JPH01221673A - 自動化学分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、試料に試薬を反応させた反応液内の特定成分
の濃度を測定する自動化学分析装置に関する。

（従来の技術） 人体の血清等を対象としてこれを試料（サンプル）とし
て用いこれに所望の試薬を加えて化学反応を起させて、
この反応液内の特定成分の濃度を例えば比色法により測
定して診断に供するようにした自動化学分析装置が知ら
れている。このような化学分析を行うに当っては分析す
べき試料を予め用意し、この試料を測定項目に応じて複
数の反応容器に分配する動作が必要となる。第９図はこ
のような分配動作の概要を説明するもので、試料が満た
された複数の試料容器２が例えば円形テーブル３に収納
されたサンプラ１と、複数の反応容器４が収納されこれ
らを一定のサイクルで搬送、停止状態を繰返して間欠移
動させる反応ディスク５との間にはサンプリングアーム
６が配置され、このアーム６は先端にプローブ７を備え
ると共に基部のセンタシャフト８を支点として矢印方向
に揺動可能に構成されている。このような構成で、アー
ム６のプローブ７を先ずサンプラ１の試料容器２上に位
置させアーム６と共にプローブ７を下降させて試料を吸
収した後再上昇させ、次にアーム６を揺動させて反応デ
ィスク５の反応容器４上に位置させアーム６を前記同様
に下降させ吸入している試料を容器４内に吐出すること
により試料の分配動作いわゆるサンプリングが行われる
。このようなサンプリング動作は各サイクルごとに繰返
えされ、分析すべき試料の測定項目に応じて複数の反応
容器４に対するサンプリングが行われる。

また反応ディスク５の周囲の他の位置には試薬部（図示
せず）が配置され、反応容器４に所望の試薬の分配が行
われるように構成されている。

このように試料又は試薬の分配動作中、試料交換や試薬
交換等の作業を行っているオペレータと移動中のサンプ
リングアーム６又は上下動中のプローブ７が触れるおそ
れがある。このため安全対策上オペレータがアーム６又
はプローブ７に触れたときは、この状態を検知して直ち
に装置の動作を停止させるように各々に感圧センサが設
けられている。また、このＪ：うにアーム６又はプロー
ブ７に感圧センサを設けることは安全上の問題だけでな
く、アーム６又はプローブ７が障害物に触れて動作が停
止されることにより装置を構成している各ユニット相互
間の動作のシーケンスがずれて誤動作が行われるという
問題も防いでいる。

（発明が解決しようとする課題） ところで従来の自動化学分析装置では、感圧センサによ
って障害物が検知されると装置の動作が直ちに停止され
るので検知ごとに測定動作が中断されてしまうという問
題がある。例えば一定のサイクルで反応容器を間欠移動
させている反応ディスクの反応容器には、分析項目に応
じて各種の試料又は試薬の分配が終了しているものが存
在しているにも拘わらず、装置の動作が停止されると停
止期間中にそれらの試料等が変質してしまうおそれがあ
るので、多量の検体が無駄になってしまうことになる。

また度々測定が中断されてしまうことは測定効率を低下
させることにもなる。更に装置の動作を復帰させるため
に電源のオフ、オンを行ってリセット操作をその都度行
う必要がある。

本発明は以上のような問題に対処してなされたもので、
感圧センサによって障害物が検知されたときでも中断す
ることなく測定を行うことができる自動化学分析装置を
提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、感圧センサによっ
て障害物が検知されたときは分配動作を停止し一連の所
定の制御動作を行った後、次のサイクルから分配動作を
自動的に継続するようにしたものでおる。

（作　用） 各サイクルでプローブ付アームによる分配動作を行って
いるとき、アームにオペレータのような障害物が触れる
と感圧センサがこの状態を検知することによりアームは
分配動作を停止する。次にアームの原点の割出しが行わ
れてアームは原点位置へ戻され、このサイクルにおける
停止以降の動作はスキップされる。続いてアームは原点
位置から次のサイクルの分配動作を開始して、試料分配
、試薬分配等の所望の動作を行う。従って装置の測定を
中断することなく、障害物が検知されたサイクルのみの
分配動作を中止するだけで、次のサイクルからは正常な
分配動作を自動的に継続することができる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明実施例を説明する。

第１図は本発明の自動化学分析装置の実施例を示す構成
図で、サンプラ１には分析すべき試料が満たされた複数
の試料容器２が円形テーブル３に収納され、同心円状に
複数列に配置されている。

反応ディスク５には複数の反応容器４が収納されこれら
反応容器４は図示しない駆動機構によって一定のサイク
ルで搬送、停止状態を繰返して例えば反時計方向に間欠
移動される。サンプラ１と反応ディスク５との間には先
端にプローブ７が取付けられセンタシャフト８を支点と
して揺動運動を行うサンプリングアーム６が配置され、
サンプラ１と反応ディスク５間を各サイクルごとに往復
して試料容器２の試料を反応容器４に分配可能に構成さ
れている。

反応ディスク５の周囲には試薬庫９が設けられてこれに
は試薬が満たされた複数の試薬容器１０が収納され、試
薬アーム１１によって試薬容器１０の試薬が前記反応容
器４に分配可能に構成されている。また反応ディスク５
の周囲には反応容器４に分配された試料と試薬とから成
る反応液を撹拌するための撹拌アーム１２１反応液内の
特定成分の濃度を測定するための測光部１３２反応容器
４を洗浄するためのキュベツト洗浄エレベータ１４が各
々設けられている。またサンプラ１と反応ディスク５間
にはプローブ７を洗浄するための洗浄プール１５が設け
られている。

測光部１３の測光データはインターフニス１６を介して
ＣＰＵ（中央演算処理装置）１７に送られる。ＣＰｔＪ
１７は専用のマイクロプロセッサから構成され分析を行
うのに必要な装置全体の制御動作を司っている。また、
このＣＰＵ１７は後述のように、サンプリングアーム６
が障害物に触れたとき、一連の所定の動作を行うように
制御する機能を有している。

キーボード１８は分析を行うに当り所望のデータを入力
するためのもの、ＣＲＴ１９は分析結果を表示するため
のもの、プリンタ２０は分析結果をプリントするための
ものである。

第２図は特にサンプリングアーム６の構成を詳細に示す
もので、センタシャフト８・を支点として回転可能なア
ームヘッド２１の底部にはアーム感圧センサ２２が取付
けられている。このアーム感圧センサ２２は例えば第３
図に示すように、アームへラドベース２２ａ上に導電性
ゴム入りのコードスイッチ２２ｂを両側からゴム部材２
２Ｇ及び金具部材２２ｄで挾持したものを組立て、これ
らを両側面に２個設けるようにしたものである。アーム
６が分配動作を行うために移動中感圧センサ２２がオペ
レータ等に触れると、ゴム部材２２Ｇが変形してコード
スイッチ２２ｂの抵抗が変化することによって、この抵
抗変化に基いた検出信号がＣＰＵ１７に送られることに
より障害物の存在が検知される。

このようにアーム６が分配動作中障害物に触れたことが
検知されると、ＣＰＵ１７の制御に基きアーム６は直ち
にその移動を停止する。次にアーム６は同様にＣＰＵ１
７の制御によって原点（ホームポジション）の割出しが
行われる。原点はアーム６のような各ユニットごとに予
め設定されており、アーム６の場合は反応ディスク５の
反応容器４の真上の位置が原点に設定される。この原点
はアーム６が各サイクルごとに分配動作を行う場合に、
動作を開始する基準位置とするためのものである。この
アーム６の原点の割出しはアーム移動パルスモータ２３
によってこの回転力を小プーリ２４．ベルト２５を介し
て、アーム６側の大プ一り２６．センタシャフト８に伝
達してアーム６を回転することにより行われる。この場
合前記パルスモータ２３は正方向及び逆方向に回転可能
に制御され、アーム６が障害物によっていかなる位置で
停止しても効率的に原点割出しが行われるように対処さ
れている。センタシャフト８の下端にはカット板２７が
固定されており、シャフト８と一体的に回転可能に構成
されている。一方カット板２７と組合わされて原点を割
出すためのアームホームセンサ２８が、カット板２７の
動きとは独立して固定して設けられている。パルスモー
タ２３の正転又は逆転に基いてセンタシャフト８が回転
し、カット板２７が移動してアームホームセンサ２８と
交差した位置に達するとアーム６が原点に戻ったことが
検出されて、ホーム信号がアームホームセンサ２８から
ＣＰＵ１７に送られる。

すなわちカット板２７とアームホームセンサ２８とは、
前記原点に対応ずけられた組合せ位置となったときに原
点割出しが行われるように構成されている。原点割出し
が行われるとＣＰＵ１７の制御に基きパルスモータ２３
の回転は停止する。

アーム６の原点割出しに準じてプローブ７の原点割出し
も行われる。プローブ７の場合は分配動作を行うとき、
その高さが上端にある位置が原点に設定されている。こ
の位置はアーム６を移動してもプローブ７の先端が衝突
しない位置に選ばれている。第４図（ａ）、（ｂ）はプ
ローブ７の構成を示すもので、（ａ＞は原点の位置にあ
る通常時、（ｂ）は障害物に触れてプローブ７が上昇し
たときの状態である。プローブ干渉センサ２９はアーム
ベース２９ａ上に設けられ、プローブ７が下降して障害
物に触れるとこれを検知するように働く。第２図におい
て、アーム６により分配動作を行うときプローブ７の上
下動は上下用パルスモータ３０によって行われる。パル
スモータ３０の回転力は小プーリ３１ａ、ベルト３２．
大プーリ３１ｂを介してリードねじ３３に伝達され、ね
じ３３が回転するとり一ドナット３４が上下し、これを
保持しているリフタ３５も上下する。リフタ３５とセン
タシャフト８とはセンタシャフト８が回転可能な方法で
連結されており、センタシャツｌ−８を上げるときはり
フタ３５を持上げることにより行い、下げるときはりフ
タ３５を押下げることにより行う。アームヘッド２１が
センタシャフト８に取付けられており、このアームヘッ
ド２１を上下動することによりプローブ７が上下動され
る。プローブホームセンサ３９がカット板４０と交差す
るとホーム信号がＣＰＵ１７に送られ、このときのプロ
ーブ７の位置は原点にあることになる。パルスモータ３
０は正逆転可能に構成され、正転時はプローブ７を上げ
、逆転時はプローブ７を下げるように働く。

第５図は１サイクルの分配動作を行う場合の各ユニット
のシーケンス動作を示すタイミングチャートであり、−
例として１サイクルタイムが１８秒の例を示している。

この例はサンプリングアーム６（プローブ付アーム）に
よって、サンプラ１の試料容器２の試料を吸引して反応
ディスク５の反応容器４に分配を行う動作について示し
ている。

サンプリングポンプはプローブ７による試料の吸入、吐
出のために用いられるもの、プローブ電磁弁はその吸入
、吐出の動作を制御するためのもの、プローブ洗浄ポン
プは吸入、吐出俊の不要又は残りの試料を洗浄するため
のもの、キュベツト洗浄ポンプは反応容器（キュベツト
）４の洗浄のために用いられるものである。

次に本実施例によりサンプリング操作を行う場合の作用
をフローチャートを参照して説明する。

先ず原点位置にあるアーム６を試料の分配動作を行うべ
くサンプラ１の試料容器２に移動する（ステップａ）。

この移動中アーム感圧センサ２２によって障害物が検知
（エラー発生）されると流れは■に進む。正常な場合ア
ーム６と共にプローブ７を試料容器２内に下ろす（ステ
ップｂ）。

この下降中プローブ干渉センサ２９によって障害物が検
知されると流れは◎に進む。■、◎については後述する
。続いて試料吸入を行った（ステップＣ）後、プローブ
７を元の位置（原点）に上げる（ステップｄ）。次にア
ーム６を洗浄プール１５上に移動した（ステップｅ）後
、プローブ７を下ろして洗浄を行い（ステップｆ）、終
了後プローブ７を上げる（ステップｑ）。続いてアーム
６を反応容器４上に移動した（ステップｈ）後、プロー
ブ７を下ろしくステップｉ）、試料を反応容器４内に吐
出する（ステップｊ）。続いてプローブ７を上げた（ス
テップｋ）後、アーム６を再び洗浄プール１５上に移動
しくステップ１）、プローブ７を洗浄プール１５に下ろ
す（ステップｍ）。次にサンプリング流路の電磁弁をオ
ンにしくステップｎ）、プローブ７を洗浄する（ステッ
プ０）。続いてプランジャを原点に戻した（ステップｐ
）債、電磁弁をオフにする（ステップｑ）。

次にプローブ７を上げたくステップｒ）後、プローブ７
を洗浄する（ステップＳ）。

以上の各ステップによって１サイクルの試料の分配動作
が終了する。

次に分配動作の途中で障害物が検知された場合の操作を
説明する。

ステップａにおいて障害物が検知されると、流れは第８
図（ａ）の■に進み、障害物が無くなったか否かの判断
が行われる（ステップｔ）。障害物が無くなるまでこの
ステップｔが繰返され、障害物が無くなると遅延動作が
行われる（ステップＵ）。例えば１秒間の遅延動作が行
われ、これは障害物除去後急にアーム６を移動して衝突
事故等が発生するのを防止するための配慮である。次に
アーム６を原点に移動する（ステップ■）。この動作は
前記したようにＣＰＵ１７のパルスモータ２３に対する
制御動作によって行われる。この動作が終了すると流れ
はステップ１へとジャンプする。

従ってこのように障害物が検知されるとステップｂとス
テップにとの間のステップは省略されるが、これはアー
ム６の移動が一時停止されたことにより、予めプログラ
ムによって決められている各ユニット相互間の動作のシ
ーケンスがずれて誤動作が発生するのを防止するために
行うものでおる。同様にしてステップｅ、ステップｈ、
ステップ１において障害物が検知された場合も流れは■
に進むように設定される。このように中間のステップを
ジャンプしてステップ１へ進んだ場合、既に吸入した試
料が測定に用いられることなく排出されて無駄になるが
これは１サイクルだけの問題であり、多サイクルにわた
って発生し得る誤動作、誤測定等を考慮すると実際的に
問題にならない。

なお、ステップ■において、障害物が検知された場合は
流れはステップｔに戻ることになる。

次にステップｂにおいて障害物が検知されると、流れは
第８図（ｂ）の◎に進み、プローブ７が原点へ上げられ
（ステップＷ）、続いてアーム６が原点へ移動される（
ステップＸ）。次に流れはステップ１へとジャンプする
。同様にしてステップｆ、ステップｉ、ステップｍにお
いて障害物が検知された場合も流れは◎に進むように設
定される。

このような場合も前記■に進んだ場合と同様な作用、効
果が得られる。

このように本実施例によれば、各サイクルで試料の分配
動作を行うときアーム６又はプローブ７によって障害物
が検知された場合は、分配動作を一時停止し原点（ホー
ムポジション）にアームを戻すようにしたので、次サイ
クルからは正常な分配動作を行うことができる。

これにより従来のように障害物が検知されると装置の動
作を停止して測定を中断させる必要はなくなるので、多
量の検体等を無駄にすることはない。また測定は１サイ
クルのみスキップされるだけで中断されることはないた
め、測定効率を向上することができる。更に面倒な電源
のリセット操作を行うことも不要となる。

本実施例ではサンプリングアームを用いて試料の分配動
作を行う例で、説明したが、試薬の分配動作を行う場合
にも同様に適用することができる。。

なおスキップされたサイクルにおいて、試料分配又は試
薬分配ができなかった場合には、その試料の測定結果に
エラーの表示を付加するようにすれば便利である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、プローブ付アームに
よる液の分配動作時障害物が検知されたときは、分配動
作を停止し一連の所定の制御動作を行った後火のサイク
ルから分配動作を自動的に継続するようにしたので、測
定を中断することなく続けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動化学分析装置の実施例を示す構成
図、第２図は本実施例装置のサンプリングアームの構成
を示す斜視図、第３図はサンプリングアームに取付けら
れる感圧センサの組立図、第４図（ａ）、（ｂ）は本実
施例装置のプローブの構成を示す側面図、第５図は本実
施例装置の各ユニットの動作を示すタイミングチャート
、第６図乃至第８図（ａ）、（ｂ）は本実施例の作用を
説明するタイミングチャート、第９図は試料の分配動作
の説明図である。 １・・・サンプラ、　　２・・・試料容器、４・・・反
応容器、　　５・・・反応ディスク、６・・・サンプリ
ングアーム、　　７・・・プローブ、１７・・・ＣＰＬ
Ｊ　（中央演算処理装置）、２２・・・アーム感圧セン
サ、 ２３・・・アーム移動パルスモータ、 ２７．４０・・・カット板、 ２８・・・アームホームセンサ、 ２９・・・プローブ干渉センサ、 ３０・・・上下用パルスモータ、 ３９・・・プローブホームセンサ。 第１図 ２２ａア弘へ・ソ）゛へ゛−７ （Ｇ） 第４図 第７図 第　　９　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともアームの部分に感圧センサが取付けら
   れて成るプローブ付アームによつて分析に必要な液を一
   方の容器から他方の容器に分配し、一定のサイクルで前
   記液を含んだ反応液内の特定成分の濃度を測定する自動
   化学分析装置において、各サイクルの分配動作時前記感
   圧センサによつて障害物が検知されたときプローブ付ア
   ームの分配動作を停止し一連の所定の制御動作を行つた
   後、次のサイクルから分配動作を自動的に継続する制御
   手段を備えたことを特徴とする自動化学分析装置。
2. （２）プローブ付アームのプローブの部分に感圧センサ
   が取付けられて成る請求項１記載の自動化学分析装置。
3. （３）一連の所定の制御動作が前記プローブ付アームの
   原点位置を割出す動作を含む請求項１記載の自動化学分
   析装置。