JP6756408B2 - 試料導入装置 - Google Patents

Description

本発明は、試料が収容されたサンプルチューブを加熱することにより、試料成分を脱離させて分析部に導入するための試料導入装置に関するものである。

例えば空気中の環境汚染物質を分析する場合のように、極微量の試料成分を分析部に導入する際に、加熱脱離方式の試料導入装置が用いられる場合がある。この種の試料導入装置では、試料が収容されたサンプルチューブを加熱して試料成分を脱離させることにより、トラップカラム内に試料成分を一旦捕集した後、当該トラップカラム内の試料成分を加熱することにより脱離させ、分析部に導入することができる。

上記のような試料導入装置は、例えばチューブ保持部及びチューブ加熱部を備えている（例えば、下記特許文献１参照）。チューブ保持部は、サンプルチューブを保持して移動させる。このチューブ保持部の移動により、サンプルチューブの両端に対してキャップを着脱するためのキャップ着脱位置や、サンプルチューブを加熱するための加熱位置などの任意の位置に、サンプルチューブを移動させることができる。チューブ加熱部は、チューブ保持部に保持されたサンプルチューブに対して加熱位置で接触し、当該サンプルチューブを加熱することにより、当該サンプルチューブ内の試料成分を脱離させる。

特許文献１に開示された構成では、チューブ保持部及びチューブ加熱部が、一直線上に延びる支持軸に沿って移動する。具体的には、支持軸の外周面にネジ山が形成されており、当該ネジ山にねじ込まれるようにして、永久磁石を含むナットが取り付けられている。このナットが支持軸の回転に伴って移動することにより、磁力でナットに連結されたチューブ保持部又はチューブ加熱部を支持軸に沿って移動させることができる。

国際公開第２０１７／１０４００５号

しかしながら、上記のような磁力でチューブ保持部及びチューブ加熱部を移動させるような構成では、動作の信頼性が十分ではないという問題があった。すなわち、各部材の寸法精度やがたつきなどに起因して、チューブ保持部及びチューブ加熱部に対して、ナットを磁力により良好に連結できないおそれがある。

その一方で、動作の信頼性を十分に確保しようとした場合には、例えばチューブ保持部及びチューブ加熱部を別々の支持軸に沿って移動させる構成を採用するなど、構造が複雑になったり、装置が大型化したりするという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、動作の信頼性が高く、かつ、構造が簡単な試料導入装置を提供することを目的とする。また、本発明は、装置が大型化するのを防止することができる試料導入装置を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る試料導入装置は、試料が収容されたサンプルチューブを加熱することにより、試料成分を脱離させて分析部に導入するための試料導入装置であって、チューブ保持部と、チューブ加熱部と、移動機構とを備える。前記チューブ保持部は、前記サンプルチューブを保持する。前記チューブ加熱部は、前記チューブ保持部に保持されたサンプルチューブに対して加熱位置で接触し、当該サンプルチューブを加熱することにより、当該サンプルチューブ内の試料成分を脱離させる。前記移動機構には、前記チューブ保持部及び前記チューブ加熱部がそれぞれ移動可能に取り付けられている。

前記移動機構は、支持軸と、第１移動部材と、第２移動部材とを含む。前記支持軸は、一直線上に延び、外周面にネジ部が形成されている。前記第１移動部材は、前記ネジ部に螺合され、前記支持軸の回転に伴い当該支持軸に沿って移動することにより、前記チューブ保持部を移動させる。前記第２移動部材は、前記ネジ部に螺合され、前記支持軸の回転に伴い当該支持軸に沿って移動することにより、前記チューブ加熱部を移動させる。前記ネジ部には、前記第１移動部材が移動する領域と、前記第２移動部材が移動する領域とで、一方には正ネジが形成され、他方には逆ネジが形成されている。

このような構成によれば、支持軸の回転に伴い、支持軸のネジ部に螺合された第１移動部材及び第２移動部材が移動することにより、チューブ保持部及びチューブ加熱部が移動する。したがって、磁力でチューブ保持部及びチューブ加熱部を移動させるような構成と比較して、動作の信頼性が高い。また、１つの支持軸に正ネジ及び逆ネジを形成するだけの構成であるため、チューブ保持部及びチューブ加熱部を別々の支持軸に沿って移動させるような構成と比較して、構造が簡単であり、装置が大型化するのを防止することができる。

（２）前記ネジ部は、前記第１移動部材が移動する領域と、前記第２移動部材が移動する領域とでピッチが異なることが好ましい。

このような構成によれば、第１移動部材が移動する領域と、第２移動部材が移動する領域とでネジ部のピッチを異ならせることにより、第１移動部材及び第２移動部材の移動範囲を異ならせることができる。

（３）前記第２移動部材が移動する領域における前記ネジ部のピッチは、前記第１移動部材が移動する領域における前記ネジ部のピッチよりも小さいことが好ましい。

このような構成によれば、チューブ加熱部の移動範囲をチューブ保持部の移動範囲よりも小さくすることができる。これにより、チューブ加熱部に接続された配線を短くすることができるため、構造がより簡単になるとともに、装置が大型化するのをさらに防止することができる。

（４）前記支持軸を第１方向に回転させることにより、前記チューブ保持部及び前記チューブ加熱部が同時に前記加熱位置に到達してもよい。

このような構成によれば、支持軸を第１方向に回転させるだけで、チューブ保持部及びチューブ加熱部の両方を移動させ、同時に加熱位置に到達させた上で、チューブ加熱部によりサンプルチューブを加熱することができる。

（５）前記支持軸を第１方向に回転させることにより、前記チューブ保持部が前記加熱位置に到達した後に、前記チューブ加熱部が前記加熱位置に到達してもよい。

このような構成によれば、支持軸を第１方向に回転させるだけで、チューブ保持部及びチューブ加熱部の両方を移動させ、チューブ保持部を加熱位置に到達させた後に、チューブ加熱部を加熱位置に到達させた上で、チューブ加熱部によりサンプルチューブを加熱することができる。

（６）前記チューブ保持部及び前記チューブ加熱部が前記加熱位置にある状態で、前記支持軸を前記第１方向とは逆方向である第２方向に回転させることにより、前記チューブ保持部が前記加熱位置に留まった状態のまま、前記チューブ加熱部が前記加熱位置から離間してもよい。

このような構成によれば、支持軸を第１方向とは逆方向である第２方向に回転させるだけで、チューブ保持部が加熱位置に留まった状態のまま、チューブ加熱部を先に加熱位置から離間させることができる。したがって、先にチューブ加熱部が加熱位置から離間した状態で、チューブ保持部に保持されたサンプルチューブを冷却することにより、サンプルチューブを良好に冷却することができる。

（７）前記移動機構は、前記加熱位置に到達した前記チューブ保持部を停止させるストッパをさらに含んでいてもよい。この場合、前記第１移動部材は、弾性部材を介して前記チューブ保持部に連結されており、前記チューブ保持部が前記加熱位置に到達した後も前記支持軸が第１方向に回転されることにより、前記第１移動部材が前記支持軸に沿って移動し、前記チューブ保持部と前記第１移動部材との相対位置が変化することにより前記弾性部材が弾性変形してもよい。

このような構成によれば、ストッパと弾性部材を用いた簡単な構成で、支持軸を第１方向に回転させたときに、チューブ保持部が加熱位置に到達した後でチューブ加熱部を加熱位置に到達させたり、支持軸を第２方向に回転させたときに、チューブ加熱部が加熱位置から離間した後でチューブ保持部を加熱位置から離間させたりすることができる。

本発明によれば、支持軸の回転に伴い、支持軸のネジ部に螺合された第１移動部材及び第２移動部材が移動することにより、チューブ保持部及びチューブ加熱部が移動するため、動作の信頼性が高い。また、本発明によれば、１つの支持軸に正ネジ及び逆ネジを形成するだけの構成であるため、構造が簡単であり、装置が大型化するのを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る試料導入装置におけるサンプルチューブの加熱機構の構成例を示した平面図である。 本発明の一実施形態に係る試料導入装置におけるサンプルチューブの加熱機構の構成例を示した平面図である。 本発明の一実施形態に係る試料導入装置におけるサンプルチューブの加熱機構の構成例を示した平面図である。 本発明の一実施形態に係る試料導入装置におけるサンプルチューブの加熱機構の構成例を示した平面図である。 図１Ａに対応する加熱機構の側面図である。 図１Ｂに対応する加熱機構の側面図である。 図１Ｃに対応する加熱機構の側面図である。 図１Ｄに対応する加熱機構の側面図である。 試料導入装置の電気的構成の一例を示したブロック図である。 試料導入装置から分析部に試料を導入する際の制御部による処理の一例を示したフローチャートである。 試料導入装置から分析部に試料を導入する際の制御部による処理の一例を示したフローチャートである。

１．加熱機構の構成
図１Ａ〜図１Ｄは、本発明の一実施形態に係る試料導入装置におけるサンプルチューブ１の加熱機構１００の構成例を示した平面図である。図２Ａ〜図２Ｄは、図１Ａ〜図１Ｄにそれぞれ対応する加熱機構１００の側面図である。

サンプルチューブ１は、例えば円筒状に形成されており、分析前には、図１Ａに示すように、内部に試料が収容された状態で両端部がキャップ２により閉塞されている。試料は、サンプルチューブ１内に設けられた吸着剤（図示せず）に吸着された状態で収容されている。加熱機構１００は、サンプルチューブ１を保持するチューブ保持部１０と、サンプルチューブ１を加熱するチューブ加熱部２０と、チューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０が移動可能に取り付けられた移動機構３０とを備えている。

チューブ加熱部２０は、ヒータブロック２１を備えている。ヒータブロック２１は、例えばアルミニウムなどの熱伝導性が高い材料により形成されている。このヒータブロック２１をチューブ保持部１０に保持されたサンプルチューブ１に接触させることにより、サンプルチューブ１を加熱することができる。ただし、チューブ加熱部２０は、所定の加熱位置でサンプルチューブ１を加熱するものであれば、サンプルチューブ１に接触するような構成に限らず、例えば非接触でサンプルチューブ１を加熱するものであってもよい。

移動機構３０は、水平方向に沿って一直線上に延びる支持軸３１と、当該支持軸３１に対して移動可能に取り付けられた移動部材３２とを備えている。また、移動機構３０には、モータ３４及び複数のギア３３が備えられており、支持軸３１に対して複数のギア３３を介してモータ３４が連結されている。これにより、モータ３４を駆動させることによって支持軸３１を正転又は反転させ、移動部材３２を移動させることができる。

支持軸３１は、第１ネジ部３１１及び第２ネジ部３１２が、結合部３１３を介して同軸上に結合された構成を有している。第１ネジ部３１１及び第２ネジ部３１２には、それぞれの外周面にネジ山が形成されている。第１ネジ部３１１及び第２ネジ部３１２のそれぞれのネジ山は、一方が正ネジ（右回転により締まるネジ）により形成され、他方が逆ネジ（左回転により締まるネジ）により形成されている。

移動部材３２には、第１ネジ部３１１に対して移動可能に取り付けられた第１移動部材３２１と、第２ネジ部３１２に対して移動可能に取り付けられた第２移動部材３２２とが含まれる。第１移動部材３２１には、弾性部材３５を介してチューブ保持部１０が連結されている。第２移動部材３２２には、チューブ加熱部２０（ヒータブロック２１）が連結されている。これにより、移動機構３０には、チューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０がそれぞれ移動可能に取り付けられている。

また、移動機構３０は、チューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０を支持軸３１に沿ってガイドするためのガイド軸３６を備えている。ガイド軸３６は、支持軸３１に対して平行に延びている。この例では、１対のガイド軸３６が設けられているが、ガイド軸３６は１本であってもよいし、３本以上であってもよい。

チューブ保持部１０には貫通孔（図示せず）が形成されており、この貫通孔にガイド軸３６が挿通されることにより、チューブ保持部１０がガイド軸３６に沿ってスライド可能となっている。また、チューブ加熱部２０に連結された第２移動部材３２２には貫通孔（図示せず）が形成されており、この貫通孔にガイド軸３６が挿通されることにより、第２移動部材３２２及びチューブ加熱部２０がガイド軸３６に沿ってスライド可能となっている。

第１移動部材３２１は、例えばナット状の部材であり、内周面に第１ネジ部３１１のネジ山に対応するネジ溝が形成されている。第１移動部材３２１は、第１ネジ部３１１に螺合され、支持軸３１の回転に伴い支持軸３１に沿って移動する。これにより、第１移動部材３２１に連結されたチューブ保持部１０が、支持軸３１の回転方向に応じて、支持軸３１の一端側又は他端側のいずれかに移動する。

第２移動部材３２２には、貫通孔（図示せず）が形成されており、その内周面に第２ネジ部３１２のネジ山に対応するネジ溝が形成されている。第２移動部材３２２は、第２ネジ部３１２に螺合され、支持軸３１の回転に伴い支持軸３１に沿って移動する。これにより、第２移動部材３２２に連結されたチューブ加熱部２０が、支持軸３１の回転方向に応じて、支持軸３１の一端側又は他端側のいずれかに移動する。

本実施形態では、支持軸３１において第１移動部材３２１が移動する領域である第１ネジ部３１１と、支持軸３１において第２移動部材３２２が移動する領域である第２ネジ部３１２とで、一方には正ネジが形成され、他方には逆ネジが形成されている。したがって、支持軸３１を回転させたときには、第１移動部材３２１及び第２移動部材３２２がそれぞれ支持軸３１に沿って逆方向に移動することとなる。

また、本実施形態では、第１ネジ部３１１と第２ネジ部３１２とで、ネジ山のピッチが異なっている。具体的には、第２ネジ部３１２のネジ山のピッチは、第１ネジ部３１１のネジ山のピッチよりも小さく、例えば約１／２のピッチに設定されている。これにより、支持軸３１を回転させたときには、第１移動部材３２１の移動速度よりも第２移動部材３２２の移動速度の方が遅くなるように構成されている。

第１移動部材３２１とチューブ保持部１０とを連結する弾性部材３５は、例えば１対のバネにより構成されている。各バネは、支持軸３１に対して平行方向に延びており、当該平行方向に沿って伸長可能となっている。ただし、弾性部材３５は、１対のバネにより構成されるものに限らず、１つ又は３つ以上のバネにより構成されるものであってもよいし、ゴムなどの他の部材により構成されるものであってもよい。

第１移動部材３２１とともに移動するチューブ保持部１０の移動範囲内には、ストッパ３７が設けられている。支持軸３１の回転に伴い、第１移動部材３２１及びチューブ保持部１０が支持軸３１に沿って移動するが、チューブ加熱部２０側に移動する途中でチューブ保持部１０がストッパ３７に接触することにより、それ以上チューブ加熱部２０側には移動しないようになっている。この場合、支持軸３１をさらに回転させて第１移動部材３２１を移動させると、第１移動部材３２１とチューブ保持部１０との距離が徐々に短くなり、弾性部材３５が徐々に圧縮されることとなる。

このような弾性部材３５の圧縮変形は、チューブ保持部１０が支持軸３１に沿ってチューブ加熱部２０側に移動する途中で、ストッパ３７以外の障害物にチューブ保持部１０が接触した場合にも生じ得る。また、支持軸３１が反転されることによりチューブ保持部１０がチューブ加熱部２０側とは反対側に移動する場合にも、その途中でストッパ３７以外の障害物にチューブ保持部１０が接触したときには、弾性部材３５が伸長することとなる。

本実施形態における加熱機構１００には、上記構成に加えて、回転検出機構９１及び移動検出機構９２が備えられている。回転検出機構９１は、支持軸３１の回転を検出するためのものである。一方、移動検出機構９２は、支持軸３１の回転に伴うチューブ保持部１０の移動を検出するためのものである。

回転検出機構９１は、例えばスリット板９１１及びフォトセンサ９１２を備えており、支持軸３１の回転を光学的に検出することができる。具体的には、円板状のスリット板９１１が支持軸３１に取り付けられており、当該スリット板９１１に対向するようにフォトセンサ９１２が設けられている。スリット板９１１は、支持軸３１の回転に伴って、支持軸３１と同軸上で回転する。

スリット板９１１には、周方向に一定間隔でスリット（図示せず）が形成されている。フォトセンサ９１２は、支持軸３１の回転に伴うスリットの軌道上に対向している。フォトセンサ９１２は、発光部及び受光部（いずれも図示せず）を備えており、発光部から出射される光の光路上に、上記スリットの軌道が位置している。したがって、支持軸３１が回転しているときには、フォトセンサ９１２の発光部から出射される光が、スリット板９１１におけるスリットが形成されている位置及びスリットが形成されていない位置に交互に照射されることとなり、受光部における受光量が周期的に変化する。この受光量の周期的変化の有無に基づいて、支持軸３１の回転を検出することができる。

移動検出機構９２は、例えばスリット板９２１及びフォトセンサ９２２を備えており、チューブ保持部１０の移動を光学的に検出することができる。具体的には、細長い板状のスリット板９２１が支持軸３１に対して平行に延びるようにチューブ保持部１０に取り付けられており、当該スリット板９２１に対向するようにフォトセンサ９２２が設けられている。スリット板９２１は、チューブ保持部１０の移動に伴って、支持軸３１に対して平行方向に沿って移動する。

スリット板９２１には、長手方向に一定間隔でスリット９２３が形成されている（図２Ａ〜図２Ｄ参照）。フォトセンサ９２２は、チューブ保持部１０の移動に伴うスリットの軌道上に対向している。フォトセンサ９２２は、発光部及び受光部（いずれも図示せず）を備えており、発光部から出射される光の光路上に、上記スリットの軌道が位置している。したがって、チューブ保持部１０が移動しているときには、フォトセンサ９２２の発光部から出射される光が、スリット板９２１におけるスリットが形成されている位置及びスリットが形成されていない位置に交互に照射されることとなり、受光部における受光量が周期的に変化する。この受光量の周期的変化の有無に基づいて、チューブ保持部１０の移動を検出することができる。

２．試料導入装置の電気的構成
図３は、試料導入装置の電気的構成の一例を示したブロック図である。試料導入装置の動作は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む制御部４０により制御される。制御部４０には、上述したチューブ加熱部２０、移動機構３０、回転検出機構９１及び移動検出機構９２の他、表示部５０、フローコントローラ６０、バルブ７０、キャップ着脱機構８０及び冷却ファン９０などが電気的に接続されている。

表示部５０は、例えば液晶表示器により構成されている。表示部５０には、試料導入装置の動作に関する各種情報が表示される。また、制御部４０は、表示部５０に情報を表示させることにより、その情報をユーザに報知することができる。この場合、制御部４０は、ユーザに情報を報知するための報知処理部として機能することとなる。

フローコントローラ６０は、試料を分析部に導入するために使用するキャリアガスの流量を制御する。バルブ７０は、例えば六方バルブにより構成され、試料導入装置内におけるキャリアガスの流路を切り替える。キャップ着脱機構８０は、サンプルチューブ１の両端部に取り付けられたキャップ２を着脱するための機構である。冷却ファン９０は、サンプルチューブ１を冷却するための冷却機構の一例である。

３．試料導入装置の動作
図４Ａ及び図４Ｂは、試料導入装置から分析部に試料を導入する際の制御部４０による処理の一例を示したフローチャートである。以下では、図１Ａ〜図１Ｄ、図２Ａ〜図２Ｄ、図３、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、試料導入装置における加熱機構１００の動作について詳細に説明する。

図１Ａ及び図２Ａに示すような状態で、チューブ保持部１０にサンプルチューブ１がセットされると（ステップＳ１０１）、まず、支持軸３１が回転されることにより、第１移動部材３２１が第２移動部材３２２側とは反対側に移動する。このとき、第２移動部材３２２も第１移動部材３２１側とは反対側に移動するが、その移動速度は第１ネジ部３１１及び第２ネジ部３１２の各ピッチに応じて異なる速度となる。

このように、チューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０は、互いに離間する方向に移動する。そして、図１Ｂ及び図２Ｂに示すように、サンプルチューブ１の両端に取り付けられたキャップ２がキャップ着脱機構８０に接触する位置（キャップ着脱位置）までサンプルチューブ１が移動すると（ステップＳ１０２）、キャップ着脱機構８０が動作することにより、サンプルチューブ１の両端からキャップ２が取り外される（ステップＳ１０３）。

その後、支持軸３１が反転されることにより、チューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０は、互いに接近する方向に移動する。そして、図１Ｃ及び図２Ｃに示すように、チューブ保持部１０がストッパ３７に接触する位置（加熱位置）までサンプルチューブ１が移動すると（ステップＳ１０４）、キャリアガスをサンプルチューブ１内に流通させるための配管３がサンプルチューブ１の両端部に接続される（ステップＳ１０５）。

この状態では、チューブ加熱部２０は加熱位置まで移動していない。すなわち、チューブ加熱部２０のヒータブロック２１はサンプルチューブ１に接触しておらず、チューブ保持部１０だけが先に加熱位置に到達するようになっている。この状態から支持軸３１がさらに回転されると、チューブ加熱部２０はチューブ保持部１０側にさらに接近するが、先に加熱位置に到達したチューブ保持部１０は、ストッパ３７により停止した状態で維持される。

このとき、チューブ保持部１０は停止した状態で維持されるが、チューブ保持部１０に弾性部材３５を介して連結された第１移動部材３２１は、支持軸３１の回転に伴って第２移動部材３２２側に移動する。これにより、弾性部材３５が弾性変形し、チューブ保持部１０と第１移動部材３２１とが互いに接近することとなる。そして、図１Ｄ及び図２Ｄに示すようにチューブ加熱部２０が加熱位置に到達すると、サンプルチューブ１がヒータブロック２１に接触する（ステップＳ１０６）。

このように、本実施形態では、支持軸３１を第１方向（チューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０を互いに接近させる方向）に回転させることにより、チューブ保持部１０が加熱位置に到達した後に、チューブ加熱部２０が加熱位置に到達するようになっている。具体的には、チューブ保持部１０が加熱位置に到達した後も支持軸３１が第１方向に回転されることにより、第１移動部材３２１が支持軸３１に沿って移動し、チューブ保持部１０と第１移動部材３２１との相対位置が変化することにより弾性部材３５が弾性変形（圧縮変形）する。

その後、ヒータブロック２１が加熱されるとともに、フローコントローラ６０及びバルブ７０が制御されることにより、配管３を介してサンプルチューブ１内にキャリアガスが流通される。これにより、サンプルチューブ１内の試料成分が揮発して脱離し、配管３を介してサンプルチューブ１内からキャリアガスにより送り出された試料成分が、トラップカラム（図示せず）に捕集される（ステップＳ１０７）。

サンプルチューブ１が所定時間加熱されることにより、サンプルチューブ１からの試料成分の加熱脱離が完了すると（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、ヒータブロック２１による加熱が停止される（ステップＳ１０９）。その後、支持軸３１が第１方向とは逆方向である第２方向（チューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０を互いに離間させる方向）に回転される。

このとき、支持軸３１の回転に伴って第２移動部材３２２が移動することにより、チューブ加熱部２０が加熱位置から離間し、ヒータブロック２１がサンプルチューブ１に接触しない状態となる（ステップＳ１１０）。支持軸３１の回転に伴って第１移動部材３２１も移動するが、圧縮変形していた弾性部材３５が伸長するため、チューブ保持部１０は加熱位置に留まった状態で維持される。これにより、チューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０は、図１Ｃ及び図２Ｃに示すような状態に戻る。

この状態で、冷却ファン９０によってサンプルチューブ１が冷却される（ステップＳ１１１）。冷却ファン９０は、サンプルチューブ１の近傍に設けられていることが好ましく、チューブ保持部１０を挟んでチューブ加熱部２０側とは反対側からサンプルチューブ１を冷却することがより好ましい。

冷却ファン９０が所定時間駆動されることにより、サンプルチューブ１が十分に冷却されると（ステップＳ１１２でＹｅｓ）、冷却ファン９０の動作が停止される（ステップＳ１１３）。その後、トラップカラムが加熱されるとともに、フローコントローラ６０及びバルブ７０が制御されることにより、トラップカラム内にキャリアガスが供給される。これにより、トラップカラム内の試料成分が揮発して脱離し、その試料成分がキャリアガスにより分析部に導入される。

このとき、試料成分を含むキャリアガスの一部は、配管３を介してサンプルチューブ１内に導入される。サンプルチューブ１は十分に冷却されているため、サンプルチューブ１内には試料成分が再捕集される（ステップＳ１１４）。このように、サンプルチューブ１内に収容されている試料成分の一部のみを分析部に導入し、残りの試料成分をサンプルチューブ１内に再捕集することにより、検出ピークのバンド幅を狭くすることができる。

再捕集は、予め設定された所定回数だけ繰り返される。すなわち、支持軸３１は第１方向に再度回転され、図１Ｄ及び図２Ｄに示すようにチューブ加熱部２０が加熱位置に到達することにより、サンプルチューブ１が再びヒータブロック２１に接触した状態となる（ステップＳ１０６）。その後の動作は、上述の動作（ステップＳ１０７〜Ｓ１１４）と同様である。そして、所定回数の再捕集が終了すると（ステップＳ１１５でＹｅｓ）、サンプルチューブ１の両端部から配管３が取り外される（ステップＳ１１６）。

その後、支持軸３１が第２方向に回転されることにより第１移動部材３２１及び第２移動部材３２２が互いに離間し、図１Ｂ及び図２Ｂに示すようなキャップ着脱位置にサンプルチューブ１が移動する（ステップＳ１１７）。そして、キャップ着脱機構８０が動作することにより、サンプルチューブ１の両端にキャップ２が取り付けられる（ステップＳ１１８）。その後、支持軸３１が第１方向に回転されることにより、図１Ａ及び図２Ａに示すような初期位置（サンプルチューブ１の着脱位置）までチューブ保持部１０が移動する（ステップＳ１１９）。

以上のような動作中に、例えばチューブ保持部１０に保持されたサンプルチューブ１のキャップ２に障害物が接触した場合などには、サンプルチューブ１に外力が作用し、支持軸３１が回転しているにもかかわらずチューブ保持部１０が停止した状態となる場合がある。このような場合には、回転検出機構９１により支持軸３１の回転が検出されているにもかかわらず、移動検出機構９２によりチューブ保持部１０の移動が検出されない状態となる。

本実施形態では、支持軸３１の回転中に、移動検出機構９２によりチューブ保持部１０の移動が検出されない場合に、障害物の接触などの異常が発生したものと判断し、支持軸３１の回転が停止される。また、異常が発生した旨が、表示部５０に表示されることによりユーザに報知される。ただし、支持軸３１の回転停止及び表示部５０による報知処理の両方が行われるような構成に限らず、いずれか一方のみが実行されるような構成であってもよい。

４．作用効果
（１）本実施形態では、支持軸３１の回転に伴い、支持軸３１のネジ部（第１ネジ部３１１及び第２ネジ部３１２）に螺合された第１移動部材３２１及び第２移動部材３２２が移動することにより、チューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０が移動する。したがって、磁力でチューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０を移動させるような構成と比較して、動作の信頼性が高い。また、１つの支持軸３１に正ネジ及び逆ネジを形成するだけの構成であるため、チューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０を別々の支持軸に沿って移動させるような構成と比較して、構造が簡単であり、装置が大型化するのを防止することができる。

（２）また、本実施形態では、第１移動部材３２１が移動する領域（第１ネジ部３１１）と、第２移動部材３２２が移動する領域（第２ネジ部３１２）とでネジ部のピッチを異ならせることにより、第１移動部材３２１及び第２移動部材３２２の移動範囲を異ならせることができる。

（３）特に、第２移動部材３２２が移動する領域（第２ネジ部３１２）におけるネジ部のピッチが、第１移動部材３２１が移動する領域（第１ネジ部３１１）におけるネジ部のピッチよりも小さいため、チューブ加熱部２０の移動範囲をチューブ保持部１０の移動範囲よりも小さくすることができる。これにより、チューブ加熱部２０に接続された配線を短くすることができるため、構造がより簡単になるとともに、装置が大型化するのをさらに防止することができる。

（４）また、本実施形態では、支持軸３１を第１方向に回転させるだけで、チューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０の両方を移動させ、チューブ保持部１０を加熱位置に到達させた後に、チューブ加熱部２０を加熱位置に到達させた上で、チューブ加熱部２０によりサンプルチューブ１を加熱することができる。そして、支持軸３１を第１方向とは逆方向である第２方向に回転させるだけで、チューブ保持部１０が加熱位置に留まった状態のまま、チューブ加熱部２０を先に加熱位置から離間させることができる。したがって、先にチューブ加熱部２０が加熱位置から離間した状態で、チューブ保持部１０に保持されたサンプルチューブ１を冷却することにより、サンプルチューブ１を良好に冷却することができる。

（５）さらに、本実施形態では、ストッパ３７と弾性部材３５を用いた簡単な構成で、支持軸３１を第１方向に回転させたときに、チューブ保持部１０が加熱位置に到達した後でチューブ加熱部２０を加熱位置に到達させたり、支持軸３１を第２方向に回転させたときに、チューブ加熱部２０が加熱位置から離間した後でチューブ保持部１０を加熱位置から離間させたりすることができる。

ただし、上記のような構成に限らず、支持軸３１を第１方向に回転させることにより、チューブ保持部１０及びチューブ加熱部２０が同時に加熱位置に到達するような構成であってもよい。

１ サンプルチューブ
２ キャップ
３ 配管
１０ チューブ保持部
２０ チューブ加熱部
２１ ヒータブロック
３０ 移動機構
３１ 支持軸
３２ 移動部材
３３ ギア
３４ モータ
３５ 弾性部材
３６ ガイド軸
３７ ストッパ
４０ 制御部
５０ 表示部
６０ フローコントローラ
７０ バルブ
８０ キャップ着脱機構
９０ 冷却ファン
９１ 回転検出機構
９２ 移動検出機構
１００ 加熱機構
３１１ 第１ネジ部
３１２ 第２ネジ部
３１３ 結合部
３２１ 第１移動部材
３２２ 第２移動部材

Claims (7)

1. 試料が収容されたサンプルチューブを加熱することにより、試料成分を脱離させて分析部に導入するための試料導入装置であって、
   前記サンプルチューブを保持するチューブ保持部と、
   前記チューブ保持部に保持されたサンプルチューブに対して加熱位置で接触し、当該サンプルチューブを加熱することにより、当該サンプルチューブ内の試料成分を脱離させるチューブ加熱部と、
   前記チューブ保持部及び前記チューブ加熱部がそれぞれ移動可能に取り付けられた移動機構とを備え、
   前記移動機構は、
   一直線上に延び、外周面にネジ部が形成された支持軸と、
   前記ネジ部に螺合され、前記支持軸の回転に伴い当該支持軸に沿って移動することにより、前記チューブ保持部を移動させる第１移動部材と、
   前記ネジ部に螺合され、前記支持軸の回転に伴い当該支持軸に沿って移動することにより、前記チューブ加熱部を移動させる第２移動部材とを含み、
   前記ネジ部には、前記第１移動部材が移動する領域と、前記第２移動部材が移動する領域とで、一方には正ネジが形成され、他方には逆ネジが形成されていることを特徴とする試料導入装置。
2. 前記ネジ部は、前記第１移動部材が移動する領域と、前記第２移動部材が移動する領域とでピッチが異なることを特徴とする請求項１に記載の試料導入装置。
3. 前記第２移動部材が移動する領域における前記ネジ部のピッチは、前記第１移動部材が移動する領域における前記ネジ部のピッチよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の試料導入装置。
4. 前記支持軸を第１方向に回転させることにより、前記チューブ保持部及び前記チューブ加熱部が同時に前記加熱位置に到達することを特徴とする請求項１に記載の試料導入装置。
5. 前記支持軸を第１方向に回転させることにより、前記チューブ保持部が前記加熱位置に到達した後に、前記チューブ加熱部が前記加熱位置に到達することを特徴とする請求項１に記載の試料導入装置。
6. 前記チューブ保持部及び前記チューブ加熱部が前記加熱位置にある状態で、前記支持軸を前記第１方向とは逆方向である第２方向に回転させることにより、前記チューブ保持部が前記加熱位置に留まった状態のまま、前記チューブ加熱部が前記加熱位置から離間することを特徴とする請求項５に記載の試料導入装置。
7. 前記移動機構は、前記加熱位置に到達した前記チューブ保持部を停止させるストッパをさらに含み、
   前記第１移動部材は、弾性部材を介して前記チューブ保持部に連結されており、前記チューブ保持部が前記加熱位置に到達した後も前記支持軸が第１方向に回転されることにより、前記第１移動部材が前記支持軸に沿って移動し、前記チューブ保持部と前記第１移動部材との相対位置が変化することにより前記弾性部材が弾性変形することを特徴とする請求項６に記載の試料導入装置。

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