(57)【要約】  ピペットにおいて、キャピラリーは、長さ方向の両端である第１端及び第２端が開口している。圧力室は、第２端を介してキャピラリーの内部に通じている。駆動部は、圧力室の容積を変化させる。制御部は、圧力室の容積が増加して第１端から液体が吸引されるように駆動部を駆動させる第１信号を出力する。第１信号において、吸引信号は、圧力室の容積が、液体が吸引される前の容積から第１増加量で増加して第１吸引後容積になるように駆動部を駆動させる。ブレーキ信号は、吸引信号に続いて出力され、圧力室の容積が第１増加量よりも絶対値が小さい減少量で第１吸引後容積から減少するように駆動部を駆動させる。
2020050235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向の両端である第１端及び第２端が開口しているキャピラリーと、
前記第２端を介して前記キャピラリーの内部に通じている圧力室と、
前記圧力室の容積を変化させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を有しており、
前記制御部は、前記圧力室の容積が増加して前記第１端から第１液体が吸引されるように前記駆動部を駆動させる第１信号を出力し、
前記第１信号は、
前記圧力室の容積が、前記第１液体が吸引される前の第１吸引前容積から第１増加量で増加して第１吸引後容積になるように前記駆動部を駆動させる吸引信号と、
前記吸引信号に続いて出力され、前記圧力室の容積が前記第１増加量よりも絶対値が小さい減少量で前記第１吸引後容積から減少してブレーキ後容積になるように前記駆動部を駆動させるブレーキ信号と、を含んでいる
ピペット。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１増加量が大きいほど、前記減少量の絶対値が大きくなるように前記第１信号を生成する
請求項１に記載のピペット。
【請求項３】
前記吸引信号は、前記圧力室の容積が所定の時間長さに亘って前記第１吸引後容積に維持されるように前記駆動部を駆動させる維持信号を含んでおり、
前記ブレーキ信号は、前記維持信号に続いて出力され、
前記制御部は、前記時間長さが短いほど、前記減少量の絶対値が大きくなるように前記第１信号を生成する
請求項１又は２に記載のピペット。
【請求項４】
前記第１端から前記第１液体を吸引する量の目標値を記憶する記憶部を有しており、
前記制御部は、前記目標値が大きいほど、前記第１増加量が大きくなるように前記第１信号を生成する
請求項１〜３のいずれか１項に記載のピペット。
【請求項５】
前記第１端から前記第１液体を吸引する量の目標値を記憶する記憶部を有しており、
前記吸引信号は、前記圧力室の容積が所定の時間長さに亘って前記第１吸引後容積に維持されるように前記駆動部を駆動させる維持信号を含んでおり、
前記ブレーキ信号は、前記維持信号に続いて出力され、
前記制御部は、前記目標値が小さいほど、前記時間長さが短くなるように前記第１信号を生成する
請求項１〜４のいずれか１項に記載のピペット。
【請求項６】
前記第１信号は、前記圧力室の容積が、前記ブレーキ後容積から付加増加量で増加して第１完了容積になるように前記駆動部を駆動させる付加吸引信号を含んでおり、
前記付加増加量は、前記第１端を前記第１液体に接触させて前記第１端から前記第１液体の一部を吸引した後に前記第１端を前記第１液体の残りから引き上げたときに、前記第１液体の、前記第１端から外側へはみ出す体積と等しい
請求項１〜５のいずれか１項に記載のピペット。
【請求項７】
ユーザによる操作入力及び外部機器による信号入力の少なくとも一方の入力を受け付ける入力部を更に有しており、
前記吸引信号は、前記入力部に対する第１入力をトリガとして出力が開始され、
前記ブレーキ信号は、前記吸引信号の出力開始に対して予め定められたタイミングで前記吸引信号に代えて出力される
請求項１〜６のいずれか１項に記載のピペット。
【請求項８】
前記第１信号は、前記圧力室の容積が前記ブレーキ後容積以上の第１完了容積を維持するように前記駆動部を駆動させる第１待機信号を含んでおり、
前記制御部は、前記入力部に対して前記第１入力よりも後に加えられる第２入力をトリガとして、前記第１待機信号に代えて、前記圧力室の容積が前記第１完了容積から増加して前記第１端から第２液体が吸引されるように前記駆動部を駆動させる第２信号を出力する
請求項７に記載のピペット。
【請求項９】
前記第２信号は、前記圧力室の容積を前記第１完了容積よりも大きい第２完了容積に維持する第２待機信号を含んでおり、
前記制御部は、前記入力部に対して前記第２入力よりも後に加えられる第３入力をトリガとして、前記第２信号に代えて、前記圧力室の容積が、前記第２完了容積から増加し、その後、繰り返し増減するように前記駆動部を駆動させる第３信号を出力する
請求項８に記載のピペット。
【請求項１０】
前記駆動部は、前記圧力室の内面の一部を構成しており、前記内面の撓み変形によって前記圧力室の容積を変化させ、
前記制御部は、前記第１信号の出力前に、前記圧力室の容積が前記第１吸引前容積になるように前記駆動部を駆動させる初期信号を出力し、
前記初期信号は、前記内面を前記圧力室の内側へ向けて撓ませる信号である
請求項１〜９のいずれか１項に記載のピペット。
【請求項１１】
長さ方向の両端である第１端及び第２端が開口しているキャピラリーと、前記第２端を介して前記キャピラリーの内部に通じている圧力室と、前記圧力室の容積を変化させる駆動部とを有しているピペットを用いた液体採取方法であって、
前記第１端を液体に接触させる接液ステップと、
前記第１端を前記液体に接触させている状態で、前記駆動部によって前記圧力室の容積を増加させ、これにより、前記第１端から前記液体を前記キャピラリー内に吸引する吸引ステップと、
前記液体の一部が前記キャピラリー内に吸引された後、前記第１端を前記液体の残りから離す離液ステップと、
前記吸引ステップの後、かつ前記離液ステップの前に、前記駆動部によって前記圧力室の容積を減少させるブレーキステップと、
を有している液体採取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ピペット及び液体採取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポンプ作用装置を駆動させてキャピラリー内部に負圧を生じさせてキャピラリー内に液体を吸引するピペットが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１のピペットは、ノズルキャップと、ノズルキャップに通じている容器と、容器の内面の一部を構成している静電アクチュエータとを有している。静電アクチュエータによって容器の内面の一部が撓み変形することによって、ノズルキャップから液体が吸引又は吐出される。そして、撓み量により液体の吸引量又は吐出量が規定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−２１３９２６号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の一態様に係るピペットは、長さ方向の両端である第１端及び第２端が開口しているキャピラリーと、前記第２端を介して前記キャピラリーの内部に通じている圧力室と、前記圧力室の容積を変化させる駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、を有している。前記制御部は、前記圧力室の容積が増加して前記第１端から第１液体が吸引されるように前記駆動部を駆動させる第１信号を出力する。前記第１信号は、吸引信号と、ブレーキ信号とを含んでいる。前記吸引信号は、前記圧力室の容積が、前記第１液体が吸引される前の第１吸引前容積から第１増加量で増加して第１吸引後容積になるように前記駆動部を駆動させる。前記ブレーキ信号は、前記吸引信号に続いて出力され、前記圧力室の容積が前記第１増加量よりも絶対値が小さい減少量で前記第１吸引後容積から減少してブレーキ後容積になるように前記駆動部を駆動させる。
【０００５】
本開示の一態様に係る液体採取方法は、ピペットを用いる。前記ピペットは、長さ方向の両端である第１端及び第２端が開口しているキャピラリーと、前記第２端を介して前記キャピラリーの内部に通じている圧力室と、前記圧力室の容積を変化させる駆動部とを有している。前記液体採取方法は、接液ステップと、吸引ステップと、離液ステップと、ブレーキステップとを有している。前記接液ステップでは、前記第１端を液体に接触させる。前記吸引ステップでは、前記第１端を前記液体に接触させている状態で、前記駆動部によって前記圧力室の容積を増加させ、これにより、前記第１端から前記液体を前記キャピラリー内に吸引する。前記離液ステップでは、前記液体の一部が前記キャピラリー内に吸引された後、前記第１端を前記液体の残りから離す。前記ブレーキステップでは、前記吸引ステップの後、かつ前記離液ステップの前に、前記駆動部によって前記圧力室の容積を減少させる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係るピペットの具体例を模式的に示す断面図である。
【図２】図１のピペットの制御部が出力する信号における電圧の経時変化の一例を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）及び図３（ｅ）は図２の信号による作用を示す模式図である。
【図４】図２の信号のうちの一部の詳細を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図５（ｅ）及び図５（ｆ）は図４の信号による作用を示す模式図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は図４の信号に含まれるブレーキ信号の設定方法の例を説明するための模式図である。
【図７】図１のピペットの制御ユニットの信号処理系に係る要部構成を示すブロック図である。
【図８】図１のピペットに係る処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係るピペットにおける制御ユニットの信号処理系に係る要部構成を示すブロック図である。
【図１０】第３実施形態に係るピペットにおける駆動信号の一部を示す模式図である。
【図１１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）はブレーキ信号が吸引量のばらつきに及ぼす影響を示す図である。
【図１２】ブレーキ信号の開始タイミングが吸引量に及ぼす影響を示す図である。
【図１３】圧力室の初期容積が吸引量に及ぼす影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。同一の部材を示す複数の図面同士においても、形状等を誇張するために、寸法比率等は互いに一致していないことがある。
【０００８】
第２実施形態以降においては、基本的に、既に説明された実施形態との相違部分についてのみ述べる。特に言及がない事項については、既に説明された実施形態と同様とされてよい。
【０００９】
＜第１実施形態＞
［ピペットの概要］
図１は、本開示の実施形態に係るピペット１の構成を模式的に示す断面図である。なお、図面には、便宜上、直交座標系ｘｙを付している。＋ｘ側は、ピペット１によって液体を吸引する際に下方とされる側である。
【００１０】
ピペット１は、キャピラリー１０と、キャピラリー１０内の気圧を変化させるピペット本体２０と、ピペット本体２０の動作を制御する制御ユニット２４と、を有している。キャピラリー１０の＋ｘ側の先端（第１端１１）が液体に触れた状態で、ピペット本体２０によってキャピラリー１０の後端（第２端１２）からキャピラリー１０内が排気（減圧）されることによって、液体がキャピラリー１０内に吸引される。このとき、例えば、キャピラリー１０からの排気量を調整することによって、液体の吸引量を調整することができる。
【００１１】
［キャピラリー］
キャピラリー１０は、長さ方向（ｘ方向）の両端である第１端１１及び第２端１２が開口した筒状の形状を有している。なお、「筒状の形状」とは、１方向に長く（該１方向の長さが他の方向の長さに比較して長く）、中空であり、且つ両端が開口した形状を意味するものであり、円筒形のみを意味するものではない。
【００１２】
キャピラリー１０の概略形状は、種々の形状とされてよい。例えば、キャピラリー１０の横断面（長さ方向に直交する断面。以下、同様。）において、内縁（キャピラリー１０の内面）及び／又は外縁（キャピラリー１０の外面）の形状は、円形、楕円、卵形又多角形等とされてよい。また、例えば、横断面（内縁及び／又は外縁）の形状及び／又は大きさは、キャピラリー１０の全長に亘って一定であってもよいし、キャピラリー１０の全長の少なくとも一部において長さ方向の位置によって異なっていてもよい。また、例えば、キャピラリー１０の横断面において、内縁と外縁とは、互いに相似形であってもよいし、相似形でなくてもよい。また、例えば、キャピラリー１０の内部空間（流路）の中心線は、第１端１１から第２端１２へ直線状に延びていてもよいし、少なくとも一部において曲がっていてもよい。なお、本実施形態の説明では、便宜上、キャピラリー１０の横断面（内縁及び外縁）は、長さ方向のいずれの位置においても円形であり、また、横断面の形状及び大きさは、長さ方向において一定であるものとする。
【００１３】
キャピラリー１０の寸法は、採取する液体の量及び／又はピペット本体２０への取り付け方法等の種々の事情に応じて適宜に設定されてよい。例えば、キャピラリー１０の内径は、０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とされてよい。また、例えば、キャピラリー１０の外径は、０．０２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされてよい。また、例えば、キャピラリー１０の長さは、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下とされてよい。
【００１４】
キャピラリー１０の材料は、種々のものとされてよい。例えば、当該材料としては、ガラス、樹脂、セラミックス及び金属を挙げることができる。樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリテトラフルオロエチレンを挙げることができる。また、例えば、キャピラリー１０は、長さ方向の一部と他部とが互いに異なる材料によって構成されていてもよいし、及び／又は径方向の一部と他部とが互いに異なる材料によって構成されていてもよい。また、例えば、キャピラリー１０は、一体形成された一つの部材から構成されていてもよいし、２以上の部材が互いに固定されて構成されていてもよい。また、例えば、キャピラリー１０は、一の材料からなる部材の表面の少なくとも一部に他の材料からなる膜が形成されることにより構成されていてもよい。また、例えば、キャピラリー１０の少なくも一部（すなわち一部又は全部）は、透光性を有する材料（例えば樹脂又はガラス）によって構成されてよい。
【００１５】
キャピラリー１０の表面の少なくとも一部（すなわち一部又は全部）は、撥水性を有していてよい。撥水性を有するとは、例えば、液体の接触角が９０°以上であることをいう。なお、ピペットの吸引対象の液体が特定されない場合においては、水の接触角を用いて撥水性の有無が判定されてよい。撥水性を有している場合の接触角は適宜に設定されてよい。例えば、接触角は、９０°以上９５°以下（すなわち９０°に近い値）であってもよいし、９５°以上１５０°以下であってもよいし、１５０°超であってもよい。なお、１５０°超は、いわゆる超撥水性を有しているといえる大きさである。
【００１６】
キャピラリー１０の表面のうち撥水性を有する領域は適宜に設定されてよい。例えば、撥水性を有する領域は、第１端１１の端面（＋ｘ方向に面している面）、キャピラリー１０の内面のうち＋ｘ側の一部及びキャピラリー１０の外面の＋ｘ側の一部を含んでいる。換言すれば、撥水性を有する領域は、液体に接触する領域を含んでいる。液体に接触する領域が撥水性を有していることにより、例えば、液体の付着及び／又は意図していない移動のおそれが低減され、液体の採取量の精度が向上する。
【００１７】
キャピラリー１０（一部又は全部）は、例えば、撥水性を有する材料からなることによって表面に撥水性を有していてもよい。また、例えば、キャピラリー１０（一部又は全部）は、撥水性を有さない材料からなる部材の表面に撥水膜が形成されることによって表面に撥水性を有していてもよい。
【００１８】
撥水膜としては、種々のものが用いられてよく、例えば、シランカップリング剤により形成される撥水膜、金属アルコキシド含有撥水膜、シリコーン含有撥水膜及びフッ素含有撥水膜を挙げることができる。キャピラリー１０の表面への撥水膜の形成方法としては、種々の方法が用いられてよく、例えば、ドライプロセス法が用いられてもよいし、ウェットプロセス法が用いられてもよい。ドライプロセス法としては、例えば、物理気相成長法及び化学気相成長法が挙げられる。前者としては、例えば、物理蒸着法及びスパッタリング法が挙げられる。後者としては、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ：chemical vapor deposition）法及び原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法が挙げられる。ウェットプロセス法としては、例えば、ゾルゲル法、ディップコーティング法、塗布法が挙げられる。
【００１９】
キャピラリー１０は、例えば、使い捨てとされており、ピペット本体２０に対して着脱可能とされている。着脱方法は、適宜な方法とされてよい。例えば、キャピラリー１０は、ピペット本体２０の孔に圧入されて固定されてもよいし、ピペット本体２０に設けられた不図示の機構による締め付け又は係止によって固定されてもよい。ただし、キャピラリー１０は、繰り返し使われるものとされてもよいし、さらには、ピペット本体２０に着脱不可能に固定（例えば接着）されていてもよい。
【００２０】
［ピペット本体］
ピペット本体２０は、キャピラリー１０の内部に通じている圧力室２１（空洞）を有している。そして、ピペット本体２０は、この圧力室２１の容積を増加させることによってキャピラリー１０内の減圧（排気）を行い、圧力室２１の容積を減少させることによってキャピラリー１０内の増圧（給気）を行う。これにより、例えば、キャピラリー１０による液体の吸引及び吐出等が実現される。このような動作を実現するピペット本体２０の構成は、適宜なものとされてよい。以下では、その一例を示す。
【００２１】
ピペット本体２０は、例えば、キャピラリー１０の内部に通じている流路（圧力室２１を含む）を構成している流路部材３５と、圧力室２１の容積を変化させるアクチュエータ４０と、流路部材３５の内部（流路）と外部との連通を許容及び禁止するバルブ２３とを有している。
【００２２】
（流路部材）
流路部材３５の概略の外形及び大きさは適宜な形状とされてよい。図示の例では、流路部材３５の概略の外形は、キャピラリー１０に直列な軸状（ｘ方向の長さが他の方向の長さよりも長い形状）とされている。また、その大きさは、例えば、ユーザが摘まむ、又は握ることができる大きさ（例えば最大外径が５０ｍｍ以下）とされている。
【００２３】
流路部材３５の内部空間は、例えば、既述の圧力室２１と、キャピラリー１０と圧力室２１とを繋ぐ連通流路２７と、連通流路（別の観点では圧力室２１）と外部とを繋ぐ開放流路２８とを有している。
【００２４】
圧力室２１の形状、位置及び大きさ等は適宜に設定されてよい。図示の例では、圧力室２１は、流路部材３５において側面に位置している。また、例えば、圧力室２１の概略形状は、アクチュエータ４０と重なる方向（ｙ方向）を厚さ方向とする、概ね一定の厚さの薄型形状である。ここでの薄型形状は、ｙ方向の長さがｙ方向に直交する各方向の最大長さよりも短い形状である。圧力室２１の平面形状（ｙ方向に見た形状）は、円形、楕円、矩形又は菱形等の適宜な形状とされてよい。圧力室２１の厚さ（ｙ方向）は、例えば、１０μｍ以上５ｍｍ以下である。圧力室２１の径（ｙ方向に直交する各方向における最大長さ）は、例えば、２ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。
【００２５】
連通流路２７及び開放流路２８の形状、位置及び大きさ等も適宜に設定されてよい。例えば、流路部材３５は、キャピラリー１０からキャピラリー１０の長さ方向（ｘ方向）に延びている第１流路２２と、第１流路２２の中途から第１流路２２に交差する方向に延びて圧力室２１に至る第２流路２６とを有している。そして、第１流路２２のうちの、第２流路２６との接続位置からキャピラリー１０側の部分と、第２流路２６とによって連通流路２７が構成されている。このような流路構成によって、例えば、液体（例えばその飛沫）が圧力室２１へ侵入し、アクチュエータ４０に付着するおそれが低減される。ひいては、付着した液体に起因してアクチュエータ４０の動作特性が変化するおそれが低減される。
【００２６】
また、第１流路２２は、例えば、キャピラリー１０とは反対側にて流路部材３５の外部へ通じている。そして、第１流路２２のうちの、第２流路２６との接続位置からキャピラリー１０とは反対側の部分によって、開放流路２８が構成されている。従って、液体が圧力室２１に侵入しないように液体を逃がすための流路が、圧力室２１を外部へ開放するための開放流路２８に兼用されており、空間効率が向上している。
【００２７】
第１流路２２及び第２流路２６の横断面の形状及び寸法とは適宜に設定されてよい。例えば、第１流路２２及び第２流路２６の横断面は、直径が０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下の円形である。また、第１流路２２及び第２流路２６の内径は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。第１流路２２及び／又は第２流路２６の横断面の形状及び大きさは、長さ方向において一定であってもよいし、変化していてもよい。
【００２８】
流路部材３５は、適宜な材料からなる適宜な形状の部材が組み合わされて構成されてよい。図示の例では、流路部材３５は、互いに接合された第１パーツ３０及び第２パーツ６０を有している。第１パーツ３０は、圧力室２１となる貫通孔を有している。第２パーツ６０は、第１流路２２及び第２流路２６を有している。圧力室２１は、第１パーツ３０、第２パーツ６０及びアクチュエータ４０によって囲まれた空間によって構成されている。なお、第１パーツ３０及び第２パーツ６０それぞれも、複数の部材の組み合わせによって構成されてよい。第１パーツ３０及び第２パーツ６０の材料は、例えば、金属、セラミック若しくは樹脂又はこれらのいずれかの組み合わせとされてよい。
【００２９】
（アクチュエータ）
アクチュエータ４０は、例えば、圧力室２１の内面の一つを構成している。具体的には、例えば、アクチュエータ４０は、概略板状とされており、第１パーツ３０の貫通孔を第２パーツ６０とは反対側から塞ぐように第１パーツ３０に接合され、連通流路２７が開口する内面とは反対側の内面を構成している。そして、アクチュエータ４０は、圧力室２１側へ撓むことによって（換言すれば圧力室２１の内面を内側へ変位させることによって）、圧力室２１の容積を減少させる。逆に、アクチュエータ４０は、圧力室２１とは反対側に撓むことによって（換言すれば圧力室２１の内面を外側へ変位させることによって）、圧力室２１の容積を増加させる。
【００３０】
上記のような撓み変形を生じさせるアクチュエータ４０の具体的構成は、適宜なものとされてよい。例えば、アクチュエータ４０は、ユニモルフ型の圧電素子によって構成されている。より詳細には、例えば、アクチュエータ４０は、積層された２枚の圧電セラミック層４０ａ、４０ｂを有している。また、アクチュエータ４０は、圧電セラミック層４０ａを挟んで互いに対向している内部電極４２及び表面電極４４を有している。圧電セラミック層４０ａは、厚さ方向に分極されている。
【００３１】
そして、内部電極４２及び表面電極４４によって圧電セラミック層４０ａに分極方向と同一方向に電圧を印加すると、圧電セラミック層４０ａは平面方向において収縮する。一方、圧電セラミック層４０ｂは、そのような収縮を生じない。その結果、圧電セラミック層４０ａは、圧電セラミック層４０ｂ側へ撓む。すなわち、アクチュエータ４０は、圧力室２１側へ撓む。上記とは逆向きの電圧を印加した場合は、アクチュエータ４０は、圧力室２１とは反対側へ撓む。
【００３２】
アクチュエータ４０の形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。例えば、アクチュエータ４０は、適宜な平面形状の平板状である。平面形状は、圧力室２１の平面形状と相似であってもよいし、相似でなくてもよい。平面視（ｙ方向に見て）における各方向の最大長さは、例えば、３ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。アクチュエータ４０の厚さ（ｙ方向）は、例えば、１０μｍ以上２ｍｍ以下である。アクチュエータ４０を構成する各種の部材の材料、寸法、形状及び導通方法等も適宜に設定されてよい。以下に一例を示す。
【００３３】
圧電セラミック層４０ａ、４０ｂの厚さは、例えば、１０μｍ以上３０μｍ以下とされてよい。圧電セラミック層４０ａ、４０ｂの材料は、例えば、強誘電性を有するセラミック材料とされてよい。このようなセラミック材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、ＮａＮｂＯ３系、ＫＮａＮｂＯ３系、ＢａＴｉＯ３系及び（ＢｉＮａ）ＮｂＯ３系、ＢｉＮａＮｂ５Ｏ１５系のものを挙げることができる。圧電セラミック層４０ｂは、圧電体以外の材料で構成されていても構わない。
【００３４】
内部電極４２は、例えば、圧電セラミック層４０ａと、圧電セラミック層４０ｂとの間に位置しており、アクチュエータ４０と略同じ大きさを有している。内部電極４２の厚さは、例えば１μｍ以上３μｍ以下とされてよい。内部電極４２は、例えば、圧電セラミック層４０ａを貫通する貫通電極４８と、アクチュエータ４０の表面に位置し、貫通電極４８に接続されている接続電極４６とによって外部から導通可能となっている。
【００３５】
表面電極４４は、例えば、圧電セラミック層４０ａの圧電セラミック層４０ｂとは反対側（圧力室２１に対して外側）に位置しており、表面電極本体４４ａと引出電極４４ｂとを有している。表面電極本体４４ａは、例えば、圧力室２１と略等しい平面形状を有しており、圧力室２１と厚さ方向に重なるように設けられている。引出電極４４ｂは、表面電極本体４４ａから引き出されるように形成されている。表面電極４４の厚さは、例えば０．１μｍ以上１μｍ以下とされてよい。
【００３６】
内部電極４２、表面電極４４、接続電極４６及び貫通電極４８の材料は、例えば、金属材料とされてよい。より具体的には、例えば、内部電極４２及び貫通電極４８の材料は、Ａｇ−Ｐｄとされてよい。表面電極４４及び接続電極４６の材料は、例えば、Ａｕとされてよい。
【００３７】
なお、アクチュエータ４０又はアクチュエータ４０の一部（例えば表面電極本体４４ａに重なる部分）を駆動部５０ということがある。アクチュエータは、ユニモルフ型の圧電素子に限定されない。例えば、アクチュエータは、バイモルフ型の圧電素子であってもよいし、静電アクチュエータであってもよい。
【００３８】
（バルブ）
バルブ２３は、例えば、開放流路２８が外部へ通じる位置に設けられている。バルブ２３の開閉により、流路部材３５の内部と外部との連通が許容又は禁止される。連通が禁止されている状態では、圧力室２１の容積の変化によってキャピラリー１０内の減圧及び増圧が行われる。一方、連通が許容されている状態では、圧力室２１の容積を変化させても、キャピラリー１０内の減圧及び増圧は行われない。この減圧又は増圧が行われない作用の利用例については後述する。
【００３９】
バルブ２３は、例えば、外部から入力される信号に応じて開閉動作を行う。バルブ２３としては、電磁式バルブ又は圧電式バルブなど、種々のバルブを用いることができる。バルブ２３は、信号が入力されないことによって閉状態となり、信号が入力されることによって開状態となるものであってもよいし、信号が入力されないことによって開状態となり、信号が入力されることによって閉状態となるものであってもよいし、閉じるための信号と開くための信号とがそれぞれ入力されるものであってもよい。
【００４０】
［制御ユニット］
制御ユニット２４は、アクチュエータ４０及びバルブ２３と電気的に接続されており、これらの動作を制御する。制御ユニット２４は、例えば、演算及び信号の入出力を行う制御部２５（図７）と、制御部２５に接続された入力部７１（図７）及び／又は出力部（不図示）とを有している。
【００４１】
制御部２５は、例えば、電気信号をアクチュエータ４０に与えてアクチュエータ４０を変形させることにより、圧力室２１の容積を変化させる。これにより、キャピラリー１０への液体の吸引や、キャピラリー１０からの液体の吐出などを行うことができる。圧力室２１の容積が周期的に増減するようにアクチュエータ４０を駆動させることにより、キャピラリー１０内に吸引した液体を振動させて混合することもできる。
【００４２】
また、例えば、制御部２５は、バルブ２３に電気信号を与えることによりバルブ２３を開閉する。第１流路２２内に液体が流入してしまった場合に、バルブ２３を開くことにより、液体をバルブ２３から外部へ排出することができる。また、アクチュエータ４０を変形させて液体を吸引した後に、バルブ２３を開いて、その状態でアクチュエータ４０の変形を元に戻し、バルブ２３を閉じた後に再びアクチュエータ４０を変形させることにより、多くの量の液体を吸引することができる。
【００４３】
制御部２５は、種々の集積回路を用いて構成することができる。また、制御部２５に接続される入力部７１としては、例えば、ユーザの操作を受け付けるもの（スイッチ等）、及び／又は外部の機器からの信号を受け付けるもの（コネクタ等）を挙げることができる。また、制御部２５に接続される出力部としては、例えば、ユーザに情報を提示するもの（表示装置等）、及び／又は外部の機器へ信号を出力するもの（コネクタ等）を挙げることができる。制御ユニット２４は、ピペット本体２０に固定的に設けられていてもよいし、ピペット本体２０に対して相対移動可能に設けられていてもよいし、一部（例えばドライバ）がピペット本体２０に固定的に設けられ、他の部分（例えばドライバに指令を出力する部分）がピペット本体２０に対して相対移動可能に設けられていてもよい。
【００４４】
［ピペットの一連の動作］
ピペット１の動作の概要の一例について説明する。図２は、制御部２５が出力する駆動信号ＳｇＡ（Ｓｇ０〜Ｓｇ３）における電圧（信号レベル）の経時変化の一例を模式的に示すグラフである。図２において、横軸ｔは時間を示しており、縦軸Ｖは電圧を示している。図３（ａ）〜図３（ｅ）は、図２の横軸に示されるいずれかの時点におけるキャピラリー１０の状態を示す模式図である。
【００４５】
図２に示されているように、制御部２５がアクチュエータ４０へ出力する駆動信号ＳｇＡは、電圧が時間経過に対して変化して波形をなす。一方、アクチュエータ４０は、印加された電圧に対応した変形量で撓む。ここでいう対応は、例えば、１対１対応であり、換言すれば、電圧に対して一意に変形量が規定される関係である（変形が飽和している状態は除く。）。従って、駆動信号ＳｇＡが入力されたアクチュエータ４０は、圧力室２１の容積が駆動信号ＳｇＡの電圧に対応した容積になるように駆動信号ＳｇＡの波形（電圧の時間経過に対する変化）に追随して圧力室２１の容積を変化させる。
【００４６】
なお、駆動信号ＳｇＡの電圧の変化量と圧力室２１の容積の変化量との関係は比例関係とは限らない。ただし、便宜上、比例又は比例に近い関係を想定して説明する。従って、図２は、駆動信号ＳｇＡの電圧の経時変化だけでなく、圧力室２１の容積の経時変化を示していると捉えてもよい。
【００４７】
内部電極４２及び表面電極４４は、一方に基準電位が付与され、他方に駆動信号ＳｇＡが入力される。そして、図２の電圧は、基準電位と駆動信号ＳｇＡとの電位差を示している。換言すれば、駆動信号ＳｇＡは、不平衡信号である。ただし、駆動信号ＳｇＡは、内部電極４２及び表面電極４４の双方において電位を変化させ、その電位差が図２に示される電圧となっている平衡信号とされても構わない。なお、本実施形態では、駆動信号ＳｇＡが不平衡信号である場合を例に取るから、以下では、図２の電圧を駆動信号ＳｇＡの電位として説明することがある。
【００４８】
駆動信号ＳｇＡの電圧の上昇（電位の正側への変化）は、圧力室２１の容積の増加に対応していてもよいし、圧力室２１の容積の減少に対応していてもよい。換言すれば、内部電極４２及び表面電極４４のうち駆動信号ＳｇＡが付与される電極から基準電位が付与される電極への方向と、圧電セラミック層４０ａの分極方向とは、逆向きであってもよいし、同一の向きであってもよい。以下では、便宜上、逆向きを例に取る。換言すれば、駆動信号ＳｇＡの電位の上昇が圧力室２１の容積の増加（すなわち液体の吸引）に対応している場合を例に取る。
【００４９】
下記では、ピペット１自体の動作だけでなく、ピペット１のユーザ又はピペット１を利用する（若しくは含む）装置が行う動作についても説明する。ここでは、ユーザがピペット１を操作する態様を例に取って説明する。ユーザのピペット１に対する操作は、適宜に装置のピペット１に対する操作に読み替えられてよい。例えば、ユーザによるピペット１の移動は、装置によるピペット１の移動とされてよいし、ユーザによるピペット１の不図示のスイッチに対する操作は、装置によるピペット１に対する指令信号の出力とされてよい。後述するブロック図及びフローチャート等の説明においても同様である。装置は、例えば、シーケンス制御によってユーザと同様の操作をピペットに対して行ってよい。
【００５０】
（時刻ｔ０〜ｔ１：接液等）
時刻ｔ１以前において、制御部２５は、ユーザの不図示のスイッチに対する操作に応じて初期信号Ｓｇ０をアクチュエータ４０に出力する。初期信号Ｓｇ０は、一定の電位の信号である。これにより、圧力室２１の容積は所定の初期容積に維持される。初期信号Ｓｇ０の電位は、基準電位であってもよいし、基準電位とは異なっていてもよい。本実施形態では、基準電位である場合を例に取る。なお、駆動信号ＳｇＡは、初期信号Ｓｇ０を含んでいなくてもよい。すなわち、時刻ｔ１以前は、初期信号Ｓｇ０が出力される状態ではなく、駆動信号ＳｇＡが出力されない状態とされてもよい。バルブ２３は、時刻ｔ０以降において、特に言及がない限り、閉じられている。
【００５１】
ユーザは、時刻ｔ１以前において、キャピラリー１０の第１端１１を第１液体Ｌ１に接触させる（接液ステップを行う。）。そして、ユーザは、ピペット１が有している不図示のスイッチに対する操作によって、ピペット１に第１液体Ｌ１の吸引を指示する。この指示の時刻は、図２の時刻ｔ１に対応する。
【００５２】
（時刻ｔ１〜ｔ２：第１液体の吸引等）
制御部２５は、第１液体Ｌ１の吸引が指示されると、圧力室２１の容積が増加するように駆動部５０を駆動させる第１信号Ｓｇ１を出力する。第１信号Ｓｇ１は、例えば、概略（後述するように詳細は異なる）、初期信号Ｓｇ０の電位から上昇し、その上昇後の電位を維持する信号である。これにより、図３（ａ）に示すように、第１液体Ｌ１は、キャピラリー１０内に吸引され、キャピラリー１０の第１端１１付近に保持される。その吸引量は、例えば、概略、第１信号Ｓｇ１の電位の上昇量に対応している。換言すれば、当該電位の上昇量は、例えば、概略、吸引量の目標値に応じて設定されている。
【００５３】
ユーザは、第１液体Ｌ１の一部がキャピラリー１０内に吸引されると、キャピラリー１０を第１液体Ｌ１の残りから引き上げる（離液ステップを行う。）。次に、ユーザは、キャピラリー１０の第１端１１を第２液体Ｌ２に接触させる（接液ステップを行う。）。そして、ユーザは、ピペット１が有している不図示のスイッチに対する操作によって、ピペット１に第２液体Ｌ２の吸引を指示する。この指示の時刻は、図２の時刻ｔ２に対応する。
【００５４】
（時刻ｔ２〜ｔ３：第２液体の吸引等）
制御部２５は、第２液体Ｌ２の吸引が指示されると、圧力室２１の容積が増加するように駆動部５０を駆動させる第２信号Ｓｇ２を出力する。第２信号Ｓｇ２は、例えば、概略（後述するように詳細は異なる）、第１信号Ｓｇ１が維持していた電位から上昇し、その上昇後の電位を維持する信号である。これにより、図３（ｂ）に示すように、第２液体Ｌ２は、キャピラリー１０内に吸引され、キャピラリー１０の第１端１１付近に保持される。その吸引量は、例えば、概略、第２信号Ｓｇ２の電位の上昇量に対応している。換言すれば、当該電位の上昇量は、例えば、概略、吸引量の目標値に応じて設定されている。
【００５５】
ユーザは、第２液体Ｌ２の一部がキャピラリー１０内に吸引されると、キャピラリー１０を第２液体Ｌ２の残りから引き上げる（離液ステップを行う。）。そして、ユーザは、ピペット１が有している不図示のスイッチに対する操作によって、ピペット１に第１液体Ｌ１と第２液体Ｌ２との混合を指示する。この指示の時刻は、図２の時刻ｔ３に対応する。
【００５６】
（時刻ｔ３〜ｔ４：エア吸引等）
制御部２５は、第１液体Ｌ１と第２液体Ｌ２との混合が指示されると、これらを混合するための第３信号Ｓｇ３を出力する。第３信号Ｓｇ３は、例えば、エア吸引信号Ｓｇ３１、復元信号Ｓｇ３２及び混合信号Ｓｇ３３を順に含んでいる。具体的には、以下のとおりである。
【００５７】
制御部２５は、まず、圧力室２１の容積が増加するように駆動部５０を駆動させるエア吸引信号Ｓｇ３１を出力する。エア吸引信号Ｓｇ３１は、例えば、概略、第２信号Ｓｇ２が維持していた電位から上昇し、その上昇後の電位を維持する信号である。これにより、図３（ｃ）に示すように、第１液体Ｌ１及び第２液体Ｌ２は、第２端１２側へ移動して、キャピラリー１０内の所定の位置に停止する。このときの移動量は、エア吸引信号Ｓｇ３１の電位の上昇量に対応している。換言すれば、当該電位差は、移動量の目標値に応じて設定されている。
【００５８】
制御部２５は、エア吸引信号Ｓｇ３１の出力開始後、所定時間が経過したと判定すると、開放流路２８を開くようにバルブ２３を制御する。なお、この制御が、信号の出力及び信号の出力の停止のいずれによってなされてもよいことは既に述べたとおりである。所定時間は、エア吸引信号Ｓｇ３１によって第１液体Ｌ１及び第２液体Ｌ２が目標位置まで移動するのに十分な時間とされる。
【００５９】
（時刻ｔ４〜ｔ５：圧力室の復元等）
制御部２５は、バルブ２３を開く制御を開始後、所定時間が経過したと判定すると（時刻ｔ４）、圧力室２１の容積が減少するように駆動部５０を駆動させる復元信号Ｓｇ３２を出力する。復元信号Ｓｇ３２は、例えば、概略、エア吸引信号Ｓｇ３１が維持していた電位から降下し、その降下後の電位を維持する信号である。復元信号Ｓｇ３２によって、圧力室２１の容積は減少するが、バルブ２３が開かれていることから、キャピラリー１０内のうちの第１液体Ｌ１及び第２液体Ｌ２よりも第２端１２側の部分の増圧は行われない。ひいては、第１液体Ｌ１及び第２液体Ｌ２の位置は変化しない。
【００６０】
上記のバルブ２３を開いてから時刻ｔ４までの所定時間は、バルブ２３を開くのに十分な時間とされる。復元信号Ｓｇ３２の降下後の電位は、初期信号Ｓｇ０による電位に対して、及び／又は基準電位に対して、同一であってもよいし、高くてもよいし、低くてもよい。図示の例では、復元信号Ｓｇ３２の降下後の電位は、初期信号Ｓｇ０による電位かつ基準電位と同一である。なお、この場合において、復元信号Ｓｇ３２は、エア吸引信号Ｓｇ３１を出力している状態から、出力を停止する状態へ遷移する過程に生じる立ち下がりの部分（信号として意図的に出力されたものではない部分）であってもよい。
【００６１】
その後、制御部２５は、時刻ｔ４から所定時間が経過したと判定すると、開放流路２８を閉じるようにバルブ２３を制御する。なお、この制御が、信号の出力及び信号の出力の停止のいずれによってなされてもよいことは既に述べたとおりである。時刻ｔ４からの所定時間は、アクチュエータ４０が復元信号Ｓｇ３２の降下後の電位に対応する変位となるのに十分な時間とされる。
【００６２】
（時刻ｔ５〜ｔ６：混合等）
制御部２５は、バルブ２３を閉じる制御を開始後、所定時間が経過したと判定すると（時刻ｔ５）、圧力室２１の容積が増減を繰り返すように駆動部５０を駆動させる混合信号Ｓｇ３３を出力する。これにより、図３（ｄ）において矢印で示すように、液体の第２端１２側への移動と、液体の第１端１１側への移動とが交互に繰り返される。ひいては、第１液体Ｌ１及び第２液体Ｌ２が攪拌され、図３（ｅ）に示すように、両者が混合される（液体Ｌ３が生成される。）。繰り返しの回数は適宜に設定されてよい。
【００６３】
混合信号Ｓｇ３３は、復元信号Ｓｇ３２の降下後の電位から電位の上昇と下降とを繰り返す信号である。なお、混合信号Ｓｇ３３は、電位の上昇から始まってもよいし（図示の例）、電位の下降から始まってもよく、また、電位の上昇で終了してもよいし、電位の下降で終了してもよい（図示の例）。電位の振幅は一定であってもよいし、変化してもよい。電位の上昇と下降とで、波形は時間軸ｔに直交する不図示の対称軸に関して線対称であってもよいし、非対称であってもよい。
【００６４】
その後、例えば、混合後の液体Ｌ３は、キャピラリー１０内に保持された状態で光が照射されてその性質が調べられる。例えば、蛍光測定、散乱測定、吸光測定及び／又は分光測定が行われる。特に図示しないが、測定に先立って、時刻ｔ３〜ｔ４において任意の位置へ液体を移動させた動作と同様の動作により、測定に適した位置へ液体Ｌ３を移動させてもよい。また、混合された液体Ｌ３は、キャピラリー１０内に保持されたまま測定に供されるのではなく、キャピラリー１０から吐出されて種々の用途に利用されてもよい。
【００６５】
なお、図２では、駆動信号ＳｇＡの波形は、ｔ０〜ｔ４までは、矩形波等の複数の直線からなる波形とされている。また、駆動信号ＳｇＡの波形は、ｔ４〜ｔ６までは、正弦波等の曲線からなる波形とされている。ただし、ｔ０〜ｔ４までの波形の一部又は全部が曲線で構成されてもよいし、ｔ４〜ｔ６までの波形の一部又は全部が直線で構成されてもよい。また、波形は、図示とは異なる種々の波形（例えば、のこぎり歯又は三角波等）とされてもよい。
【００６６】
［ピペットの吸引動作］
図４は、第１液体Ｌ１の吸引に係る第１信号Ｓｇ１の詳細を示すための図であり、図２の一部（時刻ｔ０〜ｔ２）の拡大図に相当する。図５（ａ）〜図５（ｆ）は、図２の横軸に示されるいずれかの時点におけるキャピラリー１０の状態を示す模式図である。
【００６７】
第１信号Ｓｇ１は、吸引信号Ｓｇ１１、ブレーキ信号Ｓｇ１２及び付加吸引信号Ｓｇ１３を順に含んでいる。具体的には、以下のとおりである。
【００６８】
（時刻ｔ０〜ｔ１：接液等）
既に述べたように、この期間においては、制御部２５は、初期信号Ｓｇ０を出力する。また、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ユーザは、キャピラリー１０の第１端１１を第１液体Ｌ１に接触させる。そして、ユーザは、ピペット１が有している不図示のスイッチに対する操作によって、ピペット１に第１液体Ｌ１の吸引を指示する（時刻ｔ１）。
【００６９】
（時刻ｔ１〜ｔ１１：主吸引等）
制御部２５は、第１液体Ｌ１の吸引が指示されると、圧力室２１の容積が増加するように駆動部５０を駆動させる吸引信号Ｓｇ１１を出力する。吸引信号Ｓｇ１１は、例えば、初期信号Ｓｇ０の電位Ｖ０から所定の電位Ｖ１まで上昇し、電位Ｖ１を維持する信号である。すなわち、吸引信号Ｓｇ１１は、電位Ｖ０から電位Ｖ１まで上昇する上昇信号Ｓｇ１１１と、電位Ｖ１を維持する維持信号Ｓｇ１１２とを順に含んでいる。そして、上昇信号Ｓｇ１１１によって圧力室２１の容積が増加することにより、図５（ｃ）に示すように、第１液体Ｌ１は、キャピラリー１０内に吸引される。
【００７０】
（時刻ｔ１１〜ｔ１２：ブレーキ等）
制御部２５は、吸引信号Ｓｇ１１の出力開始から所定時間（時間長さＴｐ）が経過したと判定すると、圧力室２１の容積が減少するように駆動部５０を駆動させるブレーキ信号Ｓｇ１２を出力する。ブレーキ信号Ｓｇ１２は、例えば、吸引信号Ｓｇ１１の電位Ｖ１から所定の電位Ｖ２まで降下し、電位Ｖ２を維持する信号である。すなわち、ブレーキ信号Ｓｇ１２は、電位Ｖ１から電位Ｖ２まで降下する降下信号Ｓｇ１２１と、電位Ｖ２を維持する維持信号Ｓｇ１２２とを順に含んでいる。ブレーキ信号Ｓｇ１２により、第１液体Ｌ１の計量の精度を向上させたり、及び／又は第１液体Ｌ１の微量吸引を行ったりすることができる。具体的には、以下のとおりである。
【００７１】
一般に、アクチュエータ４０に付与される電位が電位Ｖ０から電位Ｖ１に変化すると、圧力室２１の容積は、電位Ｖ０に対応する容積（第１吸引前容積）から電位Ｖ１に対応する容積（第１吸引後容積）へ、電位の変化にさほど遅れずに変化する。また、一般に、圧力室２１の容積が第１吸引前容積から第１吸引後容積に変化（増加）すると、この容積変化にさほど遅れずに、その容積の増加量に応じた量（目標の吸引量）の第１液体Ｌ１がキャピラリー１０内に流れ込み、かつ停止すると考えられている。また、このような考えの下、一般に、時刻ｔ１で第１液体Ｌ１の吸引を開始してからキャピラリー１０を第１液体Ｌ１から離すまでの時間は比較的短い（例えば０．５秒〜２秒）。
【００７２】
しかし、本願発明者の鋭意検討の結果、圧力室２１の容積が電位Ｖ１に対応する容積になった後も、第１液体Ｌ１が比較的長い時間（例えば３０秒）に亘ってキャピラリー１０に流れ込む現象が生じることが分かった。このような現象が生じている結果、離液は、第１液体Ｌ１がキャピラリー１０に流れ込んでいる最中に行われることになる。一方、第１液体Ｌ１の吸引を開始してから離液を行うまでの時間は、ユーザ間でばらつき、また、各ユーザにおいても、第１液体Ｌ１の吸引を行う度に変化する。その結果、離液までにキャピラリー１０内に流れ込む第１液体Ｌ１の量にばらつきが生じる。すなわち、第１液体Ｌ１の吸引量にばらつきが生じる。
【００７３】
そこで、吸引信号Ｓｇ１１に続いて、ブレーキ信号Ｓｇ１２を駆動部５０に出力し、圧力室２１の容積を減少させる。これにより、キャピラリー１０のうちの第１液体Ｌ１よりも第２端１２側の気圧が増圧される。この増圧により、図５（ｄ）において矢印で示すように、第１液体Ｌ１に対して第１端１１側への力が加えられ、第１液体Ｌ１のキャピラリー１０内への流れが抑制（停止含む）される。
【００７４】
その結果、例えば、時刻ｔ１で第１液体Ｌ１の吸引を開始してから離液するまでの時間にばらつきが生じても、当該ばらつきに相当する時間内にキャピラリー１０内に流れ込む第１液体Ｌ１の量は低減される。ひいては、離液までの時間のばらつきが吸引量（時刻ｔ１から吸引した総量）に及ぼす影響が低減される。また、例えば、時刻ｔ１で吸引信号Ｓｇ１１の出力を開始してからブレーキ信号Ｓｇ１２の出力を開始するまでの時間長さＴｐを短くすれば、吸引量を微量にすることができる。
【００７５】
なお、上記のように、圧力室２１の容積が電位Ｖ１に対応する第１吸引後容積になった後も第１液体Ｌ１がキャピラリー１０に流れ込む現象の要因としては、例えば、以下の２つのいずれか、又は組み合わせが挙げられる。一つの要因は、圧力室２１の容積の増加量に応じた吸引量で液体が吸引された後も、液体の慣性力によって液体がキャピラリー１０に流れ込むことである。もう一つの要因は、圧力室２１の容積の変化は、さほどの時間遅れを生じることなく吸引信号Ｓｇ１１に追随するのに対して、液体の吸引量は、圧力室２１の容積の増加に対して時間遅れを生じつつ追随することである。
【００７６】
上記のように、ブレーキ信号Ｓｇ１２は、吸引信号Ｓｇ１１の出力開始に対して所定のタイミング（時間長さＴｐ経過後）に出力が開始される。ここで、制御部２５の内部的には、吸引信号Ｓｇ１１の出力開始時刻以外の時刻を起点として計時が行われて、ブレーキ信号Ｓｇ１２の出力を開始すべき時刻が到来したか否か判定されても構わない。例えば、吸引信号Ｓｇ１１の上昇信号Ｓｇ１１１が傾きを有している（徐々に電位が上昇する）場合において、吸引信号Ｓｇ１１の維持信号Ｓｇ１１２の出力開始時点が計時の起点とされても構わない。この場合も、ブレーキ信号Ｓｇ１２は、吸引信号Ｓｇ１１（上昇信号Ｓｇ１１１）の出力開始に対して所定のタイミングで出力が開始されているといえる。本実施形態の説明で言及する他の種々のタイミング（別の観点では時間経過の判定）についても同様である。
【００７７】
ユーザは、ブレーキ信号Ｓｇ１２の維持信号Ｓｇ１２２が出力されている間に、キャピラリー１０を第１液体Ｌ１から引き上げる。そして、ユーザは、ピペット１が有している不図示のスイッチに対する操作によって、ピペット１に付加吸引を指示する。この指示の時刻は、図４の時刻ｔ１２に対応する。
【００７８】
（時刻ｔ１２〜ｔ２：付加吸引等）
制御部２５は、付加吸引が指示されると、圧力室２１の容積が増加するように駆動部５０を駆動させる付加吸引信号Ｓｇ１３を出力する。付加吸引信号Ｓｇ１３は、例えば、ブレーキ信号Ｓｇ１２の電位Ｖ２から所定の電位Ｖ３まで上昇し、電位Ｖ３を維持する信号である。すなわち、付加吸引信号Ｓｇ１３は、電位Ｖ２から電位Ｖ３まで上昇する上昇信号Ｓｇ１３１と、電位Ｖ３を維持する維持信号Ｓｇ１３２とを順に含んでいる。
【００７９】
図５（ｅ）に示すように、キャピラリー１０の第１端１１を離液したとき、第１端１１の外側へ第１液体Ｌ１がはみ出していることがある。付加吸引信号Ｓｇ１３を出力することによって、図５（ｆ）に示すように、外側へはみ出していた第１液体Ｌ１をキャピラリー１０内に吸引することができる。
【００８０】
電位Ｖ２から電位Ｖ３までの電位差ｄＶ３は、例えば、当該電位差ｄＶ３に相当する圧力室２１の容積（体積）の増加量（付加増加量）が、第１端１１を第１液体Ｌ１に接触させて第１端１１から第１液体Ｌ１の一部を吸引した後に第１端１１を第１液体Ｌ１の残りから引き上げたときに、第１液体Ｌ１の、第１端１１から外側へはみ出す体積と等しくなるように設定されてよい。ここでいう等しいは、例えば、両者の体積の差が、第１端１１から外側へはみ出す体積の±２０％以内又は±１０％以内とされてよい。
【００８１】
付加吸引信号Ｓｇ１３の維持信号Ｓｇ１３２が出力されている間、既に述べたように、ユーザは、キャピラリー１０を第２液体Ｌ２に接触させる。そして、ユーザは、ピペット１が有している不図示のスイッチに対する操作によって、ピペット１に第２液体Ｌ２の吸引を指示する（時刻ｔ２）。これにより、維持信号Ｓｇ１３２に続いて、第２信号Ｓｇ２が出力される。
【００８２】
なお、図４では、第１信号Ｓｇ１の波形は、矩形波等の複数の直線からなる波形とされている。ただし、第１信号Ｓｇ１の波形の一部又は全部は曲線で構成されてもよい。また、第１信号Ｓｇ１の波形は、図示とは異なる種々の波形（例えば、のこぎり歯又は三角波等）とされてもよい。例えば、特に図示しないが、吸引信号Ｓｇ１１の上昇信号Ｓｇ１１１、ブレーキ信号Ｓｇ１２の降下信号Ｓｇ１２１及び／又は付加吸引信号Ｓｇ１３の上昇信号Ｓｇ１３１は、直線的又は曲線的に徐々に電位を変化させてもよい。また、例えば、吸引信号Ｓｇ１１を位相が０からπ／２まで変化する正弦波とし、ブレーキ信号Ｓｇ１２を位相がπ／２からπ未満の所定値まで変化する正弦波としてもよい。別の観点では、吸引信号Ｓｇ１１の維持信号Ｓｇ１１２は省略されてもよい。
【００８３】
第１信号Ｓｇ１について述べたが、第２信号Ｓｇ２も、第１信号Ｓｇ１と同様に、吸引信号、ブレーキ信号及び付加吸引信号を順に含んでよい。第２信号Ｓｇ２にとっては、第１信号Ｓｇ１の維持信号Ｓｇ１３２及び電位Ｖ３が、第１信号Ｓｇ１にとっての初期信号Ｓｇ０及び電位Ｖ０に相当する。なお、第１液体Ｌ１及び第２液体Ｌ２の吸引量等に応じて、各種の信号のパラメータの値が第１信号Ｓｇ１と第２信号Ｓｇ２とで相違していてよいことはもちろんである。
【００８４】
第１信号Ｓｇ１の各種のパラメータの値は、キャピラリー１０の寸法及びアクチュエータ４０の構成等に応じて適宜に設定されてよい。一例を以下に挙げる。電位差ｄＶ１は、２Ｖ以上７Ｖ以下である。電位差ｄＶ２は、１Ｖ以上５Ｖ以下（ただし、ｄＶ１未満）である。時間長さＴｐは、０．０１秒以上１秒以下である。
【００８５】
［ブレーキ信号の電位］
ブレーキ信号Ｓｇ１２における電位Ｖ１から電位Ｖ２への電位差ｄＶ２の値（絶対値。以下、同様。）が大きくされるとブレーキ力は強くなる。また、ブレーキ信号Ｓｇ１２の降下信号Ｓｇ１２１の傾き（電位の変化率）が急峻にされると、ブレーキ力は強くなる。これらのブレーキ力に影響を及ぼすパラメータの値は、適宜に設定されてよい。以下では、吸引信号Ｓｇ１１の波形に応じて電位差ｄＶ２の値を設定する方法を例示する。なお、電位差ｄＶ２は、別の観点では、圧力室２１における、電位Ｖ１に対応する第１吸引後容積から電位Ｖ２に対応するブレーキ後容積への減少量の絶対値である。この電位差ｄＶ２の大きさは、例えば、吸引信号Ｓｇ１１の波形に応じて設定されてよい。
【００８６】
図６（ａ）は、ブレーキ信号Ｓｇ１２の電位差ｄＶ２の設定方法の一例を説明するための図であり、図５の一部に相当する。
【００８７】
この例では、実線及び２点鎖線によって互いに波形が異なる２種類の第１信号Ｓｇ１を示しているように、吸引信号Ｓｇ１１の電位差ｄＶ１（別の観点では電位Ｖ０に対応する第１吸引前容積から電位Ｖ２に対応する第２吸引後容積までの第１増加量）の値が変化した場合を想定している。この場合において、電位差ｄＶ１が大きいほど、電位差ｄＶ２は大きくされてよい。例えば、電位差ｄＶ２は、電位差ｄＶ１に対して１未満の所定の比率を乗じた大きさとされてよい。所定の比率は、例えば、６０％以上９０％以下の値とされてよい。
【００８８】
例えば、電位差ｄＶ１が大きいほど、第１液体Ｌ１がキャピラリー１０に流れ込むときの流速、及び／又は第１液体Ｌ１に付与される慣性力は大きくなる。従って、例えば、電位差ｄＶ１が大きいほど、電位差ｄＶ２を大きくすることによって、第１液体Ｌ１が想定以上にキャピラリー１０に流れ込むおそれを低減することができる。
【００８９】
図６（ｂ）は、ブレーキ信号Ｓｇ１２の電位差ｄＶ２の設定方法の他の例を説明するための図であり、図５の一部に相当する。
【００９０】
この例では、実線及び２点鎖線によって互いに波形が異なる２種類の第１信号Ｓｇ１を示しているように、吸引信号Ｓｇ１１（又は吸引信号Ｓｇ１１のうちの維持信号Ｓｇ１１２）の時間長さＴｐの値が変化した場合を想定している。この場合において、時間長さＴｐが短いほど、電位差ｄＶ２は大きくされてよい。
【００９１】
例えば、時間長さＴｐが短いほど、キャピラリー１０内に流れ込むときの流速、及び／又は第１液体Ｌ１に付与された慣性力は減じられていない。従って、例えば、時間長さＴｐが短いほど、電位差ｄＶ２を大きくすることによって、第１液体Ｌ１が想定以上にキャピラリー１０に流れ込むおそれを低減することができる。
【００９２】
なお、電位差ｄＶ１及び時間長さＴｐの双方の値が変更された場合に、双方の値の変化に応じて、電位差ｄＶ２が大きく、又は小さくされてよいことはもちろんである。また、電位差ｄＶ２の値を変化させなくてもよいように、電位差ｄＶ１の値が大きくされたときに時間長さＴｐを長くするなど、電位差ｄＶ１の値と時間長さＴｐの値との調整が図られてもよい。
【００９３】
上記のような電位差ｄＶ２等の設定は、製造者、ユーザ及び制御部２５のいずれによってなされてもよい。例えば、電位差ｄＶ２の設定に関しては、典型的なものとして、以下の（１）〜（３）の態様を挙げることができる。
【００９４】
（１）  ピペット１において、電位差ｄＶ１及び時間長さＴｐの値は固定されている（ピペット１の製造者が設定する。）。すなわち、ピペット１は、ユーザが吸引量を変更することができない装置として製造・販売される。そして、製造者は、電位差ｄＶ１及び時間長さＴｐに応じて電位差ｄＶ２の値を設定する。
（２）  ピペット１において、時間長さＴｐの値は固定されている。電位差ｄＶ１の値は、ユーザが入力部７１を介して設定した吸引量の目標値に応じて制御部２５が設定する。そして、制御部２５は、設定された電位差ｄＶ１に応じて電位差ｄＶ２の値を設定する。
（３）  ピペット１において、電位差ｄＶ１の値は固定されている。時間長さＴｐの値は、ユーザが入力部７１を介して設定した吸引量の目標値に応じて制御部２５が設定する。そして、制御部２５は、設定された時間長さＴｐに応じて電位差ｄＶ２の値を設定する。
【００９５】
上記の（１）〜（３）の態様以外にも、種々の態様が可能である。例えば、ユーザが入力部７１を介して直接に電位差ｄＶ１、時間長さＴｐ及び／又は電位差ｄＶ２を設定可能であってもよい。また、例えば、入力部７１を介して設定された吸引量の目標値に応じて、電位差ｄＶ１及び時間長さＴｐの双方が調整されてもよい。
【００９６】
吸引量の目標値に基づく電位差ｄＶ１及び／又は時間長さＴｐの値の特定（設定）は、例えば、計算式によって実現されてもよいし、これらを対応付けたマップが参照されることによって特定されてもよい。電位差ｄＶ１及び／又は時間長さＴｐの値に基づく電位差ｄＶ２の値の特定（設定）も同様である。なお、（２）の態様において、制御部２５の内部的には、製造者によって設定された時間長さＴｐの値は、電位差ｄＶ１の値と同様に、定数ではなく変数として扱われていても構わない。（３）の態様における電位差ｄＶ１の値も同様である。
【００９７】
第１実施形態についての以下の説明では、上記（１）〜（３）の態様のうち、（２）の態様を例に取るものとする。
【００９８】
［ブロック図］
図７は、制御ユニット２４の信号処理系に係る要部の構成を示すブロック図である。
【００９９】
制御部２５は、例えば、記憶部７２を含んでいる。記憶部７２は、第１目標値Ｄ１、第２目標値Ｄ２及び時間長さＴｐの値を記憶している。第１目標値Ｄ１は、第１液体Ｌ１の吸引量の目標値であり、ユーザの入力部７１に対する操作によって設定される。第２目標値Ｄ２は、第２液体Ｌ２の吸引量の目標値であり、ユーザの入力部７１に対する操作によって設定される。時間長さＴｐの値は、例えば、ピペット１の製造者によって予め設定されている。なお、特に図示しないが、時間長さＴｐの値は、第１信号Ｓｇ１と第２信号Ｓｇ２とで別個のものとされていてもよい。
【０１００】
また、制御部２５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び外部記憶装置等を含んで構成されており、ＣＰＵがＲＯＭ及び／又は外部記憶装置に記憶されているプログラムを実行することによって、図７に示している種々の機能部（７３、７４、７５及び７６）が構築される。例えば、以下の機能部が構築される。
【０１０１】
第１信号設定部７３は、記憶部７２に記憶されている情報等に基づいて、第１信号Ｓｇ１の波形のパラメータの値（例えば、電位、電位の変化率及び／又は時間長さ等。以下、同様。）を設定する。例えば、ｄＶ１設定部７３ａは、第１目標値Ｄ１に基づいて吸引信号Ｓｇ１１の電位差ｄＶ１の値を設定する。ｄＶ２設定部７３ｂは、ｄＶ１設定部７３ａによって設定された電位差ｄＶ１に基づいてブレーキ信号Ｓｇ１２の電位差ｄＶ２の値を設定する。
【０１０２】
第２信号設定部７４は、記憶部７２に記憶されている情報等に基づいて、第２信号Ｓｇ２の波形のパラメータの値を設定する。例えば、図示は省略するが、第２信号設定部７４は、第１信号設定部７３と同様に、ｄＶ１設定部及びｄＶ２設定部を有しており、第１目標値Ｄ１に代えて第２目標値Ｄ２を用いて、電位差ｄＶ１及び電位差ｄＶ２の値を設定する。また、例えば、第２信号設定部７４は、第１信号設定部７３が設定した第１信号Ｓｇ１の電位に基づいて第２信号Ｓｇ２の波形全体の電位の高さを調整する。
【０１０３】
第３信号設定部７５は、記憶部７２に記憶されている情報等に基づいて、第３信号Ｓｇ３の波形のパラメータの値を設定する。例えば、第３信号設定部７５は、第２信号設定部７４が設定した第２信号Ｓｇ２の電位に基づいて、記憶部７２に記憶されている第３信号Ｓｇ３の波形全体の電位の高さを調整する。第３信号設定部７５は、第１目標値Ｄ１及び第２目標値Ｄ２に応じて振動の振幅を調整したりしてもよい。
【０１０４】
信号制御部７６は、上記の各種の信号設定部によって設定された波形のパラメータの値に基づいて、また、入力部７１に対する入力（本実施形態ではユーザの操作）に基づいて、駆動信号ＳｇＡに含まれる各種の信号を生成・出力する。別の観点では、信号制御部７６は、駆動信号ＳｇＡに含まれる各種の信号の出力開始、出力継続及び出力終了を制御する。
【０１０５】
［フローチャート］
図８は、これまでに説明した動作を実現するために、ユーザ及び制御部２５が行う処理の手順の一例を示すフローチャートである。紙面左側のステップＳＵ０〜ＳＵ３は、ユーザが行う処理を示している。紙面右側のステップＳＣ０〜ＳＣ４は制御部２５が行う処理を示している。
【０１０６】
ステップＳＵ０では、ユーザは、ピペット１の不図示の電源スイッチをＯＮするなど、吸引の準備を行う。一方、制御部２５は、電源スイッチのＯＮ操作又は他の操作がなされると、初期信号Ｓｇ０の出力を開始する（ステップＳＣ０）。
【０１０７】
ステップＳＵ１（ステップＳＵ１１〜ＳＵ１４）では、ユーザは、第１液体Ｌ１を吸引するための操作をピペット１に対して行う。また、この操作に応じて、制御部２５は、第１液体Ｌ１を吸引するための制御を行う（ステップＳＣ１）。
【０１０８】
具体的には、まず、ユーザは、キャピラリー１０の第１端１１を第１液体Ｌ１に対して接触させる（ステップＳＵ１１）。次に、ユーザは、入力部７１に対する操作によって、ピペット１に第１液体Ｌ１の吸引を指示する（ステップＳＵ１２）。
【０１０９】
一方、制御部２５は、ステップＳＣ０から初期信号Ｓｇ０の出力を継続している。また、ステップＳＣ１１では、制御部２５は、入力部７１からの信号に基づいて、第１液体Ｌ１の吸引が指示されたか否か判定する。そして、制御部２５は、否定判定の場合は、初期信号Ｓｇ０の出力を継続し、肯定判定の場合は、ステップＳＣ１２に進む。
【０１１０】
ステップＳＣ１２では、制御部２５は、第１信号Ｓｇ１の吸引信号Ｓｇ１１の出力を開始する。ステップＳＣ１３では、制御部２５は、吸引信号Ｓｇ１１の出力開始から時間長さＴｐが経過したか否か判定する。そして、制御部２５は、否定判定の場合は、吸引信号Ｓｇ１１の出力を継続し、肯定判定の場合は、ステップＳＣ１４に進む。ステップＳＣ１４では、制御部２５は、第１信号Ｓｇ１のブレーキ信号Ｓｇ１２の出力を開始する。
【０１１１】
ユーザは、ステップＳＵ１２で吸引を指示する操作を入力部７１に行った後、時間経過及び／又はキャピラリー１０の目視に基づいて、第１液体Ｌ１の吸引（ステップＳＣ１１〜ＳＣ１４）が完了したか否か判定する。そして、ユーザは、完了したと判定すると、キャピラリー１０を第１液体Ｌ１から引き上げる（ステップＳＵ１３）。その後、ユーザは、図５（ｅ）及び図５（ｆ）に示した付加吸引を指示する操作を入力部７１に対して行う（ステップＳＵ１４）。
【０１１２】
一方、制御部２５は、ステップＳＣ１４からブレーキ信号Ｓｇ１２（維持信号Ｓｇ１２２）の出力を継続している。また、ステップＳＣ１５では、制御部２５は、入力部７１からの信号に基づいて、付加吸引が指示されたか否か判定する。そして、制御部２５は、否定判定の場合は、ブレーキ信号Ｓｇ１２の出力を継続し、肯定判定の場合は、ステップＳＣ１６に進む。ステップＳＣ１６では、制御部２５は、第１信号Ｓｇ１の付加吸引信号Ｓｇ１３の出力を開始する。
【０１１３】
ユーザは、ステップＳＵ１４で付加吸引を指示する操作を入力部７１に行った後、時間経過及び／又はキャピラリー１０の目視に基づいて、第１液体Ｌ１の付加吸引（ステップＳＣ１６）が完了したか否か判定する。そして、ユーザは、完了したと判定すると、第２液体Ｌ２を吸引するための操作を行う（ステップＳＵ２）。
【０１１４】
第２液体Ｌ２を吸引するためのユーザによる操作（ステップＳＵ２）、及びこの操作に対応する制御部２５による制御（ステップＳＣ２）は、基本的には、第１液体Ｌ１を吸引するためのユーザによる操作（ステップＳＵ１）、及びこの操作に対応する制御部２５による制御（ＳＣ１）と同様である。ただし、ステップＳＣ１の開始時においては、初期信号Ｓｇ０の出力が継続されていたのに対して、ステップＳＣ２の開始時においては、付加吸引信号Ｓｇ１３の維持信号Ｓｇ１３２の出力が継続されている。
【０１１５】
ステップＳＵ３では、ユーザは、第１液体Ｌ１及び第２液体Ｌ２の混合を指示する操作を入力部７１に対して行う。一方、制御部２５は、ステップＳＣ２から第２信号Ｓｇ２の付加吸引信号の維持信号（第１信号Ｓｇ１の付加吸引信号Ｓｇ１３の維持信号Ｓｇ１３２を参照）の出力を継続している。また、ステップＳＣ３では、制御部２５は、入力部７１からの信号に基づいて、混合が指示されたか否か判定する。そして、制御部２５は、否定判定の場合は、第２信号Ｓｇ２の出力を継続し、肯定判定の場合は、ステップＳＣ４に進む。ステップＳＣ４では、制御部２５は、第３信号Ｓｇ３を出力する。
【０１１６】
以上のとおり、本実施形態に係るピペット１は、キャピラリー１０と、圧力室２１と、駆動部５０と、制御部２５とを有している。キャピラリー１０は、長さ方向の両端である第１端１１及び第２端１２が開口している。圧力室２１は、第２端１２を介してキャピラリー１０の内部に通じている。駆動部５０は、圧力室２１の容積を変化させる。制御部２５は、圧力室２１の容積が増加して第１端１１から第１液体Ｌ１が吸引されるように駆動部５０を駆動させる第１信号Ｓｇ１を出力する。第１信号Ｓｇ１は、吸引信号Ｓｇ１１と、ブレーキ信号Ｓｇ１２とを含んでいる。吸引信号Ｓｇ１１は、圧力室２１の容積が、第１液体が吸引される前の第１吸引前容積（電位Ｖ０に対応する容積）から第１増加量（電位差ｄＶ１に対応する増加量）で増加して第１吸引後容積（電位Ｖ１に対応する容積）になるように駆動部５０を駆動させる。ブレーキ信号Ｓｇ１２は、吸引信号Ｓｇ１１に続いて出力され、圧力室２１の容積が第１増加量（電位差ｄＶ１に対応する増加量）よりも絶対値が小さい減少量（電位差ｄＶ２に対応する減少量）で第１吸引後容積（電位Ｖ１に対応する容積）から減少してブレーキ後容積（電位Ｖ２に対応する容積）になるように駆動部５０を駆動させる。
【０１１７】
また、別の観点では、本実施形態に係る液体採取方法は、ピペット１を用いる。ピペット１は、長さ方向の両端である第１端１１及び第２端１２が開口しているキャピラリー１０と、第２端１２を介してキャピラリー１０の内部に通じている圧力室２１と、圧力室２１の容積を変化させる駆動部５０とを有している。そして、液体採取方法は、接液ステップと、吸引ステップと、離液ステップと、ブレーキステップとを有している。接液ステップ（ＳＵ１１）は、第１端１１を液体（第１液体Ｌ１）に接触させる。吸引ステップ（ＳＣ１２）は、第１端１１を第１液体Ｌ１に接触させている状態で、駆動部５０によって圧力室２１の容積を増加させ、これにより、第１端１１から第１液体Ｌ１をキャピラリー１０内に吸引する。離液ステップ（ＳＵ１３）は、第１液体Ｌ１の一部がキャピラリー１０内に吸引された後、第１端１１を第１液体Ｌ１の残りから離す。ブレーキステップ（ＳＣ１４）は、吸引ステップ（ＳＣ１２）の後、かつ離液ステップ（ＳＵ１３）の前に、駆動部５０によって圧力室２１の容積を減少させる。
【０１１８】
従って、既述のように、第１液体Ｌ１のキャピラリー１０内への流れ、とりわけ、圧力室２１の容積が電位Ｖ１に対応する容積になった後における流れをブレーキ信号Ｓｇ１２によって抑制することができる。その結果、例えば、離液のタイミングのばらつきが吸引量に及ぼす影響が低減され、ひいては、計量の精度が向上する。また、例えば、時間長さＴｐを短くすることによって、微量吸引が可能となる。なお、ブレーキ信号Ｓｇ１２は、吸引信号Ｓｇ１１に続いて出力されること、及びその電位差ｄＶ２が吸引信号Ｓｇ１１の電位差ｄＶ１よりも小さいことから、液体を吸引したピペットを移動させた後に、液体をピペットから吐出させるための信号とは区別される。
【０１１９】
また、本実施形態では、制御部２５は、吸引信号Ｓｇ１１による圧力室２１の容積の第１増加量（電位差ｄＶ１に対応する増加量）が大きいほど、ブレーキ信号Ｓｇ１２による圧力室２１の容積の減少量（電位差ｄＶ２に対応する減少量）の絶対値が大きくなるように第１信号Ｓｇ１を生成する。
【０１２０】
この場合、例えば、図６（ａ）を参照して説明したように、キャピラリー１０内へ流れ込む第１液体Ｌ１の流速及び／又は慣性力が大きいほど、ブレーキ力を大きくすることができる。その結果、例えば、第１増加量が変化した場合においても、第１液体Ｌ１のキャピラリー１０内への流れの抑制の効果を安定して得ることができる。
【０１２１】
また、本実施形態では、ピペット１は、第１端１１から第１液体Ｌ１を吸引する量の第１目標値Ｄ１を記憶する記憶部７２を有している。制御部２５は、第１目標値Ｄ１が大きいほど、圧力室２１の容積の第１増加量（電位差ｄＶ１に対応する増加量）が大きくなるように第１信号Ｓｇ１を生成する。
【０１２２】
この場合、例えば、第１液体Ｌ１の吸引量は、圧力室２１の容積の第１増加量によって規定される。そして、ブレーキ信号は、離液のタイミングのばらつきに起因する吸引量のばらつきの低減に寄与する。
【０１２３】
本実施形態では、第１信号Ｓｇ１は、圧力室２１の容積が、ブレーキ後容積（電位Ｖ２に対応する容積）から付加増加量（電位差ｄＶ３に対応する増加量）で増加して第１完了容積（電位Ｖ３に対応する容積）になるように駆動部５０を駆動させる付加吸引信号Ｓｇ１３を含んでいる。付加増加量（電位差ｄＶ３に対応する増加量）は、第１端１１を第１液体Ｌ１に接触させて第１端１１から第１液体Ｌ１の一部を吸引した後に第１端１１を第１液体Ｌ１の残りから引き上げたときに、第１液体Ｌ１の、第１端１１から外側へはみ出す体積と等しい。
【０１２４】
従って、図５（ｅ）及び図５（ｆ）を参照して説明したように、第１液体Ｌ１の第１端１１からはみ出す体積を低減することができる。本実施形態では、ブレーキ信号Ｓｇ１２によって第１液体Ｌ１のキャピラリー１０内への流れを抑制していることから、その後に離液したときに、第１液体Ｌ１のキャピラリー１０内への流れが抑制されていない態様に比較して、はみ出す体積が多くなるおそれがある。従って、付加吸引信号Ｓｇ１３は、ブレーキ信号Ｓｇ１２との組み合わせにおいて効果的である。そして、はみ出しが低減される結果、例えば、第１液体Ｌ１を吸引したピペット１を移動させている途中で、塵等が第１液体Ｌ１に接触するおそれが低減される。また、例えば、第１端１１を第２液体Ｌ２に接触させたときに、第１液体Ｌ１のうち第１端１１からはみ出していた部分が第２液体Ｌ２中に分散されてしまうおそれを低減することができる。
【０１２５】
ピペット１は、ユーザによる操作入力及び外部機器による信号入力の少なくとも一方の入力を受け付ける入力部７１を更に有している。吸引信号Ｓｇ１１は、入力部７１に対する第１入力（ステップＳＵ１２）をトリガとして出力が開始される（ステップＳＣ１１及びＳＣ１２）。ブレーキ信号Ｓｇ１２は、吸引信号Ｓｇ１１の出力開始に対して予め定められたタイミングで吸引信号Ｓｇ１１に代えて出力される（ステップＳＣ１３及びＳＣ１４）。
【０１２６】
従って、例えば、ユーザの不図示のスイッチに対する操作によってブレーキ信号Ｓｇ１２を出力する態様（当該態様も本開示に係る技術に含まれる）に比較して、時間長さＴｐを短くしたり、その計時を高精度にしたりすることができる。その結果、吸引量の微量化及び／又はばらつきの低減の効果が向上する。
【０１２７】
また、本実施形態では、ブレーキ信号Ｓｇ１２は、入力部７１に対する入力（ステップＳＵ１４）をトリガとして出力が停止される（ステップＳＣ１５及びＳＣ１６）。前記第１入力と上記の停止のための入力との間（ステップＳＵ１２とステップＳＵ１４との間）では、圧力室２１の容積の増加（電位差ｄＶ１による増加）及び減少（電位差ｄＶ２による減少）は、それぞれ１回のみである。
【０１２８】
従って、例えば、吸引信号Ｓｇ１１及びブレーキ信号Ｓｇ１２がなす波形は簡素である。その結果、例えば、波形と吸引量との関係の把握が容易である。ひいては、波形のパラメータの値の設定が容易である。
【０１２９】
また、本実施形態では、第１信号Ｓｇ１は、圧力室２１の容積がブレーキ後容積（電位Ｖ２に対応する容積）以上の第１完了容積（電位Ｖ３に対応する容積）を維持するように駆動部５０を駆動させる第１待機信号（付加吸引信号Ｓｇ１３の維持信号Ｓｇ１３２）を含んでいる。制御部２５は、入力部７１に対して前記第１入力（ステップＳＵ１２）よりも後に加えられる第２入力（ステップＳＵ２。より詳細にはステップＳＵ１のステップＳＵ１２と同様の操作）をトリガとして、付加吸引信号Ｓｇ１３の維持信号Ｓｇ１３２に代えて、圧力室２１の容積が第１完了容積（電位Ｖ３）から増加して第１端１１から第２液体が吸引されるように駆動部５０を駆動させる第２信号Ｓｇ２を出力する。
【０１３０】
従って、例えば、第１液体Ｌ１を第１端１１に保持した状態で、第２液体Ｌ２を第１端１１から吸引することができる。また、上記のように、ブレーキ信号Ｓｇ１２に付加吸引信号Ｓｇ１３を組み合わせた場合においては、第１液体Ｌ１の第１端１１からのはみ出しが低減され、ひいては、第１端１１を第２液体Ｌ２に接液したときに第１液体Ｌ１が第２液体Ｌ２に拡散されてしまうおそれが低減される。その結果、例えば、第１液体Ｌ１と第２液体Ｌ２との混合比を正確にすることができる。また、例えば、貯留されている第２液体Ｌ２から繰り返し吸引を行う場合において、第２液体Ｌ２に第１液体Ｌ１が不純物として混入してしまうおそれが低減される。
【０１３１】
また、本実施形態では、第２信号Ｓｇ２は、圧力室２１の容積を第１完了容積（電位Ｖ３に対応する容積）よりも大きい第２完了容積（概略、図２の電位Ｖ４に相当する容積）に維持する第２待機信号（第１信号Ｓｇ１の維持信号Ｓｇ１３２を参照）を含んでいる。制御部２５は、入力部７１に対して前記第２入力（ステップＳＵ２。より詳細にはステップＳＵ１のステップＳＵ１２と同様の操作）よりも後に加えられる第３入力（ステップＳＵ３）をトリガとして、第２信号Ｓｇ２に代えて、圧力室２１の容積が、第２完了容積（電位Ｖ４）から増加し、その後、繰り返し増減するように駆動部５０を駆動させる第３信号Ｓｇ３を出力する。
【０１３２】
従って、例えば、ブレーキ信号Ｓｇ１２を用いることによって正確に計量した第１液体Ｌ１を他の液体（第２液体Ｌ２）と混合することができる。
【０１３３】
＜第２実施形態＞
図９は、第２実施形態に係るピペットが有している制御ユニット２２４の信号処理系に係る要部の構成を示すブロック図であり、図７に相当している。
【０１３４】
第１実施形態の説明では、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して説明した（１）〜（３）の態様のうち、（２）の態様を例に取った。第２実施形態の説明では、（３）の態様を例に取っている。これに伴い、第２実施形態に係る制御部２２５のブロック図は、第１実施形態に係る制御部２５のブロック図とは異なっている。
【０１３５】
具体的には、まず、記憶部２７２は、ピペット１の製造者によって予め設定されている値として、時間長さＴｐの値ではなく、電位差ｄＶ１の値を記憶している。なお、特に図示しないが、電位差ｄＶ１の値は、第１信号Ｓｇ１と第２信号Ｓｇ２とで別個のものとされていてもよい。
【０１３６】
また、第１信号設定部２７３は、第１実施形態のｄＶ１設定部７３ａに代えて、Ｔｐ設定部２７３ａを有している。Ｔｐ設定部２７３ａは、第１目標値Ｄ１に基づいて時間長さＴｐを設定する。また、ｄＶ２設定部２７３ｂは、第１実施形態のｄＶ２設定部７３ｂとは異なり、Ｔｐ設定部２７３ａによって設定された時間長さＴｐに基づいてブレーキ信号Ｓｇ１２の電位差ｄＶ２の値を設定する。
【０１３７】
第２信号設定部２７４の、第１実施形態の第２信号設定部７４に対する相違部分は、基本的に、第１信号設定部２７３の第１実施形態の第１信号設定部２７３に対する相違部分と同様である。
【０１３８】
以上のとおり、本実施形態では、図４に示したように、吸引信号Ｓｇ１１は、圧力室２１の容積が時間長さＴｐに亘って第１吸引後容積（電位Ｖ１に対応する容積）に維持されるように駆動部５０を駆動させる維持信号Ｓｇ１１２を含んでいる。ブレーキ信号Ｓｇ１２は、維持信号Ｓｇ１１２に続いて出力される。制御部２２５は、時間長さＴｐが短いほど、ブレーキ信号Ｓｇ１２による圧力室２１の容積の減少量（電位差ｄＶ２に対応する減少量）の絶対値が大きくなるように第１信号Ｓｇ１を生成する。
【０１３９】
従って、例えば、図６（ｂ）を参照して説明したように、ブレーキ信号Ｓｇ１２が開始されるまでの時間が短いほど、ひいては、キャピラリー１０内へ流れ込む第１液体Ｌ１の流速及び／又は慣性力が大きいほど、ブレーキ力を大きくすることができる。その結果、例えば、時間長さＴｐが変化した場合においても、第１液体Ｌ１のキャピラリー１０内への流れの抑制の効果を安定して得ることができる。
【０１４０】
また、本実施形態では、ピペット１は、第１端１１から第１液体Ｌ１を吸引する量の第１目標値Ｄ１を記憶する記憶部２７２を有している。制御部２２５は、第１目標値Ｄ１が小さいほど、時間長さＴｐが短くなるように第１信号Ｓｇ１を生成する。
【０１４１】
この場合、例えば、第１液体Ｌ１の吸引量は、第１液体Ｌ１のキャピラリー１０内への流れ（特に圧力室２１の容積が第１吸引後容積になった後の流れ）を許容する時間（時間長さＴｐ）によって規定される。すなわち、新たな計量方法が提供される。この計量方法は、本来は誤差の要因となる、圧力室２１の容積が第１吸引後容積になった後の流れを利用するものであり、画期的である。また、誤差の要因となる流れを計量に利用している原理から、吸引量のばらつきは抑制される。さらに、時間長さＴｐを短くすることによって、従来は不可能であった微量な吸引も可能になる。
【０１４２】
＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態に係るピペットの駆動信号ＳｇＡを示す図であり、図４に対応している。
【０１４３】
第１実施形態では、初期信号Ｓｇ０の電位Ｖ０が基準電位（縦軸において０）である場合を例に取った。一方、本実施形態では、電位Ｖ０が基準電位よりも低い場合を例に取っている。
【０１４４】
既に述べたように、実施形態の説明では、内部電極４２及び表面電極４４のうち駆動信号ＳｇＡが付与される電極から基準電位が付与される電極への方向と、圧電セラミック層４０ａの分極方向とは、逆向きである場合を例に取っている。換言すれば、駆動信号ＳｇＡの電位の上昇は、圧力室２１の容積の増加に対応している。従って、本実施形態では、図１０において紙面左上に模式的に示すように、初期信号Ｓｇ０の電位Ｖ０が基準電位よりも低いことにより、初期信号Ｓｇ０が出力されているとき、駆動部５０は圧力室２１側へ撓んでいる。そして、第１信号Ｓｇ１が出力されることによって電位が上昇すると、駆動部５０の撓み変形は減少し、圧力室２１の容積は増加していく。
【０１４５】
基準電位と、駆動信号ＳｇＡの波形との相対関係は適宜に設定されてよい。別の観点では、電位Ｖ０の具体的な値は、適宜に設定されてよい。図示の例では、第２信号Ｓｇ２の最初の立ち上がりの途中で駆動信号ＳｇＡが基準電位をアップクロスする場合を例示している。ゼロアップクロスのとき、図１０の紙面右側に模式的に示すように、駆動部５０は基本的には撓み変形が生じていない状態である。そして、さらに駆動信号ＳｇＡの電位が上昇すると、特に図示しないが、駆動部５０は、圧力室２１とは反対側へ撓んでいく。
【０１４６】
なお、図示の例とは異なり、駆動信号ＳｇＡは、第１信号Ｓｇ１の途中でゼロアップクロスしてもよいし、第２信号Ｓｇ２の途中でゼロアップクロスしてもよいし、第３信号Ｓｇ３のエア吸引信号Ｓｇ３１の立ち上がりでゼロアップクロスしてもよい。また、これらの信号内でゼロダウンクロスが生じても構わない。また、特に図示しないが、第３信号Ｓｇ３の復元信号Ｓｇ３２の下限の電位及び／又は混合信号Ｓｇ３３の下限の電位は、基準電位よりも低い電位Ｖ０まで降下されてもよいし、基準電位までの降下であってもよい。
【０１４７】
通常、電位Ｖ０が基準電位であるとき、駆動部５０に撓み変形は生じていない。ひいては、駆動部５０（圧力室２１の内面）を内側へ撓ませる電位Ｖ０は、基準電位ではない。ただし、電位Ｖ０が基準電位であるときに、圧力室２１の内面が撓んでいるような態様においては、圧力室２１の内面を内側へ撓ませる電位Ｖ０は、基準電位であることもある。
【０１４８】
以上のとおり、本実施形態では、駆動部５０は、圧力室２１の内面の一部を構成しており、前記内面の撓み変形によって圧力室２１の容積を変化させる。制御部２５（又は２２５）は、第１信号Ｓｇ１の出力前に、圧力室２１の容積が第１吸引前容積（電位Ｖ０に対応する容積）になるように駆動部５０を駆動させる初期信号Ｓｇ０を出力する。初期信号Ｓｇ０は、前記内面を圧力室２１の内側へ向けて撓ませる信号である。
【０１４９】
従って、例えば、第１実施形態に比較して、同一のステップ（例えば第１液体Ｌ１の吸引）を実行しているときの圧力室２１の容積が減少する。その結果、例えば、吸引量のばらつきが低減される。その理由としては、例えば、圧力室２１内の気体（例えば空気）は圧縮性流体であり、液体の吸引に影響を及ぼすところ、この気体の量が低減されることが挙げられる。
【０１５０】
＜実験＞
［吸引量のばらつき］
既述のように、ブレーキ信号Ｓｇ１２が出力されることによって、例えば、吸引量のばらつきが低減される。当該効果を実験により確認した。なお、以下において、「σ」は、標準偏差を示し、「ＣＶ」は変動係数を示す。
【０１５１】
（実験１）
実際に実施形態に係るピペット１を用意し、第１信号Ｓｇ１の出力によって液体の吸引を行った。そして、ブレーキ信号Ｓｇ１２の出力後、離液したとき（ステップＳＵ１３の後かつステップＳＵ１４の前）の液体の吸引量を測定した。また、比較例に係るピペットを用意し、同様の実験を行った。比較例に係るピペットでは、第１信号として、吸引信号Ｓｇ１１のみが出力され（ブレーキ信号Ｓｇ１２が出力されず）、離液後まで、吸引信号Ｓｇ１１の維持信号Ｓｇ１１２が維持された。
【０１５２】
上記のような吸引及び吸引量の測定を実施例に係るピペット及び比較例に係るピペットのそれぞれに関して１０回行った。第１信号の出力開始から離液まで（ステップＳＵ１２からステップＳＵ１３まで）の時間は、１０回の吸引及び測定間でばらつくように適宜に設定された。第１信号Ｓｇ１のパラメータの値は、電位Ｖ０＝基準電位、電位Ｖ１＝３．５Ｖ、電位Ｖ２＝２．２Ｖ、時間長さＴｐ＝０．１秒とした。第１信号Ｓｇ１は、矩形波とした。
【０１５３】
図１１（ａ）は、実験結果を示す図である。この図の横軸において、ＣＥ１は比較例を示しており、Ｅ１は実施例を示している。縦軸は、吸引量ＶＬ（ｎｌ）を示している。そして、比較例及び実施例において測定された吸引量がプロットされている。
【０１５４】
この図に示されているように、実施例のピペットの吸引量は、比較例のピペットの吸引量に比較して、ばらつきが小さくなっている。この結果から、ブレーキ信号Ｓｇ１２の効果を確認できた。なお、吸引量の測定結果を示す数値を以下にしめす。
実施例の吸引量：
平均値＝４２.６ｎｌ、σ＝３.２ｎｌ、ＣＶ＝７．５％
比較例の吸引量：
平均値＝６０．７ｎｌ、σ＝２３.７ｎｌ、ＣＶ＝３９．０％
【０１５５】
（実験２）
実験１と同様の条件により、第１液体Ｌ１の吸引だけでなく、第２液体Ｌ２の吸引まで行い、離液したとき（ステップＳＵ２内において、ステップＳＵ１のステップＳＵ１３に対応するステップを行ったとき）の液体の吸引量を測定した。なお、第２信号Ｓｇ２にとっては、第１信号Ｓｇ１の付加吸引信号Ｓｇ１３の維持信号Ｓｇ１３２が、第１信号Ｓｇ１にとっての初期信号Ｓｇ０に相当する。それ以外は、第２信号Ｓｇ２の波形は、第１信号Ｓｇ１の波形と同様である。
【０１５６】
図１１（ｂ）は、実験結果を示す、図１１（ａ）と同様の図である。この図に示されているように、実施例のピペットの吸引量は、比較例のピペットの吸引量に比較して、ばらつきが小さくなっている。この結果から、ブレーキ信号Ｓｇ１２の効果を確認できた。なお、吸引量の測定結果を示す数値を以下にしめす。
実施例の吸引量：
平均値＝９１.１ｎｌ、σ＝１３.９ｎｌ、ＣＶ＝１５．２％
比較例の吸引量：
平均値＝１１９．８ｎｌ、σ＝３１.９ｎｌ、ＣＶ＝２６．６％
【０１５７】
［時間長さＴｐによる吸引量の設定］
既述のように、ブレーキ信号Ｓｇ１２を用いることによって、吸引信号Ｓｇ１１の出力を開始してからブレーキ信号Ｓｇ１２の出力を開始するまでの時間長さＴｐによって、吸引量を規定することができる。このことを実験によって確認した。
【０１５８】
具体的には、実験１と概ね同様の条件により、実施例に係るピペットに関して、ブレーキ信号Ｓｇ１２の出力後、離液したとき（ステップＳＵ１３の後かつステップＳＵ１４の前）の液体の吸引量を測定した。ただし、ここでは、時間長さＴｐを０．１秒、０．５秒又は１．０秒の３種のいずれかの値とした。そして、時間長さＴｐの各値について、１０回の吸引及び測定を行った。
【０１５９】
図１２は、実験結果を示す図である。この図の横軸は、時間長さＴｐを示している。紙面左側の縦軸は、吸引量ＶＬ（ｎｌ）の平均値を示している。紙面右側の縦軸は、吸引量ＶＬのσ（ｎｌ）を示している。円形のプロット（ＶＬｍ）は、時間長さＴｐと吸引量の平均値との関係を示している。矩形のプロット（σ）は、時間長さＴｐとσとの関係を示している。
【０１６０】
この図に示されているように、時間長さＴｐを長くするほど、吸引量ＶＬが多くなっている。この結果から、例えば、時間長さＴｐによって吸引量を規定する新たな計量が可能であることを確認できた。また、時間長さＴｐを変化させても、ばらつきに大きな相違は生じないことを確認できた。
【０１６１】
［圧力室の容積低減によるばらつき低減］
第３実施形態において説明したように、初期信号Ｓｇ０によって駆動部５０が圧力室２１側へ撓むように初期信号Ｓｇ０の電位Ｖ０を設定することによって、吸引量のばらつきを低減することができる。このことを実験によって確認した。
【０１６２】
具体的には、実験１と概ね同様の条件により、実施例に係るピペットに関して、ブレーキ信号Ｓｇ１２の出力後、離液したとき（ステップＳＵ１３の後かつステップＳＵ１４の前）の液体の吸引量を測定した。ただし、ここでは、電位Ｖ０を３種の異なる値に設定し、各値に関して、吸引及び吸引量の測定を１０回行った。電位Ｖ０の３種の値は、圧力室２１の容積の差異が１５μｌ以下の範囲に収まる値とした。
【０１６３】
図１３は、実験結果を示す図である。この図の横軸は、初期信号Ｓｇ０が出力されているときの圧力室２１の容積ＶＰ（μｌ）を示している。縦軸は、吸引量のＣＶ（％）を示している。なお、圧力室２１の容積ＶＰについては、平均値を基準とした相対値で示している。この図に示されているように、容積ＶＰを小さくするほど、吸引量のＣＶが小さくなっている。
【０１６４】
なお、以上の実施形態において、圧力室２１の、電位Ｖ０に対応する容積は第１吸引前容積の一例である。電位差ｄＶ１に対応する容積の変化量は第１増加量の一例である。電位Ｖ１に対応する容積は第１吸引後容積の一例である。電位Ｖ２に対応する容積はブレーキ後容積の一例である。電位差ｄＶ２に対応する容積の変化量は、第１吸引後容積からブレーキ後容積への減少量の一例である。電位Ｖ３に対応する容積は、第１完了容積の一例である。電位差ｄＶ３に対応する容積の変化量は付加増加量の一例である。ステップＳＵ１２の操作は第１入力の一例である。付加吸引信号Ｓｇ１３の維持信号Ｓｇ１３２は第１待機信号の一例である。ステップＳＵ２の操作（より詳細にはステップＳＵ２内においてステップＳＵ１のステップＳＵ１２に対応する操作）は第２入力の一例である。電位Ｖ４（より詳細には第２信号Ｓｇ２において第１信号Ｓｇ１の電位Ｖ３に対応する電位）に対応する容積は第２完了容積の一例である。第２信号Ｓｇ２（より詳細には第２信号Ｓｇ２において第１信号Ｓｇ１の付加吸引信号Ｓｇ１３の維持信号Ｓｇ１３２に対応する信号）は第２待機信号の一例である。ステップＳＵ３の操作（より詳細には時刻ｔ３におけるピペット１に対する操作）は第３入力の一例である。ステップＳＣ１２は吸引ステップの一例である。ステップＳＣ１４はブレーキステップの一例である。
【０１６５】
本開示に係る技術は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【０１６６】
上述した実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、制御部２５は、ユーザが設定した吸引量の目標値（記憶部７２に記憶されている目標値）に基づいて、第１信号Ｓｇ１の電位差ｄＶ１及び時間長さＴｐの双方の値を設定（変更）してもよい。そして、制御部２５は、その電位差ｄＶ１及び時間長さＴｐに基づいて第２信号Ｓｇ２の波形を規定するパラメータ（例えば電位差ｄＶ２）の値を設定してもよい。
【０１６７】
ピペットは、２液を混合することが可能なものに限定されない。例えば、ピペットは、１液を吸引して、当該１液を元の場所とは異なる場所へ吐出するためのものであってもよい。また、ピペットは、３液以上を吸引可能なものであってもよい。
【０１６８】
第１信号Ｓｇ１は、付加吸引信号Ｓｇ１３を含んでいなくてもよい。すなわち、ブレーキ信号Ｓｇ１２の維持信号Ｓｇ１２２が出力されているときに、第１液体Ｌ１からの離液と第２液体Ｌ２への接液とがなされ、第２信号Ｓｇ２の出力が開始されてよい。別の観点では、第１信号Ｓｇ１のブレーキ信号Ｓｇ１２の維持信号Ｓｇ１２２の電位Ｖ２から、第２信号Ｓｇ２が立ち上がってよい。なお、この場合、維持信号Ｓｇ１２２が第１待機信号の一例である。第１信号Ｓｇ１は、本実施形態とは異なり、吸引とブレーキとを繰り返して第１液体Ｌ１を吸引しても構わない。
第３信号Ｓｇ３は、復元信号Ｓｇ３２を含んでなくてもよい。すなわち、エア吸引信号Ｓｇ３１が出力されているときに、バルブ２３の開閉を行なわずに、引き続いて混合信号Ｓｇ３３が出力されるようにしてもよい。すなわち、圧力室２１の復元を行なわなくてもよい。この場合、バルブ２３を有していなくてもよい。
【０１６９】
信号の出力開始又は出力停止（信号の切換えに伴うものを含む）のトリガは適宜に設定されてよい。例えば、エア吸引信号Ｓｇ３１から復元信号Ｓｇ３２への切換え、及び／又は復元信号Ｓｇ３２から混合信号Ｓｇ３３への切換えは、制御部２５の計時による判定ではなく、入力部７１に対する入力をトリガとして行われてもよい。また、例えば、制御部２５は、第２液体Ｌ２の吸引を指示する入力の後（第２液体Ｌ２について付加吸引が行われる場合は付加吸引を指示する入力の後）、所定の時間が経過したと判定したときに、第３信号の出力を開始しても構わない。
【符号の説明】
【０１７０】
１…ピペット、１０…キャピラリー、１１…第１端、１２…第２端、２１…圧力室、２５…制御部、５０…駆動部、Ｓｇ１…第１信号、Ｓｇ１１…吸引信号、Ｓｇ１２…ブレーキ信号。
【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】
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【国際調査報告】
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