WO2012157642A1 - 自動分析装置及び方法 - Google Patents

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WO2012157642A1
WO2012157642A1 PCT/JP2012/062408 JP2012062408W WO2012157642A1 WO 2012157642 A1 WO2012157642 A1 WO 2012157642A1 JP 2012062408 W JP2012062408 W JP 2012062408W WO 2012157642 A1 WO2012157642 A1 WO 2012157642A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dispensing probe
point
contact
positioning member
dispensing
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/062408
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
匡章 平野
中村　和弘
Original Assignee
株式会社日立ハイテクノロジーズ
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 株式会社日立ハイテクノロジーズ filed Critical 株式会社日立ハイテクノロジーズ
Priority to US14/117,723 priority Critical patent/US9696331B2/en
Priority to EP12785409.9A priority patent/EP2711716B1/en
Priority to CN201280023931.2A priority patent/CN103547928B/zh
Publication of WO2012157642A1 publication Critical patent/WO2012157642A1/ja

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G01N35/1011—Control of the position or alignment of the transfer device

Definitions

  • the present invention relates to an automatic analyzer having a dispensing drive mechanism.
  • Patent Document 1 describes that an automatic analyzer is provided with a detection unit that detects the approach or contact of a probe to a solid or liquid.
  • the document describes that a jig having a center position detection unit that enables detection of the center position of the reaction vessel is attached to the reaction vessel.
  • the probe can be positioned at the center of the reaction vessel by detecting whether the moving probe has approached or contacted the center position detection unit of the jig. It is written.
  • JP 2009-300152 A Japanese Patent No. 3996851
  • Patent Document 1 describes a method of automatically positioning a probe at a stop position in a dispensing drive mechanism including a two-dimensional horizontal movement mechanism including a rotation drive shaft. However, in this method, it is confirmed in order whether or not the place that may be the stop position is the center position of the reaction vessel. For this reason, the number of processes required for confirmation increases.
  • Patent Document 2 describes a method of automatically positioning the tip of a probe in a probe driving device having a two-dimensional horizontal movement mechanism using only a linear driving shaft.
  • the probe is driven along each linear drive axis to detect the contact point with the side wall of the cylindrical locator well, and the intermediate point is set as the center point in the direction of each drive axis. For this reason, it cannot be applied to probe positioning in a dispensing drive mechanism including rotational drive.
  • An object of the present invention is to provide an automatic analyzer capable of positioning a probe automatically and in a short time in a dispensing drive mechanism having a two-dimensional horizontal movement mechanism including at least one rotary drive shaft.
  • the present invention has the following configuration.
  • Dispensing probe for dispensing a predetermined amount of sample or reagent
  • Dispensing drive mechanism having two or more driving shafts for moving the dispensing probe two-dimensionally in the horizontal direction (however, at least of the driving shafts) One is a rotary drive shaft)
  • a positioning member that can be installed or arranged at at least one of the suction position, the discharge position, and the cleaning position of the dispensing probe (the shape of the portion that contacts the dispensing probe during positioning is positioned) Circular shape centered on the position)
  • Contact detection mechanism for detecting contact between the dispensing probe and the positioning member.
  • Only one of the two or more drive shafts of the dispensing probe drive mechanism is driven and controlled so that the circular portion of the positioning member.
  • the automatic analyzer is equipped with a dispensing drive mechanism in which at least one of two or more drive shafts for two-dimensional movement is a rotary drive shaft, the number of steps is smaller than in the prior art. And the position of the dispensing probe can be automatically positioned at a predetermined position in a short time.
  • the flowchart explaining the positioning process using a some contact point in case a dispensing drive mechanism is provided with two rotation drive shafts.
  • the figure explaining the process of the positioning process using the some contact point in case a dispensing drive mechanism is provided with two rotation drive shafts.
  • the figure explaining the process of the positioning process using the some contact point in case a dispensing drive mechanism is provided with two rotation drive shafts.
  • the figure explaining the process of the positioning process using the some contact point in case a dispensing drive mechanism is provided with two rotation drive shafts.
  • the figure explaining the process of the positioning process using the some contact point in case a dispensing drive mechanism is provided with two rotation drive shafts.
  • the figure explaining the process of the positioning process using the some contact point in case a dispensing drive mechanism is provided with two rotation drive shafts.
  • the flowchart explaining the positioning process using a some contact point in case a dispensing drive mechanism is provided with a linear drive shaft and a rotational drive shaft.
  • the figure explaining the process of the positioning process using the some contact point in case a dispensing drive mechanism is provided with a linear drive shaft and a rotational drive shaft.
  • the figure explaining the process of the positioning process using the some contact point in case a dispensing drive mechanism is provided with a linear drive shaft and a rotational drive shaft.
  • the figure explaining the process of the positioning process using the some contact point in case a dispensing drive mechanism is provided with a linear drive shaft and a rotational drive shaft.
  • the figure explaining the process of the positioning process using the some contact point in case a dispensing drive mechanism is provided with a linear drive shaft and a rotational drive shaft.
  • trajectory of a some contact point and a dispensing probe The figure explaining the process of the positioning process by the movement locus
  • trajectory of a some contact point and a dispensing probe The figure explaining the process of the positioning process by the movement locus
  • trajectory of a some contact point and a dispensing probe The figure explaining the process of the positioning process with respect to the stop position of several places.
  • Example 1 In the present embodiment, an example in which the dispensing probe is positioned by detecting a plurality of contact points when the dispensing drive mechanism includes two rotational drive shafts will be described.
  • Fig. 1 shows an example of the overall configuration of an automatic analyzer.
  • the automatic analyzer mixes a sample cup 100 containing a sample, a sample rack 101 arranged with a plurality of sample cups 100, a reagent bottle 102 containing a reagent, a reagent disk 103 arranged with a plurality of reagent bottles 102, and a sample and a reagent.
  • a reagent dispensing mechanism 107 that can move a certain amount a stirring unit 108 that stirs and mixes the sample and reagent in the cell 104, and a measurement unit 109 that irradiates the reaction solution in the cell 104 with light and receives the resulting light.
  • the output unit 116 is capable of outputting to the outside.
  • the reagent disk 103 and the cell disk 105 are both disk-shaped and are driven to rotate around the rotation axis. Note that the reagent disk 103 and the cell 104 are arranged at the outer peripheral positions of the reagent disk 103 and the cell disk 105, respectively.
  • the analysis of the component amount of the sample is performed in the following procedure. First, a predetermined amount of the sample in the sample cup 100 is dispensed into the cell 104 by the sample dispensing mechanism 106. Next, a predetermined amount of the reagent in the reagent bottle 102 is dispensed into the cell 104 by the reagent dispensing mechanism 107. Subsequently, the sample and the reagent in the cell 104 are stirred by the stirring unit 108 to obtain a reaction solution. If necessary, a plurality of reagents are additionally dispensed into the cell 104 using the reagent dispensing mechanism 107.
  • the sample cup 100, the reagent bottle 102, and the cell 104 are moved to predetermined positions by conveying the sample rack 101 and rotating the reagent disk 103 and the cell disk 105.
  • the inside of the cell 104 is washed by the washing unit 110 and the next analysis is performed.
  • the absorbance of the reaction solution is measured by the measurement unit 109 and the measurement unit 114 and accumulated as absorbance data in the data storage unit 112.
  • the accumulated absorbance data is analyzed by the analysis unit 115 based on calibration curve data and Lambert-Bear's law. By this analysis, the amount of components contained in the sample can be analyzed.
  • Data necessary for control and analysis of each unit is input from the input unit 113 to the data storage unit 112.
  • Various data and analysis results are displayed and / or output by the output unit 116.
  • FIG. 2 shows a configuration example of a dispensing drive mechanism used in this embodiment.
  • one end of the ⁇ 1 arm 122 is attached to the upper end position of the shaft 121 that can be driven up and down so as to be rotatable in the XY plane.
  • one end of the ⁇ 2 arm 123 is attached to the tip position, which is the free end of the ⁇ 1 arm 122, so as to be rotatable in the XY plane.
  • a dispensing probe 124 is attached to the tip position that is the free end of the ⁇ 2 arm 123 so as to extend downward in the Z-axis direction.
  • the dispensing probe 124 and the syringe 125 are connected via a tube 126.
  • the tube 126 passes from the pedestal of the shaft 121 through the shaft 121, the ⁇ 1 arm 122, and the ⁇ 2 arm 123, and is connected to one end side of the dispensing probe 124.
  • a plunger 127 for changing the internal volume is movably attached to the syringe 125. Depending on the movement position of the plunger 127, the sample or reagent is aspirated or discharged from the tip of the dispensing probe 124.
  • a capacitance type liquid level detector 128 is connected to the dispensing probe 124, and it is possible to detect that the dispensing probe 124 has come into contact with a sample, a reagent, or a metal.
  • FIG. 3A and 3B show a structural example of the positioning member 129.
  • FIG. 3A shows a cross-sectional structure of the positioning member 129 and the cell 104 to which the positioning member 129 is attached
  • FIG. 3B shows a top view of the positioning member 129.
  • the positioning member 129 is a jig that can be attached to and detached from the opening of the cell 104.
  • the shape of the portion of the positioning member 129 attached to the cell 104 is arbitrary as long as it can be attached to the cell 104.
  • a cylindrical structure 130 is provided on the upper end side of the positioning member 129 in the attached state.
  • the cylindrical structure 130 is formed such that its central axis coincides with a target point at the time of positioning.
  • a detachable jig will be described as an example, but the positioning process proposed in this specification can be realized even if a similar structure is formed in advance in the place where the reagent bottle 102 of the reagent disk 103 is installed, for example. It is.
  • the positioning member 129 is made of metal. Therefore, contact with the dispensing probe 124 can be detected by the liquid level detector 128. In this embodiment, contact between the dispensing probe 124 and the inner surface of the cylindrical structure 130 is detected, and the dispensing probe 124 is positioned based on the positional information. Therefore, even if there is a processing error or an assembly error, the cylindrical structure 130 is sized so that it is always located inside the cylinder when the dispensing probe 124 is moved to the initial reference position. It is desirable.
  • contact detection by the electrostatic capacity method will be described as an example.
  • the positioning member 129 and the dispensing probe 124 are connected in advance to a conduction detector (not shown), and electrical conduction by contact is performed.
  • the contact between the two members may be detected by using the method for detecting the above.
  • a recess 131 may be formed in the center of the cylindrical structure 130.
  • the recess 131 is used as a positioning confirmation jig having an inner diameter larger than the outer diameter of the dispensing probe 124. For example, after the positioning process described later, the dispensing probe 124 is lowered at the position calculated as the target point, and the dispensing probe 124 is correctly positioned by detecting whether or not the dispensing probe 124 has been inserted into the recess 131. You may be able to confirm whether it was done or not.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an outline of the positioning processing method according to the present embodiment.
  • 5A to 5E show the positional relationship between the ⁇ 1 arm 122, the ⁇ 2 arm 123, and the cylindrical structure 130 in the positioning process.
  • the positioning process is executed by the control unit 111.
  • FIG. 5A shows a coordinate system and initial positions and dimensions of each arm used in the following description.
  • the rotation axis of the ⁇ 1 arm 122 is the coordinate origin
  • the axial direction of the ⁇ 1 arm 122 at the home position (initial position) is the X axis.
  • the axial direction orthogonal to the X axis is taken as the Y axis.
  • the arm length of ⁇ 1 arm 122 and l 1, the arm length of the ⁇ 2 arm 123 and l 2.
  • the angle of each arm after moving the dispensing probe 124 includes the initial angle of the ⁇ 1 arm 122 and the ⁇ 2 arm 123 before driving, the number of movement pulses that give the movement amount (rotation amount) with respect to the initial angle, and the movement angle. It can be obtained from the resolution. Further, the coordinate position (x, y) after movement of the dispensing probe 124 can be obtained from the length of each arm and the angle of each arm, as shown in FIG. 5B. Similarly, in the subsequent steps, the position coordinates of the dispensing probe 124 after the movement can be obtained. The calculation of the coordinate position is executed by the control unit 111.
  • the dispensing probe 124 is moved from the initial position to a predetermined reference point P (process 200).
  • the reference point P is a stop position when there is no processing error or assembly error at the time of manufacturing the part.
  • the horizontal movement of the dispensing probe 124 is realized by rotating the ⁇ 1 arm 122 and the ⁇ 2 arm 123 in the XY plane.
  • the control unit 111 lowers the shaft 121.
  • the descending amount is up to a height at which the tip portion can come into contact with the inner surface of the cylindrical structure 130 of the positioning member 129.
  • the reference point P is expected to coincide with the target point Q to be positioned.
  • the target point Q to be positioned may not coincide with the reference point P due to processing errors or assembly errors. In that case, it is necessary to reset the positioning of the dispensing drive mechanism so that the reference point P and the target point Q coincide.
  • control unit 111 can confirm that the positioning member 129 is attached and that the liquid level detector 128 is operating normally.
  • the control unit 111 stops the positioning operation without executing the following operation. At this time, it is desirable to notify the operator that the positioning operation has been stopped through the output unit 116.
  • the dispensing probe 124 When the dispensing probe 124 returns to the reference point P, as shown in FIG. 5D, this time, only the ⁇ 1 arm 122 is rotationally driven until the dispensing probe 124 contacts the inner surface of the cylindrical structure 130 of the positioning member 129. Move. Again, there are two possible directions of movement. In the case of this embodiment, the dispensing probe 124 is driven in a direction opposite to the direction in which the points A and B exist, that is, away from the points A and B. At this time, a point where contact is detected is set as a point C (processing 204). As in the case of the points A and B, the control unit 111 calculates the coordinates (x c , y c ) of the point C.
  • the coordinates (x a , y a ) to (x c , y c ) of each point are calculated by the control unit 111.
  • These points A to C are points on the circumference (more precisely, from the inner wall of the positioning member 129 by the radius of the dispensing probe 124). Therefore, the coordinates of the target point Q, which is the center of the circle on the circumference corresponding to the inner wall surface of the positioning member 129, can be calculated from these three points (processing 205).
  • This target point Q gives the coordinate position where the dispensing probe 114 is to be positioned.
  • the coordinates of the target point Q can be calculated by selecting two sets of arbitrary two points from the points A to C and obtaining the intersection of the perpendicular bisectors.
  • the equation for the perpendicular bisector can be given by:
  • the center of the circle constituting the inside of the cylindrical structure 130 can also be obtained by a method using the least square method.
  • the circumference can be expressed by the following expression using the coordinates (x Q , y Q ) of the center point (point Q).
  • the coordinates (x Q , y Q ) of the point Q and the cylindrical radius of the positioning member 129 are calculated. If the calculated coordinates of the point Q are substituted into the two equations in FIG. 5B and solved for ⁇ 1Q and ⁇ 2Q , the angles formed by the ⁇ 1 arm 122 and the ⁇ 2 arm 123 with respect to the respective reference positions can be calculated. Based on the calculated ⁇ 1Q and ⁇ 2Q , the control unit 111 drives the driving units (for example, motors) of the ⁇ 1 arm 122 and the ⁇ 2 arm 123 and positions them at the target point Q.
  • the driving units for example, motors
  • control unit 111 preferably outputs an alarm from the output unit 116 of the automatic analyzer and prompts the operator to confirm.
  • the dispensing probe 124 can be automatically positioned at a predetermined position accurately and in a short time even when the dispensing drive mechanism includes two rotational drive shafts.
  • the horizontal movement of the dispensing probe 124 is realized by a combination of two rotary drive shafts. However, in the case of this embodiment, the horizontal movement of the dispensing probe 124 is driven by one linear drive. The case where it implement
  • FIG. 6 is a flowchart showing an outline of the positioning processing method according to the present embodiment.
  • 7A to 7D show the positional relationship among the linear stage 141, the ⁇ 2 arm 123, and the cylindrical structure 130 in the positioning process.
  • FIG. 7A shows a coordinate system used in the following description and initial positions and dimensions of each movable part.
  • the X axis of the coordinate system is made to coincide with the movable direction of the linear stage 141.
  • the Y axis is set in the axial direction orthogonal to the X axis.
  • the ⁇ 2 arm 123 is installed on the linear stage 141, and its rotational drive axis is set on the X axis.
  • the attachment position of the rotation axis of the ⁇ 2 arm 123 is moved with the movement of the linear stage 141 with respect to the linear guide (X axis).
  • the arm length of the ⁇ 2 arm 123 is l 2 .
  • the dispensing probe 124 is moved from the initial position to a predetermined reference point P (process 300).
  • the reference point P is a stop position when there is no processing error or assembly error at the time of manufacturing the part.
  • the horizontal movement of the dispensing probe 124 is realized by horizontal movement and rotational movement in the XY plane by the linear stage 141 and the ⁇ 2 arm 123.
  • the control unit 111 lowers the shaft 121.
  • the descending amount is up to a height at which the distal end portion can come into contact with the inner surface of the cylindrical structure 130 of the positioning member 129.
  • the reference point P is expected to coincide with the target point Q to be positioned.
  • the target point Q to be positioned may not coincide with the reference point P due to processing errors or assembly errors. In that case, it is necessary to reset the positioning of the dispensing drive mechanism so that the reference point P and the target point Q coincide.
  • control unit 111 can confirm that the positioning member 129 is attached and that the liquid level detector 128 is operating normally.
  • the control unit 111 stops the positioning operation without executing the following operation. At this time, it is desirable to notify the operator through the output unit 116 that the positioning operation has been stopped.
  • the dispensing probe 124 When the dispensing probe 124 returns to the reference point P, as shown in FIG. 7D, this time, only the linear stage 141 is linearly driven until the dispensing probe 124 contacts the inner surface of the cylindrical structure 130 of the positioning member 129. Move in the X-axis direction. Again, there are two possible directions of movement. In the case of this embodiment, the dispensing probe 124 is driven in a direction in which a far point out of the distance between the reference point P and the point A and the distance between the reference point P and the point B exists. In the case of FIG. 7D, it moves in the direction of point A. At this time, a point where contact is detected is set as a point C (processing 304). As in the case of the points A and B, the control unit 111 calculates the coordinates (x c , y c ) of the point C.
  • the coordinates (x a , y a ) to (x c , y c ) of each point are calculated by the control unit 111.
  • These points A to C are points on the circumference (more precisely, from the inner surface of the positioning member 129 by the radius of the dispensing probe 124). Therefore, the coordinates of the point Q that is the center of the circle on the circumference corresponding to the inner surface of the positioning member 129 can be calculated from these three points (processing 305). This point Q gives the coordinate position where the dispensing probe 114 is to be positioned.
  • the dispensing probe 124 is automatically positioned at a predetermined position accurately and in a short time even when the dispensing drive mechanism has one linear drive shaft and one rotational drive shaft. be able to.
  • Example 3 In the case of the present embodiment, an example in which positioning is performed in consideration of not only the contact point but also the movement trajectory of the dispensing probe 124 will be described.
  • the device configuration of the automatic analyzer is the same as that in the first embodiment. That is, the horizontal movement of the dispensing probe 124 is realized by a combination of two rotational drive shafts.
  • the processing method described in this embodiment can also be applied to the automatic analyzer according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart of the positioning process based on the contact point and the movement locus of the dispensing probe 124.
  • 9A to 9D show a case where one of the positioning candidate points can be determined as the target point Q in consideration of the movement trajectory of the dispensing probe 124.
  • FIG. FIG. 10 shows a case where the positioning candidate point cannot be determined as the target point Q even when the movement trajectory of the dispensing probe 124 is taken into consideration.
  • the positioning candidate point can be determined as the target point Q by considering the movement locus.
  • the ⁇ 1 arm 122 and the ⁇ 2 arm 123 are driven, and the dispensing probe 124 is moved to the reference point P. Thereafter, the shaft 121 is lowered to a height at which the dispensing probe 124 can contact the inner surface of the cylindrical structure 130 of the positioning member 129 (process 400).
  • the two points of point A and point B on the inner surface (inner circumference) of the cylindrical structure 130 constituting the positioning member 129 are detected in the steps so far.
  • the candidate points of the positioning target point Q considering the diameter r of the cylindrical structure 130, the candidate points of the positioning target point Q, as shown in FIG. 9D, the two points of the point Q 1, the point Q 2 (processing 404). This is because there are two circles passing through two points that touch the inner circle.
  • the coordinate point of the target point Q is also uniquely determined.
  • the control unit 111 calculates a distance (PQ 2) of the reference point P and the distance between the point A (PQ 1) and the reference point P and the point B, and compares each with radius r of the cylindrical structure 130 ( Process 405 and process 407).
  • PQ 1 ⁇ r and PQ 2 > r Accordingly, a negative result is obtained in the process 405, and a positive result is obtained in the process 407.
  • the control unit 111 proceeds to processing 408 to determine the candidate point Q 1 as the target point Q.
  • the controller 111 proceeds to process 406, to determine the better Q 2 'is a candidate point to the target point Q.
  • 10A to 10D correspond to the processes 400 to 404 described above. Accordingly, the processing so far is the same procedure as in the above example.
  • control unit 111 rotates only the ⁇ 1 arm 122 in the opposite direction to the process 403 to return the dispensing probe 124 to the reference point P, and then rotates only the ⁇ 2 arm 123 in the opposite direction to the process 401.
  • the third point C is detected by driving (processing 409, 410).
  • the coordinates of the target point Q are calculated from these three points (processing 411).
  • the method of calculating the coordinates of the target point Q is as shown in FIG. 10F, and any that diameter r of the candidate points Q 1, point C of the distance CQ 1 and the candidate point Q 2 and the point C of the distance CQ 2 Either a determination method based on whether or not they coincide with each other and a method for calculating the coordinates of the target point Q from the coordinates of the points A to C as in Embodiment 1 may be used.
  • Example 4 In the case of the present embodiment, a process for positioning the dispensing probe 124 with respect to a plurality of stop positions will be described. Here, the processing will be described with reference to FIGS. 11A to 11E.
  • This figure shows a case where nine suction positions T a1 to T c3 are provided on the reagent disk 103.
  • the relative position error between the suction positions T a1 to T c3 provided on the integrated structure such as the reagent disk 103 is small, and there is an error in the positional relationship between different mechanisms such as the reagent disk 103 and the reagent dispensing mechanism 107. Is often included.
  • FIG. 11A shows an arrangement example of nine suction positions provided on the reagent disk 103.
  • the nine suction positions are distributed and arranged in three rows extending radially from the center O of the reagent disk 103.
  • three suction positions are arranged on each row. That is, a suction position sequence composed of three T a1 to T a3, a suction position sequence composed of three T b1 to T b3 , and a suction position composed of three T c1 to T c3 Are distributed over the columns.
  • the three suction positions constituting each row are arranged concentrically with the corresponding suction positions on the other suction position rows.
  • the control unit 111 positions the dispensing probe 124 with respect to the suction position Tb1 arranged on the innermost side, and calculates its position coordinates.
  • the processing method of the first or third embodiment described above is applied.
  • the processing method described in the second embodiment is applied.
  • the control unit 111 sets the three suction positions T b1 to T b1 on the same row based on the relationship between the coordinates of the suction positions T b1 and T b3 and the distances r 01 to r 23.
  • the angle ⁇ b formed by the straight line connecting T b3 and the x axis, the coordinates O (x 0 , y 0 ) of the center O, and the coordinates of the suction position T b2 are calculated.
  • the control unit 111 sets each suction position row based on the angles ⁇ ab and ⁇ bc formed with the suction position row positioned on the left and right of the suction position row that has been aligned previously.
  • the coordinates of the corresponding three suction positions T a1 to T a3 and T c1 to T c3 are calculated. As described above, even when positioning is necessary for a plurality of suction positions, if information on the positional relationship between them can be used, the minimum necessary required from the positional relationship (in this embodiment, two locations) If the actual positioning process is executed only for the suction positions Tb1 and Tb3 , the remaining suction positions can be positioned by the calculation process.
  • the actual positioning process is performed for the suction positions located at the two points of the innermost circumference and the outermost circumference among the three suction positions arranged on the same row. You may perform actual positioning about arbitrary two points.
  • the outer surface of the positioning member 129 that contacts the dispensing probe 124 is circular in the XY plane. good. That is, the shape of the portion where the dispensing probe 124 actually contacts may be a cylindrical shape. Also in this case, the central coordinates of the positioning member 129 can be calculated by calculating the coordinates for two or more contact points with the outer surface.
  • this invention is not limited to the form example mentioned above, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be partly or entirely realized as, for example, an integrated circuit or other hardware.
  • Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by the processor interpreting and executing a program that realizes each function. That is, it may be realized as software.
  • Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a memory, a hard disk, a storage device such as an SSD (Solid State Drive), or a storage medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • control lines and information lines indicate what is considered necessary for explanation, and do not represent all control lines and information lines necessary for the product. In practice, it can be considered that almost all components are connected to each other.
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Abstract

　少なくとも１つの回転駆動軸を用いた水平駆動機構による分注プローブの位置決めを自動かつ短時間で実現する。分注プローブと、分注プローブの水平移動機構として少なくとも１つの回転駆動軸を有する分注プローブ駆動機構と、位置合わせの際に分注プローブが接触する部分が円形状に形成された位置決め部材と、分注プローブと位置決め部材の接触を検出する接触検出機構と、制御部とを有する自動分析装置を使用する。制御部は、１つの駆動軸のみを駆動制御して、位置決め部材の円形状の部分に接触させ、次に、先に駆動した軸以外で１つの駆動軸のみを駆動制御して、位置決め部材の円形状の部分に接触させる。その後、制御部は、接触が検出された各点の位置情報等に基づいて、分注プローブを位置決めする所望の位置の中心点の位置情報を算出する。

Description

自動分析装置及び方法
　本発明は、分注駆動機構を有する自動分析装置に関する。
　従来、試料プローブ又は試薬プローブを高精度に位置決めできる自動分析装置を提供するものがある（特許文献１を参照）。特許文献１には、プローブの固体若しくは液体への接近又は接触を検出する検出部を自動分析装置に設けることが記されている。また、同文献には、反応容器の中心位置の検出を可能とする中心位置検出部を有する治具を、反応容器に取り付けることが記されている。その上で、同文献には、移動中のプローブが、治具の中心位置検出部に接近又は接触したか否かを検出部で検出することにより、プローブを反応容器の中心に位置決めすることが記されている。
　また、プローブの先端を駆動してロケーターウェルの側壁と点接触させ、その接触を検出することにより、プローブの先端を位置決めするプローブ駆動装置を提供するものがある（特許文献２を参照）。
特開２００９－３００１５２号公報 特許第３９９６８５１号明細書
　特許文献１は、回転駆動軸を含む２次元水平移動機構を備える分注駆動機構において、プローブを停止位置に自動的に位置決めする方法を記載する。しかし、この方法は、停止位置となる可能性のある場所が反応容器の中心位置か否かを順番に確認する。このため、確認に要する工程数が多くなる。
　また、特許文献２は、直線駆動軸のみによる２次元水平動機構を備えたプローブ駆動装置において、プローブの先端を自動的に位置決めする方法を記載する。しかし、この方法は、各直線駆動軸に沿ってプローブを駆動して円筒型のロケーターウェルの側壁との接触点を検出し、その中間点を各駆動軸方向の中心点とする。このため、回転駆動を含む分注駆動機構におけるプローブの位置決めには適用することができない。
　本発明は、少なくとも１つは回転駆動軸を含む２次元水平移動機構を備えた分注駆動機構において、プローブを自動的かつ短時間に位置決めできる自動分析装置を提供することを目的とする。
　前述した課題の解決のための一例として、本発明は、以下の構成を有している。
（１）試料又は試薬を所定量分注する分注プローブ
（２）分注プローブを水平方向に２次元的に移動させる２つ以上の駆動軸を有する分注駆動機構（ただし、駆動軸の少なくとも１つは回転駆動軸）
（３）分注プローブの吸引位置、吐出位置、洗浄位置の少なくともいずれかの位置に設置可能な又は配置される位置決め部材（位置合わせの際に前記分注プローブが接触する部分の形状が、位置決め位置を中心とする円形状）
（４）分注プローブと位置決め部材との接触を検出する接触検出機構
（５）分注プローブ駆動機構の２つ以上の駆動軸の１つのみを駆動制御して、位置決め部材の円形状の部分に接触させ、次に、先に駆動制御した駆動軸以外の１つの駆動軸のみを駆動制御して、位置決め部材の円形状の部分に接触させ、接触が検出された各点の位置情報、又は、接触が検出された各点の位置情報及び分注プローブを移動させた際の軌跡情報に基づいて、分注プローブの吸引位置、吐出位置及び洗浄位置の少なくともいずれかの中心点の位置情報を算出する制御部
　本発明によれば、２次元移動のための２以上の駆動軸のうち少なくとも１つが回転駆動軸である分注駆動機構を自動分析装置が搭載する場合にも、従来に比して少ない工程数かつ短時間で、分注プローブの位置を所定位置に自動的に位置決めすることができる。
　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。
形態例に係る自動分析装置の全体構成を示す図。 分注駆動機構の構成例を示す図。 位置決め部材の断面構造例を示す図。 位置決め部材の上面構造を示す図。 分注駆動機構が２つの回転駆動軸を備える場合における複数の接触点を用いた位置決め処理を説明するフローチャート。 分注駆動機構が２つの回転駆動軸を備える場合における複数の接触点を用いた位置決め処理の工程を説明する図。 分注駆動機構が２つの回転駆動軸を備える場合における複数の接触点を用いた位置決め処理の工程を説明する図。 分注駆動機構が２つの回転駆動軸を備える場合における複数の接触点を用いた位置決め処理の工程を説明する図。 分注駆動機構が２つの回転駆動軸を備える場合における複数の接触点を用いた位置決め処理の工程を説明する図。 分注駆動機構が２つの回転駆動軸を備える場合における複数の接触点を用いた位置決め処理の工程を説明する図。 分注駆動機構が直線駆動軸と回転駆動軸を備える場合における複数の接触点を用いた位置決め処理を説明するフローチャート。 分注駆動機構が直線駆動軸と回転駆動軸を備える場合における複数の接触点を用いた位置決め処理の工程を説明する図。 分注駆動機構が直線駆動軸と回転駆動軸を備える場合における複数の接触点を用いた位置決め処理の工程を説明する図。 分注駆動機構が直線駆動軸と回転駆動軸を備える場合における複数の接触点を用いた位置決め処理の工程を説明する図。 分注駆動機構が直線駆動軸と回転駆動軸を備える場合における複数の接触点を用いた位置決め処理の工程を説明する図。 複数の接触点と分注プローブの移動軌跡による位置決め処理を説明するフローチャート。 複数の接触点と分注プローブの移動軌跡による位置決め処理の工程を説明する図。 複数の接触点と分注プローブの移動軌跡による位置決め処理の工程を説明する図。 複数の接触点と分注プローブの移動軌跡による位置決め処理の工程を説明する図。 複数の接触点と分注プローブの移動軌跡による位置決め処理の工程を説明する図。 複数の接触点と分注プローブの移動軌跡による位置決め処理の工程を説明する図。 複数の接触点と分注プローブの移動軌跡による位置決め処理の工程を説明する図。 複数の接触点と分注プローブの移動軌跡による位置決め処理の工程を説明する図。 複数の接触点と分注プローブの移動軌跡による位置決め処理の工程を説明する図。 複数の接触点と分注プローブの移動軌跡による位置決め処理の工程を説明する図。 複数の接触点と分注プローブの移動軌跡による位置決め処理の工程を説明する図。 複数箇所の停止位置に対する位置決め処理の工程を説明する図。 複数箇所の停止位置に対する位置決め処理の工程を説明する図。 複数箇所の停止位置に対する位置決め処理の工程を説明する図。 複数箇所の停止位置に対する位置決め処理の工程を説明する図。 複数箇所の停止位置に対する位置決め処理の工程を説明する図。
　以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の実施態様は、後述する形態例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々の変形が可能である。
　[形態例１]
　本実施例では、分注駆動機構が２つの回転駆動軸を備える場合に、複数の接触点の検出により分注プローブの位置決めを行う例を説明する。
　図１に、自動分析装置の全体構成例を示す。自動分析装置は、試料を収めた試料カップ１００、試料カップ１００を複数配置した試料ラック１０１、試薬を収めた試薬ボトル１０２、試薬ボトル１０２を複数配置した試薬ディスク１０３、試料と試薬とを混合させて反応液とするセル１０４、セル１０４を複数配置したセルディスク１０５、試料を試料カップ１００内からセル１０４内に一定量移動できる試料分注機構１０６、試薬を試薬ボトル１０２内からセル１０４内に一定量移動することができる試薬分注機構１０７、試料と試薬をセル１０４内で攪拌し混合させる攪拌ユニット１０８、セル１０４内の反応液に光を照射し、得られる光を受光する測定ユニット１０９、セル１０４を洗浄する洗浄ユニット１１０、装置各部を制御する制御部１１１、各種データを蓄えたデータ格納部１１２、外部より必要なデータをデータ格納部１１２に入力できる入力部１１３、測定ユニット１０９で得られる光量から吸光度までを算出する測定部１１４、吸光度から成分量を割り出す解析部１１５、データを表示し外部に出力できる出力部１１６より構成される。
　なお、試薬ディスク１０３及びセルディスク１０５は、いずれもディスク形状であり、回転軸を中心に回転駆動される。なお、試薬ディスク１０３とセル１０４は、それぞれ試薬ディスク１０３及びセルディスク１０５の外周位置に配列される。
　試料の成分量の分析は、次のような手順で行われる。まず、試料カップ１００内の試料を試料分注機構１０６によりセル１０４内に一定量分注する。次に、試薬ボトル１０２内の試薬を試薬分注機構１０７によりセル１０４内に一定量分注する。続いて、セル１０４内の試料と試薬とを攪拌ユニット１０８により攪拌し反応液とする。必要であれば、複数の試薬を、試薬分注機構１０７を用いてセル１０４内に追加的に分注する。これらの分注の際には、試料ラック１０１の搬送と、試薬ディスク１０３とセルディスク１０５の回転により、試料カップ１００、試薬ボトル１０２、セル１０４を所定の位置に移動させる。反応が終了すると、洗浄ユニット１１０によりセル１０４内を洗浄し、次の分析を行う。反応液の吸光度は、測定ユニット１０９と測定部１１４により測定され、データ格納部１１２に吸光度データとして蓄積される。蓄積された吸光度データは、解析部１１５において、検量線データ及びランベルト・ベアーの法則に基づき解析される。この解析により、試料に含まれる成分量を分析できる。各部の制御・分析に必要なデータは、入力部１１３からデータ格納部１１２に入力される。各種データや解析結果は、出力部１１６により表示及び／又は出力される。
　図２に、本形態例で使用する分注駆動機構の構成例を示す。この形態例の場合、上下に駆動可能なシャフト１２１の上端位置に、θ１アーム１２２の一端部が、ＸＹ面内で回転可能に取り付けられている。また、θ２アーム１２３の一端部は、θ１アーム１２２の自由端である先端位置に、ＸＹ面内で回転可能に取り付けられている。また、θ２アーム１２３の自由端である先端位置にはＺ軸方向下方に延長するように分注プローブ１２４が取り付けられている。
　なお、分注プローブ１２４とシリンジ１２５は、チューブ１２６を介して接続されている。チューブ１２６は、シャフト１２１の台座からシャフト１２１、θ１アーム１２２、θ２アーム１２３を通り、分注プローブ１２４の一端側に接続されている。シリンジ１２５には、その内容積を可変するためのプランジャ１２７が移動可能に取り付けられている。プランジャ１２７の移動位置に応じ、分注プローブ１２４の先端からは試料又は試薬の吸引又は吐出が行われる。また、分注プローブ１２４には、静電容量方式の液面検知器１２８が接続されており、分注プローブ１２４が試料、試薬又は金属と接触したことを検出することができる。
　図３Ａ及び図３Ｂに、位置決め部材１２９の構造例を示す。図３Ａは、位置決め部材１２９と、当該位置決め部材１２９を取り付けたセル１０４の断面構造を示し、図３Ｂは、位置決め部材１２９の上面図を示している。位置決め部材１２９は、セル１０４の開口部分に着脱可能な治具である。位置決め部材１２９のうちセル１０４に取り付けられる部分の形状は、セル１０４に取り付け可能な形状であれば任意である。この形態例の場合、取り付け状態における位置決め部材１２９の上端側には、円筒構造１３０が設けられている。ここで、円筒構造１３０は、その中心軸が位置決め時の目標点と一致するように形成される。
　ここでは、着脱可能な治具を例に説明するが、例えば試薬ディスク１０３の試薬ボトル１０２を設置する場所に予め同様の構造が形成されていても、本明細書において提案する位置決め処理は実現可能である。
　位置決め部材１２９は金属製である。従って、分注プローブ１２４との接触を液面検知器１２８によって検出することができる。本形態例の場合、分注プローブ１２４と円筒構造１３０の内側面との接触を検出し、その位置情報に基づいて分注プローブ１２４の位置決めを行う。そのため、加工誤差や組み立て誤差があったとしても、円筒構造１３０は、分注プローブ１２４が最初の基準となる位置に移動されたときに、必ずその円筒の内部に位置するような大きさであることが望ましい。
　なお、本形態例の場合、静電容量方式による接触検出を例に説明するが、位置決め部材１２９と分注プローブ１２４を導通検知器（不図示）に予め接続させておき、接触による電気的導通を検出する方法を用いても２つの部材の接触を検出しても良い。
　また、図３Ａ及びＢに示すように、円筒構造１３０の中心部に、くぼみ１３１を形成しても良い。くぼみ１３１は、分注プローブ１２４の外径より大きい内径を有する位置決め確認用の治具として用いられる。例えば後述する位置決め処理の後、目標点として算出された位置で分注プローブ１２４を下降させ、分注プローブ１２４がくぼみ１３１に挿入されたか否かを検出することにより、分注プローブ１２４が正しく位置決めされたか否かを確認できるようにしても良い。
　次に、図４及び図５Ａ～図５Ｅを使用して、本形態例に係る位置決め方法を説明する。すなわち、２つの回転駆動軸を有する水平移動機構を搭載する分注駆動機構による位置決め方法を説明する。ここで、図４は、本形態例に係る位置決め処理手法の概要を示すフローチャートである。図５Ａ～図５Ｅは、位置決め処理過程におけるθ１アーム１２２、θ２アーム１２３及び円筒構造１３０の位置関係を示している。位置決め処理は、制御部１１１が実行する。
　図５Ａは、以下の説明で使用する座標系と各アームの初期位置及び寸法を示している。図に示すように、θ１アーム１２２の回転軸を座標原点とし、ホーム位置（初期位置）におけるθ１アーム１２２の軸方向をＸ軸とする。なお、Ｘ軸と直交する軸方向をＹ軸とする。なお、θ１アーム１２２のアーム長をｌ１ とし、θ２アーム１２３のアーム長をｌ２ とする。
　分注プローブ１２４を移動した後の各アームの角度は、駆動前のθ１アーム１２２及びθ２アーム１２３の初期角度と、当該初期角度に対する移動量（回転量）を与える各移動パルス数と、移動角分解能とから求めることができる。また、分注プローブ１２４の移動後の座標位置（ｘ，ｙ）は、図５Ｂに示すように、各アームの長さと各アームの角度により求めることができる。以降の工程でも同様にして、移動後の分注プローブ１２４の位置座標を求めることができる。当該座標位置の計算は、制御部１１１が実行する。
　まず、図５Ｂに示すように、分注プローブ１２４を初期位置から所定の基準点Ｐまで移動させる（処理２００）。ここで、基準点Ｐは、部品の製造時の加工誤差や組み立て誤差がない場合の停止位置である。この分注プローブ１２４の水平移動は、θ１アーム１２２及びθ２アーム１２３のＸＹ面内における回転駆動により実現される。分注プローブ１２４が基準点Ｐの座標位置に位置決めされると、制御部１１１は、シャフト１２１を降下させる。降下量は、降下完了後に、分注プローブ１２４をＸＹ面内で移動させた際に、その先端部分が位置決め部材１２９の円筒構造１３０の内側面と接触できる高さまでである。
　本来、基準点Ｐは、位置決めすべき目標点Ｑと一致することが期待されている。しかし、位置決めすべき目標点Ｑは、加工誤差や組み立て誤差により基準点Ｐと一致しないことがある。その場合、基準点Ｐと目標点Ｑが一致するように、分注駆動機構の位置決めを再設定する必要がある。
　そこで、図５Ｃに示すように、θ２アーム１２３だけをＸＹ面内で左右に回転駆動し、分注プローブ１２４を位置決め部材１２９の円筒構造１３０の内面に接触させる。図では左側に位置する接触点を点Ａとし、右側に位置する接触点を点Ｂとする。そして、接触が検出されるたび、点Ａ及びＢの座標（ｘａ，ｙａ）及び（ｘｂ，ｙｂ）を算出する（処理２０１、２０２）。
　なお、点Ａとの接触の確認により、制御部１１１は、位置決め部材１２９が取り付けられていること及び液面検知器１２８が正常動作していることを確認することができる。点Ａとの接触が確認できない場合、制御部１１１は、以下の動作を実行することなく、位置決め動作を停止する。この際、出力部１１６を通じて位置決め動作が中止されたことを、操作者に報知することが望ましい。
　このように点Ａ及びＢの座標が検出されると、θ２アーム１２３だけを再び駆動し、分注プローブ１２４を基準点Ｐの位置に戻す（処理２０３）。この処理は必ずしも必須の処理ではないが、初期位置である基準点Ｐから次に検出する点Ｃの座標を算出することにより、点Ｃの座標の算出精度を高めることができる。
　分注プローブ１２４が基準点Ｐに戻ると、図５Ｄに示すように、今度は、θ１アーム１２２だけを回転駆動し、分注プローブ１２４が位置決め部材１２９の円筒構造１３０の内面に接触する位置まで移動させる。この場合も、移動可能な方向は２つある。この形態例の場合には、点Ａ及びＢが存在する方向とは反対の方向に、すなわち点Ａ及びＢから遠ざけるように分注プローブ１２４を駆動する。このとき、接触が検出された点を点Ｃとする（処理２０４）。点Ａ及びＢの場合と同様に、制御部１１１は、点Ｃの座標（ｘｃ，ｙｃ）を算出する。
　これら接触点（点Ａ～点Ｃ）の検出により、各点の座標（ｘａ，ｙａ）～（ｘｃ，ｙｃ）が制御部１１１において算出される。これらの点Ａ～点Ｃは、円周上（より正確には、位置決め部材１２９の内壁から分注プローブ１２４の半径分だけ内側）の点である。このため、位置決め部材１２９の内壁面に相当する円周上の円の中心である目標点Ｑの座標は、これらの３点から計算により算出することができる（処理２０５）。この目標点Ｑが、分注プローブ１１４を位置決めすべき座標位置を与える。
　目標点Ｑの座標は、図５Ｅに示すように点Ａ～Ｃの中から任意の２点を２組選び、その垂直２等分線の交点を求めることにより算出することができる。垂直２等分線の式は、次式で与えることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　この２式を連立して解くと、点Ｑの座標（ｘＱ，ｙＱ）は、次式により算出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　この他、最小二乗法を用いる方法によっても、円筒構造１３０の内側を構成する円の中心を求めることもができる。この場合、円周は、中心点（点Ｑ）の座標（ｘＱ，ｙＱ）を用いて、以下の式で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、次式のＳを最小にするｘＱ、ｙＱを求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ここで、α＝－２ｘＱ、β＝－２ｙＱ、γ＝ｘＱ ２＋ｙＱ ２－ｒ２とすると、前式のＳは、次式で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　更に、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
となる。
　この行列を解き、α及びβの定義式を適用すると、以下の関係が算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　すなわち、点Ｑの座標（ｘＱ，ｙＱ）と、位置決め部材１２９の円筒半径が算出される。なお、算出された点Ｑの座標を図５Ｂの２式に代入し、θ１Ｑとθ２Ｑについて解くと、θ１アーム１２２とθ２アーム１２３の各基準位置に対するなす角を算出することができる。制御部１１１は、算出されたθ１Ｑとθ２Ｑに基づいて、θ１アーム１２２とθ２アーム１２３の駆動部（例えばモータ）を駆動し、それらを目標点Ｑに位置決めする。
　ここで、液面検知器１２８の誤動作や位置決め部材１２９の設置不良等により、点Ｑの座標又は位置決め部材の円筒半径の設計値と算出結果とが公差よりも大きく乖離している場合、制御部１１１は、自動分析装置の出力部１１６よりアラームを出力し、作業者に確認を促すことが望ましい。
　以上説明した処理機能の搭載により、分注駆動機構が２つの回転駆動軸を備える場合にも、分注プローブ１２４を正確かつ短時間に所定位置に自動的に位置決めすることができる。
　[形態例２]
　形態例１の場合には、分注プローブ１２４の水平移動を２つの回転駆動軸の組み合わせにより実現しているが、本形態例の場合には、分注プローブ１２４の水平移動を１つの直線駆動軸と１つの回転駆動軸の組み合わせにより実現する場合について説明する。
　以下、図６及び図７Ａ～図７Ｄを使用して、本形態例に係る位置決め方法を説明する。ここで、図６は、本形態例に係る位置決め処理手法の概要を示すフローチャートである。図７Ａ～図７Ｄは、位置決め処理過程におけるリニアステージ１４１、θ２アーム１２３及び円筒構造１３０の位置関係を示している。
　図７Ａは、以下の説明で使用する座標系と各可動部の初期位置及び寸法を示している。図７Ａの場合、座標系のＸ軸は、リニアステージ１４１の可動方向に一致させる。Ｙ軸は、Ｘ軸と直交する軸方向に設定する。θ２アーム１２３は、リニアステージ１４１に設置され、その回転駆動軸はＸ軸上に設定される。θ２アーム１２３の回転軸の取付位置は、リニアガイド（Ｘ軸）に対するリニアステージ１４１の移動に伴って移動される。θ２アーム１２３のアーム長はｌ２ である。
　分注プローブ１２４を移動した後のθ２アーム１２３の回転軸の位置は、初期位置（Ｘ軸の原点）に対するリニアステージ１４１の移動量（例えば移動パルス数）として与えられる。また、θ２アーム１２３の角度は、Ｘ軸を初期角度（＝０°）として与えられ、当該初期角度に対する移動量（回転量）を与える各移動パルス数と移動角分解能とにより与えられる。
　分注プローブ１２４の移動後の座標位置（ｘ，ｙ）は、図７Ｂに示すように、θ２アーム１２３の回転軸のＸ軸上の座標ｘ１Ｐと、Ｘ軸に対するθ２アーム１２３の角度θ２Ｐにより求めることができる。以降の工程でも同様にして、移動後の分注プローブ１２４の位置座標を求めることができる。当該座標位置の計算は、制御部１１１が実行する。
　まず、図７Ｂに示すように、分注プローブ１２４を初期位置から所定の基準点Ｐまで移動させる（処理３００）。ここで、基準点Ｐは、部品の製造時の加工誤差や組み立て誤差がない場合の停止位置である。この分注プローブ１２４の水平移動は、リニアステージ１４１及びθ２アーム１２３によるＸＹ面内での水平移動と回転移動により実現される。分注プローブ１２４が基準点Ｐの座標位置に位置決めされると、制御部１１１は、シャフト１２１を降下させる。降下量は、降下完了後に、分注プローブ１２４をＸＹ面内で移動させた際に、その先端部分が位置決め部材１２９の円筒構造１３０の内側面と接触できる高さまでである。
　この場合も、基準点Ｐは、位置決めすべき目標点Ｑと一致することが期待されている。しかし、位置決めすべき目標点Ｑは、加工誤差や組み立て誤差により基準点Ｐと一致しないことがある。その場合、基準点Ｐと目標点Ｑが一致するように、分注駆動機構の位置決めを再設定する必要がある。
　そこで、図７Ｃに示すように、θ２アーム１２３だけをＸＹ面内で左右両方向に回転駆動し、分注プローブ１２４を位置決め部材１２９の円筒構造１３０の内面に接触させる。図では左側に位置する接触点を点Ａとし、右側に位置する接触点を点Ｂとする。そして、接触が検出されるたび、点Ａ及びＢの座標（ｘａ，ｙａ）及び（ｘｂ，ｙｂ）を算出する（処理３０１、３０２）。
　なお、点Ａとの接触の確認により、制御部１１１は、位置決め部材１２９が取り付けられていること及び液面検知器１２８が正常動作していることを確認することができる。点Ａとの接触が確認できない場合、制御部１１１は、以下の動作を実行することなく、位置決め動作を停止する。この際、出力部１１６を通じて位置決め動作が中止されたことを操作者に報知することが望ましい。
　このように点Ａ及びＢの座標が検出されると、形態例１の場合と同様に、θ２アーム１２３だけを回転駆動し、分注プローブ１２４を基準点Ｐの位置に戻す（処理３０３）。この処理は必ずしも必須の処理ではないが、初期位置である基準点Ｐから次に検出する点Ｃの座標を算出することにより、点Ｃの座標の算出精度を高めることができる。
　分注プローブ１２４が基準点Ｐに戻ると、図７Ｄに示すように、今度は、リニアステージ１４１だけを直線駆動し、分注プローブ１２４が位置決め部材１２９の円筒構造１３０の内面に接触する位置までＸ軸方向に移動させる。この場合も、移動可能な方向は２つある。この形態例の場合には、基準点Ｐと点Ａの距離と基準点Ｐと点Ｂの距離のうち遠い方の点が存在する方向に分注プローブ１２４を駆動する。図７Ｄの場合は点Ａの方向に移動する。このとき、接触が検出された点を点Ｃとする（処理３０４）。点Ａ及びＢの場合と同様に、制御部１１１は、点Ｃの座標（ｘｃ，ｙｃ）を算出する。
　これら接触点（点Ａ～点Ｃ）の検出により、各点の座標（ｘａ，ｙａ）～（ｘｃ，ｙｃ）が制御部１１１において算出される。これらの点Ａ～点Ｃは、円周上（より正確には、位置決め部材１２９の内側面から分注プローブ１２４の半径分だけ内側）の点である。このため、位置決め部材１２９の内側面に相当する円周上の円の中心である点Ｑの座標は、これらの３点から計算により算出することができる（処理３０５）。この点Ｑが、分注プローブ１１４を位置決めすべき座標位置を与える。
　以上説明した処理機能の搭載により、分注駆動機構が１つの直線駆動軸と１つの回転駆動軸を備える場合にも、分注プローブ１２４を正確にかつ短時間に所定位置に自動的に位置決めすることができる。
　[形態例３]
　本形態例の場合には、接触点だけでなく分注プローブ１２４の移動軌跡も考慮して位置決めを実行する例について説明する。なお、自動分析装置の装置構成は、形態例１の場合と同様であるものとする。すなわち、分注プローブ１２４の水平移動を２つの回転駆動軸の組み合わせにより実現するものとする。もっとも、本形態例において説明する処理方法は、形態例２に係る自動分析装置にも適用することができる。
　以下、図８、図９Ａ～図９Ｄ及び図１０Ａ～図１０Ｆを使用して、本形態例に係る位置決め方法を説明する。ここで、図８は、接触点と分注プローブ１２４の移動軌跡による位置決め処理のフローチャートである。図８に示す処理手順のうち処理４０５及び４０７に示す条件分岐部分が、分注プローブ１２４の移動軌跡を考慮した判定処理に対応し、当該判定時点で目標点Ｑを与える候補点を決定できるか否かを判定する。なお、図９Ａ～図９Ｄは、分注プローブ１２４の移動軌跡を考慮して位置決め候補点の一つを目標点Ｑと判定できる場合を示している。図１０は、分注プローブ１２４の移動軌跡を考慮しても、位置決め候補点を目標点Ｑと決定できない場合を示している。
　まず、移動軌跡の考慮により位置決め候補点を目標点Ｑに決定できる場合について説明する。図９Ａに示すように、θ１アーム１２２及びθ２アーム１２３を駆動し、分注プローブ１２４を基準点Ｐに移動させる。この後、位置決め部材１２９の円筒構造１３０の内側面に分注プローブ１２４が接触できる高さまでシャフト１２１を降下させる（処理４００）。
　次に、図９Ｂに示すように、θ２アーム１２３のみを一方向に回転駆動し、分注プローブ１２４を位置決め部材１２９を構成する円筒部材１３０の内側面に接触させ、点Ａの位置を検出する（処理４０１）。
　この後、θ２アーム１２３を逆方向に回転駆動し、分注プローブ１２４を基準点Ｐの位置へ戻す（処理４０２）。
　続いて、図９Ｃに示すように、θ１アーム１２２のみを一方向に回転駆動し、分注プローブ１２４を位置決め部材１２９の円筒構造１３０の内側面に接触させ、点Ｂの位置を検出する（処理４０３）。
　これまでの工程で位置決め部材１２９を構成する円筒構造１３０の内側面（内周）上の点Ａ及び点Ｂの２点が検出される。ここで、円筒構造１３０の径ｒを考慮すると、位置決め目標点Ｑの候補点は、図９Ｄに示すように、点Ｑ１ と点Ｑ２ の２点となる（処理４０４）。内円に接する２点を通る円は２つ存在するためである。なお、形態例１の場合には、円周上の３点が検出されるため、目標点Ｑの座標点も一意に確定する。
　この段階で、制御部１１１は、基準点Ｐと点Ａの距離（ＰＱ１ ）と基準点Ｐと点Ｂの距離（ＰＱ２ ）を算出し、それぞれを円筒構造１３０の半径ｒと比較する（処理４０５、処理４０７）。図９Ｄの場合、ＰＱ１≦ｒ、かつ、ＰＱ２＞ｒである。従って、処理４０５で否定結果が得られ、処理４０７で肯定結果が得られる。この場合、制御部１１１は、処理４０８に進み、候補点であるＱ１ の方を目標点Ｑに確定する。
　これは、点Ｑ２ を中心とする円筒構造１３０を考える場合、基準点Ｐが円筒構造１３０の内部から外れており、分注プローブ１２４の軌跡を考慮した場合、点Ｑ２ は位置決めの目標点Ｑではあり得ないためである。従って、この場合、前述の通り、点Ｑ１ を位置決め目標点Ｑとして確定することができる。なお、処理４０５で肯定結果が得られた場合、制御部１１１は処理４０６に進み、候補点であるＱ２ の方を目標点Ｑに確定する。
　次に、移動軌跡を考慮しても位置決め候補点を特定できない場合について説明する。図１０Ａ～図１０Ｄは、前述した処理４００～４０４の処理に当たる。従って、ここまでの処理は、前述の例と同様の手順となる。
　ただし、図１０Ｄの例は、ＰＱ１ ≦ｒ、かつ、ＰＱ２≦ｒである。従って、処理４０５及び処理４０７のいずれにおいても否定結果となる。すなわち、分注プローブ１２４の移動軌跡を考慮したとしても、この時点では、点Ｑ１ と点Ｑ２ のいずれもが目標点Ｑとなる可能性がある。
　この場合、制御部１１１は、θ１アーム１２２のみを処理４０３とは逆方向に回転駆動して分注プローブ１２４を基準点Ｐに戻し、その後、θ２アーム１２３のみを処理４０１とは逆方向に回転駆動して３番目の点Ｃを検出する（処理４０９、４１０）。
　この時点で３つの点Ａ、Ｂ及びＣを通る円は１つだけに確定する。よって、これらの３点から目標点Ｑの座標を算出する（処理４１１）。ここで、目標点Ｑの座標の算出方法には、図１０Ｆに示すように、候補点Ｑ１ と点Ｃの距離ＣＱ１ 及び候補点Ｑ２ と点Ｃの距離ＣＱ２ のいずれが径ｒと一致するか否かによって判定する方法と形態例１のように点Ａ～Ｃの座標から目標点Ｑの座標を算出する方法のいずれを用いても良い。
　[形態例４]
　本形態例の場合には、複数の停止位置に対して分注プローブ１２４を位置決めする場合の処理について説明する。ここでは、図１１Ａ～図１１Ｅを用いて、当該処理を説明する。同図は、試薬ディスク１０３上に、９個の吸引位置Ｔａ１～Ｔｃ３を設ける場合を示している。一般に、試薬ディスク１０３のように一体構造物上に設けられる吸引位置Ｔａ１～Ｔｃ３の相対位置誤差は小さく、試薬ディスク１０３と試薬分注機構１０７のように異なる機構間の位置関係には誤差が多く含まれる場合が多い。
　吸引位置Ｔａ１～Ｔｃ３の相対位置誤差が、位置決めする際に許容される誤差よりも十分に小さい場合、９箇所ある吸引位置のうち２箇所を正確に位置決めすることができれば、残り７箇所の位置決めは計算により実行することができる。以下、その方法を、図１１Ａ～図１１Ｅを用いて説明する。
　図１１Ａは、試薬ディスク１０３上に設けられた９箇所の吸引位置の配置例を示している。図１１Ａの場合、９箇所の吸引位置は、試薬ディスク１０３の中心Ｏから放射状に延びる３つの列に分散して配列されている。この例の場合、各列上には、吸引位置が３個ずつ配置されている。すなわち、Ｔａ１～Ｔａ３の３つで構成される吸引位置列と、Ｔｂ１～Ｔｂ３の３つで構成される吸引位置列と、Ｔｃ１～Ｔｃ３の３つで構成される吸引位置列とに分散されている。なお、各列を構成する３つの吸引位置は、他の吸引位置列上で対応する各吸引位置と同心円上に配置されている。
　なお、この形態例の場合、各吸引位置列のなす角θａｂ及びθｂｃと、同じ吸引位置列上に並ぶ吸引位置間の距離ｒ０１～ｒ２３が分かっているものとする。
　この形態例では、３つの吸引位置列のうち１つに着目し、当該吸引位置列上の２点についてのみ分注プローブ１２４の位置決め処理を実際に実行する。なお、相対位置誤差を最小にするため、ここでは３つの吸引位置列のうち真ん中に位置する吸引位置列に注目する。
　まず、制御部１１１は、図１１Ｂに示すように、最も内側に配置される吸引位置Ｔｂ１に対し、分注プローブ１２４を位置決めし、その位置座標を算出する。勿論、当該位置決めに際しては、前述した形態例１又は３の処理方法を適用する。勿論、分注駆動機構が形態例２に対応する場合には、形態例に記載した処理方法を適用する。
　次に、制御部１１１は、図１１Ｃに示すように、吸引位置Ｔｂ１と同列の最も外側に配置される吸引位置Ｔｂ３に対し、分注プローブ１２４を位置決めし、その位置座標を算出する。この後、制御部１１１は、図１１Ｄに示すように、吸引位置Ｔｂ１とＴｂ３の座標と距離ｒ０１～ｒ２３の関係に基づいて、同列上に位置する３個の吸引位置Ｔｂ１～Ｔｂ３を結ぶ直線とｘ軸とのなす角θｂと、中心Ｏの座標Ｏ（ｘ０，ｙ０）と、吸引位置Ｔｂ２の座標を算出する。
　さらに、制御部１１１は、図１１Ｅに示すように、先に位置合わせが終了した吸引位置列の左右に位置する吸引位置列とのなす角θａｂ及びθｂｃに基づいて、各吸引位置列に対応する３つの吸引位置Ｔａ１～Ｔａ３及びＴｃ１～Ｔｃ３の座標を算出する。以上の通り、複数の吸引位置について位置決めが必要な場合でも、相互間の位置関係に関する情報を使用できる場合には、当該位置関係から要求される必要最小限（この形態例の場合は２箇所）の吸引位置Ｔｂ１及びＴｂ３に対してのみ実際の位置決め処理を実行すれば、残りの吸引位置の位置決めは計算処理により実行することができる。
　なお、本形態例の場合、同じ列上に配列される３つの吸引位置のうち最内周と最外周の２点に位置する吸引位置について実際の位置決め処理を行っているが、同じ列上に位置する任意の２点について実際の位置決めを行っても良い。
　[他の形態例]
　前述の形態例においては、位置決め部材１２９のうち分注プローブ１２４と接触する部分の形状が円筒構造１３０である場合について説明した。しかし、前述の形態例で説明した処理手法の適用に必要な条件は、内側面がＸＹ面内において円形状であることである。従って、外側面の形状は必ずしも円である必要はない。すなわち、円筒構造１３０である必要はない。
　また、位置決め部材１２９の外側面との接触を利用して位置決めを実行する場合には、位置決め部材１２９のうち分注プローブ１２４の接触する外側面の形状が、ＸＹ面内において円形状であれば良い。すなわち、分注プローブ１２４が実際に接触する部分の形状は円柱形状でも良い。この場合も、外側面との２点以上の接触点について座標を算出することにより、位置決め部材１２９の中心座標を算出することができる。
　なお、本発明は上述した形態例に限定されるものでなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した形態例は、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、ある形態例の一部を他の形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある形態例の構成に他の形態例の構成を加えることも可能である。また、各形態例の構成の一部について、他の構成を追加、削除又は置換することも可能である。
　また、上述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路その他のハードウェアとして実現しても良い。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することにより実現しても良い。すなわち、ソフトウェアとして実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記憶装置、ICカード、SDカード、DVD等の記憶媒体に格納することができる。
　また、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示すものであり、製品上必要な全ての制御線や情報線を表すものでない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。
１００…試料カップ、１０１…試料ラック、１０２…試薬ボトル、１０３…試薬ディスク、１０４…セル、１０５…セルディスク、１０６…試料分注機構、１０７…試薬分注機構、１０８…撹拌ユニット、１０９…測定ユニット、１１０…洗浄ユニット、１１１…制御部、１１２…データ格納部、１１３…入力部、１１４…測定部、１１５…解析部、１１６…出力部、１２１…シャフト、１２２…θ１アーム、１２３…θ２アーム、１２４…分注プローブ、１２５…プランジャ、１２６…シャフト、１２７…プランジャ、１２８…液面検知器、１２９…位置決め部材、１３０…円筒構造、１３１…くぼみ。

Claims (6)

  1. 　試料又は試薬を所定量分注する分注プローブと、
    　前記分注プローブを水平方向に２次元的に移動させる２つ以上の駆動軸を有し、かつ、当該駆動軸の少なくとも１つは回転駆動軸である分注プローブ駆動機構と、
    　前記分注プローブの吸引位置、吐出位置及び洗浄位置の少なくともいずれかの位置に設置可能な又は配置される位置決め部材であって、位置合わせの際に前記分注プローブが接触する部分が円形状に形成された位置決め部材と、
    　前記分注プローブが、前記位置決め部材に接触したことを検出する接触検出機構と、
    　前記分注プローブ駆動機構の２つ以上の駆動軸の１つのみを駆動制御して、前記位置決め部材の円形状の部分に接触させ、次に、前記駆動制御した駆動軸以外の１つの駆動軸のみを駆動制御して、前記位置決め部材の円形状の部分に接触させ、前記接触が検出された各点の位置情報、又は、前記接触が検出された各点の位置情報及び前記分注プローブを移動させた際の軌跡情報に基づいて、前記分注プローブの吸引位置、吐出位置及び洗浄位置の少なくともいずれかの中心点の位置情報を算出する制御部と
    　を有する自動分析装置。
  2. 　請求項１に記載の自動分析装置において、
    　前記位置決め部材は、前記分注プローブの吸引位置、吐出位置及び洗浄位置の少なくともいずれかの位置に着脱可能な形状部分を有する自動分析装置。
  3. 　請求項１に記載の自動分析装置において、
    　前記接触検出機構は、静電容量検出機構又は電気導通検出機構である自動分析装置。
  4. 　請求項１に記載の自動分析装置において、
    　ｎ箇所(ｎ≧３)の停止位置における相互の相対位置誤差が無視できる程小さい場合、前記制御部は、前記停止位置のうち２点に対する中心点の位置情報を算出し、他のｎ－２点に対する中心点の位置情報を算術演算により求める自動分析装置。
  5. 　試料又は試薬を所定量分注する分注プローブと、
    　前記分注プローブを水平方向に２次元的に移動させる２つ以上の駆動軸を有し、かつ、当該駆動軸の少なくとも１つは回転駆動軸である分注プローブ駆動機構と、
    　前記分注プローブの吸引位置、吐出位置及び洗浄位置の少なくともいずれかの位置に設置可能な又は配置される位置決め部材であって、位置合わせの際に前記分注プローブが接触する部分が円形状に形成された位置決め部材と、
    　前記分注プローブが、前記位置決め部材に接触したことを検出する接触検出機構と、
    　前記分注プローブ駆動機構及び前記接触検出機構を制御する制御部とを有する自動分析装置において実行される自動分析方法において、
    　前記制御部が、
    　前記分注プローブ駆動機構の２つ以上の駆動軸の１つのみを駆動制御して、前記位置決め部材の円形状の部分に接触させる第１の処理と、
    　前記第１の処理の後、前記駆動制御した駆動軸以外の１つの駆動軸のみを駆動制御して、前記位置決め部材の円形状の部分に接触させる第２の処理と、
    　前記接触が検出された各点の位置情報、又は、前記接触が検出された各点の位置情報及び前記分注プローブを移動させた際の軌跡情報に基づいて、前記分注プローブの吸引位置、吐出位置及び洗浄位置の少なくともいずれかの中心点の位置情報を算出する第３の処理と
    　を実行する自動分析方法。
  6. 　請求項５に記載の自動分析方法において、
    　ｎ箇所(ｎ≧３)の停止位置における相互の相対位置誤差が無視できる程小さい場合、
    　前記制御部が、
    　前記停止位置のうち２点に対する中心点の位置情報を算出し、他のｎ－２点に対する中心点の位置情報を算術演算により求める自動分析方法。
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