JP2695609B2 - 分注装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分注装置、特に精度良
く連続的に分注動作を行う分注装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】分注装置は、個々の操作を自動化するこ
とにより、検査能率を大幅に向上させる。例えば分注装
置は、労力の省力化のために、検体検査における自動分
析装置の前処理装置として使われている。

【０００３】このような分注装置の分注部の基本的な構
成は、例えば図４のブロック図に示されるようなもので
あり、加減圧手段であるシリンジポンプ１０と、このシ
リンジポンプ１０に接続されている配管系１２と、この
配管系１２の先端部分に設置されているチップ１４とか
ら構成されている。ここで、シリンジポンプ１０をポン
プとして用いるのは、吸引吐出に使うためであり、この
シリンジポンプ１０はシリンダ１０ａとピストン１０ｂ
とから構成され、このピストン１０ｂにはモータ等で構
成されるモータ等の駆動系１６が連結されている。この
ような分注装置においては、この駆動系１６によって前
記ピストン１０ｂが上下に移動させられることにより、
前記チップ１４内に貯留されている液体試料がチップ１
４の先端から滴下、もしくは吐出されるようになってい
る。

【０００４】分析等の測定精度を良好に保つためには、
サンプル分注と試薬分注共に設定された量が正確にサン
プル管に滴下される必要がある。このために、例えば実
開昭64-5145 号公報等においては、図４に示されるよう
に、配管系１２とチップ１４の接続部分に仕切膜１８を
取り付け、シリンジポンプ１０から仕切膜１８にわたっ
て液体を充填している。従って、駆動系１６によりピス
トン１０ｂが押し上げられると、仕切膜１８が膨脹し、
チップ１４から液体試料の吐出が行われる。一方、駆動
系１６によりピストン１０ｂが引き下げられた時には、
仕切膜１８が縮んで液体試料が吸い上げられる。このよ
うに配管系１２に液体を充填することで、シリンジポン
プ１０の駆動力が直接伝達され、しかも液体は膨脹・圧
縮しにくいので、誤差の発生を防止することができる。
チップ１４にかかる圧力は圧力センサ２０により追跡さ
れ、これがアンプ２１で増幅されてから判定制御回路２
３に入力されて駆動系１６にフィードバックされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た充填型分注装置においては、液体が充填された配管系
に気体が混入して分注精度を悪化させるという問題があ
った。

【０００６】すなわち、配管系に気体が混入することで
当該配管系に気泡が生じ、シリンジポンプの加圧力・減
圧力により、この気泡が圧縮・膨脹するため分注量の絶
対値に誤差が生じ、分注量にばらつきが生じることとな
る。

【０００７】本発明は、以上のような課題に鑑みなされ
たものであり、その目的は、精度よく分注動作を行うた
めに、配管系に混入した気体を迅速に除去できる機構を
備えた分注装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために本願の請求項１の発明に係る分注装置におい
ては、一端に加減圧手段が接続され他端に液体試料吸引
吐出用のチップを備える配管系と、配管系に備えられ前
記加減圧手段の加減圧作用により進退移動する仕切膜
と、を有し、前記加減圧手段から仕切膜の間が液体で充
填された充填型分注装置において、少なくとも前記加減
圧手段及びチップよりも高い位置に前記配管系の一部を
設定し、充填された液体に混入した気体を収集する収集
部を該配管系の最高部位に設け、かつこの収集部に収集
された気体を除去する除去手段を有することを特徴とす
る。

【０００９】また、請求項２の発明に係る分注装置にお
いては、上記請求項１に係る分注装置において、前記収
集部には、充填用の液体を補充する補充手段が備えられ
ていることを特徴とする。

【００１０】更に、請求項３の発明に係る分注装置にお
いては、一端に加減圧手段が接続され他端に液体試料吸
引吐出用のチップを備える配管系と、配管系に備えられ
前記加減圧手段の加減圧作用により進退移動する仕切膜
と、を有し、前記加減圧手段から仕切膜の間が液体で充
填された充填型分注装置において、少なくとも前記加減
圧手段及びチップよりも高い位置に前記配管系の一部を
設定し、充填された液体に混入した気体を収集する収集
部を該配管系の最高部位に設け、この収集部には、充填
用の液体を貯留する液溜めが接続され、装置は更に前記
加減圧手段の加圧作用により前記収集部から気体を吸い
出し、一方、前記加減圧手段の減圧作用により前記液溜
めから収集部に充填用の液体を供給する連動機構を備え
ていることを特徴とする。

【００１１】請求項４の発明に係る分注装置において
は、上記請求項３に係る分注装置において、前記加減圧
手段はシリンジポンプであり、このシリンジポンプは、
シリンダ内がピストン板により仕切られることにより第
１室及び第２室が形成され、この第１室は収集部に接続
され、前記連動機構は、前記収集部から前記液溜めへの
流体の移動を許容する送り手段と、前記液溜めから前記
収集部への液体の移動を許容する戻し手段と、前記液溜
めと前記シリンジポンプの第２室とを接続する連結管
と、から構成されていることを特徴とする。

【００１２】

【作用】以上のような構成を有する本願の請求項１の発
明に係る分注装置においては、収集部が配管系の最高部
位に設けられているため、該配管系に気体が混入して生
成した気泡は、その浮力により収集部に集まる。従っ
て、分注装置が作動していない状態では、配管系に混入
した気体は前記収集部に停留する。よって、この収集部
に停留されている気体を除去手段により除去すること
で、容易に配管系から気体を除去することができる。そ
して、このような混入気体の除去を随時行うことによ
り、混入した気体の膨脹・圧縮により生ずる誤差の発生
を防止することが可能となる。

【００１３】なお、請求項２に係る分注装置のように前
記収集部に補充手段が備えられている場合には、気体の
除去に伴って充填用の液体の補充が行われるので、充填
用の液体の減少をカバーできるようになる。

【００１４】また、以上のような構成を有する本願の請
求項３に係る発明の分注装置においては、加減圧手段に
より配管系が加圧されると、この加圧力が伝達されて仕
切膜が膨脹し、チップ先端から液体試料の吐出が行われ
る。加減圧手段の加圧力の伝達は、配管系内に充填され
た液体により行われる。

【００１５】このときに、配管系内に充填されている液
体に気体が混入して気泡が形成された場合には、それ自
身の浮力により気泡が上昇し、最高部位に設けられてい
る収集部に収集される。

【００１６】ここで、収集部に収集された気泡は、本発
明による連動機構により、加減圧手段で加圧された時に
液溜めに移動させられ、配管系内から除去される。一
方、加減圧手段により減圧が行われた場合には、充填液
が液溜めから配管系内に供給される。このため、本発明
に係る分注装置においては、加減圧手段の駆動に伴っ
て、自動的に配管系内から気泡が除去されることにな
る。

【００１７】なお、請求項３に係る分注装置のように、
加減圧手段が第１室及び第２室を有するシリンジポンプ
であり、連結機構が送り手段、戻し手段及び連結管とか
ら構成されている場合には、シリンジポンプのピストン
が押し上げられて配管系内が加圧されると、第２室は減
圧される。ここで、第２室と液溜めは連結管で接続され
ているため、第２室が減圧されると液溜めが減圧され、
この結果液溜めは収集部から流体を吸い上げることにな
る。こうなると、収集部に気泡が収集されていた場合に
は、シリンジポンプの加圧と同時に生ずる液溜め内の減
圧により、収集部から自動的に気泡が吸い上げられるこ
ととなる。

【００１８】一方、シリンジポンプのピストンが引き下
げられ配管系内が減圧された場合には、これと同時に第
２室が加圧され、この加圧力は連結管を介して液溜めに
伝達される。液溜め内が加圧されると、戻し手段を介し
て液溜めから収集部に液体が供給される。これにより、
シリンジポンプにより減圧を行った場合には、不足した
充填液が自動的に供給されるようになる。

【００１９】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例に係る分注装置
の機能構成を示すブロック図である。なお、従来例と同
一の構成要素及び構成部材には同一符号を付し、その説
明を省略する。

【００２０】第１実施例に係る分注装置においても、従
来の分注装置と同様に、ピストン１０ｂの移動により仕
切膜１８が伸縮してチップ１４先端から液体試料の分注
が行われる。即ち、ピストン１０ｂが押し上げられた時
には仕切膜１８が膨脹して液体試料の吐出が行われ、一
方、ピストン１０ｂが引き下げられた時には仕切膜１８
が縮んで液体試料が試験管１９から吸い上げられる。

【００２１】第１実施例に係る分注装置においては、シ
リンジポンプ１０と配管系１２を接続する継手３１が最
高部位となるように設定され、この継手３１には、他端
に液溜め３３が取り付けられた管３５が接続されてお
り、この管３５にはバルブ３７が備えられている。な
お、継手３１は、特許請求の範囲における収集部として
機能する。

【００２２】このような第１実施例に係る分注装置にお
いては、配管系１２に気体が混入した場合には、請求の
範囲に記載の収集部として機能する継手３１に気体が集
まる。これは、継手３１が、シリンジポンプ１０、配管
系１２及びチップ１４のいずれよりも高い位置に設けら
れているため、配管系１２の内部に混入した気体はその
浮力により継手３１の内部に移動することとなるからで
ある。このようにして、配管系１２の内部に混入した気
体は、継手３１の内部にまで移動してここに停留する。
そして、この継手３１の内部に気体が収集された場合に
はバルブ３７が開かれ、継手３１の内部に貯留されてい
る気体が外部に逃がされる。これとともに、実施例にお
いては、液溜め３３に貯留されている充填用の液体が継
手３１内部に注入される。これにより、配管系１２の内
部から、混入した気体が除去されると共に当該配管系１
２内部の減少分の液体が補充される。

【００２３】なお、第１実施例に係る分注装置において
は、継手３１の内部から気体を逃がす際に、ピストン１
０ｂを押し上げて継手３１の内部から気体を逃がしやす
いようにすることも可能である。同様にして、液溜め３
３から液体を配管系１２の内部に取り入れる場合には、
ピストン１０ｂを引き下げることにより液溜め３３から
の液体の流入を促進させることも可能である。

【００２４】図２は、本発明の第２実施例に係る分注装
置の機能構成を示すブロック図である。なお、第１実施
例と同一の構成要素及び構成部材には同一符号を付し、
その説明を省略する。

【００２５】第２実施例に係る分注装置は、第１実施例
と同様に、シリンジポンプ１０及びチップ１４のいずれ
よりも高い位置に継手３１が設けられている。従って、
配管系１２に気体が混入して気泡が形成された場合に
は、気泡はそれ自身の浮力により配管系１２を上昇して
継手３１内に収集される。

【００２６】前記継手３１は、送り管４３及び戻し管４
５を介して液溜め３３に接続されている。送り管４３は
逆止弁４３ａを備え、一方、戻し管４５は逆止弁４５ａ
を備えている。このため、継手３１から液溜め３３へは
送り管４３を介して流体が供給されるようになってお
り、液溜め３３から継手３１へは戻し管４５を介して液
体が供給されるようになっている。従って、継手３１に
収集された気泡は、送り管４３により液溜め３３へ送ら
れる。また、配管系１２内部で充填液が不足した場合に
は、液溜め３３から戻し管４５を介して補充が行われ
る。

【００２７】また、第２実施例においては、シリンジポ
ンプ１０はピストン板１０ｃ及びピストンシール１０ｄ
によりシリンダ１０ａが仕切られることにより、第１室
５１と第２室５３とが形成されている。そして、第２室
５３と液溜め３３とは、連結管５５により連結されてい
る。

【００２８】図３は第２実施例に係る分注装置の動作を
説明するための図であり、特に図３（ａ）は継手３１か
ら気泡を除去する時の動作を示した図であり、図３
（ｂ）は不足した充填液を補充する時の動作を示した図
である。

【００２９】図３（ａ）に示されるように、シリンジポ
ンプ１０のピストン１０ｂが押し上げられ配管系１２内
部が加圧された場合には、これと同時にシリンジポンプ
１０の第２室５３内部が減圧される。ここで、第２室５
３と液溜め３３は連結管５５により接続されているた
め、第２室５３内が減圧されると液溜め３３内部も減圧
される。従って、シリンジポンプ１０により配管系１２
内部が加圧された場合には、継手３１内部が加圧される
と同時に液溜め３３内部が減圧される。このときに、送
り管４３は継手３１から液溜め３３への流体の移動のみ
を許容するため、継手３１内部の流体は液溜め３３に移
動する。従って、継手３１内部に気泡が収集されていた
場合には、これは充填液とともに液溜め３３内部に流れ
込む。このため、シリンジポンプ１０により加圧が行わ
れると、これに伴って配管系１２内部に混入した気体が
除去されることになる。

【００３０】これとは逆に、図３（ｂ）に示されるよう
に、ピストン１０ｂが引き下げられ配管系１２内部が減
圧された場合には、第２室５３内部が加圧され、これに
より液溜め３３内部も加圧される。このため、シリンジ
ポンプ１０により減圧が行われた場合には、継手３１内
部が減圧されるとともに液溜め３３内部が加圧される。
従って、液溜め３３内部に貯留されている充填液は、戻
し管４５を介して継手３１内に注入される。このように
して、シリンジポンプ１０により減圧が行われた場合に
は、不足した充填液が自動的に補充される。

【００３１】このようにして、第２実施例に係る分注装
置においては、シリンジポンプの動きに連動して、配管
系内に混入した気体の除去及び不足した充填液の補充が
自動的に行われるようになっている。

【００３２】なお、第２実施例においては、特許請求範
囲に記載された加減圧手段としてシリンジポンプ、連動
機構として上記シリンジポンプ及び第２室、送り管、戻
し管並びに連結管で構成されたものを用いて説明してき
たが、加減圧手段及び連結機構はこれに限られるもので
なく、第２実施例と同様の効果を奏するものであれば、
いかなるものをも用いることが可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上のようにして、本発明に係る分注装
置においては、充填型分注装置において配管系内部に混
入した気体を容易に除去することが可能となり、これに
より分注精度を向上させることが可能となる。

【００３４】また、分注動作を行うことにより、自動的
に配管内に混入した気体の除去と不足した充填液の補充
とができ、従って分注動作は連続して行われることにな
り、混入気体による誤差の発生が防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る分注装置の機能構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る分注装置の機能構成
を示すブロック図である。

【図３】第２実施例の分注装置の動作を説明する図であ
る。

【図４】従来の充填型分注装置の機能構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０ シリンジポンプ １０ａ シリンダ １０ｂ ピストン １０ｃ ピストン板 １０ｄ ピストンシール １２ 配管系 １４ チップ １８ 仕切膜 ３１ 継手（収集部） ３３ 液溜め ３５ 管 ３７ バルブ ４３ 送り管 ４５ 戻し管 ４３ａ，４５ａ 逆止弁 ５１ 第１室 ５３ 第２室 ５５ 連結管

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に加減圧手段が接続され他端に液体
   試料吸引吐出用のチップを備える配管系と、配管系に備
   えられ前記加減圧手段の加減圧作用により進退移動する
   仕切膜と、を有し、前記加減圧手段から仕切膜の間が液
   体で充填された充填型分注装置において、 少なくとも前記加減圧手段及びチップよりも高い位置に
   前記配管系の一部を設定し、充填された液体に混入した
   気体を収集する収集部を該配管系の最高部位に設け、か
   つこの収集部に収集された気体を除去する除去手段を有
   することを特徴とする分注装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の分注装置において、 前記収集部には、充填用の液体を補充する補充手段が備
   えられていることを特徴とする分注装置。
3. 【請求項３】 一端に加減圧手段が接続され他端に液体
   試料吸引吐出用のチップを備える配管系と、配管系に備
   えられ前記加減圧手段の加減圧作用により進退移動する
   仕切膜と、を有し、前記加減圧手段から仕切膜の間が液
   体で充填された充填型分注装置において、 少なくとも前記加減圧手段及びチップよりも高い位置に
   前記配管系の一部を設定し、充填された液体に混入した
   気体を収集する収集部を該配管系の最高部位に設け、 この収集部には、充填用の液体を貯留する液溜めが接続
   され、 装置は更に前記加減圧手段の加圧作用により前記収集部
   から気体を吸い出し、一方、前記加減圧手段の減圧作用
   により前記液溜めから収集部に充填用の液体を供給する
   連動機構を備えていることを特徴とする分注装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の分注装置において、 前記加減圧手段はシリンジポンプであり、このシリンジ
   ポンプは、シリンダ内がピストン板により仕切られるこ
   とにより第１室及び第２室が形成され、この第１室は収
   集部に接続され、 前記連動機構は、前記収集部から前記液溜めへの流体の
   移動を許容する送り手段と、前記液溜めから前記収集部
   への液体の移動を許容する戻し手段と、前記液溜めと前
   記シリンジポンプの第２室とを接続する連結管と、から
   構成されていることを特徴とする分注装置。