流体容積を連続的に測定するための手段を有する流体分注装置
一回使用流体分注カートリッジを中に装着することを含む操作を伴う、流体分注装置を説明する。カートリッジ自体は柔軟な流体リザーバとフィルチューブ組立体とを含む。フィルチューブ組立体、すなわち決定可能な体積の流体を直ちに得てガラス瓶またはその他の容器の中に分注する構成部分は、中の流体容積を静電容量の関数として連続的に測定するための手段を組み込んでいることを特徴とする。正確さ、精度、および信頼度は向上した。この装置を、粘性流体を含む広範囲の流体を分注するために使用することができる。静電容量を測定する際、可動機械部品は必要としない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に流体分注装置に関し、より詳細にはこの装置によって分注される流体の体積を連続的に測定するための手段を有する流体分注装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのタイプの流体分注装置が存在する。
【０００３】
例えば、現在広く使用されている流体分注装置の１つのタイプは、流体を分注するために、流体に物理的に接触して流体を確実に移送する機械的手段に直接依拠する容積移送式フィラである。容積移送式フィラはしばしばピストンおよびシリンダ構成を使用し、ピストンの後方移動は入口を通じて流体をシリンダの中に引き込み、ピストンの前方移動は出口を通じて流体を排出する。別法として、ロータリポンプを使用して流体を移送することもできる。容積移送式ポンプは比較的高速で動作することができ、１分間当り６００個ものボトルを充てんし、約±０．５％の精度レベルを達成することができる。
【０００４】
容積移送式フィラの欠点は、動作中に流体が可動部品と接触することである。可動部品が摩耗すると、粒子物質が流体に混入して粒子汚染を引き起こす。これがひどくなると、粒子汚染は分注された流体製品を使用不可能にしてしまう。
【０００５】
容積移送式フィラの別の欠点には、その濡れた可動部分を洗浄し滅菌する際の難点が含まれる。容積移送式ポンプでは、ピストンおよびシリンダなどのパッド間のクリティカルな許容差により、効果的な現場洗浄が妨げられる。したがって使用者は、洗浄と滅菌のために装置を分解しなければならない。この過程は時間がかかるのみならず、再組立中、機械工によって取り扱われるときにパッドの生物的汚染を引き起こすことがある。
【０００６】
別のタイプの流体分注装置としては、動作中概して、比較的一定の圧力の下に維持された流体リザーバに依拠する時間／圧力フィラがある。流体は、圧縮可能な管路を通じてリザーバから分注される。流体の流れは、排出管路を絞って潰すピンチタイプのバルブによって遮断される。所定体積の流体が、排出管路を所定の時間だけ開いてから管路を閉じることによって分注される。流体リザーバ内の圧力が一定に維持されている場合には、サイクルが繰り返される度ごとに等量の流体が分注されるはずである。しかしながら、時間／圧力フィラは実際にはしばしば理論的動作のようには働かないことが観察されている。
【０００７】
別のタイプの流体分注装置としては、容積流体分注装置がある。米国特許第５０９０５９４号明細書に示すような容積分注装置は、軽量カップまたはフィルチューブ内の所定量の流体を測定し、続いてこれを入れ物の中に分注する。容積フィラは、容積移送フィラよりも遅いが、正確であり、微生物や粒子による汚染の問題を回避する。しかし、時間／圧力フィラのような容積フィラは比較的一定の圧力に依存する。浄化フィルタの使用によって発生する可能性のあるものなど圧力の不規則性は、不正確な充てんに通じる可能性がある。
【０００８】
別のタイプの流体分注装置が、１９９６年１月２日にＫｅｙｅｓ他に発行された米国特許第５４８００６３号明細書に記載されている。Ｋｅｙｅｓ他は、分注中の流体と接触する可動部品を持たない装置を記載している。この装置は、流体リザーバとこれに連絡状態で連結されたフィルチューブとを含む。フィルチューブは流体リザーバと共に閉回路を形成する。動作状態では、流体はリザーバからフィルチューブへ移される。フィルチューブ内の流体レベルが所定の高さに達すると、流体の移動は終り、流体はフィルチューブから容器に分注される。
【０００９】
Ｋｅｙｅｓ他の流体分注装置は、他の流体分注装置では見られない利点を提供し、したがって最近は著しい技術的および商業的関心の分野となっている。とにかく、現在の実施形態は良い結果をもたらすが、これらの実施形態を改良することができる。特に、流体レベルを監視するために使用される現在の手段、すなわち光学センサは、流体の光学的性質によって影響され、流体メニスカスの上昇と降下に応じてセンサを動かす機械集合体の上にある。内壁表面を被覆する傾向のある粘性流体のレベルは、精密に決定することが困難になる可能性がある。さらに、前記の機械的集合体（例えばステップモータを含む）の使用はある一定の滅菌応用例には許容できないレベルで粒子を生成する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、流体分注装置であって、その動作は、中の流体の体積を電子的に測定するための手段を備えた一回使用使い捨ての流体分注カートリッジを中に取り付けることを含む、流体分注装置を提供する。前記の手段とは別に、カートリッジは柔軟な流体リザーバとフィルチューブ組立体とを含む。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
柔軟な流体リザーバは、好ましい構成では、受動的に膨張収縮して前記流体リザーバ内の内圧を調整する（すなわち一定に維持する）。柔軟な流体リザーバは、（流体を柔軟な流体リザーバの中に導入するための）流体入口と（流体を柔軟な流体リザーバから放出するための）流体出口とを備えている。流体リザーバがまた、例えば前記フィルチューブ組立体と共にループ形成を可能にするための上部開口部も備えていることは好ましい。
【００１２】
フィルチューブ組立体、すなわち限定できる体積の流体を受け取ってガラス瓶またはその他の容器に分注するのに最も直接な責任のある構成部分は、中の流体容積を特に静電容量の関数として連続的および電子的に測定することを可能にする手段を組み込むことを特徴とする。
【００１３】
その一般構造に関しては、フィルチューブ組立体は、一端部において前記の柔軟な流体リザーバの流体開口部に連結され、もう１つの端部において流体出口に連結され、これによって前記流体リザーバと共に１つのループ（すなわち円形流路）を形成する。フィルチューブ組立体は、前記ループにフィルバルブを備えるために適した第１区域を含む（すなわち、前記の柔軟な流体リザーバからフィルチューブ組立体の中に放出される流体の流れを制御するためである）。さらにまた、吐出し弁を備えるために適した第２区域を有するドレン管路も含まれる（すなわち、前記フィルチューブ組立体から所定体積の流体を分注するためである）。
【００１４】
その容積測定の機能性に関しては、フィルチューブ組立体は、エネルギー源に直接的または間接的に接続することができる少なくとも２つの導電性端子を備えているので、電流を１つの端子からもう１つの端子に通すことができる。前記電流の静電容量を装置によって査定して、フィルチューブ組立体における流体の量を決定することができる。このような査定に基づいて、フィルバルブと吐出し弁は作動して、さらに流体をフィルチューブ組立体の中に導くか、または流体をそこから適当な容器の中に分注する。
【００１５】
流体と接触する可動部品はないので、本発明による流体分注装置は流体の粒子汚染のリスクを軽減する。さらにまた、流体分注カートリッジを、生産実行中に除去し取り替えることができ、これによって洗浄と滅菌に属するコストを軽減する。
【００１６】
前述の内容に基づいて、本発明の主な目的は、中の液体の容積を連続的に測定するための手段を有する流体分注装置を提供することである。
【００１７】
本発明の別の目的は、分注しようとする流体の体積を測定することができる流体分注装置であって、前記流体は比較的粘性であり、前記測定は適度に正確で信頼性がある、流体分注装置を提供することである。
【００１８】
本発明のさらに別の目的は、分注しようとする流体の体積を測定することができる流体分注装置であって、前記測定は、粒子およびその他の潜在的な汚染物質を落とす可能性のある機械的集合体の利用を必要としない、流体分注装置を提供することである。
【００１９】
本発明のさらに別の目的は、比較的容易に較正することができる流体分注装置を提供することである。
【００２０】
本発明のさらに別の目的は、統合されたフィルチューブ組立体を有する一回使用流体リザーバ（すなわち一回使用流体分注カートリッジ）であって、フィルチューブ組立体は、中の流体容積を特に静電容量の関数として連続的に測定することを可能にする手段を有する、一回使用流体リザーバを提供することである。
【００２１】
本発明のさらに別の目的は、統合されたフィルチューブ組立体を有する一回使用流体リザーバであって、少なくとも２つの導電性端子を有し、これらの端子は、電流が一方の端子から他方の端子へ流れることができるようにエネルギー源に接続することができる、一回使用流体リザーバを提供することである。
【００２２】
本発明の性質をよりよく理解すると容易に明らかになるこれらの目的およびその他の目的に鑑みて、本発明は、以下にさらに完全に説明し冒頭に特許請求した部分の新規な組合せにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、例えば測定された容積（または個別の適量）の薬剤流体、特に粘性の薬剤流体を１つの容器（または複数の容器）の中に精密かつ堅実に分注するのにうまく適した流体分注装置を提供する。本発明による装置は、その正確さ（すなわち、装置は容積移送式ポンプシステムに匹敵する正確さに到達することができる）、操作の容易さ（例えば、装置は機械的較正を必要としない）、薬剤用クリーンルームにおける使用における安定性（すなわち、装置には粒子を発散させる可動部品が少ない）、およびメンテナンスが容易であること（一回使用使い捨て流体分注カートリッジの使用を参照されたい）を特徴とする。
【００２４】
一般に、流体分注装置は、収集、分注、および中の流体の精密な電子測定を可能にする使い捨ての構成部分が中に取り付けられるハードウェア構成部分を備えている。
【００２５】
このハードウェア構成部分は、本質的にすべての「固定された」機械的および電子的手段（例えば、配管、回路、配線、エネルギー源、ポンプ、支持構造、マニホルド、バルブ、供給用またはその他の補足流体リザーバ、論理チップ、およびその他の副構成部分）を備え、これらによって、流体を使い捨て構成部分の中に持ち込み、そこから分注することが可能になる。ハードウェア構成部分は、本発明のさまざまな実施形態におけるその全体的な構成およびその副構成部分の集合状態において大きく変えることができるが、使い捨て構成部分に対する「操作」の基本的機能性は全く同じままである。一般的には、ハードウェア構成部分をひとまとめに形成する機械的および電子的手段は、丈夫な外部ハウジングまたはキャビネットの中に一般に固定配置状態で収納される。
【００２６】
使い捨て構成部分（すなわち、「流体分注カートリッジ」）、つまり本発明の重要な構成部分は本質的に、統合されたフィルチューブ組立体を有する柔軟な流体リザーバである。これは、流体分注操作を完了したときは構成部分を捨てる（すなわち、ある一定の環境規制物質を分注した後に法律によって要求されることがあるように）、またはリサイクルする（例えば規制されない物質を分注した後）ことができるという意味では、「一回使用」である。一回使用流体分注カートリッジは、レベル検知手段が組み込まれていることを特徴とし、このレベル検知手段によって、最終的にはガラス瓶またはその他の収集入れ物の中に分注された流体の体積に対応する重要な尺度である、カートリッジ内の流体レベルを、静電容量またはその他の電子的プロファイルの関数として連続的に決定することができる。
【００２７】
レベル検知手段のある一定の使用可能部品が、流体分注カートリッジの固定された統合部品として組み込まれている。しかし、レベル検知手段を全体としてハードウェア構成部分の一部にすることができる、すなわち流体分注操作中またはその直前にのみカートリッジに接触させるようにすることも考えられる。
【００２８】
一実施形態では、一回使用流体分注カートリッジ５は、（ａ）膨張収縮して内圧を調整できる柔軟な流体リザーバ１２であって、上部開口部３８と、柔軟な流体リザーバの中に流体を導き入れるための流体入口１４と、前記の柔軟な流体リザーバ１２から流体を放出するための流体出口２４とを備えている柔軟な流体リザーバと、（ｂ）一端部において前記上部開口部３８に連結され、他端部において前記流体出口２４に連結されて、前記流体リザーバ１２と共にループを形成するフィルチューブ組立体１００であって、（ｉ）前記の柔軟な流体リザーバ１２からフィルチューブ組立体１００へ放出される流体の流れを制御するために前記ループの中にフィルバルブを備えるのに適した第１区域１３０と、（ｉｉ）前記フィルチューブ組立体１００から所定体積の流体を分注するための排出弁を備えるのに適した第２区域１２８を有するドレン管路１２６とを含む、フィルチューブ組立体１００と、（ｃ）電流が一方の端子から他方の端子へ流れることができるように、エネルギー源に接続可能な少なくとも２個の導電性端子１１０および１１２とを備えている。
【００２９】
流体分注装置の操作は、概して言えば、流体リザーバ１２に分注用流体を入れることによって始まる。これは、流体入口１４を流体リザーバ１２の中に「開く」かまたは接近できるようにして果たされる。この時点で流体リザーバ１２の流体出口端部２４におけるフィルバルブ３０は「閉じられている」。リザーバに入れた後、流体をリザーバの中に導き入れる手段は「閉じられる」。
【００３０】
次のステップは、リザーバ１２からフィルチューブ組立体１００に流体を入れることである。これは、ドレンバルブ２８を「閉じたまま」、フィルバルブ３０を操作することによって果たされる。流体がフィルチューブ組立体１００を次第に満たすとき、そのレベルが連続的に静電容量センサによって監視され、そのデータは電子制御システムによって処理される。ある一定の静電容量に達すると、適当な電子信号（またはプロンプト）が発信（またはトリガー）されて、直ちに（または終局的に）フィルバルブ２４の「閉鎖」を実施する。
【００３１】
次いで流体はフィルチューブ組立体１００からガラス瓶またはその他の容器に分注される。これは、排出管の中に設けられたドレンバルブ１２を「開く」ことによって果たされ、フィルチューブ組立体の流体内容物を実質的に空にする。フィルチューブ組立体の内部寸法、流体の静電容量特性および流体の粘性、および／またはその他の性質は事前にわかっているので、フィルチューブ組立体から排出される流体の量は、妥当な精度で予め決定することができる。
【００３２】
本発明では、流体がすべてフィルチューブ組立体から排出される必要はない。フィルチューブ組立体を、特に所定の体積の流体を保留するように構成することができる。流体保留容積は予めわかっているので、これを制御機構の中で計算に入れることができ、したがって精度を低く甘んじさせることはない。
【００３３】
柔軟な流体リザーバ１２の「撓み性」は、予期する内圧、分注される流体の流動学的性質、フィルチューブ組立体の構成と内部容積などによって影響される、さまざまな用途によって変わる可能性がある。流体の化学的性質は、柔軟な流体リザーバを作るために使用できる材料のタイプに影響する傾向があり、例えばある一定の流体は曲げ難い丈夫な材料の使用を必要とすることもある。
【００３４】
本発明は薬剤流体の分注に限定されるものではないが、流体リザーバの代表的な全内部容積は目下、約１．５リットルから約１０リットルまでの範囲にあることが期待されている。この容積で、供給入口、上部開口部、および流体出口の寸法は次のようになる。供給入口の直径は約０．２５インチ〜約０．７５インチ（約０．６３５ｃｍ〜約１．９０ｃｍ）、上部開口部の直径は約０．１２５インチ〜約０．７５インチ（約０．３１７５ｃｍ〜約１．９０ｃｍ）、および流体出口の直径は約０．１２５インチ〜約０．７５インチ（約０．３１７５ｃｍ〜約１．９０ｃｍ）にすることができる。さらに大きな容積については、特に粘性のある流体を含む場合には、これらの直径は実質的にもっと大きくなる。
【００３５】
流体分注カートリッジはおそらく捨てられるであろうから、この消耗構成部分における材料は低廉あると想定することによって利点が得られる。これに関して、バルブおよび複雑および／または精巧な電子構成部分などの比較的コストのかかる副構成部分はおそらく、消耗品の一部ではなく、ハードウェア構成部分の永続的な備品であることを理解されたい。
【００３６】
上述のドレンバルブとフィルバルブに関して、これらはおそらく、ただし必ずしも必要ではないが、流体分注装置のハードウェア構成部分の中に取り付けられたか配置されたさまざまなピンチタイプをなす。流体分注カートリッジが取り付けられると、そのフィルチューブの特定領域がこのバルブと統合され（例えば中にクリップされ）、こうしてこれらの領域の機能性を発揮することができる。ピンチバルブは（この観点から）、これらがチューブの切断およびバルブ要素の対合（これらは一般に高い技術的熟練程度を必要とする仕事である）を全く必要としない、という点で有利であると理解することができる。むしろ、チューブの特定の領域は十分に「はさむことができる」ので、ピンチバルブを領域の上で締め付けて潰し、チューブの内腔を遮断することが十分にできる。この方式では、バルブは必ずしも使い捨て要素の一部である必要はない。流れ制御バルブなどと共に係合（さもなければ準備）するために適したフィルチューブ組立体の一定の予定区域を与えるための別の手段および取組み方が知られており、実施することができる。
【００３７】
静電容量の検出を可能にする電子回路も、経済に目を向けて構成することが可能である。したがって、例えば消耗流体分注カートリッジは複数の端子と、多分リード線と電線とを含み、これらを、使い捨てではないハードウェア組立体の一部である制御機構のための専用の適切なソケットの中に差し込み、および／またはこれらのソケットに接続することができる。
【００３８】
電子端子が、流体分注カートリッジの所望の領域に永続的に取り付けるかまたは付着させることができる一対の狭い一般的には銅製である金属条片（ｓｔｒｉｐ）を含むことは好ましい。一般的な構成では、これらの条片はチューブ４０の外側に互いに対向して取り付けられ、フィルチューブ組立体の「視領域」の全作業長にわたっている。静電容量の検出は、２つの金属条片間の空間にわたってパルス電流を連続的に通すことによって果たされる。空気を満たした空のチューブの静電容量と液体が満たされたものの静電容量との間には有意な差があるので、液体容積が管内を上下するとき、液体容積を連続的に監視することができる。「パルス」電流の使用は、時間にわたる測定の感度と連続性を改善するとともに、ならびに関連する場合には銅製電極の比較的低い電気容量と急速な放電に適応する。ある一定の事例では、温度も、これは静電容量に対して影響を有するので測定する必要がある。
【００３９】
フィルチューブ組立体の外側表面に銅製条片を配置することに対して代替案がある。例えば銅製条片を次のように取り付けることができる。すなわち、銅製条片の１つをチューブの外側に（例えばチューブの底部分に向けて）取り付け、第２の条片を、壁に接触せずに懸垂したフィルチューブ組立体の内側に配置する。このバージョンは、チューブの側壁に強く「べったりくっつく」傾向のある粘性の高い流体に特に適している。内側に取り付けられた端子とフィルチューブ組立体の中に入れられた流体との間の望ましからぬ化学的相互作用を防止するために、内側に取り付けられた端子を化学的に無反応性高分子材料で被覆するか、さもなければ何か別の適切な防壁によって保護または隔離することが好ましい。
【００４０】
測定感度は、金属条片が使用される場合には、これらの金属条片の相対的な幅を変えることによって制御することができる。例えば、（ある一定の応用例に関する）感度の望ましい度合いは、等しくない条片、すなわち一方の幅が他方の幅より広い一対の条片を使用することによって得ることができる。
【００４１】
フィルチューブ組立体の他に、静電容量センサを使用して流体リザーバの流体レベルを監視することも有利である。これは、フィルチューブ組立体に静電容量センサを使用することとは独立して、またはより好ましくはこれと組み合わせて行うことができる。
【００４２】
導電性端子それ自体では、流体分注装置を操作可能にするには十分ではない。導電性端子は配線または連接されるか、さもなければエネルギー源と電子制御機構の両方に接続される必要があり、この両方を単一の副構成部分の中に統合することができる。エネルギー源は本質的に両端子を通じて電流を駆動し、また電子制御機構は、例えば電位差計または類似の電子センサを中に組み込むことによって、前記電流の静電容量を測定し、これに基づいて、例えばフィルバルブおよび／または排出弁を選択的に開放および／または閉鎖することによって、流体の流れを制御する。
【００４３】
各図に示された本発明の実施形態はすべて、リザーバ当り単一のフィルチューブ組立体の使用を伴っている。しかし実際には、リザーバ当りいくつかのフィルチューブ組立体を使用することがさらに有利となり得る。このような追加のフィルチューブ組立体の基本的構成と機能は、本質的に上述のものと同じである。
【００４４】
流体分注装置の操作では、ある一定の最低容積および最高容積を決定するのではなく、チューブの中の容積を連続的に決定するように、フィルチューブ組立体の静電容量を連続的に測定する。静電容量センサは液体を連続的に測定するので、比例制御ではなく、いわゆるシステムのための「比例積分微分」（ＰＩＤ）制御を使用して、分注の精度と繰返し性を向上させることができる。
【００４５】
静電容量システムの較正は、試行錯誤を必要としないので、光学的システムよりも単純である。内腔またはフィルチューブがほぼ一定であると仮定して、液体の高さすなわちセンサ出力と容積分注との間の線形関係を適用する。したがって、較正には関係において３点を測定することだけが必要で、制御論理デバイスはアルゴリズムに従って動作することができる。
【００４６】
本発明をさまざまな構成で実施することが可能である。図解の目的で、このような実施形態のいくつかを図に示す。
【００４７】
まず図２に注目する。基本的な実施形態による流体分注装置は全体的に番号１０で示されている。流体分注装置１０は、流体供給管路１６によって流体源１８に連結されたフィルポート１４（すなわち流体入口）を有する柔軟な流体リザーバ１２を含む。滅菌または浄化フィルタ１７が流体供給管路１６の中に配置されている。流体リザーバ１２は、操作中に膨張収縮する可とう性のバッグ状囲いである。流体供給管路１６は、ソレノイド２１によって活動化可能な供給バルブ２０を含む。
【００４８】
柔軟な流体リザーバ１２の中の流体レベルを所定のレベルに維持するために、光学的流体レベルセンサ２２が測定チューブ２３に沿って配置される。（望むならば、光学的流体レベルセンサ２２と測定チューブを導電性静電容量ベースのセンサと取り替えることができる。）測定チューブ２３の一端部は柔軟な流体リザーバ１２の下部分に連結されているが、反対側の端部は柔軟な流体リザーバ１２の上部分に連結されている。動作中は、測定チューブ２３内の流体レベルは上下して柔軟な流体リザーバ１２における流体レベルに合致する。流体レベルセンサ２２は測定チューブ２３の外側の周りを機敏に動き、その垂直位置が柔軟な流体リザーバの中の流体レベルを決定する。
【００４９】
プログラム式制御装置（図示せず）が、流体レベルセンサ２２とソレノイド２１に機能的に接続されている。柔軟な流体リザーバ１２の中の流体レベルがセンサ２２のレベルの下に降下すると、プログラム式制御装置は供給バルブ２０を開いて、柔軟な流体リザーバ１２の中により多くの流体を導入する。こうして、柔軟な流体リザーバ１２における流体レベルを一定にするか、さもなければ調整することができる。望むならば、複数のセンサ２２を使用して上限と下限を定義することができる。
【００５０】
流体リザーバ１２は、フィルチューブ組立体１００の下端部に連結されたドレンポート２４（すなわち流体出口）を含む。フィルチューブ組立体１００の他の端部は、柔軟な流体リザーバ１２の上部分における上部開口部３８に連結されている。こうして、フィルチューブ組立体１００は柔軟な流体リザーバ１２と共に１つのループを形成する。フィルバルブ３０が、流体リザーバ１２からフィルチューブ組立体１００への流体の流れを制御するために、ループの中に配置されている。フィルバルブ３０は、プログラム式制御装置に接続されたソレノイド３１によって制御される。
【００５１】
フィルチューブ組立体１００から容器の中へ流体を分注するために、ドレン管路２６がフィルチューブ組立体１００の中に備えられている。ドレン管路２６は、前記の流体分注を制御するためにドレンバルブ２８を含む。ドレンバルブ２８は、プログラム式制御装置によって活動化可能なソレノイド２９によって制御される。
【００５２】
本発明の別の実施形態を図３に示す。この実施形態は、流体リザーバ１２は曲げることができず、むしろ剛体の囲いを備えている点で、第１実施形態とは異なっている。可とう性のブラダー２５が流体リザーバ１２の内部と導通している。可とう性のブラダー２５は、流体リザーバ１２内の圧力を調整する働きをする。
【００５３】
図４は本発明の別の実施形態を示す。図４に示す実施形態は容積フィラとして構成され、図１に示す実施形態に類似している。しかし図４に示す実施形態は、柔軟な流体リザーバ１２を囲むハウジング４０を含む。ハウジング４０を例えば長手方向に延びる２つの半部材として作り、流体リザーバ１２の容易な挿入およびハウジング４０からの流体リザーバ１２の容易な除去を可能にする。
【００５４】
ハウジング４０は、単純に柔軟な流体リザーバ１２用の閉じ込め容器として役立ち、またはそれ自体加圧されてもよい。図４に示すようにハウジング４０を閉じ込め容器として使用する場合には、ハウジング４０の中に小さな開口部を設けて、ハウジング４０内の圧力がハウジング外側の圧力と等しくなることを可能にし、これによって流体リザーバ１２の精密な膨張と収縮とに適応する。代替案として、ハウジング４０を多孔質の材料で作ることができる。
【００５５】
ある一定の応用例および／または流体については、柔軟な流体リザーバにかかる圧力は、装置の他の場所にかかる圧力と同じにはならない。ハウジング４０が加圧または減圧される場合には、ハウジング４０と流体リザーバとの間で、フィルポート１４において、側部チューブ２３の周りにおいて、通気口３８において、およびドレンポート２４において気密シールを使用しなければならない。
【００５６】
加圧は、例えば加圧ガス（例えば窒素）の供給源５２を流体分注装置に連結して、このガスがハウジング５０と流体分注装置１２との間の空間に導入されるようにして、果たすことができる。ハウジング４０とリザーバ１２の両方を同時に加圧することができる。ハウジング４０または流体リザーバ１２が加圧された場合、浄化フィルタ１７はフィルタにわたる圧力低下によって生じるエラーを防ぐために除去されることが好ましい。
【００５７】
本発明を、本発明の精神と本質的な特性から逸脱することなく、本明細書に述べた方法以外の特定の方法によっても実施することができる。したがって、ここに挙げた実施形態は例示説明のためであって、限定するものではなく、添付の特許請求の範囲における意味および同等の範囲に入る変更はすべて本発明に包含されると考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】流体分注装置１０の中に取り付けることができる、本発明の一実施形態による一回使用流体カートリッジ５の概略図である。
【図２】本発明による流体分注装置１０の一実施形態を示す概略図である。
【図３】本発明による流体分注装置１０の別の実施形態を示す概略図である。
【図４】本発明による流体分注装置１０のさらに別の実施形態を示す概略図である。
【図５】本発明による流体分注装置１０のさらに別の実施形態を示す概略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に流体分注装置に関し、より詳細にはこの装置によって分注される流体の体積を連続的に測定するための手段を有する流体分注装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのタイプの流体分注装置が存在する。
【０００３】
例えば、現在広く使用されている流体分注装置の１つのタイプは、流体を分注するために、流体に物理的に接触して流体を確実に移送する機械的手段に直接依拠する容積移送式フィラである。容積移送式フィラはしばしばピストンおよびシリンダ構成を使用し、ピストンの後方移動は入口を通じて流体をシリンダの中に引き込み、ピストンの前方移動は出口を通じて流体を排出する。別法として、ロータリポンプを使用して流体を移送することもできる。容積移送式ポンプは比較的高速で動作することができ、１分間当り６００個ものボトルを充てんし、約±０．５％の精度レベルを達成することができる。
【０００４】
容積移送式フィラの欠点は、動作中に流体が可動部品と接触することである。可動部品が摩耗すると、粒子物質が流体に混入して粒子汚染を引き起こす。これがひどくなると、粒子汚染は分注された流体製品を使用不可能にしてしまう。
【０００５】
容積移送式フィラの別の欠点には、その濡れた可動部分を洗浄し滅菌する際の難点が含まれる。容積移送式ポンプでは、ピストンおよびシリンダなどのパッド間のクリティカルな許容差により、効果的な現場洗浄が妨げられる。したがって使用者は、洗浄と滅菌のために装置を分解しなければならない。この過程は時間がかかるのみならず、再組立中、機械工によって取り扱われるときにパッドの生物的汚染を引き起こすことがある。
【０００６】
別のタイプの流体分注装置としては、動作中概して、比較的一定の圧力の下に維持された流体リザーバに依拠する時間／圧力フィラがある。流体は、圧縮可能な管路を通じてリザーバから分注される。流体の流れは、排出管路を絞って潰すピンチタイプのバルブによって遮断される。所定体積の流体が、排出管路を所定の時間だけ開いてから管路を閉じることによって分注される。流体リザーバ内の圧力が一定に維持されている場合には、サイクルが繰り返される度ごとに等量の流体が分注されるはずである。しかしながら、時間／圧力フィラは実際にはしばしば理論的動作のようには働かないことが観察されている。
【０００７】
別のタイプの流体分注装置としては、容積流体分注装置がある。米国特許第５０９０５９４号明細書に示すような容積分注装置は、軽量カップまたはフィルチューブ内の所定量の流体を測定し、続いてこれを入れ物の中に分注する。容積フィラは、容積移送フィラよりも遅いが、正確であり、微生物や粒子による汚染の問題を回避する。しかし、時間／圧力フィラのような容積フィラは比較的一定の圧力に依存する。浄化フィルタの使用によって発生する可能性のあるものなど圧力の不規則性は、不正確な充てんに通じる可能性がある。
【０００８】
別のタイプの流体分注装置が、１９９６年１月２日にＫｅｙｅｓ他に発行された米国特許第５４８００６３号明細書に記載されている。Ｋｅｙｅｓ他は、分注中の流体と接触する可動部品を持たない装置を記載している。この装置は、流体リザーバとこれに連絡状態で連結されたフィルチューブとを含む。フィルチューブは流体リザーバと共に閉回路を形成する。動作状態では、流体はリザーバからフィルチューブへ移される。フィルチューブ内の流体レベルが所定の高さに達すると、流体の移動は終り、流体はフィルチューブから容器に分注される。
【０００９】
Ｋｅｙｅｓ他の流体分注装置は、他の流体分注装置では見られない利点を提供し、したがって最近は著しい技術的および商業的関心の分野となっている。とにかく、現在の実施形態は良い結果をもたらすが、これらの実施形態を改良することができる。特に、流体レベルを監視するために使用される現在の手段、すなわち光学センサは、流体の光学的性質によって影響され、流体メニスカスの上昇と降下に応じてセンサを動かす機械集合体の上にある。内壁表面を被覆する傾向のある粘性流体のレベルは、精密に決定することが困難になる可能性がある。さらに、前記の機械的集合体（例えばステップモータを含む）の使用はある一定の滅菌応用例には許容できないレベルで粒子を生成する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、流体分注装置であって、その動作は、中の流体の体積を電子的に測定するための手段を備えた一回使用使い捨ての流体分注カートリッジを中に取り付けることを含む、流体分注装置を提供する。前記の手段とは別に、カートリッジは柔軟な流体リザーバとフィルチューブ組立体とを含む。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
柔軟な流体リザーバは、好ましい構成では、受動的に膨張収縮して前記流体リザーバ内の内圧を調整する（すなわち一定に維持する）。柔軟な流体リザーバは、（流体を柔軟な流体リザーバの中に導入するための）流体入口と（流体を柔軟な流体リザーバから放出するための）流体出口とを備えている。流体リザーバがまた、例えば前記フィルチューブ組立体と共にループ形成を可能にするための上部開口部も備えていることは好ましい。
【００１２】
フィルチューブ組立体、すなわち限定できる体積の流体を受け取ってガラス瓶またはその他の容器に分注するのに最も直接な責任のある構成部分は、中の流体容積を特に静電容量の関数として連続的および電子的に測定することを可能にする手段を組み込むことを特徴とする。
【００１３】
その一般構造に関しては、フィルチューブ組立体は、一端部において前記の柔軟な流体リザーバの流体開口部に連結され、もう１つの端部において流体出口に連結され、これによって前記流体リザーバと共に１つのループ（すなわち円形流路）を形成する。フィルチューブ組立体は、前記ループにフィルバルブを備えるために適した第１区域を含む（すなわち、前記の柔軟な流体リザーバからフィルチューブ組立体の中に放出される流体の流れを制御するためである）。さらにまた、吐出し弁を備えるために適した第２区域を有するドレン管路も含まれる（すなわち、前記フィルチューブ組立体から所定体積の流体を分注するためである）。
【００１４】
その容積測定の機能性に関しては、フィルチューブ組立体は、エネルギー源に直接的または間接的に接続することができる少なくとも２つの導電性端子を備えているので、電流を１つの端子からもう１つの端子に通すことができる。前記電流の静電容量を装置によって査定して、フィルチューブ組立体における流体の量を決定することができる。このような査定に基づいて、フィルバルブと吐出し弁は作動して、さらに流体をフィルチューブ組立体の中に導くか、または流体をそこから適当な容器の中に分注する。
【００１５】
流体と接触する可動部品はないので、本発明による流体分注装置は流体の粒子汚染のリスクを軽減する。さらにまた、流体分注カートリッジを、生産実行中に除去し取り替えることができ、これによって洗浄と滅菌に属するコストを軽減する。
【００１６】
前述の内容に基づいて、本発明の主な目的は、中の液体の容積を連続的に測定するための手段を有する流体分注装置を提供することである。
【００１７】
本発明の別の目的は、分注しようとする流体の体積を測定することができる流体分注装置であって、前記流体は比較的粘性であり、前記測定は適度に正確で信頼性がある、流体分注装置を提供することである。
【００１８】
本発明のさらに別の目的は、分注しようとする流体の体積を測定することができる流体分注装置であって、前記測定は、粒子およびその他の潜在的な汚染物質を落とす可能性のある機械的集合体の利用を必要としない、流体分注装置を提供することである。
【００１９】
本発明のさらに別の目的は、比較的容易に較正することができる流体分注装置を提供することである。
【００２０】
本発明のさらに別の目的は、統合されたフィルチューブ組立体を有する一回使用流体リザーバ（すなわち一回使用流体分注カートリッジ）であって、フィルチューブ組立体は、中の流体容積を特に静電容量の関数として連続的に測定することを可能にする手段を有する、一回使用流体リザーバを提供することである。
【００２１】
本発明のさらに別の目的は、統合されたフィルチューブ組立体を有する一回使用流体リザーバであって、少なくとも２つの導電性端子を有し、これらの端子は、電流が一方の端子から他方の端子へ流れることができるようにエネルギー源に接続することができる、一回使用流体リザーバを提供することである。
【００２２】
本発明の性質をよりよく理解すると容易に明らかになるこれらの目的およびその他の目的に鑑みて、本発明は、以下にさらに完全に説明し冒頭に特許請求した部分の新規な組合せにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、例えば測定された容積（または個別の適量）の薬剤流体、特に粘性の薬剤流体を１つの容器（または複数の容器）の中に精密かつ堅実に分注するのにうまく適した流体分注装置を提供する。本発明による装置は、その正確さ（すなわち、装置は容積移送式ポンプシステムに匹敵する正確さに到達することができる）、操作の容易さ（例えば、装置は機械的較正を必要としない）、薬剤用クリーンルームにおける使用における安定性（すなわち、装置には粒子を発散させる可動部品が少ない）、およびメンテナンスが容易であること（一回使用使い捨て流体分注カートリッジの使用を参照されたい）を特徴とする。
【００２４】
一般に、流体分注装置は、収集、分注、および中の流体の精密な電子測定を可能にする使い捨ての構成部分が中に取り付けられるハードウェア構成部分を備えている。
【００２５】
このハードウェア構成部分は、本質的にすべての「固定された」機械的および電子的手段（例えば、配管、回路、配線、エネルギー源、ポンプ、支持構造、マニホルド、バルブ、供給用またはその他の補足流体リザーバ、論理チップ、およびその他の副構成部分）を備え、これらによって、流体を使い捨て構成部分の中に持ち込み、そこから分注することが可能になる。ハードウェア構成部分は、本発明のさまざまな実施形態におけるその全体的な構成およびその副構成部分の集合状態において大きく変えることができるが、使い捨て構成部分に対する「操作」の基本的機能性は全く同じままである。一般的には、ハードウェア構成部分をひとまとめに形成する機械的および電子的手段は、丈夫な外部ハウジングまたはキャビネットの中に一般に固定配置状態で収納される。
【００２６】
使い捨て構成部分（すなわち、「流体分注カートリッジ」）、つまり本発明の重要な構成部分は本質的に、統合されたフィルチューブ組立体を有する柔軟な流体リザーバである。これは、流体分注操作を完了したときは構成部分を捨てる（すなわち、ある一定の環境規制物質を分注した後に法律によって要求されることがあるように）、またはリサイクルする（例えば規制されない物質を分注した後）ことができるという意味では、「一回使用」である。一回使用流体分注カートリッジは、レベル検知手段が組み込まれていることを特徴とし、このレベル検知手段によって、最終的にはガラス瓶またはその他の収集入れ物の中に分注された流体の体積に対応する重要な尺度である、カートリッジ内の流体レベルを、静電容量またはその他の電子的プロファイルの関数として連続的に決定することができる。
【００２７】
レベル検知手段のある一定の使用可能部品が、流体分注カートリッジの固定された統合部品として組み込まれている。しかし、レベル検知手段を全体としてハードウェア構成部分の一部にすることができる、すなわち流体分注操作中またはその直前にのみカートリッジに接触させるようにすることも考えられる。
【００２８】
一実施形態では、一回使用流体分注カートリッジ５は、（ａ）膨張収縮して内圧を調整できる柔軟な流体リザーバ１２であって、上部開口部３８と、柔軟な流体リザーバの中に流体を導き入れるための流体入口１４と、前記の柔軟な流体リザーバ１２から流体を放出するための流体出口２４とを備えている柔軟な流体リザーバと、（ｂ）一端部において前記上部開口部３８に連結され、他端部において前記流体出口２４に連結されて、前記流体リザーバ１２と共にループを形成するフィルチューブ組立体１００であって、（ｉ）前記の柔軟な流体リザーバ１２からフィルチューブ組立体１００へ放出される流体の流れを制御するために前記ループの中にフィルバルブを備えるのに適した第１区域１３０と、（ｉｉ）前記フィルチューブ組立体１００から所定体積の流体を分注するための排出弁を備えるのに適した第２区域１２８を有するドレン管路１２６とを含む、フィルチューブ組立体１００と、（ｃ）電流が一方の端子から他方の端子へ流れることができるように、エネルギー源に接続可能な少なくとも２個の導電性端子１１０および１１２とを備えている。
【００２９】
流体分注装置の操作は、概して言えば、流体リザーバ１２に分注用流体を入れることによって始まる。これは、流体入口１４を流体リザーバ１２の中に「開く」かまたは接近できるようにして果たされる。この時点で流体リザーバ１２の流体出口端部２４におけるフィルバルブ３０は「閉じられている」。リザーバに入れた後、流体をリザーバの中に導き入れる手段は「閉じられる」。
【００３０】
次のステップは、リザーバ１２からフィルチューブ組立体１００に流体を入れることである。これは、ドレンバルブ２８を「閉じたまま」、フィルバルブ３０を操作することによって果たされる。流体がフィルチューブ組立体１００を次第に満たすとき、そのレベルが連続的に静電容量センサによって監視され、そのデータは電子制御システムによって処理される。ある一定の静電容量に達すると、適当な電子信号（またはプロンプト）が発信（またはトリガー）されて、直ちに（または終局的に）フィルバルブ２４の「閉鎖」を実施する。
【００３１】
次いで流体はフィルチューブ組立体１００からガラス瓶またはその他の容器に分注される。これは、排出管の中に設けられたドレンバルブ１２を「開く」ことによって果たされ、フィルチューブ組立体の流体内容物を実質的に空にする。フィルチューブ組立体の内部寸法、流体の静電容量特性および流体の粘性、および／またはその他の性質は事前にわかっているので、フィルチューブ組立体から排出される流体の量は、妥当な精度で予め決定することができる。
【００３２】
本発明では、流体がすべてフィルチューブ組立体から排出される必要はない。フィルチューブ組立体を、特に所定の体積の流体を保留するように構成することができる。流体保留容積は予めわかっているので、これを制御機構の中で計算に入れることができ、したがって精度を低く甘んじさせることはない。
【００３３】
柔軟な流体リザーバ１２の「撓み性」は、予期する内圧、分注される流体の流動学的性質、フィルチューブ組立体の構成と内部容積などによって影響される、さまざまな用途によって変わる可能性がある。流体の化学的性質は、柔軟な流体リザーバを作るために使用できる材料のタイプに影響する傾向があり、例えばある一定の流体は曲げ難い丈夫な材料の使用を必要とすることもある。
【００３４】
本発明は薬剤流体の分注に限定されるものではないが、流体リザーバの代表的な全内部容積は目下、約１．５リットルから約１０リットルまでの範囲にあることが期待されている。この容積で、供給入口、上部開口部、および流体出口の寸法は次のようになる。供給入口の直径は約０．２５インチ〜約０．７５インチ（約０．６３５ｃｍ〜約１．９０ｃｍ）、上部開口部の直径は約０．１２５インチ〜約０．７５インチ（約０．３１７５ｃｍ〜約１．９０ｃｍ）、および流体出口の直径は約０．１２５インチ〜約０．７５インチ（約０．３１７５ｃｍ〜約１．９０ｃｍ）にすることができる。さらに大きな容積については、特に粘性のある流体を含む場合には、これらの直径は実質的にもっと大きくなる。
【００３５】
流体分注カートリッジはおそらく捨てられるであろうから、この消耗構成部分における材料は低廉あると想定することによって利点が得られる。これに関して、バルブおよび複雑および／または精巧な電子構成部分などの比較的コストのかかる副構成部分はおそらく、消耗品の一部ではなく、ハードウェア構成部分の永続的な備品であることを理解されたい。
【００３６】
上述のドレンバルブとフィルバルブに関して、これらはおそらく、ただし必ずしも必要ではないが、流体分注装置のハードウェア構成部分の中に取り付けられたか配置されたさまざまなピンチタイプをなす。流体分注カートリッジが取り付けられると、そのフィルチューブの特定領域がこのバルブと統合され（例えば中にクリップされ）、こうしてこれらの領域の機能性を発揮することができる。ピンチバルブは（この観点から）、これらがチューブの切断およびバルブ要素の対合（これらは一般に高い技術的熟練程度を必要とする仕事である）を全く必要としない、という点で有利であると理解することができる。むしろ、チューブの特定の領域は十分に「はさむことができる」ので、ピンチバルブを領域の上で締め付けて潰し、チューブの内腔を遮断することが十分にできる。この方式では、バルブは必ずしも使い捨て要素の一部である必要はない。流れ制御バルブなどと共に係合（さもなければ準備）するために適したフィルチューブ組立体の一定の予定区域を与えるための別の手段および取組み方が知られており、実施することができる。
【００３７】
静電容量の検出を可能にする電子回路も、経済に目を向けて構成することが可能である。したがって、例えば消耗流体分注カートリッジは複数の端子と、多分リード線と電線とを含み、これらを、使い捨てではないハードウェア組立体の一部である制御機構のための専用の適切なソケットの中に差し込み、および／またはこれらのソケットに接続することができる。
【００３８】
電子端子が、流体分注カートリッジの所望の領域に永続的に取り付けるかまたは付着させることができる一対の狭い一般的には銅製である金属条片（ｓｔｒｉｐ）を含むことは好ましい。一般的な構成では、これらの条片はチューブ４０の外側に互いに対向して取り付けられ、フィルチューブ組立体の「視領域」の全作業長にわたっている。静電容量の検出は、２つの金属条片間の空間にわたってパルス電流を連続的に通すことによって果たされる。空気を満たした空のチューブの静電容量と液体が満たされたものの静電容量との間には有意な差があるので、液体容積が管内を上下するとき、液体容積を連続的に監視することができる。「パルス」電流の使用は、時間にわたる測定の感度と連続性を改善するとともに、ならびに関連する場合には銅製電極の比較的低い電気容量と急速な放電に適応する。ある一定の事例では、温度も、これは静電容量に対して影響を有するので測定する必要がある。
【００３９】
フィルチューブ組立体の外側表面に銅製条片を配置することに対して代替案がある。例えば銅製条片を次のように取り付けることができる。すなわち、銅製条片の１つをチューブの外側に（例えばチューブの底部分に向けて）取り付け、第２の条片を、壁に接触せずに懸垂したフィルチューブ組立体の内側に配置する。このバージョンは、チューブの側壁に強く「べったりくっつく」傾向のある粘性の高い流体に特に適している。内側に取り付けられた端子とフィルチューブ組立体の中に入れられた流体との間の望ましからぬ化学的相互作用を防止するために、内側に取り付けられた端子を化学的に無反応性高分子材料で被覆するか、さもなければ何か別の適切な防壁によって保護または隔離することが好ましい。
【００４０】
測定感度は、金属条片が使用される場合には、これらの金属条片の相対的な幅を変えることによって制御することができる。例えば、（ある一定の応用例に関する）感度の望ましい度合いは、等しくない条片、すなわち一方の幅が他方の幅より広い一対の条片を使用することによって得ることができる。
【００４１】
フィルチューブ組立体の他に、静電容量センサを使用して流体リザーバの流体レベルを監視することも有利である。これは、フィルチューブ組立体に静電容量センサを使用することとは独立して、またはより好ましくはこれと組み合わせて行うことができる。
【００４２】
導電性端子それ自体では、流体分注装置を操作可能にするには十分ではない。導電性端子は配線または連接されるか、さもなければエネルギー源と電子制御機構の両方に接続される必要があり、この両方を単一の副構成部分の中に統合することができる。エネルギー源は本質的に両端子を通じて電流を駆動し、また電子制御機構は、例えば電位差計または類似の電子センサを中に組み込むことによって、前記電流の静電容量を測定し、これに基づいて、例えばフィルバルブおよび／または排出弁を選択的に開放および／または閉鎖することによって、流体の流れを制御する。
【００４３】
各図に示された本発明の実施形態はすべて、リザーバ当り単一のフィルチューブ組立体の使用を伴っている。しかし実際には、リザーバ当りいくつかのフィルチューブ組立体を使用することがさらに有利となり得る。このような追加のフィルチューブ組立体の基本的構成と機能は、本質的に上述のものと同じである。
【００４４】
流体分注装置の操作では、ある一定の最低容積および最高容積を決定するのではなく、チューブの中の容積を連続的に決定するように、フィルチューブ組立体の静電容量を連続的に測定する。静電容量センサは液体を連続的に測定するので、比例制御ではなく、いわゆるシステムのための「比例積分微分」（ＰＩＤ）制御を使用して、分注の精度と繰返し性を向上させることができる。
【００４５】
静電容量システムの較正は、試行錯誤を必要としないので、光学的システムよりも単純である。内腔またはフィルチューブがほぼ一定であると仮定して、液体の高さすなわちセンサ出力と容積分注との間の線形関係を適用する。したがって、較正には関係において３点を測定することだけが必要で、制御論理デバイスはアルゴリズムに従って動作することができる。
【００４６】
本発明をさまざまな構成で実施することが可能である。図解の目的で、このような実施形態のいくつかを図に示す。
【００４７】
まず図２に注目する。基本的な実施形態による流体分注装置は全体的に番号１０で示されている。流体分注装置１０は、流体供給管路１６によって流体源１８に連結されたフィルポート１４（すなわち流体入口）を有する柔軟な流体リザーバ１２を含む。滅菌または浄化フィルタ１７が流体供給管路１６の中に配置されている。流体リザーバ１２は、操作中に膨張収縮する可とう性のバッグ状囲いである。流体供給管路１６は、ソレノイド２１によって活動化可能な供給バルブ２０を含む。
【００４８】
柔軟な流体リザーバ１２の中の流体レベルを所定のレベルに維持するために、光学的流体レベルセンサ２２が測定チューブ２３に沿って配置される。（望むならば、光学的流体レベルセンサ２２と測定チューブを導電性静電容量ベースのセンサと取り替えることができる。）測定チューブ２３の一端部は柔軟な流体リザーバ１２の下部分に連結されているが、反対側の端部は柔軟な流体リザーバ１２の上部分に連結されている。動作中は、測定チューブ２３内の流体レベルは上下して柔軟な流体リザーバ１２における流体レベルに合致する。流体レベルセンサ２２は測定チューブ２３の外側の周りを機敏に動き、その垂直位置が柔軟な流体リザーバの中の流体レベルを決定する。
【００４９】
プログラム式制御装置（図示せず）が、流体レベルセンサ２２とソレノイド２１に機能的に接続されている。柔軟な流体リザーバ１２の中の流体レベルがセンサ２２のレベルの下に降下すると、プログラム式制御装置は供給バルブ２０を開いて、柔軟な流体リザーバ１２の中により多くの流体を導入する。こうして、柔軟な流体リザーバ１２における流体レベルを一定にするか、さもなければ調整することができる。望むならば、複数のセンサ２２を使用して上限と下限を定義することができる。
【００５０】
流体リザーバ１２は、フィルチューブ組立体１００の下端部に連結されたドレンポート２４（すなわち流体出口）を含む。フィルチューブ組立体１００の他の端部は、柔軟な流体リザーバ１２の上部分における上部開口部３８に連結されている。こうして、フィルチューブ組立体１００は柔軟な流体リザーバ１２と共に１つのループを形成する。フィルバルブ３０が、流体リザーバ１２からフィルチューブ組立体１００への流体の流れを制御するために、ループの中に配置されている。フィルバルブ３０は、プログラム式制御装置に接続されたソレノイド３１によって制御される。
【００５１】
フィルチューブ組立体１００から容器の中へ流体を分注するために、ドレン管路２６がフィルチューブ組立体１００の中に備えられている。ドレン管路２６は、前記の流体分注を制御するためにドレンバルブ２８を含む。ドレンバルブ２８は、プログラム式制御装置によって活動化可能なソレノイド２９によって制御される。
【００５２】
本発明の別の実施形態を図３に示す。この実施形態は、流体リザーバ１２は曲げることができず、むしろ剛体の囲いを備えている点で、第１実施形態とは異なっている。可とう性のブラダー２５が流体リザーバ１２の内部と導通している。可とう性のブラダー２５は、流体リザーバ１２内の圧力を調整する働きをする。
【００５３】
図４は本発明の別の実施形態を示す。図４に示す実施形態は容積フィラとして構成され、図１に示す実施形態に類似している。しかし図４に示す実施形態は、柔軟な流体リザーバ１２を囲むハウジング４０を含む。ハウジング４０を例えば長手方向に延びる２つの半部材として作り、流体リザーバ１２の容易な挿入およびハウジング４０からの流体リザーバ１２の容易な除去を可能にする。
【００５４】
ハウジング４０は、単純に柔軟な流体リザーバ１２用の閉じ込め容器として役立ち、またはそれ自体加圧されてもよい。図４に示すようにハウジング４０を閉じ込め容器として使用する場合には、ハウジング４０の中に小さな開口部を設けて、ハウジング４０内の圧力がハウジング外側の圧力と等しくなることを可能にし、これによって流体リザーバ１２の精密な膨張と収縮とに適応する。代替案として、ハウジング４０を多孔質の材料で作ることができる。
【００５５】
ある一定の応用例および／または流体については、柔軟な流体リザーバにかかる圧力は、装置の他の場所にかかる圧力と同じにはならない。ハウジング４０が加圧または減圧される場合には、ハウジング４０と流体リザーバとの間で、フィルポート１４において、側部チューブ２３の周りにおいて、通気口３８において、およびドレンポート２４において気密シールを使用しなければならない。
【００５６】
加圧は、例えば加圧ガス（例えば窒素）の供給源５２を流体分注装置に連結して、このガスがハウジング５０と流体分注装置１２との間の空間に導入されるようにして、果たすことができる。ハウジング４０とリザーバ１２の両方を同時に加圧することができる。ハウジング４０または流体リザーバ１２が加圧された場合、浄化フィルタ１７はフィルタにわたる圧力低下によって生じるエラーを防ぐために除去されることが好ましい。
【００５７】
本発明を、本発明の精神と本質的な特性から逸脱することなく、本明細書に述べた方法以外の特定の方法によっても実施することができる。したがって、ここに挙げた実施形態は例示説明のためであって、限定するものではなく、添付の特許請求の範囲における意味および同等の範囲に入る変更はすべて本発明に包含されると考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】流体分注装置１０の中に取り付けることができる、本発明の一実施形態による一回使用流体カートリッジ５の概略図である。
【図２】本発明による流体分注装置１０の一実施形態を示す概略図である。
【図３】本発明による流体分注装置１０の別の実施形態を示す概略図である。
【図４】本発明による流体分注装置１０のさらに別の実施形態を示す概略図である。
【図５】本発明による流体分注装置１０のさらに別の実施形態を示す概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の体積の流体を分注するための流体分注装置であって、
（ａ）流体を流体リザーバの中に導入するための流体入口と、流体リザーバから前記流体を放出するための流体出口とを有する流体リザーバと、
（ｂ）前記流体出口に連結されたフィルチューブ組立体であって、
（ｉ）前記流体リザーバからフィルチューブ組立体の中へ放出される
流体の流れを制御することができるフィルバルブと、
（ｉｉ）前記フィルチューブ組立体から所定体積の流体を分注するための排出弁を備えたドレン管路とを備えたフィルチューブ組立体と、
（ｃ）前記フィルチューブ組立体または前記流体リザーバと、端子をエネルギー源に接続するための手段との近くにあり、それにより、電流が一方の端子から他方の端子へ通ることができる一対の導電性端子と、
（ｄ）前記電流の静電容量に応答し、前記チューブ組立体からの流体の前記分注、または前記リザーバからの流体の前記導入、または前記リザーバからの流体の前記放出を選択的に制御するための制御手段とを備えた流体分注装置。
【請求項２】
前記導電性端子が本質的に、前記フィルチューブ組立体の外部表面に添着された導電性条片から構成された、請求項１に記載の流体分注装置。
【請求項３】
前記導電性条片の１つが前記フィルチューブ組立体の外部表面に添着され、前記導電性条片の他の１つが前記フィルチューブ組立体の内部に位置する、請求項１に記載の流体分注装置。
【請求項４】
導電性条片が両方とも実質的に銅製である、請求項２に記載の流体分注装置。
【請求項５】
一方の端子から他方に端子へ流れる電流がパルス電流である、請求項１に記載の流体分注装置。
【請求項６】
制御手段が、決定可能な時間の間、排出弁を手動で開放するように動作し、これによって決定可能な体積の流体を分注する、請求項１に記載の流体分注装置。
【請求項７】
流体分注装置の中に設置するのに適した一回使用流体分注カートリッジであって、
（ａ）上部開口部と、柔軟な流体リザーバの中に流体を導き入れるための流体入口と、柔軟な流体リザーバから流体を放出するための流体出口とを有する柔軟な流体リザーバと、
（ｂ）一端部において前記上部開口部に連結され、他端部において前記流体出口に連結されて、前記流体リザーバと共にループを形成するフィルチューブ組立体であって、
（ｉ）前記の柔軟な流体リザーバからフィルチューブ組立体へ放出される流体の流れを制御するために前記閉ループの中にフィルバルブを備えるのに適した第１区域と、
（ｉｉ）前記フィルチューブ組立体から所定体積の流体を分注するための排出弁を備えるのに適した第２区域を有するドレン管路とを含むフィルチューブ組立体と、
（ｃ）前記フィルチューブ組立体または前記の柔軟な流体リザーバのいずれかに添着された一対の導電性端子とを備えた一回使用流体分注カートリッジ。
【請求項８】
前記導電性端子が本質的に、前記フィルチューブ組立体の外部表面に添着された導電性条片から構成された、請求項７に記載の一回使用流体分注カートリッジ。
【請求項９】
前記導電性条片の１つが前記フィルチューブ組立体の外部表面に添着され、前記導電性条片の他の１つが前記フィルチューブ組立体の内部表面に位置する、請求項８に記載の一回使用流体分注カートリッジ。
【請求項１０】
導電性条片が両方とも実質的に銅製である、請求項９に記載の一回使用流体分注カートリッジ。
【請求項１】
所定の体積の流体を分注するための流体分注装置であって、
（ａ）流体を流体リザーバの中に導入するための流体入口と、流体リザーバから前記流体を放出するための流体出口とを有する流体リザーバと、
（ｂ）前記流体出口に連結されたフィルチューブ組立体であって、
（ｉ）前記流体リザーバからフィルチューブ組立体の中へ放出される
流体の流れを制御することができるフィルバルブと、
（ｉｉ）前記フィルチューブ組立体から所定体積の流体を分注するための排出弁を備えたドレン管路とを備えたフィルチューブ組立体と、
（ｃ）前記フィルチューブ組立体または前記流体リザーバと、端子をエネルギー源に接続するための手段との近くにあり、それにより、電流が一方の端子から他方の端子へ通ることができる一対の導電性端子と、
（ｄ）前記電流の静電容量に応答し、前記チューブ組立体からの流体の前記分注、または前記リザーバからの流体の前記導入、または前記リザーバからの流体の前記放出を選択的に制御するための制御手段とを備えた流体分注装置。
【請求項２】
前記導電性端子が本質的に、前記フィルチューブ組立体の外部表面に添着された導電性条片から構成された、請求項１に記載の流体分注装置。
【請求項３】
前記導電性条片の１つが前記フィルチューブ組立体の外部表面に添着され、前記導電性条片の他の１つが前記フィルチューブ組立体の内部に位置する、請求項１に記載の流体分注装置。
【請求項４】
導電性条片が両方とも実質的に銅製である、請求項２に記載の流体分注装置。
【請求項５】
一方の端子から他方に端子へ流れる電流がパルス電流である、請求項１に記載の流体分注装置。
【請求項６】
制御手段が、決定可能な時間の間、排出弁を手動で開放するように動作し、これによって決定可能な体積の流体を分注する、請求項１に記載の流体分注装置。
【請求項７】
流体分注装置の中に設置するのに適した一回使用流体分注カートリッジであって、
（ａ）上部開口部と、柔軟な流体リザーバの中に流体を導き入れるための流体入口と、柔軟な流体リザーバから流体を放出するための流体出口とを有する柔軟な流体リザーバと、
（ｂ）一端部において前記上部開口部に連結され、他端部において前記流体出口に連結されて、前記流体リザーバと共にループを形成するフィルチューブ組立体であって、
（ｉ）前記の柔軟な流体リザーバからフィルチューブ組立体へ放出される流体の流れを制御するために前記閉ループの中にフィルバルブを備えるのに適した第１区域と、
（ｉｉ）前記フィルチューブ組立体から所定体積の流体を分注するための排出弁を備えるのに適した第２区域を有するドレン管路とを含むフィルチューブ組立体と、
（ｃ）前記フィルチューブ組立体または前記の柔軟な流体リザーバのいずれかに添着された一対の導電性端子とを備えた一回使用流体分注カートリッジ。
【請求項８】
前記導電性端子が本質的に、前記フィルチューブ組立体の外部表面に添着された導電性条片から構成された、請求項７に記載の一回使用流体分注カートリッジ。
【請求項９】
前記導電性条片の１つが前記フィルチューブ組立体の外部表面に添着され、前記導電性条片の他の１つが前記フィルチューブ組立体の内部表面に位置する、請求項８に記載の一回使用流体分注カートリッジ。
【請求項１０】
導電性条片が両方とも実質的に銅製である、請求項９に記載の一回使用流体分注カートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００７−５２４８０６（Ｐ２００７−５２４８０６Ａ）
【公表日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０３７８５（Ｐ２００６−５０３７８５）
【出願日】平成１６年２月２３日（２００４．２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／００５２１９
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７６３３７
【国際公開日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【出願人】（３９００１９５８５）ミリポア・コーポレイション (212)
【氏名又は名称原語表記】ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年２月２３日（２００４．２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／００５２１９
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７６３３７
【国際公開日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【出願人】（３９００１９５８５）ミリポア・コーポレイション (212)
【氏名又は名称原語表記】ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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