JP6051020B2 - 自動分注装置 - Google Patents

Description

本発明は、薬剤や検体などの液状の試料を分注する自動分注装置に関するものである。

生化学分野等で行なわれる試験や分析においては、検体や試薬等の液体を試料容器に小分けして移注する分注作業が行なわれる。分注作業は、分注チップを装着した自動ピペット機構を有する分注ヘッドによって液体を吸引・吐出することにより行なわれる。分注チップは、通常、使い捨てタイプであり、使用後は分注ヘッドから取り外し、使用毎に新しい分注チップと交換される。

近年、分注作業の量は膨大傾向にあり、手動による分注作業では効率が悪い。そのため、近年では、分注作業が手動から自動へと移行している。この種の自動分注装置としては、種々な構成のものが知られているが、例えば、特許文献１〜３に示すように、複数の分注ヘッドを備えることで、同時に複数の検体に対する分注を可能としたものがある。

この種の自動分注装置では、分注ヘッドにノズル状のチップを取り付け、分注時にはこのチップを検体や薬液に接触させている。そのため、１回の分注作業が終了するごとに、使用済みのチップをヘッドから取り外し、新たなチップをヘッドに装着する。通常、交換用のチップは、チップラックに並べて収納されているので、チップの交換時には、使用済みのチップを外したヘッドをチップラックの位置に移動させ、その位置でヘッドにチップを装着する。

この場合、１つのチップラックには、５〜８列程度のチップをセットしておき、そのチップがなくなるまで繰り返しヘッドをチップラックに移動させてチップの装着を行い、その後、空になったチップラックを取り出して、チップをセットした次のチップラックを供給する。

特開２０００−１２１６４７号公報 特開２００７−０６４６７６号公報 特開２００６−０１０４８５号公報

最近では、分注作業の高速化が要求され、チップを装着した分注ヘッドによる検体から試薬を予め溜める子検体への分注作業の高速化と共に、ヘッドに装着されたチップの交換作業についても、その処理速度の向上が要求されている。しかし、従来技術では、使用済チップを櫛状プレートなどによるチップ取り外し機構により取り外した後、分注ヘッドを直接チップラックの位置に移動させて、新たなチップの装着を行っていたため、次のような問題があった。

自動分注装置では、検体や薬液を吸入あるいは排出するためのピペット機構、分注時にヘッドを精密に昇降させる機構等などが必要なことから、分注ヘッドやそれを支持する部材の寸法が大きい。そのため、複数のヘッドを一列に並べて配置した自動分注装置においては、それぞれピペット機構を有する各ヘッドの間隔を小さくすることに限度がある。

このような分注ヘッドの寸法上の制限から、チップラック上のチップを分注ヘッドに装着するには、チップラック上でチップを分注ヘッドの最小間隔と同じ間隔でセットする必要がある。しかし、チップは分注ヘッドやその支持部材に比較して各段に小さいものであるから、従来技術のように、分注ヘッドの最小間隔に応じた間隔でチップをセットすると、１つのチップラックにセットできるチップ数が少なくなる。

セットするチップ数が少ないと、チップラックの交換回数が多くなり、その分処理スピードが低下する。また、分注ヘッドに比較してチップの大きさは各段に小さいため、分注ヘッドの最小間隔に合わせてチップをセットすると、チップラック上における余分なスペースが増大し、チップラックが大型化し、それを集積、搬送するための機構も大型化する。

この点を改善するために、分注ヘッドの最小間隔よりも狭い間隔で、１つのチップラックに複数のチップを密集配置することも考えられる。しかし、その場合には、次のような問題点が生じる。

複数の分注ヘッドを１列に配置した自動分注装置では、個々の分注ヘッドは、Ｚ軸方向（昇降方向）及びＸ軸方向（左右方向）には個別に移動可能であるが、Ｙ軸方向（前後方向）には共通駆動されている。すなわち、チップの交換、薬液や検体の注・排出のためには分注ヘッドが昇降する必要があること、及び自動分注装置に供給される薬液や検体の容器の間隔が異なる場合に対応するために、Ｚ軸方向及びＸ軸方向には個々の分注ヘッドが独立して移動する。一方、検体容器の供給位置、薬液容器の供給位置、使用済みチップの廃棄位置、チップの交換位置については、各分注ヘッドとも共通であることから、Ｙ軸方向には各ヘッドを同時に移動させている。

そのため、Ｙ軸方向が共通駆動された自動分注装置にあっては、チップの交換時に、１列に並んだすべての分注ヘッドがチップラックから同時にチップを取り出すには、チップを同じ列に配置しなければならない。すなわち、チップラックの小型化を意図してチップラックにチップを密集配置すると、１回のチップの取り出しでは、１列に並んだ各分注ヘッドの間に位置するチップの取り残しが生じる。次回のチップ装着時に、取り残しのチップをチップラックから取り出すには、取り残しの列の場所でヘッドを昇降させた後、次の列にまでヘッドを移動させ、再度ヘッドを昇降させてチップの取り出しを行う必要がある。

このように、チップの交換時に、チップラック部分で分注ヘッドの移動及び昇降を繰り返すことは、チップの装着に要する時間が長くなり、分注作業の高速化を阻む要因となる。このように、チップラックの小型化及びチップの密集配置と、チップの装着作業の高速化とは、Ｙ軸方向に共通駆動されたヘッドを有する自動分注装置においては相反する課題であった。

本発明の目的は、チップラックの小型化及びチップの密集配置と、チップの装着作業の高速化可能とした自動分注装置を提供することにある。

本発明の自動分注装置は、次のような構成を有することを特徴とする。
(1) Ｙ軸方向に沿って所定の間隔で平行に配置された、検体の供給部、試薬の供給部、使用済みチップの廃棄部及びチップラックの供給部。
(2) 前記使用済みチップの廃棄部と、前記チップラックの供給部によってチップラックが送られるチップの供給位置との間に、これらと平行に配置された事前整列部。
(3) １列に配列された複数の分注ヘッドと、これら複数の分注ヘッドを各々独立させて、個別にＺ軸方向及びＸ軸方向に移動可能に駆動させると共に、前記検体の供給部から前記事前整列部の間で、Ｘ軸方向に所定の間隔(チップ取り出し間隔)に各分注ヘッドを配置させたまま同時にＹ軸方向に移動させる分注ヘッド駆動機構。
(4) 前記事前整列部において、前記複数の分注ヘッドのチップ取り出し間隔に合わせて設けられたチップホルダ。
(5) 前記チップラックの供給部によってチップラックが送られるチップの供給位置と前記事前整列部との間を移動する複数のチップ移載ヘッド。
(6) 前記複数のチップ移載ヘッドをＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動させるチップ移載ヘッド駆動機構。

前記チップ移載ヘッド駆動機構が、複数のチップ移載ヘッドを個別にＸ軸方向に移動させる構成や、前記チップラック供給部が、供給されたチップラックをＸ軸方向及び／またはＹ軸方向に移動させる駆動機構を備えている構成も、本発明の一態様である。

前記分注ヘッドが事前整列部と検体や薬液の供給部との間を１往復する間に、チップ移載ヘッドが前記チップの供給位置と前記事前整列部との間を複数回往復する構成も、本発明に包含される。

本発明によれば、チップラックに多数のチップが密集状態でセットされていても、分注ヘッドは事前整列部からヘッド数分のチップを１度に取り出すことが可能になる。その結果、チップラック上にセットするチップ数を大幅に増加させることができ、チップラックの交換回数の減少及びチップラックの小型化が可能になる。また、事前整列部においてすべての分注ヘッドに対して一度にチップを装着できるので、チップ装着のためにチップラック部分で分注ヘッドが繰り返し往復動する必要がなくなり、チップの装着作業の短縮が可能である。

本発明の第１実施形態の全体構成を示す斜視図。 第１実施形態における分注ヘッドの１つを示す側面図。 第１実施形態における移載ヘッドの正面図及び側面図。 第１実施形態におけるチップ廃棄部の正面図、平面図及び側面図。 第１実施形態における事前整列部の正面図、平面図及び側面図。 第１実施形態における移載ヘッド、分注ヘッド、チップラック供給部、事前整列及びチップ廃棄部の位置関係を示す側面図。

［１．実施形態の構成］
以下、本発明の実施形態を、図１に従って具体的に説明する。
図１において、符号１は自動分注装置のフレームで、このフレーム１は、全体としてテーブル型の形状で、図中自動分注装置全体の長手方向(図１では左下から右上の方向)がＹ軸方向、幅方向がＸ軸方向、垂直方向がＺ軸方向になっている。フレーム１の上部には、Ｙ軸方向（図1では右上方向）に伸びる開口部が設けられており、この開口部の幅方向両側に左右のＹ軸方向に伸びているガイドレール２が設けられている。

（１）分注ヘッド
ガイドレール２のＹ軸方向の一端側には、分注ヘッドをＸ軸Ｙ軸Ｚ軸の３方向に駆動するための分注ステージ３が、左右のガイドレール２を跨ぐように設けられている。この分注ステージ３は、全体として四角い枠状の部材であって、その両端部の下面がガイドレール２によって移動自在に支持され、図示しない駆動機構によりガイドレール２に沿ってＹ軸方向に移動する。

分注ステージ３のＸ軸に平行に延びる面の片面（後述するチップ移載ヘッド側）には、一例として、Ｚ軸方向に伸びる５本の移動ブラケット４が設けられている。移動ブラケット４はそれぞれ独立して設けられ、その上下両端が分注ステージ３の上下両辺に移動自在に支持されている。分注ステージ３には、Ｘ軸方向に伸びる５本のシリンダ５が上下に並んで固定され、各シリンダ５がそれぞれ移動ブラケット４に接続されて、移動ブラケット４は、各分注ヘッドをＹ軸方向に干渉し合わない場合は個別にＸ軸方向に移動させられる。

Ｚ軸方向に伸びる各移動ブラケット４には、個々のピペット機構を有する分注ヘッドがＺ軸方向に移動自在に支持されている。すなわち、個々の分注ヘッドは、図２に示すように、移動ブラケット４に支持されて、Ｚ軸方向に伸びる柱状の昇降ガイド６を備えている。昇降ガイド６には、Ｚ軸方向に伸びるスライダ７が設けられ、このスライダ７の下部にアーム状に屈曲した分注ヘッドホルダ８が支持されている。昇降ガイド６の上部にはシリンダ９が固定され、このシリンダ９の側方から突出するピストンがスライダ７に固定され、同ピストンが上下することによってスライダ７及びヘッドホルダ８は、昇降ガイドにＺ軸方向のみに動きを制限されてＺ軸方向に駆動される。

ヘッドホルダ７の下端には分注ヘッド１０が固定され、この分注ヘッド１０に対してノズル状のチップ１１が着脱自在に装着される。装着の手段としては、各種の構造を採用できるが、本実施形態では、分注ヘッド１０の外周にチップ１１の上端部を圧入する。分注ヘッド１０は、ヘッドホルダ８内に挿通されたパイプを介して図示しないレギュレータにより空気の出入りが制御されるエアチューブに接続されており、このエアチューブからの吸引あるいは吹き出し圧力により、チップ１１内に検体や薬液を吸入、排出する。

（２）チップ移載ヘッド
ガイドレール２のＹ軸方向のもう片端（図１の左下側）側には、左右のガイドレール２を跨ぐように、チップ移載ヘッド用の移載ステージ２０が設けられている。この移載ステージ２０は、Ｘ軸方向に伸びる梁状をしたもので、その両端部の下面がガイドレール２によって移動自在に支持され、図示しない駆動機構によりガイドレール２に沿ってＹ軸方向に移動する。

移載ステージ２０には、一例として、３個のチップ移載ヘッド２１が設けられている。すなわち、図６に示すように、移載ステージ２０に、Ｘ軸方向に伸びる支持レール２２が設けられ、この支持レール２２に３個の移動ブラケット２３がサーボモータ２８によりＸ軸方向に移動可能に支持されている。移動ブラケット２３には、逆Ｌ字型に屈曲した３本の昇降ガイド２４が支持されている。３本の昇降ガイド２４の間隔は、この例の場合、分注ヘッド１０の最小間隔に等しい。

逆Ｌ字型をした各昇降ガイド２４の垂直部分には、スライダ２５がＺ軸方向に移動可能に支持されている。各昇降ガイド２４のスライダ２５は、逆Ｌ字型をした昇降ガイド２４の水平部分の下面に固定したサーボモータ２６の回転力を昇降ガイド２４逆Ｌ字短辺部分にて１８０度方向転換され、昇降ガイド２４上部部分で例えばリニアガイドのボールネジによりサーボモータ２６の回転力を直進運動に変換することによって、個別にＺ軸方向に移動する。

スライダ２５の下端には、図３に示すように、チップ移載ヘッドホルダ２７を介して移載ヘッド２１が設けられている。移載ヘッド２１は、チップ１１の内径に嵌合する棒状の部材で、移載ヘッド２１がチップ１１内に挿入された場合に、両者の嵌め合い摩擦により移載ヘッド２１によってチップ１１が持ち上げ可能となる。移載ヘッド２１には、ピペット機能は備わっていない。

（３）事前整列部
フレーム１のＹ軸方向に延びている開口部の内側には、Ｙ軸方向に延びている開口部の周囲フレーム１の天板１ａよりも１段低くなった棚板１ｂが設けられており、その部分に、検体供給部３０、２列の試薬供給部４０，４０、チップ廃棄部５０、事前整列部６０及びチップラック供給部７０が、分注ヘッド側からチップ移載ヘッド側に向かって順番に並列に設けられている。

検体供給部３０は、検査対象の血液などの検体を入れた試験管状の容器を、１列に最大５本ずつ分注ヘッド部分に供給するもので、容器を収納したカセットを図１の自動分注装置手前側面からＸ軸方向へ案内するレール３１と、カセットをレールに沿って移動させる図示しない駆動機構と、カセットを分注ヘッド１０の位置に合わせて停止あるいは発進させるためのストッパ３２を備えている。

検体供給部３０によって分注位置に供給される５本の容器は、カセットに収納された状態で、検体を入れた容器の中心間距離が予め分注ヘッド駆動装置に設定され、その距離に移動ブラケット４で各分注ヘッド１０の距離を調整された、分注ヘッド１０の間隔に合わせた間隔でレール３１上を移動し、ストッパ３２によって停止した状態で、各容器と対応する分注ヘッド１０の位置が一致する。

試薬供給部４０，４０は、検体供給部３０と平行に配置されている。各試薬供給部４０，４０は、検査用の試薬を入れた試験管状の容器を、１列に最大５本ずつ分注ヘッド部分に供給するもので、それぞれ、容器収納したカセットを案内するレール４１と、カセットをレールに沿って移動させる図示しない駆動機構と、分注ヘッド１０の位置に合わせてカセットを停止あるいは発進させるためのストッパ４２を備えている。

試薬供給部４０によって分注位置に供給される５本の容器は、カセットに収納された状態で、検体容器の中心間距離と同じに分注ヘッド１０の間隔に合わせた間隔でレール４１上を移動し、ストッパ４２によって停止した状態で、各容器と対応する分注ヘッドの位置が一致する。

チップ廃棄部５０は、検体供給部３０及び試薬供給部４０，４０と平行に配置されている。チップ廃棄部５０は、図４に示すように、使用済みのチップを回収するシュート５１と、その上部を覆うチップ取り外し部材５２とを備える。取り外し部材５２は、シュート５１の上部開口面を塞ぐ蓋状の部材で、そこには分注ヘッド１０の検体容器の中心間距離と同じ間隔に合わせた間隔で１列に、５個のチップ挿入孔５３が設けられている。チップ挿入孔５３は、チップ１１の外形寸法よりも大きな大径部５３ａと、チップの外径寸法よりは小さく且つ分注ヘッド１０の外径よりは大きな小径部５３ｂを備える。大径部５３ａと小径部５３ｂとは、その軸方向がＹ軸方向を向くように、しかも、５つのチップ挿入孔５３と分注ヘッド１０の間隔が等しくなるように設けられている。

事前整列部６０は、チップ廃棄部５０のチップラック供給部７０側に、検体供給部３０及び試薬供給部４０，４０と平行に配置されている。事前整列部６０は、図５に示すように、５本のチップ１１を、分注ヘッド１０の間隔に合わせた間隔で１列に収納するチップホルダ６１と、チップホルダ６１の上方にＸ軸方向に移動可能に配置された取り外し部材６２を備える。取り出し部材６２は、チップの整列方向に伸びる細い板状の部材で、チップ廃棄部５０の取り出し部材５２と同様に、大径部６３ａと小径部６３ｂを有する、５個のチップ挿入孔６３が設けられている。

取り出し部材６２に設けられたチップ挿入孔６３は、その大径部６３ａと小径部６３ｂの軸が、取り出し部材６２の長手方向（Ｘ軸方向）を向くように１列に配置されている。取り出し部材６２は、チップホルダ６１に対してＸ軸方向に移動可能に支持され、取り出し部材６２の一端に連結された電動アクチュエータ６４によって、Ｘ軸方向に往復動する。図５において、６５は、電動アクチュエータ６４の電源プラグである。

チップラック供給部７０は、Ｍ行×Ｎ列のチップ１１をチップの最小並列隙間までセットしたチップラック７１を、チップ移載ヘッドと事前整列部６０との間に供給する。本実施例では、１つのチップラックに６行×１５列のチップをセットしているが、その数は適宜選択可能である。各行におけるチップ１１の間隔は、本実施形態では、分注ヘッド１０及び移載ヘッド２１の間隔の１／２である。

チップラック供給部７０の構成は、チップラック７１を、チップ移載ヘッドと事前整列部６０との間に供給するものであれば特に限定されるものではない。本実施形態では、フレーム１の中段の棚板１ｂに、チップラックをＹ軸方向に搬送する供給側と排出側のローラコンベア７２，７３を設け、これによって、チップラック７１を定位置に移送する。

［２．実施形態の作用］
（１）移載ヘッドによる事前整列作業
チップラック供給部７０の供給側ローラコンベア７２によって、多数のチップ１１をセットしたチップラック７１がチップの供給位置に送られると、移載ヘッド２１を支持する移載ステージ２０がレール２に沿ってＹ軸方向に移動し、移載ヘッド２１がチップラック７１の上方の最初にチップを取り出す位置に達する。この位置は、本実施形態では、最も分注ヘッド１０側に並んでいるチップの行の上方である。

この移載ステージ２０の移動と同時に（あるいは移動と前後して）、移載ステージ２０に支持された移動ブラケット２３がＸ軸方向に移動して、移動ブラケット２３に支持された３本の昇降ガイド２４を、そこに支持した移載ヘッド２１が最初にチップ１１を取り出す列の真上に来る位置にまで移動させる。本実施形態では、３本の昇降ガイド２４に設けた移載ヘッド２１の間隔は、チップラック７１上のチップ１１の２倍の間隔になっているので、３つの移載ヘッド２１はチップラック７１上のチップ１１を１つ置きに取り出すことになる。

昇降ガイド２４のＹ軸方向及びＸ軸方向の移動が完了すると、サーボモータ２６によってスライダ２５が下降し、その下端の移載ヘッド２１がチップ１１の上端部内側に挿入される。移載ヘッド２１にチップ１１を嵌め込んだ後は、サーボモータ２６を逆方向に動作させて、スライダ２５を上昇させ、チップラック７１から３本のチップ１１を取り出す。なお図６では、昇降ガイド２４の上位置と下位置それぞれにスライダ２５が位置する状態を同図に表現しており、下位置に有る移載ヘッド２１がチップ１１をチップラック７１（図示せず）から取り出すときの状態を示している。

チップ１１の取り出しが終わると、移載ステージ２０は分注ヘッド側に向かってＹ軸方向に移動し、事前整列部６０の上方に達する。事前整列部６０においては、３つのサーボモータ２６を同期させることによって３つのスライダ２５を同時に下降させ、移載ヘッド２１によって支持しているチップ１１を、取り出し部材６２のチップ挿入孔６３の大径部６３ａを通して、チップホルダ６１内に挿入する。この状態では、移載ヘッド２１にチップ１１が嵌め込まれたままであるから、電動アクチュエータ６４を動作させて、取り出し部材６２をＸ軸方向に移動させる。

すると、移載ヘッド２１部分に小径部６３ｂが来るので、この小径部６３ｂの縁にチップ１１の上端を係合させながら移載ヘッド２１を上昇させると、チップ１１はホルダ６１内に残り、移載ヘッド２１のみが上昇する。移載ヘッド２１が上昇した後は、電動アクチュエータ６４を反対方向に動作させて、ホルダ６１内のチップ１１の真上に大径部６３ａを位置させる。

移載ヘッド２１が上昇した後は、移載ステージ２０をチップラック７１の上方にまで復帰させ、次のチップの取り出しを行う。最初に３本のチップを取り出したので、２回目は、２本の昇降ガイド２４のスライダ２５を下降させて、残る２本チップ１１の取り出しを行う。その場合、３本の昇降ガイド２４全体を支持レール２２に沿ってＸ軸方向に移動させ、そのうちの２本をチップラック７１上のチップ１１の真上に移動させる。以下同様にして、チップラック７１からのチップ１１の取り出しと、事前整列部６０のチップホルダ６１に対するチップ１１のセットを行う。

３回目以降のチップラック７１からのチップ１１の取り出しも同様に行われるが、チップラック７１上から最初の行のチップがなくなった後は、移載ステージ２０をＹ軸方向に移動させ、移載ヘッド２１を次の行のチップの上方に停止させ、前記と同様な作業を行う。もちろん、チップラックの最前の行から順番にチップを取り出す必要はなく、移載ステージ２０をＹ軸方向に移動させながら次の行の同じ列からチップを取り出し、その後昇降ガイド２４をＸ軸方向に移動させて、次の列からチップを取り出すこともできる。

（２）事前整列部からのチップの取り出し作業
事前整列部６０に５本のチップ１１がセットされた後は、分注ステージ３をガイドレール２に沿ってＹ軸方向に移動させることにより、検体容器の中心間距離と同じに分注ヘッド１０最小間隔にセットした５本の分注ヘッド１０を事前整列部６０の上方に移動させ、ホルダ６１にセットされた５本のチップ１１の真上に位置させる。次いで、昇降ガイド６に沿ってスライダ７を下降させ、ヘッドホルダ８の先端に設けられた分注ヘッド１０を、取り出し部材６２の大径部６３ａ内に挿入し、ホルダ６１内のチップ１１の内側に嵌め込む。

その後、チップ１１を装着した５本の分注ヘッド１０を上昇させ、分注ステージ３をＹ軸方向に移動させて、検体供給部３０の上方にまで移動させる。検体供給部３０に達した５本の分注ヘッド１０は、カセット内に収納された状態で停止している５本の検体容器の真上に停止し、その状態でシリンダ９によってスライダ７を下降させることで、チップ１１を容器内に挿入し、図示しない吸気装置を利用してチップ１１内に検体を吸い込む。

チップ１１が検体を吸い上げた後は、スライダ７を上昇させてチップ１１を容器内から取り出し、分注ステージ３をＹ軸方向に移動させて、試薬供給部４０上に移動させる。試薬供給部４０においては、検体供給部３０と同様にして分注ヘッド１０を昇降させることで、チップ１１内の検体を試薬容器内に投入する。

検体を試薬容器内に投入した後は、分注ステージ３をＹ軸方向に移動させて、チップ廃棄部５０上に移動させる。チップ廃棄部５０においては、スライダ７を下降させて、使用済みのチップ１１を取り外し部材５２の大径部５２ａ内に挿入し、その後、分注ステージ３をＹ軸方向に向かって移動させることで、分注ヘッド１０を小径部５２ｂ内に位置させる。その状態で、スライダ７をシリンダ９で上昇させると、分注ヘッド１０先端のチップ１１が小径部５２ｂの縁に引っ掛かり、分注ヘッド１０のみが上昇し、チップ１１は取り外し部材５２の下方に設けられたシュート５１を通って図示しない廃棄容器内に回収される。

以上のようにして分注作業及び使用済みチップの廃棄を行った分注ヘッド１０は、次の新しいチップ１１を装着するために、事前整列部６０に移動する。このような分注作業の間に、前記（１）で説明した移載ヘッド２１の２回の往復動が行われ、新たな５本のチップ１１が事前整列部６０チップホルダ６１内にセットされる。そのため、分注ヘッド１０は、待機することなく、直ちに新しいチップ１１の装着が可能になる。

（３）少ない本数の分注作業
前記の処理は、５本の分注ヘッド１０により同時に検体の吸入作業及び試薬への投入作業を行うものであるが、本実施形態の装置では、より少ない数、例えば２〜３本の分注ヘッド１０のみによって、しかも、カセットの異なる位置に収容された容器に対する吸入・投入作業を行うこともできる。その場合には、事前整列部６０にセットされている５本のチップ１１の中から、必要とする数のチップ１１のみを取り出し、検体供給部３０及び薬液供給部４０に移動させる。

その際、チップ１１を取り出した分注ヘッド１０の位置と、カセット内に収容されている検体容器及び試薬容器の位置がそれぞれ異なっていても、検体供給部３０及び薬液供給部４０において、必要とする分注ヘッド１０のみを独立してＸ軸方向に移動させることで、分注ヘッド１０とカセット内における検体容器及び試薬容器との位置合わせを行う。すなわち、分注ステージ３に支持されている個々のシリンダ５を動作させることで、個々の移動ブラケット４及びそれに支持されたスライダ７やヘッドホルダ８をＸ軸方向に独立して移動させ、分注ヘッド１０と各容器との位置合わせを行う。

容器に対する吸入・投入作業が終了した後は、シリンダ５により移動ブラケット４をＸ軸方向に移動させ、各分注ヘッド１０の間隔を、検体容器の中心間距離と同じ分注ヘッド１０の最小間隔にし、それと同時に、分注ステージ３をＹ軸方向に移動させることで、使用済みのチップ１１の廃棄と新たなチップの交換を行う。

［３．実施形態の効果］
本実施形態によれば、チップ移載ヘッドによってチップラック７１から取り出したチップ１１を事前整列部６０に移送し、分注ヘッド１０の間隔に合わせて設けられたチップホルダ６１にセットすることで、チップラック７１に多数のチップ１１が密集状態でセットされていても、分注ヘッド１０は事前整列部６０からヘッド数分のチップ１１を１度に取り出することが可能になる。その結果、チップラック７１上にセットするチップ数を大幅に増加させることができ、チップラック７１の交換回数の減少及びチップラック７１の小型化が可能になる。

チップラック７１に複数列のチップ１１をセットした場合でも、事前整列部６０においてすべての分注ヘッド１０に対して一度にチップ１１を装着できるので、チップ装着のためにチップラック７１部分で分注ヘッド１０が繰り返し往復動する必要がなくなり、チップ１１の装着作業の短縮が可能である。

３本の移載ヘッド２１を同時にＸ軸方向に移動させるようにしたので、移載ヘッド２１を個別に移動させる構成に比較して、装置の構成や移載ヘッドの移動制御の単純化を図ることができる。

検体供給部３０、試薬供給部４０、チップ廃棄部５０、事前整列部６０及びチップラック供給部７０に配置したので、チップ１１を破棄した分注ヘッド１０を少し移動させるだけで新たなチップ１１を分注ヘッド１０に装着することができ、チップの交換作業が円滑に行える。

特に、分注作業は、検体の吸引・試薬への投入など、移載ヘッド２１によるチップ１１の事前整列部６０への移送に比較して時間が掛かることから、１回の分注作業の間に何回かの移載ヘッド２１の往復が可能であり、分注作業を遅延させることなく事前整列を行うことができる。

［４．他の実施形態］
本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。具体的には、次のような他の実施形態も包含する。

（１）図示の実施形態では、３本のチップ移載ヘッドホルダをＸ軸方向に一体に移動させたが、各ヘッドホルダを独立してＸ軸方向に移動させることも可能である。例えば、３本のチップ移載ヘッドホルダや移載ヘッドをより小型化しておき、チップラック上に狭い間隔で隣接配置した３本のチップを同時に取り上げた後、移載ヘッドの間隔が分注ヘッドの間隔と等しい大きさになるまでチップ移載ヘッドホルダを移動させた後、事前整列部６０にチップを受け渡すこともできる。

（２）移載テーブル２０に設ける昇降ガイド２４及び移載ヘッド２１の数は３本に限らず、分注ヘッド数と等しくても良いし、分注作業に要する時間内に事前整列が終了するのであれば、１本あるいは２本でも良い。また、同時にチップを交換する分注ヘッド数が変われば、それに応じてチップ移載ヘッドホルダや移載ヘッド数も変化する。

（３）チップラック供給部７０において、チップラック７１を定位置に停止させて、移載ヘッド２１をＸ軸方向に移動させる代わりに、チップラック７１をＸ軸方向に移動させることもできる。また、移載ヘッド２１とチップラック７１の双方をＸ軸方向に移動させて、チップ１１の取り出しを行うことも可能である。そのようにすると、チップラック７１上にセットするチップの間隔をより自由に設定できたり、移載ヘッドとチップの位置決めをより迅速に行うことができる。

（４）図示の実施例は、３本の移載ヘッドを個別に昇降させたが、３本まとめて昇降させることもできる。その場合、移載ヘッドの数よりも少ない数のチップを事前整列部６０に供給するには、チップを移送しない移載ヘッドがチップラック７１のチップがない部分、例えば、既にチップを取り出して空になったチップホルダ６１や、チップラック７１の外側の部分に来るように、移載ヘッド全体をＸ軸方向及び／またはＹ軸方向に移動させることで、必要な移載ヘッドのみにチップを装着できる。

（５）図示の実施形態では、事前整列部６０を１列設けたが、これを複数列設けることも可能である。その場合は、チップラックの交換作業などで、チップラック７１から事前整列部６０に対するチップ１１の供給が遅れた場合でも、予備の事前整列部から分注ヘッドがチップを取り出すことで、作業の遅延を防止することができる。

（６）図示の実施形態は、分注ヘッドもチップ移載ヘッドとも各ヘッドとチップを圧入によって結合し、大径部と小径部を有する取り外し部材によって分離するようにしたが、ヘッドとチップの着脱はこの機構に限定されない。ヘッドにチャック状の把持機構を設けて着脱を行っても良い。

（７）検体供給部３０、試薬供給部４０、チップ廃棄部５０、事前整列部６０及びチップラック供給部７０の並び順序は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、検体供給部３０と試薬供給部４０を逆にしたり、チップ廃棄部５０と事前整列部６０及びチップラック供給部７０を逆にしたり、チップ廃棄部５０、試薬供給部４０、検体供給部３０、事前整列部６０及びチップラック供給部７０のような配列も可能である。

（８）図示の実施形態は、複数の分注ヘッドを１行に配置したものであるが、複数行の分注ヘッドによって複数行の検体や試薬に対して分注作業を行う装置にあっては、チップ廃棄部５０、事前整列部６０及び移載ヘッド部分を複数行設けることができる。その場合、複数行の分注ヘッドに対して同時にチップの交換、事前配列を行うことが可能になる。

（９）図示の実施形態では、駆動源としてシリンダやサーボモータを使用したが、すべての駆動源をサーボモータとしたり、シリンダとすることも可能である。また、リニアモータなどの駆動機構を適宜組み合わせて使用することも可能である。

１…フレーム
１ａ…天板
１ｂ…棚板
２…ガイドレール
３…分注ステージ
４，２３…移動ブラケット
５，９…シリンダ
６…昇降ガイド
７…スライダ
８…分注ヘッドホルダ
１０…分注ヘッド
１１…チップ
２０…移載ステージ
２１…移載ヘッド
２２…支持レール
２４…昇降ガイド
２５…スライダ
２６…サーボモータ
２７…チップ移載ヘッドホルダ
３０…検体供給部
３１，４１…レール
３２，４２…ストッパ
４０…試薬供給部
５０…チップ廃棄部
５１…シュート
５２，６２…チップ取り出し部材
５３，６３…チップ挿入孔
６０…事前整列部
６１…チップホルダ
６４…アクチュエータ
７０…チップラック供給部
７１…チップラック
７２，７３…ローラコンベア

Claims (6)

1. Ｙ軸方向に沿って所定の間隔で平行に配置された、検体の供給部、試薬の供給部、使用済みチップの廃棄部及びチップラックの供給部と、
   前記使用済みチップの廃棄部と、前記チップラックの供給部によってチップラックが送られるチップの供給位置との間に、これらと平行に配置された事前整列部と、
   １列に配列された複数の分注ヘッドと、これら複数の分注ヘッドを各々独立させて、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に移動可能に駆動させると共に、前記検体の供給部から前記事前整列部の間で、Ｘ軸方向に所定の間隔(チップ取り出し間隔)に各分注ヘッドを配置させたまま同時にＹ軸方向に移動させる分注ヘッド駆動機構と、
   前記事前整列部において、前記複数の分注ヘッドのチップ取り出し間隔に合わせて設けられたチップホルダと、
   前記チップラックの供給部によってチップラックが送られるチップの供給位置と前記事前整列部との間を移動する複数のチップ移載ヘッドと、
   前記複数のチップ移載ヘッドをＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動させるチップ移載ヘッド駆動機構と、
   を備えたことを特徴とする自動分注装置。
2. 前記チップ移載ヘッド駆動機構が、複数のチップ移載ヘッドを一括してＸ軸方向に移動させるものであって、前記複数のチップ移載ヘッドの間隔、複数の分注ヘッドの最小間隔、及び事前整列部におけるチップホルダの間隔が等しく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の自動分注装置。
3. 前記チップ移載ヘッド駆動機構が、複数のチップ移載ヘッドを個別にＸ軸方向に移動させるものであって、前記事前整列部におけるチップホルダのチップ間隔は、チップラックの供給部におけるチップ間隔より大きいことを特徴とする請求項１に記載の自動分注装置。
4. 前記分注ヘッド駆動機構が、複数の分注ヘッドを個別にＺ軸方向及びＸ軸方向に移動させるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の自動分注装置。
5. 使用済みチップの廃棄部と事前整列部に設けられたヘッドとチップの取り外し部材が、チップの外形寸法よりも大きな大径部と、チップの外径寸法よりは小さく且つ分注ヘッドの外径よりは大きな小径部を備えたチップ挿入孔を有するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動分注装置。
6. 前記分注ヘッドによる１回の分注作業の間に、前記移載ヘッドが前記チップの供給位置と前記事前整列部との間を複数回往復することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の自動分注装置。