(57)【要約】【課題】  インキュベータに備えられるヒータの消費電力を抑える。【解決手段】  収容前の分析素子の温度Ｔ0を検出する。分析素子が目標温度Ｔ1に昇温するために要する熱量Ｑ1を算出する。算出された熱量Ｑ1をヒータが蓄えた場合に、ヒータの温度が上昇するときの上昇分の温度ΔＴを算出する。ヒータを、分析素子の目標温度Ｔ1に上昇分の温度ΔＴを上乗せした温度Ｔ2に保った状態で待機させる。分析素子が収容されると、算出された熱量Ｑ1が、ヒータから分析素子へ伝達される。分析素子は目標温度Ｔ1となる。【選択図】        図９
2006098236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を収容して所定の温度で恒温保持するインキュベータに備えられるヒータの温度制御方法において、
前記対象物を前記所定の温度に昇温させる熱量を有するように前記ヒータを前記所定の温度より高い温度に加熱しておき、
前記対象物を収容したときに、前記熱量を前記対象物に伝達させて、前記対象物を前記所定の温度に昇温させることを特徴とするヒータの温度制御方法。
【請求項２】
前記対象物の収容前の温度と前記所定の温度との温度差に基づいて、前記対象物を前記所定の温度に昇温するために要する熱量を算出し、
この算出された熱量を前記ヒータが蓄えた場合に、前記ヒータの温度が上昇するときの上昇分の温度を算出し、
前記所定の温度に前記上昇分の温度を上乗せした温度となるように前記ヒータを加熱することを特徴とする請求項１記載のヒータの温度制御方法。
【請求項３】
前記対象物は検体が点着された分析素子であり、
前記ヒータは、前記分析素子に接触する接触位置と前記分析素子から離れる退避位置との間で変位が可能であり、前記退避位置において前記所定の温度に前記上昇分の温度を上乗せした温度に加熱され、前記接触位置において前記算出された熱量を前記分析素子へ伝達させて、前記分析素子を前記所定の温度に昇温させることを特徴とする請求項２記載のヒータの温度制御方法。
【請求項４】
前記ヒータは、前記対象物が収容されるのに合わせて制御系をオフにされ、前記対象物が前記所定の温度に昇温させられるのに合わせて制御系をオンにされて前記対象物を前記所定の温度に保って温調することを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のヒータの温度制御方法。
【請求項５】
対象物を収容して所定の温度で恒温保持するインキュベータにおいて、
前記対象物を温めるヒータと、
前記対象物の収容前の温度を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記対象物の収容前の温度と、前記所定の温度との温度差に基づいて、前記対象物が前記所定の温度に昇温するために要する熱量を算出する熱量算出手段と、
前記熱量算出手段によって算出された熱量を前記ヒータが蓄えた場合に、前記ヒータの温度が上昇するときの上昇分の温度を算出する上昇温度算出手段と、
前記ヒータを前記所定の温度に前記上昇分の温度を上乗せした温度に加熱しておき、前記対象物を収容したときに、前記算出された熱量を前記対象物へ伝達させて、前記対象物を前記所定の温度に昇温させる制御手段と、を備えたことを特徴とするインキュベータ。
【請求項６】
前記対象物は検体が点着された分析素子であり、
前記ヒータは、前記分析素子に接触する接触位置と前記分析素子から離れる退避位置との間で変位が可能であり、前記分析素子が収容されたときに前記接触位置に変位することを特徴とする請求項５記載のインキュベータ。
【請求項７】
前記制御手段は、前記対象物が収容されたときに前記ヒータの制御系をオフにし、前記対象物が前記所定の温度に昇温されたときに前記ヒータの制御系をオンにして、収容後の前記対象物を前記所定の温度に保って温調することを特徴とする請求項５または６記載のインキュベータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インキュベータに備えられるヒータの温度制御方法及びインキュベータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野において、診察室、診療所、及びベッドサイドなどの患者に近いところで行われるポイントオブケア検査（Point Of Care Testing：ＰＯＣＴ）が注目されてきている。ポイントオブケア検査は、病院での通常の検査に比べて、検査結果を即座に医師等が判断して迅速な処置を施すことができるという利点を有している。ポイントオブケア検査は、内部電源で駆動するとともに手軽に持ち運ぶことができるハンディタイプの生化学分析装置を用いて行うことが好ましい。
【０００３】
従来のハンディタイプの生化学分析装置として、例えば、指先から採取した全血を用いて測定を行う血中アンモニア測定器や血糖測定器などが知られている。これらの測定器は重量が数十グラム〜数百グラムと軽量であり携帯性に優れている。しかしながら、測定項目が１種類に限られており、ポイントオブケア検査をより効率的に行うためには、多種類の測定項目を備えた生化学分析装置の開発が望まれる。
【０００４】
乾式タイプの分析素子を用いた生化学分析装置においては、多種類の測定項目を備えるためには、分析素子を恒温保持するインキュベータを備えることが必要とされる。本出願人は、インキュベータを備えた持ち運び可能な生化学分析装置として、富士ドライケム１００（商品名）を開発し提供している。富士ドライケム１００は、重量が約２キログラムであり、最大３種類の測定項目を備えており、外部電源で駆動する。しかし、富士ドライケム１００は、外部電源を用いる必要がある上、測定項目の数が充分なレベルには達していない。また、本出願人は、インキュベータを備えた卓上タイプの生化学分析装置として、富士ドライケム３５００（商品名）を開発し提供している。富士ドライケム３５００は、重量が約２０キログラムであり、２７種類の生化学・免疫項目及び３種類の電解質検査項目を備えており、外部電源で駆動する。富士ドライケム３５００は、多種類の測定項目を備えるものの、重量が大きくハンディタイプというレベルには達していない。
【０００５】
多種類の測定項目を備えるとともに内部電源で駆動するハンディタイプの生化学分析装置を開発するためには、装置の消費電力をできる限り抑え、装置の構造をコンパクトにしなければならない。本発明では、生化学分析装置に備えられるインキュベータに着目している。
【０００６】
上述した富士ドライケム１００に関する技術は、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載された生化学分析装置では、測定対象物は分析素子である。分析素子は、外部電源から電力が供給されるインキュベータによって恒温保持される。
【０００７】
特許文献２に記載された生化学分析装置では、測定対象物は反応シートであり、この反応シートには試料液及び検体が注入される多数の凹窩部が形成されている。反応シートは、複数のヒータ上を搬送されながら加熱される。
【０００８】
特許文献３に記載された生化学分析装置では、測定対象物は測定素子である。測定素子は、ディスクに形成された透孔に装着される。この生化学分析装置には、恒温室が備えられ、この恒温室でディスクや予備ディスクが温められる。
【特許文献１】特開昭６４−１８０４７号公報
【特許文献２】昭６０−３５６２５号公報
【特許文献３】平４−２９９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜３に記載された生化学分析装置では、測定対象物を温める際に、測定対象物に加えられる熱量は、必要以上に多く付加されるのが通常であった。そのため、ヒータが発生した熱の全てが有効に用いられているわけではなく、消費電力が大きくなるという問題があった。また、インキュベータに備えられるヒータが大型化するという問題があった。これらの問題は、特に、上述したような内部電源のみを用いるハンディタイプの生化学分析装置を開発する際に、大きな障害となる。
【００１０】
本発明は、消費電力を抑え、対象物を目標温度に正確に昇温させることができるヒータの温度制御方法及びインキュベータ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】
【００１１】
本発明は、対象物を収容して所定の温度で恒温保持するインキュベータに備えられるヒータの温度制御方法に関し、前記対象物を前記所定の温度に昇温させる熱量を有するように前記ヒータを前記所定の温度より高い温度に加熱しておき、前記対象物を収容したときに、前記熱量を前記対象物に伝達させて、前記対象物を前記所定の温度に昇温させることを特徴とする。
【００１２】
前記対象物の収容前の温度と前記所定の温度との温度差に基づいて、前記対象物を前記所定の温度に昇温するために要する熱量を算出し、この算出された熱量を前記ヒータが蓄えた場合に、前記ヒータの温度が上昇するときの上昇分の温度を算出し、前記所定の温度に前記上昇分の温度を上乗せした温度となるように前記ヒータを加熱することが好ましい。
【００１３】
前記対象物は検体が点着された分析素子であり、前記ヒータは、前記分析素子に接触する接触位置と前記分析素子から離れる退避位置との間で変位が可能であり、前記退避位置において前記所定の温度に前記上昇分の温度を上乗せした温度に加熱され、前記接触位置において前記算出された熱量を前記分析素子へ伝達させて、前記分析素子を前記所定の温度に昇温させることが好ましい。
【００１４】
前記ヒータは、前記対象物が収容されるのに合わせて制御系をオフにされ、前記対象物が前記所定の温度に昇温させられるのに合わせて制御系をオンにされて前記対象物を前記所定の温度に保って温調することが好ましい。
【００１５】
本発明は、対象物を収容して所定の温度で恒温保持するインキュベータに関し、前記対象物を温めるヒータと、前記対象物の収容前の温度を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記対象物の収容前の温度と、前記所定の温度との温度差に基づいて、前記対象物が前記所定の温度に昇温するために要する熱量を算出する熱量算出手段と、前記熱量算出手段によって算出された熱量を前記ヒータが蓄えた場合に、前記ヒータの温度が上昇するときの上昇分の温度を算出する上昇温度算出手段と、前記ヒータを前記所定の温度に前記上昇分の温度を上乗せした温度に加熱しておき、前記対象物を収容したときに、前記算出された熱量を前記対象物へ伝達させて、前記対象物を前記所定の温度に昇温させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
前記対象物は検体が点着された分析素子であり、前記ヒータは、前記分析素子に接触する接触位置と前記分析素子から離れる退避位置との間で変位が可能であり、前記分析素子が収容されたときに前記接触位置に変位することが好ましい。
【００１７】
前記制御手段は、前記対象物が収容されたときに前記ヒータの制御系をオフにし、前記対象物が前記所定の温度に昇温されたときに前記ヒータの制御系をオンにして、収容後の前記対象物を前記所定の温度に保って温調することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ヒータは必要最小限の熱量のみを発生させればよいこととなるので、ヒータの消費電力を必要最小限に抑えることができる。また、ヒータから対象物へ、算出された熱量が伝達されるので、対象物は正確に目標温度に昇温する。さらに、ヒータの小型化が可能となる。
【００１９】
消費電力が小さく且つコンパクトなヒータを用いることで、多種類の測定項目を備えるとともに内部電源で駆動するハンディタイプの生化学分析装置を開発することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ハンディタイプの生化学分析装置２を図１に示す。図１（Ａ）は、トレイ３を手動で手前方向に引き出して、乾式タイプの分析素子（対象物）４をセットした状態の本分析装置２である。この状態で、分析素子４に検体の点着が行われる。
【００２１】
図１（Ｂ）は、トレイ３を手動で奥方向に押し込み、検体が点着された分析素子４を収容した状態の本分析装置２である。収容された分析素子４は、所定時間恒温保持された後、呈色度合が光学的に測定される。なお、以降では、手前方向を前方向と呼び、奥方向を後方向と呼ぶことにする。
【００２２】
図２に示すように、分析素子４は、多層フィルム５と、この多層フィルム５を保持する保持枠６とから構成される。保持枠６には、点着領域を制限する円孔６ａが形成されている。多層フィルム５は、下から順に、透明支持体、反応層、反射層、展開層が積層されて構成されている。反応層は、ドライ状態の試薬によって構成されている。分析素子４に検体が点着されると、検体は、展開層で均一に展開されて反射層を通過した後、反応層の試薬と反応して発色する。発色濃度は、検体中の検査対象物質の量に比例したものとなる。検体は、全血、血清、血漿、尿等である。
【００２３】
図３に示すように、本分析装置２は、装置本体１０と、上カバー１１と、操作装置１３とから構成される。上カバー１１は、装置本体１０の上面に取り付けられる。操作装置１３は、装置本体１０にケーブル１２を用いて接続される。操作装置１３には、市販の携帯情報端末（ＰＤＡ）が用いられる。操作装置１３には、表示部１４と操作部１５とが設けられている。表示部１４には、操作者に操作を促す旨の表示や、分析素子４に点着した検体の分析結果などが表示される。操作者は、表示部１４の表示に基づいて操作部１５を操作することにより、各種処理を行うことができる。なお、装置本体１０と操作装置１３とが無線ＬＡＮを用いてデータを送受信するような構成としてもよい。
【００２４】
図４に示すように、装置本体１０は、本体基部１６と、トレイ３と、ヒータユニット１７と、このヒータユニット１７を上下方向に移動可能にガイドするヒータユニットガイド板１８と、から構成される。
【００２５】
本体基部１６には、制御部２４（図５参照）、測光部１９、内部電源（図示なし）等が組み込まれている。制御部２４は、装置本体１０内に配置された各センサからの検出信号を受け、本分析装置２の各部を制御する。制御部２４の詳細については後述する。測光部１９は、ＬＥＤからなる投光器と、フォトダイオードからなる受光器等を有している。測光部１９は、ヒータ２７の下方に設けられている。測光部１９は、投光器によって上方へ光を照射し、この照射光の散乱反射光の光量を受光器によって測定するものである。測定信号は、制御部２４を介して操作装置１３（図１、３参照）へと送られ、光学濃度データとされる。内部電源には、４本の単三電池が用いられる。この内部電源により、各センサ、制御部２４、ヒータ２７等が駆動される。
【００２６】
なお、操作装置１３には、測定した光学濃度データを基準光学濃度データと比較して較正する較正機能や、光学濃度データを検査対象物質濃度データに換算する換算機能等が備えられている。これらの機能は、各種検査対象物質毎に用意されている。これらの機能は、操作装置１３に組み込まれたソフトウェアを入れ替えるだけで変更が可能である。
【００２７】
本体基部１６は、トレイ３が載置されるベース板２０を有している。このベース板２０の上面には、２本の第１レール２１が前後方向に延びるようにして設けられている。第１レール２１の互いの間隔は、分析素子４（図１、２参照）の幅よりも少し狭くされている。第１レール２１は、上端に向かうに従って、その断面の幅が狭くなるような形状とされている（図８参照）。ベース板２０と第１レール２１の材質には、ポリカーボネートを用いている。なお、ベース板２０と第１レール２１の材質には、熱伝導率の低い樹脂を用いればよく、例えば、アクリル、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン等を用いてもよい。
【００２８】
トレイ３の中央部には、分析素子４が嵌め込まれる開口２２が形成されている。この開口２２は、分析素子４のサイズよりも若干大きいサイズとされている。トレイ３をベース板２０に取り付けると、開口２２から、２本の第１レール２１が露出する状態となる。分析素子４をトレイ３の開口２２に嵌め込むと、分析素子４の側部がトレイ３に保持され、分析素子４の下面４ａが第１レール２１の上端に支持される状態となる（図８参照）。これにより、分析素子４とベース板２０との間には断熱層としての空気層が形成される。また、第１レール２１の上端の幅は狭くされているため、分析素子４と第１レール２１との接触面積は非常に小さい。
【００２９】
トレイ３の上面には、２本の第２レール２３が前後方向に延びるようにして設けられている。第２レール２３の互いの間隔は、ヒータ２７の幅よりも少し狭くされている。第２レール２３は、第１レール２１同様、上端に向かうに従って、その断面の幅が狭くなるような形状とされている（図８参照）。
【００３０】
ヒータユニット１７は、ヒータ２７と、断熱部材２８と、ヒータカバー２９と、２本のバネ３０とから構成される。ヒータ２７は、略直方体の形状とされている。ヒータ２７の下面の面積は、分析素子４の上面４ａ（図２参照）の面積とほぼ同じ大きさとされている。断熱部材２８は、略直方体の形状とされ、下面に溝２８ａが形成されている。この溝２８ａには、ヒータ２７の上部が嵌め込まれて固定される。ヒータカバー２９は、断熱部材２８の上面及び側面を覆うものであり、断熱部材２８に固定される。ヒータカバー２９の上面には、円柱状の２本の突起３１が前後方向に並べられて設けられている。この突起３１には、それぞれバネ３０が装着される。
【００３１】
ヒータ２７の内部には、ヒータ温度検出センサ２５が設けられている。このヒータ温度検出センサ２５には、サーミスタが用いられる。ヒータ温度検出センサ２５は、制御部２４（図５参照）に接続されている。ヒータ温度検出センサ２５は、ヒータ２７の温度を検出し、この検出信号を制御部２４に送る。なお、ヒータ温度検出センサ２５には、サーミスタの替わりに、他の公知の温度センサを用いてもよい。
【００３２】
ヒータユニットガイド板１８は、ヒータユニット１７を、本体基部１６の中央上部で、上下方向に移動可能にガイドするものである。ヒータユニットガイド板１８の中央部には、ヒータカバー２９のサイズより少し大きいサイズの開口３２が形成されている。この開口３２は、周囲をガイド壁３３〜３６によって囲まれている。開口３２の前方に設けられたガイド壁３３の中央部には、ヒータカバー２９の爪２９ａと係合する溝３３ａが設けられている。また、開口３２の後方に設けられたガイド壁３５の中央部には、ヒータカバー２９の爪２９ｂと係合する溝３５ｂが設けられている。ヒータユニットガイド板１８は、４本のネジ３７によって、ベース板２０に固定される。ヒータユニット１７は、ヒータユニットガイド板１８にガイドされるが、水平面上において前後方向と直交する方向に延びる軸線まわりに、多少回転させることが可能とされている。
【００３３】
ヒータユニットガイド板１８の上面の前部には、環境温度検出センサ２６が設けられている。この環境温度検出センサ２６には、サーミスタが用いられている。環境温度検出センサ２６は、制御部２４（図５参照）に接続されている。環境温度検出センサ２６は、本分析装置２が用いられる環境における温度を検出し、この検出信号を制御部２４に送る。なお、環境温度検出センサ２６には、サーミスタの替わりに、他の公知の温度センサを用いてもよい。
【００３４】
装置本体１０を組み立てた状態で、上カバー１１（図３参照）を閉じると、バネ３０が圧縮される。このバネ３０の付勢力により、ヒータユニット１７は、トレイ３の第２レール２３に向けて押し付けられる状態となる。ヒータユニット１７が、トレイ３の第２レール２３上にある状態においては、ヒータ２７とトレイ３との間に断熱層としての空気層が形成される。また、第２レール２３の上端は幅が狭くされているため、ヒータ２７と第２レール２３との接触面積は非常に小さい。
【００３５】
ヒータユニット１７と、トレイ３と、ベース板２０とによって、インキュベータ４０が構成されている。
【００３６】
トレイ３の後部において、前面側からみて右側の端部には、右方へ突出する爪４１が設けられている。この爪４１は、トレイ３が前方に引き出されたときに、ベース板２０に設けられたストッパ４２に当接するものである。これにより、トレイ３がベース板２０から前方に離脱するのを防ぐことができる。
【００３７】
トレイ３の中央部において、開口２２より後方には、円盤状の黒板４３が設けられている。また、トレイ３の中央部において、黒板４３より後方には、円盤状の白板４４が設けられている。各色板４３、４４は、それぞれトレイ３の下面から嵌め込まれてトレイ３に固着されている。各色板４３、４４は、濃度基準板として用いられるものである。各色板４３、４４は、トレイ３が移動する際に、測光部１９によって測光される。各色板４３、４４の測光のタイミングは、制御部２４によって判断される。後述するように、制御部２４では、各位置センサ５２〜５３からの検出信号に基づいてトレイ３の位置を把握しており、各色板４３、４４が測光部１９の上方に位置するときのタイミングが分かるようにされている。
【００３８】
トレイ３において、前面側からみて左側の端部には、上下に貫通する矩形状の位置検出孔４５〜４７が、前後方向に並べられるようにして設けられている。また、トレイ３の右側の端部には、上下に貫通するスリット状の位置検出孔４８〜５１が、前後方向に並べられるようにして設けられている。
【００３９】
ベース板２０の上面において、前面側からみて左側の端部には、第１位置センサ５２が設けられている。第１位置センサ５２の前方には、第２位置センサ５３が設けられている。また、ベース板２０の上面において、右側の端部には、第３位置センサ５４が設けられている。
【００４０】
各位置センサ５２〜５４には、フォトインタラプタが用いられている。フォトインタラプタは、発光素子と受光素子とを有している。発光素子と受光素子は互いに対向するように設けられており、発光素子と受光素子との間には検出溝が形成されている。各位置センサ５２〜５４は、検出溝にトレイ３の端部が挿入されるようにして、ベース板２０の上面に固定されている。各位置センサ５２〜５４は、受光素子が発光素子からの光を検出しないときにＯＦＦ信号を発し、光を検出したときにＯＮ信号を発する。
【００４１】
すなわち、第１位置センサ５２の検出溝に、トレイ３の各位置検出孔４５〜４７が位置するときに、第１位置センサ５２はＯＮ信号を発する。第２位置センサ５３も第１位置センサ５２と同様である。また、第３位置センサ５４の検出溝に、トレイ３の各位置検出孔４８〜５１が位置するときに、第３位置センサ５４はＯＮ信号を発する。各位置センサ５２〜５４から発されたこれらの信号は、上述した制御部２４へ送られ、測光部１９及びヒータ２７の制御に用いられる。
【００４２】
ここで、簡易のため、各位置センサ５２〜５４から制御部２４へ送られる信号を、「（第１位置センサ５２からの信号、第２位置センサ５３からの信号、第３位置センサ５４からの信号）」という形式でまとめて表現することとする。ＯＮ信号を「ＯＮ」で表し、ＯＦＦ信号を「ＯＦＦ」で表すこととする。
【００４３】
トレイ３が所定の位置まで引き出され、「（ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＮ）」となると、制御部２４では、トレイ３に分析素子４がセットされるタイミングであると認識する。このときのトレイ３の位置を点着位置と呼ぶ。位置センサ５４の検出溝には、位置検出孔４８が位置する状態である。「（ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ）」となると、制御部２４では、白板４４を測光するタイミングであると認識する。位置センサ５４の検出溝には、位置検出孔４９が位置する状態である。「（ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＮ）」となると、制御部２４では、黒板４３を測光するタイミングであると認識する。位置センサ５４の検出溝には、位置検出孔５０が位置する状態である。「（ＯＮ、ＯＮ、ＯＮ）」となると、制御部２４では、分析素子４が収容されており分析素子４を測光するタイミングであると認識する。このときのトレイ３の位置を測定位置と呼ぶ。位置センサ５４の検出溝には、位置検出孔５１が位置する状態である。なお、爪４１がストッパ４２に当接するまで前方に向かって引き出されたときのトレイ３の位置を排出位置と呼ぶ。
【００４４】
トレイ３の上面には、前面側からみて右側の端部に、前後方向に並べられるようにして、４本の切り欠き溝６０〜６３が形成されている。各切り欠き溝６０〜６３は、断面が逆三角形の形状とされている。各切り欠き溝６０〜６３は、トレイ３が移動する際に、摺動片（図示なし）に順に係合する。摺動片は、ヒータユニットガイド板１８の下面に、圧縮バネを介して固定されており、トレイ３の上面に向けて付勢されている。摺動片の下部の断面は逆三角形状とされている。トレイ３が移動すると、摺動片の下端がトレイ３の上面を摺動する。切り欠き溝６０は点着時に、切り欠き溝６１は白板測定時に、切り欠き溝６２は黒板測定時に、切り欠き溝６３は分析素子測定時に、それぞれ摺動片に係合する。これにより、操作者は、各処理が行われるときのトレイ３の位置を触覚により感じることができる。また、摺動片と各切り欠き溝６０〜６３を係合させることにより、トレイ３の位置が微調整される。これにより、簡易な構成により、大型自動生化学分析装置と同じように、トレイ３がどの処理位置にあるか明確に分かるようになっている。
【００４５】
本分析装置２の電気的構成を示すブロック図である図５において、制御部２４には、環境温度検出センサ（検出手段）２６、ヒータ温度検出センサ２５、各位置センサ５２〜５４、熱量算出部６０、上昇温度算出部６１、ヒータ２７等が接続されている。制御部２４は、各位置センサ５２〜５４からの信号に基づいて、トレイ３、分析素子４及びヒータ２７の位置を常時把握している。制御部２４は、必要に応じて各算出部６０、６１に演算をさせ、その算出値を取得することが可能である。ヒータ２７は、制御部２４によって、その駆動を制御されている。なお、分析素子４は、目標温度（所定の温度）Ｔ1で所定時間恒温保持されると、反応層が発色する。
【００４６】
制御部２４は、測定前に、収容前の分析素子４の温度を取得する。ここで、収容前の分析素子４の温度は、本分析装置２の周囲の環境温度と同じであると仮定している。よって、環境温度検出センサ２６によって検出された検出温度Ｔ0が収容前の分析素子４の温度とされる。
【００４７】
制御部２４は、検出温度Ｔ0の情報を熱量算出部６０に送る。熱量算出部６０では、目標温度Ｔ1と検出温度Ｔ0との温度差に基づいて、分析素子４が目標温度Ｔ1に昇温するために必要な熱量Ｑ1を算出する。計算式は以下となる。
Ｑ1＝ｍ1・ｃ1・（Ｔ1−Ｔ0）
ここで、
ｍ1：分析素子４の質量
ｃ1：分析素子４の比熱
である。ｍ1、ｃ1の値は、予め熱量算出部６０に記録されている。ｍ1、ｃ1の値は、各種分析素子毎に用意されている。これらの値は、測定前の段階で、操作者が操作装置１３から入力するようにしてもよい。
【００４８】
算出された熱量Ｑ1の情報は、制御部２４を介して上昇温度算出部６１へと送られる。上昇温度算出部６１では、ヒータ２７が熱量Ｑ1を蓄えた場合に、ヒータ２７の温度が上昇するときの上昇分の温度ΔＴを算出する。計算式は以下となる。
ΔＴ＝Ｑ1／（ｍ2・ｃ2）
ここで、
ｍ2：ヒータ２７の質量
ｃ2：ヒータ２７の比熱
である。ｍ2、ｃ2の値は、上昇温度算出部６１に記録されている。上で求めたＱ1を代入すると、
ΔＴ＝ｍ1・ｃ1・（Ｔ1−Ｔ0）／（ｍ2・ｃ2）
となる。
【００４９】
上昇分の温度ΔＴの情報は、制御部２４へ送られる。制御部２４では、目標温度Ｔ1に上昇分の温度ΔＴを上乗せした温度をＴ2とし、分析素子４の収容前において、ヒータ２７をこの温度Ｔ2に保つように制御する。Ｔ2は以下となる。
Ｔ2＝Ｔ1＋ΔＴ
【００５０】
制御部２４では、分析素子４が収容されるのに合わせて、ヒータ２７の制御駆動をＯＦＦとし、所定時間後（例えば、６０ｓ後）に制御駆動をＯＮにする。ヒータ２７の制御駆動がＯＦＦにされる前記所定時間は、前もって測定されて制御部２４に記憶されている時間であり、ヒータ２７と分析素子４が熱平衡状態となるのに必要とされる時間である。分析素子４が収容されてから前記所定時間が経過すると、制御部２４では、ヒータ２７を温調制御して分析素子４を温度Ｔ1に保つ。
【００５１】
なお、上記の熱量の計算式では、ヒータ２７や分析素子４から他の部材や空気中への放熱を考慮しなかったが、放熱を無視できない場合には、放熱分の熱量を補うような計算式とすることが好ましい。
【００５２】
上記構成による作用について、図６〜９を用いて説明する。図６は、ヒータ２７の温度制御の流れを示すフローチャートである。図７は、トレイ３が各位置にあるときの、図４のVII−VII線に沿う切断面における断面図である。図８は、トレイ３が測定位置にあるときの、図４のVIII−VIII線に沿う切断面における断面図である。図９は、ヒータ２７及び分析素子４の温度変化を示すグラフである。図９において、一点鎖線で示すのがヒータ２７の温度であり、実線で示すのが分析素子４の温度である。
【００５３】
装置本体１０の電源スイッチをＯＮにして操作装置１３を装置本体１０に接続すると、操作装置１３の表示部１４に、分析素子の種類及び検体の種類を選択する旨が表示される。操作部１５を操作してこれらの種類を選択すると、表示部１４に、トレイ３を引き出す旨の指示が表示される。トレイ３を点着位置まで引き出すと、表示部１４に、分析素子４をセットして検体を点着する旨の指示が表示される。
【００５４】
図７（Ａ）に示すように、トレイ３が点着位置にあるときには、ヒータユニット１７は、トレイ３の第２レール２３上にある。このときのヒータユニット１７の位置を退避位置と呼ぶ。ヒータ２７とトレイ３の間には断熱層としての空気層が形成され、ヒータ２７は効率良く温められる。図９に示すように、分析素子４は温度Ｔ0であり、ヒータ２７は制御部２４によって温度Ｔ2に保たれる。
【００５５】
分析素子４をセットして検体を点着し、トレイ３を押し込むと、その移動途中で、白板４４及び黒板４３が順に測光部１９によって測光される。測光信号は、制御部２４を介して操作装置１３へと送られ、基準光学濃度データとされる。操作装置１３では、この基準光学濃度データを記憶する。図７（Ｂ）に示すように、黒板４３が測光されるときには、ヒータユニット１７の前部が第２レール２３から外れ、前方のバネ３０の付勢力によって、ヒータユニット１７が傾く。
【００５６】
図７（Ｃ）及び図８に示すように、トレイ３がさらに押し込まれると、ヒータユニット１７がバネ３０の付勢力によって、分析素子４の上面４ａに押し当てられる。このときのヒータユニット１７の位置を接触位置と呼ぶ。
【００５７】
分析素子４が収容され、ヒータユニット１７が接触位置に移動すると、ヒータ２７の制御駆動が一旦ＯＦＦにされる。ヒータ２７から分析素子４へは熱が直接に徐徐に伝達される。図９に示すように、ヒータ２７の温度は下降し、分析素子４の温度は上昇する。ヒータ２７は制御駆動がＯＦＦにされているため、分析素子４の温度が不安定になることはない。また、分析素子４は第１レール２１上にあり、分析素子４とベース板２０との間には断熱層としての空気層が形成されているため、分析素子４は効率よく温められる。所定時間が経過すると、ヒータ２７と分析素子４が目標温度Ｔ1で熱平衡状態となる。ヒータ２７から分析素子４へは熱量Ｑ1が伝達されることとなる。
【００５８】
分析素子４が収容されて所定時間が経過すると、ヒータ２７の制御駆動が再びＯＮにされる。ヒータ２７が温調制御され、分析素子４が目標温度Ｔ1で一定時間保たれると、分析素子４の反応層が、検査対象物質の量に比例した濃度で発色する。分析素子４は測光部１９によって測光される。この測光信号は、制御部２４を介して操作装置１３へと送られ、光学濃度データとされる。操作装置１３では、この光学濃度データを、上述した基準光学濃度データと比較して較正する。較正された光学濃度データは、操作装置１３に備えられた換算機能により、検査対象物質濃度データに換算される。この検査対象物質濃度データは、操作装置１３に記憶されるとともに、分析結果として表示部１４に表示される。
【００５９】
分析素子４の測定後、ヒータ２７は再び温度Ｔ2とされる。トレイ３を引き出してトレイ３を排出位置に移動させると、測定後の分析素子４を排出口５６から排出することができる。操作装置１３の表示部１４には、測定を継続するか否かのどちらかを選択する旨の表示がなされる。操作部１５を操作して測定継続を選択した場合には、トレイ３を点着位置に移動させ、上記動作を繰り返す。操作部１５を操作して測定終了を選択した場合には、トレイ３を押し込む。ヒータ２７は制御駆動をＯＦＦにされる。電源スイッチをＯＦＦにすると、各部の駆動が停止される。
【００６０】
なお、上記実施形態では、装置に取り付けられた温度センサによって環境温度を検出することとしたが、測定前の段階で、操作者が収容前の分析素子の温度を測定し、この測定値を操作装置から入力するようにしてもよい。
【００６１】
上記実施形態では、対象物として比色タイプの分析素子を用いたが、電極タイプの分析素子を用いてもよい。
【００６２】
上記実施形態では、制御部に所定時間（例えば、６０ｓ）を記憶させておき、分析素子が収容されてからこの所定時間が経過すると、ヒータと分析素子が熱平衡状態になっていると判断したが、ヒータ温度検出センサによって検出された温度に基づいて熱平衡状態を判断してもよい。さらには、別途分析素子の温度を検出するセンサを設け、このセンサに検出された温度に基づいて熱平衡状態を判断してもよい。
【００６３】
上記実施形態では、インキュベータは内部電源で駆動したが、外部電源を併用可能としてもよい。
【００６４】
本発明は、ハンディタイプの生化学分析装置に適用すると有利であるが、外部電源を用いる生化学分析装置や、設置型の生化学分析装置にも適用することができる。
【００６５】
本発明は、上記実施形態で説明したような、ヒータが対象物に直接に接触して加熱する場合以外に、恒温室を備え、この恒温室内の空調をヒータで制御する場合等にも適用することができる。対象物は、試薬、反応液、処理シート、検体等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明のインキュベータを備えた生化学分析装置の外観斜視図である。
【図２】分析素子の外観斜視図である。
【図３】上カバーを外したときの生化学分析装置の外観斜視図である。
【図４】装置本体の分解斜視図である。
【図５】生化学分析装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】ヒータの温度制御の流れを示すフローチャートである。
【図７】インキュベータの動きを示す説明図である。
【図８】インキュベータの断面図である。
【図９】ヒータ及び分析素子の温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
２  生化学分析装置
４  分析素子
１７  ヒータユニット
２４  制御部
２５  ヒータ温度検出センサ
２６  環境温度検出センサ
２７  ヒータ
４０  インキュベータ
６０  熱量算出部
６１  上昇温度算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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