攪拌装置、攪拌方法及び攪拌装置を備えた分析装置
【課題】液体の攪拌効率を更に向上させることが可能な攪拌装置、攪拌方法及び攪拌装置を備えた分析装置を提供すること。
【解決手段】液体の保持手段に保持された液体を音波によって攪拌する攪拌装置、攪拌方法及び攪拌装置を備えた分析装置。攪拌装置２０は、音波を発生する音波発生素子２１を駆動する駆動回路２２を備え、駆動回路は、音波発生素子の駆動周波数を共振周波数と反共振周波数との間に制御する制御部２３を有する。音波発生素子２１は、櫛歯電極を備えた振動子を有する表面弾性波素子を用い、共振周波数と反共振周波数との間の周波数で駆動する。
【解決手段】液体の保持手段に保持された液体を音波によって攪拌する攪拌装置、攪拌方法及び攪拌装置を備えた分析装置。攪拌装置２０は、音波を発生する音波発生素子２１を駆動する駆動回路２２を備え、駆動回路は、音波発生素子の駆動周波数を共振周波数と反共振周波数との間に制御する制御部２３を有する。音波発生素子２１は、櫛歯電極を備えた振動子を有する表面弾性波素子を用い、共振周波数と反共振周波数との間の周波数で駆動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の保持手段に保持した液体を音波によって攪拌する攪拌装置、攪拌方法及び攪拌装置を備えた分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、容器等の液体の保持手段に保持した液体を攪拌する場合に用いられる櫛歯電極からなる振動子を有する表面弾性波素子は、振動子の共振周波数で駆動することが効率的であると考えられていた。このため、この種の表面弾性波素子には、駆動周波数を振動子の共振周波数に追尾させながら駆動するものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３９８８７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者が表面弾性波素子の振動子の駆動周波数に関して種々の実験を行い、駆動周波数と効率について鋭意検討を行った結果、表面弾性波素子は、振動子を共振周波数で駆動する場合の電気的な効率は良いが、振動の効率，即ち、液体を攪拌する際の攪拌効率は最適ではなく、攪拌効率に改善の余地があることが分かった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液体の攪拌効率を更に向上させることが可能な攪拌装置、攪拌方法及び攪拌装置を備えた分析装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る攪拌装置は、液体の保持手段に保持された液体を音波によって攪拌する攪拌装置であって、前記音波を発生する音波発生素子を駆動する駆動手段を備え、前記駆動手段は、前記音波発生素子の駆動周波数を共振周波数と反共振周波数との間に制御する制御部を有することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生素子は、櫛歯電極を備えた振動子を有する表面弾性波素子であることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記表面弾性波素子が発する音波の位相の半値幅内の駆動周波数で前記表面弾性波素子を駆動することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記表面弾性波素子の共振周波数をｆr、反共振周波数をｆa、中心周波数をｆc＝（ｆr＋ｆa）／２、反共振周波数と共振周波数との差をΔｆ＝ｆa−ｆrとしたとき、前記表面弾性波素子をｆc−Δｆ／４〜ｆc＋Δｆ／４の間の駆動周波数で駆動することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生素子は、前記液体の保持手段に保持される液体と非接触に設けられることを特徴とする。
【００１１】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項６に係る攪拌方法は液体の保持手段に保持された液体を音波によって攪拌する攪拌方法であって、前記音波を発生する音波発生手段を、共振周波数と反共振周波数との間の駆動周波数で駆動することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に係る攪拌方法は、上記の発明において、前記音波発生手段を、当該音波発生手段の位相の半値幅内の駆動周波数で駆動することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８に係る攪拌方法は、上記の発明において、前記共振周波数をｆr、前記反共振周波数をｆa、中心周波数をｆc＝（ｆr＋ｆa）／２、反共振周波数と共振周波数との差をΔｆ＝ｆa−ｆrとしたとき、前記音波発生手段をｆc−Δｆ／４〜ｆc＋Δｆ／４の間の駆動周波数で駆動することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９に係る攪拌方法は、上記の発明において、前記液体の保持手段に保持された液体を、当該液体と非接触に設けた前記音波発生手段により攪拌することを特徴とする。
【００１５】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１０に係る分析装置は、複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、前記攪拌装置を用いて前記複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる攪拌装置、攪拌方法及び攪拌装置を備えた分析装置は、音波発生素子の駆動周波数を共振周波数と反共振周波数との間に制御する制御部を有する駆動手段を備えたので、共振周波数で音波発生素子を駆動する場合に比べて液体の攪拌効率を更に向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の攪拌装置、攪拌方法及び攪拌装置を備えた分析装置にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の分析装置の実施の形態を示す自動分析装置の概略構成図である。図２は、図１の自動分析装置で用いる反応容器を示す斜視図である。図３は、表面弾性波素子を取り付けた図２の反応容器を示す平面図である。図４は、図１の自動分析装置で用いる本発明の攪拌装置の概略構成を示す図である。
【００１８】
自動分析装置１は、図１に示すように、作業テーブル２上に検体テーブル３、反応テーブル６及び試薬テーブル１３が互いに離間してそれぞれ周方向に沿って回転、かつ、位置決め自在に設けられている。また、自動分析装置１は、検体テーブル３と反応テーブル６との間に検体分注機構５が設けられ、反応テーブル６と試薬テーブル１３との間には試薬分注機構１２が設けられている。
【００１９】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室３ａが複数設けられている。各収納室３ａは、検体を収容した検体容器４が着脱自在に収納される。
【００２０】
検体分注機構５は、検体を後述する反応容器７に分注する手段であり、検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次後述する反応容器７に分注する。
【００２１】
反応テーブル６は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室６ａが複数設けられている。各収納室６ａは、攪拌容器として検体を試薬と反応させる反応容器７が着脱自在に収納される。また、反応テーブル６には、光源８及び排出装置１１が設けられている。光源８は、試薬と検体とが反応した反応容器７内の液体試料を分析するための分析光（３４０〜８００ｎｍ）を出射する。光源８から出射された分析用の光ビームは、反応容器７内の液体試料を透過し、光源８と対向する位置に設けた受光素子９によって受光される。一方、排出装置１１は、図示しない排出ノズルを備えており、反応容器７から反応終了後の液体試料を前記排出ノズルによって吸引し、排出容器（図示せず）に排出する。ここで、排出装置１１を通過した反応容器７は、図示しない洗浄装置に移送されて洗浄された後、再度、新たな検体の分析に使用される。
【００２２】
試薬分注機構１２は、試薬を反応容器７に分注する手段であり、後述する試薬テーブル１３の所定の試薬容器１４から試薬を順次反応容器７に分注する。
【００２３】
試薬テーブル１３は、図１に示すように、図示しない駆動手段によって矢印で示す方向に回転され、扇形に成形された収納室１３ａが周方向に沿って複数設けられている。各収納室１３ａは、試薬容器１４が着脱自在に収納される。複数の試薬容器１４は、それぞれ検査項目に応じた所定の試薬が満たされ、外面には収容した試薬に関する情報を表示するバーコードラベル（図示せず）が貼付されている。
【００２４】
ここで、試薬テーブル１３の外周には、試薬容器１４に貼付した前記バーコードラベルに記録された試薬の種類，ロット及び有効期限等の情報を読み取り、制御部１６へ出力する読取装置１５が設置されている。制御部１６は、受光素子９、排出装置１１、読取装置１５、分析部１７、入力部１８及び表示部１９と接続され、例えば、分析結果を記憶する記憶機能を備えたマイクロコンピュータ等が使用される。制御部１６は、自動分析装置１の各部の作動を制御すると共に、前記バーコードラベルの記録から読み取った情報に基づき、試薬のロットや有効期限等が設置範囲外の場合、分析作業を規制するように自動分析装置１を制御し、或いはオペレータに警告を発する。
【００２５】
分析部１７は、制御部１６を介して受光素子９に接続され、受光素子９が受光した光量に基づく反応容器７内の液体試料の吸光度から検体の成分や濃度等を分析し、分析結果を制御部１６に出力する。入力部１８は、制御部１６へ検査項目等を入力する操作を行う部分であり、例えば、キーボードやマウス等が使用される。表示部１９は、分析内容や警報等を表示するもので、ディスプレイパネル等が使用される。
【００２６】
以上のように構成される自動分析装置１は、回転する反応テーブル６によって周方向に沿って搬送されてくる反応容器７に検体分注機構５が検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次分注する。検体が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって試薬分注機構１２の近傍へ搬送されて所定の試薬容器１４から試薬が分注される。そして、試薬が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって周方向に沿って搬送される間に試薬と検体とが攪拌されて反応し、光源８と受光素子９との間を通過する。このとき、反応容器７内の液体試料は、受光素子９によって測光され、分析部１７によって成分や濃度等が分析される。そして、分析が終了した反応容器７は、排出装置１１によって反応終了後の液体試料が排出されて図示しない洗浄装置によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００２７】
このとき、自動分析装置１は、反応テーブル６によって周方向に沿って搬送される反応容器７内の液体試料を攪拌装置によって攪拌し、試薬と検体とを反応させる。この液体試料の攪拌に用いる攪拌装置２０を反応容器７及び攪拌方法と共に以下に説明する。
【００２８】
反応容器７は、図２に示すように、側壁７ａと底壁７ｂ（図４参照）とによって上部に開口７ｃを有する四角筒状に成形され、内面の側壁７ａと底壁７ｂとが接する部分は湾曲面に成形されている。反応容器７は、後述する表面弾性波素子２１が発する超音波の位相整合条件及び振幅整合条件を満たし、光源８から出射された分析光（３４０〜８００ｎｍ）に含まれる光の８０％以上を透過する素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラス，環状オレフィンやポリスチレン等の合成樹脂が使用される。反応容器７は、互いに平行な一組の側壁７ｂの下部が、光源８から出射された分析用の光ビームが透過し、液体試料を光学測定する測光部として利用される。反応容器７は、図３及び図４に示すように、底壁７ｂの下面に表面弾性波素子２１が取り付けられている。反応容器７は、自動分析装置１に組み込まれた図４に示す攪拌装置２０によって保持した液体試料が攪拌される。
【００２９】
攪拌装置２０は、試薬分注機構１２が反応容器７に試薬を分注する位置と互いに対向配置される光源８，受光素子９との間の収納室６ａ下部に配置されており、図４に示すように、表面弾性波素子２１と駆動回路２２とを備えている。
【００３０】
表面弾性波素子２１は、図３に示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等の圧電基板２１ａの表面に金等の櫛型電極（ＩＤＴ）からなる振動子２１ｂを設けた音波発生素子である。振動子２１ｂは、櫛歯状に形成された複数の電極指を有し、駆動回路２２から送信された駆動信号を表面弾性波（音波）に変換する発音部である。振動子２１ｂは、電気端子２１ｃとの間が共通電極であるバスバー２１ｄによって接続されている。表面弾性波素子２１は、図４に示すように、振動子２１ｂを底壁７ｂの中央に配置し、音響整合層２７を介して底壁７ｂの下面に取り付けられている。
【００３１】
駆動回路２２は、表面弾性波素子２１に駆動信号を供給して駆動する駆動手段であり、図４に示すように、攪拌制御部２３、発振部２４及び増幅部２５を備え、電気端子２１ｃとの間が配線２６によって接続されている。
【００３２】
攪拌制御部２３は、メモリとタイマを内蔵した電子制御手段（ＥＣＵ）が使用され、表面弾性波素子２１の駆動信号を制御する。攪拌制御部２３は、発振部２４を制御し、例えば、表面弾性波素子２１が発する音波の特性（周波数，強度，位相，波の特性）、波形（正弦波，三角波，矩形波，バースト波等）或いは変調（振幅変調，周波数変調）等を制御する。また、攪拌制御部２３は、内蔵したタイマに従って発振部２４が発振する発振信号の周波数を切り替えることができる。
【００３３】
発振部２４は、攪拌制御部２３からの制御信号に基づいて発振周波数をプログラマブルに変更可能な発振回路を有しており、数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波の発振信号を増幅部２５へ出力する。
【００３４】
増幅部２５は、発振部２４から入力される発振信号を増幅し、駆動信号として表面弾性波素子２１に出力する他、攪拌制御部２３からの制御信号に基づいて駆動信号の駆動周波数を段階的に切り替えることができる。
【００３５】
ここで、駆動回路２２は、発振部２４に代えて信号発生器と電圧制御発振器（ＶＣＯ）を使用し、信号発生器の発振信号を電圧制御発振器に入力することにより、周波数の切り替えや周波数の変調等の操作を行ってもよい。この場合、電圧制御発振器による周波数変調に加えて増幅部２５の出力を切り替えることにより、表面弾性波素子２１に出力する駆動信号の振幅を変動させれば、反応容器７に保持した液体試料に脈動を生じさせることができる。
【００３６】
音響整合層２７は、反応容器７と表面弾性波素子２１との間の音響インピーダンスを最適化するもので、エポキシ樹脂等の接着剤やシェラック等の他、ジェルや液体等を使用することができる。音響整合層２７は、音波の伝達効率を上げるため、表面弾性波素子２１が発する周波数の波長λに対して厚みは、ｎ・λ／４（ｎは奇数）となるように、または、できるだけ薄くなるように調整する。
【００３７】
本発明の自動分析装置１及び攪拌装置２０は、以上のように構成され、反応容器７に保持された液体試料を以下に説明する攪拌方法によって攪拌する。先ず、攪拌装置２０は、攪拌制御部２３による制御の下に駆動回路２２から供給される駆動信号によって表面弾性波素子２１を共振周波数と反共振周波数との間の駆動周波数で駆動する。これにより、振動子２１ｂが、複数の電極指の配列方向に沿った両側へ音波を出射する。振動子２１ｂの両側へ出射した音波は、圧電基板２１ａの表面を振動子２１ｂの両側へ伝搬すると共に、音響整合層２７を通って反応容器７の底壁７ｂ内を伝搬し、音響インピーダンスが近い液体試料Ｌs中へ漏れ出す。このため、反応容器７においては、図４に示すように、振動子２１ｂの中心から等距離の位置にある底壁７ｂの内面から斜め上方に音波Ｗaが出射される。
【００３８】
この結果、反応容器７には、底壁７ｂの内面から斜め上方に出射する音波Ｗaによって液体試料Ｌsを巻き上げる音響流が生じる。このため、液体試料Ｌsは、音響流によって底部から液面に至る広範囲に亘って非接触の下に攪拌される。このとき、本発明者が行った実験によれば、振動子２１ｂの駆動周波数が異なると攪拌効率も異なり、攪拌時間に長短が生ずることが分かっている。
【００３９】
例えば、振動子２１ｂが図５に実線で示すインピーダンスの周波数特性を有する攪拌装置２０において、振動子２１ｂの駆動周波数を変化させ、駆動周波数と液体の攪拌に要する攪拌時間との関係を測定したところ、図６に示す結果が得られた。ここで、図５において、一点鎖線は、位相の周波数特性を示しており、実線で示すインピーダンスの周波数特性より、振動子２１ｂの共振周波数ｆrは９４．３ＭＨｚ、反共振周波数ｆaは１０１．５ＭＨｚであり、中心周波数ｆc（＝（ｆr＋ｆa）／２）は９７．９ＭＨｚと算出される。
【００４０】
また、この測定に用いた反応容器７は、内法が２×３×５（縦×横×高さ）ｍｍであり、底壁７ｂの厚さ０．５ｍｍ、内面の側壁７ａと底壁７ｂとが接する部分は半径Ｒ＝０．５ｍｍの湾曲面に成形されている。一方、表面弾性波素子２１は、振動子２１ｂを形成する櫛型電極（ＩＤＴ）の交差幅が２．１５ｍｍ、対数が１９対、隣接する電極指の間隔（＝λ／２）が９．９μｍであり、振動子２１ｂを０．２５Ｗで駆動した。そして、測定に当たっては、反応容器７に保持した蒸留水１０μＬに青色色素（エバンスブルー）液（比重＞１）を１μＬ滴下して攪拌し、反応容器７内の色素液を伴った蒸留水をビデオ撮影して画像処理し、攪拌開始から色素液と蒸留水の色の分布が均一になるまでに要した時間（秒）を攪拌時間とした。
【００４１】
図６に示す結果から、攪拌装置２０は、共振周波数ｆrよりも中心周波数ｆcで振動子２１ｂを駆動した方が攪拌効率に優れ、攪拌時間が短縮されることが分かる。例えば、攪拌装置２０は、振動子２１ｂを共振周波数ｆr又は反共振周波数ｆaで駆動した場合の攪拌時間は、約４０秒であった。しかし、振動子２１ｂを中心周波数ｆcで駆動した場合、攪拌時間は最短の約１５秒であった。従って、図６に示す結果から、攪拌装置２０は、攪拌制御部２３の制御の下に、振動子２１ｂを共振周波数ｆrと反共振周波数ｆaとの間の周波数で駆動することが好ましい。
【００４２】
このとき、共振周波数ｆrと反共振周波数ｆaとの間の駆動周波数であれば、攪拌制御部２３は、振動子２１ｂの位相の半値幅Ｗh内の周波数、即ち、図５から９４．６〜１０１．２（ＭＨｚ）の駆動周波数で振動子２１ｂを駆動してもよい。同様に、攪拌制御部２３は、反共振周波数と共振周波数との差をΔｆ＝ｆa−ｆrとしたとき、振動子２１ｂをｆc−Δｆ／４〜ｆc＋Δｆ／４の間、即ち、Δｆ／４＝７．２／４＝１．８（ＭＨｚ）より、９６．１〜９９．７（ＭＨｚ）の駆動周波数で駆動してもよい。
【００４３】
ここで、自動分析装置１は、攪拌装置２０が振動子２１ｂを複数有する場合や、複数の自動分析装置１間で振動子２１ｂに関する共振周波数や反共振周波数のばらつきが問題となる可能性がある。このため、共振周波数や反共振周波数のばらつきが大きい場合には、分析開始前に複数の振動子２１ｂに関するインピーダンスの周波数特性を自動測定し、改めて中心周波数を求めてもよい。
【００４４】
なお、本発明の攪拌装置の使用対象となる液体の保持手段は、複数の液体を攪拌することができれば特に限定はなく、壁面と底面とを有した容器であれば、攪拌対象の液体を保持し、或いは所望の位置に移送することができるので好ましい。具体的な容器として、例えば、試験管，キュベット，マイクロプレート，ビーカー等が挙げられる。この場合、図７に示す容器３０のように、壁を形成する四角筒状の筒体３１の下部に表面弾性波素子３２を液密に取り付けることにより、表面弾性波素子３２を容器３０の一部として用いてもよい。このとき、表面弾性波素子３２は、圧電基板３２ａの表面に振動子３２ｂが設けられ、振動子３２ｂを外側に向けて筒体３１の下部に取り付ける。このように構成すると、容器３０は、振動子３２ｂが出射する音波が音響整合層を介することなく直接液体Ｌへ作用し、エネルギー損失が非常に少なくなると共に、攪拌効率が高くなるので好ましい。但し、表面弾性波素子３２は、振動子３２ｂを内側に向けて筒体３１の下部に取り付けてもよいし、図８に示す表面弾性波素子３４のような配置とすることもできる。このようにすると、振動子と液体とが直接接触するので、表面弾性波素子からの音波は、図７や図９に示す構成の表面弾性波素子３２，３７よりも、更に、直接液体に作用し、エネルギー損失の低減や攪拌効率の向上の点でより好ましい。ここで、表面弾性波素子３４は、圧電基板３４ａの上面に振動子３４ｂが設けられている。
【００４５】
また、容器は、必ずしも反応容器に限られるものではなく、保持した複数の液体を攪拌することができれば、図９に示す容器３６のように、底壁３６ａの下面に表面弾性波素子３７を取り付けてもよい。このとき、表面弾性波素子３７は、圧電基板３７ａの下面に振動子３７ｂが設けられている。このように構成すると、容器３６は、図４に示す反応容器７と同様に、容器３６それ自体が液密であることから、表面弾性波素子３７を液密に取り付ける必要がなくなるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の分析装置の実施の形態を示す自動分析装置の概略構成図である。
【図２】図１の自動分析装置で用いる反応容器を示す斜視図である。
【図３】表面弾性波素子を取り付けた図２の反応容器を示す平面図である。
【図４】図１の自動分析装置で用いる本発明の攪拌装置の概略構成を示す図である。
【図５】振動子が有するインピーダンスの周波数特性の一例と、共振周波数、反共振周波数及び中心周波数を示す図である。
【図６】攪拌装置の攪拌効率を示す図であり、駆動周波数と液体の攪拌に要する攪拌時間との関係を示す図である。
【図７】液体の保持手段である容器の第一の変形例を示す断面図である。
【図８】液体の保持手段である容器の第二の変形例を示す断面図である。
【図９】液体の保持手段である表面弾性波素子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 自動分析装置
２ 作業テーブル
３ 検体テーブル
４ 検体容器
５ 検体分注機構
６ 反応テーブル
７ 反応容器
７ａ 側壁
７ｂ 底壁
７ｃ 開口
８ 光源
９ 受光素子
１１ 排出装置
１２ 試薬分注機構
１３ 試薬テーブル
１４ 試薬容器
１５ 読取装置
１６ 制御部
１７ 分析部
１８ 入力部
１９ 表示部
２０ 攪拌装置
２１ 表面弾性波素子
２１ａ 圧電基板
２１ｂ 振動子
２１ｃ 電気端子
２１ｄ バスバー
２２ 駆動回路
２３ 攪拌制御部
２４ 発振部
２５ 増幅部
２６ 配線
２７ 音響整合層
３０ 容器
３１ 筒体
３２，３４ 表面弾性波素子
３２ａ，３４ａ 圧電基板
３２ｂ，３４ｂ 振動子
３６ 容器
３６ａ 底壁
３７ 表面弾性波素子
３７ａ 圧電基板
３７ｂ 振動子
ｆa 反共振周波数
ｆc 中心周波数
ｆr 共振周波数
Ｌ 液体
Ｌs 液体試料
Ｗa 音波
Ｗh 半値幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の保持手段に保持した液体を音波によって攪拌する攪拌装置、攪拌方法及び攪拌装置を備えた分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、容器等の液体の保持手段に保持した液体を攪拌する場合に用いられる櫛歯電極からなる振動子を有する表面弾性波素子は、振動子の共振周波数で駆動することが効率的であると考えられていた。このため、この種の表面弾性波素子には、駆動周波数を振動子の共振周波数に追尾させながら駆動するものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３９８８７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者が表面弾性波素子の振動子の駆動周波数に関して種々の実験を行い、駆動周波数と効率について鋭意検討を行った結果、表面弾性波素子は、振動子を共振周波数で駆動する場合の電気的な効率は良いが、振動の効率，即ち、液体を攪拌する際の攪拌効率は最適ではなく、攪拌効率に改善の余地があることが分かった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液体の攪拌効率を更に向上させることが可能な攪拌装置、攪拌方法及び攪拌装置を備えた分析装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る攪拌装置は、液体の保持手段に保持された液体を音波によって攪拌する攪拌装置であって、前記音波を発生する音波発生素子を駆動する駆動手段を備え、前記駆動手段は、前記音波発生素子の駆動周波数を共振周波数と反共振周波数との間に制御する制御部を有することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生素子は、櫛歯電極を備えた振動子を有する表面弾性波素子であることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記表面弾性波素子が発する音波の位相の半値幅内の駆動周波数で前記表面弾性波素子を駆動することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記表面弾性波素子の共振周波数をｆr、反共振周波数をｆa、中心周波数をｆc＝（ｆr＋ｆa）／２、反共振周波数と共振周波数との差をΔｆ＝ｆa−ｆrとしたとき、前記表面弾性波素子をｆc−Δｆ／４〜ｆc＋Δｆ／４の間の駆動周波数で駆動することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係る攪拌装置は、上記の発明において、前記音波発生素子は、前記液体の保持手段に保持される液体と非接触に設けられることを特徴とする。
【００１１】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項６に係る攪拌方法は液体の保持手段に保持された液体を音波によって攪拌する攪拌方法であって、前記音波を発生する音波発生手段を、共振周波数と反共振周波数との間の駆動周波数で駆動することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に係る攪拌方法は、上記の発明において、前記音波発生手段を、当該音波発生手段の位相の半値幅内の駆動周波数で駆動することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８に係る攪拌方法は、上記の発明において、前記共振周波数をｆr、前記反共振周波数をｆa、中心周波数をｆc＝（ｆr＋ｆa）／２、反共振周波数と共振周波数との差をΔｆ＝ｆa−ｆrとしたとき、前記音波発生手段をｆc−Δｆ／４〜ｆc＋Δｆ／４の間の駆動周波数で駆動することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９に係る攪拌方法は、上記の発明において、前記液体の保持手段に保持された液体を、当該液体と非接触に設けた前記音波発生手段により攪拌することを特徴とする。
【００１５】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１０に係る分析装置は、複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、前記攪拌装置を用いて前記複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる攪拌装置、攪拌方法及び攪拌装置を備えた分析装置は、音波発生素子の駆動周波数を共振周波数と反共振周波数との間に制御する制御部を有する駆動手段を備えたので、共振周波数で音波発生素子を駆動する場合に比べて液体の攪拌効率を更に向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の攪拌装置、攪拌方法及び攪拌装置を備えた分析装置にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の分析装置の実施の形態を示す自動分析装置の概略構成図である。図２は、図１の自動分析装置で用いる反応容器を示す斜視図である。図３は、表面弾性波素子を取り付けた図２の反応容器を示す平面図である。図４は、図１の自動分析装置で用いる本発明の攪拌装置の概略構成を示す図である。
【００１８】
自動分析装置１は、図１に示すように、作業テーブル２上に検体テーブル３、反応テーブル６及び試薬テーブル１３が互いに離間してそれぞれ周方向に沿って回転、かつ、位置決め自在に設けられている。また、自動分析装置１は、検体テーブル３と反応テーブル６との間に検体分注機構５が設けられ、反応テーブル６と試薬テーブル１３との間には試薬分注機構１２が設けられている。
【００１９】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室３ａが複数設けられている。各収納室３ａは、検体を収容した検体容器４が着脱自在に収納される。
【００２０】
検体分注機構５は、検体を後述する反応容器７に分注する手段であり、検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次後述する反応容器７に分注する。
【００２１】
反応テーブル６は、図１に示すように、駆動手段（図示せず）によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室６ａが複数設けられている。各収納室６ａは、攪拌容器として検体を試薬と反応させる反応容器７が着脱自在に収納される。また、反応テーブル６には、光源８及び排出装置１１が設けられている。光源８は、試薬と検体とが反応した反応容器７内の液体試料を分析するための分析光（３４０〜８００ｎｍ）を出射する。光源８から出射された分析用の光ビームは、反応容器７内の液体試料を透過し、光源８と対向する位置に設けた受光素子９によって受光される。一方、排出装置１１は、図示しない排出ノズルを備えており、反応容器７から反応終了後の液体試料を前記排出ノズルによって吸引し、排出容器（図示せず）に排出する。ここで、排出装置１１を通過した反応容器７は、図示しない洗浄装置に移送されて洗浄された後、再度、新たな検体の分析に使用される。
【００２２】
試薬分注機構１２は、試薬を反応容器７に分注する手段であり、後述する試薬テーブル１３の所定の試薬容器１４から試薬を順次反応容器７に分注する。
【００２３】
試薬テーブル１３は、図１に示すように、図示しない駆動手段によって矢印で示す方向に回転され、扇形に成形された収納室１３ａが周方向に沿って複数設けられている。各収納室１３ａは、試薬容器１４が着脱自在に収納される。複数の試薬容器１４は、それぞれ検査項目に応じた所定の試薬が満たされ、外面には収容した試薬に関する情報を表示するバーコードラベル（図示せず）が貼付されている。
【００２４】
ここで、試薬テーブル１３の外周には、試薬容器１４に貼付した前記バーコードラベルに記録された試薬の種類，ロット及び有効期限等の情報を読み取り、制御部１６へ出力する読取装置１５が設置されている。制御部１６は、受光素子９、排出装置１１、読取装置１５、分析部１７、入力部１８及び表示部１９と接続され、例えば、分析結果を記憶する記憶機能を備えたマイクロコンピュータ等が使用される。制御部１６は、自動分析装置１の各部の作動を制御すると共に、前記バーコードラベルの記録から読み取った情報に基づき、試薬のロットや有効期限等が設置範囲外の場合、分析作業を規制するように自動分析装置１を制御し、或いはオペレータに警告を発する。
【００２５】
分析部１７は、制御部１６を介して受光素子９に接続され、受光素子９が受光した光量に基づく反応容器７内の液体試料の吸光度から検体の成分や濃度等を分析し、分析結果を制御部１６に出力する。入力部１８は、制御部１６へ検査項目等を入力する操作を行う部分であり、例えば、キーボードやマウス等が使用される。表示部１９は、分析内容や警報等を表示するもので、ディスプレイパネル等が使用される。
【００２６】
以上のように構成される自動分析装置１は、回転する反応テーブル６によって周方向に沿って搬送されてくる反応容器７に検体分注機構５が検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次分注する。検体が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって試薬分注機構１２の近傍へ搬送されて所定の試薬容器１４から試薬が分注される。そして、試薬が分注された反応容器７は、反応テーブル６によって周方向に沿って搬送される間に試薬と検体とが攪拌されて反応し、光源８と受光素子９との間を通過する。このとき、反応容器７内の液体試料は、受光素子９によって測光され、分析部１７によって成分や濃度等が分析される。そして、分析が終了した反応容器７は、排出装置１１によって反応終了後の液体試料が排出されて図示しない洗浄装置によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００２７】
このとき、自動分析装置１は、反応テーブル６によって周方向に沿って搬送される反応容器７内の液体試料を攪拌装置によって攪拌し、試薬と検体とを反応させる。この液体試料の攪拌に用いる攪拌装置２０を反応容器７及び攪拌方法と共に以下に説明する。
【００２８】
反応容器７は、図２に示すように、側壁７ａと底壁７ｂ（図４参照）とによって上部に開口７ｃを有する四角筒状に成形され、内面の側壁７ａと底壁７ｂとが接する部分は湾曲面に成形されている。反応容器７は、後述する表面弾性波素子２１が発する超音波の位相整合条件及び振幅整合条件を満たし、光源８から出射された分析光（３４０〜８００ｎｍ）に含まれる光の８０％以上を透過する素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラス，環状オレフィンやポリスチレン等の合成樹脂が使用される。反応容器７は、互いに平行な一組の側壁７ｂの下部が、光源８から出射された分析用の光ビームが透過し、液体試料を光学測定する測光部として利用される。反応容器７は、図３及び図４に示すように、底壁７ｂの下面に表面弾性波素子２１が取り付けられている。反応容器７は、自動分析装置１に組み込まれた図４に示す攪拌装置２０によって保持した液体試料が攪拌される。
【００２９】
攪拌装置２０は、試薬分注機構１２が反応容器７に試薬を分注する位置と互いに対向配置される光源８，受光素子９との間の収納室６ａ下部に配置されており、図４に示すように、表面弾性波素子２１と駆動回路２２とを備えている。
【００３０】
表面弾性波素子２１は、図３に示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等の圧電基板２１ａの表面に金等の櫛型電極（ＩＤＴ）からなる振動子２１ｂを設けた音波発生素子である。振動子２１ｂは、櫛歯状に形成された複数の電極指を有し、駆動回路２２から送信された駆動信号を表面弾性波（音波）に変換する発音部である。振動子２１ｂは、電気端子２１ｃとの間が共通電極であるバスバー２１ｄによって接続されている。表面弾性波素子２１は、図４に示すように、振動子２１ｂを底壁７ｂの中央に配置し、音響整合層２７を介して底壁７ｂの下面に取り付けられている。
【００３１】
駆動回路２２は、表面弾性波素子２１に駆動信号を供給して駆動する駆動手段であり、図４に示すように、攪拌制御部２３、発振部２４及び増幅部２５を備え、電気端子２１ｃとの間が配線２６によって接続されている。
【００３２】
攪拌制御部２３は、メモリとタイマを内蔵した電子制御手段（ＥＣＵ）が使用され、表面弾性波素子２１の駆動信号を制御する。攪拌制御部２３は、発振部２４を制御し、例えば、表面弾性波素子２１が発する音波の特性（周波数，強度，位相，波の特性）、波形（正弦波，三角波，矩形波，バースト波等）或いは変調（振幅変調，周波数変調）等を制御する。また、攪拌制御部２３は、内蔵したタイマに従って発振部２４が発振する発振信号の周波数を切り替えることができる。
【００３３】
発振部２４は、攪拌制御部２３からの制御信号に基づいて発振周波数をプログラマブルに変更可能な発振回路を有しており、数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波の発振信号を増幅部２５へ出力する。
【００３４】
増幅部２５は、発振部２４から入力される発振信号を増幅し、駆動信号として表面弾性波素子２１に出力する他、攪拌制御部２３からの制御信号に基づいて駆動信号の駆動周波数を段階的に切り替えることができる。
【００３５】
ここで、駆動回路２２は、発振部２４に代えて信号発生器と電圧制御発振器（ＶＣＯ）を使用し、信号発生器の発振信号を電圧制御発振器に入力することにより、周波数の切り替えや周波数の変調等の操作を行ってもよい。この場合、電圧制御発振器による周波数変調に加えて増幅部２５の出力を切り替えることにより、表面弾性波素子２１に出力する駆動信号の振幅を変動させれば、反応容器７に保持した液体試料に脈動を生じさせることができる。
【００３６】
音響整合層２７は、反応容器７と表面弾性波素子２１との間の音響インピーダンスを最適化するもので、エポキシ樹脂等の接着剤やシェラック等の他、ジェルや液体等を使用することができる。音響整合層２７は、音波の伝達効率を上げるため、表面弾性波素子２１が発する周波数の波長λに対して厚みは、ｎ・λ／４（ｎは奇数）となるように、または、できるだけ薄くなるように調整する。
【００３７】
本発明の自動分析装置１及び攪拌装置２０は、以上のように構成され、反応容器７に保持された液体試料を以下に説明する攪拌方法によって攪拌する。先ず、攪拌装置２０は、攪拌制御部２３による制御の下に駆動回路２２から供給される駆動信号によって表面弾性波素子２１を共振周波数と反共振周波数との間の駆動周波数で駆動する。これにより、振動子２１ｂが、複数の電極指の配列方向に沿った両側へ音波を出射する。振動子２１ｂの両側へ出射した音波は、圧電基板２１ａの表面を振動子２１ｂの両側へ伝搬すると共に、音響整合層２７を通って反応容器７の底壁７ｂ内を伝搬し、音響インピーダンスが近い液体試料Ｌs中へ漏れ出す。このため、反応容器７においては、図４に示すように、振動子２１ｂの中心から等距離の位置にある底壁７ｂの内面から斜め上方に音波Ｗaが出射される。
【００３８】
この結果、反応容器７には、底壁７ｂの内面から斜め上方に出射する音波Ｗaによって液体試料Ｌsを巻き上げる音響流が生じる。このため、液体試料Ｌsは、音響流によって底部から液面に至る広範囲に亘って非接触の下に攪拌される。このとき、本発明者が行った実験によれば、振動子２１ｂの駆動周波数が異なると攪拌効率も異なり、攪拌時間に長短が生ずることが分かっている。
【００３９】
例えば、振動子２１ｂが図５に実線で示すインピーダンスの周波数特性を有する攪拌装置２０において、振動子２１ｂの駆動周波数を変化させ、駆動周波数と液体の攪拌に要する攪拌時間との関係を測定したところ、図６に示す結果が得られた。ここで、図５において、一点鎖線は、位相の周波数特性を示しており、実線で示すインピーダンスの周波数特性より、振動子２１ｂの共振周波数ｆrは９４．３ＭＨｚ、反共振周波数ｆaは１０１．５ＭＨｚであり、中心周波数ｆc（＝（ｆr＋ｆa）／２）は９７．９ＭＨｚと算出される。
【００４０】
また、この測定に用いた反応容器７は、内法が２×３×５（縦×横×高さ）ｍｍであり、底壁７ｂの厚さ０．５ｍｍ、内面の側壁７ａと底壁７ｂとが接する部分は半径Ｒ＝０．５ｍｍの湾曲面に成形されている。一方、表面弾性波素子２１は、振動子２１ｂを形成する櫛型電極（ＩＤＴ）の交差幅が２．１５ｍｍ、対数が１９対、隣接する電極指の間隔（＝λ／２）が９．９μｍであり、振動子２１ｂを０．２５Ｗで駆動した。そして、測定に当たっては、反応容器７に保持した蒸留水１０μＬに青色色素（エバンスブルー）液（比重＞１）を１μＬ滴下して攪拌し、反応容器７内の色素液を伴った蒸留水をビデオ撮影して画像処理し、攪拌開始から色素液と蒸留水の色の分布が均一になるまでに要した時間（秒）を攪拌時間とした。
【００４１】
図６に示す結果から、攪拌装置２０は、共振周波数ｆrよりも中心周波数ｆcで振動子２１ｂを駆動した方が攪拌効率に優れ、攪拌時間が短縮されることが分かる。例えば、攪拌装置２０は、振動子２１ｂを共振周波数ｆr又は反共振周波数ｆaで駆動した場合の攪拌時間は、約４０秒であった。しかし、振動子２１ｂを中心周波数ｆcで駆動した場合、攪拌時間は最短の約１５秒であった。従って、図６に示す結果から、攪拌装置２０は、攪拌制御部２３の制御の下に、振動子２１ｂを共振周波数ｆrと反共振周波数ｆaとの間の周波数で駆動することが好ましい。
【００４２】
このとき、共振周波数ｆrと反共振周波数ｆaとの間の駆動周波数であれば、攪拌制御部２３は、振動子２１ｂの位相の半値幅Ｗh内の周波数、即ち、図５から９４．６〜１０１．２（ＭＨｚ）の駆動周波数で振動子２１ｂを駆動してもよい。同様に、攪拌制御部２３は、反共振周波数と共振周波数との差をΔｆ＝ｆa−ｆrとしたとき、振動子２１ｂをｆc−Δｆ／４〜ｆc＋Δｆ／４の間、即ち、Δｆ／４＝７．２／４＝１．８（ＭＨｚ）より、９６．１〜９９．７（ＭＨｚ）の駆動周波数で駆動してもよい。
【００４３】
ここで、自動分析装置１は、攪拌装置２０が振動子２１ｂを複数有する場合や、複数の自動分析装置１間で振動子２１ｂに関する共振周波数や反共振周波数のばらつきが問題となる可能性がある。このため、共振周波数や反共振周波数のばらつきが大きい場合には、分析開始前に複数の振動子２１ｂに関するインピーダンスの周波数特性を自動測定し、改めて中心周波数を求めてもよい。
【００４４】
なお、本発明の攪拌装置の使用対象となる液体の保持手段は、複数の液体を攪拌することができれば特に限定はなく、壁面と底面とを有した容器であれば、攪拌対象の液体を保持し、或いは所望の位置に移送することができるので好ましい。具体的な容器として、例えば、試験管，キュベット，マイクロプレート，ビーカー等が挙げられる。この場合、図７に示す容器３０のように、壁を形成する四角筒状の筒体３１の下部に表面弾性波素子３２を液密に取り付けることにより、表面弾性波素子３２を容器３０の一部として用いてもよい。このとき、表面弾性波素子３２は、圧電基板３２ａの表面に振動子３２ｂが設けられ、振動子３２ｂを外側に向けて筒体３１の下部に取り付ける。このように構成すると、容器３０は、振動子３２ｂが出射する音波が音響整合層を介することなく直接液体Ｌへ作用し、エネルギー損失が非常に少なくなると共に、攪拌効率が高くなるので好ましい。但し、表面弾性波素子３２は、振動子３２ｂを内側に向けて筒体３１の下部に取り付けてもよいし、図８に示す表面弾性波素子３４のような配置とすることもできる。このようにすると、振動子と液体とが直接接触するので、表面弾性波素子からの音波は、図７や図９に示す構成の表面弾性波素子３２，３７よりも、更に、直接液体に作用し、エネルギー損失の低減や攪拌効率の向上の点でより好ましい。ここで、表面弾性波素子３４は、圧電基板３４ａの上面に振動子３４ｂが設けられている。
【００４５】
また、容器は、必ずしも反応容器に限られるものではなく、保持した複数の液体を攪拌することができれば、図９に示す容器３６のように、底壁３６ａの下面に表面弾性波素子３７を取り付けてもよい。このとき、表面弾性波素子３７は、圧電基板３７ａの下面に振動子３７ｂが設けられている。このように構成すると、容器３６は、図４に示す反応容器７と同様に、容器３６それ自体が液密であることから、表面弾性波素子３７を液密に取り付ける必要がなくなるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の分析装置の実施の形態を示す自動分析装置の概略構成図である。
【図２】図１の自動分析装置で用いる反応容器を示す斜視図である。
【図３】表面弾性波素子を取り付けた図２の反応容器を示す平面図である。
【図４】図１の自動分析装置で用いる本発明の攪拌装置の概略構成を示す図である。
【図５】振動子が有するインピーダンスの周波数特性の一例と、共振周波数、反共振周波数及び中心周波数を示す図である。
【図６】攪拌装置の攪拌効率を示す図であり、駆動周波数と液体の攪拌に要する攪拌時間との関係を示す図である。
【図７】液体の保持手段である容器の第一の変形例を示す断面図である。
【図８】液体の保持手段である容器の第二の変形例を示す断面図である。
【図９】液体の保持手段である表面弾性波素子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 自動分析装置
２ 作業テーブル
３ 検体テーブル
４ 検体容器
５ 検体分注機構
６ 反応テーブル
７ 反応容器
７ａ 側壁
７ｂ 底壁
７ｃ 開口
８ 光源
９ 受光素子
１１ 排出装置
１２ 試薬分注機構
１３ 試薬テーブル
１４ 試薬容器
１５ 読取装置
１６ 制御部
１７ 分析部
１８ 入力部
１９ 表示部
２０ 攪拌装置
２１ 表面弾性波素子
２１ａ 圧電基板
２１ｂ 振動子
２１ｃ 電気端子
２１ｄ バスバー
２２ 駆動回路
２３ 攪拌制御部
２４ 発振部
２５ 増幅部
２６ 配線
２７ 音響整合層
３０ 容器
３１ 筒体
３２，３４ 表面弾性波素子
３２ａ，３４ａ 圧電基板
３２ｂ，３４ｂ 振動子
３６ 容器
３６ａ 底壁
３７ 表面弾性波素子
３７ａ 圧電基板
３７ｂ 振動子
ｆa 反共振周波数
ｆc 中心周波数
ｆr 共振周波数
Ｌ 液体
Ｌs 液体試料
Ｗa 音波
Ｗh 半値幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の保持手段に保持された液体を音波によって攪拌する攪拌装置であって、
前記音波を発生する音波発生素子を駆動する駆動手段を備え、
前記駆動手段は、前記音波発生素子の駆動周波数を共振周波数と反共振周波数との間に制御する制御部を有することを特徴とする攪拌装置。
【請求項２】
前記音波発生素子は、櫛歯電極を備えた振動子を有する表面弾性波素子であることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記表面弾性波素子が発する音波の位相の半値幅内の駆動周波数で前記表面弾性波素子を駆動することを特徴とする請求項１および２に記載の攪拌装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記表面弾性波素子の共振周波数をｆr、反共振周波数をｆa、中心周波数をｆc＝（ｆr＋ｆa）／２、反共振周波数と共振周波数との差をΔｆ＝ｆa−ｆrとしたとき、前記表面弾性波素子をｆc−Δｆ／４〜ｆc＋Δｆ／４の間の駆動周波数で駆動することを特徴とする請求項１および２に記載の攪拌装置。
【請求項５】
前記音波発生素子は、前記液体の保持手段に保持される液体と非接触に設けられることを特徴とする請求項１および２に記載の攪拌装置。
【請求項６】
液体の保持手段に保持された液体を音波によって攪拌する攪拌方法であって、
前記音波を発生する音波発生手段を、共振周波数と反共振周波数との間の駆動周波数で駆動することを特徴とする攪拌方法。
【請求項７】
前記音波発生手段を、当該音波発生手段の位相の半値幅内の駆動周波数で駆動することを特徴とする請求項６に記載の攪拌方法。
【請求項８】
前記共振周波数をｆr、前記反共振周波数をｆa、中心周波数をｆc＝（ｆr＋ｆa）／２、反共振周波数と共振周波数との差をΔｆ＝ｆa−ｆrとしたとき、前記音波発生手段をｆc−Δｆ／４〜ｆc＋Δｆ／４の間の駆動周波数で駆動することを特徴とする請求項６に記載の攪拌方法。
【請求項９】
前記液体の保持手段に保持された液体を、当該液体と非接触に設けた前記音波発生手段により攪拌することを特徴とする請求項６に記載の攪拌方法。
【請求項１０】
複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、請求項１〜５のいずれか一つに記載の攪拌装置を用いて前記複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析することを特徴とする分析装置。
【請求項１】
液体の保持手段に保持された液体を音波によって攪拌する攪拌装置であって、
前記音波を発生する音波発生素子を駆動する駆動手段を備え、
前記駆動手段は、前記音波発生素子の駆動周波数を共振周波数と反共振周波数との間に制御する制御部を有することを特徴とする攪拌装置。
【請求項２】
前記音波発生素子は、櫛歯電極を備えた振動子を有する表面弾性波素子であることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記表面弾性波素子が発する音波の位相の半値幅内の駆動周波数で前記表面弾性波素子を駆動することを特徴とする請求項１および２に記載の攪拌装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記表面弾性波素子の共振周波数をｆr、反共振周波数をｆa、中心周波数をｆc＝（ｆr＋ｆa）／２、反共振周波数と共振周波数との差をΔｆ＝ｆa−ｆrとしたとき、前記表面弾性波素子をｆc−Δｆ／４〜ｆc＋Δｆ／４の間の駆動周波数で駆動することを特徴とする請求項１および２に記載の攪拌装置。
【請求項５】
前記音波発生素子は、前記液体の保持手段に保持される液体と非接触に設けられることを特徴とする請求項１および２に記載の攪拌装置。
【請求項６】
液体の保持手段に保持された液体を音波によって攪拌する攪拌方法であって、
前記音波を発生する音波発生手段を、共振周波数と反共振周波数との間の駆動周波数で駆動することを特徴とする攪拌方法。
【請求項７】
前記音波発生手段を、当該音波発生手段の位相の半値幅内の駆動周波数で駆動することを特徴とする請求項６に記載の攪拌方法。
【請求項８】
前記共振周波数をｆr、前記反共振周波数をｆa、中心周波数をｆc＝（ｆr＋ｆa）／２、反共振周波数と共振周波数との差をΔｆ＝ｆa−ｆrとしたとき、前記音波発生手段をｆc−Δｆ／４〜ｆc＋Δｆ／４の間の駆動周波数で駆動することを特徴とする請求項６に記載の攪拌方法。
【請求項９】
前記液体の保持手段に保持された液体を、当該液体と非接触に設けた前記音波発生手段により攪拌することを特徴とする請求項６に記載の攪拌方法。
【請求項１０】
複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析する分析装置であって、請求項１〜５のいずれか一つに記載の攪拌装置を用いて前記複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液を分析することを特徴とする分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３４９３７９（Ｐ２００６−３４９３７９Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７２７６４（Ｐ２００５−１７２７６４）
【出願日】平成１７年６月１３日（２００５．６．１３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１３日（２００５．６．１３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]