JPH1048222A - ノズルチップの装着制御機構 - Google Patents
ノズルチップの装着制御機構Info
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- JPH1048222A JPH1048222A JP20745196A JP20745196A JPH1048222A JP H1048222 A JPH1048222 A JP H1048222A JP 20745196 A JP20745196 A JP 20745196A JP 20745196 A JP20745196 A JP 20745196A JP H1048222 A JPH1048222 A JP H1048222A
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Abstract
下点の登録行うため、ノズルチップの立設状態により登
録降下最下点に誤差を生じノズルチップの圧入装着状態
が安定しない。 【解決手段】 ヘッドホルダ20の摺動体18aに光学
センサ42を配置し、ノズルブラケット24の摺動体1
8bに遮光板44を配置する。ノズルブラケット24の
保持するノズル基部28がノズルチップ12に接触し圧
入が開始されるとヘッドホルダ20とノズルブラケット
24の相対距離が変化し、遮光板44が光学センサ42
の光を遮光する。そして、所定幅を有する遮光板44に
よる遮光が終了した時点でノズル基部28が適正圧入状
態になったことを検出する。従って、ノズルチップ装着
のための降下最下点の登録を行うことなく安定した付勢
力によりノズル基部をノズルチップに圧入装着すること
ができる。
Description
着制御機構、特に複数配列されたノズルチップを順次自
動で装着する時のノズルチップの装着制御機構に関す
る。
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。この時、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。この時、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
ルチップを前記ノズル基部に装着し、このノズルチップ
を交換することによって前記目的を達成している。
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を含むヘッドホルダ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。
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負荷を防止するために、ノズ
ル基部106は過不足ない力でノズルチップ104に挿
入さればならない。そのため、ヘッドホルダ108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106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104に挿
入され装着が行われる。
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スプリングの初期付勢力
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。
なる任意のノズルチップに対するノズル基部の装着動作
の降下最下点をあらかじめ登録している。そして前記最
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。
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。また、降下最下点登録時のノズルチップの内径が
所定値より大きい場合、ノズルチップは所定位置より低
い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負荷による装着機構の損傷等
を招く。逆に、ノズルチップの内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高い位置で登録が行
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。また、ノズルラック自体が
異物等により傾いていた場合でも上述と同様な問題が発
生する。
者による感覚の違いが大きく影響し、誤差が大きいとい
う問題がある。
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を行うことなく安定した付勢
力によりノズル基部をノズルチップに圧入装着すること
のできるノズルチップの装着制御機構を提供することを
目的とする。
するために、本発明の構成は、ノズル基部をノズルチッ
プに圧入装着する時の装着状態を制御する装着制御機構
において、前記ノズル基部を保持する移動可能なノズル
ブラケットと、駆動源に接続され移動可能なヘッドホル
ダと、前記ノズルブラケットと前記ヘッドホルダの間に
介在し、両者の相対距離を変化させつつ前記ヘッドホル
ダの駆動力をノズルブラケットに伝達する伝達手段と、
前記ノズルブラケットまたはヘッドホルダの一方に設け
られた検出子と、他方に設けられノズルブラケットとヘ
ッドホルダとの相対移動によりノズル基部が適正圧入状
態になったことを検出する検出部とから成る検出手段
と、適正圧入状態に到達したことにより前記駆動源を制
御しノズル基部の圧入停止を行う制御手段と、を有する
ことを特徴とする。
ル基部がノズルチップに当接することによって、前記の
ノズルブラケットの移動が制限される。そして、駆動源
に接続されたヘッドホルダが移動し続けることによっ
て、前記ノズルブラケットとヘッドホルダとの相対距離
が変化し始める。
ップに圧入されることによって相対移動するノズルブラ
ケットとヘッドホルダとに、検出子と検出部とから成る
検出手段が設けられ、相対移動を検出する。そして、ノ
ズルブラケットに保持されたノズル基部が適正圧入状態
になったことを検出し、圧入を行っている駆動源を停止
するので、ノズルチップ装着のための降下最下点の登録
を行うことなく安定した付勢力によりノズル基部をノズ
ルチップに圧入装着することができる。
明の構成は、前記検出部は光学センサであり、前記検出
子は遮光板であり、前記遮光板の遮光経路長によって、
ノズル基部の適正圧入量が規定されることを特徴とす
る。
ッドホルダの相対移動の変化を迅速に検出することがで
きると共に、遮光板の遮光経路長によって、正確な圧入
量を規定することができる。
明の構成は、前記遮光板は遮光範囲を増減する補助板を
有することを特徴とする。
て、適正圧入量の変更が容易に行うことができるので、
装着制御機構の汎用性を容易に向上させることができ
る。
明の構成は、前記補助板は遮光板に摺動自在に係合する
ことを特徴とする。
造で、適正圧入量の調整を行うことができる。
図面に基づき説明する。図1〜図3には、本実施形態に
係るノズルチップの装着制御機構の概念図が示され、圧
入状態の変化が示されている。
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1
6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。
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。
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。
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。こ
のように、スプリング、スリーブ、シャフト等によっ
て、ヘッドホルダ20の駆動力を伝達する伝達手段が構
成されている。
18bに向かって延びた略L字形状のセンサブラケット
40が固定されている。このセンサブラケット40の先
端には検出部としての光学センサ42が固定されてい
る。一方、前記摺動体18bには、検出子として略L字
形状の遮光板44が固定されている。この遮光板44の
突出部の幅Lは前記ノズル基部28がノズルチップ12
に圧入される適正圧入量に等しく形成されている。この
幅Lは、例えば5mmである。そして、前記光学センサ
42と遮光板44とで検出手段を形成し、前記第1スプ
リング34や第2スプリング38の圧縮による前記ヘッ
ドホルダ20とノズルブラケット24との相対距離の変
化を光学センサ42の光を遮光板44が遮光するか否か
によって、検出できるようになっている。
御機構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
30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との相対距離は一定に保っている。また、こ
の時、遮光板44は光学センサ42の検出窓42aから
離れた位置に停止している。
ない制御部の制御に従って、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、その相対距離は初期状態が維持され、
光学センサ42と遮光板44との位置関係も初期状態が
維持される。
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
発生するヘッドホルダを付勢する付勢力との関係を示す
グラフを参照しつつ、ノズルチップ装着制御機構10の
ノズルチップ装着動作を説明する。
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制御機
構10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、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。従っ
て、ヘッドホルダ20の降下と共に、ノズルブラケット
24が降下する。この時、必要に応じて、ノズル基部2
8がノズルチップの当接するまでの摺動部18a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。
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。
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、ノズルチップ装着制御機構10のZ方向移動過程中
の所定範囲内(例えば、絶対基準位置から4mm以上5
mm以内)に入っていない場合、例えば、テーパ部28
a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。
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。
この第1スプリング34の圧縮によって、ノズルブラケ
ット24とヘッドホルダ20の相対距離が変化し、前記
遮光板44が光学センサ42の検出窓42aの遮光を開
始し光学センサ42がONする(図2参照)。
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。
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、遮光板44が光学
センサ42の検出窓42aを通過するまで、前記パルス
モータの駆動は継続し、二次付勢力は増加する。この時
遮光板44の固定位置と幅は、遮光終了位置で図4に示
すように、所定の付勢力(本実施形態の場合、約3Kg
f)でノズルブラケット24を付勢するように設定して
ある。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28a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。
42の検出窓42aを通過した時点で、光学センサ42
は、ノズル基部28が適正圧入状態に到達したことを検
出し、図示しない制御手段は前記パルスモータの駆動を
停止し、ノズル基部28は所定付勢力によるノズルチッ
プ12の圧入装着を終了する。
ラケット24との相対距離の変化の終了、つまりノズル
基部28のノズルチップ12に対する圧入終了を遮光板
44の幅によって規定することができるので、過不足の
ない圧入を行うことができる。従って、ノズルチップ1
2の形状やチップラック14の状態によって、ノズルチ
ップ12の立設高さがばらついている場合でも安定した
圧入動作を行うことができる。また、従来のように降下
最下点の登録を行うことなく安定した圧入を行うことが
できる。
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
チップ装着制御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、ノズルチップは所定の圧入力で装着されているの
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。
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。
定数の小さいスプリングを用いた例を説明したが、従来
技術に示すような1段スプリングでも同様な効果を得る
ことができる。
に、摺動自在な補助板44aを設け、光学センサ42
(図1参照)の遮光範囲を任意に変更できるようにして
もよい。このように、遮光範囲を変更することによっ
て、容易にノズル基部28の圧入量を変更することがで
きる。なお、図5の場合、固定ビス46によって摺動位
置を固定できるようにしたが、固定ビスにより任意の幅
の補助板を取り付けるようにしてもよい。
ップに圧入され始まると相対移動するノズルブラケット
とヘッドホルダとに、検出子と検出部とから成る検出手
段を設け、ノズルブラケットに支持されたノズル基部が
適正圧入状態になったことを検出する。従って、ノズル
チップ装着のための降下最下点の登録を行うことなく安
定した付勢力によりノズル基部をノズルチップに圧入装
着することができる。
御機構の概念構成図であり、光学センサがOFFである
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。
御機構の概念構成図であり、光学センサがONである第
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。
御機構の概念構成図であり、光学センサがOFFし第2
スプリングの圧縮が終了した状態を説明する説明図であ
る。
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。
御機構に適用可能な他の遮光板の構成例を説明する説明
図である。
ある。
プ、14 チップラック、16 ガイドレール、18
a,18b 摺動体、20 ヘッドホルダ、22シャフ
ト、22a 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、40 センサブラケット、42 光学セン
サ、44 遮光板。
Claims (4)
- 【請求項1】 ノズル基部をノズルチップに圧入装着す
る時の装着状態を制御する装着制御機構において、 前記ノズル基部を保持する移動可能なノズルブラケット
と、 駆動源に接続され移動可能なヘッドホルダと、 前記ノズルブラケットと前記ヘッドホルダの間に介在
し、両者の相対距離を変化させつつ前記ヘッドホルダの
駆動力をノズルブラケットに伝達する伝達手段と、 前記ノズルブラケットまたはヘッドホルダの一方に設け
られた検出子と、他方に設けられノズルブラケットとヘ
ッドホルダとの相対移動によりノズル基部が適正圧入状
態になったことを検出する検出部とから成る検出手段
と、 適正圧入状態に到達したことにより前記駆動源を制御し
ノズル基部の圧入停止を行う制御手段と、 を有することを特徴とするノズルチップの装着制御機
構。 - 【請求項2】 請求項1記載の装着制御機構において、 前記検出部は光学センサであり、 前記検出子は遮光板であり、 前記遮光板の遮光経路長によって、ノズル基部の適正圧
入量が規定されることを特徴とするノズルチップの装着
制御機構。 - 【請求項3】 請求項2記載の装着制御機構に 、て、 前記遮光板は遮光範囲を増減する補助板を有することを
特徴とするノズルチップの装着制御機構。 - 【請求項4】 請求項3記載の装着制御機構において、 前記補助板は遮光板に摺動自在に係合することを特徴と
するノズルチップの装着制御機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20745196A JPH1048222A (ja) | 1996-08-06 | 1996-08-06 | ノズルチップの装着制御機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20745196A JPH1048222A (ja) | 1996-08-06 | 1996-08-06 | ノズルチップの装着制御機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1048222A true JPH1048222A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16539996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20745196A Pending JPH1048222A (ja) | 1996-08-06 | 1996-08-06 | ノズルチップの装着制御機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
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