JP6573541B2 - 容器供給ユニット及び自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、試料の分析に用いられる容器を供給する容器供給ユニット、及び、容器供給ユニットを備える自動分析装置に関する。

従来から、血液や尿等の生体試料である検体中にある特定物質を定量的に測定する自動分析装置が知られている。そして、自動分析装置では、検体や試薬を収容するディスポーサブルキュベット（使い捨て反応容器）を使用する。このような自動分析装置は、例えば、キュベットが並べられる反応ユニットと、反応ユニットに並べられたキュベットに検体や試薬を分注する分注部と、反応ユニットへ空のキュベットを供給する容器供給ユニットを備えている。

特許文献１には、キュベット（容器）が貯留されたリザーバ及びセパレータから移送位置まで下向きに傾斜する傾斜台を設けた技術が記載されている。この特許文献１に記載された技術では、容器がその自重によって傾斜台の傾斜台レールを滑ることで、移送位置まで容器を搬送している。

また、近年では、容器の搬送速度を高めるために、整列レールを振動させる振動発生器を設けた技術も提案されている。

特開２０１５−７８０６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、容器を搬送する傾斜台の傾斜角度が容器の搬送開始位置から搬送終了位置である移送位置まで一様に形成されていた。したがって、搬送速度を向上するために、傾斜台レールである搬送レールの傾斜角度を大きくした場合、整列レールにおける移送位置の近傍で容器の姿勢が不安定になり、移送不良が発生するおそれがあった。また、搬送レールの傾斜角度を小さくした場合、搬送速度が遅くなると共に容器が整列レール上で詰まるおそれがあった。

さらに、搬送速度を向上させるために、振動発生器による振動を大きくした場合、振動発生器が大型化するだけでなく、容器の姿勢が崩れて移送不良が発生する、という問題を有していた。

本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、容器の搬送速度が低下することなく移送位置での容器の姿勢を安定させることができる容器供給ユニット及びこの容器供給ユニットを備えた自動分析装置を提供することにある。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の容器供給ユニットは、容器貯留部と、容器排出部と、容器整列部と、を備えている。容器貯留部は、複数の容器を貯留する。容器排出部は、容器貯留部に貯留された複数の容器を排出する。容器整列部は、容器排出部から排出された容器を整列させる。
容器整列部は、整列レールを備えている。整列レールは、容器排出部から排出された容器を他の装置に受け渡す移送位置まで移動可能に支持する。整列レールは、搬送速度確保領域と、姿勢安定化領域と、を有している。搬送速度確保領域は、容器排出部から配置された容器を搬送し、水平方向に対して傾斜している。姿勢安定化領域は、搬送速度確保領域の搬送方向の下流側に連続して設けられ、容器を搬送し、搬送速度確保領域よりも水平方向に対する傾斜角度が小さく設定されている。そして、移送位置は、姿勢安定化領域の搬送方向の下流側に設けられ、水平方向と平行に配置される。

また、本発明の自動分析装置は、容器を保持し、保持した容器に検体及び試薬が分注される反応ユニットと、反応ユニットに容器を供給する上述の容器供給ユニットとを含む。

本発明の容器供給ユニット及び自動分析装置によれば、容器の搬送速度が低下することなく移送位置での容器の姿勢を安定させることができる。

本発明の実施の形態例に係る自動分析装置を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態例に係る自動分析装置において使用する容器を示す斜視図である。 本発明の実施の形態例に係る容器供給ユニットを示す斜視図（その１）である。 本発明の実施の形態例に係る容器供給ユニットを示す斜視図（その２）である。 本発明の実施の形態例に係る容器供給ユニットを示す側面図である。 本発明の実施の形態例に係る容器供給ユニットにおける整列レールの移送位置の近傍を示す斜視図である。 本発明の実施の形態例に係る容器供給ユニットにおける整列レールを示す斜視図である。 本発明の実施の形態例に係る容器供給ユニットにおける整列レールを示す側面図である。 本発明の実施の形態例に係る容器供給ユニットにおける整列レールを示す側面図である。 本発明の実施の形態例に係る容器供給ユニットにおける整列レールの移送位置を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態例に係る容器供給ユニットにおける整列レールの移送位置を示す平面図である。

以下、本発明の容器供給ユニット及び自動分析装置の実施の形態例について、図１〜図１１を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

１．自動分析装置の構成
まず、本発明の実施の形態例に係る自動分析装置について図１を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態例に係る自動分析装置を示す概略構成図である。

［自動分析装置の概要］
図１に示す自動分析装置１は、被検体の抗原抗体反応などの免疫分析を行う免疫分析装置を適用したものである。自動分析装置１は、測定装置２と、測定装置２を含む自動分析装置１全体の制御を行うとともに測定装置２から出力される測定データの分析を行う制御装置４０とを備えている。

免疫分析装置が適用された自動分析装置１は、例えば化学発光酵素免疫測定法（CLEIA
：Chemiluminescent Enzyme Immunoassay）を用いて、高感度の測定を行う。ＣＬＥＩＡ
は、主な工程として、反応容器内で検体（抗原又は抗体）と試薬とを反応させる反応工程、反応容器内の反応生成物（ｂｏｕｎｄ）と未反応物質（ｆｒｅｅ）を分離する分離工程（ＢＦ分離）、各試薬と検体とが反応して生成される免疫複合体から生じる発光の発光量を測定する測光工程を有する。

［自動分析装置の測定系］
測定装置２は、大別して容器供給ユニット３、検体架設ユニット４、容器搬送ユニット５、検体分注ユニット６、試薬保冷ユニット７、第１の試薬分注ユニット８、第２の試薬分注ユニット９、免疫酵素反応ユニット１０、第１のＢＦ分離ユニット１１、第２のＢＦ分離ユニット１２、基質液保冷庫１４、容器移送ユニット１５及び発光測定ユニット１６を備える。これら容器供給ユニット３、検体架設ユニット４等の各ユニットや基質液保冷庫１４、容器移送ユニット１５及び発光測定ユニット１６は、装置外装体１８に収容されている。

容器供給ユニット３は、複数の容器（キュベット）１００を収容し、それら複数の容器１００を１つずつ移送位置（移送位置）に配置する。移送位置に配置された容器１００は、容器搬送ユニット５によって免疫酵素反応ユニット１０に搬送される。免疫酵素反応ユニット１０に搬送された容器１００には、検体と所定の試薬が注入される。

容器搬送ユニット５は、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行うアームと、アームの先端部に設けられた保持部を備える。容器搬送ユニット５は、容器供給ユニット３の移送位置に配置された容器１００を保持部により保持し、アームを旋回して、所定のタイミングで免疫酵素反応ユニット１０の所定の位置に搬送する。

検体架設ユニット４は、軸方向の一端が開口した略円筒状をなす容器状に形成されているターンテーブルを備える。この検体架設ユニット４には、複数の検体容器４ａが収容されている。検体容器４ａには、被検者から採取した血液又は尿等からなる検体（サンプル）が収容される。複数の検体容器４ａは、検体架設ユニット４の周方向に所定の間隔を空けて並べて配置されている。検体架設ユニット４は、不図示の駆動機構によって周方向に沿って回転可能に支持されている。そして、検体架設ユニット４は、不図示の駆動機構により、周方向に所定の角度範囲ごとに、所定の速度で回転する。図１の例では、検体架設ユニット４の周方向に並べられた検体容器４ａの列は、検体架設ユニット４の半径方向に所定の間隔を空けて２列設けられている。なお、検体として、所定の希釈液で希釈された検体を用いてもよい。

検体分注ユニット６は、検体の吸引および吐出を行う先端部に取り付けられたプローブと、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行うアームを備える。検体分注ユニット６は、検体架設ユニット４の所定位置に移動された検体容器４ａ内の検体をプローブによって吸引し、アームを旋回させて、所定のタイミングで免疫酵素反応ユニット１０の所定の位置にある容器１００に分注する。

試薬保冷ユニット７は、検体架設ユニット４と同様に、軸方向の一端が開口した略円筒状をなす容器状に形成されているターンテーブルを備える。試薬保冷ユニット７は、不図示の駆動機構によって周方向に沿って回動可能に支持されており、この不図示の駆動機構により、その周方向に所定の角度範囲ずつ、所定の速度で正回転又は逆回転する。

試薬保冷ユニット７には、第１の試薬容器７ａと第２の試薬容器７ｂが収容されている。第１の試薬容器７ａと第２の試薬容器７ｂは、試薬保冷ユニット７の周方向上に所定の間隔を空けて並べて配置される。第１の試薬容器７ａには、第１の試薬として、検体中の目的の抗原と反応する磁性粒子からなる磁性試薬が収容される。また、第２の試薬容器７ｂには、第２の試薬として、検体中の抗原と磁性試薬が結合した反応生成物と反応する標識試薬（酵素抗体）が収容される。試薬保冷ユニット７内は、不図示の保冷機構によって所定の温度に保たれている。そのため、第１の試薬容器７ａに収容された第１の試薬（磁性試薬）と、第２の試薬容器７ｂに収容された第２の試薬（標識試薬）は、所定の温度で保冷される。

第１の試薬分注ユニット８は、検体の吸引および吐出を行う先端部に取り付けられたプローブと、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行うアームを備える。第１の試薬分注ユニット８は、試薬保冷ユニット７の所定位置に移動された第１の試薬容器７ａ内の第１の試薬（磁性試薬）をプローブによって吸引し、アームを旋回させて、所定のタイミングで免疫酵素反応ユニット１０の所定の位置にある容器１００に分注する。

第２の試薬分注ユニット９は、第１の試薬分注ユニット８と同様の構成を有する。第２の試薬分注ユニット９は、試薬保冷ユニット７の所定位置に移動された第２の試薬容器７ｂ内の第２の試薬（標識試薬）をプローブによって吸引し、アームを旋回させて、所定のタイミングで免疫酵素反応ユニット１０の所定の位置にある容器１００に分注する。

免疫酵素反応ユニット１０では、周方向に配置された容器１００内で検体と分析項目に対応する所定の試薬との免疫反応と、この免疫反応で生成される免疫複合体と化学発光基質による酵素反応とが行われる。免疫酵素反応ユニット１０は、検体架設ユニット４と同様に、軸方向の一端が開口した略円筒状をなす容器状に形成されているターンテーブルを備える。免疫酵素反応ユニット１０は、不図示の駆動機構によって周方向に沿って回転可能に支持されており、この不図示の駆動機構により、その周方向に所定の角度範囲ずつ、所定の速度で回転する。ここでは、免疫酵素反応ユニット１０は、反時計回りに回転する。図１の例では、免疫酵素反応ユニット１０の周方向に並べられた容器１００の列は、免疫酵素反応ユニット１０の半径方向に所定の間隔を空けて１列セットされているが、後述する第１の試薬用の容器１００の列と第２の試薬用の容器１００の列を半径方向に所定の間隔を空けて設けてもよい。

免疫酵素反応ユニット１０は、検体が注入された容器１００に第１の試薬分注ユニット８によって磁性試薬が分注されると、不図示の撹拌機構により磁性試薬と検体の混合液を撹拌し、検体中の抗原と磁性試薬とを一定時間免疫反応させる（１次免疫反応）。次に、免疫酵素反応ユニット１０は、この容器１００を第１の集磁機構（磁石１３）に移動し、抗原と磁性試薬が結合した反応生成物を磁力により集磁する。そして、この状態で容器１００内が洗浄され、磁性試薬と反応しなかった未反応物質が除去される（１次ＢＦ分離）。

第１の集磁機構は、免疫酵素反応ユニット１０の外周部近傍に配置された第１のＢＦ分離ユニット１１に対応した位置に固定されている。免疫酵素反応ユニット１０のターンテーブルは、固定された下層と回転可能な上層の二層で構成されている。下層のターンテーブルには、第１の集磁機構として磁石１３が配置され、上層のターンテーブルには容器１００が配置される。磁石１３は、容器１００内の反応生成物を集磁する。

第１のＢＦ分離ユニット１１は、アーム２５と、アーム２５に取り付けられたノズル２１と、洗浄槽２４とを備える。アーム２５は、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行う。このアーム２５は、ノズル２１を、免疫酵素反応ユニット１０の１次ＢＦ分離位置にある容器１００と、第１のＢＦ分離ユニット１１側のノズル洗浄位置にある洗浄槽２４に移動する。ノズル２１は、１次ＢＦ分離位置において、検体と磁性試薬が注入された容器１００内に洗浄液を吐出及び吸引して洗浄し、磁性試薬と反応しなかった未反応物質を除去する（ＢＦ洗浄）。

第１のＢＦ分離ユニット１１は、容器１００が１次ＢＦ分離位置に搬送されると、１次ＢＦ分離を行う。１次ＢＦ分離及びＢＦ洗浄により、容器１００には、検体中の目的の抗原と磁性試薬が結合した反応生成物が集磁される。そして、１次ＢＦ分離が終了すると、アーム２５によりノズル２１を洗浄槽２４があるノズル洗浄位置に移動する。

１次ＢＦ分離後、免疫酵素反応ユニット１０は、反応生成物が残留した容器１００に、第２の試薬分注ユニット９によって標識試薬が分注されると、不図示の撹拌機構により磁性試薬と検体の混合液を撹拌し、反応生成物と標識試薬とを一定時間免疫反応させる（２次免疫反応）。次に、免疫酵素反応ユニット１０は、この容器１００を不図示の第２の集磁機構に移動し、反応生成物と標識試薬が結合した免疫複合体を磁力により集磁する。そして、この状態で容器１００内が洗浄され、標識試薬と反応しなかった未反応物質が除去される（２次ＢＦ分離）。

第２の集磁機構は、第１の集磁機構の磁石１３と同様の磁石を有し、免疫酵素反応ユニット１０の外周部近傍に配置された第２のＢＦ分離ユニット１２に対応した位置に固定されている。図１の例では、第２の集磁機構が備える磁石は、２次ＢＦ分離位置にあるノズル２１の下方に配置されている。

第２のＢＦ分離ユニット１２は、第１のＢＦ分離ユニット１１と同様の構成を有し、第１のＢＦ分離ユニット１１に対し周方向に所定の距離をあけて配置される。アーム２５は、鉛直方向への昇降および自身の基端部を通過する鉛直線を中心軸とする回転を自在に行う。このアーム２５は、ノズル２１を、免疫酵素反応ユニット１０の２次ＢＦ分離位置にある容器１００と、第２のＢＦ分離ユニット１２側のノズル洗浄位置にある洗浄槽２４に移動する。ノズル２１は、２次ＢＦ分離位置において、標識試薬が注入された容器１００内に洗浄液を吐出及び吸引して洗浄し、標識試薬と反応しなかった余剰の未反応物質を除去する（ＢＦ洗浄）。

第２のＢＦ分離ユニット１２は、容器１００が２次ＢＦ分離位置に搬送されると、２次ＢＦ分離を行う。２次ＢＦ分離及びＢＦ洗浄により、容器１００には、検体中の目的の抗原及び磁性試薬からなる反応生成物と標識試薬とが結合した免疫複合体が集磁される。そして、２次ＢＦ分離が終了すると、アーム２５によりノズル２１を洗浄槽２４があるノズル洗浄位置に移動する。

第２のＢＦ分離ユニット１２のアーム２５には、さらに基質液分注ユニット２６が取り付けられている。基質液分注ユニット２６は、ノズル２１よりもアーム２５の回転軸から遠い位置に配置される。基質液分注ユニット２６は、不図示のチューブを介して、基質液を収容して保冷する基質液保冷庫１４と接続している。基質液分注ユニット２６は、磁性試薬、抗原及び標識試薬（酵素抗体）が結合した免疫複合体に対し、標識試薬と特異的に反応する化学発光基質を含んだ基質液を、２次ＢＦ分離後の容器１００内に分注する。そして、基質液が注入された容器１００は、免疫酵素反応ユニット１０の回転によって、所定位置まで搬送される。所定位置に搬送された容器１００は、容器移送ユニット１５によって発光測定ユニット１６へ移送される。

発光測定ユニット１６は、光電子増倍管（ＰＭＴ）１６ａを検出器とする測光部であり、免疫複合体と化学発光基質からなる発光現象をフォトカウントにより測光する。つまり、発光量を測定する。発光測定ユニット１６で検出された光束（発光量）に対応する測光信号は、不図示のアナログ−デジタル変換器によりデジタル化される。そして、デジタル化された測光信号は、不図示のシリアルインターフェース等を介して制御装置４０に入力され、分析処理が行われる。

２．容器の構成
次に、容器１００の構成について図２を参照して説明する。
図２は、自動分析装置１において使用する容器１００を示す斜視図である。

図２に示すように、容器１００は、有底の円筒状に形成されており、胴体部１０１と、首部１０２とを有している。容器１００の材料としては、樹脂やガラスを挙げることができる。また、容器１００は、透明又は半透明に形成されている。

胴体部１０１の軸方向の一端部は、容器１００の底部を形成しており、略半球状に形成されている。首部１０２は、胴体部１０１の軸方向の他端部に設けられている。この首部１０２の外径は、胴体部１０１の外径よりも大きい。これにより、首部１０２と胴体部１０１との間には段差が形成されている。また、首部１０２の外周面には、首部１０２の軸方向に沿って延びる溝１０２ａが形成されている。

なお、容器における首部は、胴体部の外径よりも大きい外径であればよく、溝を有するものに限定されない。容器の首部としては、例えば、胴体部の外径よりも大きい第１外径部と、第１外径部の外径よりも大きい第２外径部を有するものや、一部が胴体部の外径よりも大きい外径のものであってもよい。

３．容器供給ユニットの構成
次に、容器供給ユニット３の詳細な構成について図３〜図１１を参照して説明する。
図３及び図４は、容器供給ユニット３の斜視図である。

図３及び図４に示すように、容器供給ユニット３は、ベース部３１と、容器貯留部３２と、容器排出部３３と、容器整列部３４とを備えている。ベース部３１は、適当な厚みを有する矩形の板状に形成されている。

［容器貯留部］
容器貯留部３２は、上面が開口した中空の箱状に形成されており、複数の容器１００（図２参照）を貯留する。この容器貯留部３２は、４つの側面板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと、底面板３２ｅを有している。側面板３２ａ，３２ｂは、互いに対向しており、側面板３２ｃ，３２ｄは、互いに対向している。

側面板３２ｄには、上下方向に延びる切欠き３８が形成されている。この切欠き３８には、容器排出部３３が配置される。また、側面板３２ｄには、切欠き３８及び容器排出部３３を覆うカバー部材３９が取り付けられている。このカバー部材３９内には、容器整列部３４の後述する整列レール５１の一端部が配置されている。

底面板３２ｅの内面は、側面板３２ｃから側面板３２ｄへ向かうにつれて低くなるように傾斜している。これにより、容器貯留部３２に貯留された複数の容器１００は、底面板３２ｅに案内されて、容器排出部３３が配置された側面板３２ｄ側に移動する。また、底面板３２ｅの内面には、容器案内補助部材４１が設けられている。容器案内補助部材４１は、底面板３２ｅにおける側面板３２ａと側面板３２ｄが接続する角部に配置されている。

容器案内補助部材４１は、ガイド面４１ａを有している。ガイド面４１ａは、側面板３２ｄ及び側面板３２ａから底面板３２ｅへ向かうにつれて低くなるように傾斜している。底面板３２ｅの角部に位置する容器１００を容器貯留部３２の略中央へ案内する。

容器貯留部３２の開口は、装置外装体１８（図１参照）に設けられた貯留部用蓋（不図示）によって閉じられている。容器貯留部３２に複数の容器１００を投入する場合は、貯留部用蓋を開けて、容器貯留部３２の開口を露出させる。

容器排出部３３は、容器貯留部３２に貯留された複数の容器を側面板３２ｄの外側に排出する。

［容器排出部］
次に、容器排出部３３について説明する。
容器排出部３３は、環状ベルト４３と、環状ベルト４３を回転可能に支持するベルト支持機構４４と、環状ベルト４３を回転させる不図示のベルト回転機構と、環状ベルト４３に設けられた載置部材４５とを備えている。

環状ベルト４３は、無端状に形成されており、ベルト支持機構４４の駆動ローラ及び従動ローラに掛け渡されている。環状ベルト４３の材料としては、ゴム材、合成樹脂、金属ワイヤ等をあげることができる。

環状ベルト４３の外周面には、複数の載置部材４５が設けられている。複数の載置部材４５は、環状ベルト４３の周方向に所定の間隔をあけて配置されている。この複数の載置部材４５には、容器貯留部３２に貯留された容器１００が載置される。

ベルト支持機構４４は、駆動ローラと、従動ローラと、一対のローラ支持板４６Ａ，４６Ｂとを有している。一対のローラ支持板４６Ａ、４６Ｂは、上下方向に延びる略長方形の板体からなっており、互いの一方の平面が対向している。

駆動ローラは、一対のローラ支持板４６Ａ、４６Ｂ間に配置されており、一対のローラ支持板４６Ａ、４６Ｂの下部に回転可能に支持されている。従動ローラは、一対のローラ支持板４６Ａ、４６Ｂ間に配置されており、一対のローラ支持板４６Ａ、４６Ｂの上部に回転可能に支持されている。これにより、駆動ローラ及び従動ローラに掛け渡されている環状ベルト４３は、上下方向に長い環状に形作られる。

駆動ローラには、不図示のベルト回転機構を構成するモータが連結されている。そして、モータが駆動すると、駆動ローラが回転し、駆動ローラに掛け渡された環状ベルト４３が回転する。

その結果、環状ベルト４３には、載置部材４５が上方向に移動する往路と、載置部材４５が下方向に移動する復路が形成される。なお、環状ベルト４３の往路は、容器貯留部３２内に配置され、環状ベルト４３の復路は、容器貯留部３２の外側に配置される。

また、環状ベルト４３の往路は、環状ベルト４３の上部である湾曲部（以下、「上湾曲部」という）を経て復路に切り替わる。そして、環状ベルト４３の復路は、環状ベルト４３の下部である湾曲部（以下、「下湾曲部」という）を経て往路に切り替わる。環状ベルト４３の下湾曲部は、ベルト回転機構と共に、容器貯留部３２の底面板３２ｅの下方に配置されている。

そして、複数の載置部材４５は、往路において載置された容器１００を搬送し、往路と復路が切り替わる上部湾曲部においてカバー部材３９に向けて容器１００を排出する。

［容器整列部］
次に、容器整列部３４について図３〜図１１を参照して説明する。
図５は、容器供給ユニット３の側面図である。

図３〜図５に示すように、容器整列部３４は、ベース部３１上に設けられた複数の整列部支持部材３７に支持されている（図４参照）。この容器整列部３４は、容器排出部３３から排出された容器１００を整列させる。そして、容器整列部３４は、整列された容器１００を容器搬送ユニット５に受け渡す移送位置まで搬送する。

容器整列部３４は、整列レール５１と、シャッタ機構５２と、数量監視センサ５３Ａ、５３Ｂと、容器有無センサ５４と、整列レール５１を振動させる振動発生器５５とを備えている。

整列レール５１は、互いに対向する２つの平板６１Ａ，６１Ｂから構成されている。これら平板６１Ａ，６１Ｂは、横長の略長方形に形成されており、側面板３２ｄに略平行に配置されている。平板６１Ａ，６１Ｂの互いに対向する平面間の距離は、容器１００における胴体部１０１の外径よりも長く、首部１０２の外径よりも短い。例えば、平板６１Ａ、６１Ｂの互いに対向する平面間の距離は、胴体部１０１の外径よりも、０．１〜０．５ｍｍ程度長く設定されている。

図６に示すように、整列レール５１は、長手方向の一端部、すなわち搬送方向の上流側が上述のカバー部材３９を貫通して、カバー部材３９内に配置されている。すなわち、容器排出部３３から排出された容器１００は、カバー部材３９内において、整列レール５１に渡される。なお、整列レール５１の詳細な構成は、後述する。

図４〜図５に示すように、振動発生器５５は、整列レール５１又は整列レール５１を支持する整列部支持部材３７に取り付けられている。この振動発生器５５としては、例えば、エアーバイブレータ、電気式バイブレータ及び高周波バイブレータ等を挙げることができる。振動発生器５５により整列レール５１が振動することにより、整列レール５１に保持された容器１００は、徐々に整列レール５１の他端部、すなわち搬送方向の下流側に向かって移動する。整列レール５１の下流側は、上述した容器搬送ユニット５に容器１００を渡す移送位置に設定されている。

なお、振動発生器５５は、容器１００が移送位置にスムーズに移動させるために、整列レール５１に対して非対称の振動を加えている。そのため、容器１００には、整列レール５１に加えられた振動により、常に整列レール５１の他端部へ向かう力が作用している。

図６は、整列レール５１の移送位置の近傍を示す斜視図である。
図６に示すように、シャッタ機構５２は、整列レール５１における搬送方向の下流側、すなわち移送位置の近傍において、整列レール５１の移送位置よりもカバー部材３９側に配設されている。シャッタ機構５２は、整列レール５１に沿って移動する複数の容器１００の移動を一時的に遮断し、整列レール５１の移送位置に容器１００を１つずつ送り出す。

図５及び図６に示すように、シャッタ機構５２は、支持フレーム７１と、第１シャッタ部材７２と、第２シャッタ部材７３と、回動軸７４と、駆動部７５と、リンク部材７６とを備えている。

支持フレーム７１は、整列部支持部材３７に支持されている。支持フレーム７１には、駆動部７５が設けられている。また、支持フレーム７１には、回動軸７４が回動可能に支持されている。

回動軸７４には、第１シャッタ部材７２と第２シャッタ部材７３が取り付けられている。第１シャッタ部材７２は、第２シャッタ部材７３よりも整列レール５１の搬送方向の下流側、すなわち移送位置側に配置されている。第１シャッタ部材７２と第２シャッタ部材７３は、整列レール５１の搬送方向と交差する平面を有する板体により構成されている。そして、第１シャッタ部材７２と第２シャッタ部材７３は、整列レール５１に沿う容器１００の移動を所定の期間遮断する。

また、第１シャッタ部材７２と第２シャッタ部材７３は、回動軸７４の回動方向に互いにずれて配置されており、整列レール５１を間に挟んで、整列レール５１の両側に配置されている。第１シャッタ片７２ａは、整列レール５１における平板６１Ｂ側に配置される。また、第２シャッタ片７３ａは、整列レール５１における平板６１Ａ側に配置される。

これにより、第１シャッタ部材７２が整列レール５１に沿う容器１００の移動を遮断するときは、第２シャッタ部材７３は、容器１００の移動を遮断しない。また、第２シャッタ部材７３が整列レール５１に沿う容器１００の移動を遮断するときは、第１シャッタ部材７２は、容器１００の移動を遮断しない。

また、第１シャッタ部材７２と第２シャッタ部材７３との間の距離は、容器１００における胴体部１０１の外径よりも僅かに長い。したがって、第１シャッタ部材７２と第２シャッタ部材７３によって容器１００の移動を遮断すると、整列レール５１に保持された複数の容器１００は、１つずつ切り出されて整列レール５１の移送位置に配置される。

また、駆動部７５の駆動軸には、リンク部材７６が取り付けられている。リンク部材７６は、第１シャッタ部材７２及び第２シャッタ部材７３に連結されている。リンク部材７６は、駆動部７５における駆動力を第１シャッタ部材７２及び第２シャッタ部材７３に伝達する。

なお、第１シャッタ部材７２及び第２シャッタ部材７３を回動させる駆動機構としては、例えば、環状ベルトとプーリを用いたベルト機構、ステッピングモータとギヤ列を用いた歯車機構を用いることができる。あるいは、スプロケットとチェーンを用いたチェーン機構など種々の機構を適用することができる。

また、シャッタ機構５２には、容器有無センサ５４が設けられている。容器有無センサ５４は、不図示のブラケットを介して支持フレーム７１に固定されている。容器有無センサ５４は、整列レール５１の移送位置に配置された容器１００に対向している。容器有無センサ５４は、例えば、フォトセンサであり、対向する位置（移送位置）に容器１００があるか否かを検出する。

さらに、シャッタ機構５２には、ストッパ部材６２が設けられている。ストッパ部材６２は、固定ブラケット８６を介して支持フレーム７１に固定されている。ストッパ部材６２は、後述する整列レール５１の段差面部６１ｃの上下方向の上方に配置されており、段差面部６１ｃと上下方向の上方に隙間を空けて対向する。そして、ストッパ部材６２は、整列レール５１の移動位置に配置された容器１００の首部１０２に当接する（図１０参照）。

数量監視センサ５３Ａ，５３Ｂは、カバー部材３９とシャッタ機構５２との間に配置されている。これら数量監視センサ５３Ａ，５３Ｂは、例えば、フォトセンサであり、対向する位置に容器１００があるか否かを検出する。

数量監視センサ５３Ａ，５３Ｂの両方が、対向する位置に容器１００が有ることを検出した場合は、シャッタ機構５２を通過する前の容器１００が所定の個数（本実施形態では５個）以上あると判別できる。これにより、少なくとも所定の個数以上の容器１００が連続的に後工程に供給されるという情報を、後工程を制御する制御部に送信することができる。

また、数量監視センサ５３Ａ，５３Ｂの少なくとも一方が、対向する位置に容器１００が無いことを検出した場合は、シャッタ機構５２を通過する前の容器１００が所定の個数未満であると判別できる。これにより、少なくとも所定の個数以上の容器１００が連続的に後工程に供給されないという情報を、後工程を制御する制御部に送信することができる。

次に、図７〜図１１を参照して整列レール５１の詳細な構成について説明する。
図７〜図９は、整列レール５１を示す図である。図１０及び図１１は、整列レール５１の搬送位置を示す説明図である。

図６〜図８に示すように、平板６１Ａ、６１Ｂにおける上下方向の上端部には、搬送速度確保領域の一例を示す第１傾斜面部６１ａと、姿勢安定化領域の一例を示す第２傾斜面部６１ｂと、平坦部の一例を示す段差面部６１ｃが形成されている。

第１傾斜面部６１ａは、平板６１Ａ、６１Ｂの長手方向の一側、すなわち搬送方向の上流側に設けられている。第１傾斜面部６１ａの搬送方向の下流側には、第２傾斜面部６１ｂが連続して設けられている。第２傾斜面部６１ｂの搬送方向の下流側には、段差面部６１ｃが設けられている。すなわち、第２傾斜面部６１ｂは、第１傾斜面部６１ａと段差面部６１ｃの間に形成される。

図８に示すように、第１傾斜面部６１ａは、搬送方向の上流側、すなわちカバー部材３９から容器１００を受け取る受取位置から下流側に向かうにつれて上下方向の高さが連続して低くなるように傾斜している。第１傾斜面部６１ａは、水平方向に対して第１の傾斜角度θ１で傾斜している。第１の傾斜角度θ１は、容器１００の搬送速度及び移送位置において容器１００を受け渡すタイミングに基づいて設定される。第１の傾斜角度θ１は、容器１００を搬送するために最低限の搬送力を得るための角度の２倍に設定されている。第１の傾斜角度θ１としては、例えば４．５°に設定される。

第２傾斜面部６１ｂは、第１傾斜面部６１ａと同様に、搬送方向の上流側から下流側に向かうにつれて上下方向の高さが連続して低くなるように傾斜している。第２傾斜面部６１ｂは、水平方向に対して第２の傾斜角度θ２で傾斜している。第２の傾斜角度θ２は、第１の傾斜角度θ１よりも小さく設定されている（θ１＞θ２）。すなわち、第２傾斜面部６２ｂは、第１傾斜面部６１ａよりも緩やかに形成されている。

第２傾斜面部６１ｂでは、第１傾斜面部６１ａを通過した容器１００の姿勢を安定化させる。すなわち、第２傾斜面部６１ｂを容器１００が通過する際に、容器１００は、その軸方向が上下方向と略平行となり、その姿勢が安定する。第２の傾斜角度θ２は、容器１００を搬送するために最低限の搬送力を得るための角度に設定されている。第２の傾斜角度θ２としては、例えば２°に設定されている。

また、第２傾斜面部６１ｂにおける搬送方向の間隔Ｔは、第１傾斜面部６１ａを通過した容器１００の姿勢が安定するために必要な長さに設定されている。例えば、間隔Ｔは、２つの数量監視センサ５３Ａ、５３Ｂのうち下流側に配置された数量監視センサ５３Ｂからシャッタ機構５２の第１シャッタ部材７２の間隔に対応して設定されている。

図１０に示すように、段差面部６１ｃは、第２傾斜面部６１ｂに対して上下方向の下方に一段凹んでいる。段差面部６１ｃは、水平方向と略平行となるように形成された平坦部である。この段差面部６１ｃが、整列レール５１における移送位置となる。

また、第２傾斜面部６１ｂの搬送方向の下流側の端部と段差面部６１ｃの上下方向の段差の高さは、段差面部６１ｃまで搬送された容器１００が振動や重量によって再び第２傾斜面部６１ｂに戻れない高さに設定されている。第２傾斜面部６１ｂの搬送方向の下流側の端部と段差面部６１ｃの上下方向の段差の高さは、例えば、０．５ｍｍに設定されている。

ここで、上述したように本例の容器整列部３４では、振動発生器５５によって整列レール５１を振動させることで、容器１００に対して整列レール５１の搬送方向の下流側、すなわちストッパ部材６２に向けて移動するような力が作用している。そして、容器１００がストッパ部材６２に接触する際の反作用により、容器１００は、進行方向と反対方向へ押し戻され、再びストッパ部材６２に接触するという動作を繰り返す。そのため、容器１００が整列レール５１の移送位置において、激しく振動するおそれがあった。その結果、容器１００を移送位置で静止させることができず、その姿勢が定まらなくなり、容器有無センサ５４が誤検知したり、容器搬送ユニット５で容器１００を掴み損ねたり、するおそれがあった。

これに対して、図１０に示すように、ストッパ部材６２が容器１００と接触する箇所を首部１０２としている。これにより、ストッパ部材６２と容器１００が接触する面積を、容器１００の胴体部１０１に接触する場合よりも、小さくすることができる。その結果、ストッパ部材６２と接触することで生じる反作用によって容器１００が、移送位置から押し戻されることを抑制することができる。

また、整列レール５１は、移送位置を、段差面部６１ｃとして形成している。そのため、整列レール５１における移送位置まで搬送された容器１００は、その首部１０２が段差面部６１ｃにおける第２傾斜面部６１ｂ側の段差部と、ストッパ部材６２によって保持される。これにより、容器１００の首部１０２がストッパ部材６２に接触することで生じる反作用によって押し戻される量を小さくすることができ、容器１００を移送位置においてほぼ静止した状態で保つことができる。

ここで、ストッパ部材６２を設ける位置、及び平板６１Ａ、６１Ｂに段差面部６１ｃを形成する位置は、下記に示す要件を満たすことが好ましい。図１１に示すように、ストッパ部材６２における首部１０２と接触する点Ｐ１と、平板６１Ａ、６１Ｂにおける段差部が首部１０２と接触する点Ｐ２、点Ｐ３で形成される三角形が、外径Ｄｎの首部１０２に内接する。ここで、実際には、整列レール５１の平板６１Ａ、６１ｂの間隔、及び首部１０２の外径Ｄｎは、固定値である。そのため、ストッパ部材６２を設ける位置を、容器１００の移動方向に沿って移動させることで調整することが好ましい。

また、本例のストッパ部材６２は、振動しないシャッタ機構５２に設けて、段差面部６１ｃと間隔を空けて配置している。その結果、ストッパ部材６２が振動することがないため、整列レール５１の移送位置まで搬送された容器１００をほぼ静止した状態で保持することができる。

４．容器整列部の動作
次に上述した構成を有する容器整列部３４の動作について図４〜図１１を参照して説明する。

まず、図４、図５及び図７に示すように、容器排出部３３から容器１００が、整列レール５１の２つの平板６１Ａ，６１Ｂ間に容器１００が排出されると、胴体部１０１が平板６１Ａ，６１Ｂ間を貫通し、首部１０２が平板６１Ａ，６１Ｂの上端に係合する。これにより、容器整列部３４に排出された容器１００は、軸方向が上下方向に平行になり、底部が下方に位置する姿勢で整列レール５１に保持される。

首部１０２が下方に位置する姿勢で整列レール５１に保持された容器１００は、整列レール５１に沿って移動する途中で、カバー部材３９の整列レール５１が貫通する側板部に接触する。これにより、容器１００が整列レール５１の２つの平板６１Ａ，６１Ｂの直交する方向に延びる仮想線を中心に回転し、底部が下方に位置する姿勢で整列レール５１に保持される。

なお、本実施形態では、首部１０２が下方に位置する姿勢で整列レール５１に保持された容器１００がカバー部材３９に接触する構成とした。しかし、本発明の容器供給ユニット及び自動分析装置としては、首部１０２が下方に位置する姿勢の容器１００が接触する姿勢矯正片を、カバー部材３９とは別に設けるようにしてもよい。

また、カバー部材３９は、容器排出部３３から排出されて整列レール５１の２つの平板６１Ａ，６１Ｂ間を貫通せずに容器整列部３４から外れてしまう容器１００を、再び整列レール５１に向かうように案内する。

次に、図７〜図８に示すように、振動発生器５５の振動により、整列レール５１に排出された容器１００は、搬送速度確保領域である第１傾斜面部６１ａを通過する。上述したように、第１傾斜面部６１ａの第１の傾斜角度θ１は、容器１００を搬送するために最低限の搬送力を得るための角度の２倍に設定されている。そのため、第１傾斜面部６１ａを通過する容器１００の搬送速度を向上させることができる。

第１傾斜面部６１ａを通過した容器１００は、姿勢安定化領域である第２傾斜面部６１ｂまで搬送される。また、上述したように第２傾斜面部６１ｂの第２の傾斜角度θ２は、第１の傾斜角度θ１よりも緩やかに設定されている。そのため、第２傾斜面部６１ｂを通過する際に、容器１００は、その軸方向が上下方向と略平行となり、その姿勢が安定する。また、第２の傾斜角度θ２は、容器１００を搬送するために最低限の搬送力を得るための角度に設定されている。そのため、容器１００が第２傾斜面部６１ｂを通過する際に、容器１００が第２傾斜面部６１ｂで詰まることを防ぐことができる。

図６、図１０及び図１１に示すように、第２傾斜面部６１ｂを通過した容器１００は、シャッタ機構５２によって１つずつ切り出されて整列レール５１の移送位置である段差面部６１ｃまで搬送される。段差面部６１ｃまで搬送された容器１００は、ストッパ部材６２に当接し、整列レール５１の段差部とストッパ部材６２によって保持される。そして、容器１００は、容器搬送ユニット５（図１参照）によって把持されて、他のユニットに移送される。これにより、容器整列部３４の動作が完了する。

上述したように、本例の容器供給ユニット３によれば、整列レール５１に搬送速度確保領域である第１傾斜面部６１ａで容器１００の搬送速度を向上させることができる。さらに、姿勢安定化領域である第２傾斜面部６１ｂで、容器の姿勢を安定させることができる。その結果、振動発生器５５によって発生される振動力を大きくすることなく、容器１００の搬送速度を確保することができ、搬送位置での容器１００の姿勢を安定させることができる。

本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、自動分析装置として、血液や尿の生体試料の分析に用いられる免疫分析装置に適用した例を説明した。しかし、本発明の自動分析装置としては、上述した実施形態に限定されるものでなく、水質や、食品等のその他各種の分析を行う装置に適用することができるものである。

また、上述した実施の形態例では、第１傾斜面部６１ａと第２傾斜面部６１ｂを設けて整列レール５１の傾斜角度を２段階に変化させた例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、整列レールの傾斜角度を３段階以上に変化させて、搬送速度確保領域又は姿勢安定化領域の整列レールの傾斜角度を２段階以上に変化させてもよい。

または、整列レールの上端部を下向きの円弧状に形成し、搬送速度確保領域から姿勢安定化領域にかけて整列レールの傾斜角度を無段階に連続して小さくなるように変化させてもよい。さらに、整列レールにおける搬送速度確保領域を第１の曲率半径からなる第１の円弧状に形成し、姿勢確保領域を第１の曲率半径よりも大きな第２の曲率半径からなる第２の円弧状に形成してもよい。

さらに、上述した実施の形態例では、容器１００を１ずつ切り出す機構としてシャッタ機構５２を設けて、整列レール５１と平坦部である移送位置を一体に形成した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、整列レールの搬送方向の下流側の先頭の容器を１ずつ取り出すための機構としては、Ｕ字状の切り欠き部を有する回転テーブルを設け、この切り欠き部に容器を嵌め込み、さらに回転テーブルを回転させことで、他のユニットに移送させてもよい。この場合、平坦部である移送位置は、回転テーブルの切り欠き部となり、整列レールとは別部材として構成される。

また、上述した実施の形態例では、整列レール５１を振動させて容器１００を搬送する振動発生器５５を設けた例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、振動発生器５５を設けずに、容器１００の自重により整列レール５１上を摺動させることで容器１００を搬送してもよい。

１…自動分析装置、 ２…測定装置、 ３…容器供給ユニット、 ４…検体架設ユニット、 ５…容器搬送ユニット、 ６…検体分注ユニット、 ７…試薬保冷ユニット、 １８…装置外装体、 ３１…ベース部、 ３２…容器貯留部、 ３３…容器排出部、 ３４…容器整列部、 ３９…カバー部材、 ５１…整列レール、 ５２…シャッタ機構、 ５４…容器有無センサ、 ５５…振動発生器、 ６１ａ…第１傾斜面部（搬送速度確保領域）、 ６１ｂ…第２傾斜面部（姿勢安定化領域）、 ６１ｃ…段差面部（平坦部、移送位置）、 ６１Ａ、６１Ｂ…平板、６２…ストッパ部材、１００…容器、 １０１…胴体部、 １０２…首部

Claims (6)

1. 複数の容器を貯留する容器貯留部と、
   前記容器貯留部に貯留された複数の容器を排出する容器排出部と、
   前記容器排出部から排出された容器を整列させる容器整列部と、を備え、
   前記容器整列部は、
   前記容器排出部から排出された前記容器を他の装置に受け渡す移送位置まで移動可能に支持する整列レールと、を備え、
   前記整列レールは、
   前記容器排出部から配置された前記容器を搬送し、水平方向に対して傾斜した搬送速度確保領域と、
   前記搬送速度確保領域の搬送方向の下流側に連続して設けられ、前記容器を搬送し、前記搬送速度確保領域よりも水平方向に対する傾斜角度が小さく設定された姿勢安定化領域と、を有し、
   前記移送位置は、前記姿勢安定化領域の搬送方向の下流側に設けられ、水平方向と平行に配置される
   容器供給ユニット。
2. 前記搬送速度確保領域は、前記整列レールにおける搬送方向の上流側に形成され、水平方向に対して第１の傾斜角度で傾斜した第１傾斜面部であり、
   前記姿勢安定化領域は、前記第１傾斜面部における搬送方向の下流側に連続して形成され、水平方向に対して第２の傾斜角度で傾斜した第２傾斜面部であり、
   前記第２の傾斜角度は、前記第１の傾斜角度よりも小さく設定される
   請求項１に記載の容器供給ユニット。
3. 前記移送位置は、前記整列レールにおける前記姿勢安定化領域の搬送方向の下流側に連続して設けられた平坦部である
   請求項１に記載の容器供給ユニット。
4. 前記平坦部は、前記姿勢安定化領域から上下方向に一段凹んで形成された段差面部である
   請求項３に記載の容器供給ユニット。
5. 前記容器整列部は、
   前記平坦部に対して上下方向の上方に間隔を空けて対向し、前記移送位置に搬送された前記容器と当接するストッパ部材を有する
   請求項３に記載の容器供給ユニット。
6. 容器を保持し、保持した容器に検体及び試薬が分注される反応ユニットと、前記反応ユニットに容器を供給する容器供給ユニットと、を含む自動分析装置において、
   前記容器供給ユニットは、
   複数の容器を貯留する容器貯留部と、
   前記容器貯留部に貯留された複数の容器を排出する容器排出部と、
   前記容器排出部から排出された容器を整列させる容器整列部と、を備え、
   前記容器整列部は、
   前記容器排出部から排出された前記容器を前記反応ユニットに受け渡す移送位置まで移動可能に支持する整列レールと、を備え、
   前記整列レールは、
   前記容器排出部から配置された前記容器を搬送し、水平方向に対して傾斜した搬送速度確保領域と、
   前記搬送速度確保領域の搬送方向の下流側に連続して設けられ、前記容器を搬送し、前記搬送速度確保領域よりも水平方向に対する傾斜角度が小さく設定された姿勢安定化領域と、を有し、
   前記移送位置は、前記姿勢安定化領域の搬送方向の下流側に設けられ、水平方向と平行に配置される
   自動分析装置。

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