JP6914799B2 - 自動分析装置及び動作量補正方法 - Google Patents

自動分析装置及び動作量補正方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6914799B2
JP6914799B2 JP2017196098A JP2017196098A JP6914799B2 JP 6914799 B2 JP6914799 B2 JP 6914799B2 JP 2017196098 A JP2017196098 A JP 2017196098A JP 2017196098 A JP2017196098 A JP 2017196098A JP 6914799 B2 JP6914799 B2 JP 6914799B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulses
drive
pulse
rotation
turntable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017196098A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019070553A (ja
Inventor
武 村中
武 村中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
Priority to JP2017196098A priority Critical patent/JP6914799B2/ja
Priority to CN201811146912.4A priority patent/CN109633192B/zh
Publication of JP2019070553A publication Critical patent/JP2019070553A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6914799B2 publication Critical patent/JP6914799B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/025Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations having a carousel or turntable for reaction cells or cuvettes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584Control arrangements for automatic analysers
    • G01N35/00722Communications; Identification
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584Control arrangements for automatic analysers
    • G01N35/00722Communications; Identification
    • G01N35/00732Identification of carriers, materials or components in automatic analysers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584Control arrangements for automatic analysers
    • G01N35/00722Communications; Identification
    • G01N35/00871Communications between instruments or with remote terminals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346Heating or cooling arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00534Mixing by a special element, e.g. stirrer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584Control arrangements for automatic analysers
    • G01N35/00722Communications; Identification
    • G01N35/00732Identification of carriers, materials or components in automatic analysers
    • G01N2035/00742Type of codes
    • G01N2035/00752Type of codes bar codes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584Control arrangements for automatic analysers
    • G01N35/00722Communications; Identification
    • G01N35/00871Communications between instruments or with remote terminals
    • G01N2035/00881Communications between instruments or with remote terminals network configurations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00584Control arrangements for automatic analysers
    • G01N35/00722Communications; Identification
    • G01N2035/00891Displaying information to the operator
    • G01N2035/009Displaying information to the operator alarms, e.g. audible

Description

本発明は、検体や試薬等の液体が収容された複数の容器を保持して回転するユニットを備え、検体に含まれる成分を分析する自動分析装置、及び動作量補正方法に関する技術に係る。
自動分析装置は、生化学的検査、輸血検査などさまざまな分野での検査に用いられ、多数の検体に対する分析処理を行い、それらの検体に含まれる多成分の目的物質を迅速に、かつ、高精度で分析する。
図1は、一般的な自動分析装置における回転駆動機構及びその制御系の構成例を示す模式図である。
図1に示す自動分析装置100は、検体と試薬の反応が行われる複数の反応容器102を保持する容器保持部101と、容器保持部101に取り付けられたダイレクトドライブモータ103と、ダイレクトドライブモータ103に駆動信号を供給するサーボアンプ104と、サーボアンプ104に駆動指令を出力する制御装置105を備える。容器保持部101は、ダイレクトドライブモータ103から中間機構(減速機、ベルト、チェーン等)を介さずに動力が伝達されて回転する。
一般に、回転ユニットは、1周分の駆動パルスのパルス数及びエンコーダから出力される検出値(以下「エンコーダ値」とも称する。)に、小数点以下の端数を生じさせないように設計される。しかし、自動分析装置で使用される容器保持部(例えば反応容器102を回転させる容器保持部101)は、複数の検体の連続分析を可能にするために保持できる反応容器の数に素数が設定される場合が多い。このため、容器保持部の設計上の各停止位置のパルス数及びエンコーダ値に端数が生じる。反応容器の数を素数に設定することにより、複数の検体を、1つ飛ばしや2つ飛ばしなどの任意の順番で連続して分析することが可能となる。
この端数が各停止位置に与える影響が小さくなるように設定すると、容器保持部の1周分の駆動パルスに端数が生じやすい。モータに供給する駆動パルスのパルス数は整数であるため、1周分の駆動パルスに端数がある容器保持部を何周も動作させると、周回を重ねるに伴い実際の駆動パルスのパルス数(動作値)と端数を含む設計上のパルス数(設計値)との間の誤差が蓄積する。それにより、指示した停止位置と実際の停止位置との間で動作に与える影響が無視できない位置ずれが発生する。周回時に1周分の駆動パルスのパルス数の端数をなくし、各停止位置におけるパルス数の端数の影響を小さくするには、高性能のモータ(例えばダイレクトドライブモータ103)を使用する必要がある。一般にダイレクトドライブモータは、1周分の駆動パルスのパルス数が数十万であるために、十数周回転した後でも誤差が非常に小さい。
特許文献1において、回転駆動源(サーボモータ)の回転速度を所定の回転速度に変換する速度変換機構における速度比が端数を含んでいる場合の対策が開示されている。この特許文献1には、「サーボモータの減速装置の減速比は小数点以下の端数を含む値であるのに対し、エンコーダの出力は整数であるため、このような回転制御では減速比の端数分に相当する位置ずれが生じる。」(段落[0106])と記載され、そのため「所定の回転数ごとに、減速比の端数分に相当する位置ずれの補正を行う。」ことが記載されている。
特開2006−234671号公報
ところで、高性能のモータは高価であり、高価な部品を使用することでコストが増大する。また、高性能のモータであるダイレクトドライブモータは、駆動部が大きく、特殊なモータドライバ(例えばサーボアンプ104)を要することから、大きな設置スペースが必要となる。さらにまた、図1の容器保持部101が内周と外周の2重円で構成されそれぞれが別の駆動系で動作する場合、外周側の駆動系にダイレクトドライブモータ103を採用することができない。
特許文献1に記載のものは、エンコーダから出力される整数の位置情報を補正して、制御上で認識されている速度変換機構後の回転軸の位置と実際の速度変換機構後の回転軸の位置とを一致させて、位置ずれを解消することができる(段落[0022])。しかし、特許文献1は、電動機の回転動作そのものを高精度に制御することについては言及していない。
本発明は、上記の状況に鑑み、複数の容器を保持して連続的に回転する容器保持部において、各停止位置における設計値のパルス数に端数を含む場合に、各停止位置での位置ずれを抑えて動作不良を防止することを目的とする。
本発明の一態様の自動分析装置は、複数の容器を保持して回転可能に構成された容器保持部と、回転力を伝達可能に容器保持部と連結され、供給された駆動パルスにより回転駆動する電動機と、容器保持部が回転の基準位置から1周するまでの停止位置ごとに、少なくとも設計上の端数を含む設計基準パルス数を記憶する記憶部と、回転指示量が入力された場合に、記憶部に記憶されている各停止位置の設計基準パルス数に対して丸め処理が施されて端数が解消された整数基準パルス数を用いて回転指示量に対応するパルス数を算出し、そのパルス数を駆動指令として出力する制御部と、その制御部から駆動指令として出力されたパルス数の駆動パルスを電動機に供給する駆動部と、を備える。そして、制御部は、電動機の連続的な回転中に電動機に供給した駆動パルスのパルス数及び対応する設計基準パルス数をそれぞれ積算し、駆動パルスのパルス数の積算値と設計基準パルス数の積算値との差分の絶対値が1以上である場合には、駆動パルスのパルス数からその差分の整数部に相当するパルス数を差し引いて駆動パルスのパルス数を調整する。
本発明の少なくとも一態様によれば、容器保持部に回転力を伝達する電動機に供給する駆動パルスのパルス数を調整することにより、連続的に回転する容器保持部に対し、各停止位置における設計値のパルス数(端数含む)と動作時のパルス数(整数値)との差(位置ずれ)による動作不良を防ぐことができる。
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。
一般的な自動分析装置の回転駆動系の概略構成例を示す模式図である。 本発明の第1の実施形態に係る自動分析装置の全体構成例を示す概略斜視図である。 本発明の第1の実施形態に係る自動分析装置の回転駆動系の概略構成例を示す模式図である。 本発明の第1の実施形態に係る自動分析装置が備える制御装置の機能構成例を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態に係る設計時の端数を含む基準パルス数及び動作時の基準パルス数を示した対照表である。 本発明の第1の実施形態に係る反応ターンテーブルの一例を示す説明図である。 図7Aは本発明の第1の実施形態に係る反応ターンテーブルの回転開始後の動作例を示す説明図であり、図7Bは本発明の第1の実施形態に係る反応ターンテーブルの1回転完了時の動作例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る反応ターンテーブルの1周目から2周目にかけての動作例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る反応ターンテーブルの同じ停止位置間同士のエンコーダ値の差分を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る自動分析装置における制御装置の測定処理の手順例を示すフローチャートである。 本発明の第3の実施形態に係る自動分析装置の回転駆動系の概略構成例を示す模式図である。 本発明の第1〜第3の実施形態に係る制御装置が備えるコンピューターのハードウェア構成例を示すブロック図である。
以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
<1.第1の実施形態>
[自動分析装置の構成例]
図2は、第1の実施形態に係る自動分析装置の全体構成例を示す概略斜視図である。
図2に示す自動分析装置1は、本発明に係る自動分析装置を生化学分析装置に適用した例である。生化学分析装置は、血液や尿等の生体試料に含まれる特定の成分の量を自動的に測定する装置である。本発明は、生化学分析装置の他に種々の自動分析装置に適用可能である。
図2に示すように、自動分析装置1は、測定機構1Aと、制御装置40とを備える。測定機構1Aは、測定部の一例であり、サンプルターンテーブル2と、希釈ターンテーブル3と、第1試薬ターンテーブル4と、第2試薬ターンテーブル5と、反応ターンテーブル6と、を備えている。また、測定機構1Aは、サンプル希釈ピペット7と、サンプリングピペット8と、希釈撹拌装置9と、希釈洗浄装置11と、第1試薬ピペット12と、第2試薬ピペット13と、第1反応撹拌装置14と、第2反応撹拌装置15と、多波長光度計16と、恒温槽17と、反応容器洗浄装置18とを備えている。
サンプルターンテーブル2(検体容器配列部の一例)は、軸方向の一端が開口した略円筒状をなす容器状に形成されている。このサンプルターンテーブル2には、複数の検体容器21と、複数の希釈液容器22が収容されている。サンプルターンテーブル2の内側には、キャリブレータ2a(標準検体)やコントロール2b(管理検体)が設置される。また、サンプルターンテーブル2の内側の部分(内側の2列)は、主にキャリブレータ2aやコントロール2bを保冷する目的で保冷されている。検体容器21には、血液や尿等からなる検体(サンプル)が収容される。希釈液容器22には、通常の希釈液である生理食塩水以外の特別な希釈液が収容される。因みに、サンプルターンテーブル2を駆動するときは、内側と外側を同時に駆動することになる。
複数の検体容器21は、サンプルターンテーブル2の周方向に所定の間隔を開けて並べて配置されている。また、サンプルターンテーブル2の周方向に並べられた検体容器21の列は、サンプルターンテーブル2の半径方向に所定の間隔を開けて2列セットされている。
複数の希釈液容器22は、複数の検体容器21の列よりもサンプルターンテーブル2の半径方向の内側に配置されている。複数の希釈液容器22は、複数の検体容器21と同様に、サンプルターンテーブル2の周方向に所定の間隔を開けて並べて配置されている。そして、サンプルターンテーブル2の周方向に並べられた希釈液容器22の列は、サンプルターンテーブル2の半径方向に所定の間隔を開けて2列セットされている。
なお、複数の検体容器21及び複数の希釈液容器22の配列は、2列に限定されるものではなく、1列でもよく、あるいはサンプルターンテーブル2の半径方向に3列以上配置してもよい。
サンプルターンテーブル2は、不図示の駆動機構によって周方向に沿って回転可能に支持されている。そして、サンプルターンテーブル2は、不図示の駆動機構により、周方向に所定の角度範囲ごとに、所定の速度で回転する。また、サンプルターンテーブル2の周囲には、希釈ターンテーブル3が配置されている。
サンプルターンテーブル2の側面には、サンプルバーコードリーダ10が設けられている。サンプルバーコードリーダ10は、サンプルターンテーブル2に収容された検体容器21、希釈液容器22、キャリブレータ2aの容器及びコントロール2bの容器の側面に付されたバーコードを読み取る。制御装置40は、サンプルバーコードリーダ10により読み取られた情報を元に、サンプルターンテーブル2に収容された検体、希釈液を管理している。
希釈ターンテーブル3、第1試薬ターンテーブル4、第2試薬ターンテーブル5及び反応ターンテーブル6は、サンプルターンテーブル2と同様に、軸方向の一端が開口した略円筒状をなす容器状に形成されている。また、これらのターンテーブルは、不図示の駆動機構によって周方向に沿って回転可能に支持されている。そして、これらのターンテーブルの各々は、それぞれに対応して設けられた不図示の駆動機構により、その周方向に所定の角度範囲ずつ、所定の速度で回転する。例えば反応ターンテーブル6の回転駆動には、一例としてステッピングモータ32(図3参照)が用いられ、ステッピングモータ32の回転駆動により反応ターンテーブル6が反時計回り及び時計回りに回転駆動する。反応ターンテーブル6は、一例として1回以上の回転動作を経て周方向にほぼ1回転(例えば1回の回転動作で約1/3以上回転)するように設定される。
希釈ターンテーブル3には、複数の希釈容器23が希釈ターンテーブル3の周方向に並べて収容されている。希釈容器23には、サンプルターンテーブル2に配置された検体容器21から吸引され、希釈された検体(以下、「希釈検体」という)が収容される。
第1試薬ターンテーブル4には、複数の第1試薬容器24が第1試薬ターンテーブル4の周方向に並べて収容されている。また、第2試薬ターンテーブル5には、複数の第2試薬容器25が第2試薬ターンテーブル5の周方向に並べて収容されている。そして、第1試薬容器24には、第1試薬が収容され、第2試薬容器25には、第2試薬が収容される。
さらに、第1試薬ターンテーブル4、第1試薬容器24、第2試薬ターンテーブル5及び第2試薬容器25は、不図示の保冷機構によって所定の温度に保たれている。そのため、第1試薬容器24に収容された第1試薬と、第2試薬容器25に収容された第2試薬は、所定の温度で保冷される。
反応ターンテーブル6(容器保持部の一例)は、希釈ターンテーブル3と、第1試薬ターンテーブル4及び第2試薬ターンテーブル5の間に配置された反応ユニットである。反応ターンテーブル6には、複数の反応容器26が反応ターンテーブル6の周方向に並べて収容されている。反応容器26には、希釈ターンテーブル3の希釈容器23からサンプリングした希釈検体と、第1試薬ターンテーブル4の第1試薬容器24からサンプリングした第1試薬と、第2試薬ターンテーブル5の第2試薬容器25からサンプリングした第2試薬が注入される。そして、この反応容器26内において、希釈検体と、第1試薬及び第2試薬が撹拌され、反応が行われる。なお、測定内容によっては、第1試薬と第2試薬のいずれか一方のみが、反応容器26内に注入されて希釈検体との反応が行われる場合がある。
サンプル希釈ピペット7(検体注入部の一例)は、サンプルターンテーブル2と希釈ターンテーブル3の周囲に配置される。サンプル希釈ピペット7は、不図示の希釈ピペット駆動機構により、サンプルターンテーブル2及び希釈ターンテーブル3の軸方向(例えば、上下方向)に移動可能に支持されている。また、サンプル希釈ピペット7は、希釈ピペット駆動機構により、サンプルターンテーブル2及び希釈ターンテーブル3の開口と略平行をなす水平方向に沿って回動可能に支持されている。そして、サンプル希釈ピペット7は、水平方向に沿って回動することで、サンプルターンテーブル2と希釈ターンテーブル3の間を往復運動する。なお、サンプル希釈ピペット7がサンプルターンテーブル2と希釈ターンテーブル3の間を移動する際、サンプル希釈ピペット7は、不図示の洗浄装置を通過する。
ここで、サンプル希釈ピペット7の動作について説明する。
サンプル希釈ピペット7がサンプルターンテーブル2における開口の上方の所定位置に移動した際、サンプル希釈ピペット7は、サンプルターンテーブル2の軸方向に沿って下降し、その先端に設けたピペットを検体容器21内に挿入する。このとき、サンプル希釈ピペット7は、不図示のサンプル用ポンプが作動して検体容器21内に収容された検体を所定量吸引する。次に、サンプル希釈ピペット7は、サンプルターンテーブル2の軸方向に沿って上昇してピペットを検体容器21内から抜き出す。そして、サンプル希釈ピペット7は、水平方向に沿って回動し、希釈ターンテーブル3における開口の上方の所定位置に移動する。
次に、サンプル希釈ピペット7は、希釈ターンテーブル3の軸方向に沿って下降して、ピペットを所定の希釈容器23内に挿入する。そして、サンプル希釈ピペット7は、吸引した検体と、サンプル希釈ピペット7自体から供給される所定量の希釈液(例えば、生理食塩水)を希釈容器23内に吐出する。その結果、希釈容器23内で、検体が所定倍数の濃度に希釈される。その後、サンプル希釈ピペット7は、洗浄装置によって洗浄される。
サンプリングピペット8(検体注入部の一例)は、希釈ターンテーブル3と反応ターンテーブル6の間に配置されている。サンプリングピペット8は、不図示のサンプリングピペット駆動機構により、サンプル希釈ピペット7と同様に、希釈ターンテーブル3の軸方向(上下方向)と水平方向に移動及び回動可能に支持されている。そして、サンプリングピペット8は、希釈ターンテーブル3と反応ターンテーブル6の間を往復運動する。
このサンプリングピペット8は、希釈ターンテーブル3の希釈容器23内にピペットを挿入して、所定量の希釈検体を吸引する。そして、サンプリングピペット8は、吸引した希釈検体を反応ターンテーブル6の反応容器26内に吐出する。
第1試薬ピペット12(第1の試薬注入部の一例)は、反応ターンテーブル6と第1試薬ターンテーブル4の間に配置され、第2試薬ピペット13は、反応ターンテーブル6と第2試薬ターンテーブル5の間に配置されている。第1試薬ピペット12は、不図示の第1試薬ピペット駆動機構により、反応ターンテーブル6の軸方向(上下方向)と水平方向に移動及び回動可能に支持されている。そして、第1試薬ピペット12は、第1試薬ターンテーブル4と反応ターンテーブル6の間を往復運動する。
第1試薬ピペット12は、第1試薬ターンテーブル4の第1試薬容器24内にピペットを挿入して、所定量の第1試薬を吸引する。そして、第1試薬ピペット12は、吸引した第1試薬を反応ターンテーブル6の反応容器26内に吐出する。
また、第2試薬ピペット13(第2の試薬注入部の一例)は、不図示の第2試薬ピペット駆動機構により、第1試薬ピペット12と同様に、反応ターンテーブル6の軸方向(上下方向)と水平方向に移動及び回動可能に支持されている。そして、第2試薬ピペット13は、第2試薬ターンテーブル5と反応ターンテーブル6の間を往復運動する。
第2試薬ピペット13は、第2試薬ターンテーブル5の第2試薬容器25内にピペットを挿入して、所定量の第2試薬を吸引する。そして、第2試薬ピペット13は、吸引した第2試薬を反応ターンテーブル6の反応容器26内に吐出する。
希釈撹拌装置9及び希釈洗浄装置11は、希釈ターンテーブル3の周囲に配置されている。希釈撹拌装置9は、不図示の撹拌子を希釈容器23内に挿入し、検体と希釈液を撹拌する。
希釈洗浄装置11は、サンプリングピペット8によって希釈検体が吸引された後の希釈容器23を洗浄する装置である。この希釈洗浄装置11は、複数の希釈容器洗浄ノズルを有している。複数の希釈容器洗浄ノズルは、不図示の廃液ポンプと、不図示の洗剤ポンプに接続されている。希釈洗浄装置11は、希釈容器洗浄ノズルを希釈容器23内に挿入し、廃液ポンプを駆動させて挿入した希釈容器洗浄ノズルによって希釈容器23内に残留する希釈検体を吸い込む。そして、希釈洗浄装置11は、吸い込んだ希釈検体を不図示の廃液タンクに排出する。
その後、希釈洗浄装置11は、洗剤ポンプから希釈容器洗浄ノズルに洗剤を供給し、希釈容器洗浄ノズルから希釈容器23内に洗剤を吐出する。この洗剤によって希釈容器23内を洗浄する。その後、希釈洗浄装置11は、洗剤を希釈容器洗浄ノズルによって吸引し、希釈容器23内を乾燥させる。
第1反応撹拌装置14、第2反応撹拌装置15及び反応容器洗浄装置18は、反応ターンテーブル6の周囲に配置されている。第1反応撹拌装置14は、不図示の撹拌子を反応容器26内に挿入し、希釈検体と第1試薬を撹拌する。これにより、希釈検体と第1試薬との反応が均一かつ迅速に行われる。なお、第1反応撹拌装置14の構成は、希釈撹拌装置9と同一であるため、ここではその説明は省略する。
第2反応撹拌装置15は、不図示の撹拌子を反応容器26内に挿入し、希釈検体と、第1試薬と、第2試薬とを撹拌する。これにより、希釈検体と、第1試薬と、第2試薬との反応が均一かつ迅速に行われる。なお、第2反応撹拌装置15の構成は、希釈撹拌装置9と同一であるため、ここではその説明は省略する。
反応容器洗浄装置18は、検査が終了した反応容器26内を洗浄する装置である。この反応容器洗浄装置18は、複数の反応容器洗浄ノズルを有している。複数の反応容器洗浄ノズルは、希釈容器洗浄ノズルと同様に、不図示の廃液ポンプと、不図示の洗剤ポンプに接続されている。なお、反応容器洗浄装置18における洗浄工程は、上述した希釈洗浄装置11と同様であるため、その説明は省略する。
また、多波長光度計16は、反応ターンテーブル6の外壁(有底の筒状の収納部)と対向するように配置されている。多波長光度計16は、反応容器26内に注入され、第1試薬及び第2試薬と反応した希釈検体(標準検体を含む。)に対して光学的測定を行い、希釈検体の反応状態を検出する。そして、多波長光度計16は、検体中の様々な成分の量を「吸光度」という数値データとした測定結果を出力する。多波長光度計16による測定結果(数値データ)は、不図示のシリアルインターフェース等を介して制御装置40に入力され、制御装置40により分析処理が行われる。
さらに、反応ターンテーブル6の周囲には、恒温槽17が配置されている。この恒温槽17は、反応ターンテーブル6に設けられた反応容器26の温度を常時一定に保持するように構成されている。
自動分析装置1の測定機構1Aが備える各ターンテーブル、各ピペット、各装置、及び多波長光度計16等は、制御装置40からの指令に基づいて動作する。
[回転駆動系の概略構成]
図3は、自動分析装置1における回転駆動機構及びその制御系の構成例を示す模式図である。ここでは、反応ターンテーブル6の回転駆動機構の例を示している。自動分析装置1は一例として、反応容器26を保持する反応ターンテーブル6と、モータドライバ31と、ステッピングモータ32と、エンコーダ33と、制御装置40から構成される。
モータドライバ31(駆動部の一例)は、制御装置40から出力された駆動指令(パル数の情報)に基づいて駆動パルスを生成し、指示されたパルス数の駆動パルスをステッピングモータ32に供給する。
ステッピングモータ32(電動機の一例)は、回転力を伝達可能に反応ターンテーブル6と連結され、モータドライバ31から供給された駆動パルスにより回転駆動する。ステッピングモータ32の駆動軸部の端部に取り付けられたギヤ32gと、反応ターンテーブル6の回転軸部の端部に取り付けられたギヤ6gが係合することにより、ステッピングモータ32の回転力が反応ターンテーブル6に伝達される。
エンコーダ33(回転検出器の一例)は、ステッピングモータ32の回転軸部の回転方向、回転量(動作量)、回転速度を検出する電子部品である。エンコーダ33は、回転軸部の移動量をパルス数として計数する。エンコーダ33は、ステッピングモータ32の回転軸部の回転量に応じた信号(検出値)を、制御装置40へ出力する。
制御装置40(制御部の一例)は、回転指示量に対応するパルス数を算出し、該パルス数を駆動指令としてモータドライバ31へ出力する。パルス数は、ある規定時間もしくは単位時間における駆動パルスの数である。また制御装置40には、エンコーダ33から出力された信号が入力され、該信号に基づいて反応ターンテーブル6の回転動作を監視及び制御する。
なお、容器保持部の例として反応ターンテーブル6(反応槽)を挙げたが、本発明は、サンプルターンテーブル2や希釈ターンテーブル3、第1試薬ターンテーブル4、第2試薬ターンテーブル5などにも適用可能である。ただし、検体と試薬の反応が行われる反応槽に配置可能な反応容器26の総数は、種々の検体測定手順に対応するために素数に設定されることが多いが、反応槽以外では、停止位置が素数である必要性が低いためにパルス数に端数が含まれない場合もある。本発明は、配置される容器の数(停止位置)が素数に設定され、モータに供給される駆動パルスのパルス数に端数が含まれる回転ユニットに適用されることで、より効果を発揮する。
[制御装置の機能構成]
自動分析装置1が備える制御装置40について、図4を参照して詳細に説明する。図4は、自動分析装置1が備える制御装置40の機能構成例を示すブロック図である。
制御装置40は、設計値データデータベース41、駆動指令出力部42、誤差判定部43、及びパルス数調整部44を備える。
設計値データデータベース41(記憶部の一例)は、反応ターンテーブル6が回転の基準位置から1回転するまでの停止位置ごとに、設計上の端数を含む設計基準パルス数を少なくとも記憶している。設計値データデータベース41については後述する図5において詳述する。
駆動指令出力部42は、測定制御プログラムから回転指示量が入力された場合に、設計値データデータベース41に記憶されている各停止位置の設計基準パルス数に対して丸め処理が施されて端数が解消された整数基準パルス数を用いて該当回転指示量に対応するパルス数を算出する。測定制御プログラムは、反応ターンテーブル6に保持された複数の反応容器26(検体)の測定を行うために、項目や順序などが規定されたプログラムであり、後述する図12のROM62又は不揮発性ストレージ67に格納されている。
駆動指令出力部42は、丸め処理部42a及びパルス数算出部42bを備える。丸め処理部42aは、設計値データデータベース41に記憶されている各停止位置の設計基準パルス数に対し、例えば丸め処理として四捨五入を実施し、設計基準パルス数の端数を解消した整数基準パルス数をパルス数算出部42bへ出力する。丸め処理として、四捨五入以外に、五捨五入、最近接丸め(“round half to even”、“round half to odd”)等の他の丸め処理を用いてもよい。またパルス数算出部42bは、整数基準パルス数を用いて該当回転指示量に対応するパルス数を算出し、該パルス数を駆動指令としてモータドライバ31へ出力する。
誤差判定部43は、ステッピングモータ32の連続的な回転中にステッピングモータ32に供給した駆動パルスのパルス数及び対応する設計基準パルス数をそれぞれ積算する。そして、誤差判定部43は、駆動パルスのパルス数の積算値と設計基準パルス数の積算値との差分の絶対値が1以上であるか否かを判定し、判定結果をパルス数調整部44へ出力する。
パルス数調整部44は、誤差判定部43の判定結果を受けて、その差分の絶対値が1以上である場合には、駆動指令出力部42から出力された駆動パルスのパルス数からその差分の整数部に相当するパルス数を差し引いて、モータドライバ31に出力する駆動パルスのパルス数を調整する。
また駆動指令出力部42にはエンコーダ33の出力信号(エンコーダ値)が入力される。駆動指令出力部42は、反応ターンテーブル6の現在(今回)の停止位置におけるエンコーダ値と前回の停止位置におけるエンコーダ値の差分に基づいて、反応ターンテーブル6の停止位置が指示どおりであるかを監視する。駆動指令出力部42は、現在の停止位置におけるエンコーダ値と前回の停止位置におけるエンコーダ値の差分が閾値よりも大きい場合には、指示位置と実際の停止位置のずれ(位置ずれ)が大きいと判断し、後述する図12の表示部65や不図示のスピーカによりアラームを出力する。
[設計時の基準パルス数及び駆動時の基準パルス数の例]
図5は、第1の実施形態に係る設計時の端数を含む基準パルス数及び動作時の基準パルス数を示した対照表である。図5の対照表には、停止位置41a、設計値41b、及び動作時の値41cの項目が設けられている。
停止位置41aの項目は、反応ターンテーブル6の停止位置であり、反応ターンテーブル6に配置される反応容器26の位置に対応する。例えば本実施形態では、図6に示すように、反応ターンテーブル6は71個の反応容器26を保持できるように構成されており、71個の反応容器26はp1,p2,p3,・・・・,p71の位置に等間隔で配置される。図6の例では、反応ターンテーブル6に配置可能な反応容器26の総数は、素数である71個である。対比表の停止位置41aの停止位置1〜71は、位置p1〜p71に対応する。図5及び図6の例では、初期状態において、反応ターンテーブル6の位置p1が、回転の基準位置SPと一致している。
設計値41bの項目は、反応ターンテーブル6が回転の基準位置SPから1回転するまでの停止位置ごとの、設計上の端数を含む基準パルス数(以下「設計基準パルス数」と称す)と、対応する設計上の端数を含むエンコーダ値(以下「設計エンコーダ値」と称することがある)を含む。設計上は、1周の設計基準パルス数は“68173.9131”であり、同じく1周の設計エンコーダ値は“8521.73”である。
動作時の値41cの項目は、反応ターンテーブル6が回転の基準位置SPから1回転するまでの停止位置ごとの、設計基準パルス数を丸め処理して端数を解消した基準パルス数(以下「整数基準パルス数」と称す)と、対応する整数のエンコーダ値(整数エンコーダ値)を含む。
設計値データデータベース41には、図5に示した対照表のうち少なくとも、反応ターンテーブル6が回転の基準位置SPから1回転するまでの停止位置ごとの、設計基準パルスのパルス数が登録される。
図5において、反応ターンテーブル6の各停止位置における設計基準パルス数と整数基準パルス数との誤差が位置ずれに与える影響は小さいため、無視できる。なお、各停止位置の誤差は蓄積されないため問題とならない。本実施形態では、各停止位置の誤差を四捨五入してシステム管理上のパルス数(動作時の値)としているが、周回数にかかわらず各停止位置での動作時の値と設計値との差は常に一定となる。すなわち、1周動作時のパルス数に設計値との差が無ければ(設計値に小数点以下の値が無ければ)、周回することによる位置ズレは発生しない。
[整数基準パルス数と設計基準パルス数の誤差]
ここで、整数基準パルス数と設計基準パルス数の誤差について図7A,図7Bを参照して説明する。図7Aは、反応ターンテーブル6の回転開始後の動作例を示す説明図である。図7Bは、反応ターンテーブル6の1回転完了時の動作例を示す説明図である。
図7Aでは、初期状態において反応ターンテーブル6の任意の位置が基準位置SPに相当する停止位置“1”(p1)に位置する。1ポジション分の回転を指示する回転指示量D1が入力されると、反応ターンテーブル6は停止位置“1”(p1)から停止位置“2”(p2)に向かって反時計回りに回転する。しかし、実際には反応ターンテーブル6は、整数基準パルス数と設計基準パルス数の誤差Δ1によって、停止位置“2”(p2)とずれた一点鎖線で示す停止位置(p2’)に停止する。
続いて、1ポジション分の回転を指示する回転指示量D2が入力されると、反応ターンテーブル6は停止位置(p2’)から停止位置“3(p3)”に向かって反時計回りに回転するが、上記パルス数の誤差Δ2によって、停止位置“3”(p3)とずれた一点鎖線で示す停止位置(p3’)に停止する。
さらに、1ポジション分の回転を指示する回転指示量D3が入力されると、反応ターンテーブル6は停止位置(p3’)から停止位置“4(p4)”に向かって反時計回りに回転するが、上記パルス数の誤差Δ3によって、停止位置“4”(p4)とずれた一点鎖線で示す停止位置(p4’)に停止する。
そして、1ポジションずつ回転動作を重ねた後、停止位置(p71’)において回転指示量D71が入力されると、反応ターンテーブル6は停止位置(p71’)から回転開始時の停止位置“1(p1)”に向かって反時計回りに回転する。しかし、反応ターンテーブル6は、上記パルス数の誤差Δ71によって、停止位置“1”(p1)とずれた一点鎖線で示す停止位置(p1’)に停止する。反応ターンテーブル6の1周回転後の停止位置(p1’)は、基準位置SPに相当する本来の停止位置(p1)に対して誤差Δcycだけずれる。
駆動指令出力部42のパルス数算出部42bは、回転指示量に対応するパルス数を算出する際に、連続的に回転中の反応ターンテーブル6が周回して基準位置SPを通過(1回転)するごとに整数基準パルス数と設計基準パルス数をリセットする。例えば、反応ターンテーブル6が2周目に入るとき、停止位置“1”では、整数基準パルス数及び設計基準パルス数ともに“0”にリセットされる。そのため、反応ターンテーブル6の2周目には、1周目の整数基準パルス数“68174”と設計基準パルス数“68173.9131”との誤差Δcyc“0.08689・・・”が蓄積される。
したがって、図8に示すように、1周目の停止位置1と2周目の停止位置1は動作時のパルス数が“0”で同じであるが、互いの停止位置がΔcycだけずれる。同様に、1周目の停止位置2と2周目の停止位置2も動作時のパルス数が“960”で同じであるが、互いの停止位置がΔcycだけずれる。この1周動作後の誤差Δcycは、反応ターンテーブル6(ステッピングモータ32)が連続的に回転して周回を重ねる度に蓄積される。
このようにして、反応ターンテーブル6が1周回転するごとに、誤差Δcycが蓄積されていく。そこで、本実施形態では、パルス数が1パルス以上ずれたとき(図5の仕様では12周回転時)に、回転指示量に応じた設計基準パルス数から“1”を差し引いたパルス数を駆動指令として出力してステッピングモータ32を動作させる。
図9は、反応ターンテーブル6の同じ停止位置間同士のエンコーダ値の差分を示す説明図である。今回測定したエンコーダ値(以下「今回値」と称す)と前回測定したエンコーダ値(以下「前回値」と称す)の差分により反応ターンテーブル6の動作量(停止位置)を判断するため、1周動作ごとに蓄積される誤差の影響を受けない。例えば図9に示すように、1周目の停止位置1と停止位置2のエンコーダ値の差分E12−1及び、2周目の停止位置1と停止位置2のエンコーダ値の差分E12−2は、同じ値となる。
[自動分析装置の測定処理の手順例]
次に、自動分析装置1における制御装置40の測定処理(動作量補正処理)の手順例について図10を参照して説明する。図10は、自動分析装置1における制御装置40の測定処理の手順例を示すフローチャートである。
回転開始時の反応ターンテーブル6の位置は、基準位置SP(停止位置“1”)であるとする。制御装置40の駆動指令出力部42(図4参照)は、回転指示(回転指示量)が入力されたか否かを判定する(S1)。回転指示量が入力されていない場合には、回転指示量の入力の監視を継続する(S1のNO)。
次いで、駆動指令出力部42は、回転指示量が入力された場合には(S1のYES)、回転指示量に基づいて駆動指令のパルス数の算出に用いる設計基準パルス数を、設計値データデータベース41から読み出す(S2)。駆動指令出力部42は、反応ターンテーブル6が停止位置“1”に停止しているときに回転指示量を受け取ったので、停止位置“1”の設計基準パルス数、及び、停止位置“1”から回転指示量分だけ回転した場合の停止位置の設計基準パルス数を読み出す。
次いで、駆動指令出力部42の丸め処理部42aは、設計値データデータベース41から読み出した2つの設計基準パルス数を丸め処理(一例として四捨五入)し、2つの整数基準パルス数を算出する(S3)。
次いで、駆動指令出力部42のパルス数算出部42bは、停止位置“1”に対応する整数基準パルス数、及び、回転先の停止位置に対応する整数基準パルス数を用いて、回転指示量に対応するステッピングモータ32に供給すべき駆動パルスのパルス数を算出する(S4)。
一方で、駆動指令出力部42の誤差判定部43は、算出した駆動パルスのパルス数及び対応する設計基準パルス数を積算していく(S5)。そして、誤差判定部43は、駆動パルスのパルス数の積算値と設計基準パルス数の積算値との差分が1未満であるか否かを判定する(S6)。ここで、2つの積算値の差分が1未満である場合には(S6のYES)、誤差判定部43は、算出した駆動パルスのパルス数を駆動指令としてモータドライバ31に出力する(S7)。
次いで、駆動指令出力部42は、反応ターンテーブル6に保持されたすべての検体の測定が完了したか否かを判定し(S8)、すべての検体の測定が完了した場合には(S8のYES)、一連の処理を終了する。また、すべての検体の測定が完了していない場合には(S8のNO)、駆動指令出力部42は、検体の測定を継続するためステップS1の判定処理に移行し、ステップS1〜S6の処理を繰り返す。
そして、ステップS6の判定処理において駆動パルスのパルス数の積算値と設計基準パルス数の積算値との差分が1以上である場合には(S6のNO)、誤差判定部43は、算出した駆動パルスのパルス数から差分の整数部に相当するパルス数を差し引く(S9)。そして、誤差判定部43は、調整後のパルス数を駆動指令としてモータドライバ31に出力する(S10)。図5の例では、反応ターンテーブル6が12周回転すると、駆動パルスのパルス数の積算値と設計基準パルス数の積算値との差分(誤差)が1以上になる。
次いで、ステップS10の処理後、駆動指令出力部42は、反応ターンテーブル6に保持されたすべての検体の測定が完了したか否かを判定する(S8)。そして、駆動指令出力部42は、すべての検体の測定が完了した場合には(S8のYES)、一連の処理を終了し、すべての検体の測定が完了していない場合には(S8のNO)、適宜ステップS1〜S10の処理を繰り返す。以下に、反応ターンテーブル6の具体例として、第1の具体例と第2の具体例を説明する。
(第1の具体例)
(1) 反応ターンテーブル6の各停止位置のパルス数の端数を四捨五入して整数とし、同一方向に例えば1ポジション(停止位置)ずつ移動(回転)させる。このとき、駆動指令出力部42は、エンコーダ33が出力する現在の停止位置におけるエンコーダ値と前回の停止位置におけるエンコーダ値の差分に基づいて、反応ターンテーブル6の停止位置を監視する。それにより、各停止位置のパルス数の誤差の影響、及び周回時のパルス数の誤差の影響をなくす。ここでは、反応ターンテーブル6が前回の停止位置からどの程度移動したのか(相対的な位置)を管理できればよい。
(2) 反応ターンテーブル6が1周したとき、設計上のパルス数と実際のパルス数との間に“0.08689・・・”の誤差が発生する。反応ターンテーブル6が12周回転したときのパルス数の誤差は、0.08689×12=1.04268となり、1を超える。そこで、この周回ごとの誤差の積み重ねによる停止位置のずれを小さくするため、両者のパルス数の積算値の差分(誤差の積算値)が1を超える12周回転する度に、算出したパルス数から1パルスを差し引いてステッピングモータ32を動作させる。
(第2の具体例)
第1の具体例では、反応ターンテーブル6が12周回転するごとに駆動パルスのパルス数から1パルスを差し引くが、1パルスを差し引いただけでは駆動パルスに僅かな誤差が残り、周回数によっては動作に影響を与えることがある。例えば12周回転したときの誤差は、0.08689×12=1.04268であり、1パルスを差し引いても“0.04268”の誤差が残る。そして、12周回転するごとに1パルスを差し引くことを24回繰り返すと、0.04268×24=1.02432の誤差が、1周回転する度に蓄積される誤差とは別に蓄積される。したがって、パルス数調整部44は、この1周回転する度に蓄積される誤差とは別に蓄積される誤差を考慮して、駆動パルスのパルス数の積算値と設計基準パルス数の積算値との間で、1パルス以上の誤差が発生しないようにパルス数を補正することがより望ましい。例えば本例の場合、パルス数調整部44は、1周回転する度に蓄積される誤差とは別に、12×24周回転するごとに駆動パルスのパルス数から1パルスを差し引く処理を行う。
上述した第1の実施形態では、反応ターンテーブル6が連続的に回転しているとき、駆動パルスのパルス数の積算値と設計基準パルス数の積算値の差分の絶対値が1以上である場合には、駆動パルスのパルス数から当該差分の整数部に相当するパルス数を差し引いてステッピングモータ32に供給する。それにより、各停止位置における設計値の基準パルス数(端数含む)と動作時の基準パルス数(整数値)との差(位置ずれ)による動作不良を防ぐことができる。したがって、ステッピングモータ32の動作を高精度に制御することができる。このように、反応ターンテーブル6等の動作精度が求められる回転ユニットに対し、周回時のパルス数の誤差を補正することにより、端数を含むパルス数を指示可能な高価な電動機を用いなくても、高精度に位置制御が可能である。それゆえ、安価で小スペースの電動機(例えばステッピングモータ)を採用することができる。
なお、第1の実施形態では、駆動パルスのパルス数の積算値と設計基準パルス数の積算値の差分の絶対値が1以上である場合に、駆動パルスのパルス数から当該差分の整数部に相当するパルス数を差し引いて駆動パルスのパルス数を調整したが、この例に限らない。例えば周回時のパルス数の誤差が反応ターンテーブル6の動作(停止位置)に影響が及ぶ誤差となったときに(例えば差分の整数部が規定の値を超えたとき)、周回時のパルス数の誤差を補正するようにしてもよい。
また、図10のステップS6,S9において、駆動パルスのパルス数の積算値と設計基準パルス数の積算値の差分を求め、差分の絶対値が1以上である場合に、駆動パルスのパルス数から1パルスを差し引いてパルス数を調整するようにしたが、この例に限らない。例えば、反応ターンテーブル6が基準位置SPを通過した回数がしきい値に達したとき、駆動パルスのパルス数から差分の整数部(例えば“1”)に相当するパルス数を差し引くようにしてもよい。本実施形態では、12周回転すると誤差が1以上となるため、しきい値を12回に設定し、反応ターンテーブル6が12回転した後、パルス数の調整を行う。
また、本実施形態において、設計値データデータベース41に、予め設計基準パルス数を丸め処理して整数値とした整数基準パルス数(図5の動作時の値41cの基準パルス数)を保存しておいてもよい。駆動指令出力部42のパルス数算出部42bは、回転指示量が入力されると、設計値データデータベース41から回転指示量に基づいて該当する整数基準パルス数を読出し、その整数基準パルス数を用いて回転指示量に対応するパルス数を算出する。この場合、丸め処理部42a(図4)が不要になるとともに、図10のステップS2において整数基準パルス数が直接読み出されるためステップS3の丸め処理を省略できる。
<2.第2の実施形態>
第2の実施形態は、反応ターンテーブル6が正回転及び逆回転する場合に、駆動パルスのパルス数を調整する例である。以下に、反応ターンテーブル6の動作例として、第1の動作例と第2の動作例を説明する。
(第1の動作例)
反応ターンテーブル6の各停止位置の設計基準パルス数の端数を四捨五入して整数とし、整数基準パルス数を用いて算出した駆動パルスのパルス数に基づいて、反応ターンテーブル6を正方向及び逆方向に数ポジションずつ移動させる。例えば逆方向(時計回り)に1ポジション移動し、次に正方向(反時計回り)に2ポジション移動することを繰り返す。エンコーダ値による反応ターンテーブル6の停止位置の監視は、第1の実施形態の場合と同じである。
(第2の動作例)
一般に、反応ターンテーブル6等の回転ユニットの動作量を少なくするため、回転指示量が大きいときには、回転ユニットを指示された回転方向とは逆方向に移動させる。例えば、反応ターンテーブル6を+300度動作(正回転)させるよりも−60度動作(逆回転)させた方が、動作量が少なく動作時間の短縮が可能である。つまり、反応ターンテーブル6の一の停止位置から次の停止位置までの動作量が当該反応ターンテーブル6の半周を超える場合には、駆動指令出力部42は、反応ターンテーブル6を逆回転により一の停止位置から次の停止位置まで動作させる駆動指令を出力する。以下に動作量の算出式を示す。
[A]:1周の駆動パルスのパルス数(設計値では端数であるが、システム処理では整数で扱われるため、パルス数の誤差が蓄積する原因となる。)
[B]:現在のポジションから次のポジションへの動作量(パルス数)
とする。
本実施形態では、動作量の算出式を、動作量[B]に応じて次のように場合分けする。
a)BがA/2以下のとき、[動作量(パルス数)]=[B]で正方向に動作
b)BがA/2を超えるとき、[動作量(パルス数)]=[A]−[B]で逆方向に動作
上記b)の場合には、動作量の算出に[A]を使用している逆回転時に端数による誤差が発生する。
第1の実施形態も上記と同じ理由で誤差が生じていると言える。第1の実施形態では、図5の停止位置71から停止位置1に移動する際に、動作量[B]は67213−0=67213となり、“67213”は“34087”(=68174/2)以上である。そのため、[動作量]=[A]−[B]=[68174]−[67213]=961となり、1周の駆動パルスのパルス数の端数による誤差が発生する。
よって、第2の実施形態では、駆動指令出力部42は、逆回転した回数と基準位置SP(例えば停止位置0)を通過(往来)した回数をカウントし、誤差判定部43は、回転のカウントに伴う端数の蓄積が1パルス以上となるときパルス数の補正を行う。または、誤差判定部43は、回転のカウントに伴う端数の蓄積が反応ターンテーブル6の動作(停止位置)に影響がある誤差となるときにパルス数の補正を行う。あるいは、誤差判定部43は、逆回転した回数及び基準位置SPを通過(往来)した回数を積算し、積算された回数がしきい値に達したとき、駆動パルスのパルス数から差分の整数部に相当するパルス数を差し引くようにする。
上述した第2の実施形態は、反応ターンテーブル6(ステッピングモータ32)が正回転及び逆回転する場合に、逆回転した回数と基準位置を通過した回数に応じて、駆動パルスのパルス数を調整する。これにより、第2の実施形態は、ステッピングモータ32が正回転及び逆回転する場合にも、第1の実施形態と同様に、ステッピングモータ32の動作を高精度に制御することができ、それゆえ安価で小スペースの電動機を採用することが可能である。
<3.第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態に係る自動分析装置について図11を参照して説明する。図11は、第3の実施形態に係る自動分析装置50の回転駆動系の概略構成例を示す模式図である。
第1の実施形態に係る自動分析装置1(図3参照)では、反応ターンテーブル6の周方向に並べられた反応容器26の列は、反応ターンテーブル6の周方向に所定の間隔を空けて1列セットされていたが、この例に限らない。後述するように第1の反応容器の列と第2の反応容器の列を半径方向に所定の間隔を空けて設けてもよい。図11に示す例では、反応ターンテーブル6は、複数の反応容器26aを保持する内周側ターンテーブル6a(第1の容器保持部)と、複数の反応容器26bを保持して内周側ターンテーブル6aの外周側で回転動作する外周側ターンテーブル6b(第2の容器保持部)を有する。
内周側ターンテーブル6aの回転駆動系は、モータドライバ31aと、ステッピングモータ32a(第1の電動機)と、エンコーダ33aを有する。ステッピングモータ32aの駆動軸部の端部に取り付けられたギヤと、内周側ターンテーブル6aの回転軸部の端部に取り付けられたギヤが係合することにより、ステッピングモータ32aの回転力が内周側ターンテーブル6aに伝達される。
また外周側ターンテーブル6bの回転駆動系は、モータドライバ31bと、ステッピングモータ32b(第2の電動機)と、エンコーダ33bを有する。外周側ターンテーブル6bは、内周側ターンテーブル6aと同一の回転軸で回転する。外周側ターンテーブルの外周面は、ステッピングモータ32aの駆動軸部の端部に取り付けられたギヤと係合するように構成されている。ステッピングモータ32bが回転駆動すると、ステッピングモータ32bのギヤと外周側ターンテーブル6bの外周面が係合して、ステッピングモータ32aの回転力が外周側ターンテーブル6bに伝達される。
制御装置40は、内周側ターンテーブル6aに対する回転指示量に基づいて供給すべき駆動パルス(第1の駆動パルス)のパルス数を算出し、モータドライバ31aからステッピングモータ32aに該当パルス数の駆動パルスが供給されるように制御する。また、制御装置40は、外周側ターンテーブル6bに対する回転指示量に基づいて供給すべき駆動パルス(第2の駆動パルス)のパルス数を算出し、モータドライバ31bからステッピングモータ32bに該当パルス数の駆動パルスが供給されるように制御する。
設計値データデータベース41には、少なくとも、内周側ターンテーブル6aが回転の基準位置SPから1周するまでの停止位置ごとの端数を含む第1の設計基準パルス数と、外周側ターンテーブル6bが回転の基準位置SPから1周するまでの停止位置ごとの端数を含む第2の設計基準パルス数とが記憶されている。ステッピングモータ32aとステッピングモータ32bの仕様が同じであれば、第1の設計基準パルス数と第2の設計基準パルス数は共通でもよい。
自動分析装置50は、反応ターンテーブル6が内周側ターンテーブル6aと外周側ターンテーブル6bから構成されているため、電動機(モータ)の回転力を間接的機構(ギアボックスなど)を介さずに直接、駆動対象に伝達するダイレクトドライブモータを取り付けることができない。しかし、自動分析装置50に本発明を適用することにより、内周側ターンテーブル6aと外周側ターンテーブル6bを、高精度に制御することが可能である。
上述した第3の実施形態は、第1の実施形態と同様の作用効果に加え、次のような効果を奏する。第3の実施形態によれば、高性能モータ(例えばダイレクトドライブモータ)を採用できない回転ユニットに対しても、回転ユニットの動作を高精度に制御することができる。
<4.その他>
図12は、第1〜第3の実施形態に係る制御装置40が備えるコンピューターのハードウェア構成例を示すブロック図である。
図12に示すコンピューター60は、バス64にそれぞれ接続されたCPU(Central Processing Unit)61、ROM(Read Only Memory)62、RAM(Random Access Memory)63を備える。さらに、コンピューター60は、表示部65、操作部66、不揮発性ストレージ67、ネットワークインターフェース68を備える。
CPU61は、制御部の一例であり、第1〜第3の実施形態に係る制御装置40の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをROM62(記録媒体の一例)から読み出して実行する。これらのハードウェアとソフトウェアが協働することで制御装置40の各部の機能が実現される。なお、コンピューター60は、CPU61の代わりに、MPU(Micro-Processing Unit)等の処理装置を備えるようにしてもよい。RAM63には、演算処理の途中に発生した変数やパラメータ等が一時的に書き込まれる。
表示部65は、例えば、液晶ディスプレイモニタであり、コンピューター60で行われる処理の結果等を表示する。操作部66には、例えば、キーボード、マウス又はタッチパネル等が用いられ、ユーザーが所定の操作入力、指示を行うことが可能である。
不揮発性ストレージ67としては、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等が用いられる。この不揮発性ストレージ67には、OS(Operating System)や各種のパラメータの他に、コンピューター60を機能させるためのプログラムが記録されていてもよい。例えば不揮発性ストレージ67には、図5に示した設計基準パルス数及び設計エンコーダ値が記憶されている。
ネットワークインターフェース68には、例えば、NIC(Network Interface Card)等が用いられ、LAN等のネットワークNを介して各装置間で各種のデータを送受信することが可能である。
さらに、本発明は上述した各実施形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した実施形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的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るものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることは可能である。また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、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、本明細書において、時系列的な処理を記述する処理ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)をも含むものである。
1,50…自動分析装置、 6…反応ターンテーブル、 6a…内周側ターンテーブル、 6b…外周側ターンテーブル、 26,26a,26b…反応容器、 31,31a,31b…モータドライバ、 32,32a,32b…ステッピングモータ、 33,33a,33b…エンコーダ、 40…制御装置、 41…設計値データデータベース、 42…駆動指令出力部、 42a…丸め処理部、 42b…パルス数算出部、 43…誤差判定部、 44…パルス数調整部

Claims (11)

  1. 複数の容器を保持して回転可能に構成された容器保持部と、
    回転力を伝達可能に前記容器保持部と連結され、供給された駆動パルスにより回転駆動する電動機と、
    前記容器保持部が回転の基準位置から1周するまでの停止位置ごとに、少なくとも設計上の端数を含む設計基準パルス数を記憶する記憶部と、
    回転指示量が入力された場合に、前記記憶部に記憶されている各停止位置の前記設計基準パルス数に対して丸め処理が施されて前記端数が解消された整数基準パルス数を用いて前記回転指示量に対応するパルス数を算出し、該パルス数を駆動指令として出力する制御部と、
    前記制御部から前記駆動指令として出力された前記パルス数の駆動パルスを前記電動機に供給する駆動部と、を備え、
    前記制御部は、前記電動機の連続的な回転中に前記電動機に供給した前記駆動パルスのパルス数及び対応する前記設計基準パルス数をそれぞれ積算し、前記駆動パルスのパルス数の積算値と前記設計基準パルス数の積算値との差分の絶対値が1以上である場合には、前記駆動パルスのパルス数から前記差分の整数部に相当するパルス数を差し引いて前記駆動パルスのパルス数を調整する
    自動分析装置。
  2. 前記制御部は、連続的に回転中の前記容器保持部が前記基準位置を通過するごとに前記整数基準パルス数と前記設計基準パルス数をリセットする
    請求項1に記載の自動分析装置。
  3. 前記制御部は、前記容器保持部が前記基準位置を通過した回数がしきい値に達したとき、前記駆動パルスのパルス数から前記差分の整数部に相当するパルス数を差し引く
    請求項2に記載の自動分析装置。
  4. 前記回転指示量により指示された、前記容器保持部の一の停止位置から次の停止位置までの動作量が前記容器保持部の半周を超える場合には、前記制御部は、前記容器保持部を逆回転により前記一の停止位置から前記次の停止位置まで動作させる駆動指令を出力し、前記容器保持部が逆回転した回数及び前記基準位置を通過した回数の積算値がしきい値に達したとき、前記駆動パルスのパルス数から前記差分の整数部に相当するパルス数を差し引く
    請求項2に記載の自動分析装置。
  5. 前記電動機の動作量に応じた検出値を出力する回転検出器、を更に備え、
    前記制御部は、前記回転検出器が出力する現在の停止位置における検出値と前回の停止位置における検出値との差分に基づいて、前記容器保持部の停止位置を監視する
    請求項1乃至4のいずれかに記載の自動分析装置。
  6. 前記容器保持部として、第1の容器保持部と、前記第1の容器保持部の外周側に配置された前記第1の容器保持部と同じ回転軸を有する第2の容器保持部と、を備え、
    前記電動機として、回転力を伝達可能に前記第1の容器保持部と連結され、前記駆動パルスとしての第1の駆動パルスにより回転駆動する第1の電動機と、回転力を伝達可能に前記第2の容器保持部と連結され、前記駆動パルスとしての第2の駆動パルスにより回転駆動する第2の電動機と、を備え、
    前記記憶部には、前記第1の容器保持部が回転の基準位置から1周するまでの停止位置ごとの前記設計基準パルスとして端数を含む第1の設計基準パルス数と、前記第2の容器保持部が回転の基準位置から1周するまでの停止位置ごとの前記設計基準パルスとして端数を含む第2の設計基準パルス数と、が記憶されている
    請求項1に記載の自動分析装置。
  7. 前記容器保持部に保持可能な前記容器の総数は素数である
    請求項1に記載の自動分析装置。
  8. 前記容器保持部は、検体と試薬を反応させるための複数の反応容器を保持する回転ユニットである
    請求項1に記載の自動分析装置。
  9. 前記制御部は、前記回転指示量が入力された場合に、前記記憶部から前記回転指示量に基づいて前記駆動指令としての前記パルス数の算出に用いられる前記設計基準パルス数を読出し、該当設計基準パルス数に対して丸め処理を実施して前記整数基準パルス数を算出する
    請求項1に記載の自動分析装置。
  10. 前記電動機は、ステッピングモータである
    請求項1に記載の自動分析装置。
  11. 複数の容器を保持して回転可能に構成された容器保持部と、回転力を伝達可能に前記容器保持部と連結され、供給された駆動パルスにより回転駆動する電動機と、前記容器保持部が回転の基準位置から1周するまでの停止位置ごとに、少なくとも設計上の端数を含む設計基準パルス数を記憶する記憶部と、回転指示量に対応するパルス数を算出して駆動指令として出力する制御部と、前記駆動指令として出力された前記パルス数の駆動パルスを前記電動機に供給する駆動部と、を備える自動分析装置による動作量補正方法であって、
    前記回転指示量が入力された場合に、前記制御部により、前記記憶部に記憶されている前記設計基準パルス数に対して丸め処理が施されて前記端数が解消された整数基準パルス数を用いて前記回転指示量に対応するパルス数を算出し、該パルス数を前記駆動指令として前記駆動部に出力するステップと、
    前記制御部により、前記電動機の連続的な回転中に前記電動機に供給した前記駆動パルスのパルス数及び対応する前記設計基準パルス数をそれぞれ積算するステップと、
    前記制御部により、前記駆動パルスのパルス数の積算値と前記設計基準パルス数の積算値との差分の絶対値が1以上である場合には、前記駆動パルスのパルス数から前記差分の整数部に相当するパルス数を差し引いて前記駆動パルスのパルス数を調整するステップと、を含む
    動作量補正方法。
JP2017196098A 2017-10-06 2017-10-06 自動分析装置及び動作量補正方法 Active JP6914799B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017196098A JP6914799B2 (ja) 2017-10-06 2017-10-06 自動分析装置及び動作量補正方法
CN201811146912.4A CN109633192B (zh) 2017-10-06 2018-09-29 自动分析装置和动作量校正方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017196098A JP6914799B2 (ja) 2017-10-06 2017-10-06 自動分析装置及び動作量補正方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019070553A JP2019070553A (ja) 2019-05-09
JP6914799B2 true JP6914799B2 (ja) 2021-08-04

Family

ID=66066323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017196098A Active JP6914799B2 (ja) 2017-10-06 2017-10-06 自動分析装置及び動作量補正方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6914799B2 (ja)
CN (1) CN109633192B (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6975203B2 (ja) * 2019-06-14 2021-12-01 日本電子株式会社 X線分析システム及びx線分析方法
CN112179377B (zh) * 2019-07-05 2022-11-04 浙江宇视科技有限公司 云台误差补偿方法、装置、云台摄像机及可读存储介质
CN110632247B (zh) * 2019-08-29 2022-02-22 王飞 一种多维滴定分析的数据处理方法及其应用
US20240003928A1 (en) 2020-12-03 2024-01-04 Shimadzu Corporation Automatic sample injection device and method of controlling automatic sample injection device

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5744855A (en) * 1980-09-01 1982-03-13 Hitachi Ltd Automatic analyzer
JPS61111444A (ja) * 1984-11-06 1986-05-29 Olympus Optical Co Ltd 化学分析装置
JPH0617790B2 (ja) * 1986-05-13 1994-03-09 三菱電機株式会社 移動体の位置検出装置
US5439645A (en) * 1993-01-25 1995-08-08 Coulter Corporation Apparatus for automatically, selectively handling multiple, randomly associated hematological samples
JP2003329695A (ja) * 2002-05-14 2003-11-19 Fuji Photo Film Co Ltd 生化学分析装置
JP2004093363A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Sysmex Corp 試料調製装置とそれを用いた試料分析装置
JP4410644B2 (ja) * 2004-09-14 2010-02-03 日本電子株式会社 生化学自動分析装置
JP2006234671A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Ishida Co Ltd 計量装置
JP5331608B2 (ja) * 2009-08-07 2013-10-30 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置
JP6046935B2 (ja) * 2012-07-23 2016-12-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ 保守サポートシステム
CN102901834B (zh) * 2012-10-16 2014-10-08 长春迪瑞医疗科技股份有限公司 一种固定齿偏差补偿方法及其系统
EP2972402B1 (en) * 2013-03-15 2023-12-20 Abbott Laboratories Diagnostic analyzers with pretreatment carousels and related methods
WO2015045461A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109633192B (zh) 2023-06-23
CN109633192A (zh) 2019-04-16
JP2019070553A (ja) 2019-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6914799B2 (ja) 自動分析装置及び動作量補正方法
EP2594944A1 (en) Automatic analysis device, analysis method and information processing device
US20240017263A1 (en) Automated analysis device
EP2466315A2 (en) Automated Analyzer
JP2010145284A (ja) 自動分析装置
JP7309637B2 (ja) 自動分析装置
EP2933641A1 (en) Automated analyzer displaying an analysis result and a timing at which the reagent is added to the reaction container
JP5086286B2 (ja) 自動分析装置
JP6472965B2 (ja) 自動分析装置及び異常判定方法
JP5331608B2 (ja) 自動分析装置
JP2006292698A (ja) 臨床検査用自動分析装置の精度管理方法、及び自動分析装置
JP6039940B2 (ja) 自動分析装置
JP6219757B2 (ja) 自動分析装置及び異常判定方法
JP6771938B2 (ja) 測定システムの測定場所の位置を決定する方法
JP5860643B2 (ja) 自動分析装置
JP2815433B2 (ja) 自動分析装置
JP2017020956A (ja) 自動分析装置、自動分析方法及びプログラム
JP6012367B2 (ja) 自動分析装置
JP4843360B2 (ja) 自動分析装置及びその検量線作成方法
JP2008058065A (ja) 自動分析装置および自動分析方法
JP2013210388A (ja) 自動分析装置
JP2016148571A (ja) 自動分析装置及び自動分析方法
JP7357557B2 (ja) 自動分析装置及び反応異常判定方法
JP6403206B2 (ja) 自動分析装置及び自動分析方法
JP2016133475A (ja) 自動分析装置及び自動分析方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200717

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210618

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210713

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210714

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6914799

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150