JP3231271B2 - Dispensing device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は分注装置に関し、特
にディスポーザブルなノズルチップを利用した分注装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dispensing apparatus, and more particularly, to a dispensing apparatus using a disposable nozzle tip.
【0002】[0002]
【従来の技術】分注装置は、ノズル、ノズル搬送機構及
び分注ポンプなどで構成される。ノズルとしては、ステ
ンレスなどで構成されたもの、あるいは金属製のノズル
基部(チップ・フイッティング)にディスポーザブルな
樹脂製のノズルチップ(以下、チップという)に装着し
たものが使用される。2. Description of the Related Art A dispensing apparatus includes a nozzle, a nozzle transfer mechanism, a dispensing pump, and the like. As the nozzle, a nozzle made of stainless steel or the like, or a nozzle attached to a disposable resin nozzle tip (hereinafter referred to as a tip) on a metal nozzle base (tip fitting) is used.
【0003】高精度なノズルの位置決めが必要な場合、
従来においては、上記のステンレスなどで構成されたデ
ィスポーザブルでないノズルが用いられ、あるいは、良
好な成形が行われたチップが選別されそのチップが用い
られていた。When high-precision nozzle positioning is required,
Conventionally, a non-disposable nozzle made of the above stainless steel or the like has been used, or a chip that has been formed well has been selected and used.
【0004】チップ成形時に何らかの不具合があると先
端が曲がったチップが製造されたり、あるいはチップ装
着が適正でないとノズル基部の中心軸に対してチップが
傾斜して装着されたりする。いずれの場合もチップの位
置決めを正しく行うことができず、容器の縁にノズル先
端が衝突してジャミングが発生したりする問題が生じ
る。なお、従来の分注装置は、そのようなジャミングを
検出するセンサを有する。[0004] If there is any problem at the time of chip formation, a chip having a bent tip is manufactured, or if the chip is not properly mounted, the chip is mounted at an angle to the central axis of the nozzle base. In either case, the chip cannot be correctly positioned, and there is a problem that the nozzle tip collides with the edge of the container and jamming occurs. The conventional dispensing apparatus has a sensor for detecting such jamming.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】近年、分注装置を利用
してDNA試薬などの各種の試薬をマイクロプレートの
各ウエル(小容器)に分注することが行われている。こ
のような用途では、試薬間でのコンタミネーションを防
止するため、各試薬ごとにディスポーザブルなチップを
利用する必要がある。In recent years, various reagents such as DNA reagents have been dispensed to each well (small container) of a microplate using a dispensing apparatus. In such an application, it is necessary to use a disposable chip for each reagent in order to prevent contamination between the reagents.
【0006】この場合に、チップに成形不良があったり
チップ装着時に装着不良があったりすると、チップ先端
の位置決め精度を確保できず、容器へのチップ接触とい
う問題や予想外の場所への吐出による汚染などといった
問題が生じる。[0006] In this case, if the chip has a molding failure or a mounting failure at the time of mounting the chip, the positioning accuracy of the tip of the chip cannot be ensured, causing a problem of chip contact with the container or discharge to an unexpected place. Problems such as contamination occur.
【0007】ちなみに、遺伝子を取り扱う用途では、チ
ップを高い温度下で滅菌処理することも行われる。チッ
プは一般に樹脂形成品であるため高い温度下では曲がり
やすい性質をもつ。特に大量の試薬を扱うチップの全長
は長いため、前述のような滅菌処理での曲がりが顕著に
現れやすい。[0007] By the way, in applications where genes are handled, the chip may be sterilized at a high temperature. Since the chip is generally a resin-formed product, it has a property of being easily bent at a high temperature. In particular, since the entire length of a chip that handles a large amount of reagents is long, the bending in the sterilization treatment as described above is likely to be noticeable.
【0008】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、チップの曲がりやチップ装着
不良による問題を未然に検出できる分注装置を提供する
ことにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a dispensing apparatus capable of detecting a problem caused by bending of a chip or improper mounting of a chip.
【0009】本発明の他の目的は、既存の設備を有効利
用してチップ先端の位置決め精度の向上を図ることにあ
る。Another object of the present invention is to improve the positioning accuracy of the tip of a chip by effectively utilizing existing equipment.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ノズル基部とそれに対して着脱自在に装
着されるノズルチップとからなるノズルと、前記ノズル
を昇降させるノズル移動機構と、を含む分注装置におい
て、先端対向穴を有しその先端対向穴の周囲が先端対向
面とされた位置ずれ検出用部材と、前記位置ずれ検出用
部材の上方から前記ノズルを下降させ、前記ノズルチッ
プの先端が前記先端対向面のレベルよりも微少距離だけ
高い位置に到達した時点で前記ノズルの下降を停止させ
る制御を行う下降制御手段と、前記ノズルの停止状態で
ノズルからエアを吐出させ又はノズルによってエアを吸
引し、その際のノズル内圧力の変化に基づいて前記ノズ
ルチップの先端が前記先端対向穴及び前記先端対向面の
いずれかに対向しているかを判定する対向先判定手段
と、を含むことを特徴とする。To achieve the above object, the present invention provides a nozzle comprising a nozzle base and a nozzle tip detachably mounted on the nozzle base, and a nozzle moving mechanism for moving the nozzle up and down. A dispensing device including a tip-facing hole, a misalignment detection member having a periphery of the tip-facing hole as a tip-facing surface, and lowering the nozzle from above the misalignment detecting member; A descent control means for performing control for stopping the descent of the nozzle when the tip of the nozzle tip reaches a position slightly higher than the level of the tip-facing surface, and discharging air from the nozzle when the nozzle is stopped Or, the air is sucked by the nozzle, and the tip of the nozzle tip faces one of the tip facing hole and the tip facing surface based on a change in the pressure in the nozzle at that time. Characterized in that it comprises a counter-destination determining means for determining dolphin, a.
【0011】上記構成によれば、チップ不良や装着不良
などによってチップ先端の位置が適正位置からずれてい
ると、位置ずれ検出用部材にチップ先端を近接させてエ
ア吐出又はエア吸入を行った場合に、チップ先端開口が
先端対向面によって非接触で覆われているためにエア吐
出圧力又はエア吸入圧力が上昇するので、それによって
チップ先端位置のずれを判定できる。本発明によれば、
ノズルチップが位置ずれ検出用部材に直接接触しないの
で、チップ先端の汚染を防止できる。対向先判定手段
は、圧力センサ及び判定回路などで構成される。According to the above arrangement, if the tip of the chip is displaced from the proper position due to a chip defect or a defective mounting, etc., the air is discharged or sucked in by bringing the tip of the chip close to the displacement detecting member. In addition, since the tip opening is covered by the tip-facing surface in a non-contact manner, the air discharge pressure or the air suction pressure increases, so that the displacement of the tip position can be determined. According to the present invention,
Since the nozzle tip does not directly contact the misalignment detecting member, contamination of the tip of the tip can be prevented. The opposing destination judging means includes a pressure sensor, a judging circuit and the like.
【0012】また、本発明は、ノズル基部とそれに対し
て着脱自在に装着されるノズルチップとからなるノズル
と、前記ノズルを昇降させるノズル移動機構と、を含む
分注装置において、先端挿入穴を有しその先端挿入穴の
周囲が先端当接面とされた位置ずれ検出用部材と、前記
位置ずれ検出用部材の上方から前記ノズルを下降させ、
前記ノズルチップの先端が前記先端挿入穴に進入可能な
所定高さで前記ノズルの下降を停止させる制御を行う下
降制御手段と、前記ノズルの下降停止時に前記ノズルチ
ップの先端からエアを吐出させ又は先端からエアを吸引
させ、その際の前記ノズル内の圧力に基づいて前記ノズ
ルチップの先端が前記先端当接面に当接したことを検出
する接触検出手段と、を含むことを特徴とする。Further, the present invention provides a dispensing apparatus including a nozzle including a nozzle base and a nozzle tip detachably mounted on the nozzle base, and a nozzle moving mechanism for moving the nozzle up and down. And a member for detecting a position shift in which the periphery of the tip insertion hole is a tip contact surface, and lowering the nozzle from above the position shift detecting member,
A descent control means for controlling the tip of the nozzle tip to stop descent of the nozzle at a predetermined height at which the tip can enter the tip insertion hole, and discharging air from the tip of the nozzle tip when the descent of the nozzle is stopped or Contact detecting means for sucking air from the tip and detecting that the tip of the nozzle tip has contacted the tip contact surface based on the pressure in the nozzle at that time.
【0013】上記構成によれば、チップ不良や装着不良
などによってチップ先端の位置が適正位置からずれてい
ると、位置ずれ検出用部材の先端挿入穴にチップ先端を
挿入しようとした時にチップ先端が先端当接面に当接・
衝突し、その状態でエア吐出又はエア吸引を行えば圧力
上昇によってその接触状態を検出できる。その結果、チ
ップ先端の位置ずれの有無などを判定できる。本発明に
よれば、チップ先端開口が先端当接面によって直接封止
されるので圧力変化を確実に検出できる。According to the above configuration, if the tip end position is deviated from the proper position due to a chip defect or a mounting defect, the tip end is inserted into the tip insertion hole of the displacement detecting member when the tip end is inserted. Abuts the tip abutment surface
If a collision occurs and air discharge or air suction is performed in that state, the contact state can be detected by an increase in pressure. As a result, it is possible to determine whether or not the tip of the tip is displaced. According to the present invention, the tip end opening is directly sealed by the end contact surface, so that a pressure change can be reliably detected.
【0014】なお、上記の位置ずれ検出は、望ましくは
分注前であってチップ装着直後に行うのが望ましい。本
発明によれば既存の圧力センサ及び駆動機構をそのまま
利用して位置ずれの検出を行えるという利点がある。It is desirable that the above-described positional deviation detection be performed before dispensing and immediately after chip mounting. According to the present invention, there is an advantage that the displacement can be detected using the existing pressure sensor and drive mechanism as they are.
【0015】本発明の好適な態様では、前記対向先判定
手段が対向先として前記先端対向面を判定した場合に、
あるいは前記接触検出手段が接触を検出した場合に、エ
ラーを判定するエラー判定手段を含む。In a preferred aspect of the present invention, when the opposing destination determining means determines the front end opposing surface as the opposing destination,
Alternatively, it includes an error determination unit that determines an error when the contact detection unit detects a contact.
【0016】本発明の好適な態様では、前記対向先の判
定又は前記接触の判定を複数の地点で実行することによ
って前記ノズルチップ先端の位置ずれに関する補正デー
タを演算する補正手段を含む。望ましくは、前記補正手
段は、垂直方向としてのZ方向に直交するX方向及びY
方向の両方向について補正データを演算する。In a preferred aspect of the present invention, a correction means is provided for calculating the correction data relating to the positional deviation of the tip of the nozzle tip by executing the determination of the opposite end or the determination of the contact at a plurality of points. Preferably, the correction means includes an X direction and a Y direction orthogonal to the Z direction as a vertical direction.
Correction data is calculated for both directions.
【0017】望ましくは、記位置ずれ検出用部材は、形
状の異なる複数の先端対向穴又は先端挿入穴を有する。
例えば、分注される容器の形状に応じて、先端対向穴又
は先端挿入穴を適宜選択使用してもよい。各先端対向穴
又は先端挿入穴は、分注先の容器の形状に対応して、そ
の容器と同一もしくはやや小さく形成される。Preferably, the misalignment detecting member has a plurality of distal end opposing holes or distal end insertion holes having different shapes.
For example, the tip facing hole or the tip insertion hole may be appropriately selected and used depending on the shape of the container to be dispensed. Each of the distal end opposing holes or the distal end insertion holes is formed to be the same as or slightly smaller than the container corresponding to the shape of the container to be dispensed.
【0018】望ましくは、前記位置ずれ検出用部材の少
なくとも先端当接面はノズルチップよりも柔らかい材料
で形成される。この構成によればノズルチップの破損と
いった問題を解消できる。もちろん、ノズル側に衝突を
吸収するためのバネあるいはゴムなどの弾性手段を設け
てもよい。Preferably, at least the front end contact surface of the displacement detecting member is formed of a material softer than the nozzle tip. According to this configuration, the problem of breakage of the nozzle tip can be solved. Of course, an elastic means such as a spring or rubber for absorbing a collision may be provided on the nozzle side.
【0019】本発明の好適な態様では、前記位置ずれ検
出用部材は、実質的に前記ノズルチップを起立保持した
チップラックの上面板であり、前記先端対向穴又は前記
先端挿入穴は前記ノズルチップを保持する保持穴であ
る。上記構成によれば、チップラックを位置ずれ検出用
の部材として兼用でき、装置コストを低減できかつ制御
を簡略化できる。すなわち、ノズル基部にチップを装着
した後、ノズルを上昇させ、その後ノズルの下降を行わ
せるだけでチップ先端の位置ずれを検出できる。ちなみ
に、位置ずれ検出はチップ装着時ごとに実行され、ある
いは定期的に実行される。本発明に係る分注装置は、液
体の吸引装置及び吐出装置としても利用可能である。In a preferred aspect of the present invention, the misalignment detecting member is substantially an upper surface plate of a tip rack holding the nozzle tip in an upright position, and the tip facing hole or the tip insertion hole is provided with the nozzle tip. Holding holes. According to the above configuration, the chip rack can also be used as a member for detecting a displacement, thereby reducing the apparatus cost and simplifying the control. That is, after the tip is mounted on the nozzle base, the nozzle is raised, and then the nozzle is lowered, whereby the displacement of the tip of the tip can be detected. Incidentally, the position shift detection is executed every time the chip is mounted, or is executed periodically. The dispensing device according to the present invention can also be used as a liquid suction device and a liquid discharge device.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0021】図1には、本発明に係る分注装置の好適な
実施形態が示されており、図1はその要部構成を示す概
念図である。FIG. 1 shows a preferred embodiment of a dispensing apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a main part thereof.
【0022】例えば金属性のパイプなどで構成されるチ
ップ装着部10には樹脂等で形成されたノズルチップ
(以下、チップという)12が着脱自在に装着される。
このチップ装着部10及びチップ12によってノズルが
構成される。このノズルには分注ポンプ14が接続され
ている。この分注ポンプ14は吸引力や吐出力を発生す
るものである。分注ポンプ14とノズルとの間には圧力
検出部16が設けられている。この圧力検出部16はチ
ップ12内部の圧力を検出するセンサを有する。制御部
20は、分注装置の全体を制御すると共に、特に、チッ
プ12の先端の位置ずれ検出のための制御を行ってい
る。駆動機構22は、分注ポンプ14及びノズルを含む
可動部分の全体を駆動している。それらの可動部分は三
次元的に自在に運動可能である。For example, a nozzle tip (hereinafter, referred to as a tip) 12 made of resin or the like is detachably attached to a tip attachment portion 10 formed of a metal pipe or the like.
A nozzle is configured by the chip mounting portion 10 and the chip 12. The dispensing pump 14 is connected to this nozzle. The dispensing pump 14 generates a suction force and a discharge force. A pressure detector 16 is provided between the dispensing pump 14 and the nozzle. The pressure detector 16 has a sensor for detecting the pressure inside the chip 12. The control unit 20 controls the entire dispensing apparatus, and particularly performs control for detecting a displacement of the tip of the tip 12. The drive mechanism 22 drives the entire movable part including the dispensing pump 14 and the nozzle. These movable parts can move freely in three dimensions.
【0023】圧力検出部16の出力信号は判定部24に
入力されており、この判定部24によって圧力検出部1
6の出力信号に基づいて、チップ先端の位置ずれが判定
される。本実施形態の装置は、以下に説明するように、
位置ずれ検出モードとして非接触モード及び接触モード
を有する。いずれのモードにおいても、所定の条件下で
チップ先端からのエアを吐出させ又はチップ先端でエア
を吸入し、その際における圧力変化(通常圧力からの変
動)に基づいて位置ずれが判定される。The output signal of the pressure detecting section 16 is input to a judging section 24, and the judging section 24 makes the pressure detecting section 1
Based on the output signal of No. 6, the displacement of the tip of the chip is determined. The device of the present embodiment, as described below,
There are a non-contact mode and a contact mode as the displacement detection mode. In either mode, air is discharged from the tip of the tip under predetermined conditions or air is sucked in from the tip of the tip, and the displacement is determined based on the pressure change (fluctuation from normal pressure) at that time.
【0024】本実施形態の分注装置においては、チップ
12の成形不良や装着不良によるチップ12の先端の曲
がりを検出するため、位置ずれ検出用部材26が設けら
れている。この部材26は、上記非接触モード及び接触
モードのいずれにおいても使用可能である。部材26
は、分注装置のいずれかの箇所に固定的に配置されるも
のであり、その上部に先端対向穴(非接触モードの場
合)又は先端挿入穴(接触モードの場合)として機能す
る穴26Aを有する。穴26Aの周囲は、先端対向面
(非接触モードの場合)又は先端当接面(接触モードの
場合)として機能する上面26Bとされている。穴26
Aの深さは例えば5mmであり、その直径は例えば4m
mである。この穴26Aの直径は分注時における位置出
し精度に応じて決められ、例えば位置出し精度として4
mmが必要である場合には、上述したように直径4mm
の穴26Aが使用される。In the dispensing apparatus of the present embodiment, a misalignment detecting member 26 is provided to detect bending of the tip of the chip 12 due to defective molding or improper mounting of the chip 12. This member 26 can be used in both the non-contact mode and the contact mode. Member 26
Is fixedly arranged at any place of the dispensing device, and has a hole 26A functioning as a tip facing hole (in a non-contact mode) or a tip insertion hole (in a contact mode) at an upper portion thereof. Have. The periphery of the hole 26A is an upper surface 26B that functions as a front end facing surface (in a non-contact mode) or a front end contact surface (in a contact mode). Hole 26
A has a depth of, for example, 5 mm and a diameter of, for example, 4 m.
m. The diameter of the hole 26A is determined according to the positioning accuracy at the time of dispensing.
mm is required, a diameter of 4 mm
Hole 26A is used.
【0025】上記のチップ12は、例えばポリプロピレ
ン等の形成品であり、3000mlの大量の試薬分注を
行うチップの場合、その長さはおよそ130mmでその
最大外形は11mmである。また先端部の外形は2mm
である。このような大型のノズルチップの場合、熱変形
などに起因して曲がりが発生すると、そのチップの先端
位置における位置ずれは最大で5mm程度となる。本実
施形態の装置は、そのような先端の位置ずれを部材26
及び可動部分の制御によって検出することが可能であ
る。The tip 12 is formed from, for example, polypropylene or the like. In the case of dispensing a large amount of 3000 ml reagent, the tip 12 has a length of about 130 mm and a maximum outer diameter of 11 mm. The outer shape of the tip is 2mm
It is. In the case of such a large nozzle tip, if a bend occurs due to thermal deformation or the like, the tip displacement of the tip is about 5 mm at the maximum. The device of the present embodiment is capable of reducing the displacement of the tip by the member 26.
And by controlling the movable parts.
【0026】図2には、ノズルの具体的な構成が示され
ている。上述したようにチップ装着部10の先端部には
チップ12の基端部が嵌合連結される。チップ装着部1
0の軸30内には通路30Aが形成され、その通路30
Aがチップ12内の空間12Aと連通している。軸30
には分岐路が形成され、その分岐路に上記圧力検出部と
して機能する圧力センサ36が接続されている。圧力セ
ンサ36はノズル内の圧力を監視するセンサである。軸
30には分注ポンプ14が接続されている。分注ポンプ
14はシリンジ33とピストン37で構成される。FIG. 2 shows a specific configuration of the nozzle. As described above, the proximal end of the tip 12 is fitted and connected to the distal end of the tip mounting section 10. Chip mounting part 1
A passage 30 </ b> A is formed in the shaft 30 of the
A communicates with the space 12A in the chip 12. Axis 30
Is formed with a branch path, and the branch path is connected to the pressure sensor 36 functioning as the pressure detection unit. The pressure sensor 36 is a sensor that monitors the pressure in the nozzle. The dispensing pump 14 is connected to the shaft 30. The dispensing pump 14 includes a syringe 33 and a piston 37.
【0027】ノズル全体はベース35によって弾性的に
支持されており、具体的にはジャミングバネ38によっ
てベース35に対してノズル全体が下方に付勢されてい
る。バネ38により、ノズル先端が何らかの部材に当接
した場合にその衝突力を吸収できる。ベース35は上述
した図1における駆動機構22によって三次元的に駆動
されるものである。The entire nozzle is elastically supported by a base 35, and more specifically, the entire nozzle is urged downward with respect to the base 35 by a jamming spring 38. The spring 38 can absorb the collision force when the nozzle tip comes into contact with any member. The base 35 is three-dimensionally driven by the driving mechanism 22 in FIG.
【0028】本実施形態の装置では、上記圧力センサ3
6を利用して位置ずれ検出を行うことが可能である。す
なわち、図1に示す構成においてチップ装着部10にチ
ップ12を装着させた後、それらのノズル全体を上方か
ら下方に下降させる。この場合、上記の非接触モードで
は、チップ12の先端が穴26Aの上面レベル102よ
りも若干高い下降停止位置100に位置決めされた時点
でノズルの下降が停止される。その停止状態で、分注ポ
ンプ14の作用により、チップ先端からエアが吐出さ
れ、あるいはエアが吸引される。この際、チップ12に
おける先端位置が適正なものであれば、その先端は穴2
6Aの中空部分に対向し、チップ内部のエア圧力は通常
圧力となる。一方、先端位置にずれが生じていると、そ
の先端は上面26Bに対向することになり、エア圧力は
先端開口が覆われているために通常圧力よりも上昇(又
は下降)することになる。従って、圧力値をしきい値と
比較すれば、チップ先端が穴26Aに対向しているか、
又は上面26Bに対向しているか判定することができ
る。すなわち、位置ずれの有無を判定できる。In the apparatus of this embodiment, the pressure sensor 3
6 can be used to detect positional deviation. That is, after the chip 12 is mounted on the chip mounting section 10 in the configuration shown in FIG. 1, all the nozzles are lowered from above to below. In this case, in the above-mentioned non-contact mode, the lowering of the nozzle is stopped when the tip of the tip 12 is positioned at the lowering stop position 100 slightly higher than the upper surface level 102 of the hole 26A. In the stopped state, the operation of the dispensing pump 14 causes air to be discharged or sucked from the tip of the tip. At this time, if the tip position of the tip 12 is appropriate, the tip is
The air pressure inside the chip is normal pressure, facing the hollow portion of 6A. On the other hand, if the tip position is shifted, the tip will face the upper surface 26B, and the air pressure will rise (or fall) below the normal pressure because the tip opening is covered. Therefore, comparing the pressure value with the threshold value, whether the tip of the tip faces the hole 26A,
Alternatively, it can be determined whether or not it faces the upper surface 26B. That is, the presence / absence of a position shift can be determined.
【0029】接触モードにおいては、上面レベル102
よりも若干下がった下降停止位置104にチップ先端が
位置決めされるように下降制御が行われる。そして、そ
の下降停止位置で上述同様にエア吐出又はエア吸引が行
われる。ここで、位置ずれが生じていなければ、チップ
先端は穴26A内に臨み、ノズル内のエア圧力は通常圧
力となる。一方、位置ずれが生じていれば、下降時にチ
ップ先端が上面26Bに衝突してその衝突力が上記ジャ
ミングバネ38で吸収される。その際、チップ先端は上
面26Bに接触して先端開口がほぼ閉塞されることか
ら、エア吐出(又は吸引)を行わせると、ノズル内のエ
ア圧力は通常よりも上昇(又は下降)することになる。
よって、上記の非接触モードの場合と同様に、圧力値を
しきい値と比較すれば位置ずれの有無を判定できる。図
1に示すL1は例えば1mmであり、L2は1mmであ
る。In the contact mode, the upper level 102
The lowering control is performed so that the tip of the chip is positioned at the lowering stop position 104 slightly lower than the lowering. Then, air discharge or air suction is performed at the descent stop position in the same manner as described above. Here, if no displacement occurs, the tip of the tip faces the inside of the hole 26A, and the air pressure in the nozzle becomes the normal pressure. On the other hand, if a positional shift has occurred, the tip of the chip collides with the upper surface 26B when descending, and the collision force is absorbed by the jamming spring 38. At this time, the tip of the tip comes into contact with the upper surface 26B and the tip opening is almost closed, so that when air is discharged (or sucked), the air pressure in the nozzle rises (or falls) more than usual. Become.
Therefore, as in the case of the above-mentioned non-contact mode, the presence / absence of displacement can be determined by comparing the pressure value with the threshold value. L1 shown in FIG. 1 is 1 mm, for example, and L2 is 1 mm.
【0030】図1に示した判定部24は、圧力センサか
らの信号に基づいて上述のように位置ずれの有無を判定
している。位置ずれが判定された場合、判定部24から
制御部20へ例えばアラーム信号が出力される。制御部
20は後述するように必要に応じてチップ12の交換や
補正データの取得のための制御を実行する。The judging section 24 shown in FIG. 1 judges the presence or absence of a position shift as described above based on a signal from the pressure sensor. When the displacement is determined, for example, an alarm signal is output from the determination unit 24 to the control unit 20. The control unit 20 executes control for replacing the chip 12 and acquiring correction data as necessary, as described later.
【0031】上記の接触モードが選択される場合、部材
26は望ましくはチップ12より柔らかい部材として構
成することが望ましい。そのような構成によれば、図2
に示したバネ38の作用によっても吸収できないような
衝突が発生した場合においてもチップ先端を保護するこ
とが可能である。もちろん、チップ12が不良である場
合に、それを交換するというのが前提であれば、必ずし
もそのような柔らかい材料によって部材26を構成する
必要はない。When the above-mentioned contact mode is selected, the member 26 is desirably configured as a member that is softer than the chip 12. According to such a configuration, FIG.
The tip of the tip can be protected even in the event of a collision that cannot be absorbed by the action of the spring 38 shown in FIG. Of course, if it is assumed that the chip 12 is replaced when it is defective, the member 26 does not necessarily need to be made of such a soft material.
【0032】図3には、本実施形態の分注装置において
設けられた各種の位置ずれ判定用の穴が例示されてい
る。(A)及び(B)にはそれぞれ円形の穴が示されて
おり、それぞれの直径はD1及びD2である。また
(C)及び(D)にはY方向及びX方向に沿った長細の
穴が例示されている。これらの穴は分注先である容器の
形状に対応したものを用いるのが望ましい。(C)及び
(D)に示す穴は、例えばX方向について後述する補正
データを取得する場合及びY方向について補正データを
取得する場合にそれぞれ利用可能である。FIG. 3 exemplifies various misalignment determination holes provided in the dispensing apparatus of the present embodiment. (A) and (B) each show a circular hole, the diameter of which is D1 and D2, respectively. (C) and (D) illustrate elongated holes along the Y and X directions. It is desirable to use holes corresponding to the shape of the container to which the liquid is to be dispensed. The holes shown in (C) and (D) can be used, for example, when acquiring correction data described later in the X direction and when acquiring correction data in the Y direction.
【0033】図4及び図5に示すように、部材26は、
チップラック40の上面板42によって構成することも
可能である。すなわち、チップラック40には複数の保
持穴44が形成され、各保持穴44内には新しいチップ
12が挿入保持されている。そのうちのいずれかのチッ
プ12をチップ装着部10に装着して分注を開始する際
に、それに先立って上方からノズル全体を下降させ、い
ままでチップ12が保持されていた保持穴44を利用し
て先端位置の位置ずれを検出してもよい。保持穴44は
実質的に図1に示した穴26Aとして機能し、上面板4
2は図1に示した上面26Bとして機能する。なお、図
4には上記非接触モードにおける位置ずれ判定の概念が
示され、ここにおいて、位置ずれが生じていないチップ
が符号12Cで示され、位置ずれが生じているチップが
符号12Dで示されている。As shown in FIGS. 4 and 5, the member 26 is
It is also possible to configure by the upper surface plate 42 of the chip rack 40. That is, a plurality of holding holes 44 are formed in the chip rack 40, and a new chip 12 is inserted and held in each holding hole 44. When any one of the chips 12 is mounted on the chip mounting portion 10 and dispensing is started, the entire nozzle is lowered from above before using the holding hole 44 in which the chip 12 is held. The positional deviation of the tip position may be detected by using the following method. The holding hole 44 functions substantially as the hole 26A shown in FIG.
2 functions as the upper surface 26B shown in FIG. FIG. 4 shows the concept of position shift determination in the non-contact mode. Here, a chip without position shift is denoted by reference numeral 12C, and a chip with position shift is denoted by reference numeral 12D. ing.
【0034】図5には上記接触モードにおける位置ずれ
判定の概念が示され、位置ずれが生じていないチップが
符号12Aで示され、位置ずれが生じているチップが符
号12Bで示されている。FIG. 5 shows the concept of the position shift determination in the contact mode. A chip having no position shift is indicated by reference numeral 12A, and a chip having a position shift is indicated by reference numeral 12B.
【0035】したがって、図4及び図5に示す構成によ
れば、チップラック40の他に別途部材26を設ける必
要がないので、装置を簡略化でき、またチップ12の装
着後に速やかに位置ずれ検出を行うことができるので分
注動作を迅速化できるという利点がある。Therefore, according to the configuration shown in FIGS. 4 and 5, there is no need to provide a separate member 26 in addition to the chip rack 40, so that the apparatus can be simplified and the displacement can be detected immediately after the chip 12 is mounted. , The dispensing operation can be speeded up.
【0036】図6には本実施形態に係る分注装置の動作
がフローチャートとして示されている。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the dispensing apparatus according to this embodiment.
【0037】まず、S101では、チップ装着部10に
対してチップ12が装着される。S102では、図1に
示した部材26上にノズルが位置決めされ、そのノズル
が穴26Aに向けて、上方から下方へ引き下ろされる。
この場合、非接触モードでは図1に示した下降停止位置
100にチップ先端が位置決めされ、接触モードでは図
1に示した下降停止位置104にチップ先端が位置決め
される。First, in S101, the chip 12 is mounted on the chip mounting section 10. In S102, the nozzle is positioned on the member 26 shown in FIG. 1, and the nozzle is pulled down from above toward the hole 26A.
In this case, in the non-contact mode, the tip of the chip is positioned at the descent stop position 100 shown in FIG. 1, and in the contact mode, the tip of the chip is positioned at the descent stop position 104 shown in FIG.
【0038】S103では、エア吐出(又はエア吸引)
が行われ、その際のチップ内の圧力が通常よりも上昇
(又は下降)したか否かに基づいて、位置ずれの有無が
判定される。位置ずれがなければ、S104においてノ
ズルが搬送されて従来同様に液体の分注が実行され、そ
の後S105において使用済みのチップがチップ装着部
10から取り外される。In S103, air discharge (or air suction)
Is performed, and the presence / absence of a position shift is determined based on whether the pressure in the chip at that time has increased (or decreased) than usual. If there is no misalignment, the nozzle is transported in S104 and liquid dispensing is performed in the same manner as in the related art, and then the used chip is removed from the chip mounting unit 10 in S105.
【0039】一方、S103において位置ずれがあった
と判断された場合、S106では補正データを取得する
か否かが判断される。ユーザーによってそのような補正
データの取得が不要であると設定されている場合、S1
07において不良であるチップが新しいチップに交換さ
れ、上記のS102からの各工程が繰り返し実行され
る。On the other hand, if it is determined in S103 that there has been a positional shift, it is determined in S106 whether or not correction data is to be obtained. If it is set by the user that acquisition of such correction data is unnecessary, S1
At 07, the defective chip is replaced with a new chip, and the steps from S102 described above are repeatedly executed.
【0040】一方、S106において補正データの取得
が必要であると設定されている場合、S108では今ま
で位置ずれ検出を行った位置とは別の位置において、上
記同様の制御(下降位置決め、エア吐出又は吸引)が行
われる。S109においては、S103と同様に圧力変
化に基づいて、ノズル先端が穴26Aに対向又は挿入さ
れているか、あるいは、上面26Bに対向又は接触して
いるかが判定される。前者であればS108からの工程
が繰り返し実行され、後者であれば更に別の位置で検出
を行うか否かが判断される。On the other hand, if it is set in S106 that it is necessary to acquire correction data, the same control (downward positioning, air discharge) as described above is performed in S108 at a position different from the position where the positional deviation has been detected. Or suction). In S109, it is determined whether the nozzle tip is facing or inserted into the hole 26A, or is facing or is in contact with the upper surface 26B, based on the pressure change as in S103. If the former, the steps from S108 are repeatedly executed, and if the latter, it is determined whether or not to perform detection at another position.
【0041】例えばX方向及びY方向の両方向について
補正データを取得する場合には、X方向の正方向及び負
方向の両方向について及びY方向の正方向及び負方向の
両方向について、圧力変化の有無が検査される。For example, when correction data is obtained in both the X and Y directions, the presence or absence of a pressure change in both the positive and negative directions of the X direction and the positive and negative directions of the Y direction is determined. Will be inspected.
【0042】以上のような工程を繰り返すと、結果とし
て、2次元の各アドレスごとに圧力変化の有無が判明す
るので、そのデータを基にしてS111ではX方向及び
Y方向についての先端位置の補正データが演算される。
これは適正な位置からのX方向及びY方向のずれ量を表
すものである。S112では、その補正データが適正な
範囲に入っているか否かが判断され、適正な範囲に入っ
ていればS104以降の各工程が実行される。一方、S
112において補正量が適正範囲を超えるものであると
判断された場合、現在装着されているチップは不良であ
ってそのまま使用できないため、S113において新し
いチップに交換される。By repeating the above steps, as a result, the presence or absence of a pressure change is determined for each two-dimensional address. Based on the data, in S111, the tip position in the X direction and the Y direction is corrected. Data is calculated.
This indicates the amount of deviation in the X and Y directions from the proper position. In S112, it is determined whether or not the correction data is within an appropriate range. If the correction data is within the appropriate range, each step after S104 is executed. On the other hand, S
If it is determined in step 112 that the correction amount exceeds the appropriate range, the currently mounted chip is defective and cannot be used as it is, and thus is replaced with a new chip in step S113.
【0043】ちなみに、補正データの演算が行われた場
合、S104における分注処理においては、駆動機構2
2の制御に当たってその補正データが利用される。すな
わちその補正量を加味してノズルの位置決めが行われる
ことになる。By the way, when the calculation of the correction data is performed, the driving mechanism 2 is used in the dispensing process in S104.
The correction data is used in the control of (2). That is, nozzle positioning is performed in consideration of the correction amount.
【0044】多数のウエル等が形成されているマイクロ
プレートに分注を行う場合、そのマイクロプレートにお
けるいずれかのウエルを利用して実際の分注前に上述し
た位置ずれ検出を行ってもよい。この場合、当該ウエル
が上述した穴26Aとして機能することになる。When dispensing to a microplate on which a large number of wells or the like are formed, the above-described positional deviation detection may be performed before actual dispensing using one of the wells in the microplate. In this case, the well functions as the above-described hole 26A.
【0045】上記実施形態において、ユーザーにより非
接触モード及び接触モードを選択させるように構成して
もよい。また、位置ずれが判明した場合にチップを交換
するか補正データを取得するかに応じてモードを自動選
択させてもよい。補正データを取得する場合にはチップ
先端の保護及び汚染防止のために非接触モードを選択す
るのが望ましい。In the above embodiment, a configuration may be adopted in which the user can select the non-contact mode and the contact mode. Further, the mode may be automatically selected according to whether the chip is replaced or the correction data is acquired when the positional deviation is found. When acquiring correction data, it is desirable to select a non-contact mode in order to protect the tip of the chip and prevent contamination.
【0046】[0046]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チップの曲がりやチップ装着不良による問題を未然に検
出できる。また、既存の設備を有効利用してチップ先端
の位置決め精度の向上を図ることができる。As described above, according to the present invention,
Problems caused by chip bending and chip mounting failure can be detected beforehand. In addition, the existing equipment can be effectively used to improve the positioning accuracy of the tip end of the chip.
【図1】 本発明に係る分注装置の要部構成を示す概念
図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a main part of a dispensing apparatus according to the present invention.
【図2】 ノズルの具体的な構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration example of a nozzle.
【図3】 穴の各種形態を示す図である。FIG. 3 is a view showing various forms of holes.
【図4】 非接触モードにおけるチップラックを利用し
た位置ずれ検出を示す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing misregistration detection using a chip rack in a non-contact mode.
【図5】 接触モードにおけるチップラックを利用した
位置ずれ検出を示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing misregistration detection using a tip rack in a contact mode.
【図6】 分注装置の動作を示すフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the dispensing device.
10 チップ装着部、12 ノズルチップ、14 分注
ポンプ、16 圧力検出部、20 制御部、22 駆動
機構、24 判定部、26 位置ずれ検出用部材、26
A 穴(先端対向穴、先端挿入穴)、26B 上面(先
端対向面、先端当接面)、36 圧力センサ。10 tip mounting section, 12 nozzle tip, 14 dispensing pump, 16 pressure detection section, 20 control section, 22 drive mechanism, 24 determination section, 26 misalignment detection member, 26
A hole (tip facing hole, tip insertion hole), 26B top surface (tip facing surface, tip contact surface), 36 pressure sensor.
Claims (9)
着されるノズルチップとからなるノズルと、 前記ノズルを昇降させるノズル移動機構と、 を含む分注装置において、 先端対向穴を有しその先端対向穴の周囲が先端対向面と
された位置ずれ検出用部材と、 前記位置ずれ検出用部材の上方から前記ノズルを下降さ
せ、前記ノズルチップの先端が前記先端対向面のレベル
よりも微少距離だけ高い位置に到達した時点で前記ノズ
ルの下降を停止させる制御を行う下降制御手段と、 前記ノズルの停止状態でノズルからエアを吐出させ又は
ノズルによってエアを吸引し、その際のノズル内圧力の
変化に基づいて前記ノズルチップの先端が前記先端対向
穴及び前記先端対向面のいずれに対向しているかを判定
する対向先判定手段と、 を含むことを特徴とする分注装置。1. A dispensing apparatus comprising: a nozzle comprising a nozzle base and a nozzle tip removably mounted on the nozzle base; and a nozzle moving mechanism for elevating and lowering the nozzle. A misalignment detection member having a periphery of the opposed hole as the tip-facing surface, and lowering the nozzle from above the misalignment detection member, so that the tip of the nozzle tip is slightly smaller than the level of the tip-facing surface. A descent control means for performing control to stop descent of the nozzle at the time when the nozzle reaches a high position; and changing the pressure in the nozzle at that time by discharging air from the nozzle or sucking air by the nozzle when the nozzle is stopped. Opposing destination determining means for judging whether the tip of the nozzle tip faces the tip facing hole or the tip facing surface based on Dispensing device to be marked.
定した場合にエラーを判定するエラー判定手段を含むこ
とを特徴とする分注装置。2. The dispensing apparatus according to claim 1, further comprising: an error determination unit that determines an error when the opposite destination determination unit determines the front end facing surface as an opposite destination.
前記ノズルチップ先端の位置ずれに関する補正データを
演算する補正手段を含むこと特徴とする分注装置。3. The dispensing device according to claim 1, further comprising a correction unit that calculates correction data relating to a positional shift of the tip of the nozzle tip by executing the determination of the opposite end at a plurality of points. apparatus.
を起立保持したチップラップの上面板であり、 前記先端対向穴は前記ノズルチップを保持する保持穴で
あることを特徴とする分注装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein the misregistration detecting member is substantially a top plate of a chip wrap holding the nozzle tip in an upright position, and the tip facing hole holds the nozzle tip. A dispensing device characterized by a holding hole.
着されるノズルチップとからなるノズルと、 前記ノズルを昇降させるノズル移動機構と、 を含む分注装置において、 先端挿入穴を有しその先端挿入穴の周囲が先端当接面と
された位置ずれ検出用部材と、 前記位置ずれ検出用部材の上方から前記ノズルを下降さ
せ、前記ノズルチップの先端が前記先端挿入穴に進入可
能な所定高さで前記ノズルの下降を停止させる制御を行
う下降制御手段と、 前記ノズルの下降停止時に前記ノズルチップの先端から
エアを吐出させ又は先端からエアを吸引させ、その際の
前記ノズル内の圧力に基づいて前記ノズルチップの先端
が前記先端当接面に当接したことを検出する接触検出手
段と、 を含むことを特徴とする分注装置。5. A dispensing apparatus comprising: a nozzle comprising a nozzle base and a nozzle tip removably mounted on the nozzle base; and a nozzle moving mechanism for elevating and lowering the nozzle. A misalignment detection member having a tip contact surface around the insertion hole; and a predetermined height at which the nozzle is lowered from above the misalignment detection member so that the tip of the nozzle tip can enter the tip insertion hole. Then, a descent control means for performing control to stop descent of the nozzle, and when the descent of the nozzle is stopped, air is discharged from the tip of the nozzle tip or air is sucked from the tip, and the pressure in the nozzle at that time is reduced. And a contact detecting means for detecting that the tip of the nozzle tip has contacted the tip contact surface on the basis of the nozzle tip.
ラーを判定するエラー判定手段を含むことを特徴とする
分注装置。6. The dispensing device according to claim 5, further comprising an error determination unit that determines an error when a detection signal is output from the contact detection unit.
の地点で検出することによって前記ノズルチップ先端の
位置ずれに関する補正データを演算する補正手段を含む
こと特徴とする分注装置。7. The correction unit according to claim 6, wherein correction data relating to displacement of the tip of the nozzle tip is calculated by detecting contact between the tip of the nozzle tip and the contact surface of the tip at a plurality of points. A dispensing device comprising:
るX方向及びY方向の両方向について補正データを演算
することを特徴とする分注装置。8. The dispensing device according to claim 3, wherein the correction means calculates correction data in both the X direction and the Y direction orthogonal to the vertical direction as the Z direction. .
を起立保持したチップラップの上面板であり、 前記先端挿入穴は前記ノズルチップを保持する保持穴で
あることを特徴とする分注装置。9. The apparatus according to claim 5, wherein the displacement detecting member is a top plate of a chip wrap substantially holding the nozzle tip upright, and the tip insertion hole holds the nozzle tip. A dispensing device characterized by a holding hole.
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