JPWO2017018163A1 - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

試薬容器の蓋の開閉動作による影響を受けることなく、安定して試薬容器の蓋を開いた状態にて保持する。自動分析装置は、試薬容器１１６〜１１８、カセット１００、試薬容器蓋開閉機構、および蓋保持機構１３１を有する。試薬容器１１６〜１１８は、支点を中心として回動する蓋１０１ａ〜１０１ｃを有し、試薬を収納する。カセット１００は、試薬容器１１６〜１１８を搭載する。試薬容器蓋開閉機構は、蓋１０１ａ〜１０１ｃを開閉させる。蓋保持機構１３１は、試薬容器蓋開閉機構が開いた蓋１０１ａを保持する。

Description

本発明は、自動分析装置に関し、特に、自動分析装置が有する蓋付容器の安定動作に有効な技術に関する。

臨床検査における生化学分析や免疫分析などの化学分析などを行う装置として、例えば自動分析装置が知られている。

この自動分析装置は、例えば免疫分析などで測定対象物を含む試料に、磁性粒子や標識物質を含む標識抗体および磁性粒子を測定対象物に結合させる抗体を混合して抗原抗体反応を起こさせる。

そして、測定対象物、磁性粒子および標識物質が結合した反応生成物を磁気分離にて捕捉し、捕捉した反応生成物に電圧を印加してその発光量を計測することで測定対象物を定量化するものである。

自動分析装置では、検体サンプルの分析に必要な反応試薬は磁性粒子を含む溶液を収容した試薬容器、標識物質を含む溶液を収容した試薬容器、および抗体を含む溶液を収容した試薬容器などが分析項目毎に１つの試薬カセットに集約されており、測定項目毎に１セット準備される。各試薬容器には、それぞれ蓋が付いており、不必要時に蓋を閉じることで試薬の蒸発や劣化を抑制する。

そのため、各分析内容に応じて、試薬容器の蓋を開閉する試薬容器蓋開閉機構を備える必要がある。また、試薬カセット内に設置された試薬容器の試薬は、反応過程に応じて開閉されるタイミングが異なる。そのため、試薬容器蓋開閉機構には、各試薬容器に対して開閉動作が可能な機能を有している必要もある。

また、自動分析装置は、スループットを向上させるために、１つ以上の試薬容器に複数の分析処理を行うことものが知られている（例えば特許文献１参照）。そのため、試薬容器蓋開閉動作には、１つ以上の試薬容器の蓋を開放させている状態のままで、その他試薬容器の蓋を開閉動作させる場合も発生する。

国際公開第２０１１／０７４４７２号

上述した特許文献１に示された試薬容器の蓋開閉機構は、複数の試薬容器の蓋を選択的に開閉することができる。よって、これら複数の試薬容器の蓋の開閉状態に合わせた複雑な制御が必要となり、例えば１つ以上の試薬容器の蓋を開放させている状態のままで、その他の試薬容器の蓋を開閉動作させる場合も発生する。

具体的には、試薬容器の蓋は支点を中心として回動し、蓋の開閉動作を目的とした試薬容器蓋開閉機構の蓋を保持する機能と嵌合するための突起が設けられており、試薬容器蓋開閉機構は、その突起を保持することで蓋の開閉を行う。

また、試薬容器の蓋には、開閉動作を補助する開閉バネが設けられている。試薬容器蓋開閉機構の有する蓋の突起を保持する機能部は、特許文献１の場合、鉤爪のようなフック形状からなり、フック根元部に回転中心を有して該フックが回動することで、試薬容器の蓋の突起部と嵌合し保持することで蓋の開閉動作を行うことが可能となる。

しかしながら、上記の技術にて開閉動作を行う装置においては、１つ以上の試薬容器の蓋を開放させている状態のままで、その他試薬容器の蓋を開閉動作させる場合に、蓋開閉機構のフック開口部と試薬容器の蓋の支点を中心とした回動軌跡が重なることになる。そのため、開閉機構と試薬容器の蓋の突起部分の保持が困難となる恐れがある。

その場合には、試薬容器の蓋の開閉動作を補助するために開閉バネに依存するが、この開閉バネについても経年的にバネ力が安定していないため、十分な補助が可能とは言えない。そのため、蓋の保持ができず装置が停止する要因となり、その結果、分析結果の遅延や検体サンプルの損失につながる恐れがある。

本発明の目的は、他の試薬容器の蓋の開閉動作による影響を受けることなく、安定して試薬容器の蓋を開いた状態にて保持することのできる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、代表的な自動分析装置は、複数の容器、容器保持装置、蓋開閉機構、および蓋保持機構を有する。容器は、支点を中心として回動する蓋を有し、試薬を収納する。容器保持装置は、複数の容器を搭載する。蓋開閉機構は、蓋を開閉させる。蓋保持機構は、蓋開閉機構が開いた蓋を保持する。

特に、蓋保持機構は、試薬の分注および撹拌を行う分注撹拌位置にある容器が有する蓋を保持する。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

（１）自動分析装置における分析動作を安定化させることができる。

（２）上記（１）により、分析性能を向上させることができる。

一実施の形態による自動分析装置における構成の一例を示す説明図である。 図１の自動分析装置における上部カバーを取り外した試薬保冷庫の斜視図である。 図１の自動分析装置における上部カバーを取り外した試薬保冷庫を分注撹拌位置にて切断した断面図である。 図１の自動分析装置が有する試薬容器蓋開閉機構における斜視図である。 図１の自動分析装置が有する蓋保持機構における取り付け構成の一例を示す説明図である。 図５の蓋保持機構における構成の一例を示す説明図である。 分注撹拌位置に並び得る内周ディスクに設置された試薬容器と外周ディスクに設置された試薬容器および試薬容器蓋開閉機構との蓋開閉の具体的な動作シーケンスを説明する説明図である。 図７の動作シーケンス時における蓋保持機構の動作および機能について説明する説明図である。 図７に続く動作シーケンスの説明図である。 図９の動作シーケンス時における蓋保持機構の動作および機能について説明する説明図である。 図９に続く動作シーケンスの説明図である。 図１１に続く動作シーケンスの説明図である。 図１２の動作シーケンス時における蓋保持機構の動作および機能について説明する説明図である。 図１２に続く動作シーケンスの説明図である。 図１４の動作シーケンス時における蓋保持機構の動作および機能について説明する説明図である。 図１４に続く動作シーケンスの説明図である。 図１６の動作シーケンス時における蓋保持機構の動作および機能について説明する説明図である。 図１６に続く動作シーケンスの説明図である。 フックを用いて一部の蓋を開けたまま残りの蓋を閉じる動作時の蓋保持機構周辺における斜視図である。 図１９の詳細箇所の拡大図である。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

以下に図面を用いて実施の形態を説明する。

〈自動分析装置の構成例〉
図１は、一実施の形態による自動分析装置１０における構成の一例を示す説明図である。

自動分析装置１０は、臨床検査における生化学分析や免疫分析などの化学分析を自動で実行するものである。ここでは、試料の分析に磁性粒子試薬を用いる自動分析装置を例に挙げて説明するが、試薬の種類などに特に限定はない。

自動分析装置１０は、図１に示すように、磁気分離撹拌装置１１、試薬保冷庫１１５、試薬容器蓋開閉機構１２１、インキュベータ１２、試薬分注機構１３、反応検出部１４、シッパ１５、検体分注ノズル１６、反応容器１７、検体分注用チップ１８、グリッパ１９、搬送機構２０、および試薬撹拌機構２１などから構成されている。

輸送するシッパ１５は、反応液をインキュベータ１２から反応検出部１４に輸送する。グリッパ１９は、反応容器１７をインキュベータ１２から磁気分離撹拌装置１１に輸送する。搬送機構２０は、反応容器１７と検体分注用チップ１８を搬送する。

続いて、自動分析装置１０の基本的動作について説明する。

まず、容器ホルダ２２に設置された反応容器１７が、搬送機構２０によりインキュベータ１２上に設置される。検体は、試験管などの検体容器２３に入れられており、検体搬送ラック２４に載せられて検体吸引場所まで運ばれる。検体分注用チップホルダ２５に設置された検体分注用チップ１８は、搬送機構２０によりチップ装着場所２６に運ばれる。

ここで、検体分注ノズル１６の先端には、検体分注用チップ１８が装着され、検体分注用チップ１８を装着した検体分注ノズル１６により検体が吸引され、検体分注場所２７でインキュベータ１２上の反応容器１７に吐出される。

検体分注後の検体分注用チップ１８は、図示されていない廃棄箱に廃棄される。試薬保冷庫１１５には、複数の試薬容器１１６〜１１８が設置されている。試薬保冷庫１１５の上部開放部および試薬容器蓋開閉機構１２１は、一部を図示する上部カバー１１５ａによって覆われており、断熱による保冷効率向上、およびホコリやゴミの侵入の防止などが図られている。

試薬分注機構１３は、水平方向に平行移動が可能であり、上部カバー１１５ａに形成された開口部から後述する図４に示す試薬吸引用プローブ１０８の先端を所定の試薬容器１１６〜１１８内の試薬に浸漬して、所定量の試薬を吸引する。

続いて、試薬分注機構１３は、上昇した後にインキュベータ１２の所定位置の上方に平行移動して、反応容器１７に試薬を吐出する。試薬撹拌機構２１も同じく水平方向に平行移動が可能であり、上部カバー１１５ａに形成された開口部から図４に示す試薬撹拌棒１０９の先端を所定の試薬容器１１６〜１１８内の試薬に浸漬して、試薬を撹拌する。

インキュベータ１２上で所定の時間反応させた後、グリッパ１９により、反応容器１７は磁気分離撹拌装置１１に移動される。磁気分離撹拌装置１１により反応液の磁気分離やノズル部２８による洗浄が行われた後は、再びグリッパ１９により反応容器１７は磁気分離撹拌装置１１からインキュベータ１２へ移送される。

さらに、インキュベータ１２上で所定の時間反応させた後、シッパ１５により反応液を反応検出部１４に輸送して、反応液からの信号の検出がなされる。また、シッパ１５は、あらかじめ決められた動作指示に従い、反応液の他に緩衝液と検出流路洗浄溶液をそれぞれ吸引する。

〈分析動作例〉
図２は、図１の自動分析装置１０における上部カバー１１５ａを取り外した試薬保冷庫１１５の斜視図であり、図３は、図１の自動分析装置１０における上部カバー１１５ａを取り外した試薬保冷庫１１５を分注撹拌位置１１３にて切断した断面図である。

試薬保冷庫１１５は、試薬ディスク１２０および試薬容器蓋開閉機構１２１を備えている。

試薬ディスク１２０は、図４に示すカセット１００を複数組搭載可能である。容器保持装置であるカセット１００は、試料の分析に使用する試薬を収納する試薬容器１１６〜１１８を３つ１組として収容する。蓋開閉機構である試薬容器蓋開閉機構１２１は、試薬ディスク１２０上の分注撹拌位置１１３にあるカセット１００の試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１を開閉する。

カセット１００は、試薬ディスク１２０上に放射状に配置される。試薬ディスク１２０には、外周ディスク１１０および内周ディスク１１１が備えられていて、外周ディスク１１０のみが鉛直軸周りに水平回転する。

内周ディスク１１１は、固定されており、試薬の分注および撹拌を行う上記の分注撹拌位置１１３を備えている。図示しない試薬容器内外周移動部により、分析処理のためにカセット１００を内周ディスク１１１および外周ディスク１１０間で移動させることができる。

試薬ディスク１２０には、外周ディスク１１０および内周ディスク１１１を跨ぐようにしてフレーム１１４が架設されており、このフレーム１１４に試薬容器蓋開閉機構１２１が固定され、分注撹拌位置１１３の上方に配設されている。

自動分析装置１０にて分析処理を行う場合、例えば試薬容器１１６に磁性粒子試薬、試薬容器１１７，１１８に異なる試薬Ａ，Ｂをそれぞれ収容して、三種類の試薬を１セットとしたカセット１００にしたとき、まず、試薬Ａ，Ｂの少なくとも一方を検体、すなわち試料に混合して一定時間加温して反応を進行させる。

その後、磁性粒子試薬と必要に応じて試薬Ａ，Ｂのいずれかを混合して、さらに一定時間加温して反応を進行させる。自動分析装置１０では、こうして生成された反応液を後段の図示しない分析部によって分析する。

ただし、分析項目によって各試薬の混合順序や加温時間が変わる場合、また、必要に応じて検体の希釈や分析前の洗浄処理などを実行する場合もある。また、試薬をそれぞれ分注、撹拌する図４に示す試薬吸引用プローブ１０８および同じく図４に示す試薬撹拌棒１０９は、外周ディスク１１０および内周ディスク１１１上の各カセット１００にセットされた目的の試薬容器１１６〜１１８に同時にアクセス可能である。

分注撹拌位置１１３の外周ディスク１１０側は、この位置にある試薬容器１１６〜１１８のうち、目的の容器に試薬吸引用プローブ１０８をアクセスして試薬を分注する位置である。また、分注撹拌位置１１３の内周ディスク１１１側は、この位置にある試薬容器１１６の磁性粒子試薬を試薬撹拌棒１０９で撹拌する位置である。

分注撹拌位置１１３は、基本的に次のサイクルで使用する試薬を撹拌する。つまり、現在の分析サイクルから次の分析サイクルに移行する際、磁性試薬の撹拌処理が終了したカセット１００を図示しない試薬容器内外周移動部によって内周ディスク１１１上から外周ディスク１１０上に移動させ、次の分析サイクルで撹拌済みの磁性粒子試薬が分注される。

ただし、例えば緊急処理の場合や分析項目によっては、内周ディスク１１１上の試薬容器１１６〜１１８から試薬を分注する場合もある。

〈試薬容器蓋開閉機構の構成例および動作〉
図４は、図１の自動分析装置１０が有する試薬容器蓋開閉機構１２１における斜視図である。

試薬容器蓋開閉機構１２１は、ユニットベース１０７、フック部１０４、蓋開閉用駆動装置１０６、および複数のフック１０２を備えている。ユニットベース１０７は、フレーム１１４に固定されている。フック部１０４は、ユニットベース１０７に連結している。

蓋開閉用駆動装置１０６は、フック部１０４をユニットベース１０７に対して試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１の開閉方向に平行移動させる。複数のフック１０２は、フック部１０４にそれぞれ設けられている。

特に図示していないが、フック部１０４には、各フック１０２をフック部１０４に対して個別に回動させ、各試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１に対して対応するフックを係脱させる複数のフック用駆動装置が備えられている。

ここで、１組の試薬容器１１６〜１１８は、１つのカセット１００にセットされており、それぞれに異なる試薬を入れることで、１つのカセット１００に３種類の試薬が保持される。

本実施の形態において、分注撹拌位置１１３には、試薬容器１１６〜１１８が試薬ディスク１２０の径方向に２セット並ぶ。なお、ここでは、３つで１組の試薬容器１１６〜１１８を分注撹拌位置１１３に２組並べて配置しているが、試薬ディスク１２０の大きさに応じて組数が増減する場合がある。分注撹拌位置１１３には、試薬容器１１６〜１１８が１組しか配置できない構成となる場合、あるいは３組以上配置できる構成となる場合もある。

また、１つのカセット１００に３つの試薬容器１１６〜１１８が搭載される場合を例に挙げて説明したが、試薬ディスク１２０やカセット１００によっては、カセット１００にセットされる試薬容器が２本になることも４本以上になることもあり得る。

さらに、複数の試薬容器が１つのカセット１００で１セットを構成する場合に限らず、他の試薬容器と組になっていない単体の試薬容器が個別に分注撹拌位置１１３にセットされる構成となる場合もある。

ユニットベース１０７は、先のフレーム１１４に対してボルトなどで固定されており、試薬ディスク１２０に対して固定した位置関係にある。図４に示す例では、このユニットベース１０７上に蓋開閉用駆動装置１０６がブラケットなどを適宜介して固定されている。

蓋開閉用駆動装置１０６には、モータやシリンダなどが適用可能であり、例えばパルスモータを使用している。フック部１０４は、２本のアーム１０５にて構成した平行リンクで蓋開閉用駆動装置１０６に連結されており、該蓋開閉用駆動装置１０６の動作によってアーム１０５が回動すると試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１の開閉方向に平行移動する。

本実施の形態の場合、蓋１０１の開閉動作は、円弧運動であるため、フック部１０４も円弧軌跡を描いて平行移動する。フック１０２は、試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１を引っ掛けるための鉤爪状の部品であり、分注撹拌位置１１３に並び得る試薬容器１１６〜１１８の数量に合わせて試薬ディスク１２０の径方向に沿ってフック部１０４の下部に６個設けられている。

勿論、フック１０２の数量は、分注撹拌位置１１３に並び得る試薬容器１１６〜１１８の数量によって設計変更され得る。また、フック１０２の数量については、分注撹拌位置１１３に並び得る試薬容器１１６〜１１８の数量と同一ではなく、１つもしくは複数のフックで開閉対象となる複数個の試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１を選択的に開閉することも可能である。

その場合には、開閉対象となる試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１までフック１０２を移動させるための図示しない開閉フック移動機構がフレーム１１４と試薬容器蓋開閉機構１２１の間、もしくは試薬容器蓋開閉機構１２１内に追加で設けられる。

フック１０２は、フック用軸１０３を介してフック部１０４内の図示しない対応のフック用駆動装置の出力軸に連結されており、フック用駆動装置の動作によってフック用軸１０３を中心に回動変位する。フック用駆動装置には、モータやシリンダなどが適用可能であり、ここでは例えばパルスモータを使用しているものとする。

続いて、上記した試薬容器蓋開閉機構１２１における動作について説明する。

試薬容器蓋開閉機構１２１は、概略すれば、分注撹拌位置１１３にある６つの試薬容器１１６〜１１８のうち、開閉したい容器の蓋１０１に対応のフック１０２を選択的に係合させる。そして、その状態においてフック部１０４を開方向または閉方向に変位させることによってフック１０２を係合させた蓋１０１のみを開閉するものである。

例えば、特定の試薬容器の蓋１０１を開ける場合には、フック部１０４が下位置、すなわち閉方向に下がった位置にある状態にて対応のフック１０２を係合位置に下ろす。ここで、特定の試薬容器の蓋１０１は、例えば内周ディスク１１１上の試薬容器１１７とする。

そして、蓋開閉用駆動装置１０６を駆動してフック部１０４を上位置、すなわち開方向に上がった位置に変位させ、当該フック１０２を掛けた試薬容器１１７の蓋１０１のみを引き上げる。

反対に試薬容器１１７の蓋１０１を閉める場合は、対応のフック１０２を係合位置に下ろした状態で蓋開閉用駆動装置１０６を駆動して、フック部１０４を上位置から閉方向に変位させ、当該フック１０２で試薬容器１１７の蓋１０１を押し下げる。

すなわち、試薬容器１１７の蓋１０１を開けて次の動作で閉めるときは、開動作後の姿勢からそのままフック部１０４を閉方向に変位させて下位置に移動させればよい。

〈蓋保持機構の取り付け例〉
図５は、図１の自動分析装置１０が有する蓋保持機構１３１における取り付け構成の一例を示す説明図である。図５（ａ）は、内周ディスクベース１３２に取り付けられた蓋保持機構１３１の斜視図、図５（ｂ）は、その上面図、および図５（ｃ）は、その側面図である。

図５に示す蓋保持機構１３１は、内周ディスク１１１に設けられており、内周ディスク１１１が取り付けられる内周ディスクベース１３２に対してボルトなどによって固定されている。後述するが蓋保持機構１３１は、試薬容器１１６の蓋１０１ａに対して保持する機能を有する。

上面から見た場合、カセット１００の長手方向に対して、蓋保持のための押しつけ力が垂直に作用する。勿論、蓋保持機構１３１は、内周ディスク１１１部以外にも図４に示す外周ディスク１１０に対して設けられる構成でもよい。また、蓋１０１ａに対してのみならず、数量は試薬容器１１６〜１１８の数量および開閉動作の用途によって設計変更され得る。

本実施の形態では、蓋保持機構１３１をカセット１００の長手方向に対して、蓋保持のための押しつけ力が垂直に作用するように設けている。これは、図４に示す試薬容器蓋開閉機構１２１の動作に影響を与えないようにするためである。なお、蓋保持機構１３１は、図４の試薬容器蓋開閉機構１２１の動作に影響を与えずに、蓋保持のための押しつけ力が作用する箇所であれば、設置場所は問わない。

〈蓋保持機構の構成例〉
続いて、蓋保持機構１３１の構成について、図６を用いて説明する。

図６は、図５の蓋保持機構１３１における構成の一例を示す説明図である。図６（ａ）は、蓋保持機構１３１の斜視図であり、図６（ｂ）は、蓋保持機構１３１の側面図であり、図６（ｃ）は、図６（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

蓋保持機構１３１は、保持機構ベース部１３３、ベアリング１３４、保持駆動部１３５、突起部材１３６、および弾性体１３７を有する。蓋保持機構１３１において、保持機構ベース部１３３は、図５に示す内周ディスクベース１３２に対してボルトなどで固定されている。

この保持機構ベース部１３３には、支持ピンとなるベアリング１３４を介して回転動作する保持駆動部１３５が設けられている。保持駆動部１３５の先端には、突起部である突起部材１３６が設けられており、突起部材１３６と保持機構ベース部１３３との間には、弾性体１３７が設けられている。

この弾性体１３７の一端は、保持機構ベース部１３３に接続されており、弾性体１３７の他端は、突起部材１３６に接続されている。これらにより、試薬容器の蓋の開閉動作を妨げないための回転リンク機構を有する構造となる。

突起部材１３６は、支点を中心として回動する図５の試薬容器１１６の蓋１０１ａの回動方向に対し、垂直方向から蓋の開状態を保持する図５の蓋１０１ａと接触する。

また、弾性体１３７は、蓋１０１ａを保持するために蓋１０１ａと突起部材１３６との間に摩擦を発生するための押しつけ力を発生する。

すなわち、弾性体１３７は、蓋１０１ａが開けられる、あるいは閉じられる際に突起部材１３６の回動方向とは逆の方向に押しつけ力を発生させる。蓋１０１ａが開けられる場合には、図６（ｂ）の回矢印に示す回動方向とは逆の方向に押しつけ力を発生させる。

これにより、突起部材１３６が図５の蓋１０１ａと試薬容器１１６との間、すなわち開放位置に移動することとなり、蓋１０１ａが開かれた状態が保持されることになる。

なお、図６では、弾性体１３７として引っ張りコイルバネを用いた例を示しているが、該弾性体１３７は、例えばゴム、ガスダンパ、あるいはオイルなどの弾性変形する部材であればこれに限定されるものではない。

そのため、突起部材１３６が図６に示した矢印方向からの外力Ｆを受けると、保持駆動部１３５は、ベアリング１３４を中心に反時計方向に回動する。反時計方向へ回動している最中は、弾性体１３７の引力により外力に反発する力として押しつけ力が突起部材１３６の外力を受けている面に発生する。なお、外力がなくなると弾性体１３７の引力によって時計方向に回動して元の図６（ａ）などの状態へと復帰する。

〈試薬容器蓋開閉機構および蓋保持機構の具体的な動作例〉
続いて、試薬容器蓋開閉機構１２１および蓋保持機構１３１による蓋開閉の具体的な動作シーケンスについて図７〜図１９を用いて説明する。

図７、図９、図１１、図１２、図１４、図１６、および図１８は、分注撹拌位置１１３に並び得る内周ディスク１１１に設置された試薬容器１１６〜１１８と、外周ディスク１１０に設置された試薬容器１１６〜１１８および試薬容器蓋開閉機構１２１との蓋開閉の具体的な動作シーケンスを説明する説明図である。図８、図１０、図１３、図１５、図１７、および図１９は、その動作シーケンス時の蓋保持機構１３１の動作および機能について説明する説明図である。

また、図７、図９、図１１、図１２、図１４、図１６、および図１８においては、説明の便宜上、フック１０２および蓋１０１について左から順に添え字ａ〜ｆを付けている。さらに、フック部１０４の動作を太い実線矢印にて示し、フック１０２の動作を細い実線矢印にて示し、試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１の動作を点線矢印にて表している。

まず、図７は、フック部１０４が基準位置にある状態を示しており、試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１ａ〜１０１ｆは、いずれも閉じており、フック部１０４は、上位置で静止して、フック１０２ａ〜１０２ｆは、鉛直下向きの姿勢をとっている。

この時、図８に示すように、内周ディスク１１１にカセット１００が図示しない試薬容器内外周移動部によって引き込まれているが、カセット１００移動動作の妨げにならないように蓋保持機構１３１は配置されている。特に、突起部材１３６は、試薬容器１１６の蓋１０１ａと接触しない位置となる。そのため、この時点では蓋保持機構１３１は回動動作をしない。

図９は、フック１０２ａ〜１０２ｆを試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１ａ〜１０１ｆに引っ掛ける直前の状態を示している。

この図９において、図７に示した状態から、図４のアーム１０５の動作により、フック部１０４を上位置から下位置へ移動させるとともに、対応する蓋１０１ａ〜１０１ｆと接触しないようにフック１０２ａ〜１０２ｆを図中時計回り方向に所定角度だけ回動変位させている。ここで、図中時計回り方向は、以下、脱離方向という。

この時、図１０に示すように、フック１０２ａ〜１０２ｆを脱離方向に所定角度だけ回動変位させ、フック部１０４を上位置から下位置へ移動させているが、フック１０２ａと蓋保持機構１３１の突起部材１３６は接触しない位置となり、この時点でも蓋保持機構１３１は回動動作をしない。

図１１は、フック１０２ａ〜１０２ｆを試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１ａ〜１０１ｆに引っ掛けた状態を示したものである。図１１においては、図６に示した状態から、フック１０２ａ〜１０２ｆを係合位置に変位させて対応の試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１ａ〜１０１ｆに引っ掛けている。この時点でも蓋保持機構は回動しない。

図１２は、全ての試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１ａ〜１０１ｆを開ける動作の途中状態を示しており、図１１に示した状態から図４の蓋開閉用駆動装置１０６を駆動して、フック部１０４を開方向に変位させて上位置に向けて移動をさせている。

この時、図１３に示すように、図４の蓋開閉用駆動装置１０６のトルクより弾性体１３７の引力は小さいため、フック１０２ａによって引き上げられた蓋１０１ａが蓋保持機構１３１の突起部材１３６を斜め下側から押し上げ、弾性体１３７を引き伸ばしながら蓋保持機構１３１を反時計方向に回動させる。

図１４は、全ての試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１ａ〜１０１ｆを完全に開けた動作を示しており、図１２に示した状態から、さらに図４の蓋開閉用駆動装置１０６を駆動して、フック部１０４を開方向に変位させて上位置に移動した状態となる。

この時、図１５に示すように、フック１０２ａによって引き上げられた蓋１０１ａが蓋保持機構１３１の突起部材１３６と完全に接した状態となる。この時、図４の蓋開閉用駆動装置１０６のトルクは加わらないため、蓋１０１ａは、突起部材１３６と接している面から弾性体１３７の押しつけ力を受けることになる。そのため、蓋１０１ａは、突起部材１３６により保持された状態となる。

図１６は、全ての試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１ａ〜１０１ｆを閉じる動作を示している。図１６に示すように、図１４に示した状態から蓋開閉用駆動装置１０６を駆動し、フック部１０４を閉方向に変位させて下位置に移動させている。

この際、フック部１０４を、図７に示した位置よりも若干下側へ移動させ、フック１０２ａ〜１０２ｆの根元部で蓋１０１ａ〜１０１ｆを下方向に押すことで、試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１ａ〜１０１ｆを確実に閉める。

この時、図１７に示すように、図４の蓋開閉用駆動装置１０６のトルクよりも弾性体１３７の保持力は小さい。そのため、フック１０２ａによって引き上げられた蓋１０１ａは、フック１０２ａによって閉める方向に回動する。

よって、蓋１０１ａは、蓋保持機構１３１の突起部材１３６の面を滑りながら閉まるが、その際に、蓋保持機構１３１は、弾性体１３７の引力により、蓋保持機構１３１の突起部材１３６が時計方向に回動して図６の状態へと復帰する。

図１６に示した状態からフック部１０４を図７に示した基準位置に戻す際は、まず図８に示すようにフック１０２ａ〜１０２ｆを脱離方向に変位させ、フック部１０４を開方向に変位させて上位置に移動させるとともに、フック１０２ａ〜１０２ｆを係合方向に変位させて鉛直下向きの姿勢に戻す。

なお、図７、図９、図１１、図１２、図１４、図１６、および図１８では、６つの試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１ａ〜１０１ｆを同時に開閉するシーケンスについて示したが、これら蓋１０１ａ〜１０１ｆを開けた際には、開放された試薬容器に図４にそれぞれ示す試薬吸引用プローブ１０８あるいは試薬撹拌棒１０９がアクセスする。

例えば、１セットの試薬容器１１６〜１１８のうち、試薬容器１１６に沈殿し易い磁性粒子を含んだ溶液を入れた場合には、均一な溶液を分注できるようにするために図４の試薬撹拌棒１０９によって試薬容器１１６内の当該溶液を撹拌する必要がある。この撹拌には、比較的長時間が必要であり、図４の試薬撹拌棒１０９は、同じく図４の試薬吸引用プローブ１０８よりも長く試薬容器にアクセスする必要がある。

つまり、溶液の違いにより試薬容器１１６と試薬容器１１７，１１８とでアクセス時間に差異が生じる。例えば試薬容器１１６に図４の試薬撹拌棒１０９を試薬容器１１７に図４の試薬吸引用プローブ１０８を同時にアクセスしても、撹拌の途中で吸引が終わってしまう。

したがって、試薬容器１１６の試薬の撹拌の途中でも、試薬を吸引し終えた試薬容器１１７の蓋１０１ｂは、極力早く閉めて試薬の蒸発や劣化を抑えたい。

特に図示していないが、図１の自動分析装置１０には、制御装置が備えられている。この制御装置は、試料の分析依頼情報を基に試薬容器蓋開閉機構１２１の蓋開閉用駆動装置１０６およびフック用駆動装置を制御し、試薬の分注および撹拌の実行開始時に対応の試薬容器の蓋１０１を開ける。さらに、制御装置は、試薬の分注および撹拌の実行終了時に対応の試薬容器の蓋１０１を閉める。

このように、自動分析装置１０は、複数のフック１０２ａ〜１０２ｆをフック部１０４に設けて試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１ａ〜１０１ｆにフック１０２ａ〜１０２ｆを個別に係脱させ、フック部１０４を単一の蓋開閉用駆動装置１０６で蓋１０１ａ〜１０１ｆの開閉方向に変位させる。これによって、試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１ａ〜１０１ｆを選択的に開閉することができる。

これにより、目的の試薬容器の蓋を開けるために、開ける必要のない他の試薬容器の蓋を開けずに済む。また、例えば撹拌処理と分注処理を並行して実行するときのように一方の処理が早く終了した場合には、他方の処理の終了を待たずに処理の終了したものから順に蓋を閉めることができる。

それにより、使用していない試薬容器の開放時間を短縮することができるので、試薬の蒸発や劣化を抑えることができる。

なお、蓋保持機構１３１は、上記した動作時に最も効果を発揮する。例えば、全ての試薬容器の蓋１０１ａ〜１０１ｆが開いた図１４に示す状態から、特定の試薬容器の蓋、例えば蓋１０１ａが開いた状態を維持したまま他の試薬容器の蓋１０１ｂ〜１０１ｆを閉める場合を想定する。

その場合、図１８に示すように、フック１０２ｂ〜１０２ｆを係合位置に保ったまま、蓋開閉用駆動装置１０６を駆動してフック部１０４を閉方向に移動させつつ、フック１０２ａが開いている蓋１０１ａと干渉しないようにフック１０２ａを脱離方向に変位させる。

これにより、一番左の試薬容器１１６の蓋１０１ａを開けた状態のまま、他の試薬容器の蓋１０１ｂ〜１０１ｆを閉めることができる。

しかし、このとき図２０に示すように、フック１０２ａの開口部と試薬容器の蓋１０１ａの支点を中心とした回動軌跡が重なるため、フック１０２ａによる試薬容器の蓋１０１ａの保持が困難となる場合がある。

その場合には、図１９に示す試薬容器の蓋１０１ａの開閉動作を補助するために開閉バネ１３８に依存するが、この開閉バネ１３８についても経年的にバネ力が安定していないため十分な補助が可能とは言えない。

前述したように、試薬撹拌棒１０９による溶液の撹拌は、長時間化するものであり、それに伴って蓋１０１ａの開時間も長くなる。蓋１０１ａが開いている間であっても、他の蓋１０１は、閉開が繰り返されているので、他の蓋の開け閉めなどの振動が蓋１０１ａにも加えられてしまう。

そのため、バネ力が安定していない状態あるいはバネの破損などが生じた場合には、蓋１０１ａを保持することができずに閉じてしまい、装置が停止してしまう要因となる。その結果、分析結果の遅延や検体サンプルの損失につながる恐れがある。

そこで、蓋保持機構１３１にて突起部材１３６により保持される状態とすることにより、安定して試薬容器の蓋１０１ａを開いた状態で保持することが可能となる。それによって、溶液の撹拌中に蓋１０１ａが閉じることを防止することができる。

つまり、蓋保持機構１３１を設けることにより、フック１０２ａによる蓋１０１ａの保持を行わなくてよいため、その他の試薬容器の蓋１０１ｂ〜１０１ｆを開閉動作させる場合に、他試薬容器の蓋１０１ｂ〜１０１ｆの開閉動作による影響を受けない。

それにより、試薬を撹拌中の試薬容器の蓋を開放させている状態のままで他の試薬容器の蓋を開閉動作させても、それら試薬容器における蓋の開閉動作による影響を受けることなく、安定して試薬容器の蓋１０１ａを開いた状態で保持することができる。

特に図示していないが、例えば、フック１０２の数量については、分注撹拌位置１１３に並び得る試薬容器１１６〜１１８の数量と同一ではなく、１つもしくは複数のフックで開閉対象となる複数個の試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１を選択的に開閉する場合でも試薬容器蓋開閉機構１２１にて開閉対象となる試薬容器の蓋１０１（本対象となる蓋をＡとする）の開動作後に蓋保持機構１３１にて開かれた試薬容器の蓋１０１（対象Ａ）は保持している状態となる。

そのため、試薬容器蓋開閉機構１２１は、別の試薬容器の蓋１０１（対象Ｂ）に対して開閉させるために移動し、別の試薬容器の蓋１０１(対象Ｂ）に対する開閉動作が終了した後、開かれていた試薬容器の蓋１０１（対象Ａ）に戻り、蓋１０１（対象Ａ）を閉める動作も可能となる。

そのため、動作処理に時間を取ることが可能な装置、例えば小型分析装置などでは、１つもしくは複数のフック１０２で試薬容器蓋開閉機構１２１は移動しながら、開閉対象となる複数個の試薬容器１１６〜１１８の蓋１０１を選択的に開閉することが可能となる。よって、試薬容器蓋開閉機構１２１の省スペース化が期待できる。

また本実施の形態では、試薬容器に特化した説明を行ったが、蓋が回動する容器を使用する箇所については本発明内容の適応が可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の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るものではない。

また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。

１０ 自動分析装置
１１ 磁気分離撹拌装置
１２ インキュベータ
１３ 試薬分注機構
１４ 反応検出部
１５ シッパ
１６ 検体分注ノズル
１７ 反応容器
１８ 検体分注用チップ
１９ グリッパ
２０ 搬送機構
２１ 試薬撹拌機構
２２ 容器ホルダ
２３ 検体容器
２４ 検体搬送ラック
２５ 検体分注用チップホルダ
２６ チップ装着場所
２７ 検体分注場所
２８ ノズル部
１００ カセット
１０１ 蓋
１０２ フック
１０３ フック用軸
１０４ フック部
１０５ アーム
１０６ 蓋開閉用駆動装置
１０７ ユニットベース
１０８ 試薬吸引用プローブ
１０９ 試薬撹拌棒
１１０ 外周ディスク
１１１ 内周ディスク
１１３ 分注撹拌位置
１１４ フレーム
１１５ 試薬保冷庫
１１５ａ 上部カバー
１１６ 試薬容器
１１７ 試薬容器
１１８ 試薬容器
１２０ 試薬ディスク
１２１ 試薬容器蓋開閉機構
１３１ 蓋保持機構
１３２ 内周ディスクベース
１３３ 保持機構ベース部
１３４ ベアリング
１３５ 保持駆動部
１３６ 突起部材
１３７ 弾性体
１３８ 開閉バネ

Claims (7)

1. 支点を中心として回動する蓋を有し、試薬を収納する複数の容器と、
   複数の前記容器を搭載する容器保持装置と、
   前記蓋を開閉させる蓋開閉機構と、
   前記蓋開閉機構が開いた前記蓋を保持する蓋保持機構と、
   を有する、自動分析装置。
2. 請求項１記載の自動分析装置において、
   前記蓋保持機構は、試薬の分注および撹拌を行う分注撹拌位置にある前記容器が有する蓋を保持する、自動分析装置。
3. 請求項２記載の自動分析装置において、
   前記蓋開閉機構は、前記蓋保持機構が前記蓋を保持している間、前記蓋保持機構が蓋を保持していない容器の蓋を開閉する、自動分析装置。
4. 請求項２記載の自動分析装置において、
   前記蓋保持機構が蓋を保持する容器は、試薬撹拌棒によって撹拌される試薬が収納される容器である、自動分析装置。
5. 請求項４記載の自動分析装置において、
   前記蓋開閉機構は、前記容器に収納された試薬が撹拌されている間、撹拌されない試薬を収納する容器の蓋を開閉する、自動分析装置。
6. 請求項１記載の自動分析装置において、
   前記蓋保持機構は、
   支持ピンを中心として回動する保持駆動部と、
   前記保持駆動部の先端に設けられ、前記蓋と係合する突起部と、
   前記突起部に押しつけ力を発生させる弾性体と、
   を有し、
   前記弾性体は、前記保持駆動部が回動する方向と逆方向に前記突起部に押しつけ力を発生させ、前記蓋が前記蓋開閉機構によって開放された際に前記突起部を前記蓋の開放状態を保持する開放位置に移動させる、自動分析装置。
7. 請求項６記載の自動分析装置において、
   前記弾性体は、引っ張りコイルバネである、自動分析装置。

Images