WO2021065362A1 - 搬送装置、および分析システム - Google Patents

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transport
transport container
coil
container
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武司 玉腰
康明 青山
金子　悟
啓之 小林
遼佑 星
渡辺　洋
神原　克宏
邦昭 鬼澤
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    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06—Linear motors

Definitions

  • This disclosure relates to a transport device and an analysis system.
  • samples such as blood, plasma, serum, urine, and other body fluids.
  • This sample analysis system connects devices having a plurality of functions and automatically executes the processing of each process.
  • an analysis unit that executes multiple analyzes such as biochemistry and immunity
  • a pretreatment unit that executes multiple pretreatments required for this analysis, etc.
  • an analysis unit that executes multiple analyzes such as biochemistry and immunity
  • pretreatment process that executes multiple pretreatments required for this analysis, etc.
  • Patent Document 1 discloses a laboratory sample delivery system having high transport performance. Specifically, Patent Document 1 states that "laboratory sample delivery system (100) is several container carriers (1), each of which has at least one magnetically active device, preferably at least one permanent magnet. A container carrier adapted to carry the sample container (3), a transport plane (4) adapted to carry the container carrier, and a plurality of electromagnetics stationary and arranged below the transport plane. The actuator includes an electromagnetic actuator adapted to move the container carrier on the transport plane by applying a magnetic force to the container carrier "(see abstract).
  • Patent Document 1 states that "the system may further include a container carrier detection device adapted to detect the presence and position of a container carrier located on a transport plane.
  • the container carrier detection device may further include transport. It provides optimized tracking of container carriers placed on a flat surface "(see paragraph [0034]).
  • the electromagnetic actuator means a magnetic pole (a set of a magnetic core and a coil).
  • the sample analysis system requires a plurality of container carrier detection devices for detecting the position of the magnetically active device provided in the sample transport carrier. Further, since these container carrier detection devices need to be arranged on the transfer surface side, a dedicated printed circuit board is required. Therefore, there is a problem that the device becomes complicated and the cost increases.
  • Patent Document 1 when it is not necessary to make a specific field or area accessible, the electromagnetic actuator at that position may be omitted. This is desirable from the standpoint of simplifying the device and reducing costs, but this is because no consideration is given to the means for detecting the position of the container carrier if it deviates from its location or sticks to its location for some reason. The system cannot operate smoothly when such a situation occurs. In view of such a situation, the present disclosure provides a technique for sensitively detecting the position of each actuator (magnetic pole) without using a container carrier detection device.
  • the present disclosure is a transport device that transports a transport container containing a magnet or a magnetic material to a target position along a transport path, and is configured by arranging a plurality of magnetic poles including a core and a coil.
  • a transport surface having a transport path, a drive unit that supplies a current to a coil, and a position detection unit that executes a process of estimating the position of the transport container, and the position detection unit detects the position of the transport container.
  • the exciting current of the first magnetic pole for at least one second magnetic pole that is a peripheral magnetic pole within a predetermined range from the first magnetic pole and is different from the first magnetic pole while exciting the first magnetic pole selected for this purpose?
  • a transfer device that executes a process of applying a voltage in a direction opposite to the polarity and a process of estimating the position of a transfer container based on the current value of the first magnetic pole.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the schematic structure of the transfer device 1 which concerns on a basic principle. It is a schematic diagram which shows the partial cross-sectional structure example of the transport device 1 shown in FIG. It is a figure for demonstrating the voltage waveform applied to the coil for detecting the position of the transport container 20 by the transport device 1 by the basic principle, and the current waveform corresponding thereto. It is a schematic diagram which shows the specific structural example for current detection. It is a top view which shows the schematic structure example of the transport plane in which the magnetic pole 25 of a transport device 1 is arranged. 6 is a graph in which the distance from the selected magnetic pole 25 (nearest magnetic pole 25) is on the horizontal axis and the amount of current change is on the vertical axis.
  • a sample analyzer for analyzing a biological sample (hereinafter referred to as "sample") such as blood, plasma, serum, urine, or other body fluid, or a pretreatment necessary for this analysis is performed. It relates to a transport device used in a sample analysis system such as a sample pretreatment device.
  • the embodiment of the present disclosure may be implemented by software running on a general-purpose computer, or may be implemented by dedicated hardware or a combination of software and hardware.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a transport device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows an outline of a transfer device in which two adjacent magnetic poles 25 and a permanent magnet 10 operate relative to each other.
  • the transport device 1 has a transport plane (see FIG. 5 and the like) that transports the transport container 20 (synonymous with the transport container (specimen holder) 20: see FIG. 2) provided with the permanent magnet (magnetic material) 10 above the transport container 20. , A magnetic pole 25 having a core 22 which is a magnetic material and a coil 21 which is a winding wound around the core 22 which is arranged below the transport plane, and a drive unit which applies a current to the coil 21 of the magnetic pole 25. (Drive device for driving the transport container) 50, a current detection unit 30 for detecting the current flowing through the coil 21, and a calculation unit (control device for controlling the drive device) 40 for controlling the drive unit 50 based on the detected current value. And.
  • the permanent magnet 10 is arranged in the transport container 20.
  • a permanent magnet 10 such as neodymium or ferrite is used.
  • the permanent magnet 10 will be described in the first embodiment, other magnets or soft magnetic materials may be used instead of the permanent magnet 10. Further, instead of the permanent magnet 10, the permanent magnet 10 and the soft magnetic material may be used in combination.
  • the "magnetic material” means a permanent magnet 10, another magnet or a soft magnetic material, or a combination of the permanent magnet 10 and the soft magnetic material.
  • the basic principle will be described using a permanent magnet 10 as an example (typical example) of a magnetic material.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of a partial cross-sectional configuration of the transport device 1 shown in FIG.
  • the transport container 20 such as the sample holder is configured such that the holding portion of the sample (container) and the permanent magnet 10 are integrated.
  • the transport container 20 is arranged so as to face the magnetic pole 25 via the transport plane.
  • an electromagnetic force is generated in the core 22 by passing an electric current through the coil 21 of the magnetic pole 25, and the permanent magnets 10 arranged in the transport container 20 are placed between the plurality of magnetic poles 25 (the magnetic poles 25 and the magnetic poles 25).
  • the transport container 20 is transported to a desired position by controlling the relative movement so as to slide above the space) and on the transport plane.
  • relative position information between the permanent magnet 10 and the magnetic pole 25 is required. This is to efficiently apply the electromagnetic force generated in the core 22 to the permanent magnet 10 by passing an electric current through the coil 21 of the magnetic pole 25, and to move the permanent magnet 10 in a target direction. ..
  • the permanent magnet 10 is above (immediately above) one of the two magnetic poles 25. Even if a voltage is applied to the magnetic pole 25a (coil 21a) directly below the permanent magnet 10, no force (thrust) is generated in the permanent magnet 10 in the transport direction.
  • the core 22 is made of a magnetic material, and the magnetic flux passing through the core 22 has a property that it becomes difficult to pass as the magnetic flux increases.
  • a magnetic flux (magnetic field) generated by the current is generated in the core 22. Therefore, a magnetic flux (magnetic field) generated by the permanent magnet 10 and a magnetic flux (magnetic field) generated by the current flowing through the coil (winding) 21 are generated in the core 22.
  • a current is passed through a coil (winding) 21
  • a magnetic field is generated around it, and the generated magnetic flux is proportional to the current value passed through. This proportionality constant is called inductance.
  • the inductance changes due to the saturation characteristic of the core 22.
  • the inductance changes depending on the magnitude of the magnetic flux generated in the core 22. That is, the inductance of the coil (winding) 21 changes depending on the magnitude of the magnetic flux of the permanent magnet 10. This means that the inductance of the coil (winding) 21 changes depending on the position of the permanent magnet 10. That is, when there is a magnetic field from the permanent magnet 10, magnetic saturation occurs in the coil (winding) 21 and the magnetic permeability decreases, so that the current flowing through the coil (winding) 21 changes.
  • the inductance L can be calculated by detecting the current flowing through the coil (winding) 21 and the flow method thereof. That is, if the inductance L of the coil (winding) 21 that changes depending on the position of the permanent magnet 10 is detected, the position of the permanent magnet 10 that affects the inductance can be obtained. Therefore, the drive unit 50 is connected to the coil (winding) 21 of the magnetic poles 25, and the current detecting unit 30 (for example, a resistor is arranged) for detecting the current value flowing through the coil (winding) 21 is provided. Then, a voltage is applied to the coil (winding) 21 by the drive unit 50, the current value generated by the voltage is detected by the current detection unit 30, and the value is read by the calculation unit 40.
  • the current detecting unit 30 for example, a resistor is arranged
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a voltage waveform applied to the coil by the transfer device 1 to detect the position of the transfer container 20 and a current waveform corresponding to the voltage waveform according to the basic principle.
  • the magnitude (V) and pulse width (T) of the voltage pulse 60 are determined by how much voltage is applied to the magnetic pole 25. Then, when the permanent magnet 10 of the transport container 20 approaches the magnetic pole 25, the current waveform 70a changes to the current waveform 70b due to the magnetic saturation of the magnetic pole 25.
  • the transfer device 1 has a current detection unit 30 that detects a current, and can detect the position of the transfer container 20 based on the current value detected by the current detection unit 30 and measured by the calculation unit 40. it can. That is, the position of the transport container 20 is detected by detecting the amount of change in the current detected by the current detection unit 30 (the amount of change in the rising / falling current of the position detection pulse).
  • the amount of change in current is I1.
  • FIG. 3B when the magnetic pole 25 is affected by the permanent magnet 10 of the transport container 20 (for example, when the permanent magnet 10 is directly above or near the magnetic pole 25), the amount of current change is I1. It becomes a larger I2.
  • the current detection unit 30 may be a series resistor, for example, one using a current transformer, one using a Hall current sensor, or the like, but is not limited thereto.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a specific configuration example for current detection.
  • the magnetic pole 25 is a columnar core 22 and a coil (winding) 21 wound around the outer peripheral side of the core. Consists of.
  • the permanent magnet 10 is arranged so as to face the columnar core 22.
  • a drive unit 50 is connected to the coil (winding) 21.
  • a resistor 31 for detecting the current flowing through the coil (winding) 21 is provided between the coil (winding) 21 and the drive unit 50.
  • magnetic poles are arranged in a plurality of rows and a plurality of columns to form a transport path.
  • FIG. 5 is a top view showing a schematic configuration example of a transport plane on which the magnetic poles 25 of the transport device 1 are arranged.
  • magnetic poles 25 having 5 rows and 5 columns are arranged in a grid pattern to form a transport path.
  • the transport path is set to travel on the magnetic poles 25 arranged in a grid pattern.
  • the transport device 1 can provide the transport container 20 provided with the permanent magnet 10 for any purpose. It can be transported in a direction (transport direction).
  • the transport containers on the magnetic poles adjacent to the top, bottom, left, and right of the magnetic pole are attracted. Therefore, it is desirable that the transport path has a grid pattern of one row skip and one row skip (the magnetic pole 25). If they are spread tightly, the transport containers 20 placed on the plurality of containers 20 are likely to collide with each other). Therefore, the magnetic pole 25 can be omitted in the region outside the transport path, and the component cost can be reduced or the weight can be reduced.
  • the maximum distance between the transport container 20 and the magnetic pole 25 on the transport plane is d (the transport container is out of the transport path). Maximum distance when).
  • the maximum distance between the transport container 20 and the magnetic pole 25 is d / 2.
  • Patent Document 1 When some abnormality occurs, the container carrier deviates to a place outside the transport path where the magnetic pole 25 is not arranged, and if it sticks to that place for some reason, the presence or absence of the transport container is detected.
  • the method is not disclosed in Patent Document 1.
  • a dedicated device for detecting the position of the transport container 20 may be placed at a position on the transport plane where the magnetic pole 25 is not arranged, but a control circuit for the dedicated device is required. It leads to an increase in cost.
  • the transfer device 1 has the nearest magnetic pole in order to detect the presence or absence of the transfer container 20 at a position where the magnetic pole 25 is not arranged on the transfer plane. First, select one from 25. As the nearest magnetic pole 25, for example, based on the transport history information (path passed up to the present time, moving speed (may be an average value), moving time up to the present time) on the transport path of the transport container 20, the present time. It is possible to select from a plurality of magnetic poles 25 around the transport position scheduled in.
  • FIG. 5 shows a candidate example of the nearest magnetic pole 25.
  • the number of the nearest magnetic poles is 3 or 2 as an exception.
  • the above-mentioned position detection method (method for confirming the amount of current change: the relationship between the amount of current change and the position is shown) that the transport container 20 is not on the magnetic poles 25 on both sides of the selected nearest magnetic pole 25. It can be confirmed by a table (for example, the relative position corresponding to the detected current change amount is obtained based on FIG. 6).
  • the transport container 20 When the transport container 20 is located on the magnetic poles 25 on both sides of the transport container 20, the transport container 20 can be moved to another place on the transport path by the above-mentioned driving method.
  • a predetermined pulse voltage is applied to the selected magnetic pole 25, and the presence or absence of the transport container 20 at a position separated from the selected magnetic pole 25 by a distance x from the amount of current change is the same as the above-described method for detecting the position of the transport container 20. Can be detected.
  • FIG. 6 is a graph in which the distance from the selected magnetic pole 25 (nearest magnetic pole 25) is on the horizontal axis and the amount of current change is on the vertical axis. Thereby, the distance from the selected magnetic pole 25 corresponding to the amount of current change can be known.
  • the transport container 20 is detected at a position separated from the magnetic pole 25 by a distance of d / 2 or more, so that the threshold value is different from that during transport.
  • the presence or absence of the transport container 20 at a location deviating from the transport path may be determined by a threshold value based on the amount of current change at a position separated from the magnetic pole by a distance of d / 2 or more.
  • the transfer container 20 is arranged with the magnetic poles 25 on the transfer surface.
  • the presence or absence of the transport container (specimen holder) 20 can be detected without using a dedicated position detection device even if the position deviates from the position outside the transport path or is stuck for some reason.
  • the transfer device 1 according to the improvement proposal will be described with reference to FIGS. 7 to 12.
  • the improvement plan is to improve the position detection method of the magnetic pole 25 described in the basic principle, and in order to detect the presence or absence of the transport container (specimen holder) 20 at a distance d / 2 or more from the coil 21.
  • the detection sensitivity can be improved by utilizing all or at least one of the peripheral coils 211.
  • the present disclosure proposes an improvement plan in which the basic principle is improved so that the position of the transport container 20 can be detected more sensitively.
  • the peripheral coil 211 means that the distance from the selected coil 21 (nearest coil 21: the nearest coil can be selected according to the method described in the basic principle) is d, d ⁇ 2, 2d, or the like. Means a plurality of coils 211 (coils other than the nearest coil) included in, and the number thereof is 2 (in the case of the transport plane configuration example shown in FIG. 7) and 6 (convey plane configuration example shown in FIG. 8), respectively. In the case of), 10 pieces (in the case of the transport plane configuration example shown in FIG. 9) and the like.
  • a voltage is applied to the peripheral coil 211 in a direction opposite to the exciting current of the selected coil (nearest coil) 21.
  • This voltage may be direct current or pulse voltage.
  • the coil current does not have to be direct current, but the average value can be substantially constant.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a voltage characteristic having a characteristic opposite to the exciting current of the selected coil 21. When a voltage having a characteristic opposite to that of the exciting current is used as the pulse voltage, an arbitrary duty ratio can be adopted according to the flowing current value.
  • the transport device 1 can move the transport container (sample holder) 20 to another place by a normal driving method.
  • the coil 211 around the selected coil (nearest coil) 21 is excited with the opposite polarity to the exciting current to the selected coil 21, and is the same as the above-mentioned basic principle.
  • a predetermined pulse voltage is applied to the selected coil 21. Then, the presence or absence of the transport container (specimen holder) 20 at a position separated from the coil 21 by a distance d is detected based on the amount of current change, as in the normal position detection method of the transport container (sample holder) 20.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing the relationship between the distance between the magnetic pole and the transport container and the amount of change in the coil current when a pulse voltage is applied.
  • a predetermined pulse voltage is applied to the selected coil 21 in a state of being excited with the polarity opposite to the exciting current to the selected coil 21, the position detection sensitivity of the transport container 20 is improved. There is.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing a magnetic path when the magnetic pole 25 is excited in the transport device 1 according to the improvement plan.
  • the magnetic pole 25 is composed of a coil 21 and a core (iron core) 22.
  • the amount of change in current used to detect the position of the transport container (sample holder) 20 is inversely proportional to the inductance of the coil 21. Further, the inductance of the coil 21 is roughly proportional to the relative magnetic permeability of the core (iron core) 22.
  • the magnetic field generated from the magnet 10 (or magnetic material) passes through the core (iron core) 22.
  • the magnetic field in the core 22 changes (FIG. 12B).
  • the relative magnetic permeability of the core (iron core) 22 also changes, the inductance of the coil 21 changes, and the amount of change in current also changes. Based on this principle, the amount of current change changes depending on the presence or absence of the transport container (sample holder) 20 near the coil 21.
  • the transfer container is transferred to a position outside the transfer path on the transfer surface where the magnetic poles are not arranged. Even if the container 20 deviates or sticks for some reason, the transport container (specimen holder) 20 does not use a dedicated preparer carrier detection device (position detection device) as in the basic principle. The presence or absence can be detected. Although the number of coils to be excited increases as compared with the case of the basic principle, the detection sensitivity can be improved.
  • FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration example of the analysis system 100 according to the present embodiment.
  • the analysis system 100 includes a control computer 101, a plurality of analysis devices 102, and a plurality of transfer devices 1 for transporting a transfer container (sample holder) 20 between the analysis devices 102.
  • the number of analyzers 102 and the number of transfer devices 1 vary depending on the type of sample to be analyzed and the content of analysis.
  • the control computer 101 controls the entire system, such as designating a transport route for transporting the transport container (sample holder) 10 and the order of analysis. Further, the control computer 101 performs a designated operation in response to an instruction input from the operator.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a control circuit configuration example of each transfer device 1 that constitutes a transfer path of the analysis system 100.
  • the control circuit of the transfer device 1 includes a processor 201 composed of a CPU, an MPU, or the like, a memory 202 for storing various data, operation parameters, and the like, a position detection unit 203 for calculating the position of the transfer container 20, and a coil.
  • a coil drive unit 205 that applies a voltage to the terminal 204 to drive the coil 21, an input device 206 that consists of input / output ports for serial communication and parallel communication, a keyboard, a mouse, a touch panel, etc., and a display, a printer, etc. It comprises an output device 207 that is configured and they are connected to each other by bus 208.
  • the function of the position detection unit 203 is included in the calculation unit 40, and the coil drive unit 205 corresponds to the drive unit 50 described above.
  • a part of the functions of the position detection unit 203 may be realized by a software program so that the processor 201 executes the functions.
  • FIG. 15 is a flowchart for explaining the details of the position detection process executed by the analysis system 100.
  • the position detection unit 203 and the processor 201 execute each process as the operation subject.
  • the function of the position detection unit 203 is realized by the software program, only the processor 201 will be described as the operation subject. May be good.
  • Step 1501 The position detection unit 203 confirms the presence or absence of the transport container 20 on the transport path on which the magnetic pole 25 is laid by the method described in the above-mentioned basic principle. That is, the position detection unit 203 detects the amount of change in current when a voltage is applied to the coil 21 of each magnetic pole 25 constituting the path, and applies the amount of change in current to the table (FIG. 6) on the path. It is determined whether or not the transport container 20 exists in the.
  • Step 1502 Based on the result of step 1501, the position detection unit 203 determines whether the transfer container 20 deviates from the magnetic pole 25 of the transfer path. For example, when the target transport container 20 is not detected near the coil position specified by the control command or near the assumed position (approximate position is calculated based on the transport speed and elapsed time) on the transport path calculated based on the elapsed time. Can determine that the transport container 20 has deviated from the transport path. If it is determined that the deviation is made (Yes in step 1502), the process proceeds to step 1502. If it is determined that the deviation does not occur (No in step 1502), the process proceeds to step 1503.
  • Step 1503 The position detection unit 203 determines that the transfer operation of the transfer container 20 is normally performed, and ends the position detection process.
  • Step 1504 The position detection unit 203 notifies the processor 201 that the transfer container 20 has deviated from the magnetic pole 25 of the transfer path. Then, the processor 201 that has received the notification notifies the control computer (external server) 101.
  • the position detection unit 203 determines whether another transport container 20 exists around the target transport container 20 determined to deviate, and if it exists, retracts it.
  • the presence or absence of another transport container 20 can be determined by the same method as the above basic principle.
  • the processor 201 obtains the position information of the transport container 20 on the adjacent transport path from the processor 201 of the adjacent transport device 1.
  • the coil drive unit 205 is controlled so as to receive and move the other transport container 20 to the adjacent transport device 1, and secures a space in which the target transport container 20 can move on the transport path.
  • Step 1506 The position detection unit 203 confirms the presence or absence of the transport container 20 at the position where the magnetic pole 25 is not arranged by the method described in the above-mentioned improvement plan (according to the improvement plan, the magnetic pole 25 (coil 21) is arranged. Even if the transport container 20 deviates to a place where there is no transport container 20, the presence or absence of the transport container 20 can be detected).
  • Step 1507 Based on the result of step 1506, the position detection unit 203 confirms whether the target transport container 20 is located at a position where the magnetic pole 25 is not arranged. When it is determined that the target transport container 20 is located at a position where the magnetic pole 25 is not arranged (Yes in step 1507), the process proceeds to step 1508. When it is determined that the target transport container 20 is located at the position where the magnetic pole 25 is arranged (No in step 1507), the process proceeds to step 1511.
  • Step 1508 Since the position detection unit 203 must prevent the two transport containers 20 from being pulled into the same place at the same time before exciting the adjacent coil to pull in the transport container, the selected magnetic pole 25 (the target transport container 20) It is necessary to first confirm that there is no other transport container 20 on the magnetic pole 25 adjacent to the nearest coil 21).
  • the processor 201 receives a notification from the position detection unit 203 (the target transport container 20 is in a position where it is not arranged on the magnetic pole 25, and the other transport container 20 is not on the adjacent magnetic pole 25), and the target transport container 20 receives the target transport.
  • the coil 21 of the magnetic pole 25 adjacent to the container 20 is excited, and the coil drive unit 205 is controlled so as to draw the target transport container 20 onto the transport path.
  • Step 1509 Processor 201 determines if the pull-in was successful. If the pull-in is successful (yes in step 1508), the process proceeds to step 1510. If the pull-in fails (No in step 1509), the process proceeds to step 1512.
  • Step 1510 The processor 201 notifies the control computer (external server) 101 of the analysis system 100 that the transport container 20 has been successfully pulled into the transport path. Then, upon receiving this notification, the control computer 101 resumes or continues the operation of the analysis system 100.
  • Step 1511 The position detection unit 203 notifies the processor 201 that the target transfer container 20 cannot be confirmed on the transfer surface (the place where the magnetic pole 25 is arranged and the place where the magnetic pole 25 is not arranged). Upon receiving the notification, the processor 201 notifies the control computer (external server) 101 that the target transport container 20 cannot be confirmed. It should be noted that "cannot be confirmed on the transport surface" can be defined as, for example, meaning that it cannot be confirmed in a predetermined area or in and around the place where the target transport container 20 should originally be.
  • Step 1512 If the target transport container 20 is located on the transport surface at a position where there is no magnetic pole 25 outside the transport path, and the transport container (specimen holder) 20 cannot be pulled in by exciting the adjacent coil, the transfer container (specimen holder) 20 cannot be retracted for some reason. There is a possibility that the transport container (specimen holder) 20 is stuck to the place. In such a case, the position detection unit 203 notifies the processor 201 that the target transport container 20 has deviated from the transport path and cannot be moved. Upon receiving this notification, the processor 201 notifies the control computer (external server) 101 that the target transport container 20 cannot be moved on the transport path. As a result, the system operator can accurately confirm the location where the abnormality has occurred.
  • Step 1513 The control computer 101 determines that an abnormality has occurred, and interrupts the operation of the analysis system 100.
  • the control computer 101 may restart or continue the transport process of the remaining transport container (sample holder) 20 while avoiding the location where the abnormality has occurred.
  • a certain transfer container 20 is used.
  • the target can be used without using a dedicated preparer carrier detection device (position detection device). It becomes possible to continue or restart the transport process after detecting the presence or absence of the transport container (specimen holder) 20 and pulling it onto the transport route or displaying a message to the system administrator. ..
  • the magnetic pole (first magnetic pole) selected for detecting the position of the transfer container 20 is excited, and the periphery within a predetermined range from the first magnetic pole is excited.
  • a voltage is applied to at least one second magnetic pole (see FIGS. 7 to 9), which is different from the first magnetic pole, in a direction opposite to the exciting current of the first magnetic pole, and the first magnetic pole is applied.
  • the position of the transport container is detected (estimated) based on the current value of. This makes it possible to improve the detection sensitivity of the presence or absence of the transport container 20 not only on the transport path but also in a place where the magnetic poles are not arranged.
  • the voltage applied to the peripheral magnetic poles can be a DC voltage or a pulse voltage in the direction opposite to the polarity.
  • a number of magnetic poles smaller than the number that can be arranged is arranged on the transfer surface of the transfer device 1.
  • the transport surface can be configured by arranging a plurality of magnetic poles 25 in a grid pattern.
  • the analysis system 100 (which may be referred to as a transfer system) 100 according to the present embodiment is a plurality of analyzers 102 and a plurality of transfer devices arranged between the plurality of analyzers. 1 and a control computer 101 for controlling the operation of the analyzer 102 and the transfer device 1.
  • a control operation of the system including a position detection process is executed according to the flowchart of FIG.
  • the processor of each transfer device 1 deviates from the selected magnetic pole of the transfer container 20 based on the current change value when the exciting current is passed through the selected magnetic pole according to the above-mentioned basic principle. It is judged whether or not it has been done (whether it deviates from the transport route), and the judgment result is transmitted to the control computer 101 (if it does not deviate: the system operation is judged to be normal; if it deviates: next. (Transition to the operation of) is notified. Thereby, it is possible to sensitively determine whether or not the transport container 20 is on the transport path without using a dedicated container carrier detection device.
  • the transport container 20 around the selected magnetic pole is moved to the position of another magnetic pole.
  • the drive unit 50 coil drive unit 205
  • the drive unit 50 may be controlled so as to move the transport container around the selected magnetic pole to another transport device 1. This makes it possible to secure a space in which the target transport container 20 can move on the transport path.
  • the first magnetic pole selected for detecting the position of the transport container 20 is excited, and at least one of the peripheral magnetic poles within a predetermined range from the first magnetic pole, which is different from the first magnetic pole.
  • a voltage is applied to the second magnetic pole in a direction opposite to the exciting current of the first magnetic pole. This makes it possible to determine the presence or absence of the transport container 20 at a position where the magnetic poles are not arranged (outside the transport path). Then, the control computer 101 determines the processing interruption, processing restart, and processing continuation in the analysis system 100 based on the determination result.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
  • the above-described embodiment is specifically described in order to explain the present disclosure in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one having all the described configurations.
  • the present disclosure can also be realized by a program code of software that realizes the functions of the embodiment.
  • a storage medium in which the program code is recorded is provided to the system or device, and the computer (or CPU or MPU) of the system or device reads the program code stored in the storage medium.
  • the program code itself read from the storage medium realizes the function of the above-described embodiment, and the program code itself and the storage medium storing the program code itself constitute the present disclosure.
  • Examples of the storage medium for supplying such a program code include a flexible disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-R, a magnetic tape, a non-volatile memory card, and a ROM. Etc. are used.
  • the OS operating system
  • the processing enables the function of the above-described embodiment to be realized. You may. Further, after the program code read from the storage medium is written in the memory on the computer, the CPU of the computer or the like performs a part or all of the actual processing based on the instruction of the program code, and the processing is performed. May realize the function of the above-described embodiment.
  • the program code of the software that realizes the functions of the embodiment via the network, it is distributed as a storage means such as a hard disk or a memory of a system or an apparatus or a storage medium such as a CD-RW or a CD-R.
  • the computer (or CPU or MPU) of the system or device may read and execute the program code stored in the storage means or the storage medium at the time of use.
  • control lines and information lines are shown as necessary for explanation, and not all the control lines and information lines are necessarily shown in the product. All configurations may be interconnected.

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Abstract

容器キャリア検出デバイスを用いずに各アクチュエータ（磁極）の位置を感度よく検出する技術を提供する。本開示は、磁石または磁性体を含む搬送容器を搬送経路に沿って目標位置に搬送する搬送装置であって、コアとコイルを含む磁極を複数個配置して構成され、搬送経路を有する搬送面と、コイルに電流を供給する駆動部と、搬送容器の位置を推定する処理を実行する位置検出部と、を備え、位置検出部は、搬送容器の位置を検出するために選択された第１磁極を励磁すると共に、第１磁極から所定範囲にある周辺の磁極であって第１磁極とは異なる少なくとも１つの第２磁極に対して第１磁極の励磁電流とは逆極性となる向きに電圧を印加する処理と、第１磁極の電流値に基づいて、搬送容器の位置を推定する処理と、を実行する搬送装置を提案する（図１１参照）。

Description

搬送装置、および分析システム
　本開示は、搬送装置、および分析システムに関する。
　臨床検査のための検体分析システムでは、血液、血漿、血清、尿、その他の体液などの検体（サンプル）に対して、指示される分析項目の検査を実行する。この検体分析システムは、複数の機能を有する装置を接続して、自動的に各工程の処理を実行する。つまり、検査室の業務合理化のため、生化学や免疫などの複数の分析を実行する分析部（分析工程）やこの分析に必要な複数の前処理を実行する前処理部（前処理工程）などを、搬送ラインで接続して、１つの検体分析システムとして使用する。
　近年、医療の高度化及び患者の高齢化によって、検体分析の重要性が高まっている。そこで、検体分析システムの分析処理能力を向上させるため、検体の高速搬送、大量搬送、同時搬送、及び、複数方向への搬送が要望されている。
　例えば、特許文献１は、高い搬送性能を有する研究室試料配送システムについて開示している。具体的に、特許文献１には、「研究室試料配送システム（１００）は、いくつかの容器キャリア（１）であって、各々が少なくとも１つの磁気活性デバイス、好ましくは少なくとも１つの永久磁石を備え、試料容器（３）を運ぶように適合された容器キャリアと、前記容器キャリアを運ぶように適合された搬送平面（４）と、前記搬送平面の下方に静止して配置された複数の電磁アクチュエータであって、前記容器キャリアに磁力を印加することによって前記搬送平面の上で容器キャリアを移動させるように適合された電磁アクチュエータとを備える」と記載されている（要約参照）。
　また、特許文献１は、「システムは、搬送平面上に位置する容器キャリアの存在および位置を検知するように適合された容器キャリア検知デバイスをさらに備えることができる。この容器キャリア検知デバイスは、搬送平面の上に配設された容器キャリアの最適化された追跡を提供する」と記述している（段落[００３４]参照）。
　さらに、特許文献１は、「電磁アクチュエータ５は、行と列、たとえば１６行と１６列の形で配置され、この行および列は第１の格子寸法ｇ１または第２の格子寸法ｇ２のどちらかを有し、ここでｇ２＝２×ｇ１である。隣接する行は異なる格子寸法を有し、隣接する列は異なる格子寸法を有する。搬送平面上のある位置またはフィールドが、目的の宛先としてアクセス可能でなければならない場合、その目的の宛先の下に、対応する電磁アクチュエータが設けられる。特定のフィールドまたは領域がアクセス可能である必要がない場合、その位置における電磁アクチュエータは省略されてもよい」と述べている（段落[００５３]参照）。なお、ここで電磁アクチュエータとは、磁極（磁性体コアとコイルの組）を意味する。
特許第６０７２０５２号公報
　しかしながら、特許文献１によると、検体分析システムでは検体搬送キャリアに設けられた磁気活性デバイスの位置を検出する容器キャリア検出デバイスが複数必要となる。また、これらの容器キャリア検出デバイスは移送面側に配置する必要があるため、専用のプリント回路基板が必要となる。従って、装置の複雑化とコスト増加につながるという課題がある。
　また、特許文献１では、特定のフィールドまたは領域がアクセス可能とする必要性がない場合、その位置における電磁アクチュエータは省略される場合がある。これは装置の簡略化とコスト低減の観点から望ましいが、容器キャリアがその場所に逸脱したり、何らかの原因で固着してしまった場合、その位置を検知する手段について考慮されていないので、このような事態が発生したときにシステムをスムーズに動作させることができない。
　本開示はこのような状況に鑑み、容器キャリア検出デバイスを用いずに各アクチュエータ（磁極）の位置を感度よく検出する技術を提供する。
　上記課題を解決するため、本開示は、磁石または磁性体を含む搬送容器を搬送経路に沿って目標位置に搬送する搬送装置であって、コアとコイルを含む磁極を複数個配置して構成され、搬送経路を有する搬送面と、コイルに電流を供給する駆動部と、搬送容器の位置を推定する処理を実行する位置検出部と、を備え、位置検出部は、搬送容器の位置を検出するために選択された第１磁極を励磁すると共に、第１磁極から所定範囲にある周辺の磁極であって第１磁極とは異なる少なくとも１つの第２磁極に対して第１磁極の励磁電流とは逆極性となる向きに電圧を印加する処理と、第１磁極の電流値に基づいて、搬送容器の位置を推定する処理と、を実行する搬送装置を提案する。
　本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本開示の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される請求の範囲の様態により達成され実現される。
　本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではないことを理解する必要がある。
　本開示によれば、低コストで信頼性が高く、検出感度の高い搬送装置を実現することができる。
基本原理に係る搬送装置１の概略構成を示す図である。 図１に示す搬送装置１の部分的断面構成例を示す模式図である。 基本原理によって搬送装置１が搬送容器２０の位置を検出するためにコイルに印加する電圧波形とそれに対応する電流波形とを説明するための図である。 電流検出のための具体的構成例を示す模式図である。 搬送装置１の磁極２５が配置された搬送平面の概略構成例を示す上面図である。 選択した磁極２５（最寄の磁極２５）からの距離を横軸、電流変化量を縦軸にしたグラフである。 改良案による搬送装置１における磁極の配置（１）を説明する説明図である。 改良案による搬送装置１における磁極の配置（２）を説明する説明図である。 改良案による搬送装置１における磁極の配置（３）を説明する説明図である。 選択したコイル２１の励磁電流とは逆特性の電圧特性の例を示す図である。 磁極と搬送容器の距離と、パルス電圧を印加したときの、コイルの電流変化量の関係を示す説明図である。 改良案による搬送装置１において、磁極２５を励磁したときの磁路を模式的に示す図である。 本実施形態による分析システム１００の概略構成例を示す図である。 分析システム１００の搬送経路を構成する、個々の搬送装置１の制御回路構成例を示すブロック図である。 分析システム１００で実行される位置検出処理の詳細を説明するためのフローチャートである。
　本実施形態は、例えば、血液、血漿、血清、尿、その他の体液などの生体試料（以下「検体」と呼称する）の分析を実行する検体分析装置やこの分析に必要な前処理を実行する検体前処理装置などの検体分析システムに使用する搬送装置に関するものである。
　以下、添付図面を参照して本開示の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。
　本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
　更に、本開示の実施形態は、後述されるように、汎用コンピュータ上で稼動するソフトウェアで実装しても良いし専用ハードウェア又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせで実装しても良い。
（１）基本原理
　＜搬送装置の概略構成＞
（i）部分構成例
　図１は、本実施形態による搬送装置１の概略構成を示す図である。図１は、２つの隣り合う磁極２５と永久磁石１０が相対的に動作する搬送装置の概略を模式的に示している。
　搬送装置１は、永久磁石（磁性体）１０を具備する搬送容器２０（搬送容器（検体ホルダ）２０と同義である：図２参照）をその上方で搬送する搬送平面（図５など参照）と、搬送平面の下方に配置され、磁性体であるコア２２とその外周側に巻回される巻線であるコイル２１とを具備する磁極２５と、磁極２５のコイル２１に電圧を印加する駆動部（搬送容器を駆動する駆動装置）５０と、コイル２１に流れる電流を検出する電流検出部３０と、検出した電流値に基づき駆動部５０を制御する演算部（駆動装置を制御する制御装置）４０と、を備える。
　永久磁石１０は、搬送容器２０に配置される。永久磁石１０には、例えば、ネオジムやフェライトなどの永久磁石１０が使用される。なお、本実施形態１では、永久磁石１０を使用して説明するが、永久磁石１０の代わりに、その他の磁石や軟磁性体を使用してもよい。また、永久磁石１０の代わりに、永久磁石１０と軟磁性体とを組み合わせて、使用してもよい。
　なお、ここで「磁性体」とは、永久磁石１０、その他の磁石や軟磁性体、又は、永久磁石１０と軟磁性体との組み合わせなどを、意味することとする。ここでは、磁性体の一例（代表例）として、永久磁石１０を使用して基本原理について説明する。
（ii）部分的断面構成例
　図２は、図１に示す搬送装置１の部分的断面構成例を示す模式図である。検体ホルダなどの搬送容器２０は、検体（容器）の保持部と永久磁石１０とが一体となるように構成される。搬送容器２０は、搬送平面を介して、磁極２５と対向して配置される。
　搬送装置１は、磁極２５のコイル２１に電流を流すことにより、コア２２に電磁力を発生させ、搬送容器２０に配置する永久磁石１０が、複数の磁極２５間（磁極２５と磁極２５との間）の上方で、かつ搬送平面上を滑るようにして、相対的に移動するように制御し、搬送容器２０を所望の位置まで搬送する。
　搬送装置１では、永久磁石１０と磁極２５との相対的な位置情報が必要となる。これは、磁極２５のコイル２１に電流を流すことによりコア２２に発生させた電磁力を効率よく永久磁石１０に作用させるためであり、また、永久磁石１０を目的の方向に移動させるためである。例えば、永久磁石１０が、２つの磁極２５の一方の上方（直上）にある場合を想定する。永久磁石１０の直下にある磁極２５ａ（コイル２１ａ）に電圧を印加しても、永久磁石１０には、搬送方向への力（推力）が発生しない。一方、永久磁石１０が上方（直上）にない（永久磁石１０の直下にない）磁極２５ｂ（コイル２１ｂ）に電圧を印加すると、永久磁石１０をその磁極２５ｂに引き寄せる力が発生し、搬送方向への力（推力）が発生する。つまり、所望の磁極２５（コイル２１）に電圧を印加することによって、永久磁石１０に効率よく搬送方向への力を発生させることができる。そして、電圧を印加する磁極２５（コイル２１）を選択することによって、搬送方向への力の向き（方向）を制御することができる。
　＜搬送容器の位置検出の原理＞
　搬送経路上の搬送容器２０の位置検出について説明する。図１の手前側の磁極２５の上に永久磁石１０があった場合、永久磁石１０が作る磁場が磁極２５に作用する。ここで、永久磁石１０に近い側の磁極２５と、遠い側の磁極２５とでは、作用する磁場の大きさが異なる。つまり、永久磁石１０と磁極２５の相対位置によって磁極２５に作用する磁場の大きさが変わることになる。
　コア２２は磁性体で構成されており、コア２２を通る磁束は、磁束が大きくなると通りにくくなる、という性質がある。ここで、コイル（巻線）２１に電圧を印加して電流を流すと、その電流によって生じた磁束（磁場）がコア２２に発生する。したがって、コア２２には、永久磁石１０による磁束（磁場）と、コイル（巻線）２１に流した電流によって生じる磁束（磁場）と、が発生する。一般的に、コイル（巻線）２１に電流を流すと、その周りに磁場が発生し、生じる磁束は流した電流値に比例する。この比例定数はインダクタンスとよばれる。しかし、コア２２などの磁性体を有した回路では、コア２２の飽和特性により、インダクタンスが変化する。
　コア２２の飽和が発生すると、コア２２に生じる磁束の大きさによってインダクタンスが変わる。つまり、永久磁石１０の磁束の大きさによってコイル（巻線）２１のインダクタンスが変化する。これは、永久磁石１０の位置によってコイル（巻線）２１のインダクタンスが変化することを意味する。つまり、永久磁石１０からの磁場があるとコイル（巻線）２１に磁気飽和が起こって透磁率が小さくなるため、コイル（巻線）２１に流れる電流に変化が生じることになる。
　従って、コイル（巻線）２１に電圧を印加した場合、コイル（巻線）２１に流れる電流とその流れ方を検出することにより、インダクタンスＬを演算で求めることができる。つまり、永久磁石１０の位置によって変化するコイル（巻線）２１のインダクタンスＬを検出すれば、そのインダクタンスに影響を与える永久磁石１０の位置が求められることになる。そのため、磁極２５のうちコイル（巻線）２１に駆動部５０を接続するとともに、コイル（巻線）２１に流れる電流値を検出する電流検出部３０（例えば、抵抗を配置）を設ける。そして、駆動部５０によりコイル（巻線）２１に電圧を印加し、その電圧によって生じる電流値を電流検出部３０で検出し、その値を演算部４０で読み取る。
　＜コイルへの印加電圧波形と検出される電流波形＞
　搬送装置１における、搬送容器の位置を検出するためにコイルに印加する電圧波形と対応する電流波形について説明する。図３は、基本原理によって搬送装置１が搬送容器２０の位置を検出するためにコイルに印加する電圧波形とそれに対応する電流波形とを説明するための図である。
　電圧パルス６０の大きさ（Ｖ）やパルス幅（Ｔ）は、磁極２５に、どの程度の電圧を印加するかによって決定される。そして、搬送容器２０の永久磁石１０が磁極２５に接近すると、磁極２５の磁気飽和によって、電流波形７０ａから電流波形７０ｂに変化する。
　搬送装置１は、電流を検出する電流検出部３０を有し、この電流検出部３０にて検出され、演算部４０によって測定された電流値に基づいて、搬送容器２０の位置を検出することができる。つまり、電流検出部３０が検出する電流の変化量（位置検出パルスの立上り／立下りの電流の変化量）を検出することによって、搬送容器２０の位置を検出する。図３Ａに示されるように、磁極２５が搬送容器２０の永久磁石１０による影響を受けない場合は、電流変化量はＩ１となる。一方、図３Ｂに示されるように、磁極２５が搬送容器２０の永久磁石１０による影響を受ける場合（例えば、磁極２５の真上や近傍に永久磁石１０がある場合）は、電流変化量はＩ１より大きいＩ２となる。
　なお、電流検出部３０は、直列抵抗や、たとえば、カレントトランスによるもの、ホール電流センサを用いたものなどが考えられるが、これらに限定するものではない。
　＜電流検出のための構成例＞
　図４は、電流検出のための具体的構成例を示す模式図である。図４に示すように、２つの磁極２５と永久磁石１０が相対的に動作する搬送装置１Ａでは、磁極２５は、円柱状のコア２２とコアの外周側にまかれたコイル（巻線）２１で構成される。また、円柱状のコア２２に対向するように永久磁石１０が配置される。コイル（巻線）２１には、駆動部５０が接続されている。
　さらに、コイル（巻線）２１と駆動部５０の間には、コイル（巻線）２１に流れる電流を検出するための抵抗３１が設けられている。
　搬送装置１は、複数行および複数列に磁極が配置され、搬送経路を形成する。
　＜搬送平面の構成例＞
　図５は、搬送装置１の磁極２５が配置された搬送平面の概略構成例を示す上面図である。図５には、５行５列の磁極２５が格子状に配列され、搬送経路を形成している。搬送経路は、この格子状に配置された磁極２５の上を進むように設定される。
　搬送装置１は、目標とする搬送経路に基づいて、磁極２５を励磁する（磁極２５（コイル２１）に電圧を印加する）ことによって、永久磁石１０を具備する搬送容器２０を、任意の目的の方向（搬送方向）に搬送することができる。
　１つの磁極を励磁すると、その磁極の上下左右に隣接する磁極上の搬送容器が引き寄せされるため、搬送経路は１列飛びおよび１行飛びの格子状になっている方が望ましい（磁極２５を密に敷き詰めると複数載置された搬送容器２０同士が衝突しやすくなる）。このため、搬送経路外の領域では磁極２５を省略することができ、部品コストを削減したり、軽量化したりすることができる。
　磁極２５間の距離（磁極２５の中心間の距離）をｄとすると、搬送平面上での搬送容器２０と磁極２５との距離は、最大でｄとなる（搬送容器が搬送経路から外れているときの最大距離）。一方、搬送経路上では、搬送容器２０と磁極２５との距離は、最大でｄ／２となる。
　何らかの異常が発生した場合に、容器キャリアが搬送経路外の、磁極２５が配置されていない場所に逸脱し、その場所に何らかの原因で固着してしまった場合には、搬送容器の有無を検出する方法が特許文献１には開示されていない。特許文献１では、例えば、搬送平面上で磁極２５が配置されていない位置には、搬送容器２０の位置検出用の専用デバイスを配置するなどが考えられるが、専用デバイスの制御回路が必要となり、コスト増加につながる。
　本実施形態（基本原理および後述の改良案）によれば、搬送装置１は、搬送平面上で磁極２５が配置されていない位置での搬送容器２０の有無を検出するために、最寄の磁極２５の中からまず１つを選択する。なお、最寄の磁極２５として、例えば、搬送容器２０の搬送経路上での搬送履歴情報（現時点まで通過した経路、移動速度（平均値でもよい）、現時点までの移動時間）に基づいて、現時点で予定される搬送位置周辺の複数の磁極２５の中から選択することができる。図５は、最寄の磁極２５の候補例を示している。搬送装置１の平面格子点上の縁部や角部の位置の検体ホルダの有無を検出する場合には、例外的に、最寄の磁極は３つ、あるいは２つとなる。
　そして、その選択された最寄の磁極２５の両隣の磁極２５上には搬送容器２０が無いことを前述の位置検出方法（電流変化量を確認する方法：電流変化量と位置との関係を示すテーブル（例えば、図６参照）に基づいて、検知した電流変化量に対応する相対位置を求める）によって確認することができる。その両隣の磁極２５上に搬送容器２０がある場合には、搬送容器２０の前述の駆動方法によって搬送経路上の別の場所に移動させることができる。
　また、選択した磁極２５に所定のパルス電圧を印加し、前述の搬送容器２０の位置検出方法と同様に、電流変化量から、選択した磁極２５から距離ｘだけ離れた位置の搬送容器２０の有無を検出することができる。
　＜選択した磁極からの距離と電流変化量との関係＞
　図６は、選択した磁極２５（最寄の磁極２５）からの距離を横軸、電流変化量を縦軸にしたグラフである。これにより、電流変化量に対応する、選択した磁極２５からの距離を知ることができる。
　このとき、前述の搬送経路上の搬送容器２０の有無の検出とは異なり、磁極２５から距離ｄ／２以上の距離を離れた位置での搬送容器２０を検出するため、搬送中とは異なる閾値、あるいは磁極から距離ｄ／２以上の距離を離れた位置での電流変化量を基準とした閾値によって、搬送経路上から逸脱した場所での搬送容器２０の有無を判定するようにしてもよい。搬送容器２０が距離ｄ／２以上の位置に存在すると判定された場合、選択した磁極２５の両隣にある磁極２５上には搬送容器２０が無いことを確認しているため、選択した磁極２５の両隣の磁極２５が配置されていない位置の、両方あるいは少なくともどちらかに搬送容器（検体ホルダ）２０が存在することが分かる。
　以上によって、コイル電流（あるいはシャント抵抗を流れる電流）を用いて搬送容器２０の位置検出（位置推定）を行う検体搬送装置１であって、搬送容器２０が搬送面上の磁極２５の配置されていない搬送経路外の位置に逸脱したり、何らかの原因で固着してしまったりする場合でも、専用の位置検出デバイスを用いることなく、搬送容器（検体ホルダ）２０の有無を検出することができる。
（２）基本原理の改良案
　改良案に係る搬送装置１について、図７から図１２を用いて説明する。改良案は、基本原理で説明した磁極２５の位置検出方法に改善を加えるものであり、コイル２１から距離ｄ／２以上離れた位置の搬送容器（検体ホルダ）２０の有無を検出するために、周辺のコイル２１１の全てあるいは少なくとも１つを利用して検出感度を向上させることができる。つまり、基本原理による方法では、対象の搬送容器２０が磁極２５上にあるか否かについては感度よく判断することができるが、磁極２５（搬送経路）から外れた場合に、対象の搬送容器２０が搬送面であって磁極２５は配置されていない位置に存在するか否かを感度よく検出することはできない。そこで、本開示は、基本原理を改良して、より感度よく搬送容器２０の位置を検出することができるようにした改良案を提案する。
　＜周辺のコイルの概念＞
　周辺のコイル２１１とは、選択されたコイル２１（最寄のコイル２１：基本原理で述べた方法に従って最寄のコイルを選択することができる）からの距離がｄ、ｄ√２、あるいは２ｄなどに含まれる複数のコイル２１１（最寄のコイル以外のコイル）を意味し、その個数はそれぞれ２個（図７に示す搬送平面構成例の場合）、６個（図８に示す搬送平面構成例の場合）、１０個（図９に示す搬送平面構成例の場合）などとなる。
　＜周辺のコイルに対する電圧印加＞
　当該改良案では、搬送容器（検体ホルダ）２０の検出感度を高くするため、周辺のコイル２１１に対して、選択したコイル（最寄のコイル）２１の励磁電流とは逆極性になる向きに電圧（任意の電圧値）を印加する。この電圧は直流であっても、パルス電圧であっても構わない。コイル電流は直流でなくても構わないが、平均値が概略一定とすることができる。図１０は、選択したコイル２１の励磁電流とは逆特性の電圧特性の例を示す図である。励磁電流とは逆特性の電圧をパルス電圧とする場合、流す電流値に応じて任意のデューティ比を採用することができる。
　なお、周辺のコイル２１１の上やその隣には搬送容器（検体ホルダ）２０は無い方が望ましい。搬送容器（検体ホルダ）２０が周辺コイル２１１上あるいは近傍にあるか否かは、上述の基本原理による位置検出方法を用いることによって確認することができる。周辺のコイル２１１上に搬送容器（検体ホルダ）２０があると判断した場合、搬送装置１は、搬送容器（検体ホルダ）２０を、通常の駆動方法によって別の場所に移動させることができる。
　＜検出感度向上＞
　当該改良案によれば、選択したコイル（最寄のコイル）２１の周辺のコイル２１１を、選択したコイル２１への励磁電流とは逆極性で励磁した状態で、上述の基本原理と同様に、選択したコイル２１に所定のパルス電圧を印加する。そして、通常の搬送容器（検体ホルダ）２０の位置検出方法と同様に、電流変化量に基づいてコイル２１から距離ｄだけ離れた位置の搬送容器（検体ホルダ）２０の有無を検出する。
　このとき周辺のコイルを逆極性で励磁した結果、選択したコイルの鉄心が磁気飽和を起こしやすい状態となり、選択したコイル直上はもちろん、距離ｄ離れた位置に検体ホルダがあるときと無いときの電流変化量の差異が大きくなり、検体ホルダ有無の検出感度が向上する。図１１は、磁極と搬送容器の距離と、パルス電圧を印加したときの、コイルの電流変化量の関係を示す説明図である。図１１からも分かるように、選択したコイル２１への励磁電流とは逆極性で励磁した状態で、選択したコイル２１に所定のパルス電圧を印加すると、搬送容器２０の位置検出感度が向上している。
次に、磁気飽和による検出感度向上の原理について説明する。図１２は、当該改良案による搬送装置１において、磁極２５を励磁したときの磁路を模式的に示す図である。磁極２５は、コイル２１とコア（鉄心）２２とによって構成される。搬送容器（検体ホルダ）２０の位置検出に利用する電流変化量は、コイル２１のインダクタンスに反比例する。また、コイル２１のインダクタンスは、コア（鉄心）２２の比透磁率に概略比例する。コイル２１の近くに搬送容器（検体ホルダ）２０内の磁石１０（あるいは磁性体）があるときと無いときでは、その磁石１０（あるいは磁性体）からでる磁場がコア（鉄心）２２を通るため、コア（鉄心）２２内の磁場が変化する（図１２Ｂ）。このとき、コア（鉄心）２２の比透磁率も対応して変化するため、コイル２１のインダクタンスが変化し、電流変化量も変化する。このような原理によって、コイル２１の近くの搬送容器（検体ホルダ）２０の有無によって電流変化量が変化する。
　そして、選択したコイル２１の周辺のコイル２１１を逆極性で励磁すると、選択したコイル２１には同極性の磁束が増える。これによって、コア（鉄心）２２が磁気飽和を起こしやすい状態に変化し、搬送容器（検体ホルダ）２０の有無による電流変化量の変化が大きくなる（図１２Ｃ）。
　以上によって、コイル電流（あるいはシャント抵抗を流れる電流）を用いて搬送容器の位置検出を行う検体搬送装置において、搬送容器が、搬送面上の磁極の配置されていない搬送経路外の位置に、搬送容器２０が逸脱したり、何らかの原因で固着してしまったりした場合でも、基本原理と同様に、専用の用意器キャリア検知デバイス（位置検出デバイス）を用いることなく、搬送容器（検体ホルダ）２０の有無を検出することができるようになる。なお、基本原理の場合と比較して、励磁するコイル数は増えるが、検出感度を向上することができる。
（３）分析システム（搬送システム）
　本実施形態による分析システム（後述の分析システム１００）は、搬送面上の磁極の配置されていない搬送経路外の位置に、搬送容器２０が逸脱したり、何らかの原因で固着してしまったと推測される場合に、上述の基本原理あるいは改良案で説明した、各搬送装置１の搬送面上の個々の場所で搬送容器２０を検出する処理を行う。
　＜システム構成例＞
　図１３は、本実施形態による分析システム１００の概略構成例を示す図である。分析システム１００は、制御用コンピュータ１０１と、複数の分析装置１０２と、分析装置１０２間で搬送容器（検体ホルダ）２０を搬送する、複数の搬送装置１と、を備える。分析装置１０２の個数、搬送装置１の個数は、分析対象の検体の種類や分析内容によって変わるものである。制御用コンピュータ１０１は、搬送容器（検体ホルダ）１０を搬送する搬送経路の指定や分析の順序など、システム全体の制御を行う。また、制御用コンピュータ１０１は、オペレータからの指示入力に応答して、指定された動作を行う。
　図１４は、分析システム１００の搬送経路を構成する、個々の搬送装置１の制御回路構成例を示すブロック図である。搬送装置１の制御回路は、ＣＰＵやＭＰＵなどで構成されるプロセッサ２０１と、各種データや動作パラメータなどを格納するメモリ２０２と、搬送容器２０の位置検出の演算を行う位置検出部２０３と、コイル端子２０４に電圧を印加してコイル２１を駆動するコイル駆動部２０５と、シリアル通信やパラレル通信などの入出力ポート、キーボート、マウス、タッチパネルなどで構成される入力装置２０６と、ディスプレイやプリンタなどで構成される出力装置２０７とを備え、それらがバス２０８で互いに接続されている。図１に示す搬送装置１との対応関係を示すと、位置検出部２０３の機能は演算部４０に含まれ、コイル駆動部２０５は前出の駆動部５０に相当する。なお、位置検出部２０３の一部の機能をソフトウェアプログラムで実現してプロセッサ２０１がそれを実行するようにしてもよい。
　＜位置検出処理（位置確認処理）の内容＞
　図１５は、分析システム１００で実行される位置検出処理の詳細を説明するためのフローチャートである。以下では、動作主体として、位置検出部２０３およびプロセッサ２０１が各処理を実行するように説明するが、位置検出部２０３の機能をソフトウェアプログラムで実現するので、プロセッサ２０１のみを動作主体として説明してもよい。
（i）ステップ１５０１
　位置検出部２０３は、磁極２５が敷かれた搬送経路上における搬送容器２０の有無の確認を、上述の基本原理で説明した方法で実行する。つまり、位置検出部２０３は、経路を構成する各磁極２５のコイル２１に電圧を印加したときの電流変化量を検出し、その電流変化量をテーブル（図６）に適用することによって、経路上に搬送容器２０が存在するか判断する。
（ii）ステップ１５０２
　位置検出部２０３は、ステップ１５０１の結果に基づいて、搬送容器２０が搬送経路の磁極２５上から逸脱しているか判断する。例えば、制御指令で指定したコイル位置付近、あるいは経過時間に基づいて演算される搬送経路上の想定位置（搬送速度と経過時間でおおよその位置を算出）付近に対象の搬送容器２０が検出されない場合は、搬送容器２０が搬送経路から逸脱したと判定することができる。逸脱していると判断された場合（ステップ１５０２でＹｅｓの場合）、処理はステップ１５０２に移行する。逸脱していないと判断された場合（ステップ１５０２でＮｏの場合）、処理はステップ１５０３に移行する。
（iii）ステップ１５０３
　位置検出部２０３は、搬送容器２０の搬送動作が正常に行われていると判断し、位置検出処理を終了する。
（iv）ステップ１５０４
　位置検出部２０３は、搬送容器２０が搬送経路の磁極２５上から逸脱したことをプロセッサ２０１に通知する。そして、当該通知を受けたプロセッサ２０１は、制御用コンピュータ（外部サーバ）１０１に通知する。
（v）ステップ１５０５
　位置検出部２０３は、逸脱していると判断した対象の搬送容器２０の周辺に別の搬送容器２０が存在するか判断し、存在する場合にはそれを退避させる。別の搬送容器２０の有無は、上記基本原理と同様の方法によって判断することができる。また、対象の搬送容器２０の周辺に他の搬送容器２０が密集している場合には、プロセッサ２０１は、隣接する搬送装置１のプロセッサ２０１から隣接する搬送経路上の搬送容器２０の位置情報を受信し、当該他の搬送容器２０を隣接する搬送装置１に移動させるようにコイル駆動部２０５を制御し、対象の搬送容器２０が搬送経路上を移動できる空間を確保する。
（vi）ステップ１５０６
　位置検出部２０３は、前述の改良案で説明した方法で、磁極２５が配置されていない位置における搬送容器２０の有無を確認する（改良案によれば、磁極２５（コイル２１）が配置されていない場所に搬送容器２０が逸脱しても搬送容器２０の有無を検出可能）。
（vii）ステップ１５０７
　位置検出部２０３は、ステップ１５０６の結果に基づいて、磁極２５が配置されていない位置に対象の搬送容器２０があるか確認する。磁極２５が配置されていない位置に対象の搬送容器２０があると判断された場合（ステップ１５０７でＹｅｓの場合）、処理はステップ１５０８に移行する。磁極２５が配置される位置に対象の搬送容器２０があると判断された場合（ステップ１５０７でＮｏの場合）、処理はステップ１５１１に移行する。
（viii）ステップ１５０８
　位置検出部２０３は、隣接するコイルを励磁して搬送容器を引き込む前に、同時に２つの搬送容器２０を同じ場所に引き込まないようにしなければならないため、選択した磁極２５（対象の搬送容器２０の最寄のコイル２１）に隣接する磁極２５上に他の搬送容器２０が無いことを先に確認する必要がある。
　プロセッサ２０１は、位置検出部２０３からの通知（対象の搬送容器２０が磁極２５に配置されていない位置にあり、かつ他の搬送容器２０が隣接する磁極２５に無いこと）を受け、対象の搬送容器２０に隣接する磁極２５のコイル２１を励磁し、対象の搬送容器２０を搬送経路上に引き込むようにコイル駆動部２０５を制御する。
（ix）ステップ１５０９
　プロセッサ２０１は、引き込みが成功したか判断する。引き込みが成功した場合（ステップ１５０８でＹｅｓの場合）、処理はステップ１５１０に移行する。引き込みが失敗した場合（ステップ１５０９でＮｏの場合）、処理はステップ１５１２に移行する。
（x）ステップ１５１０
　プロセッサ２０１は、搬送容器２０を搬送経路へ引き込みが成功したことを分析システム１００の制御用コンピュータ（外部サーバ）１０１に通知する。そして、この通知を受け、制御用コンピュータ１０１は、分析システム１００の動作を再開あるいは継続する。
（xi）ステップ１５１１
　位置検出部２０３は、対象の搬送容器２０が搬送面（磁極２５が配置された箇所および配置されていない箇所）上で確認できないことをプロセッサ２０１に通知する。当該通知を受けたプロセッサ２０１は、対象の搬送容器２０が確認できないことを制御用コンピュータ（外部サーバ）１０１に通知する。なお、「搬送面上で確認できない」には、例えば、予め決められた領域、あるいは対象お搬送容器２０が本来あるべき場所およびその周辺で確認できないことを意味すると定義することもできる。
（xii）ステップ１５１２
　搬送面上の搬送経路外の磁極２５が無い位置に対象の搬送容器２０がある場合で、隣接するコイルを励磁して搬送容器（検体ホルダ）２０を引き込めない場合には、何らかの理由でその場所に搬送容器（検体ホルダ）２０が固着している可能性がある。このようなときには、位置検出部２０３は、対象の搬送容器２０が搬送経路外に逸脱して、移動させることができない状態であることを、プロセッサ２０１に通知する。プロセッサ２０１は、この通知を受けて、対象の搬送容器２０を搬送経路上に移動させることができないことを制御用コンピュータ（外部サーバ）１０１に通知する。これによってシステム運用者は、異常の起きた箇所を的確に確認することができる。
（xiii）ステップ１５１３
　制御用コンピュータ１０１は、異常が発生していると判断して、分析システム１００の動作を中断する。なお、制御用コンピュータ１０１は、異常が発生している箇所を避けて、残りの搬送容器（検体ホルダ）２０の搬送処理を再開あるいは継続するようにしてもよい。
　＜搬送システムの技術的効果＞
　複数の搬送装置１によって構成される搬送経路上で、搬送容器２０を移動させられる空間が十分にあれば、以上の方法によって、搬送表面上の搬送容器２０の有無を確認し、搬送経路上に引き込んだり、システム管理者にメッセージを表示するなどした上で、搬送処理の継続や再開を行うことができる。
　以上のように、コイル電流（あるいはシャント抵抗を流れる電流）を用いて搬送容器２０の位置検出を行うことができる搬送装置１を複数連結して構成される分析システム１００において、ある搬送容器２０が、搬送面上の磁極の配置されていない搬送経路外の位置に逸脱したり、何らかの原因で固着してしまった場合でも、専用の用意器キャリア検知デバイス（位置検出デバイス）を用いることなく、対象の搬送容器（検体ホルダ）２０の有無を検出し、それを搬送経路上に引き込んだり、システム管理者にメッセージを表示するなどした上で、搬送処理の継続や再開を行うことができるようになる。
（４）まとめ
（i）本実施形態による搬送装置１では、搬送容器２０の位置を検出するために選択された磁極（第１磁極）を励磁すると共に、第１磁極から所定範囲にある周辺の磁極（図７から図９を参照）であって第１磁極とは異なる少なくとも１つの第２磁極に対して第１磁極の励磁電流とは逆極性となる向きに電圧を印加し、第１磁極の電流値に基づいて、搬送容器の位置を検出（推定）するようにしている。これにより、搬送経路上のみならず、磁極が配置されていない箇所における搬送容器２０の有無の検出感度を向上させることが可能となる。なお、周辺の磁極に印加する電圧は、逆極性となる向きの直流電圧あるいはパルス電圧とすることができる。
　また、搬送装置１の搬送面には、配置可能な個数よりも少ない個数の磁極が配置されている。例えば、格子状に複数の磁極２５を配列するようにして搬送面を構成することができる。
（ii）本実施形態による分析システム（搬送システムと称してもよい）１００は、図１３に示されるように、複数の分析装置１０２と、複数の分析装置の間に配置された複数の搬送装置１と、分析装置１０２および搬送装置１の動作を制御する制御用コンピュータ１０１と、を備える。このような分析システム１００では、図１５のフローチャートに従って、位置検出処理を含むシステムの制御動作が実行される。
　分析システム１００では、まず、各搬送装置１のプロセッサは、上述の基本原理に従って、選択された磁極に励磁電流を流したときの電流変化値に基づいて、搬送容器２０が選択された磁極から逸脱したか（搬送経路から逸脱したか）否か判断して、当該判断結果を制御用コンピュータ１０１に判断結果（逸脱していない場合：システム動作は正常と判断される；逸脱している場合：次の動作に移行）を通知する。これにより、専用の容器キャリア検出デバイスを用いずに搬送容器２０が搬送経路上にあるか否かを感度よく判断することができる。
　また、当該分析システム１００では、搬送容器２０が選択された磁極（搬送経路）から逸脱したと判断された場合、当該選択された磁極周辺の搬送容器２０を別の磁極の位置に移動させるように駆動部５０（コイル駆動部２０５）を制御する。あるいは、搬送容器２０が選択された磁極から逸脱した場合、当該選択された磁極周辺の搬送容器を別の搬送装置１に移動させるように駆動部５０を制御してもよい。これにより、対象の搬送容器２０が搬送経路上に移動できる空間を確保することが可能となる。
　さらに、分析システム１００では、搬送容器２０の位置を検出するために選択された第１磁極を励磁すると共に、第１磁極から所定範囲にある周辺の磁極であって第１磁極とは異なる少なくとも１つの第２磁極に対して前記第１磁極の励磁電流とは逆極性となる向きに電圧を印加する。これにより、磁極が配置されていない位置（搬送経路外）における搬送容器２０の有無を判断することが可能となる。そして、制御用コンピュータ１０１は、当該判断結果に基づいて、分析システム１００における処理中断、処理再開、処理継続を判断する。
（iii）なお、本開示は上記した実施形態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、上記した実施形態は本開示を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されない。また、ある実施形態の構成の一部を、他の実施形態の構成の一部に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の一部を、追加、削除、置換をすることも可能である。
　また、本開示は、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本開示を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。
　また、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ上のメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータのＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。
　さらに、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することにより、それをシステム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ－ＲＷ、ＣＤ－Ｒ等の記憶媒体に格納し、使用時にそのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしても良い。
　また、上述の実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていても良い。
　１、１Ａ　搬送装置
　１０　永久磁石
　２１、２１ａ、２１ｂ　コイル
　２２　コア
　２５、２５ａ、２５ｂ　磁極
　３０　電流検出部
　４０　演算部
　５０　駆動部
　１００　分析システム
　１０１　制御用コンピュータ
　１０２　分析装置
　２０１　プロセッサ
　２０２　メモリ
　２０３　位置検出部
　２０４　コイル端子
　２０５　コイル駆動部
　２０６　入力装置
　２０７　出力装置
　２０８　バス
　２１１　周辺のコイル

Claims (10)

  1. 　磁石または磁性体を含む搬送容器を搬送経路に沿って目標位置に搬送する搬送装置であって、
    　コアとコイルを含む磁極を複数個配置して構成され、搬送経路を有する搬送面と、
    　前記コイルに電流を供給する駆動部と、
    　前記搬送容器の位置を推定する処理を実行する位置検出部と、を備え、
    　前記位置検出部は、
    　　前記搬送容器の位置を検出するために選択された第１磁極を励磁すると共に、前記第１磁極から所定範囲にある周辺の磁極であって前記第１磁極とは異なる少なくとも１つの第２磁極に対して前記第１磁極の励磁電流とは逆極性となる向きに電圧を印加する処理と、
    　　前記第１磁極の電流値に基づいて、前記搬送容器の位置を推定する処理と、を実行する搬送装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記位置検出部は、前記逆極性となる向きに直流電圧あるいはパルス電圧を前記第２磁極に印加する、搬送装置。
  3. 　請求項１において、
    　前記搬送面には、配置可能な個数よりも少ない個数の磁極が配置されている、搬送装置。
  4. 　請求項３において、
    　前記複数個の磁極は、前記搬送面において、格子状に配列されている、搬送装置。
  5. 　複数の分析装置と、当該複数の分析装置の間に配置された複数の搬送装置と、前記分析装置および前記搬送装置の動作を制御する制御用コンピュータと、を備え、
    　前記複数の搬送装置のそれぞれは、磁石または磁性体を含む搬送容器を搬送経路に沿って目標位置に搬送する搬送装置であって、
    　コアとコイルを含む磁極を複数個配置して構成され、搬送経路を有する搬送面と、
    　前記コイルに電流を供給する駆動部と、
    　前記搬送容器の位置を検出する処理を実行し、位置検出の結果に基づく情報を前記制御用コンピュータに通知するプロセッサと、を備え、
    　前記プロセッサは、選択された磁極に励磁電流を流したときの電流変化値に基づいて、前記搬送容器が前記選択された磁極から逸脱したか否か判断して、前記制御用コンピュータに前記判断結果を通知する、分析システム。
  6. 　請求項５において、
    　前記プロセッサは、前記搬送容器が前記選択された磁極から逸脱した場合、当該選択された磁極周辺の搬送容器を別の磁極の位置に移動させるように前記駆動部を制御する、分析システム。
  7. 　請求項５において、
    　前記プロセッサは、前記搬送容器が前記選択された磁極から逸脱した場合、当該選択された磁極周辺の搬送容器を別の搬送装置に移動させるように前記駆動部を制御する、分析システム。
  8. 　請求項５において、
    　前記搬送装置の前記プロセッサは、前記搬送容器の位置を検出するために選択された第１磁極を励磁すると共に、前記第１磁極から所定範囲にある周辺の磁極であって前記第１磁極とは異なる少なくとも１つの第２磁極に対して前記第１磁極の励磁電流とは逆極性となる向きに電圧を印加することにより、前記磁極が配置されていない位置における前記搬送容器の有無を判断し、判断結果を前記制御用コンピュータに通知し、
    　前記制御用コンピュータは、前記搬送装置からの前記判断結果に基づいて、前記分析システムにおける処理中断、処理再開、処理継続を判断する、分析システム。
  9. 　請求項８において、
    　前記プロセッサは、前記磁極が配置されていない位置における前記搬送容器の存在を確認した場合、当該搬送容器を前記搬送経路に引き込むように前記駆動部を制御する、分析システム。
  10. 　請求項９において、
    　前記プロセッサは、前記搬送容器の前記搬送経路への引き込み処理の結果を前記制御用コンピュータに通知する、分析システム。
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