JP6126617B2 - バイオ製品用容器を運搬するための装置のプロセスステーション - Google Patents

Description

本発明は、バイオ製品用容器を運搬するための装置のプロセスステーションに関する。

今日、生体物質試料を試験するための実験室においては、これら試料を自動識別し、実験室の様々な地点へ向けて運搬及び行き先指定することを確実に行う自動化システムがますます用いられるようになっている。特に、本出願人は既に、このようなタイプのシステムを記載した先行特許の欧州特許第２２２５５６７号を出願している。

上記システムは自動コンベヤーを備える。その自動コンベヤーでは、各バイオ製品用容器がこのような自動システムと連動する種々のモジュールへ適切に行き先指定されるように、通路に沿ってコンベヤーベルト上の運搬装置（「キャリア」とも呼ばれる）の中で移動する。ここで、上記モジュールは、実際の試験モジュールであったり、各モジュールが、容器の到着時にその容器に対して特定の試験前又は試験後操作（例えば、装填／取り出し、蓋の取り外し／蓋の取り付け、内容物の遠心分離等）を行うように設計されていたりする。

この自動コンベヤーは、順々に連続して配置された複数のシングルプロセスステーションからなり、それらのすべては主通路と副通路を備える。特に、制御ユニットによる管理を通じて、この実験室のインテリジェント自動システムは、上記プロセスステーションのそれぞれの中の一つ一つの運搬装置及び関連する容器を、それらに対して実行する予定の操作の種類に基づき仕分けることができる。このことは、主通路に既に進路変更された運搬装置をその後戻すことに加えて、主運搬通路から副通路へと運搬装置を進路変更するか否かに対応する。

一つ一つのプロセスステーション内で経路を追跡して誤りのない行き先指定を制御するために、移動する運搬装置の位置が、運搬装置の検出装置により記録される。このような検出装置は、運搬システムに沿った経路全体に亘って、リアルタイムで、運搬装置の存在及び識別情報を識別することができる。検出装置は、運搬システムのコンベヤーベルトの下に割り当てられたアンテナのネットワークからなる無線周波数識別（ＲＦＩＤ）技術に基づいている。運搬装置が通過すると、これらアンテナは、運搬装置の本体に含まれている応答機により送信されたデータを受け取ることができる。

このような応答機は、データを記憶し送信することができる内部メモリが設けられた装置である。アンテナのネットワークにより生成される磁場により動力が供給されるので、この応答機は電源を必要としない。アンテナ近傍のベルトの上を運搬装置が通過すると、アンテナにより生成される電磁場が応答機に動力を供給し、応答機はこの電磁場を変調し、メモリに記憶されているデータをこのアンテナに送信する。運搬装置の応答機のメモリに記憶されているものは、運搬装置自体が認識されることを可能とする識別コードである。識別コードは固有のものである。即ち、各運搬装置は、固有で独自の識別コードと関連づけられている。アンテナが識別コード情報を受け取ると、その識別コード情報は制御ユニットに送られる。制御ユニットは、その情報を送信したアンテナの位置に基づき、ベルト上の運搬装置の位置を関連づける。ベルトの下に位置するアンテナは、運搬システムに沿って戦略的に割り当てられている。即ち、運搬装置の経路を決定し、且つ運搬装置のライフサイクルを記憶するために、運搬装置の識別情報を制御又は知ることが必要な各地点にアンテナが設けられている（例えば、主通路と副通路との間の進路変更を行う地点やバイオ製品用容器がモジュールにより処理される地点）。

アンテナにより運搬装置を識別することは、各アンテナの近傍に位置する停止ゲートが存在することで可能となる。アンテナがベルトの下に位置し、運搬装置の応答機により送信された運搬装置の識別コードを受け取ることができるようになっているまさにその地点で、停止ゲートは運搬装置を進路妨害する。アンテナにより識別された運搬装置のＩＤ情報は制御ユニットに伝達される。制御ユニットは、適切な試験前、試験用又は試験後のモジュールへと運搬装置の行き先を任意に指定し、主通路の内側壁から空気の作用により作動するレバーの突出により主通路から副通路へと運搬装置の経路を変更する。

同様に、運搬装置の処理が終わると主通路に戻すことが必要となるので、所定の作業モジュールと連動した後に運搬装置が解放される度に、戻っていく運搬装置が、後続の運搬装置に衝突したり、この自動システムに沿う運搬装置の流れを妨害したりしないように、同時に、主通路に沿った運搬装置の通過を妨害することが必要となる。公知の解決手段においては、この目的は、典型的には副通路の最終領域において運搬装置の通過を検出し、その後、その主通路から来る運搬装置の通過を停止ゲートにより再度妨害する制御ユニットと通信するセンサーによって達成される。

従って、運搬装置の進路変更とその後の戻しとの両方に関して、公知の解決手段ではこれら２つの過程が減速されるということによる問題が生ずる。

実際、第１のケースでは、ベルトの下に位置するアンテナにより運搬装置のＩＤを読み取ることを可能とし、制御ユニットと相互作用した後に、運搬装置を進路変更するのであれしないのであれ適切に行き先指定するためには、先ほど述べたような、進路変更自体の近傍の停止ゲートにより各運搬装置を停止することが常に必要となる。

第二のケースでは、運搬装置を副通路から主通路へと戻すことが必要となるたびに、主通路に沿った運搬装置の通過を妨害するために上記の機構を作動しなければならない。

従って、一般に、副通路上の運搬装置を進路変更する（その結果、運搬装置は所定の作業モジュールと連動する）工程と、それに続く主通路への戻し工程の両者で、プロセスステーションに沿った運搬装置の流れが減速される。実験室自動化システムが複数のプロセスステーションからなり、それらの各々が試料に対し特定の操作を行っていることを考慮すると、試料毎に、またステーション毎に速度が低下してしまうことは明らかであることが分かる。

更に、両工程でのゲート作動時に何らかのエラーや誤動作が起こると、主通路から来る運搬装置の停止を失敗することもある。従って、進路変更の場合には、ゲートの近傍に位置するアンテナは運搬装置を識別することができず、このことは、特にいくつかの運搬装置が連続して進路変更地点に到着した場合には、進路変更をすべきである運搬装置の行き先指定のエラーにつながってしまい、それどころか主通路に沿って運搬され続けることになる。逆も同様である。同様に、戻す場合には、副通路から戻る運搬装置との衝突、ひいては運搬装置の流れの妨害が避けられなくなる。

このようなことは、完全自動化され、技術者の監督無しに夜間にも稼働させることができると想定されている生体試料を運搬するためのシステムにおいては明らかに容認されない。

米国特許第５９４１３６６号明細書には、容器を１つの通路から別の通路へと進路変更するように構成された手段を備えた多通路チューブ容器運搬システムが記載されている。

欧州特許第２２２５５６７号明細書 米国特許第５９４１３６６号明細書

本発明の目的は、読み取りと一つ一つの運搬装置を適切な通路に沿うよう行き先指定する工程と、既に進路変更された運搬装置を副通路から主通路へと戻す工程との両者の速度を速め、従って、一つ一つのプロセスステーション内の、ひいては自動システム全体に沿った運搬装置の流れ頻度を著しく増加させることである。

この全ては、運搬装置の流れに待ち行列や妨害を引き起こすことなく達成されなければならない。

別の目的は、かなり多くの運搬装置が列を成し進路変更地点近傍に到達したとしても、進路変更工程においてエラー無く行き先指定を確実に行うことである。

さらに別の目的は、戻っていく運搬装置と主通路を移動している運搬装置との間で起こりうる衝突を防止することである。

これら及び他の目的は、請求項１に記載されたようなバイオ製品用容器を運搬するための装置のプロセスステーションにより達成される。

本発明のこれらの特徴及び他の特徴は、添付図面を参照し限定を意図しない例により示された、以下の本発明の実施形態の詳細な説明から更に明らかとなるであろう。

図１は、制御ユニットが除かれた実験室自動化システムの自動コンベヤーに属する一般的なプロセスステーションの斜視図を示す。 図２は、進路変更ユニットの種々の作業工程の上面図を示す。 図３は、進路変更ユニットの種々の作業工程の上面図を示す。 図４は、進路変更ユニットの種々の作業工程の上面図を示す。 図５は、進路変更ユニットの種々の作業工程の上面図を示す。 図６は、進路変更ユニットの種々の作業工程の上面図を示す。 図７は、進路変更ユニットの種々の作業工程の上面図を示す。 図８は、運搬装置が進路妨害された非常事態における進路変更ユニットの詳細図を再び上面図にて示す。 図９は、異なる２つの作業工程における図８に示した詳細図の詳細を示す。 図１０は、運搬装置と係合した進路変更ユニットの一部の作業工程を詳細に示す。 図１１は、接続領域への導入工程において副通路から運搬装置移動している、戻しユニットの第１作業工程の上面図を示す。 図１２は、運搬装置が副通路から主通路へと戻る工程の詳細図を再び上面図にて示す。 図１３は、戻しユニットとこれと係合した運搬装置の詳細を示す。 図１４は、進路変更ユニットの動作に関する方法の種々の工程を説明するブロック図を示す。 図１５は、カム速度の速度−時間図、したがってカムを作動させるたびに周期的に繰り返される加速プロファイルを示す。

生体物質試料の自動識別、運搬、及び行き先指定のためのシステム（「自動システム」）は、本発明が用いられる試験所の様々な要求を満たす様々な構成に従い、図１に示すような、様々な個数で組み立てられた一連のプロセスステーション１からなる。

このシステムは、一つ一つのステーション１に応じて、以下の機能を提供する主搬送路２を備える。

・例えばチューブ、若しくは、チューブで満たされることとなる空の運搬装置である、これらのバイオ製品用容器４を含む搬送装置３（即ち、本出願人の国際特許出願ＷＯ−２００８０４３３９４に記載されているような、バイオ製品用容器を運搬するように構成された装置）を運搬する機能。

・これらの運搬装置３が副通路の隣に位置する、試験前、試験用（即ち、分析機器、生体物質試料に試験を行うように構成された器具）又は試験後のモジュール又はステーションへ到達することを可能とする、主通路２と平行でそれらの外側に位置する副搬送路５へと、運搬装置３を必要に応じて行き先指定する機能。しかしながら、これらモジュールは、本発明の対象ではないため、説明せず、運搬システムをより分かりやすく説明するためにのみ示す。

これら相互に平行な主通路２と副通路５とは、運搬装置３を運搬する機能を提供し、水平に配置されたモーター駆動のコンベヤーベルト２１，５１を収容する。各モジュールは、一方向に動く１対のベルト２１，５１と、反対の方向へ動く１対のベルト２１，５１とを有する。これらベルトは、１対の外へ向かう通路と１対の戻し通路の機能を有する。図には、これら２対のベルト２１，５１のうち１対のみを示している。

ひとつひとつのプロセスステーションの詳細に関しては、そして、要するにシステム全体の拡張に関しては、本出願人の欧州特許ＥＰ−２２２５５６７号においてなされた説明を参照されたい。

接続領域７ａ，７ｂは、副通路５と主通路２との間に設けられる。接続領域７ａ，７ｂは、実質的には通路であるのだが、実際の通路としてみなされるとは限らない。以下により分かりやすく説明されている方法に従うと、接続領域７ａ，７ｂは、主通路２から副通路５へと、又は、その逆に、運搬装置３が移動する地点を示す。

モーター駆動のコンベヤーベルト２１，５１の下の位置において、接続領域７ａの上流に位置し、運搬装置の識別制御手段６を備えた進路変更ユニット２０が設けられている（図２）。これらは、好適には、ＲＦＩＤ技術に基づいたものとすることができ、運搬装置３自体の内部に含まれる応答機との通信を介して各運搬装置３の通過を検出することができるアンテナを備える。

アンテナ６は、次に、主通路２に対し側方に装着された２つの検出センサーに電気的に接続されている。詳細には、チューブ検出センサー１０と、エミッター１１ａとレシーバー１１ｂとからなる運搬装置検出センサーである。チューブ検出センサー１０は、エミッター１１ａと一列に並べられている。即ち、エミッター１１ａ上に位置している。

このセンサーは、それら２つの部分１１ａ，１１ｂからなり、２つの部分１１ａ，１１ｂは主通路２の両側で互いに向かい合い、ブリッジ１１０により互いに電気的に接続されている。さらに、このセンサーは、進路変更装置１３、好ましくは電動モーター１６の中央シャフト１５を中心として回転するカムと同期されている（図１０）。以下で更に分かりやすく説明されるように、カム１３は、それが、運搬装置３の襟部３３と本体３４とに同時に衝突することを可能とするような形状の輪郭を有する。

好ましくはセンサー１０とエミッター１１ａとが設けられた側と同じ側に沿った主通路２の側部においては、運搬装置３の流れを妨害する特定の緊急の状態では停止ゲート２３は突き出ることができる（図８及び図９）。

更に、自動システム全体の制御ユニット１００が設けられており、それは、便宜上プロセスステーション１のみとの関連で示されている（図２）。制御ユニット１００は、プロセスステーション１と通信することができ、よって、ステーション１自体に属する装置が関わる複数の動作を優先することができる。

制御ユニット１００は、チューブ４に対し誤りのない働きを行うために必要な情報の全てを含んでおり、処理の間、チューブ４のライフサイクルを記憶するように構成されたメモリを有するパーソナルコンピューターにインストールされたアプリケーションソフトウエアであってもよい。チューブに関する情報としては、例えば、その生体物質を採取した人の個人情報、そのような生体物質に行われる予定の試験、そして、場合によっては、そのチューブを処理すべき緊急度が含まれる。

それ故に、制御ユニット１００は、プロセスステーション１に沿って、ひいては、自動システム全体に沿って、チューブ４を含む運搬装置３の適切な行き先指定を管理する。勿論、制御ユニット１００は、チューブを含まない空の運搬装置３の行き先指定も同様に管理する。このため、例として、図２〜７においては、進路変更ユニット２０の近傍にある列の１番目の運搬装置３１はチューブ４を含んでおり、他の運搬装置は空である。

システムに装着された装置は全て、制御ユニット１００と通信してリアルタイムで指令を受け取るように制御ユニット１００に接続されている。

一方、接続領域７ｂの外側の戻しユニット３０は、鉛直回転軸を有する２つのピニオン８ａ，８ｂと係合し、垂直に置かれた、好ましくは弾性のベルト９を備える（図１３）。鉛直回転軸を有し、電動モーター１９により回転させられるシャフト２２は、その回転運動をピニオン８ｂに伝え、次いでピニオン８ｂはベルト９を動かす。

以下の説明で更に明らかとなるように、図１１、図１２に、３つの異なる運搬装置３５，３６，３７が、戻しユニット３０に沿ったこれら運搬装置の流れをより分かりやすく説明するために記載されている。

運搬装置３５は、ベルト９と、より詳細には、垂直に置かれた平らな支持面９１と相互作用するように構成された外側円柱面３５０を備える（図１３）。

その動作は以下の通りである。ステーション１の上流に接続された先のプロセスステーションから入ってくる、チューブ４を含む又は含まない複数の運搬装置３は、接続領域７ａ前の主通路２領域内のコンベヤーベルト２１上を移動する。図示した実施形態（図２〜図７）では、主通路２の対象領域内を実質的に近接して次々に移動する一連の運搬装置３を示す。便宜上、これら運搬装置のうち初めの２つには、参照番号３１及び３２を付した。

一つ一つの運搬装置が、アンテナ６が下にあるコンベヤーベルト部分に到達すると（図２）、運搬装置の固有のＩＤ自体が、運搬装置に含まれる応答機との通信を介して、アンテナ６自体により検出される。したがって、まさにその時のプロセスステーション１に沿った運搬装置の位置が、固有のＩＤと関連づけられる。図２において、このことは、一連の運搬装置のうち第１運搬装置３１に関連して示されている。

制御ユニット１００は、既に、各運搬装置３とそれと関係づけられたチューブ４（もし存在するのであれば）との関連に関係する情報を有しているので、入ってくる運搬装置３のうちのどれを副通路５に進路変更する必要があるか否かに関する情報も有している。この情報は、既に、プロセスステーション１全体の制御基板に前もって伝達されており、従って、接続領域７ａ近傍に到達したときに進路変更する必要がある運搬装置３を含む実際のリストとして、アンテナ６のインテリジェント制御基板に伝達されている。

このようなリストは、実験室自動化システムに特徴的である運搬装置３の変化する行き先指定の必要性に従い動的に更新されてもよい。

このように、運搬装置３１がアンテナ６に到着すると（図２）、接続領域７ａの直ぐ近傍でコンベヤーベルト２１に対して側方に装着され、アンテナ基板へと電気的に接続されたセンサー１０，１１ａ，１１ｂとの適切な通信が行われる。

実際には、アンテナ６は、入ってくる運搬装置３１のＩＤを検出し、認識し、その制御基板にあるリスト（各運搬装置がたどるべき経路を含んでいる）と比較し、よって進路変更される又はされない運搬装置がもうすぐ到着するのに対しセンサー１０，１１ａ，１１ｂを待機させるよう意図されている。

アンテナ６の位置は、コンベヤーベルト上でセンサー１０，１１ａ，１１ｂの位置よりある程度前にあるのだが、これは、運搬装置３１を停止することなく、アンテナ６の制御基板により運搬装置３１を瞬時に読み取り識別するアンテナ６の固有の性能に基づき工夫される。

一方、このことは公知の解決手段では不可能である。即ち、アンテナがこの識別をするためには、運搬装置を静止状態にする必要がある。従って、停止ゲートにより運搬装置は進路妨害される。そのＩＤは、アンテナと運搬装置の応答機との間の通信により検出される。そうして、それだけで、ゲートが引っ込み、進路妨害が解除された運搬装置が前進し、その後制御ユニットから入る情報に従って進路変更されたり、又は進路変更されなかったりする。

一方、本解決手段では、運搬装置を停止することなく読み取ることができるアンテナ６の性能を利用して、ベルトに沿って前もってこの読み取りは行われる（図２）。そのため、運搬装置３１がセンサーに到達したときには（図３）、センサーは、確実に、進路変更される又はされない運搬装置３１の到着に対し準備が済んでおり、従って、カム１３を作動するか否かの準備が整っている。

従って、アンテナ６とこれらセンサーとの間にあるベルトの領域を、一種の安全域と考えることができ、この領域を運搬装置３１が移動する間、アンテナ６の制御基板とセンサー１０，１１ａ，１１ｂとの間での通信が、確実に行われる。従って、純粋に理論的にかつ間隔の合理的な最小及び最大値に従い、性能の点で、この電気的に管理された通信の速度が依存する程度にもとづいて、所望によりこの領域の長さを短縮してもよい。

運搬装置３１がアンテナ６を通過すると、次に、ベルト２１の両側に位置するセンサーに到達する。もちろん、運搬装置の一連全部は、先へ流れる。即ち、他の後続の運搬装置の各々についても、立て続けに、二番目の運搬装置３２が、アンテナ６等により読み取られ識別される等々である。

第１運搬装置３１の種々の移動段階の解析に戻ると、第１運搬装置３１は、その後、チューブ検出センサー１０と、エミッター１１ａとレシーバー１１ｂとのペアにより形成される運搬装置検出センサーとに到達する（図３）。好ましくは、センサー１０は、エミッター１１ａと重なる位置にある（このため、図２〜図８の上面図においては、エミッター１１ａはセンサー１０に隠れている）。このように、チューブがある場合にセンサー１０により行われるチューブの検出は、ペア１１ａ，１１ｂにより形成されるセンサーによる運搬装置の検出と同時に行われる。センサー１０の読み取り窓は、ペア１１ａ，１１ｂの窓よりも狭いので、後者に含まれている。しかしながら、チューブ検出センサー１０は、アンテナ６により行われる運搬装置３１のＩＤ検出と、既に制御ユニット１００に含まれており、前もって、プロセスステーション１全体の制御基板に最初に、次にアンテナ６の制御基板に伝達された各運搬装置とチューブの関連についての情報（又は空の運搬装置の情報）に基づいて予定されているものに従って、運搬装置３１内の所定のチューブの有無を検出するように構成された確認センサーとしてのみ働く。

一方、運搬装置検出センサーは、実際に、カム１３を作動させる電動モーター１６と同期されている。実際、チューブ４の有無にかかわらず、制御ユニット１００により前もって伝達された情報に従い、各運搬装置３を進路変更したり、変更しなかったりする。勿論４つの異なる場合が生じる。即ち、チューブ有りの運搬装置を進路変更する、チューブ無しの運搬装置を進路変更する、チューブ有りの運搬装置を進路変更しない、チューブ無しの運搬装置を進路変更しない。

このことは、前もって制御ユニット１００により確立された各運搬装置３の行き先指定の必要性に依存する。

従って、運搬装置の進路変更を行わない必要がある場合、運搬装置がエミッター１１ａとレシーバー１１ｂとにより形成される運搬装置検出センサーにより読み取られると、カム１３が作動されることなく、運搬装置は真っ直ぐ進み続ける。

一方、副通路５に沿うよう運搬装置３１を進路変更する必要があると仮定すると、エミッターとレシーバーとのペアによりその通過が検出される（図３）と直ぐに、電動モーター１６による、アンテナ６のインテリジェント制御基板に基づく、進路変更ユニット２０を特徴づける同期により、中央シャフト１５の回転と、それに伴うカム１３の回転が開始される。従って、カム１３は運搬装置３１と衝突する（図４）。

特に、運搬装置３１との接触段階においては、カム１３は、上部で広く底部で狭いという輪郭（図１０）のおかげで，運搬装置３１の襟部３３と本体３４との両者に衝突し、運搬装置３１に均一な推進力を与え、公知の進路変更システムと比べより急激ではない動きを確実なものとする。

更に、電動モーター１６は、図１５に示す電子的に管理された（「電子カム」）特有の速度プロファイル２１０を特徴とするカム１３に運動を生じさせる。速度プロファイル２１０は、カム１３の運搬装置３１との衝突初期に対応する初期加速（及び一定加速）段階２１１を有する。次に、最高速度ピーク２１２に到達し、その時点で、カム１３は、運搬装置３１を進路変更するためにすでに解放している。よって、その後、カムは一定速度２１３（従って、加速せずに）で移動し続ける。そして、最後に減速（領域２１４）し、最初の待機位置へと戻る。

勿論、カム１３の移動速度及び、運搬装置３１とカム１３との非常に短い衝突期間（ミリ秒オーダー）のため、カムの速度変化は肉眼ではほとんど分からない。

図５には、運搬装置３１が接続領域７ａを横切り、最高速度ピーク２１２に到達したカム１３に押され、主通路２から副通路５へと移動する段階を示す。一方、次の図６には、その時点までに進路変更され、副通路５に沿って移動し続けるよう送り出された運搬装置３１を、カム１３がすでに解放しており、その後、最終段階において減速し、初期待機位置へ戻る段階を示す。一方、一連の運搬装置のうちの次の後の運搬装置は、運搬装置３１との関連で既に述べたアンテナ６及びセンサー１０，１１ａ，１１ｂに沿った経路をたどる。運搬装置３１がカム１３から解放され、カム１３が待機位置に戻った時点においては、カム１３は、次の運搬装置３２と連携し、必要であれば進路変更を行う準備が整っている。

実際には、運搬装置を進路変更するためにカムが作動するたびに、カムは、シャフト１５により表される軸周りに１８０度回転する。このことにより、進路変更されるすべての運搬装置に、一連の運搬装置が互いに近接して到着できるように管理することができる（図１５、カムの周期的な速度プロファイル）。これは、運搬装置に、カム１３の両端部１４ａ，１４ｂが交互に推進力を与えるためである。その結果、次の運搬装置３２も、図示した実施形態では進路変更されることになっているのであるが、運搬装置３１を既に進路変更した端部１４ａ（図４〜図６）の中央シャフト１５に関して反対側にあるカム１３の端部１４ｂにより副通路５へと押される（図７）。

一方、続いてくる運搬装置の１つを進路変更させない必要がある場合（この解決手段は図示していない）には、前述のように、この指示（元々は制御ユニット１００から送られる）はアンテナ６によりセンサー１０，１１ａ，１１ｂへ伝達され、ペア１１ａ，１１ｂとカム１３の電動モーター１６との間の同期により、このような運搬装置がこのペアに到達しても、カム１３は回転されず、運搬装置は主通路２に沿って真っ直ぐ移動し続けることができる。

従って、システム全体は、上記したように、運搬装置３が停止されることなく素早くアンテナ６により読み取られるので、運搬装置３が高頻度で入ってきても持ちこたえられる。従って、進路変更ユニット２０全体の動作及び、全般に、運搬装置３の流れは大幅に加速される。

例え進路変更ユニット２０近傍に運搬装置が入ってくる頻度が、時には、それほど高くない（運搬装置はもはや次から次へとなっていない）としても、いかなる場合でも、カム１３の回転運動は、進路変更される運搬装置を処理し終わると停止すること、及び、勿論新たに入ってくる運搬装置を副通路５へと進路変更する必要があればではあるが、運搬装置検出センサー、即ち、エミッター１１ａとレシーバー１１ｂとにより形成されるペアが次の運搬装置の到着を検出した時にのみ、カム１３が再び動き出すことも明らかである。

上述の運搬装置の進路変更が連続的でない場合においては、図１５のグラフにおいて、１つのプロファイル２１０と次のプロファイルとの間の速度を持たない領域がより広くなることは明らかである。

さらに、進路変更地点の下流において種々の問題が起こった場合や自動システムの任意の他の地点で問題が起こった場合で、進路変更ユニット２０において運搬装置３の流れを妨害し、生じた問題が解決されるように、かつその後は運搬装置３が正常な流れに戻ることができるようにするために、緊急時に実行する手順が設けられている。

このような緊急時の手順はまた、問題の発生、又は、ステーション１にメンテナンス作業を行うことで解決することと、運搬装置３の流れを一時的に妨害することが必要である何らかの異常事態を認識することができるアンテナ６の制御基板により可能となる。このことは、カム１３を作動するモーター１６のスイッチを切るだけでなく、主通路２の側部の停止ゲート２３の飛び出しを制御すること（図８）で行われる。この段階では、一時的ではあるが、一時的に進路妨害された場合の一連の運搬装置３の最初の１つと関与した運搬装置検出センサーと、カム１３とは同期されないことは明らかである。

同時に、アンテナ６の制御基板は、停止ゲート２３を突き出すことを必要とした非常事態の発生のプロセスステーション１の制御基板（従って、その情報はその後制御ユニット１００へと伝達される）に、警告する。制御ユニット１００は、その後、プロセスステーション１の進路変更ユニット２０において運搬装置の長すぎる列が作られるのを防止するために、自動システムの他の地点（例えば、プロセスステーション１の上流のプロセスステーション）においても運搬装置の流れの妨害を随意に制御する仕事を行う。

図９には、本出願人の欧州特許ＥＰ−２２２５５６７号に記載されたものと完全に同じである停止ゲート２３がとる異なる２つの位置をより詳細に示している。詳細には、待機（又は「開」）位置が左に示されており、ゲート２３は、運搬装置３を流す。一方、運搬装置３を進路妨害するために、反時計まわりの回転の後に、停止ゲート２３がとる「閉」位置を右に示している。

上記異常事態が解消されると、アンテナ６の制御基板は、（時計回りの回転とそれにより「開」形状に戻すことにより）停止ゲート２３を戻す制御をおこなう。また、同時に、ベルト２１に沿って再び自由に流れている運搬装置３を、必要に応じ、再び進路変更するように又はしないように、モーター１６と、運搬装置検出センサーとカム１３との間の同期とを同時に再開する制御をおこなう。

従って、副通路５へと任意に進路変更された運搬装置３は、モーター駆動のコンベヤーベルト５１に沿って流れ、所定の（試験前、試験用、又は試験後）モジュールと相互作用すると、副通路５の端で主通路２に沿って戻る必要がある。ここで、戻しユニット３０が関与する。公知の解決手段においては、この戻しは、一般的には副通路５の端で、運搬装置３の通過を検出するセンサーシステムにより管理される。また、主通路２上で接続領域７ｂ近傍の位置におけるこの検出時に、主通路２の側壁から回転しながら突き出て、これによって流れている運搬装置３を進路妨害し、副通路５からの運搬装置３の戻りを可能とするセレクターを備える停止ゲートが作動される。

一方、本特許で提案される解決手段は、運搬装置３の戻しを管理するためのいかなる種類のセンサーシステムも停止ゲートも排除することにある。

実際、副通路５の端に到達した運搬装置３５（図１１）は、接続領域７ｂに到達し、そこで、運搬装置３５の側面３５０が、シャフト２２とピニオン８ａ，８ｂを備えて電動モーター１９により制御されるシステムにより上述のように作動されるベルト９と接触する（図１３）。

勿論、ベルト９の回転は、運搬装置３５の所望の戻し運動の方向に従う（本実施形態においては、時計回りの方向）。また、運搬装置３５はこのように、接続領域７ｂに沿った単なる摩擦によって引っ張られる。実質的には、運搬装置３１の下にある副通路５の水平に配置されたコンベヤーベルト５１の推進力が、垂直に置かれた表面９１を有し、運搬装置３５の側面３５０と相互作用するこのベルト９の推進力に加えられる。このように、運搬装置３５が、この引っ張りの間に回転し始め（図１１）、その後、主通路２自体に沿って移動する、互いに近接していてもよい二つの連続した運搬装置３６，３７間で主通路２に入る（図１２）。このことは、反時計方向の運搬装置３５の側面３５０が、運搬装置３６及び３７の側面３６０，３７０に寄りかかり、両者を回転し、それにより、実質的に運搬装置３７を進路妨害し、運搬装置３５が主通路２の運搬装置３７の前方に入れながら、運搬装置３６を遠くに流し去る。運搬装置３５は、ベルト９の時計回りの運動により、その鉛直方向対称軸を中心として反時計回り方向に回転し、接触すると、装置３６、なによりも装置３７の反対方向への回転を引き起こす。ここで、装置３７は、実際は、並進運動することなく、むしろ装置３５自体により少し後方に動かされながら、時計回り方向に回転しながら（装置３５の回転と反対方向）その下のコンベヤーベルト２１上を流れる。運搬装置３５の相互作用により、装置３６へのわずかな時計回りの回転と、なによりも前方への推進力が引き起こされる。従って、装置３６，３７間に、装置３５を挿入する隙間が生まれ、戻っていく装置３５と主通路２に沿って移動する装置３６，３７とが詰まって動かなくなるいかなる危険性も防止される。

なお、副通路５に沿って存在する、試験前、試験用又は試験後モジュールが、既に進路変更した運搬装置のいずれもしばらくの間解放せず、そのため主通路２に沿ってそれら運搬装置のいずれも戻す必要が無い場合には、エネルギー節約のために、ベルト９の回転を制御する電動モーター１９のスイッチを一時的に切っても良く、勿論、ベルトは一時的に停止されるであろう。

モジュールが、再び運搬装置を解放すると、それと同時に、電動モーター１９が再起動され、ベルト９の回転が再開される。

問題や異常事態や予期せぬ事態が無い場合に、引き続き行われるプロセスステーション１の進路変更ユニット２０のみの作業工程に関する方法２００を図１４に示す。

先ず、工程２０１は、プロセスステーション１と連動するもののうち、進路変更する必要のある運搬装置のリストを含むリストを、プロセスステーション１の制御基板を介し、制御ユニット１００により、アンテナ６の制御基板へと伝達する工程である。

その後、工程２０２では、アンテナ６に到着した第１運搬装置３１のＩＤを、アンテナ自体により読み取り、その運搬装置が上記リストに掲載されているか否かに基づき、対象の運搬装置３１を進路変更する必要があるか否かに関する情報を、運搬装置検出センサーと進路変更装置（カム）１３とをこれから同期させるかどうかに基づいて、アンテナ６の制御基板に記憶する（工程２０３）。

このサイクルは、それに続く運搬装置がアンテナ６の直ぐ近くに到着する（工程２０４）毎に繰り返される。こうして、全ての運搬装置に関して、前の識別工程及び情報記憶工程に戻る。

運搬装置３１がエミッター１１ａとレシーバー１１ｂとのペアからなるセンサーに到達すると（工程２０５）、センサー自体とカム１３とが瞬時に同期される（工程２０６）。このことは、前もって記憶された情報に基づき、即ち、運搬装置３１を進路変更する必要があるか否かに基づき（工程２０７）、次の工程が、運搬装置３１が主通路２から副通路５へと進路変更されるようにカム１３を回転させるか（工程２０８）、主通路２に沿って運搬装置を真っ直ぐ移動させる必要がある場合には、カム１３を作動させない（工程２０９）ことを意味する。従って、運搬装置が入ってくる頻度に関わらず、進路変更より前の地点でプロセスステーション１と相互作用する全ての運搬装置に対し、この処理は段階的に繰り返される。従って、この発見の革新的な点は、進路変更ユニット２０と戻しユニット３０の両者が、構造的には非常に異なっているが、主通路２からの進路変更地点又は主通路への戻し地点の各々においてこれら運搬装置を停止しなければならないという公知のシステムでの典型的な要求を無くし、プロセスステーション１への運搬装置３の連続的流れを可能とする働きを行うことによりもたらされる。

進路変更ユニット２０に関しては、アンテナの制御基板と、主通路２に沿って流れる運搬装置３の存在を検出するセンサーと、運搬装置３を選択的に進路変更する進路変更装置１３との間の同調機構を、選択的な進路変更地点の近傍に設けることにより、この連続的流れを可能とする働きは得られる。このような同調機構は、運搬装置が早く連続して次々に進路変更地点に到達したとしても、それら入ってくる運搬装置を１つも停止する必要が無いように工夫されている。

上述のように、この点は、入ってくる運搬装置３を読み取ることができ、運搬装置３を停止させることなく運搬装置３を識別できるアンテナ６が進路変更地点の上流に存在していることに関連している。特に、この即時読み取りを可能とするアンテナの制御基板は、公知のシステムと比べてかなりの進歩をしている。公知のシステムでは、アンテナ６による運搬装置３の読み取りを可能とするためには、運搬装置３を進路妨害することが常に必要であり、従って、この進路妨害機能を行うためにコンベヤーの側壁から突き出る停止ゲートのために、進路変更の前に位置する同アンテナの場所に運搬装置３を提供する必要がある。

実際には、公知のシステムでは、アンテナ６は実質的にプロセスステーション全体の制御基板の一部である。一方、本特許の解決手段では、チューブ検出センサー１０，１１ａ，１１ｂと運搬装置だけでなく、制御ユニット１００とも、ステーション１の制御基板を介して、適切に同期されて、プロセスステーション１に沿った運搬装置３の進路変更処理の全てを管理することを可能とする独自のインテリジェント制御基板をアンテナ６が有する。

いずれの場合でも、進路変更ユニット２０に停止ゲートが設けられる。しかしながら、ここでは、停止ゲートの機能は、特別な非常事態における運搬装置の進路妨害機能のみである。従って、公知の解決手段で起こるような進路変更ユニット自体の通常の動作における停止ゲートの役割は果たさない。

別の革新的な点は、センサー１０，１１ａ，１１ｂに関しては前方において、即ち、進路変更の直前の地点において、主通路２のコンベヤーベルト２１の下に、このようなアンテナ６を配置した点である。これに対し、公知のシステムでは、アンテナ６は、チューブ検出センサー（１つだけ設けられている）に、従って、進路変更の直前の地点に位置する。その結果、運搬装置３のＩＤがアンテナ６により検出されると同時に、チューブ４（もしあればだが）がセンサーにより検出されるが、これらは全て、静止した運搬装置３に対し行われ、従って著しい速度の低下を伴う。

更に、上述の様なカムを進路変更装置１３として採用したので、公知の進路変更装置と比較して、より均一な推進力を運搬装置３に与え、より滑らかに運搬装置３に付き添うことが確実となる。

特に、カムにより運搬装置へ加えられる増加していく推進力が、単にカム自体の特有の幾何学的形状（例えば、そのより細くなった端部において、より強い推進力を与えるらせん形状）の結果として生じるものである公知のシステムと比べて、カム速度プロファイルを電気的に管理することができるモーターを設けたことは高度に革新的な概念である。

更に、空気の作用により作動され、従って、連続的に開閉する必要があるので、大抵、互いに近接し、かつ、全てが進路変更されることになっているような運搬装置３の可能性がある流れに対処することができないような、レバーにほとんど基づいている公知の進路変更装置と比べて、カム１３は、一度に１８０度回転することにより、次々に進路変更される運搬装置３の高頻度の流れに、よりよく対処することが出来る。

実際のところ、上に述べたようなシステムは、実験室自動化システムの自動コンベヤーのプロセスステーション１での識別処理と、主通路２から副通路５への運搬装置３の任意の進路変更処理とにおける速度の向上を確実とするようと、この工程で運搬装置の流れが妨害されるのを防止するように設定された課題を達成できることが分かった。更に、同様に、流れの妨害は、それに続いて行われる、既に進路変更された運搬装置３の戻し工程においても防止される。ここで、戻される運搬装置３は、進路変更されなかったため主通路２に沿って移動し続けている運搬装置３と共に詰まって動かなくなる危険性無しで主通路２へと戻っていく。

このことは、特に、進路変更及び／又は戻しユニットと連動する運搬装置の頻度が特に高い状況で、両方の工程において有効である。

全体として自動コンベヤーを形成する、一連の複数のプロセスステーション１についていえば、このことは自動システム全体に沿った運搬装置３の流れ全体の速度の向上につながる。

このように考案された発明に対しては、いくらかの変更や変形を行っても良く、それらは全て本発明の構想の範囲に含まれる。

実際には、要求に応じて、使用される材料、及び形状や大きさはいかなるものであってもよい。

１…プロセスステーション，２…主通路，主運搬通路，３…運搬装置，４…チューブ，バイオ製品用容器，５…副通路，副運搬通路，６…アンテナ，識別制御手段，制御手段，７ａ…接続領域，７ｂ…戻し接続領域，８ａ…ピニオン，８ｂ…ピニオン，９…ベルト，進路変更手段，１０…チューブ検出センサー，１１ａ…エミッター，１１ｂ…レシーバー，１３…カム，進路変更手段，進路変更装置，１４ａ…端部，側部，１４ｂ…端部，側部，２０…進路変更ユニット，３０…戻しユニット，３１…運搬装置，３２…次の運搬装置，３５〜３７…運搬装置，１００…制御ユニット，２００…方法，３５０…側面，外側円柱面，２０１…伝達工程，２０２…識別工程，２０３…記憶工程，２０６…検出手段作動工程，２０８…進路変更装置作動工程，２０９…進路変更装置妨害工程

Claims (8)

1. バイオ製品用容器（４）を運搬するための装置（３，３１，３２，３５〜３７）のプロセスステーション（１）であって、接続領域（７ａ，７ｂ）により互いに接続された、前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）を流すための主通路（２）と、前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）を流すための副通路（５）とを備えるとともに、前記主通路（２）から前記副通路（５）への前記運搬装置（３，３１，３２）のための進路変更ユニット（２０）と、前記副通路（５）から前記主通路（２）への前記運搬装置（３，３５〜３７）のための戻しユニット（３０）とを備えるプロセスステーション（１）において、
   前記進路変更ユニット（２０）のそれぞれ及び前記戻しユニット（３０）のそれぞれには、一方の通路（２，５）から他方の通路（５，２）への前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）のための進路変更手段（９，１３）が作動する前に、前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）の移動を妨げることなく、前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）の識別、制御及び検出をするように構成された手段（６，１０，１１ａ，１１ｂ）が設けられ、
   前記進路変更ユニット（２０）は、中央シャフト（１５）を中心として回転する２つの側部（１４ａ，１４ｂ）を有するカム（１３）を有する進路変更装置を備え、前記２つの側部（１４ａ，１４ｂ）が前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）の一つに衝突するように構成され、
   前記戻しユニット（３０）は、流れが連続的である前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）の移動を妨げることなく、前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）を鉛直軸を中心として回転させるように、前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）の外側円柱面（３５０）に相互作用するように構成されたモーター駆動ベルト（９）を備えて構成されたことを特徴とするプロセスステーション（１）。
2. 前記進路変更ユニット（２０）は、
   前記接続領域（７ａ）の上流に且つ前記主通路（２）に沿って配置された前記運搬装置（３，３１，３２）の第１識別制御手段（６）と、
   さらに、前記主通路（２）内で前記運搬装置（３，３１，３２）が移動している間に機能する、その後の前記運搬装置（３，３１，３２）の検出手段（１０，１１ａ，１１ｂ）とを備え、
   前記第１識別制御手段（６）及び前記検出手段（１０，１１ａ，１１ｂ）は、前記運搬装置（３，３１，３２）の進路変更装置（１３）を制御するように調整された制御ユニット（１００）に接続され、前記主通路（２）内で前記選択された運搬装置（３，３１，３２）を停止させることなしに前記選択された運搬装置（３，３１，３２）の進路変更が可能となる間隔で前記進路変更装置（１３）は前記第１識別制御手段（６）及び前記検出手段（１０，１１ａ，１１ｂ）の下流に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプロセスステーション。
3. 前記進路変更装置は、前記２つの側部（１４ａ，１４ｂ）を電動モーター（１６）の中央シャフト（１５）を中心として回転し、その時に前記２つの側部（１４ａ，１４ｂ）のそれぞれが前記運搬装置（３）の一つとの衝突を可能とする形状の輪郭を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセスステーション。
4. 前記カム（１３）が可変速度で回転することを特徴とする請求項３に記載のプロセスステーション。
5. 前記戻しユニット（３０）が、前記運搬装置（３，３５）の戻し接続領域（７ｂ）に、前記モーター駆動のベルト（９）を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロセスステーション。
6. 前記モーター駆動のベルト（９）が、鉛直回転軸を有する２つのピニオン（８ａ，８ｂ）間に張られた状態で垂直に配置されるとともに、前記主通路（２）内を移動している運搬装置（３７）が存在している場合における前記戻しを容易にするために前記戻っていく運搬装置（３，３５）を回転させるように、前記戻っていく運搬装置（３，３５）の外側円柱面（３５０）と相互作用するように構成された、垂直で平らな接触面（９１）を有していることを特徴とする請求項５に記載のプロセスステーション。
7. プロセスステーション（１）の主通路（２）と副通路（５）との間でバイオ製品用容器（４）の運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）を進路変更するための方法（２００）であって、
   一方の通路（２，５）から他方の通路（５，２）への前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）の進路変更手段（９，１３）が作動する前に、前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）の移動を妨げることなく、
   また、その後も、前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）の移動を妨げることなく、前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）の流れが連続的であるように、
   前記運搬装置（３，３１，３２，３５〜３７）の識別、制御及び検出を提供すると共に、
   プロセスステーション（１）の主通路（２）から副通路（５）へバイオ製品用容器（４）の運搬装置（３，３１，３２）の進路を変更するために、前記方法は、
   制御ユニット（１００）により、動的に更新されるリストであって、進路変更される運搬装置（３１，３２）のリストを含むリストを、識別制御手段（６）の制御基板へ伝達する工程（２０１）と、
   前記入ってくる運搬装置（３１，３２）の各々を前記識別制御手段（６）により識別する工程（２０２）と、
   前記入ってくる運搬装置（３１，３２）の各々において進路変更する必要があるか否かに関連する情報を、前記識別制御手段（６）の前記制御基板により記憶する工程（２０３）と、
   前記運搬装置（３１，３２）の検出手段（１０，１１ａ，１１ｂ）を作動させる工程（２０６）と、
   前記運搬装置（３１，３２）の前記検出手段（１０，１１ａ，１１ｂ）に到達した前記運搬装置（３１，３２）を前記主通路（２）から前記副通路（５）へと進路変更する必要がある場合に進路変更装置（１３）を作動させる工程（２０８）又は、前記運搬装置（３１，３２）を進路変更することなくそのまま進める必要がある場合に前記進路変更装置（１３）を停止する工程（２０９）とを、
   この時系列で含むことを特徴とする方法。
8. プロセスステーション（１）の副通路（５）から主通路（２）へとバイオ製品用容器（４）の運搬装置（３，３５）を戻すために、さらなる運搬装置（３６，３７）が流れている、前記主通路（２）内の前記副通路（５）からの戻し接続領域（７ｂ）において、戻っていく運搬装置（３５）を鉛直軸を中心として回転させる自動的な作動を提供することを特徴とする請求項７に記載の方法。

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