特許 7496439 自動分析装置、位置調整用治具及び位置調整方法

(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】

(24)【登録日】2024-05-29

(45)【発行日】2024-06-06

(54)【発明の名称】自動分析装置、位置調整用治具及び位置調整方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/10 20060101AFI20240530BHJP

   G01N 35/00 20060101ALI20240530BHJP

【ＦＩ】

G01N35/10 C

G01N35/00 E

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2022571059

(86)(22)【出願日】2021-09-28

(86)【国際出願番号】 JP2021035667

(87)【国際公開番号】W WO2022137695

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-04-28

(31)【優先権主張番号】P 2020214595

(32)【優先日】2020-12-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】福士 雄大

【審査官】北条 弥作子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／１５７６４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１２／１１１３６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０８７３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６１６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１６０３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３４５８９４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３５／００～３５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転時の軌跡上に配置された収容部に収容された容器内の流体の吸引又は当該容器への流体の吐出の少なくとも一方を行うノズルを水平面内で周方向に回転させる回転機構と、
前記ノズルの駆動により、前記収容部に収容された位置調整用治具の高さ方向の位置決めを行う高さ位置決め機構と、
前記位置調整用治具の高さ位置の決定後、前記位置調整用治具への側方からの前記ノズルの接触により、前記位置調整用治具を収容した前記収容部の周方向の位置決めを行う周方向位置決め機構と、
前記回転機構、前記高さ位置決め機構及び前記周方向位置決め機構を制御する演算制御装置と、を備える
ことを特徴とする自動分析装置。

【請求項2】

前記高さ位置決め機構は、前記ノズルの降下により検出した前記位置調整用治具の上端面と前記ノズルとの接触位置を検出することで、前記位置調整用治具の高さ位置を決定し、
前記周方向位置決め機構は、前記ノズルの下端を前記位置調整用治具の前記上端面よりも下方に配置した状態で前記ノズルを前記位置調整用治具の側方から前記位置調整用治具に近づける
ことを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。

【請求項3】

前記演算制御装置は、前記位置調整用治具から離れた所定位置と、前記位置調整用治具と接触する時の前記ノズルの存在位置との間の所定距離の設計値と、前記周方向位置決め機構による前記ノズルの移動時における前記所定距離に関する実測値との差分である調整値を計算する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動分析装置。

【請求項4】

前記周方向位置決め機構は、前記周方向のうちの一方向から前記ノズルを前記位置調整用治具に近づけるとともに他方向からも前記ノズルを前記位置調整用治具に近づけ、
前記演算制御装置は、それぞれの方向から近づけたときのそれぞれの前記調整値を計算する
ことを特徴とする請求項３に記載の自動分析装置。

【請求項5】

前記演算制御装置は、前記一方向及び前記他方向のそれぞれから前記設計値に前記調整値を加減した距離だけ前記ノズルを移動後の前記ノズルの位置に基づき、前記ノズルの径方向位置の妥当性を判断する
ことを特徴とする請求項４に記載の自動分析装置。

【請求項6】

前記演算制御装置は、前記調整値が所定範囲に含まれているか否かを判断することで、前記ノズルの径方向位置の妥当性を判断する
ことを特徴とする請求項４に記載の自動分析装置。

【請求項7】

前記ノズルは高さ方向で外径が変化する形状を有し、
前記演算制御装置は、前記ノズルの前記位置調整用治具への高さ方向の接触位置に基づき、前記収容部の周方向の位置決めを行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動分析装置。

【請求項8】

前記ノズルは下方に窄まる形状を有するチップを備える
ことを特徴とする請求項７に記載の自動分析装置。

【請求項9】

前記ノズルの径方向位置、又は、前記ノズルを回転させる回転軸に対する前記ノズルの角度の少なくとも一方を調整する調整機構を備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動分析装置。

【請求項10】

前記収容部は、
何れも前記流体としての検体及び試薬を収容可能な前記容器としての反応容器を周方向に連続的に配置したインキュベータ、又は、
何れも前記流体としての検体、試薬、又は前記ノズルの洗浄液、の少なくとも何れか１つを収容した前記容器を保持するホルダ、
の少なくとも何れかに備えられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動分析装置。

【請求項11】

前記回転機構は、静電容量の変化によって前記ノズルへの接触を検出する検出機構を備え、
前記ノズルは、前記流体としての検体、試薬、又は前記ノズルの洗浄液、のうちの少なくとも１つを吸引及び吐出可能に構成されるとともに、少なくとも下端部は樹脂により構成され、
前記演算制御装置は、前記位置調整用治具への前記検出機構による検出感度を、前記流体の吸引時の検出感度よりも高くする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動分析装置。

【請求項12】

自動分析装置において水平面内で回転可能なノズルによって吸引又吐出が行われる流体を入れた容器の収容部に収容可能であり、
前記収容部に収容したときに前記収容部の上方に突出し、前記ノズルの回転時の軌跡を示した調整用目印を上端面に備える
ことを特徴とする位置調整用治具。

【請求項13】

前記上端面に露出するコアと、
前記コアの外側に配置されるとともに前記上端面に露出し、前記コアとは体積又は誘電率の少なくとも一方が異なる表層部と、
前記コアと前記表層部とを絶縁する絶縁層とを備える
ことを特徴とする請求項１２に記載の位置調整用治具。

【請求項14】

前記コアは、前記容器の中央部に対応する位置に配置される
ことを特徴とする請求項１３に記載の位置調整用治具。

【請求項15】

前記調整用目印は、前記上端面に形成された凸部である
ことを特徴とする請求項１３に記載の位置調整用治具。

【請求項16】

自動分析装置における回転時の軌跡上に配置された収容部に収容された容器内の流体の吸引又は当該容器への流体の吐出の少なくとも一方を行うとともに水平面内で回転可能なノズルの駆動により、前記収容部に収容された位置調整用治具の高さ方向の位置決めを行う高さ位置決めステップと、
前記位置調整用治具の高さ位置の決定後、前記位置調整用治具への側方からの前記ノズルの接触により、前記位置調整用治具を収容した前記収容部の周方向の位置決めを行う周方向位置決めステップとを含む、
ことを特徴とする位置調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は自動分析装置、位置調整用治具及び位置調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

臨床検査における生化学分析装置、免疫分析装置等の化学分析に用いられる自動分析装置では、検体及び試薬を分注するノズルを備えた分注機構を有する。ノズルは各停止位置に対して中心に停止するように調整されることが好ましい。ここで、特許文献１には、分注プローブの下方への移動を繰り返し行うことで、治具の傾斜面を検出する技術が記載されている（段落００８８～０１０５、図１０）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－２８５９５７号公報（要約書）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１によれば、位置決めに時間がかかる、という課題がある。
本開示が解決しようとする課題は、短時間で位置決め可能な自動分析装置、位置調整用治具及び位置調整方法の提供である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の自動分析装置は、回転時の軌跡上に配置された収容部に収容された容器内の流体の吸引又は当該容器への流体の吐出の少なくとも一方を行うノズルを水平面内で周方向に回転させる回転機構と、前記ノズルの駆動により、前記収容部に収容された位置調整用治具の高さ方向の位置決めを行う高さ位置決め機構と、前記位置調整用治具の高さ位置の決定後、前記位置調整用治具への側方からの前記ノズルの接触により、前記位置調整用治具を収容した前記収容部の周方向の位置決めを行う周方向位置決め機構と、前記回転機構、前記高さ位置決め機構及び前記周方向位置決め機構を制御する演算制御装置と、を備える。その他の解決手段は発明を実施するための形態において後記する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、短時間で位置決め可能な自動分析装置、位置調整用治具及び位置調整方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】自動分析装置の上面図。

【図2】ノズルによる検体及び試薬の分注を説明する図。

【図3A】径方向のノズルの位置合わせを説明する図（位置合わせ前を示す図）。

【図3B】位置調整用治具の斜視図。

【図3C】径方向のノズルの位置合わせを説明する図（位置合わせ後を示す図）。

【図4A】別の実施形態に係る位置調整用治具の上面図。

【図4B】別の実施形態に係る位置調整用治具の側面図。

【図5】ノズルを位置調整用治具の上端面に接触させた様子を示す図。

【図6A】一方向からの周方向位置合わせ時の上面図。

【図6B】一方向からの周方向位置合わせ時の側面図。

【図7A】他方向からの周方向位置合わせ時の上面図。

【図7B】他方向からの周方向位置合わせ時の側面図。

【図8】高さ方向で外径が変化する形状を有するノズルの高さ位置と、ノズルと位置調整用治具の中心との間の距離との関係を説明する図。

【図9A】位置合わせが正しいとき及び誤っているときを説明する上面図（一方向から接触させたときの様子を示す図）。

【図9B】位置合わせが正しいとき及び誤っているときを説明する上面図（他方向から接触させたときの様子を示す図）。

【図10】自動調整方法を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら本開示を実施するための形態（実施形態と称する）を説明する。以下の一の実施形態の説明の中で、適宜、一の実施形態に適用可能な別の実施形態の説明も行う。本開示は以下の一の実施形態に限られず、異なる実施形態同士を組み合わせたり、本開示の効果を著しく損なわない範囲で任意に変形したりできる。また、同じ部材については同じ符号を付すものとし、重複する説明は省略する。更に、同じ機能を有するものは同じ名称を付すものとする。図示の内容は、あくまで模式的なものであり、図示の都合上、本開示の効果を著しく損なわない範囲で実際の構成から変更したり、図面間で一部の部材の図示を省略したり変形したりすることがある。

【0009】

図１は、自動分析装置１００の上面図である。自動分析装置１００の搬送ラック１０１には、検体（サンプル）を保持する検体容器１０２が架設されており、検体容器１０２は、ラック搬送ライン１１７によって、ノズル２０３（図２）の近傍の分注位置まで移動される。ノズル２０３は、詳細は後記するが、反応容器１０５（容器の一例）内の反応液（流体の一例）の吸引又は反応容器１０５への検体及び試薬（流体の一例）の吐出の少なくとも一方を行うものである。

【0010】

インキュベータ（反応ディスク）１０４には複数の反応容器１０５が設置可能であり、インキュベータ１０４は、円周方向に設置された反応容器１０５をそれぞれ所定位置まで移動させるため、水平面内での回転可能である。搬送機構１０６は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３方向に移動可能である。搬送機構１０６は、保持部材１０７、攪拌機構１０８、廃棄孔１０９、チップ１１９（図３Ａ）の装着位置１１０及びインキュベータ１０４の所定箇所の範囲を移動し、チップ１１９及び反応容器１０５の搬送を行う。

【0011】

保持部材１０７には、未使用の反応容器１０５及びチップ１１９（図３Ａ）が複数設置されている。搬送機構１０６は、保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用の反応容器１０５を把持した後上昇し、さらに、インキュベータ１０４の所定位置上方に移動し、下降して反応容器１０５を設置する。次いで、搬送機構１０６は、保持部材１０７の上方に移動し、下降して未使用のチップ１１９を把持した後、上昇し、装着位置１１０の上方に移動し、下降してチップ１１９を設置する。

【0012】

ノズル２０３（図２）は、水平面内での回転及び上下動可能であり、装着位置１１０の上方に回転した後、下降して、ノズル２０３の先端にチップ１１９を圧入して装着する。チップ１１９を装着したノズル２０３は、搬送ラック１０１に載置された検体容器１０２の上方に移動した後、下降して、検体容器１０２に保持された検体を所定量吸引する。検体を吸引したノズル２０３は、インキュベータ１０４の上方に移動した後、下降して、インキュベータ１０４に保持された未使用の反応容器１０５に、検体を吐出する。吐出が終了すると、ノズル２０３は、廃棄孔１０９の上方に移動し、使用済みのチップ１１９を廃棄孔１０９から廃棄する。

【0013】

試薬ディスク１１１には、複数の試薬容器１１８が設置されている。試薬ディスク１１１の上部にはカバー１１２（図示の例では内部を可視化するため一部削除）が設けられ、試薬ディスク１１１内部は所定の温度に保温される。カバー１１２の一部には、開口部１１３が設けられている。ノズル１１４は水平面内での回転及び上下移動が可能であり、開口部１１３の上方に回転した後に下降し、ノズル１１４の先端を所定の試薬容器１１８内の試薬に浸漬して、所定量の試薬を吸引する。次いで、ノズル１１４は上昇した後に、インキュベータ１０４の所定位置の上方に回転して、反応容器１０５に試薬を吐出する。

【0014】

検体及び試薬が吐出された反応容器１０５は、インキュベータ１０４の回転によって所定位置に移動し、搬送機構１０６によって、攪拌機構１０８へと搬送される。攪拌機構１０８は、反応容器１０５に対して回転運動を加えることで反応容器１０５内の検体及び試薬を攪拌し、混和する。攪拌の終了した反応容器１０５は、搬送機構１０６によって、インキュベータ１０４の所定位置に戻される。

【0015】

ノズル１１５は水平面内での回転及び上下移動が可能であり、サンプル及び試薬を分注し、攪拌が終了し、インキュベータ１０４で所定の反応時間が経過した反応容器１０５の上方に移動し、下降し、反応容器１０５内の反応液を吸引する。ノズル１１５で吸引された反応液は、検出部ユニット１１６で分析される。反応液の吸引された反応容器１０５は、インキュベータ１０４の回転によって所定位置に移動し、搬送機構１０６によって、インキュベータ１０４から廃棄孔１０９の上方に移動し、廃棄孔１１９に廃棄する。

【0016】

なお、図示の例では、ノズル２０３，１１４，１１５により検体、試薬及び反応液の各流体の吸引及び吐出を独立して行い、本明細書ではノズル２０３の位置合わせが主に説明される。別の実施形態では、自動分析装置１００は、洗浄液による洗浄を行うことで各流体の吸引及び吐出を１つのノズル（不図示）を備え、当該ノズルの位置合わせが以下のノズル２０３の位置合わせと同様にして行われる。更に別の実施形態では、ノズル１１４，１１５の位置合わせが、以下のノズル２０３の位置合わせと同様にして行われる。

【0017】

自動分析装置１００は、回転機構４００（図３Ａ）、高さ位置決め機構５００（図５）及び周方向位置決め機構６００（図５）を制御する演算制御装置８００を備える。演算制御装置８００は、何れも図示はしないが、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、
ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えて構成される。演算制御装置８００は、ＲＯＭに格納されている所定の制御プログラムがＲＡＭに展開され、ＣＰＵによって実行されることにより具現化される。

【0018】

図２は、ノズル２０３による検体及び試薬の分注を説明する図である。ノズル２０３は、回転時の軌跡である円周２０４上に配置された収容部１２０に収容された反応容器１０５内の反応液（流体の一例）の吸引又は反応容器１０５への検体及び試薬（流体の一例）の吐出の少なくとも一方を行う。ノズル２０３は、回転軸２０１に取り付けられたアーム２０２の先端下方に設置される。

【0019】

収容部１２０は、何れも流体としての検体及び試薬を収容可能な反応容器１０５（容器の一例）を周方向に連続的に配置したインキュベータ１０４、又は、何れも流体としての検体、試薬、又はノズル２０３を洗浄する洗浄液の少なくとも何れか１つを収容した容器を保持する搬送ラック１０１、試薬ディスク１１１、洗浄液ホルダ（不図示）（何れもホルダの一例）の少なくとも何れかに備えられる。このようにすることで、これらの収容部１２０に収容した検体容器１０２、反応容器１０５、試薬容器１１８等の各容器の位置合わせを行うことができる。

【0020】

なお、１本のノズル２０３によって検体、試薬、又は洗浄液の少なくとも２つを吸引及び吐出する場合には洗浄液が使用され、検体、試薬、又は洗浄液の吸引及び吐出を行うノズル２０３がそれぞれ備えられる場合には洗浄液は使用されなくてもよい。図示の例では、洗浄液は使用されない。ノズル２０３は、回転時、装着位置１１０、搬送ラック１０１上の検体吸引位置２０７、インキュベータ１０４上の検体吐出位置２０９、廃棄孔１０９の各点を通過する。

【0021】

図３Ａは、径方向のノズル２０３の位置合わせを説明する図であり、位置合わせ前を示す図である。自動分析装置１００は、ノズル２０３を水平面内で周方向に回転させる回転機構４００を備え、回転機構４００は、回転軸２０１、回転軸２０１を周方向に回転させるモータ（不図示）、アーム２０２、検出機構３０５等を備える。回転機構４００は、電気信号線（不図示）により演算制御装置８００（図１）に接続される。

【0022】

ノズル２０３は高さ方向で外径が変化する形状を有し、例えば、下方に窄まる例えば円錐の形状を有するチップ１１９を備える。チップ１１９を備えることで、先端を細くしての吸引圧力を小さくできるとともに、吐出時に流体の飛散を抑制できる。

【0023】

自動分析装置１００では、ノズル２０３の径方向及び周方向の両位置合わせが行われる。ノズル２０３は反応容器１０５との接触抑制及びデッドボリュームを極力削減する観点から吸引及び吐出位置に対してより中心にあるほうがよい。しかしながら各機構が接地するベース（アーム２０２等）の機械加工の精度、ベースのたわみ、機構内の積み上げ公差、組立誤差、ノズル２０３の直角度等の影響により、設計上の検体吐出位置２０９に対してノズル２０３の回転半径Ｌがずれることがある。そこで、径方向の位置合わせを行うことで、実際の回転半径Ｌ１を、設計上の理想の回転半径Ｌ２（図３Ｃ）に近づけることができる。

【0024】

自動分析装置１００は、ノズル２０３の径方向位置、又は、ノズル２０３を回転させる回転軸２０１に対するノズル２０３の角度の少なくとも一方を調整する調整機構３０２を備える。調整機構３０２を備えることで、ノズル２０３の径方向位置又は水平方向に対する角度を調整できる。中でも、調整機構３０２は径方向位置及び角度の双方を調整することが好ましい。角度を調整できることで、アーム２０２のたわみ及び回転軸２０１の倒れ、ノズル２０３の曲がりを吸収できる。調整機構３０２は、例えば、送りねじ、アクチュエータ等である。また、調整機構３０２は、例えば締結用のねじ穴を長円穴にして、長円穴の内部でねじをずらすことができるように構成できる。

【0025】

図３Ｂは、位置調整用治具３０３の斜視図である。位置調整用治具３０３は、自動分析装置１００において水平面内で回転可能なノズル２０３（図３Ａ）によって吸引又吐出が行われる反応液等の流体を入れた反応容器１０５（図１。容器の一例）の収容部１２０（図３Ａ）に収容可能なものである。位置調整用治具３０３は、収容部１２０（図３Ａ）に収容したときに収容部１２０の上方に突出し、突出した部分にフランジ状構造を有する。突出した部分は上面視で半径Ｒを有する円形である。

【0026】

位置調整用治具３０３は、ノズル２０３の回転時の軌跡である円周２０４（図２）の一部の円弧を示した調整用目印３０６を上端面３０４に備える。位置調整用治具３０３によれば、使用者が、調整用目印３０６の上方に目視でノズル２０３の先端が配置されるように、ノズル２０３の径方向位置又は角度の少なくとも一方を調整することで、容易に径方向の位置合わせを行うことができる。

【0027】

調整用目印３０６は、ノズルの回転半径Ｌ（図３Ａ）の目安となる印であり、使用者は調整用目印３０６に合うよう調整機構３０２（図３Ａ）を操作してノズル２０３の回転半径Ｌを調整する。調整用目印３０６はけがき線、溝、調整許容範囲を示す色分け、中心を示す穴、点等、視認性の良いものであれば良い。位置調整用治具３０３は、側壁、底面等に、位置調整用治具３０３の回転を抑制する凹凸（不図示）を備える。これにより、調整の目安となる調整用目印３０６がずれないようになっている。

【0028】

詳細は後記するが、位置合わせ完了後、位置合わせが妥当可能かの否かの判断が行われる。そこで、位置調整用治具３０３は、上端面３０４に露出するコア３１１と、表層部３１３と、絶縁層３１２とを備える。表層部３１３は、コア３１１の外側に配置されるとともに上端面３０４に露出し、コア３１１とは体積又は誘電率の少なくとも一方が異なる。絶縁層３１２は、コア３１１と表層部３１３とを絶縁する。

【0029】

回転機構４００（図３Ａ）は、静電容量の変化によってノズル２０３への接触を検出する検出機構３０５（図３Ａ）を備え、ノズル２０３と位置調整用治具３０３との接触は、静電容量変化に基づいて検出される。位置調整用治具３０３がこのように構成されることで、コア３１１への接触によって位置調整用治具３０３の中央への接触を静電容量変化によって検出できるとともに、表層部３１３への接触によってノズル２０３が側方から接触したことを同じく静電容量変化によって検出できる。

【0030】

コア３１１及び表層部３１３のどちらに接触したのかは、例えば、検出機構３０５が検出した静電容量が閾値を超えるか否かに基づいて判断できる。判断は、例えば、検出機構３０５に対して電気信号線（不図示）を介して接続された演算制御装置８００（図１）により行うことができる。

【0031】

コア３１１は、反応容器１０５（図１。容器の一例）の中央部（図３Ａ。中央付近でもよい）に対応する位置に配置される。位置調整用治具３０３の中心線２１０は、反応容器１０５の中心線（不図示。矩形の場合には対角線の交点）と一致し、図示のように正確に位置合わせされた場合には検体吐出位置２０９に一致する。このようにすることで、コア３１１への接触検出により、反応容器１０５（図２）を収容部１２０（図３Ａ）に収容したときにノズル２０３（図３Ａ）が反応容器１０５の中央部に配置できる。

【0032】

なお、位置調整用治具３０３の形状は図示の例に限定されず、接触点４０５（図６Ｂ）から位置調整用治具３０３の中心線２１０までの距離を算出可能な形状であれば何でもよい。

【0033】

図３Ｃは、径方向のノズル２０３の位置合わせを説明する図であり、位置合わせ後を示す図である。使用者が目視により位置調整用治具３０３の調整用目印３０６（図３Ｂ）の上方にノズル２０３を調整すると、ノズル２０３による検体吐出位置２０９は、反応容器１０５の中央部と同位置である位置調整用治具３０３の中心線２１０と一致する。

【0034】

図４Ａは、別の実施形態に係る位置調整用治具３０３１の上面図である。図４Ｂは、別の実施形態に係る位置調整用治具３０３１の側面図である。位置調整用治具３０３１では、調整用目印３０６は、図４Ｂに示すように上端面３０４に形成された凸部３０６１であり、凸部３０６１は、円周２０４の円弧の一部として形成される。凸部３０６１を備えることで、ノズル２０３が凸部３０６１以外の上端面３０４に接触したときに、高さの違いに基づき凸部３０６１に接触していないことを検出できる。凸部３０６１の径方向の幅は、例えばコア３１１（図３Ｂ）の大きさ（通常は直径）と同じにできる。使用者は、ノズル２０３を凸部３０６１の上方に配置するように調整機構３０２（図３Ａ）を操作すればよい。なお、側方からの接触時の検出は、例えば、上記の図３Ｂを参照して説明したように、例えば、体積又は誘電率の少なくとも一方が凸部３０６１とは異なる材料で側面を構成することで、行うことができる。

【0035】

図５は、ノズル２０３を位置調整用治具３０３の上端面３０４に接触させた様子を示す図である。自動分析装置１００（図１）は、ノズル２０３の駆動により収容部１２０に収容された位置調整用治具３０３の高さ方向の位置決めを行う高さ位置決め機構５００を備える。高さ位置決め機構５００は、図示の例では、回転軸２０１、アーム２０２、ノズル２０３を降下させる下降機構（不図示）及び検出機構３０５を備える。高さ位置決め機構５００は、電気信号線（不図示）により演算制御装置８００（図１）に接続される。

【0036】

決定する高さ位置は、例えば設計上の位置調整用治具３０３の上端面３０４の高さ位置に対する実際の高さ位置とのずれ（差分）である。このようなずれは、例えば、ノズル２０３の設計上の下降距離と実際の下降距離に基づいて決定でき、以下においては「高さ調整値」ということがある。高さ調整値は、例えば演算制御装置８００（図１）により計算され、記憶される。また、検体の分析時には、設計値に対して高さ調整値を加減した量に基づき、ノズル２０３が高さ方向に移動する。

【0037】

高さ位置決め機構５００は、ノズル２０３の降下により検出した位置調整用治具３０３の上端面３０４とノズル２０３との接触位置を検出することで、位置調整用治具３０３の高さ位置を決定する。即ち、ノズル２０３の径方向への位置合わせ調整後、高さ位置決め機構５００は、ノズル２０３を下降機構（不図示）によって下降させ、ノズル２０３を位置調整用治具３０３に接触させる。これにより、位置調整用治具３０３の高さ位置を決定できる。なお、ノズル２０３は、径方向に正確に位置決めがされていれば、コア３１１（図３Ｂ）に接触する。ただし、位置調整が不良である場合には、ノズル２０３は表層部３１３に接触したり、位置調整用治具３０３に接触しなかったりする。この場合には、再度、径方向の位置合わせが行われる。

【0038】

ノズル２０３は、流体としての検体、試薬、又はノズル２０３の洗浄液、のうちの少なくとも１つを吸引及び吐出可能に構成される。従って、ノズル２０３は、検体、試薬又は洗浄液の少なくとも１つの流体の接触、及び、位置調整用治具３０３への接触の双方の検出に使用される。ノズル２０３は、少なくとも下端部は樹脂により構成され、具体的には例えば樹脂製のチップ１１９（図３Ａ）を備える。演算制御装置８００（図１）は、位置調整用治具３０３への検出機構３０５による検出感度を、上記流体の検出感度よりも高くする。

【0039】

金属製のノズル２０３にて高さ調整を実施する場合、接触に起因する静電容量変化が大きいため、固体の位置調整用治具３０３への接触を容易に検出できる。しかし、位置調整用治具３０３との接触部分が樹脂により構成される場合、流体への接触に起因する静電容量の変化を捉えるために調整された検出機構３０５によっては、接触面積が小さく、固体の位置調整用治具３０３との接触が検出され難い。そこで、接触検出時の検出感度を流体接触時の検出感度よりも上げることで、位置調整用治具３０３への接触を検出し易くできる。

【0040】

図６Ａは、一方向（図示の例では反時計回り）からの周方向位置合わせ時の上面図である。図６Ｂは、一方向からの周方向位置合わせ時の側面図である。自動分析装置１００（図１）は、位置調整用治具３０３の高さ位置の決定後、位置調整用治具３０３への側方からのノズル２０３の接触により、位置調整用治具３０３を収容した収容部１２０の周方向の位置決めを行う周方向位置決め機構６００を備える。周方向位置決め機構６００は、回転軸２０１（図５）、アーム２０２（図５）、下降機構（不図示）及び検出機構３０５（図５）を備える。周方向位置決め機構６００は、電気信号線（不図示）により演算制御装置８００（図１）に接続される。

【0041】

周方向位置決め機構６００は、図６Ｂに示すように、ノズル２０３の下端２１１を位置調整用治具３０３の上端面３０４よりも下方に配置した状態で、図６Ａに示すようにノズル２０３を位置調整用治具３０３の側方から位置調整用治具３０３に近づける。これにより、ノズル２０３を側方から位置調整用治具３０３に接触でき、接触位置に基づいて位置調整用治具３０３の周方向位置を決定できる。

【0042】

図６Ａ及び図６Ｂに示すようにノズル２０３を反時計回りに回転させる場合、反時計周り方向へのノズル２０３の移動量調整は以下のようにして行われる。

【0043】

周方向位置決め機構６００は、ノズル２０３を、位置調整用治具３０３から離れた所定位置である調整前停止位置４０２に移動させる。周方向位置決め機構６００は、位置調整用治具３０３の上端面３０４よりも下方にノズル２０３の下端２１１を下降させる。その後、周方向位置決め機構６００は、アーム２０２を回転軸２０１まわりに回転させてゆっくりと位置調整用治具３０３に近づけ、検出機構３０５（図５）が接触した時にノズル２０３の回転を停止する。このとき、ノズル２０３は、位置調整用治具３０３と接触する時のノズル２３０の存在位置である接触位置４０１に存在する。調整前停止位置４０２と接触位置４０１との間の所定距離の実測値θ２は、演算制御装置８００（図１）に記録される。

【0044】

演算制御装置８００（図１）は、接触位置４０１と調整前停止位置４０２との間の距離の設計値θ１と、周方向位置決め機構６００によるノズル２０３の移動時における前記所定距離に関する実測値θ２との差分である調整値α，β（後記）を計算する。このようにすることで、実測値θ２に基づいて設計値θ１に対する実際のずれを差分として計算でき、周方向にどの程度ずれているのかを評価できる。ここでは、所定距離として円周角が使用され、演算制御装置８００は、設計値θ１と実測値θ２との差分である調整値αを計算する。なお、また、検体の分析時には、設計値θ１，θ３に対してそれぞれ調整値α，βを加減した量に基づき、ノズル２０３が周方向に移動する。

【0045】

調整前停止位置４０２に位置するノズル２０３の中心線２１３（検体吐出位置２０９と一致する）と、位置調整用治具３０３の中心線２１０との間の距離の設計値はθｃｃｗであり、実測値はθｃｃｗに調整値αを加減したもの（θｃｃｗ±α）である。ノズル２０３が接触位置４０１に存在するときのノズル２０３の中心線２１２と、位置調整用治具３０３とノズル２０３との接触点４０５との間の距離はθｒである。位置調整用治具３０３の中心線２１０と接触点４０５との間の距離はθＲである。θｃｃｗ＝θ１＋θｒ＋θＲを満たす。

【0046】

図７Ａは、他方向（図示の例では時計回り）からの周方向位置合わせ時の上面図である。図７Ｂは、他方向からの周方向位置合わせ時の側面図である。周方向位置決め機構６００は、近づける方向を反対にしたこと以外は図６Ａ及び図６Ｂと同様にして、調整前停止位置４０４と接触位置４０３との間の距離を決定する。演算制御装置８００（図１）は、接触位置４０３と調整前停止位置４０４との間の所定距離の設計値θ３と、周方向位置決め機構６００によるノズル２０３の移動時における前記所定距離に関する実測値θ４との差分である調整値βを計算する。

【0047】

なお、調整前停止位置４０４の中心線２１４と、位置調整用治具３０３の中心線２１０との間の距離の設計値はθｃｗであり、実測値はθｃｗにβを加減したもの（θｃｃｗ±β）である。ノズル２０３が接触位置４０３に存在するときのノズル２０３の中心線２１５と、接触点４０５との間の距離はθｒである。位置調整用治具３０３の中心線２１０と接触点４０５との間の距離はθＲである。θｃｗ＝θ３＋θｒ＋θＲを満たす。

【0048】

このように、周方向位置決め機構６００（図５）は、周方向のうちの一方向からノズル２０３を位置調整用治具３０３に近づけるとともに他方向からもノズル２０３を位置調整用治具３０３に近づける。演算制御装置８００（図１）は、それぞれの方向から近づけたときのそれぞれの調整値α，βを計算する。ノズル２０３が適切な位置に配置されている場合、調整前停止位置４０２の中心線２１３（図６Ａ）と位置調整用治具３０３の中心線２１０との間の距離と、調整前停止位置４０４の中心線２１４と位置調整用治具３０３の中心線２１０との間の距離とは、通常は一致する。従って、それぞれの方向から近づけた時の調整値α，βをそれぞれ計算することで、周方向の位置決めの精度を向上できる。

【0049】

回転機構４００（図３Ａ）、高さ位置決め機構５００（図５）及び周方向位置決め機構６００（図５）が、例えば歯車等を利用してノズル２０３を駆動させる場合、バックラッシュの影響を受ける可能性がある。また、回転機構４００、高さ位置決め機構５００及び周方向位置決め機構６００が、例えば検知器及び検知板（何れも不図示）により停止を検出する場合、組立誤差により検知器が検知板を検知するタイミングが一方向への回転と他方向への回転とで異なる場合があり、ノズル２０３の停止位置がずれ得る。そこで、自動分析装置１００では、ノズル２０３を一方向及び他方向の双方向から近付けることで、周方向の位置決めが行われる。これにより、一方向及び他方向のそれぞれで停止位置がずれることを抑制できる。ただし、ノズル２０３が接触位置４０１，４０３の何れかのみにしか停止できない場合には、対応する側のみの調整でもよい。

【0050】

設計値θ１，θ３（図６Ａ及び図７Ａ）の算出は、例えばノズル２０３の回転半径Ｌ（図３Ａ）、接触点４０５から位置調整用治具３０３の中心線２１０までの距離、回転機構４００（図３Ａ）、高さ位置決め機構５００（図５）及び周方向位置決め機構６００（図５）の回転分解能等に基づき決定できる。設計値θ１，θ３は、それぞれ、図６Ｂに示すように設計値θ１＝θｃｃｗ－（θｒ＋θＲ）、及び、図７Ｂに示すように設計値θ３＝θｃｗ－（θｒ＋θＲ）で表すことができる。

【0051】

ノズル２０３が円筒状である場合、即ち、高さ方向で同じ形状を有する場合、ノズル２０３の半径は高さ方向によらず同じであるため、ノズル２０３の下降量によらず、接触点４０５からノズル２０３の中心線２１２，２１６までの距離θｒを算出できる。また、接触点４０５から位置調整用治具３０３の中心線２１０までの距離θＲも位置調整用治具３０３の半径に基づき算出できる。

【0052】

図８は、高さ方向で外径が変化する形状を有するノズル２０３の高さ位置と、ノズル２０３と位置調整用治具３０３の中心線２１０との間の距離とを説明する図である。ノズル２０３が例えばチップ１１９を備える場合、ノズル２０３は高さ方向で外径が変化し、具体的には下方に向かって窄まる形状を有する。このため、ノズル２０３の下降量によってノズル２０３における接触点４０５の高さ位置が変化し、中心線２１２と接触点４０５との間の距離が変化する。

【0053】

例えば、ノズル２０３が上方にある接触位置４０１１では、位置調整用治具３０３の上端面３０４とノズル２０３の下端２１１との間の距離はｚ１である。このとき、中心線２１２１と接触点４０５との間の距離はθｒ１である。一方、ノズル２０３が下方にある接触位置４０１２では、位置調整用治具３０３の上端面３０４とノズル２０３の下端２１１との間の距離はｚ２である。このとき、中心線２１２２と接触点４０５との間の距離はθｒ２である。従って、ノズル２０３の高さ位置によって距離θｒが変化し、設計値θ１，θ３（図６Ａ及び図７Ａ）に対する調整値α，βを一義的に算出できない。

【0054】

そこで、自動分析装置１００では、高さ位置決め機構５００による高さ方向の位置決めが行われ、その後に、周方向位置決め機構６００による周方向の位置決めが行われる。具体的には、演算制御装置８００（図１）は、ノズル２０３の位置調整用治具３０３への高さ方向の接触位置、即ち、接触点４０５の高さ位置に基づき、位置調整用治具３０３の周方向の位置決めを行う。このようにすることで、調整前停止位置４０２，４０４（図６Ｂ及び図７Ｂ）で下降したノズル２０３の先端位置と位置調整用治具３０３の接触点４０５の高さ位置との位置関係を把握できる。そして、接触点４０５の高さ位置に基づいて中心線２１２，２１６と接触点４０５との間の距離θｒを決定でき、調整値α，βを算出できる。決定した距離θｒは、演算制御装置８００（図１）の記憶部（不図示）に記憶される。

【0055】

図９Ａは、位置合わせが正しいとき及び誤っているときを説明する上面図であり、一方向から接触させたときの様子を示す図である。図９Ｂは、位置合わせが正しいとき及び誤っているときを説明する上面図であり、他方向から接触させたときの様子を示す図である。図９Ａ及び図９Ｂのそれぞれにおいて、一例として、外周側の円周４２１，４３１は位置合わせが正しいときのノズル２０３の軌跡、内周側の円周４２２，４３２は位置合わせが誤っているときのノズル２０３の軌跡を示す。

【0056】

適切な位置合わせ後、調整後停止位置４０６（図９Ａ）と調整後停止位置４０７（図９Ｂ）とはほぼ一致する。調整後停止位置４０６は、ノズル２０３を接触位置４０１から一方向側に距離θｒ＋θＲだけ移動させた位置である。θｒ＋θＲ＝（θｃｃｗ±α）－θ１を満たす。調整後停止位置４０７は、接触位置４０３から他方向側に距離θｒ＋θＲだけ移動させた位置である。θｒ＋θＲ＝（θｃｗ±β）－θ３を満たす。しかし、調整機構３０２（図３Ａ）によるノズル２０３の径方向位置調整が誤っていた場合、誤った基準位置４４１，４４３に基づいて調整値α，βを付与した場合の調整後停止位置４２６，４２７は、一方向から近付けた場合（図９Ａ）と他方向から近付けた場合（図９Ｂ）とで異なる位置になる。

【0057】

そこで、演算制御装置８００（図１）は、一方向及び他方向のそれぞれから設計値θ１，θ３に調整値α，βを加減した距離だけノズル２０３を移動後のノズル２０３の調整後停止位置４０６，４０７（位置の一例）に基づき、ノズル２０３の径方向位置の妥当性を判断する。これにより、実際のノズル２０３の駆動により得られた調整値α，βを用いて、使用者が行う径方向位置決めの適切性を判断できる。この妥当性の判断は、実際にノズル２０３を移動させて決定してもよく、計算により決定してもよい。例えば、ノズル２０３が１パルスごとに所定量移動するように構成されたパルスモータ（不図示）により駆動され、実際にノズル２０３を移動させて決定する場合には、位置合わせ開始時からの総パルス数を測定することで、どの程度移動したかを決定できる。また、エンコーダ（不図示）を使用して位置を決定してもよい。

【0058】

演算制御装置８００は、演算制御装置８００の記憶部（不図示）に記憶された距離θｒから調整後停止位置４０６，４０７を決定する。そして、各調整値α，βを反映させた調整後停止位置４０６，４０７が異なっていた場合（例えば調整後停止位置４２６，４２７の各位置）、演算制御装置８００は、演算制御装置８００の警報部（不図示）を通じて使用者に警告する。これにより、使用者に対し、径方向の再度の位置合わせを促すことができる。なお、調整後停止位置４０６，４０７は厳密に一致する必要は無く、例えば径方向位置合わせに影響を及ぼさない程度のずれは許容することができる。

【0059】

別の実施形態では、演算制御装置８００（図１）は、調整値α，βが所定範囲に含まれているか否かを判断することで、ノズル２０３の径方向位置の妥当性を判断する。調整値α，βが所定範囲に含まれているか否かを指標として判断するため、判断時間を短縮できる。所定範囲は、例えば、反応容器１０５への吐出時に内壁に検体等が付着しないような範囲、反応容器１０５への吐出時に内部で攪拌を促進できるような範囲等、任意に設定できる。

【0060】

図１０は、自動調整方法を示すフローチャートである。自動調整方法は例えば自動分析装置１００（図１）において行われ、各機構の制御は演算制御装置８００（図１）により行われる。自動調整方法は、自動調整を実行するボタン（不図示）を押下することで、開始される。ボタンは、物理的なボタンでもよく、表示部等のユーザインターフェース（ＵＩ）に表示されたボタンでもよい。

【0061】

ボタン押下により、演算制御装置８００は使用者に位置調整用治具３０３（図３Ｂ）の収容部１２０への設置を促し、使用者は位置調整用治具３０３を設置する（ステップＳ１）。使用者は、例えば、自動分析装置１００の表示部（不図示）に表示された箇所の収容部１２０に設置できる。なお、位置調整用治具３０３は、例えば自動分析装置１００を構成する任意の設置機構（不図示）により自動で設置されてもよい。設置後、使用者は、調整機構（図３Ａ）３０２を操作し、調整用目印３０６（図３Ｂ）に沿ってノズル２０３の径方向位置合わせを行う。

【0062】

次いで、再度ボタンが押下されることで、演算制御装置８００は、装着位置１１０にてチップ１１９（図３Ａ）をノズル２０３に装着し、高さ調整のため検出機構３０５の感度を切り替える（ステップＳ２）。なお、チップ１１９を装着しない場合、又は、ノズル２０３の下部が例えば金属の場合には、ステップＳ２は省略できる。演算制御装置８００は、ノズル２０３を位置調整用治具３０３の上方の高さ調整位置に移動させ（ステップＳ３）、下降させる（ステップＳ４）。移動及び下降は高さ位置決め機構５００（図５）により行われる。

【0063】

検出機構３０５（図３Ａ）がノズル２０３と位置調整用治具３０３との接触を検出すると（ステップＳ５のＹｅｓ）、演算制御装置８００は高さ調整値を計算及び記憶する（ステップＳ６）。一方で、検出されない場合（ステップＳ６のＮｏ）、演算制御装置８００は、警報部（不図示）を通じ、位置調整用治具３０３が正しく設置されていない旨を使用者に警告する（ステップＳ７）。これらのステップＳ３～Ｓ７は高さ位置決めステップであり、ノズル２０３の駆動により、収容部１２０（図２）に収容された位置調整用治具３０３の高さ方向の位置決めを行うものである。

【0064】

接触検出後、演算制御装置８００は、周方向位置決め機構６００（図５）を制御して、ノズル２０３を一方の調整前停止位置４０２（図６Ａ）に移動させ（ステップＳ８）、所定量下降させる（ステップＳ９）。この所定量は、位置調整用治具３０３から離れた位置で下降させれば位置調整用治具３０３に接触しないが、位置調整用治具３０３に近い位置で下降させれば位置調整用治具３０３に接触する距離である。所定量下降できれば（ステップＳ９のＹｅｓ）、演算制御装置８００は、周方向位置決め機構６００を制御して、ノズル２０３を位置調整用治具３０３に向けて移動させる（ステップＳ１０）。一方で、所定量下降中にノズル２０３が位置調整用治具３０３に接触して所定量下降できない場合には（ステップＳ９のＮｏ）、演算制御装置８００は、警報部（不図示）を通じ使用者に警告する（ステップＳ１１）。

【0065】

一方向から位置調整用治具３０３に向けて移動中、検出機構３０５（図３Ａ）が接触を検出すると（ステップＳ１２のＹｅｓ）、演算制御装置８００は、検出までのノズル２０３の移動量を記憶する（ステップＳ１４）。なお、移動量は、設計値θ１（図６Ａ）に対応する実測値θ２（図６Ａ）であり、設計値θ１に調整値αを付与した値と一致する。一方で、所定量移動しても接触を検出できない場合には（ステップＳ１２のＮｏ）、演算制御装置８００は、警報部（不図示）を通じ使用者に警告する（ステップＳ１３）。

【0066】

一方向からの移動による接触検出後、同様にして他方からノズル２０３を移動することで、接触が検出される。即ち、演算制御装置８００は、周方向位置決め機構６００を制御して、ノズル２０３を他方の調整前停止位置４０４（図７Ａ）に移動させ（ステップＳ１５）、所定量下降させる（ステップＳ１６）。この所定量は、ステップＳ９と同義である。所定量下降できれば（ステップＳ１６のＹｅｓ）、演算制御装置８００は、周方向位置決め機構６００を制御して、ノズル２０３を位置調整用治具３０３に向けて移動させる（ステップＳ１７）。一方で、所定量下降中にノズル２０３が位置調整用治具３０３に接触して所定量下降できない場合には（ステップＳ１６のＮｏ）、演算制御装置８００は、警報部（不図示）を通じ使用者に警告する（ステップＳ１８）。

【0067】

他方向から位置調整用治具３０３に向けて移動中、検出機構３０５（図３Ａ）が接触を検出すると（ステップＳ１９のＹｅｓ）、演算制御装置８００は、検出までのノズル２０３の移動量を記憶する（ステップＳ２０）。なお、移動量は、設計値θ３（図６Ｂ）に対応する実測値θ４（図６Ｂ）であり、設計値θ３に調整値βを付与した値と一致する。一方で、所定量移動しても接触を検出できない場合には（ステップＳ１９のＮｏ）、演算制御装置８００は、警報部（不図示）を通じ使用者に警告する（ステップＳ２１）。

【0068】

演算制御装置８００は、設計値θ１，θ３及び実測値θ２，θ４に基づき、調整値α，βを算出する（ステップＳ２２）。演算制御装置８００は、調整値α，βに基づき、位置合わせが適切であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。判断は、例えば、調整値α，βが所定範囲外であるか否か、又は、調整後停止位置４０６，４０７（図９Ａ及び図９Ｂ）の相対的位置等によって実行できる。適切であれば（Ｙｅｓ）、調整が終了し、演算制御装置８００は、使用者に対して位置調整用治具３０３を取り外すように促す。不適切であれば（Ｎｏ）、演算制御装置８００は、警報部（不図示）を通じ使用者に警告する（ステップＳ２４）。

【0069】

これらのステップＳ８～Ｓ２４は周方向位置決めステップであり、位置調整用治具３０３の高さ位置の決定後、位置調整用治具３０３への側方からのノズル２０３の接触により、位置調整用治具３０３を収容した収容部１２０の周方向の位置決めを行うものである。

【0070】

以上の自動分析装置１００及び位置調整方法によれば、位置決めを短時間で行うことができる。

【符号の説明】

【0071】

１００ 自動分析装置
１０１ 搬送ラック
１０２ 検体容器
１０４ インキュベータ
１０５ 反応容器
１０６ 搬送機構
１０７ 保持部材
１０８ 攪拌機構
１０９ 廃棄孔
１１０ 装着位置
１１１ 試薬ディスク
１１２ カバー
１１３ 開口部
１１４，１１５ ノズル
１１６ 検出部ユニット
１１７ ラック搬送ライン
１１８ 試薬容器
１１９ チップ
１２０ 収容部
２０１ 回転軸（回転機構、高さ位置決め機構、周方向位置決め機構）
２０２ アーム（回転機構、高さ位置決め機構、周方向位置決め機構）
２０３ ノズル
２０４ 円周
２０７ 検体吸引位置
２０９ 検体吐出位置
２１０，２１２，２１２１，２１２２，２１３，２１４，２１５，２１６ 中心線
２１１ 下端
２３０ ノズル
３０２ 調整機構
３０２１ 凸部
３０３，３０３１ 位置調整用治具
３０４ 上端面
３０５ 検出機構（回転機構、高さ位置決め機構、周方向位置決め機構）
３０６１ 凸部
３０６ 調整用目印
３１１ コア
３１２ 絶縁層
３１３ 表層部
４００ 回転機構
４０１，４０１１，４０１２，４０３ 接触位置
４０２，４０４ 調整前停止位置
４０５ 接触点
４０６，４０８，４１８ 調整後停止位置
４２１，４２２，４３１ 円周
４４１，４４３ 基準位置
５００ 高さ位置決め機構
６００ 周方向位置決め機構
８００ 演算制御装置
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２ 回転半径

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】