JP2004340624A

JP2004340624A - Dispensing device

Info

Publication number: JP2004340624A
Application number: JP2003134929A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Tsukioka; 康信月岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-13
Also published as: JP3953439B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To conduct an automatic dispensing operation by the manner as same as work carried out while confirmed by eyes of the human being, and to conduct it under precise control unable to be realized in the work by the human being. <P>SOLUTION: In this dispensing device, a motor for a driving mechanism capable of moving a dispenser head 2 along various directions, and a driver part d for a motor for suction/discharge operations for the dispenser head 2 are controlled by a control part e to conduct the dispensing operation. The dispensing device is assembled with a TV camera A for taking a chip N' attached to the dispenser head 2 in an image field, a monitor display B, and an image processor C. The chip N' is molded to be transparent or translucent, and a lighting system D for making a light beam get incident from an under side is equipped to image a liquid face of a dispensing liquid sucked into the chip N' on a screen of the monitor display B, as a bright light spot, and the suction/discharge operations for the dispenser head 2 are controlled based on a comparison data of the light spot of the liquid face on the screen compared with a reference spot set on the screen. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、主として、ＤＮＡ解析および医療検査分野において扱う試薬・試料・検体等を分注するのに用いる試薬類の分注装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の試薬類の分注装置は、通常、図１にあるように、上面を、置き台に形成した平箱状の台盤１０と、内部に左右方向（Ｘ方向）の駆動機構を組み込んで、前記平箱状の台盤１０の後端部からつい立て状に立ち上がる前後に薄い箱状の機枠１１とで、側面視において略Ｌ字形をなす機体１を形成し、それのつい立て状の機枠１１の前面側の上部に、内部に前後方向（Ｙ方向）の駆動機構を組み込んで前方に向けて支え腕状に突出するようにしたＹユニットａを、左右方向にスライド自在に支架して、機枠１１内に装設せる前記Ｘ方向の駆動機構（図示省略）により、左右方向の移動が行われるようにそのＸ方向の駆動機構に連繋しておき、このＹユニットａの側面に、内部に上下方向（Ｚ方向）の駆動機構を組み込んだＺユニットｂを配位して、前記Ｙユニットａの前後方向の駆動機構に連繋支架せしめ、Ｙユニットａ内の駆動機構により前後方向（Ｙ方向）にスライドするようにし、このＺユニットｂに、図２にあるように、それに組み込んだモータＭ１およびそれにより駆動されて回転するポールネジ６１およびそれに螺合する雌ネジブロック６２等からなる上下方向（Ｚ方向）の駆動機構６により、そのＺユニットｂに対し上下にスライドするフレームｃを組み付け支持せしめ、このフレームｃに、分注ヘッド２のシリンダ部２ａを一体的に連結支架し、かつ、このフレームｃには、分注ヘッド２のピストン部２ｂを昇降させるための、モータＭ２により回転するポールネジ２００とそれに螺合する雌ネジブロック２０１等からなる昇降機構２０とそれを駆動する前記モータＭ２とを組み付け支架せしめ、その昇降機構２０の雌ネジブロック２０１を分注ヘッド２のピストン部２ｂに連繋して、モータＭ２の駆動により、ピストン部２ｂに組み付けたピストン２１が、シリンダ部２ａに組み込んだシリンダ２２に対し抜き差して、シリンダ部２ａの下端に図３にあるように連結して設ける分注ノズルＮまたは、図２にあるように、シリンダ部２ａの下端のノズル部２３に装脱自在に嵌挿するディスポーザブルのチップＮ’による分注液の吸引作動と吐出作動とが行われるようにした構成としてある。
【０００３】
そして、試薬・検体等の分注液を吸引・吐出させて行う分注作動は、分注ヘッド２のシリンダ部２ａの下端側に図３にあるように分注ノズルＮが装着してある場合にあっては、分注ヘッド２の被分注物に対する相対位置を、Ｘ方向・Ｙ方向・Ｚ方向の所定の方向に変位させる駆動機構の作動で、機体１に設けた台盤１０上に配設したテーブル１２にセットしてある試薬等の分注液が装入されているカップ３の上方に位置させ、この状態から、フレームｃに設けた昇降機構２０を作動させて分注ヘッド２を下降させて、分注ノズルＮの先端をカップ３内の分注液の液面に接触させ、その状態で分注ヘッド２に吸引作動を行わせて分注液を分注ヘッド２に装着した分注ノズルＮに吸引させ、次いで吐出作動を行わせて吸引した分注液の液量を所定の量とし、この状態の分注ヘッド２を、台盤１０上にセットしてある被分注物であるターゲットプレート１３の上方に動かし、さらに、そのターゲットプレート１３に整列させて印字してある多数のしるし部位のうちの所定のしるし部位の上方を占める位置に動かして下降させ、吐出作動により試薬をそのしるし部位に分注する。次いで、この試薬の分注が終えた分注ヘッド２を、台盤１０上にセットしてあるサンプルプレート１４の上方に動かし、それに整列して設けてある多数のホールのうちの所定のホールの上方位置を占めさせ、そこで、所定の距離の下降と吸引作動と吐出作動とを行わせて、ホール内の検体の所定量を分注ノズルＮに吸引させ、これを前述の試薬の分注を行ったターゲットプレート１３のしるし部位に移動させて、その部位に分注するという一連の分注作動で行い、この作動の繰り返しにより多数の検体の検査を連続して行うようにしている。
【０００４】
そして、このときの、分注ヘッド２が分注液を吸引し、吐出する分注作動は、図４にあるように、ピストン部２ｂを動かしてピストン２１を作動させるモータＭ２のドライブをオン・オフ制御するモータドライバー部ｄを、コンピュータＣＰＵを組み込んだコントロール部ｅに制御させ、そのコントロール部ｅをコンピュータを組み込んだパラメータ設定部ｆに制御させておき、そのパラメータ設定部ｆにマン・コントロールによりピストン２１のストロークによる分注液の吸引量・吐出量の値を入力してパラメータを設定しておくことで、そのパラメータに定めたシーケンスに従って作動するようにしている。
【０００５】
また、コンタミネーションを避けるため、分注ヘッド２のシリンダ部２ａの下端のノズル部２３の先に、別に形成しておく使い捨てのチップＮ’を、装脱自在に装着して、分注液の分注を行う場合にあっては、分注ヘッド２を、Ｘ・Ｙ・Ｚの駆動機構の作動で、まず、台盤１０の上面にセットしておくチップラック１５の上方に動かし、そこで、分注ヘッド２に下降と上昇の作動を行わせて、分注ヘッド２の下端のノズル部２３にチップラック１５内のチップＮ’を嵌合させて装着する、という作動が、一連の分注作動に加わり、さらに、この装着したチップＮ’による一連の分注作動が終えたときに、分注ヘッド２を台盤１０上に配設しておくチップ回収槽１６の上方に動かして、そこで、分注ヘッド２を昇降させて、チップＮ’を、図２にあるようにＺユニットｂに設けておくチップ外し板２４によりノズル部２３から外し、チップ回収槽１６内に落とし込む作動が加えられる。
【０００６】
さらに、使い捨てのチップＮ’を用いる検査は、通常、極く微量の検体を分注して行う精度の高い検査に用いられ、そのチップＮ’の先端部にはフィルタＦが装填されていることで、分注の作動は、チップＮ’を装着した分注ヘッド２を、まず、台盤１０上のテーブル１２に支架した試薬のカップ３の上方に動かして、分注ヘッド２の下降によりチップＮ’の先端をカップ３内の試薬の液面に接触させ、ピストン部２ｂの昇降作動により試薬を吸引させた後、その吸引させた試薬の液面がフィルタＦの少し上方位置を占めるまで試薬を吐出させ、これを数回繰り返して試薬をチップＮ’に馴染ませ、次いで、別の試薬が装入してあるカップ３に対し、同様の作動を繰り返してチップＮ’を試薬に馴染ませ、この状態のチップＮ’を台盤１０上のサンプルプレート１４の上方に動かし、そこで、検体を吸引させ、このチップＮ’を再びテーブル１２の上方に動かしてそのテーブル１２にセットしてある洗浄槽３’の上方に位置させ、そこで、吐出作動を行わせて、吸引していた検体をフィルタＦの少し上方のレベルまで落として余分な量を吐き出させ、次いで、これを、不純物を洗い落とす試薬が装填してある別のカップ３の上方に動かし、そこで、試薬の吸引と吐出を繰り返させて不純物を洗い流し、次いで、フィルタＦに吸着した検体を剥離させる試薬が装填してある別のカップ３の上方に臨ませ、そこで、その試薬を僅かの量だけ吸引させ、次いで、僅かの吐出作動を行わせて、チップＮ’内の検体がそのチップＮ’の先に水玉状の滴粒となる状態とし、この水玉状の滴粒の大きさが、例えば、所定の５マイクロリットルの大きさとなったところで、吐出をやめ、これを、ターゲットプレート１３の上方に動かし、そのプレート１３に印字してある所定の部位に、チップＮ’の先端を押し付けることで、検体をターゲットプレート１３の所定の部位に移しとらせるように付着させる、という一連の分注作動で行われるようにしている。
【０００７】
そして、この、チップＮ’の装着および取り外しの作動を含めた一連の分注作動も、前述のパラメータ設定部ｆにより設定したパラメータで定めたシーケンスに従って作動させるが、実際には、チップＮ’内に吸引させた分注液を、チップＮ’の先端側に装填してあるフィルタＦの少し上方のレベルまで吐出させる作動や、チップＮ’先端に水玉状の滴粒とする作動などの精妙な作動は、目で見ながらでないと行えず、定めたシーケンスに従って自動的に行わせることが困難なことから、多くはマン・コントロールにより行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
医療検査分野における解析・検査は、分子レベルや細胞レベルの解析・検査までに及ぶようになってきていることで、この医療検査に用いる試薬類の分注装置には、高精度な分注や、より正確で、かつ、バリデーションにも適合しなければならないことが要求されるようになってきている。
【０００９】
また、試薬類の分注装置自体の機能・性能も、分注量が３００マイクロリットル〜０．１マイクロリットルというように巾が広がり、かつ、１マイクロリットルとか０．１マイクロリットルと非常に微量な分注が行えることの要求がされてきている。
【００１０】
このことから、各作動部の動作を、パラメータ設定部に入力して設定しておく、定められたシーケンスに従って制御せしめて分注を自動制御により行わす従前の試薬類の分注装置では、このような微量な試薬・試料・検体等の液体の分注を、正確に行わすことがむづかしい問題がでてきている。
【００１１】
定めれれたシーケンスに従って行われた作動のうちで、特に、分注作動の中枢となるチップＮ’または分注ノズルＮに対し吸引・吸着される分注液の吸引量は、例えば、分注ヘッド２に分注ノズルＮを装着しておいて行う分注作動についていえば、分注ノズルＮの先端が分注液に対して所定の深さに差し込まれて、予め計算されているストロークで吸引作動が行われていれば、それにより吸引される分注液の量は設定しておいた量となるわけであるが、実際には、分注ノズルＮの装着部分からのエアーの洩れや、先端部分の詰まりなどで吸引量にバラツキが生じてくる。また、吸引していない場合も生じる。しかも、吸引が正しく行われているかどうかの確認ができないことで、吸引が正しく行われたときの推定で吐出を行っていることから、精度の信頼性が低い問題がある。
【００１２】
また、ディスポーザブルのチップＮ’を用いて分注作動を行う場合にあっては、分注ヘッド２の下端部のノズル部２３に嵌挿して分注作動を行うためのチップＮ’を樹脂材で多数成形しておいてチップラック１５に収容しておくが、そのチップＮ’に個体差があり、その寸法にバラツキがあることから、分注ヘッド２を下降させて、装着してあるチップＮ’の先端をカップ３内の試薬の液面またはターゲットプレート１３の上面に対し、所定の深さに差し込ませ、または接近させるときに、チップＮ’の先端と試薬の液面との間の距離またはチップＮ’の先端とターゲットプレート１３の上面との間の距離に差異が生じてきて、吸引・吐出に狂いが生じてくる。
【００１３】
しかも、この微量な液体の分注作業は、使用するチップの先端側にフィルタＦが装着されたフィルタＦ付きのチップＮ’を用いることで、分注液を吐出するときに、このチップＮ’内腔の先端部に装着したフィルタＦの上方に分注液のレベルが下降してきたところで、分注液の吐出を終了させなければならないが、このチップＮ’に装着するフィルタＦの容積にはバラツキがあることで、吐出する分注液のレベルがフィルタＦの僅かに上方に達したときに吐出を終了させるようにすることは、個々のチップＮ’において、目で見ながらでないとできないことであり、定めれれたシーケンスに従う作動の制御では不可能となるから、微量な分注には適応させ得ない問題がでている。
【００１４】
このため、微量な液体の分注が求められる検査にあっては、その分注液の分注作業を、定められたシーケンスに従って分注作動を行わすことはなく、熟練された作業者が、チップＮ’内やピペット内に吸引される液体の動きを、液面のレベルの目視により確認しながら微妙なテクニックを用いて行うようにしているので、精度の面で問題がある。
【００１５】
本発明は、従前の試薬類の分注装置に生じている上述の問題を解消するためになされたものであって、自動的な分注作動が、人間が目で見て確認しながら行う作業と同様に行え、しかも、人間ではなし得ない精確なコントロールのもとに行えるようにする分注手段を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明手段は、上述の目的を達成するために、種々の試行錯誤を重ねて得られた知見に基づいてなされたものである。
【００１７】
即ち、上述の如く、パラメータ設定部に設定したパラメータにより、定められたシーケンスに従って分注作動を行わす医療検査における分注装置において、その装置には、それの分注ヘッドに装置される分注ノズルまたはチップの動きを映像に映し撮るテレビカメラを組み込み、それが撮影する映像をモニター表示装置の画面に画像として映し出し、その画像を、モニター表示装置に組み合わせる画像処理装置により、それに予め設定しておく基準値と対比させて、そのデータに基づいて分注ヘッドの吸引作動および吐出作動をコントロールさせてやれば、設定したパラメータに従って行われる分注ヘッドの吸引と吐出の作動が、実質的には目視により監視した状態で行われるようになって、従前の予め設定しておいたパラメータにより分注作動を制御する手段に生じていた問題を解消せしめ得るようになる筈であるが、実際には、画面に映し出す分注ノズルまたはチップの画像の動きが、吸引作動・吐出作動とは係わりがないことで、分注ノズル・チップへの分注液の吸引・および吐出の作動を、目視により監視した状態で行わせるようにはならないことから、問題の解決には適応させ得ないという結果となった。
【００１８】
これは、分注ヘッドの分注液の吸引・吐出の作動は、分注ノズル・チップ自体の動きではなく、それらの内腔に吸引される分注液の動きであり、その分注ノズル・チップ内に吸引される分注液の動き、および吸引された分注液が吐出されていく動きを、画像処理装置により検出させるように画像に映し出すようにすることは殆ど不可能であることによる。
【００１９】
そこで、テレビカメラにより分注ノズル・チップを撮影させてモニター表示装置に映し出す画像が明確になるよう照明を与え、かつ、分注ノズル・チップは、透明または半透明に成形しておいて、その分注ノズル・チップの下方から照明を当てるようにしたところ、分注ノズル・チップ内に吸引された分注液の液面が、あかるく光るようになって、画像処理装置で検出し得る光点となってくることが判ってきた。
【００２０】
そして、分注ノズル・チップに吸引される分注液の状態は、その吸引された分注液の液面の位置の検出により吸引された量が計算でき、また、その液面の動きにより吸引作動と吐出作動とが確認できることから、画像処理装置によりモニター表示装置の画面に、ウインドを設定し、それに基準値とする基準ラインを設定しておいて、この基準ラインに対し液面の光点を対比させて、分注ヘッドの分注液の吸引作動および吐出作動をコントロールさせるようにすれば、分注ヘッドによる分注ノズル・チップに対する分注液の吸引と吐出とを、パラメータに設定したシーケンスに従い自動的に作動させながら、目視によりリアルタイムに監視した状態で行えることが判ってきた。
【００２１】
そして、このことから、本発明手段においては、請求項１に記載したように、分注ヘッド２の被分注物に対する相対位置をＸ・Ｙ・Ｚの各方向に移動可能とする駆動機構のモータおよび分注ヘッド２のピストン部２ｂを作動させるモータのモータドライバー部ｄを、コントロール部ｅに制御させ、そのコントロール部ｅをパラメータ設定部ｆに入力して設定するパラメータにより作動させて、分注作動を行わす分注装置において、該分注装置に、分注ヘッド２に装着する分注ノズルＮ・チップＮ’を映像視野にとり込むテレビカメラＡと、それにより撮影する映像を画面に映し出すモニター表示装置Ｂと、そのモニター表示装置Ｂに映し出される画像を処理する画像処理装置Ｃとを組み込むとともに、分注ヘッド２に装着する分注ノズルＮ・チップＮ’を、透明または半透明に成形し、かつ、テレビカメラＡの視野にとり込まれる分注ノズルＮ・チップＮ’の下方から光線を当てる照明装置Ｄを装設して、分注ノズルＮ・チップＮ’内に吸引される分注液の液面を、あかるく光る光点としてモニター表示装置Ｂの画面に映し出し、この画面上の液面の光点と画像処理装置Ｃにより画面に設定しておく基準点との対比のデータにより分注ヘッド２の吸引・吐出の作動をコントロールさせることを特徴とする分注装置を提起するものである。
【００２２】
また、テレビカメラＡにより撮影する分注ヘッド２の下端側に装着した分注ノズルＮまたはチップＮ’に対し、それの下方から照明を当てることで、その分注ノズルＮ・チップＮ’の下端面が、あかるく光るようになり、これが光点となってモニター表示装置Ｂの画面に映し出されるようになることが判ってきた。
【００２３】
このことから、モニター表示装置Ｂの画面には、画像処理装置Ｃにより、ウインドを設定してそれに分注ノズルＮ・チップＮ’の下端の基準位置とする基準点を設定しておいて、この基準点と前述の画面に映し出される分注ノズルＮ・チップＮ’の先端の光点との対比のデータから分注ノズルＮ・チップＮ’の先端位置を基準位置に合わせる補正を行わせ、その補正した状態から分注ヘッド２による吸引・吐出の作動を行わすようにすれば、分注ノズルＮ・チップＮ’の成形の際の製品のバラツキまたは装着の際の姿勢の狂いにより、吸引させる分注液の液面およびターゲットプレート１３の上面との相対距離に狂いが生じていても、正しい位置に修正した状態として吸引・吐出が行え、精確な分注作動が得られるようになる結果が得られた。
【００２４】
このことから、本発明手段においては、請求項２に記載したように、分注ヘッド２の被分注物に対する相対位置をＸ・Ｙ・Ｚの各方向に移動させる駆動機構のモータおよび分注ヘッド２のピストン部２ｂを作動させるモータＭ２のモータドライバー部ｄを、コントロール部ｅに制御させ、そのコントロール部ｅをパラメータ設定部ｆに入力して設定するパラメータにより作動させて、分注作動を行わす分注装置において、該分注装置に、分注ヘッド２に装着する分注ノズルＮ・チップＮ’を映像視野にとり込むテレビカメラＡと、それにより撮影する映像を画面に映し出すモニター表示装置Ｂと、そのモニター表示装置Ｂに映し出される画像を処理する画像処理装置Ｃとを組み込むとともに、分注ヘッド２に装着する分注ノズルＮ・チップＮ’を、透明または半透明に成形し、かつ、テレビカメラＡの視野の下方から光線を当てる照明装置Ｄを装設して、分注ノズルＮ・チップＮ’の先端の端面を、あかるく光らせて光点としてモニター表示装置Ｂの画面に映し出し、この分注ノズルＮ・チップＮ’の先端の光点と画像処理装置Ｃにより画面に設定しておく基準点との対比のデータにより分注ヘッド２の昇降作動を制御せしめて、分注ノズルＮ・チップＮ’の先端位置を基準位置に補正し、その基準位置において分注液の吸引・吐出を行わすことを特徴とする分注装置を提起するものである。
【００２５】
また、分注ノズルＮ・チップＮ’に吸引させる分注液は、前述した如く、下方から光線を当てる照明により液面が光点となって画面に映し出されることで、その光点となる液面と画面に設定しておく基準ラインとの対比のデータから分注ヘッド２の吸引・吐出作動を制御させることにより、所定の量の分注液の吸引が行えるようになるが、分注液は揮発性の試薬の場合があり、そのときは、分注ノズルＮ・チップＮ’の内部圧力が蒸発する試薬の蒸気圧力により上昇することで、吸引した分注液に液だれが生じて液面が下降してくるようになって、吸引した液量が減じてくるようになる。
【００２６】
これには、画像処理装置Ｃに取り込ます画像を例えば、２０分の１秒ごとに取り込ませるように絶えずリアルタイムに取り込ませ、その取り込む画像ごとに画像処理を行わせて基準値と対比しそのデータにより分注ヘッド２の吸引・吐出の作動を制御するようにしてやれば、分注ノズルＮ・チップＮ’に吸引された分注液が、揮発性の試薬であったときに揮発による蒸気圧で一部が押し出されて液面を下降させたきても、それがリアルタイムに行われる分注ヘッド２の吸引作動で補正・修正されて、設定した所定の吸引量に保持し得るようになる。
【００２７】
このことから、本発明においては、請求項３に記載したように、分注ヘッド２の被分注物に対する相対位置をＸ・Ｙ・Ｚの各方向に移動可能とする駆動機構のモータおよび分注ヘッド２のピストン部２ｂを作動させるモータＭ２のドライバー部ｄを、コントロール部ｅに制御させ、そのコントロール部ｅをパラメータ設定部ｆに入力して設定するパラメータにより作動させて、分注作動を行わす分注装置において、該分注装置に、分注ヘッド２に装着する分注ノズルＮ・チップＮ’を映像視野にとり込むテレビカメラＡと、それにより撮影する映像を画面に映し出すモニター表示装置Ｂと、そのモニター表示装置Ｂに映し出される画像を処理する画像処理装置Ｃとを組み込むとともに、分注ヘッド２に装着する分注ノズルＮ・チップＮ’を、透明または半透明に成形し、かつ、テレビカメラＡの視野の下方から光線を当てる照明を装設して、分注ノズルＮ・チップＮ’内に吸引される分注液の液面を、あかるく光る光点としてモニター表示装置Ｂの画面に映し出し、この液面の光点と画像処理装置により画面に設定しておく基準点との対比のデータにより分注ヘッド２の吸引・吐出の作動をコントロールさせる医療検査の分注装置において、それの画像処理装置Ｃに極く短い時間ごとに画像を絶えず取り込ませ、画像処理による分注ヘッド２の吸引・吐出の作動の制御をリアルタイムに行わせ、吸引した分注液の液面を一定の位置に保持させるようにする分注装置を提起するものである。
【００２８】
また、分注ノズルＮ・チップＮ’に吸引させた分注液を、その分注ノズルＮ・チップＮ’の先端に付着する水玉状に吐出させて、極く微量の吐出量とし、これをターゲットプレート１３の上面に接触させて移すように分注するときの、その水玉状の分注液の液量の検出が、分注ノズルＮ・チップＮ’の下方から照明光を当てて、その水玉の下面側をあかるく光らせることで、そのあかるく光る部位の大きさを画像処理装置Ｃにより算出させ得るようになること、そして、そのデータにより分注ヘッド２の吸引・吐出の作動を制御させれば、この水玉状の分注液の液量を所定の量に保持させ得ることが判ってきた。
【００２９】
そして、このことから、本発明においては、請求項４に記載したように、分注ヘッド２の被分注物に対する相対位置を、Ｘ・Ｙ・Ｚの各方向に移動させる駆動機構のモータおよび分注ヘッド２のピストン部２ｂを作動させるモータＭ２のドライバー部ｄを、コントロール部ｅに制御させ、そのコントロール部ｅの制御により分注作動を行わす分注装置において、該分注装置に、分注ヘッド２に装着する分注ノズルＮ・チップＮ’を映像視野にとり込むテレビカメラＡと、それにより撮影する映像を画面に映し出すモニター表示装置Ｂと、そのモニター表示装置Ｂに映し出される画像を処理する画像処理装置Ｃとを組み込むとともに、分注ヘッド２に装着する分注ノズルＮ・チップＮ’を、不透明または透明または半透明に成形し、かつ、テレビカメラＡの視野の下方から光線を当てる照明装置Ｄを装設して、分注ノズルＮ・チップＮ’の先端に水玉状に吐出してくる分注液の液玉の下面をあかるく光る光点としてモニター表示装置Ｂの画面に映し出し、この液玉の光点と画像処理装置により画面に設定しておく基準点との対比のデータにより分注ヘッド２の吸引・吐出の作動をコントロールさせて、分注ノズルＮ・チップＮ’の先端に付着状態に吐出する分注液の液玉を一定の大きさに保持させるようにすることを特徴とする分注装置を提起するものである。
【００３０】
また、分注装置に、分注ヘッド２に装着する分注ノズルＮ・チップＮ’を映像視野にとり込むテレビカメラＡと、それにより撮影する映像を画面に映し出すモニター表示装置Ｂと、そのモニター表示装置Ｂに映し出される画像を処理する画像処理装置Ｃとを組み込むとともに、分注ヘッド２に装着する分注ノズルＮ・チップＮ’を、透明または半透明に成形し、かつ、テレビカメラＡの視野の下方から光線を当てる照明装置Ｄを装設して、分注ノズルＮ・チップＮ’の先端を下方からの照明によりあかるく光らせて光点として画像にとり込むことで、その先端位置を画像処理により測定して、基準位置に補正し、その状態位置から、分注液の液面レベルに対し予め定められた所定距離だけ動かして分注液に接触させ、同時に設定しておいた吸引量の吸引を行わせる際、分注液の液面に対し分注ノズルＮ・チップＮ’の先端を接触させるための作動は、分注ヘッド２は動かさないで、分注液を装入したカップ３を動かすことでも行い得ることが判ってきた。
【００３１】
即ち、試薬・検体等の分注液を注入しておくカップ３を、透明または半透明の素材により成形しておいて、これの下面側から照明装置により光線を当てることで、カップ３内の分注液の液面を光らせ、その光る液面がカップ３の外部から透視されるようにしておけば、このカップ３内の分注液の液面をテレビカメラＡにより監視させながら、カップ３を昇降させて液面を昇降させることで、分注ヘッド２は、それの分注ノズルＮ・チップＮ’の先端を画像処理により基準位置に補正して、その位置に保定させた状態において、その分注ヘッド２の分注ノズルＮ・チップＮ’の先端に、カップ３内の分注液の液面を所定深さに接触させることができ、かつ、この接触と同時に分注ヘッド２に所定量の吸引作動を行わせることにより液面が低下してきたときに、その液面の変動を画像処理により制御されたカップ３の上昇作動で、液面に対し分注ノズルＮ・チップＮ’の先端が所定の差し込み深さで接触する状態に保持させ得るようになる。
【００３２】
このことから、本発明においては、請求項５に記載したように、分注液を注入しておくカップ３を透明ないし半透明の素材により成形し、かつ、そのカップ３の下方から照明光を当ててカップ３内の分注液の液面を光らせ、これを光点としてテレビカメラＡにより撮影してモニター表示装置Ｂの画面に映す画像に取り込ませ、この光点と予め画像に設定しておく基準ラインとの対比のデータによりカップ３を昇降作動させて、カップ３内の分注液の液面を一定位置に保持しめる手段を提起するものである。
【００３３】
さらに、カップ３内の分注液は、分注ヘッド２の分注ノズルＮまたはチップＮ’に所定量吸引させる一回の分注作動ごとに減少してくることで、それの液面が順次下降する。このため、分注ノズルＮ・チップＮ’の下端位置を画像処理により基準位置に補正して、その位置から設定しておいた距離だけ分注ヘッド２を分注液の液面に対し下降作動させる際、その分注液の液面が所定位置にあるように補正しておかなければならない厄介な問題が派生してくる。
【００３４】
この問題は、分注液を注入しておくカップ３の内部に、そのカップ３の開口３ａよりも小径の汲み上げ容器８を昇降自在に落とし込んでおき、この汲み上げ容器８を、分注ヘッド２により分注液の吸引作動を行わす度ごとに、カップ３内の分注液中からカップ３の開口３ａの上方の所定位置まで引き上げ、そのときの汲み上げ容器８内の分注液の液面が、分注ヘッド２の分注ノズルＮ・チップＮ’により分注液の吸引作動を行わすときの基準液面となるようにすれば、解決し得ることが判ってきた。
【００３５】
そして、このことから、本発明においては、請求項６に記載しているように、分注液を注入しておくカップ３の内部に、そのカップ３の開口３ａよりも小径の汲み上げ容器８を昇降自在に落とし込み、その汲み上げ容器８を昇降器８１に連繋して、その昇降器８１の作動により上昇した汲み上げ容器８が汲み上げてきた分注液の液面を、分注ヘッド２により吸引させる分注液の液面とすることを特徴とする分注装置を提起するものである。
【００３６】
この手段は、カップ３が、多連に並列して一体的に連結する形態に成形され、分注ヘッド２が、これに対応して多連に並列して一体的に連結する多連型となっている場合にも適応する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
次に本発明手段の実施の態様を、図面に随い実施例について説明する。
図５は、本発明手段を実施せる試薬類の分注装置の全体の斜視図、図６は同上の台盤の上面にセットされる各部材の配置状態の平面図、図７は同上の要部の斜視図で、これらの図において、１は機体、１０はチップラック１５等をセットする置き台を形成する平箱状の台盤、１１はその台盤１０の後縁側からつい立て状に立ち上がる機枠、２はこの機枠１１に、前後・左右・上下の各方向に移動自在に装架される分注ヘッドを示している。
【００３８】
機体１は、チップラック１５等をセットする置き台を形成する台盤１０と、分注ヘッド２を前記台盤１０上にセットされる被分注物に対して上下に対向させるよう、その分注ヘッド２と被分注物との相対位置を、前後・左右・上下の各方向に移動可能とする移動機構を組み込み得る機枠１１とを装備していればよく、適宜の形状・構造のものに形成してよいが、図示する実施例においては、置き台を形成する台盤１０を、水平な方向に沿う平箱状に形成し、機枠１１をつい立て状に立ち上がる上下方向に沿う平箱状に形成して、その機枠１１を台盤１０の上面の後端側から立ち上げるように配位して一体的に連結し、全体として側面視において略Ｌ字形をなすように構成している。
【００３９】
分注ヘッド２を被分注物に対して移動可能とする移動機構は、分注ヘッド２を固定して被分注物を移動させる場合、被分注物を固定して分注ヘッド２を固定する場合、また、これらを組み合わせたものとする場合等、適宜に構成してよい。
【００４０】
図示する実施例においては、つい立て状の機枠１１には、それの前面側の上部に、左右方向の略全域に渡る横長の窓穴１１０を開設して、その窓穴１１０の内側位置の機枠１１内に、図８にあるように、左右方向のガイドレール４０と、そのガイドレール４０上を左右方向（Ｘ方向）にスライドする可動架台４１と、その可動架台４１に連結具４２により連結してステッピングモータ４３の作動により駆動されてＸ方向（左右方向）にエンドレスに回動するベルト４４とからなるＸ方向の駆動機構４を装設し、これの前記可動架台４１に、先端側が機枠１１の前面側にアーム状に突出する前後方向（Ｙ方向）のＹユニットａのフレームの基端側を固定連結し、このフレームに図９および図１０にあるように、前後方向のガイドレール５０と、これに嵌合して前後方向にスライドするスライダ５１と、このスライダ５１に連結してステッピングモータ５２の作動により駆動されて前後方向にエンドレスに回動するベルト５３とからなるＹ方向の駆動機構５を組み付ける。
【００４１】
このＹユニットａのフレームの底面側には、前後方向に長い角柱状に形成したガイド５４を、ボディの長手方向に沿わせて装設し、これに、Ｚユニットｂのフレームの上面に固着した摺動子５５を、アリ溝状の嵌合溝５６を介し前後方向に摺動自在に嵌装し、このＺユニットｂのフレームを、前述のＹ方向の駆動機構５のベルト５３に連結するスライダ５１に連繋して、その駆動機構５の駆動によりＺユニットｂのフレームが、Ｙユニットａのフレームの下面側に懸架された状態で前後に移動するようにしている。
【００４２】
また、Ｚユニットｂは、それのフレームを、前述のＹユニットａの下面に連繋するメインのフレームと、そのメインのフレームに対して上下方向（Ｚ方向）に可動のサブのフレームとに分け、メインのフレームには、図１１にあるように、それの内部に設けたフレーム６０に、上下駆動用のモータＭ１の作動で駆動されて回転する縦方向のポールネジ６１と、このポールネジ６１に螺合する雌ネジブロック６２とからなる上下方向（Ｚ方向）の駆動機構６を組み付け、サブのフレームは、分注ヘッド２を組み付けるフレームｃに形成し、そのそれのフレームｃを、前述のメインのフレームに設けた雌ネジブロック６２に連結止着して、ポールネジ６１の回転により昇降する雌ネジブロック６２とともに上下方向（Ｚ方向）の作動を行うようにし、このサブのフレームのフレームｃに、分注ヘッド２のシリンダ部２ａを固定装着し、かつ、分注ヘッド駆動用のモータＭ２と、そのモータＭ２の作動により駆動されて回転する上下方向のポールネジ２００と、そのポールネジ２００に螺合してそのポールネジ２００の回転により昇降する雌ネジブロック２０１とからなる昇降機構２０を組み込み、これの雌ネジブロック２０１を、連結部材を介して分注ヘッド２のピストン部２ｂに連結し、これにより、昇降機構２０の作動で雌ネジブロック２０１が昇降することで分注ヘッド２のピストン部２ｂが、フレームｃに固定した分注ヘッド２のシリンダ部２ａに対し昇降して、分注ヘッド２の吸引と吐出の作動が行われるようにしてある。
【００４３】
機枠１１の前面側に配位して、チップラック１５等をセットしておく置き台とするように機体１に設ける台盤１０は、それの上面に、図５にあるように、チップＮ’を整列させて収容させておくチップラック１５およびサンプルプレート１４およびターゲットプレート１３および試薬槽類の載置テーブル１２、ならびに、使用済みのチップＮ’を回収するチップ回収槽１６等が、前述したＸ方向の駆動機構４・Ｙ方向の駆動機構５・Ｚ方向の駆動機構６により台盤１０上を動く分注ヘッド２の平面視における可動範囲内において、所望の位置に配設し得るように構成してあればよいが、さらに、分注ヘッド２の分注作動を監視・確認させるためのテレビカメラＡが設置し得るようにする。
【００４４】
図示する実施例においては、台盤１０上に配置するのは、図６にあるように、チップラック１５とサンプルプレート１４とターゲットプレート１３と試薬類の載置テーブル１２と使用済みチップＮ’のチップ回収槽１６とになっているが、それの載置テーブル１２は、図７および図１２にあるように、竪方向の支軸７０中心に回転するターンテーブルに形成してあり、それの回転が、台盤１０の上面に設けたテーブル回転モータ７１により駆動されて台盤１０の内部において回転するピニオン７２によって、載置テーブル１２の底部に設けたギヤＧ１・Ｇ２・Ｇ３を駆動することで行われるようにしてある。
【００４５】
そして、この例においては、このターンテーブルとした載置テーブル１２には、試薬または検体などの分注液を注入しておくカップ３を落とし込んで支架する嵌合穴１２０…を、図６にあるように、所定のピッチで環状に整列させて開設しておき、これら嵌合穴１２０…のそれぞれに、図７にあるように、カップ３を取り外しが自在に落とし込んで装着し、これらカップ３に種類の異なる分注液を、それぞれ注入しておいて、回転モータ７１の作動により載置テーブル１２を所定の角度量だけ回転させて、所望のカップ３が前述のＸ・Ｙ・Ｚの駆動機構により移動させた分注ヘッド２の下方位置に、順次移動してくるようにしておき、その位置に移動してきたカップ３から、分注ヘッド２が分注液の汲み上げ、吐出の作動を行うようにし、この分注ヘッド２の吸引・吐出の作動状況を、テレビカメラＡにより監視させるようにしている。
【００４６】
このため、テレビカメラＡは、機体１に対し固定状態として装設するようにしてあり、この例においては、図６にあるように、つい立て状に機体１に設けた機枠１１の下部側を利用して、そこに組み込むようにしている。
【００４７】
Ｄは照明装置で、前述のターンテーブル状のテーブル１２の回動により、そのテーブル１２に環状に並列して支架してあるカップ３…のうちの所定のカップ３がテレビカメラＡの視野の前面に位置し、そのカップ３の上方に分注ヘッド２が位置している状態において、そのテレビカメラＡの視野にとりこまれる分注ヘッド２の分注ノズルＮ・チップＮ’に対してそれの下方から光線を当てるように配位して装設してある。
【００４８】
分注ノズルＮ・チップＮ’は、透明ないし半透明の素材により成形してあり、下方から当てられる照明の光線により、下端側の先端面があかるい光点となってモニター表示装置Ｂの画面に映し出されるようになり、また、この分注ノズルＮ・チップＮ’に分注液が吸引されたときに、それの液面があかるい光点となって画面に映し出されるようになる。
【００４９】
また、テーブル１２の上面で、テレビカメラＡの視野の前面となる中心部位には、視野の背景を暗くするバックスクリーンとなる黒つや消しとした光吸収板１７が、そのバックスクリーンとなる周囲の壁面を８面とした８角筒状に形成して、８つの壁面のそれぞれが、テーブル１２に環状に整列させて支架するカップ３のそれぞれの後面に位置するように装設してある。
【００５０】
テレビカメラＡによる分注ヘッド２の分注作動の監視および制御は、テレビカメラＡにより撮影された映像を、機体１に組み込んでおくか、機体１と別体に別おきして設けておくモニター表示装置Ｂの画面に画像として映し出し、このモニター表示装置Ｂの画面上の画像の監視により行うが、このテレビカメラＡおよびモニター表示装置Ｂには、図１３にあるように、コンピュータを組み込んだ画像処理装置Ｃおよびコンピュータを組み込んだ各種画像処理パラメータ設定装置Ｈとを接続し、さらに、分注ヘッド２のシリンダ部２ａを昇降させるモータＭ１およびピストン部２ｂを作動させるモータＭ２のドライバー部ｄと、これらモータＭ１・Ｍ２の駆動を制御するコンピュータを組み込んだコントロール部ｅとを接続しておいて、パラメータ設定装置Ｈのマン・コントロールの操作により、モニター表示装置Ｂに映し出される分注ヘッド２の下端に装着されたチップＮ’の画像から、そのチップＮ’の先端位置およびそのチップＮ’内に吸引された分注液の液量を検出させるための、画像処理のデータと、その検出情報に基づき分注ヘッド２のシリンダ部２ａを昇降させるモータＭ１とピストン部２ｂの駆動用のモータＭ２を駆動せしめる制御信号を入力しておくことで、モニター表示装置Ｂの画面に映し出される画像に基づいて、分注ヘッド２の分注液の吸引および吐出の作動が精確にコントロールされて自動で行われるようにする。
【００５１】
分注ヘッド２を、Ｘ・Ｙ・Ｚの各駆動機構の作動で動かすことで、その分注ヘッド２のシリンダ部２ａの下端のノズル部２３に、チップラック１５に整列して収容されているチップＮ’の一つを装着し、その状態で、載置テーブル１２に載架してある分注液が注入されたカップ３の上方に分注ヘッド２を移動させて位置させ、そのカップ３内の分注液を、所定量チップＮ’内に吸引させる場合の例について説明すれば、まず、各種画像処理パラメータ設定装置Ｈを操作して、モニター表示装置Ｂの画面に、図１４にあるように、ウインドｗと基準線Ｌとを設定する。
【００５２】
そして、画面に映し出される分注ヘッド２に装着されたチップＮ’の先端（下端）の位置を座標として検出させ、この検出したチップＮ’の先端位置の座標と前述の基準線Ｌとのずれを、画面のピクセルの単位ごとにカウントさせて、ずれとしての信号を出力させ、この信号により、モータドライバー部ｄのＣＰＵに、分注ヘッド２をどれだけ動かせばよいかを計算させ、同時にモータＭ１の駆動をコントロールさせる。
【００５３】
このとき、画像処理装置Ｃは、２０分の１秒位の間隔で絶えずリアルタイムにチップＮ’の画像を取り込んで、チップＮ’の先端位置の座標を検出して、その座標の信号を出力していくようにしておき、この座標が前述の基準線Ｌと一致したところで、モータＭ１の作動を停止させ、これにより、チップＮ’の先端を基準位置に位置させ、ここから、どれだけ動かせば、チップＮ’の先端がカップ３内の分注液の液面に届くようになるかの原点となる基準を設定する。
【００５４】
また、モニター表示装置Ｂの画面には、画像処理装置Ｃにより、図１５にあるように、別のウインドｗと基準線Ｌとを設定して、これに、画像処理装置Ｃにより検出させるチップＮ’内に吸引された分注液の液面のあかるく光る点とを対比させて、その対比のデータから分注ヘッド２の吸引・吐出の作動を制御させることで、分注液の吸引作動の確認と、吸引量とが計算でき、分注液の吸引・吐出の作動を精妙にコントロールできるようになる。
【００５５】
次に図１６乃至図１９は、分注ヘッド２の分注ノズルＮ・チップＮ’にカップ３内の分注液を吸引させる作動を行わせるときの、カップ３内の分注液の液面を一定の位置に保持させるために、カップ３内に昇降する汲み上げ容器８を組み込む手段を示している。
【００５６】
汲み上げ容器８は、内容量が略１ｃｃ程度とした小形の皿状に形成されて、それの一側に、図１６にあるように、上方に向けて立ち上がる柄８０が連結し、その柄８０の上端は、テーブル１２上に環状に配列して支架するカップ３のそれぞれの隣側位置に配設した昇降器８１の上端部に連結して、この昇降器８１に支持せしめてあり、この昇降器８１がテーブル１２に対し下降することで、図１７にあるように、カップ３内の分注液の中に没入していき、また、この昇降器８１がテーブル１２に対し上昇することで、図１８にあるように、カップ３内の分注液を汲み上げてそのカップ３内の分注液面の上方に引き上げられ、テレビカメラＡの視野の前面に位置してくるようになる。
【００５７】
この昇降器８１の上昇作動は、図７にあるようにテーブル１２の下方に配設されて、モータ８２の作動により回転するカム８３の作動で、アングル状のリンク８４が支点軸８５中心に回動することで、上下に動くリンクアーム８６の上昇作動により昇降器８１の下端が押し上げられることによって行われ、そのモータ８２は、カップ３がテーブル１２の回動でテレビカメラＡの視野の前面に位置してきて、その回動が位置検出センサＳにより検出されて停止したときに、それに同調して作動するよう制御されている。
【００５８】
従って、テーブル１２の所定の角度量の回動によって、一つのカップ３がテレビカメラＡの前面に位置してきたときに、そのカップ３に組み合わせた汲み上げ容器８が、図１８にあるように上昇位置に動くようになる。そして、この位置にある容器８内の分注液の液面が、分注ヘッド２により分注液を吸引するときの基準の液面となるようにしてあり、これにより、分注ヘッド２を、それの分注ノズルＮ・チップＮ’の先端が、所定の位置を占めるように補正した状態から所定の距離だけ下降させてカップ３内の分注液の液面に接触していくようにするときに、そのカップ３内の分注液が繰り返し行われる分注作動により減少していても、それの液面位置が一定のレベル位置に保持されるようになる。
【００５９】
次に、図２０は、カップ３内の試薬の液面のレベルを、常時一定の高さ位置に保持させる手段の別の例を示している。
【００６０】
この例は、試薬を装入しておくカップ３の内部には、底部に羽根車９０を軸支し、その羽根車９０は回転によりカップ３内の試薬を軸心部位に集めるように構成して、その試薬が集められる軸心部位に、カップ３の開口の中心部に向けて高く立ち上がる揚水筒９１を設け、かつ、羽根車９０の底部にはマグネット９２を取り付けておいて、カップ３の底面の下方に、モータ９３により回転する円板９４を配設し、これに前述のマグネット９２に対し吸引作用するマグネット９５を取り付けて、モータ９３の作動で羽根車９０が回転し、それによりカップ３内の試薬が揚水筒９１内に押し上げられて、揚水筒９１の上端から溢流してカップ３内に戻るように循環し、カップ３内の試薬の量が減少してきても、揚水筒９１の上端から溢流する試薬の液面が常時一定のレベルに保持されるようにしている手段である。
【００６１】
このカップ（試薬槽）９０内の試薬の液面を一定に保持する手段は、ターンテーブルに構成したテーブル１２上に、環状に並列させて支架するカップ３…のうちの一つを、洗浄水を注入しておく洗浄槽とする場合の、洗浄水の液面を一定のレベルに保持させる場合にも用いられる。
【００６２】
これは、分注ヘッド２に先端側にフィルタＦが装填されたディスポーザブルのチップＮ’を装着して、分注作動を行わせるときの、そのチップＮ’を試薬に馴染ませせるために、チップＮ’にカップ３内の試薬の吸引と吐出とを繰り返させるときに、そのチップＮ’から吐出させる余分な試薬を洗い落とすように、洗浄槽内の洗浄水にチップＮ’の先端を接触させる際、その洗浄槽内の洗浄水の液面のレベルを一定の位置に保持せしめるためである。
【００６３】
この手段は、図１２にあるように、テーブル１２に支架するカップ（洗浄槽）３を、外筒９６と内筒９７とで２重軸状に形成し、それの内筒９７の下端側を洗浄水が連結して供給される給水ライン９８に接続し、外筒９６の下端側を排水ライン９９に接続しておいて、内筒９７の上端から溢流する洗浄水が外筒９６を経て排水ライン９９にながれるようにすることで、この内筒９７の上端の開口から溢流する洗浄水の上面が、一定のレベルの液面を形成するようにしている。
【００６４】
この手段は、多数本の分注ヘッド２が多連の列状に並列している多連型である場合にも、洗浄槽３を多連に並列させて、一体のブロックに連結させることで適用させ得る。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明手段は、分注ヘッド２に装着する分注ノズルＮ・チップＮ’を、透明または半透明に形成しておいて、これに下方から照明光を当てることで、その分注ノズルＮ・チップＮ’の先端をあかるく光らせ、これをモニター表示装置Ｂの画面に光点の画像として取り込ませ、画像処理装置Ｃにより設定しておく基準線との対比の信号により分注ヘッド２の昇降作動を制御せしめて、その分注ノズルＮ・チップＮ’の先端位置を基準位置に補正し、この位置から所定距離の下降作動を行わすようにしているのだから、分注ノズルＮ・チップＮ’の分注ヘッド２に対する装着姿勢や成形された製品の寸法のバラツキにより、先端位置に狂いがあっても、定められた制御作動で、分注液の液面に対する接触およびターゲットプレートに対する分注作動を精確に行わせ得るようになる。
【００６６】
また、分注ノズルＮ・チップＮ’に吸引させた分注液の液面が、あかるく光る光点となって、モニター表示装置Ｂの画面に映し出されることから、これを画像処理装置Ｃにより検出させることで、分注液の吸引作動の確認と、画像処理装置Ｃにより設定しておく基準線との対比のデータから吸引量を計算でき、かつ、そのデータにより分注ヘッド２の吸引・吐出の作動を制御できるので、分注液の吸引・吐出の作動が極めて精妙に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従前の医療検査の分注装置の斜視図である。
【図２】同上分注装置の分注ヘッド部分の一部破断した正面図である。
【図３】同上分注装置の分注ヘッド部分で分注ノズルが装着してある例の一部破断した正面図である。
【図４】同上分注装置の分注ヘッドのピストン部の駆動用のモータの制御回路の展開説明図である。
【図５】本発明手段を実施せる医療検査の分注装置の斜視図である。
【図６】同上分注装置の横断平面図である。
【図７】同上の要部の斜視図である。
【図８】同上のＸ方向（左右方向）の駆動機構の平面図である。
【図９】同上のＹ方向（前後方向）の駆動機構の一部を省略した平面図である。
【図１０】同上のＹ方向の駆動機構の一部を省略した正面図である。
【図１１】同上のＺ方向（上下方向）の駆動機構の正面図である。
【図１２】同上のターンテーブルとしたテーブルの一部破断した正面図である。
【図１３】同上の分注ヘッドの作動の制御手段の展開説明図である。
【図１４】モニター表示装置の画面に画像処理装置により設定したチップの下端検出用のウインドおよび基準線の正面図である。
【図１５】モニター表示装置の画面に画像処理装置により設定したチップ内の分注液の液面検出用のウインドおよび基準線の正面図である。
【図１６】同上の分注装置に組み込んだ試薬の汲み上げ容器の斜視図である。
【図１７】同上の汲み上げ容器がカップ内に下降している状態時の一部破断た説明図である。
【図１８】同上の汲み上げ容器が、昇降器による上昇作動のエンドにまで上昇して、汲み上げた試薬の液面が基準位置を占めた状態時の説明図である。
【図１９】同上状態時の拡大図で、汲み上げ容器で汲み上げた試薬の液面と、これに対し下降作動させた分注ヘッドに装着してあるチップの内部に吸引された試薬の液面とを示す説明図である。
【図２０】カップ内に装填しておく試薬・検体等の分注液の液面を、分注ヘッドによる分注液の吸引作動にかかわらず常時一定のレベル位置に保持せしめる手段の別の例の縦断正面図である。
【符号の説明】
Ａ…テレビカメラ、Ｂ…モニター表示装置、Ｃ…画像処理装置、Ｄ…照明装置、Ｆ…フィルタ、Ｇ１・Ｇ２・Ｇ３…ギヤ、Ｈ…画像処理パラメータ設定装置、Ｌ…基準線、Ｎ…分注ノズル、Ｎ’…チップ、Ｍ１・Ｍ２…モータ、ＣＰＵ…コンピュータ、Ｓ…位置検出センサ、ａ…Ｙユニット、ｂ…Ｚユニット、ｃ…フレーム、ｄ…モータドライバー部、ｅ…コントロール部、ｆ…パラメータ設定部、ｗ…ウインド、１…機体、１０…台盤、１１…機枠、１１０…窓穴、１２…テーブル、１２０…嵌合穴、１３…ターゲットプレート、１４…サンプルプレート、１５…チップラック、１６…チップ回収槽、１７…光吸収板、２…分注ヘッド、２ａ…シリンダ部、２ｂ…ピストン部、２０…昇降機構、２００…ポールネジ、２０１…雌ネジブロック、２１…ピストン、２２…シリンダ、２３…ノズル部、２４…チップ外し板、３…カップ、３ａ…開口、４…駆動機構（Ｘ方向）、４０…ガイドレール、４１…可動架台、４２…連結具、４３…ステッピングモータ、４４…ベルト、５…駆動機構（Ｙ方向）、５０…ガイドレール、５１…スライダ、５２…ステッピングモータ、５３…ベルト、５４…ガイド、５５…摺動子、５６…嵌合溝、６…駆動機構（Ｚ方向）、６０…フレーム、６１…ポールネジ、６２…雌ネジブロック、７０…竪方向の支軸、７１…テーブル回転モータ、７２…ピニオン、８…汲み上げ容器、８０…柄、８１…昇降器、８２…モータ、８３…カム、８４…リンク、８５…支点軸、８６…リンクアーム、９０…羽根車、９１…揚水筒、９２…マグネット、９３…モータ、９４…円板、９５…マグネット、９６…外筒、９７…内筒、９８…給水ライン、９９…排水ライン。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reagent dispensing apparatus mainly used for dispensing reagents, samples, specimens, and the like handled in the field of DNA analysis and medical testing.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 1, a conventional reagent dispensing apparatus generally includes a flat box-shaped base 10 having an upper surface formed on a mounting table, and a drive mechanism in the left-right direction (X direction) incorporated therein. A thin box-shaped machine frame 11 is formed before and after standing upright from the rear end of the flat box-shaped base plate 10 to form the body 1 having a substantially L-shape in a side view. A Y unit a having a front-back (Y-direction) drive mechanism incorporated therein and protruding forward in the form of a support arm is mounted on the upper part of the front side of the machine frame 11 so as to be slidable in the left-right direction. The X-direction drive mechanism (not shown) provided in the machine casing 11 is connected to the X-direction drive mechanism so as to move in the left-right direction. And a Z unit b with a vertical (Z-direction) drive mechanism incorporated inside As shown in FIG. 2, the Z unit b is slid in the front-rear direction (Y direction) by the driving mechanism in the Y unit a. A frame that slides up and down with respect to the Z unit b by a vertical (Z direction) drive mechanism 6 including a motor M1 incorporated therein, a pole screw 61 driven and rotated by the motor M1, and a female screw block 62 screwed thereto. c, the cylinder portion 2a of the dispensing head 2 is integrally connected to and supported by the frame c, and the frame c has a motor for raising and lowering the piston portion 2b of the dispensing head 2. An elevating mechanism 20 including a pole screw 200 rotated by M2 and a female screw block 201 screwed to the same, and a motor for driving the same. M2, and the female screw block 201 of the elevating mechanism 20 is connected to the piston 2b of the dispensing head 2, and the piston 21 assembled to the piston 2b is driven by the motor M2 to the cylinder 2a. The dispensing nozzle N which is inserted and removed with respect to the built-in cylinder 22 and is connected to the lower end of the cylinder portion 2a as shown in FIG. 3 or the nozzle portion 23 at the lower end of the cylinder portion 2a as shown in FIG. The suction and discharge operations of the dispensed liquid by the disposable tip N 'which is freely inserted are performed.
[0003]
The dispensing operation performed by aspirating and discharging a dispensing liquid such as a reagent or a specimen is performed when the dispensing nozzle N is mounted on the lower end side of the cylinder portion 2a of the dispensing head 2 as shown in FIG. In the above, the operation of the drive mechanism that displaces the relative position of the dispensing head 2 with respect to the material to be dispensed in the predetermined directions of the X direction, the Y direction, and the Z direction causes the dispensing head 2 to move onto the base 10 provided on the body 1. The dispensing head 2 is positioned above the cup 3 in which the dispensing liquid such as the reagent set in the table 12 is set, and from this state, the elevating mechanism 20 provided on the frame c is operated. Is lowered to bring the tip of the dispensing nozzle N into contact with the liquid surface of the dispensed liquid in the cup 3, and in this state, the dispensing head 2 performs a suction operation to attach the dispensed liquid to the dispensing head 2. The dispensing nozzle N sucks the liquid, and then performs the discharging operation to set the amount of the dispensed liquid sucked to a predetermined The dispensing head 2 in this state is moved above the target plate 13 which is the object to be dispensed, which is set on the base 10, and further, a number of the dispensing heads 2 are printed aligned with the target plate 13. The lower part is moved to a position occupying a predetermined indicia part of the indicia part and lowered, and the reagent is dispensed to the indicia part by a discharge operation. Next, the dispensing head 2 in which the dispensing of the reagent has been completed is moved above the sample plate 14 set on the base 10 and a predetermined one of a large number of holes arranged in the dispensing head is aligned with the dispensing head 2. The upper position is occupied, and the lowering of the predetermined distance, the suction operation and the discharge operation are performed, and a predetermined amount of the sample in the hole is suctioned by the dispensing nozzle N, which is used for dispensing the above-described reagent. The test is performed by a series of dispensing operations of moving the target plate 13 to the marked portion and dispensing the portion, and by repeating this operation, a large number of samples are continuously tested.
[0004]
Then, at this time, the dispensing operation in which the dispensing head 2 sucks and discharges the dispensed liquid is performed by turning on the drive of the motor M2 that operates the piston 21 by moving the piston portion 2b as shown in FIG. The control section e incorporating a computer CPU controls the motor driver section d to be turned off, and the control section e is controlled by a parameter setting section f incorporating a computer. By inputting the values of the suction amount and the discharge amount of the dispensed liquid by the stroke of the piston 21 and setting the parameters, the operation is performed according to the sequence defined for the parameters.
[0005]
In addition, in order to avoid contamination, a disposable tip N ′ separately formed is detachably attached to the tip of the nozzle portion 23 at the lower end of the cylinder portion 2a of the dispensing head 2 to remove dispensing liquid. When dispensing, the dispensing head 2 is first moved above the chip rack 15 set on the upper surface of the base plate 10 by the operation of the X, Y, and Z driving mechanism. An operation of causing the dispensing head 2 to perform lowering and ascending operations, and fitting and mounting the chip N ′ in the chip rack 15 on the nozzle portion 23 at the lower end of the dispensing head 2 is a series of dispensing operations. In addition to the operation, when a series of dispensing operations by the mounted tip N 'is completed, the dispensing head 2 is moved above the chip collecting tank 16 which is disposed on the base 10 and there. Then, the dispensing head 2 is moved up and down so that the tip N ′ is in FIG. As described above, an operation of removing from the nozzle portion 23 by the chip removing plate 24 provided in the Z unit b and dropping it into the chip collecting tank 16 is added.
[0006]
Further, the test using the disposable tip N ′ is usually used for a highly accurate test in which a very small amount of sample is dispensed, and the tip of the tip N ′ is loaded with a filter F. The dispensing operation is performed by first moving the dispensing head 2 on which the tip N ′ is mounted above the reagent cup 3 supported on the table 12 on the base plate 10, and lowering the dispensing head 2. The tip of N ′ is brought into contact with the liquid surface of the reagent in the cup 3, the reagent is sucked by the raising and lowering operation of the piston portion 2 b, and then the liquid surface of the sucked reagent occupies a position slightly above the filter F. Is discharged, and this is repeated several times to adapt the reagent to the chip N ′. Then, the same operation is repeated for the cup 3 in which another reagent is loaded to adapt the chip N ′ to the reagent, The chip N 'in this state is sampled on the base plate 10. The tip N 'is moved above the plate 14, where the specimen is aspirated, and the tip N' is moved again above the table 12 so as to be positioned above the washing tank 3 'set on the table 12, where the discharge operation is performed. And let the aspirated sample drop to a level just above the filter F to spit out the excess, then move it over another cup 3 loaded with a reagent to wash away impurities, Then, the suction and discharge of the reagent are repeated to wash out the impurities, and then, the sample adsorbed on the filter F is exposed above another cup 3 loaded with the reagent for peeling off the sample. Only, and then a slight ejection operation is performed so that the sample in the chip N ′ is in a state of polka dots at the tip of the chip N ′, and the size of the polka dots is For example, When the predetermined size of 5 microliters has been reached, the ejection is stopped, and this is moved above the target plate 13, and the tip of the chip N ′ is pressed against a predetermined portion printed on the plate 13, The sample is adhered so as to be transferred to a predetermined portion of the target plate 13 so as to be performed by a series of dispensing operations.
[0007]
A series of dispensing operations including the mounting and dismounting operations of the chip N ′ are also operated in accordance with the sequence set by the parameters set by the parameter setting unit f described above. Such as an operation of discharging the dispensed liquid sucked to the tip of the tip N 'to a level slightly above the filter F mounted on the tip side of the tip N', and an operation of forming a polka dot droplet at the tip of the tip N '. Since the operation cannot be performed unless it is visually observed, and it is difficult to automatically perform the operation according to a predetermined sequence, the operation is often performed by man control.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The analysis and testing in the medical testing field has been extended to the analysis and testing at the molecular level and the cell level. It is increasingly required that they be more accurate and conform to validation.
[0009]
In addition, the function and performance of the dispensing device itself for reagents have a wide range of dispensing amounts of 300 microliters to 0.1 microliters, and very small amounts of 1 microliter or 0.1 microliter. It has been demanded that a proper dispensing can be performed.
[0010]
From this, in the conventional reagent dispensing apparatus in which the operation of each operating unit is input and set in the parameter setting unit, and is controlled according to a predetermined sequence, and dispensing is performed by automatic control, There is a problem that it is difficult to accurately dispense such a small amount of liquids such as reagents, samples, and specimens.
[0011]
Among the operations performed in accordance with the determined sequence, in particular, the suction amount of the dispensing liquid sucked / adsorbed to the tip N ′ or the dispensing nozzle N which is the center of the dispensing operation is, for example, the dispensing head. With regard to the dispensing operation performed with the dispensing nozzle N attached to the pipe 2, the tip of the dispensing nozzle N is inserted into the dispensed liquid at a predetermined depth, and suction is performed with a stroke calculated in advance. If the operation is performed, the amount of the dispensed liquid sucked by the operation is the set amount, but in actuality, air leakage from the mounting portion of the dispensing nozzle N, The amount of suction varies due to clogging of the tip. In addition, there is a case where suction is not performed. In addition, since it is not possible to confirm whether or not suction has been performed correctly, the discharge is performed assuming that suction has been performed correctly.
[0012]
When the dispensing operation is performed using the disposable tip N ′, the tip N ′ for performing the dispensing operation by being inserted into the nozzle portion 23 at the lower end of the dispensing head 2 is made of a resin material. A large number of molded chips are housed in the chip rack 15, but there are individual differences in the chips N 'and their dimensions vary. When the tip of 'is inserted at a predetermined depth or approaches the liquid surface of the reagent in the cup 3 or the upper surface of the target plate 13, the distance between the tip of the chip N' and the liquid surface of the reagent Alternatively, a difference occurs in the distance between the tip of the chip N ′ and the upper surface of the target plate 13, resulting in a disorder in suction and discharge.
[0013]
In addition, this small amount of liquid is dispensed by using a tip N ′ with a filter F having a filter F attached to the tip side of the tip to be used. When the level of the dispensed liquid has dropped above the filter F mounted on the distal end of the lumen, the discharge of the dispensed liquid must be terminated, but the volume of the filter F mounted on the tip N ' Due to the variation, it is not possible to terminate the discharge when the level of the dispensed liquid to be discharged reaches slightly above the filter F, unless the individual chips N ′ are visually observed. However, there is a problem that it is not possible to control the operation according to a predetermined sequence, so that it cannot be applied to a small amount of dispensing.
[0014]
For this reason, in the inspection in which the dispensing of a small amount of liquid is required, the dispensing operation of the dispensed liquid does not perform the dispensing operation according to a predetermined sequence, and a skilled worker, Since the movement of the liquid sucked into the tip N ′ or the pipette is performed using a delicate technique while visually checking the liquid level, there is a problem in accuracy.
[0015]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem occurring in a conventional dispensing apparatus for reagents, and is an operation in which an automatic dispensing operation is performed while being visually confirmed by a human. It is another object of the present invention to provide a dispensing means capable of performing the same operation as that described above and under a precise control that cannot be performed by a human.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The means of the present invention have been made based on knowledge obtained through repeated trial and error in order to achieve the above object.
[0017]
That is, as described above, in a dispensing device in a medical examination that performs a dispensing operation in accordance with a predetermined sequence according to a parameter set in the parameter setting unit, the dispensing device installed in the dispensing head is provided in the device. Incorporate a TV camera that captures the movement of the nozzle or tip in the image, project the captured image as an image on the screen of the monitor display device, and set the image in advance with an image processing device that is combined with the monitor display device. If the suction operation and the discharge operation of the dispensing head are controlled based on the data in comparison with the reference value to be set, the suction and discharge operations of the dispensing head performed according to the set parameters are substantially performed. Dispensing is performed under the condition that is visually monitored, and is performed according to the previously set parameters. It should be possible to solve the problem that occurred in the means for controlling the movement, but in fact, the movement of the image of the dispensing nozzle or tip projected on the screen is not related to the suction operation / discharge operation As a result, the operation of suctioning and discharging the dispensed liquid to the dispensing nozzle / tip cannot be performed while being visually monitored, and as a result, it cannot be adapted to solving the problem. Was.
[0018]
This is because the operation of suction / discharge of the dispensing liquid of the dispensing head is not the movement of the dispensing nozzle tip itself, but the movement of the dispensing liquid sucked into their internal cavities. This is because it is almost impossible to display the movement of the dispensed liquid sucked into the chip and the movement of the dispensed liquid sucked out in the image so as to be detected by the image processing device. .
[0019]
Therefore, the dispensing nozzle tip is photographed by a television camera and illuminated so that the image projected on the monitor display device is clarified, and the dispensing nozzle tip is formed to be transparent or translucent. When illumination is applied from below the dispensing nozzle tip, the liquid surface of the dispensed liquid sucked into the dispensing nozzle tip shines brightly, and a light spot that can be detected by the image processing apparatus. It turned out to be.
[0020]
The state of the dispensed liquid aspirated by the dispensing nozzle / tip can be calculated by detecting the position of the liquid surface of the aspirated dispensed liquid, and the suction amount can be calculated by the movement of the liquid surface. Since the operation and the discharge operation can be confirmed, a window is set on the screen of the monitor display device by the image processing device, and a reference line as a reference value is set on the window. By controlling the suction operation and the discharge operation of the dispensing liquid of the dispensing head by contrasting, the suction and discharge of the dispensing liquid to the dispensing nozzle tip by the dispensing head were set as parameters. It has been found that it can be performed in a state where it is visually monitored in real time while automatically operating according to the sequence.
[0021]
In view of this, in the means of the present invention, as described in claim 1, a drive mechanism that enables the relative position of the dispensing head 2 to the dispensed object to be movable in each of the X, Y, and Z directions. The control unit e controls a motor driver d of the motor that operates the motor and the piston unit 2b of the dispensing head 2, and the control unit e is input to the parameter setting unit f and operated according to the parameters set. In a dispensing device that performs a dispensing operation, a television camera A that incorporates a dispensing nozzle N and a tip N ′ attached to a dispensing head 2 into a visual field of view of the dispensing device, and an image captured by the television camera A is displayed on a screen. A monitor display device B and an image processing device C for processing an image displayed on the monitor display device B are incorporated, and a dispensing nozzle N. The dispensing nozzle N is formed by molding the tip N ′ to be transparent or translucent, and is provided with an illuminating device D for irradiating a light beam from below the dispensing nozzle N and the tip N ′ to be taken into the field of view of the television camera A. The liquid surface of the dispensed liquid sucked into the N tip N 'is projected on the screen of the monitor display device B as a brightly shining light spot, and set on the screen by the light spot of the liquid surface on this screen and the image processing device C. The present invention provides a dispensing apparatus characterized in that the suction / discharge operation of the dispensing head 2 is controlled based on data in comparison with a reference point to be set.
[0022]
In addition, the dispensing nozzle N or the tip N ′ attached to the lower end side of the dispensing head 2 to be photographed by the television camera A is illuminated from below the dispensing nozzle N or the tip N ′, so that the dispensing nozzle N or the tip N ′ can be illuminated. It has been found that the end face becomes brightly shining, which becomes a light spot and is projected on the screen of the monitor display device B.
[0023]
For this reason, on the screen of the monitor display device B, a window is set by the image processing device C, and a reference point serving as a reference position of the lower end of the dispensing nozzle N / tip N ′ is set on the window. From the data of the comparison between the reference point and the light spot at the tip of the dispensing nozzle N / tip N ′ displayed on the screen described above, a correction is made to adjust the tip position of the dispensing nozzle N / tip N ′ to the reference position. If the suction / discharge operation by the dispensing head 2 is performed from the corrected state, the suction is performed due to the variation in the product at the time of forming the dispensing nozzle N and the tip N ′ or the misalignment of the posture at the time of mounting. Even if the relative distance between the liquid surface of the dispensed liquid and the upper surface of the target plate 13 is incorrect, suction and discharge can be performed in a state corrected to the correct position, and the result that accurate dispensing operation can be obtained is obtained. Obtained.
[0024]
Therefore, in the means of the present invention, as described in claim 2, the motor and the dispensing of the drive mechanism for moving the relative position of the dispensing head 2 to the dispensed object in each of the X, Y, and Z directions. The control section e controls the motor driver section d of the motor M2 that operates the piston section 2b of the head 2, and the control section e is input to the parameter setting section f and operated according to the parameters to be set. In the dispensing device to be performed, the dispensing device includes a television camera A for taking a dispensing nozzle N and a tip N ′ attached to the dispensing head 2 into a visual field of view, and a monitor display device for displaying an image captured by the television camera A on a screen. B and an image processing device C for processing an image displayed on the monitor display device B, and a dispensing nozzle N / tip N ′ to be mounted on the dispensing head 2. Illuminating device D, which is formed to be transparent or translucent, and irradiates a light beam from below the field of view of the television camera A, makes the end face of the tip of the dispensing nozzle N / tip N 'brightly shine. Is projected on the screen of the monitor display device B, and the dispensing head 2 is moved up and down based on data on the comparison between the light spot at the tip of the dispensing nozzle N and the tip N ′ and the reference point set on the screen by the image processing device C. A dispensing apparatus characterized in that the operation is controlled, the tip position of the dispensing nozzle N / tip N 'is corrected to a reference position, and the dispensing liquid is sucked and discharged at the reference position. It is.
[0025]
Also, as described above, the dispensing liquid sucked by the dispensing nozzle N and the tip N ′ is, as described above, a liquid surface that is projected on the screen as a light spot by the illumination that irradiates a light beam from below. By controlling the suction / discharge operation of the dispensing head 2 from the data of the comparison between the surface and the reference line set on the screen, a predetermined amount of the dispensing liquid can be suctioned. May be a volatile reagent. In this case, the internal pressure of the dispensing nozzle N and the tip N ′ rises due to the vapor pressure of the evaporating reagent, causing dripping of the aspirated dispensed liquid. As the surface descends, the amount of the sucked liquid decreases.
[0026]
For example, the image to be captured by the image processing apparatus C is constantly captured in real time so as to be captured every twentieth of a second, image processing is performed for each captured image, and the data is compared with a reference value. If the dispensing head N controls the suction / discharge operation of the dispensing head 2, the dispensed liquid sucked by the dispensing nozzle N and the tip N ′ is a volatile reagent and has a vapor pressure due to volatilization. Even if a part of the liquid is pushed out to lower the liquid level, the liquid level is corrected and corrected by the suction operation of the dispensing head 2 performed in real time, so that the set suction amount can be maintained.
[0027]
Therefore, in the present invention, as described in claim 3, the motor and the motor of the drive mechanism that enable the relative position of the dispensing head 2 to the dispensed object to be movable in each of the X, Y, and Z directions. The control section e controls the driver section d of the motor M2 that operates the piston section 2b of the injection head 2, and the control section e is input to the parameter setting section f to operate according to the parameters set, thereby performing the dispensing operation. In the dispensing device to be performed, the dispensing device includes a television camera A for taking a dispensing nozzle N and a tip N ′ attached to the dispensing head 2 into a visual field of view, and a monitor display device for displaying an image captured by the television camera A on a screen. B and an image processing device C for processing an image projected on the monitor display device B, and the dispensing nozzle N / tip N ′ mounted on the dispensing head 2 is transparent. Or, it is formed to be translucent and equipped with illumination for irradiating a light beam from below the field of view of the television camera A, so that the liquid surface of the dispensed liquid sucked into the dispensing nozzle N / tip N 'shines brightly. The light spot is projected on the screen of the monitor display device B, and the operation of suction / discharge of the dispensing head 2 is controlled based on data of the light spot on the liquid surface and a reference point set on the screen by the image processing device. In the dispensing apparatus for medical examination, the image processing apparatus C constantly takes in images every very short time, controls the operation of suction / discharge of the dispensing head 2 by image processing in real time, and sucks the image. It is an object of the present invention to provide a dispensing device for maintaining a liquid level of a dispensed liquid at a fixed position.
[0028]
Further, the dispensed liquid sucked by the dispensing nozzle N / tip N 'is discharged in a polka dot shape adhering to the tip of the dispensing nozzle N / tip N' to obtain a very small discharge amount. When dispensing so as to be transferred in contact with the upper surface of the target plate 13, the detection of the amount of the polka dot dispensed liquid is performed by applying illumination light from below the dispensing nozzle N / tip N ′. By brightly shining the lower surface side of the polka dot, the size of the brightly shining portion can be calculated by the image processing device C, and the data can be used to control the operation of suction and discharge of the dispensing head 2. For example, it has been found that the amount of the polka dot dispensed liquid can be maintained at a predetermined amount.
[0029]
In view of this, in the present invention, as described in claim 4, the motor of the drive mechanism for moving the relative position of the dispensing head 2 with respect to the material to be dispensed in each of the X, Y, and Z directions. In a dispensing apparatus that controls a driver section d of a motor M2 that operates a piston section 2b of a dispensing head 2 by a control section e and performs a dispensing operation under the control of the control section e, the dispensing apparatus includes: A television camera A that takes in the dispensing nozzle N / tip N ′ attached to the dispensing head 2 into the image field of view, a monitor display device B that projects an image captured by the television camera A on a screen, and an image that is projected on the monitor display device B. The dispensing nozzle N and the tip N ′ to be mounted on the dispensing head 2 are formed to be opaque, transparent, or translucent, while incorporating the image processing apparatus C for processing. An illumination device D for irradiating light rays from below the field of view of the camera A is provided, and a light spot that shines brightly on the lower surface of the liquid droplet of the dispensed liquid discharged in a polka dot shape at the tip of the dispensing nozzle N / tip N '. As shown on the screen of the monitor display device B, the operation of the suction / discharge of the dispensing head 2 is controlled by the data of the comparison between the light spot of this liquid ball and the reference point set on the screen by the image processing device. The present invention provides a dispensing apparatus characterized in that a liquid ball of a dispensing liquid discharged in an attached state to a tip of a dispensing nozzle N / tip N 'is kept at a predetermined size.
[0030]
The dispensing device also includes a television camera A for taking a dispensing nozzle N and a tip N ′ attached to the dispensing head 2 into a visual field of view, a monitor display device B for displaying an image captured by the dispenser on a screen, and a monitor display for the monitor. An image processing apparatus C for processing an image projected on the apparatus B is incorporated, and a dispensing nozzle N / tip N ′ mounted on the dispensing head 2 is formed to be transparent or translucent. Of the dispensing nozzle N and the tip N 'by illuminating the tip of the dispensing nozzle N and the tip N' brightly from below and taking in the image as a light spot. Measured, corrected to the reference position, moved from the state position by a predetermined distance with respect to the liquid level of the dispensed liquid, and brought into contact with the dispensed liquid, and the suction amount set at the same time When suction is performed, the operation for bringing the tip of the dispensing nozzle N / tip N ′ into contact with the liquid surface of the dispensing liquid is performed by moving the cup 3 in which the dispensing liquid is loaded without moving the dispensing head 2. It has been found that this can also be done by moving.
[0031]
That is, the cup 3 into which a dispensed liquid such as a reagent or a specimen is injected is molded from a transparent or translucent material, and a light beam is applied from the lower surface side of the cup 3 to the inside of the cup 3. If the liquid level of the dispensed liquid is illuminated so that the shining liquid level can be seen through from the outside of the cup 3, the liquid level of the dispensed liquid in the cup 3 is monitored by the television camera A while the cup 3 is being monitored. Is raised and lowered to raise and lower the liquid surface, so that the dispensing head 2 corrects the tip of the dispensing nozzle N / tip N ′ to a reference position by image processing and holds the tip at that position. The liquid level of the dispensed liquid in the cup 3 can be brought into contact with the tip of the dispensing nozzle N and the tip N ′ of the dispensing head 2 to a predetermined depth. The liquid level drops due to performing a predetermined amount of suction operation. When the cup 3 is moved upward by the image processing, the fluctuation of the liquid level is maintained in such a state that the tip of the dispensing nozzle N / tip N 'comes into contact with the liquid level at a predetermined insertion depth. You will get.
[0032]
Accordingly, in the present invention, as described in claim 5, the cup 3 into which the dispensing liquid is injected is formed of a transparent or translucent material, and illumination light is applied from below the cup 3. Then, the liquid level of the dispensed liquid in the cup 3 is illuminated, and this is taken as a light spot by the television camera A and taken into an image projected on the screen of the monitor display device B. A means for raising and lowering the cup 3 based on data in comparison with a reference line to be kept to keep the liquid level of the dispensed liquid in the cup 3 at a fixed position.
[0033]
Further, the dispensed liquid in the cup 3 decreases with each dispensing operation in which the dispensing nozzle N or the tip N ′ of the dispensing head 2 sucks a predetermined amount, so that the liquid level of the dispensed liquid is sequentially reduced. Descend. For this reason, the lower end position of the dispensing nozzle N / tip N 'is corrected to the reference position by image processing, and the dispensing head 2 is lowered from the position by the set distance with respect to the liquid surface of the dispensed liquid. When doing so, a troublesome problem arises that must be corrected so that the liquid level of the dispensed liquid is at a predetermined position.
[0034]
This problem is caused by dropping a pumping vessel 8 having a smaller diameter than the opening 3a of the cup 3 into the inside of the cup 3 into which the dispensing liquid is poured, so that the pumping vessel 8 can be moved by the dispensing head 2. Every time when the suction operation of the dispensed liquid is performed, the dispensed liquid in the cup 3 is pulled up to a predetermined position above the opening 3a of the cup 3, and the liquid level of the dispensed liquid in the pumping container 8 at that time is increased. It has been found that the problem can be solved by using the dispensing nozzle N and the tip N 'of the dispensing head 2 as the reference liquid level when the dispensing liquid is suctioned.
[0035]
Therefore, in the present invention, as described in claim 6, a pumping container 8 having a smaller diameter than the opening 3a of the cup 3 is provided inside the cup 3 into which the dispensing liquid is injected. The pumping container 8 is connected to an elevator 81 so that the liquid level of the dispensed liquid pumped up by the pumping container 8 raised by the operation of the elevator 81 is suctioned by the dispensing head 2. It is intended to provide a dispensing device characterized in that it is a liquid level of a liquid to be injected.
[0036]
This means is a multiple type in which the cups 3 are formed in such a manner that the cups 3 are connected in parallel and integrally and the dispensing head 2 is correspondingly connected in multiple and parallel and integrally connected. Adapt if you have.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 5 is a perspective view of the whole of a reagent dispensing apparatus for carrying out the means of the present invention, FIG. 6 is a plan view of the arrangement of members set on the upper surface of the base plate, and FIG. In these figures, 1 is an airframe, 10 is a flat box-shaped base plate forming a table for setting a chip rack 15 and the like, and 11 is a standing shape from the rear edge side of the base plate 10. A stand-up machine frame 2 is a dispensing head mounted on the machine frame 11 so as to be movable in front, rear, left and right, and up and down directions.
[0038]
The body 1 includes a platform 10 forming a table on which the chip rack 15 and the like are set, and a dispensing head 2 vertically facing the dispensing object set on the platform 10. It is only necessary to equip a machine frame 11 that can incorporate a moving mechanism that can move the relative position between the injection head 2 and the material to be dispensed in the forward, backward, left, right, and up and down directions. In the illustrated embodiment, the base 10 forming the placing table is formed in a flat box shape along a horizontal direction, and the machine frame 11 extends in a vertical direction in which the machine frame 11 stands upright. Formed in a flat box shape, the machine frame 11 is arranged so as to stand up from the rear end side of the upper surface of the base plate 10 and integrally connected to form a substantially L-shape in side view as a whole. are doing.
[0039]
The moving mechanism that enables the dispensing head 2 to move with respect to the material to be dispensed, when the dispensing head 2 is fixed and the material to be dispensed is moved, the dispensing head 2 is fixed and the dispensing head 2 is moved. In the case of fixing, or in the case of combining them, it may be appropriately configured.
[0040]
In the embodiment shown in the drawing, the screen frame 11 is provided with a horizontally long window hole 110 extending over substantially the entire area in the left-right direction at the upper part on the front side thereof. As shown in FIG. 8, a guide rail 40 in the left and right direction, a movable platform 41 that slides on the guide rail 40 in the left and right direction (X direction), and a connector 42 are connected to the movable platform 41 in the machine frame 11. An X-direction drive mechanism 4 is provided, which is connected to a belt 44 that is driven by the operation of the stepping motor 43 and rotates endlessly in the X-direction (left-right direction). The base end side of the frame of the Y unit a in the front-rear direction (Y direction) protruding in the shape of an arm is fixedly connected to the front side of the machine frame 11, and the front-rear guide is connected to this frame as shown in FIGS. Rail 50, A Y-direction drive mechanism 5 comprising a slider 51 fitted to the slider 51 and sliding in the front-rear direction, and a belt 53 connected to the slider 51 and driven endlessly in the front-rear direction by being driven by the operation of the stepping motor 52. Assemble.
[0041]
On the bottom surface side of the frame of the Y unit a, a guide 54 formed in a longitudinally long prism shape is provided along the longitudinal direction of the body, and is fixed to the upper surface of the frame of the Z unit b. A slider 55 is slidably fitted in the front-rear direction through a dovetail-shaped fitting groove 56, and connects the frame of the Z unit b to the belt 53 of the driving mechanism 5 in the Y direction. The frame of the Z unit b is moved forward and backward while being suspended on the lower surface side of the frame of the Y unit a by driving of the driving mechanism 5 in connection with the frame 51.
[0042]
Further, the Z unit b divides its frame into a main frame linked to the lower surface of the Y unit a and a sub-frame movable vertically (Z direction) with respect to the main frame. As shown in FIG. 11, the main frame is provided with a frame 60 provided therein, a vertical pole screw 61 driven and rotated by the operation of a motor M1 for vertical driving, and a screw screwed to the pole screw 61. A vertical drive mechanism (Z direction) 6 including a female screw block 62 to be mounted is assembled, and a sub-frame is formed on a frame c on which the dispensing head 2 is assembled. Is connected and fixed to the female screw block 62 provided at the upper side, and operates in the up-down direction (Z direction) together with the female screw block 62 which moves up and down by the rotation of the pole screw 61. The cylinder portion 2a of the dispensing head 2 is fixedly mounted on the frame c of this sub-frame, and a motor M2 for driving the dispensing head, and a vertical pole screw driven and rotated by the operation of the motor M2. And a female screw block 201 which is screwed into the pole screw 200 and moves up and down by rotation of the pole screw 200. The female screw block 201 is connected to the dispensing head 2 via a connecting member. The piston portion 2b of the dispensing head 2 is fixed to the cylinder portion 2a of the dispensing head 2 fixed to the frame c by connecting to the piston portion 2b, whereby the female screw block 201 is moved up and down by the operation of the elevating mechanism 20. The dispensing head 2 is moved up and down to perform suction and discharge operations.
[0043]
A base plate 10 provided on the body 1 so as to be placed on the front side of the machine frame 11 to serve as a table on which the chip rack 15 and the like are set, has a chip N on its upper surface as shown in FIG. The chip rack 15, the sample plate 14, the target plate 13, the mounting table 12 for the reagent tanks, and the chip collection tank 16 for collecting the used chips N ', which are arranged and accommodated therein, are described above. The dispensing head 2 that moves on the base 10 by the X-direction driving mechanism 4, the Y-direction driving mechanism 5, and the Z-direction driving mechanism 6 can be arranged at a desired position within the movable range in plan view. Any configuration may be used, but a television camera A for monitoring and confirming the dispensing operation of the dispensing head 2 can be further installed.
[0044]
In the embodiment shown in the figure, the chip rack 15, the sample plate 14, the target plate 13, the reagent mounting table 12, and the used chips N ′ are arranged on the base 10 as shown in FIG. The chip collection tank 16 is used, and the mounting table 12 is formed as a turntable that rotates about a vertical support shaft 70, as shown in FIGS. The gears G1, G2, and G3 provided on the bottom of the mounting table 12 are driven by a pinion 72 that is driven by a table rotation motor 71 provided on the upper surface of the base 10 and rotates inside the base 10. To be done.
[0045]
In this example, the mounting table 12, which is a turntable, has fitting holes 120 for dropping and supporting the cup 3 into which a dispensing liquid such as a reagent or a sample is injected, as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the cup 3 is detachably dropped into each of the fitting holes 120. The dispensing liquids of different types are respectively injected, and the mounting table 12 is rotated by a predetermined angle amount by the operation of the rotary motor 71, so that the desired cup 3 is driven by the X, Y, and Z driving mechanism. The dispensing head 2 is sequentially moved to a position below the dispensing head 2 that has been moved, and the dispensing head 2 pumps up and discharges dispensed liquid from the cup 3 that has moved to that position. Nishi and Niko The operating state of the suction and discharge of the dispensing head 2, so as to monitor the television camera A.
[0046]
For this reason, the television camera A is mounted on the body 1 in a fixed state. In this example, as shown in FIG. 6, the lower side of the machine frame 11 provided on the body 1 in a vertical state. Is used to incorporate it.
[0047]
D is a lighting device. When the above-mentioned turntable-shaped table 12 is rotated, a predetermined cup 3 of the cups 3. And the dispensing head 2 is positioned above the cup 3, the dispensing nozzle 2 of the dispensing head 2, which is taken into the field of view of the television camera A, and the tip N ′ of the dispensing nozzle 2. It is arranged and installed so as to hit a light beam from.
[0048]
The dispensing nozzle N / tip N ′ is formed of a transparent or translucent material, and the lower end side becomes a bright light spot on the screen of the monitor display device B by a light beam of illumination applied from below. When the dispensed liquid is sucked into the dispensing nozzle N / tip N ', the liquid surface becomes a bright light spot and is projected on the screen.
[0049]
In addition, on the upper surface of the table 12, a black matte light absorbing plate 17 serving as a back screen for darkening the background of the visual field is provided at a central portion serving as the front surface of the visual field of the television camera A, and surrounding wall surfaces serving as the back screen. Are formed in an octagonal cylindrical shape having eight surfaces, and each of the eight wall surfaces is mounted on the table 12 so as to be positioned on the rear surface of each of the cups 3 that are arranged and supported in a ring shape.
[0050]
The monitoring and control of the dispensing operation of the dispensing head 2 by the television camera A are performed by incorporating a video taken by the television camera A into the body 1 or separately providing the image separately from the body 1. The image is displayed on the screen of the display device B as an image and is monitored by monitoring the image on the screen of the monitor display device B. As shown in FIG. A processing unit C and a variety of image processing parameter setting devices H incorporating a computer, a motor M1 for raising and lowering the cylinder unit 2a of the dispensing head 2, and a driver unit d for a motor M2 for operating the piston unit 2b; A control unit e incorporating a computer for controlling the driving of these motors M1 and M2 is connected to By operating the man-controller of the data setting device H, the image of the tip N ′ mounted on the lower end of the dispensing head 2 projected on the monitor display device B is used to determine the tip position of the tip N ′ and the position within the tip N ′. A motor M1 for raising and lowering the cylinder 2a of the dispensing head 2 and a motor M2 for driving the piston 2b based on the image processing data for detecting the amount of the dispensed liquid sucked and the detection information. By inputting the control signal to be driven, the operation of suction and discharge of the dispensed liquid of the dispensing head 2 is accurately controlled and automatically performed based on the image displayed on the screen of the monitor display device B. To do.
[0051]
The dispensing head 2 is moved by operation of each of the X, Y, and Z driving mechanisms, and is accommodated in the nozzle portion 23 at the lower end of the cylinder portion 2 a of the dispensing head 2 in alignment with the chip rack 15. One of the chips N ′ is mounted, and in this state, the dispensing head 2 is moved and positioned above the cup 3 on which the dispensing liquid is loaded and placed on the mounting table 12, and the cup 3 In the case where a predetermined amount of the dispensed liquid is sucked into the chip N ′, first, various image processing parameter setting devices H are operated to display the screen of the monitor display device B in FIG. Thus, the window w and the reference line L are set.
[0052]
Then, the position of the tip (lower end) of the tip N ′ mounted on the dispensing head 2 projected on the screen is detected as coordinates, and the deviation between the coordinates of the detected tip of the tip N ′ and the above-described reference line L is detected. Is counted for each pixel unit of the screen, and a signal is output as a shift. With this signal, the CPU of the motor driver d is caused to calculate how much the dispensing head 2 should be moved. The driving of M1 is controlled.
[0053]
At this time, the image processing apparatus C constantly captures an image of the chip N ′ in real time at intervals of about 1/20 second, detects the coordinates of the tip position of the chip N ′, and outputs a signal of the coordinates. When the coordinates coincide with the above-mentioned reference line L, the operation of the motor M1 is stopped, whereby the tip of the chip N ′ is positioned at the reference position, A reference is set as an origin of whether the tip of the tip N ′ reaches the liquid surface of the dispensed liquid in the cup 3.
[0054]
On the screen of the monitor display device B, another window w and a reference line L are set by the image processing device C as shown in FIG. By contrasting the brightly shining point on the liquid surface of the dispensed liquid sucked into the ′ and controlling the operation of suction and discharge of the dispensing head 2 from the data of the contrast, the suction operation of the dispensed liquid is performed. The confirmation and the amount of suction can be calculated, and the operation of suction and discharge of the dispensed liquid can be precisely controlled.
[0055]
Next, FIGS. 16 to 19 show the liquid level of the dispensed liquid in the cup 3 when the dispensing nozzle N and the tip N ′ of the dispensing head 2 perform an operation of sucking the dispensed liquid in the cup 3. Means for incorporating a pumping vessel 8 which rises and lowers in the cup 3 in order to keep the in position.
[0056]
The pumping container 8 is formed in the shape of a small dish having an internal capacity of about 1 cc, and a handle 80 rising upward is connected to one side of the dish 80 as shown in FIG. The upper end is connected to the upper end of an elevator 81 disposed at a position adjacent to each of the cups 3 arranged and supported in a ring shape on the table 12, and is supported by the elevator 81. By lowering 81 with respect to the table 12, as shown in FIG. 17, it is immersed in the dispensed liquid in the cup 3, and when the elevator 81 is raised with respect to the table 12, As shown at 18, the dispensed liquid in the cup 3 is pumped up and raised above the dispensed liquid surface in the cup 3, and comes to the front of the visual field of the television camera A.
[0057]
As shown in FIG. 7, the lifting operation of the elevator 81 is provided below the table 12 and the angled link 84 is rotated about the fulcrum shaft 85 by the operation of the cam 83 which is rotated by the operation of the motor 82. The lower end of the elevator 81 is pushed up by the ascending operation of the link arm 86 that moves up and down, and the motor 82 moves the cup 3 so that the table 12 rotates and the front of the field of view of the television camera A When it is located and its rotation is detected by the position detection sensor S and stopped, it is controlled to operate in synchronization with it.
[0058]
Accordingly, when one cup 3 is positioned in front of the television camera A by the rotation of the table 12 by a predetermined angle, the pumping container 8 combined with the cup 3 is moved to the raised position as shown in FIG. To move. Then, the liquid level of the dispensed liquid in the container 8 at this position is set to be a reference liquid level when the dispensed liquid is sucked by the dispensing head 2. The tip of the dispensing nozzle N / tip N ′ is lowered by a predetermined distance from a state corrected to occupy a predetermined position so as to contact the liquid surface of the dispensed liquid in the cup 3. At this time, even if the dispensed liquid in the cup 3 is reduced by the repetitive dispensing operation, the liquid level position is maintained at a constant level position.
[0059]
Next, FIG. 20 shows another example of the means for keeping the level of the reagent in the cup 3 at a constant height position.
[0060]
In this example, an impeller 90 is pivotally supported at the bottom inside the cup 3 in which the reagent is loaded, and the impeller 90 is configured to collect the reagent in the cup 3 at an axial center portion by rotation. A pumping cylinder 91 is provided at the axial center where the reagents are collected, rising up toward the center of the opening of the cup 3, and a magnet 92 is attached to the bottom of the impeller 90. A disk 94 rotated by a motor 93 is provided below the bottom surface, and a magnet 95 for attracting the above-mentioned magnet 92 is attached to the disk 94. The operation of the motor 93 causes the impeller 90 to rotate. The reagent in the pumping cylinder 91 is pushed up into the pumping cylinder 91 and circulates so as to overflow from the upper end of the pumping cylinder 91 and return to the cup 3. Reagent overflowing from the top A means for the liquid level is to be maintained constant at all times the level.
[0061]
Means for keeping the liquid level of the reagent in the cup (reagent tank) 90 constant is that one of the cups 3 supported in parallel in a ring on the table 12 configured as a turntable is washed with washing water. It is also used when the level of the washing water is kept at a certain level when the washing tank is used to inject water.
[0062]
This is because a disposable tip N ′ having a filter F loaded on the tip side is attached to the dispensing head 2 and the tip N ′ is adapted to the reagent when the dispensing operation is performed. When the tip of the tip N ′ is brought into contact with the washing water in the washing tank so as to wash out the excess reagent to be ejected from the tip N ′ when the suction and ejection of the reagent in the cup 3 are repeated by the N ′. This is because the liquid level of the cleaning water in the cleaning tank is maintained at a predetermined position.
[0063]
In this means, as shown in FIG. 12, a cup (washing tank) 3 to be supported on the table 12 is formed in a double shaft shape by an outer tube 96 and an inner tube 97, and the lower end of the inner tube 97 is formed. The washing water is connected to a water supply line 98 to which the washing water is connected and supplied, the lower end of the outer cylinder 96 is connected to a drain line 99, and the washing water overflowing from the upper end of the inner cylinder 97 passes through the outer cylinder 96. By allowing the water to flow into the drain line 99, the upper surface of the cleaning water overflowing from the opening at the upper end of the inner cylinder 97 forms a liquid surface of a certain level.
[0064]
This means, even in the case of a multiple type in which a large number of dispensing heads 2 are arranged in multiple rows, is also possible by connecting the washing tanks 3 in multiples and connecting them to an integral block. Can be applied.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the dispensing nozzle N and the tip N ′ to be mounted on the dispensing head 2 are formed to be transparent or translucent, and illuminating light is applied to this from below. The tip of the dispensing nozzle N / tip N 'is brightly illuminated, this is captured as an image of a light spot on the screen of the monitor display device B, and is divided by a signal in comparison with a reference line set by the image processing device C. Since the raising and lowering operation of the injection head 2 is controlled, the tip position of the dispensing nozzle N / tip N 'is corrected to the reference position, and the lowering operation of a predetermined distance from this position is performed. Due to the mounting posture of the nozzle N / tip N ′ with respect to the dispensing head 2 and the variation in the dimensions of the molded product, even if the tip position is incorrect, the prescribed control operation allows the contact of the dispensed liquid with the liquid surface and Target plate Can be accurately performed.
[0066]
In addition, since the liquid surface of the dispensed liquid sucked by the dispensing nozzle N and the tip N ′ becomes a bright light spot and is projected on the screen of the monitor display device B, this is detected by the image processing device C. By doing so, it is possible to confirm the suction operation of the dispensing liquid and calculate the suction amount from the data compared with the reference line set by the image processing apparatus C, and further, the suction / discharge of the dispensing head 2 based on the data. Can be controlled, so that the operation of aspirating and discharging the dispensed liquid can be performed very precisely.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a conventional medical test dispensing apparatus.
FIG. 2 is a partially broken front view of a dispensing head portion of the dispensing apparatus.
FIG. 3 is a partially broken front view of an example in which a dispensing nozzle is mounted on a dispensing head of the dispensing apparatus.
FIG. 4 is a development explanatory view of a control circuit of a motor for driving a piston portion of a dispensing head of the dispensing apparatus.
FIG. 5 is a perspective view of a medical test dispensing device for implementing the means of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional plan view of the pipetting device;
FIG. 7 is a perspective view of a main part of the above.
FIG. 8 is a plan view of a drive mechanism in an X direction (left-right direction) of the same.
FIG. 9 is a plan view in which a part of a drive mechanism in a Y direction (front-back direction) is omitted.
FIG. 10 is a front view in which a part of the Y-direction driving mechanism is omitted.
FIG. 11 is a front view of a drive mechanism in a Z direction (vertical direction) of the above.
FIG. 12 is a partially cutaway front view of the turntable of the above.
FIG. 13 is a development explanatory view of control means for operating the dispensing head of the above.
FIG. 14 is a front view of a window for detecting the lower end of the chip and a reference line set on the screen of the monitor display device by the image processing apparatus.
FIG. 15 is a front view of a window for detecting a liquid level of a dispensed liquid in a chip and a reference line set on the screen of the monitor display device by the image processing device.
FIG. 16 is a perspective view of a reagent pumping container incorporated in the pipetting device.
FIG. 17 is an explanatory view partially broken when the pumping container is lowered into the cup.
FIG. 18 is an explanatory view showing a state where the pumping container is raised to the end of the lifting operation by the elevator and the liquid level of the pumped reagent occupies a reference position.
FIG. 19 is an enlarged view of the same state, showing the liquid level of the reagent pumped up by the pumping container and the liquid level of the reagent sucked into the tip mounted on the dispensing head that is moved downward. FIG.
FIG. 20 is another example of a means for keeping the liquid level of a dispensed liquid such as a reagent or a specimen loaded in a cup at a constant level position regardless of the suction operation of the dispensed liquid by the dispensing head. It is a longitudinal front view.
[Explanation of symbols]
A: TV camera, B: Monitor display device, C: Image processing device, D: Illumination device, F: Filter, G1, G2, G3: Gear, H: Image processing parameter setting device, L: Reference line, N: Minute Injection nozzle, N ': chip, M1, M2: motor, CPU: computer, S: position detection sensor, a: Y unit, b: Z unit, c: frame, d: motor driver, e: control unit, f ... Parameter setting section, w ... Window, 1 ... Aircraft body, 10 ... Baseboard, 11 ... Machine frame, 110 ... Window hole, 12 ... Table, 120 ... Mating hole, 13 ... Target plate, 14 ... Sample plate, 15 ... Chip rack, 16: Chip recovery tank, 17: Light absorbing plate, 2: Dispensing head, 2a: Cylinder part, 2b: Piston part, 20: Lifting mechanism, 200: Pole screw, 201: Female screw block , 21 ... piston, 22 ... cylinder, 23 ... nozzle part, 24 ... chip removal plate, 3 ... cup, 3a ... opening, 4 ... drive mechanism (X direction), 40 ... guide rail, 41 ... movable frame, 42 ... connection , 43 ... stepping motor, 44 ... belt, 5 ... drive mechanism (Y direction), 50 ... guide rail, 51 ... slider, 52 ... stepping motor, 53 ... belt, 54 ... guide, 55 ... slider, 56 ... Fitting groove, 6: drive mechanism (Z direction), 60: frame, 61: pole screw, 62: female screw block, 70: vertical support shaft, 71: table rotation motor, 72: pinion, 8: pumping container, 80: handle, 81: lift, 82: motor, 83: cam, 84: link, 85: fulcrum shaft, 86: link arm, 90: impeller, 91: pumping cylinder, 92: magnet, 93: motor 94 ... disc, 95 ... magnet, 96 ... outer cylinder, 97 ... inner cylinder, 98 ... water supply line, 99 ... drain line.

Claims

The motor of the drive mechanism that enables the relative position of the dispensing head 2 to the material to be dispensed to be moved in each of the X, Y, and Z directions, and the driver d of the motor that operates the piston 2b of the dispensing head 2 are controlled. In the dispensing device which is controlled by the control unit e and performs the dispensing operation under the control of the control unit e, the dispensing nozzle N and the tip N ′ to be mounted on the dispensing head 2 are taken into the visual field of the dispensing device. A dispensing head mounted on a dispensing head 2 while incorporating a television camera A, a monitor display device B for projecting an image captured by the television camera A on a screen, and an image processing device C for processing an image projected on the monitor display device B Illumination in which the nozzle N / tip N 'is formed to be transparent or translucent, and a light beam is applied from below the dispensing nozzle N / tip N' to be taken into the field of view of the television camera A. And the liquid level of the dispensed liquid sucked into the dispensing nozzle N / tip N ′ is projected on the screen of the monitor display device B as a brightly shining light spot. A dispensing apparatus characterized in that the operation of suction / discharge of the dispensing head 2 is controlled by data of a comparison between a light spot and a reference point set on a screen by the image processing device C.

The motor of the drive mechanism for moving the relative position of the dispensing head 2 with respect to the material to be dispensed in each of the X, Y, and Z directions and the driver d of the motor M2 for operating the piston 2b of the dispensing head 2 are controlled. In the dispensing device which is controlled by the control unit e and performs the dispensing operation under the control of the control unit e, the dispensing nozzle N and the tip N ′ to be mounted on the dispensing head 2 are taken into the visual field of the dispensing device. A dispensing head mounted on a dispensing head 2 while incorporating a television camera A, a monitor display device B for projecting an image captured by the television camera A on a screen, and an image processing device C for processing an image projected on the monitor display device B The nozzle N / tip N ′ is formed to be transparent or translucent, and an illuminating device D for irradiating light from below the field of view of the television camera A is provided. The end face of the tip of N 'is brightly shined and projected as a light spot on the screen of the monitor display device B, and the light spot of the tip of the dispensing nozzle N / tip N' and the reference set on the screen by the image processing device C. The ascending / descending operation of the dispensing head 2 is controlled based on the data in comparison with the point, the tip position of the dispensing nozzle N / tip N ′ is corrected to the reference position, and the dispensing liquid is sucked and discharged at the reference position. A dispensing device characterized in that:

The motor of the drive mechanism that enables the relative position of the dispensing head 2 to the material to be dispensed in each of the X, Y, and Z directions and the driver d of the motor M2 that operates the piston 2b of the dispensing head 2 are provided. , The control unit e controls the dispensing operation under the control of the control unit e. In the dispensing device, the dispensing nozzle N and the tip N ′ to be mounted on the dispensing head 2 are displayed in the visual field. A television camera A, a monitor display device B for displaying an image captured by the television camera A on a screen, and an image processing device C for processing an image projected on the monitor display device B are mounted on the dispensing head 2. The dispensing nozzle N · tip N ′ is formed to be transparent or translucent, and an illuminating device D for irradiating light from below the field of view of the television camera A is provided. The liquid level of the dispensed liquid sucked into the top N 'is projected on the screen of the monitor display device B as a bright spot of light, and the light spot of this liquid level and a reference point set on the screen by the image processing apparatus. In the dispensing apparatus which controls the suction / discharge operation of the dispensing head 2 based on the data of the dispensing head 2, the image processing apparatus C constantly takes in the image every very short time, and the dispensing head by the image processing. 2. A dispensing apparatus characterized in that the suction / discharge operation is controlled in real time and the level of the aspirated dispensed liquid is maintained at a constant position.

The motor of the drive mechanism for moving the relative position of the dispensing head 2 with respect to the material to be dispensed in each of the X, Y, and Z directions and the driver d of the motor M2 for operating the piston 2b of the dispensing head 2 are controlled. In the dispensing device which is controlled by the control unit e and performs the dispensing operation under the control of the control unit e, the dispensing nozzle N and the tip N ′ to be mounted on the dispensing head 2 are taken into the visual field of the dispensing device. A dispensing head mounted on a dispensing head 2 while incorporating a television camera A, a monitor display device B for projecting an image captured by the television camera A on a screen, and an image processing device C for processing an image projected on the monitor display device B The nozzle N and the tip N ′ are formed to be opaque, transparent or translucent, and an illumination device D for irradiating light rays from below the field of view of the television camera A is provided. The lower surface of the liquid droplet of the dispensed liquid discharged in the form of a polka dot at the tip of the chip N ′ is projected on the screen of the monitor display device B as a bright spot that shines brightly. The operation of suction / discharge of the dispensing head 2 is controlled based on data in comparison with a reference point set on the screen, and the liquid of the dispensed liquid discharged in an attached state at the tip of the dispensing nozzle N / tip N ′. A dispensing device characterized in that a ball is held at a certain size.

The motor of the drive mechanism for moving the relative position of the dispensing head 2 with respect to the material to be dispensed in each of the X, Y, and Z directions and the driver d of the motor M2 for operating the piston 2b of the dispensing head 2 are controlled. In the dispensing device which is controlled by the control unit e and performs the dispensing operation under the control of the control unit e, the dispensing nozzle N and the tip N ′ to be mounted on the dispensing head 2 are taken into the visual field of the dispensing device. A television camera A, a monitor display device B for displaying an image captured by the television camera A on a screen, and an image processing device C for processing an image displayed on the monitor display device B, and a cup into which a dispensing liquid is injected. 3 is formed of a transparent or translucent material, and illumination light is applied from below the cup 3 to illuminate the liquid surface of the dispensed liquid in the cup 3, and this is used as a light spot for telephoto. The cup A is taken up by an image captured by the camera A and is captured in an image projected on the screen of the monitor display device B, and the cup 3 is moved up and down based on data of a comparison between the light spot and a reference line set in advance in the image. A dispensing apparatus characterized in that a liquid surface of a dispensed liquid is maintained at a fixed position.

The motor of the drive mechanism that enables the relative position of the dispensing head 2 to the material to be dispensed in each of the X, Y, and Z directions and the driver d of the motor M2 that operates the piston 2b of the dispensing head 2 are provided. In the dispensing apparatus which controls the control unit e and performs the dispensing operation under the control of the control unit e, the inside of the cup 3 into which the dispensing liquid is injected has a smaller diameter than the opening 3a of the cup 3. The pumping container 8 is dropped so as to be able to move up and down freely, and the pumping container 8 is connected to the elevator 81, and the liquid surface of the dispensed liquid pumped up by the pumping container 8 raised by the operation of the elevator 81 is dispensed by the dispensing head 2. A dispensing device characterized in that the dispensing solution is used as a liquid surface of the dispensed liquid to be sucked.