JPS5850465A - 自動液体分与装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は全般的に自動液体分与装置、更に具体的に云
えば、プログラム形マイクロプロセッサ又はコンピュー
タの制御に応答して往復動じ、選択的に試薬を分与した
り、サンプルを試薬で希釈したり、或いはその他の普通
の、通常は手動の実験室作業を行う、取外し易い１つ又
は更に多くの精密計量用注射器を用いた作業台実験機器
に対する電子制御装置に関する。

この発明は、普通の多くの、通常は手動の液体処理実験
室手順を、正確度、精度、速度並びに再現性を改善して
自動化し、局部的にマイクロプロセッサで又は遠隔地点
でコンピュータで制御することが出来、注射器のピスト
ンの速度、方向並びに位置に応答して、機械的なバック
ラッシを補償する精密なサーボ制御を行う様な精密級実
験室機９− 器を提供することによって、従来技術を改良すると共に
、面の磨耗を最小限に抑える様な平面状の坐着面を持つ
プラスチック弁に対する簡単な弁作動装置及び制御装置
を開示する。

具体的に云うと、この発明は、枠と、該粋に取付けられ
ていて、取外すこのが出来る少なくとも１つの精密計量
用注射器と、各々の計量用注射器に対するモータ駆動の
注射器作動装置と、各々の計量用注射器のシリンダを、
サンプル・プローブ、試薬貯蔵槽、大気又は別の注射器
のシリンダの内の１つに選択的に接続する弁手段と、各
々の弁の位置を選択する弁作動装置と、予め選ばれた順
序の動作指令に応答してプログラムされる注射器作動装
置及び弁作動装置に対するマイクロプロセッサ制御装置
とを有する自動液体分与装置を提供する。

この発明は、枠、精密級の中ぐリシリンダ並びにピスト
ン棒に支持されていて該シリンダ内で往復動し得るピス
トンを持つ少なくとも１つの精密計量用注射器、注射器
のシリンダを一組の取入及１０− び送出し弁ポートの内の１つ又は更に多くに選択的に接
続する弁手段、及び枠に設けられて０て注射器を往復動
させるモータ駆動の注射器作動装置を持つ自動液体分与
装置に用いる為、シリンダのめくら側の端に設けられた
第１の取付は手段と、第１の取付は手段及びシリンダを
流密な連通関係を持つ様に弁手段に機械的にクランプす
るクランプ手段と、シリンダの外部でピストン棒に設け
られた第２の磁気取付は手段と、注射器作動装置に設け
られていて磁気取付は手段を作動装置にしっかりと保持
する永久磁石手段とを有する改良された速離しチャック
装置をも提供する。

更にこの発明は、弁座並びに弁座の面を通抜けて夫々別
々の流体導管と連通するポートを持つ弁体と、弁座と同
形であって、弁座と流密に接触する様に坐着する坐着面
を持つ弁回転子と、該回転子の坐着面に形成されていて
、１対の弁ボートを選択的に互いに連通させる流体連通
溝と、回転子の坐着面を弁座と流密に接触する様に押圧
するばね偏圧手段とを有する弁を提供する。

更にこの発明は、中ぐりした精密なシリンダ及び該シリ
ンダ内で往復動じ得るピストンを持つ少なくとも１つの
計量用注射器、該注射器のシリンダを一組の取入及び送
出し弁ボートの内の１つ又は更に多くに選択的に接続す
る弁手段、及びねじ山を設けた親ねじと親ねしナツトを
持っていて、ピストンを注射器のシリンダ内で往復動さ
せる注射器作動装置を持つ自動液体分与装置で、親ねし
及びナツトの内の一方又は他方の回転させる両方向可変
速度モータと、モータの回転か呟その繰返し速度がピス
トン速度を表わす様な、ピストンの移動増分を夫々表わ
すパルス列を発生する符号化器と、前記モータに対する
駆動器と、前記符号化器のパルス列のパルスを累算する
位置計数器と、位置計数器を調べて、その累算カウント
を、ピストンの行程の長さを表わす、記憶装置に貯蔵さ
れた予定のカウントと比較し、位置計数器の累算カウン
トが、予め選ばれた行程の長さに対応する記憶装置に貯
蔵されたカウントに達した時、モータに対する駆動器を
不作動にするマイクロプロセッサとを有する、親ねし及
び親ねしナツトを相対的に回転させるサーボ制御駆動手
段をも提供する。

更にこの発明は、中孔を持つ把手と、該把手の中孔の中
にスリーブ状にはまり、それ自体は可撓性ピペット管を
受入れる中心孔を持つ管保持体とを有し、管保持体の１
端は把手の近くに逆転曲率の形を持っていて、可、鳩性
ビベ・ノド管が逆転曲率の所で中心孔の壁に摩擦係合す
ることにより、可撓性ピペット管の移動を制止する様に
した、自動液体分与装置で可撓性ピペット管を繰作する
手持ちプローブを提供する。

この発明の目的並びに利点は、以下図面について説明す
る所から明らかになろう。

第１図に示す装置は、２つの精密計量用注射器を作動す
る様に設計されている。この発明は第１７図に示す単一
の注射器の形でも、或いは以下の説明から明らかになる
様に、適当な弁及び作動装置の変更を加えれば、２つよ
り多くの注射器の場合にも有用である。

図示の装置は、例えば試験管３からプローブ２１３− によってサンプルを吸出し、或いは第１図及び第１７図
に破線で示す様に、試験管３′にサンプル又は試薬で希
釈したサンプルを分与する様に配置された１つ又は更に
多くの精密計量用注射器１を含む。この装置はビー力４
の様な貯蔵槽から試薬を吸出し、それを使ってサンプル
を希釈したり、或いはその他の形でプローブ２から分与
することが出来る。

各々の計量用注射器１は第２図に全体を５で示した注射
器作動装置にその棒の端で取付けられ、第２図の弁手段
６と流密な連通関係を持つ。注射器作動装置５、弁手段
６並びに全体を７で示した弁作動装置が頑丈な枠８に取
付けられている。薬品耐力のある材料から成るハウジン
グ９が装置の動作部品を計量用注射器から離して封じ込
んでおり、注射器は観察出来る様に並びに取外し及び取
替えが容易に出来る様に開放している。局部マイクロプ
ロセッサ制御装置に対するキーボード１０が、計量用注
射器の近くの装置の前面でハウジング９に取付けられて
いる。

１４− 第１４図乃至第１６図に具体的に示す様に、各々の計量
用注射器は磨硝子の精密シリンダ１５と、ピストン棒１
７に支持されていて、シリンダ内を往復動じ得るピスト
ン１６とで構成される。シリンダのめくら側の端に接続
７ランジ兼用坐着部１８が封着している。この坐着部は
枠８に取付けられた弁手段６内の四部にはまる。接続フ
ラン７１８がクランプ２２及び留めねヒ２３により、弁
手段６にクランプされる。

ピストン１６から遠い方のピストン棒１７の端が磁気材
料で作られた取イ］け７ランシ１９を担持している。図
示の特定の実施例では、取（＝ｔ　ｌす７ランジ１９の
周縁にＯ’Ｊング２０が設けられており、これによって
中心合せスリーブ２１を７ランジに固定する。第７図に
詳しく示しであるが、中心合せスリーブは、このスリー
ブがその外側にはまる、外ねじを持つ親ねしナツト２５
の端に対して、取付け７ランシ１９を中心合せする。ナ
ツト２５が永久磁石２６を担持しており、これが磁気材
料から成る７ランジ１９を親ねしナツトの頂部にしっさ
れる様にする。Ｏリング２０によって取付け７ランジ１
９に封着したスリーブ２１は、壊れ易い硝子の注射器が
破損した場合、漏れた液体を収容したり、或いはこぼれ
ない様に保護する為の開放貯蔵槽としても作用する。

親ねしナツト２５の外ねじ２７が、枠８に玉軸受３０を
介して回転自在に装着された親ねしスリーブ２９の内面
に形成された対応するねし山２８と螺合する。スリーブ
２９は、第２図に示すサーボ・モータ駆動手段３３がら
駆動ベルト３２及び歯つ外ベルト歯車３１を介して回転
させられる。

親ねしナツト２５は、第７図に示す様に、１端で枠８に
取付けられた１対のブラケット３４により、スリーブ２
９に対して回転しない様に拘束される。ブラケットは親
ねしナツト２５に形成された溝孔３５を通抜ける。ブラ
ケットの下端は溝孔つぎ板３６によって、やはり枠８に
固定される。

この板が各々のブラケットの自由端にはまり、第５図に
示す様に、枠にねし留めされる。

各々の計量用注射器のめくら側の端と流体が連通する様
に取付けられる弁手段６が第８図乃至第１１図に更に詳
しく示されている。各々の弁手段が弁体４０を含み、こ
の弁体は第１０図に示す様に、４つのポート４２．４３
．４４．４５を穿孔した全体的に平面状の弁座４１を持
っている。図示のポートは直径上で向い合った対に配置
されていて、いずれもがその相手の回転子４６の回転軸
線から等しい距離の所にある。ばね荷重の回転子４６が
交換可能な坐着面４７を持ち、その弁作用をする面には
流体連通溝４８があって、これが弁作動手段７によるプ
ログラムされた選択順序で、対のポート４２．４４又は
４３．４５を互いに連通させる。

弁作動装置は駆動軸５０に歯車結合されたギアヘッド・
モータ又は図示の駆動モータ４９であってよい。駆動軸
５０がばね５１、ボール５２及びスリーブ５３によって
回転子４６に対して偏圧され、回転子を弁座４１と流密
坐着関係を保つ様にしている。駆動軸５０に設けられた
ビン５４がス１７− リーブ５３の凹部５５にはまり、スリーブに設けられた
ビン５６が回転子４６の四部５７にはまって、作動手段
７が選ばれた対の弁ボート４２．４４又は４３．４５の
間の連通を生ずる様に溝４８を回転させることが出来る
様にしている。

手持ちプローブ２は、弁作動装置７を付勢することによ
って送出し及び吸入サイクルを作動する電気スイッチを
持っていてよい。プローブは、逐次的な動作様式の瞬時
的な状態を示す表示手段をも持っていてよい。プローブ
の把手が化学的に不活性な管にクランプされ、この管が
１つ又は幾つかの計量用注射器に対する弁手段６とプロ
ーブを連通させる。プローブのスイッチ、マイクロプロ
セッサ及び弁作動手段を接続する電気導体が管と一緒の
束になっている。

第１図及び第１７図に示した特定の手持ちプローブ２が
、第１８図乃至第２０図に更に詳しく示されている。こ
れはプラスチックの様な管状又は矩形の断面を持つ材料
の細長い棒で形成された把手６０を有し、図示の実施例
では、これが縦方向１８− の円形中孔６１を持っている。

管保持体６２が好ましくは締りぽめで、この中孔にはま
っている。管保持体は全体的に管状であって中孔６３を
持ち、１端は１対の逆向きの弯曲６４．６５を持つグー
ズネック形になっている。

管保持体６２はグーズネックの先で７一ズ部分６６に終
端している。

管保持体６２の中にはピペット動作によく使われるテフ
ロンの可撓性ピペット管６７が入っており、これが弁手
段６と連通する。管６７が保持体６２の中孔６３になじ
んでいる。逆方向の古曲６４．６５は、管６７が中孔６
３の内壁に締り係合又は摩擦係合する様にし、通常の動
作中、管６７をしっかりと管保持体６２内に保持する。

他方、管６７は管保持体から引張り出して、別のテフロ
ンのピペット管を挿入することにより、容易に取替える
ことが出来る。管保持体は、第２０図に示す様に、その
周縁の環状溝６８と留めねし６９を使って、把手６０内
に固定□することが出来る。この配置は、利用者が把手
６０の中で管保持体ｕ友つて、利用者が適当と思う様に
、ノーズ部分６６を３６０°にわたって任意の向きにす
ることが出来る。締りばめによって選ばれた向きが保た
れる。

第１８図乃至第２０図に示すプローブでは、１対の圧力
スイッチ７１．７２が押ボタン７３の近くで把手６０に
取付けられている。押ボタン７３は７４の所で枢着され
ていて、利用者の親指７５の圧力により、圧力スイッチ
７１．７２の一方又は他方と接触する。適当な電気導体
７６が、分与装置の枠に取付けられたマイクロプロセッ
サ及び電子式の弁作動手段にプローブ・スイッチ７１．
７２を接続する。プローブ２は、分与装置の逐次的な動
作様式の瞬時状態を表示する為に、光放出ダイオード７
７．７８の様な表示手段をも含んでいてよい。例えばＬ
ＥＤ７７が点灯すれば、プローブがサンプル又は試薬を
分与する用意が出来たことを表わし、ＬＥＤ７８が点灯
すれば、プローブがサンプル又は試薬を吸込む用意が出
来たことを表わす。

図示の分与装置の動作が、キーボード１０を用いた局部
マイクロプロセッサ制御装置によって自動化される。分
与装置の動作は、プログラムされた遠隔のコンピュータ
によって制御することも出来るし、或いは専用の予めプ
ログラムされた局部ＲＯＭカートリッジによって制御す
ることが出来る。

フンピユータが計量用注射器による各々ピストン１６の
行程及び速度を制御すると共に、その瞬時位置を感知す
る。こうしてキーボード１０又は遠隔のコンピュータ・
インタフェイスを介して入力された指令に応じて、これ
らのパラメータを変えることが出来る。

試薬貯蔵槽から各々の注射器に流体を吸込み、注射器か
らの流体を試薬貯蔵槽に分与し、サンプル・プローブ管
から注射器に流体を吸込み、或いは注射器からサンプル
・プローブ管に流体を分与するという基本的な液体の移
送を含めて、種々の動作様式を選び、図示のマイクロプ
ロセッサに予めプログラムすることが出来る。測定され
た容積の液体を試薬貯蔵槽から注射器に吸込み、その後
２１− 分与する分与様式を含めて、種々の動作様式を達成し得
る。ピペット／希釈様式では、測定された容積の液体を
試薬貯蔵槽から吸出し、次に１つ又は更に多くの別々の
サンプルをサンプル・プローブ管に吸入し、空隙が１つ
のサンプルを別のサンプルから並びに試薬から分離する
。この後、注射器の全部の内容をサンプル・プローブ管
を介して送返すことが出来る。種々の洗滌、浄化及びそ
の他の様式もマイクロプロセッサにプログラムすること
が出来る。

以上説明した分与装置に対するマイクロプロセッサ及び
電子制御装置が第２１図に略図で示されている。これは
電源８１を持つマイクロプロセッサ８゜を含む。両方向
システム母線８２がマイクロプロセッサ８０をランダム
・アクセス記憶装置８３、プログラムされた記憶装置８
４、プローブ・スイッチ、弁作動装置及び注射器作動装
置に対するビット入出力回路８５及び内部タイマ８６と
相互接続する。

キーボード−表示装置インタ７工イス回路８８がキーボ
ード及び表示装置１０をマイクロプロセッ２２− サ８０に接続すると共に、可聴警報器８９を持っている
。システム母線８２は、外部コンピュータ制御装置の様
な他の装置、或いは専用の予めプログラムされた局部カ
ートリッジ記憶装置と接続すル為に、マイクロプロセッ
サ８０を万能同期／非同期送受信器（ＵＳＡＲＴ）及び
インタフェイス回路９０に相互接続してもよい。

上に挙げた部品は、種々の用途で一般的に利用し得るチ
ップであり、１実施例のシステムでは次の通りである。

マイクロプロセッサ８０　　　　　　インテル８０８Ｓ
ＲＡＭ　　８３．ビット１１０回路８５　　　インテル
８１５６及びタイマ８６ ＲＯＭ　　８４　　　　　　　インテル２７１６又は２
７３２キ一ボード／表示装置８８　　インテル８２７９
ＵＳＡＲＴ　　９０　　　　　　Ｒ８２３２４インタ７
エイスを持インテル８２５仏 各々のサーボ制御回路８７が注射器のピストンの速度、
方向及び位置に応答し、第５図に示す様な、各々のピス
トン棒１７を駆動する親ねしナラ−２３＝ ト２５及び親ねじスリーブ２９を相互に正確に位置ぎめ
する。第２１図に示すハイブリット形サーボ装置が、第
２図及び第３図に示す両方向可変速度直流サーボ・モー
タ３３を含む。第２図を参照すれば判る様に、軸符号化
器９１が、モータ軸上に設けられた溝孔つぎ円板９２と
、互いに直角位相になる様に配置されていで、円板９２
に設けられた等間隔の１５５個の溝孔９５の存在を感知
する１対の充電式感知手段９３．９４とを含む。

各々の充電式感知手段は、例えば土ＥＤと対応する７オ
トトランジスタで構成することが出来、回転円板９２が
光の結合を遮断する時、注射器のピストンの位置、移動
方向並びに速度をディジタル符号にする。

符号化器９１が直角位相の２つのパルス列をタコメータ
変換器９６に供給して、モータの回転速度並びに回転方
向を制御する。符号化器９１は位置計数器９７にもパル
スを供給する。この計数器がパルスの数を累算し、その
合計は定位置からのピストンの瞬時位置を表わす。タコ
メータ変換器２４− ９６及び速度制御ＤＡＣ９９が夫々、速度又は位置様式
で動作する誤差増幅器９８に対して、アナログ出力を供
給する。その出力は、可変速度直流モータ３３に対する
パルス幅変調モータ駆動器９９を駆動することにより、
速度及び位置を調節する。

マイクロプロセッサ８（）が８本の出力線でハイブリッ
ト形サーボ装置８７を制御すると共に、５本の入力線で
サーボ装置から情報を受取る。１００で示したマイクロ
プロセッサ出力線の内の５本はサーボ装置のＤＡＣ９９
に対する５ビツトの速度指令を構成し、ＤＡＣがこの指
令アナログ電流に変換する。１００に示したもう１つの
出力線が速度指令の符号を選択し、モータ駆動器９９の
極性、従ってモータの回転方向を制御する。１０１に示
した別の出力線がサーボ動作の速度様式又は位置様式を
選択する。図に示してないが、別の出力線がサーボ・モ
ータ駆動器９９に対するチップの付記として作用する。

１０２に示す４本の入力線が、位置計数器９７からマイ
クロプロセッサに対する４ビツトの位置ワード入力にな
る。マイク２５− ロプロセッサの５番目の入力線１０３は定位置感知装置
の入力であり、これは注射器のピストン１６がゼロの容
積、即ちシリンダ１５内の定位置にあることを表わす。

ハイブリット形サーボ装置は速度様式又は位置様式の２
つの様式で動作することが出来る。マイクロプロセッサ
が、速度用ディジタル・アナログ変換器９９に対し、方
向符号ビットと共に次第に大きくなる５ビツトの速度指
令ワードを１００の所で出力する時、サーボ装置は速度
様式で始動する。相次ぐ速度指令の間の時間は可変であ
って、変換器の出力電圧に可変の加速特性を持たせる。

このパラメータは、現在プログラムされている速度、現
在の注射の寸法、プローブの先端の寸法及び流体の粘度
の様なシステムの他の種々のパラメータに合せる。サー
ボ装置が、これに応答して、注射器用モータ３３をプロ
グラムされた方向に指示された速度まで加速する。

モータ３３が動いている間、位置計数器９７がカウント
を累算し、マイクロプロセッサ８０から＝２６− 周期的にポーリングされる。こうして、マイクロプロセ
ッサはピストン１６、親ねしナツト２５及びスリーブ２
９の瞬時位置を追跡している。部品が所望の目的位置に
接近すると、マイクロプロセッサは、ＤＡＣ９９に対し
て、次々に一層小さな指令ワードを出力することにより
、注射器用モータ３３を減速する。各々の指令が出力さ
れる点は、ソフトウェアの可変ルックアップ・テーブル
によって決定される。テーブルの各項目は、現在の行程
で残っている位置カウントの数を表わし、テーブルの位
置は、その数のカウントをＤＡＣ９９に送るのに適切な
速度ＤＡＣ指令を表わす。マイクロプロセッサが残って
いるカウント数を、現在の速度ＤＡＣ指令に対するテー
ブルの項目と周期的に比較する。テーブルの項目が残っ
ている現在のカウント数より小さい場合、速度ＤＡＣ指
令は変更しない。テーブルの項目が残っている位置カウ
ント数より大きいか又はそれに等しい場合、速度ＤＡＣ
ワード１だけ減数し、カウント数より小さい項目がみつ
かるまで、茨のテーブルの項目と比較する。この過程が
、ピストンの末端に達するまで繰返される。この方法は
、液体のキャビテーション、泡だち、飛散り並びに変質
と云う様な望ましくない影響を最小限に抑えることによ
り、液体の送出し動作を最適にする様にピストン速度を
制御する。

ピストン及び親ねヒ要素が所望の位置に達すると、マイ
クロプロセッサがゼロ速度ワードを出力し、サーボ装置
を位置様式に切換える。これによって注射器用モータが
停止し、電子式の係止作用によって、それを所定位置に
固定する。符号化器９１がこの位置様式でタコメータ変
換器９６にパルスを供給する場合、誤差増幅器９８は反
作用をする出力を供給する様に指示されて、ピストンの
位置を保持する。

親ねしナツト２５とスリーブ２９の間、又は駆動ベルト
３２、又は注射器のピストン棒１７とテフロンの注射器
先端との間で起って、精度の低下並びに不正確さを招く
装置の機械的なバックラッシは、マイクロプロセッサ８
０がピストンのことごとくの下向外の変位に対して少量
のピストン移動量ヲ加えて、ピストンがピストンの運動
の末端まで、即ち常にピストンが復帰する定位置まで、
上向きに移動する時、同し分だけ上向すに復帰させるこ
とにより、装置から取去られる。この為、サーボ制御に
より、常にバックラツシを差し引く様に上向きに移動し
なが呟最終的な定位置に接近し、こうしてバックラッシ
が装置の精度並びに正確さに影響しない様にする。

」二に述べた分与装置の「ソフト」定位置検出器１０４
は、第６図及び第７図に示す別の光結合したＬＥＤとフ
ォトトランジスタから成る感知装置１１２を含む。その
光結合は、「ソフト」定位置で枠８に固定された撓み部
材１１４に取付けたフラグ１１３により、親ねしす・ン
）　２５の衝合ねじ１１５が７ラグ１１３を上向トに移
動させる時、このフラグによって遮られる。ねし１１５
は精密な「ソフト」定位置を、ピストンの行程の絶対的
な即ちハードの端よ１）手前に調節することが出来る様
にする。

一２９＝ 弁のモータ４９は永久磁石同期モータであってよく、こ
れが電源８１にある電力変圧器の２次巻線からの交流電
流により、一方の向きに駆動される。これはマイクロプ
ロセッサ８０により、充電式弁位置符号化器１０５及び
トリアツクを介して制御される。弁位置符号化器１０５
は、第２図及び第３図に示した光結合の光放出ダイオー
ド及び光変換器１０６で構成された１対の感知装置から
成る。これらの感知装置が、弁回転子４６に対する駆動
軸５０に取付けられた円板１０９の異なる位置に設けら
れた２組の溝孔１０７．１０８の内の一方の存在を感知
する。−組の溝孔は、第２Ａ図の１０７に示す様に、デ
ィスクの周縁に直径上で向い合った１対として設けられ
、溝４８がボート４３．４５と連通する弁の位置を表わ
す。もう−組は直径上で向い合った１対１０８として円
板の縁から内向きに切込まれ、溝がポート４２．４４の
位置にあることを表わす。対のＬ　Ｅ　Ｉ）及びフォト
トランジスタから成る感知装置１０６の間で結合される
光が弁の位置を検出し、溝４８は一方又３０− は他方の対のボート４３．４５又は４２．４４を連通さ
せる。

この位置情報が、マイクロプロセッサ８０とインタフェ
イス接続された弁制御装置１１０に送られる。弁の溝４
８の位置を切換えるには、マイクロプロセッサ８０が弁
モータ４９をオンに転じ、このモータが弁回転子４６を
一方の内外に回転させ、その後所望の弁位置に達するま
で、弁位置検出器の状態をポーリングする。

第４図のキーボード１０について説明すると、利用者は
最初に様式キーを押し、その後、所望の様式を選択する
為に、例えば分与、ピペット、移送等のキーを押すこと
により、他のキーで１つの様式を選択することが出来る
。分与様式を選択した場合、文字ＤＢが「様式」表示装
置に現われ、分与すべき試薬の量に対する現在値が［試
薬］表示装置に現われる。利用者は「記入」ボタンを押
して表示された試薬量を受入れてもよいし、或いは適当
な数字キーを押し、そあ後やはり「試薬］表示装置に現
われるその数値を記入することによってＲＡＭ　　８３
に新しい値を記入することが出来る。新しい値を記入し
た時、プローブ２に設けられた取入用の表示ＬＥＤ　　
７８が付勢され、この後、プローブの押ボタ゛ン７３を
押してスイッチ７２を作動することにより、表示された
試薬量を注射器に吸込むことが出来る。

次にマイクロプロセッサが注射器用モータ３３を下向外
行程の向きに付能する。その速度は、位置計数器９７に
累算された工程の瞬時値に対して、ＲＯＭ　　８４に貯
蔵されているプログラムに従って加速される。

測定された容積の試薬が試薬容器４がら注射器に吸込ま
れる。

マイクロプロセッサはモータ３３を減速し、選ばれた行
程容積でモータを停止する。分与ＬＥＤ７７が点灯し、
押ボタン７３を押してスイッチ７１を作動すると、ピス
トン１６がソフト定位置に復帰することにより、プロー
ブ２のピペット管６７に試薬が分与される。マイクロプ
ロセッサは、ソフト定位置検出器１０４によってその位
置が検出された時、モータ駆動器を不作動にする。

弁回転子４６の対応する位置ぎめがマイクロプロセッサ
によって同様に行われる。例えば流体連通溝４８を、第
２図の右側の注射器に対して示した取入位置に切換え、
注射器のボート４３を試薬取入ポート４５と接続して、
注射器に試薬を吸込む。行程の下端で、弁モータ４９が
溝４８を切換えて、注射器の吐出ポート４２を右側の注
射器に対して第１３図に示す様に、ピペット管６７と連
通するボート４４を連通させる。

前に述べた様に試薬を吸込む為に、キーボードでピペッ
ト様式及びその他の様式にも同様に入ることが出来る。

ピペット様式では、利用者が適当な様式キー及び数字キ
ーを押すことにより、各々の試薬に対する容積及び所望
のサンプルの数を選択し、それらの数値を記入する。

この数値が各々の特定のサンプルを表わす数字と共に、
試薬表示装置及びサンプル表示装置に現われる。マイク
ロプロセッサがモータ駆動器９９を付能し、注射器が記
入した量の試薬を吸込んで３３− 停止する。

弁が分与位置に切換わり、ピストンが下降して、管６７
の端に大気から空隙を吸込み、試薬を第１のサンプルか
ら分離し、弁か取入位置に復帰する。

この後利用者はプローブをサンプル貯蔵槽に入れ、ボタ
ン７２．７３を押して、サンプルーブに吸込む。利用者
は他にもキーボードで記入されているものがあれば、そ
れに対してサンプルの取入を繰返し、毎回その間に空隙
を入れる。次に利用者は、ピペット管の中味全体を分与
する装置にプローブをおき、分与ボタン７１を押して上
に述べた様にする。

当業者には、特許請求の範囲の記載したこの発明の範囲
内で、上に述べた分与装置のマイクロプロセッサ及び制
御回路の種々の変更が考えられよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの注射器を持つ液体分与装置の全体的な斜
視図、第２図は典型的な計量用注射器及びその作動装置
及び弁手段を示す部分斜視図、第３４− ２Ａ図は第２図に示した位置検出器の円板の形を示す側
面図、第３図は第１図の線３−３で切った装置の垂直断
面図、第４図は第３図の線４−４から見た装置に対する
１形式のキーボードの平面図、第５図は第１図の線５−
５で切った１つの注射器作動装置に対する親ねし駆動装
置の垂直断面図、第６図は第５図の線６−６から見た親
ねしナツト及びそのクランプ装置の平面図、第７図は各
々の注射器作動装置に対する内部親ねし駆動装置の分解
図、第８図は第１図の線８−８で切った各々の注射器に
対する弁手段の垂直断面図、第９図は第８図の線９−９
で切った、弁手段及び弁作動装置の一部分を断面で示し
た平面図、第１０図は第８図の線１０−１０で切った弁
手段の垂直部分断面図、第１１図は各々の計量用注射器
に対する弁手段及び弁作動装置の分解図、第１２図は第
１図に示す様な２つの注射器を持つ分与装置の弁構成を
示す図、第１３図は３つの注射器を持つ分与装置に対す
る弁の構成を示す。％１．．４図は装置に使われる中孔
の小さな注射器の垂直断面図、第１５装置に使われる中
孔の大きな注射器の垂直断面図、第１６図は計量用注射
器の部品の分解図、第１７図は１個の注射器を持つ液体
分与装置の全体的な射視図、第１８図は第１図及び第１
７図に示したプローブの拡大斜視図、第１９図はプロー
ブの断面図で、その内部の構成を示す。第２０図は第１
９図の線２０−２０で切ったプローブの断面図、第２１
図は図示の分与装置に対するマイクロプロセッサ制御装
置及びその他の検出回路のブロンク図である。 主な符号の説明 １　：　注射器　　　　５　：　注射器作動装置６　：
　弁手段　　　　７　：　弁作動装置８　：　枠　　　
　　　８０：　　マイクロプロセッサ 特許出願人　代理人 弁理、士　　門　　間　　正　　−。 第１頁の続き 優先権主張　■１９８１年８月３１日■米国（ＵＳ）［
有］２９７９５５ ＠１９８１年８月３１日［相］米国（ＵＳ）［有］２９
７９５６ ■１９８１年８月３１日■米国（ＵＳ）［有］２９７９
６０ ０発　　明　者　ジョン・エフ・エラカートアメリカ合
衆国カリフォルニア 州サン・ラフアニル・フォーレ スト・レーン２４ 手続補正書（（ホ） 昭和♂２年／７月４日 ０勿染櫻夕ｆ叉置 ５、補正命令の日付　　昭和　　年　　月　　日（ｒｓ
Ｋ）ｘ７、シ（褐Ｉゆ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　　　枠と、該粋に装着された取外しの出来る少な
   くとも１つの精密計量用注射器と、各々の計量用注射器
   に対するモータ駆動の注射器作動装置と、各々の計量用
   注射器のシリンダを、サンプル・プローブ、試薬貯蔵槽
   、大気又は別の注射器のシリンダの内の１つに選択的に
   接続する弁手段と、各々の弁の位置を選択する弁作動装
   置と、予め選ばれた順序の動作指令に応答してプログラ
   ムされる注射器作動装置及び弁作動装置に対するマイク
   ロプロセッサ制御装置とを有する自動液体分与装置。 ２）　　　枠、精密に中ぐりしたシリンダ並びにピスト
   ン棒に支持されていて前記シリング内で往復動じ得るピ
   ストンを持つ少なくとも１つの精密計量用注射器、該注
   射器のシリンダを一組の取入及び送出し弁ポートの内の
   １つ又は更に多くに選択的に接続する弁手段、及び前記
   枠に設けられていて注射器を往復動させるモータ駆動の
   注射器作動装置を持つ自動液体分与装置に用いる速離し
   チャック装置に於て、前記シリンダのめくら側の端に設
   けられた第１の取付は手段と、該第１の放向は手段及び
   シリンダを弁手段に対して流密な連通関係を持つ様に機
   械的にクランプするクランプ手段と、前記シリンダの外
   部でピストン棒に設けられた第２の磁気取付は手段と、
   前記注射器作動装置に設けられていて、前記磁気取付は
   手段を作動装置にしっかりと保持する永久磁石手段とを
   有する速離しチャック装置。 ３）　　　特許請求の範囲２）に記載しｔこ速離しチャ
   ック装置に於て、前記磁気取付は手段が、それに接する
   注射器作動装置と同じ直径を持つ７ランシ゛であり、更
   に、前記７ランジ゛並びに注射器作動装置のそれに接す
   る部分の上にスリーブ状にはめた中心合せ管を有する速
   離しチャック装置。 ４）　　　特許請求の範囲２）又は３）に記載した速離
   しチャック装置に於て、前記注射器作動装置が分与装置
   の枠に回転自在に装着された内ねしを持つ親ねしスリー
   ブと、該親ねしスリーブを回転させる駆動手段と、前記
   スリーブ内にあって前記注射器のピストン棒側の端に坐
   着する、外ねしを持つ親ねしナツトと、前記枠に設けら
   れていて、前記親ねしナンドがスリーブに対して回転し
   ない様に拘束するクランプ手段とで構成されている速離
   しチャック装置。 ５）　　　弁座並びに弁座の面を通抜け、夫々別々の流
   体導管と連通するボートを持つ弁体と、該弁座と同形の
   坐着面を持っていて、該弁座と流密に接触する様に坐着
   する弁回転子と、該回転子の坐着面に形成されていて、
   １対の弁ポートを選択的に互いに連通させる流体連通溝
   と、回転子の坐着面を弁座と流密に接触する様に押圧す
   るばね偏圧手段とを有する弁。 ６）　　　特許請求の範囲５）に記載した弁に於て、回
   転子を一組のボート連通位置から別の位置へ歩進させる
   弁作動手段を有する弁。 ７）　　　特許請求の範囲５）に記載した弁に於て、前
   記ボートが直径上で向い合った対に配置されていで、各
   々のボートが回転子の回転軸線から等しい距離の所にあ
   る弁。 ８）　　　中ぐりした精密シリンダ及び該シリンダ内で
   往復動じ得るピストンを持つ少なくとも１つの計量用注
   射器、該注射器のシリンダを一組の取入及び送出し弁ボ
   ートの内の１つ又は更に多くに選択的に接続する弁手段
   、及びねじｔｌ−＋を持っ親ねし及び親ねしナツトを持
   っていて、注射器のシリンダ内でピストンを往復動させ
   る注射器作動装置を有する自動液体分与装置で、前記親
   ねし及び親ねしナツトを相対的に回転させるサーボ制御
   駆動手段に於て、前記親ねし並びにナツトの内の一方又
   は他方を回転させる両方向可変速度モータと、該モータ
   の回転か呟その繰返し速度がピストン速度を表わす様な
   、ピストンの移動増分を夫々表わすパルス列を発生する
   符号化器と、前記モータに対する駆動器と、前記符号化
   器からのパルス列のパルスを累算する位置計数器と、該
   位置計数器を調べて、その累算カウントをピストンの行
   程長を表わす、記憶装置に貯蔵された予定のカウントと
   比較し、位置計数器の累算カウントが、予め選ばれた行
   程長に対応する、記憶装置に貯蔵されたカウントに達し
   た時に、前記モータに対する駆動器を不作動にするマイ
   クロプロセッサとを有するサーボ制御駆動手段。 ９）　　　特許請求の範囲８）に記載したサーボ制御駆
   動手段に於て、前記モータに対する駆動器に可変速度制
   御信号を供給する誤差増幅器と、符号化器からのパルス
   列を、誤差増幅器に供給される、ピストン移動速度に比
   例するアナログ電圧に変換するタフメータと、誤差増幅
   器に対してアナログ電圧を出力するディジタル・アナロ
   グ変換器と、行程の端に対する記憶装置に貯蔵されてい
   る値に従って、前記ディジタル・アナログ変換器に対し
   速度指令信号を供給して、ピストン行程の予め選ばれた
   加速部分の間、変換器の出力電圧を増加すると共に、予
   め選ばれた減速部分の間、変換器の出力電圧を減少する
   マイクロプロセッサとを有す５− るサーボ制御駆動手段。 １０）　　　特許請求の範囲９）に記載したサーボ制御
   駆動手段に於て、前記マイクロプロセッサ位置計数器を
   周期的に調べて、ピストンの行程中の瞬時位置を確認し
   、そのカウントをピストンに対する予め選ばれた行程の
   長さの中の残っているカウントの数と比較し、この位置
   に対応する速度制御指令をディジタル・アナログ変換器
   に出力するサーボ制御駆動手段。 １１）　　　特許請求の範囲８）、９）又は１０）に記
   載したサーボ制御駆動手段に於て、取入及び送出し弁ボ
   ートの位置を表わす位置信号をマイクロプロセッサに供
   給する弁位置符号化器を有し、前記マイクロプロセッサ
   が注射器のピストンの往復動と合せて、記憶装置に貯蔵
   されている順序で弁位置を切換えるサーボ制御駆動手段
   。 １２）　　　特許請求の範囲９）に記載したサーボ制御
   駆動手段に於て、ソフト定位置検出器がピストンの行程
   の一方の端の近くで定位置にピストンが到着したことを
   感知して、マイクロプロセッサ６− により、ピストンが定位置に到着した時にモータの駆動
   器を不作動にする様にしたサーボ制御駆動手段。 １３）　　　特許請求の範囲９）に記載したサーボ制御
   駆動手段に於て、ピストンの各々の変位の末端でマイク
   ロプロセッサが誤差増幅器を位置様式に切換えて、タコ
   メータ変換器からの信号を受取った時、モータの駆動器
   に対する補正信号を出力する様にしたサーブ制御駆動手
   段。 １４）　　　特許請求の範囲８）乃至１３）に記載した
   サーボ制御駆動手段に於て、マイクロプロセッサが、定
   位置から遠ざかる内外のピストンのことごとくの変位に
   対し、ピストンの移動増分を加え、ピストンが前記定位
   置に復帰する時、該増分を減算するサーボ制御駆動手段
   。 １５）自動液体分与装置の可罠性ピペット管を繰作する
   手持ちプローブに於て、中孔を持つ把手と、該把手の中
   孔の中にスリーブ状にはまる管保持体とを有し、該管保
   持体は可撓性ピペット管を受入れる中心中孔を持ち、管
   保持体の１端が把手の近くに逆転曲率の形を持ち、可撓
   性ピペット管が逆転曲率の所で中孔の壁に摩擦係合する
   ことにより、可撓性ピペット管の移動を拘束する様にし
   た手持もプローブ。 １６）　　　特許請求の範囲１５）に記載した手持ちプ
   ローブに於て、管保持体が把手の中孔の中で締りばめで
   回転自在であって、利用者の希望により、把手に対して
   逆の曲率の内外を決める様にした手持ちプローブ。 １７）　　　特許請求の範囲１６）に記載した手持ちプ
   ローブに於て、管保持体が環状溝を持っていて、把手に
   取付けられた留めねじを受入れて、管保持体を把手の内
   部に固定する様にした手持ちプローブ。 １８）　　　特許請求の範囲１５）、１６）又は１７）
   に記載した手持ちプローブに於て、把手に取付けられた
   少なくとも１つの圧力スイッチと、プローブを掴む利用
   者の手の親指の操作により、圧力スイッチを選択的に作
   動する押ボタン手段とを有する手持ちプローブ。 １９）　　　特許請求の範囲１５）乃至１８）に記載し
   た手持ちプローブに於て、分与装置の動作様式の状態を
   示す少なくとも１つの表示手段を有する手持ちプローブ
   。