JPH071251B2 - クベットベルト欠陥シ−ル検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 序論 発明は、一般に自動化機器中において流体サンプルの化
学分析に使用するためのクベットベルトに関し、そして
さらに詳しくは、そのような機器を通って輸送されるよ
うに設計された、複数の一体に相互接続されたクベット
よりなる可撓性クベットベルトに関する。本発明は、そ
のようなクベットベルトのクベットの漏洩のような欠陥
シールを検出するための装置、特に自動操業に適したそ
のような装置に関する。

本発明の背景 その中に入れられたサンプルの化学テストのためのクベ
ットを利用する多種類の自動または半自動化学分析装置
が既知である。一般に、生物学的流体のような、流体サ
ンプルのあらかじめ決められた量がクベット内に入れら
れ、それは次に機器を通って輸送される。クベットが輸
送されている時、機器はサンプル中へ試薬の一定量を分
配し、発生する化学反応をモニターする。そのようなモ
ニタリングは一般にクベットの光学的に透明な部分を通
して流体サンプルを見る光学手段の使用によって実施さ
れる。

クベットの機器中への装填を簡単にし、一旦そのように
装填されたクベットのハンドリングを容易にするため、
クベットを連続した一体のストリップの形に提供する提
案がなされている。該ストリップの個々のクベットは比
較的剛直であるように設計されるが、しかしストリップ
自体には機器を通るその輸送を容易するのに十分な可撓
性が与えられる。さらに、クベットを連続ストリップ形
につくることにより、それらは適当なプラスチック材料
から比較的安価に製造することができ、それによって使
用後それらの廃棄を許容する。このことは、使用後クベ
ットを洗浄する必要性を避け、そして誤ったテスト結果
を引き起こし得る流体サンプルの交差汚染を回避するか
ら重要な特徴である。これら要件を満足させるように設
計された提案されたクベットシステムが米国特許第4,26
3,256号に開示されている。

ここに参照としてその開示を全体として取り入れた、19
81年７月20日に出願され、そして“自動化されたケミカ
ルアナライザー″と題する同一人所有の米国特許出願N
o.284,842には、それらの対応する面に沿って一体ベル
トを形成するように合体された調和する一対の細長い成
形されたプラスチックストリップを含むクベットベルト
が記載されている。規則的に離されたチャンバー半部の
列が、ベルト半部が合体された時開いた頂部のクベット
収納場所を形成する対応するストリップ面のめいめいに
横に形成される。

記載したように、クベットベルトは二つの一体の並んだ
ベルト半部を形成するよう、規則的に離された横に（横
に延びている）形成されたポケットの列を持ったストリ
ッププラスチック材料を成形することによってつくられ
る。成形されたストリップは次に縦に分割されてベルト
半部に分離され、そしてベルト半部は完全なクベットベ
ルトを形成するように合致され、合体される。

1985年６月18日に出願され、“クベットベルト製造およ
びプロセス″と題する、同一人所有の米国特許出願No.7
46,231を参照し、該出願の開示をその全部においてここ
に参照として取り入れる。該出願には、めいめいにチャ
ンバー半部が形成され、そして該チャンバー半部がクベ
ットを形成するように整合した、一体のクベットを形成
するように合体された調和した一対のプラスチックスト
リップよりなる種類のクベットベルトを製造するための
他の方法が開示されている。

該方法によれば、プラスチック材料の二つのストリップ
に、二つの一体の並んだベルト半部を形成するように、
規則的に離された成形したポケットの列が同じに成形さ
れる。二つの成形されたストリップは整合され、そして
それらのクベット口端によって合体された二つの一体の
鏡像クベットベルトを形成する複合ストリップを形成す
るように合体される。該複合ストリップは次にクベット
ベルトを分離するため縦に分割される。

本発明は、クベットベルトの試験方法に関する。該方法
はそのようなベルト一般に適用し得るが、前記の米国特
許出願に開示された種類のベルトに特に適用性を持って
いる。

本発明の概要 従って、本発明はクベット中の漏洩孔のような欠陥シー
ルについてクベットベルトをテストする方法および装置
を提供し、そこでは少なくとも２本の導電性探針が隣接
するクベット中に挿入される。隣接する探針は、隣接す
るクベット間の漏洩孔のような欠陥シールを通って、探
針間にアークもしくは電流を発生させるのに十分な反対
電位にバイアスされている。

本発明の好ましい形においては、接地された電極がクベ
ットの外部に設けられ、その場合は探針電位をクベット
を通って外部へ延びる欠陥シールを通って探針と接地電
極との間にアークを発生させるのに十分でなければなら
ない。

そのようなシステムはそれ自体オートメーション化を可
能とし、そして本発明によるテスト装置の自動化された
具体例は、クベットの継続する群を探針の列と整列させ
るためクベットベルトを段階的に前進させるための手段
を含んでいる。探針の列は、該列と整列したクベット中
へ探針を挿入するのに適している。列中の隣接した探針
は、隣接するクベット間の欠陥シールを通って探針間に
アークまたは電流の流れを発生させるのに十分な反対電
位にバイアスされている。隣接するクベット群の端同志
間の漏洩についてテストされることを確実にするため、
ベルト前進手段は、ベルトを探針の数よりも１個少ない
クベットの数だけ前進させるのに適している。

図面の説明 本発明の他の特徴および利益は、添付図面を参照して以
下の説明から明らかになるであろう。

第１図は、本発明の欠陥シール検出器を組入れた、スト
リッププラスチック材料からクベットベルトを製造する
ための自動設備の一具体例の概略側面図である。

第２図は、第１図に示した設備上でつくられたクベット
ベルトの斜視図である。

第３図は、該クベットベルトの水平断面図である。

第４図および第５図は、本発明による欠陥シール検出器
の作業の原理を図示する概略側面図であり、それぞれ後
退および挿入位置にあるその探針を図示する。

第６図および第７図は、それぞれ第４図および第５図に
対応する概略端面図である。

第８図は、第１図の設備に用いられた、欠陥シール検出
器の具体例の半分の頂面図である。

第９図は、第８図に部分的に示した全体の装置の一部断
面側面図である。

第10図は、欠陥シールを検出し、そしてマーキング装置
を作動化するシステムの概略的電気図である。

好ましい具体例の説明 図面を参照すると、第１図は、本発明による欠陥シール
検出器を含んでいる、第２および３図に示したようなプ
ラスチッククベットベルトを製造するための自動システ
ムの一具体例を概略的に図示する。そのような自動クベ
ット製造システムは、われわれの“クベットベルト製造
装置および方法″と題する前記米国特許No.746,231に詳
細に記載されている。しかしながら、ここではそのよう
なシステムは本発明の主題の理解に必要な限度でその概
略を記載するのみであり、該システムの詳細な理解のた
めには、前記米国特許を参照すべきである。

第１図を参照すると、図示したシステムは、完全なベル
トを製造するため処理ステーションのインラインシリー
ズへ前進させられるストリッププラスチック材料からク
ベットベルトを製造する。図示した装置は２枚のプラス
チック材料のストリップ20a,20bから２枚のクベットベ
ルト22を同時に成形する。

各ストリップ20はリール52から供給され、そして成形ス
テーション54においてそれぞれの成形プレス56,58によ
り、二つの一体の並んだ鏡像ベルト半部を形成するよう
に、規則的に離れた横方向ポケット12が形成される。同
時に規則的に離れた位置合せ孔30の列がストリップ材料
の対向する縦縁に沿って形成される。これらの孔30は、
クベットベルトが臨床分析装置を通ってクベットベルト
の輸送を精密に制御するために該装置によって利用され
る。

これらの孔はまた、図示したクベット製造装置において
後の処理のためにそれを通って成形ストリップを駆動す
るために、そして特にストリップを後で説明する態様で
それらが精密な合致にもたらされる時にストリップを正
確に整列するために使用することができる。

それらがぞれぞれの成形プレス56,58を離れた後、２枚
の成形されたストリップはシーリングステーション60に
おいて面と面とが合致するように合わされ、一体に接合
され、二つの一体の並んだ鏡像クベットベルト22よりな
る複合ストリップ40に形成される。もし図示したように
下方ストリップ20bが上方ストリップ20aと同じ態様で成
形されるならば、その時それはそのシーリングステーシ
ョンへの道で180°回転され、２枚のストリップが合わ
される時、ポケットは一所になって閉鎖されたチャンバ
ーを形成するようにする。

ヒートシーラー60を離れる複合ストリップ40はスリッタ
ー62へ前進させられ、そこで２本のクベットベルト22に
分離するためその中心線で縦に分割される。この２本の
成形した２本の完成ベルトは、第２図および第３図に示
すように、その中に形成された位置合せ孔を有するその
下縁上にウエブ様の輸送区域28を有する薄いウエブ部分
19によって分離された、開いた頂部のチャンバーの列を
含んでいる。ベルト22は断面が一般に長四角であり、そ
れらの側壁24はクベット中のサンプルの光学分析を容易
にする光窓を備える。約0.0127cmないし0.0254cmの厚み
のコポリエステルまたはビニルプラスチック材料が本発
明によって成形されるとき満足な結果を与えることが判
明した。そのような材料の適当な一例は、ニューヨーク
州ロチェスターのイーストマン、ケミカル、カンパニー
によって製造されたKODARブランドの熱可塑性コポリエ
ステル樹脂である。

クベットベルトの成形およびアセンブリを容易にするた
め、該ストリップ材料は、好ましくはデラウエア州ウイ
ルミントンのデュポン社によって製造されたSURLYNブラ
ンドのアイオノマー樹脂材料のような、容易にシールし
得るそして生物学的に不活性な材料の層を有するラミネ
ートである。

成形したストリップ20は、もしSURLYNのようなラミネー
ト材料が使用されるならば比較的低い温度に保たれたヒ
ートシールプセスにより、またはもし高融点材料が用い
られるならばインパルス接合技術によって接合できるこ
とが判明した。クベットの光学的特性および寸法許容差
がそれによって悪影響されない限り、接着剤接合のよう
な他の接合方法を使用することが可能である。

クベットベルト22は、各自がその中に成形されたチャン
バーの半分の列を有する２本のベルト半部をウエブ部分
19のチャンバーのまわりでおよび輸送区域28においてシ
ールすることによって合体されてなることが上記から認
識されるであろう。このため個々のクベットの完全性は
シーリングステーション60におけるストリップのアライ
メントの正確性と、そしてシーリングプロセス自体の有
効性とに特に依存する。

そのようなベルトは化学分析装置において使用されるこ
とが意図されるので、交差汚染へ導き得るクベット間の
漏洩がないことが非常に重要である。クベットの外側へ
の漏洩がないことも、それはクベット中味のもれを起こ
すので同様に重要である。従ってクベットベルトを殆ど
許容できないピンホールを含む漏洩について点検するこ
とが重要であり、このため引裂きステーションを離れる
クベットベルトは検査ステーション64へ送られる。

検査ステーション64は、以後詳しく記載される本発明に
よる欠陥シール検出器もしくは高圧リーク検出器66を含
む。漏洩検出器66に付属してマーキング装置68があり、
それは漏洩検出器による欠陥もしくは漏洩クベットの検
出に応答して欠陥クベットヘマークをつける。このマー
クは好ましくは機械によって読取ることができ、そのた
め検査ステーション64の次に配置された切断ステーショ
ン70によって読取ることができ、クベットベルトが貯蔵
スプール72へ巻取られる前に欠陥クベットをベルトから
除去するため、該クベットの前後でベルト22を切断す
る。好ましくは、切断ステーションは２回目のカットを
実施する前に欠陥クベットに続くクベットのあらかじめ
定めた数をカウントするカウンターを含み、クベットベ
ルトの欠陥長さが発生した場合カッターの不必要な作動
を避ける。

もし望むならば、検査ステーションはマーキング装置に
やはり付属した肉眼検査チェックを含むことができる。

次に本発明の特定の主題へ転ずると、第１図に示したシ
ステムに使用するのに適した高圧漏洩検出装置が第４〜
10図を参照して記載される。それは導電性探針の列102
と、そしてクベットの継続群を探針列と整列させるため
探針列102を通って段階的にクベットベルト22を前進さ
せるための位置合せドライブ106とを含む。探針104は、
探針をクベット中へ挿入するため（第６および７図）、
およびテストサイクルの後およびクベットベルトの前進
の間それらの後退のため（第４および５図）、ベルトへ
向かっておよびそれから遠方へ運動のために装荷され
る。探針104は高電圧パワー源108へ接続され、そして交
番する探針はそれぞれプラスおよびマイナスに付勢され
る。探針の付勢された電位は、隣接するクベット間の欠
陥シールを通って探針間にアークまたは電流の流れを発
生するのに十分でなければならない。

漏洩検出器内のクベットベルトを取り囲んで接地した電
極110が配置され、それはクベットベルトの側部および
底部のまわりに密にフィットする輪郭とされる。この電
極は探針電位を探針104と接地電極110との間にアークま
たは電流の流れを発生させるのに十分とすることによっ
て、クベットを通って外側へ延びる漏洩孔の検出を可能
とする。約プラスまたはマイナス15,000ボルトの探針電
位がクベット22中の欠陥シール、ピンホール、漏洩等を
検出するのに有効であることが判明した。しかしなが
ら、他の電圧を印加することができ、約プラスまたはマ
イナス12,000ないし30,000ボルトの範囲の電圧がある条
件では適当であろう。

第４〜７図において、５本の探針104の列が図示されて
いる。もしクベットベルトが同じ数（５個）のクベット
が各ステップにおいて位置合せされるならば、一つの群
の最後のクベットと、そして次の群の最初のクベットと
の間の漏洩についてはチェックされないことが理解され
るであろう。この理由のためクベットベルトは、好まし
くは探針の数よりも少なくとも１つ少ない数に等しいク
ベット数だけ段階的に進められる。この場合はベルトは
４クベットのステップで前進する。

第８〜10図に示した漏洩検出器の具体例は、第１図に示
した製造システムに使用するのに特に適しており、そし
て特に第９図に見られるように二つの背中合わせ列の探
針を含んでいる。クベット22は固定ガイドブロック120
を通って案内され、そして探針104は、探針104のクベッ
ト22への挿入および引抜きのためガイドブロック120へ
向かっておよび遠方への運動のため、一対のスライドロ
ッド124上にスライド自在に取り付けられた取付けブロ
ック122上に支承される。探針取付けブロック122の運動
は連結リンク128（その一つのみを図示）を介してエア
ーシリンダー126によって達成され、取付けブロック122
は、スライドロッド124から離してスライドバー130上に
取付けられる。全体の構造はベースプレート132から離
して側部プレート134上に取付けられる。透明なアクリ
ルガラス頂部安全カバー136が探針の上に設けられる。

１個のクベットが点線で示され、そしてガイドブロック
120のめいめいの中のその位置および探針104はその後退
位置で実線で示されているが、左側の探針104はその挿
入位置で点線で示されている。探針は取付けブロック12
2中にしっかり保持され、そして各取付けブロック122は
二つの母線138（それぞれその一方のみが示されてい
る）を支承し、それによってマイナスおよびプラスの高
張カリード線がそれぞれ探針104へ接続される。

クベットのためのガイドブロック120は二つの接地コン
タクトプレート140をクベットベルト22の各側にそれぞ
れ含み、該プレートが接地電極として役立つ。

第１図のベルト製造システムにおいて、ストリップ20は
成形され、そして８個のクベットのバッチにシールされ
る。漏洩検出器66スピードをシステムの残部と調和させ
るため、クベットベルト22は８個のクベットのグループ
でそれを通って前進させられる。この目的で10本の探針
が各検出器に設けられる。

第10図は、欠陥クベットが存在する時検出し、そしてそ
れを標識するためマーキング装置68を作動させる制御シ
ステムの概略電気図である。

高電圧パワー供給108は適当なパワー源もしくは入力か
ら供給され、そして探針104へプラスおよびマイナス15,
000ボルトのような適当な電圧を供給する。電極110は接
地され、そのためこの具体例においては各探針と各接地
電極との間の電位差は15,000ボルトであるが、隣接する
探針間の電位差は30,000ボルトである。適当なパワー入
力から供給される低電圧D.C.パワー供給109（28ボル
ト）が高電圧パワーサプライ108へ供給され、そのため
二つの隣接する探針間に、または探針と電極110との間
にアークが発生する時、電流センサー150が検出する。
この電流センサーはリレー170へ接続されたタイマー160
へ接続される。該リレーはマーキング装置68へ接続され
る。

電流センサー150による検査ステーションにおけるアー
クの検出は、リレー170を与えられた時間活性化するタ
イマー160を活性化する。該時間はマーキング装置がマ
ーキングサイクルを実行する時間に等しい。マーキング
サイクルの終了時、タイマー160はリセットされ、その
ため検査ステーション64においてクベットの後のセクシ
ョンに次のアークが発生した時、電流センサー150によ
って再び活性化されることができる。このためアークも
しくは欠陥シールの検出毎に、マーキング装置68は検出
ステーションにあるクベットの当該セクションを欠陥と
してマークするように活性化される。この検出システム
は任意にマイクロプロセッサーによって実施できること
が理解される。

電流センサー150は、オペレーターに対し欠陥シールが
存在することを指示するランプ、アラームまたはその他
の手段を任意に持つことができる。またマーキング装置
68は検査ステーション64の下流に配置することができ、
そしてタイマー160は欠陥が存在することが検出された
時、マーキングサイクルを欠陥を有するクベットのセク
ションが検査ステーションの下流へ位置合わせされるま
で遅らせるように設計することができる。好ましくは、
探針104へ印加される電圧は、探針がクベット中へ完全
に挿入されている間のみ印加される。マーキング装置
は、欠陥クベットへ機械で読取られるマークを適用し、
それは先に記載したように切断ステーションによって後
で読取られ、処理される。

パワーサプライ、電流センサー、タイマー、リレーおよ
びマーキング装置は任意の適当なタイプでよく、そのよ
うな要素のめいめいはこの分野においてよく知られてい
る。

本発明の特定の構造および特徴を前記の好ましい具体例
に関して論じたが、当業者は請求の範囲に規定した本発
明の精神および範囲から逸脱することなく種々の変更、
修飾および置換をそれへ加えることができることを理解
すべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マックキシック，ケルビン オーチス アメリカ合衆国 90303カリフォルニア、 イングルウッド、112ストリート 3251 (56)参考文献 実開 昭59−49957（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の一体に相互接続されたクベットより
   なるプラスチッククベットベルトをクベット中の欠陥シ
   ールについて試験するための装置であって、少なくとも
   ２本の導電性探針と、該探針を隣接するクベット中へ挿
   入するための手段と、そして前記隣接するクベット間の
   欠陥シールを通って前記探針間にアークを発生させるの
   に十分な反対の電位へ隣接する前記探針をバイアスする
   ための手段を備えている前記試験装置。
2. 【請求項２】前記クベットの外側に接地手段を含み、前
   記探針電位はクベットを通って外側へ延びている欠陥を
   通って前記探針と前記接地手段との間にアークを発生さ
   せるのに十分である第１項の試験装置。
3. 【請求項３】複数の一体に相互接続されたクベットより
   なるプラスチックベルトをクベットの欠陥シールについ
   て試験するための装置であって、複数の探針と、継続す
   るクベットの複数を前記探針と整列させるため段階的に
   クベットベルトを前進させるための手段と、前記探針を
   それと整列した前記クベット中へ挿入するための手段
   と、そして隣接するクベット間の欠陥シールを通って前
   記探針間にアークを発生させるのに十分な反対の電位へ
   隣接する前記探針をバイアスするための手段とを備え、
   前記クベットベルト前進手段は前記ベルトを前記探針の
   数より１個少ない数に等しいクベットの数だけ前進させ
   るようになっている前記試験装置。
4. 【請求項４】前記クベットベルトの外側に接地電極を含
   み、前記探針電位はクベットを通って外側へ延びている
   欠陥を通って前記探針と接地電極との間にアークを発生
   させるのに十分である第３項の試験装置。
5. 【請求項５】前記アークの発生を感知するための手段を
   含んでいる第３項の試験装置。
6. 【請求項６】前記アークの発生に応答して欠陥クベット
   をマークするマーキング装置を含んでいる第３項の試験
   装置。