JP2023152541A - 試料採取装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造時や設置時に工数をかけずに、ノズルを試料管の所定の位置まで確実に移動させることのできる試料採取装置を製造する。【解決手段】試料管の採取範囲ｗが、Ｎ個（Ｎ≧３、Ｎは整数）のエッジが設けられたスリットの第１エッジに対応する第１位置から初期位置側に距離ｗ／２を隔てた下限位置から、第Ｎエッジに対応する第Ｎ位置から初期位置の反対側に距離ｗ／２を隔てた上限位置までの範囲の内側に収まるようにノズルユニットの支持体に保持部材を取り付ける段階と、保持部材に試料管を装填する段階と、パルスモータを駆動させて採取範囲の中心までノズルを移動させたときのパルス数を測定する段階と、ノズルが採取範囲の中心に達したときにフォトインタラプタが認識した直近のエッジに対応する信号を特定する段階と、そのパルス数及び直近のエッジに対応する信号を記憶装置に記憶させる段階と、を含んでなる、試料採取装置の製造方法。【選択図】図８

Description

本発明は、血液検体のような試料を試料管から採取して各種分析に供する試料採取装置の製造方法に関する。

血液検体のような試料を試料管から採取して分析に供する液体クロマトグラフィー装置では、下記特許文献１のように、ラックにセットされた採血管から上下方向及び水平方向に移動可能なノズルによって血液試料が採取される技術が開示されている。また、特許文献２のように、採血管が駆動ローラ及び従動ローラで挟まれた状態で保持され、この状態でノズルがキャップを突き破って採血管内に侵入し、吸引された血液が液体クロマトグラフィーに供される技術が開示されている。

特開２０１５－１２７７００号公報 ＷＯ ２０１０／０３８８５２ Ａ１

特許文献２記載の技術のように、血液のような液体試料を収容した試料管をローラで保持した状態でノズルにより試料を吸引するような装置において、試料管の所定の位置までのノズルの移動をパルスモータで駆動することがある。このようなパルスモータを用いたノズル移動の機構が正常に動作しない、すなわちノズルが意図した位置まで到達しないような場合についてはパルスモータが脱調することが原因として挙げられ、その要因として動作速度が速いこと、パルスモータのトルクが不足していることなどの設計的要因に加え、動作中に障害物に衝突するなどの突発的要因がある。

その機構を用いた装置を正常に動作させるためには機構が意図した位置まで到達したかどうかを確認することが必要になる場合がある。機構が正常に動作していることを検知する方法には、一般的に、光学式のセンサなどを使用して、モータ動作時にいくつのスリットを検知したか、もしくはスリット間を通過するためにパルスモータにいくつのパルスを入力したかを、あらかじめ設定された基準値と比較するという方法が用いられる。基準値は機構の動作距離やモータの励磁方法、スリットの幅などによって計算され、生産時に機器の設定情報として記憶される。

従来の基準値は設計によって一意的に決まる値（たとえば、パルスモータへの入力パルス数）を設定しており、公差による機構間差や組立時の誤差、機構動作時の振動等による、基準値の設定時との差を許容できるよう、その差を考慮したうえでの設定となっている。これにより、本来の判定できる精度よりも悪くなっている場合がある。また、精度を保ったまま前述の差を考慮するためには、機構ごとに基準値やセンサ位置を調整する必要があり、製造時や設置時に工数がかかる。

そこで本発明の実施態様は、製造時や設置時に工数をかけずに、ノズルを試料管の所定の位置まで確実に移動させることのできる試料採取装置を製造することを課題とする。

本開示の実施態様は、パルスモータ、及び、初期位置から試料採取位置まで前記パルスモータの駆動でノズルを水平移動させるノズルユニットが設けられている支持体と、ノズルユニットの移動の目安となるとともに連続するＮ個（ただし、Ｎは３以上の整数）のエッジが設けられたスリットを有するスリット板と、ノズルユニットと連動して移動しスリットを認識するフォトインタラプタと、試料を収容するとともにノズルが挿入される挿入口を有する試料管を、試料採取位置の下方で保持する保持部材と、パルスモータ及びフォトインタラプタの制御を行う制御装置と、制御を行うためのデータを記憶する記憶装置と、を備えた試料採取装置の製造方法において、挿入口においてノズルが挿入可能な範囲である採取範囲の直径をｗとし、連続するＮ個のエッジのうち、初期位置に最も近いエッジを第１エッジとし、初期位置から最も遠いエッジを第Ｎエッジとし、フォトインタラプタが第１エッジから第Ｎエッジまでを認識したときに制御装置へ送信する信号をそれぞれ第１信号から第Ｎ信号までとし、フォトインタラプタが第１エッジから第Ｎエッジまでを認識するときのノズルの位置をそれぞれ第１位置から第Ｎ位置までとし、第１位置から第Ｎ位置までの隣接する位置の間の距離がいずれもｗ／２未満であり、第１位置から初期位置の側に距離ｗ／２を隔てた位置を下限位置とし、第Ｎ位置から初期位置の反対側に距離ｗ／２を隔てた位置を上限位置としたとき、採取範囲が下限位置から上限位置までの範囲の内側に収まるように支持体に保持部材を取り付ける段階と、保持部材に試料管を装填する段階と、パルスモータを駆動させて試料管の採取範囲の中心までノズルを移動させたときのパルス数を測定する段階と、第１信号から第Ｎ信号までのうち、ノズルが採取範囲の中心に達したときにフォトインタラプタが認識した直近の信号を特定する段階と、パルス数及び直近の信号を記憶装置に記憶させる段階と、を含んでなる。

本開示の実施態様は、上記のように構成されているので、製造時や設置時に工数をかけずに、ノズルを試料管の所定の位置まで確実に移動させることのできる試料採取装置を製造することができる。

ＨＰＬＣ装置の外観を正面斜視図で示す。 試料採取装置の外観を正面斜視図で示す。 試料採取装置における制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 試料採取装置の外観を平面斜視図で示す。 スリット板の形状を拡大して示す平面模式図である。 保持部材の外観を正面斜視図で示す。 保持部材と試料管との位置関係を示す平面模式図である。 試料採取装置においてノズルが採取位置にある状態を正面斜視図で示す。 第１実施形態においてエッジ信号と保持部材の設置範囲との関係を示す模式図である。 スリット板の形状を示す平面模式図である。 第２実施形態においてエッジ信号と保持部材の設置範囲との関係のを示す模式図である。 第１実施形態及び第２実施形態の試料採取装置の製造方法を示すフローチャートである。 試料採取装置の制御例を示すフローチャートである。

本開示の第１実施形態の製造方法で製造される試料採取装置は、パルスモータ、及び、初期位置から試料採取位置まで前記パルスモータの駆動でノズルを水平移動させるノズルユニットが設けられている支持体と、ノズルユニットの移動の目安となるとともに連続するＮ個（ただし、Ｎは３以上の整数）のエッジが設けられたスリットを有するスリット板と、ノズルユニットと連動して移動しスリットを認識するフォトインタラプタと、試料を収容するとともにノズルが挿入される挿入口を有する試料管を、試料採取位置の下方で保持する保持部材と、パルスモータ及びフォトインタラプタの制御を行う制御装置と、制御を行うためのデータを記憶する記憶装置と、を備える。

制御装置は、パルスモータを駆動させてノズルユニットを初期位置から試料採取位置まで移動させる。この移動の間に、フォトインタラプタがスリットを認識して、その認識した情報が制御装置へ送信され、その送信された情報が記憶装置に記憶されているデータと照合されて、制御装置はノズルユニットの動作を制御する。この点については後に詳述する。

このとき、試料管においてノズルが挿入される挿入口においてノズルが挿入可能な範囲である採取範囲の直径をｗとする。また、スリットにおいて連続するＮ個のエッジのうち、初期位置に最も近いエッジを第１エッジとし、初期位置から最も遠いエッジを第Ｎエッジとする。さらに、フォトインタラプタが第１エッジから第Ｎエッジまでを認識したときに制御装置へ送信する信号をそれぞれ第１信号から第Ｎ信号までとする。また、フォトインタラプタが第１エッジから第Ｎエッジまでを認識するときのノズルの位置をそれぞれ第１位置から第Ｎ位置までとする。さらに、第１位置から第Ｎ位置までの隣接する位置の間の距離がいずれもｗ／２未満である。そして、第１位置から初期位置の側に距離ｗ／２を隔てた位置が下限位置であり、第Ｎ位置から初期位置の反対側に距離ｗ／２を隔てた位置が上限位置である。すなわち、下限位置から上限位置までの距離は、（ｗ＋ｗ・（Ｎ－１）／２）未満である。

そして、採取範囲が下限位置から上限位置までの範囲の内側に収まるように前記支持体に保持部材を取り付ける段階が実行される。換言すると、試料管の採取範囲が下限位置にも上限位置にも係らないような位置に、保持部材が取り付けられる。次に、保持部材に前記試料管を装填する段階が実行される。次に、パルスモータを駆動させて試料管の採取範囲の中心までノズルを移動させたときのパルス数を測定する段階が実行される。次に、第１信号から第Ｎ信号までのうち、前記ノズルが採取範囲の中心に達したときにフォトインタラプタが認識した直近の信号を特定する段階が実行される。最後に、測定されたパルス数及び特定された直近の信号を記憶装置に記憶させる段階が実行され、試料採取装置の製造が完了する。

本実施形態の製造方法で製造された試料採取装置は、以下のように作動させることができる。なお、以下の説明では、第１信号から第Ｎ信号までを「エッジ信号」と総称する。まず、保持部材に試料管が装填されると、制御装置は、パルスモータを駆動させてノズルユニットを移動させ、記憶装置に記憶されたパルス数（以下、「規定パルス数」とする。）の分を駆動させたところでパルスモータの駆動を停止させ、ノズルユニットを停止させる。一方、ノズルユニットの移動の間、フォトインタラプタはエッジ信号を認識し、ノズルユニットが停止した時点で認識した直近の信号を制御装置に送信する。制御装置は、受信した直近の信号が、記憶装置に記憶された直近の信号（以下、「基準信号」とする。）と一致するかどうかを判断し、一致していれば、ノズルユニットが正しい試料採取位置にあるとしてノズルを降下させ、試料を採取する。一方、一致していない場合、たとえば、基準信号の前のエッジ信号までしか認識していなかった場合、又は、基準信号の次のエッジ信号を認識していた場合には、ノズルユニットは正しい試料採取位置にはないとしてノズルは降下させない。このとき、所定のエラー表示を行うこととしてもよい。

ここで、下限位置は第１位置から距離ｗ／２だけ初期位置側にあり、また、上限位置は第Ｎ位置から距離ｗ／２だけ初期位置の反対側にあり、採取範囲は下限位置にも上限位置にもかからないので、パルスモータを規定パルス数駆動させた時点でフォトインタラプタは少なくとも第１エッジは認識しているはずであるが、第Ｎエッジは認識しないはずである。よって、パルスモータを規定パルス数駆動させた時点でフォトインタラプタが第１エッジを認識していない場合、及び、第Ｎエッジを認識した場合はいずれも、パルスモータ又はノズルユニットの駆動系の少なくともいずれかに何らかの異常が生じていると考えられる。さらに、パルスモータを規定パルス数駆動させた時点でフォトインタラプタが基準信号に係るエッジを認識していない場合、及び、基準信号に係るエッジの次のエッジを認識した場合はいずれも、パルスモータ又はノズルユニットの駆動系の少なくともいずれかに何らかの異常が生じていると考えられる。このような異常が生じていると考えられる場合には、ノズルユニットは正しい試料採取位置にはないとしてノズルは降下させない。

本実施形態の製造方法によれば、支持体に保持部材を取り付ける際、下限位置から上限位置までの範囲の内側に取り付けていれば、試料採取装置において採取範囲の中心の近傍にノズルを挿入することを容易に実現することが可能となる。

なお、スリット板のスリットにより形成されるエッジは、少なくとも３つのエッジが連続して設けられていればよい。すなわち、本開示の第２実施形態の製造方法で製造される試料採取装置は、第１実施形態における試料採取装置において、スリット板には少なくとも連続する３つのエッジが設けられている。そして、この連続する３つのエッジを前記初期位置に近い側から第１エッジ、第２エッジ及び第３エッジとする。さらに、フォトインタラプタが前記第１エッジ、第２エッジ及び第３エッジを認識したときに前記制御装置へ送信する信号をそれぞれ第１信号、第２信号及び第３信号とする。また、フォトインタラプタが前記第１エッジ、第２エッジ及び第３エッジを認識するときの前記ノズルの位置をそれぞれ第１位置、第２位置及び第３位置とする。さらに、第１位置から第２位置までの距離ａがｗ／２未満であり、第２位置から第３位置までの距離ｂがｗ／２未満である。そして、第１位置から初期位置の側に距離ｗ／２を隔てた位置が下限位置であり、第３位置から初期位置の反対側に距離ｗ／２を隔てた位置が上限位置である。すなわち、下限位置から上限位置までの距離は、２ｗ未満である。

そして、採取範囲が下限位置から上限位置までの範囲の内側に収まるように前記支持体に保持部材を取り付ける段階が実行される。換言すると、試料管の採取範囲が下限位置にも上限位置にも係らないような位置に、保持部材が取り付けられる。次に、保持部材に前記試料管を装填する段階が実行される。次に、パルスモータを駆動させて試料管の採取範囲の中心までノズルを移動させたときのパルス数を測定する段階が実行される。次に、第１信号、第２信号及び第３信号のうち、前記ノズルが採取範囲の中心に達したときにフォトインタラプタが認識した直近の信号を特定する段階が実行される。最後に、測定されたパルス数及び特定された直近の信号を記憶装置に記憶させる段階が実行され、試料採取装置の製造が完了する。

本実施形態の製造方法で製造された試料採取装置の作動は、第１実施形態と同様である。

以下、上記第１実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において共通する符号は、特に図面の説明で言及されなくても、同一の構成を指し示している。

図１は、第１実施形態の試料採取装置４０（図２参照）を備えた高速液体クロマトグラフィ（Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ：ＨＰＬＣ）を利用したＨＰＬＣ装置Ｘの外観を示す正面斜視図である。

ＨＰＬＣ装置Ｘは、ラック１０に保持させた試料管１１をテーブル２０にセットして、全血中のグリコヘモグロビン（ＨｂＡ１ｃ）濃度を自動で測定するように構成されたものである。このＨＰＬＣ装置Ｘは、複数の溶離液ボトル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ（図１では５個）、及び装置本体２を備えている。

各溶離液ボトル１２Ａ～１２Ｅは、図示しない分析カラムに供給すべき溶離液Ａ～Ｅを各々保持したものであり、装置本体２におけるホルダ部２１に配置されている。各溶離液は、用途に応じて例えば組成、成分比、ｐＨ、浸透圧等が異なる。

テーブル２０は、所定部位にセットされたラック１０を移動させることにより、ラック１０に保持させた試料管１１を、後述するノズルユニット６０のノズル６１により採取可能な位置に移動させるように構成されている。

筐体３には、操作パネル３０及び表示パネル３１が設けられている。操作パネル３０は、複数の操作ボタン３２が設けられたものであり、操作ボタン３２を操作することにより、各種の動作（分析動作や印字動作など）を行わせるための信号を生成させ、あるいは各種の設定（分析条件の設定や被験者のＩＤ入力など）を行うことができる。表示パネル３１は、分析結果やエラーである旨を表示するとともに、設定時における操作手順や操作状況などを表示するためのものである。

図２は、図１のＨＰＬＣ装置Ｘに内蔵されている試料採取装置４０の一部を正面斜視図で示したものである。また、図３は、試料採取装置４０の一部を構成する制御装置１００のハードウェア構成を表すブロック図である。

上下方向に立設された板状の支持体７０には、パルスモータ５０が設けられる。パルスモータ５０は左右方向に掛け渡された駆動ベルト５１を回転させて、この駆動ベルト５１に装着されたノズルユニット６０をノズル６１とともに左右方向（すなわち、水平方向）に移動させる。

支持体７０の上面を構成する天板７６には、スリット板７１が装着されている。また、ノズルユニット６０には、ノズルユニット６０とともに左右方向に移動するようにノズル６１が取り付けられている他、図示しない発光部及び受光部を有するフォトインタラプタ６２もノズルユニット６０とともに移動するように設けられている。ノズルユニット６０は、フォトインタラプタ６２の発光部及び受光部がスリット板７１を挟むようにして左右方向へ移動する。支持体７０にはまた、フォトインタラプタ６２と同様に発光部及び受光部を有する基準フォトインタラプタ７５が装着されていて、ノズルユニット６０に設けられる遮光板がこの発光部及び受光部の間を通過する。図２に示すように、遮光板が基準フォトインタラプタ７５を遮光する位置にある場合、制御装置は、遮光板が取り付けられたノズルユニット６０が初期位置にあると認識し、ノズルユニット６０に取り付けられたフォトインタラプタ６２も初期位置にあり、ノズル６１も初期位置９０にあると認識する。この状態からパルスモータ５０にパルスが印加されていくと、１パルスごとにパルスモータ５０が所定量だけ駆動ベルトを回転させ、それとともにノズルユニット６０のノズル６１がその所定量に応じた所定距離を図中の右方向にある試料採取位置９５（図８参照）に向かって移動し、試料採取位置９５まで移動する。

図４は、試料採取装置４０の外観を平面斜視図で示すものである。支持体７０の天板７６には、前記したようにスリット板７１が装着されている。スリット板７１は、図５の平面模式図に拡大して示すように、複数個（本実施形態では５個）の切り欠きであるスリット７２が形成され櫛状の外観を呈する。ノズルユニット６０のフォトインタラプタ６２が移動する方向に沿って各スリット７２は順に並べられている。そして、各スリット７２の両辺がエッジを構成している。本実施形態では、初期位置側（図中左側）から、第１エッジ７３ａ、第２エッジ７３ｂ、第３エッジ７３ｃ、第４エッジ７３ｄ、第５エッジ７３ｅ、第６エッジ７３ｆ、第７エッジ７３ｇ、第８エッジ７３ｈ、第９エッジ７３ｉ及び第１０エッジ７３ｊとなっている。フォトインタラプタ６２は、スリット板７１を通過するとき、スリット７２のない部分を通過するときは発光部と受光部とが遮光された遮光状態となり、また、スリット７２を通過するときは受光部は発光部の光を受けて受光状態となる。本実施形態のフォトインタラプタ６２は遮光状態で信号がＯＮとなり、受光状態で信号がＯＦＦとなる。なお、天板７６において、スリット板７１のさらに左側には、もう１つスリットが形成され、その左側の辺が第１副エッジ７４ａ、及び右側の辺が第２副エッジ７４ｂとなっている。

制御装置１００は、図３のハードウェア構成に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３０及び記憶装置１５０を有する。各構成は、バス１９０を介して相互に通信可能に接続されている。

ＣＰＵ１１０は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１２０又は記憶装置１５０からプログラムを読み出し、ＲＡＭ１３０を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１２０又は記憶装置１５０に記録されているプログラムに従って、上記各構成の制御を行う。

ＲＯＭ１２０は、各種プログラム及び各種データを格納する。ＲＡＭ１３０は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。記憶装置１５０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）又はフラッシュメモリによるストレージとして構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。本第１実施形態では、ＲＯＭ１２０又は記憶装置１５０には、制御や判定に関するプログラムや各種データが格納されている。

制御装置１００は、上記ハードウェア構成のうちＣＰＵ１１０が、前記したプログラムを実行してパルスモータ５０及びフォトインタラプタ６２を制御する。記憶装置１５０には、この制御を行うためのデータ、具体的には規定パルス数及び基準信号に関するデータも保存される。

図６は、保持部材８０の外観を正面斜視図で示すものである。保持部材８０には、自ら回転駆動する主動ローラ８１と、主動ローラ８１の回転駆動に追随して回転する従動ローラ８２とが設けられている。試料管１１は、図７の平面模式図に示すように主動ローラ８１と従動ローラ８２との間に挟まれた状態で、挿入口１１Ａの採取範囲１１Ｂを通じてノズル６１による試料採取が可能な状態となる。この採取範囲１１Ｂの直径がｗである。

図２に示す初期位置９０から、ノズルユニット６０が右方へ移動し、試料採取位置９５に達した状態を図８の正面斜視図に示す。この状態で、ノズル６１が図７に示す採取範囲１１Ｂから試料管１１に挿入可能となる。

図９にエッジ信号と保持部材８０の設置範囲Ｒとの関係を模式的に示す。図９のグラフの横軸はノズルユニット６０（具体的にはノズル６１）の初期位置９０からの距離を示し、縦軸はエッジ信号のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を示す。

パルスモータ５０にパルスが印加されると、ノズルユニット６０は初期位置９０から移動を開始する。移動開始当初は、フォトインタラプタ６２は遮光状態が保たれ信号はＯＮ状態を保つが、第１副エッジ７４ａ（図４参照）を認識すると第１副信号Ｅ１を発生させ、フォトインタラプタ６２は受光状態となり信号はＯＦＦ状態となる。そしてすぐに第２副エッジ７４ｂ（図４参照）を認識して第２副信号Ｅ２を発生させ、信号は再びＯＮ状態となる。

その後、フォトインタラプタ６２がスリット板７１に至ると、第１エッジ７３ａ（図５参照）を認識して第１信号Ｓ１が発生する第１位置Ｌ１で信号ＯＦＦ状態となり、第２エッジ７３ｂ（図５参照）を認識して第２信号Ｓ２が発生する第２位置Ｌ２で信号ＯＮ状態となり、第３エッジ７３ｃ（図５参照）を認識して第３信号Ｓ３が発生する第３位置Ｌ３で信号ＯＦＦ状態となり、第４エッジ７３ｄ（図５参照）を認識して第４信号Ｓ４が発生する第４位置Ｌ４で信号ＯＮ状態となり、第５エッジ７３ｅ（図５参照）を認識して第５信号Ｓ５が発生する第５位置Ｌ５で信号ＯＦＦ状態となり、第６エッジ７３ｆ（図５参照）を認識して第６信号Ｓ６が発生する第６位置Ｌ６で信号ＯＮ状態となり、第７エッジ７３ｇ（図５参照）を認識して第７信号Ｓ７が発生する第７位置Ｌ７で信号ＯＦＦ状態となり、第８エッジ７３ｈ（図５参照）を認識して第８信号Ｓ８が発生する第８位置Ｌ８で信号ＯＮ状態となり、第９エッジ７３ｉ（図５参照）を認識して第９信号Ｓ９が発生する第９位置Ｌ９で信号ＯＦＦ状態となり、第１０エッジ７３ｊ（図５参照）を認識して第１０信号Ｓ１０が発生する第１０位置Ｌ１０で信号ＯＮ状態となり、以後この状態が保たれる。

換言すると、フォトインタラプタ６２が第１エッジ７３ａを認識して第１信号Ｓ１を生じさせる位置にあるときのノズルの位置が第１位置Ｌ１であり、フォトインタラプタ６２が第２エッジ７３ｂを認識して第２信号Ｓ２を生じさせる位置にあるときのノズルの位置が第２位置Ｌ２であり、フォトインタラプタ６２が第３エッジ７３ｃを認識して第３信号Ｓ３を生じさせる位置にあるときのノズルの位置が第３位置Ｌ３であり、フォトインタラプタ６２が第４エッジ７３ｄを認識して第４信号Ｓ４を生じさせる位置にあるときのノズルの位置が第４位置Ｌ４であり、フォトインタラプタ６２が第５エッジ７３ｅを認識して第５信号Ｓ５を生じさせる位置にあるときのノズルの位置が第５位置Ｌ５であり、フォトインタラプタ６２が第６エッジ７３ｆを認識して第６信号Ｓ６を生じさせる位置にあるときのノズルの位置が第６位置Ｌ６であり、フォトインタラプタ６２が第７エッジ７３ｇを認識して第７信号Ｓ７を生じさせる位置にあるときのノズルの位置が第７位置Ｌ７であり、フォトインタラプタ６２が第８エッジ７３ｈを認識して第８信号Ｓ８を生じさせる位置にあるときのノズルの位置が第８位置Ｌ８であり、フォトインタラプタ６２が第９エッジ７３ｉを認識して第９信号Ｓ９を生じさせる位置にあるときのノズルの位置が第９位置Ｌ９であり、フォトインタラプタ６２が第１０エッジ７３ｊを認識して第１０信号Ｓ１０を生じさせる位置にあるときのノズルの位置が第１０位置Ｌ１０である。

なお、第１位置Ｌ１と第２位置Ｌ２との距離、第２位置Ｌ２と第３位置Ｌ３との距離、
第３位置Ｌ３と第４位置Ｌ４との距離、第４位置Ｌ４と第５位置Ｌ５との距離、第５位置Ｌ５と第６位置Ｌ６との距離、第６位置Ｌ６と第７位置Ｌ７との距離、第７位置Ｌ７と第８位置Ｌ８との距離、第８位置Ｌ８と第９位置Ｌ９との距離、及び第９位置Ｌ９と第１０位置Ｌ１０との距離は、ｗ／２よりも短ければ、いずれも同一であっても、また互いに相違していても差し支えない。また、第２副信号Ｅ２が発生する位置と第１位置Ｌ１との距離はｗ以上である。なお、第１位置Ｌ１と第２位置Ｌ２との距離、第２位置Ｌ２と第３位置Ｌ３との距離、第３位置Ｌ３と第４位置Ｌ４との距離、第４位置Ｌ４と第５位置Ｌ５との距離、第５位置Ｌ５と第６位置Ｌ６との距離、第６位置Ｌ６と第７位置Ｌ７との距離、第７位置Ｌ７と第８位置Ｌ８との距離、第８位置Ｌ８と第９位置Ｌ９との距離、及び第９位置Ｌ９と第１０位置Ｌ１０との距離がｗ／２以上である場合、たとえばスリットのエッジ間隔の短いスリット板に取り換えることで、これらの距離をｗ／２よりも短くすることができる。

そして、第１位置Ｌ１に採取範囲１１Ｂの中心が位置する場合、採取範囲１１Ｂの左端、換言すると第１位置Ｌ１から距離ｗ／２だけ初期位置側に寄った位置を下限位置９４とする。また、第１０位置Ｌ１０に採取範囲１１Ｂの中心が位置する場合、採取範囲１１Ｂの右端、換言すると第１０位置Ｌ１０から距離ｗ／２だけ初期位置の反対側に寄った位置を上限位置９６とする。そしてこの下限位置９４と上限位置９６との間が保持部材８０の設置範囲Ｒである。この設置範囲Ｒの内側（換言すると下限位置９４にも上限位置９６にもかからないような位置）に採取範囲１１Ｂが来るように保持部材８０を設置すれば、保持部材８０に設置された試料管１１の採取範囲１１Ｂは第１位置Ｌ１から第１０位置Ｌ１０のうち隣接する少なくとも２つの位置の下方に配置されることになり、採取範囲１１Ｂの中心はその２つの位置の間に配置されることになるので、採取範囲１１Ｂの中心にノズル６１が移動してきた時点の直近で、第１信号Ｓ１～第９信号Ｓ９までのいずれかが必ずフォトインタラプタ６２から制御装置１００に送信される。

なお、第２実施形態では、第１実施形態と同じスリット板７１で、図１０の平面模式図に示すように、５番目のエッジを第１エッジ７３ａ、６番目のエッジを第２エッジ７３ｂ、及び７番目のエッジを第３エッジ７３ｃとしている。

そして、図１１に示すように、第１実施形態と同様にフォトインタラプタ６２による信号のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を繰り返しつつ、フォトインタラプタ６２が第１エッジ７３ａ（図１０参照）を認識して第１信号Ｓ１が発生する第１位置Ｌ１で信号ＯＦＦ状態となり、第２エッジ７３ｂ（図１０参照）を認識して第２信号Ｓ２が発生する第２位置Ｌ２で信号ＯＮ状態となり、第３エッジ７３ｃ（図１０参照）を認識して第３信号Ｓ３が発生する第３位置Ｌ３で信号ＯＦＦ状態となり、以後はまた第１実施形態と同様にフォトインタラプタ６２による信号のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を繰り返される。

なお、第１位置Ｌ１と第２位置Ｌ２との距離ａ、及び第２位置Ｌ２と第３位置Ｌ３との距離ｂは、ｗ／２よりも短ければ、いずれも同一であっても、また互いに相違していても差し支えない。

そして、第１位置Ｌ１に採取範囲１１Ｂの中心が位置する場合、採取範囲１１Ｂの左端、換言すると第１位置Ｌ１から距離ｗ／２だけ初期位置側に寄った位置を下限位置９４とする。また、第３位置Ｌ３に採取範囲１１Ｂの中心が位置する場合、採取範囲１１Ｂの右端、換言すると第３位置Ｌ３から距離ｗ／２だけ初期位置の反対側に寄った位置を上限位置９６とする。そしてこの下限位置９４と上限位置９６との間が保持部材８０の設置範囲Ｒである。本実施形態の設置範囲Ｒは、第１実施形態の設置範囲Ｒよりも狭くなっている。この設置範囲Ｒの内側（換言すると下限位置９４にも上限位置９６にもかからないような位置）に採取範囲１１Ｂが来るように保持部材８０を設置すれば、保持部材８０に設置された試料管１１の採取範囲１１Ｂは第１位置Ｌ１から第３位置Ｌ３のうち隣接する少なくとも２つの位置の下方に配置されることになり、採取範囲１１Ｂの中心はその２つの位置の間に配置されることになるので、採取範囲１１Ｂの中心にノズル６１が移動してきた時点の直近で、第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２のいずれかが必ずフォトインタラプタ６２から制御装置１００に送信される。

上記いずれの実施形態においても、設置範囲Ｒは、たとえば、筐体３又は支持体７０に表示することができる。作業者はこの設置範囲Ｒの内側の任意の位置に試料管１１の採取範囲１１Ｂが来るように、保持部材８０を設置することができる。

第１実施形態及び第２実施形態の試料採取装置４０の製造方法を、図１２のフローチャートを参照しつつ説明する。

まず、Ｓ１に示す段階において、設置範囲Ｒ（図９及び図１１参照）の内側に採取範囲１１Ｂが収まるように、支持体７０に保持部材８０が取り付けられる。

次いで、Ｓ２に示す段階において、保持部材８０に、図７に示すように試料管１１が装填される。基準フォトインタラプタ７５が受信する信号がＯＮの状態（すなわち、初期位置にノズルユニット６０がある状態）で、Ｓ３に示す段階に進み、フォトインタラプタ６２を作動させパルスモータ５０にパルスを印加して、ノズルユニット６０を試料採取位置９５方向に移動させ、採取範囲１１Ｂの中心までノズル６１が達した時点で移動を停止させる。なお、ノズルユニット６０（具体的にはノズル６１）が初期位置にない場合（基準フォトインタラプタ７５が信号ＯＦＦ状態である場合）、基準フォトインタラプタ７５が受信する信号がＯＮとなるまで（すなわち、ノズルユニット６０、ノズル６１が初期位置に移動するまで）パルスモータ５０を回転させる段階をＳ２前に行う。

次いで、Ｓ４に示す段階において、この時点までに、パルスモータ５０に印加されたパルス数を測定して、これを規定パルスとする。換言すると、初期位置９０から採取範囲１１Ｂの中心までノズル６１を移動させるのに要したパルス数を規定パルス数とする。同時に、Ｓ５に示す段階において、フォトインタラプタ６２が直近に認識したエッジ信号を特定し、これを規定エッジとする。この規定エッジは、第１実施形態の場合、第１信号Ｓ１～第９信号Ｓ９までのいずれかであり、また、第２実施形態の場合、第１信号及び第２信号のいずれかである。具体的には、初期位置にあるノズル６１が採取範囲１１Ｂの中心に達するまでにフォトインタラプタ６２が検出したエッジ信号の数（すなわち、フォトインタラプタが検出したエッジ数）を規定エッジとすることができる。なお、各エッジ信号が設けられた位置の間隔が採取範囲１１Ｂの直径ｗよりも十分小さい場合、フォトインタラプタ６２が検出した信号の数の前後の数も規定エッジとすることができる。

そして、Ｓ６に示す段階において、Ｓ４に示す段階で測定された規定パルス数及びＳ５に示す段階で特定された規定エッジを記憶装置１５０に記憶させて、試料採取装置４０が完成する。

この試料採取装置４０の制御例を、図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。

まず、Ｓ１０に示す段階において、保持部材８０に、液体試料を収容した試料管１１がセットされる。

そして、Ｓ２０に示す段階において、制御装置１００は、基準フォトインタラプタ７５が受信する信号がＯＮの状態（すなわち、初期位置にノズルユニット６０、ノズル６１がある状態）でフォトインタラプタ６５を作動させ、パルスモータ５０に、記憶装置１５０に記憶されている規定パルス数のパルスを印加して、ノズルユニット６０（具体的にはノズル６１）を試料採取位置９５へ向けて移動させ、停止させる。なお、ノズルユニット６０及びノズル６１が初期位置にない場合（すなわち、基準フォトインタラプタ７５が信号ＯＦＦ状態である場合）、基準フォトインタラプタ７５が受信する信号がＯＮとなるまで（すなわち、ノズルユニット６０、ノズル６１が初期位置に移動するまで）パルスモータ５０を回転させる段階をＳ２０に示す段階の前に行う。

次いで、Ｓ３０に示す段階において、ノズルユニット６０が停止した時点で、記憶装置１５０に記憶されている規定エッジを検出したかどうかが制御装置１００により判断される。ここで、Ｓ４に示す段階において規定エッジをフォトインタラプタ６２が検出したエッジ信号の数とした場合、Ｓ４に示す段階で測定されたエッジ信号の数とＳ２０に示す段階で測定されたエッジ信号の数とが比較される。Ｓ２０に示す段階で測定されたエッジ信号の数がＳ４で測定されたエッジ信号の数以上であれば、規定エッジを検出したと判断される。一方、Ｓ２０に示す段階で測定されたエッジ信号の数がＳ４で測定されたエッジ信号の数未満であれば、規定エッジを検出しなかったと判断される。

Ｓ３０に示す段階において、規定エッジを検出したと判断された場合、Ｓ４０に示す段階に進み、規定エッジの次のエッジを検出したかどうかが制御装置１００により判断される。Ｓ４に示す段階において規定エッジをフォトインタラプタ６２が検出したエッジ信号の数とした場合、Ｓ２０に示す段階で測定されたエッジ信号の数がＳ４で測定されたエッジ信号の数と同じであれば、規定エッジの次のエッジを検出しなかったと判断される。一方、Ｓ２０に示す段階で測定されたエッジ信号の数がＳ４に示す段階で測定されたエッジ信号の数より大きければ、規定エッジの次のエッジを検出したと判断される。

Ｓ３０に示す段階において、規定エッジを検出しなかったと判断された場合、及び、Ｓ４０に示す段階において、規定エッジの次のエッジを検出したと判断された場合には、何らかの異常が生じている可能性があり、そのままノズル６１を降下させても採取範囲１１Ｂに当たらず故障を招くおそれがある。この場合はいずれも、Ｓ５０に示す段階に進み、適当な手段（たとえば、図１に示す表示パネル３１）を用いてエラー表示がされ、ノズル６１による試料吸引は行われない。

一方、Ｓ４０に示す段階において、規定エッジの次のエッジは検出しなかったと判断された場合、ノズル６１は採取範囲１１Ｂの中心近傍に位置していると判断され、Ｓ６０に示す段階に進み、ノズルユニット６０によりノズル６１が降下されて、試料管１１の中に先端が挿入して、試料が吸引される。吸引された試料は、ＨＰＬＣ装置Ｘによる解析に供される。

試料の解析が終了したら、Ｓ７０に示す段階に進み、次の試料があるかどうかが判断され、次の試料がない場合は制御は終了する。一方、次の試料がある場合は、Ｓ８０に示す段階へ進み、パルスモータ５０を逆回転させて、ノズルユニット６０を初期位置９０まで移動させる。そして、基準フォトインタラプタ７５が遮光板６３で遮光された時点で、初期位置９０に到達したと判断され、移動は停止される。そして、ノズル６１の洗浄等、必要な処置が施された後、再びＳ１０に示す段階から制御は再開される。

なお、上記した本実施形態の製造方法は、以下のとおりにすることができる。すなわち、Ｓ４に示す段階において、フォトインタラプタ６２が直近に認識したエッジ信号を得るのに要したパルスモータ５０へのパルス印加数をさらに測定する。また、Ｓ５に示す段階においてこのパルス印加数を参照パルス数とする。また、Ｓ６に示す段階において規定エッジ、規定パルスとともにこの参照パルス数も記憶装置１５０に記憶させる。そして、Ｓ４０に示す段階で次のエッジを検出しなかったと判断された場合、その次の段階において、フォトインタラプタ６２が直近に認識したエッジ信号を得るのに要したパルスモータ５０へのパルス印加数が参照パルス数と同じか又は所定の許容範囲内であるかを判断する。そして、そのパルス印加数が参照パルス数と同じか又は所定の許容範囲内であれば、Ｓ６０に示す段階に進んでノズル降下を行うこともできる。その結果、ノズルを試料管の所定の位置までより確実に移動させることのできる試料採取装置を製造することができる。

本発明は、たとえばＨＰＬＣ装置のような試料をノズルで採取する機構を有する装置の製造に利用可能である。

２ 装置本体 ３ 筐体 １０ラック
１１ 試料管 １１Ａ 挿入口 １１Ｂ 採取範囲
１２Ａ～１２Ｅ 溶離液ボトル
２０ テーブル ２１ ホルダ部 ３０ 操作パネル
３１ 表示パネル ３２ 操作ボタン
４０ 試料採取装置
５０ パルスモータ ５１ 駆動ベルト
６０ ノズルユニット ６１ ノズル ６２ フォトインタラプタ
６３ 遮光板
７０ 支持体 ７１ スリット板 ７２ スリット
７３ａ～７３ｊ 第１エッジ～第１０エッジ
７４ａ、７４ｂ 第１副エッジ、第２副エッジ
７５ 基準フォトインタラプタ ７６ 天板
８０ 保持部材 ８１ 主動ローラ ８２ 従動ローラ
９０ 初期位置 ９４ 下限位置 ９５ 試料採取位置
９６ 上限位置
１００ 制御装置
１１０ ＣＰＵ １２０ ＲＯＭ １３０ ＲＡＭ
１５０ 記憶装置 １９０ バス
Ｅ１、Ｅ２ 第１校正信号、第２校正信号
Ｌ１～Ｌ１０ 第１位置～第１０位置
Ｒ 設置範囲
Ｓ１～Ｓ１０ 第１信号～第１０信号
Ｘ ＨＰＬＣ装置

Claims (4)

1. パルスモータ、及び、初期位置から試料採取位置まで前記パルスモータの駆動でノズルを水平移動させるノズルユニットが設けられている支持体と、
   前記ノズルユニットの移動の目安となるとともに連続するＮ個（ただし、Ｎは３以上の整数）のエッジが設けられたスリットを有するスリット板と、
   前記ノズルユニットと連動して移動し前記スリットを認識するフォトインタラプタと、
   試料を収容するとともに前記ノズルが挿入される挿入口を有する試料管を、前記試料採取位置の下方で保持する保持部材と、
   前記パルスモータ及び前記フォトインタラプタの制御を行う制御装置と、
   前記制御を行うためのデータを記憶する記憶装置と、
   を備えた試料採取装置の製造方法であって、
   前記挿入口において前記ノズルが挿入可能な範囲である採取範囲の直径をｗとし、
   前記連続するＮ個のエッジのうち、前記初期位置に最も近いエッジを第１エッジとし、前記初期位置から最も遠いエッジを第Ｎエッジとし、
   前記フォトインタラプタが前記第１エッジから第Ｎエッジまでを認識したときに前記制御装置へ送信する信号をそれぞれ第１信号から第Ｎ信号までとし、
   前記フォトインタラプタが前記第１エッジから第Ｎエッジまでを認識するときの前記ノズルの位置をそれぞれ第１位置から第Ｎ位置までとし、
   前記第１位置から前記第Ｎ位置までの隣接する位置の間の距離がいずれもｗ／２未満であり、
   前記第１位置から前記初期位置の側に距離ｗ／２を隔てた位置を下限位置とし、
   前記第Ｎ位置から前記初期位置の反対側に距離ｗ／２を隔てた位置を上限位置としたとき、
   前記採取範囲が前記下限位置から前記上限位置までの範囲の内側に収まるように前記支持体に前記保持部材を取り付ける段階と、
   前記保持部材に前記試料管を装填する段階と、
   前記パルスモータを駆動させて前記試料管の前記採取範囲の中心まで前記ノズルを移動させたときのパルス数を測定する段階と、
   前記第１信号から第Ｎ信号までのうち、前記ノズルが前記採取範囲の中心に達したときに前記フォトインタラプタが認識した直近の信号を特定する段階と、
   前記パルス数及び前記直近の信号を前記記憶装置に記憶させる段階と、
   を含んでなる、試料採取装置の製造方法。
2. パルスモータ、及び、初期位置から試料採取位置まで前記パルスモータの駆動でノズルを水平移動させるノズルユニットが設けられている支持体と、
   前記ノズルユニットの移動の目安となるとともに少なくとも連続する３つのエッジが設けられたスリットを有するスリット板と、
   前記ノズルユニットと連動して移動し前記スリットを認識するフォトインタラプタと、
   試料を収容するとともに前記ノズルが挿入される挿入口を有する試料管を、前記試料採取位置の下方で保持する保持部材と、
   前記パルスモータ及び前記フォトインタラプタの制御を行う制御装置と、
   前記制御を行うためのデータを記憶する記憶装置と、
   を備えた試料採取装置の製造方法であって、
   前記挿入口において前記ノズルが挿入可能な範囲である採取範囲の直径をｗとし、
   前記連続する３つのエッジを前記初期位置に近い側から第１エッジ、第２エッジ及び第３エッジとし、
   前記フォトインタラプタが前記第１エッジ、第２エッジ及び第３エッジを認識したときに前記制御装置へ送信する信号をそれぞれ第１信号、第２信号及び第３信号とし、
   前記フォトインタラプタが前記第１エッジ、第２エッジ及び第３エッジを認識するときの前記ノズルの位置をそれぞれ第１位置、第２位置及び第３位置とし、
   前記第１位置から前記第２位置までの距離ａがｗ／２未満であり、
   前記第２位置から前記第３位置までの距離ｂがｗ／２未満であり、
   前記第１位置から前記初期位置の側に距離ｗ／２を隔てた位置を下限位置とし、
   前記第３位置から前記初期位置の反対側に距離ｗ／２を隔てた位置を上限位置としたとき、
   前記採取範囲が前記下限位置から前記上限位置までの範囲の内側に収まるように前記支持体に前記保持部材を取り付ける段階と、
   前記保持部材に前記試料管を装填する段階と、
   前記パルスモータを駆動させて前記試料管の前記採取範囲の中心まで前記ノズルを移動させたときのパルス数を測定する段階と、
   前記第１信号、第２信号及び第３信号のうち、前記ノズルが前記採取範囲の中心に達したときに前記フォトインタラプタが認識した直近の信号を特定する段階と、
   前記パルス数及び前記直近の信号を前記記憶装置に記憶させる段階と、
   を含んでなる、試料採取装置の製造方法。
3. 前記距離ａと前記距離ｂとが等しい、請求項２に記載の試料採取装置の製造方法。
4. 前記直近の信号を特定する段階は、前記初期位置にある前記ノズルが前記採取範囲の中心に達するまでに前記フォトインタラプタが認識するエッジ数を特定することで前記直近の信号を特定する段階である、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の試料採取装置の製造方法。