(57)【要約】【課題】検出レンジを超える流量の測定が可能な分注装置を提供する。【解決手段】上流から下流に液体を送る送液管３と、送液管３の一部の区間に設けられた測定用流路１０と、測定用流路１０を流れる液体の流量を検出する流量センサ１１と、測定用流路１０の上流側で送液管３から分岐し下流側で連結する分岐管１５と、分岐管１５に設けられた開閉バルブ１６と、送液管１５の下流に設けられた分注ヘッド６を備え、送液管３を流れる流量に応じて開閉バルブ１６の開閉を制御し、一部を分岐管１５に分流させることで、測定用流路１０への流入量が流量センサ１１の検出レンジに収まるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流から下流に液体を送る送液管と、送液管の一部の区間に設けられた測定用流路と、測定用流路を流れる液体の流量を検出する流量検出手段と、測定用流路の上流側で送液管から分岐し下流側で連結する分岐管と、分岐管に設けられた開閉バルブと、送液管の下流に設けられた分注ヘッド、を備え、
流量センサの検出レンジを超える流量を測定する場合には、開閉バルブを開いて所定比率の液体の分岐管に分流し、測定用流路への流入量を検出レンジに収めることを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記分注ヘッドが前記送液管から分岐した複数のノズルを備え、
複数のノズルで同時に液体を吐出する場合には前記開閉バルブを開き、単数のノズルで液体を吐出する場合には前記バルブを閉じた状態で流量を測定することを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
【請求項３】
前記分岐管が、流路断面積がそれぞれ異なる複数の分岐管からなり、それぞれの分岐管に設けられた開閉バルブを開閉する組み合わせを変えることで、前記測定用流路への流入量を検出レンジに収めることを特徴とする請求項１または２に記載の分注装置。
【請求項４】
前記流量検出手段が、測定用流路を流れる液体の流量に応じた電圧を出力する電圧出力部と、出力された電圧を流量に変換する電圧／流量変換部、を備えた請求項１乃至３の何れに記載の分注装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を複数のウェルに分注する分注装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分注装置は、上流側に収容されている液状の液体を送液管により下流側に圧送し、送液管から分岐した複数のノズルから液体を吐出してウェルに供給する装置である（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平５−１２６６９０号公報
【特許文献２】特開平７−１０３９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ノズルの目詰まりによる分注量の精度低下を未然に防止するためには、定期的にノズル毎の吐出量を測定し、測定結果を比較することで目詰まりの傾向を把握することが重要である。この場合、各ノズルに流量センサを取り付けて吐出量を測定することが考えられるが、ノズルを備える分注ヘッドの重量化と大型化の弊害を招くとともに大幅なコスト増にもつながる。これに対し、複数のノズルに分岐する前の段階、すなわち送液管に流量センサを取り付け、各ノズルで順番に吐出することでノズル毎の吐出量を測定することが可能である。
【０００４】
しかし、流量センサで高精度の流量測定を実現するためには、検出レンジに収まるように流量を絞る必要があるため、単数のノズルのみで吐出する場合には有効であるが、通常の分注作業時のように複数のノズルで同時に吐出する場合には、流量が検出レンジを超えてしまい、流量測定を行うことができないという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、検出レンジを超える流量の測定が可能な分注装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の分注装置は、上流から下流に液体を送る送液管と、送液管の一部の区間に設けられた測定用流路と、測定用流路を流れる液体の流量を検出する流量検出手段と、測定用流路の上流側で送液管から分岐し下流側で連結する分岐管と、分岐管に設けられた開閉バルブと、送液管の下流に設けられた分注ヘッド、を備え、流量センサの検出レンジを超える流量を測定する場合には、開閉バルブを開いて所定比率の液体の分岐管に分流し、測定用流路への流入量を検出レンジに収める。
【０００７】
請求項２に記載の分注装置は、請求項１に記載の分注装置であって、前記分注ヘッドが前記送液管から分岐した複数のノズルを備え、複数のノズルで同時に液体を吐出する場合には前記開閉バルブを開き、単数のノズルで液体を吐出する場合には前記バルブを閉じた状態で流量を測定する。
【０００８】
請求項３に記載の分注装置は、請求項１または２に記載の分注装置であって、前記分岐管が、流路断面積がそれぞれ異なる複数の分岐管からなり、それぞれの分岐管に設けられた開閉バルブを開閉する組み合わせを変えることで、前記測定用流路への流入量を検出レンジに収める。
【０００９】
請求項４に記載の分注装置は、請求項１乃至３の何れに記載の分注装置であって、前記
流量検出手段が、測定用流路を流れる液体の流量に応じた電圧を出力する電圧出力部と、出力された電圧を流量に変換する電圧／流量変換部を備えた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、送液管の一部区間に設けられた測定用流路をバイパスする分岐管に所定比率の液体を分流させることで、測定用流路に流入する液体の量を検出レンジに収めることができるので、検出レンジを超える液体の流量の測定が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の分注装置の構成を示す図、図２は本発明の実施の形態の流量センサの検出レンジを説明する図、図３は本発明の実施の形態の分注装置における流量検出方法を説明する図、図４は本発明の他の実施の形態の分注装置における分岐管の構成を示す図、図５は本発明の他の実施の形態の流量センサの検出レンジを説明する図である。
【００１２】
最初に図１を参照して分注装置について説明する。容器１に収納された液体等の液体は、加圧ポンプ２によって送液管３に供給され、マニホールド４で複数の管５（ここでは５本の管を例示）に分岐された後に分注ヘッド６に装着されたノズル７から吐出される。各ノズル７からの吐出量は、それぞれに設けられたバルブ８の開閉時間によって調整される。送液管３の一部の区間には測定用流路１０が設けられている。測定用流路１０には流量センサ１１が取り付けられており、流量に応じた電圧を出力する。出力された電圧は、増幅器１２で増幅された後に電圧／流量変換部１３で流量に変換され、制御装置１４に入力される。この区間には、測定用流路１０の上流側（容器１側）で送液管３から分岐した後に下流側（分注ヘッド６側）で送液管３と連結する分岐管１５が設けられている。分岐管１５には開閉バルブ１６が設けられており、開閉バルブ１６が閉じた状態では、容器１から送液管３に供給された液体の全量が測定用流路１０に流入する。これに対し開閉バルブ１６を開いた状態では、液体の一部が分岐管１５に分流し、測定用流路１０をバイパスする。バルブコントローラ１７は、制御装置１４から制御指令を受けて、複数のバルブ８の開閉時間をそれぞれ独立して調整し、さらに開閉バルブ１６の開閉を行う。
【００１３】
次に図２を参照して流量センサの検出レンジについて説明する。流量センサ１１の流量検出特性において、ある流量Ｘまでは流量と出力電圧は正比例するが、流量が一定値を超えると、出力電圧は流量に関係なく一定値（最高電圧）Ｖｍａｘを示したままとなる。流量は電圧／流量変換部１３で電圧を変換することで求められるので、最高電圧Ｖｍａｘが出力された場合は正確な流量を求めることができないという問題が発生する。このため、流量センサ１１において流量を検出することが可能なレンジは、流量が０からＸの間であって微量領域となる０に近い部分と比例限界であるＸに近い部分を排除した範囲となる。
【００１４】
図２（ａ）に示す流量Ａは検出レンジに収まっているので、流量センサ１１は流量Ａに一対一で対応した電圧Ｖａを出力することが可能である。ところが、図２（ｂ）に示す流量Ｂは検出レンジを超えているので、出力電圧は最高電圧Ｖｍａｘとなり、流量を検出することができない。分注ヘッド６には複数のノズル７と独立して開閉動作の制御が可能なバルブ８が装着されているので、例えば全てのバルブ８を開にし、全てのノズル７から液体を吐出した場合には流量Ｂとなり、一つのバルブ８のみを開いた場合には流量Ａとなる。このように、一つの送液管３において流量Ａと流量Ｂと広いレンジの流量変化が起きるので、検出レンジを超える流量Ｂの場合には、分岐管１５に設けられた開閉バルブ１６を開き、一定比率の液体を分岐管１５に分流させて測定用流路１０をバイパスさせ、測定用流路１０への流入量を検出レンジに収まる程度の流量ｂまで減少させる。分岐管１５に分流する液体の比率は、測定用流路１０と分岐管１５の断面積の比率や、分岐管１５の取り付け角度等の様々な要素に影響を受けるので、それぞれの個体に対して予め求めておくべ
きものである。
【００１５】
この比率が例えば０．８である場合は、図３に示すように全流量Ｂのうちの４／５が分岐管１５に流れ、残りの１／５が測定用流路１０に流れる。流量センサ１１は、全流量Ｂの１／５の量である流量ｂに対応する電圧Ｖｂを出力し、これを電圧／流量変換部１３で流量ｂに変換した後に制御装置１４に入力する。制御装置１４は、バルブコントローラ１７に開閉バルブ１６を開く指令を送信している場合には、入力された流量ｂを５倍にすることで全流量Ｂを算出する。流量Ａの場合のように単数のノズル７からのみ吐出するような場合には、開閉バルブ１６を開く指令は送信していないので、入力された流量Ａを５倍にすることなくそのままの流量Ａを全流量Ａとする。なお、開閉バルブ１６を開いた場合と閉じた場合のそれぞれに出力電圧と流量との相関を示した２つのデータテーブルを予め作成し、開閉バルブ１６の開閉に対応する何れかのデータテーブルを用いて全流量を求めるようにしてもよい。
【００１６】
分岐管１５は一つに限らず複数の分岐管で構成することも可能である。図４は分岐管１５を流路断面積の異なる２つの分岐管１５ａ、１５ｂに分岐したものを示している。分岐管１５ａ、１５ｂはそれぞれ管径がｄ１、ｄ２であり、断面積比でｄ１２：ｄ２２である。分岐管１５ａ、１５ｂにはそれぞれ開閉バルブ１６ａ、１６ｂが設けられている。この２つの開閉バルブ１６ａ、１６ｂの開閉の組み合わせは、両方とも閉じる第１のパターンと、両方とも開く第２のパターンと、何れか一方のみを開く第３、第４のパターンの合計４つのパターンがあり、パターン毎に測定用流路１０に流入する液体の量が変化する。
【００１７】
両開閉バルブ１６ａ、１６ｂとも閉じる第１のパターンでは、上流から送液管３に供給された液体の全量が計測用流路１０に流入するので、第１のパターンは液体が比較的少量であるときに適したパターンである。これに対し、両開閉バルブ１６ａ、１６ｂとも開く第２のパターンでは、上流から送液管３に供給された液体の大部分が分岐管１５ａ、１５ｂに分流されるため、計測用流路１０に流入する量は４つのパターンのうち最低となるので、第２のパターンは液体が比較的多量であるときに適したパターンである。これらの中間的な量の液体の場合には第３、第４のパターンが適し、より多量の場合には開閉バルブ１６ａを閉じて流路断面積の大きい方の分岐管１５ｂに分流させ、より少量の場合には開閉バルブ１６ｂを閉じて流路断面積の小さい方の分岐管１５ａに分流させ、適量の液体が測定用流路１０に流入するようにする。
【００１８】
図１に示した分注ヘッド６に装着された全てのノズル７から液体を吐出するような場合には、図４に示すように全流量Ｃ４が流量センサ１１の検出レンジを大きく超えてしまうので、制御装置１４は、全てのバルブ８を開いた状態で流量の検出を行うときには、両開閉バルブ１６ａ、１６ｂとも開くようにバルブコントローラ１７に指令を送信する。これに対し、単数のノズル７からのみ吐出するような場合には、全流量Ｃ１は流量センサ１１の検出レンジに納まるので、制御装置１４は、一つのバルブ８のみを開いた状態で流量の検出を行うときには、両開閉バルブ１６ａ、１６ｂとも閉じるようにバルブコントローラ１７に指令を送信する。また、例えば３つのノズル７から液体を吐出するような場合にも全流量Ｃ３は流量センサ１１の検出レンジを超えてしまうが、この場合に両開閉バルブ１６ａ、１６ｂとも開くと、測定用流路１０に流入する液体の量が極端に減少することになるので、一方の開閉バルブ１６ａのみを閉じることで、測定用流路１０への流入量を検出レンジに収めつつ一定の流入量を確保する。同じく、２つのノズル７から液体を吐出するような場合にも全流量Ｃ２は流量センサ１１の検出レンジを超えてしまうが、この場合は、開閉バルブ１６ｂのみを閉じ、流路断面積がより小さい分岐管１５ａに分流させることで、測定用流路１０への流入量を検出レンジに収めつつ一定の流入量を確保する。
【００１９】
分岐管１５ａ、１５ｂに分流される比率は、測定用流路１０と分岐管１５ａ、１５ｂの
断面積の比率や、分岐管１５ａ、１５ｂの取り付け角度等の様々な要素によって確定するものであり、それぞれの個体に対して予め求めておく必要がある。測定用流路１０に流入した液体の流量から、送液管３に供給された液体の全流量を求めるときには、これらの比率から算出することもできるし、開閉バルブ１６ａ、１６ｂの開閉の組み合わせパターン毎に出力電圧と流量との相関を示した４つのデータテーブルを予め記憶しておき、開閉パターンに対応する何れかのデータテーブルを用いて全流量を検出するようにしてもよい。
【００２０】
このように、複数の分岐管に設けられた開閉バルブを開閉する組み合わせを供給量に応じて変えることで、測定用流路１０への流入量を検出レンジに収めつつ、安定した検出が可能な一定の流入量を確保することができる。また、測定用流路１０への流入量を大きく変動させることなく略一定にし、検出レンジの幅のうち略同じ部分を検出に用いることで、繰り返し精度の高い検出を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明によれば、送液管の一部区間に設けられた測定用流路をバイパスする分岐管に所定比率の液体を分流させることで、測定用流路に流入する液体の量を検出レンジに収めることができるので、検出レンジを超える液体の流量の測定が可能になるという利点があり、送液管における流量の変化が大きい分注装置を使用する場合に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態の分注装置の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態の流量センサの検出レンジを説明する図
【図３】本発明の実施の形態の分注装置における流量検出方法を説明する図
【図４】本発明の他の実施の形態の分注装置における分岐管の構成を示す図
【図５】本発明の他の実施の形態の流量センサの検出レンジを説明する図
【符号の説明】
【００２３】
３  送液管
６  分注ヘッド
７  ノズル
１０  測定用流路
１１  流量センサ
１３  電圧／流量変換部
１５、１５ａ、１５ｂ  分岐管
１６、１６ａ、１６ｂ  開閉バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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