JP3781708B2 - 分注装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を分注する分注装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば臨床検査の分野や基礎研究の分野において、例えば検体（血清等の血液または血液成分、尿等）、試薬（薬液）等の少量の液体の仕分け、希釈、混合、滴下作業などを行う分注装置が広く用いられている。このような分注装置は、液体を吸入・吐出するノズルと、ノズル内圧を増減させる分注ポンプとを有している。
【０００３】
従来の一般的な分注装置は、ノズルが１つ（ワンノズル）であり、このノズルを互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸方向の３方向にそれぞれ移動させる移動機構を有している。そして、この移動機構により、ノズルを複数の容器間で移動させながら、分注作業を行う。このようなワンノズル型の分注装置では、処理速度に限度があり、大量の検体を処理する場合には、長時間を要するという問題があった。
【０００４】
処理速度を向上する試みとして、１つの分注ヘッドにノズルを複数（２つ）設けた分注装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の分注装置では、２つのノズル（分注ノズル４ａ、４ｂ）は、独立に移動するものではなく、一緒になってｘ、ｙ、ｚ軸方向に移動するものであるので、分注動作（２つのノズルの動き）の制約が大きく、自由度が低い。検体の分注作業においては、一般に、患者毎に検査項目が異なることから、検体毎に仕分けする試験管の数や試験管の種類（抗凝固剤等の有無など）が異なるので、規則的でないランダムな分注動作が必要とされる。このため、特許文献１に記載の分注装置では、２つのノズルがあっても、その両者を効率良く作動させることができず、十分な処理速度が得られないという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１に記載の分注装置では、特許文献１の図２に示されているように、ノズル内圧を増減させる分注ポンプとしてのシリンジ機構６ａ、６ｂは、装置本体側に設置され、２つの分注ノズル４ａ、４ｂは、配管チューブ１６を介してこれらのシリンジ機構６ａ、６ｂに接続されている。この場合、分注ノズル４ａ、４ｂは、ｘ、ｙ、ｚ軸方向の３方向に移動するのに対して、シリンジ機構６ａ、６ｂは、移動しないので、配管チューブ１６は、分注ノズル４ａ、４ｂの広範な移動を許容するために、極めて長い長さを必要とする。このため、シリンジ機構６ａ、６ｂの作動に対する分注ノズル４ａ、４ｂでの吸入・吐出動作の応答性や分注精度が悪化するという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の分注装置では、配管チューブ１６が、分注ノズル４ａ、４ｂが移動する作業空間の上方に大きく張り出すので、この作業空間の上方に分注装置の構造物（例えばカバー、表示部、操作部等）を設置できないという問題もあった。
【０００８】
また、分注ポンプが装置本体側に設置されていると、仮に２つのノズルが独立して移動できるように構成した場合、配管チューブが長いので、２つのノズルが動き回るうちに互いの配管チューブが絡まり合ったり、配管チューブが折れ曲がって空気が通過できなくなったりするおそれがあった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−１２８２０２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高い処理効率が得られるとともに、精度の良い分注を行うことができ、また、分注ヘッドが移動する作業空間の上方のスペースを有効に利用することができる分注装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１４）の本発明により達成される。
【００１２】
（１） 分注する液体を収納する複数の容器が並べて配置される作業台を有する装置本体と、
液体を吸入・吐出するノズルまたは該ノズルが着脱自在に装着されるノズル装着部を有する２つの分注ヘッドと、
前記各分注ヘッドにそれぞれ設置され、前記各ノズルにそれぞれ液体を吸入・吐出させるための２つの分注ポンプと、
前記各分注ヘッドをそれぞれ前記装置本体に対し水平方向であるｙ軸方向に移動可能に支持する２つのアームと、
前記各アームをそれぞれ前記装置本体に対し水平方向であって前記ｙ軸方向に対し垂直なｘ軸方向に沿って案内する共通のガイドレールと、
前記各アームを介して前記各分注ヘッドをそれぞれ前記ｘ軸方向に移動させる２つのｘ軸方向移動機構と、
前記各分注ヘッドをそれぞれ前記ｙ軸方向に移動させる２つのｙ軸方向移動機構と、
前記各ノズルまたは前記各ノズル装着部をそれぞれ前記装置本体に対し鉛直方向であるｚ軸方向に移動させる２つのｚ軸方向移動機構と、
前記各ノズルまたは前記各ノズル装着部が前記装置本体に対しそれぞれ独立して移動するよう制御する制御手段とを備える分注装置であって、
前記両分注ヘッドを互いに前記ｘ軸方向に沿って接近させたとき、前記一方のノズルまたは前記一方のノズル装着部と、前記他方のノズルまたは前記他方のノズル装着部とが、前記ｙ軸方向に並ぶことが可能であり、
前記一方のノズルまたは前記一方のノズル装着部のｘｙ平面内での移動可能な範囲と、前記他方のノズルまたは前記他方のノズル装着部のｘｙ平面内での移動可能な範囲とは、全部において重なっていることを特徴とする分注装置。
【００１３】
（２） 前記容器は、前記容器を複数並べて保持するラックに保持された状態で、前記作業台上に載置される上記（１）に記載の分注装置。
【００１４】
（３） 前記両分注ヘッドは、前記ｘ軸方向または前記ｙ軸方向に並んで隣接して位置する２つの容器に対し、前記両ノズルにより同時に分注を行うことができる距離まで互いに接近可能であるよう構成されている上記（１）または（２）に記載の分注装置。
【００１５】
（４） 前記両分注ヘッドが前記距離まで互いに接近したとき、前記両分注ポンプは、ｘｙ平面の平面視で、前記両ノズルの中心軸と中心軸とを結ぶ線分の中点を介してほぼ対称に位置する上記（３）に記載の分注装置。
【００１６】
（５） 前記両分注ヘッドは、前記距離まで互いに接近したとき、互いに干渉しない形状をなしている上記（３）または（４）に記載の分注装置。
【００１７】
（６） 前記両分注ヘッドは、前記距離まで互いに接近した状態で、前記ｚ軸方向移動機構の作動により前記ノズルを昇降させても、互いに干渉しない形状をなしている上記（３）ないし（５）のいずれかに記載の分注装置。
【００１８】
（７） 前記ｘ軸方向移動機構は、少なくとも２つのプーリーと、少なくとも１つの前記プーリーを回転駆動するモーターと、前記プーリーに掛け回されたベルトと、前記ベルトの一部に固定された移動体とを有する上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の分注装置。
【００１９】
（８） 前記ｙ軸方向移動機構は、少なくとも２つのプーリーと、前記プーリーに掛け回されたベルトと、前記ベルトの一部に固定された移動体とを有する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の分注装置。
【００２０】
（９） 前記ｚ軸方向移動機構は、少なくとも２つのプーリーと、前記プーリーに掛け回されたベルトと、前記ベルトの一部に固定された移動体とを有する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の分注装置。
【００２１】
（１０） 前記両分注ヘッドが移動する作業空間の上方に、表示部および／または操作部を有する上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の分注装置。
【００２２】
（１１） 前記各分注ヘッドに、それぞれ、前記各ノズルへ向けて光を投光する投光部と、前記各ノズルを透過した透過光を受光する受光部とを有する上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の分注装置。
【００２３】
（１２） 前記各ｚ軸方向移動機構の作動により、前記各ノズルを前記各投光部および前記各受光部に対し移動させつつ投光および受光を行う上記（１１）に記載の分注装置。
【００２４】
（１３） 前記各受光部での検出結果に基づいて、前記各ノズル内に吸入した液体中の気泡の有無を検出する上記（１１）または（１２）に記載の分注装置。
【００２５】
（１４） 前記各分注ヘッドに、それぞれ、前記各ノズルからの液垂れを受ける液垂れ受け手段を有する上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の分注装置。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の分注装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１および図２は、それぞれ、本発明の分注装置の実施形態を示す斜視図である。なお、以下では、説明の都合上、水平方向であって装置の横方向（左右方向）をｘ軸方向、水平方向であって前記ｘ軸方向に対し垂直な方向（装置の前後方向）をｙ軸方向、鉛直方向（上下方向）をｚ軸方向と言う。また、図１および図２中では、分注ヘッド、アーム等の細部を省略して図示する。
【００２７】
図１および図２に示すように、分注装置１は、装置本体２と、該装置本体２に対しそれぞれ移動可能に設置された第１の分注ヘッド３ａおよび第２の分注ヘッド３ｂの２つの分注ヘッドとを備えている。この分注装置１は、患者から採取した例えば血液または血清等の血液成分、尿等の液体状の親検体（元検体）を分注して小分けにする（取り分ける）ことにより、検査用の子検体を作成する装置である。
【００２８】
装置本体２は、作業台２１と、作業台２１の後ろ側に立設された第１の機器収納部２２と、第１の機器収納部２２の上方に設けられた第２の機器収納部２３と、第２の機器収納部２３の片側の部分から前方に突出する突出部２４とを有している。
【００２９】
作業台２１上には、検体（液体）を収納する例えば試験管のような容器が複数並べて配置（載置）される。本実施形態では、作業台２１上には、複数の試験管を立てた状態で行列状に保持する試験管ラック１００を複数載置可能になっている。そして、親検体を収納した試験管や、子検体を収納する試験管は、それぞれ、これらの試験管ラック１００に保持される。
【００３０】
また、作業台２１上における試験管ラック１００の後方には、チップラック２００を載置可能になっている。チップラック２００は、ディスポーザブル（使い捨て）のノズルチップ（ノズル）３００を立てた状態で行列状に複数並べて保持し得るようになっている。
【００３１】
装置本体２には、第１の分注ヘッド３ａを支持する第１のアーム１１ａと、第２の分注ヘッド３ｂを支持する第２のアーム１１ｂとが設置されている。第１のアーム１１ａおよび第２のアーム１１ｂは、それぞれ、その長手方向がｙ軸方向となる姿勢で配置され、その後端部は、第１の機器収納部２２に支持されている。第１の機器収納部２２には、後述する第１のｘ軸方向移動機構４ａおよび第２のｘ軸方向移動機構４ｂが設けられており、これらの作動により、第１のアーム１１ａおよび第２のアーム１１ｂは、それぞれ独立して、装置本体２に対しｘ軸方向に移動する。
【００３２】
第１の分注ヘッド３ａおよび第２の分注ヘッド３ｂは、それぞれ、第１のアーム１１ａおよび第２のアーム１１ｂの長手方向、すなわちｙ軸方向に沿って移動可能に支持されている。第１の分注ヘッド３ａおよび第２の分注ヘッド３ｂは、後述する第１のｙ軸方向移動機構５ａおよび第２のｙ軸方向移動機構５ｂの作動により、それぞれ独立して、装置本体２に対しｙ軸方向に移動する。
【００３３】
第１の分注ヘッド３ａは、第１のｘ軸方向移動機構４ａおよび第１のｙ軸方向移動機構５ａの作動の組み合わせにより、作業台２１の上方の空間（作業空間）において、ｘｙ平面内で移動可能になっている。同様に、第２の分注ヘッド３ｂは、第２のｘ軸方向移動機構４ｂおよび第２のｙ軸方向移動機構５ｂの作動の組み合わせにより、作業台２１の上方の空間（作業空間）において、ｘｙ平面内で移動可能になっている。
【００３４】
第１の分注ヘッド３ａが移動可能な範囲（領域）と、第２の分注ヘッド３ｂが移動可能な範囲（領域）とは、全部または一部において重なっている。第１の分注ヘッド３ａおよび第２の分注ヘッド３ｂは、後述する制御手段１３により、互いに接触（衝突）しないようにその移動がそれぞれ制御される。
【００３５】
装置本体２の突出部２４の全部または一部は、第１の分注ヘッド３ａおよび第２の分注ヘッド３ｂが移動する作業空間（作業領域）の上方に位置している。突出部２４の前面には、表示部および操作部（入力部）として、タッチパネル２５が設置されている。タッチパネル２５には、例えば各種条件を設定する入力画面等が表示され、操作者は、タッチパネル２５に指で触れることにより、各種条件の設定等を行う。また、タッチパネル２５には、例えば分注装置１の状態、エラーの発生等の情報も表示される。
【００３６】
また、装置本体２には、第１のアーム１１ａおよび第２のアーム１１ｂの前方に位置する２本のガードバー２６が設置されている。これにより、移動する第１のアーム１１ａおよび第２のアーム１１ｂに操作者が衝突するのを確実に防止することができるとともに、ガードバー２６の下側から操作者が手を挿入して試験管ラック１００の交換等を行うことができる。
【００３７】
図３は、図１および図２に示す分注装置における第１のｘ軸方向移動機構および第２のｘ軸方向移動機構を示す斜視図である。
【００３８】
図３に示すように、第１のｘ軸方向移動機構４ａは、第１の機器収納部２２に設置されたガイドレール１２の案内によりｘ軸方向に沿って移動可能に設置されたスライドブロック（移動体）４１ａと、ガイドレール１２の両端付近にそれぞれ設置された駆動プーリー（ベルト車）４２ａおよび従動プーリー（ベルト車）４３ａと、駆動プーリー４２ａを回転駆動するパルスモーター（ステッピングモーター）４４ａと、駆動プーリー４２ａおよび従動プーリー４３ａに掛け回されたベルト４５ａとを有している。
【００３９】
スライドブロック４１ａは、突出形成された固定部４１１にてベルト４５ａの一部に固定されている。スライドブロック４１ａには、第１のアーム１１ａの後端部が固定されている。
【００４０】
パルスモーター４４ａが駆動プーリー４２ａを回転駆動すると、ベルト４５ａが回転し、ベルト４５ａに牽引されてスライドブロック４１ａがｘ軸方向に移動する。これに伴って、第１のアーム１１ａもｘ軸方向に移動する。スライドブロック４１ａおよび第１のアーム１１ａは、パルスモーター４４ａの正転／逆転の切り換えにより、装置本体２に対し右方向または左方向に移動する。
【００４１】
ベルト４５ａは、駆動プーリー４２ａおよび従動プーリー４３ａの外周面に形成された歯と噛み合う歯を有する歯付きベルトで構成されており、駆動プーリー４２ａおよび従動プーリー４３ａに対し滑りを生じないようになっている。
【００４２】
ガイドレール１２には、第２のｘ軸方向移動機構４ｂのスライドブロック（移動体）４１ｂがさらに設置され、このスライドブロック４１ｂには、第２のアーム１１ｂの後端部が固定されている。
【００４３】
第２のｘ軸方向移動機構４ｂは、第１のｘ軸方向移動機構４ａと同様の構成になっており、ガイドレール１２の後方に設けられ、図３中では見えていない駆動プーリー、従動プーリーおよびベルトと、該駆動プーリーを回転駆動するパルスモーター（ステッピングモーター）４４ｂとを有し、スライドブロック４１ｂは、該ベルトの一部に固定されている。スライドブロック４１ｂには、第２のアーム１１ｂの後端部が固定されており、パルスモーター４４ｂが回転すると、第２のアーム１１ｂがｘ軸方向に移動する。
【００４４】
図４は、図１および図２に示す分注装置における第１のｙ軸方向移動機構、第１のｚ軸方向移動機構および第１の分注ヘッドを示す斜視図、図５は、図４中の第１の分注ヘッド付近を拡大して示す斜視図である。なお、図４および図５に示す分注ヘッドは、内部構造が見えるように、外装のカバーを取り外した状態になっている。
【００４５】
図４に示すように、第１のｙ軸方向移動機構５ａは、図示しないガイドレールの案内により第１のアーム１１ａの長手方向に沿って移動可能に設置されたスライドブロック（移動体）５１ａと、第１のアーム１１ａの後端付近に設置された駆動プーリー（ベルト車）５２ａと、第１のアーム１１ａの前端付近に設置された従動プーリー（ベルト車）５３ａと、第１のアーム１１ａの後端付近に設置され、駆動プーリー５２ａを回転駆動するパルスモーター（ステッピングモーター）５４ａと、駆動プーリー５２ａおよび従動プーリー５３ａに掛け回されたベルト５５ａとを有している。
【００４６】
スライドブロック５１ａは、ベルト５５ａの一部に固定されている。スライドブロック５１ａには、第１の分注ヘッド３ａのフレーム３１ａが固定されている。
【００４７】
パルスモーター５４ａが駆動プーリー５２ａを回転駆動すると、ベルト５５ａが回転し、ベルト５５ａに牽引されてスライドブロック５１ａが第１のアーム１１ａの長手方向すなわちｙ軸方向に移動する。これに伴って、第１の分注ヘッド３ａも、ｙ軸方向に移動する。スライドブロック５１ａおよび第１の分注ヘッド３ａは、パルスモーター５４ａの正転／逆転の切り換えにより、装置本体２に対し前方または後方に移動する。
【００４８】
ベルト５５ａは、駆動プーリー５２ａおよび従動プーリー５３ａの外周面に形成された歯と噛み合う歯を有する歯付きベルトで構成されており、駆動プーリー５２ａおよび従動プーリー５３ａに対し滑りを生じないようになっている。
【００４９】
なお、第２のｙ軸方向移動機構５ｂは、第１のｙ軸方向移動機構５ａと左右対称であること以外は同様の構成であるので、説明および図示を省略する。
【００５０】
図５に示すように、第１の分注ヘッド３ａは、ｚ軸方向に長い部材で構成された骨格をなすフレーム３１ａと、ノズルチップ３００を装着可能なノズル装着部３２ａとを有している。
【００５１】
ノズル装着部３２ａは、その内部に通気流路が形成されたほぼ管状の部材で構成されている。ノズル装着部３２ａの構成材料は、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅または銅系合金等の各種金属材料であるのが好ましい。
【００５２】
ノズルチップ３００は、その基端開口（上端開口）に、ノズル装着部３２ａの下端部が挿入して嵌合することにより、ノズル装着部３２ａに着脱自在に装着される。ノズルチップ３００の構成材料としては、各種合成樹脂材料が挙げられる。また、ノズルチップ３００は、半透明または透明である（光透過性を有している）のが好ましい。
【００５３】
第１の分注ヘッド３ａのフレーム３１ａには、ノズル装着部３２ａに装着されたノズルチップ３００内の圧力を増減させることによりノズルチップ３００に液体を吸入・吐出させるための第１の分注ポンプ７ａが設置されている。第１の分注ポンプ７ａは、気体（空気）を吸入・吐出する例えばシリンジポンプ（ピストンポンプ）で構成されている。この第１の分注ポンプ７ａは、ノズルチップ３００内の圧力を減少させることにより、ノズルチップ３００に液体を吸入させ、ノズルチップ３００内の圧力を増大させることにより、吸入した液体をノズルチップ３００から吐出させる。第１の分注ポンプ７ａと、ノズル装着部３２ａとは、可撓性を有する配管チューブ３３ａで接続されており、互いの内部空間が連通している。
【００５４】
また、第１の分注ヘッド３ａのフレーム３１ａには、第１の分注ポンプ７ａのプランジャ（ピストン）を移動させる第１のポンプ駆動機構１４ａが設置されている（図７参照）。第１のポンプ駆動機構１４ａは、例えば、ボールねじ（送りねじ）機構（図示せず）とこれを駆動するパルスモーター（図示せず）とを有しており、これらにより第１の分注ポンプ７ａのプランジャを移動させるようになっている。
【００５５】
ノズル装着部３２ａは、フレーム３１ａに対しｚ軸方向に移動可能に設置されており、第１のｚ軸方向移動機構６ａの作動により、装置本体２に対しｚ軸方向に移動（昇降）する。
【００５６】
第１のｚ軸方向移動機構６ａは、フレーム３１ａに対し図示しないガイドレールの案内によりｚ軸方向に沿って移動可能に設置されたスライドブロック（移動体）６１ａと、フレーム３１の上端付近および下端付近にそれぞれ設置された従動プーリー（ベルト車）６２ａおよび６３ａと、ベルト６４ａとを有している。
【００５７】
スライドブロック６１ａは、固定部材６７ａを介して、ベルト６４ａの一部に固定されている。スライドブロック６１ａには、支持部６８ａを介して、ノズル装着部３２ａが固定されている。
【００５８】
スライドブロック５１ａの内部には、ベルト６４ａを駆動する駆動プーリー（図示せず）が設置されており、ベルト６４ａは、従動プーリー６２ａおよび６３ａに掛け回されるとともに、その中間の部分においてスライドブロック５１ａ内に引き込まれ、この駆動プーリーにも掛け回されている。
【００５９】
スライドブロック５１ａ内の駆動プーリーは、第１のアーム１１ａの後端付近に設置されたパルスモーター（ステッピングモーター）６５ａにより回転駆動される。すなわち、図４に示すように、第１のアーム１１ａには、第１のアーム１１ａの長手方向に沿って延びるプロペラシャフト６６ａが回転可能に設置されており、パルスモーター６５ａの出力軸は、このプロペラシャフト６６ａに接続されている。プロペラシャフト６６ａは、スライドブロック５１ａおよびその内部の駆動プーリーを貫通しており、スライドブロック５１ａは、プロペラシャフト６６ａを挿通した状態でｙ軸方向に移動する。スライドブロック５１ａ内の駆動プーリーは、スライドブロック５１ａのプロペラシャフト６６ａに対する位置によらず、プロペラシャフト６６ａとともに回転するようになっている。
【００６０】
パルスモーター６５ａがプロペラシャフト６６ａを介してスライドブロック５１ａ内の駆動プーリーを回転駆動すると、ベルト６４ａが回転し、ベルト６４ａに牽引されて、スライドブロック６１ａがｚ軸方向すなわち鉛直方向に移動する。これに伴って、ノズル装着部３２ａおよびノズルチップ３００も、ｚ軸方向に移動（昇降）する。ノズル装着部３２ａおよびノズルチップ３００は、パルスモーター６５ａの正転／逆転の切り換えにより、上昇または下降する。
【００６１】
このような第１の分注ヘッド３ａの基本的な動作は、次のようなものである（第２の分注ヘッド３ｂについても同様）。まず、ノズル装着部３２ａを下降させて吸入先の容器内にノズルチップ３００を挿入し、この状態で第１の分注ポンプ７ａを作動してノズルチップ３００内の圧力を減少させることにより、ノズルチップ３００内に液体を吸入する。次いで、ノズルチップ３００を上昇させてから吐出先の容器の位置に第１の分注ヘッド３ａを移動させる。次いで、ノズルチップ３００を吐出先容器内に下降させ、第１の分注ポンプ７ａを作動してノズルチップ３００内の圧力を増大させることにより、吸入した液体を吐出する。
【００６２】
続いて異なる検体を分注する場合には、コンタミネーションを防止するため、次のようにしてノズルチップ３００を交換する。使用済みノズルチップ３００の取り外しは、第１の分注ヘッド３ａを装置本体２に設置されたチップリムーバ（図示せず）の位置に移動させて行う。チップリムーバは、ノズル装着部３２ａが挿入可能な切欠きを有する板状の部材であり、この切欠きにノズル装着部３２ａを挿入してノズル装着部３２ａを上昇させると、ノズルチップ３００の上端がチップリムーバの下面に当接することにより、ノズルチップ３００がノズル装着部３２ａから離脱する。次いで、第１の分注ヘッド３ａをチップラック２００の上方に移動させ、ノズル装着部３２ａを下降させることにより、新しいノズルチップ３００をノズル装着部３２ａに装着する。
【００６３】
本実施形態では、第１の分注ヘッド３ａには、ノズルチップ３００内に吸入した液体中の気泡の有無を検出する第１の気泡センサー８ａが設置されている。ノズルチップ３００内に吸入した液体中に気泡が混入すると、分注量に誤差が生じるので、この第１の気泡センサー８ａにより、そのエラーの発生を発見することができる。
【００６４】
第１の気泡センサー８ａは、第１のｚ軸方向移動機構６ａの作動によってノズル装着部３２ａに装着されたノズルチップ３００が下降位置から上昇位置に移動する際に、ノズルチップ３００が通過するような位置（図示の構成では、フレーム３１ａの下端部）に設置されている。第１の気泡センサー８ａは、ノズルチップ３００へ向けて光（例えば近赤外光）を投光する第１の投光部８１ａと、投光部８１ａから出射してノズルチップ３００を透過した透過光を受光し、光電変換する第１の受光部８２ａとを有している。
【００６５】
第１の気泡センサー８ａは、液体を吸入したノズルチップ３００が第１のｚ軸方向移動機構６ａの作動により上昇している間、第１の投光部８１ａおよび第１の受光部８２ｂにより投光および受光を行い、ノズルチップ３００を上下方向に走査する。そして、後述する制御手段１３は、第１の受光部８２ｂで検出された透過光量レベルと、所定の基準値との比較により、ノズルチップ３００内に吸入した液体中の気泡の有無を判別する。
【００６６】
また、第１の気泡センサー８ａは、ノズルチップ３００内に吸入した液体の液面を検出することにより、液体の吸入量を検出することもできる。
【００６７】
さらに、本実施形態では、第１の分注ヘッド３ａには、ノズルチップ３００からの液垂れを受ける第１の液垂れ受け手段１５ａが設置されている。第１の液垂れ受け手段１５ａは、フレーム３１ａの下側において回動可能に設置されたアーム１５１と、アーム１５１の先端部に設置されたカップ１５２と、アーム１５１を回動させる駆動機構（図示せず）とを有している。カップ１５２は、アーム１５１の回動により、ノズルチップ３００が下降する際には、これに干渉しないように退避した位置（図５に示す位置）に移動し、ノズルチップ３００が上昇した際には、ノズルチップ３００の先端開口を下側から覆う位置に移動する。これにより、第１の分注ヘッド３ａがｘ軸方向またはｙ軸方向に移動しているときなどに、ノズルチップ３００内に吸入した液体の滴がその先端開口から万一垂れ落ちた場合であっても、この液滴は、カップ１５２で受け止められる。よって、落下した液垂れが他の試験管（容器）に混入してコンタミネーションが発生するのを確実に防止することができる。
【００６８】
第２の分注ヘッド３ｂ、第２のｚ軸方向移動手段６ｂは、それぞれ、設置された向きが異なること以外は、上述した第１の分注ヘッド３ａ、第１のｚ軸方向移動手段６ａと同様の構成であるので、説明および詳細な図示を省略する。また、第２の分注ヘッド３ｂには、第１の分注ヘッド３ａと同様に、第２の分注ポンプ７ｂと、第２のポンプ駆動機構１４ｂと、第２の投光部８１ｂおよび第２の受光部８２ｂを有する第２の気泡センサー８ｂと、第２の液垂れ受け手段１５ｂとがそれぞれ設置されている。
【００６９】
図６は、図１および図２に示す分注装置の概略的なブロック図である。図６に示すように、分注装置１は、前述したような分注装置１の各部がそれぞれ接続された制御手段１３を備えている。また、制御手段１３には、さらに、記憶部（記憶手段）１６が接続されている。この制御手段１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、シーケンサとを有し、ソフト的およびハード的に構成されている。
【００７０】
記憶部１６は、プログラムやデータ等を記憶（記録）する、制御手段１３に読み取り可能な記憶媒体（記録媒体）を有している。この記憶媒体は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory：揮発性、不揮発性のいずれをも含む）、ＦＤ（Floppy Disk（「Floppy」は登録商標））、ＨＤ（Hard Disk）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read-Only Memory）等のような、磁気的、光学的記録媒体、もしくは半導体メモリで構成されている。この記憶媒体は、記憶部１６に固定的に設けたもの、もしくは着脱自在に装着するものであり、この記憶媒体には、分注装置１の各部に対応する各種アプリケーションプログラム、後述するような分注装置１の制御動作を実行するためのプログラム等の各種プログラムおよび各種データが予め記憶されているとともに、各プログラムで処理されたデータおよび制御手段１３に接続された各部からの入力データ等が記憶される。
【００７１】
制御手段１３は、記憶部１６に記憶された各種プログラムおよびデータを必要に応じて読み出し、そのプログラムおよびデータに基づいて、分注装置１の各部の作動を制御する。
【００７２】
なお、制御手段１３は、シーケンサを有さずにすべてソフト的に構成されていてもよく、または、シーケンサのみを用いてすべてをシーケンス制御で行うようにハード的に構成されていてもよい。
【００７３】
制御手段１３は、第１のｘ軸方向移動機構４ａ、第１のｙ軸方向移動機構５ａ、第１のｚ軸方向移動機構６ａ、第２のｘ軸方向移動機構４ｂ、第２のｙ軸方向移動機構５ｂおよび第２のｚ軸方向移動機構６ｂの作動を、それぞれ、オープンループ制御により制御する。すなわち、制御手段１３は、各移動機構の各パルスモーターに対する、所定の原点位置からの駆動パルス数を監視することにより、第１の分注ヘッド３ａおよび第２の分注ヘッド３ｂの位置や、各ノズル装着部３２ａおよび３２ｂの高さをそれぞれ把握している。なお、このような構成に限らず、各移動機構をクローズドループ制御により制御するようにしてもよい。
【００７４】
制御手段１３は、第１の分注ヘッド３ａのノズル装着部３２ａと、第２の分注ヘッド３ｂのノズル装着部３２ｂとが、それぞれ独立して、ｘ、ｙ、ｚ軸方向に移動するように制御する。
【００７５】
また、制御手段１３は、第１のポンプ駆動機構１４ａ、第２のポンプ駆動機構１４ｂの各パルスモーターの作動をそれぞれ制御することにより、第１の分注ヘッド３ａ、第２の分注ヘッド３ｂによる液体吸入量および液体吐出量をそれぞれ個別に制御する。
【００７６】
また、制御手段１３は、検体処理システムの全体を管理する管理システム（ホストコンピュータ）４００に接続されている。制御手段１３は、管理システム４００から取得した各親検体毎の分注情報に基づき、各部の作動を制御して分注作業を行う。そして、制御手段１３は、例えば分注先の位置情報等を管理システム４００に報告する。
【００７７】
このような分注装置１では、第１の分注ヘッド３ａのノズル装着部３２ａと、第２の分注ヘッド３ｂのノズル装着部３２ｂとが、それぞれ独立して、ｘ、ｙ、ｚ軸方向に移動することができるので、分注動作の自由度が高い。すなわち、両ノズル装着部３２ａ、３２ｂ（両ノズルチップ３００）をそれぞれランダムに作動させることも可能であり、両者を効率良くフルに活用して分注作業を行うことができる。よって、多数の検体を処理する場合でも、処理効率が高く、短時間で大量の検体を処理することができる。
【００７８】
さらに、第１の分注ヘッド３ａと第２の分注ヘッド３ｂとが同種の液体を分注する用途だけでなく、例えば、第１の分注ヘッド３ａで分注した子検体に、第２の分注ヘッド３ｂで試薬（薬液）を分注する、というように、第１の分注ヘッド３ａと第２の分注ヘッド３ｂとが異種の液体を分注するような用途にも好適に使用することができる。このように、分注装置１では、制御手段１３の制御の仕方によって、多様な分注動作を高い効率で行うことができる。
【００７９】
また、本実施形態では、前述したように、ｘ、ｙ、ｚ軸方向の各移動機構がそれぞれベルトを利用した構造になっていることから、送りねじ機構などを利用する場合に比べ、作動の高速化が図れる。よって、ノズル装着部３２ａ、３２ｂをそれぞれ高速に移動させることができ、処理効率のさらなる向上が図れる。
【００８０】
なお、本発明では、処理効率の向上（高速化）の観点から、ｘ、ｙ、ｚ軸方向の各移動機構の少なくとも１つがベルトを利用した構造になっているのが好ましく、本実施形態のようにｘ、ｙ、ｚ軸方向の各移動機構のすべてがベルトを利用した構造になっているのが特に好ましい。
【００８１】
また、本発明の分注装置１では、第１の分注ポンプ７ａと、第２の分注ポンプ７ｂとは、第１の分注ヘッド３ａ、第２の分注ヘッド３ｂにそれぞれ設置されている。これにより、両分注ポンプが装置本体２に設置されている場合に比べ、配管チューブ３３ａの長さを極めて短くすることができる。よって、第１の分注ポンプ７ａ、第２の分注ポンプ７ｂの作動に対するノズルチップ３００での吸入・吐出動作の応答性に優れ、精度の高い正確な分注を行うことができる。
【００８２】
また、配管チューブ３３ａが、第１の分注ヘッド３ａおよび第２の分注ヘッド３ｂが移動する作業空間の上方に大きく張り出すようなことがないので、この作業空間の上方の空間を利用して本実施形態のように突出部２４およびタッチパネル２５（図１参照）を設置したり、作業空間の上方を覆うカバー（図示せず）を設けたりすることができる。よって、スペース効率に優れ、装置の小型化が図れる。
【００８３】
図７は、第１の分注ヘッド３ａのノズル装着部３２ａと、第２の分注ヘッド３ｂのノズル装着部３２ｂとを接近させた状態における、両分注ヘッド付近を模式的に示す平面図（ｘｙ平面図）である。
【００８４】
図７に示すように、本実施形態の分注装置１では、第１の分注ヘッド３ａと第２の分注ヘッド３ｂとを互いに接近させることにより、第１の分注ヘッド３ａのノズル装着部３２ａと、第２の分注ヘッド３ｂのノズル装着部３２ｂとが、ｙ軸方向に並んでほぼ隣り合うような状態にすることができる。この状態では、試験管ラック１００に保持された、ｙ軸方向に並んで隣接して（隣り合って）位置する２つの試験管（容器）に対し、第１の分注ヘッド３ａのノズル装着部３２ａに装着されたノズルチップ３００と、第２の分注ヘッド３ｂのノズル装着部３２ｂに装着されたノズルチップ３００とにより同時に分注を行うことができる。これにより、第１の分注ヘッド３ａおよび第２の分注ヘッド３ｂの分注動作の自由度がより高くなり、多数の検体を処理する場合の処理効率、処理速度のさらなる向上が図れる。
【００８５】
本実施形態では、図７に示すような状態を実現するための構成として、第１の分注ポンプ７ａと、第２の分注ポンプ７ｂとは、第１の分注ヘッド３ａと第２の分注ヘッド３ｂとが図７に示す状態まで互いに接近したとき、ｘｙ平面の平面視（図７）で、両ノズルチップ３００（またはノズル装着部３２ａ、３２ｂ）の中心軸と中心軸とを結ぶ線分の中点１０を介してほぼ対称（点対称）に位置するように配置されている。
【００８６】
さらに、図示の構成では、第１の分注ヘッド３ａのフレーム３１ａ、第１のポンプ駆動機構１４ａ、第１の気泡センサー８ａ（第１の投光部８１ａ、第１の受光部８２ａ）およびスライドブロック５１ａと、第２の分注ヘッド３ｂのフレーム３１ｂ、第２のポンプ駆動機構１４ｂ、第２の気泡センサー８ｂ（第２の投光部８１ｂ、第２の受光部８２ｂ）およびスライドブロック５１ｂとは、それぞれ、ｘｙ平面の平面視で、中点１０を介してほぼ対称（点対称）に位置するように配置されている。
【００８７】
このように、第１の分注ヘッド３ａ側の各部と、第２の分注ヘッド３ｂ側の各部とは、ｘｙ平面の平面視で、中点１０を介して概ね点対称に配置される構成になっている。これにより、両者のノズルチップ３００を極めて近くまで接近可能とすることができる。
【００８８】
また、上記のような構成により、第１の分注ヘッド３ａと、第２の分注ヘッド３ｂとは、図７に示す状態まで互いに接近したとき、互いに干渉（接触）しない形状をなしている。さらに、第１の分注ヘッド３ａと、第２の分注ヘッド３ｂとは、図７に示す状態まで互いに接近した状態で、第１のｚ軸方向移動機構６ａおよび第２のｚ軸方向移動機構６ｂの作動により両者のノズルチップ３００を昇降させても、互いに干渉しない形状をなしている。
【００８９】
なお、第１の分注ヘッド３ａと、第２の分注ヘッド３ｂとは、図示の構成と異なり、ｘ軸方向（またはｘ軸方向、ｙ軸方向の両方）に並んで隣接して位置する２つの試験管（容器）に対し、両者のノズルチップ３００により同時に分注を行うことができるような距離まで、互いに接近可能であるよう構成されていてもよい。
【００９０】
以上、本発明の分注装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、分注装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００９１】
また、本発明では、分注する液体は、検体に限らず、例えば試薬（薬液）等、いかなる液体でもよい。
【００９２】
また、本発明では、分注する液体を収納する容器は、試験管のような形状のものに限らず、いかなるものでもよい。また、例えばマイクロプレートのように、複数の容器が一体となったものであってもよい。
【００９３】
また、本発明では、ノズルがディスポーザブルであるものに限らず、分注作業中に分注ヘッドのノズルを交換（着脱）しないものであってもよい。
【００９４】
また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各移動機構におけるベルトは、幅が細く、ワイヤー状をなすものでもよい。
【００９５】
また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各移動機構は、ベルトを利用したものに限定されることなく、いかなる機構でもよく、例えば、ボールねじ等の送りねじ、ラック＆ピニオンギアなどを利用した任意の機構とすることができる。
【００９６】
また、本発明の分注装置は、分注ヘッドを３つ以上有するものでもよい。
また、分注ポンプは、ノズル装着部またはノズルとともに分注ヘッドに対し昇降するように設置されていてもよい。
【００９７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、２つの分注ヘッドをそれぞれ独立して移動させることができ、自由度の高い多様な分注動作を行うことができるので、多数の検体等の液体を分注する場合であっても高い処理効率が得られ、短時間に処理を行うことができる。
【００９８】
また、分注ポンプからノズルまでの配管を短くすることができるので、分注ポンプの作動に対するノズルでの吸入・吐出動作の応答性に優れ、高精度で正確な分注を行うことができる。
【００９９】
さらに、分注ヘッドが移動する作業空間より上方のスペースに配管チューブが大きく張り出すようなことがないので、このスペースに例えばカバー、表示部、操作部等の構造物を設置することができ、スペース効率が高く、装置の小型化も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分注装置の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の分注装置の実施形態を示す斜視図である。
【図３】図１および図２に示す分注装置における第１のｘ軸方向移動機構および第２のｘ軸方向移動機構を示す斜視図である。
【図４】図１および図２に示す分注装置における第１のｙ軸方向移動機構、第１のｚ軸方向移動機構および第１の分注ヘッドを示す斜視図である。
【図５】図４中の第１の分注ヘッド付近を拡大して示す斜視図である。
【図６】図１および図２に示す分注装置の概略的なブロック図である。
【図７】図１および図２に示す分注装置における第１の分注ヘッドのノズル装着部と、第２の分注ヘッドのノズル装着部とを接近させた状態における、両分注ヘッド付近を模式的に示す平面図（ｘｙ平面図）である。
【符号の説明】
１ 分注装置
１１ａ 第１のアーム
１１ｂ 第２のアーム
１２ ガイドレール
１３ 制御手段
１４ａ 第１のポンプ駆動機構
１４ｂ 第２のポンプ駆動機構
１５ａ 第１の液垂れ受け手段
１５１ アーム
１５２ カップ
１５ｂ 第２の液垂れ受け手段
１６ 記憶部
２ 装置本体
２１ 作業台
２２ 第１の機器収納部
２３ 第２の機器収納部
２４ 突出部
２５ タッチパネル
２６ ガードバー
３ａ 第１の分注ヘッド
３１ａ フレーム
３２ａ ノズル装着部
３３ａ 配管チューブ
３ｂ 第２の分注ヘッド
３１ｂ フレーム
３２ｂ ノズル装着部
４ａ 第１のｘ軸方向移動機構
４１ａ スライドブロック
４１１ 固定部
４２ａ 駆動プーリー
４３ａ 従動プーリー
４４ａ パルスモーター
４５ａ ベルト
４ｂ 第２のｘ軸方向移動機構
５ａ 第１のｙ軸方向移動機構
５１ａ スライドブロック
５２ａ 駆動プーリー
５３ａ 従動プーリー
５４ａ パルスモーター
５５ａ ベルト
５ｂ 第２のｙ軸方向移動機構
５１ｂ スライドブロック
６ａ 第１のｚ軸方向移動機構
６１ａ スライドブロック
６２ａ、６３ａ 従動プーリー
６４ａ ベルト
６５ａ パルスモーター
６６ａ プロペラシャフト
６７ａ 固定部材
６８ａ 支持部
６ｂ 第１のｚ軸方向移動機構
７ａ 第１の分注ポンプ
７ｂ 第２の分注ポンプ
８ａ 第１の気泡センサー
８１ａ 第１の投光部
８２ａ 第１の受光部
８ｂ 第２の気泡センサー
８１ｂ 第２の投光部
８２ｂ 第２の受光部
１０ 中点
１００ 試験管ラック
２００ チップラック
３００ ノズルチップ
４００ 管理システム

Claims (14)

1. 分注する液体を収納する複数の容器が並べて配置される作業台を有する装置本体と、
   液体を吸入・吐出するノズルまたは該ノズルが着脱自在に装着されるノズル装着部を有する２つの分注ヘッドと、
   前記各分注ヘッドにそれぞれ設置され、前記各ノズルにそれぞれ液体を吸入・吐出させるための２つの分注ポンプと、
   前記各分注ヘッドをそれぞれ前記装置本体に対し水平方向であるｙ軸方向に移動可能に支持する２つのアームと、
   前記各アームをそれぞれ前記装置本体に対し水平方向であって前記ｙ軸方向に対し垂直なｘ軸方向に沿って案内する共通のガイドレールと、
   前記各アームを介して前記各分注ヘッドをそれぞれ前記ｘ軸方向に移動させる２つのｘ軸方向移動機構と、
   前記各分注ヘッドをそれぞれ前記ｙ軸方向に移動させる２つのｙ軸方向移動機構と、
   前記各ノズルまたは前記各ノズル装着部をそれぞれ前記装置本体に対し鉛直方向であるｚ軸方向に移動させる２つのｚ軸方向移動機構と、
   前記各ノズルまたは前記各ノズル装着部が前記装置本体に対しそれぞれ独立して移動するよう制御する制御手段とを備える分注装置であって、
   前記両分注ヘッドを互いに前記ｘ軸方向に沿って接近させたとき、前記一方のノズルまたは前記一方のノズル装着部と、前記他方のノズルまたは前記他方のノズル装着部とが、前記ｙ軸方向に並ぶことが可能であり、
   前記一方のノズルまたは前記一方のノズル装着部のｘｙ平面内での移動可能な範囲と、前記他方のノズルまたは前記他方のノズル装着部のｘｙ平面内での移動可能な範囲とは、全部において重なっていることを特徴とする分注装置。
2. 前記容器は、前記容器を複数並べて保持するラックに保持された状態で、前記作業台上に載置される請求項１に記載の分注装置。
3. 前記両分注ヘッドは、前記ｘ軸方向または前記ｙ軸方向に並んで隣接して位置する２つの容器に対し、前記両ノズルにより同時に分注を行うことができる距離まで互いに接近可能であるよう構成されている請求項１または２に記載の分注装置。
4. 前記両分注ヘッドが前記距離まで互いに接近したとき、前記両分注ポンプは、ｘｙ平面の平面視で、前記両ノズルの中心軸と中心軸とを結ぶ線分の中点を介してほぼ対称に位置する請求項３に記載の分注装置。
5. 前記両分注ヘッドは、前記距離まで互いに接近したとき、互いに干渉しない形状をなしている請求項３または４に記載の分注装置。
6. 前記両分注ヘッドは、前記距離まで互いに接近した状態で、前記ｚ軸方向移動機構の作動により前記ノズルを昇降させても、互いに干渉しない形状をなしている請求項３ないし５のいずれかに記載の分注装置。
7. 前記ｘ軸方向移動機構は、少なくとも２つのプーリーと、少なくとも１つの前記プーリーを回転駆動するモーターと、前記プーリーに掛け回されたベルトと、前記ベルトの一部に固定された移動体とを有する請求項１ないし６のいずれかに記載の分注装置。
8. 前記ｙ軸方向移動機構は、少なくとも２つのプーリーと、前記プーリーに掛け回されたベルトと、前記ベルトの一部に固定された移動体とを有する請求項１ないし７のいずれかに記載の分注装置。
9. 前記ｚ軸方向移動機構は、少なくとも２つのプーリーと、前記プーリーに掛け回されたベルトと、前記ベルトの一部に固定された移動体とを有する請求項１ないし８のいずれかに記載の分注装置。
10. 前記両分注ヘッドが移動する作業空間の上方に、表示部および／または操作部を有する請求項１ないし９のいずれかに記載の分注装置。
11. 前記各分注ヘッドに、それぞれ、前記各ノズルへ向けて光を投光する投光部と、前記各ノズルを透過した透過光を受光する受光部とを有する請求項１ないし１０のいずれかに記載の分注装置。
12. 前記各ｚ軸方向移動機構の作動により、前記各ノズルを前記各投光部および前記各受光部に対し移動させつつ投光および受光を行う請求項１１に記載の分注装置。
13. 前記各受光部での検出結果に基づいて、前記各ノズル内に吸入した液体中の気泡の有無を検出する請求項１１または１２に記載の分注装置。
14. 前記各分注ヘッドに、それぞれ、前記各ノズルからの液垂れを受ける液垂れ受け手段を有する請求項１ないし１３のいずれかに記載の分注装置。

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