JP6255198B2 - 試験片ピックアップ機構及び試験片移動装置 - Google Patents

Description

本発明は、臨床検査における尿や血液等の液体試料、特に尿試料を分析する場合に使用する試験片を、該試験片を多数収納した試験片ボトル（容器）から一枚ずつ取り出して測定部に供給する装置に関するものである。

尿検査は、試料が手軽に採取できしかも短時間で結果が判るので、腎機能検査や糖尿病診断などのスクリーニングテストとして重要なものであり、学童検診や職場検診などの集団検診でも必須の検査項目となっている。そして集団検診の場合は、検体数が多いため連続自動分析装置で処理されることになるが、測定の迅速化を図るためには、試験片を効率良く容器から取り出して分析部に供給することが必要になる。

従来この種の供給装置としては、本発明者等が考案し、特許も得ている特許文献１の発明が知られている。
この特許文献１の装置は、試験片の把持部を吸着保持する試験片ピックアップヘッドに、少なくとも一部で表裏の反転率が異なる把持部の表裏判定を行なうための光検出器を設けるとともに、試験片ピックアップヘッドを試験片の表裏反転可能な可回転状態に支持した試験片ピックアップ機構である。

この特許文献１の装置は、表裏が簡単に判定でき、かつその判定に従って試験片を回転させることができるものである。このため、迅速に処理できるものであった。

しかし、この装置では、試験片把持部とその回転用モーターとの軸を連結するベルトやプーリー等の伝達機構、さらに試験片を前後に移動するための機構、かつ試験片を上下に移動させる機構の３つの移送機構が必要であった。これでは、装置が大きくなるだけでなく、移動機器が多くなり故障の原因ともなる。

また、この種の尿検査や血液検査が、民間の小さな医療機関でも多量に行われるようになり、自動検査装置の導入が盛んになってきている。このような場合、小さな医療機関ではできるだけ小型のものが望まれる。

特許第３６９７５３５号

そこで、試験片ピックアップ機構及び試験片移動装置であって、移動機構のできるだけ少ない、また所要面積、体積のできるだけ小さいものを提供する。

以上のような現状に鑑み、本発明者等は鋭意研究の結果、本発明試験片ピックアップ機構及び試験片移動装置を完成したものであり、その特徴とするところは、ピックアップ機構については、液体試料分析用の試験片を試験片ボトルから１枚ずつ取り出すものであって、試験片の把持部を保持する試験片ピックアップヘッドと試験片の表裏を判定するための表裏判定機構からなり、該ピックアップヘッドには、該試験片の表裏を判定する際にピックアップヘッドを回転するためのモーター及び試験片を吸着保持するための吸引口が設けられ、且つ該モーターが中空モーターであり、その中空部の入口出口の両端にピックアップヘッドと吸引チューブが繋がっている点にあり、移動装置にあっては、上記試験片ピックアップ機構を回転駆動可能に支持する上下搬送部、該上下搬送部を上下動可能に支持する支持柱、更に試験片の表裏を判定する判定機構からなる点にある。

ここで試験片とは、細長い紙或いはプラスチック製のスティックの一面の一端側に試薬層を設け、他端側を把持部としたものである。試薬層を設けた面が表である。そして、把持部の表裏は、少なくともその一部が反射率を異にしている。例えば、乳白色のプラスチック製スティックの表裏の一方はそのままにし、他方に文字やロゴマーク、バーコード或いはベタ塗りを印刷（着色）するとか、表裏とも反射率の異なる色で印刷する等である。把持部の表面に印刷を施しておけば、試薬層の色や個数と併せて、試験片のメーカー名や種類が直ちに判読できる利便性がある。

液体試料とは、検査する液体であり、通常は尿、血液である。勿論他の液体でもよい。試験片ボトルは、通常試験片が縦方向に多数（１０枚以上等）収納できるものである。

試験片ピックアップヘッドとは、試験片を所定の位置で吸着把持する部分であり、試験片の位置を規定するための溝部が設けられている。この溝部に試験片が嵌り、空気の吸引によって把持される。
即ち、真空ポンプによって吸引されそれに吸いつけられるように把持されるのである。よって、そのための吸引口がこの溝部に設けられている。吸引口から真空ポンプまでは吸引チューブによって繋がれている。チューブは柔軟性のあるゴムやプラスチック製が好ましいが、硬質のものでも可能である。

この試験片ピックアップヘッドには、これを回転するためのモーターが直接接続されている。これは試験片の表裏を反転するためのものである。このモーターは、他の部材に固定されていることは当然である。このモーターが中空モーターであることが本発明の１つの特徴である。

中空モーターとは、回転の軸方向の中心部が中空になっているものであり、この中空部に気体や液体、信号線等を通過させて使用するものである。本発明では、前記した吸引チューブが、Ｌ字カップリング等を介して中空部に接続されている。これにより、ピックアップヘッドを回転させても吸引チューブが捩れる等の問題がなく、チューブの閉塞や破損といった事故を防止することができる。これによって、モーターとは別個にその外側を吸引チューブが通過する構造と比較してシンプルになる。このモーターの回転軸は、試験片ピックアップヘッドの長手方向と平行である。

試験片ピックアップ機構とは、容器内に存在する試験片を１枚把持し持ち上げる機構をいう。
本発明の第１の態様は、この試験片ピックアップ機構であり、上記した要件を満たすものであればよい。また、その移動方法も下記のものだけでなく、他の方法でもよい。例えば、ロボットのアーム先端にヘッドを取り付けて行なうようにしてもよいし、ヘッドを支軸に可回転に支持し、この支軸を前後、上下、左右に駆動するような構成を採ってもよい。

次に、本発明試験片移動装置について説明する。これは、把持した試験片を所定の場所（試験片載置部）に載置し、外すものである。この載置部に試験片の表裏を正しく載置すれば、それ以降の工程は別の問題であり、適当な装置、手順によって、測定すればよい。
本発明試験片移動装置は、上記した試験片ピックアップ機構を用いて、それを上下搬送部、支持柱、表裏判定機構からなるものである。

上下搬送部とは、試験片ピックアップ機構を保持する部分であり、そのピックアップ機構を回転（回転面はほぼ垂直）させるためのモーターが設けられている。このモーターによって試験片ピックアップ機構の表裏を反転させるのではなく、試験片ピックアップ機構を所定の角度にするためである。即ち、試験片をつかむときの角度、表裏判定機構に設置するときの角度、試験片載置部に載置するときの角度等である。

支持柱とは、上記上下搬送部が支持されてそれに沿って上下する支柱である。上下させる機構は自由である。ラックとピニオン方式でも、ネジとナット方式でも、さらに他の方式でもよい。

表裏判定機構とは、光源と受光部（光検出器）からなるものである。例えば、発光ダイオードと反射型ホトトランジスタが一体化されたものが好ましいが、光源とは別個になったものを光源と組み合わせて使用してもよい。この光検出器が把持部の反射率を測定し、その値の大小によって、即ちその値を予め設定された域値と比較することにより、表裏の判定を行なう。そのため、受光部からの信号はコンピューター等に接続されている。

この表裏判定機構の設置場所は、上下搬送部によって、試験片ピックアップ機構が上下、回転させられ、試験片の把持部が、光が当たり測定できる位置にあればよい。しかし、上記した試験片載置部と交錯しないようにする。即ち、上下搬送部の上下と回転によって、どちらにも邪魔にならず辿りつくことが可能な位置関係にする。

上記の表裏判定は、試験片ピックアップヘッドが試験片を載置部へ搬送する途中において行なわれる。そして表裏が逆の場合搬送中に、試験片の試薬部が上向きに載置部に供給されるように試験片ピックアップヘッドを回転させる。

以上詳述したように、本発明は臨床検査における尿や血液等の液体試料を分析する試験片を試験片ボトルから一枚ずつ取り出す試験片ピックアップ機構、及び移動装置である。

従って、以下に述べるような効果を有する。
（１） 試験片を収納した状態で市販されている試験片ボトルが、そのまま使用できる。従って、専用の容器やホッパーへの試験片の移し替え操作が不要になり、省力化されるとともに、移し替えに伴う試験片の汚染が防止される。
（２） 試験片ピックアップヘッドで一枚ずつ取り出した試験片の表裏判定及び表裏反転が、試験片を把持して載置部へ搬送する間に行なえるので判定や反転に要する時間が短縮される。
（３） 試験片表裏反転用のモーターが中空タイプであり、試験片ピックアップ機構が非常にコンパクトになり小規模医療機関や検査機関向けの分析装置に適用しやすい。

本発明に使用する試験片の１例を示す斜視図である。 本発明試験片ピックアップ機構の１例を示す斜視図である。 本発明試験片移動装置の１例を示す側面図である。 本発明試験片移動装置の１例を示す側面図である。 本発明試験片移動装置の１例を示す側面図である。 本発明試験片移動装置の１例を示す側面図である。 本発明試験片移動装置の１例を示す側面図である。

次に、本発明を図面に基づいてより詳細に説明する。図１は、本発明に使用する試験片の一例を示す。この試験片１は、細長い乳白色のプラスチック製スティック１ａの一端側に複数の試薬層１ｂを設け、他端側を把持部１ｃとしたものである。試薬層１ｂを設けた面が表であり、把持部１ｃの一部にロゴマーク１ｄが印刷してある。

図２は、本発明試験片ピックアップ機構２の１例を示すもので、ピックアップヘッド３と中空モーター４を有している。ピックアップヘッド３には、試験片が嵌り込む溝部５があり、その溝部５の中に試験片を真空吸着するための吸引口６が設けられている。把持部１ｃがこの溝部５に嵌まり込むことにより、試験片１が正しい向き（この時点で表裏は不明）に整列して保持される。

この吸引口６から続く空洞は、中空モーター４の中空部に接続され、その中空部にＬ字カップリング７が接続されている。このＬ字カップリング７から真空ポンプまでは一般的な方法で接続すればよい。例えば、柔軟なホース等である。

図３は、本発明試験片移動装置８の１例を示す側面図である。ピックアップヘッド３を有する試験片ピックアップ機構２が上下搬送部９に固定されている。そして、この上下搬送部９には、試験片ピックアップ機構２を回転（この図の面に平行な面で）させるためのモーター１０が設けられている。更に、上下搬送部９は、支持柱１１に上下動可能に固定されている。これはネジとナット構造になっており、支持柱１１を回転させることによって上下搬送部９が上下する。支持柱１１を回転させるモーター１２は下方に設けられている。

また、表裏判定機構１３が、上方部に設置されている。この図では、位置を示しているが機構自体の図は省略している。また、試験片載置部１４は下方に位置している。また、試験片ボトル１５はこの図では左下方に位置している。この例では試験片ボトル１５はわずかに傾斜している（垂直から約２０〜３０度）これは取り出しやすいようにするためである。

この例でわかるように、まず中空モーター４が直接設置されているため、ピックアップヘッド３との間の複雑な力伝達機構はまったくない。更に、この例では前後、左右への移動装置がないのである。これによっても、必要な部品や空間が大きく軽減できる。

図４は、図３と同様の図であるが、ピックアップヘッド３が試験片ボトル１５内に侵入し、吸引口６から空気を吸引しつつ、試験片１に近寄り、その吸引力によって試験片１を溝部５にはめ込んでいるところである。また、図５は、その試験片１を取り出したところである。破線矢印が試験片先端の回転の様子であり、試験載置部１４その他に接触せず、表裏判定機構１３に位置できることがわかる。

図６は、図５のピックアップヘッド３の位置から回転と上下によって試験片１を表裏判定機構１３に位置させて、表裏を判定しているところである。丁度、試験片１の把持部１ｃが測定部に近接している。

図７は、図６の位置から下がり、試験片１を試験片載置部１４に載置しているところである。試験片１を載置後、吸引を停止すればそこで試験片１は離され、以降の工程に移ることができる。

１ 試験片
２ 試験片ピックアップ機構
３ ピックアップヘッド
４ 中空モーター
５ 溝部
６ 吸引口
７ Ｌ字カップリング
８ 試験片移動装置
９ 上下搬送部
１０ モーター
１１ 支持柱
１２ モーター
１３ 表裏判定機構
１４ 試験片載置部
１５ 試験片ボトル

Claims (7)

1. 液体試料分析用の試験片を試験片ボトルから１枚ずつ取り出すものであって、試験片の把持部を保持する試験片ピックアップヘッドと、該ピックアップヘッドを回転するために該ピックアップヘッドに直接接続されたモーターを有し、該ピックアップヘッドには試験片を吸着保持するための吸引口が設けられ、且つ該モーターが中空モーターであり、その中空部が該吸引口と繋がっていることを特徴とする試験片ピックアップ機構。
2. 該中空モーターの回転軸は、試験片ピックアップヘッドの長手方向と平行である請求項１記載の試験片ピックアップ機構。
3. 該中空モーターの中空部にＬ字カップリングが接続されているものである請求項１又は２記載の試験片ピックアップ機構。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の試験片ピックアップ機構を回転駆動可能に支持する上下搬送部、該上下搬送部を上下動可能に支持する支持柱、更に試験片の表裏を判定する表裏判定機構からなり、該上下搬送部は支持柱に沿ってその長手方向に移動するものであることを特徴とする試験片移動装置。
5. 該試験片ピックアップヘッドに直接接続された該モーターが、該上下搬送部に取り付けられているものである請求項４記載の試験片移動装置。
6. 該支持柱の下方に、該支持柱を回転させるためのモーターが設けられているものである請求項４又は５記載の試験片移動装置。
7. 該表裏判定機構は、光源と受光部からなり、反射率の違いによって試験片の表裏を判定するものであり、該試験片ピックアップ機構が支持柱に沿って移動したとき試験片を判定できる位置に設けたものである請求項４乃至６のいずれか１項に記載の試験片移動装置。

Images