JP4203263B2 - ポンプ、ポンプ装置、分注ヘッド、分注ヘッドアレイおよび分注装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ、ポンプ装置、分注ヘッド、分注ヘッドアレイおよび分注装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば検体、試薬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知られている。この分注装置は、例えば臨床検査の分野や基礎研究の分野などにおいて使用されている。
【０００３】
従来の分注装置における分注ヘッドは、筒状体とこの筒状体内で摺動するピストンとを有するシリンジと、ピストンを移動させるピストン移動機構と、シリンジ内に連通するノズルとを備えている。そして、ピストン移動機構によってピストンを移動させ、シリンジ内の圧力を変化させることにより、ノズルの先端開口から液体を吸入・吐出する。
【０００４】
しかしながら、従来の分注ヘッドでは、例えば送りねじなどを用いた機械的なピストン移動機構を必要とするため、構造が複雑であり、製造コストが高いという問題があった。
【０００５】
また、ピストン移動機構の機械的ガタ、バックラッシュなどにより、ピストンの位置制御の精度向上が困難であるため、分注量の精度を向上するのが困難であった。特に、微量の液体を高い精度で分注することができなかった。
【０００６】
また、ピストン移動機構は、機械的な動作を行うものであるため、比較的故障を起こし易く、耐久性にも劣っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡単な構造で、高い精度で流体の吸入・吐出を行うことができるポンプ、ポンプ装置、分注ヘッド、分注ヘッドアレイおよび分注装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１６）の本発明により達成される。
【０００９】
（１） 流体が流出／入する流出／入口が形成されたハウジングと、
前記ハウジング内に設置され、電圧または磁場を印加することにより体積が変化する物質で構成された複数個の体積可変部材と、
通電により、前記体積可変部材に電圧または磁場を印加する通電部とを有し、
前記通電部に対する通電または通電の解除をして、前記体積可変部材の体積を変化させることにより、前記流出／入口から流体を吸入／吐出するポンプであって、
前記各体積可変部材に対しそれぞれ個別に前記通電部が設けられており、前記各体積可変部材に対しそれぞれ独立して電圧または磁場を印加可能であることを特徴とするポンプ。
【００１０】
（２） 前記流体は、作動流体である上記（１）に記載のポンプ。
【００１１】
（３） 前記体積可変部材は、圧電材料または磁歪材料で構成されている上記（１）または（２）に記載のポンプ。
【００１３】
（４） 複数個の前記体積可変部材は、それぞれ板状をなし、その厚さ方向に隙間を空けて重ねて配置されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のポンプ。
【００１５】
（５） 前記ハウジングは、ほぼ円筒状をなしている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のポンプ。
【００１６】
（６） 前記ハウジングは、扁平な形状をなしている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のポンプ。
【００１７】
（７） 上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のポンプと、前記ポンプの作動を制御するポンプ制御手段とを有することを特徴とするポンプ装置。
【００１８】
（８） 前記通電部への通電電圧を調整することにより、流体の吸入／吐出量を調整可能である上記（７）に記載のポンプ装置。
【００１９】
（９） 通電または通電の解除をする前記通電部の個数を調整することにより、流体の吸入／吐出量を調整可能である上記（７）または（８）に記載のポンプ装置。
【００２０】
（１０） 複数個の前記通電部に通電または通電の解除をする際、各通電部に対し時間差をおいて通電または通電の解除を行う上記（７）ないし（９）のいずれかに記載のポンプ装置。
【００２１】
（１１） 前記時間差を調整することにより、流体の吸入／吐出速度を調整可能である上記（１０）に記載のポンプ装置。
【００２２】
（１２） 上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のポンプと、前記ポンプの前記流出／入口に連通するようにノズルを装着可能なノズル装着部とを有し、
前記ポンプの作動により、前記ノズルの先端開口から液体を吸入／吐出して、液体を分注することを特徴とする分注ヘッド。
【００２３】
（１３） 上記（１２）に記載の分注ヘッドを複数並設してなることを特徴とする分注ヘッドアレイ。
【００２４】
（１４） 前記各分注ヘッドは、扁平な形状をなしており、複数個の前記分注ヘッドをその厚さ方向に並設してなる上記（１３）に記載の分注ヘッドアレイ。
【００２５】
（１５） 上記（７）ないし（１１）のいずれかに記載のポンプ装置を吸引手段として少なくとも１つ備えることを特徴とする分注装置。
【００２６】
（１６） 上記（１２）に記載の分注ヘッドを少なくとも１つ備えることを特徴とする分注装置。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のポンプ、ポンプ装置、分注ヘッド、分注ヘッドアレイおよび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。
【００２８】
図１は、本発明の分注装置の実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示す分注装置における分注ヘッドおよびノズルを示す縦断面図、図３は、図２に示す分注ヘッドにおける体積可変部材を示す斜視図、図４は、図１に示す分注装置のブロック図である。
【００２９】
図１に示すように、分注装置１は、装置本体２と、分注ヘッド３と、分注ヘッド移動手段４とを有している。また、分注装置１は、本発明のポンプ装置６を吸引手段として備えている。この分注装置１は、ポンプ装置６が有するポンプ５が発生する吸引力により、分注ヘッド３に装着されたノズル３００の先端開口３０２から薬液、検体等の液体５００を吸入・吐出して、液体５００の仕分け、希釈、混合、滴下作業などを行うものである。
【００３０】
装置本体２は、ステージ２１を有している。ステージ２１上には、試薬容器収納部２２と、反応容器収納部２３と、ノズル収納部２４とがそれぞれ設けられている。試薬容器収納部２２には、薬液を貯留する試薬容器１００を複数個収納（装填）することができ、反応容器収納部２３には、反応液を貯留する反応容器２００を複数個収納（装填）することができ、ノズル収納部２４には、交換用のノズル３００を複数個収納（装填）することができる。
【００３１】
図２に示すように、分注ヘッド３は、本発明のポンプ５と、ノズル３００を装着可能なノズル装着部３１とを有している。以下、この分注ヘッド３の構成について説明する。
【００３２】
ポンプ５は、ハウジング５１と、ハウジング５１内に設置された複数の体積可変部材５２と、通電により体積可変部材５２に電圧を印加する通電部５３とを有している。
【００３３】
ハウジング５１は、ほぼ円筒状をなす筐体である。このハウジング５１は、例えば各種金属材料、セラミック、硬質樹脂材料などの硬質な材料で構成され、実質的に伸縮しない剛体になっている。
【００３４】
ハウジング５１の底部には、作動流体としての空気（気体）が流出入する流出入口５１１が形成されている。ハウジング５１の流出入口５１１以外の部分は、流体を通さないようにシールされ、気密性（液密性）が確保されている。
【００３５】
ハウジング５１の内部空間には、複数個（図示の構成では、１４個）の体積可変部材５２が設置されている。これらの体積可変部材５２は、互いに同様の構成であり、それぞれ円板状をなしている。
【００３６】
体積可変部材５２は、電圧（電場）を印加することにより体積が変化する物質で構成されている。このような物質としては、特に限定されないが、例えば、水晶（ＳｉＯ_２）、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電材料が挙げられる。
【００３７】
図３に示すように、各体積可変部材５２に対しては、それぞれ個別に通電部５３が設けられている。通電部５３は、薄板状の電極５３１および５３２と、電極５３１および５３２にそれぞれ接続されたリード線（信号線）５３３、５３３とで構成されている。電極５３１は、体積可変部材５２の一方の面に接触して設けられており、電極５３２は、体積可変部材５２の他方の面に接触して設けられている。リード線５３３、５３３は、それぞれ、外部に設けられたポンプ駆動回路１２に対し電気的に接続されている。なお、図２中では、電極５３１、５３２およびリード線５３３の図示を省略する。
【００３８】
図２に示すように、体積可変部材５２と電極５３１、５３２とからなる複数の円板状部材は、流体が侵入し得る隙間を空けてその厚さ方向にほぼ等間隔で重ねて配置されている。このような配置により、複数個の体積可変部材５２をハウジング５１内のスペースに効率よく配置することができ、ポンプ５の小型化に寄与する。
【００３９】
なお、体積可変部材５２と電極５３１、５３２とからなる円板状部材のハウジング５１内での支持構造は、いかなるものでもよく、例えば図示しないスペーサを用いた支持構造とすることができる。また、この支持構造は、各体積可変部材５２が後述するような変形を自由にすることができるような構造になっている。
【００４０】
図４に示すように、ポンプ駆動回路１２は、制御部（ＣＰＵ）１１に接続されており、制御部１１からの制御信号に基づいて、通電部５３に対し通電するものである。制御部１１は、記憶部１８に格納されたポンプ５を制御するためのアプリケーションプログラムや、入力部１９から入力された入力データに基づいて、ポンプ５の作動を後述のように制御する。なお、制御部１１と、ポンプ駆動回路１２と、記憶部１８と、入力部１９とで、ポンプ５の作動を制御するポンプ制御手段１３が構成される。
【００４１】
通電部５３に通電されると、電極５３１と電極５３２との間に生じる電圧（電場）が体積可変部材５２に印加される。体積可変部材５２は、電圧が印加されると、圧電効果により、その厚さ方向に伸張し、直径方向に収縮する。そして、電圧の印加を解除すると、体積可変部材５２は、元の形状に戻る。
【００４２】
このような変形の前後における体積可変部材５２の体積を比較すると、電圧を印加した状態での体積可変部材５２の体積は、電圧を印加していない状態での体積より、僅かに大きい。すなわち、体積可変部材５２は、電圧を印加すると体積が増大し、電圧の印加を解除すると、体積が減少する。
【００４３】
体積可変部材５２の体積が増大すると、ハウジング５１内の残された空間（体積可変部材５２等に占有されていない空間）の容積が減少するため、ハウジング５１内の空気が流出入口５１１より流出する。逆に、体積可変部材５２の体積が減少すると、ハウジング５１内の残された空間の容積が増大するため、空気が流出入口５１１よりハウジング５１内に流入する。このようにして、ポンプ５は、流出入口５１１より空気を吸入・吐出する。
【００４４】
なお、本発明のポンプ装置６は、このようなポンプ５と、ポンプ制御手段１３とで構成される（図４参照）。
【００４５】
図２に示すように、ポンプ５の下側には、ノズル装着部３１が形成されている。ノズル装着部３１の内部には、流出入口５１１に連通する流路３１１が形成されている。ノズル装着部３１にノズル３００を装着すると、ノズル３００の内腔は、流路３１１を介して流出入口５１１（ハウジング５１の内部）に連通する。
【００４６】
ノズル装着部３１の下端側の部分は、下方向に向かって外径が漸減するテーパ状になっている。このテーパ状の部分がノズル３００の基端開口３０１内に隙間なく挿入し嵌合することにより、ノズル３００がノズル装着部３１に対し着脱自在に気密的に固定される。ノズル３００は、好ましくは、例えば各種樹脂材料等で構成されており、ディスポーザブル（使い捨て）となっている。
【００４７】
異なる液体を分注する際には、ノズル３００を交換することによりコンタミネーションを防止することができる。ノズル３００の交換は、分注ヘッド３をノズル収納部２４に移動させ、図示しないノズル交換機構により自動的に行うことができるようになっているのが好ましい。
【００４８】
なお、本発明では、図示のような構成に限らず、ノズル装着部３１に対しノズル３００が例えば螺合により着脱自在に装着されるものであってもよく、ノズル３００が分注ヘッド３に対し着脱できないようなものであってもよい。
【００４９】
図１に示すように、分注ヘッド移動手段４は、以上説明したような分注ヘッド３を鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持する昇降機構４１と、昇降機構４１を水平方向（Ｙ軸方向）に移動するＹ軸方向移動機構４２と、Ｙ軸方向移動機構４２をＹ軸に垂直な水平方向（Ｘ軸方向）に移動するＸ軸方向移動機構４３とを有している。このような構成により、分注ヘッド移動手段４は、分注ヘッド３をステージ２１上で３次元方向に移動させることができるようになっている。
【００５０】
分注ヘッド移動手段４の作動は、記憶部１８に格納された分注ヘッド移動手段４を制御するためのアプリケーションプログラムや、入力部１９から入力された入力データに基づいて、制御部１１により制御される。
【００５１】
なお、昇降機構４１、Ｙ軸方向移動機構４２およびＸ軸方向移動機構４３は、いかなる構造の機構でもよく、例えば、送りねじ、ラック＆ピニオンギア、サーボモータ、流体圧シリンダなどを利用した任意の機構とすることができる。
【００５２】
このような分注装置１は、分注ヘッド移動手段４の作動により分注ヘッド３を各試薬容器１００と、各反応容器２００との間で移動しながら、液体５００の仕分け、希釈、混合および滴下などの分注作業を行う。
【００５３】
以下、分注装置１の作動を、試薬容器１００中の液体５００を反応容器２００に仕分けする場合を例に説明する。
【００５４】
［１］ まず、ノズル３００の先端開口３０２が空中にある状態で、すべての通電部５３に所定の電圧で通電する。これにより、すべての体積可変部材５２は、体積が増大した状態になる。
【００５５】
［２］ 次いで、分注ヘッド移動手段４を作動し、ノズル３００の先端開口３０２が試薬容器１００中の液体５００の液面より下に位置するように分注ヘッド３を移動する。
【００５６】
［３］ この状態で、通電部５３に対する通電を解除すると、体積可変部材５２の体積が減少することにより、ノズル３００内の空気が流出入口５１１からハウジング５１内に吸入され、ノズル３００内の圧力が低下する。この圧力低下により、液体５００が先端開口３０２よりノズル３００内に吸入される（図２参照）。
【００５７】
このとき、通電を解除する通電部５３の個数を調整することにより、ノズル３００内に吸入する液体５００の量を調整することができる。すなわち、通電を解除する通電部５３の個数が１個の場合には、１個の体積可変部材５２の体積減少量に対応した量の液体５００がノズル３００内に吸入される。そして、通電を解除する通電部５３の個数を２個、３個、・・・、１４個とすることにより、液体５００の吸入量は、１個の通電部５３の通電を解除したときに対し概ねその２、３、・・・、１４倍となる。このようにして、液体５００の吸入量を１４段階に調整することができる。
【００５８】
また、このとき、体積可変部材５２が印加電圧をゼロにしても体積が完全には元の大きさ（基準の大きさ）に戻らないような性質のものである場合、すなわち、体積可変部材５２の体積変化にヒステリシスがあるようなものである場合には、通電部５３に対する通電を解除した後、体積可変部材５２の体積が基準の大きさに戻るように、通電部５３に逆方向の電圧を印加するような制御を行うこととしてもよい。また、前記［１］の前に、通電部５３にある一定の基準電圧を印加しておき、［１］でこれより高い電圧を通電部５３に印加し、［３］で通電部５３への印加電圧を前記基準電圧に戻す、というような制御をしてもよく、この制御によりヒステリシスの影響を小さくすることができる。これらのような制御を行うことにより、より精度の高い分注を行うことができる。本明細書中では、上記のように、通電部５３に対する通電を解除した後に逆方向の電圧を印加する場合や、通電部５３への印加電圧をある一定の基準電圧に戻す場合も含めて、単に「通電の解除」と言う。
【００５９】
このような液体５００の吸入動作において、複数個の通電部５３に対する通電を解除する場合、それらの通電部５３に対する通電を同時に解除すると、液体５００を高速に吸入することができる。
【００６０】
また、複数個の通電部５３に対する通電を解除する場合、各通電部５３に対し時間差をおいて通電を解除してもよい。この場合、その時間差を調整することにより、液体５００の吸入速度を調整することができる。すなわち、その時間差を長くすると、吸入速度を遅くすることができ、その時間差を短くすると、吸入速度を速くすることができる。
【００６１】
［４］ ノズル３００内に液体５００を吸入したら、分注ヘッド移動手段４を作動し、分注ヘッド３を反応容器２００の位置に移動する。
【００６２】
［５］ 次いで、通電を解除した通電部５３に対し、再度、所定の電圧で通電する。これにより、通電された体積可変部材５２の体積が増大し、ハウジング５１内の空気が流出入口５１１から流出してノズル３００内の圧力が増大する。この圧力増大により、ノズル３００内の液体５００が先端開口３０２より吐出（排出）される。この吐出された液体５００を反応容器２００に滴下（落下）させることにより、反応容器２００中に付与する。また、吐出された液体５００が先端開口３０２付近に付着した状態になる場合には、分注ヘッド移動手段４を作動してノズル３００の先端部を反応容器２００の内壁またはその中の液体に接触させることより、吐出した液体５００を反応容器２００中に付与することとしてもよい。
【００６３】
このような液体５００の吐出動作の際には、前記の吸入動作のときと同様に、通電する通電部５３の個数を調整することにより、吐出する液体５００の量を調整することができる。
【００６４】
また、このような液体５００の吐出動作において複数個の通電部５３に通電する場合、それらの通電部５３に対し同時に通電すると、液体５００を高速に吐出することができる。また、吐出量や、先端開口３０２の開口径等の条件によっては、液体５００をノズル３００から噴射するようにして吐出することもできる。
【００６５】
また、液体５００の吐出動作において複数個の通電部５３に通電する場合、各通電部５３に対し時間差をおいて通電してもよい。この場合、その時間差を調整することにより、液体５００の吐出速度を調整することができる。すなわち、その時間差を長くすると、吐出速度を遅くすることができ、その時間差を短くすると、吐出速度を速くすることができる。
【００６６】
［６］ 分注ヘッド３を他の反応容器２００に移動して［５］の動作を繰り返すことにより、試薬容器１００中の液体５００を各反応容器２００に仕分けすることができる。
【００６７】
このように、本発明のポンプ５は、体積可変部材５２の体積変化によって流体を吸入、吐出するものであり、機械的な可動部がない。よって、機械的ガタ、バックラッシュなどの悪影響を受けないので、吸入量、吐出量を高い精度で制御（調整）することができる。特に、極めて微量の流体でも高い精度で吸入、吐出することができる。また、構造が簡単で、製造コストの低減にも寄与する。また、可動部がないことから、故障のおそれが少なく、耐久性にも優れる。
【００６８】
また、このようなポンプ５（ポンプ装置６）を備えた本発明の分注ヘッド３および分注装置１では、分注量を高い精度で制御（調整）することができ、特に、極めて微量の液体でも高い精度で分注することができる。
【００６９】
さらに、本実施形態では、複数個の体積可変部材５２に対しそれぞれ個別に通電部５３が設けられており、各体積可変部材５２に対しそれぞれ独立して電圧を印加可能になっていることにより、吸入量、吐出量を容易かつ高精度に調整することができる。なお、本発明では、体積可変部材５２を複数個設ける場合、その数は、特に限定されず、例えば２〜１０００個程度とすることができる。体積可変部材５２の個数を多くすることにより、吸入量、吐出量を微量から比較的多い量までより広範囲で高精度に調整することができる。
【００７０】
なお、本発明では、体積可変部材５２の設置個数が１個で、吸入量、吐出量が所定の値に定まっているようなものでもよい。また、体積可変部材５２が１個の場合でも、通電部５３への通電電圧を調整することにより、体積可変部材５２の体積変化量を調整することができ、これにより、吸入量、吐出量を調整することもできる。
【００７１】
また、複数の体積可変部材５２が設置されている場合にも、通電部５３への通電電圧を調整するようにしてもよい。これにより、吸入量、吐出量をより多段階に精度良く調整することができる。
【００７２】
また、本発明では、体積可変部材５２は、上述した実施形態と逆に、電圧の印加により体積が減少するようなものであってもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、空気（気体）を作動流体として吸入・吐出することにより目的の液体５００を分注するものであったが、本発明では、作動流体は、絶縁性の液体でもよい。すなわち、ハウジング５１内に絶縁性液体が充填され、流出入口５１１より吸入・吐出する絶縁性液体を介して液体５００を分注するものでもよい。また、体積可変部材５２および通電部５３の表面に絶縁性の被膜を形成したような場合には、作動流体は、絶縁性のない液体でもよい。
【００７４】
また、本発明では、体積可変部材は、磁場の印加によって（磁歪効果により）体積が変化する物質で構成されたものであってもよい。このような物質としては、特に限定されないが、例えば、Ｔｂ−Ｄｙ−Ｆｅ合金等の各種磁歪材料、超磁歪材料等が挙げられる。この場合、通電部としては、例えば、通電によりこの体積可変部材に磁場を印加するコイルを用いることができる。
【００７５】
図５は、本発明の分注ヘッドアレイの実施形態を示す斜視図である。以下、この図を参照して本発明の分注ヘッドアレイの実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００７６】
図５に示す分注ヘッドアレイ７は、複数個（図示の構成では、１６個）の分注ヘッド７１を並設してなるものである。分注ヘッド７１は、その形状が異なること以外は、前記分注ヘッド３と同様である。
【００７７】
分注ヘッド７１におけるポンプのハウジング７１１は、扁平な直方体状をなしている。ハウジング７１１内には、複数（多数）の細長い板状の体積可変部材が重ねて配置されている。
【００７８】
分注ヘッドアレイ７は、このような薄型の分注ヘッド７１を複数個その厚さ方向に一列に並設してなるものである。本発明のポンプは、機械的な駆動源が不要な簡単な構造であることから、形状の自由度が高い。よって、このような薄型の分注ヘッド７１や、配列ピッチの小さい分注ヘッドアレイ７を容易に実現することができる。
【００７９】
このような分注ヘッドアレイ７を備えた分注装置によれば、複数箇所に対して一度に分注を行うことができ、例えば、行列状に多数の穴が形成されたマイクロプレート（多穴プレート）に分注を行う際などに、極めて高い効率で迅速に分注を行うことができる。
【００８０】
図６は、本発明のポンプの他の実施形態を示す縦断面図である。以下、この図を参照して本発明のポンプの他の実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００８１】
本実施形態のポンプ５’は、図６中の左側から右側に向かって流体を送出するものである。このポンプ５’は、分注装置に限らず、流体を送出する他の各種の装置に適用することができる。
【００８２】
ポンプ５’は、前記ポンプ５とほぼ同様の構成になっており、ハウジング５１’と、ハウジング５１’内に設置された複数の体積可変部材５２と、通電により体積可変部材５２に電圧を印加する通電部５３とを有している。
【００８３】
ハウジング５１’には、流体が流入する流入口５１２と、流体が流出する流出口５１３とがそれぞれ設けられている。すなわち、本実施形態では、ハウジング５１’に流入口５１２と流出口５１３とが別個に形成されている。流入口５１２に接続された流路１４の途中には、逆止弁（逆流防止弁）１６が設けられており、流出口５１３に接続された流路１５の途中には、逆止弁（逆流防止弁）１７が設けられている。
【００８４】
ポンプ５’が前記と同様にして作動すると、ポンプ５’は、流入口５１２より流体を吸入し、流出口５１３より流体を吐出する。これにより、流路１４および１５中の流体を図６中の右方向に送出することができる。
【００８５】
すなわち、前記ポンプ５は、作動流体である空気（気体）を介して目的の液体５００を吸入・吐出するものであったが、本実施形態のポンプ５’は、目的の流体を直接に吸入・吐出し、送出するものである。
【００８６】
ポンプ５’が送出する流体としては、液体でも気体でもよい。なお、液体の場合には、体積可変部材５２および通電部５３の表面に絶縁性の被膜が形成されているのが好ましい。
【００８７】
また、逆止弁１６および１７は、なくてもよいが、逆止弁１６および１７の少なくとも一方が設けられているのが好ましい。
【００８８】
以上、本発明のポンプ、ポンプ装置、分注ヘッド、分注ヘッドアレイおよび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、ポンプ、ポンプ装置、分注ヘッド、分注ヘッドアレイおよび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。
【００８９】
また、本発明は、１回の吸入／吐出量が比較的多いものから微量なものまで適用することができるが、特に、１回の吸入／吐出量が１ナノリットル〜１００マイクロリットル程度の微量なものに好適である。
【００９０】
また、体積可変部材は、板状のものに限らず、棒状、ブロック状など、いかなる形状のものでもよい。また、電圧または磁場を印加されたときの体積可変部材の変形態様もいかなるものでもよい。
【００９１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、流体を高い精度で吸入・吐出することができ、特に、微量の流体でも高い精度で吸入・吐出することができる。
【００９２】
また、簡単な構造で上記効果を達成することができ、製造コストの低減にも寄与する。また、故障のおそれが少なく、耐久性にも優れる。また、流体を高速に吸入・吐出することができる。
【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】図１に示す分注装置における分注ヘッドおよびノズルを示す縦断面図である。
【図３】図２に示す分注ヘッドにおける体積可変部材を示す斜視図である。
【図４】図１に示す分注装置のブロック図である。
【図５】本発明の分注ヘッドアレイの実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明のポンプの他の実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 分注装置
２ 装置本体
２１ ステージ
２２ 試薬容器収納部
２３ 反応容器収納部
２４ ノズル収納部
３ 分注ヘッド
３１ ノズル装着部
３１１ 流路
４ 分注ヘッド移動手段
４１ 昇降機構
４２ Ｙ軸方向移動機構
４３ Ｘ軸方向移動機構
５、５’ ポンプ
５１、５１’ ハウジング
５１１ 流出入口
５１２ 流入口
５１３ 流出口
５２ 体積可変部材
５３ 通電部
５３１、５３２ 電極
５３３ リード線
６ ポンプ装置
７ 分注ヘッドアレイ
７１ 分注ヘッド
７１１ ハウジング
１１ 制御部
１２ ポンプ駆動回路
１３ ポンプ制御手段
１４、１５ 流路
１６、１７ 逆止弁
１８ 記憶部
１９ 入力部
１００ 試薬容器
２００ 反応容器
３００ ノズル
３０１ 基端開口
３０２ 先端開口
５００ 液体

Claims (16)

1. 流体が流出／入する流出／入口が形成されたハウジングと、
   前記ハウジング内に設置され、電圧または磁場を印加することにより体積が変化する物質で構成された複数個の体積可変部材と、
   通電により、前記体積可変部材に電圧または磁場を印加する通電部とを有し、
   前記通電部に対する通電または通電の解除をして、前記体積可変部材の体積を変化させることにより、前記流出／入口から流体を吸入／吐出するポンプであって、
   前記各体積可変部材に対しそれぞれ個別に前記通電部が設けられており、前記各体積可変部材に対しそれぞれ独立して電圧または磁場を印加可能であることを特徴とするポンプ。
2. 前記流体は、作動流体である請求項１に記載のポンプ。
3. 前記体積可変部材は、圧電材料または磁歪材料で構成されている請求項１または２に記載のポンプ。
4. 複数個の前記体積可変部材は、それぞれ板状をなし、その厚さ方向に隙間を空けて重ねて配置されている請求項１ないし３のいずれかに記載のポンプ。
5. 前記ハウジングは、ほぼ円筒状をなしている請求項１ないし４のいずれかに記載のポンプ。
6. 前記ハウジングは、扁平な形状をなしている請求項１ないし４のいずれかに記載のポンプ。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のポンプと、前記ポンプの作動を制御するポンプ制御手段とを有することを特徴とするポンプ装置。
8. 前記通電部への通電電圧を調整することにより、流体の吸入／吐出量を調整可能である請求項７に記載のポンプ装置。
9. 通電または通電の解除をする前記通電部の個数を調整することにより、流体の吸入／吐出量を調整可能である請求項７または８に記載のポンプ装置。
10. 複数個の前記通電部に通電または通電の解除をする際、各通電部に対し時間差をおいて通電または通電の解除を行う請求項７ないし９のいずれかに記載のポンプ装置。
11. 前記時間差を調整することにより、流体の吸入／吐出速度を調整可能である請求項１０に記載のポンプ装置。
12. 請求項１ないし６のいずれかに記載のポンプと、前記ポンプの前記流出／入口に連通するようにノズルを装着可能なノズル装着部とを有し、
    前記ポンプの作動により、前記ノズルの先端開口から液体を吸入／吐出して、液体を分注することを特徴とする分注ヘッド。
13. 請求項１２に記載の分注ヘッドを複数並設してなることを特徴とする分注ヘッドアレイ。
14. 前記各分注ヘッドは、扁平な形状をなしており、複数個の前記分注ヘッドをその厚さ方向に並設してなる請求項１３に記載の分注ヘッドアレイ。
15. 請求項７ないし１１のいずれかに記載のポンプ装置を吸引手段として少なくとも１つ備えることを特徴とする分注装置。
16. 請求項１２に記載の分注ヘッドを少なくとも１つ備えることを特徴とする分注装置。

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