JP7299851B2 - 自動定容装置及び自動定容方法、並びに自動定容システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、液体に含まれる物質の分析を行う際の前処理等において、液体の容積を一定にすること（以下、「定容作業」という）を自動的に行う自動定容装置及び自動定容方法、並びに、定容作業と他の前処理とを自動的に行う自動定容システムに関する。

例えば，高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ：Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）による物質の分析では、分析のための前処理の１つとして、分析対象の検体を所定量だけメスフラスコなどの容器内に入れた後、メスフラスコなどの容器内の検体を、移動相（溶離液）としての希釈液に溶かして、定容作業を行う必要がある。従来、この定容作業は、一般に、人手で行われることが多かった。また、近年は、人手不足や作業の高速化等の要求から、搬送ロボットと組み合わせて前処理を自動的に行う自動前処理装置が開発されている。このような自動前処理装置において、定容作業を自動的に行う技術として、特許文献１に記載のものがあった。

特開平６－５０９８１号公報

従来の人手による定容作業は、作業者の作業の緻密度や、作業者の作業に対する熟練度等の差異により、精度にばらつきが発生するという問題があった。これに対し、従来の自動前処理装置では、センサー手段が発生する検出信号から、メスフラスコの標線とメスフラスコ内の液体の液面との一致を検出して、定容作業を行っているため、精度のばらつきが少ない。しかしながら、例えば特許文献１では、一次元ＣＣＤカメラを用いたイメージセンサーから出力されるビデオ信号を２値化したデジタル信号の立ち上がり立ち下り位置を検出してパルスを生成し、このパルスデータに基づいて検出を行っているが、検出信号判定のタイムラグ等が精度悪化の要因となり、定容作業の精度向上が困難であった。

本発明の課題は、液体の定容作業を、従来よりも高精度に行うことである。

本発明の自動定容装置は、標線付き容器及び液体を入れた液容器を搭載する可動テーブルと、標線付き容器に設けられた標線の画像を取得して、画像信号を出力する画像取得装置と、画像取得装置の画像信号を処理し、標線の画像認識を行って、標線の高さを検出する画像処理装置と、ニードルが取り付けられたシリンジと、可動テーブルを駆動して、液容器又は標線付き容器を、シリンジの下方へ移動させるテーブル駆動装置と、シリンジを鉛直に支持し、シリンジを昇降させて、ニードルを液容器内又は標線付き容器内へ挿入するシリンジ昇降装置と、シリンジを駆動して、液容器内の液体を吸引させ、吸引させた液体を標線付き容器内へ吐出させるシリンジ駆動装置と、標線付き容器内の液体の液面を検出する液面センサーと、液面センサーを昇降させる液面センサー昇降装置と、テーブル駆動装置、シリンジ昇降装置、シリンジ駆動装置、及び液面センサー昇降装置を制御する制御装置とを備え、制御装置が、画像処理装置の検出結果に基づき、液面センサー昇降装置を制御して、液面センサーを標線の高さへ移動させ、シリンジ駆動装置を制御して、標線付き容器の上方で、シリンジを連続的に駆動させた後、液面センサーで検出した標線付き容器内の液体の液面が標線の高さと一致したと判定するまで、シリンジの間欠的な微小駆動を繰り返すことを特徴とする。

また、本発明の自動定容方法は、画像取得装置により、可動テーブルに搭載された標線付き容器に設けられた標線の画像を取得して、画像信号を出力し、画像処理装置により、画像取得装置の画像信号を処理し、標線の画像認識を行って、標線の高さを検出し、テーブル駆動装置により、標線付き容器及び液体を入れた液容器を搭載した可動テーブルを駆動して、液容器又は標線付き容器を、ニードルが取り付けられたシリンジの下方へ移動させ、シリンジ昇降装置により、シリンジを鉛直に支持し、シリンジを昇降させて、ニードルを液容器内又は標線付き容器内へ挿入し、シリンジ駆動装置により、シリンジを駆動して、液容器内の液体を吸引させ、吸引させた液体を標線付き容器内へ吐出させ、液面センサー昇降装置により、標線付き容器内の液体の液面を検出する液面センサーを昇降させ、制御装置により、画像処理装置の検出結果に基づき、液面センサー昇降装置を制御して、液面センサーを標線の高さへ移動させ、シリンジ駆動装置を制御して、標線付き容器の上方で、シリンジを連続的に駆動させた後、液面センサーで検出した標線付き容器内の液体の液面が標線の高さと一致したと判定するまで、シリンジの間欠的な微小駆動を繰り返すことを特徴とする。

定容作業に用いられる標線付き容器は、ガラス製であるため、その標線の高さには、製品毎に個体差がある。本発明では、画像取得装置により、標線付き容器に設けられた標線の画像を取得して、画像信号を出力し、画像処理装置により、画像取得装置の画像信号を処理し、標線の画像認識を行って、標線の高さを検出する。そして、制御装置により、画像処理装置の検出結果に基づき、液面センサー昇降装置を制御して、液面センサーを標線の高さへ移動させるので、液面センサーにより標線と標線付き容器内の液体の液面との一致を検出する際の検出精度が向上する。そして、制御装置により、シリンジ駆動装置を制御して、標線付き容器の上方で、シリンジを連続的に駆動させた後、液面センサーで検出した標線付き容器内の液体の液面が標線の高さと一致したと判定するまで、シリンジの間欠的な微小駆動を繰り返すので、液面センサーの検出結果には、従来のような検出信号判定のタイムラグ等の精度悪化の要因が発生せず、液体の液面が精度良く標線と一致し、液体の定容作業が従来よりも高精度に行われる。

さらに、本発明の自動定容装置は、制御装置が、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを所定の吐出量だけ連続的に駆動させた後、シリンジを間欠的に微小駆動させることを特徴とする。

また、本発明の自動定容方法は、制御装置により、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを所定の吐出量だけ連続的に駆動させた後、シリンジを間欠的に微小駆動させることを特徴とする。

制御装置により、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを所定の吐出量だけ連続的に駆動させた後、シリンジを間欠的に微小駆動させるので、標線付き容器が最初は空である場合、あるいは、予め標線付き容器内に検液等の液体が一定の容積で精度良く入れられている場合に、標線付き容器内の液体の液面を容易に所望の高さにした上で、シリンジの間欠的な微小駆動が行われる。

あるいは、本発明の自動定容装置は、制御装置が、画像処理装置の検出結果に基づき、液面センサー昇降装置を制御して、液面センサーを標線より所定の距離だけ下方の位置へ移動させ、液面センサーが、標線付き容器内の液体の液面が標線より所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出するまでは、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを連続的に駆動させ、その後、液面センサー昇降装置を制御して、液面センサーを標線の高さへ移動させてから、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを間欠的に微小駆動させることを特徴とする。

また、本発明の自動定容方法は、制御装置により、画像処理装置の検出結果に基づき、液面センサー昇降装置を制御して、液面センサーを標線より所定の距離だけ下方の位置へ移動させ、液面センサーが、標線付き容器内の液体の液面が標線より所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出するまでは、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを連続的に駆動させ、その後、液面センサー昇降装置を制御して、液面センサーを標線の高さへ移動させてから、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを間欠的に微小駆動させることを特徴とする。

予め標線付き容器内に入れられた検液等の液体の容積が一定でない場合、あるいは、予め標線付き容器内に検体の粉末等が入っている場合は、シリンジを所定の吐出量だけ連続的に駆動しても、標線付き容器内の液体の液面は、所望の高さにならない。画像処理装置の検出結果に基づき、液面センサー昇降装置を制御して、液面センサーを標線より所定の距離だけ下方の位置へ移動させ、液面センサーが、標線付き容器内の液体の液面が標線より所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出するまでは、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを連続的に駆動させるので、予め標線付き容器内に入れられた検液等の液体の容積が一定でない場合、あるいは、予め標線付き容器内に検体の粉末等が入っている場合に、標線付き容器内の液体の液面を所望の高さにした上で、その後、液面センサー昇降装置を制御して、液面センサーを標線の高さへ移動させてから、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジの間欠的な微小駆動が行われる。なお、液面センサーを移動させる代わりに、もう１つ別の液面センサーを、標線より所定の距離だけ下方の位置に配置して、標線付き容器内の液体の液面が標線より所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出してもよい。

上記のいずれにしても、シリンジの間欠的な微小駆動を開始する際の、標線と標線付き容器内の液体の液面との距離を最適化することにより、標線と液体の液面との一致を検出する処理と、シリンジを間欠的に微小駆動させる処理とを繰り返す回数が、少なくなる。

さらに、本発明の自動定容装置は、制御装置が、テーブル駆動装置を制御して可動テーブルを駆動させ、吐出される液体が標線付き容器の内壁に接触するようにニードルの先端部を標線付き容器の内壁に接近させた後、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを間欠的に微小駆動させることを特徴とする。

また、本発明の自動定容方法は、制御装置により、テーブル駆動装置を制御して可動テーブルを駆動させ、吐出される液体が標線付き容器の内壁に接触するようにニードルの先端部を標線付き容器の内壁に接近させた後、シリンジ駆動装置を制御して、前記シリンジを間欠的に微小駆動させることを特徴とする。

制御装置により、テーブル駆動装置を制御して可動テーブルを駆動させ、吐出される液体が標線付き容器の内壁に接触するようにニードルの先端部を標線付き容器の内壁に接近させた後、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを間欠的に微小駆動させるので、一滴分よりもさらに微量の液体を、標線付き容器の内壁を伝って流れ落ちるように吐出させることができる。

さらに、本発明の自動定容装置は、ニードルの先端部が、シリンジ駆動装置がシリンジを連続的に駆動している間、吐出される液体が標線付き容器の内壁にかかるように、標線付き容器の内壁へ向けて曲げて設けられたことを特徴とする。

また、本発明の自動定容方法は、ニードルの先端部を、標線付き容器の内壁へ向けて曲げて設け、シリンジ駆動装置がシリンジを連続的に駆動している間、吐出される液体を標線付き容器の内壁にかけることを特徴とする。

ニードルの先端部を、標線付き容器の内壁へ向けて曲げて設け、シリンジ駆動装置がシリンジを連続的に駆動している間、吐出される液体を標線付き容器の内壁にかけるので、吐出された液体が標線付き容器の内壁を伝って流れ落ち、連続的に吐出された液体が液面に勢いよく当たり液面が泡立つことがない。

さらに、本発明の自動定容装置は、ニードルの先端部が、液面センサーが位置する方向とは異なる方向に向けて曲げて設けられたことを特徴とする。また、本発明の自動定容方法は、ニードルの先端部を、液面センサーが位置する方向とは異なる方向に向けて曲げて設けたことを特徴とする。ニードルの先端部を、液面センサーが位置する方向とは異なる方向に向けて曲げて設けるので、吐出された液体が、液面センサーが位置する方向とは異なる方向の内壁を伝って流れ落ち、液面センサーが内壁を伝って流れ落ちる液体を液面と誤検出することがない。

さらに、本発明の自動定容装置は、シリンジとニードルとの間に、ニードルで吸引した液体を蓄えてシリンジ内への液体の侵入を阻止する蓄液具を備えたことを特徴とする。また、本発明の自動定容方法は、シリンジとニードルとの間に、ニードルで吸引した液体を蓄えてシリンジ内への液体の侵入を阻止する蓄液具を設けたことを特徴とする。シリンジ内への液体の侵入が阻止されて、シリンジ内には空気のみが入るので、液体の種類を変更する際に、シリンジ内を洗浄し、またはシリンジを交換する必要がなくなる。

本発明の自動定容システムは、上記のいずれかの自動定容装置と、標線付き容器内の液体を攪拌する攪拌装置と、標線付き容器を自動定容装置へ搬入し、また、標線付き容器を自動定容装置から搬出して攪拌装置へ搬入する搬送ロボットとを備えたことを特徴とする。液体の定容作業、液体の攪拌作業、及び標線付き容器の搬送作業を自動的に行う、ＨＰＬＣによる分析の前処理に好適なシステムが提供される。

さらに、本発明の自動定容システムは、攪拌装置が、標線付き容器の口を塞いで押圧する押圧部と、押圧部を昇降させる押圧部昇降装置と、押圧部の圧力を検出して作動し、標線付き容器に振動を与えて、標線付き容器内の液体を攪拌する振動装置とを備えたことを特徴とする。押圧部により、標線付き容器の口を塞いで押圧するので、振動装置が、標線付き容器に振動を与えて、標線付き容器内の液体を攪拌するとき、液体の標線付き容器からの漏れが防止される。そして、振動装置が、押圧部の圧力を検出して作動するので、標線付き容器内の液体の攪拌が自動的に迅速に開始される。

さらに、本発明の自動定容システムは、攪拌装置が、振動装置からの振動で標線付き容器内の液体の液面が渦巻いて所定の高さに達したことを検出する液面渦検出センサーを備えたことを特徴とする。液面渦検出センサーにより、標線付き容器内の液体の液面が渦巻いて所定の高さに達したことを検出することで、標線付き容器内の液体の攪拌が十分に行われたことが確認される。

本発明によれば、液体の定容作業を、従来よりも高精度に行うことができる。

さらに、制御装置により、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを所定の吐出量だけ連続的に駆動させた後、シリンジを間欠的に微小駆動させることにより、標線付き容器が最初は空である場合、あるいは、予め標線付き容器内に検液等の液体が一定の容積で精度良く入れられている場合に、標線付き容器内の液体の液面を容易に所望の高さにした上で、シリンジを間欠的に微小駆動させることができる。

あるいは、画像処理装置の検出結果に基づき、液面センサー昇降装置を制御して、液面センサーを標線より所定の距離だけ下方の位置へ移動させ、液面センサーが、標線付き容器内の液体の液面が標線より所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出するまでは、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを連続的に駆動させることにより、予め標線付き容器内に入れられた検液等の液体の容積が一定でない場合、あるいは、予め標線付き容器内に検体の粉末等が入っている場合に、標線付き容器内の液体の液面を所望の高さにした上で、その後、液面センサー昇降装置を制御して、液面センサーを標線の高さへ移動させてから、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを間欠的に微小駆動させることができる。なお、液面センサーを移動させる代わりに、もう１つ別の液面センサーを、標線より所定の距離だけ下方の位置に配置して、標線付き容器内の液体の液面が標線より所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出してもよい。

いずれにしても、シリンジの間欠的な微小駆動を開始する際の、標線と標線付き容器内の液体の液面との距離を最適化することにより、標線と液体の液面との一致を検出する処理と、シリンジを間欠的に微小駆動させる処理とを繰り返す回数を、少なくすることができる。

さらに、制御装置により、テーブル駆動装置を制御して可動テーブルを駆動させ、吐出される液体が標線付き容器の内壁に接触するようにニードルの先端部を標線付き容器の内壁に接近させた後、シリンジ駆動装置を制御して、シリンジを間欠的に微小駆動させることにより、一滴分よりもさらに微量の液体を、標線付き容器の内壁を伝って流れ落ちるように吐出させることができる。

さらに、ニードルの先端部を、標線付き容器の内壁へ向けて曲げて設け、シリンジ駆動装置がシリンジを連続的に駆動している間、吐出される液体を標線付き容器の内壁にかけることにより、吐出された液体が標線付き容器の内壁を伝って流れ落ち、液体の液面の泡立ちを防止することができる。

さらに、ニードルの先端部を、液面センサーが位置する方向とは異なる方向に向けて曲げて設けることにより、吐出された液体が、液面センサーが位置する方向とは異なる方向の内壁を伝って流れ落ち、液面センサーが内壁を伝って流れ落ちる液体を液面と誤検出するのを防止することができる。

さらに、シリンジとニードルとの間に、ニードルで吸引した液体を蓄えてシリンジ内への液体の侵入を阻止する蓄液具を設けることにより、シリンジ内への液体の侵入が阻止されて、シリンジ内には空気のみが入るので、液体の種類を変更する際に、シリンジ内を洗浄し、またはシリンジを交換する手間を省くことができる。

さらに、本発明の自動定容システムによれば、液体の定容作業、液体の攪拌作業、及び標線付き容器の搬送作業を自動的に行う、ＨＰＬＣによる分析の前処理に好適なシステムを提供することができる。

さらに、本発明の自動定容システムによれば、攪拌装置の押圧部により、標線付き容器の口を塞いで押圧することにより、攪拌装置の振動装置が、標線付き容器に振動を与えて、標線付き容器内の液体を攪拌するとき、液体の標線付き容器からの漏れを防止することができる。そして、振動装置が、押圧部の圧力を検出して作動することにより、標線付き容器内の液体の攪拌を自動的に迅速に開始することができる。

さらに、本発明の自動定容システムによれば、攪拌装置の液面渦検出センサーにより、標線付き容器内の液体の液面が渦巻いて所定の高さに達したことを検出することにより、標線付き容器内の液体の攪拌が十分に行われたことを確認することができる。

本発明の一実施の形態による自動定容装置の概略構成を示す図である。 液容器をシリンジの真下へ移動した状態を示す図である。 搬送ロボット及び本実施の形態の自動定容装置による定容作業の一例を示すフローチャートである。 ニードルの先端部が下降前の退避位置にある状態を示す図である。 ニードルの先端部が液体の液面下にある状態を示す図である。 ニードルの先端部が下降前の退避位置にある状態を示す図である。 ニードルの先端部が吐出位置にある状態を示す図である。 ニードルの先端部から液体を吐出している状態を示す図である。 メスフラスコ内の液体の液面が標線に接近した状態を示す図である。 液体の吐出作業の他の例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態による自動定容システムの概略構成を示す図である。 攪拌装置の概略構成を示す図である。 押圧部がメスフラスコの口を塞いで押圧している状態を示す図である。 本発明の一実施の形態による自動定容システムを用いた、ＨＰＬＣによる分析の前処理の一例を示すフローチャートである。 蓄液具を装着したシリンジの一例を示す図である。

［実施の形態］
＜自動定容装置の構成＞
以下、標線付き容器として、メスフラスコを例にして説明するが、標線付き容器は、メスフラスコに限らず、メスシリンダ、メートルグラス、三角フラスコ、ビーカーなどの標線の付いた液体用の容器であればよい。図１は、本発明の一実施の形態による自動定容装置の概略構成を示す図である。自動定容装置１００は、回転テーブル１０、液容器支持台１１、メスフラスコ支持台１２、回転テーブル駆動装置１３、シリンジ（注射筒）２０、ニードル（注射針）２１、シリンジ昇降装置２２、シリンジ駆動装置２３、液面センサー２４．液面センサー昇降装置２５、カメラ３０、画像処理装置４０、及び制御装置５０を含んで構成されている。これらの内、少なくとも、回転テーブル１０、液容器支持台１１、メスフラスコ支持台１２、回転テーブル駆動装置１３、シリンジ２０、ニードル２１、シリンジ昇降装置２２、シリンジ駆動装置２３、液面センサー２４．及び液面センサー昇降装置２５は、収容庫１００ａ内に収容されている。画像処理装置４０及び制御装置５０は、収容庫１００ａ外に配置してもよい。また、本実施の形態では、カメラ３０は、本体が収容庫１００ａ外に設けられた搬送ロボット１４０のロボットアーム１４１に取り付けられており、ロボットアーム１４１の動きに応じて、収容庫１００ａを出入りする。収容庫１００ａには、搬送ロボット１４０のロボットアーム１４１によりメスフラスコ２を搬入及び搬出するための、開口１００ｂが設けられている。

回転テーブル１０の上面には、液容器１を支持する液容器支持台１１と、メスフラスコ２を支持するメスフラスコ支持台１２とが設けられている。液容器１には、定容作業前の液体３が入れられている。メスフラスコ２には、定容作業を行う液体が入れられる。回転テーブル１０は、液容器１及びメスフラスコ２を搭載して、鉛直方向の回転軸を中心に回転する。

なお、本実施の形態では、液容器１としてビーカーが使用されているが、定容作業前の液体を入れた液容器は、これに限るものではない。また、本実施の形態では、液容器支持台１１が１つだけ設けられているが、複数の液容器支持台１１を設けてもよい。また、複数のメスフラスコ支持台１２を設けてもよい。

液体３が入った液容器１は、人手で、あるいは、搬送ロボット１４０又は別途設けた搬送装置により、液容器支持台１１へ搬入されて、液容器支持台１１に取り付けられる。なお、空の液容器１を搬入して、図示しないポンプ等を有する供給装置により、液体３を空の液容器１内へ供給してもよい。

メスフラスコ２は、搬送ロボット１４０により、メスフラスコ支持台１２へ搬入されて、メスフラスコ支持台１２に取り付けられ、また、メスフラスコ支持台１２から回収されて搬出される。メスフラスコ２には、標線２ａが設けられている。本実施の形態では、メスフラスコ２に入れられた液体の液面が標線２と一致したときの、メスフラスコ２の容量を、一例として、５０ミリリットル又は１００ミリリットとする。液容器支持台１１及びメスフラスコ支持台１２の上面には、それぞれ、液容器１又はメスフラスコ２の底部を支持して固定するための、破線で示す凹部が設けられている。

回転テーブル１０の上方には、シリンジ２０が、シリンジ昇降装置２２により鉛直に支持されている。シリンジ２０の内部には、可動式のプランジャ（押子）２０ａが挿入されており、シリンジ２０の下部にはニードル２１が取り付けられている。回転テーブル駆動装置１３は、回転テーブル１０を駆動して、液容器１又はメスフラスコ２を、シリンジ２０の真下へ移動する。図１は、メスフラスコ２をシリンジ２０の真下へ移動した状態を示している。また、図２は、液容器１をシリンジ２０の真下へ移動した状態を示す図である。なお、液容器１及びメスフラスコ２のシリンジ２０の真下への移動は、回転テーブル１０に限らず、前後又は左右に平行移動するテーブル等により行ってもよい。また、本実施の形態では、シリンジ２０が１つだけ設けられているが、複数のシリンジ２０を設けてもよい。

シリンジ昇降装置２２は、上下に移動するスライダ２２ａに取り付けられたシリンジ支持部２２ｂでシリンジ２０を鉛直に支持しながら、シリンジ２０を下降させて、ニードル２１を液容器１内又はメスフラスコ２内へ挿入し、また、シリンジ２０を上昇させて、ニードル２１を液容器１又はメスフラスコ２の上空の退避位置へ退避させる。シリンジ駆動装置２３は、シリンジ２０内のプランジャ２０ａを、スライダ２３ａで上下に移動することにより、シリンジ２０を駆動して、液容器１内の液体３を、ニードル２１を通して吸引させ、また、吸引させた液体を、ニードル２１からメスフラスコ２内へ吐出させる。シリンジ昇降装置２２及びシリンジ駆動装置２３は、例えば、サーボモータによりボールねじを駆動し、ボールねじの可動部に取り付けられたスライダを、リニアガイドに沿って移動させる、電動シリンダ等で構成されている。

液面センサー２４は、光学式のセンサーであって、レーザー光照射部２４ａと、レーザー光受光部２４ｂとから構成されている。レーザー光照射部２４ａは、レーザー光をスリットを通してメスフラスコ２へ照射する。レーザー光受光部２４ｂは、レーザー光照射部２４ａから照射されて、メスフラスコ２を透過したレーザー光を、スリットを通して受光する。そして、レーザー光受光部２４ｂは、受光するレーザー光がメスフラスコ２内の液体により遮光されることで液体の液面を検出して、検出信号を出力する。液面センサー昇降装置２５は、液面センサー２４を下降させて、液面センサー２４を、メスフラスコ２に設けられた標線２ａの高さへ移動し、あるいは、標線２ａより所定の距離だけ下方の位置へ移動し、また、液面センサー２４を上昇させて、液面センサー２４を、退避位置に退避させる。図１及び図２は、液面センサー２４が退避位置にある状態を示している。液面センサー昇降装置２５は、例えば、上述の電動シリンダ等で構成されている。

カメラ３０は、メスフラスコ２に設けられた標線２ａの画像を取得して、画像信号を出力する。カメラ３０は、例えば、ＣＣＤイメージセンサーを有する２次元カメラ等で構成されている。なお、本実施の形態では、カメラ３０は、搬送ロボット１４０のロボットアーム１４１に取り付けられ、ロボットアーム１４１により上下に移動される。しかしながら、カメラ３０をロボットアーム１４１に取り付ける代わりに、別途、カメラ３０を上下に移動する移動機構を収容庫１００ａ内に設けてもよい。

画像処理装置４０は、カメラ３０の画像信号を処理し、標線２ａの画像認識を行って、標線２ａの高さを検出する。制御装置５０は、テーブル駆動装置１３、シリンジ昇降装置２２、シリンジ駆動装置２３、及び液面センサー昇降装置２５の制御を行う。このとき、制御装置５０は、画像処理装置４０の検出結果に基づいて、後述するように、液面センサー昇降装置２５を制御し、液面センサー２４の検出結果に基づいて、後述するように、シリンジ駆動装置２３を制御する。

＜自動定容装置の動作＞
図３は、搬送ロボット及び本実施の形態の自動定容装置による定容作業の一例を示すフローチャートである。図３では、定容作業を行う前の液体３が入った液容器１が、液容器支持台１１へ搬入されて、液容器支持台１１に取り付けられた後の処理が示されている。

（１．メスフラスコの搬入作業）
まず、回転テーブル駆動装置１３が、制御装置５０の制御により、回転テーブル１０を駆動して、メスフラスコ支持台１２を、メスフラスコ２を搬入及び搬出する際の搬送位置へ移動する（ステップ１０１）。搬送位置は、図１に示したメスフラスコ２がシリンジ２０の真下にある状態から、数十度～１８０度の範囲内で、回転テーブル１０を回転させた位置とする。続いて、搬送ロボット１４０が、ロボットアーム１４１を用いて、メスフラスコ２を、搬送位置にあるメスフラスコ支持台１２へ搬入して、メスフラスコ支持台１２に取り付ける（ステップ１０２）。

次に、カメラ３０が、メスフラスコ２の標線２ａの画像を取得して、画像信号を出力し、画像処理装置４０が、カメラ３０の画像信号を処理し、メスフラスコ２の標線２ａの画像認識を行って、標線２ａの高さを検出する（ステップ１０３）。本実施の形態では、カメラ３０が、メスフラスコ２を搬入した搬送ロボット１４０のロボットアーム１４１に取り付けられており、ステップ１０３の処理が遅滞なく行われる。なお、同じ容量の複数のメスフラスコ２を用いて定容作業を繰り返し行う場合も、ガラス製のメスフラスコ２では、製品毎に標線２ａの高さに個体差があるため、異なるメスフラスコ２を使用する度にこの処理が必要である。

（２．液体の吸引作業）
次に、回転テーブル駆動装置１３が、制御装置５０の制御により、回転テーブル１０を駆動して、図２に示すように、液容器１をシリンジ２０の真下へ移動する（ステップ１０４）。続いて、シリンジ昇降装置２２が、制御装置５０の制御により、シリンジ２０を下降させて、ニードル２１を液容器１内へ挿入し、ニードル２１の先端部が、液容器１内の液体３の液面下に来るようにする（ステップ１０５）。図４は、ニードル２１の先端部２１ａが下降前の退避位置にある状態を示す図である。また、図５は、ニードル２１の先端部２１ａが液体３の液面３ａ下にある状態を示す図である。

図３において、次に、シリンジ駆動装置２３が、制御装置５０の制御により、シリンジ２０を駆動して、液容器１内の液体３を、ニードル２１を通して吸引する（ステップ１０６）。液体の吸引が終了すると、シリンジ昇降装置２２が、制御装置５０の制御により、シリンジ２０を上昇させて、図４に示すように、ニードル２１の先端部２１ａを退避位置に置く（ステップ１０７）。

（３．液体の吐出作業）
図３において、次に、回転テーブル駆動装置１３が、制御装置５０の制御により、回転テーブル１０を駆動して、図１に示すように、メスフラスコ２をシリンジ２０の真下へ移動する（ステップ１０８）。続いて、液面センサー昇降装置２５が、制御装置５０の制御により、ステップ１０３で検出されたメスフラスコ２の標線２ａの高さに基づき、液面センサー２４を、退避位置から下降させて、メスフラスコ２の標線２ａの高さへ移動する（ステップ１０９）。

次に、シリンジ昇降装置２２が、制御装置５０の制御により、シリンジ２０を下降させて、ニードル２１をメスフラスコ２内へ挿入し、ニードル２１の先端部２１ａが、液体を吐出する際の吐出位置へ来るようにする（ステップ１１０）。図６は、ニードル２１の先端部２１ａが下降前の退避位置にある状態を示す図である。また、図７は、ニードル２１の先端部２１ａが吐出位置にある状態を示す図である。図７において、ニードル２１の先端部２１ａの吐出位置は、ニードル２１がメスフラスコ２内へ吐出する液体に浸からないよう、標線２ａより上側に設定されている。

図３において、次に、制御装置５０は、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０を、プランジャ２０ａの移動量が所定値となるまで、連続的に駆動させる。この制御により、シリンジ駆動装置２３が、シリンジ２０を所定の吐出量だけ連続的に駆動して、吸引した液体を、ニードル２１からメスフラスコ２内へ連続的に吐出させる（ステップ１１１）。制御装置５０は、メスフラスコ２内の液体が、メスフラスコ２の容量よりも所望の量だけ少ない容積となるように、シリンジ駆動装置２３によるプランジャ２０ａの移動量を決定する。シリンジ２０を所定の吐出量だけ連続的に駆動させた後、制御装置５０は、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０の駆動を停止させる。

図８は、ニードル２１の先端部２１ａから液体を吐出している状態を示す図である。図８において、ニードル２１の先端部２１ａは、シリンジ駆動装置２３がシリンジ２０を連続的に駆動している間、吐出される液体３がメスフラスコ２の内壁２ｂにかかるように、メスフラスコ２の内壁２ｂへ向けて曲げて設けられている。これにより、吐出された液体３がメスフラスコ２の内壁２ｂを伝って流れ落ち、連続的に吐出された液体３が液面３ａに勢いよく当たり液面３ａが泡立つことがない。

さらに、ニードル２１の先端部２１ａは、液面センサー２４が位置する方向とは異なる方向に向けて曲げて設けられている。これにより、吐出された液体が、液面センサー２４が位置する方向とは異なる方向の内壁を伝って流れ落ち、液面センサー２４が内壁を伝って流れ落ちる液体を液面と誤検出することがない。

図９は、メスフラスコ２内の液体３の液面３ａが標線２ａに接近した状態を示す図である。メスフラスコ２が最初は空である場合、あるいは、予めメスフラスコ２内に検液等の液体が一定の容積で精度良く入れられている場合、図３のステップ１１１の処理により、メスフラスコ２内の液体３の液面３ａは、標線２ａより所定の距離だけ下方の位置に達する。所定の距離が、例えば１０ｍｍ程度となるように、ステップ１１１で駆動するシリンジ２０のプランジャ２０ａの移動量が設定される。

図３において、次に、制御装置５０は、液面センサー２４の検出信号から、標線２ａとメスフラスコ２内の液体３の液面３ａが一致したか否かを判断する（ステップ１１２）。ステップ１１２において、標線２ａと液体３の液面３ａが一致していないと判断した場合、制御装置５０は、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０を間欠的に微小駆動させる。この制御により、シリンジ駆動装置２３が、シリンジ２０を間欠的に微小駆動して、吸引した液体を、ニードル２１からメスフラスコ２内へ一滴分ずつ微量で吐出させる（ステップ１１３）。このとき、高い精度が要求される場合、制御装置５０は、回転テーブル駆動装置１３を制御して回転テーブル１０を微小回転させ、吐出される液体がメスフラスコ２の内壁２ｂに接触するようにニードル２１の先端部２１ａをメスフラスコ２の内壁２ｂに接近させた後、シリンジ駆動装置２３を制御して、一滴分よりもさらに微量の液体を、メスフラスコ２の内壁２ｂを伝って流れ落ちるように吐出させる。そして、ステップ１１２へ戻り、制御装置５０は、液面センサー２４の検出信号から、標線２ａとメスフラスコ２内の液体３の液面３ａが一致したか否かを判断する（ステップ１１２）。ステップ１１２において、標線２ａと液体３の液面３ａが一致していないと判断した場合、ステップ１１２の処理とステップ１１３の処理とが、繰り返し行われる。

制御装置５０により、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０を所定の吐出量だけ連続的に駆動させた（ステップ１１１）後、シリンジ２０を間欠的に微小駆動させる（ステップ１１３）ので、メスフラスコ２が最初は空である場合、あるいは、予めメスフラスコ２内に検液等の液体が一定の容積で精度良く入れられている場合に、メスフラスコ２内の液体３の液面３ａを容易に所望の高さにした上で、シリンジ２０の間欠的な微小駆動が行われる。

ステップ１１２において、標線２ａとメスフラスコ２内の液体３の液面３ａが一致したと判断した場合、制御装置５０は、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０の微小駆動を停止させる。そして、以降ニードル２１の先端部から液体が落下するのを防止するため、シリンジ２０を駆動してニードル２１先端に空気を吸引する（ステップ１１４）。シリンジ２０の駆動を停止した後の液体の落下は、液体の粘度の応じて起きる場合と起きない場合とがあり、粘度の高い液体で液体の過落下が起きない場合、ステップ１１４の処理は、必要ない。

（３’．液体の吐出作業の他の例）
図１０は、液体の吐出作業の他の例を示すフローチャートである。本例は、図３において破線で囲われた液体の吐出作業の処理を、図１０に示す処理に置き換えたものである。図１０において、図３の処理と同一の処理には、同じステップ番号が付されている。

図１０において、まず、回転テーブル駆動装置１３が、制御装置５０の制御により、回転テーブル１０を駆動して、図１に示すように、メスフラスコ２をシリンジ２０の真下へ移動する（ステップ１０８）。続いて、液面センサー昇降装置２５が、制御装置５０の制御により、ステップ１０３で検出されたメスフラスコ２の標線２ａの高さに基づき、液面センサー２４を、退避位置から下降させて、メスフラスコ２の標線２ａより所定の距離だけ下方の位置へ移動する（ステップ２０１）。所定の距離は、例えば１０ｍｍ程度とする。次に、シリンジ昇降装置２２が、制御装置５０の制御により、シリンジ２０を下降させて、ニードル２１をメスフラスコ２内へ挿入し、ニードル２１の先端部２１ａが、液体を吐出する際の吐出位置へ来るようにする（ステップ１１０）。

次に、制御装置５０は、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０を連続的に駆動させる。この制御により、シリンジ駆動装置２３が、シリンジ２０を連続的に駆動して、吸引した液体を、ニードル２１からメスフラスコ２内へ連続的に吐出させる（ステップ２０２）。そして、メスフラスコ２内の液体３の液面３ａが、標線２ａより所定の距離だけ下方の位置に達すると、液面センサー２４が、液体３の液面３ａが標線２ａより所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出する。制御装置５０は、液面センサー２４の検出信号から、液面センサー２４が、液体３の液面３ａが標線２ａより所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出したか否かを判断する（ステップ２０３）。ステップ２０３において、液面センサー２４が、液体３の液面３ａが標線２ａより所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出していないと判断した場合、ステップ２０２へ戻る。

ステップ２０３において、液面センサー２４が、液体３の液面３ａが標線２ａより所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出したと判断した場合、制御装置５０は、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０の駆動を停止させる。この制御により、シリンジ駆動装置２３が、シリンジ２０の駆動を停止する（ステップ２０４）。以上の処理により、メスフラスコ２内の液体３の液面３ａが、メスフラスコ２の標線２ａより所定の距離だけ下方の位置となる。続いて、液面センサー昇降装置２５が、制御装置５０の制御により、ステップ１０３で検出されたメスフラスコ２の標線２ａの高さに基づき、液面センサー２４を、メスフラスコ２の標線２ａより所定の距離だけ下方の位置から上昇させて、メスフラスコ２の標線２ａの高さへ移動する（ステップ２０５）。これ以降の処理は、図３に示した吐出作業の処理と同じである。

予めメスフラスコ２内に入れられた検液等の液体の容積が一定でない場合、あるいは、予めメスフラスコ２内に検体の粉末等が入っている場合は、図３のステップ１１１でシリンジ２０を所定の吐出量だけ連続的に駆動しても、メスフラスコ２内の液体３の液面３ａは、所望の高さにならない。それに対し、図１０に示した処理では、画像処理装置４０の検出結果に基づき、液面センサー昇降装置２５を制御して、液面センサー２４を標線２ａより所定の距離だけ下方の位置へ移動させ（ステップ２０１）、液面センサー２４が、メスフラスコ２内の液体３の液面３ａが標線２ａより所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出する（ステップ２０３）までは、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０を連続的に駆動させる（ステップ２０２）ので、予めメスフラスコ２内に入れられた検液等の液体の容積が一定でない場合、あるいは、予めメスフラスコ２内に検体の粉末等が入っている場合に、メスフラスコ２内の液体３の液面３ａを所望の高さにした上で、その後、液面センサー昇降装置２５を制御して、液面センサー２４を標線２ａの高さへ移動させて（ステップ２０５）から、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０の間欠的な微小駆動（ステップ１１３）が行われる。なお、液面センサー２４を移動させる代わりに、もう１つ別の液面センサーを、標線２ａより所定の距離だけ下方の位置に配置して、メスフラスコ２内の液体３の液面３ａが標線２ａより所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出してもよい。

図３に示した処理又は図１０に示した処理のいずれにしても、シリンジ２０の間欠的な微小駆動を開始する際の、標線２ａとメスフラスコ２内の液体３の液面３ａとの距離を最適化することにより、標線２ａと液体３の液面３ａとの一致を検出する処理（ステップ１１２）と、シリンジ２０を間欠的に微小駆動させる処理（ステップ１１３）とを繰り返す回数を、少なくすることができる。

（４．メスフラスコの搬出作業）
図３において、次に、シリンジ昇降装置２２が、制御装置５０の制御により、シリンジ２０を上昇させて、図６に示すように、ニードル２１の先端部２１ａを退避位置に置く（ステップ１１５）。続いて、液面センサー昇降装置２５が、制御装置５０の制御により、液面センサー２４を上昇させて、液面センサー２４を退避位置に置く（ステップ１１６）。なお、ステップ１１５の処理とステップ１１６の処理とは、並行して行ってもよい。次に、回転テーブル駆動装置１３が、制御装置５０の制御により、回転テーブル１０を駆動して、メスフラスコ支持台１２を搬送位置へ移動する（ステップ１１７）。そして、搬送ロボット１４０が、ロボットアーム１４１を用いて、メスフラスコ２を、搬送位置にあるメスフラスコ支持台１２から回収して搬出する（ステップ１１８）。
以上により、一回の定容作業が終了し、必要に応じて、以上説明した定容作業が繰り返し行われる。

＜自動定容システムの構成＞
図１１は、本発明の一実施の形態による自動定容システムの概略構成を示す図である。本実施の形態の自動定容システムは、自動定容装置１００、攪拌装置１２０、密封装置１３０、及び搬送ロボット１４０を含んで構成されている。なお、図１１の自動定容装置１００では、回転テーブル１０のみが図示されており、シリンジ２０等の他の装置の図示が省略されている。同様に、図１１の攪拌装置１２０では、後述する振動装置６０のみが図示されており、後述する押圧部７０等の他の装置の図示が省略されている。

まず、搬送ロボット１４０は、左側の手前に並べられている複数のメスフラスコ２の内の１つを、自動定容装置１００へ搬入する。自動定容装置１００は、搬入されたメスフラスコ２を用いて、上述した液体の定容作業を行う。自動定容装置１００による液体の定容作業が終了すると、搬送ロボット１４０は、メスフラスコ２を、自動定容装置１００から搬出して、攪拌装置１２０へ搬入する。攪拌装置１２０は、後述するようにして、メスフラスコ２内の液体を攪拌する。

攪拌装置１２０による攪拌作業が終了すると、搬送ロボット１４０は、メスフラスコ２を、攪拌装置１２０から搬出して、メスフラスコ２内の液体を、右側の手前に並べられている複数のビーカー４の内の１つに移し替える。そして、搬送ロボット１４０は、図示しないピペット等の器具を用いて、ビーカー４内の液体を、一定の容積だけ、密封装置１３０の手前に並べられている複数のバイアル瓶５の内の１つへ注入する。搬送ロボット１４０は、事前にプログラムされた回数だけ、液体のバイアル瓶５への注入作業を繰り返す。密封装置１３０は、蓋閉め機１３１により、液体が注入されたバイアル瓶５に蓋６を取り付けて、蓋６を閉め、バイアル瓶５を密封する。

本実施の形態の自動定容システムにより、メスフラスコ２の搬送作業、液体の定容作業、液体の攪拌作業、液体のバイアル瓶５への注入作業、及び液体が注入されたバイアル瓶５の密封作業を自動的に行う、ＨＰＬＣによる分析の前処理に好適なシステムが提供される。

図１２は、攪拌装置の概略構成を示す図である。攪拌装置１２０は、振動装置６０、支柱６１、押圧部７０、押圧ゴム７１、押圧部昇降装置７２、及び液面渦検出センサー８０を含んで構成されている。

振動装置６０の上面の振動テーブル６０ａには、複数の支柱６１が設けられており、搬送ロボット１４０は、搬入してきたメスフラスコ２を、これらの複数の支柱６１の間に取り付ける。振動装置６０の上空には、押圧部７０が、押圧部昇降装置７２により支持されている。押圧部７０には、メスフラスコ２の口を塞いで押圧するための押圧ゴム７１が設けられている。押圧部７０は、押圧部昇降装置７２のスライダ７２ａに取り付けられており、押圧部昇降装置７２がスライダ７２ａを下降させることにより、押圧部７０の押圧ゴム７１が、メスフラスコ２の口を塞いで押圧する。押圧部昇降装置７２は、例えば、上述の電動シリンダ等で構成されている。

図１３は、押圧部７０がメスフラスコ２の口を塞いで押圧している状態を示す図である。押圧部７０がメスフラスコ２の口を塞いで押圧すると、振動装置６０は、押圧部７０の圧力を検出して作動し、振動テーブル６０ａによりメスフラスコ２に振動を与えて、メスフラスコ２内の液体を攪拌する。

押圧部７０により、メスフラスコ２の口を塞いで押圧するので、振動装置６０が、メスフラスコ２に振動を与えて、メスフラスコ２内の液体を攪拌するとき、液体のメスフラスコ２からの漏れが防止される。そして、振動装置６０が、押圧部７０の圧力を検出して作動するので、メスフラスコ２内の液体の攪拌が自動的に迅速に開始される。

押圧部７０には、液面渦検出センサー８０が取り付けられている。押圧部昇降装置７２の駆動により押圧部７０がメスフラスコ２の口を塞いだとき、液面渦検出センサー８０がメスフラスコ２の標線２ａより所定の距離だけ高い位置に来るように、液面渦検出センサー８０の押圧部７０への取り付け高さが設定されている。振動装置６０が、メスフラスコ２に振動を与えて、メスフラスコ２内の液体を攪拌すると、メスフラスコ２内の液体の液面が渦巻いて、液体の液面が標線２ａの高さよりも高い位置に来る。液面渦検出センサー８０は、メスフラスコ２内の液体の液面が渦巻いて所定の高さに達したことを検出する。

液面渦検出センサー８０により、メスフラスコ２内の液体の液面が渦巻いて所定の高さに達したことを検出することで、メスフラスコ２内の液体の攪拌が十分に行われたことが確認される。

＜ＨＰＬＣによる分析の前処理の一例＞
図１４は、本発明の一実施の形態による自動定容システムを用いた、ＨＰＬＣによる分析の前処理の一例を示すフローチャートである。ＨＰＬＣによる分析では、移動相（溶離液）としての希釈液に、水や、水に各種の塩類を溶かした水溶液や、メタノール、アセトニトリル、ヘキサン等の有機溶媒等が用いられる。

図１４において、まず、図１１の搬送ロボット１４０が、ピペット等の器具を用いて、分析対象の検液を所定量だけメスフラスコ２に分注する（ステップ３０１）。次に、図１１の自動定容装置１００が、メスフラスコ２内の検液を、希釈液である液体３により薄める定容作業を行う（ステップ３０２）。続いて、図１１の攪拌装置１２０が、メスフラスコ２内の希釈した検液を攪拌する（ステップ３０３）。次に、搬送ロボット１４０が、希釈して攪拌した検液を、メスフラスコ２からビーカー４へ移し替え、ビーカー４内の検液をバイアル瓶５へ注入する（ステップ３０４）。そして、図１１の密封装置１３０が、バイアル瓶５に蓋６を取り付けて、蓋６を閉め、バイアル瓶５を密封する（ステップ３０５）。以上の前処理を行った後、バイアル瓶５内の検液に対して、ＨＰＬＣによる分析が行われる。

なお、図１４を用いて説明した例は、ＨＰＬＣによる分析の前処理の一例であるが、本発明の自動定容装置及び自動定容方法、並びに自動定容システムは、これに限らず、各種の液体の定容作業に適用することができる。また、所望の容量のメスフラスコを用い、メスフラスコ支持台１２を、メスフラスコの大きさに応じて交換することにより、所望の容積で液体の定容作業を行うことができる。

＜蓄液具のシリンジへの装着＞
図１５は、蓄液具を装着したシリンジの一例を示す図である。本例では、シリンジ２０とニードル２１との間に、蓄液具２０ａが装着されている。蓄液具２０ａは、ニードル２１で吸引した液体を蓄えて、シリンジ２０内への液体の侵入を阻止する役割を果たす。本例の蓄液具２０ａが装着されたシリンジ２０を、図１又は図２に示したシリンジ２０の代わりに使用すると、蓄液具２０ａによりシリンジ２０内への液体の侵入が阻止されて、シリンジ２０内には空気のみが入るので、液体の種類を変更する際に、シリンジ２０内を洗浄し、またはシリンジ２０を交換する必要がなくなる。蓄液具２０ａは、吸引する液体の種類が変更されるときに交換すればよく、同じ種類の液体を１回吸引する度に交換する必要はない。

［実施の形態の効果］
以上説明した実施の形態によれば、次の効果を奏する。
（１）液体３の定容作業を、従来よりも高精度に行うことができる。

（２）さらに、制御装置５０により、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０を所定の吐出量だけ連続的に駆動させた後、シリンジ２０を間欠的に微小駆動させることにより、メスフラスコ２が最初は空である場合、あるいは、予めメスフラスコ２内に検液等の液体が一定の容積で精度良く入れられている場合に、メスフラスコ２内の液体３の液面３ａを容易に所望の高さにした上で、シリンジ２０を間欠的に微小駆動させることができる。

（２’）あるいは、画像処理装置４０の検出結果に基づき、液面センサー昇降装置２５を制御して、液面センサー２４を標線２ａより所定の距離だけ下方の位置へ移動させ、液面センサー２４が、メスフラスコ２内の液体３の液面３ａが標線２ａより所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出するまでは、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０を連続的に駆動させることにより、予めメスフラスコ２内に入れられた検液等の液体の容積が一定でない場合、あるいは、予めメスフラスコ２内に検体の粉末等が入っている場合に、メスフラスコ２内の液体３の液面３ａを所望の高さにした上で、その後、液面センサー昇降装置２５を制御して、液面センサー２４を標線の高さへ移動させてから、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０を間欠的に微小駆動させることができる。

上記（２）又は（２’）のいずれにしても、シリンジ２０の間欠的な微小駆動を開始する際の、標線２ａとメスフラスコ２内の液体３の液面３ａとの距離を最適化することにより、標線２ａと液体３の液面３ａとの一致を検出する処理（ステップ１１２）と、シリンジ２０を間欠的に微小駆動させる処理（ステップ１１３）とを繰り返す回数を、少なくすることができる。

（３）さらに、制御装置５０により、テーブル駆動装置１３を制御して可動テーブル１０を駆動させ、吐出される液体がメスフラスコ２の内壁２ｂに接触するようにニードル２１の先端部２１ａをメスフラスコ２の内壁２ｂに接近させた後、シリンジ駆動装置２３を制御して、シリンジ２０を間欠的に微小駆動させることにより、一滴分よりもさらに微量の液体を、メスフラスコ２の内壁２ｂを伝って流れ落ちるように吐出させることができる。

（４）さらに、ニードル２１の先端部２１ａを、メスフラスコ２の内壁２ｂへ向けて曲げて設け、シリンジ駆動装置２３がシリンジ２０を連続的に駆動している間、吐出される液体３をメスフラスコ２の内壁２ｂにかけることにより、吐出された液体３がメスフラスコ２の内壁２ｂを伝って流れ落ち、液体３の液面３ａの泡立ちを防止することができる。

（５）さらに、ニードル２１の先端部２１ａを、液面センサー２４が位置する方向とは異なる方向に向けて曲げて設けることにより、吐出された液体が、液面センサー２４が位置する方向とは異なる方向の内壁を伝って流れ落ち、液面センサー２４が内壁２ｂを伝って流れ落ちる液体を液面と誤検出するのを防止することができる。

（６）さらに、シリンジ２０とニードル２１との間に、ニードル２１で吸引した液体を蓄えてシリンジ２０内への液体の侵入を阻止する蓄液具を設けることにより、シリンジ２０内への液体の侵入が阻止されて、シリンジ２０内には空気のみが入るので、液体の種類を変更する際に、シリンジ２０内を洗浄し、またはシリンジ２０を交換する手間を省くことができる。

（７）さらに、本実施の形態の自動定容システムによれば、メスフラスコ２の搬送作業、液体の定容作業、液体の攪拌作業、液体のバイアル瓶５への注入作業、及び液体が注入されたバイアル瓶５の密封作業を自動的に行う、ＨＰＬＣによる分析の前処理に好適なシステムを提供することができる。

（８）さらに、本実施の形態の自動定容システムによれば、攪拌装置１２０の押圧部７０により、メスフラスコ２の口を塞いで押圧することにより、攪拌装置１２０の振動装置６０が、メスフラスコ２に振動を与えて、メスフラスコ２内の液体を攪拌するとき、液体のメスフラスコ２からの漏れを防止することができる。そして、振動装置６０が、押圧部７０の圧力を検出して作動することにより、メスフラスコ２内の液体の攪拌を自動的に迅速に開始することができる。

（９）さらに、本実施の形態の自動定容システムによれば、攪拌装置１２０の液面渦検出センサー８０により、メスフラスコ２内の液体の液面が渦巻いて所定の高さに達したことを検出することにより、メスフラスコ２内の液体の攪拌が十分に行われたことを確認することができる。

１ 液容器（ビーカー）
２ （メスフラスコ）
２ａ 標線
２ｂ 内壁
３ 液体
３ａ 液面
４ ビーカー
５ バイアル瓶
６ 蓋
１０ 回転テーブル
１１ 液容器支持台
１２ メスフラスコ支持台
１３ 回転テーブル駆動装置
２０ シリンジ
２０ａ 蓄液具
２１ ニードル
２１ａ 先端部
２２ シリンジ昇降装置
２３ シリンジ駆動装置
２４ 液面センサー
２４ａ レーザー光照射部
２４ｂ レーザー光受光部
２５ 液面センサー昇降装置
３０ カメラ
４０ 画像処理装置
５０ 制御装置
６０ 振動装置
６１ 支柱
７０ 押圧部
７１ 押圧ゴム
７２ 押圧部昇降装置
８０ 液面渦検出センサー
１００ 自動定容装置
１００ａ 収容庫
１００ｂ 開口
１２０ 攪拌装置
１３０ 密封装置
１４０ 搬送ロボット
１４１ ロボットアーム

Claims (17)

1. 標線付き容器及び液体を入れた液容器を搭載する可動テーブルと、
   前記標線付き容器に設けられた標線の画像を取得して、画像信号を出力する画像取得装置と、
   前記画像取得装置の前記画像信号を処理し、前記標線の画像認識を行って、前記標線の高さを検出する画像処理装置と、
   ニードルが取り付けられたシリンジと、
   前記可動テーブルを駆動して、前記液容器又は前記標線付き容器を、前記シリンジの下方へ移動させるテーブル駆動装置と、
   前記シリンジを鉛直に支持し、前記シリンジを昇降させて、前記ニードルを前記液容器内又は前記標線付き容器内へ挿入するシリンジ昇降装置と、
   前記シリンジを駆動して、前記液容器内の液体を吸引させ、吸引させた液体を前記標線付き容器内へ吐出させるシリンジ駆動装置と、
   前記標線付き容器内の液体の液面を検出する液面センサーと、
   前記液面センサーを昇降させる液面センサー昇降装置と、
   前記テーブル駆動装置、前記シリンジ昇降装置、前記シリンジ駆動装置、及び前記液面センサー昇降装置を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記画像処理装置の検出結果に基づき、前記液面センサー昇降装置を制御して、前記液面センサーを前記標線の高さへ移動させ、前記シリンジ駆動装置を制御して、前記標線付き容器の上方で、前記シリンジを連続的に駆動させた後、前記液面センサーで検出した前記標線付き容器内の液体の液面が前記標線の高さと一致したと判定するまで、前記シリンジの間欠的な微小駆動を繰り返す
   ことを特徴とする自動定容装置。
2. 前記制御装置は、前記シリンジ駆動装置を制御して、前記シリンジを所定の吐出量だけ連続的に駆動させた後、前記シリンジを間欠的に微小駆動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動定容装置。
3. 前記制御装置は、
   前記画像処理装置の検出結果に基づき、前記液面センサー昇降装置を制御して、前記液面センサーを前記標線より所定の距離だけ下方の位置へ移動させ、
   前記液面センサーが、前記標線付き容器内の液体の液面が前記標線より所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出するまでは、前記シリンジ駆動装置を制御して、前記シリンジを連続的に駆動させ、
   その後、前記液面センサー昇降装置を制御して、前記液面センサーを前記標線の高さへ移動させてから、前記シリンジ駆動装置を制御して、前記シリンジを間欠的に微小駆動させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動定容装置。
4. 前記制御装置は、前記テーブル駆動装置を制御して前記可動テーブルを駆動させ、吐出される液体が前記標線付き容器の内壁に接触するように前記ニードルの先端部を前記標線付き容器の内壁に接近させた後、前記シリンジ駆動装置を制御して、前記シリンジを間欠的に微小駆動させる
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の自動定容装置。
5. 前記ニードルの先端部は、前記シリンジ駆動装置が前記シリンジを連続的に駆動している間、吐出される液体が前記標線付き容器の内壁にかかるように、前記標線付き容器の内壁へ向けて曲げて設けられた
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の自動定容装置。
6. 前記ニードルの先端部は、前記液面センサーが位置する方向とは異なる方向に向けて曲げて設けられた
   ことを特徴とする請求項５に記載の自動定容装置。
7. 前記シリンジと前記ニードルとの間に、前記ニードルで吸引した液体を蓄えて前記シリンジ内への液体の侵入を阻止する蓄液具を備えた
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の自動定容装置。
8. 画像取得装置により、可動テーブルに搭載された標線付き容器に設けられた標線の画像を取得して、画像信号を出力し、
   画像処理装置により、前記画像取得装置の前記画像信号を処理し、前記標線の画像認識を行って、前記標線の高さを検出し、
   テーブル駆動装置により、前記標線付き容器及び液体を入れた液容器を搭載した前記可動テーブルを駆動して、前記液容器又は前記標線付き容器を、ニードルが取り付けられたシリンジの下方へ移動させ、
   シリンジ昇降装置により、前記シリンジを鉛直に支持し、前記シリンジを昇降させて、前記ニードルを前記液容器内又は前記標線付き容器内へ挿入し、
   シリンジ駆動装置により、前記シリンジを駆動して、前記液容器内の液体を吸引させ、吸引させた液体を前記標線付き容器内へ吐出させ、
   液面センサー昇降装置により、前記標線付き容器内の液体の液面を検出する液面センサーを昇降させ、
   制御装置により、前記画像処理装置の検出結果に基づき、前記液面センサー昇降装置を制御して、前記液面センサーを前記標線の高さへ移動させ、前記シリンジ駆動装置を制御して、前記標線付き容器の上方で、前記シリンジを連続的に駆動させた後、前記液面センサーで検出した前記標線付き容器内の液体の液面が前記標線の高さと一致したと判定するまで、前記シリンジの間欠的な微小駆動を繰り返す
   ことを特徴とする自動定容方法。
9. 前記制御装置により、前記シリンジ駆動装置を制御して、前記シリンジを所定の吐出量だけ連続的に駆動させた後、前記シリンジを間欠的に微小駆動させる
   ことを特徴とする請求項８に記載の自動定容方法。
10. 前記制御装置により、
    前記画像処理装置の検出結果に基づき、前記液面センサー昇降装置を制御して、前記液面センサーを前記標線より所定の距離だけ下方の位置へ移動させ、
    前記液面センサーが、前記標線付き容器内の液体の液面が前記標線より所定の距離だけ下方の位置に来たことを検出するまでは、前記シリンジ駆動装置を制御して、前記シリンジを連続的に駆動させ、
    その後、前記液面センサー昇降装置を制御して、前記液面センサーを前記標線の高さへ移動させてから、前記シリンジ駆動装置を制御して、前記シリンジを間欠的に微小駆動させる
    ことを特徴とする請求項８に記載の自動定容方法。
11. 前記制御装置により、前記テーブル駆動装置を制御して前記可動テーブルを駆動させ、吐出される液体が前記標線付き容器の内壁に接触するように前記ニードルの先端部を前記標線付き容器の内壁に接近させた後、前記シリンジ駆動装置を制御して、前記シリンジを間欠的に微小駆動させる
    ことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の自動定容方法。
12. 前記ニードルの先端部を、前記標線付き容器の内壁へ向けて曲げて設け、前記シリンジ駆動装置が前記シリンジを連続的に駆動している間、吐出される液体を前記標線付き容器の内壁にかける
    ことを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載の自動定容方法。
13. 前記ニードルの先端部を、前記液面センサーが位置する方向とは異なる方向に向けて曲げて設けた
    ことを特徴とする請求項１２に記載の自動定容方法。
14. 前記シリンジと前記ニードルとの間に、前記ニードルで吸引した液体を蓄えて前記シリンジ内への液体の侵入を阻止する蓄液具を設けた
    ことを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれか一項に記載の自動定容方法。
15. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の自動定容装置と、
    前記標線付き容器内の液体を攪拌する攪拌装置と、
    前記標線付き容器を前記自動定容装置へ搬入し、また、前記標線付き容器を前記自動定容装置から搬出して前記攪拌装置へ搬入する搬送ロボットとを備えた
    ことを特徴とする自動定容システム。
16. 前記攪拌装置は、前記標線付き容器の口を塞いで押圧する押圧部と、
    前記押圧部を昇降させる押圧部昇降装置と、
    前記押圧部の圧力を検出して作動し、前記標線付き容器に振動を与えて、前記標線付き容器内の液体を攪拌する振動装置とを備えた
    ことを特徴とする請求項１５に記載の自動定容システム。
17. 前記攪拌装置は、さらに、前記振動装置からの振動で前記標線付き容器内の液体の液面が渦巻いて所定の高さに達したことを検出する液面渦検出センサーを備えた
    ことを特徴とする請求項１６に記載の自動定容システム。

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