JP6360360B2 - 自動分析装置 - Google Patents

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Description

本発明は、血液、尿などの生体試料の分析を行う自動分析装置に関し、特に、自動分析装置にて使用する試薬容器の自動搬送に有効な技術に関する。
血液や尿などの生体試料の分析を行う自動分析装置では、分析項目ごとに異なる試薬を使用して分析を行う。これらの試薬は、試薬の種類ごとに、それぞれ一定量が試薬容器に収納されており、通常では自動分析装置の試薬保管庫に搭載されている。
分析項目ごとに多数の試薬容器を試薬保管庫に搭載する必要があるが、多くの自動分析装置には、オペレータの利便性を考慮して、試薬容器の自動搬送機構が備えられている。
この試薬容器の搬送機構は、所定の搬送位置に設置された試薬容器を、下方に設けられた試薬保管庫内の任意の位置に搬送する。また、搬送機構は、試薬保管庫内の任意の試薬容器を取り出し、試薬保管庫の情報に設けられた所定の回収位置に搬送する。
なお、この種の試薬容器の搬送機構については、例えば載置・取り出し位置にある載置台に試薬収容具を載置した状態で載置台を下降させてラックの保持部に試薬収容具を保持させ、下死点にある載置台の上方に試薬収容具を保持するラックの保持部を配置し、載置台を上昇させて試薬収容具を持ち上げて、試薬設置部の外部に取り出すものがある(例えば特許文献1参照)。
特開2008−96201号公報
試薬容器の搬送機構により試薬容器を試薬保管庫へ搬送する際には、オペレータが試薬容器を所定の搬送位置に設置する必要がある。オペレータは、直接、試薬容器を搬送機構に載置させることになるが、この時、オペレータが、搬送機構の動作中であることに気づかずに該搬送機構に接触することで、装置が非常停止し、動作中の分析が中断する可能性がある。
また、試薬容器を搬送機構に載置する際には、試薬容器を搬送機構に設けられた試薬容器の位置決めを行うガイドに沿うように確実に搭載しなければならず、試薬容器がガイドからずれて搭載された際には、試薬容器を下方の試薬保管庫内に搬送する際に、試薬容器が搬送機構や試薬保管庫などに挟まってしまい、搬送不良などが生じてしまうという問題がある。
本発明の目的は、試薬容器を自動搬送する際における信頼性および安全性を向上させることのできる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
すなわち、代表的な自動分析装置は、複数の試薬容器を保管する試薬保管庫と、該試薬容器を試薬保管庫に搬送する搬送機構と、該搬送機構の動作を制御する制御部と、を備える。
搬送機構は、試薬容器収納ケース、開閉扉、載置部、および移送機構を有する。試薬容器収納ケースは、試薬保管庫の上方に設けられ、搬送する試薬容器を収納する。開閉扉は、試薬容器収納ケースの前端に取り付けられる。載置部は、試薬容器を載置する。移送機構は、載置部を試薬容器収納ケースから試薬保管庫に下降または載置部を試薬保管庫から試薬容器収納ケースに上昇させる上下機構と、試薬保管庫の保管場所に保管されている試薬容器を把持し、載置部まで移動または載置部に搭載されている試薬容器を把持し、試薬保管庫の保管場所まで移動させる。
開閉扉は、該開閉扉の内面に、開閉扉が閉じられる際に試薬容器を試薬容器収納ケースの内面側に押し出して移動させる押圧部材を具備する。
また、代表的な自動分析装置は、押圧部材が、基端が、開閉扉の内面に回動可能に取り付けられるアームと、該アームの先端に、回動可能に取りけられるローラと、該ローラが開閉扉の内面から離れる方向にバネ力を付勢するバネ部材と、を有する。
さらに、代表的な自動分析装置は、搬送機構が、前記開閉扉が閉じられたことを検出し、検出信号を出力する検出部を有する。そして、制御部は、検出部からの検出信号がインアクティブとなると、搬送機構の動作を停止する。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
(1)試薬容器の搬送不良を防止し、信頼性を向上させることができる。
(2)オペレータの安全性を向上させることができる。
本実施の形態における自動分析装置における構成の一例を示す説明図である。 図1の自動分析装置に設けられた試薬容器搬送機構における構成の一例を示す説明図である。 図2の試薬容器搬送機構による試薬容器の搬送動作の一例を示す説明図である。 図3に続く試薬容器の搬送動作の説明図である。 図4に続く試薬容器の搬送動作の説明図である。 図1の試薬容器搬送機構が有する試薬容器押し出し機構の押し出し動作の一例を示す説明図である。 本発明者が検討した自動分析装置に設けられた試薬容器搬送機構の一例を示す説明図である。 図6に示す試薬容器搬送機構の他の例を示す説明図である。 図8の試薬容器搬送機構による試薬容器の搬送動作の一例を示す説明図である。 試薬容器押し出し機構の他の例を示す説明図である。
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
〈概要〉
実施の形態の代表的な自動分析装置は、複数の試薬容器(試薬容器21)を保管する試薬保管庫(試薬保管庫12)と、前記試薬容器を前記試薬保管庫に搬送する搬送機構(試薬容器搬送機構18)と、前記搬送機構の動作を制御する制御部(制御部24)と、を備える。前記搬送機構は、前記試薬保管庫の上方に設けられ、搬送する前記試薬容器を収納する試薬容器収納ケース(試薬容器収納部30)と、前記試薬容器収納ケースの前端に取り付けられる開閉扉(開閉扉30a)と、前記試薬容器を載置する載置部(載置部33)と、前記載置部を前記試薬容器収納ケースから前記試薬保管庫に下降または前記載置部を前記試薬保管庫から前記試薬容器収納ケースに上昇させる上下機構(上下機構34)と、前記試薬保管庫の保管場所に保管されている前記試薬容器を把持し、前記載置部まで移動または前記載置部に搭載されている前記試薬容器を把持し、前記試薬保管庫の保管場所まで移動させる移送機構(移送アーム32)と、を有する。前記開閉扉は、前記開閉扉の内面に、前記開閉扉が閉じられる際に前記試薬容器を前記試薬容器収納ケースの内面側に押し出して移動させる押圧部材(試薬容器押し出し機構35)を具備する。
好ましくは、前記押圧部材は、基端が、前記開閉扉の内面に回動可能に取り付けられるアーム(取り付けアーム37)と、前記アームの先端に、回動可能に取りけられるローラ(ローラ38)と、前記ローラが前記開閉扉の内面から離れる方向にバネ力を付勢するバネ部材(バネ36)と、を有する。
さらに、好ましくは、前記搬送機構は、前記開閉扉が閉じられたことを検出し、検出信号を出力する検出部(インターロック機構39)を有し、前記制御部は、前記検出部からの前記検出信号がインアクティブとなると、前記搬送機構の動作を停止する。
以下、上記した概要に基づいて、実施の形態を詳細に説明する。
〈自動分析装置における構成例〉
図1は、本実施の形態における自動分析装置10における構成の一例を示す説明図である。
自動分析装置10は、例えば生化学分析装置あるいは免疫分析装置などであり、血液が固まった時に上澄みとしてできる血清や尿などを検体とし、試薬と反応させることによって、糖やコレステロール、タンパク、酵素などの各種成分の測定を行う装置である。
自動分析装置10は、図1に示すように、反応ディスク11、試薬保管庫12、試料ディスク13、試料分注機構14、試薬分注機構15、分光光度計16、反応容器洗浄機構17、図2に示す試薬容器搬送機構18、および制御部24を有する。
反応ディスク11には、試料と試薬とが反応する反応容器20が環状に配列されている。試薬保管庫12は、試薬容器21を保管する。試薬容器21は、各種試薬を収納する。
試料ディスク13は、試料収納容器22を搭載する。試料収納容器22は、採血管など生体試料を収納する容器である。
試料ディスク13の近傍には、試料分注機構14が設けられている。試料分注機構14は、試料の吸引および吐出を行う。試薬保管庫12の近傍には、試薬分注機構15が設けられている。試薬分注機構15は、試薬の吸引および吐出を行う。
反応ディスク11の近傍には、分光光度計16および反応容器洗浄機構17がそれぞれ設けられている。分光光度計16は、反応液の吸光度を測定する、反応容器洗浄機構17は、反応容器20を洗浄する。
試薬容器搬送機構18は、試薬容器21を試薬保管庫12に搬送する。試薬保管庫12の上部には、試薬容器搬送機構18が有する試薬容器収納部30が備えられている。試薬容器搬送機構18の構成については、後述する図2にて詳細に説明する。
制御部24は、試薬保管庫12、試料ディスク13、試料分注機構14、試薬分注機構15、反応容器洗浄機構17、および試薬容器搬送機構18における動作、および分光光度計16による計測結果の分析処理など、自動分析装置10全体の動作を制御する。また、制御部24は、分析処理の結果などを表示するディスプレイなどを有している。
〈自動分析装置の動作例〉
試料は、試料分注機構14により吸引され、反応ディスク11上の任意の反応容器20に所定量吐出される。また、試薬は、試薬分注機構15にて試薬容器から吸引される。試薬分注機構15は、試料分注機構14が試料を吐出した反応容器20に試薬を所定量吐出し、試料と試薬とを混合して反応させる。
反応容器20内の反応液の吸光度を反応ディスク11の外周近傍に設置した分光光度計16によって測定し、測定結果から分析結果を算出し、オペレータに報告する。分析が終了した反応容器20は、反応容器洗浄機構17により洗浄され、分析に再利用される。
〈試薬容器搬送機構の構成例〉
図2は、図1の自動分析装置10に設けられた試薬容器搬送機構18における構成の一例を示す説明図である。
試薬容器搬送機構18は、試薬容器21を、試薬保管庫12の上部から試薬保管庫12内まで、あるいは、試薬保管庫12内から試薬保管庫12の上部まで搬送する。この試薬容器搬送機構18は、前述したように図1に示す自動分析装置10に設けられた制御部24によって動作制御が行われる。
試薬容器搬送機構18は、試薬容器収納部30、搬送エレベータ31および移送アーム32を有する。試薬容器収納部30は、上面、側面、および後端を有するケースからなり、上述したように試薬保管庫12の上部に備えられている。
試薬容器収納部30の前端部には、開閉可能な開閉扉30aが設けられている。この開閉扉30aは、例えば試薬容器収納部30の前端部の上部などに取り付けられる図示しないヒンジによって垂直方向に動くように取り付けられている。開閉扉30aの内面には、上方から下方にかけて例えば2つの試薬容器押し出し機構35がそれぞれ設けられている。
搬送エレベータ31は、載置部33および上下機構34を有する。載置部33は、試薬容器21を載置するステージである。この載置部33には、試薬容器21が所定の位置に載置されるように位置決めを行うコ字状の突起からなる載置用ガイド33aが形成されている。上下機構34は、載置部33を上下方向に移動させる。
移送アーム32は、試薬容器21を把持し、載置部33に載置されている試薬容器21を試薬保管庫12内に設けられた回転移動可能な試薬ディスク23まで移送、あるいは該試薬ディスク23から載置部33まで移送する。
試薬容器収納部30前端の上部には、インターロック機構39が設けられている。インターロック機構39は、開閉扉30aが確実に閉じたことを検出する安全機構である。試薬容器押し出し機構35は、バネ36、取り付けアーム37、およびローラ38から構成されている。
取り付けアーム37の基端は、開閉扉30aの内面に回動可能となるように取りけられている。取り付けアーム37の先端には、ローラ38が回動可能となるように取りけられている。
バネ36は、例えばコイルの中心線のまわりにねじりモーメントを受けるねじりコイルバネなどからなり、ローラ38が開閉扉30aの内面から離れる方向にバネ力を付勢するように取り付けられている。ローラ38は、例えばゴムやプラスティックなどや、あるいはベアリングなどからなる。
試薬容器押し出し機構35は、試薬容器21を試薬容器収納部30に収納した状態にて開閉扉30aを閉じられることによって、ローラ38が試薬容器21の側面に接触しながら、該試薬容器21を押し出し、適切な位置に試薬容器21をセットするものである。
また、開閉扉30aを閉じながら試薬容器21を押し出した際に、ローラ38が回転するのでローラ38が接触しても抵抗とならずに、容易に開閉扉30aを閉じることができる。
〈試薬容器の搬送動作例〉
続いて、試薬容器搬送機構18による試薬容器21の搬送動作について説明する。
図3〜図5は、図2の試薬容器搬送機構18による試薬容器21の搬送動作の一例を示す説明図である。
まず、オペレータは、図3に示すように、試薬容器21を試薬容器収納部30に収納する。このとき、オペレータは、試薬容器21を載置用ガイド33aに沿ってスライドさせて押し出し、載置部33の所定の位置にセットする。
オペレータは、試薬容器21が試薬容器収納部30の載置部33にセットすると、開閉扉30aを閉じる。開閉扉30aを閉じることによって、オペレータは、搬送位置にアクセスすることが不可能となり、試薬容器搬送機構18の動作中に、直接、試薬容器搬送機構18に接触することがなく、安全が保たれることになる。
開閉扉30aが閉じられると、インターロック機構39は、開閉扉30aが確実に閉じられたことを検出し、検出信号を制御部24に出力する。これによって、図4に示すように、試薬容器搬送機構18の搬送エレベータ31が動作して載置部33を降下させる。これにより、載置部33にセットされている試薬容器21が試薬保管庫12内に搬送される。
このように、インターロック機構39によって、開閉扉30aが確実に閉じられたことを検出することにより、試薬容器搬送機構18が動作可能な状態になる。そのため、オペレータが試薬容器21を試薬容器収納部30から出し入れするアクセスの最中に、試薬容器搬送機構18が動作することを防止することができる。これによって、試薬容器搬送機構18が意図せずに非常停止し、動作中の分析が中断することを防止することができる。
移送アーム32は、試薬保管庫12内に下降された試薬容器21を把持した後、図5に示すように、該試薬容器21を試薬ディスク23の外周方向にスライドさせながら移動させ、回転移動可能な試薬ディスク23の任意の位置まで搬送する。
なお、試薬ディスク23から、試薬容器21を回収する場合には、前述した順番とは逆の順序にて搬送動作を実施し、試薬容器21を試薬容器収納部30まで搬送させる。試薬容器収納部30まで搬送された試薬容器21は、オペレータにより回収される。
〈試薬容器押し出し機構の動作例〉
続いて、試薬容器搬送機構18が有する試薬容器押し出し機構35の動作について、図6を用いて説明する。
図6は、図1の試薬容器搬送機構18が有する試薬容器押し出し機構35の押し出し動作の一例を示す説明図である。
ローラ38は、バネ36の作用により、試薬容器21を常に試薬容器収納部30の後端側へ押し出す方向、すなわちローラ38が開閉扉30aから離れる方向に力が働いている。試薬容器21が試薬容器収納部30に収納されて開閉扉30aが閉じられる際、試薬容器押し出し機構35のローラ38が、試薬容器21の側面に接触しながら、試薬容器21を試薬容器収納部30の後端側へ押し出す。
試薬容器21は、ローラ38の押し出す力によって、載置用ガイド33aに沿ってスライドし、載置部33の正規の位置にセットされる。また、ローラ38は、回転動作が可能な構成であるので、該ローラ38が試薬容器21に接触した際に、試薬容器21の搬送動作および開閉扉30aの閉動作を妨げることはない。
続いて、試薬容器押し出し機構35を有していない場合について考える。
図7は、本発明者が検討した試薬容器搬送機構100の一例を示す説明図である。
試薬容器搬送機構100は、試薬容器収納部101、搬送エレベータ102、および移送アーム103を有する。搬送エレベータ102は、載置部104および上下機構105を有する。載置部104には、試薬容器110が所定の位置に載置されるように位置決め用のコ字状の突起からなる載置用ガイド107が形成されている。
試薬容器収納部101の前端には、開閉可能な開閉扉106が設けられている。図7において、図1における試薬容器搬送機構18との違いは、開閉扉106に図1の試薬容器押し出し機構35が設けられていない点である。
試薬容器収納部101に試薬容器110を収納して設置する際には、各オペレータによって試薬容器110の設置位置に微妙な差異が生じることが考えられる。図7に示す試薬容器搬送機構100の場合、オペレータが試薬容器110を搬送位置である試薬容器収納部101の後端の奥側まで押し出すことが必要である。
しかしながら、オペレータによる試薬容器110の押し出しが不十分な場合、図7に示すように、試薬容器110の一部が載置部104からはみ出してしまう状態となることが想定される。
このような状態において搬送エレベータ102が下降動作すると、載置部104からはみ出した試薬容器110が試薬保管庫108と干渉する干渉部分109が生じてしまうこととなり、試薬容器110が引っ掛かるなどによって正常な搬送動作ができなくなってしまう。
また、試薬容器110と載置部104との干渉が生じて、試薬容器搬送機構100が停止した場合、オペレータが試薬容器110と載置部104との干渉を修正する場合がある。その場合、干渉を修正した際に突然試薬容器搬送機構100が動作することも考えられる。
一方、図6に示す試薬容器搬送機構18では、試薬容器21が不適切な位置、すなわち試薬容器21の一部が載置部33からはみ出ている状態であっても、ローラ38が回転しながら、バネ36の作用によって試薬容器収納部30の後端の奥側まで押し出すことができる。
このように、開閉扉30aを閉じるだけで、試薬容器押し出し機構35によって試薬容器21を載置部33の正確な搬送を行うことのできる位置にセットすることができる。また、試薬容器21と載置部33との干渉がなくなるので、試薬容器搬送機構18と接触することによって装置が非常停止し、動作中の分析が中断することを防止することができる。
〈試薬容器搬送機構の他の例〉
図8は、図6に示す試薬容器搬送機構18の他の例を示す説明図である。
図6では、試薬容器搬送機構18の開閉扉30aが、垂直方向に開閉する構成であったが、図8の場合、開閉扉30aが、引き出し構造となっている。なお、その他の構成については、図6と同様であるので、説明は省略する。
〈試薬容器の搬送動作例〉
続いて、図8の試薬容器搬送機構18における試薬容器21の搬送動作について説明する。
図9は、図8の試薬容器搬送機構18による試薬容器21の搬送動作の一例を示す説明図である。
試薬容器21を搬送する場合、まず、引き出し構造の開閉扉30aを引き出し、その引き出した部分に試薬容器21を設置する。試薬容器21を設置した後、開閉扉30aを押し出すと、該試薬容器21は、載置部33の方向にスライド移動し、搬送位置に設置される。
この時、開閉扉30aを完全に押し出すことで、インターロック機構39が作動して試薬容器搬送機構18が動作可能な状態になると伴に、オペレータは搬送位置にアクセスが不可能となる。
よって、試薬容器搬送機構18の動作中に、直接、試薬容器搬送機構18と接触することがなくなり、安全が保たれる。また、開閉扉30aの内側には、図2と同様に試薬容器押し出し機構35が備えられているので、試薬容器21の一部が試薬保管庫12と干渉することがない適切な位置にセットするができる。
以上により、開閉扉30aを閉じるだけで、試薬容器押し出し機構35が試薬容器21を載置部33からはみ出すことなく、正規の位置にセットすることができる。それにより、試薬容器21の搬送不良を防止することができる。また、試薬容器21の搬送不良がなくなるので、自動分析装置10の信頼性を向上させることができる。
なお、図2および図9では、試薬容器押し出し機構35において、抵抗を低減させるためにローラ38を用いた構成としたが、例えば図10に示すように、低摩擦係数の樹脂や金属などによって開閉扉30aの内面に、ローラ38と同様の作用を有する突起40などを設ける構成としてもよい。
この場合、突起40が試薬容器21に接触しながら開閉扉30aを閉じても、突起40が低摩擦係数の素材からなるので、試薬容器21の搬送動作および開閉扉30aの閉動作を妨げることはない。
なお、本実施の形態による自動分析装置では、図1に示すように、試薬保管庫12に1つの試薬容器搬送機構18を設けた構成としたが、例えば試薬容器搬送機構18を複数個設ける構成としてもよい。
その場合、試薬容器押し出し機構35を有する開閉扉30aが設けられた試薬容器収納部30は、試薬保管庫12の円周方向に沿って扇状に設けられる構成などが考えられる。これによって、複数の試薬容器21の搬送を行うことができるので、自動分析装置10の分析効率を向上させることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。
10 自動分析装置
12 試薬保管庫
18 試薬容器搬送機構
24 制御部
30 試薬容器収納部
30a 開閉扉
33 載置部
34 上下機構
35 試薬容器押し出し機構
36 バネ
37 取り付けアーム
38 ローラ
39 インターロック機構

Claims (4)

  1. 複数の試薬容器を保管する試薬保管庫と、
    前記試薬容器を前記試薬保管庫に搬送する搬送機構と、
    前記搬送機構の動作を制御する制御部と、
    を備え、
    前記搬送機構は、
    前記試薬保管庫の上方に設けられ、搬送する前記試薬容器を収納する試薬容器収納ケースと、
    前記試薬容器収納ケースの前端に取り付けられる開閉扉と、
    前記試薬容器を載置する載置部と、
    前記載置部を前記試薬容器収納ケースから前記試薬保管庫に下降または前記載置部を前記試薬保管庫から前記試薬容器収納ケースに上昇させる上下機構と、
    前記試薬保管庫の保管場所に保管されている前記試薬容器を把持し、前記載置部まで移動または前記載置部に搭載されている前記試薬容器を把持し、前記試薬保管庫の保管場所まで移動させる移送機構と、
    前記開閉扉が閉じられたことを検出して検出信号を出力する検出部と、
    を有し、
    前記開閉扉は、前記開閉扉の内面に、前記開閉扉が閉じられる際に前記試薬容器を前記試薬容器収納ケースの内面側に押し出して移動させる押圧部材を具備し、
    前記制御部は、前記検出部からの前記検出信号がインアクティブとなると、前記搬送機構の動作を停止する、自動分析装置。
  2. 請求項1記載の自動分析装置において、
    前記押圧部材は、
    基端が、前記開閉扉の内面に回動可能に取り付けられるアームと、
    前記アームの先端に、回動可能に取りけられるローラと、
    前記ローラが前記開閉扉の内面から離れる方向にバネ力を付勢するバネ部材と、
    を有する、自動分析装置。
  3. 請求項2記載の自動分析装置において、
    前記バネ部材は、ねじりコイルバネである、自動分析装置。
  4. 請求項1記載の自動分析装置において、
    前記押圧部材は、前記開閉扉の内面に形成された突起からなり、
    前記突起は、低摩擦係数の材料から形成される、自動分析装置。
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