JP2022100478A - 検体搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置起動時に、検体の停止位置精度を高精度に保ちつつ、搬送時の液揺れを抑制する。【解決手段】検体の搬送容器を搬送する複数のコイルと、コイル駆動部と、制御部と、を備えた検体搬送装置において、制御部は、検体の速度変動から検体の液揺れを判定する液揺れ判定部を有し、制御部は、検体の停止位置に最も近接する停止コイル３の近傍において、停止コイル３から離れた側に第一区間Ｓ１を、停止コイル３に対して第一区間Ｓ１よりも近接する側に第二区間Ｓ２を設定すると共に、第一区間Ｓ１に検体がある場合に停止コイル３に通電する電流として第一電流を、第二区間Ｓ２に検体がある場合に停止コイル３に通電する電流として第二電流を設定し、第一電流は、液揺れ判定部６５の判定情報に基づいて検体の液揺れが抑制される大きさに設定され、第二電流は、第一電流よりも大きな電流値に設定される。【選択図】図１２

Description

本発明は、例えば血液や尿などの生体試料（以下検体と記載）の分析を行う検体分析システムや分析に必要な前処理を行う検体前処理装置に好適な検体搬送装置に関する。

臨床検査のための検体処理装置では、血液，血漿，血清，尿、その他の体液等の検体（サンプル）に対し、指示された分析項目を検査する。これらの検体処理装置は、各機能を有する複数の装置をつなげ、自動的に各工程を処理することができる。つまり、検査室の業務合理化のために、生化学や免疫など複数の分析分野の分析部を搬送ラインで接続し、１つの装置として運用している。従来の搬送ラインは主にベルト駆動方式がメインであり、搬送途中でなんらかの異常により搬送が停止してしまうと、それより下流側の装置に検体を供給できなくなる。また、医療の高度化及び高齢化社会の進展により、検体処理内容の多様化と検体数の増加が予想され、多様な検体をより速く運搬することが必要になる。そこで、検体処理装置の処理能力の向上のため、検体の高速搬送や大量同時搬送および複数方向への搬送を実現するべく、電磁搬送方式の検討が行われている。

電磁搬送方式の例としては、例えば、特開２０１７－２２７６３５号公報（特許文献１）に記載されたラボラトリ試料分配システムがある。このラボラトリ試料分配システムは、多数の試料容器搬送体を備え、試料容器搬送体は永久磁石の形態をした磁気活性素子備える。これにより特許文献1のラボラトリ試料分配システムでは、電磁アクチュエータによって生成される磁界が試料容器搬送体を移送平面に亘って駆動する。また特許文献1のラボラトリ試料分配システムでは、永久磁石によって生成される磁界が位置センサによって検出され、試料容器搬送体の位置に関するフィードバックを受けることができる（段落００６３－００６５参照）。

特開２０１７－２２７６３５号公報

特許文献１のラボラトリ試料分配システムでは、位置センサにより検体位置を検知して試料容器搬送体を搬送する技術を開示しているが、試料容器搬送体の動きや停止方法については記述がない。

電磁アクチュエータでは、コイルに電流を印加して、コイルに発生した実効推力を利用して検体搬送を行う。この場合、コイルに印加する電流量及び電流を印加するコイルの切替位置を適切に制御しないと、切替直後に発生する検体の搬送速度の変動が大きくなり、大きな液揺れが発生する。更にコイルは、直上付近でディテント力(進行方向と逆側に働く力)を有しているため、ディテント力を考慮したコイル電流に制御しないと、試料容器搬送体を目標の停止位置に停止させることができない。

本発明の目的は、検体搬送時の液揺れを抑制しつつ検体停止位置を精度よく制御することができる検体搬送装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の検体搬送装置は、磁石または磁性体と検体を保持する保持部とを備えた搬送容器と、前記搬送容器を搬送する複数のコイルと、前記複数のコイルに電圧を印加するコイル駆動部と、前記コイル駆動部を制御する制御部と、を備えた検体搬送装置において、
前記制御部は、検体の速度変動から検体の液揺れを判定する液揺れ判定部を有し、
前記制御部は、検体の停止位置に最も近接する停止コイルの近傍において、前記停止コイルから離れた側に第一区間を、前記停止コイルに対して前記第一区間よりも近接する側に第二区間を設定すると共に、前記第一区間に検体がある場合に前記停止コイルに通電する電流として第一電流を、前記第二区間に検体がある場合に前記停止コイルに通電する電流として第二電流を設定し、
前記第一電流は、前記液揺れ判定部の判定情報に基づいて検体の液揺れが抑制される大きさに設定され、
前記第二電流は、前記第一電流よりも大きな電流値に設定される。

本発明によれば、搬送時の液揺れを抑制でき、検体停止位置を高精度に制御することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施例に係る検体搬送装置１の概略構成図である。 検体搬送装置１の断面構成例の一部を示す模式図である。 検体搬送装置１の演算部４０の構成を示す機能ブロック図である。 検体搬送装置１に用いられるコイル２５の位置に対するインダクタンス特性を示す図である。 コイル２５の位置に対する電流変化量特性を示す図である。 検体搬送装置１の電圧パルスと電流の時系列波形を示す図である。 検体搬送装置１の電流毎の位置対実効推力を示す図である。 検体搬送装置１の励磁コイルの切替位置による検体搬送速度への影響を説明する図である。 検体搬送装置１の励磁コイルの切替に伴う速度変動の説明図である。 検体搬送装置１の励磁コイルの切替位置による速度変動への影響を説明する図である。 検体搬送装置１の第二電流印加タイミングの搬送速度の説明図である。 第一電流/第二電流を印加した時の検体搬送装置１の実効推力および検体動作の説明図である。

検体搬送装置では、分析結果に影響を与えないようにするため、搬送中の液揺れを抑制する必要がある。また、複数の検体を搬送するため、他検体との衝突を防止するために、検体（搬送容器）の停止位置を高精度に制御する必要がある。電磁搬送装置では、搬送したい方向に検体を搬送できるようにコイルに電流を印加して、コイルに発生した実効推力を利用して検体搬送を行う。ここで、目標位置まで検体を移動させるためには、検体位置に応じて複数のコイルに電流を印加する必要があるが、検体に発生する実効推力は、コイル電流量及び、コイルと検体との位置関係によって決まる電磁力(進行方向/垂直方向)及び検体質量と搬送面の摩擦係数から求まる摩擦力(μN)で決まる。すなわち、コイルに印加する電流量及び電流を印加するコイルの切替位置を制御しないと、切替直後に発生する検体の搬送速度の変動が大きくなり、液揺れが発生してしまう。更にコイルは、直上付近でディテント力(進行方向と逆側に働く力)を有しているため、ディテント力を考慮したコイル電流に制御しないと、検体を目標の停止位置に停止させることができない。

本実施例は、上記の課題を解決するためになされたものであり、コイル巻線に流れる電流情報から検体位置を推定することで、検体位置検出用のセンサを用いることなく検体位置を推定する。更に、検体位置によって変化するコイルのインダクタンス変化に伴う電流変化量を検知することで、検体の正確な位置情報を把握して検体の位置検出精度を向上させる。更に、液揺れ判定器を有し、電流を印加しているコイルの速度情報から速度変動を予測し、液揺れを抑制するための電流量及び電流を印加するコイルの切替位置を制御する。更に、停止位置を精度よく制御するために、コイルのディテント力に打ち勝つための実効推力を演算し、演算結果に基づいて電流量及び電流を印加するコイルの切替位置を制御する。

本実施例によれば、搬送効率を保ちつつ、搬送時の液揺れを抑制できると共に、検体停止位置を高精度に制御することができる。

以下、本発明の検体搬送装置の実施例を、図面を用いて説明する。

最初に本実施例の搬送装置の概略構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例に係る検体搬送装置１の概略構成図である。図１では、２つのコイル２５と永久磁石１０が相対的に動作する検体搬送装置１の概略を模式的に示している。

図１において、検体搬送装置１は、永久磁石１０、円柱状のコア２２とコア２２の外周側にまかれた巻線２１とで構成されるコイル（コイル装置）２５、駆動回路５０、電流検出部３０、演算部４０、および電源５５を備えている。

永久磁石１０は磁性体とすることもでき、駆動回路５０はコイル駆動部を構成する。コイル駆動部は電流検出部３０を含んで構成されてもよい。演算部４０は検体搬送装置１の制御部を構成し、コイル駆動部を制御して検体を保持する搬送容器（検体ホルダ）２０を移送する。

図２は、検体搬送装置１の断面構成例の一部を示す模式図である。搬送容器２０は、検体（容器）の保持部２０ａと永久磁石１０とが一体となるように構成される。搬送容器２０は、搬送平面Ｐを介して、コイル２５（２５ａ，２５ｂ）と対向して配置される。

通常、検体搬送装置１は、コイル２５ａ，２５ｂのコイル２１ａ，２１ｂに電流を流すことにより、コア２２に電磁力を発生させる。この電磁力により、搬送容器２０に配置される永久磁石１０が、複数のコイル２５ａ，２５ｂ間（コイル２５とコイル２５との間）の上方で、かつ搬送平面Ｐ上を滑るようにして、コイル２５ａ，２５ｂに対して相対的に移動するように制御され、搬送容器２０は所望の位置まで搬送される。

検体搬送装置１では、永久磁石１０とコイル２５ａ，２５ｂとの相対的な位置情報が必要となる。この位置情報は、コイル２５ａ，２５ｂの巻線２１ａ，２１ｂに電流を流すことによりコア２２ａ，２２ｂに発生させた電磁力を効率よく永久磁石１０に作用させるために利用され、また、永久磁石１０を目的の方向に移動させるために利用される。

例えば、永久磁石１０が、２つのコイル２５の一方の上方（直上）にある場合を想定する。永久磁石１０の直下にあるコイル２５ａ（巻線２１ａ）に電圧を印加しても、永久磁石１０には、搬送方向への力（推力）が発生しない。一方、永久磁石１０が上方（直上）にない（永久磁石１０の直下にない）コイル２５ｂ（巻線２１ｂ）に電圧を印加すると、永久磁石１０をそのコイル２５ｂに引き寄せる力が発生し、搬送方向への力（推力）が発生する。つまり、所望のコイル２５ａ，２５ｂ（巻線２１ａ，２１ｂ）に電圧を印加することによって、永久磁石１０に効率よく搬送方向への力を発生させることができる。そして、電圧を印加するコイル２５ａ，２５ｂ（巻線２１ａ，２１ｂ）を選択することによって、搬送方向への力の向き（方向）を制御することができる。

続いて位置センサを用いることなく検体位置を推定する方法について説明する。図１の手前側のコイル２５の上に永久磁石１０があった場合、永久磁石１０が作る磁束がコイル２５に作用する。ここで、永久磁石１０が近い側のコイル２５と、遠い側のコイル２５とでは、作用する磁束の大きさが異なる。つまり、永久磁石１０とコイル２５との相対位置によって、コイル２５に作用する磁束の大きさが変わることになる。

コア２２は磁性体で構成されており、コア２２を通る磁束は、磁束が大きくなると通りにくくなる、という性質がある。ここで、巻線２１に電圧を印加して電流を流すと、その電流によって生じた磁束がコア２２に発生する。したがって、コア２２には、永久磁石１０による磁束と、巻線２１に流した電流によって生じる磁束と、が発生する。

一般的に、巻線２１に電流を流すと、その周りに磁場が発生し、生じる磁束は流した電流値に比例する。この比例定数はインダクタンスとよばれる。しかし、コア２２などの磁性体を有する回路では、コア２２の飽和特性により、インダクタンスが変化する。

コア２２の飽和が発生すると、コア２２に生じる磁束の大きさによってインダクタンスが変わる。つまり、永久磁石１０の磁束の大きさによって巻線２１のインダクタンスが変化する。これは、永久磁石１０の位置によって巻線２１のインダクタンスが変化することを意味する。

巻線２１に生じる電圧Ｖは、式（１）で表される。
Ｖ＝－ｄφ／ｄｔ （１）
ここで、φは磁束、ｔは時間である。式（１）に示すように、電圧Ｖは単位時間当たりの磁束の変化量で表される。

また、電流Ｉ、インダクタンスＬとすると、式（２）の関係が成立する。
ｄＩ／ｄｔ＝（１／Ｌ）×（ｄφ／ｄｔ） （２）
これら式（１）および式（２）から、式（３）の関係が成立する。
ｄＩ／ｄｔ＝－Ｖ／Ｌ （３）
つまり、一定の電圧を巻線２１に印加した場合、式（３）に示すように、インダクタンスＬの大きさによって、供給される電流Ｉの時間微分が変化する。これは、電圧を印加した場合に供給される電流の立ち上がり方が異なること意味する。

従って、巻線２１に電圧を印加した場合、巻線２１に流れる電流とその流れ方を検出することで、インダクタンスＬを演算で求めることができる。つまり、永久磁石１０の位置によって変化する巻線２１のインダクタンスＬを検出すれば、そのインダクタンスＬに影響を与える永久磁石１０の位置が求められることになる。

そのために、コイル２５の巻線２１に駆動回路５０を接続するとともに、巻線２１に流れる電流値を検出する電流検出部３０を設ける。本実施例では、駆動回路５０により巻線２１に電圧を印加し、その電圧によって生じる電流値を電流検出部３０で検出する。

電流検出部３０は、直列抵抗や、カレントトランスによるもの、またはホール電流センサを用いたものなどが考えられるが、これらに限定されるものではない。

駆動回路５０は電源５５に接続されており、電流を受け取り、コイル２５の巻線２１に電流を供給する。

更に演算部４０は、搬送容器２０を搬送するために必要な推力を得るために、駆動回路５０に印加する電圧指令を演算するとともに、電流検出部３０によって検出された電流値を基に、コイル２５のインダクタンスＬ（すなわち、電流変化量ｄＩ／ｄｔ）を計測し、コイル２５と永久磁石１０との相対位置関係を演算して、搬送装置１内における永久磁石１０の位置を推定する。演算部４０は、この演算した永久磁石１０の位置情報を用いて、永久磁石１０（検体）の搬送に必要な電流をコイル２５に供給するタイミングを決定し、駆動回路５０から適切なコイル２５に電流を供給させる。

このときの検体位置検出制御の一例を図３のブロック線図に表す。図３は、検体搬送装置１の演算部４０の構成を示す機能ブロック図である。

図３に示すように、演算部４０は通電コイル決定部６３で決定した順番及び、液揺れ判定部６５で演算した搬送速度の目標値で決まる推力(電流)指令及び液揺れ判定器６５が出力した目標切替位置指令及び検体位置推定部６２が出力した位置情報を入力し、デューティ設定部６０で電圧パルスを演算し、駆動回路５０に出力する。

デューティ設定部６０は、液揺れ判定部６５で演算した推力(電流)指令に基づいて、電圧パルスのＯＮ時間及びＯＦＦ時間を演算し、電圧パルスのデューティ比を決定する。

コイル２５に電圧パルスを出力した時の電流値を電流検出部３０で検出し、電流変化量演算部６１でコイル２５の電流変化量（ｄＩ／ｄｔ）を演算し、その値に応じて検体位置推定演算部６２で検体位置を推定する。さらに検体の搬送目標位置と前述の検体位置推定結果とに基づいて実際に通電を行うコイル２５を通電コイル決定部６３で決定し、この決定位置と前述した液揺れ判定部が出力する目標切替位置指令とに従い、コイル切替え位置演算部６４において、所望のコイル２５への通電が可能となるように回路を切り替える。なお、ここで述べた制御ブロックはマイクロコンピュータ等の演算装置で実現することができる。

ここで、図４を参照して、検体位置推定部６２について説明する。図４は、検体搬送装置１に用いられるコイル２５の位置に対するインダクタンス特性を示す図である。このインダクタンス特性は、検体搬送装置１において、インダクタンスの特性テーブルとして備えられる。

検体位置推定部６２では、前述のように電流変化量（ｄＩ／ｄｔ、すなわち、コイル２５のインダクタンスＬに相当）を入力して搬送容器２０（すなわち検体）の位置推定値を出力する。検体位置推定部６２には、例えば、図４に示すような検体位置に対するインダクタンスの特性テーブルが設定される。

図４において、Ｐ３は永久磁石１０があるコイル２５の直上にあることを意味しており、Ｐ１は、永久磁石１０が当該コイル２５から遠ざかり、隣接配置される他のコイル２５上にあることを意味している。さらに、図４の縦軸Lはコイル２５のインダクタンスを示している。この特性をみると、永久磁石１０がP３からP１に変化するにつれて、インダクタンスＬが増加していることがわかる。この特性は上述したように、コイル２５に通電して発生する磁束の作用と、永久磁石１０が発生する磁束の作用とによって生じるインダクタンスの変化である。

図５を参照して、実際の制御ロジックで使用されるインダクタンス特性の代替特性について説明する。図５は、コイル２５の位置に対する電流変化量特性を示す図である。

本実施例では、このインダクタンスＬの位置特性を利用して搬送容器２０の位置を推定することを原理としているが、実際の制御ロジックでは、コイル２５の電流変化量を入力とするため、検知位置推定部６２内には、図５に示すような電流変化量（ｄＩ／ｄｔ）の位置特性データテーブルとして設定することができる。インダクタンスＬと電流変化量（ｄＩ／ｄｔ）の間の関係は式（３）に示す通りである。

図6を参照して、検体搬送装置１における、搬送容器２０の位置を検出するためにコイル２５に印加する電圧波形と対応する電流波形について説明する。図６は、検体搬送装置１の電圧パルスと電流の時系列波形を示す図である。

図６は電圧パルスに対する電流値を表しており、電圧パルスのONが終わるタイミングの電流値(最大値)と電圧パルスのOFFが終わるタイミングの電流値(最小値)との差分から電流変化量（ｄＩ／ｄｔ）を演算している。検体位置推定部６２では、この電流変化量（ｄＩ／ｄｔ）を逐次演算することで、検体位置（搬送容器２０の位置）を随時推定している。

続いて、図３に示す液揺れ判定部６５について説明する。液揺れ判定部６５は検体の速度変動から検体の液揺れを判定する。液揺れ判定部６５では、液揺れを判定して液揺れが十分に抑えられる推力(電流)指令をデューティ設定部６０に出力し、その時の電流印加コイルの切替位置、すなわち検体がどの位置にある時に電流印加コイルを切替えるかを決める目標切替位置を、コイル切替位置演算部６４に出力する。ここで、検体の停止位置を高精度に制御するために、指令電流および目標切替位置をそれぞれ２段階に設定する。

検体位置に対する実効推力の特性について、図７を参照して説明する。図７は、検体搬送装置１の電流毎の位置対実効推力を示す図である。

実効推力Feffは、式（４）で表される。
Feff = Fx - μ(mg+Fz) (４)
ここで、Fxはコイル２５に発生する搬送面Ｐに対して水平方向に働く力、Fzはコイル２５に発生する搬送面Ｐに対して垂直方向に働く力、mは検体質量、μは摩擦係数である。

図７の特性はコイル３に電流を印加(励磁)した時の特性を示している。図７のｄはコイル間距離である。コイル１、すなわち２ピッチ分(２ｄ)離れた所に検体がある場合は、Fxはほとんど作用せず、自重成分の摩擦力とFzとにより検体を減速させる方向に力が働く。コイル２、すなわち１ピッチ分（ｄ）離れた所に検体がある場合は、Ｆｘの増加により検体を加速させる方向に力が働く。その後、検体がコイル３に近づくにつれて加速力が徐々に増加していき、コイルの特性にもよるが、コイル２とコイル３の中間地点近傍に検体が来た時の実効推力が最大となり、その後は更に検体が近づくにつれて実効推力は減少する。更に検体が近づいてコイル３直上付近まで達すると、コイル３のディテント力が作用してFzが増大するために、検体を減速させる方向に力が働く。尚、式（４）に示したFx及びFzは電流量によって大きくなるため、実効推力も電流量が大きいほど大きくなる。

ここで、第一電流は、主にコイル２からコイル３に励磁コイルが切り替わった直後から停止位置(図７のコイル３)に対して所定の位置まで到達するまでの間に印加する電流とし、第二電流は、検体が停止位置に対して所定の位置まで近づいてから検体が停止するまでに印加する電流とする。第一電流は、液揺れを抑制しつつ検体を精度よく停止位置に停止させるために印加する電流のため、図７の点線で示す小電流相当をコイル３に印加する。一方で、第二電流はディテント力により減速力に打ち勝って検体を停止目標に停止させるための電流のため、図７の実線で示す大電流相当をコイル３に印加する。

上述した様に本実施例では、演算部（制御部）４０は、検体の停止位置に最も近接する停止コイルの近傍において、停止コイルから離れた側に第一区間を、停止コイルに対して第一区間よりも近接する側に第二区間を設定すると共に、第一区間に検体がある場合に停止コイルに通電する電流として第一電流を、第二区間に検体がある場合に停止コイルに通電する電流として第二電流を設定する。本実施例の場合、検体の停止位置に最も近接する停止コイルはコイル３であり、第二区間は停止位置を含み、第一区間に連続して設定される。

また、第一電流は液揺れ判定部６５の判定情報に基づいて検体の液揺れが抑制される大きさに設定され、第二電流は第一電流よりも大きな電流値に設定される。

第一電流及び第二電流は、デューティ設定部６０で設定される電圧パルスのデューティ比により、生成される。

次に、図８を参照して、励磁コイルの切替位置について説明する。図８は、検体搬送装置１の励磁コイルの切替位置による検体搬送速度への影響を説明する図である。

図８では、横軸に電流を印加するコイルの切替位置、縦軸に励磁コイルが切り替わってから同じ切替位置まで検体が到達した時の速度を示す。ここでいう切替位置とは、電流を印加するコイルを切替える直前の、検体と励磁コイルとの距離を表している。

切替位置が大きい、すなわち励磁コイルと検体との距離が離れている時に励磁コイルの切替を行った場合、実効推力が大きく加速する領域(図７のコイル２とコイル３との中間近傍)で励磁コイルが切り替わる。励磁コイルが切り替わると検体と励磁コイルとの距離が更に１ピッチ増えるため検体を減速させる方向に働く。

一方、切替位置が小さい、すなわち励磁コイルと検体との距離が近い時に励磁コイルの切替を行った場合、実効推力が大きく加速する領域で十分加速して励磁コイルが切り替わる。励磁コイルの切替により、励磁コイルとの距離が１ピッチ増えるのは共通だが、検体が近づいた状態で励磁コイルの切替を行っているため、励磁コイルとの距離は相対的に近くなり、その分減速させる方向に働く力が小さくなる。

ここで、本発明の目的である停止位置を高精度に制御するためには、搬送容器２０を十分に減速させることが必要になるため、切替位置を大きくする必要がある。

続いて、電流を印加するコイルを切り替えた時の速度変動波形を図９に示す。停止目標は図７に示したコイル３となるため、減速させるためにコイル２よりも小さい電流をコイル３に印加する。電流を印加するコイルをコイル２からコイル３に切替えると、切替えた瞬間の検体とコイル３との距離は１ピッチ分離れるため実効推力が減少し、検体の搬送加速度も減少する。検体搬送を速度で管理するために、電流印加コイルの切替前後の速度勾配を、速度変動１、速度変動２とした。速度変動１及び速度変動２の最大値と搬送時の液揺れ量とには相関があるという知見が得られており、これらを液揺れ判定部６５の液揺れ判定に用いる。尚、最大値に限定するものでは無く、例えば速度変動１(正値)と速度変動２(負値)との差分を用いても良い。

続いて、横軸に切替位置、縦軸に速度変動を示したものを図１０に示す。図１０に示す切替位置と速度変動との相関は、図８に示した切替位置と速度との相関と逆の特性が見られる。これは切替後の速度が大きいということは実効推力の変動が少なく、液揺れが発生しづらくなることを示している。すなわち切替位置の遠近と液揺れとはトレードオフにあるため、液揺れを抑制しつつ検体速度を十分に減速できるように切替位置を制御するために、液揺れ判定部６５は液揺れの合否判定を行う。ここで、液揺れの合否判定値は、例えば、実際に切替位置を変えた時の液揺れ量をカメラ等でデータ取得したものを用いても良い。液揺れの合否判定をクリアしつつ、できるだけ検体速度を減速できる切替位置に制御する。上述した様に、液揺れ判定部６５はコイル２５の実効推力特性を用いて液揺れを判定する。

次に、図１１を用いて、第一電流から第二電流に切替える際の制御方法について説明する。図１１は、検体搬送装置１の第二電流の印加タイミングの搬送速度の説明図である。図１１では、位置対実効推力の特性とコイル及び検体（搬送容器２０）との位置関係を示している。

第二電流に切替える直前の検体速度をv₂、その時のコイル３と検体との距離をx1とすると、コイル３直上で検体を停止、すなわち速度を0にするためには、運動エネルギーと仕事との関係式から、以下の関係が成立する。

0 - (1/2)mv₂ ² = Feff・x1 (５)
式（５）を用いて、検体の速度情報と実効推力から切替位置を決定する。尚、切替位置に関しては、第一電流の印加時と同様に液揺れ合否判定に基づいて決定する。また、検体速度は例えば、検体位置推定部６２から入力される位置情報を微分して求めることができる。基本的には第一電流を印加する区間で十分に減速されていることが前提となるが、例えば搬送面Ｐの劣化等で摩擦係数が想定よりも小さくなったことで摩擦力が低減し実効推力が増大した場合、検体の搬送速度が想定よりも高速になることが考えられる。したがって、検体の位置及び速度情報から目標推力を逐次演算し、搬送速度が想定よりも高速になる時には電流値を下げる処理を行うことで停止位置精度を確保する。

図１２は、第一電流/第二電流を印加した時の検体搬送装置１の実効推力および検体動作の説明図である。

第一電流の区間において、液揺れが発生しないで減速力を得られる切替位置で励磁コイルを切替える。更に十分に停止位置(コイル３)に検体が近づいた時には、運動エネルギーと仕事との相関に基づき、第一電流から第二電流へ切り替える位置を決定する。なお、第一電流は第二電流に対して小電流であり、第二電流は第一電流に対して大電流である。

上述した様に本実施例では、磁石１０または磁性体と検体を保持する保持部２０ａとを備えた搬送容器２０と、搬送容器２０を搬送する複数のコイル２５と、複数のコイル２５に電圧を印加するコイル駆動部５０と、コイル駆動部５０を制御する制御部４０と、を備えた検体搬送装置１において、
制御部４０は、検体の速度変動から検体の液揺れを判定する液揺れ判定部６５を有し、
制御部４０は、検体の停止位置に最も近接する停止コイル３の近傍において、停止コイル３から離れた側に第一区間Ｓ１を、停止コイル３に対して第一区間Ｓ１よりも近接する側に第二区間Ｓ２を設定すると共に、第一区間Ｓ１に検体がある場合に停止コイル３に通電する電流として第一電流を、第二区間Ｓ２に検体がある場合に停止コイル３に通電する電流として第二電流を設定し、
第一電流は、液揺れ判定部６５の判定情報に基づいて検体の液揺れが抑制される大きさに設定され、
第二電流は、第一電流よりも大きな電流値に設定される。

この場合、第一電流は、液揺れ判定部６５の判定情報に基づいて、検体の液揺れが図１０の液揺れ合否判定に用いられる所定の液揺れに抑制される大きさに設定されることが好ましい。

上述した様に本実施例では、第一電流は、液揺れが発生せず、かつ搬送速度の減少が見込まれるタイミングで、検体の停止位置に最も近接する停止コイルに通電される。また第二電流は、検体の運動エネルギーと仕事とが釣り合うタイミングで、検体の停止位置に最も近接する停止コイルに通電される。言い換えれば、演算部（制御部）４０は、液揺れが発生せず、かつ搬送速度の減少が見込まれるタイミングで、検体の停止位置に最も近接する停止コイルに、第一電流を通電する。また演算部（制御部）４０は、検体の運動エネルギーと仕事とが釣り合うタイミングで、検体の停止位置に最も近接する停止コイルに、第二電流を通電する。

以上のような構成とすることで、検体搬送時の液揺れを抑制しつつ検体停止位置を精度よく制御することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…検体搬送装置、３…停止コイル、１０…永久磁石、２０…搬送容器、２０ａ…保持部、２５…コイル、４０…演算部（制御部）、５０…駆動回路（コイル駆動部）、６５…液揺れ判定部、Ｓ１…第一区間、Ｓ２…第二区間。

Claims (4)

1. 磁石または磁性体と検体を保持する保持部とを備えた搬送容器と、前記搬送容器を搬送する複数のコイルと、前記複数のコイルに電圧を印加するコイル駆動部と、前記コイル駆動部を制御する制御部と、を備えた検体搬送装置において、
   前記制御部は、検体の速度変動から検体の液揺れを判定する液揺れ判定部を有し、
   前記制御部は、検体の停止位置に最も近接する停止コイルの近傍において、前記停止コイルから離れた側に第一区間を、前記停止コイルに対して前記第一区間よりも近接する側に第二区間を設定すると共に、前記第一区間に検体がある場合に前記停止コイルに通電する電流として第一電流を、前記第二区間に検体がある場合に前記停止コイルに通電する電流として第二電流を設定し、
   前記第一電流は、前記液揺れ判定部の判定情報に基づいて検体の液揺れが抑制される大きさに設定され、
   前記第二電流は、前記第一電流よりも大きな電流値に設定されることを特徴とする検体搬送装置。
2. 請求項１に記載の検体搬送装置において、
   前記液揺れ判定部は、前記コイルの実効推力特性を用いて液揺れを判定することを特徴とする検体搬送装置。
3. 請求項１に記載の検体搬送装置において、
   前記第一電流は、液揺れが発生せず、かつ搬送速度の減少が見込まれるタイミングで前記停止コイルに通電されることを特徴とする検体搬送装置。
4. 請求項１に記載の検体搬送装置において、
   前記第二電流は、検体の運動エネルギーと仕事とが釣り合うタイミングで前記停止コイルに通電されることを特徴とする検体搬送装置。

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