WO2024252761A1 - 自動分析装置及びその制御方法 - Google Patents

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amplifier
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side switch
electrode
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由一 杉山
健太 綱島
裕人 田中
史弥 杉野
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    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0439—Rotary sample carriers, i.e. carousels

Definitions

  • the present invention relates to an automatic analyzer and a control method thereof.
  • Automatic analyzers use a technology that uses ultrasonic waves to stir samples and reagents in a reaction vessel without contact.
  • a piezoelectric element in the automatic analyzer is driven by an amplifier.
  • Patent Document 1 discloses an automatic analyzer in which an amplifier applies a voltage to one or more of multiple split electrodes provided on a piezoelectric element, driving the piezoelectric element to generate sound waves.
  • Patent Document 1 also discloses controlling a group of relays to connect the split electrodes to the amplifier during stirring operation, and to connect the constant temperature water side electrode to ground.
  • the constant temperature water side electrode in Patent Document 1 can be switched between being connected to ground and being connected to an impedance measurement circuit for detecting abnormalities. Furthermore, in the technology disclosed in Patent Document 1, only one piezoelectric element is envisioned to be driven. However, when there are multiple piezoelectric elements and only some of the piezoelectric elements are driven, if the constant temperature water side electrodes of the other piezoelectric elements are also connected to ground, leakage current will flow through the constant temperature water from the constant temperature water side electrodes of some of the piezoelectric elements to the constant temperature water side electrodes of the other piezoelectric elements. As a result, it is not possible to supply all of the output current of the amplifier to some of the piezoelectric elements, resulting in a problem of reduced ultrasonic intensity.
  • the object of the present invention is to provide an automatic analyzer that can generate ultrasonic waves from different piezoelectric elements without reducing the intensity of the ultrasonic waves.
  • the present invention provides an automatic analyzer including a piezoelectric element that generates ultrasonic waves, an amplifier that drives the piezoelectric element, a relay switch provided between the piezoelectric element and the amplifier, and a control unit that controls the amplifier and the relay switch, in which when a first piezoelectric element is driven, the control unit turns on the positive voltage side switch and the GND side switch of a first relay switch provided between the first piezoelectric element and the amplifier, and turns off the positive voltage side switch and the GND side switch of a second relay switch provided between a second piezoelectric element and the amplifier, and when the second piezoelectric element is driven, the control unit turns on the positive voltage side switch and the GND side switch of the second relay switch, and turns off the positive voltage side switch and the GND side switch of the first relay switch.
  • the present invention makes it possible to provide an automatic analyzer that can generate ultrasonic waves from different piezoelectric elements without reducing the strength of the ultrasonic waves.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an automatic analyzer according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 shows the configuration of a mixing unit and an amplifier and a control unit connected thereto.
  • FIG. 1 is a top view showing the positional relationship between a reaction container and a piezoelectric element in a thermostatic chamber of an automatic analyzer according to a first embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration for driving the piezoelectric element of an automatic analyzer according to a comparative example (when only the first piezoelectric element is driven);
  • FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration for driving the piezoelectric element of an automatic analyzer according to a comparative example (when only the second piezoelectric element is driven);
  • FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration for driving the piezoelectric element of the automatic analyzer according to the first embodiment (when only the first piezoelectric element is driven);
  • FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration for driving the piezoelectric element of the automatic analyzer according to the first embodiment (when only the second piezoelectric element is driven);
  • 1 is a time chart showing an operation when a plurality of piezoelectric elements are driven in the automatic analyzer according to the first embodiment;
  • FIG. 11 is a top view showing the positional relationship between a reaction container and a piezoelectric element in a thermostatic chamber of an automatic analyzer according to a second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration for driving the piezoelectric element of the automatic analyzer according to the second embodiment (when only the first piezoelectric element is driven);
  • FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration for driving the piezoelectric elements of the automatic analyzer according to the second embodiment (when only the third piezoelectric element is driven);
  • FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration for driving the piezoelectric element of the automatic analyzer according to the second embodiment (when only the second piezoelectric element is driven);
  • FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration for driving the piezoelectric elements of the automatic analyzer according to the second embodiment (when only the fourth piezoelectric element is driven);
  • a time chart showing the overall stirring operation by each piezoelectric element 10 is a time chart showing an operation when the first piezoelectric element and the third piezoelectric element are driven within a certain mixing time in the automatic analyzer according to the second embodiment.
  • 10 is a time chart showing an operation when the second piezoelectric element and the fourth piezoelectric element are driven within a certain mixing time in the automatic analyzer according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration for driving the piezoelectric element of the automatic analyzer according to the third embodiment (when only the first piezoelectric element is driven);
  • FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration for driving the piezoelectric element of the automatic analyzer according to the fourth embodiment (when only the first piezoelectric element is driven);
  • the automatic analyzer includes a sample storage unit 101, a reagent storage unit 102, a reaction unit 103, stirring units 104 and 105, an analysis unit 110, a cleaning unit 106, a sample dispensing mechanism 113, and a reagent dispensing mechanism 115.
  • the automatic analyzer further includes a control unit 4 (host computer) that is composed of electronic circuits and a memory device, and the operation of each unit and mechanism is controlled by this control unit 4.
  • the sample storage section 101 stores sample containers such as test tubes, and the sample containers contain samples 107.
  • the reaction section 103 is composed of a rotatable reaction disk, and reaction containers 30 (reaction cells) are arranged in a circular shape on the reaction disk.
  • the reaction disk also has a thermostatic bath that holds constant temperature water at a specified temperature, and the constant temperature water circulating in the thermostatic bath comes into contact with the reaction containers 30, thereby maintaining the reaction containers 30 at a specified temperature.
  • the sample dispensing mechanism 113 aspirates the amount of sample 107 required for analysis from the sample container and ejects the aspirated sample 107 into the reaction container 30 on the reaction section 103.
  • the reagent dispensing mechanism 115 aspirates the amount of reagent 116 required for analysis from the reagent storage section 102, and ejects the aspirated reagent 116 into the reaction container 30.
  • a plurality of stirring sections 104, 105 are arranged in a line on the outer periphery of the reaction disk, and each stirs the sample 107 and reagent 116 ejected into the reaction container 30.
  • the analysis unit 110 performs component analysis by measuring the absorbance of the reaction solution of the sample 107 and the reagent 116 in which the reaction has been promoted.
  • the washing unit 106 washes the reaction vessel 30 after the absorbance measurement has been completed.
  • the next sample 107 is dispensed by the sample dispensing mechanism 113 into the reaction vessel 30 washed by the washing unit 106, and the same sequence is repeated thereafter.
  • the stirring units 104 and 105 irradiate the reaction vessel 30 with ultrasonic waves, and use vibrations, acoustic flow, acoustic radiation pressure, etc. to stir the sample 107 and the reagent 116 in a non-contact manner.
  • the sample 107 and the reagent 116 are stirred efficiently, achieving high processing capacity.
  • constant temperature water is used as the liquid that mediates the sound waves, but water other than constant temperature water or liquids other than water may also be used.
  • sound waves other than ultrasonic waves may also be used.
  • FIG. 2 shows the configuration of the stirring section and the amplifier and control section connected thereto.
  • a vertical cross section along the radial direction of the reaction section 103 is shown, mainly for the stirring section 104.
  • the stirring section 104 will be used as an example for explanation, but the same applies to the stirring section 105.
  • the stirring section 104 includes a piezoelectric element 20 (first piezoelectric element 21) that generates ultrasonic waves, a jig 203 for attaching the piezoelectric element 20 to the thermostatic bath 117 (water bath), a reflector 209 that reflects ultrasonic waves transmitted through the reaction vessel 30, etc., toward the reaction vessel 30 (first reaction vessel 31), and a connector 201 that electrically connects the piezoelectric element 20 to the amplifier 2 side.
  • a piezoelectric element 20 first piezoelectric element 21
  • a jig 203 for attaching the piezoelectric element 20 to the thermostatic bath 117 (water bath)
  • a reflector 209 that reflects ultrasonic waves transmitted through the reaction vessel 30, etc., toward the reaction vessel 30 (first reaction vessel 31)
  • a connector 201 that electrically connects the piezoelectric element 20 to the amplifier 2 side.
  • the piezoelectric element 20 also has a split electrode 204 (positive voltage side electrode) that is provided on one side (air side) and in contact with the air, and a constant temperature water side electrode 205 (negative voltage side electrode) that is provided on the other side (constant temperature water side) and in contact with the constant temperature water 208. A part of the constant temperature water side electrode 205 is folded back to the air side along the lower end face of the piezoelectric element 20.
  • the split electrode 204 is split into multiple electrodes at different heights. In this embodiment, an example in which 13 split electrodes are provided (only a portion of which is shown in FIG. 2, etc.) is described, but the number of split electrodes is not limited to 13. Each split electrode is connected one-to-one to each pin of the connector 201.
  • the amplifier 2 is provided with an interface unit 202 that connects to the control unit 4, and the control unit 4 controls the amplifier 2 via this interface unit 202.
  • the amplifier 2 is also connected to the stirring unit 104 via a connector 201.
  • a relay group 10 (first relay switch 11) is disposed between the amplifier 2 and the connector 201.
  • the relay group 10 includes a plurality of switches, and the opening and closing of each switch is controlled by commands from the control unit 4.
  • the relay group 10 functions as a switch device that switches the connection between the amplifier 2 and each of the split electrodes 204 and the constant temperature water side electrode 205.
  • the control unit 4 detects the liquid level (liquid level height) of the liquid in the reaction vessel 30. Furthermore, the control unit 4 selects one or more split electrodes 204 at appropriate positions according to the liquid level position, and controls the relay group 10 to apply a voltage to the selected split electrodes 204. In this way, the position at which the ultrasonic waves are irradiated onto the reaction vessel 30 is adjusted.
  • control unit 4 of this embodiment applies a voltage to each divided electrode 204 via the amplifier 2.
  • the piezoelectric element 20 is driven to generate ultrasonic waves.
  • FIG. 3 is a top view showing the positional relationship between the reaction vessels and the piezoelectric elements in the thermostatic chamber of the automatic analyzer according to the first embodiment.
  • a plurality of reaction vessels including a first reaction vessel 31 and a second reaction vessel 32 are arranged in a circumferential direction in the thermostatic chamber 117, and a reaction disk turntable 108 is provided on the inner diameter side. As the turntable 108 rotates, the reaction vessels to be stirred move sequentially in the circumferential direction.
  • a first vibration plate 211 is provided on the inner diameter side of the first piezoelectric element 21.
  • the first vibration plate 211 is adhered to the GND electrode (negative voltage side electrode) of the first piezoelectric element 21, is in contact with the constant temperature water in the thermostatic bath 117, and faces the first reaction vessel 31.
  • the GND electrode is connected to the amplifier 2 via the GND electrode side terminal 213 and the GND side switch 112 described below.
  • the split electrode (positive voltage electrode) of the first piezoelectric element 21 is connected to the amplifier 2 via the split electrode side terminal 212 and the split side switch 111 described below.
  • the second piezoelectric element 22 is located adjacent to the first piezoelectric element 21 in the circumferential direction.
  • a second vibration plate 221 is provided on the inner diameter side of the second piezoelectric element 22.
  • the second vibration plate 221 is adhered to the GND electrode (negative voltage side electrode) of the second piezoelectric element 22, contacts the constant temperature water in the constant temperature bath 117, and faces the second reaction vessel 32.
  • the GND electrode is connected to the amplifier 2 via the GND electrode side terminal 223 and the GND side switch 122 described below.
  • the split electrode (positive voltage electrode) of the second piezoelectric element 22 is connected to the amplifier 2 via the split electrode side terminal 222 and the split side switch 121 described below.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the circuit configuration for driving the piezoelectric elements of an automatic analyzer according to a comparative example, with FIG. 4A showing the case where only the first piezoelectric element is driven, and FIG. 4B showing the case where only the second piezoelectric element is driven.
  • a first relay switch 18 is provided between the first piezoelectric element 21 and the first amplifier 2a, and a second relay switch 19 is provided between the second piezoelectric element 22 and the second amplifier 2b.
  • the first relay switch 18 has only a split side switch 151 that turns on/off the connection between the split electrode of the first piezoelectric element 21 and the first amplifier 2a.
  • the second relay switch 19 has only a split side switch 161 that turns on/off the connection between the split electrode of the second piezoelectric element 22 and the second amplifier 2b.
  • the control unit turns on the split side switch 151 of the first relay switch 18 and turns off the split side switch 161 of the second relay switch 19. Then, the first amplifier 2a applies a voltage to the split electrode of the first piezoelectric element 21, driving the first piezoelectric element 21. However, since the GND electrode of the first piezoelectric element 21 and the first vibration plate 211 that is bonded to the GND electrode and in contact with the constant temperature water are not insulated from the high driving voltage, the first vibration plate 211 has a potential.
  • a leakage current flows from the first vibration plate 211 of the first piezoelectric element 21 to the second vibration plate 221 of the second piezoelectric element 22 through the constant temperature water.
  • This leakage current flows through the second relay switch 19 to the frame GND terminal 41 of the second amplifier 2b. Because the frame GND terminal 41 is also connected to the first amplifier 2a, a feedback loop of the leaked current is formed. In other words, because a portion of the output current of the first amplifier 2a leaks and returns, it is not possible to supply all of the output current of the first amplifier 2a to the first piezoelectric element 21, and the strength of the ultrasonic waves decreases.
  • the control unit turns on the split side switch 161 of the second relay switch 19 and turns off the split side switch 151 of the first relay switch 18.
  • the second amplifier 2b applies a voltage to the split electrode of the second piezoelectric element 22, driving the second piezoelectric element 22.
  • the GND electrode of the second piezoelectric element 22 and the second vibration plate 221 which is bonded to the GND electrode and in contact with the constant temperature water, are not insulated from the high driving voltage, the second vibration plate 221 has a potential.
  • a leakage current flows from the second vibration plate 221 of the second piezoelectric element 22 to the first vibration plate 211 of the first piezoelectric element 21 through the constant temperature water.
  • This leakage current flows through the first relay switch 18 to the frame GND terminal 41 of the first amplifier 2a. Because the frame GND terminal 41 is also connected to the second amplifier 2b, a feedback loop of the leaked current is formed. In other words, because a portion of the output current of the second amplifier 2b leaks and returns, it is not possible to supply all of the output current of the second amplifier 2b to the second piezoelectric element 22, and the strength of the ultrasonic waves decreases.
  • a first amplifier 2a for driving the first piezoelectric element 21 and a second amplifier 2b for driving the second piezoelectric element 22 are provided separately. Therefore, component variations in the two amplifiers may cause differences in the characteristics of the ultrasonic waves, which may affect the analysis accuracy.
  • Figures 5A and 5B are diagrams showing the circuit configuration for driving the piezoelectric elements of the automatic analyzer according to Example 1, where Figure 5A shows the case where only the first piezoelectric element is driven, and Figure 5B shows the case where only the second piezoelectric element is driven.
  • Example 1 the first piezoelectric element 21 and the second piezoelectric element 22 are driven by a single common amplifier 2, so unlike the comparative example, the effects of component variations in the amplifier can be eliminated.
  • a first relay switch 11 is provided between the first piezoelectric element 21 and the amplifier 2, and a second relay switch 12 is provided between the second piezoelectric element 22 and the amplifier 2.
  • the first relay switch 11 has a split side switch 111 (positive voltage side switch) that turns ON/OFF the connection between the split electrode (positive voltage side electrode) of the first piezoelectric element 21 and the positive output electrode of the amplifier 2, and a GND side switch 112 (negative voltage side switch) that turns ON/OFF the connection between the GND electrode (negative voltage side electrode) of the first piezoelectric element and the negative output electrode of the amplifier 2.
  • the second relay switch 12 has a split side switch 121 (positive voltage side switch) that turns on/off the connection between the split electrode (positive voltage side electrode) of the second piezoelectric element 22 and the positive output electrode of the amplifier 2, and a GND side switch 122 (negative voltage side switch) that turns on/off the connection between the GND electrode (negative voltage side electrode) of the second piezoelectric element and the negative output electrode of the amplifier 2.
  • a split side switch 121 positive voltage side switch
  • GND side switch 122 negative voltage side switch
  • the control unit 4 turns ON the split side switch 111 and the GND side switch 112 of the first relay switch 11, and turns OFF the split side switch 121 and the GND side switch 122 of the second relay switch 12. Then, a voltage is applied to the split electrode of the first piezoelectric element 21 by the amplifier 2, driving the first piezoelectric element 21, and ultrasonic vibrations are transmitted into the first reaction vessel 31, stirring the sample and reagent.
  • the GND electrode of the first piezoelectric element 21 and the first vibration plate 211 which is adhered to the GND electrode and in contact with the constant temperature water, are not insulated from the high driving voltage, so the first vibration plate 211 has a potential.
  • the GND side switch 122 of the second relay switch 12 is OFF, there is no electrical continuity between the GND electrode attached to the second vibration plate 221 of the second piezoelectric element 22 and the negative output electrode of the amplifier 2, and no feedback loop through which leakage current flows is formed.
  • all of the output current of the amplifier 2 can be supplied to the first piezoelectric element 21, making it possible to suppress a decrease in the strength of the ultrasonic waves.
  • the control unit 4 turns ON the split side switch 121 and the GND side switch 122 of the second relay switch 12, and turns OFF the split side switch 111 and the GND side switch 112 of the first relay switch 11. Then, a voltage is applied to the split electrode of the second piezoelectric element 22 by the amplifier 2, driving the second piezoelectric element 22, and ultrasonic vibrations are transmitted into the second reaction vessel 32, stirring the sample and reagent.
  • the GND electrode of the second piezoelectric element 22 and the second vibration plate 221, which is adhered to the GND electrode and in contact with the constant temperature water, are not insulated from the high driving voltage, so the second vibration plate 221 has a potential.
  • the GND side switch 112 of the first relay switch 11 is OFF, there is no electrical continuity between the GND electrode attached to the first vibration plate 211 of the first piezoelectric element 21 and the negative output electrode of the amplifier 2, and no feedback loop through which leakage current flows is formed.
  • all of the output current of the amplifier 2 can be supplied to the second piezoelectric element 22, making it possible to suppress a decrease in the strength of the ultrasonic waves.
  • Figure 6 is a time chart showing the operation when multiple piezoelectric elements are driven in the automatic analyzer of Example 1.
  • the control unit 4 also outputs #1_DIVIDE (52), which is a signal to turn ON/OFF the split side switch 111 of the first relay switch 11, #1_GND (53), which is a signal to turn ON/OFF the GND side switch 112 of the first relay switch 11, #2_DIVIDE (54), which is a signal to turn ON/OFF the split side switch 121 of the second relay switch 12, and #2_GND (55), which is a signal to turn ON/OFF the GND side switch 122 of the second relay switch 12. Furthermore, the control unit 4 outputs the gain control POW_G2 (56), the gain control POW_G1 (57), and the gain control POW_G0 (58) as 3-bit gain control signals.
  • the control unit 4 repeatedly turns the drive voltage on and off at a predetermined duty ratio until a certain agitation time Tstr (e.g., 2 sec) has elapsed.
  • Tstr e.g. 2 sec
  • Thd e.g., 2 msec
  • the control unit 4 sets #2_Split (54) and #2_GND (55) to H in order to drive only the second piezoelectric element 22. Furthermore, when the setup time Tsu has elapsed, PWCNT (51) is set to H, causing the amplifier 2 to output a drive voltage, thereby driving the second piezoelectric element 22.
  • the switch idle time Tid e.g., 4 msec
  • #2_GND #2_GND
  • Tbst is one period of the burst signal
  • Ton is the ON time
  • Toff is the OFF time
  • the duty ratio is Ton/Tbst.
  • Tbst is 50 msec
  • Ton is 15 msec
  • Toff is 35 msec. Note that Tbst, Ton, and Toff are the same times for the first piezoelectric element 21 and the second piezoelectric element 22.
  • both the first piezoelectric element 21 and the second piezoelectric element 22 are driven in a time-division manner, within a fixed mixing time Tstr, mixing in the first reaction vessel 31 by the first piezoelectric element 21 and mixing in the second reaction vessel 32 by the second piezoelectric element 22 can be performed in parallel.
  • n piezoelectric elements may also be driven in a time-division manner with a multiple number of m (n ⁇ m). In that case, by driving at least m of the n piezoelectric elements in a time-division manner with a duty ratio of less than 100/m%, it becomes possible to mix m reaction vessels within a fixed mixing time.
  • Example 1 drives a total of two piezoelectric elements, the first piezoelectric element 21 and the second piezoelectric element 22, whereas Example 2 drives a total of four piezoelectric elements, the first piezoelectric element 21, the second piezoelectric element 22, the third piezoelectric element 23, and the fourth piezoelectric element.
  • Example 2 drives a total of four piezoelectric elements, the first piezoelectric element 21, the second piezoelectric element 22, the third piezoelectric element 23, and the fourth piezoelectric element.
  • the configuration for driving the first piezoelectric element 21 and the second piezoelectric element 22 is the same as in Example 1, and therefore the description will be omitted below as appropriate.
  • FIG. 7 is a top view showing the positional relationship between the reaction vessels and the piezoelectric elements in the thermostatic chamber of the automatic analyzer of Example 2.
  • a plurality of reaction vessels including a first reaction vessel 31, a second reaction vessel 32, a third reaction vessel 33, and a fourth reaction vessel 34 are arranged in a circumferential direction in the thermostatic chamber 117, and a turntable 108 of a reaction disk is provided on the inner diameter side.
  • the turntable 108 rotates, the reaction vessels to be stirred move sequentially in the circumferential direction.
  • the third piezoelectric element 23 is located adjacent to the second piezoelectric element 22 in the circumferential direction.
  • a third vibration plate 231 is provided on the inner diameter side of the third piezoelectric element 23.
  • the third vibration plate 231 is adhered to the GND electrode (negative voltage side electrode) of the third piezoelectric element 23, contacts the constant temperature water in the constant temperature bath 117, and faces the third reaction vessel 33.
  • the GND electrode is connected to the amplifier 2 via the GND electrode side terminal 233 and a GND side switch 132 described below.
  • the split electrode (positive voltage electrode) of the third piezoelectric element 23 is connected to the amplifier 2 via the split electrode side terminal 232 and a split side switch 131 described below.
  • the fourth piezoelectric element 24 is located adjacent to the third piezoelectric element 23 in the circumferential direction.
  • a fourth vibration plate 241 is provided on the inner diameter side of the fourth piezoelectric element 24.
  • the fourth vibration plate 241 is adhered to the GND electrode (negative voltage side electrode) of the fourth piezoelectric element 24, contacts the constant temperature water in the constant temperature bath 117, and faces the fourth reaction vessel 34.
  • the GND electrode is connected to the amplifier 2 via the GND electrode side terminal 243 and a GND side switch 142 described below.
  • the split electrode (positive voltage electrode) of the fourth piezoelectric element 24 is connected to the amplifier 2 via the split electrode side terminal 242 and a split side switch 141 described below.
  • Figures 8A to 8D are diagrams showing the circuit configuration for driving the piezoelectric elements of the automatic analyzer according to Example 2, with Figure 8A showing the case where only the first piezoelectric element is driven, Figure 8B showing the case where only the third piezoelectric element is driven, Figure 8C showing the case where only the second piezoelectric element is driven, and Figure 8D showing the case where only the fourth piezoelectric element is driven.
  • a third relay switch 13 is provided between the third piezoelectric element 23 and the amplifier 2, and a fourth relay switch 14 is provided between the fourth piezoelectric element 24 and the amplifier 2.
  • the third relay switch 13 has a split side switch 131 (positive voltage side switch) that turns ON/OFF the connection between the split electrode (positive voltage side electrode) of the third piezoelectric element 23 and the positive output electrode of the amplifier 2, and a GND side switch 132 (negative voltage side switch) that turns ON/OFF the connection between the GND electrode (negative voltage side electrode) of the third piezoelectric element and the negative output electrode of the amplifier 2.
  • the fourth relay switch 14 has a split side switch 141 (positive voltage side switch) that turns on/off the connection between the split electrode (positive voltage side electrode) of the fourth piezoelectric element 24 and the positive output electrode of the amplifier 2, and a GND side switch 142 (negative voltage side switch) that turns on/off the connection between the GND electrode (negative voltage side electrode) of the fourth piezoelectric element and the negative output electrode of the amplifier 2.
  • a split side switch 141 positive voltage side switch
  • GND side switch 142 negative voltage side switch
  • the control unit 4 turns ON the split side switch 111 and the GND side switch 112 of the first relay switch 11, and turns OFF the split side switch 121 and the GND side switch 122 of the second relay switch 12, the split side switch 131 and the GND side switch 132 of the third relay switch 13, and the split side switch 141 and the GND side switch 142 of the fourth relay switch 14. Then, the amplifier 2 applies a voltage to the split electrode of the first piezoelectric element 21, driving the first piezoelectric element 21, so that ultrasonic vibrations are transmitted into the first reaction vessel 31, and the sample and reagent are agitated.
  • the GND side switch 122 of the second relay switch 12, the GND side switch 132 of the third relay switch 13, and the GND side switch 142 of the fourth relay switch 14 are OFF. Therefore, the GND electrodes of the second piezoelectric element 22, the third piezoelectric element 23, and the fourth piezoelectric element 24 are not electrically connected to the negative output electrode of the amplifier 2, and no feedback loop through which leakage current flows is formed. As a result, all of the output current of the amplifier 2 can be supplied to the first piezoelectric element 21, making it possible to suppress a decrease in the strength of the ultrasonic waves.
  • the control unit 4 turns ON the split side switch 131 and the GND side switch 132 of the third relay switch 13, and turns OFF the split side switch 111 and the GND side switch 112 of the first relay switch 11, the split side switch 121 and the GND side switch 122 of the second relay switch 12, and the split side switch 141 and the GND side switch 142 of the fourth relay switch 14. Then, a voltage is applied to the split electrode of the third piezoelectric element 23 by the amplifier 2, and the third piezoelectric element 23 is driven, so that ultrasonic vibrations are transmitted into the third reaction vessel 33, and the sample and reagent are agitated.
  • the GND side switch 112 of the first relay switch 11, the GND side switch 122 of the second relay switch 12, and the GND side switch 142 of the fourth relay switch 14 are OFF. Therefore, the GND electrodes of the first piezoelectric element 21, the second piezoelectric element 22, and the fourth piezoelectric element 24 are not electrically connected to the negative output electrode of the amplifier 2, and no feedback loop is formed through which leakage current flows. As a result, all of the output current of the amplifier 2 can be supplied to the third piezoelectric element 23, making it possible to suppress a decrease in the strength of the ultrasonic waves.
  • the control unit 4 turns ON the split side switch 121 and the GND side switch 122 of the second relay switch 12, and turns OFF the split side switch 111 and the GND side switch 112 of the first relay switch 11, the split side switch 131 and the GND side switch 132 of the third relay switch 13, and the split side switch 141 and the GND side switch 142 of the fourth relay switch 14. Then, the amplifier 2 applies a voltage to the split electrode of the second piezoelectric element 22, driving the second piezoelectric element 22, so that ultrasonic vibrations are transmitted into the second reaction vessel 32, and the sample and reagent are agitated.
  • the GND side switch 112 of the first relay switch 11, the GND side switch 132 of the third relay switch 13, and the GND side switch 142 of the fourth relay switch 14 are OFF. Therefore, the GND electrodes of the first piezoelectric element 21, the third piezoelectric element 23, and the fourth piezoelectric element 24 are not electrically connected to the negative output electrode of the amplifier 2, and no feedback loop through which leakage current flows is formed. As a result, all of the output current of the amplifier 2 can be supplied to the second piezoelectric element 22, making it possible to suppress a decrease in the strength of the ultrasonic waves.
  • the control unit 4 turns ON the split side switch 141 and the GND side switch 142 of the fourth relay switch 14, and turns OFF the split side switch 111 and the GND side switch 112 of the first relay switch 11, the split side switch 121 and the GND side switch 122 of the second relay switch 12, and the split side switch 131 and the GND side switch 132 of the third relay switch 13. Then, the amplifier 2 applies a voltage to the split electrode of the fourth piezoelectric element 24, driving the fourth piezoelectric element 24, so that ultrasonic vibrations are transmitted into the fourth reaction vessel 34, and the sample and reagent are agitated.
  • the GND side switch 112 of the first relay switch 11, the GND side switch 122 of the second relay switch 12, and the GND side switch 132 of the third relay switch 13 are OFF. Therefore, the GND electrodes of the first piezoelectric element 21, the second piezoelectric element 22, and the third piezoelectric element 23 are not electrically connected to the negative output electrode of the amplifier 2, and no feedback loop is formed through which leakage current flows. As a result, all of the output current of the amplifier 2 can be supplied to the fourth piezoelectric element 24, making it possible to suppress a decrease in the strength of the ultrasonic waves.
  • FIG. 9 is a time chart showing the overall operation of stirring by each piezoelectric element.
  • the first piezoelectric element 21 and the third piezoelectric element 23, which are arranged every other element are driven until the stirring time Tstr has elapsed, and after a certain pause time Tid2, the second piezoelectric element 22 and the fourth piezoelectric element 24, which are arranged every other element, are driven.
  • the turntable rotates using a certain pause time Tid3, and the four reaction vessels to be the next targets of stirring are moved to positions facing each piezoelectric element.
  • FIG. 10 is a time chart showing the operation of the automatic analyzer according to Example 2 when the first piezoelectric element and the third piezoelectric element are driven within a certain mixing time.
  • control unit 4 in the second embodiment also outputs #3_DIVIDE (61), which is a signal that turns ON/OFF the split side switch 131 of the third relay switch 13, #3_GND (62), which is a signal that turns ON/OFF the GND side switch 132 of the third relay switch 13, #4_DIVIDE (63), which is a signal that turns ON/OFF the split side switch 141 of the fourth relay switch 14, and #4_GND (64), which is a signal that turns ON/OFF the GND side switch 142 of the fourth relay switch 14.
  • the control unit 4 sets #3_division (61) and #3_GND (62) to H in order to drive only the third piezoelectric element 23. Furthermore, when the setup time Tsu has elapsed, PWCNT (51) is set to H, causing the amplifier 2 to output a drive voltage and drive the third piezoelectric element 23.
  • the first piezoelectric element 21 is driven again, and the same operation is repeated until the mixing time Tstr is reached.
  • the mixing in the first reaction vessel 31 by the first piezoelectric element 21 and the mixing in the third reaction vessel 33 by the third piezoelectric element 23 can be performed in parallel within a certain mixing time Tstr.
  • FIG. 11 is a time chart showing the operation of the automatic analyzer according to the second embodiment when the second piezoelectric element and the fourth piezoelectric element are driven within a certain mixing time.
  • the control unit 4 sets #4_division (63) and #4_GND (64) to H in order to drive only the fourth piezoelectric element 24. Furthermore, when the setup time Tsu has elapsed, PWCNT (51) is set to H, causing the amplifier 2 to output a drive voltage and drive the fourth piezoelectric element 24.
  • the second piezoelectric element 22 is driven again, and the same operation is repeated until the mixing time Tstr is reached.
  • the mixing in the second reaction vessel 32 by the second piezoelectric element 22 and the mixing in the fourth reaction vessel 34 by the fourth piezoelectric element 24 can be performed in parallel within a certain mixing time Tstr.
  • FIG. 12 is a diagram showing a circuit configuration for driving the piezoelectric element of the automatic analyzer according to Example 3 (when only the first piezoelectric element is driven).
  • Example 3 uses a differential output amplifier 2d as the amplifier, and drives the piezoelectric element by a differential output signal.
  • the differential output amplifier 2d is suitable for driving piezoelectric elements.
  • the differential output amplifier 2d is equipped with an analog GND terminal 42, but similar to the first embodiment, if the GND side switch 122 of the second relay switch 12 is turned OFF when the first piezoelectric element 21 is driven, no current feedback to the analog GND terminal 42 occurs. In addition, no current feedback to the frame GND terminal 41 occurs. As a result, it is possible to suppress a decrease in the strength of the ultrasonic waves.
  • FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration for driving the piezoelectric element of the automatic analyzer according to Example 4 (when only the first piezoelectric element is driven).
  • Example 4 uses a single-ended output amplifier 2s as the amplifier, and drives the piezoelectric element with a single-ended output signal.
  • the single-ended output amplifier 2s also has an analog GND terminal 42, but similar to the first embodiment, if the GND side switch 122 of the second relay switch 12 is turned OFF when the first piezoelectric element 21 is driven, no current feedback occurs to the analog GND terminal 42. In addition, no current feedback occurs to the frame GND terminal 41. As a result, it is possible to suppress a decrease in the strength of the ultrasonic waves.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modified examples.
  • the above-described embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. It is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.

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Abstract

本発明の目的は、超音波の強度を低下させずに、異なる圧電素子から超音波を発生させることのできる自動分析装置を提供することにある。そのために、本発明は、超音波を発生させる圧電素子と、前記圧電素子を駆動する増幅器と、前記圧電素子と前記増幅器の間に設けられるリレースイッチと、前記増幅器及び前記リレースイッチを制御する制御部と、を備えた自動分析装置において、第１圧電素子が駆動される場合、前記制御部は、前記第１圧電素子と前記増幅器の間に設けられる第１リレースイッチにおける正電圧側スイッチ及びＧＮＤ側スイッチをＯＮし、第２圧電素子と前記増幅器の間に設けられる第２リレースイッチにおける正電圧側スイッチ及びＧＮＤ側スイッチをＯＦＦし、前記第２圧電素子が駆動される場合、前記制御部は、前記第２リレースイッチにおける正電圧側スイッチ及びＧＮＤ側スイッチをＯＮし、前記第１リレースイッチにおける正電圧側スイッチ及びＧＮＤ側スイッチをＯＦＦする。

Description

自動分析装置及びその制御方法
　本発明は、自動分析装置及びその制御方法に関する。
　自動分析装置では、超音波を照射することで、反応容器内の試料及び試薬を非接触で攪拌する技術が用いられている。超音波を生成するためには、自動分析装置における圧電素子を増幅器によって駆動させる。例えば、特許文献１には、圧電素子に設けられた複数の分割電極のうち１つ以上に対して、増幅器が電圧を印加することで、圧電素子を駆動し、音波を発生させる自動分析装置が開示されている。また、特許文献１には、リレー群を制御して、攪拌動作時には、分割電極と増幅器を接続し、恒温水側電極とグランドを接続することも開示されている。
特開２０２１－１９６３２９号公報
　特許文献１における恒温水側電極は、グランドに接続された状態と、異常検知のためのインピーダンス測定回路に接続された状態と、のどちらかに切り替えられる。また、特許文献１に開示の技術では、駆動させる圧電素子として想定されているのは１つのみである。しかし、圧電素子が複数あり、一部の圧電素子のみを駆動させる場合、その他の圧電素子の恒温水側電極もグランドに接続されていると、一部の圧電素子の恒温水側電極からその他の圧電素子の恒温水側電極へ、恒温水を介した漏洩電流が流れる。その結果、増幅器の出力電流の全てを一部の圧電素子へ供給することができず、超音波の強度が低下してしまう課題がある。
　本発明の目的は、超音波の強度を低下させずに、異なる圧電素子から超音波を発生させることのできる自動分析装置を提供することにある。
　前述の課題を解決するために、本発明は、超音波を発生させる圧電素子と、前記圧電素子を駆動する増幅器と、前記圧電素子と前記増幅器の間に設けられるリレースイッチと、前記増幅器及び前記リレースイッチを制御する制御部と、を備えた自動分析装置において、第１圧電素子が駆動される場合、前記制御部は、前記第１圧電素子と前記増幅器の間に設けられる第１リレースイッチにおける正電圧側スイッチ及びＧＮＤ側スイッチをＯＮし、第２圧電素子と前記増幅器の間に設けられる第２リレースイッチにおける正電圧側スイッチ及びＧＮＤ側スイッチをＯＦＦし、前記第２圧電素子が駆動される場合、前記制御部は、前記第２リレースイッチにおける正電圧側スイッチ及びＧＮＤ側スイッチをＯＮし、前記第１リレースイッチにおける正電圧側スイッチ及びＧＮＤ側スイッチをＯＦＦする。
　本発明によれば、超音波の強度を低下させずに、異なる圧電素子から超音波を発生させることのできる自動分析装置を提供が可能となる。
実施例１に係る自動分析装置の概略構成図 攪拌部の構成と、これに接続される増幅器及び制御部を示す図 実施例１に係る自動分析装置の恒温槽における反応容器と圧電素子の位置関係を示す上面図 比較例に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図（第１圧電素子のみを駆動させた場合） 比較例に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図（第２圧電素子のみを駆動させた場合） 実施例１に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図（第１圧電素子のみを駆動させた場合） 実施例１に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図（第２圧電素子のみを駆動させた場合） 実施例１に係る自動分析装置において、複数の圧電素子を駆動させるときの動作を示すタイムチャート 実施例２に係る自動分析装置の恒温槽における反応容器と圧電素子の位置関係を示す上面図 実施例２に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図（第１圧電素子のみを駆動させた場合） 実施例２に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図（第３圧電素子のみを駆動させた場合） 実施例２に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図（第２圧電素子のみを駆動させた場合） 実施例２に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図（第４圧電素子のみを駆動させた場合） 各圧電素子による攪拌の全体的な動作を示すタイムチャート 実施例２に係る自動分析装置において、一定の攪拌時間内に第１圧電素子及び第３圧電素子を駆動させるときの動作を示すタイムチャート 実施例２に係る自動分析装置において、一定の攪拌時間内に第２圧電素子及び第４圧電素子を駆動させるときの動作を示すタイムチャート 実施例３に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図（第１圧電素子のみを駆動させた場合） 実施例４に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図（第１圧電素子のみを駆動させた場合）
　以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
  図１は、実施例１に係る自動分析装置の概略構成図である。図１に示すように、自動分析装置は、試料格納部１０１と、試薬格納部１０２と、反応部１０３と、攪拌部１０４，１０５と、分析部１１０と、洗浄部１０６と、試料分注機構１１３と、試薬分注機構１１５と、を備える。また、図１では図示されていないが、自動分析装置は、さらに、電子回路や記憶装置により構成される制御部４（ホストコンピュータ）を備えており、この制御部４により各部及び各機構の動作が制御される。
　試料格納部１０１には、試験管等の試料容器が格納され、試料容器には試料１０７が入れられている。反応部１０３は、回転可能な反応ディスクで構成され、反応ディスク上の円周状に反応容器３０（反応セル）が配置される。また、反応ディスクは、指定された温度の恒温水を保持する恒温槽を有しており、恒温槽内を循環する恒温水が反応容器３０と接触することで、反応容器３０が所定の温度に保たれている。試料分注機構１１３は、分析に必要な量の試料１０７を試料容器内から吸引し、吸引した試料１０７を反応部１０３上の反応容器３０内に吐出する。試薬分注機構１１５は、分析に必要な量の試薬１１６を試薬格納部１０２から吸引し、吸引した試薬１１６を反応容器３０内に吐出する。複数の攪拌部１０４，１０５は、反応ディスクの外周側に並べて設けられ、それぞれ反応容器３０内に吐出された試料１０７及び試薬１１６を攪拌する。分析部１１０は、反応が促進された試料１０７と試薬１１６の反応液について、その吸光度を計測することにより成分分析する。洗浄部１０６は、吸光度の計測が終了した反応容器３０を洗浄する。洗浄部１０６で洗浄された反応容器３０には、次の試料１０７が試料分注機構１１３によって分注され、以降、同様のシーケンスが繰り返される。
　ここで、攪拌部１０４，１０５は、反応容器３０へ超音波を照射し、振動、音響流動、音響放射圧等を利用して、試料１０７と試薬１１６の攪拌を非接触で実現する。複数の攪拌部を設けることで、試料１０７と試薬１１６の攪拌を効率的に行い、高い処理能力を実現している。なお、本実施形態では、音波を媒介する液体として、恒温水を用いるが、恒温水以外の水でも良いし、水以外の液体でも良い。また、試料１０７と試薬１１６に振動等が与えられるならば、超音波以外の音波であっても構わない。
　図２は、攪拌部の構成と、これに接続される増幅器及び制御部を示す図である。図２においては、主に攪拌部１０４について、反応部１０３の径方向に沿った鉛直方向断面を示している。また、以下では、攪拌部１０４を例に挙げて説明するが、攪拌部１０５についても、同様である。
　図２に示すように、攪拌部１０４は、超音波を発生させる圧電素子２０（第１圧電素子２１）と、圧電素子２０を恒温槽１１７（水槽）に取り付けるための治具２０３と、反応容器３０等を透過してきた超音波を反応容器３０（第１反応容器３１）に向けて反射させる反射板２０９と、圧電素子２０と増幅器２側とを電気的に接続するコネクタ２０１と、を備える。また、圧電素子２０は、一方の面（空気側面）に設けられて空気と接触する分割電極２０４（正電圧側電極）と、他方の面（恒温水側面）に設けられて恒温水２０８と接触する恒温水側電極２０５（負電圧側電極）と、を有する。なお、恒温水側電極２０５の一部は、圧電素子２０の下側の端面に沿って空気側面に折り返されている。
　分割電極２０４は、異なる高さ位置に複数の電極として分割されている。本実施形態では、１３個の分割電極を設けた例（図２等では一部のみを示す）について説明するが、分割電極の個数は１３個に限られない。各分割電極は、それぞれコネクタ２０１の各ピンに一対一で接続される。
　増幅器２には、制御部４と接続するインターフェース部２０２が設けられており、制御部４は、このインターフェース部２０２を介して増幅器２を制御する。また、増幅器２は、コネクタ２０１を介して攪拌部１０４と接続されている。さらに、増幅器２と、コネクタ２０１との間には、リレー群１０（第１リレースイッチ１１）が配置されている。リレー群１０は、複数のスイッチを備え、制御部４からの指令で各スイッチの開閉が制御される。すなわち、リレー群１０は、増幅器２と、各分割電極２０４及び恒温水側電極２０５との接続を切り替えるスイッチ装置として機能する。
　制御部４は、反応容器３０内の液体の液面位置（液面高さ）を検知する。さらに、制御部４は、液面位置に合わせて、適切な位置の分割電極２０４を１つ以上選択し、選択した分割電極２０４に電圧を印加するようリレー群１０を制御する。このようにして、反応容器３０への超音波の照射位置が調整される。
　このように、本実施形態の制御部４は、増幅器２を介して各分割電極２０４に電圧を印加する。各分割電極２０４に電圧が印加されると、圧電素子２０が駆動し、超音波が発生する。
　図３は、実施例１に係る自動分析装置の恒温槽における反応容器と圧電素子の位置関係を示す上面図である。図３に示すように、恒温槽１１７内には、第１反応容器３１及び第２反応容器３２を含む複数の反応容器が周方向に並んで配置され、その内径側には、反応ディスクのターンテーブル１０８が設けられている。ターンテーブル１０８が回転することで、攪拌の対象となる反応容器が周方向に順次移動する。
　第１圧電素子２１の内径側の側面には、第１振動板２１１が設けられている。第１振動板２１１は、第１圧電素子２１のＧＮＤ電極（負電圧側電極）に接着され、恒温槽１１７内の恒温水と接触し、第１反応容器３１と対面している。ＧＮＤ電極は、ＧＮＤ電極側端子２１３及び後述のＧＮＤ側スイッチ１１２を経由して増幅器２と接続される。また、第１圧電素子２１の分割電極（正電圧電極）は、分割電極側端子２１２及び後述の分割側スイッチ１１１を経由して増幅器２と接続される。
　第２圧電素子２２は、第１圧電素子２１の周方向に隣接した位置にある。第２圧電素子２２の内径側の側面には、第２振動板２２１が設けられている。第２振動板２２１は、第２圧電素子２２のＧＮＤ電極（負電圧側電極）に接着され、恒温槽１１７内の恒温水と接触し、第２反応容器３２と対面している。ＧＮＤ電極は、ＧＮＤ電極側端子２２３及び後述のＧＮＤ側スイッチ１２２を経由して増幅器２と接続される。また、第２圧電素子２２の分割電極（正電圧電極）は、分割電極側端子２２２及び後述の分割側スイッチ１２１を経由して増幅器２と接続される。
　次に、圧電素子を駆動するための回路構成について、説明する。実施例１に係る自動分析装置の回路構成を説明する前に、比較例に係る自動分析装置の回路構成を説明する。
　図４Ａ及び図４Ｂは、比較例に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図であり、図４Ａは第１圧電素子のみを駆動させた場合、図４Ｂは第２圧電素子のみを駆動させた場合、をそれぞれ示している。
　第１圧電素子２１と第１増幅器２ａの間には第１リレースイッチ１８が設けられ、第２圧電素子２２と第２増幅器２ｂの間には第２リレースイッチ１９が設けられる。第１リレースイッチ１８は、第１圧電素子２１の分割電極と第１増幅器２ａとの接続をＯＮ／ＯＦＦする分割側スイッチ１５１のみを有する。第２リレースイッチ１９は、第２圧電素子２２の分割電極と第２増幅器２ｂとの接続をＯＮ／ＯＦＦする分割側スイッチ１６１のみを有する。
　まず、図４Ａに示すように、第１圧電素子２１のみを駆動させる場合、制御部は、第１リレースイッチ１８の分割側スイッチ１５１をＯＮし、第２リレースイッチ１９の分割側スイッチ１６１をＯＦＦする。すると、第１増幅器２ａによって、第１圧電素子２１の分割電極に電圧が印加され、第１圧電素子２１が駆動する。しかし、第１圧電素子２１のＧＮＤ電極と、ＧＮＤ電極に接着されて恒温水と接触している第１振動板２１１とは、高い駆動電圧に対して絶縁されていないため、第１振動板２１１は電位を有する。したがって、第１圧電素子２１の第１振動板２１１から、第２圧電素子２２の第２振動板２２１へ、恒温水を介した漏洩電流が流れる。この漏洩電流は、第２リレースイッチ１９を経由して、第２増幅器２ｂのフレームＧＮＤ端子４１に流れる。フレームＧＮＤ端子４１は、第１増幅器２ａにも接続されているため、漏洩した電流の帰還ループが形成される。すなわち、第１増幅器２ａの出力電流の一部が漏洩して帰還するため、第１増幅器２ａの出力電流の全てを第１圧電素子２１へ供給することはできず、超音波の強度が低下してしまう。
　次に、図４Ｂに示すように、第２圧電素子２２のみを駆動させる場合、制御部は、第２リレースイッチ１９の分割側スイッチ１６１をＯＮし、第１リレースイッチ１８の分割側スイッチ１５１をＯＦＦする。すると、第２増幅器２ｂによって、第２圧電素子２２の分割電極に電圧が印加され、第２圧電素子２２が駆動する。しかし、第２圧電素子２２のＧＮＤ電極と、ＧＮＤ電極に接着されて恒温水と接触している第２振動板２２１とは、高い駆動電圧に対して絶縁されていないため、第２振動板２２１は電位を有する。したがって、第２圧電素子２２の第２振動板２２１から、第１圧電素子２１の第１振動板２１１へ、恒温水を介した漏洩電流が流れる。この漏洩電流は、第１リレースイッチ１８を経由して、第１増幅器２ａのフレームＧＮＤ端子４１に流れる。フレームＧＮＤ端子４１は、第２増幅器２ｂにも接続されているため、漏洩した電流の帰還ループが形成される。すなわち、第２増幅器２ｂの出力電流の一部が漏洩して帰還するため、第２増幅器２ｂの出力電流の全てを第２圧電素子２２へ供給することはできず、超音波の強度が低下してしまう。
　さらに、比較例では、第１圧電素子２１を駆動するための第１増幅器２ａと、第２圧電素子２２を駆動するための第２増幅器２ｂと、が別々に設けられている。したがって、２台の増幅器の部品バラツキにより、超音波の特性に差異を生じ、結果として分析精度に影響を及ぼす可能性もある。
　次に、実施例１に係る自動分析装置の回路構成を説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、実施例１に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図であり、図５Ａは第１圧電素子のみを駆動させた場合、図５Ｂは第２圧電素子のみを駆動させた場合、をそれぞれ示している。
　実施例１では、第１圧電素子２１及び第２圧電素子２２が、共通の１台の増幅器２によって駆動されるため、比較例と異なり、増幅器の部品バラツキによる影響を無くすことができる。
　第１圧電素子２１と増幅器２の間には第１リレースイッチ１１が設けられ、第２圧電素子２２と増幅器２の間には第２リレースイッチ１２が設けられる。第１リレースイッチ１１は、第１圧電素子２１の分割電極（正電圧側電極）と増幅器２の正側出力電極との接続をＯＮ／ＯＦＦする分割側スイッチ１１１（正電圧側スイッチ）と、第１圧電素子のＧＮＤ電極（負電圧側電極）と増幅器２の負側出力電極との接続をＯＮ／ＯＦＦするＧＮＤ側スイッチ１１２（負電圧側スイッチ）と、を有する。第２リレースイッチ１２は、第２圧電素子２２の分割電極（正電圧側電極）と増幅器２の正側出力電極との接続をＯＮ／ＯＦＦする分割側スイッチ１２１（正電圧側スイッチ）と、第２圧電素子のＧＮＤ電極（負電圧側電極）と増幅器２の負側出力電極との接続をＯＮ／ＯＦＦするＧＮＤ側スイッチ１２２（負電圧側スイッチ）と、を有する。
　まず、図５Ａに示すように、第１圧電素子２１のみを駆動させる場合、制御部４は、第１リレースイッチ１１の分割側スイッチ１１１及びＧＮＤ側スイッチ１１２をＯＮし、第２リレースイッチ１２の分割側スイッチ１２１及びＧＮＤ側スイッチ１２２をＯＦＦする。すると、増幅器２によって、第１圧電素子２１の分割電極に電圧が印加され、第１圧電素子２１が駆動するため、超音波振動が第１反応容器３１内に伝わり、試料と試薬が攪拌される。このとき、第１圧電素子２１のＧＮＤ電極と、ＧＮＤ電極に接着されて恒温水と接触している第１振動板２１１とは、高い駆動電圧に対して絶縁されていないため、第１振動板２１１は電位を有する。しかし、第２リレースイッチ１２のＧＮＤ側スイッチ１２２がＯＦＦであるため、第２圧電素子２２の第２振動板２２１に接着されているＧＮＤ電極と、増幅器２の負側出力電極とは導通せず、漏洩電流が流れる帰還ループは形成されない。その結果、増幅器２の出力電流の全てを第１圧電素子２１へ供給でき、超音波の強度低下を抑制することが可能となる。
　次に、図５Ｂに示すように、第２圧電素子２２のみを駆動させる場合、制御部４は、第２リレースイッチ１２の分割側スイッチ１２１及びＧＮＤ側スイッチ１２２をＯＮし、第１リレースイッチ１１の分割側スイッチ１１１及びＧＮＤ側スイッチ１１２をＯＦＦする。すると、増幅器２によって、第２圧電素子２２の分割電極に電圧が印加され、第２圧電素子２２が駆動するため、超音波振動が第２反応容器３２内に伝わり、試料と試薬が攪拌される。このとき、第２圧電素子２２のＧＮＤ電極と、ＧＮＤ電極に接着されて恒温水と接触している第２振動板２２１とは、高い駆動電圧に対して絶縁されていないため、第２振動板２２１は電位を有する。しかし、第１リレースイッチ１１のＧＮＤ側スイッチ１１２がＯＦＦであるため、第１圧電素子２１の第１振動板２１１に接着されているＧＮＤ電極と、増幅器２の負側出力電極とは導通せず、漏洩電流が流れる帰還ループは形成されない。その結果、増幅器２の出力電流の全てを第２圧電素子２２へ供給でき、超音波の強度低下を抑制することが可能となる。
　次に、増幅器２が第１圧電素子２１及び第２圧電素子を駆動するときの動作について、説明する。図６は、実施例１に係る自動分析装置において、複数の圧電素子を駆動させるときの動作を示すタイムチャートである。
　制御部４は、パワー制御信号であるＰＷＣＮＴ（５１）により、増幅器２の出力をＯＮ／ＯＦＦし、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈの場合、圧電素子を駆動する電圧が出力され、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｌの場合、駆動電圧は出力されない。また、制御部４は、第１リレースイッチ１１の分割側スイッチ１１１をＯＮ／ＯＦＦする信号である＃１＿分割（５２）、第１リレースイッチ１１のＧＮＤ側スイッチ１１２をＯＮ／ＯＦＦする信号である＃１＿ＧＮＤ（５３）、第２リレースイッチ１２の分割側スイッチ１２１をＯＮ／ＯＦＦする信号である＃２＿分割（５４）、第２リレースイッチ１２のＧＮＤ側スイッチ１２２をＯＮ／ＯＦＦする信号である＃２＿ＧＮＤ（５５）、を出力する。さらに、制御部４は、３ビットの利得制御信号として、利得制御ＰＯＷ＿Ｇ２（５６）、利得制御ＰＯＷ＿Ｇ１（５７）、利得制御ＰＯＷ＿Ｇ０（５８）、を出力する。ＰＯＷ＿Ｇ２（５６）＝Ｈ、ＰＯＷ＿Ｇ１（５７）＝Ｈ、利得制御ＰＯＷ＿Ｇ０（５８）＝Ｈ、つまり１０進数で７が最小利得であり、ＰＯＷ＿Ｇ２（５６）＝Ｌ、ＰＯＷ＿Ｇ１（５７）＝Ｌ、利得制御ＰＯＷ＿Ｇ０（５８）＝Ｌ、つまり１０進数で０が最大利得である。第１圧電素子２１を駆動する＃１攪拌のときは、ＰＯＷ＿Ｇ２（５６）＝Ｌ、ＰＯＷ＿Ｇ１（５７）＝Ｈ、利得制御ＰＯＷ＿Ｇ０（５８）＝Ｈ、すなわち、利得設定値＝３（１０進数）とする。第２圧電素子２２を駆動する＃２攪拌のときは、ＰＯＷ＿Ｇ２（５６）＝Ｈ、ＰＯＷ＿Ｇ１（５７）＝Ｌ、利得制御ＰＯＷ＿Ｇ０（５８）＝Ｌ、すなわち、利得設定値＝４（１０進数）とする。
　図６に示すように、まず、制御部４は、第１圧電素子２１のみを駆動するために、＃１＿分割（５２）、＃１＿ＧＮＤ（５３）をＨにし、＃２＿分割（５４）、＃２＿ＧＮＤ（５５）をＬにし、利得制御信号はＰＯＷ＿Ｇ２（５６）＝Ｌ、ＰＯＷ＿Ｇ１（５７）＝Ｈ、ＰＯＷ＿Ｇ０（５８）＝Ｈにする。その状態で、セットアップ時間Ｔｓｕ（例えば２ｍｓｅｃ）の経過後、制御部４は、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈにして、増幅器２から駆動電圧を出力させ、第１圧電素子２１を駆動する。
　ここで、超音波振動により反応容器内の試料と試薬を攪拌させるためには、バースト信号を圧電素子に出力し、反応容器内の液体に旋回流を発生させる必要がある。したがって、制御部４は、一定の攪拌時間Ｔｓｔｒ（例えば２ｓｅｃ）が経過するまで、所定のデューティ比で駆動電圧のＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。
　ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈになってから（増幅器２の出力がＯＮになってから）所定時間Ｔｏｎが経過すると、制御部４は、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｌにする（増幅器２の出力をＯＦＦにする）。さらに、第１リレースイッチ１１の接点メイク状態（ＯＮ）を維持するホールド時間Ｔｈｄ（例えば２ｍｓｅｃ）が経過すると、制御部４は、＃１＿分割（５２）、＃１＿ＧＮＤ（５３）をＬにして、第１圧電素子２１の駆動を終了する。
　その後、第１リレースイッチ１１と第２リレースイッチ１２が共に接点ブレーク状態（ＯＦＦ）であるスイッチアイドル時間Ｔｉｄ（例えば４ｍｓｅｃ）が経過すると、制御部４は、第２圧電素子２２のみを駆動するために、＃２＿分割（５４）、＃２＿ＧＮＤ（５５）をＨにする。さらに、セットアップ時間Ｔｓｕが経過すると、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈにして、増幅器２から駆動電圧を出力させ、第２圧電素子２２を駆動する。
　ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈになってから（増幅器２の出力がＯＮになってから）所定時間Ｔｏｎが経過すると、制御部４は、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｌにする（増幅器２の出力をＯＦＦにする）。さらに、ホールド時間Ｔｈｄが経過すると、制御部４は、＃２＿分割（５４）、＃２＿ＧＮＤ（５５）をＬにして、第２圧電素子２２の駆動を終了する。
　以降は、再び第１圧電素子２１が駆動し、攪拌時間Ｔｓｔｒになるまで、同様の動作が繰り返される。
　図６において、Ｔｂｓｔはバースト信号の１周期、ＴｏｎはＯＮ時間、ＴｏｆｆはＯＦＦ時間であり、デューティ比はＴｏｎ／Ｔｂｓｔとなる。ここで、第１圧電素子２１と第２圧電素子２２のデューティ比を共に５０％未満とすることで、一方の圧電素子がＯＦＦの間に、他方の圧電素子をＯＮさせることができ、処理能力が向上する。反応容器の大きさや液量にも寄るが、攪拌の効率を考慮すると、デューティ比を３０％程度にするのが望ましく、例えば、Ｔｂｓｔを５０ｍｓｅｃ、Ｔｏｎを１５ｍｓｅｃ、Ｔｏｆｆを３５ｍｓｅｃとする。なお、Ｔｂｓｔ、Ｔｏｎ及びＴｏｆｆは、第１圧電素子２１と第２圧電素子２２とで同じ時間とする。
　このように、第１圧電素子２１と第２圧電素子２２の両方が時分割で駆動されるので、一定の攪拌時間Ｔｓｔｒ内に、第１圧電素子２１による第１反応容器３１内の攪拌と、第２圧電素子２２による第２反応容器３２内の攪拌と、を並行して行える。なお、本実施例では、２個の圧電素子を多重数＝２の時分割で駆動する例を説明したが、３以上のｎ個の圧電素子を多重数＝ｍ（ｎ≧ｍ）の時分割で駆動しても良い。その場合、ｎ個の圧電素子のうち少なくともｍ個の圧電素子を、１００／ｍ％未満のデューティ比で時分割駆動することで、一定の攪拌時間内にｍ個の反応容器の攪拌が可能となる。
  次に、実施例２に係る自動分析装置について説明する。実施例１は、第１圧電素子２１及び第２圧電素子２２の合計２個の圧電素子を駆動するものであったが、実施例２は、第１圧電素子２１、第２圧電素子２２、第３圧電素子２３及び第４圧電素子の合計４個の圧電素子を駆動するものである。実施例２における４個の圧電素子のうち、第１圧電素子２１及び第２圧電素子２２を駆動するための構成は、実施例１と同様であるため、以下、説明を適宜省略する。
　図７は、実施例２に係る自動分析装置の恒温槽における反応容器と圧電素子の位置関係を示す上面図である。図７に示すように、恒温槽１１７内には、第１反応容器３１、第２反応容器３２、第３反応容器３３及び第４反応容器３４を含む複数の反応容器が周方向に並んで配置され、その内径側には、反応ディスクのターンテーブル１０８が設けられている。ターンテーブル１０８が回転することで、攪拌の対象となる反応容器が周方向に順次移動する。
　第３圧電素子２３は、第２圧電素子２２の周方向に隣接した位置にある。第３圧電素子２３の内径側の側面には、第３振動板２３１が設けられている。第３振動板２３１は、第３圧電素子２３のＧＮＤ電極（負電圧側電極）に接着され、恒温槽１１７内の恒温水と接触し、第３反応容器３３と対面している。ＧＮＤ電極は、ＧＮＤ電極側端子２３３及び後述のＧＮＤ側スイッチ１３２を経由して増幅器２と接続される。また、第３圧電素子２３の分割電極（正電圧電極）は、分割電極側端子２３２及び後述の分割側スイッチ１３１を経由して増幅器２と接続される。
　第４圧電素子２４は、第３圧電素子２３の周方向に隣接した位置にある。第４圧電素子２４の内径側の側面には、第４振動板２４１が設けられている。第４振動板２４１は、第４圧電素子２４のＧＮＤ電極（負電圧側電極）に接着され、恒温槽１１７内の恒温水と接触し、第４反応容器３４と対面している。ＧＮＤ電極は、ＧＮＤ電極側端子２４３及び後述のＧＮＤ側スイッチ１４２を経由して増幅器２と接続される。また、第４圧電素子２４の分割電極（正電圧電極）は、分割電極側端子２４２及び後述の分割側スイッチ１４１を経由して増幅器２と接続される。
　次に、実施例２に係る自動分析装置の回路構成を説明する。図８Ａ～図８Ｄは、実施例２に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図であり、図８Ａは第１圧電素子のみを駆動させた場合、図８Ｂは第３圧電素子のみを駆動させた場合、図８Ｃは第２圧電素子のみを駆動させた場合、図８Ｄは第４圧電素子のみを駆動させた場合、をそれぞれ示している。
　第３圧電素子２３と増幅器２の間には第３リレースイッチ１３が設けられ、第４圧電素子２４と増幅器２の間には第４リレースイッチ１４が設けられる。第３リレースイッチ１３は、第３圧電素子２３の分割電極（正電圧側電極）と増幅器２の正側出力電極との接続をＯＮ／ＯＦＦする分割側スイッチ１３１（正電圧側スイッチ）と、第３圧電素子のＧＮＤ電極（負電圧側電極）と増幅器２の負側出力電極との接続をＯＮ／ＯＦＦするＧＮＤ側スイッチ１３２（負電圧側スイッチ）と、を有する。第４リレースイッチ１４は、第４圧電素子２４の分割電極（正電圧側電極）と増幅器２の正側出力電極との接続をＯＮ／ＯＦＦする分割側スイッチ１４１（正電圧側スイッチ）と、第４圧電素子のＧＮＤ電極（負電圧側電極）と増幅器２の負側出力電極との接続をＯＮ／ＯＦＦするＧＮＤ側スイッチ１４２（負電圧側スイッチ）と、を有する。
　まず、図８Ａに示すように、第１圧電素子２１のみを駆動させる場合、制御部４は、第１リレースイッチ１１の分割側スイッチ１１１及びＧＮＤ側スイッチ１１２をＯＮし、第２リレースイッチ１２の分割側スイッチ１２１及びＧＮＤ側スイッチ１２２、第３リレースイッチ１３の分割側スイッチ１３１及びＧＮＤ側スイッチ１３２、第４リレースイッチ１４の分割側スイッチ１４１及びＧＮＤ側スイッチ１４２をＯＦＦする。すると、増幅器２によって、第１圧電素子２１の分割電極に電圧が印加され、第１圧電素子２１が駆動するため、超音波振動が第１反応容器３１内に伝わり、試料と試薬が攪拌される。このとき、第２リレースイッチ１２のＧＮＤ側スイッチ１２２、第３リレースイッチ１３のＧＮＤ側スイッチ１３２及び第４リレースイッチ１４のＧＮＤ側スイッチ１４２はＯＦＦである。したがって、第２圧電素子２２、第３圧電素子２３及び第４圧電素子２４のＧＮＤ電極と、増幅器２の負側出力電極とは導通せず、漏洩電流が流れる帰還ループは形成されない。その結果、増幅器２の出力電流の全てを第１圧電素子２１へ供給でき、超音波の強度低下を抑制することが可能となる。
　次に、図８Ｂに示すように、第３圧電素子２３のみを駆動させる場合、制御部４は、第３リレースイッチ１３の分割側スイッチ１３１及びＧＮＤ側スイッチ１３２をＯＮし、第１リレースイッチ１１の分割側スイッチ１１１及びＧＮＤ側スイッチ１１２、第２リレースイッチ１２の分割側スイッチ１２１及びＧＮＤ側スイッチ１２２、第４リレースイッチ１４の分割側スイッチ１４１及びＧＮＤ側スイッチ１４２をＯＦＦする。すると、増幅器２によって、第３圧電素子２３の分割電極に電圧が印加され、第３圧電素子２３が駆動するため、超音波振動が第３反応容器３３内に伝わり、試料と試薬が攪拌される。このとき、第１リレースイッチ１１のＧＮＤ側スイッチ１１２、第２リレースイッチ１２のＧＮＤ側スイッチ１２２及び第４リレースイッチ１４のＧＮＤ側スイッチ１４２はＯＦＦである。したがって、第１圧電素子２１、第２圧電素子２２及び第４圧電素子２４のＧＮＤ電極と、増幅器２の負側出力電極とは導通せず、漏洩電流が流れる帰還ループは形成されない。その結果、増幅器２の出力電流の全てを第３圧電素子２３へ供給でき、超音波の強度低下を抑制することが可能となる。
　また、図８Ｃに示すように、第２圧電素子２２のみを駆動させる場合、制御部４は、第２リレースイッチ１２の分割側スイッチ１２１及びＧＮＤ側スイッチ１２２をＯＮし、第１リレースイッチ１１の分割側スイッチ１１１及びＧＮＤ側スイッチ１１２、第３リレースイッチ１３の分割側スイッチ１３１及びＧＮＤ側スイッチ１３２、第４リレースイッチ１４の分割側スイッチ１４１及びＧＮＤ側スイッチ１４２をＯＦＦする。すると、増幅器２によって、第２圧電素子２２の分割電極に電圧が印加され、第２圧電素子２２が駆動するため、超音波振動が第２反応容器３２内に伝わり、試料と試薬が攪拌される。このとき、第１リレースイッチ１１のＧＮＤ側スイッチ１１２、第３リレースイッチ１３のＧＮＤ側スイッチ１３２及び第４リレースイッチ１４のＧＮＤ側スイッチ１４２はＯＦＦである。したがって、第１圧電素子２１、第３圧電素子２３及び第４圧電素子２４のＧＮＤ電極と、増幅器２の負側出力電極とは導通せず、漏洩電流が流れる帰還ループは形成されない。その結果、増幅器２の出力電流の全てを第２圧電素子２２へ供給でき、超音波の強度低下を抑制することが可能となる。
　さらに、図８Ｄに示すように、第４圧電素子２４のみを駆動させる場合、制御部４は、第４リレースイッチ１４の分割側スイッチ１４１及びＧＮＤ側スイッチ１４２をＯＮし、第１リレースイッチ１１の分割側スイッチ１１１及びＧＮＤ側スイッチ１１２、第２リレースイッチ１２の分割側スイッチ１２１及びＧＮＤ側スイッチ１２２、第３リレースイッチ１３の分割側スイッチ１３１及びＧＮＤ側スイッチ１３２をＯＦＦする。すると、増幅器２によって、第４圧電素子２４の分割電極に電圧が印加され、第４圧電素子２４が駆動するため、超音波振動が第４反応容器３４内に伝わり、試料と試薬が攪拌される。このとき、第１リレースイッチ１１のＧＮＤ側スイッチ１１２、第２リレースイッチ１２のＧＮＤ側スイッチ１２２及び第３リレースイッチ１３のＧＮＤ側スイッチ１３２はＯＦＦである。したがって、第１圧電素子２１、第２圧電素子２２及び第３圧電素子２３のＧＮＤ電極と、増幅器２の負側出力電極とは導通せず、漏洩電流が流れる帰還ループは形成されない。その結果、増幅器２の出力電流の全てを第４圧電素子２４へ供給でき、超音波の強度低下を抑制することが可能となる。
　次に、増幅器２が第１圧電素子２１～第４圧電素子２４を駆動するときの動作について、説明する。
  図９は、各圧電素子による攪拌の全体的な動作を示すタイムチャートである。本実施例では、４つ並んだ圧電素子のうち、第１圧電素子２１と１つ飛びの第３圧電素子２３を攪拌時間Ｔｓｔｒが経過するまで駆動し、一定の休止時間Ｔｉｄ２の後に、第２圧電素子２２と１つ飛びの第４圧電素子２４を駆動する。第１圧電素子２１～第４圧電素子２４による第１反応容器３１～第４反応容器３４の攪拌が終了すると、一定の休止時間Ｔｉｄ３を利用してターンテーブルが回転し、次の攪拌対象となる４つの反応容器が、各圧電素子の対面する位置に移動する。
　図１０は、実施例２に係る自動分析装置において、一定の攪拌時間内に第１圧電素子及び第３圧電素子を駆動させるときの動作を示すタイムチャートである。
　実施例２の制御部４は、実施例１と同様の信号の他、第３リレースイッチ１３の分割側スイッチ１３１をＯＮ／ＯＦＦする信号である＃３＿分割（６１）、第３リレースイッチ１３のＧＮＤ側スイッチ１３２をＯＮ／ＯＦＦする信号である＃３＿ＧＮＤ（６２）、第４リレースイッチ１４の分割側スイッチ１４１をＯＮ／ＯＦＦする信号である＃４＿分割（６３）、第４リレースイッチ１４のＧＮＤ側スイッチ１４２をＯＮ／ＯＦＦする信号である＃４＿ＧＮＤ（６４）、も出力する。
　図１０に示すように、まず、制御部４は、第１圧電素子２１のみを駆動するために、＃１＿分割（５２）、＃１＿ＧＮＤ（５３）をＨにし、＃２＿分割（５４）、＃２＿ＧＮＤ（５５）、＃３＿分割（６１）、＃３＿ＧＮＤ（６２）、＃４＿分割（６３）、＃４＿ＧＮＤ（６４）をＬにし、利得制御信号はＰＯＷ＿Ｇ２（５６）＝Ｌ、ＰＯＷ＿Ｇ１（５７）＝Ｈ、ＰＯＷ＿Ｇ０（５８）＝Ｈにする。その状態で、セットアップ時間Ｔｓｕの経過後、制御部４は、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈにして、増幅器２から駆動電圧を出力させ、第１圧電素子２１を駆動する。
　ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈになってから所定時間Ｔｏｎが経過すると、制御部４は、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｌにする。さらに、ホールド時間Ｔｈｄが経過すると、制御部４は、＃１＿分割（５２）、＃１＿ＧＮＤ（５３）をＬにして、第１圧電素子２１の駆動を終了する。
　その後、スイッチアイドル時間Ｔｉｄが経過すると、制御部４は、第３圧電素子２３のみを駆動するために、＃３＿分割（６１）、＃３＿ＧＮＤ（６２）をＨにする。さらに、セットアップ時間Ｔｓｕが経過すると、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈにして、増幅器２から駆動電圧を出力させ、第３圧電素子２３を駆動する。
　ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈになってから所定時間Ｔｏｎが経過すると、制御部４は、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｌにする。さらに、ホールド時間Ｔｈｄが経過すると、制御部４は、＃３＿分割（６１）、＃３＿ＧＮＤ（６２）をＬにして、第３圧電素子２３の駆動を終了する。
　以降は、再び第１圧電素子２１が駆動し、攪拌時間Ｔｓｔｒになるまで、同様の動作が繰り返される。このように、第１圧電素子２１と第３圧電素子２３の両方が時分割で駆動されるので、一定の攪拌時間Ｔｓｔｒ内に、第１圧電素子２１による第１反応容器３１内の攪拌と、第３圧電素子２３による第３反応容器３３内の攪拌と、を並行して行える。
　図１１は、実施例２に係る自動分析装置において、一定の攪拌時間内に第２圧電素子及び第４圧電素子を駆動させるときの動作を示すタイムチャートである。
　図１１に示すように、まず、制御部４は、第２圧電素子２２のみを駆動するために、＃２＿分割（５４）、＃２＿ＧＮＤ（５５）をＨにし、＃１＿分割（５２）、＃１＿ＧＮＤ（５３）、＃３＿分割（６１）、＃３＿ＧＮＤ（６２）、＃４＿分割（６３）、＃４＿ＧＮＤ（６４）をＬにし、利得制御信号はＰＯＷ＿Ｇ２（５６）＝Ｌ、ＰＯＷ＿Ｇ１（５７）＝Ｈ、ＰＯＷ＿Ｇ０（５８）＝Ｈにする。その状態で、セットアップ時間Ｔｓｕの経過後、制御部４は、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈにして、増幅器２から駆動電圧を出力させ、第２圧電素子２２を駆動する。
　ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈになってから所定時間Ｔｏｎが経過すると、制御部４は、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｌにする。さらに、ホールド時間Ｔｈｄが経過すると、制御部４は、＃２＿分割（５４）、＃２＿ＧＮＤ（５５）をＬにして、第２圧電素子２２の駆動を終了する。
　その後、スイッチアイドル時間Ｔｉｄが経過すると、制御部４は、第４圧電素子２４のみを駆動するために、＃４＿分割（６３）、＃４＿ＧＮＤ（６４）をＨにする。さらに、セットアップ時間Ｔｓｕが経過すると、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈにして、増幅器２から駆動電圧を出力させ、第４圧電素子２４を駆動する。
　ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｈになってから所定時間Ｔｏｎが経過すると、制御部４は、ＰＷＣＮＴ（５１）＝Ｌにする。さらに、ホールド時間Ｔｈｄが経過すると、制御部４は、＃４＿分割（６３）、＃４＿ＧＮＤ（６４）をＬにして、第４圧電素子２４の駆動を終了する。
　以降は、再び第２圧電素子２２が駆動し、攪拌時間Ｔｓｔｒになるまで、同様の動作が繰り返される。このように、第２圧電素子２２と第４圧電素子２４の両方が時分割で駆動されるので、一定の攪拌時間Ｔｓｔｒ内に、第２圧電素子２２による第２反応容器３２内の攪拌と、第４圧電素子２４による第４反応容器３４内の攪拌と、を並行して行える。
  次に、実施例３に係る自動分析装置について説明する。図１２は、実施例３に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図（第１圧電素子のみを駆動させた場合）である。実施例３は、増幅器として、差動出力型増幅器２ｄを用い、差動出力信号により圧電素子を駆動するものである。
　差動出力はシングルエンド出力に対して２倍の振幅が得られるため、差動出力型増幅器２ｄは、圧電素子を駆動するのに適している。差動出力型増幅器２ｄは、アナログＧＮＤ端子４２を備えているが、実施例１と同様、第１圧電素子２１の駆動時に第２リレースイッチ１２のＧＮＤ側スイッチ１２２をＯＦＦすれば、アナログＧＮＤ端子４２への電流帰還は生じない。また、フレームＧＮＤ端子４１への電流帰還も生じない。その結果、超音波の強度低下を抑制することが可能となる。
  次に、実施例４に係る自動分析装置について説明する。図１３は、実施例４に係る自動分析装置の圧電素子を駆動するための回路構成を示す図（第１圧電素子のみを駆動させた場合）である。実施例４は、増幅器として、シングルエンド出力型増幅器２ｓを用い、シングルエンド出力信号により圧電素子を駆動するものである。
　シングルエンド出力型増幅器２ｓも、アナログＧＮＤ端子４２を備えているが、実施例１と同様、第１圧電素子２１の駆動時に第２リレースイッチ１２のＧＮＤ側スイッチ１２２をＯＦＦすれば、アナログＧＮＤ端子４２への電流帰還は生じない。また、フレームＧＮＤ端子４１への電流帰還も生じない。その結果、超音波の強度低下を抑制することが可能となる。
　本発明は、前述の各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。例えば、前述の各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、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。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が可能であり、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。各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　２…増幅器、２ａ…第１増幅器、２ｂ…第２増幅器、２ｄ…差動出力型増幅器、２ｓ…シングルエンド出力型増幅器、４…制御部、１０…リレー群、１１…第１リレースイッチ、１２…第２リレースイッチ、１３…第３リレースイッチ、１４…第４リレースイッチ、２０…圧電素子、２１…第１圧電素子、２２…第２圧電素子、２３…第３圧電素子、２４…第４圧電素子、３０…反応容器、３１…第１反応容器、３２…第２反応容器、３３…第３反応容器、３４…第４反応容器、４１・・・フレームＧＮＤ端子、４２…アナログＧＮＤ端子、１０１…試料格納部、１０２…試薬格納部、１０３…反応部、１０４，１０５…攪拌部、１０６…洗浄部、１０７…試料、１０８…ターンテーブル、１１０…分析部、１１１，１２１，１３１，１４１…分割側スイッチ、１１２，１２２，１３２，１４２…ＧＮＤ側スイッチ、１１３…試料分注機構、１１５…試薬分注機構、１１６…試薬、１１７…恒温槽、２０２…インターフェース部、２０３…治具、２０４…分割電極（正電圧側電極）、２０５…恒温水側電極（負電圧側電極、ＧＮＤ電極）、２０８…恒温水、２０９…反射板、２１１…第１振動板、２２１…第２振動板、２３１…第３振動板、２４１…第４振動板、２１２，２２２，２３２，２４２…分割電極側端子、２１３，２２３，２３３，２４３…ＧＮＤ電極側端子。

Claims (11)

  1. 試料と試薬を攪拌するための超音波を発生させる圧電素子と、
    前記圧電素子を駆動する増幅器と、
    前記圧電素子と前記増幅器の間に設けられるリレースイッチと、
    前記増幅器及び前記リレースイッチを制御する制御部と、を備えた自動分析装置において、
    前記圧電素子は、第１圧電素子と、第２圧電素子と、を有し、
    前記リレースイッチは、前記第１圧電素子と前記増幅器の間に設けられる第１リレースイッチと、前記第２圧電素子と前記増幅器の間に設けられる第２リレースイッチと、を有し、
    前記第１リレースイッチは、前記第１圧電素子の正電圧側電極と前記増幅器との接続をＯＮ／ＯＦＦする正電圧側スイッチと、前記第１圧電素子のＧＮＤ電極と前記増幅器との接続をＯＮ／ＯＦＦするＧＮＤ側スイッチと、を有し、
    前記第２リレースイッチは、前記第２圧電素子の正電圧側電極と前記増幅器との接続をＯＮ／ＯＦＦする正電圧側スイッチと、前記第２圧電素子のＧＮＤ電極と前記増幅器との接続をＯＮ／ＯＦＦするＧＮＤ側スイッチと、を有し、
    前記第１圧電素子が駆動される場合、前記制御部は、前記第１リレースイッチにおける前記正電圧側スイッチ及び前記ＧＮＤ側スイッチをＯＮし、前記第２リレースイッチにおける前記正電圧側スイッチ及び前記ＧＮＤ側スイッチをＯＦＦし、
    前記第２圧電素子が駆動される場合、前記制御部は、前記第２リレースイッチにおける前記正電圧側スイッチ及び前記ＧＮＤ側スイッチをＯＮし、前記第１リレースイッチにおける前記正電圧側スイッチ及び前記ＧＮＤ側スイッチをＯＦＦすることを特徴とする自動分析装置。
  2. 請求項１に記載の自動分析装置において、
    前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子が、共通の前記増幅器によって駆動されることを特徴とする自動分析装置。
  3. 請求項２に記載の自動分析装置において、
    前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子が、５０％未満のデューティ比、かつ、時分割で所定時間駆動されることを特徴とする自動分析装置。
  4. 請求項２に記載の自動分析装置において、
    前記圧電素子は、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を含むｎ個の圧電素子を有し、前記ｎ個のうち２個の圧電素子が、５０％未満のデューティ比、かつ、時分割で所定時間駆動された後、
    前記ｎ個のうち他の２個の圧電素子が、５０％未満のデューティ比、かつ、時分割で所定時間駆動されることを特徴とする自動分析装置。
  5. 請求項２に記載の自動分析装置において、
    前記圧電素子は、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を含むｎ個の圧電素子を有し、前記ｎ個のうち少なくともｍ個の圧電素子が、１００／ｍ％未満のデューティ比、かつ、時分割で所定時間駆動されることを特徴とする自動分析装置。
  6. 請求項１又は２に記載の自動分析装置において、
    前記増幅器は、差動出力信号により前記圧電素子を駆動することを特徴とする自動分析装置。
  7. 請求項１又は２に記載の自動分析装置において、
    前記増幅器は、シングルエンド出力信号により前記圧電素子を駆動することを特徴とする自動分析装置。
  8. 試料と試薬を攪拌するための超音波を発生させる第１圧電素子及び第２圧電素子と、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を駆動する増幅器と、前記増幅器を制御する制御部と、を備えた自動分析装置の制御方法であって、
    前記増幅器が前記第１圧電素子を駆動する場合、前記制御部は、前記第１圧電素子の正電圧側電極及びＧＮＤ電極を前記増幅器と導通させ、かつ、前記第２圧電素子の正電圧側電極及びＧＮＤ電極を前記増幅器と導通させず、
    前記増幅器が前記第２圧電素子を駆動する場合、前記制御部は、前記第２圧電素子の正電圧側電極及びＧＮＤ電極を前記増幅器と導通させ、かつ、前記第１圧電素子の正電圧側電極及びＧＮＤ電極を前記増幅器と導通させないことを特徴とする、自動分析装置の制御方法。
  9. 請求項８に記載の自動分析装置の制御方法において、
    前記増幅器は、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を、５０％未満のデューティ比、かつ、時分割で所定時間駆動することを特徴とする、自動分析装置の制御方法。
  10. 請求項８に記載の自動分析装置の制御方法において、
    前記自動分析装置は、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を含むｎ個の圧電素子を備え、
    前記増幅器は、前記ｎ個のうち２個の圧電素子を、５０％未満のデューティ比、かつ、時分割で所定時間駆動した後、
    前記ｎ個のうち他の２個の圧電素子を、５０％未満のデューティ比、かつ、時分割で所定時間駆動することを特徴とする、自動分析装置の制御方法。
  11. 請求項８に記載の自動分析装置の制御方法において、
    前記自動分析装置は、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を含むｎ個の圧電素子を備え、
    前記増幅器は、前記ｎ個のうち少なくともｍ個の圧電素子を、１００／ｍ％未満のデューティ比、かつ、時分割で所定時間駆動することを特徴とする、自動分析装置の制御方法。
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