JP2000321289A

JP2000321289A - 分注装置

Info

Publication number: JP2000321289A
Application number: JP11132458A
Authority: JP
Inventors: Takao Hirose; 高夫廣瀬; Hiroshi Obara; 洋小原
Original assignee: Japan Tobacco Inc; JT Tohsi Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc; JT Tohsi Inc
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2000-11-24
Anticipated expiration: 2019-05-13
Also published as: JP3145361B2

Abstract

(57)【要約】【課題】共栓付試験管に収納された試液を安定に分注
することのできる分注装置を提供する。【解決手段】ピペットチップＰＴに代えて共栓付試験
管Ｔの上方に位置付けられる超音波センサ５５を用いて
共栓付試験管Ｔ内の試液の液面高さを計測し、その計測
結果に従ってチップ装着ヘッド６０（ピペットチップＰ
Ｔ）の下降量を制御することで、ピペットチップＰＴの
先端の試液の液面からの挿入（没入）深さを規定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医薬や化学等の産
業分野における試料の成分分析に先立つ前処理として、
試料を分注するに好適な分注装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】分注装置は共栓付試験管内に収容
されて提供される試液を、１個または複数の別の共栓付
試験管に分けて注入するものであり、その分注には一般
的に吸注プラグの先端に装着したピペットチップが用い
られる。このピペットチップを用いることで、共栓付試
験管内の試液を吸引して保持し、その後、該ピペットチ
ップに吸引した試液を別の共栓付試験管内に注入（分
注）することが可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところでピペットチッ
プを共栓付試験管内に挿入して試液を吸引する場合、該
ピペットチップの先端を試液の液面からどの程度の深さ
まで挿入するかが問題となる。ちなみに挿入深さが浅い
と所定量の試液を吸引する前にピペットチップの先端よ
りも液面が低くなるので空気を吸引することになる。ま
た挿入深さが過剰であると、例えば振とう分離させた試
液の沈殿成分を吸引する虞がある。

【０００４】しかしながら共栓付試験管に収容されて提
供される試液の量は必ずしも一定であるとは言い難く、
その量によって共栓付試験管内における試料の液面高さ
が異なることが一般的である。しかも共栓付試験管の製
造精度に伴う管径（内径）の誤差に起因して、仮に一定
量の試液を注入したとしてもその液面高さに違いが生じ
る虞がある。この為、共栓付試験管からの試液の分注を
行うに際して、その液面高さを正確に把握することが重
要となる。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、共栓付試験管内からの試液の分
注を安定に、且つ的確に行うことのできる分注装置を提
供することにある。また本発明の別の目的は、共栓付試
験管に収納された試液が揮発性の有機溶媒からなる場合
であっても、その液面高さを正確に計測して分注作業を
進めることのできる分注装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明は、吸注プラグの先端に装着したピペットチ
ップを用いて共栓付試験管内の試液を分注する分注装置
に係り、支持機構により上下動自在に支持された吸注プ
ラグの先端に装着されるピペットチップを共栓付試験管
内に挿入可能に設けると共に、分注に供される共栓付試
験管の上方に超音波センサを位置付けて該共栓付試験管
内に収容された試液の液面高さを計測するようにし、こ
の超音波センサにより計測された液面高さに応じて前記
支持機構を駆動することで前記共栓付試験管内に挿入さ
れるピペットチップの先端位置を制御する（挿入深さ制
御手段）ように構成したことを特徴としている。

【０００７】好ましくは請求項２に記載するように、前
記超音波センサを、その超音波の送受波面を下方に向け
て前記支持機構に取り付けて前記ピペットチップに代え
て前記共栓付試験管の上方に選択的に位置付けるように
構成することで、該ピペットチップによる分注を妨げる
ことなく液面高さの計測を行い得るようにしたことを特
徴としている。

【０００８】また請求項３に記載するように、超音波セ
ンサを筒体の奥部に組み込むようにし、該筒体の内部に
導入された空気をその先端から放出しながら共栓付試験
管内の試液の液面高さを計測するように構成すること
で、試液が揮発性の有機溶媒からなる場合であっても、
該溶媒から超音波センサを効果的に保護しながら高精度
に液面高さを計測し得るようにしたことを特徴としてい
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る分注装置について、分析前処理システム
に組み込んだ場合を例に説明する。図１は分析前処理シ
ステムの概略構成図であり、全体的にはトレイ受入部
１、遠心分離部２、振とう部３、注入部４、そして抽出
分注部５の５つのブロックからなる。この分析前処理シ
ステムは、複数本の共栓付試験管Ｔを保持するスタンド
Ｓを１つの処理ユニットとして移送しながら、遠心分離
や振とう等の前処理を順に実行する如く構成される。

【００１０】ちなみにスタンドＳは、例えば図２(ａ)
(ｂ)にその側面と正面から見た概略構成を示すように１
０本の共栓付試験管Ｔを２列に並べて垂直に保持する直
方体の枠体形状を有する。このスタンドＳの底面には該
スタンドＳの位置決めに用いられる位置決め孔Ｈが設け
られ、またその両側面には該スタンドＳの移送に用いら
れる把持部Ｇが設けられている。このようなスタンドＳ
は、例えば直交３軸ロボット（図示せず）のハンドによ
り把持されて該ロボットにより移送される。尚、共栓付
試験管Ｔは、試験管ｔとその上端を液密に閉塞（封止）
するプラグｐとからなり、分析前処理に供される試液は
各共栓付試験管Ｔ内に予め注入された状態で提供され
る。

【００１１】さてトレイ受入部１は、上述した如くスタ
ンドＳに保持されて供給される共栓付試験管Ｔを受け入
れ、遠心分離部２による遠心分離処理の実行まで待機さ
せるものである。このトレイ受入部１は図３に示すよう
に複数のスタンドＳを所定の位置にそれぞれ位置決めし
て載置するテーブル１１と、このテーブル１１の下方に
設けられて断熱材にて覆われた風洞１２とを有する。テ
ーブル１１にはスタンドＳの底面に設けられた位置決め
孔Ｈに嵌合する位置決めピン１３が設けられており、複
数のスタンドＳは直交３軸ロボットのハンドによる把持
が可能な間隔にその載置位置が規定されて、例えば２列
に亘って８台ずつ平行に並べて収容される。

【００１２】またテーブル１１には、各スタンドＳの側
部に位置して風洞１２に連通する冷風吹出口１４が設け
られており、更にテーブル１１の上面にはスタンドＳの
側面に沿って風向板１５が突設されている。これらの風
向板１５はその上端を冷風吹出口１４（スタンドＳ）側
に向けて曲折した形状をなし、エアプロセッサ６から風
洞１２に導入されて冷風吹出口１４から上方に吹き出さ
れる冷風をスタンドＳの側面に向けて偏向することで、
共栓付試験管Ｔを冷却する役割をなす。即ち、複数の共
栓付試験管Ｔを保持したスタンドＳは、その底面を閉塞
すると共に両側部を開放した構造をなすことから、前記
冷風吹出口１４から上方に向けて吹き出された冷風を風
向板１５にて偏向して、スタンドＳの側部から各共栓着
き試験管Ｔの周面に向けて冷風を吹き付けるものとなっ
ている。このようにして導入される冷風によりスタンド
Ｓに保持された共栓付試験管Ｔ、ひいては共栓付試験管
Ｔ内に収納された試液が効率的に冷却されてその活性が
保持される。

【００１３】尚、このような冷風を遠心分離部２、振と
う部３、注入部４、更には抽出分注部５にも導入し、試
液の活性を保持しながら分析前処理を実行することも勿
論可能である。しかし分析前処理が開始されると、その
スタンドＳに保持した共栓付試験管Ｔ内の試液に対する
遠心分離から分注までの処理が連続して実行されるの
で、一般的には待機状態にあるトレイ受入部１にて試液
を冷却し、その活性を保持するだけでも十分な効果を期
待することができる。

【００１４】さて本発明に係る分注装置は、遠心分離や
浸透処理等が施された試液を分注するべく抽出分注部５
に組み込まれる。この抽出分注部５について簡単に説明
すると、抽出分注部５は図４に示すように基台２１上に
ガイドレールおよびフィードスクリューを介して移動自
在に設けられた可動テーブル２２を備えている。この可
動テーブル２２は、図中２点鎖線で示すように２つのス
タンドＳ（Ｓ1,Ｓ2）を、その長手軸方向を該可動テー
ブル２２の移動方向に合わせて横並びに載置するもので
ある。一方のスタンドＳ1は空の共栓付試験管Ｔを保持
した状態で、また他方のスタンドＳ2は分注に供される
試液を収容した共栓付試験管Ｔを保持した状態で可動テ
ーブル２２に載置される。

【００１５】可動テーブル２２は、スタンドＳ1,Ｓ2内
における各列の共栓付試験管Ｔを、図１に示す先頭位置
にある４本の共栓付試験管Ｔのグループから順に、分注
処理を実行する上での基準ラインＬ上に位置付ける役割
を担う。尚、可動テーブル２２を支持した基台２１は、
図５に示すように大小２段の可動機構（サイドシフトベ
ース）２３,２４を介して可動テーブル２２の移動方向
と直交する方向にシフト可能に支持されている。これら
の可動機構２３,２４は基準ラインＬ上に位置付けられ
た４本の共栓付試験管Ｔを、後述する分注処理位置Ｘに
選択的に位置付ける役割を担っている。即ち、可動機構
２３はスタンドＳ1,Ｓ2における長手軸線間の間隔Ｄ2に
等しい距離だけ基台２１をシフトすることでスタンドＳ
1,Ｓ2の一方を分注処理位置Ｘに位置付ける。また可動
機構２４はスタンドＳ内の共栓付試験管Ｔの列間間隔Ｄ
1に等しい距離だけ基台２１をシフトすることで、各ス
タンドＳにおける２列の共栓付試験管Ｔの一方を分注処
理位置Ｘに位置付ける。

【００１６】また基台２１上には可動テーブル２２の側
方に位置して開栓機構３０が設けられている。この開栓
機構３０は、昇降軸３１を有するアームポスト３２と、
この昇降軸３１の上端に水平に取り付けられたアーム３
３と、このアーム３３に支持された２つのクランプユニ
ット３４,３４からなる。アームポスト３２に支持され
た昇降軸３１はスプライン軸をなし、その外側にスリー
ブを噛み合わせることで上下動自在に、且つ回転可能に
設けられる。そしてアーム３３は、昇降軸３１の昇降に
伴って上下動し、またその回動に伴って旋回するものと
なっている。また２つのクランプユニット３４,３４は
同一の構造を有し、アーム３３の長手方向に、スタンド
Ｓ1,Ｓ2の長手軸線間の間隔Ｄ2に一致する間隔を隔てて
設けられている。

【００１７】各クランプユニット３４,３４はクランプ
シリンダにより左右に開閉される一対のクランプ爪３
５,３５と、押圧シリンダにより下向きに駆動される押
し込みパッド３６とを備える。そして各クランプユニッ
ト３４,３４はアーム３３の旋回に伴って前述した基準
ラインＬを含む垂直面内まで移動され、昇降軸３１の上
下動に伴って図５に示されるように基準ラインＬ上の共
栓付試験管Ｔのプラグｐをクランプして各共栓付試験管
Ｔを開栓する。共栓付試験管Ｔの開栓はクランプ爪３
５,３５にてプラグｐを挟み込み、その先端部をプラグ
ｐの頭部と試験管ｔの上端縁との間に進入させてプラグ
ｐを試験管ｔの口部から浮き上がらせてその密閉状態を
解除し、その後、アーム３３の上昇に伴って共栓付試験
管Ｔから引き抜くことにより行われる。開栓したプラグ
ｐはクランプユニット３４,３４により保持され、アー
ム３３の旋回により図４に示すように基準ラインＬ上か
ら一旦退避される。その後、分注処理終了に伴ってプラ
グｐを保持したクランプユニット３４,３４は基準ライ
ンＬ上に戻され、アーム３３の上下動により共栓付試験
管Ｔに再び嵌め込まれる。プラグｐの共栓付試験管Ｔへ
の嵌め込みは、クランプ爪３５,３５を開くことでプラ
グｐを試験管ｔの口部に落とし込み、押し込みパッド３
６にて押し込むことで行われる。

【００１８】このような共栓付試験管Ｔの開栓とその後
の密閉は、可動テーブル２２の移動によりスタンドＳ1,
Ｓ2内の共栓付試験管Ｔを基準ラインＬ上に順に位置付
けながら、可動機構２４による基台２１の距離Ｄ1のシ
フトにより、基準ラインＬ上に位置付けられた４個の共
栓付試験管Ｔの内の２つに対して、つまりスタンドＳ1,
Ｓ2内の１個ずつ共栓付試験管Ｔに対して同時に実行さ
れる。

【００１９】ところで基台２１の近傍には、図４に示す
ように基台２１の移動領域を避けて分注アームユニット
４０が配置されている。この分注アームユニット４０は
図６に示すように、ハウジング４１の上面に筒状の軸受
４２を介して昇降軸４３を昇降自在に支持し、昇降軸４
３の上端に分注アーム４４と計測アーム４５とを水平に
設けている。昇降軸４３はスプライン軸として形成さ
れ、軸受４２内にてスリーブユニットを介して昇降自在
に、且つ回動自在に支持されている。

【００２０】尚、スリーブユニットは、図６に示すよう
に昇降軸４３にスプライン係合したインナスリーブ４６
と、インナスリーブ４６と軸受４２の内周面との間に回
転自在に配置された段付きのアウタスリーブ４７とから
なり、これらをキー結合させることでアウタスリーブ４
７はインナスリーブ４６を介して昇降軸４３と一体的に
回転可能となっている。アウタスリーブ４７の軸受４２
から突出した端部に取り付けられたギヤプーリ４８と、
ダンパ付きのステップモータ５０の出力軸に取り付けら
れたギヤプーリ５１との間にはタイミングベルト４９が
掛け回されており、ステップモータ５０により昇降軸４
３が回動され、分注アーム４４および計測アーム４５が
旋回制御される。

【００２１】また昇降軸４３の下端にはボールジョイン
ト５２を介してステップリニアモータ５３が連結されて
おり、昇降軸４３の昇降が制御されるようになってい
る。この昇降軸の昇降は、例えばステップリニアモータ
５３の可動ロッド５４の進退量として高精度に位置検出
しながらその昇降ストロークを管理して実行される。こ
れによって分注アーム４４の高さ位置が制御され、以下
に説明するピペットチップＰＴの先端の共栓付試験管Ｔ
に対する挿入深さが制御される。このピペットチップＰ
Ｔの挿入深さの制御については後述する。

【００２２】さて分注アーム４４はその先端にチップ装
着ヘッド６０を取り付け、基本的にはその旋回に伴いチ
ップ装着ヘッド６０を図４に示すようにチップ取出位置
とチップ廃棄位置との間にて往復移動させる役割を担
う。また分注アーム４４に対して所定の角度をなして設
けられた計測アーム４５は、その先端に超音波センサ５
５を取り付けたものである。これらのチップ装着ヘッド
６０および超音波センサ５５の移動軌跡Ｃは、図４に１
点鎖線で示すように互いに等しく設定され、特に基準ラ
インＬ上にある共栓付試験管Ｔの内、分注に供される共
栓付試験管Ｔの直上を通過するように設定されている。
このような基準ラインＬと移動軌跡Ｃとが接する位置
は、チップ装着ヘッド６０による吸注位置Ｘとして定義
される。そしてこの吸注位置Ｘには、昇降軸４３の回動
に伴って分注アーム４４の先端に装着されたチップ装着
ヘッド６０および計測アーム４５の先端に装着された超
音波センサ５５が選択的に位置付けられるようになって
いる。

【００２３】ここでチップ装着ヘッド６０について簡単
に説明すると、チップ装着ヘッド６０はヘッド本体６１
の下面に吸注プラグ６２を下向きに取り付けた構造をな
す。この吸注プラグ６２は、その下端にピペットチップ
ＰＴを着脱自在に装着して共栓付試験管Ｔに対する試液
の吸注を行う。ちなみにチップ装着ヘッド６０は、ヘッ
ド本体６１を可撓性チューブ６３を介して電磁三方弁６
４の一方の入出口に接続され、電磁三方弁６４の供給口
に接続されたシリンジ６５によりその吸引・吐出動作が
制御されるようになっている。尚、電磁三方弁６４の他
方の入出口はウォータタンク６６に接続されている。そ
してステップリニアモータ６７により往復駆動されて吸
引・吐出動作するシリンジ６５は、電磁三方弁６４の切
り換えを伴ってウォータタンク６６から水を汲み上げ、
この水を可撓性チューブ６３を介してチップ装着ヘッド
６０に送り込むことで、シリンジ６５から吸注プラグ６
２までの経路内を水で満たした状態に設定される。

【００２４】このような状態で分注アーム４４の旋回に
よりチップ装着ヘッド６０はチップ取出位置に位置付け
られて、図示しないチップフィーダから供給されるピペ
ットチップＰＴが装着される。このとき前述した開栓機
構３０が駆動されて基準ラインＬに位置付けられたスタ
ンドＳ1,Ｓ2内の２本の共栓付試験管Ｔのプラグｐが取
り外される。その後、計測アーム４５に装着された超音
波センサ５５を吸注位置Ｘの上方に位置付ける。そして
超音波センサ５５から吸注位置Ｘにある共栓付試験管Ｔ
に向けて超音波ビームを送波し、その反射波を受信する
ことで共栓付試験管Ｔに収容された試液の液面高さを計
測する。

【００２５】しかる後、分注アーム４４を旋回させてピ
ペットチップＰＴを装着したチップ装着ヘッド６０を吸
注位置Ｘの上方に位置付ける。そして昇降軸４３（分注
アーム４４）を下降させてピペットチップＰＴを共栓付
試験管Ｔの口部から進入させる。この際、上述した如く
計測された試液の液面高さに従って昇降軸４３（分注ア
ーム４４）の下降位置を制御し、ピペットチップＰＴの
先端の試液の液面からの挿入（没入）深さを規制する。
この状態でシリンジ６５を駆動することでピペットチッ
プＰＴ内に所定量の試液を吸引する。

【００２６】その後、昇降軸４３（分注アーム４４）を
上昇させてピペットチップＰＴを共栓付試験管Ｔの口部
から抜き出した後、駆動機構２３を駆動して可動テーブ
ル２２を距離Ｄだけスライドさせ、スタンドＳ1に保持
された空の共栓付試験管Ｔを吸注位置Ｘに位置付ける。
そして昇降軸４３（分注アーム４４）を下降させてピペ
ットチップＰＴを空の共栓付試験管Ｔに挿入し、ピペッ
トチップＰＴ内の試液を吐出することで、その分注を完
了する。このようにして分注処理を終えたならば、昇降
軸４３を上昇させた後、チップ廃棄位置まで旋回させて
上述した如く分注に供したピペットチップＰＴを廃棄す
る。このとき、前述した開栓機構３０を駆動してそのク
ランプユニット３４,３４により保持していたプラグｐ
を共栓付試験管Ｔに嵌め込むことで、上述した一連の分
注処理を終了する。

【００２７】その後、再びチップ装着ヘッド６０をチッ
プ装着位置に旋回させて次の新たなピペットチップＰＴ
を装着する。また駆動機構２４を駆動して可動テーブル
２２を距離Ｄ1だけ横方向にスライドさせて次の共栓付
試験管Ｔに対する分注処理を同様にして繰り返し実行す
る。このような処理は、可動テーブル２２をスタンドＳ
1,Ｓ2の長手軸方向に移動させながら、スタンドＳ2に保
持された全ての共栓付試験管Ｔに対する分注が完了する
まで繰り返し実行される。

【００２８】ここで前述した超音波センサ５５による液
面高さの計測と、ピペットチップＰＴの下降位置規制
（挿入深さの制御）について説明すると、チップ装着ヘ
ッド６０を備えた分注アーム４４および超音波センサ５
５を装着した計測アーム５５の上昇位置は、例えば昇降
軸４３の最大上昇位置として予め規定されている。また
共栓付試験管Ｔを保持したスタンドＳの載置面も可動テ
ーブル２２の上面位置として予め規定されている。これ
故、図７にその概念を示すように、可動テーブル２２の
上面と上昇位置にあるアーム４４,４５との距離ｈrefは
基準高さとして予め既知である。従ってピペットチップ
ＰＴの先端の高さ位置は、チップ装着ヘッド６０へのピ
ペットチップＰＴの装着長Ｌptに従い、［ｈref−Ｌp
t］として求めることができ、また超音波センサ５５の
超音波送受波面の高さ位置は、該超音波センサ５５装着
長Ｌsに従い、［ｈref−Ｌs］として求めることができ
る。

【００２９】しかして超音波センサ５５は、送波した超
音波ビームの試液の液面による反射波が受信されるまで
の時間から、その送受波面から試液の液面に至る距離ｈ
2を計測しており、この距離ｈ2は［ｈref−Ｌs−ｈ2］
として示される試液の液面高さｈ1を表すことになる。
またピペットチップＰＴの先端と試液の液面との距離Ｌ
1は［ｈ2＋Ｌs−Ｌpt］として求められる。

【００３０】昇降軸４３によるピペットチップＰＴの下
降は、上述した如く求められる試液の液面高さ、具体的
には超音波センサ５５にて求められる試液の液面間での
距離ｈ2に従い、分注すべき試液の量に応じて定まる試
液へのピペットチップＰＴの挿入（没入）深さＬ2に応
じて［Ｌ1＋Ｌ2］、つまり［ｈ2＋Ｌs−Ｌpt＋Ｌ2］だ
け下降させることにより行われる。この結果、試液の液
面高さに拘わることなくピペットチップＰＴの先端を深
さＬ2だけ正確に試液中に没入させることができる。従
って共栓付試験管Ｔに収容されている試液の量が少な
く、或いは管径が大きくてその液面高さが低い場合であ
っても、所定量の試液を吸引する前にピペットチップＰ
Ｔの先端よりも試液の液面が低くなり、空気を吸引して
しまうような不具合を未然に防ぐことが可能となる。ま
た逆にピペットチップＰＴを深く挿入し、下層の沈殿物
を吸引するような不具合も防ぐことが可能となる。

【００３１】ところで計測アーム４５への前記超音波セ
ンサ５５の取り付けを、例えば図８に示すように、筒体
８０を用いて超音波センサ５５を保護して行うようにし
ても良い。即ち、筒体８０は、その上端部を前記計測ア
ーム４５に取り付けて鉛直方向に伸びる第１の筒体８１
と、この第１の筒体８１の下端部に同軸に、且つ軸方向
に進退自在に装着された第２の筒体８２とからなる。第
２の筒体８２は、その上端部に螺着したガイドねじ８３
の先端を、第１の筒体８１の周面に軸方向に設けられた
ガイド溝８１ａに嵌合させることで、所定の範囲内での
み進退自在に装着される。また第２の筒体８２の上端面
と第１の筒体８１の上端段差部との間にはコイルばね８
４が遊嵌されており、このコイルばね８４により第２の
筒体８２が下方に向けて付勢偏倚されている。

【００３２】しかして第２の筒体８２の下端部は、共栓
付試験管Ｔの上端開口部に対向するように先端先細り形
状のノズルとして形成されており、その周面には該第２
の筒体８２の下降位置を規制するためのガイド体８５が
取り付けられている。このガイド体８５は、第２の筒体
８２の先端部より所定寸法だけ下側に突出させて設けら
れるもので、図中二点鎖線で示すように共栓付試験管Ｔ
を保持したスタンドＳの上面板にその先端を当接させる
ことで、共栓付試験管Ｔの上端開口部に対向させて位置
付けられる第２の筒体８２の先端部との距離を一定に規
制する役割を担う。

【００３３】前述した超音波センサ５５は、このような
第１および第２の筒体８１,８２からなる筒体８０の奥
部（第１の筒体８１の上端部）にその超音波送受波面を
下方に向け、その筒内を超音波の伝播路として組み込ま
れる。また第１の筒体８１の上端部には、その筒内に空
気を導入するエアノズル８６が組み込まれている。そし
てこのエアノズル８６から筒体８０の内部に導入された
空気は、その先端（第２の筒体８２の先端）から放出さ
れるようになっている。このようにして筒体８０の内部
に導入され、その先端から放出される空気により、例え
ば共栓付試験管Ｔからのエーテル等の揮発性有機溶媒の
筒体８０内部への進入が阻止され、該揮発性有機溶媒か
ら超音波センサ５５が保護されている。即ち、共栓付試
験管Ｔに注入された試液がエーテル等の揮発性有機溶媒
であっても、その気化ガスが超音波センサ５５に触れる
ことがないように工夫されている。

【００３４】このように構成されたセンサ構造体におい
ては、計測アーム４５を旋回させて超音波センサ５５
（筒体８０）を共栓付試験管Ｔの上方に位置付けた後、
昇降軸４３を所定量だけ下降させて前記ガイド体８５の
先端部をスタンドＳの上面板に当接させる。すると第２
の筒体８２は、共栓付試験管Ｔの上端開口部との間に所
定の間隙を形成して対向配置される。しかして第１の筒
体８１は、コイルばね８３の圧縮を伴って第２の筒体８
２内に押し込まれて所定の高さ位置に位置付けられるこ
とになる。このようにして位置付けられる第１の筒体８
１（超音波センサ５５）の高さ位置は、共栓付試験管Ｔ
を保持したスタンドＳの載置面をなす前記可動テーブル
２２の上面を基準とする所定高さの位置である。

【００３５】この結果、スタンドＳによる共栓付試験管
Ｔの保持状態（保持姿勢）に拘わらず、その保持状態に
おいて共栓付試験管Ｔ内の試液の液面高さを正確に計測
することが可能となる。つまり共栓付試験管Ｔに対する
試液の液面高さではなく、スタンドＳに保持された共栓
付試験管Ｔにおける試液の液面高さが可動テーブル２２
の上面を基準として計測されることになる。従って分注
アーム４４および計測アーム４５を一体に支持した昇降
軸４３が、可動テーブル２２の上面を基準して高さの制
御がなされることから、上述した如く計測される液面高
さに基づく分注処理を精度良く行うことが可能となる。

【００３６】また筒体８０にて超音波センサ５５を覆
い、その内部に導入された空気をその先端から共栓付試
験管Ｔの上端開口部に向けて吹き付けると言う簡単な構
成にて、試液としての揮発性の有機溶媒から超音波セン
サ５５を効果的に保護することができる。更には上記有
機溶媒の揮発成分を空気にて吹き飛ばすので、該揮発成
分が超音波センサ５５による液面高さの計測経路中に介
在することがなくなる。この結果、超音波センサ５５か
ら発せられた超音波の伝播速度が前記有機溶媒の揮発成
分によって変化することがなくなるので、その液面高さ
の計測を精度良く行うことが可能となる。換言すれば超
音波センサ５５による距離測定精度を十分に確保して、
高精度な液面高さ計測を行うことが可能となる。

【００３７】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば超音波センサ５５を、抽出分注
部５のハウジング天井面等の所定の高さ位置に固定的に
設けることも可能である。また開栓機構３０に別のアー
ムを設け、このアームに超音波センサを取り付けること
も可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る分注装
置は、共栓付試験管の上方に位置付けられる超音波セン
サを用いて試液の液面高さを計測し、この計測結果に従
ってピペットチップの下降位置を制御するので、共栓付
試験管に収容された試液の量に拘わることなくその液面
から所定量だけピペットチップを挿入することができ、
分注処理の安定化と確実化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分注装置が組み込まれる分析前処理シ
ステムの概略構成図。

【図２】分注に供される試液を収納する共栓付試験管Ｔ
と複数の共栓付試験管Ｔを保持するスタンドＳの構成を
示す図。

【図３】分析前処理システムにおけるトレイ受入部の構
成を示す図。

【図４】分析前処理システムにおける抽出分注部の概略
構成を示す平面図。

【図５】抽出分注部における可動テーブルと解析機構の
構成を示す側面図。

【図６】抽出分注部に組み込まれた分注装置の主要部を
なす分注アームユニットの概略構成を示す図。

【図７】超音波センサによる試液の液面高の計測と、ピ
ペットチップの下降位置の制御を説明するための図。

【図８】本発明の別の実施形態に係る液面高さ検出部の
構成例を示す図。

【符号の説明】

１トレイ受入部２遠心分離部３振とう部４注入部５抽出分注部１１テーブル１２風洞１４冷風吹出口１５風向板２１基台２２可動テーブル３０開栓機構４０分注アームユニット４４分注アーム４５計測アーム５５超音波センサ６０チップ装着ヘッド８０筒体８６エアノズルＴ共栓付試験管ＳスタンドＰＴピペットチップ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年９月７日（１９９９．９．７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明は、吸注プラグの先端に装着したピペットチ
ップを用いて共栓付試験管内の試液を分注する分注装置
に係り、支持機構により上下動自在に支持された吸注プ
ラグの先端に装着されるピペットチップを共栓付試験管
内に挿入可能に設けると共に、超音波の送受波面を下方
に向けて前記支持機構に取り付けた超音波センサを、前
記ピペットチップに代えて分注に供される共栓付試験管
の上方に選択的に位置付けて該共栓付試験管内に収容さ
れた試液の液面高さを計測するようにし、この超音波セ
ンサにより計測された液面高さに応じて前記支持機構を
駆動することで前記共栓付試験管内に挿入されるピペッ
トチップの先端位置を制御する（挿入深さ制御手段）よ
うに構成したことを特徴としている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】特に支持機構の昇降軸に対して、その先端
に吸注プラグを支持した分注アームと、その先端に超音
波センサを支持した計測アームとをそれぞれ設けて上下
動させ、且つこれらの各アームを所定の角度を隔てて同
時に旋回させることで吸注プラグと超音波センサとを共
栓付試験管の上方に選択的に位置付け、該ピペットチッ
プによる分注を妨げることなく液面高さの計測を行い得
るようにしたことを特徴としている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】また請求項２に記載するように、超音波セ
ンサを筒体の奥部に組み込むようにし、該筒体の内部に
導入された空気をその先端から放出しながら共栓付試験
管内の試液の液面高さを計測するように構成すること
で、試液が揮発性の有機溶媒からなる場合であっても、
該溶媒から超音波センサを効果的に保護しながら高精度
に液面高さを計測し得るようにしたことを特徴としてい
る。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る分注装
置は、支持機構に支持され、ピペットチップに代えて共
栓付試験管の上方に選択的に位置付けられる超音波セン
サを用いて試液の液面高さを計測し、この計測結果に従
ってピペットチップの下降位置を制御するので、共栓付
試験管に収容された試液の量に拘わることなくその液面
から所定量だけピペットチップを挿入することができ、
分注処理の安定化と確実化を図ることができる。またピ
ペットチップによる分注を妨げることなしに超音波セン
サによる液面高さの計測を行い得る等の効果が奏せられ
る。更には試液が揮発性の有機溶媒からなる場合であっ
ても、該溶媒から超音波センサを効果的に保護しながら
高精度に液面高さを計測し得る等の利点がある。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月９日（２０００．２．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明は、吸注プラグの先端に装着したピペットチ
ップを用いて共栓付試験管内の試液を分注する分注装置
に係り、基本的には支持機構により上下動自在に支持さ
れた吸注プラグの先端に装着されるピペットチップを共
栓付試験管内に挿入可能に設けると共に、超音波の送受
波面を下方に向けて前記支持機構に取り付けた超音波セ
ンサを、前記ピペットチップに代えて分注に供される共
栓付試験管の上方に選択的に位置付けて該共栓付試験管
内に収容された試液の液面高さを計測するようにし、こ
の超音波センサにより計測された液面高さに応じて前記
支持機構を駆動することで前記共栓付試験管内に挿入さ
れるピペットチップの先端位置を制御する（挿入深さ制
御手段）ように構成される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】特に支持機構の昇降軸に対して、その先端
に吸注プラグを支持した分注アームと、その先端に超音
波センサを支持した計測アームとをそれぞれ設けて上下
動させ、且つこれらの各アームを所定の角度を隔てて同
時に旋回させることで吸注プラグと超音波センサとを共
栓付試験管の上方に選択的に位置付け、該ピペットチッ
プによる分注を妨げることなく液面高さの計測を行うよ
うに構成される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】そして超音波センサを、超音波の送受波方
向に伸びて該超音波の伝播路をなして設けられ、その内
部に導入された空気を前記共栓付試験管の上端開口部に
対向させて位置付けられる先端部から放出する筒体の奥
部に組み込むようにし、該筒体の内部に導入された空気
をその先端から放出しながら共栓付試験管内の試液の液
面高さを計測するように構成することで、試液が揮発性
の有機溶媒からなる場合であっても、該溶媒から超音波
センサを効果的に保護しながら高精度に液面高さを計測
し得るようにしたことを特徴としている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】ところで計測アーム４５への前記超音波セ
ンサ５５の取り付けは、例えば図８に示すように、筒体
８０を用いて超音波センサ５５を保護して行われる。即
ち、筒体８０は、その上端部を前記計測アーム４５に取
り付けて鉛直方向に伸びる第１の筒体８１と、この第１
の筒体８１の下端部に同軸に、且つ軸方向に進退自在に
装着された第２の筒体８２とからなる。第２の筒体８２
は、その上端部に螺着したガイドねじ８３の先端を、第
１の筒体８１の周面に軸方向に設けられたガイド溝８１
ａに嵌合させることで、所定の範囲内でのみ進退自在に
装着される。また第２の筒体８２の上端面と第１の筒体
８１の上端段差部との間にはコイルばね８４が遊嵌され
ており、このコイルばね８４により第２の筒体８２が下
方に向けて付勢偏倚されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小原洋東京都港区虎ノ門２丁目２番１号日本たばこ産業株式会社内Ｆターム(参考） 2F014 AB01 AB02 FB01 2G058 AA01 CA02 CB15 EA02 ED03 ED07 ED35 GB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸注プラグの先端に装着したピペットチ
ップを用いて共栓付試験管内の試液を分注する分注装置
であって、前記ピペットチップを前記共栓付試験管内に挿入可能に
前記吸注プラグを上下動自在に支持した支持機構と、前記共栓付試験管の上方に位置付けられて該共栓付試験
管内に注入された試液の液面高さを計測する超音波セン
サと、この超音波センサにより計測された液面高さに応じて前
記支持機構を駆動して前記共栓付試験管内に挿入される
ピペットチップの先端位置を制御する挿入深さ制御手段
とを具備したことを特徴とする分注装置。
【請求項２】前記超音波センサは、超音波の送受波面
を下方に向けて前記支持機構に支持され、前記ピペット
チップに代えて前記共栓付試験管の上方に選択的に位置
付けられ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】前記超音波センサは、超音波の送受波方
向に伸びて該超音波の伝播路をなし、その内部に導入さ
れた空気を前記共栓付試験管の上端開口部に対向させて
位置付けられる先端部から放出する筒体を備え、該筒体
の奥部に組み込まれることを特徴とする請求項１に記載
の分注装置。