JP2009119424A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 押圧ローラが液体カセットの一部に引っ掛かることなく、液体カセットの交換を容易に行うことである。
【解決手段】 吐出部収納部１３の側方に設けられ回転駆動軸５により回転される押圧ローラ４Ａ，４Ｂを備えた本体２と、吐出部収納部１３に着脱自在であって、液体吐出用の弾性チューブ９が挿通され窓部１６を有する吐出部１４を備えた液体カセット３とからなり、この液体カセット３を弾性チューブ９が窓部１６を通して前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂの押圧作動を受けるように着脱自在に装着し、押圧ローラ４Ａ，４Ｂの回転運動により、押圧ローラ４Ａ，４Ｂの前記弾性チューブに対する押圧作動が、作用時と非作用時とを繰り返して液体を定量ずつ吐出する液体吐出装置において、回転駆動軸５に装着された複数の押圧ローラ４Ａ，４Ｂを備え、複数のローラ４Ａ，４Ｂが吐出部１４内に位置しないように回転駆動軸５を停止させる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、菌類判定装置などの培養液を定量ずつ吐出する液体吐出装置，水の溶存酸素濃度，水の硬度，水のｐＨ値等を測定する際に用いられる各種液状試薬の定量吐出装置および医療分野における各種薬液の定量吐出装置あるいは定量注入装置に関し、特に液体カセットを着脱自在なカセット方式とした液体吐出装置に関するものである。

この種の液体吐出装置として、出願人は、特許文献１に記載のものを提案している。この液体吐出装置は、押圧ローラを設けた本体と、弾性チューブの一端に吐出液体の貯留体を接続するとともに、他端に逆止弁を接続した液体カートリッジを収納した液体カセットとからなり、この液体カセットを前記弾性チューブが前記押圧ローラの押圧作動を受けるように着脱自在に装着し、前記押圧ローラの回転運動により、前記押圧ローラの前記弾性チューブに対する押圧作動が、作用時と非作用時とを繰り返して液体を定量ずつ吐出するように構成されている。

特開２００１−２００７９３号公報

この出願の発明者は、特許文献１に記載のような液体吐出装置において、液体吐出量を増大させるという開発テーマに携わっている。この液体吐出量を増大させるためには、回転駆動軸に対して押圧ローラを複数設けることが考えられる。この出願の発明者は、複数のローラを設ける際につぎの課題を見出した。

すなわち、複数の押圧ローラの取付角度によっては、押圧ローラを停止して、液体カセットを取り出そうとすると、押圧ローラが液体カセットの一部に引っ掛かり、液体カセットの交換ができなくなるという課題である。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、 吐出部収納部およびこの吐出部収納部の側方に設けられ回転駆動軸により回転される押圧ローラを備えた本体と、前記吐出部収納部に着脱自在であって、液体吐出用の弾性チューブが挿通され窓部を有する吐出部を備えた液体カセットとからなり、この液体カセットを前記弾性チューブが前記窓部を通して前記押圧ローラの押圧作動を受けるように着脱自在に装着し、前記押圧ローラの回転運動により、前記押圧ローラの前記弾性チューブに対する押圧作動が、作用時と非作用時とを繰り返して液体を定量ずつ吐出する液体吐出装置において、前記回転駆動軸に装着された複数の押圧ローラを備え、前記複数のローラが前記吐出部内に位置しないように前記回転駆動軸を停止させることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１において、複数の前記押圧ローラは、両端の前記押圧ローラが互いに鈍角を成すように前記回転駆動軸に装着されることを特徴としている。

この発明によれば、前記押圧ローラが液体カセットの一部に引っ掛かることなく、液体カセットの交換を容易に行うことができる。

つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、大腸菌群や大腸菌などの菌類の存否を判定する菌類判定装置などの培養液を定量ずつ吐出する液体吐出装置において実施されるが、前記菌類判定装置の殺菌剤の吐出装置としても実施される。また、硬度測定装置などの比色式自動水質監視装置の試薬の吐出装置などとしても実施される。

この発明の実施の形態は、吐出部収納部およびこの吐出部収納部の側方に設けられ回転駆動軸により回転される押圧ローラを備えた本体と、前記吐出部収納部に着脱自在であって、液体吐出用の弾性チューブが挿通され窓部を有する吐出部を備えた液体カセットとからなり、この液体カセットを前記弾性チューブが前記窓部を通して前記押圧ローラの押圧作動を受けるように着脱自在に装着し、前記押圧ローラの回転運動により、前記押圧ローラの前記弾性チューブに対する押圧作動が、作用時と非作用時とを繰り返して液体を定量ずつ吐出する液体吐出装置において、両端の前記押圧ローラが互いに鈍角を成すように前記回転駆動軸に装着された複数の押圧ローラを備え、前記複数のローラが前記吐出部内に位置しないように前記回転駆動軸を停止させることを特徴とする液体吐出装置である。

より具体的には、前記押圧ローラの回転運動により、この押圧ローラと円弧状ガイド部との間で弾性チューブを押圧閉塞して液体を定量吐出する液体吐出装置において、前記押圧ローラを設けた本体と、この本体に対し、吐出液体を収容した液体カセットを着脱自在に装着する構成となっている。この液体カセットは、弾性チューブの一端に吐出液体の貯留体を接続し、他端に逆止弁を接続して構成された一体構造の液体カートリッジを収納したものとして実現される。すなわち、この液体カートリッジは、貯留体と弾性チューブとを一体構造としており、かつ弾性チューブの他端に接続した逆止弁の機能と相まって、吐出液体の効能維持を図っており、また弾性チューブを有することに起因する剛性不足をカセット内に収容することにより解消し、この液体カセットにより本体への着脱を確実なものとしている。そして、この液体カセットは、弾性チューブの直線状部分が押圧ローラの回転運動に伴う押圧作動を受けるように装着される。したがって、液体カセットは、吐出液体の所期の効能を維持しつつ、簡単な着脱操作で確実に吐出装置に適用される。また、この液体カセットは、貯留体と弾性チューブとを一体構造としてあるので、液体が空気に触れることがないことはもちろん、気泡混入と云う問題も発生しない。

そして、この発明は、弾性チューブに対する押圧作動を行う複数個の押圧ローラが、本体に設けた回転駆動軸に固着した駆動アームの先端部に回転自在に装着したものとされる。この複数の押圧ローラは、両端の前記押圧ローラが回転駆動軸を中心にして互いに鈍角を成すように本体に設けた回転駆動軸に装着され、前記回転駆動軸の停止位置（慣性により最終的に停止する位置）において前記複数のローラが前記窓部から吐出部内に位置しないように構成される。前記複数の押圧ローラは、好ましくは、２個とするが、３個以上とすることもできる。３個以上とした場合、両端の押圧ローラの成す角度が鈍角を成すように構成する。また、前記鈍角は、１８０°に近い値とすることが、液体吐出を効率的に行ううえで好ましい。

この構成によれば、両端の前記押圧ローラが互いに鈍角を成すように回転駆動軸に装着された複数の押圧ローラを備え、前記複数のローラが前記吐出部内に位置しないように前記回転駆動軸を停止させるので、回転ローラの停止位置において、押圧ローラが液体カセットの一部である窓部に引っ掛かることがなく、液体カセットの取り出しを容易に行うことができる。回転駆動軸の回転に伴う押圧ローラの回転運動により、弾性チューブに対する押圧作動が、作用時と非作用時とを繰り返すことになる。すなわち、弾性チューブは、押圧ローラによる常時押圧から開放される。したがって、弾性チューブの復元力が弱くなると云うこともなく、疲労劣化が発生しない。

また、この発明の実施の形態としては、前記回転駆動軸の軸方向に適宜な間隔をもって押圧ローラを複数個並列配置し、この個数に対応して前記液体カセットを着脱自在に装着する構成として実現することができる。また、この発明において、前記液体カセットは、別個にカセットケースを構成し、このカセットケース内に前記液体カートリッジを収納配置することにより実現することが好適である。さらに、この発明にあっては、前記カセットケースを分割形成し、両部材で前記液体カートリッジを挟持収納することにより実現することが好適である。

以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。ここに説明する具体的実施例は、大腸菌群や大腸菌などの菌類の存否を判定する菌類判定装置の培養液を定量ずつ吐出する液体吐出装置について、この発明を実施した場合の実施例として説明する。図１は、この発明に係る液体吐出装置の概略的な斜視図であり、図２は、同実施例の要部断面の説明図であり、図３〜図８は、同実施例の異なる作動状態を示す要部断面の説明図であり、図９〜図１１は、同実施例の対比例の異なる作動状態を示す要部断面の説明図である。

図１および図２において、この発明に係る液体吐出装置１は、液体吐出装置の本体２と、この本体２に着脱自在に装着する液体カセット３とにより構成されている。

まず、前記本体２について、その概略を説明すると、この本体２には、後述する弾性チューブ９を押圧し、液状試薬を定量ずつ吐出する二つの第一押圧ローラ４Ａ，第二押圧ローラ４Ｂが設けられている。これらの押圧ローラ４Ａ，４Ｂは、本体２に設けた回転駆動軸５に、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂを挟むように、中央部が固着された一対の駆動アーム６，６の各両端部に回転自在に装着されており、回転駆動軸５の回転運動に伴って、自転しつつ弾性チューブ９を押圧する。前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂは、弾性チューブ９に平行であって、回転駆動軸５の中心を通る軸Ｐに対してそれぞれθ１，θ２ずつ成すように前記駆動アーム６，６に装着され、これにより前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂは互いに鈍角を成している。

そして、回転駆動軸５は、カップリング（図示省略の減速ギア機構を含む。）７を介して本体２に設けられた駆動モータ８と連結されている。この駆動モータ８は、培養液の吐出タイミングに連動して駆動するもので、吐出タイミングに対応して培養液の定量吐出を行うように、回転駆動軸５を介して押圧ローラ４Ａ，４Ｂに回転運動を行わせる。

前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂは、前記駆動モータ８の培養液吐出のタイミングに応じた前記回転駆動軸５の回転運動に伴って、前記弾性チューブ９に対する押圧作動を行う作用時と、押圧作動を行わない非作用時とを繰り返す構成となっている。

前記本体２に着脱自在に装着する液体カセット３について説明すると、この液体カセット３は、その内部に、シリコンゴム等により形成された弾性チューブ９と、液状試薬等の吐出すべき液体を収容した貯留体１０と、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂの非作用時において、弾性チューブ９内へ空気が逆流するのを防止する逆止弁１１とを一体構造とした液体カートリッジ（図示省略）を収納している。この液体カートリッジは、弾性チューブ９の一端に貯留体１０を接続するとともに、他端に逆止弁１１を接続したものとして構成されている。この一体構造により、培養液が空気に触れることがない構成となっており、また逆止弁１１の機能と相まって、培養液の効能維持を図っている。

つぎに、前記液体カートリッジを収納する液体カセット３について具体的に説明すると
、この液体カセット３は、合成樹脂等で成形されたカセットケース１２により構成されている。このカセットケース１２は、その上部には前記液体カートリッジの貯留体１０を収容する収容部が形成されており、またその下部には前記本体２に形成した吐出部収納部１３内に密に嵌合する寸法を有し、前記弾性チューブ９を挿通した吐出部１４が形成されている。この吐出部１４には、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂと共働する円弧状ガイド部１５と、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂの回転時、この押圧ローラ４Ａ，４Ｂが吐出部１４内へ出入りする窓部１６が形成されている。

さらに、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂの制御構成について説明する。前記駆動モータ８は、制御器１７に予め格納されたプログラムに基づき回転が制御される。この回転制御のプログラムには、回転位置検出手段１８による位置検出信号に基づき、図２に示すように、前記ローラ４Ａ，４Ｂが前記窓部１５から前記吐出内に位置しないように前記第一押圧ローラ４Ａおよび前記第二押圧ローラ４Ｂを停止させるためのプログラムが含まれている。すなわち、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂは、前記駆動モータ８により前記カップリングの減速ギア機構を介して前記回転駆動軸５により駆動されるが、前記制御器１７からの停止信号を受けても慣性により若干回転するので、その慣性を考慮して、ローラ停止時には、ほぼ図２の位置，すなわち前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂが前記窓部１６内に位置しない位置に位置するように設計される。なお、前記減速ギア機構などの存在により、停止した前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂに所定以上の力を加えない限り前記回転駆動軸５を回転させることは困難な構成となっている。

前記回転位置検出手段１８は、前記回転駆動軸５の先端に装着され、切り欠き（または孔）を形成した検出板１９と、発光素子および受光素子からなり、前記切り欠きの位置を検出する検出部２０とによって、前記検出板１９の回転位置、ひいては前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂの回転位置（前記回転駆動軸５を中とした回転位置）を検出する。この回転位置検出手段１８は、この実施例の構成に限定されるものではなく、他の構成のものとすることができる。

ここで、この実施例の動作を説明する。まず、前記液体カセット３を前記本体２に装着するには、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂを非作用時の位置（押圧ローラの停止位置）に位置する状態（図３参照）で、前記液体カセット３の下部の吐出部１４を前記吐出部収納部１３へ挿入して嵌合させる。前記吐出部１４が嵌合すると、前記弾性チューブ９が前記押圧ローラ４の押圧作動を受ける位置に前記吐出部１４の窓部１６が位置する。この嵌合状態は、図２および図３で示され、この状態になると、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂは、前記円弧状ガイド部１５と共働して前記弾性チューブ９を押圧閉塞する作用時の作動を行うことができる。

つぎに、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂの回転から停止までを図３から図８に基づき説明する。図３において、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂは、前記駆動モータ８の駆動により、停止位置から矢印の如く、反時計回り方向へ回転を始める。そして、図４に示す如く、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂの回転運動に伴って、一方の押圧ローラ４Ａにより、前記弾性チューブ９を押圧し（作用状態）この弾性チューブ９内の培養液を下流側へ圧送し、前記逆止弁１１を介して培養液を定量ずつ吐出する。前記逆止弁１１から吐出された培養液は、滴下して菌培養部（図示省略）内へ流入する。その後、図５に示す如く、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂは、非作用状態となり、さらに回転を続けると、図６に示す如く、他方の押圧ローラ４Ｂによる作用状態となり、培養液が定量吐出される。そして、更に回転を続けると、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂは、図７に示す如く、再び非作用状態に位置する。そして、前記制御器１７は、作用状態と非作用状態とを繰り返し、作用状態を設定回数行うことで、必要とする量の培養液を吐出する。

そして、前記制御器１７から停止信号が出力されると、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂは、図８に示す位置に停止される。この停止位置においては、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂは、前記窓部１６内から前記吐出部１４内に位置していないので、前記液体カセット３の取り出し時に前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂが前記窓部１６の周縁に引っ掛かることなく、前記吐出部１４を前記吐出部収納部１３から抜き出すことができる。こうして、前記液体カセット３と前記本体２との着脱を支障なく行うことができる。

この実施例による作用効果を図９〜図１１に示す対比例との対比で説明する。この対比例は、前記押圧ローラ４Ａ’，４Ｂ’を鈍角でなく、１８０°を成すように配置したものである。この対比例において、図９の停止位置から回転を始めると、図１０に示すように、実施例と同様の作用状態で、培養液の定量吐出を行うことができる。この定量吐出終了後に停止信号が出されると、前記押圧ローラ４Ａ’，４Ｂ’は、停止するが、慣性により、前記押圧ローラ４Ａ’，４Ｂ’が前記窓部１６内に位置しないように制御することが難しく、図１１の状態で停止してしまう。図１１の停止状態で、前記吐出部１４を抜き出そうとすると、前記押圧ローラ４Ａ’，４Ｂ’が前記窓部１６の周縁に引っ掛かり、抜けない、若しくは容易に抜けないことになる。これに対して、この実施例によれば、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂを前記窓部１６内に位置した状態で停止させないことを容易に実現でき、結果として、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂが前記吐出部１４内に位置しないので、前記液体カセット３の前記本体２からの着脱を容易に行うことができる。

この発明は、前記実施例に限定されるものではなく、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂを鈍角でなく、１８０°を成すように配置した場合でも、前記回転駆動軸５の中心から前記各押圧ローラ４Ａ，４Ｂの先端までの距離が前記実施例のそれと同じとなるようにローラ径を小さくし（またはこれに加えて前記アーム６の長さを長くする）、前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂが前記吐出部１４内に位置しないように前記回転駆動軸５を停止させる液体吐出装置（図示省略）を含むものである。この液体吐出装置によれば、両端の前記押圧ローラ４Ａ，４Ｂが互いに鈍角を成すように前記回転駆動軸５に装着した前記実施例と同様に、前記液体カセット３の前記本体２からの着脱を容易に行うことができる。

この発明に係る実施例の液体吐出装置の概略的な斜視図である。 同実施例の要部断面の説明図である。 同実施例の一作動状態を示す要部断面の説明図である。 同実施例の異なる作動状態を示す要部断面の説明図である。 同実施例の異なる作動状態を示す要部断面の説明図である。 同実施例の異なる作動状態を示す要部断面の説明図である。 同実施例の異なる作動状態を示す要部断面の説明図である。 同実施例の異なる作動状態を示す要部断面の説明図である。 対比例の一作動状態を示す要部断面の説明図である。 対比例の異なる作動状態を示す要部断面の説明図である。 対比例の異なる作動状態を示す要部断面の説明図である。

符号の説明

２ 本体
３ 液体カセット
４Ａ 第一押圧ローラ
４Ｂ 第二押圧ローラ
５ 回転駆動軸
９ 弾性チューブ

Claims (2)

1. 吐出部収納部およびこの吐出部収納部の側方に設けられ回転駆動軸により回転される押圧ローラを備えた本体と、前記吐出部収納部に着脱自在であって、液体吐出用の弾性チューブが挿通され窓部を有する吐出部を備えた液体カセットとからなり、この液体カセットを前記弾性チューブが前記窓部を通して前記押圧ローラの押圧作動を受けるように着脱自在に装着し、前記押圧ローラの回転運動により、前記押圧ローラの前記弾性チューブに対する押圧作動が、作用時と非作用時とを繰り返して液体を定量ずつ吐出する液体吐出装置において、
   前記回転駆動軸に装着された複数の押圧ローラを備え、
   前記複数のローラが前記吐出部内に位置しないように前記回転駆動軸を停止させることを特徴とする液体吐出装置。
2. 複数の前記押圧ローラは、両端の前記押圧ローラが互いに鈍角を成すように前記回転駆動軸に装着されることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。

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