JP2004177151A - 分注装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分注装置における分注ヘッドの上下移動構造を小型化し、分注ヘッドとピペットの着脱と、ピペットのセンサー電極の接続を簡単にする。
【解決手段】Ｘ−Ｙ方向に移動する支持体１に取り付けたケーシング２内にＺ方向に分注ヘッド３そなえる。分注ヘッド３の外周に電機子コイル１１を取り付け、分注ヘッドに回転自由に支持させた回転子１２を設けてアウタロータモータ１０を構成する。このケーシング２内周のねじ部４と回転子１２外周に設けたねじ部６を螺合させ上下動を行わせる。分注ヘッド３の下端とピペット２０の上端に、複数の円弧状の永久磁石７１、７２、２３、２４を周方向に極性を異ならせて環状に取り付け、磁石相互の吸着でピペットを着脱させ、ピペット２０の電極２３、２４を吸着させた永久磁石を介してセンサー装置２５に接続させる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検体や試薬などのサンプリング液を、吸入・排出して分液や希釈を行う分注装置に関するもので、とくに分注ヘッドの上下動操作およびピペットの着脱およびセンサー装置の構成に係る。
【０００２】
【従来の技術】
分注装置における分注ヘッドは、Ｘ−Ｙステージによって移動するアームなどに取り付けられて上下（Ｚ軸）方向に移動するようにしているが、従来の分注ヘッドを上下動させる移動装置は、操作用モータに連結したピニオンとラックからなるギヤ機構や、操作用モータの側方に設置してギヤやベルトなどで回転され、あるいはモータ軸に連結した送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合させた送りナットからなる送りねじ機構で構成されており、たとえばつぎのような文献に示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２３３８３１号公報
この文献には、従来の例としてヘッド部分とは別に設けたシリンジにフレキシブルチューブで連結された複数のピペットを、それぞれラックとピニオンからなるギヤ機構を介して駆動モータで上下（Ｚ方向）に移動させる分注装置が示されており、前記別個に設けたシリンジを、それぞれの分注ヘッドと一体に構成させて、フレキシブルチューブによる連結を省くようにしたピペット保持装置が示されている。
【特許文献２】特開平１１−１４６３１号公報
この文献の分注装置は、ピペットチップのエジェクト位置を変えられるようにしたものであるが、分注ヘッドの移動は、モータで回転される送りねじ軸と、この送りねじ軸に螺合させた昇降ブロックをそなえ、この昇降ブロックに取り付けた分注ヘッドを上下移動させるようになっている。
【特許文献３】特開平６−３３１６３２号公報
この文献には、分注ヘッド内にステッピングモータとその側方に送りねじ軸をそなえ、ステッピングモータからベルトを介して送りナットを回転させることにより、プランジャを取り付けた送りねじ軸を上下動させ、サンプリング対象液の吸入・吐出を行わせる分注装置が示されている。
【０００４】
【特許文献４】実開平５−７７７６５号公報
分注装置におけるサンプリング液の液面を検出する液面センサーとして、サンプリングノズルに絶縁部材を介して液面センサーの電極を設け、サンプリングノズルと電極間をサンプリング液で短絡させて導通回路を形成するようにした検出装置が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、分注ヘッドの上下（Ｚ軸）移動装置は、駆動モータと上下移動体とが、別個に設けられてギヤ機構や、ねじ機構を介して連結されでいるため、構造が繁雑で設置スペースが大きくなるとともに、組み立てやメンテナンスが面倒であった。
また、サンプリング液面の検出装置では、サンプリングノズルに設けたセンサー電極相互を、ノズルの上部からリード線を引き出しているため、ピペット（ノズル）とリード線が一体になっており、分注ヘッドとピペットを着脱するたびにリード線をセンサー装置に接続、切り離しをせねばならず面倒であった。
【０００６】
本発明は、分注ヘッドの移動装置を簡単な構造にし、ピペットに設けたセンサー電極の接続を分注ヘッドへの着脱と同時に行えるようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、前後および左右（Ｘ−Ｙ軸）方向に移動する支持体に取り付けたケーシングの内側に、上下（Ｚ軸）方向に移動して先端にピペットを装着する分注ヘッドをそなえ、この分注ヘッドの外周に電機子コイルを取り付け、分注ヘッドにベアリングを介して回転自由に支持させた回転子を設けて、分注ヘッドを軸にしたアウタロータモータを構成し、この回転子の外周に設けたねじ部を、固定部であるケーシングの内周に設けたねじ部に螺合させている。
なお、アウタロータモータの固定軸を構成する分注ヘッドを中空にし、ピペットとサンプリング液を吸入・排出させるポンプとを連結する通路として用いることができる。
【０００８】
また、分注ヘッドに着脱するピペットに、サンプリング液の液面を検出するためのセンサー電極を設け、前記分注ヘッドの下端と、ピペットの上端に、複数の円弧状の永久磁石を相互に極性が周方向に異なるように環状に配置し、分注ヘッドとピペットを永久磁石の吸着力で連結させるとともに、この永久磁石を介してピペットのセンサー電極を分注ヘッド側のセンサー装置に接続させ、永久磁石相互の着脱でセンサー回路の開閉を行わせるようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の分注ヘッド部の実施例を示す縦断面図で、１はＸ−Ｙ方向に移動する支持体、２は支持体１の先端部に設けたケーシングで、分注ヘッド３を収納し、内周面にねじ部４を設けている。この実施例では別個に設けた図示しないポンプにフレキシブルチューブ５で接続するようにしているため分注ヘッド３を中空にしてある。２０は分注ヘッドの下端に着脱するピペットである。
１１は分注ヘッド３の外周に取り付けた電機子コイルで、図示しない励磁電源に接続されている。１２は分注ヘッドにベアリング１３を介して回転自由に取り付けた回転子で、内周面に前記電機子コイル１１の外周に対向する永久磁石界磁１４をそなえ、回転子１２が電機子コイル１１の外側で回転するアウタロータモータ１０を構成している。
【００１０】
６は前記回転子１２の外周面に設けたねじ部で、ケーシングのねじ部４に螺合させている。７１、７２は分注ヘッド３の下端に弾性ベロー８を介して取り付けた円弧状永久磁石で、図２に示すように、円弧状永久磁石７１、７２を接着剤９で周方向に間隔を設けて極性が相互に異なるように環状に配置形成している。２１、２２はピペット２０の上端に取り付けた前記７１、７２と同様な円弧状永久磁石、２３、２４はピペット２０に取り付けた複数の液面検出用のセンサー電極で、それぞれ円弧状永久磁石２１、２２に電気的に接続させている。２５はセンサー装置、２６、２７はそれぞれ円弧状永久磁石７１、７２に接続したセンサー用のリード線である。
【００１１】
つぎに作用を説明する。
支持体１がＸ−Ｙ方向の所定のピペット位置の上に移動すると、図示しないコントローラーにより、電機子コイル１１に通電され、永久磁石界磁１４を介して回転子１２が回転して外周のねじ部６とケーシング２のねじ部４との螺合によって、回転子１２がベアリング１３で連結された分注ヘッド３とともにケーシング２内を下方に移動して円弧状永久磁石７１、７２に、ピペット２０の円弧状永久磁石２１、２２を吸着させ、ピペット２０が分注ヘッド３に取り付けられる。弾性ベロー８は磁石相互の衝撃をなくして吸着させる。円弧状永久磁石は７１、７２および２１、２２はそれぞれ同一径で周方向に極性が異なっているため、分注ヘッド３とピペット２０の位置が幾分ずれていても異極同士の位置を合わせて吸着され、一方の磁石が他方の磁石相互の間隙の接着剤９を跨いで吸着されることがない。
【００１２】
分注ヘッド３にピペット２０が吸着されると、電機子コイル１１が逆方向に励磁されて、回転子１２を逆回転させ、ねじ部６、４を介して分注ヘッド３を上昇させ、支持体１が所定の分注位置に移動する。
分注位置に移動し、前記ピペットの吸着時と同様にアウタロータモータ１０により、分注ヘッド３をサンプリング容器の上に下降させ、サンプリング液をフレキシブルチューブ５から分注ヘッド３の中空内を通してピペット２０に送りサンプリング容器に滴下させる。サンプリング容器内の液が、電極２３、２４まで滴下されると、円弧状永久磁石７１、７２、２１、２２を介してリード線２６、２７が電気的に接続されており、電極２３、２４がサンプリング液で導通されるとセンサー装置２５で検出され、サンプリング液の滴下を停止させる。
サンプリング液の滴下が停止されると、電機子コイル１１を逆方向に励磁して回転子１２とともに分注ヘッド３を引き上げ、支持体１をつぎの分注位置に移動させる。
【００１３】
上記の実施例では、サンプリング液を分注ヘッド３の中空内を通して滴下させるようにしているが、中空内の空気の排出、挿入によりピペット２０にサンプリング液を吸入、排出させることもできる。
【００１４】
【発明の効果】
このように請求項１の発明は、前後および左右（Ｘ−Ｙ軸）方向に移動する支持体に取り付けたケーシング内に、分注ヘッドの外周に取り付けた電機子コイルと、分注ヘッドに回転自由に支持させた回転子によってアウタロータモータを構成させ、回転子の外周とケーシングの内周に設けたねじ部を螺合させ、回転子に連結した分注ヘッドを上下方向に移動させるようにしてあるので、分注ヘッドと操作用のモータが一体となってケーシング内にまとめられ、モータとねじを別個の位置に設ける必要がなく、スペースを省略して小型化できるとともに、動作を確実に行わせ、分注ヘッドの上下移動を円滑にし精度を高め得るなどの効果が得られる。
【００１５】
なお請求項２のように、分注ヘッドを中空にすることができ、ピペットとシリンジとを連結させ、ヘッド部分の外側にパイプなどを設ける必要がなく、構造を簡単にすることができる。
【００１６】
また、請求項３の発明は、分注ヘッドとピペットに、それぞれ周方向に極性を異ならせて環状に配置した複数の円弧状永久磁石を設けて吸着連結させるので、ピペットの装着を簡単にし、円弧状永久磁石の極同士が確実に吸着して位置決めを行い、分注ヘッドとピペットを精度よく連結させるとともに、ピペットに設けた液面を検出する電極を、円弧状永久磁石を介してセンサー装置に接続させ、磁石相互の吸着、分離をセンサー回路の接点として作用させることができ、固定部に設けたセンサー装置と、着脱されるピペットの電極との接続を簡単確実に行うことができ、レーザーなどによるセンサーを用いないでサンプリング液量の検出ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。
【図２】円弧状永久磁石の配置を示す上面図である。
【符号の説明】
１ 支持体
２ ケーシング
３ 分注ヘッド
４ ねじ部
５ フレキシブルチューブ
６ ねじ部
８ 弾性ベロー
１０ アウタロータモータ
１１ 電機子コイル
１２ 回転子
１３ ベアリング
１４ 永久磁石界磁
２０ ピペット
２１、２２ 円弧状永久磁石
２３、２４ センサー電極
２５ センサー装置
２６、２７ リード線
７１、７２ 円弧状永久磁石

Claims (3)

1. 前後および左右（Ｘ−Ｙ軸）方向に移動する支持体に取り付けたケーシング内に、先端にピペットを装着する分注ヘッドを上下（Ｚ軸）方向にそなえ、この分注ヘッドの外周に取り付けた電機子コイルと、分注ヘッドに回転自由に支持させた回転子によってアウタロータモータを構成し、前記回転子の外周をケーシングの内周に螺合させたことを特徴とする分注装置。
2. 前記分注ヘッドを中空にし、サンプリング液を吸入・排出させるシリンジとピペットとを連結する流体通路とする請求項１の分注装置。
3. 前後および左右（Ｘ−Ｙ軸）方向に移動する支持体に取り付けられ上下（Ｚ軸）方向に移動する分注ヘッドと、この分注ヘッドに着脱するピペットをそなえ、前記ピペットにサンプリング液の液面を検出する電極を設け、前記分注ヘッドの下端と、ピペットの上端に、それぞれ複数の円弧状の永久磁石を相互に極性を異にして環状に配置し、分注ヘッドとピペットを前記円弧状永久磁石の吸着力で連結させるとともに、前記ピペットの電極を、ピペットと分注ヘッドの円弧状永久磁石を介してセンサー装置に接続させたことを特徴とする分注装置。

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