分注装置のティーチング方法
【課題】ピペットを下降させる目標位置を制御プログラムにティーチングにより設定する際、作業者間のばらつきが発生することを防止する。
【解決手段】先端にチップ２が装着可能なノズル部１Ａを、Ｚ移動機構１２によりＺ方向に進退動可能なピペット１が搭載された分注ヘッドを、Ｘ・Ｙ移動機構によりＸＹ方向に移動させ、所定のステージに位置決めした後、該ステージ上の、対象物８に近接する位置に、前記Ｚ移動機構によりピペットを下降させて位置決めする分注動作を制御プログラムにより行なう分注装置において、該制御プログラムに前記ピペットを下降させる目標位置を設定する分注装置のティーチング方法において、前記ピペットの接触を検知する接触センサ１７を使用し、該ピペットを前記制御プログラムにより下降させた際に、該接触センサから検知信号が出力された時点のＺ座標に基づいて、目標位置を設定する。
【解決手段】先端にチップ２が装着可能なノズル部１Ａを、Ｚ移動機構１２によりＺ方向に進退動可能なピペット１が搭載された分注ヘッドを、Ｘ・Ｙ移動機構によりＸＹ方向に移動させ、所定のステージに位置決めした後、該ステージ上の、対象物８に近接する位置に、前記Ｚ移動機構によりピペットを下降させて位置決めする分注動作を制御プログラムにより行なう分注装置において、該制御プログラムに前記ピペットを下降させる目標位置を設定する分注装置のティーチング方法において、前記ピペットの接触を検知する接触センサ１７を使用し、該ピペットを前記制御プログラムにより下降させた際に、該接触センサから検知信号が出力された時点のＺ座標に基づいて、目標位置を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吸引、吐出する機能を有する分注装置において、分注ヘッドに搭載されたピペットを下降させる目標位置を設定する際に適用して好適な、分注装置のティーチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１には、従来の分注装置の一例を示す。図中、符号１は、ノズル部の先端に取り外しが可能なチップ２が装着されたピペットであり、その内部にはチップ中に分取し、移動させたい液体を吸引・吐出する機構（図示せず）が形成されている。
【０００３】
このピペット１は、分注ヘッド３に単数又は所定の複数（ここでは複数）を単位に上下方向にそれぞれ移動させるＺ移動機構（後述する）を介して保持されている（例えば、特許文献１参照）。この分注ヘッド３は、Ｘ移動機構４と、Ｙ移動機構５により、テーブル６上の任意の場所に移動可能である。
【０００４】
このテーブル６上では、チップ１を保持しておくチップラック７、配列形成された複数の容器部に検体が貯留されている複数の検体プレート８、同構造の反応プレート９及び複数の試薬ボルト１０等の各対象物が、対応する各ステージ上に載置され、且つ所定位置には下方にチップを落下させて廃棄するためのチップ廃棄口１１が設置されている。
【０００５】
ここで、この分注装置で行なわれる分注動作の一例を説明する。まず、分注ヘッド３はチップラック７に移動し、ピペット１のノズル部先端にチップ２を装着する。次いで、検体プレート８へ移動し、そこから検体をチップ２内に吸引し、反応プレート９へ移動してその容器部に吐出する。その後、分注ヘッド３は試薬ボトル１０へ移動し、該ボトル１０より試薬を吸引し、再び反応プレート９へ戻って該当する容器部へ吐出して反応を開始させる。以上の一連の動作の最後にチップ廃棄口１１へ移動し、チップを廃棄する。
【０００６】
このように分注時には分注ヘッド３はテーブル６上の各ステージに移動し、ピペットを下降させてノズル部の先端を部品（例えばチップ）に合致させたり、チップの先端を各プレートの容器部底面に合致させたりする必要がある。
【０００７】
そのため、従来はピペット１を下降させる目標位置を制御プログラムに設定する場合には、実際に分注ヘッド３を該当するステージ位置にＸＹ移動させた後、ピペット１を下降させ、装着されているチップ２の先端とプレートの容器底面やノズル部先端と部品の位置関係を目視で確認しながら、例えば０．１ｍｍずつ下降量を入力することにより、制御プログラム（ソフト）に目標値として設定するティーチングを行なっていた。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２４５７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述したピペットを下降させる目標位置をティーチングにより設定する方法には、目視によりチップ先端等の到達位置を判断しているため、作業者間のばらつきが大きい上に、容器の底が深い場合等では先端の到達位置を目視で判断することができない場合もあるという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、ピペットを下降させる目標位置を制御プログラムにティーチングにより設定する際、作業者間でばらつきが発生することを防止でき、しかも先端の下降位置を目視で判断できない場合でも確実に設定することができる分注装置のティーチング方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、先端にチップが装着可能で、且つ、Ｚ移動機構によりＺ方向に進退動可能なノズル部を備えたピペットが搭載されている分注ヘッドを、Ｘ・Ｙ移動機構によりＸＹ方向に移動させ、テーブル上の所定のステージに位置決めした後、該ステージ上に載置されている対象物に近接する位置に、前記Ｚ移動機構によりピペットを下降させて位置決めする分注動作を制御プログラムにより行なう分注装置で、該制御プログラムに前記ピペットを下降させる目標位置を設定する分注装置のティーチング方法において、前記ピペットの接触を検知する接触センサを使用し、該ピペットを前記制御プログラムにより下降させた際に、該接触センサから検知信号が出力された時点のＺ座標に基づいて、目標位置を設定することにより、前記課題を解決したものである。
【００１２】
本発明は、又、前記接触センサとして、ピペットに対する過負荷発生を防止する安全装置として用いられているセンサとドグを利用するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ピペットを下降させて制御プログラムに目標位置をティーチングにより設定する際、ピペットの下降時に出力される接触センサの検知信号に基づいて目標位置を設定するようにしたので、作業者間でばらつきが発生することを防止でき、しかも目視で到達位置を確認できない場合でも、確実に目標位置をティーチングにより設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
本実施形態に適用される分注装置の基本構成は、前記図１に示したものと実質的に同一である。
【００１６】
図２には、前記分注ヘッド３に搭載されている１本のピペット１を抽出し、拡大して示す。このピペット１は、分注ヘッド３に固定されているモータ（図示せず）により回転されるボールねじと、これが螺合されたナット部とからなる上下（Ｚ）移動機構１２に連結されたブロック１３を介して該ヘッド３に搭載されている。
【００１７】
このブロック１３は、Ｚ方向に挿通されているガイドシャフト１４により上下に移動可能にピペット１に連結されており、該ピペット１はブロック１３の下端のばね１５の作用により下向きに付勢されている。又、ブロック１３に対してピペット１の上下位置が正常であることは、フォトインタラプタを構成するセンサとドグにより、即ちブロック１３の上端に設けられているドグ１６がピペット１側に設けられているセンサ１７により検知された状態にあることによって制御上認識されている。
【００１８】
図３に、ピペット１と容器（検体プレートの１つの容器部に相当する）８Ａとの位置関係を示す。該ピペット１が正常に設定された高さ（図では容器底面直近）まで下降した場合は、ピペット１とブロック１３の位置関係は変化せず、ドグ１６はセンサ１７に検知されたままである。
【００１９】
ところが、図４に示すように、ピペット下降時にチップ先端（場合によってはノズル先端やピペット本体）が何かに衝突し、ピペット自体の下降が妨げられた場合は、ピペット１はその高さに留まるが分注ヘッド３の上下移動機構１２はばね１５の長さ分下降を続ける。
【００２０】
その結果、ブロック１３の上端に取付けられているドグ１６がピペット１に取付けられているセンサ１７から外れて検知されなくなると、制御ユニット（図示せず）によりヘッド３の上下移動機構１２に停止命令が下り、下降を中止する。このようにセンサ１７とドグ１６からなる安全装置（フォトインタラプタ）によりピペット１に対する過負荷の発生が回避されるようになっている。
【００２１】
本実施形態においては、この安全装置を利用して、ピペット１を下降させる目標位置のティーチングによる設定を行なう。
【００２２】
例えば、検体プレート８の底面高さをティーチングする場合であれば、ノズル部１Ａにチップ２を装着した状態で該プレートに対してピペット１を下降させる。その際、ピペット１を下降させた状態が、便宜上図３に示すようであるとすると、チップ２の先端が底面と接触した位置をドグ１６がセンサ１７に検知されるぎりぎりになるように、予め該センサ１７を調整しておく。これにより、チップ２の先端が底面に接触した後、上下移動機構１２によりブロック１３の位置が少しでも下がると、センサ１７からドグ１６が外れたことが検知されることになる。
【００２３】
即ち、その直前の位置がチップ２の先端とプレートの底面が一致した接触高さ（Ｚ座標）と認識され、その値より、例えば０．１ｍｍを減じた値を実際の目標高さとして制御プログラムに取り込むことができる。又、ピペット１を下降させるＸＹ座標の位置認識、チップ２の先端と各ステージの対象物との接触認識は、制御プログラムにより自動で行なうことができ、且つＺ方向の位置も人の判断を介さずに取得できるため、テーブル６上の各ステージについてＺ位置情報を自動で取得できるようになる。
【００２４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００２５】
（１）安全装置として使っているセンサとドグを調整し、接触センサとして利用することにより、新たにセンサを付加することなく、検知されるＺ方向の座標値に基づいてピペットを下降させる目標位置を設定することができる。
【００２６】
（２）作業者による目視等の感覚による判断が無くなるため、取得される高さデータの精度が向上する。
【００２７】
（３）制御ソフトにより高さ位置情報を取得し、目標高さを設定するティーチングの自動化ができる。
【００２８】
（４）対象物の表面にチップ等の先端を実際に接触させるため、正確な高さをティーチング（設定）することができる。
【００２９】
なお、前記実施形態では、安全装置としてのフォトインタラプタを構成するセンサとドグを利用する場合を説明したが、これに限定されず近接センサ等の専用の接触センサを別途設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】分注装置全体の概要を示す斜視図
【図２】分注ヘッドに搭載されているピペットを拡大して示す側面図
【図３】ピペット下降時の正常状態を示す側面図
【図４】ピペット下降時の異常状態を示す側面図
【符号の説明】
【００３１】
１…ピペット
１Ａ…ノズル部
２…チップ
３…分注ヘッド
４…Ｘ移動機構
５…Ｙ移動機構
８…検体プレート
９…反応プレート
１０…試薬ボトル
１２…上下（Ｚ）移動機構
１６…ドグ
１７…センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吸引、吐出する機能を有する分注装置において、分注ヘッドに搭載されたピペットを下降させる目標位置を設定する際に適用して好適な、分注装置のティーチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１には、従来の分注装置の一例を示す。図中、符号１は、ノズル部の先端に取り外しが可能なチップ２が装着されたピペットであり、その内部にはチップ中に分取し、移動させたい液体を吸引・吐出する機構（図示せず）が形成されている。
【０００３】
このピペット１は、分注ヘッド３に単数又は所定の複数（ここでは複数）を単位に上下方向にそれぞれ移動させるＺ移動機構（後述する）を介して保持されている（例えば、特許文献１参照）。この分注ヘッド３は、Ｘ移動機構４と、Ｙ移動機構５により、テーブル６上の任意の場所に移動可能である。
【０００４】
このテーブル６上では、チップ１を保持しておくチップラック７、配列形成された複数の容器部に検体が貯留されている複数の検体プレート８、同構造の反応プレート９及び複数の試薬ボルト１０等の各対象物が、対応する各ステージ上に載置され、且つ所定位置には下方にチップを落下させて廃棄するためのチップ廃棄口１１が設置されている。
【０００５】
ここで、この分注装置で行なわれる分注動作の一例を説明する。まず、分注ヘッド３はチップラック７に移動し、ピペット１のノズル部先端にチップ２を装着する。次いで、検体プレート８へ移動し、そこから検体をチップ２内に吸引し、反応プレート９へ移動してその容器部に吐出する。その後、分注ヘッド３は試薬ボトル１０へ移動し、該ボトル１０より試薬を吸引し、再び反応プレート９へ戻って該当する容器部へ吐出して反応を開始させる。以上の一連の動作の最後にチップ廃棄口１１へ移動し、チップを廃棄する。
【０００６】
このように分注時には分注ヘッド３はテーブル６上の各ステージに移動し、ピペットを下降させてノズル部の先端を部品（例えばチップ）に合致させたり、チップの先端を各プレートの容器部底面に合致させたりする必要がある。
【０００７】
そのため、従来はピペット１を下降させる目標位置を制御プログラムに設定する場合には、実際に分注ヘッド３を該当するステージ位置にＸＹ移動させた後、ピペット１を下降させ、装着されているチップ２の先端とプレートの容器底面やノズル部先端と部品の位置関係を目視で確認しながら、例えば０．１ｍｍずつ下降量を入力することにより、制御プログラム（ソフト）に目標値として設定するティーチングを行なっていた。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２４５７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述したピペットを下降させる目標位置をティーチングにより設定する方法には、目視によりチップ先端等の到達位置を判断しているため、作業者間のばらつきが大きい上に、容器の底が深い場合等では先端の到達位置を目視で判断することができない場合もあるという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、ピペットを下降させる目標位置を制御プログラムにティーチングにより設定する際、作業者間でばらつきが発生することを防止でき、しかも先端の下降位置を目視で判断できない場合でも確実に設定することができる分注装置のティーチング方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、先端にチップが装着可能で、且つ、Ｚ移動機構によりＺ方向に進退動可能なノズル部を備えたピペットが搭載されている分注ヘッドを、Ｘ・Ｙ移動機構によりＸＹ方向に移動させ、テーブル上の所定のステージに位置決めした後、該ステージ上に載置されている対象物に近接する位置に、前記Ｚ移動機構によりピペットを下降させて位置決めする分注動作を制御プログラムにより行なう分注装置で、該制御プログラムに前記ピペットを下降させる目標位置を設定する分注装置のティーチング方法において、前記ピペットの接触を検知する接触センサを使用し、該ピペットを前記制御プログラムにより下降させた際に、該接触センサから検知信号が出力された時点のＺ座標に基づいて、目標位置を設定することにより、前記課題を解決したものである。
【００１２】
本発明は、又、前記接触センサとして、ピペットに対する過負荷発生を防止する安全装置として用いられているセンサとドグを利用するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ピペットを下降させて制御プログラムに目標位置をティーチングにより設定する際、ピペットの下降時に出力される接触センサの検知信号に基づいて目標位置を設定するようにしたので、作業者間でばらつきが発生することを防止でき、しかも目視で到達位置を確認できない場合でも、確実に目標位置をティーチングにより設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
本実施形態に適用される分注装置の基本構成は、前記図１に示したものと実質的に同一である。
【００１６】
図２には、前記分注ヘッド３に搭載されている１本のピペット１を抽出し、拡大して示す。このピペット１は、分注ヘッド３に固定されているモータ（図示せず）により回転されるボールねじと、これが螺合されたナット部とからなる上下（Ｚ）移動機構１２に連結されたブロック１３を介して該ヘッド３に搭載されている。
【００１７】
このブロック１３は、Ｚ方向に挿通されているガイドシャフト１４により上下に移動可能にピペット１に連結されており、該ピペット１はブロック１３の下端のばね１５の作用により下向きに付勢されている。又、ブロック１３に対してピペット１の上下位置が正常であることは、フォトインタラプタを構成するセンサとドグにより、即ちブロック１３の上端に設けられているドグ１６がピペット１側に設けられているセンサ１７により検知された状態にあることによって制御上認識されている。
【００１８】
図３に、ピペット１と容器（検体プレートの１つの容器部に相当する）８Ａとの位置関係を示す。該ピペット１が正常に設定された高さ（図では容器底面直近）まで下降した場合は、ピペット１とブロック１３の位置関係は変化せず、ドグ１６はセンサ１７に検知されたままである。
【００１９】
ところが、図４に示すように、ピペット下降時にチップ先端（場合によってはノズル先端やピペット本体）が何かに衝突し、ピペット自体の下降が妨げられた場合は、ピペット１はその高さに留まるが分注ヘッド３の上下移動機構１２はばね１５の長さ分下降を続ける。
【００２０】
その結果、ブロック１３の上端に取付けられているドグ１６がピペット１に取付けられているセンサ１７から外れて検知されなくなると、制御ユニット（図示せず）によりヘッド３の上下移動機構１２に停止命令が下り、下降を中止する。このようにセンサ１７とドグ１６からなる安全装置（フォトインタラプタ）によりピペット１に対する過負荷の発生が回避されるようになっている。
【００２１】
本実施形態においては、この安全装置を利用して、ピペット１を下降させる目標位置のティーチングによる設定を行なう。
【００２２】
例えば、検体プレート８の底面高さをティーチングする場合であれば、ノズル部１Ａにチップ２を装着した状態で該プレートに対してピペット１を下降させる。その際、ピペット１を下降させた状態が、便宜上図３に示すようであるとすると、チップ２の先端が底面と接触した位置をドグ１６がセンサ１７に検知されるぎりぎりになるように、予め該センサ１７を調整しておく。これにより、チップ２の先端が底面に接触した後、上下移動機構１２によりブロック１３の位置が少しでも下がると、センサ１７からドグ１６が外れたことが検知されることになる。
【００２３】
即ち、その直前の位置がチップ２の先端とプレートの底面が一致した接触高さ（Ｚ座標）と認識され、その値より、例えば０．１ｍｍを減じた値を実際の目標高さとして制御プログラムに取り込むことができる。又、ピペット１を下降させるＸＹ座標の位置認識、チップ２の先端と各ステージの対象物との接触認識は、制御プログラムにより自動で行なうことができ、且つＺ方向の位置も人の判断を介さずに取得できるため、テーブル６上の各ステージについてＺ位置情報を自動で取得できるようになる。
【００２４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００２５】
（１）安全装置として使っているセンサとドグを調整し、接触センサとして利用することにより、新たにセンサを付加することなく、検知されるＺ方向の座標値に基づいてピペットを下降させる目標位置を設定することができる。
【００２６】
（２）作業者による目視等の感覚による判断が無くなるため、取得される高さデータの精度が向上する。
【００２７】
（３）制御ソフトにより高さ位置情報を取得し、目標高さを設定するティーチングの自動化ができる。
【００２８】
（４）対象物の表面にチップ等の先端を実際に接触させるため、正確な高さをティーチング（設定）することができる。
【００２９】
なお、前記実施形態では、安全装置としてのフォトインタラプタを構成するセンサとドグを利用する場合を説明したが、これに限定されず近接センサ等の専用の接触センサを別途設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】分注装置全体の概要を示す斜視図
【図２】分注ヘッドに搭載されているピペットを拡大して示す側面図
【図３】ピペット下降時の正常状態を示す側面図
【図４】ピペット下降時の異常状態を示す側面図
【符号の説明】
【００３１】
１…ピペット
１Ａ…ノズル部
２…チップ
３…分注ヘッド
４…Ｘ移動機構
５…Ｙ移動機構
８…検体プレート
９…反応プレート
１０…試薬ボトル
１２…上下（Ｚ）移動機構
１６…ドグ
１７…センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にチップが装着可能で、且つ、Ｚ移動機構によりＺ方向に進退動可能なノズル部を備えたピペットが搭載されている分注ヘッドを、Ｘ・Ｙ移動機構によりＸＹ方向に移動させ、テーブル上の所定のステージに位置決めした後、該ステージ上に載置されている対象物に近接する位置に、前記Ｚ移動機構によりピペットを下降させて位置決めする分注動作を制御プログラムにより行なう分注装置で、該制御プログラムに前記ピペットを下降させる目標位置を設定する分注装置のティーチング方法において、
前記ピペットの接触を検知する接触センサを使用し、該ピペットを前記制御プログラムにより下降させた際に、該接触センサから検知信号が出力された時点のＺ座標に基づいて、目標位置を設定することを特徴とする分注装置のティーチング方法。
【請求項２】
前記接触センサとして、ピペットに対する過負荷発生を防止する安全装置として用いられているセンサとドグを利用することを特徴とする請求項１に記載の分注装置のティーチング方法。
【請求項１】
先端にチップが装着可能で、且つ、Ｚ移動機構によりＺ方向に進退動可能なノズル部を備えたピペットが搭載されている分注ヘッドを、Ｘ・Ｙ移動機構によりＸＹ方向に移動させ、テーブル上の所定のステージに位置決めした後、該ステージ上に載置されている対象物に近接する位置に、前記Ｚ移動機構によりピペットを下降させて位置決めする分注動作を制御プログラムにより行なう分注装置で、該制御プログラムに前記ピペットを下降させる目標位置を設定する分注装置のティーチング方法において、
前記ピペットの接触を検知する接触センサを使用し、該ピペットを前記制御プログラムにより下降させた際に、該接触センサから検知信号が出力された時点のＺ座標に基づいて、目標位置を設定することを特徴とする分注装置のティーチング方法。
【請求項２】
前記接触センサとして、ピペットに対する過負荷発生を防止する安全装置として用いられているセンサとドグを利用することを特徴とする請求項１に記載の分注装置のティーチング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−５８２９９（Ｐ２００９−５８２９９Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２４６２０（Ｐ２００７−２２４６２０）
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
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