JP2008272645A - 内容物移送装置および化学処理システム - Google Patents

内容物移送装置および化学処理システム Download PDF

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Abstract

【課題】種々の化学処理用カートリッジに対して汎用的に適用できる内容物移送装置および化学処理システムを提供する。
【解決手段】 実質的に連続して水平方向に配置された複数の部材１，１，・・・と、部材１，１，・・・を互いに独立して上下方向に駆動する駆動手段２と、を備える。複数の部材１を独立して駆動しているため、ローラを用いる場合と同様の動作の他、より滑らかな脈動動作により内容物を移送することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、変形に伴う内容物の移送により化学処理を行わせる化学処理用カートリッジに外力を加える内容物移送装置および当該化学処理用カートリッジを用いた化学処理システムに関する。
外力を加えた際の変形によって内容物を移送することで化学処理を行わせる化学処理用カートリッジが開発されている。このカートリッジは、内部に化学処理のための空間を作り込むとともに、外力を加えた際の変形によって空間内で内容物を移送することで、所定の化学処理を行わせるものである。このカートリッジによれば、カートリッジの構造自体により化学処理のためのプロトコルを規定することができるとともに、密閉状態が保たれるため、所望のプロトコルを個人差なく安全に実行できる。
特開２００５−３７３６８号公報
上記のカートリッジを用いることにより、複雑な手順を効率的に実行することができる。とくに、複数のローラを組み合わせるなど、個々のカートリッジに適合した装置を用いることにより、複雑な移送の手順を少ないパスで実現することができる。しかし、カートリッジのプロトコルやアプリケーションが異なれば、同一の装置を使用できず、カートリッジに応じた装置をそれぞれ用意する必要がある。
本発明の目的は、種々の化学処理用カートリッジに対して汎用的に適用できる内容物移送装置および化学処理システムを提供することにある。
本発明の内容物移送装置は、変形に伴う内容物の移送により化学処理を行わせる化学処理用カートリッジに外力を加える内容物移送装置において、実質的に連続して配置され、前記化学処理用カートリッジに押し当て可能とされた複数の部材と、前記部材を互いに独立して駆動して前記化学処理用カートリッジに押し当てる駆動手段と、を備えることを特徴とする。
この内容物移送装置によれば、実質的に連続して配置された複数の部材を互いに独立して駆動するので、種々の化学処理用カートリッジに対して汎用的に適用できる。
前記部材の前記化学処理用カートリッジに対する接触面の前記内容物の移送方向における幅は前記化学処理用カートリッジに形成された当該方向におけるウェルの幅よりも小さくてもよい。
前記部材を予め定められた手順で駆動するように前記駆動手段を制御する制御手段を備えてもよい。
前記部材の前記化学処理用カートリッジに対する接触面の形状は円または多角形であってもよい。
前記部材の前記化学処理用カートリッジに対する接触面の形状は、接触面が稠密に配置される形状とされてもよい。
前記部材は、個別に前記化学処理用カートリッジを加熱または加振可能とされてもよい。
本発明の化学処理システムは、変形に伴う内容物の移送により化学処理を行わせる化学処理用カートリッジを用いた化学処理システムにおいて、実質的に連続して配置され、前記化学処理用カートリッジに押し当て可能とされた複数の部材と、前記部材を互いに独立して駆動して前記化学処理用カートリッジに押し当てる駆動手段と、を具備する内容物移送装置を備えることを特徴とする。
この化学処理システムによれば、実質的に連続して配置された複数の部材を互いに独立して駆動する内容物移送装置を用いるので、種々の化学処理用カートリッジに対して汎用的に適用できる。
本発明の内容物移送装置によれば、実質的に連続して配置された複数の部材を互いに独立して駆動するので、種々の化学処理用カートリッジに対して汎用的に適用できる。
本発明の化学処理システムによれば、実質的に連続して配置された複数の部材を互いに独立して駆動する内容物移送装置を用いるので、種々の化学処理用カートリッジに対して汎用的に適用できる。
以下、図１〜図６を参照して、本発明による内容物移送装置の実施形態について説明する。
図１（ａ）および図１（ｂ）は、一実施形態の内容物移送装置の構成を示す正面図である。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の内容物移送装置は、実質的に連続して水平方向に配置された複数の部材１，１，・・・と、部材１，１，・・・を互いに独立して上下方向に駆動する駆動手段２と、を備える。
図１（ｂ）に示すように、駆動手段２は任意の部材１を独立して駆動可能であり、例えば、図１（ｂ）に示すように、隣り合う部材１の接触面１Ａを少しずつ上下方向にずらすことで、任意の曲面形状を形成することもできる。
図２（ａ）は、部材１の接触面１Ａの形状例を示す図であり、図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線方向から見た平面図である。図２（ａ）に示すように、接触面１Ａは円形状であり、各部材１が水平面上に互いに密着して配置されている。密着された部材間の摺動抵抗を低下させるために、フッ素樹脂等により部材を形成してもよい。接触面１Ａの直径はカートリッジのウェル３３ａ、ウェル３３ｂの径よりも小さくされ、これにより内容物を滑らかに移送することを可能としている。接触面１Ａの大きさおよび形状は、少なくともウェルあるいは流路のサイズとの関係で、内容物の移送が可能となる範囲に選択される。
なお、図２（ａ）の例では、カートリッジのウェル３３ａおよびウェル３３ｂが流路３４により接続された構造例が示されている。
図２（ｂ）および図２（ｃ）は、それぞれ部材の接触面の別形状を示す平面図である。
図２（ｂ）では、六角形形状の接触面１Ｂが六方稠密構造をとる例を示している。この場合には、部材間の隙間がなくなり、より確実な内容物の移送が可能となる。図２（ｃ）では、部材の接触面１Ｃの面積をより小さくした例を示しており、この場合、より滑らかな内容物の移送が可能となり、より微細な構造のカートリッジに対応できる。その他、部材の接触面を三角形、四角形などにしてもよく、これらの場合にも稠密構造とすることができる。
図３は、内容物移送装置の構成を示す部分拡大図である。
図３に示すように、部材１はそれぞれ支持基板２１により摺動可能に支持され、ワイヤ２２を介してアクチュエータ２３の移動子に接続されている。支持基板２１、ワイヤ２２およびアクチュエータ２３は、駆動手段を構成する。なお、隣接する部材１どうしが互いに摺動可能に支持し合う構成とし、部材１を仕切る構造の支持基板２１を省略してもよい。
アクチュエータ２３を動作させると、ワイヤ２２が軸方向に移動し、これにより部材１が垂直方向に移動する。なお、図３では、ワイヤ２２およびアクチュエータ２３を１組のみ表示しているが、すべての部材１に対して、同様にワイヤ２２およびアクチュエータ２３が設けられている。これにより、各部材１が独立して駆動される。
図３に示すように、アクチュエータ２３，２３，・・・には、制御装置５が接続されており、アクチュエータ２３，２３，・・・は、制御装置５からの指令に従って所定のタイミングで動作する。制御装置５には予め部材１，１，・・・の駆動手順、すなわち内容物の移送手順を定めるデータが与えられ、制御装置５はこのデータに従ってアクチュエータ２３，２３，・・・に上記指令を与える。
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、化学処理用カートリッジの内容物を移送する動作を示す正面図である。図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、カートリッジ３は基材３１および弾性部材３２を重ね合わせて構成され、弾性部材３２の窪みによりウェル３３ｃおよびウェル３３ｄが形成される。なお、ウェル３３ｃおよびウェル３３ｄの間には、流路（不図示）が形成されている。
図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す例では、図４（ａ）〜図４（ｃ）の順に移送状況を時系列に示しており、カートリッジ３に押し当てる部材１，１，・・・を順次、左から右方向に移していくことで、接触面１Ａによりカートリッジ３の弾性部材３２を変形させ、ウェル３３ｃ内の液体３５をウェル３３ｄに向けて右方向に移送している。
本実施形態の内容物移送装置では、複数の部材１を独立して駆動しているため、ローラを用いる場合と同様の動作の他、より滑らかな脈動動作により内容物を移送することもできる。
以上のように、本実施形態の内容物移送装置によれば、部材１，１，・・・の駆動手順は、制御装置５に与えるデータにより任意に設定できるため、任意のプロトコルやアプリケーションに対応でき、異なるカートリッジに対して共通の機構を使用できる。
図５（ａ）は、ロータリー型のアクチュエータを用いる例を示す図である。この場合には、アクチュエータ２４の回転子の回転を、ワイヤ２５を介して回転部材１１に伝達している。回転部材１１は支持部材２１Ａと螺合しており、回転部材１１の回転は上下方向の移動に変換される。回転部材１１の先端には接触部材１２が回動可能に取り付けられ、接触部材１２はカートリッジ３に対して回動しない状態で押し当てられる。
図５（ｂ）は、別のアクチュエータを用いた例を示す図である。この例では、個々の部材１３をピエゾ素子または静電アクチュエータをアクチュエータ２６として駆動する場合を示している。
図５（ｃ）は、圧力により部材を駆動する例を示す図である。この例では、部材１４を支持部材２７により摺動可能に支持し、支持部材２７の内部に与える水圧、油圧、空気圧等の圧力により部材１４を下方に駆動している。部材１４には抜け止めのための嵌合部１４ａが形成され、図５（ｄ）に示すように、嵌合部１４ａが支持部材２７に当接することで部材１４の移動範囲が制限される。
上記実施形態では、カートリッジに対して片側（上側）から部材を押し当てる例を示したが、図６（ａ）に示すように、カートリッジ３の上下にカートリッジを押し込むための機構を設けてもよい。この場合には、カートリッジ３の上下で上記の機構（図１）を上下反転して設け、同時に部材１を駆動することで、カートリッジ３の内容物を移送する。
上記実施形態では、部材１を水平面内に２次元的に設けることで、内容物を平面内の任意の方向に移送することが可能である。これに対し、１次元的（直線方向）に内容物を移送すれば足りる場合には、図６（ｂ）に示すように、接触面が細長い矩形状の部材１５を一方向に並べてもよい。この場合には、左右方向への移送のみが可能となるが、部材１５の数は大幅に減少するため、装置を容易に構成できる。
カートリッジを押し込むと同時に、カートリッジに熱を加えるようにしてもよい。例えば、図３に示すように、部材１を介してカートリッジを加熱する熱源６を部材１ごとに設け温度調整してもよい。また、熱伝導性のワイヤ２２を介して部材１に熱を伝えてもよい。ワイヤ２２を光透過性の材質で形成し、ワイヤ２２を介して赤外線を照射することで、個々の部材１の部位を選択的に加熱することもできる。また、支持基板２１全体を加熱することによりカートリッジ全面を加熱可能としてもよい。
カートリッジを押し込むと同時に、振動を加えることもできる。この場合、例えば、図３において、部材１をアクチュエータ２３により縦方向に振動させることで、カートリッジの対応する部位に振動を与えることができる。振動を与えるためのアクチュエータ、例えば、ピエゾ素子や静電アクチュエータを部材１の近傍に別途設けてもよい。
以上説明したように、本発明の内容物移送装置によれば、実質的に連続して配置された複数の部材を互いに独立して駆動するので、種々の化学処理用カートリッジに対して汎用的に適用できる。また、本発明の化学処理システムによれば、実質的に連続して配置された複数の部材を互いに独立して駆動する内容物移送装置を用いるので、種々の化学処理用カートリッジに対して汎用的に適用できる。
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、変形に伴う内容物の移送により化学処理を行わせる化学処理用カートリッジに外力を加える内容物移送装置および当該化学処理用カートリッジを用いた化学処理システムに対し、広く適用することができる。
一実施形態の内容物移送装置の構成を示す図であり、（ａ）および（ｂ）は、内容物移送装置の構成を示す正面図である。 部材の接触面の形状例を示す図であり、（ａ）は円形状の接触面を示す平面図、（ｂ）および（ｃ）は、六角形形状の接触面を示す平面図。 内容物移送装置の構成を示す部分拡大図。 化学処理用カートリッジの内容物を移送する動作を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）は移送状況を時系列で示す正面図。 種々の駆動方式を示す図であり、（ａ）は、ロータリー型のアクチュエータを用いる例を示す図、（ｂ）は、別のアクチュエータを用いた例を示す図、（ｃ）は、圧力により部材を駆動する例を示す図。 カートリッジの上下にカートリッジを押し込むための機構を設けた例を示す図。
符号の説明
１ 部材
１Ａ 接触面
２ 駆動手段
２１ 支持部材（駆動手段）
２２ ワイヤ（駆動手段）
２３ アクチュエータ（駆動手段）

Claims (7)

  1. 変形に伴う内容物の移送により化学処理を行わせる化学処理用カートリッジに外力を加える内容物移送装置において、
    実質的に連続して配置され、前記化学処理用カートリッジに押し当て可能とされた複数の部材と、
    前記部材を互いに独立して駆動して前記化学処理用カートリッジに押し当てる駆動手段と、
    を備えることを特徴とする内容物移送装置。
  2. 前記部材の前記化学処理用カートリッジに対する接触面の前記内容物の移送方向における幅は前記化学処理用カートリッジに形成された当該方向におけるウェルの幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の内容物移送装置。
  3. 前記部材を予め定められた手順で駆動するように前記駆動手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の内容物移送装置。
  4. 前記部材の前記化学処理用カートリッジに対する接触面の形状は円または多角形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内容物移送装置。
  5. 前記部材の前記化学処理用カートリッジに対する接触面の形状は、接触面が稠密に配置される形状とされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか項に記載の内容物移送装置。
  6. 前記部材は、個別に前記化学処理用カートリッジを加熱または加振可能とされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の内容物移送装置。
  7. 変形に伴う内容物の移送により化学処理を行わせる化学処理用カートリッジを用いた化学処理システムにおいて、
    実質的に連続して配置され、前記化学処理用カートリッジに押し当て可能とされた複数の部材と、前記部材を互いに独立して駆動して前記化学処理用カートリッジに押し当てる駆動手段と、を具備する内容物移送装置を備えることを特徴とする化学処理システム。
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