JP3740384B2

JP3740384B2 - 分注装置

Info

Publication number: JP3740384B2
Application number: JP2001163143A
Authority: JP
Inventors: 望高坂; 俊哉坂巻; 圭太松本
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2021-05-30
Also published as: JP2002350453A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器に液体を分注する分注装置に関する。特に本発明は、自己診断モードを備えた分注装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の分注装置では、ノズルの駆動機構（搬送機構）に用いられるモータの電流を計測することや、ロータリ・エンコーダによりモータの回転を検出することなどにより、駆動機構に故障がないかどうかをチェック（自己診断）していた。また、圧力センサを用いて、ノズルと分注ポンプとの間に接続された配管系内の圧力変動を検出することにより、配管系にリーク（液漏れ、あるいは圧力漏れ）がないかをチェックしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のような駆動機構のチェックでは、分注ポンプの動作不良、配管系のわずかなリークなどの異常を検知することができなかった。また、圧力センサによるチェックは、配管が外れた場合など、配管で大きなリークが生じたときには有効であったが、分注ポンプが動作不良を起こした場合や、配管系の弁・シリンジ等の接合部に微量の液漏れや圧力漏れが生じた場合には、その変化が見逃される場合があった。
【０００４】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる分注装置を提供することを目的とする。より詳しくは、本発明の目的は、分注装置における吸引吐出動作結果の良否を直接的に自己診断することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、容器に液体を分注する分注ノズルと、前記容器内の液体の液面を検出する液面センサと、前記分注ノズルの搬送及び前記分注ノズルの分注動作を制御する手段であって、吐出動作診断時に、前記容器内に所定量の液体を吐出させる吐出制御部と、前記吐出動作診断時に、前記所定量の液体の吐出後における前記液面センサによって検出される液面レベルに基づいて前記所定量の液体が吐出されたか否かの診断を行う吐出動作診断部と、を備える。
【０００６】
これによれば、所定量（目標量）の液体（望ましくはテスト用液体）を容器に吐出する動作を実際にさせてみて、液面センサを利用して所定量の液体が確かに吐出されたか否かを調べることにより、吐出動作の良否を診断することができる。なぜならば、吐出動作に関わる分注ポンブが動作不良を起こしたり、配管系にリークが生じたりすれば、実際に吐出された液体の液量は、前述の所定量とは異なってくるからである。
【０００７】
好適な態様では、さらに、容器から液体を吸引する吸引ノズルと、前記吸引ノズルの吸引動作を制御する手段であって、吸引動作診断時に、液体が収容された容器に前記吸引ノズルを挿入してこれによって液体の全量吸引を行わせる全量吸引制御部と、前記吸引動作診断時に、前記全量吸引後における前記液面センサによる液面検出結果に基づいて吸引動作の診断を行う吸引動作診断部と、を備える。
【０００８】
これによれば、容器に収容された液体（望ましくはテスト用液体）の全量吸引動作を実際にさせてみて、容器内の液体が確かにすべて吸引されたか否かを調べることにより、吸引動作の良否を診断することができる。なぜならば、吸引動作に関わるポンブが動作不良を起こしたり、配管系にリークが生じたりすれば、全量吸引をしたつもりでも、容器内には吸引されずに液体が残るからである。前記吸引ノズルは、洗浄ノズルであるのが望ましいが、分注ノズルであってもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る分注装置１０が組み込まれた分析システムの全体構成を示すブロック図である。この分析システムでは、試薬容器３０に収容された試薬４０が、分注ノズル５０により吸引され、その吸引された試薬４０が、各反応セル６０に所定量ずつ吐出される。各反応セル６０には、試料があらかじめ注入されているが、試薬注入後に試料の分注を行ってもよい。各反応セル６０は、回転可能な回転台７０に載置されている。回転台７０は、反応セル６０を約５０個搭載可能である。回転台７０は、１つの反応セル６０への試薬４０の分注が完了するごとに所定の角度だけ回転し、次の反応セル６０が試薬４０の分注位置に移動する。このように、試薬４０の分注、回転台７０の回転による次の反応セル６０のセットが順次自動的に行われ、それに伴って、各反応セル６０では、試料についての生化学検査、臨床検査などの分析が行われる。分析が完了した反応セル６０内の液体は、洗浄ノズル８０により全量吸引され、廃液タンク９０に収容される。その場合に、洗浄液タンク１００に収容された洗浄液１１０が反応セル６０に吐出され、それを吸引して反応セル６０の洗浄が行われる。この試薬４０の吸引、反応セル６０の洗浄についても、回転台７０による回転に伴って順次行われる。
【００１１】
分注ノズル５０は、保持具５２に取り付けられている。保持具５２は、搬送機構１２０により上下運動および水平運動が可能である。また、保持具５２には、液面検出用電極５４も取り付けられている。分注ノズル５０および液面検出用電極５４は、金属製の材質で構成されており、分注ノズル５０と液面検出用電極５４の先端部（両者の端面は一致しているか、あるいは液面検出用電極５４の方が微小量だけ下方へ突出している）が液体に浸った場合に、両者の間に流れる電流や両者の間の抵抗の変化することにより液体の液面を検出することができる。この液面検出信号は、後述する制御部１３０に送信される。なお、通常動作時においては、液面検出用電極５４を用いて、液体の液面を検出することにより、吸引を行うときの分注ノズル５０の高さを、検出された液面に基づいて設定することができる。たとえば、分注ノズル５０の先端を液面レベルに所定量だけ進入させた状態で吸引動作を行わせることができ、分注ノズル５０の外面への液体の付着を最小限にすることができる。
【００１２】
また、分注ノズル５０は、配管５６を介して分注ポンプ１４０と接続されている。分注ノズル５０による試薬４０の吸引吐出は、分注ポンプ１４０が動作することにより行われる。以下では、分注ノズル５０、保持具５２、および液面検出用電極５４をまとめて、可動部としてのノズルユニット５５と呼ぶ。
【００１３】
洗浄ノズル８０は、搬送機構１２２により、上下運動および水平運動が可能である。また、洗浄ノズル８０は、配管５８を介して洗浄ポンプ１５０と接続されている。洗浄ノズル８０による洗浄液の吐出吸引は、洗浄ポンプ１５０が動作することにより行われる。なお、廃液タンク９０と洗浄液タンク１００は、配管切換弁９２により、洗浄ポンプ１５０と選択的に接続される。
【００１４】
制御部１３０は、搬送機構１２０、１２２、分注ポンプ１４０、洗浄ポンプ１５０、回転台７０の動作を制御する。制御部１３０により、上述した試薬４０の分注、回転台７０の回転、反応セル６０の洗浄などの処理が自動的に行われる。
【００１５】
また、制御部１３０は、吐出診断制御部１６０および洗浄診断制御部１７０を含む。吐出診断制御部１６０は、吐出動作診断時の吐出動作の制御、および吐出動作の診断を行う。洗浄診断制御部１７０は、洗浄動作診断時の吸引動作の制御、および吸引動作の診断を行う。吐出診断制御部１６０および洗浄診断制御部１７０による診断結果は、表示部１８０に画面表示されたり、スピーカ１９０によって音声通知されたり、または記憶部２００に記録されたりする。
【００１６】
なお、吐出診断制御部１６０は、容器データテーブル１６２を参照することにより、様々な形状の容器（反応セル６０を含む）に合わせた診断が可能である。容器データテーブル１６２については後述する。ユーザは、入力部２１０により、吐出動作診断時に使用される容器の種別や、吐出される液体の量などの条件設定をすることができる。
【００１７】
吐出診断制御部１６０および洗浄診断制御部１７０による診断は、分注装置１０が起動されたときや、所定の時間間隔ごとに自動的に行うことができる。また、ユーザは入力部２１０を通じて適宜、診断指令の入力を行うことができる。
【００１８】
ここで、吐出動作診断について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００１９】
まず、反応セル６０にノズルユニット５５が挿入され、液面検出の有無によって反応セル６０が空であるか否かが調べられる（Ｓ１０）。液体が検出された場合には、ここでの処理を終える。この場合には、反応セル６０内の液体を全量吸引した後に再び吐出動作診断を行ってもよい。一方、反応セル６０が空であることが確認された場合には、所定量（たとえば、１ｃｃ）の液体（たとえば、テスト用の蒸留水）が分注ノズル５０から反応セル６０に吐出される（Ｓ２０）。次に、ノズルユニット５５を一旦引き上げてから下降させることにより反応セル６０に吐出された液体の液面が検出される（Ｓ３０）。続いて、液面の検出結果に基づいて吐出動作が正常か否かが診断される（Ｓ４０）。吐出動作の診断は、たとえば、検出された液面レベルと、所定量の液体が正しく吐出されたときの正常液面レベルとの差が許容範囲内であれば、吐出動作は正常であると診断される。一方、所定量の液体が正しく吐出されたときの正常液面レベルとの差が許容範囲を超えている場合には、吐出動作に異常があると診断される。この診断結果に基づいて、この後の処理が決定される（Ｓ５０）。吐出動作が正常と判断された場合には、ここでの処理を終える。吐出動作に異常があると診断された場合には、アラームが発せられる（Ｓ６０）。
【００２０】
次に、洗浄動作診断について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００２１】
まず、液体が収容された反応セル６０に洗浄ノズル８０が挿入される（Ｓ１００）。液体が収容された反応セル６０としては、上述の吐出動作診断に使用された反応セル６０を引き続いて用いるのが好適である。この場合には、回転台７０が回転することにより、吐出動作診断に使用された反応セル６０が、洗浄ノズル８０が届く位置まで移動する。あるいは、反応セル６０に蒸留水等のテスト用液体を別途注入することにより、液体が収容された反応セル６０を用意してもよい。次に、反応セル６０に洗浄ノズル８０が挿入された状態で、液体の全量吸引が行われる（Ｓ１１０）。全量吸引動作完了後、この反応セル６０は回転台７０により、分注ノズル５０が届く位置に移動され、ノズルユニット５５を下方へ降ろしてその液面検出用電極５４により反応セル６０に残った液体の液面検出が行われる（Ｓ１２０）。この液面検出結果に基づいて、吸引動作が正常か否かが診断される（Ｓ１３０）。たとえば、分注ノズル５０のダウンリミット（あるいは、反応セルの底面）に到達しても、液面検出ができない場合には、吸引動作は正常であると診断される。一方、そのような到達前に液面レベル検出された場合には、吸引動作に異常があると診断される。この診断結果に基づいて、この後の処理が決定される（Ｓ１４０）。吸引動作が正常と判断された場合には、ここでの処理を終える。吐出動作に異常があると診断された場合には、アラームが発せられる（Ｓ１５０）。
【００２２】
なお、分注ノズル５０による吸引動作についても、上記同様の手法を適用して、その吸引動作診断を行い得る。
【００２３】
図４は、容器データテーブル１６２の一例を示す図である。容器データテーブル１６２は、容器の種別ごとに所定量の液体を収容したときの正常液面レベルがどれくらいかを示すデータを有する。これにより、ユーザから、使用する容器の種別や、液体を吐出する際の所定量が与えられたときに、その種別や所定量について容器データテーブル１６２を参照することにより、個々のケースに応じた適正な正常液面レベルが得られ、吐出動作診断のバリエーションが豊富になる。
【００２４】
なお、本実施形態では、ノズルユニット５５とそれに接続された配管５６、および洗浄ノズル８０とそれに接続された配管５８がそれぞれ１つの系である場合について説明したが、ノズルユニット５５や、洗浄ノズル８０は複数あってもよく、その場合には、複数あるノズルユニット５５ごとに上述した吐出動作診断を行うことが望ましく、また、複数ある洗浄ノズル８０ごとに、あるいはそれらをまとめて上述した洗浄動作診断を行うことができる。
【００２５】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば分注装置の吐出動作及び吸引動作の良否を適切に自己診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る分注装置が組み込まれた分析システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】吐出診断動作を示すフローチャートである。
【図３】洗浄診断動作を示すフローチャートである。
【図４】容器データテーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０分注装置、３０試薬容器、４０試薬、５０分注ノズル、５２保持具、５４液面検出用電極、５５ノズルユニット、５６，５８配管、６０反応セル、７０回転台、８０洗浄ノズル、９０廃液タンク、９２配管切換弁、１００洗浄液タンク、１１０洗浄液、１２０，１２２搬送機構、１３０制御部、１４０分注ポンプ、１５０洗浄ポンプ、１６０吐出診断制御部、１６２容器データテーブル、１７０洗浄診断制御部、１８０表示部、１９０スピーカ、２００記憶部、２１０入力部。

Claims

容器に液体を分注する分注ノズルと、
前記容器内の液体の液面を検出する液面センサと、
前記分注ノズルの搬送及び前記分注ノズルの分注動作を制御する手段であって、吐出動作診断時に、前記容器内に所定量の液体を吐出させる吐出制御部と、
前記吐出動作診断時に、前記所定量の液体の吐出後における前記液面センサによって検出される液面レベルに基づいて前記所定量の液体が吐出されたか否かの診断を行う吐出動作診断部と、
を備えることを特徴とする分注装置。
請求項１に記載の分注装置であって、さらに、
容器から液体を吸引する吸引ノズルと、
前記吸引ノズルの吸引動作を制御する手段であって、吸引動作診断時に、液体が収容された容器に前記吸引ノズルを挿入してこれによって液体の全量吸引を行わせる全量吸引制御部と、
前記吸引動作診断時に、前記全量吸引後における前記液面センサによる液面検出結果に基づいて吸引動作の診断を行う吸引動作診断部と、
を備えることを特徴とする分注装置。