JP6726197B2

JP6726197B2 - 自動分析装置

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Publication number: JP6726197B2
Application number: JP2017543208A
Authority: JP
Inventors: 由規村松; 慶弘鈴木; 雅人石沢
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
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Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2020-07-22
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Description

本発明は、複数のボトルの保管と搬送が可能な保管機構部を有する自動分析装置に関する。

自動分析装置には、用途に応じて様々な装置が存在し、それらの一つに生化学自動分析装置がある。生化学自動分析装置は、血清や尿などの生体試料（以下、「試料」という。）と試薬とが反応する際に生じる色調や濁りの変化を分光光度計等の測光ユニットを用いて光学的に測定することにより、試料の成分を分析する。自動分析装置では、分析項目に応じた試薬を用意する必要がある。このため、自動分析装置には、複数の試薬ボトルの保管と搬送が可能な保管機構部が設けられている。

従来の自動分析装置では、試薬ボトルを保管したまま所定位置に搬送する機構部として、試薬ボトルを同心円上に搭載する試薬ディスクが一般に用いられており、当該試薬ディスクを回転させることにより、目的とする試薬が入った試薬ボトルを分注位置に搬送している。しかし、多種多様な分析項目に対応するためには、試薬ディスク上に多数の試薬を搭載する必要があり、昨今、試薬ディスクの直径は大口径化する傾向にある。これに伴い自動分析装置も大型化している。

そこで、保管機構部を小型化するための構成が提案されている。例えば特許文献１には、複数の試薬容器支持器（ボトルホルダに相当）を、水平軸又は傾斜軸の回りに回転するドラムの回転円周上に係止する装置構成が記載されている。また、特許文献２には、一対の水平軸のまわりに回転する回転ロールの間を循環走行する無限軌道（エンドレスベルトに相当）を採用し、その軌道上の全周にわたってバックカプセル（試薬ボトルに相当）を配置する装置構成が記載されている。

特開平４−１０９１６８号公報特開平９−１１３５１７号公報

特許文献１に記載の装置構成では、試薬容器支持器が円形状のドラムの回転円周上に係止される。このため、隣接する試薬容器支持器どうしが接触せずに回転できるようにするにはドラムの回転半径を大きく取る必要があり、中心部に無駄な空間が生まれてしまう。また、ドラムに係止する試薬容器支持器の数を増やすには、ドラムの回転半径を大きくする必要があり、中心部の無駄な空間が更に増大し、装置の高さ及び奥行きも増大する。

特許文献２に記載の装置構成でも、特許文献１と同様、無駄な空間が発生する。以下では、図１３を用いて、その理由を説明する。なお、図１３は、特許文献２の記載を参考に、ここでの説明用に、発明者が作図したものである。図１３に示すように、特許文献２では、パックカプセル１２０５を収容するパックカプセル収容容器１２０４は、駆動ロール１２０１及び１２０２の間を循環走行する無限軌道１２０３の全周にわたって直接取り付けられている。また、特許文献２では、パックカプセル収容容器１２０４内でパックカプセル１２０５自身が回転して常に上方を向くように、上部に切欠きを有する円筒形状のパックカプセル収容容器１２０４を用いている。

しかし、円筒形状のパックカプセル収容容器１２０４を用いる場合、パックカプセル１２０５の寸法に比してパックカプセル収容器１２０４が大きくなり、保管機構部も大きくなる。つまり、無駄な空間がかなり広くなる。しかも、パックカプセル１２０５の配置間隔は、収容されるパックカプセル１２０５のＺ方向の寸法とＸ方向の寸法の関係がＺ＞Ｘであると広くなり、この関係が大きくなるほど増加する。すなわち、無駄な空間が発生する。

上記課題を解決するために、本発明は、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本明細書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、「複数のボトルの保管と搬送が可能な保管機構部と、試料と試薬の混合液を分析する分析部と、前記保管機構部及び前記分析部の動作を制御する制御部とを有し、前記保管機構部は、回転駆動する駆動装置に接続された第１のプーリと、前記第１のプーリの回転に応じて循環移動する連結部材により接続された第２のプーリによって２つの半円部と直線部により構成される長円形状を形成し、前記第１のプーリの回転に応じて循環移動する連結部材と、前記複数のボトルを着脱自在に収容する長方体形状の複数のボトルホルダと、第１の端部が等間隔で前記連結部材に固定され、第２の端部が前記ボトルホルダの側面で前記ボトルホルダを回転自在に支持する継手部材と、を有する自動分析装置」である。

本発明によれば、複数のボトルを保管に必要な空間の無駄が従来に比して少なく済む。前述以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

自動分析装置の全体構成を示す図。試薬容器を複数搭載して搬送する試薬格納庫の概略図である。エンドレスベルトの半円部分で隣接する継手部材が互いに９０°（度）の角度で配置されている場合の寸法関係を説明する部分拡大図。式１を導く関係を説明する図。式２を導く関係を説明する図。クリアランスαが最小値（ゼロ）である場合の寸法関係を示す図。クリアランスαが最大値である場合の寸法関係を示す図。クリアランスαを１０ｍｍとする場合の試薬格納庫の寸法関係を示す図。クリアランスαを５ｍｍとする場合の試薬格納庫の寸法関係を示す図。自動分析装置の分析時の動作を説明するフローチャート。エンドレスベルトの半円部分で隣接する継手部材が互いに１８０°（度）の角度で配置されている場合の寸法関係を示す部分拡大図。試薬容器を複数搭載して搬送する試薬格納庫の他の構成を示す概略図である。収容搬送機構の従来構成を概念的に説明する図。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の実施の態様は、後述する実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々の変形が可能である。

（１）実施例１
（１−１）装置の全体構成
図１に、本実施例に係る自動分析装置１００の全体構成を示す。自動分析装置１００は、反応ディスク１０１、通常洗浄機構１０３、分光光度計１０４、攪拌機構１０５、洗浄槽１０６（攪拌機構１０５用）、第１試薬分注機構１０７、第２試薬分注機構１０７a、洗浄槽１０８（第１試薬分注機構１０７及び第２試薬分注機構１０７a用）、試薬格納庫１０９、試料分注機構１１１、１１１a、試料分注機構１１１aのプローブ１１１ｂ、洗浄槽１１３（試料分注機構１１１、１１１a用）、試料搬送機構１１７、制御部１１８等により概略構成されている。

反応ディスク１０１には、反応容器１０２が円周状に並んでいる。反応容器１０２は試料と試薬とを混合させた混合液を収容するための容器であり、反応ディスク１０１上に複数並べられている。反応ディスク１０１の近くには、試料容器１１５を搭載したサンプルラック１１６を搬送する試料搬送機構１１７が配置されている。反応ディスク１０１の周囲には、通常洗浄機構１０３、分光光度計１０４、および攪拌機構１０５等が配置されている。ここでの分光光度計１０４が分析部を構成する。

試薬格納庫１０９は、前述の「保管機構部」に相当し、複数の試薬ボトル１１０や洗剤ボトル１１２に加え、希釈液や前処理用試薬を収容するボトルを搬送可能に保管する。試薬格納庫１０９の詳細な構造については後述する。通常洗浄機構１０３は、分光光度計１０４で測定が終了した混合液を吸引し、反応容器１０２内部を洗浄する機構である。分光光度計１０４は、反応容器１０２内の混合液を通過した測定用の光の吸光度を測定するための測定部である。反応ディスク１０１を回転させることにより、分光光度計１０４の測定光が一定間隔で反応容器１０２を通過する。その都度、分光光度計１０４は、反応容器１０２内の混合液の吸光度を測定する。制御部１１８は、測定された吸光度と予め作成しておいた検量線とに基づいて試料中の目的成分の濃度を演算する。

反応ディスク１０１と試料搬送機構１１７との間には、回転及び上下動可能な試料分注機構１１１、１１１ａが配置されている。この試料分注機構１１１、１１１ａは、回転軸を中心に円弧を描きながら移動して試料容器１１５から反応容器１０２に試料を分注する。試料分注機構１１１、１１１ａは、それぞれ１個又は複数設置される。

反応ディスク１０１と試薬格納庫１０９との間には、水平面内（Ｘ−Ｙ面）内での回転と上下方向（Ｚ方向）への移動がいずれも可能な第１試薬分注機構１０７と第２試薬分注機構１０７ａが配置されている。第１試薬分注機構１０７と第２試薬分注機構１０７ａは、回転軸を中心に１軸又は多軸で回転移動し、試薬ボトル１１０、洗剤ボトル１１２、希釈液ボトル、前処理用試薬ボトル等から分取した試薬、洗剤、希釈液、前処理用試薬等を反応容器１０２に分注する。第１試薬分注機構１０７と第２試薬分注機構１０７ａは、それぞれ１個又は複数設置されている。

制御部１１８は、(1)反応ディスク１０１の回転駆動、(2)試料分注機構１１１、１１１ａの駆動、(3)試薬分注機構１０７、１０７ａの駆動、(4)試料、試薬、洗剤等の吸引および吐出の動作、(5)試料容器１１５、試薬ボトル１１０、洗剤ボトル１１２等の搬送など、自動分析装置１００内の各機構の動作を制御する。

（１−２）試薬格納庫の詳細構成
以下では、本実施例に係る自動分析装置１００の要部である試薬格納庫１０９の詳細構成を説明する。図２に、試薬格納庫１０９を上面から見た図（上段）と側面から見た図（下段）を示す。図２では、試薬格納庫１０９に設けられている試薬ボトル１１０の搬入口と搬出口と分取位置を省略している。

本実施例における試薬格納庫１０９では、同形状の駆動側プーリ２０１と従動側プーリ２０２とがＸ軸方向に所定距離だけ離れて配置されている。駆動側プーリ２０１と従動側プーリ２０２との間にはエンドレスベルト２０４が架け渡されている。エンドレスベルト２０４は、長円形状を形成するように架け渡されている。エンドレスベルト２０４は、不図示の駆動装置（例えばモータ）によって回転駆動される駆動側プーリ２０１の回転に応じて循環移動する。

本実施例の場合、エンドレスベルト２０４の一辺には、２２個の継手部材２０５の各一端が等間隔に固定されている。継手部材２０５はいずれも同一形状を有している。継手部材２０５の別の一端には、回転部材２０６が取り付けられている。回転部材２０６は、例えば軸受によって構成され、ボトルホルダ２０３の側面から垂直方向（Ｙ軸）に突出する軸部材２０８を回転自在に支持する。因みに、軸部材２０８は、ボトルホルダ２０３の一側面（Ｘ−Ｚ面）における２つの対角線の交点位置に配置される。なお、回転部材２０６と軸部材２０８による取り付けは一例であり、その他の取り付け構造も可能である。

本実施例におけるボトルホルダ２０３は、長方体形状の箱であり、その上面（Ｘ−Ｙ面）に開口が設けられている。ボトルホルダ２０３を構成する側面（枠体）の厚みは１〜５ｍｍである。試薬ボトル１１０は、この開口を通じ、ボトルホルダ２０３の内部に着脱自在に収容される。本実施例の場合、ボトルホルダ２０３の上面が開口されているものとするが、用途や構成によりボトルホルダ２０３の形状は様々であり、例えば上面と前面が開口していても良い。また、試薬ボトル１１０の全体が、ボトルホルダ２０３に完全に収容されるものとするが、後述する寸法条件を満たす限り、試薬ボトル１１０の一部がボトルホルダ２０３からはみ出しても良い。

更に、試薬格納庫１０９には、エンドレスベルト２０４と同じく長円形状の姿勢ガイド２０７が配置されている。本実施例における姿勢ガイド２０７は、エンドレスベルト２０４を上方（Ｚ軸方向）に所定量だけオフセットした位置に配置されている。姿勢ガイド２０７は、複数のボトルホルダ２０３が常に上を向いた姿勢のまま移動するように、ボトルホルダ２０３の側面に設けられた姿勢ガイド接続部材２０９を案内する。姿勢ガイド２０７と姿勢ガイド接続部材２０９の連結には、既知の様々な手法を適用できる。

（１−３）寸法条件
（１−３−１）条件１
ボトルホルダ２０３に架設された試薬ボトル１１０を可能な限り近づけた状態で収容し、かつ、試薬ボトル１１０を常に上方に向けたまま（同じ姿勢のまま）搬送可能とするには、試薬格納庫１０９を構成する各部が以下の寸法を満たすことが要求される。図３に、駆動側プーリ２０１付近の構造を拡大して示す。

隣接する２つの試薬ボトル１１０の間のピッチｂは、駆動側プーリ２０１の半円部分（エンドレスベルト２０３が半円状になっている部分）に固定された継手部材２０５のピッチで決定される。図３では、半円部分において隣り合う２つの継手部材２０５が、互いに９０°（度）の角度で配置される場合について表している。なお、隣接する２つの継手部材２０５の配置関係は、必ずしも９０°（度）に限らない。

試薬格納庫１０９では、駆動側プーリ２０１（従動側プーリ２０２についても同様）の半円状の部分をボトルホルダ２０３が移動する際に、隣接する他のボトルホルダ２０３（ボトルホルダ２０３から試薬ボトル１１０がはみ出る場合には試薬ボトル１１０も）と接触することなく、試薬ボトル１１０が上向きの姿勢を維持したまま搬送できる必要がある。具体的には、ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での対角線を直径とする仮想円３０２（図中点線で示す）が半円部において互いに接触しない距離をとる必要がある。

図４を用いて、この条件を満たす寸法の関係を求める。図４は、図３に表された寸法の緒元を概略的に表した図である。図中、ｗは「ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での幅」、ｈは、「ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での高さ」、ｘ（＝√(w²+h²)は「ボトルホルダに試薬ボトルを搭載した状態での対角線の長さ」、ｙは「ボトルホルダ２０３が互いにぶつからずに回転できる最小距離」、ｒ１は「ボトルホルダ２０３の軸部材２０８が通過する軌道円３０３の半径」である。なお、中心３０４は、駆動側プーリ２０１（従同側プーリ２０２についても同様）の回転中心である。また、本明細書で「幅」というときは図に示すようにボトルホルダの進行方向の幅を意味する。

図４に示すように、仮想円３０２の直径の長さｘと、同じ仮想円３０２の２つの半径の和で与えられる長さｙとは同じである。そして、半径ｒ１と対角線の長さｙとの間には、１：√２の関係が成立することから、１：√２＝ｒ１：√(w²+h²)が成立する。この式をｒ１について整理すると、以下の式１が導き出される。

なお、式１で与えられる半径ｒ１は、ボトルホルダ２０３の軸部材２０８が通過する軌道円３０３の半円部分でボトルホルダ２０３が互いにぶつからずに移動するために求められるボトルホルダ２０３の寸法の最小値に相当する。従って、半径ｒ１は、以下の式２を満たすことが求められる。

（１−３−２）条件２
ここでは、直線的に配列されるボトルホルダ２０３の距離を近づけるために、ボトルホルダ２０３の寸法と、駆動側プーリ２０１（従動側プーリ２０２についても同様）の半径ｒ２との間に求められる関係について説明する。図５を用いて説明する。図中、ｐは「継手部材２０５を１ピッチ移動させるときの駆動側プーリ２０１（従動側プーリ２０２）の回転角（度）」、ａは「１ピッチ動かすためのプーリの周長」、ｂは「ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での隣接する試薬ボトル間のピッチ」、αは「ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での隣接する試薬ボトル間のクリアランス」、ｒ２は「プーリの半径」である。なお、中心３０４は、駆動側プーリ２０１（従同側プーリ２０２についても同様）の回転中心である。

ここで、駆動側プーリ２０１を１ピッチ分動かすときの周長ａは、ａ＝２π(ｒ２)ｐ／３６０で与えられる。また、試薬ボトル間のピッチｂは、ボトルホルダ２０３の幅ｗとクリアランスαの和（＝ｗ＋α）で与えられる。さらに、１ピッチ動かすときのプーリの周長ａと試薬ボトル間のピッチｂは、当然同じである。すると、以下の関係が成立する。

この関係を変形すると、プーリの半径ｒ２は、次式で表される。

図５は、継手部材２０５を１ピッチ移動させるときの駆動側プーリ２０１（従動側プーリ２０２）の回転角ｐが９０度であるので、以下の式３が導き出される。

以下では、ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での隣接する試薬ボトル間のクリアランスαをゼロにする場合に要求される寸法条件について説明する。なお、クリアランスαがゼロの場合、ボトルホルダ２０３が水平方向（Ｘ方向）で互いに接触してしまうので、この寸法条件は、試薬格納庫１０９の各部に要求される下限条件を与える。

図６に、クリアランスαがゼロの各部の関係を示す。図中、ｗは「ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での幅」、ｈは「ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での高さ」、ｐは「継手部材２０５を１ピッチ移動させるときの駆動側プーリ２０１（従動側プーリ２０２）の回転角（度）」、ａは「１ピッチ動かすためのプー
リの周長」、ｂは「ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での隣接する試薬ボトル間のピッチ」、ｒ２は「プーリの半径」である。

ここで、駆動側プーリ２０１を１ピッチ分動かすときの周長ａは、ａ＝２π(ｒ２)ｐ／３６０で与えられる。また、試薬ボトル間のピッチｂは、ボトルホルダ２０３の幅ｗで与えられる。さらに、１ピッチ動かすときのプーリの周長ａと試薬ボトル間のピッチｂは、当然同じである。すると、以下の関係が成立する。

なお、前述したとおり、式４はプーリの半径に要求される下限条件であるため、設定されるプーリの半径ｒ２は以下の式５を満たす必要がある。

続いて、前述の実施例で説明した技術的効果が得られるクリアランスαの最大条件について検討する。この場合は、ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での隣接する試薬ボトル間のピッチｂが、ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での対角線の長さｘ（＝√(w²+h²)）と同じ場合である。

図１１に、この場合の各部の関係を示す。図中、ｗは「ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での幅」、ｈは「ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での高さ」、ｐは「継手部材２０５を１ピッチ移動させるときの駆動側プーリ２０１（従動側プーリ２０２）の回転角（度）」、ａは「１ピッチ動かすためのプーリの周長」、ｂは「ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での隣接する試薬ボトル間のピッチ」、ｙは「ボトルホルダが互いにぶつからずに回転できる最小距離「=ｂ」、ｒ２は「プーリの半径」である。

ここで、駆動側プーリ２０１を１ピッチ分動かすときの周長ａは、ａ＝２π(ｒ２)ｐ／３６０で与えられる。また、試薬ボトル間のピッチｂは、ボトルホルダ２０３の幅ｗとクリアランスαの和（＝ｗ＋α）で与えられる。なお、前提条件より、ｂ＝ｘ＝√(w²+h²)である。さらに、１ピッチ動かすときのプーリの周長ａと試薬ボトル間のピッチｂは、当然同じである。すると、以下の関係が成立する。

なお、前述したとおり、式６はプーリの半径に要求される最大条件であるため、設定されるプーリの半径ｒ２は以下の式７を満たす必要がある。

よって、プーリの半径ｒ２は、以下の式８を満たしていれば、前述した実施例と同様の効果を実現することができる。

なお、継手部材の長さに相当する連結部材に固定される端部と軸部材との距離はｒ１−ｒ２で表わされる。
また、仮にピッチｂがボトルホルダ２０３の対角線の長さとした場合に、回転部材２０６を中心にボトルホルダ２０３が大きく揺れると隣接するボトルホルダ２０３の角同士がプーリの箇所で接触する可能性がある。これを避けるためピッチｂを対角線の長さより大きくすることは可能である。しかし、ピッチｂを長くすると直線的にボトルホルダ２０３が移動する箇所でのボトルホルダ２０３の単位長さ当たりの密度が低くなり省スペース化の面でデメリットとなる。一方、ピッチｂを対角線の長さ以下とすることでこの単位長さ当たりの密度を高くすることができ省スペース化のメリットがある。さらにより密度を高めるためにはピッチｂを対角線の長さ未満とすることが望ましい。但し、言うまでもなくこのピッチｂはボトルホルダ２０３の幅未満とすることはできないため下限はボトルホルダ２０３の幅となる。従い、ピッチｂはボトルホルダ２０３の幅以上対角線の長さ以下であることが望ましく、さらには対角線の長さ未満であることが望ましい。なお、ボトルホルダ２０３同士の接触については図２の姿勢ガイド２０７を設けることで揺れを防ぐことができプーリ箇所でも互いの接触を防ぐことができる。

（１−４）具体例
ここで、式３において、クリアランスαは任意に設定することができる。例えばｗ＝３５ｍｍ、ｈ＝８０ｍｍ、α＝１０ｍｍとする場合の試薬格納庫１０９の構成例を図８に示す。図８において、駆動側プーリ２０１及び従動側プーリ２０２の半径ｒ２は２８．６ｍｍ、ボトルホルダ２０３（試薬ボトル１１０）の回転中心（すなわち、軸部材２０８）が通過する軌道円３０３の半径ｒ１は６１．８ｍｍとなる。このとき、試薬ボトル１１０を２０個格納する試薬格納庫１０９を、幅約５２０ｍｍ、高さ約２０５ｍｍの空間に設置することができる。

また、クリアランスαを５ｍｍとする場合の試薬格納庫１０９の構成例を図９に示す。図９において、駆動側プーリ２０１及び従動側プーリ２０２の半径ｒ２は２５．５ｍｍ、ボトルホルダ２０３（試薬ボトル１１０）の回転中心（すなわち、軸部材２０８）が通過する軌道円３０３の半径ｒ１は６１．８ｍｍとなる。このとき、試薬ボトル１１０を２２個格納する試薬格納庫１０９を、幅５２０ｍｍ、高さ２０５ｍｍの空間で設置することができる。

また、図６を用いてｒ２の下限条件であるクリアランスαがゼロの各部の関係を示した様にクリアランスαを０ｍｍとする場合、駆動側プーリ２０１及び従動側プーリ２０２の半径ｒ２は２２．３ｍｍ、ボトルホルダ２０３（試薬ボトル１１０）の回転中心（すなわち、軸部材２０８）が通過する軌道円３０３の半径ｒ１は６１．８ｍｍとなる。このとき、試薬ボトル１１０を２４個格納する試薬格納庫１０９を、幅５２０ｍｍ、高さ２０５ｍｍの空間で設置することができる。

また、図７を用いてｒ２の最大条件である試薬ボトル間のピッチｂが対角線の長さｘの各部の関係を示した様に試薬ボトル間のピッチｂを√(w²+h²)ｍｍとする場合、駆動側プーリ２０１及び従動側プーリ２０２の半径ｒ２は５５．６ｍｍ、ボトルホルダ２０３（試薬ボトル１１０）の回転中心（すなわち、軸部材２０８）が通過する軌道円３０３の半径ｒ１は６１．８ｍｍとなる。このとき、試薬ボトル１１０を１２個格納する試薬格納庫１０９を、幅５２０ｍｍ、高さ２０５ｍｍの空間で設置することができる。

つまり、隣接する試薬ボトル間のクリアランスαを最小限にすることが理想であるが、隣接する試薬ボトル間のピッチｂが、ボトルホルダ２０３が互いにぶつからずに回転できる最小距離ｙ以下となるように設定する。即ち、１ピッチ動かすためのプーリの周長aがボトルホルダ２０３が互いにぶつからずに回転できる最小距離ｙ以下となるよう駆動側プーリ２０１及び従動側プーリ２０２の径を小さくすることで同じ設置空間であれば従来装置に比してより多くの試薬ボトル１１０を搭載でき、同じ個数の試薬ボトル１１０を収容するのであれば従来装置に比して設置空間をより小さくできる。かくして、従来装置に比してよりコンパクトで収容能力が高い自動分析装置１００を実現することができる。

（１−５）分析動作の概要
図１０に、本実施例に係る自動分析装置１００において実行される分析時の動作の概要を示す。自動分析装置１００の動作は、前述の通り、制御部１１８が制御する。制御部１１８は、試料分注機構１１１ａ、試料搬送機構１１７、反応ディスク１０１の動作を制御し、サンプルラック１１６に搭載された試料容器１１５に収容されている試料を反応容器１０２に一定量分注する（ステップＳ１）。

次に、制御部１１８は、第２試薬分注機構１０７ａ、試薬格納庫１０９、反応ディスク１０１の動作を制御し、前処理工程を実施するために、前処理用の試薬を反応容器１０２に分注する（ステップＳ２）。この際、試薬格納庫１０９には、制御部１１８からオペレータから依頼のあった測定項目に応じた試薬ボトル１１０を吸引位置に移動させるように指示が与えられる。制御部１１８は、複数の動作パラメータを記憶部に保存しており、移動対象である試薬ボトル１１０の現在位置と吸引位置（目標位置）までの距離に応じた動作パラメータを選択し、不図示の駆動装置を駆動させる。駆動装置によって駆動側プーリ２０１が回転駆動されると、エンドレスベルト２０４を介して連結された従動側プーリ２０２も回転する。

継手部材２０５を通じてエンドレスベルト２０４に連結されているボトルホルダ２０３は、回転部材２０６と姿勢ガイド２０７によって常に上方を向いた状態のまま（同じ姿勢のまま）、所定の吸引位置へと搬送される。この後、制御部１１８は、第１試薬分注機構１０７又は第２試薬分注機構１０７ａによって、吸引位置に搬送された試薬ボトル１１０から試薬を分取し、反応ディスク１０１に架設された反応容器１０２に分注する。

続いて、制御部１１８は、撹拌機構１０５、反応ディスク１０１の動作を制御し、前処理用試薬を分注した反応容器１０２内における前処理用試薬と試料の混合液を撹拌する（ステップＳ３）。以下では、撹拌後の混合液を前処理液という。その後、制御部１１８は、試料分注機構１１１、反応ディスク１０１の動作を制御し、前処理液を別の反応容器１０２ａ（不図示）に分注する（ステップＳ４）。次に、制御部１１８は、第１試薬分注機構１０７、試薬格納庫１０９、反応ディスク１０１の動作を制御し、第１試薬を反応容器１０２ａに分注する（ステップＳ５）。試薬格納庫１０９は、前述と同様に駆動制御される。続いて、制御部１１８は、撹拌機構１０５、反応ディスク１０１の動作を制御し、第１試薬を分注した反応容器１０２ａ内の混合液を撹拌する（ステップＳ６）。

更に、制御部１１８は、第１試薬分注機構１０７（又は、第２試薬分注機構１０７ａ）、試薬格納庫１０９、反応ディスク１０１の動作を制御し、反応容器１０２ａに第２試薬を分注する（ステップＳ７）。試薬格納庫１０９は、前述と同様に駆動制御される。次に、制御部１１８は、撹拌機構１０５、反応ディスク１０１の動作を制御し、第２試薬を分注した反応容器１０２ａ内の混合液を撹拌する（ステップＳ８）。その後、制御部１１８は、分光光度計１０４、反応ディスク１０１の動作を制御し、反応容器１０２ａ内の混合液の吸光度を測定する（ステップＳ９）。ここで、反応ディスク１０１は周期的に回転と停止を繰り返し、反応容器１０２ａが分光光度計１０４の前を通過するタイミングで測定が行われる。実際の測定では、第１試薬の分注以降、混合液の反応過程を測定する。この動作が、依頼された項目について測定が全て完了されるまで繰り返される。

（２）実施例２
前述の実施例においては、継手部材２０５を１ピッチ移動させるときの駆動側プーリ２０１（従動側プーリ２０２）の回転角ｐが９０度の場合について説明したが、前述したように、回転角ｐは９０度に限らない。例えば回転角ｐが１８０度であってもよい。この場合に求められる寸法条件を、図１１を用いて説明する。図中、ｐは「継手部材２０５を１ピッチ移動させるときの駆動側プーリ２０１（従動側プーリ２０２）の回転角（度）」、ａは「１ピッチ動かすためのプーリの周長」、ｂは「ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での隣接する試薬ボトル間のピッチ」、αは「ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での隣接する試薬ボトル間のクリアランス」、ｒ２は「プーリの半径」である。この場合、隣接する試薬ボトル間のピッチｂがボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での対角線の長さ以下になる。

図９は、継手部材２０５を１ピッチ移動させるときの駆動側プーリ２０１（従動側プーリ２０２）の回転角ｐが１８０度であるので、以下の式９が導き出される。

（３）他の実施例
（３−１）前述の実施例では、駆動側プーリ２０１と従動側プーリ２０２をつなぐ部材がエンドレスベルト２０４である場合について説明したが、発明はこれに限定されない。駆動側プーリと従動側プーリをつなぎ伝達する部材（連結部材）であれば、例えばチェーンであっても良い。

（３−２）前述の実施例では、姿勢ガイド２０７をエンドレスベルト２０４の片側に１本だけ配置する場合について説明したが、例えば２本配置しても良く、３本以上配置しても良い。また、姿勢ガイド２０７をエンドレスベルト２０４の両側に配置されても良い。また、姿勢ガイド２０７を設けることでボトルホルダ２０３の揺れを防ぐことが可能ではあるが、揺れを抑制するための手段として姿勢ガイド２０７を例として説明したが回転部材２０６の回転許容角度を規制するなどによりボトルホルダ２０３の揺れ幅を抑制しつつ常に上を向いた状態を確保することも可能である。従い、図示する姿勢ガイド２０７とは異なる形態でボトルホルダ２０３の姿勢を維持することも可能である。但し、姿勢ガイド２０７のようにすることで安定的にボトルホルダ２０３の揺れを実質的に無くすことが可能となる。

（３−３）前述の実施例では、試薬格納庫１０９内における搬送ラインが図１に示すように１本の場合について説明したが、例えば２本配置しても良く、３本以上配置しても良い。試薬格納庫１０９内に複数本の搬送ラインを有する場合、それらの制御は一括に実行しても良いし、個別に実行しても良い。また、個々の搬送ラインに対応する試薬ボトル１１０の格納数及び間隔などは全て同じでも良いし、それぞれ別々でも良い。

（３−４）ボトルホルダ２０３の肉厚は、例えば１〜５ｍｍであるのが望ましい。肉厚が薄い場合、ボトルホルダ２０３に負荷がかかって破損するおそれがある。一方、肉厚が厚い場合、試薬ボトル１１０が上段から下段又は下段から上段に移動する部分の回転半径（ボトルホルダ２０３の軸部材２０８が通過する軌道円３０３の半径ｒ１）が大きくなりデットスペースの肥大化につながる。また、肉厚が厚い場合、ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での隣接する試薬ボトル間のピッチｂが大きくなり、前述した効果が得られなくなる。

（３−５）前述の実施例では、試薬ボトル１１０の高さｈが試薬ボトル１１０の幅ｗより大きい場合に使用して好適な試薬格納庫１０９について説明した。すなわち、エンドレスベルト２０４の延長方向が鉛直方向（Ｚ方向）よりも水平方向（Ｘ方向）に長い試薬格納庫１０９について説明した。しかし、本発明はこの構成に限らない。例えば試薬ボトル１１０の幅ｗが試薬ボトル１１０の高さｈより大きい場合には、エンドレスベルト２０４の延長方向が水平方向（Ｘ方向）よりも鉛直方向（Ｚ方向）に長い試薬格納庫１０９を採用しても良い。

図１２に、この種の試薬格納庫１０９の具体例を示す。図１２には、図２と対応部分に同一符号を付して示している。図１２には、試薬格納庫１０９を側面から見た図のみを示している。図１２においても、試薬格納庫１０９に設けられている試薬ボトル１１０の搬入口と搬出口と分取位置を省略している。図１２におけるボトルホルダ２０３も長方体形状の箱であり、その上面（Ｘ−Ｙ面）側に幅広の開口が設けられている。試薬ボトル１１０は、この開口を通じ、ボトルホルダ２０３の内部に着脱自在に収容される。従って、試薬ボトル１１０へのアクセス（例えば吸引／吐出）は、ボトルホルダ２０３の幅広の開口側から行われる。

（３−６）
前述の実施例では、プーリの大きさとピッチｂとの関係で継手部材を１ピッチ移動させるときのプーリの回転角ｐを９０度又は１８０度の場合について説明したが、この回転角ｐはこれに限られるものではない。但し、回転角ｐが小さくなるに従い保管機構は縦方向に大きくなるためｐは大きい方が望ましい。例えば、回転角ｐは９０度以上１８０度以下であることが望ましい。
（３−７）
前述の実施例では、保管機構に試薬ボトル１１０が保管される場合について説明したが、保管機構は、ディスポーザルの反応容器を収容するマガジンラックやディスポーザルの分注チップを収容するマガジンラックであっても良い。

１００…自動分析装置、１０１…反応ディスク、１０２…反応容器、１０３…通常洗浄機構、１０４…分光光度計、１０５…攪拌機構、１０６…洗浄槽（攪拌機構用）、１０７…第１試薬分注機構、１０７ａ…第２試薬分注機構、１０８…洗浄槽（試薬分注機構用）、１０９…試薬格納庫、１１０…試薬ボトル、１１１…試料分注機構、１１１ａ…試料分注機構、１１１ｂ…試料分注機構のプローブ、１１２…洗剤ボトル、１１３…洗浄槽（試料分注機構用）、１１５…試料容器、１１６…サンプルラック、１１７…試料搬送機構、１１８…制御部、２０１…駆動側プーリ、２０２…従動側プーリ、２０３…ボトルホルダ、２０４…エンドレスベルト、２０５…継手部材、２０６…回転部材、２０７…姿勢ガイド、２０８…軸部材、２０９…姿勢ガイド接続部材、２１０…継手部材の先端部の軌跡、３０２…ボトルホルダ２０３に試薬ボトル１１０を搭載した状態での対角線を直径とする仮想円、３０３…ボトルホルダ２０３の軸部材２０８が通過する軌道円、１２０１…駆動ロール、１２０２…駆動ロール、１２０３…無限軌道、１２０４…パックカプセル収容容器、１２０５…パックカプセル。

Claims

複数のボトルの保管と搬送が可能な保管機構部と、
試料と試薬の混合液を分析する分析部と、
前記保管機構部及び前記分析部の動作を制御する制御部と
を有し、
前記保管機構部は、
第１のプーリと、
第２のプーリと、
前記第１のプーリを回転駆動する駆動装置と、
前記第１のプーリと前記第２のプーリの間に架け渡されて２つの半円部と直線部により構成される長円形状を形成し、前記第１のプーリの回転に応じて循環移動する連結部材と、
前記複数のボトルを着脱自在に収容する長方体形状の複数のボトルホルダと、
第１の端部が等間隔で前記連結部材に固定され、第２の端部が前記ボトルホルダの側面で前記ボトルホルダを回転自在に支持する継手部材と、
を有し、
前記継手部材は、前記ボトルホルダの側面から突出する軸部材を軸受が保持することによって、前記ボトルホルダを回転可能に支持し、
前記保管機構部は、前記連結部材と同形状を有する姿勢ガイドであって、前記複数のホルダの移動時に姿勢を常に同じ向きに保持する姿勢ガイドを有し、
前記姿勢ガイドは、前記第１のプーリと前記第２のプーリを接続する直線に対して垂直な方向に前記連結部材をオフセットした位置に配置されており、
前記第２の端部が前記第１のプーリまたは前記第２のプーリの周囲で回転するときにおける軌道円の半径ｒ１と、前記第１のプーリまたは前記第２のプーリの半径ｒ２との間の差分は、前記ボトルホルダが前記継手部材によって支持されているときにおける前記継手部材の延伸方向に沿った長さの半分以下である
自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
ｗを、前記ボトルホルダに前記ボトルを搭載した状態での幅、
ｈを、前記ボトルホルダに前記ボトルを搭載した状態での高さ、
ｐを、前記継手部材を１ピッチ移動させるときの前記第１のプーリの回転角（度）、
ｒ２を、前記第１のプーリの半径とするとき、
前記第１のプーリの半径ｒ２が、次式を満たすことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
ｗを、前記ボトルホルダに前記ボトルを搭載した状態での幅、
ｈを、前記ボトルホルダに前記ボトルを搭載した状態での高さ、
ｒ１を、前記第２の端部が通過する軌道円の半径とするとき、
前記軌道円の半径ｒ１が、次式を満たし、
さらに、
ｐを、前記継手部材を１ピッチ移動させるときの前記第１のプーリの回転角（度）、
αを、前記ボトルホルダに前記ボトルを搭載した状態での隣接する前記ボトルどうしの間のクリアランス、
ｒ２を、前記第１のプーリの半径とするとき、
前記第１のプーリの半径ｒ２が、９０度≦ｐ≦１８０度のとき、次式を満たす
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
前記保管機構部は、前記ボトルを搬入する位置と、前記ボトルを搬出する位置と、前記試薬を前記ボトルから分取する位置を有する
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
前記保管機構部は、前記ボトルを搬入する位置と、前記ボトルを搬出する位置とを有する
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
前記ボトルの高さが幅より大きく、前記連結部材の長軸方向が水平方向である
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
前記ボトルの幅が高さより大きく、前記連結部材の長軸方向が鉛直方向である
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置において、
前記等間隔は、前記ボトルホルダの幅以上対角線の長さ以下であることを特徴とする自動分析装置。
請求項２に記載の自動分析装置において、
ｐは９０度以上１８０度以下であることを特徴とする自動分析装置。
請求項３に記載の自動分析装置において、
ｐは９０度以上１８０度以下であることを特徴とする自動分析装置。