JPH10253638A - Method and apparatus for detecting liquid level in liquid dispenser apparatus - Google Patents

Method and apparatus for detecting liquid level in liquid dispenser apparatus

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Publication number
JPH10253638A
JPH10253638A JP6025997A JP6025997A JPH10253638A JP H10253638 A JPH10253638 A JP H10253638A JP 6025997 A JP6025997 A JP 6025997A JP 6025997 A JP6025997 A JP 6025997A JP H10253638 A JPH10253638 A JP H10253638A
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JP
Japan
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nozzle
liquid
pressure
liquid level
pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP6025997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Miyoshi
肇 三好
Shintaro Nishimura
伸太郎 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DAINIPPON SUGAR
Fujisawa Pharmaceutical Co Ltd
Dainippon Seiki Co Ltd
Original Assignee
DAINIPPON SUGAR
Fujisawa Pharmaceutical Co Ltd
Dainippon Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to PCT/JP1998/001003 priority patent/WO1998041320A1/en
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Publication of JPH10253638A publication Critical patent/JPH10253638A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid level detection method in a liquid dispenser apparatus which is simple in structure and control. SOLUTION: A liquid dispenser apparatus has a cylindrical nozzle 1 having a liquid suction discharge opening 1c at a lower end, a nozzle-driving device 2 moving the nozzle 1 up and down, a pressure-supplying device 3 supplying a positive and a negative pressures into the nozzle 1, and a conduit 4 connecting the nozzle 1 with the pressure-supplying device 3. When the nozzle 1 descends to a liquid level in the apparatus, a difference between a pressure in the nozzle 1 and conduit 4 communicating with the nozzle 1 and an atmospheric pressure is detected. If the differential pressure is larger than a predetermined value, it is detected that the liquid suction discharge opening 1c of the nozzle 1 reaches the liquid level.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば自動生
化学分析装置などに用いられる液体分注装置における液
面検出方法および液面検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid level detecting method and a liquid level detecting apparatus in a liquid dispensing apparatus used for, for example, an automatic biochemical analyzer.

【0002】[0002]

【従来の技術】免疫反応により血清や尿などの液体(試
料)に含まれる成分を自動的に測定する自動免疫測定装
置などの自動生化学分析装置では、液体を試料管などの
容器(被分注容器)から反応検出容器などの容器(分注
容器)に分注したり、さらには、分析項目に対応して選
択した試薬びんなどの容器(被分注容器)から液体(試
薬)を分注したりするために、液体分注装置が用いられ
る。
2. Description of the Related Art In an automatic biochemical analyzer such as an automatic immunoassay apparatus for automatically measuring components contained in a liquid (sample) such as serum or urine by an immune reaction, a liquid is transferred to a container such as a sample tube. From the injection container) to a reaction detection container or other container (dispensing container), and further, dispenses a liquid (reagent) from a container such as a reagent bottle (container to be dispensed) selected according to the analysis item. For dispensing, a liquid dispensing device is used.

【0003】液体分注装置は、適当な駆動手段により水
平方向および上下方向に移動させられるノズルを備えて
いる。ノズルは、管状のノズル基部と、その下端に着脱
自在に装着されるノズルチップとを備えている。ノズル
チップの下端には、液体吸入排出口が設けられている。
ノズル基部の上端部は、ソレノイド弁などを有する適当
な管路を介して、ノズル内に正圧および負圧の圧力を供
給するシリンジポンプに接続されている。そして、被分
注容器の上方の所定の水平方向位置(吸引位置)におい
て、ノズルが下降させられて、液体吸入排出口が被分注
容器内の液体内に入った状態で停止させられ、ノズル内
に負圧が供給されて、ノズル内に液体が吸引され、ノズ
ルが被分注容器の上方まで上昇させられて、分注容器な
どの上方の所定の水平方向位置(排出位置)まで移動さ
せられ、液体吸入排出口が分注容器の口に臨む位置まで
ノズルが下降させられ、ノズル内に正圧が供給されて、
ノズル内に吸引されていた液体が分注容器内に排出さ
れ、ノズルが分注容器の上方まで上昇させられて、上記
の吸引位置まで移動させられるという動作が繰返される
ことにより、次々に、被分注容器内の液体が各々の分注
容器に分注される。
[0003] The liquid dispensing apparatus is provided with a nozzle which can be moved in the horizontal and vertical directions by a suitable driving means. The nozzle includes a tubular nozzle base and a nozzle tip detachably attached to a lower end thereof. At the lower end of the nozzle tip, a liquid inlet / outlet is provided.
The upper end of the nozzle base is connected to a syringe pump that supplies positive and negative pressure into the nozzle via a suitable conduit having a solenoid valve or the like. Then, at a predetermined horizontal position (suction position) above the dispensing container, the nozzle is lowered, and the liquid suction / discharge port is stopped in a state of being contained in the liquid in the dispensing container, and the nozzle is stopped. The liquid is sucked into the nozzle by supplying a negative pressure into the nozzle, the nozzle is raised to above the container to be dispensed, and moved to a predetermined horizontal position (discharge position) above the dispensing container or the like. The nozzle is lowered to a position where the liquid inlet / outlet faces the mouth of the dispensing container, and a positive pressure is supplied into the nozzle,
The liquid sucked into the nozzle is discharged into the dispensing container, and the nozzle is raised to above the dispensing container and moved to the above-described suction position. The liquid in the dispensing container is dispensed to each dispensing container.

【0004】このような分注装置においては、ノズルの
先端が液体中に深く入りすぎると、ノズルの先端部外周
面に液体が付着しやすくなり、ノズルの先端部外周面に
多くの試料が付着すると、被分注容器に液体を頻繁に補
充する必要があり、しかも分注を行う際に、ノズルの浸
入深さのばらつきだけでも分注量がばらつき、また、付
着していた液体が垂れ落ちて、分注量が変わってしま
い、生化学分析の精度に悪影響を及ぼすおそれがある。
また、液体によるノズルの先端部外周面の汚れがひどく
なり、ノズルを交換せずに分注を行う場合には、ノズル
の先端部の洗浄を完全に行うことができず、次の液体の
分注の際にこの汚れが混入するおそれがある。逆に、ノ
ズル先端の液体への浸入深さが所定量より小さいと、空
気を吸入してしまって、分注量に変動が生じ、分析精度
の低下を招くおそれがある。
In such a dispensing apparatus, if the tip of the nozzle enters the liquid too deeply, the liquid tends to adhere to the outer peripheral surface of the tip of the nozzle, and a large amount of sample adheres to the outer peripheral surface of the tip of the nozzle. Then, it is necessary to frequently replenish the container to be dispensed with liquid, and at the time of dispensing, the dispensed amount varies only due to the variation in the penetration depth of the nozzle, and the attached liquid drips. Therefore, the dispensed amount may be changed, which may adversely affect the accuracy of the biochemical analysis.
In addition, when the liquid is very dirty on the outer peripheral surface of the tip of the nozzle, and when dispensing without replacing the nozzle, the tip of the nozzle cannot be completely washed, and the next liquid is not dispensed. There is a risk that this dirt may be mixed during the injection. Conversely, if the depth of penetration of the nozzle tip into the liquid is smaller than the predetermined amount, air may be sucked in and the dispensed amount may fluctuate, leading to a decrease in analysis accuracy.

【0005】したがって、正確な分注を行うためには、
被分注容器内の液面を正確に検出して、ノズルを所望量
液体内に浸入させる必要がある。
Therefore, in order to perform accurate dispensing,
It is necessary to accurately detect the liquid level in the container to be dispensed, and to make the nozzle enter the desired amount of liquid.

【0006】被分注容器内の液面を検知する方法とし
て、種々のものが提案されている。これには、液面の位
置(高さ)を検出するものと、ノズルを下降させていっ
てその先端が液面に達したことを検知するものとがあ
る。
Various methods have been proposed for detecting the liquid level in the container to be dispensed. There are two types, one for detecting the position (height) of the liquid surface, and the other for detecting that the tip has reached the liquid surface by lowering the nozzle.

【0007】前者の例として、たとえば、フロートを用
いて液面の位置を検出する方法がある。しかし、この場
合は、被分注容器の数だけフロートが必要であり、自動
化も困難である。
As an example of the former, for example, there is a method of detecting the position of the liquid level using a float. However, in this case, floats are required by the number of containers to be dispensed, and automation is also difficult.

【0008】また、電極を用いて液面の位置を検出する
方法がある。しかし、この場合も、被分注容器の数だけ
電極が必要であり、しかも電極が液体に触れることによ
って液体中に汚れが混入するという問題がある。
There is also a method of detecting the position of the liquid surface using electrodes. However, also in this case, there is a problem that the electrodes are required by the number of containers to be dispensed, and furthermore, the electrodes come into contact with the liquid, so that dirt is mixed into the liquid.

【0009】また、光電スイッチを用いて液面の位置を
検出する方法がある。しかし、この場合も、被分注容器
の数だけ光電スイッチが必要である。しかも、被分注容
器が透明なものに限定され、透明な液体の場合には液面
の検出が一般的には困難である。さらに、光電スイッチ
は容器の外側から液面を検出するものであるから、容器
が密集していると、使用できない。
There is also a method of detecting the position of the liquid surface using a photoelectric switch. However, also in this case, as many photoelectric switches as the number of containers to be dispensed are required. Moreover, the dispensing container is limited to a transparent one, and in the case of a transparent liquid, it is generally difficult to detect the liquid level. Furthermore, since the photoelectric switch detects the liquid level from the outside of the container, it cannot be used if the containers are dense.

【0010】また、液面での静電容量の変化から液面の
位置を検出する方法がある。しかし、この場合も、静電
容量を測定するためのセンサが被分注容器の数だけ必要
であり、しかもセンサが液面に触れることによって試料
中に汚れが混入するという問題がある。また、ノズル側
に静電容量式センサを設ける方法もあるが、汚れが混入
する要因になり、小口径の容器では寸法的に無理であ
る。
There is also a method of detecting the position of the liquid surface from a change in the capacitance at the liquid surface. However, also in this case, there is a problem that the number of sensors for measuring the capacitance is required as many as the number of containers to be dispensed, and that the sample comes into contact with the liquid surface when the sensors touch the liquid surface. There is also a method of providing a capacitance type sensor on the nozzle side, but this is a factor of contamination, and it is not possible to dimension a small-diameter container.

【0011】また、超音波を用いてノズルと液面との相
対距離を検出するものがある。この場合、ノズル側に超
音波センサを設けるだけでよいが、分注する液体が有機
溶媒などであると、液面の上の蒸気層で超音波が乱反射
し、これにより測定誤差が生じるという問題がある。
Further, there is an apparatus which detects a relative distance between a nozzle and a liquid surface using ultrasonic waves. In this case, it is only necessary to provide an ultrasonic sensor on the nozzle side. However, if the liquid to be dispensed is an organic solvent or the like, ultrasonic waves are irregularly reflected on the vapor layer above the liquid surface, which causes a measurement error. There is.

【0012】後者の例として、たとえば特開平2−24
3960号公報などに記載されているように、シリンジ
ポンプによりノズル内に負圧を供給しながらノズルを下
降させ、ノズル内の圧力変化によりノズルが液面に達し
たことを検知する方法がある。
As an example of the latter, see, for example,
As described in Japanese Patent No. 3960, for example, there is a method of lowering the nozzle while supplying a negative pressure into the nozzle by a syringe pump, and detecting that the nozzle has reached the liquid level by a change in the pressure in the nozzle.

【0013】この場合、ノズル側に圧力センサを設ける
だけでよいが、ノズルが液面に達するまでの間、シリン
ジポンプを作動させてノズル内に負圧を供給し続ける必
要があり、操作が面倒である。また、液面検出のため
に、液体の吸引、吐出のためのシリンジポンプを用いて
ノズル内に負圧を供給することができるが、その場合
は、ノズルが液面に達した後に、さらにノズル内に負圧
を供給して液体を吸引する必要があり、所望量の液体を
正確に吸引するためには、シリンジポンプの制御が面倒
である。さらに、液面を検出した瞬間に若干量の液が吸
引されてしまい、吸入量が不正確になる。液体の吸引、
吐出のためのシリンジポンプとは別に、ノズルの下降時
に負圧を供給するためのポンプを設ければ、このような
問題はないが、その場合は、ポンプが余分に必要にな
る。
In this case, it is only necessary to provide a pressure sensor on the nozzle side. However, it is necessary to continue to supply a negative pressure into the nozzle by operating the syringe pump until the nozzle reaches the liquid level. It is. In addition, for detecting the liquid level, a negative pressure can be supplied into the nozzle using a syringe pump for suctioning and discharging the liquid, but in this case, after the nozzle reaches the liquid level, the nozzle is further discharged. It is necessary to supply a negative pressure to the inside to suck the liquid, and to accurately suck a desired amount of the liquid, control of the syringe pump is troublesome. Further, at the moment when the liquid level is detected, a small amount of liquid is sucked, and the suction amount becomes inaccurate. Aspiration of liquid,
If a pump for supplying a negative pressure when the nozzle descends is provided separately from the syringe pump for discharging, such a problem does not occur, but in that case, an extra pump is required.

【0014】ノズル内に正圧を供給しながらノズルを下
降させて、ノズル内の圧力変化によりノズルが液面に達
したことを検知する方法もあるが、この場合も、液表面
が波打つので、液面の検出が不正確になったり、液面の
気泡を吸込み、分注量が不正確になるという問題があ
る。
There is also a method in which the nozzle is lowered while supplying a positive pressure into the nozzle to detect that the nozzle has reached the liquid level due to a change in the pressure in the nozzle. In this case, too, the liquid surface is wavy. There is a problem that the detection of the liquid level becomes inaccurate, or the bubbles in the liquid surface are sucked, and the dispensed amount becomes inaccurate.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、上
記の問題を解決し、構造および制御が簡単な液体分注装
置における液面検出方法および液面検出装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a liquid level detecting method and a liquid level detecting apparatus in a liquid dispensing apparatus having a simple structure and control.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段および発明の効果】この発
明による液体分注装置における液面検出方法は、下端に
液体吸入排出口を有する筒状のノズル、ノズルを昇降さ
せるノズル駆動手段、ノズル内に正圧および負圧を供給
する圧力供給手段、およびノズルと圧力供給手段とを接
続する管路を備えている液体分注装置において、ノズル
が液面に向かって下降しているときに、ノズルおよびこ
れに連通する管路内の圧力と大気圧との差圧を検出し、
この差圧が所定の値より大きくなることによりノズルの
液体吸入排出口が液面に達したことを検知することを特
徴とするものである。
A liquid level detecting method in a liquid dispensing apparatus according to the present invention comprises a cylindrical nozzle having a liquid suction / discharge port at a lower end, a nozzle driving means for raising / lowering the nozzle, and a nozzle inside the nozzle. Pressure supply means for supplying a positive pressure and a negative pressure to the liquid supply device, and a pipe connecting the nozzle and the pressure supply means, when the nozzle is descending toward the liquid level, the nozzle And the pressure difference between the pressure in the pipeline communicating with it and the atmospheric pressure,
When the pressure difference becomes larger than a predetermined value, it is detected that the liquid inlet / outlet of the nozzle has reached the liquid level.

【0017】ノズルの下端の液体吸入排出口が液面に達
すると、毛管現象により液体がノズル内に浸入し、これ
により、ノズルおよびこれに連通する管路内の空気層の
内容積が微変化し、内圧が微変化する。したがって、ノ
ズルおよび管路内の圧力と大気圧との差圧が所定の値よ
り大きくなったことを検知することにより、ノズルの液
体吸入排出口が液面に達したことを検知することができ
る。
When the liquid suction / discharge port at the lower end of the nozzle reaches the liquid level, the liquid penetrates into the nozzle by capillary action, thereby causing a slight change in the internal volume of the air layer in the nozzle and the conduit communicating therewith. Then, the internal pressure slightly changes. Therefore, by detecting that the pressure difference between the pressure in the nozzle and the pipeline and the atmospheric pressure has become larger than a predetermined value, it is possible to detect that the liquid inlet / outlet of the nozzle has reached the liquid level. .

【0018】ノズルを容器内に挿入するだけであるか
ら、小口径の被分注容器が密集していても、液面の検出
ができる。
Since the nozzle is simply inserted into the container, the liquid level can be detected even if the small-diameter containers to be dispensed are densely packed.

【0019】ノズルを下降させている間は、ノズル内に
圧力(正圧または負圧)を供給する必要がなく、したが
って、液体の吸引、吐出のための圧力供給手段の他に圧
力供給手段を設ける必要がなく、また、ノズルが液面に
達した後に、ノズルを所定量液中に浸入させ、次いで圧
力供給手段を作動させて、所望量の液体を正確に吸引す
ることができ、圧力供給手段の制御が容易である。
While the nozzle is being lowered, there is no need to supply pressure (positive pressure or negative pressure) into the nozzle. Therefore, in addition to the pressure supply means for sucking and discharging the liquid, a pressure supply means is provided. There is no need to provide, and after the nozzle reaches the liquid level, the nozzle is immersed in a predetermined amount of liquid, and then the pressure supply means is operated, so that the desired amount of liquid can be accurately suctioned. Control of the means is easy.

【0020】周囲温度が変化しても、ノズルおよびこれ
に連通する管路内の圧力と大気圧との差圧は変化しな
い。また、ノズルが下降しているときに、ノズルや管路
に振動が加わっても、ノズルおよび管路の内容積は変わ
らないので、ノズルおよび管路内の圧力も変化しない。
このため、常に液面を正確に検出することができる。
Even if the ambient temperature changes, the pressure difference between the pressure in the nozzle and the pipe communicating with the nozzle and the atmospheric pressure does not change. Further, even if vibration is applied to the nozzle or the pipeline when the nozzle is descending, the internal volumes of the nozzle and the pipeline do not change, so that the pressure in the nozzle or the pipeline does not change.
Therefore, the liquid level can always be accurately detected.

【0021】したがって、この発明の方法によれば、ノ
ズルが液面に達したことを常に正確に検知して、液面を
正確に検出することができ、しかもそのための構成およ
び制御も簡単である。
Therefore, according to the method of the present invention, it is possible to always accurately detect that the nozzle has reached the liquid level and to accurately detect the liquid level, and the configuration and control therefor are simple. .

【0022】たとえば、差圧検出の前に、ノズルおよび
これに連通する管路内にたとえば空気あるいは窒素など
のガスを供給して、ノズルおよび管路内の蒸気圧の残存
をなくすようにする。
For example, before the detection of the differential pressure, a gas such as air or nitrogen is supplied into the nozzle and the conduit communicating therewith, so that the residual vapor pressure in the nozzle and the conduit is eliminated.

【0023】このようにすれば、ノズルおよび管路内の
蒸気圧の残存がなくなるため、差圧を正確に検出でき、
したがって、液面を正確に検出することができる。
This eliminates the residual steam pressure in the nozzle and the pipeline, so that the differential pressure can be accurately detected.
Therefore, the liquid level can be accurately detected.

【0024】この発明による液体分注装置における液面
検出装置は、下端に液体吸入排出口を有する筒状のノズ
ル、ノズルを昇降させるノズル駆動手段、ノズル内に正
圧および負圧を供給する圧力供給手段、およびノズルと
圧力供給手段とを接続する管路を備えている液体分注装
置において、管路に接続されてノズルおよびこれに連通
する管路内の圧力と大気圧との差圧を検出する差圧検出
手段、およびこの差圧が所定の値より大きくなることに
よりノズルの液体吸入排出口が液面に達したことを検知
する判定手段を備えていることを特徴とするものであ
る。
The liquid level detecting device in the liquid dispensing apparatus according to the present invention includes a cylindrical nozzle having a liquid suction / discharge port at a lower end, a nozzle driving means for raising / lowering the nozzle, and a pressure for supplying a positive pressure and a negative pressure to the nozzle. In a liquid dispensing apparatus including a supply unit, and a pipe connecting the nozzle and the pressure supply unit, a differential pressure between the pressure in the nozzle connected to the pipe and the pipe in the pipe connected to the nozzle and the atmospheric pressure is provided. A differential pressure detecting means for detecting, and a judging means for detecting that the liquid inlet / outlet of the nozzle has reached the liquid level when the differential pressure becomes larger than a predetermined value are provided. .

【0025】この発明の装置によれば、上記の液面検出
方法の場合と同様の理由で、ノズルが液面に達したこと
を常に正確に検知して、液面を正確に検出することがで
き、しかも構成および制御も簡単である。
According to the apparatus of the present invention, it is possible to always accurately detect that the nozzle has reached the liquid level and to accurately detect the liquid level for the same reason as in the liquid level detecting method described above. It is possible, and the configuration and control are simple.

【0026】たとえば、管路に接続されてノズルおよび
これに連通する管路内にたとえば空気あるいは窒素など
のガスを供給するガス供給手段が設けられている。
For example, a gas supply means for supplying a gas such as air or nitrogen is provided in the nozzle connected to the pipe and the pipe communicating with the nozzle.

【0027】このようにすれば、差圧検出の前に、ノズ
ルおよびこれに連通する管路内にガスを供給して、ノズ
ルおよび管路内の蒸気圧の残存をなくすことができ、し
たがって、差圧を正確に検出して、液面を正確に検出す
ることができる。
In this way, before the detection of the differential pressure, the gas can be supplied into the nozzle and the pipeline communicating therewith, so that the residual vapor pressure in the nozzle and the pipeline can be eliminated, and therefore, The liquid pressure can be accurately detected by accurately detecting the differential pressure.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】図1は液体分注装置の要部を概略的に示
し、図2および図3はさらにその一部を詳細に示してい
る。
FIG. 1 schematically shows a main part of a liquid dispensing apparatus, and FIGS. 2 and 3 show a part of the apparatus in detail.

【0030】図1に示すように、分注装置は、鉛直筒状
のノズル(1) 、ノズル駆動装置(2)、圧力供給装置(3)
、ノズル(1) と圧力供給装置(3) とを接続する管路(4)
、および液面検出装置(5) を備えている。
As shown in FIG. 1, the pipetting device comprises a vertical cylindrical nozzle (1), a nozzle driving device (2), and a pressure supply device (3).
Pipe (4) connecting the nozzle (1) and the pressure supply device (3)
, And a liquid level detecting device (5).

【0031】ノズル(1) は、図2に詳細に示すように、
上下に長くのびる筒状のノズル基部(1a)と、その下端部
に着脱自在に装着される筒状の使い捨てノズルチップ(1
b)とから構成されている。ノズルチップ(1b)は、図示し
ないチップ交換装置により自動的に交換される。チップ
(1b)の下部は先細に形成され、その下端が液体吸入排出
口(以下「吸排口」と略す。)(1c)となっている。ノズ
ルチップ(1b)の内径は0.3〜1.5mmが好ましく、
この例では0.8mmである。なお、ノズルチップ(1b)
の下端部の端面および内外周面のうちの少なくとも内周
面に、たとえば四フッ化エチレン樹脂などのフッ素樹
脂、ケイ素樹脂(シリコーン樹脂)など、非粘着性樹脂
をコーティングするのが好ましい。
The nozzle (1) is, as shown in detail in FIG.
A cylindrical nozzle base (1a) extending vertically up and down, and a cylindrical disposable nozzle tip (1
b). The nozzle tip (1b) is automatically replaced by a tip replacement device (not shown). Chips
The lower part of (1b) is tapered, and the lower end is a liquid inlet / outlet (hereinafter abbreviated as “inlet / outlet”) (1c). The inner diameter of the nozzle tip (1b) is preferably 0.3 to 1.5 mm,
In this example, it is 0.8 mm. The nozzle tip (1b)
Preferably, at least the inner peripheral surface of the lower end portion and the inner and outer peripheral surfaces is coated with a non-adhesive resin such as a fluororesin such as an ethylene tetrafluoride resin or a silicon resin (silicone resin).

【0032】ノズル駆動装置(2) は、ノズル(1) を水平
移動させるとともに昇降させるノズル駆動手段とを構成
しており、その詳細が図2に示されている。
The nozzle driving device (2) constitutes nozzle driving means for moving the nozzle (1) horizontally and moving it up and down, the details of which are shown in FIG.

【0033】図2において、図示しない装置のフレーム
に、水平駆動用電動機(6) により回転駆動される水平な
ボールねじ(7) 、およびボールねじ(7) の回転により水
平方向に移動させられる水平移動部材(8) が設けられて
いる。移動部材(8) に、ピニオン(9) 、およびピニオン
(9) とかみ合うラック(10)を有する昇降部材(11)が取付
けられている。ボールねじ(7) と平行に上記フレームに
回転支持されたスプライン軸(12)が、ピニオン(9) の中
心に取付けられたボールスプラインのスリーブ(図示
略)に通され、ピニオン(9) とスプライン軸(12)が相互
に回転しないが軸方向に相対移動しうるようになってい
る。そして、昇降駆動用電動機(13)でスプライン軸(12)
を回転駆動することにより、昇降部材(11)が移動部材
(8) に沿って昇降する。ノズル基部(1a)が昇降部材(11)
に固定されたガイドブロック(14)の内周に設けられた直
動玉軸受(図示略)の内側に昇降自在に通され、ばね(1
5)により下向きに付勢されている。ばね(15)はノズル基
部(1a)にノズルチップ(1b)を装着するときの衝撃を吸収
するためのものであり、通常、ノズル(1) は、ばね(15)
によりノズル基部(1a)のフランジの部分がガイドブロッ
ク(14)の上面に圧接する一定の下端位置に保持されてい
る。
In FIG. 2, a horizontal ball screw (7) driven by a horizontal driving motor (6), and a horizontal ball screw (7) moved in a horizontal direction by the rotation of the ball screw (7) are mounted on a frame of a device (not shown). A moving member (8) is provided. Pinion (9) and pinion on moving member (8)
(9) An elevating member (11) having a rack (10) that engages therewith is mounted. A spline shaft (12) rotatably supported by the frame in parallel with the ball screw (7) is passed through a ball spline sleeve (not shown) attached to the center of the pinion (9), and the pinion (9) and the spline The shafts (12) do not rotate with respect to each other, but can move relative to each other in the axial direction. Then, the elevating drive motor (13) is used to drive the spline shaft (12).
The lifting member (11) is moved by rotating the
Go up and down along (8). The nozzle base (1a) is a lifting member (11)
Is passed through a linear motion ball bearing (not shown) provided on the inner periphery of the guide block (14) fixed to the
It is biased downward by 5). The spring (15) is for absorbing an impact when the nozzle tip (1b) is mounted on the nozzle base (1a) .Nozzle (1) is usually provided with the spring (15).
As a result, the flange portion of the nozzle base (1a) is held at a fixed lower end position where it is pressed against the upper surface of the guide block (14).

【0034】圧力供給装置(3) は、ノズル(1) 内に正圧
および負圧を供給する圧力供給手段を構成しており、そ
の詳細が図3に示されている。
The pressure supply device (3) constitutes a pressure supply means for supplying a positive pressure and a negative pressure into the nozzle (1), the details of which are shown in FIG.

【0035】図3において、装置のフレーム(F) に、2
個のシリンジポンプ(16)(17)、昇降駆動用電動機(18)に
より回転駆動される鉛直なボールねじ(19)、およびボー
ルねじ(19)の回転により鉛直ガイド棒(20)に沿って昇降
する昇降部材(21)が設けられている。各ポンプ(16)(17)
は、フレーム(F) に鉛直に固定されたシリンジ(16a)(17
a)、およびシリンジ(16a)(17a)に下から挿入されたピス
トン棒(16b)(17b)よりなり、各シリンジ(16a)(17a)の上
端部が空気吸排口(16c)(17c)となっている。各ピストン
棒(16b)(17b)の下端部が連結部材(22)により昇降部材(2
1)に連結されており、昇降部材(22)が所定の範囲を昇降
することにより、各ピストン棒(16b)(17b)が各シリンジ
(16a)(17a)に対して所定のストローク昇降する。2個の
ポンプ(16)(17)は、分注量の多少に応じて、適宜切換え
て使用される。たとえば、第1シリンジポンプ(16)のシ
リンジ(16a) の内径は2.30mm、第2シリンジ(17)
のそれは7.28mmである。また、2個のポンプ(16)
(17)のピストン棒(16b)(17b)のストロークは60mm
(フルストロークで)である。
In FIG. 3, 2 (F)
Syringe pumps (16), (17), a vertical ball screw (19), which is rotationally driven by an electric motor (18) for raising and lowering, and a vertical guide rod (20) ascending and descending by rotating the ball screw (19) A lifting member (21) is provided. Each pump (16) (17)
Is a syringe (16a) (17) fixed vertically to the frame (F).
a), and piston rods (16b) (17b) inserted into the syringes (16a) (17a) from below, and the upper end of each syringe (16a) (17a) is connected to the air intake / discharge ports (16c) (17c). Has become. The lower end of each piston rod (16b) (17b) is moved up and down by the connecting member (22).
The piston rods (16b) and (17b) are connected to the respective syringes by moving the elevating member (22) up and down a predetermined range.
(16a) Move up and down a predetermined stroke with respect to (17a). The two pumps (16) and (17) are used by being appropriately switched according to the amount of the dispensed amount. For example, the inside diameter of the syringe (16a) of the first syringe pump (16) is 2.30 mm, and the second syringe (17)
It is 7.28 mm. Also two pumps (16)
(17) The stroke of piston rod (16b) (17b) is 60mm
(With full stroke).

【0036】管路(4) および液面検出装置(5) の構成
が、図1に示されている。管路(4) は、3個の電磁弁(V
1)(V2)(V3)を備えている。液面検出装置(5) は、ノズル
(1) の下端の吸排口(1c)が液面に達したことを検知する
ことにより液面を検出するものであり、2個の電磁弁(V
4)(V5)および微差圧センサ(23)を備えている。
FIG. 1 shows the structure of the pipeline (4) and the liquid level detecting device (5). Line (4) has three solenoid valves (V
1) (V2) and (V3) are provided. The liquid level detector (5)
The liquid level is detected by detecting that the suction and discharge port (1c) at the lower end of (1) has reached the liquid level, and two solenoid valves (V
4) (V5) and a slight differential pressure sensor (23) are provided.

【0037】上記の5個の弁(V1)〜(V5)は全て、ダイヤ
フラム型直動3ポート2位置弁である。なお、図面にお
いては、便宜上、ダイヤフラム型直動3ポート弁を、J
ISB8374の空気圧用3ポート電磁弁の流路記号を
用いて表わすことにする。図面における出口ポート(A)
、入口ポート(P) および排気ポート(R) は、ダイヤフ
ラム型直動3ポート弁のCOM(共通)ポート、NC
(常時閉)ポートおよびNO(常時開)ポートにそれぞ
れ対応している。各弁(V1)〜(V5)について、非通電状態
をオフの状態、通電状態をオンの状態ということにす
る。各弁(V1)〜(V5)において、オフ状態では、出口ポー
ト(A) (COMポート)と排気ポート(R) (NOポー
ト)が連通して、出口ポート(A) と入口ポート(P) (N
Cポート)との間が遮断されており、オン状態では、出
口ポート(A) と入口ポート(P) が連通して、出口ポート
(A) と排気ポート(R) の間が遮断される。
The above five valves (V1) to (V5) are all diaphragm type direct acting three-port two-position valves. In the drawings, for the sake of convenience, a diaphragm-type direct acting three-port valve is referred to as J
It is represented by using the channel symbol of the pneumatic 3-port solenoid valve of ISB8374. Exit port in drawing (A)
, Inlet port (P) and exhaust port (R) are COM (common) port of diaphragm type direct acting 3 port valve, NC
It corresponds to a (normally closed) port and a NO (normally open) port, respectively. For each of the valves (V1) to (V5), the non-energized state is referred to as an off state, and the energized state is referred to as an on state. In the off state of each of the valves (V1) to (V5), the outlet port (A) (COM port) communicates with the exhaust port (R) (NO port), and the outlet port (A) and the inlet port (P). (N
(C port) is shut off. In the ON state, the outlet port (A) communicates with the inlet port (P), and the outlet port
(A) and the exhaust port (R) are shut off.

【0038】微差圧センサ(23)は、ノズル(1) およびこ
れに連通する管路(4) 内の圧力と大気圧との差圧を検出
する差圧検出手段を構成している。センサ(23)は、+側
圧力ポート(以下「+ポート」と略す。)(23a) と−側
圧力ポート(以下「−ポート」と略す。)(23b) との差
圧を検出して、その検出値(デジタル値)を表示器(24)
に表示するとともに、制御装置(25)に出力する。微差圧
センサ(23)としては、フルスケール30mmH2O 以
上、分解能2mmH2O 以下のものが望ましい。微差圧
センサ(23)として、たとえば、株式会社クローネ製半導
体拡散型微差圧センサSCXL004DNを用いること
ができる。このセンサのフルスケールは100mmH2
O 、分解能は1mmH2O 、再現性は±2mmH2
、過負荷耐圧は250mmH2O である。
The fine differential pressure sensor (23) constitutes a differential pressure detecting means for detecting a differential pressure between the pressure in the nozzle (1) and the pipe (4) communicating therewith and the atmospheric pressure. The sensor (23) detects a pressure difference between a positive pressure port (hereinafter abbreviated as “+ port”) (23a) and a negative pressure port (hereinafter abbreviated as “−port”) (23b), Display the detected value (digital value) on display (24)
And output to the control device (25). The fine differential pressure sensor (23) preferably has a full scale of 30 mmH 2 O or more and a resolution of 2 mmH 2 O or less. As the small differential pressure sensor (23), for example, a semiconductor diffusion type small differential pressure sensor SCXL004DN manufactured by Krone Co., Ltd. can be used. The full scale of this sensor is 100mmH 2
O, resolution is 1 mmH 2 O, reproducibility is ± 2 mmH 2 O
The overload withstand voltage is 250 mmH 2 O.

【0039】制御装置(25)は、センサ(23)の出力などに
基づいて電動機(6)(13)(18) および弁(V1)〜(V5)などを
制御するものである。制御装置(25)における処理はたと
えばマイクロコンピュータなどを使用して行われるが、
制御装置(25)は、機能的には、液面検知判定部(26)およ
び駆動制御部(27)を備えている。判定部(26)は、液面検
出装置(5) の一部であって、センサ(23)の出力(差圧)
が所定の判定値より大きくなることによりノズル(1) の
吸排口(1c)が液面に達したことを検知する判定手段を構
成している。駆動制御部(27)は、判定部(26)における判
定結果などに基づいて、電動機(6)(13)(18) および弁(V
1)〜(V5)などを制御する。
The control device (25) controls the electric motors (6), (13) and (18) and the valves (V1) to (V5) based on the output of the sensor (23) and the like. Processing in the control device (25) is performed using, for example, a microcomputer,
The control device (25) functionally includes a liquid level detection determination unit (26) and a drive control unit (27). The determination unit (26) is a part of the liquid level detection device (5), and outputs the output (differential pressure) of the sensor (23).
Is larger than a predetermined determination value, and constitutes a determination means for detecting that the suction / discharge port (1c) of the nozzle (1) has reached the liquid level. The drive control unit (27) determines the electric motors (6), (13), (18) and the valve (V
1) to (V5) are controlled.

【0040】第1弁(V1)の出口ポート(A) は第1シリン
ジポンプ(16)の吸排口(16c) に、第2弁(V2)の出口ポー
ト(A) は第2シリンジポンプ(17)の吸排口(17c) にそれ
ぞれ接続され、これらの弁(V1)(V2)の入口ポート(P) は
第3弁(V3)の排気ポート(R)に接続されている。第1お
よび第2弁(V1)(V2)の排気ポート(R) は、大気に開放さ
れている。第3弁(V3)の出口ポート(A) は、ノズル基部
(1a)の上端部に接続されている。そして、第3弁(V3)が
オフの状態で、第1弁(V1)(または第2弁(V2))をオン
に切換えて、シリンジポンプ(16)(17)のピストン棒(16
b)(17b)を下降させることにより、ノズル(1) 内の空気
が第1シリンジポンプ(16)のシリンジ(16a) (または第
2シリンジポンプ(17)のシリンジ(17a) )内に吸引され
て、ノズル(1) 内に負圧が供給され、逆に、シリンジポ
ンプ(16)(17)のピストン棒(16b)(17b)を上昇させること
により、第1シリンジポンプ(16)のシリンジ(16a) (ま
たは第2シリンジポンプ(17)のシリンジ(17a) )内の空
気がノズル(1) 内に排出されて、ノズル(1) 内に正圧が
供給される。
The outlet port (A) of the first valve (V1) is connected to the suction port (16c) of the first syringe pump (16), and the outlet port (A) of the second valve (V2) is connected to the second syringe pump (17). ), And the inlet ports (P) of these valves (V1) (V2) are connected to the exhaust port (R) of the third valve (V3). The exhaust ports (R) of the first and second valves (V1) (V2) are open to the atmosphere. The outlet port (A) of the third valve (V3) is at the nozzle base
It is connected to the upper end of (1a). Then, while the third valve (V3) is off, the first valve (V1) (or the second valve (V2)) is turned on, and the piston rod (16) of the syringe pump (16) (17) is turned on.
b) By lowering (17b), the air in the nozzle (1) is sucked into the syringe (16a) of the first syringe pump (16) (or the syringe (17a) of the second syringe pump (17)). Then, a negative pressure is supplied into the nozzle (1), and conversely, by raising the piston rods (16b) (17b) of the syringe pumps (16) and (17), the syringe (1) of the first syringe pump (16) is raised. 16a) (or the air in the syringe (17a) of the second syringe pump (17)) is discharged into the nozzle (1), and a positive pressure is supplied into the nozzle (1).

【0041】第3弁(V3)の入口ポート(P) は第4弁(V4)
の出口ポート(A) に接続され、第4弁(V4)の入口ポート
(P) は窒素供給装置(28)に接続されている。窒素供給装
置(28)は、ノズル(1) およびこれに連通する管路(4) 内
に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を構成して
いる。第4弁(V4)の排気ポート(R) は第5弁(V5)の出口
ポート(A) に接続され、第5弁(V5)の排気ポート(R) は
微差圧センサ(23)の+ポート(23a) に接続されている。
第5弁(V5)の入口ポート(P) およびセンサ(23)の−ポー
ト(23b) は、大気に開放している。
The inlet port (P) of the third valve (V3) is connected to the fourth valve (V4)
Of the fourth valve (V4) connected to the outlet port (A) of the
(P) is connected to a nitrogen supply device (28). The nitrogen supply device (28) constitutes inert gas supply means for supplying an inert gas into the nozzle (1) and the pipe (4) communicating therewith. The exhaust port (R) of the fourth valve (V4) is connected to the outlet port (A) of the fifth valve (V5), and the exhaust port (R) of the fifth valve (V5) is connected to the differential pressure sensor (23). Connected to + port (23a).
The inlet port (P) of the fifth valve (V5) and the minus port (23b) of the sensor (23) are open to the atmosphere.

【0042】図4〜図7は分注作業中の弁(V1)〜(V5)の
切換え状態を示す図である。次に、これらの図面を参照
して、被分注容器(30)に入れられた液体を図示しない別
の分注容器に分注するときの分注装置の動作について説
明する。この動作は図4〜図7に示す一連の動作を繰返
し行うものであるが、ここでは、電動機(6) の駆動によ
りノズル(1) が容器(30)の上方の吸引位置に水平移動し
てきた状態から説明を開始する。
FIGS. 4 to 7 show the switching state of the valves (V1) to (V5) during the dispensing operation. Next, with reference to these drawings, the operation of the dispensing apparatus when dispensing the liquid placed in the dispensed container (30) to another dispensing container (not shown) will be described. This operation repeats a series of operations shown in FIGS. 4 to 7, in which the nozzle (1) is horizontally moved to the suction position above the container (30) by driving the electric motor (6). The explanation starts from the state.

【0043】ノズル(1) が吸引位置に移動してきたとき
には、ノズル(1) およびポンプ(16)(17)のピストン棒(1
6b)(17b)はストロークの上端位置まで上昇しており、図
4に示すように、第3弁(V3)だけがオンになっている。
そして、第3弁(V3)がオンになっていることにより、ノ
ズル(1) の内部と微差圧センサ(23)の+ポート(23a)が
連通している。ノズル(1) が吸引位置まで移動すると、
電動機(6) が停止させられて、ノズル(1) がその位置に
停止する。
When the nozzle (1) moves to the suction position, the piston rod (1) of the nozzle (1) and the pumps (16) and (17) are moved.
6b) and (17b) have risen to the upper end position of the stroke, and as shown in FIG. 4, only the third valve (V3) is on.
When the third valve (V3) is turned on, the inside of the nozzle (1) communicates with the + port (23a) of the slight differential pressure sensor (23). When the nozzle (1) moves to the suction position,
The motor (6) is stopped, and the nozzle (1) stops at that position.

【0044】ノズル(1) の水平移動が停止すると、電動
機(13)が駆動され、ノズル(1) が容器(30)内の液面に向
かって下降を開始する。ノズル(1) の下降速度は3〜1
5mm/secが好ましく、たとえば10mm/sec
である。ノズル(1) の下降中、判定部(26)がセンサ(23)
の出力すなわちノズル(1) およびこれに連通する管路
(4) 内の圧力と大気圧との差圧を常時監視しており、こ
の差圧が判定値より大きくなると、液面検知信号を駆動
制御部(27)に出力する。駆動制御部(27)は、判定部(26)
から液面検知信号が出力されるまでは、電動機(13)の駆
動を継続してノズル(1) の下降を続け、液面検知信号が
出力されると、電動機(13)を停止してノズル(1) を停止
させる。この判定値は、液体の種類、ノズル(1) の種類
などによって適宜設定されるが、たとえば2.5mmH
2O に設定されている。ノズル(1)の下端が液面に達す
るまでは、ノズル(1) の内部は吸排口(1c)を通して大気
に連通しているため、センサ(23)の出力はほぼ0であ
り、判定部(26)から液面検知信号は出力されず、ノズル
(1) の下降が続けられる。
When the horizontal movement of the nozzle (1) stops, the electric motor (13) is driven, and the nozzle (1) starts lowering toward the liquid level in the container (30). Nozzle (1) descent speed 3-1
5 mm / sec is preferable, for example, 10 mm / sec
It is. While the nozzle (1) is descending, the judgment unit (26)
Output of nozzle, nozzle (1) and pipeline communicating with it
(4) The differential pressure between the internal pressure and the atmospheric pressure is constantly monitored, and when this differential pressure exceeds the determination value, a liquid level detection signal is output to the drive control unit (27). The drive control unit (27) includes a determination unit (26)
Until the liquid level detection signal is output from the motor, the motor (13) continues to be driven and the nozzle (1) continues to descend.When the liquid level detection signal is output, the motor (13) is stopped and the nozzle (1) is stopped. (1) is stopped. This determination value is appropriately set according to the type of the liquid, the type of the nozzle (1), and the like.
2 O is set. Until the lower end of the nozzle (1) reaches the liquid level, since the inside of the nozzle (1) is in communication with the atmosphere through the suction and discharge port (1c), the output of the sensor (23) is almost 0, and the determination unit ( No liquid level detection signal is output from 26) and the nozzle
(1) continues to descend.

【0045】ノズル(1) の下端が液面に達すると、毛管
現象により液体が吸排口(1c)を通ってノズル(1) 内に浸
入し、これにより、ノズル(1) および管路(4) 内の空気
層の内容積が微変化し、内圧が微変化する。このため、
センサ(23)の出力が判定値より大きくなって、判定部(2
6)から液面検知信号が出力され、電動機(13)が停止させ
られて、ノズル(1) の下降が停止する。このように液面
が検知されてノズル(1) が停止すると、吸入しようとす
る液量の分だけノズル(1) を液中に浸入させて、液体の
吸引を開始する。液体がたとえば酢酸エチル、DMA
(ジメチルアニリン)、DMF(N,N−ジメチルホル
ムアミド)などの有機溶媒系の場合、表面張力、粘度が
低いため、ノズル(1) の下端が液面に接触した瞬間に、
毛管現象によりノズル(1) 内に液体が浸入する。このた
め、ノズル(1) の液面からの浸入深さ(以下単に「浸入
深さ」という)がほぼ0の状態でノズル(1) を停止させ
ることができ、停止後にノズル(1) を所定量液中に浸入
させて、そのまま液体の吸引を開始することができる。
液体が水溶液の場合、チップ(1) の浸入深さ位置におけ
る水頭がチップ(1) の下端での表面張力に打勝った時点
でノズル(1) 内に液体が浸入する。このため、ノズル
(1) は、液面から所定量浸入した状態で停止する。ノズ
ル(1) が停止するときの浸入深さは、液体やノズル(1)
の種類などによって変わるが、最大で数mm程度であ
る。また、この浸入深さは液体やノズル(1)の種類によ
って決まり、予め求めておくことができるので、ノズル
(1) が停止した後、この浸入深さ量だけあるいはこれよ
りわずかに小さい量だけノズル(1) を上昇させてから、
ノズル(1) を所定量液中に浸入させて、液体の吸引を開
始すればよい。なお、前述のように、ノズル(1) の先端
部の少なくとも内周面に非粘着性樹脂をコーティングす
ることにより、液体やノズル(1) の種類が同じ場合に、
コーティングがないときに比べて、ノズル(1) が停止す
るときの浸入深さが半減することが実験により確認され
ている。また、ノズル(1) の下端部の外周面にもコーテ
ィングを施しておけば、外周面に液体が付着しにくくな
り、付着した液体が垂れ落ちて分注量が変わってしまう
おそれが少ない。
When the lower end of the nozzle (1) reaches the liquid level, the liquid penetrates into the nozzle (1) through the suction / discharge port (1c) by capillary action, whereby the nozzle (1) and the pipe (4) The inside volume of the air layer inside changes slightly, and the inside pressure changes slightly. For this reason,
When the output of the sensor (23) becomes larger than the judgment value, the judgment unit (2
The liquid level detection signal is output from 6), the motor (13) is stopped, and the lowering of the nozzle (1) stops. When the liquid level is detected in this way and the nozzle (1) stops, the nozzle (1) is immersed in the liquid by the amount of the liquid to be sucked, and suction of the liquid is started. The liquid is, for example, ethyl acetate, DMA
In the case of organic solvent systems such as (dimethylaniline) and DMF (N, N-dimethylformamide), the surface tension and viscosity are low, so the moment the lower end of the nozzle (1) comes into contact with the liquid surface,
The liquid penetrates into the nozzle (1) by capillary action. For this reason, the nozzle (1) can be stopped when the penetration depth of the nozzle (1) from the liquid level (hereinafter, simply referred to as “penetration depth”) is almost 0, and after the stop, the nozzle (1) is placed. It can be immersed in the fixed amount liquid and the suction of the liquid can be started as it is.
When the liquid is an aqueous solution, the liquid penetrates into the nozzle (1) when the head at the penetration depth of the chip (1) overcomes the surface tension at the lower end of the chip (1). Because of this, the nozzle
In (1), the operation is stopped when a predetermined amount of liquid has entered the liquid surface. When the nozzle (1) stops, the penetration depth depends on the liquid and the nozzle (1).
Although it varies depending on the type, the maximum is about several mm. The penetration depth is determined by the type of liquid and nozzle (1) and can be determined in advance.
After (1) has stopped, raise the nozzle (1) by this amount of penetration depth or slightly less than this,
The suction of the liquid may be started by immersing the nozzle (1) in a predetermined amount of the liquid. As described above, by coating a non-adhesive resin on at least the inner peripheral surface of the tip of the nozzle (1), when the type of the liquid or the nozzle (1) is the same,
Experiments have shown that the penetration depth when the nozzle (1) stops is halved compared to when there is no coating. Also, if the outer peripheral surface of the lower end portion of the nozzle (1) is coated, the liquid is less likely to adhere to the outer peripheral surface, and there is little possibility that the adhered liquid drips and the dispensed amount is changed.

【0046】液体の吸入は、図5に示すように、第1お
よび第2弁(V1)(V2)のいずれか一方(この場合は第1弁
(V1))をオンに切換えるとともに、第3弁(V3)をオフに
切換えた状態で、電動機(18)を駆動して、ポンプ(16)(1
7)のピストン棒(16b)(17b)をストロークの下端位置まで
下降させることにより行われる。第1弁(V1)がオンに、
第3弁(V3)がオフに切換えられることにより、ノズル
(1) と第1ポンプ(16)のシリンジ(16a) が連通し、ピス
トン棒(16b) が下降することにより、ノズル(1)内に負
圧が供給されて、液体が吸引される。このとき、第2ポ
ンプ(17)についても、ピストン棒(17b) が下降すること
により、シリンジ(17a) 内が負圧になるが、このシリン
ジ(17a) はオフ状態の第2弁(V2)によって大気と連通し
ているため、大気中の空気が弁(V2)を通してシリンジ(1
7a) 内に吸入されるだけである。
As shown in FIG. 5, the liquid is sucked by using one of the first and second valves (V1) and (V2) (in this case, the first valve).
(V1)) is turned on and the third valve (V3) is turned off, and the electric motor (18) is driven to drive the pumps (16) (1).
This is performed by lowering the piston rods (16b) and (17b) of (7) to the lower end position of the stroke. The first valve (V1) turns on,
When the third valve (V3) is switched off, the nozzle
When (1) communicates with the syringe (16a) of the first pump (16) and the piston rod (16b) descends, a negative pressure is supplied into the nozzle (1) to suck the liquid. At this time, the second pump (17) also has a negative pressure in the syringe (17a) due to the lowering of the piston rod (17b). However, the syringe (17a) is in the off state of the second valve (V2). Air communicates with the atmosphere, allowing atmospheric air to flow through the valve (V2)
7a) is only inhaled.

【0047】ポンプ(16)(17)のピストン棒(16b)(17b)が
下端位置まで下降して液体の吸入が終了すると、電動機
(13)が駆動されて、ノズル(1) が上端位置まで上昇し、
次いで、電動機(6) が駆動されて、ノズル(1) が分注容
器の真上の排出位置まで移動させられる。ノズル(1) が
排出位置に停止すると、必要に応じ、電動機(13)が駆動
されて、ノズル(1) が所定の高さまで下降する。そし
て、液体を排出するために、電動機(18)が駆動されて、
ポンプ(16)(17)のピストン棒(16b)(17b)が上端位置まで
上昇する。これにより、ノズル(1) 内に正圧が供給され
て、ノズル(1) 内に吸引されていた液体が分注容器内に
排出される。このとき、第2ポンプ(17)についても、ピ
ストン棒(17b) が上昇することにより、シリンジ(17a)
内が正圧になるが、このシリンジ(17a) 内の空気がオフ
状態の第2弁(V2)を通して大気中に排出されるだけであ
る。
When the piston rods (16b) and (17b) of the pumps (16) and (17) are lowered to the lower end position and the suction of the liquid is completed, the electric motor
(13) is driven, the nozzle (1) rises to the upper end position,
Next, the electric motor (6) is driven to move the nozzle (1) to the discharge position just above the dispensing container. When the nozzle (1) stops at the discharge position, the electric motor (13) is driven as necessary, and the nozzle (1) descends to a predetermined height. Then, in order to discharge the liquid, the electric motor (18) is driven,
The piston rods (16b) and (17b) of the pumps (16) and (17) rise to the upper end position. As a result, a positive pressure is supplied to the nozzle (1), and the liquid sucked in the nozzle (1) is discharged into the dispensing container. At this time, the second pump (17) also raises the piston rod (17b), thereby causing the syringe (17a)
The inside of the syringe (17a) becomes positive pressure, but only the air in the syringe (17a) is discharged to the atmosphere through the second valve (V2) in the off state.

【0048】ポンプ(16)(17)のピストン棒(16b)(17b)が
上端位置まで上昇して液体の排出が終了すると、必要が
あれば、電動機(13)が駆動されて、ノズル(1) が上端位
置まで上昇し、次いで、電動機(6) が駆動されて、ノズ
ル(1) が容器(30)の真上の吸引位置まで移動させられ
る。そして、ノズル(1) が吸引位置に停止するまでの間
に、図6、図7および図4の動作が行われる。
When the piston rods (16b) and (17b) of the pumps (16) and (17) are raised to the upper end position and the discharge of the liquid is completed, the electric motor (13) is driven, if necessary, and the nozzle (1) is driven. ) Rises to the upper end position, and then the electric motor (6) is driven to move the nozzle (1) to the suction position just above the container (30). 6, 7, and 4 are performed until the nozzle (1) stops at the suction position.

【0049】まず、図6に示すように、第1弁(V1)がオ
フに切換えられるとともに、第3および第5弁(V3)(V5)
がオンに切換えられる。第1弁(V1)がオフになることに
より、第1ポンプ(16)のシリンジ(16a) がノズル(1) か
ら遮断され、第3弁(V3)がオンになることにより、ノズ
ル(1) が第4弁(V4)の出口ポート(A) に連通させられ、
第5弁(V5)がオンになることにより、第4弁(V4)の排気
ポート(R) が大気に連通させられる。
First, as shown in FIG. 6, the first valve (V1) is turned off, and the third and fifth valves (V3) (V5) are turned off.
Is switched on. When the first valve (V1) is turned off, the syringe (16a) of the first pump (16) is shut off from the nozzle (1), and when the third valve (V3) is turned on, the nozzle (1) is turned off. Is connected to the outlet port (A) of the fourth valve (V4),
When the fifth valve (V5) is turned on, the exhaust port (R) of the fourth valve (V4) is communicated with the atmosphere.

【0050】次に、図7に示すように、第4弁(V4)がオ
ンに切換えられて、窒素パージが行われる。第4弁(V4)
の入口ポート(P) には、窒素供給装置(28)から常時所定
圧力の窒素ガスが供給されているが、弁(V4)がオフの状
態では、入口ポート(P) と出口ポート(A) との間が遮断
されているので、窒素ガスはどこにも流れない。しか
し、第4弁(V4)がオンになると、入口ポート(P) と出口
ポート(A) が連通するため、窒素ガスが、第4弁(V4)、
第3弁(V3)およびノズル(1) 内を通って流れ、吸排口(1
c)から排出される。この窒素パージは、ノズル(1) およ
び管路(4) 内の有機溶媒などの蒸気圧の残存をなくし
て、前述の差圧の検出を正確に行うためのものであり、
たとえば2〜3秒間行われる。なお、第4弁(V4)がオン
に切換えられた瞬間に、入口ポート(P) から排気ポート
(R) を通って第5弁(V5)の出口ポート(A) に微量の窒素
ガスが流れるが、第5弁(V5)がオン状態になっているた
め、この窒素ガスは第5弁(V5)の入口ポート(P) から大
気中に排出され、センサ(23)に流れることはない。この
ため、センサ(23)に過負荷圧が作用することがない。
Next, as shown in FIG. 7, the fourth valve (V4) is turned on, and a nitrogen purge is performed. 4th valve (V4)
Nitrogen gas at a predetermined pressure is always supplied to the inlet port (P) from the nitrogen supply device (28), but when the valve (V4) is off, the inlet port (P) and the outlet port (A) The nitrogen gas does not flow anywhere. However, when the fourth valve (V4) is turned on, the inlet port (P) and the outlet port (A) communicate with each other, so that nitrogen gas flows through the fourth valve (V4),
It flows through the third valve (V3) and the nozzle (1), and
discharged from c). This nitrogen purge is for eliminating the residual vapor pressure of the organic solvent in the nozzle (1) and the pipe (4) and accurately detecting the above-mentioned differential pressure.
For example, it is performed for a few seconds. At the moment when the fourth valve (V4) is switched on, the inlet port (P)
(R), a small amount of nitrogen gas flows to the outlet port (A) of the fifth valve (V5). However, since the fifth valve (V5) is turned on, this nitrogen gas is supplied to the fifth valve (V5). It is discharged into the atmosphere from the inlet port (P) of V5) and does not flow to the sensor (23). Therefore, the overload pressure does not act on the sensor (23).

【0051】窒素パージが所定時間行われたならば、第
4弁(V4)がオフに切換えられて、窒素供給装置(28)が切
離され(図6と同じ状態)、さらに第5弁(V5)がオフに
切換えられて、図4の状態に戻る。そして、このような
状態で、ノズル(1) および管路(4) 内の圧力と大気圧と
の差圧が所定の微小圧力値より小さいこと、すなわち、
ノズル(1) および管路(4) 内に残圧がないことが確認さ
れ、上記の動作が繰返される。なお、この微小圧力値は
適宜に設定することができるが、たとえば0.3mmH
2O である。
When the nitrogen purge has been performed for a predetermined time, the fourth valve (V4) is turned off, the nitrogen supply device (28) is disconnected (the same state as in FIG. 6), and the fifth valve (V4) is further turned off. V5) is turned off, and returns to the state of FIG. Then, in such a state, the pressure difference between the pressure in the nozzle (1) and the pipe (4) and the atmospheric pressure is smaller than a predetermined minute pressure value, that is,
It is confirmed that there is no residual pressure in the nozzle (1) and the pipe (4), and the above operation is repeated. The minute pressure value can be set as appropriate, for example, 0.3 mmH
2 O.

【0052】上記の例では、第1シリンジポンプ(16)を
使用して分注を行っているが、第2シリンジポンプ(17)
を使用する場合は、第1弁(V1)はオフのままにし、上記
の説明における第1弁(V1)のオン・オフ動作の代わりに
第2弁(V2)のオン・オフ動作を行えばよい。
In the above example, the first syringe pump (16) is used for dispensing, but the second syringe pump (17) is used for dispensing.
When using the first valve (V1), the first valve (V1) is kept off, and the on / off operation of the second valve (V2) is performed instead of the on / off operation of the first valve (V1) in the above description. Good.

【0053】この分注装置では、上記のように、ノズル
(1) が液面に達したことを検知してノズル(1) を停止さ
せ、ノズル(1) の所定量を液中に浸入させた後、液体の
吸入を行うので、ノズルが必要以上に液面下に浸入する
ことがない。このため、ノズル(1) の下端部の外周面へ
の液体の付着を最小限に抑えることができ、液体垂れ落
ちや分注量の変動を防止して、正確な分注を行うことが
できるとともに、容器への液体の補充回数を少なくする
ことができる。また、空気を吸込むこともないので、分
注量が正確である。
In this dispensing apparatus, as described above, the nozzle
Detecting that (1) has reached the liquid level, stop the nozzle (1), inject a predetermined amount of the nozzle (1) into the liquid, and then suction the liquid. Does not penetrate below the liquid level. For this reason, it is possible to minimize the adhesion of the liquid to the outer peripheral surface of the lower end of the nozzle (1), to prevent liquid dripping and fluctuations in the dispensed amount, and to perform accurate dispensing. At the same time, the number of replenishments of the liquid to the container can be reduced. Also, since no air is sucked, the dispensed amount is accurate.

【0054】また、ノズル(1) を容器(30)内に挿入する
だけで液面の検出ができるので、小口径の容器が密集し
ている場合にも使用できる。
Further, since the liquid level can be detected simply by inserting the nozzle (1) into the container (30), it can be used even when small-diameter containers are densely packed.

【0055】また、ノズル(1) を下降させている間は、
ノズル(1) 内に圧力(正圧または負圧)を供給する必要
がなく、したがって、液体の吸引、吐出のための圧力供
給装置(3) の他に圧力供給手段を設ける必要がなく、ま
た、ノズル(1) が液面に達した後に、ノズル(1) の所定
量を液中に浸入させ、次いで圧力供給装置(3) を作動さ
せて、所望量の液体を正確に吸引することができ、圧力
供給装置(3) の制御が容易である。
While the nozzle (1) is being lowered,
There is no need to supply pressure (positive pressure or negative pressure) into the nozzle (1), so there is no need to provide pressure supply means in addition to the pressure supply device (3) for sucking and discharging liquid. After the nozzle (1) reaches the liquid level, a predetermined amount of the nozzle (1) is immersed in the liquid, and then the pressure supply device (3) is operated to accurately aspirate the desired amount of liquid. It is easy to control the pressure supply device (3).

【0056】さらに、周囲温度が変化しても、ノズル
(1) およびこれに連通する管路(4) 内の圧力と大気圧と
の差圧は変化しない。また、ノズル(1) が下降している
ときに、ノズル(1) や管路(4) に振動が加わっても、ノ
ズル(1) および管路(4) の内容積は変わらないので、ノ
ズル(1) および管路(4) 内の圧力も変化しない。このた
め、常に液面を正確に検知することができる。
Furthermore, even if the ambient temperature changes, the nozzle
The pressure difference between (1) and the pressure in the pipe (4) communicating therewith and the atmospheric pressure does not change. Also, even if vibration is applied to the nozzle (1) or the pipeline (4) when the nozzle (1) is lowered, the internal volumes of the nozzle (1) and the pipeline (4) do not change. The pressure in (1) and in line (4) also does not change. Therefore, the liquid level can always be accurately detected.

【0057】液体分注装置、ノズル(1) 、ノズル駆動装
置(2) 、圧力供給装置(3) 、管路(4) および液面検出装
置(5) などの具体的な構成、ならびに分注動作などは、
上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。
Specific configurations such as a liquid dispensing device, a nozzle (1), a nozzle driving device (2), a pressure supply device (3), a pipeline (4) and a liquid level detecting device (5), and dispensing The operation etc.,
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be changed as appropriate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、この発明の実施形態を示す液体分注装
置の主要部の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a liquid dispensing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、ノズルおよびノズル駆動装置の部分を
拡大して示す部分切欠き分解斜視図である。
FIG. 2 is a partially cutaway exploded perspective view showing a nozzle and a nozzle driving device in an enlarged manner.

【図3】図3は、圧力供給装置の部分を拡大して示す斜
視図である。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a part of a pressure supply device.

【図4】図4は、分注動作のある過程における電磁弁の
状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state of a solenoid valve in a certain process of a dispensing operation.

【図5】図5は、分注動作の上記と異なる過程における
電磁弁の状態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state of a solenoid valve in a different process of the dispensing operation from the above.

【図6】図6は、分注動作のさらに上記と異なる過程に
おける電磁弁の状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state of a solenoid valve in a dispensing operation in a process different from the above.

【図7】図7は、分注動作のさらに上記と異なる過程に
おける電磁弁の状態を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a state of the solenoid valve in a process different from the above in the dispensing operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) ノズル (1c) 液体吸入排出口 (2) ノズル駆動装置 (3) 圧力供給装置 (4) 管路 (5) 液面検出装置 (23) 微差圧センサ (26) 液面検知判定部 (1) Nozzle (1c) Liquid inlet / outlet (2) Nozzle driving device (3) Pressure supply device (4) Pipe line (5) Liquid level detecting device (23) Micro differential pressure sensor (26) Liquid level detection judgment section

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下端に液体吸入排出口を有する筒状のノズ
ル、ノズルを昇降させるノズル駆動手段、ノズル内に正
圧および負圧を供給する圧力供給手段、およびノズルと
圧力供給手段とを接続する管路を備えている液体分注装
置において、 ノズルが液面に向かって下降しているときに、ノズルお
よびこれに連通する管路内の圧力と大気圧との差圧を検
出し、この差圧が所定の値より大きくなることによりノ
ズルの液体吸入排出口が液面に達したことを検知するこ
とを特徴とする液体分注装置における液面検出方法。
A cylindrical nozzle having a liquid suction / discharge port at a lower end thereof, a nozzle driving means for raising / lowering the nozzle, a pressure supply means for supplying a positive pressure and a negative pressure into the nozzle, and a connection between the nozzle and the pressure supply means. In a liquid dispensing apparatus provided with a pipe line, when the nozzle is descending toward the liquid surface, the pressure difference between the pressure in the nozzle and the pipe line communicating with the nozzle and the atmospheric pressure is detected, and A liquid level detecting method in a liquid dispensing device, comprising: detecting that a liquid suction / discharge port of a nozzle has reached a liquid level when a differential pressure is larger than a predetermined value.
【請求項2】差圧検出の前に、ノズルおよびこれに連通
する管路内にガスを供給して、ノズルおよび管路内の蒸
気圧の残存をなくすことを特徴とする請求項1の液体分
注装置における液面検出方法。
2. The liquid according to claim 1, wherein a gas is supplied into the nozzle and a pipe communicating with the nozzle before detecting the differential pressure, so that a residual vapor pressure in the nozzle and the pipe is eliminated. Liquid level detection method in the dispensing device.
【請求項3】下端に液体吸入排出口を有する筒状のノズ
ル、ノズルを昇降させるノズル駆動手段、ノズル内に正
圧および負圧を供給する圧力供給手段、およびノズルと
圧力供給手段とを接続する管路を備えている液体分注装
置において、 管路に接続されてノズルおよびこれに連通する管路内の
圧力と大気圧との差圧を検出する差圧検出手段、および
この差圧が所定の値より大きくなることによりノズルの
液体吸入排出口が液面に達したことを検知する判定手段
を備えていることを特徴とする液体分注装置における液
面検出装置。
3. A cylindrical nozzle having a liquid suction / discharge port at a lower end thereof, a nozzle driving means for raising / lowering the nozzle, a pressure supply means for supplying a positive pressure and a negative pressure into the nozzle, and a connection between the nozzle and the pressure supply means. A liquid dispensing apparatus provided with a pipe that communicates with a pipe, a differential pressure detecting means that is connected to the pipe and detects a differential pressure between the pressure in the pipe communicating with the nozzle and atmospheric pressure, and the differential pressure is A liquid level detecting device in a liquid dispensing device, comprising: a determination unit configured to detect that a liquid inlet / outlet port of a nozzle has reached a liquid level when the value exceeds a predetermined value.
【請求項4】管路に接続されてノズルおよびこれに連通
する管路内にガスを供給するガス供給手段を備えている
ことを特徴とする請求項3の液体分注装置における液面
検出装置。
4. A liquid level detecting device in a liquid dispensing apparatus according to claim 3, further comprising a gas supply means connected to the pipe and supplying gas into the nozzle and a pipe communicating with the nozzle. .
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WO2021166522A1 (en) * 2020-02-21 2021-08-26 株式会社日立ハイテク Automatic analysis device

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