JP6802724B2

JP6802724B2 - 検査装置及び検査方法

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Publication number: JP6802724B2
Application number: JP2017023209A
Authority: JP
Inventors: 秋田　征人; 征人秋田; 貴光砂押; 美里石川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2020-12-16
Anticipated expiration: 2037-02-10
Also published as: US20180231456A1; US10724942B2; JP2018128420A; EP3360618A1

Description

本発明の実施形態は、検査装置及び検査方法に関する。

検査装置に設置される容器内の検体量や検体位置(例えば、検体の偏り)を検出するためには、画像センサやレーザスキャンといった非接触検出手段が多く用いられている。一般的に、遠心分離機等による処理後の容器内の検体の偏りを検出するためには、３次元位置情報が必要である。例えば、複数方向に画像センサを設けて検体の偏りを検出する方法があるが、撹拌機構や磁気分離機等が設置されているため、見たい方向から検体を検出できない場合もある。そのため、新たに容器を回転させる機構を設けて見やすい向きへ変更する方法もあるが、検査装置が肥大化すること及びコスト高となる。

特開２０００−２７５２５６号公報

本発明が解決しようとする課題は、専用手段を設けることなく精度良く容器内の検体の偏りを検出する検査装置及び検査方法を提供することである。

実施形態の検査装置は、対象を入れた容器を保持する少なくとも１つの容器保持部を有するソケットと、端部が繋がる少なくとも２つのリンクを含み、前記リンクが第１の姿勢の際に前記容器を前記容器保持部に設置し、更に前記リンクが前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢の際に前記容器を前記容器保持部に再設置可能な第１アームと、前記第１の姿勢及び第２の姿勢で前記容器が前記容器保持部に設置された際の前記対象の位置を示す認識結果を少なくとも得る認識部と、を備え、前記ソケットは第３回転軸を中心に回転可能であり、前記認識部は、前記第１の姿勢及び第２の姿勢とは異なる第３の姿勢と、前記第３の姿勢とは異なる第４の姿勢とで、前記容器が前記容器保持部に設置された際の前記対象の位置を示す認識結果を少なくとも得る。

実施形態の検査方法は、対象を入れた容器を保持する容器保持部を有するソケットと、端部が繋がる少なくとも２つのリンクを含む第１アームと、前記対象の位置を示す認識結果を得る認識部と、を備える検査装置における検査方法であって、前記第１アームが、第１の姿勢で前記容器を前記容器保持部に設置し、前記第１アームが、前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢で前記容器を前記容器保持部に再設置し、前記認識部が、前記第１の姿勢及び前記２の姿勢で前記容器を前記容器保持部に設置した際の認識結果を少なくとも得て、前記ソケットは第３回転軸を中心に回転し、前記認識部が、前記第１の姿勢及び第２の姿勢とは異なる第３の姿勢と、前記第３の姿勢とは異なる第４の姿勢で、前記容器を前記容器保持部に設置した際の認識結果を少なくとも得る。

第１の実施形態にかかる検査装置を横方向から見た断面図である。第１の実施形態にかかる検査装置の処理エリアを上方向から見た上面図である。チューブアーム及びピペッターアームの一例を示す概略図である。回転チューブソケットの一例を示す概略図である。チューブ保持部の一例を示す斜視図である。チューブ保持部の開閉動作の一例を示す図である。遠心分離機が回転している時のチューブ保持部に保持されたチューブの一例を示す断面図である。保持つまみ操作部の一例を示す概略図である。図４のＹ線分の断面をＸ方向から見た場合の一例を示す断面図である。回転チューブソケットとチューブアームを簡略化した図である。一のチューブ保持部にチューブを設置する際のチューブアームの姿勢を示す図である。 φが最大となる場合と、φが最小になる場合の第１リンク及び第２リンクの姿勢を示す図である。送液部の一例を示すブロック図である。制御部の一例を示すブロック図である。検査装置の動作フローの一例を示す図である。第２の実施形態にかかる検査装置の検体の認識方法の概略を示す図である。回転チューブソケットの任意の点上でのチューブの保持角度の一例を示す図である。第３の実施形態にかかる検査装置の検体の認識方法の概略を示す図である。式（５）の条件が満たされる場合のリンクの位置を示す図である。

以下、図面を参照して実施形態にかかる検査装置について説明する。同じ符号が付されているものは同様のものを示す。なお、図面は模式的又は概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係や部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。

（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかる検査装置について図１乃至図１５を参照して説明する。

図１は、第１の実施形態にかかる検査装置を横方向から見た断面図である。図２は、第１の実施形態にかかる検査装置の処理エリアを上方向から見た上面図である。

図１に示すように検査装置１は、中間ベースを境に上層と下層に区分され、上層は、中間ベース上に設けられ、設置エリア（第１エリアとも称する）と、処理エリア（第２エリアとも称する）を有する。下層は、ベース上に設けられ、廃棄エリア（第３エリアとも称する）と、制御エリア（第４エリアとも称する）を有する。検査装置１は、設置エリアに設置された複数のカートリッジを処理エリアに搬送し、処理エリアでカートリッジに装填されたチューブ内の検体を処理する。そして、チューブ内の検体の位置を把握するため、処理直後の検体の位置を認識部（後述する）で認識し、更に回転チューブソケット（後述する）上でチューブの設置箇所を変更して更に認識部で検体の位置を認識する。その後、検体をチューブから回収し回収後のチューブを廃棄エリアへ廃棄する。

図１及び図２に示すように検査装置１の設置エリアには、複数の回収容器や検体容器を装填する搬送カートリッジ１１（第１カートリッジとも称する）と、複数のチップを装填するチップカートリッジ１２（第２カートリッジとも称する）と、複数の遠心チューブを装填する遠心チューブカートリッジ１３（第３カートリッジとも称する）と、チューブ内に磁気ビーズが入った複数の磁気ビーズチューブを装填する磁気ビーズチューブカートリッジ１４（第４カートリッジとも称する）と、が設置される。それぞれのカートリッジは、カートリッジ搬送機構（図示しない）に載せられガイドレール（第１乃至４ガイドレールとも称する）を通り、処理エリアへ搬送される。設置エリアと処理エリアの境界には、それぞれゲートが設けられている（第１乃至４ゲートとも称する）。

処理エリアには、チューブアーム２と、ピペッターアーム３と、回転軸を中心に回転駆動する回転チューブソケット４と、磁気分離機５と、撹拌機６と、保持つまみ操作部７と、分注アーム８と、廃棄部９と、認識部１０と、が位置する。

廃棄エリアには、廃棄部９と繋がる廃棄ダクト及び廃棄管と、廃棄物を回収する回収ボックスと、廃液を溜める廃液タンク等、が位置する。

制御エリアには、ピペッターポンプ等を備えた送液部１５と、制御部１６と、が位置する。

まず、設置エリアについて詳しく説明する。
設置エリアは、ゲートの開閉機構により気密的に区切られており、装置の外部との間に設置ゲートＧを備え、処理エリアとの間に第１乃至４ゲートを備える。設置エリアは、滅菌装置１７を備え、装置の外部と比較して無菌性を確保している。設置ゲートＧから搬入された各カートリッジは、それぞれカートリッジ搬送機構（図示しない）に載せられる。

そして、ガイドレール上を通り第１乃至４ゲートを介して、処理エリアに搬入される。

具体的には、第１カートリッジ１１は、第１ガイドレールＬ１を通り、第１処理ゲートＧ１を介して設置エリアと処理エリアの間を搬入又は搬出される。同様に、第２カートリッジ１２は、第２ガイドレールＬ２を通り、第２処理ゲートＧ２を介して設置エリアと処理エリアの間を搬入又は搬出される。第３カートリッジ１３は、第３ガイドレールＬ３を通り、第３処理ゲートＧ３を介して設置エリアと処理エリアの間を搬入又は搬出される。第４カートリッジ１４は、第４ガイドレールＬ４を通り、第４処理ゲートＧ４を介して設置エリアと処理エリアの間を搬入又は搬出される。

第１乃至４カートリッジは、例えば、複数の容器あるいはチップを装填可能であり、上方からそれぞれの容器等を取出し可能な台である。第１乃至４ガイドレールは、中間ベース上に設置される。第１乃至４ガイドレールは、設置エリアと処理エリアの間を繋ぎ、各カートリッジ搬送機構に載置されたカートリッジを処理エリアへ導く。カートリッジ搬送機構は、例えば、モータを備えた直動機構であり、ガイドレール上を移動する。処理エリアに各カートリッジが搬入される際に、第１乃至４ゲートのそれぞれが開閉機構（図示しない）により開かれ、処理エリア内部に各カートリッジが搬入される。設置ゲートＧ及び第１乃至４ゲートは、例えば検査装置１の外面に設置された操作パネルＰを用いて操作者（ユーザとも称する）により操作されても良い。

第１カートリッジ１１には、検体を入れた複数の検体容器Ｃ１と処理された検体を回収する回収容器Ｃ２が装填される。第２カートリッジ１２には、複数のチップＴが装填される。チップＴは、溶液の分注をするピペッターの先端に装着され、これを取り替えることで検体のコンタミネーションを防止する。第３カートリッジ１３には、複数の遠心チューブＣ３が装填される。遠心チューブＣ３は、上部に開口部を有する検体を入れる容器である。第４カートリッジ１４には、複数の磁気ビーズチューブＣ４が装填される。磁気ビーズは、永久磁石の磁力によりビーズを集合させるため、重力による分離に比べてコンタミネーションの少ない処理が可能である。遠心チューブＣ３と磁気ビーズチューブＣ４のチューブ形状は、略同一である。遠心チューブＣ３と磁気ビーズチューブＣ４を総称してチューブと称することもある。

次に、処理エリアについて詳しく説明する。処理エリアは、カートリッジに装填された検体容器等を処理するエリアである。

処理エリアには、チューブアーム２と、ピペッターアーム３と、回転軸を中心に回転駆動する回転チューブソケット４と、磁気分離機５と、撹拌機６と、保持つまみ操作部７と、分注アーム８と、廃棄部９と、認識部１０が位置する。

チューブアーム２は、第３カートリッジ１３に装填された複数の遠心チューブＣ３又は第４カートリッジ１４に装填された複数の磁気ビーズチューブＣ４を回転チューブソケット４に設置する。

図３（ａ）は、チューブアーム２の一例を示す概略図である。
図３（ａ）に示すようにチューブアーム２は、チューブアームベース２１と、第１直動機構２２と、第１リンク２３と、第１モータ２４と、第１エンコーダ２５と、第２リンク２６と、第２モータ２７と、第２エンコーダ２８と、第１保持機構２９と、を備える。

チューブアームベース２１は、ベース上に設置される。第１直動機構２２は、下端をチューブアームベース２１に接続され、上端を第１リンク２３に接続される。第１直動機構２２は、中間ベースと垂直な方向である高さ方向に第１リンク２３を移動する。第１直動機構２２は、直動用モータを有する。第１リンク２３の基端には、第１モータ２４が接続される。第１モータ２４と第１リンク２３の間には、例えばベアリング（図示しない）が取り付けられ、第１モータ２４の回転軸が第１直動機構２２の上端と接続される。第１リンク２３は、第１モータ２４の第１回転軸Ａ１を中心に中間ベースと略平行な水平面内を回転駆動する。第１モータ２４には、その回転角を計測するための第１エンコーダ２５が設置される。第１回転軸Ａ１の方向と第１直動機構２２の駆動方向は、略平行であることが好ましい。

第１リンク２３の先端には、第２モータ２７が設置される。第２モータ２７には、その回転角を計測するための第２エンコーダ２８が設置される。第２モータ２７の回転軸と第１リンク２３の間には、例えばベアリング（図示しない）が取り付けられ、第２モータ２７の回転軸には第２リンク２６の基端が接続される。第２リンク２６は、第２モータ２７の第２回転軸Ａ２を中心に中間ベースと略平行な面内を回転駆動する。第１リンク２３及び第２リンク２６が回転駆動する面は、略平行となることが好ましい。

第２リンク２６の先端には、遠心チューブ又は磁気ビーズチューブを保持するための第１保持機構２９が接続される。第１保持機構２９は、例えば、開閉可能な２本の棒状体で構成され、遠心チューブ又は磁気ビーズチューブの内径部をこの棒状体を開くことで保持しても良い。チューブの保持は、第１保持機構に設置されたつまみ（図示しない）等により保持しても良い。また、２つの爪でチューブを挟持して保持しても良い。チューブアーム２により、後述する回転チューブソケットのチューブ保持部に遠心チューブ又は磁気ビーズチューブを取り付けあるいは取り外しができる。また、チューブアーム２により、チューブ保持部に取り付けられた遠心チューブ又は磁気ビーズチューブを別のチューブ保持部へ移動して取り付けることもできる。

チューブアームベース２１あるいは第１直動機構２２は、中間ベースを貫通して第１リンク２３、第２リンク２６等を処理エリア内に支持する。

チューブアーム２は、後述する制御部１６と接続され、第１直動機構２２、第１モータ２４、第２モータ２７及び第１保持機構２９の駆動が制御される。

図３（ｂ）は、ピペッターアーム３の一例を示す概略図である。
ピペッターアーム３は、第２カートリッジ１２に装填されたチップＴをピペッターノズルの先端に装着する。そして、チップ及びピペッターノズルにより第１カートリッジに装填された検体容器から検体を抽出（あるいは吸引）し、回転チューブソケットに設置されたチューブに検体を注入する。

またピペッターアーム３は、回転チューブソケット４で処理後の検体を遠心チューブＣ３から吸引し、第１カートリッジ１１に装填された回収容器Ｃ２に注入する。

図３（ｂ）に示すようにピペッターアーム３は、ピペッターアームベース３１と、第２直動機構３２と、第３リンク３３と、第３モータ３４と、第３エンコーダ３５と、第４リンク３６と、第４モータ３７と、第４エンコーダ３８と、ピペッターノズル３９と、を備える。

ピペッターアームベース３１は、ベース上に設置される。第２直動機構３２は、下端をピペッターアームベース３１に接続され、上端を第３リンク３３に接続される。第２直動機構３２は、中間ベースと垂直な方向である高さ方向に第３リンク３３を移動する。第２直動機構３２は、直動用モータを有する。第３リンク３３の基端には、第３モータ３４が接続される。第３モータ３４と第３リンク３３の間には、例えばベアリング（図示しない）が取り付けられ、第３モータ３３の回転軸が第２直動機構３２の上端と接続される。第３リンク３３は、第３モータ３４の第３回転軸Ａ３を中心に中間ベースと略平行な水平面内を回転駆動する。第３モータ３４には、その回転角を計測するための第３エンコーダ３５が設置される。第３回転軸Ａ３の軸方向と第２直動機構の駆動方向は、略平行であることが好ましい。

第３リンク３３の先端には、第４モータ３７が設置される。第４モータ３７には、その回転角を計測するための第４エンコーダ３８が設置される。第４モータ３７の回転軸と第３リンク３３の間には、例えばベアリング（図示しない）が取り付けられ、第４モータ３７の回転軸には第４リンク３６の基端が接続される。第４リンク３６は、第４モータ３７の第４回転軸Ａ４を中心に中間ベースと略平行な面内を回転駆動する。第３リンク３３及び第４リンク３６が回転駆動する面は、略平行となることが好ましい。

第４リンク３６の先端には、ピペッターノズル３９が接続される。ピペッターノズル３９には、ピペッター内部の圧力を変化させるためにピペッターポンプが繋がれている。このピペッターポンプの動作により検体を吸引又は排出する。

ピペッターノズル３９へのチップＴの装着は、ピペッターノズル３９をチップＴに垂直方向から押付けることで嵌合により装着しても良い。例えば、ピペッターアーム３を駆動してピペッターノズル３９をチップＴの装填される第２カートリッジ１２の上方まで移動する。そして、第２直動機構３２を駆動することによりピペッターノズル３９を低下させてチップＴに垂直方向から押付けて嵌合する。

ピペッターノズル３９には、例えば中空の突起部（図示しない）が設けられており、この突起部をチップＴの内径部に押付けることにより嵌合しても良い。ピペッターノズル３９からチップＴを取り外す時は、チップ取り外し治具Ｊ（図２参照）によりチップＴを取り外す。チップ取り外し治具Ｊは、例えば、突起部の形状に応じて切欠きＪ１が設けられた板状体であり、切欠きＪ１が嵌合箇所に突起部の側面から挿入される。その状態で第２直動機構３２を上方に移動することによりチップＴの縁部がチップ取り外し治具Ｊに接触してチップＴが取り外される。チップ取り外し治具Ｊは、後述するチップＴを廃棄する第１廃棄口付近に設けられるのが良い。

また、この突起部が鉛直方向に出し入れ可能であり、チップＴを取り付ける際は、突起部を出した状態とする。チップＴを取り外して廃棄する際は、チップＴと嵌合した突起部をピペッターノズル３９内に引っ込めることにより、ピペッターノズル３９の外縁とチップＴの縁を接触させてチップＴを取り外しても良い。この場合は、チップ取り外し治具Ｊを用いなくてもチップの取り外しが可能となる。

ピペッターアームベース３１あるいは第２直動機構３２は、中間ベースを貫通して第３リンク３３、第４リンク３６等を処理エリア内に支持する。

ピペッターアーム３は、後述する制御部１６と接続され、第２直動機構３２、第３モータ３４、第４モータ３７、ピペッターノズル３９及びピペッターポンプの駆動が制御される。

回転チューブソケット４は、チューブアーム２により取付けられた検体入りのチューブを回転させ処理する。

図４は、回転チューブソケット４の一例を示す概略図である。
図４に示すように回転チューブソケット４は、チューブソケットベース４１と、第１歯車４２と、第２歯車４３と、複数のチューブ保持部４４（容器保持部とも称する）と、チューブ保持部４４を支持するソケットリング４５と、第５モータ４６と、ソケットリングの内側に位置し複数のチューブ保持部４４を有する遠心分離機４７と、を備える。

回転チューブソケット４は、遠心チューブＣ３又は磁気ビーズチューブＣ４を保持する複数のチューブ保持部４４を有する円環状のソケットである。チューブソケットベース４１上には、第１歯車４２とベアリング（図示しない）を介して第２歯車４３を有する。また、第５モータ４６により第１歯車４２が回転し、第１歯車４２と噛み合う第２歯車４３上のソケットリング４５を回転する。ソケットリング４５には、チューブ保持部４４が複数設置される。チューブ保持部４４に保持された磁気ビーズチューブＣ４は、回転チューブソケット４の中心である第５回転軸Ａ５を中心に回転する。ソケットリング４５の内側に遠心分離機４７が配置されている。遠心分離機４７は、外周部に遠心チューブＣ３を保持する複数のチューブ保持部４４を有する。遠心分離機４７のチューブ保持部４４の側には、それぞれストッパー４８が設けられている。遠心分離機４７は、図示しない第６モータ、第６エンコーダを有する。遠心分離機４７のチューブ保持部４４に保持された遠心チューブＣ３は、第５回転軸Ａ５と略一致する回転軸を中心に回転する。つまり、回転チューブソケット４は、第５回転軸Ａ５を中心に内周で複数のチューブ保持部を回転させる遠心分離機４７と、外周で複数のチューブ保持部を回転するソケットリング４５の２重の構成である。また、ソケットリング４５に支持された複数のチューブ保持部４４と遠心分離機４７に配置された複数のチューブ保持部４４の高さは、略一致するのが良い。例えば、遠心分離機４７には、円環状に等間隔に６個のチューブ保持部４４が設置される。また、ソケットリング４５には、円環状に等間隔に１２個のチューブ保持部４４が設置される。各チューブ保持部の個数は、この数に限定されず、検査装置１の規模等に応じて適宜変更できる。また、遠心分離機４７とソケットリング４５は、別個に回転可能である。

ソケットリング４５のチューブ保持部４４には、チューブアーム２により磁気ビーズチューブＣ４が設置される。また、遠心分離機４７のチューブ保持部４４には、チューブアーム２により遠心チューブＣ３が設置される。

図５は、チューブ保持部４４の一例を示す斜視図である。
図５に示すようにチューブ保持部４４は、遠心チューブＣ３又は磁気ビーズチューブＣ４を挿し込むホルダ４４１と、２つの保持つまみ回転軸４４２、４４３を有し、それぞれの回転軸周りに回動可能な２つの保持つまみ４４４、４４５と、２つの保持つまみの間を繋ぐ弾性部４４６と、を有する。また、遠心分離機４７に設置されたホルダ４４１には、軸４４７が設けられており、チューブ保持部４４は軸４４７周りで回動可能である。軸４４７の方向は、遠心分離機４７の回転方向と略平行であり、遠心分離機４７の径方向と垂直な方向である。弾性部４４６は、バネやゴム等で良い。

ホルダ４４１には、チューブを挿し込むための穴Ｄが開けられており、ホルダ４４１の下部に２つの保持つまみ４４４、４４５を有する。２つの保持つまみ４４４、４４５は、ホルダ４４１に設置された２つの保持つまみ回転軸４４２、４４３にそれぞれ設置され、保持つまみ回転軸４４２、４４３の周りをそれぞれ回動する。２つの保持つまみ４４４、４４５は、弾性部４４６により繋がれ、弾性部４４６は、それぞれの保持つまみを逆方向に回動するように付勢する。つまり、弾性部４４６は、２つの保持つまみを離間する方向に付勢する。これにより、２つの保持つまみ４４４、４４５のチューブを保持する側が近づきチューブを挟み込んで保持する。保持つまみのうち、弾性部４４６が位置する側のつまみ箇所をつまみ部と称し、チューブを保持する側を保持部と称しても良い。

図６は、チューブ保持部４４の開閉動作の一例を示す図である。
図６（ａ）は、チューブ保持部４４の閉動作を示す図である。図６（ａ）に示すように閉動作では、破線で示したチューブが２つの保持つまみに挟まれて保持されている状態である。弾性部４４６とチューブとの間に保持つまみ回転軸４４２、４４３が位置するように弾性部４４６は、配置される。２つの保持つまみは、安定してチューブを保持できるようにチューブの形状に応じて円弧状の溝Ｍが設けられ、溝Ｍより大きい径を有するチューブの外縁部Ｃ１１が保持部に乗るように保持されているのが好ましい。また、チューブが挿入されていない状態で穴Ｄの径を確保するため、保持部のつまみ部の反対側がホルダ４４１に設けられた突出部４４８で閉動作が制限されている。チューブを保持しているとき、チューブと接触している溝Ｍが２つの保持つまみ回転軸４４２、４４３間よりも内側に来るようになっている。チューブに遠心力が働くと、保持つまみがチューブから受ける力が保持つまみ回転軸周りのモーメントとして働くが、このモーメントの向きが保持つまみを閉じる方向となるため、遠心チューブをより確実に保持することができる。

図６（ｂ）は、チューブ保持部４４の開動作を示す図である。図６（ｂ）に示すように、２つの保持つまみ４４４、４４５が弾性部４４６を圧縮する方向に付勢される際に、チューブを挟み込んでいる保持つまみが開かれ、チューブがホルダから下方に落下する。２つの保持つまみを図６（ｂ）の状態にするために後述する保持つまみ操作部７が用いられる。

遠心分離機４７に設置されたチューブ保持部４４のそれぞれは、２つの保持つまみが遠心分離機４７の外側であるソケットリング４５の方向を向くように設置される。また、ソケットリング４５に設置されたチューブ保持部４４のそれぞれは、２つの保持つまみがソケットリングの内側である遠心分離機４７の方向を向くように配置される。つまり、遠心分離機４７及びソケットリング４５のそれぞれに配置されたチューブ保持部４４は、保持つまみが対向するように配置される。

図７は、遠心分離機４７が回動している時のチューブ保持部４４に保持された遠心チューブＣ３の一例を示す断面図である。

図７に示すように遠心分離機４７が回転している時は、遠心チューブＣ３及びチューブ保持部４４に遠心力が生じる。遠心力の方向は、遠心分離機４７の径方向の外側に生じる。遠心力の影響を防止するため、本実施形態のチューブ保持部４４は、ホルダ４４１に設けられた軸４４７の周りに回動可能としている。図７に示すように遠心チューブＣ３に遠心力が生じると、遠心チューブＣ３及びチューブ保持部４４は、軸４４７周りに回動し、遠心チューブＣ３の口が遠心分離機４７の回転軸（第５回転軸）Ａ５方向を向くように傾く。これにより、遠心チューブの下端が外側を向くように傾くことにより、遠心チューブ内の検体が遠心力で遠心チューブの外に飛び出すのを防止する。また、遠心分離機４７の上面に設けたチューブ保持部ストッパー４８の突出部４８１にホルダ４４１が接触することで、チューブ保持部４４及び遠心チューブＣ３の傾きが所定の角度以下になるように制限される。また、遠心分離機４７が停止して傾いたチューブ保持部４４が水平に戻る時は、遠心分離機４７の突起部４７１がチューブ保持部４４と接触することで、チューブ保持部４４及び遠心チューブＣ３の傾きが所定の角度以下になるように制限される。遠心チューブＣ３をチューブ保持部４４から取り外す場合、チューブアーム２の第１保持機構２９が遠心チューブＣ３の上方から近づき、遠心チューブＣ３を保持して上方に引き上げる。この時、チューブ保持部４４が軸４４７周りに回動してしまうのを防止するため、第１保持機構２９には、チューブ保持部４４の回動を防止する規制部（図示しない）等が設けられているのが良い。チューブ保持部４４は、上述した構成に限定されず、遠心分離機４７の回転中にチューブが外れない程度にチューブを固定できればどんな構成でも良い。

磁気分離機５は、磁気ビーズの入った磁気ビーズチューブＣ４中の検体に磁界を印加することにより、磁気ビーズを検体中の不要物とともに磁界の方向に集合させる。磁気ビーズと分離されて残った検体溶液は、ピペッターノズル３９に装着されたチップＴを用いて吸引される。磁気分離機５は、ソケットリング４５のチューブ保持部４４に設置された磁気ビーズチューブＣ４の近傍に配置される（図２参照）。例えば、磁気ビーズチューブＣ４の下方に配置されるのが良い。磁気ビーズチューブＣ４の下方から磁気分離機により磁界を印加することにより、磁気ビーズがチューブの下部に集合し、不要物を排除した検体溶液が上部に残るため、ピペッターにより検体溶液を吸引し易いからである。磁気分離機５は、永久磁石や中空ソレノイド型の電磁石等で良い。

撹拌機６は、磁気ビーズチューブＣ４中の磁気ビーズと注入された検体を撹拌する。磁気ビーズと検体溶液を撹拌することにより検体溶液中の不要物を磁気ビーズに混ぜて、磁界が印加された際に効率良く不要物を磁気ビーズに取り込めるようにする。撹拌機６は、磁気ビーズチューブＣ４に振動を加えられる位置に配置される（図２参照）。また、撹拌機６は、磁気分離機５の近傍に配置されるのが良い。撹拌機６は、シェーカーや振動機等で良い。

図８は、保持つまみ操作部７の一例を示す概略図である。
図８に示すように保持つまみ操作部７は、保持機構ベース７１と、第１保持リンク７２と、第２保持リンク７３と、回転ソレノイド７４と、並進ソレノイド７５と、支柱７６と、を備える。

保持つまみ操作部７は、回転チューブソケット４の遠心分離機４７とソケットリング４５の両チューブ保持部４４の上方に位置する。

垂直面と水平面の２面から成るＬ型の保持機構ベース７１は、垂直面に回転ソレノイド７４を、水平面に第１レールＲ１を有する。第１レールＲ１は、第１保持リンク７２の第１保持リンクガイド７２１と繋がり第１保持リンクを水平方向に導く。また、第１レールＲ１は、第２保持リンク７３の第２保持リンクガイド７３１と繋がり第２保持リンク７３を水平方向に導く。

第１保持リンク７２の先端には、第１保持アーム７２２が設けられている。第２保持リンク７３の先端には、第２保持アーム７３２が設けられている。

回転ソレノイド７４には、第１位置決め部７４１と第２位置決め部７４２が設けられており、第１位置決め部７４１は、第１保持リンク７２の基端に設けられた長円形の穴に取り付けられ、第２位置決め部７４２は、第２保持リンク７３の基端に設けられた長円形の穴に取り付けられる。第１保持リンク７２と第２保持リンク７３は、鉛直方向に向けて取り付けられる。図８に示すように第１位置決め部７４１及び第２位置決め部７４２は、保持アームが閉じた状態で鉛直方向に並ぶ。保持アームが「閉じた状態」とは、第１保持アーム７２２と第２保持アーム７３２の距離が最も近づき、対象物を保持する状態である。一方、保持アームが「開いた状態」とは、第１保持アーム７２２と第２保持アーム７３２の距離が離れ、対象物を保持しない状態である。回転ソレノイド７４は、第６回転軸Ａ６を中心にＣＷ（clockwise：時計回り）とＣＣＷ（counterclockwise：反時計回り）に駆動可能である。図８の場合、回転ソレノイド７４がＣＣＷ方向に駆動すると、第１保持リンク７２と第２保持リンク７３が離れる方向に移動する。つまり、保持アームが開いた状態となる。この状態から回転ソレノイドがＣＷ方向に駆動すると、第１保持リンク７２と第２保持リンク７３が近づく方向に移動する。つまり、保持アームが閉じた状態となる。保持つまみ操作部７は、第１保持リンク７２と第２保持リンク７３の開閉動作により、チューブ保持部４４の保持つまみ４４４、４４５のつまみ部を挟む。

並進ソレノイド７５は支柱７６に固定された支持板７６１により支持される。並進ソレノイド７５は、高さ方向に上下に駆動して保持機構ベース７１の高さを変化させる機能を有する。つまり、第１保持リンク７２と第２保持リンク７３の高さを変化させる。保持機構ベース７１は、一端を支持板７６１に繋がれた引張りばね７６３の他端に繋がり、並進ソレノイド７５の入出棒７５１により、下方に押し出されることで下降し、入出棒の引き戻しと引張りばね７６３の復元力で上昇する。支柱７６に固定された支持ブロック７６２には、保持機構ベース７１を垂直方向に導く第２レールＲ２が備えられ、保持機構ベース７１に設けられたリンクガイド（図示しない）と繋がる。並進ソレノイド７５の駆動に応じて、保持機構ベース７１は、第２レールＲ２に沿って垂直方向に移動する。

第１保持リンク７２及び第２保持リンク７３は、並進ソレノイド７５により上下に駆動し、更に回転ソレノイド７４により横方向に駆動し第１保持アーム７２２と第２保持アーム７３２を開閉する。チューブ廃棄時には、保持つまみ操作部７は、第１保持アーム７２２と第２保持アーム７３２を開いた状態でチューブ保持部の高さまで保持アームを降下させる。そして、第１保持アーム７２２と第２保持アーム７３２を閉じてチューブ保持部の保持つまみ４４４、４４５の保持部を図６（ｂ）の状態に開くことにより、チューブを落下させる。

第１保持アーム７２２及び第２保持アーム７３２の先端部は、遠心分離機４７及びソケットリング４５の径方向に対向して配置される保持つまみ４４４、４４５のつまみ部を同時に挟めるようにＬ字に形成されているのが好ましい。遠心分離機４７及びソケットリング４５上のチューブを同時に廃棄することによって、個別に廃棄する場合の半分の時間で廃棄動作を行うことができる。また、遠心分離機４７のチューブ保持部４４がソケットリング４５のチューブ保持部４４と径方向に並ばない位置とすることによって、ソケットリング４５上のチューブのみを選択的に廃棄することもできる。

支柱７６は、チューブソケットベース４１の外縁上に固定される。または、中間ベース上に固定されても良い。

保持つまみ操作部７は、後述する制御部１６と接続され、回転ソレノイド７４、並進ソレノイド７５、の駆動が制御される。

また、保持つまみ操作部７は、回転ソレノイド７４を用いて保持アームを開閉することを説明したが、モータ等の単純な構成を用いて保持アームを開閉しても良い。

分注アーム８は、分注ノズル８１を有し分注ノズル８１から緩衝液を吐出する。分注アーム８はチューブソケットベース４１に設置される。

図２に示すように分注アーム８の先端の分注ノズル８１は、遠心分離機４７の外周部に設置されたチューブ保持部４４の上方に位置する。分注ノズル８１は、チューブ保持部４４に保持された遠心チューブ内の検体に上方から緩衝液を吐出する。分注ノズル８は、後述する緩衝液ポンプを介して緩衝液タンクと繋がる。緩衝液ポンプの圧力制御により、遠心チューブ内に吐出される緩衝液の量が制御される。

廃棄部９は、ピペッターアーム３のピペッターノズル３９の先端に装着したチップＴと回転チューブソケット４のチューブ保持部４４に保持された遠心チューブＣ３又は磁気ビーズチューブＣ４を廃棄する箇所である。処理エリアの廃棄部９は、廃棄エリアへ繋がる。

図１及び図２に示すように廃棄部９は、チップを廃棄する第１廃棄口９１とチューブを廃棄する第２廃棄口９２とを有する。第１廃棄口９１には、チップ内に残った余分な検体（溶液）を廃棄する廃液口９３も設けられている。

図２に示すように第１廃棄口９１は、ピペッターアームの可動範囲内であって回転チューブソケットの配置される箇所以外に設けられる。

図９は、図４のＹ線分の断面をＸ方向から見た場合の一例を示す断面図である。図４及び図９に示すように、第２廃棄口９２は、保持つまみ操作部７の下方に設けられる。ソケットリング４５のチューブ保持部４４に設置された磁気ビーズチューブＣ４及び遠心分離機４７のチューブ保持部４４に設置された遠心チューブＣ３が回転半径方向に並んだ時に２つのチューブが鉛直下方に落下できる開口広さを第２廃棄口９２は有する。第２廃棄口９２には、中間ベースとチューブソケットベース４１の間に廃棄ガイド９２１が設けられており、廃棄されるチューブを確実に廃棄口９２へ誘導することができる。廃棄ガイド９２１には、遠心チューブＣ３及び磁気ビーズチューブＣ４が回転通過するための切り欠きが設けられている。第１廃棄口９１及び第２廃棄口９２は、中間ベースに穴を空けて廃棄エリアの廃液管や廃棄ダクトと繋がれる。

認識部１０は、遠心チューブＣ３内の検体等の位置を認識する。図２に示すように認識部１０は、回転チューブソケット４の外側に配置されチューブ内の検体等を側面方向から認識する。認識部１０により、ソケットリング４５及び遠心分離機４７のチューブ保持部４４に設置されたチューブ内部の検体等を認識可能である。認識部１０により検体等の位置を認識することで、ピペッターノズル３９により例えば遠心チューブＣ３内の検体を正確に吸引する。

認識部１０は、後述する制御部１６に接続される。認識部１０により認識された認識結果は、制御部１６で解析され、所定の方法で成分が分離された検体のうち、各成分同士の境界面形状を含む検体の位置情報が導出される。この検体の位置情報は、ピペッターノズル３９が検体を吸引する際のピペッターアーム３の駆動制御に用いられる。

認識部１０は、カメラ等の光学系とＣＣＤセンサ（Charge Coupled Device）、あるいはＣＭＯＳセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子とを含む。また、赤外線ドットパターン投影方式カメラなどの三次元位置計測可能なカメラを利用することができる。カメラの焦点や照明条件において、チューブが図２中一点鎖線で示す範囲（認識範囲）にあるときに、そのチューブ内を精細に認識することができる。認識した画像はピペッターノズル先端の位置制御目標となることから、この認識範囲は、ピペッターアームの動作範囲内に設定されるのが良い。認識部１０は、一つのカメラで構成されるが、それに限定されない。

認識結果は、例えば、チューブ内の検体等の距離情報を含む画像データである。画像データは、例えばｊｐｇ、ｇｉｆ、ｐｎｇやｂｍｐ等の一般的に用いられているデータで良い。

ここで、本実施形態にかかる検査装置１の検体位置の認識方法について説明する。本実施形態では、チューブアーム２の各リンクの自由度と、回転チューブソケット４に設置されるチューブ保持部４４の回転の自由度を組み合わせることにより、チューブの向きを任意に変更可能な方法とする。

図１０は、回転チューブソケット４とチューブアーム２を簡略化した図である。

図１０に示すように点Ａ５は、回転チューブソケット４の第５回転軸Ａ５であり、円弧Ｒは回転チューブソケット４により搬送されるチューブの中心、つまりチューブ保持部４４の位置及び軌跡を示している。この円弧Ｒ（軌跡Ｒとも称する）は、遠心分離機上に設置されているチューブ保持部の軌跡であっても良いし、ソケットリングに設置されているチューブ保持部の軌跡であっても良い。点Ａ１は、第１リンク２３の第１回転軸Ａ１であり、点Ａ２は、第２リンク２６の第２回転軸Ａ２である。点Ｈは、第２リンク２６の先端の第１保持機構２９のチューブを保持する箇所である。直線Ｌ_０は、点Ａ５と点Ａ１を結ぶ直線であり、直線Ｌは、点Ｈと点Ａ１を結ぶ直線である。点Ｈ_０は、直線Ｌ_０と軌跡Ｒの交点である。ｒは、点Ａ５から軌跡Ｒまでの距離（半径）である。ｃ_０は、点Ｈ_０から点Ａ１までの長さ（点Ａ１から軌跡Ｒまでの最短距離）である。ａは、点Ａ１から点Ａ２までの長さ（つまり、第１リンクの長さ）であり、ｂは、点Ａ２から点Ｈまでの長さ（つまり、第２リンクの長さ）である。ｃは、点Ａ１から点Ｈまでの距離である。Φは、点Ａ５及び点Ｈを結ぶ線分と直線Ｌ_０とがなす角である。θは、直線Ｌと点Ｈ及び点Ａ２を結ぶ線分とがなす角である。点Ｈは、チューブアーム２の第１保持機構２９がチューブを保持している箇所である。これは、チューブ保持部４４がチューブを保持する状態と一致するため、以下の説明において、点Ｈは全て軌跡Ｒ上に存在しているものとする。

図１１は、一つのチューブ保持部にチューブを設置する際のチューブアームの姿勢を示す図である。

図１１に示すように、チューブアーム２に２リンクアーム機構を採用すると、一つのチューブ保持部４４にチューブを設置する姿勢は、２パターンの姿勢を取り得る。第１リンク２３に対して第２リンク２６が右側に折れる姿勢Ａ（第１の姿勢とも称する）と、第１リンク２３に対して第２リンク２６が左側に折れる姿勢Ｂ（第２の姿勢とも称する）である。ここで姿勢とは、チューブアーム２がチューブをチューブ保持部４４に設置又は再設置する際の第１リンク２３、第２リンク２６及び第１保持機構２９の位置及び状態を示す。言い換えると、チューブアーム２の第１回転軸Ａ１と第２回転軸Ａ２と第１保持機構２９のチューブ保持箇所の位置及び状態を示す。上述したが、チューブアーム２がチューブ保持部４４にチューブを設置又は再設置する際、チューブ保持部４４と第１保持機構２９のチューブ保持箇所は一致する。従って姿勢とは、第１回転軸Ａ１と第２回転軸Ａ２とチューブ保持部４４の位置及び状態ともいえる。ここで再設置とは、例えばチューブアーム２がチューブ保持部４４に第１の姿勢で設置したチューブに対して、再度チューブアーム２により第１の姿勢でチューブを保持してチューブ保持部４４より取り外し、第２の姿勢に変更してチューブ保持部４４にチューブを設置し直すことをいう。再設置する対象のチューブ保持部は、第１の姿勢で設置されたチューブ保持部に限定されず他のチューブ保持部でも良い。

例えば、チューブ保持部４４に設置されたチューブを第１の姿勢で保持して取り外した後、チューブを持ち直さないで第２の姿勢でチューブ保持部４４に再設置することにより、回転チューブソケット上でのチューブの回転向きが２θ変化する。つまり、初めにチューブ保持部４４にチューブを設置する姿勢を第１の姿勢で設置し、更に第２の姿勢でチューブ保持部にチューブを再設置すると、チューブはＣＣＷ方向に２θ回転する。また、初めにチューブ保持部４４にチューブを設置する姿勢を第２の姿勢で設置し、更に第１の姿勢でチューブ保持部にチューブを再設置すると、チューブはＣＷ方向に２θ回転する。これにより、認識部１０でチューブ内部の検体等を側面から認識する際、チューブ内の検体の向きを２θ変化させて認識することが可能となる。ここで、θは、以下の式（１）で表される。

また、基本的に検査装置においてａ、ｂ、ｒは固定であるが、ｃはφにより変化する。φは、以下の式（２）で表される。

図１２は、φが最大（φ_ｍａｘと称する）となる場合と、φが最小（φ_０と称する）になる場合の第１リンク及び第２リンクの姿勢を示す図である。

図１２（ａ）に示すようにθの最小値（θ_０と称する）は、ａとｂの和がｃに等しい場合である。つまり、第１リンク２３と第２リンク２６が一直線をなす場合であり、θの値は０となる。θが０の時にφ_ｍａｘとなる。この場合、チューブを設置し直しても回転向きは変化しない。φ_ｍａｘは、式（２）のｃの２乗をａとｂの和の２乗に置き換えて計算される。φ_ｍａｘより大きい値に位置するチューブは保持できないことになる。

図１２（ｂ）に示すようにθの最大値（θ_ｍａｘと称する）は、ｃの最小値ｃ_０となりＨがＨ_０に一致する場合である。つまりφが０であるφ_０となる。

φ_０からφ_ｍａｘまでは、回転チューブソケット４の回転分解能に制限されない限りは連続的に変化し、θも連続的に変化する（姿勢を反転させない限り）。よって、所望のθを得たい場合には、式（１）及び式（２）から逆算されるφを導出し、その位置でチューブの設置及び再設置を行えばよい。式（１）及び式（２）を用いた所望のθの導出等は、後述する制御部で行われる。

設置及び再設置を行う位置と異なるφ位置の近傍に認識部１０が設置されている場合は、設置及び再設置をするたびに、回転チューブソケットでの搬送を伴うことになる。例えば、軌跡Ｒのφ_０位置の外側（内側でもよい）から認識部１０でチューブ内の検体の認識を行う際に、θ_ｍａｘ以外のチューブの回転量（θ_ｘ）を得たい場合は、θ_ｘが得られるφまで回転チューブソケット４でチューブを搬送し、そこでチューブの設置及び再設置を行う。再び回転チューブソケット４にてφ_０位置まで戻すことを行う。

実際、適切な回転角度θが不明であるため、複数方向からの認識が望まれることが多い。その場合は、例えば切の良いθ（例えば、４５°、３０°、１５°など）から得られるφ位置をあらかじめ導出しておき、導出されたそれぞれの位置でチューブの設置及び再設置を行うことで、複数方向からチューブの認識を行うことができる（これに関し、φ_０において所望の角度θとなるように、ｃ_０等の数値を設定することも可能である）。回転チューブソケット４の移動を省略するためにも、指定された位置に認識部１０が設置されていることが好ましい。また、本実施形態のチューブの向きの変更方法は、チューブアーム２がチューブを保持している際に、チューブが回転しないことが前提である。そのためチューブアーム２の第１保持機構２９がチューブをしっかり保持することが好ましい。

上述した第１の姿勢及び第２の姿勢で設置されたチューブを認識部１０で認識した認識結果は、後述する制御部でチューブ内の検体の位置情報として処理される。制御部は、検体の位置情報に基づいてピペッターアーム３の駆動や回転チューブソケット４の駆動を制御する。例えば、チューブ内の検体の位置情報からピペッターアーム３を駆動することで、正確に検体をチップ内に吸引する。また、上記認識結果では、検体の位置情報が不十分である場合は、チューブの回転角度θを変更するために回転チューブソケット４の遠心分離器４７等を回転してチューブ保持部４４を所定の位置に移動するように制御する。また、第１の姿勢の認識結果に基づいてチューブアーム２の第２の姿勢を導出するように制御しても良い。制御部でのチューブアーム２、ピペッターアーム３、回転チューブソケット４の駆動制御は、様々な組合せで行うことができる。

次に、廃棄エリアについて詳しく説明する。
廃棄エリアは、中間ベースの下層に設けられ、廃棄部９より投入されたチップやチューブや検体溶液等が溜まる箇所である。図１及び図２に示すように廃棄エリアには、廃液口９３と繋がる廃液管９４と、第１廃棄口９１と繋がる第１廃棄ダクト９５と、第２廃棄口９２と繋がる第２廃棄ダクト９６と、廃液管９４を通った廃液を溜める廃液タンク９７と、第１廃棄ダクト９５と第２廃棄ダクト９６を通ったチップやチューブ等を溜める回収ボックス９８と、を備える。廃棄エリアと装置外部とを繋ぐ廃棄ゲートＧ５が更に設けられている。操作者は、廃棄エリアに溜まった廃液タンク９７や回収ボックス９８を廃棄ゲートＧ５から搬出する。廃棄ゲートＧ５の開閉は、装置外部に設けられた操作パネルＰで操作できる。

次に、制御エリアについて詳しく説明する。
制御エリアは、中間ベースの下層に設けられ、第１〜４カートリッジの搬送、第１〜４ゲートの開閉、処理エリア内のピペッターアーム３、チューブアーム２、回転チューブソケット４及び保持つまみ操作部７の制御やピペッターアーム３の圧力制御等を行う箇所である。

図１に示すように制御エリアには、送液部１５と、制御部１６と、を備える。

図１３は、送液部１５の一例を示すブロック図である。

図１３に示すように送液部１５は、第１電磁バルブ１５１と、第１電磁バルブ１５１と繋がるピペッターポンプ１５２と、第２電磁バルブ１５３と、第２電磁バルブ１５３と繋がる緩衝液ポンプ１５４と、緩衝液ポンプ１５４と繋がる第３電磁バルブ１５５と、第３電磁バルブ１５５と繋がる緩衝液タンク１５６と、を備える。第１電磁バルブ１５１は、ピペッターノズル３９と繋がり、第２電磁バルブ１５３は、分注ノズル８１と繋がる。

ピペッターアーム３に設置されたピペッターノズル３９は、柔軟管と第１電磁バルブ１５１を介してピペッターポンプ１５２と接続されており、第１電磁バルブ１５１とピペッターポンプ１５２の組合せ動作により、ピペッターノズル３９に装着されたチップＴを介して、検体溶液を吸引、吐出する。

分注アーム８に設置された分注ノズル８１は、柔軟管と第２電磁バルブ１５３を介して緩衝液ポンプ１５４と接続されており、緩衝液ポンプ１５４は、柔軟管と第３電磁バルブ１５５を介して緩衝液タンク１５６と接続されている。第２電磁バルブ１５３、第３電磁バルブ１５５及び緩衝液ポンプ１５４の組合せ動作によって、緩衝液タンク１５６にある緩衝液を分注ノズル８１から吐出することができる。

図１４は、制御部１６の一例を示すブロック図である。

図１４に示すように制御部１６は、ソケットリング４５と遠心分離機４７とチューブアーム２とピペッターアーム３と送液部１５と第１〜４カートリッジ及び第１〜４ゲート及び搬送ゲートをそれぞれ駆動するモータ駆動回路１６１と、モータ駆動回路１６１及び認識部１０に指令信号を送信するシステムコントローラ１６２と、駆動フローや駆動ログ等を記憶する記憶部１６３と、を備える。

ソケットリング４５を回転させる第５モータ４６は、制御部１６に備えられたモータ駆動回路１６１により、システムコントローラ１６２から送信される指令信号に基づいて所望の目標角度に制御される。また、遠心分離機４７を回転させる第６モータは、制御部１６に備えられたモータ駆動回路１６１により、第６エンコーダ信号及びシステムコントローラから送信される指令信号に基づいて目標角速度及び目標角に制御される。

チューブアーム２の各リンクを駆動する第１モータ２４と第２モータ２７及び第１直動機構２２を駆動する直動用モータは、それぞれに接続されるモータ駆動回路１６１により、各モータのエンコーダ信号及びシステムコントローラ１６２から送信される指令信号に基づいて所望の目標角度に制御される。更に、第１直動機構２２に設置された電磁ブレーキにより、動作時は電磁ブレーキを解放して第１直動機構２２を動作可能とし、電源遮断時は、電磁ブレーキが機能して第１直動機構２２がチューブアームの自重で下降するのを防止する。また、ピペッターアーム３の各リンクを駆動する第３モータ３４と第４モータ３７及び第２直動機構３２を駆動する直動用モータは、それぞれに接続されるモータ駆動回路１６１により、各モータのエンコーダ信号及びシステムコントローラ１６２から送信される指令信号に基づいて所望の目標角度に制御される。更に、第２直動機構に設置された電磁ブレーキにより、動作時は電磁ブレーキを解放して第２直動機構３２を動作可能とし、電源遮断時は、電磁ブレーキが機能して第２直動機構３２がチューブアームの自重で下降するのを防止する。

送液部１５に備えるピペッターポンプ１５２と緩衝液ポンプ１５４は、それぞれステッピングモータにより駆動するシリンダで吸排出量を調整する。各電磁バルブの指令信号は、システムコントローラ１６２から送信される。

保持つまみ操作部７に備える並進ソレノイド７５と回転ソレノイド７４は、システムコントローラ１６２からの指令信号により動作する。

第１〜４カートリッジ及び第１〜４ゲート及び搬送ゲートを駆動させるステッピングモータを制御する駆動回路も制御部内に備えられる。

また、操作者が情報の入出力を行う操作パネルＰの画面生成や入力情報の取得をシステムコントローラ１６２が行う。システムコントローラ１６２は、例えば操作パネルに入力された入力情報に基づいてモータ駆動回路やソレノイド等の電機部品へ指令信号を送信する。

操作パネルＰは、コンピュータ等のモニターから入力する方式でも良いし、タッチパネル等であっても良い。

認識部１０は、チューブ内の検体等を認識して認識結果をシステムコントローラ１６２に転送する。システムコントローラは、認識結果に基づいてチューブアーム２、ピペッターアーム３、ソケットリング４５と遠心分離機４７の駆動を制御する。システムコントローラは、チューブ保持部４４にチューブが設置又は再設置されたことをセンサ等により感知して認識部１０に認識結果を生成するための指令信号を送信しても良い。また、システムコントローラは、チューブアーム２がチューブを設置及び再設置する際のチューブ内の検体等の位置を認識部１０に常時認識させ、認識結果を生成するための指令信号を送信しても良い。この場合、チューブの回転角度θの範囲で検体の位置情報を取得できる。また、システムコントローラは、チューブアーム２の各リンクや第１保持機構の位置情報、回転チューブソケット４に設置されたチューブの位置情報、回転チューブソケット４の遠心分離器４７やソケットリング４５の回転量等に基づいて認識部１０でチューブ内部の検体を認識するためのチューブの必要回転角等を導出しても良い。

システムコントローラ１６２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）やＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）にあたり、センサデータやエンコーダデータを演算し指令信号を生成する。

記憶部１６３は、動作処理フローや動作プログラム及び、動作ログ等のデータが保存されており、状況に応じて適宜読み出し可能である。また、記憶部には、チューブアーム２やピペッターアーム３の各リンクの長さ情報や、各モータの情報等も記憶されている。記憶部は、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

次に、本実施形態にかかる検査装置１の動作の一例について説明する。

図１５は、検査装置の動作フローの一例を示す図である。

図１５に示すように、まず操作者が緩衝液タンクを設置し、検体を入れた検体容器Ｃ１と回収容器Ｃ２を装填した第１カートリッジ１１とチップＴを装填した第２カートリッジ１２と遠心チューブＣ３を装填した第３カートリッジ１３と磁気ビーズチューブＣ４を装填した第４カートリッジ１４を設置エリアのカートリッジ搬送機構にそれぞれ設置する。そして、各カートリッジは、処理エリアに自動搬入される。

操作パネルＰにより操作者は、処理内容の指定及び自動運転の開始を指示し、処理エリア内で自動処理が開始される。

工程Ｓ１５０１では、チューブアーム２が遠心チューブＣ３を第３カートリッジ１３から取り出し、遠心分離機４７上へ移す。遠心チューブＣ３を遠心分離機４７のチューブ保持部４４へ設置する。

工程Ｓ１５０２では、チューブアーム２が、磁気ビーズチューブＣ４を第４カートリッジ１４から取り出し、回転チューブソケット４のソケットリング４５上へ移し、磁気ビーズチューブＣ４をソケットリング４５のチューブ保持部４４へ設置する。

工程Ｓ１５０３では、ソケットリング４５が回転し、磁気ビーズチューブを注入位置へ移す。注入位置とは、ピペッターアーム３によりチップＴから検体を注入する位置である。ピペッターアーム３が第２カートリッジ１２上へ移動し、チップＴを装着し、第１カートリッジ１１の検体容器Ｃ１上へ移動する。ピペッターポンプにより、検体容器から検体を吸引する。ピペッターアーム３がソケットリング４５にセットされた磁気ビーズチューブＣ４上へ移動する。ピペッターポンプ１５２により、検体を磁気ビーズチューブＣ４へ吐出し、検体が磁気ビーズチューブＣ４へ注入される。ピペッターアーム３がチップ取外治具Ｊへ移動し、チップＴを廃棄する。

工程Ｓ１５０４では、回転チューブソケット４のソケットリング４５が磁気ビーズチューブＣ４を撹拌位置へ移し、撹拌機６が検体を撹拌して、検体と磁気ビーズを混ぜる。

工程Ｓ１５０５では、ソケットリング４５が磁気ビーズチューブＣ４を磁気分離機５の位置へ移し、磁界を印可する。不要物を吸着した磁気ビーズが磁気分離機の電磁石周辺に集結する。ピペッターアーム３が第２カートリッジ１２上へ移動し、チップＴを装着し、磁気ビーズチューブＣ４上へ移動する。ピペッターポンプ１５２により、磁気ビーズチューブＣ４から検体を吸引し、磁気分離機５により固定された磁気ビーズが磁気ビーズチューブＣ４内に残される。吸引された検体は、磁気分離により不要物が取り除かれたものとなる。

ピペッターアーム３が遠心分離機４７にセットされた遠心チューブＣ３へ吸引した検体を移動する。ピペッターポンプ１５２により、検体を遠心チューブＣ３へ吐出する。ピペッターアーム３がチップ取外治具Ｊへ移動し、チップＴを廃棄する。

工程Ｓ１５０６では、遠心分離機４７を駆動して遠心分離し、目的の検体が沈殿し不要な溶液が上澄みとなる。

工程Ｓ１５０７では、遠心分離機４７で遠心分離された上澄み溶液の位置を認識部１０により認識する。更に、チューブアーム２により遠心チューブＣ３を保持し、チューブ保持部４４から遠心チューブＣ３を取り外す。遠心チューブＣ３を保持した第１の姿勢から第２の姿勢にチューブアーム２の姿勢を変更してチューブ保持部に遠心チューブＣ３を再設置する。チューブ保持部に再設置された遠心チューブＣ３内の上澄み溶液の位置を認識部１０により認識する。

工程Ｓ１５０８では、遠心分離機４７が遠心チューブＣ３を吸引位置へ移す。ピペッターアーム３が第２カートリッジ１２上へ移動し、チップＴを装着し、遠心チューブＣ３上へ移動する。制御部は、認識部１０のチューブ内の上澄み溶液の認識結果に基づいてピペッターアーム３を駆動する。ピペッターポンプ１５２により、遠心チューブＣ３から不要な上澄み溶液を吸引する。ピペッターアーム３を、廃液口９３上に移動し、ピペッターポンプ１５２により、上澄み溶液を吐出し廃棄する。

工程Ｓ１５０９では、遠心分離機４７が遠心チューブＣ３を分注ノズル８１下へ移す。緩衝液ポンプ１５４により、分注ノズル８１から緩衝液を滴下する。緩衝液を滴下された後、チューブ内の検体の位置を認識部１０により認識する。更に、チューブアーム２により遠心チューブＣ３を保持し、チューブ保持部４４から遠心チューブＣ３を取り外す。遠心チューブＣ３を保持した第１の姿勢から第２の姿勢にチューブアーム２の姿勢を変更してチューブ保持部に遠心チューブＣ３を再設置する。チューブ保持部に再設置された遠心チューブＣ３内の検体の位置を認識部１０により認識する。上記認識結果では検体位置を特定するのに不十分である場合は、他のチューブ保持部を用いて遠心チューブＣ３の設置及び再設置を行い検体位置の認識結果を生成しても良い。

工程Ｓ１５１０では、遠心分離機４７が遠心チューブＣ３を吸引位置へ移す。制御部は、認識部１０のチューブ内の検体位置の認識結果に基づいてピペッターアーム３を駆動する。ピペッターアーム３が遠心チューブ上へ移動し、ピペッターポンプ１５２により、遠心チューブＣ３から目的の検体である沈殿物を含む溶液を吸引する。ピペッターアーム３が回収容器Ｃ２上へ移動し、ピペッターポンプ１５２により、沈殿物を含む溶液を吐出し、検体溶液を回収容器Ｃ２へ移送する。ピペッターアーム３がチップ取外治具Ｊへ移動し、チップＴを廃棄する。

工程Ｓ１５１１では、回転チューブソケット４のソケットリング４５が磁気ビーズチューブＣ４を保持つまみ操作部７の下へ移す。保持つまみ操作部７が、チューブ保持部４４の保持つまみ４４４、４４５のつまみ部を挟み、磁気ビーズチューブＣ４を落下させて廃棄する。

工程Ｓ１５１２では、遠心分離機４７が遠心チューブＣ３を保持つまみ操作部７の下へ移す。保持つまみ操作部７が、チューブ保持部４４の保持つまみ４４４、４４５のつまみ部を挟み、遠心チューブＣ３を落下させて廃棄する。工程Ｓ１５１１、工程Ｓ１５１２は、同時に行われても良く、順序が逆でも良い。

工程Ｓ１５０１〜Ｓ１５１２を、指定回数だけ繰り返した後、自動処理が終了する。

各カートリッジ搬送機構により、各カートリッジは設置エリアに自動搬出される。

操作者が、操作パネルＰで設置ゲートＧを開きカートリッジを回収する。

本フローでは、認識部１０によりチューブ内の上澄み液及び検体位置を認識した後に、遠心分離機４７を回転してピペッターアーム３の吸引位置へ移すことを説明したが、認識部１０により検体位置を認識した位置と吸引位置は、一致していても良い。

本実施形態にかかる検査装置は、チューブアーム２によりチューブ保持部４４へチューブの設置及び再設置を行うことで、チューブの向きを効果的に変更できる。これにより、認識部１０を用いてチューブ内の検体位置や検体の偏りを容易に認識することができる。

また、チューブの向きを変更する専用の機構が必要ないため、装置構成を簡易かつコンパクトにすることができる。

また、チューブ保持部４４がソケットリング４５と遠心分離機４７に円環状に２重に配置されているため、チューブの回転角度（向き変更角度）θを広い範囲で変更することができる。

また、本実施形態にかかる検体位置の認識手法を用いることにより、チューブ内の検体の位置情報を正確に取得でき、ピペッターアーム３により所望の検体のみを吸引することができる。

本実施形態では、チューブ内の検体等の位置情報や偏りを正確に認識することを説明したが、検体に限定されず、容器内に入った物質や物体、あるいは対象等の様々なものを含む。

（第２の実施形態）
第２の実施形態にかかる検査装置について図１６を参照して説明する。

図１６は、第２の実施形態にかかる検査装置の検体の認識方法の概略を示す図である。

図１６に示すように複数のチューブ保持部（Ｒの軌跡上）のうち一のチューブ保持部（第１のチューブ保持部とも称する）にチューブを設置した後、他のチューブ保持部（第２のチューブ保持部とも称する）にチューブを再設置することにより、チューブの向きを変更する点が第１の実施形態にかかる検査装置の検体の認識方法と異なる。

他のチューブ保持部４４にチューブを再設置することによりチューブの回転角θは、式（２）に示すｃの値に依存した差を示す。つまり、φ位置にある一のチューブ保持部で設置したチューブを一のチューブ保持部とは異なるφ位置にある他のチューブ保持部に再設置するのみでチューブの回転角（チューブの向き）を変更することができる。

第１の実施形態にかかる検体の認識方法で説明したように、一つのチューブ保持部においてチューブを保持する姿勢は２通りある（図１１参照）。本実施形態のように２カ所のチューブ保持部を選択する場合は、一のチューブ保持部での２通りの保持姿勢と、他のチューブ保持部での２通りの保持姿勢により、計４通りのチューブの回転角（チューブの向き）が選択できる。

φが変更されない場合は、式（１）及び式（２）で表される関係を考慮すればよいが、φの変更を考慮すると、回転チューブソケット上（Ｒの軌跡上）におけるチューブの保持角度を求める必要がある。

図１７は、回転チューブソケットの任意の点上（Ｒの軌跡上）でのチューブの保持角度の一例を示す図である。

ここで、チューブの保持角度とは、回転チューブソケットの中心である点Ａ５と第１保持機構のチューブ保持箇所である点Ｈが作る線分と、点Ｈと点Ａ２（第２リンクの第２回転軸Ａ２）が作る線分とのなす角である。図１７に示されるようにリンクの姿勢により、Ｒ上での任意の点における保持角度は、ω_Ｌとω_Ｒとなる。それぞれは、以下の式（３）で表される。

λは、点Ａ５と点Ａ１が作る線分と直線Ｌのなす角である。δは、φとλの和で表される角度である。

本実施形態にかかる検体装置の検体の認識方法を用いることにより、例えば、カートリッジ上で規定の方向に揃えられている検体入りのチューブ（あらかじめ既定の方向での検体の位置情報が解っている場合）を直接遠心分離機に設置する場合に、設置時に所望の角度θになるようなφ位置において設置すれば遠心分離機上でのチューブの設置及び再設置手順を省略できる。

また、遠心分離機及びソケットリングのチューブ保持部のうち、チューブが設置されていないチューブ保持部のいずれかを用いることによりｒ及びφの値を変更してチューブの回転角（チューブの向き）を変更できる。

また、本実施形態にかかる検体位置の認識方法と第１の実施形態にかかる検体位置の認識方法は、自由に組合せて用いることができる。

また、制御部は、一のチューブ保持部に設置された際の、チューブ内の検体位置の認識結果に基づいて他のどのチューブ保持部にチューブを設置するかを導出しても良い。

（第３の実施形態）
第３の実施形態にかかる検査装置について図１８を参照して説明する。

図１８は、第３の実施形態にかかる検査装置の検体の認識方法の概略を示す図である。

上述したようにチューブの向きの変更を行う場合、一つのチューブ保持部に対して２通りの保持姿勢を取り得る。これによりチューブの回転方向は、ＣＣＷとＣＷの２通りが可能であるので、最大１８０°の２θ_０が得られるのであれば、全ての角度に対して１回の置き換えで足りることになる。

図１８に示すように同一のチューブ保持部（同一のφ位置）でチューブの設置及び再設置を行う場合に、一度の再設置のみで１８０°の角度が得られるのは、ＨがＨ_０かつφがφ_０の時である。この時のａ、ｂ、ｃ_０の関係は、以下の式（４）で表される。

式（４）で表されるように、ａ、ｂ、ｃ_０により直角三角形が形成される。

上記条件で２θ_０が１８０°となるので、上記条件が満たされ、かつチューブの向き変更の迅速性が優先される場合に用いれば良い。図１８（ａ）は、チューブの移動軌跡が円状であることを想定しているが、図１８（ｂ）のように円以外の任意の軌跡に対しても本実施形態にかかる方法を適用できる。図１８（ｂ）に示すように、Ｑはチューブの搬送の軌跡であり、ＪはＱ上の任意の点における接線であり、ＴはＪとＱの接点におけるＪに対する垂線である。Ａ１は、Ｔ上に位置する。

図１８（ａ）に相当する条件としては、更に式（５）の条件が満たされるとリンクの動作範囲を小さくし、チューブの回転角度を１８０°とすることができる。

図１９は、式（５）の条件が満たされる場合のリンクの位置を示す図である。図１９に示すように第１リンクの位置を固定した状態で、第２リンクをちょうど９０°回転させると、チューブの向きを１８０°変更することが可能である。

これにより、少ないチューブアームの動作で効果的にチューブの向きを変更することができる。

上述した実施形態では、チューブアーム２を２つのリンク構成として説明したが、リンクの数は２つに限定されず２つ以上の場合も含む。

また、チューブ保持部やチューブアーム先端の第１保持機構に、チューブの中心軸周りにチューブを回転可能とする回転機構を有していても良い。その回転機構の動作範囲に制限がある場合においても、上述した実施形態を適用することで、回転機構の動作範囲を越えてチューブの向きを広範囲に変更することができる。

上述した実施形態では、２つの認識結果に基づいてチューブ内の検体位置を認識することを主に説明したが、２つの認識結果に限定されず複数の認識結果に基づいて検体位置を認識することも含む。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１検査装置
２チューブアーム
３ピペッターアーム
４回転チューブソケット
５磁気分離機
６撹拌機
７保持つまみ操作部
８分注アーム
９廃棄部
１１〜１４第１〜第４カートリッジ
１５送液部
１６制御部
１７滅菌装置
２１チューブアームベース
２２第１直動機構
２３第１リンク
２４第１モータ
２５第１エンコーダ
２６第２リンク
２７第２モータ
２８第２エンコーダ
２９第１保持機構
３１ピペッターアームベース
３２第２直動機構
３３第３リンク
３４第３モータ
３５第３エンコーダ
３６第４リンク
３７第４モータ
３８第４エンコーダ
３９ピペッターノズル
４１チューブソケットベース
４２第１歯車
４３第２歯車
４４チューブ保持部
４５ソケットリング
４６第５モータ
４７遠心分離機
４８ストッパー

Claims

対象を入れた容器を保持する少なくとも１つの容器保持部を有するソケットと、
端部が繋がる少なくとも２つのリンクを含み、前記リンクが第１の姿勢の際に前記容器を前記容器保持部に設置し、更に前記リンクが前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢の際に前記容器を前記容器保持部に再設置可能な第１アームと、
前記第１の姿勢及び第２の姿勢で前記容器が前記容器保持部に設置された際の前記対象の位置を示す認識結果を少なくとも得る認識部と、を備え、
前記ソケットは第３回転軸を中心に回転可能であり、前記認識部は、前記第１の姿勢及び第２の姿勢とは異なる第３の姿勢と、前記第３の姿勢とは異なる第４の姿勢とで、前記容器が前記容器保持部に設置された際の前記対象の位置を示す認識結果を少なくとも得る検査装置。
前記第１アームは、第１回転軸と、前記第１回転軸と一端が繋がり前記第１回転軸を中心に回転可能な第１リンクと、前記第１リンクの他端と繋がり前記第１回転軸と略平行な第２回転軸と、前記第２回転軸と一端が繋がり前記第２回転軸を中心に回転可能な第２リンクと、前記第２リンクの他端と繋がり前記容器を保持する保持部と、を含む請求項１に記載の検査装置。
前記第１の姿勢は、前記ソケット内の第１の容器保持部に前記保持部が前記容器を設置する際の前記保持部と、前記第１回転軸と、前記第２回転軸の位置を示し、
前記第２の姿勢は、前記ソケット内の前記第１の容器保持部に前記保持部が前記容器を設置する際の前記保持部と、前記第１回転軸と、前記第２回転軸の位置を示す請求項２に記載の検査装置。
前記第１の姿勢は、前記ソケット内の第１の容器保持部に前記保持部が前記容器を設置する際の前記保持部と、前記第１回転軸と、前記第２回転軸の位置を示し、
前記第２の姿勢は、前記ソケット内の前記第１の容器保持部とは異なる第２の容器保持部に前記保持部が前記容器を設置する際の前記保持部と、前記第１回転軸と、前記第２回転軸の位置を示す請求項２に記載の検査装置。
前記ソケットは、前記第３回転軸の周りに前記容器保持部を円環状に配置する第１ソケットと、前記第１ソケットの外側に位置し前記第３回転軸の周りに前記容器保持部を円環状に配置する第２ソケットを含み、前記第１ソケットと前記第２ソケットは、前記第３回転軸を中心にそれぞれ回転可能である請求項１に記載の検査装置。
前記容器内の前記対象を吸引可能な第２アームを更に備える請求項１乃至５のいずれか１項に記載の検査装置。
前記認識結果に基づいて前記第２アームの駆動を制御する制御部を更に備える請求項６に記載の検査装置。
対象を入れた容器を保持する少なくとも１つの容器保持部を有するソケットと、
端部が繋がる少なくとも２つのリンクを含み、前記リンクを駆動することにより前記容器を前記容器保持部に設置可能な第１アームと、
前記容器内の対象を吸引可能な第２アームと、
前記リンクが第１の姿勢で前記容器を前記容器保持部に設置した際の前記対象の位置を示す第１の認識結果と、前記リンクが前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢で前記容器を前記容器保持部に設置した際の前記対象の位置を示す第２の認識結果を少なくとも得る認識部と、
前記第１の認識結果と前記第２の認識結果に基づいて前記第２アームの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１の認識結果に基づいて前記ソケットの駆動を制御し、前記ソケットは第３回転軸を中心に回転可能であり、前記認識部は、前記第１の姿勢及び第２の姿勢とは異なる第３の姿勢と、前記第３の姿勢とは異なる第４の姿勢とで、前記容器が前記容器保持部に設置された際の前記対象の位置を示す認識結果を少なくとも得る検査装置。
対象を入れた容器を保持する容器保持部を有するソケットと、端部が繋がる少なくとも
２つのリンクを含む第１アームと、前記対象の位置を示す認識結果を得る認識部と、を備
える検査装置における検査方法であって、
前記第１アームが、第１の姿勢で前記容器を前記容器保持部に設置し、
前記第１アームが、前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢で前記容器を前記容器保持部
に再設置し、
前記認識部が、前記第１の姿勢及び前記２の姿勢で前記容器を前記容器保持部に設置し
た際の認識結果を少なくとも得て、
前記ソケットは第３回転軸を中心に回転し、前記認識部が、前記第１の姿勢及び第２の姿勢とは異なる第３の姿勢と、前記第３の姿勢とは異なる第４の姿勢で、前記容器を前記容器保持部に設置した際の認識結果を少なくとも得る検査方法。