具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是自动分析装置100的概略图。待分析的血液、尿等生物试样(以下，简称为试样)容纳于试样容器15。一个以上的试样容器15搭载于试样架16，通过试样搬运机构17进行搬运。用于分析试样的试剂容纳于试剂瓶10，多个试剂瓶10在试剂盘9中在周向上并排配置。试样与试剂在反应容器2内混合并反应。多个反应容器2在反应盘1的周向上并排配置。关于试样，通过第一或第二试样分注机构11、12，从由试样搬运机构17搬运至试样分注位置的试样容器15向反应容器2分注试样。另一方面，关于试剂，通过试剂分注机构7、8从试剂瓶10向反应容器2分注试剂。分注至反应容器2的试样与试剂的混合液(反应液)被搅拌机构5、6搅拌，通过利用分光光度计4对从未图示的光源经由反应容器2的反应液而得到的透射光进行测量，从而测量反应液的吸光度。作为自动分析装置100中的分析处理，根据分光光度计4测量的混合液(反应液)的吸光度，计算与试剂相对应的分析项目的预定成分的浓度等。测量后的反应容器2由清洗机构3进行清洗。

第一(第二)试样分注机构11(12)具有使其前端朝向下方而配置的试样探针11a(12a)，在试样探针11a(12a)连接有试样用泵19。第一(第二)试样分注机构11(12)构成为能够进行朝向水平方向的旋转动作以及上下动作，通过将试样探针11a(12a)插入试样容器15吸引试样，并将试样探针11a(12a)插入反应容器2而吐出试样，从而将试样从试样容器15向反应容器2进行分注。在第一(第二)试样分注机构11(12)的工作范围配置有利用清洗液清洗试样探针11a(12a)的超声波清洗机23(24)。在使用水以外的物质作为清洗液的情况下，为了利用水去除用于清洗的清洗液，配置有清洗试样探针11a(12a)的清洗槽13(14)。

试剂分注机构7、8具有使其前端朝向下方而配置的试剂探针7a、8a，在试剂探针7a、8a连接有试剂用泵18。试剂分注机构7、8构成为能够进行朝向水平方向的旋转动作及上下动作，通过将试剂探针7a、8a插入试剂瓶10吸引试剂，并将试剂探针7a、8a插入反应容器2而吐出试剂，从而将试剂从试剂瓶10向反应容器2进行分注。在试剂分注机构7、8的工作范围配置有利用清洗液清洗试剂探针7a、8a的清洗槽32，33。

搅拌机构5、6构成为能够进行朝向水平方向的旋转动作及上下动作，通过插入反应容器2，来进行试样与试剂的混合液(反应液)的搅拌。在搅拌机构5、6的工作范围配置有利用清洗液清洗搅拌机构5、6的清洗槽30、31。另外，在清洗机构3连接有清洗用泵20。

这些自动分析装置100的整体动作由控制部21控制。此外，在图1中，为了简单地进行图示，部分地省略了构成自动分析装置100的各机构与控制部21的连接。

使用图2A～图2D说明超声波清洗机23、24的结构例。图2A是超声波清洗机23、24的立体图，图2B是俯视图，图2C是沿A-A’(图2B)的剖视图，图2D是超声波振子及振动头的侧视图。

超声波清洗机23、24具有超声波振子(螺栓紧固朗之万振子(BLT：Bolt-clampedLangevin Type Transducer))205、振动头209、设有用于储存清洗液的清洗槽206的基座部207，其中，超声波振子205通过在前质量块201与后质量块202之间夹持一个以上的压电元件203，并由螺栓204紧固前质量块201与后质量块202而构成。在此，将超声波振子205的螺栓204的轴向定义为X方向，将在基座部207的上表面(水平面)中与X方向垂直的方向定义为Y方向，将与水平面垂直的方向、即铅垂方向定义为Z方向。

超声波振子205具备凸缘部208，并固定于基座部207。在图中，在凸缘部208的下侧固定于基座部207，但通过在凸缘部208的上侧也设有固定凸缘的部件，并将该部件和基座部207连接，也能够均匀地对凸缘部208的整周进行固定。另外，为了防止凸缘部208、基座部207的磨耗、噪音，也可以在凸缘部208与基座部207接触的部分，部分地固定凸缘部208，或插入橡胶等缓冲材料。

但是，由于在凸缘部208也略微振动，若将凸缘部208紧固于基座部207，则振动从凸缘部208传递至基座部207，导致向振动头209传递的能量减少相应的量。因此，关于凸缘部208的固定，期望在超声波振子205自立的范围内，设为自由端。具体而言，为了抑制凸缘部208的微小振动传递至基座部207，高效地使超声波振子205振动，期望在凸缘部208与基座部207之间设置间隙。

在超声波振子205的前质量块侧的前端具有朝向清洗槽206延伸的振动头209。振动头209的前端部210为圆筒形状，并被调整为位于如下位置，即，在不与清洗槽206接触的位置浸没在储存于清洗槽206的清洗液中。在圆筒形状的振动头前端部210设有比试样探针的前端外径大的圆筒孔211。此外，前质量块201和振动头209可以分别制作并由螺栓等进行固定，也可以制作为一体。另外，在清洗槽206设有供给清洗液的配管212，通过供给恒定量的清洗液使位于清洗槽206内的清洗液溢出，从而进行置换。即，从清洗液供给配管212供给的清洗液从清洗槽206的侧壁的上端溢出，而流入位于清洗槽206的外周的液体接收器213，并从排水路214排出，从而，在每次供给清洗液时，清洗槽206内的清洗液的高度(液位)是恒定的。

虽然没有图示，但金属块(201、202)与压电元件203之间以及多个压电元件203之间夹持有电极(例如铜板)，通过对这些电极施加预定频率的正弦波电压，从而在螺栓204的轴向上驱动超声波振子205。尤其是已知，通过将前质量块201的形状设为喇叭形状(在压电元件203侧和振动头侧使直径发生变化的形状)能够使压电元件203产生的振幅放大，而且通过根据想要驱动的频率设计喇叭的长度、形状，能够以较少的电力获得大振幅。图中示出了圆锥形喇叭形状，但是即使是其他形状(指数曲线形喇叭等)也没有问题。

而且，通过在喇叭形状的前质量块201的前端设置细长的振动头209，并与超声波振子205的振动同步地共振，能够在振动头前端部210产生大位移。由此，能够将施加于超声波振子205的电能高效地转换为振动头前端部210的振动(运动能)。

在利用超声波清洗机23、24清洗试样探针11a、12a时，以预定的低频率驱动压电元件203，将试样探针插入振动头前端部210的圆筒孔211，以浸入清洗范围(距试样探针的前端5mm左右的范围)，并浸渍于清洗液恒定时间，从而通过空化除去附着于试样探针的外周部的污垢。清洗后，将试样探针从超声波清洗机拔出，并通过溢流更换清洗槽206的清洗液，从而在下一次清洗试样探针时，能够利用新的清洗液进行清洗，并能够抑制携带污染。这些控制由控制部21根据预定的装置顺序来执行。

超声波清洗机23、24以适于在清洗液中产生空化的20～100kHz的频率驱动压电元件203，使清洗槽206内的振动头209共振，并利用该大位移的振动(频率与驱动频率相同)产生超声波振动。由此，在振动头209的周围，尤其是以振动的波腹(振幅最大的部分)为中心产生空化。作为开放端的振动头前端部210为振动的波腹，因此，通过在圆筒孔211内产生的空化集中地清洗试样探针前端。此外，即使使用水作为清洗液，也能够得到基于空化的较高的清洗效果，例如，即使是温水，对于蛋白质等污垢也是有效的，只要使用符合目标清洗效果的清洗液即可。

使用图3A～C，对振动头209的振动进行说明。振动头209根据伴随共振振动的变形的方式而具有多个振动模式。图3A表示振动头209的一次振动模式的变形，图3B表示振动头209的二次振动模式的变形，图3C表示安装了振动头的超声波振子的阻抗波形。

振动头209的共振频率为多个，共振时，分别产生不同的变形。图3A是一次振动模式，是振动头前端部210在X方向上摆动的振动模式。图3B是二次振动模式，是振动头前端部210在X方向上摆动，且在振动头前端部210的中间形成了振动的波节(振动最小的部分)而在铅垂方向(Z方向)上摆动的振动模式。此外，在图中，为了容易理解振动模式的不同，夸张地表示了变形。

图3C是在横轴上表示频率、在纵轴上表示阻抗的图。示出了振动头209的共振点410和超声波振子205的共振点411(超声波振子205在螺栓204的轴向上伸缩的模式)。共振点410可以是一次振动模式的共振点，也可以是二次振动模式的共振点，但是是用于清洗的振动模式，其共振频率需要存在于容易产生空化的20～100kHz的范围。而且，期望以共振点410和共振点411接近，且它们的差的绝对值为10kHz以下的方式，来设计振动头209和超声波振子205。这是因为，通过使共振点靠近，能够利用其相互作用高效地将电能转换为振动头前端部210的振动。

图4是表示本实施例的超声波清洗机的振动头209和清洗槽206的部分的图。振动头209以二次振动模式的共振点振动，兼具X方向的振动和Z方向的振动。如上所述，振动头前端部210位于清洗槽206内的清洗液体中，将试样探针插入圆筒孔211而进行试样探针的清洗。从而，通过在圆筒孔211的内壁附近产生的空化进行试样探针的清洗。在此，若振动头209进行超声波振动，则在振动头209的周围产生液面的爬升310，而局部成为比清洗槽206的缘更高的水位。因此，若圆筒孔211的位置位于靠近振动头209的颈部304(振动头209中位于前质量块201与振动头前端部210之间的在Z方向上延伸的部分)的位置，则清洗时试样探针浸入清洗液的范围扩大，例如相对于设定的范围5mm，弄湿至7mm。在使用水以外的物质作为清洗液的情况下，为了去除清洗液，需要对试样探针的清洗部分进行水清洗，但在该水清洗的工序中，产生了扩大清洗范围的需要。若扩大清洗范围，则存在如下问题，即，通量降低，或水容易残留在试样探针上而使试样稀释。因此，期望头前端长度215设为如下的长度，即使得圆筒孔211的位置以试样探针不与液面的爬升310接触的程度远离振动头209的颈部304。

由于清洗液的爬升现象，附着于颈部304的清洗液的水分蒸发，其成分有可能析出。关于该课题和对策，使用图5及图6进行说明。

在图3A所示的一次振动模式的情况下，如图5所示，振动的波腹(振幅最大的部分)221出现于振动头209的前端，振动的波节(振幅最小的部分)220出现于颈部304的根部(振动头209与超声波振子205的连接部分)。由于由振动头前端部210的振动而产生的清洗液的爬升现象，清洗液到达振幅较小的振动的波节220。在清洗液蒸发时，在为容易析出的液性的情况下，到达振动的波节220的清洗液由于存在与空气层的界面，因此，发生析出现象。在清洗液析出的情况下，在振动的波腹221附近，位移较大，因此，能够将析出的物质从颈部304剥离，但在振幅较小的振动的波节220的附近，难以将析出的清洗液剥离，析出的物质可能会随着时间的流逝而扩大。

因此，通过至少在波节220施加疏水性或亲水性的涂膜501，从而防止析出的清洗液的粘固。例如，在成为波节220的部分的附近形成氟树脂膜等涂膜。疏水性涂覆的情况下，通过使清洗液难以停留来防止清洗液的析出，在亲水性涂覆的情况下，通过使清洗液在涂覆的区域较薄地铺展，从而防止清洗液的析出。如图5所示，涂膜501的范围设为在振动的波节220与振动的波腹221之间具有涂覆界面，振动的波节220侧被涂覆。这是因为，若包含振动的波腹221在内进行涂覆，则由于振动头209的振幅较大，涂膜501有可能剥离，不适合长期使用。振动的波节220侧的涂膜可以实施至振动头209或整个前质量块201。

同样地，在图3B所示的二次振动模式的情况下，如图6所示，振动的波腹(振幅最大的部分)223出现于振动头209的中间部，作为振动的波节(振幅最小的部分)，第一振动的波节222出现于颈部304的根部(振动头209与超声波振子205的连接部分)，第二振动的波节224出现于振动头209的前端。由于由振动头前端部210的振动而产生的清洗液的爬升现象，清洗液到达振幅较小的振动的波节222。在清洗液蒸发时，在为容易析出的液性的情况下，到达振动的波节222的清洗液由于存在与空气层的界面，因此，在此发生析出现象。在清洗液析出的情况下，在振动的波腹223的附近，位移较大，因此，能够将析出的物质从颈部304剥离，但在振幅较小的振动的波节222的附近，难以将析出的清洗液剥离，析出的物质可能会随着时间的流逝而扩大。

因此，通过至少在第一节222施加疏水性或亲水性的涂膜502，防止析出的清洗液的粘固。例如，在成为第一节222的部分的附近形成氟树脂等涂膜。如图6所示，涂膜502的范围设为在第一振动的波节222与振动的波腹223之间具有涂覆界面，第一振动的波节222侧被涂覆。若包含振动的波腹223在内进行涂覆，则由于振动头209的振幅较大，涂膜502有可能剥离，不适合长期使用。第一振动的波节222侧的涂膜可以实施至振动头209或整个前质量块201。

而且，在超声波清洗过程中，如图4所示，不仅液面在振动头209的颈部304爬升(310、311)，而且液面(尤其是爬升部分)乱暴，从而有时在其周围引起清洗液的飞散。尤其是在动作初期，若对压电元件203进行图7A所示的急剧的电压施加414，则液面急剧变化，且由于乱暴的清洗液而引起飞散。因此，在更小的振幅的状态下开始压电元件203的振动。例如，进行如图7B所示的使施加电压逐渐增加的软启动控制(电压施加415)、如图7C所示的使施加电压逐步增加的步进控制(电压施加416)。由此，能够防止超声波振子205及液面的急剧的行为变化，控制清洗液的飞散。

但是，仅仅这样的控制无法完全抑制清洗液的飞散。若在抑制压电元件203的振动振幅的状态下开始超声波振子205的振动，则在电压施加初期，清洗液作为负载在清洗液体中的振动头前端部210作用，从而未浸渍于清洗液的颈部304首先开始振动。由此，在电压施加初期，形成比超声波振子205正常动作时形成的爬升310、311(参照图4)更大的爬升。大幅爬升的清洗液成为对颈部304的负载，超声波振子205显示出与超声波振子205単体所显示的阻抗特性(参照图3C)不同的阻抗特性。例如，在图3D的例中，受到清洗液向颈部爬升的影响，振动头209的共振点410移动至共振点412，超声波振子205的共振点411移动至共振点413。

这样阻抗特性发生变化且已成为低效动作模式的超声波振子205引起动作不良。振动头前端部210的振幅减小，其结果，试样探针11a、12a的清洗效果也降低。除非在颈部304爬升的清洗液被某种干扰因素破坏，否则该动作不良将继续。干扰因素的一个例子是试样探针11a、12a向清洗槽的插入。通过将试样探针11a、12a插入圆筒孔211，清洗槽整体的阻抗发生变化，从动作不良模式转换为正常动作模式。但是，动作模式转换时，颈部304表现出非正常且不稳定的动作，因此，清洗液的乱暴最大，在插入过程中的试样探针11a、12a、前质量块201背面等附着清洗液的风险增大。

这样，由于仅仅超声波振子205的振动控制无法抑制清洗液的飞散，因此，期望在清洗槽设置使液面稳定并抑制清洗液的爬升的机构及防止清洗液的飞散的机构。

首先，如图8所示，在与清洗液的液面接触的高度设置液面盖601，以覆盖清洗槽(图8的上部表示俯视图，下部表示剖视图。图9～11A也相同。)。在液面盖601设有与圆筒孔211及颈部304对应的开口，能够将振动头、试样探针向清洗槽206插入。通过在与液面接触的高度设置液面盖601，从而能够在清洗液与液面盖之间作用界面张力，使清洗液的液面稳定。清洗液一般是pH较高的溶液，因此，液面盖601的材质设为能够耐受清洗液的金属，以免被清洗液腐蚀。另外，金属可使从超声波振子205产生的超声波的反射容易稳定，且强度也高，因此有利于节省空间。作为形状，理想形状是图8那样的一体化构造，但是即使在图9那样分离的构造中，也能够通过在液面盖602、603之间尽可能小地设置间隙来进行代替。通过分割，能够容易地将液面盖设置于清洗槽。

而且，为了防止清洗液向插入于圆筒孔211的试样探针11a、12a的飞散，如图10所示，在圆筒孔211与颈部304之间设置防飞散盖604。材质设为与液面盖相同。由于颈部304振动，因此无法消除液面盖601与颈部304之间的间隙。因此，从该间隙在防飞散盖604与颈部304之间产生清洗液的爬升，清洗液到达振幅较小的振动的波节220(一次振动模式)或者222(二次振动模式)(参照图5及图6)。因此，在清洗液为容易析出的液性的情况下，到达振动的波节220或者222的高度的清洗液由于存在与空气层的界面，因此，即使相对于防飞散盖604，也在与前质量块201或者振动头209相等的高度发生析出现象。因此，直至与对振动头209或者前质量块201实施的涂膜501(502)相同的高度的位置，对防飞散盖604进行疏水性或亲水性的涂覆，防止析出的清洗液的粘固。这与对振动头209或者前质量块201规定涂覆界面的位置的理由相同，这是因为，若实施涂覆至振动的波腹221或者223的高度，则受到振动头209的较大振幅的影响，涂膜503有可能剥离，不适合长期使用。

另外，若围绕振动头209的整周设置防飞散盖604，则清洗水在防飞散盖604与振动头209之间狭窄的空间大力爬升，有可能从防飞散盖604的上方朝周围飞散。因此，在防飞散盖604中，颈部304的背面侧(颈部304的与圆筒孔211侧的面对置的面)开放。因此，有在颈部304的背面侧爬升的清洗液和振动头209与超声波振子205的连接部分接触的风险。因此，关于颈部304的背面侧，在颈部304的根部(振动头209与超声波振子205的连接部分)与液面盖601之间，以与液面盖601平行的方式设置抑制爬升盖605。抑制爬升盖605的材质也设为与其他盖相同。从而，能够抑制液面盖601上产生的爬升的上升。另外，通过在颈部304的前面配置防飞散盖604，在颈部304的背面配置抑制爬升盖605，容易将这些盖设置于清洗槽，以免妨碍清洗动作。

为了进一步抑制向颈部304的爬升，在图11A所示的抑制爬升盖605与颈部304之间设置作为密封材料(缓冲材料)701的橡胶。密封材料701设为能够耐受清洗液的材质，设置于从清洗液液面起到振动头209与超声波振子205的连接部分之间，密封材料(缓冲材料)701与颈部304接触。因此，如图11B所示，也可以将密封材料701例如设置于液面盖601。另外，如图11C所示，也能够相对于颈部304的前面侧(颈部304的、圆筒孔211侧的面)，在防飞散盖604与颈部304之间设置密封材料702。通过使密封材料702配置为与颈部304接触，能够抑制防飞散盖604与颈部304之间的爬升。

超声波振子205在一次振动模式(参照图3A)的情况下，如图5所示，振动的波腹(振幅最大的部分)221出现于振动头209的前端，振动的波节(振幅最小的部分)220出现于颈部304的根部(振动头209与超声波振子205的连接部分)。二次振动模式(参照图3B)的情况下，如图6所示，振动的波腹(振幅最大的部分)223出现于振动头209的中间部，作为振动的波节(振幅最小的部分)，第一振动的波节222出现于颈部304的根部(振动头209与超声波振子205的连接部分)，第二振动的波节224出现于振动头209的前端。期望密封材料701的设置位置设置为尽可能避开振动的波腹221、223的位置，以免造成对颈部304的负载。但是，通过减小密封材料与颈部304接触的面积、或者软化密封材料的硬度以降低对颈部304的负载，从而能够向振动的波腹221、223设置。

图12A～E表示密封材料形状的例。图12A的密封材料703减小与颈部304的接触面积，而降低对颈部304的负载。图12B的密封材料704将与颈部304的接触部位设为两处，能够进一步抑制向颈部304产生的爬升。图12C的密封材料705通过极力扩大与颈部304的接触面积，从而能够期待完全抑制爬升。另一方面，其为例示的形状例中对颈部304的负载最大的形状，因此，需要将密封材料705的硬度抑制为较低等的措施。在二次振动模式的情况下，图12D的密封材料706的形状是用于避开颈部304的振动的波腹223而进行设置的形状例，能够抑制爬升，并且能够极力抑制超声波振子205的动作抑制。图12E的密封材料707的形状在清洗头前端部210的振幅较小、爬升较小的情况下，能够抑制清洗液接触振动头209与超声波振子205的连接部分。

通过设置液面盖、防飞散盖、抑制爬升盖、以及密封材料，能够实现清洗液的液面的稳定化以及抑制向颈部304的爬升，另一方面，若过度抑制清洗液的行为，则清洗液可能会从设置于圆筒孔211的液面盖的孔喷出。因此，如图13所示，在清洗槽的侧壁的一部分设置切口801。由此，在清洗槽内的内压由于盖以及密封材料的设置而升高的情况下，清洗液从切口801流出，从而能够释放增高的清洗液的压力。

在本实施例中，以生化学自动分析装置的试样的分注为例进行了说明，但本发明的超声波清洗机在试剂分注探针、免疫自动分析装置的分注探针等、其他临床检查装置的分注喷嘴、ISE(离子选择电极)探针中同样能够进行清洗。

符号说明

1：反应盘、2：反应容器、3：清洗机构、4：分光光度计、5、6：搅拌机构、7、8：试剂分注机构、7a、8a：试剂探针、9：试剂盘、10：试剂瓶、11、12：试样分注机构、11a、12a：试样探针、13、14：试样探针用清洗槽、15：试样容器、16：试样架、17：试样搬运机构、18：试剂用泵、19：试样用泵、20：清洗用泵、21：控制部、23、24：超声波清洗机、30、31：搅拌机构用清洗槽、32、33：试剂探针用清洗槽、100：自动分析装置、201：前质量块、202：后质量块、203：压电元件、204：螺栓、205：超声波振子(BLT)、206：清洗槽、207：基座部、208：凸缘部、209：振动头、210：振动头前端部、211：圆筒孔、212：清洗液供给配管、213：液体接收器、214：排水路、215：头前端长度、220：一次振动模式时的振动的波节、221：一次振动模式时的振动的波腹、222：二次振动模式时的第一振动的波节、223：二次振动模式时的振动的波腹、224：二次振动模式时的第二振动的波节、304：振动头的颈部、310、311：清洗液的爬升、410、412：振动头的共振点、411、413：超声波振子的共振点、414、415、416：施加电压波形、501、502、503：涂膜、601、602、603：液面盖、604：防飞散盖、605：抑制爬升盖、701～707：密封材料、801：切口。