(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に略沿って設けられるとともに、液体を分注する複数のノズルと、前記ノズルを支持する支持部と、前記支持部に対して前記ノズルを上下動させるとともに、前記ノズル毎にそれぞれ設けられるノズル上下動駆動手段とを有し、複数箇所に同時に液体を分注可能な分注装置に備えられる分注ヘッドであって、
前記ノズル上下動駆動手段は、
前記ノズルと略平行に配置された送りネジを有する送りネジ機構と、
前記送りネジ機構に近接して設けられるとともに、前記送りネジを回転駆動する駆動源とを備え、
複数の前記ノズルが少なくとも一列に並んで配置されるとともに、各ノズルどうしの間隔を変更自在となるように各ノズル及びノズル上下動駆動手段がノズルの列の方向に沿って移動自在に前記支持部に支持され、
隣合う前記ノズルをそれぞれ上下動させる前記ノズル上下動駆動手段のうちの一方のノズル上下動駆動手段に対して他方のノズル上下動駆動手段が前記ノズルの列の反対側となるように、前記ノズル上下動駆動手段が、前記ノズルの列を挟んで互い違いに配置され、
前記送りネジ機構に、前記送りネジに螺合する螺合部と、前記螺合部から前記ノズルに向けて延出して前記ノズルに係合する係合部とを備えるとともに、前記送りネジの回転に伴って前記ノズルとともに上下動する移動部材が備えられ、
前記係合部の前記ノズルの列の並び方向に沿った幅が、前記螺合部の前記並び方向に沿った幅より狭くされていることを特徴とする分注ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の分注ヘッドにおいて、
前記送りネジに対して所定の配置で、前記ノズルを上下動自在に案内する案内部材を備え、
前記移動部材が、自身の回転を規制するように前記ノズルに係合していることを特徴とする分注ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２記載の分注ヘッドにおいて、
前記駆動源は、この駆動源が駆動すべき前記送りネジに対して、前記ノズルの反対側に配置されるとともに、前記ノズルの前記並び方向に直交する方向に沿って、前記ノズルの中心を通る線分から前記駆動源の中心が前記ノズルの列の中央から離れる方向にずれて配置され、
前記駆動源から前記送りネジにベルトを介して駆動力が伝動されていることを特徴とする分注ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分注ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＮＡ鑑定や血液検査等の医療分野における検体検査、或いは化学的、生物学的な種々の試料分析において、試験管内の液体状の検体（試料）を吸入採取（以下、分取という。）するとともに、分取された検体をマイクロプレート等の容器の検査用凹部に所定量分注する分注装置が用いられている。
この分注装置は、検体の分取時及び分注時等に検体の分取分注用のノズルを上下動するための分注ヘッドを備えている。この分注ヘッドの要部構成を図６及び図７に示す。
【０００３】
この分注ヘッド３００は、例えば図６に示すように、機枠３１０と、ガイド３２０と、ノズル垂直駆動ユニット３３０とを備えて構成されている。
機枠３１０は、略平行に対向配置された一対の側板３１１，３１１と、両側板３１１，３１１の下端部どうしを接続する奥側の面板３１２とを備えている。また、ガイド３２０は、両側板３１１，３１１どうしを結ぶように略水平に配設され、図示しない水平駆動源の駆動によるノズル垂直駆動ユニット３３０の水平方向への移動を案内する。
【０００４】
ノズル垂直駆動ユニット３３０は、例えば図７に示すように、ユニット本体３３１と、ユニット本体３３１に対して上下動自在に設けられたノズル３３２と、ノズル３３２を上下動させるために駆動する駆動源３３３（図６）と、駆動源３３３を一端に有し、この駆動源３３３の駆動によりθ軸方向（水平軸周りの回転方向）に回転するシャフト３３４と、シャフト３３４の回転に連動して回転する歯車３３５とを備えている。
なお、シャフト３３４は前記ガイド３２０と同方向に延在しており、歯車３３５はシャフト３３４に対してその軸方向に摺動自在に取り付けられている。
【０００５】
このうち、歯車３３５は、ノズル３３２の周囲にその長手方向に沿って設けられたラック３３６と噛合するようにユニット本体３３１に設けられており、歯車３３５が駆動源３３３の駆動により回転することでノズル３３２をユニット本体３３１に対して上下動させるようになっている。具体的には、駆動源３３３がシャフト３３４をθ軸方向に正回転させることにより、シャフト３３４の回転に連動して歯車３３５が同方向に回転して、この歯車３３５とラック３３６とが噛合うことによってノズル３３２が鉛直下向きに移動する一方で、駆動源３３３がシャフト３３４をθ軸方向に逆回転させることにより、同様にして回転する歯車３３５とラック３３６とが噛合うことによってノズル３３２が鉛直上向きに移動する。
このように、ノズル垂直駆動ユニット３３０は、歯車３３５とノズル３３２周囲のラック３３６とによってラックアンドピニオン機構を構成することで、ノズル３３２を略垂直に上下動するようになっている。
なお、ノズル垂直駆動ユニット３３０は、ノズル３３２の数に応じて設けられており、他のノズル垂直駆動ユニット３３０も同様にラックアンドピニオン機構を構成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の分注ヘッドでは、ノズルの垂直駆動をノズル垂直駆動ユニットのラックアンドピニオン機構によって行うため、歯車及びラックでのバックラッシ等によりノズルの上下方向の位置決めの際に誤差が生じやすく、その位置決め精度を向上させることが難しかった。
また、分注ヘッドは、例えば、試験管内の検体を分取する際には、各ノズルの間隔を拡げ、マイクロプレートの検査用凹部に分注する際には、各ノズルの間隔を狭くするようになっている。そのため、ノズルの間隔を狭くする際に、ピニオンを回転させるために、シャフトに接続される回転軸を横にしたモータをノズルと一緒に移動するように配置すると、モータが邪魔になって各ノズルの間隔を狭くすることができなかった。
そこで、分注ヘッドは、駆動源が例えば機枠の外側に設けられた構成となっており、そのために分注ヘッド自体の寸法が大きくなっていた。特に、分注ヘッドは、例えば検体の検査時等に試験管の載置場所からマイクロプレートの載置場所まで図示しないＸＹ駆動機構によってＸＹ移動するようになっているが、その際の分注ヘッドの移動範囲とされる空間部分が大きくなるため、分注装置の寸法をコンパクト化することができないといった問題があった。
さらに、分注ヘッドの寸法が大きくなると、分注ヘッドの重量も大きくなってしまうため、分注ヘッドのＸＹ移動時等に分注装置が撓んでしまうといった問題もある。
【０００７】
本発明の課題は、ノズルの上下方向における位置決め精度を向上させることができるとともに、寸法を小さくすることができる分注ヘッドを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、例えば図１及び図２に示すように、
鉛直方向に略沿って設けられるとともに、液体を分注する複数のノズル（４）と、前記ノズルを支持する支持部（例えば、機枠１）と、前記支持部に対して前記ノズルを上下動させるとともに、前記ノズル毎にそれぞれ設けられるノズル上下動駆動手段（例えば、垂直駆動部５）とを有し、複数箇所に同時に液体を分注可能な分注装置に備えられる分注ヘッド（１００）であって、
前記ノズル上下動駆動手段は、
前記ノズルと略平行に配置された送りネジ（例えば、ボールネジ５３）を有する送りネジ機構と、
前記送りネジ機構に近接して設けられるとともに、前記送りネジを回転駆動する駆動源（例えば、駆動モータ５２）とを備え、
複数の前記ノズルが少なくとも一列に並んで配置されるとともに、各ノズルどうしの間隔を変更自在となるように各ノズル及びノズル上下動駆動手段がノズルの列の方向に沿って移動自在に前記支持部に支持され、
隣合う前記ノズルをそれぞれ上下動させる前記ノズル上下動駆動手段のうちの一方のノズル上下動駆動手段に対して他方のノズル上下動駆動手段が前記ノズルの列の反対側となるように、前記ノズル上下動駆動手段が、前記ノズルの列を挟んで互い違いに配置され、
前記送りネジ機構に、前記送りネジに螺合する螺合部（５４１）と、前記螺合部から前記ノズルに向けて延出して前記ノズルに係合する係合部（５４５）とを備えるとともに、前記送りネジの回転に伴って前記ノズルとともに上下動する移動部材（５４）が備えられ、
前記係合部の前記ノズルの列の並び方向に沿った幅が、前記螺合部の前記並び方向に沿った幅より狭くされていることを特徴としている。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、液体を分注するノズルと略平行に配置された送りネジを有する送りネジ機構と、送りネジを回転駆動する駆動源とを備えるノズル上下動駆動手段により、鉛直方向に略沿って設けられたノズルはこのノズルを支持する支持部に対して上下動される。すなわち、駆動源により回転させられる送りネジを有する送りネジ機構によってノズルが上下動されるので、従来のようにラックアンドピニオン機構を用いる必要がなくなる。
また、ノズルと、このノズルの駆動軸となる送りネジとは略平行に配設されているので、従来のように駆動軸となるシャフトが略水平に設けられるものに比べて分注ヘッドがコンパクト化される。
さらに、ノズル上下駆動機構はノズル毎に設けられ、駆動源は送りネジ機構に近接して設けられている。従って、例えばノズルを水平移動させる場合に、ノズルと駆動源とが一体となって移動させられ、ノズル上下動駆動手段が従来のものに比べてコンパクト化される。これにより、従来のように駆動源が機枠の外側に設けられる構成のものに比べて、分注ヘッドがさらにコンパクト化される。
【００１１】
また、複数のノズルが少なくとも一列に並んで配置されるとともに、各ノズルどうしの間隔を変更自在となるように各ノズル及びノズル上下動駆動手段がノズルの列の方向に沿って移動自在に支持部に支持される。さらに、ノズル上下動駆動手段は、隣合うノズルをそれぞれ上下動させるノズル上下動駆動手段のうちの一方のノズル上下動駆動手段に対して他方のノズル上下動駆動手段がノズルの列の反対側となるように、ノズルの列を挟んで互い違いに配置されている。これにより、例えばノズルを互いに近接させるようにノズルの列の並び方向に移動させる場合に、隣合うノズル上下動駆動手段どうしが略同じ高さで配置されても、隣合うノズル上下駆動手段どうしが互いに干渉することなくノズルどうしが近接させられる。
【００１２】
しかしながら、例えば、送りネジは、自身の強度を確保した上で、できる限り小さい径となるように形成されるが、その径が最小となるように形成されても、送りネジの径はノズルの径よりも大きくなってしまう。そのため、前記送りネジの径寸法に対応するように螺合部を形成し、この螺合部の寸法を考慮して移動部材を形成すると、移動部材の前記ノズルの列の並び方向に沿った幅がノズルの径に対して大きくなってしまう。
そこで、送りネジ機構に備えられる移動部材は、移動部材のノズルに係合する係合部の前記並び方向に沿った幅が、送りネジに螺合される螺合部の前記並び方向に沿った幅より狭くされることにより、例えばノズルを互いに近接させるようにノズルの前記並び方向に移動させる場合に、隣合う移動部材どうしが略同じ高さで配置されても、隣合う係合部どうしが互いに干渉することなくノズルのピッチが最小ピッチとなるまでノズルどうしが近接させられる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、例えば図２に示すように、請求項１記載の分注ヘッド（１００）において、
前記送りネジ（例えば、ボールネジ５３）に対して所定の配置で、前記ノズル（４）を上下動自在に案内する案内部材（例えば、支持体５１）を備え、
前記移動部材（５４）が、自身の回転を規制するように前記ノズルに係合していることを特徴としている。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、送りネジに対して所定の配置で、ノズルを上下動自在に案内する案内部材が備えられ、移動部材が、自身の回転を規制するようにノズルに係合している。すなわち、一般的な送りネジ機構のように移動部材の回転の自由度を規制する回転止め部材を別に設けることなく、案内部材に案内されるノズルによって移動部材の回転が規制されるので、ノズル上下動駆動手段がコンパクト化される。これにより、分注ヘッドがさらにコンパクト化される。
【００１５】
請求項３記載の発明は、例えば図４に示すように、請求項１または２記載の分注ヘッド（１００）において、
前記駆動源（例えば、駆動モータ５２）は、この駆動源が駆動すべき前記送りネジ（例えば、ボールネジ５３）に対して、前記ノズル（４）の反対側に配置されるとともに、前記ノズルの前記並び方向に直交する方向に沿って、前記ノズルの中心を通る線分から前記駆動源の中心が前記ノズルの列の中央から離れる方向にずれて配置され、
前記駆動源から前記送りネジにベルト（例えば、タイミングベルト５５）を介して駆動力が伝動されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、駆動源は、この駆動源が駆動すべき送りネジに対して、ノズルの反対側に配置されるとともに、ノズルの列の並び方向に直交する方向に沿って、ノズルの中心を通る線分から駆動源の中心がノズルの列の中央から離れる方向にずれて配置されている。これにより、例えばノズルを互いに近接させるようにノズルの前記並び方向に移動させる場合に、隣合う駆動源どうしが略同じ高さで配置されても、隣合う駆動源どうしが互いに干渉することなくノズルのピッチが最小ピッチとなるまでノズルどうしが近接させられる。
また、駆動源から送りネジにベルトを介して駆動力が伝動されているので、例えばギヤ等を用いて駆動源の駆動力を送りネジに伝動する構成に比べてコストが低減されるとともに、分注ヘッドの重量が小さくされる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図１は、分注ヘッドの要部を示した斜視図であり、図２は、図１の分注ヘッドに備わるノズル垂直駆動ユニットを示した拡大側面図であり、図３は、図２のノズル垂直駆動ユニットにおける移動部材とノズルとの係合を説明するための図である。また、図４は、図１の分注ヘッドに備わるノズルが互いに最も近接した状態を説明するための平面図であり、図５は、前記ノズルが互いに離間した状態を説明するための平面図である。
【００２０】
本発明が適用された一実施の形態として例示される分注ヘッドは、例えば複数の試験管（図示略）内の液体状の検体を各々吸入採取（以下、分取という。）するとともに、分取された各検体をマイクロプレート（図示略）等の容器の検査用凹部等に所定量ずつ同時に分注可能な分注装置（図示略）に備えられ、検体の分取或いは分注のためにノズルを略垂直に上下動させるためのものである。
【００２１】
この分注ヘッド１００は、例えば図示しないＸＹ駆動源によって分注装置に対してＸＹ移動（水平移動）自在となっており、例えば図１に示すように、機枠１と、ガイドレール２と、ノズル垂直駆動ユニット３とを備えて構成されている。
【００２２】
先ず、機枠１は、例えば従来の分注ヘッドと同様に、略平行に対向配置された一対の側板１１，１１と、両側板１１，１１の下端部どうしを接続する奥側の面板１２とを備えている。
また、ガイドレール２は、例えば両側板１１の上端部どうしを結ぶように略水平に且つ平行に設けられた上側ガイド２１、２２と、両側板１１の下端部どうしを結ぶように、前記上側ガイド２１、２２と略上下に重なる位置で設けられた下側ガイド２３、２４とを備えて構成されている。
このガイドレール２は、ノズル垂直駆動ユニット３を支持するとともに、水平駆動用モータ（後述；図示略）の駆動によるノズル垂直駆動ユニット３の前記ガイドレール２の軸方向（以下、ガイド方向という。）への移動を案内可能となっている（図４及び図５参照）。
このように、機枠１とガイドレール２とによって支持部が構成されている。
【００２３】
ノズル垂直駆動ユニット３は、例えば略等しい高さで複数（例えば、８つ）設けられ、半数（例えば、４つ）のノズル垂直駆動ユニット３が、一方（例えば、手前側）の上側ガイド２１及び下側ガイド２３によって案内支持され、残りの半数（例えば、４つ）のノズル垂直駆動ユニット３が、他方（例えば、奥側）の上側ガイド２２及び下側ガイド２４によって案内支持されている。そして、一方の上側及び下側ガイド２１、２３に支持される各ノズル垂直駆動ユニット３と他方の上側及び下側ガイド２２、２４に支持される各ノズル垂直駆動ユニット３とが互い違いに配置されている。
【００２４】
また、各ノズル垂直駆動ユニット３は、例えば図２に示すように、検体を分取するとともに分取された検体を分注するノズル４と、このノズル４を支持してこのノズル４をボールネジ機構（送りネジ機構）により略垂直に上下動する垂直駆動部（ノズル上下動駆動手段）５とを備えて構成されている。
なお、図２（ａ）では、手前側の上側及び下側ガイド２１、２３に案内支持されるノズル垂直駆動ユニット３を示している。
【００２５】
ノズル４は、鉛直方向に略沿って設けられる例えば略円筒状の長尺な部材であり、その上端部は、例えばノズル４に検体の分取及び分注を行わせるために検体の吸引或いは吐出動作を行うための吸引吐出手段（例えば、シリンダ、ポンプ等；図示略）と、例えば連結部材（例えば、チューブ等；図示略）を介して連結されている。
また、ノズル４は、その先端に分注チップ４１が取り付けられており、この分注チップ４１は、先になるにつれて断面形状が狭くなるような形状、つまり尖頭状の部材であり、分取及び分注される検体の種類や分取量や分注量等に応じて適宜取替可能となっている。
【００２６】
また、ノズル４の外周部４２には、例えば図３に示すように、後述する移動部材５４の係合部５４５と係合される被係合部４３が設けられている。
この被係合部４３は、ノズル４の軸中央部をガイド方向に沿って挟んだ両側に、係合部５４５の凹部（後述）５４６の形状に対応させて所定の深さ切り欠かれた凹部が形成されている。これにより、被係合部４３のガイド方向に沿った幅は、ノズル４の他の部分の幅よりも狭くされている。
なお、軸中央部には、その内側に例えば前記吸引吐出手段に吸引及び吐出される空気の流路が設けられている。
【００２７】
一方、垂直駆動部５は、支持体５１と、ノズル４を機枠１に対して上下動させるために駆動する駆動モータ（駆動源）５２と、この駆動モータ５２の駆動力をノズル４に伝達するために軸回転するボールネジ（送りネジ）５３と、ノズル４の被係合部４３に係合される係合部５４５を有し、前記ボールネジ５３の回転によりノズル４とともに上下動する移動部材５４とを備えている。
【００２８】
このうち、支持体５１は、例えばベース部５１１と、このベース部５１１の上端より挿通されていない方の上側ガイド２２側に略水平に延出した略平板状の上側延出部５１２と、ベース部５１１の下端より挿通されていない方の下側ガイド２４側に略水平に延出した略平板状の下側延出部５１３とを備えている。
【００２９】
ベース部５１１は、例えば略鉛直に配置される部材であり、前記上側延出部５１２よりわずかに下側に上側ガイド２１が挿通される上側ガイド挿通孔５１４と、前記下側延出部５１２よりわずかに上側に下側ガイド２３が挿通される下側ガイド挿通孔５１５とを備えている。
そして、ベース部５１１は、上側ガイド挿通孔５１４に上側ガイド２１が挿通され、下側ガイド挿通孔５１５に下側ガイド２３が挿通されることで上側及び下側ガイド２１、２３によって支持されている。
このようにして、ノズル垂直駆動ユニット３が上側及び下側ガイド２１、２３によって支持された状態となっている。
なお、両ガイド挿通孔５１４、５１５の内径は、上側及び下側ガイド２１、２３の外径よりもわずかに大きくなっている。
【００３０】
また、上側延出部５１２は、例えば上側ガイド２１、２２どうしの中間よりベース部５１１に挿通されていない上側ガイド２２側に幾分延出しており、その先端部分５１６にノズル４が挿通されるノズル挿通孔５１７が設けられるとともに、ノズル挿通孔５１７よりもベース部５１１側にボールネジ５３が挿通されるネジ挿通孔５１８が設けられている。
一方、下側延出部５１３は、上側延出部５１２と同様に、例えば下側ガイド２３、２４どうしの中間よりベース部５１１に挿通されていない下側ガイド２４側に幾分延出しており、その先端部分５１６にノズル４が挿通されるノズル挿通孔５１７が設けられるとともに、ノズル挿通孔５１７よりもベース部５１１側にボールネジ５３が挿通されるネジ挿通孔５１８が設けられている。
【００３１】
両ノズル挿通孔５１７，５１７は、上側及び下側延出部５１２、５１３の各々を上下に貫通するように設けられているとともに、互いに略上下に重ねられる位置で上側及び下側延出部５１２、５１３に設けられている。
そして、これらノズル挿通孔５１７，５１７にノズル４が挿通されることで、ノズル４が鉛直方向に略沿って支持体５１に取り付けられており、ノズル４が上下動自在に案内された状態となる。
【００３２】
このように、ガイドレール２どうしの略中間にノズル４が配置されており、他のノズル垂直駆動ユニット３も、上記と同様にノズル４が配置されることにより、ガイドレール２どうしの略中間にて複数のノズル４が一列に並んで配置されている。
すなわち、ノズル４の列は、隣合うノズル４をそれぞれ上下動させる垂直駆動部５のうちの一方の垂直駆動部５に対して他方の垂直駆動部５が前記ノズル４の列の反対側となるように互い違いに配置されるようにして、垂直駆動部５に挟まれた状態となっている。
【００３３】
また、上側及び下側延出部５１２、５１３の先端部分５１６は、後述する係合部５４５と同様に、その両側端部分が切り欠かれており、先端部分５１６のガイド方向に沿った幅が延出部５１２、５１３のほかの部分の前記方向に沿った幅に比べて狭くされている。
これにより、例えばノズル垂直駆動ユニット３がガイドレール２に案内されながらノズル４の列の方向に沿って水平移動する場合に、隣合う先端部分５１６どうしが互いに干渉することなくノズル４のピッチが最小ピッチとなるまでノズル４どうしを近接させることができる（図４参照）。
【００３４】
なお、ノズル挿通孔５１７の内径はノズル４の外径と略等しいか、その外径よりもわずかに大きくなっている。
また、両ネジ挿通孔５１８，５１８は、上側及び下側延出部５１２、５１３の各々を上下に貫通するように設けられているとともに、互いに略上下に重ねられる位置で各延出部５１２、５１３に設けられている。これらネジ挿通孔５１８の内径は、ボールネジ５３の外径と略等しいか、その外径よりもわずかに大きくなっている。
【００３５】
一方、ボールネジ５３は、例えば、前記ネジ挿通孔５１８，５１８に挿通されることで支持体５１に取り付けられており、前記ノズル４と略平行に延在する長尺な部材である。
このボールネジ５３は、その下端部が下側延出部５１３のネジ挿通孔５１８を貫通するとともに、その上端部が上側延出部５１２のネジ挿通孔５１８を貫通しており、上端部には、駆動モータ５２の駆動により回転させられる従動プーリ５３１が取付固定されている一方、下端部には、前記ネジ挿通孔５１８からの抜止を行うための抜止部材５３２が取付固定されている。
【００３６】
さらに、ボールネジ５３には、上側及び下側延出部５１２、５１３の間に配置されるように移動部材５４が螺合されている。
この移動部材５４は、例えば、ボールネジ５３に螺合する螺合部５４１を有する略円筒状のボールナット５４２と、ノズル４の被係合部４３に係合部５４５が係合することでこのノズル４を支持可能な支持部材５４３とを備えている。
【００３７】
このうち、螺合部５４１は、ボールナット５４２を上下に貫通するように設けられており、その内周面にボールネジ５３の雄ネジ部（図示略）に螺合可能な雌ネジ部（図示略）が形成されている。
さらに、ボールナット５４２の下側には支持部材５４３が設けられており、この支持部材５４３は、例えば略水平に配設された略平板状の部材であり、上下に貫通される貫通孔５４４を備えている。
この貫通孔５４４の径は少なくともボールネジ５３の外径よりも大きくなっており、貫通孔５４４の中心軸と螺合部５４１の中心軸とが同軸上に位置するように螺合部５４１と貫通孔５４４とを連通させた状態で、支持部材５４３の上面にボールナット５４２が当接固定されている。
【００３８】
さらに、支持部材５４３は、ボールナット５４２が設けられた部分からノズル４に向けて延出してノズル４に係合する係合部５４５を備えている。
この係合部５４５には、その先端部に前記ノズル４の被係合部４３と噛合うように凹んだ凹部５４６が設けられている。そして、係合部５４５と被係合部４３とを係合させることで、ノズル４が支持部材５４３により支持されて垂直駆動部５に取り付けられた状態となっている。
【００３９】
また、係合部５４５は、例えば図２（ｂ）に示すように、その両側端部分が切り欠かれており、係合部５４５のガイド方向（ノズルの列の並び方向）に沿った幅が螺合部５４１の前記方向に沿った幅より狭くされている。
ここで、上記ノズル４及びボールネジ５３は、各々自身の強度を確保した上で、できる限り小さい径となるように形成されているが、径が最小となるようにボールネジ５３が形成されても、ボールネジ５３の径はノズル４の径よりも大きくなってしまう。そのため、このボールネジ５３の径寸法に対応するように螺合部５４１を形成し、この螺合部５４１の寸法を考慮して支持部材５４３を形成すると、その先端部の係合部５４５のガイド方向（ノズルの列の並び方向）に沿った幅がノズル４の径に対して大きくなってしまう。
そこで、ノズル垂直駆動ユニット３がノズル４の列を挟むように互い違いに配置され、係合部５４５のガイド方向に沿った幅が、ボールナット５４２のガイド方向に沿った幅より狭くされることにより、例えば図４に示すように、水平駆動機構（図示略）等によってノズル４を互いに近接させるように水平移動させる場合に、隣合う移動部材５４どうしが略同じ高さで配置されても、隣合う係合部５４５どうしが互いに干渉することなくノズル４のピッチが最小ピッチとなるまでノズル４どうしが近接させられる。
なお、ノズル４のピッチが最小ピッチとなるまでノズル４どうしが近接させられた状態では、一方の上側及び下側ガイド２１、２３に支持された各ノズル垂直駆動ユニット３の係合部５４５の側端部分と、他方の上側及び下側ガイド２２、２４に支持された各ノズル垂直駆動ユニット３の係合部５４５の側端部分とが当接させられている。
【００４０】
また、支持部材５４３は、その係合部５４５が前記ノズル４の被係合部４３と係合されることにより、ボールネジ５３の軸周りの回転に伴う移動部材５４の回転の自由度が規制されている。
従って、一般的なボールネジ機構のように、移動部材５４の回転の自由度を規制する回転止め部材（例えば、移動部材５４の移動方向と同方向に配設されるガイド等）を別に設ける必要がなくなり、ノズル垂直駆動ユニット３をコンパクト化できる。
【００４１】
一方、駆動モータ５２は、その長手方向が前記支持体５１の長手方向と同方向となるように略平行に近接して設けられている。
この駆動モータ５２は、例えば略直方体状に形成された筐体５２１の内部に設けられており、この駆動モータ５２が駆動すべきボールネジ５３に対して、ノズル４の反対側に配置されるとともに、支持体５１のベース部５１１上端と略同じ高さで略平板状の取付部材５６を介して取り付けられている。
【００４２】
また、駆動モータ５２は、その上端部分に自身の駆動により軸周りに回転する出力軸５２２が設けられており、この出力軸５２２に駆動プーリ５２３が取付固定されている。そして、この駆動プーリ５２３と前記ボールネジ５３上端部の従動プーリ５３１とにタイミングベルト５５が巻き掛けられおり、駆動モータ５２からの駆動力をボールネジ５３に伝動可能となっている。
従って、例えばギヤ等を用いて駆動モータ５２の駆動力をボールネジ５３に伝動する構成に比べてコストを低減することができるとともに、分注ヘッド１００の重量を小さくできる。
【００４３】
また、駆動モータ５２は、その筐体５２１のガイド方向に沿った幅が支持体５１の前記方向に沿った幅よりも大きくなっている。そして、この駆動モータ５２は、ガイド方向（ノズル４の並び方向）に直交する方向に沿って、前記ノズル４の中心を通る線分（以下、中心線分という。）から駆動モータ５２の中心がノズル４の列の中央から離れる方向にずれて配置されている。
特に、例えば図４及び図５に示すように、複数のノズル垂直駆動ユニット３のうちガイド方向に沿ってノズル４の列の中央から離れて配置されるノズル垂直駆動ユニット３ほど、駆動モータ５２は、中心線分から駆動モータ５２の中心がノズル４の列の中央から離れる方向によりずれて配置されている。
これにより、例えばノズル４どうしを互いに近接させるように例えばノズル４垂直駆動ユニット３がガイドレール２に沿って水平移動する場合に、隣合う駆動モータ５２どうしが互いに干渉することなく、ノズル４のピッチが最小ピッチとなるまで、すなわち隣合う係合部５４５の側端部分どうしを当接させた状態となるまでノズル４どうしを近接させることができる（図４参照）。
【００４４】
なお、取付部材５６は、ノズル垂直駆動ユニット３毎に、取付部材５６の形状が、中心線分から駆動モータ５２の中心がノズル４の列の中央から離れる方向にずれて配置されている駆動モータ５２に対応するように曲がった形状となっている。
【００４５】
また、図示は省略するが、水平駆動機構は、水平駆動用モータと、上側及び下側ガイドと略平行に設けられ、各ノズル垂直駆動ユニット３もしくは所定数のノズル垂直駆動ユニット３が螺合された複数のボールネジ等を備えて構成されている。
そして、水平駆動機構は、水平駆動用モータが駆動することによりボールネジを回転させて、この回転によりノズル垂直駆動ユニット３をボールネジの軸方向に移動可能となっている。なお、水平駆動機構は、ノズル４どうしが略等間隔を保つように各ノズル垂直駆動ユニット３を移動させる。
具体的には、水平駆動機構は、例えば試験管内の検体を分取する際に、試験管のピッチとノズル４のピッチとが略等しくなるようにノズル垂直駆動ユニット３を例えば互いに遠ざける方向に移動させてノズル４どうしを互いに離間させる（図５参照）。一方で、水平駆動機構は、例えば分取された検体をマイクロプレート等の検査用凹部に所定量分注する際に、試験管のピッチよりも小さく設定されている検査用凹部のピッチとノズル４のピッチとが略等しくなるようにノズル垂直駆動ユニット３を例えば互いに近づく方向に移動させてノズル４どうしを互いに近接させる（図４参照）。
【００４６】
次に、この分注ヘッド１００のノズル垂直駆動ユニット３によって、ノズル４を上下動させる際の動作について説明する。
【００４７】
このノズル垂直駆動ユニット３では、駆動モータ５２が駆動することにより、出力軸５２２に固定された駆動プーリ５２３が回転して、この回転によりタイミングベルト５５を介して従動プーリ５３１が固定されたボールネジ５３が回転させられ、ボールネジ５３に螺合される移動部材５４が上下動させられる。このとき、移動部材５４は、その係合部５４５がノズル４の被係合部４３に係合しているため、ノズル４と一体となって上下動する。
具体的には、例えば、駆動モータ５２が駆動して、出力軸５２２を所定方向（例えば、時計回り）に回転させることにより、ボールネジ５３が同方向に回転して、ボールネジ５３に螺合される移動部材５４を上方に移動させ、この移動部材５４の移動と一体にノズル４を上方に移動させる。一方、駆動モータ５２が駆動して、出力軸５２２を所定方向と逆（例えば、反時計回り）に回転させることにより、ボールネジ５３が同方向に回転して、ボールネジ５３に螺合される移動部材５４を下方に移動させ、この移動部材５４の移動と一体にノズル４を下方に移動させる。
【００４８】
以上のように、この実施の形態の分注ヘッド１００によれば、検体を分注するノズル４と略平行に配置されたボールネジ５３と、このボールネジ５３に螺合される移動部材５４と、前記ボールネジ５３を回転駆動する駆動モータ５２とを備える垂直駆動部５は、鉛直方向に略沿って設けられたノズル４をこのノズル４を支持する機枠１に対して上下動させる。
従って、従来のようにラックアンドピニオン機構を介してノズル４を上下動させる必要がないため、バックラッシ等によるノズル４の上下方向の位置決めの際の誤差が生じず、ノズル４の上下方向における位置決め精度を向上させることができる。
また、従来のようにノズル４の駆動軸となるシャフトを略水平に設けたものに比べて分注ヘッド１００の寸法を小さくすることができる。
さらに、ノズル垂直駆動ユニット３をノズル４の列の並び方向に沿って水平移動させる場合等に、ノズル４と駆動モータ５２とを一体として移動させることができ、垂直駆動部５を従来のものに比べてコンパクト化できる。これにより、従来のように駆動モータ５２が機枠１の外側に設けられる構成のものに比べて、分注ヘッド１００の寸法を小さくすることができる。
加えて、分注ヘッド１００の寸法を小さくすることによって、その重量が小さくなり、例えばＸＹ駆動源による分注ヘッド１００のＸＹ移動時等に生じる分注装置の撓みを軽減することができる。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
また、上記実施の形態では、送りネジとしてボールネジ５３を例示したが、これに限られるものではなく、送りネジであれば如何なるものであっても良く、例えば台形ネジや三角ネジ等であっても良い。
さらに、上記実施の形態では、駆動モータ５２の駆動力をボールネジ５３に伝動するために、駆動モータ５２の駆動プーリ５２３とボールネジ５３の従動プーリ５３１とにタイミングベルト５５を巻き掛けるようにしたが、これに限られるものではなく、例えば駆動モータ５２の出力軸５２１に歯車を設け、この歯車に噛合う歯車をボールネジ５３の軸に設けるようにしても良い。
加えて、上記実施の形態では、移動部材５４とノズル４とを一体に上下動させるために、ノズル４の外周部の被係合部４３と移動部材５４の係合部５４５とを係合させるようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、接着剤等を用いてノズル４の外周面と移動部材５４の先端部とを接着固定するようにしても良い。
【００５０】
また、ボールネジ５３の径がノズル４の径よりも大きくなっているが、これに限られるものではなく、ボールネジ５３が自身の強度を確保した上でボールネジ５３の径を小さくできるならば、ボールネジ５３の径をノズル４の径と略等しくしても良いし、その径よりも小さくなるようにしても良い。なお、この場合には、係合部５４５の両側端部を切り欠く必要がなくなるとともに、ノズル４の最小ピッチをさらに小さくすることもできる。
さらに、駆動モータ５２の筐体５２１のガイド方向に沿った幅が支持体５１の前記方向に沿った幅よりも大きくなっているが、これに限られるものではなく、駆動モータ５２のノズル４を上下動させる上で必要な出力を低減させることなく、駆動モータ５２を小型化することができるならば、駆動モータ５２の筐体５２１のガイド方向に沿った幅を支持体５１の前記方向に沿った幅と略等しくしても良いし、その幅よりも小さくなるようにしても良い。
加えて、上記実施の形態では、水平駆動機構を水平駆動用モータとボールネジ等により構成するようにしたが、これに限られるものではなく、ノズル垂直駆動ユニット３をガイド方向に沿って水平移動自在であれば如何なるものであっても良い。
また、上記実施の形態では、複数のノズル４が一列に並んで配置されるようにしたが、これに限られるものではなく、複数のノズル４が少なくとも一列に並んで配置されているならば何列で並んで配置されていても良い。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、駆動源により回転させられる送りネジを有する送りネジ機構によってノズルが上下動されるので、従来のようにラックアンドピニオン機構を用いる必要がなくなり、バックラッシ等によるノズルの上下方向の位置決めの際の誤差が生じず、ノズルの上下方向における位置決め精度を向上させることができる。
また、従来のようにノズルの駆動軸となるシャフトを略水平に設けたものに比べて分注ヘッドの寸法を小さくすることができる。
さらに、例えばノズルを水平移動させる場合に、ノズルと駆動源とを一体として移動させることができ、ノズル上下動駆動手段を従来のものに比べてコンパクト化できる。これにより、従来のように駆動源が機枠の外側に設けられる構成のものに比べて、分注ヘッドの寸法を小さくすることができる。
加えて、分注ヘッドの寸法を小さくすることによって、その重量が小さくなり、例えば分注ヘッドのＸＹ移動時等に生じる分注装置の撓みを軽減することができる。
【００５２】
また、ノズル上下動駆動手段は、隣合うノズルをそれぞれ上下動させるノズル上下動駆動手段のうちの一方のノズル上下動駆動手段に対して他方のノズル上下動駆動手段がノズルの列の反対側となるように、ノズルの列を挟んで互い違いに配置されている。これにより、例えばノズルを互いに近接させるようにノズルの列の並び方向に移動させる場合に、隣合うノズル上下動駆動手段どうしが略同じ高さで配置されても、隣合うノズル上下駆動手段どうしが互いに干渉することなくノズルどうしを近接させることができる。
また、送りネジ機構に備えられる移動部材は、移動部材のノズルに係合する係合部の前記並び方向に沿った幅が、送りネジに螺合される螺合部の前記並び方向に沿った幅より狭くされることにより、例えばノズルを互いに近接させるようにノズルの前記並び方向に移動させる場合に、隣合う移動部材どうしが略同じ高さで配置されても、隣合う係合部どうしが互いに干渉することなくノズルのピッチが最小ピッチとなるまでノズルどうしを近接させることができる。
【００５３】
請求項２記載の発明によれば、一般的な送りネジ機構のように移動部材の回転の自由度を規制する回転止め部材を別に設けることなく、案内部材に案内されるノズルによって移動部材の回転を規制するので、ノズル上下動駆動手段をコンパクト化できる。これにより、分注ヘッドをさらにコンパクトにすることができる。
【００５４】
請求項３記載の発明によれば、例えばノズルを互いに近接させるようにノズルの前記並び方向に移動させる場合に、隣合う駆動源どうしが略同じ高さで配置されても、隣合う駆動源どうしが互いに干渉することなくノズルのピッチが最小ピッチとなるまでノズルどうしを近接させることができる。
また、例えばギヤ等を用いて駆動源の駆動力を送りネジに伝動する構成に比べてコストを低減できるとともに、分注ヘッドの重量を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された一実施の形態として例示される分注ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図２】図１の分注ヘッドに備わるノズル垂直駆動ユニットを示す拡大側面図である。
【図３】図２のノズル垂直駆動ユニットにおける移動部材とノズルとの係合を説明するための斜視図である。
【図４】図１の分注ヘッドに備わるノズルが互いに最も近接した状態を説明するための平面図である。
【図５】図１の分注ヘッドに備わるノズルが互いに離間した状態を説明するための平面図である。
【図６】従来の分注ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図７】図６の分注ヘッドに備わるノズル垂直駆動ユニットを示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１００      分注ヘッド
１          機枠（支持部）
２          ガイドレール（支持部）
３          ノズル垂直駆動ユニット
４          ノズル
５          垂直駆動部（ノズル上下動駆動手段）
５１        支持体（送りネジ機構、案内部材）
５２        駆動モータ（駆動源）
５３        ボールネジ（送りネジ、送りネジ機構）
５４        移動部材（送りネジ機構）
５４１      螺合部
５４５      係合部
５５        タイミングベルト（ベルト）
【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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【図６】
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【図７】
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