JP7323410B2 - 搬送装置、および分析システム - Google Patents
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Description
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。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、特許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。
<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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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、当該判断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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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