(57)【要約】【課題】信号原点とポンプ原点との関係を簡便に求める。【解決手段】本発明は、チューブと、カムと、前記チューブと前記フィンガーとの間に配置されたカムと、前記カムを回転させる駆動部と、前記カムの回転角度を出力するエンコーダーと、前記カムを撮像する撮像部と、を用いた液体輸送方法であって、前記エンコーダーが出力する信号の基準点を求めること、前記信号の基準点から前記カムを回転させること、前記カムを回転させたのち止めて前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記カムが所定の回転角度になったことを判定すること、及び、前記信号の基準点から、前記カムが所定の前記回転角度になるまでの前記エンコーダーの出力信号のカウント値を記憶することを行う液体輸送方法である。【選択図】図１６
2015143487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブと、
カムと、
前記チューブと前記フィンガーとの間に配置されたカムと、
前記カムを回転させる駆動部と、
前記カムの回転角度を出力するエンコーダーと、
前記カムを撮像する撮像部と、
を用いた液体輸送方法であって、
前記エンコーダーが出力する信号の基準点を求めること、
前記信号の基準点から前記カムを回転させること、
前記カムを回転させたのち止めて前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記カムが所定の回転角度になったことを判定すること、及び
前記信号の基準点から、前記カムが所定の前記回転角度になるまでの前記エンコーダーの出力信号のカウント値を記憶すること
を行う液体輸送方法。
【請求項２】
前記画像から前記カムに設けた位置検出用マークを検出して、前記カムの前記回転角度を検出することを含む請求項１に記載の液体輸送方法。
【請求項３】
前記位置検出用マークのエッジを検出して、前記カムの前記回転角度を検出することを含む請求項２に記載の液体輸送方法。
【請求項４】
前記画像から前記フィンガーの位置を検出して、前記カムの前記回転角度を検出することを含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体輸送方法。
【請求項５】
逆流した前記液体が逆流分だけ戻るときの前記カムの前記回転角度を基準とすることを含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体輸送方法。
【請求項６】
チューブと、カムと、前記チューブと前記カムとの間に配置されたカムと、前記カムを回転させる駆動部と、前記カムの回転角度を出力するエンコーダーと、を備えた液体輸送装置と、
前記液体輸送装置を撮像する撮像部と、
を有して、前記カムの回転位置を計測する回転位置計測装置であって、
前記エンコーダーの信号の基準点を求める基準点探索部と、
前記エンコーダーの信号の基準点から前記カムを回転させるカム回転部と、
前記カムを回転させたのち止めて前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記カムが所定の回転角度になったことを判定する判定部と、
前記信号の基準点から、前記カムが所定の前記回転角度になるまでの前記エンコーダーのカウント値を記憶する記憶部と、
を備えたことを特徴とする回転位置計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体輸送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を輸送する液体輸送装置として、特許文献１に記載されたマイクロポンプが知られている。マイクロポンプには、チューブに沿って複数のフィンガーが配置されており、カムがフィンガーを順次押すことによって、チューブが圧搾されて液体が輸送される。また、カムの回転角度を計測するためのエンコーダーが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カムとフィンガーを用いた液体輸送においては、送液特性に周期性がある。エンコーダーから出力される信号にも周期性はあるものの、出力信号における基準点（以下、「信号原点」という。）が、１周期中のどの位置にあるかは、装置毎に異なる。そのため、液体輸送を制御するために、信号原点と、カムの基準となる回転角度（以下、「ポンプ原点」という。）との関係を予め求める必要がある。
【０００５】
この点、実際に液体を輸送させて輸送量を検出することによって、信号原点とポンプ原点との関係を求めることもできる。しかし、輸送量は微量であるため、輸送量の検出には精度が求められることから、この方法は量産には不向きである。
【０００６】
本発明は、信号原点とポンプ原点との関係を簡便に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、チューブと、カムと、前記チューブと前記フィンガーとの間に配置されたカムと、前記カムを回転させる駆動部と、前記カムの回転角度を出力するエンコーダーと、前記カムを撮像する撮像部と、を用いた液体輸送方法であって、前記エンコーダーが出力する信号の基準点を求めること、前記信号の基準点から前記カムを回転させること、前記カムを回転させたのち止めて前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記カムが所定の回転角度になったことを判定すること、及び、前記信号の基準点から、前記カムが所定の前記回転角度になるまでの前記エンコーダーの出力信号のカウント値を記憶することを行う液体輸送方法である。
【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】第１実施形態における液体輸送装置１の全体斜視図である。
【図２】第１実施形態における液体輸送装置１の分解図である。
【図３】第１実施形態における液体輸送装置１の断面図である。
【図４】第１実施形態における液体輸送装置１の内部の透過上面図である。
【図５】第１実施形態におけるポンプ部５の概要説明図である。
【図６】液体輸送装置１の計測部４０及び制御部５０を説明するためのブロック図である。
【図７】カム歯車に形成されたカム側反射部１１１の説明図である。
【図８】ローター１２２に形成された第１及び第２反射部１２４，１２５の説明図である。
【図９】カム１１の回転量と累積輸送量との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、液体の逆流に関する説明図である。
【図１１】図４におけるカム１１、ローター１２２、伝達車１２３Ａ、カム側計測部４１、及び、第１及び第２計測部４２，４３の部分拡大図である。
【図１２】信号ＣＡＭ＿Ｚ、ＲＯＴ＿Ｚ及びＲＯＴ＿Ａの関係を示す説明図である。
【図１３】信号ＣＡＭ＿ＺとＲＯＴ＿Ａとの関係を示す説明図である。
【図１４】信号原点を特定する手順を示すフローチャートである。
【図１５】ポンプ原点出しを説明するための模式図である。
【図１６】ポンプ原点出しの手順を示すフローチャートである。
【図１７】第２実施形態におけるポンプ部５の一例を示す概要図である。
【図１８】第３実施形態ポンプ部５の一例を示す概要図である。
【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。
【００１１】
チューブと、カムと、前記チューブと前記フィンガーとの間に配置されたカムと、前記カムを回転させる駆動部と、前記カムの回転角度を出力するエンコーダーと、前記カムを撮像する撮像部と、を用いた液体輸送方法であって、前記エンコーダーが出力する信号の基準点を求めること、前記信号の基準点から前記カムを回転させること、前記カムを回転させたのち止めて前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記カムが所定の回転角度になったことを判定すること、及び、前記信号の基準点から、前記カムが所定の前記回転角度になるまでの前記エンコーダーの出力信号のカウント値を記憶することを行う液体輸送方法である。
【００１２】
このような液体輸送方法によれば、信号原点とポンプ原点との関係を簡便に求めることができる。
【００１３】
前記画像から前記カムに設けた位置検出用マークを検出して、前記カムの前記回転角度を検出してもよい。カムに位置検出用マークを設けることで、撮影された画像からカムの回転角度を容易に検出することができるから、信号原点とポンプ原点との関係を簡便に求めることができる。
【００１４】
前記位置検出用マークのエッジを検出して、前記カムの前記回転角度を検出し、前記カムの前記回転角度を検出してもよい。位置検出用マークとカムの回転角度とは対応付けられるから、このようなマークのエッジ検出によって、カムがポンプ原点に対応する回転角度に到達したかどうかを簡便に求めることができる。
【００１５】
前記画像から前記フィンガーの位置を検出して、前記カムの前記回転角度を検出してもよい。フィンガーの位置はカムの回転角度と対応付けられるから、フィンガーの位置を検出することによってカムの回転角度を検出することができ、したがって、信号原点とポンプ原点との関係を簡便に求めることができる。
【００１６】
逆流した前記液体が逆流分だけ戻るときの前記カムの前記回転角度を基準とすれば、液体の定量輸送の制御が簡単になる。
【００１７】
また、チューブと、カムと、前記チューブと前記カムとの間に配置されたカムと、前記カムを回転させる駆動部と、前記カムの回転角度を出力するエンコーダーと、を備えた液体輸送装置と、前記液体輸送装置を撮像する撮像部と、を有して、前記カムの回転位置を計測する回転位置計測装置であって、前記エンコーダーの信号の基準点を求める基準点探索部と、前記エンコーダーの信号の基準点から前記カムを回転させるカム回転部と、前記カムを回転させたのち止めて前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記カムが所定の回転角度になったことを判定する判定部と、前記信号の基準点から、前記カムが所定の前記回転角度になるまでの前記エンコーダーのカウント値を記憶する記憶部と、を備えた回転位置計測装置である。このような回転位置計測装置によれば、信号原点とポンプ原点との関係を簡便に求めることができる。
【００１８】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜液体輸送装置＞
・全体構成について
図１は、液体輸送装置１の全体斜視図である。図２は、液体輸送装置１の分解図である。図に示すように、液体輸送装置１の貼着される側（生体側）を「下」とし、逆側を「上」として説明することがある。
【００１９】
液体輸送装置１は、液体を輸送するための装置である。液体輸送装置１は、本体１０と、カートリッジ２０と、パッチ３０とを備える。本体１０、カートリッジ２０及びパッチ３０は、図２に示すように分離可能であるが、使用時には図１に示すように一体に組み立てられる。液体輸送装置１は、例えば生体にパッチ３０を貼着して、カートリッジ２０に貯留されている液体（例えばインスリン）を定期注入するのに好適に用いられる。カートリッジ２０に貯留された液体が無くなった場合、カートリッジ２０は交換されるが、本体１０及びパッチ３０は継続して使用される。
【００２０】
・ポンプ部について
図３は、液体輸送装置１の断面図である。図４は、液体輸送装置１の内部の透過上面図であって、ポンプ部５の構成も示されている。図５は、ポンプ部５の概要説明図である。
【００２１】
ポンプ部５は、カートリッジ２０に貯留されている液体を輸送するためのポンプとしての機能を有し、チューブ２１と、複数のフィンガー２２と、カム１１と、駆動機構１２とを備えている。
【００２２】
チューブ２１は、液体を輸送するための管である。チューブ２１の上流側（液体の輸送方向を基準にした場合の上流側）は、カートリッジ２０の液体の貯留部２６に連通している。チューブ２１は、フィンガー２２から押されると閉塞し、フィンガー２２からの力が解除されると元に戻る程度に弾性を有している。チューブ２１は、カートリッジ２０のチューブ案内壁２５の内面に沿って、部分的に円弧形状に配置されている。チューブ２１の円弧形状の部分は、チューブ案内壁２５の内面と、複数のフィンガー２２との間に配置されている。チューブ２１の円弧の中心は、カム１１の回転中心と一致している。
【００２３】
フィンガー２２は、チューブ２１を閉塞させるための部材である。フィンガー２２は、カム１１から力を受けて、従動的に動作する。フィンガー２２は、棒状の軸部と鍔状の押圧部とを有し、Ｔ字形状になっている。棒状の軸部はカム１１と接触し、鍔状の押圧部はチューブ２１と接触している。フィンガー２２は、軸方向に沿って可動になるように支持されている。
【００２４】
複数のフィンガー２２は、カム１１の回転中心から放射状に等間隔で配置されている。複数のフィンガー２２は、カム１１とチューブ２１との間に配置されている。ここでは、７本のフィンガー２２が設けられている。以下の説明では、液体の輸送方向の上流側から順に、第１フィンガー２２Ａ、第２フィンガー２２Ｂ、・・・第７フィンガー２２Ｇと呼ぶことがある。
【００２５】
カム１１は、外周の４箇所に突起部１１Ａを有している。カム１１の外周に複数のフィンガー２２が配置されており、それらフィンガー２２の外側にチューブ２１が配置されている。カム１１の突起部１１Ａによってフィンガー２２が押されることによって、チューブ２１が閉塞する。フィンガー２２が突起部１１Ａから外れると、チューブ２１の弾性力によってチューブ２１が元の形状に戻る。カム１１が回転すると、７本のフィンガー２２が順に突起部１１Ａから押されて、輸送方向の上流側から順にチューブ２１が閉塞する。これにより、チューブ２１が蠕動運動させられて、液体がチューブ２１に圧搾されて輸送される。
【００２６】
・駆動機構について
駆動機構１２は、カム１１を回転駆動するための機構であって、図４に示されるように圧電アクチュエータ１２１と、ローター１２２と、減速伝達機構１２３とを有する。
【００２７】
圧電アクチュエータ１２１は、圧電素子の振動を利用してローター１２２を回転させるためのアクチュエータである。圧電アクチュエータ１２１は、矩形状の振動体の両面に接着された圧電素子に駆動信号を印加することによって、振動体を振動させる。振動体の端部はローター１２２に接触しており、この端部は、振動体が振動すると、楕円軌道や８の字軌道などの所定の軌道を描いて振動する。振動体の端部が、振動軌道の一部においてローター１２２と接触することによって、ローター１２２が回転駆動する。圧電アクチュエータ１２１は、振動体の端部がローター１２２に接触するように、一対のばねでローター１２２に向かって付勢されている。
【００２８】
ローター１２２は、圧電アクチュエータ１２１によって回転させられる被駆動体である。ローター１２２には、減速伝達機構１２３の一部を構成するローターピニオンが形成されている。
【００２９】
減速伝達機構１２３は、ローター１２２の回転を所定の減速比でカム１１に伝達する機構である。減速伝達機構１２３は、ローターピニオンと、伝達車１２３Ａと、カム歯車とから構成されている（図１１参照）。ローターピニオンは、ローター１２２に一体的に取り付けられた小歯車である。伝達車１２３Ａは、ローターピニオンと噛合する大歯車と、カム歯車と噛合するピニオンを有し、ローター１２２の回転力をカム１１に伝達する機能を有する。カム歯車は、カム１１に一体的に取り付けられており、カム１１とともに回転可能に支持されている。なお、ここでは減速伝達機構１２３の減速比を４０としている。つまり、ローター１２２が１回転すると、カム１１が１／４０回転することになる。
【００３０】
なお、ポンプ部５を構成するチューブ２１、複数のフィンガー２２、カム１１及び駆動機構１２のうち、カム１１及び駆動機構１２は本体１０に設けられており、チューブ２１及び複数のフィンガー２２はカートリッジ２０に設けられている。本体１０には、カム１１等の回転角度を計測するための計測部４０や、圧電アクチュエータ１２１等の制御を行う制御部５０、圧電アクチュエータ１２１等に電力を供給する電池１９も設けられている。
【００３１】
図６は、液体輸送装置１の計測部４０及び制御部５０を説明するためのブロック図である。図１１も参照しながら、計測部４０と制御部５０について説明する。
【００３２】
計測部４０は、カム１１の回転角度を計測するためのカム側計測部４１と、ローター２２の第１及び第２回転角度をそれぞれ計測するための第１及び第２計測部４２，４３とを有する。
【００３３】
カム側計測部４１は、発光部４１Ａと受光部４１Ｂとを備えたロータリー式エンコーダーである。カム歯車にはカム側反射部１１１が形成されており、カム側反射部１１１が発光部４１Ａからの光を反射し、反射された光を受光部４１Ｂが受光する。受光部４１Ｂは、受光量に応じた出力信号ＣＡＭ＿Ｚを制御部５０に出力する。
【００３４】
第１及び第２計測部４２，４３も、それぞれ発光部４２Ａ，４３Ａと受光部４２Ｂ，４３Ｂとを備えたロータリー式エンコーダーである。ローター１２２に第１及び第２反射部１２４，１２５が形成されている。第１反射部１２４は第１計測部４２の発光部４２Ａからの光を反射し、反射された光を第１計測部４２の受光部４２Ｂが受光する。また、第２反射部１２５は第２計測部４３の発光部４３Ａからの光を反射し、反射された光を第２計測部４３の受光部４３Ｂが受光する。第１及び第２計測部４２，４３におけるそれぞれの受光部４２Ｂ，４３Ｂは、受光量に応じた出力信号ＲＯＴ＿Ａ及びＲＯＴ＿Ｚを制御部５０に出力する。
【００３５】
図７は、カム歯車に形成されたカム側反射部１１１の説明図である。図７に示されるように、カム側反射部１１１はカム歯車に１つ形成されている。なお、カム側反射部１１１の突起部１１Ａに対する位置関係は、製品毎に異なる。
【００３６】
図８は、ローター１２２に形成された第１及び第２反射部１２４，１２５の説明図である。図８に示されるように、第１及び第２反射部１２４，１２５の数はそれぞれ１２個及び１個である。１２個の第１反射部１２４は、ローター２２の回転軸を中心にして、等距離・等間隔で放射状に形成されている。したがって、第１反射部１２４間の角度は３０度である。また、第２反射部１２５は、第１反射部１２４よりも内側、つまりローター２２の回転軸側に、１つ形成されている。
【００３７】
なお、カム側計測部４１並びに第１及び第２計測部４２、４３は、反射型の光学式センサーに限られるものではなく、透過型の光学式センサーであっても良い。
【００３８】
制御部５０は、図６に示されるようにカウンター５１と、記憶部５２と、演算部５３と、ドライバー５４とを有する。カウンター５１は、第１計測部４２の出力信号ＲＯＴ＿Ａに含まれるエッジの数を計数する。カウンター５１の計数値は、ローター１２２の回転角度を示す。ローター１２２の回転角度とカム１１の回転角度とは対応しているから、カウンター５１の計数値はカム１１の回転角度をも示している。また、記憶部５２には、演算部５３がドライバー５４を駆動するためのプログラムが記憶されているほか、ポンプ原点に対応する信号ＲＯＴ＿Ａ上の位置が記憶されている。演算部５３は、記憶部５２に記憶されているプログラムを実行し、カウンター５１の計数値（カム１１やローター１２２の回転角度）及びポンプ原点に対応する信号ＲＯＴ＿Ａ上の位置に基づいて、ドライバー５４を駆動する。ドライバー５４は、演算部５３からの指示に従って、駆動機構１２の圧電アクチュエータ１２１に駆動信号を出力する。
【００３９】
なお、後述するように、制御部５０は、信号ＣＡＭ＿Ｚの出力後に出力される信号ＲＯＴ＿Ｚに基づいて信号ＲＯＴ＿Ａの基準を判別する判別部に相当する。また、制御部５０は、信号ＲＯＴ＿Ａの信号の基準点を求める基準点探索部にも相当する。
【００４０】
・液体輸送装置の動作について
図９は、カム１１の回転量と累積輸送量との関係を示すグラフである。このグラフは、カム１１の或る位置を基準位置、つまり０度とし、基準位置からのカム１１の回転量に対する輸送量の累積を測定したものである。
【００４１】
ここでは、カム１１が０度から６０度まで回転するまでの間（以下、「輸送期間」という）では、輸送量は、回転角にほぼ比例している。この輸送期間では、第１フィンガー１３Ａから順にチューブ２１を閉塞させて、液体が輸送されている。カム１１が６０度から８０度まで回転するまでの間（以下、「定常期間」という）では、累積輸送量は変化していない。この定常期間では、第７フィンガー１３Ｇがチューブ２１を閉塞させ続けている。カム１１が８０度から８５度まで回転するまでの間（以下、「逆流期間」という）では、累積輸送量が減少している。つまり、逆流期間では、液体が逆流している。
【００４２】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、液体の逆流の説明図である。チューブ２１は上述したように円弧形状に配置されているが、ここでは説明の便宜上、チューブ２１が直線状に示されている。
【００４３】
図１０Ａのようにカム１１が回転することによって第７フィンガー１３Ｇがチューブ２１を閉塞した状態から、図１３Ｂのように第７フィンガー１３Ｇによる押圧状態が開放された状態に移行する。このとき、図１３Ｂの斜線部の容量から図１３Ａの斜線部の容量を引いた容量の差分だけ、液体が逆流することになる。
【００４４】
なお、カム１１が８５度から９０度まで回転するまでの間（以下、「復帰期間」という）では、逆流分に相当する量の液体が輸送される。つまり、ここでは、基準位置及び０度は、復帰期間後のカム１１の位置としている。
【００４５】
このように、カム１１を回転させたときに、回転量に応じた量の液体が輸送される期間と、液体が輸送されない期間と、液体が逆流する期間とがある。この結果、図９に示すように、カム１１の回転量に対する液体の輸送量は、カム１１の回転角度に応じて異なることになる。例えばカム１１を４５度回転させて液体を輸送する場合、０度から４５度まで回転させたときの輸送量（約１．２μｌ）と、４５度から９０度まで回転させたときの輸送量（約０．３μｌ）とでは、異なることになる。その一方、カム１１を９０度回転させて液体を輸送する場合には、カム１１がどの位置であっても、ほぼ等量（約１．５μｌ）の液体が輸送されることになる。つまり、液体の輸送量は、カム１１の回転に対して非線形であるが、カム１１の１／４回転を１周期とした周期性を持つ。
【００４６】
＜信号原点の設定手順＞
液体の高精度な輸送の観点からは、液体の累積輸送量は時間に対して直線状であることが好ましい。そのためには、例えば逆流期間及び復帰期間では定常期間よりもカム１１が速く回転するように調節する必要がある。そのためには、カウンター５１の計数値、つまりカム１１の回転角度と、液体の輸送量とを正確に対応させる必要がある。
【００４７】
図１１は、図４におけるカム１１、ローター１２２、伝達車１２３Ａ、カム側計測部４１、及び、第１及び第２計測部４２，４３の拡大図である。図１２は、信号ＣＡＭ＿Ｚ、ＲＯＴ＿Ｚ及びＲＯＴ＿Ａの関係を示す説明図である。図１３は、信号ＣＡＭ＿Ｚ及びＲＯＴ＿Ａの関係を示す説明図である。なお、図１３における信号ＣＡＭ＿ＺとＲＯＴ＿Ａは、図１２よりも時間軸を拡大して表示されている。
【００４８】
上述したように、第１計測部４２は、受光部４２Ｂで受光した反射光の量に応じた信号ＲＯＴ＿Ａを出力する。ここでは、図１１のようにローター１２２には周方向に１２個の第１反射部１２４が形成されているから、ローター１２２が１回転するごとに、第１計測部４２は、１２個のパルス状波形を含む信号ＲＯＴ＿Ａを出力する。
【００４９】
また、第２計測部４３は、受光部４３Ｂで受光した反射光の量に応じた信号ＲＯＴ＿Ｚを出力する。ここでは、ローター１２２に１個の第２反射部１２５が形成されているから、ローター１２２が１回転するごとに、第２計測部４３は、１個のパルス状波形を含む信号ＲＯＴ＿Ｚを出力する。
【００５０】
カム側計測部４１は、上述のとおり、受光部４１Ｂで受光した反射光の量に応じた信号ＣＡＭ＿Ｚを出力する。カム１１には１個のカム側反射部１１１が形成されているから、カム１１が１回転するごとに、カム側計測部４１は、１個のパルス状波形を含む信号ＣＡＭ＿Ｚを出力する。
【００５１】
ここでは、カム１１が１回転する間にローター１２２は４０回転するから、カム側計測部４１の出力信号ＣＡＭ＿Ｚの１周期において、ローター１２２に対応する第１計測部４２の出力信号ＲＯＴ＿Ａに含まれるパルスの数は、４０×１２＝４８０である。信号ＲＯＴ＿Ａにおけるパルスの立上りと立下りをそれぞれ１カウントとすれば、図１２のように、カム１１の１回転あたり０〜９５９までの９６０カウントが計測されることになる。
【００５２】
ところで、カム１１の回転角度を正確に計測するべく信号ＲＯＴ＿Ａを信号ＣＡＭ＿Ｚの周期と正確に対応付けるためには、信号ＣＡＭ＿Ｚに含まれるエッジは、例えば図１２のように、急峻であることが理想的である。しかし、実際には、図１３のように信号ＣＡＭ＿Ｚのエッジは鈍っている。これは、ローター１１２の回転に対してカム１１の回転が緩慢であることから、信号ＣＡＭ＿Ｚの変化が信号ＲＯＴ＿Ａに対して緩やかであるためである。その結果、信号ＣＡＭ＿Ｚに含まれるエッジが検出されるタイミングは、図１４において実線と破線で示したように、周期によって幾らかずれる。したがって、信号ＣＡＭ＿Ｚから直接的に信号ＲＯＴ＿Ａの信号原点を決定しようとする場合、信号ＲＯＴ＿Ａの信号原点の再現性が低い。そこで、本実施形態では、次のように信号ＣＡＭ＿Ｚから信号ＲＯＴ＿Ａの信号原点を決定する。
【００５３】
図１４は、信号ＲＯＴ＿Ａの信号原点を特定する手順を示すフローチャートである。図１２も参照しながら、本実施形態における信号原点の特定について説明する。
【００５４】
まず、ステップＳ１１において、制御部５０は、信号ＣＡＭ＿Ｚのパルス状波形の立ち上がりエッジを検出する。次に、ステップＳ１２において、図１２において信号ＣＡＭ＿ＺからＲＯＴ＿Ｚへの矢印で示すように、制御部５０は、信号ＣＡＭ＿Ｚのエッジが検出された直後に出現する信号ＲＯＴ＿Ｚのエッジを検出する。上述したとおり信号ＲＯＴ＿Ｚはローター１２２の１回転を周期とする信号であるから、信号ＣＡＭ＿Ｚのエッジが検出されるタイミングは信号ＲＯＴ＿Ｚに対して一定である。したがって、上記処理により、信号ＲＯＴ＿Ｚのエッジを再現性よく検出することができる。そして、ステップＳ１３において、図１２において信号ＲＯＴ＿ＺからＲＯＴ＿Ａへの矢印で示すように、制御部５０は、信号ＲＯＴ＿Ｚのエッジが検出された直後に出現する信号ＲＯＴ＿Ａのエッジを検出し、このエッジを信号原点として決定する。信号ＲＯＴ＿ＡとＲＯＴ＿Ｚは上述のとおり第１及び第２反射部１２４，１２５において反射された光の光量に由来するところ、第１及び第２反射部１２４，１２５は共にローター１２２上に形成されており、信号ＲＯＴ＿Ａは信号ＲＯＴ＿Ｚの周期と正確に対応している。したがって、上述した処理により、信号ＲＯＴ＿Ａの信号原点を再現性よく決定することができる。
【００５５】
＜ポンプ原点出し処理＞
図１５は、ポンプ原点出しを説明するための模式図である。図１６は、ポンプ原点出しの処理手順を示すフローチャートである。図９も参照しつつ、以下、ポンプ原点出し処理について説明する。
【００５６】
信号原点が決定された後、ポンプ原点を決定する処理が行われる。信号原点は、再現性の観点から決定されることから、定量送液の制御の観点から定められるべきポンプ原点とは一致しないためである。
【００５７】
・ポンプ原点について
ここでは、逆流分が戻る位置、つまり、図９におけるカム１１の基準位置をポンプ原点とする。このようにポンプ原点を設定することで、液体の輸送量における１周期中の輸送期間と間欠期間（定常期間、逆流期間及び復帰期間を含む）との境界が１つで済むことから、例えば制御に必要な変数を少なくすることができる等、定量輸送の制御が簡単になるためである。
【００５８】
ポンプ原点に対応するカム１１の回転角度は、画像処理によって容易に求めることができる。ここでは、説明の便宜上、図１５のように、カム１１の回転軸から径方向に伸びる矢印付き実線をポンプ原点と定めることとする。
【００５９】
・ポンプ原点出し処理の手順
カム１１を信号原点に対応する回転角度に合わせたうえで、ポンプ原点出し処理を開始する。
【００６０】
まず、ステップＳ２１において、信号ＲＯＴ＿Ａの１カウントに相当する角度だけカム１１を回転させる。つまり、信号ＲＯＴ＿Ａにおいて信号原点からカウントした値Ｚが１つ増えるように、例えば製造ラインに設けられるカム回転部によってカムを回転させる。なお、ステップＳ２１が実行されるごとに値Ｚは１つ増加することになる。
【００６１】
次に、ステップＳ２２においてカム１１の画像を撮影する。画像の撮影は、例えば製造ラインに設けられたカメラ（撮像部）を用いて行われる。
【００６２】
そして、ステップＳ２３において、撮影された画像を解析してカム１１の回転角度を検出する。具体的には、第１実施形態では、撮影された画像からカム１１の突起部１１Ａのエッジを検出することで突起部１１Ａの位置を検出する。ここでカム１１の突起部１１Ａのエッジを検出することとしたのは、突起部１１Ａがカム１１の回転軸から離れていることから、信号ＲＯＴ＿Ａの１カウントに相当する角度の回転に対してカム１１の突起部１１Ａの変位が十分大きいので、カム１１の回転角度の微小な変化でもカム１１の突起部１１Ａの変化に現れるためである。つまり、エッジ検出の精度を向上させることができる。
【００６３】
その後、ステップＳ２４において、カム１１の回転角度がポンプ原点に到達しているか否かを判定する。カム１１がポンプ原点に到達していると判定された場合、次のステップＳ２５に進み、カム１１の回転角度がポンプ原点に到達していないと判定された場合、ステップＳ２１へ戻る。ステップＳ２５ではカウント値Ｚを制御部５０の記憶部５２に記憶させ、一連の処理を終了する。
【００６４】
このようにして、ポンプ原点に対応する信号ＲＯＴ＿Ａ上の位置は、信号原点から値Ｚだけ後れたエッジに決まる。
【００６５】
ポンプ原点出し処理の後、制御部５０は、次のように液体の輸送を行う。まず、制御部５０は、圧電アクチュエータ１２１を駆動し、ローター１２２及びカム１１を回転させ、信号ＣＡＭ＿Ｚのエッジを検出する。そして、制御部５０は、信号ＣＡＭ＿Ｚのエッジを検出した直後に検出される信号ＲＯＴ＿Ｚのエッジに基づき、その直後に検出される信号ＲＯＴ＿Ａのエッジ（信号原点）を検出する。制御部５０は、信号原点の検出後からの信号ＲＯＴ＿Ａのエッジを計数し、記憶部５２に記憶されたエッジ数Ｚに達するまで更にローター１２２及びカム１１を回転させる。そして、計数されたエッジ数がＺに達したとき、カム１１は、ポンプ原点に対応する回転角度になる。そこで、制御部５０は、図９に示すように、ポンプ原点（図９の０度に相当する基準位置）から６０度までの輸送期間においてはカム１１を一定の回転角度で回転させ、６０度に達したら間欠期間をスキップするように９０度まで回転させる。これにより、液体の蓄積輸送量を時間に対して直線的に増加させることができる。つまり、液体の高精度な輸送が実現される。
【００６６】
上記のとおり、第１実施形態では、信号ＣＡＭ＿Ｚのエッジを検出した直後に検出される信号ＲＯＴ＿Ｚのエッジに基づき、その直後に検出される信号ＲＯＴ＿Ａのエッジを信号ＲＯＴ＿Ａの信号原点（基準点）と定める。そして、信号ＲＯＴ＿Ａの信号原点から１カウント分だけカム１１を回転させ、その後に止めてカム１１を撮影する。このようにして撮影した画像を解析して得たカム１１の突起部１１Ａの位置から、カム１１がポンプ原点に到達したことを判定する。その後、信号ＲＯＴ＿Ａの信号原点から、カム１１がポンプ原点に到達するまでのカウント値Ｚを記憶部５２に記憶する。したがって、信号ＲＯＴ＿Ａの信号原点からカウント値Ｚだけカム１１を回転させた位置がポンプ原点と定められるから、信号原点とポンプ原点との関係を簡便に求めることができる。
【００６７】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図１７は、第２実施形態におけるポンプ部５の一例を示す概要図である。
【００６８】
第２実施形態では、ポンプ原点出し処理のステップＳ２３におけるカム１１の回転角度の検出方法が変更されている。つまり、カム１１の突起部１１Ａのそれぞれには、図１７に示されるように、細線や十字のような位置検出用マークＭ１が記されている。そして、ステップＳ２２において撮影されたカム１１の画像を解析してマークＭ１の位置を検出し、検出結果に基づいてカムの回転角度を検出する。ここで、カム１１の突起部１１Ａ上に位置検出用マークＭ１を記すのは、このマークＭ１がカム１１の回転軸から離れていることから、信号ＲＯＴ＿Ａの１カウントに相当する角度の回転に対してマークＭ１の変位が十分大きく、よってエッジ検出の高精度化を図ることができるためである。
【００６９】
上記のとおり、第２実施形態では、カム１１の突起部１１Ａに位置検出用マークＭ１が記されており、カム１１を撮影した画像を解析して得たマークＭ１の位置関係から、カム１１がポンプ原点に到達したことを判定する。そして、信号ＲＯＴ＿Ａの信号原点からカウント値Ｚだけカム１１を回転させた位置がポンプ原点と定められるから、信号原点とポンプ原点との関係を簡便に求めることができる。
【００７０】
＝＝＝第３実施形態＝＝＝
図１８は、第３実施形態ポンプ部５の一例を示す概要図である。図９及び図１０も参照しつつ、第３実施形態について説明する。
【００７１】
第３実施形態でも、ポンプ原点出し処理のステップＳ２３におけるカム１１の回転角度の検出方法が変更されている。つまり、画像解析によってフィンガー２２の位置を検出し、検出結果に基づいてカム１１の回転角度を判定する。フィンガー２２の位置の検出方法としては、例えば、ステップＳ２２において撮影された画像を用いてフィンガー２２のエッジを検出し、検出されたフィンガー２２の位置からカム１１の回転角度を判定することができる。例えばフィンガー２２Ａ〜２２Ｇが図１０Ｂのような位置関係のときにカム１１が図９における基準位置に到達するというように、フィンガー２２の位置関係はカム１１の回転角度と対応付けられるので、フィンガー２２が所定の配置を取ったことを検出することでカム１１の基準位置への到達を知ることができる。
【００７２】
あるいは、図１８のように予めフィンガー２２上に位置検出用マークＭ２を記しておき、撮影された画像における位置検出用マークＭ２の変化からカム１１の回転角度を判定してもよい。なお、図１８では、全てのフィンガー２２にマークＭ２が記されているが、カム１１の回転角度を特定することができる限り、一部のフィンガー２２にマークＭ２を記してもよい。
【００７３】
上記のとおり、第３実施形態では、カム１１を撮影した画像を解析して得たフィンガー２２の位置関係から、カム１１がポンプ原点に到達したことを判定する。そして、信号ＲＯＴ＿Ａの信号原点からカウント値Ｚだけカム１１を回転させた位置がポンプ原点と定められるから、信号原点とポンプ原点との関係を簡便に求めることができる。
【００７４】
＝＝＝その他＝＝＝
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。例えば、第１実施形態と第３実施形態とを併用してポンプ原点を求めても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１  液体輸送装置、５  ポンプ部、
１０  本体、１１  カム、１２  駆動機構、１９  電池
１１１  カム側反射部、
１２１  圧電アクチュエータ、１２２  ローター、１２３  減速伝達機構、１２３Ａ  伝達車、１２４  第１反射部、１２５  第２反射部
２０  カートリッジ、２１  チューブ、２２  フィンガー、
２５  チューブ案内壁、２６  貯留部、
３０  パッチ、
４０  計測部、４１  カム側計測部、４２  第１計測部、４３  第２計測部
５０  制御部、５１  カウンター、５２  記憶部、５３  演算部、５４  ドライバー
Ｍ１，Ｍ２  位置検出用マーク
【図１】
2015143487.tif 000003
【図２】
2015143487.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015143487.tif 000008
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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