JP4881704B2 - Detachment mechanism and nozzle tip - Google Patents
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Description
本発明は、ノズル装置のフィッティング部からノズルチップを離脱させる離脱技術に関する。 The present invention relates to a detachment technique for detaching a nozzle tip from a fitting portion of a nozzle device.
従来から、液体の吸引・吐出を行うノズル装置が広く知られている。このノズル装置の中には、処理対象の液体の汚染防止等のために、ノズルの先端部分が交換可能なものがある。かかるノズル装置は、ポンプに連通された略筒状のフィッティング部を備えており、当該フィッティング部にノズルチップと呼ばれるパイプが挿入、嵌合される。そして、このノズルチップをフィッティング部から取り外す際には、いわゆるチップリムーバが利用される場合が多かった。チップリムーバは、切り欠き等が形成された板材である。チップ離脱時には、当該切り欠きの内側にフィッティング部を移動させる。そして、切り欠きの内側にあるフィッティング部を上昇させて、装着されているノズルチップの上端面を切り欠きの周縁に衝突させ、ノズルチップを離脱させるものである。しかし、この従来の離脱技術は、単にノズル軸方向にノズルチップを引っ張っているに過ぎず、比較的、大きな離脱力が必要となる。 2. Description of the Related Art Conventionally, nozzle devices that suck and discharge liquid are widely known. Among these nozzle devices, there is one in which the tip portion of the nozzle can be replaced in order to prevent contamination of the liquid to be processed. Such a nozzle device includes a substantially cylindrical fitting portion communicated with a pump, and a pipe called a nozzle tip is inserted and fitted into the fitting portion. And when removing this nozzle tip from a fitting part, what is called a tip remover was used in many cases. The tip remover is a plate material in which notches and the like are formed. When the chip is detached, the fitting portion is moved inside the notch. And the fitting part inside a notch is raised, the upper end surface of the mounted nozzle chip is made to collide with the periphery of a notch, and a nozzle chip is made to detach | leave. However, this conventional detachment technique simply pulls the nozzle tip in the nozzle axis direction, and requires a relatively large detachment force.
特許文献１には、かかる問題を解決するために、チップ離脱時に、ノズルチップに対して水平方向の押圧力を加える技術が開示されている。すなわち、特許文献１では、水平方向の押圧力を加えるために、予め、水平方向に延びる二枚の押圧板を設けている。そして、チップ離脱時には、フィッティング部を左右に移動させて、装着されているノズルチップの側面に当該二枚の押圧板を衝突させる。この衝突によりノズルチップには水平方向の押圧力が付加されることになる。ノズルチップを水平方向に押圧した後は、従来と同様に、当該ノズルチップに軸方向下向きの力を付加して、ノズルチップをフィッティング部から離脱させる。このとき、水平方向に付加された押圧力により、ノズルチップとフィッティング部との嵌合は緩まっているため、離脱のために必要な軸方向の力は、従来に比べて、小さくなる。つまり、特許文献１に記載の技術によれば、チップ離脱に要する軸方向下向きの力を小さくすることができる。 In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses a technique of applying a horizontal pressing force to the nozzle tip when the tip is detached. That is, in Patent Document 1, in order to apply a horizontal pressing force, two pressing plates extending in the horizontal direction are provided in advance. Then, when the tip is detached, the fitting portion is moved left and right to cause the two pressing plates to collide with the side surface of the mounted nozzle tip. Due to this collision, a horizontal pressing force is applied to the nozzle tip. After pressing the nozzle tip in the horizontal direction, a downward force in the axial direction is applied to the nozzle tip in the same manner as in the past, and the nozzle tip is detached from the fitting portion. At this time, since the fitting between the nozzle tip and the fitting portion is loosened due to the pressing force applied in the horizontal direction, the axial force necessary for detachment becomes smaller than in the conventional case. That is, according to the technique described in Patent Document 1, the downward force in the axial direction required for chip removal can be reduced.
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、チップ離脱に要するフィッティング部の移動量が大きく時間がかかり、また、その移動のための制御も複雑になるという問題がある。 However, the technique described in Patent Document 1 has a problem that the amount of movement of the fitting portion required for chip removal is large and takes time, and the control for the movement is complicated.
そこで、本発明では、より簡易に、かつ、円滑にノズルチップをフィッティング部から離脱させることができ得る離脱機構、および、ノズルチップを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a detachment mechanism that can detach a nozzle tip from a fitting portion more easily and smoothly, and a nozzle tip.
本発明の離脱機構は、ノズル装置のフィッティング部からノズルチップを離脱させる離脱機構であって、フィッティング部に対して、ノズルチップ離脱方向に相対的に直線移動する移動部材と、移動部材の移動に伴いノズルチップの被当接部に当接する当接部材であって、移動に伴い生じる離脱方向の力の一部を周方向の力に変換してノズルチップに伝達する当接部材と、を備え、被当接部および当接部材のうち、一方は他方に向かって突出した形状であり、他方は周方向に傾斜した傾斜面を備える、ことを特徴とする。 The detachment mechanism of the present invention is a detachment mechanism that detaches the nozzle tip from the fitting portion of the nozzle device, and a moving member that linearly moves relative to the fitting portion in the nozzle tip detaching direction, and a movement of the moving member. And a contact member that contacts the contacted portion of the nozzle tip, and converts a part of the force in the separation direction that accompanies the movement into a circumferential force and transmits the force to the nozzle tip. One of the contacted portion and the contact member has a shape protruding toward the other, and the other has an inclined surface inclined in the circumferential direction .
好適な態様では、被当接部および当接部材のうち、一方は他方に向かって突出した形状であり、他方は周方向に傾斜した傾斜面を備える。 In a preferred embodiment, one of the contacted part and the contact member has a shape protruding toward the other, and the other includes an inclined surface inclined in the circumferential direction.
他の好適な態様では、さらに、当接部材と被当接部との相対的位置関係を検出する位置検出手段を備えており、移動部材は、位置検出手段で検出された相対的位置関係が所定の基準を満たさない場合には離脱動作の実行を中止する。この場合、位置検出手段は、当接部材が被当接部に当接するまでに要した移動部材の相対移動量に基づいて、前記相対的位置関係を検出することが望ましい。 In another preferred aspect, the apparatus further comprises position detection means for detecting a relative positional relationship between the contact member and the contacted portion, and the moving member has a relative positional relationship detected by the position detection means. When the predetermined standard is not satisfied, the execution of the separation operation is stopped. In this case, it is desirable that the position detecting means detects the relative positional relationship based on the relative movement amount of the moving member required until the contact member contacts the contacted portion.
他の好適な態様では、さらに、当接部材と被当接部との相対的位置関係を規制する位置規制手段を備える。この場合、位置規制手段は、フィッティング部に装着される前のノズルチップを保持するチップラックに設けられ、チップラックに対する当該ノズルチップの相対的位置関係を規制するべくノズルチップに部分的に係合する係合部であることが望ましい。 In another preferred aspect, a position restricting means for restricting a relative positional relationship between the abutting member and the abutted portion is further provided. In this case, the position restricting means is provided in the tip rack that holds the nozzle tip before being attached to the fitting portion, and is partially engaged with the nozzle tip to restrict the relative positional relationship of the nozzle tip with respect to the tip rack. It is desirable that the engaging portion be engaged.
他の本発明である離脱機構は、ノズル装置のフィッティング部からノズルチップを離脱させる離脱機構であって、フィッティング部に対して、ノズルチップ離脱方向に相対的に直線移動する移動部材と、移動部材の移動に伴いノズルチップの被当接部に当接する当接部材であって、移動に伴い生じる離脱方向の力の一部を周方向の力に変換してノズルチップに伝達する当接部材と、を備え、当接部材は、移動部材の下端に設けられ、略円弧状の付勢力を有する弾性体である。 Another detachment mechanism according to the present invention is a detachment mechanism that detaches the nozzle tip from the fitting portion of the nozzle device, and a moving member that linearly moves relative to the fitting portion in the nozzle tip detaching direction, and a moving member An abutting member that abuts against the abutted portion of the nozzle tip with the movement of the nozzle tip, and converts a part of the force in the separation direction that accompanies the movement into a force in the circumferential direction and transmits it to the nozzle tip; The abutting member is an elastic body provided at the lower end of the moving member and having a substantially arcuate urging force.
移動部材は、ノズル装置に設けられており、ノズルチップ離脱方向に絶対的に直線移動可能であってもよいし、ノズル装置とは別個に設けられた固定部材であって、フィッティング部の絶対的移動によりノズルチップ離脱方向に相対的に直線移動可能であってもよい。 The moving member is provided in the nozzle device and may be absolutely linearly movable in the nozzle tip detaching direction, or may be a fixed member provided separately from the nozzle device, and the absolute position of the fitting portion The movement may be relatively linear in the nozzle tip removal direction.
他の本発明であるノズルチップは、ノズル装置のフィッティング部に着脱自在に装着されるノズルチップであって、フィッティング部から当該ノズルチップを離脱させるべくノズルチップに当接する当接部材が当接する被当接部であって、当接部材と協働して離脱機構から付加される離脱方向の力の一部を周方向の力に変換する被当接部を備え、前記被当接部は、ノズルチップの端面に形成され、当接部材が相対的に滑落する傾斜面である、ことを特徴とする。 Another nozzle tip according to the present invention is a nozzle tip that is detachably attached to a fitting portion of a nozzle device, and a contact member that abuts against the nozzle tip so as to detach the nozzle tip from the fitting portion. A contact portion that includes a contact portion that cooperates with the contact member to convert a part of the force in the separation direction applied from the separation mechanism into a force in the circumferential direction ; It is an inclined surface formed on the end surface of the nozzle tip and the contact member slides relatively .
他の本発明であるノズルチップは、ノズル装置のフィッティング部に着脱自在に装着されるノズルチップであって、フィッティング部から当該ノズルチップを離脱させるべくノズルチップに当接する当接部材が当接する被当接部であって、当接部材と協働して離脱機構から付加される離脱方向の力の一部を周方向の力に変換する被当接部を備え、当接部材に向かって突出した突出部であって、当接部材に設けられた傾斜面に沿って相対的に滑落する突出部である、ことを特徴とする。 Another nozzle tip according to the present invention is a nozzle tip that is detachably attached to a fitting portion of a nozzle device, and a contact member that abuts against the nozzle tip so as to detach the nozzle tip from the fitting portion. A contact portion that includes a contacted portion that cooperates with the contact member to convert a part of the detaching direction force applied from the detaching mechanism into a circumferential force, and projects toward the urging member. The protruding portion is a protruding portion that slides relatively along an inclined surface provided on the contact member .
本発明によれば、離脱方向の力の一部が周方向の力に変換されてノズルチップに伝達されるため、ノズルチップは回動しつつ離脱方向に移動することになる。これにより、より簡易に、かつ、円滑にノズルチップをフィッティング部から離脱させることができる。 According to the present invention, since a part of the force in the separation direction is converted into the force in the circumferential direction and transmitted to the nozzle tip, the nozzle tip moves in the separation direction while rotating. Thereby, a nozzle tip can be detached from a fitting part more simply and smoothly.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態であるノズル装置１０の概略構成図である。このノズル装置１０は、ノズルを用いて液体の吸引・吐出を行う装置である。このノズルの先端部分は、吸引・吐出対象の液体の汚染防止のために、交換可能となっている。すなわち、ノズル装置１０は、ポンプ２６に接続された略筒状のフィッティング部２２を備えており、当該フィッティング部２２にはノズルチップ６０と呼ばれるパイプ部材が着脱自在に装着される。このノズル装置１０で、液体の吸引・吐出処理を行う場合は、予め、新しいノズルチップ６０をフィッティング部２２に嵌合させて装着しておく。そして、所定の処理が終了すれば、フィッティング部２２からノズルチップ６０を離脱させ、廃棄する。ここで、本実施形態のノズル装置１０は、ノズルチップ６０のフィッティング部２２からの離脱をより簡易に行うために、特殊な態様の離脱機構が組み込まれている。以下、このノズル装置１０について詳説する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
フィッティング部２２などを有するノズル基部１２は、ＸＹＺ駆動部３２により水平方向および垂直方向の移動が可能となっている。ＸＹＺ駆動部３２は、モータや、当該モータの出力をノズル基部１２に伝達する伝達機構などから構成されており、制御部４６により制御される。
The
フィッティング部２２は、その内部に管状の空間が形成された筒状の軸部材であり、ノズル基部１２のフレーム１４に対して固定配置された部材である。フィッティング部２２の内部に形成された管状の空間は、分注ポンプ２６の配管２４に接続されており、分注ポンプ２６からのエア圧力をフィッティング部２２に装着されたノズルチップ６０に伝達するポンプ配管として機能する。分注ポンプ２６は、制御部４６からの指示に応じてポンプ駆動部２８により駆動制御される。
The
フィッティング部２２の下端には、ノズルチップ６０が嵌合、装着される。このフィッティング部２２は、ノズルチップ６０の内部形状に応じた外部形状を備えており、下端に向かって僅かなテーパが形成されている。
A
フィッティング部２２の上側には、離脱機構を構成するリムーバ２０が設けられている。リムーバ２０は、フィッティング部２２と同軸上に設けられた略筒状の部材で、フィッティング部２２に対して昇降自在となっている。このリムーバ２０は、液体の吸引・吐出処理を実行している際には、フィッティング部２２に装着されたノズルチップ６０に当接しない所定の初期高さに位置している。一方、当該ノズルチップ６０をフィッティング部２２から離脱させる際には、このリムーバ２０は、当該ノズルチップ６０の上端に当接する高さまで下降し、当該ノズルチップ６０の上端を押圧する。つまり、このリムーバ２０は、フィッティング部２２に対して離脱方向に相対的に直線移動して、フィッティング部２２に装着されたノズルチップ６０に離脱方向の力を付加する移動部材として機能する。また、リムーバ２０の下端には、当該リムーバ２０の下降により生じる離脱方向の力の一部を、周方向の力に変換する変換手段として機能する突出部が設けられているが、これについては後に詳説する。
A
ジャミングバネ１８は、リムーバ２０および移動軸１６の間に設けられる圧縮コイルバネで、リムーバ２０を軸方向下向きに付勢する付勢部材である。リムーバ２０がノズルチップ６０に当接した際、このジャミングバネ１８は、当該ノズルチップ６０からの反力によって圧縮変形し、ノズル基部１２全体にかかる負荷の一部を吸収する。また、リムーバ２０とノズルチップ６０との当接関係が解除された際には、リムーバ２０を軸方向下向きに付勢し、移動軸１６とリムーバ２０との位置関係を初期状態に戻す。移動軸１６は、フィッティング部２２に対して昇降自在の軸であり、モータ等を備えたリムーバ駆動部３０により駆動制御される。この移動軸１６の昇降に連動して、リムーバ２０が昇降する。
The
ジャミングセンサ３４は、リムーバ２０のノズルチップ６０への当接を検出するセンサである。このジャミングセンサ３４の具体的構成は、種々考えられるが、例えば、ジャミングバネ１８と移動軸１６との間に設けられた圧力センサをジャミングセンサとして用いることができる。すなわち、リムーバとノズルチップとの当接によりジャミングバネが圧縮変形した場合、その圧縮変形に応じた圧力が圧力センサで検出される。
The jamming
ジャミングセンサ３４で検出された検出値は、増幅回路３６で増幅された上でジャミング判定部３８に送られる。ジャミング判定部３８は、ジャミングセンサ３４での検出値に基づいて、リムーバ２０がノズルチップに当接したか否かを判定する。
The detection value detected by the jamming
制御部４６は、入力部４２を介して入力されたユーザからの指示に応じてノズル装置１０の各部を制御する制御手段である。すなわち、制御部４６は、処理の進行状況に応じて、ノズル基部１２の移動や、分注ポンプ２６の駆動、移動軸１６の昇降などを各部に指示する。この制御部４６による制御の結果、ユーザに提示する必要のある各種情報は、表示部４４に提示される。また、制御を実行するためのプログラムや、制御に必要な各種データは、予めメモリ４０に記憶されている。
The
次に、このノズル装置１０によるノズルチップ６０の離脱原理について詳説する。既述したとおり、本実施形態では、下降したリムーバ２０でノズルチップ６０の上端を押圧することでノズルチップ６０をフィッティング部２２から離脱させている。しかし、単に、ノズルチップ６０を軸方向下向きに押圧しただけの場合、離脱に要する力が大きくなり、ノズル装置１０にかかる負荷が大きくなるという問題がある。また、ノズルチップ６０を軸方向下向きに押圧しただけの場合、離脱時における当該ノズルチップ６０の内圧が急激に変化することになる。このノズルチップ６０の内圧の急変は、当該ノズルチップ６０に残存する液体の飛散を招き、ノズル装置１０周辺を汚染する恐れがあった。
Next, the principle of detachment of the
そこで、本実施形態では、リムーバ２０の下端およびノズルチップ６０の上端の形状を特殊なものとし、下降により生じる軸方向下向きの力の一部を周方向の力に変換している。図２は、リムーバ２０周辺の斜視図である。なお、図２においては、見易さのために、ノズルチップ６０をフィッティング部２２から分離して図示している。
Therefore, in the present embodiment, the shapes of the lower end of the
既述したとおり、リムーバ２０は、フィッティング部２２と同軸上に設けられた略筒状部材である。このリムーバ２０の外径は、ノズルチップ６０上端の外径とほぼ同じである。したがって、このリムーバ２０がフィッティング部に対して下降した場合、リムーバ２０の下端が、ノズルチップ６０の上端に当接することになり、これによりノズルチップ６０の離脱が図られる。
As described above, the
ここで、このリムーバ２０の下端は、ノズルチップ６０の上端と協働して、軸方向下向きの力の一部を、周方向の力に変換でき得る形状となっている。具体的には、リムーバ２０の下端からは、下向きに突出した突出部２０ａが延設されている。この突出部２０ａは、１８０度対称の位置にそれぞれ一つずつ、合計二つ形成されている。この突出部２０ａは、リムーバ２０が下降した際に、ノズルチップ６０の上端に当接する当接部として機能する。本実施形態では、この突出部２０ａの先端を略円弧状としている。
Here, the lower end of the
一方、ノズルチップ６０は、公知の通り、樹脂等の材料からなるパイプ部材である。このノズルチップ６０は、上側から下側に向かうにつれ、徐々にその径が絞られており、全体として、細長い略円錐形状となっている。ノズルチップ６０の上端における内径は、フィッティング部２２の外径とほぼ同じとなっており、ここにフィッティング部２２が挿入、嵌合されることで、ノズルチップ６０のフィッティング部２２への装着が図られる。また、ノズルチップ６０の上端には、外側に張り出した鍔部６２が形成されている。この鍔部６２の上端面が、リムーバ２０の突出部２０ａにより押圧されることでチップ離脱動作が図られる。
On the other hand, the
ここで、この鍔部６２の上端面、換言すれば、ノズルチップ６０の上端面は、リムーバ２０の突出部２０ａと協働して軸方向下向きの力の一部を、周方向の力に変換でき得る形状となっている。具体的には、図２に図示する通り、鍔部６２の上端は、周方向に傾斜した傾斜面６４となっている。本実施形態では、１８０度分の長さの傾斜面６４が二つ、１８０度対称となるように形成されている。したがって、一つの傾斜面６４の最高位置６４ａは、他の傾斜面６４の最低位置６４ｂのすぐ隣となる。
Here, the upper end surface of the
図３は、チップ離脱の様子を示す図である。フィッティング部２２にノズルチップ６０が装着されている状態で、リムーバ２０が下降すると、当該リムーバ２０の突出部２０ａがノズルチップ６０上端の傾斜面６４に当接する。この状態で、リムーバ２０が、さらに下降すると、ノズルチップ６０はリムーバ２０から受ける軸方向下向きの力を避けるべく徐々に移動する。すなわち、ノズルチップ６０は、軸方向下向きに移動するとともに、突出部２０ａがより最低位置６４ｂ側と当接するべく周方向に回動する。換言すれば、相対的に、突出部２０ａが傾斜面６４に沿って滑りながら下降するような状態となる。このとき、リムーバ２０の下降により生じる軸方向下向きの力の一部は、周方向の力に変換されてノズルチップ６０に伝達されることになる。この場合、ノズルチップ６０に軸方向下向きの力だけを付加した場合に比べて離脱に要する力を小さくすることができる。その結果、ノズル基部１２全体にかかる負荷を小さくすることができる。
FIG. 3 is a diagram showing how the chip is detached. When the
また、本実施形態の場合、ノズルチップ６０が周方向に徐々に回動することにより、当該ノズルチップ６０の内圧が緩やかに大気圧に近づく。その結果、ノズルチップ６０の内圧の急変に起因する残留液体の飛散が防止される。さらに、本実施形態の場合、離脱機構をノズル基部１２に組み込んでいるため、ノズルチップ離脱に要するノズル基部１２の移動量を低減でき、結果として離脱動作に要する時間を短縮できる。すなわち、従来では、ノズル基部とは別個にチップ廃棄位置近傍に固定配置された板材に、フィッティング部に装着されたノズルチップの上端面を当接させてチップ離脱を図っていた。この場合、ノズル基部をチップ廃棄位置近傍まで移動させ、次いで、ノズルチップ上端が当該板材より下側になる位置までノズル基部を移動させる。その後、当該板材端部にノズルチップ上端を引っ掛けるべくノズル基部を上昇させるという手順が必要だった。一方、本実施形態によれば、ノズル基部１２をチップ廃棄位置近傍まで移動させた後は、リムーバ２０だけを駆動させればよく、ノズル基部１２を新たに移動させる必要はない。そのため、離脱に要する時間を短縮できる。なお、本実施形態では、チップ離脱時には、突出部２０ａが相対的に傾斜面６４に沿って滑落するような状態となる。この滑落をより確実に誘発するために、突出部２０ａおよび傾斜面６４の少なくとも一方を、低摩擦係数の材料で構成、あるいは、少なくとも一方の表面に低摩擦係数の材料でコーティングを施しておくことが望ましい。
In the case of the present embodiment, the
ところで、本実施形態の離脱機構で、適切にチップ離脱を行う場合は、リムーバ２０に設けられた突出部２０ａと、ノズルチップ６０上端に設けられた傾斜面６４と、の相対的位置関係が極めて重要となる。すなわち、リムーバ２０の下降により突出部２０ａが最初に当接する位置が傾斜面６４の最低位置であった場合、既述した突出部２０ａの滑落動作が傾斜面６４同士の境界面６４ｃで阻害され、ノズルチップ６０が回動できなくなる。
By the way, in the case where the tip detachment is appropriately performed by the detachment mechanism of the present embodiment, the relative positional relationship between the
そこで、本実施形態では、突出部２０ａと傾斜面６４との相対的位置関係を規制する規制手段を備えたチップラックを用いている。図４は、本実施形態で用いるチップラックの概略斜視図である。
Therefore, in this embodiment, a chip rack provided with a restricting means for restricting the relative positional relationship between the protruding
チップラック１００は、使用前のノズルチップ６０を保持する収容容器である。このチップラック１００には、ノズルチップ６０が挿通可能な貫通孔１０２が多数形成されている。各貫通孔１０２の径は、ノズルチップ６０の鍔部６２の外径より小さくなっている。ノズルチップ６０を当該貫通孔１０２に挿通した場合、大径の鍔部６２が貫通孔１０２と通過できず、チップラック１００の上面で留まる。これにより、ノズルチップ６０が保持される。
The
このとき、当然ながら、鍔部６２の底面は、チップラック１００の上面に接触することになる。このチップラック１００の上面には、チップラック１００に対するノズルチップ６０の周方向における相対的位置関係を規制するための突起１０４が形成されている。
At this time, of course, the bottom surface of the
一方、ノズルチップ６０の鍔部６２には、当該突起１０４に対応する凹部６６が形成されている。この凹部６６は、チップラック１００の突起１０４を収容可能な程度の大きさとなっており、１８０度対称の位置に一つずつ、合計二つ設けられている。
On the other hand, a
使用前のノズルチップ６０は、チップラック１００に設けられた突起１０４と、鍔部６２に設けられた凹部６６と、が係合するように貫通孔１０２に挿入される。そして、突起１０４および凹部６６が互いに係合することにより、チップラック１００とノズルチップ６０とが自動的に所定の位置関係に規制されることになる。
The
チップラック１００に保持されているノズルチップ６０をフィッティング部２２に装着する場合には、まず、ノズル基部１２をチップラック１００に保持されているノズルチップ６０の上空まで移動させる。その後、ノズル基部１２を下降させ、フィッティング部２２をノズルチップ６０に挿入、嵌合する。このとき、チップラック１００に対するノズルチップ６０の周方向における相対的位置関係は規制されており、固定配置されているチップラック１００に対するフィッティング部２２の周方向における相対的位置関係も規制されている。したがって、チップラック１００に保持されているノズルチップ６０と、フィッティング部２２（ひいてはリムーバ２０の突出部２０ａ）との周方向における相対的位置関係も自動的に、所定の位置関係に規制されることになる。その結果、リムーバ２０の突出部２０ａと、フィッティング部２２に装着されたノズルチップ６０の傾斜面６４と、は常に適切な位置関係に保たれることになる。これにより、複雑な制御等を行わなくても、常に、好適なチップ離脱動作を図ることができる。
When the
また、本実施形態では、さらに、フィッティング部２２に装着されたノズルチップ６０と、リムーバ２０と、の周方向における相対的位置関係を検出する検出機構も設けている。検出機構は、既述したジャミングセンサ３４、増幅回路３６、ジャミング判定部３８、および、制御部４６などから構成される（図１参照）。
In the present embodiment, a detection mechanism for detecting the relative positional relationship between the
図５は、相対的位置関係の検出原理を示す図である。チップ離脱動作は、リムーバ２０が所定の初期高さＨから下降し、フィッティング部２２に装着されているノズルチップ６０の上端を押圧することで実現されている。このとき、初期高さＨに位置しているリムーバ２０が、ノズルチップ６０に当接するまでの下降距離ｈは、ノズルチップ６０と、リムーバ２０との周方向における相対的位置関係に応じて変化する。すなわち、突出部２０ａがノズルチップ６０の傾斜面６４の最高位置６４ａ側に位置している場合、当該下降距離ｈは短くなる。逆に、突出部２０ａがノズルチップ６０の傾斜面６４の最低位置６４ｂ側に位置している場合、当該下降距離ｈは長くなる。つまり、突出部２０ａが、ノズルチップ６０の傾斜面６４の最高位置６４ａから離れるほど、リムーバ２０の下降距離ｈが長くなる。本実施形態では、このノズルチップ６０に当接するまでに要するリムーバ２０の下降距離ｈに基づいて、突出部２０ａと傾斜面６４との相対的位置関係を検出している。
FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of detecting the relative positional relationship. The tip detachment operation is realized by the
具体的には、突出部２０ａと傾斜面６４との相対的位置関係を検出する際、制御部４６は、リムーバ駆動部３０に指示を出力し、リムーバ２０を徐々に下降させる。下降の結果、リムーバ２０がノズルチップ６０に当接したことがジャミングセンサ３４で検出されれば、制御部４６は、リムーバ２０の下降を中止する。制御部４６は、この時点までに、モータに入力したパルス数、または、リムーバ駆動部３０に装着されたエンコーダ等からの出力パルス数に基づいて、リムーバ２０の下降距離を算出する。そして、得られた下降距離に基づいて、突出部２０ａと傾斜面６４との周方向における相対的位置関係を算出する。
Specifically, when detecting the relative positional relationship between the protruding
次に、このノズル装置１０における分注処理の流れについて説明する。図６は、本実施形態における分注処理の流れを示すフローチャートである。分注処理を行う場合は、予め、使用前のノズルチップ６０をチップラック１００にセットしておく。このとき、ノズルチップ６０の鍔部６２に設けられた凹部６６と、チップラック１００の上面に設けられた突起１０４と、を互いに係合させる。
Next, the flow of the dispensing process in the
続いて、チップラック１００に保持されたノズルチップ６０を、フィッティング部２２に装着する。すなわち、ノズル基部１２をチップラック１００に保持されたノズルチップ６０の上空まで移動させた後、下降させる（Ｓ１０、Ｓ１２）。そして、ノズル基部１２に設けられたフィッティング部２２をノズルチップ６０に挿入、嵌合する。
Subsequently, the
ノズルチップ６０の装着ができれば、続いて、装着されたノズルチップ６０とリムーバ２０との周方向における相対的位置関係の良否を判定する。すなわち、ジャミングセンサでリムーバ２０とノズルチップ６０との当接が検出されるまで、リムーバ２０を下降させる（Ｓ１６，１８）。そして、当接が検出されれば、制御部４６は、その時点までのリムーバ２０の下降距離が所定の基準値以下か否かを判断する（Ｓ２０）。また、下降していたリムーバ２０を所定の初期高さに戻す。下降距離が所定の基準値を超える場合には、リムーバ２０の突出部２０ａは、ノズルチップ６０の傾斜面６４の最低位置６４ｂ近傍にあると判断できる。この場合は、適切にノズルチップ６０を離脱させることができないので、ユーザにエラーが発生した旨を提示して、処理を終了する（Ｓ２２）。
If the
一方、下降距離が所定の基準値以下の場合には、ノズルチップ６０とリムーバ２０との相対的位置関係は適切であると判断する。そして、ノズル基部１２を上昇させて、所定の液体吸引・吐出動作を実行する（Ｓ２４）。
On the other hand, when the descending distance is equal to or smaller than the predetermined reference value, it is determined that the relative positional relationship between the
所定の液体吸引・吐出動作が終了すれば、続いて、装着されているノズルチップ６０の廃棄動作を開始する。すなわち、まず、ノズル基部１２を、チップ廃棄位置まで移動させる（Ｓ２６）。ここで、チップ廃棄位置とは、使用済みノズルチップ６０を収容する廃棄チップ収容容器の上空を意味する。
When the predetermined liquid suction / discharge operation is completed, the disposal operation of the mounted
ノズル基部１２をチップ廃棄位置まで移動させれば、リムーバ２０をフィッティング部２２に対して下降させる（Ｓ２８）。そして、リムーバ２０の突出部２０ａで、ノズルチップ６０の傾斜面６４を押圧する。このとき、突出部２０ａおよび傾斜面６４の当接関係により、リムーバ２０からノズルチップ６０に付加される軸方向下向きの力の一部は、周方向の力に変換される。そのため、ノズルチップ６０は、軸方向下向きに移動するとともに、周方向にも回動することになる。そして、この周方向の回動が行われることにより、チップ離脱に要する力を低減することができる。また、ノズルチップ６０の内圧変化を緩慢にすることができる。その結果、ノズル基部１２全体にかかる負荷を小さくでき、また、ノズルチップ６０内の残留液体の飛散等を防止することができる。
If the
ノズルチップ６０が完全にフィッティング部２２から完全に離脱した後は、ノズル基部１２を所定の位置に移動させれば、分注処理は終了となる（Ｓ３０）。なお、ノズルチップ６０が完全離脱したか否かは、ジャミングセンサ３４での検出値に基づいて判断できる。すなわち、ノズルチップ６０が完全離脱しておらず、リムーバ２０の突出部２０ａとノズルチップ６０の傾斜面６４とが当接関係を維持している場合、この当接関係がジャミングセンサ３４で検出される。一方、ノズルチップ６０がフィッティング部２２から完全離脱した場合には、当該当接関係は解除されるため、ジャミングセンサ３４で当接を検出することができなくなる。制御部４６は、このジャミングセンサ３４での検出結果に基づいて、ノズルチップ６０が完全離脱したか否か判断する。
After the
以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、軸方向下向きの力の一部を、周方向の力に変換して、ノズルチップ６０に伝達することができる。その結果、簡易かつ適切にノズルチップ６０を離脱させることができる。また、本実施形態では、ノズルチップ６０の傾斜面６４とリムーバ２０の突出部２０ａとの相対的位置関係を規制、および、検出する手段を設けているため、常に、適切な離脱動作を行うことができる。
As is apparent from the above description, according to the present embodiment, a part of the downward force in the axial direction can be converted into the force in the circumferential direction and transmitted to the
なお、ここで説明した構成は一例であり、チップ離脱のために発生させた軸方向下向きの力の一部を周方向の力に変換してノズルチップ６０に伝達できるなら、異なる構成であってもよい。例えば、本実施形態では、突出部２０ａや傾斜面等６４を、それぞれ二つずつ設けているが、この数に限定されるものではなく、単一、あるいは、三つ以上設けてもよい。また、ノズルチップ６０の傾斜面６４とリムーバ２０の突出部２０ａとの相対的位置関係を規制する手段、および、検出する手段は、適宜、省略されてもよい。
The configuration described here is merely an example, and if a part of the axial downward force generated for tip detachment can be converted into a circumferential force and transmitted to the
また、本実施形態では、リムーバ２０に突出部２０ａを、ノズルチップ６０に傾斜面６４を設けているが、逆であってもよい。すなわち、図７に図示するように、リムーバ２０の下端面を周方向に傾斜した傾斜面２０ｂとし、ノズルチップ６０の上端面に軸方向上向きに延びる突出部６８を形成してもよい。この場合であっても、リムーバ２０が下降してノズルチップ６０の上端面を押圧すれば、当該リムーバ２０に設けられた傾斜面２０ｂに沿ってノズルチップ６０の突出部６８が滑ることになる。つまり、軸方向下向きの力の一部が周方向の力に変換されてノズルチップ６０に伝達されることになり、離脱に要する力を低減でき、かつ、ノズルチップ６０の内圧変化を緩慢にすることができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、リムーバ２０をノズル基部１２に設けているが、当該リムーバ２０はノズル装置１０とは別個に設けられてもよい。例えば、図８に図示するように、ノズル装置１０とは別個に固定配置された板材７０の底面に突出部７０ａ、フィッティング部に装着されたノズルチップ６０の上端面に傾斜面６４を設けてもよい。この場合、板材７０は、チップ廃棄位置に固定配置される。この板材７０には、ノズルチップ６０の上端内径と、ほぼ同じ幅の切り欠き７０ｂが形成されている。そして、この切り欠き７０ｂの両側からは下向きに伸び、先端が略円弧状となった突出部７０ａが設けられている。
Furthermore, in this embodiment, the
かかる構成においてノズルチップ６０を離脱させる際には、まず、ノズルチップ６０の傾斜面６４が、突出部７０ａの下端より低くなる高さまでノズル基部を下降させる。そして、フィッティング部が切り欠き７０ｂの幅内に収まり、かつ、ノズルチップ６０の傾斜面６４が突出部７０ａの真下になる位置までノズル基部を水平移動させる。この状態からノズル基部を上昇させれば、突出部７０ａは、ノズルチップ６０からみて軸方向下向きに相対移動することになる。そして、この相対移動により、相対的に、突出部７０ａが傾斜面６４に沿って滑落するような状態となり、ノズル基部の上昇により生じた軸方向下向きの力の一部が、周方向に変換されてノズルチップ６０に伝達される。つまり、図８に図示するように、離脱機構の一部（突出部）をノズル装置とは別個に設けても、上述の実施形態と同様に、比較的小さな力でノズルチップを離脱させることができ、また、離脱時におけるチップの内圧変化を緩慢にできる。なお、当然ながら、図８における傾斜面６４と突出部７０ａとの関係を逆にしてもよい。すなわち、図９に図示するように、板材７０の底面に傾斜面７０ｃを、ノズルチップ６０の上端面に突出部６８を設けてもよい。
When the
次に、第二実施形態のノズル装置１０について説明する。第二実施形態におけるノズル装置１０では、軸方向下向きの力の一部を周方向の力に変換する変換手段の構成が、第一実施形態と大きく異なっている。図１０は、リムーバ２０周辺の概略側面図である。
Next, the
このノズル装置１０は、第一実施形態のノズル装置と同様に、フィッティング部２２に対して昇降自在のリムーバ２０を備えている。このリムーバ２０の下端には、略円弧方向に付勢力を発生させる弾性体、具体的には板バネ２０ｃが設けられている。本実施形態では、９０度対称となる位置にそれぞれ一つずつ、合計四つの板バネ２０ｃが設けられている。なお、略円弧方向に付勢力を発生させるのであれば、板バネ２０ｃに代えて他の弾性体、例えば、ねじりバネ等を用いてもよい。一方、ノズルチップ６０の上端面は、第一実施形態と異なり、平坦面である。
The
このノズル装置１０において、チップ離脱のためにリムーバ２０を下降させると、まず、当該リムーバ２０の下端に設けられた板バネ２０ｃが、フィッティング部２２に装着されたノズルチップ６０の上端面に当接する。更に、リムーバ２０を下降させると、板バネ２０ｃを介して軸方向下向きの力がノズルチップ６０に伝達される。また、このとき、ノズルチップ６０の上端面には、弾性変形した板バネ２０ｃの付勢力により円弧方向下向きの力も付加されることになる。つまり、リムーバ２０の下降により、ノズルチップ６０には、軸方向下向きの力と周方向の力とが同時に働くことになる。換言すれば、板バネ２０ｃを介することにより、リムーバ２０の下降により生じた軸方向下向きの力の一部が周方向の力に変換されてノズルチップ６０に伝達される。これにより、ノズルチップ６０は、軸方向下向きに移動するとともに、周方向にも回動することになる。その結果、比較的小さい力でノズルチップ６０を離脱させることができ、また、ノズルチップ６０の内圧変化を緩慢にすることができる。
In the
なお、本実施形態でも、板バネ２０ｃとノズルチップ６０の上端面との摩擦力は大きい方が望ましいため、両者のうち少なくとも一方を低摩擦材料で構成、あるいは、少なくとも一方を低摩擦材料でコーティングしておくことが望ましい。一方で、本実施形態の場合、第一実施形態と異なり、ノズルチップとリムーバとの周方向における相対的位置関係は重要とはならない。したがって、本実施形態では、第一実施形態で説明した相対的位置関係の規制手段および検出手段等を省略することができ、より簡易にチップ離脱動作を実現することができる。
Even in this embodiment, since it is desirable that the frictional force between the
また、本実施形態でも、第一実施形態と同様に、離脱機構の一部をノズル装置とは別個のものとして構成してもよい。すなわち、予め、切り欠きが形成された板材をチップ廃棄位置に固定配置しておき、この板材の底面のうち切り欠きの周囲に板バネを設けておくようにしてもよい。 Also in this embodiment, as in the first embodiment, a part of the separation mechanism may be configured separately from the nozzle device. That is, a plate material in which a notch is formed in advance may be fixedly disposed at a chip disposal position, and a leaf spring may be provided around the notch in the bottom surface of the plate material.
１０ ノズル装置、１２ ノズル基部、１６ 移動軸、１８ ジャミングバネ、２０ リムーバ、２０ａ 突出部、２０ｂ 傾斜面、２０ｃ 板バネ、２２ フィッティング部、２６ 分注ポンプ、３０ リムーバ駆動部、３２ ＸＹＺ駆動部、３４ ジャミングセンサ、４６ 制御部、６０ ノズルチップ、６２ 鍔部、６４ 傾斜面、６６ 凹部、６８ 突出部、７０ 板材、７０ａ 突出部、７０ｃ 傾斜面、１００ チップラック、１０２ 貫通孔、１０４ 突起。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
フィッティング部に対して、ノズルチップ離脱方向に相対的に直線移動する移動部材と、
移動部材の移動に伴いノズルチップの被当接部に当接する当接部材であって、移動に伴い生じる離脱方向の力の一部を周方向の力に変換してノズルチップに伝達する当接部材と、
を備え、
被当接部および当接部材のうち、一方は他方に向かって突出した形状であり、他方は周方向に傾斜した傾斜面を備える、
ことを特徴とする離脱機構。 A detachment mechanism for detaching the nozzle tip from the fitting part of the nozzle device,
A moving member that linearly moves relative to the fitting portion in the nozzle tip removal direction;
A contact member that comes into contact with the contacted portion of the nozzle tip as the moving member moves, and that converts a part of the force in the separation direction that accompanies the movement into a force in the circumferential direction and transmits it to the nozzle tip. Members,
Equipped with a,
Of the contacted part and the contact member, one has a shape protruding toward the other, and the other has an inclined surface inclined in the circumferential direction.
A release mechanism characterized by that.
当接部材と被当接部との相対的位置関係を検出する位置検出手段を備えており、
移動部材は、位置検出手段で検出された相対的位置関係が所定の基準を満たさない場合には離脱動作の実行を中止することを特徴とする離脱機構。 The release mechanism according to claim 1 , further comprising:
A position detecting means for detecting a relative positional relationship between the contact member and the contacted portion;
The detachment mechanism, wherein the moving member stops execution of the detachment operation when the relative positional relationship detected by the position detection means does not satisfy a predetermined reference.
位置検出手段は、当接部材が被当接部に当接するまでに要した移動部材の相対移動量に基づいて、前記相対的位置関係を検出することを特徴とする離脱機構。 The release mechanism according to claim 2 ,
The position detecting means detects the relative positional relationship based on a relative movement amount of the moving member required until the contact member contacts the contacted portion.
当接部材と被当接部との相対的位置関係を規制する位置規制手段を備えていることを特徴とする離脱機構。 The separation mechanism according to any one of claims 1 to 3 , further comprising:
A detachment mechanism comprising a position restricting means for restricting a relative positional relationship between the contact member and the contacted portion.
位置規制手段は、フィッティング部に装着される前のノズルチップを保持するチップラックに設けられ、チップラックに対する当該ノズルチップの相対的位置関係を規制するべくノズルチップに部分的に係合する係合部であることを特徴とする離脱機構。 The release mechanism according to claim 4 ,
The position restricting means is provided in a tip rack that holds the nozzle tip before being attached to the fitting portion, and is an engagement that partially engages the nozzle tip to restrict the relative positional relationship of the nozzle tip with respect to the tip rack. A release mechanism characterized by being a part.
フィッティング部に対して、ノズルチップ離脱方向に相対的に直線移動する移動部材と、
移動部材の移動に伴いノズルチップの被当接部に当接する当接部材であって、移動に伴い生じる離脱方向の力の一部を周方向の力に変換してノズルチップに伝達する当接部材と、
を備え、
当接部材は、移動部材の下端に設けられ、略円弧状の付勢力を有する弾性体であることを特徴とする離脱機構。 A detachment mechanism for detaching the nozzle tip from the fitting part of the nozzle device,
A moving member that linearly moves relative to the fitting portion in the nozzle tip removal direction;
A contact member that comes into contact with the contacted portion of the nozzle tip as the moving member moves, and that converts a part of the force in the separation direction that accompanies the movement into a force in the circumferential direction and transmits it to the nozzle tip. Members,
With
The abutment member is an elastic body provided at a lower end of the moving member and having a substantially arcuate urging force.
移動部材は、ノズル装置に設けられており、ノズルチップ離脱方向に絶対的に直線移動可能であることを特徴とする離脱機構。 The release mechanism according to any one of claims 1 to 6 ,
A detaching mechanism, wherein the moving member is provided in the nozzle device and can be absolutely linearly moved in the nozzle tip detaching direction.
移動部材は、ノズル装置とは別個に設けられた固定部材であって、フィッティング部の絶対的移動によりノズルチップ離脱方向に相対的に直線移動可能であることを特徴とする離脱機構。 The release mechanism according to any one of claims 1 to 6 ,
The moving member is a fixing member that is provided separately from the nozzle device, and is capable of linear movement relatively in the nozzle tip detaching direction by absolute movement of the fitting portion.
フィッティング部から当該ノズルチップを離脱させるべくノズルチップに当接する当接部材が当接する被当接部であって、当接部材と協働して離脱機構から付加される離脱方向の力の一部を周方向の力に変換する被当接部を備え、
前記被当接部は、ノズルチップの端面に形成され、当接部材が相対的に滑落する傾斜面である、
ことを特徴とするノズルチップ。 A nozzle tip that is detachably attached to a fitting portion of a nozzle device,
Part of the force in the detachment direction applied from the detachment mechanism in cooperation with the contact member, which is a contacted part that contacts the contact member that contacts the nozzle chip in order to detach the nozzle chip from the fitting part. A contacted portion that converts the force into a circumferential force ,
The abutted portion is an inclined surface that is formed on an end surface of the nozzle tip and the abutting member slides relatively.
A nozzle tip characterized by that.
フィッティング部から当該ノズルチップを離脱させるべくノズルチップに当接する当接部材が当接する被当接部であって、当接部材と協働して離脱機構から付加される離脱方向の力の一部を周方向の力に変換する被当接部を備え、
前記被当接部は、当接部材に向かって突出した突出部であって、当接部材に設けられた傾斜面に沿って相対的に滑落する突出部であることを特徴とするノズルチップ。 A nozzle tip that is detachably attached to a fitting portion of a nozzle device,
Part of the force in the detachment direction applied from the detachment mechanism in cooperation with the contact member, which is a contacted part that contacts the contact member that contacts the nozzle chip in order to detach the nozzle chip from the fitting part. A contacted portion that converts the force into a circumferential force,
The nozzle tip according to claim 1, wherein the contacted portion is a protruding portion protruding toward the abutting member, and is a protruding portion that slides relatively along an inclined surface provided on the abutting member.
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