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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6540412
(24)【登録日】2019年6月21日
(45)【発行日】2019年7月10日
(54)【発明の名称】モータ駆動機構及びモータ駆動方法
(51)【国際特許分類】
G01N 35/00 20060101AFI20190628BHJP
【ＦＩ】
G01N35/00 E
G01N35/00 F
【請求項の数】5
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2015-181103(P2015-181103)
(22)【出願日】2015年9月14日
(65)【公開番号】特開2017-58160(P2017-58160A)
(43)【公開日】2017年3月23日
【審査請求日】2018年1月31日
(73)【特許権者】
【識別番号】000001993
【氏名又は名称】株式会社島津製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100141852
【弁理士】
【氏名又は名称】吉本 力
(74)【代理人】
【識別番号】100152571
【弁理士】
【氏名又は名称】新宅 将人
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 直也
【審査官】
素川 慎司
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１４−１４９３１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−１０８０６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−１４４６３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−０９３３６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００１−３２７１９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０６−３０８１３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０２−０９７２９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０１−２６８４９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭５６−１５９９９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開昭６０−１０８２００（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／０２８８３６４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｎ ３５／００ − ３７／００
Ｈ０２Ｐ ８／００ − ８／４２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステッピングモータと、 前記ステッピングモータの回転位置を検出するセンサと、 前記ステッピングモータが一定の回転位置で停止したときの位相を基準位相として記憶する記憶部と、 前記ステッピングモータの回転を停止させる際に、前記センサからの検出信号に基づいて、所定の回転位置を目標位置として前記ステッピングモータを停止させた後、当該所定の回転位置に対応する前記基準位相まで前記ステッピングモータを回転させて停止させるモータ制御部とを備えたことを特徴とするモータ駆動機構。
【請求項2】
前記センサからの検出信号に基づいて前記ステッピングモータを停止させたときの位相が、前記基準位相と一致するか否かを判定する位相判定処理部をさらに備え、 前記モータ制御部は、前記センサからの検出信号に基づいて前記ステッピングモータを停止させたときの位相が、前記基準位相とは異なると判定された場合にのみ、前記基準位相まで前記ステッピングモータを回転させて停止させることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動機構。
【請求項3】
前記センサからの検出信号に基づいて前記ステッピングモータを停止させたときの位相と前記基準位相との位相差を閾値と比較する位相差比較処理部をさらに備え、 前記モータ制御部は、前記位相差が前記閾値以下である場合にのみ、前記基準位相まで前記ステッピングモータを回転させて停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動機構。
【請求項4】
前記位相差が前記閾値より大きい場合に異常を報知する異常報知処理部をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動機構。
【請求項5】
ステッピングモータの回転位置を検出するセンサからの検出信号に基づいて前記ステッピングモータを停止させるモータ停止ステップと、 前記ステッピングモータが停止したときの位相を基準位相として記憶部に記憶させる基準位相記憶ステップとを含み、 前記モータ停止ステップでは、前記基準位相記憶ステップよりも後に前記ステッピングモータの回転を停止させる際に、前記センサからの検出信号に基づいて、所定の回転位置を目標位置として前記ステッピングモータを停止させた後、当該所定の回転位置に対応する前記基準位相まで前記ステッピングモータを回転させて停止させることを特徴とするモータ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステッピングモータの駆動を制御するためのモータ駆動機構及びモータ駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ステッピングモータは、パルス信号の入力に基づいて、パルス数に応じた位相（回転角度）で回転するパルスモータであり、正確に回転制御を行うことができるモータとして広く知られている。このような回転制御の正確性から、ステッピングモータは画像形成装置などの各種機器に用いられている（例えば、下記特許文献１参照）。
【0003】
例えば、試料容器内の試料をプローブにより吸引して分注するための分注装置にも、ステッピングモータが用いられる場合がある。この場合、例えばプローブを保持するアームがステッピングモータを用いて駆動されることにより、試料容器内にプローブを正確に移動させて、一定量の試料を精度よくプローブ内に吸引することができる。
【0004】
このようなアームの移動制御には、通常、ステッピングモータの回転位置を検出するためのセンサが用いられる。センサは、例えばフォトインタラプタにより構成されており、ステッピングモータの回転軸に取り付けられている回転体によってセンサに入射する光が遮られるか否かに基づいて、ステッピングモータの回転位置を検出することができる。そして、当該センサにより検出される回転位置を基準としてステッピングモータの回転制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００２−３６６００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
図９Ａ及び図９Ｂは、ステッピングモータの回転制御を行う際の態様について説明するためのタイムチャートである。ステッピングモータは、例えば一定周期で出力されるクロック信号がパルス信号として入力されることにより、パルス数に応じた位相で回転する。この例では、１−２相励磁方式のステッピングモータが用いられることにより、８パルスで位相が１回転するような構成となっている。ステッピングモータが回転する間に、位相が「０」から「７」までインクリメントされ、２回転目以降の位相は再び「０」から繰り返しインクリメントされる。
【0007】
例えば、装置の初回使用時において、センサによる検出信号に基づいてステッピングモータの回転を停止させたときの位相が、図９Ａのように「５」であったとする。この場合、その後に装置の電源がオフ状態とされ、再び装置の電源がオン状態とされた場合には、位相「５」に対応する回転位置を基準としてステッピングモータの回転制御が行われる。そして、センサの検出精度が高ければ、その後にステッピングモータの回転を停止させたときの位相も「５」となる。
【0008】
しかしながら、センサの検出精度が低い場合や、経年変化などによってセンサの検出精度が低下した場合、あるいは、装置内の機構部に振動が生じている場合などには、ステッピングモータの停止位置の再現性が損なわれる場合がある。このような場合には、例えば図９Ｂに示すように、センサによる検出信号に基づいてステッピングモータの回転を停止させたときの位相がずれてしまうおそれがある。
【0009】
図９Ｂの例では、センサによる検出信号に基づいてステッピングモータの回転を停止させたときの位相が、「５」から「３」に２位相分だけずれている。この場合、その後に装置の電源がオフ状態とされ、再び装置の電源がオン状態とされた場合には、位相「３」に対応する回転位置を基準としてステッピングモータの回転制御が行われるため、２位相分のずれが生じた状態のままステッピングモータが回転することとなる。
【0010】
このようなステッピングモータの位相のずれは、正確な動作が要求される装置においては致命的となる場合がある。例えば、上述のような分注装置において、位相がずれた状態のままステッピングモータが回転した場合には、試料容器内に挿入されるプローブの先端位置がずれることにより、試料の吸入量に誤差が生じ、試料を精度よく分注することができなくなるおそれがある。
【0011】
このような問題が生じるのを防止するために、例えばロータリーエンコーダなどを用いて絶対座標を測定するような構成とすることも考えられる。しかしながら、このような場合には、ステッピングモータの停止位置の再現性を向上することはできるものの、ロータリーエンコーダなどを用いた機構は高価であるため、製造コストが高くなるという問題がある。
【0012】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、安価な構成でステッピングモータの停止位置の再現性を向上することができるモータ駆動機構及びモータ駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明に係るモータ駆動機構は、ステッピングモータと、センサと、記憶部と、モータ制御部とを備える。前記センサは、前記ステッピングモータの回転位置を検出する。前記記憶部は、前記ステッピングモータが一定の回転位置で停止したときの位相を基準位相として記憶する。前記モータ制御部は、前記ステッピングモータの回転を停止させる際に、前記センサからの検出信号に基づいて前記ステッピングモータを停止させた後、前記基準位相まで前記ステッピングモータを回転させて停止させる。
【0014】
このような構成によれば、センサからの検出信号に基づいてステッピングモータが停止した後、基準位相までステッピングモータが回転して停止するため、ステッピングモータの停止位置が常に一定となる。また、ロータリーエンコーダなどの高価なセンサを用いなくても、ステッピングモータの基準位相を記憶しておくことにより、その基準位相に基づいてステッピングモータを正確に停止させることができる。したがって、センサの検出精度が低い場合や、経年変化などによってセンサの検出精度が低下した場合、あるいは、装置内の機構部に振動が生じている場合などであっても、安価な構成でステッピングモータの停止位置の再現性を向上することができる。
【0015】
前記モータ駆動機構は、前記センサからの検出信号に基づいて前記ステッピングモータを停止させたときの位相が、前記基準位相と一致するか否かを判定する位相判定処理部をさらに備えていてもよい。この場合、前記モータ制御部は、前記センサからの検出信号に基づいて前記ステッピングモータを停止させたときの位相が、前記基準位相とは異なると判定された場合にのみ、前記基準位相まで前記ステッピングモータを回転させて停止させてもよい。
【0016】
このような構成によれば、センサからの検出信号に基づいてステッピングモータが停止したときに、ステッピングモータの位相が基準位置とは異なる場合にのみ、基準位相までステッピングモータが回転して停止する。したがって、センサからの検出信号に基づいてステッピングモータが停止したときの位相が基準位相と同一である場合には、その後にステッピングモータを回転させるための動作が行われないため、無駄な動作を最小限に抑えることができる。
【0017】
前記モータ駆動機構は、前記センサからの検出信号に基づいて前記ステッピングモータを停止させたときの位相と前記基準位相との位相差を閾値と比較する位相差比較処理部をさらに備えていてもよい。この場合、前記モータ制御部は、前記位相差が前記閾値以下である場合にのみ、前記基準位相まで前記ステッピングモータを回転させて停止させてもよい。
【0018】
このような構成によれば、センサからの検出信号に基づいてステッピングモータが停止したときの位相と基準位相との位相差が閾値より大きい場合には、その後にステッピングモータを回転させるための動作が行われない。上記位相差が閾値より大きい場合には、センサ又はステッピングモータなどの部材が故障している可能性があるため、その後のステッピングモータの動作に制限を加えることにより、異常な動作によって悪影響が生じるのを防止することができる。
【0019】
前記モータ駆動機構は、前記位相差が前記閾値より大きい場合に異常を報知する異常報知処理部をさらに備えていてもよい。
【0020】
このような構成によれば、センサからの検出信号に基づいてステッピングモータが停止したときの位相と基準位相との位相差が閾値より大きい場合に、異常を報知することができる。これにより、センサ又はステッピングモータなどの部材が故障している可能性が高いことを作業者に報知することができるため、異常な動作によって悪影響が生じるのを効果的に防止することができる。
【0021】
本発明に係るモータ駆動方法は、モータ停止ステップと、基準位相記憶ステップとを含む。前記モータ停止ステップでは、ステッピングモータの回転位置を検出するセンサからの検出信号に基づいて前記ステッピングモータを停止させる。前記基準位相記憶ステップでは、前記ステッピングモータが停止したときの位相を基準位相として記憶部に記憶させる。前記モータ停止ステップでは、前記基準位相記憶ステップよりも後に前記ステッピングモータの回転を停止させる際に、前記センサからの検出信号に基づいて前記ステッピングモータを停止させた後、前記基準位相まで前記ステッピングモータを回転させて停止させる。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、センサの検出精度が低い場合や、経年変化などによってセンサの検出精度が低下した場合、あるいは、装置内の機構部に振動が生じている場合などであっても、安価な構成でステッピングモータの停止位置の再現性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置が備えられた分注装置の構成例を示す概略平面図である。
【図2A】試料容器から試料を吸引する際の動作について説明するための概略断面図である。
【図2B】試料容器から試料を吸引する際の動作について説明するための概略断面図である。
【図3】プローブ保持機構の構成例を示す概略側面図である。
【図4】回転板の構成例を示す平面図である。
【図5】分注装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図6A】回転モータ又は昇降モータの回転制御を行う際の態様について説明するためのタイムチャートである。
【図6B】回転モータ又は昇降モータの回転制御を行う際の態様について説明するためのタイムチャートである。
【図7】分注装置の初回使用時にプローブアームを動作させる際の制御部による処理の一例を示したフローチャートである。
【図8】分注装置の２回目以降の使用時にプローブアームを動作させる際の制御部による処理の一例を示したフローチャートである。
【図9A】ステッピングモータの回転制御を行う際の態様について説明するためのタイムチャートである。
【図9B】ステッピングモータの回転制御を行う際の態様について説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0024】
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置が備えられた分注装置１の構成例を示す概略平面図である。この分注装置１は、例えば血液などの各種試料を分析するための分析装置に備えられ、試料が収容された複数の試料容器２内から試料を吸引して分注することができる。
【0025】
試料容器２は、試料設置部３にセットされる。試料設置部３には、複数の試料容器２を保持することができる。当該試料設置部３に保持されている試料容器２から、プローブ８を用いて試料が吸引される。プローブ８は、鉛直方向（図１における紙面前後方向）に延びるようにプローブ保持機構８１により保持されている。
【0026】
図２Ａ及び図２Ｂは、試料容器２から試料を吸引する際の動作について説明するための概略断面図である。試料容器２から試料を吸引する試料吸引動作時には、試料容器２内に開口部２１からプローブ８が挿入され、プローブ８が試料容器２内の試料中に浸漬された状態でポンプ（図示せず）を駆動させることにより、試料容器２内の試料が吸引される。
【0027】
プローブ保持機構８１には、水平方向に延びるプローブアーム８１１が備えられており、当該プローブアーム８１１の一端部にプローブ８が保持されている。プローブアーム８１１は、その他端部に取り付けられた回転軸８１２を中心に回転可能に保持されている。したがって、回転軸８１２を中心にプローブアーム８１１を回転させれば、プローブ８を円弧状の軌道８１３に沿って水平方向に移動させることができる（図１参照）。また、プローブアーム８１１は、回転軸８１２に沿って鉛直方向にも移動させることができる。
【0028】
プローブ８を試料容器２内に挿入する際には、プローブアーム８１１を回転させることにより、プローブ８を試料容器２の上方に水平移動させた後（図２Ａ参照）、プローブアーム８１１を鉛直下方に移動させることにより、プローブ８を先端から試料容器２内に挿入させる（図２Ｂ参照）。このようなプローブ８の移動は、モータなどを含むプローブ駆動機構（図示せず）を駆動させることにより行われる。
【0029】
試料の分注動作を行う際には、上記のようにして試料容器２内にプローブを挿入させ、当該プローブ８で試料を吸引することにより試料吸引動作を行った後、プローブアーム８１１を鉛直上方に移動させることにより、試料容器２内からプローブ８を退避させる。そして、プローブアーム８１１を回転させることにより、軌道８１３上の分注口８１４の上方にプローブ８を水平移動させ、再びプローブアーム８１１を鉛直下方に移動させる。これにより、分注口８１４にプローブ８が挿入され、この状態で予め吸引されている試料を吐出することにより、分注口８１４に試料を分注することができる。
【0030】
分注口８１４に分注される試料には、試薬が混合される場合がある。本実施形態では、試薬が収容された複数の試薬容器４が試薬設置部５にセットされる。試薬容器４内の試薬は、プローブ７によって吸引される。プローブ７は、鉛直方向（図１における紙面前後方向）に延びるようにプローブ保持機構７１により保持されている。
【0031】
試薬を吸引するためのプローブ７及びプローブ保持機構７１は、上述した試料を吸引するためのプローブ８及びプローブ保持機構８１と同様の構成を有しており、水平方向に延びるプローブアーム７１１が備えられている。プローブアーム７１１は、その一端部にプローブ７が保持されており、他端部に取り付けられた回転軸７１２を中心に回転可能に保持されている。したがって、回転軸７１２を中心にプローブアーム７１１を回転させれば、プローブ７を円弧状の軌道７１３に沿って水平方向に移動させることができる。また、プローブアーム７１１は、回転軸７１２に沿って鉛直方向にも移動させることができる。
【0032】
試薬を吸引するためのプローブ７、及び、試料を吸引するためのプローブ８は、それぞれ異なる軌道７１３，８１３に沿って水平方向に移動するが、これらの軌道７１３，８１３は平面視で一部交差している。この軌道７１３，８１３が交差する部分に分注口８１４が配置されることにより、分注口８１４に試料だけでなく試薬も分注することができるようになっている。分注口８１４に試薬を分注する際のプローブ７の動作は、図２Ａ及び図２Ｂを用いて説明した分注口８１４に試料を分注する際のプローブ８の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【0033】
図３は、プローブ保持機構８１の構成例を示す概略側面図である。プローブ保持機構８１には、上述のプローブアーム８１１及び回転軸８１２の他に、例えば回転モータ８２０、回転板８２１、回転センサ８２２、昇降モータ８３０、昇降板８３１及び昇降センサ８３２などが備えられている。
【0034】
回転モータ８２０は、プローブアーム８１１を水平方向に回転させるためのモータであり、回転軸８１２を回転させることにより、当該回転軸８１２に取り付けられているプローブアーム８１１を回転させる。回転板８２１は、回転軸８１２に固定されている。したがって、回転モータ８２０の駆動により回転軸８１２が回転した場合には、回転板８２１も回転軸８１２とともに回転するようになっている。
【0035】
図４は、回転板８２１の構成例を示す平面図である。回転板８２１は、例えば円板状の回転体であり、その外周面には複数の切欠き８２３が形成されている。各切欠き８２３は、回転軸８１２が挿通される挿通孔８２６を中心とする同一の軌道上に位置している。回転センサ８２２は、例えばフォトインタラプタにより構成されており、発光部８２４及び受光部８２５を備えている。回転センサ８２２の発光部８２４からの光は、回転板８２１の各切欠き８２３の軌道上に照射されるようになっている。
【0036】
したがって、回転板８２１のいずれかの切欠き８２３が発光部８２４からの光の光軸上に位置しているときには、その光が切欠き８２３を介して受光部８２５により受光される。一方、いずれの切欠き８２３も発光部８２４からの光の光軸上に位置していないときには、その光が回転板８２１によって遮られるため、受光部８２５により光が検出されない。
【0037】
このような構成により、回転センサ８２２は、回転モータ８２０の回転位置、より具体的には回転モータ８２０により回転される対象物（例えば回転軸８１２）の回転位置を検出することができる。ただし、回転センサ８２２は、フォトインタラプタのような透過型センサに限らず、例えば発光部から光を照射し、対象物からの反射光が入射するか否かに基づいて対象物の回転位置を検出するような反射型センサなどのように、他のセンサにより構成されていてもよい。
【0038】
図１に示すような例においては、例えばプローブ８が分注対象となる試料容器２上に位置する状態、分注口８１４上に位置する状態など、プローブ８の各停止位置に対応付けて回転板８２１に各切欠き８２３が形成されている。これにより、回転センサ８２２からの検出信号に基づいて回転モータ８２０を停止させれば、水平方向の各停止位置にプローブ８を停止させることができる。
【0039】
昇降モータ８３０は、プローブアーム８１１を鉛直方向に昇降させるためのモータであり、回転軸８３３を介してプローブアーム８１１に連結されている。この昇降モータ８３０を駆動させた場合には、回転軸８３３が昇降モータ８３０に対して相対的に回転することにより、回転軸８３３が鉛直方向に上下動するようになっている。昇降板８３１は、回転軸８３３に固定されている。したがって、昇降モータ８３０の駆動により回転軸８３３が鉛直方向に上下動した場合には、昇降板８３１も回転軸８３３とともに上下動するようになっている。
【0040】
昇降板８３１の鉛直方向の位置は、昇降センサ８３２により検出される。図１に示すような例においては、例えばプローブ８を試料に浸漬させる位置や、試料から退避させる位置など、鉛直方向におけるプローブ８の各停止位置を昇降センサ８３２により検出し、その検出信号に基づいて昇降モータ８３０を停止させることにより、鉛直方向の各停止位置にプローブ８を停止させることができる。昇降センサ８３２は、例えば透過型センサ又は反射型センサなどにより構成することができるが、これらのセンサに限られるものではない。
【0041】
上述の回転モータ８２０及び昇降モータ８３０は、例えばステッピングモータにより構成されており、一定周期で出力されるクロック信号がパルス信号として入力されることにより、パルス数に応じた位相で回転する。本実施形態では、回転モータ８２０及び昇降モータ８３０が、８パルスで位相が１回転する１−２相励磁方式のステッピングモータにより構成されている。
【0042】
ただし、回転モータ８２０及び昇降モータ８３０は、１−２相励磁方式のステッピングモータに限らず、他のステッピングモータにより構成されていてもよい。例えば、２相ステッピングモータや５相ステッピングモータなどの異なる種類のステッピングモータであってもよいし、２相励磁方式やマイクロステップ方式などの異なる励磁方式のステッピングモータであってもよい。また、クロック型に限らず、例えばフェーズ型などの他の種類の制御命令方式を用いたモータドライバを使用してもよい。
【0043】
図５は、分注装置１の電気的構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る分注装置１には、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより構成される制御部９が備えられている。また、分注装置１には、モータ８２０，８３０を回転させる際のパルス数をカウントするためのカウンタ１０の他、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）又はハードディスクなどにより構成される記憶部２０や、液晶表示器などにより構成される表示部３０が備えられている。
【0044】
制御部９は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、モータ制御部９１、位相判定処理部９２、位相差比較処理部９３及び異常報知処理部９４などとして機能する。モータ制御部９１は、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０の動作を制御する。すなわち、モータ制御部９１は、回転モータ８２０及び昇降モータ８３０に対して、それぞれパルス信号を入力することにより個別に回転させるとともに、回転センサ８２２及び昇降センサ８３２からの検出信号に基づいて個別に回転を停止させる。
【0045】
モータ制御部９１からモータ８２０，８３０に入力されるパルス信号の数（パルス数）は、カウンタ１０によりカウントされる。カウンタ１０は、各モータ８２０，８３０に対応付けて設けられている。各モータ８２０，８３０が回転する間に、各モータ８２０，８３０に対応するカウンタ１０は、例えば「０」から「７」までインクリメントされ、２回転目以降の位相は再び「０」から繰り返しインクリメントされる。
【0046】
本実施形態のように、８パルスで位相が１回転するような１−２相励磁方式のステッピングモータからなるモータ８２０，８３０においては、カウンタ１０によるカウント値がモータ８２０，８３０の位相に対応している。したがって、カウンタ１０のカウント値に基づいてモータ８２０，８３０の位相を判別することができる。ただし、カウンタ１０を用いてモータ８２０，８３０の位相を判別するような構成に限らず、例えばモータ制御部９１から出力されるパルス数を制御部９が把握している場合には、そのパルス数に基づいてモータ８２０，８３０の位相を判別してもよい。
【0047】
モータ８２０，８３０の位相は、例えば分注装置１の初回使用時などのように、一定の取得タイミングでモータ８２０，８３０が停止したときのカウンタ１０のカウント値に基づいて取得され、その位相が基準位相として記憶部２０に記憶される。記憶部２０は不揮発性メモリにより構成されており、分注装置１の電源をオフ状態とした場合であっても、基準位相は記憶部２０に記憶された状態のまま維持される。
【0048】
上記基準位相は、センサ８２２，８３２の検出信号に基づいて一定の回転位置でモータ８２０，８３０が停止したときの位相であり、その後の分注装置１の動作時にモータ８２０，８３０を停止させる際の基準となる位相である。そのため、上記取得タイミングは、センサ８２２，８３２の検出精度が低下するよりも前、すなわち、センサ８２２，８３２の検出信号に基づくモータ８２０，８３０の停止位置の精度が高い期間中であることが好ましい。
【0049】
位相判定処理部９２は、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０を停止させたときの位相が、基準位相と一致するか否かを判定する。例えば分注装置１の２回目以降の使用時（分注動作時）には、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０を停止させたときに、カウンタ１０のカウント値に基づいてモータ８２０，８３０の位相が取得され、その位相が記憶部２０に記憶されている基準位相と一致するか否かが判定される。
【0050】
このとき、センサ８２２，８３２の検出精度の低下や、分注装置１内の機構部の振動といった誤差要因がなければ、カウンタ１０のカウント値に基づいて取得されたモータ８２０，８３０の位相は基準位相と一致する。しかし、上記のような誤差要因がある場合には、取得された位相が基準位相とは一致しない場合がある。このように、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０を停止させたときの位相が、基準位相とは異なると位相判定処理部９２により判定された場合には、モータ制御部９１は、基準位相までモータ８２０，８３０を回転させて停止させる。
【0051】
すなわち、回転センサ８２２からの検出信号に基づいて回転モータ８２０を停止させたときの位相が、当該回転モータ８２０の基準位相として記憶部２０に記憶されている位相と異なる場合には、当該基準位相まで回転モータ８２０が回転して停止する。一方、昇降センサ８３２からの検出信号に基づいて昇降モータ８３０を停止させたときの位相が、当該昇降モータ８３０の基準位相として記憶部２０に記憶されている位相と異なる場合には、当該基準位相まで昇降モータ８３０が回転して停止する。これらの処理は、回転モータ８２０又は昇降モータ８３０のいずれか一方についてのみ行われてもよいし、両方について行われてもよい。
【0052】
このように、本実施形態では、モータ８２０，８３０の回転が停止する際に、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０が停止した後、基準位相までモータ８２０，８３０が回転して停止するため、モータ８２０，８３０の停止位置が常に一定となる。また、ロータリーエンコーダなどの高価なセンサを用いなくても、モータ８２０，８３０の基準位相を記憶しておくことにより、その基準位相に基づいてモータ８２０，８３０を正確に停止させることができる。したがって、センサ８２２，８３２の検出精度が低い場合や、経年変化などによってセンサ８２２，８３２の検出精度が低下した場合、あるいは、分注装置１内の機構部に振動が生じている場合などであっても、安価な構成でモータ８２０，８３０の停止位置の再現性を向上することができる。
【0053】
特に、本実施形態では、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０が停止したときに、モータ８２０，８３０の位相が基準位置とは異なる場合にのみ、基準位相までモータ８２０，８３０が回転して停止する。したがって、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０が停止したときの位相が基準位相と同一である場合には、その後にモータ８２０，８３０を回転させるための動作が行われないため、無駄な動作を最小限に抑えることができる。
【0054】
位相差比較処理部９３は、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０を停止させたときの位相と基準位相との位相差を閾値と比較する。このような比較は、回転モータ８２０を停止させたときの位相と当該回転モータ８２０に対応する基準位相との位相差、及び、昇降モータ８３０を停止させたときの位相と当該昇降モータ８３０に対応する基準位相との位相差について、それぞれ別々に行われる。この場合、各位相差と比較される閾値は、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【0055】
本実施形態では、モータ制御部９１が位相判定処理部９２による判定結果に基づいてモータ８２０，８３０を回転させる際に、位相差比較処理部９３による比較結果に応じて異なる処理を行うようになっている。具体的には、各位相差が閾値以下である場合にのみ、モータ制御部９１は、基準位相までモータ８２０，８３０を回転させて停止させるようになっている。
【0056】
すなわち、回転センサ８２２からの検出信号に基づいて回転モータ８２０が停止したときの位相と基準位相との位相差が閾値より大きい場合、又は、昇降センサ８３２からの検出信号に基づいて昇降モータ８３０が停止したときの位相と基準位相との位相差が閾値より大きい場合には、その後に回転モータ８２０及び昇降モータ８３０を回転させるための動作が行われない。上記位相差が閾値より大きい場合には、センサ８２２，８３２又はモータ８２０，８３０などの部材が故障している可能性があるため、その後のモータ８２０，８３０の動作に制限を加えることにより、異常な動作によって悪影響が生じるのを防止することができる。
【0057】
異常報知処理部９４は、上記位相差が閾値より大きい場合に異常を報知するための処理を行う。具体的には、回転センサ８２２からの検出信号に基づいて回転モータ８２０が停止したときの位相と基準位相との位相差が閾値より大きい場合、又は、昇降センサ８３２からの検出信号に基づいて昇降モータ８３０が停止したときの位相と基準位相との位相差が閾値より大きい場合に、異常である旨が表示部３０に表示される。
【0058】
これにより、センサ８２２，８３２又はモータ８２０，８３０などの部材が故障している可能性が高いことを作業者に報知することができるため、異常な動作によって悪影響が生じるのを効果的に防止することができる。ただし、異常報知処理部９４は、表示部３０に対する表示によって異常を報知するような構成に限らず、例えば音声などの他の態様で異常を報知するような構成であってもよい。
【0059】
図６Ａ及び図６Ｂは、回転モータ８２０又は昇降モータ８３０の回転制御を行う際の態様について説明するためのタイムチャートである。例えば、分注装置１の初回使用時において、センサ８２２，８３２による検出信号に基づいてモータ８２０，８３０の回転を停止させたときの位相が、図６Ａのように「５」であったとする。この場合、基準位相として「５」が記憶部２０に記憶される。
【0060】
センサ８２２，８３２の検出精度が高ければ、その後にモータ８２０，８３０の回転を停止させたときの位相も「５」となる。しかしながら、センサ８２２，８３２の検出精度が低い場合や、経年変化などによってセンサ８２２，８３２の検出精度が低下した場合、あるいは、分注装置１内の機構部に振動が生じている場合などには、モータ８２０，８３０の停止位置の再現性が損なわれる場合がある。このような場合には、例えば図６Ｂに示すように、センサ８２２，８３２による検出信号に基づいてモータ８２０，８３０の回転を停止させたときの位相がずれてしまう。
【0061】
図６Ｂの例では、センサ８２２，８３２による検出信号に基づいてステッピングモータの回転を停止させたときの位相が、「５」から「３」に２位相分だけずれている。このように、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０を停止させたときの位相「３」が、基準位相「５」とは異なる場合には、基準位相「５」までモータ８２０，８３０が回転して停止する。
【0062】
この例では、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０を停止させたときの位相と基準位相との位相差が、許容範囲である閾値「２」以下である場合にのみ、基準位相までモータ８２０，８３０が回転して停止するようになっている。図６Ｂの例では、上記位相差が「２」であり、閾値以下であるため、基準位相までモータ８２０，８３０が回転して停止することとなる。一方、例えばセンサ８２２，８３２による検出信号に基づいてステッピングモータの回転を停止させたときの位相が「６」や「７」などである場合には、上記位相差が閾値よりも大きくなるため、上記のような回転制御は行われず、異常が報知されることとなる。ただし、上記閾値は、「２」に限られるものではない。
【0063】
図７は、分注装置１の初回使用時にプローブアーム８１１を動作させる際の制御部９による処理の一例を示したフローチャートである。プローブアーム８１１を動作させる際には、モータ制御部９１がモータ８２０，８３０の回転を開始させるとともに（ステップＳ１０１）、カウンタ１０によるパルス数のカウントが開始される（ステップＳ１０２）。そして、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０が停止される。
【0064】
すなわち、センサ８２２，８３２から制御部９に検出信号が入力されたときに（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、モータ制御部９１がモータ８２０，８３０の回転を停止させるとともに（ステップＳ１０４：モータ停止ステップ）、カウンタ１０によるパルス数のカウントが停止される（ステップＳ１０５）。そして、モータ８２０，８３０が停止したときの位相が基準位相として記憶部２０に記憶される（ステップＳ１０６：基準位相記憶ステップ）。
【0065】
図８は、分注装置１の２回目以降の使用時にプローブアーム８１１を動作させる際の制御部９による処理の一例を示したフローチャートである。分注装置１の２回目以降の使用時にプローブアーム８１１を動作させる際には、まず、初回使用時と同様にモータ制御部９１がモータ８２０，８３０の回転を開始させるとともに（ステップＳ２０１）、カウンタ１０によるパルス数のカウントが開始される（ステップＳ２０２）。そして、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０が停止される。
【0066】
すなわち、上記基準位相記憶ステップ（図７のステップＳ１０６）よりも後にモータ８２０，８３０を停止させる際にも、まずはセンサ８２２，８３２から制御部９に検出信号が入力されたときに（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、モータ制御部９１がモータ８２０，８３０の回転を停止させるとともに（ステップＳ２０４：モータ停止ステップ）、カウンタ１０によるパルス数のカウントが停止される（ステップＳ２０５）。
【0067】
その後、センサ８２２，８３２からの検出信号に基づいてモータ８２０，８３０を停止させたときの位相が確認され（ステップＳ２０６）、その位相が基準位相と一致するか否かが判定される（ステップＳ２０７：位相判定ステップ）。その結果、上記位相が基準位相と一致すると判定された場合には（ステップＳ２０７でＹｅｓ）、位相のずれが生じていないため、そのまま処理が終了する。一方、上記位相が基準位相とは異なると判定された場合には（ステップＳ２０７でＮｏ）、当該位相と基準位相との位相差が算出され（ステップＳ２０８）、算出された位相差が閾値と比較される（ステップＳ２０９：位相差比較ステップ）。
【0068】
上記位相差が閾値以下である場合には（ステップＳ２０９でＹｅｓ）、モータ制御部９１が基準位相まで上記位相差分だけモータ８２０，８３０を回転させて停止させる（ステップＳ２１０：モータ停止ステップ）。これに対して、上記位相差が閾値よりも大きい場合には（ステップＳ２０９でＮｏ）、表示部３０に対する表示などによって作業者に異常が報知される（ステップＳ２１１：異常報知ステップ）。
【0069】
以上の実施形態では、回転モータ８２０及び昇降モータ８３０がいずれもステッピングモータにより構成され、各モータ８２０，８３０の回転位置がセンサ８２２，８３２により検出されるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、回転モータ８２０又は昇降モータ８３０のいずれか一方のみがステッピングモータにより構成され、そのモータ８２０，８３０の回転位置がセンサ８２２，８３２により検出されるような構成であってもよい。
【0070】
また、プローブ保持機構８１は、図３に示すような構成に限らず、例えばＸＹＺステージなどのような他の機構を用いてプローブ８を水平方向又は鉛直方向に移動させる構成であってもよい。この場合、ステッピングモータを用いてプローブ８を移動させるような構成であれば、当該ステッピングモータの回転を停止させる際に、上述した回転制御が行われるような構成であればよい。
【0071】
さらに、試料を吸引するためのプローブ８を移動させるプローブ保持機構８１に限らず、例えば試薬を吸引するためのプローブ７を移動させるプローブ保持機構７１にステッピングモータが備えられ、当該ステッピングモータの回転を停止させる際に、上述した回転制御が行われるような構成であってもよい。この場合、プローブ保持機構７１は、図３に示すようなプローブ保持機構８１と同様の機構であってもよいし、例えばＸＹＺステージなどのような他の機構を用いてピアサ７を水平方向又は鉛直方向に移動させる構成であってもよい。
【0072】
ただし、プローブ７，８に限らず、分注装置１に備えられたピアサなどの他の部分の動作に用いられるステッピングモータの回転を停止させる際に、上述した回転制御が行われるような構成であってもよい。さらに、本発明は、分注装置１に限らず、例えば分光光度計などの各種分析装置に適用することができる他、コピー機などの事務機器や、カメラなどの光学機器といった各種機器に適用することができる。
【符号の説明】
【0073】
１ 分注装置２ 試料容器
３ 試料設定部
４ 試薬容器
５ 試薬設置部
７ プローブ
８ プローブ
９ 制御部
１０ カウンタ
２０ 記憶部
２１ 開口部
３０ 表示部
７１ プローブ保持機構
８１ プローブ保持機構
９１ モータ制御部
９２ 位相判定処理部
９３ 位相差比較処理部
９４ 異常報知処理部
７１１ プローブアーム
７１２ 回転軸
７１３ 軌道
８１１ プローブアーム
８１２ 回転軸
８１３ 軌道
８１４ 分注口
８２０ 回転モータ
８２１ 回転板
８２２ 回転センサ
８２３ 切欠き
８２４ 発光部
８２５ 受光部
８２６ 挿通孔
８３０ 昇降モータ
８３１ 昇降板
８３２ 昇降センサ
８３３ 回転軸