WO2019044648A1

WO2019044648A1 - 接続モジュール及び干渉回避方法

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Publication number: WO2019044648A1
Application number: PCT/JP2018/031120
Authority: WO
Inventors: 雄大福士; 高通森
Original assignee: 株式会社日立ハイテクノロジーズ
Priority date: 2017-09-01
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2019-03-07
Also published as: EP3690447B1; CN111051891B; CN111051891A; US11360111B2; JP6998384B2; EP3690447A1; EP3690447A4; JPWO2019044648A1; US20200217866A1

Abstract

搬出先の装置に依存しない自由度の高い自動分析装置の接続モジュールを提供する。このため、ラックロータ機構4を有する自動分析装置70に接続される接続モジュール71は、ラックロータ機構4からラック3を回転ホルダ9に移動させるラック搬出機構5と、回転ホルダ9に移動したラック3を回転させるラック回転機構8と、ラック回転機構8からラック3を搬出口に搬送するコンベア機構10と、回転ホルダ9からラック3をコンベア機構10に押し出すフィーダ機構7とを有し、ラック回転機構8は、選択された回転方向により、回転ホルダ9をラック搬出機構5に平行な向きからフィーダ機構7及びコンベア機構10に平行な向きに回転させる。

Description

接続モジュール及び干渉回避方法

　本発明は、血液や尿等の液体試料中の所定成分の濃度等を分析する自動分析装置と検体搬送システム等とを接続する接続モジュールに関する。

　患者から採取した血液、尿などの検体を検査内容により振り分け、前処理、分析、収納、検査結果報告を自動化し、多量の検体を迅速に分析する自動分析装置が普及している。自動分析装置には免疫反応を検査する免疫分析装置、血液等の成分を分析する生化学分析装置等がある。近年では、多種類の検査項目を、短時間に、多量に分析するため、これら異なる種類の自動分析装置を相互に接続する各種の検体搬送システムが提案されている。

　特許文献１に開示される検体搬送システムにおいては、１つの検体処理ユニットを経たラックをある一方向に搬送する搬送ラインと、別の検体処理ユニットに向けて当該搬送ラインと直交する方向にラックを搬送する他の搬送ラインとの間に、ラックを１個だけ乗せることができるターンテーブルを設け、このターンテーブルの回転によりラックを一方向から直角方向に変更する構成を示している。また特許文献２に開示される検体ホルダ搬送装置においては、ラックの前後の向きを検出する方向検出手段を設け、方向検出手段の検知結果に基づき、ラックが進行方向に対して常に前向きになるようラックを回転させる構成を示している。

特開平９－４３２４６号公報特開２０１２－１３２７３５号公報

　ラックの搬出先である検体搬送システムもしくは他の自動分析装置によっては、ラックを受け取る際に、ラックの前後の向きを指定している装置がある。このため、自動分析装置からラックを搬出するにあたり、ラックの前後の向きをユーザーの運用に合わせて選択可能とする必要がある。

　また、近年、自動分析装置内で分析の優先順位に従い、ラックの順序を入れ替える機能が知られている。この機能を持つ機構の一つにラックを複数個保持したまま回転し、任意のラックをラック搬送機構に方向付けるラックロータ機構がある。自動分析装置からラックを装置外に搬出する部位をラックロータ機構とした場合、ラックロータ機構とラック回転機構との配置スペースを最小化しようとすると、２つの回転機構の回転動作が干渉しない程度に回転中心距離を近づける必要がある。

　この場合、装置が停止した時に２つの回転機構の間にラックが存在すると、ラックと２つの回転機構とが干渉して動作することが出来ないため、干渉回避動作が必要になる。ラックロータ機構には複数のラック搬送機構がアクセスしており、そのアクセスしている機構およびラックの干渉を解消されるまでラックロータ機構は動作出来ないため、干渉回避動作が複雑化する。このため、ラックロータ機構は早期に干渉を解消することが望ましい。ここでラックロータ機構とラック回転機構との間の搬送距離を長くし、２つの回転機構の間にラックを移動させることで干渉が解消するようにすれば、干渉回避動作は簡略化できるものの、接続モジュールの設置スペースが大きくなってしまう。

　加えて、回転機構の駆動源がステッピングモータである場合、一時的にステッピングモータの励磁が切れると、再度励磁が入った時にステッピングモータの特性により、停止位置がずれることがある。このずれにより２つの回転機構にラックが挟み込まれた場合、無理に干渉を解消するよう各機構を動かそうとするとラックに搭載された試料がこぼれたり、機構が破損したりするおそれがある。装置の信頼性向上を図るため、装置の復帰を安全かつ短時間で行うことが必要である。そのためには、干渉の有無を把握し、いち早く干渉を解消することで自動分析装置と接続モジュールとがそれぞれ単独で復帰動作（リセット動作）ができるようにすることが求められる。

　本発明の目的は、搬出先の装置に依存しない自由度の高い接続モジュールを提供することである。また、回転機構の配置を最適化して設置スペースの最小化を図るとともに、装置停止時の復帰動作を安全かつ短時間で終了させることが可能な信頼性の高い自動分析装置の接続モジュールを提供することにある。

　ラックロータ機構を有する自動分析装置に接続される接続モジュールは、ラックロータ機構からラックを回転ホルダに移動させるラック搬出機構と、回転ホルダに移動したラックを回転させるラック回転機構と、ラック回転機構からラックを搬出口に搬送するコンベア機構と、回転ホルダからラックをコンベア機構に押し出すフィーダ機構とを有し、ラック回転機構は、選択された回転方向により、回転ホルダをラック搬出機構に平行な向きからフィーダ機構及びコンベア機構に平行な向きに回転させる。

　その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかにされる。

　搬出先の装置に依存しない自由度の高い接続モジュールを提供することができる。

自動分析装置と接続モジュールとの接続部分の拡大平面図である。自動分析装置と接続モジュールとの接続部分の要部断面図である。ラックの鳥瞰図（模式図）である。ラックの搬出動作を説明する概略図である。ラックの搬出動作を説明する概略図である。検知器の配置と干渉回避動作を説明する概略図である。キャリッジ検知器の構成例（模式図）である。装置の電源が落ちることによる位置ずれを説明するための図である。接続モジュールが接続された自動分析装置の全体図である。干渉回避動作フローの例である。干渉回避動作フローの別の例である。

　図７に接続モジュール71が接続された自動分析装置70の全体図を示す。自動分析装置70は検体供給部72及び分析部73を有する。検体容器を複数搭載できるラック3が、検体供給部72から分析部73に搬入される。ラック3は検体供給部72のラック搬送機構1により、一旦ラックロータ機構4に搬入される。ラックロータ機構4は、自動分析装置70での分析の優先順位に従い、分析部73へのラックの搬入順序を入れ替えるために設けられるものである。ラックロータ機構4はラックを複数個保持したまま回転し、任意のラックをラック搬送機構に方向付けることができる。分析を行うラックは、ラックロータ機構4からラック搬送機構2, 2bにより分析部73に搬入され、同様に分析部73による分析が終了したラックは、分析部73からラック搬送機構2, 2bによりラックロータ機構4へ搬出される。分析部73には、試薬ボトル77が搭載される試薬ディスク75、反応容器が搭載される反応ディスク76や検体容器から試料を分注する検体分注機構78などの機構が設けられている。反応容器内において、分注した試料と試薬とを混合、反応させ、図示しない測定部において、試料と試薬の混合液の吸光度や散乱光を計測することにより、所定の生化学分析を実施する。

　自動分析装置70のラックロータ機構4には接続モジュール71が接続されている。詳細は後述するが接続モジュール71には搬送されるラックの向きを変更するラック回転機構8とコンベア機構10が設けられている。接続モジュール71は、分析部73での分析の終了したラックを自動分析装置70から搬出し、図示しない検体搬送システムあるいは、他の自動分析装置に搬送するために自動分析装置70に接続される。また、図７の接続モジュール71はラック搬送機構1, 2と垂直方向に配置されるラック3aを取り出すようにラック回転機構8が配置されているが、これに限られず、ラックロータ機構4から斜めに、例えばラック3bを取り出すようにラック回転機構8を配置してもよい。その場合は、接続モジュール71の平面積を小さくし、省スペース化を図ることができる。

　自動分析装置70における各機構及び接続モジュール71（接続モジュールが接続された場合）は、自動分析装置70のコントローラ74によりその動作が制御される。なお、図ではコントローラ74は外付け装置のように描かれているが、自動分析装置70の筐体内に内蔵されていてもよい。

　図１は自動分析装置と接続モジュールとの接続部分の拡大平面図である。ラックロータ機構4にはラック3を収納するスロットが放射状に並んでおり、複数のラック3を同時に保持できる。ラックロータ機構4はラックロータモータ20により回転し、搬送対象とするラック3をラック搬送機構1, 2、あるいは接続モジュールが有するラック搬出機構5と平行となる位置に移動させる。

　接続モジュールのラック回転機構8は、ラック搬出機構5によりラックロータ機構4から搬出されたラック3を保持する回転ホルダ9を備えており、回転軸30を中心にラック3を回転させ、搬出口に方向付ける。搬出口へ進行方向を方向付けされたラック3はフィーダ機構7により水平移動させられてコンベア機構10に押し出される。コンベア機構10はベルトを備え、フィーダ機構7によりコンベア機構10のベルト上面に運ばれたラック3を搬出口まで移動させる。

　図２Ａは自動分析装置と接続モジュールとの接続部分の要部断面図である。また、図２Ｂにラック3の鳥瞰図（模式図）を示す。図２Ｂに示されるように、ラック3はその底部に両側面32a, 32bに貫通する凹部31が設けられている。

　図１に示されるように、ラックロータ機構4とラック回転機構8との間には、ラックロータ機構4とラック回転機構8との間を直線状にラック3を移動させるラック搬出機構5が設置されている。図２Ａに示されるように、ラック搬出機構5はレール5a、スライダシャフト5b、キャリッジ6を有している。レール5aはラックロータ機構4からラック回転機構8へ搬送中のラック3を支持するために設けられている。キャリッジ6はスライダシャフト5bを移動するスライダ6bと、スライダ6bに設けられ、ラック3の凹部31に引っ掛けるための保持部6aとを有している。ラック3底面の凹部31にキャリッジ6の保持部6aを引っ掛け、キャリッジ6をスライダシャフト5bに沿って移動させることにより、ラックロータ機構4からラック回転機構8にラック3を移動させる。なお、図２Ｂに示すラック3の形状は一例であって、キャリッジ6の保持部6aに接触される部分（接触部）は底部の凹部に限られず、キャリッジ6の保持部6aの形状に応じて、その側面32に有するようなものであっても構わない。

　ラック3の自動分析装置70への搬入・搬出動作は、以下の順に従い実行される。まず、搬入口から供給されたラック3はラック搬送機構1によりラックロータ機構4のスロットまで運ばれる。ラックロータ機構4は、ラック3がラック搬送機構2と平行になるまで回転し、ラック搬送機構2に取り出され、分析部73に搬送される。分析部73でラック3に搭載された試料の分注が終わったあと、ラック3はラック搬送機構2により再度ラックロータ機構4まで移動する。再検の依頼がある場合、ラック3は試料の分析結果が出るまではラックロータ機構4のスロットで待機する。分析結果の出た、もしくは再検の依頼がない場合、ラック3はラック搬出機構5によりラックロータ機構4から搬出する。

　詳細な搬出動作は以下の通りである。まず、キャリッジ6が待機位置にある状態において、ラックロータ機構4は、例えば、図２Ａに示すラック3aとラック3cとの間の位置（矢印にて示す）がラック搬出機構5と平行になるように回転する。この状態で、キャリッジ6は停止位置１まで移動する。キャリッジ6が停止位置１まで移動したら、ラックロータ機構4は、搬送対象であるラック3aがラック搬出機構5と平行になるように回転する。これにより、キャリッジ6がラック3aの凹部31に引っ掛けられる。キャリッジ6がラック3aの凹部31に接触した状態で、キャリッジ6をラック回転機構8の回転軸30の位置（停止位置２）まで移動させることでラックロータ機構4からラック3aを搬出する。このとき、ラック回転機構8の回転ホルダ9はラック搬出機構5及び搬出されてくるラック3aと平行な位置で停止している。回転ホルダ9に移動したラック3はラック回転機構8の回転動作により搬出口へ方向付けられる。これにより、ラック回転機構8の回転ホルダ9は、フィーダ機構7及びコンベア機構10は平行な状態になる。図２Ａに示すように回転ホルダ9の底部には、停止位置２に合わせて底部に切欠部33が設けられている。このため、ラック3aが搬出口へ方向付けられた状態では、回転ホルダ9の切欠部33がレール5aと向かい合うようになる。これにより、キャリッジ6はラック回転機構8の回転軸30の位置（停止位置２）から切欠部33を通ってラックロータ機構4とラック回転機構8との間にある待機位置に移動させることができる。ラック3aからキャリッジ6が外れると、フィーダ機構7は水平移動を行い、ラック3aを回転ホルダ9からコンベア機構10に押し出し、コンベア機構10上に載ったラック3aはベルトによって搬出口まで搬送される。

　ここでラック3の搬出先である検体搬送システムもしくは他の自動分析装置によっては接続モジュール71からラック3を受け取る際に、ラック3の前後の向きを指定している装置がある。そのため接続モジュール71が搬出口におけるラック3の前後の向きを決めてしまうと接続先によっては接続できなくなってしまう。よって搬出口におけるラック3の前後の向きをユーザーの運用に合わせて選択可能とする必要がある。本実施例においては、搬出口におけるラック3の前後の向きはラック回転機構8の回転方向によって決まるため、ラック回転機構8の回転方向を任意に選択できるようにすることで実現できる。これにより、搬出先の装置に依存しない自由度の高い接続モジュールが実現できる。

　図３Ａを用いて、ラック回転機構8がコンベア機構10と直角を成すように停止している状態から時計回りに90°回転することによりコンベア機構10と平行になり、ラック3を搬出する動作を説明する。

　ラック3がラック搬出機構5によりラック回転機構8の回転ホルダ9まで運ばれた後、回転ホルダ9内にラック3が正常に移動したかどうかについての確認はラック検知器11bで行う。ラック検知器11は、一例としてLEDのような光源と光検出器とを有する。図２Ａに示すように、回転ホルダ9のラック検知器11に対向する部分には窓34が設けられている。ラック検知器11は光源を発光させ、対象物に当たって反射した反射光を光検出器で検出することにより対象物の有無を判定する。回転ホルダ9にラック3が正常に移動していなければラック検知器11からの光は窓34を透過し、反射光を検出することはできない。一方、回転ホルダ9にラック3が正常に移動していれば、ラック検知器11からの光がラック3により反射され、光検出器はその反射光を検出する。この場合は、ラック3がラック回転機構8に移動される際の奥側に位置するラック検知器11bにてラック3の存在が確認できれば、ラック3は搬送されたと確実に判定できる。ラック3が回転ホルダ9に正常に搬入されたことを確認後、回転ホルダ9は搬出側に90°時計回りで回転する。

　次のステップとして、接続モジュール71からラック3を送り出したいとの要求を接続先である検体搬送システムあるいは他の自動分析装置に送り、接続先の装置より受け取り可能と回答を受け取った後に、フィーダ機構7がコンベア機構10方向へ移動し、ラック3をコンベア機構10まで送る。ラック3がフィーダ機構7によって正常にコンベア機構10に押し出されたかどうかはラック検知器11aで行うことができる。すなわち、ラック検知器11aでラック3の存在が確認できなくなれば、ラック3が正常にコンベア機構10に移動されたと判定できる。コンベア機構10は、進行方向に対してラック3の背面を前にした状態でラック3を搬送し、搬出口の手前に配置されたラック検知器11cがラック3を検知するとコンベア機構10の搬送動作は停止する。続けて、接続先の装置の受け取り可能との回答が有効であるかを確認した後、再度コンベア機構10を動作させることで接続先の装置にラック3を受け渡す。

　あるいは、搬出口付近までラック3を移動させた後に、接続モジュール71よりラック3を送り出したいとの要求を依頼してもよい。この場合は受け取り要求の依頼を出してから搬出口までベルトで送りだす時間を短縮することができる。

　次に図３Ｂを用いてラック回転機構8が反時計回りに90°回転した時のラック3の搬出動作を説明する。時計回りに回転したときと同様に、ラック3がラック搬出機構5によりラック回転機構8の回転ホルダ9まで運ばれた後、回転ホルダ9内にラック3が正常に移動したかどうかについての確認はラック検知器11bで行う。ラック3が回転ホルダ9に正常に搬入されたことを確認後、接続モジュール71よりラックを送り出したいとの要求を接続先の検体搬送システムあるいは他の自動分析装置に送り、待機する。接続先の装置より受け取り可能との回答を受け取った後、ラック回転機構8は回転動作を行う。ラック回転機構8が反時計方向に90°回転することにより、ラック3は搬出口に対してラック3の前面が方向付けられる。なお、ラック3がラックロータ機構4から搬出されるときにラック回転機構8に向いた面を前面と定義し、ラックロータ機構4に向いた面を背面と定義し、前面と背面との距離を全長という。ラック3はこの状態でコンベア機構10に移動させられるが、この場合、ラック3がフィーダ機構7によって正常にコンベア機構10に押し出されたかどうかはラック検知器11bで行う。

　ラック3は進行方向に対してラック3の前面を前にしてコンベア機構10により搬送され、搬出口の手前に配置されたラック検知器11cによりラック3を検知するとコンベア機構10の搬送動作は停止する。続けて、接続先の装置の受け取り可能との回答が有効であるかを確認した後、再度コンベア機構10を動作させることで接続先の装置にラック3を受け渡す。

　ラック回転機構8の回転方向は自動分析装置70の操作画面（図示せず）で時計方向、反時計方向を選択することができる。ラック回転機構8の回転方向と回転ホルダ9からラック3が正常に移動したかどうかを確認するラック検知器11a, 11bとはソフトウェア上で関連付けられており、操作画面によりラックの回転方向を選択すると、自動で判定に使用するラック検知器11も決定される。

　次に、設置スペースの最小化を図るため、自動分析装置70のラックロータ機構4と接続モジュール71のラック回転機構8とを近接して配置させるための構成について説明する。

　ラック3の搬出動作を行う時、ラック搬出機構5がラックロータ機構4内のラック3を搬出させるためキャリッジ6を引っ掛けに移動する最中、もしくはラック3をラックロータ機構4から搬出している最中に何らかの理由で装置が停止した場合、各機構の可動部は不定位置となるため、装置を復帰させるリセット動作が必要となる。

　ラックロータ機構4を有する自動分析装置70のリセット動作では、装置内のラックを一旦収納部に集約させるのが一般的であり、その際ラック3はラック搬送機構1, 2を通って収納部へ移動するためラックロータ機構4を動作可能な状態にする必要がある。このとき、ラック3やキャリッジ6といった機構がラックロータ機構4と干渉する位置にあると、ラックロータ機構4は回転動作を行えない。この場合には、機構部同士もしくはラックと機構部との干渉を解消し、自動分析装置70と接続モジュール71とが干渉回避動作を行い、それぞれ自由に動作可能な状態にする必要がある。

　例えば、図１及び図２Ａの構成において、ラックロータ機構4とラック回転機構8の外周との間を搬送するラック3の全長以上の距離（すなわち、ラック3の全長以上の長さのレール5a）を設け、キャリッジ6がラック3を保持した状態でも二つの回転機構に干渉しない位置にラック搬出機構5の待機位置を設けるならば、干渉回避動作を行うとき、待機位置にキャリッジ6を移動させてしまえば、自動分析装置70と接続モジュール71はそれぞれ自由に動作可能な状態にすることが保証される。しかし、このような待機位置を設けると、ラック搬出機構5の移動距離が長くなり、ラック3の搬出動作に時間が掛かるばかりか、大きな設置スペースを要することとなってしまう。

　一方、実施例の構成においては、レール5aはラック3の全長未満の長さであり、キャリッジ6がラック3を保持した状態では、キャリッジ6が待機位置に移動しても、ラック3によりラックロータ機構4とラック回転機構8とが干渉する。図４を用いて、図１の構成における干渉回避動作について説明する。

　まず、干渉回避動作を行うため、キャリッジ6やラック3を検出するための検知器（センサ）が設けられている。最初に、図２Ａも参照しながら通常動作時においてキャリッジ6が停止するポジションについて説明する。待機位置は、ラックロータ機構4とラック回転機構8との間に設けられ、ラック3の搬出作業を行っていない場合にキャリッジ6が待機する位置である。停止位置１は、キャリッジ6がラックロータ機構4にある搬出対象のラック3の凹部に引っ掛け動作（保持動作）を行う位置である。停止位置２は、キャリッジ6がラック3を搬出し、ラック回転機構8において停止する位置であり、ラック回転機構8の回転軸30と一致する。図４に示すように、待機位置にキャリッジ6が停止していることを検知する停止位置検知器14b、停止位置１にキャリッジ6が停止していることを検知する停止位置検知器14a、停止位置２にキャリッジ6が停止していることを検知する停止位置検知器14cを設ける。また、ラックロータ機構4とラック搬出機構5とが干渉する範囲にキャリッジ6があることを検知する干渉検知器13、ラックロータ機構4のスロットがラック搬出機構5と平行となった時にスロット内のラックの有無を確認するラック検知器12を備えている。キャリッジ6によりラックロータ機構4とラック搬出機構5とが干渉する範囲とは、具体的には、停止位置１からラックロータ機構4の外周までの範囲である。

　不定位置から各機構が復帰するには、キャリッジ6とラック3とが干渉範囲にあるかどうかを判定する必要があり、キャリッジ6が停止している領域とラック3による干渉の有無を確認できるよう検知器を配置するものである。

　なお、これらの検知器は、ラック検知器11と同様にLEDのような光源と光検出器で構成できる。ラック検知器12はラック検知器11と同様に、光源を発光させ、ラックに当たって反射した反射光を光検出器で検出することによりラックの有無を判定する。キャリッジ検知器13, 14（「停止位置検知器」、「干渉検知器」を総称して「キャリッジ検知器」ともいう）の構成例を図５に示す。図５に示すように外枠51に互いに対向するように光源52と光検出器53を設け、光源52からの光54が遮蔽されたか否かにより、キャリッジ6の存在を探知する。干渉検知器13の場合、キャリッジ6の検知する領域に幅がある。この場合は、例えばキャリッジ6に対して所定の長さを有する遮蔽板55を設けることで、干渉検知器13は、キャリッジ6が所定の干渉範囲に存在することを検出することができる。

　以上のような検知器の配置により、キャリッジ6が停止位置１に停止しているときには停止位置検知器14aが検知する。キャリッジ6が干渉範囲の領域に停止しているときには干渉検知器13が検知する。キャリッジ6が待機位置にあるときには停止位置検知器14bが検知する。待機位置から停止位置２までの領域はキャリッジ検知器13, 14がOFFとなる（キャリッジ6を検出していない）ことで、この領域にキャリッジ6が停止していることを判断できる。キャリッジ6が停止位置２に停止しているときには停止位置検知器14cが検知する。

　ラックに関しては、まず、ラックロータ機構4のスロット内に移動前のラックがあるときは、ラック検知器12がそれを検知する。ラック3とラックロータ機構4との干渉を検知する観点からは、キャリッジ6が移動して干渉範囲から外れ、例えば図４に示すようにキャリッジ6が待機位置にあっても、ラック3がラックロータ機構4と干渉する。このため、キャリッジ6が移動して干渉範囲から外れている場合でもあってもラック3が保持されているかどうかを検知する必要がある。このため、キャリッジ6が干渉検知器13での干渉範囲から外れる前にラック3を検知できる位置にラック検知器11aを配置する。このためには、ラック3の凹部31からラックの前面までの距離をＬ１とし（図２Ｂ参照）、ラックロータ機構4の外周とラック検知器11aとの距離をＬ２とした（図４参照）とき、Ｌ２≦Ｌ１という関係であればよい。待機位置から停止位置２までのラック3の有無はラック検知器11a, bにより検知する。なお、既述のように、ラック検知器11bはラック3が回転ホルダ9に正常に搬入されたことを判定するため、ラック回転機構8の回転軸30（停止位置２）とラック検知器11aとの距離をＬ３とした（図４参照）とき、Ｌ３≦Ｌ１という関係を満たす必要がある。

　自動分析装置70や接続モジュール71のリセット動作は、それぞれが単独で動作できる状態になれば同時にリセット動作を行うことができるので復帰までの時間が短くなる。そのためには早い段階で自動分析装置70と接続モジュール71を切り離し、特に搬送機構が集中する自動分析装置70のラックロータ機構4が最初に自由に動作できる状態にすることが重要となる。

　また、ラックロータ機構4からラック回転機構8にラックを搬出中に、落雷や停電、緊急停止などにより装置の電源が落ち、再立ち上げを行った時、二つの回転機構の停止位置がずれ、ラック3の挟み込みが発生する場合がある。これは、装置の電源が落ちたときにラックロータ機構4のステッピングモータ20及びラック回転機構8のステッピングモータ21の励磁が一度切れ、再立ち上げをおこなったときに再度励磁が入ることになるが、ステッピングモータの構造から安定位置に移動してしまうため、停止位置にずれが生じるものである。図６を用いて説明する。図６にステッピングモータの模式図を示す。ステッピングモータではステータ61-1～6のＮ極とＳ極とが高速に切り替わることで、ロータ62との間に引力、斥力が働くことにより回転する。電源が落ちた状態（１）では、ステータの磁極が失われ、ロータ62の向きは不定となる。再立ち上げ（２）により、ロータ62は安定位置に移行するが、直前の状態に依存し、電源が落ちる前の位置にロータ62が戻る保証はない。例えば、図６の例のように、右回りで安定する場合もあれば、左回りで安定する場合もありうる。ラックの受け渡し位置でのずれ量は各機構のラックロータモータ20やラック回転機構モータ21のモータの分解能によるが、搬送するラック3の幅よりもラックロータ機構4のスロットと回転ホルダ9の間の受け渡し部が狭くなった場合、ラックの挟み込みが発生し、正常にラックを移動できなくなることが考えられる。このようなずれが生じた場合にもラックを正常に搬送できるようにすることが必要である。

　停止位置のずれの解消には原点位置出し動作（機構の位置をホームポジションに一旦戻すこと）により、機構が動作する前の原点位置に移動させることが一般的である。図４の構成において、２つの回転機構の間でラックが干渉している場合、停止位置１あるいは停止位置２にラックを移動させて干渉を回避して、回転機構の停止位置のずれを解消するため原点位置出し動作をするが、このときラックをどちらの停止位置に移動させるかについて、電源が落ちる前の位置からのずれ量の大きい機構側へ移動するとラックの衝突やキャリッジの衝突により機構を破損する可能性があるため、ずれ量の小さい機構側に移動させることが望ましい。

　図８にコントローラ74が実行する干渉回避動作フローの一例を示す。はじめにラック搬出機構5とラックロータ機構4とが干渉状態かどうか、また干渉ありの場合は干渉状態の確認を行う（S81）。干渉状態を２つに区分し、キャリッジ6がラックロータ機構4内にある状態（干渉検知器13がON）を「干渉状態（ａ）」と称し、キャリッジ6の停止位置が待機位置から停止位置２の間で、かつキャリッジ6がラック3を保持している状態（ラック検知器11aがON）を「干渉状態（ｂ）」と称する。

　ラック搬出機構5とラックロータ機構4とが干渉状態になければ、そのまま自動分析装置70と接続モジュール71はそれぞれリセット動作に入る（S85）。ラックロータ機構4が干渉状態にある場合は、その干渉回避動作を行う必要がある。干渉状態（ａ）ではラックの有無に関わらずキャリッジ6を停止位置１に移動させる（S82）。これにより、ラック回転機構8は自由に回転できることが保証されるため、ラック回転機構8は原点位置出し動作を行う（S83）。これによりラック回転機構8とラックロータ機構4のスロットが平行になるため、ラック3、ラック回転機構8及びキャリッジ6は衝突することなく、キャリッジ6とラック3とはラック回転機構8側の停止位置２へ移動でき（S84）、自動分析装置70と接続モジュール71とを切り離すことができる。一方、干渉状態（ｂ）では停止位置２までキャリッジ6を移動させる（S84）。これにより、ラックロータ機構4の干渉は解消され、回転動作が可能となる。

　図８の干渉回避動作フローでは、干渉状態（ａ）の場合、ラックの有無に関わらず、キャリッジ6を停止位置１に移動させ、ラック3を一度ラックロータ機構4のスロットに収納し、ラック回転機構8の原点位置出し動作を行うため、短時間での干渉回避動作が行えない。より短時間で干渉回避動作を行うため、図９に示す干渉回避動作フローでは、キャリッジ6（及びラック3）をラックロータ機構4の外部に移動させる。図９に示す干渉回避動作フローもコントローラ74が実行する。

　まず、キャリッジ6の停止位置を停止位置検知器14a, 14cにより確認する（S91）。停止位置１もしくは停止位置２にキャリッジ6がある場合には、ラックロータ機構4、ラック回転機構8ともに干渉がないことが保証されるので、自動分析装置70と接続モジュール71のリセット動作を行う（S98）。

　キャリッジ6が停止位置１もしくは停止位置２にないと判定された場合はラック回転機構モータ21の励磁をＯＦＦする（S92）。これは、キャリッジ6もしくはラック3をラック回転機構に衝突させることなく移動させるためである。ラック回転機構8のモータ21の励磁を切ることで回転ホルダ9の回転方向の保持力を無くし、ラック3を保持したキャリッジ6が停止位置２へ移動するのに合わせて回転ホルダ9も動くようにすることで、先に述べたようなラック3の挟み込みが発生していた場合でもキャリッジ6を移動させ、ラック3を正常に搬送することができる。

　その後、干渉状態の確認を行う（S93）。干渉状態（ａ）の場合はキャリッジ6を待機位置に移動させる（S94）。ラック検知器11aのセンサ状態を確認して、キャリッジ6がラック3を保持しているかどうかの確認を行う（S95）。ラック無しと判定された場合は、ラックロータ機構4、ラック回転機構8ともに干渉がないことが保証されるので、ラック回転機構モータ21の励磁をＯＮする（S96）。

　ラック有りと判定された場合は、ラック回転機構8のモータ21の励磁を切った状態でキャリッジ6を停止位置２に移動する（S97）。一方、干渉状態(ｂ)の場合も、キャリッジ6を停止位置２に移動させる（S97）。ラック回転機構8のモータ21の励磁を切った状態であるので、問題なく移動できる。これにより、ラックロータ機構4、ラック回転機構8ともに干渉がないことが保証されるので、ラック回転機構モータ21の励磁をＯＮする（S96）。

　以上により自動分析装置70と接続モジュール71は切り離され、それぞれリセット動作が可能になる。図９の干渉回避動作フローではより安全かつ短時間で干渉回避動作を行うことができる。

　以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、自動分析装置と接続モジュールとの間の干渉回避動作を例に説明したが、回転機構と別の回転機構の間を移動する機構に関して広く応用可能な技術である。また、回転機構は２つには限定されず、さらに回転機構を追加した場合でも効果を得ることが可能できる。例えば、３つ以上の回転機構が一直線上に並ばないような配置とし、配置スペースの小型化を図りつつ、高速に復帰動作の可能なシステムを構築することが可能である。

1…ラック搬送機構、2, 2b…ラック搬送機構、3…ラック、4…ラックロータ機構、5…ラック搬出機構、5a…レール、5b…スライダシャフト、6…キャリッジ、6a…保持部、6b…スライダ、7…フィーダ機構、8…ラック回転機構、9…回転ホルダ、10…コンベア機構、11a, 11b, 11c, 12…ラック検知器、13…干渉検知器（キャリッジ検知器）、14a, 14b, 14c…停止位置検知器（キャリッジ検知器）、20…ラックロータモータ、21…ラック回転機構モータ、30…回転軸、31…ラックの凹部、32…ラックの側面、33…回転ホルダの切欠部、34…回転ホルダの窓、51…キャリッジ検知器の外枠、52…光源、53…光検出器、54…光、55…遮蔽板、61…ステータ、62…ロータ、70…自動分析装置、71…接続モジュール、72…検体供給部、73…分析部、74…コントローラ、75…試薬ディスク、76…反応ディスク、77…試薬ボトル、78…検体分注機構。

Claims

　ラックロータ機構を有する自動分析装置に接続される接続モジュールであって、
　前記ラックロータ機構からラックを回転ホルダに移動させるラック搬出機構と、
　前記回転ホルダに移動した前記ラックを回転させるラック回転機構と、
　前記ラック回転機構から前記ラックを搬出口に搬送するコンベア機構と、
　前記回転ホルダから前記ラックを前記コンベア機構に押し出すフィーダ機構とを有し、
　前記ラック回転機構は、選択された回転方向により、前記回転ホルダを前記ラック搬出機構に平行な向きから前記フィーダ機構及び前記コンベア機構に平行な向きに回転させる接続モジュール。
　請求項１において、
　前記ラック搬出機構は、前記ラックロータ機構から前記回転ホルダへ移動中の前記ラックを支持するレールとスライダシャフトとキャリッジとを有し、
　前記キャリッジは、前記スライダシャフトをスライドするスライダと、前記スライダに設けられ前記ラックを保持する保持部とを有し、
　前記レールの長さは、前記ラックの全長よりも短い接続モジュール。
　請求項２において、
　第１のラック検知器を有し、
　前記ラックは、前記キャリッジの前記保持部に接触される接触部を有し、前記ラックロータ機構から前記ラックが搬出されるときに前記ラック回転機構に向いた面を前記ラックの前面と定義すると、前記前面と前記接触部とは第１の距離を有しており、
　前記第１のラック検知器は、前記回転ホルダを前記ラック搬出機構に平行な向きにした場合に、前記第１のラック検知器と前記ラックロータ機構の外周とは第２の距離を有しており、
　前記第２の距離は前記第１の距離以下である接続モジュール。
　請求項３において、
　第２のラック検知器を有し、
　前記第２のラック検知器は、前記回転ホルダを前記ラック搬出機構に平行な向きにした場合に、前記ラック回転機構の回転軸よりも前記ラックロータ機構から離れた位置に配置されるとともに、前記第２のラック検知器と前記回転軸とは第３の距離を有しており、
　前記第３の距離は前記第１の距離以下である接続モジュール。
　請求項４において、
　選択された前記回転方向に応じた前記第１のラック検知器または前記第２のラック検知器のいずれかによって、前記回転ホルダから前記ラックが前記コンベア機構に押し出されたことを検知する接続モジュール。
　請求項１において、
　前記搬出口の手前に配置され、前記コンベア機構より搬出された前記ラックを検知する第３のラック検知器を有する接続モジュール。
　請求項２において、
　前記ラックロータ機構と前記ラック回転機構との間に前記キャリッジの待機位置を設け、
　前記キャリッジが前記ラックロータ機構側の第１の停止位置にあることを検知する第１のキャリッジ検知器と、
　前記キャリッジが前記待機位置にあることを検知する第２のキャリッジ検知器と、
　前記キャリッジが前記ラック回転機構側の第２の停止位置にあることを検知する第３のキャリッジ検知器と、
　前記キャリッジが前記第１の停止位置と前記ラックロータ機構の外周との間にあることを検知する第４のキャリッジ検知器とを有する接続モジュール。
　請求項７において、
　前記第１の停止位置において、前記キャリッジの前記保持部が前記ラックの接触部に接触し、
　前記第２の停止位置は、前記ラック回転機構の回転軸の位置にある接続モジュール。
　請求項８において、
　前記回転ホルダは切欠部を有し、
　前記回転ホルダが前記フィーダ機構及び前記コンベア機構に平行な向きになったときに、前記キャリッジは前記切欠部を通って前記第２の停止位置から前記待機位置に移動可能となる接続モジュール。
　ラックロータ機構を有する自動分析装置と前記自動分析装置に接続された接続モジュールとの干渉回避方法であって、
　前記自動分析装置は前記ラックロータ機構及び前記接続モジュールを制御するコントローラを備え、
　前記接続モジュールは、前記ラックロータ機構からラックをキャリッジで保持して、回転ホルダに移動させるラック搬出機構と、前記回転ホルダに移動した前記ラックを回転させるラック回転機構とを備え、前記ラックロータ機構と前記ラック回転機構との間の距離は前記ラックの全長未満であり、
　前記コントローラは、前記キャリッジが前記ラックロータ機構と干渉する範囲にある場合には、前記キャリッジを前記ラックロータ機構側の第１の停止位置に移動させ、前記ラック回転機構に原点位置出し動作を実施させ、その後、前記キャリッジを前記ラック回転機構側の第２の停止位置に移動させ、
　前記コントローラは、前記キャリッジは前記ラックロータ機構と干渉する範囲外であるが、前記キャリッジにラックが保持されている場合には、前記キャリッジを前記第２の停止位置に移動させる干渉回避方法。
　請求項１０において、
　前記接続モジュールは、前記キャリッジが前記ラックロータ機構と干渉する範囲にあることを検知する干渉検知器と、前記ラックの少なくとも部分が前記回転ホルダに移動していることを検知するラック検知器とを備え、
　前記コントローラは、前記干渉検知器の出力及び前記ラック検知器の出力に基づき、前記自動分析装置と前記接続モジュールとの間の干渉状態を確認する干渉回避方法。
　ラックロータ機構を有する自動分析装置と前記自動分析装置に接続された接続モジュールとの干渉回避方法であって、
　前記自動分析装置は前記ラックロータ機構及び前記接続モジュールを制御するコントローラを備え、
　前記接続モジュールは、前記ラックロータ機構からラックをキャリッジで保持して、回転ホルダに移動させるラック搬出機構と、前記回転ホルダに移動した前記ラックを回転させるラック回転機構とを備え、前記ラックロータ機構と前記ラック回転機構との間の距離は前記ラックの全長未満であり、
　前記コントローラは、前記キャリッジの停止位置を確認し、前記キャリッジが前記ラックロータ機構側の第１の停止位置及び前記ラック回転機構側の第２の停止位置以外の位置にある場合には、前記ラック回転機構を回転させるモータの励磁をＯＦＦし、
　前記コントローラは、前記キャリッジが前記ラックロータ機構と干渉する範囲にある場合には、前記キャリッジを前記ラックロータ機構と前記ラック回転機構との間に位置する待機位置に移動させ、
　前記コントローラは、前記キャリッジにラックが保持されているかを確認し、
　前記コントローラは、前記キャリッジにラックが保持されている場合には、前記キャリッジを前記第２の停止位置に移動させた後に、前記ラック回転機構を回転させるモータの励磁をＯＮする干渉回避方法。
　請求項１２において、
　前記接続モジュールは、前記キャリッジがそれぞれ前記第１の停止位置及び前記第２の停止位置にあることを検知する複数の停止位置検知器と、前記キャリッジが前記ラックロータ機構と干渉する範囲にあることを検知する干渉検知器と、前記ラックの少なくとも部分が前記回転ホルダに移動していることを検知するラック検知器とを備え、
　前記コントローラは、前記複数の停止位置検知器の出力、前記干渉検知器の出力及び前記ラック検知器の出力に基づき、前記自動分析装置と前記接続モジュールとの間の干渉状態を確認する干渉回避方法。