JP2000065843A - 自動分注装置および分注方法 - Google Patents

自動分注装置および分注方法

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JP2000065843A
JP2000065843A JP23392598A JP23392598A JP2000065843A JP 2000065843 A JP2000065843 A JP 2000065843A JP 23392598 A JP23392598 A JP 23392598A JP 23392598 A JP23392598 A JP 23392598A JP 2000065843 A JP2000065843 A JP 2000065843A
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suction
dispensing
liquid
dispensation
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JP23392598A
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English (en)
Inventor
Eiji Watabe
英二 渡部
Kanji Yahiro
寛司 八尋
Takashi Oguro
隆 大黒
Akira Higuchi
朗 樋口
Hideyoshi Kitahara
秀吉 北原
Kenji Ishiyama
健二 石山
Naoki Miyazaki
直紀 宮崎
Kenichi Kuroda
健一 黒田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分注精度のばらつきが少なく安定して分注が
行える自動分注装置および分注方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 シリンダ2内のピストン4を駆動するこ
とにより分注チップ3内の空気を吸引・吐出することに
より、分注チップ3の先端部から液体を吸入・吐出する
分注方法において、ピストン4を駆動する駆動パターン
の基となる基準データを基準データ記憶部12に記憶さ
せておき、分注動作時には前記基準データを読み出し、
この基準データと分注量に関するデータに基づいて駆動
パターンを駆動パターン作成部11によって作成し、こ
の駆動パターンに従って制御部10によりピストン4を
駆動するモータ8を制御するようにした。これにより、
分注対象の液体の性状に応じた効率のよい吸入・吐出
を、安定した分注精度で行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、検体や試薬などの
液体の分注に用いられる自動分注装置および分注方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】生化学分野等における試験や分析におい
て、検体や試薬等の液体を試料容器に小分けして移注す
る分注操作が行われる。この分注操作に用いられる自動
分注装置は、分注ノズルなどの吸引具の内部に設けられ
たピストンや、外部に設けられたエアポンプなどの空気
吸引吐出手段によって吸引具の内部の空気を吸引・吐出
することにより、分注ノズルに装着された分注チップの
先端部から液体を吸入・吐出するものである。この分注
時に吸入・吐出される液体の量や吸入・吐出速度は、空
気吸引吐出手段の駆動パターン、たとえばピストンのス
トロークや速度などを制御することにより設定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、分注の対象
となる液体には様々のものがあり、その粘性や表面張力
などの性状もそれぞれ異ったものとなっている。ところ
が、従来の自動分注装置においては、吸入・吐出のため
のピストンの駆動パターンは一定であり、単に吸入・吐
出量に応じてストロークを変更するのみであった。この
ため液体の性状が異ると、分注精度にばらつきを生じる
こととなり、結果として試験や分析の精度に影響を及ぼ
すことがあるという問題点があった。
【0004】そこで本発明は、分注精度のばらつきが少
なく安定して分注が行える自動分注装置および分注方法
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の自動分注
装置は、吸引吐出手段によって吸引具の先端部から液体
を吸入・吐出する自動分注装置であって、前記吸引吐出
手段を駆動する駆動手段と、この駆動手段の駆動パター
ンの基となる基準データを記憶する基準データ記憶部
と、前記基準データと吸引または吐出する液体の量に関
するデータに基づいて分注動作時の前記駆動パターンを
作成する駆動パターン作成部と、前記駆動パターンに従
って前記駆動手段を制御する制御部とを備えた。
【0006】請求項2記載の分注方法は、吸引吐出手段
によって吸引具の先端部から液体を吸入・吐出する分注
方法であって、前記吸入吐出手段を駆動する駆動手段の
駆動パターンの基となる基準データを基準データ記憶部
に記憶させておき、分注動作時には前記基準データを基
準データ記憶部から読み出し、この基準データと吸引ま
たは吐出する液体の量に関するデータに基づいて駆動パ
ターンを駆動パターン作成部によって作成し、この駆動
パターンに従って制御部により前記駆動手段を制御する
ようにした。
【0007】請求項3記載の分注方法は、請求項2記載
の分注方法であって、前記基準データに、空気を吐出さ
せるエアブロー基準データを有し、このエアブロー基準
データに基づいてエアブロー用の駆動パターンを作成
し、吸引具内に残留する液体を強制的にエアブローによ
って排除する工程を含む。
【0008】各請求項記載の発明によれば、吸入吐出手
段を駆動する駆動パターンの基となる基準データを基準
データ記憶部に記憶させておき、分注動作時には前記基
準データを基準データ記憶部から読み出し、この基準デ
ータと、吸引または吐出する液体の量に関するデータに
基づいて駆動パターンを駆動パターン作成部によって作
成し、この駆動パターンに従って制御部により前記駆動
手段を制御することにより、分注対象の液体に応じた最
適な吸入・吐出速度で、効率よく安定して分注を行うこ
とができる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の自動
分注装置の構成を示すブロック図、図2(a),
(b)、図3(a),(b)、図4(a),(b)、図
5は同自動分注装置のピストンの駆動パターンを示すタ
イミングチャートである。
【0010】まず図1を参照して自動分注装置の構成を
説明する。図1において、分注ヘッド1にはシリンダ2
が装着されている。シリンダ2の下端部には分注チップ
3が装着されており、シリンダ2と分注チップ3は吸引
具を構成している。シリンダ2の内孔にはピストン4が
嵌合している。ピストン4のロッド5の上端部は、ラッ
クギア6と結合されており、ラックギア6はモータ8に
より回転駆動されるピニオンギア7と噛み合っている。
【0011】したがってモータ8を正逆回転することに
より、ピストン4はシリンダ2の内孔で往復動し、分注
チップ3内の空気を吸引し、また分注チップ内に空気を
吐出する。従って、シリンダ2およびピストン4は空気
吸引吐出手段となっており、モータ8、ピニオンギア7
およびラックギア6は空気吸引吐出手段を駆動する駆動
手段となっている。ピストン4をシリンダ2内で駆動す
ることにより、分注チップ3の先端部から液体を吸入
し、また吐出する。
【0012】モータ8は、駆動回路9と接続されてい
る。駆動回路9は駆動パターンに従ってモータ8を駆動
する。制御部10は分注動作の順序や、各分注動作時の
基準データの種類や吸引または吐出される液体の量に関
するデータである分注量などのデータを駆動パターン作
成部11に出力する。駆動パターン作成部11は、指令
された分注のパターン種類や分注量、および以下に説明
する基準データに基づいてモータ8の駆動パターンを作
成する。この駆動パターンに基づき制御部10は駆動回
路9を介してモータ8を制御する。
【0013】基準データ記憶部12は、各分注動作時の
モータ8の駆動パターンの基準となるデータ、具体的に
は各分注動作時のピストン駆動速度v(またはモータ回
転数)およびモータ起動・停止時のピストンの加速度a
(またはモータ回転角加速度)を記憶する。図2は基準
データに基づいて作成されたピストン4の駆動パターン
(またはモータ8の速度パターン)を示している。分注
動作はピストン4を上昇させる吸入動作(図2
(a))、およびピストン4を下降させる吐出動作(図
2(b))より成り、分注対象の液体の性状や、使用さ
れる分注チップ3のサイズによって効率よくかつ安定し
て吸入吐出できる最適なピストン駆動速度vおよび加速
度aが存在し、分注対象の液体の粘度が高くなるほど緩
やかな加速度で低速で吸入・吐出を行わなければならな
い。
【0014】図2(a)は吸入動作を示しており、直線
の傾きがピストン4の加速度a、台形の高さが吸入時の
ピストン4の駆動速度vをそれぞれ表している。台形の
面積はこの動作で吸入される液体の量に相当し、加速度
aが大きい程液体が急速に吸入され、駆動速度vが大き
い程単位時間当りの吸入量が大きい。同様に図2(b)
は吐出動作を示している。
【0015】これらの駆動パターンを構成する要素のう
ち、加速度aおよび駆動速度vが、分注対象の液体に応
じて予め設定される基準データであり、実際の分注動作
時には、吸入・吐出量に応じて吸入時間Ts,吐出時間
Tdがその都度指定されることにより、当該分注時の駆
動パターンが作成される。
【0016】ここで、駆動パターンの具体例について説
明する。図3(a),(b)、図4(a)、(b)、図
5は、それぞれ、低粘性液体の吸入・吐出、高粘性液体
の吸入・吐出、および分注チップ内強制ブローの各動作
に対応する速度パターンである。低粘性液体を対象とす
る場合には、図3(a)に示すようにある程度の高速v
1,v2で吸引・吐出することが可能であるが、高粘性
液体の場合には図3(b)に示すように、緩やかな加速
度および低速v3,v4のピストン駆動速度で吸入・吐
出を行わなければならない。
【0017】このように、前述の加速度aおよび駆動速
度vを分注対象の液体の性状に応じて設定して基準デー
タとして基準データ記憶部12に記憶させておき、各分
注動作時には、指示された吸入・吐出量と、選択された
基準データの加速度aおよび駆動速度vに基づいて駆動
パターン作成部11によって吸入時間Ts、吐出時間T
dが計算され、駆動パターンが作成される。このように
して求められた駆動パターンに従ってモータ8を駆動す
ることにより、吸入・吐出効率がよく、しかも液体の性
状に応じて安定した吸入・吐出が行え分注精度に優れた
分注を行うことができる。
【0018】次に、分注チップ3の内壁面に付着した液
体を強制的に排出するエアブロー動作について説明す
る。このエアブローは、表面張力が大きい液体が分注チ
ップ3の内壁の下部のテーパ面に付着してスムースな吸
入・吐出を妨げている場合に行われるものである。図5
に示すように、ピストン4をある程度の高速v5で、急
激に挿し込む動作をできるだけ大きなストロークで行わ
せることにより、分注チップ3内のエアーが先端部より
吹き出し、このエアブローにより分注チップ3の内壁面
に付着した液体が外部に強制的に排出される。この動作
を適切なインターバルで繰り返すことにより、分注チッ
プ3内の液体の付着を抑制することができ、従って液体
の付着による分注精度の低下を軽減することができる。
【0019】本実施の形態では、エアブローを行うのに
必要な基準データ、すなわち空気を吐出させるためのエ
アブロー基準データが基準データ記憶部12に記憶され
ており、エアブローを行う場合はこのエアブロー基準デ
ータに基づいてエアブロー用の駆動パターンが作られ
る。この際、駆動パターン作成部11へ指示する吐出量
はともに最大の値を用いる。
【0020】なお、本実施の形態では、吸引吐出手段と
して分注ヘッド1内に内蔵されたピストン4の例を示し
ているが、分注ヘッド1と別体で設けられたエアポンプ
などを用いてもよい。この場合でも、エアポンプのピス
トンの駆動パターンを上述のように制御することによ
り、同様の効果を得ることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、液体の吸入・吐出を行
わせるピストンの駆動パターンの基準となるパターンを
作成して記憶させておき、分注動作を行わせる際には読
み出された基準データに基づいて駆動パターンを作成
し、この駆動パターンに従ってピストンの駆動を制御す
るようにしたので、分注対象の液体の性状に応じて設定
された最適な速度で吸入・吐出を行うことができ、従っ
て効率よくしかも分注精度に優れた分注を行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の自動分注装置の構成を
示すブロック図
【図2】(a)本発明の一実施の形態の自動分注装置の
ピストンの駆動パターンを示すタイミングチャート (b)本発明の一実施の形態の自動分注装置のピストン
の駆動パターンを示すタイミングチャート
【図3】(a)本発明の一実施の形態の自動分注装置の
ピストンの駆動パターンを示すタイミングチャート (b)本発明の一実施の形態の自動分注装置のピストン
の駆動パターンを示すタイミングチャート
【図4】(a)本発明の一実施の形態の自動分注装置の
ピストンの駆動パターンを示すタイミングチャート (b)本発明の一実施の形態の自動分注装置のピストン
の駆動パターンを示すタイミングチャート
【図5】本発明の一実施の形態の自動分注装置のピスト
ンの駆動パターンを示すタイミングチャート
【符号の説明】
1 分注ヘッド 2 シリンダ 3 分注チップ 4 ピストン 8 モータ 10 制御部 11 駆動パターン作成部 12 基準データ記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大黒 隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 樋口 朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 北原 秀吉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 石山 健二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 宮崎 直紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 黒田 健一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2G058 EA02 EA04 EA14 EB01 ED07 ED26 GE00 HA00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸引吐出手段によって吸引具の先端部から
    液体を吸入・吐出する自動分注装置であって、前記吸引
    吐出手段を駆動する駆動手段と、この駆動手段の駆動パ
    ターンの基となる基準データを記憶する基準データ記憶
    部と、前記基準データと吸引または吐出する液体の量に
    関するデータに基づいて分注動作時の前記駆動パターン
    を作成する駆動パターン作成部と、前記駆動パターンに
    従って前記駆動手段を制御する制御部とを備えたことを
    特徴とする自動分注装置。
  2. 【請求項2】吸引吐出手段によって吸引具の先端部から
    液体を吸入・吐出する分注方法であって、前記吸入吐出
    手段を駆動する駆動手段の駆動パターンの基となる基準
    データを基準データ記憶部に記憶させておき、分注動作
    時には前記基準データを基準データ記憶部から読み出
    し、この基準データと吸引または吐出する液体の量に関
    するデータに基づいて駆動パターンを駆動パターン作成
    部によって作成し、この駆動パターンに従って制御部に
    より前記駆動手段を制御することを特徴とする分注方
    法。
  3. 【請求項3】前記基準データに、空気を吐出させるエア
    ブロー基準データを有し、このエアブロー基準データに
    基づいてエアブロー用の駆動パターンを作成し、吸引具
    内に残留する液体を強制的にエアブローによって排除す
    る工程を含むことを特徴とする請求項2記載の分注方
    法。
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Cited By (5)

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