JP5996264B2 - 自動分析装置 - Google Patents
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Description
(自動分析装置の全体構成)
第1実施形態にかかる自動分析装置10の全体構成の概略について、図1を参照して説明する。図1は、自動分析装置10の全体構成を示す斜視図である。
分析部100は、各検査項目の標準試料や被検体から採取された被検試料と各検査項目に該当する試薬との混合液を測定して標準データや被検データを生成する。分析部100は、第1試薬庫110と、第2試薬庫120と、反応ディスク130とを有している。第1試薬庫110は、試薬ボトル111を収納する。第2試薬庫120は、試薬ボトル121を収納する。反応ディスク130は、第1試薬庫110の周囲に配置され反応管131を収納する。また、試薬ボトル111、121にはそれぞれ、被検試料の分析に使用する第1試薬、第2試薬が収容されている。
第1試薬庫110には、図1に示すように複数の試薬ボトル111が環状に並べて配置される。試薬ボトル111それぞれには、標準試料や被検試料に含まれる特定の成分に対して反応する各種の第1試薬が入っている。また、第1試薬庫110は、試薬ボトル111を収容した状態で回転可能とするラック部(不図示)を有する。ラック部は、後述する試薬ラック駆動部211により、回転駆動される。
また第2試薬庫120は、図1に示すように第1試薬庫110の近傍に配置され、第1試薬庫110と同様の構成となっている。つまり第2試薬庫120内部には、試薬ボトル121が環状に配置され、試薬ボトル121を環状の軌跡に沿って移動可能にするラック部が設けられる。また試薬ボトル121には、標準試料や被検試料に含まれる特定の成分に対して反応する各種の第2試薬が収容されている。なお自動分析装置は、複数の試薬庫を有するものに限られず、例えばこの第2試薬庫120を備えない構成でもよく、または第2試薬庫120のみ有する構成であってもよい。
また、反応ディスク130は、恒温に保たれた液体を保持する恒温槽(第2処理ユニット)50a内の円周上に配置された複数の第1試薬庫110の周囲を囲うように円環状に形成される。反応ディスク130には、反応管131が、当該反応ディスク130の形状に合わせて円環状に配列される。反応管131は、自動分析装置100による分析・測定の対象となる被検試料および試薬を収容する。この反応管131は、開口部分から第1・第2試薬や被検試料を分注可能である。また、反応ディスク130は、反応管131を収容したまま回転移動する。反応ディスク130は後述する反応ディスク駆動部213により、回転駆動される。
また、図1に示すように自動分析装置10には、ラックトレイ140aを移送するラックサンプラ140が設けられている。ラックトレイ140aには、例えば、5本のサンプル容器140bが略直線状に配列されている。サンプル容器140bには、各項目の標準試料や被検試料などが収容されている。また、特に図示しないが、ラックサンプラ140は、ベルトコンベアーのような搬送部を有しており、この搬送部によってラックトレイ140aをその配列方向に移送する。
読取り部190は、サンプル容器140bに設けられたバーコード等の情報記録媒体を読取り、被検試料の識別情報を取得する。読取り部190としては例えば、バーコードリーダーが該当する。情報記録媒体としては、2次元コードや3次元カラーコード等任意のものを使用/適用可能である。したがって読取り部190は、サンプリングプローブ142cによる分注の対象となるサンプル容器140bそのものの識別情報を取得することができる。
また、図1に示すように自動分析装置100においては、反応ディスク130の周囲にサンプル容器141aを有するディスクサンプラ141が設けられる。ディスクサンプラ141は、サンプリングプローブ142cの回動軌跡が描く円周と交わる位置に配置される。すなわち、吸引位置から反応管131への吐出位置まで至る、サンプリングアーム142の回動軌跡の延長線と交わる位置において、ディスクサンプラ141が設けられる。ここで、「吐出位置」とは、反応ディスク130における反応管131の配列における所定の位置であって、サンプリングプローブ142cが被検試料の吐出のために停止する位置である。サンプル容器141aにも、各項目の標準試料や被検試料などを収容することができる。なお、自動分析装置10は、ディスクサンプラ141を設けない構成であってもよい。
反応ディスク130の周囲には、第1分注アーム112が設けられる。第1分注アーム112は、反応ディスク130の周囲において略垂直に立設する回動軸112aを有している。回動軸112aの上端には、回動軸112aの立設方向と略直交する方向に延びるアーム部112bが接続されている。アーム部112bは、回動軸112aを中心に回動可能にされている。また、回動軸112aは、上下動(昇降)可能に設けられている。また、アーム部112bの先端には、分注プローブ112cが接続されている。
図1に示すように反応ディスク130と第2試薬庫120の間には、第2分注アーム122が設けられている。第2分注アーム122は、第1分注アーム112と同様の構成となっている。第2分注アーム122には、回動軸122a、アーム部122bおよび分注プローブ122cが設けられる。また回動軸122aを軸中心とし、アーム部122bを介して分注プローブ122cが回動する。なお、分注プローブ122cは、少なくとも試薬ボトル121と、反応管131との間を回動する。また、分注プローブ122cは、回動軸122aの上下動により、アーム部122bとともに上下動される。さらに第2分注アーム122はポンプを備えており、第2試薬庫120の試薬ボトル121から試薬を吸引し、被検試料が収容された反応管131に吐出する。
図1に示すように反応ディスク130とラックサンプラ140との間には、サンプリングアーム142が設けられる。サンプリングアーム142も、上述した第2分注アーム122、第1分注アーム112と同様の構成となっている。サンプリングアーム142には、回動軸142a、アーム部142bおよびサンプリングプローブ142cが設けられる。また回動軸142aを軸中心とし、アーム部142bを介してサンプリングプローブ142cが回動する。なお、サンプリングプローブ142cは、少なくともサンプル容器140bと、反応管131との間を回動する。また、サンプリングプローブ142cは、回動軸142aの上下動(図5A、破線で示す符号142c’)により、アーム部142bとともに上下動される。さらにサンプリングアーム142は、ポンプを備えており、ラックサンプラ140のサンプル容器140bから被検試料を吸引し、吐出位置にある反応管131に吐出する。
攪拌ユニット150は、図1に示すように反応ディスク130の回転方向におけるサンプリングプローブ142cの吐出位置より下流側に配置される。攪拌ユニット150は、搬送されてきた反応管131に内蔵された被検試料と試薬の混合液を攪拌する。このように被検試料と試薬とが、反応管131内で攪拌されることにより、被検試料内の特定の成分と試薬とが反応し、被検試料の吸光度を変化させる。
測光ユニット160は、図1に示すように反応ディスク130の回転方向(図4)における攪拌ユニット150の位置より下流側(進行方向側)に配置される。反応管131は、反応ディスク130によって、攪拌ユニット150の攪拌位置から下流側に配置された測光ユニット160の位置(図1参照)まで移動する。測光ユニット160は、反応管131の中の混合液の吸光度を測定する。これにより、被検試料内における所定の成分についての濃度等を得ることができる。
測光ユニット160による測定が終了された被検試料と試薬の混合液は、反応管洗浄ユニット170により反応管131から廃棄される。また混合液が廃棄された状態の反応管131は、反応管洗浄ユニット170により洗浄される。
駆動部200は、駆動対象(第1処理ユニット)となる第1試薬庫110、第2試薬庫120、反応ディスク130、第1分注アーム112、第2分注アーム122、サンプリングアーム142、ラックサンプラ140及びディスクサンプラ141の駆動を行うモータやポンプである。駆動部200は、測定制御部210からの制御指示を受けて上記した複数の駆動対象を駆動する。
測定制御部210は、第1試薬庫110、第2試薬庫120、反応ディスク130、第1分注アーム112、第2分注アーム122、サンプリングアーム142、ラックサンプラ140、ディスクサンプラ141及び撹拌ユニット150(以下、これらを総称して「駆動対象」と呼ぶ場合がある。)の処理及び動作を制御する。具体的には、測定制御部210は、駆動部200を制御することにより、駆動対象を駆動させる。なお、駆動部200の制御は、操作部270(図3参照)から供給される操作者による駆動指示に基づいて行われるか、あるいは、予め定められた所定の駆動制御プログラムに基づいて行われる。
温度制御ユニット240は、図2に示すように、恒温槽温度制御部241と試薬庫温度制御部243とを有している。恒温槽温度制御部241は、温度検出部250が検出した温度情報に基づいて恒温槽50a内の温度を制御する。試薬庫温度制御部243は、温度検出部250が検出した温度情報に基づいて第1試薬庫110及び第2試薬庫120内の温度を制御する。温度検出部250は、恒温槽50a内を循環する液体(恒温液)の温度及び第1試薬庫110と第2試薬庫120の庫内温度を検出して、検出した温度情報をそれぞれ恒温槽温度制御部241及び試薬庫温度制御部243に送出する。温度検出部250としては例えば温度センサ等が挙げられる。
電力制御部220は、現在動作中の分析部100内の上述した駆動対象の合計消費電力と許容消費電力の大小関係に応じて駆動対象への電力供給を制御している。電力制御部220は、図3に示すように、消費電力取得部221、合計消費電力算出部223及び判定部225を有する。なお、制御部220は、例えば、CPU、GPU、又はASICと、ROM、RAM又はHDDとを含んで構成されている。
記憶部230には、後述する動作サイクルと、この動作サイクルに対応する被検試料ごとの駆動対象を関連付けた関連付け情報(図5参照)が予め記憶されている。記憶部230には、複数の駆動対象(第1処理ユニット)のそれぞれの消費電力と前記第2処理ユニット(恒温槽50a,試薬庫110(120),温度変更部260)の消費電力と許容消費電力とを含む消費電力情報が予め記憶されている。
以下、自動分析装置10の動作について、図4〜図6を参照して説明する。測定制御部210は、例えば4.5秒の動作サイクルで反応ディスク130を反時計回りに段階的に回転させる。ここで、自動分析装置10の動作開始から、例えば4.5秒経過後の動作サイクル数を1とし、動作開始から9.0秒経過後の動作サイクル数を2とし、以降、4.5秒おきに1を加算するようにして動作サイクル数を決定することとする。
まず、温度検出部250は、第1試薬庫110の庫内温度を検出し、庫内の温度情報を取得する。
次に、電力制御部220は、第1試薬庫110の庫内温度が目標温度範囲内にあるか否かを判定する。
第1試薬庫110の庫内温度が目標温度範囲内にあると判定された場合には、温度制御ユニット240は、目標温度逸脱時間をリセットし、温度制御を実行しない。その後ステップS101に戻る。なお、目標温度逸脱時間とは、庫内温度が目標温度範囲外に継続して留まっている時間をいう。
第1試薬庫110の庫内温度が目標温度範囲外にあると判定された場合には、合計消費電力算出部223は、複数の駆動対象(第1処理ユニット)の動作中に第2処理ユニットの動作指示を受けたときに、当該タイミングにおいて動作している複数の駆動対象の消費電力と第2処理ユニットの消費電力とを加算した合計消費電力を算出する。
次に、電力制御部220は、第1試薬庫110の温度制御を行うと、第2処理ユニットの動作指示を受けたタイミングにおける合計消費電力が許容消費電力を超えるか否かを判定する。
合計消費電力が許容消費電力を超えると判定された場合に、電力制御部220は、目標温度逸脱時間が許容時間内であるか否かを判定する。目標温度逸脱時間が許容時間内であると判定された場合には、ステップS104に進む。なお、許容時間とは、目標温度(目標保冷温度)より逸脱したタイミングからみて、実際に試薬の異常・劣化が発生するまでの時間(試薬自身の温度が予め定められた管理基準より逸脱してしまうまでの時間)をいい、試薬庫110(120)内に保持している試薬の種類や、目標温度からの逸脱度合いに基づいて導出される。
目標温度逸脱時間が許容時間外であると判定された場合には、電力制御部220は停止可能な駆動対象(第1処理ユニット)の動作を停止させる。
ステップ106において、第1試薬庫110の庫内温度が目標温度範囲内にあると判定された場合には、第1試薬庫110の温度制御が開始される。すでに温度制御が実行されている場合には温度制御が継続される。その後ステップS101に戻る。
以上説明した本実施形態にかかる自動分析装置の効果について説明する。
第2実施形態は、電力制御部220の制御内容が異なる点以外は、第1実施形態と同じであるので、以下では異なる点のみ説明することとする。電力制御部220は、電力供給可能時間を取得する取得部(図示せず)を有する。ここで、電力供給可能時間とは、商用電源280からの電力供給時に測定を継続することが可能である時間をいう。また、記憶部230には、上記した電力供給可能時間が予め記憶されている。
取得部310は、商用電源280の電力供給可能時間を記憶部230から取得する。この電力供給可能時間は前記取得時における商用電源280のバッテリ残容量に基づいて算出される。
次に、電力制御部220は、前記取得された電力供給可能時間が当該取得タイミングにおいて動作している駆動対象(第1処理ユニット)の合計処理時間を下回るか否かを判定する。
電力供給可能時間が、当該タイミングにおいて動作している第1処理ユニットの合計処理時間を下回ると判定された場合には、電力制御部220は停止可能な第1処理ユニットの動作を停止させる。その後、停止された第1処理ユニット以外のユニットの動作を継続し(S204)、ステップS201に戻る。なお、停止可能な第1処理ユニットの選択は、停止させることによって前記差分が動作中の第1処理ユニットの合計処理時間を上回るか否か、かつ、動作優先順位が低いか否かに基づいて行われる。例えば、いずれの第1処理ユニットを停止させても前記差分が動作中の第1処理ユニットの合計処理時間を上回るような場合には、第1処理ユニットの内の動作優先順位の一番低い第1処理ユニットを停止させる。この優先順位も記憶部230に予め記憶されている。
電力供給可能時間が、当該タイミングにおいて動作している第1処理ユニットの合計処理時間を上回ると判定された場合には、第1処理ユニットの動作を継続させる。その後、ステップS201に戻る。
複数の第1処理ユニットの動作中において、電力供給可能時間が合計処理時間を下回るような場合でも、動作を停止してもよい第1処理ユニットを停止させ、それ以外の第1処理ユニットの動作の継続を優先的に行うことができる。したがって、例えば、緊急の測定(救急搬送時における患者の血液測定等)がどうしても必要である場合でも当該測定を優先して行うことができるので優先順位の高い大事なデータを確実に取得することができる。
第3実施形態にかかる自動分析装置300の全体構成の概略について、図8を参照して説明する。図8は、自動分析装置300の概略構成を示す斜視図である。なお、本実施形態は、無停電電源装置(UPS)300を追加し、電源が商用電源280から無停電電源装置300に切り替わった後における制御内容が異なる点以外は、第1実施形態と同じであるので、以下では異なる点のみ説明することとする。
電力制御部220は、無停電電源装置300の電力供給可能時間を記憶部230から取得する。この電力供給可能時間は前記取得時における無停電電源装置300のバッテリ残容量に基づいて算出される。
次に、電力制御部220は、前記取得された電力供給可能時間が前記電源オフ時間を上回るか否かを判定する。
電力供給可能時間が電源オフ時間を上回ると判定された場合には、電力制御部220は、電力供給可能時間と電源オフ時間の差分が、当該タイミングにおいて動作している駆動対象(第1処理ユニット)の合計処理時間を下回るか否かを判定する。
前記差分が、当該タイミングにおいて動作している第1処理ユニットの合計処理時間を下回ると判定された場合には、電力制御部220は停止可能な第1処理ユニットの動作を停止させる。その後、停止された第1処理ユニット以外のユニットの動作を継続し(S306)、ステップS301に戻る。なお、停止可能な第1処理ユニットの選択は、停止させることによって前記差分が動作中の第1処理ユニットの合計処理時間を上回るか否か、かつ、動作優先順位が低いか否かに基づいて行われる。例えば、いずれの第1処理ユニットを停止させても前記差分が動作中の第1処理ユニットの合計処理時間を上回るような場合には、第1処理ユニットの内の動作優先順位の一番低い第1処理ユニットを停止させる。この優先順位も記憶部230に予め記憶されている。
電力供給可能時間が電源オフ時間を下回ると判定された場合には、電力制御部220は自動分析装置10をシャットダウンさせる。その後、ステップS301に戻る。
前記差分が、当該タイミングにおいて動作している第1処理ユニットの合計処理時間を上回ると判定された場合には、第1処理ユニットの動作を継続させる。その後、ステップS301に戻る。
本実施形態によれば、電力供給可能時間が電源オフ時間を下回ると判定された場合には、自動分析装置をシャットダウンさせるので、停電時でも安全に自動分析装置を停止させることができる。
50a 恒温槽
100 分析部
110 第1試薬庫
111 試薬ボトル
112 第1分注アーム
112a、122a、142a 回動軸
112b、122b、142b アーム部
112c、122c 分注プローブ
120 第2試薬庫
121 試薬ボトル
122 第2分注アーム
130 反応ディスク
131 反応管
140、940 ラックサンプラ
140a、141a ラックトレイ
140b サンプル容器
140c、940c ラックトレイ給排部
141 ディスクサンプラ
142 サンプリングアーム
142c サンプリングプローブ
142d 検知部
190、190a、190b 読取り部
200 駆動部
210 測定制御部
215 制御手段
220 電力制御部
230 記憶部
240 温度制御ユニット
250 温度検出部
Claims (7)
- サンプルと試料との混合液を測定するための複数の第1処理ユニットと、
前記複数の第1処理ユニット以外の第2処理ユニットと、
前記複数の第1処理ユニットを繰り返し動作させることによって、前記測定を実行させる測定制御部と、
前記第1処理ユニットのそれぞれの消費電力と前記第2処理ユニットの消費電力と許容消費電力とを含む消費電力情報を予め記憶している記憶部と、
前記第1処理ユニットの動作中に前記第2処理ユニットの動作指示を受けたときに、当該タイミングにおいて動作している前記第1処理ユニットの消費電力と前記第2処理ユニットの消費電力との合計消費電力を前記消費電力情報に基づいて算出し、前記合計消費電力が前記許容消費電力を超えるか否かを判定し、前記合計消費電力が前記許容消費電力を超える場合に、前記第1処理ユニットのいずれかの動作を停止させて前記第2処理ユニットを動作させる制御手段と
を備えることを特徴とする自動分析装置。 - 前記制御手段は、前記第2処理ユニットの動作終了後に、前記停止された前記第1処理ユニットの動作を再開させる
ことを特徴とする請求項1に記載の自動分析装置。 - 前記第2処理ユニットは、温度制御対象となるユニット及び当該ユニット内の温度を変化させる変更部を含み、
前記ユニット内の温度を検出する検出部をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出された温度が所定範囲外であるか否かを判定し、前記検出された温度が所定範囲外であり、かつ、前記合計消費電力が前記許容消費電力を超える場合に、前記第1処理ユニットのいずれかの動作を停止させ、前記ユニットの温度を所定範囲内に変更させる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の自動分析装置。 - 前記第2処理ユニットは試薬庫及び/又は恒温槽である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の自動分析装置。 - サンプルと試料との混合液を測定するための複数の第1処理ユニットと、
前記複数の第1処理ユニット以外の第2処理ユニットと、
前記複数の第1処理ユニットを繰り返し動作させることによって、前記測定を実行させる測定制御部と、
前記第1処理ユニットのそれぞれの消費電力と前記第2処理ユニットの消費電力と許容消費電力とを含む消費電力情報を予め記憶している記憶部と、
前記第1処理ユニットの動作中に前記第2処理ユニットの動作指示を受けたときに、当該タイミングにおいて動作している前記第1処理ユニットの消費電力と前記第2処理ユニットの消費電力との合計消費電力を前記消費電力情報に基づいて算出し、前記合計消費電力が前記許容消費電力を超えるか否かを判定し、前記合計消費電力が前記許容消費電力を超える場合に、前記第1処理ユニットのいずれかを当該タイミングとは異なるタイミングで動作させる制御手段と
を備えることを特徴とする自動分析装置。 - 前記第1処理ユニット及び前記第2処理ユニットのそれぞれの駆動電源は、商用電源又は無停電電源装置である
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の自動分析装置。 - 前記無停電電源装置は、無停電電源装置の電力供給可能時間を取得する取得部を備え、
前記制御手段は、前記駆動電源が前記商用電源から前記無停電電源装置に切り替えられたときに、取得された電力供給可能時間が前記複数の第1処理ユニットの合計処理時間を下回る場合に、前記第1処理ユニットのいずれかを停止させる
ことを特徴とする請求項6に記載の自動分析装置。
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