JP2008232632A

JP2008232632A - Liquid sample dispensing device and driving method

Info

Publication number: JP2008232632A
Application number: JP2007068144A
Authority: JP
Inventors: Ryokichi Hirata; 亮吉平田; Masahito Tanaka; 雅人田中
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2008-10-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid sample dispensing device capable of dispensing accurately a necessary amount of the liquid sample into a reaction container. <P>SOLUTION: This liquid sample dispensing device for dispensing each prescribed amount of the liquid sample held by a dispensation nozzle into a plurality of reaction containers is characterized as follows: a dispensation actuator control part is equipped with a discharge condition storage part; a discharge amount to a stroke of a plunger in a syringe connected to a dispensation actuator is stored in the discharge condition storage part; and the dispensation actuator control part issues an operation instruction to a dispensation actuator driving part based on the stroke of the plunger in the syringe connected to the dispensation actuator, a liquid sample suction amount, the discharge amount to an air suction amount, and the number of discharge times after sucking the liquid sample, which are stored beforehand. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、必要量の液体試料を反応容器に精度良く分注する液体試料分注装置および駆動方法に関する。 The present invention relates to, for example, a liquid sample dispensing apparatus and a driving method for dispensing a required amount of a liquid sample into a reaction container with high accuracy.

従来例１の液材の吐出方法およびその装置は、管形状の計量部と、前記計量部に内接するプランジャと、吐出口を具えるノズルと、前記計量部と前記ノズルとを連通する第１のバルブと、液材を貯留する貯留容器と、前記貯留容器を前記計量部とを連通する液材供給バルブ（第２のバルブ）と、で構成され、先端面が液材に密接した液材吐出用プランジャを高速前進させ、次いでプランジャ駆動手段を急激停止させて、液材に慣性力を印加して液材を吐出させることにより、弁座とプランジャロッドとの当接を不要とし、液材を飛滴させるために必要な力を与える部材の損傷を防止でき、損傷した部材が液材に混入・熔解することが無いので、液材をクリーンなまま吐出でき、さらに、弁座とプランジャロッドとの当接による損傷が未然に防げるので、部材の交換頻度を抑えることができる。加えて、圧力損失が無いから、精度良い吐出が可能となり、特に僅かな圧力も損失することなく液材に伝達するから、微量に精度よく吐出することができるものである（例えば、特許文献１参照）。 The liquid material discharging method and apparatus according to Conventional Example 1 includes a tube-shaped measuring unit, a plunger inscribed in the measuring unit, a nozzle having a discharge port, and a first unit that communicates the measuring unit and the nozzle. Liquid material, a storage container that stores the liquid material, and a liquid material supply valve (second valve) that communicates the storage container with the measuring unit, and a liquid material whose tip surface is in close contact with the liquid material By advancing the discharge plunger at a high speed, and then suddenly stopping the plunger drive means and applying the inertial force to the liquid material to discharge the liquid material, the contact between the valve seat and the plunger rod becomes unnecessary, and the liquid material Can prevent damage to the member that gives the force necessary to make the droplets splash, and since the damaged member does not mix or melt into the liquid material, the liquid material can be discharged cleanly, and the valve seat and plunger rod Prevents damage caused by contact with Runode, it is possible to suppress the frequency of replacement of the member. In addition, since there is no pressure loss, it is possible to discharge accurately, and particularly, even a slight pressure is transmitted to the liquid material without loss, so that it can be discharged with a very small amount (for example, Patent Document 1). reference).

＜＜全体構造＞＞
図７において１３１は枠体であって、プランジャ支持体１３４を上下方向に案内する案内ロッド１３３、１３３と、枠体１３１の上部に設けたモータ１０３により回転されプランジャ支持体１３４を上下方向に移動させるネジ軸１３２とを支持する上部枠体と、吐出バルブ（第１のバルブ）１０４と液材供給バルブ（第２のバルブ）１１０および吐出バルブ（第１のバルブ）１０４を介して計量部１０１を支持する下部枠体とで構成されている。
＜＜吐出部（ポンプ）＞＞
管状部材で形成された計量部１０１内には、プランジャ支持体１３４の上下動により、軽量部１０１の内面に密接した状態で上下動するプランジャ１０２が配接されており、前記計量部１０１は先端が吐出バルブ（第１のバルブ）１０４が配接され、前記吐出バルブ（第１のバルブ）１０４の他端は、ノズル１０７が配接されている。ここで、吐出バルブ（第１のバルブ）１０４の弁体１０５に設けた流路１０６の内径を前記計量部１０１の内径とほぼ等しく、吐出バルブ（第１のバルブ）１０４が開位置においては、液材が計量部１０１から吐出バルブ（第１のバルブ）１０４へ円滑に流動するように構成する。なお、この実施例では、吐出バルブ（第１のバルブ）１０４は、前記計量部１０１とノズル１０７とを連通する開位置と閉止する閉位置との二位置を取るロータリーバルブを採用したが、流路の径が計量部１０１の内径と等しければ、スライドバルブを用いてもよい。
＜＜貯留容器＞＞
前記計量部１０１の中央部外壁には管１０９が蝋接されており、前記計量部１０１の内径と比して極めて小径の孔１１３で前記計量部１０１と前記管１０９が連通している。前記管１０９の他端は貯留容器１１１と連通しており、前記管１０９と前記貯留容器１１１との間に液材供給バルブ（第２のバルブ）１１０が配接されている。ここで、液材供給バルブ（第２のバルブ）１１０は、前記計量部１０１と前記貯留容器１１１とを連通する開位置、または閉止する閉位置、の二位置を取り、また、前記貯留容器１１１は、前記液材供給バルブ（第２のバルブ）１１０と、前記貯留容器１１１と、の間に設けられた貯留容器接続具１１２により、装置から着脱可能である。
＜＜気泡抜き＞＞
前記プランジャ１０２には、気泡抜き機構が設けられている。すなわち、プランジャ１０２は、管状部を有し、前記管状部は外壁面と連通する気泡抜き孔１２６を有するプランジャロッド１２１と、前記プランジャロッド１２１の先端に装着され、中心に前記プランジャロッド１２１の管状部とを連通する気泡抜き孔１２３を有し、外壁に計量部内壁面と密着するシール部１２４を有するプランジャヘッド１２２と、前記プランジャロッド１２１の管状部に挿入されるバルブロッド１２５とで構成される。プランジャロッド１２１の上部は大径の筒部に形成されてさらに上端部にはフランジ部に形成されており、該フランジ部によってプランジャロッド１２１はプランジャ支持体１３４に固定される前記大径の筒部にはバルブロッド１２５の上部の大径部が摺動可能に装着されており、プランジャ支持体１３４に螺着した固定ネジ１３５が当接しており、通常、プランジャロッド１２５は固定ネジ１３５により一端が加圧されて、プランジャロッド１２５の他端がプランジャヘッド１２２と密着している。
＜＜気泡抜きの作用＞＞
前記固定ネジ１３５を緩めると、前記プランジャロッド１２５は、プランジャロッド１２５の長さ方向に移動が可能となるため、前記プランジャロッド１２５とプランジャヘッド１２２とが離間してプランジャヘッド１２２に設けた気泡抜き孔１２３を開放し、プランジャロッド１２５とプランジャヘッド１２２との間の空隙を介して、前記プランジャロッド１２１の気泡抜き孔１２６とを連通して、外界と連通する。従って、前記固定ネジ１３５を緩めることで、プランジャヘッド１２２は、プランジャロッド１２１および気泡抜き孔１２６を介して外部と連通可能であり、当該経路により、プランジャヘッド１２１から外部へ気泡を排出する。 << Overall structure >>
In FIG. 7, reference numeral 131 denotes a frame, which is rotated by the guide rods 133 and 133 that guide the plunger support 134 in the vertical direction and the motor 103 provided on the top of the frame 131 and moves the plunger support 134 in the vertical direction. The weighing unit 101 via the upper frame that supports the screw shaft 132 to be moved, the discharge valve (first valve) 104, the liquid material supply valve (second valve) 110, and the discharge valve (first valve) 104. And a lower frame that supports the frame.
<< Discharge unit (pump) >>
A plunger 102 that moves up and down in close contact with the inner surface of the lightweight portion 101 by the up and down movement of the plunger support 134 is disposed in the measuring portion 101 formed of a tubular member. A discharge valve (first valve) 104 is arranged, and the other end of the discharge valve (first valve) 104 is arranged with a nozzle 107. Here, the inner diameter of the flow path 106 provided in the valve body 105 of the discharge valve (first valve) 104 is substantially equal to the inner diameter of the measuring portion 101, and when the discharge valve (first valve) 104 is in the open position, The liquid material is configured to smoothly flow from the measuring unit 101 to the discharge valve (first valve) 104. In this embodiment, the discharge valve (first valve) 104 employs a rotary valve that takes two positions, an open position for communicating the metering unit 101 and the nozzle 107 and a closed position for closing. A slide valve may be used as long as the diameter of the path is equal to the inner diameter of the measuring unit 101.
<< Storage container >>
A tube 109 is brazed to the outer wall of the central portion of the measuring unit 101, and the measuring unit 101 and the tube 109 communicate with each other through a hole 113 having a very small diameter compared to the inner diameter of the measuring unit 101. The other end of the pipe 109 communicates with the storage container 111, and a liquid material supply valve (second valve) 110 is disposed between the pipe 109 and the storage container 111. Here, the liquid material supply valve (second valve) 110 takes two positions, an open position where the measuring unit 101 and the storage container 111 are communicated with each other, and a closed position where the storage section 111 is closed. Is detachable from the apparatus by a storage container connector 112 provided between the liquid material supply valve (second valve) 110 and the storage container 111.
<< Bubble removal >>
The plunger 102 is provided with a bubble removal mechanism. That is, the plunger 102 has a tubular portion, and the tubular portion is attached to the plunger rod 121 having a bubble vent 126 communicating with the outer wall surface, and the distal end of the plunger rod 121, and the tubular portion of the plunger rod 121 is centered. A plunger head 122 having a bubble vent hole 123 communicating with the portion, a seal portion 124 in close contact with the inner wall surface of the measuring portion on the outer wall, and a valve rod 125 inserted into the tubular portion of the plunger rod 121. . The upper portion of the plunger rod 121 is formed as a large-diameter cylindrical portion, and the upper end portion is formed as a flange portion. The plunger rod 121 is fixed to the plunger support 134 by the flange portion. The valve rod 125 is slidably mounted at a large diameter portion, and a fixing screw 135 screwed to the plunger support 134 is in contact with the plunger rod 125. Normally, one end of the plunger rod 125 is fixed by the fixing screw 135. Under pressure, the other end of the plunger rod 125 is in close contact with the plunger head 122.
<< Action of removing bubbles >>
When the fixing screw 135 is loosened, the plunger rod 125 can move in the length direction of the plunger rod 125, so that the plunger rod 125 and the plunger head 122 are separated from each other to remove air bubbles provided in the plunger head 122. The hole 123 is opened, and the bubble removal hole 126 of the plunger rod 121 is communicated with the outside through a gap between the plunger rod 125 and the plunger head 122. Therefore, by loosening the fixing screw 135, the plunger head 122 can communicate with the outside through the plunger rod 121 and the bubble vent hole 126, and the bubbles are discharged from the plunger head 121 to the outside through the path.

次に、上記構成の液材吐出装置を用いた液材吐出作業を説明する。
＜＜液材充填＞＞
液材が充填された貯留容器１１１を貯留容器接続具１１２に接続する。このときプランジャ１０２は、前記孔１１３をノズル側へ越えない前記孔１１３に近接した位置まで進出している。液材供給バルブ（第２のバルブ）１１０を開位置にし、貯留容器１１１と計量部１０１を連通させ、前記プランジャ１０２を後退移動させると、前記貯留容器１１１内の液材は、前記液材供給バルブ（第２のバルブ）１１０を通じて、前記計量部１０１内へ流入する。このとき、計量部１０１内には、前記貯留容器１１１と前記計量部１０１との間を満たす空気が充填され、その後に液材が流入する。
＜＜気泡抜き＞＞
上記行程において、計量部１０１内に流入した気体は、気体の圧縮性に伴って圧力応答が鈍くなるので除去する必要がある。そこで、前記液材供給バルブ（第２のバルブ）１１０を閉位置にし、前記固定ネジ１３５を緩め、プランジャ１０２を進出移動させる。プランジャ１０２の構成部材であるバルブロッド１２５は、駆動機構に連結されているから、前記駆動機構に連動して進出移動するが、バルブロッド１２５は、前記プランジャロッド１２１と前記固定ネジ１３５により連結固定されているから、前記固定ネジ１３５を緩めることにより、駆動機構が進出動作しても、固定ネジ１３５に当接してから進出することになり（プランジャロッド１２１は自由な状態にあり）、したがって、バルブロッド１２５とプランジャヘッド１２１とが離間して、プランジャヘッド１２１と気泡抜き孔１２６が連通する。
さらに、プランジャ１０２を進出移動させると、計量部１０１内の液材の圧力は上昇する。気体に比べ比重の軽い気体は上部に集まっているから、前記計量部１０１内の空気がプランジャヘッド１２１を通じて気泡抜き孔１２６から外部へ空気が排出される。前記空気が全て排出された後、前記プランジャ１０２の固定ネジ１３５を締め、前記バルブロッド１２５先端と前記プランジャヘッド１２１とを密着させて、前記プランジャヘッド１２１と前記気泡抜き孔１２６との連通を閉止して、気泡抜き作業を終了する。なお、上記説明は、作業開始時における気泡抜きであるが、吐出作業中であっても計量部に気泡混入が認められる場合には、速やかに固定ネジ１３５を緩め吐出バルブを閉めてプランジャを前進させて気泡除去作業を行い、気泡除去作業の終了後固定ネジ１３５を閉め吐出バルブを開き、吐出作業を継続することができる。
＜＜液材充填＞＞
計量部１０１内に充填された部材には、気泡が全く混入されていない状態である。ここで、再び、液材供給バルブ（第２のバルブ）１１０を開位置にし、プランジャ１０２を後退移動して、所望量の液材を計量部１０１内に充填し、液材供給バルブ（第２のバルブ）１１０を閉位置にする。
＜＜液材吐出＞＞
吐出は、吐出バルブ（第１のバルブ）１０４を開位置にし、プランジャ１０２を所望する吐出量に応じて進出移動する。ここで、所望する吐出量と計量部１０１の内径とにより、プランジャ１０２の進出移動量を算出することが可能である。プランジャ１０２の進出動作は、急速に加速した後に、プランジャを弁座に当接させることなくプランジャ駆動手段を急激に停止させることにより、プランジャ１０２は急速にその移動が停止し、計量部１０１内の液材は、前記プランジャ１０２の急速移動および急激な停止により与えられた慣性力によって、ノズル１０７先端より吐出される。前記慣性力が大きくなると前記液材は飛滴する。ここで、計量部１０１内径と吐出バルブ（第１のバルブ）１０４の内径とほぼ等しいから、圧力損失が少なく、液材に与えた力を効果的に液材の吐出に利用することが可能である。 Next, a liquid material discharge operation using the liquid material discharge apparatus having the above configuration will be described.
<< Liquid material filling >>
The storage container 111 filled with the liquid material is connected to the storage container connector 112. At this time, the plunger 102 has advanced to a position close to the hole 113 that does not cross the hole 113 to the nozzle side. When the liquid material supply valve (second valve) 110 is opened, the storage container 111 and the measuring unit 101 are communicated, and the plunger 102 is moved backward, the liquid material in the storage container 111 is supplied with the liquid material supply. It flows into the measuring part 101 through a valve (second valve) 110. At this time, the metering unit 101 is filled with air that fills the space between the storage container 111 and the metering unit 101, and then the liquid material flows in.
<< Bubble removal >>
In the above process, the gas that has flowed into the measuring unit 101 needs to be removed because the pressure response becomes dull with the compressibility of the gas. Therefore, the liquid material supply valve (second valve) 110 is closed, the fixing screw 135 is loosened, and the plunger 102 is moved forward. Since the valve rod 125, which is a constituent member of the plunger 102, is connected to the drive mechanism, the valve rod 125 advances and moves in conjunction with the drive mechanism, but the valve rod 125 is connected and fixed by the plunger rod 121 and the fixing screw 135. Therefore, by loosening the fixing screw 135, even if the drive mechanism advances, the advancing operation comes into contact with the fixing screw 135 (the plunger rod 121 is in a free state). The valve rod 125 and the plunger head 121 are separated from each other, and the plunger head 121 and the bubble removal hole 126 communicate with each other.
Further, when the plunger 102 is moved forward, the pressure of the liquid material in the measuring unit 101 increases. Since the gas having a lower specific gravity than the gas is gathered at the upper part, the air in the measuring unit 101 is discharged from the bubble vent hole 126 to the outside through the plunger head 121. After all the air has been exhausted, the fixing screw 135 of the plunger 102 is tightened, the tip of the valve rod 125 and the plunger head 121 are brought into close contact with each other, and the communication between the plunger head 121 and the bubble vent hole 126 is closed. Then, the bubble removal operation is completed. Note that the above description is about removing bubbles at the start of work. However, if bubbles are found in the measuring section even during discharge work, the fixing screw 135 is loosened quickly, the discharge valve is closed, and the plunger is advanced. Then, the bubble removing operation is performed, and after the bubble removing operation is completed, the fixing screw 135 is closed, the discharge valve is opened, and the discharging operation can be continued.
<< Liquid material filling >>
The member filled in the measuring unit 101 is in a state where no bubbles are mixed therein. Here, again, the liquid material supply valve (second valve) 110 is brought into the open position, the plunger 102 is moved backward, the liquid material supply valve (second valve) is filled with a desired amount of liquid material. Valve) 110 is closed.
<< Liquid material discharge >>
In the discharge, the discharge valve (first valve) 104 is opened, and the plunger 102 moves forward according to a desired discharge amount. Here, the advancing movement amount of the plunger 102 can be calculated from the desired discharge amount and the inner diameter of the measuring unit 101. The advancing operation of the plunger 102 is accelerated rapidly and then the plunger driving means is suddenly stopped without bringing the plunger into contact with the valve seat. The liquid material is discharged from the tip of the nozzle 107 by the inertial force given by the rapid movement and sudden stop of the plunger 102. When the inertia force is increased, the liquid material is ejected. Here, since the inner diameter of the measuring portion 101 is substantially equal to the inner diameter of the discharge valve (first valve) 104, there is little pressure loss, and the force applied to the liquid material can be effectively used for discharging the liquid material. is there.

このように、従来例１の液材の吐出方法およびその装置は、プランジャの進出動作により液滴を飛滴させるから、弁座とプランジャロッドとの当接を不要とし、液材を飛滴させるために必要な力を与える部材の損傷を防止でき、損傷した部材が液材に混入・溶解することが無いので、液材をクリーンなまま吐出でき、さらに、弁座とプランジャロッドとの当接による損傷が未然に防げるので、部材の交換頻度を抑えることができる。加えて、圧力損失が無いから、精度よい吐出が可能となり、特に僅かな圧力も損失することなく液材に伝達するから、微量に精度良く吐出することができる。 As described above, since the liquid material discharging method and apparatus according to Conventional Example 1 cause droplets to be ejected by the advance operation of the plunger, the contact between the valve seat and the plunger rod is unnecessary, and the liquid material is ejected. This prevents damage to the member that gives the necessary force, prevents the damaged member from being mixed or dissolved in the liquid material, so that the liquid material can be discharged cleanly, and contact between the valve seat and the plunger rod Therefore, it is possible to reduce the frequency of replacement of members. In addition, since there is no pressure loss, it is possible to discharge accurately, and particularly, even a slight pressure is transmitted to the liquid material without loss, so that a very small amount can be discharged with high accuracy.

従来例２の液滴吐出方法、液滴吐出システム、膜パターン形成方法、デバイス及びデバイス製造方法、電気光学装置、並びに電子機器は、吐出条件の決定に伴う吐出ヘッドの稼働率の低下を抑制し、処理能力の向上を図ることができる液滴吐出方法及び液滴吐出システムを提供するものである（例えば、特許文献２参照）。
図８は、従来例２の液滴吐出システムの一実施形態例を概略的に示す図である。図８において、液滴吐出システムＩＪＳは、液滴吐出法により、基板Ｐに対して液体材料を液滴状に吐出するものであり、実処理用の液滴吐出装置（インクジェット装置）ＩＪと、吐出試験機ＴＳとを備えて構成されている。
ここで、液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換方式（ピエゾ方式）、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ^２程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式（ピエゾ方式）は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出してノズルから吐出させるものである。また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバルブ（泡）を発生させ、バルブの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。液滴吐出方法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できる。
前記液滴吐出システムＩＪＳにおいては、吐出試験機ＴＳによって吐出条件（駆動波形）を定めるための吐出試験を行う。吐出試験機ＴＳは、試験用吐出ヘッド２２６、測定装置２２７、及び制御装置２２８等を備えて構成されている。
試験用吐出ヘッド２２６は、上述した液滴吐出装置ＩＪの液滴吐出ヘッド２０１と同じ構造からなり、液体材料の吐出に関して液滴吐出ヘッド２０１と同じ特性を有する。つまり、試験用吐出ヘッド２２６から液体材料を吐出することで、実処理用の液滴吐出装置ＩＪにおける液滴吐出ヘッド２０１からの液滴の吐出状態が再現される。
測定装置２２７は、試験用吐出ヘッド２２６から吐出した液滴に関する液滴情報を測定するものであり、重量測定装置２３５、及び撮像装置２３６等を有する。 The droplet ejection method, droplet ejection system, film pattern forming method, device and device manufacturing method, electro-optical device, and electronic apparatus of Conventional Example 2 suppress a decrease in the operation rate of the ejection head associated with determination of ejection conditions. The present invention provides a droplet discharge method and a droplet discharge system capable of improving the processing capability (see, for example, Patent Document 2).
FIG. 8 is a diagram schematically showing an embodiment of a droplet discharge system of Conventional Example 2. In FIG. 8, a droplet discharge system IJS discharges a liquid material onto a substrate P in the form of droplets by a droplet discharge method. A droplet discharge apparatus (inkjet apparatus) IJ for actual processing, A discharge tester TS is provided.
Here, as a discharge technique of the droplet discharge method, there are a charge control method, a pressure vibration method, an electromechanical conversion method (piezo method), an electrothermal conversion method, an electrostatic suction method, and the like. In the charge control method, a charge is applied to a material by a charging electrode, and the flight direction of the material is controlled by a deflection electrode and discharged from a nozzle. In addition, the pressurized vibration method is a method in which an ultra-high pressure of about 30 kg / cm ² is applied to the material and the material is discharged to the nozzle tip side. When no control voltage is applied, the material goes straight and is discharged from the nozzle. When a control voltage is applied, electrostatic repulsion occurs between the materials, and the materials are scattered and are not discharged from the nozzle. In addition, the electromechanical conversion method (piezo method) utilizes the property that a piezo element (piezoelectric element) deforms in response to a pulsed electric signal, and can be used in a space where material is stored by deformation of the piezo element. Pressure is applied through a flexible substance, and the material is pushed out from this space and discharged from the nozzle. In the electrothermal conversion method, a material is rapidly vaporized by a heater provided in a space in which the material is stored to generate a valve (bubble), and the material in the space is discharged by the pressure of the valve. In the electrostatic attraction method, a minute pressure is applied in a space in which the material is stored, a meniscus of the material is formed on the nozzle, and an electrostatic attractive force is applied in this state before the material is drawn out. In the droplet discharge method, use of the material is less wasteful, and a desired amount of material can be accurately disposed at a desired position.
In the droplet discharge system IJS, a discharge test for determining discharge conditions (drive waveform) is performed by a discharge tester TS. The discharge tester TS includes a test discharge head 226, a measuring device 227, a control device 228, and the like.
The test ejection head 226 has the same structure as the droplet ejection head 201 of the above-described droplet ejection apparatus IJ, and has the same characteristics as the droplet ejection head 201 with respect to ejection of the liquid material. That is, by ejecting the liquid material from the test ejection head 226, the droplet ejection state from the droplet ejection head 201 in the droplet ejection apparatus IJ for actual processing is reproduced.
The measuring device 227 measures droplet information regarding droplets ejected from the test ejection head 226, and includes a weight measuring device 235, an imaging device 236, and the like.

このように、従来例２の液滴吐出方法、液滴吐出システム、膜パターン形成方法、デバイス及びデバイス製造方法、電気光学装置、並びに電子機器は、吐出ヘッドから液体材料を液滴状に吐出する液滴吐出方法において、前記液体材料を吐出した際の前記液体材料の液滴に関する情報を、前記吐出ヘッドと同じ特性を有する試験用吐出ヘッドを用いて測定し、該測定結果に基づいて、前記液体材料に対する前記吐出ヘッドの吐出条件を定めるものである。 As described above, the droplet ejection method, the droplet ejection system, the film pattern forming method, the device and the device manufacturing method, the electro-optical device, and the electronic apparatus according to Conventional Example 2 eject the liquid material from the ejection head in the form of droplets. In the droplet discharge method, information on the droplet of the liquid material when the liquid material is discharged is measured using a test discharge head having the same characteristics as the discharge head, and based on the measurement result, The ejection conditions of the ejection head with respect to the liquid material are determined.

従来例３の高速にかつ精密に制御する液体の吐出方法および装置は、液体貯留容器から吐出バルブを経て定量吐出するに当り、吐出口からの液体の吐出流速が一定になるように、吐出を開始する前に予め液体に圧力を加えておくことおよび／または吐出の終了後における吐出口近傍部分の圧力が予め定めた特定値となるようにするものである（例えば、特許文献３参照）。
図９、図１１は、本発明の液体定量吐出装置一実施の形態を示す要部断面図である。図１０は自動調圧装置の処理手順を示すフローチャート図である。図１に示す実施例は、図１２の液体温度制御手段を付加する対象となる装置であり、図９中、３０１は液体貯留を、３０２は、吐出バルブとしてのニードルバルブをそれぞれ示す。図１２は液体温度制御手段を備えた液体定量吐出装置の説明図であり、貯留容器内と吐出バルブ内とに液体の温度を測定する温度センサと、温度センサからの信号を入力し加熱冷却ユニットへ信号を出力する温度制御部と、温度制御部からの信号により所望の温度となる加熱冷却ユニットとを、例えば図９の装置に付加した装置であり、加熱冷却ユニットで液体貯留容器と吐出バルブとを覆った例である。液体の温度は常に所望の温度となるよう制御されており、貯留容器内の液体温度と、吐出バルブ内の液体温度とが温度制御部により管理されている。貯留容器と吐出バルブとを連通する液送チューブの距離が長くなる場合や、吐出間隔が長く、液体の温度が変化し得るほどの時間を掛けて、液体が液送チューブ通過する場合は、液送チューブ内に温度センサを配設し、さらに液送チューブの一部または全長に渡って加熱冷却ユニットで覆うことが望ましい。この場合、液送チューブの長さや吐出間隔に応じて、液送チューブ内に配設する温度センサの数を決めることが望ましい。また、環境温度を所望の温度に制御可能な高温槽内に本装置すべてを収納しても同様な効果が得られる。
図９に示すように、液体貯留容器は、たとえば合成樹脂材料製とすることができるシリンジ３０３と、このシリンジ３０３に外接してそれを保持するホルダ３０４とからなり、ホルダ３０４は、シリンジの着脱を可能ならしめる。また、液体貯留容器３０１内の圧力を計測し、その計測結果を制御信号として出力すべく構成する。そして、かかる液体貯留容器３０１内の液体を所要の圧力に加圧する加圧手段３０５は、モータ３０６の出力軸に取付けたボールねじ３０７に螺合され、ボールねじ３０７の回転に伴って昇降変位する雌ねじ部材３０８に、ロッド３０９を介してプランジャ３１０を連結することによって構成してなり、ここでプランジャ３１０は、好ましくは、シリンジ３０３に液密に内接する。またここで、液体貯留容器３０１に、液体流路３１２を介して接続したニードルバルブ３０２は、流路３１２に連通して吐出口３１３に至るアウトレットスペース３１４内で進退変位して、その吐出口３１３を開閉するニードル３１５と、このニードル３１５の進退作動をモータでし、ここでは複動型のシリンダ３１６とからなり、ニードル３１５をシリンダ３１６のピストン３１７に連結してなる。さらにここでは、前記吐出口３１３の近傍部分、図に示すところでは、ニードルバルブ３０２への流路３１２の接続部に、その流路３１２内の液体の圧力を検出する圧力センサ３１８ｂを配設するとともに、この圧力センサ３１８ｂによる検出信号を入力する制御手段３１９を設ける。ここにおけるこの制御手段３１９は入出力部、演算部、記憶部を備え、圧力センサ３１８ａ、３１８ｂの検出結果に基づいて、吐出開始時の吐出圧の自動調整や、流路３１２内、特には吐出口近傍部分の液圧が吐出の停止時に、より好ましくは吐出時にもまた、予め定めた特定値となるように、モータ３０６の作動をコントロールする他、液体の吐出に当っての、モータ３０６の回転速度、回転時間等とともに、ニードルバルブ３０２の切換弁３２０の作動をもコントロールすべく機能する。
以上のように構成してなる装置による液体の定量吐出に当っては、たとえば、圧力センサ３１８ａ、３１８ｂの検出圧力に基づき、制御手段３１９をもってモータ３０６を作動させて、シリンジ３０３内のプランジャ３１０を下降もしくは上昇させ、吐出開始時の吐出圧の自動調整を行い、さらには、これによって液体流路３１２内の液体圧力を、予め定めた特定値として、吐出開始時の流路条件を常に一定とするものとする。その後は、制御手段３１９から吐出開始信号および吐出圧力信号を出力して、モータ３０６の所定速度で定速回転させて、シリンジ３０３内の液体を所要の圧力に加圧するとともに、そのモータ３０６の作動とタイミングを合わせて、シリンダ３１６のピストン３１７、ひいては、ニードル３１５の後退変位をモータらして吐出口３１３を開放し、その吐出口３１３からの液体の吐出を開始する。ところで、この吐出が比較的長い時間にわたる場合には、その吐出中にもまた、圧力センサ３１８ｂによる圧力検出を行ない、その結果をモータ３０６の作動にフィードバックして回転速度等を修正することが、定量吐出精度を高める上で好ましい。そして、液体の所定量の吐出に見合った所定時間の経過時には、制御手段３１９から、モータ３０６および切換弁３２０のそれぞれに、吐出終了信号を出力してモータ３０６の回転停止と、ニードルバルブ３０２の閉止作業とを同時に行わせ、これによって一回の定量吐出が終了する。この場合、特にニードルバルブ３０２のニードル３１５は、液体圧力の大小にかかわらず、常に円滑に、かつ迅速に進出作動して吐出口３１３を機械的に閉止するので、すぐれた液切れ性をモータらすとともに、吐出口３１３の完全閉止を実現して不測の液切れを十分に防止することができる。 The liquid discharging method and apparatus of the conventional example 3 that is controlled at high speed and with high precision performs discharge so that the liquid discharge flow rate from the discharge port is constant when performing quantitative discharge from the liquid storage container via the discharge valve. The pressure is applied to the liquid in advance before starting and / or the pressure in the vicinity of the discharge port after the end of discharge becomes a predetermined specific value (see, for example, Patent Document 3).
FIG. 9 and FIG. 11 are cross-sectional views of the main part showing an embodiment of the liquid dispensing apparatus of the present invention. FIG. 10 is a flowchart showing the processing procedure of the automatic pressure regulator. The embodiment shown in FIG. 1 is an apparatus to which the liquid temperature control means shown in FIG. 12 is added. In FIG. 9, 301 denotes a liquid reservoir, and 302 denotes a needle valve as a discharge valve. FIG. 12 is an explanatory view of a liquid fixed quantity discharge device provided with a liquid temperature control means, a temperature sensor for measuring the temperature of the liquid in the storage container and the discharge valve, and a heating / cooling unit by inputting a signal from the temperature sensor. For example, the apparatus shown in FIG. 9 includes a temperature control unit that outputs a signal and a heating / cooling unit that achieves a desired temperature based on a signal from the temperature control unit. The heating / cooling unit includes a liquid storage container and a discharge valve. This is an example of covering The temperature of the liquid is always controlled to be a desired temperature, and the liquid temperature in the storage container and the liquid temperature in the discharge valve are managed by the temperature control unit. If the distance between the liquid supply tube that connects the storage container and the discharge valve becomes long, or if the liquid passes through the liquid supply tube for a long time that the discharge interval is long and the temperature of the liquid can change, It is desirable to dispose a temperature sensor in the feeding tube and to cover a part or the entire length of the liquid feeding tube with a heating / cooling unit. In this case, it is desirable to determine the number of temperature sensors provided in the liquid feeding tube according to the length of the liquid feeding tube and the discharge interval. Further, the same effect can be obtained even if all of the present apparatus is housed in a high-temperature tank capable of controlling the environmental temperature to a desired temperature.
As shown in FIG. 9, the liquid storage container includes a syringe 303 that can be made of, for example, a synthetic resin material, and a holder 304 that circumscribes and holds the syringe 303. The holder 304 is attached to and detached from the syringe. Make it possible. In addition, the pressure in the liquid storage container 301 is measured, and the measurement result is output as a control signal. The pressurizing means 305 that pressurizes the liquid in the liquid storage container 301 to a required pressure is screwed into a ball screw 307 attached to the output shaft of the motor 306 and is moved up and down as the ball screw 307 rotates. A plunger 310 is connected to the female screw member 308 via a rod 309, where the plunger 310 is preferably in fluid-tight contact with the syringe 303. Further, here, the needle valve 302 connected to the liquid storage container 301 via the liquid channel 312 moves forward and backward in the outlet space 314 that communicates with the channel 312 and reaches the discharge port 313, and the discharge port 313. The needle 315 that opens and closes the needle 315 and the needle 315 is moved forward and backward by a motor. Here, the needle 315 includes a double-acting cylinder 316, and the needle 315 is connected to a piston 317 of the cylinder 316. Further, here, a pressure sensor 318b for detecting the pressure of the liquid in the flow path 312 is disposed in the vicinity of the discharge port 313, as shown in the drawing, at the connection portion of the flow path 312 to the needle valve 302. In addition, a control means 319 for inputting a detection signal from the pressure sensor 318b is provided. This control means 319 includes an input / output unit, a calculation unit, and a storage unit. Based on the detection results of the pressure sensors 318a and 318b, the control unit 319 automatically adjusts the discharge pressure at the start of discharge, and particularly in the flow path 312 In addition to controlling the operation of the motor 306 so that the liquid pressure in the vicinity of the outlet becomes a predetermined specific value at the time of stopping the discharge, more preferably also at the time of discharging, the motor 306 It functions to control the operation of the switching valve 320 of the needle valve 302 as well as the rotation speed and rotation time.
In the liquid quantitative discharge by the apparatus configured as described above, for example, the motor 306 is operated by the control means 319 based on the pressure detected by the pressure sensors 318a and 318b, and the plunger 310 in the syringe 303 is moved. The discharge pressure is automatically adjusted at the start of discharge, and further, the liquid pressure in the liquid flow path 312 is set to a predetermined specific value so that the flow path condition at the start of discharge is always constant. It shall be. Thereafter, a discharge start signal and a discharge pressure signal are output from the control means 319, and the motor 306 is rotated at a constant speed to pressurize the liquid in the syringe 303 to a required pressure. At the same time, the piston 317 of the cylinder 316, and consequently the backward displacement of the needle 315 is used as a motor to open the discharge port 313, and the discharge of liquid from the discharge port 313 is started. By the way, when this discharge takes a relatively long time, the pressure detection by the pressure sensor 318b is also performed during the discharge, and the result is fed back to the operation of the motor 306 to correct the rotational speed, etc. It is preferable for improving the accuracy of quantitative discharge. When a predetermined time corresponding to the discharge of a predetermined amount of liquid has elapsed, a discharge end signal is output from the control means 319 to each of the motor 306 and the switching valve 320 to stop the rotation of the motor 306 and the needle valve 302. The closing operation is performed at the same time, thereby completing one fixed discharge. In this case, in particular, the needle 315 of the needle valve 302 is always smoothly and rapidly advanced regardless of the liquid pressure level to mechanically close the discharge port 313. At the same time, the discharge port 313 can be completely closed to sufficiently prevent unexpected liquid breakage.

このように、従来例３の高速にかつ精密に制御する液体の吐出方法および装置は、液体の粘度に依存されず、微量の液体を高速にかつ精密に所望の塗布形状に吐出または塗布する方法および装置を提供することができる。特に、高粘性液体を使用する場合や高速に塗布する場合であっても、線の始点部・終点部の線形状が極めて容易に制御でき、例えば均一な線形状の塗布は線の始点から終点に至るまで線の細り・太りがなく、均一にそろった線形状の形成ができる方法および装置を提供することができる。フィラーの破壊のおそれなしに、吐出の停止時に液切れ性を高め、また、液体の漏れ出しを十分に防止した液体吐出方法および装置を提供することができる。液体が一定の流速を得るまでに時間を要することなく、塗布線の描画を均一ならしめることが可能な液体の吐出または塗布方法および装置を提供することができる。
特開２００３−１９０８７１公報（第６頁、図１）特開２００４−３４２９１９公報（第１８頁、図１）特開２００１−４６９３６公報（第１３頁、図１〜４） As described above, the method and apparatus for discharging liquid that is controlled at high speed and precisely in Conventional Example 3 is a method for discharging or applying a small amount of liquid to a desired application shape at high speed and accurately without depending on the viscosity of the liquid. And a device can be provided. In particular, even when using highly viscous liquids or when applying at high speed, the line shape of the start and end points of the line can be controlled very easily. Thus, there can be provided a method and an apparatus capable of forming a uniform line shape without thinning or thickening the line. It is possible to provide a liquid discharge method and apparatus that can improve the liquid drainage property when discharging is stopped and can sufficiently prevent the liquid from leaking without fear of the filler being destroyed. It is possible to provide a method and an apparatus for discharging or applying a liquid that can make the drawing of a coating line uniform without requiring time for the liquid to obtain a constant flow rate.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-190871 (page 6, FIG. 1) JP-A-2004-342919 (page 18, FIG. 1) JP 2001-46936 A (page 13, FIGS. 1-4)

液体試料分注装置は、たとえば、生化学分析装置のような血液分析を行うために、血液や試薬等を正確かつ再現性があるように分注作業することが要望されている。正確性や再現性が低下すると、分析の信頼性がなくなり、検査効果が薄れることになる。このために、検査を行う機関からは、装置メーカへこのような要望が出されていた。また、試薬などは高価であるために、液量を少なくして分析できることが望まれている。試薬はコストを低くすることを目的としており、血液の場合は検査対象者への負担を軽減する効果ある。しかしながら、溶液を吸引して吐出するような分注装置では、主にシリンジタイプの分注ポンプが用いられてきたが、微量化に対する対応が遅れているのが現状であり、微量に吐出できても、正確度や再現性をクリアする装置は見当たらないのが現状である。
従来の液体試料分注装置についての課題について説明する。いずれの従来の液体試料分注装置も微量吐出ができることが特徴があるものであるが、ノズルを介して液体試料を吸引できないため、液体試料を吸引して吐出する場合には利用できなかった。また、液体を吸引した場合、ノズル先端に形成される初期メニスカスの影響が考慮されておらず、液体試料吐出時におけるプランジャのストロークと液体試料吸入量と空気吸入量と液体試料吸引後の吐出回数と吐出量との関係に基づいて前記分注用アクチュエータ駆動部への動作指令を指令していないため、液体試料吸引後の１発目の吐出量と目標吐出量に差が生じ、正確度が悪いという問題点があった。 In order to perform blood analysis such as a biochemical analyzer, for example, a liquid sample dispensing apparatus is required to dispense blood, reagents, and the like with accuracy and reproducibility. If the accuracy and reproducibility are reduced, the reliability of the analysis is lost and the inspection effect is diminished. For this reason, such a request has been issued from the inspecting organization to the device manufacturer. In addition, since reagents and the like are expensive, it is desired that analysis can be performed with a small amount of liquid. The purpose of the reagent is to reduce the cost, and in the case of blood, it has the effect of reducing the burden on the subject to be examined. However, in a dispensing device that sucks and discharges a solution, a syringe-type dispensing pump has been mainly used. However, there are currently no devices that clear accuracy and reproducibility.
The subject about the conventional liquid sample dispensing apparatus is demonstrated. Any of the conventional liquid sample dispensing apparatuses is characterized in that a minute amount can be discharged. However, since the liquid sample cannot be sucked through the nozzle, it cannot be used when the liquid sample is sucked and discharged. In addition, when the liquid is sucked, the influence of the initial meniscus formed at the nozzle tip is not taken into consideration, and the stroke of the plunger, the liquid sample suction amount, the air suction amount, and the number of discharges after the liquid sample suction when the liquid sample is discharged Since the operation command to the dispensing actuator drive unit is not commanded based on the relationship between the discharge amount and the discharge amount, there is a difference between the first discharge amount after the liquid sample suction and the target discharge amount, and the accuracy is There was a problem of being bad.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、試料吐出時におけるプランジャのストロークと液体試料吸入量と空気吸入量と吐出量と液体試料吸引後の吐出回数との関係に基づいて前記分注用アクチュエータ駆動部への動作指令を指令とすることで、ノズル先端における液体試料の粘度による表面張力の違いや液体試料吸引後の初期メニスカスの違いによらず液体試料を精度良く吐出する液体試料分注装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and is based on the relationship among the plunger stroke, the liquid sample suction amount, the air suction amount, the discharge amount, and the number of discharges after the liquid sample is sucked during sample discharge. By using an operation command to the dispensing actuator drive unit as a command, the liquid sample can be accurately discharged regardless of the difference in surface tension due to the viscosity of the liquid sample at the nozzle tip and the difference in initial meniscus after the liquid sample is sucked. An object is to provide a liquid sample dispensing apparatus.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、液体試料を吸引保持する分注用ノズルと、液体試料の吸引・吐出圧力を発生させるシリンダとプランジャより構成されるシリンジと、液体試料を流すフレキシブルチューブと、前記液体試料の吸引・吐出を前記シリンジと前記フレキシブルチューブを介して前記分注用ノズルから実施させる分注用アクチュエータと、前記分注用アクチュエータを駆動する分注用アクチュエータ駆動部と、前記分注用アクチュエータ駆動部を制御する分注用アクチュエータ制御部を備え、前記分注用ノズルによって保持された前記液体試料を複数の反応容器に所定量ずつ分注する液体試料分注装置において、前記分注用アクチュエータ制御部に吐出条件記憶部を備えたものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記吐出条件記憶部が、前記分注用ノズル先端の初期メニスカスの影響を排除するように排出動作パターンを記憶したものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記吐出条件記憶部が、少なくとも前記プランジャのストロークと、液体試料吸入量と、吐出量と、吐出回数を記憶テーブルとして備えたものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記吐出条件記憶部が、予め吐出精度の良い吐出量のデータをもとにテーブルが作成されているものである。
また、請求項５に記載の発明は、前記吐出条件記憶部が、少なくとも前記プランジャのストロークと、空気吸入量と、吐出量と、吐出回数を記憶テーブルとして備えたものである。
また、請求項６に記載の発明は、前記吐出条件記憶部が、少なくとも前記プランジャのストロークと、液体試料吸入量と、空気吸入量と、吐出量と、吐出回数を記憶テーブルとして備えたものである。
また、請求項７に記載の発明は、前記吐出条件記憶部に記憶された排出動作パターンにより排出された前記分注用ノズル先端の前記初期メニスカスが吐出される排出容器が備えられたものである。
また、請求項８に記載の発明は、液体試料を吸引保持する分注用ノズルと、液体試料の吸引・吐出圧力を発生させるシリンダとプランジャより構成されるシリンジと、液体試料を流すフレキシブルチューブと、前記液体試料の吸引・吐出を前記シリンジと前記フレキシブルチューブを介して前記分注用ノズルから実施させる分注用アクチュエータと、前記分注用アクチュエータを駆動する分注用アクチュエータ駆動部と、前記分注用アクチュエータ駆動部を制御する分注用アクチュエータ制御部を備え、前記分注用ノズルによって保持された前記液体試料を複数の反応容器に所定量ずつ分注する液体試料分注装置の駆動方法において、前記分注用アクチュエータ制御部は、吐出条件記憶部に記憶した動作パラメータに基づいて前記分注用アクチュエータ駆動部への動作指令を指令するものである。
また、請求項９に記載の発明は、前記プランジャの駆動パラメータと前記吐出量と液体試料吸引後の吐出回数との関係に基づいて前記分注用アクチュエータ駆動部への動作指令を指令するものである。
また、請求項１０に記載の発明は、前記吐出条件記憶部が、前記分注用ノズル先端の初期メニスカスの影響を排除するように排出動作パターンで前記分注用アクチュエータ駆動部への動作指令を指令するものである。
また、請求項１１に記載の発明は、前記吐出条件記憶部に記憶する前記吐出パラメータが前記プランジャのストロークと前記液体試料吸入量と前記吐出量と液体試料吸引後の吐出回数との関係で前記分注用アクチュエータ駆動部への動作指令を指令するものである。
また、請求項１２に記載の発明は、前記吐出条件記憶部に記憶する前記吐出パラメータが前記プランジャのストロークと前記空気吸入量と前記吐出量と液体試料吸引後の吐出回数との関係で前記分注用アクチュエータ駆動部への動作指令を指令するものである。
また、請求項１３に記載の発明は、前記吐出条件記憶部に記憶する前記吐出パラメータが前記プランジャのストロークと前記液体試料吸入量と前記空気吸入量と前記吐出量と液体試料吸引後の吐出回数との関係で前記分注用アクチュエータ駆動部への動作指令を指令するものである。 In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is a dispensing nozzle for sucking and holding a liquid sample, a syringe composed of a cylinder and a plunger for generating suction / discharge pressure of the liquid sample, a flexible tube for flowing the liquid sample, A dispensing actuator that performs suction and discharge of a liquid sample from the dispensing nozzle via the syringe and the flexible tube, a dispensing actuator driving unit that drives the dispensing actuator, and the dispensing In the liquid sample dispensing apparatus, comprising a dispensing actuator control unit for controlling the actuator driving unit, and dispensing a predetermined amount of the liquid sample held by the dispensing nozzle into a plurality of reaction containers. The actuator control unit includes a discharge condition storage unit.
According to a second aspect of the present invention, the discharge condition storage unit stores a discharge operation pattern so as to eliminate the influence of an initial meniscus at the tip of the dispensing nozzle.
According to a third aspect of the present invention, the discharge condition storage unit includes at least a stroke of the plunger, a liquid sample suction amount, a discharge amount, and a number of discharges as a storage table.
According to a fourth aspect of the present invention, the ejection condition storage unit is prepared in advance with a table based on ejection amount data with good ejection accuracy.
According to a fifth aspect of the present invention, the discharge condition storage unit includes at least a stroke of the plunger, an air intake amount, a discharge amount, and the number of discharges as a storage table.
According to a sixth aspect of the present invention, the discharge condition storage unit includes at least a stroke of the plunger, a liquid sample intake amount, an air intake amount, a discharge amount, and a discharge count as a storage table. is there.
The invention according to claim 7 is provided with a discharge container for discharging the initial meniscus at the tip of the dispensing nozzle discharged by the discharge operation pattern stored in the discharge condition storage unit. .
Further, the invention according to claim 8 is a dispensing nozzle for sucking and holding a liquid sample, a syringe including a cylinder and a plunger for generating a suction / discharge pressure of the liquid sample, a flexible tube for flowing the liquid sample, A dispensing actuator for performing suction and discharge of the liquid sample from the dispensing nozzle via the syringe and the flexible tube, a dispensing actuator driving unit for driving the dispensing actuator, and the dispensing In a driving method of a liquid sample dispensing apparatus, comprising a dispensing actuator control unit for controlling a dispensing actuator driving unit, and dispensing a predetermined amount of the liquid sample held by the dispensing nozzle into a plurality of reaction containers. The dispensing actuator control unit is configured to operate the dispensing actuator based on the operation parameters stored in the discharge condition storage unit. It is intended to command an operation command to Yueta driver.
According to a ninth aspect of the invention, an operation command to the dispensing actuator driving unit is commanded based on the relationship between the driving parameter of the plunger, the discharge amount, and the number of discharges after the liquid sample is sucked. is there.
Further, in the invention according to claim 10, the discharge condition storage unit issues an operation command to the dispensing actuator drive unit with a discharge operation pattern so as to eliminate the influence of the initial meniscus at the tip of the dispensing nozzle. It is a command.
In the invention according to claim 11, the discharge parameter stored in the discharge condition storage unit is related to the plunger stroke, the liquid sample suction amount, the discharge amount, and the number of discharges after the liquid sample suction. An operation command to the dispensing actuator driving unit is commanded.
According to a twelfth aspect of the present invention, the discharge parameter stored in the discharge condition storage unit is based on a relationship between the plunger stroke, the air suction amount, the discharge amount, and the number of discharges after the liquid sample is sucked. It commands the operation command to the actuator drive unit for injection.
According to a thirteenth aspect of the present invention, the discharge parameter stored in the discharge condition storage unit includes the plunger stroke, the liquid sample suction amount, the air suction amount, the discharge amount, and the number of discharges after the liquid sample is sucked. Therefore, an operation command to the dispensing actuator driving unit is commanded.

請求項１から１３に記載の発明によると、前記分注用アクチュエータ制御部に吐出条件記憶部を備え、プランジャの駆動パラメータと吐出量を記憶し、分注用アクチュエータ制御部から分注用アクチュエータ駆動部への駆動指令を与えることにより、ノズル先端における液体試料の粘度による表面張力の違いや液体試料吸引後の初期メニスカスの違いによらず液体試料を精度よく吐出できる。
また、前記吐出条件記憶部に液体試料吸入量に対する吐出量を記憶し、前記分注用アクチュエータ制御部が、前記分注用アクチュエータの吐出動作パターンを基にした動作指令に予め記憶された前記プランジャのストロークと液体試料吸引量に対する吐出量と液体試料吸引後の吐出回数を前記分注用アクチュエータ駆動部への動作指令とすることができるため、ノズル先端における液体試料の粘度による表面張力の違いや液体試料吸引後の初期メニスカスの違いによらず液体試料を精度良く吐出できる。
また、前記吐出条件記憶部に空気吸入量に対する吐出量を記憶し、前記分注用アクチュエータ制御部が、前記分注用アクチュエータの吐出動作パターンを基にした動作指令に予め記憶された前記プランジャのストロークと空気吸入量と液体試料吸引後の吐出回数に対する吐出量を前記分注用アクチュエータ駆動部への動作指令とすることができるため、ノズル先端における液体試料の粘度による表面張力の違いや液体試料吸引後の初期メニスカスの違いによらず液体試料を精度良く吐出できる。
また、前記吐出条件記憶部に液体試料吸入量、空気吸入量に対する吐出量を記憶し、前記分注用アクチュエータ制御部が、前記分注用アクチュエータの吐出動作パターンを基にした動作指令に予め記憶された前記プランジャのストロークと液体試料吸入量と空気吸入量と液体試料吸引後の吐出回数に対する吐出量を前記分注用アクチュエータ駆動部への動作指令とすることができるため、ノズル先端における液体試料の粘度による表面張力の違いや液体試料吸引後の初期メニスカスの違いによらず液体試料を精度良く吐出できる。 According to the first to thirteenth aspects of the present invention, the dispensing actuator control unit includes a discharge condition storage unit, stores the plunger drive parameters and the discharge amount, and the dispensing actuator control unit drives the dispensing actuator. By giving a drive command to the unit, the liquid sample can be accurately discharged regardless of the difference in surface tension due to the viscosity of the liquid sample at the nozzle tip or the difference in initial meniscus after the liquid sample is sucked.
The discharge condition storage unit stores a discharge amount relative to the liquid sample inhalation amount, and the dispensing actuator control unit stores the plunger stored in advance in an operation command based on a discharge operation pattern of the dispensing actuator. The stroke and the discharge amount relative to the liquid sample suction amount and the number of discharges after the liquid sample suction can be used as an operation command to the dispensing actuator drive unit. The liquid sample can be discharged with high accuracy regardless of the difference in the initial meniscus after the liquid sample is sucked.
The discharge condition storage unit stores a discharge amount with respect to the air intake amount, and the dispensing actuator control unit stores the plunger stored in advance in an operation command based on a discharge operation pattern of the dispensing actuator. Since the discharge amount with respect to the stroke, the air intake amount, and the number of discharges after the liquid sample is sucked can be used as an operation command to the actuator actuator for dispensing, the difference in surface tension due to the viscosity of the liquid sample at the nozzle tip or the liquid sample The liquid sample can be discharged with high accuracy regardless of the difference in the initial meniscus after suction.
The discharge condition storage unit stores the liquid sample inhalation amount and the discharge amount with respect to the air inhalation amount, and the dispensing actuator control unit stores in advance an operation command based on the dispensing operation pattern of the dispensing actuator. Since the plunger stroke, the liquid sample suction amount, the air suction amount, and the discharge amount relative to the number of discharges after the liquid sample suction can be used as an operation command to the dispensing actuator drive unit, the liquid sample at the tip of the nozzle The liquid sample can be discharged with high accuracy regardless of the difference in surface tension due to the viscosity of the liquid and the difference in initial meniscus after the liquid sample is sucked.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の第１の実施の形態の液体試料分注装置の構成を示す図である。１は液体試料分注装置、２は液体試料を吸引保持する分注用ノズル、３は液体試料を流すウレタンまたはフッ化樹脂等の材料からなるフレキシブルチューブ、４はシリンダとプランジャから構成されるシリンジ、５はシリンダ、６はシリンジ内にて液体試料を吐出・吸引するプランジャ、７は分注用アクチュエータ（例えばリニアモータ）、８は分注用アクチュエータを駆動する分注用アクチュエータ駆動部、９は分注用アクチュエータ駆動部を制御する分注用アクチュエータ制御部、１０は分注用アクチュエータ制御部にあるＣＰＵ、１１は分注用アクチュエータ制御部にある、シリンジ４内におけるプランジャ６のストロークに対する吐出量と液体試料吸引後の吐出回数を記憶する吐出条件記憶部、１２は液体試料を供給する液体試料容器、１３は液体試料を吐出する反応容器、１４は液体試料である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a liquid sample dispensing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 1 is a liquid sample dispensing apparatus, 2 is a dispensing nozzle for sucking and holding a liquid sample, 3 is a flexible tube made of a material such as urethane or fluororesin that flows the liquid sample, and 4 is a syringe composed of a cylinder and a plunger. 5 is a cylinder, 6 is a plunger that discharges and sucks a liquid sample in the syringe, 7 is a dispensing actuator (for example, a linear motor), 8 is a dispensing actuator driving unit that drives the dispensing actuator, and 9 is Dispensing actuator control unit for controlling the dispensing actuator drive unit, 10 is a CPU in the dispensing actuator control unit, 11 is a discharge amount with respect to the stroke of the plunger 6 in the syringe 4 in the dispensing actuator control unit And a discharge condition storage unit for storing the number of discharges after the liquid sample is aspirated, 12 is a liquid sample container for supplying the liquid sample , 13 reaction vessel for discharging the liquid sample, 14 is a liquid sample.

分注用ノズル２は中空であり、先端に行くほど内径が小さくなるように成形されている。分注用ノズル２は液体試料１４に対して垂直な姿勢に保持されており、液体試料容器１２に内包された液体試料１４を吸引し、反応容器１３に液体試料１４を吐出する。また、図示しないが、分注用ノズル２は洗浄水容器の洗浄水を吸引・吐出する。洗浄水の供給法や吸引・吐出法として、一般的な種々の方法を採用できる。 The dispensing nozzle 2 is hollow, and is shaped so that the inner diameter becomes smaller toward the tip. The dispensing nozzle 2 is held in a posture perpendicular to the liquid sample 14, sucks the liquid sample 14 contained in the liquid sample container 12, and discharges the liquid sample 14 to the reaction container 13. Although not shown, the dispensing nozzle 2 sucks and discharges the cleaning water in the cleaning water container. Various general methods can be employed as a cleaning water supply method and a suction / discharge method.

シリンダ５は、プランジャ６の移動に伴ってシリンジ４内の容積が変化する。シリンダ４はフレキシブルチューブ３を介して分注用ノズル２に接続されている。液体試料１４を吸引しシリンジ４内の容積が増加するようにプランジャ６はシリンジ４の紙面上方に移動し、液体試料１４を吐出しシリンジ４内の容積が減少するようにプランジャ６はシリンジ４の紙面下方に移動する。プランジャ６は分注用アクチュエータ７により駆動され、分注用アクチュエータ駆動部８によって制御される。分注用アクチュエータ駆動部８は、分注用アクチュエータ制御部９に接続され、動作指令に基づいて分注用アクチュエータ７を駆動する。分注用アクチュエータ制御部９は、ＣＰＵ１０と吐出条件記憶部１１からなり、所定の液体試料１４を吐出するよう分注用アクチュエータ駆動部８に動作指令を指令している。ＣＰＵ１０は、予めオペレータにより入力されるか、或るいは、液体試料容器１２等に表示された識別マークから読み取られた試料数と所望の分析項目に基づいて、所要の分注量及び分注順序に対応するように分注用アクチュエータ駆動部８に指令している。また、吐出条件記憶部１１は吐出時におけるストローク、圧力、ノズル径、吐出速度、液体試料吸入量、空気吸入量、吐出量、および液体試料吸引後の吐出回数の関係を記憶している。 The cylinder 5 changes its volume in the syringe 4 as the plunger 6 moves. The cylinder 4 is connected to the dispensing nozzle 2 via the flexible tube 3. The plunger 6 moves upward on the surface of the syringe 4 so that the liquid sample 14 is sucked and the volume in the syringe 4 is increased, and the plunger 6 is discharged from the syringe 4 so that the volume in the syringe 4 is decreased by discharging the liquid sample 14. Move down the page. The plunger 6 is driven by a dispensing actuator 7 and is controlled by a dispensing actuator drive unit 8. The dispensing actuator drive unit 8 is connected to the dispensing actuator control unit 9 and drives the dispensing actuator 7 based on the operation command. The dispensing actuator control unit 9 includes a CPU 10 and a discharge condition storage unit 11, and commands an operation command to the dispensing actuator drive unit 8 to discharge a predetermined liquid sample 14. The CPU 10 is input by the operator in advance, or based on the number of samples read from the identification mark displayed on the liquid sample container 12 and the desired analysis item and the required dispensing amount and dispensing order. The dispensing actuator drive unit 8 is commanded to correspond to the above. Further, the discharge condition storage unit 11 stores the relationship among the stroke, pressure, nozzle diameter, discharge speed, liquid sample inhalation amount, air inhalation amount, discharge amount, and number of discharges after the liquid sample has been aspirated during discharge.

つぎに、本実施例の動作について図２、３を用いて説明する。図２はアクチュエータ制御部のフローを示す図、図３はノズルの吸引状態を示す図である。
以下に示す手順により、予め実験により吐出精度の良い、吐出量に対する液体試料吸入量を確認しておく。内部圧力が気泡などで低下していない正常状態のとき、流体の質量保存則（流入する質量流量（密度×流速×断面積）と流出する流量（密度×流速×断面積）は等しい。）が成立し、ノズル先端における流速が液切れ速度以上になれば液だまりが生じることがなく吐出できる。そこで、内部圧力を正常状態に保ち、例えばプランジャの動作パターン（台形パターン）である最高速度、加速度、減速度を固定し、空気吸入量を一定値とした場合、シリンジ内におけるプランジャのストローク、液体試料吸入量、吐出量、液体試料吸引後の吐出回数の関係を確認し、図４に示す表のようにまとめておく。
（１）先ず、液体試料吸入量を記憶する（Ｆ０）。
予め計測した吐出量に対する液体試料吸入量を吐出量記憶部に記憶する。
（２）洗浄水を吸引する（Ｆ１）。
アクチュエータ７によりシリンジ４内のプランジャ６が吸引駆動されると、ノズル２から図示しない洗浄水容器の洗浄水１５を吸引する。または、図示しない弁と図示しない別のフレキシブルチューブを介して図示しないポンプからフレキシブルチューブとノズル２に洗浄水を供給してもよい。
（３）空気を吸引する（Ｆ２）。
アクチュエータ７によりシリンジ４内のプランジャ６が吸引駆動され、ノズル２からシリンジ４内に一定量の空気を吸引する。
（４）液体試料を吸引する（Ｆ３）。
アクチュエータ７によりシリンジ４内のプランジャ６が吸引駆動され、予め記憶した液体試料吸入量に基づき、ノズル２から液体試料容器１２の液体試料１４を吸引する。
（５）液体試料を排出する（Ｆ４）
ノズル先端の初期メニスカスの影響を排除するため、予め記憶した排出動作パターンを基にしたアクチュエータ７への推力指令により、アクチュエータ７によりシリンジ４内のプランジャ６から吐出駆動され、ノズル２から図示しない排出容器もしくは液体試料容器１２へ液体試料１４を予め記憶した回数だけ排出する。
（６）液体試料を吐出する（Ｆ５）。
吐出動作パターンを基にしたアクチュエータ７への推力指令により、アクチュエータ７によりシリンジ４内のプランジャ６から吐出駆動され、ノズル２から反応容器１３へ液体試料１４を吐出する。
（７）吐出ごとに（２）〜（６）を繰り返す。
このように、本実施例では吐出量に対する液体試料吸入量、液体試料吸引後の吐出回数を予め記憶し液体試料を吐出するため、ＣＶ値と正確度ともに精度良く吐出できる。
また、オペレータがノズル２の下に液体試料容器１２、反応容器１３を準備することを想定しているが、制御部９がアクチュエータ７と同期してノズル２もしくは図示しない液体試料容器１２、反応容器１３を搭載したテーブル等を制御し、自動的に液体試料を吸引・吐出してもよい。 Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram illustrating a flow of the actuator control unit, and FIG. 3 is a diagram illustrating a suction state of the nozzle.
According to the procedure shown below, the liquid sample inhalation amount with respect to the discharge amount with good discharge accuracy is confirmed in advance by experiments. When the internal pressure is in a normal state where it does not drop due to bubbles or the like, the fluid mass conservation law (inflow mass flow rate (density x flow velocity x cross-sectional area) and outflow flow rate (density x flow velocity x cross-sectional area) are equal). If it is established and the flow velocity at the tip of the nozzle is equal to or higher than the liquid running speed, the liquid can be discharged without causing a liquid pool. Therefore, if the internal pressure is kept in a normal state, for example, the maximum speed, acceleration, and deceleration, which are plunger operation patterns (trapezoid pattern), are fixed, and the air intake amount is a constant value, the plunger stroke in the syringe, liquid The relationship between the sample inhalation amount, the ejection amount, and the number of ejections after the liquid sample is aspirated is confirmed and summarized as shown in the table of FIG.
(1) First, the liquid sample inhalation amount is stored (F0).
The liquid sample suction amount with respect to the discharge amount measured in advance is stored in the discharge amount storage unit.
(2) Aspirate the washing water (F1).
When the plunger 6 in the syringe 4 is suction driven by the actuator 7, the cleaning water 15 in a cleaning water container (not shown) is sucked from the nozzle 2. Alternatively, the cleaning water may be supplied to the flexible tube and the nozzle 2 from a pump (not shown) via a valve (not shown) and another flexible tube (not shown).
(3) Air is sucked (F2).
The plunger 6 in the syringe 4 is sucked and driven by the actuator 7, and a certain amount of air is sucked into the syringe 4 from the nozzle 2.
(4) A liquid sample is aspirated (F3).
The plunger 6 in the syringe 4 is sucked and driven by the actuator 7, and the liquid sample 14 in the liquid sample container 12 is sucked from the nozzle 2 based on the liquid sample suction amount stored in advance.
(5) Discharge the liquid sample (F4)
In order to eliminate the influence of the initial meniscus at the tip of the nozzle, the actuator 7 is driven to discharge from the plunger 6 in the syringe 4 in accordance with a thrust command to the actuator 7 based on the discharge operation pattern stored in advance, and the discharge not shown from the nozzle 2 is performed. The liquid sample 14 is discharged to the container or the liquid sample container 12 as many times as previously stored.
(6) The liquid sample is discharged (F5).
The actuator 7 is driven to discharge from the plunger 6 in the syringe 4 by the thrust command to the actuator 7 based on the discharge operation pattern, and the liquid sample 14 is discharged from the nozzle 2 to the reaction container 13.
(7) Repeat (2) to (6) for each discharge.
As described above, in this embodiment, the liquid sample inhalation amount with respect to the ejection amount and the number of ejections after the liquid sample is aspirated are stored in advance, and the liquid sample is ejected.
In addition, it is assumed that the operator prepares the liquid sample container 12 and the reaction container 13 below the nozzle 2, but the control unit 9 synchronizes with the actuator 7 and the nozzle 2 or the liquid sample container 12 and reaction container (not shown). The liquid sample may be automatically sucked / discharged by controlling a table or the like on which 13 is mounted.

本発明が特許文献１、特許文献２、特許文献３と異なる部分は、吐出時における液体試料吸入量と、空気吸入量と、吐出量と、液体試料吸引後の吐出回数の関係を考慮して、分注用アクチュエータ駆動部への動作指令とすることで、ノズル先端における液体試料の粘度による表面張力の違いや初期メニスカスの違いによらず液体試料を精度良く吐出する液体試料分注装置を提供することである。 The present invention differs from Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 in consideration of the relationship between the liquid sample inhalation amount, the air inhalation amount, the ejection amount, and the number of ejections after the liquid sample is aspirated during ejection. By providing an operation command to the actuator actuator for dispensing, we provide a liquid sample dispensing device that accurately discharges a liquid sample regardless of the difference in surface tension due to the viscosity of the liquid sample at the nozzle tip or the difference in the initial meniscus. It is to be.

本実施例の構成は、実施例１と同様なので説明は省略する。
以下に示す手順により、予め実験により吐出精度の良い、吐出量に対する空気吸入量を確認しておく。内部圧力を正常状態に保ち、例えばプランジャの動作パターン（台形パターン）である最高速度、加速度、減速度を固定し、試薬吸入量を一定値とした場合、シリンジ内におけるプランジャのストローク、空気吸入量、吐出量、液体試料吸引後の吐出回数の関係を確認し、図５に示す表のようにまとめておく。 Since the configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
In accordance with the procedure shown below, the air intake amount with respect to the discharge amount with good discharge accuracy is confirmed in advance by experiments. When the internal pressure is kept in a normal state, for example, when the maximum speed, acceleration, and deceleration, which are the operation patterns of the plunger (trapezoid pattern), are fixed, and the reagent inhalation amount is constant, the plunger stroke and air inhalation amount in the syringe The relationship between the discharge amount and the number of discharges after the liquid sample is sucked is confirmed and summarized as shown in the table of FIG.

つぎに、本実施例の動作について説明する。
（１）先ず、空気吸入量を記憶する（Ｆ０）。
予め計測した吐出量に対する空気吸入量を吐出量記憶部に記憶する。
（２）洗浄水の吸引（Ｆ１）は実施例１に同じである。
（３）空気を吸引する（Ｆ２）。
アクチュエータ７によりシリンジ４内のプランジャ６が吸引駆動され、予め記憶した空気吸入量に基づき、ノズル２からシリンジ４内に空気を吸引する。
（４）液体試料の吸引（Ｆ３）、（５）液体試料の排出（Ｆ４）、（６）液体試料の吐出（Ｆ５）は、実施例１に同じである。
（７）吐出ごとに（２）〜（６）を繰り返す。 Next, the operation of this embodiment will be described.
(1) First, the air intake amount is stored (F0).
The air intake amount with respect to the discharge amount measured in advance is stored in the discharge amount storage unit.
(2) The suction (F1) of the washing water is the same as in Example 1.
(3) Air is sucked (F2).
The actuator 6 sucks and drives the plunger 6 in the syringe 4, and sucks air from the nozzle 2 into the syringe 4 based on the air intake amount stored in advance.
(4) Liquid sample suction (F3), (5) Liquid sample discharge (F4), (6) Liquid sample discharge (F5) is the same as in Example 1.
(7) Repeat (2) to (6) for each discharge.

このように、本実施例では吐出量に対する空気吸入量、液体試料吸引後の吐出回数を予め記憶し液体試料を吐出するため、ＣＶ値と正確度ともに精度良く吐出できる。 As described above, in this embodiment, the air inhalation amount with respect to the ejection amount and the number of ejections after the liquid sample is aspirated are stored in advance, and the liquid sample is ejected. Therefore, both the CV value and the accuracy can be ejected with high accuracy.

本実施例の構成は、実施例１と同様なので説明は省略する。
以下に示す手順により、予め実験により吐出精度の良い、吐出量に対する液体試料吸入量、空気吸入量を確認しておく。内部圧力を正常状態に保ち、例えばプランジャの動作パターン（台形パターン）である最高速度、加速度、減速度を固定した場合、シリンジ内におけるプランジャのストローク、液体試料吸入量、空気吸入量、吐出量、液体試料吸引後の吐出回数の関係を確認し、図６に示す表のようにまとめておく。
（１）先ず、液体試料吸入量、空気吸入量を記憶する（Ｆ０）。
予め計測した吐出量に対する液体試料吸入量、空気吸入量を吐出量記憶部に記憶する。
（２）洗浄水の吸引（Ｆ１）は実施例１に同じである。
（３）空気を吸引する（Ｆ２）。
アクチュエータ７によりシリンジ４内のプランジャ６が吸引駆動され、予め記憶した空気吸入量に基づき、ノズル２からシリンジ４内に空気を吸引する。
（４）液体試料の吸引（Ｆ３）、（５）液体試料の排出（Ｆ４）、（６）液体試料の吐出（Ｆ５）は、実施例１に同じである。
（７）吐出ごとに（２）〜（６）を繰り返す。 Since the configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
According to the procedure shown below, the liquid sample inhalation amount and the air inhalation amount with respect to the ejection amount, which have good ejection accuracy, are confirmed in advance by experiments. When the internal pressure is maintained in a normal state, for example, when the maximum speed, acceleration, and deceleration, which are plunger operation patterns (trapezoidal patterns), are fixed, the plunger stroke in the syringe, the liquid sample intake amount, the air intake amount, the discharge amount, The relationship between the number of ejections after the liquid sample is aspirated is confirmed and summarized as shown in the table of FIG.
(1) First, the liquid sample intake amount and the air intake amount are stored (F0).
The liquid sample inhalation amount and the air inhalation amount with respect to the discharge amount measured in advance are stored in the discharge amount storage unit.
(2) The suction (F1) of the washing water is the same as in Example 1.
(3) Air is sucked (F2).
The actuator 6 sucks and drives the plunger 6 in the syringe 4, and sucks air from the nozzle 2 into the syringe 4 based on the air intake amount stored in advance.
(4) Liquid sample suction (F3), (5) Liquid sample discharge (F4), (6) Liquid sample discharge (F5) is the same as in Example 1.
(7) Repeat (2) to (6) for each discharge.

このように、本実施例では吐出量に対する液体試料吸入量、空気吸入量、液体試料吸引後の吐出回数を予め記憶し液体試料を吐出するため、ＣＶ値と正確度ともに精度良く吐出できる。 As described above, in this embodiment, the liquid sample inhalation amount, the air inhalation amount, and the number of ejections after the liquid sample are aspirated are stored in advance and the liquid sample is ejected. Therefore, both the CV value and accuracy can be ejected with high accuracy.

なお、ノズル先端における液体試料の粘度による表面張力の違いや液体試料吸引後の初期メニスカスの違いによらず液体試料を精度良く吐出できるので、吸引・吐出が必要なバイオ関連および医療関連の装置等に適用できる。 In addition, because the liquid sample can be discharged accurately regardless of the difference in surface tension due to the viscosity of the liquid sample at the tip of the nozzle or the difference in the initial meniscus after suctioning the liquid sample, bio-related and medical-related devices that require suction and discharge Applicable to.

本発明の第１の実施の形態の液体試料分注装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the liquid sample dispensing apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における制御部の動作を示すフロー図The flowchart which shows operation | movement of the control part in the 1st Embodiment of this invention. ノズルの吸引状態を示す断面図Sectional view showing the suction state of the nozzle 本発明の第１の実施の形態のシリンジ内におけるプランジャのストローク、液体試料吸入量、吐出量、液体試料吸引後の吐出回数の関係を示す表The table | surface which shows the relationship of the stroke of the plunger in the syringe of the 1st Embodiment of this invention, the liquid sample inhalation amount, the discharge amount, and the discharge frequency after liquid sample suction. 本発明の第２の実施の形態のシリンジ内におけるプランジャのストローク、空気吸入量、吐出量、液体試料吸引後の吐出回数の関係を示す表The table | surface which shows the relationship between the stroke of the plunger in the syringe of the 2nd Embodiment of this invention, air suction | inhalation amount, discharge amount, and the frequency | count of discharge after a liquid sample aspiration. 本発明の第３の実施の形態のシリンジ内におけるプランジャのストローク、液体試料吸入量、空気吸入量、吐出量、液体試料吸引後の吐出回数の関係を示す表The table | surface which shows the relationship of the stroke of the plunger in the syringe of the 3rd Embodiment of this invention, the liquid sample suction | inhalation amount, air suction | inhalation amount, discharge amount, and the frequency | count of discharge after liquid sample suction | inhalation 従来例１の実施の形態の液体吐出装置Liquid discharge device according to embodiment of conventional example 1 従来例２の実施の形態の液滴吐出システムの構成例を概略的に示す図The figure which shows schematically the structural example of the droplet discharge system of embodiment of the prior art example 2. 、従来例３の実施の形態の要部断面図The principal part sectional drawing of embodiment of the prior art example 3 従来例３の実施の形態のフローチャート図The flowchart figure of embodiment of the prior art example 3 従来例３の実施の形態の要部断面図Sectional drawing of the principal part of Embodiment of the prior art example 3 従来例３の実施の形態の液体温度制御手段を備えた液体定量吐出装置Liquid dispensing apparatus provided with liquid temperature control means of the embodiment of Conventional Example 3

Explanation of symbols

１液体試料分注装置
２分注用ノズル
３フレキシブルチューブ
４シリンジ
５シリンダ
６プランジャ
７分注用アクチュエータ
８分注用アクチュエータ駆動部
９分注用アクチュエータ制御部
１０ＣＰＵ
１１吐出条件記憶部
１２液体試料容器
１３反応容器
１４液体試料
１５洗浄水
１６空気
１０１計量部
１０２プランジャ
１０３モータ
１０４吐出バルブ（第１のバルブ）
１０５弁体
１０６流路
１０７ノズル
１０８流路
１０９管
１１０液材供給バルブ（第２のバルブ）
１１１貯留容器
１１２貯留容器接続具
１１３孔
１２１プランジャロッド
１２２プランジャヘッド
１２３気泡抜き孔
１２４シール部
１２５バルブロッド
１２６気泡抜き孔
１３１枠体
１３２ネジ軸
１３３案内ロッド
１３４プランジャ支持体
１３５固定ネジ
Ｆ揮発性膜
Ｐ基板（ガラス基板）
Ｃ膜パターン（導電性膜）
ＩＪＳ液滴吐出システム
ＴＳ吐出試験機
ＩＪ液滴吐出装置
２０１液滴吐出ヘッド
２２６試験用吐出システム
２２７測定装置
２２８制御装置
２３０ＴＦＴ（スイッチング素子）
２３５重量測定装置（重量測定手段）
２３６撮影装置（撮像手段）
３０１液体貯留容器
３０２ニードルバルブ
３０３シリンジ
３０４ホルダ
３０５加圧手段
３０６モータ
３０７ボールねじ
３０８雌ねじ部材
３０９ロッド
３１０プランジャ
３１２液体流路
３１３吐出口
３１４アウトレットスペース
３１５ニードル
３１６シリンダ
３１７ピストン
３１８圧力センサ
３１９制御手段
３２０、３２８、３２９（電磁部）切換弁
３２１液体圧力補償ピストン
３２２、３２３室
３２５三次元マニピュレータ
３２６コントローラ
３２７エアシリンダ
３３０手動減圧弁
３３１加圧空気供給源
３３３外部設定信号
３３４真空レギュレータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid sample dispensing apparatus 2 Dispensing nozzle 3 Flexible tube 4 Syringe 5 Cylinder 6 Plunger 7 Dispensing actuator 8 Dispensing actuator drive unit 9 Dispensing actuator control unit 10 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Discharge condition memory | storage part 12 Liquid sample container 13 Reaction container 14 Liquid sample 15 Washing water 16 Air 101 Measuring part 102 Plunger 103 Motor 104 Discharge valve (1st valve)
105 Valve body 106 Flow path 107 Nozzle 108 Flow path 109 Pipe 110 Liquid material supply valve (second valve)
111 Storage container 112 Storage container connector 113 Hole 121 Plunger rod 122 Plunger head 123 Bubble vent hole 124 Sealing part 125 Valve rod 126 Bubble vent hole 131 Frame 132 Screw shaft 133 Guide rod 134 Plunger support 135 Fixing screw F Volatile membrane P substrate (glass substrate)
C film pattern (conductive film)
IJS Droplet Discharge System TS Discharge Tester IJ Droplet Discharge Device 201 Droplet Discharge Head 226 Test Discharge System 227 Measuring Device 228 Controller 230 TFT (Switching Element)
235 Weight measuring device (weight measuring means)
236 Imaging device (imaging means)
301 Liquid storage container 302 Needle valve 303 Syringe 304 Holder 305 Pressurizing means 306 Motor 307 Ball screw 308 Female screw member 309 Rod 310 Plunger 312 Liquid flow path 313 Outlet space 315 Outlet space 315 Needle 316 Cylinder 317 Piston 318 Pressure sensor 319 Control means 320 328, 329 (Electromagnetic part) switching valve 321 Liquid pressure compensation piston 322, 323 Chamber 325 Three-dimensional manipulator 326 Controller 327 Air cylinder 330 Manual pressure reducing valve 331 Pressurized air supply source 333 External setting signal 334 Vacuum regulator

Claims

A dispensing nozzle for sucking and holding a liquid sample, a syringe composed of a cylinder and a plunger for generating a suction and discharge pressure for the liquid sample, a flexible tube for flowing the liquid sample, and the syringe for sucking and discharging the liquid sample And a dispensing actuator to be implemented from the dispensing nozzle through the flexible tube, a dispensing actuator driving unit for driving the dispensing actuator, and a dispensing actuator for controlling the dispensing actuator driving unit In a liquid sample dispensing apparatus that includes an actuator control unit, and dispenses the liquid sample held by the dispensing nozzle into a plurality of reaction containers by a predetermined amount,
A liquid sample dispensing apparatus, wherein the dispensing actuator control section includes a discharge condition storage section.

The liquid sample dispensing apparatus according to claim 1, wherein the discharge condition storage unit stores a discharge operation pattern so as to eliminate an influence of an initial meniscus at the tip of the dispensing nozzle.

2. The liquid sample dispensing apparatus according to claim 1, wherein the discharge condition storage unit includes at least a stroke of the plunger, a liquid sample suction amount, a discharge amount, and the number of discharges as a storage table.

The liquid sample dispensing apparatus according to claim 1, wherein the discharge condition storage unit has a table created in advance based on discharge amount data with good discharge accuracy.

2. The liquid sample dispensing apparatus according to claim 1, wherein the discharge condition storage unit includes at least a stroke of the plunger, an air intake amount, a discharge amount, and the number of discharges as a storage table.

2. The liquid sample portion according to claim 1, wherein the discharge condition storage unit includes at least a stroke of the plunger, a liquid sample suction amount, an air suction amount, a discharge amount, and a number of discharges as a storage table. Note device.

The liquid sample dispensing according to claim 1, further comprising a discharge container for discharging the initial meniscus at the tip of the dispensing nozzle discharged by the discharge operation pattern stored in the discharge condition storage unit. apparatus.

A dispensing nozzle for sucking and holding a liquid sample, a syringe composed of a cylinder and a plunger for generating a suction and discharge pressure for the liquid sample, a flexible tube for flowing the liquid sample, and the syringe for sucking and discharging the liquid sample And a dispensing actuator to be implemented from the dispensing nozzle through the flexible tube, a dispensing actuator driving unit for driving the dispensing actuator, and a dispensing actuator for controlling the dispensing actuator driving unit In a driving method of a liquid sample dispensing apparatus that includes an actuator control unit and dispenses the liquid sample held by the dispensing nozzle into a plurality of reaction containers by a predetermined amount,
The method for driving a liquid sample dispensing apparatus, wherein the dispensing actuator control unit commands an operation command to the dispensing actuator driving unit based on an operation parameter stored in a discharge condition storage unit.

9. The liquid sample portion according to claim 8, wherein an operation command to the dispensing actuator drive unit is commanded based on a relationship between the drive parameter of the plunger, the discharge amount, and the number of discharges after the liquid sample is sucked. How to drive the device.

9. The discharge condition storage unit commands an operation command to the dispensing actuator drive unit with a discharge operation pattern so as to eliminate the influence of an initial meniscus at the tip of the dispensing nozzle. Driving method of liquid sample dispensing apparatus.

The discharge parameter stored in the discharge condition storage unit is an operation command to the dispensing actuator drive unit in relation to the stroke of the plunger, the liquid sample suction amount, the discharge amount, and the number of discharges after the liquid sample is sucked. The method of driving a liquid sample dispensing apparatus according to claim 8, wherein the command is given.

The discharge parameter stored in the discharge condition storage unit commands an operation command to the dispensing actuator drive unit in relation to the plunger stroke, the air suction amount, the discharge amount, and the number of discharges after the liquid sample is sucked. The method for driving a liquid sample dispensing apparatus according to claim 8, wherein:

The dispensing actuator drive unit stores the discharge parameter stored in the discharge condition storage unit according to the relationship between the plunger stroke, the liquid sample suction amount, the air suction amount, the discharge amount, and the number of discharges after the liquid sample is sucked. 9. The method of driving a liquid sample dispensing apparatus according to claim 8, wherein an operation command is issued to the liquid sample dispensing apparatus.