JP6602367B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、試薬、血液や尿等の液体試料を分析する自動分析装置に係り、特に試薬の搬入・搬出を自動で行う自動分析装置に関する。

試薬登録、試薬交換等の作業によるオペレーターの負担を軽減すると共に、分析中に試薬不足を発生させず、分析中断を最小化する自動分析装置の一例として、特許文献１には、試薬ディスクの上に補充用の第２の試薬保管手段である補充用試薬保管庫に試薬容器２個ずつが一列に設置され、補充用試薬保管庫には、複数個の試薬容器が搭載可能であり、補充用試薬保管庫の上にレールが配置され、レールにはレールと３軸方向に移動可能な試薬保持手段と試薬キャップ開栓手段が設置された自動分析装置が記載されている。

特開２００５−３７１７１号公報

例えば、生化学自動分析装置や免疫自動分析装置などの自動分析装置では、患者検体の測定項目に応じた試薬を装置内に設置する必要がある。この試薬の装置内への試薬ボトルの設置は、一般的にオペレーターがマニュアルで試薬ディスクに設置している。

試薬ボトルの交換は基本的に装置が測定を実施していないスタンバイの時などに行うのが通常作業となっている。例えば、ある測定項目の試薬の残量が少ない時などは、患者検体を測定する前に予め試薬の残量で測定可能な回数を把握しておき、残量が少ない場合などは新品の同一試薬ボトルを追加で試薬ディスクに設置しておくなどの方法をとっている。

その理由は、検体測定中は装置が動作しているため、試薬ボトルの追加や空になった試薬ボトルを取り除くことはできないためである。そのため、測定中に試薬の残量が少なくなってきた時に試薬ボトルを補充する場合などは、装置が測定完了しスタンバイの状態になるまで待つ必要があり、オペレーターの待ち時間が発生し、作業性が悪くなるとともに、測定時間のロスが発生するなどの欠点がある。

また、試薬ボトルは試薬の蓋が取り除かれた開封状態であると、試薬の劣化が早まる。劣化を防止するため、試薬ボトルの蓋に小さな切り込みを入れて、その切りこみから試薬プローブで試薬を分注することによって安定した状態で使用することが可能となることが知られている。

試薬ボトルの蓋の穴あけはオペレーターが装置内の試薬搭載機構に試薬ボトルを複数設置すると、装置が試薬ボトルの蓋に小さな切り込みを開けて、試薬ディスクに設置までを自動で行うことで実施する。

ここで、試薬ボトルの設置はオペレーターが１個ずつ装置にセットして試薬ディスクに搬入するのでは時間がかかるため、試薬ボトルはある程度まとめた個数を設置して連続で試薬ディスクに搬入させたい、との要求がある。

近年、装置のサイズは小型化が進んでいるため、上記特許文献１に記載された、試薬保持手段と試薬キャップ開栓手段が設置された自動分析装置に、複数の機構を複雑に配置すると、設置スペースが大きくなったり、部品点数が多くなる。

すなわち、装置構成も複雑になり故障などのリスクも上がることが想定される。

本発明は、機構の設置スペースの最小化や構成部品の削減を図ることで、オペレーターの負担を軽減することができる自動分析装置を提供する。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数の反応容器に試料と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する自動分析装置であって、前記試薬を収容した試薬ボトルを保管する試薬ディスクと、前記自動分析装置内に前記試薬ボトルを投入する際に前記試薬ボトルを設置するための試薬搭載部と、前記試薬搭載部に設置された前記試薬ボトルを前記試薬ディスク内に搬送するための試薬搬送部であって、前記試薬ボトルを把持するグリッパー部および前記試薬ボトルの蓋に穴を開ける試薬ボトル蓋開栓部を有する試薬搬送部とを備え、前記試薬搬送部の前記グリッパー部と試薬ボトル蓋開栓部とは、グリッパー部および試薬ボトル蓋開栓部駆動部によって連動して上下逆方向に駆動されることを特徴とする。

本発明によれば、機構の設置スペースの最小化や構成部品の削減を図ることができ、オペレーターの作業効率化を図ることができる。

一般的な自動分析装置の全体構成の概略を示した図である。 本発明の実施形態の自動分析装置に設けられたオートローダー機構の一例を説明する概略図である。 本発明の実施形態の自動分析装置における試薬ボトル交換時の試薬搬送機構の概略を説明する図である。 本発明の実施形態における自動分析装置の試薬ボトル蓋開栓機構とグリッパー機構の構成の一例を説明する概略図である。 本発明の実施形態の自動分析装置における試薬搬入動作を説明するフロー図である。 本発明の実施形態の自動分析装置に設けられたオートローダー機構の動作の一例を説明する概略図である。 本発明の実施形態の自動分析装置に設けられたオートローダー機構の動作の一例を説明する概略図である。 本発明の実施形態の自動分析装置に設けられたオートローダー機構の動作の一例を説明する概略図である。 本発明の実施形態の自動分析装置に設けられたオートローダー機構の動作の一例を説明する概略図である。 本発明の実施形態の自動分析装置に設けられたオートローダー機構の動作の一例を説明する概略図である。 本発明の実施形態における自動分析装置の試薬ボトル蓋開栓機構とグリッパー機構の動作の一例を説明する概略図である。 本発明の実施形態における自動分析装置の試薬ボトル蓋開栓機構とグリッパー機構の動作の一例を説明する概略図である。 本発明の実施形態における自動分析装置の試薬ボトル蓋開栓機構とグリッパー機構の動作の一例を説明する概略図である。 本発明の実施形態における自動分析装置の試薬ボトル蓋開栓機構とグリッパー機構の動作の一例を説明する概略図である。 本発明の自動分析装置のその他の態様の試薬ボトル蓋開栓機構とグリッパー機構の構成の一例を説明する概略図である。 本発明の自動分析装置のその他の態様の試薬ボトル蓋開栓機構とグリッパー機構の構成の一例を説明する概略図である。 本発明の実施形態の自動分析装置における試薬搬出動作を説明するフロー図である。

本発明の自動分析装置の実施形態を、図１乃至図１７を用いて説明する。

図１は本実施例の自動分析装置の斜視図である。

図１において、自動分析装置は、複数の反応容器２に試料と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する装置であって、反応ディスク１、試薬ディスク９、試料搬送機構１７、試薬分注機構７，８、試薬用シリンジ１８、サンプル分注機構１１、試料用シリンジ１９、洗浄機構３、光源４ａ、分光光度計４、撹拌機構５，６、洗浄用ポンプ２０、洗浄槽１３，３０，３１，３２，３３、コントローラ２１、オートローダー機構１００（図２参照）を備えている。

反応ディスク１には反応容器２が円周上に並んでいる。反応ディスク１の近くには試料容器１５を載せたラック１６を移動する試料搬送機構１７が設置されている。

反応ディスク１と試料搬送機構１７の間には、回転および上下動可能なサンプル分注機構１１が設置されており、サンプルプローブ１１ａを備えている。サンプルプローブ１１ａには試料用シリンジ１９が接続している。サンプルプローブ１１ａは回転軸を中心に円弧を描きながら移動して試料容器１５から反応容器２への試料分注を行う。

試薬ディスク９の中には複数の試薬ボトル１０が円周上に載置可能である。試薬ディスク９は保冷されており、吸引口１１１（図２参照）が設けられたカバーによって覆われている。

反応ディスク１と試薬ディスク９の間には回転および上下動可能な試薬分注機構７，８が設置されており、それぞれ試薬プローブ７ａ，８ａを備えている。試薬プローブ７ａ，８ａには試薬用シリンジ１８が接続している。試薬プローブ７ａ，８ａは回転軸を中心に円弧を描きながら移動して、吸引口１１１から試薬ディスク９内にアクセスし、試薬ボトル１０から反応容器２への試薬の分注を行う。

反応ディスク１の周囲には、更に、洗浄機構３、光源４ａ、分光光度計４、撹拌機構５，６が配置されている。洗浄機構３には洗浄用ポンプ２０が接続されている。試薬分注機構７，８、サンプル分注機構１１、撹拌機構５，６の動作範囲上に洗浄槽１３，３０，３１，３２，３３がそれぞれ設置されている。試料容器１５には血液等の検査試料（検体）が含まれ、ラック１６に載せられて試料搬送機構１７によって運ばれる。また、各機構はコントローラ２１に接続されている。

コントローラ２１は、コンピュータ等から構成され、自動分析装置内の各機構の動作を制御するとともに、血液や尿等の液体試料中の所定の成分の濃度を求める演算処理を行う。

以上が自動分析装置の一般的な構成である。

上述のような自動分析装置による検査試料の分析処理は、一般的に以下の順に従い実行される。

まず、試料搬送機構１７によって反応ディスク１近くに搬送されたラック１６の上に載置された試料容器１５内の試料を、サンプル分注機構１１のサンプルプローブ１１ａにより反応ディスク１上の反応容器２へと分注する。次に、分析に使用する試薬を、試薬ディスク９上の試薬ボトル１０から試薬分注機構７，８により先に試料を分注した反応容器２に対して分注する。続いて、撹拌機構５で反応容器２内の試料と試薬との混合液の撹拌を行う。

その後、光源４ａから発生させた光を混合液の入った反応容器２を透過させ、透過光の光度を分光光度計４により測定する。分光光度計４により測定された光度を、Ａ／Ｄコンバータおよびインターフェイスを介してコントローラ２１に送信する。そしてコントローラ２１によって演算を行い、血液や尿等の液体試料中の所定の成分の濃度を求め、結果を表示部（不図示）等にて表示させる。

次にオートローダー機構１００の構成について図２以降を参照して説明する。

上述したように、試薬ボトル１０の試薬プローブ吸引口位置には内部を密閉するために蓋１１２が取りつけられており、自動分析装置内にセットする時に蓋１１２を取り外して装置内に設置することが一般的である。しかし、近年、蓋１１２に切り込み上の穴を開けて、試薬プローブ７ａ，８ａを切り込み部に挿入して試薬ボトル１０内の試薬を吸引する方法がある。試薬は蓋１１２の開口部が僅かな切り込みとなるため、試薬は外気との接触が最小となり、試薬の劣化は従来と比較して改善される。このような場合に、オペレーターは未開封の新品の試薬ボトル１０を自動分析装置内に設置すれば、試薬ボトル１０の蓋１１２に穴を開けて自動で試薬ディスク９に設置まで行われる。そのための機構がオートローダー機構１００である。

オートローダー機構１００は、試薬ディスク９の上部に配置され、図２に示すような構成となっている。図２において、オートローダー機構１００は、試薬搭載部１０３、試薬搭載機構１０２、試薬搬送機構（試薬搬送部）１０１、ニードル洗浄槽１０８、ニードル乾燥口１０９、試薬ディスク開閉カバー１１３、ボトル向き検出センサ１１４、ＲＦＩＤセンサ１１５を備える。

試薬搭載部１０３は、図３に示すように、自動分析装置内に試薬ボトル１０を投入する際に試薬ボトル１０を設置するための部分であり、試薬搭載機構１０２によって試薬搭載部１０３は図２上で上下方向に動作される。試薬搭載部１０３は、複数の試薬ボトル１０を直線上に設置可能な構造となっており、例えば、試薬ボトル１０を設置するための試薬ボトルスロット１０７を複数有するトレーである。試薬バッファ１１０は、試薬ディスク９に搬入する前に、試薬搭載部１０３に設置した試薬ボトル１０を一時的に保持するための待機部である。

試薬搭載機構１０２は、試薬ボトル１０の装置内への投入位置と試薬バッファ１１０との間に設置されたガイドに沿ってレール上を試薬搭載部１０３がモータ等の動力によって移動することができるよう構成されている。

試薬搬送機構１０１は、試薬搭載部１０３に設置された試薬ボトル１０を試薬ディスク９内に搬送するための機構であり、試薬ボトル１０を把持するグリッパー機構（グリッパー部）１０６、試薬ボトル１０の蓋１１２に穴を開ける試薬ボトル蓋開栓機構（試薬ボトル蓋開栓部）１０４、グリッパー機構および試薬ボトル蓋開栓機構駆動部（グリッパー部および試薬ボトル蓋開栓部駆動部）１２０、およびグリッパー機構１０６と試薬ボトル蓋開栓機構１０４とを図２上で左右方向に駆動させる水平駆動モータ１３１を構成部品としている。

試薬搬送機構１０１は、図２における試薬搭載部１０３の位置から試薬ディスク開口部（試薬ディスク開閉カバー１１３）の位置の間を図２上で左右方向に動作する。すなわち、試薬搭載部１０３は図２上で上下方向に移動し、試薬搬送機構１０１は図２上で水平方向に動作するため、動作方向が直交するように構成されている。また、試薬搬送機構１０１は、グリッパー機構１０６によって試薬ボトル１０を把持する位置と、試薬ボトル１０を試薬ディスク９に搬入、搬出する位置とが直線状に配置されている。

試薬ボトル蓋開栓機構１０４は、試薬ボトルの蓋１１２に切り込みを入れるためのニードル１０５（図４参照）が取り付けられている。試薬ボトル蓋開栓機構１０４では、蓋１１２に切り込みを入れた後のニードル１０５の洗浄を試薬搬送機構１０１の動作方向に対して平行に配置されたニードル洗浄槽１０８で行い、次の工程で、試薬搬送機構１０１の動作方向に対して平行に配置されたニードル乾燥口１０９によって洗浄水の除去を行い、試薬ボトルの蓋１１２の切り込みを入れるときに、洗浄水で試薬を薄めないように構成されている。ここで図示されているように、ニードル洗浄槽１０８とニードル乾燥口１０９は、試薬搬送機構１０１の動作方向に対して平行に配置されている。

グリッパー機構１０６は、試薬ボトル１０を把持するための引っかけ爪を有しており、この引っかけ爪を試薬ボトル１０の切欠き部に引っかけることで試薬ボトル１０を把持する。

試薬搬送機構１０１の構成部品である試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６とを連動して上下逆方向に駆動させるグリッパー機構および試薬ボトル蓋開栓機構駆動部１２０の構成について図４を参照して説明する。

図４に示すように、グリッパー機構および試薬ボトル蓋開栓機構駆動部１２０は、１つの上下駆動モータ１３０と、この上下駆動モータ１３０に連結されたベルトＡ１４１と、このベルトＡ１４１を介して上下駆動モータ１３０と連動して回転するプーリＡ１４５と、このプーリＡ１４５と同軸であることで連動して回転する第１プーリ部１４７ａおよび第２プーリ部１４７ｂとを有するプーリＣ１４７と、プーリＣ１４７の第１プーリ部１４７ａおよび試薬ボトル蓋開栓機構１０４に連結されたベルトＢ１４２と、プーリＣ１４７の第２プーリ部１４７ｂおよびグリッパー機構１０６に連結されたベルトＣ１４３と、試薬ボトル蓋開栓機構１０４を垂直方向にガイドするリニアガイドＡ１５１と、グリッパー機構１０６を垂直方向にガイドするリニアガイドＢ１５２とを有している。

グリッパー機構および試薬ボトル蓋開栓機構駆動部１２０では、１つの上下駆動モータ１３０が駆動することで、グリッパー機構１０６と試薬ボトル蓋開栓機構１０４とが上下逆方向に動作可能な構成となっている。

より具体的には、上下駆動モータ１３０が回転すると、ベルトＡ１４１を介してプーリＡ１４５が回転する。プーリＡ１４５は同軸上にプーリＣ１４７が取り付いている構成となっており、プーリＡ１４５が回転することで同期してプーリＣ１４７が回転する。

ここでプーリＣ１４７は、ベルトＢ１４２が取り付けられる第１プーリ部１４７ａとベルトＣ１４３が取付けられる第２プーリ部１４７ｂとが一体化、かつ第１プーリ部１４７ａの直径と第２プーリ部１４７ｂの直径とが異なる構造となっている。図４に示すように、グリッパー機構１０６が試薬ボトル１０を把持する際は試薬ボトル蓋開栓機構１０４がグリッパー機構１０６より上方に位置し、試薬ボトル蓋開栓機構１０４が試薬ボトル１０の蓋を開栓する際はグリッパー機構１０６が試薬ボトル蓋開栓機構１０４より上方に位置するように、ベルトＢ１４２に試薬ボトル蓋開栓機構１０４が、ベルトＣ１４３にグリッパー機構１０６が各々取り付けられている。

従って、上下駆動モータ１３０が回転すると、プーリＣ１４７の第１プーリ部１４７ａの回転によってベルトＢ１４２を介してプーリＥ１４９が回転し、ベルトＢ１４２に取り付けられた試薬ボトル蓋開栓機構１０４が上下方向に移動する。同時に、プーリＣ１４７の第２プーリ部１４７ｂの回転によってベルトＣ１４３を介してプーリＢ１４６が回転し、ベルトＣに取り付けられたグリッパー機構１０６が試薬ボトル蓋開栓機構１０４とは逆の上下方向に移動する。

また、リニアガイドＡ１５１とリニアガイドＢ１５２とは並列に配置されており、互いの距離を離すことで試薬搭載部１０３に配置した試薬ボトル１０を図４中左右方向でアクセス可能となっている。

なお、グリッパー機構１０６が試薬ボトル１０を把持する際に試薬ボトル蓋開栓機構１０４が試薬ボトル１０の蓋に接触しないように配置されたが、リニアガイドＡ１５１とリニアガイドＢ１５２との間隔を縮めることで、試薬搭載部１０３に配置した試薬ボトル１０を隣り合わせで動作可能とすることも可能である。

また、図４に示すように、使用するプーリＡ１４５、プーリＢ１４６、プーリＣ１４７、プーリＤ１４８、プーリＥ１４９では、プーリの直径を変えることで試薬ボトル蓋開栓機構１０４と、グリッパー機構１０６の上下の移動量を変えている。

特に、第１プーリ部１４７ａと第２プーリ部１４７ｂとの夫々の直径は各機構の移動量を変える観点から異ならせることが望ましい。図４の例では、第２プーリ部１４７ｂの直径が第１プーリ部１４７ａの直径よりも大きい。これにより、上下駆動モータ１３０の回転動作に対する試薬ボトル蓋開栓機構１０４の上下の移動量に対し、グリッパー機構１０６の上下の移動量は大きくなっている。特に、グリッパー機構１０６は、試薬ディスク９への試薬ボトル１０の搬入等のために試薬ボトル蓋開栓機構１０４の下降よりも大幅に下降する。下降量が大きい方に係わるプーリ部の直径を相対的に大きくしておくことで、リニアガイドが垂直方向に余計に長くなることを抑制することができる。従い、グリッパー機構および試薬ボトル蓋開栓機構駆動部１２０の高さが高くなり過ぎることを抑制することができる。なお、仮に第１プーリ部１４７ａと第２プーリ部１４７ｂとの大小関係が逆だとすると、グリッパー機構１０６が試薬ディスク９へ試薬ボトル１０を搬入する際に下降する下降量よりも、試薬ボトル蓋開栓機構１０４が上昇する上昇量が大きくなるため、リニアガイドＡ１５１を図示したものよりも長くしなければならず、前述の課題が発生し得る。このように、試薬ボトル蓋開栓機構１０４と、グリッパー機構１０６の上下の分解能を変化させることで、機能として必要な移動量を個別に設定可能となり、例えば、機構の小型化により寄与することができる。

図２に戻り、ボトル向き検出センサ１１４とＲＦＩＤセンサ１１５は、試薬搭載機構１０２の動作上に配置されている。ボトル向き検出センサ１１４は、試薬ボトル１０の試薬ボトルの設置有無および設置方向を測定する。ＲＦＩＤセンサ１１５は、試薬ボトル１０に設けられたＲＦＩＤタグ１０ａに記録された試薬ボトル１０内の試薬の情報を入手する。

試薬ディスク開閉カバー１１３は、保冷された試薬ディスク９内部の冷気を逃がさないようにするためのカバーであり、通常は閉じた状態である。試薬搬送機構１０１が試薬ディスク９にアクセスする際には試薬ディスク開閉カバー１１３が開き、試薬ディスク９に試薬ボトル１０が搬入・搬出できるように動作する。

以上がオートローダー機構１００の構成である。

オートローダー機構１００を用いた新規の試薬ボトル１０の設置から試薬ディスク９への搬入までの動作を、図５乃至図１０を用いて説明する。

図５において、オペレーターが新規の試薬ボトル１０を装置の試薬ディスク９に搬入したい場合は、まず装置の試薬ボタンスイッチ（不図示）の第１回目の押下を行う。装置は、オペレーターによって試薬ボタンスイッチの第１回目の押下が行われたことを認識する（ステップＳ２０１）。これにより、試薬搭載機構１０２が動作し、試薬搭載部１０３が試薬バッファ１１０から搬出され（ステップＳ２０２）、図６に示すように装置手前（図６中下部）に移動する（ステップＳ２０３）。

ここで、オートローダー機構１００は、通常インターロックで装置内部にアクセスできないような構造になっており、試薬搭載部１０３にオペレーターが試薬ボトル１０を設置する時は、試薬搭載部１０３が装置前面に移動後に試薬搭載部カバー１１６のインターロック機構が解除され、図７に示す試薬搭載部カバー１１６を開けてオペレーターが試薬ボトル１０を試薬搭載部１０３の空いた試薬ボトルスロット１０７に設置する構造となっている。試薬搭載部カバー１１６を開けた時は、図３に示すように、内部はカバーで覆われており、試薬搭載部１０３が通過できる大きさの開放部があるのみの構造となっている。そのため、オートローダー機構１００の内部にはアクセスできない構造となっている。試薬搭載部１０３の後ろ側は壁１０３ａが高く設置されており、試薬ボトルが無い場合でも、オートローダー機構１００の内部にはアクセスできないような構造となっている。壁１０３ａの高さは試薬ボトル１０を設置した高さと同等、もしくは試薬ボトル１０を設置した高さよりも高くすることが望ましい。壁１０３ａの高を試薬ボトル１０の設置高さと同等以上にすることにより、試薬ボトル１０を設置していない場合に、隙間が多くなってオペレーターがオートローダー機構１００の内部にアクセスする可能性をより低減するためである。図３に示すような構成とすることで、オペレーターは装置が分析中でも試薬の交換作業が可能となる。

図６に示すように、試薬搭載部１０３が装置の前面に到着した後、試薬搭載部カバー１１６のインターロックが解除される。その後、オペレーターは試薬搭載部カバー１１６を開けて試薬ボトル１０を試薬搭載部１０３に設置する（ステップＳ２０４）。試薬ボトル１０の必要数を試薬搭載部１０３に設置した後、オペレーターは試薬搭載部カバー１１６を閉めて再度試薬ボタンスイッチを再度押下する。装置は、オペレーターによって試薬ボタンスイッチの第２回目の押下が行われたことを認識する（ステップＳ２０５）。

ここでは説明の便宜上、試薬搭載部１０３に試薬ボトル１０を設置するための試薬ボトルスロット１０７が５箇所ある構造で、オペレーターが前後に試薬ボトルを設置し、前後間が３箇所が空いた状態で設置した場合での動作で説明する。図３中奥側に設置した試薬ボトルを試薬ボトル１０Ａ、手前側を試薬ボトル１０Ｂとする。

オペレーターがボタンスイッチを押下したことを認識した後は、試薬搭載部１０３が移動し、ボトル向き検出センサ１１４の下部を通過する（ステップＳ２０６）。この際、ボトル向き検出センサ１１４によって試薬ボトル１０の設置方向の向きと試薬ボトルの設置有無を試薬ボトル１０Ａから順次試薬ボトル１０Ｂまで測定することで、試薬ボトル１０が設置されているか否かの判定を行う（ステップＳ２０７）。設置されていると判定されたときステップＳ２０８に処理を進め、設置されていないと判定されたときはステップＳ２２１に処理を進める。

次いで、試薬ボトル１０の設置向きの判定を行う（ステップＳ２０８）。正しく設置されている（ＯＫ）と判定されたときはステップＳ２１０に処理を進め、正しく設置されていない（ＮＧ）と判定されたときはステップＳ２０９に処理を進める。試薬ボトル１０の設置向きの判定は、例えば、試薬ボトル１０に白黒のラベルを貼り付けておき、白と黒の向きの判定をセンサで行う方法等があげられる。また、試薬ボトル１０の有無は反射型のセンサやビームセンサを配置して遮光されるかどうかで等によっても判定は可能である。

ステップＳ２０８において試薬ボトル１０の設置方向が逆であると判定されたときは、アラームを出して試薬搭載部１０３は装置前面まで移動し、また試薬搭載部カバー１１６のインターロックを解除してオペレーターに注意を知らせる（ステップＳ２０９）。なお、アラームでオペレーターに注意を促したにも関わらず、オペレーターはアラームに気がつかないことも想定される。そこで、ある一定時間経過後は、アラームを維持した状態で試薬搭載部１０３を試薬バッファ１１０に戻すことが望ましい。また、試薬ボトル１０の設置方向を自動で修正する修正機構を設けておき、自動で修正するようにしてもよい。

次に、試薬搭載部１０３はＲＦＩＤ検出部に移動し、ＲＦＩＤセンサ１１５で試薬ボトル１０のＲＦＩＤタグ１０ａの情報を読み取り、試薬ボトル１０内の試薬の情報を入手する（ステップＳ２１０）。

なお、ボトル向き検出センサ１１４とＲＦＩＤセンサ１１５の設置間隔を試薬搭載部１０３の試薬ボトル設置距離と合わせておいて、ボトル向き検出センサ１１４の検出とＲＦＩＤセンサ１１５の測定を同時に実施する構成としても良いし、最初にボトル向きと設置有無を検出し、設置してある箇所のみＲＦＩＤセンサ１１５で測定しても良い。また、ボトル向き検出センサ１１４とＲＦＩＤセンサ１１５を同一位置に配置して試薬搭載部１０３に設置した試薬ボトル１０の向きと情報を同時に行う、または、順次測定を行っても良い。

ここまでの説明は、装置がスタンバイ状態、または検体を測定中の場合でもオートローダー機構１００の動作は分析の動作に支障をきたさないので同等の動作となる。

ステップＳ２１０において入手した情報を基にして、試薬ボトル１０の試薬ディスク９内に搬入する必要があるか否かの判定を行う（ステップＳ２１１）。搬入する必要がある試薬ボトル１０であると判定されたときはステップＳ２１２に処理を進め、必要がないと判定されたときはステップＳ２２１に処理を進める。

ステップＳ２１１において試薬ボトル１０を試薬ディスク９に搬入する必要があると判定された場合は、図８に示すように、試薬搭載部１０３は試薬ボトル蓋開栓機構１０４の下方位置に移動する（ステップＳ２１２）。

次いで、試薬ボトル蓋開栓機構１０４が試薬ボトル１０の試薬ボトル蓋１１２に向けて下降して、ニードル１０５でボトル蓋１１２に試薬プローブ７ａ，８ａが挿入できる程度の切り込みを開ける（ステップＳ２１３）。

試薬ボトル蓋１１２に切り込みを入れた後、試薬ボトル蓋開栓機構１０４は上昇し、ニードル１０５を洗浄するために試薬搬送機構１０１がニードル洗浄槽１０８の位置に移動し、ニードル１０５を洗浄する。その後、ニードル乾燥口１０９に移動しニードル１０５の乾燥を実施する。その後に２つ目の試薬ボトル蓋１１２に対して同様に切り込みを入れ、ニードル１０５の洗浄、乾燥を行う（ステップＳ２１４）。なお、本実施形態において試薬ボトル蓋１１２の数は２箇所としているが、複数個有る場合でも同様となる。

乾燥後、試薬搭載機構１０２は、再度、試薬搭載部１０３をグリッパー機構１０６の下の位置に移動させる（ステップＳ２１５）。具体的には、図９に示すように、試薬搭載機構１０２は試薬搭載部１０３を動作させ、切り込みを入れた試薬ボトル１０をグリッパー機構１０６の下方位置に移動させる。

その後、グリッパー機構１０６が下降し、試薬ボトル１０を掴み（ステップＳ２１６）、その後、試薬ディスク開閉カバー１１３を開ける（ステップＳ２１７）。その後、グリッパー機構１０６が上昇するとともに、開いた試薬ディスク開閉カバー１１３の位置まで移動し、図１０に示すように空きの試薬ディスク９の位置に運搬した試薬ボトル１０を搬入する（ステップＳ２１８）。搬入後、再度、グリッパー機構１０６を試薬搭載部１０３の位置に戻す（ステップＳ２１９）。

装置が測定中の場合に試薬ディスク９に試薬ボトル１０を搬入する場合は、試料吸引のタイミングを１サイクル遅らせたりする等の手段を設けて、試薬搬送機構１０１が試薬ディスク９にアクセスできるように空きサイクルを設けて行うことが望ましい。これにより、空きサイクル分の時間的なロスのみで、処理速度を維持したまま試薬ボトル１０の交換が可能となる。

以上のステップＳ２１５〜Ｓ２１９の動作を、試薬搭載部１０３に搭載され、試薬ディスク９に搬入する必要がある全ての試薬ボトル１０に対して繰り返し行う。試薬搭載部１０３に設置され、搬入する必要がある試薬ボトル１０を試薬ディスク９に全て搬入した後、試薬ディスク開閉カバー１１３を閉める（ステップＳ２２０）。

また、ステップＳ２１１において試薬ボトルを試薬ディスク９に搬入する必要が無いと判定された試薬ボトル１０が存在する場合は、設置した試薬ボトル１０ごと試薬搭載部１０３を試薬バッファ１１０内に戻して試薬バッファ１１０にて試薬ボトル１０を待機させる（ステップＳ２２１）。試薬バッファ１１０にて保持される試薬ボトル１０は、必要に応じて試薬ボトル蓋開栓機構１０４により試薬ボトル蓋１１２に切り込みを入れたのち、グリッパー機構１０６により試薬ディスク９に搬入する。

上記ステップＳ２１２〜ステップＳ２２１までの処理が、試薬ディスク投入事前動作に相当する。

また、試薬搭載部１０３全ての試薬ボトルスロット１０７に試薬ボトル１０が設置されている場合で、試薬ディスク９に設置している試薬ボトル１０が空になり装置の外に廃棄したい場合は、試薬ディスク９の設置可能数に対し１個もしくは数個、空の試薬ボトルスロットを設けておく。その上で、試薬搭載部１０３に設置されている試薬ボトル１０を試薬ボトル蓋１１２に切り込みを入れないで試薬ディスク９に搬入し、空の該当試薬ボトル１０をグリッパー機構１０６で掴み、試薬搭載部１０３に乗せた後、オペレーターが空の試薬ボトル１０を搬出する。搬出後、空いている試薬ボトルスロット１０７に再度、試薬ディスク９に設置した切り込みを入れていない試薬ボトル１０を戻すことができる。同様の動作は試薬搭載部１０３に空きスロットを設けておけば同様の動作は可能である。

次いで、試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６の各動作時の上下方向の位置関係について図１１乃至図１４を用いて以下説明する。まず、図１１は、ホームポジションを示す図である。

図１１において、試薬ボトル１０に対して、試薬ボトル蓋開栓機構１０４およびグリッパー機構１０６が接触しないような位置関係となっている。すなわち、ホームポジションでは試薬搭載部１０３は前後に移動可能となっている。

また、試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６のホームポジションを試薬ボトル１０より上方側とすることで、試薬ボトル蓋１１２の切り込みを入れる動作や試薬ボトル１０の搬入、搬出動作を最短移動距離で行うことができる。また、試薬搭載部１０３の前後の動作も試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６に干渉することなく動作可能となり、試薬搭載部１０３に設置された試薬ボトル１０の任意の位置にアクセス可能である。

図１１においては、試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６の間隔は試薬ボトル１０の１つ分の間隔が空いているが、試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６の間隔は構成部品の配置を変更するだけなので、試薬ボトル１０の間隔に対する試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６の間隔は開けても開けなくても良い。

図１２は、試薬ボトル１０の試薬ボトル蓋１１２に切り込みを入れるために、試薬ボトル蓋開栓機構１０４が下降している状態を示す図である。図１２において、試薬ボトル蓋開栓機構１０４が下降していることで、連動してグリッパー機構１０６はホームポジションよりも上方に動作する。試薬ボトル蓋１１２に切り込みを入れた後は試薬搬送機構１０１がニードル洗浄槽１０８、ニードル乾燥口１０９に移動してニードル１０５の洗浄、乾燥を行うが、この時も試薬ボトル蓋開栓機構１０４は上下に動作して効率良くニードル１０５の洗浄、乾燥を行う。

図１３は試薬ボトル１０を把持するためにグリッパー機構１０６が下降している状態を示す図である。図１３において、グリッパー機構１０６が下降しているため、連動して試薬ボトル蓋開栓機構１０４はホームポジションより上方に移動する。

図１４はグリッパー機構１０６で試薬ボトル１０を持ちあげた状態を示す図となっている。図１４において、試薬搭載部１０３は試薬ボトル１０が最小の持ち上げ量で試薬搭載部１０３から移動できるように切りかき１６０が入っている構造となっている。この時、試薬ボトル蓋開栓機構１０４は、図１３の時より下方向に移動するものの、試薬ボトル蓋開栓機構１０４のニードル１０５は試薬ボトル１０に接触しないように上下方向の位置関係がとられている。

なお、図１５に示すように、リニアガイド１５３を１本にしても、例えば、図１５中ベルトの右側にグリッパー機構１０６、左側に試薬ボトル蓋開栓機構１０４の構成にすることも可能である。この場合、プーリ１４０Ａ，１４０Ｂの直径を変えて必要な距離に試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６の位置を設定したり、図１６に示すようにプーリ１４０Ｃ，１４０Ｄ，１４０Ｅ，１４０Ｆでオフセットしたりすることで、試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６の間隔を所望の間隔としたり、試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６との上下方向の移動量を変えたりすることができる。

試薬ディスク９内に設置された試薬が空の状態になった場合は、図１７のフローに従い試薬ボトル１０を搬出する。この図１７のような試薬ボトル１０の搬出タイミングは、分析中でも試薬分注機構８の最後の分注の終了後、もしくは分析結果の出力後に実施しても良い。

図１７において、まず、試薬搬送機構１０１は、試薬ディスク開閉カバー１１３を開ける（ステップＳ３０１）。また、試薬搬送機構１０１は開いた試薬ディスク開閉カバー１１３の位置まで移動する（ステップＳ３０２）。

次いで、グリッパー機構１０６により空の試薬ボトル１０を把持する（ステップＳ３０３）。また、これと並行して、試薬搭載機構１０２が試薬バッファ１１０外に移動して、試薬搭載部１０３の空きの試薬ボトルスロット１０７の位置の上方で停止する（ステップＳ３０４）。

次いで、グリッパー機構１０６により空の試薬ボトル１０を把持した状態で試薬搬送機構１０１が試薬搭載機構１０２の位置まで移動する（ステップＳ３０５）。これと並行して、試薬ディスク開閉カバー１１３を閉める（ステップＳ３０６）。

その後、グリッパー機構１０６により試薬搭載部１０３の空きの試薬ボトルスロット１０７に空になった試薬ボトル１０を置く（ステップＳ３０７）。その後、試薬搭載機構１０２は試薬バッファ１１０に戻る（ステップＳ３０８）。

その後、オペレーターに空の試薬ボトル１０が取り出せる状態であることを通知する（ステップＳ３０９）。オペレーターはこの通知を受けて空になった試薬ボトル１０を装置外に取り出す。

なお、本実施形態においてグリッパー機構１０６と試薬ディスクの搬入位置、および試薬ノズル吸引口１１１は直線上に配置してあるが、試薬ノズル吸引口は試薬プローブ７ａ，８ａが動作可能な範囲であればこれにとらわれない。

また、本実施形態においてニードル１０５は１本として説明しているが、試薬ボトル１０のように試薬の蓋の位置が２箇所有る場合は、ニードル１０５を試薬の蓋の穴の間隔で２本取り付け、最初の動作で試薬ボトル蓋開栓機構１０４の下降動作で２箇所の蓋に同時に穴を開ける構成とする。また、ニードル洗浄槽１０８、ニードル乾燥口１０９をニードル１０５の間隔で２個設置する。これにより、各々一度の上下動作で洗浄から乾燥まで可能となるので、搬入時間の短縮を図ることも可能である。

また、本実施形態においてグリッパー機構１０６や試薬ボトル蓋開栓機構１０４の動作は上下駆動モータ１３０による上下方向、水平駆動モータ１３１による左右方向の動作と説明したが、前後方向のモータを追加して３方向の動作を可能とすれば、試薬搭載部１０３に置できる試薬ボトル１０の設置可能数量も増やすことが可能となる。

次に、本実施形態の効果について説明する。

上述した本発明の自動分析装置の実施形態では、試薬ボトル１０を把持するグリッパー機構１０６と試薬ボトル１０の蓋に切り込みを入れる試薬ボトル蓋開栓機構１０４とを１つのアクチュエーター（グリッパー機構および試薬ボトル蓋開栓機構駆動部１２０）で上下方向に連動して駆動させ、試薬ボトル蓋開栓機構１０４が試薬ボトル蓋１１２に切り込みを入れるために下降動作をするときはグリッパー機構１０６は上昇動作となり、試薬ボトル１０を把持するためにグリッパー機構１０６が下降動作をするときは試薬ボトル蓋開栓機構１０４は上昇動作となる、お互いの機能を干渉させずに動作する構成とする。

このように、試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６とを１つのアクチュエーターで逆方向に駆動させることで、試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６を個別の機構とする構成とする必要が無くなる。結果として、部品点数の削減が図れる。更には調整やメンテナンス性の向上、装置設置スペースの最小化を図ることが可能となる。

加えて、試薬ボトル蓋開栓機構１０４とグリッパー機構１０６とが一体で上下動する場合に比べて、不要な試薬ボトル１０の蓋１１２に切り込みを入れてしまう危険性を低減することができる。上下一体動作の場合、試薬ボトル１０の投入量を減らすことで干渉せずに動作を行うことができるようになるが、試薬ボトル１０の投入量が減少し、オペレーターが試薬を充填する作業と時間が増加してしまうが、本発明であれば、このような心配はない。

なお、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述した実施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ない。

１…反応ディスク
２…反応容器
３…洗浄機構
４…分光光度計
４ａ…光源
５…撹拌機構
６…撹拌機構
７，８…試薬分注機構
７ａ，８ａ…試薬プローブ
９…試薬ディスク
１０…試薬ボトル
１０ａ…ＲＦＩＤタグ
１１…サンプル分注機構
１１ａ…サンプルプローブ
１３…洗浄槽
１５…試料容器
１６…ラック
１７…試料搬送機構
１８…試薬用シリンジ
１９…試料用シリンジ
２０…洗浄用ポンプ
２１…コントローラ
３０…撹拌機構用洗浄槽
３１…撹拌機構用洗浄槽
３２…試薬分注機構用洗浄槽
３３…試薬分注機構用洗浄槽
１００…オートローダー機構
１０１…試薬搬送機構（試薬搬送部）（Ｘ方向移動）
１０２…試薬搭載機構（トレー機構）
１０３…試薬搭載部（トレー）
１０４…試薬ボトル蓋開栓機構（試薬ボトル蓋開栓部）
１０５…ニードル（ピアス）
１０６…グリッパー機構（グリッパー部）
１０７…試薬ボトルスロット（試薬ボトル設置可能）
１０８…ニードル洗浄槽
１０９…ニードル乾燥口
１１０…試薬バッファ
１１１…試薬ノズル吸引口
１１２…試薬ボトル蓋
１１３…試薬ディスク開閉カバー
１１４…ボトル向き検出センサ（判別センサ）
１１５…ＲＦＩＤセンサ
１１６…試薬搭載部カバー
１２０…グリッパー機構および試薬ボトル蓋開栓機構駆動部（グリッパー部および試薬ボトル蓋開栓部駆動部）
１３０…上下駆動モータ
１３１…水平駆動モータ
１４１…ベルトＡ（第１ベルト）
１４２…ベルトＢ（第２ベルト）
１４３…ベルトＣ（第３ベルト）
１４５…プーリＡ（第１プーリ）
１４６…プーリＢ
１４７…プーリＣ
１４７ａ…第１プーリ部（第２プーリ）
１４７ｂ…第２プーリ部（第３プーリ）
１４８…プーリＤ
１４９…プーリＥ
１５１…リニアガイドＡ（第１リニアガイド）
１５２…リニアガイドＢ（第２リニアガイド）
１５３…リニアガイド
１６０…切りかき

Claims (15)

1. 複数の反応容器に試料と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する自動分析装置であって、
   前記試薬を収容した試薬ボトルを保管する試薬ディスクと、
   前記自動分析装置内に前記試薬ボトルを投入する際に前記試薬ボトルを設置するための試薬搭載部と、
   前記試薬搭載部に設置された前記試薬ボトルを前記試薬ディスク内に搬送するための試薬搬送部であって、前記試薬ボトルを把持するグリッパー部および前記試薬ボトルの蓋に穴を開ける試薬ボトル蓋開栓部を有する試薬搬送部とを備え、
   前記試薬搬送部の前記グリッパー部と試薬ボトル蓋開栓部とは、グリッパー部および試薬ボトル蓋開栓部駆動部によって連動して上下逆方向に駆動される
   ことを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記グリッパー部および試薬ボトル蓋開栓部駆動部は、
   上下駆動モータと、
   この上下駆動モータに連結された第１ベルトと、
   この第１ベルトによって前記上下駆動モータと連動して回転する第１プーリと、
   この第１プーリと同軸の第２プーリおよび第３プーリと、
   前記第２プーリおよび前記試薬ボトル蓋開栓部に連結された第２ベルトと、
   前記第３プーリおよび前記グリッパー部に連結された第３ベルトと、
   前記試薬ボトル蓋開栓部を垂直方向にガイドする第１リニアガイドと、
   前記グリッパー部を垂直方向にガイドする第２リニアガイドと、を有する
   ことを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   前記第２プーリの直径と前記第３プーリの直径とが異なる
   ことを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項３に記載の自動分析装置において、
   前記第３プーリの直径は、前記第２プーリの直径より大きい
   ことを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   前記第１リニアガイドと前記第２リニアガイドとは、並列に配置された
   ことを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記グリッパー部が前記試薬ボトルを把持する際は前記試薬ボトル蓋開栓部が前記グリッパー部より上方に位置し、前記試薬ボトル蓋開栓部が前記試薬ボトルの蓋を開栓する際は前記グリッパー部が前記試薬ボトル蓋開栓部より上方に位置する
   ことを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項６に記載の自動分析装置において、
   前記グリッパー部が前記試薬ボトルを把持する際に前記試薬ボトル蓋開栓部が前記試薬ボトルの蓋に接触しないように配置された
   ことを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記試薬搭載部の水平方向の動作方向と前記試薬搬送部の水平方向の動作方向とが直交する
   ことを特徴とする自動分析装置。
9. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   前記試薬搬送部は、前記グリッパー部によって前記試薬ボトルを把持する位置と前記試薬ボトルを試薬ディスクに搬入、搬出する位置とが直線状に配置された
   ことを特徴とする自動分析装置。
10. 請求項１に記載の自動分析装置において、
    前記試薬ボトル蓋開栓部を洗浄する洗浄槽およびこの洗浄槽での洗浄後に洗浄水を除去する乾燥口が、前記試薬搬送部と平行に配置された
    ことを特徴とする自動分析装置。
11. 請求項１に記載の自動分析装置において、
    前記試薬搭載部は、前記試薬ボトルを複数個直線上に設置可能である
    ことを特徴とする自動分析装置。
12. 請求項１に記載の自動分析装置において、
    前記試薬ボトルを保持するための試薬バッファを更に備えた
    ことを特徴とする自動分析装置。
13. 請求項１２に記載の自動分析装置において、
    前記試薬ボトルの向きを判別する判別センサおよび前記試薬ボトルに設けられたＲＦＩＤタグの情報を読み取るＲＦＩＤセンサとを更に備え、前記判別センサでの向きの判別後に前記ＲＦＩＤタグの読み取りを行う
    ことを特徴とする自動分析装置。
14. 請求項１３に記載の自動分析装置において、
    前記試薬搬送部は、前記ＲＦＩＤセンサで前記試薬ボトルのＲＦＩＤタグの情報を読み取ったあとに前記試薬バッファに前記試薬ボトルを収納する
    ことを特徴とする自動分析装置。
15. 請求項１４に記載の自動分析装置において、
    前記試薬搬送部は、前記ＲＦＩＤセンサで前記試薬ボトルのＲＦＩＤタグの情報を読み取ったあとに、前記試薬ボトル蓋開栓部によって前記試薬ボトルの蓋に切り込みを入れ、前記試薬ディスクに搬入する
    ことを特徴とする自動分析装置。

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