JP2771367B2 - 試験片供給装置およびそれを用いた分析装置 - Google Patents

試験片供給装置およびそれを用いた分析装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試験片供給装置および
それを用いた分析装置に係り、特に尿や血液などの生体
試料を試薬が含浸されている試験片を用いて分析する場
合に適用するに好適な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】病院の臨床検査では、尿サンプルや血液
サンプル中の複数の分析項目を簡便に検査するために、
しばしば試験片を用いる。試験片はプラスチック等から
なる細長い板状のストリップに試薬を含浸させた被検層
を複数貼着したものである。
【０００３】このような試薬片の取扱を自動化した試験
片自動分析装置としては、特開昭61−91571 号が知られ
ている。この先行技術では、試験片把持体を有するアー
ムが、試験片供給機構と試験片を浸漬すべきサンプル容
器を載置した試料テーブルと測光機構の間を移動し、呈
色した試験片を測光する構成を示している。試験片供給
機構はアームによる試験片運搬開始位置に試験片を１枚
ずつ供給するものである。特開昭61−91571 号に示され
ている試験片供給機構は、試験片が投入されたホッパー
にスライド可能な底部を設け、その底部の移動によって
試験片をホッパー外に供給する構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開昭61−91
571 号に記載された試験片供給機構では、ホッパーの底
部をスライドさせて細長い試験片を供給する方式を採用
しているため、試験片を引き出すときに他の試験片がホ
ッパーの壁と底部の間に試験片が引掛かりやすく、円滑
な動作が妨げられるという問題を有する。
【０００５】本発明の目的は、試験片を円滑に自動供給
できる試験片供給装置および試験片分析装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、新規な試験片
供給装置を用いるものであり、複数の試験片を収容し得
る筒状の試験片収容容器と、該試験片収容容器を往復回
転動せしめる駆動装置と、上記試験片収容容器から受け
取った試験片を外部取り出し位置へ移動する移送装置
と、上記試験片収容容器の壁に貫通して設けられ、長さ
方向が上記試験片収容容器の回転中心方向と平行に形成
された試験片嵌入用貫通溝と、上記試験片収容容器と上
記移送装置の間に試験片落下通路を形成する通路形成部
材と、上記試験片収容容器の内部にあって上記貫通溝を
離間して被うように配置された延在部を有するガイド部
材と、を備え、上記ガイド部材の上記延在部は、上記貫
通溝の上縁との間に１枚の試験片の高さより大きく該試
験片高さの２倍より小さい間隙を上記試験片収容容器の
壁内面に沿って形成するものであり、上記駆動装置は、
往復回転動の後に上記貫通溝と上記試験片落下通路の位
置が対向するように上記試験片収容容器の運動を停止せ
しめるものであることを特徴とする。
【０００７】
【作用】筒状の試験片収容容器は、試験片の長さに適合
する深さを有する試験片収容室を有しており、この収容
室内に複数の試験片が方向が一致するように収容され
る。筒状容器の壁には１枚の試験片全体を嵌入し得る貫
通溝が形成されている。筒状容器の外周囲には、少なく
とも回転動作中に貫通溝が移動される領域を外側から被
うように、飛出防止部材が配置される。この飛出防止部
材の存在により容器内の試験片が容器回転動作中に貫通
溝を突き抜けて外に飛び出すことを防止できる。
【０００８】筒状容器に往復回転動が与えられると、筒
状容器内の複数の試験片が長さ方向とほぼ直交する方向
に運動し、その内の１つが容器壁面に設けた貫通溝内に
滑り込む。貫通溝内に試験片が確実に嵌入されるを助け
るために、好ましくは筒状容器内に試験片ガイド部材を
設けておく。このガイド部材は、貫通溝を離間して被う
ように配置されており、試験片が貫通溝の長さ方向の一
方の側端側からは貫通溝内に侵入し得るが、他方の側端
側からの貫通溝内への侵入を阻止する形状のものが一例
として採用される。
【０００９】筒状容器の往復回転動が停止され、貫通溝
が試験片の送り出し位置に位置づけられると、貫通溝内
にあった試験片が筒状容器の外へ出され、移送装置によ
って外部取り出し位置まで移動され、試験片にその後の
処理を行い得るように供給する。
【００１０】
【実施例】試験片の例を図６に示す。試験片１４は、長
さｌの細長い板状のプラスチックからなるスティック８
に、試薬を含浸させた被検層９を複数個貼着したもので
あり、これらのすべての被検層がサンプル内に同時に浸
漬された後、サンプルから引き上げて被検層における呈
色反応を進行させるものである。一般には、各被検層９
の大きさは５mm角程度であり、被検層の厚さは０.５〜
１.５mmである。図６の例の試験片１４は、長さｌが１
２０mmであり、幅ｗが５mmであり、高さｈが１.８mm で
ある。被検層９の素材は濾紙又はフェルトである。
【００１１】本発明は、尿サンプルや血液サンプルの如
き生体試料の分析に適用されるが、ここでは尿サンプル
に適用される自動分析計を実施例として説明する。
【００１２】本発明の一実施例である尿自動分析装置の
概略全体構成を図７に示す。図７における分析装置は、
試験片自動供給装置５２，サンプル位置付け装置５１，
試験片保持運搬装置５３，測定装置５４および制御演算
部を備えている。制御演算部は、Ａ／Ｄ変換器６４，制
御部６５，液晶表示器６６，プリンター６７及び操作パ
ネル６８を有する。制御演算部は、各機構部の動作を制
御すると共に、光度計６３で測定された試験片の各被検
層の測定データを演算して測定結果を出力する。
【００１３】サンプル位置づけ装置５１は、ターンテー
ブル５７上に配列されている尿サンプル収容の試料容器
５６を、試験片浸漬位置Ｂに順次移送する。試験片自動
供給装置５２は、試験片を多数収容している筒状容器１
１から試験片１４を所定の外部取出位置Ａに１枚ずつ供
給する。外部取出位置Ａへの試験片の供給は、分析装置
の動作サイクルに同期してなされる。筒状容器１１の上
底又は下底に相当する場所には、試験片を出し入れし得
る蓋１３が取り付けられている。筒状容器１１の最下層
に位置される湾曲した壁には貫通溝１５が形成されてお
り、その貫通溝１５内に試験片が確実に嵌入されるのを
助けるガイド部材１６が貫通溝１５を被うように配置さ
れている。筒状容器１１は、試験片飛出防止部材と外気
遮断部材とを兼ねた容器支持台１８上に、滑動可能に設
置される。貫通溝１５から出た試験片を外部取出位置Ａ
に移動するための試験片搬送ステージ３１は、支持台１
８の下方にあって、ガイド軸３６，３７上を移動でき、
移動の際に搬送ステージ３１の上面が支持台１８の下面
に対し滑動し得る。
【００１４】試験片保持運搬装置５３は、旋回可能なア
ーム５８と、駆動機構５９と、アーム５８の先端付近に
取り付けられた試験片把持体６０を備えている。この運
搬装置５３は、外部取出位置Ａに供給された試験片１４
を把持体６０で把持して浸漬位置Ｂまで搬送し、把持し
た状態のまま浸漬位置Ｂにある試料容器５６のサンプル
内に試験片１４の全被検層９を浸漬する。所定時間浸漬
した後、試験片１４をサンプルから引き上げて、測定装
置５４の方へ試験片を搬送し、試験片載置位置Ｃ上で把
持体６０から試験片を開放する。その後把持体６０は、
試験片供給装置５２の外部取出位置Ａに戻るが、この時
までに次の試験片が外部取出位置Ａに供給されている。
分析動作中このような動作が繰り返される。
【００１５】測定装置５４では、試験片保持搬送装置５
３から受け取った反応中の試験片１４ａを移送するため
に、ロール紙６１を用いる。ロール紙６１を巻き取り機
構６２によって所定の時間間隔で巻き取ることによっ
て、載置位置に置かれた試験片１４ａを測光位置Ｄの方
へ輸送する。試験片１４ａは、サンプル浸漬から一定時
間後に光度計６３による測光位置Ｄに位置づける。光度
計６３には、それぞれの分析項目に対応する特定の波長
の光を発する光源とシリコンホトダイオード受光素子か
らなる小型の反射型検知器が、試験片１４ａの各被検層
面の検知位置に対応して複数個配列されており、反応し
て呈色した各被検層面からの反射強度を測定する。測定
結果はＡ／Ｄ変換器６４を経由して、制御部６５内でデ
ータ処理され、液晶表示器６６に表示されるとともに、
プリンター６７に打ち出される。本装置による分析作業
は操作パネル６８からの入力により進行する。測定終了
した試験片は、巻き取り機構６２によりロール紙と共に
巻き取られ、測定終了後にロール紙ごと取り出し廃棄す
ることができる。
【００１６】図７の分析装置に採用されている試験片自
動供給装置５２の具体的な構成を、図１〜図５および図
８〜図９を参照して説明する。複数の試験片を収容し得
る筒状容器１１の一例として、これらの図では円筒状容
器を示している。筒状容器１１は、容器本体１２と蓋１
３を有しており、蓋１３は乾燥剤を収納した乾燥剤室１
７を持っている。容器本体１２の底と乾燥剤室１７の端
部との間の空間が試験片収容室を形成し、これらの間の
距離すなわち試験片収容室の深さは、試験片１４の長さ
ｌよりわずかに大きくなるように形成されている。これ
により、試験片を長さ方向に整えて収容室内に入れ、筒
状容器１１を往復動回転しても、各試験片がバラバラの
方向にならない。
【００１７】筒状容器１１の湾曲した壁には、回転中心
方向と平行に延びており、試験片が適合して嵌入し得る
大きさと形状の長方形の貫通溝１５が形成されている。
すなわち、貫通溝１５の長さは試験片１４の長さｌより
若干大きく、貫通溝１５の幅は試験片１５の幅ｗより若
干大きい。又、貫通溝１５の深さは試験片１４の高さｈ
とほぼ同じである。筒状容器１１内において貫通溝１５
を離間して被うような延在部と、その延在部と一体であ
って容器１１の壁から回転中心に向かって立ち上げられ
た脚部とを有するガイド部材１６がある。ガイド部材１
６は、例えば時計方向から入ろうとする試験片を貫通溝
１５内に導くが、反時計方向から入ろうとする試験片に
対しては貫通溝１５への侵入を防止するように壁面に固
定された足部を有している。
【００１８】ガイド部材１６の延在部と貫通溝１５の上
縁との間の離間距離は、１枚の試験片１４の高さｈより
大きく、かつ試験片の高さの２倍である２ｈより小さ
い。これにより、貫通溝１５内には試験片１４が１枚ず
つ円滑に導入される。
【００１９】円筒状容器１１は、回転駆動源であるパル
スモータ２５によって往復動回転されるが、このような
容器１１自体の往復動回転（自転往復動）の回転角度
は、回転力伝達機構の回転軸２２に設けた切欠付き円板
３０と、固定設置される支持台１８に取り付けられた切
欠き位置検知器２９からもたらされる信号に基づいて制
御部により制御される。円筒状容器の自転往復動の回転
角度は、時計方向および反時計方向にそれぞれ３０度以
上である。これ以上の角度であれば、容器内の試験片が
湾曲片に沿って容易に移動する。
【００２０】容器１１の底部側は回転力伝達機構の動力
伝達用突起２１（図４参照）と係合されるが、容器１１
の蓋１３側は押圧ばね２３を備えた支持軸２４によって
支持されているので、容器本体１２を図４の左側へ押し
付けることにより容器本体１２と突起２１の係合状態が
解かれ、容器１１を上方から取り出すことができる。図
示の例では容器１１に貫通溝が１つだけ形成されている
が、貫通溝は必要に応じて２つ以上形成してもよい。
【００２１】筒状容器１１の長さ方向の外表面は、容器
支持台１８の湾曲した内面に対して滑動し得るように形
成されている。この容器支持台１８は、容器１１の回転
動作中に貫通溝１５が外部に開放されることを防止して
いる。仮に貫通溝１５が外部に開放されたならば、試験
片が貫通溝１５から外へ飛び出すことになる。だから、
支持台１８は、回転動作時に貫通溝が回転移動する領域
全体を被うように配置され、試験片の飛び出し防止部材
として働く。また、容器１１内に収容される試験片の被
検層９は、一般に湿気によって長時間の間に変質するの
で、容器１１内は乾燥剤によって低湿度に維持される
が、貫通溝１５を通して外気が容器１１内に進入するの
を低減させるために、貫通溝１５の移動領域には開放部
が無いように支持台１８によって容器１１の外周囲を被
う。
【００２２】試験片飛出防止部材としての支持台１８
は、容器１１の外周下面をも被っているが、下面からは
試験片を取り出す必要があるので、容器１１の回転動作
が停止したときの貫通溝１５の位置と対応する支持台部
材の所定場所に、試験片を貫通溝１５から搬送ステージ
３１の方へ通過せしめる孔２０が形成されている。この
孔２０は、容器１１が回転動作をする間は閉塞部材によ
って閉塞され、試験片を容器から降下させるときには開
口される。降下された試験片は、スライド移動し得る試
験片搬送ステージ３１上に形成されている試験片受取溝
３８上に装填される。この受取溝３８の長さと幅も試験
の大きさに適合するように形成されている。
【００２３】容器支持台１８の湾曲凹面１９を形成する
部材の両側に配置された側壁部材は、回転力伝達機構を
支持している。通過孔２０は、半円筒形の湾曲凹面１９
の中央部に形成されている。円筒状試験片収容容器１１
は、好ましくは透光性材料、例えばアクリル樹脂で作ら
れる。図示の支持台１８は、容器１１の往復回転角度が
時計方向および反時計方向にそれぞれ９０度まで回転し
て良いように形成され、上方から容器１１を抜き出せる
ように上方が開放となっている。
【００２４】円筒状容器１１は、回転動力伝達用の突起
２１を有する支持軸２２と容器を軸方向に押しつけるば
ね２３を有する可動支持軸２４によって支持されてい
る。容器１１の回転力は、パルスモーター２５，プーリ
ー２６，２７，タイミングベルト２８によって与えら
れ、回転角度は検知器２９と円周上に切り欠きを有する
回転円板３０により検知され、制御される。
【００２５】試験片搬送ステージ３１は、モーター３２
（図５），プーリー３３，３４（図１），タイミングベ
ルト３５により、ガイド軸３６，３７に沿って水平方向
に往復動する。ステージ３１上には試験片受取り溝３８
が設けられており、上部の容器支持台１８の試験片取出
し用の孔２０から降下する試験片を受け取り、外部取出
位置Ａに輸送する。試験片受取り溝３８の下部には、試
験片の裏表を光学的に検知する裏表検知器４０（図２）
が設けられている。また搬送ステージ３１の移送通路に
面して摺り割り溝４１を有する回転体４２と、それを駆
動するモーター４３（図５）からなる裏表反転機構４４
が設けられており、試験片１４が裏の場合には試験片の
取っ手部が摺り割り４１内に位置したときに、回転体４
２を180度回転させることにより、試験片を反転させて
表に揃える機能を有する。シャツター４５（図１，図
２）は容器支持台１８の試験片取出し用孔２０を開閉す
るために設けられており、ソレノイド４６により動作さ
れる。図１に示す検知器４７および検知用端子４８は搬
送ステージ３１の停止位置の決定のために設けられてい
る。
【００２６】本実施例においては、円筒状容器１１に一
回に装填できる試験片の枚数は200枚となっており、試
験片の取っ手部が容器１１の底側（図４の右側）になる
よう装填する。本装置の動作は、容器１１が装着されか
つ容器支持台１８の孔２０がシャツター４５で閉じられ
ている、図１の状態で開始され、次の手順で行われる。
【００２７】(１) パルスモータ２５を動作し円筒状容
器１１を数回往復回動させて、貫通溝１５に試験片を一
枚嵌入せしめる。本実施例においては左右に各７５度，
４回往復回動させることにより殆ど確実に試験片を貫通
溝１５に嵌入させることができる。検知器４９はその確
認のために設けられている。
【００２８】(２) 容器１１の貫通溝１５を容器支持台
１８の孔２０に一致せしめた状態で、シャツター４５を
下方に押し下げて孔２０を開き、試験片を搬送ステージ
３１上に降下せしめる。この場合取り出す試験片に続い
て二枚目の試験片が重なって降下していることもある。
【００２９】(３) 搬送ステージ３１を後退移動（図１
の左方向に移動）させて、試験片受取り溝３８を孔２０
の下に位置せしめ、降下した試験片を溝３８に落とし込
み、嵌入せしめる（図２参照）。
【００３０】(４) 搬送ステージ３１を前進方向（図２
の矢印方向）に移動せしめ試験片を外部取出位置Ａに輸
送する。この際重なって降下した二枚目の試験片は孔２
０の下側方に設けられた移動防止のための障壁５０（図
３）により孔２０内または出口に留まっている。
【００３１】(５) 試験片輸送中に裏表検知器４０によ
り試験片の裏表を判定し、裏の場合には裏表反転機構４
４により表に揃える（図３参照）。
【００３２】(６) 試験片が外部取出位置Ａに位置づけ
られたとき、シャツター機構が孔２０に対応する位置に
復帰し、ソレノイド４６が動作して残留している試験片
を押し上げ容器１１内に戻すとともに、孔２０を閉鎖
し、次の試験片取出しのために（１）からの作業が開始
される。
【００３３】以上の作業を繰り返すことにより円筒状容
器１１に装填されている試験片を連続して自動的に試験
片供給位置に送り出すことができる。本実施例の装置
は、尿自動分析装置に使用する場合、１２秒毎に一枚の
速度で試験片を供給することができる。
【００３４】以上説明した実施例において、試験片の裏
表検知器および反転機構は重要な機能であるが、その方
式や手段は必ずしも本実施例に限定するものではない。
たとえばこれら機能は自動供給装置内に設けず、試験片
供給位置から分析部に移送するロボット機構に裏表反転
機能を持たせることもできる。また試験片容器内の乾燥
剤室は本実施例では蓋の裏側に設けられているが、その
位置及び形状は必ずしもこれに限定されるものではな
く、例えば容器本体の内側面に設けてもよい。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、細長い試験片を円滑に
自動供給することができるので、試験片自動分析装置に
適用すれば操作性が格段に向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した試験片供給装置の要部縦断面
図。
【図２】図１の装置の動作説明図。
【図３】図１の装置の動作説明図。
【図４】図１の装置のIV−IV断面図。
【図５】図１の装置の正面図。
【図６】試験片の例を示す図。
【図７】本発明の一実施例の分析装置の概略全体構成
図。
【図８】図１の装置の部分切欠外観図。
【図９】ステージが移動したときの図１の装置の部分切
欠外観図。
【符号の説明】
１１…円筒状容器、１３…蓋、１４…試験片、１５…貫
通溝、１６…ガイド部材、１８…容器支持台、２２，２
４…支持軸、２５…パルスモーター、３１…搬送ステー
ジ、３８…試験片受取溝、４４…裏表反転機構、４５…
シャツター、５１…サンプル位置付け装置、５２…試験
片自動供給装置、５３…試験片保持搬送装置、５４…測
定装置、５５…制御演算部。
フロントページの続き (72)発明者 武藤 茂雄 茨城県勝田市堀口字長久保832番地２ 日立計測エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 ▲吉▼田 霞 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社 日立製作所 計測器事業部内 (56)参考文献 特開 昭58−216819（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−91571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−96555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−69539（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 35/00 - 35/10

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（Ａ）複数の試験片を収容し得る筒状の試
    験片収容容器と、該試験片収容容器を往復回転動せしめ
    る駆動装置と、上記試験片収容容器から受け取った試験
    片を外部取り出し位置へ移動する移送装置とを備えた試
    験片供給装置において、(Ｂ)上記試験片収容容器の壁に
    貫通して設けられ、長さ方向が上記試験片収容容器の回
    転中心方向と平行に形成された試験片嵌入用貫通溝と、
    （Ｃ）上記試験片収容容器と上記移送装置の間に試験片
    落下通路を形成する通路形成部材と、（Ｄ）上記試験片
    収容容器の内部にあって上記貫通溝を離間して被うよう
    に配置された延在部を有するガイド部材と、を備え、
    （Ｅ）上記ガイド部材の上記延在部は、上記貫通溝の上
    縁との間に１枚の試験片の高さより大きく該試験片高さ
    の２倍より小さい間隙を上記試験片収容容器の壁内面に
    沿って形成するものであり、（Ｆ）上記駆動装置は、往
    復回転動の後に上記貫通溝と上記試験片落下通路の位置
    が対向するように上記試験片収容容器の運動を停止せし
    めるものであることを特徴とする試験片供給装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、上記試験片
    収容容器は、試験片の長さに適合する深さを有する試験
    片収容室と、乾燥剤を収納し得る乾燥剤室とを備えてい
    ることを特徴とする試験片供給装置。
  3. 【請求項３】請求項１記載の装置において、上記駆動装
    置は上記試験片収容容器に係合される回転力伝達機構を
    有しており、上記試験片収容容器は上記回転力伝達機構
    に対して着脱可能に保持されていることを特徴とする試
    験片供給装置。
  4. 【請求項４】請求項１記載の装置において、上記試験片
    収容容器の往復回転動中は上記試験片落下通路を閉塞
    し、上記試験片収容容器の運動停止時に上記試験片落下
    通路を閉塞状態から開放する通路閉塞装置を備えたこと
    を特徴とする試験片供給装置。
  5. 【請求項５】請求項１記載の装置において、上記通路形
    成部材は、上記試験片収容容器の往 復回転動中に上記貫
    通溝から試験片が飛び出さないように上記試験片収容容
    器の外周囲に配置された飛出防止部材を兼ねることを特
    徴とする試験片供給装置。
  6. 【請求項６】請求項１記載の装置において、上記移送装
    置に受け取った試験片の裏表を検知する手段と、試験片
    の端部が入る摺り割り溝を有する回転体と、検知された
    試験片の載置状態が裏であるときに上記回転体を半回転
    して当該試験片を表にする回転体駆動部とを備えたこと
    を特徴とする試験片供給装置。
  7. 【請求項７】可動把持体を有する試験片運搬手段が、試
    験片供給装置の外部取出位置に供給された試験片を上記
    把持体によって把持し、把持状態を維持したまま試験片
    浸漬位置にて試験片をサンプル内に浸漬し、次いで測光
    装置へ上記試験片を引き渡すために上記把持体から開放
    し、その後上記把持体を再び上記外部取出位置に戻す動
    作を繰り返す試験片分析装置において、上記試験片供給
    装置は、試験片収容容器から受け取った試験片を外部取
    り出し位置へ移動する移送装置と、上記試験片収容容器
    の壁に貫通して設けられ、長さ方向が上記試験片収容容
    器の回転中心方向と平行に形成された試験片嵌入用貫通
    溝と、上記試験片収容容器と上記移送装置の間に試験片
    落下通路を形成する通路形成部材と、上記試験片収容容
    器の内部にあって上記貫通溝を離間して被うように配置
    された延在部を有するガイド部材と、を備え、上記ガイ
    ド部材の上記延在部は、上記貫通溝の上縁との間に１枚
    の試験片の高さより大きく該試験片高さの２倍より小さ
    い間隙を上記試験片収容容器の壁内面に沿って形成する
    ものであり、上記駆動装置は、往復回転動の後に上記貫
    通溝と上記試験片落下通路の位置が対向するように上記
    試験片収容容器の運動を停止せしめるものであることを
    特徴とする試験片分析装置。
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