JP2007108061A - 攪拌装置、容器及び分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発音部を有していても、配線数の増加を抑え、簡単な構成で特定の発音部に容易に切り替えることが可能な攪拌装置、容器及び分析装置を提供すること。
【解決手段】音波を用いて液体を攪拌する攪拌装置、容器及び分析装置。攪拌装置２０は、共振周波数の異なる複数の発音部２４ｂ，２４ｃを有し、発音部が発生する音波を液体に向けて照射する表面弾性波素子２４と、表面弾性波素子に入力する駆動信号の周波数を変更することにより、音波を発生する発音部を複数の発音部のうちの特定の発音部に切り替える駆動制御部２１とを備え、表面弾性波素子２４は、駆動信号が一組の入力部２４ｄから入力される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、音波を用いて液体を攪拌する攪拌装置、容器及び分析装置に関するものである。

従来、液体を音波によって攪拌する攪拌手段として、例えば、液体を保持した容器の外部に音波発生手段を設け、前記音波発生手段から前記容器に向けて音波を発生させることによって液体を攪拌する化学分析装置で使用する攪拌手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。この攪拌手段は、圧電素子が個々の音源となる分割電極を複数個有しており、圧電素子ドライバによって所定の周波数で加振される分割電極を切り替えることによって音波の鉛直方向における照射位置を変更することができる（段落番号００２０）。

特許第３６４２７１３号公報

ところで、特許文献１に開示された攪拌手段は、圧電素子ドライバが、個々の音源となる複数の分割電極の中から電力を印加する分割電極を選択することにより、音波の発生位置を制御しているため、各分割電極と圧電素子ドライバとの間が配線によって接続されている。このため、特許文献１の攪拌手段は、分割電極の数に応じて分割電極と圧電素子ドライバとの間を接続する配線数が増加すると共に、分割電極を選択するためのスイッチ回路が必要なことから、電気回路が複雑になるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の発音部を有していても、配線数の増加を抑え、簡単な構成で特定の発音部に容易に切り替えることが可能な攪拌装置、容器及び分析装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る攪拌装置は、音波を用いて液体を攪拌する攪拌装置であって、共振周波数の異なる複数の発音部を有し、前記発音部が発生する音波を液体に向けて照射する音波発生手段と、前記音波発生手段に入力する駆動信号の周波数を変更することにより、音波を発生する発音部を前記複数の発音部のうちの特定の発音部に切り替える駆動制御手段と、を備え、前記音波発生手段は、前記駆動信号が一組の入力部から入力されることを特徴とする。

また、請求項２に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記複数の発音部は、互いに隣接して、或いは距離を置いて配置されていることを特徴とする。

また、請求項３に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記複数の発音部は、前記共振周波数が不連続に変化することを特徴とする。

また、請求項４に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記複数の発音部は、前記共振周波数が連続して変化することを特徴とする。

また、請求項５に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記駆動制御手段によって前記駆動信号の周波数を変更することにより、前記複数の発音部のうち前記音波を発生する発音部が自己選択的に切り替わることを特徴とする。

また、請求項６に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記駆動信号は、前記液体の分析項目、前記液体の性状又は液量の情報に基づいて前記周波数が変更されることを特徴とする。

また、請求項７に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記駆動制御手段は、前記音波発生手段に入力する前記駆動信号の周波数を異なる共振周波数を含む帯域に亘って変化させることを特徴とする。

また、請求項８に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、圧電基板と複数の櫛型電極とを有する表面弾性波素子であって、前記複数の発音部は前記複数の櫛型電極であることを特徴とする。

また、請求項９に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記複数の櫛型電極は、前記圧電基板上における櫛型電極間の距離が異なることを特徴とする。

また、請求項１０に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、一方向に沿って厚さが増加する圧電基板と、当該圧電基板の両面に設けられる電極とを有する厚み縦振動子であることを特徴とする。

また、請求項１１に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記液体から隔離された位置に配置されていることを特徴とする。

また、請求項１２に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記駆動制御手段は、音波発生手段に入力する前記駆動信号である駆動電圧または駆動電流の周波数を変更することを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１３に係る容器は、音波を用いて液体を攪拌する攪拌装置に使用される容器であって、共振周波数の異なる複数の発音部を有し、一組の入力部から入力される駆動信号の周波数を変更することによって音波を発生する発音部を前記複数の発音部のうちの特定の発音部に切り替え、前記特定の発音部が発生する音波を液体に向けて照射する音波発生手段を設けたことを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１４に係る分析装置は、容器に保持された検体と試薬とを含む液体試料を攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、前記攪拌装置を備えたことを特徴とする。

本発明の攪拌装置は、音波発生手段と駆動制御手段とを備え、音波発生手段は、駆動信号が一組の入力部から入力され、また、本発明の分析装置は、前記攪拌装置を備えているので、配線数の増加を抑え、簡単な構成で特定の発音部に容易に切り替えることができるという効果を奏する。また、本発明の容器は、一組の入力部から入力される駆動信号の周波数を変更することによって音波を発生する発音部を前記複数の発音部のうちの特定の発音部に切り替えるので、音波発生手段と駆動制御手段との間を接続する配線数の増加が抑えられ、簡単な構成で特定の発音部に容易に切り替えることができるという効果を奏する。

（実施の形態１）
以下、本発明の攪拌装置、容器及び分析装置にかかる実施の形態１について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、攪拌装置を備えた自動分析装置の概略構成図である。図２は、図１に示す自動分析装置を構成するキュベットホイールのＡ部を拡大し、一部を断面にして示す斜視図である。図３は、反応容器を収容したキュベットホイールをホイール電極の位置で水平に切断した断面平面図である。図４は、攪拌装置の概略構成を反応容器の斜視図と共に示すブロック図である。

自動分析装置１は、図１及び図２に示すように、試薬テーブル２，３、キュベットホイール４、検体容器移送機構８、分析光学系１２、洗浄機構１３、制御部１５及び攪拌装置２０を備えている。

試薬テーブル２，３は、図１に示すように、それぞれ周方向に配置される複数の試薬容器２ａ，３ａを保持し、駆動手段に回転されて試薬容器２ａ，３ａを周方向に搬送する。

キュベットホイール４は、図１に示すように、周方向に沿って設けた複数の仕切り板４ａによって反応容器５を配置する複数のホルダ４ｂが周方向に形成され、図示しない駆動手段によって矢印で示す方向に回転されて反応容器５を搬送する。キュベットホイール４は、図２に示すように、各ホルダ４ｂの下部に対応する位置に半径方向に測光孔４ｃが形成され、測光孔４ｃの上部に設けた上下２つの挿通孔４ｄのそれぞれを利用してホイール電極４ｅが取り付けられている。ホイール電極４ｅは、図２及び図３に示すように、挿通孔４ｄから延出した一端が折り曲げられてキュベットホイール４の外面に当接し、挿通孔４ｄから延出した他端は同様に折り曲げられてホルダ４ｂの内面近傍に配置され、ホルダ４ｂに配置した反応容器５をばね力によって保持している。反応容器５は、近傍に設けた試薬分注機構６，７によって試薬テーブル２，３の試薬容器２ａ，３ａから試薬が分注される。ここで、試薬分注機構６，７は、それぞれ水平面内を矢印方向に回動するアーム６ａ，７ａに試薬を分注するプローブ６ｂ，７ｂが設けられ、洗浄水によってプローブ６ｂ，７ｂを洗浄する洗浄手段を有している。

一方、反応容器５は、光学的に透明な素材から成形され、図２に示すように、液体を保持する保持部５ａを有する四角筒状の容器であり、側壁５ｂに表面弾性波素子２４が取り付けられると共に、表面弾性波素子２４の一組の入力端子２４ｄのそれぞれと接続される電極パッド５ｅが取り付けられている。反応容器５は、後述する分析光学系１２から出射された分析光（３４０〜８００ｎｍ）に含まれる光の８０％以上を透過する素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラス，環状オレフィンやポリスチレン等の合成樹脂が使用される。反応容器５は、表面弾性波素子２４を取り付けた部分に隣接する下部側の点線によって囲まれた部分が前記分析光を透過させる測光用の窓５ｃとして利用される。反応容器５は、使用に際しては、上部に防滴用のゴムキャップ５ｄを被せ、表面弾性波素子２４を仕切り板４ａ側に向けてホルダ４ｂにセットされる。これにより、反応容器５は、図３に示すように、各電極パッド５ｅが対応するホイール電極４ｅと接触する。ここで、電極パッド５ｅは、表面弾性波素子２４に一体的に設けられた構成となっている。

検体容器移送機構８は、図１に示すように、フィーダ９に配列した複数のラック１０を矢印方向に沿って１つずつ移送する移送手段であり、ラック１０を歩進させながら移送する。ラック１０は、検体を収容した複数の検体容器１０ａを保持している。ここで、検体容器１０ａは、検体容器移送機構８によって移送されるラック１０の歩進が停止するごとに、水平方向に回動するアーム１１ａとプローブ１１ｂとを有する検体分注機構１１によって検体が各反応容器５へ分注される。このため、検体分注機構１１は、洗浄水によってプローブ１１ｂを洗浄する洗浄手段を有している。

分析光学系１２は、試薬と検体とが反応した反応容器５内の液体試料を分析するための分析光（３４０〜８００ｎｍ）を出射するもので、図１に示すように、発光部１２ａ，分光部１２ｂ及び受光部１２ｃを有している。発光部１２ａから出射された分析光は、反応容器５内の液体試料を透過し、分光部１２ｂと対向する位置に設けた受光部１２ｃによって受光される。受光部１２ｃは、制御部１５と接続されている。

洗浄機構１３は、ノズル１３ａによって反応容器５内の液体試料を吸引して排出した後、ノズル１３ａによって洗剤や洗浄水等の洗浄液等を繰り返し注入し、吸引することにより、分析光学系１２による分析が終了した反応容器５を洗浄する。

制御部１５は、自動分析装置１の各部の作動を制御すると共に、発光部１２ａの出射光量と受光部１２ｃが受光した光量に基づく反応容器５内の液体試料の吸光度に基づいて検体の成分や濃度等を分析し、例えば、マイクロコンピュータ等が使用される。制御部１５は、図１に示すように、入力部１６及び表示部１７と接続されている。入力部１６は、制御部１５へ検査項目等を入力する操作を行う部分であり、例えば、キーボードやマウス等が使用される。入力部１６は、攪拌装置２０の表面弾性波素子２４に入力する駆動信号の周波数を切り替える操作等にも使用される。表示部１７は、分析内容や警報等を表示するもので、ディスプレイパネル等が使用される。

攪拌装置２０は、図４に示すように、駆動制御部２１と表面弾性波素子２４とを有している。駆動制御部２１は、制御部１５を介して入力部１６から入力される液体の検査項目、液体の性状又は液量等の情報に基づいて表面弾性波素子２４に入力する駆動信号の周波数を変更し、音波を発生する発音部の位置を切り替える単一の駆動制御部である。駆動制御部２１は、キュベットホイール４の外周にキュベットホイール４と対向させて配置され（図１参照）、ハウジング２１ａに設けたブラシ状の接触子２１ｂ（図３参照）の他に、ハウジング２１ａ内に信号発生器２２と駆動制御回路２３を備えている。接触子２１ｂは、２つのホイール電極４ｅと対向するハウジング２１ａに設けられ、キュベットホイール４が停止すると対応するホイール電極４ｅと接触し、駆動制御部２１と反応容器５の表面弾性波素子２４とが電気的に接続される。

信号発生器２２は、駆動制御回路２３から入力される制御信号に基づいて発振周波数を変更可能な発振回路を有しており、数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波の駆動信号を表面弾性波素子２４に入力する。駆動制御回路２３は、メモリとタイマを内蔵した電子制御手段（ＥＣＵ）が使用され、制御部１５を介して入力部１６から入力される制御信号に基づいて信号発生器２２の作動を制御することにより、信号発生器２２が表面弾性波素子２４へ出力する駆動信号の電圧や電流を制御する。駆動制御回路２３は、信号発生器２２の作動を制御することにより、例えば、表面弾性波素子２４が発する音波の特性（周波数，強度，位相，波の特性）、波形（正弦波，三角波，矩形波，バースト波等）或いは変調（振幅変調，周波数変調）等を制御する。また、駆動制御回路２３は、内蔵したタイマに従って信号発生器２２が発振する高周波信号の周波数を変化させることができる。

表面弾性波素子２４は、図４に示すように、圧電基板２４ａの表面に櫛型電極（ＩＤＴ）からなる振動子２４ｂ，２４ｃが僅かな距離を置いて配置されている。振動子２４ｂ，２４ｃは、駆動制御部２１から入力された駆動信号を表面弾性波（音波）に変換する発音部であり、振動子２４ｂ，２４ｃを構成する複数のフィンガーが圧電基板２４ａの長手方向に沿って配列されている。また、表面弾性波素子２４は、一組の入力端子２４ｄと単一の駆動制御部２１との間がホイール電極４ｅに接触する接触子２１ｂによって接続されている。振動子２４ｂ，２４ｃは、入力端子２４ｄとの間がバスバー２４ｅによって接続されている。表面弾性波素子２４は、エポキシ樹脂等の音響整合層を介して反応容器５の側壁５ｂに取り付けられる。ここで、図４に示す表面弾性波素子２４を含め、以下に説明する表面弾性波素子を示す図面は、構成の概略を示すことを主目的とするため、振動子を構成する複数のフィンガーの線幅又はピッチは必ずしも正確に描いていない。なお、入力端子２４ｄ上に図２の電極パッド５ｅが一体的に設けられるか、入力端子２４ｄ自体が電極パッド５ｅであっても良い。

以上のように構成される自動分析装置１は、回転するキュベットホイール４によって周方向に沿って搬送されてくる複数の反応容器５に試薬分注機構６，７が試薬容器２ａ，３ａから試薬を順次分注する。試薬が分注された反応容器５は、検体分注機構１１によってラック１０に保持された複数の検体容器１０ａから検体が順次分注される。そして、キュベットホイール４が停止する都度、接触子２１ｂがホイール電極４ｅと接触し、駆動制御部２１と反応容器５の表面弾性波素子２４とが電気的に接続される。このため、反応容器５は、分注された試薬と検体が攪拌装置２０によって順次攪拌されて反応する。自動分析装置１においては、通常、試薬の量に比べて検体の量が少なく、攪拌によって液体中に生ずる一連の流れによって反応容器５に分注された少量の検体が多量の試薬に引き込まれて検体と試薬との反応が促進される。このようにして検体と試薬が反応した反応液は、キュベットホイール４が再び回転したときに分析光学系１２を通過し、図４に示すように、発光部１２ａから出射された光束ＬBが透過する。このとき、反応容器５内の試薬と検体の反応液は、受光部１２ｃで側光され、制御部１５によって成分濃度等が分析される。そして、分析が終了した反応容器５は、洗浄機構１３によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。

このとき、自動分析装置１は、制御部１５を介して入力部１６から予め入力された制御信号に基づき、キュベットホイール４の停止時に駆動制御部２１が接触子２１ｂから入力端子２４ｄに駆動信号を入力する。これにより、表面弾性波素子２４は、入力される駆動信号の周波数に応じて振動子２４ｂ又は振動子２４ｃが駆動され、表面弾性波（音波）を誘起する。誘起された表面弾性波（音波）は、音響整合層から反応容器５の側壁５ｂ内へと伝搬し、音響インピーダンスが近い液体試料中へ漏れ出してゆく。この結果、反応容器５内には、液体試料中の振動子２４ｂ又は振動子２４ｃに対応する位置を起点として斜め上方と斜め下方に向かう２つの流れが生じ、分注された試薬と検体はこの２つの流れによって攪拌される。

ここで、表面弾性波素子２４は、振動子２４ｂ，２４ｃのそれぞれの中心周波数における電気インピーダンスが外部電気系と同じ５０Ωとなるように設計しておき、その中心周波数で駆動する。すると、振動子２４ｂ，２４ｃと外部電気系のインピーダンスが一致するため、表面弾性波素子２４は、電気的な反射なしに振動子２４ｂ，２４ｃに駆動信号を入力することができる。

表面弾性波素子２４において、例えば、振動子２４ｂ，２４ｃの中心周波数をそれぞれｆ1，ｆ2（ｆ1＜ｆ2）とする。このとき、表面弾性波素子２４は、振動子２４ｂ，２４ｃのインピーダンスをそれぞれＺ1，Ｚ2として等価回路を示すと図５に示すようになる。このため、例えば、駆動制御部２１が表面弾性波素子２４に周波数ｆ1の駆動信号を入力すると、振動子２４ｂはインピーダンスが５０Ω、振動子２４ｃはインピーダンスが∞となる。従って、表面弾性波素子２４は、見掛け上、図６に示すように、振動子２４ｃが存在せず（絶縁状態）、入力された駆動信号によって振動子２４ｂのみが駆動されることになる。

一方、駆動制御部２１が表面弾性波素子２４に周波数ｆ2の駆動信号を入力すると、振動子２４ｂはインピーダンスが∞、振動子２４ｃはインピーダンスが５０Ωと逆になる。従って、表面弾性波素子２４は、見掛け上、図７に示すように、振動子２４ｂが存在せず（絶縁状態）、入力された駆動信号によって振動子２４ｃのみが駆動されることになる。なお、外部電気系のインピーダンスが他の値、例えば、７０Ωの場合には、振動子２４ｂ，２４ｃの中心周波数における電気インピーダンスが７０Ωとなるように設計しておけばよい。

このため、自動分析装置１は、入力部１６での入力操作により、駆動制御部２１が表面弾性波素子２４に出力する駆動信号を切り替え、例えば、液体の量が少ない場合には、周波数ｆ1の駆動信号を表面弾性波素子２４に入力する。すると、自動分析装置１は、キュベットホイール４が停止したときに接触子２１ｂがホイール電極４ｅと接触することにより、表面弾性波素子２４に周波数ｆ1の駆動信号が入力される。

これにより、攪拌装置２０は、表面弾性波素子２４の振動子２４ｂが、図８に示すように、キュベットホイール４が停止する停止時間Ｔs中に周波数ｆ1の駆動信号によって順次駆動される。この結果、キュベットホイール４の停止中に振動子２４ｂによって誘起された表面弾性波（音波）は、音響整合層から反応容器５の側壁５ｂ内へと伝搬し、音響インピーダンスが近い液体試料中へ漏れ出す。この漏れ出した音波によって音響流が生じ、分注された試薬と検体とが攪拌される。

このとき、振動子２４ｂは、図４に示すように、反応容器５の下側に配置されている。このため、図９に示すように、反応容器５の液体試料Ｌs中へ漏れ出した音波Ｗaは、液体試料Ｌs中の振動子２４ｂに対応する位置を起点として、矢印で示す斜め上方と斜め下方の２方向に向かう。従って、反応容器５に保持された液体試料Ｌs中には、この２方向に対応した２つの音響流が生じ、分注された試薬と検体とが攪拌される。

一方、例えば、液体の量が多い場合、自動分析装置１は、入力部１６における入力操作によって、周波数ｆ1の駆動信号と周波数ｆ2の駆動信号が交互に入力されるように設定する。これにより、攪拌装置２０は、図１０に示すように、接触子２１ｂが接触するホイール電極４ｅが変わる停止時間Ｔs中に周波数ｆ1と周波数ｆ2の駆動信号が表面弾性波素子２４に時分割で交互に入力される。これにより、自動分析装置１のキュベットホイール４が停止する毎に、駆動制御部２１によって表面弾性波素子２４に入力される駆動信号の周波数が変更されると、音波を発生する振動子２４ｂ，２４ｃが自己選択的に切り替わる。

この結果、攪拌装置２０は、図１１に示すように、反応容器５の下側に配置された振動子２４ｂから周波数ｆ1の音波Ｗa1が、上側に配置された振動子２４ｃから周波数ｆ2の音波Ｗa2が、それぞれ液体試料Ｌs中へ交互に漏れ出して音響流が発生する。このため、反応容器５が保持した液体試料Ｌsは、エネルギーの無駄を抑えて反応容器５の底部から気液界面に至るまで効率良く攪拌される。なお、周波数ｆ1，ｆ2の切り替え時間は、必ずしも１：１である必要はなく、検体の性状又は液量等に応じて適宜設定，変更しても良い。

このとき、攪拌装置２０は、表面弾性波素子２４の数に関係なく、図４に示すように、単一の駆動制御部２１と一組の入力端子２４ｄとの間がホイール電極４ｅに接触する接触子２１ｂによって接続されている。また、表面弾性波素子２４は、駆動制御部２１によって駆動信号の周波数を変更することによって、音波を発生する振動子２４ｂ，２４ｃが自己選択的に切り替わる。このため、攪拌装置２０は、従来の攪拌手段のようなスイッチ回路が必要ないことと相俟って、発音部となる共振周波数の異なる複数の振動子２４ｂ，２４ｃを有していても、配線数の増加を抑え、簡単な構成で音波を発生する振動子２４ｂ，２４ｃを特定の振動子２４ｂ，２４ｃに容易に切り替えることができる。

しかも、攪拌装置２０は、位置によって共振周波数が異なる振動子を有する表面弾性波素子２４を用いることによって、駆動制御部２１と一組の入力端子２４ｄとの間を接続することから配線数を少なくすることができるので、小さい容器へ表面弾性波素子２４を取り付けることが可能となり、容器の小型化のみならず分析装置の小型化も可能となる。

（実施の形態２）
次に、本発明の攪拌装置、容器及び分析装置にかかる実施の形態２について、図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１の攪拌装置及び分析装置は、側壁に表面弾性波素子を取り付けた反応容器を使用している。これに対し、実施の形態２の攪拌装置及び分析装置は、底壁外面に表面弾性波素子を取り付けた反応容器を使用している。

図１２は、実施の形態２に係る自動分析装置のキュベットホイールの構造を示すもので、図１に示す自動分析装置を構成するキュベットホイールのＡ部を拡大し、一部を断面にして示す斜視図である。図１３は、キャップを外した反応容器の斜視図である。図１４は、反応容器の底壁外面に取り付ける表面弾性波素子の正面図である。ここで、実施の形態２を含めて以下に説明する自動分析装置及び反応容器は、基本構成が実施の形態１の自動分析装置１及び反応容器５と同じであるので、以下の説明においては、実施の形態１の自動分析装置１及び反応容器５と同一の構成部分には同一の符号を用いている。

実施の形態２においては、底壁外面に表面弾性波素子を取り付けた反応容器を使用しているため、自動分析装置１は、キュベットホイール４のホイール電極の形状が実施の形態１と異なっている。即ち、実施の形態２においては、図１２に示すように、ホイール電極４ｆは、挿通孔４ｄから延出した一端が折り曲げられてキュベットホイール４の外面に当接し、挿通孔４ｄから延出した他端は同様に折り曲げられた後、ホルダ４ｂの底部へ延びている。これにより、各ホイール電極４ｆは、ホルダ４ｂに反応容器５を収容すると、表面弾性波素子２４の対応する入力端子２４ｄと接続される。

反応容器５は、図１３に示すように、底壁外面に表面弾性波素子２４が取り付けられている。表面弾性波素子２４は、図１４に示すように、直列に接続した振動子２４ｂ（中心周波数ｆ1）と振動子２４ｃ（中心周波数ｆ2（＞ｆ1））が一組の入力端子２４ｄに対して２組並列に接続され、圧電基板２４ａ上で２つの振動子２４ｂと２つの振動子２４ｃがそれぞれ対角線上に配置されている。

一方、攪拌装置３０は、図１５に示すように、駆動制御部２１と表面弾性波素子２４とを有しており、ホイール電極４ｆを介して駆動制御部２１から表面弾性波素子２４に駆動信号が入力される。攪拌装置３０は、例えば、振動子２４ｂが駆動されると、図１５に示すように、周波数ｆ1の音波Ｗa1が反応容器５の底壁から液体試料Ｌs中へ漏れ出す。

実施の形態２の自動分析装置１は、以上のように構成される攪拌装置３０を使用しており、入力部１６における入力操作によって、キュベットホイール４の停止時に周波数ｆ1の駆動信号と周波数ｆ2の駆動信号が表面弾性波素子２４に交互に入力されるように予め設定しておく。これにより、攪拌装置３０は、図１６に示すように、接触子２１ｂが接触するホイール電極４ｆが変わる停止時間Ｔs毎に周波数ｆ1と周波数ｆ2の駆動信号が表面弾性波素子２４に時分割で交互に入力される。これにより、自動分析装置１は、キュベットホイール４が停止する毎に、音波を発生する振動子２４ｂ，２４ｃが自己選択的に切り替えられる。

この結果、攪拌装置３０は、振動子２４ｂが駆動されると、反応容器５の平面図である図１７に示すように、周波数ｆ1の音波が反応容器５の底壁から液体試料Ｌs中へ漏れ出して音響流ＳA1が発生する。一方、攪拌装置３０は、振動子２４ｃが駆動されると、図１８に示すように、周波数ｆ2の音波が反応容器５の底壁から液体試料Ｌs中へ漏れ出して音響流ＳA2が発生する。このとき、２つの振動子２４ｂと２つの振動子２４ｃは、それぞれ圧電基板２４ａ上で交差する線上に配置されている。このため、反応容器５が保持した液体試料Ｌs中には、発生位置と方向が異なる音波及び音響流ＳA1と音波及び音響流ＳA2とが交互に発生する。これにより、攪拌装置３０は、反応容器５が保持した液体試料Ｌsを効率良く攪拌することができる。この場合、攪拌装置３０は、表面弾性波素子２４を反応容器５の底壁外面に取り付けたので、反応容器５が保持する液体試料の量とは無関係に音波を発生する発音部である振動子２４ｂ又は振動子２４ｃに切り替えることができる。なお、周波数ｆ1，ｆ2の切り替え時間、又は、切り替え順序は、検体の性状や液量等に応じて適宜設定，変更しても良い。

ここで、攪拌装置３０は、表面弾性波素子２４の数に関係なく、単一の駆動制御部２１と一組の入力端子２４ｄとの間がホイール電極４ｆに接触する接触子２１ｂによって接続されている。また、表面弾性波素子２４は、駆動制御部２１によって駆動信号の周波数を変更することによって、音波を発生する振動子２４ｂ，２４ｃが自己選択的に切り替わる。このため、攪拌装置２０は、従来の攪拌手段のようなスイッチ回路が必要ないことと相俟って、発音部となる共振周波数の異なる複数の振動子２４ｂ，２４ｃを有していても、配線数の増加を抑え、簡単な構成で音波を発生する振動子２４ｂ，２４ｃを特定の振動子２４ｂ，２４ｃに容易に切り替えることができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の攪拌装置、容器及び分析装置にかかる実施の形態３について、図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１，２の攪拌装置及び分析装置は、振動子を構成する複数のフィンガーが総て同じ方向に配列された表面弾性波素子を取り付けた反応容器を使用している。これに対し、実施の形態３の攪拌装置及び分析装置は、複数の振動子相互間でフィンガーの向きが９０°異なる表面弾性波素子を取り付けた反応容器を使用している。

図１９は、実施の形態３に係る攪拌装置の概略構成を反応容器の斜視図と共に示すブロック図である。図２０は、キャップを外した反応容器の斜視図である。図２１は、反応容器の底壁外面に取り付ける表面弾性波素子の正面図である。

実施の形態３の攪拌装置３５は、図１９に示すように、駆動制御部２１と反応容器５の底壁外面に取り付ける表面弾性波素子２４とを有しており、キュベットホイール４のホルダ４ｂに反応容器５を収容すると、ホイール電極４ｆを介して駆動制御部２１から表面弾性波素子２４に駆動信号が入力される。

反応容器５は、図２０に示すように、底壁外面に表面弾性波素子２４が取り付けられている。表面弾性波素子２４は、図２１に示すように、直列に接続した振動子２４ｂ，２４ｃ（中心周波数ｆ1，ｆ2）と、直列に接続した振動子２４ｆ，２４ｇ（中心周波数ｆ3，ｆ4（＜ｆ1＜ｆ3＜ｆ2））とが一組の入力端子２４ｄに対して並列に接続されている。このとき、振動子２４ｂ，２４ｆと振動子２４ｃ，２４ｇは、圧電基板２４ａの板面上でフィンガーの向きが９０°異なっている。

実施の形態３の自動分析装置１は、以上のように構成される攪拌装置３５を使用しており、入力部１６における入力操作によって、キュベットホイール４の停止時に周波数ｆ1〜ｆ4の駆動信号が表面弾性波素子２４に周波数ｆ4，ｆ3，ｆ2，ｆ1の順に切り替えて入力されるように予め設定しておく。これにより、攪拌装置３５は、図２２に示すように、接触子２１ｂが接触するホイール電極４ｆが変わる停止時間Ｔs毎に周波数ｆ4〜ｆ1の駆動信号が駆動制御部２１によって切り替えられながら表面弾性波素子２４に時分割で交互に入力される。これにより、自動分析装置１は、キュベットホイール４が停止する毎に、音波を発生する振動子２４ｂ，２４ｃ，２４ｆ，２４ｇが自己選択的に切り替えられる。

このため、攪拌装置３５は、振動子２４ｇが駆動されると、図２３に示すように、周波数ｆ4の音波が反応容器５の底壁から液体試料Ｌs中へ漏れ出して音響流ＳA4が発生する。次に、攪拌装置３５は、振動子２４ｆが駆動されると、図２４に示すように、周波数ｆ3の音波が底壁から液体試料Ｌs中へ漏れ出して音響流ＳA3が発生する。次いで、攪拌装置３５は、振動子２４ｃが駆動されると、図２５に示すように、周波数ｆ2の音波が底壁から液体試料Ｌs中へ漏れ出して音響流ＳA2が発生する。そして、攪拌装置３５は、振動子２４ｂが駆動されると、図２６に示すように、周波数ｆ1の音波が底壁から液体試料Ｌs中へ漏れ出して音響流ＳA1が発生する。

この結果、反応容器５が保持した液体試料Ｌs中には、音響流ＳA4〜ＳA1が順番に発生する。これらの音響流のうち流速が大きい音響流ＳA4a〜ＳA1aが連なって、図２７に示すように、反時計方向の旋廻流Ｆとなる。攪拌装置３５は、旋廻流Ｆにより反応容器５に保持した液体試料Ｌsを効率良く攪拌することができる。この場合、攪拌装置３５は、表面弾性波素子２４を反応容器５の底壁外面に取り付けたので、反応容器５が保持する液体試料の量とは無関係に音波を発生する振動子２４ｂ，２４ｃ，２４ｆ，２４ｇのうち特定の振動子に切り替えることができる。

ここで、攪拌装置３５は、反応容器５に保持した液体試料Ｌsを効率良く攪拌することができれば、駆動制御部２１によって表面弾性波素子２４を駆動する駆動信号の周波数を切り替える順序は、必ずしもｆ4，ｆ3，ｆ2，ｆ1の順である必要はなく、また、振動子２４ｂ，２４ｃ，２４ｆ，２４ｇの配置位置も図２１に示す位置に限定されるものではない。従って、攪拌装置３５は、駆動制御部２１によって表面弾性波素子２４を周波数ｆ4，ｆ3，ｆ2，ｆ1の順に駆動した後、図２８に示すように、周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3，ｆ4の順に駆動してもよいし、他の順で駆動してもよい。このように攪拌順序を逆にすると、分析対象によっては、反応容器５に保持した液体試料Ｌs中に生ずる音響流の向きが乱れ、液体試料Ｌsの攪拌効果が向上する。

また、攪拌装置３５は、振動子２４ｂ，２４ｃ，２４ｆ，２４ｇを有する表面弾性波素子２４を、図２９に示すように、反応容器５の側壁５ｂ外面に取り付けてもよい。このようにすると、攪拌装置３５は、駆動制御部２１によって周波数ｆ1〜ｆ4の駆動信号を切り替えて表面弾性波素子２４に入力することにより、側壁５ｂから液体試料Ｌs中へ交互に漏れ出す振動子２４ｂ，２４ｃ，２４ｆ，２４ｇに基づく４種類の音波Ｗaによって生ずる旋廻流Ｆを上下方向に流れる対流とすることができる。このため、攪拌装置３５のみならず、自動分析装置１の設計上の自由度が増す。

ここで、実施の形態１〜３の攪拌装置で使用する表面弾性波素子２４は、発音部となる振動子の数を、目的に応じて種々の数に変化させることができ、例えば、図３０に示すように、直列に接続した２つの振動子２４ｂ（中心周波数ｆ1）と１つの振動子２４ｃ（中心周波数ｆ2（＞ｆ1））とを一組の入力端子２４ｄに対して並列接続した３個の振動子としてもよい。また、図３１に示すように、直列に接続した２つの振動子２４ｂ（中心周波数ｆ1）と直列に接続した２つの振動子２４ｃ（中心周波数ｆ2）とを一組の入力端子２４ｄに対して並列接続した４個の振動子としてもよい。

一方、表面弾性波素子２４は、図３２に示すように、振動子２４ｂを構成する複数のフィンガーの線幅又はピッチを図中下部から上部に向かって小さくなるように変化させることにより、中心周波数が下部から上部に向かって大きくなるように構成してもよい。このように構成すると、表面弾性波素子２４は、入力する駆動信号の周波数に応じて圧電基板２４ａに沿った発音部の位置を上下方向に切り替えることができ、単一の振動子２４ｂであっても発音部を複数箇所とすることができる。

また、表面弾性波素子２４は、図３３に示すように、直列に接続した２つの振動子２４ｂ，２４ｃ（中心周波数ｆ1，ｆ2）と直列に接続した２つの振動子２４ｆ，２４ｇ（中心周波数ｆ3，ｆ4（＜ｆ1＜ｆ3＜ｆ2））とを一組の入力端子２４ｄに対して並列接続した４個の振動子としてもよい。更に、表面弾性波素子２４は、図３４に示すように、１つの振動子２４ｃを間に配置して直列に接続した２つの振動子２４ｂと、１つの振動子２４ｂを間に配置して直列に接続した２つの振動子２４ｃとを一組の入力端子２４ｄに対して並列接続した６個の振動子としてもよい。この場合、表面弾性波素子２４は、上下、左右に隣り合う振動子２４ｂ，２４ｃ間で中心周波数が互い違いに異なっている。

ここで、自動分析装置によって検体を分析する場合、通常、検査項目毎に検体と試薬とを含む液体試料の液量が異なっている。このため、以上のような変形例に係る表面弾性波素子２４を使用した攪拌装置２０は、反応容器５が保持した液体の液量に応じて切り替えることができる。例えば、図３３に示す表面弾性波素子２４を使用した攪拌装置２０は、表面弾性波素子２４を異なる駆動周波数ｆ1〜ｆ4で駆動することにより、出射する音波の高さ方向の位置を反応容器５が保持した液体の液量に応じて切り替えることができる。

即ち、このような攪拌装置２０を備えた自動分析装置１は、例えば、検体と試薬とを含む液体試料の液量が少ない場合には、入力部１６における入力操作によって、図３５に示すように、接触子２１ｂが接触するホイール電極４ｆが変わる停止時間Ｔs毎に周波数ｆ1，ｆ2の駆動信号が表面弾性波素子２４に時分割で交互に入力されるように予め設定しておく。これにより、自動分析装置１は、キュベットホイール４が停止する毎に、複数の振動子２４ｂ，２４ｃ，２４ｆ，２４ｇのうち振動子２４ｂ，２４ｃが駆動される。この結果、攪拌装置２０は、図３６に示すように、反応容器５の下側に配置された振動子２４ｂ，２４ｃから周波数ｆ1の音波Ｗa1と周波数ｆ2の音波Ｗa2が液体試料Ｌs中へ交互に漏れ出すことによって生ずる音響流により、反応容器５が保持した液体試料Ｌsをエネルギーの無駄を抑えて効率良く攪拌することができる。

一方、液量が多い場合、音波Ｗa1と音波Ｗa2によって生ずる流れが気液界面へ到達するのに時間が掛かるため、液体試料Ｌsを短時間で十分に攪拌することが難しい。このため、自動分析装置１は、図３７に示すように、駆動信号の周波数を変更して周波数ｆ1〜ｆ4の駆動信号を表面弾性波素子２４に時分割で交互に入力するように設定することで、駆動する振動子２４ｂ，２４ｃ，２４ｆ，２４ｇの位置を交互に切り替える。これにより、自動分析装置１は、キュベットホイール４が停止する停止時間Ｔs毎に、周波数ｆ1〜ｆ4の駆動信号が表面弾性波素子２４に交互に入力される。

この結果、攪拌装置２０は、図３８に示すように、下側に配置された振動子２４ｂ，２４ｃから周波数ｆ1，ｆ2の音波Ｗa1，Ｗa2が液体試料Ｌs中へ、上側に配置された振動子２４ｆ，２４ｇから周波数ｆ3，ｆ4の音波Ｗa3，Ｗa4が液体試料Ｌs中へ、それぞれ交互に漏れ出すので、気液界面付近であっても音響流が発生し、反応容器５が保持した液体試料Ｌsをエネルギーの無駄を抑えて底部から気液界面に至るまで効率良く攪拌することができる。

このとき、実施の形態３の攪拌装置３５は、表面弾性波素子２４の数に関係なく、図１９に示したように、単一の駆動制御部２１と一組の入力端子２４ｄとの間がホイール電極４ｆに接触する接触子２１ｂによって接続されている。また、表面弾性波素子２４は、駆動制御部２１によって駆動信号の周波数を変更することによって、音波を発生する振動子２４ｂ，２４ｃが自己選択的に切り替わる。このため、攪拌装置３５は、従来の攪拌手段のようなスイッチ回路が必要ないことと相俟って、発音部となる共振周波数の異なる複数の振動子２４ｂ，２４ｃを有していても、配線数の増加を抑え、簡単な構成で音波を発生する振動子２４ｂ，２４ｃを特定の振動子２４ｂ，２４ｃに容易に切り替えることができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の攪拌装置、容器及び分析装置にかかる実施の形態４について、図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態１〜３の攪拌装置、容器及び分析装置は、音波発生手段として表面弾性波素子を使用している。これに対し、実施の形態４の攪拌装置、容器及び分析装置は、音波発生手段として厚み縦振動子を使用している。

図３９は、実施の形態４に係る攪拌装置の概略構成を反応容器の断面図と共に示すブロック図である。図４０は、図３９に示す攪拌装置で使用する厚み縦振動子の斜視図である。図４１は、圧電基板の長手方向に沿った位置と中心周波数との関係を示す厚み縦振動子の周波数特性図である。

実施の形態４に係る反応容器５は、図３９に示すように、厚み縦振動子４４が側壁５ｂ外面に取り付けられている。また、実施の形態４に係る攪拌装置４０は、図３９に示すように、駆動制御部２１と厚み縦振動子４４とを有しており、キュベットホイール４のホルダ４ｂに反応容器５を収容すると、ホイール電極４ｆを介して駆動制御部２１から厚み縦振動子４４に駆動信号が入力される。

厚み縦振動子４４は、音響整合層を介して反応容器５の側壁５ｂ外面に取り付けられ、図３９及び図４０に示すように、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電基板４４ａの一方の面に信号線電極４４ｂが設けられ、他方の面にグランド電極４４ｃが設けられている。信号線電極４４ｂ，グランド電極４４ｃは、駆動制御部２１から送電された電力を表面弾性波（音波）に変換する発音部であり、グランド電極４４ｃから音波が出射される。厚み縦振動子４４は、グランド電極４４ｃを取り付ける一方の面に対して他方の面が傾斜した楔型に成形されている。このため、厚み縦振動子４４は、図４０に示す点ＰA，ＰBを基準とする圧電基板４４ａの長手方向に沿った位置と中心周波数との関係が、図４１に示すように、圧電基板４４ａの厚さが増すに従って直線的に小さくなる特性を有しており、共振周波数の異なる発音部が長手方向に沿って点状に複数配列されている。

従って、攪拌装置４０は、ホイール電極４ｆを介して駆動制御部２１から対応する信号線電極４４ｂ及びグランド電極４４ｃに異なる周波数の駆動信号を入力すると、入力した駆動信号の周波数と共振する中心周波数を有する圧電基板４４ａの厚さの位置にあるグランド電極４４ｃから励振された音波が出射され、発音部の位置が長手方向に沿って変化する。

実施の形態４に係る自動分析装置１は、以上のように構成される攪拌装置４０を使用しており、入力部１６における入力操作によって、反応容器５に保持された液体の量に応じて駆動信号の周波数を変更し、液体の量が少ない場合に、例えば、周波数ｆ1の駆動信号を厚み縦振動子４４に入力する。すると、自動分析装置１は、キュベットホイール４が停止したときに接触子２１ｂがホイール電極４ｅと接触することにより、厚み縦振動子４４に周波数ｆ1の駆動信号が入力される。

これにより、攪拌装置４０は、厚み縦振動子４４が、図４２に示すように、キュベットホイール４が停止する停止時間Ｔs中に周波数ｆ1の駆動信号によって駆動される。この結果、キュベットホイール４の停止中に厚み縦振動子４４によって誘起された表面弾性波（音波）は、音響整合層から反応容器５の側壁５ｂ内へと伝搬し、音響インピーダンスが近い液体試料中へ漏れ出す。この漏れ出した音波によって音響流が生じ、分注された試薬と検体とが攪拌される。

このとき、厚み縦振動子４４は、周波数ｆ1の駆動信号によって励振される位置が反応容器５の下側に位置する。このため、図３９に示すように、液体試料Ｌs中へ漏れ出す音波Ｗa1は、厚み縦振動子４４の点ＰBに対応した反応容器５の下側を起点として、矢印で示す斜め上方と斜め下方の２方向に向かう。従って、反応容器５に保持された液体試料Ｌs中には、この２方向に対応した２つの音響流が生じ、分注された試薬と検体とが攪拌される。

一方、例えば、液体の量が多い場合、自動分析装置１は、入力部１６における入力操作によって、周波数ｆ1の駆動信号と周波数ｆ2（＞ｆ1）の駆動信号が交互に入力されるように設定する。これにより、攪拌装置２０は、図４３に示すように、接触子２１ｂが接触するホイール電極４ｅが変わる停止時間Ｔs毎に周波数ｆ1と周波数ｆ2の駆動信号が厚み縦振動子４４に時分割で交互に入力される。これにより、自動分析装置１は、キュベットホイール４が停止する毎に、厚み縦振動子４４の点ＰAに対応した位置と点ＰBに対応した位置との間で音波を発生する位置が自己選択的に交互に切り替わる。

この結果、攪拌装置４０は、図３９に示すように、厚み縦振動子４４のグランド電極４４ｃから周波数ｆ1の音波Ｗa1と周波数ｆ2の音波Ｗa2が液体試料Ｌs中へ交互に漏れ出して音響流が発生するので、気液界面付近であっても効果的な流れが発生し、反応容器５が保持した液体試料Ｌsをエネルギーの無駄を抑えて効率良く攪拌することができる。

このとき、攪拌装置４０は、厚み縦振動子４４の数に関係なく、図３９に示すように、単一の駆動制御部２１と一組の入力端子である信号線電極４４ｂとグランド電極４４ｃとの間がホイール電極４ｅに接触する接触子２１ｂによって接続されている。また、厚み縦振動子４４は、駆動制御部２１によって駆動信号の周波数を変更することによって、音波を発生する発音部であるグランド電極４４ｃの位置を自己選択的に切り替えている。このため、攪拌装置４０は、従来の攪拌手段のようなスイッチ回路が必要ないことと相俟って、共振周波数の異なる複数の発音部を有していても、配線数の増加を抑え、簡単な構成で音波を発生する特定の発音部に容易に切り替えることができる。

ここで、実施の形態４の攪拌装置４０で使用する厚み縦振動子は、図４４に示す厚み縦振動子４５のように、長手方向に沿って厚みが互いに逆方向に向かって直線的に変化する２つの圧電基板４５ａ，４５ｄを有し、２つの圧電基板４５ａ，４５ｄが共通の信号線電極４５ｂ及びグランド電極４５ｃを有するように構成されていてもよい。このように構成される厚み縦振動子４５は、図４５に示すように、圧電基板４５ａ，４５ｄのＣ1−Ｃ1線及びＣ2−Ｃ2線に沿った長手方向の断面における厚さがそれぞれ直線的に変化することから、同一周波数の駆動信号を入力すると駆動周波数に応じて発音部の位置を変化させ、２つの部分を発音部として同時に励振することができる。

また、実施の形態４の攪拌装置４０で使用する厚み縦振動子は、図４６に示す厚み縦振動子４７のように、圧電基板４７ａの厚さが階段状に変化し、圧電基板４７ａの一方の厚さが階段状に変化する面にグランド電極４７ｃを形成し、平坦面に信号線電極４７ｂを形成してもよい。このように構成される厚み縦振動子４７は、入力される駆動信号の駆動周波数に応じて励振される音波の周波数を、階段状に変化する圧電基板４７ａの厚さに応じてデジタル的に切り替えることができる。

更に、実施の形態４に係る攪拌装置４０は、図４７に示すように、反応容器５と厚み縦振動子４４とを離隔させて音響整合層となる液体Ｌを収容した恒温槽４９内に配置してもよい。ここで、厚み縦振動子４４は、表面弾性波素子２４の振動子２２ｂ，２２ｃ等に比べて発生する音波Ｗaの周波数が低くなるので、反応容器５から離隔配置しても音波の減衰が小さくなり、液体試料Ｌs中に流れＦを発生させるうえで十分使用可能である。このとき、図４７に示す攪拌装置４０は、自動分析装置で使用する場合、音響整合層としての液体Ｌとして恒温水を使用することができる。そして、厚み縦振動子４４は、信号線電極４４ｂを内側に向けると共に、グランド電極４４ｃを反応容器５に向けて防水ケース４８に取り付けられている。

なお、上述の各実施の形態においては、駆動制御部２１は、一箇所のみに設けたが、攪拌用途によっては複数箇所に設けてもよい。また、上述の各実施の形態においては、音波発生手段としての表面弾性波素子２４や厚み縦振動子４４は、保持した液体に対して非接触となるように、反応容器５の外面に取り付けられている。しかし、表面弾性波素子２４は、一組の入力端子２４ｄによって駆動制御部２１と接続され、厚み縦振動子４４は、一組の入力端子である信号線電極４４ｂとグランド電極４４ｃとによって駆動制御部２１と接続されていれば、反応容器５の一部を構成し、保持した液体と接触していてもよい。

攪拌装置を備えた実施の形態１に係る自動分析装置の概略構成図である。 図１に示す自動分析装置を構成するキュベットホイールのＡ部を拡大し、一部を断面にして示す斜視図である。 反応容器を収容したキュベットホイールをホイール電極の位置で水平に切断した断面平面図である。 実施の形態１に係る攪拌装置の概略構成を反応容器の斜視図と共に示すブロック図である。 図４の攪拌装置を構成する表面弾性波素子の等価回路図である。 図５の表面弾性波素子を周波数ｆ1で駆動した場合の等価回路図である。 図５の表面弾性波素子を周波数ｆ2で駆動した場合の等価回路図である。 キュベットホイールの停止時間中に表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ1で駆動する駆動信号の波形図である。 表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ1の駆動信号で駆動した場合に反応容器の液体試料中に生ずる音響流を、反応容器を断面にして攪拌装置の概略構成を示すブロック図と共に示す断面図である。 キュベットホイールの停止時間中に表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ1，ｆ2で切り替えて駆動する駆動信号の波形図である。 表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ1，ｆ2の駆動信号で切り替えて駆動した場合に反応容器の液体試料中に生ずる音響流を、反応容器を断面にして攪拌装置の概略構成を示すブロック図と共に示す断面図である。 実施の形態２に係る自動分析装置のキュベットホイールの構造を示すもので、図１に示す自動分析装置を構成するキュベットホイールのＡ部を拡大し、一部を断面にして示す斜視図である。 キャップを外した反応容器の斜視図である。 反応容器の底壁外面に取り付ける表面弾性波素子の正面図である。 実施の形態２に係る攪拌装置の概略構成を反応容器の斜視図と共に示すブロック図である。 キュベットホイールの停止時間中に表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ1，ｆ2で切り替えて駆動する駆動信号の波形図である。 表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ1の駆動信号で駆動した際に、反応容器の液体試料中へ漏れ出す音波と音波によって生ずる音響流を示す反応容器の平面図である。 表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ2の駆動信号で駆動した際に、反応容器の液体試料中へ漏れ出す音波と音波によって生ずる音響流を示す反応容器の平面図である。 実施の形態３に係る攪拌装置の概略構成を反応容器の斜視図と共に示すブロック図である。 キャップを外した反応容器の斜視図である。 反応容器の底壁に取り付ける表面弾性波素子の正面図である。 キュベットホイールの停止時間中に表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ4〜ｆ1の順に切り替えて駆動する駆動信号の波形図である。 表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ4の駆動信号で駆動した際に、反応容器の液体試料中へ漏れ出す音波と音波によって生ずる音響流を示す反応容器の平面図である。 表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ3の駆動信号で駆動した際に、反応容器の液体試料中へ漏れ出す音波と音波によって生ずる音響流を示す反応容器の平面図である。 表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ2の駆動信号で駆動した際に、反応容器の液体試料中へ漏れ出す音波と音波によって生ずる音響流を示す反応容器の平面図である。 表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ1の駆動信号で駆動した際に、反応容器の液体試料中へ漏れ出す音波と音波によって生ずる音響流を示す反応容器の平面図である。 反応容器が保持した液体試料中に発生する音響流のうち流速が大きい音響流が連なって生ずる旋廻流を示す反応容器の平面図である。 キュベットホイールの停止時間中に表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ1〜ｆ4の順に切り替えて駆動する駆動信号の波形図である。 攪拌装置の概略構成を示すブロック図と共に示す表面弾性波素子を反応容器の側壁に取り付けた攪拌装置の変形例に係る斜視図である。 実施の形態１〜３の攪拌装置で使用する表面弾性波素子の第１の変形例を示す正面図である。 実施の形態１〜３の攪拌装置で使用する表面弾性波素子の第２の変形例を示す正面図である。 実施の形態１〜３の攪拌装置で使用する表面弾性波素子の第３の変形例を示す正面図である。 実施の形態１〜３の攪拌装置で使用する表面弾性波素子の第４の変形例を示す正面図である。 実施の形態１〜３の攪拌装置で使用する表面弾性波素子の第５の変形例を示す正面図である。 図３３の表面弾性波素子を使用した攪拌装置において、キュベットホイールの停止時間中に表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ1，ｆ2で切り替えて駆動する駆動信号の波形図である。 表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ1，ｆ2の駆動信号で切り替えて駆動した場合に反応容器の液体試料中に生ずる音響流を、反応容器を断面にして攪拌装置の概略構成を示すブロック図と共に示す断面図である。 図３３の表面弾性波素子を使用した攪拌装置において、キュベットホイールの停止時間中に表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ1〜ｆ4で切り替えて駆動する駆動信号の波形図である。 表面弾性波素子の振動子を周波数ｆ1〜ｆ4の駆動信号で切り替えて駆動した場合に反応容器の液体試料中に生ずる音響流を、反応容器を断面にして攪拌装置の概略構成を示すブロック図と共に示す断面図である。 実施の形態４に係る攪拌装置の概略構成を反応容器の断面図と共に示すブロック図である。 実施の形態４に係る図３９に示す攪拌装置で使用する厚み縦振動子の斜視図である。 圧電基板の長手方向に沿った位置と中心周波数との関係を示す厚み縦振動子の周波数特性図である。 キュベットホイールの停止時間中に厚み縦振動子を周波数ｆ1で駆動する駆動信号の波形図である。 キュベットホイールの停止時間中に厚み縦振動子を周波数ｆ1，ｆ2で切り替えて駆動する駆動信号の波形図である。 実施の形態４に係る攪拌装置で使用する厚み縦振動子の第１の変形例を示す斜視図である。 図４４に示す厚み縦振動子の平面図である。 実施の形態４に係る攪拌装置で使用する厚み縦振動子の第２の変形例を示す斜視図である。 実施の形態４に係る攪拌装置の変形例の概略構成を反応容器及び恒温槽の断面図と共に示すブロック図である。

符号の説明

１ 自動分析装置
２，３ 試薬テーブル
４ キュベットホイール
５ 反応容器
５ａ 保持部
５ｂ 側壁
５ｃ 窓
５ｄ ゴムキャップ
５ｅ 電極パッド
６，７ 試薬分注機構
８ 検体容器移送機構
９ フィーダ
１０ ラック
１１ 検体分注機構
１２ 分析光学系
１３ 洗浄機構
１５ 制御部
１６ 入力部
１７ 表示部
２０ 攪拌装置
２１ 駆動制御部
２１ｂ 接触子
２２ 信号発生器
２３ 駆動制御回路
２４ 表面弾性波素子
２４ａ 圧電基板
２４ｂ，２４ｃ 振動子
２４ｄ 入力端子
２４ｅ バスバー
２４ｆ，２４ｇ 振動子
３０，３５ 攪拌装置
４０ 攪拌装置
４４ 厚み縦振動子
４４ａ 圧電基板
４４ｂ 信号線電極
４４ｃ グランド電極
４５，４７ 厚み縦振動子
４５ａ，４７ａ 圧電基板
４５ｂ，４７ｂ 信号線電極
４５ｃ，４７ｃ グランド電極
４９ 恒温槽
Ｆ 旋廻流
Ｌ 液体
Ｌs 液体試料
Ｓ1〜Ｓ4 音響流
Ｔs 停止時間
Ｗa 音波
Ｗa1，Ｗa2 音波
Ｗa3，Ｗa4 音波

Claims (14)

1. 音波を用いて液体を攪拌する攪拌装置であって、
   共振周波数の異なる複数の発音部を有し、前記発音部が発生する音波を液体に向けて照射する音波発生手段と、
   前記音波発生手段に入力する駆動信号の周波数を変更することにより、音波を発生する発音部を前記複数の発音部のうちの特定の発音部に切り替える駆動制御手段と、
   を備え、
   前記音波発生手段は、前記駆動信号が一組の入力部から入力されることを特徴とする攪拌装置。
2. 前記複数の発音部は、互いに隣接して、或いは距離を置いて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
3. 前記複数の発音部は、前記共振周波数が不連続に変化することを特徴とする請求項２に記載の攪拌装置。
4. 前記複数の発音部は、前記共振周波数が連続して変化することを特徴とする請求項２に記載の攪拌装置。
5. 前記音波発生手段は、前記駆動制御手段によって前記駆動信号の周波数を変更することにより、前記複数の発音部のうち前記音波を発生する発音部が自己選択的に切り替わることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
6. 前記駆動信号は、前記液体の分析項目、前記液体の性状又は液量の情報に基づいて前記周波数が変更されることを特徴とする請求項５に記載の攪拌装置。
7. 前記駆動制御手段は、前記音波発生手段に入力する前記駆動信号の周波数を異なる共振周波数を含む帯域に亘って変化させることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
8. 前記音波発生手段は、圧電基板と複数の櫛型電極とを有する表面弾性波素子であって、前記複数の発音部は前記複数の櫛型電極であることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
9. 前記複数の櫛型電極は、前記圧電基板上における櫛型電極間の距離が異なることを特徴とする請求項８に記載の攪拌装置。
10. 前記音波発生手段は、一方向に沿って厚さが増加する圧電基板と、当該圧電基板の両面に設けられる電極とを有する厚み縦振動子であることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
11. 前記音波発生手段は、前記液体から隔離された位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
12. 前記駆動制御手段は、音波発生手段に入力する前記駆動信号である駆動電圧または駆動電流の周波数を変更することを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
13. 音波を用いて液体を攪拌する攪拌装置に使用される容器であって、
    共振周波数の異なる複数の発音部を有し、一組の入力部から入力される駆動信号の周波数を変更することによって音波を発生する発音部を前記複数の発音部のうちの特定の発音部に切り替え、前記特定の発音部が発生する音波を液体に向けて照射する音波発生手段を設けたことを特徴とする容器。
14. 容器に保持された検体と試薬とを含む液体試料を攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の攪拌装置を備えたことを特徴とする分析装置。
    

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