JP2014126392A - ノズルチップラックの供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作性、経済性に優れたチップラックの供給装置を提供する。
【解決手段】ノズルチップ１を載置するチップラック２が積み重ねられ、ノズルチップが入れ子状に遊嵌された状態の補充用チップラックを、補充可能に構成されたノズルチップラックの供給装置において、チップラックを積み重ねた状態で格納可能なチップラック格納部３と、チップラック格納部の上方にあってチップラック供給先のチップラック保持テーブル４と、チップラック２をチップラック保持テーブル４に搬送する搬送手段と、チップが消費されたチップラックを下方に向けて積み重ね状態で回収する回収部５と、を備え、さらに補充用チップラックを、チップラック２と実質的に同形同寸法の支持ラック２２に載せた状態で、チップラック格納部に追加補充可能とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動分析装置等において、ノズルチップを複数載置するチップラックを格納し、所定位置に供給する、ノズルチップラックの供給装置に関する。

臨床検査用の多くの自動分析装置においては、検体を採取・分注するために、汚染物持ち越しの心配のないディスポーザブルなノズルチップが分注ノズルヘッドに装着して使用される。このようなノズルチップは、接触する検体ごとに取り替えて使用するため、多数必要であり、たとえば９６穴プレートのような形態のラックに並べて供給される。特許文献１の自動分析装置においては、ディスポーザブル部品を多数並べたチップラックを積み重ね状態で所定の位置に人手で格納し、装置側でチップラックの在庫の確認と自動搬送を行なうように構成されている。また、特許文献１の部品供給装置は、チップラックを積み重ねた状態で載置する昇降機と、供給先の部品取り出し部に最上段のチップラックだけを残すラック分離機構と、使用済みのチップラックを下方に向けて回収する回収部とを備えている。この部品供給装置は、チップラックの格納・供給と回収とを積み重ね状態で行なうため、装置の設置面積および高さ方向における小型化に有効である。

国際公開第２００１／０６９２６３号パンフレット

特許文献１に記載のようなマガジン形態の部品供給装置にチップラックを補充する場合は、積層した補充用のチップラックを使用することができる。このようなチップラックは、上下のコンパクト化のためにノズルチップの先がチップラックの底から延出した状態となるため、その延出部を収容する空間を備え、積層状態のチップラックを支える剛性の台座が必要となる。そのような台座は補充用積層チップラックのパッケージの中に組み込む一方で、供給装置の格納部下部に設置することができる。

自動分析装置のチップラック格納部が空のときは、台座の付いた積層チップラックのパッケージから台座ごとチップラック格納部に載置することが容易にできる。しかし、長時間連続して稼動する自動分析装置にチップラックを補充する場合は、チップラック格納部が空になる前に補充をするのが好ましい。その場合、チップラック格納部に残っている最上段のチップラックにはノズルチップの基端部がむき出しで載置されており、そのチップラックの上に台座を載せることは、通常できない。これを解決するには二つの方策が考えられる。その第一は、上記の台座の形状に工夫を凝らし、格納部に残っている最上段のノズルチップに接触することなく、最上段のチップラックの枠体に安定姿勢で当接載置できるようにすることである。第二は、提供された補充用の積層チップラックの台座から積層状態のチップラックを取り外して、その最下段のチップラックから延出するノズルチップ先端部を、格納部に残っている最上段のチップラック上のノズルチップの基端部に挿入しつつ、最上段のチップラックの上に積層チップラックを追加的に当接載置することである。

しかし、第一の方策は、包装単位がたとえば５個のチップラックのスタックからなる場合、特殊な形状の台座を包装単位ごとに用意しなければならず経済的にも廃棄物処理的にも好ましくない。また、第二の方策は、最下段のチップラックから延出する多数のノズルチップ先端部を、格納部に残っている最上段のチップラック上の多数のノズルチップの基端部に同時に挿入しなければならず、失敗してノズルチップを取り落とすおそれもあり、操作者に過剰な負担を与えることになる。

本発明は、自動分析装置におけるチップラックの格納部にチップラックを補充する観点において、操作性、経済性に優れたノズルチップラックの供給装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、チップラックの補充の仕方、および格納部におけるチップラックの在庫・識別に着目して検討を重ね、本発明に至った。すなわち本発明は、以下のとおりである。

（１）ノズルチップを複数載置することができ、上下に積み重ねることができるチップラックであって、積み重ねたときに、上下のチップラックに載置されたノズルチップが入れ子状に遊嵌された状態となるノズルチップラックの供給装置において、
供給しようとするチップラックを積み重ねた状態で格納可能なチップラック格納部と、チップラック格納部の上方にあって、チップラックを所定の高さ位置で保持するチップラック保持テーブルと、チップラック格納部に格納されたチップラックをチップラック保持テーブルに搬送する搬送手段と、チップラック保持テーブル上のチップラックを下方に向けて積み重ねた状態で回収可能な回収部と、を備えており、
チップラックはそれを載せる台座となる支持ラックに載せた状態でチップラック格納部に補充可能であり、
前記支持ラックは、チップラックと上下に積み重ねることができ、積み重ねたときに、上のチップラックから延出したノズルチップの延出部を収容する空間を備え、下のチップラックから突出したノズルチップの基端部を収容する空間を備え、かつ、チップラックの側壁と実質的に同形同寸法の側壁を有する、
ことを特徴とする前記供給装置。
（２）前記支持ラックが、前記チップラックと実質的に同形同寸法である、（１）に記載の供給装置。
（３）前記チップラックおよび前記支持ラックの有無検知手段をさらに備えた（１）又は（２）に記載の供給装置。
（４）前記支持ラックと前記チップラックとを識別する識別標識を前記支持ラックまたは前記チップラックに設け、前記識別標識を読み取る読取手段を備えた（１）〜（３）いずれかに記載の供給装置。
（５）前記搬送手段は、前記チップラックまたは前記支持ラックの一つを水平状態で支持するチャック手段、前記有無検知手段および前記読取手段を備えた垂直搬送手段であることを特徴とする（４）に記載の供給装置。
（６）前記搬送手段は、前記チップラック格納部においてチップラックおよび支持ラックを上昇下降させ得る昇降台を有し、前記チップラックおよび前記支持ラックが上昇下降する経路に沿って前記読取手段を等間隔に固設し、かつ積み重ねられた状態のチップラック及び支持ラックの最大搭載状態における最上段のラックの有無を検知可能な位置に有無検知手段を固設したことを特徴とする（４）に記載の供給装置。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明において、支持ラックとは、チップラックと上下に積み重ねることができ、積み重ねたときに、上のチップラックから延出したノズルチップの延出部を収容する空間を備え、下のチップラックから突出したノズルチップの基端部を収容する空間を備え、かつ、チップラックの側壁と実質的に同形同寸法の側壁を有するものである。このような支持ラックであるために、チップラック格納部に残っているチップラックの上に、チップラックを支持ラックに載せた状態で補充することが可能であり、また支持ラックは、チップラックと同様に搬送され、最終的に回収することができる。

また、支持ラックはチップラックと実質的に同形同寸法であることが好ましく、チップラックと一部または全部の材質がその機械強度を損なわない程度に異なっていてもよく、またチップラックを載置して格納部に格納するのに支障のない程度の突起または切り欠きを有していてもよい。この支持ラックをチップラックと同じ成形金型で樹脂成形する場合、着色顔料の配合を変えるなどしてチップラックと視覚的に識別できるようにすることも操作上好ましい。

当該ノズルチップラックの供給装置において、チップラックおよび支持ラックの有無検知手段をさらに備えるのが好ましい。また、前記支持ラックと前記チップラックとを識別する識別標識を前記支持ラックまたは前記チップラックに設け、前記識別標識を読み取る読取手段を備えることがより好ましい。有無検知手段として、光センサ、電磁気的手段、機械的スイッチ等、利用可能であれば特段限定するものではないが、ラック側面部近傍の対向面位置に反射型光電センサ、およびラックの側辺角部が発光素子から受光素子への光路を横切るような透過型光電センサが特に好適である。また、識別標識と読取手段の好適な組み合わせの例として、金属片と電磁誘導型の近接センサ、着色と拡散反射型光電センサ、突起あるいは切り欠きと透過型光電センサがあげられる。

さらに好ましい態様の一つは、前記搬送手段が、チップラックまたは支持ラックの一つを水平状態で支持するチャック手段、前記有無検知手段および前記読取手段を備えた垂直搬送手段であるという構成である。また他の好ましい態様として、前記搬送手段が、前記チップラック格納部において積み重ねられた状態のチップラックおよび支持ラックを上昇下降させ得る昇降台を有し、前記チップラックおよび前記支持ラックが上昇下降する経路に沿って前記読取手段を等間隔に固設し、かつ積み重ねられた状態のチップラック及び支持ラックの最大搭載状態における最上段のラックの有無を検知可能な位置に有無検知手段を固設した構成があげられる。

補充用のチップラックを、同梱の整理トレーないし枠体から、本発明の支持ラックに移し替えることは、補充用のチップラックの下からノズルチップの先端部が延出しているとしても、ノズルチップを載置したチップラックの上に、前記延出したノズルチップを位置合わせする（上記第二の方策）よりも失敗の少ない容易な操作である。いったん支持ラックへの移し替えができれば、チップラックを支持ラックに載せた状態でチップラック格納部に補充することは、格納部にラックが残っているいないにかかわらずさらに容易な操作である。また支持ラックは、チップラックと同様に搬送され、最終的に回収することができる。

チップラック格納部においてチップラックおよび支持ラックの有無検知手段を備えることにより、それを適宜走査等させて、格納部内の両ラックの合計搭載数を確認することができる。このことによりチップラック格納部に補充できるチップラックの最大数を知ることができる。

また、支持ラックとチップラックとを識別する識別標識を支持ラックまたはチップラックに設け、識別標識を読み取る読取手段を備えれば、ノズルチップの在庫数の確認ができる（チップラックにノズルチップが満たされている場合）。たとえば、識別標識を支持ラックに付ければ支持ラックの在庫数がわかるので、両ラックの合計搭載数から差し引いてチップラックの在庫数を求めることができる。

チップラックおよび支持ラックの搬送手段として、ラックの一つを水平状態で支持するチャック手段を備えることにより、部品ラックを支持する動作が残りのラックから最上段のラックを分離する効果を有することとなる。さらに、ラックの有無検知手段、識別標識の読取手段およびそれらを上下に動かす駆動手段を備えた垂直搬送手段を、積み重ねられたラックの上端から下端まで走査することにより、チップラック格納部内のチップラックおよび支持ラックの合計搭載数とその位置、およびノズルチップの在庫数を知ることができる。支持ラックの位置を装置が認識できれば、支持ラックをチップラック保持テーブルに持ち上げたときに、ノズルチップの有無検知動作をスキップさせるなど、チップラックとは異なる処理動作を施すことも可能となる。

一方、他の好ましい態様として、前記搬送手段が、前記チップラック格納部において積み重ねられた状態のチップラックおよび支持ラックを上昇下降させ得る昇降手段を有し、前記チップラックおよび前記支持ラックが上昇下降する経路に沿って前記読取手段を等間隔に固設し、かつ積み重ねられたチップラックおよび支持ラックの最大搭載状態における最上段のラックの有無を検知可能な位置に有無検知手段を固設した構成をとる場合は、昇降台を最下降位置にしたところから徐々に上昇させ、最上段のラックが有無検知手段により検知されるまでのラック上昇変位量を計測することにより、チップラック格納部内のチップラックおよび支持ラックの合計搭載数を知ることができる。また、読取手段同士の間隔がラックの何段分に相当するかがわかっていれば、たとえば支持ラックの読取手段をラック３段分ごとに設置するならば、昇降台を最下降位置にしたところから読取手段を始動させ、さらに２段分上昇させることにより、搭載したすべてのラックのなかから支持ラックの在庫数を知ることができる。上記のように有無検知手段までのラック上昇変位量から計測したラックの合計搭載数から、読取手段による支持ラックの搭載数を差し引くことにより、ノズルチップの在庫数を知ることができる。

本発明の供給装置において取り扱うチップラックおよび支持ラックに装着する態様を示す透視組立図である。 本発明の供給装置の実施形態を示す正面図である。 本発明を構成する搬送手段の実施形態を示す斜視図である。 本発明の供給装置の格納部の他の実施形態において、ラックの有無検知と支持ラックの識別方法を説明する模式図である。

本発明の、ノズルチップラックの供給装置において取り扱うチップラック２およびそれらを支持ラック２２に装着する態様を図１に示す。１個のチップラック２には、ノズルチップ１がマトリックス状（この例では１２行８列）に９６個載置可能となっている。チップラックは通常不透明の樹脂成形物であるが、ノズルチップ１同士が入れ子状に遊嵌された状態、およびノズルチップ１がチップラック２から延出した状態を表すために透視組立図の形で示した。チップラック同士の積み重ねは、上のチップラック内部に設けた不図示のリブとチップラック上面部との当接により一定の重なり深さ（数ｍｍ）をもって入れ子状に積み重ねられている。支持ラック２２はチップラック２と同形・同寸法で、チップラックとの装置による識別のために、ラックの長側面に金属片２３（アルミ製）を補強リブ２１の間にはめ込んである。なお本発明においては、支持ラックに載せて補充するチップラックの数には特に限定はなく、１つでもよく、図１のように２つ、またはそれ以上であってもよい。

図２は本発明のノズルチップラックの供給装置の実施形態を示す正面図である。この実施形態に係る供給装置は、供給しようとするノズルチップ１をマトリックス状に複数載置するチップラック２を積み重ねた状態で格納可能なチップラック格納部３と、前記チップラック格納部３の上方にあって、供給されるチップラックを装置の天面部において保持するチップラック保持テーブル４と、前記チップラック格納部３に格納されたチップラック２を前記チップラック保持テーブル４に搬送する搬送手段と、前記チップラック保持テーブル４上のチップラック２を下方に向けて回収する回収部５と、を備えたチップラックの供給装置である。チップラックを持ち上げる搬送手段として、前記部品ラック格納部３に積み重ねられた部品ラック２のうち最上段の１つの部品ラック２を前記部品ラック保持テーブル４に搬送する垂直搬送手段６を使用することができる。なお、後述するように、チップラック格納部において積み重ねられた状態のチップラックおよび支持ラックを上昇下降させ得る昇降台を使用する態様もまた好ましい。

本発明の供給装置は、自動分析装置に組み込まれて設置することができ、チップラック保持テーブル４にまで持ち上げられたチップラック中のノズルチップは、当該自動分析装置に搭載された分注装置の分注ノズルヘッドに装着されたのち試料または試薬の分注に供される。チップラック保持テーブル４の上で、すべてのノズルチップが消費されたチップラック２は、回収部５において例えば昇降台５１（使用済みチップラックが載っていてもよい）がチップラック保持テーブル４まで上昇したところで、この昇降台５１に載せられ回収される。

図２において、チップラック保持テーブル４の直下のチップラック格納部３に供給側のチップラック待機位置を設定してラックの有無を確認するラック有無検知センサ７ａを設置し、他方、チップラック保持テーブル４の直下の回収部５に回収側のチップラック待機位置を設定してラックの有無を確認するラック有無検知センサ７ｂを設置する。本実施例において、チップラック保持テーブル４にはチップラックを１つまで載置できる構成となっているので、連続運転時は、回収側のラック有無検知センサ７ｂによって、使用済みのチップラックが昇降台５１に受け渡されたことを確認後、供給側のチップラックを待機位置からチップラック保持テーブル４にまで持ち上げる。なお、支持ラックについても、チップラックと同様にチップラック格納部からチップラック保持テーブルへ搬送された後、回収部に回収される。

図３は垂直搬送手段のチャック部の詳細を示す右斜視図（ａ）および左斜視図（ｂ）である。チップラックの下方縁部の底部４箇所に接する、開閉可能な一対の支持部６１ａ，６１ａおよび支持部６１ｂ，６１ｂが、チャック開閉用ロータリーソレノイド６２により動作する（非通電時閉；通電時開）。また、チップラック及び支持ラックの有無検知手段としての反射型光センサ６３を付け、不図示のステッピングモータにより垂直搬送手段６を上下に走査することにより、チップラック格納部におけるチップラックの在庫の監視を可能にする。反射型光センサ６３と並んで、支持ラックの金属片に感応する電磁誘導型の近接センサ６４が備えられており、上記のラック有無検知の走査と同時に支持ラックの識別が可能となる。操作者が補充のために、支持ラックに載せたチップラックを格納部にセットし、不図示の扉を閉めることで、チップラック及び支持ラックの有無検知と支持ラックの識別のための走査が開始する構成になっていてもよい。

一方、他の好ましい態様として、搬送手段が、チップラック格納部において積み重ねられた状態のチップラックおよび支持ラックを上昇下降させ得る昇降手段を有する実施形態において、チップラック及び支持ラックの有無検知と支持ラックの識別方法を説明する模式図を図４に示す。ここでは支持ラックの色をチップラックの色と変えることで操作者にとって識別容易になるようにしているが、装置にとっては必須ではない。図４では、格納部の昇降台５２（駆動源は不図示）の上に支持ラック２２が１個、その上にチップラック２が５個、その上に支持ラック２２が１個、その上にチップラック２が３個積み重ねられた状態で、昇降台５２を最下降位置からラック２段分だけ上昇させた状態を示している。この状態においては、２個の金属片２３が、装置の枠体２５に固設された近接センサ２４によって同時に検知されている。この場合、支持ラックの読取手段をラック３段分ごとに設置しているので、昇降台を最下降位置にしたところから近接センサ２４を始動させ、さらに２段分上昇させることにより、搭載したすべてのラックのなかから支持ラックの在庫数を知ることができる。また、積み重ねられたチップラック及び支持ラックの最大搭載状態においても最上段のラックの有無を検知可能な位置に有無検知手段７ａを固設した構成としているので、昇降台を最下降位置から徐々に上昇させ、最上段のラックが有無検知手段により検知されるまでのラック上昇変位量を計測することにより、格納部内のチップラックおよび支持ラックの合計搭載数を知ることができる。

１ ノズルチップ
２ チップラック
２１ ラックの補強リブ
２２ 支持ラック
２３ 金属片（識別標識）
２４ 固設の近接センサ
２５ 枠体
３ チップラック格納部
４ チップラック保持テーブル
５ 回収部
５１，５２ 昇降台
６ 垂直搬送手段
６１ａ、６１ｂ 支持部
６２ チャック開閉用ロータリーソレノイド
６３ 反射型光センサ
６４ 近接センサ
７ａ、７ｂ ラック有無検知センサ

Claims (6)

1. ノズルチップを複数載置することができ、上下に積み重ねることができるチップラックであって、積み重ねたときに、上下のチップラックに載置されたノズルチップが入れ子状に遊嵌された状態となるノズルチップラックの供給装置において、
   供給しようとするチップラックを積み重ねた状態で格納可能なチップラック格納部と、チップラック格納部の上方にあって、チップラックを所定の高さ位置で保持するチップラック保持テーブルと、チップラック格納部に格納されたチップラックをチップラック保持テーブルに搬送する搬送手段と、チップラック保持テーブル上のチップラックを下方に向けて積み重ねた状態で回収可能な回収部と、を備えており、
   チップラックはそれを載せる台座となる支持ラックに載せた状態でチップラック格納部に補充可能であり、
   前記支持ラックは、チップラックと上下に積み重ねることができ、積み重ねたときに、上のチップラックから延出したノズルチップの延出部を収容する空間を備え、下のチップラックから突出したノズルチップの基端部を収容する空間を備え、かつ、チップラックの側壁と実質的に同形同寸法の側壁を有する、
   ことを特徴とする前記供給装置。
2. 前記支持ラックが、前記チップラックと実質的に同形同寸法である、請求項１に記載の供給装置。
3. 前記チップラックおよび前記支持ラックの有無検知手段をさらに備えた請求項１又は２に記載の供給装置。
4. 前記支持ラックと前記チップラックとを識別する識別標識を前記支持ラックまたは前記チップラックに設け、前記識別標識を読み取る読取手段を備えた請求項１〜３いずれかに記載の供給装置。
5. 前記搬送手段は、前記チップラックまたは前記支持ラックの一つを水平状態で支持するチャック手段、前記有無検知手段および前記読取手段を備えた垂直搬送手段であることを特徴とする請求項４に記載の供給装置。
6. 前記搬送手段は、前記チップラック格納部においてチップラックおよび支持ラックを上昇下降させ得る昇降台を有し、前記チップラックおよび前記支持ラックが上昇下降する経路に沿って前記読取手段を等間隔に固設し、かつ積み重ねられた状態のチップラック及び支持ラックの最大搭載状態における最上段のラックの有無を検知可能な位置に有無検知手段を固設したことを特徴とする請求項４に記載の供給装置。

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