JP6850654B2 - 閉栓装置及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、閉栓装置及びシステムに関する。

一般的に血液分析においては、患者から採取された血液試料が収容された検体容器に対し、遠心分離処理が実行される。その際、一般的に検体容器の開口部には栓が施されている。検体容器内の血液試料は、遠心分離処理により分離され、血清が得られる。この血清を分析処理するための前処理工程として、検体容器の栓を開け、血清を複数の検体容器(子検体容器)へ小分け（分注処理）する。

分注処理後、検体容器および小分けした検体容器は、必要に応じて保存管理される。その際、検体容器内の検体の蒸発や汚染、転倒による検体損失を防止するために、検体容器の開口部に栓を装着する閉栓処理を行う。

近年、血液分析を行う施設では、以上の一連の処理の自動化を実現した検体検査自動化システムが実用化されている。

閉栓処理の対象となる検体容器の外径は、一般的にφ１６とφ１３に大別される。閉栓処理に使用される栓として、これら２種類の内径に同一栓で対応できる多段構造の圧入栓が実用化されている。

特許文献１には、多段構造の圧入栓に対し、一連の閉栓過程を複数の機構によって分担実施させ、それぞれの機構により２段階（仮押込みおよび本押込み）の押込みを行うことで強い押込み力による確実な閉栓プロセスを実現する技術が提案されている。

特許第４６３４６７５号明細書

一般的に、検体容器内への挿入体積の大きい圧入栓には、圧入時に生じる検体容器内の圧縮空気を逃がすための通気穴が設けられている。この通気穴には、検体容器内の検体の蒸発や漏れを防止するためのフィルターが設けられていることがある。通常、閉栓処理時にはこのフィルターを通して空気が抜ける。

しかしながら、検体容器内の検体量が多く内圧が高いような場合には、閉栓時にフィルターを通して空気が抜けきらず、栓が圧縮空気により押し戻され閉栓後に検体容器から浮き上がってしまうことがあった。浮き上がりを防止するためには、フィルターを通して空気が抜ける時間を稼ぐために閉栓機構による押込み時間を長くするなどの工夫が必要であった。

栓が検体容器から浮き上がったままの状態でシステム装置内を移送されると、移送中に栓が装置内で落下し、移送エラーなどを引き起こす可能性が高く、患者への検査結果の報告遅延に繋がる。

特許文献１に記載の技術では、押込み過程を２段階にすることで、栓のフィルターから空気が抜ける時間を稼ぐことができる。一方で、閉栓過程を複数の機構によって分担することにより、１検体あたりに要する閉栓処理時間が長くなるという課題があった。また、検体容器内の検体量が少なく、栓が浮き上がる可能性の低い検体容器に対しても同様に複数の処理過程を実施するため、処理時間という点で合理的ではなかった。

本発明の目的は、栓体の浮き上がりを検出することができる閉栓装置等を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、穴が形成される先端を有する第１のロッドと、前記穴から突出する第２のロッドと、前記第１のロッドを栓体に向かう第１の方向へ移動させることにより、前記第１のロッドにより前記栓体を容器の開口部に押し込んで前記開口部を前記栓体で閉栓し、前記開口部を前記栓体で閉栓した後に前記第１のロッドを前記第１の方向と反対の第２の方向へ移動させる閉栓機構と、前記第２のロッドが前記栓体と接触した状態で前記栓体から前記第２のロッドの先端に加えられる力に応じた前記第２のロッドの変位を検出するセンサと、前記開口部が前記栓体で閉栓された後に検出される前記第２のロッドの変位に基づいて、前記栓体の浮き上がりの有無を判定するプロセッサと、を備える。

本発明によれば、栓体の浮き上がりを検出することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施形態に係る検体検査自動化システムの全体構成を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る検体容器をホルダに載設した様子を示す図である。 図２に示す検体容器を閉栓した状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る検体容器をホルダに載設した様子を示す図である。 図４に示す検体容器を閉栓した状態を示す図である。 図２、３に示す検体容器に用いられる栓体を上面側から見たときの一例を示す図である。 図２、３に示す検体容器に用いられる栓体を側面側から見たときの一例を示す図である。 図２、３に示す検体容器に用いられる栓体の斜視図である。 本発明の実施形態に係る閉栓機構とその周囲の各機構の概略を示した図である。 本発明の実施形態に係る閉栓機構の一部を示した図である。 本発明の実施形態に係る栓押込み機構の断面図を示した図である。 本発明の実施形態に係る栓押込み機構の一部を示した図である。 本発明の実施形態に係る栓押込み動作を示した図である。 閉栓位置を計算する第１の方法において用いられるテーブルの構造を示す図である。 閉栓位置を計算する第２の方法において用いられるテーブルの構造を示す図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態による閉栓装置（閉栓処理部１８０Ａ、１８０Ｂ）を含むシステムの構成及び動作について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。

最初に、簡便な機構で、検体容器の閉栓処理を実施できる閉栓機構を備えた検体検査自動化システムの一例を、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態にかかる検体検査自動化システムの構成図の例である。

図１において、本実施形態における検体検査自動化システム１００は、血液、尿、などの検体の成分を自動で分析するシステムである。検体検査自動化システム１００の主な構成要素は、図１に示すように、検体投入部１１０、検体搬送処理部１２０、検体収納部１３０、遠心処理部１４０、開栓処理部１５０、子検体容器生成処理部１６０、分注処理部１７０、閉栓処理部１８０Ａ、１８０Ｂ、分析処理部１９０、および制御コンピュータ１０１である。

なお、制御コンピュータ１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置、ネットワークカード等の通信装置、キーボード、マウス等の入力装置、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置などから構成される。タッチパネルのように、表示装置に入力装置が組み込まれていてもよい。

検体投入部１１０は、検体が収容された検体容器２００Ａ、２００Ｂを検体検査自動化システム１００内に投入するためのユニットである。

検体搬送処理部１２０は、検体投入部１１０から投入された検体容器２００Ａ、２００Ｂや分注処理部１７０において分注された子容器を、遠心処理部１４０や分注処理部１７０、分析処理部１９０等の検体検査自動化システム１００内の各部へ移送する機構である。

検体搬送処理部１２０のうち、検体投入部１１０内には、検体認識部１２１、栓体検知部１２２、およびキャリア認識部１２５が設置されており、搬送中の検体容器２００Ａ、２００Ｂに付されたバーコード２０３を読み取り、搬送された検体容器２００Ａ、２００Ｂを特定する情報を得る。

なお、検体容器２００Ａ、２００Ｂの認識は、バーコード２０３以外の記録媒体により行われても良い。例えば、検体容器２００Ａ、２００ＢにＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）などを設けて、検体認識部１２１がその記録媒体に記憶された検体情報（検体ＩＤなど）を読み取るように構成しても良い。また、検体認識部１２１はＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像装置であっても良い。

栓体検知部１２２は、ＣＣＤなどの撮像装置であり、検体容器２００Ａ、２００Ｂを撮像し、撮像した画像を解析して検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ、２０４の種別、栓体２０２、２０５の有無および栓体２０２、２０５の種別の特定を行う。

なお、栓体検知部１２２は、画像認識以外の方式での検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ、２０４の種別、栓体２０２、２０５の有無および栓体２０２、２０５の種別を特定しても良い。例えば、発光素子と受光素子を対面するように配置して、受光素子の出力を検知して検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ、２０４の種別、栓体２０２、２０５の有無および栓体２０２、２０５の種別を認識しても良いし、その他の方式で検知するようにしても良い。

キャリア認識部１２５は、検体容器２００Ａ、２００Ｂが架設されたキャリア２１０に使用されているキャリアＩＤ情報を読み取る。このキャリア認識部１２５に相当するキャリア認識部１３５、・・・、１７５、１８５Ａ、１８５Ｂが、検体検査自動化システム１００内の各部にそれぞれ設けられている。

遠心処理部１４０（処理部）は、投入された検体容器２００Ａ、２００Ｂに対して遠心分離を行うためのユニットである。

開栓処理部１５０は、投入された検体容器２００Ａ、２００Ｂから栓体２０２、２０５を開栓処理するためのユニットである。

子検体容器生成処理部１６０は、投入された検体容器２００Ａ、２００Ｂに収容された検体を次の分注処理部１７０において分注するために必要な準備、例えば、新たな検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ、２０４を準備するとともに、準備した検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ、２０４にバーコード等を貼り付けるためのユニットである。

分注処理部１７０（処理部）は、遠心分離された検体や未遠心の検体を、後述する分析処理部１９０などで分析するために新たな検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ、２０４に検体を小分けするためのユニットである。

閉栓処理部１８０Ａ、１８０Ｂは、開栓された検体容器２００Ａ、２００Ｂや小分けされた検体容器２００Ａ、２００Ｂに栓体２０２、２０５を閉栓処理するためのユニットである。検体容器２００Ａ、２００Ｂの閉栓に用いる栓体２０２、２０５の種類に応じて閉栓処理部１８０Ａ、１８０Ｂを２つ備えている。閉栓処理部１８０Ａは圧入用の栓体２０２を用いるのに適した構造になっている。閉栓処理部１８０Ｂはスクリュー栓２０５を用いるのに適した構造となっている。閉栓処理部１８０Ａ、１８０Ｂは、閉栓機構８００（図９参照）を有しており、その詳細は後述する。

分析処理部１９０は、検体検査自動化システム１００内の各処理部で処理された検体の移送先であり、検体の成分の定性・定量分析を行うためのユニットである。

分析処理部１９０の主な構成要素は、検体分注機構１９１、試薬分注機構１９２、試薬ディスク１９３、反応ディスク１９４、検出機構１９５、検体搬送処理部１２０の一部である搬送ライン１９６である。

検体分注機構１９１は、検体容器２００Ａ、２００Ｂ内の検体の吸引・吐出を行う。試薬ディスク１９３は、検体の成分分析に必要な試薬を保管する。また、試薬分注機構１９２は、試薬の吸引・吐出を行う。

検出機構１９５は、反応ディスク１９４の反応セル内の混合物の光学的性質を測定し、取得するデータを制御コンピュータ１０１に転送する。

検体収納部１３０は、閉栓処理部１８０Ａ、１８０Ｂで閉栓された検体容器２００Ａ、２００Ｂを収納するユニットである。

制御コンピュータ１０１は、検体検査自動化システム１００内の各部や各部内の各機構の動作を制御し、また、分析処理部１９０での測定データの解析を行う。当然ながら、制御コンピュータ１０１は上述の各部や機構および各キャリア認識部１２５、１３５、・・・、１８５Ａ、１８５Ｂとの通信が可能である。本実施形態の制御コンピュータ１０１では、特に、検体容器２００Ａ、２００Ｂの閉栓に用いる栓体２０２、２０５の種類に応じて、適した閉栓処理部１８０Ａ、１８０Ｂに検体容器２００Ａ、２００Ｂを切り替え搬送するよう検体搬送処理部１２０を制御する。

次に、分析処理部１９０による検体の分析方法について以下説明する。基本的に、制御コンピュータ１０１によって各要素を制御することにより分析を行う。

まず、制御コンピュータ１０１は、検体搬送処理部１２０および搬送ライン１９６によって、搬送ライン１９６に設置されたキャリア２１０を分析処理部１９０内の検体分注機構１９１の検体分注プローブの真下の位置に搬送する。

次に、検体分注機構１９１によって、キャリア２１０に設置された検体容器２００Ａ、２００Ｂの中に入った検体を所定量だけ吸引して、反応ディスク１９４に設置された反応セルの中に検体を吐出する。

次に、反応ディスク１９４によって、検体の入った反応セルを試薬分注機構１９２の真下の位置に搬送する。また、同時に試薬ディスク１９３によって、所定の試薬ボトルを試薬分注機構１９２の真下の位置に搬送する。

次に、試薬分注機構１９２によって、試薬ボトルの中に入った試薬を所定量だけ吸引して、先に吐出された検体の入った反応セルの中に試薬を吐出する。

次に、反応ディスク１９４によって、試薬と検体の溶液が入った反応セルを攪拌機構の位置まで搬送し、反応セルの中に入った試薬と検体の溶液を攪拌する。

次に、反応ディスク１９４によって、試薬と検体の混合溶液が入った反応セルを検出機構１９５の位置まで搬送する。

次いで、検出機構１９５によって混合溶液中に光を照射し、混合液の吸光度や散乱光の光量の変化を検出し、検出（測定）した吸光度の情報、光量の変化の情報から検体中の所定成分の濃度等を求める演算を行う。

次に、検体検査自動化システム１００に投入される検体容器２００Ａ、２００Ｂの構造について図２〜図８を用いて説明する。図２は圧入用の栓体２０２を用いる検体容器２００Ａの概略を、図３は検体容器２００Ａをキャリア２１０に載設した様子を示す図である。図４はスクリュー栓２０５を用いる検体容器２００Ｂの概略を、図５は検体容器２００Ｂをキャリア２１０に載設した様子を示す図である。図６は圧入栓２０２の上面図、図７は圧入栓２０２の側面図、図８は圧入栓２０２の斜視図である。

まず、本実施形態における栓体２０２、２０５とは、ゴムやプラスチックなどで成型され、検体容器２００Ａ、２００Ｂに収容された検体が漏れ出さないようにしているものであり、ねじ込み式であっても良いし、圧入されているだけのものでも良い。

また、本発明の実施形態における検体容器２００Ａ、２００Ｂとは、測定対象の検体を栓体２０２、２０５で封入した容器（検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ、２０４）のことを意味し、図２および図３に示すようにキャリア２１０に架設されているものや、ラック（図示省略）に架設されているものであってもよく、移送が可能であれば良い。

図２および図３に示す検体容器２００Ａは、例えば、採取された検体が専用の容器（検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ）に入れた後に栓体２０２により蓋をされることで封入されたものであり、外部の物質の混入が防がれている。検体容器２０１Ａ、２０１Ｂには、容器種類に適合した圧入用の栓体２０２が取り付けられている。ここで、検体容器２０１Ａは外径φ１３、検体容器２０１Ｂは外径φ１６を示している。図３に示すように、検体容器２０１Ａ、２０１Ｂの種類に応じて栓体２０２の差込み量が異なる。この検体容器２００Ａの開栓は開栓処理部１５０で行い、閉栓処理は閉栓処理部１８０Ａにて行われる。

図６、図７および図８に示すように、栓体２０２は、下部に設けられた直径の異なる２種類のリブ２５２、２５３を有することで外形および内径の異なる検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ双方に対して取り付けが可能な栓体であり、一般的に射出成型で成型されている。また、栓体２０２の上部には、通気穴２５０が設けられている。更に、栓体２０２の内部には、通気穴２５０からの検体の流出や蒸発を防ぐことを目的としたフィルター２５１が設けられている。

図４および図５に示す検体容器２００Ｂは、例えば、子検体容器生成処理部１６０においてバーコード２０３が張り付けられた新たな空の検体容器２０４がスクリュー栓２０５により蓋をされることで、分注処理部１７０で小分け分注された検体が封入されている。検体容器２０４へのスクリュー栓２０５の閉栓処理は閉栓処理部１８０Ｂにて行われる。また、検体容器２０４に対しては、圧入栓２０２で蓋をすることも可能である。その場合、閉栓処理は閉栓処理部１８０Ａにて行われる。この検体容器２００Ｂの開栓を行うときは開栓処理部１５０で行われる。

上述のような検体容器２０１Ａ、２０１Ｂや検体容器２０４の外周表面にはバーコード２０３などの情報媒体が貼付されている。バーコード２０３以外にも２次元コードやＲＦＩＤ等が貼付されていても良い。これら検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ、２０４は、ホルダやラックなどの専用のキャリア２１０に架設されて、検体検査自動化システム１００内を検体搬送処理部１２０によって移動する。

次に、図９および図１０を使用して、閉栓処理部１８０Ａに設けられる閉栓機構８００の構造を説明する。図９は栓体２０２を閉栓するのに好適な閉栓処理部１８０Ａに設けられた閉栓機構の構造を示している図１０は栓押込み機構８０２の断面概略図である。

図９、図１０に示すように、閉栓処理部１８０Ａは、閉栓機構８００、および栓体供給機構８１０、栓体検知部１２２を備えている。

図９における閉栓処理部１８０Ａ内の栓体検知部１２２は、閉栓機構８００の検体容器クランプ機構８０４の近傍に備えられている。栓体検知部１２２は、閉栓処理の前に検体容器２００Ａ、２００Ｂの画像を撮像して用いるべき栓体２０２の種別を制御コンピュータ１０１からの情報と合わせて判断し、最適な閉栓方法を閉栓機構８００に指示するとともに、閉栓処理が終了した後に再度、検体容器２００Ａ、２００Ｂの栓体２０２の装着状況をチェックすることで、閉栓処理が適切におこなわれたか否かを判定する。

なお、図１に示すようにシステムが複数の閉栓処理部１８０Ａ、１８０Ｂを備えている場合には、それぞれの閉栓処理部１８０Ａ、１８０Ｂに搬送される検体搬送処理部１２０の手前に栓体検知部１２２を設けることが考えられる。この場合には、栓体２０２、２０５の種別に応じて閉栓処理がもっとも効率的に行うことができる閉栓処理部１８０Ａ、１８０Ｂへと検体容器２００Ａ、２００Ｂが搬送されることが可能となる。

閉栓機構８００は閉栓処理部１８０Ａ内の検体搬送処理部１２０上に設けられており、主な構成要素は、閉栓上下機構８０１、栓押込み機構８０２、栓受け取り機構８０３、および検体容器クランプ機構８０４である。

栓体２０２は、栓体供給機構８１０から栓体搬送機構８１１で搬送され、栓受け取り機構８０３まで移送される。栓押込み機構８０２および栓受け取り機構８０３は、検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ、２０４に対して垂直方向に同一中心軸上で配置される。閉栓上下機構８０１は、検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ、２０４に対して閉栓を行う際、栓押込み機構８０２および栓受け取り機構８０３を垂直方向に動作させる。

詳細には、図１０に示すように、閉栓上下機構８０１（モータ）の駆動力がベルト８５１を介してボールねじ８５２に伝達され、ボールねじ８５２のねじ軸が回転する。これにより、ボールねじ８５２のナットに固定された栓押込み機構８０２が垂直方向に移動する。なお、栓体搬送機構８１１（フィーダ）は、例えば、バイブレータにより振動し、栓体２０２を栓受け取り機構８０３へ搬送する。

図９では検体容器直上で栓の受け取りおよび閉栓を行う方式の閉栓機構８００が開示されているが、本方式に限定されない。例えば、ＸＹ軸を備え、ＸＹ軸方向に沿って栓押込み機構８０２や栓受け取り機構８０３を移動させる方式としても良い。また、栓受け取り機構８０３の代案として、栓押込み機構８０２に栓体２０２を把持できるチャック機構を備えさせることで、栓体２０２を容器直上まで把持移送して栓を押込む方式としても良い。

検体容器クランプ機構８０４は、栓体２０２の閉栓処理時に、検体容器２００Ａ、２００Ｂの固定を行う。

図１１、図１２に栓押込み機構８０２の断面図と一部拡大図を示す。栓押込み機構８０２は、大きく２本のロッドの組合せで構成される。

第１のロッドである押込みロッド部８２０は、軸受８２５にて支えられており、閉栓動作時に押込み補助バネ８２３が伸縮することで摺動する構造となっている。また、押込みロッド部８２０の先端に栓体支え部８２１が取り付けられている。栓体支え部８２１は、閉栓上下機構が下降（閉栓動作）時に栓体２０２の上部と接触し、押込み補助バネ８２３に生じる応力を栓体２０２へ伝達する。なお、栓体支え部８２１の形状は、対象となる栓体２０２の形状に応じて最適な形状に変更しても良い。

第２のロッドである浮き上がり検知ロッド部８２２は、押込みロッド部８２０の内部に組み込まれ、軸受８２６にて支えられており、検知ロッド補助バネ８２４が伸縮することで摺動する構造となっている。浮き上がり検知ロッド部８２２の端部には、検知板８２８（遮蔽板）が接続される。検知板８２８は、平常時には透過型センサ８２７の検出範囲内に存在し、浮上り検知ロッド部が変位すると透過型センサ８２７の検出範囲外となるように配置される。

換言すれば、図１１に示すように、押込みロッド部８２０（第１のロッド）は、穴８２０Ｈが形成される先端を有する。浮き上がり検知ロッド部８２２（第２のロッド）は、穴８２０Ｈから突出する。詳細には、浮き上がり検知ロッド部８２２（第２のロッド）は、浮き上がり検知ロッド部８２２の先端に加えられる力に応じて変位する。浮き上がり検知ロッド部８２２の先端に力が加えられていない場合、浮き上がり検知ロッド部８２２は、穴８２０Ｈから所定の長さＬ０だけ突出する。透過型センサ８２７（センサ）は、浮き上がり検知ロッド部８２２（第２のロッド）の変位を検出する。

なお、図１０に示すように、閉栓機構８００は、押込みロッド部８２０（第１のロッド）を圧入栓２０２（栓体）に向かう方向Ｄｉｒ１（第１の方向）へ移動させることにより圧入栓２０２（栓体）を検体容器２０１Ａ等（容器）の開口部に装着し、圧入栓２０２が開口部に装着された後に押込みロッド部８２０を方向Ｄｉｒ１と反対の方向Ｄｉｒ２（第２の方向）へ移動させる。

図１１に示すように、検知ロッド補助バネ８２４（第１の弾性体）は、押込みロッド部８２０（第１のロッド）の穴８２０Ｈの内周面に形成される段差８２０Ｓと、浮き上がり検知ロッド部８２２（第２のロッド）の外周面に形成される段差８２２Ｓとの間に配置される。

押込みロッド部８２０（第１のロッド）の先端は、フランジ状部８２１ａと、筒状部８２１ｂと、を有する。フランジ状部８２１ａ及び筒状部８２１ｂにより、栓体をガイドしつつ力を確実に伝達することができる。軸受８２５は、押込みロッド部８２０（第１のロッド）を支持する。押込み補助バネ８２３（第２の弾性体）は、軸受８２５と、フランジ状部８２１ａとの間に配置される。

なお、浮き上がり検知ロッド部８２２の根元には、ストッパ８４１と、ゴム８４２（弾性体）が設けられている。軸受８２６の上端には、カバー８４３が配置されている。ストッパ８４１により、浮き上がり検知ロッド部８２２の可動範囲が規制される。ゴム８４２により、ストッパ８４１とカバー８４３の摩耗が抑制される。カバー８４３により、軸受８２６が固定される。

図１３に閉栓動作フローと、各フローにおける栓押込み機構８０２の状態を示す。ここでは、例として検体容器２０１Ａに対する状態を示す。

まず、閉栓８３０動作では、閉栓上下機構８０１により栓押込み機構８０２が下降し、栓体２０２が検体容器２０１Ａに押し込まれる。この時、浮き上がり検知ロッド部８２２は、栓体２０２に接触し、機構内部に格納された状態になる。ここで、図示されていない透過型センサ８２７は、検知板８２８を非検知状態となる。もし、このフロー動作後に透過型センサ８２７が検知板８２８を検知状態であった場合、何らかの異常により閉栓が失敗したと判定し、制御コンピュータ１０１を通じてオペレータに閉栓失敗を報告することも可能である。

次に、閉栓後の浮き上がり確認８３１、８３２を行う。浮き上がり確認８３１、８３２では、閉栓上下機構８０１により栓押込み機構８０２を規定量上昇させる。規定量は、栓押込み機構８０２において平常時に押込みロッド部８２０から栓浮き上り検知ロッド部８２２が突き出している長さＬ０以上と定義するのが良い。規定量上昇後、図示されていない透過型センサ８２７が検知板８２８を検知している場合は、栓の浮き上がり無しと判定し、閉栓終了８３４として栓押込み機構８０２を上昇させフローを終了する。一方、規定量上昇後、図示されていない透過型センサ８２７が検知板８２８を検知していない場合は、栓の浮き上がり有りと判定し、再閉栓８３３動作へ移る。

換言すれば、制御コンピュータ１０１のＣＰＵ（プロセッサ）は、圧入栓２０２（栓体）が検体容器２０１Ａ（容器）の開口部に装着された後に検出される浮き上がり検知ロッド部８２２（第２のロッド）の変位に基づいて、圧入栓２０２（栓体）の浮き上がりの有無を判定する。詳細には、制御コンピュータ１０１のＣＰＵ（プロセッサ）は、所定の長さＬ０以上、押込みロッド部８２０（第１のロッド）が方向Ｄｉｒ２（第２の方向）へ移動されるときに浮き上がり検知ロッド部８２２（第２のロッド）の変位が検出される場合、圧入栓２０２（栓体）の浮き上がりが有ると判定する。

制御コンピュータ１０１のＣＰＵ（プロセッサ）は、圧入栓２０２（栓体）の浮き上がりが有ると判定される場合、再度、押込みロッド部８２０（第１のロッド）を方向Ｄｉｒ１（第１の方向）へ移動させるように閉栓機構８００を制御し、圧入栓２０２（栓体）を検体容器２０１Ａ（容器）の開口部に装着する。浮き上がりがあると判定される場合のみ再閉栓８３３動作が実行されるため、閉栓処理時間の平均が短くなり、スループットが向上する。

再閉栓８３３動作では、再度、閉栓上下機構８０１により栓押込み機構８０２を下降させ、栓体２０２を検体容器２０１Ａに押込む。この時、栓体２０２の通気穴２５０から空気が充分に抜けやすいように動作させても良い。

例えば、閉栓上下機構８０１の下降速度を低速する、あるいは、栓体２０２を検体容器２０１Ａに押込んだ後に一定時間押込みを保持する、といった通気穴２５０から空気が抜ける時間を長くすることが有効である。

換言すれば、制御コンピュータ１０１のＣＰＵ（プロセッサ）は、圧入栓２０２（栓体）の浮き上がりが有ると判定される場合、再度、押込みロッド部８２０（第１のロッド）を方向Ｄｉｒ１（第１の方向）へ移動させる速度を前回よりも低速にする又は圧入栓２０２（栓体）が検体容器２０１Ａ（容器）に完全に装着される位置を示す閉栓位置で押込みロッド部８２０（第１のロッド）の先端が停止する時間を前回より長くするように閉栓機構８００を制御する。

または、栓押込み機構８０２の下降時に、栓体２０２を意図的に変形させながら押込む方式も通気穴以外から空気を抜く手段として有効である。例えば、栓受け取り機構８０３、あるいは、それに代わるチャック機構により、栓体２０２を強く把持し、栓体２０２の弾性を利用して変形させながら押込む方式が考えられる。特に、栓体２０２のリブ２５２を変形させながら検体容器２０１Ａに押込むと、変形したリブ２５２と検体容器２０１Ａの隙間から空気を抜くことが可能である。

または、栓体２０２の中心軸と検体容器２０１Ａの中心軸を意図的にずらす、あるいは、栓体２０２を検体容器２０１Ａに対して角度を付けて挿入するなどの方法により、リブ２５２を検体容器２０１Ａの内壁に押し付けて弾性変形させながら栓体２０２を押込むことでも、それによって生じた栓体２０２と検体容器２０１Ａの隙間から空気を抜くことが可能である。または、栓押込み機構８０２内部に減圧ポンプ等を接続したノズルを備えさせ、栓体２０２のフィルター２５１を介して強制的に排気する手段も有効である。

以上に述べた例に限らず、再閉栓８３３動作時には、対象となる栓体２０２の形状や特性に応じて、栓体２０２自体の通気穴を介さずに空気を抜くように動作させても良い。また、これらの方法は、栓体２０２自体に通気穴などの排気手段が備わっていない場合の排気手段としても有効である。

再閉栓８３３動作後は、閉栓終了８３４として栓押込み機構８０２を上昇させフローを終了する。より確実に閉栓を行うには、再閉栓８３３動作後に、再度、浮き上がり確認８３１、８３２へ移行して判定を繰り返しても良い。

（閉栓位置を計算する第１の方法）
以下、閉栓位置を計算する第１の方法を説明する。図１４は、閉栓位置を計算するときに用いられるテーブル３００〜３３０の構造を示す図である。テーブル３００〜３４０は、制御コンピュータ１０１の記憶装置に記憶される。

テーブル３００は、キャリアＩＤと容器種類ＩＤとを対応付けて記憶する。キャリアＩＤは、キャリア２１０の識別子であり、例えば、検体投入部１１０内のキャリア認識部１２５（センサ）によって読み取られる。容器種類ＩＤは、検体容器２０１Ａ、２０１Ｂ、２０４等（容器）の種類の識別子であり、例えば、検体投入部１１０内の栓体検知部１２２（センサ）によって読み取られる。

テーブル３１０は、容器種類ＩＤと栓体種類ＩＤとを対応付けて記憶する。栓体種類ＩＤは、栓体２０２、２０５の種類の識別子であり、検体投入部１１０内の栓体検知部１２２（センサ）によって読み取られる。

図１４では、例えば、容器種類ＩＤとしてのφ１３Ｈ０１Ｐは、径がφ１３、高さがＨ０１、圧入型の容器（例えば、検体容器２０１Ａ）を示す。φ１６Ｈ０１Ｓは、径がφ１６、高さがＨ０１、スクリュー型の容器（例えば、検体容器２０４）を示す。

図１４では、例えば、栓体種類ＩＤとしてのφ１３／１６Ｐは、径がφ１３又はφ１６の容器に用いられる圧入型の栓体（例えば、圧入栓２０２）を示す。φ１６Ｓは、径がφ１６の容器に用いられるスクリュー型の栓体を示す。なお、前述したように、検体容器２０４に、スクリュー栓２０５ではなく圧入栓２０２を用いることができる。この場合、テーブル３１０において、栓体種類ＩＤとしてφ１３Ｓ、φ１６Ｓに代えて、φ１３／１６Ｐが用いられる。

テーブル３２０は、容器種類ＩＤと、容器種類ＩＤによって識別される容器の形状情報とを対応付けて記憶する。容器の形状情報は、例えば、容器の高さ（長さ）等の情報を含む。

テーブル３３０は、栓体種類ＩＤと、栓体種類ＩＤによって識別される栓体の形状情報とを対応付けて記憶する。栓体の形状情報は、例えば、栓体の高さ（長さ）等の情報を含む。特に、圧入栓２０２の場合、栓体の形状情報は、リブ２５２の位置（栓体の下端又は上端からの位置）、リブ２５３の位置を示す情報を含む。

テーブル３４０は、キャリアＩＤと、キャリアＩＤによって識別されるキャリア（例えば、キャリア２１０）の形状情報とを対応付けて記憶する。キャリアの形状情報は、例えば、キャリアの高さ（長さ）等の情報を含む。

制御コンピュータ１０１のＣＰＵ（プロセッサ）は、容器種類ＩＤ（容器の種類）と栓体種類ＩＤ（栓体の種類）の組合せに応じた閉栓位置を計算する。詳細には、容器種類ＩＤに対応する形状情報と、栓体種類ＩＤに対応する形状情報と、キャリアＩＤに対応する形状情報に基づいて、閉栓位置を計算する。

そして、図１３に示したように、制御コンピュータ１０１のＣＰＵ（プロセッサ）は、閉栓位置から所定の長さＬ０以上、押込みロッド部８２０（第１のロッド）が方向Ｄｉｒ２（第２の方向）へ移動されるときに浮き上がり検知ロッド部８２２（第２のロッド）の変位が検出される場合、栓体の浮き上がりが有ると判定する。

（閉栓位置を計算する第２の方法）
以下、閉栓位置を計算する第２の方法を説明する。図１５は、閉栓位置を計算するときに用いられるテーブル３００〜３５０の構造を示す図である。テーブル３００〜３５０は、制御コンピュータ１０１の記憶装置に記憶される。

第２の方法では、テーブル３１０に代えてテーブル３１０ａが用いられる。また、テーブル３５０が用いられる。

テーブル３１０ａは、容器種類ＩＤと、空輸フラグと、栓体種類ＩＤとを対応付けて記憶する。空輸フラグは、検体が空輸されるか否かを示す。なお、空輸フラグ＝０は検体が空輸されないことを示し、空輸フラグ＝１は検体が空輸されることを示す。

テーブル３５０は、検体ＩＤと、検体情報とを対応付けて記憶する。検体ＩＤは、検体の識別子であり、例えば、検体投入部１１０内の検体認識部１２１（センサ）によって読み取られる。図１５の例では、検体情報は、検体についての種々の情報であり、前述した空輸フラグを含む。

第２の方法では、テーブル３１０ａに示すように、空輸フラグ＝１の場合、スクリュー栓（例えば、φ１３Ｓ、φ１６Ｓ）が用いられる。なお、システムは、少なくとも、閉栓処理部１８０Ａ、閉栓処理部１８０Ｂ、開栓処理部１５０、分注処理部１７０、検体搬送処理部１２０（搬送処理部）を備える。

閉栓処理部１８０Ａ（第１の閉栓装置）は、互いに異なる径の容器に装着可能な多段構造を有する圧入栓２０２を容器の開口部に装着する。閉栓処理部１８０Ｂ（第２の閉栓装置）は、スクリュー栓２０５を容器の開口部に装着する。

制御コンピュータ１０１のＣＰＵ（プロセッサ）は、容器に格納される検体が空輸用であるか否かを判定する。詳細には、検体ＩＤに対応する検体情報に含まれる空輸フラグに基づいて、検体が空輸用であるか否かを判定する。

制御コンピュータ１０１のＣＰＵ（プロセッサ）は、容器に格納される検体が空輸用でないと判定される場合に、圧入栓２０２を容器に装着させるように閉栓処理部１８０Ａ（第１の閉栓装置）を制御し、容器に格納される検体が空輸用であると判定される場合に、スクリュー栓２０５を容器に装着させるように第２の閉栓装置を制御する。

なお、制御コンピュータ１０１のＣＰＵ（プロセッサ）は、空輸用でない検体が格納される容器を載せたキャリア２１０を閉栓処理部１８０Ａ（第１の閉栓装置）へ搬送し、空輸用の検体が格納される容器を載せたキャリア２１０を閉栓処理部１８０Ｂ（第２の閉栓装置）へ搬送するように検体搬送処理部１２０を制御する。

制御コンピュータ１０１のＣＰＵ（プロセッサ）は、容器種類ＩＤ（容器の種類）と栓体種類ＩＤ（栓体の種類）の組合せに応じた閉栓位置を計算する。詳細には、容器種類ＩＤに対応する形状情報と、栓体種類ＩＤに対応する形状情報と、キャリアＩＤに対応する形状情報に基づいて、閉栓位置を計算する。

そして、図１３に示したように、制御コンピュータ１０１のＣＰＵ（プロセッサ）は、閉栓位置から所定の長さＬ０以上、押込みロッド部８２０（第１のロッド）が方向Ｄｉｒ２（第２の方向）へ移動されるときに浮き上がり検知ロッド部８２２（第２のロッド）の変位が検出される場合、栓体の浮き上がりが有ると判定する。

以上説明したように、本実施形態によれば、栓体の浮き上がりを検出することができる。

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。

また、上述の実施形態で説明したように、検体検査自動化システム１００とは、自動分析装置に相当する分析処理部１９０で検体などの検体の分析を行うための、遠心分離、検体分注、開栓、閉栓、子検体容器生成、バーコードラベル貼り付けなどの各種前処理を行う前処理装置を含む分析システムとして説明したが、検体検査自動化システム１００は、システムとしては最低限、開栓、閉栓、分注機構、それらの間で検体を搬送する搬送機構を備えている前処理システムのみであってもよい。それ以外にも、後処理システムのみや、後処理システムと分析システムを統合したシステム、前処理システムと後処理システムと分析システムとを統合したシステム、であっても良い。

上記の実施形態では、システムは、圧入栓用の閉栓処理部１８０Ａ（閉栓装置）と、スクリュー栓用の閉栓処理部１８０Ｂ（閉栓装置）を備えるが、これらの一方を備えるようにしてもよい。この場合、システムは、少なくとも、１つの閉栓処理部（閉栓装置）、容器から栓体を取り外す開栓処理部、容器に格納される検体を分注する分注処理部、容器を搬送する検体搬送処理部（搬送処理部）を備えるようにしてもよい。

上記の実施形態では、図１４及び図１５に示すテーブル３００は、検体投入部１１０内のキャリア認識部１２５によって読み取られるキャリアＩＤと、検体投入部１１０内の栓体検知部１２２によって読み取られる容器種類ＩＤとを対応付けて記憶するが、これらの識別子は、閉栓処理部１８０Ａ、１８０Ｂ内又はその手前のキャリア認識部、栓体検知部によってそれぞれ読み取られてもよい。

図１４に示すテーブル３１０の容器種類ＩＤ及び栓体種類ＩＤは、制御コンピュータ１０１の入力装置によって予め入力されるようにしてもよい。図１４の例では、圧入型の容器を示す容器種類ＩＤ（＝＊Ｐ、＊：ワイルドカード）に対する栓体種類ＩＤ（＝φ１３／１６Ｐ）は一意に決まり、スクリュー型の容器を示す容器種類ＩＤ（＝＊Ｓ）に対する栓体種類ＩＤ（＝＊Ｓ又は＊Ｐ）はユーザによって決定される。なお、スクリュー型の容器を示す容器種類ＩＤ（＝＊Ｓ）に対する栓体種類ＩＤ（＝＊Ｓ又は＊Ｐ）は、検体投入部１１０に投入される検体容器が載置されるトレイに応じて決定されてもよい。

図１５に示すテーブル３１０ａの容器種類ＩＤ及び栓体種類ＩＤも、制御コンピュータ１０１の入力装置によって予め入力されるようにしてもよい。図１５の例では、容器種類ＩＤ及び空輸フラグの組合せに対する栓体種類ＩＤは一意に決まる。

子検体容器生成処理部１６０は、新たな検体容器として小分け分注前と同じ種類の検体容器及び栓体を用いてもよいし、別の種類の検体容器及び栓体を用いてもよい。

また、上記の各構成、機能（手段）等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。

なお、本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。

（１）１本の検体容器を保持するホルダと、前記ホルダを搬送する手段と、前記ホルダ上の検体容器に栓を押込む閉栓機構と、を備えた検体検査自動化システムにおいて、押込み後の栓の浮き上がりを検知する手段と、栓の浮き上がりの判定に基づいて、浮上りがある場合のみ同一の機構で再押込みする手段と、を備えた検体搬送装置。

（２）上記浮き上がり検知手段において、閉栓機構における栓を垂直方向から押込むための第一のロッド内に、伸縮する第二のロッドを備え、第二のロッドの伸縮変位を検知することで栓の浮き上がりを検知する手段と、を備えた検体搬送装置。

（３）上記再押込み手段において、栓のフィルターから検体容器内の圧縮空気を逃がしやすいように、押込み時間や動作を制御する手段と、を備えた検体搬送装置。

上記（１）〜（３）によれば、簡易な構造により確実な閉栓処理を、処理時間を割くことなく合理的に行うことが可能となる。

１００…検体検査自動化システム
１０１…制御コンピュータ
１１０…検体投入部
１２０…検体搬送処理部
１２１…検体認識部
１２２…栓体検知部
１２５、１３５、１７５、１８５Ａ、１８５Ｂ…キャリア認識部
１３０…検体収納部
１４０…遠心処理部（処理部）
１５０…開栓処理部
１６０…子検体容器生成処理部
１７０…分注処理部（処理部）
１８０Ａ、１８０Ｂ…閉栓処理部
１８５Ａ、１８５Ｂ…キャリア認識部
１９０…分析処理部
１９１…検体分注機構
１９２…試薬分注機構
１９３…試薬ディスク
１９４…反応ディスク
１９５…検出機構
１９６…搬送ライン
２００Ａ、２００Ｂ…検体容器
２０１Ａ…（圧入栓用）容器（外径φ１３）
２０１Ｂ…（圧入栓用）容器（外径φ１６）
２０２…栓体（圧入栓）
２０３…バーコード
２０４…（スクリュー栓用）容器（子検体容器）
２０５…栓体（スクリュー栓）
２１０…キャリア
２５０…通気穴
２５１…フィルター
２５２…リブ（外径φ１６封止用）
２５３…リブ（外径φ１３封止用）
３００、３１０、３１０ａ、３２０、３３０、３４０、３５０…テーブル
８００…閉栓機構
８０１…閉栓上下機構
８０２…栓押込み機構
８０３…栓受け取り機構
８０４…検体容器クランプ機構
８１０…栓体供給機構
８１１…栓体搬送機構
８２０…押込みロッド部
８２０Ｈ…穴
８２０Ｓ…段差
８２１…栓体支え部
８２１ａ…フランジ状部
８２１ｂ…筒状部
８２２…浮き上がり検知ロッド部
８２２Ｓ…段差
８２３…押込み補助バネ
８２４…検知ロッド補助バネ
８２５、８２６…軸受
８２７…透過型センサ
８２８…検知板
８３０…閉栓
８３１…浮き上がり確認（浮上り無し）
８３２…浮き上がり確認（浮上り有り）
８３３…再閉栓
８３４…閉栓終了
８３５…閉栓上下機構の動作方向
８４１…ストッパ
８４２…ゴム
８４３…カバー
８５１…ベルト
８５２…ボールねじ

Claims (11)

1. 穴が形成される先端を有する第１のロッドと、
   前記穴から突出する第２のロッドと、
   前記第１のロッドを栓体に向かう第１の方向へ移動させることにより、前記第１のロッドにより前記栓体を容器の開口部に押し込んで前記開口部を前記栓体で閉栓し、前記開口部を前記栓体で閉栓した後に前記第１のロッドを前記第１の方向と反対の第２の方向へ移動させる閉栓機構と、
   前記第２のロッドが前記栓体と接触した状態で前記栓体から前記第２のロッドの先端に加えられる力に応じた前記第２のロッドの変位を検出するセンサと、
   前記開口部が前記栓体で閉栓された後に検出される前記第２のロッドの変位に基づいて、前記栓体の浮き上がりの有無を判定するプロセッサと、
   を備えることを特徴とする閉栓装置。
2. 請求項１に記載の閉栓装置であって、
   前記第２のロッドは、
   前記第２のロッドの先端に力が加えられていない場合、前記穴から所定の長さだけ突出する
   ことを特徴とする閉栓装置。
3. 請求項２に記載の閉栓装置であって、
   前記プロセッサは、
   前記所定の長さ以上、前記第１のロッドが前記第２の方向へ移動されるときに前記第２のロッドの変位が検出される場合、前記栓体の浮き上がりが有ると判定する
   ことを特徴とする閉栓装置。
4. 請求項１に記載の閉栓装置であって、
   前記プロセッサは、
   前記栓体の浮き上がりが有ると判定される場合、再度、前記第１のロッドを前記第１の方向へ移動させるように前記閉栓機構を制御し、前記栓体を前記容器の前記開口部に装着する
   ことを特徴とする閉栓装置。
5. 請求項４に記載の閉栓装置であって、
   前記プロセッサは、
   前記栓体の浮き上がりが有ると判定される場合、再度、前記第１のロッドを前記第１の方向へ移動させる速度を前回よりも低速にする又は前記栓体が前記容器に完全に装着される位置を示す閉栓位置で前記第１のロッドの先端が停止する時間を前回より長くするように前記閉栓機構を制御する
   ことを特徴とする閉栓装置。
6. 請求項２に記載の閉栓装置であって、
   前記プロセッサは、
   前記容器の種類と前記栓体の種類の組合せに応じた閉栓位置を計算し、
   前記閉栓位置から前記所定の長さ以上、前記第１のロッドが前記第２の方向へ移動されるときに前記第２のロッドの変位が検出される場合、前記栓体の浮き上がりが有ると判定する
   ことを特徴とする閉栓装置。
7. 請求項１に記載の閉栓装置であって、
   前記第１のロッドの前記穴の内周面に形成される段差と、前記第２のロッドの外周面に
   形成される段差との間に配置される第１の弾性体を備える
   ことを特徴とする閉栓装置。
8. 請求項７に記載の閉栓装置であって、
   前記第１のロッドの前記先端は、
   フランジ状部と、
   筒状部と、を有する
   ことを特徴とする閉栓装置。
9. 請求項８に記載の閉栓装置であって、
   前記第１のロッドを支持する軸受と、
   前記軸受と、前記フランジ状部との間に配置される第２の弾性体を備える
   ことを特徴とする閉栓装置。
10. 請求項１に記載の閉栓装置を少なくとも１つ含むシステムであって、
    前記容器から前記栓体を取り外す開栓処理部と、
    前記容器に格納される検体を分注する分注処理部と、
    前記容器を搬送する搬送処理部と、
    を備えることを特徴とするシステム。
11. 請求項１０に記載のシステムであって、
    互いに異なる径の容器に装着可能な多段構造を有する圧入栓用の第１の閉栓装置と、
    スクリュー栓用の第２の閉栓装置と、を備え、
    前記プロセッサは、
    前記容器に格納される検体が空輸用であるか否かを判定し、
    前記容器に格納される検体が空輸用でないと判定される場合に、圧入栓を前記容器に装着させるように前記第１の閉栓装置を制御し、
    前記容器に格納される検体が空輸用であると判定される場合に、スクリュー栓を前記容器に装着させるように前記第２の閉栓装置を制御する
    ことを特徴とするシステム。

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