JP7464149B2 - 自動試料注入装置、及び自動試料注入装置を制御するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動試料注入装置、及び自動試料注入装置を制御するための方法に関する。

ガスクロマトグラフなどの分析装置には、試料を自動的に注入するための自動試料注入装置が用いられる。自動試料注入装置は、試料等を収容したバイアルを載置するためのターレットを備えている。ターレットは、ステッピングモータによって動作する。自動試料注入装置のコントローラは、ステッピングモータを制御することにより、ターレットを所望の位置に動作させる。

自動試料注入装置の起動時等には、ターレット基準位置を、自動試料注入装置の原点位置に合わせるための原点復帰制御が行われる。ターレット基準位置は、ターレットに設けられている。ターレットは、ターレット基準位置を示す被検出部を有している。自動試料注入装置は、所定の検出範囲を有するセンサを備えている。センサは、検出範囲内における被検出部の有無を検出する。例えば、センサは、フォトセンサであり、検出範囲において光を照射する。センサは、被検出部が検出範囲内において光を遮ったことを検出する。

原点復帰制御では、コントローラは、ターレットを動作させることで、ターレット基準位置を、原点位置に向けて移動させる。そして、コントローラは、センサにより被検出部を検出したときに、ターレットを停止させる。原点復帰制御を迅速に完了させるためには、ターレットを高速で動作させることが好ましい。しかし、その場合、センサにより被検出部を検出したときにターレットを急停止させると、ステッピングモータの脱調が生じる可能性がある。そのため、脱調を防止するために、コントローラは、ターレットを減速させてから、ターレットを停止させる。

一方、ターレットには、ターレット基準位置を示す被検出部（以下、第１被検出部と呼ぶ）とは別に、他の用途に用いられる被検出部（以下、第２被検出部と呼ぶ）が設けられる場合がある。例えば、ターレットの種類を識別するために、第２被検出部がターレットに設けられる。その場合、原点復帰制御において、コントローラがターレットを減速して停止させると、第１被検出部が、検出範囲を越えて移動し、センサが第２被検出部を誤検出してしまうことがある。このような誤検出を防止するためには、第１被検出部が検出された時点から、ターレットが停止した時点までの第１被検出部の移動距離をコントローラに記憶させることが考えられる。

例えば、特許文献１のステッピングモータの原点復帰方法では、コントローラは、ステッピングモータの駆動開始時から、ステッピングモータへ入力されるパルス数を積算する。コントローラは、原点位置検出器が原点位置を検出すると、ステッピングモータを減速して停止させる。コントローラは、原点位置を検出した時点からステッピングモータが停止した時点までのパルス数から原点位置までの移動量を算出する。そして、コントローラは、移動量分だけステッピングモータを逆方向に動作させる。

特開平０２－２４６７９６号公報

上記のように、原点復帰制御において、ターレットを高速で動作させる場合、第１被検出部は、常に一定の最高速でセンサの検出範囲に侵入するとは限らない。ターレットの動作開始時の第１被検出部の位置によっては、第１被検出部は、最高速に到達する前の加速中に、検出範囲に侵入する可能性がある。その場合、算出される移動量にバラツキが発生してしまい、ターレット基準位置を原点位置に精度よく合わせることが困難になる。

本発明の課題は、ターレットに複数の被検出部が設けられた自動試料注入装置において、迅速、且つ、精度よく原点復帰制御を行うことにある。

本発明の一態様に係る自動試料注入装置は、ターレットと、ステッピングモータと、センサと、コントローラとを備える。ターレットは、複数の被検出部を有する。複数の被検出部は、ターレット基準位置を示す第１被検出部を含む。ターレットは、第１方向と、第１方向と反対の第２方向とに動作可能に支持される。ステッピングモータは、ターレットを動作させる。センサは、原点位置を含む検出範囲を有する。センサは、検出範囲内における複数の被検出部のいずれかの有無を示す信号を出力する。コントローラは、センサから信号を受信する。コントローラは、ステッピングモータを制御してターレットを動作させる。コントローラは、ターレット基準位置を原点位置に合わせるための原点復帰制御において、以下の処理を実行する。コントローラは、第１被検出部を、原点復帰制御の開始時の初期位置から第１方向に移動させるように、ターレットを動作させる。コントローラは、第１被検出部の第１方向への移動中に、センサが検出範囲において第１被検出部を検出したときに、ターレットを減速して停止させる。コントローラは、ターレットの減速の開始時からターレットの停止時までの第１被検出部の移動距離に対応する情報を取得する。コントローラは、ターレットの停止時に第１被検出部が位置している第１位置から、第２方向に、第１被検出部を移動距離だけ移動するように、ターレットを動作させる。コントローラは、第１被検出部を、第２方向に、検出範囲外に位置する第２位置に移動させるように、ターレットを動作させる。コントローラは、第１被検出部を、第１方向に、第２位置から原点位置まで移動させるように、ターレットを動作させる。

本発明の他の態様に係る方法は、自動試料注入装置において、ターレット基準位置を原点位置に合わせるための方法である。自動試料注入装置は、ターレットと、ステッピングモータと、センサとを備える。ターレットは、複数の被検出部を有する。複数の被検出部は、ターレット基準位置を示す第１被検出部を含む。ターレットは、第１方向と、第１方向と反対の第２方向とに動作可能に支持される。ステッピングモータは、ターレットを動作させる。センサは、原点位置を含む検出範囲を有する。センサは、検出範囲内における複数の被検出部のいずれかの有無を示す信号を出力する。

本態様に係る方法は、第１被検出部を、原点復帰制御の開始時の初期位置から第１方向に移動させるように、ターレットを動作させることと、第１被検出部の第１方向への移動中に、センサが検出範囲において第１被検出部を検出したときに、ターレットを減速して停止させることと、ターレットの減速の開始時からターレットの停止時までの第１被検出部の移動距離に対応する情報を取得することと、ターレットの停止時に第１被検出部が位置している第１位置から、第２方向に、第１被検出部を移動距離だけ移動するように、ターレットを動作させることと、第１被検出部を、第２方向に、検出範囲外に位置する第２位置に移動させるように、ターレットを動作させることと、第１被検出部を、第１方向に、第２位置から原点位置まで移動させるように、ターレットを動作させること、を備える。

本発明によれば、原点復帰制御において、センサが検出範囲において第１被検出部を検出したときに、ターレットを減速して停止させる。そのため、ステッピングモータの脱調を防ぎながら、ターレットを高速で動作させることができる。それにより、原点復帰制御を迅速に行うことができる。また、ターレットが停止した後に、第１被検出部が、減速の開始時から停止時までの間の移動距離だけ戻る。それにより、他の被検出部がセンサによって誤検出されることが防止される。また、第１被検出部は、検出範囲外に位置する第２位置までさらに戻り、その後、原点位置まで移動する。それにより、ターレット基準位置を原点位置に精度よく合わせることができる。

実施形態に係る自動試料注入装置の正面図である。 自動試料注入装置の上面図である。 ターレットの底面図である。 ターレットの底面の拡大図である。 原点復帰制御の処理を示すフローチャートである。 原点復帰制御における第１被検出部とセンサの検出範囲との位置を模式的に示す図である。 原点復帰制御における、ステッピングモータへの速度指令と、センサからの信号とのタイミングチャートである。 変形例に係る自動試料注入装置の上面図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係る自動試料注入装置１について説明する。図１は、自動試料注入装置１の正面図である。自動試料注入装置１は、分析装置２上に配置される。分析装置２は、例えばガスクロマトグラフである。ただし、分析装置２は、ガスクロマトグラフ以外の装置であってもよい。自動試料注入装置１は、分析装置２に試料を自動的に注入する。

図２は、自動試料注入装置１の上面図である。図２に示すように、自動試料注入装置１は、サンプリング機構１１と、ターレット１２と、ターレット駆動機構１３、コントローラ１４とを備えている。サンプリング機構１１は、ターレット１２上に配置されたバイアル１５から試料を採取し、試料を分析装置２へ注入する。なお、図面においては、バイアル１５の一部のみに符号１５が付されており、他のバイアルの符号は省略されている。

サンプリング機構１１は、シリンジ１６と、シリンジ駆動機構１７とを含む。シリンジ１６は先端１８を含み、先端１８において試料の吸入及び吐出を行なう。シリンジ１６は、先端１８を下方へ向けて配置されている。分析装置２は、分析装置２内へ試料を注入するための注入ポートを含む。シリンジ１６は、注入ポートの上方に配置されている。シリンジ１６は、上下方向に移動可能に、シリンジ駆動機構１７に支持されている。シリンジ駆動機構１７は、モータなどのアクチュエータを含む。シリンジ駆動機構１７は、シリンジ１６を上下方向に移動させる。

ターレット１２は、回転軸１９回りに回転可能に支持されている。ターレット１２は、円形のテーブル２０と、複数のバイアルホルダ２１とを含む。複数のバイアルホルダ２１は、テーブル２０の上面に配置されている。複数のバイアルホルダ２１は、円状に配置されている。バイアルホルダ２１には、試料などを収容したバイアル１５が配置される。なお、図面においては、複数のバイアルホルダ２１の一部のみに符号２１が付されており、他のバイアルホルダ２１の符号は省略されている。ターレット１２が回転することで、シリンジ１６の下方に配置されるバイアル１５が変更される。テーブル２０は、ブランク部１２ａを含む。ブランク部１２ａは、テーブル２０を上下に貫通している。シリンジ１６の下方にブランク部１２ａが配置されている状態で、シリンジ１６が、注入ポートへ向かって移動可能となる。

ターレット駆動機構１３は、ターレット１２を回転させる。ターレット駆動機構１３は、ステッピングモータ２２を含む。ステッピングモータ２２は、例えば図示しないギア機構を介して、ターレット１２の回転軸１９に接続されている。ステッピングモータ２２は、入力されるパルス信号に応じて回転する。ステッピングモータ２２は、１つのパルス信号に応じて、所定角度だけ回転する。ステッピングモータ２２は、パルス信号の周波数に応じた回転速度で回転する。ステッピングモータ２２の回転方向に応じて、ターレット１２が第１方向Ａ１と、第１方向Ａ１と反対の第２方向Ａ２とに回転する。なお、第１方向Ａ１と第２方向Ａ２とは、図面に示された方向に限らず、それぞれ逆の方向であってもよい。

コントローラ１４は、記憶装置２３とプロセッサ２４とを含む。記憶装置２３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリを含む。記憶装置２３は、ＳＳＤ（Solid State Drive）或いは、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などのストレージを含んでもよい。記憶装置２３は、自動試料注入装置１を制御するためのプログラム及びデータを記憶している。プロセッサ２４は、記憶装置２３に保存されたプログラム及びデータに従って、自動試料注入装置１を制御するための処理を実行する。

コントローラ１４は、ステッピングモータ２２にパルス信号を入力することで、ステッピングモータ２２を制御する。コントローラ１４は、ステッピングモータ２２の回転角度、回転速度、及び回転方向を制御する。コントローラ１４は、ステッピングモータ２２を制御することで、ターレット１２の位置を制御する。コントローラ１４は、ターレット１２のバイアルホルダ２１の配置を記憶している。コントローラ１４は、ターレット１２を回転させて、シリンジ１６の下方へ所望のバイアルホルダ２１を移動させる。それにより、シリンジ１６の下方に所望のバイアル１５が配置され、シリンジ１６によるバイアル１５からの試料の抽出が可能となる。また、コントローラ１４は、ターレット１２を回転させて、シリンジ１６の下方へブランク部１２ａを移動させる。それにより、シリンジ１６が、分析装置２の注入ポートへアクセス可能となる。

次に、ターレット基準位置３０を自動試料注入装置１の原点位置Ｐ０に合わせるための原点復帰制御について説明する。図３は、ターレット１２の底面図である。図４は、ターレット１２の底面の拡大図である。ターレット基準位置３０は、ターレット１２に設けられた所定の基準位置である。ターレット基準位置３０は、ターレット１２に固定されており、ターレット１２と共に回転する。原点位置Ｐ０は、自動試料注入装置１に設けられている。原点位置Ｐ０は、自動試料注入装置１に固定されており、ターレット１２の回転に関わらず不動である。

図３及び図４に示すように、ターレット１２は、複数の被検出部３１，３２を含む。複数の被検出部３１，３２は、テーブル２０の底面から下方に突出している。複数の被検出部３１，３２は、それぞれターレット１２の周方向に沿って延びている。複数の被検出部３１，３２は、第１被検出部３１と第２被検出部３２とを含む。第１被検出部３１と第２被検出部３２とは、ターレット１２の周方向に互いに間隔をおいて配置されている。第１被検出部３１は、ターレット１２の周方向において、第２被検出部３２よりも長い。第１被検出部３１は、原点復帰制御に用いられる。第２被検出部３２は、原点復帰制御と異なる用途に用いられる。例えば、第２被検出部３２は、ターレット１２の種類を識別するために用いられる。

図４に示すように、自動試料注入装置１は、センサ３３を備えている。センサ３３は、原点位置Ｐ０を含む検出範囲３４を有する。センサ３３は、検出範囲３４内における複数の被検出部３１，３２の有無を検出する。センサ３３は、例えばフォトセンサであり、投光部３５と受光部３６とを含む。投光部３５は、検出範囲３４に光を照射する。受光部３６は、光を検出し、検出した光の量に応じた信号を出力する。複数の被検出部３１，３２のいずれかが検出範囲３４に侵入すると、受光部３６が受ける光の量が変化する。コントローラ１４は、センサ３３からの信号を受信する。コントローラ１４は、センサ３３からの信号によって、検出範囲３４内における複数の被検出部３１，３２の有無を検出する。なお、図４では、センサ３３は透過型であるが、センサ３３は、反射型であってもよい。

図４に示すように、第１被検出部３１は、第１端部３７と第２端部３８とを含む。第２端部３８は、ターレット１２の周方向において、第１端部３７の反対に位置する。第１被検出部３１は、ターレット基準位置３０を示す。本実施形態において、ターレット基準位置３０は、第１被検出部３１の第１端部３７である。ただし、ターレット基準位置３０は、第１被検出部３１の他の部分であってもよい。

図５は、原点復帰制御の処理を示すフローチャートである。図６は、第１被検出部３１とセンサ３３の検出範囲３４との位置を模式的に示す図である。

図５に示すように、ステップＳ１０１で、コントローラ１４は、第１被検出部３１を初期位置Ｐ１から移動させる。初期位置Ｐ１は、原点復帰制御の開始時点での、第１被検出部３１の位置である。コントローラ１４は、ターレット１２を第１方向Ａ１に回転させることで、図６（ａ）に示すように、第１被検出部３１を初期位置Ｐ１から第１方向Ａ１へ移動させる。

ステップＳ１０２で、コントローラ１４は、センサ３３が検出範囲３４において第１被検出部３１を検出したかを判定する。コントローラ１４は、センサ３３から信号から、検出範囲３４において検出された被検出部の長さを算出する。コントローラ１４は、検出された被検出部の長さが所定の閾値以上であるときに、検出範囲３４において第１被検出部３１が検出されたと判定する。従って、コントローラ１４は、第１被検出部３１が検出範囲３４に侵入しても第１被検出部３１を停止させずに、第１方向Ａ１への移動を継続する。そのため、図６（ｂ）に示すように、第１被検出部３１は、検出範囲３４を超えて移動する。なお、所定の閾値は、第２被検出部３２の長さよりも大きく、且つ、第１被検出部３１の長さ以下である。コントローラ１４は、センサ３３が検出範囲３４において第１被検出部３１を検出したと判定したときには、処理はステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では、コントローラ１４は、ターレット１２を減速して停止させる。ここでは、コントローラ１４は、図６（ｂ）に示す位置Ｐ２で第１被検出部３１の減速を開始する。コントローラ１４は、ターレット１２が、脱調を起こさない程度の速度まで減速したときに、ターレット１２を停止させる。それにより、第１被検出部３１は、図６（ｃ）に示す位置Ｐ３（第１位置）で停止する。

ステップＳ１０４では、コントローラ１４は、ターレット１２の減速の開始時からターレット１２の停止時までの第１被検出部３１の移動距離Ｄ１を取得する。移動距離Ｄ１は、第１被検出部３１が減速を開始したときの位置Ｐ２と、第１被検出部３１が停止した時の位置Ｐ３との間の距離である。コントローラ１４は、ターレット１２の減速の開始時からターレット１２の停止時までにステッピングモータ２２に入力されたパルス信号の数から、第１被検出部３１の移動距離Ｄ１を算出する。コントローラ１４は、算出した移動距離Ｄ１を記憶してもよく、或いは、パルス信号の数を移動距離Ｄ１に対応する情報として記憶してもよい。

ステップＳ１０５では、コントローラ１４は、第１被検出部３１を移動距離Ｄ１だけ戻す。ここでは、コントローラ１４は、ターレット１２を第２方向Ａ２に回転させることで、図６（ｄ）に示すように、位置Ｐ３から、第２方向Ａ２に、第１被検出部３１を移動距離Ｄ１だけ移動させる。それにより、第１被検出部３１は、位置Ｐ３から第２方向Ａ２に移動距離Ｄ１だけ離れた位置Ｐ４へ移動する。

ステップＳ１０６では、コントローラ１４は、第１被検出部３１を検出範囲３４外まで戻す。ここでは、コントローラ１４は、ターレット１２を第２方向Ａ２に回転させることで、図６（ｅ）に示すように、第１被検出部３１を位置Ｐ５（第３位置）へ移動させる。コントローラ１４は、センサ３３の信号から、第１被検出部３１が検出範囲３４において検出されなくなるまで、ターレット１２を第２方向Ａ２に回転させる。位置Ｐ５は、第１被検出部３１が検出範囲３４に無いことをセンサ３３が検出した時点で第１被検出部３１が位置する位置である。

ステップＳ１０７では、コントローラ１４は、第１被検出部３１を所定距離Ｄ２だけさらに戻す。ここでは、コントローラ１４は、ターレット１２を第２方向Ａ２に回転させることで、図６（ｆ）に示すように、第１被検出部３１を位置Ｐ５から検出範囲３４外に位置する位置Ｐ６（第２位置）へ移動させ、位置Ｐ６に停止させる。位置Ｐ６は、検出範囲３４から第２方向Ａ２へ所定距離Ｄ２だけ離れた位置である。所定距離Ｄ２は、例えば、ターレット１２の停止時の振動によって第１被検出部３１が動いても、第１被検出部３１がセンサ３３によって検出されない程度の距離であることが好ましい。

ステップＳ１０８では、コントローラ１４は、第１被検出部３１を原点位置Ｐ０へ移動させる。ここでは、コントローラ１４は、ターレット１２を第１方向Ａ１に回転させることで、第１被検出部３１を、第１方向Ａ１に、位置Ｐ６から原点位置Ｐ０へ移動させる。図６（ｇ）に示すように、コントローラ１４は、ターレット基準位置３０が原点位置Ｐ０に一致したときに、ターレット１２を停止させる。以上のようにして、コントローラ１４は、ターレット基準位置３０を原点位置Ｐ０に合わせるための原点復帰制御を実行する。

図７は、原点復帰制御におけるステッピングモータ２２への速度指令と、センサ３３からの信号とのタイミングチャートである。コントローラ１４は、速度指令に応じたパルス信号をステッピングモータ２２に入力する。図７において、センサ３３からの信号の「Ｌｏｗ」は、被検出部３１，３２が検出範囲３４に位置していないことを示す。センサ３３からの信号の「Ｈｉ」は、被検出部３１，３２のいずれかが検出範囲３４に位置していることを示す。なお、上記とは逆に、「Ｌｏｗ」が被検出部３１，３２のいずれかが検出範囲３４に位置していることを意味し、「Ｈｉ」が被検出部３１，３２が検出範囲３４に位置していないことを意味してもよい。

図６（ａ）に示すように、第１被検出部３１が初期位置Ｐ１から移動するときに、コントローラ１４は、図７に示すように、時点ｔ０から、第１被検出部３１を第１方向Ａ１に速度Ｖ１（第１速度）まで加速させる。第１被検出部３１の速度が速度Ｖ１に達した後は、コントローラ１４は、第１被検出部３１を一定の速度Ｖ１で移動させる。

時点ｔ１において、第１被検出部３１が検出範囲３４内に侵入しても、コントローラ１４は、第１被検出部３１を一定の速度Ｖ１で移動させる。コントローラ１４は、時点ｔ２において第１被検出部３１が検出されたと判定し、時点ｔ２から第１被検出部３１の減速を開始する。時点ｔ２において、第１被検出部３１は、図６（ｂ）に示す位置Ｐ２に位置している。そして、時点ｔ３において、第１被検出部３１の速度が所定の速度閾値以下となったときに、コントローラ１４は、第１被検出部３１を停止させる。このとき、第１被検出部３１は、図６（ｃ）に示す位置Ｐ３に位置している。コントローラ１４は、時点ｔ２から時点ｔ３までの第１被検出部３１の移動距離Ｄ１を取得する。

第１被検出部３１が停止した後、コントローラ１４は、時点ｔ４から第１被検出部３１を第２方向Ａ２に加速させる。コントローラ１４は、第１被検出部３１の速度が速度Ｖ２（第３速度）に到達した後、第１被検出部３１を減速させ、時点ｔ５において第１被検出部３１を停止させる。時点ｔ４から時点ｔ５までの間で、第１被検出部３１は、位置Ｐ３から第２方向Ａ２に移動距離Ｄ１だけ移動し、図６（ｄ）に示す位置Ｐ４へ移動する。

コントローラ１４は、時点ｔ６から、第１被検出部３１を、位置Ｐ４から第２方向Ａ２に、一定の速度Ｖ３で移動させる。コントローラ１４は、第１被検出部３１が、時点ｔ７において検出範囲３４から外れるまで、第１被検出部３１を、第２方向Ａ２に、一定の速度Ｖ３で移動させる。速度Ｖ３は、速度Ｖ１より遅い速度である。速度Ｖ３は、速度Ｖ２より遅い速度である。時点ｔ７において、第１被検出部３１は、図６（ｅ）に示す位置Ｐ５に位置している。なお、図７では、コントローラ１４は、時点ｔ５と時点ｔ６との間において、第１被検出部３１を一時的に停止させている。しかし、コントローラ１４は、第１被検出部３１を、速度Ｖ２から減速させ、停止させることなく続けて一定の速度Ｖ３で移動させてもよい。

コントローラ１４は、時点ｔ７から、第１被検出部３１を、第２方向Ａ２に、一定の速度Ｖ４（第４速度）で、所定距離Ｄ２だけ移動させる。それにより、第１被検出部３１は、図６（ｆ）に示す位置Ｐ６へ移動し、時点ｔ８において位置Ｐ６に停止する。速度Ｖ４は、速度Ｖ１より遅い速度である。速度Ｖ４は、速度Ｖ２より遅い速度である。図７では、速度Ｖ４は、速度Ｖ３と同じ速度であるが、速度Ｖ３と異なる速度であってもよい。

第１被検出部３１が位置Ｐ６で停止した後、コントローラ１４は、時点ｔ９から、第１被検出部３１を、第１方向Ａ１に、一定の速度Ｖ５で移動させる。それにより、図６（ｇ）に示すように、第１被検出部３１は、原点位置Ｐ０へ向かって移動する。速度Ｖ５は、速度Ｖ１より遅い速度である。速度Ｖ５は、速度Ｖ２より遅い速度である。速度Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５は、ターレット１２を急停止させても、ステッピングモータ２２の脱調が生じない程度に遅い速度である。時点ｔ１０において、第１被検出部３１が検出範囲３４に侵入した後、時点ｔ１１においてターレット基準位置３０が原点位置Ｐ０に到達すると、コントローラ１４は、第１被検出部３１を停止させる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。

原点復帰制御における処理は、上記の実施形態のものに限らず、処理の一部が変更、或いは省略されてもよい。上記の実施形態の処理と異なる処理が追加されてもよい。原点復帰制御における処理の実行の順番は、上記の実施形態の順番に限らず、変更されてもよい。

自動試料注入装置１の構成は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、ターレット１２の形状が変更されてもよい。ターレット１２は、回転する円形ターレットに限られず、図８に示すような直線的に移動する直線ターレットであってもよい。直線ターレットは、例えばJP2012042253Aに開示されているようなものであってもよい。第１被検出部３１、或いは第２被検出部３２の形状、或いは配置が変更されてもよい。ターレット１２は、３つ以上の被検出部を含んでもよい。センサ３３は、フォトセンサに限らず、磁気センサなどの他の種類のセンサであってもよい。

上記の実施形態では、コントローラ１４は、位置Ｐ６から原点位置Ｐ０へ、第１被検出部３１を一定の速度Ｖ５で移動させている。しかし、第１被検出部３１を位置Ｐ６から原点位置Ｐ０へ移動させるときの速度は、一定に限らず、変化してもよい。第１被検出部３１が、位置Ｐ６から原点位置Ｐ０へ、ステッピングモータが脱調しない程度に遅い速度で移動することで、ターレット基準位置を原点位置に精度よく合わせることができる。ただし、第１被検出部３１が、位置Ｐ６から原点位置Ｐ０へ一定速度で移動することで、ターレット基準位置を原点位置に、さらに精度よく合わせることができる。

上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

第１の態様に係る自動試料注入装置は、ターレットと、ステッピングモータと、センサと、コントローラとを備える。ターレットは、複数の被検出部を有する。複数の被検出部は、ターレット基準位置を示す第１被検出部を含む。ターレットは、第１方向と、第１方向と反対の第２方向とに動作可能に支持される。ステッピングモータは、ターレットを動作させる。センサは、原点位置を含む検出範囲を有する。センサは、検出範囲内における複数の被検出部のいずれかの有無を示す信号を出力する。コントローラは、センサから信号を受信する。コントローラは、ステッピングモータを制御してターレットを動作させる。コントローラは、ターレット基準位置を原点位置に合わせるための原点復帰制御において、以下の処理を実行する。コントローラは、第１被検出部を、原点復帰制御の開始時の初期位置から第１方向に移動させるように、ターレットを動作させる。コントローラは、第１被検出部の第１方向への移動中に、センサが検出範囲において第１被検出部を検出したときに、ターレットを減速して停止させる。コントローラは、ターレットの減速の開始時からターレットの停止時までの第１被検出部の移動距離に対応する情報を取得する。コントローラは、ターレットの停止時に第１被検出部が位置している第１位置から、第２方向に、第１被検出部を移動距離だけ移動するように、ターレットを動作させる。コントローラは、第１被検出部を、第２方向に、検出範囲外に位置する第２位置に移動させるように、ターレットを動作させる。コントローラは、第１被検出部を、第１方向に、第２位置から原点位置まで移動させるように、ターレットを動作させる。

第１の態様に係る自動試料注入装置では、原点復帰制御において、センサが検出範囲において第１被検出部を検出したときに、ターレットを減速して停止させる。そのため、ステッピングモータの脱調を防ぎながら、ターレットを高速で動作させることができる。それにより、原点復帰制御を迅速に行うことができる。また、ターレットが停止した後に、第１被検出部が、減速の開始時から停止時までの間の移動距離だけ戻る。それにより、他の被検出部がセンサによって誤検出されることが防止される。また、第１被検出部は、検出範囲外に位置する第２位置までさらに戻り、その後、原点位置まで移動する。それにより、ターレット基準位置を原点位置に精度よく合わせることができる。

第２の態様に係る自動試料注入装置は、第１の態様に係る自動試料注入装置において、第２位置は、第３位置から、第２方向に所定距離だけ離れた位置である。第３位置は、第１被検出部が検出範囲に無いことをセンサが検出した時点で第１被検出部が位置する位置である。第２の態様に係る自動試料注入装置では、ターレットの振動等によって第１被検出部が動いても、センサによって誤検知されることが防止される。

第３の態様に係る自動試料注入装置は、第２の態様に係る自動試料注入装置において、コントローラは、第１被検出部を、第１方向に、第２位置から前記原点位置まで移動させるように、ターレットを一定速度で動作させる。第３の態様に係る自動試料注入装置では、ターレットが一定速度で動作するため、ターレット基準位置を原点位置に精度よく合わせることができる。

第４の態様に係る自動試料注入装置は、第１の態様に係る自動試料注入装置において、コントローラは、ターレットを、第１速度で第１方向に動作させることで、第１被検出部を初期位置から移動させる。コントローラは、ターレットを、第１速度より遅い第２速度で、第１方向に動作させることで、第１被検出部を第２位置から原点位置へ移動させる。第４の態様に係る自動試料注入装置では、第２速度よりも早い第１速度で、第１被検出部が初期位置から移動する。それにより、原点復帰制御を迅速に行うことができる。また、第１速度よりも遅い第２速度で、第１被検出部が原点位置へ移動する。それにより、ターレット基準位置を精度よく原点位置に合わせることができる。

第５の態様に係る自動試料注入装置は、第１の態様に係る自動試料注入装置において、コントローラは、ターレットを、第３速度で、第２方向に動作させることで、第１被検出部を第１位置から移動距離だけ移動させる。コントローラは、ターレットを、第３速度より遅い第４速度で、第２方向に動作させることで、第１被検出部を第２位置に移動させる。第５の態様に係る自動試料注入装置では、第４速度よりも早い第３速度で、第１被検出部が第１位置から移動距離だけ移動する。それにより、原点復帰制御を迅速に行うことができる。また、第３速度よりも遅い第４速度で、第１被検出部が第２位置へ移動する。それにより、検出範囲から外れた第２位置に、第１被検出部を精度よく移動させることができる。

第６の態様に係る自動試料注入装置は、第１の態様に係る自動試料注入装置において、複数の被検出部は、第１被検出部から間隔をおいて配置された第２被検出部をさらに含む。第１被検出部は、第２被検出部よりも長い。コントローラは、センサからの信号から、検出範囲において検出された複数の被検出部のいずれかの長さを取得する。コントローラは、長さが所定の閾値以上であるときに、検出範囲において第１被検出部が検出されたと判定する。第６の態様に係る自動試料注入装置では、センサによって検出された被検出部の長さによって、第１被検出部が検出されたか否かを判定することができる。それにより、第１被検出部と第２被検出部とを精度よく識別することができる。

第７の態様に係る方法は、自動試料注入装置において、ターレット基準位置を原点位置に合わせるための方法である。自動試料注入装置は、ターレットと、ステッピングモータと、センサとを備える。ターレットは、複数の被検出部を有する。複数の被検出部は、ターレット基準位置を示す第１被検出部を含む。ターレットは、第１方向と、第１方向と反対の第２方向とに動作可能に支持される。ステッピングモータは、ターレットを動作させる。センサは、原点位置を含む検出範囲を有する。センサは、検出範囲内における複数の被検出部のいずれかの有無を示す信号を出力する。

第７の態様に係る方法は、第１被検出部を、原点復帰制御の開始時の初期位置から第１方向に移動させるように、ターレットを動作させることと、第１被検出部の第１方向への移動中に、センサが検出範囲において第１被検出部を検出したときに、ターレットを減速して停止させることと、ターレットの減速の開始時からターレットの停止時までの第１被検出部の移動距離に対応する情報を取得することと、ターレットの停止時に第１被検出部が位置している第１位置から、第２方向に、第１被検出部を移動距離だけ移動するように、ターレットを動作させることと、第１被検出部を、第２方向に、検出範囲外に位置する第２位置に移動させるように、ターレットを動作させることと、第１被検出部を、第１方向に、第２位置から原点位置まで移動させるように、ターレットを動作させること、を備える。

第７の態様に係る方法では、原点復帰制御において、センサが検出範囲において第１被検出部を検出したときに、ターレットを減速して停止させる。そのため、ステッピングモータの脱調を防ぎながら、ターレットを高速で動作させることができる。それにより、原点復帰制御を迅速に行うことができる。また、ターレットが停止した後に、第１被検出部が、減速の開始時から停止時までの間の移動距離だけ戻る。それにより、他の被検出部がセンサによって誤検出されることが防止される。また、第１被検出部は、検出範囲外に位置する第２位置までさらに戻り、その後、原点位置まで移動する。それにより、ターレット基準位置を原点位置に精度よく合わせることができる。

本発明によれば、ターレットに複数の被検出部が設けられた自動試料注入装置において、迅速、且つ、精度よく原点復帰制御を行うことができる。

１２ ターレット
１４ コントローラ
２２ ステッピングモータ
３０ ターレット基準位置
３１ 第１被検出部
３２ 第２被検出部
３３ センサ
３４ 検出範囲
Ａ１ 第１方向
Ａ２ 第２方向
Ｄ１ 移動距離
Ｄ２ 所定距離
Ｐ０ 原点位置
Ｐ１ 初期位置
Ｐ３ 第１位置
Ｐ６ 第２位置
Ｐ５ 第３位置
Ｖ１ 第１速度
Ｖ５ 第２速度
Ｖ２ 第３速度
Ｖ４ 第４速度

Claims (7)

1. ターレット基準位置を示す第１被検出部を含む複数の被検出部を有し、第１方向と、前記第１方向と反対の第２方向とに動作可能に支持されるターレットと、
   前記ターレットを動作させるステッピングモータと、
   原点位置を含む検出範囲を有し、前記検出範囲内における前記複数の被検出部のいずれかの有無を示す信号を出力するセンサと、
   前記センサから前記信号を受信し、前記ステッピングモータを制御して前記ターレットを動作させるコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、前記ターレット基準位置を前記原点位置に合わせるための原点復帰制御において、
   前記第１被検出部を、前記原点復帰制御の開始時の初期位置から前記第１方向に移動させるように、前記ターレットを動作させ、
   前記第１被検出部の前記第１方向への移動中に、前記センサが前記検出範囲において前記第１被検出部を検出したときに、前記ターレットを減速して停止させ、
   前記ターレットの減速の開始時から前記ターレットの停止時までの前記第１被検出部の移動距離に対応する情報を取得し、
   前記ターレットの停止時に前記第１被検出部が位置している第１位置から、前記第２方向に、前記第１被検出部を前記移動距離だけ移動するように、前記ターレットを動作させ、
   前記第１被検出部を、前記第２方向に、前記検出範囲外に位置する第２位置に移動させるように、前記ターレットを動作させ、
   前記第１被検出部を、前記第１方向に、前記第２位置から前記原点位置まで移動させるように、前記ターレットを動作させる、
   自動試料注入装置。
2. 前記第２位置は、前記第１被検出部が前記検出範囲に無いことを前記センサが検出した時点で前記第１被検出部が位置する第３位置から、前記第２方向に所定距離だけ離れた位置である、
   請求項１に記載の自動試料注入装置。
3. 前記コントローラは、前記第１被検出部を、前記第１方向に、前記第２位置から前記原点位置まで移動させるように、前記ターレットを一定速度で動作させる、
   請求項２に記載の自動試料注入装置。
4. 前記コントローラは、
   前記ターレットを、第１速度で前記第１方向に動作させることで、前記第１被検出部を前記初期位置から移動させ、
   前記ターレットを、前記第１速度より遅い第２速度で、前記第１方向に動作させることで、前記第１被検出部を前記第２位置から前記原点位置へ移動させる、
   請求項１に記載の自動試料注入装置。
5. 前記コントローラは、
   前記ターレットを、第３速度で、前記第２方向に動作させることで、前記第１被検出部を前記第１位置から前記移動距離だけ移動させ、
   前記ターレットを、第３速度より遅い第４速度で、前記第２方向に動作させることで、前記第１被検出部を前記第２位置に移動させる、
   請求項１に記載の自動試料注入装置。
6. 前記複数の被検出部は、前記第１被検出部から間隔をおいて配置された第２被検出部をさらに含み、
   前記第１被検出部は、前記第２被検出部よりも長く、
   前記コントローラは、
   前記信号から、前記検出範囲において検出された前記複数の被検出部のいずれかの長さを取得し、
   前記長さが所定の閾値以上であるときに、前記検出範囲において前記第１被検出部が検出されたと判定する、
   請求項１に記載の自動試料注入装置。
7. ターレット基準位置を示す第１被検出部を含む複数の被検出部を有し、第１方向と、前記第１方向と反対の第２方向とに動作可能に支持されるターレットと、前記ターレットを動作させるステッピングモータと、原点位置を含む検出範囲を有し前記検出範囲内における前記複数の被検出部のいずれかの有無を示す信号を出力するセンサと、を備える自動試料注入装置において、前記ターレット基準位置を前記原点位置に合わせるための方法であって、
   前記第１被検出部を、前記ターレット基準位置を前記原点位置に合わせるための原点復帰制御の開始時の初期位置から前記第１方向に移動させるように、前記ターレットを動作させ、
   前記第１被検出部の前記第１方向への移動中に、前記センサが前記検出範囲において前記第１被検出部を検出したときに、前記ターレットを減速して停止させ、
   前記ターレットの減速の開始時から前記ターレットの停止時までの前記第１被検出部の移動距離に対応する情報を取得し、
   前記ターレットの停止時に前記第１被検出部が位置している第１位置から、前記第２方向に、前記第１被検出部を前記移動距離だけ移動するように、前記ターレットを動作させ、
   前記第１被検出部を、前記第２方向に、前記検出範囲外に位置する第２位置に移動させるように、前記ターレットを動作させ、
   前記第１被検出部を、前記第１方向に、前記第２位置から前記原点位置まで移動させるように、前記ターレットを動作させる、
   ことを備える方法。

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