JP4357466B2 - ラック認識装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のラックを載置する場合に利用して好適なラック認識装置に関する。

液体試料（検体や試薬）を自動的に分注するための分注装置が広く用いられている。分注装置では、例えばディスポーザブルチップを用いて、ラックにより保持されている容器に液体試料を分注する。

この種の分注装置において、複数のラックを載置できるようにし、例えばラックごとに分注する液体試料の種類を分ける場合がある。ラックの分注装置への載置はオペレータの手作業により行われるが、複数のラックが載置される場合、オペレータにより誤ったラックが載置されるおそれもあり、また、分注が完了するタイミングがラックごとに異なる場合にはオペレータがどのラックを新たなラックに交換すべきか分らなくなるおそれもある。

こういった点に鑑みて、各ラックにバーコードを印刷したラベルを貼着しておき、それらバーコードをハンディバーコードリーダで読み取ることにより、載置されたラックを認識するようにしたラック認識装置を分注装置に搭載することが行われている。そして、ラック認識装置により認識されたラックのうち、交換すべきラックをオペレータに知らせるようにすることも行われている。

特開平１１−２３７３８７号公報

しかしながら、ハンディバーコードリーダでバーコードを読み取る操作は、オペレータが手動で行うものであるため、その取り扱いが面倒である。また、オペレータが、例えば同じラックのバーコードを誤って続けて読み取るように、バーコードを読み取るべきラック自体を誤認してしまうおそれもある。

また、交換すべきラックをオペレータに知らせる方式として、例えばディスプレイに交換すべきラックを表示することが考えられる。しかしながら、特にディスプレイがラックの載置場所と離れているような場合、交換すべきラックを瞬時に特定することができない。また、単にラックのアドレス等が表示されても、実際にどれが交換すべきラックであるか容易に理解できず、さらに誤認してしまうおそれもある。

特許文献１には、交換すべきラックを容易に特定可能とするために、各ラックに対応して発光素子を配置し、交換すべきラックに対応する発光素子を点灯させるようにした分注装置が開示されている。しかしながら、各ラックに対応する発光素子を設ける必要があるため、載置するラックの数が増えると、それだけ発光素子の数も増やさなければならないといった問題がある。

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、ラック載置部に載置されたラックを自動認識するとともに、交換すべきラックをオペレータが瞬時に特定できるようにすることを目的とする。

本発明によるラック認識装置は、液体試料を収容するための容器を複数並べて保持するラックと、前記ラックを長辺が隣り合うように複数並べて載置できるラック載置部と、前記ラックの短辺の面にそれぞれに設けられ、少なくともラックごとの識別情報をコード化したコードが記載されたコード記載部と、前記コード記載部からコードを読み取るためのコードリーダと、前記ラック載置部に複数載置されたラックと前記コードリーダとを相対的に移動させる移動手段と、前記コードリーダにより読み取られたコードに基づいて、交換すべきラックを認識するとともに、その交換すべきラックと対向する位置に前記コードリーダが位置するように制御する制御手段とを備えた点に特徴を有する。

本発明によれば、ラック載置部に複数載置されたラックとコードリーダとを相対的に移動させて、コードリーダに各ラックのコード記載部からコードを読み取らせるようにしたので、ラック載置部に載置されたラックを自動認識することができ、しかも、交換すべきラックと対向する位置にコードリーダが位置するようにしたので、コードリーダを指標として交換すべきラックをオペレータが瞬時に特定することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、ラック認識装置を搭載した分注装置１を示す平面図である。分注装置１は、人体から採取した血液（血清）や尿等の検体を小分けにしたり、少量の試薬（薬液）を予め設定された吐出位置にて吐出したりするものである。

図１に示すように、分注装置１は、装置本体上の作業台２と、分注手段としてのＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動可能に搭載された５つの分注ヘッド３ａ〜３ｅとを備える。図１において、矢印Ｆに示す部分（図１の下方）が分注装置１の前面であり、オペレータは分注装置１の前面からラック５の交換作業等を行う。

作業台２には、分注対象となる元検体を搬送する搬送レーン４、６個のラック５を一列に並べて載置できるラック載置部６、ラック載置部６の後方位置においてラック載置部６に沿ってＸ軸方向（左右方向）に移動可能とされたバーコードリーダ７、分注ヘッド３ａ〜３ｅからディスポーザブルチップ３２を取り外すためのチップリムーバ（不図示）、新品のディスポーザブルチップ３２（図３を参照）を立てた状態で行列状に並べて保持するチップラック８等が配置される。

本実施形態の分注装置１は、具体的には図示しないが、元検体供給装置、開栓装置等の他の装置と適宜組み合わせ可能なようにユニット化されており、各種ユニット化された装置を組み合わせた際に、各装置間で搬送レーン４や他の搬送レーンが連続する構成となっている。

この例では、５本の容器（試験管）１５を一列に並べて保持するラック９が搬送レーン４により本分注装置１に搬送されるとともに、ラック９の各容器１５にはそれぞれ元検体が収容された状態となっている。

ラック５は、図２に示すように、元検体を小分けにして収容するための容器（試験管）１６を複数並べて保持するものである。ラック５としては、５０本の容器１６を立てた状態で行列状に並べて保持する、いわゆる５０本ラックと呼ばれるものや（図２のラック５ａ）、１０本の容器１６を立てた状態で一列に並べて保持する、いわゆる１０本ラックと呼ばれるものがある（図２のラック５ｂ、５ｃ）。もちろん、ラック５としては５０本ラックや１０本ラック以外のものを用いることも可能である。

本実施形態では、ラック載置部６に６個のラック５をＸ軸方向に一列に並べて載置できるようになっている。例えばラック載置部６の載置場所６ａに載置されるラック５ａの容器１６には検体Ａを分注し、載置場所６ｂに載置されるラック５ｂの容器１６には検体Ｂを分注する、といったようにラック５の載置場所が定められている。

ここで、図２に示すように、ラック載置部６に載置される各ラック５の後面には、バーコードを印刷したラベル１０が貼着されている。バーコードは、ラック５ごとの識別情報（例えばＩＤ番号）をコード化したものであり、それに加えて、そのラック５の容器に分注する検体についての情報を含ませる等してもよい。また、ラックシーケンスＮｏ．、項目コード（処理をグループ単位に分けるコード）等の情報を含ませる等してもよい。

また、バーコードリーダ７がラック載置部６に沿ってＸ軸方向（左右方向）に移動可能とされており、バーコードリーダ７が所望のラック５の後ろに位置することにより、そのラック５のラベル１０からバーコードを読み取ることができる。バーコードリーダ７を移動させるバーコードリーダ駆動機構１０３（図４）としては、例えば作業台２上に敷設されたレール上をバーコードリーダ７が走行するように構成される。このようにバーコードリーダ７に各ラック５のラベル１０からバーコードを読み取らせるので、各ラック５のラベル１０は同じ高さ位置、図示例ではラック５の後面下部に貼着されることになっている。

さらに、バーコードリーダ７には、オペレータが視認しやすい箇所にＬＥＤ１１が搭載されている。

各分注ヘッド３ａ〜３ｅは、ＸＹＺ三軸駆動機構１０２（図４）によりＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動可能となっている。具体的に、図１に示すように、各分注ヘッド３ａ〜３ｅはＺ軸アーム１２ａ〜１２ｅによりそれぞれ支持されており、Ｚ軸方向（上下方向）に移動可能となっている。また、各Ｚ軸アーム１２ａ〜１２ｅはＸ軸アーム１３により支持されており、Ｘ軸方向（左右方向）に移動可能となっている。さらに、Ｘ軸アーム１３はその両端がＹ軸アーム１４により支持されており、Ｙ軸方向（前後方向）に移動可能となっている。

すなわち、５つの分注ヘッド３ａ〜３ｅは、Ｙ軸方向には同時に移動することしかできないが、Ｘ軸方向には隣りの分注ヘッドに干渉しない範囲でそれぞれ自由に移動することができ、Ｚ軸方向にはそれぞれ自由に移動することができる。

図３には、分注ヘッド３ａまわりの概略構成を示す。なお、図３では分注ヘッド３ａを示すが、他の分注ヘッド３ｂ〜３ｅも同様の構成となっている。チップ装着部３１は管状の部材であり、このチップ装着部３１がＺ軸アーム１２ａにより昇降可能に支持される。

ディスポーザブルチップ３２は合成樹脂材料からなる管状の部材であり、その基端開口にチップ装着部３１の先端部を挿入して嵌合することにより、チップ装着部３１に着脱可能に装着される。このディスポーザブルチップ３２がチップラック８に多数保持されており、チップ装着部３１を下降させることで、チップ装着部３１の先端部にディスポーザブルチップ３２を嵌合させることができる。

ポンプ３３は、例えばシリンダ３３ａとピストン３３ｂとを備えたシリンジポンプにより構成される。ポンプ駆動部１０１によりポンプ３３が作動すると、チップ装着部３１を介してディスポーザブルチップ３２内の圧力を増減させて、ディスポーザブルチップ３２から検体を吸引・吐出することができる。ポンプ駆動部１０１は、例えばボールねじ（送りねじ）機構とこれを駆動するパルスモータとにより、シリンダ３３ａ内でピストン３３ｂを移動させるように構成される。

図４には、分注装置１の概略構成を示す。制御部１００は、分注装置１の各部を制御するものであり、ＣＰＵ１００ａ及び記憶部１００ｂを備える。制御部１００には、ポンプ駆動部１０１、ＸＹＺ三軸駆動機構１０２、バーコードリーダ駆動機構１０３、ＬＥＤ１１を搭載したバーコードリーダ７が接続する。例えばバーコードリーダ７は、アンテナ７ａ（図２を参照）を使用した無線により制御部１００と通信可能に接続されている。

制御部１００において、記憶部１００ｂには、ＣＰＵ１００ａが読み取り可能なように、分注装置１の各部に対応する各種アプリケーションプログラム、分注装置１の制御動作を実行するためのプログラム等の各種プログラム及び各種データが予め記憶されているとともに、各プログラムで処理されたデータ及び制御部１００に接続された各部からの入力データ等が記憶される。

以下、図５のフローチャートを参照して、本実施形態の分注装置１での処理動作例について説明する。分注動作を開始する前に、オペレータはラック載置部６にラック５を載置する。

その後、オペレータによる分注動作の開始指示があると、制御部１００は、まずバーコードリーダ７を移動させて、ラック載置部６に載置された各ラック５の後ろに位置させ、これらラック５のラベル１０からバーコードを読み取る（ステップＳ１０１）。

そして、制御部１００は、バーコードリーダ７により読み取られた各ラック５のバーコードに基づいて、ラック載置部６に載置されたラック５を認識し、ラック載置部６にラック５が正しく載置されているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。この判定は、各ラック５から取得した識別情報と、予め登録された識別情報とを照らし合わせることにより行われる。

制御部１００は、ラック載置部６に載置すべきラック５がなかったり、載置すべきラック５と異なるラック５が載置されていたりして、ラック載置部６にラック５が正しく載置されていないと判定した場合、バーコードリーダ７を移動させて、交換すべきラック５に対向するように後ろに位置させる（ステップＳ１０３）。このとき、バーコードリーダ７に搭載されたＬＥＤ１１を発光させて、交換すべきラック５があることをオペレータに通知する。また、必要に応じて警告音を発する等してオペレータに通知するようにしてもよい。

これに応じて、オペレータは、バーコードリーダ７を指標として、バーコードリーダ７が後ろに位置しているラック５を本来載置すべきラック５に交換して、分注動作の再開指示を行う。分注動作の再開指示があると（ステップＳ１０４）、制御部１００は、交換されたラック５のラベル１０からバーコードを読み取って、交換されたラック５が正しいものか否かを再度判定する（ステップＳ１０５）。

この場合に、交換すべきラック５が複数あるならば、例えばこれら交換すべき複数のラック５間でバーコードリーダ７を定期的に移動させたり、一つのラック５の後ろに位置させておき、そのラック５が交換された後、別のラック５の後ろに位置させたりすればよい。

制御部１００は、ステップＳ１０２やステップＳ１０５においてラック載置部６にラック５が正しく載置されていると判定した場合、分注動作を開始する（ステップＳ１０６）。

分注動作では、制御部１００による制御下で、ＸＹＺ三軸駆動機構１０２により、分注ヘッド３ａ〜３ｅを、搬送レーン４により所定位置まで搬送されたラック９の容器１５の上方に移動させる。そして、チップ装着部３１を下降させて、容器１５内にディスポーザブルチップ３２を挿入するとともに、ポンプ駆動部１０１によりポンプ３３を駆動させてディスポーザブルチップ３２に検体を吸引する。その後、ＸＹＺ三軸駆動部１０２により、分注ヘッド３ａ〜３ｅをラック載置部６に載置されたラック５の容器１６の上方に移動させる。そして、チップ装着部３１を下降させて、容器１６内にディスポーザブルチップ３２を挿入するとともに、ポンプ駆動部１０１によりポンプ３３を駆動させてディスポーザブルチップ３２から検体を吐出する。

このようにして分注動作が行われている間に、ラック載置部６に載置されたあるラック５の容器１６への分注が完了した場合、そのラック５を交換する必要がある。制御部１００は、予め定められている分注スケジュールに基づいて、あるラック５の容器１６への分注が完了したことを検知したならば（ステップＳ１０７）、分注動作をいったん停止させるとともに、ステップＳ１０３と同様に、バーコードリーダ７を移動させて、交換すべきラック５の後ろに位置させる（ステップＳ１０８）。このとき、バーコードリーダ７に搭載されたＬＥＤ１１を発光させて、交換すべきラック５があることをオペレータに通知する。

これに応じて、オペレータは、バーコードリーダ７が後ろに位置しているラック５を新たなラック５に交換して、分注動作の再開指示を行う。分注動作の再開指示があると（ステップＳ１０９）、制御部１００は、バーコードリーダ７を移動させて、交換されたラック５の後ろに位置させ、そのラック５のラベル１０からバーコードを読み取って、交換されたラック５が正しいものか否かを再度判定する（ステップＳ１１０）。

これらステップＳ１０６〜Ｓ１１０の処理動作をオペレータからの分注の停止指示があるまで繰り返し実行する（ステップＳ１１１）。

以上述べた第１の実施形態によれば、バーコードリーダ７を移動させて、ラック載置部６に載置された各ラック５のラベル１０からバーコードを読み取らせるようにしたので、ラック載置部６に載置されたラック５を自動認識することができる。

しかも、交換すべきラック５の後ろにバーコードリーダ７を位置させて、バーコードリーダ７を交換すべきラック５を知らせるための指標となるようにしたので、各ラック５に対応する発光素子を設ける等の必要もなく、交換すべきラック５をオペレータが瞬時に特定することができる。ちなみに、ラック載置部６の高さはオペレータの腰の高さと略同じであり、その高さ位置をバーコードリーダ７が走行するように構成されているので、交換すべきラック５の後ろにバーコードリーダ７が停止した場合でも、オペレータが十分視認することができる。

なお、本実施形態では、バーコードリーダ７がラック載置部６の後側（ラック載置部６とチップラック８との間）においてＸ軸方向に移動するようにしたが、次の第２の実施形態のようにバーコードリーダ７がラック載置部６の前側（オペレータ側）においてＸ軸方向に移動するようにしてもよい。バーコードリーダ７がラック載置部６の前側にあれば、バーコードリーダ７がどのラック５に対向するかを認定する視認性を高めることができる。一方、バーコードリーダ７がラック載置部６の後側にあれば、オペレータによるラック５の交換作業に対してバーコードリーダ７が支障となることがなくなる。

（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、分注装置１にラック認識装置を搭載した例を説明したが、第２の実施形態では、検体を収容した容器そのものをラックに移載する容器移載装置５１にラック認識装置を搭載した例を説明する。なお、ラック認識装置の基本的構成は第１の実施形態と同様であるので、以下では、主に容器移載装置５１の構成について説明するとともに、ラック認識装置を構成する構成要素については第１の実施形態と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図６は、ラック認識装置を搭載した容器移載装置５１を示す斜視図である。容器移載装置５１は、検体が収容された容器５２を項目別に分けられたラック５に移載するものである。

図６に示すように、容器移載装置１は、装置本体上の作業台５３と、移載手段としてのＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動可能に搭載された移載ヘッド５４とを備える。図６において、矢印Ｆに示す部分が容器移載装置５１の前面であり、オペレータは容器移載装置５１の前面からラック５の交換作業等を行う。なお、ラック５の交換作業時には、壁部５５を手前に倒した状態とする。

作業台５３には、移載の対象となる容器５２を搬送する搬送レーン５６、６個のラック５を一列に並べて載置できるラック載置部６、ラック載置部６の前方位置においてラック載置部６に沿ってＸ軸方向（左右方向）に移動可能とされたバーコードリーダ７等が配置される。

本実施形態の容器移載装置５１は、元検体供給装置、開栓装置等の他の装置と適宜組み合わせ可能なようにユニット化されており、各種ユニット化された装置を組み合わせた際に、各装置間で搬送レーン５６や他の搬送レーンが連続する構成となっている。

図７には各装置の組み合わせの一例を示す。図示例では、コントロールユニット２０１、元検体排出ユニット２０２、元検体供給ユニット２０３、検体情報取得ユニット２０４、開栓ユニット２０５、子検体供給ユニット２０６、第１の子検体分注ユニット２０７、子検体容器供給ユニット２０８、第２の子検体分注ユニット２０９、容器移載ユニット（容器移載装置）５１−１、５１−２、リターンユニット２１０とが組み合わされている。なお、容器移載ユニット５１−１、５１−２は共に同一構成である。

この例では、容器移載ユニット５１−１、５１−２は、第２の子検体分注ユニット２０９において分注された子検体が収容される容器５２を項目別に各ラック５に移載する。すなわち、５本の容器５２を一列に並べて保持するラック５７が搬送レーン５６により搬送されるとともに、ラック５７の各容器５２には第２の子検体分注ユニット２０９での分注によりそれぞれ検体が収容された状態となっている。

ラック５は、図２に示したのと同様に、検体が収容された容器５２を複数並べて保持するものであり、いわゆる５０本ラックや１０本ラックと呼ばれるものがある。

本実施形態では、ラック載置部６に６個のラック５をＸ軸方向に一列に並べて載置できるようになっている。例えばあるラック５には検体Ａを収容した容器５２を移載し、他のラック５には検体Ｂを収容した容器５２を移載する、といったようにラック５が定められている。或いは、前段階（第２の子検体分注ユニット２０２等）においてエラーがあったものを分離移載するラック５を定めるようにしてもよい。

移載ヘッド５４は、ラック５７の容器５２の上端部を複数の爪５４ａで把持して、ラック５に移載するものである。図６に示すように、移載ヘッド５４はＺ軸アーム５８により支持されており、Ｚ軸方向（上下方向）に移動可能となっている。また、Ｚ軸アーム５８はＸ軸アーム５９により支持されており、Ｘ軸方向（左右方向）に移動可能となっている。さらに、Ｘ軸アーム５９はその両端がＹ軸アーム６０により支持されており、Ｙ軸方向（前後方向）に移動可能となっている。

このようにした容器移載装置５１においても、第１の実施形態で述べたように、ラック載置部６に載置される各ラック５の前面には、バーコードを印刷したラベル１０が貼着されている。

また、第１の実施形態で述べたように、バーコードリーダ７がラック載置部６に沿ってＸ軸方向（左右方向）に移動可能とされており、バーコードリーダ７が所望のラック５の前に位置することにより、そのラック５のラベル１０からバーコードを読み取ることができる。

さらに、第１の実施形態で述べたように、バーコードリーダ７には、オペレータが視認しやすい箇所にＬＥＤ１１が搭載されている。

以上述べた第２の実施形態によれば、バーコードリーダ７を移動させて、ラック載置部６に載置された各ラック５のラベル１０からバーコードを読み取らせるようにしたので、ラック載置部６に載置されたラック５を自動認識することができる。

しかも、交換すべきラック５の前にバーコードリーダ７を位置させて、バーコードリーダ７を交換すべきラック５を知らせるための指標となるようにしたので、各ラック５に対応する発光素子を設ける等の必要もなく、交換すべきラック５をオペレータが瞬時に特定することができる。

以上、本発明を実施形態と共に説明したが、本発明は実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば上記実施形態ではバーコードを利用した例を説明したが、二次元コードを利用してもよい。

ラック認識装置を搭載した分注装置を示す平面図である。 ラック載置部を示す斜視図である。 分注ヘッドまわりの概略構成を示す図である。 分注装置の概略構成を示すブロック図である。 分注装置での処理動作例について説明するためのフローチャートである。 ラック認識装置を搭載した容器移載装置を示す斜視図である。 第２の実施形態の容器移載装置を含む装置を組み合わせたシステムの一例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 分注装置
３ａ〜３ｅ 分注ヘッド
５ ラック
６ ラック載置部
７ バーコードリーダ
１０ ラベル
１１ ＬＥＤ
１２ａ〜１２ｅ、５８ Ｚ軸アーム
１３、５９ Ｘ軸アーム
１４、６０ Ｙ軸アーム
１６、５２ 容器
５１ 容器移載装置
５４ 移載ヘッド

Claims (3)

1. 液体試料を収容するための容器を複数並べて保持するラックと、
   前記ラックを長辺が隣り合うように複数並べて載置できるラック載置部と、
   前記ラックの短辺の面にそれぞれに設けられ、少なくともラックごとの識別情報をコード化したコードが記載されたコード記載部と、
   前記コード記載部からコードを読み取るためのコードリーダと、
   前記ラック載置部に複数載置されたラックと前記コードリーダとを相対的に移動させる移動手段と、
   前記コードリーダにより読み取られたコードに基づいて、交換すべきラックを認識するとともに、その交換すべきラックと対向する位置に前記コードリーダが位置するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とするラック認識装置。
2. 前記コードリーダが交換すべきラックと対向する位置にあるときに、交換すべきラックであることを報知せしめる報知手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のラック認識装置。
3. 前記移動手段は、前記コードリーダを移動させ、
   前記制御手段は、交換すべきラックが複数ある場合、これら交換すべき複数のラック間で前記コードリーダを定期的に移動させるか、一つのラックと対向する位置に位置させておき、そのラックが交換された後、別のラックと対向する位置に移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のラック認識装置。

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