(57)【要約】【課題】ポンプ内部を濡らすことなくポンプ吐出量の補正値を求めること。【解決手段】液体を吐出するポンプの吐出量の補正値算出方法であって、前記ポンプから前記液体を吐出させる前に、前記ポンプを駆動して気体を吐出させることと、前記気体の吐出量に基づいて、前記ポンプに前記液体を吐出させるときにおける吐出量の補正値を求めることと、を含む補正値算出方法である。【選択図】図１２
2014145329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するポンプの吐出量の補正値算出方法であって、
前記ポンプから前記液体を吐出させる前に、前記ポンプを駆動して気体を吐出させることと、
前記気体の吐出量に基づいて、前記ポンプに前記液体を吐出させるときにおける吐出量の補正値を求めることと、
を含む補正値算出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の補正値算出方法であって、
測定用配管を用意し、当該測定用配管に液体を注入することと、
前記ポンプを駆動して前記測定用配管に気体を吐出し、前記液体を注入した測定用配管から前記液体を排出させることと、
前記排出された液体量に基づいて、前記吐出量の補正値を求めることと、
を含むことを特徴とする補正値算出方法。
【請求項３】
請求項１に記載の補正値算出方法であって、
測定用配管を用意し、当該測定用配管に液体を注入することと、
前記ポンプを駆動して前記測定用配管に気体を吐出し、前記液体と前記気体との界面を移動させることと、
前記界面の移動量に基づいて、前記吐出量の補正値を求めることと、
を含むことを特徴とする補正値算出方法。
【請求項４】
請求項３に記載の補正値算出方法であって、
前記界面の移動量を撮影装置で撮影し、当該撮影装置により取得された前記界面の移動量に基づいて前記吐出量の補正値を求めることを含むことを特徴とする補正値算出方法。
【請求項５】
請求項１に記載の補正値算出方法であって、
測定用筒部材を用意し、当該測定用筒部材に気体の領域を２つに隔てるための隔離材料を入れることと、
前記２つに隔てられた気体の領域の一方側に前記ポンプを駆動して気体を吐出し、前記隔離材料を移動させることと、
前記隔離材料の移動量に基づいて、前記吐出量の補正値を求めることと、
を含むことを特徴とする補正値算出方法。
【請求項６】
請求項５に記載の補正値算出方法であって、
前記隔離材料は、不揮発性のオイルであることを特徴とする補正値算出方法。
【請求項７】
請求項５に記載の補正値算出方法であって、
前記隔離材料は、固体材料であることを特徴とする補正値算出方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の補正値算出方法であって、
前記吐出量の補正値は複数回求められ、当該複数回求められた補正値の平均値が前記ポンプの記憶装置に記憶されることを特徴とする補正値算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補正値算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インスリンを生体に注入するインスリンポンプが実用化されている。インスリンポンプなどの流体注入装置は、人体等の生体に固定され、予め設定されたプログラムに従って、流体を人体などの生体に定期的に注入する。  
このような流体注入装置は、液体量を精度高く生体等に注入する必要があるため、ポンプの吐出量について補正値を設けて吐出量を補正することが行われる。
【０００３】
特許文献１には、非接触の外形測定器と非接触の肉厚測定器と回転定盤を組み合わせることによりチューブの寸法を測定する測定方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２９５０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポンプ吐出量の補正値を求める手法としては、実際に注入する液体をポンプで駆動して吐出させ、駆動量と吐出量との関係に基づいて求めることができる。しかしながら、液体を実際にポンプで駆動すると、ポンプ内部に液体が注入されることになりポンプ内部を濡らすことになる。ポンプ内部は、複雑な経路を有する場合があったり、経路自体が細い場合があるため、一度濡れると乾燥しづらいという問題がある。また、乾燥したとしてもポンプ内部に残留した成分が、製品の使用時における薬液に影響を及ぼすおそれもある。よって、ポンプ内部を濡らすことなくポンプ吐出量の補正値を求めることが望ましい。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ポンプ内部を濡らすことなくポンプ吐出量の補正値を求めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための主たる発明は、
液体を吐出するポンプの吐出量の補正値算出方法であって、
前記ポンプから前記液体を吐出させる前に、前記ポンプを駆動して気体を吐出させることと、
前記気体の吐出量に基づいて、前記ポンプに前記液体を吐出させるときにおける吐出量の補正値を求めることと、
を含む補正値算出方法である。
【０００８】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】マイクロポンプ１の全体斜視図である。
【図２】マイクロポンプ１の分離図である。
【図３】マイクロポンプ１の透過上面図である。
【図４】マイクロポンプ１の断面図である。
【図５】本体１０の内部斜視図である。
【図６】本体１０の裏面斜視図である。
【図７】カートリッジ２０の分解斜視図である。
【図８】カートリッジベース２１０の裏面斜視図である。
【図９】マイクロポンプ１の裏面斜視図である。
【図１０】ロータリーフィンガーポンプの説明図である。
【図１１】マイクロポンプ１のブロック図である。
【図１２】第１実施形態における補正値算出方法のフローチャートである。
【図１３】計測用チューブを液体で満たす様子を示す図である。
【図１４】マイクロポンプ１により空気を吐出する様子を示す図である。
【図１５】本実施形態における補正値の精度を説明するグラフである。
【図１６】第２実施形態における補正値算出方法のフローチャートである。
【図１７】第２実施形態における補正値算出方法の説明図である。
【図１８】第３実施形態における補正値算出方法のフローチャートである。
【図１９】第３実施形態における補正値算出方法の説明図である。
【図２０】第４実施形態における補正値算出方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。すなわち、
液体を吐出するポンプの吐出量の補正値算出方法であって、
前記ポンプから前記液体を吐出させる前に、前記ポンプを駆動して気体を吐出させることと、
前記気体の吐出量に基づいて、前記ポンプに前記液体を吐出させるときにおける吐出量の補正値を求めることと、
を含む補正値算出方法である。  
このようにすることで、ポンプ内部を液体で濡らすことなくポンプ吐出量の補正値を求めることができる。
【００１１】
かかる補正値算出方法であって、測定用配管を用意し、当該測定用配管に液体を注入することと、前記ポンプを駆動して前記測定用配管に気体を吐出し、前記液体を注入した測定用配管から前記液体を排出させることと、前記排出された液体量に基づいて、前記吐出量の補正値を求めることと、を含むことが望ましい。  
このようにすることで、測定用配管から排出された液体量に基づいてポンプ吐出量の補正値を求めることができる。このときも、ポンプから吐出するのは気体であるため、ポンプ内部を液体で濡らすことなくポンプ吐出量の補正値を求めることができる。
【００１２】
また、測定用配管を用意し、当該測定用配管に液体を注入することと、前記ポンプを駆動して前記測定用配管に気体を吐出し、前記液体と前記気体との界面を移動させることと、前記界面の移動量に基づいて、前記吐出量の補正値を求めることと、を含むこととしてもよい。  
このようにすることで、測定用配管に形成された界面の移動量に基づいてポンプ吐出量の補正値を求めることができる。このときも、ポンプから吐出するのは気体であるため、ポンプ内部を液体で濡らすことなくポンプ吐出量の補正値を求めることができる。
【００１３】
また、前記界面の移動量を撮影装置で撮影し、当該撮影装置により取得された前記界面の移動量に基づいて前記吐出量の補正値を求めることを含むことが望ましい。  
このようにすることで、測定用配管における界面の微少な移動量を正確に取得することができる。そして、より正確な吐出量の補正値を求めることができる。
【００１４】
また、測定用筒部材を用意し、当該測定用筒部材に気体の領域を２つに隔てるための隔離材料を入れることと、前記２つに隔てられた気体の領域の一方側に前記ポンプを駆動して気体を吐出し、前記隔離材料を移動させることと、前記隔離材料の移動量に基づいて、前記吐出量の補正値を求めることと、を含むこととしてもよい。  
このようにすることで、補正量を求めた後に隔離材料を元の位置に戻す動作を行わせることで、隔離材料の移動量に基づいて吐出量の補正を求める動作を繰り返し行わせることができるので、自動化ラインを構成して連続的に複数のポンプについて吐出量の補正値を求めることができる。
【００１５】
また、前記隔離材料は、不揮発性のオイルであることが望ましい。  
このようにすることで、隔離材料を滑らかに測定用筒部材内で移動させることができる。そして、より正確な吐出量の補正値を求めることができる。
【００１６】
また、前記隔離材料は、固体材料であることとしてもよい。  
このようにすることで、より丈夫な部材を測定用筒部材内で移動させることができる。そして、より正確な吐出量の補正値を求めることができる。
【００１７】
また、前記吐出量の補正値は複数回求められ、当該複数回求められた補正値の平均値が前記ポンプの記憶装置に記憶されることが望ましい。  
このようにすることで、より正確な補正値を用いてポンプの吐出量を補正することができる。
【００１８】
＝＝＝実施形態＝＝＝
図１は、マイクロポンプ１の全体斜視図である。図２は、マイクロポンプ１の分離図である。マイクロポンプ１は、本体１０とカートリッジ２０とパッチ３０を備える。これら３体は、図２に示すように分離可能であるが、使用時には図１に示すように一体として組み立てられる。本実施形態におけるマイクロポンプ１は、生体に貼着され、インスリンの定期注入に好適に用いられる。
【００１９】
図３は、マイクロポンプ１の透過上面図である。図４は、マイクロポンプ１の断面図である。すなわち、図３及び図４は、本体１０とカートリッジ２０とパッチ３０が組み立てられたときの図となっている。図５は、本体１０の内部斜視図である。図６は、本体１０の裏面斜視図である。図６は、前述の図５の裏面を表す図である。図７は、カートリッジ２０の分解斜視図である。図８は、カートリッジベース２１０の裏面斜視図である。図９は、マイクロポンプ１の裏面斜視図である。
【００２０】
以下、上記図１から図９を参照しつつ、マイクロポンプ１の各部について説明する。まず、本体１０における各部の説明を行う。
【００２１】
本体１０は、本体ベース１１０と、本体ベース１１０上に構成された各部と、本体ケース１３０を備える。そして、本体ベース１１０上の各部は、本体ケース１３０により覆われ、保護される。
【００２２】
本体１０は、本体ベース１１０上に構成された回路基板１４０を備える。回路基板１４０は、プログラム等にしたがって圧電モーター１５０等の制御を行うための電子基板である。また、本体は、圧電モーター１５０を備える。圧電モーター１５０は、後述するカム１２１に回転駆動力を与えるためのモーターである。
【００２３】
圧電モーター１５０は、板状部材１５１と一対のばね１５２を備える（図３）。ばね１５２は、その弾性力により板状部材１５１をローター車１２８に向けて付勢する。板状部材１５１は、前述のようにローター車１２８に向けて付勢されており、その先端部がローター車１２８の円周面に接触する。
【００２４】
板状部材１５１は、層状に構成された部材である。板状部材１５１は、圧電体層と２つの電極を含んでおり、これら２つの電極に印加される電圧の変化によりその形状を変化させる。例えば、印加される電圧によって、縦振動と屈曲振動を交互に繰り返させる。縦振動は、板状部材１５１をその軸方向に長さを変化させ、屈曲振動は板状部材を略Ｓ字形状に変化させる。これらを交互に繰り返すことにより、ローター車１２８を所定方向に回転させる。
【００２５】
ローター車１２８はマイクロポンプ１の高さ方向に関して異なる位置に一体で回転するピニオンを有し、このピニオンは中間車１２７のギヤに係合し中間車１２７を回転させる。また、中間車１２７も、マイクロポンプの高さ方向に関して異なる位置に一体で回転するピニオンを有しており、このピニオンは出力軸１２６と一体として回転するギヤに係合する。これらローター車１２８と中間車１２７と出力軸１２６は、本体１０に固定された輪列受１２５により個々の軸が回転可能に固定される。
【００２６】
ベアリング１２９に枢支される出力軸１２６には、カム１２１も一体的に回転可能に固定される。そして、出力軸１２６の回転と共にカム１２１も回転させる。これにより、圧電モーター１５０からの動力がカム１２１に伝達される。
【００２７】
図６に示されるように、本体１０の前方にはフック掛け１７１が設けられ、後方には２箇所のフック挿入口１７２が設けられている。フック掛け１７１には、カートリッジ２０の固定フック２７１が掛合し、フック挿入口１７２には固定フック２７２が掛合することにより、本体１０にカートリッジ２０を固定することができる（図２、図４）。
【００２８】
このとき、カートリッジベース２１０の上面外周の溝部にはパッキン２７３が嵌着されるので、本体１０とカートリッジ２０とが固定されると、これらにより形成される空間内に液体等が侵入しないように密閉することができる。
【００２９】
本体１０は、その裏面（図６）に、詰まり検出素子１２３と気泡検出素子１２４を備える。詰まり検出素子１２３は、例えば、圧力センサーを備える。そして、本体１０がカートリッジ２０と一体に組み付けられたときに、圧力センサーがチューブ２２５の一部に接触する。チューブ２２５の下流以降に詰まりが生じたときには、チューブ２２５内部の圧力が上昇し、チューブ２２５自体が膨張する。よって、このとき、圧力センサーを押すため、圧力センサーにより検出される圧力を監視することにより、チューブ２２５の下流以降に詰まりが生じたか否かを判定することができる。
【００３０】
また、気泡検出素子１２４は、例えば、光学センサーを備える。光学センサーは、チューブ２２５に光を照射し、その反射光を検出する。そして、チューブ２２５内に液体が占めるときの反射光と、気泡が生じたときの反射光と、の差を検出することを可能とする。これにより、チューブ２２５内に気泡が発生したか否かを判定することができる。
【００３１】
また、本体１０は、その裏面（図６）に、二次電池収納部１８０を備える。二次電池収納部１８０は、電池プラス端子１８２と電池マイナス端子１８３を有し、二次電池収納部に二次電池１８１が挿入されることにより、本体１０の各部に所定の電力供給を可能とする。
【００３２】
次に、カートリッジ２０の説明を行う。  
カートリッジ２０は、カートリッジベース２１０と、カートリッジベース押さえ２４０と、カートリッジベース上に構成される各部とを備える。カートリッジベース２１０は、後述するように、リザーバーフィルム２５０とともに貯留部２９０を構成する。
【００３３】
カートリッジ２０のカートリッジベース２１０は、その上面にフィンガーユニット２２０を備える。フィンガーユニット２２０は、フィンガーベース２２７とフィンガー２２２とチューブ２２５とフィンガー押さえ２２６を備える。また、カートリッジベース２１０の上面には、吸入用コネクター２２８と吐出用コネクター２２９が設けられる。吸入用コネクター２２８は、フィンガーユニット２２０に液体を吸入するためのコネクター２２８であり、吐出用コネクター２２９は、フィンガーユニット２２０から液体を吐出するためのコネクターである。
【００３４】
フィンガーベース２２７には、複数の溝が形成されており、これらの溝には、吸入用コネクター２２８及び吐出用コネクター２２９が挿入される。また、フィンガーベース２２７には、チューブ２２５を案内するチューブ案内溝２２７ａが円弧状に形成されており、チューブ２２５を収容する。そして、チューブ２２５の一端は吸入用コネクター２２８に密に接続され、他端は吐出用コネクター２２９に密に接続される。
【００３５】
チューブ案内溝２２７ａの円弧内側に複数のフィンガーガイド２２７ｂが形成される。フィンガーガイド２２７ｂのそれぞれは、フィンガー２２２を収容する。これにより、フィンガー２２２の先端２２２ａがチューブ２２５に対して略垂直方向となるように配設される。
【００３６】
フィンガーベース２２７の上面には、フィンガー押さえ２２６が不図示の固定螺子により固定される。これによりフィンガー２２２はフィンガーガイド２２７ｂに沿う方向にのみ摺動移動可能となる。
【００３７】
このように、フィンガー２２２とチューブ２２５をカートリッジ２０側に設けることとしたので、仮に、チューブ２２５の径を異なる径のものにした場合であっても、そのチューブ径に合わせた長さのフィンガー２２２を組み合わせたカートリッジ２０を提供することができる。これにより、カム１２１の大きさを規格化したサイズのものとしても、カム１２１のカム面１２１ａをフィンガー２２２の後端部２２２ｂに当接する位置に適切に配置することができる。
【００３８】
フィンガー押さえ２２６には、詰まり検出窓２２３及び気泡検出窓２２４が設けられる。本体１０とカートリッジ２０とが組み付けられたときにおいて、詰まり検出窓２２３を介して、詰まり検出素子１２３はチューブ２２５における液体の詰まりを検出する。また、気泡検出窓２２４を介して、気泡検出素子１２４がチューブ２２５内の気泡の有無を検出する。
【００３９】
カートリッジベース２１０の側面には、パッチ接続針２３１が設けられ、パッチセプタム３５０を介して液体をパッチ３０に送ることを可能にする。パッチ接続針２３１は、吐出用コネクター２２９に連通する。一方、吸入用コネクター２２８は、カートリッジベース２１０に設けられた貫通孔を介して後述する貯留部２９０に連通する。これにより、貯留部２９０の液体は、吸入用コネクター２２８とチューブ２２５と吐出用コネクター２２９を通り、パッチ接続針２３１に供給可能となる。
【００４０】
図４に示されるように、本実施形態において、パッチ接続針２３１の先端位置は高さ方向において、貯留部２９０とほぼ同じ高さである。このようにすることにより、液体はカートリッジ２０上面のチューブ２２５等を経由するものの、パッチ接続針２３１の先端位置と貯留部２９０の位置との高低差自体は小さい。よって、位置エネルギー差を小さくすることができるので、貯留部２９０に貯留された液体を小さなエネルギーでパッチ接続針２３１に送ることができる。このような構成は、上記のような省電力タイプの圧電モーター１５０を用いる場合において利点となる。
【００４１】
カートリッジ２０は、リザーバーフィルム２５０を備える。リザーバーフィルム２５０はその周囲を、カートリッジベース２１０と、カートリッジベース押さえ２４０に設けられたフィルム押さえ部２４２と、で挟み込まれる。これにより、リザーバーフィルム２５０とカートリッジベース２１０との間に貯留部２９０を構成して、この貯留部２９０に液体を貯留することができる。
【００４２】
なお、リザーバーフィルム２５０をカートリッジベース２１０に溶着により固定し、カートリッジベース押さえ２４０とカートリッジベース２１０を固定することとしてもよい。
【００４３】
カートリッジベース２１０はプラスチック製であり、リザーバーフィルム２５０が設けられる側の面は曲面形状を有している。このように、貯留部２９０は曲面形状を有しているが、貯留部２９０に貯留された液体の残量に応じてリザーバーフィルム２５０のフィルムが変形することができるので、流体を貯留部２９０に残留させないように絞り出すことができる。また、このときリザーバーフィルム２５０は、上記曲面形状に沿う形状に曲面加工されていることが望ましい。このようにすることにより、貯留部２９０における流体が減少しても、リザーバーフィルム２５０が曲面に沿うように変形するので、液体を残留させずに絞り出すことができる。
【００４４】
リザーバーフィルム２５０は、多層フィルムにより構成される。このとき、内層はポリプロピレンが望ましく、外層はガスバリア性に優れる材料が選択されることが望ましい。なお、リザーバーフィルム２５０は、これに限られず、例えば、熱可塑性エラストマーや、熱可塑性エラストマーに他の素材を貼り合わせたフィルムとしてもよい。
【００４５】
また、カートリッジ２０の下面側にはカートリッジセプタム２８０が設けられる（図９）。カートリッジセプタム２８０は、カートリッジベース２１０とカートリッジベース押さえ２４０とが組み付けられる際、カートリッジベース押さえ２４０に設けられたカートリッジセプタム挿入孔２４１に挿入される。カートリッジセプタム２８０の一方の面はパッチベース３４０及び粘着テープ３６０の開口部３４０ａ、３６０ａに露出し（図２、図９）、他方の面は流体流入口２１１に連通する。流体流入口２１１は、リザーバーフィルム２５０とカートリッジベース２１０との間に開口する。そのため、カートリッジセプタム２８０を介して注射針等で注入される液体は貯留部２９０に貯留される。
【００４６】
次に、主に図４を参照しつつ、パッチ３０の説明を行う。  
パッチ３０は、カテーテル３１０と、導入針３２０と、導入針フォルダー３２１と、導入針用セプタム３２２と、ポートベース３３０と、パッチベース３４０と、パッチセプタム３５０と、粘着テープ３６０を備える。
【００４７】
パッチセプタム３５０は、後述するようにパッチ接続針２３１が挿通されることによりパッチ３０内に液体を供給させるためのものである。パッチセプタム３５０は、パッチ３０の側壁部に設けられ、これによりリザーバー２０がパッチ３０の側面に向かって装着されたときに、パッチ接続針２３１がパッチセプタム３５０を貫通する。
【００４８】
なお、パッチセプタム３５０等のセプタムは、針等の貫通によって開いた孔が塞がるような材料（例えば、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム等）で形成される。これにより、セプタムに針を抜き差ししても、液体等がセプタムを介して漏れ出ることがない。
【００４９】
カテーテル３１０は液体を注入するための管である。カテーテル３１０の一部は、ポートベース３３０に保持され、一部はポートベース３３０の下側に露出している。パッチ３０を用いて液体の注入を行う際には、カテーテル３１０の露出した部分が生体等の内部に留置され、持続的に液体を注入される。そのため、カテーテル３１０は、生体適合性に優れるフッ素樹脂、ポリウレタン樹脂等の柔らかい材料で形成される。
【００５０】
導入針３２０は、中空の細長い針状の部材であり、その外形はカテーテル３１０の内径よりも小さい。導入針３２０は、使用前においてカテーテル３２０内に挿通されている。導入針３２０の鋭端側はカテーテル３１０の下側方向に露出し、他端側は導入針フォルダー３２１に固定される。また、使用前において、導入針３２０は、ポートベース３３０内に固定される導入針用セプタム３２２を挿通している。
【００５１】
このような構成により、導入針フォルダー３２１がポートベース３３０から引き抜かれることにより導入針３２０がカテーテル３１０内から引き抜かれるが、パッチ接続針２３１から流入する液体は導入針セプタム３２２側からは漏れず、カテーテル３１０を通り生体に流入する。
【００５２】
パッチ３０は、パッチベース３４０を備えている。パッチベース３４０は、ポートベース３３０に固定されるとともに、カートリッジ固定部材３４１を備え、パッチ３０にカートリッジ２０を固定することを可能とする。カートリッジ２０がパッチ３０に接続される際には、パッチ３０に対して図２の左側からカートリッジ２０をスライド移動させる。そして、カートリッジ２０に設けられたパッチ接続針２３１がパッチセプタム３５０を貫通して、パッチ３０内に挿入される。
【００５３】
また、パッチベース３４０は、その下面に粘着テープ３６０を備える。そして、マイクロポンプ１を生体等に貼着可能とする。
【００５４】
上記のような構成における本体１０とカートリッジ２０とが一体的に組み付けられると、詰まり検出素子１２３は詰まり検出窓２２３の上部に配置され、気泡検出素子１２４は気泡検出窓２２４の上部に配置される。これにより、チューブ２２５を監視して、液体の詰まりの発生、及び、チューブ２２５内での気泡の発生を検出することができる。
【００５５】
また、本体１０とカートリッジ２０とが組み付けられると、本体１０のカム１２１がフィンガーベース２２７のカム収容部２２７ｃに挿入される。これにより、カム１２１のカム面１２１ａがフィンガー２２２の後端部２２２ｂに対向する位置に配置される。そして、カム１２１の回転によりカム面１２１ａがフィンガー２２２の後端部２２２ｂに当接し、フィンガー２２２を摺動させることができる。
【００５６】
図１０は、ロータリーフィンガーポンプの説明図である。カム１２１には、４つのカム山が形成される。各カム山は、カム山の最低部から徐々に最高部へとその高さが高くなるように遷移し、最高部に至ると隣接するカム山の最低部に移行する形状となっている。カム１２１が回転すると、７本のフィンガー２２２が順次カム山に押され、輸送方向上流側から順にチューブ２２５が閉塞させられる。カム１２１のカム山形状は、流体の逆流を防止するため、少なくとも１つ、好ましくは２つのフィンガー２２２がチューブ２２５を閉塞するように形成されている。
【００５７】
上記構成によれば、必ず少なくとも１本のフィンガー２２２がチューブ２２５を閉塞する。そのため、順次チューブ２２５を押圧するフィンガーによって流体を下流側に押し出すことができる。すなわち、マイクロポンプ１は、液体のみならず空気をも吐出可能である。
【００５８】
上記のようなマイクロポンプ１は、人体等に薬液を注入する場合にも用いられるため、その吐出量は精度の高いものが求められる。しかしながら、製造ラインから製造される個々のマイクロポンプ１は、種々の要因からなる製造誤差を含む。そのため、個々のマイクロポンプ１について吐出量を補正する必要がある。以下に示す実施形態では、個々に吐出量の補正値を求め、これをマイクロポンプ１に適用することで精度の高い吐出量を実現する。
【００５９】
図１１は、マイクロポンプ１のブロック図である。図１１には、コントローラー１４１と、これに接続される圧電モーター１５０と検出器群４００が示されている。コントローラー１４１は、ＣＰＵ１４１ａとメモリー１４１ｂを備える。そして、メモリー１４１ｂには、後述する吐出量の補正値が記憶される。コントローラー１４１は、プログラム及び検出器群４００からの信号に応じて圧電モーター１５０の制御を行う。
【００６０】
吐出量の補正値Ｒは、設計吐出量をＶ、実吐出量をｖとして、Ｒ＝ｖ／Ｖ×１０００で求められる。この式から、補正値Ｒが１０００のときは、実吐出量が設計吐出量と同じであることを意味する。一方、これよりも補正値Ｒが大きい場合には、実吐出量が設計吐出量より大きく、補正値Ｒが１０００より小さい場合は、実吐出量が設計吐出量より小さいことを示している。
【００６１】
例えば、１０μｌの設計吐出量に対して、１１μｌの実吐出量が得られた場合には、補正値Ｒは１１００と求めることができる。
【００６２】
コントローラー１４１は、圧電モーター１５０を駆動するに際し、（１０００／Ｒ）を乗じた駆動量で駆動を行う。このようにすることによって、個々のマイクロポンプ１の製造誤差による吐出量誤差を適切に補正することができる。また、この補正値Ｒを求めるに際し、以下に説明するような手法で求めることとするので、ポンプ内部を濡らすことなくポンプ吐出量の補正値を精度高く求めることができる。
【００６３】
図１２は、第１実施形態における補正値算出方法のフローチャートである。図１３は、計測用チューブを液体で満たす様子を示す図である。図１４は、マイクロポンプ１により空気を吐出する様子を示す図である。以下、これらの図を参照しつつ、第１実施形態における補正値算出方法について説明する。
【００６４】
図１３及び図１４には、マイクロポンプ１とシリンジ２と三方コック３と第１経路４ａと第２経路４ｂと第３経路４ｃとビーカー５ａと電子天秤５ｂが示されている。第１経路４ａと第２経路４ｂと第３経路４ｃは、計測用のチューブにより構成される。第１経路４ａと第２経路４ｂと第３経路４ｃのそれぞれの一端は、三方コックに接続される。そして、第１経路４ａの他端は、ビーカー５ａ内に配置される。また、第２経路４ｂの他端は、マイクロポンプ１の導入針３２０に接続される。また、第３経路４ｃは、シリンジ２に接続される。
【００６５】
以下、説明の便宜上、三方コック３の切替弁により、第１経路４ａと第２経路４ｂとが連通しているときをマイクロポンプ経路と呼ぶ。また、第１経路４ａと第３経路４ｃとが連通しているときをシリンジ経路と呼ぶ。
【００６６】
このような構成のもと、まず、三方コックがシリンジ経路となるように切り替えられる（Ｓ１０２）。そして、シリンジ２から水が注入され、第１経路４ａが水で満たされる（Ｓ１０４）。また、このときの電子天秤５による計測値がゼロとなるように電子天秤５のゼロ点調整を行う（図１３）。
【００６７】
次に、三方コック３がマイクロポンプ経路となるように切り替えられる（Ｓ１０６）。そして、マイクロポンプ１によって所定量の吐出動作が行われる（Ｓ１０８）。このとき、マイクロポンプ１内には液体は貯留されていないから、マイクロポンプ１から吐出されるのは空気である。
【００６８】
また、このときの設計吐出量は、例えば、６μｌとすることができる。これは、マイクロポンプ１のカム１２１における１つのカム山による設計吐出量が１．５μｌであり、カム１２１が１回転したときの設計吐出量が６μｌであるためである。
【００６９】
次に、排出された水の量が電子天秤５によって計測される（Ｓ１１０）。このようにすることで、設計吐出量Ｖに対する実吐出量ｖを得ることができる（図１４）。そして、これらの値に基づいて、補正値Ｒを求めることができる。
【００７０】
以上の工程により補正値Ｒを求めることができるが、このようなステップＳ１０２からＳ１１０の動作を複数回行って、補正値Ｒの平均値を求めることが望ましい。そして、補正値Ｒをマイクロポンプ１のメモリー１４１ｂに記憶し、吐出の際に補正値Ｒを用いて吐出制御することで、より吐出量の精度を高めることができる。
【００７１】
また、三方コック３を用いてマイクロポンプ経路とシリンジ経路との切り替えを行ったが、第１経路４ａに適宜シリンジとマイクロポンプを付け替えることにより、これらの切り替えを行うこととしてもよい。
【００７２】
ところで、以上の手法によれば、本来液体を吐出するマイクロポンプ１に空気を吐出させて、液体を吐出させたときの補正量を求めることとしていた。このとき、マイクロポンプ１に加わる負荷としては、第１経路４ａの水を流動させる負荷であるが、非圧縮流体である水の代わりに圧縮流体である空気を吐出したのでは、その吐出量に差が生ずるのではないかという疑義が生ずる。
【００７３】
よって、以下のような実験を行い、補正値Ｒの有効性について検証を行った。  
（１）空気を６μｌ吐出するようにカム１２１を１回転させ、その吐出量Ａを計測する。
（２）水を６μｌ吐出するようにカム１２１を１回転させ、その吐出量Ｂを計測する。
（３）上記のＡ／Ｂの比率を求める。
（４）複数回（１）〜（３）を行って平均値を求める。
【００７４】
図１５は、本実施形態における補正値の精度を説明するグラフである。図１５は、水の吐出量に対する空気の吐出量の比率がグラフとして示されている。横軸は回数であり、縦軸は比率である。横軸の回数は、実験回数である。そして、その平均値が比率として示されている。また、図１５の横軸には、平均値の回数が示されている。例えば、「１回」の場合には、（１）〜（３）の実験が１回行われ、その値が示されており、「１０回」の場合には、（１）〜（３）の実験が１０回行われ、その平均値が示されている。
【００７５】
図１５に示されるように、「比率」は、１００％を中心として１％未満の変動を示している。すなわち、吐出量が少量であれば、空気を吐出させた場合と水を吐出させた場合とでは差が極めて小さいことが分かる。このことから、水の代わりに空気を吐出させた場合であっても、水を吐出させた場合とほぼ同じ吐出量としてみなすことができることが明らかとなった。
【００７６】
図１６は、第２実施形態における補正値算出方法のフローチャートである。図１７は、第２実施形態における補正値算出方法の説明図である。以下、これらの図を参照しつつ、第２実施形態における補正値算出方法について説明する。
【００７７】
装置構成において、第１実施形態と異なる点は、ビーカー５ａ及び電子天秤５ｂの代わりに撮影装置６ａと表示装置６ｂを用いる点である。第２実施形態では、第１経路４ａにおける空気と水の界面を撮影し、この界面の移動量に基づいて吐出量が求められる。
【００７８】
このような構成のもと、まず、三方コック３がシリンジ経路となるように切り替えられる（Ｓ２０２）。そして、シリンジ２から水が注入され、第１経路４ａが水で満たされる（Ｓ２０４）。
【００７９】
次に、三方コック３がマイクロポンプ経路となるように切り替えられる（Ｓ２０６）。そして、マイクロポンプ１がわずかながらに駆動される。このとき、マイクロポンプ１内には、液体は貯留されていないから、マイクロポンプ１から吐出されるのは空気である。よって、これにより、第１経路４ａに水と空気の界面が形成される。そして、この界面の位置が画像原点となるように撮影装置６ａに撮影される（Ｓ２０８）。
【００８０】
次に、マイクロポンプ１によって所定量の吐出動作が行われる（Ｓ２１０）。これにより、界面が移動する。移動後の界面も撮影装置６ａによって撮影される。そして、移動した界面の移動量Ｌ１に基づいて吐出量が計測される（Ｓ２１２）。具体的には、第１経路４ａの断面積に移動量Ｌ１（図１７）を乗ずることで、吐出量を求めることができる。このとき、表示装置６ｂに拡大表示された画像に基づいて界面の移動量を測定することができる。
【００８１】
このように、第１経路４ａに生ずる水と空気の界面の移動量を撮影装置６ａと表示装置６ｂを用いて計測することで、少ない吐出量であっても表示装置６ｂに表示された拡大画像を用いて界面の移動量を正確に取得することができる。一般に吐出量（プライミング量）が増えると液体と空気の差によると思われる誤差が大きくなる可能性があるが、第２実施形態によれば吐出量を少なくしたとしても吐出量の計測を行うことができる。
【００８２】
図１８は、第３実施形態における補正値算出方法のフローチャートである。図１９は、第３実施形態における補正値算出方法の説明図である。以下、これらの図を参照しつつ、第３実施形態における補正値算出方法について説明する。
【００８３】
装置構成において、第１実施形態と異なる点は、ビーカー５ａ及び電子天秤５ｂの代わりに、観察用筒部材７ａと原点調整用シリンジ７ｂと不揮発性オイル７ｃを用いる点である。第３実施形態では、観察用筒部材７ａ内の不揮発性オイル７ｃによる界面の移動量に基づいて吐出量が求められる。
【００８４】
観察用筒部材７ａは、外部から内部に封入された不揮発性オイル７ｃを観察可能な透明な部材により構成される。観察用筒部材７ａには、対向する位置に２つの注入孔が設けられる。一方の注入孔には三方コック３が取り付けられる。他方の注入孔には原点調整用シリンジ７ｂが取り付けられることがある。前述のように、観察用筒部材７ａ内には不揮発性オイル７ｃが封入され、不揮発性オイル７ｃは観察用筒部材７ａの壁面における表面張力から界面を生じさせる。
【００８５】
このような構成のもと、まず、マイクロポンプ１が三方コック３に接続される（Ｓ３０２）。次に、三方コック３がシリンジ経路となるように切り替えられる（Ｓ３０４）。そして、シリンジ２と原点調整用シリンジ７ｂによる調整により、不揮発性オイル７ｃの界面が原点位置にセットされる（Ｓ３０６）。
【００８６】
次に、三方コック３がマイクロポンプ経路となるように切り替えられる（Ｓ３０８）。このとき、原点調整用シリンジ７ｂは観察用筒部材７ａからは取り外されている。そして、マイクロポンプ１によって所定量の吐出動作が行われる（Ｓ３１０）。このとき、マイクロポンプ１内には液体は貯留されていないからマイクロポンプ１から吐出されるのは空気である。これにより、不揮発性オイル７ｃの界面が移動する。そして、移動した界面の移動量Ｌ２（図１９）に基づいて吐出量が計測される（Ｓ３１２）。具体的には、観察用筒部材７ａ内の断面積に移動量Ｌ２を乗ずることで、吐出量を求めることができる。
【００８７】
次に、マイクロポンプ１が三方コック３から取り外される（Ｓ３１４）。そして、他のマイクロポンプについて、継続して測定を行うか否かが判定され（Ｓ３１６）、継続して測定が行われる場合には、他のマイクロポンプ１が三方コック３に接続され（Ｓ３０２）、上記ステップが行われる。一方、継続して測定が行われない場合には、終了する。
【００８８】
このように、不揮発性オイルを使用することで、不揮発性オイル７ｃの界面を原点調整用シリンジ７ｂにより原点位置に戻すことができる。よって、上記ステップＳ３０２からＳ３１６の工程を繰り返し行うことができるので、自動化ラインで連続的にマイクロポンプ１の補正値を求めることができるようになる。
【００８９】
＜第４実施形態＞
図２０は、第４実施形態における補正値算出方法の説明図である。第４実施形態では、第３実施形態における不揮発性オイル７ｃの代わりに固体栓７ｄが用いられる。図２０には、観察用筒部材７ａ内に、固体栓７ｄが設けられている様子が示されている。不揮発性オイル７ｃの代わりに固体栓７ｄが用いられること以外については、第３実施形態と同様である。
【００９０】
このようにすることによっても、固体栓７ｄを原点調整用シリンジ７ｂにより原点位置に戻すことができる。よって、上記ステップＳ３０２からステップＳ３１６の工程を繰り返し行うことができるので、自動化ラインで連続的にマイクロポンプ１の補正値を求めることができる。また、固体栓７ｄを用いるので、装置としての耐久性を高くして、保守も容易に行うことができるようになる。
【００９１】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上述の実施形態では、マイクロポンプ１のようなポンプを例に説明を行ったが、ポンプの形態はこれに限られない。例えば、人工透析用ポンプのようなポンプを用いる場合であっても、同様に上記実施形態を行うことができる。  
また、上述の実施形態では空気を吐出することとしたが、空気以外の他の気体を吐出することとしてもよい。
【００９２】
上述したマイクロポンプ１は、小型化、薄型化が可能で、微量流量を安定して連続的に流動することができるため、生体内または生体表面に装着し、新薬の開発やドラッグデリバリーなどの医療用に好適である。また、様々な機械装置において、装置内、または装置外に搭載し、水や食塩水、薬液、油類、芳香液、インク、気体等の流体の輸送に利用することができる。さらに、マイクロポンプ単体で、流体の流動、供給に利用することができる。
【００９３】
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９４】
１  マイクロポンプ、
２  シリンジ、３  三方コック、
４ａ  第１経路、４ｂ  第２経路、４ｃ  第３経路、
５ａ  ビーカー、５ｂ  電子天秤、
６ａ  撮像装置、６ｂ  表示装置、
７ａ  観察用筒部材、７ｂ  原点調整用シリンジ、７ｃ  不揮発性オイル、
７ｄ  固体栓、
１０  本体、２０  カートリッジ、３０  パッチ、
１１０  本体ベース、
１２１  カム、１２１ａ  カム面、１２３  詰まり検出素子、
１２４  気泡検出素子、１２５  輪列受、１２６  出力軸、１２７  中間車、
１２８  ローター車、１２９  ベアリング、
１３０  本体ケース、１４０  回路基板、
１４１  コントローラー、１４１ａ  ＣＰＵ、１４１ｂ  メモリー、
１５０  圧電モーター、１５１  板状部材、１５２  ばね、
１７１  フック掛け、１７２  フック挿入口、
１８０  二次電池収納部、１８１  二次電池、
１８２  電池プラス端子、１８３  電池マイナス端子、
２１０  カートリッジベース、２１１  流体流入口、
２２０  フィンガーユニット、
２２２  フィンガー、２２２ａ  先端部、２２２ｂ  後端部、
２２３  詰まり検出窓、２２４  気泡検出窓、
２２５  チューブ、２２６  フィンガー押さえ、
２２７  フィンガーベース、
２２７ａ  チューブ案内溝、２２７ｂ  フィンガーガイド、２２７ｃ  カム収容部、
２２８  吸入用コネクター、２２９  吐出用コネクター、
２３１  パッチ接続針、
２４０  カートリッジベース押さえ、
２４１  カートリッジセプタム挿入孔、２４２  フィルム押さえ部、
２５０  リザーバーフィルム、
２７１  固定フック、２７２  固定フック、２７３  パッキン、
２８０  カートリッジセプタム、２９０  貯留部、
３１０  カテーテル、３２０  導入針、３２１  導入針フォルダー、
３２２  導入針用セプタム、
３３０  ポートベース、３４０  パッチベース、３４０ａ  開口部、
３４１  カートリッジ固定部材、
３５０  パッチセプタム、３６０  粘着テープ、３６０ａ  開口部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2014145329.tif 000015
【図１４】
2014145329.tif 000016
【図１５】
2014145329.tif 000017
【図１６】
2014145329.tif 000018
【図１７】
2014145329.tif 000019
【図１８】
2014145329.tif 000020
【図１９】
2014145329.tif 000021
【図２０】
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