JP3836398B2 - 分注ヘッド - Google Patents
分注ヘッド Download PDFInfo
- Publication number
- JP3836398B2 JP3836398B2 JP2002152393A JP2002152393A JP3836398B2 JP 3836398 B2 JP3836398 B2 JP 3836398B2 JP 2002152393 A JP2002152393 A JP 2002152393A JP 2002152393 A JP2002152393 A JP 2002152393A JP 3836398 B2 JP3836398 B2 JP 3836398B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- nozzles
- feed screw
- dispensing head
- row
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、分注ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、DNA鑑定や血液検査等の医療分野における検体検査、或いは化学的、生物学的な種々の試料分析において、試験管内の液体状の検体(試料)を吸入採取(以下、分取という。)するとともに、分取された検体をマイクロプレート等の容器の検査用凹部に所定量分注する分注装置が用いられている。
この分注装置は、検体の分取時及び分注時等に検体の分取分注用のノズルを上下動するための分注ヘッドを備えている。この分注ヘッドの要部構成を図6及び図7に示す。
【0003】
この分注ヘッド300は、例えば図6に示すように、機枠310と、ガイド320と、ノズル垂直駆動ユニット330とを備えて構成されている。
機枠310は、略平行に対向配置された一対の側板311,311と、両側板311,311の下端部どうしを接続する奥側の面板312とを備えている。また、ガイド320は、両側板311,311どうしを結ぶように略水平に配設され、図示しない水平駆動源の駆動によるノズル垂直駆動ユニット330の水平方向への移動を案内する。
【0004】
ノズル垂直駆動ユニット330は、例えば図7に示すように、ユニット本体331と、ユニット本体331に対して上下動自在に設けられたノズル332と、ノズル332を上下動させるために駆動する駆動源333(図6)と、駆動源333を一端に有し、この駆動源333の駆動によりθ軸方向(水平軸周りの回転方向)に回転するシャフト334と、シャフト334の回転に連動して回転する歯車335とを備えている。
なお、シャフト334は前記ガイド320と同方向に延在しており、歯車335はシャフト334に対してその軸方向に摺動自在に取り付けられている。
【0005】
このうち、歯車335は、ノズル332の周囲にその長手方向に沿って設けられたラック336と噛合するようにユニット本体331に設けられており、歯車335が駆動源333の駆動により回転することでノズル332をユニット本体331に対して上下動させるようになっている。具体的には、駆動源333がシャフト334をθ軸方向に正回転させることにより、シャフト334の回転に連動して歯車335が同方向に回転して、この歯車335とラック336とが噛合うことによってノズル332が鉛直下向きに移動する一方で、駆動源333がシャフト334をθ軸方向に逆回転させることにより、同様にして回転する歯車335とラック336とが噛合うことによってノズル332が鉛直上向きに移動する。
このように、ノズル垂直駆動ユニット330は、歯車335とノズル332周囲のラック336とによってラックアンドピニオン機構を構成することで、ノズル332を略垂直に上下動するようになっている。
なお、ノズル垂直駆動ユニット330は、ノズル332の数に応じて設けられており、他のノズル垂直駆動ユニット330も同様にラックアンドピニオン機構を構成している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の分注ヘッドでは、ノズルの垂直駆動をノズル垂直駆動ユニットのラックアンドピニオン機構によって行うため、歯車及びラックでのバックラッシ等によりノズルの上下方向の位置決めの際に誤差が生じやすく、その位置決め精度を向上させることが難しかった。
また、分注ヘッドは、例えば、試験管内の検体を分取する際には、各ノズルの間隔を拡げ、マイクロプレートの検査用凹部に分注する際には、各ノズルの間隔を狭くするようになっている。そのため、ノズルの間隔を狭くする際に、ピニオンを回転させるために、シャフトに接続される回転軸を横にしたモータをノズルと一緒に移動するように配置すると、モータが邪魔になって各ノズルの間隔を狭くすることができなかった。
そこで、分注ヘッドは、駆動源が例えば機枠の外側に設けられた構成となっており、そのために分注ヘッド自体の寸法が大きくなっていた。特に、分注ヘッドは、例えば検体の検査時等に試験管の載置場所からマイクロプレートの載置場所まで図示しないXY駆動機構によってXY移動するようになっているが、その際の分注ヘッドの移動範囲とされる空間部分が大きくなるため、分注装置の寸法をコンパクト化することができないといった問題があった。
さらに、分注ヘッドの寸法が大きくなると、分注ヘッドの重量も大きくなってしまうため、分注ヘッドのXY移動時等に分注装置が撓んでしまうといった問題もある。
【0007】
本発明の課題は、ノズルの上下方向における位置決め精度を向上させることができるとともに、寸法を小さくすることができる分注ヘッドを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、例えば図1及び図2に示すように、
鉛直方向に略沿って設けられるとともに、液体を分注する複数のノズル(4)と、前記ノズルを支持する支持部(例えば、機枠1)と、前記支持部に対して前記ノズルを上下動させるとともに、前記ノズル毎にそれぞれ設けられるノズル上下動駆動手段(例えば、垂直駆動部5)とを有し、複数箇所に同時に液体を分注可能な分注装置に備えられる分注ヘッド(100)であって、
前記ノズル上下動駆動手段は、
前記ノズルと略平行に配置された送りネジ(例えば、ボールネジ53)を有する送りネジ機構と、
前記送りネジ機構に近接して設けられるとともに、前記送りネジを回転駆動する駆動源(例えば、駆動モータ52)とを備え、
複数の前記ノズルが少なくとも一列に並んで配置されるとともに、各ノズルどうしの間隔を変更自在となるように各ノズル及びノズル上下動駆動手段がノズルの列の方向に沿って移動自在に前記支持部に支持され、
隣合う前記ノズルをそれぞれ上下動させる前記ノズル上下動駆動手段のうちの一方のノズル上下動駆動手段に対して他方のノズル上下動駆動手段が前記ノズルの列の反対側となるように、前記ノズル上下動駆動手段が、前記ノズルの列を挟んで互い違いに配置され、
前記送りネジ機構に、前記送りネジに螺合する螺合部(541)と、前記螺合部から前記ノズルに向けて延出して前記ノズルに係合する係合部(545)とを備えるとともに、前記送りネジの回転に伴って前記ノズルとともに上下動する移動部材(54)が備えられ、
前記係合部の前記ノズルの列の並び方向に沿った幅が、前記螺合部の前記並び方向に沿った幅より狭くされていることを特徴としている。
【0009】
請求項1記載の発明によれば、液体を分注するノズルと略平行に配置された送りネジを有する送りネジ機構と、送りネジを回転駆動する駆動源とを備えるノズル上下動駆動手段により、鉛直方向に略沿って設けられたノズルはこのノズルを支持する支持部に対して上下動される。すなわち、駆動源により回転させられる送りネジを有する送りネジ機構によってノズルが上下動されるので、従来のようにラックアンドピニオン機構を用いる必要がなくなる。
また、ノズルと、このノズルの駆動軸となる送りネジとは略平行に配設されているので、従来のように駆動軸となるシャフトが略水平に設けられるものに比べて分注ヘッドがコンパクト化される。
さらに、ノズル上下駆動機構はノズル毎に設けられ、駆動源は送りネジ機構に近接して設けられている。従って、例えばノズルを水平移動させる場合に、ノズルと駆動源とが一体となって移動させられ、ノズル上下動駆動手段が従来のものに比べてコンパクト化される。これにより、従来のように駆動源が機枠の外側に設けられる構成のものに比べて、分注ヘッドがさらにコンパクト化される。
【0011】
また、複数のノズルが少なくとも一列に並んで配置されるとともに、各ノズルどうしの間隔を変更自在となるように各ノズル及びノズル上下動駆動手段がノズルの列の方向に沿って移動自在に支持部に支持される。さらに、ノズル上下動駆動手段は、隣合うノズルをそれぞれ上下動させるノズル上下動駆動手段のうちの一方のノズル上下動駆動手段に対して他方のノズル上下動駆動手段がノズルの列の反対側となるように、ノズルの列を挟んで互い違いに配置されている。これにより、例えばノズルを互いに近接させるようにノズルの列の並び方向に移動させる場合に、隣合うノズル上下動駆動手段どうしが略同じ高さで配置されても、隣合うノズル上下駆動手段どうしが互いに干渉することなくノズルどうしが近接させられる。
【0012】
しかしながら、例えば、送りネジは、自身の強度を確保した上で、できる限り小さい径となるように形成されるが、その径が最小となるように形成されても、送りネジの径はノズルの径よりも大きくなってしまう。そのため、前記送りネジの径寸法に対応するように螺合部を形成し、この螺合部の寸法を考慮して移動部材を形成すると、移動部材の前記ノズルの列の並び方向に沿った幅がノズルの径に対して大きくなってしまう。
そこで、送りネジ機構に備えられる移動部材は、移動部材のノズルに係合する係合部の前記並び方向に沿った幅が、送りネジに螺合される螺合部の前記並び方向に沿った幅より狭くされることにより、例えばノズルを互いに近接させるようにノズルの前記並び方向に移動させる場合に、隣合う移動部材どうしが略同じ高さで配置されても、隣合う係合部どうしが互いに干渉することなくノズルのピッチが最小ピッチとなるまでノズルどうしが近接させられる。
【0013】
請求項2記載の発明は、例えば図2に示すように、請求項1記載の分注ヘッド(100)において、
前記送りネジ(例えば、ボールネジ53)に対して所定の配置で、前記ノズル(4)を上下動自在に案内する案内部材(例えば、支持体51)を備え、
前記移動部材(54)が、自身の回転を規制するように前記ノズルに係合していることを特徴としている。
【0014】
請求項2記載の発明によれば、送りネジに対して所定の配置で、ノズルを上下動自在に案内する案内部材が備えられ、移動部材が、自身の回転を規制するようにノズルに係合している。すなわち、一般的な送りネジ機構のように移動部材の回転の自由度を規制する回転止め部材を別に設けることなく、案内部材に案内されるノズルによって移動部材の回転が規制されるので、ノズル上下動駆動手段がコンパクト化される。これにより、分注ヘッドがさらにコンパクト化される。
【0015】
請求項3記載の発明は、例えば図4に示すように、請求項1または2記載の分注ヘッド(100)において、
前記駆動源(例えば、駆動モータ52)は、この駆動源が駆動すべき前記送りネジ(例えば、ボールネジ53)に対して、前記ノズル(4)の反対側に配置されるとともに、前記ノズルの前記並び方向に直交する方向に沿って、前記ノズルの中心を通る線分から前記駆動源の中心が前記ノズルの列の中央から離れる方向にずれて配置され、
前記駆動源から前記送りネジにベルト(例えば、タイミングベルト55)を介して駆動力が伝動されていることを特徴としている。
【0016】
請求項3記載の発明によれば、駆動源は、この駆動源が駆動すべき送りネジに対して、ノズルの反対側に配置されるとともに、ノズルの列の並び方向に直交する方向に沿って、ノズルの中心を通る線分から駆動源の中心がノズルの列の中央から離れる方向にずれて配置されている。これにより、例えばノズルを互いに近接させるようにノズルの前記並び方向に移動させる場合に、隣合う駆動源どうしが略同じ高さで配置されても、隣合う駆動源どうしが互いに干渉することなくノズルのピッチが最小ピッチとなるまでノズルどうしが近接させられる。
また、駆動源から送りネジにベルトを介して駆動力が伝動されているので、例えばギヤ等を用いて駆動源の駆動力を送りネジに伝動する構成に比べてコストが低減されるとともに、分注ヘッドの重量が小さくされる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図1は、分注ヘッドの要部を示した斜視図であり、図2は、図1の分注ヘッドに備わるノズル垂直駆動ユニットを示した拡大側面図であり、図3は、図2のノズル垂直駆動ユニットにおける移動部材とノズルとの係合を説明するための図である。また、図4は、図1の分注ヘッドに備わるノズルが互いに最も近接した状態を説明するための平面図であり、図5は、前記ノズルが互いに離間した状態を説明するための平面図である。
【0020】
本発明が適用された一実施の形態として例示される分注ヘッドは、例えば複数の試験管(図示略)内の液体状の検体を各々吸入採取(以下、分取という。)するとともに、分取された各検体をマイクロプレート(図示略)等の容器の検査用凹部等に所定量ずつ同時に分注可能な分注装置(図示略)に備えられ、検体の分取或いは分注のためにノズルを略垂直に上下動させるためのものである。
【0021】
この分注ヘッド100は、例えば図示しないXY駆動源によって分注装置に対してXY移動(水平移動)自在となっており、例えば図1に示すように、機枠1と、ガイドレール2と、ノズル垂直駆動ユニット3とを備えて構成されている。
【0022】
先ず、機枠1は、例えば従来の分注ヘッドと同様に、略平行に対向配置された一対の側板11,11と、両側板11,11の下端部どうしを接続する奥側の面板12とを備えている。
また、ガイドレール2は、例えば両側板11の上端部どうしを結ぶように略水平に且つ平行に設けられた上側ガイド21、22と、両側板11の下端部どうしを結ぶように、前記上側ガイド21、22と略上下に重なる位置で設けられた下側ガイド23、24とを備えて構成されている。
このガイドレール2は、ノズル垂直駆動ユニット3を支持するとともに、水平駆動用モータ(後述;図示略)の駆動によるノズル垂直駆動ユニット3の前記ガイドレール2の軸方向(以下、ガイド方向という。)への移動を案内可能となっている(図4及び図5参照)。
このように、機枠1とガイドレール2とによって支持部が構成されている。
【0023】
ノズル垂直駆動ユニット3は、例えば略等しい高さで複数(例えば、8つ)設けられ、半数(例えば、4つ)のノズル垂直駆動ユニット3が、一方(例えば、手前側)の上側ガイド21及び下側ガイド23によって案内支持され、残りの半数(例えば、4つ)のノズル垂直駆動ユニット3が、他方(例えば、奥側)の上側ガイド22及び下側ガイド24によって案内支持されている。そして、一方の上側及び下側ガイド21、23に支持される各ノズル垂直駆動ユニット3と他方の上側及び下側ガイド22、24に支持される各ノズル垂直駆動ユニット3とが互い違いに配置されている。
【0024】
また、各ノズル垂直駆動ユニット3は、例えば図2に示すように、検体を分取するとともに分取された検体を分注するノズル4と、このノズル4を支持してこのノズル4をボールネジ機構(送りネジ機構)により略垂直に上下動する垂直駆動部(ノズル上下動駆動手段)5とを備えて構成されている。
なお、図2(a)では、手前側の上側及び下側ガイド21、23に案内支持されるノズル垂直駆動ユニット3を示している。
【0025】
ノズル4は、鉛直方向に略沿って設けられる例えば略円筒状の長尺な部材であり、その上端部は、例えばノズル4に検体の分取及び分注を行わせるために検体の吸引或いは吐出動作を行うための吸引吐出手段(例えば、シリンダ、ポンプ等;図示略)と、例えば連結部材(例えば、チューブ等;図示略)を介して連結されている。
また、ノズル4は、その先端に分注チップ41が取り付けられており、この分注チップ41は、先になるにつれて断面形状が狭くなるような形状、つまり尖頭状の部材であり、分取及び分注される検体の種類や分取量や分注量等に応じて適宜取替可能となっている。
【0026】
また、ノズル4の外周部42には、例えば図3に示すように、後述する移動部材54の係合部545と係合される被係合部43が設けられている。
この被係合部43は、ノズル4の軸中央部をガイド方向に沿って挟んだ両側に、係合部545の凹部(後述)546の形状に対応させて所定の深さ切り欠かれた凹部が形成されている。これにより、被係合部43のガイド方向に沿った幅は、ノズル4の他の部分の幅よりも狭くされている。
なお、軸中央部には、その内側に例えば前記吸引吐出手段に吸引及び吐出される空気の流路が設けられている。
【0027】
一方、垂直駆動部5は、支持体51と、ノズル4を機枠1に対して上下動させるために駆動する駆動モータ(駆動源)52と、この駆動モータ52の駆動力をノズル4に伝達するために軸回転するボールネジ(送りネジ)53と、ノズル4の被係合部43に係合される係合部545を有し、前記ボールネジ53の回転によりノズル4とともに上下動する移動部材54とを備えている。
【0028】
このうち、支持体51は、例えばベース部511と、このベース部511の上端より挿通されていない方の上側ガイド22側に略水平に延出した略平板状の上側延出部512と、ベース部511の下端より挿通されていない方の下側ガイド24側に略水平に延出した略平板状の下側延出部513とを備えている。
【0029】
ベース部511は、例えば略鉛直に配置される部材であり、前記上側延出部512よりわずかに下側に上側ガイド21が挿通される上側ガイド挿通孔514と、前記下側延出部512よりわずかに上側に下側ガイド23が挿通される下側ガイド挿通孔515とを備えている。
そして、ベース部511は、上側ガイド挿通孔514に上側ガイド21が挿通され、下側ガイド挿通孔515に下側ガイド23が挿通されることで上側及び下側ガイド21、23によって支持されている。
このようにして、ノズル垂直駆動ユニット3が上側及び下側ガイド21、23によって支持された状態となっている。
なお、両ガイド挿通孔514、515の内径は、上側及び下側ガイド21、23の外径よりもわずかに大きくなっている。
【0030】
また、上側延出部512は、例えば上側ガイド21、22どうしの中間よりベース部511に挿通されていない上側ガイド22側に幾分延出しており、その先端部分516にノズル4が挿通されるノズル挿通孔517が設けられるとともに、ノズル挿通孔517よりもベース部511側にボールネジ53が挿通されるネジ挿通孔518が設けられている。
一方、下側延出部513は、上側延出部512と同様に、例えば下側ガイド23、24どうしの中間よりベース部511に挿通されていない下側ガイド24側に幾分延出しており、その先端部分516にノズル4が挿通されるノズル挿通孔517が設けられるとともに、ノズル挿通孔517よりもベース部511側にボールネジ53が挿通されるネジ挿通孔518が設けられている。
【0031】
両ノズル挿通孔517,517は、上側及び下側延出部512、513の各々を上下に貫通するように設けられているとともに、互いに略上下に重ねられる位置で上側及び下側延出部512、513に設けられている。
そして、これらノズル挿通孔517,517にノズル4が挿通されることで、ノズル4が鉛直方向に略沿って支持体51に取り付けられており、ノズル4が上下動自在に案内された状態となる。
【0032】
このように、ガイドレール2どうしの略中間にノズル4が配置されており、他のノズル垂直駆動ユニット3も、上記と同様にノズル4が配置されることにより、ガイドレール2どうしの略中間にて複数のノズル4が一列に並んで配置されている。
すなわち、ノズル4の列は、隣合うノズル4をそれぞれ上下動させる垂直駆動部5のうちの一方の垂直駆動部5に対して他方の垂直駆動部5が前記ノズル4の列の反対側となるように互い違いに配置されるようにして、垂直駆動部5に挟まれた状態となっている。
【0033】
また、上側及び下側延出部512、513の先端部分516は、後述する係合部545と同様に、その両側端部分が切り欠かれており、先端部分516のガイド方向に沿った幅が延出部512、513のほかの部分の前記方向に沿った幅に比べて狭くされている。
これにより、例えばノズル垂直駆動ユニット3がガイドレール2に案内されながらノズル4の列の方向に沿って水平移動する場合に、隣合う先端部分516どうしが互いに干渉することなくノズル4のピッチが最小ピッチとなるまでノズル4どうしを近接させることができる(図4参照)。
【0034】
なお、ノズル挿通孔517の内径はノズル4の外径と略等しいか、その外径よりもわずかに大きくなっている。
また、両ネジ挿通孔518,518は、上側及び下側延出部512、513の各々を上下に貫通するように設けられているとともに、互いに略上下に重ねられる位置で各延出部512、513に設けられている。これらネジ挿通孔518の内径は、ボールネジ53の外径と略等しいか、その外径よりもわずかに大きくなっている。
【0035】
一方、ボールネジ53は、例えば、前記ネジ挿通孔518,518に挿通されることで支持体51に取り付けられており、前記ノズル4と略平行に延在する長尺な部材である。
このボールネジ53は、その下端部が下側延出部513のネジ挿通孔518を貫通するとともに、その上端部が上側延出部512のネジ挿通孔518を貫通しており、上端部には、駆動モータ52の駆動により回転させられる従動プーリ531が取付固定されている一方、下端部には、前記ネジ挿通孔518からの抜止を行うための抜止部材532が取付固定されている。
【0036】
さらに、ボールネジ53には、上側及び下側延出部512、513の間に配置されるように移動部材54が螺合されている。
この移動部材54は、例えば、ボールネジ53に螺合する螺合部541を有する略円筒状のボールナット542と、ノズル4の被係合部43に係合部545が係合することでこのノズル4を支持可能な支持部材543とを備えている。
【0037】
このうち、螺合部541は、ボールナット542を上下に貫通するように設けられており、その内周面にボールネジ53の雄ネジ部(図示略)に螺合可能な雌ネジ部(図示略)が形成されている。
さらに、ボールナット542の下側には支持部材543が設けられており、この支持部材543は、例えば略水平に配設された略平板状の部材であり、上下に貫通される貫通孔544を備えている。
この貫通孔544の径は少なくともボールネジ53の外径よりも大きくなっており、貫通孔544の中心軸と螺合部541の中心軸とが同軸上に位置するように螺合部541と貫通孔544とを連通させた状態で、支持部材543の上面にボールナット542が当接固定されている。
【0038】
さらに、支持部材543は、ボールナット542が設けられた部分からノズル4に向けて延出してノズル4に係合する係合部545を備えている。
この係合部545には、その先端部に前記ノズル4の被係合部43と噛合うように凹んだ凹部546が設けられている。そして、係合部545と被係合部43とを係合させることで、ノズル4が支持部材543により支持されて垂直駆動部5に取り付けられた状態となっている。
【0039】
また、係合部545は、例えば図2(b)に示すように、その両側端部分が切り欠かれており、係合部545のガイド方向(ノズルの列の並び方向)に沿った幅が螺合部541の前記方向に沿った幅より狭くされている。
ここで、上記ノズル4及びボールネジ53は、各々自身の強度を確保した上で、できる限り小さい径となるように形成されているが、径が最小となるようにボールネジ53が形成されても、ボールネジ53の径はノズル4の径よりも大きくなってしまう。そのため、このボールネジ53の径寸法に対応するように螺合部541を形成し、この螺合部541の寸法を考慮して支持部材543を形成すると、その先端部の係合部545のガイド方向(ノズルの列の並び方向)に沿った幅がノズル4の径に対して大きくなってしまう。
そこで、ノズル垂直駆動ユニット3がノズル4の列を挟むように互い違いに配置され、係合部545のガイド方向に沿った幅が、ボールナット542のガイド方向に沿った幅より狭くされることにより、例えば図4に示すように、水平駆動機構(図示略)等によってノズル4を互いに近接させるように水平移動させる場合に、隣合う移動部材54どうしが略同じ高さで配置されても、隣合う係合部545どうしが互いに干渉することなくノズル4のピッチが最小ピッチとなるまでノズル4どうしが近接させられる。
なお、ノズル4のピッチが最小ピッチとなるまでノズル4どうしが近接させられた状態では、一方の上側及び下側ガイド21、23に支持された各ノズル垂直駆動ユニット3の係合部545の側端部分と、他方の上側及び下側ガイド22、24に支持された各ノズル垂直駆動ユニット3の係合部545の側端部分とが当接させられている。
【0040】
また、支持部材543は、その係合部545が前記ノズル4の被係合部43と係合されることにより、ボールネジ53の軸周りの回転に伴う移動部材54の回転の自由度が規制されている。
従って、一般的なボールネジ機構のように、移動部材54の回転の自由度を規制する回転止め部材(例えば、移動部材54の移動方向と同方向に配設されるガイド等)を別に設ける必要がなくなり、ノズル垂直駆動ユニット3をコンパクト化できる。
【0041】
一方、駆動モータ52は、その長手方向が前記支持体51の長手方向と同方向となるように略平行に近接して設けられている。
この駆動モータ52は、例えば略直方体状に形成された筐体521の内部に設けられており、この駆動モータ52が駆動すべきボールネジ53に対して、ノズル4の反対側に配置されるとともに、支持体51のベース部511上端と略同じ高さで略平板状の取付部材56を介して取り付けられている。
【0042】
また、駆動モータ52は、その上端部分に自身の駆動により軸周りに回転する出力軸522が設けられており、この出力軸522に駆動プーリ523が取付固定されている。そして、この駆動プーリ523と前記ボールネジ53上端部の従動プーリ531とにタイミングベルト55が巻き掛けられおり、駆動モータ52からの駆動力をボールネジ53に伝動可能となっている。
従って、例えばギヤ等を用いて駆動モータ52の駆動力をボールネジ53に伝動する構成に比べてコストを低減することができるとともに、分注ヘッド100の重量を小さくできる。
【0043】
また、駆動モータ52は、その筐体521のガイド方向に沿った幅が支持体51の前記方向に沿った幅よりも大きくなっている。そして、この駆動モータ52は、ガイド方向(ノズル4の並び方向)に直交する方向に沿って、前記ノズル4の中心を通る線分(以下、中心線分という。)から駆動モータ52の中心がノズル4の列の中央から離れる方向にずれて配置されている。
特に、例えば図4及び図5に示すように、複数のノズル垂直駆動ユニット3のうちガイド方向に沿ってノズル4の列の中央から離れて配置されるノズル垂直駆動ユニット3ほど、駆動モータ52は、中心線分から駆動モータ52の中心がノズル4の列の中央から離れる方向によりずれて配置されている。
これにより、例えばノズル4どうしを互いに近接させるように例えばノズル4垂直駆動ユニット3がガイドレール2に沿って水平移動する場合に、隣合う駆動モータ52どうしが互いに干渉することなく、ノズル4のピッチが最小ピッチとなるまで、すなわち隣合う係合部545の側端部分どうしを当接させた状態となるまでノズル4どうしを近接させることができる(図4参照)。
【0044】
なお、取付部材56は、ノズル垂直駆動ユニット3毎に、取付部材56の形状が、中心線分から駆動モータ52の中心がノズル4の列の中央から離れる方向にずれて配置されている駆動モータ52に対応するように曲がった形状となっている。
【0045】
また、図示は省略するが、水平駆動機構は、水平駆動用モータと、上側及び下側ガイドと略平行に設けられ、各ノズル垂直駆動ユニット3もしくは所定数のノズル垂直駆動ユニット3が螺合された複数のボールネジ等を備えて構成されている。
そして、水平駆動機構は、水平駆動用モータが駆動することによりボールネジを回転させて、この回転によりノズル垂直駆動ユニット3をボールネジの軸方向に移動可能となっている。なお、水平駆動機構は、ノズル4どうしが略等間隔を保つように各ノズル垂直駆動ユニット3を移動させる。
具体的には、水平駆動機構は、例えば試験管内の検体を分取する際に、試験管のピッチとノズル4のピッチとが略等しくなるようにノズル垂直駆動ユニット3を例えば互いに遠ざける方向に移動させてノズル4どうしを互いに離間させる(図5参照)。一方で、水平駆動機構は、例えば分取された検体をマイクロプレート等の検査用凹部に所定量分注する際に、試験管のピッチよりも小さく設定されている検査用凹部のピッチとノズル4のピッチとが略等しくなるようにノズル垂直駆動ユニット3を例えば互いに近づく方向に移動させてノズル4どうしを互いに近接させる(図4参照)。
【0046】
次に、この分注ヘッド100のノズル垂直駆動ユニット3によって、ノズル4を上下動させる際の動作について説明する。
【0047】
このノズル垂直駆動ユニット3では、駆動モータ52が駆動することにより、出力軸522に固定された駆動プーリ523が回転して、この回転によりタイミングベルト55を介して従動プーリ531が固定されたボールネジ53が回転させられ、ボールネジ53に螺合される移動部材54が上下動させられる。このとき、移動部材54は、その係合部545がノズル4の被係合部43に係合しているため、ノズル4と一体となって上下動する。
具体的には、例えば、駆動モータ52が駆動して、出力軸522を所定方向(例えば、時計回り)に回転させることにより、ボールネジ53が同方向に回転して、ボールネジ53に螺合される移動部材54を上方に移動させ、この移動部材54の移動と一体にノズル4を上方に移動させる。一方、駆動モータ52が駆動して、出力軸522を所定方向と逆(例えば、反時計回り)に回転させることにより、ボールネジ53が同方向に回転して、ボールネジ53に螺合される移動部材54を下方に移動させ、この移動部材54の移動と一体にノズル4を下方に移動させる。
【0048】
以上のように、この実施の形態の分注ヘッド100によれば、検体を分注するノズル4と略平行に配置されたボールネジ53と、このボールネジ53に螺合される移動部材54と、前記ボールネジ53を回転駆動する駆動モータ52とを備える垂直駆動部5は、鉛直方向に略沿って設けられたノズル4をこのノズル4を支持する機枠1に対して上下動させる。
従って、従来のようにラックアンドピニオン機構を介してノズル4を上下動させる必要がないため、バックラッシ等によるノズル4の上下方向の位置決めの際の誤差が生じず、ノズル4の上下方向における位置決め精度を向上させることができる。
また、従来のようにノズル4の駆動軸となるシャフトを略水平に設けたものに比べて分注ヘッド100の寸法を小さくすることができる。
さらに、ノズル垂直駆動ユニット3をノズル4の列の並び方向に沿って水平移動させる場合等に、ノズル4と駆動モータ52とを一体として移動させることができ、垂直駆動部5を従来のものに比べてコンパクト化できる。これにより、従来のように駆動モータ52が機枠1の外側に設けられる構成のものに比べて、分注ヘッド100の寸法を小さくすることができる。
加えて、分注ヘッド100の寸法を小さくすることによって、その重量が小さくなり、例えばXY駆動源による分注ヘッド100のXY移動時等に生じる分注装置の撓みを軽減することができる。
【0049】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
また、上記実施の形態では、送りネジとしてボールネジ53を例示したが、これに限られるものではなく、送りネジであれば如何なるものであっても良く、例えば台形ネジや三角ネジ等であっても良い。
さらに、上記実施の形態では、駆動モータ52の駆動力をボールネジ53に伝動するために、駆動モータ52の駆動プーリ523とボールネジ53の従動プーリ531とにタイミングベルト55を巻き掛けるようにしたが、これに限られるものではなく、例えば駆動モータ52の出力軸521に歯車を設け、この歯車に噛合う歯車をボールネジ53の軸に設けるようにしても良い。
加えて、上記実施の形態では、移動部材54とノズル4とを一体に上下動させるために、ノズル4の外周部の被係合部43と移動部材54の係合部545とを係合させるようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、接着剤等を用いてノズル4の外周面と移動部材54の先端部とを接着固定するようにしても良い。
【0050】
また、ボールネジ53の径がノズル4の径よりも大きくなっているが、これに限られるものではなく、ボールネジ53が自身の強度を確保した上でボールネジ53の径を小さくできるならば、ボールネジ53の径をノズル4の径と略等しくしても良いし、その径よりも小さくなるようにしても良い。なお、この場合には、係合部545の両側端部を切り欠く必要がなくなるとともに、ノズル4の最小ピッチをさらに小さくすることもできる。
さらに、駆動モータ52の筐体521のガイド方向に沿った幅が支持体51の前記方向に沿った幅よりも大きくなっているが、これに限られるものではなく、駆動モータ52のノズル4を上下動させる上で必要な出力を低減させることなく、駆動モータ52を小型化することができるならば、駆動モータ52の筐体521のガイド方向に沿った幅を支持体51の前記方向に沿った幅と略等しくしても良いし、その幅よりも小さくなるようにしても良い。
加えて、上記実施の形態では、水平駆動機構を水平駆動用モータとボールネジ等により構成するようにしたが、これに限られるものではなく、ノズル垂直駆動ユニット3をガイド方向に沿って水平移動自在であれば如何なるものであっても良い。
また、上記実施の形態では、複数のノズル4が一列に並んで配置されるようにしたが、これに限られるものではなく、複数のノズル4が少なくとも一列に並んで配置されているならば何列で並んで配置されていても良い。
【0051】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、駆動源により回転させられる送りネジを有する送りネジ機構によってノズルが上下動されるので、従来のようにラックアンドピニオン機構を用いる必要がなくなり、バックラッシ等によるノズルの上下方向の位置決めの際の誤差が生じず、ノズルの上下方向における位置決め精度を向上させることができる。
また、従来のようにノズルの駆動軸となるシャフトを略水平に設けたものに比べて分注ヘッドの寸法を小さくすることができる。
さらに、例えばノズルを水平移動させる場合に、ノズルと駆動源とを一体として移動させることができ、ノズル上下動駆動手段を従来のものに比べてコンパクト化できる。これにより、従来のように駆動源が機枠の外側に設けられる構成のものに比べて、分注ヘッドの寸法を小さくすることができる。
加えて、分注ヘッドの寸法を小さくすることによって、その重量が小さくなり、例えば分注ヘッドのXY移動時等に生じる分注装置の撓みを軽減することができる。
【0052】
また、ノズル上下動駆動手段は、隣合うノズルをそれぞれ上下動させるノズル上下動駆動手段のうちの一方のノズル上下動駆動手段に対して他方のノズル上下動駆動手段がノズルの列の反対側となるように、ノズルの列を挟んで互い違いに配置されている。これにより、例えばノズルを互いに近接させるようにノズルの列の並び方向に移動させる場合に、隣合うノズル上下動駆動手段どうしが略同じ高さで配置されても、隣合うノズル上下駆動手段どうしが互いに干渉することなくノズルどうしを近接させることができる。
また、送りネジ機構に備えられる移動部材は、移動部材のノズルに係合する係合部の前記並び方向に沿った幅が、送りネジに螺合される螺合部の前記並び方向に沿った幅より狭くされることにより、例えばノズルを互いに近接させるようにノズルの前記並び方向に移動させる場合に、隣合う移動部材どうしが略同じ高さで配置されても、隣合う係合部どうしが互いに干渉することなくノズルのピッチが最小ピッチとなるまでノズルどうしを近接させることができる。
【0053】
請求項2記載の発明によれば、一般的な送りネジ機構のように移動部材の回転の自由度を規制する回転止め部材を別に設けることなく、案内部材に案内されるノズルによって移動部材の回転を規制するので、ノズル上下動駆動手段をコンパクト化できる。これにより、分注ヘッドをさらにコンパクトにすることができる。
【0054】
請求項3記載の発明によれば、例えばノズルを互いに近接させるようにノズルの前記並び方向に移動させる場合に、隣合う駆動源どうしが略同じ高さで配置されても、隣合う駆動源どうしが互いに干渉することなくノズルのピッチが最小ピッチとなるまでノズルどうしを近接させることができる。
また、例えばギヤ等を用いて駆動源の駆動力を送りネジに伝動する構成に比べてコストを低減できるとともに、分注ヘッドの重量を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された一実施の形態として例示される分注ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図2】図1の分注ヘッドに備わるノズル垂直駆動ユニットを示す拡大側面図である。
【図3】図2のノズル垂直駆動ユニットにおける移動部材とノズルとの係合を説明するための斜視図である。
【図4】図1の分注ヘッドに備わるノズルが互いに最も近接した状態を説明するための平面図である。
【図5】図1の分注ヘッドに備わるノズルが互いに離間した状態を説明するための平面図である。
【図6】従来の分注ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図7】図6の分注ヘッドに備わるノズル垂直駆動ユニットを示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
100 分注ヘッド
1 機枠(支持部)
2 ガイドレール(支持部)
3 ノズル垂直駆動ユニット
4 ノズル
5 垂直駆動部(ノズル上下動駆動手段)
51 支持体(送りネジ機構、案内部材)
52 駆動モータ(駆動源)
53 ボールネジ(送りネジ、送りネジ機構)
54 移動部材(送りネジ機構)
541 螺合部
545 係合部
55 タイミングベルト(ベルト)
Claims (3)
- 鉛直方向に略沿って設けられるとともに、液体を分注する複数のノズルと、前記ノズルを支持する支持部と、前記支持部に対して前記ノズルを上下動させるとともに、前記ノズル毎にそれぞれ設けられるノズル上下動駆動手段とを有し、複数箇所に同時に液体を分注可能な分注装置に備えられる分注ヘッドであって、
前記ノズル上下動駆動手段は、
前記ノズルと略平行に配置された送りネジを有する送りネジ機構と、
前記送りネジ機構に近接して設けられるとともに、前記送りネジを回転駆動する駆動源とを備え、
複数の前記ノズルが少なくとも一列に並んで配置されるとともに、各ノズルどうしの間隔を変更自在となるように各ノズル及びノズル上下動駆動手段がノズルの列の方向に沿って移動自在に前記支持部に支持され、
隣合う前記ノズルをそれぞれ上下動させる前記ノズル上下動駆動手段のうちの一方のノズル上下動駆動手段に対して他方のノズル上下動駆動手段が前記ノズルの列の反対側となるように、前記ノズル上下動駆動手段が、前記ノズルの列を挟んで互い違いに配置され、
前記送りネジ機構に、前記送りネジに螺合する螺合部と、前記螺合部から前記ノズルに向けて延出して前記ノズルに係合する係合部とを備えるとともに、前記送りネジの回転に伴って前記ノズルとともに上下動する移動部材が備えられ、
前記係合部の前記ノズルの列の並び方向に沿った幅が、前記螺合部の前記並び方向に沿った幅より狭くされていることを特徴とする分注ヘッド。 - 請求項1記載の分注ヘッドにおいて、
前記送りネジに対して所定の配置で、前記ノズルを上下動自在に案内する案内部材を備え、
前記移動部材が、自身の回転を規制するように前記ノズルに係合していることを特徴とする分注ヘッド。 - 請求項1又は2記載の分注ヘッドにおいて、
前記駆動源は、この駆動源が駆動すべき前記送りネジに対して、前記ノズルの反対側に配置されるとともに、前記ノズルの前記並び方向に直交する方向に沿って、前記ノズルの中心を通る線分から前記駆動源の中心が前記ノズルの列の中央から離れる方向にずれて配置され、
前記駆動源から前記送りネジにベルトを介して駆動力が伝動されていることを特徴とする分注ヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002152393A JP3836398B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 分注ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002152393A JP3836398B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 分注ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003344428A JP2003344428A (ja) | 2003-12-03 |
JP3836398B2 true JP3836398B2 (ja) | 2006-10-25 |
Family
ID=29769735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002152393A Expired - Fee Related JP3836398B2 (ja) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | 分注ヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3836398B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102045828B1 (ko) * | 2018-07-04 | 2019-11-18 | 주식회사 디엠에스 | 기판 처리장치 |
CN109490565A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-03-19 | 吉林基蛋生物科技有限公司 | 一种样本针运动机构 |
DE102020200295A1 (de) * | 2020-01-13 | 2021-07-15 | Festo Se & Co. Kg | Positioniersystem zum Positionieren von Endeffektoren |
CN113567694A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-10-29 | 四川新健康成生物股份有限公司 | 一种化学发光免疫分析仪加样装置及其加样方法 |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2002152393A patent/JP3836398B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003344428A (ja) | 2003-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220397583A1 (en) | Fully-automatic chemiluminescence immunoassay analyzer | |
JP5584268B2 (ja) | 変形式分注チップ、変形式分注装置および変形式分注処理方法 | |
JP4221349B2 (ja) | 自動分析装置 | |
CN2857015Y (zh) | 一种全自动生化分析仪的取样及搅拌装置 | |
WO2010106885A1 (ja) | 自動分析装置 | |
US8136539B2 (en) | Wash ring assembly and method of use | |
JP3836398B2 (ja) | 分注ヘッド | |
US20070003445A1 (en) | Multi channel metering device | |
JP4012767B2 (ja) | 分注ヘッド | |
JP2007003339A (ja) | 液体分注装置 | |
CN111122895B (zh) | 分注单元和自动分析装置 | |
JP4929317B2 (ja) | 自動分析装置 | |
EP3408663B1 (en) | Liquid fraction collector for liquid chromatography system | |
JP2005181045A (ja) | 分注装置 | |
JP4777791B2 (ja) | 液体分注装置 | |
JP4715487B2 (ja) | 分注機等における液体供給装置 | |
JPH09318636A (ja) | 分注装置 | |
JP4359586B2 (ja) | ノズル装置 | |
JP4644731B2 (ja) | 自動分析装置 | |
US20050079106A1 (en) | Robotic filling device | |
JP4416763B2 (ja) | 自動分析装置 | |
JP4393481B2 (ja) | 自動分析装置 | |
JPH0961438A (ja) | ポンプ装置 | |
JP2012154649A (ja) | ピペット装置 | |
KR840002253B1 (ko) | 자동화학 분석장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20050525 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060411 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060530 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20060627 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060726 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |