JPH1038896A - ノズルチップ装着機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意のノズルチップを代表して、装着降下最
下点の登録を行うため、ノズルチップの形状により登録
降下最下点に誤差が生じる。その時、ノズルチップの装
着力にその誤差が大きく反映されてしまう。 【解決手段】 ヘッドホルダ２０が降下するとノズル基
部２８を保持するノズルブラケット２４を第１スプリン
グ３４が付勢する。さらに降下するとシャフト２２の段
部２２ｃに第２スリーブ３６が当接し抑制されていた第
２スプリング３８の一次付勢力がノズルブラケット２４
に追加伝達される。さらに、降下が続くと、第２スプリ
ング３８が圧縮され、二次付勢力を発生しノズルブラケ
ット２４に追加伝達される。この時、第２スプリング３
８が発生する一次付勢力を大きく設定することによっ
て、第１，第２各スプリング３４，３８のバネ定数を小
さくできるので、登録誤差によるノズルチップ１２の付
勢力の誤差を最小限にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルチップの装
着機構、特に複数配列されたノズルチップを順次自動で
装着するノズルチップ装着機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から試料の分注を行う分注装置が知
られており、例えば人体から採取した血液や血清等の検
体やそれと混合して所定の処理を行う試薬等を収納容器
から複数の小容器に分配する装置として用いられてい
る。つまり、検体や試薬は所定量が収納容器から真空吸
引装置等によって吸引され、それぞれ所定の小容器に吐
出される。このような分注装置では、通常、多種類の検
体や試薬が連続的に処理されるため、混合や汚染を防止
するために前記真空吸引装置の吸引ノズル（以下、ノズ
ル基部という）は吸引対象が変わるごとに、または吸引
のたびに、新しいものと交換する必要がある。そのた
め、従来は、主に硬質プラスチック等の安価な樹脂で構
成される使い捨て（ディスポーザブル化された）ノズル
チップが使用されている。また、このノズルチップを自
動で分注装置の真空吸引装置のノズル基部に装着する機
構が数多く提案されている。

【０００３】例えば、図６には従来のノズルチップ装着
機構１００の概略構成図が示されている。チップラック
１０２に立設保持された複数のノズルチップ１０４が装
着されるノズル基部１０６を含むノズルヘッド１０８
は、図示しないＸ−Ｙアームに支持され水平面内を任意
の方向に移動可能であると共に、前記Ｘ−Ｙアーム上に
鉛直方向に配置されたガイドレール１１０に沿って、鉛
直方向にも移動可能になっている。従って、ノズル基部
１０６はチップラック１０２の任意の位置に準備されて
いるノズルチップ１０４の直上に移動すると共に、ノズ
ルチップ１０４に向かって降下し押圧することによっ
て、ノズルチップ１０４の装着を行うことができる。

【０００４】ノズル基部１０６をノズルチップ１０４に
装着する場合、装着後の脱落やノズルチップ１０４の破
損、装着機構に対する過剰付加を防止するために、ノズ
ル基部１０６は過不足ない力でノズルチップ１０４に挿
入されなければならない。そのため、ノズルヘッド１０
８の内部にはノズル基部１０６を所定付勢力で付勢可能
なスプリング１１２が配置されている。ノズル基部１０
６がノズルチップ１０４に当接後所定量、例えば５ｍｍ
降下するとスプリング１１２が圧縮され所定の付勢力、
例えば３Ｋｇｆでノズル基部１０６がノズルチップ１０
４に挿入され装着が行われる。

【０００５】一方、ノズルチップの装着を自動で行う場
合、ノズル基部の移動誤差を考慮する必要がある。例え
ば、ノズル基部の降下位置がずれ、ノズル基部がチップ
ラック等に接触した場合、ノズル基部や駆動源の破損を
招く。その対策としてバネ定数の小さなスプリングと大
きなスプリングを直列に配置し、まず、バネ定数の小さ
なスプリングを圧縮させ、所定量圧縮後に大きなバネ定
数のスプリングを圧縮し所定の付勢力（例えば、３Ｋｇ
ｆ）を発生するようにする。この時、バネ定数の小さい
スプリングの圧縮開始位置が正常装着時の位置と異なる
か否かを検出し、異なる場合にノズル基部の降下を停止
する。この結果、ノズル基部や駆動源に作用する付勢力
をバネ定数の小さいスプリングの付勢力のみとすること
が可能で、機構に与えられる衝撃を緩和することができ
る。

【０００６】つまり、基準となる任意のノズルチップに
対する装着動作の降下最下点をあらかじめ登録し、その
最下点を基準にノズルチップの装着制御や装着の良否検
出及びスプリングの圧縮量を決定しノズルチップの連続
的な自動装着を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、樹脂成形品で
あるノズルチップの形状寸法は、そのばらつきが大き
く、チップラックの収納穴にノズルチップを立設収納し
た場合、ノズルチップの収納高さにばらつきが生じる。
前述したように降下最下点の登録は、任意のノズルチッ
プを代表として行っているので、ノズルチップの収納高
さにばらつきが生じると降下最下点を登録しても装着す
るノズルチップごとにスプリングの圧縮量が変化してし
まう。その結果、ノズルチップの装着力にばらつきが生
じる。例えば、降下最下点登録時のノズルチップの外径
が所定値より小さい場合、ノズルチップは所定位置より
低い位置に保持され、その位置で登録が行われる。従っ
て、他の所定寸法のノズルチップに対してはノズル基部
が降下し過ぎてしまい、過剰な付勢力でノズル基部がノ
ズルチップに押圧され、ノズルチップの破損や過剰付加
による装着機構の損傷等を招く。逆に、ノズルチップの
外径が所定値より大きい場合、ノズルチップは所定位置
より高い位置に保持され、その位置で登録が行われる
と、他の所定寸法のノズルチップに対してはノズル基部
の降下が不足し、付勢力の不足が生じる。その結果、分
注途中等にノズルチップがノズル基部から脱落してしま
うという問題がある。

【０００８】さらに、装着機構のマシンサイクル（スプ
リングの圧縮ストローク）は短くすることが望ましい。
従って、前述したように一方にバネ定数の小さなスプリ
ングを用いる場合、圧縮ストロークが長くなってしまう
ため、他方のスプリングはより短いストロークで大きな
付勢力を発生する必要がある。つまり、大きなバネ定数
のものを使う必要があるが、降下最下点の登録のばらつ
きがある場合、バネ定数の大きなスプリングは圧縮スト
ロークの微妙な変化に対して大きな付勢力の変化を生じ
てしまう。その結果、前述したノズルチップの破損や装
着機構の付加、またはノズルチップの脱落に対する影響
が増大してしまうという問題がある。

【０００９】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、ノズルチップ装着
のための降下最下点の登録に誤差を生じた場合でもノズ
ル基部のノズルチップに対する付勢力の変動を最小限に
抑えることのできる容易な構成のノズルチップ装着機構
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の構成は、ノズル基部を付勢してノ
ズルチップに圧入装着するノズルチップ装着機構におい
て、前記ノズル基部を保持するノズルブラケットと、前
記ノズルブラケットを弾性変形量に応じて付勢する第１
スプリングと、あらかじめ所定量弾性変形され一次付勢
力を発生しているスプリングであって、前記所定量から
さらに弾性変形されその変形量に応じて二次付勢力を発
生し前記ノズルブラケットを付勢する第２スプリング
と、前記ノズル基部のノズルチップに対する圧入状態に
応じて、前記第１スプリングと第２スプリングとの付勢
力に基づいて、ノズルブラケットを介してノズル基部を
段階的に付勢する伝達制御手段と、を有することを特徴
とする。

【００１１】この構成によれば、第２スプリングはあら
かじめ一次付勢力を発生しているため、ノズル基部を付
勢する付勢力は第１スプリングの付勢力と、第２スプリ
ングの一次付勢力及び二次付勢力になる。前記一次付勢
力の付勢量を適宜選択することによって、第１スプリン
グの弾性変形及び第２スプリングの弾性変形で発生させ
る付勢力を少なくできる。従って、第１スプリング及び
第２スプリングにバネ定数の小さなスプリングを使用す
ることが可能となり、降下最下点の登録に誤差を生じた
場合でもノズルブラケットを介したノズル基部のノズル
チップに対する付勢力の変動を最小限に抑えることがで
きる。

【００１２】上記のような目的を達成するために、本発
明の他の構成は、前記伝達制御手段は、ノズルチップに
対するノズル基部の第１圧入段階で、前記第１スプリン
グの付勢力のみを前記ノズルブラケットに伝達し、その
後の第２圧入段階で、前記第２スプリングの一次付勢力
を追加伝達し、さらにその後の第３圧入段階で、前記第
２スプリングの二次付勢力を追加伝達することを特徴と
する。

【００１３】この構成によれば、第１圧入段階における
第１スプリングの付勢力に続いて、第２圧入段階で追加
される第２スプリングの一次付勢力を十分大きく設定す
ることによって、第１スプリングの弾性変形及び第２ス
プリングの弾性変形で発生させる付勢力を少なくでき
る。従って、第１スプリング及び第２スプリングにバネ
定数の小さなスプリングを使用することが可能となり、
降下最下点の登録に誤差を生じた場合でもノズルブラケ
ットを介したノズル基部のノズルチップに対する付勢力
の変動を最小限に抑えることができる。

【００１４】上記のような目的を達成するために、本発
明の他の構成は、ノズル基部を付勢してノズルチップに
圧入装着するノズルチップ装着機構において、駆動源に
接続されガイドに沿って圧入方向に移動可能なヘッドホ
ルダと、前記ガイドに沿って移動可能でノズル基部を保
持するノズルブラケットと、前記ヘッドホルダとノズル
ブラケットとの間を移動可能に配置され、前記ノズルブ
ラケットに当接可能な凸部を有する中間ベースと、前記
ヘッドホルダに設けられ、前記ノズルブラケットに対す
る中間ベースの移動を規制する規制部材と、前記中間ベ
ースとノズルブラケットとの間に配置され弾性変形量に
応じて前記ノズルブラケット付勢する第１スプリング
と、前記ヘッドホルダと中間ベースの間に配置され、あ
らかじめ所定量弾性変形され一次付勢力を発生している
スプリングであって、前記所定量からさらに弾性変形さ
れその変形量に応じて二次付勢力を発生し前記中間ベー
スを付勢する第２スプリングと、を含み、前記ヘッドホ
ルダが圧入方向に移動し、前記中間ベースの凸部がノズ
ルブラケットに当接するまでのノズルチップに対するノ
ズル基部の第１圧入段階で前記第２スプリングの一次付
勢力を規制部材で受け、前記第１スプリングの付勢力の
みをノズルブラケットに伝達し、凸部がノズルブラケッ
トに当接する第２圧入段階で前記第２スプリングの一次
付勢力をノズルブラケットに追加伝達し、さらに、前記
ヘッドホルダが圧入方向に移動する第３圧入段階で前記
第２スプリングの二次付勢力をノズルブラケットに追加
伝達することを特徴とする。

【００１５】この構成によれば、中間ベースの凸部がノ
ズルブラケットに当接していない場合、第２スプリング
の発生している一次付勢力は、中間ベースがヘッドホル
ダに設けられた規制部材に当接することによって打ち消
し、ヘッドホルダの移動によって、中間ベースは第１ス
プリングのみを弾性変形させて、第１スプリングの発し
する付勢力のみをノズルブラケットに伝達する。さら
に、ヘッドホルダが移動し、前記凸部がノズルブラケッ
トに当接すると、前記規制部材の規制作用がなくなり、
第２スプリングの一次付勢力が中間ベースの凸部を介し
てノズルブラケットに追加伝達される。さらに、ヘッド
ホルダの移動が進行すると、第２スプリングの弾性変形
が始まり第２スプリングの二次付勢力が中間ベースの凸
部を介してノズルブラケットに追加伝達される。従っ
て、第２スプリングの一次付勢力を十分大きく設定する
ことによって、第１スプリングの弾性変形及び第２スプ
リングの弾性変形で発生させる付勢力を少なくすること
が可能で、第１スプリング及び第２スプリングにバネ定
数の小さなスプリングを使用することが可能となり、降
下最下点の登録に誤差を生じた場合でもノズルブラケッ
トを介したノズル基部のノズルチップに対する付勢力の
変動を最小限に抑えることができる。

【００１６】上記のような目的を達成するために、本発
明の他の構成は、ノズル基部を付勢してノズルチップに
圧入装着するノズルチップ装着機構において、ノズルチ
ップの圧入方向に延設されたガイド部材と、前記ガイド
部材に沿って移動可能で大径部と小径部から成る段付き
シャフトを有するヘッドホルダと、前記ガイド部材に沿
って移動可能で前記シャフトが挿通すると共にノズル基
部を保持するノズルブラケットと、前記シャフトの大径
部上に移動可能に配置され前記ノズルブラケットに当接
可能な第１スリーブと、前記シャフトの小径部上に移動
可能に配置され前記シャフトの段部に当接する第２スリ
ーブと、前記第１スリーブとノズルブラケットとの間に
配置され弾性変形量に応じてノズルブラケットを付勢す
る第１スプリングと、前記第２スリーブとヘッドホルダ
との間に配置され、あらかじめ所定量弾性変形され一次
付勢力を発生しているスプリングであって、前記所定量
からさらに弾性変形されその変形量に応じて二次付勢力
を発生し第１スリーブと第２スリーブを介してノズルブ
ラケットを付勢する第２スプリングと、を含み、前記ヘ
ッドホルダが圧入方向に移動し、前記第１スリーブがノ
ズルブラケットに当接するまでの第１圧入段階で前記第
２スプリングの一次付勢力を前記シャフトの段部で受
け、前記第１スプリングの付勢力のみをノズルブラケッ
トに伝達し、第１スリーブがノズルブラケットに当接す
る第２圧入段階で前記第２スプリングの一次付勢力をノ
ズルブラケットに追加伝達し、さらに、前記ヘッドホル
ダが圧入方向に移動しヘッドホルダと第２スリーブの相
対距離が縮小する第３圧入段階で前記第２スプリングの
二次付勢力をノズルブラケットに追加伝達することを特
徴とする。

【００１７】この構成によれば、ヘッドホルダがシャフ
トと共にノズルチップ圧入方向に移動し、第１スリーブ
がノズルブラケットに当接するまで、第２スリーブがシ
ャフトの段部に当接することによって、第２スプリング
の一次付勢力を抑制する。その結果、シャフトと共に移
動する第１スリーブは第１スプリングのみを弾性変形さ
せて、その付勢力をノズルブラケットに伝達する。さら
に、シャフトが移動し第１スリーブがノズルブラケット
に当接し、シャフトの段部による規制作用がなくなる
と、第２スプリングの一次付勢力が第１、第２スリーブ
を介してノズルブラケットに追加伝達される。さらに、
シャフトが移動すると、第２スプリングが弾性変形を開
始し、第２スプリングの二次付勢力がノズルブラケット
に追加伝達される。従って、第２スプリングの一次付勢
力を十分大きく設定することによって、第１スプリング
の弾性変形及び第２スプリングの弾性変形で発生させる
付勢力を少なくすることが可能で、第１スプリング及び
第２スプリングにバネ定数の小さなスプリングを使用す
ることが可能になり、降下最下点の登録に誤差を生じた
場合でもノズルブラケットを介したノズル基部のノズル
チップに対する付勢力の変動を最小限に抑えることがで
きる。

【００１８】上記のような目的を達成するために、本発
明の他の構成は、前記第１スプリングと第２スプリング
は圧縮変形して付勢力を発生することを特徴とする。

【００１９】この構成によれば、スプリングの弾性変形
により発生する付勢力を直接的にノズルブラケットを付
勢する付勢力に利用することができるので、機構の構造
を簡略化することができる。

【００２０】上記のような目的を達成するために、本発
明の他の構成は、前記第１スプリングと第２スプリング
のバネ定数は、該第１スプリングと第２スプリングの発
生する合成付勢力と同じ付勢力を同じ変形量で発生する
スプリングのバネ定数より小さいことを特徴とする。

【００２１】この構成によれば、降下最下点の登録に誤
差を生じた場合でもバネ定数が小さいため登録された降
下最下点の誤差分によって発生する付勢力は小さく、ノ
ズルブラケットを介したノズル基部のノズルチップに対
する付勢力の変動を最小限に抑えることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づき説明する。図１〜図３には、本実施形態に
係るノズルチップ装着機構の概念図が示され、各スプリ
ングによる付勢状態の変化が示されている。

【００２３】図１に示すように、ノズルチップ装着機構
１０は、樹脂等によって円錐形状に形成されたノズルチ
ップ１２を複数本立設保持するチップラック１４の上空
を図示しないＸ−Ｙアームによって支持され、Ｘ−Ｙ水
平面内を任意の方向に移動可能である。また、前記Ｘ−
Ｙアーム上に鉛直方向に配置されたガイドレール１６に
沿って、鉛直方向（Ｚ方向）にも移動可能になってい
る。前記ガイドレール１６は独立摺動する２個の摺動体
１８ａ，１８ｂを有し、上側に位置する摺動体１８ａに
は板状のヘッドホルダ２０が固定されている。このヘッ
ドホルダ２０には上部に小径部２２ａを有し下部に大径
部２２ｂを有する円筒状の段付きシャフト２２が固定さ
れている。前記摺動体１８ａには、図示しないパルスモ
ータ等の駆動源が駆動ベルト等を介して接続され、図示
しない制御部の制御に従って、前記ヘッドホルダ２０と
シャフト２２を所定量Ｚ方向に移動可能である。

【００２４】一方、前記摺動体１８ｂには、板状のノズ
ルブラケット２４が固定され、一方端に図示しない真空
吸引装置等に吸引ホース２６を介して接続されたノズル
基部２８が固定されている。このノズル基部２８は、例
えばステンレス等の金属で形成され、下端に向かうに従
って細くなったテーパ部２８ａを有している。また、前
記ノズルブラケット２４のほぼ中央部には貫通孔２４ａ
が形成され、前記シャフト２２の大径部２２ｂが挿通さ
れている。そして、大径部２２ｂの下端からストッパ３
０が固着され、前記シャフト２２が上方に抜けないよう
になっている。

【００２５】前記シャフト２２の大径部２２ｂには、下
方に向かって突出したフランジ３２ａを有する筒状の第
１スリーブ３２が、該大径部２２ｂに対して遊嵌配置さ
れている。また、この第１スリーブ３２の内面に第１ス
プリング３４が挿入配置されている。この第１スプリン
グ３４は、例えば、１．５ｍｍの圧縮で３００ｇｆ程度
（バネ定数約０．２Ｋｇｆ／ｍｍ）の付勢力を発生する
ことのできる比較的バネ定数の小さな圧縮バネが用いら
れている。

【００２６】一方、前記シャフト２２の小径部２２ａに
はリング状の第２スリーブ３６がやはり遊嵌配置されて
いる。そして、第２スリーブ３６とヘッドホルダ２０と
の間には第２スプリング３８が所定量圧縮された状態で
挿入配置されている。この第２スプリング３８は、例え
ば３．５ｍｍの圧縮で１Ｋｇｆ程度（バネ定数約０．３
Ｋｇｆ／ｍｍ）の付勢力を発生することができる圧縮バ
ネであり、図１に示すように第２スリーブ３６がシャフ
ト２２の小径部２２ａと大径部２２ｂとの境目の段部２
２ｃに当接している状態で、一次付勢力として、例えば
２Ｋｇｆの付勢力を発生する状態で挿入されている。

【００２７】このように構成されるノズルチップ装着機
構１０は、初期状態では、第２スプリング３８の一次付
勢力によって第２スリーブ３６が段部２２ｃに付勢さ
れ、第１スプリング３４によって上方に押し上げられて
いる第１スリーブ３２に当接している。また、ノズルブ
ラケット２４は第１スプリング３４によってストッパ３
０に対して付勢され、ヘッドホルダ２０とノズルブラケ
ット２４との間隔を一定に保っている。

【００２８】ノズルチップ装着機構１０は、図示しない
制御部の制御にしたがって、所定のノズルチップ１２上
空に移動してくると、パルスモータ等の駆動によって、
摺動体１８ａを介してヘッドホルダ２０を降下させる。
前記ノズル基部２８がノズルチップ１２に当接するまで
は、前記ヘッドホルダ２０とノズルブラケット２４とは
連動して移動し、その間隔は初期状態が維持される。

【００２９】次に、降下最下点の登録の手順を説明す
る。まず、手動またはステップ送り等によりノズルチッ
プ装着機構１０を基準とするノズルチップ１２の直上に
移動する。さらに、手動またはステップ送り等により前
記ヘッドホルダ２０とノズルブラケット２４を降下させ
てノズル基部２８のテーパ部２８ａをノズルチップ１２
へ挿入する。そして、前記テーパ部２８ａとノズルチッ
プ１２の内壁が接触してから前記ヘッドホルダ２０が５
ｍｍ降下した位置を装着完了位置、すなわち降下最下点
として登録する。従って、前記摺動体１８ａを駆動する
パルスモータ等の駆動源の制御部には、この時のＺ方向
の位置が登録されることになる。

【００３０】続いて、図１〜図３に加えて、図４に示す
ヘッドホルダとノズルブラケットの相対距離とそのとき
発生するノズルヘッドを付勢する付勢力との関係を示す
グラフを参照しつつ、ノズルチップ装着機構１０のノズ
ルチップ装着動作を説明する。

【００３１】図示しない分注装置本体側からノズルチッ
プ装着の指示が出されると、Ｘ−Ｙアームが駆動し、所
定のノズルチップ１２の直上にノズルチップ装着機構１
０を移動する。なお、この時、チップラック１４側を移
動して所定のノズルチップ１２をノズル基部２８の直下
位置に移動しても良い。続いて、あらかじめ登録した降
下最下点まで摺動部１８ａを図示しないパルスモータの
駆動によって降下させる。この時、必要に応じて、ノズ
ル基部２８がノズルチップの当接するまでの摺動部１８
ａのＺ方向移動スピードを当接以後の移動スピードより
早くすることによって、チップ装着時間の短縮を行うこ
とができる。

【００３２】ノズル基部２８のテーパ部２８ａがノズル
チップ１２の内壁に接触して、テーパ部２８ａとノズル
チップ１２の内壁との間に所定の接触摩擦が生じると、
ノズルブラケット２４の降下は実質的に停止し、実際の
挿入動作が始まる。この時、ヘッドホルダ２０の降下は
継続しているのでシャフト２２及び第１スリーブ３２、
第２スリーブ３６は降下し、第１スプリング３４は図２
に示すように圧縮される。なお、ヘッドホルダ２０とノ
ズルブラケット２４との相対距離の変化開始を検出する
センサを摺動部１８ａ，１８ｂ等に設け、相対距離の変
化開始位置が、ノズルチップ装着機構１０のＺ方向移動
過程中の所定範囲内（例えば、降下最下点から４ｍｍ以
上５ｍｍ以内）に入っていない場合、例えば、テーパ部
２８ａがノズルチップ１２の上端縁部に当接したり、チ
ップラック１４に当接した場合は、所定位置より早い位
置で前記相対距離の変化が始まる。この場合、ノズルチ
ップ１２の装着に失敗したと判断して、エラー処理、例
えば、以後の挿入動作を中止して次のノズルチップ位置
に移動し再動作を行ったり、警報出力等を行う。

【００３３】所定位置で第１スプリング３４の圧縮が開
始されると、図４に実線で示すように１．５ｍｍの相対
距離変化（１．５ｍｍのスプリング圧縮）で約３００ｇ
ｆの付勢力を発生し、ノズルブラケット２４を介してノ
ズル基部２８はノズルチップ１２に付勢、圧入される
（第１圧入段階）。

【００３４】さらに、摺動部１８ａの降下が継続する
と、第１スリーブ３２のフランジ３２ａがノズルブラケ
ット２４に当接する。フランジ３２ａとノズルブラケッ
ト２４との当接直前までは第２スプリング３８の一次付
勢力は第２スリーブ３６を介してシャフト２２の段部２
２ｃで受けられているため、第１スリーブ等には前記一
次付勢力は伝達されない。しかし、前記フランジ３２ａ
とノズルブラケット２４が当接するのと同時に、実質的
に段部２２ｃと第２スリーブ３６との接触は解除され、
第２スプリング３８の一次付勢力は第２スリーブ３６を
介して第１スリーブ３２に伝達される。その結果、図４
に示すように、ヘッドホルダ２０とノズルブラケット２
４の相対距離は変化しないままノズルブラケット２４に
対する付勢力が増加する。本実施形態の場合この時点で
付勢力は約２Ｋｇｆまで増加される（第２圧入段階）。

【００３５】さらに、摺動部１８ａが降下を続けると第
２スプリング３８の圧縮が始まり、該第２スプリング３
８は二次付勢力を発生するようになる。この時、第２ス
リーブ３６からシャフト２２の段部２２ｃは完全に離れ
ているので、第２スプリング３８の二次付勢力は第２ス
リーブ３６及び第１スリーブ３２を介してノズルブラケ
ット２４に追加伝達される。そして、摺動部１８ａが降
下最下点に達するまで、二次付勢力は増加し、図４に示
すように所定の付勢力（本実施形態の場合約３Ｋｇｆ）
でノズルブラケット２４を付勢する（第３圧入段階）。
なお、図４の場合、発明の効果を明確にするため、第２
圧入段階で一次付勢力が追加された時に、テーパ部２８
ａとノズルチップ１２は滑らないものとして説明した
が、実際は僅かに滑りが生じヘッドホルダ２０とノズル
ブラケット２４との相対距離は僅かに変化している。

【００３６】図３に示すように摺動部１８ａが登録した
降下最下点まで降下したらノズル基部２８は所定付勢力
によりノズルチップ１２を圧入装着する。この時前述し
たようにノズルチップ１２の立設状態により登録した降
下最下点に誤差が生じ、摺動部１８ａの降下量が少な
く、ヘッドホルダとノズルブラケットの相対距離が所定
量より縮まらなかった場合、例えば、相対距離が４ｍｍ
しか縮まらなかった場合、あらかじめ圧縮し一次付勢力
を発生しているバネ定数の小さな第２スプリング３８の
発生付勢力の誤差は３００ｇｆ程度である。この時、も
し従来技術で示した５ｍｍの圧縮で３Ｋｇｆの付勢力を
発生させる単一のスプリング（図４中２点鎖線で示す）
を使用した場合、付勢力の誤差は６５０ｇｆ程度であ
り、バネ定数の弱いスプリングと強いスプリングを直列
接続して使用（図４中一点鎖線で示す）した場合、付勢
力の誤差は８００ｇｆ程発生する。逆に、相対距離が５
ｍｍ以上縮んでしまった場合でも第２スプリングを使用
した場合の付勢力の誤差は小さい。従って、本実施形態
の構成では、降下最下点の誤差に対する発生付勢力の誤
差が従来のものに比べて遥かに小さくなる。

【００３７】このように、あらかじめ所定の一次付勢力
を発生している比較的バネ定数の小さなスプリングを用
いることによって、設定した降下最下点の誤差の影響を
最小限に抑え、極端に弱い付勢力や強い付勢力でノズル
チップを付勢することがなく、安定したノズルチップの
装着を行うことができる。つまり、第２スプリングの一
次付勢力の付勢力を適宜選択することによって、第１ス
プリングの弾性変形及び第２スプリングの弾性変形で発
生させる付勢力を少なくできる。従って、第１スプリン
グ及び第２スプリングにバネ定数の小さなスプリングを
使用することが可能になり、降下最下点の登録に誤差を
生じた場合でもノズルブラケットを介したノズル基部の
ノズルチップに対する付勢力の変動を最小限に抑えるこ
とができる。

【００３８】なお、ノズルチップの装着後は摺動部１８
ａが上昇し、シャフト２２の下部のストッパ３０がノズ
ルブラケット２４に当接し、該ノズルブラケット２４を
引き上げて、ノズルチップ１２をチップラック１４から
抜き出す。その後、所定の制御によって、所定の検体や
試薬を吸引するために移動し所定の処理を行う。また、
ノズルチップをノズル基部から抜き取るときは、ノズル
チップ装着機構が所定のチップ廃棄部に移動し、突起部
等にノズルチップの上端を引っかけ、ノズル基部を引き
上げることによって行う。この時、前述したように、極
端に強い付勢力でノズルチップは装着されていないの
で、チップ抜き取りの時にもノズル基部を引き上げる機
構等に不必要な負荷がかかることがない。

【００３９】なお、本実施形態では比較的単純な構成に
なる圧縮バネを用いた例を説明したが、引っ張りバネと
リンク機構等を用いて一次付勢力を発生するようにして
も良い。また、本実施形態は分注装置のノズルチップ装
着を例にとって説明したが、一定付勢力で装着を必要と
するノズルチップであれば、他の装置にも適用すること
ができる。

【００４０】また、本実施形態では第１スリーブと第２
スリーブとを独立した状態で配置したが、第１スリーブ
と第２スリーブとが一体化されていても同様の機構を構
成可能である。さらに、一次付勢力を抑制する手段とし
て、スリーブや段付きシャフトを用いた例を説明した
が、段階的に付勢力の伝達を行える機構であれば、同様
の効果を得ることができる。

【００４１】さらに、本実施形態では付勢力の伝達制御
手段として、第１スリーブ、第２スリーブ、シャフト等
を用い、規制部材として前記シャフトの段部を利用した
例を説明したが、図５に示すように、第１スリーブ、第
２スリーブ、シャフトの代わりにヘッドホルダ４０とノ
ズル基部４２ａを有するノズルブラケット４２との間を
移動可能な中間ベース４４を配置し、該中間ベース４４
と前記ノズルブラケット４２の間に第１スプリング４６
を配置し、中間ベース４４とヘッドホルダ４０との間に
第２スプリング４８を配置した構成でも良い。この場
合、前記ヘッドホルダ４０に設けられた規制部材５０に
よって第２スプリング４８の一次付勢力の伝達を選択的
に規制し、中間ベース４４に設けられた凸部５２によっ
て、第２スプリング４８の一次付勢力、二次付勢力をノ
ズルブラケット４２に伝達するようにしても図１の構成
と同じ効果を得ることができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、第２スプリングはあら
かじめ一次付勢力を発生しているため、ノズル基部を付
勢する付勢力は第１スプリングの付勢力と、第２スプリ
ングの一次付勢力及び二次付勢力になる。前記一次付勢
力の付勢量を適宜選択することによって、第１スプリン
グの弾性変形及び第２スプリングの弾性変形で発生させ
る付勢力を少なくできる。従って、第１スプリング及び
第２スプリングにバネ定数の小さなスプリングを使用す
ることが可能となり、降下最下点の登録に誤差を生じた
場合でもノズルブラケットを介してノズル基部のノズル
チップに対する付勢力の変動を最小限に抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係るノズルチップ装着機
構の概念構成図であり、ヘッドホルダ降下前の状態を説
明する概念構成図である。

【図２】 本発明の実施形態に係るノズルチップ装着機
構の概念構成図であり、第１スプリングが圧縮された状
態を説明する説明図である。

【図３】 本発明の実施形態に係るノズルチップ装着機
構の概念構成図であり、第２スプリングが圧縮された状
態を説明する説明図である。

【図４】 ヘッドホルダとノズルブラケットの相対距離
と、その時発生するノズルブラケットを付勢する付勢力
との関係を説明する説明図である。

【図５】 本発明の実施形態に係るノズルチップ装着機
構の他の構成例を説明する説明図である。

【図６】 従来のノズルチップ装着機構の構成図であ
る。

【符号の説明】

１０ ノズルチップ装着機構、１２ ノズルチップ、１
４ チップラック、１６ ガイドレール、１８ａ，１８
ｂ 摺動体、２０ ヘッドホルダ、２２ シャフト、２
２ａ 小径部、２２ｂ 大径部、２２ｃ 段部、２４
ノズルブラケット、２８ ノズル基部、２８ａ テーパ
部、３０ ストッパ、３２ 第１スリーブ、３４ 第１
スプリング、３６ 第２スリーブ、３８ 第２スプリン
グ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル基部を付勢してノズルチップに圧
   入装着するノズルチップ装着機構において、 前記ノズル基部を保持するノズルブラケットと、 前記ノズルブラケットを弾性変形量に応じて付勢する第
   １スプリングと、 あらかじめ所定量弾性変形され一次付勢力を発生してい
   るスプリングであって、前記所定量からさらに弾性変形
   されその変形量に応じて二次付勢力を発生し前記ノズル
   ブラケットを付勢する第２スプリングと、 前記ノズル基部のノズルチップに対する圧入状態に応じ
   て、前記第１スプリングと第２スプリングとの付勢力に
   基づいて、ノズルブラケットを介してノズル基部を段階
   的に付勢する伝達制御手段と、 を有することを特徴とするノズルチップ装着機構。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装着機構において、 前記伝達制御手段は、ノズルチップに対するノズル基部
   の第１圧入段階で、前記第１スプリングの付勢力のみを
   前記ノズルブラケットに伝達し、その後の第２圧入段階
   で、前記第２スプリングの一次付勢力を追加伝達し、さ
   らにその後の第３圧入段階で、前記第２スプリングの二
   次付勢力を追加伝達することを特徴とするノズルチップ
   装着機構。
3. 【請求項３】 ノズル基部を付勢してノズルチップに圧
   入装着するノズルチップ装着機構において、 駆動源に接続されガイドに沿って圧入方向に移動可能な
   ヘッドホルダと、 前記ガイドに沿って移動可能でノズル基部を保持するノ
   ズルブラケットと、 前記ヘッドホルダとノズルブラケットとの間を移動可能
   に配置され、前記ノズルブラケットに当接可能な凸部を
   有する中間ベースと、 前記ヘッドホルダに設けられ、前記ノズルブラケットに
   対する中間ベースの移動を規制する規制部材と、 前記中間ベースとノズルブラケットとの間に配置され弾
   性変形量に応じて前記ノズルブラケット付勢する第１ス
   プリングと、 前記ヘッドホルダと中間ベースの間に配置され、あらか
   じめ所定量弾性変形され一次付勢力を発生しているスプ
   リングであって、前記所定量からさらに弾性変形されそ
   の変形量に応じて二次付勢力を発生し前記中間ベースを
   付勢する第２スプリングと、 を含み、 前記ヘッドホルダが圧入方向に移動し、前記中間ベース
   の凸部がノズルブラケットに当接するまでのノズルチッ
   プに対するノズル基部の第１圧入段階で前記第２スプリ
   ングの一次付勢力を前記規制部材で受け、前記第１スプ
   リングの付勢力のみをノズルブラケットに伝達し、凸部
   がノズルブラケットに当接する第２圧入段階で前記第２
   スプリングの一次付勢力をノズルブラケットに追加伝達
   し、さらに、前記ヘッドホルダが圧入方向に移動する第
   ３圧入段階で前記第２スプリングの二次付勢力をノズル
   ブラケットに追加伝達することを特徴とするノズルチッ
   プ装着機構。
4. 【請求項４】 ノズル基部を付勢してノズルチップに圧
   入装着するノズルチップ装着機構において、 ノズルチップの圧入方向に延設されたガイド部材と、 前記ガイド部材に沿って移動可能で大径部と小径部から
   成る段付きシャフトを有するヘッドホルダと、 前記ガイド部材に沿って移動可能で前記シャフトが挿通
   すると共にノズル基部を保持するノズルブラケットと、 前記シャフトの大径部上に移動可能に配置され前記ノズ
   ルブラケットに当接可能な第１スリーブと、 前記シャフトの小径部上に移動可能に配置され前記シャ
   フトの段部に当接する第２スリーブと、 前記第１スリーブとノズルブラケットとの間に配置され
   弾性変形量に応じてノズルブラケットを付勢する第１ス
   プリングと、 前記第２スリーブとヘッドホルダとの間に配置され、あ
   らかじめ所定量弾性変形され一次付勢力を発生している
   スプリングであって、前記所定量からさらに弾性変形さ
   れその変形量に応じて二次付勢力を発生し第１スリーブ
   と第２スリーブを介してノズルブラケットを付勢する第
   ２スプリングと、 を含み、 前記ヘッドホルダが圧入方向に移動し、前記第１スリー
   ブがノズルブラケットに当接するまでの第１圧入段階で
   前記第２スプリングの一次付勢力を前記シャフトの段部
   で受け、前記第１スプリングの付勢力のみをノズルブラ
   ケットに伝達し、第１スリーブがノズルブラケットに当
   接する第２圧入段階で前記第２スプリングの一次付勢力
   をノズルブラケットに追加伝達し、さらに、前記ヘッド
   ホルダが圧入方向に移動しヘッドホルダと第２スリーブ
   の相対距離が縮小する第３圧入段階で前記第２スプリン
   グの二次付勢力をノズルブラケットに追加伝達すること
   を特徴とするノズルチップ装着機構。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４までのいずれかに
   記載の装着機構において、 前記第１スプリングと第２スプリングは圧縮変形して付
   勢力を発生することを特徴とするノズルチップ装着機
   構。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５までのいずれかに
   記載の装着機構において、 前記第１スプリングと第２スプリングのバネ定数は、該
   第１スプリングと第２スプリングとで発生する合成付勢
   力と同じ付勢力を同じ変形量で発生するスプリングのバ
   ネ定数より小さいことを特徴とするノズルチップ装着機
   構。