JP3273916B2 - 分析前処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医薬や化学などの
分野において、試料の成分分析に先だち、その前処理を
実施するための分析前処理システムに関する。

【０００２】

【関連する背景技術】一般的に試料の成分分析には、溶
媒の注入、振とう、遠心分離及び分注などの種々の処理
工程が要求される。従来、これらの処理工程を実施する
ために、注入装置、振とう機、遠心分離機及び分注装置
など、専用の処理装置が開発されているか、又は、その
開発が試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した前
処理の自動化を図るには、各種の処理装置間を被処理物
のための搬送ラインにて接続することが考えられる。こ
の場合、被処理物は搬送ライン上を搬送されながら各処
理装置に順次供給され、そして、その処理装置にて所定
の処理工程を受けることになる。

【０００４】しかしながら、専用の処理装置はその処理
工程を行うにあたり、被処理物のローディング及びアン
ローディングを手作業で専ら行うものが一般的であり、
一連の前処理を完全に自動化することは困難である。被
処理物の種類によっては、その一連の前処理に要求され
る処理工程の組み合わせやその順序などが異なるが、こ
の場合、上述の搬送ライン型システムでは容易に対処す
ることができない。

【０００５】更に、搬送ライン型システムの場合、一連
の前処理に要求される処理工程の数か増加すればするほ
ど、そのシステムの設置スペースが大となってしまう。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目
的は一連の前処理を完全自動化できるばかりでなく、そ
の汎用性や省スペース化にも優れた分析前処理システム
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の前処理システム
は（請求項１）は、水平面内にて回転可能なハンドを有
する直交３軸ロボットと、このロボットのアクセス領域
内にそれぞれ配置された準備ステージ、複数の前処理ス
テージ及び回収ステージを含んでいる。準備ステージに
は、少なくとも１列の共栓付試験管を保持し且つロボッ
トのハンドにより把持可能な試験管スタンドが複数準備
され、これら試験管スタンドにはその内部の共栓付試験
管の全てに分析対象の試料が投入されている第１試験管
スタンドと、その内部の共栓試験管の全てが空である第
２試験管スタンドとを有している。そして、各前処理ス
テージは、準備ステージ又は前段のステージから少なく
とも１つの試験管スタンドを受取り、この受取った試験
管スタンドを対象として試料の成分分析に要する所定の
前処理をそれぞれ実施し、回収ステージは前処理後の試
験管スタンドを回収して蓄える。

【０００７】そして、前処理システムは、ロボットを制
御し、ロボットのハンドにより試験管スタンドを把持
し、ステージ間にて試験管スタンドを移送するロボット
コントローラと、各前処理ステージ毎にそれぞれ設けら
れ、試験管スタンドの受取り後、前記前処理ステージに
所定の前処理工程を自立して実施させるステージコント
ローラと、試験管スタンドの移送順序及び各処理ステー
ジの処理条件を含むデータを入力する入力手段と、入力
手段により入力されたデータに基づき、ロボットコント
ローラ及び各ステージコントローラに作動指令を出力す
る指令コントローラとを更に含んでいる。そして、前処
理ステージは、第１試験管スタンドを受取り、受取った
第１試験管スタンドの全ての共栓付き試験管に溶媒を注
入して試液を作成する注入ステージと、注入ステージか
ら第１試験管スタンドを受取り、第１試験管スタンドと
ともにその内部の全ての共栓付試験管を振とうする振と
うステージと、振とうステージから第１試験管スタンド
を受取り、第１試験管スタンド毎回転させ、その共栓付
試験管内の前記試液を遠心分離する遠心分離ステージ
と、振とうステージ及び遠心分離ステージの一方から第
１試験管スタンドを受取るとともに、準備ステージから
第２試験管スタンドを受取り、第１試験管スタンドの共
栓付試験管から第２試験管スタンドの空の共栓付試験管
に試液を注入する分注ステージとを含んでおり、各前処
理ステージは、試験管スタンドの垂直軸線回りの回転姿
勢でみて、試験管スタンドをそれぞれ規定された回転姿
勢で受取る受取り部をそれぞれ有している。

【０００８】上述の分析前処理システムによれば、指令
コントローラは入力データに基づき、ロボットコントロ
ーラに制御指令を与えてロボットの作動及びハンドの回
転を制御する。これにより、ロボットはそのハンドにて
試験管スタンドを把持し、準備ステージから所定の移送
順次に従って試験管スタンドを移送して、その試験管ス
タンドの受取り部に載置し、そして、最終的に回収ステ
ージに戻す。一方、各前処理ステージ、即ち、注入ステ
ージ、振とうステージ、遠心分離ステージ及び分注ステ
ージでは指令コントローラからの制御指令に基づき、受
け取った試験管スタンド、又は、その共栓付試験管に対
して所定の前処理を自立的に実施する。

【０００９】好ましくは、試験管スタンドはその底壁に
一対の位置決め孔を有し、各前処理ステージの受取り部
は試験管スタンドを受取ったとき、位置決め孔に差込ま
れる一対の位置決めピンをそれぞれ有している（請求項
２）。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１及び図２を参照すると、分析
前処理システムはフレーム１を備えており、フレーム１
は上面２を有している。上面２には準備／回収ステージ
３、注入ステージ４、振とうステージ５、分注ステージ
６及び遠心分離ステージ７が設けられている。更に、上
面２には直交３軸ロボット８が配置されており、ロボッ
ト８は上下、左右及び前後の３軸方向に移動可能である
とともに、水平面内にて回転可能なハンド９を有し、ハ
ンド９のアクセス領域は、前述した各ステージ３〜７の
全てをカバーしている。

【００１１】準備／回収ステージ３は下段及び上段のス
タンドストック部３ａ，３ｂを有しており、これらスタ
ンドストック部３ａ，３ｂには容器ホルダとしての多数
の試験管スタンド（以下、単にスタンドと称する）Ｓが
列をなして載置されている。スタンドＳは１０本の共栓
付試験管Ｔを２列にして保持しており、これらスタンド
Ｓ及び共栓付試験管Ｔは図３及び図４に具体的に示され
ている。スタンドＳはその底壁に一対の位置決め孔Ｈを
有し、これら位置決め孔ＨはスタンドＳにおける底壁の
長手軸線上に配置されている。一方、共栓付試験管Ｔ
は、試験管ｔとプラグｐとの組み合わせからなり、プラ
グｐはネック部ｎを介して一体的に接続された頭部ｈを
有している。図４から明らかなようにプラグＰは試験管
ｔの口部から脱着可能にして差し込まれている。

【００１２】スタンドＳはその両側面に把持部Ｇをそれ
ぞれ有し、これら把持部Ｇは前述したロボット８による
スタンドＳの移送に利用される。即ち、ロボット８はそ
のハンド９にスタンドＳの把持部Ｇを把持し、そのスタ
ンドＳの移送を行うことができる。ここで、下段のスタ
ンドストック部３ａに準備されている各スタンドＳ内の
共栓付試験管Ｔには成分分析すべき試料が予め投入され
ており、そして、上段のスタンドストック部３ｂに準備
されている共栓付試験管Ｔは空となっている。

【００１３】次に、前述した注入ステージ４、振とうス
テージ５、分注ステージ６及び遠心分離ステージ７に関
して順次説明する。 注入ステージ 図５を参照すると、注入ステージ４は可動テーブル１０
を備えており、可動テーブル１０はフィードユニット１
１に取り付けられている。フィードユニット１１は、可
動テーブル１０の下側に配置されたフィードスクリュー
１２と、フィードスクリュー１２にカップリング１３を
介して連結され、フィードスクリュー１２を正逆方向に
回転させるサーボモータ１４とにより構成され、可動テ
ーブル１０を一定の方向に間欠的に移動させることがで
きる。

【００１４】前述したロボット８が可動テーブル１０上
にスタンドＳを載置するとき、スタンドＳは可動テーブ
ル１０上にて位置決めされる。より詳しくは、図６に示
されているように可動テーブル１０の上面には、その先
端が円錐状をなす一対の位置決めピン１５が突設されて
おり、これら位置決めピン１５はスタンドＳの対応した
位置決め孔Ｈに差し込まれる。この結果、可動テーブル
１０のスタンドＳはその試験管列が可動テーブル１０の
移動ラインに対して正確に平行となる。ここで、可動テ
ーブル１０上に載置されるスタンドＳは、下段のスタン
ドストック部３ａから取り出され、その各共栓付試験管
Ｔ内には試料が投入されている。

【００１５】更に図６に示されているように、可動テー
ブル１０からは被検出片１６が垂下されており、被検出
片１６はフィードユニット１１の側面に取り付けられた
光電センサ１７により検出される。より詳しくは、光電
センサ１７は可動テーブル１０、即ち、スタンドＳの原
点位置を検出し、サーボモータ１４は原点位置からスタ
ンドＳ内の共栓付試験管Ｔのピッチ間隔に等しい距離毎
に可動テーブル１０を移動させる。

【００１６】可動テーブル１０の側方には、アームポス
ト１８が配置されており、アームポスト１８の上端から
は昇降軸１９が突出されている。アームポスト１８は、
昇降軸１９を昇降且つ回動させる機構を内蔵している。
この機構は例えば、昇降軸１９をスプライン軸とし、昇
降軸１９を上下動させる昇降シリンダと、昇降軸１９を
回動させるロータリシリンダとの組み合わせから実現さ
れる。

【００１７】昇降軸１９の上端には２本のアーム２０，
２１が取り付けられており、これらアーム２０，２１は
９０°の角度を存して水平に延びている。アーム２０の
先端にはクランプユニット２２が装着されており、アー
ム２１の先端には注入管ホルダ２３が取り付けられてい
る。図５中、クランプユニット２２は簡略化して示され
ている。

【００１８】図６及び図７に示されているように、クラ
ンプユニット２２はクランプシリンダ２４を備えてお
り、クランプシリンダ２４はアーム２０の一方の面に下
向きにして取り付けられている。従って、クランプシリ
ンダ２４は下方に突出した一対のクランプ爪２５を有
し、これらクランプ爪２５はクランプシリンダ２４の作
動に伴い、接離可能、即ち、開閉可能となっている。各
クランプ爪２５の下端にはその内面から楔ピン２６が同
一の水平面内にて突設されており、その先端は半球状を
なしている。

【００１９】より詳しくは、図８に示されているように
一対の楔ピン２６は水平方向に所定の間隔、即ち、前述
した共栓付試験管Ｔにおけるプラグｐのネック部ｎの直
径に相当する間隔を存して配置されている。更に、楔ピ
ン２６は、ネック部ｎを形成する周溝の曲率半径よりも
若干大きな直径を有している。更に、各クランプ爪２５
には、板ばね製の挟持片２７が更に取り付けられてお
り、これら挟持片２７は対応する楔ピン２６の上方にて
同一の水平面内に位置付けられている。より詳しくは、
図８に示されているように挟持片２７の突出長さは楔ピ
ン２６よりも若干短く、そして、水平方向でみて一対の
楔ピン２６の間に配置されている。

【００２０】クランプユニット２２には、押し込みシリ
ンダ２８が更に備えられており、この押し込みシリンダ
２８もまたアーム２１の他方の面に下向きにして取り付
けられている。押し込みシリンダ２８のピストンロッド
にはパッドプレート２９が取り付けられ、このパッドプ
レート２９は水平に延び、そして、その先端は図６から
明らかなように前述した挟持片２７間の中央で且つその
上方に位置付けられている。

【００２１】図９に示されているようにパッドプレート
２９の先端には、パッド軸３０が上下に貫通して取り付
けられており、パッド軸３０はその上端のねじ部に螺合
したディスクナット３１及びストッパリング３２を介し
てパッドプレート２９に支持されている。パッド軸３０
の下端にはゴム製のパッド３３が取り付けられており、
このパッド３３とパッドプレート２９との間にはコイル
スプリング３４が配置されている。コイルスプリング３
４はパッド３３を下方に向けて押圧付勢している。

【００２２】一方、前述したアーム２１の注入管ホルダ
２３には、注入管４５（図６参照）が保持されており、
注入管４５は下端が注入管ホルダ２３から下方に突出
し、その開口端が下向きとなっている。注入管４５は可
撓性を有したチューブからなり、その他端側は図１０に
示す溶媒注入ユニット３５に接続されている。溶媒注入
ユニット３５は電磁三方弁３６を備え、電磁三方弁３６
は１個ずつの出口及び入口と、１つの入出口とを有して
いる。電磁三方弁３６の出口には注入管４５の他端が接
続され、その入口には供給管路３７を介して溶媒タンク
３８が接続されている。溶媒タンク３８には所定の溶媒
が蓄えられている。そして、電磁三方弁３６の入出口に
は接続管路３９が接続されており、接続管路３９はコネ
クタ４０を介してシリンジ４１に接続されている。シリ
ンジ４１のプランジャ４２はその突出端がステップリニ
アモータ４３に連結されており、ステップリニアモータ
４３は電磁三方弁３６の切換作動に連動してシリンジ４
１のプランジャ４２を往復動させ、シリンジ４１に吸引
及び吐出動作を行わせる。より詳しくは、シリンジ４１
が吸引動作を行うとき、電磁三方弁３６はその入口と入
出口との間のみを連通させており、これにより、シリン
ジ４１内に溶媒タンク３８の溶媒が吸引される。この
後、シリンジ４１が吐出動作を行うとき、電磁三方弁３
６は出口と入出力口のみを連通させ、これにより、シリ
ンジ４１から吐出された溶媒は注入管４５を通じて、そ
の開口端から吐出される。

【００２３】次に、スタンドＳ内の共栓付試験管Ｔに対
する溶媒の注入工程を説明する。先ず、原点位置にて待
機状態にある可動テーブル１０上にスタンドＳがロボッ
ト８により位置決めして載置される。この際、クランプ
ユニット２２及び注入管ホルダ２３は可動テーブル１０
の上方から退避している。この状態で、アームポスト１
９の昇降軸１９が回動され、図５に示されているように
クランプユニット２２がスタンドＳの上方に移動され
る。より詳しくは、クランプユニット２２は、スタンド
Ｓ内における一方の試験管列のうち、その端に位置した
ターゲットの共栓付試験管Ｔの上方に移動される。この
後、昇降軸１９とともにクランプユニット２２は下降
し、図６に示されるようにクランプシリンダ２４の一対
のクランプ爪２５がターゲット共栓付試験管Ｔのプラグ
ｐの両側に位置付けられる。より詳しくは、一対の楔ピ
ン２６がそのプラグｐのネック部ｎの両側に位置付けら
れる。

【００２４】この状態で、クランプシリンダ２４のクラ
ンプ爪２５が閉じられると、一対の楔ピン２６はプラグ
ｐのネック部ｎに向けて前進し、図１１に示されている
ようにネック部ｎを両側から挟み付ける。より詳しく
は、楔ピン２６は、共栓付試験管における試験管ｔの開
口縁とプラグｐの頭部との間に楔のようにして進入す
る。前述したように楔ピン２６の直径はネック部ｎの曲
率半径よりも若干大きく設定されているので、楔ピン２
６は試験管ｔの口部に対するプラグｐの密着を解除し、
プラグｐを試験管ｔの口部から跳ね上げるようにして持
ち上げる。

【００２５】この際、各クランク爪２５の挟持片２７は
プラグｐの頭部上に前進し、プラグｐを上方から押さえ
付けている。それ故、一対の楔ピン２６によりプラグｐ
が強く跳ね上げられても、プラグｐの飛び出しは挟持片
２７により確実に防止される。楔ピン２６はその先端が
半球状をなし、そして、挟持片２７は板ばねからなって
いるので、共栓付試験管Ｔの製作公差や試験管ｔへのプ
ラグｐの差し込み量に多少のばらつきがあっても、一対
ずつの楔ピン２６及び挟持片２７はプラグｐを試験管ｔ
の口部からプラグｐを確実に浮き上がらせ、そして、保
持することができる。従って、図１２に示されているよ
うにクランプユニット２２がアーム２０とともに上昇さ
れると、プラグｐは試験管ｔの口部から円滑にして引き
抜かれる。

【００２６】この後、昇降軸１９が９０°更に回動され
ると、クランプユニット２２はプラグｐとともにターゲ
ットの共栓付試験管Ｔの上方から逃げ、そして、その共
栓付試験管Ｔの上方には図１３に示されているように注
入管ホルダ２３、即ち、注入管４５の下端が移動され
る。この後、注入管４５はアーム２１とともに下降し、
図１４に示されているように、その下端が試験管ｔの口
部内に進入する。この状態で、前述した溶媒注入ユニッ
ト３５が作動され、試験管ｔに所定量の溶媒が注入され
る。

【００２７】溶媒の注入が完了すると、注入管４５は注
入管ホルダ２３とともに上昇し、そして旋回して試験管
ｔの上方から退避し、その試験管ｔの上方にクランプユ
ニット２２がプラグｐを伴い再び移動される。この後、
クランプユニット２２が下降し，プラグｐは試験管ｔの
口部直上に位置付けられる。この状態で、クランプシリ
ンダ２４は一対のクランプ爪２５を開いて楔ピン２６及
び挟持片２７からプラグｐを解放し、このプラグｐを図
１５に示されているように試験管ｔの口部内に落とし込
む。

【００２８】この後、押し込みシリンダ２８の伸張作動
によりパッド３３が下降し、図１６に示されているよう
にパッド３３はプラグｐを試験管ｔの口部内に所定の差
し込み量だけ押し込む。このようにしてプラグｐの打栓
が完了した後、パッド３３は元の位置まで上昇する。上
述したように１本の共栓付試験管Ｔに対し、プラグｐの
開栓、溶媒注入、そしてプラグｐの閉栓までの一連の溶
媒注入工程が完了すると、可動テーブル１０は共栓付試
験管Ｔのピッチ間隔に等しい距離だけ前進し、クランプ
ユニット２２の下方に次の共栓付試験管Ｔが位置付けら
れる。この後、その共栓付試験管Ｔに対し、上述の溶媒
注入工程が繰り返される。

【００２９】試験管列の全ての共栓付試験管Ｔに対する
溶媒注入工程が完了すると、ロボット８は可動テーブル
１０上からスタンドＳを持ち上げ、一方、可動テーブル
１０は原点位置に復帰する。この後、ロボット８はその
ハンド９の回転を介し、スタンドＳを水平面内にて１８
０°回転させた後、可動テーブル１０上に位置決めして
載置する。これにより、スタンドＳ内における他方の列
の共栓付試験管Ｔに対しても、上述した溶媒注入工程が
順次、同様にして実施される。スタンドＳ内の全ての共
栓付試験管Ｔに溶媒が注入されると、スタンドＳはロボ
ット８により可動テーブル１０上から次の工程に移送さ
れる。

【００３０】例えば前述した昇降軸１９は２本のアーム
を更に備え、これらアームの先端に注入管ホルダを介し
て別の注入管を保持することができる。この場合、これ
ら注入管を、他の溶媒を供給する別の溶媒注入ユニット
に接続することで、試験管ｔ内に異なる種類の溶媒を注
入することができる。 振とうステージ 図１７を参照すると、振とうステージ５は、一対の平行
なガイドロッド５０を備えている。これらガイドロッド
５０は水平方向に互いに離間し、それらの両端は脚５１
により支持されている。一対のガイドロッド５０間に跨
るようにして往復台５２が配置されており、往復台５２
はガイドロッド５０に沿い往復動自在にして、ガイドロ
ッド５０に支持されている。

【００３１】往復台５２上には一対の軸受ブラケット５
３が突設されており、これら軸受ブラケット５３はガイ
ドロッド５０の上方に位置し、互いに対向している。一
対の軸受ブラケット５３の上端部間に跨り、水平な回動
軸５４が延びており、回動軸５４の両端は対応する軸受
ブラケット５３に回転自在に支持されている。一方の軸
受ブラケット５３の外側面にはロータリシリンダ５５が
取り付けられており、ロータリシリンダ５５の出力軸
（図示しない）はその軸受ブラケット５３を回転自在に
して貫通し、回動軸５４の下方に位置付けられている。
ロータリシリンダ５５の出力軸及び回動軸５４には互い
に噛み合う一対のギヤ５６がそれぞれ取り付けられてい
る。図１７中には回動軸５４のギヤ５６のみが示されて
いる。従って、ロータリシリンダ５５の駆動は、その出
力軸から一対のギヤ５６を介して回動軸５４の正逆回転
に変換される。なお、ロータリシリンダ５５の出力軸を
回転軸５４に直接に連結するようにしてよい。

【００３２】回動軸５４の中央部にはブロック形状の回
動サポート５７が取り付けられており、回動サポート５
７は回動軸５４と一体に回動可能である。回動サポート
５７には振とうテーブル５８が取り付けられており、振
とうテーブル５８は一対のガイドロッド５０間に亘って
延びる矩形形状をなしている。より詳しくは、振とうテ
ーブル５８はガイドロッド５０の軸線方向に沿った横断
面でみてＬ字形をなし、図１７でみて、スタンドＳを受
取り可能な水平なテーブル面５９と、回動サポート５７
の一端面に連結された垂直な連結壁６０とを有してい
る。

【００３３】ロボット８が振とうテーブル５８のテーブ
ル面５９にスタンドＳを載置したとき、スタンドＳはテ
ーブル面５９にて位置決めされる。即ち、図１８に示さ
れているようにテーブル面５９にも、その先端が円錐形
状をなす一対の位置決めピン６１が突設されており、こ
れら位置決めピン６１はスタンドＳの対応した位置決め
孔Ｈに差し込まれ、これにより、スタンドＳはテーブル
面５９上に位置決めして載置される。ここで、テーブル
面５９上に載置されるスタンドＳは例えば前述した注入
ステージ４にて、注入工程を受けたスタンドＳである。

【００３４】一方、図１８でみて前述した回動サポート
５７の下面には取り付けプレート６２取り付けられてお
り、取り付けプレート６２は振とうテーブル５８とは反
対側に突出している。取り付けプレート６２にはアーム
ポスト６３が配置されており、アームポスト６３の上端
からは昇降軸６４が突出されている。アームポスト６３
は、昇降軸６４を昇降且つ回動させる機構（図示しな
い）を内蔵している。この機構は例えば、昇降軸６４を
スプライン軸とし、昇降軸１９を上下動させるステップ
リニアモータと、昇降軸６４を回転させるステップモー
タとの組み合わせから実現される。

【００３５】昇降軸６４の先端にはアーム６５が取り付
けられており、アーム６５は振とうテーブル５８のテー
ブル面５９と平行な面内にて延びている。アーム６５の
先端には合成ゴム製からなるプレート状のパッド６６が
取り付けられており、図１８に示されているようにパッ
ド６６は昇降軸６４の回転、即ち、アーム６５の旋回に
より、テーブル面５９の上方に位置付けることができ
る。なお、パッド６６には軽量化を図るために、円形の
開口が複数箇所に形成されている。

【００３６】更に、往復台５２上には図１７でみてアー
ムポスト６３の両側にレスト台６７がそれぞれ突設され
ており、これらレスト台６７はテーブル面５９上に載置
されるスタンドＳの長さに相当する間隔だけ離間してい
る。各レスト台６７の上部にはＬ字形をなしたブラケッ
トがピンを介して回転可能に取り付けられており、ブラ
ケットの垂直端及び回動軸５４に向けて突出した水平端
のそれぞれには、スタンドレストとしてのローラ６８
ａ，６８ｂがそれぞれ回転自在にして軸支されている。

【００３７】一方、図１８に示されているように、往復
台５２の下側にはクランク機構が配置されている。クラ
ンク機構は、往復台５２の下面にその一端が回転自在に
連結されたクランクレバー６９を備え、クランクレバー
６９は往復台５２の下面に沿って延び、そして、その他
端はクランクアーム７０の先端に回転自在に連結されて
いる。クランクアーム７０の基端は回転軸７１の上端に
取り付けられており、回転軸７１の下端部は軸受７２を
介してフレーム１の上壁を貫通している。

【００３８】回転軸７１の他端にはカップリング７４を
介して可変速モータ７５の出力軸に連結されており、可
変速モータ７５はブラケット７６を介してフレーム１に
支持されている。次に、上述した振とうステージ５への
スタンドＳのローディングからアンローディングまでの
振とう工程の手順を説明する。

【００３９】先ず、図１７に示されているように往復台
５２は休止位置にあり、このとき、振とうテーブル５８
はそのテーブル面５９が水平に維持され、そして、パッ
ド６６は一方のガイドロッド５０に沿って配置されてい
る。なお、テーブル面５９が水平状態にあるとき、振と
うテーブル５８は往復台５２上にテーブル受け７８（図
１８参照）を介して支持されている。

【００４０】このような状態にて、前述したロボット８
は注入ステージ４からスタンドＳをテーブル面５９の上
方まで移送し、そして、そのスタンドＳをテーブル面５
９上に位置決めして載置する。この際、ロボット８によ
るテーブル面５９上へのスタンドＳの載置はパッド６６
を避けて行われる。また、テーブル面５９上に載置され
たスタンドＳはその側面が振とうテーブル５８の連結壁
６０に密着した状態にある。

【００４１】この後、アームポスト６３の昇降軸６４が
９０°回転され、図１８中２点鎖線で示すようにパッド
６６は、テーブル面５９上のスタンドＳの上方までアー
ム６５を介して旋回して移動してから実線で示すように
下降し、スタンドＳ内の全共栓付試験管Ｔのプラグｐを
上方から押さえ付ける。この結果、全ての共栓付試験管
Ｔはパッド６６とテーブル面５９との間にスタンドＳを
介し、しっかりと挟持される。

【００４２】この後、前述したロータリシリンダ５５が
作動されると、回動軸５４とともに回動サポート５７が
回転され、振とうテーブル５８及びパッド６６はスタン
ドＳを伴い、回動軸５４を中心して図１８中時計方向に
９０°だけ回動する。この結果、図１９に示されている
ようにスタンドＳは垂直姿勢から水平姿勢に変化する。

【００４３】ここで、振とうテーブル５８が９０°回転
されると、スタンドＳの側面は振とうテーブル５８の連
結壁６０を介して左右のローラ６８bに支持される一
方、スタンドＳの上面は左右のローラ６８ａに接触し、
スタンドＳはテーブル面５９とローラ６８ａ，６８ｂと
の間にしっかりと保持されるので、この後、振とうテー
ブル５８が往復動されても、スタンドＳが振とうテーブ
ル５８から脱落することはない。

【００４４】この状態で、前述した可変速モータ７５が
所定の駆動モードで駆動され、可変速モータ７５の回転
は前述したクランク機構により、往復台５２の往復動の
往復動、即ち、スタンドＳの振動に変換される。ここ
で、スタンドＳ内の共栓付試験管Ｔはその軸線方向に振
動し、その振動数、振幅及び振動時間は共栓付試験管Ｔ
内の試料及び溶媒に応じて適切に設定されている。より
詳しくは、共栓付試験管Ｔの振動数及び振動時間は可変
速モータ７５の回転速度及び駆動時間により決定され、
その振幅はクランク機構のクランクアーム７０により決
定される。共栓付試験管Ｔの振幅はクランクアーム７０
の交換により変更可能である。

【００４５】上述した共栓付試験管Ｔの振動、つまり、
振とう中、全ての共栓付試験管Ｔはそのプラグｐがパッ
ド６６により押さえ付けられているので、共栓付試験管
ＴがスタンドＳから飛び出してしまうことはない。ま
た、スタンドＳ自体もまたテーブル面５９と左右のロー
ラ６８ａとの間にて保持された状態にあり、しかも、左
右のローラ６８ｂにより振とうテーブル５８の連結壁５
９を介して下側から支持されているので、振とう中、ス
タンドＳは振とうテーブル５８に確実に保持される。

【００４６】上述した共栓付試験管Ｔの振動、つまり、
振とうが完了すると、可変速モータ７５の駆動モードは
低速モードに変更され、往復台５２は緩やかに往復動
し、往復台５２が休止位置に位置した時点で、可変速モ
ータ７５の駆動は停止され、これにより、往復台５２は
休止位置にて停止する。往復台５２の休止位置への復帰
を確実に行うため、図１７に示されているようにフレー
ム１の上面２には光電センサ７７が配置されている。光
電センサ７７は往復台５２が休止位置にあるとき、往復
台５２側の被検出体７８を検出し、検出信号を出力す
る。この検出信号は可変速モータ７５の駆動制御に使用
される。

【００４７】往復台５２が休止位置にて停止すると、ロ
ータリシリンダ５５は逆向きに作動し、振とうテーブル
５８はスタンドＳを伴い、図１９の水平姿勢から図１８
の水平姿勢に復帰する。この後、パッド６６は上昇した
後、昇降軸６４を中心して旋回し、図１７中実線で示す
位置まで復帰する。この後、ロボット８は振とうテーブ
ル５８のテーブル面５９からスタンドＳを取り出し、次
工程に移送した後、新たなスタンドＳを共栓付試験管Ｔ
とともに振とうテーブル５８に載置し、そのスタンドＳ
の共栓付試験管Ｔに対し、振とう工程が同様にして実施
される。

【００４８】上述した振とうステージによれば、振とう
テーブル５８のテーブル面５９が水平姿勢にあるとき、
ロボット８を使用することにより、テーブル面５９上に
スタンドＳを容易に載置することができる。この後、回
動軸５４を中心として振とうテーブル５８を回動させる
ことにより、スタンドＳ内の共栓付試験管Ｔはそれらの
軸線が往復台５２の往復動方向と平行な振とう姿勢をと
る。つまり、振とうステージへの共栓付試験管Ｔのロー
ディングから共栓付試験管Ｔの振とう姿勢への変更、そ
して、そのアンローディングまでの一連の工程、即ち、
振とう工程の自動化が可能となり、振とう工程に従事す
るオペレータの大幅な労力の軽減を図ることができる。

【００４９】また、共栓付試験管Ｔに対する振とう工程
はスタンドＳ毎に実施されるので、振とうステージは共
栓付試験管Ｔの振とう処理能力を大幅に向上する。 分注ステージ 図２０を参照すると、分注ステージ６は可動台８０を備
えており、可動台８０上には互いに平行にしてガイドレ
ール８１及びフィードスクリュー８２が配置されてお
り、フィードスクリュー８２の一端はＡＣモータ８３の
出力軸に連結されている。ガイドレール８１及びフィー
ドスクリュー８２には可動テーブル８４が取り付けられ
ており、可動テーブル８４はＡＣモータ８３の駆動によ
りフィードスクリュー８２を介し、その軸線方向にガイ
ドレール８１に案内されながら移動することができる。

【００５０】可動テーブル８４上には、２点鎖線で示さ
れているように２つのスタンドＳ1，Ｓ2を並べて載置す
ることができる。これらスタンドＳ1，Ｓ2はガイドレー
ル８１及びフィードスクリュー８２の上方にそれぞれ位
置し、それらの長手軸線はガイドレール８１及びフィー
ドスクリュー８２と平行である。ここで、スタンドＳ1
は、前述した準備／回収ステージ３における上段のスタ
ンドストック部３ｂから取り出されたスタンドであっ
て、その内部の各共栓試験管Ｔ内は空である。これに対
し、スタンドＳ2は、例えば振とうステージ５にて振と
う処理を受けた後のスタンドＳであるか、または、遠心
分離ステージ７にて遠心分離処理を受けた後のスタンド
Ｓである。

【００５１】可動テーブル８４上へのスタンドＳ1，Ｓ2
の移送にも前述したロボット８が使用され、また、可動
テーブル８４上にもスタンドＳ1，Ｓ2のための位置決め
ピン（図示しない）が一対ずつ突出されている。更に、
図２０のみに示されているように可動テーブル８４には
スタンドＳ1，Ｓ2内の各列の共栓付試験管Ｔに対応して
５つの被検出片８５が取り付けられており、これら被検
出片８５は例えば近接センサ８６により検出可能となっ
ている。近接センサ８６は可動台８０上に配置されてい
る。可動テーブル８４が図２０に示す位置にあるとき、
スタンドＳの各試験管列中、最も先頭にある共栓付試験
管Ｔのグループは基準ラインＬ上にそれぞれ位置付けら
れている。このとき、近接センサ８６は基準ラインＬ上
の共栓付試験管Ｔに対応した被検出片８５を検出してい
る状態にある。この状態からＡＣモータ８３の駆動に伴
い、可動テーブル８４が前進し、各試験管列中における
次の共栓付試験管Ｔのグループに対応した被検出片８５
が近接センサ８６に検出されると、この時点で、ＡＣモ
ータ８３は可動テーブル８４の前進を停止し、これによ
り、次の共栓付試験管グループが基準ラインＬ上に位置
付けられる。即ち、可動テーブル８４は共栓付試験管
Ｔ、つまり、そのグループのピッチ間隔に等しい距離毎
に間欠的に前進し、各グループの共栓付試験管Ｔを基準
ラインＬ上に順次位置付けることができる。

【００５２】図２１に示されているように可動台８０
は、サイドシフトベース８７を介してフレーム８８に支
持されており、サイドシフトベース８７はガイドレール
８１及びフィードスクリュー８２の軸線方向と直交する
横方向に可動台８０を移動させることができる。具体的
には、サイドシフトベース８７は、小ストロークのエア
シリンダ８９と大ストロークのエアシリンダ９０との組
み合わせから構成されている。エアシリンダ８９は、ス
タンドＳの試験管列間の間隔Ｄ1に等しい距離だけ可動
テーブル８４を図２０に示す位置から右に移動させるこ
とができ、これに対し、エアシリンダ９０はスタンドＳ
1，Ｓ2の長手軸線間の間隔Ｄ2に等しい距離だけ可動台
８０を図２０に示す位置から右に移動させることができ
る。

【００５３】図２０でみて可動台８０の左側方には、ア
ームポスト９１が配置されており、このアームポスト９
１はブラケット９２を介してフレーム１の上壁に取り付
けられている。アームポスト９１の上端からは昇降軸９
３が突出されており、そして、アームポスト９１は昇降
軸９３を昇降且つ回動させる機構を内蔵している。この
機構は例えば、昇降軸９３をスプライン軸とし、昇降軸
９３を上下動させる昇降シリンダと、昇降軸９３を回転
させるロータリシリンダとの組み合わせから実現され
る。

【００５４】昇降軸９３の上端には２つのアーム９４，
９５が水平にして取り付けられており、これらアーム９
４，９５は互い逆向きに延びている。アーム９４，９５
は昇降軸９３の昇降に伴い上下動可能であり、また、そ
の回動に伴い旋回することができる。アーム９４には前
述した注入ステージ４が備えているクランプユニット２
２と同様なクランプユニット２２が２つ取り付けられて
おり、アーム９５にはクランプユニット２２に対するカ
ウンタウエイト９７が取り付けられている。図２１から
明らかなように２つのクランプユニット２２は、可動テ
ーブル８４上にスタンドＳ1，Ｓ2が載置されたとき、こ
れらスタンドＳ1，Ｓ2の長手軸線間の間隔Ｄ2に等しい
距離だけ離間している。より詳しくは、可動テーブル８
４が図に示す位置にあるとき、アーム９４，９５の旋回
に伴い、各クランプユニット２２は前述した基準ライン
Ｌを含む垂直面内まで移動し、そして、基準ライン上に
あり且つ対応するスタンドＳにおける右側の共栓付試験
管Ｔの上方にそれぞれ配置可能となっている。

【００５５】図２１に示す状態からクランプユニット２
２のクランプ爪２５が閉じられると、一対の楔ピン２６
は共栓付試験管Ｔにおけるプラグｐのネック部ｎを両側
から挟み付けるようにして、プラグｐの頭部と試験管ｔ
の上端縁との間に進入し、プラグｐを試験管ｔの口部か
ら浮き上がらせ、口部に対するプラグｐの密着を解除す
る。この際、クランプ爪２５の挟持片２７は楔ピン２６
との間にてプラグｐの頭部を挟持し、プラグｐの飛び出
しを防止する。

【００５６】この後、アーム９４とともにクランプユニ
ット２２が上昇されると、クランプユニット２２は、一
対ずつの楔ピン２６及び挟持片２７により保持したプラ
グｐを試験管ｔの口部から引き抜き、そして、アーム９
４の旋回により図２０に示されているようにスタンドＳ
1，Ｓ2の上方から退避する。逆に、退避状態にあるクラ
ンプユニット２２は、開栓状態にある試験管ｔの上方に
再び戻されてから下降し、保持しているプラグｐを試験
管ｔの口部直上に位置付け、そして、一対のクランプ爪
２５を開くことにより、プラグｐを試験管ｔの口部内に
落とし込む。この後、クランプユニット２２の押し込み
シリンダ２８はパッド３３を下降させ、パッド３３によ
りプラグｐを試験管ｔの口部内にしっかりと押し込む。

【００５７】上述したように２つのクランプユニット２
２は基準ラインＬ上にある２つの共栓付試験管Ｔ、即
ち、スタンドＳ1，Ｓ2内の１個ずつ共栓付試験管Ｔに関
し、これらのプラグｐを同時に開閉することができる。
基準ラインＬ上における他の２つの共栓付試験管Ｔに関
して、これらのプラグｐの開閉は、サイドシフトサポー
ト８７のエアシリンダ８９により可動テーブル８４を前
述した間隔Ｄ1に等しい距離だけ右方に移動させれば同
様にして可能となる。

【００５８】図２０に示されているように可動台８０の
近傍、より詳しくは可動台８０の移動領域を避けた位置
に分注アームユニット９８が配置されている。分注アー
ムユニット９８はハウジング９９を備えており、ハウジ
ング９９の上面に軸受筒１００が取り付けられている。
軸受筒１００からはスプライン軸からなる昇降軸１０１
が上方に突出しており、昇降軸１０１の上端には分注ア
ーム１０２が水平にして連結されている。

【００５９】図２２に示されているように軸受筒１００
内にて、昇降軸１０１にはインナスリーブ１０３がスプ
ライン係合しており、インナスリーブ１０３と軸受筒１
００の内周面との間には段付きのアウタスリーブ１０４
が配置されている。インナスリーブ１０３とアウタスリ
ーブ１０４との間はキーを介して連結されている。アウ
タスリーブ１０４は軸受筒１０１に回転自在に支持さ
れ、軸受筒１０１からハウジング９９内に突出してい
る。アウタスリーブ１０４の突出端には歯付きプーり１
０５が取り付けられており、一方、ハウジング９９内に
て歯付きプーリ１０５の近傍にはダンパ付きのステップ
モータ１０６が配置されている。ステップモータ１０６
の出力軸にも歯付きプーリ１０７が取り付けられてお
り、歯付きプーリ１０５，１０７間にタイミングベルト
１０８が掛け回されている。従って、ステップモータ１
０６はタイミングベルト１０８を介してアウタスリーブ
１０４、つまり、昇降軸１０１を回転させることがで
き、この回転は分注アーム１０２を旋回させることにな
る。

【００６０】昇降軸１０１はアウタスリーブ１０４の下
端からハウジング９９内を下方に延びており、その下端
はボールジョイント１０９を介してステップリニアモー
タ１１０の可動ロッド１１１に連結されている。可動ロ
ッド１１１の下端には被検出片１１２が取り付けられて
おり、被検出片１１２は上下に離間した近接センサ１１
３，１１４によりそれぞれ検出される。図２２に示す状
態にあるとき、ステップリニアモータ１１０の可動ロッ
ド１１１は下限位置にあり、このとき、その被検出片１
１２は下側の近接センサ１１４により検出されている。
このような状態にて、ステップリニアモータ１１０が駆
動されると、可動ロッド１１１は昇降軸１０１を押し上
げ、これにより、図２２中２点鎖線で示すように分注ア
ーム１０２は上昇する。可動ロッド１１１の被検出片１
１２が上側の近接センサ１１３により検出されると、ス
テップリニアモータ１１０の駆動は停止され、この時点
で、分注アーム１０２の上昇もまた停止される。即ち、
近接センサ１１３，１１４は、分注アーム１０２の昇降
範囲を決定している。

【００６１】分注アーム１０２の先端にはチップ装着ヘ
ッド１１５が取り付けられており、チップ装着ヘッド１
１５は図２０に示すように分注アーム１０２の旋回に伴
い、チップ装着位置とチップ廃棄位置との間にて往復的
に移動することができる。ここで、チップ装着ヘッド１
１５の移動軌跡は図２０中１点鎖線Ｃで示されており、
移動軌跡Ｃは、基準ラインＬ上の共栓付試験管Ｔのう
ち、スタンドＳ2における右側の共栓付試験管Ｔの直上
を通過しており、その共栓付試験管Ｔの位置は以降の説
明において、チップ装着ヘッド１１５の吸注位置Ｘとし
て参照される。

【００６２】図２２に具体的に示されているようにチッ
プ装着ヘッド１１５はヘッド本体１１６を備えており、
ヘッド本体１１６の下面からは中空のねじ部材１１７が
突出し、このねじ部材１１７に中空の吸注プラグ１１８
が取り付けられている。吸注プラグ１１８は円筒状をな
し、その上下の部分は外周面が逆向きのテーパ面として
形成されている。吸注プラグ１１８の下側部分は、２点
鎖線で示すマイクロピペットチップ（以下、単にチップ
と称する）ＰＴの基端に密着して差し込まれ、これによ
り、チップＰＴの装着が可能となっている。

【００６３】ヘッド本体１１６の両側には一対のエアシ
リンダ１１９が垂直且つ下向きに取り付けられており、
それらのピストンロッドの下端にはプッシャリング１２
０が連結されている。プッシャリング１２０は吸注プラ
グ１１８の外側に同心的に配置され、その内径は吸注プ
ラグ１１８の最大外径とチップＰＴの基端外径との間の
寸法に設定されている。プッシャリング１２０は通常、
吸注プラグ１１８の上側部分に対応して位置付けられて
おり、図２３から明らかなようにプッシャリング１２０
から吸注プラグ１１８の下側部分が下方に突出した状態
にある。

【００６４】前述した吸注プラグ１１８はヘッド本体１
１６内の通路を通じて、ヘッド本体１１６の外面から突
出したシールコネクタ１２１に接続されており、シール
コネクタ１２１からは図２２に示されているように可撓
性チューブ１２２が延びている。可撓性チューブ１２２
は分注ユニット９８に向けて延び、そのハウジング９９
の外側に一部が突出した電磁三方弁１２３に接続されて
いる。より詳しくは、電磁三方弁１２３は、２つの入出
口と、１つの供給口とを有し、可撓性チューブ１２２は
電磁三方弁１２３の一方の入出口に接続されている。電
磁三方弁１２３の供給口には接続チューブ１２４を介し
てウォータタンク１２５に接続されている。更に、電磁
三方弁１２３の他方の入出口には接続管１２６を介して
シリンジ１２７が接続されており、シリンジ１２７はプ
ランジャ１２８を有している。

【００６５】シリンジ１２７の近傍にはステップリニア
モータ１２９が配置されており、ステップリニアモータ
１２９はシリンジ１２７と平行な可動ロッド１３０を有
している。可動ロッド１３０の一端とシリンジ１２７の
プランジャ１２８の突出端とは連結アーム１３１により
相互に接続されており、ステップリニアモータ１２９
は、可動ロッド１３０を介してシリンジ１２７のプラン
ジャ１２８を往復動させ、これにより、シリンジ１２７
に吸引動作及び吐出動作を行わせることができる。

【００６６】前述した電磁三方弁１２３は通常、その入
出口同士のみを連通させた切換え位置にあるが、シリン
ジ１２７からチップ装着ヘッド１１５の吸注プラグ１１
８までの経路内を水で満たすための準備段階にあって
は、シリンジ１２７の吸引動作及び吐出動作に連動して
切換えられる。つまり、準備段階において、シリンジ１
２７が吸引動作を行うとき、電磁三方弁１２３はその供
給口とシリンジ１２７側の入出口との間のみを連通させ
ており、これにより、シリンジ１２７はその内部にウォ
ータタンク１２５内の水を吸引することができる。この
後、シリンジ１２７が吐出動作を行うとき、電磁三方弁
１２３はその入出口同士のみを連通させており、これに
より、シリンジ１２７はその内部に吸引した水をチップ
装着ヘッド１１５に向けて吐出することができる。この
ようなシリンジ１２７による水の吸引及び吐出の繰り返
しにより、チップ装着ヘッド１１５までの経路内が全て
水で満たされると、準備段階を完了し、電磁三方弁１２
３はその入出口同士のみを連通する切換え位置に保持さ
れる。

【００６７】図２４に示されているように、前述したチ
ップ装着位置にはチップフィーダ１３２が隣接して配置
されている。チップフィーダ１３２は水平なトレイディ
スク１３３を備えており、トレイディスク１３３には多
数の送り込みスリット１３４が設けられている。これら
送り込みスリット１３４は放射状に形成され、トレイデ
ィスク１３３の外周縁にて開口している。各送り込みス
リット１３４はチップＰＴの基端部に係合することで、
チップＰＴを吊持可能としたスリット幅を有し、これに
より、チップＰＴを一列にして保持することができる。
図２４には一部の送り込みスリット１３４にしかチップ
ＰＴが保持されていないが、これに作図上の都合による
ものであり、実際には全ての送り込みスリット１３４内
にチップＰＴが満たされている。

【００６８】図２５に示されているようにトレイディス
ク１３３は回転軸１３５の上端に交換可能にして連結さ
れており、回転軸１３５は軸受１３６を介してモータハ
ウジング１３７に支持されている。トレイディスク１３
３の交換を容易にするため、トレイディスク１３３の上
面中央には取っ手１３８が設けられている。モータハウ
ジング１３７内にて、回転軸１３５は軸受１３６から下
方に突出し、カップリング１３９を介してスピードコン
トロールモータ１４０の出力軸に連結されている。スピ
ードコントロールモータ１４０はモータハウジング１３
７に支持されている。

【００６９】トレイディスク１３３の下側にはチッププ
ッシャ１４１が配置されている。チッププッシャ１４１
は垂直に延びるロッド部材にパッドを上下に２ヶ所取り
付けて構成されている。なお、パッドはチップＰＴの円
筒形状に合致するような円弧形状となっている。チップ
プッシャ１４１の下端は、リニアモータ１４２における
可動ロッド１４３の一端にて支持されている。リニアモ
ータ１４２もまたモータハウジング１３７内にて支持さ
れており、可動ロッド１４３はその一端側の部分がモー
タハウジング１３７から突出されている。ここで、可動
ロッド１４３はトレイディスク１３３の径方向に延びて
いる。

【００７０】可動ロッド１４３の他端には被検出片１４
５が取り付けられており、被検出片１４５は近接センサ
１４６，１４７により検出可能である。これら近接セン
サ１４６，１４７は可動ロッド１４３の軸線方向に離間
し、可動ロッド１４３、即ち、チッププッシャ１４１の
ストローク範囲を決定する。トレイディスク１３３の外
周縁近傍、即ち、前述したチップ装着位置にはチップ取
出部１４８が設けられている。チップ取出部１４８は支
柱１４９を介して支持され、トレイディスク１３３と同
一の高さ位置に配置されている。より詳しくは、チップ
取出部１４８はチッププッシャ１４１の移動軸線を含む
垂直面内にあって、送り込みスリット１３４の開口端と
接続可能となっており、この接続時、送り込みスリット
１３４から１個のチップＰＴを吊持した状態で受取るこ
とができる。

【００７１】図２４に示されているようにチップ取出部
１４８は透過型の光電センサからなるチップ感知センサ
１５０を備えており、チップ感知センサ１５０はトレイ
ディスク１３３の接線方向に離間対向し、チップ取出部
１４８に受け取られたチップＰＴを検出する。更に、図
２５に示されているように支柱１４９の上部にはトレイ
ディスク１３３に向けてブラケット１５１が突出してお
り、ブラケット１５１の先端部分はトレイディスク１３
３の外周縁を上下に挟むような二股形状をなしている。
ブラケット１５１の各先端にもまた、透過型の光電セン
サからなる回転角センサ１５２が取り付けられており、
これら回転角センサ１５２は垂直方向に離間対向し、ト
レイディスク１３３の回転角位置を検出する。より詳し
くは、図２４から明らかなようにトレイディスク１３３
の外周縁には、各送り込みスリット１３４の開口端に連
なる凸部１５３が形成されており、これら凸部１５３は
トレイディスク１３３の回転に伴い、回転角センサ１５
２間を通過する。回転角センサ１５２は凸部１５３の通
過を検出することで、そのオンオフ信号を出力し、この
オンオフ信号に基づき、トレイディスク１３３の回転角
位置が把握される。

【００７２】今、図２４に示されているようにトレイデ
ィスク１３３の１つの送り込みスリット１３４がチップ
取出部１４８に合致した回転角位置にあるとき、チップ
プッシャ１４１はリニアモータ１４２の駆動により、ト
レイディスク１３３の径方向外側に向けて前進し、その
送り込みスリット１３４内のチップ列をチップ取出部１
４８に向けて押し出し、チップ列中の先頭のチップＰＴ
をチップ取出部１４８に供給する。この際、チップ感知
センサ１５０はチップ取出部１４８に受け取られたチッ
プＰＴを検出して、オン信号を出力し、このオン信号を
受けてチッププッシャ１４１の前進、つまり、リニアモ
ータ１４２の駆動が停止される。

【００７３】このような状況にて、前述した分注アーム
１０２の旋回に伴い図２６に示されているように、チッ
プ装着ヘッド１１５はチップ取出部１４８の上方に位置
付けられる。この際、チップ装着ヘッド１１５はその一
対のエアシリンダ１１９がトレイディスク１１３の周方
向に離間した姿勢となっている。この後、チップ装着ヘ
ッド１１５が分注アーム１０２とともに下降すると、図
２７に示されているように吸注プラグ１１８はチップ取
出部１４８内にあるチップＰＴの基端部に密着して差し
込まれ、吸注プラグ１１８にチップＰＴが装着される。
この際、チップ取出部１４８はチップＰＴの下方への移
動を規制しており、吸注プラグ１１８はチップＰＴに確
実に挿入することことかできる。

【００７４】このようにしてチップＰＴが装着される
と、分注アーム１０２の上昇に伴い、チップ装着ヘッド
１１５がそのチップＰＴとともに上昇し、チップＰＴは
チップ取出部１４８から引き抜かれる。チップ取出部１
４８からチップＰＴが完全に引き抜かれると、チップ感
知センサ１５０からの出力はオン信号からオフ信号に切
り替わり、このオフ信号を受けて、チッププッシャ１４
１は前進を再開し、次のチップＰＴをチップ取出部１４
８に供給する。

【００７５】一方、チップ装着ヘッド１１５は分注アー
ム１０２の旋回により、前述した吸注位置Ｘの上方に戻
る。このとき、基準ラインＬ上におけるスタンドＳ2側
の開栓された試験管ｔが吸注位置Ｘに位置付けられてお
り、クランプユニット２２は可動テーブル８４の上方か
ら退避している。このような状態にて、分注アーム１０
２とともにチップ装着ヘッド１１５が下降されると、チ
ップＰＴは試験管ｔ内に進入し、その先端部分が試験管
ｔ内の試液中に所定の長さだけ没入する。ここで、チッ
プＰＴの没入長さは試験管ｔ内の試液から吸引すべき吸
引量に基づいて算出される。チップＰＴの没入が完了す
ると、前述したシリンジ１２７（図２２参照）は吸引動
作を行い、これにより、チップＰＴ内に試験管ｔ内の試
液が所定量だけ吸引される。この後、チップ装着ヘッド
１１５は分注アーム１０２とともに上昇し、チップＰＴ
は試験管ｔから抜け出し、試液の吸引を完了する。

【００７６】この後、可動テーブル８４はサイドシフト
サポート８７のエアシリンダ９０の伸張作動により横移
動し、基準ラインＬ上にあるスタンドＳ1側の開栓状態
にある空の試験管ｔが吸注位置Ｘに位置付けられる。こ
の後、チップ装着ヘッド１１５は再び下降され、そのチ
ップＰＴが空の試験管ｔ内に進入する。この状態で、シ
リンジ１２７は吐出動作を行い、チップＰＴから試液が
空の試験管ｔ内に注入される。

【００７７】試液の注入が完了すると、チップ装着ヘッ
ド１１５はその上昇により、チップＰＴを試験管ｔから
抜き出した後、分注アーム１０２の旋回により廃棄位置
まで移動する。この廃棄位置にて、チップ装着ヘッド１
１５の一対のエアシリンダ１１９が伸張され、プッシャ
リング１２０が下方に押し出される。この際、プッシャ
リング１２０はチップＰＴの基端縁に係合し、チップＰ
Ｔを押し下げる。この結果、図２８に示されているよう
に吸注プラグ１１８へのチップＰＴの装着が解除され、
チップＰＴは廃棄位置にて、図示しない回収ボックス内
に廃棄される。チップＰＴの装着解除後、一対のエアシ
リンダ１１９は収縮し、プッシャリング１２０は元の位
置に復帰する。

【００７８】一方、チップ廃棄処理中、エアシリンダ９
０が収縮した後、２つのクランプユニット２２は可動テ
ーブル８４の上方に戻り、開栓状態にある２つの試験管
ｔにプラグｐをそれぞれ差し込み、これら試験管ｔを閉
栓する。上述した一連の分注工程が完了すると、クラン
プユニット２２が所定位置まで上昇した後、サイドシフ
トサポート８７のエアシリンダ８９の伸張作動により可
動テーブル８４が横移動し、基準ラインＬ上の残り２つ
の共栓付試験管Ｔが対応するクランプユニット２２の下
方に位置付けられる。この後、２つのクランプユニット
２２はその下方にある共栓付試験管Ｔのプラグｐを抜き
取って保持し、可動テーブル８４の上方から退避する。

【００７９】この状態にて、チップ装着ヘッド１１５は
チップ装着位置に移動し、新たなチップＰＴを前述した
ようにして装着し、スタンドＳ2側の試験管ｔからスタ
ンドＳ1側の空の試験管ｔに同様にして試液の分注が行
われる。この後、可動テーブル８４はＡＣモータ８３
（図２０参照）の駆動によりフィードスクリュー８２を
介して前進され、スタンドＳ1，Ｓ2における次の共栓付
試験管Ｔのグループが基準ラインＬ上に位置付けられ、
これら共栓付試験管Ｔに対し、試液の分注が同様にして
繰り返される。

【００８０】スタンドＳ1，Ｓ2の全ての共栓付試験管Ｔ
に関し、分注が同様に繰り返され、そして、スタンドＳ
1，Ｓ2に対する分注工程が完了すると、前述したロボッ
ト８は可動テーブル８４からスタンドＳ1，Ｓ2を順次取
り外し、次工程に向けて移送する。より詳しくは、スタ
ンドＳ2は前述した準備／回収ステージ３における下段
のスタンドストック部３aにおいて、空の位置又は元の
位置に戻され、また、スタンドＳ1に関しても、次の処
理が無い場合、その上段のスタンドストック部３ｂにお
いて、空の位置又は元の位置に戻される。

【００８１】この後、可動テーブル８４は後退して初期
位置に戻り、そして、可動テーブル８４上にロボット８
が新たなスタンドＳ1，Ｓ2を載置した後、これらスタン
ドＳ1，Ｓ2に対して分注工程が繰り返される。上述の説
明から既に明らかなように、チップ装着ヘッド１１５は
スタンドＳ2側の１本の共栓付試験管ＴからスタンドＳ1
側の共栓付試験管Ｔへの試液の分注作業毎に、チップフ
ィーダ１３２から新たなチップＰＴを装着して取り出す
ので、チップフィーダ１３２において、トレイディスク
１３３の送り込みスリット１３４内のチップＰＴは順次
減少する。

【００８２】このような状況にて、チッププッシャ１４
１がその許容前進位置まで前進していても、チップ感知
センサ１５０からの出力がオン信号に切り替わらない場
合、後述する分注ステージコントローラは、チップフィ
ーダ１３２において、そのチップ取出部１４８に連なる
送り込みスリット１３４が空であると判断する。この場
合、分注ステージコントローラは、チッププッシャ１４
１を休止位置まで後退させた後、トレイディスク１３３
のためのスピードコントロールモータ１４０を駆動し、
トレイディスク１３３を所定の回転角だけ回転させ、ト
レイディスク１３３の次の送り込みスリット１３４をチ
ップ取出部１４８に合致させる。この後、チッププッシ
ャ１４１はその折り込みスリット１３４内のチップ列を
押出し、そのチップ列の先頭のチップＰＴをチップ取出
部１４８に供給する。従って、上述したチップフィーダ
１３２によれば、トレイディスク１３３の各送り込みス
リット１３４内のチップＰＴをチップ取出部１４８に順
次自動的に供給することができる。

【００８３】トレイディスク１３３の全ての送り込みス
リット１３４内が空になり、チッププッシャ１４１によ
るチップＰＴの押出しによってもチップ感知センサ１５
０からの出力がオン信号に切り替わらない場合、分注ス
テージコントローラはトレイディスク１３３の交換要求
指令を出力し、空のトレイディスク１３３は各送り込み
スリット１３４内にチップＰＴを装着した新たなトレイ
ディスク１３３に交換される。

【００８４】遠心分離ステージ 図２９を参照すると、遠心分離ステージ７は、箱状のハ
ウジング１６０を備えている。ハウジング１６０はフレ
ーム１の上面２上に配置されている。ハウジング１６０
は上壁１６１を有しており、上壁１６１には矩形の入出
口１６２が形成されている。入出口１６２はスタンドＳ
の通過を十分に許容する大きさを有し、そして、スライ
ド扉１６３により開閉可能となっている。より詳しく
は、上壁１６１上にはＵ字壁１６４が形成されており、
Ｕ字壁１６４における閉塞端側の部分は入出口１６２の
一辺を除き、入出口１６２を囲んでいる。Ｕ字壁１６４
の一対の内側面にはガイド溝１６５が形成されており、
これらガイド溝１６５にスライド扉１６３の両側縁が摺
動自在にして嵌合されている。Ｕ字壁１６４の閉塞側内
端面には嵌合溝１６６が形成されており、嵌合溝１６６
の両端はガイド溝１６５に連なっている。スライド扉１
６３がガイド溝１６５に案内されながら入出口１６２に
向けて摺動し、入出口１６２の上方に到達すると、スラ
イド扉１６３の前縁はＵ字壁１６４の嵌合溝１６６に嵌
合する。更に、上壁１６１上には入出口１６２の前記一
辺に沿ってシール壁１６７が設けられており、シール壁
１６７はＵ字壁１６４の両側面を接続し、その上面はス
ライド扉１６３の下面に摺接可能となっている。従っ
て、スライド扉１６３が入出口１６２の上方に移動され
たとき、スライド扉１６３はその下面がシール壁１６７
に接触した状態にて、シール壁１６７、Ｕ字壁１６４及
び嵌合溝１６６と協働して入出口１６２を閉じる。

【００８５】スライド扉１６３を往復動させるため、ス
ライド扉１６３の直上にはエアシリンダ１６８が配置さ
れており、エアシリンダ１６８はその外筒の両端が脚部
材１６９，１７０を介してハウジング１６０の上壁１６
１に支持されている。図２９から明らかなように脚部材
１７０はＵ字壁１６４を跨ぐ門形をなしている。エアシ
リンダ１６８のピストンロッド１７１はその先端が連結
部材１７２を介してスライド扉１６３の前縁に連結され
ている。従って、エアシリンダ１６８におけるピストン
ロッド１７１の伸縮作動により、スライダ扉１６３は入
出口１６２を開閉する。

【００８６】図３０に示されているようにハウジング１
６０内には中間フレーム枠１７３が設けられており、中
間フレーム枠１７３はハウジング１６０内を上側のロー
タ室１７４と、下側のモータ室１７５とに区画してい
る。ロータ室１７４にはロータ軸１７６が上下に延びて
おり、ロータ軸１７６の上端は上壁１６１を貫通し、上
壁１６１に対し軸受１７７を介して回転自在に支持され
ている。一方、ロータ軸１７６の下端部は、ロータ室１
７４から軸受ユニット１７８を回転自在に貫通してモー
タ室１７５に延出している。軸受ユニット１７８は二重
軸受１７９を内蔵し、上側サポートプレート１８０に固
定されている。上側サポートプレート１８０は前述した
中間フレーム枠１７３に取り付けられている。

【００８７】上側サポートプレート１８０からは複数の
ロッド１８１が垂下されており、これらロッド１８１の
下端に下側サポートプレート１８２が連結されている。
下側サポートプレート１８２は上側サポートプレート１
８０と平行に配置され、その下面には高速モータ１８３
が取り付けられている。高速モータ１８３は下側サポー
トプレート１８２を貫通する出力軸を有し、この出力軸
はカップリング１８４を介してロータ軸１７６の下端に
連結されている。従って、高速モータ１８３の駆動によ
りロータ軸１７６は一方向に回転される。

【００８８】ロータ室１７４内にて、ロータ軸１７６の
中間部にはキーを介して矩形のロータヘッド１８５が取
り付けられており、ロータヘッド１８５にはロータとし
ての一対のロータアーム１８６が水平に取り付けられて
いる。これらロータアーム１８６はロータ軸１７６の両
側に延びている。図３１に示されているように一対のロ
ータアーム１８６は２枚の平行なプレート部材１８７か
らなり、これらプレート部材１８７はその中央部がロー
タヘッド１８５の対応する端面に連結されている。

【００８９】各ロータアーム１８６の先端部にはバケッ
ト１８８がそれぞれ取り付けられている。図３１から明
らかなようにバケット１８８はプレート部材１８７間に
挟まれ、これらプレート部材１８７にピボット軸１８９
を介して支持されている。従って、各バケット１８８は
そのピボット軸１８９を中心として回動することができ
るが、通常は水平姿勢をとるべくバランスしている。

【００９０】バケット１８８は上面が開口した矩形の箱
であり、スタンドＳを受け入れることができる。バケッ
ト１８８の内底面にはスタンドＳの位置決め孔Ｈに対応
して先細状をなした一対の位置決めピン１９０が突出し
ている。従って、バケット１８８内にスタンドＳが受け
取られたとき、各位置決めピン１９０はスタンドＳの対
応する位置決め孔Ｈに嵌合し、バケット１８８内にてス
タンドＳを位置決めした状態で保持することができる。
ここで、バケット１８８に受け取られるスタンドＳは例
えば前述した分注ステージ６でのスタンドＳ2である。

【００９１】図３０からより明らかなようにバケット１
８８は、その上縁に前述したピボット軸１８９により支
持される一対の耳部１９１を有している。一方、ロータ
アーム１８６内、即ち、両方のプレート部材１８７の内
面には、耳部１９１よりもロータヘッド１８５側に位置
して揺動規制片１９２がそれぞれ取り付けられおり、こ
れら揺動規制片１９２は水平な下端面を有している。前
述したようにバケット１８８が水平姿勢にあるとき、バ
ケット１８８の上縁は揺動規制片１９２の下端面に面接
触した状態にある。

【００９２】更に、バケット１８８の外底面中央からは
取り付け板を介し、突出部材としての位置決めプレート
１９３が垂下されている。より詳しくは、図３２に示さ
れるように位置決めプレート１９３は、バケット１８８
のピボット軸１８９の軸線を含む鉛直面内にあって、バ
ケット１８８の外底面と直交し、且つ、その幅方向がバ
ケット１８８の幅方向に一致すべく配置されている。位
置決めプレート１９３の下端部には凹みとしての位置決
め孔１９４が形成されており、位置決め孔１９４の軸線
はロータ軸１７６の軸線を直交する関係にある。

【００９３】図３０に示されているように上側サポート
プレート１８０の下方には、前述した入出口１６２と対
向する位置関係を存してエアシリンダ１９５が垂直にし
て配置されており、エアシリンダ１９５はブラケット１
９６を介して上側サポートプレート１８０に取り付けら
れている。エアシリンダ１９５のピストンロッド１９７
は上方に向けて突出し、その先端には前述した位置決め
プレート１９３と協働する位置決めロッカー１９８が取
り付けられている。位置決めロッカー１９８は断面が略
Ｕ字形をなした溝部材１９９を備えており、溝部材１９
９の一対の溝壁２００，２０１はロータ軸１７６の径方
向に離間し、そして、その径方向内側に位置する一方の
溝壁２００は他方の溝壁２０１よりも僅かに高く設定さ
れている。他方の溝壁２０１の外面にはエアシリンダ２
０２が水平に取り付けられており、エアシリンダ２０２
のピストンロッドは溝壁２０１を貫通して溝部材１１９
内に臨み、その先端には嵌合ピンとしての位置決めピン
２０３が取り付けられている。位置決めピン２０３の先
端は円錐形状をなし、その最大径は位置決めプレート１
９３における位置決め孔１９４の直径よりも大である。
そして、位置決めピン２０３の軸線はロータ軸１７６の
軸線と直交する位置関係にある。

【００９４】一方、下側サポートプレート１８２上には
前述したカップリング１８４の側方に、軸受を内蔵した
軸受ユニット２０４が固定されており、軸受ユニット２
０４内にはシャフト２０５が回転自在に上下に貫通して
取り付けられている。シャフト２０５の下端部は下側サ
ポートプレート１８２の下方に突出し、その下端には雌
クラッチディスク２０６が取り付けられている。雌クラ
ッチディスク２０６の下方には同軸上に雄クラッチディ
スク２０７が離間して配置されており、雄クラッチディ
スク２０７は低速モータ２０８の出力軸２０９に連結さ
れている。低速モータ２０８は連結部材２１０を介して
垂直なエアシリンダ２１１のピストンロッド先端に連結
されている。エアシリンダ２１１はブラケット２１２を
介して下側サポートプレート１８２に支持されている。

【００９５】図３３に示されているように雌クラッチデ
ィスク２０６の外周面にはその周方向に隣接する円弧状
の歯溝２１３を有しており、一方、図３４に示されてい
るように雄クラッチディスク２０７の上面からは一対の
クラッチピン２１４が突出されており、これらクラッチ
ピン２１４はその先端部が円錐状をなし、その基部は歯
溝２１３における曲率半径の２倍となる直径を有してい
る。クラッチピン２１４は、雄クラッチディスク２０７
の直径方向に離間し、そして、雌クラッチディスク２０
６のピッチ円と同一の直径の円周上に配置されている。
従って、前述したエアシリンダ２１１のピストンロッド
が伸張され、低速モータ２０８の回転を伴い雄クラッチ
ディスク２０７が上昇されると、図３５に示されるよう
に雄クラッチディスク２０７の一対のクラッチピン２１
４は雌クラッチディスク２０６の歯溝２１３に合致す
る。この時点で、低速モータ２０８の駆動力は雄雌のク
ラッチディスク２０７，２０６を介してシャフト２０５
に伝達され、シャフト２０５は一方向に回転する。

【００９６】再度、図３０を参照すると、シャフト２０
５の上端部にはタイミングプーリ２１５が取り付けられ
ており、一方、ロータ軸１７６の下端部にもタイミング
プーリ２１６が取り付けられている。これらタイミング
プーリ２１５，２１６にはタイミングベルト２１７が掛
け回されており、このタイミングベルト２１７はシャフ
ト２０５の回転力をロータ軸１７６に伝達することがで
きる。即ち、ロータ軸１７６は前述した高速モータ１８
３に加えて、低速モータ２０８の駆動によっても回転可
能である。

【００９７】逆に、雄雌のクラッチディスク２０７，２
０６間の係合が解除されているとき、ロータ軸１７６の
回転はタイミングプーリ２１５，２１６及びタイミング
ベルト２１７を介してシャフト２０５に伝達され、シャ
フト２０５はロータ軸１７６と連動して回転する。な
お、タイミングプーリ及びタイミングベルトの代わり
に、スプロケット及びチェーンの組み合わせを使用して
もよい。

【００９８】更に、シャフト２０５の上端には被検出デ
ィスク２１８が水平に取り付けられており、被検出ディ
スク２１８の外周部には等間隔を存して複数の開孔２１
９が形成されている。被検出ディスク２１８にはその外
周部を挟むようにして、透過型の光電センサ２２０，２
２１がそれぞれ配置されている。これら光電センサ２２
０，２２１は被検出ディスク２１８の直径方向に離間
し、ブラケットを介して上側サポートプレート１８０に
取り付けられている。光電センサ２２０，２２１は被検
出ディスク２１８の回転に伴い開孔２１９の通過を検出
することができ、これら光電センサ２２０，２２１から
の検出信号に基づき、被検出ディスク２１８の回転角、
即ち、ロータアーム１８６におけるバケット１８８の旋
回角が検出されるようになっている。

【００９９】なお、図３０にあっては、タイミングプー
リ２１５，２１６の径が異なっているが、これらタイミ
ングプーリ２１５，２１６の径が同一の場合、被検出デ
ィスク２１８に代えて、ロータアーム１８６に対応した
被検出アームを使用することができる。この場合、光電
センサ２２０，２２１は、被検出アーム、即ち、ロータ
アーム１８６の回転角を検出する。また、被検出ディス
ク２１８又は被検出アームは、ロータ軸１７６に直接に
取り付けるようにしてもよい。

【０１００】次に、遠心分離ステージ７へのスタンドＳ
のローディングからアンローディングまでについて説明
する。先ず、前述したように低速モータ２０８の回転及
びエアシリンダ２１１の作動により雌雄のクラッチディ
スク２０６，２９７が係合されると、低速モータ２０８
からシャフト２０５を介してロータ軸１７６に回転力が
伝達され、一対のロータアーム１８６が緩やかに回転さ
れる。ロータアーム１８６の低速回転中、バケット１８
８の旋回角が光電センサ２２０，２２１からの検出信号
に基づいて検出され、そして、一方のバケット１８８が
入出口１６２の下方位置、即ち、基準旋回角位置に到達
したとき、低速モータ２１１の駆動が停止される。

【０１０１】この状態で、エアシリンダ１９５は、位置
決めロッカー１９８を所定位置まで上昇させ、バケット
１８８の直下に位置付ける。このとき、バケット１８８
が基準旋回角位置に正確に位置付けられ、且つ、バケッ
ト１８８が水平姿勢にあれば、位置決めロッカー１９８
の位置決めピン２０３とバケット１１８における位置決
めプレート１９３の位置決め孔１９４とは同軸上に位置
付けられる。

【０１０２】しかしながら、バケット１８８はロータア
ーム１８６にピボット軸１８９を介して取り付けられて
いるため、図３６に誇張して示すように水平姿勢から傾
いていることがある。しかしながら、このようにバケッ
ト１８８が僅かに傾いている状態にあっても、位置決め
ロッカー１９８の位置決めピン２０３がエアシリンダ２
０２により前進されると、図３７に示されているように
位置決めピン２０３は位置決めプレート１９３の位置決
め孔１９４に強制的に押し入れられる。この際、バケッ
ト１８８は水平姿勢に矯正され、バケット１８８の上縁
は揺動規制片１９２の下端面に面接触する。また、位置
決めピン２０３はバケット１８８の傾きを矯正するばか
りでなく、そのバケット１８８が基準旋回角位置から旋
回方向に僅かにずれていても、そのずれもまた矯正され
る。更に、位置決めプレート１９３はバケット１８８の
ピボット軸１８９の軸線を含む鉛直面内に配置されてい
るので、位置決め孔１９４内に位置決めピン２０３が強
制的に進入する際、バケット１８８は円滑に揺動して水
平姿勢をとる。

【０１０３】なお、バケット１８８の傾きが大きい場合
にあっては、位置決めロッカー１９８の上昇時、その溝
部材１９９の一方の溝壁２００がバケット１８８の底
面、即ち、その位置決めプレート１９３の取り付け板に
当接し、バケット１８８の傾きを或る程度矯正し、これ
により、位置決め孔１９４への位置決めピン２０３の押
し込みは確実に確保される。

【０１０４】一方、上述したバケット１８８の位置決め
中、スライド扉１６３はエアシリンダ１６８の作動を受
けて、ハウジング１６０の入出口１６２を開く。この状
態にて、前述したロボット８はそのハンド９により、例
えば振とうステージ５からスタンドＳ（即ち、スタンド
Ｓ1）を入出口１６２の上方に移送した後、入出口１６
２を通じて下降させ、バケット１８８内に位置決めして
装着する。この際、前述したようにバケット１８８は基
準旋回角位置に正確に位置決めされているので、ロボッ
ト８は、バケット１８８へのスタンドＳのローディング
を確実に実施することができる。

【０１０５】スタンドＳの装着後、位置決めロッカー１
９８の位置決めピン２０３はバケット１８８側の位置決
めプレート１９３の位置決め孔１９４から抜き出され、
位置決めロッカー１９８はバケット１８８の旋回と干渉
しない位置まで下降する。この後、低速モータ２１１が
駆動され、他方のバケット１８８が基準旋回角位置に同
様にして正確に位置決めされ、そのバケット１８８にも
ロボットによりスタンドＳが装着される。

【０１０６】このようにして２つのバケット１８８にス
タンドＳがそれぞれ装着されると、位置決めロッカー１
９８は元の下降位置に戻り、そして、雌雄のクラッチデ
ィスク２０６，２０７間の係合が解除されるとともに、
スライド扉１６３はハウジング１６０の入出口１６２を
閉じる。この状態にて、高速モータ１８３が駆動される
と、一対のバケット１８８はロータアーム１８６を介し
て高速で旋回し、スタンドＳの各共栓付試験管Ｔ内の試
液は遠心分離作用を受ける。バケット１８８の旋回中、
バケット１８８はそのピボット軸１８９を中心として、
旋回方向外側に向けて傾いた状態にある。

【０１０７】なお、遠心分離中、ハウジング１６０内の
空気を加熱又は冷却した不活性ガスにより置換するよう
にしてもよい。遠心分離処理が完了すると、高速モータ
１８３の駆動が停止され、バケット１８８は或る旋回位
置にて停止する。この後、スライド扉１６３はハウジン
グ１６０の入出口１６２を開き、そして、基準旋回角位
置にバケット１８８が同様にして位置決めされ、そのバ
ケット１８８内のスタンドＳはロボット８のハンド９を
介して取り出され、次工程、即ち、前述した分注ステー
ジ６に向けて移送される。

【０１０８】ステージ統合管理制御 図３８を参照すると、前述した分析前処理システムのロ
ボットや処理ステージの統合的な管理を行う制御系が示
されている。この制御系は、ロボット８、注入ステージ
４、振とうステージ５、分注ステージ６及び遠心分離ス
テージ７の作動をそれぞれ制御するためのロボットコン
トローラ３００、注入ステージコントローラ３０１，振
とうステージコントローラ３０２、分注ステージコント
ローラ３０３及び遠心分離ステージコントローラ３０４
を備えている。

【０１０９】ロボットコントローラ３００には、準備／
回収ステージ３内でのスタンドＳの配列情報や、注入ス
テージ４、振とうステージ５、分注ステージ６及び遠心
分離ステージ７のレイアウト情報、即ち、各処理ステー
ジにおけるスタンド受取り位置のレイアウト情報等が記
憶されている。また、シーケンサ３１０には、ロボット
８のハンド９の開閉、つまり、スタンドＳの把持の有無
を検出するハンドスイッチ３０５が電気的に接続されて
おり、シーケンサ３１０はハンドスイッチ３０５からの
検出信号を受けて、ロボットコントローラ３００に対し
スタンドＳの移送開始信号を出力する。また、ロボット
コントローラ３００はシーケンサ３１０に対し移送完了
信号を出力する。

【０１１０】一方、注入ステージコントローラ３０１，
振とうステージコントローラ３０２、分注ステージコン
トローラ３０３及び遠心分離ステージコントローラ３０
４には、 前述したセンサやスイッチに加え、その処理
ステージの自立的な作動を可能とするためのセンサ・ス
イッチ類３０６〜３０９がそれぞれ電気的に接続されて
おり、各ステージコントローラはそのセンサ・スイッチ
類からの信号を受け、対応する処理ステージの作動を制
御し、スタンドＳに対する前述した一連の処理を実行さ
せる。また、各ステージコントローラはその処理ステー
ジにスタンドＳが受け取られたときには、その受取り完
了信号を出力するとともに、その一連の処理が完了した
ときには処理完了信号を出力する。

【０１１１】上述の各コントローラ３００〜３０４はシ
ーケンサ３１０に電気的に接続されている。シーケンサ
３１０は各コントローラ３００〜３０４から出力信号を
受けて、各コントローラに指令信号を出力し、ロボット
８によるスタンドＳ及び各処理ステージの作動開始タイ
ミングや、その作動条件等を与える。分析前処理システ
ムが前述した注入ステージ４、振とうステージ５、分注
ステージ６及び遠心分離ステージ７以外の他の自立作動
型処理ステージを備えている場合、これら処理ステージ
のステージコントローラもまたシーケンサ３１０に電気
的に接続されることになる。図３８中、他の処理ステー
ジは破線のブロックのみで示されている。なお、他の処
理ステージとしては、共栓付試験管Ｔ内の試液を結晶化
させるステージ、この後、その共栓付試験管Ｔ内に溶媒
の注入量を精密に制御して注入する精密注入ステージ、
この後、共栓付試験管Ｔ内の結晶と溶媒とを混合するミ
キシングステージ又は超音波攪拌ステージ等が考えられ
る。

【０１１２】上述したコントローラ３００〜３０４及び
シーケンサ３１０は、その内部にＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡ
Ｍ及びＩ／Ｏインタフェース等の回路を含むコンピュー
タで実現することができる。また、シーケンサ３１０自
体に、コントローラ３００〜３０４の機能を含ませるこ
とも可能である。シーケンサ３１０は、例えばパーソナ
ルコンピュータやワークステーション等の入力端末を有
したコンソール３１１に電気的に接続されている。コン
ソール３１１はシーケンサ３１０の制御プログラムを記
憶する一方、処理すべきスタンド数、スタンドＳの移送
順次及び各処理ステージでの処理条件等のデータを入力
し、その入力データを記憶する機能を有している。ま
た、コンソール３１１はシーケンサ３１０からの出力に
基づき、ロボット８や各処理ステージの作動状態を環視
且つ記録する機能をも併せて有している。

【０１１３】ここで、スタンドＳの移送順序とは処理工
程の順序を示している。例えば、前述した一連の前処理
にあっては、スタンドＳ2の移送順序は準備／回収ステ
ージ３→注入ステージ４→振とうステージ５→遠心分離
ステージ７→分注ステージ６→準備／回収ステージ３と
なり、スタンドＳ1の移送順序は、準備／回収ステージ
３→分注ステージ５→準備／回収ステージ３となる。し
かながら、スタンドＳの移送順序は、そのスタンドＳに
要求される処理工程の数や順序に応じて任意に変更され
るものである。

【０１１４】各処理ステージの処理条件を示せば、例え
ば以下の通りである。 (a) 注入ステージ４の場合、溶媒の種類、注入量等。 (b) 振とうステージ５の場合、振とうの時間、振幅、速
度等。 (c) 分注ステージ６の場合、分注量、吸入位置等。 (d) 遠心分離ステージ７の場合、バケットの旋回速度、
時間、温度等。

【０１１５】スタンドの移送制御 図３９を参照すれば、シーケンサ３１０によるスタンド
Ｓの移送制御手順が示されている。先ず、シーケンサ３
１０は先ず、コンソール３１１から制御プログラム及び
データを読み込み（ステップＳ１）、データに基づきス
タンドＳの移送順序及び各処理ステージでの処理条件を
解析する（ステップＳ２）。この後、シーケンサ３１０
は移送順序に従い、移送元のスタンドＳ及び移送先の処
理ステージを決定する（ステップＳ３）。ここでの決定
には、スタンドＳ1，Ｓ2の識別や、移送元のスタンドＳ
における現在の処理状況が考慮されることは言うまでも
ない。

【０１１６】次に、シーケンサ３１０は移送先ステージ
からの出力に基づき、その移送先ステージが処理中であ
るか否かを判別し（ステップＳ４）、この判定結果が真
（Yes）の場合、判別結果が偽（No）となるまで待機す
る。ステップＳ４の判別結果が偽になると、シーケンサ
３１０はロボットコントローラ３００に指令信号を供給
し、ロボットコントローラ３００及びロボット８を介し
て、ステップＳ３にて決定された対象スタンドＳを移送
先ステージに移送し（ステップＳ５）、その移送が完了
すると、移送完了信号をコンソール３１１に出力する
（ステップＳ６）。

【０１１７】この後、シーケンサ３１０は、次に移送処
理すべきスタンドＳの有無を判別し（ステップＳ７）、
ここでの判別結果が偽の場合、ステップＳ３以降のステ
ップを繰り返して実行し、これに対し、その判別結果が
真の場合、移送制御を終了する。 処理ステージの処理制御 図４０を参照すれば、各処理ステージにおけるステージ
コントローラの制御手順が代表して示されている。

【０１１８】先ず、ステージコントローラは、シーケン
サ３１０から指令信号、即ち、対象スタンドＳの処理条
件を読み込み（ステップＳ８）、対象スタンドＳの処理
開始条件が満たされたか否かを判別する（ステップＳ
９）。ここでの処理開始条件とは、スタンドＳの受取り
確認や処理ステージにおける可動部の原点復帰等を含
む。

【０１１９】ステップＳ９の判別結果が偽の場合、ステ
ージコントローラはその判別結果が真となるまで待機す
る。ステップＳ９の判別結果が真になると、ステージコ
ントローラはその処理ステージを作動制御して、対象ス
タンドＳに対する処理を開始させ（ステップＳ１０）、
その処理が完了した否かを判別する（ステップＳ１
１）。ここでの判別結果が偽の場合、ステップＳ１０が
繰り返して実施される。

【０１２０】ステップＳ１１の判別結果が真になると、
ステージコントローラはコンソール３１１にシーケンサ
３１０を介して処理完了信号を出力し（ステップＳ１
２）、次に処理すべき対象スタンドＳの有無をシーケン
サ３１０からの指令信号に基づき判別する（ステップＳ
１３）。ここでの判別結果が真の場合、ステージコント
ローラはステップＳ８以降のステップを繰り返して実施
し、その判別結果が偽の場合、処理ステージの作動を停
止させる。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の分析前処理
システムによれば（請求項１）、準備／回収ステージと
前処理ステージとの間や、また、前処理ステージ間での
試験管スタンドの移送に直交３軸ロボットを使用し、そ
のハンドが水平面内にて回転可能であるので、注入ステ
ージ、振とうステージ、遠心分離ステージ及び分注ステ
ージのレイアウトを任意に設定できるとともに、これら
前処理ステージに対する試験管スタンドのローディング
やアンローディングを容易に自動化することができ、汎
用性及び省スペース化に優れたものとなる。また、各前
処理ステージは受け取った試験管スタンド又は共栓付試
験管に対する前処理を自立して処理できることから、試
験管スタンド又は共栓付試験管に対する一連の前処理を
完全に自動化することができる。

【０１２２】各前処理ステージの受取り部にて、試験管
スタンドは一対ずつの位置決めピン及び位置決め孔から
なる同一の位置決め機構（請求項２）より位置決めされ
るので、各前処理ステージに対する試験管スタンドのロ
ーディング及びアンローディングがより容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】分析前処理システム全体の平面図である。

【図２】図１のシステムの側面図である。

【図３】試験管スタンド及び共栓付試験管を示した図で
ある。

【図４】共栓付試験管の分解図である。

【図５】注入ステージの平面図である。

【図６】注入ステージの正面図である。

【図７】クランプシリンダの側面図である。

【図８】一対ずつの楔ピン及び挟持片の配置を示した図
である。

【図９】パッド周辺の詳細図である。

【図１０】溶媒注入ユニットの構成図である。

【図１１】クランプ爪が閉じ、一対の楔ピンによりプラ
グが挟持された状態を示す図である。

【図１２】プラグが抜き取られた状態を示す図である。

【図１３】試験管の上端開口に注入管が移動した状態を
示す図である。

【図１４】試験管内に注入管の下端が進入した状態を示
す図である。

【図１５】試験管の口部にプラグが落とし込まれた状態
を示す図である。

【図１６】パッドが試験管の口部にプラグを押し込んだ
状態を示す図である。

【図１７】振とうステージの平面図である。

【図１８】図１の振とうステージを一部切り欠いて示し
た正面図である。

【図１９】振とう中にある振とうステージの正面図であ
る。

【図２０】分注ステージの一部を示した平面図である。

【図２１】図１の分注ステージの側面図である。

【図２２】分注アームユニットの内部構成を示した図で
ある。

【図２３】チップ装着ヘッドの側面図である。

【図２４】チップフィーダの平面図である。

【図２５】図２４のチップフィーダの側面図である。

【図２６】チップフィーダ側のチップ取出部の上方にチ
ップ装着ヘッドが移動した状態を示す図である。

【図２７】図２６の状態からチップ装着ヘッドが下降
し、吸注プラグがチップに差し込まれた状態を示す図で
ある。

【図２８】廃棄位置にて、チップ装着ヘッドの吸注プラ
グからチップが解放された状態を示す図である。

【図２９】遠心分離ステージの平面図である。

【図３０】遠心分離ステージの内部構造を示した図であ
る。

【図３１】ロータアームを示した平面図である。

【図３２】バスケットの横断面図である。

【図３３】雌クラッチディスクの平面図である。

【図３４】雌雄のクラッチディスクが非係合の状態にあ
る拡大断面図である。

【図３５】図３４の状態からクラッチディスクが係合し
た状態を示す図である。

【図３６】バケットが位置決めロッカーにより位置決め
される直前の状態を示した図である。

【図３７】バケットが位置決めロッカーにより位置決め
された状態を示す図である。

【図３８】処理ステージの統合制御を説明するためのブ
ロック図である。

【図３９】スタンドの移送手順を示したフローチャート
である。

【図４０】処理ステージの作動手順を示したフローチャ
ートである。

【符号の説明】

３ 準備／回収ステージ ４ 注入ステージ ５ 振とうステージ ６ 分注ステージ ７ 遠心分離ステージ ８ ロボット ９ ハンド ３００ ロボットコントローラ ３０１ 注入ステージコントローラ ３０２ 振とうステージコントローラ ３０３ 分注ステージコントローラ ３０４ 遠心分離ステージコントローラ ３１０ シーケンサ（指令コントローラ） ３１１ コンソール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市田 郁 愛知県豊橋市北島町字北島202 ＪＴト ーシ株式会社内 (72)発明者 廣瀬 高夫 愛知県豊橋市北島町字北島202 ＪＴト ーシ株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−125972（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−201559（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−98797（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−154869（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−174969（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−332707（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−359153（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−29432（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−51287（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−164257（ＪＰ，Ａ) 特許2611609（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 35/00 - 35/10 G01N 1/00 - 1/44 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平面内にて回転可能なハンドを有する直
   交３軸ロボットと、 前記ロボットのアクセス領域内に配置され、少なくとも
   １列の共栓付試験管を保持し且つ前記ロボットの前記ハ
   ンドにより把持可能な試験管スタンドを複数準備した準
   備ステージであって、この準備ステージ上にその内部の
   共栓付試験管の全てに分析対象の試料が投入されている
   第１試験管スタンド及びその内部の共栓付試験管の全て
   が空である第２試験管スタンドを有する、準備ステージ
   と、 前記アクセス領域内にそれぞれ配置され、前記準備ステ
   ージ又は前段のステージから少なくとも１つの試験管ス
   タンドを受取り、この受取った試験管スタンドを対象と
   して前記試料の成分分析に要する所定の前処理をそれぞ
   れ実施する複数の前処理ステージ群と、 前記アクセス領域に配置され、前処理後の前記試験管ス
   タンドを回収して蓄える回収ステージと、 前記ロボットを制御し、 前記ロボットの前記ハンドによ
   り試験管スタンドを把持し、前記ステージ間にて前記試
   験管スタンドを移送するロボットコントローラと、 前記各前処理ステージ毎にそれぞれ設けられ、試験管ス
   タンドの受取り後、前記前処理ステージに所定の前処理
   工程を自立して実施させるステージコントローラと、試験管スタンド の移送順序及び前記各前処理ステージの
   処理条件を含むデータを入力する入力手段と、 前記入力手段により入力されたデータに基づき、前記ロ
   ボットコントローラ及び前記各ステージコントローラに
   作動指令を出力する指令コントローラとを備え、 前記前処理ステージは、 前記第１試験管スタンドを受取り、受取った第１試験管
   スタンドの全ての共栓付き試験管に溶媒を注入して試液
   を作成する注入ステージと 、前記注入ステージから前記第１試験管スタンドを受取
   り、前記第１試験管スタ ンドとともにその内部の全ての
   共栓付試験管を振とうする振とうステージと 、前記振とうステージから前記第１試験管スタンドを受取
   り、前記第１試験管スタンド毎回転させ、その共栓付試
   験管内の前記試液を遠心分離する遠心分離ステージと、 前記振とうステージ及び前記遠心分離ステージの一方か
   ら前記第１試験管スタンドを受取るとともに、前記準備
   ステージから前記第２試験管スタンドを受取り、前記第
   １試験管スタンドの前記共栓付試験管から前記第２試験
   管スタンドの空の共栓付試験管に前記試液を注入する分
   注ステージとを含み、 前記各前処理ステージは、前記試験管スタンドの垂直軸
   線回りの回転姿勢でみて、前記試験管スタンドをそれぞ
   れ規定された回転姿勢で受取る受取り部をそれぞれ有す
   る ことを特徴とする分析前処理システム。
2. 【請求項２】前記試験管スタンドはその底壁に一対の位
   置決め孔を有し、 前記各前処理ステージの前記受取り部は前記試験管スタ
   ンドを受取ったとき、前記位置決め孔に差込まれる一対
   の位置決めピンをそれぞれ有する ことを特徴とする請求
   項１に記載の分析前処理システム。