攪拌装置及び自動分析装置
【課題】容器に分注された液体における気泡の有無を検知することが可能な攪拌装置及び自動分析装置を提供すること。
【解決手段】液体を保持する反応容器７に設けられ、液体に照射する音波によって液体を攪拌する表面弾性波素子２５と、表面弾性波素子から出射され、液体の液面と表面弾性波素子との間に存在する気泡から反射される音波の有無によって気泡の有無を検知する気泡検知部２７とを備える攪拌装置２０及び自動分析装置。表面弾性波素子は、気泡の有無を検知する場合の音波の照射時間が液体を攪拌する場合の音波の照射時間よりも短くなるように駆動される。
【解決手段】液体を保持する反応容器７に設けられ、液体に照射する音波によって液体を攪拌する表面弾性波素子２５と、表面弾性波素子から出射され、液体の液面と表面弾性波素子との間に存在する気泡から反射される音波の有無によって気泡の有無を検知する気泡検知部２７とを備える攪拌装置２０及び自動分析装置。表面弾性波素子は、気泡の有無を検知する場合の音波の照射時間が液体を攪拌する場合の音波の照射時間よりも短くなるように駆動される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、攪拌装置及び自動分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動分析装置は、血液や尿等の多数の検体を分析する際に使用されている。そして、検体の適切な分注を行うため、分注対象の液面の位置を非接触で検知する液面検知装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特に、自動分析装置は、検体や試薬の微量化並びに容器の小型化の要請により、音波発生手段を反応容器と一体に設け、反応容器が保持した液体を音波によって非接触で攪拌する攪拌装置を備えたものが提案されている（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３０６３７９２号公報
【特許文献２】特開２００６−９０７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献２に開示された攪拌装置は、液体に気泡が混入していると、気泡によって音波の伝搬が妨げられ、液体の攪拌が阻害されることから、容器に分注された液体の液面から音波発生手段までの間の気泡の混入の有無を検知する手段の提供が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、容器に分注された液体中に存在する気泡の有無を検知することが可能な攪拌装置及び自動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、本発明の攪拌装置は、液体を保持する容器に設けられ、前記液体に照射する音波によって前記液体を攪拌する音波発生手段と、前記音波発生手段から出射され、前記液体の液面と前記音波発生手段との間に存在する気泡から反射される音波の有無によって前記気泡の有無を検知する気泡検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記気泡の有無を検知する場合の音波の照射時間が前記液体を攪拌する場合の音波の照射時間よりも短くなるように駆動されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記気泡検知手段によって前記液面と前記音波発生手段との間に気泡が存在することが検知された場合に、前記液体に音波を照射して前記液体を予備攪拌することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記音波発生手段は、駆動条件の切り替えによって、前記液体を攪拌する場合と、前記液面と前記音波発生手段との間の気泡の有無を検知する場合とで、共通して用いられることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記音波発生手段は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成される電極とを有する表面弾性波素子又は厚み縦振動子であ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、本発明の自動分析装置は、検体と試薬を含む複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する自動分析装置であって、前記攪拌装置を用いて前記液体中に存在する気泡の有無を検知すると共に、前記反応容器に分注される前記複数の異なる液体を攪拌し、反応液を光学的に分析することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の攪拌装置は、液体を保持する容器に設けられ、液体に照射する音波によって液体を攪拌する音波発生手段と、音波発生手段から出射され、液体の液面と音波発生手段との間に存在する気泡から反射される音波の有無によって気泡の有無を検知する気泡検知手段とを備え、本発明の自動分析装置は、前記攪拌装置を備えているので、音波発生手段と容器に分注された液体の液面との間に存在する気泡の有無を検知す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】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、本発明の攪拌装置及び自動分析装置にかかる実施の形態１について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の攪拌装置を搭載した実施の形態１の自動分析装置を示す概略構成図である。図２は、自動分析装置で使用する反応容器及びキュベットホイールの一部の斜視図と共に示す実施の形態１の攪拌装置の概略構成図である。図３は、反応容器を断面にして示す実施の形態１の攪拌装置の概略構成図である。
【００１４】
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、検体分注機構５、キュベットホイール６、測光装置８、洗浄装置９、試薬分注機構１０及び試薬テーブル１１が設けられ、攪拌装置２０を備えている。
【００１５】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段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。
【００１６】
検体分注機構５は、キュベットホイール６に保持された複数の反応容器７に検体を分注する手段であり、図１に示すように、検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次反応容器７に分注する。
【００１７】
キュベットホイール６は、検体テーブル３とは異なる駆動手段によって図１に矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って複数の凹部６ａが等間隔で設けられている。キュベットホイール６は、各凹部６ａの半径方向両側に測定光が通過する開口６ｂ（図２参照）が形成されている。キュベットホイール６は、一周期で時計方向に（１周−１反応容器）／４個分回転し、四周期で反時計方向に凹部６ａの１個分回転する。また、キュベットホイール６は、反応容器７が移動する外周部に測光装置８、洗浄装置９及び攪拌装置２０が配置されている。
【００１８】
反応容器７は、容量が数ｎＬ〜数十μＬと微量な容器であり、測光装置８の光源から出射された分析光（３４０〜８００ｎｍ）に含まれる光の８０％以上を透過する透明素材、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、図２及び図３に示すように、側壁７ａ，７ｂと底壁とによって液体を保持する凹部７ｄが形成され、凹部７ｄの上部に開口７ｅを有する四角筒形状のキュベットであり、攪拌装置２０の表面弾性波素子２５が底壁を構成している。反応容器７は、凹部７ｄの内面に検体や試薬等の液体に対する親和性処理が施されており、対向する２つの側壁７ａが分析光を透過させて液体の光学的測定に使用される。反応容器７は、側壁７ａをキュベットホイール６の半径方向に向けると共に、側壁７ｂをキュベットホイール６の周方向に向けて、凹部６ａに抜き差し自在に配置される。
【００１９】
測光装置８は、図１に示すように、キュベットホイール６外周の洗浄装置９と攪拌装置２０との間に配置され、反応容器７に保持された液体を分析する分析光（３４０〜８００ｎｍ）を出射する光源と、液体を透過した分析光を分光して受光する受光器とを有している。測光装置８は、前記光源と受光器がキュベットホイール６の凹部６ａを挟んで半径方向に対向する位置に配置されている。
【００２０】
洗浄装置９は、反応容器７から液体や洗浄液を排出する排出手段と、洗浄液の分注手段とを有している。洗浄装置９は、測光終了後の反応容器７から測光後の液体を排出した後、洗浄液を分注する。洗浄装置９は、洗浄液の分注と排出の動作を複数回繰り返すことにより、反応容器７の内部を洗浄する。このようにして洗浄された反応容器７は、再度、新たな検体の分析に使用される。
【００２１】
試薬分注機構１０は、キュベットホイール６に保持された複数の反応容器７に試薬を分注する手段であり、図１に示すように、試薬テーブル１１の所定の試薬容器１２から試薬を順次反応容器７に分注する。
【００２２】
試薬テーブル１１は、検体テーブル３及びキュベットホイール６とは異なる駆動手段によって図１に矢印で示す方向に回転され、扇形に成形された収納室１１ａが周方向に沿って複数設けられている。各収納室１１ａは、試薬容器１２が着脱自在に収納される。複数の試薬容器１２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情報記録媒体（図示せず）が貼付されている。
【００２３】
ここで、試薬テーブル１１の外周には、図１に示すように、試薬容器１２に貼付した前記情報記録媒体に記録された試薬の種類，ロット及び有効期限等の試薬情報を読み取り、制御部１４へ出力する読取装置１３が設置されている。
【００２４】
制御部１４は、検体テーブル３、検体分注機構５、キュベットホイール６、測光装置８、洗浄装置９、試薬分注機構１０、試薬テーブル１１、読取装置１３、分析部１５、入力部１６、表示部１７及び攪拌装置２０等と接続され、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１４は、自動分析装置１の各部の作動を制御すると共に、前記情報記録媒体の記録から読み取った試薬情報に基づき、試薬のロットや有効期限等が設置範囲外の場合、分析作業を停止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１５は、制御部１４を介して測光装置８に接続され、受光器が受光した光量に基づく反応容器７内の液体の吸光度から検体の成分濃度等を分析し、分析結果を制御部１４に出力する。入力部１６は、制御部１４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１７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】
攪拌装置２０は、反応容器７に分注された液体を音波によって攪拌すると共に、反応容器７に分注された液体の液面と表面弾性波素子２５との間に存在する気泡の有無を検知する装置であり、図２及び図３に示すように、攪拌部２１と、気泡検知部２７とを備えている。
【００２７】
攪拌部２１は、反応容器７に分注された液体を攪拌する部分であり、図３に示すように、信号発生器２２、送信アンプ２３、送受電体２４及び表面弾性波素子２５を有している。
【００２８】
信号発生器２２は、駆動制御部２６による制御のもとに発振周波数を変更可能な発振回路を有しており、数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波の発振信号を送信アンプ２３及び気泡検知部２７に設けた処理部２９へ出力する。送信アンプ２３は、信号発生器２２から入力される高周波の発振信号を増幅して送受電体２４へ出力する。
【００２９】
送受電体２４は、表面弾性波素子２５に電力を無線送電すると共に、表面弾性波素子２５が発する反射信号を受電するもので、キュベットホイール６に形成した複数の凹部６ａの底にそれぞれ設置されている。各送受電体２４は、図４に示すように、基板２４ａ上にＲＦ送受信アンテナ２４ｂが形成されている。送受電体２４は、送信アンプ２３によって増幅された高周波の発振信号をＲＦ送受信アンテナ２４ａから表面弾性波素子２５に発信する。ここで、送受電体２４と送信アンプ２３や受信アンプ２８との間は、キュベットホイール６が回転しても電力が電送されるように、接触電極を介して接続され、キュベットホイール６の回転に伴って送信アンプ２３や受信アンプ２８と接続される送受電体２４が順次切り替わる。
【００３０】
表面弾性波素子２５は、反応容器７が保持する液体に接触して液体を攪拌する音波（表面弾性波）を液体に照射すると共に、反応容器７の底壁を兼ねる音波発生手段である。表面弾性波素子２５は、図３及び図５に示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等からなる圧電基板２５ａ上に櫛歯状電極（ＩＤＴ）からなる振動子２５ｂとアンテナ２５ｃが形成されている。このとき、音波（表面弾性波）は、圧電基板２５ａの板面に垂直な面に対して所定角度傾斜した方向へ出射され、例えば、１２８ＹＸカットのニオブ酸リチウムからなる圧電基板２５ａと水とが接している場合には、鉛直面に対して約２２°傾斜した方向へ出射される。但し、表面弾性波素子２５は、反応容器７の底壁を兼ねることから、液体と接する上面には振動子２５ｂ及びアンテナ２５ｃを覆い、液体による短絡等から保護する保護膜が形成されている。振動子２５ｂは、ＲＦ送受信アンテナ２４ａから発信される駆動信号（電力）をアンテナ２５ｃで受信することによって音波（表面弾性波）を発生する。ここで、前記保護膜は、透過する表面弾性波の波長λよりも十分薄く形成する。
【００３１】
駆動制御部２６は、液体を攪拌する場合と液体中に存在する気泡の有無を検知する場合とにおける表面弾性波素子２５の駆動条件を切替制御し、気泡の有無を検知する場合に液体に音波を照射する駆動制御手段であり、処理部２９と同様にＥＰＵ等の電子制御手段が使用され、攪拌部２１に設けた信号発生器２２の作動を制御する。駆動制御部２６は、信号発生器２２を介して、例えば、表面弾性波素子２５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、駆動制御部２６は、内蔵したタイマに従って信号発生器２２が発振する発振信号の周波数を変更することができる。
【００３２】
ここで、駆動制御部２６は、気泡の有無を検知する場合の音波（表面弾性波）の照射時間が、反応容器７が保持した液体を攪拌する場合の音波の照射時間よりも短くなるように信号発生器２２を制御し、例えば、気泡の有無を検知する場合にはパルス波やバースト波を使用する。このとき、駆動制御部２６は、気泡の有無を検知する場合には、時間をおいて複数のパルス波等を発信するように信号発生器２２を制御すると、気泡の有無を確実に検知することができる。また、駆動制御部２６は、液体を攪拌する場合には、連続波を発信するように信号発生器２２を制御する。さらに、駆動制御部２６は、液体を攪拌する場合には、表面弾性波素子２５の駆動信号の電圧が気泡の有無を検知する場合よりも大きくなるように信号発生器２２を制御する。
【００３３】
気泡検知部２７は、気泡の有無を検知する場合に表面弾性波素子２５から出射され、気泡から反射される音波の有無によって反応容器７に分注された液体中に存在する気泡の有無を検知する気泡検知手段であり、図３に示すように、信号発生器２２、送信アンプ２３、送受電体２４、表面弾性波素子２５、受信アンプ２８及び処理部２９を備えている。
【００３４】
受信アンプ２８は、反応容器７に保持された液体の下側の気液界面から反射した音波によって表面弾性波素子２５が出力する反射信号を増幅し、増幅した反射信号を処理部２９へ出力する。ここで、表面弾性波素子２５が反応容器７に保持された液体に音波を照射すると、音波は反応容器７の側壁７ａ，７ｂや液面で反射しながら液体中を伝播し、表面弾性波素子２５の振動子２５ｂに戻ってくる他、液体中に気泡が存在する場合、音波は気泡の振動子２５ａに近い下側の気液界面から反射されて振動子２５ｂに戻ってくる。このようにして振動子２５ｂに戻る音波により、圧電基板２５ａにおいて機械エネルギーから電気エネルギーへの変換が発生し、表面弾性波素子２５は、アンテナ２５ｃから送受電体２４のＲＦ送受信アンテナ２４ａへ反射信号（電力）を出力する。このとき、反応容器７の側壁７ａ，７ｂや液面で反射し、表面弾性波素子２５の振動子２５ｂに戻ってくる時間は、液面の反応容器７の底面からの位置、即ち、液面の振動子２５ｂからの位置に比例している。
【００３５】
処理部２９は、例えば、ＥＰＵ等の電子制御手段が使用され、メモリ機能を備えている。処理部２９は、信号発生器２２から入力される駆動信号と受信アンプ２８から入力される反射信号との時間差をもとに液面の位置を検知すると共に、受信アンプ２８から入力される反射信号をもとに表面弾性波素子２５と反応容器７に保持された液体の液面との間に存在する気泡の有無を検知する。
【００３６】
以上のように構成される自動分析装置１は、回転するキュベットホイール６によって周方向に沿って搬送されてくる複数の反応容器７に試薬分注機構１０が試薬容器１２から試薬を順次分注する。試薬が分注された反応容器７は、キュベットホイール６によって周方向に沿って搬送され、検体分注機構５によって検体テーブル３に保持された複数の検体容器４から検体が順次分注される。
【００３７】
そして、検体が分注された反応容器７は、キュベットホイール６によって攪拌装置２０へ搬送され、分注された試薬と検体が攪拌部２１によって順次攪拌されて反応する。このようにして検体と試薬が反応した反応液は、キュベットホイール６が再び回転したときに測光装置８を通過し、光源から出射された分析光が透過する。そして、反応液を透過した分析光は、受光部で測光され、制御部１４において吸光度をもとに成分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、洗浄装置９によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００３８】
このとき、攪拌装置２０は、図３に示すように、表面弾性波素子２５を駆動して振動子２５ｂから液体Ｌq中に矢印で示すように音波を出射すると、出射された音波は反応容器７の側壁７ａ，７ｂや液体Ｌqの液面で反射しながら液体中を伝播して振動子２５ｂに戻ってくる。振動子２５ｂは、このようにして振動子２５ｂに戻ってくる音波によって反射信号を出力する。従って、攪拌装置２０は、信号発生器２２から入力される駆動信号と受信アンプ２８から入力される反射信号との時間差を処理部２９によって求めれば、液面の振動子２５ｂからの位置を検知することができる。
【００３９】
例えば、反応容器７に保持された液体の液面レベルがそれぞれ図３に示すＬ1，Ｌ2，Ｌ3（Ｌ1＜Ｌ2＜Ｌ3）の適正な位置にある場合について、表面弾性波素子２５を駆動する送信波と、前記送信波に起因する反射信号の受信波との関係は、図６に示すようになる。図６において、縦軸は信号の電圧、横軸は時間であり、送信波は時刻Ｔsにおいて送信され、その後、攪拌時間Ｔmix中に攪拌用の駆動信号が表面弾性波素子２５に出力される。このとき、各液面レベルＬ1，Ｌ2，Ｌ3の液面から反射した反射信号の受信波は、液面レベルＬ1，Ｌ2，Ｌ3に対応してそれぞれ時刻ＴR1，ＴR2，ＴR3において気泡検知部２７で検知される。従って、気泡検知部２７は、時刻ＴR1と時刻Ｔsとの時間差（ＴR1−Ｔs）から液面レベルＬ1の振動子２５ｂからの位置を、時刻ＴR2と時刻Ｔsとの時間差（ＴR2−Ｔs）から液面レベルＬ2の振動子２５ｂからの位置を、時刻ＴR3と時刻Ｔsとの時間差（ＴR3−Ｔs）から液面レベルＬ3の振動子２５ｂからの位置を、それぞれ検知することができる。
【００４０】
このとき、図７に示すように、反応容器７に分注された液体Ｌq中に気泡Ｂbが存在すると、気泡Ｂbの下側の気液界面Ｍsが液面レベルＬ1（図３参照）よりも低くなって振動子２５ｂに接近する。このため、液体Ｌqに出射された音波Ｗaは、気液界面Ｍsと振動子２５ｂとの間で多重反射する．この結果、気泡検知部２７は、図８に示す受信波を受信する。従って、処理部２９は、このような多重反射による受信波によって、分注された液体Ｌq中に気泡Ｂbが存在することを検知することができる。
【００４１】
但し、図９に示すように、気泡Ｂbが振動子２５ｂに接していると、音響インピーダンスの相違によって音波は液体Ｌq中に出射されることなく気泡検知部２７へと反射され、信号発生部２２から気泡検知部２７へ出力される送信波と重なってしまう。このため、気泡検知部２７は、図１０に示すように、送信波を検知するだけである。従って、本発明の攪拌装置２０は、図８に示す多重反射による受信波と図１０に示す送信波のみの場合の信号から反応容器７に分注された液体中に存在する気泡の有無を検知することができる。
【００４２】
攪拌装置２０は、駆動制御部２６の制御の下に以上のようにして反応容器７に分注された液体中に存在する気泡の有無を検知し、気泡がない場合には、分注した液体を攪拌し、気泡がある場合には、攪拌を停止する。このとき、攪拌装置２０が駆動制御部２６の切替制御のもとに実行する気泡の有無の検知から攪拌或いは攪拌停止までの一連の制御を図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４３】
先ず、駆動制御部２６は、信号発生器２２にパルス波の送信を指示する（ステップＳ１００）。これにより、信号発生器２２は、送信アンプ２３及び送受電体２４を介して表面弾性波素子２５にパルス波からなる駆動信号を出力する。この結果、表面弾性波素子２５は、振動子２５ｂが発生した音波を反応容器７が保持した液体に出射する。液体に出射された音波は、反応容器７の側壁７ａ，７ｂや液面或いは気泡によって反射されて振動子２５ｂに戻り、振動子２５ｂに戻ってくる音波によって振動子２５ｂが反射信号を出力する。
【００４４】
このため、振動子２５ｂが出力した反射信号を気泡検知部２７が受信する（ステップＳ１０２）。気泡検知部２７が受信した反射信号は、受信アンプ２８で増幅されて処理部２９へ出力される。そして、処理部２９は、受信アンプ２８から入力される反射信号によって反応容器７に分注された液体の液面と表面弾性波素子２５との間に存在する気泡の有無を検知する（ステップＳ１０４）。このようにして気泡検知部２７によって検知された気泡の有無の情報は、駆動制御部２６へ出力される。
【００４５】
次に、駆動制御部２６は、気泡検知部２７から入力される気泡の有無の情報から液体の液面と表面弾性波素子２５との間に存在する気泡の有無を判定する（ステップＳ１０６）。反応容器７に分注された液体の液面と表面弾性波素子２５との間に気泡が存在しない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、駆動制御部２６は、表面弾性波素子２５の駆動条件を切り替え、信号発生器２２に反応容器７が保持した液体の攪拌を指示し（ステップＳ１０８）、気泡検知から攪拌までの一連の制御を終了する。なお、この一連の制御は、キュベットホイール６が回転して新たな反応容器７が攪拌装置２０の位置へ搬送されるごとに繰り返される。
【００４６】
一方、反応容器７に分注された液体の液面と表面弾性波素子２５との間に気泡が存在する場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、駆動制御部２６は、表面弾性波素子２５による反応容器７が保持した液体の攪拌停止を信号発生器２２に指示し（ステップＳ１１０）、一連の制御を終了する。このとき、駆動制御部２６は、表示部１７に液面と表面弾性波素子２５との間に気泡が混入した反応容器７が存在する旨とその反応容器７のキュベットホイール６上における位置を表示してオペレータに警告を発する。オペレータは、このような警告が発せられた反応容器７を排除する。
【００４７】
このように、攪拌装置２０は、従来の攪拌装置に受信アンプ２８と処理部２９とを有する気泡検知部２７を設け、駆動制御部２６によって表面弾性波素子２５の駆動条件を切り替えるだけで、液体を攪拌する場合と、液面と表面弾性波素子２５との間の気泡の有無を検知する場合とで共通した表面弾性波素子２５を利用して分注された液体の攪拌と、液面と表面弾性波素子２５との間に存在する気泡の有無を検知することができる。このため、攪拌装置２０は、反応容器７に分注された液体の容器底面と液面との間に気泡が存在しない状態で液体を適切に攪拌することができる。しかも、気泡検知部２７は、受信アンプ２８と処理部２９とを有するだけの簡単な構成であるから僅かなスペースであっても攪拌装置２０に設置することができ、自動分析装置１への搭載も容易である。
【００４８】
ここで、反応容器７に分注された液体中に存在する気泡は、振動子２５ｂに付着する図１２に示す微小な気泡Ｂsの場合がある。このとき、表面弾性波素子２５を駆動して振動子２５ｂから液体Ｌq中に矢印で示すように音波Ｗaを出射すると、出射された音波Ｗaは微小な気泡Ｂsで反射されると共に、反応容器７の側壁７ａ，７ｂや液体Ｌqの液面で反射しながら液体中を伝播して振動子２５ｂに戻ってくる。このように微小な気泡Ｂsでの反射に起因して振動子２５ｂに戻ってくる音波Ｗaによって出力される反射信号は、図１３に示す受信波として気泡検知部２７で検知される。このとき、振動子２５ｂは、斜め左上方と斜め右上方へ向かって２方向に音波を出射する。但し、図１３は、説明と図面上での表示を簡単にするため、振動子２５ｂが出射する音波左上方へ出射される一方の音波のみを示している。
【００４９】
このような微小な気泡Ｂsが存在すると、気泡Ｂsの気液界面での音波の反射や気泡Ｂsによって振動子２５ｂから音波が液体Ｌq中へ出射しない等の理由で、振動子２５ｂで発生した音波の出射方向がばらつき、振動子２５ｂに音波が戻ってくる確率が減少する。これは、気泡の大きさや数に起因し、微小な気泡Ｂsであっても振動子２５ｂを覆う面積が多くなる程、振動子２５ｂに音波が戻ってくる確率が減少する。従って、このような微小な気泡Ｂsを除去しないと、攪拌装置２０は、分注された液体の容器底面と液面との間に存在する気泡を検知することができなくなる。この場合、このような微小な気泡Ｂsは、容器底面と液面との間に存在する比較的大きな気泡に比べると、振動子２５ｂを駆動することによって簡単に除去することができる。
【００５０】
このため、攪拌装置２０は、図１４に示すフローチャートで説明する手順の下に各反応容器７が搬送されてくる都度、駆動制御部２７の制御の下に、反応容器７に分注された液体から微小な気泡を除去した後、分注された液体の容器底面と液面との間に存在する気泡の検知と液体の攪拌操作を行う。即ち、駆動制御部２７は、先ず、気泡の検知回数を設定する（ステップＳ２００）。この検知回数は、デフォルトでｎ＝０に設定される。次に、駆動制御部２７は、気泡の検知を行う（ステップＳ２０２）。次いで、駆動制御部２７は、気泡の検知回数を設定する（ステップＳ２０４）。この検知回数は、デフォルトで設定されたｎに１を加えたｎ＋１とされる。
【００５１】
その後、駆動制御部２７は、気泡の有無を判定する（ステップＳ２０６）。この場合、駆動制御部２７は、図１３に示す受信波をもとに気泡の有無を判定する。気泡が検知された場合（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、駆動制御部２７は、気泡の検知回数ｎが１以下か否かを判定する（ステップＳ２０８）。判定の結果、気泡の検知回数ｎが１以下の場合（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、駆動制御部２７は、検知した気泡は微小な気泡と判断し、反応容器７に分注された液体を予備攪拌する（ステップＳ２１０）。この予備攪拌により反応容器７に分注された液体に混入した気泡が除去される。予備攪拌後、駆動制御部２７は、ステップＳ２０２に戻って引き続くステップを繰り返す。判定の結果、気泡の検知回数ｎが１を超えている場合（ステップＳ２０８，Ｎｏ）、駆動制御部２７は、検知した気泡は液体の容器底面と液面との間に存在する大きな気泡であると判断し、気泡の検知と液体の攪拌操作を終了する。
【００５２】
一方、気泡が検知されなかった場合（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、駆動制御部２７は、信号発生器２２に表面弾性波素子２５による反応容器７が保持した液体の攪拌を指示し（ステップＳ１０８）、攪拌装置２０による気泡検知から攪拌までの一連の制御を終了する。
【００５３】
（変形例１）
ここで、攪拌装置２０は、図１５に示すように、反応容器７の底壁７ｃにエポキシ樹脂や紫外線硬化樹脂等の音響整合層を介して表面弾性波素子２５を取り付け、信号発生器２２が送信アンプ２３を介して有線によって供給する電力によって表面弾性波素子２５を駆動してもよい。この場合、表面弾性波素子２５は、振動子２５ｂが発生するバルク波を利用して反応容器７に分注された液体Ｌqの液面と表面弾性波素子２５との間に存在する気泡の有無の検知と液体Ｌqの攪拌を行う。
【００５４】
（変形例２）
また、表面弾性波素子２５は、図１６に示すように、振動子２５ｂを構成する櫛歯状電極を円弧状に成形した収束型の素子としてもよい。櫛歯状電極を円弧状に成形すると、表面弾性波素子２５は、振動子２５ｂが出射した音波が対向する端面Ｆに向かって集束するので、液体へ出射する音波の出射方向を一方向に規制することができる。
【００５５】
（変形例３）
また、攪拌装置２０で使用する表面弾性波素子は、図１７に示す表面弾性波素子２５Ａのように、圧電基板２５ａの両面に振動子２５ｂ，２５ｄを形成し、反応容器７の底壁７ｃにエポキシ樹脂や紫外線硬化樹脂等の音響整合層Ｌmを介して取り付けてもよい。このとき、表面弾性波素子２５Ａは、有線又は無線によって電力を供給し、表面弾性波素子２５を駆動する。
【００５６】
そして、表面弾性波素子２５Ａを使用した攪拌装置２０は、反応容器７が保持した液体Ｌqの液面と表面弾性波素子２５Ａとの間に存在する気泡を検知するときは、振動子２５ｄ（駆動周波数ｆb）を駆動し、図１８に示すように、バルク波Ｗbを液体Ｌq中に出射し、気泡からの反射波を振動子２５ｄによって受信する。一方、表面弾性波素子２５Ａを使用した攪拌装置２０は、反応容器７が保持した液体Ｌqを攪拌するときは、振動子２５ｂ（駆動周波数ｆ0）を駆動し、図１９に示すように、表面弾性波Ｗaを液体Ｌq中に出射する。
【００５７】
このとき、表面弾性波素子２５Ａを使用した攪拌装置２０は、振動子２５ｂ（駆動周波数ｆ0）と振動子２５ｄ（駆動周波数ｆb）を切り替えて駆動することにより、図２０に示すように、反応容器７が保持した液体Ｌqを表面弾性波ＷaとバルクＷbによって攪拌し、液体Ｌqの液面と表面弾性波素子２５Ａとの間に存在する気泡を検知するときは、振動子２５ｄによって気泡検知用のバルク波Ｗbを送受信する。このようにすると、攪拌装置２０は、表面弾性波ＷaとバルクＷbという出射方向及び速度の異なる２種類の音波によって液体Ｌqを攪拌するので、攪拌時間を短縮することができる。液体Ｌqを攪拌する場合、攪拌装置２０は、振動子２５ｂと振動子２５ｄを同時に駆動してもよい。
【００５８】
また、表面弾性波素子２５Ａを使用した攪拌装置２０は、振動子２５ｂと振動子２５ｄを気泡の有無の検知に使用してもよい。即ち、攪拌装置２０は、図２１に示すように、振動子２５ｄによって気泡の有無検知用のバルク波Ｗbを液体Ｌq中に出射し、気泡からの反射波を振動子２５ｂによって受信する。そして、攪拌装置２０は、振動子２５ｂ又は振動子２５ｄを液体Ｌqの攪拌に使用する。
【００５９】
（実施の形態２）
次に、本発明の攪拌装置及び自動分析装置にかかる実施の形態２を図面を参照して詳細に説明する。実施の形態１の自動分析装置は、反応容器７がキュベットホイール６に抜き差し自在に配置されたのに対し、実施の形態２の自動分析装置は反応容器がキュベットホイールに固定されると共に、必要に応じて反応容器及びキュベットホイールが分解可能である。
【００６０】
図２２は、本発明の攪拌装置を搭載した実施の形態２の自動分析装置を示す概略構成図である。図２３は、図２２の自動分析装置で使用するキュベットホイールを周方向に沿って切断した反応容器の断面図を攪拌装置の概略構成と共に示す図である。図２４は、反応容器をキュベットホイールに固定する固定手段の一部である蓋板とねじとを示す斜視図である。図２５は、反応容器が有する容器本体、弾性部材及び表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。なお、実施の形態２の自動分析装置は、反応容器及びキュベットホイールの構成が異なることを除いて実施の形態１の自動分析装置と構成が同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を使用している。
【００６１】
自動分析装置３０は、図２２に示すように、作業テーブル２上に検体テーブル３、検体分注機構５、キュベットホイール３１、測光装置８、洗浄装置９、試薬分注機構１０、試薬テーブル１１及び攪拌装置２０が設けられ、制御部１４、分析部１５、入力部１６及び表示部１７を備えている。
【００６２】
キュベットホイール３１は、容器本体３２と表面弾性波素子２５Ｂとを着脱自在に固定する固定手段であり、検体テーブル３とは異なる駆動手段によって図２２に矢印で示す方向に回転される。キュベットホイール３１は、熱伝導性に優れ、比重が小さいアルミニウム等の金属からリング状に成形されている。キュベットホイール３１は、図２３に示すように、容器本体３２と表面弾性波素子２５Ｂとを保持する保持部であるホイール部３１ａと、蓋板３１ｄとを有している。キュベットホイール３１は、ホイール部３１ａと蓋板３１ｄとを複数のねじ３１ｈによって組み付けることにより容器本体３２と表面弾性波素子２５Ｂとを着脱自在に固定している。
【００６３】
ホイール部３１ａは、容器本体３２及び表面弾性波素子２５Ｂを配置する凹部３１ｂ（図２３参照）が周方向に沿って複数形成されている。各凹部３１ｂには、図２３に示すように、底壁の中央に送受電体２４を配置する段部３１ｃが形成されている。一方、蓋板３１ｄは、図２３及び図２４に示すように、容器本体３２に対応する位置に開口３１ｅが形成され、開口３１ｅの周方向両側にねじ孔３１ｆが設けられると共に、下面に耐薬品性に優れたシリコーンゴムやフッ素系ゴム等からなる弾性部材３１ｇが一体に取り付けられている。蓋板３１ｄは、ねじ孔３１ｆに挿通するねじ３１ｈによってホイール部３１ａの上面に着脱自在に固定される。ここで、蓋板３１ｄは、単一の部材であってもよいし、周方向に沿った複数箇所で分割し、複数のパーツとしてもよい。
【００６４】
なお、キュベットホイール３１は、各凹部３１ｂの半径方向両側に測定光が通過する開口が形成されている。キュベットホイール３１は、一周期で時計方向に（１周−１反応容器）／４個分回転し、四周期で反時計方向に容器本体３２の１個分回転することにより、測光装置８によって各容器本体３２に保持された液体が測光される。キュベットホイール３１は、図２２に示すように、測光装置８を挟んで一方に洗浄装置９が配置され、他方の下部には攪拌装置２０が配置されている。
【００６５】
容器本体３２は、生体試料等の検体や試薬を含む液体を保持するもので、反応容器７と同じ素材が使用される。容器本体３２は、図２３に示すように、上下両端に開口３２ａ，３２ｂを有し、開口３２ａ，３２ｂ間に試薬と検体とを含む数ｎＬ〜数十μＬの微量な液体Ｌを保持する液体保持部３２ｃが形成された四角筒からなる部材である。容器本体３２は、図２３及び図２５に示すように、キュベットホイール３１に形成した凹部３１ｂに下方から弾性部材３４，表面弾性波素子２５Ｂ，弾性部材３３及び容器本体３２の順に配置される。そして、上方から被せた蓋板３１ｄを複数のねじ３１ｈ（図２４参照）によってホイール部３１ａの上面に固定する。
【００６６】
これにより、容器本体３２が下方に押圧されて弾性部材３３，３４が圧縮変形し、容器本体３２は、弾性部材３３及び表面弾性波素子２５Ｂと共に一体化される。このとき、弾性部材３３，３４は、シリコーンゴムやフッ素系ゴム等から扁平な四角筒形状に成形され、開口３２ｂと同じ大きさの開口３３ａ，３４ａを有している。このため、弾性部材３３が、容器本体３２と表面弾性波素子２５Ｂとに密着することで、容器本体３２は、表面弾性波素子２５Ｂ及び弾性部材３３と共に容器を形成し、液体Ｌqを液密に保持することができる。但し、容器本体３２は、表面弾性波素子２５Ｂと共に液密に一体化することができれば、弾性部材３３はなくてもよい。また、ねじは、リベットであっても良く、特にプッシュ式リベットであればキュベットホイール３１の組み立てが容易になる。
【００６７】
表面弾性波素子２５Ｂは、送受電体２４から発振された駆動信号（電力）をアンテナ２５ｃで受信することによって液体を攪拌する表面弾性波を容器本体３２へ向けて照射する音波発生手段である。表面弾性波素子２５Ｂは、図２６に示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等からなる圧電基板２５ａ上に櫛歯状電極（ＩＤＴ）からなる振動子２５ｂとアンテナ２５ｃが形成されている。表面弾性波素子２５Ｂは、図２３に示すように、振動子２５ｂを液体Ｌq側に向けて開口３２ｂの下部に配置される。このため、表面弾性波素子２５Ｂは、振動子２５ｂ及びアンテナ２５ｃを二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）等の薄膜によって被覆し、液体Ｌqとの接触に起因する短絡から保護しておく。
【００６８】
以上のように構成される自動分析装置３０は、回転するキュベットホイール３１によって周方向に沿って搬送されてくる複数の容器本体３２に試薬分注機構１０が試薬容器１２から試薬を順次分注する。試薬が分注された容器本体３２は、キュベットホイール３１によって周方向に沿って搬送され、検体分注機構５によって検体テーブル３に保持された複数の検体容器４から検体が順次分注される。
【００６９】
そして、検体が分注された容器本体３２は、キュベットホイール３１によって攪拌装置２０の位置へ順次搬送され、図２３に示すように、分注された試薬と検体とを含む液体Ｌqが表面弾性波素子２５Ｂの発生する表面弾性波Ｗaによって順次攪拌されて反応する。このようにして検体と試薬が反応した反応液は、キュベットホイール３１が再び回転したときに測光装置８を通過し、光源から出射された分析光が透過する。そして、反応液を透過した分析光は、受光部で測光され、制御部１４において吸光度をもとに成分濃度等が分析される。そして、分析が終了した容器本体３２は、洗浄装置９によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００７０】
このとき、自動分析装置３０は、実施の形態１と同じ攪拌装置２０を備えている。このため、攪拌装置２０は、図２３に示すように、表面弾性波素子２５Ｂを駆動して振動子２５ｂから液体Ｌq中に矢印で示すように表面弾性波Ｗaを出射すると、出射された表面弾性波Ｗaは容器本体３２の側壁や液体Ｌqの液面で反射しながら液体中を伝播し、振動子２５ｂに戻ってくる。振動子２５ｂは、このようにして戻ってくる表面弾性波Ｗaよって反射信号を出力する。従って、攪拌装置２０は、受信アンプ２８から入力される反射信号をもとに、実施の形態１と同様に、反応容器７に保持された液体の液面と表面弾性波素子２５Ｂとの間に存在する気泡の有無を検知することができる。
【００７１】
実施の形態２の自動分析装置３０は、以上のようにして容器本体３２に分注された液体の液面と表面弾性波素子２５Ｂとの間に存在する気泡の有無を駆動制御部２６の制御のもとに検知し、液体中に気泡が存在しない場合には、分注された液体を攪拌し、液体中に気泡が存在する場合には、液体の攪拌を停止する。
【００７２】
（変形例１）
ここで、攪拌装置２０は、図２７に示すように、振動子２５ｂを下方に向けて表面弾性波素子２５Ｂを容器本体３２の開口３２ｂの下部に配置してもよい。表面弾性波素子２５Ｂをこのように配置すると、攪拌装置２０は、分注された試薬と検体とを含む液体Ｌqをバルク波Ｗbによって攪拌すると共に、気泡から反射するバルク波Ｗbによって液体Ｌqの液面と表面弾性波素子２５Ｂとの間に存在する気泡の有無を検知することができる。また、容器本体３２は、上述のように、表面弾性波素子２５Ｂと共に液密に一体化することができれば、弾性部材３３はなくてもよい。
【００７３】
（変形例２）
また、実施の形態２の攪拌装置２０は、容器本体３２と同じ素材を使用し、図２８に示す容器本体３６のように、上部の開口３６ａの他に、側壁３６ｄに開口３６ｅを形成してもよい。そして、キュベットホイール３１は、凹部３１ｂの側面上下２箇所に弾性部材３７を設けておく。このため、図２８に示す攪拌装置２０は、開口３６ｅの周囲に配置した弾性部材３３を介して振動子２５ｂを外側に向けて表面弾性波素子２５Ｂを容器本体３６の側壁３６ｄに配置し、これらを凹部３１ｂにセットした後、ホイール部３１ａと蓋板３１ｄとを複数のねじ３１ｈによって組み付ける。
【００７４】
これにより、図２８に示す攪拌装置２０は、上下２箇所に設けた弾性部材３７によって表面弾性波素子２５Ｂが容器本体３６に向けて付勢されると共に、容器本体３６と表面弾性波素子２５Ｂとが一体化した状態に保持される。この結果、図２８に示す攪拌装置２０は、液体Ｌqを容器本体３６に液密に保持した状態で、分注された試薬と検体とを含む液体Ｌqを表面弾性波素子２５Ｂが発生するバルク波Ｗbによって攪拌すると共に、液体Ｌq中に存在する気泡の気液界面から反射するバルク波Ｗbによって液体Ｌqの液面と表面弾性波素子２５Ｂとの間に存在する気泡の有無を検知することができる。なお、複数のねじ３１ｈを緩めて蓋板３１ｄを外し、表面弾性波素子２５Ｂと共に上方へ引き出せば、容器本体３６は、弾性部材３３や表面弾性波素子２５Ｂから容易に分離することができる。
【００７５】
ここで、図２８に示す攪拌装置２０は、開口３６ｅの周囲に配置した弾性部材３３を介して振動子２５ｂを内側に向けて表面弾性波素子２５Ｂを容器本体３６の側壁３６ｄに配置し、表面弾性波によって液体Ｌqを攪拌すると共に、容器本体３６の側壁や液体Ｌqの液面から反射する表面弾性波によって液体Ｌqの液面と表面弾性波素子２５Ａとの間に存在する気泡の有無を検知してもよい。また、実施の形態２の攪拌装置２０は、信号発生器２２が送信アンプ２３を介して有線によって供給する電力によって表面弾性波素子２５Ｂを駆動してもよい。
【００７６】
（実施の形態３）
次に、本発明の攪拌装置及び自動分析装置にかかる実施の形態３を図面を参照して詳細に説明する。実施の形態１，２の攪拌装置は、音波発生手段として表面弾性波素子を用いたのに対し、実施の形態３の攪拌装置は、音波発生手段として厚み縦振動子を使用している。図２９は、反応容器を断面にして示す実施の形態３の攪拌装置の概略構成図である。実施の形態３の攪拌装置及び自動分析装置は、厚み縦振動子を除いて実施の形態１の攪拌装置及び自動分析装置と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を使用している。
【００７７】
攪拌装置４０は、図２９に示すように、反応容器７の底壁７ｃに音響整合層を介して厚み縦振動子４１が取り付けられ、攪拌部２１と気泡検知部２７とを備えている。
【００７８】
厚み縦振動子４１は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電基板４１ａの両面に電極４１ｂが設けられ、各電極４１ｂには送信アンプ２３を介して信号発生器２２から数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波交流電圧が印加される。厚み縦振動子４１は、印加される高周波交流電圧によって圧電基板４１ａに垂直に音波を発生する。
【００７９】
ここで、厚み縦振動子４１と反応容器７の底壁７ｃとの間に介在させる音響整合層は、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。この場合、音響整合層は、音波の伝達効率を上げるため、厚み縦振動子４１が発する周波数の波長λに対して厚みがλ／４となるように調整し、又は、できるだけ薄くなるように調整する。
【００８０】
以上のように構成される攪拌装置４０は、反応容器７に保持された液体Ｌq中に存在する気泡Ｂbの有無を検知するときは、駆動制御部２６による制御の下に送信アンプ２３を介して信号発生器２２から供給されるパルス波からなる高周波交流電圧によって厚み縦振動子４１を駆動すると電極４１ｂが音波を誘起する。誘起された音波は、音響整合層を通って反応容器７の底壁７ｃへと伝搬し、図２９に示すように、音響インピーダンスが近い液体Ｌq中へ矢印で示す音波Ｗが底壁７ｃの中央から上方に出射される。
【００８１】
液体Ｌq中へ出射された音波は反応容器７の液体Ｌqの液面と厚み縦振動子４１との間に存在する気泡の気液界面で反射して厚み縦振動子４１に戻ってくる。電極４１ｂは、気泡の気液界面Ｍsから反射して厚み縦振動子４１に戻ってくる音波によって反射信号を気泡検知部２７へ出力する。従って、攪拌装置４０は、受信アンプ２８から入力される反射信号を気泡検知部２７で検知することによって液体の液面と厚み縦振動子４１との間に存在する気泡の有無を検知することができる。
【００８２】
一方、反応容器７に保持された液体Ｌqを攪拌するときには、駆動制御部２６によって駆動条件を切り替え、パルス波よりも長い連続波であって、気泡検知の場合よりも電圧の低い高周波交流電圧によって厚み縦振動子４１を駆動する。これにより、電極４１ｂによって誘起された音波が、底壁７ｃから液体Ｌq中へ出射され、この音波によって惹起される音響流によって液体Ｌqが攪拌される。
【００８３】
このように、攪拌装置４０は、液体を攪拌する攪拌機能と、分注した液体の容器底面と液面との間に存在する気泡を検知する機能とを備えており、従来の攪拌装置に受信アンプ２８と処理部２９とを有する気泡検知部２７を設け、駆動制御部２６によって厚み縦振動子４１の駆動条件を切り替えるだけであるから僅かなスペースであっても設置することができ、自動分析装置１への搭載も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の攪拌装置を搭載した実施の形態１の自動分析装置を示す概略構成図である。
【図２】自動分析装置で使用する反応容器及びキュベットホイールの一部の斜視図と共に示す実施の形態１の攪拌装置の概略構成図である。
【図３】反応容器を断面にして示す実施の形態１の攪拌装置の概略構成図である。
【図４】図３に示す攪拌装置の攪拌部で使用する送受信基板を示す平面図である。
【図５】反応容器の底面に取り付ける表面弾性波素子の平面図である。
【図６】反応容器に保持された液体の液面レベルが適正な位置にある場合の、表面弾性波素子を駆動する送信波と送信波に起因する反射信号の受信波との関係を示す図である。
【図７】分注された液体の容器底面と液面との間に気泡が存在する反応容器を示す断面図である。
【図８】図７に示す気泡が液体中に存在する場合に気泡検知部が検知する受信波を示す図である。
【図９】分注された液体中の気泡が振動子に接している反応容器を示す断面図である。
【図１０】図９に示す気泡が存在する場合に気泡検知部が検知する受信波を示す図である。
【図１１】攪拌装置が駆動制御部の切替制御のもとに実行する気泡の有無の検知から攪拌或いは攪拌停止までの一連の制御を示すフローチャートである。
【図１２】振動子に微小な気泡が付着した反応容器を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す微小な気泡が存在する場合に気泡検知部が検知する受信波を示す図である。
【図１４】反応容器に分注された液体から微小な気泡を除去した後、分注された液体中に存在する気泡の有無の検知と液体の攪拌操作を説明するフローチャートである。
【図１５】実施の形態１の攪拌装置の変形例１を示す概略構成図である。
【図１６】実施の形態１の攪拌装置の変形例２で使用する表面弾性波素子の平面図である。
【図１７】攪拌装置の変形例３を示す反応容器及び表面弾性波素子の断面図である。
【図１８】図１７の攪拌装置を用いてバルク波によって反応容器が保持した液体の気泡を検知する場合を説明する断面図である。
【図１９】図１７の攪拌装置を用いて表面弾性波によって反応容器が保持した液体を攪拌する場合を説明する断面図である。
【図２０】図１７の攪拌装置の他の使用例を説明する断面図である。
【図２１】図１７の攪拌装置の更に他の使用例を説明する断面図である。
【図２２】本発明の攪拌装置を搭載した実施の形態２の自動分析装置を示す概略構成図である。
【図２３】図２２の自動分析装置で使用するキュベットホイールを周方向に沿って切断した反応容器の断面図を攪拌装置の概略構成と共に示す図である。
【図２４】反応容器をキュベットホイールに固定する固定手段の一部である蓋板とねじとを示す斜視図である。
【図２５】反応容器が有する容器本体、弾性部材及び表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【図２６】図２３に示す攪拌装置で使用する表面弾性波素子の平面図である。
【図２７】実施の形態２の攪拌装置の変形例１であり、キュベットホイールを周方向に沿って切断した反応容器の断面図である。
【図２８】実施の形態２の攪拌装置の変形例２であり、キュベットホイールを周方向に沿って切断した反応容器の断面図である。
【図２９】反応容器を断面にして示す実施の形態３の攪拌装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００８５】
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 キュベットホイール
７ 反応容器
８ 測光装置
９ 洗浄装置
１０ 試薬分注機構
１１ 試薬テーブル
１２ 試薬容器
１３ 読取装置
１４ 制御部
１５ 分析部
１６ 入力部
１７ 表示部
２０ 攪拌装置
２１ 攪拌部
２２ 信号発生器
２３ 送信アンプ
２４ 送受電体
２５，２５Ａ 表面弾性波素子
２５Ｂ 表面弾性波素子
２６ 駆動制御部
２７ 気泡検知部
２８ 受信アンプ
２９ 処理部
３０ 自動分析装置
３１ キュベットホイール
３２，３６ 容器本体
３３，３４ 弾性部材
３７ 弾性部材
４０ 攪拌装置
４１ 厚み縦振動子
Ｌm 音響整合層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、攪拌装置及び自動分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動分析装置は、血液や尿等の多数の検体を分析する際に使用されている。そして、検体の適切な分注を行うため、分注対象の液面の位置を非接触で検知する液面検知装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特に、自動分析装置は、検体や試薬の微量化並びに容器の小型化の要請により、音波発生手段を反応容器と一体に設け、反応容器が保持した液体を音波によって非接触で攪拌する攪拌装置を備えたものが提案されている（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３０６３７９２号公報
【特許文献２】特開２００６−９０７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献２に開示された攪拌装置は、液体に気泡が混入していると、気泡によって音波の伝搬が妨げられ、液体の攪拌が阻害されることから、容器に分注された液体の液面から音波発生手段までの間の気泡の混入の有無を検知する手段の提供が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、容器に分注された液体中に存在する気泡の有無を検知することが可能な攪拌装置及び自動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、本発明の攪拌装置は、液体を保持する容器に設けられ、前記液体に照射する音波によって前記液体を攪拌する音波発生手段と、前記音波発生手段から出射され、前記液体の液面と前記音波発生手段との間に存在する気泡から反射される音波の有無によって前記気泡の有無を検知する気泡検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記気泡の有無を検知する場合の音波の照射時間が前記液体を攪拌する場合の音波の照射時間よりも短くなるように駆動されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記気泡検知手段によって前記液面と前記音波発生手段との間に気泡が存在することが検知された場合に、前記液体に音波を照射して前記液体を予備攪拌することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記音波発生手段は、駆動条件の切り替えによって、前記液体を攪拌する場合と、前記液面と前記音波発生手段との間の気泡の有無を検知する場合とで、共通して用いられることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記音波発生手段は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成される電極とを有する表面弾性波素子又は厚み縦振動子であ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、本発明の自動分析装置は、検体と試薬を含む複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する自動分析装置であって、前記攪拌装置を用いて前記液体中に存在する気泡の有無を検知すると共に、前記反応容器に分注される前記複数の異なる液体を攪拌し、反応液を光学的に分析することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の攪拌装置は、液体を保持する容器に設けられ、液体に照射する音波によって液体を攪拌する音波発生手段と、音波発生手段から出射され、液体の液面と音波発生手段との間に存在する気泡から反射される音波の有無によって気泡の有無を検知する気泡検知手段とを備え、本発明の自動分析装置は、前記攪拌装置を備えているので、音波発生手段と容器に分注された液体の液面との間に存在する気泡の有無を検知す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】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、本発明の攪拌装置及び自動分析装置にかかる実施の形態１について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の攪拌装置を搭載した実施の形態１の自動分析装置を示す概略構成図である。図２は、自動分析装置で使用する反応容器及びキュベットホイールの一部の斜視図と共に示す実施の形態１の攪拌装置の概略構成図である。図３は、反応容器を断面にして示す実施の形態１の攪拌装置の概略構成図である。
【００１４】
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、検体分注機構５、キュベットホイール６、測光装置８、洗浄装置９、試薬分注機構１０及び試薬テーブル１１が設けられ、攪拌装置２０を備えている。
【００１５】
検体テーブル３は、図１に示すように、駆動手段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。
【００１６】
検体分注機構５は、キュベットホイール６に保持された複数の反応容器７に検体を分注する手段であり、図１に示すように、検体テーブル３の複数の検体容器４から検体を順次反応容器７に分注する。
【００１７】
キュベットホイール６は、検体テーブル３とは異なる駆動手段によって図１に矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って複数の凹部６ａが等間隔で設けられている。キュベットホイール６は、各凹部６ａの半径方向両側に測定光が通過する開口６ｂ（図２参照）が形成されている。キュベットホイール６は、一周期で時計方向に（１周−１反応容器）／４個分回転し、四周期で反時計方向に凹部６ａの１個分回転する。また、キュベットホイール６は、反応容器７が移動する外周部に測光装置８、洗浄装置９及び攪拌装置２０が配置されている。
【００１８】
反応容器７は、容量が数ｎＬ〜数十μＬと微量な容器であり、測光装置８の光源から出射された分析光（３４０〜８００ｎｍ）に含まれる光の８０％以上を透過する透明素材、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、図２及び図３に示すように、側壁７ａ，７ｂと底壁とによって液体を保持する凹部７ｄが形成され、凹部７ｄの上部に開口７ｅを有する四角筒形状のキュベットであり、攪拌装置２０の表面弾性波素子２５が底壁を構成している。反応容器７は、凹部７ｄの内面に検体や試薬等の液体に対する親和性処理が施されており、対向する２つの側壁７ａが分析光を透過させて液体の光学的測定に使用される。反応容器７は、側壁７ａをキュベットホイール６の半径方向に向けると共に、側壁７ｂをキュベットホイール６の周方向に向けて、凹部６ａに抜き差し自在に配置される。
【００１９】
測光装置８は、図１に示すように、キュベットホイール６外周の洗浄装置９と攪拌装置２０との間に配置され、反応容器７に保持された液体を分析する分析光（３４０〜８００ｎｍ）を出射する光源と、液体を透過した分析光を分光して受光する受光器とを有している。測光装置８は、前記光源と受光器がキュベットホイール６の凹部６ａを挟んで半径方向に対向する位置に配置されている。
【００２０】
洗浄装置９は、反応容器７から液体や洗浄液を排出する排出手段と、洗浄液の分注手段とを有している。洗浄装置９は、測光終了後の反応容器７から測光後の液体を排出した後、洗浄液を分注する。洗浄装置９は、洗浄液の分注と排出の動作を複数回繰り返すことにより、反応容器７の内部を洗浄する。このようにして洗浄された反応容器７は、再度、新たな検体の分析に使用される。
【００２１】
試薬分注機構１０は、キュベットホイール６に保持された複数の反応容器７に試薬を分注する手段であり、図１に示すように、試薬テーブル１１の所定の試薬容器１２から試薬を順次反応容器７に分注する。
【００２２】
試薬テーブル１１は、検体テーブル３及びキュベットホイール６とは異なる駆動手段によって図１に矢印で示す方向に回転され、扇形に成形された収納室１１ａが周方向に沿って複数設けられている。各収納室１１ａは、試薬容器１２が着脱自在に収納される。複数の試薬容器１２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情報記録媒体（図示せず）が貼付されている。
【００２３】
ここで、試薬テーブル１１の外周には、図１に示すように、試薬容器１２に貼付した前記情報記録媒体に記録された試薬の種類，ロット及び有効期限等の試薬情報を読み取り、制御部１４へ出力する読取装置１３が設置されている。
【００２４】
制御部１４は、検体テーブル３、検体分注機構５、キュベットホイール６、測光装置８、洗浄装置９、試薬分注機構１０、試薬テーブル１１、読取装置１３、分析部１５、入力部１６、表示部１７及び攪拌装置２０等と接続され、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１４は、自動分析装置１の各部の作動を制御すると共に、前記情報記録媒体の記録から読み取った試薬情報に基づき、試薬のロットや有効期限等が設置範囲外の場合、分析作業を停止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１５は、制御部１４を介して測光装置８に接続され、受光器が受光した光量に基づく反応容器７内の液体の吸光度から検体の成分濃度等を分析し、分析結果を制御部１４に出力する。入力部１６は、制御部１４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１７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】
攪拌装置２０は、反応容器７に分注された液体を音波によって攪拌すると共に、反応容器７に分注された液体の液面と表面弾性波素子２５との間に存在する気泡の有無を検知する装置であり、図２及び図３に示すように、攪拌部２１と、気泡検知部２７とを備えている。
【００２７】
攪拌部２１は、反応容器７に分注された液体を攪拌する部分であり、図３に示すように、信号発生器２２、送信アンプ２３、送受電体２４及び表面弾性波素子２５を有している。
【００２８】
信号発生器２２は、駆動制御部２６による制御のもとに発振周波数を変更可能な発振回路を有しており、数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波の発振信号を送信アンプ２３及び気泡検知部２７に設けた処理部２９へ出力する。送信アンプ２３は、信号発生器２２から入力される高周波の発振信号を増幅して送受電体２４へ出力する。
【００２９】
送受電体２４は、表面弾性波素子２５に電力を無線送電すると共に、表面弾性波素子２５が発する反射信号を受電するもので、キュベットホイール６に形成した複数の凹部６ａの底にそれぞれ設置されている。各送受電体２４は、図４に示すように、基板２４ａ上にＲＦ送受信アンテナ２４ｂが形成されている。送受電体２４は、送信アンプ２３によって増幅された高周波の発振信号をＲＦ送受信アンテナ２４ａから表面弾性波素子２５に発信する。ここで、送受電体２４と送信アンプ２３や受信アンプ２８との間は、キュベットホイール６が回転しても電力が電送されるように、接触電極を介して接続され、キュベットホイール６の回転に伴って送信アンプ２３や受信アンプ２８と接続される送受電体２４が順次切り替わる。
【００３０】
表面弾性波素子２５は、反応容器７が保持する液体に接触して液体を攪拌する音波（表面弾性波）を液体に照射すると共に、反応容器７の底壁を兼ねる音波発生手段である。表面弾性波素子２５は、図３及び図５に示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等からなる圧電基板２５ａ上に櫛歯状電極（ＩＤＴ）からなる振動子２５ｂとアンテナ２５ｃが形成されている。このとき、音波（表面弾性波）は、圧電基板２５ａの板面に垂直な面に対して所定角度傾斜した方向へ出射され、例えば、１２８ＹＸカットのニオブ酸リチウムからなる圧電基板２５ａと水とが接している場合には、鉛直面に対して約２２°傾斜した方向へ出射される。但し、表面弾性波素子２５は、反応容器７の底壁を兼ねることから、液体と接する上面には振動子２５ｂ及びアンテナ２５ｃを覆い、液体による短絡等から保護する保護膜が形成されている。振動子２５ｂは、ＲＦ送受信アンテナ２４ａから発信される駆動信号（電力）をアンテナ２５ｃで受信することによって音波（表面弾性波）を発生する。ここで、前記保護膜は、透過する表面弾性波の波長λよりも十分薄く形成する。
【００３１】
駆動制御部２６は、液体を攪拌する場合と液体中に存在する気泡の有無を検知する場合とにおける表面弾性波素子２５の駆動条件を切替制御し、気泡の有無を検知する場合に液体に音波を照射する駆動制御手段であり、処理部２９と同様にＥＰＵ等の電子制御手段が使用され、攪拌部２１に設けた信号発生器２２の作動を制御する。駆動制御部２６は、信号発生器２２を介して、例えば、表面弾性波素子２５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、駆動制御部２６は、内蔵したタイマに従って信号発生器２２が発振する発振信号の周波数を変更することができる。
【００３２】
ここで、駆動制御部２６は、気泡の有無を検知する場合の音波（表面弾性波）の照射時間が、反応容器７が保持した液体を攪拌する場合の音波の照射時間よりも短くなるように信号発生器２２を制御し、例えば、気泡の有無を検知する場合にはパルス波やバースト波を使用する。このとき、駆動制御部２６は、気泡の有無を検知する場合には、時間をおいて複数のパルス波等を発信するように信号発生器２２を制御すると、気泡の有無を確実に検知することができる。また、駆動制御部２６は、液体を攪拌する場合には、連続波を発信するように信号発生器２２を制御する。さらに、駆動制御部２６は、液体を攪拌する場合には、表面弾性波素子２５の駆動信号の電圧が気泡の有無を検知する場合よりも大きくなるように信号発生器２２を制御する。
【００３３】
気泡検知部２７は、気泡の有無を検知する場合に表面弾性波素子２５から出射され、気泡から反射される音波の有無によって反応容器７に分注された液体中に存在する気泡の有無を検知する気泡検知手段であり、図３に示すように、信号発生器２２、送信アンプ２３、送受電体２４、表面弾性波素子２５、受信アンプ２８及び処理部２９を備えている。
【００３４】
受信アンプ２８は、反応容器７に保持された液体の下側の気液界面から反射した音波によって表面弾性波素子２５が出力する反射信号を増幅し、増幅した反射信号を処理部２９へ出力する。ここで、表面弾性波素子２５が反応容器７に保持された液体に音波を照射すると、音波は反応容器７の側壁７ａ，７ｂや液面で反射しながら液体中を伝播し、表面弾性波素子２５の振動子２５ｂに戻ってくる他、液体中に気泡が存在する場合、音波は気泡の振動子２５ａに近い下側の気液界面から反射されて振動子２５ｂに戻ってくる。このようにして振動子２５ｂに戻る音波により、圧電基板２５ａにおいて機械エネルギーから電気エネルギーへの変換が発生し、表面弾性波素子２５は、アンテナ２５ｃから送受電体２４のＲＦ送受信アンテナ２４ａへ反射信号（電力）を出力する。このとき、反応容器７の側壁７ａ，７ｂや液面で反射し、表面弾性波素子２５の振動子２５ｂに戻ってくる時間は、液面の反応容器７の底面からの位置、即ち、液面の振動子２５ｂからの位置に比例している。
【００３５】
処理部２９は、例えば、ＥＰＵ等の電子制御手段が使用され、メモリ機能を備えている。処理部２９は、信号発生器２２から入力される駆動信号と受信アンプ２８から入力される反射信号との時間差をもとに液面の位置を検知すると共に、受信アンプ２８から入力される反射信号をもとに表面弾性波素子２５と反応容器７に保持された液体の液面との間に存在する気泡の有無を検知する。
【００３６】
以上のように構成される自動分析装置１は、回転するキュベットホイール６によって周方向に沿って搬送されてくる複数の反応容器７に試薬分注機構１０が試薬容器１２から試薬を順次分注する。試薬が分注された反応容器７は、キュベットホイール６によって周方向に沿って搬送され、検体分注機構５によって検体テーブル３に保持された複数の検体容器４から検体が順次分注される。
【００３７】
そして、検体が分注された反応容器７は、キュベットホイール６によって攪拌装置２０へ搬送され、分注された試薬と検体が攪拌部２１によって順次攪拌されて反応する。このようにして検体と試薬が反応した反応液は、キュベットホイール６が再び回転したときに測光装置８を通過し、光源から出射された分析光が透過する。そして、反応液を透過した分析光は、受光部で測光され、制御部１４において吸光度をもとに成分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、洗浄装置９によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００３８】
このとき、攪拌装置２０は、図３に示すように、表面弾性波素子２５を駆動して振動子２５ｂから液体Ｌq中に矢印で示すように音波を出射すると、出射された音波は反応容器７の側壁７ａ，７ｂや液体Ｌqの液面で反射しながら液体中を伝播して振動子２５ｂに戻ってくる。振動子２５ｂは、このようにして振動子２５ｂに戻ってくる音波によって反射信号を出力する。従って、攪拌装置２０は、信号発生器２２から入力される駆動信号と受信アンプ２８から入力される反射信号との時間差を処理部２９によって求めれば、液面の振動子２５ｂからの位置を検知することができる。
【００３９】
例えば、反応容器７に保持された液体の液面レベルがそれぞれ図３に示すＬ1，Ｌ2，Ｌ3（Ｌ1＜Ｌ2＜Ｌ3）の適正な位置にある場合について、表面弾性波素子２５を駆動する送信波と、前記送信波に起因する反射信号の受信波との関係は、図６に示すようになる。図６において、縦軸は信号の電圧、横軸は時間であり、送信波は時刻Ｔsにおいて送信され、その後、攪拌時間Ｔmix中に攪拌用の駆動信号が表面弾性波素子２５に出力される。このとき、各液面レベルＬ1，Ｌ2，Ｌ3の液面から反射した反射信号の受信波は、液面レベルＬ1，Ｌ2，Ｌ3に対応してそれぞれ時刻ＴR1，ＴR2，ＴR3において気泡検知部２７で検知される。従って、気泡検知部２７は、時刻ＴR1と時刻Ｔsとの時間差（ＴR1−Ｔs）から液面レベルＬ1の振動子２５ｂからの位置を、時刻ＴR2と時刻Ｔsとの時間差（ＴR2−Ｔs）から液面レベルＬ2の振動子２５ｂからの位置を、時刻ＴR3と時刻Ｔsとの時間差（ＴR3−Ｔs）から液面レベルＬ3の振動子２５ｂからの位置を、それぞれ検知することができる。
【００４０】
このとき、図７に示すように、反応容器７に分注された液体Ｌq中に気泡Ｂbが存在すると、気泡Ｂbの下側の気液界面Ｍsが液面レベルＬ1（図３参照）よりも低くなって振動子２５ｂに接近する。このため、液体Ｌqに出射された音波Ｗaは、気液界面Ｍsと振動子２５ｂとの間で多重反射する．この結果、気泡検知部２７は、図８に示す受信波を受信する。従って、処理部２９は、このような多重反射による受信波によって、分注された液体Ｌq中に気泡Ｂbが存在することを検知することができる。
【００４１】
但し、図９に示すように、気泡Ｂbが振動子２５ｂに接していると、音響インピーダンスの相違によって音波は液体Ｌq中に出射されることなく気泡検知部２７へと反射され、信号発生部２２から気泡検知部２７へ出力される送信波と重なってしまう。このため、気泡検知部２７は、図１０に示すように、送信波を検知するだけである。従って、本発明の攪拌装置２０は、図８に示す多重反射による受信波と図１０に示す送信波のみの場合の信号から反応容器７に分注された液体中に存在する気泡の有無を検知することができる。
【００４２】
攪拌装置２０は、駆動制御部２６の制御の下に以上のようにして反応容器７に分注された液体中に存在する気泡の有無を検知し、気泡がない場合には、分注した液体を攪拌し、気泡がある場合には、攪拌を停止する。このとき、攪拌装置２０が駆動制御部２６の切替制御のもとに実行する気泡の有無の検知から攪拌或いは攪拌停止までの一連の制御を図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４３】
先ず、駆動制御部２６は、信号発生器２２にパルス波の送信を指示する（ステップＳ１００）。これにより、信号発生器２２は、送信アンプ２３及び送受電体２４を介して表面弾性波素子２５にパルス波からなる駆動信号を出力する。この結果、表面弾性波素子２５は、振動子２５ｂが発生した音波を反応容器７が保持した液体に出射する。液体に出射された音波は、反応容器７の側壁７ａ，７ｂや液面或いは気泡によって反射されて振動子２５ｂに戻り、振動子２５ｂに戻ってくる音波によって振動子２５ｂが反射信号を出力する。
【００４４】
このため、振動子２５ｂが出力した反射信号を気泡検知部２７が受信する（ステップＳ１０２）。気泡検知部２７が受信した反射信号は、受信アンプ２８で増幅されて処理部２９へ出力される。そして、処理部２９は、受信アンプ２８から入力される反射信号によって反応容器７に分注された液体の液面と表面弾性波素子２５との間に存在する気泡の有無を検知する（ステップＳ１０４）。このようにして気泡検知部２７によって検知された気泡の有無の情報は、駆動制御部２６へ出力される。
【００４５】
次に、駆動制御部２６は、気泡検知部２７から入力される気泡の有無の情報から液体の液面と表面弾性波素子２５との間に存在する気泡の有無を判定する（ステップＳ１０６）。反応容器７に分注された液体の液面と表面弾性波素子２５との間に気泡が存在しない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、駆動制御部２６は、表面弾性波素子２５の駆動条件を切り替え、信号発生器２２に反応容器７が保持した液体の攪拌を指示し（ステップＳ１０８）、気泡検知から攪拌までの一連の制御を終了する。なお、この一連の制御は、キュベットホイール６が回転して新たな反応容器７が攪拌装置２０の位置へ搬送されるごとに繰り返される。
【００４６】
一方、反応容器７に分注された液体の液面と表面弾性波素子２５との間に気泡が存在する場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、駆動制御部２６は、表面弾性波素子２５による反応容器７が保持した液体の攪拌停止を信号発生器２２に指示し（ステップＳ１１０）、一連の制御を終了する。このとき、駆動制御部２６は、表示部１７に液面と表面弾性波素子２５との間に気泡が混入した反応容器７が存在する旨とその反応容器７のキュベットホイール６上における位置を表示してオペレータに警告を発する。オペレータは、このような警告が発せられた反応容器７を排除する。
【００４７】
このように、攪拌装置２０は、従来の攪拌装置に受信アンプ２８と処理部２９とを有する気泡検知部２７を設け、駆動制御部２６によって表面弾性波素子２５の駆動条件を切り替えるだけで、液体を攪拌する場合と、液面と表面弾性波素子２５との間の気泡の有無を検知する場合とで共通した表面弾性波素子２５を利用して分注された液体の攪拌と、液面と表面弾性波素子２５との間に存在する気泡の有無を検知することができる。このため、攪拌装置２０は、反応容器７に分注された液体の容器底面と液面との間に気泡が存在しない状態で液体を適切に攪拌することができる。しかも、気泡検知部２７は、受信アンプ２８と処理部２９とを有するだけの簡単な構成であるから僅かなスペースであっても攪拌装置２０に設置することができ、自動分析装置１への搭載も容易である。
【００４８】
ここで、反応容器７に分注された液体中に存在する気泡は、振動子２５ｂに付着する図１２に示す微小な気泡Ｂsの場合がある。このとき、表面弾性波素子２５を駆動して振動子２５ｂから液体Ｌq中に矢印で示すように音波Ｗaを出射すると、出射された音波Ｗaは微小な気泡Ｂsで反射されると共に、反応容器７の側壁７ａ，７ｂや液体Ｌqの液面で反射しながら液体中を伝播して振動子２５ｂに戻ってくる。このように微小な気泡Ｂsでの反射に起因して振動子２５ｂに戻ってくる音波Ｗaによって出力される反射信号は、図１３に示す受信波として気泡検知部２７で検知される。このとき、振動子２５ｂは、斜め左上方と斜め右上方へ向かって２方向に音波を出射する。但し、図１３は、説明と図面上での表示を簡単にするため、振動子２５ｂが出射する音波左上方へ出射される一方の音波のみを示している。
【００４９】
このような微小な気泡Ｂsが存在すると、気泡Ｂsの気液界面での音波の反射や気泡Ｂsによって振動子２５ｂから音波が液体Ｌq中へ出射しない等の理由で、振動子２５ｂで発生した音波の出射方向がばらつき、振動子２５ｂに音波が戻ってくる確率が減少する。これは、気泡の大きさや数に起因し、微小な気泡Ｂsであっても振動子２５ｂを覆う面積が多くなる程、振動子２５ｂに音波が戻ってくる確率が減少する。従って、このような微小な気泡Ｂsを除去しないと、攪拌装置２０は、分注された液体の容器底面と液面との間に存在する気泡を検知することができなくなる。この場合、このような微小な気泡Ｂsは、容器底面と液面との間に存在する比較的大きな気泡に比べると、振動子２５ｂを駆動することによって簡単に除去することができる。
【００５０】
このため、攪拌装置２０は、図１４に示すフローチャートで説明する手順の下に各反応容器７が搬送されてくる都度、駆動制御部２７の制御の下に、反応容器７に分注された液体から微小な気泡を除去した後、分注された液体の容器底面と液面との間に存在する気泡の検知と液体の攪拌操作を行う。即ち、駆動制御部２７は、先ず、気泡の検知回数を設定する（ステップＳ２００）。この検知回数は、デフォルトでｎ＝０に設定される。次に、駆動制御部２７は、気泡の検知を行う（ステップＳ２０２）。次いで、駆動制御部２７は、気泡の検知回数を設定する（ステップＳ２０４）。この検知回数は、デフォルトで設定されたｎに１を加えたｎ＋１とされる。
【００５１】
その後、駆動制御部２７は、気泡の有無を判定する（ステップＳ２０６）。この場合、駆動制御部２７は、図１３に示す受信波をもとに気泡の有無を判定する。気泡が検知された場合（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、駆動制御部２７は、気泡の検知回数ｎが１以下か否かを判定する（ステップＳ２０８）。判定の結果、気泡の検知回数ｎが１以下の場合（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、駆動制御部２７は、検知した気泡は微小な気泡と判断し、反応容器７に分注された液体を予備攪拌する（ステップＳ２１０）。この予備攪拌により反応容器７に分注された液体に混入した気泡が除去される。予備攪拌後、駆動制御部２７は、ステップＳ２０２に戻って引き続くステップを繰り返す。判定の結果、気泡の検知回数ｎが１を超えている場合（ステップＳ２０８，Ｎｏ）、駆動制御部２７は、検知した気泡は液体の容器底面と液面との間に存在する大きな気泡であると判断し、気泡の検知と液体の攪拌操作を終了する。
【００５２】
一方、気泡が検知されなかった場合（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、駆動制御部２７は、信号発生器２２に表面弾性波素子２５による反応容器７が保持した液体の攪拌を指示し（ステップＳ１０８）、攪拌装置２０による気泡検知から攪拌までの一連の制御を終了する。
【００５３】
（変形例１）
ここで、攪拌装置２０は、図１５に示すように、反応容器７の底壁７ｃにエポキシ樹脂や紫外線硬化樹脂等の音響整合層を介して表面弾性波素子２５を取り付け、信号発生器２２が送信アンプ２３を介して有線によって供給する電力によって表面弾性波素子２５を駆動してもよい。この場合、表面弾性波素子２５は、振動子２５ｂが発生するバルク波を利用して反応容器７に分注された液体Ｌqの液面と表面弾性波素子２５との間に存在する気泡の有無の検知と液体Ｌqの攪拌を行う。
【００５４】
（変形例２）
また、表面弾性波素子２５は、図１６に示すように、振動子２５ｂを構成する櫛歯状電極を円弧状に成形した収束型の素子としてもよい。櫛歯状電極を円弧状に成形すると、表面弾性波素子２５は、振動子２５ｂが出射した音波が対向する端面Ｆに向かって集束するので、液体へ出射する音波の出射方向を一方向に規制することができる。
【００５５】
（変形例３）
また、攪拌装置２０で使用する表面弾性波素子は、図１７に示す表面弾性波素子２５Ａのように、圧電基板２５ａの両面に振動子２５ｂ，２５ｄを形成し、反応容器７の底壁７ｃにエポキシ樹脂や紫外線硬化樹脂等の音響整合層Ｌmを介して取り付けてもよい。このとき、表面弾性波素子２５Ａは、有線又は無線によって電力を供給し、表面弾性波素子２５を駆動する。
【００５６】
そして、表面弾性波素子２５Ａを使用した攪拌装置２０は、反応容器７が保持した液体Ｌqの液面と表面弾性波素子２５Ａとの間に存在する気泡を検知するときは、振動子２５ｄ（駆動周波数ｆb）を駆動し、図１８に示すように、バルク波Ｗbを液体Ｌq中に出射し、気泡からの反射波を振動子２５ｄによって受信する。一方、表面弾性波素子２５Ａを使用した攪拌装置２０は、反応容器７が保持した液体Ｌqを攪拌するときは、振動子２５ｂ（駆動周波数ｆ0）を駆動し、図１９に示すように、表面弾性波Ｗaを液体Ｌq中に出射する。
【００５７】
このとき、表面弾性波素子２５Ａを使用した攪拌装置２０は、振動子２５ｂ（駆動周波数ｆ0）と振動子２５ｄ（駆動周波数ｆb）を切り替えて駆動することにより、図２０に示すように、反応容器７が保持した液体Ｌqを表面弾性波ＷaとバルクＷbによって攪拌し、液体Ｌqの液面と表面弾性波素子２５Ａとの間に存在する気泡を検知するときは、振動子２５ｄによって気泡検知用のバルク波Ｗbを送受信する。このようにすると、攪拌装置２０は、表面弾性波ＷaとバルクＷbという出射方向及び速度の異なる２種類の音波によって液体Ｌqを攪拌するので、攪拌時間を短縮することができる。液体Ｌqを攪拌する場合、攪拌装置２０は、振動子２５ｂと振動子２５ｄを同時に駆動してもよい。
【００５８】
また、表面弾性波素子２５Ａを使用した攪拌装置２０は、振動子２５ｂと振動子２５ｄを気泡の有無の検知に使用してもよい。即ち、攪拌装置２０は、図２１に示すように、振動子２５ｄによって気泡の有無検知用のバルク波Ｗbを液体Ｌq中に出射し、気泡からの反射波を振動子２５ｂによって受信する。そして、攪拌装置２０は、振動子２５ｂ又は振動子２５ｄを液体Ｌqの攪拌に使用する。
【００５９】
（実施の形態２）
次に、本発明の攪拌装置及び自動分析装置にかかる実施の形態２を図面を参照して詳細に説明する。実施の形態１の自動分析装置は、反応容器７がキュベットホイール６に抜き差し自在に配置されたのに対し、実施の形態２の自動分析装置は反応容器がキュベットホイールに固定されると共に、必要に応じて反応容器及びキュベットホイールが分解可能である。
【００６０】
図２２は、本発明の攪拌装置を搭載した実施の形態２の自動分析装置を示す概略構成図である。図２３は、図２２の自動分析装置で使用するキュベットホイールを周方向に沿って切断した反応容器の断面図を攪拌装置の概略構成と共に示す図である。図２４は、反応容器をキュベットホイールに固定する固定手段の一部である蓋板とねじとを示す斜視図である。図２５は、反応容器が有する容器本体、弾性部材及び表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。なお、実施の形態２の自動分析装置は、反応容器及びキュベットホイールの構成が異なることを除いて実施の形態１の自動分析装置と構成が同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を使用している。
【００６１】
自動分析装置３０は、図２２に示すように、作業テーブル２上に検体テーブル３、検体分注機構５、キュベットホイール３１、測光装置８、洗浄装置９、試薬分注機構１０、試薬テーブル１１及び攪拌装置２０が設けられ、制御部１４、分析部１５、入力部１６及び表示部１７を備えている。
【００６２】
キュベットホイール３１は、容器本体３２と表面弾性波素子２５Ｂとを着脱自在に固定する固定手段であり、検体テーブル３とは異なる駆動手段によって図２２に矢印で示す方向に回転される。キュベットホイール３１は、熱伝導性に優れ、比重が小さいアルミニウム等の金属からリング状に成形されている。キュベットホイール３１は、図２３に示すように、容器本体３２と表面弾性波素子２５Ｂとを保持する保持部であるホイール部３１ａと、蓋板３１ｄとを有している。キュベットホイール３１は、ホイール部３１ａと蓋板３１ｄとを複数のねじ３１ｈによって組み付けることにより容器本体３２と表面弾性波素子２５Ｂとを着脱自在に固定している。
【００６３】
ホイール部３１ａは、容器本体３２及び表面弾性波素子２５Ｂを配置する凹部３１ｂ（図２３参照）が周方向に沿って複数形成されている。各凹部３１ｂには、図２３に示すように、底壁の中央に送受電体２４を配置する段部３１ｃが形成されている。一方、蓋板３１ｄは、図２３及び図２４に示すように、容器本体３２に対応する位置に開口３１ｅが形成され、開口３１ｅの周方向両側にねじ孔３１ｆが設けられると共に、下面に耐薬品性に優れたシリコーンゴムやフッ素系ゴム等からなる弾性部材３１ｇが一体に取り付けられている。蓋板３１ｄは、ねじ孔３１ｆに挿通するねじ３１ｈによってホイール部３１ａの上面に着脱自在に固定される。ここで、蓋板３１ｄは、単一の部材であってもよいし、周方向に沿った複数箇所で分割し、複数のパーツとしてもよい。
【００６４】
なお、キュベットホイール３１は、各凹部３１ｂの半径方向両側に測定光が通過する開口が形成されている。キュベットホイール３１は、一周期で時計方向に（１周−１反応容器）／４個分回転し、四周期で反時計方向に容器本体３２の１個分回転することにより、測光装置８によって各容器本体３２に保持された液体が測光される。キュベットホイール３１は、図２２に示すように、測光装置８を挟んで一方に洗浄装置９が配置され、他方の下部には攪拌装置２０が配置されている。
【００６５】
容器本体３２は、生体試料等の検体や試薬を含む液体を保持するもので、反応容器７と同じ素材が使用される。容器本体３２は、図２３に示すように、上下両端に開口３２ａ，３２ｂを有し、開口３２ａ，３２ｂ間に試薬と検体とを含む数ｎＬ〜数十μＬの微量な液体Ｌを保持する液体保持部３２ｃが形成された四角筒からなる部材である。容器本体３２は、図２３及び図２５に示すように、キュベットホイール３１に形成した凹部３１ｂに下方から弾性部材３４，表面弾性波素子２５Ｂ，弾性部材３３及び容器本体３２の順に配置される。そして、上方から被せた蓋板３１ｄを複数のねじ３１ｈ（図２４参照）によってホイール部３１ａの上面に固定する。
【００６６】
これにより、容器本体３２が下方に押圧されて弾性部材３３，３４が圧縮変形し、容器本体３２は、弾性部材３３及び表面弾性波素子２５Ｂと共に一体化される。このとき、弾性部材３３，３４は、シリコーンゴムやフッ素系ゴム等から扁平な四角筒形状に成形され、開口３２ｂと同じ大きさの開口３３ａ，３４ａを有している。このため、弾性部材３３が、容器本体３２と表面弾性波素子２５Ｂとに密着することで、容器本体３２は、表面弾性波素子２５Ｂ及び弾性部材３３と共に容器を形成し、液体Ｌqを液密に保持することができる。但し、容器本体３２は、表面弾性波素子２５Ｂと共に液密に一体化することができれば、弾性部材３３はなくてもよい。また、ねじは、リベットであっても良く、特にプッシュ式リベットであればキュベットホイール３１の組み立てが容易になる。
【００６７】
表面弾性波素子２５Ｂは、送受電体２４から発振された駆動信号（電力）をアンテナ２５ｃで受信することによって液体を攪拌する表面弾性波を容器本体３２へ向けて照射する音波発生手段である。表面弾性波素子２５Ｂは、図２６に示すように、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等からなる圧電基板２５ａ上に櫛歯状電極（ＩＤＴ）からなる振動子２５ｂとアンテナ２５ｃが形成されている。表面弾性波素子２５Ｂは、図２３に示すように、振動子２５ｂを液体Ｌq側に向けて開口３２ｂの下部に配置される。このため、表面弾性波素子２５Ｂは、振動子２５ｂ及びアンテナ２５ｃを二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）等の薄膜によって被覆し、液体Ｌqとの接触に起因する短絡から保護しておく。
【００６８】
以上のように構成される自動分析装置３０は、回転するキュベットホイール３１によって周方向に沿って搬送されてくる複数の容器本体３２に試薬分注機構１０が試薬容器１２から試薬を順次分注する。試薬が分注された容器本体３２は、キュベットホイール３１によって周方向に沿って搬送され、検体分注機構５によって検体テーブル３に保持された複数の検体容器４から検体が順次分注される。
【００６９】
そして、検体が分注された容器本体３２は、キュベットホイール３１によって攪拌装置２０の位置へ順次搬送され、図２３に示すように、分注された試薬と検体とを含む液体Ｌqが表面弾性波素子２５Ｂの発生する表面弾性波Ｗaによって順次攪拌されて反応する。このようにして検体と試薬が反応した反応液は、キュベットホイール３１が再び回転したときに測光装置８を通過し、光源から出射された分析光が透過する。そして、反応液を透過した分析光は、受光部で測光され、制御部１４において吸光度をもとに成分濃度等が分析される。そして、分析が終了した容器本体３２は、洗浄装置９によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。
【００７０】
このとき、自動分析装置３０は、実施の形態１と同じ攪拌装置２０を備えている。このため、攪拌装置２０は、図２３に示すように、表面弾性波素子２５Ｂを駆動して振動子２５ｂから液体Ｌq中に矢印で示すように表面弾性波Ｗaを出射すると、出射された表面弾性波Ｗaは容器本体３２の側壁や液体Ｌqの液面で反射しながら液体中を伝播し、振動子２５ｂに戻ってくる。振動子２５ｂは、このようにして戻ってくる表面弾性波Ｗaよって反射信号を出力する。従って、攪拌装置２０は、受信アンプ２８から入力される反射信号をもとに、実施の形態１と同様に、反応容器７に保持された液体の液面と表面弾性波素子２５Ｂとの間に存在する気泡の有無を検知することができる。
【００７１】
実施の形態２の自動分析装置３０は、以上のようにして容器本体３２に分注された液体の液面と表面弾性波素子２５Ｂとの間に存在する気泡の有無を駆動制御部２６の制御のもとに検知し、液体中に気泡が存在しない場合には、分注された液体を攪拌し、液体中に気泡が存在する場合には、液体の攪拌を停止する。
【００７２】
（変形例１）
ここで、攪拌装置２０は、図２７に示すように、振動子２５ｂを下方に向けて表面弾性波素子２５Ｂを容器本体３２の開口３２ｂの下部に配置してもよい。表面弾性波素子２５Ｂをこのように配置すると、攪拌装置２０は、分注された試薬と検体とを含む液体Ｌqをバルク波Ｗbによって攪拌すると共に、気泡から反射するバルク波Ｗbによって液体Ｌqの液面と表面弾性波素子２５Ｂとの間に存在する気泡の有無を検知することができる。また、容器本体３２は、上述のように、表面弾性波素子２５Ｂと共に液密に一体化することができれば、弾性部材３３はなくてもよい。
【００７３】
（変形例２）
また、実施の形態２の攪拌装置２０は、容器本体３２と同じ素材を使用し、図２８に示す容器本体３６のように、上部の開口３６ａの他に、側壁３６ｄに開口３６ｅを形成してもよい。そして、キュベットホイール３１は、凹部３１ｂの側面上下２箇所に弾性部材３７を設けておく。このため、図２８に示す攪拌装置２０は、開口３６ｅの周囲に配置した弾性部材３３を介して振動子２５ｂを外側に向けて表面弾性波素子２５Ｂを容器本体３６の側壁３６ｄに配置し、これらを凹部３１ｂにセットした後、ホイール部３１ａと蓋板３１ｄとを複数のねじ３１ｈによって組み付ける。
【００７４】
これにより、図２８に示す攪拌装置２０は、上下２箇所に設けた弾性部材３７によって表面弾性波素子２５Ｂが容器本体３６に向けて付勢されると共に、容器本体３６と表面弾性波素子２５Ｂとが一体化した状態に保持される。この結果、図２８に示す攪拌装置２０は、液体Ｌqを容器本体３６に液密に保持した状態で、分注された試薬と検体とを含む液体Ｌqを表面弾性波素子２５Ｂが発生するバルク波Ｗbによって攪拌すると共に、液体Ｌq中に存在する気泡の気液界面から反射するバルク波Ｗbによって液体Ｌqの液面と表面弾性波素子２５Ｂとの間に存在する気泡の有無を検知することができる。なお、複数のねじ３１ｈを緩めて蓋板３１ｄを外し、表面弾性波素子２５Ｂと共に上方へ引き出せば、容器本体３６は、弾性部材３３や表面弾性波素子２５Ｂから容易に分離することができる。
【００７５】
ここで、図２８に示す攪拌装置２０は、開口３６ｅの周囲に配置した弾性部材３３を介して振動子２５ｂを内側に向けて表面弾性波素子２５Ｂを容器本体３６の側壁３６ｄに配置し、表面弾性波によって液体Ｌqを攪拌すると共に、容器本体３６の側壁や液体Ｌqの液面から反射する表面弾性波によって液体Ｌqの液面と表面弾性波素子２５Ａとの間に存在する気泡の有無を検知してもよい。また、実施の形態２の攪拌装置２０は、信号発生器２２が送信アンプ２３を介して有線によって供給する電力によって表面弾性波素子２５Ｂを駆動してもよい。
【００７６】
（実施の形態３）
次に、本発明の攪拌装置及び自動分析装置にかかる実施の形態３を図面を参照して詳細に説明する。実施の形態１，２の攪拌装置は、音波発生手段として表面弾性波素子を用いたのに対し、実施の形態３の攪拌装置は、音波発生手段として厚み縦振動子を使用している。図２９は、反応容器を断面にして示す実施の形態３の攪拌装置の概略構成図である。実施の形態３の攪拌装置及び自動分析装置は、厚み縦振動子を除いて実施の形態１の攪拌装置及び自動分析装置と同じであるので、同一の構成要素には同一の符号を使用している。
【００７７】
攪拌装置４０は、図２９に示すように、反応容器７の底壁７ｃに音響整合層を介して厚み縦振動子４１が取り付けられ、攪拌部２１と気泡検知部２７とを備えている。
【００７８】
厚み縦振動子４１は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電基板４１ａの両面に電極４１ｂが設けられ、各電極４１ｂには送信アンプ２３を介して信号発生器２２から数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ程度の高周波交流電圧が印加される。厚み縦振動子４１は、印加される高周波交流電圧によって圧電基板４１ａに垂直に音波を発生する。
【００７９】
ここで、厚み縦振動子４１と反応容器７の底壁７ｃとの間に介在させる音響整合層は、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。この場合、音響整合層は、音波の伝達効率を上げるため、厚み縦振動子４１が発する周波数の波長λに対して厚みがλ／４となるように調整し、又は、できるだけ薄くなるように調整する。
【００８０】
以上のように構成される攪拌装置４０は、反応容器７に保持された液体Ｌq中に存在する気泡Ｂbの有無を検知するときは、駆動制御部２６による制御の下に送信アンプ２３を介して信号発生器２２から供給されるパルス波からなる高周波交流電圧によって厚み縦振動子４１を駆動すると電極４１ｂが音波を誘起する。誘起された音波は、音響整合層を通って反応容器７の底壁７ｃへと伝搬し、図２９に示すように、音響インピーダンスが近い液体Ｌq中へ矢印で示す音波Ｗが底壁７ｃの中央から上方に出射される。
【００８１】
液体Ｌq中へ出射された音波は反応容器７の液体Ｌqの液面と厚み縦振動子４１との間に存在する気泡の気液界面で反射して厚み縦振動子４１に戻ってくる。電極４１ｂは、気泡の気液界面Ｍsから反射して厚み縦振動子４１に戻ってくる音波によって反射信号を気泡検知部２７へ出力する。従って、攪拌装置４０は、受信アンプ２８から入力される反射信号を気泡検知部２７で検知することによって液体の液面と厚み縦振動子４１との間に存在する気泡の有無を検知することができる。
【００８２】
一方、反応容器７に保持された液体Ｌqを攪拌するときには、駆動制御部２６によって駆動条件を切り替え、パルス波よりも長い連続波であって、気泡検知の場合よりも電圧の低い高周波交流電圧によって厚み縦振動子４１を駆動する。これにより、電極４１ｂによって誘起された音波が、底壁７ｃから液体Ｌq中へ出射され、この音波によって惹起される音響流によって液体Ｌqが攪拌される。
【００８３】
このように、攪拌装置４０は、液体を攪拌する攪拌機能と、分注した液体の容器底面と液面との間に存在する気泡を検知する機能とを備えており、従来の攪拌装置に受信アンプ２８と処理部２９とを有する気泡検知部２７を設け、駆動制御部２６によって厚み縦振動子４１の駆動条件を切り替えるだけであるから僅かなスペースであっても設置することができ、自動分析装置１への搭載も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の攪拌装置を搭載した実施の形態１の自動分析装置を示す概略構成図である。
【図２】自動分析装置で使用する反応容器及びキュベットホイールの一部の斜視図と共に示す実施の形態１の攪拌装置の概略構成図である。
【図３】反応容器を断面にして示す実施の形態１の攪拌装置の概略構成図である。
【図４】図３に示す攪拌装置の攪拌部で使用する送受信基板を示す平面図である。
【図５】反応容器の底面に取り付ける表面弾性波素子の平面図である。
【図６】反応容器に保持された液体の液面レベルが適正な位置にある場合の、表面弾性波素子を駆動する送信波と送信波に起因する反射信号の受信波との関係を示す図である。
【図７】分注された液体の容器底面と液面との間に気泡が存在する反応容器を示す断面図である。
【図８】図７に示す気泡が液体中に存在する場合に気泡検知部が検知する受信波を示す図である。
【図９】分注された液体中の気泡が振動子に接している反応容器を示す断面図である。
【図１０】図９に示す気泡が存在する場合に気泡検知部が検知する受信波を示す図である。
【図１１】攪拌装置が駆動制御部の切替制御のもとに実行する気泡の有無の検知から攪拌或いは攪拌停止までの一連の制御を示すフローチャートである。
【図１２】振動子に微小な気泡が付着した反応容器を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す微小な気泡が存在する場合に気泡検知部が検知する受信波を示す図である。
【図１４】反応容器に分注された液体から微小な気泡を除去した後、分注された液体中に存在する気泡の有無の検知と液体の攪拌操作を説明するフローチャートである。
【図１５】実施の形態１の攪拌装置の変形例１を示す概略構成図である。
【図１６】実施の形態１の攪拌装置の変形例２で使用する表面弾性波素子の平面図である。
【図１７】攪拌装置の変形例３を示す反応容器及び表面弾性波素子の断面図である。
【図１８】図１７の攪拌装置を用いてバルク波によって反応容器が保持した液体の気泡を検知する場合を説明する断面図である。
【図１９】図１７の攪拌装置を用いて表面弾性波によって反応容器が保持した液体を攪拌する場合を説明する断面図である。
【図２０】図１７の攪拌装置の他の使用例を説明する断面図である。
【図２１】図１７の攪拌装置の更に他の使用例を説明する断面図である。
【図２２】本発明の攪拌装置を搭載した実施の形態２の自動分析装置を示す概略構成図である。
【図２３】図２２の自動分析装置で使用するキュベットホイールを周方向に沿って切断した反応容器の断面図を攪拌装置の概略構成と共に示す図である。
【図２４】反応容器をキュベットホイールに固定する固定手段の一部である蓋板とねじとを示す斜視図である。
【図２５】反応容器が有する容器本体、弾性部材及び表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
【図２６】図２３に示す攪拌装置で使用する表面弾性波素子の平面図である。
【図２７】実施の形態２の攪拌装置の変形例１であり、キュベットホイールを周方向に沿って切断した反応容器の断面図である。
【図２８】実施の形態２の攪拌装置の変形例２であり、キュベットホイールを周方向に沿って切断した反応容器の断面図である。
【図２９】反応容器を断面にして示す実施の形態３の攪拌装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００８５】
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 キュベットホイール
７ 反応容器
８ 測光装置
９ 洗浄装置
１０ 試薬分注機構
１１ 試薬テーブル
１２ 試薬容器
１３ 読取装置
１４ 制御部
１５ 分析部
１６ 入力部
１７ 表示部
２０ 攪拌装置
２１ 攪拌部
２２ 信号発生器
２３ 送信アンプ
２４ 送受電体
２５，２５Ａ 表面弾性波素子
２５Ｂ 表面弾性波素子
２６ 駆動制御部
２７ 気泡検知部
２８ 受信アンプ
２９ 処理部
３０ 自動分析装置
３１ キュベットホイール
３２，３６ 容器本体
３３，３４ 弾性部材
３７ 弾性部材
４０ 攪拌装置
４１ 厚み縦振動子
Ｌm 音響整合層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を保持する容器に設けられ、前記液体に照射する音波によって前記液体を攪拌する音波発生手段と、
前記音波発生手段から出射され、前記液体の液面と前記音波発生手段との間に存在する気泡から反射される音波の有無によって前記気泡の有無を検知する気泡検知手段と、
を備えたことを特徴とする攪拌装置。
【請求項２】
前記音波発生手段は、前記気泡の有無を検知する場合の音波の照射時間が前記液体を攪拌する場合の音波の照射時間よりも短くなるように駆動され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】
前記音波発生手段は、前記気泡検知手段によって前記液面と前記音波発生手段との間に気泡が存在することが検知された場合に、前記液体に音波を照射して前記液体を予備攪拌することを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項４】
前記音波発生手段は、駆動条件の切り替えによって、前記液体を攪拌する場合と、前記液面と前記音波発生手段との間の気泡の有無を検知する場合とで、共通して用いられることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項５】
前記音波発生手段は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成される電極とを有する表面弾性波素子又は厚み縦振動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６】
検体と試薬を含む複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する自動分析装置であって、請求項１〜４のいずれか一つに記載の攪拌装置を用いて前記液体中に存在する気泡の有無を検知すると共に、前記反応容器に分注される前記複数の異なる液体を攪拌し、反応液を光学的に分析することを特徴とする自動分析装置。
【請求項１】
液体を保持する容器に設けられ、前記液体に照射する音波によって前記液体を攪拌する音波発生手段と、
前記音波発生手段から出射され、前記液体の液面と前記音波発生手段との間に存在する気泡から反射される音波の有無によって前記気泡の有無を検知する気泡検知手段と、
を備えたことを特徴とする攪拌装置。
【請求項２】
前記音波発生手段は、前記気泡の有無を検知する場合の音波の照射時間が前記液体を攪拌する場合の音波の照射時間よりも短くなるように駆動され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】
前記音波発生手段は、前記気泡検知手段によって前記液面と前記音波発生手段との間に気泡が存在することが検知された場合に、前記液体に音波を照射して前記液体を予備攪拌することを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項４】
前記音波発生手段は、駆動条件の切り替えによって、前記液体を攪拌する場合と、前記液面と前記音波発生手段との間の気泡の有無を検知する場合とで、共通して用いられることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項５】
前記音波発生手段は、圧電基板と、前記圧電基板上に形成される電極とを有する表面弾性波素子又は厚み縦振動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６】
検体と試薬を含む複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する自動分析装置であって、請求項１〜４のいずれか一つに記載の攪拌装置を用いて前記液体中に存在する気泡の有無を検知すると共に、前記反応容器に分注される前記複数の異なる液体を攪拌し、反応液を光学的に分析することを特徴とする自動分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２００８−２６８０７８（Ｐ２００８−２６８０７８Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１３２２３（Ｐ２００７−１１３２２３）
【出願日】平成１９年４月２３日（２００７．４．２３）
【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２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２３日（２００７．４．２３）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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