JPH11247763A - 送液装置および自動分析装置 - Google Patents
送液装置および自動分析装置Info
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- JPH11247763A JPH11247763A JP5176098A JP5176098A JPH11247763A JP H11247763 A JPH11247763 A JP H11247763A JP 5176098 A JP5176098 A JP 5176098A JP 5176098 A JP5176098 A JP 5176098A JP H11247763 A JPH11247763 A JP H11247763A
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- chamber
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- fluid
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/04—Pumps having electric drive
- F04B43/043—Micropumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/1037—Flap valves
- F04B53/104—Flap valves the closure member being a rigid element oscillating around a fixed point
- F04B53/1042—Flap valves the closure member being a rigid element oscillating around a fixed point by means of a flexible connection
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/877—With flow control means for branched passages
- Y10T137/87788—With valve or movable deflector at junction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T137/877—With flow control means for branched passages
- Y10T137/87893—With fluid actuator
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- Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
- Y10T436/2575—Volumetric liquid transfer
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来のマイクロポンプでは、送液室内に気泡が
残り、気泡の影響で所定量の液体を供給するために圧力
変動を発生し、高周波駆動ができないという課題があっ
た。 【解決手段】本発明では、入口弁と出口弁を送液室の一
方の面の略対角の周辺位置に一体に形成することによっ
て、気泡抜き操作時に入口から出口へと気泡がスムーズ
に流れるようにし、送液の際に圧力変動が問題となる送
液室内に気泡が残らないようにする。また、弁の着座部
に数μｍ以上の高さの突起を設けることで、両持ち梁を
歪ませて弁に与圧を与えて締切り性を高め、かつ、弁と
して変位方向に対して表面積の小さな両持ち梁構造とし
た。
残り、気泡の影響で所定量の液体を供給するために圧力
変動を発生し、高周波駆動ができないという課題があっ
た。 【解決手段】本発明では、入口弁と出口弁を送液室の一
方の面の略対角の周辺位置に一体に形成することによっ
て、気泡抜き操作時に入口から出口へと気泡がスムーズ
に流れるようにし、送液の際に圧力変動が問題となる送
液室内に気泡が残らないようにする。また、弁の着座部
に数μｍ以上の高さの突起を設けることで、両持ち梁を
歪ませて弁に与圧を与えて締切り性を高め、かつ、弁と
して変位方向に対して表面積の小さな両持ち梁構造とし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は送液装置に係り、特
に毎秒数μＬから数百μＬの送液を行うマイクロポンプ
を用いた送液装置およびそれを用いた自動分析装置に関
する。
に毎秒数μＬから数百μＬの送液を行うマイクロポンプ
を用いた送液装置およびそれを用いた自動分析装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロポンプとしては、特表平
４−５０２７９６号公報に記載されたものがある。この
マイクロポンプは入口弁室、送液室、出口弁室、の３つ
の部屋からなり、送液室内へ流体が入っていく入口の位
置を送液室中央より周辺部にずらすことで送液室内の入
口のある反対側に気泡を集め、その部分に出口となるオ
リフィスを設けてそこから気泡を抜き取るというもの
で、これにより送液室内の気泡を効率的に除去する。ま
た、弁の締切り性を上げるためにダイアフラム型弁の着
座部に薄膜を成膜し、それにより弁と弁ポートとの密着
性を上げている。
４−５０２７９６号公報に記載されたものがある。この
マイクロポンプは入口弁室、送液室、出口弁室、の３つ
の部屋からなり、送液室内へ流体が入っていく入口の位
置を送液室中央より周辺部にずらすことで送液室内の入
口のある反対側に気泡を集め、その部分に出口となるオ
リフィスを設けてそこから気泡を抜き取るというもの
で、これにより送液室内の気泡を効率的に除去する。ま
た、弁の締切り性を上げるためにダイアフラム型弁の着
座部に薄膜を成膜し、それにより弁と弁ポートとの密着
性を上げている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記ポンプ構
造では、送液室内の気泡は除去できても、送液室の出口
オリフィスから先の出口弁室内の気泡を除去することが
できず、ポンプの吐出特性に対する気泡の影響を完全に
なくすことは難しい。また、三つの部屋から成るため、
平面サイズが大きくなり、低コスト化のネックとなる。
弁の締切り性はダイアフラム型弁に与圧を与えることで
高くしているが、ダイアフラムに加わる液体の抵抗によ
り高周波での駆動は難しく、吐出流量を毎秒数百μＬま
で上げていくことは困難である。
造では、送液室内の気泡は除去できても、送液室の出口
オリフィスから先の出口弁室内の気泡を除去することが
できず、ポンプの吐出特性に対する気泡の影響を完全に
なくすことは難しい。また、三つの部屋から成るため、
平面サイズが大きくなり、低コスト化のネックとなる。
弁の締切り性はダイアフラム型弁に与圧を与えることで
高くしているが、ダイアフラムに加わる液体の抵抗によ
り高周波での駆動は難しく、吐出流量を毎秒数百μＬま
で上げていくことは困難である。
【０００４】本発明の目的は、ポンプの吐出特性に対す
る気泡の影響を取り除き、かつ簡単構成で高周波駆動の
可能なマイクロポンプを実現した。また、それを試薬供
給部に用いることによって、高精度の試薬供給の可能な
自動分析装置を実現することにある。
る気泡の影響を取り除き、かつ簡単構成で高周波駆動の
可能なマイクロポンプを実現した。また、それを試薬供
給部に用いることによって、高精度の試薬供給の可能な
自動分析装置を実現することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、入口弁と出
口弁を送液室と一体にし、かつ、弁の位置を送液室の周
辺部に偏在させることで入口から出口へと気泡の流れを
スムーズにし、送液の際に圧力変動が問題となる送液室
内に気泡が残らないようにする。また、弁の着座部に数
μｍ以上の高さの突起を設けることで両持ち梁を歪ませ
て弁に与圧を与えて締切り性を高め、かつ、弁として変
位方向に対して表面積の小さな両持ち梁構造を用いるこ
とで周辺流体の抵抗を低減して周波数応答性を改善す
る。
口弁を送液室と一体にし、かつ、弁の位置を送液室の周
辺部に偏在させることで入口から出口へと気泡の流れを
スムーズにし、送液の際に圧力変動が問題となる送液室
内に気泡が残らないようにする。また、弁の着座部に数
μｍ以上の高さの突起を設けることで両持ち梁を歪ませ
て弁に与圧を与えて締切り性を高め、かつ、弁として変
位方向に対して表面積の小さな両持ち梁構造を用いるこ
とで周辺流体の抵抗を低減して周波数応答性を改善す
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１に本発明第１の実施例の送液
装置の断面図を、図２に本発明第１の実施例の送液装置
の送液室の平面図を示す。
装置の断面図を、図２に本発明第１の実施例の送液装置
の送液室の平面図を示す。
【０００７】送液装置は、吐出ノズル基板１１０上に設
けられた出口弁基板１２０と、前記出口弁基板上に設け
られた送液室基板１３０と、送液室基板１３０上に設け
られたダイアフラム基板１４０の４枚の基板から構成さ
れている。吐出ノズル基板１１０には吐出ノズル１１１
が形成されている。出口弁基板１２０には出口弁１２１
と入口流路１２２、入口ポート１２３が形成されてい
る。送液室基板１３０には送液室１３１と入口弁１３
２、出口ポート１３３と入口流路１３４が形成されてい
る。ダイアフラム基板１４０にはダイアフラム１４１と
剛体部１４２、入口流路１４３と入口１４４、が各々形
成されている。
けられた出口弁基板１２０と、前記出口弁基板上に設け
られた送液室基板１３０と、送液室基板１３０上に設け
られたダイアフラム基板１４０の４枚の基板から構成さ
れている。吐出ノズル基板１１０には吐出ノズル１１１
が形成されている。出口弁基板１２０には出口弁１２１
と入口流路１２２、入口ポート１２３が形成されてい
る。送液室基板１３０には送液室１３１と入口弁１３
２、出口ポート１３３と入口流路１３４が形成されてい
る。ダイアフラム基板１４０にはダイアフラム１４１と
剛体部１４２、入口流路１４３と入口１４４、が各々形
成されている。
【０００８】この送液装置の送液手順は以下の通りであ
る。
る。
【０００９】まず、送液装置の送液室１３１内の気体を
液体に置き換えるため、送液装置の入口１４４には、導
入する液体を送り込む液体導入装置（図示せず）を接続
する。液体導入装置から入口１４４に液体が加圧送液さ
れると、液体流路１４３、１３４、１２２を通って入口
弁１３２に加圧された液体が到達し、その加圧力により
入口弁１３２が開いて入口より液体が送液室１３１に流
れ込む。この際、ダイアフラム１４１の下の平板状の流
路に表面張力で液体が自然に流れ込む場合には、その平
板状の流路を流れる流量よりも大きな流量の液体を、液
体導入装置から送液室１３１内に送り込むことが必要で
ある。
液体に置き換えるため、送液装置の入口１４４には、導
入する液体を送り込む液体導入装置（図示せず）を接続
する。液体導入装置から入口１４４に液体が加圧送液さ
れると、液体流路１４３、１３４、１２２を通って入口
弁１３２に加圧された液体が到達し、その加圧力により
入口弁１３２が開いて入口より液体が送液室１３１に流
れ込む。この際、ダイアフラム１４１の下の平板状の流
路に表面張力で液体が自然に流れ込む場合には、その平
板状の流路を流れる流量よりも大きな流量の液体を、液
体導入装置から送液室１３１内に送り込むことが必要で
ある。
【００１０】入口１４４から液体が流入すると、入口部
にある気体は液体により平板流路へと押し流され入口部
が液体に満たされる。また、ダイアフラム１４１下の平
板状の流路に、液体が自分自身では流れ込んで行かない
場合には、液体導入装置からの送液の速度は任意で良
く、液体導入装置より押し込まれる液体によって入口側
から気体が押し流されて行き、出口側に追い込まれ全て
の気体が送液室１３１から押し出される。送液室内が液
体で満たされたら入口１４４に接続された液体導入装置
を吐出流体の入った容器と交換して接続し、送液準備が
完了する。
にある気体は液体により平板流路へと押し流され入口部
が液体に満たされる。また、ダイアフラム１４１下の平
板状の流路に、液体が自分自身では流れ込んで行かない
場合には、液体導入装置からの送液の速度は任意で良
く、液体導入装置より押し込まれる液体によって入口側
から気体が押し流されて行き、出口側に追い込まれ全て
の気体が送液室１３１から押し出される。送液室内が液
体で満たされたら入口１４４に接続された液体導入装置
を吐出流体の入った容器と交換して接続し、送液準備が
完了する。
【００１１】なお、送液室１３１内を気体から液体に置
き換える方法として、吐出ノズル１１１に真空ポンプを
接続し、入口１４４に吐出流体（液体）の入った容器を
接続しても前記と同様に行える。真空装置により吐出ノ
ズル１１１から送液装置内の気体が吸い取られると、出
口弁１２１の背圧が送液室１３１内圧力より低くなって
出口弁が開き、送液室１３１内の気体が吸い出される。
これにより、送液室１３１内の圧力が入口ポート１２３
の圧力よりも低くなり、入口弁１３２が開き、入口流路
１２２、１３４、１４３内の気体が送液室１３１内に吸
い込まれていく。
き換える方法として、吐出ノズル１１１に真空ポンプを
接続し、入口１４４に吐出流体（液体）の入った容器を
接続しても前記と同様に行える。真空装置により吐出ノ
ズル１１１から送液装置内の気体が吸い取られると、出
口弁１２１の背圧が送液室１３１内圧力より低くなって
出口弁が開き、送液室１３１内の気体が吸い出される。
これにより、送液室１３１内の圧力が入口ポート１２３
の圧力よりも低くなり、入口弁１３２が開き、入口流路
１２２、１３４、１４３内の気体が送液室１３１内に吸
い込まれていく。
【００１２】この結果、吐出流体が入った容器から吐出
流体が入口流路１２２、１３４、１４３内に流入し、入
口弁１３２まで到達する。真空ポンプで引き続けること
により、気体と同様に液体も入口弁１３２を開いて入口
より液体が送液室１３１に流れ込む。この際、ダイアフ
ラム１４１の下の平板状の流路に表面張力で液体が自然
に流れ込む場合には、その平板状の流路を流れる流量よ
りも大きな流量の液体を真空ポンプにより吸引し、送液
室１３１内を液体が満たすように吸い込むことが必要で
ある。それにより、入口部にある気体は液体より平板流
路へと押し流され入口部が液体で満たされる。
流体が入口流路１２２、１３４、１４３内に流入し、入
口弁１３２まで到達する。真空ポンプで引き続けること
により、気体と同様に液体も入口弁１３２を開いて入口
より液体が送液室１３１に流れ込む。この際、ダイアフ
ラム１４１の下の平板状の流路に表面張力で液体が自然
に流れ込む場合には、その平板状の流路を流れる流量よ
りも大きな流量の液体を真空ポンプにより吸引し、送液
室１３１内を液体が満たすように吸い込むことが必要で
ある。それにより、入口部にある気体は液体より平板流
路へと押し流され入口部が液体で満たされる。
【００１３】また、ダイアフラム１４１下の平板状の流
路に流体が自分自身では流れ込んで行かない場合には、
真空ポンプからの吸引力は任意で良く、真空ポンプによ
り吸引される液体によって入口から気体が押し流されて
行き、出口に追い込まれ全ての気体が送液室１３１から
押し出される。
路に流体が自分自身では流れ込んで行かない場合には、
真空ポンプからの吸引力は任意で良く、真空ポンプによ
り吸引される液体によって入口から気体が押し流されて
行き、出口に追い込まれ全ての気体が送液室１３１から
押し出される。
【００１４】送液室内が液体で満たされたら吐出ノズル
１１１から真空ポンプと分離し、送液準備が完了する。
次に送液動作について説明する。
１１１から真空ポンプと分離し、送液準備が完了する。
次に送液動作について説明する。
【００１５】送液は、まず、後述するようなアクチュエ
ータによりダイアフラム１４１を送液室１３１側に押し
込むと、送液室１３１の容積が減少し、その減少した容
積分の液体が出口弁１２１を押し開けて出口ポート１３
３から送液室１３１外へと流れ出し、吐出ノズル１１１
より吐出される。次に、アクチュエータを駆動してダイ
アフラム１４１を送液室１３１の容積が大きくなる方向
に変形させると、増加した容積分だけの流体が入口弁１
３２を押し開けて入口ポート１２３から送液室１３１内
に流入する。この動作を繰り返すことで送液が行われ
る。
ータによりダイアフラム１４１を送液室１３１側に押し
込むと、送液室１３１の容積が減少し、その減少した容
積分の液体が出口弁１２１を押し開けて出口ポート１３
３から送液室１３１外へと流れ出し、吐出ノズル１１１
より吐出される。次に、アクチュエータを駆動してダイ
アフラム１４１を送液室１３１の容積が大きくなる方向
に変形させると、増加した容積分だけの流体が入口弁１
３２を押し開けて入口ポート１２３から送液室１３１内
に流入する。この動作を繰り返すことで送液が行われ
る。
【００１６】本実施例の特徴は３つある。第一に、送液
室２０１と入口弁２０２、２０３、２０４、吐出ポート
２０５が同じ送液室基板２００内に加工されている点で
ある（図２）。これにより、入口から吐出ノズルまでの
容積（デッドボリューム）が小さくなり、一度に動かす
流体量が少なくなるので流体の慣性力を最小にでき、周
波数応答性が良くなる。また、送液室内が一体成形でき
るために気泡の付着をまねく段差構造等をなくすことが
可能となり、周波数応答性を阻害する気泡の残留を防止
できる。
室２０１と入口弁２０２、２０３、２０４、吐出ポート
２０５が同じ送液室基板２００内に加工されている点で
ある（図２）。これにより、入口から吐出ノズルまでの
容積（デッドボリューム）が小さくなり、一度に動かす
流体量が少なくなるので流体の慣性力を最小にでき、周
波数応答性が良くなる。また、送液室内が一体成形でき
るために気泡の付着をまねく段差構造等をなくすことが
可能となり、周波数応答性を阻害する気泡の残留を防止
できる。
【００１７】第二の特徴は、送液室２０１の形状を流路
型にし、流路の両端を出入口２０２、２０５にしている
点である。これにより、入口２０２から入ってきた液体
が流路を流れるときに気体を出口２０４側に自然に押し
流すことが可能となり気泡の除去を容易にしている。
型にし、流路の両端を出入口２０２、２０５にしている
点である。これにより、入口２０２から入ってきた液体
が流路を流れるときに気体を出口２０４側に自然に押し
流すことが可能となり気泡の除去を容易にしている。
【００１８】第三の特徴は、図３に示すように、弁の着
座部３０１の突起をシリコン加工で弁と一体成形するこ
とで高段差で耐久性のある突起を成形している点であ
る。これにより、弁着座部３０１の高さを任意に設定す
ることで弁とポートとの密着性を制御して、用途に合せ
て弁の締切り性を向上することが可能となり、送液装置
の周波数特性を改善できる。また、弁着座部３０１を弁
の変位方向に対して表面積の小さな梁３０２で支えるこ
とで弁の変位時の周辺流体の抵抗を低減して弁の周波数
特性を改善できる。
座部３０１の突起をシリコン加工で弁と一体成形するこ
とで高段差で耐久性のある突起を成形している点であ
る。これにより、弁着座部３０１の高さを任意に設定す
ることで弁とポートとの密着性を制御して、用途に合せ
て弁の締切り性を向上することが可能となり、送液装置
の周波数特性を改善できる。また、弁着座部３０１を弁
の変位方向に対して表面積の小さな梁３０２で支えるこ
とで弁の変位時の周辺流体の抵抗を低減して弁の周波数
特性を改善できる。
【００１９】なお、送液の際のダイアフラムの駆動波形
は、図４に示すように正弦波のような常にダイアフラム
が変形し続けるようなものではなく、ダイアフラムの最
大変形時にその変形状態をしばらく維持するような駆動
波形がよい。これにより、ダイアフラムの変形が止まっ
ている間に入口弁、出口弁ともに完全に閉じることがで
き、弁の締切り性を向上することができる。
は、図４に示すように正弦波のような常にダイアフラム
が変形し続けるようなものではなく、ダイアフラムの最
大変形時にその変形状態をしばらく維持するような駆動
波形がよい。これにより、ダイアフラムの変形が止まっ
ている間に入口弁、出口弁ともに完全に閉じることがで
き、弁の締切り性を向上することができる。
【００２０】送液装置を動かす際のダイアフラムの駆動
手段の一例を図５に示す。これは、ダイアフラムの駆動
に積層圧電素子５０２を用いたもので、ダイアフラム１
４１と積層圧電素子５０２の固定は、ケーシング５０３
により行われる。ポンプ５０１とケーシング５０３は固
着され、また、ケーシング５０３と積層圧電素子５０
２、積層圧電素子５０２とポンプ５０１の剛体部１４２
は各々固着されている。
手段の一例を図５に示す。これは、ダイアフラムの駆動
に積層圧電素子５０２を用いたもので、ダイアフラム１
４１と積層圧電素子５０２の固定は、ケーシング５０３
により行われる。ポンプ５０１とケーシング５０３は固
着され、また、ケーシング５０３と積層圧電素子５０
２、積層圧電素子５０２とポンプ５０１の剛体部１４２
は各々固着されている。
【００２１】なお、積層圧電素子には電極が設けられ、
電極間に高周波の電圧を印加することでポンプが駆動さ
れる。なおこの他にも、ダイアフラム間に電極を設け直
接ダイアフラムを駆動する方法等もある。
電極間に高周波の電圧を印加することでポンプが駆動さ
れる。なおこの他にも、ダイアフラム間に電極を設け直
接ダイアフラムを駆動する方法等もある。
【００２２】図６に本発明の送液装置を自動分析装置に
適用する際の実装状態の一例を示す。図６（ａ）は自動
分析装置の全体構成を、図６（ｂ）には試薬供給部の詳
細図を、図６（ｃ）に試薬送液装置を設けた試薬容器を
示す。
適用する際の実装状態の一例を示す。図６（ａ）は自動
分析装置の全体構成を、図６（ｂ）には試薬供給部の詳
細図を、図６（ｃ）に試薬送液装置を設けた試薬容器を
示す。
【００２３】自動分析装置では、血清サンプルと試薬と
を反応させて健康状態を計測するが、血清サンプルと反
応させる試薬の計量吐出に本発明の送液装置を適用した
例を示した。
を反応させて健康状態を計測するが、血清サンプルと反
応させる試薬の計量吐出に本発明の送液装置を適用した
例を示した。
【００２４】図６（ａ）に示すように、自動分析装置６
００は次のように構成されている。
００は次のように構成されている。
【００２５】まず、測定すべきサンプルが収納されたサ
ンプル容器を少なくとも１つ以上収納できるサンプル容
器ホルダー６１１と、サンプル容器ホルダー６１１に収
納されたサンプル容器をサンプル吸引位置まで移送する
ためのサンプル容器ホルダー回転駆動機構６１２を備え
ている。更に、サンプルと少なくとも１種類以上の試薬
を入れて反応させるための反応容器を少なくとも１つ以
上収納することのできる反応容器ホルダー６２３と、反
応容器ホルダー６２３に収納された反応容器をサンプル
吐出位置、第１試薬吐出位置及び第２試薬吐出位置まで
移送するための反応容器ホルダー回転駆動機構６２２を
備えている。
ンプル容器を少なくとも１つ以上収納できるサンプル容
器ホルダー６１１と、サンプル容器ホルダー６１１に収
納されたサンプル容器をサンプル吸引位置まで移送する
ためのサンプル容器ホルダー回転駆動機構６１２を備え
ている。更に、サンプルと少なくとも１種類以上の試薬
を入れて反応させるための反応容器を少なくとも１つ以
上収納することのできる反応容器ホルダー６２３と、反
応容器ホルダー６２３に収納された反応容器をサンプル
吐出位置、第１試薬吐出位置及び第２試薬吐出位置まで
移送するための反応容器ホルダー回転駆動機構６２２を
備えている。
【００２６】また、サンプル吸引位置まで移送されたサ
ンプル容器内にノズルを挿入してサンプル容器からサン
プルを吸引してサンプル吐出位置の反応容器内に所要量
分注するサンプルピペッタ６２８と、サンプルピペッタ
６２８を洗浄するサンプルピペッタ洗浄機構（図示せ
ず）とを有している。また、反応容器ホルダー６２３に
は反応容器内のサンプル及び試薬を一定温度に保つため
の恒温槽と、測定項目に対応する第１試薬を収納した第
１試薬容器６３０と、第１試薬容器６３０を少なくとも
１つ以上収納することのできる第１試薬容器ホルダー６
４０と、第１試薬容器ホルダー６４０に収納された第１
試薬容器６３０を第１試薬吐出位置まで移送する第１試
薬容器ホルダー回転駆動機構６３２とを備えている。
ンプル容器内にノズルを挿入してサンプル容器からサン
プルを吸引してサンプル吐出位置の反応容器内に所要量
分注するサンプルピペッタ６２８と、サンプルピペッタ
６２８を洗浄するサンプルピペッタ洗浄機構（図示せ
ず）とを有している。また、反応容器ホルダー６２３に
は反応容器内のサンプル及び試薬を一定温度に保つため
の恒温槽と、測定項目に対応する第１試薬を収納した第
１試薬容器６３０と、第１試薬容器６３０を少なくとも
１つ以上収納することのできる第１試薬容器ホルダー６
４０と、第１試薬容器ホルダー６４０に収納された第１
試薬容器６３０を第１試薬吐出位置まで移送する第１試
薬容器ホルダー回転駆動機構６３２とを備えている。
【００２７】更に、第１試薬吐出位置まで移送された第
１試薬容器６３０から第１試薬吐出位置のサンプルの入
っている反応容器に第１試薬を所要量分注する第１試薬
ポンプユニットと、本図では第１試薬容器ホルダーと同
一構成の第２試薬を収納した第２試薬ホルダー６４０設
けて有る。
１試薬容器６３０から第１試薬吐出位置のサンプルの入
っている反応容器に第１試薬を所要量分注する第１試薬
ポンプユニットと、本図では第１試薬容器ホルダーと同
一構成の第２試薬を収納した第２試薬ホルダー６４０設
けて有る。
【００２８】なお、図示してはいないが反応容器ホルダ
ーの周囲には、反応容器に入れたサンプルと少なくとも
１種類以上の試薬を混ぜ合わせる撹拌機構を備えてい
る。更に、反応容器に入れたサンプルと少なくとも１種
類以上の試薬の反応による吸光度の変化を測定する光学
分光計測部と、光学分光計測が終了した反応容器を洗浄
する反応容器洗浄機構等が配置されている。
ーの周囲には、反応容器に入れたサンプルと少なくとも
１種類以上の試薬を混ぜ合わせる撹拌機構を備えてい
る。更に、反応容器に入れたサンプルと少なくとも１種
類以上の試薬の反応による吸光度の変化を測定する光学
分光計測部と、光学分光計測が終了した反応容器を洗浄
する反応容器洗浄機構等が配置されている。
【００２９】本例では、試薬の入っている試薬容器６３
０の直接送液装置６５０を取り付けて、試薬容器から直
接試薬と吐出するように用いる。このように、試薬容器
６３０に前述の実施例で説明した送液装置６５０を設け
ることにより、従来別に設けていた試薬供給装置を設け
る必要がなくなり、装置の小型化が図れると共に、試薬
供給装置による異なる試薬の混入が防止でき、かつ気泡
の影響による送液不良を防止でき、精度区試薬を供給で
き、高精度の分析が可能になる。
０の直接送液装置６５０を取り付けて、試薬容器から直
接試薬と吐出するように用いる。このように、試薬容器
６３０に前述の実施例で説明した送液装置６５０を設け
ることにより、従来別に設けていた試薬供給装置を設け
る必要がなくなり、装置の小型化が図れると共に、試薬
供給装置による異なる試薬の混入が防止でき、かつ気泡
の影響による送液不良を防止でき、精度区試薬を供給で
き、高精度の分析が可能になる。
【００３０】図７に本発明の第２の実施例の送液室平面
図を示す。送液装置は、図１の構成と同一部位は同一部
品番号を付してある。図１と異なる点は送液室の周辺形
状を所定の曲率を有する曲線で構成し点にある。その他
は図１と同じで、動作も図１で説明した動作と同じであ
るため、ここでの説明は省略する。
図を示す。送液装置は、図１の構成と同一部位は同一部
品番号を付してある。図１と異なる点は送液室の周辺形
状を所定の曲率を有する曲線で構成し点にある。その他
は図１と同じで、動作も図１で説明した動作と同じであ
るため、ここでの説明は省略する。
【００３１】次に本実施例の特徴を説明する。
【００３２】第一に、送液室２０１と入口弁２０２、２
０３、２０４、吐出ポート２０５が同じ送液室基板２０
０内に加工されている点である。これにより、入口から
吐出ノズルまでの容積（デッドボリューム）が小さくな
り、一度に動かす流体量が少なくなるので流体の慣性力
を最小にでき、周波数応答性が良くなる。また、送液室
内が一体成形できる。また、気泡の付着をまねく段差や
角部等をなくすことが可能となり、周波数応答性を阻害
する気泡の残留を防止できる。
０３、２０４、吐出ポート２０５が同じ送液室基板２０
０内に加工されている点である。これにより、入口から
吐出ノズルまでの容積（デッドボリューム）が小さくな
り、一度に動かす流体量が少なくなるので流体の慣性力
を最小にでき、周波数応答性が良くなる。また、送液室
内が一体成形できる。また、気泡の付着をまねく段差や
角部等をなくすことが可能となり、周波数応答性を阻害
する気泡の残留を防止できる。
【００３３】第二の特徴は、送液室２０１の形状を流線
型にし、流路の両端を出入口２０２、２０５にしている
点である。これにより、入口２０２から入ってきた液体
が流線型に沿って流れるときに気体を出口２０４側に自
然に押し流すことが可能となり気泡の除去を容易にして
いる。
型にし、流路の両端を出入口２０２、２０５にしている
点である。これにより、入口２０２から入ってきた液体
が流線型に沿って流れるときに気体を出口２０４側に自
然に押し流すことが可能となり気泡の除去を容易にして
いる。
【００３４】なお、弁の着座部等の構成は第１の実施例
と同じで同じ効果が得られる。
と同じで同じ効果が得られる。
【００３５】さらに、本実施例を図６の自動分析装置に
適用することのできることは言うまでもない。
適用することのできることは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、本発明の送液装置の構成
とすることにより、送液室内に気泡の残留をなくすこと
ができ、これによってダイアフラムを高周波駆動するこ
とができ、低消費電力で高精度の送液を実現できる。
とすることにより、送液室内に気泡の残留をなくすこと
ができ、これによってダイアフラムを高周波駆動するこ
とができ、低消費電力で高精度の送液を実現できる。
【００３７】また、本送液装置を自動分装置の試薬供給
容器に設け試薬供給を行なうことにより、従来別に設け
て回転駆動されていた試薬供給装置が不要となり、装置
の小型化を図れる共に、反応容器に精度良い量の試薬を
供給でき、それにより精度の高い分析が実現できる。
容器に設け試薬供給を行なうことにより、従来別に設け
て回転駆動されていた試薬供給装置が不要となり、装置
の小型化を図れる共に、反応容器に精度良い量の試薬を
供給でき、それにより精度の高い分析が実現できる。
【図１】本発明の第１の実施例の断面図。
【図２】本発明の第１の実施例の送液室基板平面図。
【図３】本発明の弁構造。
【図４】本発明のダイアフラム駆動波形の一例。
【図５】本発明の実装構造例。
【図６】本発明の送液装置の自動分析装置への適用例。
【図７】本発明の第２の実施例の送液室基板平面図。
１１０…吐出ノズル基板、１１１…吐出ノズル、１２０
…出口弁基板、１２１…出口側弁、１２２…入口流路、
１２３…入口ポート、１３０…送液室基板、１３１…送
液室、１３２…入口弁、１３３…出口ポート、１３４…
入口流路、１４０…ダイアフラム基板、１４１…ダイア
フラム、１４２…剛体部、１４３…入口流路、１４４…
入口、２００…送液室基板、２０１…送液室、２０２…
入口、２０３…弁着座部、２０４…弁支持梁、２０５…
出口ポート、２０６…入口流路、３０１…弁着座部、３
０２…弁支持梁、４０１…ダイアフラム駆動波形、４０
２…ダイアフラム最大変位点、４０３…ダイアフラム最
小変位点、５０１…ポンプ、５０２…積層圧電素子、５
０３…ケーシング、６０１…試薬容器、６０２…送液装
置。
…出口弁基板、１２１…出口側弁、１２２…入口流路、
１２３…入口ポート、１３０…送液室基板、１３１…送
液室、１３２…入口弁、１３３…出口ポート、１３４…
入口流路、１４０…ダイアフラム基板、１４１…ダイア
フラム、１４２…剛体部、１４３…入口流路、１４４…
入口、２００…送液室基板、２０１…送液室、２０２…
入口、２０３…弁着座部、２０４…弁支持梁、２０５…
出口ポート、２０６…入口流路、３０１…弁着座部、３
０２…弁支持梁、４０１…ダイアフラム駆動波形、４０
２…ダイアフラム最大変位点、４０３…ダイアフラム最
小変位点、５０１…ポンプ、５０２…積層圧電素子、５
０３…ケーシング、６０１…試薬容器、６０２…送液装
置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三巻 弘 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 盛岡 友成 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内
Claims (7)
- 【請求項１】外から流体が入る入口と、前記入口側に設
けられ流体が流入するときは抵抗が小さく出るときは抵
抗が大きい弁と、流体が外に流出する出口と、前記出口
側に設けられ流体が出るときは抵抗が小さく入るときは
抵抗が大きい弁とを備えた送液室と、前記送液室を構成
する一つの面が変形可能なダイアフラムで構成され、前
記ダイアフラムを送液室の容積が増加する方向に変形さ
せることで前記入口から送液室に流体を導入し、前記ダ
イアフラムを送液室の容積が減少する方向に変形させる
ことで前記出口から送液室内の流体を吐出する送液装置
において、 前記送液室の前記ダイアフラムと対向する側の面を略２
分する線で区分した一方側の周辺部に前記入口を、他方
側の周辺部に前記出口を設けたことを特徴とする送液装
置。 - 【請求項２】外から流体が入る入口と、前記入口側に設
けられ流体が流入するときは抵抗が小さく出るときは抵
抗が大きい弁と、流体が外に流出する出口と、前記出口
側に設けられ流体が出るときは抵抗が小さく入るときは
抵抗が大きい弁とを備えた送液室と、前記送液室を構成
する一つの面が変形可能なダイアフラムで構成され、前
記ダイアフラムを送液室の容積が増加する方向に変形さ
せることで前記入口から送液室に流体を導入し、前記ダ
イアフラムを送液室の容積が減少する方向に変形させる
ことで前記出口から送液室内の流体を吐出する送液装置
において、 前記送液室の平面形状が曲率を有し、前記送液室の前記
ダイアフラムと対向する側の面を略２分する線で区分し
た一方側の辺部に前記入口を、他方側に前記出口を設け
たことを特徴とする送液装置。 - 【請求項３】外から流体が入る入口と、前記入口側に設
けられ流体が流入するときは抵抗が小さく出るときは抵
抗が大きい弁と、流体が外に流出する出口と、前記出口
側に設けられ流体が出るときは抵抗が小さく入るときは
抵抗が大きい弁とを備えた送液室と、前記送液室を構成
する一つの面が変形可能なダイアフラムで構成され、前
記ダイアフラムを送液室の容積が増加する方向に変形さ
せることで前記入口から送液室に流体を導入し、前記ダ
イアフラムを送液室の容積が減少する方向に変形させる
ことで前記出口から送液室内の流体を吐出する送液装置
において、 前記送液室の平面形状が多角形であり、前記送液室の前
記ダイアフラムと対向する側の面を略２分する線で区分
した一方側の辺部に前記入口を、他方側に前記出口を設
けたことを特徴とする送液装置。 - 【請求項４】請求項３記載の送液装置において、前記入
口及び出口を角部に設けたことを特徴とする送液装置。
前記 - 【請求項５】請求項１から４記載のいずれかの送液装置
において、 前記入口または出口に設けた弁は両持ち梁構造とし、前
記弁の中央の着座部を弁両端の支持部よりも突出させ、
前記両持ち梁を弾性変形させ、弾性力により弁着座部を
前記入口または出口に押し付けていることを特徴とする
送液装置。 - 【請求項６】複数の反応容器と複数の試薬容器を保持
し、前記試薬容器の各々に送液装置を設け、所定の位置
でサンプルおよび試薬が供給される反応容器ホルダと、
前記サンプルの物性を計測する計測手段とを備えた自動
分析装置において、 前記送液装置を前記試薬容器の下部に設け、前記送液装
置は外から流体が入るときは抵抗が小さく出るときは抵
抗が大きい入口側弁と、外に流体が出るときは抵抗が小
さく入るときは抵抗が大きい出口側弁と備えた送液室を
有し、前記送液室を構成する少なくとも一つの面が変形
可能なダイアフラムで構成され、前記ダイアフラムと対
向する側の面を２分する線の一方側周辺部に前記入口側
弁を、他方側に出口側弁を設け、前記ダイアフラムを前
記送液室の容積が増加する方向に変形させることで入口
側弁より流体を導入し、送液室の容積が減少する方向に
変形させることで出口側弁を介して流体を吐出させる構
成としたことを特徴とする自動分析装置。 - 【請求項７】複数の反応容器と複数の試薬容器を保持
し、前記試薬容器の各々に送液装置を設け、所定の位置
でサンプルおよび試薬が供給される反応容器ホルダと、
前記サンプルの物性を計測する計測手段とを備えた自動
分析装置において、 前記送液装置を前記試薬容器下部に設け、前記送液装置
は、外から流体が入るときは抵抗が小さく出るときは抵
抗が大きい入口側弁と、外に流体が出るときは抵抗が小
さく入るときは抵抗が大きい出口側弁とを備えた送液室
と、前記送液室を構成する少なくとも一つの面が変形可
能なダイアフラムで構成され、前記ダイアフラムを送液
室の容積が増加する方向に変形させて入口側弁より流体
を導入し、前記送液室の容積が減少する方向に変形させ
て出口側弁から流体を吐出するように構成し、前記各々
の弁が両持ち梁構造で形成され、前記弁の中央の着座部
を弁両端の支持部よりも突出させ、前記両持ち梁を弾性
変形させ、その弾性力により弁の着座部が入口または出
口に押し付けられていることを特徴とする自動分析装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5176098A JP3543604B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 送液装置および自動分析装置 |
| US09/259,306 US7204961B2 (en) | 1998-03-04 | 1999-03-01 | Liquid feed apparatus and automatic analyzing apparatus |
| DE1999109323 DE19909323B4 (de) | 1998-03-04 | 1999-03-03 | Flüssigkeitszufuhrvorrichtung und automatisches Analysegerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5176098A JP3543604B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 送液装置および自動分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11247763A true JPH11247763A (ja) | 1999-09-14 |
| JP3543604B2 JP3543604B2 (ja) | 2004-07-14 |
Family
ID=12895916
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5176098A Expired - Fee Related JP3543604B2 (ja) | 1998-03-04 | 1998-03-04 | 送液装置および自動分析装置 |
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|---|---|
| US (1) | US7204961B2 (ja) |
| JP (1) | JP3543604B2 (ja) |
| DE (1) | DE19909323B4 (ja) |
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| CA2473860A1 (en) * | 2002-01-25 | 2003-08-07 | Innovadyne Technologies, Inc. | Low volume, non-contact liquid dispensing method |
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- 1999-03-01 US US09/259,306 patent/US7204961B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP3543604B2 (ja) | 2004-07-14 |
| US7204961B2 (en) | 2007-04-17 |
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