(57)【要約】【課題】キャップ着脱グリッパのアレイ全体を一度に簡単かつ速やかに交換できるグリッパカートリッジを交換可能に有するキャップ着脱装置を提供する。【解決手段】管１１２を保持する開口１１４の二次元アレイを有する管保持ラック１１１に配置された管１１２のキャップ着脱を行うキャップ着脱装置１００であって、管保持ラック１１１を支持するラック支持部１１０と、キャップ着脱グリッパ１２２を備えるカートリッジ１５２を搬送するヘッドユニット１２０と、ラック支持部１１０とヘッドユニット１２０とを相対的に近づけたり、離したりして、キャップ着脱グリッパ１２２と管１１２のキャップ１１３との係合を生じさせたり、係合を外したりする駆動システム１３０と、キャップ着脱グリッパ１２２を回転させて管１１２に対してキャップ１１３を着脱する駆動システム１４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管（１１２）を保持する開口（１１４）の二次元アレイを有する管保持ラック（１１１）に配置された前記管（１１２）のキャップ着脱を行うキャップ着脱装置（１００）であって、
前記管保持ラック（１１１）を支持するラック支持部（１１０）と、
少なくとも１つのキャップ着脱グリッパ（１２２）を備えるカートリッジ（１５２）を搬送するヘッドユニット（１２０）と、
前記ラック支持部（１１０）と前記ヘッドユニット（１２０）とを相対的に近づけたり、離したりして、前記キャップ着脱グリッパ（１２２）と少なくとも１つの管（１１２）のキャップ（１１３）との係合を生じさせたり、係合を外したりする駆動システム（１３０）と、
前記キャップ着脱グリッパ（１２２）を回転させ、一方向への回転により前記キャップ（１１３）を前記管（１１２）に取り付け、反対方向への回転により前記キャップ（１１３）を前記管（１１２）から取り外す駆動システム（１４０）とを備える、キャップ着脱装置（１００）。
【請求項２】
請求項１に記載のキャップ着脱装置（１００）において、前記ヘッドユニット（１２０）が、第１の取付体（１５１）および第２の取付体（１５３）を備え、前記カートリッジ（１５２）が、前記第２の取付体（１５３）に取り付けられている、キャップ着脱装置（１００）。
【請求項３】
請求項２に記載のキャップ着脱装置（１００）において、前記カートリッジ（１５２）が、前記第２の取付体（１５３）に設けられた自動締付け手段によって、前記第２の取付体（１５３）に取り付けられたり、前記第２の取付体（１５３）から取り外されたりする、キャップ着脱装置（１００）。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のキャップ着脱装置（１００）において、少なくとも１つの装置設定手段を備える、キャップ着脱装置（１００）。
【請求項５】
請求項４に記載のキャップ着脱装置（１００）において、前記装置設定手段が、前記ヘッドユニット（１２０）に配置された一組のスイッチを備える、キャップ着脱装置（１００）。
【請求項６】
請求項４に記載のキャップ着脱装置（１００）において、前記装置設定手段が、前記カートリッジ（１５２）に配置されたマイクロチップを備える、キャップ着脱装置（１００）。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のキャップ着脱装置（１００）において、前記キャップ着脱グリッパ（１２２）が、当該キャップ着脱グリッパ（１２２）の中央軸心に沿って延びる貫通通路（２２１）を有し、前記貫通通路（２２１）内にはエジェクタピン（２３０）が移動可能に配置されており、前記エジェクタピン（２３０）が、前記キャップ着脱グリッパ（１２２）に対して並進動作することで、前記キャップ着脱グリッパ（１２２）内に保持されたキャップ（１１３）を取り外す、キャップ着脱装置（１００）。
【請求項８】
請求項７に記載のキャップ着脱装置（１００）において、前記エジェクタピン（２３０）が、前記第１の取付体（１５１）に取り付けられている、キャップ着脱装置（１００）。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のキャップ着脱装置（１００）において、複数のキャップ着脱グリッパ（１２２）を備え、各キャップ着脱グリッパ（１２２）が、他のキャップ着脱グリッパ（１２２）とは独立して、キャップ（１１３）と係合し、かつ／またはキャップ（１１３）との係合を外す、キャップ着脱装置（１００）。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のキャップ着脱装置（１００）において、複数の前記キャップ着脱グリッパ（１２２）の動作を互いに独立に制御し、かつ／または複数の前記エジェクタピン（２３０）の動作を互いに独立に制御する制御ユニット（１６０）をさらに備える、キャップ着脱装置（１００）。
【請求項１１】
請求項１０に記載のキャップ着脱装置（１００）において、前記制御ユニット（１６０）と関連付けられたユーザインターフェースであって、いずれのキャップ着脱グリッパ（１２２）が、前記ラック（１１１）内に配置されたキャップ（１１３）を受け取りかつ／または引き渡す管（１１２）と係合し、かつ／または管（１１２）との係合を外すのかを、ユーザが決定できるように構成されたユーザインターフェースをさらに備える、キャップ着脱装置（１００）。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のキャップ着脱装置（１００）の操作方法であって、
ラック支持部（１１０）にカートリッジ（１５２）を配置するステップと、
駆動システム（１３０）によってヘッドユニット（１２０）を前記カートリッジ（１５２）および前記ラック支持部（１１０）に向かって移動させるステップと、
前記カートリッジを前記ヘッドユニット（１２０）に取り付けるステップと、
前記駆動システム（１３０）によって前記ヘッドユニット（１２０）および前記カートリッジ（１５２）を前記ラック支持部（１１０）から移動させるステップと、
前記ラック支持部（１１０）にラック（１１１）を配置するステップと、
前記駆動システム（１３０）によって前記ヘッドユニット（１２０）および前記カートリッジ（１２０）を前記ラック（１１１）および前記ラック支持部（１１０）に向かって移動させるステップと、
前記カートリッジ（１５２）に取り付けられた少なくとも１つのキャップ着脱グリッパ（１２２）が、前記ラック支持部（１１０）のラック（１１１）に配置された対向する試験管（１１２）の対向するキャップ（１１３）と係合するステップと、
前記ヘッドユニット（１２０）を前記ラック支持部（１１０）から離す前記駆動システム（１３０）の動作と、それと同時の前記グリッパユニット（１２２）の回転動作との協働動作によって、前記試験管（１１２）から前記キャップ（１１３）の係合を外すステップであって、前記回転動作が、前記キャップ着脱グリッパ（１２２）に連結されたアクチュエータユニット（２４０）によって発生されるステップと、
上記のステップを逆にたどってキャップを取り付けるステップであって、トルクを検出する手段が特定の閾値トルクを超えたことを検出したときに、前記回転動作が停止されるステップとを備える、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のキャップ着脱装置（１００）の操作方法において、
装置設定手段を有効にして、前記カートリッジ（１５２）の特定のキャップ着脱グリッパ（１２２）に合わせた装置設定を行うステップをさらに含む、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のキャップ着脱装置（１００）の操作方法において、前記有効にすることが、前記カートリッジ（１５２）と、前記ヘッドユニット（１２０）に設けられた一組のスイッチとが相互に作用することを含む、方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載のキャップ着脱装置（１００）の操作方法において、前記有効にすることが、前記カートリッジ（１５２）に設けられたマイクロチップと、前記キャップ着脱装置（１００）の制御ユニット（１６０）とが相互に作用することを含む、方法。
【請求項１６】
請求項１２から１５のいずれか一項に記載のキャップ着脱装置（１００）の操作方法において、
駆動システム（１３０）によって前記ヘッドユニット（１２０）および前記カートリッジ（１５２）を前記ラック支持部（１１０）に向かって移動させて、前記カートリッジ（１５２）を前記ラック支持部（１１０）の上に戴置するステップと、
前記カートリッジ（１５２）を前記ヘッドユニット（１２０）から取り外すステップと、
前記駆動システム（１３０）によって前記ヘッドユニット（１２０）を前記カートリッジ（１５２）および前記ラック支持部（１１０）から移動させるステップと、
によって、前記カートリッジを前記ヘッドユニット（１２０）から取り外すことをさらに含む、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載のキャップ着脱装置（１００）の操作方法において、前記カートリッジが、自動締付け手段によって、前記ヘッドユニット（１２０）に取り付けられたり、前記ヘッドユニットから取り外されたりする、方法。
【請求項１８】
請求項１２から１７のいずれか一項に記載のキャップ着脱装置（１００）の操作方法において、キャップ着脱グリッパ（１２２）と接触しているが、前記キャップ着脱グリッパ（１２２）の一部をなす前記アクチュエータユニット（２４０）によって回転されないキャップ（１１３）は、対応する試験管（１１２）から取り除かれない、方法。
【請求項１９】
請求項１２から１８のいずれか一項に記載のキャップ着脱装置（１００）の操作方法において、
第１の取付体（１５１）を前記ラック支持部（１１０）に向かって移動させて、エジェクタピン（２３０）を前記管（１１２）の前記キャップ（１１３）と接触させることによって、キャップ付きの管（１１２）をキャップ着脱グリッパ（１２２）から取り外すステップと、
第２の取付体（１５３）を前記管（１１２）から離して、前記エジェクタピン（２３０）を前記キャップ（１１３）と接触した状態に保ちつつ、前記キャップ（１１３）から前記ソケットユニット（１２３）の係合を外すことによって、前記キャップ（１１３）から前記ソケットユニット（１２３）の係合を外すステップと、
前記第１の取付体（１５１）を前記ラック支持部（１１０）から移動させて、前記管（１１２）を取り外し、前記キャップ着脱装置（１００）を解放して、新しいキャップ着脱サイクルを行うステップとをさらに含む、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載のキャップ着脱装置（１００）の操作方法において、前記第１および第２の取付体（１５１，１５３）が、駆動システム（１５０）によって移動される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、管のキャップを着脱する装置と、この装置を使用する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
高価な生体試料は、多くの場合、複数の試験管を収容する、いわゆるＳＢＳ形式のラックを用いて保存され処理される。このようなラックは、例えば、試験管をしっかりと保持するように設計された８×１２個の開口のアレイに９６個の試験管を収容することができる。これらの試験管およびその内容物は、処理システムにおいて、例えば保冷庫と様々な処理ステーションとの間を移動させることができ、同時または個別に、（ある程度または完全に）充填することまたは処理することが必要になることもある。
【０００３】
従来、試験管のキャップ着脱は、ラックに保持されたままの状態でまたはラックから取り出した後に、手作業またはキャップ着脱ユニットによって１つずつ行われていた。このような作業は（特に、手作業でキャップの着脱をする場合に）煩わしいだけでなく、複数の管は同じ方法で同時に処理することが通常求められることから、時間もかかってしまう。キャップ着脱ユニットを直線状のアレイとして設け、一列の管のキャップを着脱できるようにすることが知られているが、そうしたシステムは、キャップ着脱ユニットに用いられる駆動システムの寸法により、かさ高くなってしまうし、試験管同士を近接して配置するため、キャップ着脱ユニットの駆動システムを、キャップ着脱ヘッドから離して、かつ、その大きさから、ラックよりも大きな専有面積にわたって設置することが必要となる。
【０００４】
欧州特許出願公開第１８８２９４９号明細書（特許文献１）には、複数のキャップ付き試験管を所定の位置に収容するラックを支持する試験管ラック支持部を備えるキャップ着脱装置が、開示されている。ヘッドユニットは、キャップ着脱スピンドルの二次元アレイを支持している。各キャップ着脱スピンドルは、クラッチと、キャップ着脱スピゴットまたはソケットとを有し、これらのスピンドルは、ラック内に定められた試験管位置に対して整列している。駆動システムは、使用時に、これらの管とヘッドユニットとを相対的に近づけたり、離したりして、キャップ付きの試験管を収容したラックがラック支持部に配置されると、スピゴットまたはソケットを管キャップと係合させたり、その係合を外したりする。スピンドル駆動システムは、スピゴットまたはソケットを管キャップと係合させてから同時に回転させることで、管にキャップを取り付けるか、または管からキャップを取り外す。スピゴットからのキャップの取り出しは、スピンドルの並進動作とは反対方向に外部ネットを移動させることで行われ、１回の動作ですべてのキャップからすべてのソケットが外される。
【０００５】
欧州特許出願公開第１３７５２８６０号明細書（特許文献２）には、試験管のキャップ着脱を行う装置であって、キャップ着脱ソケットユニットを有する１つ以上のキャップ着脱グリッパを備え、この１つ以上のグリッパはそれぞれ、当該グリッパ内にエジェクタピンが移動可能に配置されて構成されており、このエジェクタピンは、グリッパに対して並進動作することにより、ソケットユニットによって保持されたキャップをソケットユニットから取り外すことができる装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１８８２９４９号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１３７５２８６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
キャップ着脱グリッパのアレイ全体を一度に簡単かつ速やかに交換できるグリッパカートリッジを交換可能に有するキャップ着脱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】
【０００８】
上記および他の目的は、独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項、明細書および図面から更なる実施例が明らかである。
【０００９】
本発明の第１構成によると、管を保持する開口の二次元アレイを有する管保持ラックに配置された前記管のキャップ着脱を行うキャップ着脱装置であって、前記管保持ラックを支持するラック支持部と、少なくとも１つのキャップ着脱グリッパを備えるカートリッジを搬送するように適合されたヘッドユニットと、前記ラック支持部と前記ヘッドユニットとを相対的に近づけたり、離したりして、前記キャップ着脱グリッパと少なくとも１つの管のキャップとの係合を生じさせたり、係合を外したりする駆動システムと、前記キャップ着脱グリッパを回転させ、一方向への回転により前記キャップを前記管に取り付け、反対方向への回転により前記キャップを前記管から取り外す駆動システムとを備える、キャップ着脱装置が提供される。
【００１０】
異なる形式の管キャップは異なる形式のグリッパを必要とするので、管のキャップ着脱を行う装置のグリッパは、定期的な交換を必要とする場合がある。第２構成に係る装置は、グリッパを１つずつ交換する必要がなく、その代わりに、カートリッジを交換する際にすべてのグリッパを同時に交換することから、簡単かつ高効率なグリッパ交換を促進する。よって、前記装置は、異なるグリッパに交換する際のダウンタイムを顕著に低減することにより、さらに効率的に使用することができる。
【００１１】
第１構成の第１実施例においては、前記ヘッドユニットが、第１の取付体および第２の取付体を備え、前記カートリッジが、前記第２の取付体に取り付けられていることにより、前記ヘッドユニットに対する前記カートリッジの安定な連結を促進するので、前記カートリッジが信頼性の高い動作経路をとる。
【００１２】
第１構成の第２実施例においては、前記カートリッジが、前記第２の取付体に設けられた自動締付け手段によって、前記第２の取付体に取り付けられたり、前記第２の取付体から取り外されたりするので、自動化された環境における前記装置の使用が促進される。
【００１３】
第１構成の第３実施例においては、前記装置が、少なくとも１つの装置設定手段を備える。
【００１４】
第１構成の第４実施例においては、前記装置設定手段が、前記ヘッドユニットに配置された一組のスイッチを備える。
【００１５】
第１構成の第５実施例においては、前記装置設定手段が、前記カートリッジに配置されたマイクロチップを備える。
【００１６】
第１構成の第６実施例においては、前記キャップ着脱グリッパが、当該キャップ着脱グリッパの中央軸心に沿って延びる貫通通路を有し、前記貫通通路内にはエジェクタピンが移動可能に配置されており、前記エジェクタピンが、前記キャップ着脱グリッパに対して並進動作することで、前記キャップ着脱グリッパ内に保持されたキャップを取り外すように構成されている。
【００１７】
第１構成の第７実施例においては、前記エジェクタピンが、前記第１の取付体に取り付けられている。
【００１８】
第１構成の第８実施例においては、前記装置が、複数のキャップ着脱グリッパを備え、各前記キャップ着脱グリッパが、他のキャップ着脱グリッパとは独立して、キャップと係合し、かつ／またはキャップとの係合を外すことができるように構成されていることにより、前記装置を柔軟性が高く用途の広いものとしている。
【００１９】
第１構成の第９実施例においては、前記装置が、複数の前記キャップ着脱グリッパの動作を互いに独立に制御し、かつ／または複数の前記エジェクタピンの動作を互いに独立に制御するように構成された制御ユニットを備える。
【００２０】
第１構成の第１０実施例においては、前記装置が、前記制御ユニットと関連付けられたユーザインターフェースであって、いずれのキャップ着脱グリッパが、前記ラック内に配置されたキャップを受け取るようにかつ／または引き渡すように構成された管と係合し、かつ／または管との係合を外すのかを、ユーザが決定できるように構成されたユーザインターフェースを備える。
【００２１】
本発明の第２構成によると、上記のキャップ着脱装置の操作方法であって、ラック支持部にカートリッジを配置するステップと、駆動システムによってヘッドユニットを前記カートリッジおよび前記ラック支持部に向かって移動させるステップと、前記カートリッジを前記ヘッドユニットに取り付けるステップと、前記駆動システムによって前記ヘッドユニットおよび前記カートリッジを前記ラック支持部から移動させるステップと、前記ラック支持部にラックを配置するステップと、前記駆動システムによって前記ヘッドユニットおよび前記カートリッジを前記ラックおよび前記ラック支持部に向かって移動させるステップと、前記カートリッジに取り付けられた少なくとも１つのキャップ着脱グリッパが、前記ラック支持部のラックに配置された対向する試験管の対向するキャップと係合するステップと、前記ヘッドユニットを前記ラック支持部から離す前記駆動システムの動作と、それと同時の前記グリッパユニットの回転動作との協働動作によって、前記試験管から前記キャップの係合を外すステップであって、前記回転動作が、前記キャップ着脱グリッパに連結されたアクチュエータユニットによって発生されるステップと、上記のステップを逆にたどってキャップを取り付けるステップであって、トルクを検出する手段が特定の閾値トルクを超えたことを検出したときに、前記回転動作が停止されるステップとを備える、方法が提供される。
【００２２】
前述のとおり、異なる形式の管キャップは異なる形式のグリッパを必要とするので、管のキャップ着脱を行う装置のグリッパは、定期的な交換を必要とする場合がある。第３構成に係る方法は、グリッパを１つずつ交換する必要がなく、その代わりに、カートリッジを交換する際にすべてのグリッパを同時に交換することから、簡単かつ高効率なグリッパ交換を促進する。よって、前記装置は、異なるグリッパに交換する際のダウンタイムを顕著に低減することにより、さらに効率的に使用することができる。
【００２３】
第２構成の第１実施例においては、前記方法が、さらに、装置設定手段を有効にして、前記カートリッジの特定のキャップ着脱グリッパに合わせた装置設定を行うステップを含む。
【００２４】
第２構成の第２実施例においては、前記有効にすることが、前記カートリッジと、前記ヘッドユニットに設けられた一組のスイッチとが相互に作用することを含む。
【００２５】
第２構成の第３実施例においては、前記有効にすることが、前記カートリッジに設けられたマイクロチップと、前記装置の制御ユニットとが相互に作用することを含む。
【００２６】
第２構成の第４実施例においては、前記方法が、さらに、駆動システムによって前記ヘッドユニットおよび前記カートリッジを前記ラック支持部に向かって移動させて、前記カートリッジを前記ラック支持部の上に戴置するステップと、前記カートリッジを前記ヘッドユニットから取り外すステップと、前記駆動システムによって前記ヘッドユニットを前記カートリッジおよび前記ラック支持部から移動させるステップとによって、前記カートリッジを前記ヘッドユニットから取り外すことを含む。
【００２７】
第２構成の第５実施例においては、前記カートリッジが、自動締付け手段によって、前記ヘッドユニットに取り付けられたり、前記ヘッドユニットから取り外されたりする。
【００２８】
第２構成の第６実施例においては、キャップ着脱グリッパと接触しているキャップであっても、前記キャップ着脱グリッパの一部をなす前記アクチュエータユニットによって回転されないキャップは、対応する試験管から取り除かれない。
【００２９】
第２構成の第７実施例においては、前記方法が、第１の取付体を前記ラック支持部に向かって移動させて、エジェクタピンを前記管の前記キャップと接触させることによって、キャップ付きの管をキャップ着脱グリッパから取り外すステップと、第２の取付体を前記管から離して、前記エジェクタピンを前記キャップと接触した状態に保ちつつ、前記キャップから前記ソケットユニットの係合を外すことによって、前記キャップから前記ソケットユニットの係合を外すステップと、前記第１の取付体を前記ラック支持部から移動させて、前記管を取り外し、前記キャップ着脱装置を解放して、新しいキャップ着脱サイクルを行うステップとを含む。
【００３０】
第２構成の第８実施例においては、前記第１および第２の取付体が、駆動システムによって移動される。使用する駆動システムを１つとすることは、省コストおよび省スペースな解決手段である。
【００３１】
これらの構成および他の構成は、後述する実施形態から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本開示の以下の詳細な説明において、構成、実施形態および実施例について、図面に示した例示的な実施形態に言及しながら、より詳細に説明する。
【図１】本発明の実施形態に係るキャップ着脱装置の模式的な斜視図である。外部の制御ユニットを有する本発明に係る装置の組み合わせは例示的に示したものであって、この実施形態が好ましいとするものではない。
【図２】図１に示された実施形態の側面断面図である。
【図３】本発明の更なる実施形態に係るカートリッジの上面図である。
【図４】図３に示された実施形態に係るカートリッジおよびラック支持部の斜視図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態の模式的な斜視図である。
【図６】図６に示された実施形態の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１および図２には、本発明に係るキャップ着脱装置１００の実施形態が詳細に示されている。図１において、外部の制御ユニット１６０はあくまでも例示的に示されている。当業者にとって明白であるように、制御ユニット１６０は、何らかの目的のために装置１００の外部のユニットとすることが可能であり、または他の目的のために前記装置と一体化させることが可能である。さらに、制御ユニット１６０と装置ｌ００との間の接続は、図面に示すようなケーブルであっても、ＷｉＦｉ信号や、当業者の選択に応じた他の同様のオプションであってもよい。こうした選択は、現代の研究室の環境において些事であると考えられる。
【００３４】
キャップ着脱装置１００は、管ラック１１１（好ましくは、試験管ラック）を支持するラック支持部１１０を備えており、この管ラックは、キャップ１１３（好ましくは、ねじキャップ）を受け取るようにかつ／または引き渡すように取り付けられた少なくとも１つの管１１２（好ましくは、試験管）を、ラック１１１内の所定の位置に収容する。
【００３５】
キャップ着脱装置１００は、さらに、第１および第２の取付体１５１，１５３を有するヘッドユニット１２０を備えている。第１の取付体１５１は、特にエジェクタピン２３０を支持している。第２の取付体１５３は、キャップ着脱グリッパ１２２の二次元アレイ１２１（本例示的な実施形態においては６×８アレイであるが、例えば８×１２などの任意の適切なアレイとすることができる）が設けられたカートリッジ１５２を支持している。各キャップ着脱グリッパ１２２は、キャップと係合し保持することができるキャップ着脱ソケットユニット１２３を有しており、キャップ着脱グリッパ１２２はラック１１１内の管位置に対して整列している。
【００３６】
第１および第２の取付体１５１，１５３、カートリッジ１５２、管ラック１１１、およびラック支持部１１０は、すべて互いに実質的に平行に延びている。好ましくは、これらの各部品の平面は水平方向に延びており、前記装置がテーブルなどの台に配置されたとき、上下方向において、ラック支持部１１０がテーブルに最も近く、第１の取付体１５１が最も遠くなる。
【００３７】
また、キャップ着脱装置１００は、使用時に、ラック支持部１１０とヘッドユニット１２０とを相対的に近づけたり、離したりすることで、管１１２を収容したラック１１１がラック支持部１１０に配置されたときに、キャップ着脱ソケットユニット１２３と管１１２との係合を生じさせたり、係合を外したりする駆動システム１３０も備えている。
【００３８】
キャップ着脱装置１００は、さらに、キャップ着脱グリッパ１２２を回転させる駆動システム１４０と、この駆動システムに取り付けられたキャップ着脱ソケットユニット１２３とを備えている。キャップ着脱ソケットユニット１２３がキャップ１１３と係合した後、キャップ着脱ソケットユニット１２３の回転によって、キャップ着脱グリッパ１２２が一方向に回転する場合には、ラック１１１内の管１１２にキャップ１１３を取り付け、少なくともキャップ着脱グリッパ１２２が他方向に回転する場合には、管１１２からキャップ１１３を取り外すことが可能である。
【００３９】
さらに、キャップ着脱装置１００は、ヘッドユニット１２０の内部に駆動システム１５０を備えている。これにより、第１の取付体１５１および第２の取付体１５２は、駆動システム１５０によって移動されたとき、ヘッドユニット１２０の動作とは独立に、近づいたり、離れたりするように移動することができる。
【００４０】
また、キャップ着脱装置１００は、さらに、制御ユニット１６０を備えている。好ましくは、この制御ユニットは、プログラム可能なロジックコントローラ、マイクロプロセッサ、またはコンピュータアプリケーションであり、制御ユニット１６０は、グリッパユニットおよびエジェクタピンのアレイ全体の中のサブグループとして、またはグリッパユニットおよびエジェクタピンの全体として、グリッパユニットおよびエジェクタピンの（並進および回転）動作を個別に制御するために装置１００の内部または外部にある。また、ユーザインターフェースを設けることによって、ユーザは、グリッパアレイ内のいずれのグリッパまたは複数のグリッパがラック内の対応する管と係合するのかを選択できる。好適な実施形態において、制御ユニット１６０は、好ましくは、グリッパを継続的に回転させるために必要とされる、駆動システム１４０に供給される電流を測定することによって、回転する各グリッパについてのトルクを測定する手段と、所定の閾値を超えた場合に、少なくとも１つのグリッパの回転を停止する手段とを備える。
【００４１】
図３および図４に示される上記のカートリッジは、貫通孔１５５の二次元アレイが設けられた実質的に矩形のトレイ１５４を備え、各貫通孔１５５は、キャップ着脱グリッパ１２２を収容するように適合されている。トレイ１５４の２つの対向する縁部（前縁部および後縁部）に中央凹部を設けて、カートリッジの中央部分における奥行を縁部分よりも小さくしてもよい。ここで、前側は、カートリッジが前記装置に配置されたときにユーザに面する縁部を指している。前記トレイの残り２つの対向する縁部（側縁部）には、装置１００の第２の取付体１５３にカートリッジ１５２を取り付けるように適合された第１の係合手段１５６が設けられている。好ましくは、第１の係合手段１５６は貫通凹部を備えており、ヘッドユニット１２０には、対応して、第２の取付体１５３に設けられた自動締付け手段などの係合手段が設けられている。この自動締付け手段は、これらの凹部１５６と相互に作用することで、カートリッジ１５２を第２の取付体１５３に係止することができる。前記カートリッジは第２の取付体１５３に係止され、キャップ着脱グリッパ１２２は、装置１００に挿入された管保持ラック１１１に設けられた管開口１１４に対して整列している。これにより、キャップ着脱グリッパ１２２について、管保持ラック１１１に配置された少なくとも１つの管１１２のキャップ１１３と係合させることおよび／またはキャップ１１３との係合を外すことが可能である。
【００４２】
トレイ１５４は、さらに、両側のトレイ縁部に沿って設けられた第２の係合手段１５７を備える。好ましくは、第２の係合手段１５７は、管保持ラック１１１を支持するラック支持部１１０に設けられた対応する手段（細長い凹部など）と係合するように適合された細長い突起の形状である。図４を参照されたい。
【００４３】
装置１００は、少なくとも１つの装置設定手段をさらに備え、この装置設定手段は、ヘッドユニット１２０に設けられた一組のスイッチまたはカートリッジ１５２に配置されたマイクロチップを備えていてもよい。装置設定手段を有効にすることにより、カートリッジ１５２の特定のキャップ着脱グリッパ１２２に合わせた装置設定が行われる。前記一組のスイッチは、前記カートリッジがヘッドユニット１２０に取り付けられたとき、このカートリッジと相互に作用する。マイクロチップを備える実施形態では、制御ユニット１６０と相互に作用する。前記装置設定手段は、特定の試験管（すなわち、特定のキャップ着脱グリッパ１２２）に必要な設定を前記装置に知らせるデータを有していてもよい。前記データは、トルク、速度、トレッド上のピッチなどに関するデータである。
【００４４】
キャップ着脱グリッパ１２２は、カートリッジ１５２に取り付けられており、好ましくは、「ナットおよびボルト」形式の手段などを用いて容易に解除可能な方法で取り付けられている。このような実施形態において、グリッパ１２２の一端にはねじ部が設けられており、このねじ部は、カートリッジ１５２の一方側から貫通孔１５５を介して挿入され、その後、カートリッジ１５２の他方側のねじ部とナットを相互に作用させることによって、カートリッジ１５２に係止される。
【００４５】
このナットは、ヘッドユニット１２０のアクチュエータユニット２４０と係合するインターフェースを備える。一実施形態において、前記インターフェースは、前記ナットの２つの対向する部分の間をナットの中央軸心方向に延びるスロットを備え、ナットの断面を略Ｕ字形状としている。
【００４６】
前記カートリッジは、いくつかの異なるキャップ着脱グリッパ１２２を備えていてもよく、各グリッパは、異なるソケットユニット１２３を備えていてもよい。
【００４７】
さらに、カートリッジ１５２には、カートリッジの種類を識別する識別子（バーコード、ＲＦＩＤタグ、または機械的な標識などであるが、これらに限定されない）が設けられていてもよい。さらに、この識別子は、書き込み可能な電子メモリと、受信部／送信部とを備えていてもよい。当該実施形態において、前記識別子は、機械、カートリッジ、およびカートリッジの使用についてのデータ（カートリッジ１５２が取り付けたキャップおよび／または取り外したキャップの数、カートリッジ１５２が置かれた機械の種類、カートリッジ１５２についてのサービスログ、カートリッジに存在するキャップ着脱グリッパ１２２の種類についての情報など）を送信してもよい。
【００４８】
キャップ着脱グリッパ１２２は、キャップ１１３と係合し保持することができるキャップ着脱ソケットユニット１２３を備え、このキャップ着脱ソケットユニット１２３は、ソケットユニット１２３の中央軸心に沿って延びる貫通通路２１１を有する。グリッパ１２２は、さらに、同様に貫通通路２２１を有するエジェクタピンガイドと、エジェクタピン２３０とを備える。ソケットユニット１２３およびエジェクタピンガイドは、エジェクタピン２３０がソケットユニット１２３およびエジェクタピンガイド内で並進動作できるように設けられている。
【００４９】
エジェクタピン２３０は、例えば、上記の第１の取付体１５１に取り付けられていることにより、第１の取付体１５１に対して静止している。同様に、エジェクタピンガイドは、例えば、カートリッジ１５２に取り付けられていることにより、第２の取付体１５２に対して静止している。よって、駆動システム１５０を有効にすると、ソケットユニット１２３およびエジェクタピンガイド内でエジェクタピン２３０を並進動作させることが可能である。
【００５０】
キャップ着脱ソケットユニット１２３およびエジェクタピンガイドは一体として製造することが可能であるが、一体としないことが好ましい。したがって、好適な実施形態において、キャップ着脱ソケット１２３はエジェクタピンガイドに対して着脱可能であり、これにより、キャップ着脱ソケットユニット１２３がエジェクタピンガイドに取り付けられたとき、エジェクタピン２３０は、キャップ着脱ソケットユニット１２３に取り付けられたエジェクタピンガイド内で並進動作することができる。
【００５１】
エジェクタピン２３０を回転させる駆動システム１４０は、複数のアクチュエータユニット２４０を備え、各アクチュエータユニット２４０は、エジェクタピン２３０に機械的に連結されたアクチュエータ（好ましくは、電動モータ）を備える。アクチュエータユニット２４０の好適な実施形態において、前記アクチュエータは、ギアを用いてエジェクタピン２３０に機械的に連結されている。また、駆動システム１４０は、例えば前記アクチュエータが電動モータである場合、アクチュエータに供給される電流の変化を検出することによって、エジェクタピン２３０に対するトルクを検出する内部または外部の手段と、特定の閾値トルクを超えた場合に前記アクチュエータの動作を停止する内部または外部の手段とを備えていてもよい。しかしながら、トルクを検出する前記手段およびアクチュエータの動作を停止する前記手段は、制御ユニット１６０と関連していることが好ましい。
【００５２】
エジェクタピン２３０がアクチュエータユニット２４０によって回転される当該更なる実施形態において、エジェクタピン２３０は、アクチュエータユニット２４０によって生じる回転動作を、エジェクタピンガイドまたはキャップ着脱ソケットユニット１２３に伝達する手段を有する。一実施形態において、エジェクタピン２３０の回転動作をエジェクタピンガイドに伝達する前記手段は、エジェクタピン２３０からエジェクタピンガイドの長手方向溝へ直角に突出するピンからなる。
【００５３】
更なる実施形態において、前記エジェクタピンガイドは、さらに、キャップ着脱ソケットユニット１２３をエジェクタピンガイドに取り付ける手段を備える。好適な実施形態において、キャップ着脱ソケットユニット１２３を取り付ける前記手段は、さらに、付勢手段（好ましくは、コイルばね）を備える。
【００５４】
他の実施形態において、キャップ着脱ソケットユニット１２３は、エジェクタピンガイドに取り外し不能に取り付けられている。なお、ソケットユニット１２３について、当該ソケットユニットがキャップと係合し、またキャップとの係合を解消する方法は、当該ソケットユニットがエジェクタピンガイドに取り付けられる方法およびこの取り付けが取り外し不能であるかどうかとは独立であるとして理解されたい。
【００５５】
動作時には、カートリッジ１５２は、前記装置の本体構造内での元の位置から実質的に水平方向に取り出されたラック支持部１１０に配置される。カートリッジ１５２およびラック支持部１１０は、ヘッドユニット１２０が駆動システム１３０によってカートリッジ１５２およびラック支持部１１０に向かって移動されると、前記装置の構造部へ戻される。このカートリッジがヘッドユニット１２０に取り付けられると、ヘッドユニット１２０およびカートリッジ１５２が駆動システム１３０によってラック支持部１１０から移動される。その後、ラック支持部１１０は前記装置の構造部から再度取り出され、ラック１１１がラック支持部１１０に配置される。ヘッドユニット１２０は、駆動システム１３０によってラック１１およびラック支持部１１０に向かって移動される。キャップ着脱グリッパ１２２は、ラック支持部１１０のラック１１１に配置された対向する試験管１１２の対向するキャップ１１３と、ソケットユニット１２３を介して係合する。ヘッドユニット１２０をラック支持部１１０から離す駆動システム１３０の協働動作と、キャップ１１３と接触しているキャップ着脱グリッパ１２２と連結されたアクチュエータユニット２４０の回転動作とによって、試験管１１２からキャップ１１３の係合が外される。キャップ着脱グリッパ１２２と接触しているものの、上記のキャップ着脱グリッパ１２２の一部をなすアクチュエータユニット２４０によって回転されないキャップは、対応する試験管１１２から取り除かれない。
【００５６】
この操作は、装置設定手段を有効にして、カートリッジ１５２の特定のキャップ着脱グリッパ１２２に合わせた装置設定を行うことを含んでいてもよい。前記有効にすることは、カートリッジがヘッドユニット１２０に取り付けられたときに、このカートリッジと相互に作用する一組のスイッチ、または制御ユニット１６０と相互に作用するマイクロチップによって実行される。
【００５７】
キャップ着脱グリッパ１２２と接触しているものの、上記のキャップ着脱グリッパ１２２の一部をなすアクチュエータユニット２４０によって回転されないキャップ１１３は、対応する試験管１１２から取り除かれない。
【００５８】
取り外されたキャップを取りつけるためには、上記の手順を逆にする。アクチュエータユニット２４０によって生じるキャップ着脱グリッパ１２２の回転動作は、前記エジェクタピンにおけるトルクを検出する手段が特定の閾値トルクを超えたことを検出したとき停止される。管１１２はこの時点でキャップを有しており、エジェクタピン２３０がキャップ１１３と接触するように第１の取付体１５１をラック支持部１１０および管１１２に向かう方向に移動させることによって、そのキャップがソケットユニット１２３から解放される。その後、ラック支持部１１０および管１１２から離れる方向に第２の取付体１５３を移動させることによって、キャップ１１３からソケットユニット１２３の係合が外される。これにより、エジェクタピン２３０をキャップ１１３と接触した状態に保ちつつ、キャップ１１３からソケットユニット１２３の係合を外すことによって、管１１２を取り外し、キャップ着脱装置１００を解放して、新しいキャップ着脱サイクルを行う。上述のとおり、第１および第２の取付体１５１，１５３は駆動システム１５０によって移動される。
【００５９】
さらに別の実施形態において、キャップ着脱装置１００は、図５および図６に示されているように、光カーテン３００などの光電気装置を備えていてもよい。この光カーテンは、少なくとも１つの送信部と、少なくとも１つの受信部とを備える。前記光カーテンは、図５および図６に示されているような、複数の平行な光ビーム３０１、またはカーテン表面にわたって前後に反射される１つの連続的な反射光ビームを備える。光カーテン３００は、カートリッジ１５２とラック１１１との間に配置されており、前記光ビームは、前記カートリッジおよびラックの平面と平行な平面で延びている。前記光カーテンは、ラック１１１に配置されている管１１２の高さおよび／または前記装置に配置されているラック１１１に管１１２が存在することを特定するために使用することができる。このデータを使用して前記装置の設定を行い、ヘッドユニット１２０および／または第１および第２の取付体１５１，１５３をキャップ着脱のための正確な高さまで移動させること、かつ／または、ユーザに対して、ラック１１１に管１１２が存在しないという警告または不適切なカートリッジ１５２が前記装置に導入されているという警告を与えることが可能である。さらに、光カーテンを用いて、ソケットユニット１２３にキャップ１１３が存在することを検出したり、ラック１１１の管１１２にキャップ１１３が存在することまたは存在しないことを検出したり、取り外す際に、キャップ１１３がソケットユニット１２３から落下したこと、または管１１２の内容物の液滴がキャップ１１３からこぼれたことを特定したりしてもよい。
【００６０】
この実施形態は、管１１２を保持する開口１１４の二次元アレイを有する管保持ラック１１１に配置された前記管のキャップ着脱を行うキャップ着脱装置１００であって、管保持ラック１１１を支持するラック支持部１１０と、少なくとも１つのキャップ着脱グリッパ１２２を搬送するヘッドユニット１２０と、ラック支持部１１０とヘッドユニット１２０とを相対的に近づけたり、離したりして、キャップ着脱グリッパ１２２と少なくとも１つの管１１２のキャップ１１３との係合を生じさせたり、係合を外したりする駆動システム１３０と、キャップ着脱グリッパ１２２を回転させる駆動システム１４０であって、一方向への回転によりキャップ１１３を管に取り付け、反対方向への回転によりキャップ１１３を管から取り外す駆動システム１４０と、ヘッドユニット１２０および管保持ラック１１１の間に設けられた光電気装置とを備える装置１００を含む。前記光電気装置は、光カーテンを備えていてもよい。前記光カーテンは、ヘッドユニット１２０および管保持ラック１１１と平行な平面で延びる少なくとも１つの光ビームを備えていてもよい。
【００６１】
本明細書において、様々な実施形態に言及して種々の構成および実施例について説明したが、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された主題を実施するにあたり、本願の図面、明細書および添付の特許請求の範囲を検討することで、開示された実施形態以外の変形例を理解し、それを実施することが可能である。特許請求の範囲において、「備える／含む」などの文言は、他の要素またはステップを除外するものではない。また、単数で記載された用語は、複数のものを除外するものではない。特許請求の範囲に記載された複数の部品の機能を、１つのプロセッサまたは他のユニットが果たしてもよい。単に、特定の手段が異なる従属請求項に記載されているからといって、それらの手段の組み合わせが有利に使用できないということを示すものではない。
【００６２】
請求項において使用される符号は、その範囲を限定するものとして理解するべきでない。
【図１】
2020506389.tif 000003
【図２】
2020506389.tif 000004
【図３】
2020506389.tif 000005
【図４】
2020506389.tif 000006
【図５】
2020506389.tif 000007
【図６】
2020506389.tif 000008
【国際調査報告】
2020506389.tif 000009
2020506389.tif 000010
2020506389.tif 000011