JP2885615B2 - 吐出量監視方法及び液だれ量監視方法並びに分注装置 - Google Patents
吐出量監視方法及び液だれ量監視方法並びに分注装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吐出量及び液だれ量の
検出方法及びその分注装置、特に自動分注装置におい
て、検体試料が必要量分注されたか否かを検出し、また
分注時にノズルを搬送する際にノズルより液だれがあっ
たか否かを検出する吐出量及び液だれ量の検出方法及び
その分注装置に関する。
検出方法及びその分注装置、特に自動分注装置におい
て、検体試料が必要量分注されたか否かを検出し、また
分注時にノズルを搬送する際にノズルより液だれがあっ
たか否かを検出する吐出量及び液だれ量の検出方法及び
その分注装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】試料の分注を行う分注装置が知られてお
り、例えば人体から採取した血液検体を複数の容器に分
配する装置として用いられている。
り、例えば人体から採取した血液検体を複数の容器に分
配する装置として用いられている。
【０００３】試料の吸引は、例えばディスポーザブル化
されたチップを有するノズルチップによって行われる。
従来の分注装置は、試料の分注を行う際、ノズルチップ
に接続されたエアホース内の圧力を監視しながら行って
いた。従って、吸引時につまり又は空気吸引等により生
じる圧力異常を検出すると、使用者にその吸引異常を知
らせるメッセ−ジを、モニタに表示したり、又はプリン
タに印字していた。
されたチップを有するノズルチップによって行われる。
従来の分注装置は、試料の分注を行う際、ノズルチップ
に接続されたエアホース内の圧力を監視しながら行って
いた。従って、吸引時につまり又は空気吸引等により生
じる圧力異常を検出すると、使用者にその吸引異常を知
らせるメッセ−ジを、モニタに表示したり、又はプリン
タに印字していた。
【０００４】一方、必要量の試料がノズルチップ内に吸
引されたか否かも、エアホース内の圧力変化を指標にす
ることによって監視していた。
引されたか否かも、エアホース内の圧力変化を指標にす
ることによって監視していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
分注装置は、ノズルチップ内に分注すべき必要量を正確
に吸引したとしても、吐出用容器に必要量の試料が吐出
したか否かの保証はなかった。すなわち、吸引時の圧力
変化を監視して必要量の試料が吸引されたことを確認す
ると、吐出用容器に吐出された試料量も必要量であると
判断していた。従って、吐出用容器に吐出している際に
異常が発生し、必要量吐出されなかった場合、及び吐出
用容器へノズルチップを移動させている間に、ノズルチ
ップより吸引した試料の一部がたれてしまう場合には、
吐出用容器に必要量の試料が分注されていないという問
題があった。
分注装置は、ノズルチップ内に分注すべき必要量を正確
に吸引したとしても、吐出用容器に必要量の試料が吐出
したか否かの保証はなかった。すなわち、吸引時の圧力
変化を監視して必要量の試料が吸引されたことを確認す
ると、吐出用容器に吐出された試料量も必要量であると
判断していた。従って、吐出用容器に吐出している際に
異常が発生し、必要量吐出されなかった場合、及び吐出
用容器へノズルチップを移動させている間に、ノズルチ
ップより吸引した試料の一部がたれてしまう場合には、
吐出用容器に必要量の試料が分注されていないという問
題があった。
【０００６】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、正確に必要量の試料が吐出さ
れたか否かを監視し、またノズルチップ移動時に発生し
た液だれ量を監視する吐出量及び液だれ量の監視方法及
びその分注装置を提供することである。
ものであり、その目的は、正確に必要量の試料が吐出さ
れたか否かを監視し、またノズルチップ移動時に発生し
た液だれ量を監視する吐出量及び液だれ量の監視方法及
びその分注装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る吐出量監視方法は、透明性を有するノ
ズルによる試料の吐出に先立って、少なくともノズル先
端からノズル上部まで近赤外光ビームを透過させ、透過
位置と透過光量との関係を示す第１透過光量特性を求め
る第１透過工程と、試料吐出後において、少なくともノ
ズル上部からノズル先端まで前記近赤外光ビームを透過
させ、透過位置と透過光量との関係を示す第２透過光量
特性を求める第２透過工程と、前記第１透過光量特性及
び前記第２透過光量特性の間において同じ透過位置で透
過光量の差を演算することによって、吐出前液面位置及
び吐出後液面位置を特定する液面位置特定工程と、前記
吐出前液面位置及び前記吐出後液面位置から、前記ノズ
ル内における吐出前液柱高さ及び吐出後液柱高さを求め
る液柱高さ演算工程と、予め登録された前記ノズルにお
ける液柱高さと液量の関係に従って、前記吐出前液柱高
さ及び前記吐出後液柱高さから、吐出前液量及び吐出後
液量を求める液量演算工程と、前記吐出前液量及び前記
吐出後液量の差として吐出量を求める吐出量演算工程
と、を有することを特徴とする。
に、本発明に係る吐出量監視方法は、透明性を有するノ
ズルによる試料の吐出に先立って、少なくともノズル先
端からノズル上部まで近赤外光ビームを透過させ、透過
位置と透過光量との関係を示す第１透過光量特性を求め
る第１透過工程と、試料吐出後において、少なくともノ
ズル上部からノズル先端まで前記近赤外光ビームを透過
させ、透過位置と透過光量との関係を示す第２透過光量
特性を求める第２透過工程と、前記第１透過光量特性及
び前記第２透過光量特性の間において同じ透過位置で透
過光量の差を演算することによって、吐出前液面位置及
び吐出後液面位置を特定する液面位置特定工程と、前記
吐出前液面位置及び前記吐出後液面位置から、前記ノズ
ル内における吐出前液柱高さ及び吐出後液柱高さを求め
る液柱高さ演算工程と、予め登録された前記ノズルにお
ける液柱高さと液量の関係に従って、前記吐出前液柱高
さ及び前記吐出後液柱高さから、吐出前液量及び吐出後
液量を求める液量演算工程と、前記吐出前液量及び前記
吐出後液量の差として吐出量を求める吐出量演算工程
と、を有することを特徴とする。
【０００８】また、本発明は、前記第１透過工程では、
試料吐出のためにノズルの下降が行われ、その際に前記
ノズルに対して前記近赤外光ビームが透過され、前記第
２透過工程では、ノズルの上昇が行われ、その際に前記
ノズルに対して前記近赤外光ビームが透過されることを
特徴とする。また、本発明は、前記吐出量演算工程で求
められた実際の吐出量と予め設定された吐出必要量との
比較により、吐出異常を判定する吐出異常判定工程を含
むことを特徴とする。
試料吐出のためにノズルの下降が行われ、その際に前記
ノズルに対して前記近赤外光ビームが透過され、前記第
２透過工程では、ノズルの上昇が行われ、その際に前記
ノズルに対して前記近赤外光ビームが透過されることを
特徴とする。また、本発明は、前記吐出量演算工程で求
められた実際の吐出量と予め設定された吐出必要量との
比較により、吐出異常を判定する吐出異常判定工程を含
むことを特徴とする。
【０００９】また、本発明に係る液だれ量監視方法は、
透明性を有するノズルによる試料の吸引後に、少なくと
もノズル先端からノズル上部まで近赤外光ビームを透過
させ、透過位置と透過光量との関係を示す第１透過光量
特性を求め第１透過工程と、前記ノズルを移動させるノ
ズル移動工程と、前記ノズル移動後の試料吐出前におい
て、少なくともノズル先端からノズル上部まで前記近赤
外光ビームを透過させ、透過位置と透過光量との関係を
示す第２透過光量特性を求める第２透過工程と、前記第
１透過光量特性及び前記第２透過光量特性の間において
同じ透過位置で透過光量の差を演算することによって、
移動前液面位置及び移動後液面位置を特定する液面位置
特定工程と、前記移動前液面位置及び前記移動後液面位
置から、前記ノズル内における移動前液柱高さ及び移動
後液柱高さを求める液柱高さ演算工程と、予め登録され
た前記ノズルにおける液柱高さと液量の関係に従って、
前記移動前液柱高さ及び前記移動後液柱高さから、移動
前液量及び移動後液量を求める液量演算工程と、前記移
動前液量及び前記移動後液量の差として液だれ量を求め
る液だれ量演算工程と、を有することを特徴とする。
透明性を有するノズルによる試料の吸引後に、少なくと
もノズル先端からノズル上部まで近赤外光ビームを透過
させ、透過位置と透過光量との関係を示す第１透過光量
特性を求め第１透過工程と、前記ノズルを移動させるノ
ズル移動工程と、前記ノズル移動後の試料吐出前におい
て、少なくともノズル先端からノズル上部まで前記近赤
外光ビームを透過させ、透過位置と透過光量との関係を
示す第２透過光量特性を求める第２透過工程と、前記第
１透過光量特性及び前記第２透過光量特性の間において
同じ透過位置で透過光量の差を演算することによって、
移動前液面位置及び移動後液面位置を特定する液面位置
特定工程と、前記移動前液面位置及び前記移動後液面位
置から、前記ノズル内における移動前液柱高さ及び移動
後液柱高さを求める液柱高さ演算工程と、予め登録され
た前記ノズルにおける液柱高さと液量の関係に従って、
前記移動前液柱高さ及び前記移動後液柱高さから、移動
前液量及び移動後液量を求める液量演算工程と、前記移
動前液量及び前記移動後液量の差として液だれ量を求め
る液だれ量演算工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】また、本発明に係る分注装置は、透明性を
有し、試料の吸引及び吐出を行うノズルと、前記ノズル
の昇降経路の一方側に配置され、近赤外光ビームを照射
する発光手段と、前記ノズルの昇降経路の他方側に配置
され、前記近赤外光ビームを受光する光検出手段と、試
料の吐出時に前記ノズルを下降させ、試料の吐出後に前
記ノズルを上昇させるノズル駆動手段と、前記ノズルの
下降に際し、少なくともノズル先端からノズル上部まで
を前記近赤外光ビームが透過した場合において、透過位
置と透過光量との関係を示す第１透過光量特性を取得す
る第１メモリと、前記ノズルの上昇に際し、少なくとも
ノズル上部からノズル先端までを前記近赤外光ビームが
透過した場合において、透過位置と透過光量との関係を
示す第２透過光量特性を取得する第２メモリと、前記第
１透過光量特性及び前記第２透過光量特性の間において
同じ透過位置で透過光量の差を演算することによって、
吐出前液面位置及び吐出後液面位置を特定する液面位置
特定手段と、前記吐出前液面位置及び前記吐出後液面位
置から、前記ノズル内における吐出前液柱高さ及び吐出
後液柱高さを求める液柱高さ演算手段と、予め登録され
た前記ノズルにおける液柱高さと液量の関係に従って、
前記吐出前液柱高さ及び前記吐出後液柱高さから、吐出
前液量及び吐出後液量を求める液量演算手段と、前記吐
出前液量及び前記吐出後液量の差として吐出量を演算す
る吐出量演算手段と、を含むことを特徴とする。
有し、試料の吸引及び吐出を行うノズルと、前記ノズル
の昇降経路の一方側に配置され、近赤外光ビームを照射
する発光手段と、前記ノズルの昇降経路の他方側に配置
され、前記近赤外光ビームを受光する光検出手段と、試
料の吐出時に前記ノズルを下降させ、試料の吐出後に前
記ノズルを上昇させるノズル駆動手段と、前記ノズルの
下降に際し、少なくともノズル先端からノズル上部まで
を前記近赤外光ビームが透過した場合において、透過位
置と透過光量との関係を示す第１透過光量特性を取得す
る第１メモリと、前記ノズルの上昇に際し、少なくとも
ノズル上部からノズル先端までを前記近赤外光ビームが
透過した場合において、透過位置と透過光量との関係を
示す第２透過光量特性を取得する第２メモリと、前記第
１透過光量特性及び前記第２透過光量特性の間において
同じ透過位置で透過光量の差を演算することによって、
吐出前液面位置及び吐出後液面位置を特定する液面位置
特定手段と、前記吐出前液面位置及び前記吐出後液面位
置から、前記ノズル内における吐出前液柱高さ及び吐出
後液柱高さを求める液柱高さ演算手段と、予め登録され
た前記ノズルにおける液柱高さと液量の関係に従って、
前記吐出前液柱高さ及び前記吐出後液柱高さから、吐出
前液量及び吐出後液量を求める液量演算手段と、前記吐
出前液量及び前記吐出後液量の差として吐出量を演算す
る吐出量演算手段と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明に係る吐出量監視方法によれば、試料吐
出前後において、ノズルに対して光ビームを透過させて
得られた第１透過光量特性と第２透過光量特性の差に基
づいて、吐出量を演算することができる。具体的には、
例えば第１透過光量特性と第２透過光量特性の差に基づ
く試料吐出前後での試料の液柱の高さから液量が求めら
れ、試料吐出前後でその液量を比較することにより吐出
量が演算される。そして、望ましくはその吐出量を予め
設定された吐出必要量と比較して吐出異常の判定を行
う。
出前後において、ノズルに対して光ビームを透過させて
得られた第１透過光量特性と第２透過光量特性の差に基
づいて、吐出量を演算することができる。具体的には、
例えば第１透過光量特性と第２透過光量特性の差に基づ
く試料吐出前後での試料の液柱の高さから液量が求めら
れ、試料吐出前後でその液量を比較することにより吐出
量が演算される。そして、望ましくはその吐出量を予め
設定された吐出必要量と比較して吐出異常の判定を行
う。
【００１２】本発明に係る液だれ量監視方法によれば、
上記同様の手法が適用され、ノズル移動前後において第
１透過光量と第２透過光量の差から液だれ量が演算され
る。また、本発明に係る分注装置によれば、ノズルに対
して光ビームを透過させると、第１メモリに第１透過光
量特性が格納され、第２メモリに第２透過光量特性が格
納される。そして、吐出量演算手段により、第１透過光
量特性と第２透過光量特性の差に基づいて吐出量が演算
される。
上記同様の手法が適用され、ノズル移動前後において第
１透過光量と第２透過光量の差から液だれ量が演算され
る。また、本発明に係る分注装置によれば、ノズルに対
して光ビームを透過させると、第１メモリに第１透過光
量特性が格納され、第２メモリに第２透過光量特性が格
納される。そして、吐出量演算手段により、第１透過光
量特性と第２透過光量特性の差に基づいて吐出量が演算
される。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の好適な実施例を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１４】図１には、本発明に係る吐出量及び液だれ
量監視分注方法を適用した自動分注装置３０の外観が示
されており、図１はその斜視図である。なお、この自動
分注装置３０は、本実施例において、採取された全血を
遠心分離して血清成分と血球成分とに分け、そのうちの
血清成分のみを分注するものである。
量監視分注方法を適用した自動分注装置３０の外観が示
されており、図１はその斜視図である。なお、この自動
分注装置３０は、本実施例において、採取された全血を
遠心分離して血清成分と血球成分とに分け、そのうちの
血清成分のみを分注するものである。
【００１５】図中ほぼ中央に図示される血液試料の吸引
を行うノズル部３２は、ＸＹＺロボット３４によって保
持されており、ノズル部３２は、三次元的に自在に移動
可能とされている。
を行うノズル部３２は、ＸＹＺロボット３４によって保
持されており、ノズル部３２は、三次元的に自在に移動
可能とされている。
【００１６】図２には、ノズル部３２の要部断面図が示
されており、ノズル部３２は、ノズルベース３５と、ノ
ズルチップを成すディスポーザブルチップ（以下、チッ
プという）３６とで構成されている。すなわち、本実施
例の分注装置においては、ノズルチップとしてディスポ
ーザブルなものが用いられている。なお、このチップ３
６の上部開口には、ノズルベース３５の先端部が加圧挿
入され、このようにチップ３６の上部開口にノズルベー
ス３５の先端部が嵌合することによって、チップ３６が
ノズルベース３５に確実に固定される。チップ３６の下
方先端には、小孔３６ａが形成され、この小孔３６ａか
ら血清等が吸引され、あるいは吐出されることになる。
なお、チップ３６は透明又は半透明の素材によって構成
され、主に半透明の硬質プラスチック等で構成される。
また、ノズルベース３５は金属等で構成される。
されており、ノズル部３２は、ノズルベース３５と、ノ
ズルチップを成すディスポーザブルチップ（以下、チッ
プという）３６とで構成されている。すなわち、本実施
例の分注装置においては、ノズルチップとしてディスポ
ーザブルなものが用いられている。なお、このチップ３
６の上部開口には、ノズルベース３５の先端部が加圧挿
入され、このようにチップ３６の上部開口にノズルベー
ス３５の先端部が嵌合することによって、チップ３６が
ノズルベース３５に確実に固定される。チップ３６の下
方先端には、小孔３６ａが形成され、この小孔３６ａか
ら血清等が吸引され、あるいは吐出されることになる。
なお、チップ３６は透明又は半透明の素材によって構成
され、主に半透明の硬質プラスチック等で構成される。
また、ノズルベース３５は金属等で構成される。
【００１７】図１において、前記ＸＹＺロボット３４
は、Ｘ駆動部３４ｘと、Ｙ駆動部３４ｙと、Ｚ駆動部３
４ｚとで構成され、Ｚ駆動部３４ｚにはノズル部３２を
備えたエレベータ部３８が昇降自在に連結されている。
このエレベータ部３８はジャミングセンサ等の機能をな
すリミットスイッチ４０を有し、このリミットスイッチ
４０は、ノズル部３２に加えられる上方への一定以上の
外的作用力を検出する。
は、Ｘ駆動部３４ｘと、Ｙ駆動部３４ｙと、Ｚ駆動部３
４ｚとで構成され、Ｚ駆動部３４ｚにはノズル部３２を
備えたエレベータ部３８が昇降自在に連結されている。
このエレベータ部３８はジャミングセンサ等の機能をな
すリミットスイッチ４０を有し、このリミットスイッチ
４０は、ノズル部３２に加えられる上方への一定以上の
外的作用力を検出する。
【００１８】ノズル部３２には、エアホース４４の一端
が接続され、エアホース４４の他端は吸引・吐出ポンプ
の作用を成すシリンダ４６に接続されている。
が接続され、エアホース４４の他端は吸引・吐出ポンプ
の作用を成すシリンダ４６に接続されている。
【００１９】シリンダ４６とノズル部３２との間には、
エアホース４４内の内圧を測定するための圧力センサ５
４が接続されている。なお、リミットスイッチ４０から
の信号は信号ケーブル５６を介して装置本体に送られて
いる。
エアホース４４内の内圧を測定するための圧力センサ５
４が接続されている。なお、リミットスイッチ４０から
の信号は信号ケーブル５６を介して装置本体に送られて
いる。
【００２０】分注台５８に載置された試験管ラック６０
には、遠心分離処理が行われた後の血液試料を入れた複
数の検体入り試験管６２が起立保持されている。すなわ
ち、この検体入り試験管６２には、血清成分と血球成分
とが上下に分離されている血液試料が入れられている。
また、分注台５８上には、血液試料の一成分が移し変え
られる吐出用試験管６６が、分注台５８に載置された試
験管ラック６０に起立保持されている。
には、遠心分離処理が行われた後の血液試料を入れた複
数の検体入り試験管６２が起立保持されている。すなわ
ち、この検体入り試験管６２には、血清成分と血球成分
とが上下に分離されている血液試料が入れられている。
また、分注台５８上には、血液試料の一成分が移し変え
られる吐出用試験管６６が、分注台５８に載置された試
験管ラック６０に起立保持されている。
【００２１】本実施例の自動分注装置３０は、ノズルチ
ップがディスポーザブル、すなわち使い捨て型であるた
め、順次新しいチップに交換され、使用済みチップを廃
棄するために、チップ廃棄トレイ７４が設けられてい
る。
ップがディスポーザブル、すなわち使い捨て型であるた
め、順次新しいチップに交換され、使用済みチップを廃
棄するために、チップ廃棄トレイ７４が設けられてい
る。
【００２２】本発明の特徴は、ノズル部３２のチップ３
６の両側面に発光部７０と受光部７２が設けられている
ことである。発光部７０は、図３に示すように、近赤外
光発光ダイオード１４と、この近赤外光発光ダイオード
１４から射出された近赤外光（例えば、波長８９０ｎ
ｍ）を平行ビームに変換するレンズ１６と、チップ３６
の軸方向であってある大きさに平行ビームを絞る円柱レ
ンズ１８と、を有する。また、図４に示すように、チッ
プ３６の軸に垂直な方向のビーム幅（例えば、６ｍｍ）
を有し、チップ３６の位置公差で決まる幅より大きく、
必ずチップ３６に光ビーム２０が照射されるようになっ
ている。なお、光ビーム２０の厚みは、例えば円柱レン
ズ１８付近で０．７ｍｍ、チップ３６と交差するところ
で０．５ｍｍである。一方、受光部７２は、チップ３６
を通過した光を通し、かつ他の照明光等の可視領域の光
を通さない光学フィルタ２２と、この光学フィルタ２２
を通過した光を検出する光検出器２４と、から成る。な
お、発光部７０及び受光部７２は、チップ３６と同時に
共に動いてもよいし、固定されていてもよい。
６の両側面に発光部７０と受光部７２が設けられている
ことである。発光部７０は、図３に示すように、近赤外
光発光ダイオード１４と、この近赤外光発光ダイオード
１４から射出された近赤外光（例えば、波長８９０ｎ
ｍ）を平行ビームに変換するレンズ１６と、チップ３６
の軸方向であってある大きさに平行ビームを絞る円柱レ
ンズ１８と、を有する。また、図４に示すように、チッ
プ３６の軸に垂直な方向のビーム幅（例えば、６ｍｍ）
を有し、チップ３６の位置公差で決まる幅より大きく、
必ずチップ３６に光ビーム２０が照射されるようになっ
ている。なお、光ビーム２０の厚みは、例えば円柱レン
ズ１８付近で０．７ｍｍ、チップ３６と交差するところ
で０．５ｍｍである。一方、受光部７２は、チップ３６
を通過した光を通し、かつ他の照明光等の可視領域の光
を通さない光学フィルタ２２と、この光学フィルタ２２
を通過した光を検出する光検出器２４と、から成る。な
お、発光部７０及び受光部７２は、チップ３６と同時に
共に動いてもよいし、固定されていてもよい。
【００２３】吐出量監視方法及びその分注装置について
以下に説明する。
以下に説明する。
【００２４】図３には、本実施例の分注装置の光検出に
よる吐出量監視方法を実施する装置の概略的な構成がブ
ロック図で示されている。
よる吐出量監視方法を実施する装置の概略的な構成がブ
ロック図で示されている。
【００２５】前述した受光部７２の光検出器２４に収集
された光信号は、切換スイッチ２８によって接点Ａ又は
Ｂを介して、第１の透過光量特性が格納されるレベルメ
モリ（以下、第１のレベルメモリという）８０又は第２
の透過光量特性が格納されるレベルメモリ（以下、第２
のレベルメモリという）８２に記憶される。このとき、
第１のレベルメモリ８０及び第２のレベルメモリ８２
は、光ビーム２０が照射されたチップ３６の位置の情報
も同時に記憶する。なお、位置情報の検出については後
述する。
された光信号は、切換スイッチ２８によって接点Ａ又は
Ｂを介して、第１の透過光量特性が格納されるレベルメ
モリ（以下、第１のレベルメモリという）８０又は第２
の透過光量特性が格納されるレベルメモリ（以下、第２
のレベルメモリという）８２に記憶される。このとき、
第１のレベルメモリ８０及び第２のレベルメモリ８２
は、光ビーム２０が照射されたチップ３６の位置の情報
も同時に記憶する。なお、位置情報の検出については後
述する。
【００２６】第１のレベルメモリ８０と第２のレベルメ
モリ８２からのレベル出力ａ、ｂは、減算器８６によっ
てチップ３６の同位置において減算され、後述する方法
によって吐出前と吐出後の液柱がそれぞれ求められる。
次に、吐出量演算回路８８において、減算器８６で求め
られた液柱のそれぞれの値と、予め記憶されている規格
化されたチップの形状情報とから吐出前と吐出後の試料
１２の液量がそれぞれ求められ、両者の差より吐出され
た液量が求められる。そして、比較回路９０において、
吐出量演算回路８８で求められた吐出された液量値ｅ
と、基準値メモリ８４に予め使用者が入力した吐出必要
量値ｃとが比較され、吐出された液量値ｅが吐出必要量
値ｃより小さい場合には、吐出異常が発生したと判断
し、比較回路９０に接続された図示しない警告手段によ
って使用者に知らせることができる。
モリ８２からのレベル出力ａ、ｂは、減算器８６によっ
てチップ３６の同位置において減算され、後述する方法
によって吐出前と吐出後の液柱がそれぞれ求められる。
次に、吐出量演算回路８８において、減算器８６で求め
られた液柱のそれぞれの値と、予め記憶されている規格
化されたチップの形状情報とから吐出前と吐出後の試料
１２の液量がそれぞれ求められ、両者の差より吐出され
た液量が求められる。そして、比較回路９０において、
吐出量演算回路８８で求められた吐出された液量値ｅ
と、基準値メモリ８４に予め使用者が入力した吐出必要
量値ｃとが比較され、吐出された液量値ｅが吐出必要量
値ｃより小さい場合には、吐出異常が発生したと判断
し、比較回路９０に接続された図示しない警告手段によ
って使用者に知らせることができる。
【００２７】チップ３６の位置の検出方法は、例えば、
Ｚ駆動部３４ｚによって一定速度でチップ３６を下降及
び上昇させる場合、移動速度と移動時間より光ビーム２
０が照射されているチップ３６の位置が検出される。一
方、可変速で移動される場合、チップ３６の位置情報
は、例えばエンコーダを利用して検出される。
Ｚ駆動部３４ｚによって一定速度でチップ３６を下降及
び上昇させる場合、移動速度と移動時間より光ビーム２
０が照射されているチップ３６の位置が検出される。一
方、可変速で移動される場合、チップ３６の位置情報
は、例えばエンコーダを利用して検出される。
【００２８】図５には、チップ３６内を透過した光量の
変化を説明する図が示されている。ここで、チップ３６
は、半透明の硬質プラスチックから成る。
変化を説明する図が示されている。ここで、チップ３６
は、半透明の硬質プラスチックから成る。
【００２９】まず、図５（ａ）には、試料１２のない場
合のチップ３６の透過光量の変化が示されている。ま
た、図５（ｂ）には、試料１２入りの場合のチップ３６
の透過光量の変化が示されている。
合のチップ３６の透過光量の変化が示されている。ま
た、図５（ｂ）には、試料１２入りの場合のチップ３６
の透過光量の変化が示されている。
【００３０】図５（ａ）及び（ｂ）に示されるように、
試料１２のない場合、光量Ｉ0 の照射光はチップ３６の
外側面及び内側面で散乱光が発生するので、通過後の光
の光量Ｉ1 となる。一方、試料１２入りの場合、試料１
２で濡れているチップ３６の内側面では散乱光が発生し
ないので、光量Ｉ0 の照射光はチップ３６の外側面での
み散乱光を発生し、通過後の光の光量Ｉ2 となる。図５
より、試料１２が入っていると、透過性が高いことが分
かる。これにより、光の透過性によって、チップ３６の
ある位置における試料１２の有無を検出することができ
る。
試料１２のない場合、光量Ｉ0 の照射光はチップ３６の
外側面及び内側面で散乱光が発生するので、通過後の光
の光量Ｉ1 となる。一方、試料１２入りの場合、試料１
２で濡れているチップ３６の内側面では散乱光が発生し
ないので、光量Ｉ0 の照射光はチップ３６の外側面での
み散乱光を発生し、通過後の光の光量Ｉ2 となる。図５
より、試料１２が入っていると、透過性が高いことが分
かる。これにより、光の透過性によって、チップ３６の
ある位置における試料１２の有無を検出することができ
る。
【００３１】図６には、光検出法による吐出量の算出方
法を説明する図が示されている。また、図６（ａ）に
は、試料１２の液量Ｖ1 入りの吐出前のチップ３６が示
され、図６（ｂ）には、試料１２の液量Ｖ2 入りの吐出
後のチップ３６が示されている。ここで、ｈ1 、ｈ
2 は、液柱の高さである。
法を説明する図が示されている。また、図６（ａ）に
は、試料１２の液量Ｖ1 入りの吐出前のチップ３６が示
され、図６（ｂ）には、試料１２の液量Ｖ2 入りの吐出
後のチップ３６が示されている。ここで、ｈ1 、ｈ
2 は、液柱の高さである。
【００３２】まず、液量Ｖ1 及び液量Ｖ2 は、予め記憶
されているチップ３６内の液柱の高さとそのときの液量
との関係の情報によって求められる。
されているチップ３６内の液柱の高さとそのときの液量
との関係の情報によって求められる。
【００３３】従って、吐出量Ｖは、以下の式によって求
められる。
められる。
【００３４】Ｖ＝Ｖ1 −Ｖ2 次に、以上の自動分注装置３０において採用される分注
方法の具体的な実施例について説明する。
方法の具体的な実施例について説明する。
【００３５】図７には、図１に示した自動分注装置３０
の吐出量監視工程が示されている。また、図８〜図１８
は、吐出量監視工程における透過光の変化とｚ軸方向の
変位との関係（透過光量特性）を示すグラフとそのとき
のチップ３６の位置が示された図である。なお、太線
は、実際の光量変化を示し、破線は、そうなるであろう
光量変化を示している。また、発光部７０及び受光部７
２は、固定されている。
の吐出量監視工程が示されている。また、図８〜図１８
は、吐出量監視工程における透過光の変化とｚ軸方向の
変位との関係（透過光量特性）を示すグラフとそのとき
のチップ３６の位置が示された図である。なお、太線
は、実際の光量変化を示し、破線は、そうなるであろう
光量変化を示している。また、発光部７０及び受光部７
２は、固定されている。
【００３６】図７において、ステップ１０１（なお、図
において「ステップ」を「Ｓ」と略す）では、チップ３
６が下降してゆき、まさに光ビーム２０がチップ３６の
先端を通過するところまで下降させる。これ以前は、光
ビーム２０の透過性が高い。このときの透過光の変化
は、図８に示すとおりである。
において「ステップ」を「Ｓ」と略す）では、チップ３
６が下降してゆき、まさに光ビーム２０がチップ３６の
先端を通過するところまで下降させる。これ以前は、光
ビーム２０の透過性が高い。このときの透過光の変化
は、図８に示すとおりである。
【００３７】ステップ１０２では、更に下降させてチッ
プ３６のテーパー部が光ビーム２０を通過するところま
で下降させる。テーパー部では徐々に光が遮蔽される。
このときの透過光の変化は、図９に示すとおりである。
プ３６のテーパー部が光ビーム２０を通過するところま
で下降させる。テーパー部では徐々に光が遮蔽される。
このときの透過光の変化は、図９に示すとおりである。
【００３８】ステップ１０３では、チップ３６は、光ビ
ーム２０がチップ３６内の試料１２の液面を通過すると
ころまで下降させる。このときの透過光の変化は、図１
０に示すとおりである。なお、試料１２を満たした部分
を通過する光量は、図５（ｂ）に示したＩ2 である。
ーム２０がチップ３６内の試料１２の液面を通過すると
ころまで下降させる。このときの透過光の変化は、図１
０に示すとおりである。なお、試料１２を満たした部分
を通過する光量は、図５（ｂ）に示したＩ2 である。
【００３９】ステップ１０４では、光ビーム２０がノズ
ルベース３５を通過するところまでチップ３６を下降さ
せる。ノズルベース３５は金属製なので、ここで大きく
光は遮蔽される。このときの透過光の変化は、図１１に
示すとおりである。
ルベース３５を通過するところまでチップ３６を下降さ
せる。ノズルベース３５は金属製なので、ここで大きく
光は遮蔽される。このときの透過光の変化は、図１１に
示すとおりである。
【００４０】ステップ１０５では、光ビーム２０がノズ
ルベース３５の上方を通過するところまでチップ３６を
下降させる。この位置は吐出する直前である。このとき
の透過光の変化は、図１２に示すとおりである。
ルベース３５の上方を通過するところまでチップ３６を
下降させる。この位置は吐出する直前である。このとき
の透過光の変化は、図１２に示すとおりである。
【００４１】ステップ１０６では、チップ３６より試料
１２を吐出させる。光信号に変化はない。すなわち、図
１３に示すとおりである。
１２を吐出させる。光信号に変化はない。すなわち、図
１３に示すとおりである。
【００４２】ステップ１０７では、吐出を終了する（光
量変化は図１４を参照）。
量変化は図１４を参照）。
【００４３】ステップ１０８では、光ビーム２０がノズ
ルベース３５を通過するところまでチップ３６を上昇さ
せる。このときの透過光の変化は、図１５に示すとおり
である。
ルベース３５を通過するところまでチップ３６を上昇さ
せる。このときの透過光の変化は、図１５に示すとおり
である。
【００４４】ステップ１０９では、光ビーム２０が試料
１２を満たしていない部分を通過するところまでチップ
３６を上昇させる。このときの透過光の変化は、図１６
に示すとおりである。なお、試料１２を満たしていない
部分を通過する光量は、図５（ａ）に示したＩ1 であ
る。
１２を満たしていない部分を通過するところまでチップ
３６を上昇させる。このときの透過光の変化は、図１６
に示すとおりである。なお、試料１２を満たしていない
部分を通過する光量は、図５（ａ）に示したＩ1 であ
る。
【００４５】ステップ１１０では、チップ３６は、光ビ
ーム２０がチップ３６内の残留した試料１２の液面を通
過するところまで上昇させる。このときの透過光の変化
は、図１７に示すとおりである。
ーム２０がチップ３６内の残留した試料１２の液面を通
過するところまで上昇させる。このときの透過光の変化
は、図１７に示すとおりである。
【００４６】ステップ１１１では、チップ３６が上昇し
てゆき、まさに光ビーム２０がチップ３６の先端を通過
するところまで上昇させる。このときの透過光の変化
は、図１８に示すとおりである。
てゆき、まさに光ビーム２０がチップ３６の先端を通過
するところまで上昇させる。このときの透過光の変化
は、図１８に示すとおりである。
【００４７】ここで、分注装置３０のチップ３６の動作
は、ステップ１０１〜１０５及びステップ１０７〜１１
１において、それぞれ連続動作である。
は、ステップ１０１〜１０５及びステップ１０７〜１１
１において、それぞれ連続動作である。
【００４８】以上の光量変化とチップ３６の位置より、
図１９に示す吐出前後のグラフが得られる。図１９より
明らかなように、チップ３６の同位置において光量を比
較し減算すると、光量Ｉ2 とＩ1 とで相違するため、ノ
ズルベース３５近傍部分とチップ３６先端部分近傍との
２個所の間で光量に差が生じる。これにより、チップ３
６の先端からノズルベース３５近傍部分までの液柱の高
さをｈ1 とし、一方チップ３６の先端からチップ３６先
端部分近傍までの液柱の高さをｈ2 と定め、上記吐出量
算出方法により、吐出量を求めることができる。従っ
て、予め入力されている吐出必要量と比較することによ
って吐出状態を監視することができる。
図１９に示す吐出前後のグラフが得られる。図１９より
明らかなように、チップ３６の同位置において光量を比
較し減算すると、光量Ｉ2 とＩ1 とで相違するため、ノ
ズルベース３５近傍部分とチップ３６先端部分近傍との
２個所の間で光量に差が生じる。これにより、チップ３
６の先端からノズルベース３５近傍部分までの液柱の高
さをｈ1 とし、一方チップ３６の先端からチップ３６先
端部分近傍までの液柱の高さをｈ2 と定め、上記吐出量
算出方法により、吐出量を求めることができる。従っ
て、予め入力されている吐出必要量と比較することによ
って吐出状態を監視することができる。
【００４９】以上、吐出量監視方法及び装置について説
明したが、液だれ量を監視する場合にも上記方法を用い
ることができる。
明したが、液だれ量を監視する場合にも上記方法を用い
ることができる。
【００５０】図２０には、液だれ量を検出する工程が示
されている。
されている。
【００５１】ステップ２０１では、試料１２を吸引し、
ステップ２０２では、液だれが発生し、ステップ２０３
では、吐出用試験管６６に下降する。液だれによって、
吸引量が減少してしまう。
ステップ２０２では、液だれが発生し、ステップ２０３
では、吐出用試験管６６に下降する。液だれによって、
吸引量が減少してしまう。
【００５２】図２１には、液だれによる吸引前後のグラ
フが示されている。
フが示されている。
【００５３】このグラフより、吸引時の液柱の高さと液
だれ後の液柱の高さとを求めることができるので、上述
同様の方法で、液だれ量を求めることができる。従っ
て、液だれを知ることができ、更に液だれ量も把握する
ことができる。なお、吐出量算出回路を液だれ量算出回
路に用いることもできる。
だれ後の液柱の高さとを求めることができるので、上述
同様の方法で、液だれ量を求めることができる。従っ
て、液だれを知ることができ、更に液だれ量も把握する
ことができる。なお、吐出量算出回路を液だれ量算出回
路に用いることもできる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吸引前後において透過光量特性を比較することによって
吐出量を求めることができ、それにより吐出異常の判定
などを行えるので、装置の信頼性を向上できる。
吸引前後において透過光量特性を比較することによって
吐出量を求めることができ、それにより吐出異常の判定
などを行えるので、装置の信頼性を向上できる。
【００５５】また、本発明によれば、ノズル移動の前後
において透過光量特性を比較することによって液だれ量
を求めることができ、上記同様に装置の信頼性を向上で
きる。
において透過光量特性を比較することによって液だれ量
を求めることができ、上記同様に装置の信頼性を向上で
きる。
【図１】本発明に係る吐出量及び液だれ量の監視方法を
適用した分注装置の実施例を示す外観図である。
適用した分注装置の実施例を示す外観図である。
【図２】ノズル部３２の要部断面図である。
【図３】図１に示した分注装置の光検出による吐出量監
視方法を実施する装置の概略的な構成を示すブロック図
である。
視方法を実施する装置の概略的な構成を示すブロック図
である。
【図４】図１に示した分注装置の光検出による吐出量監
視方法を実施する装置の一部平面図である。
視方法を実施する装置の一部平面図である。
【図５】チップ３６内を透過した光量の変化を説明する
説明図である。
説明図である。
【図６】光検出法による吐出量の算出方法を説明する説
明図である。
明図である。
【図７】図１に示した自動分注装置３０の吐出量監視工
程を説明する説明図である。
程を説明する説明図である。
【図８】図７に示す工程Ｓ１０１における透過光量とｚ
軸方向の変位との関係を示す図である。
軸方向の変位との関係を示す図である。
【図９】図７に示す工程Ｓ１０２における透過光量とｚ
軸方向の変位との関係を示す図である。
軸方向の変位との関係を示す図である。
【図１０】図７に示す工程Ｓ１０３における透過光量と
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
【図１１】図７に示す工程Ｓ１０４における透過光量と
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
【図１２】図７に示す工程Ｓ１０５における透過光量と
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
【図１３】図７に示す工程Ｓ１０６における透過光量と
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
【図１４】図７に示す工程Ｓ１０７における透過光量と
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
【図１５】図７に示す工程Ｓ１０８における透過光量と
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
【図１６】図７に示す工程Ｓ１０９における透過光量と
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
【図１７】図７に示す工程Ｓ１１０における透過光量と
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
【図１８】図７に示す工程Ｓ１１１における透過光量と
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
ｚ軸方向の変位との関係を示す図である。
【図１９】吐出前後の透過光量とｚ軸方向の変位との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図２０】図１に示した自動分注装置３０の液だれ量を
検出する工程Ｓ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３を説明する
説明図である。
検出する工程Ｓ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３を説明する
説明図である。
【図２１】液だれによる吸引前後の透過光量とｚ軸方向
の変位との関係を示す図である。
の変位との関係を示す図である。
１２ 試料 １４ 近赤外光発光ダイオード １６ レンズ １８ 円柱レンズ ２０ 光ビーム ２２ 光学フィルタ ２４ 光検出器 ２８ 切換スイッチ ３６ ディスポーザブルチップ ８０ 第１のレベルメモリ ８２ 第２のレベルメモリ ８４ 基準値メモリ ８６ 減算器 ８８ 吐出量演算回路 ９０ 比較回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−158949（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−223757（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−207061（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−19960（ＪＰ，Ｕ) 特公 平２−56636（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 35/00 - 35/10
Claims (5)
- 【請求項１】 透明性を有するノズルによる試料の吐出
に先立って、少なくともノズル先端からノズル上部まで
近赤外光ビームを透過させ、透過位置と透過光量との関
係を示す第１透過光量特性を求める第１透過工程と、 試料吐出後において、少なくともノズル上部からノズル
先端まで前記近赤外光ビームを透過させ、透過位置と透
過光量との関係を示す第２透過光量特性を求める第２透
過工程と、前記第１透過光量特性及び前記第２透過光量特性の間に
おいて同じ透過位置で透過光量の差を演算することによ
って、吐出前液面位置及び吐出後液面位置を特定する液
面位置特定工程と、 前記吐出前液面位置及び前記吐出後液面位置から、前記
ノズル内における吐出前液柱高さ及び吐出後液柱高さを
求める液柱高さ演算工程と、 予め登録された前記ノズルにおける液柱高さと液量の関
係に従って、前記吐出前液柱高さ及び前記吐出後液柱高
さから、吐出前液量及び吐出後液量を求める液量演算工
程と、 前記吐出前液量及び前記吐出後液量の差として 吐出量を
求める吐出量演算工程と、 を有することを特徴とする吐出量監視方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、 前記第１透過工程では、試料吐出のためにノズルの下降
が行われ、その際に前記ノズルに対して前記近赤外光ビ
ームが透過され、 前記第２透過工程では、ノズルの上昇が行われ、その際
に前記ノズルに対して前記近赤外光ビームが透過される
ことを特徴とする吐出量監視方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の方法において、 前記吐出量演算工程で求められた実際の吐出量と予め設
定された吐出必要量との比較により、吐出異常を判定す
る吐出異常判定工程を含むことを特徴とする吐出量監視
方法。 - 【請求項４】 透明性を有するノズルによる試料の吸引
後に、少なくともノズル先端からノズル上部まで近赤外
光ビームを透過させ、透過位置と透過光量との関係を示
す第１透過光量特性を求め第１透過工程と、 前記ノズルを移動させるノズル移動工程と、 前記ノズル移動後の試料吐出前において、少なくともノ
ズル先端からノズル上部まで前記近赤外光ビームを透過
させ、透過位置と透過光量との関係を示す第２透過光量
特性を求める第２透過工程と、前記第１透過光量特性及び前記第２透過光量特性の間に
おいて同じ透過位置で透過光量の差を演算することによ
って、移動前液面位置及び移動後液面位置を特定する液
面位置特定工程と、 前記移動前液面位置及び前記移動後液面位置から、前記
ノズル内における移動前液柱高さ及び移動後液柱高さを
求める液柱高さ演算工程と、 予め登録された前記ノズルにおける液柱高さと液量の関
係に従って、前記移動前液柱高さ及び前記移動後液柱高
さから、移動前液量及び移動後液量を求める液量演算工
程と、 前記移動前液量及び前記移動後液量の差として 液だれ量
を求める液だれ量演算工程と、 を有することを特徴とする液だれ量監視方法。 - 【請求項５】 透明性を有し、試料の吸引及び吐出を行
うノズルと、 前記ノズルの昇降経路の一方側に配置され、近赤外光ビ
ームを照射する発光手段と、 前記ノズルの昇降経路の他方側に配置され、前記近赤外
光ビームを受光する光検出手段と、 試料の吐出時に前記ノズルを下降させ、試料の吐出後に
前記ノズルを上昇させるノズル駆動手段と、 前記ノズルの下降に際し、少なくともノズル先端からノ
ズル上部までを前記近赤外光ビームが透過した場合にお
いて、透過位置と透過光量との関係を示す第１透過光量
特性を取得する第１メモリと、 前記ノズルの上昇に際し、少なくともノズル上部からノ
ズル先端までを前記近赤外光ビームが透過した場合にお
いて、透過位置と透過光量との関係を示す第２透過光量
特性を取得する第２メモリと、前記第１透過光量特性及び前記第２透過光量特性の間に
おいて同じ透過位置で透過光量の差を演算することによ
って、吐出前液面位置及び吐出後液面位置を特定する液
面位置特定手段と、 前記吐出前液面位置及び前記吐出後液面位置から、前記
ノズル内における吐出前液柱高さ及び吐出後液柱高さを
求める液柱高さ演算手段と、 予め登録された前記ノズルにおける液柱高さと液量の関
係に従って、前記吐出前液柱高さ及び前記吐出後液柱高
さから、吐出前液量及び吐出後液量を求める液量演算手
段と、 前記吐出前液量及び前記吐出後液量の差として 吐出量を
演算する吐出量演算手段と、 を含むことを特徴とする分注装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5174353A JP2885615B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 吐出量監視方法及び液だれ量監視方法並びに分注装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5174353A JP2885615B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 吐出量監視方法及び液だれ量監視方法並びに分注装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727770A JPH0727770A (ja) | 1995-01-31 |
| JP2885615B2 true JP2885615B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=15977153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5174353A Expired - Lifetime JP2885615B2 (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 吐出量監視方法及び液だれ量監視方法並びに分注装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2885615B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2005326365A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Sigma Meltec Ltd | 試験液量計測装置 |
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| CN111265224B (zh) * | 2020-01-22 | 2023-02-03 | 首都医科大学宣武医院 | 用于从全血中分离出血清样本的采血辅助装置和方法 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-07-14 JP JP5174353A patent/JP2885615B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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