JP6324865B2 - 分析装置、及び撹拌ユニット - Google Patents

Description

本発明は、分析装置及び撹拌ユニットに関する。

血液等の検体の分析を行う分析装置として、測定試料を調製するために検体若しくは試薬、又はその混合物等の液体を撹拌する撹拌装置を備えたものが知られている。
例えば、下記の特許文献１に開示されている撹拌装置は、バイブレーションモータで支持部材を振動させることによりハンド部で挟持した容器も振動させ、容器内の液体を撹拌するように構成されている。

特開平８−２９９７７５号公報

特許文献１記載の撹拌装置は、各部材の組立誤差、又はバイブレーションモータの回転数のばらつき等が原因で撹拌状態にばらつきが生じることがあった。

（１）ある観点に係る分析装置は、液体を撹拌する撹拌部と、撹拌した液体を用いて分析を行う分析部と、撹拌部の動作を制御する制御部とを備え、撹拌部は、液体を収容した容器を振動させる振動手段と、振動の、水平面に沿ったＸ軸方向の加速度及び前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向の加速度を検出する検出手段と、を備え、制御部は、検出手段の検出結果に応じて振動手段に前記振動の修正を行わせる。

（２）ある観点に係る撹拌ユニットは、液体を収容した容器を保持するための保持部材と、保持部材を支持する支持部材と、保持部材と支持部材とを連結する弾性部材と、保持部材に取り付けられ、保持部材に弾性部材を支点とした振動を行わせるための駆動部材と、保持部材に取り付けられ、保持部材の振動の加速度であって水平面に沿ったＸ軸方向の加速度及び前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向の加速度を検出するための検出手段と、を備えている。

（３）他の観点に係る分析装置は、液体を撹拌する前記（２）に記載の撹拌ユニットと、撹拌した液体を用いて分析を行う分析部と、を備えている。

液体の撹拌状態のばらつきを抑制することが可能となる。

第１の実施形態に係る分析装置のブロック図である。 撹拌ユニットの斜視図である。 一部が断面で示された撹拌ユニットの側面図である。 容器の撹拌動作を示す説明図である。 （ａ）は、撹拌状態が正常である場合の保持部材の回転軌跡を示すグラフ、（ｂ）は、同保持部材のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置変化を示すグラフである。 （ａ）は、正常な撹拌状態よりも回転半径が小さい場合の保持部材の回転軌跡を示すグラフ、（ｂ）は、同保持部材のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置変化を示すグラフである。 （ａ）は、撹拌状態が異常である場合の保持部材の回転軌跡を示すグラフ、（ｂ）は、同保持部材のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置変化を示すグラフである。 （ａ）は、撹拌状態が異常である場合の保持部材の回転軌跡を示すグラフ、（ｂ）は、同保持部材のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置変化を示すグラフである。 情報処理装置の処理手順を示すフローチャートである。 測定制御部の処理手順を示すフローチャートである。 測定制御部によるモータ回転数制御処理（１）の手順を示すフローチャートである。 測定制御部によるモータ回転数制御処理（２）の手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態における撹拌ユニットの斜視図である。

［第１実施形態］
（分析装置の全体構成）
分析装置１０は、例えば抗原抗体反応を利用することにより、血清等の検体に含まれるＢ型肝炎ウイルス、Ｃ型肝炎ウイルス、腫瘍マーカ及び甲状腺ホルモンなどの種々の項目の検査を行なう免疫分析装置である。

図１に示すように、分析装置１０は、分析部１１と、撹拌部１２と、制御部１３とを備えている。分析部１１は、測定対象である検体を試薬と混合することによって調製された測定試料に対して所定項目の測定を行い、検体の性状等を分析する。分析部１１における分析結果は、制御部１３に送信されて適宜処理される。

撹拌部１２は、分析に用いられる測定試料を調製するため、検体と試薬とを撹拌して混合する。撹拌部１２は、図２に示すように、振動手段３１と検出手段３２とを備えている。振動手段３１は、検体及び試薬等を含む液体を収容した容器１４を振動させることによって液体を撹拌する。図１及び図２に示すように、振動手段３１は、容器１４を振動させるためのモータ４５を含む。また、検出手段３２としては、例えば加速度センサを用いることができる。撹拌部１２のより詳細な構成については後述する。

制御部１３は、測定制御部２１、信号処理部２２、駆動回路２３、及び情報処理部２４を備えている。測定制御部２１は、主として分析部１１及び撹拌部１２の動作制御を行う。測定制御部２１は、ＣＰＵ等のプロセッサ２５と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む記憶部２６とを備えている。測定制御部２１は、記憶部２６に記憶されたコンピュータプログラムをプロセッサ２５が実行することによって、撹拌部１２及び分析部１１の動作制御、分析部１１における分析結果等の処理を行う。測定制御部２１は、その機能の一部がハードウェア回路によって構成されていてもよい。

信号処理部２２は、撹拌部１２に備えられた検出手段３２の検出信号を処理して所定の信号を取得し、測定制御部２１に出力する。具体的に、信号処理部２２は、位相検知回路２７及び振幅検知回路２８，２９を備えている。位相検知回路２７は、検出手段３２の検出信号を位相に関する信号に変換し、振幅検知回路２８，２９は、検出手段３２の検出信号を振幅に関する信号に変換する。これらの検知回路２７，２８，２９の具体的な作用は後述する。

駆動回路２３は、測定制御部２１から入力された制御信号に応じて撹拌部１２に備えられたモータ４５を駆動する。

情報処理部２４は、ＣＰＵ等のプロセッサ３４と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びハードディスク等を含む記憶部３５と、表示部３６とを備えている。表示部３６としては、液晶モニタ又はＣＲＴ等が用いられる。情報処理部２４は、記憶部３５にインストールされたコンピュータプログラムをプロセッサ３４が実行することによって、測定制御部２１との通信等の機能を発揮する。また、情報処理部２４は、分析オーダーの受付、分析部１１及び撹拌部１２に対する動作開始指示、分析結果の出力等の処理も行う。

（撹拌部１２の具体的構成）
撹拌部１２は、測定試料を調製するために検体及び試薬を収容した容器１４を振動させ、検体及び試薬を撹拌することによって混合する。撹拌部１２は、前述したようにモータ４５を含む振動手段３１と検出手段３２とを備える。振動手段３１は、図２及び図３に示すように、支持部材４１と、保持部材４２と、弾性部材４３と、駆動部材４４とを備えている。

支持部材４１は、金属等の板材により形成されている。支持部材４１は、分析装置１０内に備えられた図示しない移動機構に連結され、この移動機構によって上下方向、前後方向、及び左右方向のうち少なくとも１つの方向に移動する。なお、以下の説明においては、図２のＸ軸方向を左右方向ともいい、Ｙ軸方向を前後方向ともいう。

保持部材４２は、支持部材４１の前方に間隔をあけて配置され、液体を収容した容器１４を保持する。第１実施形態における容器１４は、上下方向に細長い有底円筒形に形成され、上端が開口している。保持部材４２は、容器１４の上端を両側から挟んで保持するキャッチ部４７を備えている。保持部材４２は、キャッチ部４７を下端部に備えた本体部４８をも備えている。本体部４８は、上下方向に長く形成されている。キャッチ部４７及び本体部４８は、合成樹脂材等によって作製されている。

駆動部材４４は、保持部材４２の本体部４８の上部において、左右方向の片側に偏心した位置に設けられている。駆動部材４４は、モータ４５と、錘４６とを備えている。モータ４５は、上方に向けて突出する出力軸４５ａを備えている。錘４６は、出力軸４５ａに取り付けられている。錘４６は、平面視で半円形状に形成されている。出力軸４５ａは、錘４６の半径中心に位置している。錘４６は、出力軸４５ａを中心として回転するので、その回転中心と重心とは偏心した関係にある。そのため、駆動部材４４は、出力軸４５ａの回転によって振動を生起する。

保持部材４２の本体部４８の上下方向の中途部は、弾性部材４３によって支持部材４１に連結されている。弾性部材４３は、前後方向に沿った軸心を有する筒形状に形成されている。弾性部材４３の軸方向の一端部は、支持部材４１に連結され、他端部は、保持部材４２に連結されている。支持部材４１と保持部材４２とは弾性部材４３の弾性変形によって相対的な移動が可能である。弾性部材４３はゴムにより構成されている。ただし、弾性部材４３は、金属又は合成樹脂材からなるバネにより構成してもよい。

前述したように駆動部材４４には回転中心に対して偏心した錘４６が設けられているので、駆動部材４４は、錘４６を回転させることによって振動を生起する。図４に示すように、保持部材４２は、駆動部材４４によって生起された振動によって、弾性部材４３を支点として円錐状に回転運動を行う。したがって、保持部材４２のキャッチ部４７によって保持されている容器１４も同様に回転運動を行う。

図２及び図３に示すように、検出手段３２は、保持部材４２におけるキャッチ部４７の背面側に取り付けられている。検出手段３２は、水平面に沿ったＸ軸方向とＹ軸方向との直交する２軸方向の保持部材４２の加速度を検出する。検出手段３２は、保持部材４２の加速度を検出することによって、保持部材４２に保持された容器１４の加速度を間接的に検出する。

検出手段３２の検出結果は、図１に示すように、制御部１３における信号処理部２２に入力される。Ｘ軸方向の加速度信号は、位相検知回路２７と、Ｘ軸方向の振幅検知回路２８とに入力される。Ｙ軸方向の加速度信号は、位相検知回路２７と、Ｙ軸方向の振幅検知回路２９とに入力される。位相検知回路２７は、入力されたＸ軸方向及びＹ軸方向の加速度信号を、各方向の位置信号に変換し、各軸方向の位相差θを求める。Ｘ軸方向及びＹ軸方向の振幅検知回路２８，２９は、入力された加速度信号をＸ軸方向及びＹ軸方向の位置信号に変換し、各軸方向の振幅Ａｘ，Ａｙを求める。

図５は、液体の撹拌が正常である場合の保持部材４２の変位を示している。図５（ａ）のグラフにおいて、横軸はＸ軸方向の位置を示し、縦軸がＹ軸方向の位置を示している。この例では、保持部材４２は真円状の軌跡で回転している。図５（ｂ）のグラフは、横軸が位相を示す回転角度であり、縦軸がＸ軸方向及びＹ軸方向の位置である。この場合、保持部材４２のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置は、それぞれ正弦波を描きながら変化する。保持部材４２のＸ軸方向の振幅ＡｘとＹ軸方向の振幅Ａｙとは同一であり、Ｘ軸方向の位相とＹ軸方向の位相との位相差θは、９０°である。

保持部材４２の振動の振幅Ａｘ，Ａｙと位相差θとは、振動の状態を示し、撹拌部１２を制御するために用いられる状態パラメータとなっている。なお、図５（ａ）に示す正常である場合の回転半径ｒ及び図５（ｂ）に示す正常である場合の振幅Ａｘ，Ａｙを、いずれも「１」とし、次に説明する図６〜図８の回転半径ｒ及び振幅Ａｘ，Ａｙは、図５の回転半径ｒ及び振幅Ａｘ，Ａｙに対する相対値である。

図６〜図８は、液体の撹拌が異常である場合の保持部材４２の変位を示している。図６（ａ）は、保持部材４２の回転半径ｒが正常時よりも小さいために、撹拌が異常とされるケースである。この場合、図６（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の位相とＹ軸方向の位相との位相差θは、正常時と同様に９０°であり、振幅Ａｘと振幅Ａｙとは互いに同一である。したがって、保持部材４２の回転軌跡は真円形状となる。しかし、正常時よりも回転半径ｒが小さい。このように回転半径ｒが小さいと、容器１４内の液体が十分に混合されない可能性があるため、撹拌異常となる。

図７（ａ）は、保持部材４２の回転軌跡が楕円となっているために、撹拌が異常とされるケースを示している。この場合、図７（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の位相とＹ軸方向の位相との位相差θは９０°であるが、振幅Ａｘと振幅Ａｙとが互いに異なっている。具体的には、Ｙ軸方向の振幅ＡｙがＸ軸方向の振幅Ａｘよりも小さくなっている。したがって、図７（ａ）に示す回転軌跡は、Ｙ軸方向に扁平な楕円形状となる。このように保持部材４２が楕円形状の回転軌跡で回転すると、容器１４内の液体は、楕円の長軸方向に大きく撹拌されるが短軸方向への撹拌が小さくなり適切に混合されない可能性があるため、撹拌異常となる。

図８（ａ）は、保持部材４２の回転軌跡が楕円となっているために、撹拌が異常とされるケースを示している。この場合、図８（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向の振幅ＡｘとＹ軸方向の振幅Ａｙとは同一であるが、位相差θが９０°よりも大きくなっている。この場合、図８（ａ）に示す回転軌跡は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して傾斜した方向に扁平な楕円形状となっている。このように保持部材４２が楕円形状の回転軌跡で回転すると、容器１４内の液体は、楕円の長軸方向に大きく撹拌されるが短軸方向への撹拌が小さくなり適切に混合されない可能性があるため、撹拌異常となる。

保持部材４２の振動は、撹拌部１２の組み付け誤差、モータ４５の回転数の誤差や変動、又は弾性部材４３の状態変化等に起因して、正常な撹拌状態に対してばらつきが生じることがある。すなわち、図５に示す正常な撹拌状態だけでなく図６〜図８に示すような異常な撹拌状態が生じることがある。撹拌部１２の組み付け誤差は、例えば弾性部材４３と支持部材４１又は保持部材４２との連結状態のばらつき等によって生じ得る。また、モータ回転数の誤差はモータ４５の個体差により生じ、モータ４５の回転数の変動は周辺環境に発生するノイズ等によって生じ得る。弾性部材４３の状態変化は、環境温度の変化や経時劣化等によって生じ得る。

第１実施形態の測定制御部２１は、図１に示すように、信号処理部２２から出力された保持部材４２の振幅Ａｘ，Ａｙ及び位相差θについての情報を取得し、次に説明する処理を実行する。具体的に、図６に示す撹拌異常は、保持部材４２の回転半径ｒが正常時よりも小さいものの回転軌跡は真円状である。そのため、モータ４５の回転数を調整することで正常な回転半径に修正することが可能である。また、図示はしていないが、保持部材４２の回転半径が正常時よりも大きい場合も、モータ４５の回転数を調整することで、正常な回転半径ｒに修正することが可能である。したがって、測定制御部２１は、保持部材４２の回転軌跡が真円状である場合は、モータ４５の回転数を調整し、回転半径ｒが正常となるように振動を修正する。これにより撹拌状態のばらつきを抑制することができる。

一方、図７及び図８に示すように、保持部材４２の回転軌跡が非真円状である場合は、モータ４５の回転数を調整したとしても真円状に変わる可能性が低い。したがって、測定制御部２１は、振動の修正を行うのではなく、モータ４５の駆動を止めて撹拌自体を停止する。そして、測定制御部２１は、撹拌状態に異常がある旨の情報を情報処理部２４に送信する。情報処理部２４は、撹拌異常がある旨の情報を表示部３６に表示することによって撹拌異常をユーザに報知する。したがって、ユーザは、撹拌異常を解消するための措置を講ずることができる。

第１実施形態では、Ｘ軸方向とＹ軸方向との２軸方向の加速度を検出手段３２によって検出することで、簡単な構成によって保持部材４２の振動の状態を検出することができる。

なお、撹拌部１２を構成する部品のうち、支持部材４１、保持部材４２、弾性部材４３、駆動部材４４、及び検出手段３２は、図２に示されるように一体的に組み立てられたユニット部品の状態で、分析装置１０に取り付けられる。本明細書では、このようなユニット部品を撹拌ユニットともいい、撹拌ユニット毎に部品の交換や流通が可能である。

（撹拌動作に係る処理手順）
以下、撹拌部１２による撹拌に係る制御部１３の処理手順をフローチャートを用いて説明する。この処理手順には、上述したような撹拌状態が正常か否かの判断と、その判断に基づく制御とが含まれている。

図９に示すように、情報処理部２４は、ステップＳ１において、測定制御部２１に撹拌時間情報を送信する。この撹拌時間情報は、撹拌部１２によって液体を撹拌すべき時間についての情報である。この撹拌時間は、例えば１秒とされる。一方、図１０に示すように、測定制御部２１は、ステップＳ１１において撹拌時間情報を受信する。

次いで、情報処理部２４は、図９のステップＳ２において、測定制御部２１に撹拌開始命令を送信する。これに対して、測定制御部２１は、図１０のステップＳ１２において、撹拌開始命令を受信する。以降、情報処理部２４は、図９のステップＳ３において撹拌部１２による撹拌動作の終了を確認するまで待機する。

測定制御部２１は、撹拌開始命令に基づいて撹拌部１２による撹拌動作を開始する。なお、撹拌動作を開始するにあたり、撹拌部１２のキャッチ部４７には予め液体を収容した容器１４が保持される。図９に示すように、測定制御部２１は、ステップＳ１３においてモータ４５の駆動を開始する。キャッチ部４７によって保持された容器１４は、モータ４５の駆動によって振動を行う。この振動によるＸ軸方向とＹ軸方向の加速度は、検出手段３２によって検出される。図１に示すように、検出手段３２の検出信号は、信号処理部２２に入力される。

信号処理部２２の振幅検知回路２８，２９は、それぞれ検出手段３２の検出信号からＸ軸方向及びＹ軸方向の振幅Ａｘ，Ａｙを求め、測定制御部２１に出力する。測定制御部２１は、図１０のステップＳ１４においてＸ軸方向及びＹ軸方向の振幅Ａｘ，Ａｙ信号を取得する。また、位相検知回路２７は、検出手段３２の検出信号からＸ軸方向の位相とＹ軸方向の位相との位相差θを求め、測定制御部２１に出力する。測定制御部２１は、ステップＳ１５においてＸ軸方向とＹ軸方向との位相差θの信号を取得する。

測定制御部２１は、ステップＳ１６において、Ｘ軸方向とＹ軸方向の振幅Ａｘ，Ａｙの差が、所定の閾値である基準振幅差ΔＡ未満であるか否かを判断する。例えば、基準振幅差ΔＡは、正常時の振幅の３０％とすることができる。図５（ｂ）に示す例では、正常時のＸ軸方向及びＹ軸方向の振幅Ａｘ，Ａｙがいずれも「１」とされているので、基準振幅差ΔＡを「０．３」とすることができる。なお、基準振幅差ΔＡの値はあくまで一例であり、使用条件等によって適宜変更することができる。

測定制御部２１は、振幅Ａｘ，Ａｙの差が基準振幅差ΔＡよりも小さい場合、すなわち、以下の式（１）を満たす場合は、処理をステップＳ１７に進め、基準振幅差ΔＡ以上の場合は、ステップＳ２５に処理を進める。
|Ａｘ−Ａｙ|＜ΔＡ ・・・（１）

式（１）を満たさない場合、図７を参照して説明したように、保持部材４２の回転軌跡は楕円状になっていると考えられる。この場合、撹拌状態に修正不能な異常が生じていると判断することができる。よって、測定制御部２１は、ステップＳ２５において撹拌異常が生じている旨の情報である撹拌異常情報を記憶部２６に記録する。その後、測定制御部２１は、ステップＳ２３において駆動回路２３に制御信号を送信し、モータ４５を停止させる。

上記の式（１）を満たす場合、測定制御部２１は、ステップＳ１７においてＸ軸方向とＹ軸方向の位相差θが所定の範囲内にあるか否かを判別する。所定の範囲は、例えば９０°±２０°の範囲とすることができる。この場合、位相差θの上限値θ_Ｈは１１０°となり、下限値θ_Ｌは７０°となる。測定制御部２１は、位相差θが以下の式（２）を満たす場合、処理をステップＳ１８に進め、満たさない場合、処理をステップＳ２５に進める。
θ_Ｌ＜|θ|＜θ_Ｈ ・・・（２）

式（２）を満たさない場合、図８を参照して説明したように、保持部材４２の回転軌跡は楕円状になっていると考えられる。この場合、撹拌状態に修正不能な異常が生じていると判断することができるので、測定制御部２１は、ステップＳ２５において撹拌異常情報を記憶部２６に記録する。その後、測定制御部２１は、ステップＳ２３において駆動回路２３に制御信号を送信し、モータ４５を停止させる。

上記の式（２）を満たす場合、測定制御部２１は、ステップＳ１８において、Ｘ軸方向の振幅ＡｘとＹ軸方向に振幅Ａｙとの平均値が所定の下限値Ａ_ＬＯＫよりも大きいか否かを判断する。Ｘ軸方向の振幅ＡｘとＹ軸方向の振幅Ａｙとの平均値が所定の下限値Ａ_ＬＯＫよりも大きい場合、すなわち、以下の式（３）を満たす場合、測定制御部２１は、処理をステップＳ１９に進め、満たさない場合は、処理をステップＳ２１に進める。
（Ａｘ＋Ａｙ）／２＞Ａ_ＬＯＫ ・・・（３）

式（３）を満たさない場合、図６を参照して説明したように、保持部材４２の回転半径が正常時よりも小さいために撹拌異常が生じていると判断することができる。そのため、測定制御部２１は、ステップＳ２１においてモータ回転数の制御を実行し、保持部材４２の回転半径が正常範囲に含まれるように振動を修正する。このモータ回転数の制御の処理手順については後述する。なお、所定の下限値Ａ_ＬＯＫは、例えば正常時の７０％とすることができる。図５に示す正常時の例では、振幅Ａｘ，Ａｙの平均値は「１」となるため、下限値Ａ_ＬＯＫを「０．７」に設定することができる。

式（３）を満たす場合、測定制御部２１は、ステップＳ１９においてＸ軸方向の振幅ＡｘとＹ軸方向の振幅Ａｙとの平均値が所定の上限値Ａ_ＨＯＫよりも小さいか否かを判断する。振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が所定の上限値Ａ_ＨＯＫよりも小さい場合、すなわち、以下の式（４）を満たす場合、測定制御部２１は、処理をステップＳ２０に進め、満たさない場合は、処理をステップＳ２２に進める。
（Ａｘ＋Ａｙ）／２＜Ａ_ＨＯＫ ・・・（４）

ステップＳ１８およびステップＳ１９においてＸ軸方向の振幅ＡｘとＹ軸方向の振幅Ａｙとの平均値を用いて保持部材４２の回転半径ｒの大きさの判定を行っているが、Ｘ軸方向の振幅ＡｘとＹ軸方向の振幅Ａｙの少なくとも一方の振幅を用いて保持部材４２の回転半径ｒの大きさを判定してもよい。

式（４）を満たさない場合、保持部材４２の回転半径が正常時よりも大きいために撹拌異常が生じていると判断することができる。そのため、測定制御部２１は、ステップＳ２２においてモータ回転数の制御を実行し、保持部材４２の回転半径が正常範囲に含まれるように振動を修正する。このモータ回転数の制御の処理手順については後述する。なお、所定の上限値Ａ_ＨＯＫは、例えば正常時の平均値の１３０％とすることができる。図５に示す正常時の例では、振幅Ａｘ，Ａｙの平均値は「１」となるため、上限値Ａ_ＨＯＫを「１．３」に設定することができる。

上記の式（１）〜式（４）の全てを満たす場合、保持部材４２は、図５に示すように真円状の回転軌跡で適正な回転半径の振動を行っていると判断することができる。したがって、容器１４内の液体も正常に撹拌されていると判断することができる。測定制御部２１は、ステップＳ２０において、撹拌時間が完了するまでモータ４５の回転数を維持したまま撹拌を継続する。そして、所定の撹拌時間が完了すると、測定制御部２１は、ステップＳ２３において駆動回路２３にモータ４５を停止するための制御信号を送信する。また、測定制御部２１は、ステップＳ２４において情報処理部２４に対して撹拌動作が終了した旨の情報とともに、撹拌結果を示す情報である撹拌結果情報を送信する。

（モータ回転数制御（１））
次に、ステップＳ２１におけるモータ回転数の制御についての処理手順を説明する。ステップＳ２１は、保持部材４２の回転半径が正常範囲よりも小さい場合の処理手順である。図１１に示すように、測定制御部２１は、ステップＳ３１においてＸ軸方向の振幅ＡｘとＹ軸方向の振幅Ａｙの平均値を、初期値Ａ０として記憶部２６に記録する。

次いで、ステップＳ３２において、測定制御部２１は、駆動回路２３に制御信号を送信してモータ回転数を上昇させる。そして、測定制御部２１は、ステップＳ３３において、信号処理部２２の振幅検知回路２８，２９から新たな振幅Ａｘ，Ａｙの信号を取得する。

測定制御部２１は、ステップＳ３４において、新たな振幅Ａｘ，Ａｙの平均値を求め、初期値Ａ０と比較する。その結果、新たな振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が初期値Ａ０よりも大きい場合は、測定制御部２１は、処理をステップＳ３５に進め、新たな振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が初期値Ａ０よりも小さい場合は処理をステップＳ４１に進める。

新たな振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が初期値Ａ０よりも大きい場合、モータ回転数を上昇させることによって保持部材４２の回転半径が大きくなっている。したがって、正常範囲よりも小さい回転半径を正常範囲に近づけるように修正することが可能である。測定制御部２１は、ステップＳ３５において駆動回路２３に制御信号を送信してさらにモータ回転数を上昇させる。

測定制御部２１は、ステップＳ３６において振幅検知回路２８，２９から更に新たな振幅Ａｘ，Ａｙの信号を取得し、ステップＳ３７において、その振幅Ａｘ，Ａｙの平均値と、回転半径の正常範囲の下限値Ａ_ＬＯＫとを比較する。その結果、振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が下限値Ａ_ＬＯＫ以上であれば、回転半径が正常範囲に修正されていると判断し、ステップＳ３８に処理を進める。ステップＳ３８において、測定制御部２１は、撹拌時間が完了するまでモータ回転数を維持したまま待機し、撹拌を継続する。

ステップＳ３７において、振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が下限値Ａ_ＬＯＫよりも小さい場合は、保持部材４２の回転半径が正常範囲にまで大きくなっていないと判断することができる。この場合、測定制御部２１は、ステップＳ３９において、撹拌時間が完了したか否かを判断し、完了していない場合は、ステップＳ３５において駆動回路２３に制御信号を送信して再びモータ回転数を上昇させる。

そして、測定制御部２１は、ステップＳ３６及びＳ３７の処理を再び行い、撹拌時間が完了するまでに振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が下限値Ａ_ＬＯＫ以上にならなければ、保持部材４２の回転半径を正常範囲に修正不能であると判断する。そして、測定制御部２１は、ステップＳ４０において撹拌異常が生じている旨の撹拌異常情報を記憶部２６に記憶する。この撹拌異常情報は、後にユーザに撹拌異常を報知するために用いられる。

一方、ステップＳ３４において、振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が初期値Ａ０以下となった場合、測定制御部２１は処理をステップＳ４１に進め、駆動回路２３に制御信号を送信してモータ回転数を減少させる。つまり、ステップＳ３２においてモータ回転数を上昇させたにも関わらず回転半径が小さくなっているので、逆にモータ回転数を減少させる制御を行う。

次いで、測定制御部２１は、ステップＳ４２において振幅検知回路２８，２９から新たな振幅Ａｘ，Ａｙの信号を取得し、ステップＳ４３においてその振幅Ａｘ，Ａｙの平均値と正常範囲の下限値Ａ_ＬＯＫとを比較する。その結果、振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が下限値Ａ_ＬＯＫ以上であれば、保持部材４２の回転半径が正常範囲に修正されていると判断し、ステップＳ４４において、撹拌時間が完了するまでモータ回転数を維持したまま待機し、撹拌を継続する。

ステップＳ４３において、振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が下限値Ａ_ＬＯＫよりも小さい場合、保持部材４２の回転半径が正常範囲にまで大きくなっていないと判断することができる。この場合、測定制御部２１は、ステップＳ４５において撹拌時間が完了したか否かを判断し、完了していない場合は、ステップＳ４１において駆動回路２３に制御信号を送信して再びモータ回転数を減少させる。

測定制御部２１は、ステップＳ４２及びＳ４３の処理を再び行い、撹拌時間が完了するまでに振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が下限値Ａ_ＬＯＫ以上にならなければ、保持部材４２の回転半径を正常範囲に修正不能であると判断する。そして、測定制御部２１は、ステップＳ４６において撹拌異常が生じている旨の撹拌異常情報を記憶部２６に記録する。この撹拌異常情報も、後にユーザに撹拌異常を報知するために用いられる。

（モータ回転数制御（２））
次に、図１０のステップＳ２２におけるモータ回転数の制御についての処理手順を説明する。ステップＳ２２は、保持部材４２の回転半径が正常範囲よりも大きい場合の処理手順である。図１２に示すように、測定制御部２１は、ステップＳ５１においてＸ軸方向の振幅ＡｘとＹ軸方向の振幅Ａｙの平均値を、初期値Ａ０として記憶部２６に記録する。

次いで、ステップＳ５２において、測定制御部２１は、駆動回路２３に制御信号を送信してモータ回転数を減少させる。そして、測定制御部２１は、ステップＳ５３において、信号処理部２２の振幅検知回路２８，２９から新たな振幅Ａｘ，Ａｙの信号を取得する。

次いで、測定制御部２１は、ステップＳ５４において、新たな振幅Ａｘ，Ａｙの平均値を求め、初期値Ａ０と比較する。その結果、新たな振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が初期値Ａ０よりも小さい場合は処理をステップＳ５５に進め、新たな振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が初期値Ａ０以上の場合は処理をステップＳ６１に進める。

新たな振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が初期値Ａ０よりも小さい場合、モータ回転数を減少させることによって保持部材４２の回転半径が小さくなっている。したがって、正常範囲よりも大きい回転半径を正常範囲に近づけるように修正することが可能である。測定制御部２１は、ステップＳ５５において駆動回路２３に制御信号を送信してさらにモータ回転数を減少させる。

測定制御部２１は、ステップＳ５６において振幅検知回路２８，２９から新たな振幅Ａｘ，Ａｙの信号を取得し、ステップＳ５７において、その振幅Ａｘ，Ａｙの平均値と、回転半径の正常範囲の上限値Ａ_ＨＯＫとを比較する。その結果、振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が上限値Ａ_ＨＯＫ以下であれば、回転半径が正常範囲内に修正されていると判断し、ステップＳ５８に処理を進める。ステップＳ５８において、測定制御部２１は、撹拌時間が完了するまでモータ回転数を維持したまま待機し、撹拌を継続する。

ステップＳ５７において、振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が上限値Ａ_ＨＯＫよりも大きい場合は、保持部材４２の回転半径が正常範囲にまで小さくなっていないと判断することができる。この場合、測定制御部２１は、ステップＳ５９において、撹拌時間が完了したか否かを判断する。撹拌時間が完了していない場合は、ステップＳ５５において駆動回路２３に制御信号を送信して再びモータ回転数を減少させる。

そして、測定制御部２１は、ステップＳ５６及びＳ５７の処理を再び行い、撹拌時間が完了するまでに振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が上限値Ａ_ＨＯＫ以下にならなければ、保持部材４２の回転半径を正常範囲に修正不能であると判断する。そして、測定制御部２１は、ステップＳ６０において撹拌異常が生じている旨の撹拌異常情報を記憶部２６に記録する。この撹拌異常情報は、後にユーザに撹拌異常を報知するために用いられる。

一方、ステップＳ５４において、振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が初期値Ａ０以上となった場合、測定制御部２１は、処理をステップＳ６１に進め、駆動回路２３に制御信号を送信してモータ回転数を上昇させる。つまり、ステップＳ５２においてモータ回転数を減少させたにも関わらず保持部材４２の回転半径が大きくなっているので、逆にモータ回転数を上昇させる制御を行う。

次いで、ステップＳ６２において、測定制御部２１は、振幅検知回路２８，２９から新たな振幅Ａｘ，Ａｙの信号を取得し、ステップＳ６３において、その振幅Ａｘ，Ａｙの平均値と正常範囲の上限値Ａ_ＨＯＫとを比較する。その結果、振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が上限値Ａ_ＨＯＫ以下であれば、保持部材４２の回転半径が正常範囲に修正されていると判断し、ステップＳ６４において、撹拌時間が完了するまでモータ回転数を維持したまま待機し、撹拌を継続する。

ステップＳ６３において、振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が上限値Ａ_ＨＯＫよりも大きい場合、保持部材４２の回転半径が正常範囲にまで小さくなっていないと判断することができる。この場合、測定制御部２１は、ステップＳ６５において、撹拌時間が完了したか否かを判断し、完了していない場合は、ステップＳ６１において駆動回路２３に制御信号を送信して再びモータ回転数を上昇させる。

測定制御部２１は、ステップＳ６２及びＳ６３の処理を再び行い、撹拌時間が完了するまでに振幅Ａｘ，Ａｙの平均値が上限値Ａ_ＨＯＫ以下にならなければ、保持部材４２の回転半径を正常範囲に修正不能であると判断する。そして、測定制御部２１は、ステップＳ４６において撹拌異常が生じている旨の撹拌異常情報を記憶部２６に記憶する。この撹拌異常情報も、後にユーザに撹拌異常を報知するために用いられる。

図１１及び図１２に示すモータ回転数制御（１）（２）が終了すると、図１０に示すように、測定制御部２１は、ステップＳ２３において、モータ４５の駆動を停止するように駆動回路２３に制御信号を送信する。測定制御部２１は、ステップＳ２４において情報処理部２４に対して撹拌結果情報を送信し、処理を終了する。この撹拌結果情報は、撹拌が正常に行われた旨の情報だけでなく、図１０のステップＳ２５、図１１のステップＳ４０，Ｓ４６，図１２のステップＳ６０，Ｓ６６において記憶部２６に記録された撹拌異常情報を含む。

（撹拌異常の報知）
図９に戻って、情報処理部２４は、ステップＳ４において、測定制御部２１から撹拌結果情報を受信し、記憶部３５に記憶する。次いで、情報処理部２４は、ステップＳ５において、撹拌結果情報に撹拌異常情報が含まれるか否かを判断する。撹拌異常情報が含まれている場合、情報処理部２４は、撹拌異常情報を表示部３６に表示し、ユーザに撹拌異常が生じている旨を伝え、処理を終了する。

ユーザは、表示部３６の撹拌異常情報を見ることによって液体の撹拌異常が生じていることを把握することができ、撹拌異常の原因を取り除くための措置、例えば部品の調整、交換等のメンテナンスを迅速に行うことができる。また、撹拌結果情報は情報処理部２４の記憶部３５に記憶されるので、撹拌異常が生じたか否かを後から確認することができる。したがって、例えば、分析結果に何らかの異常があった場合に、撹拌に問題がなかったかどうかを確認することができる。

以上説明した第１の実施形態において、分析装置１０は、液体を撹拌する撹拌部１２と、撹拌した液体を用いて分析を行う分析部１１と、撹拌部１２の動作を制御する制御部１３とを備え、撹拌部１２は、液体を収容した容器を振動させる振動手段３１と、振動の状態を検出する検出手段３２と、を備え、制御部１３は、検出手段３２の検出結果に応じて振動手段３１に振動の修正を行わせる。そのため、分析装置１０は、撹拌状態のばらつきを抑制することができる。

制御部１３は、保持部材４２の振動を修正してもなお撹拌状態にばらつきがある場合、すなわち撹拌異常が解消されない場合には、撹拌異常がある旨の報知を行う。そのため、振動の修正を行っても撹拌状態にばらつきがある場合は、撹拌異常をユーザに知らせることができる。

制御部１３は、検出手段３２の検出結果から振動のＸ軸方向とＹ軸方向との振幅Ａｘ，Ａｙと位相差θとを取得し、振幅Ａｘ，Ａｙから求められる保持部材４２の回転半径が正常範囲にない場合は、振動の修正を行い、Ｘ軸方向とＹ軸方向との振幅差と位相差θから求められる旋回軌跡の形状が真円状でない場合には、撹拌異常がある旨の報知を行う。そのため、振動の修正によって撹拌状態のばらつきを抑制することが可能な場合は振動を修正し、振動の修正では撹拌状態のばらつきを抑制できない場合は、ユーザに即座に撹拌異常を知らせることができる。

［第２の実施形態］
以上に説明した第１の実施形態では、容器１４の振動の状態を検出するための検出手段３２が加速度センサによって構成されていた。第２の実施形態では、図１３に示すように、検出手段が光学センサ１３２ａ，１３２ｂによって構成されている。光学センサ１３２ａ，１３２ｂは、Ｘ軸方向の容器１４の位置変化を検出する光学センサ１３２ａと、Ｙ軸方向の容器１４の位置変化を検出する光学センサ１３２ｂを備えている。光学センサ１３２ａ，１３２ｂは、保持部材４２には取り付けられておらず、図示しない他の部品に取り付けられている。

光学センサ１３２ａ，１３２ｂは、それぞれ投光器と受光器とを備えている。投光器は、容器１４に向けて光信号を送信し、受光器は、容器１４で反射した光信号を受信する。光学センサ１３２ａ，１３２ｂは、光信号の送受信によって自身から容器１４までの距離を測定し、容器１４の位置変化を検出することができる。したがって、光学センサ１３２ａ，１３２ｂの検出結果を用いて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の容器の振幅Ａｘ，Ａｙ及び位相差θを求めることができ、撹拌異常の判断や振動の修正等のために検出結果を用いることができる。第２の実施形態では、容器１４の振動を直接的に検出することができるので、撹拌状態をより正確に把握することができる。

上記実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

第１実施形態の検出手段は、Ｘ軸方向用及びＹ軸方向用の２個の加速度センサによって構成されていてもよいし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方の加速度を検出可能な１個の加速度センサによって構成されていてもよい。

上記実施形態では、真円状の回転軌跡で保持部材及び容器を振動させる場合を正常とし、楕円状の回転軌跡で保持部材及び容器を振動させる場合を異常としていたが、この逆であってもよい。

上記実施形態の振動手段は、保持部材及び容器を旋回運動させていたが、一方向に揺動運動させてもよい。

上記実施形態では、保持部材及び容器の回転半径が、所定の正常範囲内に含まれる場合を正常な撹拌としていたが、正常な回転半径の下限値のみを定め、この下限値以上の回転半径を正常と判断してもよい。この場合、図１１におけるステップＳ１９，Ｓ２０の処理、図１２に示す処理を省略することができる。

上記実施形態では、撹拌異常が生じている旨の情報である撹拌異常情報、Ｘ軸方向の振幅ＡｘとＹ軸方向の振幅Ａｙの平均値、撹拌結果情報を記憶部２６に記録したが、これに限らず、Ｘ軸方向とＹ軸方向の振幅Ａｘ，Ａｙの差、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位相差θ、又は検出手段３２により検出した信号自体を記憶してもよい。また、分析装置１０による検体の分析における撹拌ステップ毎に取得されるこれらの情報は、それぞれ検体に対応付けて各撹拌ステップ毎に記憶部２６に記憶してもよい。これらの情報は、検体の分析結果に対するトレーサビリティの観点から有用となる。

また、分析装置１０の起動時の初期動作として、分析の前に容器１４に試薬等の液体を分注して撹拌動作を実行し、撹拌異常が生じるか否か検出を行ってもよい。これにより、撹拌異常による検体および試薬の無駄を抑制することが可能となる。

上記実施形態では、分析装置１０の一例として免疫分析装置を示したが、これに限定されない。例えば、分析装置１０として、血液凝固測定装置、多項目血球分析装置、尿中有形成分分析装置、遺伝子増幅測定装置等の臨床検査用検体分析装置に適用可能である。

１０ ：分析装置
１１ ：分析部
１２ ：撹拌部
１３ ：制御部
１４ ：容器
３１ ：振動手段
３２ ：検出手段
４１ ：支持部材
４２ ：保持部材
４３ ：弾性部材
４４ ：駆動部材
４５ ：モータ
１３２ａ ：光学センサ
１３２ｂ ：光学センサ
Ａｘ ：振幅
Ａｙ ：振幅
θ ：位相差

Claims (22)

1. 液体を撹拌する撹拌部と、撹拌した液体を用いて分析を行う分析部と、前記撹拌部の動作を制御する制御部とを備え、
   前記撹拌部は、液体を収容した容器を振動させる振動手段と、前記振動の、水平面に沿ったＸ軸方向の加速度及び前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向の加速度を検出する検出手段と、を備え、
   前記制御部は、前記検出手段の検出結果に応じて前記振動手段に前記振動の修正を行わせる、分析装置。
2. 前記振動手段は、モータを含み、
   前記制御部は、前記モータの回転数を制御して前記振動を修正する請求項１に記載の分析装置。
3. 前記制御部は、前記検出手段の検出結果に応じて撹拌異常が有る旨の報知を行う、請求項１又は２に記載の分析装置。
4. 前記制御部は、前記振動の修正を行うために前記振動手段が振動を変更する処理を行ってもなお撹拌状態にばらつきがある場合に、撹拌異常がある旨の報知を行う、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析装置。
5. 前記制御部は、Ｘ軸方向の加速度から得られる前記振動のＸ軸方向の位相と、Ｙ軸方向の加速度から得られる前記振動のＹ軸方向の位相との位相差からなる状態パラメータに基づいて撹拌状態のばらつきが認められると、撹拌異常がある旨の報知を行う、請求項１〜４のいずれか１項に記載の分析装置。
6. 前記制御部は、前記検出手段の検出結果、又は前記検出結果から求められる情報を記憶する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の分析装置。
7. 前記振動手段は、前記容器を保持する保持部材と、前記保持部材を支持する支持部材と、前記支持部材と前記保持部材を連結する弾性部材と、前記保持部材に取り付けられ、かつ前記保持部材に前記弾性部材を支点とした振動を行わせる駆動部材とを備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の分析装置。
8. 前記検出手段は、前記保持部材に取り付けられ、かつ前記保持部材の振動による加速度を検出する加速度センサである、請求項７に記載の分析装置。
9. 前記検出手段は、振動を行う容器の位置変化を検出する光学センサである、請求項７に記載の分析装置。
10. 前記制御部は、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向のうち少なくとも一方の振動の振幅と所定の閾値との比較に基づいて前記振動手段に振動の修正を行わせる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の分析装置。
11. 前記制御部は、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向の振動の振幅の平均値と所定の閾値との比較に基づいて前記振動手段に振動の修正を行わせる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の分析装置。
12. 前記制御部は、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向の振動の振幅の差と所定の閾値との比較に基づいて撹拌異常がある旨の報知を行う、請求項１０又は請求項１１項に記載の分析装置。
13. 前記制御部は、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向の振動の位相差と所定の閾値との比較に基づいて撹拌異常がある旨の報知を行う、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の分析装置。
14. 前記制御部は、検体の分析前に、前記撹拌部に撹拌動作を実行させ、前記振動に異常が生じるか否か検出する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の分析装置。
15. 前記振動手段は、前記容器を回転運動させる、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の分析装置。
16. 前記振動手段は、モータと、前記モータの出力軸の回転中心に対し重心が偏心した位置に設けられた錘と、を備える、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の分析装置。
17. 液体を収容した容器を保持するための保持部材と、
    前記保持部材を支持する支持部材と、
    前記保持部材と前記支持部材とを連結する弾性部材と、
    前記保持部材に取り付けられ、前記保持部材に前記弾性部材を支点とした振動を行わせるための駆動部材と、
    前記保持部材に取り付けられ、前記保持部材の振動の加速度であって水平面に沿ったＸ軸方向の加速度及び前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向の加速度を検出するための検出手段と、を備える、撹拌ユニット。
18. 前記検出手段は、前記保持部材の振動による加速度を検出する加速度センサである、請求項１７に記載の撹拌ユニット。
19. 液体を撹拌する請求項１７又は請求項１８に記載の撹拌ユニットと、
    撹拌した液体を用いて分析を行う分析部と、
    を備える、分析装置。
20. 前記検出手段の検出結果に応じて撹拌異常が有る旨の報知を行う制御部をさらに備える、請求項１９に記載の分析装置。
21. 前記制御部は、前記検出手段の検出結果、又は前記検出結果から求められる情報を記憶する、請求項２０に記載の分析装置。
22. 前記制御部は、検体の分析前に、前記撹拌部に撹拌動作を実行させ、前記振動に異常が生じるか否か検出する、請求項２０に記載の分析装置。

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