JP4910728B2 - Inspection device and method of using the same - Google Patents
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Description
本発明は、検体(試料)に試薬を加え、反応させることで、定量・定性分析する検査装置、例えば、一般生化学検査、免疫検査などの検査を行うための検査装置に関するものである。さらに詳しくは、インクジェットプリンタに使用されているインクジェットヘッドと同様な機構の液滴吐出ヘッドを用いて、検体検査用の薬液あるいは検体を、検体と試液を反応させるための検査チップに分注する検査装置および、その使用方法に関するものである。 The present invention relates to a test apparatus that performs quantitative and qualitative analysis by adding a reagent to a sample (sample) and reacting it, for example, a test apparatus for performing tests such as general biochemical tests and immunological tests. More specifically, using a droplet discharge head with the same mechanism as the ink jet head used in an ink jet printer, a test that dispenses a chemical solution or sample for sample testing into a test chip for reacting the sample with the test solution The present invention relates to an apparatus and a method for using the apparatus.
検査装置は、特許文献1に記載されているように、試薬容器から反応容器に試薬を分注する試薬分注機構と、検体容器から反応容器に検体を分注する検体分注機構と、反応容器内での検体と試薬の反応状態を測定する光学式などの測定部を備えている。生化学検査、臨床検査は比色反応、吸光度などにより検体中の被検出物の量を測定するので、検体および試薬の分注量を高精度に制御する必要がある。このため、試薬の分注および検体の分注には一般に高価なシリンジポンプ式のディスペンサが用いられている。ディスペンサは、検査対象の検体、あるいは使用する検査用の試薬が変わるごとに、綿密に洗浄し、洗浄によって発生した廃液を処理する必要がある。
従来の分注機構では、微小な分注量を高い精度で制御するための高価なシリンジポンプ等が使用されており、検査装置のコストダウンには不利である。シリンジポンプは内筒をピストンが摺動し、移動するため、構造が複雑であり、耐久性にも大きな課題がある。また、試薬、検体などを変える度にコンタミネーションが起こらないよう、ディスペンサの洗浄作業を綿密に行う必要があるので、検査作業効率が悪く、短時間で各種の検査を行うには適していない。 In the conventional dispensing mechanism, an expensive syringe pump or the like for controlling a minute dispensing amount with high accuracy is used, which is disadvantageous in reducing the cost of the inspection apparatus. The syringe pump has a complicated structure because the piston slides and moves on the inner cylinder, and there is a big problem in durability. In addition, since it is necessary to perform the cleaning operation of the dispenser carefully so that contamination does not occur every time the reagent, the sample, etc. are changed, the inspection operation efficiency is low and it is not suitable for performing various inspections in a short time.
本発明の課題は、このような点に鑑みて、高価なシリンジポンプなどを用いることなく微小量の試薬などを精度良く分注でき、また、検体および試薬の変更時に分注機構の洗浄作業を不要とした検査装置、およびその使用方法を提案することにある。 In view of these points, the problem of the present invention is that a minute amount of reagent can be accurately dispensed without using an expensive syringe pump or the like, and the washing operation of the dispensing mechanism can be performed when the sample and the reagent are changed. The object is to propose an inspection apparatus which has become unnecessary, and a method of using the inspection apparatus.
上記の課題を解決するために、本発明の検査装置は、
ノズルから液滴を吐出可能であると共に、当該ノズルを介して液体を内部に吸引可能な液滴吐出ヘッドと、
この液滴吐出ヘッドを、待機位置、前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出位置、および前記ノズルから液体を吸引する液体吸引位置に搬送するヘッドキャリッジと、
前記液体吸引位置において前記液滴吐出ヘッドによって吸引される液体を貯留している液体貯留部と、
前記液滴吐出位置において前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴を付着させるための検査チップを載置する検査テーブルと、
前記ノズルから液体を吸引するために必要な吸引力を前記液滴吐出ヘッドに供給するヘッド吸引ポンプとを有し、
前記液滴吐出ヘッドは、
ノズルカートリッジと駆動ユニットを備えており、
前記ノズルカートリッジは、前記ノズルと、当該ノズルを介して吸引された液体を貯留するための貯留部と、前記ノズルおよび前記貯留部の間を連通している圧力発生用流路とを備えており、
前記駆動ユニットは、前記ノズルカートリッジが着脱可能な状態で装着されるカートリッジ装着部と、当該カートリッジ装着部に装着された前記ノズルカートリッジの前記圧力発生用流路の内容積を変化させて前記ノズルから液滴を吐出させるための圧力変動を発生させるアクチュエータとを備えていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the inspection apparatus of the present invention provides:
A liquid droplet ejection head capable of ejecting liquid droplets from the nozzle and capable of sucking liquid into the interior through the nozzle;
A head carriage that transports the droplet discharge head to a standby position, a droplet discharge position for discharging a droplet from the nozzle, and a liquid suction position for sucking a liquid from the nozzle;
A liquid storage section storing liquid sucked by the droplet discharge head at the liquid suction position;
An inspection table on which an inspection chip for attaching droplets ejected from the droplet ejection head at the droplet ejection position is mounted;
A head suction pump for supplying the droplet discharge head with a suction force necessary to suck the liquid from the nozzle;
The droplet discharge head is
It has a nozzle cartridge and a drive unit,
The nozzle cartridge includes the nozzle, a storage part for storing the liquid sucked through the nozzle, and a pressure generation flow path communicating between the nozzle and the storage part. ,
The drive unit is configured to change the internal volume of the pressure generating flow path of the nozzle mounting unit mounted on the cartridge mounting unit and the cartridge mounting unit mounted in a state where the nozzle cartridge is detachable. And an actuator that generates pressure fluctuations for discharging droplets.
本発明では、ヘッドキャリッジに搭載されている駆動ユニットのカートリッジ装着部にノズルカートリッジを装着すると、インクジェットプリンタのインクジェットヘッドと同様な機構の液滴吐出ヘッドが構成される。また、ノズルカートリッジの側ではなく、駆動ユニットの側に高価な圧電素子などのアクチュエータが搭載されている。薬液を分注するためには、液滴吐出ヘッドを液体貯留部に移動し、ここにおいてヘッド吸引ポンプを用いて、ノズルからノズルカートリッジの貯留部に検体検査に必要な量の薬液を吸引し、しかる後に、液体吐出位置に移動して、検体が供給されている検査チップの所定の部位に向けて、薬液をノズルから吐出すればよい。 In the present invention, when the nozzle cartridge is mounted on the cartridge mounting portion of the drive unit mounted on the head carriage, a droplet discharge head having the same mechanism as that of the inkjet head of the inkjet printer is configured. Also, an expensive actuator such as a piezoelectric element is mounted on the drive unit side, not on the nozzle cartridge side. In order to dispense the chemical liquid, the liquid droplet ejection head is moved to the liquid storage section, where the head suction pump is used to aspirate the amount of chemical liquid necessary for the specimen test from the nozzle to the storage section of the nozzle cartridge, After that, it is only necessary to move to the liquid discharge position and discharge the chemical solution from the nozzle toward a predetermined portion of the test chip to which the specimen is supplied.
本発明によれば、インクジェットヘッドと同様な機構を採用して、薬液の分注をノズルから液滴を吐出することにより行っているので、分注される薬液の量を高精度に制御することができ、検体検査を精度良く行うことができる。また、試薬あるいは検体を変えて検査を行う場合には、ノズルカートリッジを駆動ユニットから抜き、新たなノズルカートリッジに交換するだけでよく、分注機構の洗浄作業などが不要である。さらに、駆動ユニットから外した使用済みのノズルカートリッジには高価がアクチュエータが搭載されていないので、ノズルカートリッジを安価に構成でき、これを使い捨てとしても費用効率が低下することがない。さらに、シリンジポンプの内筒とピストンのように摺動する部位がないため、耐久性にも優れている。 According to the present invention, a mechanism similar to that of the ink jet head is employed, and the chemical liquid is dispensed by discharging droplets from the nozzle, so that the amount of the chemical liquid dispensed can be controlled with high accuracy. Therefore, the specimen test can be performed with high accuracy. Further, when the inspection is performed by changing the reagent or the sample, it is only necessary to remove the nozzle cartridge from the drive unit and replace it with a new nozzle cartridge, and there is no need for a cleaning operation of the dispensing mechanism. Furthermore, since the used nozzle cartridge removed from the drive unit is not equipped with an expensive actuator, the nozzle cartridge can be constructed at a low cost, and even if it is disposable, the cost efficiency is not lowered. Furthermore, since there is no site | part which slides like the inner cylinder and piston of a syringe pump, it is excellent also in durability.
ここで、使用済みのノズルカートリッジに薬液などが残ったまま廃棄することは環境汚染の点から望ましくないので、前記待機位置において前記ノズルを吸引して前記ノズルカートリッジ内の液体を吸引して回収するための廃液回収部を配置しておくことが望ましい。 Here, since it is not desirable from the viewpoint of environmental pollution to dispose of the used nozzle cartridge with the chemical liquid remaining, it is not desirable from the viewpoint of environmental pollution. Therefore, the nozzle is sucked at the standby position and the liquid in the nozzle cartridge is sucked and collected. It is desirable to arrange a waste liquid recovery unit for the purpose.
また、空のノズルカートリッジに異物などが付着している場合には、それによって検体あるいは試薬が汚染され、検査精度が低下するおそれがある。そこで、前記液体貯留部に、検体検査用の薬液を貯留している薬液貯留部と、前記液体吐出ヘッドを洗浄するための洗浄液を貯留している洗浄液貯留部とを配置しておくことが望ましい。この場合には、ノズルカートリッジに洗浄液を吸引し、廃液回収部において洗浄液を外部に吸引して排出させることにより、ノズルカートリッジ内を洗浄できる。 In addition, when foreign matter or the like adheres to the empty nozzle cartridge, the specimen or reagent may be contaminated thereby, and the inspection accuracy may be reduced. In view of this, it is desirable to arrange in the liquid storage section a chemical liquid storage section that stores a chemical liquid for specimen testing and a cleaning liquid storage section that stores a cleaning liquid for cleaning the liquid discharge head. . In this case, the inside of the nozzle cartridge can be cleaned by sucking the cleaning liquid into the nozzle cartridge and sucking and discharging the cleaning liquid to the outside in the waste liquid recovery section.
次に、前記ヘッドキャリッジは、前記液滴吐出ヘッドを、前記待機位置から前記液滴吐出位置を経由して前記液体吸引位置に至る直線状のヘッド移動経路に沿って移動させるものとすることができる。 Next, the head carriage moves the droplet discharge head along a linear head movement path from the standby position to the liquid suction position via the droplet discharge position. it can.
この場合には、検査チップ供給機構によって前記検査チップが供給される検査テーブルを、前記ヘッド移動経路とは異なる方向、例えば直交する方向に移動可能にしておけば、液体吐出ヘッドのノズルと検査チップの相対位置を任意に設定できる。 In this case, if the inspection table to which the inspection chip is supplied by the inspection chip supply mechanism can be moved in a direction different from the head moving path, for example, a direction orthogonal to the head movement path, the nozzle and the inspection chip of the liquid discharge head The relative position of can be set arbitrarily.
一方、検体検査においては複数種類の薬液が使用される場合が多い。このため、前記液滴吐出ヘッドを、複数の前記駆動ユニットおよび前記ノズルカートリッジを備えた構成とし、前記液体貯留部には、少なくとも前記ノズルカートリッジに対応する数の液体貯留部を配置し、各液体貯留部に異なる薬液を貯留しておけばよい。 On the other hand, in the specimen test, a plurality of types of chemical solutions are often used. For this reason, the liquid droplet ejection head is configured to include a plurality of the drive units and the nozzle cartridges, and at least the number of liquid storage portions corresponding to the nozzle cartridges are disposed in the liquid storage portion, What is necessary is just to store a different chemical | medical solution in a storage part.
ここで、本発明において用いる前記液体吐出ヘッドは次の構成のものを採用することができる。すなわち、前記ノズルカートリッジは、前記駆動ユニットの前記カートリッジ装着部に着脱可能に装着される装着部を備え、当該装着部に、前記圧力発生用流路および、当該圧力発生用流路の一部を規定している面外方向に振動可能な流路側振動板とが形成されている。前記駆動ユニットは、前記カートリッジ装着部である装着穴と、この装着穴内に配置された面外方向に振動可能な駆動側振動板と、前記装着穴内において前記駆動側振動板に対向した位置に配置された弾性部材と、前記アクチュエータである圧電素子とを備えている。また、前記駆動側振動板は、前記装着穴に挿入された前記装着部の前記流路側振動板に当接可能な位置に配置され、前記圧電素子によって振動するようになっている。さらに、前記弾性部材は、前記装着穴に挿入された前記装着部によって弾性変形して、当該装着部を弾性復帰力によって前記駆動側振動板に向けて付勢可能な位置に配置されている。 Here, the liquid ejection head used in the present invention may employ the following configuration. That is, the nozzle cartridge includes a mounting portion that is detachably mounted on the cartridge mounting portion of the drive unit, and the pressure generating flow path and a part of the pressure generating flow path are provided in the mounting section. A flow path side diaphragm capable of vibrating in a prescribed out-of-plane direction is formed. The drive unit is disposed at a position facing the drive-side diaphragm in the mounting hole, a mounting hole which is the cartridge mounting portion, a drive-side diaphragm disposed in the mounting hole and capable of vibrating in the out-of-plane direction. And the piezoelectric element as the actuator. The drive-side diaphragm is disposed at a position where it can contact the flow-path-side diaphragm of the mounting portion inserted into the mounting hole, and vibrates by the piezoelectric element. Further, the elastic member is disposed at a position where the elastic member is elastically deformed by the mounting portion inserted into the mounting hole, and the mounting portion can be urged toward the driving diaphragm by an elastic restoring force.
次に、本発明は、上記構成の検査装置のうち、前記廃液回収部および前記洗浄液貯留部を備えた検査装置の使用方法であって、
前記待機位置にある前記駆動ユニットに空の前記ノズルカートリッジを装着して前記液滴吐出ヘッドを構成し、
前記液滴吐出ヘッドを前記液体吸収位置に移動して、前記ノズルから前記洗浄液を吸引し、
前記液滴吐出ヘッドを前記待機位置に戻して、前記ノズルカートリッジ内の前記洗浄液を、前記ノズルを介して前記廃液回収部に吸引回収し、
前記液滴吐出ヘッドを前記液体吸引位置に移動して、前記ノズルから検体検査に必要な量の前記薬液を吸引して前記貯留部に溜め、
前記液滴吐出ヘッドを前記液体吐出位置に移動して、前記ノズルから前記検査チップに前記薬液を吐出し、
前記液滴吐出ヘッドを前記待機位置に戻すことを特徴としている。
Next, the present invention is a method of using the inspection apparatus including the waste liquid recovery unit and the cleaning liquid storage unit among the inspection apparatuses having the above-described configuration,
The droplet discharge head is configured by mounting the empty nozzle cartridge in the drive unit at the standby position,
Moving the droplet discharge head to the liquid absorption position, and sucking the cleaning liquid from the nozzle;
The droplet discharge head is returned to the standby position, and the cleaning liquid in the nozzle cartridge is sucked and collected to the waste liquid collection unit through the nozzle,
The droplet discharge head is moved to the liquid suction position, and the amount of the chemical liquid required for sample inspection is sucked from the nozzle and stored in the storage unit,
Move the droplet discharge head to the liquid discharge position, discharge the chemical from the nozzle to the inspection chip,
The droplet discharge head is returned to the standby position.
ここで、前記駆動ユニットに装着されている前記ノズルカートリッジを交換する際には、前記待機位置において、前記ノズルを介して前記ノズルカートリッジ内に残っている薬液を前記廃液回収部に吸引回収し、しかる後に、当該ノズルカートリッジを前記駆動ユニットから外して廃棄することが望ましい。 Here, when exchanging the nozzle cartridge mounted on the drive unit, the chemical solution remaining in the nozzle cartridge is sucked and collected in the waste liquid collection unit via the nozzle at the standby position, After that, it is desirable to remove the nozzle cartridge from the drive unit and discard it.
本発明の検査装置では、インクジェットプリンタに使用されているインクジェットヘッドと同様な機構の液滴吐出ヘッドを用いて、薬液の分注をノズルから液滴を吐出する形態で行っている。したがって、分注される薬液の量を高精度に制御することができ、検体検査を精度良く行うことができる。 In the inspection apparatus of the present invention, a liquid droplet is ejected from a nozzle by using a liquid droplet ejection head having a mechanism similar to that of an ink jet head used in an ink jet printer. Therefore, the amount of the drug solution dispensed can be controlled with high accuracy, and the sample test can be performed with high accuracy.
また、試薬あるいは検体を変えて検査を行う場合には、ノズルカートリッジを駆動ユニットから抜き、新たなノズルカートリッジに交換するだけでよく、分注機構の洗浄作業などが不要である。 Further, when the inspection is performed by changing the reagent or the sample, it is only necessary to remove the nozzle cartridge from the drive unit and replace it with a new nozzle cartridge, and there is no need for a cleaning operation of the dispensing mechanism.
さらに、駆動ユニットから外した使用済みのノズルカートリッジにはアクチュエータが搭載されていないので、ノズルカートリッジを安価に構成でき、これを使い捨てとしても費用効率が低下することがない。さらに、アクチュエータが摺動する構成ではないので、耐久性にも優れている。 Furthermore, since the actuator is not mounted on the used nozzle cartridge removed from the drive unit, the nozzle cartridge can be configured at low cost, and even if it is disposable, the cost efficiency is not lowered. Furthermore, since the actuator is not configured to slide, it is excellent in durability.
一方、本発明の検査装置の使用方法では、使用済みのノズルカートリッジに残っている薬液を廃液回収部に吸引回収し、空にした使用済みのノズルカートリッジを廃棄しているので、環境汚染を引き起こすことが無いなどの利点がある。 On the other hand, in the method of using the inspection apparatus of the present invention, the chemical solution remaining in the used nozzle cartridge is sucked and collected in the waste liquid collecting unit, and the used nozzle cartridge that has been emptied is discarded, causing environmental pollution There is an advantage that there is nothing.
また、新しい空のノズルカートリッジを装着した場合には、薬液を吸引する前に、洗浄液の吸引および排出動作を行って、異物などを除去している。したがって、空のノズルカートリッジに付着していた異物によって検体あるいは試薬が汚染され、検査精度が低下するなどの弊害を防止できる。 In addition, when a new empty nozzle cartridge is installed, before the chemical liquid is sucked, the cleaning liquid is sucked and discharged to remove foreign matters and the like. Therefore, it is possible to prevent the adverse effects such as contamination of the specimen or reagent by the foreign matter adhering to the empty nozzle cartridge, and a decrease in inspection accuracy.
以下に、図面を参照して、本発明を適用した検査装置の例として臨床検査装置の実施の形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of a clinical testing apparatus will be described as an example of a testing apparatus to which the present invention is applied with reference to the drawings.
(全体構成)
図1は本実施の形態に係る臨床検査装置の主要部分の概略構成図であり、図2はその正面図であり、図3は図1のIII−III線で切断した部分を示す概略断面図である。これらの図を参照して臨床検査装置の全体構成を説明する。
(overall structure)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a clinical testing apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a front view thereof, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a part cut along line III-III in FIG. It is. The overall configuration of the clinical examination apparatus will be described with reference to these drawings.
臨床検査装置1は、矩形枠状の装置フレーム2の底面中央部分に取り付けた前後方向(Y方向)に出し入れ可能な検査テーブル3を有している。検査テーブル3には、検体が予め供給されている1枚の検査チップ4が載置されるようになっている。検査チップ4は、装置フレーム2の後側中央部分に取り付けられているチップマガジン5に収納されている。検査チップ4については詳細を後述する(図6、7参照)。
The
装置フレーム2には、検査テーブル3の上方を経由して左右方向(X方向)に往復移動可能なヘッドキャリッジ6が取り付けられている。キャリッジ6は、X方向に掛け渡したキャリッジガイド軸7に沿って、キャリッジモータ8a、タイミングベルト8b、プーリ8cなどからなるキャリッジ駆動機構によってX方向に移動する。ヘッドキャリッジ6には、検体検査用の薬液を検査チップ4に分注するための液滴吐出ヘッド10が搭載されている。
A
液滴吐出ヘッド10は、キャリッジ6に搭載されている3連式の駆動ユニット11(1)〜11(3)と、これらの駆動ユニット11(1)〜11(3)のそれぞれの装着穴12(1)〜12(3)に着脱可能に上側から装着される3本のノズルカートリッジ13(1)〜13(3)とを備えている。
The
図3から分かるように、ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)は、その上半部分が薬液を貯留するための貯留部31とされ、その下半部分が装着穴12(1)〜12(3)に装着可能な装着部32とされている。この装着部32の先端には液滴吐出用のノズル33が形成されており、装着部32の内部には、液滴をノズル33から吐出させるために必要な圧力変動を発生させるための圧力発生用流路34が形成されている。圧力発生用流路34の一端がノズル33に連通しており、その他端が貯留部31に連通している。液滴吐出ヘッド10の詳細については後述する(図8〜図13参照)。
As can be seen from FIG. 3, the nozzle cartridges 13 (1) to 13 (3) have an upper half portion serving as a
次に、図1、3に示すように、ヘッドキャリッジ6には、3本のノズルカートリッジ13(1)〜13(3)を覆う状態に、吸引流路板14が着脱可能な状態で装着されている。吸引流路板14の上面には不図示のフィルムで封鎖された各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の貯留部31内に連通する3本の吸引流路14a〜14cが形成されている。これらの吸引流路14a〜14cの一端は、図3から分かるように、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の貯留部31の内部に連通している。これらの吸引流路14a〜14cの他端は、ヘッドキャリッジ6と装置フレーム2の間にU状に湾曲させて架け渡したフレキシブル配線板15に沿って引き出されている不図示の可撓性の吸引チューブを介して、装置フレーム2の背面に搭載されているヘッド吸引ポンプ16の吸引ポート(図示せず)に繋がっている。
Next, as shown in FIGS. 1 and 3, the suction
吸引チューブと吸引ポートの間には三方電磁弁(図示せず)が配置されている。三方電磁弁を切り替えることにより、ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の内部をヘッド吸引ポンプ16によって吸引可能である。また、ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)とヘッド吸引ポンプ16の間を切断して、ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の貯留部31内を大気開放できるようになっている。
A three-way solenoid valve (not shown) is disposed between the suction tube and the suction port. By switching the three-way solenoid valve, the inside of the nozzle cartridges 13 (1) to 13 (3) can be sucked by the
次に、装置フレーム2の底部における検査テーブル3の一方の側には、廃液回収ユニット17が配置されている。廃液回収ユニット17は、ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)のノズル33が形成されている先端部分を覆うためのキャップ18と、チューブポンプなどの廃液回収ポンプ19と、廃液回収ポンプ19によって吸引された廃液の回収部(図示せず)とを備えている。キャップ18をノズルカートリッジ13(1)〜13(39の先端部分に被せて、廃液回収ポンプ19を駆動することにより、各ノズル33を介して各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)内の液体を外部に排出して回収することができるようになっている。
Next, a waste
装置フレーム2の底部における検査テーブル3の他方の側には、液体貯留ユニット21が配置されている。この液体貯留ユニット21は、マトリックス状に液体貯留用のウエル22が形成されているウエルプレート23と、このウエルプレート23を昇降させるための昇降ユニット24とを備えている。例えば、3行5列のウエル22(1,1)〜22(3,5)が形成されており、各行の間隔は3本のノズルカートリッジ13(1)〜13(3)のノズル33に対応した間隔とされている。
A
例えば、1列分の3個のウエル22(1,1)〜22(3,1)は洗浄液が貯留された洗浄液貯留部である。残りのウエルは薬液貯留部であり、第1行目の4個のウエル22(1,2)〜(1,5)は試薬(指標薬)が貯留された試薬貯留部、第2行目の4個のウエル22(2,2)〜22(2,5)は反応薬が貯留された反応薬貯留部、第3行目の4個のウエル22(3,2)〜22(3,5)は緩衝薬が貯留された緩衝薬貯留部である。 For example, three wells 22 (1, 1) to 22 (3, 1) for one row are cleaning liquid storage portions in which the cleaning liquid is stored. The remaining wells are chemical reservoirs, the four wells 22 (1, 2) to (1, 5) in the first row are reagent reservoirs in which reagents (indicators) are stored, and the second row The four wells 22 (2, 2) to 22 (2, 5) are reactive drug reservoirs in which the reactive drugs are stored, and the four wells 22 (3, 2) to 22 (3, 5) in the third row. ) Is a buffer storage part in which the buffer is stored.
なお、図2に破線で示すように、検査テーブル3における検査チップ4の載置位置の下方の部位には、検査チップ4における検体の反応結果を計測あるいは分析するための分析ユニット25が配置されている。また、液送ポンプユニット26が配置されている。
As shown by a broken line in FIG. 2, an
ここで、図2を参照して、ヘッドキャリッジ6に搭載されている液滴吐出ヘッド10の移動位置について説明する。液滴吐出ヘッド10は、その各ノズル33が、廃液回収ユニット17に対峙した待機位置10Aと、検査テーブル3上の検査チップ4に対峙した分注位置10B(液滴吐出位置)と、液体貯留部21における洗浄液貯留用のウエル22(1,1)〜22(3,1)に対峙した洗浄液吸引位置10Cと、これら以外のウエルの各列に対峙した4箇所の薬液吸引位置10Dを経由するヘッド移動経路に沿って搬送されるようになっている。なお、図2は、液滴吐出ヘッド10のノズル33が3列目のウエル2(1,3)〜2(3,3)に位置している状態を示してあり、図1は、液滴吐出ヘッド10が待機位置10Aに位置している状態を示してある。
Here, the movement position of the
(分注動作)
次に、図4および図5は、臨床検査装置1における動作のうち、主に薬液分注動作を示す説明図である。
(Dispensing operation)
Next, FIG. 4 and FIG. 5 are explanatory diagrams mainly showing a chemical solution dispensing operation among the operations in the
まず図1、3に示すように、待機位置10Aに待機しているヘッドキャリッジ6に搭載されている駆動ユニット11(1)〜11(3)の装着穴12(1)〜12(3)に、空のノズルカートリッジ13(1)〜13(3)をそれぞれ装着して、液滴吐出ヘッド10を構成する。また、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の上に吸引流路板14を取り付ける。
First, as shown in FIGS. 1 and 3, in the mounting holes 12 (1) to 12 (3) of the drive units 11 (1) to 11 (3) mounted on the
次に、図4(a)に示すように、検査テーブル3を前方に引き出し、チップマガジン5から取り出された検査チップ4を検査テーブル3における予め定めた位置に載せる。検査チップ4を載せた後に、検査テーブル3を元の位置に引き込む。
Next, as shown in FIG. 4A, the inspection table 3 is pulled forward, and the
この後は、図4(b)に示すように、ヘッドキャリッジ6によって液滴吐出ヘッド10を洗浄液吸引位置10Cに移動する。洗浄液吸引位置10Cにおいて、昇降ユニット24によってウエルプレート23を上昇させ、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)のノズル33が形成されている先端部分を洗浄液貯留部であるウエル22(1,1)〜22(3,1)に貯留されている洗浄液内に差し込む。この状態で、ヘッド吸引ポンプ16を駆動して、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の貯留部31の内部を負圧状態にする。これにより、各ノズル33を介して、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の貯留部31の内部に洗浄液が吸引される。
Thereafter, as shown in FIG. 4B, the
次に、図4(c)に示すように、ヘッドキャリッジ6によって液滴吐出ヘッド10を待機位置10Aに戻し、廃液回収ユニット17のキャップ18を上昇させて、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)のノズル33を密閉状態で覆う(図3参照)。この状態で廃液回収ポンプ19を駆動して、各ノズル33を介して、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の内部から洗浄液を吸い出して回収する。これにより、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)における貯留部31の内部、圧力発生用流路34およびノズル33が洗浄される。
Next, as shown in FIG. 4C, the
この後は、図5(a)に示すように、ヘッドキャリッジ6によって液滴吐出ヘッド10を薬液吸引位置10Dに移動し、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の各ノズル33を薬液貯留部としての第2〜第5のウエル列のいずれかに位置決めする。この状態で、昇降ユニット24によってウエルプレート23を上昇させ、各ノズル33を各ウエルに貯留されている薬液内に差し込む。次に、ヘッド吸引ポンプ16を駆動して、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の貯留部31の内部を負圧状態にする。これにより、各ノズル33を介して、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の貯留部31の内部に薬液が吸引される。例えば、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の貯留部31に、それぞれ、指標薬、反応薬および緩衝薬が吸引される。
Thereafter, as shown in FIG. 5A, the
次に、図5(b)に示すように、ヘッドキャリッジ6によって液滴吐出ヘッド10を分注位置10Bに移動し、検査チップ4に各ノズル33から薬液を必要回数吐出する。これにより、検査チップ4に各薬液が分注される。例えば、液滴吐出ヘッド10の各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)のノズル33を順次に検査チップ4の吐出位置に位置決めして、各ノズル33から薬液を吐出する。各ノズル33と検査チップ4の吐出位置との位置決めは、検査テーブル3をY方向に移動させることにより行われる。この後は、液滴吐出ヘッド10を待機位置に戻す。
Next, as shown in FIG. 5B, the
上記の図4(a)の検体導入と、図5(a)の薬液吸引と、図5(b)の薬液分注動作を繰り返し行うことにより、必要枚数分の検査チップ4に各薬液を分注することができる。
By repeatedly performing the sample introduction in FIG. 4A, the chemical solution suction in FIG. 5A, and the chemical solution dispensing operation in FIG. 5B, each chemical solution is dispensed onto the
同一種類の薬液の分注が終了した後は、図5(c)に示すように、液滴吐出ヘッド10を待機位置に戻す。そして、廃液回収ユニット17のキャップ18を上昇させて、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)のノズル33を密閉状態で覆う(図3参照)。この状態で廃液回収ポンプ19を駆動して、各ノズル33を介して、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)の内部に残っている薬液を吸い出して回収する。空となった使用済みの各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)を、各駆動ユニット11(1)〜11(3)から取り外して廃棄する。
After the dispensing of the same type of chemical solution is completed, the
(検査チップ)
図6および図7を参照して検査チップ4の一例を説明する。図6(a)および(b)は、検査チップ4を示す斜視図および検査テーブル3に載せた状態を示す概略断面図であり、図7(a)〜(c)は検査チップ4の平面図、正面図および縦断面図である。
(Inspection chip)
An example of the
検査チップ4は扁平な矩形状の基板41を備えており、この基板41の平坦な表面42には、円形の検体および緩衝薬の導入孔43と、円形の指標薬の導入孔44と、円形の反応薬の導入孔45と、長円形の反応チャンバ46とが形成されている。導入孔43、44、45にはそれぞれ連通溝47、48、49が繋がっており、これらの連通溝47〜49は途中位置で合流して反応チャンバ46に繋がっている。反応チャンバ46は連通溝50を介して基板41の内部に形成した測定セル51に繋がっている。
The
検査テーブル3に載せた検査チップ4の各導入孔43〜45には、液滴吐出ヘッド10によって、指標薬、反応薬および緩衝薬がそれぞれ分注される。本例では、先に述べたように、ノズルカートリッジ13(1)のノズル33から指標薬が吐出され、ノズルカートリッジ13(2)のノズル33から反応薬が吐出され、ノズルカートリッジ13(3)のノズル33から緩衝薬が吐出される。これらの導入孔43〜45に分注された薬液は、毛細管力によって各連通溝47〜49に沿って反応チャンバ46に移動する。緩衝薬と共に反応チャンバ46に移動した検体(例えば血しょう)がここで反応薬と反応する。
An index drug, a reactive drug, and a buffer drug are respectively dispensed into the introduction holes 43 to 45 of the
次に、測定セル51は、基板41の裏面から垂直に突出している光透過性の突出板部分52の内部に形成された微小幅の通路である。測定セル51は、突出板部分52の端面に開けた接続孔53に連通している。接続孔53は気体透過性および液体不透過性のフィルム54で封鎖されている。フィルム54としては、例えば、ゴアテックス(商品名)を用いることができる。
Next, the
図6(b)に示すように、検査テーブル3の上面には、検査チップ4の装着用凹部55が形成されており、この凹部55の底中央には検査チップ4の突出板部分52が差し込まれる溝56が形成されている。検査テーブル3には、この溝56の両側に配置された白色レーザ光源57および受光部58を備えた光学式測定部を備えた分析ユニット25が配置されている。そして、例えば、分析ユニット25によって吸光度が計測される。
As shown in FIG. 6B, a mounting recess 55 for the
検査テーブル3に検査チップ4を装着すると、検査チップ4の測定セル51に連通している接続孔53が、フィルム54を介して、液送ポンプユニット26の吸引ポート(図示せず)に接続された状態になる。液送ポンプユニット26を駆動して測定セル51を負圧状態にすると、連通溝50を介して測定セル51に連通している反応チャンバ46に溜まっている検体および薬液が当該測定セル51に導入される。導入された検体の反応状態を表す吸光度が、分析ユニット25の測定部によって測定される。
When the
(液滴吐出ヘッド)
次に、図8〜図13を参照して液滴吐出ヘッド10の構造を詳細に説明する。液滴吐出ヘッド10を構成している各駆動ユニット11(1)〜11(3)は同一構造であり、また、各ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)も同一構造である。よって、以下の説明においては、駆動ユニット11(1)およびノズルカートリッジ13(1)からなる液滴吐出ヘッド100の部分を説明する。
(Droplet ejection head)
Next, the structure of the
図8(a)および(b)は液滴吐出ヘッド100を後側および前側から見た場合の斜視図である。図9は液滴吐出ヘッド100を分離した状態の斜視図である。図10(a)および(b)は液滴吐出ヘッド100の正面図および縦断面図である。まず、これらの図を参照して液滴吐出ヘッド100の主要構成を説明する。
8A and 8B are perspective views when the
液滴吐出ヘッド100は、アクチュエータとして圧電素子102が内蔵されている駆動ユニット11(1)と、先端にノズル33が形成されているノズルカートリッジ13(1)とを有している。ノズルカートリッジ13(1)は駆動ユニット11(1)に対して取り外し可能な状態で装着されている。
The
ノズルカートリッジ13(1)は、円筒状の貯留部31と、この貯留部31の先端面から同軸状に突出している装着部32とを備えている。装着部32の先端面の中心にノズル33が形成されており、装着部32の内部にはノズル33に連通した圧力発生用流路34が形成されている。この圧力発生用流路34の一方の側面は面外方向に振動可能な流路側振動板109によって規定されている。
The nozzle cartridge 13 (1) includes a
駆動ユニット11(1)は、装着部32が着脱可能な状態で挿入されている装着穴12(1)を備えている。この装着穴12(1)の内周面の一部は面外方向に振動可能な駆動側振動板112によって規定されている。この駆動側振動板112の背面側に積層型のピエゾ素子からなる圧電素子102が配置されており、圧電素子102が変位すると駆動側振動板112が振動する。また、駆動側振動板112に対向している装着穴12(1)の内周面部分は弾性部材113によって規定されている。
The drive unit 11 (1) includes a mounting hole 12 (1) into which the mounting
駆動側振動板112は、装着穴12(1)に挿入されたノズルカートリッジ13(1)の装着部32の流路側振動板109に当接可能な位置に配置されている。また、弾性部材113は、挿入された装着部32によって装着穴12(1)の外方に弾性変形させられ、その弾性復帰力によって装着部32を駆動側振動板112に向けて付勢した状態となっている。したがって、装着部32を弾性部材113による付勢力に逆らって装着穴12(1)から引き抜くことができ、装着部32を引き抜くことにより、図9に示すように、駆動ユニット11(1)からノズルカートリッジ13(1)を分離させることができる。
The
次に、図11は駆動ユニット11(1)とノズルカートリッジ13(1)が分離した状態を縦断面と共に示す斜視図であり、図12はノズルカートリッジ13(1)の分解斜視図であり、図13は駆動ユニット11(1)の分解斜視図である。これらの図も参照して、ノズルカートリッジ13(1)および駆動ユニット11(1)の構造を更に詳細に説明する。 Next, FIG. 11 is a perspective view showing a state where the drive unit 11 (1) and the nozzle cartridge 13 (1) are separated together with a longitudinal section, and FIG. 12 is an exploded perspective view of the nozzle cartridge 13 (1). 13 is an exploded perspective view of the drive unit 11 (1). The structures of the nozzle cartridge 13 (1) and the drive unit 11 (1) will be described in more detail with reference to these drawings.
まず、ノズルカートリッジ13(1)の貯留部31は、その後端が開口部121となっており、当該貯留部31の中空部122と、開口部121から挿入された扁平なカップ状のピストン123によって液密状態の液体貯留室124が形成されている。ここに、ノズル33から吸引した薬液を貯留可能である。開口部121はキャップ126で封鎖されているが、当該キャップ126とピストン123の間は、キャップ126に形成した不図示の大気連通孔を介して大気開放されている。ピストン123は、液体貯留室124が空の状態においては、その底面127の側に位置している。薬液が吸引されると、それに伴って液密状態を保持したまま、キャップ126の側に移動する。また、液体貯留室124に貯留されている薬液の消費に伴って、液密状態を保持したまま、底面127の側に移動する。
First, the
先に述べたように、ノズルカートリッジ13(1)には吸引流路板14が被せられ、当該吸引流路板14に形成されている吸引流路14aがキャップ126の不図示の大気連通孔に連通した状態になっている(図1、図3参照)。したがって、液体貯留室124をヘッド吸引ポンプ16の側に連通させ、この状態で当該ヘッド吸引ポンプ16を駆動すると、ノズル33から圧力発生用流路34を介して液体貯留室124内に液体が吸引される。
As described above, the nozzle cartridge 13 (1) is covered with the suction
次に、貯留部31の先から同軸状に突出している装着部32は、貯留部31と一体形成されている一定厚さ、および一定幅の突出板128と、この突出板128の表面に装着した流路基板129と、この流路基板129の表面に貼り付けられている流路側振動板109とを備えている。突出板128には、裏面中央から垂直に突出している突条部131が一体形成されている。図12に示すように、当該突出板128の表面には流路基板129を装着するための凹部132が形成されている。流路基板129の表面には圧力発生用流路34を形成するための流路溝133が形成されており、この流路溝133の先端は液滴吐出ノズル33を形成するためのノズル溝134に連通している。流路溝133の後端には細い連通溝135が形成されており、この連通溝135は、液体貯留室124の底面127を貫通して当該液体貯留室124に繋がっている液体供給穴136に連通している。
Next, the mounting
この流路基板129の表面に貼り付けられている流路側振動板109は、流路基板129に対応する輪郭形状をした薄い外周縁部分137と、この外周縁部分137によって取り囲まれている厚い中央部分138とを備えている。中央部分138は流路溝133の開口形状よりも一回り小さな領域に形成されている。この構成の流路基板129の裏面側はほぼ平坦面とされ、その中央部分138の上面部分は細長い長方形の平坦面とされ、この平坦面が駆動側振動板112に当接する当接面139となっている。
The flow path
流路基板129の表面に流路側振動板109を貼り合わせることにより、これらの間に、ノズル33、圧力発生用流路34、液体供給穴136に連通した連通路140が形成される。
By attaching the flow
この構成のノズルカートリッジ13(1)の貯留部31および突出板128からなる部品、流路基板129、流路側振動板108は、ステンレススチール、ガラス、シリコン、プラスチックなどの各種の素材から形成することができる。使い捨ての場合には、少なくとも貯留部31および突出板128からなる部品を廉価なプラスチック素材から形成することが望ましい。
The component including the
次に、駆動ユニット11(1)の構造を説明する。駆動ユニット11(1)は、装着穴12(1)が形成されているユニットケース141を備えている。このユニットケース141における装着穴12(1)の挿入側の開口部142の形状は、ノズルカートリッジ13(1)の装着部32の輪郭形状と相補的な形状をしており、これらの輪郭形状によって装着部32を装着穴12(1)に挿入する際の向きが規定されている。
Next, the structure of the drive unit 11 (1) will be described. The drive unit 11 (1) includes a
装着穴12(1)に挿入された装着部32における流路側振動板109に対峙する装着穴内周面部分は、ユニットケース141に取り付けた駆動側振動板112によって規定されている。この駆動側振動板112は、流路側振動板109の平坦な当接面139に対峙する平坦な対峙面143を備えている。この対峙面143における当接面139に対峙する領域内の部位には、その上端部分に1個の突起144、その下端部分に2個の突起145、146が形成されており、これらの3個の突起144ないし146が流路側振動板108の当接面139に当接するようになっている。
The mounting hole inner peripheral surface portion facing the flow
この駆動側振動板112の対峙面143の裏面側には圧電素子102が配置されている。圧電素子102はセラミック製などの固定板147に取り付けられており、固定板147はユニットケース141に取り付けられている。圧電素子102の変位面102aが駆動側振動板112の対峙面143の裏面に当接状態に保持されている。したがって、駆動側振動板112は圧電素子102の変位に伴って振動する。
The
一方、装着穴12(1)における駆動側振動板112とは反対側の内周面部分、すなわち、装着部32における突条部131に対峙する部位には細長い直方体形状の弾性部材113が配置されている。この弾性部材113の表面は僅かに装着穴12(1)の内方に突出しており、挿入された突条部131によって外方に押し潰され、これによって発生する弾性復帰力によって装着部32を反対側の駆動側振動板112に向けて付勢している。
On the other hand, an elongated rectangular parallelepiped-shaped
したがって、装着部32の流路側振動板109の当接面139は所定の付勢力で駆動側振動板112の対峙面143に形成されている3個の突起144ないし146に押し付けられている。この結果、圧電素子102によって駆動側振動板112が振動すると、これに追従して、流路側振動板108における剛性の高い中央部分138が撓むことなく全体として振動し、圧力発生用流路34の容積が増減してその内圧が変動する。
Therefore, the
なお、ユニットケース141における挿入側の開口部142が形成されている端面部分148からはほぼ180度の弧を張る円弧状支持板149が突出している。装着穴12(1)に装着部32が挿入された状態のノズルカートリッジ13(1)における貯留部31の先端側の外周面部分が当該円弧状支持板149によって保持され、ノズルカートリッジ13(1)のガタツキが防止される。また、ユニットケース141の側面にはフレキシブルケーブル150が取り付けられており、ここを介して圧電素子102の電極に駆動電圧が供給される。
Note that an
なお、ユニットケース141もステンレススチール、ガラス、シリコン、プラスチックなどの各種の素材から形成することができる。製造コストを低減するためには、プラスチック製の射出成形品とすることが望ましい。
The
このように構成した液滴吐出ヘッド100では、ノズルカートリッジ13(1)の装着部32が駆動ユニット11(1)の装着穴12(1)に挿入された状態においては、装着部32によって弾性部材113が弾性変形させられており、当該弾性部材113の弾性復帰力によって装着部32の流路側振動板108が駆動ユニット11(1)の側の駆動側振動板112の3個の突起144ないし146に当接した状態に保持される。
In the
圧電素子102によって駆動側振動板112を振動させると、この駆動側振動板112に当接状態に保持されている流路側振動板109も一緒に振動する。すなわち、その剛性の高い中央部分138が平板状態のまま全体として面外方向に振動し、圧力発生用流路34の容積が変動する。本例では引き打ちにより液滴を吐出させるようにしている。そのために、まず、圧電素子102を収縮させる。これにより駆動側振動板112が流路側振動板109から後退する方向に変位する。流路側振動板109は駆動側振動板112に押し付けられているので、駆動側振動板112に追従して駆動側振動板112の側に変位する。この結果、圧力発生用流路34の容積が一時的に増加する。しかる後は圧電素子102が伸長し、流路側振動板109が押し戻され、圧力発生用流路34の容積が減少し内圧が一時的に増加し、これによって、ノズル33から薬液の液滴が吐出する。
When the
ここで、ノズルカートリッジ13(1)の装着部32は弾性部材113の弾性復帰力によって駆動ユニット11(1)の装着穴12(1)に保持されており、その弾性復帰力による付勢力に逆らって装着部32を装着穴12(1)から引き抜くという簡単な操作により、ノズルカートリッジ13(1)を駆動ユニット11(1)から取り外すことができる。したがって、先に述べたように、使用済みのノズルカートリッジ13(1)のみを交換すればよく、圧電素子102を備えた高価な駆動ユニット11(1)はそのまま継続して用いることができるので経済的である。
Here, the mounting
以上説明したように、本実施の形態に係る臨床検査装置1では、インクジェットプリンタに使用されているインクジェットヘッドと同様な機構の液滴吐出ヘッド10を用いて、薬液の分注をノズル33から液滴を吐出する形態で行っている。したがって、分注される薬液の量を高精度に制御することができ、検体検査を精度良く行うことができる。
As described above, in the
また、試薬あるいは検体を変えて検査を行う場合には、ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)を駆動ユニット11(1)〜11(3)から抜き、新たなノズルカートリッジに交換するだけでよく、分注機構の洗浄作業などが不要である。ノズルカートリッジ13(1)〜13(3)は圧電素子が搭載されておらず、安価に製造できる。よって、これを使い捨てとしても費用効率が低下することがない。 In addition, when the inspection is performed by changing the reagent or the sample, the nozzle cartridges 13 (1) to 13 (3) are simply removed from the drive units 11 (1) to 11 (3) and replaced with new nozzle cartridges. Well, it doesn't need to clean the dispensing mechanism. Nozzle cartridges 13 (1) to 13 (3) are not equipped with piezoelectric elements and can be manufactured at low cost. Therefore, even if this is disposable, the cost efficiency does not decrease.
さらに、使用済みのノズルカートリッジ13(1)〜13(3)に残っている薬液を廃液回収ユニット17に吸引回収し、空にした使用済みのノズルカートリッジ13(1)〜13(3)を廃棄しているので、環境汚染を引き起こすことが無いなどの利点がある。
Further, the chemical solution remaining in the used nozzle cartridges 13 (1) to 13 (3) is sucked and collected by the waste
さらには、新しい空のノズルカートリッジ13(1)〜13(3)を装着した場合には、薬液を吸引する前に、洗浄液の吸引および排出動作を行って、異物などを除去している。したがって、空のノズルカートリッジに付着していた異物によって検体あるいは試薬が汚染され、検査精度が低下するなどの弊害を防止できる。 Further, when new empty nozzle cartridges 13 (1) to 13 (3) are mounted, the cleaning liquid is sucked and discharged to remove foreign matters and the like before the chemical liquid is sucked. Therefore, it is possible to prevent the adverse effects such as contamination of the specimen or reagent by the foreign matter adhering to the empty nozzle cartridge, and a decrease in inspection accuracy.
(その他の実施の形態)
なお、上記の例では、インクジェット方式の液滴吐出ヘッド10を用いて、指標薬、反応薬などの薬液を分注している。検体も液滴吐出ヘッド10を用いて検体チップ4に分注することも可能である。
(Other embodiments)
In the above example, the liquid
また、上記の例では、液滴吐出ヘッド10は3連式であるが、2連、1連あるいは4連以上の構造としてもよいことは勿論である。
Further, in the above example, the
さらに、上記の例は臨床検査装置に関するものであるが、本発明は他の検査装置にも同様に適用可能である。例えば、試料または試薬を一定量正確に注入するガスクロマトグラフィや高速液体クロマトグラフィ(HPLC)などの検査装置にも本発明を適用可能である。 Furthermore, although the above example relates to a clinical examination apparatus, the present invention can be applied to other examination apparatuses as well. For example, the present invention can also be applied to an inspection apparatus such as gas chromatography or high performance liquid chromatography (HPLC) that accurately injects a certain amount of sample or reagent.
1 臨床検査装置、2 装置フレーム、3 検査テーブル、4 検査チップ、5 チップマガジン、6 ヘッドキャリッジ、7 キャリッジガイド軸、8a キャリッジモータ、8b タイミングベルト、8c プーリ、10 液滴吐出ヘッド、10A 待機位置、10B 分注位置、10C 洗浄液吸引位置、10D 薬液吸引位置、11(1)〜11(3) 駆動ユニット、12(1)〜12(3) 装着穴、13(1)〜13(3) ノズルカートリッジ、14 吸引流路板、14a〜14c 吸引流路、15 フレキシブル配線板、16 ヘッド吸引ポンプ、17 廃液回収ユニット、18 キャップ、19 廃液回収ポンプ、21 液体貯留部、22(1,1)〜22(3,5) ウエル、23 ウエルプレート、24 昇降ユニット、25 分析ユニット、26 液送ポンプ、31 貯留部、32 装着部、33 ノズル、34 液体流路、41 基板、42 表面、43〜45 導入孔、46 反応チャンバ、47〜50 連通溝、51 測定セル、52 突出板部分、53 接続孔、54 フィルム、55 装着用凹部、56 溝、57 レーザ光源、58 受光部、100 液滴吐出ヘッド、102 圧電素子、102a 変位面、109 流路側振動板、112 駆動側振動板、113 弾性部材、121 開口部、122 中空部、123 ピストン、124 液体貯留室、126 キャップ、127 先端面、128 突出板、129 流路基板、131 突条部、132 凹部、133 流路溝、134 ノズル溝、135 連通溝、136 液体供給穴、137 外周縁部分、138 中央部分、139 当接面、140連通路、141 ユニットケース、142 開口部、143 対峙面、144〜146 突起、147 固定板、148 端面部分、149 円弧状支持板、150 フレキシブルケーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Clinical test | inspection apparatus, 2 Apparatus frame, 3 Test table, 4 Test chip, 5 Chip magazine, 6 Head carriage, 7 Carriage guide shaft, 8a Carriage motor, 8b Timing belt, 8c Pulley, 10 Droplet discharge head, 10A Standby position 10B Dispensing position, 10C Cleaning liquid suction position, 10D Chemical liquid suction position, 11 (1) to 11 (3) Drive unit, 12 (1) to 12 (3) Mounting hole, 13 (1) to 13 (3) Nozzle Cartridge, 14 Suction flow path plate, 14a-14c Suction flow path, 15 Flexible wiring board, 16 Head suction pump, 17 Waste liquid recovery unit, 18 Cap, 19 Waste liquid recovery pump, 21 Liquid reservoir, 22 (1, 1)- 22 (3, 5) well, 23 well plate, 24 lifting unit, 25 analysis unit 26, liquid feed pump, 31 reservoir, 32 mounting part, 33 nozzle, 34 liquid flow path, 41 substrate, 42 surface, 43-45 introduction hole, 46 reaction chamber, 47-50 communication groove, 51 measurement cell, 52 Projection plate part, 53 connection hole, 54 film, 55 mounting recess, 56 groove, 57 laser light source, 58 light receiving part, 100 droplet discharge head, 102 piezoelectric element, 102a displacement surface, 109 flow path side diaphragm, 112 drive side Diaphragm, 113 Elastic member, 121 Opening part, 122 Hollow part, 123 Piston, 124 Liquid storage chamber, 126 Cap, 127 Front end surface, 128 Projection plate, 129 Channel substrate, 131 Projection part, 132 Concave part, 133 Channel Groove, 134 nozzle groove, 135 communication groove, 136 liquid supply hole, 137 outer peripheral edge portion, 138 central portion, 139 Contact surface, 140 communication path, 141 unit case, 142 opening, 143 facing surface, 144-146 protrusion, 147 fixing plate, 148 end surface portion, 149 arc-shaped support plate, 150 flexible cable
Claims (8)
この液滴吐出ヘッドを、待機位置、前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出位置、および前記ノズルから液体を吸引する液体吸引位置に搬送するヘッドキャリッジと、
前記液体吸引位置において前記液滴吐出ヘッドによって吸引される液体を貯留している液体貯留部と、
前記液滴吐出位置において前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴を付着させるための検査チップを載置する検査テーブルと、
前記ノズルから液体を吸引するために必要な吸引力を前記液滴吐出ヘッドに供給するヘッド吸引ポンプとを有し、
前記液滴吐出ヘッドは、
ノズルカートリッジと駆動ユニットを備えており、
前記ノズルカートリッジは、前記ノズルと、当該ノズルを介して吸引された液体を貯留するための貯留部と、前記ノズルおよび前記貯留部の間を連通している圧力発生用流路とを備えており、
前記駆動ユニットは、前記ノズルカートリッジが着脱可能な状態で装着されるカートリッジ装着部と、当該カートリッジ装着部に装着された前記ノズルカートリッジの前記圧力発生用流路の内容積を変化させて前記ノズルから液滴を吐出させるための圧力変動を発生させるアクチュエータとを備えている検査装置であって、
前記液滴吐出ヘッドの前記ノズルカートリッジは、前記駆動ユニットの前記カートリッジ装着部に着脱可能に装着される装着部を備え、当該装着部に、前記圧力発生用流路および、当該圧力発生用流路の一部を規定している面外方向に振動可能な流路側振動板とが形成されており、
前記液滴吐出ヘッドの前記駆動ユニットは、前記カートリッジ装着部である装着穴と、この装着穴内に配置された面外方向に振動可能な駆動側振動板と、前記装着穴内において前記駆動側振動板に対向した位置に配置された弾性部材と、前記アクチュエータである圧電素子とを備えており、
前記駆動側振動板は、前記装着穴に挿入された前記装着部の前記流路側振動板に当接可能な位置に配置され、前記圧電素子によって振動するようになっており、
前記弾性部材は、前記装着穴に挿入された前記装着部によって弾性変形して、当該装着部を弾性復帰力によって前記駆動側振動板に向けて付勢可能な位置に配置されていることを特徴とする検査装置。 A liquid droplet ejection head capable of ejecting liquid droplets from the nozzle and capable of sucking liquid into the interior through the nozzle;
A head carriage that transports the droplet discharge head to a standby position, a droplet discharge position for discharging a droplet from the nozzle, and a liquid suction position for sucking a liquid from the nozzle;
A liquid storage section storing liquid sucked by the droplet discharge head at the liquid suction position;
An inspection table on which an inspection chip for attaching droplets ejected from the droplet ejection head at the droplet ejection position is mounted;
A head suction pump for supplying the droplet discharge head with a suction force necessary to suck the liquid from the nozzle;
The droplet discharge head is
It has a nozzle cartridge and a drive unit,
The nozzle cartridge includes the nozzle, a storage part for storing the liquid sucked through the nozzle, and a pressure generation flow path communicating between the nozzle and the storage part. ,
The drive unit is configured to change the internal volume of the pressure generating flow path of the nozzle mounting unit mounted on the cartridge mounting unit and the cartridge mounting unit mounted in a state where the nozzle cartridge is detachable. An inspection apparatus comprising an actuator that generates pressure fluctuations for discharging droplets ,
The nozzle cartridge of the droplet discharge head includes a mounting portion that is detachably mounted on the cartridge mounting portion of the drive unit, and the mounting portion includes the pressure generation flow path and the pressure generation flow path. And a flow path side diaphragm capable of vibrating in an out-of-plane direction defining a part of
The drive unit of the droplet discharge head includes a mounting hole that is the cartridge mounting portion, a driving-side diaphragm that is arranged in the mounting hole and can vibrate in an out-of-plane direction, and the driving-side diaphragm in the mounting hole. An elastic member disposed at a position opposite to the piezoelectric element, and a piezoelectric element as the actuator,
The drive-side diaphragm is disposed at a position that can contact the flow-path-side diaphragm of the mounting portion inserted into the mounting hole, and is configured to vibrate by the piezoelectric element,
The elastic member is disposed at a position where the elastic member is elastically deformed by the mounting portion inserted into the mounting hole, and the mounting portion can be urged toward the driving diaphragm by an elastic restoring force. Inspection equipment.
前記液体貯留部は、少なくとも前記ノズルカートリッジに対応する数の液体貯留部を備えていることを特徴とする請求項5に記載の検査装置。 The droplet discharge head includes a plurality of the drive units and the nozzle cartridge,
The inspection apparatus according to claim 5, wherein the liquid storage section includes at least the number of liquid storage sections corresponding to the nozzle cartridge.
前記待機位置にある前記駆動ユニットに空の前記ノズルカートリッジを装着して前記液滴吐出ヘッドを構成し、
前記液滴吐出ヘッドを前記液体吸収位置に移動して、前記ノズルから前記洗浄液を吸引し、
前記液滴吐出ヘッドを前記待機位置に戻して、前記ノズルカートリッジ内の前記洗浄液を、前記ノズルを介して前記廃液回収部に吸引回収し、
前記液滴吐出ヘッドを前記液体吸引位置に移動して、前記ノズルから検体検査に必要な量の前記薬液を吸引して前記貯留部に溜め、
前記液滴吐出ヘッドを前記液体吐出位置に移動して、前記ノズルから前記検査チップに前記薬液を吐出し、
前記液滴吐出ヘッドを前記待機位置に戻すことを特徴とする検査装置の使用方法。 A method of using the inspection apparatus according to claim 3,
The droplet discharge head is configured by mounting the empty nozzle cartridge in the drive unit at the standby position,
Moving the droplet discharge head to the liquid absorption position, and sucking the cleaning liquid from the nozzle;
The droplet discharge head is returned to the standby position, and the cleaning liquid in the nozzle cartridge is sucked and collected to the waste liquid collection unit through the nozzle,
The droplet discharge head is moved to the liquid suction position, and the amount of the chemical liquid required for sample inspection is sucked from the nozzle and stored in the storage unit,
Move the droplet discharge head to the liquid discharge position, discharge the chemical from the nozzle to the inspection chip,
A method of using an inspection apparatus, wherein the droplet discharge head is returned to the standby position.
機位置において、前記ノズルを介して前記ノズルカートリッジ内に残っている薬液を前記廃液回収部に吸引回収し、
しかる後に、当該ノズルカートリッジを前記駆動ユニットから外して廃棄することを特徴とする請求項7に記載の検査装置の使用方法。 When replacing the nozzle cartridge mounted on the drive unit, the chemical solution remaining in the nozzle cartridge is sucked and collected in the waste liquid collection unit via the nozzle at the standby position,
8. The method of using an inspection apparatus according to claim 7 , wherein after that, the nozzle cartridge is removed from the drive unit and discarded.
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