JP2020056802A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分注ノズルが接触した対象を識別し分注ノズルの動作を適切に制御可能であり分注ノズルに損傷を与えることを回避可能な自動分析装置を実現する。【解決手段】試料容器１５にゴム製の蓋３５がある場合は試料ノズル１２ａが下降して蓋３５に当たるとアーム４２内で蓋検出距離４８だけ相対的に移動して検知器４４が検知板４３を検知する。試料ノズル１２ａが蓋３５と接触したことを試料ノズル１２ａの位置情報と共に動作指令部内に保存する。試料ノズル１２aは、さらに下降を続け所定位置で試料３４の吸引動作が行われる。試料ノズル１２aが蓋３５のフレーム部３６に突き当たって外力が加わった場合は検知板４３が検出距離４８だけ相対的に移動したことを検知器４４が検知する。その後、試料ノズル１２ａが下降しようとして過大な外力が作用し検知板４３が障害物検出距離４９だけ相対的に移動したところで試料ノズル１２aの下降を停止する。【選択図】図４

Description

本発明は、試料分注装置を備えた自動分析装置に関する。

血液、尿等の生体試料に含まれる特定成分の定量あるいは定性分析を行う自動分析装置は、分析結果の再現性、処理速度の高さ、等から現在の診断には欠かせないものとなっている。

自動分析装置で使用される試料容器には栓で閉じられた試料容器と、栓で閉じられていない試料容器とがある。

栓がある試料容器と栓がない試料容器とは、混在して自動分析装置で使用される。このため、特許文献１に記載の技術では、試料ノズルに上向きの外力が作用したことを検知する外力検知センサが液体吸引装置に備えられている。この液体吸引装置においては、試料ノズルを試料容器に向けて移動させたときに、試料ノズルが栓に衝突せず外力が作用しなかった場合は栓で閉じられていない試料容器と判定し、栓に衝突して外力が作用した場合には、栓で閉じられた容器であると判定する。そして、試料ノズルは栓の有無により、各容器に適する仕様で動作させるように構成されている。

また、特許文献２に記載の技術では、診断システムにおいて、試料ノズルに上向きの外力が作用したことをモータ内の抵抗を監視することで判断し、試料容器の栓の有無の検知、又は試料容器の底部に接触したか否かの検知を行うように構成されている。

特開２０００−８８８６２号公報 特表２０１３−５２５８１７号公報

上記特許文献１および特許文献２に記載の技術においては、試料容器の栓（蓋）の有無を、試料ノズル先端に物体が衝突したことを検知するセンサを含む外力検知手段で判断する。このため、試料ノズルが何かに衝突して外力が加わっているか否かの判断はできるが、例えば、それが蓋のゴムなのか、ゴムの縁にある蓋のフレーム、あるいはその他の障害物なのかを判別するまでには至らない。

蓋のゴム以外の部分で外力を検出したにも関わらず、誤って蓋つきの試料容器であると判断し、ノズルを動作させると、ノズルおよび駆動機構に過大な負荷がかかり、損傷を引き起こす可能性がある。試料容器の蓋がゴム製の場合、試料ノズルによりゴム製の蓋を突き通して試料容器内部に挿入し、試料を吸引するように試料ノズルを動作させるからである。

試料ノズルが外力を検知した位置から、蓋つきの容器か否かを判断することもできるが、あらかじめ装置内に試料容器の高さ等の寸法情報の登録等が必要であり、メーカごとに試料容器の種類、形状はさまざまであるので、試料容器の全種類に対応することは困難である。よって、外力を検知した位置からの判断では、蓋つきの容器か否かを誤判断する可能性もある。

上述した試料分注機構における問題点は、試薬分注機構における試薬容器から試薬を分注する場合にも同様な問題点が存在する場合もある。

本発明の目的は、分注ノズルが接触した対象を識別し、分注ノズルの動作を適切に制御可能であり、分注ノズル等に損傷を与えることを回避可能な自動分析装置を実現することである。

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。

本発明の自動分析装置は、試薬又は試料を吸引し、反応容器に吐出するノズルと、上記ノズルを支持するアーム部を有し、このアーム部の上下及び水平方向移動を行う分注機構と、上記アーム部に配置され、上記ノズルを上記アーム部に対して上下方向に相対的に移動可能に支持する弾性支持部材と、上記アーム部に配置され、上記ノズルの上記アーム部に対する相対的移動距離を検知する相対的移動距離検知器と、上記ノズルに試薬又は試料を吸引させ、反応容器に吐出させる吸引吐出機構と、上記反応容器内の試料に光を照射し、光度を検出する光度計と、上記分注機構、上記吸引吐出機構、及び上記光度計の動作を制御すると共に、上記光度計が検出した光度に基づいて、上記反応容器内の試料を分析するコントローラとを備える。

そして、上記コントローラは、上記相対的移動距離検知器が検知した上記ノズルの上記アーム部に対する相対的移動距離に応じて、上記ノズルの先端部が接触した対象物が、試料容器又は試薬容器の、上記ノズルを挿入可能な蓋部か、上記ノズルを挿入できない部材であるかを判断し、その判断に基づいて、上記分注機構及び上記吸引吐出機構の動作を制御する。

本発明によれば、分注ノズルが接触した対象を識別し、分注ノズルの動作を適切に制御可能であり、分注ノズル等に損傷を与えることを回避可能な自動分析装置を実現することができある。

本発明が適用される自動分析装置の概略構成図である。 本発明の実施例１における試料分注機構の概略構成図である。 本発明の実施例１における試料分注機構の動作制御に関する機能ブロック図である。 本発明の実施例１における、試料ノズルに加わる外力の大きさから、試料容器の蓋の有無等の判別方法を説明する図である。 本発明の実施例２における、試料容器固定機構とラック固定機構の説明図である。 本発明の実施例２における試料分注機構の動作制御に関する機能ブロック図である。 本発明の実施例２における、試料ノズルに加わる外力の大きさから、試料容器の蓋の有無等の判別方法を説明する図である。 実施例２の動作フローチャートである。 本発明の実施例３の要部である高さセンサの説明図である。 実施例２の動作フローチャートである。 実施例３の動作フローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１が適用される自動分析装置の概略構成図である。

図１において、反応ディスク１には複数の反応容器２が円周状に並んでいる。また、試薬ディスク９の中には複数の試薬ボトル１０が円状に配置可能である。反応ディスク１の近くには試料容器１５を載せたラック１６を移動する試料搬送機構１７が設置されている。そして、反応ディスク１と試薬ディスク９との間には試薬を試薬ボトル１０から吸引し、反応容器２内に吐出する試薬分注機構７、８が設置されている。

また、反応ディスク１と試料搬送機構１７との間には、回転及び上下動可能で、開詮容器のみから試料の採取が可能な試料分注機構１１と、開詮及び閉詮容器両方から試料の採取が可能な試料分注機構１２が設置されている。

試料分注機構１１は試料分注ノズル（試料ノズルともいう）１１ａを備えている。試料ノズル１１ａには試料用ポンプ１９が接続されている。試料ノズル１１ａは試料分注機構１１の回転軸を中心に円弧を描きながら移動して試料容器１５から試料を吸引し、反応容器２へ試料を吐出し、試料分注を行う。

試料分注機構１２は試料分注ノズル１２ａを備えている。試料ノズル１２ａには試料用ポンプ１９が接続されている。試料ノズル１２ａは試料分注機構１２の回転軸を中心に円弧を描きながら移動して試料容器１５から試料を吸引し、反応容器２へ試料を吐出し、試料分注を行う。

反応ディスク１の周囲には、反応容器２、洗浄機構３、分光光度計４、攪拌機構５、６、試薬ディスク９、試料搬送機構１７が配置され、洗浄機構３には洗浄用ポンプ２０が接続されている。試薬分注機構７、８、試料分注機構１１、攪拌機構５、６の動作範囲上に洗浄槽１３、１４、３０、３１、３２、３３がそれぞれ設置されている。試薬分注機構７、８には、試薬用ポンプ１８が接続されている。

試料容器１５には血液等の検査試料が含まれ、ラック１６に載せられて試料搬送機構１７によって運ばれる。試料分注機構１１は、試料吸引位置１５ｗに位置する試料容器１５から試料を吸引する。試料分注機構１２は、試料吸引位置１５ｗ２に位置する試料容器１５から試料を吸引する。

試料容器固定機構３７は、試料吸引位置１５ｗ２の上方に配置され、試料吸引位置１５ｗ２に位置する試料容器１５に蓋がある場合に試料分注機構１２が試料吸引後に試料容器が浮き上がってラックから外れないように試料容器を押さえる機構である。なお、試料容器固定機構３７は、実施例１では必ずしも、必要では無く、後述する実施例２において必要とする機構である。

ラック固定機構３８は、ラック１６の上方に配置され、試料吸引位置１５ｗ２に位置する試料容器１５に蓋がある場合に試料分注機構１２が試料吸引後に試料容器と共にラック１６が浮き上がらないように試料搬送機構にラックを押え付ける機構である。なお、ラック固定機構３８は、実施例１では必ずしも、必要では無く、後述する実施例２において必要とする機構である。

また、上述した各機構はコントローラ２１に接続され、コントローラ２１によって動作制御される。また、コントローラ２１は、反応容器２内の検査試料を分析する分析部としての機能を有する。

図２は、本発明の実施例１における試料分注機構１２の概略構成図である。図２において、試料分注機構１２は試料の吸引、吐出を行う試料ノズル１２aと、試料ノズル１２aを保持するアーム４２と、試料ノズル１２aを弾性的に支持する弾性体（ばね）４５と、試料ノズル１２aの静電容量変化を検知する静電容量検知器（液面検知器）４６と、試料ノズル１２aに固定された障害物検知板４３と、障害物検知板４３の移動を検知する障害物検知器（外力検知器）４４と、アーム４２を上下、回転動作させる上下、回転機構４１とによって構成される。障害物検知板４３と障害物検知器４４とにより、試料ノズル１２ａのアーム４２に対する相対的移動距離を検知する相対的移動距離検知器が形成される。

図３は、本発明の実施例１における試料分注機構１２の動作制御に関するコントローラ２１の機能ブロック図である。図３において、コントローラ２１は、障害物判断部２１ｂと、液面判断部２１ａと、動作指令部２１ｃとを備えている。

試料分注機構１２の静電容量検出器４６の静電容量検出信号は、液面判断部２１ａに供給される。液面判断部２１ａからの液面判断信号は、動作指令部２１Ｃに供給される。また、試料分注機構１２の障害物検知器４４からの出力信号は、障害物判断部２１ｂに供給される。障害物判断部２１ｂからの障害物判断信号は、動作指令部２１ｃに供給される。動作指令部２１ｃは、液面判断部２１ａからの液面判断信号、及び障害物判断部２１ｂからの障害物判断信号に基いて、動作指令信号を試料分注機構４２の上下回転機構に指令信号を供給する。

図１には示していないが、本発明が適用される自動分析装置には、表示部６０が備えられている。動作指令部２１ｃは、表示部６０に表示指令を供給する。

図４は、本発明の実施例１における、試料ノズル１２ａに加わる外力の大きさから、試料容器の蓋の有無及び、試料容器の蓋のフレームや蓋以外物体に接触した際の判別方法を説明する図である。

図３及び図４において、上下回転機構４１により前記試料ノズル１２ａは試料容器１５に向かって下降し、図４の（ａ）に示すように、試料容器１５に蓋がない場合には、試料ノズル１２ａに外力が加わらず、試料ノズル１２ａが試料３４の液面に接触したことを、静電容量検知器４６から信号に基いて、液面判断部２１ａが判断し、その判断に基いて、動作指令部２１ｃが上下回転機構４１に下降動作停止信号を供給する。そして、試料ノズル１２ａは所定位置まで移動後、試料の吸引を行う。試料の吸引動作は、コントローラ２１から試料用ポンプ１９が動作することにより行われる。

図４の（ｂ）に示すように、試料容器１５にゴム製の蓋３５がある場合には、試料ノズル１２ａが下降して蓋３５に当たると、試料ノズル１２aに外力が加わり、アーム４２内で蓋検出距離４８だけ相対的に移動したところで検知器４４が検知板４３を検知する。検知器４４が検知板４３を検知したことを障害物判断部２１ｂに伝達し、試料ノズル１２ａが蓋３５と接触したことを試料ノズル１２ａの位置情報と共に、動作指令部２１ｃ内に保存する。

試料ノズル１２aは、図４の（ｂ）に示した位置から、さらに下降を続け、試料３４の液面に到達すると、静電容量検知器４６、液面判断部２１ａで試料３４に到達したことを検知する。続いて、動作指令部２１ｃからの指令により、上下回転機構４１は試料ノズル１２ａの下降動作を停止、あるいは所定位置まで試料ノズル１２aを移動の後に、試料３４の吸引動作が試料用ポンプ１９により行われる。

図４の（ｃ）に示すように、試料容器１５に蓋３５があり、試料ノズル１２aが蓋３５のフレーム部３６に突き当たって外力が加わった場合には、アーム４２内で検知板４３が蓋検出距離４８だけ相対的に移動したところで検知器４４が検知板４３を検知することで、障害物判断部２１ｂが蓋３５(ゴム部)と接触したことを判断し、動作指令部２１ｃ内に保存する。その後、試料ノズル１２ａが下降を継続することで過大な外力が作用し、検知板４３が障害物検出距離４９だけ相対的に移動したところで検知器４４及び障害物判断部２１ｂが、蓋のゴム部では無く、蓋のフレーム３６あるいはその他の障害物と接触したことをコントローラ２１の動作指令部２１ｃに保存する。

そして、動作指令部２１ｃは、上下回転機構４１に対して、その後の試料ノズル１２aの下降及び分注動作をキャンセルさせる。動作指令部２１ｃは、動作異常が生じたこと（試料ノズル１２ａの動作異常）を、異常が生じた試料番号、試料位置と共に、表示部６０に表示させる。

なお、検知器４４としてはフォトインタラプタなどのセンサを使用することが考えられる。

また、言い換えれば、コントローラ２１は、試料ノズルの試料の分注動作を行うためにアーム４２を下降動作させ、検出器４４が検知した移動距離が蓋検知距離未満であるとき、又は、蓋検知距離以上であり、かつ蓋検知検出距離より大きい障害物検知距離未満のであるときは、試料の吸引吐出動作を指令し、検出器４４が検知した移動距離が障害物検知距離となったとき、アーム４２の下降動作を停止させ、試料ノズルの試料の分注動作を停止させる。さらに、検知器４４が検知した移動距離が蓋検知距離未満であるときは、試料容器１５に蓋がないと装置は判断し、蓋検知距離以上であり、かつ蓋検知検出距離より大きい障害物検知距離未満であるときは、試料容器に蓋があると装置は判断することができる。なお、蓋のあるなしで分注動作の制御を変えてもよい。

このように、試料ノズル１２ａに加わる外力の大きさを複数段階（蓋検出距離４８、障害物検出距離４９）で判断可能な外力判定手段（外力検知器４４、障害物判断部２１ｂ、動作指令部２１ｃ）を有することで、試料ノズル１２ａの動作を適切に制御可能であり、試料ノズル１２ａ、上下回転機構４１等に損傷を与えることを回避可能な自動分析装置を実現することができる。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。この実施例２は、自動分析装置の全体構成及び試料分注機構１２の概略構成は、図１、図２に示した例と同様であるので、図示及び詳細説明は省略する。

図５は、本発明の実施例２における、試料ノズル１２aの接触対象識別機能を利用した試料容器固定機構３７とラック固定機構３８の説明図である。これらの機構３７、３８は、試料容器１５に蓋３５がある場合に、試料ノズル１２ａによる試料吸引後、試料ノズル１２aが試料容器１５から離脱する際に、ラック１６および試料容器１５を持ち上げることを回避するための機構である。

また、図６は、本発明の実施例２における試料分注機構１２の動作制御に関するコントローラ２１の機能ブロック図である。ただし、図６に示したブロック図は、図３に示したブロック図に、試料容器固定機構３７及びラック固定機構３８を駆動する固定機構駆動部７０を追加した図であり、他の部分は、図３に示したブロック図と同等となっている。

また、図７は、実施例２における、試料ノズル１２ａは加わる外力の大きさから、試料容器の蓋の有無及び、試料容器の蓋のフレームや蓋以外物体に接触した際の判別方法及び動作を説明する図である。なお、実施例２は、実施例１に試料容器固定機構３７とラック固定機構３８とが追加された点以外は、実施例１と同様であるため、その他の動作は、実施例１と実施例２とは同様となる。

さらに、図８、図１０は、実施例２の動作フローチャートである。

図５において、試料容器固定機構３７とラック固定機構３８は、固定機構駆動部７０により各々独立に動作可能である。試料ノズル１２aに外力が加わり、試料容器１５の蓋（ゴム部）３５と接触したことを実施例１と同様にして判断すると、この情報をトリガーとして、動作指令部２１ｃは、固定機構駆動部７０に指令し、試料容器固定機構３７とラック固定機構３８と、を各々試料容器１５とラック１６とを固定するために下降させる。

試料ノズル１２aが試料容器１５の内部に挿入され、試料の採取を終えて、蓋（ゴム部）３５から離脱後、動作指令部２１ｃからの指令に従って固定機構駆動部７０は、試料容器固定機構３７とラック固定機構３８とは各々上昇させ、各々試料容器１５とラック１６の固定を開放させて、ラック１６の移動の邪魔にならない位置に退避させる。

次に、図７を参照して、本発明の実施例２の動作について説明する。

図７の（ａ）に示すように、上下回転機構４１により試料ノズル１２aは試料容器１５に向かって下降し、試料容器１５に蓋がない場合には試料ノズル１２aに外力が加わらない。この場合は、試料容器固定機構３７とラック固定機構３８は動作されない状態で、試料ノズル１２ａは試料の吸引を行う。これは、蓋がない試料容器１５では、試料ノズル１２ａが試料容器１５から離脱する際に、ラック１６および試料容器１５を持ち上げることがなく、ラック１６及び試料容器１５を固定する必要がないためである。

図７の（ｂ）に示すように、試料容器１５に蓋３５がある場合には、試料ノズル１２ａが蓋３５に到達すると、試料ノズル１７ａに外力が加わり、アーム４２内で検知板４３が蓋検出距離４８だけ相対移動したところで検知器４４が検知板４３を検知する。これにより、試料ノズル１２ａが蓋（ゴム部)３５と接触したことを試料ノズル１２ａの位置情報と共に、コントローラ２１の動作指令部２１ｃ内に保存する。この情報をトリガーとして、試料容器固定機構３７とラック固定機構３８は各々試料容器１５とラックを１６とを固定するために下降する。

試料容器固定機構３７を駆動する固定機構駆動部７０は、コントローラ２１の動作指令部２１ｃ内に保存された試料ノズル１２aが蓋を検知した位置を基に、試料容器固定機構３７が試料容器１５を固定するために移動する距離を調整することが可能である。

これにより、試料容器の種類により異なる蓋の高さに応じた機構制御が可能であるとともに、ガラス製の試料容器等に過度の押しつけ負荷をかけることを防ぐことができる。

なお、試料容器固定機構３７は試料ノズル１２aが試料容器１５から離脱する際に、試料容器１５が必要以上に持ち上がってしまうことを防ぎ、試料容器１５をラック１６に留まらせることが目的であるので、試料容器固定機構３７を駆動する固定機構駆動部７０は、コントローラ２１の動作指令部２１ｃ内に保存された試料ノズル１２aが蓋を検知した位置を基に、試料容器固定機構３７を試料容器１５の数ミリ上方で停止させるように移動する距離を調整することもできる。これにより、採血管に負荷を与えることなく、試料ノズル１２aが試料容器１５から離脱する際に、試料容器１５が必要以上に持ち上がってしまうことを防ぎ、試料容器１５をラック１６に留まらせるという目的を果たすことができる。すなわち、ここでの「固定」とは接触させることが必須ではなく、仮に試料容器１５が数ミリ持ち上がったとしてそれ以上試料容器１５が持ち上がらないようにできれば固定の概念に含まれる。

ラック固定機構３８についても同様に、試料ノズル１２aが試料容器１５から離脱する際に、ラック１６が必要以上に持ち上がってしまうことを防ぎ、ラック１６を試料搬送機構１７に留まらせることが目的であるので、ラック固定機構３８を駆動する固定機構駆動部７０は、コントローラ２１の動作指令部２１ｃ内に保存された試料ノズル１２aが蓋を検知した情報を基に、ラック固定機構３８をラック１６の数ミリ上方で停止させるように移動する距離を調整することもできる。すなわち、ここでの「固定」も接触させることが必須ではなく、仮にラック１６が数ミリ持ち上がったとしてもそれ以上ラック１６が持ち上がらないようにできれば固定の概念に含まれる。

試料ノズル１２ａは、さらに下降を続け、試料容器１５内の試料を吸引する。

図７の（ｃ）に示すように、試料容器１５に蓋３５があり、試料ノズル１２aが蓋３５のフレーム部３６突き当たって外力が加わった場合には、アーム４２内で、検知板４３が蓋検出距離４８だけ相対移動したところで検知器４４が検知板４３を検知する。これにより、試料ノズル１２ａが蓋（ゴム部)３５と接触したと判断し、そのことを試料ノズル１２ａの位置情報と共に、位置コントローラ２１の動作指令部２１ｃ内に保存する。この情報をトリガーとして、試料容器固定機構３７とラック固定機構３８は各々試料容器１５とラック１６とを固定するために下降する。

その後、試料ノズル１２aが下降を継続することで過大な外力が作用し、検知板４３が障害物検出距離４９だけ相対移動したところで、検知器４４は、検知板４３が障害物検出距離４９だけ移動したことを検知する。これにより、蓋のゴム部３５では無く、蓋のフレーム３６あるいはその他の障害物と接触したことをコントローラ２１の動作指令部２１ｃ内に保存する。この情報をトリガーとして、試料容器固定機構３７とラック固定機構３８とは各々試料容器１５とラック１６を固定するための下降をキャンセルすることができる。

また、その後の試料ノズル１２aの下降及び分注動作についてもキャンセルすることができる。

図８、図１０は、本発明の実施例２において、試料ノズル１２ａの接触対象判断機能と、接触対象判定機能を利用した試料容器固定機構３７とラック固定機構３８の動作制御フローチャートである。図８に示した動作制御はコントローラ２１によって行われる。図８のステップＳ１〜Ｓ１５の順で制御フローを説明する。尚、ステップＳｉ−ｊのｊはｊ＝１、２、３で場合分けし、Ｊが１の場合は蓋ありの試料容器１５であり、ｊが２の場合は蓋なしの試料容器１５である。そして、ｊが３の場合は、蓋以外の障害物に接触したと判断した際の制御を示す。

図８において、分析Ｓｔａｒｔの後、ステップＳ１で、試料ノズル１２aは試料吸引位置１５ｗ２へ移動し、ステップＳ２で試料ノズル１２aを試料容器１５へ向かって下降させる。この段階では試料吸引位置１５ｗ２にある試料容器１５に蓋があるか否かはわからない。

次にステップＳ３において、検出器４４又は４６が反応する。検出器は前述の通り、ノズル１２ａに加わる外力を検出する検知器４４とノズル１２aの静電容量変化を検出する静電容量検出器４６が備えられている。

ステップＳ３において、ノズル１２aが蓋検出距離４８だけ移動したことを検出器４４が検出した段階では、ノズル１２ａが接触したものが、蓋（ゴム部)３５であるか、蓋（フレーム）３６のような障害物であるかは不確定である。このため、ステップＳ３において、検出器４４が外力を検出した場合は、ステップＳ４−１に進み、試料ノズル１２ａが接触した物が蓋（ゴム部）３５であるかどうかを確かめるため、“障害物検出距離４９−蓋検出距離４８”に当たる距離だけ試料ノズル１２ａを移動させた後、停止させる。

仮に、試料ノズル１２aが接触した物が蓋（ゴム部）３５ではなく、蓋（フレーム）３６のような障害物であれば、上記の距離を移動した時点で、図４の（ｃ）に示すように、検知板４３がアーム４２の中で障害物検出距離４９の位置まで相対移動する。このため、次のステップＳ６−１で、検知器４４の状態を確認し、試料ノズル１２ａの接触対象が蓋３５であるか、それ以外の障害物であるかを特定することができる。

また、試料ノズル１２ａの移動距離を“障害物検出距離４９−蓋検出距離４８”とすることで、仮に試料ノズル１２aの接触対象が蓋（ゴム部）３５ではなく、蓋（フレーム）３６のような障害物であったとしても、試料ノズル１２aにかかる負荷を最低限にとどめることができ、機構の損傷を防ぐことが可能となる。

これに対して、ステップＳ３において、静電容量検出器４６が静電容量の変化を検出した場合では、試料ノズル１２ａが接触したのが、蓋のない試料容器１５の試料液面に接触したのか、蓋（ゴム部)３５についた結露水等で静電容量が変化したのか、あるいは、蓋（フレーム）３６やその他の障害物に接触したのかは不確定である。このため、ステップＳ３からステップＳ４−２に進み、試料ノズル１２aが接触した物が試料液面であるかどうかを確かめるため、“障害物検出距離４９”にあたる距離だけ移動の後、停止する。

仮に、試料ノズル１２ａが接触した物が蓋のない試料容器１５の試料液面であれば、上記の“障害物検出距離４９”にあたる距離を移動時点で、図４の（ａ）に示すように、試料ノズル１２ａはアーム４２の中で位置は移動しない。この場合は、次の検知器４４が外力を検知したか否かを判断するステップＳ５−２において、検知器４４で試料ノズル１２ａに働く外力は検出されないため、試料容器１５に蓋はついていないと識別することができる。

また、試料ノズル１２ａが接触した物が蓋（ゴム部）３５、あるいは蓋（フレーム）３６のような障害物であれば、上記の“障害物検出距離４９”を移動中に図４の（ｂ）に示すように、検知板４３がアーム４２の中で蓋検出距離４８の位置まで相対移動する。このため、検知器４４で、試料ノズル１２ａに働く外力が検出され、接触対象が蓋（ゴム部）３５、あるいは蓋（フレーム）３６のような障害物であると認識できる。

また、試料ノズル１２aは“障害物検出距離４９”だけ移動した時点で、上述したように、ステップＳ６−１において、検知器４４の状態を確認すれば接触対象が蓋（ゴム部）３５であるか、蓋（フレーム）３６のような障害物であるかをノズル１２aにかかる外力から識別することができる。

上記のように、簡易な構成で外力判定手段を、試料ノズル１２a、アーム４２、コントローラ２１に持たせることで、外力の大きさから試料容器１５の蓋の有無、試料ノズル１２ａの接触対象が蓋のゴムであるか、蓋のフレームあるいはその他ノズル下降動作を続ければノズルが損傷する可能性がある障害物であるかを判断可能となる。よって、接触対象識別機能を有する試料分注機構を実現することができ、試料ノズルの破損等を防ぐことができる。

ステップＳ６−１で、試薬容器１５は蓋のある仕様の容器であると判断した場合、ステップＳ７−１に進み、試薬ノズル１２ａを試料吸引位置へ下降させる。下降位置は所定の試料吸引位置であってもよいし、静電容量検出器４６のような検出手段で試料液面を検知し、ノズル１２aの下降位置を決定してもよい。

次に、ステップＳ８−１において、試料容器固定機構３７、ラック固定機構３８を下降させ、試料容器１５、ラック１６を固定 する。

試料容器１５およびラック１６を固定するタイミングは、後述するステップＳ１２−１に示す試料ノズル１２aが試料容器１５からの離脱を開始する前であればいつでもよい。
ステップＳ７−１の試料ノズル１２aが試料液面に下降する動作に続いて行えば、試料分注全体にかかる動作を短縮することができる。

ステップＳ７−１の前に、試料容器１５およびラック１６を固定することも可能であり、このようにすれば、試料ノズル１２aが蓋（ゴム)３５を貫通する際にかかる外力によって、試料容器１５、またはラック１６の位置がずれて、試料ノズル１２ａが坐屈し破損するリスクを避けることができる。

ステップＳ８−１に続いて、ステップＳ９−１において、試料ノズル１２ａの下降により、障害物が検出されたか否かを判断する。ステップＳ９−１において、障害物が検出されなかった場合は、ステップＳ１０−１に進み、試料ノズル１２ａを試料の採取位置で停止させる。そして、ステップＳ１１−１において、試料ノズル１２ａにより試料を採取する。

なお、ステップＳ１０−１にて、試料ノズル１２ａを試料採取位置で停止後、あるいは、ステップＳ１１−１にて試料の採取の中または、試料採取後に試料容器１５および、ラック１６を固定することにすれば、これらのステップの前にあるステップＳ９−１において、試料ノズル１２ａがアーム４２の中で障害物検出距離４９だけ相対移動し、分注動作をキャンセルしなければならない場合、無用に試料容器１５、ラック１６を固定しなくてすむ。

また、ステップＳ９−１で障害物を検出する場合の例としては、試料容器の設置ミスや規定外の試料容器が設置され、試料ノズル１２aが容器底等に衝突し過大な外力が加わるケースが考えられる。

ステップＳ１１−１に続いて、ステップＳ１２−１に進み、試料ノズル１２aが試料容器１５から離脱される。その後、ステップＳ１３−１で試料容器固定機構３７、ラック固定機構３８を上昇させ、試料容器１５、ラック１６の固定を解除する。その後、ステップＳ１４−１で反応ディスク１上の反応容器２に試料を分注する。そして、ステップＳ１５−１で試料ノズル１２ａを洗浄槽１４へ移動させ、洗浄し、その後の分注に備える。

上記のように、試料ノズル１２aに加わる外力の大きさを複数段階で判断可能な外力判定手段を有することで、蓋のある試料容器１５であっても、容器の設置ミスや、規定外の容器等が設置されることで、試料ノズル１２aが損傷することを防ぎながら、試料分注を継続することが可能となる。

ステップＳ５−２において、検知器４４が外力を検知しなかった場合は、ステップＳ７−２に進み、試料ノズル１２ａを試料吸引位置に下降させる。続いて、ステップＳ９−２において、試料ノズル１２ａの下降により、障害物が検出されたか否かを判断する。ステップＳ９−２において、障害物が検出されなかった場合は、ステップＳ１０−２に進み、試料ノズル１２ａを試料の採取位置で停止させる。そして、ステップＳ１１−２において、試料ノズル１２ａにより試料を採取する。

ステップＳ１１−２に続いて、ステップＳ１２−２に進み、試料ノズル１２aが試料容器１５から離脱される。その後、ステップＳ１４−２で反応ディスク１上の反応容器２に試料を分注する。そして、ステップＳ１５−２で試料ノズル１２ａを洗浄槽１４へ移動させ、洗浄し、その後の分注に備える。

なお、ステップＳ９−２の障害物検出については、既に蓋のない試料容器１５であることはわかっているので、障害物を検出した場合は、例えば容器底に当たったと判断する方が、試料ノズル１２aへの負担を少なくすることができる。

ステップＳ１０−３〜Ｓ１５−３は、ステップＳ６−１、Ｓ９−１、Ｓ９−２において障害物を検出した場合に、その後の分注動作をキャンセルするフローを示している。

ステップＳ１０−３において、試料ノズル１２ａの動作を停止し、ステップＳ１１−３で試料の採取をキャンセルする。次の検体の試料分注を継続する際には、ステップＳ１２−３で試料ノズル１２aを上昇させ、試料容器１５から離脱する。試料容器１５、ラック１６を固定している場合には、ステップＳ１３−３で試料容器固定機構３７、ラック固定機構３８を上昇させて退避させる。

そして、ステップＳ１５−３で試料ノズル１２ａを洗浄槽へ移し、試料ノズル１２ａを洗浄し次の検体の試料分注に備える。

図１０は図８に示した試料ノズル１２ａの接触対象判断機能と、接触対象判定機能を利用した試料容器固定機構３７とラック固定機構３８の動作制御フローチャートのなかで、静電容量検出器４６をオプションとして使用しない実施例である。

ステップS１およびステップS２は図８と同様である。

次にステップＳ３において、検出器４４の反応の有無により動作を変更する。検知器４４が蓋と思われる外力を検出した際のその後のステップは図８と同じである。

これに対して検出器４４が蓋と思われる外力を検出しなかった場合には、装置はステップS７−２において試料ノズル１２ａの下降を継続させる。ステップS９−２で障害物を検出した際は、図８同様にステップS１０−３に移り、試料ノズル１２ａを停止される。

ステップS９−２で障害物を検出しなかった場合、その後の動作は図８同様に試料の採取を行う。

上記のように、仮に静電容量検出器４６を備えない場合においても試料ノズル１２ａの接触対象判断機能を持って、試料の分注を実施することができる。静電容量検出器４６を使用した試料液面有無の判断はできないため、吸引位置は固定ないし、別の手段により試料液面を検出して所定の吸引位置に停止し、吸引中の試料液面の有無についても、例えば、流路内に設置した圧力センサの圧力変化により正常な試料吸引が実施されたかを判断することが可能である。

なお、静電容量検出器４６を使用するか否かに係わらず、Ｓ８−１、Ｓ１３−１およびＳ１３−３で試料容器固定機構３７のみを駆動させる場合の制御も考えられる。この場合、コントローラ２１は、検知器４４が蓋検出距離を検出したとき、試料容器固定機構３７を固定機構駆動部７０により移動させて、試料容器を固定させ、アームが上昇し、試料ノズルが試料容器から離脱した後に、試料容器固定機構３７を移動させ、試料容器の固定を解除させることが望ましい。

また、静電容量検出器４６を使用するか否かに係わらず、Ｓ８−１、Ｓ１３−１およびＳ１３−３で試料容器固定機構３７とラック固定機構３８のいずれかの機構を備え、いずれかの機構のみを制御させる場合の制御も考えられる。この場合、コントローラ２１は、検知器４４が蓋検出距離を検出したとき、上記いずれかの機構を固定機構駆動部７０により移動させて、いずれかの機構が固定対象とするラック又は試料容器を固定させ、アームが上昇し、試料ノズルが試料容器から離脱した後に、上記いずれかの機構で固定した固定対象の固定を解除させることが望ましい。

以上のように、本発明の実施例２においても、実施例１と同様な効果を得ることができる。さらに、本発明の実施例２によれば、試料容器固定機構３７とラック固定機構３８とを備えることにより、試料ノズル１２aが試料容器１５から離脱する際に、ラック１６および試料容器１５を持ち上げることを回避可能となり、試料容器１５の設置位置変動、破損等を回避することができる。

（実施例３）
次に、本発明の実施例３について説明する。この実施例３は、自動分析装置の全体構成、試料分注機構１２の概略構成は、図１、図２に示した例と同様であるので、図示及び詳細説明は省略する。

本発明の実施例３は、より精度よく試料ノズル１２ａが接触対象を識別可能とするための例である。

図９は、本発明の実施例３の要部である高さセンサ５０の説明図である。この高さセンサ５０は、試料分注機構１２及びラック１６の近傍に配置され、ラック１６に収容された複数の試料容器１５の高さを検出するセンサである。

図９において、高さセンサ５０は、例えばビームセンサなどで構成され、直列に配列された複数のセンサ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅを有する。そして、試料ノズル１２aが試料容器１５にアクセスする前に、ラック１６の各位置にどの程度の高さ寸法ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの容器が設置されているかが、高さセンサ５０によって検知され、コントローラ２１に記憶される。

例えば、試料容器１５ｅの場合は、高さセンサ５０ｄと５０ｅの光軸上に容器の一部があるため、試料ノズル１２ａは、高さｃまでの間には接触する対象が存在しないことが予め把握可能である。よって、試料ノズル１２aが容器１５ｅからの試料採取のために下降動作し、高さｃを通過する前に検知器４４、静電容量検出器４６が何か接触を検知した際には即座に障害物と接触したと判断する。この場合は、図８のステップＳ３から、ステップＳ４−１、Ｓ４−２に入らず、ステップＳ３からステップＳ１０−３に進み、試料ノズル１２ａの下降動作が即停止される。

これにより、検知板４３が障害物検出距離４９だけ移動する前、言い換えれば余分な負荷を試料ノズル１２ａに与える前に試料ノズル１２ａが接触した物が蓋以外の障害物か否かを判別することが可能となる。

また、反応容器２のように予めアクセスする対象の配置位置が決まっている場所については、例えば、高さｆを事前にコントローラに登録する。そうすれば、試料ノズル１２ａが反応容器２に試料を吐出するために下降し、高さｆを通過する前に検知器４４、静電容量検出器４６が何か接触を検知した際に即座に接触した物が、障害物であると判断することができる。

上記のように、高さセンサ５０ａ〜５０ｅや試料ノズル１２ａのアクセス位置での高さの情報を用いた接触対象識別領域設定機能を有することで、試料ノズル１２aの接触対象識別精度を向上することができる。

また、上記の接触対象を識別する判断領域外において、試料ノズル１２ａが接触した場合、接触対象識別を行うことなく、障害物と接触したと判定することができるため、さらなる下降動作等の余分な動作が不要となり、試料ノズル１２ａへの負荷を低減することができる。

図１１は図８に示した試料ノズル１２ａの接触対象判断機能と、接触対象判定機能を利用した試料容器固定機構３７とラック固定機構３８の動作制御フローチャートのなかで、ステップＳ９−１で障害物検出を実施しない例である。

ステップS1からステップS８−１およびステップS１からステップS７−２までは図８同様である。図９にて示した高さセンサ５０によりあらかじめ試料容器の設置ミスや規定外の試料容器が設置されていることが判断できているので、ステップS９−１を省略可能である。ステップS９−１で障害物の検出が必要な際には、試料ノズル１２ａをアーム４２におさえつける弾性体４５は、試料ノズル１２ａを蓋(ゴム部)３５に貫通させ、所定の吸引位置に移動する間に障害物検出距離４９未満の移動距離に抑える必要があるため、比較的強い弾性体４５を使用するか、弱い弾性体と強い弾性体を組み合わせて使用する等の工夫が必要となる。

これに対して、図１１ではステップS７−１あるいはS７−２以降の動作において、障害物を検出する必要がない、言い換えれば、障害物検出距離４９以上移動してもよいので、比較的弱い弾性体４５を使用することも可能である。ステップS１０−１およびステップS１０−２以降のフローについては図８と同様である。

弾性体４５の弾性係数を落とすことで、試料ノズル１２ａが蓋(ゴム部)３５以外に接触し、障害物検出距離４９移動する間に発生する弾性体４５が試料ノズル１２ａへ与える負荷を低減することができる。

本実施例では、図８のフローを基にステップS９−１を省略可能であることを示したが、同様に、図１０の静電容量検出器４６をオプションとして使用しない実施例においてもステップS９−１を省略可能である。

以上のように、本発明の実施例３は実施例１と同様な効果を有する他、試料ノズル１２ａに加わる外力の大きさを複数段階で判断可能な外力判定手段（高さセンサ５０）を有することで、分注動作における関連機構を含めた動作を最適化と、試料ノズル１２aの損傷を起こすことなく接触対象を識別しながら確実な試料分注を実施することが可能となる。

なお、上記試料ノズルに加わる外力を、検知板４３の移動位置を検知器４４で検出することで判別するように構成したが、試料ノズル１２ａのアーム４２内の部分に圧力センサを配置し、試料ノズル１２ａに加わる実際の圧力値を検出して、試料ノズル１２ａ、上下回転機構４１の動作を制御することも可能である。

また、上述した例では、試料容器固定機構３７とラック固定機構３８との両方を下降させたり解除させたりする例を示した。しかしながら、必ずしも両方の機構を備えたり、両方の機構を備えたとしても両方を駆動させる必要がない場合がある。例えば、試料容器固定機構３７を駆動させる場合には、図８、図１０および図１１の夫々のＳ９−１、Ｓ１３−１およびＳ１３−３の「試料容器固定機構３７、ラック固定機構３８」の夫々を「試料容器固定機構３７」に読み替えればよい。また、ラック固定機構３８を駆動させる場合には、上記同様「試料容器固定機構３７、ラック固定機構３８」の夫々を「ラック固定機構３８」に読み替えればよい。なお、試料容器の方がラックよりも比較的浮き上がり易いと考えられるためいずれか一方のみを駆動させるのであれば「試料容器固定機構３７」を駆動させることが望ましい。

また、上述した例は、本発明を試薬分注機構の試料分注動作に適用した場合の例であるが、試薬分注機構の試薬分注動作にも適用可能である。

さらに、試料の吸引動作を例として、主に説明したが、試料又は試薬の吐出動作についても、本発明は適用可能である。

１・・・反応ディスク、 ２・・・反応容器、 ３・・・洗浄機構、 ４・・・分光光度計、 ５、６・・・攪拌機構、 ７、８・・・試薬分注機構、 ９・・・試薬ディスク、 １０・・・試薬ボトル、 １１・・・試料分注機構、 １１ａ・・・試料ノズル、 １２・・・試料分注機構、 １２ａ・・・試料ノズル、 １３・・・洗浄槽、 １４・・・洗浄槽、 １５・・・試料容器、 １５ｗ・・・試料吸引位置、 １５ｗ２・・・試料吸引位置、 １６・・・ラック、 １７・・・試料搬送機構、 １８・・・試薬用ポンプ、 １９・・・試料用ポンプ、 ２０・・・洗浄用ポンプ、 ２１・・・コントローラ、 ２１ｂ・・・障害物判断部、 ２１ａ・・・液面判断部、 ２１ｃ・・・動作指令部、 ３０・・・洗浄槽、３１、３２、３３・・・洗浄槽、３４・・・試料、３５・・・蓋(ゴム部)、 ３６・・・蓋(フレーム)、３７・・・試料容器固定機構、３８・・・ラック固定機構、４１・・・ 上下、回転機構、４２・・・ アーム、４３・・・ 検知板、４４・・・障害物（外力）検知器、４５・・・ 弾性体、４６・・・ 静電容量検出器、４８・・・ 蓋検出距離、４９・・・ 障害物検出距離、５０・・・ 高さセンサ、６０・・・表示部、７０・・・固定機構駆動部

Claims (9)

1. 試薬又は試料を吸引し、反応容器に吐出するノズルと、
   上記ノズルを支持するアーム部を有し、このアーム部の上下及び水平方向移動を行う分注機構と、
   上記アーム部に配置され、上記ノズルを上記アーム部に対して上下方向に相対的に移動可能に支持する弾性支持部材と、
   上記アーム部に配置され、上記ノズルの上記アーム部に対する相対的移動距離を検知する相対的移動距離検知器と、
   上記ノズルに試薬又は試料を吸引させ、反応容器に吐出させる吸引吐出機構と、
   上記反応容器内の試料に光を照射し、光度を検出する光度計と、
   上記分注機構、上記吸引吐出機構、及び上記光度計の動作を制御すると共に、上記光度計が検出した光度に基づいて、上記反応容器内の試料を分析するコントローラと、
   を備え、上記コントローラは、
   上記相対的移動距離検知器が検知した上記ノズルの上記アーム部に対する相対的移動距離に応じて、上記ノズルの先端部が接触した対象物が、試料容器又は試薬容器の、上記ノズルを挿入可能な蓋部か、上記ノズルを挿入できない部材であるかを判断し、その判断に基づいて、上記分注機構及び上記吸引吐出機構の動作を制御することを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   上記アーム部に配置され、上記ノズルの先端部が、液体試料又は液体試薬の液面に接触したか否かを検知する液面検知器を備え、
   上記コントローラは、上記ノズルの試料又は試薬の分注動作を行うために上記アーム部を下降動作させ、
   上記相対的移動距離検知器が検知した相対的移動距離が第１の検出距離未満であり、かつ上記液面検知器が液面を検知したときは、上記吸引吐出機構に試料又は試薬の吸引吐出動作を指令し、
   上記相対的移動距離検知器が検知した相対的移動距離が第１の検出距離以上であり、かつ上記第１の検出距離より大きい第２の検出距離未満の状態で、上記液面検知器が液面を検知したとき、又は上記アーム部が所定位置まで移動したときは、上記吸引吐出機構に試料又は試薬の吸引吐出動作を指令し、
   上記相対的移動距離検知器が検知した相対的移動距離が上記第２の検出距離となったとき、上記アーム部の下降動作を停止させ、上記ノズルの試料又は試薬の分注動作を停止させることを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   表示部をさらに備え、上記コントローラは、複数の試料の試料番号と、複数の試料容器の配置位置を記憶し、上記相対的移動距離が上記第２の検出距離となったとき、上記表示部に、異常発生したこと、及び異常が発生した試料番号及びその試料容器の配置位置を表示させることを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   上記相対的移動距離検知器は、上記ノズルに固定された障害物検知板と、この検知板の移動距離を検出する障害物検知器とを有することを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   複数の試料容器を直線上に配列して収容するラックと、このラックを固定する移動可能なラック固定機構と、上記ラックに収容された試料容器を固定する移動可能な試料容器固定機構と、上記ラック固定機構及び上記試料容器固定機構を移動する固定機構駆動部とを、さらに備え、
   上記コントローラは、上記相対的移動距離検知器が第１の検出距離を検出したとき、上記ラック固定機構及び上記試料容器固定機構を上記固定機構駆動部により移動させて、上記ラック及び試料容器を固定させ、
   上記アーム部が上昇し、上記ノズルが試料容器から離脱した後に、上記ラック固定機構及び上記試料容器固定機構を移動させ、上記ラック及び試料容器の固定を解除させることを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   複数の試料容器を直線上に配列して収容するラックと、このラックに収容された試料容器の高さ寸法を検出する高さ検出センサとを、さらに備え、上記コントローラは、上記高さ検出センサが検出した試料容器の高さ寸法を記憶し、上記ノズルの試料容器方向への下降動作中に、上記記憶した試料容器の高さ寸法に達する前に、上記相対的移動距離検知器が第１の検出距離を検出したとき、上記ノズルが障害物に接触したと判断することを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   上記コントローラは、上記ノズルの試料又は試薬の分注動作を行うために上記アーム部を下降動作させ、
   上記相対移動距離検出器が検知した相対的移動距離が第１の検出距離未満であるとき、又は、第１の検出距離以上であり、かつ上記第１の検出距離より大きい第２の検出距離未満のであるときは、上記吸引吐出機構に試料又は試薬の吸引吐出動作を指令し、
   上記相対移動距離検出器が検知した相対的移動距離が上記第２の検出距離となったとき、上記アーム部の下降動作を停止させ、上記ノズルの試料又は試薬の分注動作を停止させることを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項７に記載の自動分析装置において、
   複数の試料容器を直線上に配列して収容するラックと、上記ラックに収容された試料容器を固定する移動可能な試料容器固定機構と、上記試料容器固定機構を移動する固定機構駆動部を、さらに備え、
   上記コントローラは、上記相対的移動距離検知器が第１の検出距離を検出したとき、上記試料容器固定機構を上記固定機構駆動部により移動させて、上記試料容器を固定させ、
   上記アーム部が上昇し、上記ノズルが試料容器から離脱した後に、上記試料容器固定機構を移動させ、上記試料容器の固定を解除させることを特徴とする自動分析装置。
9. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   複数の試料容器を直線上に配列して収容するラックと、
   このラックを固定する移動可能なラック固定機構、又は上記ラックに収容された試料容器を固定する移動可能な試料容器固定機構のいずれかの機構と、
   上記いずれかの機構を移動する固定機構駆動部とを、さらに備え、
   上記コントローラは、上記相対的移動距離検知器が第１の検出距離を検出したとき、上記いずれかの機構を上記固定機構駆動部により移動させて、上記いずれかの機構が固定対象とする上記ラック又は試料容器を固定させ、
   上記アーム部が上昇し、上記ノズルが試料容器から離脱した後に、上記いずれかの機構で固定した固定対象の固定を解除させることを特徴とする自動分析装置。

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