JP6914799B2 - 自動分析装置及び動作量補正方法 - Google Patents
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Description
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
Claims (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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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