WO2022153630A1 - 検体搬送システム、および検体の搬送方法 - Google Patents

検体搬送システム、および検体の搬送方法 Download PDF

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WO2022153630A1
WO2022153630A1 PCT/JP2021/037955 JP2021037955W WO2022153630A1 WO 2022153630 A1 WO2022153630 A1 WO 2022153630A1 JP 2021037955 W JP2021037955 W JP 2021037955W WO 2022153630 A1 WO2022153630 A1 WO 2022153630A1
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sample
voltage
coil
holder
magnetic pole
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PCT/JP2021/037955
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French (fr)
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武司 玉腰
茂 矢野
信二 東
雄一朗 志賀
大悟 宍戸
Original Assignee
株式会社日立ハイテク
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • B65G54/02—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for electrostatic, electric, or magnetic
    • 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
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0474—Details of actuating means for conveyors or pipettes
    • G01N2035/0477—Magnetic

Definitions

  • the present invention relates to a sample analyzer that analyzes biological samples (hereinafter referred to as samples) such as blood, plasma, serum, urine, and other body fluids, a sample transport system in a sample pretreatment device that performs preanalysis treatment, and a sample transport system. Regarding the method of transporting a sample.
  • samples biological samples
  • samples such as blood, plasma, serum, urine, and other body fluids
  • sample transport system in a sample pretreatment device that performs preanalysis treatment
  • sample transport system Regarding the method of transporting a sample.
  • Patent Document 1 describes a magnetic circuit having a first magnetic material provided on the side to be transported, a core made of the second magnetic material, and a winding wound around the outer periphery of the core, and the magnetic circuit.
  • the position of the first magnetic material is calculated based on the drive circuit that supplies the current to the winding, the current detection unit that detects the current value flowing through the winding, and the current value detected by the current detection unit. It is disclosed that the control unit controls the current supplied from the drive circuit to the winding based on the calculated position information of the first magnetic material.
  • sample processing system for automatically analyzing samples that are biological samples such as blood and urine
  • a sample pretreatment system that performs sample injection, centrifugation, dispensing, labeling, etc., and such sample pretreatment systems.
  • an automatic analysis system that analyzes the sample processed by the processing system.
  • the sample pretreatment system and the automatic analysis system have been provided with a sample transport line using a belt conveyor or the like in order to transport the sample to a mechanism for performing predetermined processing or analysis.
  • a sample transport line using a belt conveyor or the like in order to transport the sample to a mechanism for performing predetermined processing or analysis.
  • Patent Document 1 may be affected by temperature changes, electromagnetic noise, variations in hardware characteristics, and the like. It became clear that there is room for improvement because there is a concern that it will affect the accuracy of the sample and the transport operation of the sample.
  • the present invention improves the above-mentioned problems of the prior art, and supports a transport method using an electromagnetic actuator, which enables more stable sample transport than in the past, and sample transport. Provide a method.
  • the present invention includes a plurality of means for solving the above problems.
  • a transport container provided with a magnetic material and capable of mounting a sample container containing a sample is attracted by an electromagnetic force.
  • a sample transport system that transports by repulsion, in which a voltage is applied to each of the core, a plurality of magnetic poles having windings wound on the outer peripheral side of the core, and the windings of the plurality of the magnetic poles.
  • the drive unit applies a first voltage to the first magnetic pole located on the front side in the traveling direction of the transport container, which is selected to attract or repel the transport container, and excites the first magnetic pole, and is adjacent to the first magnetic pole.
  • a second voltage having a polarity opposite to that of the first voltage is applied to the second magnetic pole of at least one or more of the magnetic poles other than the front side in the traveling direction to excite the magnetic poles, and the position detection unit uses the first magnetic pole. It is characterized in that the position of the transport container is estimated based on the value of the current flowing through the winding of one magnetic pole.
  • a sample can be transported more stably than in the conventional case, which corresponds to a transport method using an electromagnetic actuator. Issues, configurations and effects other than those mentioned above will be clarified by the description of the following examples.
  • FIG. 1 It is a schematic plan view which shows the whole structure of the sample transport system of Example 1 of this invention. It is a top view which shows the transport path on the transport surface in the transport device of Example 1.
  • FIG. It is a side sectional view which shows the schematic structure of the transporting apparatus of Example 1.
  • FIG. It is a waveform diagram for demonstrating the voltage waveform applied to the coil by the transfer apparatus of Example 1 for detecting the position of a holder, and the corresponding current waveform. It is a graph which shows the relationship between the magnetic pole-holder distance (horizontal axis) and the current amplitude (vertical axis) when the adjacent magnetic poles are excited.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the excitation method of the coil which estimates the position at the time of transporting a holder in the transporting apparatus of Example 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the operation example of the transfer apparatus of Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the excitation method of the coil which estimates the position at the time of transporting a holder in the transporting apparatus of Example 2 of this invention.
  • Example 1 The sample transport system of the present invention and Example 1 of the sample transport method will be described with reference to FIGS. 1 to 11.
  • FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of the sample transfer system 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the sample transport system 100 in the first embodiment shown in FIG. 1 is a system provided with an analyzer for automatically analyzing the components of a sample such as blood and urine.
  • the main component of the sample transfer system 100 is a holder 202 (see FIG. 2) on which a sample container 201 (see FIG. 2) containing a sample such as blood or urine is placed, or a plurality of transfer devices for transporting an empty holder. 102 (12 in FIG. 1), a plurality of analyzers 103 (4 in FIG. 1), and a control computer 101 for integrated management of the sample transfer system 100.
  • the analyzer 103 is a unit for performing qualitative and quantitative analysis of the components of the sample transported by the transport device 102.
  • the analysis items in this unit are not particularly limited, and a configuration of a known automatic analyzer that analyzes biochemical items and immune items can be adopted. Further, when a plurality of specifications are provided, the same specifications or different specifications may be used, and the specifications are not particularly limited.
  • Each transport device 102 aims at a sample mounted on the holder 202 by sliding on the transport path by the interaction between the magnetic body 203 (see FIG. 2) provided on the holder 202 and the coil 207 (see FIG. 2). It is a device that transports to the ground. The details will be described in detail with reference to FIGS. 2 and later.
  • the control computer 101 controls the operation of the entire system including the transport device 102 and the analyzer 103, and is composed of a computer having a display device such as a liquid crystal display, an input device, a storage device, a CPU, and a memory. To. The control of the operation of each device by the control computer 101 is executed based on various programs recorded in the storage device.
  • control computer 101 may be integrated into one program, may be divided into a plurality of programs, or may be a combination thereof. Further, a part or all of the program may be realized by dedicated hardware or may be modularized.
  • the number of analyzers 103 is not particularly limited and may be one or more.
  • the number of transport devices 102 is not particularly limited, and may be one or more.
  • the sample transport system 100 can be provided with various sample pretreatment / posttreatment units that execute pretreatment and posttreatment on the sample.
  • the detailed configuration of the sample pretreatment / posttreatment section is not particularly limited, and a known pretreatment device configuration can be adopted. In this case, it is not always necessary to provide the analyzer 103, as long as there is a destination for transporting the holder 202.
  • FIG. 2 is a top view showing a transfer path on a transfer surface in the transfer device of the first embodiment
  • FIG. 3 is a side sectional view showing a schematic configuration of the transfer device
  • FIG. 4 is for the transfer device to detect the position of a holder.
  • FIG. 5 shows the relationship between the magnetic pole-holder distance (horizontal axis) and the current amplitude (vertical axis) when the adjacent magnetic poles are excited.
  • FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of the voltage and current of the first coil and the voltage and current of the opposite characteristics of the second coil
  • FIG. 7 is a waveform diagram between the magnetic poles and the holder when the adjacent magnetic poles are excited. Graphs showing the relationship between the axis) and the current amplitude (vertical axis), FIGS. 8 to 10 show an example of a coil excitation method for estimating the position of the holder when the holder is transported, and FIG. 11 shows the transport device. It is a flowchart which shows the operation example.
  • the coils 207 are arranged in a grid pattern of 5 rows and 5 columns to form a transport path.
  • a plurality of holders 202 on which a sample container 201 containing a sample is erected are provided on the transport surface 204.
  • the number of grids is not limited to 5 ⁇ 5.
  • the transport device 102 includes a transport surface 204, a coil 207, a drive unit 208, a current detection unit 209, a control unit 210A, a storage unit 210B, and the like.
  • a plurality of holders 202 in which the sample container 201 containing the sample is erected are provided in the transport device 102.
  • a magnetic material 203 is provided on the bottom surface of each of the plurality of holders 202.
  • the magnetic material 203 is composed of permanent magnets such as neodymium and ferrite, but can also be composed of other magnets and soft magnetic materials, and can be appropriately combined.
  • the magnetic material 203 is provided on the lower surface of the holder 202, but it is desirable that the magnetic material 203 is provided on the lower surface from the viewpoint of efficiently exerting the conveying force of electromagnetic transportation.
  • the holder 202 having the magnetic body 203 slides on the transport surface 204.
  • a plurality of coils 207 composed of a columnar core 205 and a winding 206 wound around the core 205 are provided below the transfer surface 204.
  • the coil 207 constitutes each of a plurality of detection points for detecting the position of the magnetic body 203. Further, a plurality of transport paths are provided above the coil 207 so as to cover the coil 207.
  • a plurality of coils 207 provided inside the coil 207 are responsible for detecting the position of the magnetic body 203, and is also responsible for the transfer of the magnetic body 203, that is, the transfer of the sample.
  • the specifications of the coil 207 in the transport device 102 are the same for all the coils 207, but they do not necessarily have to be the same, and the shape and material of the core 205, the number of turns of the winding 206, and the like are appropriately adjusted. Can be changed.
  • a drive unit 208 is connected to the winding 206 of the coil 207 to allow a predetermined current to flow through the winding 206 by applying a predetermined voltage to the coil 207.
  • the coil 207 to which the voltage is applied by the drive unit 208 acts as an electromagnet and attracts the magnetic body 203 held by the holder 202 on the transport surface 204. After attracting the holder 202 by the coil 207, the voltage application to the coil 207 is stopped from the drive unit 208, and the voltage is applied to the different coil 207 adjacent to the coil 207 from the drive unit 208 in the same manner as described above.
  • the magnetic material 203 held in the holder 202 is attracted to the combined coil 207.
  • the sample contained in the sample container 201 held in the holder 202 provided with the magnetic material 203 is transported to the destination.
  • each of these coils 207 plays a role of transporting the magnetic body 203, that is, a role of transporting a sample, and also plays a role of detecting the position of the magnetic body 203.
  • inductance when a voltage is applied to the winding 206 (or coil 207) and a current is passed through it, a magnetic field is generated around it, and the generated magnetic flux is proportional to the current value passed. This proportionality constant is called inductance.
  • the magnetic flux (magnetic field) created by the magnetic body 203 is generated in the core 205. Therefore, the magnetic flux (magnetic field) generated by the magnetic body 203 and the magnetic flux (magnetic field) generated by the current flowing through the winding 206 are generated in the core 205. In particular, the magnitude of the magnetic flux generated in the core 205 changes depending on the relative positions of the magnetic body 203 and the coil 207.
  • the core 205 is made of a magnetic material, and the magnetic flux passing through the core 205 has the property of becoming difficult to pass as the magnetic flux increases. This property is known as magnetic saturation.
  • FIG. 4 is a waveform diagram for explaining a voltage waveform 60 applied to the winding 206 (coil 207) by the transport device 102 to detect the position of the holder 202 and a current waveform 70 corresponding thereto.
  • the current waveform 70a on the upper side of FIG. 4 changes to the current waveform 70b on the lower side of FIG. 4 due to the magnetic saturation of the core 205.
  • the current amplitude shown on the upper side of FIG. 4 is obtained.
  • the coil 207 is affected by the magnetic material 203 of the holder 202, for example, when the magnetic material 203 is directly above or near the coil 207, the current amplitude is as shown in the lower side of FIG. 4 It is larger than the upper side.
  • the current detection unit 209 detects the current flowing through the winding 206 (coil 207), and the control unit 210A estimates the position of the holder 202 using the current value.
  • the current detection unit 209 can estimate the position of the holder 202 by detecting the amplitude value of the current waveform (the amount of change in the rising / falling current of the position detection pulse).
  • the pulse size and pulse width of the voltage waveform 60 may be variable or fixed.
  • the current detection unit 209 may be a series resistance, for example, one using a current transformer, one using a Hall current sensor, or the like, but the present invention is not limited thereto.
  • the storage unit 210B shows the relationship between the amplitude of the current flowing through the first coil 207a when the second coil 207b is excited and the distance between the first coil 207a and the holder 202.
  • the coil 207 and the holder 202 It holds information 211 of the current amplitude depending on the distance.
  • the control unit 210A estimates the position of the holder 202 with reference to the current amplitude information 211 held in the storage unit 210B.
  • the position detection process may be executed by the control unit 210A or the control computer 101, but in this embodiment, the control computer 101 determines various settings for position detection. , It shall be executed by the control unit 210A.
  • control unit 210A calculates the current flowing through each winding 206 (coil 207) using various information such as the position information, speed information, and weight information of the holder 202, and sends a command signal to each drive unit 208. Is output.
  • the drive unit 208 applies a voltage to the corresponding winding 206 based on the command signal.
  • the information 211 of the relationship of the current amplitude depending on the distance between the coil 207 and the holder 202 held in the storage unit 210B as shown in FIG. 5 includes the pulse magnitude, pulse width, duty, and the like of the voltage waveform 60. , Depends on the conditions of the voltage applied to the winding 206 (coil 207). Since this voltage condition depends on the driving condition such as the thrust applied to the holder 202, various values can be taken.
  • the drive unit 208 is selected to apply a thrust (attractive force or repulsive force) to the holder 202.
  • a thrust attractive force or repulsive force
  • the holder 202 is adjacent to the coil 207 (first coil) one ahead of the first coil in the traveling direction.
  • a voltage of an arbitrary voltage value having a polarity opposite to the exciting current of the first coil is applied to the coil 207 (second coil).
  • the second coil is not limited to the coil 207 adjacent to the first coil in the traveling direction of the holder 202, but the coil 207 adjacent to the first coil and the coil excluding the front side in the traveling direction. It can be any one or more of 207.
  • the first voltage may be applied for both transporting and position detection of the holder 202, or may be applied exclusively for position detection, and is not particularly limited.
  • the current detection unit 209 detects the current value flowing through the winding 206 when the first voltage is applied to the coil 207 (first coil), and the control unit 210A flows through the winding 206 of the coil 207 (first coil). The position of the holder 202 is estimated based on the current value.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a voltage waveform 80a applied to the first coil and its current waveform 90a, and a voltage waveform 80b applied to the second coil and its current waveform 90b.
  • the second coil shows a state in which a voltage and current having characteristics opposite to those of the first coil are applied to the winding 206 (coil 207).
  • the second voltage applied by the drive unit 208 to the second coil for example, a pulse voltage can be used, and an arbitrary duty ratio can be adopted.
  • the current does not have to be direct current, but it is desirable that the duty ratio is substantially constant and the effective value is approximately constant.
  • the core 205 of the first coil is in a state where magnetic saturation is likely to occur. This is because when the second coil is excited with the opposite polarity, the magnetic flux generated in the core 205 of the first coil is generated in a direction in which the magnetic flux of the first coil itself is strengthened.
  • FIG. 7 shows the distance between the first coil and the holder when a pulse voltage is applied to the first coil and a voltage having a polarity opposite to that of the first coil is applied to the second coil adjacent to the first coil.
  • It is explanatory drawing which shows the relationship of the current amplitude.
  • the dotted line 211a is a graph when the second coil is not excited
  • the solid line 211b is a graph when the second coil is excited.
  • a predetermined pulse voltage is applied to the first coil in a state where the second coil adjacent to the traveling direction of the holder 202 of the first coil that generates thrust is excited with a polarity opposite to the exciting current of the first coil. Apply. Then, the distance between the first coil and the holder 202 is estimated based on the change in the current amplitude of the first coil. In the estimation, the solid line 211b, which is the information on the relationship between the distance between the first coil and the holder and the current amplitude, whose detection sensitivity is improved by the excitation of the second coil, which is illustrated in FIG. 7, is used.
  • FIGS. 8 to 10 are schematic views showing a method of exciting the coil 207 while the holder 202 is being conveyed. Each figure shows a top view of the transport surface 204 and an outline of the voltage and current waveforms of the coil 207.
  • FIG. 11 shows an operation example of FIGS. 8 to 10 in a flowchart.
  • the first coil 207a on the front side in the traveling direction of the holder 202 is excited to give thrust to the holder 202.
  • the second coil 207b adjacent to the first coil 207a in the traveling direction of the holder 202 is excited with the opposite polarity to the first coil 207a.
  • the second coil to which the second voltage is applied can be not only the coil 207b but also any of the coils 207c1 and 207c2. Further, two or more of these coils 207b, 207c1 and 207c2 can be used.
  • FIG. 9 is a schematic view showing an arrangement when the holder 202 approaches the first coil 207a, the amplitude of the current flowing through the first coil 207a increases, and the position of the holder 202 is detected by the control unit 210A.
  • the change in the amplitude of the current flowing through the first coil 207a when the holder 202 approaches the first coil 207a is conventional. Will be larger than.
  • the current waveform of the second coil 207b is stable until the current waveform of the first coil 207a is stable and the position of the holder 202 can be estimated. Further, it takes several milliseconds to several tens of milliseconds from applying a voltage to the winding 206 (or the coil 207) until the current waveform stabilizes.
  • the timing for exciting the second coil 207b is not particularly limited, but it is approximately the same as the timing for exciting the first coil 207a, or a predetermined timing, preferably 10 to 20 milliseconds before the timing for exciting the first coil 207a. Is desirable.
  • the current flowing through the second coil 207b excited in the opposite polarity may be due to a pulse voltage, current control, or a direct current.
  • a pulse voltage the magnitude, period, duty ratio, phase with respect to the pulse voltage applied to the first coil 207a, and the like may be arbitrary. It may also be controlled by software or hardware.
  • the duty ratio of the pulse voltage is substantially constant or the current is controlled so that the effective value of the current of the second coil 207b excited to the opposite polarity is substantially constant.
  • the first coil 207a and the second coil 207b are degaussed.
  • the timing of degaussing the first coil and the second coil does not have to be the same.
  • the polarity, duty, pulse width, etc. of the applied pulse voltage may be changed without explicitly providing a period for degaussing the second coil 207b. At this time, the pulse voltage can be quickly changed according to the operation of the control unit 210A.
  • the second coil 207b (new first coil) in the traveling direction of the holder 202 is excited by the pulse voltage of the voltage waveform 80b to give thrust to the holder 202.
  • the third coil 207c (new second coil) adjacent to the second coil 207b in the traveling direction of the holder 202 has a voltage waveform 80c having a polarity opposite to that of the second coil 207b (new first coil). And its current waveform is excited by the pulse voltage of 90c.
  • the holder 202 can be conveyed while improving the sensitivity of the position estimation of the holder 202 as compared with the conventional case.
  • the transfer device 102 that estimates the position of the holder 202 using the current flowing through the winding 206 (or the coil 207), the total number of the coils 207 to be excited increases as compared with the conventional case, but the holder 202 The position detection sensitivity (or detection accuracy) can be improved.
  • the drive unit 208 is first connected to a first coil 207a located on the front side in the traveling direction of the holder 202, which is selected for sucking or repelling the holder 202.
  • a voltage is applied to excite, and at least one of the coils 207 adjacent to the first coil 207a except for the front side in the traveling direction, the second coil 207b has a polarity opposite to that of the first voltage.
  • Two voltages are applied to excite, and the control unit 210A estimates the position of the holder 202 based on the current value flowing through the winding 206 of the first coil 207a.
  • the change in the amplitude of the current flowing through the first coil 207a can be made larger than before, and the temperature change, electromagnetic noise, variation in hardware characteristics, etc. can be caused. It is possible to suppress the influence as compared with the conventional case, and reduce the concern that the accuracy of position estimation and the sample transport operation may be affected. As a result, even in the sample transport method using the electromagnetic actuator, the sample can be transported more stably than in the conventional case, and a more reliable transport device can be realized.
  • the drive unit 208 advances the timing of applying the second voltage by a predetermined timing from the timing of applying the first voltage, the current waveform of the first coil 207a for estimating the position of the holder 202 is stable. By the time, the current waveform of the second coil 207b can be surely made stable, and the position of the holder 202 can be estimated with higher accuracy.
  • the drive unit 208 sequentially conveys the holder 202 to the target position by switching the first coil 207a, and switches the second coil 207b in accordance with the switching of the first coil 207a, thereby achieving highly accurate position detection.
  • the holder 202 can be transported to a stable destination.
  • the drive unit 208 can stabilize the second voltage more by setting the second voltage as a direct current flowing in a direction opposite to the first voltage or a pulse voltage, and with higher accuracy.
  • the position of the holder 202 can be estimated.
  • a storage unit 210B that holds the relationship between the amplitude of the current flowing through the first coil 207a when the second coil 207b is excited and the distance between the first coil 207a and the holder 202 is further provided, and in particular, the storage unit 210B is provided. It varies depending on the combination of different duty of the first voltage and the second voltage as the pulse voltage, by maintaining the relationship between the amplitude of the current flowing through the first coil 207a and the distance between the first coil 207a and the holder 202. It is possible to quickly execute highly accurate position estimation corresponding to various driving conditions.
  • the coils 207 are arranged in a grid pattern, flexible transport corresponding to various transport paths can be realized.
  • the current waveform of the first coil 207a can be stabilized in a state where the current waveform of the second coil 207b is surely stable, and the current waveform of the first coil 207a can be stabilized with higher accuracy.
  • the position of the holder 202 can be estimated.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a coil excitation method for estimating the position of the holder during transfer in the transfer device of the second embodiment.
  • the coil 207 at the end of the transport device 102 has a problem that the change (inclination) of the current amplitude becomes small in the information 211 of the relationship between the distance from the coil 207 to the holder 202 and the current amplitude shown in FIG. be.
  • the drive unit 208 determines whether or not to apply a second voltage when the position of the coil 207 used for estimating the position of the holder 202 is located at the end of the transfer device 102. A second voltage is applied to the second coil 207b depending on whether or not the determined second voltage is applied.
  • the first coil 207a in the second embodiment, in the coil 207a at the end of the transport device 102A, when the position of the holder 202 is estimated from the current value of the first coil 207a, the first coil 207a is moved toward the traveling direction of the holder 202. It is assumed that the second coil 207b of the adjacent transfer device 102B is excited with the opposite polarity to the first coil 207a. Therefore, when the holder 202 approaches the first coil 207a, the change in the amplitude of the current flowing through the first coil 207a becomes larger than before.
  • the first coil 207a on the front side in the traveling direction of the holder 202 is excited to give thrust to the holder 202.
  • the second coil 207b adjacent to the first coil 207a in the traveling direction of the holder 202 is excited with the opposite polarity to the first coil 207a.
  • the second coil to which the second voltage is applied can be not only the coil 207b but also any of the coils 207c1 and 207c2. Further, two or more of these coils 207b, 207c1 and 207c2 can be used.
  • the coil 207 at the end of the transfer device 102 which may affect the sensitivity of the position detection of the holder 202 and the transfer operation of the sample, is more stable than the conventional one. It is possible to provide a sample transport system capable of transporting a sample and a sample transport method.
  • Example 3 The sample transport system of Example 3 of the present invention and the sample transport method will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
  • 13 and 14 are diagrams showing an example of a coil excitation method for estimating the position of the holder when the holder is transported in the transport device of the third embodiment.
  • the sample transfer system 100 and the sample transfer method of the third embodiment have a configuration suitable for estimating the position of the holder 202 when the holder 202 is stopped.
  • FIG. 13 it is assumed that there are two holders 202A and 202B on the transport surface 204 of the transport device 102, and one holder 202A is just before stopping at the grid points of the coils 207 arranged in a grid pattern. It is assumed that the other holder 202B is being conveyed in a direction orthogonal to the holder 202A.
  • the grid points of the coils 207 arranged in a grid pattern are the stop positions of the holder 202.
  • the information 211 (see FIG. 7) of the relationship between the distance between the third coil 207c and the holder and the current amplitude when the adjacent second coil 207b is excited to the opposite polarity with a predetermined duty is stored in the storage unit. It can be held in advance by 210B and used when estimating the position of the holder 202B using the third coil 207c.
  • the position of the holder 202B is estimated using the third coil 207c, if the coils 207 on the left and right of the third coil 207c are excited with opposite polarities with respect to the traveling direction of the holder 202B, that is the case.
  • the relationship between the holder position and the current amplitude, which is appropriate according to the situation, is held in advance and used for the position estimation of the holder 202.
  • the adjacent coil 207 can be excited with the opposite polarity and used to improve the sensitivity of the position estimation.
  • the stop position is the grid points of the coils 207 arranged in a grid pattern, so that the stop position of the holder 202 is only in the traveling direction of the holder 202A.
  • the position estimation of the holder 202B using the third coil 207c can be applied to the conventional method, any of Examples 1 and 2, and the method described in this example.
  • sample transport system and sample transport method of Example 3 of the present invention also have almost the same effects as the sample transport system and sample transport method of Example 1 described above.

Abstract

駆動部２０８は、ホルダ２０２を吸引または反発させるために選択された、ホルダ２０２の進行方向前方側に位置する第１コイル２０７ａに第１電圧を印加して励起し、第１コイル２０７ａに隣接するコイル２０７のうち進行方向手前側を除くコイル２０７のうち少なくともいずれか一つ以上の第２コイル２０７ｂに第１電圧とは逆極性の第２電圧を印加して励磁し、制御部２１０Ａは、第１コイル２０７ａの巻線２０６に流れる電流値に基づいてホルダ２０２の位置を推定する。これにより、電磁アクチュエータを用いた搬送方式に対応した、従来に比べてより安定して検体を搬送することが可能となる検体搬送システム、および検体の搬送方法を提供する。

Description

検体搬送システム、および検体の搬送方法
　本発明は、例えば血液，血漿，血清，尿、その他の体液等の生体試料（以下検体と記載）の分析を行う検体分析装置や、分析前処理を行う検体前処理装置における検体搬送システム、および検体の搬送方法に関する。
　特許文献１には、被搬送物側に設けられた第１磁性体と、第２磁性体からなるコア、および前記コアの外周に巻かれた巻線を有する磁気回路と、前記磁気回路の前記巻線に電流を供給する駆動回路と、前記巻線に流れる電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部によって検出された電流値を基に、前記第１磁性体の位置を演算し、演算した前記第１磁性体の位置情報を基に前記駆動回路から前記巻線に供給する電流を制御する制御部と、を備えることが開示されている。
特開２０２０－１０６３５４号公報
　血液、尿などの生体サンプルである検体の分析を自動で行うための検体処理システムとして、検体の投入や遠心分離、分注処理、ラベリング処理などを行う検体前処理システムや、そのような検体前処理システムで処理された検体を分析する自動分析システムがある。
　従来から、検体前処理システムや自動分析システムでは、所定の処理や分析を行う機構に検体を搬送するために、ベルトコンベヤなどを用いた検体の搬送ラインを備えていた。この搬送ラインを検体搬送システム上に複数搭載することにより、所定の機構まで検体を搬送していた。
　近年、医療の高度化及び患者の高齢化によって、検体分析の重要性が高まっており、検体分析システムの分析処理能力を向上させるため、検体の高速搬送、大量搬送、同時搬送、及び、複数方向への搬送が要望されている。
　そのような搬送を実現する技術の一例として、電磁アクチュエータを用いた搬送方式がある。
　ここで、従来の電磁アクチュエータを用いた搬送方式では容器キャリア検出デバイスが複数必要となり、デバイスの故障による信頼性低下が懸念されていた。また、検出デバイスを配置するスペースが必要であり、小型化に限界があった。
　これに対し、特許文献１に記載された搬送方式では、電流検出部によって検出された電流値を用いて被搬送物側に設けられた第１磁性体の位置を演算する。このたため、検出デバイスに依存しないことから従来懸念されたような問題は生じない。
　しかしながら、本発明者らが鋭意検討した結果、特許文献１に記載の技術では、温度変化や電磁気学的なノイズ、ハード的な特性のばらつきなどの影響を受ける可能性があることから、位置情報の精度や検体の搬送動作に影響を及ぼす懸念があり、改善の余地があることが明らかとなった。
　本発明は、上記従来技術の問題点を改善し、電磁アクチュエータを用いた搬送方式に対応した、従来に比べてより安定して検体を搬送することが可能となる検体搬送システム、および検体の搬送方法を提供する。
　本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、磁性体が設けられており、検体が収容された検体容器が搭載可能な搬送容器を電磁力により吸引または反発させることで搬送する検体搬送システムであって、コア、および前記コアの外周側に巻かれている巻線を有する複数の磁極と、複数の前記磁極の前記巻線の各々に電圧を印加する駆動部と、前記巻線に流れる電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部で検出された電流値に基づいて前記搬送容器の位置を推定する位置検出部と、を備え、前記駆動部は、前記搬送容器を吸引または反発させるために選択された、前記搬送容器の進行方向前方側に位置する第１磁極に第１電圧を印加して励起し、前記第１磁極に隣接する磁極のうち進行方向手前側を除く磁極のうち少なくともいずれか一つ以上の第２磁極に前記第１電圧とは逆極性の第２電圧を印加して励磁し、前記位置検出部は、前記第１磁極の前記巻線に流れる電流値に基づいて前記搬送容器の位置を推定することを特徴とする。
　本発明によれば、電磁アクチュエータを用いた搬送方式に対応した、従来に比べてより安定して検体を搬送することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
本発明の実施例１の検体搬送システムの全体の構成を示す概略平面図である。 実施例１の搬送装置における搬送面上の搬送経路を示す上面図である。 実施例１の搬送装置の概略構成を示す側面断面図である。 実施例１の搬送装置がホルダの位置を検出するためにコイルに印加する電圧波形とそれに対応する電流波形とを説明するための波形図である。 隣接する磁極を励磁したときの磁極－ホルダ間距離（横軸）と電流振幅（縦軸）の関係を示すグラフである。 第１コイルの電圧、電流と、第２コイルの逆特性の電圧、電流の例を示す波形図である。 隣接する磁極を励磁したときの磁極－ホルダ間（横軸）と電流振幅（縦軸）の関係を示すグラフである。 実施例１の搬送装置において、ホルダの搬送時にその位置を推定するコイルの励磁方法の一例を示す図である。 実施例１の搬送装置において、ホルダの搬送時にその位置を推定するコイルの励磁方法の一例を示す図である。 実施例１の搬送装置において、ホルダの搬送時にその位置を推定するコイルの励磁方法の一例を示す図である。 実施例１の搬送装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施例２の搬送装置において、ホルダの搬送時にその位置を推定するコイルの励磁方法の一例を示す図である。 本発明の実施例３の搬送装置において、ホルダの搬送時にその位置を推定するコイルの励磁方法の一例を示す図である。 実施例３の搬送装置において、ホルダの搬送時にその位置を推定するコイルの励磁方法の一例を示す図である。
　以下に本発明の検体搬送システム、および検体の搬送方法の実施例を、図面を用いて説明する。
　なお、本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一、または類似の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。また、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。
　＜実施例１＞　
　本発明の検体搬送システム、および検体の搬送方法の実施例１について図１乃至図１１を用いて説明する。
　最初に、検体搬送システムの全体構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の実施例１に係る検体搬送システム１００の全体構成を示す平面図である。
　図１に示した本実施例１における検体搬送システム１００は、血液、尿などの検体の成分を自動で分析するための分析装置を備えたシステムである。
　検体搬送システム１００の主な構成要素は、血液、尿などの検体が収容された検体容器２０１（図２参照）が搭載されたホルダ２０２（図２参照）もしくは空ホルダを搬送する複数の搬送装置１０２（図１では１２個）、複数の分析装置１０３（図１では４個）、検体搬送システム１００を統合管理する制御用コンピュータ１０１である。
　分析装置１０３は、搬送装置１０２により搬送された検体の成分の定性・定量分析を行うためのユニットである。このユニットにおける分析項目は特に限定されず、生化学項目や免疫項目を分析する公知の自動分析装置の構成を採用することができる。更に、複数設ける場合に、同一仕様でも異なる仕様でもよく、特に限定されない。
　各々の搬送装置１０２は、ホルダ２０２に設けられた磁性体２０３（図２参照）とコイル２０７（図２参照）との相互作用によって搬送路上を滑走させることでホルダ２０２に搭載された検体を目的地まで搬送する装置である。その詳細は図２以降を用いて詳細に説明する。
　制御用コンピュータ１０１は、搬送装置１０２や分析装置１０３を含めたシステム全体の動作を制御するものであり、液晶ディスプレイ等の表示機器や入力機器、記憶装置、ＣＰＵ、メモリなどを有するコンピュータで構成される。制御用コンピュータ１０１による各機器の動作の制御は、記憶装置に記録された各種プログラムに基づき実行される。
　なお、制御用コンピュータ１０１で実行される動作の制御処理は、１つのプログラムにまとめられていても、それぞれが複数のプログラムに別れていてもよく、それらの組み合わせでもよい。また、プログラムの一部または全ては専用ハードウェアで実現してもよく、モジュール化されていても良い。
　なお、上述の図１では、分析装置１０３が４つ設けられている場合について説明しているが、分析装置の数は特に限定されず、１つ以上とすることができる。同様に、搬送装置１０２の数についても特に限定されず、１つ以上とすることができる。
　また、検体搬送システム１００には、検体に対する前処理や後処理を実行する各種検体前処理・後処理部を設けることができる。検体前処理・後処理部の詳細な構成は特に限定されず、公知の前処理装置の構成を採用することができる。この場合、分析装置１０３を必ずしも設ける必要はなく、ホルダ２０２を搬送する目的地が存在していればよい。
　次に、本実施例の搬送装置１０２の具体的な構成やその作動方法について図２乃至図１１を用いて説明する。
　図２は本実施例１の搬送装置における搬送面上の搬送経路を示す上面図、図３は搬送装置の概略構成を示す側面断面図、図４は搬送装置がホルダの位置を検出するためにコイルに印加する電圧波形とそれに対応する電流波形とを説明するための波形図、図５は隣接する磁極を励磁したときの磁極－ホルダ間距離（横軸）と電流振幅（縦軸）の関係を示すグラフ、図６は第１コイルの電圧、電流と、第２コイルの逆特性の電圧、電流の例を示す波形図、図７は隣接する磁極を励磁したときの磁極－ホルダ間（横軸）と電流振幅（縦軸）の関係を示すグラフ、図８乃至図１０は搬送装置において、ホルダの搬送時にその位置を推定するコイルの励磁方法の一例を示す図、図１１は搬送装置の動作例を示すフローチャートである。
　図２に示すように、搬送装置１０２の各々では、コイル２０７が５行５列の格子状に配列されて搬送経路を形成している。搬送面２０４上には、検体が収容された検体容器２０１が架設されたホルダ２０２が複数設けられている。なお、格子の数は５×５に限られない。
　また、図３に示すように、搬送装置１０２は、搬送面２０４、コイル２０７、駆動部２０８、電流検出部２０９、制御部２１０Ａ、記憶部２１０Ｂなどを備えている。
　図３において、検体が収容された検体容器２０１が架設されたホルダ２０２は、搬送装置１０２中に複数設けられている。複数のホルダ２０２の各々の底面部分には磁性体２０３が設けられている。
　磁性体２０３は、例えばネオジムやフェライトなどの永久磁石で構成されるが、その他の磁石および軟磁性体でも構成でき、それらを適宜組み合わせたものとすることができる。
　なお、ホルダ２０２の下面に磁性体２０３が設けられている必要はないが、電磁搬送の搬送力を効率的に作用させる観点から、下面に設けられていることが望ましい。
　磁性体２０３を有するホルダ２０２は、搬送面２０４の上を滑るように移動する。その搬送力を生成するために、搬送面２０４の下部には、円柱状のコア２０５、およびそのコア２０５の外周に巻かれた巻線２０６で構成されるコイル２０７が複数設けられている。このコイル２０７が、磁性体２０３の位置を検出する複数の検出点の各々を構成する。また、このコイル２０７を覆うようにその上方に搬送路が複数設けられる。
　本実施例の搬送装置１０２では、その内部に複数設けられているコイル２０７は、磁性体２０３の位置検出を担うとともに、磁性体２０３の搬送、すなわち検体の搬送を担っている。
　また本実施例では、搬送装置１０２内のコイル２０７の仕様は全てのコイル２０７で同一であるが、必ずしも同一である必要はなく、コア２０５の形状や材質、巻線２０６の巻き数などを適宜変えることができる。
　コイル２０７の巻線２０６には、コイル２０７に対して所定の電圧を印加することで所定の電流を巻線２０６に流す駆動部２０８が接続されている。この駆動部２０８によって電圧が印加されたコイル２０７は電磁石として働き、搬送面２０４上にあるホルダ２０２に有する磁性体２０３を引き付ける。コイル２０７によってホルダ２０２を引き付けた後に、コイル２０７への駆動部２０８より電圧印加を止め、コイル２０７と隣り合う異なったコイル２０７に前述と同様にして駆動部２０８より電圧を印加することで、隣り合ったコイル２０７にホルダ２０２に有する磁性体２０３を引き付ける。
　この手順を、搬送路を構成するすべてのコイル２０７で繰り返すことによって、磁性体２０３が設けられているホルダ２０２に保持された検体容器２０１内に収容された検体を目的地まで搬送する。
　更に、これらのコイル２０７の各々は、磁性体２０３の搬送、すなわち検体を搬送する役割を担っていることに加えて、磁性体２０３の位置を検出する役割も担っている。
　一般に、巻線２０６（あるいはコイル２０７）に電圧を印加して電流を流すと、その周りに磁場が発生し、生じる磁束は流した電流値に比例する。この比例定数はインダクタンスとよばれる。
　コイル２０７の付近にホルダ２０２があった場合、磁性体２０３が作る磁束（磁場）がコア２０５に発生する。したがって、コア２０５には、磁性体２０３による磁束（磁場）と、巻線２０６に流した電流によって生じる磁束（磁場）とが発生する。特に、磁性体２０３とコイル２０７の相対位置によってコア２０５に発生する磁束の大きさが変わることになる。
　一方、コア２０５は磁性体で構成されており、コア２０５を通る磁束は、磁束が大きくなると通りにくくなる性質がある。この特性は磁気飽和として知られている。
　このため、コア２０５などの磁性体を有した磁気回路では、コア２０５に発生した磁束が大きくなってコア２０５の飽和が発生すると、インダクタンスが小さくなる。つまり、磁性体２０３からの磁場が大きくなって、コア２０５に磁気飽和が起こると透磁率が小さくなるため、巻線２０６（コイル２０７）に流れる電流に変化が生じることになる。
　図４は、搬送装置１０２がホルダ２０２の位置を検出するために巻線２０６（コイル２０７）に印加する電圧波形６０とそれに対応する電流波形７０を説明するための波形図である。ホルダ２０２の磁性体２０３がコイル２０７に接近すると、コア２０５の磁気飽和によって図４上側の電流波形７０ａから図４下側の電流波形７０ｂに変化する。
　すなわち、コイル２０７がホルダ２０２の磁性体２０３による影響を受けない場合は、図４上側に示す電流振幅となる。一方、例えば、コイル２０７の真上や近傍に磁性体２０３がある場合のように、コイル２０７がホルダ２０２の磁性体２０３による影響を受ける場合は、図４下側に示すように電流振幅は図４上側より大きくなる。
　そこで、電流検出部２０９により巻線２０６（コイル２０７）を流れる電流を検出し、制御部２１０Ａにおいてその電流値を用いてホルダ２０２の位置を推定する。例えば、電流検出部２０９は、電流波形の振幅値（位置検出パルスの立ち上り／立ち下りの電流の変化量）を検出することによって、ホルダ２０２の位置を推定することができる。
　なお、電圧波形６０のパルスの大きさやパルス幅は可変でも固定でも構わない。また、電流検出部２０９は、直列抵抗や、たとえば、カレントトランスによるもの、ホール電流センサを用いたものなどが考えられるが、これらに限定するものではない。
　記憶部２１０Ｂは、図５に示すような、第２コイル２０７ｂを励磁した際に第１コイル２０７ａを流れる電流の振幅と第１コイル２０７ａとホルダ２０２の距離との関係を示すコイル２０７とホルダ２０２間距離に依存した電流振幅の情報２１１を保持している。制御部２１０Ａは、制御用コンピュータ１０１からの指令に基づいて、記憶部２１０Ｂに保持された電流振幅の情報２１１を参照してホルダ２０２の位置を推定する。
　なお、位置検出処理については、制御部２１０Ａで実行してもよいし、制御用コンピュータ１０１で実行してもよいが、本実施例では制御用コンピュータ１０１において位置検出の際の各種設定を決定し、制御部２１０Ａで実行するものとする。
　また、制御部２１０Ａは、ホルダ２０２の位置情報や速度情報、重量情報等の各種情報を用いて、各々の巻線２０６（コイル２０７）に流す電流を演算し、各々の駆動部２０８に指令信号を出力する。駆動部２０８はその指令信号に基づいて対応する巻線２０６に電圧を印加する。
　なお、図５に示したような、記憶部２１０Ｂに保持されているコイル２０７とホルダ２０２間距離に依存した電流振幅の関係の情報２１１は、電圧波形６０のパルスの大きさやパルス幅、デューティなど、巻線２０６（コイル２０７）に印加する電圧の条件に依存する。この電圧条件は、ホルダ２０２に与える推力などの駆動条件に依存するため、様々な値を取りうる。
　そのため、図５のコイル２０７とホルダ２０２間距離に依存した電流振幅の関係の情報２１１は、使用する可能性のある種々の電圧条件に対してそれぞれ複数保持しているのが望ましい。そのうえで、ホルダ２０２の駆動条件に応じて、適切な関係を選択し、ホルダ２０２の位置の推定に使用することができる。
　更に、本発明では、ホルダ２０２の搬送中に、その位置の検出感度（推定精度）を高くするために、駆動部２０８により、ホルダ２０２に推力（吸引力または反発力）を与えるために選択された、ホルダ２０２の進行方向前方側に位置するコイル２０７（第１コイル）に第１電圧を印加して励起することに加えて、ホルダ２０２の進行方向に、第１コイルの１つ先に隣接するコイル２０７（第２コイル）に第１コイルの励磁電流とは逆極性となる任意の電圧値の電圧を印加する。
　この際の第２コイルは、ホルダ２０２の進行方向にある、第１コイルの１つ先に隣接するコイル２０７のみに限定されず、第１コイルに隣接するコイル２０７、進行方向手前側を除くコイル２０７のいずれか一つ以上とすることができる。
　また、第１電圧は、ホルダ２０２の搬送用および位置検出用を兼ねて印加するものであっても、位置検出専用で印加するものであってもよく、特に限定されない。
　電流検出部２０９では、コイル２０７（第１コイル）に第１電圧を印加した際の巻線２０６に流れる電流値を検出し、制御部２１０Ａはコイル２０７（第１コイル）の巻線２０６に流れる電流値に基づいてホルダ２０２の位置を推定する。
　図６は、第１コイルに印加した電圧波形８０ａとその電流波形９０ａ、および第２コイルに印加した電圧波形８０ｂとその電流波形９０ｂの例を示す図である。図６に示すように、第２コイルには、第１コイルとは逆特性の電圧、電流が巻線２０６（コイル２０７）に印加された状態が示されている。
　ここで、駆動部２０８が第２コイルに印加する第２電圧は、例えばパルス電圧を用いることができ、任意のデューティ比を採用することができる。電流は直流でなくても構わないが、デューティ比を概略一定として実効値が概略一定とするのが望ましい。
　第２コイルを第１コイルに対して逆極性で励磁した結果、第１コイルのコア２０５は磁気飽和を起しやすい状態となる。これは第２コイルを逆極性で励磁したときに、第１コイルのコア２０５に発生する磁束が、第１コイル自身の磁束と強め合う向きに生じるためである。
　図７は、第１コイルにパルス電圧を印加し、かつ第１コイルに隣接する第２コイルに、第１コイルとは逆極性になる電圧を印加したときの、第１コイル－ホルダ間距離と電流振幅の関係を示す説明図である。ここで点線２１１ａは第２コイルを励磁しない場合、実線２１１ｂは第２コイルを励磁した場合のグラフである。
　図７に示すように、第２コイルを第１コイルの励磁電流とは逆極性で励磁した状態で第１コイルに所定のパルス電圧を印加すると、第１コイルの直上はもちろん、第１コイルから所定の距離を離れた位置にホルダ２０２があるときの電流振幅も相対的に大きくなり、第１コイルの電流振幅から推定するホルダ２０２の位置の検出感度（あるいは推定精度）が向上する。
　本発明では、推力を発生させる第１コイルのホルダ２０２の進行方向に隣接する第２コイルを、第１コイルの励磁電流とは逆極性で励磁した状態で、第１コイルに所定のパルス電圧を印加する。その後、第１コイルの電流振幅の変化に基づいて、第１コイルとホルダ２０２の距離を推定する。その推定の際には、図７に例示した、第２コイルの励磁によって検出感度が向上した第１コイル－ホルダ間距離と電流振幅の関係の情報である実線２１１ｂを利用する。
　このようにして、第１コイルのホルダ２０２の進行方向に隣接する第２コイルを励磁するため、ホルダ２０２から離れた距離にあることから推力に影響が及ぶことなく、ホルダ２０２の位置の検出感度（検出精度）を向上させることができる。
　以下、図８乃至図１０を用いて、ホルダ２０２の搬送時にその位置を推定する動作例を説明する。図８乃至図１０は、ホルダ２０２搬送中のコイル２０７の励磁方法を示した模式図である。それぞれの図には、搬送面２０４の上面図と、コイル２０７の電圧、電流波形の概要が示してある。図１１は、図８乃至図１０の動作例をフローチャートで示している。
　図８では、ホルダ２０２の進行方向前方側にある第１コイル２０７ａを励磁して、ホルダ２０２に推力を与えている。さらに、ホルダ２０２の進行方向に向かって第１コイル２０７ａに隣接する第２コイル２０７ｂを、第１コイル２０７ａに対して逆極性で励磁している。なお、第２電圧が印加される第２コイルは、コイル２０７ｂのみならず、コイル２０７ｃ１，２０７ｃ２のいずれかとすることができる。また、これらコイル２０７ｂ，２０７ｃ１，２０７ｃ２の２つ以上とすることができる。
　図９は、ホルダ２０２が第１コイル２０７ａに近づき、第１コイル２０７ａを流れる電流の振幅が大きくなり、制御部２１０Ａでホルダ２０２の位置を検出したときの配置を示す模式図である。
　本実施では、第２コイル２０７ｂを第１コイル２０７ａに対して逆極性で励磁しているため、ホルダ２０２が第１コイル２０７ａに近づいたときの第１コイル２０７ａを流れる電流の振幅の変化が従来よりも大きくなる。
　このようにして、温度変化や電磁気学的なノイズなどによる、位置推定の精度や検体の搬送動作に影響を及ぼす懸念が生じることを抑制して、従来に比べてより安定して検体を搬送することが可能となる。
　なお、第１コイル２０７ａの電流波形が安定して、ホルダ２０２の位置を推定可能になるまでに、第２コイル２０７ｂの電流波形が安定していること望まれる。また、巻線２０６（あるいはコイル２０７）に電圧を印可してから電流波形が安定するまでには数ミリ秒から数十ミリ秒の時間が掛かる。
　そのため、第２コイル２０７ｂを励磁するタイミングは特に限定されないが、第１コイル２０７ａと概略同じタイミングであるか、第１コイル２０７ａを励磁するタイミングより所定タイミング、望ましくは１０－２０ミリ秒前とすることが望ましい。
　なお、逆極性に励磁される第２コイル２０７ｂを流れる電流は、パルス電圧によるものであっても、電流制御によるものであっても、直流電流であっても構わない。パルス電圧の場合は、電圧の大きさ、周期、デューティ比、第１コイル２０７ａに印可したパルス電圧に対する位相などは、任意であって構わない。またソフトウェアあるいはハードウェアによって制御されていても構わない。
　また、逆極性に励磁する第２コイル２０７ｂの電流は、その実効値は概略一定となるように、パルス電圧のデューティ比を概略一定とする、あるいは電流制御することが望ましい。第１電圧と同様のパルス電圧制御を行う場合には、制御方法を変更する必要がないので実装が容易である。
　図９と図１０の間に、第１コイル２０７ａの電流値からホルダ２０２を検出した後、第１コイル２０７ａと第２コイル２０７ｂを消磁する。第１コイルと第２コイルとを消磁するタイミングは、特に同時である必要はない。また、第２コイル２０７ｂを消磁する期間を明示的に設けることなく、印加するパルス電圧の極性やデューティ、パルス幅などを変更しても構わない。このときパルス電圧は制御部２１０Ａの動作に応じて、速やかに変更することが可能である。
　図１０は、ホルダ２０２の進行方向にある第２コイル２０７ｂ（新たな第１コイル）を電圧波形８０ｂのパルス電圧にて励磁して、ホルダ２０２に推力を与えている。さらに、ホルダ２０２の進行方向に向かって第２コイル２０７ｂに隣接する第３コイル２０７ｃ（新たな第２コイル）を、第２コイル２０７ｂ（新たな第１コイル）に対して逆極性の電圧波形８０ｃとその電流波形９０ｃのパルス電圧で励磁している。
　このように図８乃至図１０に示した動作を継続することで、ホルダ２０２の位置推定の感度を従来よりも向上させつつ、ホルダ２０２を搬送することができる。
　以上によって、巻線２０６（あるいはコイル２０７）を流れる電流を用いてホルダ２０２の位置推定を行う搬送装置１０２において、従来の場合と比較して、励磁するコイル２０７の総数は増えるが、ホルダ２０２の位置の検出感度（あるいは検出精度）を向上することができる。
　次に、本実施例の効果について説明する。
　上述した本発明の実施例１の検体搬送システム１００では、駆動部２０８は、ホルダ２０２を吸引または反発させるために選択された、ホルダ２０２の進行方向前方側に位置する第１コイル２０７ａに第１電圧を印加して励起し、第１コイル２０７ａに隣接するコイル２０７のうち進行方向手前側を除くコイル２０７のうち少なくともいずれか一つ以上の第２コイル２０７ｂに第１電圧とは逆極性の第２電圧を印加して励磁し、制御部２１０Ａは、第１コイル２０７ａの巻線２０６に流れる電流値に基づいてホルダ２０２の位置を推定する。
　これによって、ホルダ２０２が第１コイル２０７ａに近づいたときの第１コイル２０７ａを流れる電流の振幅の変化を従来よりも大きくでき、温度変化や電磁気学的なノイズ、ハード的な特性のばらつきなどの影響を従来に比べて抑制し、位置推定の精度や検体の搬送動作に影響を及ぼす懸念が生じることを低減することができる。これにより、電磁アクチュエータを用いた検体の搬送方式においても、従来に比べてより安定して検体を搬送することができ、より信頼性の高い搬送装置を実現することができる。
　また、駆動部２０８は、第２電圧を印加するタイミングを、第１電圧を印加するタイミングより所定タイミングだけ早くするため、ホルダ２０２の位置を推定するための第１コイル２０７ａの電流波形が安定するまでに確実に第２コイル２０７ｂの電流波形が安定した状態にすることができ、より高い精度でのホルダ２０２の位置推定が可能となる。
　更に、駆動部２０８は、第１コイル２０７ａを切り替えることでホルダ２０２を目的位置まで順次搬送し、第１コイル２０７ａの切り替えにあわせて第２コイル２０７ｂを切り替えることで、高精度な位置検出により、安定した目的地までのホルダ２０２の搬送が可能となる。
　また、駆動部２０８は、第２電圧を、第１電圧とは逆極性となる向きに流れる直流電流、あるいはパルス電圧とすることにより、より第２電圧を安定させることができ、更に高い精度でのホルダ２０２の位置推定が可能となる。
　更に、第２コイル２０７ｂを励磁した際に第１コイル２０７ａを流れる電流の振幅と第１コイル２０７ａとホルダ２０２の距離との関係を保持する記憶部２１０Ｂを更に備えること、特に記憶部２１０Ｂは、パルス電圧とした第１電圧および第２電圧の異なるデューティの組み合わせ毎に、第１コイル２０７ａを流れる電流の振幅、第１コイル２０７ａとホルダ２０２の距離との関係を保持していることにより、様々な駆動条件に対応した高精度な位置推定を速やかに実行することができる。
　また、コイル２０７は、格子状に配列されていることで、様々な搬送経路に対応した柔軟な搬送を実現することができる。
　更に、所定タイミングを１０－２０ミリ秒の間で設定することにより、第２コイル２０７ｂの電流波形が確実に安定した状態において第１コイル２０７ａの電流波形を安定させることができ、更に高い精度でのホルダ２０２の位置推定が可能となる。
　＜実施例２＞
　本発明の実施例２の検体搬送システム、および検体の搬送方法について図１２を用いて説明する。図１２は本実施例２の搬送装置において、ホルダの搬送時にその位置を推定するコイルの励磁方法の一例を示す図である。
　図１２に示すように、本実施例２の検体搬送システム１００、および検体の搬送方法では、ホルダ２０２が搬送装置１０２間を跨ぐ際に、そのホルダ２０２の位置を推定する場合の制御について説明する。
　搬送装置１０２の端部にあるコイル２０７では、図５に示したコイル２０７からホルダ２０２の距離と電流振幅の関係の情報２１１において、その電流振幅の変化（傾き）が小さくなる、との課題がある。
　そこで、本実施例では、駆動部２０８は、ホルダ２０２の位置を推定するのに利用するコイル２０７の位置が、搬送装置１０２の端部に位置する場合に第２電圧を印加するか否かを判定し、判定された第２電圧の印加の有無に応じて第２コイル２０７ｂに第２電圧を印加する。
　すなわち、本実施例２では、搬送装置１０２Ａの端部にあるコイル２０７ａにおいて、第１コイル２０７ａの電流値からホルダ２０２の位置を推定する際、ホルダ２０２の進行方向に向かって第１コイル２０７ａに隣接する、搬送装置１０２Ｂの第２コイル２０７ｂを、第１コイル２０７ａに対して逆極性で励磁するものとする。このため、ホルダ２０２が第１コイル２０７ａに近づいたとき、第１コイル２０７ａを流れる電流の振幅の変化が従来よりも大きくなる。
　図１２では、ホルダ２０２の進行方向前方側にある第１コイル２０７ａを励磁して、ホルダ２０２に推力を与えている。さらに、ホルダ２０２の進行方向に向かって第１コイル２０７ａに隣接する第２コイル２０７ｂを、第１コイル２０７ａに対して逆極性で励磁している。なお、第２電圧が印加される第２コイルは、コイル２０７ｂのみならず、コイル２０７ｃ１，２０７ｃ２のいずれかとすることができる。また、これらコイル２０７ｂ，２０７ｃ１，２０７ｃ２の２つ以上とすることができる。
　以上により、ホルダ２０２の位置検出の感度、しいては検体の搬送動作に影響を及ぼす懸念がある搬送装置１０２の端部にあるコイル２０７において、本実施例によれば、従来に比べてより安定して検体を搬送することが可能となる検体搬送システム、および検体の搬送方法を提供することができる。
　その他の構成・動作は前述した実施例１の検体搬送システム、および検体の搬送方法と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。
　＜実施例３＞　
　本発明の実施例３の検体搬送システム、および検体の搬送方法について図１３および図１４を用いて説明する。図１３および図１４は本実施例３の搬送装置において、ホルダの搬送時にその位置を推定するコイルの励磁方法の一例を示す図である。
　本実施例３の検体搬送システム１００、および検体の搬送方法は、ホルダ２０２の停止時にその位置を推定する場合に好適な構成となっている。
　図１３において、搬送装置１０２の搬送面２０４上に２つのホルダ２０２Ａとホルダ２０２Ｂがあり、片方のホルダ２０２Ａは、格子状に配列されたコイル２０７の格子点に停止する直前だとする。もう片方のホルダ２０２Ｂは、前記ホルダ２０２Ａに直交する方向に搬送中であるとする。なお、格子状に配列されたコイル２０７の格子点がホルダ２０２の停止位置となる。
　このとき、片方のホルダ２０２Ａの進行方向に向かって第１コイル２０７ａに隣接する第２コイル２０７ｂを、第１コイル２０７ａに対して逆極性で励磁したときに、もう片方の搬送中のホルダ２０２Ｂの位置を検出するために、第２コイル２０７ｂのさらにその隣にある第３コイル２０７ｃを励磁すると、その電流の振幅の変化も従来よりも大きくなる。
　このような場合には、隣接する第２コイル２０７ｂを所定のデューティで逆極性に励磁したときの、第３コイル２０７ｃとホルダの距離と電流振幅の関係の情報２１１（図７参照）を記憶部２１０Ｂで予め保持しておき、第３コイル２０７ｃを用いたホルダ２０２Ｂの位置推定の際に使用することができる。
　つまり、第３コイル２０７ｃを用いたホルダ２０２Ｂの位置推定の際に、ホルダ２０２Ｂの進行方向に対して第３コイル２０７ｃの左右にあるコイル２０７が逆極性で励磁されている場合には、そのような状況に応じて適切なホルダ位置と電流振幅の関係を事前に保持して、ホルダ２０２の位置推定に使用する。これにより、ホルダ２０２Ａの停止時にその位置を推定する場合にも、隣接するコイル２０７を逆極性で励磁して、その位置推定の感度を向上するために利用することができる。
　また、あるいは図１４に示すように、ホルダ２０２の停止時には、その停止位置は格子状に配列されたコイル２０７の格子点となるので、ホルダ２０２の停止位置には、ホルダ２０２Ａの進行方向のみでなく、その左右にも隣接するコイル２０７が存在する。その中の少なくとも１つの第２コイル２０７ｂを逆極性で励磁することで、第１コイル２０７ａの電流振幅による位置推定の感度を向上するために利用することができる。
　この場合には、第３コイル２０７ｃを用いたホルダ２０２Ｂの位置推定は、従来の方法あるいは、実施例１乃至実施例２のいずれか、および本実施例に記載の方法を適用することができる。
　その他の構成・動作は前述した実施例１の検体搬送システム、および検体の搬送方法と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。
　本発明の実施例３の検体搬送システム、および検体の搬送方法においても、前述した実施例１の検体搬送システム、および検体の搬送方法とほぼ同様な効果が得られる。
　＜その他＞　
　なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
６０，８０ａ，８０ｂ，８０ｃ…電圧波形
７０，７０ａ，７０ｂ，９０ａ，９０ｂ，９０ｃ…電流波形
１００…検体搬送システム
１０１…制御用コンピュータ
１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ…搬送装置
１０３…分析装置
２０１…検体容器
２０２，２０２Ａ，２０２Ｂ…ホルダ（搬送容器）
２０３…磁性体
２０４…搬送面
２０５…コア
２０６…巻線
２０７，２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｃ１，２０７ｃ２…コイル（第１磁極、第２磁極）
２０８…駆動部
２０９…電流検出部
２１０Ａ…制御部（位置検出部）
２１０Ｂ…記憶部
２１１…磁極－ホルダ間距離と電流振幅の関係の情報
２１１ａ…点線
２１１ｂ…実線

Claims (12)

  1. 　磁性体が設けられており、検体が収容された検体容器が搭載可能な搬送容器を電磁力により吸引または反発させることで搬送する検体搬送システムであって、
    　コア、および前記コアの外周側に巻かれている巻線を有する複数の磁極と、
    　複数の前記磁極の前記巻線の各々に電圧を印加する駆動部と、
    　前記巻線に流れる電流値を検出する電流検出部と、
    　前記電流検出部で検出された電流値に基づいて前記搬送容器の位置を推定する位置検出部と、を備え、
    　前記駆動部は、
    　　前記搬送容器を吸引または反発させるために選択された、前記搬送容器の進行方向前方側に位置する第１磁極に第１電圧を印加して励起し、
    　　前記第１磁極に隣接する磁極のうち進行方向手前側を除く磁極のうち少なくともいずれか一つ以上の第２磁極に前記第１電圧とは逆極性の第２電圧を印加して励磁し、
    　前記位置検出部は、前記第１磁極の前記巻線に流れる電流値に基づいて前記搬送容器の位置を推定する
    　ことを特徴とする検体搬送システム。
  2. 　請求項１に記載の検体搬送システムにおいて、
    　前記駆動部は、前記第２電圧を印加するタイミングを前記第１電圧を印加するタイミングより所定タイミングだけ早くする
    　ことを特徴とする検体搬送システム。
  3. 　請求項１に記載の検体搬送システムにおいて、
    　前記駆動部は、
    　　前記第１磁極を切り替えることで前記搬送容器を目的位置まで順次搬送し、
    　　前記第１磁極の切り替えにあわせて前記第２磁極を切り替える
    　ことを特徴とする検体搬送システム。
  4. 　請求項１に記載の検体搬送システムにおいて、
    　前記駆動部は、前記第２電圧を、前記第１電圧とは逆極性となる向きに流れる直流電流、あるいはパルス電圧とする
    　ことを特徴とする検体搬送システム。
  5. 　請求項１に記載の検体搬送システムにおいて、
    　前記第２磁極を励磁した際に前記第１磁極を流れる電流の振幅と前記第１磁極と前記搬送容器の距離との関係を保持する記憶部を更に備える
    　ことを特徴とする検体搬送システム。
  6. 　請求項５に記載の検体搬送システムにおいて、
    　前記記憶部は、パルス電圧とした前記第１電圧および前記第２電圧の異なるデューティの組み合わせ毎に、前記第１磁極を流れる電流の振幅、前記第１磁極と前記搬送容器の距離との関係を保持している
    　ことを特徴とする検体搬送システム。
  7. 　請求項１に記載の検体搬送システムにおいて、
    　前記駆動部は、
    　前記搬送容器を搬送する際、特定の前記第１電圧が印加される際に前記第２電圧を前記第２磁極に印加する
    　ことを特徴とする検体搬送システム。
  8. 　請求項１に記載の検体搬送システムにおいて、
    　前記磁極は、格子状に配列されている
    　ことを特徴とする検体搬送システム。
  9. 　請求項１に記載の検体搬送システムにおいて、
    　前記駆動部は、前記位置検出部で検出された前記搬送容器の位置に応じて前記第２電圧を印加するか否かを判定し、判定された前記第２電圧の印加の有無に応じて前記第２磁極に前記第２電圧を印加する
    　ことを特徴とする検体搬送システム。
  10. 　請求項９に記載の検体搬送システムにおいて、
    　前記位置検出部で検出された前記搬送容器の位置を、端部に位置する磁極とする
    　ことを特徴とする検体搬送システム。
  11. 　請求項２に記載の検体搬送システムにおいて、
    　前記所定タイミングを１０－２０ミリ秒の間で設定する
    　ことを特徴とする検体搬送システム。
  12. 　磁性体を備えた搬送容器に搭載された検体が収容された検体容器を搬送する検体の搬送方法であって、
    　コア、および前記コアの外周側に巻かれている巻線を有する複数の磁極のうち、前記搬送容器を吸引または反発させるために選択された、前記搬送容器の進行方向前方側に位置する第１磁極に第１電圧を印加して励起し、
    　前記第１磁極に隣接する磁極のうち進行方向手前側を除く磁極のうち少なくともいずれか一つ以上の第２磁極に前記第１電圧とは逆極性の第２電圧を印加して励磁し、
    　前記第１磁極の前記巻線に流れる電流値に基づいて前記搬送容器の位置を推定する
    　ことを特徴とする検体の搬送方法。
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