JP4602182B2 - キュベットのキャッチング装置 - Google Patents

Description

本発明は、生化学分析装置において検体や試薬が収納されるキュベットをキャッチする装置に関する。

従来から、血液、尿などの検体を成分分析する装置として、生化学分析装置が用いられている。この生化学分析装置は、検体と試薬とをキュベットに注入した後に反応槽で反応させ、反応液の吸光度を測定するなどして、成分分析を行うように構成されている。

ところで、このような生化学分析装置には、検体や試薬が注入されたキュベットをキュベットラックから反応槽へ移動させたり、分析終了後のキュベットを排出したりするために、キュベットを搬送するキュベット搬送装置が設けられている。一般的なキュベット搬送装置は、キュベットを所定の位置に移送するために、キュベットの上端部をアームで把持（キャッチ）して持ち上げる、キャッチング装置を備えている（例えば、特許文献１参照）。また、このようなキャッチング装置には、キュベットがアームにキャッチされたかどうかを検出するために、アームにキュベットを検出する反射型のフォトセンサ等の検出手段が設けられているものがある。

特開平８−１０１２０９号公報（図１）

前述のような、検出手段を有する従来のキャッチング装置では、キャッチング動作後に、アームにキュベットがキャッチされているか否かしか検出できない。そのため、キュベットが所定の正しい位置からややずれた位置でキャッチされている場合であってもキュベットが検出されてしまうこともあり、その場合には、アームに正しくキャッチされていないキュベットが搬送中に落下する虞がある。

また、キャッチング動作後にキュベットが検出されなかった場合に、その原因が、キュベットラック等の所定の収容場所にキャッチされるべきキュベットがなかったか、あるいは、キュベットを正しくキャッチできなかったために失敗したのか、の何れであるかまで判別することもできない。尚、キュベットラック等にキュベットの有無を判別するセンサを設けることによりその判別が可能にはなるが、この場合には、複数のキュベットを収容する複数の収容場所のそれぞれに対してセンサを設ける必要があるため、かなりのコストアップになってしまう。

本発明の目的は、アームの位置を検出することにより、キュベットの有無やキュベットの把持状態の良否を判別することが可能なキュベットのキャッチング装置を提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明のキュベットのキャッチング装置は、生化学分析装置において検体及び試薬が収納されるキュベットを搬送するために、このキュベットをキャッチする装置であって、第１アームと、この第１アームに対して回動自在に設けられ、第１アームとの間において所定の位置で前記キュベットを把持可能な第２アームと、この第２アームを回動させる駆動手段と、キャッチング動作時に回動する前記第２アームの位置を検出する検出手段とを有し、前記検出手段は、透過型のフォトセンサであり、前記第２アームには、前記フォトセンサの発光素子からの光を透過するスリットを有するとともにこのスリット以外の部分において前記光を遮断する遮光板が、第２アームと一体的に回動するように設けられ、キャッチング動作時に、前記第２アームが前記所定の位置にある前記キュベットを把持する第１の位置まで回動したときに、前記光が前記遮光板のスリットを通過することを特徴とするものである。

このキャッチング装置は、キュベットラック等の所定の収容場所に収容されたキュベットを別の場所に搬送する際に、駆動手段により第２アームを第１アームに対して回動させて、キュベットを第１アームと第２アームとにより所定の位置で把持（キャッチ）するものである。ところで、このキャッチング動作時には、キュベットの有無や把持状態などによって第２アームは異なった位置（又は動作）をとる。即ち、キュベットが所定の正しい位置で把持された場合と、この所定の正しい位置に対してずれた状態で把持された場合とでは、把持状態における第２アームの位置が異なる。また、結果的にキュベットがキャッチされなかった場合に、キュベットラック等の収容場所にキュベットがある状態でキャッチング動作が行われたときと、キャッチされるべきキュベットが収容場所にない状態でキャッチング動作が行われて、第２アームがキュベットに接触せずに空振りしたときとでは、第２アームの動作は異なってくる。そこで、本発明のキャッチング装置においては、キャッチング動作時における第２アームの位置が検出手段により検出されるようになっている。そのため、検出された第２アームの位置に基づいて、キュベットの把持状態の良否や、収容場所のキュベットの有無を判別することが可能になる。

また、第２アームが、キュベットを所定の位置で把持する第１の位置まで回動したときに、フォトセンサの発光素子からの光がスリットを通過して受光素子に到達するため、キュベットが正しく把持されているか否かを判別することができる。また、検出手段が透過型のフォトセンサであるため、従来用いられている反射型のフォトセンサと比べて、外乱光に起因する誤検出が抑えられる。

第２の発明のキュベットのキャッチング装置は、前記第１の発明において、キャッチング動作時に、前記第２アームが、前記第１の位置から、この第１の位置よりもさらに進んだ第２の位置まで回動したときには、前記光が前記遮光板に遮断されることを特徴とするものである。

この構成によれば、キュベットラック等の所定の収容場所にキャッチされるべきキュベットがないために、第２アームが空振りして第１の位置からさらに第２の位置まで回動したときには、発光素子からの光が瞬間的にスリットを通過した後にすぐに遮光板により遮断されるため、キュベットがキャッチされなかったときに、収容場所にキュベットがあったのかどうかを容易に判別することができる。

第３の発明のキュベットのキャッチング装置は、前記第１又は第２の発明において、前記第１アーム及び前記第２アームは、前記キュベットが前記所定の位置にあるときに前記キュベットに係合する係合部をそれぞれ有することを特徴とするものである。この構成によれば、キュベットが所定の位置にあるときに、第１アーム及び第２アームの係合部がキュベットにそれぞれ係合して、キュベットが正しく把持される。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施形態の生化学分析装置１は、血漿、血清、尿等を検体としてコレステロール値等を検査する目的で使用される。この生化学分析装置１は、試薬と検体とを反応槽で反応させ、その反応液の吸光度を測定し、得られたデータからコレステロール値等を取得するように構成されている。

まず、生化学分析装置１の全体構成を図１を参照して説明する。生化学分析装置１は、箱形の装置本体２と、この装置本体２上でキュベット１０に試薬又は検体を注入するノズル３と、複数のキュベット１０を収容するキュベットラック４と、キュベットラック４からキュベット１０を１つずつ取り出して搬送するキュベット搬送装置５と、装置本体２内に収納されて、キュベット搬送装置５により搬送されたキュベット１０内の試薬と検体とを反応させて検体の成分分析を行う分析部６などを備えている。

ノズル３は、試薬が入った複数の試薬ボトルを収納する試薬庫（図示省略）と、血漿、血清、尿等の検体が入った複数の検体管を収納する検体庫（図示省略）のそれぞれに１つずつ対応して設けられている。各ノズル３は、上下動可能で且つ鉛直軸まわりに回動可能なアーム７の先端に下向きに突出するように取り付けられている。そして、各ノズル３は、対応するアーム７が回転することにより、試薬庫又は検体庫と、キュベットラック４に収納されたキュベット１０との間で往復可能となっており、試薬ボトルの試薬、又は、検体管の検体を吸引して、キュベット１０へ吐出することが可能に構成されている。

キュベットラック４は装置本体２上に設けられ、このキュベットラック４には格子状に区切られた複数の収納部４ａが設けられている。図２に示すように、各キュベット１０は上下に長い略四角柱形状に形成され、その上端部の左右両側部にはそれぞれ凹部１０ａが形成されている。そして、キュベットラック４の複数の収納部４ａに複数のキュベット１０がそれぞれ挿入される。

キュベット搬送装置５は、上下に延びるベース部材１１と、このベース部材１１に上下動可能に設けられたキャッチング装置１２を備えており、図示しない駆動モータにより駆動されて装置本体２の上面に沿って水平移動可能に構成されている。そして、このキュベット搬送装置５は、キャッチング装置１２をキュベットラック４のすぐ上まで下降させてから、このキャッチング装置１２によりキュベットラック４のキュベット１０を１つずつキャッチした後に、再びキャッチング装置１２を上昇させて、装置本体２に設けられた搬入／搬出口２ａから分析部６へキュベット１０を搬送する。尚、キャッチング装置１２については後ほど詳しく説明する。

分析部６は、特に図示しないが、搬送されたキュベット１０内の試薬と検体を反応させる反応部、反応液の吸光度を測定する測定部、及び、測定部での測定結果からコレステロール値等を演算する演算部などからなる。この分析部６において分析が終了したキュベット１０は、キュベット搬送装置５により搬入／搬出口２ａから取り出されて、ダストボックス８へ搬送される。

次に、キュベット１０をキャッチするキャッチング装置１２について詳しく説明する。図２〜図４に示すように、キャッチング装置１２は、第１アーム２０と、この第１アーム２０に対して回動自在に設けられた第２アーム２１と、この第２アーム２１を回動させる駆動機構２２（駆動手段）とを備えている。

第１アーム２０は、キュベット搬送装置５のベース部材１１にガイド軸２５に沿ってスライド自在に取り付けられており、図示しない駆動モータにより上下に駆動される。下方へ延びる第１アーム２０の先端部（下端部）には、キュベット１０上端部の凹部１０ａに係合可能な、突出状の係合部２０ａが形成されている。

第２アーム２１は正面視で略逆Ｌ字状の形状を有し、その上部において第１アーム２０に回動自在に枢支されている。この第２アーム２１の先端部（下端部）は、第１アーム２０の先端部と対向するように下方へ延びている。また、この第２アーム２１の先端部にも、前述の第１アーム２０と同じく、キュベット１０の上端部の凹部１０ａに係合可能な、突出状の係合部２１ａが形成されている。そして、第２アーム２１が、第１アーム２０の先端部にその先端部が近づくように、図３の時計回りの方向に回動したときには、これら２つのアーム２０，２１の係合部２０ａ，２１ａがそれぞれキュベット１０上端部の凹部１０ａに係合し、２つのアーム２０，２１によりキュベット１０が把持（キャッチ）される。

駆動機構２２は、第２アーム２１に接触する円形のカム２６と、このカム２６を回転駆動するカム駆動モータ２７とを有する。カム２６は、第１アーム２０に一体連結されたカム取付板２８の裏側に、偏心した軸２９を中心に回転自在に取り付けられている。また、このカム２６の下端は、第２アーム２１の上端から水平に張り出した鍔部２１ｂの左側部分に接触している。従って、カム駆動モータ２７によりカム２６が回転駆動されると、図３、図４に示すように、このカム２６に接触する第２アーム２１も連動して回動することになる。

ところで、キュベット１０の凹部１０ａにアーム２０，２１の係合部２０ａ，２１ａがそれぞれ係合して２つのアーム２０，２１によりキュベット１０が正しく把持されているか、そうでないかで、第２アーム２１の位置は異なっている。逆に言えば、把持状態における第２アーム２１の位置を検出できれば、従来のようなキュベット１０が単にキャッチされているか否かの判別だけでなく、キュベット１０が正しい位置でキャッチされているか否かを判別することも可能となる。そこで、本実施形態のキャッチング装置１２は、キャッチング動作時に回動する第２アーム２１の位置を検出できるように構成されている。その構成について以下説明する。

図２〜図４に示すように、カム取付板２８の上端部にはセンサ取付板３０が固定されており、このセンサ取付板３０には、対向配置された発光素子及び受光素子をそれぞれ有する、左右２つの透過型フォトセンサ３１，３２が、所定距離空けて取り付けられている。ここで、カム取付板２８は第１アーム２０に一体連結されていることから、２つのフォトセンサ３１，３２は第１アーム２０に対して固定的に設けられていることになる。一方、第２アーム２１の後部には上方へ延びる遮光板３３が設けられ、この遮光板３３は第２アーム２１と一体的に回動するようになっている。また、この遮光板３３は、その上端部にスリット３３ａを有し、２つのフォトセンサ３１，３２の発光素子と受光素子との間を通過して、スリット３３ａ以外の部分において発光素子からの光を遮断するように設けられている。

２つのフォトセンサ３１，３２のうち、左側のフォトセンサ３１は第２アーム２１の待機状態を検出するセンサである。図３に示すように、フォトセンサ３１は、第２アーム２１が、キャッチング動作前の待機位置にあるときにのみ、遮光板３３の左上の角部により発光素子からの光が遮断されて、遮光板３３が検出されるように配置されている。そして、図４に示すように、第２アーム２１が回動したときには、遮光板３３により光が遮断されなくなり、遮光板３３が検出されなくなる。

右側のフォトセンサ３２は、キャッチング動作時における第２アーム２１の位置を検出するセンサである。図３に示すように、第２アーム２１が待機位置にあるときには、発光素子３２ａからの光は遮光板３３により遮断されて受光素子３２ｂに届かない（ＯＦＦ状態）。この状態から、図４に示すように、カム２６により駆動されて第２アーム２１が時計回りに回動し、２つのアーム２０，２１の係合部２０ａ，２１ａがキュベット１０の凹部１０ａに係合する把持位置（第１の位置）に第２アーム２１が到達したときには、２つのアーム２０，２１によりキュベット１０が正常に把持されることになるが、このとき、スリット３３ａが発光素子３２ａと受光素子３２ｂの間に到達して、発光素子３２ａからの光はスリット３３ａを通過して受光素子３２ｂに到達する（ＯＮ状態）。

一方、図５に示すように、キュベット１０が、アーム２０，２１の間の正しい把持位置（図４の位置）よりも下方にずれた位置で把持されてしまい、キュベット１０の凹部１０ａに２つのアーム２０，２１の係合部２０ａ，２１ａが係合していない場合には、第２アーム２１は凹部１０ａよりも上側の凹んでいない部分に当接するために、第２アーム２１の位置は、図４に示す把持位置よりも位相が少し遅れた位置（反時計回りの方向に少しずれた位置）となる。この状態では、キュベット１０が正常に把持されている場合に対してスリット３３ａの位置も反時計回りの方向にずれるため、発光素子３２ａからの光が遮光板３３に遮断されることになり、フォトセンサ３２はＯＦＦになる。
従って、フォトセンサ３２がＯＮであるときに、キュベット１０が、２つのアーム２０，２１の間の所定の正しい位置で把持されていると判別できる。

さらに、この構成によれば、キュベット１０をキャッチできなかったときに、キュベットラック４の各収納部４ａ（図１参照）のキュベット１０の有無を判別することも可能になる。収納部４ａにキャッチされるべきキュベット１０がない状態で、キャッチング動作が行われると、図６に示すように、２つのアーム２０，２１の間にキュベット１０がないために第２アーム２１は空振りし、図４の把持位置（第１の位置）から、この把持位置よりもさらに時計回りの方向に進んだ位置（第２の位置）まで回動してしまう。この動作中においては、第２アーム２１が把持位置に到達したときに、フォトセンサ３２の発光素子３２ａからの光が瞬間的にスリット３３ａを通過してＯＮになるが、第２アーム２１がさらに時計回りの方向に回動してスリット３３ａの位置がずれるために、発光素子３２ａからの光はすぐに遮光板３３に遮断されるようになり、フォトセンサ３２はＯＦＦとなる。

一方、キュベットラック４の収納部４ａにキュベット１０がある場合には、第２アーム２１はキュベット１０に当接して、一旦それ以上回動しない状態となるため、その後キャッチに失敗したとしても、フォトセンサ３２がＯＮになった後にすぐにＯＦＦになることはない。
従って、フォトセンサ３２が瞬間的にＯＮになった後にすぐにＯＦＦになったときには、キュベットラック４にキュベット１０がないために、キュベット１０をキャッチできなかったと判別できる。

尚、第２アーム２１の位置を検出するセンサ３２は透過型のフォトセンサであるので、従来から用いられている反射型フォトセンサと比べて、外乱光の影響を受けにくく、誤検出が抑えられるという利点がある。

以上説明したキャッチング装置１２においては、キャッチング動作時における第２アーム２１の位置がフォトセンサ３２により検出される。そのため、検出された第２アーム２１の位置に基づいてキュベット１０の把持状態の良否を判別できることから、キュベット１０が不十分な状態で把持されたまま搬送されることがなく、搬送中にキュベット１０が落下したりする虞がない。また、キュベット１０がキャッチされなかったときには、第２アーム２１の位置の変化（動作）に基づいて、キュベットラック４におけるキュベット１０の有無を判別することも可能になる。

尚、本発明を適用可能な形態は前述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、第２アームの位置を検出するセンサとしては、透過型フォトセンサ以外にも、反射型フォトセンサや近接センサなど他の種類のセンサを採用することができる。また、キュベットの形状も角柱状のものに限られることはなく、例えば、円柱状のキュベットをキャッチするキャッチング装置に本発明を適用することも可能である。

本発明の実施形態に係る生化学分析装置の一部拡大斜視図である。 キュベット搬送装置の要部斜視図である。 キャッチング装置（待機状態）の正面図である。 キャッチング装置（把持状態）の正面図である。 キャッチング装置（不十分な把持状態）の正面図である。 キャッチング装置（キュベットが無いためキャッチできない状態）の正面図である。

符号の説明

１ 生化学分析装置
１０ キュベット
１２ キャッチング装置
２０ 第１アーム
２０ａ 係合部
２１ 第２アーム
２１ａ 係合部
２２ 駆動機構
３２ フォトセンサ
３３ａ スリット
３３ 遮光板

Claims (3)

1. 生化学分析装置において検体及び試薬が収納されるキュベットを搬送するために、このキュベットをキャッチする装置であって、
   第１アームと、
   この第１アームに対して回動自在に設けられ、第１アームとの間において所定の位置で前記キュベットを把持可能な第２アームと、
   この第２アームを回動させる駆動手段と、
   キャッチング動作時に回動する前記第２アームの位置を検出する検出手段と、を有し、
   前記検出手段は、透過型のフォトセンサであり、
   前記第２アームには、前記フォトセンサの発光素子からの光を透過するスリットを有するとともにこのスリット以外の部分において前記光を遮断する遮光板が、第２アームと一体的に回動するように設けられ、
   キャッチング動作時に、前記第２アームが前記所定の位置にある前記キュベットを把持する第１の位置まで回動したときに、前記光が前記遮光板のスリットを通過することを特徴とするキュベットのキャッチング装置。
2. キャッチング動作時に、前記第２アームが、前記第１の位置から、この第１の位置よりもさらに進んだ第２の位置まで回動したときには、前記光が前記遮光板に遮断されることを特徴とする請求項１に記載のキュベットのキャッチング装置。
3. 前記第１アーム及び前記第２アームは、前記キュベットが前記所定の位置にあるときに前記キュベットに係合する係合部をそれぞれ有することを特徴とする請求項１又は２に記載のキュベットのキャッチング装置。
   

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