JP3711097B2 - 試験片供給装置とこれを用いた尿の検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の試験片を入れたケースからひとつの試験片を取り出す装置と、ケースから取り出した試験片を尿に接触させて尿を検査する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試験片を尿に接触させて検査する装置は、ケースに入れている多数の試験片からひとつの試験片を取り出して尿に接触させる必要がある。試験片は、先端部分に試薬を付着させている細長いシート状である。この形状の試験片を多数にケースに入れて、ひとつを取り出すのは決して簡単ではない。それは、試験片がケース内で種々の方向を向くからである。
【０００３】
種々の方向を向く試験片を、特定の方向に揃えてひとつを取り出す機構は、特開平５−１３３９６０号、特開平６−１４８２０１号に記載される。これ等の公報に記載される試験片の取り出し機構は、図１に示すように、試験片を入れる円筒状容器７０を備えている。この円筒状容器７０は回転されて、ひとつの試験片を取り出すために、内部にガイド７１を設けると共に、円筒状容器７０を貫通する貫通溝７２を設けている。貫通溝７２は、試験片を通過できる大きさに開口している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上の公報に記載される装置は、正常な状態ではひとつの試験片を取り出しできる。しかしながら、試験片がガイドと円筒状容器内面との間でブリッジになると、確実に排出できなくなる。さらに、困ったことに、ブリッジになるとこの状態を解消できなくなる。このため、いったんブリッジが発生すると、この状態を解消するために装置を停止して、内部を点検する必要がある。このためメンテナンスフリーな状態で、故障しないで安定して使用できない欠点がある。さらにまた、故障しないで確実にひとつの試験片を取り出すためには、調整が極めて難しく、また構造も複雑になる欠点があった。
【０００５】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単な構造でブリッジになることなく確実にひとつの試験片を取出できる試験片供給装置とこれを用いた検査装置を提供することにある。
【０００６】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の試験片供給装置は、複数の試験片３を収納すると共に、試験片３を取出位置に配設する嵌入溝３４を軸方向に延長して内面に設けている試験片ケース３２と、この試験片ケース３２を、中心軸が水平ないし傾斜する姿勢であって、嵌入溝３４を設けている内面を下側とする水平または傾斜する姿勢で運動させて試験片３を嵌入溝３４に移動させる駆動機構３３と、嵌入溝３４に案内された試験片３を吸着する吸着機構４１と、吸着機構４１で試験片３を吸着する状態で試験片ケース３２を垂直方向に移動させて、嵌入溝３４の外部にあって吸着していない試験片３を落下させて、嵌入溝３４の試験片３を他の試験片３よりも突出位置に配置させる傾動機構４６と、突出位置にある試験片３を試験片ケース３２から取り出す取出機構４とを備える。
【０００８】
本発明の試験片供給装置は、嵌入溝３４に配設された試験片３の表裏を検出する表裏検出センサー３８を、試験片ケース３２に設けることができる。試験片ケース３２は、上端開口縁に切欠部３５を設けて、この切欠部３５を嵌入溝３４の上端に位置させることができる。駆動機構３３は、嵌入溝３４を横方向に移動させるように試験片ケース３２を往復運動させることも、嵌入溝３４を横方向に移動させるように試験片ケース３２を正逆に回転させることも、あるいはまた試験片ケース３２を振動させることもできる。
【０００９】
【００１０】
さらに、本発明の請求項５の尿の検査装置は、試験片３を試験片ケース３２から取り出して尿に接触させる試験片の供給装置３１と、尿に接触した試験片３の色を識別するカラーセンサー５と、カラーセンサー５の出力信号から試験項目を演算する演算手段６とを備える。試験片の供給装置３１は、複数の試験片３を収納すると共に、試験片３を取出位置に配設する嵌入溝３４を軸方向に延長して内面に設けている試験片ケース３２と、この試験片ケース３２を、中心軸が水平ないし傾斜する姿勢であって、嵌入溝３４を設けている内面を下側とする水平または傾斜する姿勢で運動させて試験片３を嵌入溝３４に移動させる駆動機構３３と、嵌入溝３４に案内された試験片３を吸着する吸着機構４１と、吸着機構４１で試験片３を吸着する状態で試験片ケース３２を垂直方向に移動させて、嵌入溝３４の外部にあって吸着していない試験片３を落下させて、嵌入溝３４の試験片３を他の試験片３よりも突出位置に配置させる傾動機構４６と、突出位置にある試験片３を試験片ケース３２から取り出す取出機構４とを備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための試験片３供給装置３１と検査装置を例示するものであって、本発明は供給装置３１と検査装置を下記のものに特定しない。
【００１２】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１３】
図２に示す試験片供給装置は、複数の試験片３を収納する試験片ケース３２と、この試験片ケース３２を運動させて試験片３を取出位置に案内する駆動機構３３と、取出位置の試験片３を試験片ケース３２から取り出す取出機構４とを備える。
【００１４】
試験片ケース３２は筒状で、内面には嵌入溝３４を設けている。試験片ケース３２の断面図を図３に、斜視図を図４に示す。これ等の図の試験片ケース３２は、円筒状としているが、試験片ケースは楕円筒状とし、あるいは多角筒状とすることもできる。内面に設けている嵌入溝３４は、図の鎖線で示すように、ここに試験片３を入れて取出位置に配設するもので、試験片ケース３２の軸方向に延長して設けている。嵌入溝３４は、ひとつの試験片３を入れることができるように、その横幅を試験片３の横幅よりもわずかに広くしている。嵌入溝３４は、１枚の試験片３を案内できるように、試験片３の厚さよりも深く、例えば０．３〜３ｍｍとしている。図の試験片ケース３２は、嵌入溝３４に案内される試験片３を外から空気で吸着するので、嵌入溝３４の深さを複数枚の試験片３を入れることができるようにすることもできる。複数枚の試験片３を入れ、外側から試験片３を吸着して試験片ケース３２を垂直姿勢に移動して、吸着されない試験片３を嵌入溝３４から外部に排出できるからである。
【００１５】
試験片ケース３２は、嵌入溝３４に案内した試験片３を取出機構４で確実に取り出しできるように、図３と図４に示すように、上端開口縁に切欠部３５を設けている。切欠部３５は、嵌入溝３４の上端に位置するように設けられる。この試験片ケース３２は、切欠部３５に取出機構４の保持具１６を入れて、取出位置の試験片３を確実に取り出しできる。図の試験片ケース３２は、嵌入溝３４の下端にストッパ３６を設けている。ストッパ３６は、嵌入溝３４に案内する試験片３を、試験片ケース３２に収納して嵌入溝３４に案内されない他の試験片３よりも突出させる。図の試験片ケース３２は、内面に突出するように突出部を設けてストッパ３６としている。ストッパは、嵌入溝を、試験片ケースの底まで延長しないようにして設けることもできる。
【００１６】
試験片ケース３２は、上端の開口部を、試験片３を取り出すための貫通孔３７Ａのある上蓋３７で閉塞している。貫通孔３７Ａは、切欠部３５に設けている。貫通孔３７Ａに、取出位置にある試験片３を保持して排出する取出機構４の保持具１６が挿入される。
【００１７】
試験片３は、片面に試薬を付着している。このため、表裏を識別して所定の位置に運ぶ必要がある。試験片３の表裏を検出するために、図の試験片ケース３２は、嵌入溝３４に配設された試験片３の表裏を検出する表裏検出センサー３８を設けている。表裏検出センサー３８は、嵌入溝３４に連結するように貫通孔３９を設けて、ここに配設している。表裏検出センサー３８は、試験片３に光を照射し、反射光を受光して試験片３の表裏を検出する。試験片３は、試薬を付着している表面と、試薬のない裏面とで光の反射率が異なるので、表裏検出センサー３８で光の反射率から表裏を検出できる。表裏検出センサー３８は、制御回路１３に表裏信号を伝送する。制御回路１３は、試験片３の表裏信号で、試験片ケース３２を中心軸を中心として１８０度回転させるかどうかを判断する。制御回路１３は、たとえば、試験片３が嵌入溝３４に表向きに入れられた場合には試験片ケース３２を回転させず、試験片３が裏向きに入れられた場合には、反転モーター４０で試験片ケース３２を１８０度回転させて、全ての試験片３を所定の向きとする。取出機構４は、表向きに入っている試験片を取り出す取出位置と、裏向きに入っている試験片を取り出す取出位置とをあらかじめ記憶しており、表裏検出センサー３８から入力される試験片３の表裏信号に基づいて保持具１６を試験片３の取出位置に移動させる。取出機構４は、所定の向きに配置された試験片３を保持具１６で保持して、所定の姿勢で試験位置に移送する。
【００１８】
駆動機構３３は、試験片ケース３２を運動させて、試験片３を嵌入溝３４に案内する。駆動機構３３は、試験片ケース３２をその中心軸が水平ないし傾斜する姿勢として、嵌入溝３４を設けている内面を下側とする水平または傾斜する姿勢で運動させて試験片３を嵌入溝３４に移動させる。駆動機構３３が試験片ケース３２を傾斜させる傾斜角は、水平面に対して０〜６０度、好ましくは０〜３０度、さらに好ましくは０〜１５度、最適には２〜５度に設定される。図の駆動機構３３は、試験片ケース３２を水平姿勢で運動させるが、試験片ケース３２を傾斜する姿勢で運動させて試験片３を嵌入溝３４に移動させることもできる。図２の駆動機構３３は、試験片ケース３２の底に固定している反転モーター４０で構成される。反転モーター４０は、制御回路１３で回転角が制御されるステッピングモーターである。反転モーター４０である駆動機構３３は、嵌入溝３４を横方向に移動させるように試験片ケース３２を正逆に回転させて、試験片３を嵌入溝３４に案内する。駆動機構には、試験片ケースを振動させて試験片を嵌入溝に案内するものも使用できる。また、試験片ケースを回転させることなく、試験片ケースを水平ないし傾斜させる姿勢で、嵌入溝を横方向に移動させるように水平方向に往復運動して、嵌入溝に試験片を案内することもできる。
【００１９】
さらに、図の供給装置３１は、嵌入溝３４の試験片３を吸着する吸着機構４１を備える。吸着機構４１は、試験片ケース３２に設けた吸着ノズル４２と、この吸着ノズル４２に開閉弁４３とホース４４とを介して連結している真空源４５とを備える。吸着ノズル４２は、先端の開口部を嵌入溝３４の底に開口された吸引口５０に配設している。この吸着機構４１は、開閉弁４３を開くと、吸着ノズル４２が空気を吸入して、嵌入溝３４の試験片３を吸着ノズル４２に吸着する。
【００２０】
さらに、供給装置は、図５に示す構造の吸着機構４１を設けて、嵌入溝３４の吸引口５０に試験片３を吸着することもできる。図の吸着機構４１は、円筒状の試験片ケース３２の外周面に沿って吸引ケース５１を配設している。吸引ケース５１は、図６の断面斜視図に示すように、試験片ケース３２の外形に沿う円形状の開口部５１Ａを開口しており、この円形開口部５１Ａに試験片ケース３２を貫通させている。吸引ケース５１は、試験片ケース３２に隙間なく密着するが、試験片ケース３２を開口部５１Ａに沿って回転できるように連結している。さらに、吸引ケース５１は、円形開口部５１Ａの内面に、試験片ケース３２の外周に沿うリング溝５２を設けている。吸引ケース５１は、このリング溝５２と試験片ケース３２とで吸引ダクト５３を形成している。この吸引ケース５１は、回転する試験片ケース３２の吸引口５０の回転軌跡にリング溝５２が対向するように配設している。吸引ケース５１に対して相対的に回転する試験片ケース３２がどの位置にあっても、吸引口５０を吸引ダクト５３に連通させて吸引口５０から空気を吸引するためである。吸引ダクト５３は、吸着ノズル４２に連結されており、吸着ノズル４２でもって吸引ダクト５３内の空気が吸入される。この吸着機構４１は、吸着ノズル４２でもって、吸引ダクト５３を介して吸引口５０から吸引し、嵌入溝３４の試験片３を吸引口５０に吸着させる。このように、吸引ケース５１を介して試験片ケース３２の吸引口５０から吸引する構造は、試験片ケース３２を回転させるときに、吸着ノズル４２に連結されたホース４４を絡ませることなくスムーズに回転できる特長がある。さらに、試験片ケース３２を反転モーター４０で正逆に回転させるときに、吸引ケース５１をガイドとして試験片ケース３２を安定して回転できる特長もある。
【００２１】
さらに、図の供給装置３１は、反転モーター４０を固定している試験片ケース３２を水平姿勢から垂直姿勢に、あるいは垂直姿勢から水平姿勢に傾動させる傾動機構４６を備えている。傾動機構４６は、正逆に回転される傾動モーター４７を備える。傾動モーター４７は、回転軸にアーム４８を固定し、このアーム４８を反転モーター４０に連結して、反転モーター４０と試験片ケース３２とを一体として傾動させる。この傾動モーター４７は、制御回路１３で回転角が制御されるモーターである。傾動機構４６は、傾動モーター４７を正逆に回転させて、試験片ケース３２を垂直、水平、傾斜する姿勢に傾動させる。
【００２２】
取出機構４は、試験片ケース３２の取出位置に配置された試験片３を、試験片ケース３２から取り出して、尿に接触させる試験位置に移動させる。取出機構４は、試験片３の上端を挟着し、あるいは吸着するなどの構造で保持する保持具１６と、この保持具１６を移動させて、試験片３を試験位置に移動させる移動機構１７とを備える。
【００２３】
図７は、試験片の取出機構４を備える尿の検査装置の概略図を示す。この図の検査装置は、尿を充填している容器１を保持する容器ホルダー２と、この容器ホルダー２で保持される容器１に充填している尿に、試験片ケース３２から取り出した試験片３を接触させる試験片の供給装置３１と、尿に接触した試験片３の色を識別するカラーセンサー５と、カラーセンサー５の出力信号から試験項目を演算する演算手段６とを備える。
【００２４】
容器１は、尿を充填できる形状のコップで、たとえば、紙コップやプラスチック製のコップが使用できる。容器ホルダー２は、少ない尿に試験片３の先端部を長く接触できるように、容器１を傾斜する姿勢として、試験片３と尿とを接触させる。容器ホルダーは、図８の平面図に示すように、容器１を両側から挟着して保持する一対の保持アーム７と、この保持アーム７を回動させる回動機構８とを備える。保持アーム７は、先端部に、容器１に沿う形状に湾曲している容器挟着部９を有する。
【００２５】
回動機構８は、保持アーム７を互いに接近する方向に移動させて容器１を挟着し、反対方向に移動させて、容器１の挟着状態を解除する。回動機構８は、図９の概略平面図に示すように、一対の保持アーム７を容器１の挟着方向とその反対方向に往復運動させる挟着シリンダー１０と、このシリンダーを装着しているフレーム１１を回動させて、容器１を傾ける傾動モーター１２と、この傾動モーター１２の回転を制御する制御回路１３と、傾動モーター１２を上下に移動させる上昇シリンダー（図示せず）とを備えている。傾動モーター１２は、制御回路１３で回転角が制御されるステッピングモーターである。
【００２６】
図９に示す回動機構８は、挟着シリンダー１０で、一対の保持アーム７を容器１の挟着方向とその反対方向に往復運動させている。制御回路１３は、傾動モーター１２の回転を制御して、保持アーム７で挟着している容器１を、図１０に示すように、所定の角度に傾ける。制御回路１３は、尿を充填している容器１を傾けて、余分の尿を排出する第１傾斜角と、第１傾斜角よりも垂直に近い第２傾斜角とを記憶している。制御回路１３は、尿を充填している容器１を保持アーム７で挟着する状態で、最初に第１傾斜角に容器１を傾斜させて、余分の尿を排出し、その後に第２傾斜角に傾斜させる。この状態に容器１を傾ける容器ホルダー２は、容器１を第１傾斜角から第２傾斜角に傾斜させることにより、第２傾斜角において尿が容器１から漏れるのを防止できる。第２傾斜角は、好ましくは、容器下面１Ａの水平に対する角度を２〜１０度とする。第２傾斜角が２度よりも水平に近くなると、容器１からほとんどの尿が排出された尿量が少な過ぎる状態となり、反対に第２傾斜角が１０度よりも大きいと、試験片３の全ての試験領域２３に尿を付着さるために相当に多量の尿を必要とする。
【００２７】
試験片の供給装置３１は、取出機構４で試験片ケース３２から取り出した試験片３を試験位置に移動させて、容器１の尿に接触させる。図の装置は、試験片３を容器１に挿入して尿に接触させるので、試験片３の試験位置は、容器１の内部である。取出機構４は、容器１を傾斜する姿勢として試験片３を容器１の内部に挿入し、あるいは容器１を立てる姿勢で試験片３を容器の内部に挿入した後、容器１を傾斜させて、図１０に示すように、試験片３を尿に接触させる。さらに、本発明の尿の検査装置は、試験片３を容器１に挿入するのではなく、試験片３を特定の試験位置に移動し、試験位置にある試験片３に、容器１を傾斜させて尿を排出させて接触することもできる。また、試験位置にある試験片に、容器の尿をスポイドのようなもので吸入し、スポイドの尿を試験位置にある試験片に排出して、試験片を尿に接触させることもできる。
【００２８】
図７の検査装置は、供給装置３１の取出機構４に、保持具１６の移動機構１７を設けている。保持具１６は、試験片３の上端を挟着するチャックとしている。この取出機構４は、試験片ケース３２の取出位置にある試験片３の上端を挟着して、試験片ケース３２から取り出して試験位置に移動させる。ただ、保持具は、吸着して試験片を保持することもできる。保持具１６は、試験片３を尿に接触させ、カラーセンサー５で検査し、その後廃棄位置に移動させて挟着状態を解除する。図の保持具１６はチャックで、試験片ケース３２の取出位置に配置された試験片３の上端を挟着して、試験片ケース３２から取り出す。保持具は、試験片の上端を空気で吸着して保持することもできるので、保持具は試験片を挟着するチャックには特定しない。保持具１６は、試験片３を試験位置に移動させて尿に接触させ、カラーセンサー５で検査し、その後廃棄位置に移動させて保持状態を解除する。
【００２９】
図７の移動機構１７は、保持具１６を上下左右に移動させて、試験片３を取出位置から試験位置に移動させる。その後、試験片３をカラーセンサー５の前方の吸着ホルダー１８に移動し、検査後に吸着ホルダー１８から廃棄位置に移動させる。移動機構１７は、保持具１６を上下左右に移動させるシリンダーや電動アクチュエーター（図示せず）とこれ等を制御する制御手段（図示せず）とを備える。制御手段は、シリンダーや電動アクチュエーター等を制御して、保持具１６を決められた位置に移動させる。
【００３０】
さらに、移動機構１７は、図１１と図１２に示す構造とすることもできる。これらの図に示す移動機構１７は、水平面内で回動するアーム５４と、このアーム５４を回動させる駆動機構５５と、アーム５４の先端に設けられて、保持具１６を上下に移動させる上下移動機構５６とを備える。アーム５４は、水平に配設されており、先端に、上下移動機構５６を介して保持具１６を配設している。駆動機構５５は、アーム５４を水平面内で正逆に回動させるモーター５７を備え、このモーター５７の回転軸にアーム５４の後端を連結している。上下移動機構５６は、垂直に配設されたポール５８とこのポール５８を上下に移動させる駆動部５９とを備え、ポール５８の下端に保持具１６を固定している。この上下移動機構５６は、駆動部５９でポール５８を上下に移動させて、保持具１６を上下に移動させる。ポールと駆動部には、ネジ棒とナット部材、ラックとピニオン等が使用できる。さらに、上下移動機構は、シリンダーや電動アクチュエーター等を使用することもできる。
【００３１】
この移動機構１７は、駆動機構５５であるモーター５７でアーム５４を回動させて、アーム５４の先端に設けられた上下移動機構５６を水平面内で移動させると共に、上下移動機構５６で保持具１６を上下に移動させて、保持具１６を上下左右に移動させる。したがって、この装置は、図１２の平面図に示すように、アーム５４の先端に配設された保持具１６の移動軌跡上に、供給装置３１と、容器ホルダー２に保持された容器１と、吸着ホルダー１８とを配設している。この装置は、アーム５４の長さと回転角で特定される回動範囲内に供給装置３１と容器ホルダー２と吸着ホルダー１８とを配設して、これらをコンパクトに収納できる特長がある。
【００３２】
試験位置で容器１に挿入されて尿に接触された試験片３は、取出機構４でもってカラーセンサー５の前方に配設している吸着ホルダー１８に移送される。吸着ホルダー１８は、尿の付着している試験片３を吸着して定位置に保持する。吸着ホルダー１８は、試験片３を垂直の姿勢で吸着して保持すると共に、試験片３に付着している過剰の尿を吸引して除去する。
【００３３】
吸着ホルダー１８を図１３〜図１５に示す。これ等の図に示す吸着ホルダー１８は、図１５の水平断面図に示すように、試験片３を装着するための縦溝１９を有する。縦溝１９は、試験片３をスムーズに定位置に装着できるように、両側面を、幅が次第に広く拡開されるテーパー面としている。さらに、縦溝１９は、試験片３を吸着すると共に、過剰の尿を吸引するために、複数の吸入路２１を底部に開口している。図に示す縦溝１９は、底面と両側面に、それぞれ吸入路２１を開口している。図１４の一部拡大図に示すように、底面の吸入路２１は、底面の中央部であって、試験領域２３の中心部分に位置して開口している。両側面の吸入路２１は、底面との境界部分であって、試験領域２３の４隅に位置して開口している。試験片の吸入路２１は、空気の吸入ポンプ（図示せず）に連結されて、縦溝１９の底部から空気を吸入して、試験片３を縦溝１９の底面に吸着して垂直に保持すると共に、試験片３に付着している過剰の尿を吸い出して除去する。この構造の吸着ホルダー１８は、空気で試験片３を垂直に吸着して保持できると共に、余分の尿を除去して正確に検査できる。試験片３に余分の尿が付着すると、試験片３に沿って流下して、検査精度を低下させる。試験片３が、縦に複数の試験領域２３に区画して、複数の検査項目を１枚で処理できるようにしているからである。
【００３４】
吸着ホルダー１８の縦溝１９に保持された試験片３は、図１３に示すように、取出機構４でもって、垂直の姿勢で上下に移動されて、複数の試験領域２３の色がカラーセンサー５で検出される。この装置は、試験片３を上下に移動させる機構に取出機構４を併用できるので、装置を簡略化できる特長がある。ただ、吸着ホルダーに保持される試験片を移動させることなく、カラーセンサーを上下に移動させて、複数の試験領域の色を検出することもできる。さらに、本発明の装置は、カラーセンサーと試験片の位置を相対的に変化させる他の全ての機構を使用でき、試験片の試験領域を順番に読み取って経時的に色信号として出力することもできる。
【００３５】
カラーセンサー５は、吸着ホルダー１８前方の定位置に固定される。カラーセンサー５は、ＣＣＤを内蔵しているカラーテレビカメラで、レンズの焦点を試験片３の試験領域２３に合わせて、単一の試験領域２３を１画面として映すようにしている。ただ、カラーセンサー５は、複数の試験領域を１画面として同時に映すこともできる。カラーセンサー５は、順番に各々の試験領域２３の色を電気信号に変換して出力する。カラーテレビカメラであるカラーセンサー５は、試験領域２３の色を簡単に検出できる特長がある。ただ、カラーセンサーは、必ずしもカラーテレビカメラとする必要はなく、図示しないが、試験片の試験領域に光を照射する光源と、試験領域で反射した光あるいは試験領域を透過した光を検出するセンサー部とで構成することもできる。このカラーセンサーは、光源から試験領域に光を照射して、その反射光あるいは透過光をセンサー部で検出する。センサー部は、光の波長を検出して試験領域の色を識別することができる。
【００３６】
カラーセンサー５は、たとえば、試験片３に設けているひとつの試験領域２３の色信号を出力した後、試験片３が移動機構１７で上に移動されて、下に設けている試験領域２３の色信号を出力する。すなわち、カラーセンサー５は、上から下に順番に試験片３に設けている各々の試験領域２３の色信号を経時的に色信号として出力する。
【００３７】
演算手段６は、カラーセンサー５から入力される色信号から、各々の試験領域２３の色でもって検査結果を演算する。試験片３に設けている複数の試験領域２３は、検査項目によって色の変化が異なる。したがって、演算手段６は、カラーセンサー５が何処の試験項目の色信号であるかを特定して、色信号から検査結果を演算する。すなわち、演算手段６は、カラーセンサー５の位置を特定する信号と、色信号の両方から各試験項目の検査結果を演算する。
【００３８】
演算手段６で演算された各々の検査項目の検査結果は、プリンターに印刷して表示され、あるいは、記憶回路に記憶され、あるいはまた、ホストコンピュータ等に伝送される。
【００３９】
以上の尿の自動検査装置は、以下のように使用されて尿の検査をする。
(1) 患者が容器１に尿を採取する。この容器１には、患者を特定するバーコードまたは磁気カードが付着されている。
(2) 尿を入れた容器１を自動検査装置にセットする。自動検査装置は、バーコードまたは磁気カードの読取機構を備えており、これでバーコードまたは磁気カードを読み取って患者を特定する。ただ、容器１は、必ずしもバーコードや磁気カードを付着する必要はなく、自動検査装置も、必ずしもこれらの読取機構を備える必要はない。
さらに、好ましくは、自動検査装置は、容器１の尿の最小レベルを検査するレベルセンサーを設けている。レベルセンサーは、定位置に装着された容器１の内部に、上から下に光を照射して、尿のレベルを検出する。容器１の尿量が最小レベルよりも少ないと、たとえば、音声で「尿の量が足りません」と発生する。尿量が不足すると、患者は再び尿を入れて定位置にセットする。
【００４０】
(3) 供給装置３１が、ひとつの試験片３を取出位置に移送し、取出位置の試験片３を取出機構４でもって、取出位置から試験位置に移送する。供給装置３１は、図２ないし図４に示すようにして、以下の工程で、試験片３を試験位置に移送する。
[1] 図２に示すように、試験片ケース３２を垂直に立てる。全ての試験片３は、試験片ケース３２の底にほぼ垂直に立つ姿勢で収納される。試験片ケース３２は、試験片３を垂直に近い姿勢で立てるために、中心に中心筒４９を固定している。試験片３は、中心筒４９と試験片ケース３２との間で垂直に近い姿勢で収納される。
[2] 傾動機構４６の傾動モーター４７が試験片ケース３２を傾動させて、ほぼ水平の姿勢にする。このとき、駆動機構３３の反転モーター４０を回転させて、試験片ケース３２を、嵌入溝３４が上部に位置する姿勢にする。この姿勢で、反転モーター４０を正逆に回転させて、試験片ケース３２を所定の角度で回転させる。この状態で、試験片ケース３２に収納している試験片３は、全体をほぼ平行に揃えることができる。
[3] さらに、傾動モーター４７が試験片ケース３２を傾動させて、試験片ケース３２の上端、すなわち、試験片３を取り出す切欠部３５を設けている端部が下になるように、水平姿勢よりも多少傾斜させる姿勢とする。この姿勢で、試験片ケース３２は、水平に対して例えば５〜４０度傾斜される。この状態にあっても、試験片ケース３２は嵌入溝３４が上部に位置する姿勢とする。この姿勢で、反転モーター４０は、試験片ケース３２を所定の角度正逆に回転して振動させる。試験片ケース３２の振動により、収納している全ての試験片３は上蓋３７に接触する位置まで試験管ケース３２の内面を滑り落ちる。すなわち、試験片３の先端が揃えられる。この位置にある試験片３は、嵌入溝３４に案内されて、試験片ケース３２のストッパ３６よりも上方に配置される。
[4] 駆動機構３３の反転モーター４０が試験片ケース３２を回転させて、図３に示すように、嵌入溝３４を下側に配設する姿勢とし、さらに傾動機構４６の傾動モーター４７が試験片ケース３２を傾動させて水平な姿勢とする。この姿勢で、駆動機構３３の反転モーター４０は、試験管ケース３２を所定の角度正逆に回転させて振動させる。反転モーター４０が試験片ケース３２を正逆に回転して振動させると、試験片ケース３２は嵌入溝３４の横方向に往復運動して振動される。このように運動されることにより、試験片ケース３２に収納しているいずれかの試験片３が嵌入溝３４に入れられる。
[5] 傾動機構４６の傾動モーター４７が試験片ケース３２を傾動させて、水平姿勢から垂直姿勢とする。このとき、嵌入溝３４に案内された試験片３が、嵌入溝３４からでないように、吸着機構４１で試験片３を嵌入溝３４に吸着する。さらに、傾動モーター４７が試験片ケース３２を水平姿勢から垂直姿勢に傾動させるとき、駆動機構３３の反転モーター４０が試験片ケース３２を所定の角度正逆に回転して、嵌入溝３４に入っている２枚以上の試験片３を嵌入溝３４の外部に排出する。吸着機構４１が試験片３を吸着する状態で、試験片ケース３２が垂直姿勢に立てられると、嵌入溝３４にはひとつの試験片３が配設される。この試験片３は、吸着機構４１で吸着されると共に、ストッパ３６で落下するのが阻止されて、取出位置に正確に配置される。
【００４１】
以上の[1]ないし[5]の工程で、ほとんど例外なくひとつのの試験片３が取出位置に配置される。ただ、何らかの原因で、試験片３を取出位置に配置できない場合、[1]ないし[5]の工程を繰り返して、試験片３を取出位置に配置する。試験片３が取出位置に配置されたかどうかは、試験片ケース３２に確認センサーを配置し、これで確認することができる。
【００４２】
試験片３が取出位置に配置させると、取出機構４の保持具１６が上蓋３７の貫通孔３７Ａに挿入され、試験片３の上端を吸着し、あるいは吸着する等の方法で保持し、試験片ケース３２から取り出して試験位置に移送する。
【００４３】
以上の装置は、嵌入溝３４の試験片３を吸着機構４１で吸着して、定位置に保持する。このため、ひとつの試験片３を取出位置にしっかりと保持できる特長がある。ただ、本発明の試験片供給装置は、嵌入溝３４の試験片３を必ずしも吸着機構４１で吸着する必要はない。それは、前述の[5]の工程において、嵌入溝３４に試験片３を案内した状態で、試験片ケース３２を貫通孔３７Ａが上方となる姿勢で傾斜し、この姿勢で試験片ケース３２を駆動機構３３の反転モーター４０で正逆に回転させて、嵌入溝３４から余分の試験片３を排出して、ひとつの試験片３を取出位置に配置できるからである。この嵌入溝３４は、反転モーター４０で正逆に回転させると、余分の試験片３が排出される深さとする。
【００４４】
(5) 試験片３が試験位置に移送されて、試験片３の試験領域２３に尿が接触される。
(6) その後、取出機構４は、保持具１６で試験片３を保持して、試験位置から吸着ホルダー１８に移送する。吸着ホルダー１８に移送された試験片３は、空気で吸着ホルダー１８に吸着されると共に、余分の尿が除去される。
【００４５】
(7) カラーセンサー５は、吸着ホルダー１８に挟着している試験片３の各々の試験領域２３の色を順番に識別して、各々の試験領域２３の色信号を演算手段６に出力する。演算手段６は、試験領域２３を特定する信号と、色信号から、各々の試験領域２３の検査項目の検査結果を演算する。演算された各々の試験項目の試験結果は、プリンターで出力され、あるいはホストコンピュータに伝送される。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の装置は、簡単な構造で試験片が詰まるのを防止しながら、確実にひとつの試験片を取り出しできる特長がある。それは、本発明の装置が、複数の試験片を収納する試験片ケースに、軸方向に延長して内面に嵌入溝を設けており、この試験片ケースを、嵌入溝を下側とする水平または傾斜する姿勢で運動させて試験片を嵌入溝に移動して、ひとつの試験片を試験片ケースの取出位置に移動し、取出位置にある試験片を取出機構で取り出すからである。とくに、本発明は、筒状の試験片ケースを水平または傾斜する姿勢で運動させて、内面に設けている嵌入溝に試験片を案内するので、試験片がブリッジになって詰まるのを解消して、確実に取り出しできる特長がある。
【００４７】
さらに、本発明の装置は、試験片ケースの嵌入溝に入れた試験片を吸着機構で吸着し、試験片を吸着する状態で試験片ケースを垂直方向に移動させて、嵌入溝から余分の状態を落下させる。このため、ひとつの試験片を確実に取出位置に移送して、取り出しできる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の試験片の取り出し機構を示す断面図
【図２】 本発明の一実施例にかかる試験片供給装置の断面図
【図３】 図２に示す試験片供給装置の試験片ケースを水平の姿勢とした状態を示す断面図
【図４】 図３に示す試験片ケースの斜視図
【図５】 本発明の他の実施例にかかる試験片供給装置の断面図
【図６】 図５に示す試験片供給装置の吸引ケースの断面斜視図
【図７】 本発明の一実施例にかかる尿の検査装置の概略構成図
【図８】 図７に示す尿の検査装置の容器ホルダーの平面図
【図９】 図８に示す容器ホルダーの概略平面図
【図１０】 図８に示す容器ホルダーが容器を傾ける状態を示す垂直断面図
【図１１】 本発明の他の実施例にかかる尿の検査装置の概略構成図
【図１２】 図１１に示す尿の検査装置の平面図
【図１３】 吸着ホルダーの一部断面側面図
【図１４】 図１３に示す吸着ホルダーの一部拡大正面図
【図１５】 図１３に示す吸着ホルダーの拡大水平断面図
【符号の説明】
１…容器 １Ａ…容器下面
２…容器ホルダー
３…試験片
４…取出機構
５…カラーセンサー
６…演算手段
７…保持アーム
８…回動機構
９…容器挟着部
１０…挟着シリンダー
１１…フレーム
１２…傾動モーター
１３…制御回路
１６…保持具
１７…移動機構
１８…吸着ホルダー
１９…縦溝
２１…吸入路
２３…試験領域
３１…供給装置
３２…試験片ケース
３３…駆動機構
３４…嵌入溝
３５…切欠部
３６…ストッパ
３７…上蓋 ３７Ａ…貫通孔
３８…表裏検出センサー
３９…貫通孔
４０…反転モーター
４１…吸着機構
４２…吸着ノズル
４３…開閉弁
４４…ホース
４５…真空源
４６…傾動機構
４７…傾動モーター
４８…アーム
４９…中心筒
５０…吸引口
５１…吸引ケース ５１Ａ…開口部
５２…リング溝
５３…吸引ダクト
５４…アーム
５５…駆動機構
５６…上下移動機構
５７…モーター
５８…ポール
５９…駆動部
７０…容器
７１…ガイド
７２…貫通溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の試験片を入れたケースからひとつの試験片を取り出す装置と、ケースから取り出した試験片を尿に接触させて尿を検査する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試験片を尿に接触させて検査する装置は、ケースに入れている多数の試験片からひとつの試験片を取り出して尿に接触させる必要がある。試験片は、先端部分に試薬を付着させている細長いシート状である。この形状の試験片を多数にケースに入れて、ひとつを取り出すのは決して簡単ではない。それは、試験片がケース内で種々の方向を向くからである。
【０００３】
種々の方向を向く試験片を、特定の方向に揃えてひとつを取り出す機構は、特開平５−１３３９６０号、特開平６−１４８２０１号に記載される。これ等の公報に記載される試験片の取り出し機構は、図１に示すように、試験片を入れる円筒状容器７０を備えている。この円筒状容器７０は回転されて、ひとつの試験片を取り出すために、内部にガイド７１を設けると共に、円筒状容器７０を貫通する貫通溝７２を設けている。貫通溝７２は、試験片を通過できる大きさに開口している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上の公報に記載される装置は、正常な状態ではひとつの試験片を取り出しできる。しかしながら、試験片がガイドと円筒状容器内面との間でブリッジになると、確実に排出できなくなる。さらに、困ったことに、ブリッジになるとこの状態を解消できなくなる。このため、いったんブリッジが発生すると、この状態を解消するために装置を停止して、内部を点検する必要がある。このためメンテナンスフリーな状態で、故障しないで安定して使用できない欠点がある。さらにまた、故障しないで確実にひとつの試験片を取り出すためには、調整が極めて難しく、また構造も複雑になる欠点があった。
【０００５】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単な構造でブリッジになることなく確実にひとつの試験片を取出できる試験片供給装置とこれを用いた検査装置を提供することにある。
【０００６】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の試験片供給装置は、複数の試験片３を収納すると共に、試験片３を取出位置に配設する嵌入溝３４を軸方向に延長して内面に設けている試験片ケース３２と、この試験片ケース３２を、中心軸が水平ないし傾斜する姿勢であって、嵌入溝３４を設けている内面を下側とする水平または傾斜する姿勢で運動させて試験片３を嵌入溝３４に移動させる駆動機構３３と、嵌入溝３４に案内された試験片３を吸着する吸着機構４１と、吸着機構４１で試験片３を吸着する状態で試験片ケース３２を垂直方向に移動させて、嵌入溝３４の外部にあって吸着していない試験片３を落下させて、嵌入溝３４の試験片３を他の試験片３よりも突出位置に配置させる傾動機構４６と、突出位置にある試験片３を試験片ケース３２から取り出す取出機構４とを備える。
【０００８】
本発明の試験片供給装置は、嵌入溝３４に配設された試験片３の表裏を検出する表裏検出センサー３８を、試験片ケース３２に設けることができる。試験片ケース３２は、上端開口縁に切欠部３５を設けて、この切欠部３５を嵌入溝３４の上端に位置させることができる。駆動機構３３は、嵌入溝３４を横方向に移動させるように試験片ケース３２を往復運動させることも、嵌入溝３４を横方向に移動させるように試験片ケース３２を正逆に回転させることも、あるいはまた試験片ケース３２を振動させることもできる。
【０００９】
【００１０】
さらに、本発明の請求項５の尿の検査装置は、試験片３を試験片ケース３２から取り出して尿に接触させる試験片の供給装置３１と、尿に接触した試験片３の色を識別するカラーセンサー５と、カラーセンサー５の出力信号から試験項目を演算する演算手段６とを備える。試験片の供給装置３１は、複数の試験片３を収納すると共に、試験片３を取出位置に配設する嵌入溝３４を軸方向に延長して内面に設けている試験片ケース３２と、この試験片ケース３２を、中心軸が水平ないし傾斜する姿勢であって、嵌入溝３４を設けている内面を下側とする水平または傾斜する姿勢で運動させて試験片３を嵌入溝３４に移動させる駆動機構３３と、嵌入溝３４に案内された試験片３を吸着する吸着機構４１と、吸着機構４１で試験片３を吸着する状態で試験片ケース３２を垂直方向に移動させて、嵌入溝３４の外部にあって吸着していない試験片３を落下させて、嵌入溝３４の試験片３を他の試験片３よりも突出位置に配置させる傾動機構４６と、突出位置にある試験片３を試験片ケース３２から取り出す取出機構４とを備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための試験片３供給装置３１と検査装置を例示するものであって、本発明は供給装置３１と検査装置を下記のものに特定しない。
【００１２】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１３】
図２に示す試験片供給装置は、複数の試験片３を収納する試験片ケース３２と、この試験片ケース３２を運動させて試験片３を取出位置に案内する駆動機構３３と、取出位置の試験片３を試験片ケース３２から取り出す取出機構４とを備える。
【００１４】
試験片ケース３２は筒状で、内面には嵌入溝３４を設けている。試験片ケース３２の断面図を図３に、斜視図を図４に示す。これ等の図の試験片ケース３２は、円筒状としているが、試験片ケースは楕円筒状とし、あるいは多角筒状とすることもできる。内面に設けている嵌入溝３４は、図の鎖線で示すように、ここに試験片３を入れて取出位置に配設するもので、試験片ケース３２の軸方向に延長して設けている。嵌入溝３４は、ひとつの試験片３を入れることができるように、その横幅を試験片３の横幅よりもわずかに広くしている。嵌入溝３４は、１枚の試験片３を案内できるように、試験片３の厚さよりも深く、例えば０．３〜３ｍｍとしている。図の試験片ケース３２は、嵌入溝３４に案内される試験片３を外から空気で吸着するので、嵌入溝３４の深さを複数枚の試験片３を入れることができるようにすることもできる。複数枚の試験片３を入れ、外側から試験片３を吸着して試験片ケース３２を垂直姿勢に移動して、吸着されない試験片３を嵌入溝３４から外部に排出できるからである。
【００１５】
試験片ケース３２は、嵌入溝３４に案内した試験片３を取出機構４で確実に取り出しできるように、図３と図４に示すように、上端開口縁に切欠部３５を設けている。切欠部３５は、嵌入溝３４の上端に位置するように設けられる。この試験片ケース３２は、切欠部３５に取出機構４の保持具１６を入れて、取出位置の試験片３を確実に取り出しできる。図の試験片ケース３２は、嵌入溝３４の下端にストッパ３６を設けている。ストッパ３６は、嵌入溝３４に案内する試験片３を、試験片ケース３２に収納して嵌入溝３４に案内されない他の試験片３よりも突出させる。図の試験片ケース３２は、内面に突出するように突出部を設けてストッパ３６としている。ストッパは、嵌入溝を、試験片ケースの底まで延長しないようにして設けることもできる。
【００１６】
試験片ケース３２は、上端の開口部を、試験片３を取り出すための貫通孔３７Ａのある上蓋３７で閉塞している。貫通孔３７Ａは、切欠部３５に設けている。貫通孔３７Ａに、取出位置にある試験片３を保持して排出する取出機構４の保持具１６が挿入される。
【００１７】
試験片３は、片面に試薬を付着している。このため、表裏を識別して所定の位置に運ぶ必要がある。試験片３の表裏を検出するために、図の試験片ケース３２は、嵌入溝３４に配設された試験片３の表裏を検出する表裏検出センサー３８を設けている。表裏検出センサー３８は、嵌入溝３４に連結するように貫通孔３９を設けて、ここに配設している。表裏検出センサー３８は、試験片３に光を照射し、反射光を受光して試験片３の表裏を検出する。試験片３は、試薬を付着している表面と、試薬のない裏面とで光の反射率が異なるので、表裏検出センサー３８で光の反射率から表裏を検出できる。表裏検出センサー３８は、制御回路１３に表裏信号を伝送する。制御回路１３は、試験片３の表裏信号で、試験片ケース３２を中心軸を中心として１８０度回転させるかどうかを判断する。制御回路１３は、たとえば、試験片３が嵌入溝３４に表向きに入れられた場合には試験片ケース３２を回転させず、試験片３が裏向きに入れられた場合には、反転モーター４０で試験片ケース３２を１８０度回転させて、全ての試験片３を所定の向きとする。取出機構４は、表向きに入っている試験片を取り出す取出位置と、裏向きに入っている試験片を取り出す取出位置とをあらかじめ記憶しており、表裏検出センサー３８から入力される試験片３の表裏信号に基づいて保持具１６を試験片３の取出位置に移動させる。取出機構４は、所定の向きに配置された試験片３を保持具１６で保持して、所定の姿勢で試験位置に移送する。
【００１８】
駆動機構３３は、試験片ケース３２を運動させて、試験片３を嵌入溝３４に案内する。駆動機構３３は、試験片ケース３２をその中心軸が水平ないし傾斜する姿勢として、嵌入溝３４を設けている内面を下側とする水平または傾斜する姿勢で運動させて試験片３を嵌入溝３４に移動させる。駆動機構３３が試験片ケース３２を傾斜させる傾斜角は、水平面に対して０〜６０度、好ましくは０〜３０度、さらに好ましくは０〜１５度、最適には２〜５度に設定される。図の駆動機構３３は、試験片ケース３２を水平姿勢で運動させるが、試験片ケース３２を傾斜する姿勢で運動させて試験片３を嵌入溝３４に移動させることもできる。図２の駆動機構３３は、試験片ケース３２の底に固定している反転モーター４０で構成される。反転モーター４０は、制御回路１３で回転角が制御されるステッピングモーターである。反転モーター４０である駆動機構３３は、嵌入溝３４を横方向に移動させるように試験片ケース３２を正逆に回転させて、試験片３を嵌入溝３４に案内する。駆動機構には、試験片ケースを振動させて試験片を嵌入溝に案内するものも使用できる。また、試験片ケースを回転させることなく、試験片ケースを水平ないし傾斜させる姿勢で、嵌入溝を横方向に移動させるように水平方向に往復運動して、嵌入溝に試験片を案内することもできる。
【００１９】
さらに、図の供給装置３１は、嵌入溝３４の試験片３を吸着する吸着機構４１を備える。吸着機構４１は、試験片ケース３２に設けた吸着ノズル４２と、この吸着ノズル４２に開閉弁４３とホース４４とを介して連結している真空源４５とを備える。吸着ノズル４２は、先端の開口部を嵌入溝３４の底に開口された吸引口５０に配設している。この吸着機構４１は、開閉弁４３を開くと、吸着ノズル４２が空気を吸入して、嵌入溝３４の試験片３を吸着ノズル４２に吸着する。
【００２０】
さらに、供給装置は、図５に示す構造の吸着機構４１を設けて、嵌入溝３４の吸引口５０に試験片３を吸着することもできる。図の吸着機構４１は、円筒状の試験片ケース３２の外周面に沿って吸引ケース５１を配設している。吸引ケース５１は、図６の断面斜視図に示すように、試験片ケース３２の外形に沿う円形状の開口部５１Ａを開口しており、この円形開口部５１Ａに試験片ケース３２を貫通させている。吸引ケース５１は、試験片ケース３２に隙間なく密着するが、試験片ケース３２を開口部５１Ａに沿って回転できるように連結している。さらに、吸引ケース５１は、円形開口部５１Ａの内面に、試験片ケース３２の外周に沿うリング溝５２を設けている。吸引ケース５１は、このリング溝５２と試験片ケース３２とで吸引ダクト５３を形成している。この吸引ケース５１は、回転する試験片ケース３２の吸引口５０の回転軌跡にリング溝５２が対向するように配設している。吸引ケース５１に対して相対的に回転する試験片ケース３２がどの位置にあっても、吸引口５０を吸引ダクト５３に連通させて吸引口５０から空気を吸引するためである。吸引ダクト５３は、吸着ノズル４２に連結されており、吸着ノズル４２でもって吸引ダクト５３内の空気が吸入される。この吸着機構４１は、吸着ノズル４２でもって、吸引ダクト５３を介して吸引口５０から吸引し、嵌入溝３４の試験片３を吸引口５０に吸着させる。このように、吸引ケース５１を介して試験片ケース３２の吸引口５０から吸引する構造は、試験片ケース３２を回転させるときに、吸着ノズル４２に連結されたホース４４を絡ませることなくスムーズに回転できる特長がある。さらに、試験片ケース３２を反転モーター４０で正逆に回転させるときに、吸引ケース５１をガイドとして試験片ケース３２を安定して回転できる特長もある。
【００２１】
さらに、図の供給装置３１は、反転モーター４０を固定している試験片ケース３２を水平姿勢から垂直姿勢に、あるいは垂直姿勢から水平姿勢に傾動させる傾動機構４６を備えている。傾動機構４６は、正逆に回転される傾動モーター４７を備える。傾動モーター４７は、回転軸にアーム４８を固定し、このアーム４８を反転モーター４０に連結して、反転モーター４０と試験片ケース３２とを一体として傾動させる。この傾動モーター４７は、制御回路１３で回転角が制御されるモーターである。傾動機構４６は、傾動モーター４７を正逆に回転させて、試験片ケース３２を垂直、水平、傾斜する姿勢に傾動させる。
【００２２】
取出機構４は、試験片ケース３２の取出位置に配置された試験片３を、試験片ケース３２から取り出して、尿に接触させる試験位置に移動させる。取出機構４は、試験片３の上端を挟着し、あるいは吸着するなどの構造で保持する保持具１６と、この保持具１６を移動させて、試験片３を試験位置に移動させる移動機構１７とを備える。
【００２３】
図７は、試験片の取出機構４を備える尿の検査装置の概略図を示す。この図の検査装置は、尿を充填している容器１を保持する容器ホルダー２と、この容器ホルダー２で保持される容器１に充填している尿に、試験片ケース３２から取り出した試験片３を接触させる試験片の供給装置３１と、尿に接触した試験片３の色を識別するカラーセンサー５と、カラーセンサー５の出力信号から試験項目を演算する演算手段６とを備える。
【００２４】
容器１は、尿を充填できる形状のコップで、たとえば、紙コップやプラスチック製のコップが使用できる。容器ホルダー２は、少ない尿に試験片３の先端部を長く接触できるように、容器１を傾斜する姿勢として、試験片３と尿とを接触させる。容器ホルダーは、図８の平面図に示すように、容器１を両側から挟着して保持する一対の保持アーム７と、この保持アーム７を回動させる回動機構８とを備える。保持アーム７は、先端部に、容器１に沿う形状に湾曲している容器挟着部９を有する。
【００２５】
回動機構８は、保持アーム７を互いに接近する方向に移動させて容器１を挟着し、反対方向に移動させて、容器１の挟着状態を解除する。回動機構８は、図９の概略平面図に示すように、一対の保持アーム７を容器１の挟着方向とその反対方向に往復運動させる挟着シリンダー１０と、このシリンダーを装着しているフレーム１１を回動させて、容器１を傾ける傾動モーター１２と、この傾動モーター１２の回転を制御する制御回路１３と、傾動モーター１２を上下に移動させる上昇シリンダー（図示せず）とを備えている。傾動モーター１２は、制御回路１３で回転角が制御されるステッピングモーターである。
【００２６】
図９に示す回動機構８は、挟着シリンダー１０で、一対の保持アーム７を容器１の挟着方向とその反対方向に往復運動させている。制御回路１３は、傾動モーター１２の回転を制御して、保持アーム７で挟着している容器１を、図１０に示すように、所定の角度に傾ける。制御回路１３は、尿を充填している容器１を傾けて、余分の尿を排出する第１傾斜角と、第１傾斜角よりも垂直に近い第２傾斜角とを記憶している。制御回路１３は、尿を充填している容器１を保持アーム７で挟着する状態で、最初に第１傾斜角に容器１を傾斜させて、余分の尿を排出し、その後に第２傾斜角に傾斜させる。この状態に容器１を傾ける容器ホルダー２は、容器１を第１傾斜角から第２傾斜角に傾斜させることにより、第２傾斜角において尿が容器１から漏れるのを防止できる。第２傾斜角は、好ましくは、容器下面１Ａの水平に対する角度を２〜１０度とする。第２傾斜角が２度よりも水平に近くなると、容器１からほとんどの尿が排出された尿量が少な過ぎる状態となり、反対に第２傾斜角が１０度よりも大きいと、試験片３の全ての試験領域２３に尿を付着さるために相当に多量の尿を必要とする。
【００２７】
試験片の供給装置３１は、取出機構４で試験片ケース３２から取り出した試験片３を試験位置に移動させて、容器１の尿に接触させる。図の装置は、試験片３を容器１に挿入して尿に接触させるので、試験片３の試験位置は、容器１の内部である。取出機構４は、容器１を傾斜する姿勢として試験片３を容器１の内部に挿入し、あるいは容器１を立てる姿勢で試験片３を容器の内部に挿入した後、容器１を傾斜させて、図１０に示すように、試験片３を尿に接触させる。さらに、本発明の尿の検査装置は、試験片３を容器１に挿入するのではなく、試験片３を特定の試験位置に移動し、試験位置にある試験片３に、容器１を傾斜させて尿を排出させて接触することもできる。また、試験位置にある試験片に、容器の尿をスポイドのようなもので吸入し、スポイドの尿を試験位置にある試験片に排出して、試験片を尿に接触させることもできる。
【００２８】
図７の検査装置は、供給装置３１の取出機構４に、保持具１６の移動機構１７を設けている。保持具１６は、試験片３の上端を挟着するチャックとしている。この取出機構４は、試験片ケース３２の取出位置にある試験片３の上端を挟着して、試験片ケース３２から取り出して試験位置に移動させる。ただ、保持具は、吸着して試験片を保持することもできる。保持具１６は、試験片３を尿に接触させ、カラーセンサー５で検査し、その後廃棄位置に移動させて挟着状態を解除する。図の保持具１６はチャックで、試験片ケース３２の取出位置に配置された試験片３の上端を挟着して、試験片ケース３２から取り出す。保持具は、試験片の上端を空気で吸着して保持することもできるので、保持具は試験片を挟着するチャックには特定しない。保持具１６は、試験片３を試験位置に移動させて尿に接触させ、カラーセンサー５で検査し、その後廃棄位置に移動させて保持状態を解除する。
【００２９】
図７の移動機構１７は、保持具１６を上下左右に移動させて、試験片３を取出位置から試験位置に移動させる。その後、試験片３をカラーセンサー５の前方の吸着ホルダー１８に移動し、検査後に吸着ホルダー１８から廃棄位置に移動させる。移動機構１７は、保持具１６を上下左右に移動させるシリンダーや電動アクチュエーター（図示せず）とこれ等を制御する制御手段（図示せず）とを備える。制御手段は、シリンダーや電動アクチュエーター等を制御して、保持具１６を決められた位置に移動させる。
【００３０】
さらに、移動機構１７は、図１１と図１２に示す構造とすることもできる。これらの図に示す移動機構１７は、水平面内で回動するアーム５４と、このアーム５４を回動させる駆動機構５５と、アーム５４の先端に設けられて、保持具１６を上下に移動させる上下移動機構５６とを備える。アーム５４は、水平に配設されており、先端に、上下移動機構５６を介して保持具１６を配設している。駆動機構５５は、アーム５４を水平面内で正逆に回動させるモーター５７を備え、このモーター５７の回転軸にアーム５４の後端を連結している。上下移動機構５６は、垂直に配設されたポール５８とこのポール５８を上下に移動させる駆動部５９とを備え、ポール５８の下端に保持具１６を固定している。この上下移動機構５６は、駆動部５９でポール５８を上下に移動させて、保持具１６を上下に移動させる。ポールと駆動部には、ネジ棒とナット部材、ラックとピニオン等が使用できる。さらに、上下移動機構は、シリンダーや電動アクチュエーター等を使用することもできる。
【００３１】
この移動機構１７は、駆動機構５５であるモーター５７でアーム５４を回動させて、アーム５４の先端に設けられた上下移動機構５６を水平面内で移動させると共に、上下移動機構５６で保持具１６を上下に移動させて、保持具１６を上下左右に移動させる。したがって、この装置は、図１２の平面図に示すように、アーム５４の先端に配設された保持具１６の移動軌跡上に、供給装置３１と、容器ホルダー２に保持された容器１と、吸着ホルダー１８とを配設している。この装置は、アーム５４の長さと回転角で特定される回動範囲内に供給装置３１と容器ホルダー２と吸着ホルダー１８とを配設して、これらをコンパクトに収納できる特長がある。
【００３２】
試験位置で容器１に挿入されて尿に接触された試験片３は、取出機構４でもってカラーセンサー５の前方に配設している吸着ホルダー１８に移送される。吸着ホルダー１８は、尿の付着している試験片３を吸着して定位置に保持する。吸着ホルダー１８は、試験片３を垂直の姿勢で吸着して保持すると共に、試験片３に付着している過剰の尿を吸引して除去する。
【００３３】
吸着ホルダー１８を図１３〜図１５に示す。これ等の図に示す吸着ホルダー１８は、図１５の水平断面図に示すように、試験片３を装着するための縦溝１９を有する。縦溝１９は、試験片３をスムーズに定位置に装着できるように、両側面を、幅が次第に広く拡開されるテーパー面としている。さらに、縦溝１９は、試験片３を吸着すると共に、過剰の尿を吸引するために、複数の吸入路２１を底部に開口している。図に示す縦溝１９は、底面と両側面に、それぞれ吸入路２１を開口している。図１４の一部拡大図に示すように、底面の吸入路２１は、底面の中央部であって、試験領域２３の中心部分に位置して開口している。両側面の吸入路２１は、底面との境界部分であって、試験領域２３の４隅に位置して開口している。試験片の吸入路２１は、空気の吸入ポンプ（図示せず）に連結されて、縦溝１９の底部から空気を吸入して、試験片３を縦溝１９の底面に吸着して垂直に保持すると共に、試験片３に付着している過剰の尿を吸い出して除去する。この構造の吸着ホルダー１８は、空気で試験片３を垂直に吸着して保持できると共に、余分の尿を除去して正確に検査できる。試験片３に余分の尿が付着すると、試験片３に沿って流下して、検査精度を低下させる。試験片３が、縦に複数の試験領域２３に区画して、複数の検査項目を１枚で処理できるようにしているからである。
【００３４】
吸着ホルダー１８の縦溝１９に保持された試験片３は、図１３に示すように、取出機構４でもって、垂直の姿勢で上下に移動されて、複数の試験領域２３の色がカラーセンサー５で検出される。この装置は、試験片３を上下に移動させる機構に取出機構４を併用できるので、装置を簡略化できる特長がある。ただ、吸着ホルダーに保持される試験片を移動させることなく、カラーセンサーを上下に移動させて、複数の試験領域の色を検出することもできる。さらに、本発明の装置は、カラーセンサーと試験片の位置を相対的に変化させる他の全ての機構を使用でき、試験片の試験領域を順番に読み取って経時的に色信号として出力することもできる。
【００３５】
カラーセンサー５は、吸着ホルダー１８前方の定位置に固定される。カラーセンサー５は、ＣＣＤを内蔵しているカラーテレビカメラで、レンズの焦点を試験片３の試験領域２３に合わせて、単一の試験領域２３を１画面として映すようにしている。ただ、カラーセンサー５は、複数の試験領域を１画面として同時に映すこともできる。カラーセンサー５は、順番に各々の試験領域２３の色を電気信号に変換して出力する。カラーテレビカメラであるカラーセンサー５は、試験領域２３の色を簡単に検出できる特長がある。ただ、カラーセンサーは、必ずしもカラーテレビカメラとする必要はなく、図示しないが、試験片の試験領域に光を照射する光源と、試験領域で反射した光あるいは試験領域を透過した光を検出するセンサー部とで構成することもできる。このカラーセンサーは、光源から試験領域に光を照射して、その反射光あるいは透過光をセンサー部で検出する。センサー部は、光の波長を検出して試験領域の色を識別することができる。
【００３６】
カラーセンサー５は、たとえば、試験片３に設けているひとつの試験領域２３の色信号を出力した後、試験片３が移動機構１７で上に移動されて、下に設けている試験領域２３の色信号を出力する。すなわち、カラーセンサー５は、上から下に順番に試験片３に設けている各々の試験領域２３の色信号を経時的に色信号として出力する。
【００３７】
演算手段６は、カラーセンサー５から入力される色信号から、各々の試験領域２３の色でもって検査結果を演算する。試験片３に設けている複数の試験領域２３は、検査項目によって色の変化が異なる。したがって、演算手段６は、カラーセンサー５が何処の試験項目の色信号であるかを特定して、色信号から検査結果を演算する。すなわち、演算手段６は、カラーセンサー５の位置を特定する信号と、色信号の両方から各試験項目の検査結果を演算する。
【００３８】
演算手段６で演算された各々の検査項目の検査結果は、プリンターに印刷して表示され、あるいは、記憶回路に記憶され、あるいはまた、ホストコンピュータ等に伝送される。
【００３９】
以上の尿の自動検査装置は、以下のように使用されて尿の検査をする。
(1) 患者が容器１に尿を採取する。この容器１には、患者を特定するバーコードまたは磁気カードが付着されている。
(2) 尿を入れた容器１を自動検査装置にセットする。自動検査装置は、バーコードまたは磁気カードの読取機構を備えており、これでバーコードまたは磁気カードを読み取って患者を特定する。ただ、容器１は、必ずしもバーコードや磁気カードを付着する必要はなく、自動検査装置も、必ずしもこれらの読取機構を備える必要はない。
さらに、好ましくは、自動検査装置は、容器１の尿の最小レベルを検査するレベルセンサーを設けている。レベルセンサーは、定位置に装着された容器１の内部に、上から下に光を照射して、尿のレベルを検出する。容器１の尿量が最小レベルよりも少ないと、たとえば、音声で「尿の量が足りません」と発生する。尿量が不足すると、患者は再び尿を入れて定位置にセットする。
【００４０】
(3) 供給装置３１が、ひとつの試験片３を取出位置に移送し、取出位置の試験片３を取出機構４でもって、取出位置から試験位置に移送する。供給装置３１は、図２ないし図４に示すようにして、以下の工程で、試験片３を試験位置に移送する。
[1] 図２に示すように、試験片ケース３２を垂直に立てる。全ての試験片３は、試験片ケース３２の底にほぼ垂直に立つ姿勢で収納される。試験片ケース３２は、試験片３を垂直に近い姿勢で立てるために、中心に中心筒４９を固定している。試験片３は、中心筒４９と試験片ケース３２との間で垂直に近い姿勢で収納される。
[2] 傾動機構４６の傾動モーター４７が試験片ケース３２を傾動させて、ほぼ水平の姿勢にする。このとき、駆動機構３３の反転モーター４０を回転させて、試験片ケース３２を、嵌入溝３４が上部に位置する姿勢にする。この姿勢で、反転モーター４０を正逆に回転させて、試験片ケース３２を所定の角度で回転させる。この状態で、試験片ケース３２に収納している試験片３は、全体をほぼ平行に揃えることができる。
[3] さらに、傾動モーター４７が試験片ケース３２を傾動させて、試験片ケース３２の上端、すなわち、試験片３を取り出す切欠部３５を設けている端部が下になるように、水平姿勢よりも多少傾斜させる姿勢とする。この姿勢で、試験片ケース３２は、水平に対して例えば５〜４０度傾斜される。この状態にあっても、試験片ケース３２は嵌入溝３４が上部に位置する姿勢とする。この姿勢で、反転モーター４０は、試験片ケース３２を所定の角度正逆に回転して振動させる。試験片ケース３２の振動により、収納している全ての試験片３は上蓋３７に接触する位置まで試験管ケース３２の内面を滑り落ちる。すなわち、試験片３の先端が揃えられる。この位置にある試験片３は、嵌入溝３４に案内されて、試験片ケース３２のストッパ３６よりも上方に配置される。
[4] 駆動機構３３の反転モーター４０が試験片ケース３２を回転させて、図３に示すように、嵌入溝３４を下側に配設する姿勢とし、さらに傾動機構４６の傾動モーター４７が試験片ケース３２を傾動させて水平な姿勢とする。この姿勢で、駆動機構３３の反転モーター４０は、試験管ケース３２を所定の角度正逆に回転させて振動させる。反転モーター４０が試験片ケース３２を正逆に回転して振動させると、試験片ケース３２は嵌入溝３４の横方向に往復運動して振動される。このように運動されることにより、試験片ケース３２に収納しているいずれかの試験片３が嵌入溝３４に入れられる。
[5] 傾動機構４６の傾動モーター４７が試験片ケース３２を傾動させて、水平姿勢から垂直姿勢とする。このとき、嵌入溝３４に案内された試験片３が、嵌入溝３４からでないように、吸着機構４１で試験片３を嵌入溝３４に吸着する。さらに、傾動モーター４７が試験片ケース３２を水平姿勢から垂直姿勢に傾動させるとき、駆動機構３３の反転モーター４０が試験片ケース３２を所定の角度正逆に回転して、嵌入溝３４に入っている２枚以上の試験片３を嵌入溝３４の外部に排出する。吸着機構４１が試験片３を吸着する状態で、試験片ケース３２が垂直姿勢に立てられると、嵌入溝３４にはひとつの試験片３が配設される。この試験片３は、吸着機構４１で吸着されると共に、ストッパ３６で落下するのが阻止されて、取出位置に正確に配置される。
【００４１】
以上の[1]ないし[5]の工程で、ほとんど例外なくひとつのの試験片３が取出位置に配置される。ただ、何らかの原因で、試験片３を取出位置に配置できない場合、[1]ないし[5]の工程を繰り返して、試験片３を取出位置に配置する。試験片３が取出位置に配置されたかどうかは、試験片ケース３２に確認センサーを配置し、これで確認することができる。
【００４２】
試験片３が取出位置に配置させると、取出機構４の保持具１６が上蓋３７の貫通孔３７Ａに挿入され、試験片３の上端を吸着し、あるいは吸着する等の方法で保持し、試験片ケース３２から取り出して試験位置に移送する。
【００４３】
以上の装置は、嵌入溝３４の試験片３を吸着機構４１で吸着して、定位置に保持する。このため、ひとつの試験片３を取出位置にしっかりと保持できる特長がある。ただ、本発明の試験片供給装置は、嵌入溝３４の試験片３を必ずしも吸着機構４１で吸着する必要はない。それは、前述の[5]の工程において、嵌入溝３４に試験片３を案内した状態で、試験片ケース３２を貫通孔３７Ａが上方となる姿勢で傾斜し、この姿勢で試験片ケース３２を駆動機構３３の反転モーター４０で正逆に回転させて、嵌入溝３４から余分の試験片３を排出して、ひとつの試験片３を取出位置に配置できるからである。この嵌入溝３４は、反転モーター４０で正逆に回転させると、余分の試験片３が排出される深さとする。
【００４４】
(5) 試験片３が試験位置に移送されて、試験片３の試験領域２３に尿が接触される。
(6) その後、取出機構４は、保持具１６で試験片３を保持して、試験位置から吸着ホルダー１８に移送する。吸着ホルダー１８に移送された試験片３は、空気で吸着ホルダー１８に吸着されると共に、余分の尿が除去される。
【００４５】
(7) カラーセンサー５は、吸着ホルダー１８に挟着している試験片３の各々の試験領域２３の色を順番に識別して、各々の試験領域２３の色信号を演算手段６に出力する。演算手段６は、試験領域２３を特定する信号と、色信号から、各々の試験領域２３の検査項目の検査結果を演算する。演算された各々の試験項目の試験結果は、プリンターで出力され、あるいはホストコンピュータに伝送される。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の装置は、簡単な構造で試験片が詰まるのを防止しながら、確実にひとつの試験片を取り出しできる特長がある。それは、本発明の装置が、複数の試験片を収納する試験片ケースに、軸方向に延長して内面に嵌入溝を設けており、この試験片ケースを、嵌入溝を下側とする水平または傾斜する姿勢で運動させて試験片を嵌入溝に移動して、ひとつの試験片を試験片ケースの取出位置に移動し、取出位置にある試験片を取出機構で取り出すからである。とくに、本発明は、筒状の試験片ケースを水平または傾斜する姿勢で運動させて、内面に設けている嵌入溝に試験片を案内するので、試験片がブリッジになって詰まるのを解消して、確実に取り出しできる特長がある。
【００４７】
さらに、本発明の装置は、試験片ケースの嵌入溝に入れた試験片を吸着機構で吸着し、試験片を吸着する状態で試験片ケースを垂直方向に移動させて、嵌入溝から余分の状態を落下させる。このため、ひとつの試験片を確実に取出位置に移送して、取り出しできる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の試験片の取り出し機構を示す断面図
【図２】 本発明の一実施例にかかる試験片供給装置の断面図
【図３】 図２に示す試験片供給装置の試験片ケースを水平の姿勢とした状態を示す断面図
【図４】 図３に示す試験片ケースの斜視図
【図５】 本発明の他の実施例にかかる試験片供給装置の断面図
【図６】 図５に示す試験片供給装置の吸引ケースの断面斜視図
【図７】 本発明の一実施例にかかる尿の検査装置の概略構成図
【図８】 図７に示す尿の検査装置の容器ホルダーの平面図
【図９】 図８に示す容器ホルダーの概略平面図
【図１０】 図８に示す容器ホルダーが容器を傾ける状態を示す垂直断面図
【図１１】 本発明の他の実施例にかかる尿の検査装置の概略構成図
【図１２】 図１１に示す尿の検査装置の平面図
【図１３】 吸着ホルダーの一部断面側面図
【図１４】 図１３に示す吸着ホルダーの一部拡大正面図
【図１５】 図１３に示す吸着ホルダーの拡大水平断面図
【符号の説明】
１…容器 １Ａ…容器下面
２…容器ホルダー
３…試験片
４…取出機構
５…カラーセンサー
６…演算手段
７…保持アーム
８…回動機構
９…容器挟着部
１０…挟着シリンダー
１１…フレーム
１２…傾動モーター
１３…制御回路
１６…保持具
１７…移動機構
１８…吸着ホルダー
１９…縦溝
２１…吸入路
２３…試験領域
３１…供給装置
３２…試験片ケース
３３…駆動機構
３４…嵌入溝
３５…切欠部
３６…ストッパ
３７…上蓋 ３７Ａ…貫通孔
３８…表裏検出センサー
３９…貫通孔
４０…反転モーター
４１…吸着機構
４２…吸着ノズル
４３…開閉弁
４４…ホース
４５…真空源
４６…傾動機構
４７…傾動モーター
４８…アーム
４９…中心筒
５０…吸引口
５１…吸引ケース ５１Ａ…開口部
５２…リング溝
５３…吸引ダクト
５４…アーム
５５…駆動機構
５６…上下移動機構
５７…モーター
５８…ポール
５９…駆動部
７０…容器
７１…ガイド
７２…貫通溝
Claims (5)
- 複数の試験片(3)を収納すると共に、試験片(3)を取出位置に配設する嵌入溝(34)を軸方向に延長して内面に設けている試験片ケース(32)と、この試験片ケース(32)を、中心軸が水平ないし傾斜する姿勢であって、嵌入溝(34)を設けている内面を下側とする水平または傾斜する姿勢で運動させて試験片(3)を嵌入溝(34)に移動させる駆動機構(33)と、嵌入溝(34)に案内された試験片(3)を吸着する吸着機構(41)と、吸着機構(41)で試験片(3)を吸着する状態で試験片ケース(32)を垂直方向に移動させて、嵌入溝(34)の外部にあって吸着していない試験片(3)を落下させて、嵌入溝(34)の試験片(3)を他の試験片よりも突出位置に配置させる傾動機構(46)と、突出位置にある試験片(3)を試験片ケース(32)から取り出す取出機構(4)とを備える試験片供給装置。
- 嵌入溝(34)に配設された試験片(3)の表裏を検出する表裏検出センサー(38)を、試験片ケース(32)に設けている請求項１に記載される試験片供給装置。
- 試験片ケース(32)が、上端開口縁に切欠部(35)を備え、この切欠部(35)が嵌入溝(34)の上端に位置する請求項１に記載される試験片供給装置。
- 駆動機構(33)が、嵌入溝(34)を横方向に移動させるように試験片ケース(32)を往復運動し、あるいは駆動機構(33)が、嵌入溝(34)を横方向に移動させるように試験片ケース(32)を正逆に回転し、あるいはまた試験片ケース(32)を振動させる請求項１に記載される試験片供給装置。
- 試験片(3)を試験片ケース(32)から取り出して尿に接触させる試験片(3)の供給装置(31)と、尿に接触した試験片(3)の色を識別するカラーセンサー(5)と、カラーセンサー(5)の出力信号から試験項目を演算する演算手段(6)とを備える尿の検査装置であって、
試験片(3)の供給装置(31)が、複数の試験片(3)を収納すると共に、試験片(3)を取出位置に配設する嵌入溝(34)を軸方向に延長して内面に設けている試験片ケース(32)と、この試験片ケース(32)を、中心軸が水平ないし傾斜する姿勢であって、嵌入溝(34)を設けている内面を下側とする水平または傾斜する姿勢で運動させて試験片(3)を嵌入溝(34)に移動させる駆動機構(33)と、嵌入溝(34)に案内された試験片(3)を吸着する吸着機構(41)と、吸着機構(41)で試験片(3)を吸着する状態で試験片ケース(32)を垂直方向に移動させて、嵌入溝(34)の外部にあって吸着していない試験片(3)を落下させて、嵌入溝(34)の試験片(3)を他の試験片よりも突出位置に配置させる傾動機構(46)と、突出位置にある試験片(3)を試験片ケース(32)から取り出す取出機構(4)とを備える尿の検査装置。
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-
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- 2002-08-12 JP JP2002235053A patent/JP3711097B2/ja not_active Expired - Fee Related
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