(57)【要約】【課題】短時間のうちに非破壊でチューブの内径を測定できるチューブの測定方法及びそれを用いた流体輸送装置の製造方法並びに流体輸送装置を提供する。【解決手段】チューブの測定方法は、チューブ５０の長手方向の長さＬを測定すること、第１の物質ａを充填した状態でのチューブ５０の第１の重量を測定すること、第２の物質ｗを充填した状態でのチューブ５０の第２の重量Ｍwaterを測定すること、第１の重量Ｍairと第２の重量Ｍwaterとの差分からチューブ５０の内容積Ｖを算出すること、内容積Ｖと長さＬとにより、チューブ５０の平均断面積Ｓを算出すること、及び、平均断面積Ｓより、チューブ５０の内径ＩＤを算出すること、を含む。【選択図】図８
2012219686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブの長手方向の長さを測定すること、
第１の物質を充填した状態での前記チューブの第１の重量を測定すること、
第２の物質を充填した状態での前記チューブの第２の重量を測定すること、
前記第１の重量と前記第２の重量との差分から前記チューブの内容積を算出すること、
前記内容積と前記長さとにより、前記チューブの平均断面積を算出すること、及び、
前記平均断面積より、前記チューブの内径を算出すること、
を含むことを特徴とするチューブの測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のチューブの測定方法において、
前記第１の物質は空気であり、前記第２の物質は水であることを特徴とするチューブの測定方法。
【請求項３】
流体を収容するリザーバーと、前記リザーバーに連通する弾性を有するチューブと、前記チューブを円弧状に保持するチューブ案内壁と、前記チューブの内側に配置され、外周部にｎ個の突起部を有する回転押圧板と、前記チューブと前記回転押圧板の間に、前記回転押圧板の回転中心方向から放射状に配置される複数の押圧軸と、を有し、前記突起部により前記複数の押圧軸を流体の流動方向に順次押動し、前記チューブの圧閉と開放とを繰り返して流体を流動する流体輸送装置であって、
前記回転押圧板に回転力を与える駆動ローターと、
前記駆動ローターと前記回転押圧板とを連結する減速伝達機構と、
前記回転押圧板の回転角度を検出する第１検出部と、
前記駆動ローターと前記減速伝達機構のいずれか一つの回転角度を検出する第２検出部と、
前記回転押圧板の回転角度に対する累積吐出量との関係を表すデータテーブルと、
前記第１検出部及び前記第２検出部によって得られた前記回転押圧板の回転角度と、前記データテーブルとを照合して、指定累積吐出量に相当する回転角度まで前記駆動ローターを駆動制御する制御部と、
をさらに有し、
前記データテーブルは、前記チューブの基準内径と実測内径との差分から累積吐出量を補正した値を用い、
前記実測内径は、請求項１又は２に記載のチューブの測定方法により測定されたことを特徴とする流体輸送装置。
【請求項４】
流体を収容するリザーバーと、前記リザーバーに連通する弾性を有するチューブと、前記チューブを円弧状に保持するチューブ案内壁と、前記チューブの内側に配置され、外周部にｎ個の突起部を有する回転押圧板と、前記チューブと前記回転押圧板の間に、前記回転押圧板の回転中心方向から放射状に配置される複数の押圧軸と、を有し、前記突起部により前記複数の押圧軸を流体の流動方向に順次押動し、前記チューブの圧閉と開放とを繰り返して流体を流動する流体輸送装置の製造方法であって、
前記回転押圧板に回転力を与える駆動ローターと、
前記駆動ローターと前記回転押圧板とを連結する減速伝達機構と、
前記回転押圧板の回転角度を検出する第１検出部と、
前記駆動ローターと前記減速伝達機構のいずれか一つの回転角度を検出する第２検出部と、
前記回転押圧板の回転角度に対する累積吐出量との関係を表すデータテーブルと、
前記第１検出部及び前記第２検出部によって得られた前記回転押圧板の回転角度と、前記データテーブルとを照合して、指定累積吐出量に相当する回転角度まで前記駆動ローターを駆動制御する制御部と、
をさらに有し、
請求項１又は２に記載のチューブの測定方法により、前記チューブの実測内径を測定すること、
前記チューブの基準内径と前記実測内径との差分から累積吐出量を補正すること、
を含むことを特徴とする流体輸送装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブの測定方法及びそれを用いた流体輸送装置の製造方法並びに流体輸送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体を低速で輸送する装置として蠕動駆動方式のポンプがある。蠕動駆動方式のポンプとしては、流体の輸送流路である弾性を有するチューブをカム手段を用いて複数のフィンガーを上流側から下流側に向かって順次押動し、複数のフィンガーによりチューブを圧閉して液体を押し出すように吐出する構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、半導体デバイスである集積回路（ＩＣ）や大規模集積回路（ＬＳＩ）などを形成するシリコンウエーハーに熱処理を施して、該シリコンウエーハーの表面に多結晶シリコン、窒化シリコン等のＣＶＤ（化学蒸着）膜を生成する際に用いられる石英炉心管などで代表されるチューブの測定方法及び装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００１−５１５５５７号公報
【特許文献２】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】
しかしながら、特許文献１のように、弾性を有するチューブの内径（流体流動部の直径）は、製造上のばらつきがあり、このことから同一駆動条件で駆動してもチューブの内径の変動に起因する吐出量の変動が発生してしまう虞があった。
【０００６】
また、特許文献２の構成は、大型の管を測定する技術であり、マイクロチューブには適用できないという問題があった。
【０００７】
さらに、レーザー測定法や光干渉法、マイクロフォーカスＸ線を利用した方法、光の屈折の違いを利用した方法などが提案されているが、どれも工程で高精度に測定することに適していなかった。また工具顕微鏡などで、断面を見る方法もあるが、非破壊ではできなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］チューブの長手方向の長さを測定すること、第１の物質を充填した状態での前記チューブの第１の重量を測定すること、第２の物質を充填した状態での前記チューブの第２の重量を測定すること、前記第１の重量と前記第２の重量との差分から前記チューブの内容積を算出すること、前記内容積と前記長さとにより、前記チューブの平均断面積を算出すること、及び、前記平均断面積より、前記チューブの内径を算出すること、を含むことを特徴とするチューブの測定方法。
【００１０】
これによれば、本測定方法は、短時間のうちに非破壊でチューブの内径を測定することができるので、このチューブを用いる製品の製造工程においてインラインでチューブの内径の測定を行い、規定内の内径のチューブをセットした製品のみを後工程に回すことができる。また、チューブの内容積から内径を算出するため、高精度に測定することが可能となる。後述する精度を保つための補正値は、この内容積から算出されるので、チューブの内径の高精度な測定は、ポンプの精度を高く保つことを可能とする。
【００１１】
［適用例２］上記チューブの測定方法であって、前記第１の物質は空気であり、前記第２の物質は水であることを特徴とするチューブの測定方法。
【００１２】
これによれば、第１及び第２の物質の選定が容易に行える。また、空気、水は、引火性がないので、安全であり、かつ、低コストである。それ故、製造工程において、チューブの測定に用いるのに適している。
【００１３】
［適用例３］流体を収容するリザーバーと、前記リザーバーに連通する弾性を有するチューブと、前記チューブを円弧状に保持するチューブ案内壁と、前記チューブの内側に配置され、外周部にｎ個の突起部を有する回転押圧板と、前記チューブと前記回転押圧板の間に、前記回転押圧板の回転中心方向から放射状に配置される複数の押圧軸と、を有し、前記突起部により前記複数の押圧軸を流体の流動方向に順次押動し、前記チューブの圧閉と開放とを繰り返して流体を流動する流体輸送装置であって、前記回転押圧板に回転力を与える駆動ローターと、前記駆動ローターと前記回転押圧板とを連結する減速伝達機構と、前記回転押圧板の回転角度を検出する第１検出部と、前記駆動ローターと前記減速伝達機構のいずれか一つの回転角度を検出する第２検出部と、前記回転押圧板の回転角度に対する累積吐出量との関係を表すデータテーブルと、前記第１検出部及び前記第２検出部によって得られた前記回転押圧板の回転角度と、前記データテーブルとを照合して、指定累積吐出量に相当する回転角度まで前記駆動ローターを駆動制御する制御部とを、さらに有し、前記データテーブルは、前記チューブの基準内径と実測内径との差分から累積吐出量を補正した値を用い、前記実測内径は、上記に記載のチューブの測定方法により測定されたことを特徴とする流体輸送装置。
【００１４】
これによれば、チューブの内容積から内径を算出するため、高精度に測定することが可能となり、吐出精度を格段に向上させた流体輸送装置が提供できる。
【００１５】
［適用例４］流体を収容するリザーバーと、前記リザーバーに連通する弾性を有するチューブと、前記チューブを円弧状に保持するチューブ案内壁と、前記チューブの内側に配置され、外周部にｎ個の突起部を有する回転押圧板と、前記チューブと前記回転押圧板の間に、前記回転押圧板の回転中心方向から放射状に配置される複数の押圧軸と、を有し、前記突起部により前記複数の押圧軸を流体の流動方向に順次押動し、前記チューブの圧閉と開放とを繰り返して流体を流動する流体輸送装置の製造方法であって、前記回転押圧板に回転力を与える駆動ローターと、前記駆動ローターと前記回転押圧板とを連結する減速伝達機構と、前記回転押圧板の回転角度を検出する第１検出部と、前記駆動ローターと前記減速伝達機構のいずれか一つの回転角度を検出する第２検出部と、前記回転押圧板の回転角度に対する累積吐出量との関係を表すデータテーブルと、前記第１検出部及び前記第２検出部によって得られた前記回転押圧板の回転角度と、前記データテーブルとを照合して、指定累積吐出量に相当する回転角度まで前記駆動ローターを駆動制御する制御部とを、さらに有し、上記に記載のチューブの測定方法により、前記チューブの実測内径を測定すること、前記チューブの基準内径と前記実測内径との差分から累積吐出量を補正すること、を含むことを特徴とする流体輸送装置の製造方法。
【００１６】
これによれば、チューブの内容積から内径を算出するため、流体輸送装置の吐出性能（補正値）を管理でき、高精度な流体輸送装置が量産可能となる。また、短時間のうちに非破壊でチューブの内径を測定できるので、このチューブを用いる流体輸送装置の製造工程においてインラインでチューブの内径の測定を行い、規定内の内径のチューブをセットした流体輸送装置のみを後工程に回すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る流体輸送装置の概略構成を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ切断面を示す部分断面図。
【図３】本実施形態に係る制御部及び第１検出部、第２検出部の１例を示す構成図。
【図４】本実施形態に係るカムの回転基準位置を表す検出マーカーを示す平面図。
【図５】本実施形態に係る駆動ローターの回転角度を表す検出マーカーを示す平面図。
【図６】本実施形態に係るカムの回転角度と累積吐出量との関係を表すグラフ。
【図７】本実施形態に係るデータテーブルの１例を示す表。
【図８】本実施形態に係るチューブの内径の測定方法を示す図。
【図９】本実施形態に係るチューブの内径の測定方法を示す図。
【図１０】本実施例に係るチューブの実測データを示す表。
【図１１】本実施例に係るチューブの実測データの相関分析を示す図。
【図１２】本実施形態に係る流体輸送装置の駆動方法の主要なステップを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明は、微量の流体を低速で吐出する用途に広く適用可能であるが、以下の実施形態は、薬液を生体内に注入するために用いられる流体輸送装置、及びこの流体輸送装置の駆動方法の１例を例示して説明する。よって、ここで用いられる流体は薬液等の液体である。なお、以下の説明で参照する図は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
【００１９】
（流体輸送装置）
図１は、本実施形態に係る流体輸送装置の概略構成を示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ切断面を示す部分断面図である。図１、図２において、流体輸送装置１は、液体を収容するリザーバー１４と、リザーバー１４に連通し弾性を有するチューブ５０と、チューブ５０を圧閉する複数の押圧軸としてのフィンガー４０〜４６と、フィンガー４０〜４６をチューブ５０に向かって押動する回転押圧板としてのカム２０と、カム２０の駆動源としての駆動ローター１２０と、カム２０と駆動ローター１２０とを連結する減速伝達機構２と、これらを保持する第１機枠１５と第２機枠１６と、から構成されている。
【００２０】
チューブ５０は、第１機枠１５に形成された円弧形状のチューブ案内壁１５ｃによって部分的に円弧形状に成形され、一方の端部はリザーバー１４に連通し、他方の端部は外部に延在されている。チューブ案内壁１５ｃの円弧中心はカム２０の回転中心Ｐ１と一致しており、チューブ５０とカム２０との間にフィンガー４０〜４６が配設されている。フィンガー４０〜４６は、カム２０の回転中心Ｐ１方向から等角度で放射状に配置されている。
【００２１】
フィンガー４０〜４６は同じ形状をしており、フィンガー４３を例示し図２を参照して形状を説明する。フィンガー４３は、棒状の軸部４３ａと、軸部４３ａの一方の端部に鍔状に形成される鍔部４３ｂと、他方の端部に半球状に形成されるカム当接部４３ｃとから構成されており、本実施形態では金属材料又は剛性の高い樹脂材料からなる。なお、フィンガー４３の軸方向に垂直な断面形状は円形又は四角形である。
【００２２】
カム２０は、図２に示すように、カム軸２６と、カム軸２６に軸止されるカム歯車２８とカム体２１と、から構成され、第１機枠１５及び第２機枠１６とによって軸支されている。カム体２１は、図１に示すように、外周部に４箇所の突起部２２，２３，２４，２５を有している。突起部２２，２３，２４，２５の周方向のピッチ、各形状は同じである。突起部２２〜２５がフィンガー４０〜４６を上流側から下流側に順次押動していく押動部である。よって以降、フィンガー押動部と表記する。なお、リザーバー１４に近い方を上流側、遠い方を下流側とする。
【００２３】
また、カム体２１には、フィンガー４０〜４６を開放（つまり、チューブ５０を開放）する領域から、フィンガー押動部２２，２３，２４，２５それぞれに緩やかに連続する斜面部２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａが形成されている。
【００２４】
続いて、減速伝達機構２の構成について図１、図２を参照して説明する。減速伝達機構２は、カム歯車２８と、伝達車１１０と、ローター軸１２１に軸止されるローターピニオン１２２と、から構成されている。伝達車１１０は、ピニオン１１３が形成される伝達車軸１１１と伝達歯車１１２とから構成されている。駆動ローター１２０は、ローター軸１２１と、ローターピニオン１２２と、ローター軸１２１に軸止される検出板１２３とを有する。伝達車１１０と駆動ローター１２０とは、カム２０と共に第１機枠１５と第２機枠１６とによって軸支されている。ここで、駆動ローター１２０の回転は、上述した減速伝達機構２によって所定の減速比でカム２０に伝達される。本実施形態では、減速比を４０として説明する。つまり、駆動ローター１２０の１回転は、カム２０の１／４０回転に相当する。なお、駆動ローター１２０の回転中心をＰ２とする。
【００２５】
駆動ローター１２０を回転する駆動源は振動体１３０である。振動体１３０は、圧電素子１３１と、腕部１３２と、ローター軸１２１の側面に当接される凸部１３３と、から構成されている。振動体１３０は、第１機枠１５に植立された固定軸１３５に腕部１３２が螺子で螺着固定される。なお、振動体１３０の構成及び駆動方法は、特開２００３−３５２８１号公報（図３、図４、参照）に記載の振動体を適用できるので説明を省略する。振動体１３０の駆動は、制御部１４０（図１、参照）に含まれるドライバー１４１によって制御される。
【００２６】
続いて、制御部１４０及び第１検出部、第２検出部の構成について図２、図３を参照して説明する。
図３は、本実施形態に係る制御部１４０及び第１検出部、第２検出部の１例を示す構成図である。第１検出部は、カム２０の回転位置を検出する第１検出センサー１５１と、第１検出回路１４２と、から構成される。第１検出センサー１５１は、発光素子と受光素子（共に図示は省略）とからなる光学式センサーである。また、第１検出センサー１５１に対向するカム歯車２８の表面には、回転位置を表す検出マーカー３０が設けられており、発光素子から射出された光を検出マーカー３０で反射し、この反射光を受光素子で検出する。
【００２７】
第２検出部は、駆動ローター１２０の回転角度を検出する第２検出センサー１５２と、第２検出回路１４３と、から構成される。第２検出センサー１５２は、発光素子と受光素子（共に図示は省略）とからなる光学式センサーである。また、第２検出センサー１５２に対向する検出板１２３の表面には、駆動ローター１２０の回転角度を表す検出マーカー３５が設けられており、発光素子から射出された光を検出マーカー３５で反射し、この反射光を受光素子で検出する。
【００２８】
なお、検出マーカー３０，３５については、図４、図５を参照して後述する。また、第１検出センサー１５１及び第２検出センサー１５２は、反射型のセンサーを例示したが透過型のセンサーでもよく、磁気センサーや超音波センサー等の非接触式センサー、接点式センサーを採用することもできる。
【００２９】
制御部１４０は、上述した第１検出回路１４２、第２検出回路１４３で検出したデータと、データテーブルとを格納する記憶部１４４と、データテーブルと検出データとを照合し、指定累積吐出量（希望累積吐出量）に相当する回転位置にカム２０を回転させるための駆動ローター１２０の回転角度を算出する演算部１４５と、振動体１３０を所定の周波数及び算出された時間だけ駆動するドライバー１４１と、を有する。
【００３０】
次に、検出マーカー３０，３５の１例について図４、図５を参照して説明する。
図４は、本実施形態に係るカム２０の回転基準位置を表す検出マーカー３０を示す平面図である。なお、図４は第１検出センサー１５１に対向する面を表示している。検出マーカー３０は、カム歯車２８の表面に回転中心Ｐ１から等距離、等角度間隔で放射状に形成されている。本実施形態では、周方向に４等分割した場合を例示し、カム体２１には４箇所のフィンガー押動部としての突起部２２〜２５の位置を検出マーカー３０で示している。したがって、突起部２２〜２５の数と検出マーカー３０の数（分割数）は一致し、検出マーカー３０間の角度は９０度である。
【００３１】
なお、カム体２１の突起部２２〜２５の頂点部は、回転中心Ｐ１を中心とする同心円で形成され、Ｄ領域はチューブ５０を圧閉する範囲であり、この領域ではチューブ圧閉状態を維持するため液体を送液しない。また、Ｅ領域は、フィンガー４０〜４６が突起部２２〜２５との係合が解除される範囲である。つまり、チューブ５０を開放する領域である。なお、検出マーカー３０の位置は、４等分割された位置であれば図４に図示した位置には限定されない。
【００３２】
図５は、本実施形態に係る駆動ローター１２０の回転角度を表す検出マーカー３５を示す平面図である。検出マーカー３５は、検出板１２３の表面に回転中心Ｐ２から等距離、等角度間隔で放射状に形成されている。なお、本実施形態では検出マーカー３５は、周方向に１２等分割した場合を例示している。よって、隣り合う検出マーカー３５間の角度は３０度である。
【００３３】
ここで、駆動ローター１２０からカム２０までの減速比を１／４０とすると、駆動ローター１２０の１回転でカム２０は１／４０回転（９度回転）することになる。検出マーカー３５は１２分割されているので駆動ローター１２０の回転分解能は３０度であり、カム２０の回転分解能は３０／４＝０．７５度となる。
【００３４】
なお、検出マーカー３５の分割数は１２分割に限らず、カム２０の角度分解能の要求に応じて、又は減速比、又は第２検出センサー１５２の角度検出分解能に応じて適切に設定される。検出マーカー３０の分割は、突起部の数に対応する分割数にするか、又は１個にする。１個の場合は、カム２０の１回転に１回の検出となる。また、検出マーカー３５の数（分割数）は検出マーカー３０の数の整数倍とする。
【００３５】
また、第２検出部を設ける位置は、駆動ローター１２０に限定されず、減速伝達機構２のいずれかに設けることができる。例えば、伝達車１１０の伝達歯車１１２位置に検出マーカー３５を形成し、この検出マーカー３５に対向する位置に第２検出センサー１５２を配置してもよい。この場合には、減速比が変化するため、カム２０の回転速度と減速比と検出マーカー３５の分割数を適宜設定する。
【００３６】
なお、検出マーカー３０，３５は、光を反射するか、光を吸収する材料にする。あるいは、カム歯車２８、検出板１２３を貫通する孔を設ける構造でもよい。
【００３７】
（液体吐出作用）
次に、液体吐出作用について図１を参照して説明する。ドライバー１４１から駆動信号が圧電素子１３１に入力されると、振動体１３０の凸部１３３が楕円振動し、駆動ローター１２０を時計回りに回転させる。駆動ローター１２０の回転力は、減速伝達機構２を介して減速比１／４０でカム２０を時計回りに回転させる。図１で示す状態は、突起部２３がフィンガー４４を押動し、チューブ５０を圧閉している状態を示している。フィンガー４５，４６は、カム体２１の斜面部２３ａにあるためチューブ５０を完全には圧閉していない。
【００３８】
また、フィンガー４１，４２，４３は、カム体２１の斜面部２２ａに達していないためチューブ５０は開放されている。フィンガー４０は斜面部２２ａにかかり始めている状態で、まだチューブ５０は開放状態である。チューブ５０の圧閉されていない領域には流体（液体）が入り込んでいる。
【００３９】
さらにカム２０を時計回りに回転させることにより、フィンガー４０〜４６をカム２０の回転方向に上流側から下流側に向かって押動し、チューブ５０の圧閉〜開放〜圧閉を繰り返し、これらフィンガー４０〜４６の蠕動運動により液体をカム２０の回転方向に輸送し吐出する。なお、複数のフィンガー４０〜４６のうち少なくとも一つ、好ましくは二つが、チューブ５０を常時圧閉するように構成されている。
【００４０】
次に、カム２０の回転角度と累積吐出量との関係について説明する。
図６は、本実施形態に係るカム２０の回転角度と累積吐出量との関係を表すグラフである。横軸にカム２０の回転角度、縦軸に累積吐出量（μｌ：マイクロリットル）を表す。なお、グラフはカム回転速度が一定の場合であって、カム回転角度と累積吐出量とは実測値を表し、チューブ内径が基準内径（設計値）の場合である。このグラフが、後述するデータテーブル作成の基礎となるものである。
【００４１】
カム２０が回転基準位置（検出マーカー３０が検出された位置：０度）から回転していくと、累積吐出量は徐々に増加していく。そして、６５度回転したときの累積吐出量は１．６７μｌであり、それ以降８５度の位置までのＤ領域では累積吐出量は増減せずほぼ一定である。これは、フィンガー４６がカム２０の突起部２３に乗り上げている状態で、チューブ５０を圧閉している状態が継続している範囲（図４のＤ領域）である。
【００４２】
さらに、カム２０が回転され８５度を超えた回転位置から９０度に達する回転位置までに累積吐出量は１．５μｌまで減少する。この状態は吐出された液体が０．１７μｌ逆流していることを示している。この現象は、最下流側のフィンガー４６がカム２０の突起部との係合が解除されてチューブ５０が開放されると、フィンガー４６によって圧閉されていたチューブ５０の容積部分が負圧となり液体の逆流が発生するためである。カム２０をさらに回転すると、回転基準位置から９０度まで回転したときと同様な勾配の累積吐出量となる。
【００４３】
したがって、１．５μｌの累積吐出量を得るためには、カム２０を回転基準位置から９０度回転させる必要があり、図中ピークの１．６７μｌ吐出させるには回転基準位置から９６度まで回転させる必要がある。このような考え方によれば、回転基準位置を第１検出センサー１５１でカウントした数と９０度未満のカム回転角度から読み取った吐出量とで、累積吐出量を算出できる。例えば、回転基準位置のカウント数をＮ、さらにカム２０が回転基準位置から１７度回転した位置での累積吐出量Ｖは、Ｖ＝１．５Ｎ＋０．４（μｌ）である。
【００４４】
実際には、指定累積吐出量（希望累積吐出量）に対してカム２０をどれくらい回転させるかという管理になる。そして、カム回転角度は駆動ローター１２０の回転数（回転角度）によって律せられる。そこで、図６から累積吐出量に対するカム回転角度を読み取り、そのカム回転角度まで回転させるのに必要な駆動ローター１２０の回転角度を算出してデータテーブルを作成する。続いて、データテーブルを図７に表し説明する。
【００４５】
（データテーブル）
図７は、本実施形態に係るデータテーブルの１例を示す表である。前述したように、累積吐出量は、カム回転角度を回転基準位置（０度）から９０度までを１サイクルとして表すことが可能である。
【００４６】
データテーブルは、本実施形態では累積吐出量を０．１μｌ毎に、各累積吐出量に必要なカム回転角度と、そのカム回転角度だけ回転させるための駆動ローター回転角度を示している。例えば、０．１μｌ吐出する場合の回転基準位置からのカム回転角度は５度である。そして、カム２０を５度回転させるためには、減速比を１／４０とすると駆動ローター１２０を２００度回転させる必要がある。しかし、駆動ローター１２０の検出マーカー３５は３０度単位に附していることから、２００度は検出できず、検出可能な回転角度は１８０度と２１０度となる。そこで、２００度に対して直近の２１０を選択して、駆動ローター１２０を２１０度回転させる。この場合、算出した回転角度より１０度余分に回転させることになるが、減速比が１／４０のため、カム回転角度に換算すると０．２５度となり、吐出量は１／１００μｌ以下であって無視することができる。
【００４７】
したがって、データテーブル中のローター回転角度は、３０度の整数倍で、かつカム回転角度と減速比から算出した回転角度の直近の角度を表示している。
【００４８】
また、チューブ５０を圧閉する蠕動駆動式の流体輸送装置１の単位時間当たりの液体吐出量は、チューブ５０の内径（断面積）とカム２０の回転速度とに依存する。そして、チューブ内径は製造上のばらつきがあることが知られている。図７で表すデータテーブルは、チューブ内径が基準内径（設計値）の場合である。データテーブルは、チューブ５０の基準内径と実測内径との差分から累積吐出量を補正した値を用いる。
【００４９】
基準内径がｄ１ｍｍ、実測内径がｄ２ｍｍの場合、吐出量は（ｄ２／ｄ１）2だけ多くなる。よって、データテーブル中の累積吐出量を（ｄ２／ｄ１）2分補正し、この補正値に対応するカム回転角度、このカム回転角度に必要な駆動ローター回転角度にデータテーブルを書き換える。これは、演算部１４５にチューブ５０の実測内径を外部入力手段（図示せず）から入力し、データテーブルと指定累積吐出量の照合の際、駆動ローター１２０の回転角度を補正することで実現可能である。又は、演算部１４５にチューブ５０の実測内径を外部入力手段から入力し、補正値を加味してデータテーブルを書き換えてもよい。また、記憶部１４４にチューブ５０の実測内径か補正値を入力して、データテーブルを書き換えてもよい。
【００５０】
ここで本実施形態に係るチューブ５０の内径の測定方法を以下の実施例をもとに説明する。
（実施例１）
図８及び９は、本実施形態に係るチューブ５０の内径の測定方法を示す図である。ある寸法にカット（通常は、ポンプの部品寸法）した第１の物質としての空気ａが充填された状態のチューブ５０の重量を第１の重量としての重量測定値Ｍairを測定し、その後、第２の物質としての水ｗをチューブ５０に充填した状態のチューブ５０の重量を第２の重量としての重量測定値Ｍwaterを測定し、その重量差（差分）と空気ａ・水ｗの密度差から内容積を算出する。以下に計算の流れを説明する。
【００５１】
まず、図８（Ａ）に示すように、空気ａが充填された状態のチューブ５０の重量測定値Ｍairを測る。重量測定値Ｍairは以下の式で表される。
Ｍair＝ρair×Ｖ＋Ｍtube      …（１）
ここで、ρairは空気ａの密度、Ｖはチューブ５０の内容積、Ｍtubeはチューブ５０のみの重量である。
【００５２】
次に、図８（Ｂ）に示すように、水ｗを充填した状態でのチューブ５０の重量測定値Ｍwaterを測る。重量測定値Ｍwaterは以下の式で表される。
Ｍwater＝ρwater×Ｖ＋Ｍtube      …（２）
ここで、ρwaterは水ｗの密度である。
【００５３】
次に、式（１）と式（２）との重量差からチューブ５０の内容積Ｖは、以下のように表される。
Ｖ＝（Ｍwater−Ｍair）／（ρwater−ρair）
【００５４】
次に、チューブ５０の長さをＬとすると、チューブ５０の内容積Ｖの平均断面積Ｓは、以下のように表される。
Ｓ＝Ｖ／Ｌ
なお、チューブ５０の長さＬは定規などの既知の手段で測ることが可能である。
【００５５】
したがって、チューブ５０の内径ＩＤは、以下のように表される。
ＩＤ＝２×（Ｓ／３．１４）＾０．５
【００５６】
なお、水ｗを充填する方法としては、図９に示すように、シリンジとニードルとにより内部へ注入することができる。この際、蒸発が起こるため次の重量測定まで、手早く行うことが必要である。雰囲気の湿度を高く保つことで蒸発の誤差を減少させることが望ましい。
【００５７】
（実測データ）
図１０は、本実施例に係るチューブ５０の実測データを示す表であり、図１１は、本実施例に係るチューブ５０の実測データの相関分析を示す図である。前述した測定方法により、異なるチューブＡ〜Ｆの内径ＩＤを測定した。なお、比較データとして、工具顕微鏡によるチューブＡ〜Ｆの内径の測定データも示している。
【００５８】
本実施形態によるチューブ５０の内径ＩＤの測定データは、工具顕微鏡の測定データと２％程度の差があった。これは本実施形態は体積で全体を測定しているのに対し、工具顕微鏡は一断面を測定しているので、本実施形態の方が吐出の状態をより正確に把握できている。例えば、チューブＡの内径ＩＤは０．５７７０ｍｍであり、比較データが０．５９９ｍｍなのでその差は２．２％であった。また、チューブＢの内径ＩＤは０．５５５２ｍｍであり、比較データが０．５６６ｍｍなのでその差は１．１％であった。また、チューブＣの内径ＩＤは０．５５５２ｍｍであり、比較データが０．５６９ｍｍなのでその差は１．４％であった。また、チューブＤの内径ＩＤは０．５６２３ｍｍであり、比較データが０．５７４ｍｍなのでその差は１．２％であった。また、チューブＥの内径ＩＤは０．５９４７ｍｍであり、比較データが０．６０９ｍｍなのでその差は１．４％であった。また、チューブＦの内径ＩＤは０．５５３６ｍｍであり、比較データが０．５４９ｍｍなのでその差は０．５％であった。
【００５９】
また、本実施形態によるチューブ５０の内径ＩＤの測定データと、工具顕微鏡の測定データとは、図１１に示すように、相関関係を示している。
【００６０】
本実施形態によれば、本測定方法は、短時間のうちに非破壊でチューブ５０の内径ＩＤを測定できるので、このチューブ５０を用いる製品の製造工程においてインラインでチューブ５０の内径ＩＤの測定を行い、規定内の内径ＩＤのチューブ５０をセットした製品のみを後工程に回すことができる。また、チューブ５０の内容積Ｖから内径を算出するため、一断面を計測する工具顕微鏡などの平面測定より、断面を累積した体積であるので真の値に近く高精度に測定することが可能となる。
【００６１】
また、空気ａ、水ｗは、引火性がないので、安全であり、かつ、低コストである。それ故、製造工程において、チューブ５０の測定に用いるのに適している。
【００６２】
（実施例２）
本実施例では、チューブ５０の内径ＩＤの測定データの精度が０．１％の誤差が許容される場合、空気ａの重さを無視して行う。これは、空気ａの比重と水ｗの比重との比率が１／１０００程度であることから空気ａの重さを無視しても許容される。以下に計算の流れを説明する。
【００６３】
まず、空気ａが充填された状態のチューブ５０の重量測定値Ｍ０を測る。重量測定値Ｍ０は以下の式で表される。
Ｍ０＝Ｍtube      …（３）
【００６４】
次に、水ｗを充填した状態でのチューブ５０の重量測定値Ｍwaterを測る。重量測定値Ｍwaterは以下の式で表される。
Ｍwater＝ρwater×Ｖ＋Ｍtube      …（４）
【００６５】
次に、式（３）と式（４）との重量差からチューブ５０の内容積Ｖは、以下のように表される。
Ｖ＝（Ｍwater−Ｍ０）／ρwater
【００６６】
次に、実施例１と同様にチューブ５０の長さをＬとすると、チューブ５０の内容積Ｖの平均断面積Ｓは、以下のように表される。
Ｓ＝Ｖ／Ｌ
【００６７】
したがって、チューブ５０の内径ＩＤは、以下のように表される。
ＩＤ＝２×（Ｓ／３．１４）＾０．５
【００６８】
（実施例３）
本実施例ではマイクロポンプ製造工程内で、本測定を行う。本測定の前工程として、チューブ５０が第１機枠１５に形成された円弧形状のチューブ案内壁１５ｃによって部分的に円弧形状に成形され、一方の端部がリザーバー１４に連通し、他方の端部が外部に延在される直前の段階である。
【００６９】
まず、所定の長さにカットされたチューブ５０を用意する。本実施例ではチューブ５０の長さＬは２９ｍｍである。次に、空気ａが充填された状態のチューブ５０の重量測定値Ｍairを測定する。次に、チューブ５０の内部にシリンジとニードルとを用いて水ｗを注入する。次に、水ｗを充填した状態でのチューブ５０の重量測定値Ｍwaterを測定する。次に、チューブ５０の内部より水ｗを排出する。
【００７０】
次に、チューブ５０を組み込む。チューブ５０は、第１機枠１５に形成された円弧形状のチューブ案内壁１５ｃによって部分的に円弧形状に成形されように組み込まれ、一方の端部はリザーバー１４に連通し、他方の端部は外部に延在されるように組み込まれる。以降、次工程へ進む。
【００７１】
本実施形態によれば、チューブ５０の内容積Ｖから内径ＩＤを算出するため、流体輸送装置１の吐出性能（補正値）を管理でき、高精度な流体輸送装置１を量産可能とする。また、短時間のうちに非破壊でチューブ５０の内径ＩＤを測定できるので、このチューブ５０を用いる流体輸送装置１の製造工程においてインラインでチューブ５０の内径ＩＤの測定を行い、規定内の内径ＩＤのチューブ５０をセットした流体輸送装置１のみを後工程に回すことができる。
【００７２】
また、チューブ５０の内容積Ｖから内径ＩＤを算出するため、高精度に測定することが可能となり、吐出精度を格段に向上させた流体輸送装置１が提供できる。
【００７３】
（流体輸送装置の駆動方法）
続いて、本実施形態に係る流体輸送装置１の駆動方法について図面を参照して説明する。
図１２は、本実施形態に係る流体輸送装置１の駆動方法の主要なステップを示すフローチャートである。なお、図１〜６も参照する。
【００７４】
まず、ステップＳ１０において、指定累積吐出量を制御部１４０に入力し、駆動ローター１２０を回転させる。そして、ステップＳ２０において、第１検出センサー１５１によりカム２０の検出マーカー３０の一つを検出した位置で駆動ローター１２０を停止する。
【００７５】
次に、ステップＳ３０において、このときのカム２０の位置を回転基準位置（０度）とし、演算部１４５は累積吐出量を０μｌ、カム回転位置を０度に初期化する。なお、指定累積吐出量の入力はステップＳ３０の後に行ってもよい。
【００７６】
この状態で流体輸送装置１を被注入対象物（生体等）に装着し、ステップＳ４０において、駆動ローター１２０を起動し液体吐出を開始する。
【００７７】
次に、ステップＳ５０において、液体吐出を開始した時点（回転基準位置）からカム２０の回転角度を把握する。カム２０の回転角度は、駆動ローター１２０に附した検出マーカー３５を第２検出センサー１５２で検出、検出数をカウントして角度換算し、減速比を乗じて算出する。
【００７８】
次に、ステップＳ６０において、液体吐出を継続しながらカム２０の回転角度をデータテーブルと照合する。例えば、指定累積吐出量を１μｌとした場合、カム２０の回転角度を１７度（駆動ローター１２０の回転角度が６９０度＝１回転と３３０度に相当）と検出したとすると、データテーブルから現時点の累積吐出量は０．４μｌと読み取ることができる。
【００７９】
次に、ステップＳ７０において、データテーブルとカム２０の回転角度とを照合して指定累積吐出量に相当するカム回転角度に達したかを判定する。本実施形態では、指定累積吐出量１．０μｌに相当するカム回転角度３６度に対して１９度回転不足（累積吐出量は０．６μｌ不足）と判定する。この場合は、そのまま流体吐出（液体吐出）を継続して、ステップＳ５０、Ｓ６０、Ｓ７０を繰り返す。具体的には、カム回転角度３６度に相当する駆動ローター１２０の回転角度は１４４０度であることから不足分は７５０度（２回転と３０度）と算出し、駆動ローター１２０を７５０度分さらに回転すればよい。
【００８０】
なお、指定累積吐出量が１．５μｌ以上の場合にもデータテーブルを用いて必要なカム回転角度を算出できる。例えば、指定累積吐出量を１．９μｌとする場合、カム回転角度９０度で累積吐出量が１．５μｌであるから０．４μｌ不足することになる。よって、データテーブルの０．４μｌに相当するカム回転角度１７度を読み取り、そのときの駆動ローター１２０の回転角度６９０度に３６００度を加えた４２９０度（１１回転と３３０度）まで駆動ローター１２０を回転すればよい。指定累積吐出量が数百μｌの場合も、カム回転角度が回転基準位置（０度）から９０度までを１サイクルとして、端数分の回転角度をデータテーブルから読み取り、その回転角度を加えればよい。つまり、データテーブルは、１サイクル分作成しておけばよいことになる。
【００８１】
カム回転角度が指定累積吐出量に相当するデータテーブル上のカム回転角度に達したと判定したところで、ステップＳ８０において、駆動ローター１２０の駆動を停止し、液体吐出を停止する。そして液体吐出を終了する。
【００８２】
本実施形態によれば、非破壊で内容積を測れるので、μＴＡＳ（Micro-Total Analysis Systems：μ-TAS）と呼ばれる、チップ上に微小な流路や反応室、混合室を設け、さまざまな液体や気体を分析する化学分析デバイスなどの微少流体制御にも応用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１…流体輸送装置  ２…減速伝達機構  １４…リザーバー  １５…第１機枠  １５ｃ…チューブ案内壁  １６…第２機枠  ２０…カム（回転押圧板）  ２１…カム体  ２２〜２５…突起部（フィンガー押動部）  ２２ａ〜２５ａ…斜面部  ２６…カム軸  ２８…カム歯車  ３０，３５…検出マーカー  ４０〜４６…フィンガー（押圧軸）  ４３ａ…軸部  ４３ｂ…鍔部  ４３ｃ…カム当接部  ５０…チューブ  １１０…伝達車  １１１…伝達車軸  １１２…伝達歯車  １１３…ピニオン  １２０…駆動ローター  １２１…ローター軸  １２２…ローターピニオン  １２３…検出板  １３０…振動体  １３１…圧電素子  １３２…腕部  １３３…凸部  １３５…固定軸  １４０…制御部  １４１…ドライバー  １４２…第１検出回路（第１検出部）  １４３…第２検出回路（第２検出部）  １４４…記憶部  １４５…演算部  １５１…第１検出センサー（第１検出部）  １５２…第２検出センサー（第２検出部）。
【図１】
2012219686.tif 000003
【図２】
2012219686.tif 000004
【図３】
2012219686.tif 000005
【図４】
2012219686.tif 000006
【図５】
2012219686.tif 000007
【図６】
2012219686.tif 000008
【図７】
2012219686.tif 000009
【図８】
2012219686.tif 000010
【図９】
2012219686.tif 000011
【図１０】
2012219686.tif 000012
【図１１】
2012219686.tif 000013
【図１２】
2012219686.tif 000014