JP2003028884A - 保持装置及び吸引注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つの移動機構によって、容器の搬送処理、
吸引注入処理、容器内容物の測定等の複数の処理を行
い、また、容器の複数の配列間隔に対応した吸引注入処
理を行う。 【解決手段】 保持装置２は、対向間隔を調整自在とし
所定の対向間隔を保持可能する一対の把持部材２ａ，２
ｂを備えた構成とし、把持部材の対向間隔を調整して保
持対象物を把持することによって、保持対象物を交換し
て保持する。吸引注入装置３は、溶液を吸引及び注入す
る複数のノズル３ｊと、これらのノズル間のピッチを変
更するリンク機構を備える。リンク機構は、対向配置さ
れる部材３ａ〜３ｄ間の対向間隔に応じてノズル間のピ
ッチを変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学物質の試料調
整、計量、移し替え等を自動で行う処理装置に適用する
ことができる装置に関し、特に、試料や試薬や溶媒を吸
引、注入、あるいは排出を行う吸引注入装置、及びこの
吸引注入装置と試料や試薬や溶媒等の容器を交換可能に
保持する保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】化学物質の試料調整、計量、移し替え等
の処理を自動で行う装置では、試料や試薬や溶媒等の溶
液に対して吸引、計量、注入あるいは排出等の各処理を
行うために吸引注入装置や搬送アームを備える。

【０００３】従来、容器の搬送機能と吸引注入機能の２
つの機能を実現するために、容器を搬送する機構として
ロボットアーム等の搬送機構を備え、このロボットアー
ムに吸引注入装置を取り付ける構成や、搬送用のロボッ
トアームと吸引注入用のロボットアームをそれぞれ個別
に備える構成が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一つのロボットアーム
（以下、移動機構という）によって容器の搬送処理と吸
引注入処理の２つの処理を行う構成では、移動機構は容
器を搬送すると共に同時に吸引注入装置も移動する。そ
のため、移動機構の搬送時に生じる振動や、始動時や停
止時に生じる衝撃によって、吸引注入装置で吸引した液
滴が垂れる場合があり、秤量や分析試料の調整等の測定
精度が要求される処理では、秤量結果、分析結果に誤差
が生じるおそれがある。一方、搬送用移動機構と吸引注
入用移動機構をそれぞれ備える構成では、移動機構の個
数分だけ動力源が必要であるという問題がある他、移動
機構間の干渉を防ぐために操作が複雑となるという問題
がある。

【０００５】また、複数のノズルによって複数の容器に
対して吸引及び注入を行う場合には、吸引注入装置のノ
ズルは容器の配列間隔に応じたピッチでなければならな
い。このような要求に対して、従来の吸引注入装置で
は、各ピッチ毎に複数の吸引注入装置を用意しなけらば
ならない。さらに、この複数の吸引注入装置を使用する
場合、一つの移動機構で搬送処理と吸引注入処理の２つ
の処理を行う構成では一種類の吸引注入装置のみ取り付
けるため複数の配列間隔に対応することができないとい
う問題があり、また、搬送用移動機構と吸引注入用移動
機構を個別に備える構成では各吸引注入装置を取り付け
る吸引注入用移動機構を増設する必要があり、装置の複
雑化大型化を招き増設数にも限界があるという問題があ
る。

【０００６】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決し、一つの移動機構によって、容器の搬送処理、吸
引注入処理、容器内容物の測定等の複数の処理を行うこ
とを目的とし、また、容器の複数の配列間隔に対応した
吸引注入処理を行うことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の保持装置は、化
学物質の試料調整、計量、移し替え等の処理を行う装置
に適用することができるものである。保持装置は、対向
間隔を調整自在とし所定の対向間隔を保持可能する一対
の把持部材を備えた構成とし、把持部材の対向間隔を調
整して保持対象物を把持することによって、保持対象物
を交換して保持することができる。一つの移動機構に取
り付けた保持装置によって異なる保持対象物を交換し保
持することで、容器の搬送処理、吸引注入処理、容器内
容物の測定等の複数の処理を切り替えて行うことができ
る。

【０００８】一対の把持部材は、その対向面の端部は凸
状部分を備え、この両凸状部分が形成する段差によって
チャック機構を構成し、把持した保持対象物のずり落ち
を防止する。一方の把持部材の凸状部分は溝部を備え、
保持対象物と複数箇所で接触するよう構成する。また、
他方の把持部材の凸状部分は直線状とすることができ、
一方の凸状部分に設けた溝部とによって、保持対象物を
少なくとも３点で接触して保持する。

【０００９】少なくとも一方の把持部材は、他方の把持
部材との対向面に把持部材に中心線の両側に一対の突出
部を備え、この突出部を保持対象物に当接させることに
よって、保持対象物を把持した際に保持対象物が回転し
て位置ずれを生じることを防止する。この突出部の一方
は弾性材で形成することができる。

【００１０】本発明の吸引注入装置は、化学物質の試料
調整、計量、移し替え等の処理を行う装置に適用するこ
とができるものであり、移動機構によって所定位置に移
動されて位置決めされ、試料や試薬や溶媒等の溶液を吸
引、注入あるいは排出を行う。吸引注入装置は、溶液を
吸引及び注入する複数のノズルと、これらのノズル間の
ピッチを変更するリンク機構を備える。リンク機構は、
対向配置される部材間の対向間隔に応じてノズル間のピ
ッチを変更する。したがって、吸引注入装置は、対向配
置される部材間の対向間隔を調整することで、ノズル間
のピッチを調整することができる。

【００１１】また、吸引注入装置は、対向配置される両
部材を吸引注入装置を保持する保持装置の把持部材で把
持させ、この把持部材間の間隔を調整することで両部材
間の対向間隔を変更させノズル間のピッチを調整する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の保持装
置及び吸引注入装置を備える処理装置の概略を説明する
ための図である。処理装置１は、化学物質の試料調整、
計量、移し替え等の処理を行う装置である。処理装置１
は、試料や試薬や溶媒等の溶液を入れた容器６やマイク
ロプレート７を容器収容ラック８やマイクロプレートホ
ルダ９内に収容し、溶液や溶媒の吸引注入処理や容器の
入れ替え処理、あるいは秤量等の測定処理を行う。

【００１３】溶液や溶媒に吸引注入処理を行う構成とし
て、溶液や溶媒を吸引あるいは注入するための吸引注入
装置３、及び溶媒を供給するための溶媒ビンやシリンジ
ポンプ等を有した溶媒供給部１０を備える。また、容器
６内の内容物を秤量する天秤装置１１や、混合した溶液
を攪拌する振動攪拌装置１２を備える。

【００１４】また、容器６や吸引注入装置３や種々のセ
ンサ（図示していない）を移動する機構として、移動機
構４及び移動機構４を制御する制御ユニット５を有し、
移動機構４は容器６や吸引注入装置３やセンサを持ち替
えて保持し、所定位置に移動させる機構として保持装置
２を備える。保持装置２は、容器６や吸引注入装置３を
センサを交換して保持することによって、一つの移動機
構４によって容器や吸引注入装置あるいはセンサを所定
位置に移動させることができる。

【００１５】保持装置２及び移動機構４の動作制御は、
制御ユニット５に組み込まれたプログラムに従って行う
他、図示しない入力手段から入力した指令に従って行う
ことができる。なお、移動機構４は例えばロボットアー
ムなどのＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸駆動型の移動装置とするこ
とができる。

【００１６】次に、本発明の保持装置の構成例について
図２を用いて説明し、本発明の吸引注入装置の構成例に
ついて図３を用いて説明する。本発明の保持装置２は、
対向配置する一対の把持部材２ａ，２ｂを備え、この両
把持部材２ａ，２ｂは開閉機構２ｃによって対向間隔を
調整自在とすると共に、所定の対向間隔を保持可能とし
ている。図２（ａ）は把持部材２ａ，２ｂを開いた状態
を示し、図２（ｂ），（ｃ）は把持部材２ａ，２ｂを閉
じて容器６を挟んで保持する状態を示している。

【００１７】把持部材２ａ，２ｂは、容器６や吸引注入
装置３を挟んで保持するチャック部分を構成し、互いに
対向する面の端部位置にずり落ち防止用の段差２ｄ，２
ｅを備える。この段差２ｄ，２ｅは容器６の凹部６ａを
挟み込むことで、容器６が把持部材２ａ，２ｂからのず
り落ちを防ぐものである。

【００１８】また、一方の把持部材２ｂ（把持部材２ａ
とすることもできる）には、把持部材２ｂの長さ方向に
沿って溝２ｆが形成される。この溝２ｆは、容器６との
接触部分を増やすことによって安定した保持を確保する
ものであり、溝付きチャックとして構成することができ
る。なお、溝２ｆは段差２ｅの部分にも形成することが
できる。

【００１９】他方の把持部材２ａの対向面は平面として
ストレートチャックとして構成することができ、溝付き
チャックとの組み合わせることによって、断面が円形状
の容器を少なくとも一断面上の３点で接触して保持す
る。なお、容器６は必ずしも段差２ｄ，２ｅによって保
持されるものではなく、容器６の大きさや把持部材２
ａ，２ｂと容器６との接触位置によっては、把持部材２
ａ，２ｂの対向する平面部分によって保持される。

【００２０】また、少なくとも一方の把持部材（２ａ，
２ｂ）は、対向面の長さ方向の中心線の両側に突出部２
ｇを備える。この突出部２ｇは、例えば板状ばね等の弾
性体で形成することができ、把持部材で保持対象物を把
持したとき、把持部材の中心線付近を挟んで２つの突出
部２ｇで当接することによって、保持対象物が中心線を
中心に回転することを防止する。

【００２１】開閉機構２ｃは、例えば内蔵するモータに
よって駆動する構成とすることができ、モータの駆動方
向を反転させることによって把持部材２ａ，２ｂを開い
たたりあるいは閉じることができ、所定の開閉状態で保
持することによって容器６の保持状態を維持することが
できる。

【００２２】本発明の吸引注入装置３は、複数処理用吸
引注入装置３Ａ及び単数処理用吸引注入装置３Ｂを備え
る。複数処理用吸引注入装置３Ａは、同時の複数の吸引
処理あるいは注入処理を行うことができる装置であり、
単数処理用吸引注入装置３Ｂは単一の吸引処理あるいは
注入処理を行うための装置である。本発明は複数処理用
吸引注入装置３Ａにおいて複数本のノズルのノズル間の
ピッチを調整可能とするものである。

【００２３】複数処理用吸引注入装置３Ａは、複数本の
ノズル３ｊとこれらのノズル間のピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ
３を調整する機構を備える。複数本のノズル３ｊは、複
数処理用吸引注入装置３Ａ全体を保持する保持部材３
ａ，３ｂ、及びこの保持部材３ａ，３ｂに取り付けられ
て対向配置される一対のベース板３ｃ，３ｄを含み、こ
のベース板３ｃ，３ｄ間にノズル間のピッチＰ１，Ｐ
２，Ｐ３を調整するためのリンク機構が設けられる。

【００２４】保持部材３ａ，３ｂは、本発明の保持装置
２が備える把持部材２ａ及び２ｂが構成するチャックに
よって保持される部分であり、例えば把持部材２ａ，２
ｂの対向面に形成された溝部２ｆと対応した形状とする
ことができる。ベース板３ｃ，３ｄは保持部材３ａ，３
ｂに固定され、保持装置２の把持部材２ａ，２ｂが保持
部材３ａ，３ｂを把持することによって保持される。ま
た、ベース板３ｃ，３ｄの対向面は後述するローラーの
転動面を構成し、このローラーをガイドするためにベー
ス板３ｃ，３ｄの対向面の長さ方向に段差が形成されて
いる。

【００２５】ベース板３ｃ，３ｄの間にはノズル３ｊ間
のピッチを調整するリンク機構が設けられる。このリン
ク機構は、複数のクロスバー３ｅを支点で軸支して連結
する構成とし、各ノズル３ｊを各クロスバー３ｅの交点
位置に設けたノズル保持部３ｋに取り付け、各クロスバ
ー３ｅの端部間の距離を変更することによってノズル３
ｊの間のピッチを縮小あるいは拡大して調整する。クロ
スバー３ｅの端部の支点位置にはローラ軸３ｇによって
ローラ３ｆが回転自在に取り付けられ、ベース板３ｃ，
３ｄの内壁面部分と接触しながら転動可能とし、段差で
案内されながらベース板３ｃ，３ｄの長さ方向に沿って
移動自在としている。なお、ノズル保持部３ｋの他方に
は液配管３ｌが取り付けられる。複数の液配管３ｌは保
持部材３ａにいったんまとめて固定した後、溶媒供給部
１０のシリンジポンプユニットに接続することができ、
保持部材３ａに固定することで液配管３ｌが他の構成部
分と干渉することを防ぐことができる。

【００２６】また、クロスバー３ｅの軸部分にはピッチ
縮小用ばね３ｉ（図３には示していない、図５参照）が
設けられる。このピッチ縮小用ばね３ｉは、ローラ３ｆ
及びローラ軸３ｇをベース板３ｃ，３ｄの内壁面部分に
押し付けて、各ノズル３ｊが取り付けられている交点部
分のピッチを縮小する方向に付勢している。このとき、
ベース板３ｃ，３ｄはピッチ縮小用ばね３ｉによって対
向間隔が広がる方向に付勢されている。

【００２７】なお、複数処理用吸引注入装置３Ａは、リ
ンク機構を保持するブロック（図５中の一点鎖線で示
す）３ｈを備える。ブロック３ｈには、複数処理用吸引
注入装置３Ａを所定位置に位置決めするために、所定位
置に突出して設けたピン等の突起部材を挿入する位置決
め用の穴部が形成される。

【００２８】以下、図４，５を用いて、保持装置による
吸引注入装置の保持及びピッチ調整について説明する。
図４は、保持装置２によって吸引注入装置３を保持した
状態を示している。保持装置２の把持部材２ａ，２ｂに
よって保持部材３ａ，３ｂを把持し、ピッチ縮小用ばね
３ｉの付勢力に対抗してベース板３ａ，３ｂの間隔を縮
めると、ローラ３ｆはベース板３ａ，３ｂの内壁面を転
動しながら移動する。ローラ３ｆが移動すると、リンク
機構によって各ノズル３ｊが取り付けられている交点部
分の間隔が広がり、ノズル３ｊのピッチＰ１〜Ｐ３が長
くなる。

【００２９】図５は保持装置２及び吸引注入装置３を上
方（あるいは下方）から見た図である。図５（ａ）は、
吸引注入装置３を保持していない状態を示している。ピ
ッチ縮小用ばね３ｉは、その付勢力によってローラ３ｆ
と当接する保持部材３ａ，３ｂを外側に向かって押し広
げると共に、ノズル３ｊの間隔を縮めている。

【００３０】図５（ｂ）は、吸引注入装置３の保持部材
３ａ，３ｂ及びベース板３ｃ，３ｄを保持装置２の把持
部材２ａ，２ｂで挟んだ状態を示している。把持部材２
ａ，２ｂを保持部材３ａ，３ｂ及びベース板３ｃ，３ｄ
の外側に位置させた状態でその間隔を縮めると、把持部
材２ａ，２ｂの内壁面は保持部材３ａ，３ｂと接触す
る。図５（ｃ）は、図５（ｂ）の状態からさらに把持部
材２ａ，２ｂの間隔を縮めた状態を示している。ピッチ
縮小用ばね３ｉの付勢力に抗して把持部材２ａ，２ｂの
間隔を縮めると、保持部材３ａ，３ｂ及びベース板３
ｃ，３ｄの間隔は縮まると共に、ノズル３ｆの間のピッ
チは広がる。逆に、把持部材２ａ，２ｂの間隔を縮めた
状態から間隔を広げるていくと、ピッチ縮小用ばね３ｉ
の付勢力によって、保持部材３ａ，３ｂ及びベース板３
ｃ，３ｄの間隔は広まると共に、ノズル３ｆの間のピッ
チは縮まる。

【００３１】したがって、保持装置２の把持部材２ａ，
２ｂの間隔を所定間隔に調整することによってノズル３
ｊのピッチＰ１〜Ｐ３を任意の間隔に調整することがで
きる。なお、ピッチＰ１〜Ｐ３の比率は、クロスバーの
長さ及び支点と交点部分の長さの比率に応じて変えるこ
とができ、同一長のクロスバーを用い、クロスバーの支
点間の中心を交点部分とした場合には、ピッチＰ１〜Ｐ
３は同一ピッチとなす。

【００３２】次に、保持装置２の把持部材が備える突出
部２ｇの動作について図６を用いて説明する。図６
（ａ），（ｂ）は把持部材２ａを保持部材３ａ及びベー
ス板３ｃに接触する前後の状態を示し、図６（ｃ）は突
出部２ｇを備えない場合の動作を示し、図６（ｄ）は突
出部２ｇを備える場合の動作を示している。

【００３３】保持装置２の把持部材の少なくとも一方
（図６では把持部材２ａ）は、その内壁面の両側辺部分
に一対の突出部２ｇを備える。一対の突出部２ｇは、把
持部材２ａの内壁面が保持部材３ａ及びベース板３ｃに
接触する接触線２ｈ（図６（ａ）中の一点鎖線）あるい
は接触点に対してほぼ対称となる位置に配置され、接触
時にベース板３ｃと当接する。このとき、突出部２ｇの
一方は板ばね等の弾性材で形成し、他方は弾性を有さな
いブロックで形成する。突出部２ｇの一方の弾性を有す
る側はベース板３ｃに弾性的に当接し、突出部２ｇの他
方の弾性を有さない側はベース板３ｃに非弾性的に当接
する。この一対の突出部２ｇは、ベース板３ｃを接触線
２ｈに対してそれぞれ反回転方向に所定の力で押し、接
触線２ｈを中心にして互いに反回転方向に押すことでベ
ース板３ｃ及び保持部材３ａが振動あるいは回転するこ
とを防止している。

【００３４】なお、突出部２ｇの両側を弾性材材とした
場合には、ベース板３ｃは両弾性材材によって弾性的に
互いに反対方向に押し合うためベース板３ｃ及び保持部
材３ａが揺動するおそれがあるが、一方を弾性的に当接
させ他方を非弾性的に当接させることで揺動の発生を抑
制することができる。

【００３５】図６（ｃ）に示すように、突出部２ｇを備
えない場合には、保持装置２による移動動作に伴って保
持部材３ａ，３ｂ，及びベース板３ｃに力が作用する
と、図中の矢印で示すように接触位置を回転中心にして
振動あるいは回転する。保持装置２が振動あるいは回転
すると、保持されるノズルの位置がずれることになり、
吸引注入動作に誤差が生じることとなる。

【００３６】これに対して、図６（ｄ）に示すように、
突出部２ｇを保持部材３ａに当接させる場合には、保持
部材３ａ，３ｂ，及びベース板３ｃに力が作用した場合
であっても、突出部２ｇがベース板３ｃを接触位置を中
心として両側から反対方向に押すことによって振動や回
転を防止し、これによってノズルの位置ずれを防ぎ、吸
引注入動作の誤動作を防ぐ。

【００３７】本発明の保持装置によれば、吸引注入装置
を別置きとした状態で容器のみを搬送することによっ
て、振動や衝撃によって吸引注入装置から生じる液滴の
汚染や測定誤差の発生を防ぐことができる。

【００３８】本発明の保持装置によれば、容器と吸引注
入装置とを交換することによって、一つの移動機構で容
器の搬送処理、吸引注入処理、試料等の内容物の物性測
定の各機能について必要な機能のみを選択して使用する
ことができ、各機能を実施する際に各機構間で発生する
干渉を防ぐことができる。

【００３９】本発明の保持装置によれば、吸引注入装置
や測定装置を交換することによって、移動機構を増設す
ることなく一つの移動機構で種類の異なる吸引注入装置
や測定装置を使用することができる。

【００４０】本発明の吸引注入装置によれば、容器の配
列間隔に応じてノズル間のピッチを任意に変えることが
できるため、容器の配列間隔毎に複数の吸引注入装置を
用意する必要がない。

【００４１】本発明の保持装置及び吸引注入装置によれ
ば、一つの移動機構に設けた保持装置に容器、吸引注入
装置、測定装置等から選択したものを交換して取り付け
ることによって、一つの搬送機構によって容器の搬送処
理、吸引注入処理、容器内容物の測定等の複数の処理を
行うことができる。

【００４２】本発明の保持装置及び吸引注入装置によれ
ば、保持装置が吸引注入装置を保持することで吸引注入
装置のノズル間のピッチを変え、この吸引注入装置のノ
ズル間のピッチを変えることによって容器の複数の配列
間隔に対応することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の保持装置
及び吸引注入装置によれば、一つの移動機構によって、
容器の搬送処理、吸引注入処理、容器内容物の測定等の
複数の処理を行うことができ、また、容器の複数の配列
間隔に対応した吸引注入処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の保持装置及び吸引注入装置を備える処
理装置の構成を説明する概略図である。

【図２】本発明の保持装置の構成例を説明するための概
略図である。

【図３】本発明の吸引注入装置の構成例を説明するため
の概略図である。

【図４】本発明の保持装置によって吸引注入装置を保持
した状態を示す図である。

【図５】本発明の保持装置及び吸引注入装置を上方（あ
るいは下方）から見た図である。

【図６】本発明の保持装置の把持部材が備える突出部の
動作を説明するために概略図である。

【符号の説明】

１…処理装置、２…保持装置、２ａ，２ｂ…把持部材、
２ｃ…開閉機構、２ｄ，２ｅ…段差、２ｆ…溝、２ｇ…
突出部、２ｈ…接触線、３…吸引注入装置、３Ａ…複数
処理用吸引注入装置、３Ｂ…単数処理用吸引注入装置、
３ａ，３ｂ…保持部材、３ｃ，３ｄ…ベース板、３ｅ…
クロスバー、３ｆ…ローラー、３ｇ…ローラー軸、３ｈ
…ブロック、３ｉ…ピッチ縮小用ばね、３ｊ…ノズル、
３ｋ…ノズル保持部、３ｌ…液配管、４…移動機構、５
…制御ユニット、６…容器、７…マイクロプレート、８
…容器収納ラック、９…マイクロプレートホルダ、１０
…溶媒供給部、１１…天秤。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動機構によって位置決めされ、対向間
   隔を調整自在とし所定対向間隔を保持可能する一対の把
   持部材を備え、前記把持部材の対向間隔を調整し保持す
   ることによって保持対象物の交換、及び又は保持する保
   持装置。
2. 【請求項２】 溶液を吸引及び注入する複数のノズル
   と、前記ノズル間のピッチを対向配置される部材間の対
   向間隔に応じて変更するリンク機構を備える吸引注入装
   置。
3. 【請求項３】 前記部材間の対向間隔は、当該吸引注入
   装置を保持する保持装置の把持部材によって変更する、
   請求項２記載の吸引注入装置。