JP7141514B2 - 制御システムおよび当該制御システムを搭載した自動分析装置 - Google Patents

制御システムおよび当該制御システムを搭載した自動分析装置 Download PDF

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Description

この発明は、制御システムおよび当該制御システムを搭載した自動分析装置に関する。とくに、モータ動作を検知するセンサの省電力制御方法に関する。
センサの省電力制御の一例として、モータに内蔵されたセンサの電力制御を行なうため、ＤＣ／ＤＣコンバータとセンサ電源端子の間にリレー駆動部を設け、外部からサーボＯＮ端子へ運転ＯＦＦ指令信号を入力すると、モータ制御部がリレー駆動部にリレーを開く信号を出力し、リレーを開くことによりセンサへの電力供給を遮断させモータ運転ＯＦＦ中の消費電力を低減する技術が提案されている。
特開平１１－２８５２８２号公報
しかしながら、従来の技術では、センサがモータに内蔵されていない場合において、センサの消費電力が比較的高く、また寿命が比較的短いという問題があった。
たとえば、特許文献１の技術では、センサがモータに内蔵されていない場合の取扱いについては開示されていない。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたものであり、センサがモータに内蔵されていない場合に、モータの動作の前後にセンサへの電力供給をＯＮ、ＯＦＦ制御することにより、センサを省電力化および長寿命化する制御システムおよび自動分析装置を提供することを目的とする。
この発明に係る制御システムは、
モータの動作を監視するセンサと、前記モータの動作を制御する制御機構とを備え、
前記制御機構は、
前記モータが回転動作を開始する時刻から第１所定時間だけ前に前記センサへの電力供給を開始する機能と、
前記モータが回転動作を終了する時刻から第２所定時間だけ後に前記センサへの電力供給を停止する機能と、
を備える。
本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2019-028360号の開示内容を包含する。
本発明によれば、モータ動作を検知するセンサの供給電力を制御することにより、センサおよびセンサを備えた装置の省電力化、センサの長寿命化を提供することができる。
自動分析装置の分析部の構成を概略的に示す図 検体分注機構の動作を概略的に示す図 従来の検体分注機構に係る制御システムを示す図 実施例１の検体分注機構および制御システムを示す図 検体アームの回転動作を検知するセンサへの電力供給時間を示す図 検体アームの回転動作を検知するセンサ付近の概略図 実施例２の検体分注機構および制御システムを示す図 実施例３の検体分注機構および制御システムを示す図 実施例４に係る電力供給の開始および停止のタイミングを示す簡易図 実施例５においてモータが回転しない場合のセンサへの電力供給制御を示す簡易図 実施例６においてモータが回転しない場合のセンサへの電力供給制御を示す簡易図
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
［実施例１］
本実施例の構成を、図１～図６を参照しつつ説明する。
図１は、本実施例に係る、自動分析装置の主となる分析部１００を概略的に示す図である。
図１において、分析部１００は、検体搬送ライン１０１ａ、試薬搬送ライン１０１ｂ、ロータ１０２、試薬ディスク１０３、反応ディスク１０４、検体分注機構１０５ａ、試薬分注機構１０５ｂ、攪拌機構１０６、分光器１０７、反応セル洗浄機構１０８、検体ノズル洗浄機構１０９ａ、試薬ノズル洗浄機構１０９ｂ、反応セル１１２（反応容器）、シールド部１１４、制御部１１５、検体分注ノズル１１６ａ、試薬分注ノズル１１６ｂ、検体液面センサ１１７ａ（試薬液面センサについては図示を省略する）、検体アーム１１８ａ（試薬アームについては図示を省略する）、検体分注機構用モータ１１９ａ（試薬分注機構用モータについては図示を省略する）、光源ランプ１２０、データ格納部１２４等から概略構成されている。
制御部１１５は、制御システム２０１（モータ制御部）を備える。このように、自動分析装置は、制御システム２０１を搭載している。
検体搬送ライン１０１ａは、分析の対象となる血液や尿等の生体検体を収容した検体容器１１０を搬送するものである。検体搬送ライン１０１ａは、検体分注機構１０５ａが検体を吸引する位置（検体吸引位置１２１ａ。「検体分注位置」ともいう）を含む自動分析装置の各所に、ラック１１１を移送する。また、検体搬送ライン１０１ａにはロータ１０２が接続されており、このロータ１０２を回転させることにより複数の検体搬送ライン１０１ａ間でラック１１１のやり取りを行う。
試薬ディスク１０３は、検体の分析に用いる試薬を収容した複数の試薬容器１１３を周方向に並べて搭載および搬送するものである。試薬ディスク１０３は、試薬分注機構１０５ｂが試薬を吸引する位置（試薬吸引位置または試薬分注位置）や試薬容器１１３の交換位置などに、対象の試薬容器１１３を回転移送する。
反応ディスク１０４は、検体と試薬とを混合して反応させる複数の反応セル１１２を周方向に複数並べて搭載し搬送するものである。反応ディスク１０４は、反応セル１１２を、検体分注機構１０５ａによって検体が吐出される検体吐出位置１２３ａや、試薬分注機構１０５ｂによって試薬が吐出される試薬吐出位置１２３ｂに搬送する。また、反応ディスク１０４は、反応セル１１２を恒温媒体（例えば水など）に浸漬して、検体と試薬の混合物である反応液を一定温度に保持する。また、反応ディスク１０４は、反応セル１１２を、攪拌機構１０６により反応液の攪拌を行う攪拌位置、分光器１０７により反応液の測定を行なう測定位置、分析を終了した反応セル１１２を反応セル洗浄機構１０８により洗浄する洗浄位置、などの位置に回転移送する。
検体分注機構１０５ａは、検体搬送ライン１０１ａにより検体吸引位置１２１ａに搬送されてきた検体容器１１０の検体に検体用の分注ノズル１１６を浸漬して吸引する。また、検体分注機構１０５ａは、検体アーム１１８ａによって反応ディスク１０４の反応セル１１２に検体を吐出する。このようにして、検体分注機構１０５ａは検体の分注を行う。また、同様に、試薬分注機構１０５ｂは、試薬ディスク１０３により試薬分注位置に搬送されてきた試薬容器１１３の試薬（分析対象に応じた試薬）に、試薬用の分注ノズル１１６を浸漬して吸引する。また、試薬分注機構１０５ｂは、反応ディスク１０４の反応セル１１２に試薬を吐出する。このようにして、試薬分注機構１０５ｂは試薬の分注を行う。
検体分注ノズル１１６ａは、検体アーム１１８ａにより保持されている。検体分注機構用モータ１１９ａによって検体アーム１１８ａが上下方向および回転方向に移動されることにより、検体分注機構１０５ａが移動される。検体分注機構１０５ａの検体アーム１１８ａには、検体分注ノズル１１６ａに係る静電容量変化により液面との距離（または液面の有無）を検出する検体液面センサ１１７ａが設けられている。また、検体吸引位置１２１ａには、検体分注機構１０５ａによる検体の飛散を抑制するためのシールド部１１４が備えられている。
攪拌機構１０６は、検体分注機構１０５ａにより反応セル１１２に分注された検体と、試薬分注機構１０５ｂにより反応セル１１２に分注された試薬との混合液（反応液）の反応を促進するために攪拌する。
分光器１０７は、光源ランプ１２０から反応セル１１２内の反応液に照射された光の透過光を分光して測光することで吸光度測定を行うものである。この吸光度測定の結果に基づいて比色分析が行われる。ここで、分光器１０７と光源ランプ１２０は、反応セル１１２の反応液に光を照射して透過光を測定するための反応測定部を構成する。
検体分注機構１０５ａが検体分注機構用モータ１１９ａによって検体ノズル洗浄位置１２２ａに移動されると、検体ノズル洗浄機構１０９ａが超音波によって検体分注ノズル１１６ａの洗浄を行う。
反応セル洗浄機構１０８は、測定を終了した反応セル１１２から反応液を吸引し、反応セル１１２内に洗剤などを吐出して反応セル１１２の洗浄を行う。
制御部１１５は、分析部１００全体の動作を制御するものであり、分析部１００の各構成の動作を制御することによって分析動作を実行し、分光器１０７の検出結果に基づいて検体の分析を行い、検体に含まれる所定成分の濃度を分析結果としてデータ格納部１２４や図示しない表示部、プリンタなどに出力する。
図２は、検体分注機構の動作を概略的に示す図である。
自動分析装置のオペレーション動作が開始されると、検体搬送ライン１０１ａにおいて搬送された検体容器１１０は、検体吸引位置１２１ａに停止する。すると、制御システム２０１によって検体分注機構用モータ１１９ａが駆動される。これによって検体アーム１１８ａが回転し、検体アーム１１８ａが検体吸引位置１２１ａに移動した後、検体分注ノズル１１６ａが上下動作する。このようにして、検体分注ノズル１１６ａは検体が吸引できる位置および高さに達する。
検体分注ノズル１１６ａが検体を吸引した後、検体分注機構用モータ１１９ａが駆動して検体アーム１１８ａが回転する。検体アーム１１８ａが検体ノズル洗浄位置１２２ａに移動した後、検体ノズル洗浄機構１０９ａによって検体分注ノズル１１６ａ先端の外洗が行なわれる。これは検体のキャリーオーバを防ぐためである。外洗後、検体分注機構用モータ１１９ａが駆動される。これによって検体アーム１１８ａが回転し、検体吐出位置１２３ａに移動した後、検体分注ノズル１１６ａが上下動作する。このようにして、検体分注ノズル１１６ａは検体が吐出できる位置および高さに達する。
検体分注ノズル１１６ａが検体を吐出した後、検体分注機構用モータ１１９ａが駆動し、検体アーム１１８ａが回転する。検体アーム１１８ａが検体ノズル洗浄位置１２２ａに移動後、検体分注ノズル１１６ａは検体分注ノズル１１６ａ内に残留した検体を吐出し、検体分注ノズル１１６ａの内洗および先端の外洗が行なわれる。その後、検体アーム１１８ａは検体吸引位置１２１ａに移動し、前述に説明の吸引動作を繰り返す。この吸引および吐出のサイクルは、オペレーション動作が中断されるまで続けられる。
図３は、従来の検体分注機構に係る制御システムを表した簡易図である。
ＣＰＵ３０１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が指令を発すると、コントローラ基板３０２（モータコントローラ基板と呼ばれるものであってもよい）に搭載されるＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）３０３がこの指令を受け取り、指令をデジタル信号処理してモータコントローラ３０４に伝達する。モータコントローラ３０４は、モータ動作に必要なパルス信号を出力する。パルス信号は、ドライバ基板３０５に搭載される第１モータドライバ３０６ａおよび第２モータドライバ３０６ｂに入力される。ＣＰＵ３０１には、記憶部３１２が接続されている。記憶部３１２は、例えば半導体メモリやハードディスクドライブである。
検体分注機構１０５ａを駆動するモータとして、図１の検体分注機構用モータ１１９ａは、図３のアーム回転動作用モータ３０７およびアーム上下動作用モータ３０８を含む。第１モータドライバ３０６ａおよび第２モータドライバ３０６ｂは、アーム回転動作用モータ３０７およびアーム上下動作用モータ３０８に流す電流量、方向、タイミングなどを制御し、これらのモータを動作させる。モータの動作によって変化する検体分注機構１０５ａの位置は、第１センサ３０９ａおよび第２センサ３０９ｂによって、自動分析装置の電源がＯＦＦされるまで常時監視される。自動分析装置における検体分注機構１０５ａの動作は、記憶部３１２に統合プログラムとして記憶されている。
図４は、本発明の実施例による検体分注機構１０５ａおよび制御システム２０１を表した簡易図である。制御システム２０１は、ＣＰＵ３０１と、コントローラ基板３０２と、ドライバ基板３０５と、第１センサ３０９ａおよび第２センサ３０９ｂとを備える。ドライバ基板３０５は、モータを駆動するモータドライバ回路（この例では第１モータドライバ３０６ａおよび第２モータドライバ３０６ｂ）と、センサへの電力供給を制御する電力制御回路（この例ではＯＮ／ＯＦＦ回路４０１）とを備える。
また、自動分析装置は、検体分注機構１０５ａを駆動するアーム回転動作用モータ３０７およびアーム上下動作用モータ３０８を備える。第１センサ３０９ａおよび第２センサ３０９ｂは、それぞれ、アーム回転動作用モータ３０７およびアーム上下動作用モータ３０８の動作を監視する。ＣＰＵ３０１、コントローラ基板３０２、およびドライバ基板３０５は、制御機構を構成し、アーム回転動作用モータ３０７およびアーム上下動作用モータ３０８の動作を制御する。
図３に示した従来の制御システムでは、第１センサ３０９ａおよび第２センサ３０９ｂには、自動分析装置の電源ＯＮに伴い電力が供給され、検体分注機構１０５ａが動作しない装置状態であっても、自動分析装置の電源がＯＦＦされるまで電力が供給され続ける。検体分注機構１０５ａに限らず、このような機構に属するセンサへの電力供給は電力の消費が大きく、またセンサの寿命を短縮させるシステムとなっている。
図４に示す本発明の実施例１において、ＣＰＵ３０１が指令を発すると、コントローラ基板３０２に搭載されるＦＰＧＡ３０３がこの指令を受け取り、指令をデジタル信号処理してモータコントローラ３０４に伝達する。モータコントローラ３０４は、モータ動作に必要なパルス信号を出力する。パルス信号は、ドライバ基板３０５に搭載される第１モータドライバ３０６ａおよび第２モータドライバ３０６ｂに入力される。ここまでは図３に示す従来技術と実質的に同等である。
本実施例では、ドライバ基板３０５に、第１センサ３０９ａおよび第２センサ３０９ｂに対する電力供給を開始または停止するＯＮ／ＯＦＦ回路４０１が設けられる。ＯＮ／ＯＦＦ回路４０１の動作制御は、たとえばモータコントローラ３０４によって行われる。たとえば、モータコントローラ３０４に制御機能を内蔵しておき、あらかじめ記憶したモータ駆動パターンに従って、モータの動作の前後に第１センサ３０９ａおよび第２センサ３０９ｂの電力供給をＯＮ／ＯＦＦするよう制御させる。モータ駆動パターンは、たとえば分析部１００が動作を開始する前に、記憶部３１２に記憶させておく。
図５は、従来例および本発明の実施例１に係る、検体アーム１１８ａの回転動作を検知する第１センサ３０９ａへの電力供給制御を比較して示す図である。また、図６は、第１センサ３０９ａ付近の概略図である。検体アーム１１８ａには検知板６０１が固定され、検体アーム１１８ａと一体に回転する。回転方向は、ドライバ基板３０５の制御に応じ、ＣＣＷ（Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）方向またはＣＷ（ＣｌｏｃｋＷｉｓｅ）方向である。第１センサ３０９ａは、２つのＰＩ（Ｐｈｏｔｏ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ）センサ部、すなわち、ＰＩセンサ部６０２およびＰＩセンサ部６０３を備える。これらはいずれもセンサとして機能する。
アーム回転動作用モータ３０７によって、検知板６０１が図６に示す位置からＣＣＷ方向に回転すると、検知板６０１の第１エッジ６０１ａがＰＩセンサ部６０３によって検知される。これに応じ、検体アーム１１８ａの動作が停止する。この動作は、図５のモータ動作５０１に対応しており、検体分注ノズル１１６ａが検体ノズル洗浄位置１２２ａから検体吸引位置１２１ａへと移動する動作を表している。
すなわち、図５の「検体吸引位置検知センサ」は、図６のＰＩセンサ部６０３に対応する。図５に示すように、ＰＩセンサ部６０３（または第１センサ３０９ａ）に対して、モータ動作５０１およびその前後所定時間のみ電力が供給される。
次に、アーム回転動作用モータ３０７によって、検知板６０１がさらにＣＣＷ方向に回転すると、検知板６０１の第２エッジ６０１ｂがＰＩセンサ部６０２によって検知される。これに応じ、検体アーム１１８ａの動作が停止する。この動作は、図５のモータ動作５０２に対応しており、検体分注ノズル１１６ａが検体吸引位置１２１ａから検体ノズル洗浄位置１２２ａへと移動する動作を表している。
すなわち、図５のモータ動作５０２における「ノズル洗浄位置検知センサ」は、図６のＰＩセンサ部６０２に対応する。図５に示すように、ＰＩセンサ部６０２（または第１センサ３０９ａ）に対して、モータ動作５０１およびその前後所定時間のみ電力が供給される。
次に、アーム回転動作用モータ３０７によって、検知板６０１がＣＷ方向に回転し、検知板６０１の第３エッジ６０１ｃがＰＩセンサ部６０３によって検知される。これに応じ、検体アーム１１８ａの動作が停止する。この動作は、図５のモータ動作５０３に対応しており、検体分注ノズル１１６ａが検体ノズル洗浄位置１２２ａから検体吐出位置１２３ａへと移動する動作を表している。
すなわち、図５の「検体吐出位置検知センサ」は、図６のＰＩセンサ部６０３に対応する。図５に示すように、ＰＩセンサ部６０３（または第１センサ３０９ａ）に対して、モータ動作５０３およびその前後所定時間のみ電力が供給される。
次に、アーム回転動作用モータ３０７によって、検知板６０１がさらにＣＷ方向に回転し、検知板６０１の第３エッジ６０１ｃがＰＩセンサ部６０２によって検知される。これに応じ、検体アーム１１８ａの動作が停止する。この動作は、図５のモータ動作５０４に対応しており、検体分注ノズル１１６ａが検体吐出位置１２３ａから検体ノズル洗浄位置１２２ａへと移動する動作を表している。
すなわち、図５のモータ動作５０４における「ノズル洗浄位置検知センサ」は、図６のＰＩセンサ部６０２に対応する。図５に示すように、ＰＩセンサ部６０２（または第１センサ３０９ａ）に対して、上述のモータ動作５０２およびその前後に加え、モータ動作５０４およびその前後所定時間において電力が供給される。
図５に示す４つのモータ動作５０１～５０４が、検体分注機構１０５ａの１サイクルの動作である。図５に示すように、従来の手法では、各センサそれぞれに電力が供給され続け、監視が常時行われる。これに対し、本発明の実施例１では、図５に示すように、アーム回転動作用モータ３０７の動作パターンをあらかじめ記憶させ、センサによる検知が必要な時間のみセンサに電力を供給する。
すなわち、ＣＰＵ３０１、コントローラ基板３０２、およびドライバ基板３０５によって構成される制御機構は、あらかじめ記憶される所定のタイミングで、第１センサ３０９ａ、ＰＩセンサ部６０２またはＰＩセンサ部６０３への電力供給を開始および停止する機能を備えるということができる。電力供給を開始および停止する具体的なタイミングは、ＣＰＵ３０１が実行するプログラムによって定義されると好適であるが、ＦＰＧＡ３０３において定義されてもよいし、モータコントローラ３０４のハードウェアまたはソフトウェアによって定義されてもよい。
より詳しくは、ＣＰＵ３０１、コントローラ基板３０２、およびドライバ基板３０５によって構成される制御機構は、アーム回転動作用モータ３０７が回転動作を開始する時刻から第１所定時間だけ前に、第１センサ３０９ａ、ＰＩセンサ部６０２またはＰＩセンサ部６０３への電力供給を開始する機能と、アーム回転動作用モータ３０７が回転動作を終了する時刻から第２所定時間だけ後に第１センサ３０９ａ、ＰＩセンサ部６０２またはＰＩセンサ部６０３への電力供給を停止する機能とを備える、ということができる。上記と同様に、電力供給を開始および停止する具体的なタイミングは、ＣＰＵ３０１が実行するプログラムによって定義されると好適であるが、ＦＰＧＡ３０３において定義されてもよいし、モータコントローラ３０４のハードウェアまたはソフトウェアによって定義されてもよい。
第１所定時間および第２所定時間は、同一であってもよく、互いに異なってもよい。たとえばいずれも１００ｍｓとすることができるが、１０ｍｓ～２００ｍｓの範囲内の値としてもよいし、これ以外の値としてもよい。複数のセンサを制御する場合には、すべてのセンサについて同一であってもよく、一部のセンサまたはすべてのセンサについて互いに異なってもよい。制御機構があらかじめ記憶する時刻は、アーム回転動作用モータ３０７が回転動作を開始する時刻および終了する時刻であってもよいし、これらに第１所定時間および第２所定時間を加減した時刻であってもよい。
また、「アーム回転動作用モータ３０７が回転動作を終了する時刻」の取得方法は任意に設計可能であるが、たとえば第１センサ３０９ａによる検知時刻を用いてもよいし、モータコントローラ３０４から出力される制御信号を用いてもよいし、あらかじめ定義され記憶される時刻を用いてもよい。
たとえば、制御機構は、
‐ＯＮ／ＯＦＦ回路４０１が第１センサ３０９ａ、ＰＩセンサ部６０２またはＰＩセンサ部６０３への電力供給を開始するよう制御する機能と、
‐ＯＮ／ＯＦＦ回路４０１が第１センサ３０９ａ、ＰＩセンサ部６０２またはＰＩセンサ部６０３への電力供給を開始してから第５所定時間だけ後に、第１モータドライバ３０６ａがアーム回転動作用モータ３０７の回転動作を開始するよう制御する機能と、
‐ＯＮ／ＯＦＦ回路４０１が第１センサ３０９ａ、ＰＩセンサ部６０２またはＰＩセンサ部６０３への電力供給を開始してから第６所定時間だけ後に、前記センサへの電力供給を停止する機能と、
を備えてもよい。
第５所定時間および第６所定時間は、上記の第１所定時間および第２所定時間等に基づいて適宜設計可能である。たとえば、第５所定時間は第１所定時間に等しい時間であってもよい。また、第６所定時間は、第１所定時間、第２所定時間およびモータの動作時間の和であってもよい。
本手法により、センサの消費電力低減が可能となる。たとえば、検体分注機構１０５ａの動作１サイクルが３．６ｓであるとする。従来技術では常時センサへ電力供給を行っていたのに対し、本手法を適用すると、１回のモータ動作当たりセンサへの電力供給が平均０．５ｓとなる場合がある。このため、４回の位置検知をそれぞれ異なるセンサで行う構成を想定すると、従来技術に対して消費電力を０．５／３．６＝１／７．２≒１４％にまで低減することが可能である。
理想としては、モータ動作の開始直前にセンサへの電力供給を開始し、モータ動作の終了直後にセンサへの電力供給を停止することが望ましい。しかしながら、実際にはセンサの応答速度等を考慮する必要があるため、本実施例ではモータ動作の前後に１００ｍｓの余裕を持たせて電力供給のＯＮ、ＯＦＦを行なっている。本実施例は、検体分注機構１０５ａに関しての実施例であるが、モータの動作または回転位置を検出するためのセンサであれば応用が可能である。たとえば、分析部１００で構成される中では、搬送ライン１０１、ロータ１０２、試薬ディスク１０３、反応ディスク１０４、反応セル洗浄機構１０８、ノズル洗浄機構１０９で使用されるセンサに適用可能であり、装置で使用されるほとんどにセンサに適用可能であるということができる。なお、電力供給が常時必要であるセンサ（ヒータによって反応液を常時一定温度に保つための温度センサや、試薬の液切れを検知するセンサ等）については、本実施例を適用できないものが一部存在する可能性がある。
また、自動分析装置は、病院や委託臨床検査事業で使用されており、装置の電源投入後は、スタンバイモード（待機状態）またはオペレーションモード（分析動作状態）のいずれかのモードで使用されることが想定される。特にスタンバイモードにおいて、電力供給が常時必要な一部のセンサ（前述の温度センサなど）を除いては、常時センサへの電力供給が行われていた従来技術に対し、本手法では電力供給が行われなくなるため、本発明の効果は大きいと考えられる。
本手法により、自動分析装置の省電力化およびセンサの長寿命化を果たすことが可能である。
また、実施例１では、第１モータドライバ３０６ａ、第２モータドライバ３０６ｂおよびＯＮ／ＯＦＦ回路４０１がすべて同一のドライバ基板３０５に設けられるので、基板の数を比較的少なくすることができる。
［実施例２］
実施例２は、実施例１において、電力制御回路を別の基板としたものである。以下、本発明の実施例２を、図５および図７を参照しつつ説明する。
図７は、本発明の実施例２による検体分注機構１０５ａおよび制御システム２０１を表した簡易図である。
実施例２では、制御システム２０１は、ドライバ基板３０５とは別の追加ドライバ基板３１０を備える。実施例１で説明した制御システム２０１の動作の過程で、各モータを駆動させるモータコントローラ３０４より出力される信号は、ドライバ基板３０５に加え、追加ドライバ基板３１０にも伝達される。
制御システム２０１は、第１電力制御回路３１１ａおよび第２電力制御回路３１１ｂを備える。実施例２において、電力制御回路は、ＯＮ／ＯＦＦ回路４０１ではなく、第１電力制御回路３１１ａおよび第２電力制御回路３１１ｂとして設けられる。第１電力制御回路３１１ａおよび第２電力制御回路３１１ｂは、それぞれＯＮ／ＯＦＦ回路を内蔵しており、追加ドライバ基板３１０に搭載される。モータコントローラ３０４からの信号は、第１電力制御回路３１１ａおよび第２電力制御回路３１１ｂにも入力される。
モータコントローラ３０４は、モータの回転動作を制御する回転制御信号を出力する。第１電力制御回路３１１ａおよび第２電力制御回路３１１ｂは、それぞれＯＮ／ＯＦＦ回路を内蔵しており、この回転制御信号を受信し、この回転制御信号に応じて、対応するセンサ（それぞれ第２センサ３０９ｂおよび第１センサ３０９ａ）への電力供給を制御する。
本実施例では、電力制御回路を、モータドライバとは別の基板に設けるので、従来のコントローラ基板３０２およびドライバ基板３０５を基板変更せずにそのまま流用できるという利点がある。
本実施例により、図５に示すようにセンサによる監視が必要な時間のみ電力を供給し、自動分析装置の省電力化およびセンサの長寿命化を果たすことが可能である。
［実施例３］
実施例３は、実施例１において、電力制御回路の機能を統合プログラム（統合ソフトウェア）で実現するものである。以下、本発明の実施例３を、図５および図８を参照しつつ説明する。
図８は、本発明の実施例による検体分注機構１０５ａおよび制御システム２０１を表した簡易図である。
ＣＰＵ３０１は、記憶部３１２に記憶される統合プログラムを実行し、これによって、実施例１で説明したような制御システム２０１の動作を実現する。モータの動作は、たとえば統合プログラムの固定パラメータとして、あらかじめ定義しておいてもよい。ＣＰＵ３０１は、統合プログラムを実行することによって、第１センサ３０９ａおよび第２センサ３０９ｂへの電力供給を制御する機能を実現する。すなわち、ＣＰＵ３０１は、統合プログラムを実行することにより、モータコントローラ３０４、第１モータドライバ３０６ａおよび第２モータドライバ３０６ｂを介し、第１センサ３０９ａおよび第２センサ３０９ｂの電力供給のＯＮ、ＯＦＦを制御する。
なお、図８にはとくに示さないが、実施例３でも、センサへの電力供給を制御する電力制御回路を設けてもよい。
このように、制御システム２０１は、コントローラ基板３０２と、コントローラ基板３０２を制御するＣＰＵ３０１とを備えており、ＣＰＵ３０１が統合プログラムを実行することにより、制御システム２０１が各機能を実現する。
実施例３により、たとえば図５に示すアーム回転動作用モータ３０７を監視する第１センサ３０９ａの電力制御を実行することができるので、自動分析装置の省電力化およびセンサの長寿命化を果たすことが可能である。
また、実施例３では、センサへの電力供給に係る制御動作のタイミングをモータコントローラ３０４ではなく統合プログラムによって定義しているので、従来のモータコントローラ３０４を変更せず流用することも可能である。
［実施例４］
実施例４は、実施例１において、センサに対する電力供給の開始および停止のタイミングを変更するものである。以下、本発明の実施例４を、図５および図９を参照しつつ説明する。
図５の例では、アーム回転動作用モータ３０７の動作を監視するセンサとして、動作１サイクル全体で、検体吸引位置検知センサ、ノズル洗浄位置検知センサ、検体吐出位置検知センサの３つのセンサが示されている。本実施例では、３つのセンサがそれぞれ別のハードウェアとして構成されている場合を想定する。この場合には、電力供給時間が３つのセンサに分散される。
ノズル洗浄位置検知センサのように、１サイクル動作中に２度動作するセンサも存在する。図５の例では、ノズル洗浄位置検知センサのモータ動作５０２から次のモータ動作５０３まで約９００ｍｓの間隔がある。このため、各モータ動作の前後に１００ｍｓの余裕を持たせてノズル洗浄位置検知センサへの電力供給のＯＮ、ＯＦＦを行なっても、次の検知動作までの時間に余裕が大きく、応答速度等は問題にならない。
しかし、装置の動作上、より小さい間隔でモータの動作の監視が必要となる場合が存在する。図９は、実施例４に係る電力供給の開始および停止のタイミングを示す簡易図である。２回のモータ動作の間隔が小さく、３００ｍｓ未満となっている。このように間隔が小さくなると、センサの応答速度等の性能によっては、誤動作を招く可能性がある。
そこで、実施例４では、モータ動作間の間隔が所定時間未満である場合には、センサへの電力供給を継続する。すなわち、モータについて、第１回転動作を終了してから、第１回転動作に続く第２回転動作を開始するまでの時間が所定時間（第３所定時間）未満である場合には、制御機構は、第１回転動作を終了してから第２回転動作を開始するまで、センサへの電力供給を継続する。
この第３所定時間は、たとえば３００ｍｓとすることができる。その場合には、モータ動作の前後に１００ｍｓの余裕を持たせることができ、センサの応答速度等の性能に適合すると考えられる。図９に示す通りモータ動作の間隔が３００ｍｓ未満となる場合は、センサへの電力供給の開始は１回目のモータ動作の開始時刻から１００ｍｓだけ前であり、センサへの電力供給の停止は２回目のモータ動作の終了時刻から１００ｍｓだけ後となる。
第３所定時間は、３００ｍｓに限らない。たとえば２００ｍｓ～４００ｍｓの範囲内の値としてもよいし、これ以外の値としてもよい。
または、制御機構は、
‐電力制御回路（たとえばＯＮ／ＯＦＦ回路４０１）がセンサへの電力供給を開始するよう制御する機能と、
‐電力制御回路がセンサへの電力供給を開始するよう制御してから第７所定時間だけ後に、モータドライバ回路（たとえば第１モータドライバ３０６ａ）がモータ（たとえばアーム回転動作用モータ３０７）の第１回転動作を開始するよう制御する機能と、
‐モータドライバ回路がモータの第１回転動作を開始するよう制御した後に、モータドライバ回路がモータの前記第１回転動作を停止するよう制御する機能と、
‐モータドライバ回路がモータの第１回転動作を停止するよう制御した後に、モータドライバ回路がモータの第２回転動作を開始するよう制御する機能と、
‐電力制御回路がセンサへの電力供給を開始してから第８所定時間だけ後に、センサへの電力供給を停止する機能と、
を備えるということができる。ただし、第８所定時間は、モータの第１回転動作が開始されてから第２回転動作が停止されるまでセンサへの電力供給が継続するよう、あらかじめ記憶される時間である。
第７所定時間および第８所定時間は、上記の第１所定時間および第２所定時間等に基づいて適宜設計可能である。たとえば、第７所定時間は第１所定時間に等しい時間であってもよい。また、第８所定時間は、第１所定時間と、第１回転動作が開始してから第２回転動作が終了するまでの時間と、第２所定時間との和であってもよい。
このような電力供給動作とすれば、センサの応答速度が問題となるほどモータ動作間隔が小さい場合でも、確実にセンサが動作するように電力を供給することができる。また、電力供給が不要な場合はＯＦＦさせることが可能であるため、自動分析装置の省電力化およびセンサの長寿命化を果たすことが可能である。
［実施例５］
実施例５は、実施例１において、モータの回転動作が検出されない場合にアラームを出力するよう変更したものである。以下、本発明の実施例５を、図１０を参照しつつ説明する。
図１０は、本実施例においてモータが回転しない場合の、センサへの電力供給制御を表した簡易図である。回転しない原因としては、脱調等が考えられる。
実施例１～４と同様に、モータが回転動作を開始する時刻から１００ｍｓ前にセンサへの電力供給が開始される。その後、モータが回転動作を開始するのが正常な動作である。ここで、モータが何らかの原因で回転しなくなっており、正常なタイミング（すなわちセンサへの電力供給が開始されてから１００ｍｓ後）を経過した後でも動作しないとする。
実施例６に係る制御システム２０１において、制御機構は、センサへの電力供給を開始した後、センサがモータの回転動作を検出しないまま第４所定時間が経過した場合に、アラーム信号を出力する機能を備える。第４所定時間はたとえば１００ｍｓとすることができる。第４所定時間は、１００ｍｓに任意の余裕時間を加えた時間であってもよい。
制御機構は、センサがモータの回転動作を検出しないまま第４所定時間が経過した状態を異常状態（または脱調状態）と判断してもよい。アラーム信号の形式、内容および出力方法等は当業者が任意に設計可能であるが、たとえば、自動分析装置がモータ制御部を備える場合には、モータ制御部を経由してＣＰＵ３０１にアラーム信号を伝達してもよい。また、ＣＰＵ３０１は、統合プログラムを実行することによってアラーム信号を受信してもよい。自動分析装置がＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を備える場合には、ＣＰＵ３０１は、ＧＵＩに警告を表示してもよい。
また、モータが正常に動作している間は、実施例５に係る制御システム２０１は実施例１～４と同様に動作するので、自動分析装置の省電力化およびセンサの長寿命化を果たすことが可能である。また、図１０に示すように、制御システム２０１は、アラーム信号を出力した後、センサへの電力供給を遮断する。この際、モータコントローラ３０４は、モータの将来の回転を抑止するブレーキ機構に励磁を掛け、モータが回転しないようにする。このようにすることで、自動分析装置の省電力化およびセンサの長寿命化を果たすことが可能である。
また、実施例５によれば、モータが正常に回転しない場合にはアラーム信号が出力されるので、モータの異常を的確に検出することができる。
［実施例６］
実施例６は、実施例５において、センサへの電力供給を遮断しないよう変更するものである。以下、本発明の実施例６を、図１１を参照しつつ説明する。
図１１は、本実施例においてモータが回転しない場合の、センサへの電力供給制御を表した簡易図である。実施例５（図１０）とは異なり、制御機構は、アラーム信号を出力した後、センサへの電力供給を継続する。すなわち、アラーム信号を出力した後は、モータが回転動作を終了する時刻から第２所定時間が経過した後も、センサへの電力供給を継続する。言い換えると、アラーム信号を出力した後は、「センサへの電力供給を停止する機能」を実行しない。より詳しくは、アラーム信号を出力した後は、「モータが回転動作を終了する時刻から第２所定時間だけ後にセンサへの電力供給を停止する機能」を実行しない。このようにすることで、モータが遅れて回転動作を開始した場合にはこれを検出することができる。なお、モータコントローラ３０４は、モータの将来の回転を抑止するための制御（ブレーキ機構に励磁を掛ける等）は行わない。
モータが正常に動作している間は、実施例６に係る制御システム２０１は実施例１～５と同様に動作するので、自動分析装置の省電力化およびセンサの長寿命化を果たすことが可能である。
また、実施例６によれば、モータが正常に回転しない場合にはアラーム信号が出力されるので、モータの異常を的確に検出することができる。
上記の実施例１～６において、第１センサ３０９ａおよびアーム回転動作用モータ３０７を例にとって説明した部分は、第２センサ３０９ｂおよびアーム上下動作用モータ３０８にも同様に適用可能であり、さらに他のセンサと他のモータとの組み合わせにも同様に適用可能である。
また、上記の実施例１～６において、検体を分注する検体アーム１１８ａを例にとって説明した部分は、試薬を分注する試薬アームにも同様に適用可能である。
１００…分析部、１０１…搬送ライン、１０２…ロータ、１０３…試薬ディスク、１０４…反応ディスク、１０６…攪拌機構、１０７…分光器、１０８…反応セル洗浄機構、１０９…ノズル洗浄機構、１１０…検体容器、１１１…ラック、１１２…反応セル、１１３…試薬容器、１１４…シールド部、１１５…制御部、１１６…分注ノズル、１２０…光源ランプ、１２４…データ格納部、２０１…制御システム、３０１…ＣＰＵ、３０２…コントローラ基板、３０３…ＦＰＧＡ、３０４…モータコントローラ、３０５…ドライバ基板、３０７…アーム回転動作用モータ（モータ）、３０８…アーム上下動作用モータ（モータ）、３０９ａ…第１センサ（センサ）、３０９ｂ…第２センサ（センサ）、３１０…追加ドライバ基板、４０１…ＯＦＦ回路、５０１，５０２，５０３，５０４…モータ動作、６０１…検知板、６０２，６０３…ＰＩセンサ部（センサ）、１０１ａ…検体搬送ライン、１０１ｂ…試薬搬送ライン、１０５ａ…検体分注機構、１０５ｂ…試薬分注機構、１０９ａ…検体ノズル洗浄機構、１０９ｂ…試薬ノズル洗浄機構、１１６ａ…検体分注ノズル、１１６ｂ…試薬分注ノズル、１１７ａ…検体液面センサ、１１８ａ…検体アーム、１１９ａ…検体分注機構用モータ、１２１ａ…検体吸引位置、１２２ａ…検体ノズル洗浄位置、１２３ａ…検体吐出位置、１２３ｂ…試薬吐出位置、３０６ａ…第１モータドライバ、３０６ｂ…第２モータドライバ、３０９ａ…第１センサ、３０９ｂ…第２センサ、３１１ａ…第１電力制御回路、３１１ｂ…第２電力制御回路、６０１ａ…第１エッジ、６０１ｂ…第２エッジ、６０１ｃ…第３エッジ。
本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられるものとする。

Claims (10)

  1. モータの動作を監視するセンサと、前記モータの動作を制御する制御機構とを備える、制御システムであって、
    前記制御機構は、
    前記モータが回転動作を開始する時刻から第１所定時間だけ前に前記センサへの電力供給を開始する機能と、
    前記モータが回転動作を終了する時刻から第２所定時間だけ後に前記センサへの電力供給を停止する機能と、
    前記センサへの電力供給を開始した後、前記センサが前記モータの回転動作を検出しないまま第４所定時間が経過した場合に、アラーム信号を出力する機能と、
    を備え、
    前記制御機構は、前記アラーム信号を出力した後は、前記モータが回転動作を終了する時刻から第２所定時間だけ後に前記センサへの電力供給を停止する前記機能を実行しない、
    制御システム。
  2. 請求項１に記載の制御システムにおいて、
    前記制御システムは、ドライバ基板をさらに備え、
    前記ドライバ基板は、前記モータを駆動するモータドライバ回路と、前記センサへの電力供給を制御する電力制御回路とを備える、
    制御システム。
  3. 請求項１に記載の制御システムにおいて、
    前記制御システムは、コントローラ基板と、前記コントローラ基板を制御するプロセッサとを備え、
    前記プロセッサが統合プログラムを実行することにより、前記制御システムは各前記機能を実現する、
    制御システム。
  4. 請求項１に記載の制御システムにおいて、前記モータについて、第１回転動作を終了してから、前記第１回転動作に続く第２回転動作を開始するまでの時間が第３所定時間未満である場合には、前記制御機構は、前記第１回転動作を終了してから前記第２回転動作を開始するまで、前記センサへの電力供給を継続する、制御システム。
  5. 請求項１に記載の制御システムと、
    前記モータと、
    を搭載した自動分析装置。
  6. モータの動作を監視するセンサと、前記モータの動作を制御する制御機構とを備える、制御システムであって、
    前記制御機構は、あらかじめ記憶される所定のタイミングで前記センサへの電力供給を開始および停止する機能を備え、
    前記制御システムは、ドライバ基板をさらに備え、
    前記ドライバ基板は、前記モータを駆動するモータドライバ回路と、前記センサへの電力供給を制御する電力制御回路とを備え、
    前記制御機構は、
    前記電力制御回路が前記センサへの電力供給を開始するよう制御する機能と、
    前記電力制御回路が前記センサへの電力供給を開始してから第５所定時間だけ後に、前記モータドライバ回路が前記モータの回転動作を開始するよう制御する機能と、
    前記電力制御回路が前記センサへの電力供給を開始してから第６所定時間だけ後に、前記センサへの電力供給を停止する機能と、
    を備える、制御システム。
  7. 請求項６に記載の制御システムにおいて、
    前記制御システムは、コントローラ基板と、前記コントローラ基板を制御するプロセッサとを備え、
    前記プロセッサが統合プログラムを実行することにより、前記制御システムは各前記機能を実現する、
    制御システム。
  8. 請求項６に記載の制御システムにおいて、
    前記制御機構は、
    前記電力制御回路が前記センサへの電力供給を開始するよう制御する機能と、
    前記電力制御回路が前記センサへの電力供給を開始してから第７所定時間だけ後に、前記モータドライバ回路が前記モータの第１回転動作を開始するよう制御する機能と、
    前記モータドライバ回路が前記モータの前記第１回転動作を開始するよう制御した後に、前記モータドライバ回路が前記モータの前記第１回転動作を停止するよう制御する機能と、
    前記モータドライバ回路が前記モータの前記第１回転動作を停止するよう制御した後に、前記モータドライバ回路が前記モータの第２回転動作を開始するよう制御する機能と、 前記電力制御回路が前記センサへの電力供給を開始してから第８所定時間だけ後に、前記センサへの電力供給を停止する機能と、
    を備え、
    前記第８所定時間は、前記第１回転動作が開始されてから前記第２回転動作が停止されるまで、前記センサへの電力供給が継続するよう、あらかじめ記憶される時間である、
    制御システム。
  9. 請求項６に記載の制御システムと、
    前記モータと、
    を搭載した自動分析装置。
  10. モータの動作を監視するセンサと、前記モータの動作を制御する制御機構とを備える、制御システムであって、
    前記制御機構は、
    あらかじめ記憶される所定のタイミングで前記センサへの電力供給を開始および停止する機能と、
    前記センサへの電力供給を開始した後、前記センサが前記モータの回転動作を検出しないまま第４所定時間が経過した場合に、アラーム信号を出力する機能と
    を備え、
    前記制御機構は、前記アラーム信号を出力した後は、前記センサへの電力供給を停止する前記機能を実行しない、制御システム。
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