JP2007100573A - Micro pump - Google Patents

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Akio Mihashi
章男 三橋
Teruo Maruyama
照雄 丸山
Keizaburo Kuramasu
敬三郎 倉増
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microscopic very small-shaped micro pump easy in manufacture, with high transport efficiency, and capable of transporting a large flow rate. <P>SOLUTION: This micro pump comprises a first member 1 having a first electrode part 4 with at least a plurality of electrodes 5 concentrically formed, a second member 2 having a second electrode part 6 oppositely arranged to at least the first electrode part 4, a sealing part 3 having a suction port/delivery port 9 of fluid for maintaining and sealing the periphery between at least the oppositely arranged first member 1 and second member 2 in a predetermined clearance, and a delivery port/suction port 8 formed in any one of a central part surrounded by the first electrode part 4 of the first member 1 and a central part surrounded by the second electrode part 6 of the second member 2. In this case, a voltage signal is impressed between the first electrode part 4 and the second electrode part 6 opposed to its part, and the fluid is transported in a concentric shape by generating electrostatic force. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、塗布装置や液体滴下装置などにおいて、液体など微少流量の制御やその他の用途に用いられるマイクロポンプに関する。   The present invention relates to a micropump that is used for controlling a minute flow rate of liquid or other applications in a coating apparatus or a liquid dropping apparatus.

現在、医療や食品、バイオテクノロジーなどの分野で使用される化学物質の開発や分析評価あるいは遺伝子解析システムにおいて、その開発や評価に相当の人員と時間を要している。そのため、自動合成あるいは自動評価システムが実現すれば、大幅な開発効率の向上が期待できる。   Currently, development and analysis of chemical substances used in fields such as medicine, food, and biotechnology, and genetic analysis systems require considerable personnel and time for development and evaluation. Therefore, if an automatic synthesis or automatic evaluation system is realized, significant improvement in development efficiency can be expected.

一方、自動合成・評価システムに要求される条件として以下が挙げられる。第1に、微少流量であること、第2に、ウエル(反応容器)は超小型化、高密度化できること、第3に、複数ノズル(マルチヘッド)によるディスペンサにより、薬品あるいは検体材料をマトリックス状に配列したウエル内に高速に注入できること、第4に、ポンプ部から吐出ノズルに至る全流路に機械的な摺動部がなく、クリーンであること、などである。   On the other hand, conditions required for an automatic synthesis / evaluation system include the following. First, the flow rate is very small. Second, the well (reaction vessel) can be made ultra-small and high-density. Third, the dispenser with multiple nozzles (multi-heads) allows chemicals or specimen materials to be in a matrix. In other words, it can be injected into the wells arranged at a high speed, and fourthly, there is no mechanical sliding part in the entire flow path from the pump part to the discharge nozzle, and it is clean.

これらの条件を満足させるマイクロポンプとして、平板状の圧電素子を駆動源とするダイアフラム方式のマイクロディスペンサが提案され開発されている(例えば、非特許文献1参照)。   As a micropump that satisfies these conditions, a diaphragm-type microdispenser using a plate-like piezoelectric element as a drive source has been proposed and developed (see Non-Patent Document 1, for example).

これによれば、シリコンなどをエッチングにより加工したダイアフラムに圧電素子を貼り付け、このダイアフラムを屈曲運動させることにより、ポンプとして機能させていた。   According to this, a piezoelectric element is attached to a diaphragm formed by etching silicon or the like, and this diaphragm is caused to bend and move to function as a pump.

また、別のマイクロポンプとして、基板上にポリイミド樹脂を主構造材料として、流路、空隙部、および空隙部を挟む流路壁を構成し、流路壁が静電力によって流路壁を狭めたり広げたりするように変位させるマイクロポンプが開示されている(例えば、特許文献1参照)。   As another micropump, a polyimide resin is used as the main structural material on the substrate, and the flow path, the gap, and the flow path wall sandwiching the gap are configured. The flow path wall narrows the flow path wall by electrostatic force. A micropump that is displaced so as to expand is disclosed (for example, see Patent Document 1).

これによれば、まず、基板上に複数層のポリイミド樹脂を堆積し、犠牲層エッチングを行って所定の形状の流路を形成する。そして、流路壁のポリイミド樹脂層内部に、静電力を発生する複数の金属層を形成したものであった。
電気学会論文集E、121巻9号、平成13年 特開平6−264870号公報
According to this, first, a plurality of layers of polyimide resin are deposited on a substrate, and sacrificial layer etching is performed to form a channel having a predetermined shape. And the some metal layer which generate | occur | produces an electrostatic force was formed in the polyimide resin layer of a flow-path wall.
IEEJ Proceedings E, Vol. 121, No. 9, 2001 JP-A-6-264870

しかしながら、非特許文献1に示されるマイクロポンプでは、空隙部、流路、流入口、流出口およびダイアフラムなどの形成のためにシリコンを加工している。そのため、半導体の加工装置や半導体プロセス技術などが必要であり、簡単に加工できないという課題があった。また、駆動源が圧電素子であるため小型化が困難であるという課題もあった。   However, in the micropump shown in Non-Patent Document 1, silicon is processed for forming a gap, a channel, an inflow port, an outflow port, a diaphragm, and the like. Therefore, a semiconductor processing apparatus, semiconductor process technology, and the like are necessary, and there is a problem that processing cannot be performed easily. In addition, since the drive source is a piezoelectric element, there is a problem that it is difficult to reduce the size.

また、特許文献1に示されるマイクロポンプでは、少ない加工装置で製造することができるため装置構成の小型化を図れる。しかし、基板上に複数層のポリイミド樹脂を堆積し、例えば左側から右側へ一方向に液体を流す流路を形成するため、ポリイミド樹脂の犠牲層エッチングなどの加工が、同様に必要であるという問題があった。また、1本の流路を静電力により開いたり閉じたりさせ流体を一方向へ移送させる細長形状のポンプのため、ポンプが占める空間の割には輸送流量が少ない。そのため、流体の輸送効率が小さく、かつポンプの超小型化や高密度化への対応が困難であるという課題があった。   Moreover, since the micropump disclosed in Patent Document 1 can be manufactured with a small number of processing apparatuses, the apparatus configuration can be reduced in size. However, there is a problem that a polyimide resin sacrificial layer etching or the like is similarly required to deposit a plurality of layers of polyimide resin on a substrate and form a flow path for flowing a liquid in one direction from the left side to the right side, for example. was there. Further, since the pump is an elongated pump that opens and closes one flow path by electrostatic force to transfer the fluid in one direction, the transport flow rate is small for the space occupied by the pump. For this reason, there are problems that the fluid transportation efficiency is low and it is difficult to cope with the miniaturization and high density of the pump.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、製造が容易で、超小型化や流体などの大流量の輸送が可能なマイクロポンプを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a micropump that is easy to manufacture and that can be miniaturized and transport a large flow rate of fluid or the like.

上述したような課題を解決するために、本発明のマイクロポンプは、少なくとも複数の電極が同心状に形成された第1の電極部を有する第1の部材と、第1の電極部に相対して設けられた第2の電極部を有する第2の部材と、少なくとも対向して配置された第1の部材と第2の部材間の周囲を所定の間隔に維持し封着する流体の吸入口/吐出口を有する封着部と、第1の部材の第1の電極部に囲まれた中央部および第2の部材の第2の電極部に囲まれた中央部のいずれか一方に形成された吐出口/吸入口とを備え、第1の電極部とそれと対向する第2の電極部間に電圧信号を印加し発生する静電力により流体を同心方向に輸送する構成を有する。   In order to solve the above-described problems, the micropump of the present invention is opposed to the first member having the first electrode portion in which at least a plurality of electrodes are concentrically formed, and the first electrode portion. And a second member having a second electrode portion provided at the same time, and a fluid suction port for maintaining and sealing the periphery between the first member and the second member disposed at least facing each other at a predetermined interval / A sealing portion having a discharge port, and a central portion surrounded by the first electrode portion of the first member and a central portion surrounded by the second electrode portion of the second member. The discharge port / suction port are provided, and a fluid is transported concentrically by an electrostatic force generated by applying a voltage signal between the first electrode portion and the second electrode portion facing the first electrode portion.

このような構成によれば、第1の部材と第2の部材との対向する間隙を開閉する流路として用い、静電力により間隙を同心状に開閉して、流体を同心状に輸送する構成であるため、犠牲層エッチングなどの加工が不要で、輸送効率が大きく、かつ大流量の輸送が可能な、超小型で微小形状のマイクロポンプを実現できる。また、第1の電極部を同心状に形成した電極とするにより、大流量の流体を歪みなく効率よく輸送することができる。   According to such a configuration, a configuration in which the gap between the first member and the second member facing each other is used as a flow path for opening and closing, the gap is opened and closed concentrically by electrostatic force, and the fluid is transported concentrically. Therefore, it is possible to realize an ultra-small and micro-shaped micropump that does not require processing such as sacrificial layer etching, has high transport efficiency, and can transport a large flow rate. In addition, when the first electrode portion is an electrode formed concentrically, a large flow rate of fluid can be efficiently transported without distortion.

さらに、第1の部材および第2の部材の少なくとも一方は、樹脂フィルムであればよい。   Furthermore, at least one of the first member and the second member may be a resin film.

これにより、樹脂フィルムが静電力によりフレキシブルに変形できる、流体輸送を応答よく円滑に行うことができる。   Thereby, the resin film can be flexibly deformed by electrostatic force, and fluid transportation can be smoothly performed with good response.

さらに、第1の電極部の複数の電極は、同心の中心に向かって順次幅広に形成されていてもよい。   Further, the plurality of electrodes of the first electrode portion may be formed so as to be gradually wider toward the concentric center.

これにより、同心状電極を形成する外側から内側の電極面積をほぼ同じ面積とすることにより、同じ体積の流体を径方向へ順次輸送することができる。   Thereby, the fluid of the same volume can be sequentially conveyed to radial direction by making the electrode area of the inner side from the outer side which forms a concentric electrode into substantially the same area.

さらに、第1の部材の第1の電極部および第2の部材の第2の電極部の少なくとも一方は、第1の部材と第2の部材との対向する内面側または外面側に形成されていてもよい。   Furthermore, at least one of the first electrode portion of the first member and the second electrode portion of the second member is formed on the inner surface side or the outer surface side of the first member facing the second member. May be.

これにより、印加電圧の小さいマイクロポンプや、作製の容易なマイクロポンプを実現できる。   Thereby, a micropump with a small applied voltage or a micropump that is easy to manufacture can be realized.

さらに、第2の電極部には、第1の電極部の複数の電極と対をなすように、同心状に形成された複数の電極を有していてもよい。   Further, the second electrode portion may have a plurality of concentrically formed electrodes so as to be paired with the plurality of electrodes of the first electrode portion.

これにより、対向する複数の電極で静電力を発生するため、電極間の電界が広がらないので、所定量の流体を効率よく輸送することができる。   Thereby, since an electrostatic force is generated by a plurality of electrodes facing each other, an electric field between the electrodes does not spread, so that a predetermined amount of fluid can be transported efficiently.

さらに、封着部には、吸入口/吐出口が複数個設けられていてもよい。   Furthermore, a plurality of suction ports / discharge ports may be provided in the sealing portion.

これにより、異なる流体を複数の吸入口から吸入し混合して吐出したり、同じ流体を複数の吐出口から分配して吐出することができる。   Thereby, different fluids can be sucked from a plurality of suction ports, mixed and discharged, or the same fluid can be distributed and discharged from a plurality of discharge ports.

さらに、第1の部材と第2の部材は、封着部の吸入口/吐出口を開閉するゲート電極が設けられていてもよい。   Furthermore, the first member and the second member may be provided with a gate electrode that opens and closes the suction port / discharge port of the sealing portion.

これにより、流体の流出入を選択的に制御することができる。   Thereby, the inflow and outflow of the fluid can be selectively controlled.

さらに、封着部の吸入口/吐出口は、封着部と第1の部材または第2の部材との界面に設けられていてもよい。   Furthermore, the suction port / discharge port of the sealing portion may be provided at the interface between the sealing portion and the first member or the second member.

これにより、第1の部材または第2の部材の静電力による変形で、吸入口/吐出口の開閉ができる。   Accordingly, the suction port / discharge port can be opened and closed by deformation of the first member or the second member due to electrostatic force.

さらに、封着部の吸入口/吐出口の断面形状が、曲面形状であってもよい。   Further, the cross-sectional shape of the suction port / discharge port of the sealing portion may be a curved surface shape.

これにより、吸入口/吐出口の開閉を確実にすることができる。   Thereby, opening / closing of the suction port / discharge port can be ensured.

また、本発明のマイクロポンプは、少なくとも複数の電極が同心状に形成された第1の電極部を複数個備えた第1の部材と、少なくとも複数個の第1の電極部に相対して設けられた複数個の第2の電極部を有する第2の部材と、対向して配置された第1の部材と第2の部材間の周囲を所定の間隔に維持し封着する流体の吸入口を有する封着部と、第1の部材の複数個の第1の電極部の中央部および第2の部材の複数個の第2の電極部の中央部のいずれか一方に設けられた吐出口を複数個有し、第1の電極部とそれと対向する第2の電極部間に電圧信号を印加し発生する静電力により吸入口から吸引された流体を複数個の吐出口に同心方向に輸送する構成を有する。   The micropump of the present invention is provided with a first member having a plurality of first electrode portions each having at least a plurality of electrodes formed concentrically and at least a plurality of the first electrode portions. A second member having a plurality of second electrode portions formed, and a fluid suction port for maintaining and sealing the periphery between the first member and the second member disposed opposite to each other at a predetermined interval And a discharge port provided at one of the center part of the plurality of first electrode parts of the first member and the center part of the plurality of second electrode parts of the second member The fluid sucked from the suction port by the electrostatic force generated by applying a voltage signal between the first electrode part and the second electrode part opposite to the first electrode part is transported concentrically to the plurality of discharge ports. The configuration is

これにより、等価的に吐出口を有する微小形状のマイクロポンプを複数個配列できるため、多数配列されたウエルなどに液体を供給する高密度化されたマイクロポンプを実現できる。   Thereby, a plurality of micro pumps having a small shape equivalently having discharge ports can be arranged, so that it is possible to realize a high-density micro pump that supplies a liquid to a plurality of wells arranged.

さらに、封着部には、吸入口が複数個設けられていてもよい。   Further, the sealing part may be provided with a plurality of suction ports.

これにより、多量の流体を供給することができる。   Thereby, a large amount of fluid can be supplied.

さらに、複数個の第1の電極部と第2の電極部との対が、1次元に配列されていてもよい。   Furthermore, a plurality of pairs of first electrode portions and second electrode portions may be arranged one-dimensionally.

さらに、複数個の第1の電極部と第2の電極部との対が、2次元に配列されていてもよい。   Furthermore, a plurality of pairs of the first electrode portion and the second electrode portion may be two-dimensionally arranged.

これらにより、第1の電極部と第2の電極部との対を1次元または2次元に配列することにより、1次元あるいは2次元に配列された多数のウエルなどに流体を供給することができる。   Accordingly, by arranging the pair of the first electrode portion and the second electrode portion in a one-dimensional or two-dimensional manner, a fluid can be supplied to a large number of wells arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner. .

さらに、複数個の吐出口から同時に流体を吐出させてもよい。   Furthermore, the fluid may be discharged simultaneously from a plurality of discharge ports.

さらに、複数個の吐出口を選択して、流体を吐出させてもよい。   Further, a plurality of discharge ports may be selected to discharge the fluid.

これらにより、複数個の第1の電極部を同時に、あるいはそれぞれ選択的に駆動する構成とすることにより、用途に応じて多数個の所定位置のウエルなどに、同時にあるいは所定の時間、順序で選択的に、流体を供給するマイクロポンプを実現することができる。   As a result, a plurality of first electrode portions can be simultaneously or selectively driven, so that a plurality of wells at predetermined positions can be selected simultaneously or in a predetermined time and order according to the application. In particular, a micropump for supplying fluid can be realized.

なお、以上に述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。   Note that the configurations described above can be combined with each other without departing from the spirit of the present invention.

本発明のマイクロポンプによれば、製造が容易であるとともに、輸送効率が大きく、かつ大流量の輸送が可能な超小型で微小形状のマイクロポンプを実現することができる。   According to the micropump of the present invention, it is possible to realize an ultra-small and micro-shaped micropump that is easy to manufacture, has high transport efficiency, and can transport a large flow rate.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面では説明をわかりやすくするために拡大して示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the description is enlarged for easy understanding.

(第1の実施の形態)
図1(a)は、本発明の第1の実施の形態におけるマイクロポンプの透視平面図で、図1(b)は、図1(a)のA−A線断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1A is a perspective plan view of the micropump according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

図1(b)に示すように、本発明の第1の実施の形態におけるマイクロポンプは、例えば20μm膜厚を有する、例えばポリイミドなどの樹脂フィルムからなる柔軟な、例えば円形状の第1の部材1と、例えば絶縁性樹脂基板や絶縁性シリコン基板などの、例えば円形状で、その中央部に吐出口/吸入口8を備えた第2の部材2とが対向して配置されている。そして、対向して配置された第1の部材1と第2の部材2の少なくとも周縁部に、例えば100μmの間隔を維持するとともに、吸入口/吐出口9を備えた封着部3が設けられている。ここで、第2の部材2の吐出口/吸入口8と封着部3の吸入口/吐出口9とは、一方が吸入口として機能する場合に、他方が吐出口として機能することを意味するものである。   As shown in FIG.1 (b), the micropump in the 1st Embodiment of this invention is a flexible, for example, circular-shaped 1st member which consists of resin films, such as a polyimide, for example which has a film thickness of 20 micrometers, for example. 1 and a second member 2, such as an insulating resin substrate or an insulating silicon substrate, which is, for example, circular and includes a discharge port / suction port 8 at the center thereof are disposed to face each other. Further, at least the peripheral portion of the first member 1 and the second member 2 arranged opposite to each other is provided with a sealing portion 3 having a suction port / discharge port 9 while maintaining an interval of, for example, 100 μm. ing. Here, the discharge port / suction port 8 of the second member 2 and the suction port / discharge port 9 of the sealing portion 3 mean that when one functions as a suction port, the other functions as a discharge port. To do.

さらに、図1(a)に示すように、第1の部材1は、対向する第2の部材2の内表面側に、例えばAl(アルミニウム)などの金属やITOなどの透明電極により、最外周の直径が、例えば300μm程度で内周に向かって同心状に形成された複数の電極5を有する第1の電極部4が設けられている。また、第2の部材2の内表面にも同様に、同心状に形成された複数の電極7を有する第2の電極部6が第1の電極部4の同心状の電極5と対向して形成されている。   Further, as shown in FIG. 1A, the first member 1 has an outermost periphery on the inner surface side of the opposing second member 2 by a metal such as Al (aluminum) or a transparent electrode such as ITO. A first electrode portion 4 having a plurality of electrodes 5 that are concentrically formed toward the inner periphery with a diameter of approximately 300 μm, for example, is provided. Similarly, on the inner surface of the second member 2, the second electrode portion 6 having a plurality of concentrically formed electrodes 7 faces the concentric electrodes 5 of the first electrode portion 4. Is formed.

なお、第1の電極部4と第2の電極部6の表面は、図示していないが絶縁性の被膜を形成することが好ましい。これにより、対向する電極間の短絡を防止するとともに、絶縁性の流体以外の流体も輸送することができる。   Although not shown, it is preferable to form an insulating film on the surfaces of the first electrode portion 4 and the second electrode portion 6. Thereby, while preventing the short circuit between the electrodes which oppose, fluid other than an insulating fluid can also be transported.

また、図1(a)に示すように、第1の電極部4と第2の電極部6は、複数の同心状の電極5、7が、同心円の中心に向かって、順次幅広に形成することが好ましく、特に隣接する各電極5、7の面積を等しくすることがさらに望ましい。これにより、吸入口から吐出口に、同じ体積の流体を順次輸送することができる。   Further, as shown in FIG. 1A, the first electrode portion 4 and the second electrode portion 6 are formed by a plurality of concentric electrodes 5 and 7 that are gradually widened toward the center of the concentric circle. It is preferable that the areas of the adjacent electrodes 5 and 7 are particularly equal. Thereby, the same volume of fluid can be sequentially transported from the suction port to the discharge port.

そして、上記構成を有するマイクロポンプは、第1の電極部4の同心状の電極5と、それと対向する第2の電極部6の同心状の電極7に、所定の電圧信号を印加することにより、対向する電極5、7間に静電力を発生する。このとき、対向する電極間が同じ極性の電圧の場合には反発力を発生し、異なる極性の電圧の場合には静電引力を発生する。この結果、例えばフレキシブルな材料からなる第1の部材1が、この静電力により同心状に変位する。   And the micropump which has the said structure applies a predetermined voltage signal to the concentric electrode 5 of the 1st electrode part 4, and the concentric electrode 7 of the 2nd electrode part 6 facing it. An electrostatic force is generated between the opposing electrodes 5 and 7. At this time, a repulsive force is generated when the voltages between the opposing electrodes have the same polarity, and an electrostatic attractive force is generated when the voltages have different polarities. As a result, the first member 1 made of, for example, a flexible material is displaced concentrically by the electrostatic force.

これによって、吸入口/吐出口9から吸い込まれた流体は、封着部3によって第1の部材1と第2の部材2の対向間で形成された流体の流路となる間隙部10が静電力で同心状に開閉することにより、同心状の径方向に輸送され吐出口/吸入口8から吐出される。なお、吐出口/吸入口8から吸い込んだ流体を、同様に封着部3の吸入口/吐出口9から吐出させることもできる。   As a result, the fluid sucked from the suction port / discharge port 9 causes the gap 10 serving as a fluid flow path formed between the first member 1 and the second member 2 by the sealing portion 3 to be static. By opening and closing concentrically with electric power, it is transported in the concentric radial direction and discharged from the discharge port / suction port 8. The fluid sucked from the discharge port / suction port 8 can be similarly discharged from the suction port / discharge port 9 of the sealing portion 3.

本発明のマイクロポンプは、従来のマイクロポンプのようなポリイミド樹脂やシリコン基板に流路を形成するための犠牲層エッチングをすることなく、封着部3によって仕切られた同心状に開閉する間隙部10が開閉する流路となるように構成するものである。   The micropump of the present invention is a concentrically opened and closed gap portion partitioned by the sealing portion 3 without performing sacrificial layer etching for forming a flow path in a polyimide resin or silicon substrate as in a conventional micropump. 10 is configured to be a flow path that opens and closes.

本発明の第1の実施の形態によれば、流体を同心方向に輸送できるため、微小で大流量のマイクロポンプが得られる。   According to the first embodiment of the present invention, since the fluid can be transported in the concentric direction, a micro pump with a small and large flow rate can be obtained.

また、第1の電極部4と第2の電極部6を第1の部材1と第2の部材2の内表面に形成することにより、電極の間隔の2乗に反比例した大きな静電力が得られるため、印加電圧を小さくすることができる。これにより、耐圧の小さい制御素子などの使用を可能とし、安価なマイクロポンプを実現できる。   Further, by forming the first electrode portion 4 and the second electrode portion 6 on the inner surfaces of the first member 1 and the second member 2, a large electrostatic force that is inversely proportional to the square of the electrode interval is obtained. Therefore, the applied voltage can be reduced. As a result, it is possible to use a control element with a low withstand voltage and to realize an inexpensive micropump.

なお、電極5、7の形状は、同心円状に限らない。例えば、同心を有する楕円形状や、例えば長方形状などの多角形で形成してもよい。   The shapes of the electrodes 5 and 7 are not limited to concentric circles. For example, you may form by the elliptical shape which has concentricity, and polygons, such as a rectangular shape.

以下に、本発明の第1の実施の形態におけるマイクロポンプの動作について、図2を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, the operation of the micropump according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

図2は、本発明の第1の実施の形態におけるマイクロポンプの動作を模式的に説明する概略断面図である。図2において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for schematically explaining the operation of the micropump according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same components as those in FIG.

なお、図2においては、第1の部材1の第1の電極部4は複数の電極5を有し、第2の部材2の第2の電極部6は、例えば1つの電極を有する構成で説明するが、複数の同心状の電極を同電位として構成してもよいものである。   In FIG. 2, the first electrode portion 4 of the first member 1 has a plurality of electrodes 5, and the second electrode portion 6 of the second member 2 has, for example, one electrode. As will be described, a plurality of concentric electrodes may be configured as the same potential.

また、第1の電極部4および第2の電極部6を、第1の部材1および第2の部材2の外表面に形成した例で説明するが、図1(b)と同様に、内表面に形成しても、その動作は同様である。   Moreover, although the example which formed the 1st electrode part 4 and the 2nd electrode part 6 in the outer surface of the 1st member 1 and the 2nd member 2 is demonstrated, like FIG. Even if it is formed on the surface, the operation is the same.

まず、図2(a)に示すように、第1の電極部4の同心状の電極251、252に、例えば+50Vと、第2の電極部6に、例えば−50Vを印加する。これにより、対向する同心状の電極251、252と第2の電極部6間に静電引力が働いて、間隙部10が閉じて塞がった初期の状態となる。   First, as shown in FIG. 2A, for example, +50 V is applied to the concentric electrodes 251 and 252 of the first electrode unit 4, and −50 V is applied to the second electrode unit 6, for example. As a result, an electrostatic attractive force acts between the concentric electrodes 251 and 252 facing each other and the second electrode portion 6, and the gap portion 10 is closed and closed.

つぎに、図2(b)に示すように、第1の電極部4の同心状の電極251に、例えば−50Vと、第2の電極部6に、例えば−50Vを印加する。これにより、電極251と第2の電極部6間には反発力が働き、電極251に対応する領域が同心状に開いて広がり、その同心状の間隙部10内に、封着部3の吸入口/吐出口9から流体が矢印で示すように流入する。なお、このとき、電極251の電圧を、0V(電圧を切断した状態)とし、第1の部材1の弾性により間隙部10を開けるようにしてもよい。   Next, as shown in FIG. 2B, for example, −50 V is applied to the concentric electrode 251 of the first electrode portion 4, and −50 V is applied to the second electrode portion 6, for example. As a result, a repulsive force acts between the electrode 251 and the second electrode portion 6, and a region corresponding to the electrode 251 opens concentrically and expands into the concentric gap portion 10 and the suction of the sealing portion 3. Fluid flows from the mouth / discharge port 9 as indicated by an arrow. At this time, the voltage of the electrode 251 may be set to 0 V (voltage is cut off), and the gap 10 may be opened by the elasticity of the first member 1.

つぎに、図2(c)に示すように、第1の電極部4の同心状の電極251に、例えば+50V、電極252に、例えば−50Vと、第2の電極部6に、例えば−50Vを印加する。これにより、電極251の領域の間隙部10は閉じ、電極252の領域の間隙部10が開く。この結果、電極251の領域の流体は、第2の部材2の吐出口/吸入口8方向へ同心状に押し出されて移動し、吐出口/吸入口8から吐出する。   Next, as shown in FIG. 2 (c), the concentric electrode 251 of the first electrode portion 4 is, for example, + 50V, the electrode 252 is, for example, -50V, and the second electrode portion 6 is, for example, -50V. Is applied. As a result, the gap 10 in the region of the electrode 251 is closed and the gap 10 in the region of the electrode 252 is opened. As a result, the fluid in the region of the electrode 251 is moved concentrically in the direction of the discharge port / suction port 8 of the second member 2 and discharged from the discharge port / suction port 8.

そして、図2(d)に示すように、同心状の電極252の印加電圧を、例えば−50Vから+50Vに変化させると、第2の電極部6と電極251間の流路の間隙部10は同心状に塞がり、流路にあった流体は吐出口/吸入口8から吐出し終わる。これにより、図2(a)に示す初期の状態に戻る。そして、上記一連の動作を繰り返すことにより、流体を順次輸送することができる。   As shown in FIG. 2D, when the voltage applied to the concentric electrode 252 is changed from −50 V to +50 V, for example, the gap portion 10 of the flow path between the second electrode portion 6 and the electrode 251 is The fluid confined concentrically and finished in the flow path is completely discharged from the discharge port / suction port 8. As a result, the initial state shown in FIG. Then, the fluid can be transported sequentially by repeating the above series of operations.

なお、マイクロポンプが動作中においては、上記各電極に印加される電圧は、例えば+電圧から−電圧に変化する以外は、常時所定の電圧が印加されたままである。   Note that while the micropump is in operation, the voltage applied to each of the electrodes is always applied with a predetermined voltage except that the voltage changes from a positive voltage to a negative voltage, for example.

また、各電極部の電極に印加される電圧値は、流体の粘度や電極形状および対向する電極間隔などによって最適に設定されるものである。例えば、上記では、電極を第1の部材と第2の部材の外表面に形成し、+/−50Vの電圧を印加する例で説明したが、電極を内表面に形成し、電極間隔を1/2とすれば、+/−10V〜+/−20V程度で駆動することができるものである。   In addition, the voltage value applied to the electrodes of each electrode portion is optimally set depending on the viscosity of the fluid, the electrode shape, the distance between the opposing electrodes, and the like. For example, in the above description, the electrodes are formed on the outer surfaces of the first member and the second member and a voltage of +/− 50 V is applied. However, the electrodes are formed on the inner surface, and the electrode interval is 1 If it is / 2, it can be driven at about +/− 10V to +/− 20V.

上記動作により、少なくとも第1の電極部および第2の電極部の一方が、複数の同心状の電極を有するマイクロポンプは、第1の電極部の電極と第2の電極部の電極の間に印加される電圧の極性に応じて、間隙部が径方向に順次同心状に開閉する。この間隙部の開閉により、流路が順次開閉し、吸入口から吸い込まれた流体は、吐出口方向へ同心状に輸送され、最終的に吐出口から吐出されるものである。   By the above operation, the micropump in which at least one of the first electrode portion and the second electrode portion has a plurality of concentric electrodes is provided between the electrode of the first electrode portion and the electrode of the second electrode portion. Depending on the polarity of the applied voltage, the gaps open and close sequentially in the radial direction. By opening and closing the gap, the flow paths are opened and closed sequentially, and the fluid sucked from the suction port is transported concentrically in the direction of the discharge port, and finally discharged from the discharge port.

なお、本発明の第1の実施の形態では、第2の部材に設けた第2の電極部の同心状の電極を同電位とするとして説明したが、これに限らない。例えば、第1の電極部の複数個または1つの同心状の電極を同電位とし、第2の電極部の複数個に形成された同心状の隣接する電極の印加電圧の極性を変化させてもよい。これにより、上記と同様に、フレキシブルな第1の部材を変位させ、流体を輸送することができる。   In the first embodiment of the present invention, the concentric electrodes of the second electrode portion provided on the second member are described as having the same potential. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of first electrode portions or one concentric electrode may be set to the same potential, and the polarity of the applied voltage of concentric adjacent electrodes formed on the plurality of second electrode portions may be changed. Good. Thereby, similarly to the above, the flexible first member can be displaced and the fluid can be transported.

また、本発明の第1の実施の形態では、第1の電極部の電極が2つの場合を例に説明したが、これに限らない。例えば、3つ以上の電極を設け、少なくとも隣り合う同心状の電極に極性の異なる電圧を印加することにより、流体を開いた間隙部の電極領域に閉じ込め、所定の時間間隔で流体を断続的に輸送することもできる。   In the first embodiment of the present invention, the case where there are two electrodes of the first electrode unit has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, by providing three or more electrodes and applying a voltage having a different polarity to at least adjacent concentric electrodes, the fluid is confined in the electrode region of the open gap, and the fluid is intermittently provided at predetermined time intervals. It can also be transported.

本発明の第1の実施の形態のマイクロポンプによれば、間隙部を流体の流路とし、静電力により間隙部の間隔を径方向に同心状に開閉して吸入された流体を同心状に径方向へ輸送する構成である。そのため、犠牲層エッチングなどの加工が不要で、大流量の流体の輸送が可能な、輸送効率に優れた超小型化で微小形状のマイクロポンプを実現できる。   According to the micropump of the first embodiment of the present invention, the gap portion is used as a fluid flow path, and the gap between the gap portions is opened and closed concentrically in the radial direction by electrostatic force so that the sucked fluid is concentrically formed. It is the structure transported to radial direction. Therefore, processing such as sacrificial layer etching is not required, and it is possible to realize a micro pump with a very small shape and capable of transporting a large flow rate of fluid and having excellent transport efficiency.

また、第1の部材が、薄膜のポリイミドなどの樹脂フィルムで形成されるため、小さい静電力(小さい印加電圧)でフレキシブルに変位させることができる。   In addition, since the first member is formed of a thin resin film such as polyimide, it can be flexibly displaced with a small electrostatic force (small applied voltage).

また、第1の電極部の電極を同心状に形成することにより、間隙部全体を流路として利用し、流体を同心状に径方向へ輸送する。そのため、従来例のような一方向へ流体を輸送するポンプと比べて、大流量の流体を効率よく輸送できる超小型のマイクロポンプを実現できる。   Further, by forming the electrodes of the first electrode portion concentrically, the entire gap portion is used as a flow path, and the fluid is concentrically transported in the radial direction. Therefore, it is possible to realize an ultra-small micro pump that can efficiently transport a large flow rate of fluid compared to a pump that transports fluid in one direction as in the conventional example.

また、第1の電極部の各電極の面積が等しくなるように、同心の中心に向かって順次幅広に形成することにより、一定量の流体を、精度よく順次輸送することができる。なぜなら、電極面積が異なる場合、一定量の流体を収容するために、間隙部の間隔が変化し、各電極間で第1の部材と第2の部材間に凹凸を生じる。また、電極面積が異なる場合、同一の印加電圧であっても、面積に比例して発生する静電力が異なるため、間隙部の開閉が不均一となり、精度よく流体を輸送できないためである。   In addition, a certain amount of fluid can be sequentially transported with high accuracy by forming the first electrode portion so as to be equal in width toward the concentric center so that the area of each electrode is equal. This is because when the electrode areas are different, the gap is changed in order to accommodate a certain amount of fluid, and irregularities are generated between the first member and the second member between the electrodes. Further, when the electrode areas are different, the electrostatic force generated in proportion to the area is different even with the same applied voltage, so that the opening and closing of the gap portion is non-uniform, and the fluid cannot be transported with high accuracy.

以下に、本発明の第1の実施の形態におけるマイクロポンプの変形例について、図3を用いて説明する。   Below, the modification of the micropump in the 1st Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.

図3(a)は、本発明の第1の実施の形態におけるマイクロポンプの変形例の透視平面図で、図3(b)は、図3(a)のA−A線断面図である。なお、図3において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。   FIG. 3A is a perspective plan view of a modification of the micropump according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. In FIG. 3, the same components as those in FIG.

図3において、第1の電極部4および第2の電極部6が、同一の幅を有する複数個の同心状の電極35、37で形成されている点で図1のマイクロポンプとは異なるものである。なお、図3では、4本の同一の幅を有する電極35、37を模式的に示している。しかし、基本的にはマイクロポンプの外形にも依存するが、第1の電極部4は、10本から数10本の電極35から構成されることが好ましい。   In FIG. 3, the first electrode portion 4 and the second electrode portion 6 are different from the micropump in FIG. 1 in that a plurality of concentric electrodes 35 and 37 having the same width are formed. It is. In FIG. 3, four electrodes 35 and 37 having the same width are schematically shown. However, although it basically depends on the external shape of the micropump, it is preferable that the first electrode portion 4 is composed of 10 to several tens of electrodes 35.

そして、第1の電極部4の外周側から、順次同じ極性の電圧で駆動する電極の面積が等しくなるように、各電極を所定の本数を有する組にまとめる。例えば、外周側で1つの電極を選択した場合に、内側にしたがって電極を、例えば2本、3本を一組にまとめて、同一の極性の電圧で駆動するものである。   Then, from the outer peripheral side of the first electrode portion 4, the electrodes are grouped into a set having a predetermined number so that the areas of the electrodes driven with the same polarity voltage sequentially become equal. For example, when one electrode is selected on the outer peripheral side, for example, two or three electrodes are combined as a set in accordance with the inner side and driven with a voltage of the same polarity.

これにより、図1(a)に示すマイクロポンプの第1の電極部4と同様の動作で、封着部3の吸入口/吐出口9から流体を取り込み、内周側に向かって同心方向に輸送し、吐出口/吸入口8から吐出させることができる。   Thereby, the fluid is taken in from the suction port / discharge port 9 of the sealing portion 3 in the same operation as that of the first electrode portion 4 of the micropump shown in FIG. 1A, and concentrically toward the inner peripheral side. It can be transported and discharged from the discharge port / suction port 8.

また、同じ電圧極性で駆動される組に含まれる第1の電極部4の電極35の本数は、任意に設定できるため、電極の本数を自由に組み合わせることにより、流体の輸送量を可変にできるマイクロポンプが得られる。   Moreover, since the number of the electrodes 35 of the first electrode unit 4 included in the set driven with the same voltage polarity can be arbitrarily set, the amount of fluid transport can be varied by freely combining the number of electrodes. A micropump is obtained.

なお、本発明の第1の実施の形態では、第1の電極部および第2の電極部を、第1の部材および第2の部材のそれぞれの内面側に形成する例で説明したが、これに限られない。例えば、第1の電極部および第2の電極部を、第1の部材および第2の部材のそれぞれの外面側に形成してもよい。この場合には、同じ静電力を得る場合には、第1の電極部と第2の電極部に印加する電圧が大きくなるが、絶縁性の被膜を形成しなくてもよいので、各電極部の形成が容易で、マイクロポンプを生産性よく作製できる。   In the first embodiment of the present invention, the first electrode portion and the second electrode portion are described as examples formed on the inner surfaces of the first member and the second member. Not limited to. For example, the first electrode portion and the second electrode portion may be formed on the outer surface sides of the first member and the second member, respectively. In this case, when the same electrostatic force is obtained, the voltage applied to the first electrode portion and the second electrode portion is increased, but it is not necessary to form an insulating film. The micropump can be manufactured with high productivity.

さらに、第1の電極部を第1の部材の内面側に、第2の電極部を第2の部材の外面側に形成してもよく、また、その逆の構成としてもよい。これにより、各電極部を外面側に形成する場合よりも、同じ静電力を得るための印加電圧を小さくすることができる。そして、必ずしも内面側に形成した電極部の表面に絶縁性の被膜を形成しなくてもよいため、生産性も優れたものとなる。   Furthermore, the first electrode portion may be formed on the inner surface side of the first member, and the second electrode portion may be formed on the outer surface side of the second member, or vice versa. Thereby, compared with the case where each electrode part is formed in the outer surface side, the applied voltage for obtaining the same electrostatic force can be made small. And since it is not necessary to form an insulating film on the surface of the electrode part formed in the inner surface side, productivity is also excellent.

また、第2の部材の第2の電極部は、第1の部材の第1の電極部の外形と同等かそれよりも大きい径または形状を有する、例えばベタ電極としてもよい。これにより、微細加工を必要としないので、第2の電極部の形成が容易となる。さらに、第2の電極部の電極を駆動する配線電極を少なくできるため、簡易な駆動回路構成とすることができる。   The second electrode portion of the second member may be a solid electrode having a diameter or shape that is equal to or larger than the outer shape of the first electrode portion of the first member. Thereby, since fine processing is not required, formation of the 2nd electrode part becomes easy. Furthermore, since the number of wiring electrodes for driving the electrodes of the second electrode portion can be reduced, a simple drive circuit configuration can be achieved.

なお、第2の電極部をベタ電極で構成する場合には、薄い金属板を用いて形成してもよく、さらに第2の部材と兼用してもよい。これにより、マイクロポンプを安価に作製することができる。   When the second electrode portion is formed of a solid electrode, it may be formed using a thin metal plate, and may also be used as the second member. Thereby, a micropump can be produced at low cost.

また、本発明の第1の実施の形態では、第2の部材としてリジッドな基板を使用する例で説明したが、これに限らない。例えば、第1の部材と同様に、ポリイミドの樹脂フィルムを第2の部材として用いることもできる。これにより、より小さい印加電圧で、間隙部を開閉することができるフレキシブル性に優れたマイクロポンプが得られる。   In the first embodiment of the present invention, an example in which a rigid substrate is used as the second member has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, similarly to the first member, a polyimide resin film can be used as the second member. Thereby, the micropump excellent in the flexibility which can open and close a gap part with a smaller applied voltage is obtained.

なお、第1の電極部および第2の電極部に形成された同心状の複数の電極に印加される電圧信号としては、位相の異なる2相以上からなるパルス電圧や交流電圧などで駆動してもよい。これにより、例えば蠕動運動のように連続的でスムーズな流体の輸送が可能となる。   The voltage signal applied to the plurality of concentric electrodes formed in the first electrode portion and the second electrode portion is driven by a pulse voltage or an alternating voltage composed of two or more phases having different phases. Also good. Thereby, for example, continuous and smooth fluid transport such as a peristaltic motion is possible.

(第2の実施の形態)
以下に、本発明の第2の実施の形態におけるマイクロポンプについて、図4を用いて説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a micropump according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図4(a)は、本発明の第2の実施の形態におけるマイクロポンプの透視平面図、図4(b)は図4(a)のA−A線断面図である。図4において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。   FIG. 4A is a perspective plan view of the micropump according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 4, the same components as those in FIG.

図4は、吸入口/吐出口が、封着部に複数個設けられているとともに、複数個の吸入口/吐出口に封着部を挟んでゲート電極が設けられている点で、図1とは異なるものである。   4 is that a plurality of suction ports / discharge ports are provided in the sealing portion, and a gate electrode is provided with the sealing portion sandwiched between the plurality of suction ports / discharge ports. Is different.

すなわち、図4(a)に示すように、封着部3の、例えば4箇所に、例えば第1の電極部4の形成面側に取り入れ口を設けた吸入口/吐出口491がそれぞれ設けられている。   That is, as shown in FIG. 4 (a), for example, at four locations of the sealing portion 3, for example, suction ports / discharge ports 491 provided with intake ports on the formation surface side of the first electrode portion 4 are provided. ing.

また、封着部3の吸入口/吐出口491のそれぞれの位置に、封着部3を挟んで、例えば第1の部材1上にゲート電極41が形成されている。そして、所定のゲート電極41に、電圧を印加することにより、それに対応する吸入口/吐出口491を独立して開閉させることができるものである。これにより、例えば各吸入口/吐出口491から異なる流体を吸入することができる。   Further, for example, a gate electrode 41 is formed on the first member 1 at each position of the suction port / discharge port 491 of the sealing portion 3 with the sealing portion 3 interposed therebetween. Then, by applying a voltage to the predetermined gate electrode 41, the corresponding suction port / discharge port 491 can be opened and closed independently. Thereby, for example, different fluids can be sucked from the respective suction ports / discharge ports 491.

なお、第2の部材2に形成する一方のゲート電極41は、第2の部材2に形成する第2の電極部6の電極7がベタ電極である場合には、第2の電極部6と共通に形成してもよい。   One gate electrode 41 formed on the second member 2 is the same as the second electrode portion 6 when the electrode 7 of the second electrode portion 6 formed on the second member 2 is a solid electrode. You may form in common.

また、吸入口/吐出口491の取り入れ口を第1の電極部4側に設けることにより、例えばパイプなどを差し込み異なる流体材料の注入を容易にすることができる。なお、吸入口/吐出口491の取り入れ口を封着部3の側面に設けてもよい。   Further, by providing an intake port of the suction port / discharge port 491 on the first electrode portion 4 side, for example, a pipe or the like can be inserted to facilitate the injection of different fluid materials. Note that an intake port of the suction port / discharge port 491 may be provided on the side surface of the sealing portion 3.

本発明の第2の実施の形態におけるマイクロポンプによれば、ゲート電極41の電圧制御により、複数個の吸入口/吐出口491を独立して開閉制御させ、例えば異なる流体を選択的または同時に吸入して混合しながら輸送することができるものである。なお、同時に複数個の吸入口/吐出口491から流体を吸入する場合には、ゲート電極41を省略してもよい。   According to the micropump in the second embodiment of the present invention, by controlling the voltage of the gate electrode 41, the plurality of suction ports / discharge ports 491 are independently controlled to open and close, for example, selectively or simultaneously sucking different fluids. And can be transported with mixing. Note that the gate electrode 41 may be omitted when fluid is sucked from a plurality of suction ports / discharge ports 491 simultaneously.

以下に、本発明の第2の実施の形態におけるマイクロポンプの動作について、図5を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, the operation of the micropump according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

図5は、本発明の第2の実施の形態におけるマイクロポンプの動作を模式的に説明する概略断面図である。図5において、図2と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。また、説明を容易にするために、図5に示す電極数を少なく図示しているために、図4の電極数とは対応していない。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for schematically explaining the operation of the micropump according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same components as those in FIG. Further, for ease of explanation, the number of electrodes shown in FIG. 5 is small, so that it does not correspond to the number of electrodes in FIG.

なお、図5においても図2と同様に、第1の部材の第1の電極部は複数の電極を有し、第2の部材の第2の電極部は、例えば1つのベタ電極を有する構成で説明するが、複数の同心状の電極を全て同電位として構成してもよいものである。   In FIG. 5, similarly to FIG. 2, the first electrode portion of the first member has a plurality of electrodes, and the second electrode portion of the second member has, for example, one solid electrode. However, all of the concentric electrodes may be configured to have the same potential.

まず、図5(a)に示すように、第1の電極部4の同心状の電極451、452に、例えば+50Vと、第2の電極部6のベタ電極である電極7に、例えば−50Vを印加する。これにより、対向する同心状の電極451、452と電極7間に静電引力が働いて、間隙部10が閉じて塞がった初期の状態となる。そして、この状態のときに、ゲート電極41に電圧を印加し、封着部3に設けた吸入口/吐出口491を開く。この場合、複数個の吸入口/吐出口491は同時に開いてもよいし、時間的にあるいは吸入口/吐出口491ごとに選択して開いてもよい。   First, as shown in FIG. 5A, the concentric electrodes 451 and 452 of the first electrode portion 4 are, for example, +50 V, and the electrode 7 that is a solid electrode of the second electrode portion 6 is, for example, −50 V. Is applied. As a result, an electrostatic attractive force acts between the concentric electrodes 451 and 452 facing each other and the electrode 7, and the gap portion 10 is closed and closed. In this state, a voltage is applied to the gate electrode 41 to open the suction port / discharge port 491 provided in the sealing portion 3. In this case, the plurality of suction ports / discharge ports 491 may be opened at the same time, or may be selected and opened in terms of time or for each suction port / discharge port 491.

つぎに、図5(b)に示すように、第1の電極部4の同心状の電極451に、例えば−50Vと、電極7に、例えば−50Vを印加する。これにより、電極451と電極7間には反発力が働き、電極451に対応する領域が同心状に開いて広がり、その同心状の間隙部10内に、封着部3の吸入口/吐出口491から流体が矢印で示すように流入する。そして、必要に応じて、各吸入口/吐出口491は閉じられる。   Next, as shown in FIG. 5B, for example, −50 V is applied to the concentric electrode 451 of the first electrode portion 4, and −50 V is applied to the electrode 7, for example. As a result, a repulsive force acts between the electrode 451 and the electrode 7, and a region corresponding to the electrode 451 opens concentrically and expands in the concentric gap portion 10, and the suction port / discharge port of the sealing portion 3. Fluid flows from 491 as indicated by arrows. Then, each suction port / discharge port 491 is closed as necessary.

つぎに、図5(c)に示すように、第1の電極部4の同心状の電極451に、例えば+50V、電極452に、例えば−50Vと、電極7に、例えば−50Vを印加する。これにより、電極451の領域の間隙部10は閉じ、電極452の領域の間隙部10が開く。この結果、電極451の領域の流体は、第2の部材2の吐出口/吸入口8方向へ同心状に押し出されて移動し、吐出口/吸入口8から吐出する。   Next, as shown in FIG. 5C, for example, +50 V is applied to the concentric electrode 451 of the first electrode unit 4, −50 V is applied to the electrode 452, and −50 V is applied to the electrode 7, for example. As a result, the gap 10 in the region of the electrode 451 is closed and the gap 10 in the region of the electrode 452 is opened. As a result, the fluid in the region of the electrode 451 is pushed and moved concentrically toward the discharge port / suction port 8 of the second member 2 and discharged from the discharge port / suction port 8.

そして、図5(d)に示すように、同心状の電極452の印加電圧の極性を、例えば−50Vから+50Vに変化させると、電極7と電極451間の流路の間隙部10は同心状に塞がり、流路にあった流体は吐出口/吸入口8から吐出し終わる。これにより、図5(a)に示す初期の状態に戻る。   As shown in FIG. 5D, when the polarity of the voltage applied to the concentric electrode 452 is changed from −50 V to +50 V, for example, the gap 10 of the flow path between the electrode 7 and the electrode 451 is concentric. The fluid in the flow path is completely discharged from the discharge port / suction port 8. As a result, the initial state shown in FIG.

そして、上記一連の動作を繰り返すことにより、流体を順次輸送することができる。   Then, the fluid can be transported sequentially by repeating the above series of operations.

なお、マイクロポンプが動作中においては、上記各電極に印加される電圧は、例えば+電圧から−電圧に変化する以外は、常時所定の電圧が印加されたままである。   Note that while the micropump is in operation, the voltage applied to each of the electrodes is always applied with a predetermined voltage except that the voltage changes from a positive voltage to a negative voltage, for example.

本発明の第2の実施の形態によれば、複数個の吸入口/吐出口491から異なる流体材料を選択的に吸入し、異なる流体を混合して吐出口/吸入口8から吐出するマイクロポンプを実現できる。また、複数個の吸入口/吐出口491の開閉時間を変えることにより、異なった流体材料を、その混合比率を変化させて吐出させることもできる。なお、異なる流体材料でなくてもよいことはいうまでもない。   According to the second embodiment of the present invention, a micropump that selectively sucks different fluid materials from a plurality of suction ports / discharge ports 491, mixes different fluids, and discharges them from the discharge ports / suction ports 8. Can be realized. Further, by changing the opening / closing time of the plurality of suction ports / discharge ports 491, different fluid materials can be discharged by changing the mixing ratio. Needless to say, different fluid materials are not necessary.

なお、第2の実施の形態では、吐出口/吸入口を第2の電極部に囲まれた、電極が形成されていない中央部分に設けるとして説明したが、これに限られない。例えば、吐出口/吸入口を第1の電極部に囲まれた、電極が形成されていない中央部分に設けてもよく、同様の効果が得られる。   In the second embodiment, the discharge port / suction port is described as being provided in the central portion surrounded by the second electrode portion where no electrode is formed. However, the present invention is not limited to this. For example, the discharge port / suction port may be provided in a central portion surrounded by the first electrode portion where no electrode is formed, and the same effect can be obtained.

(第3の実施の形態)
以下に、本発明の第3の実施の形態におけるマイクロポンプについて、図6を用いて説明する。
(Third embodiment)
Below, the micro pump in the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.

図6(a)は、本発明の第3の実施の形態におけるマイクロポンプの透視平面図である。また、図6(b)は図6(a)のA−A線断面図で、図6(c)は図6(a)のB−B線断面図である。図6において、図4と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。   FIG. 6A is a perspective plan view of the micropump according to the third embodiment of the present invention. 6B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 6A, and FIG. 6C is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 6A. In FIG. 6, the same components as those in FIG.

図6は、吸入口/吐出口581が、封着部3に複数個設けられているとともに、封着部3で第1の部材1との界面に設けられている点で、図4とは異なるものである。   FIG. 6 is different from FIG. 4 in that a plurality of suction ports / discharge ports 581 are provided in the sealing portion 3 and are provided at the interface with the first member 1 in the sealing portion 3. Is different.

すなわち、図6(a)に示すように、封着部3の、例えば4箇所に、封着部3の側面側に吸入口/吐出口の取り出し口を設けた吸入口/吐出口581がそれぞれ設けられている。   That is, as shown in FIG. 6A, there are suction ports / discharge ports 581 provided with suction ports / discharge port take-out ports on the side surface side of the seal portion 3 at, for example, four positions of the seal portion 3. Is provided.

また、封着部3の吸入口/吐出口581のそれぞれの位置に、封着部3を挟んでゲート電極51が形成されている。そして、所定のゲート電極51に、電圧を印加することにより、それに対応する吸入口/吐出口581を独立して開閉させることができるものである。このとき、図6(c)に示すように、吸入口/吐出口581の断面形状を、例えば半円状などの曲面形状とすることにより、ゲート電極51に印加される電圧で、第1の部材1が、吸入口/吐出口581の断面形状に沿って変形する。その結果、吸入口/吐出口581の開閉を、完全に行うことができる。   A gate electrode 51 is formed at each position of the suction port / discharge port 581 of the sealing unit 3 with the sealing unit 3 interposed therebetween. Then, by applying a voltage to a predetermined gate electrode 51, the corresponding suction port / discharge port 581 can be opened and closed independently. At this time, as shown in FIG. 6C, the cross-sectional shape of the suction port / discharge port 581 is a curved surface shape such as a semicircular shape, so that the first voltage is applied to the gate electrode 51. The member 1 is deformed along the cross-sectional shape of the suction port / discharge port 581. As a result, the inlet / outlet 581 can be completely opened and closed.

なお、第2の部材2に形成する一方のゲート電極51は、第2の部材2に形成する第2の電極部6の電極7がベタ電極である場合には、第2の電極部と共通に形成してもよい。また、吸入口/吐出口の取り出し口を、封着部側面に設けているが、吸入口/吐出口の取り出し口を第1の電極部面側に設けてもよい。   One gate electrode 51 formed on the second member 2 is common to the second electrode portion when the electrode 7 of the second electrode portion 6 formed on the second member 2 is a solid electrode. You may form in. In addition, although the suction port / discharge port take-out port is provided on the side surface of the sealing portion, the suction port / discharge port take-out port may be provided on the first electrode portion surface side.

本発明の第3の実施の形態におけるマイクロポンプによれば、ゲート電極51の電圧制御により、吐出口/吸入口8から吸入した流体を、複数個の吸入口/吐出口581を独立して開閉制御させることにより、流体を選択的または同時に複数個の吸入口/吐出口581から吐出させることができるものである。   According to the micropump in the third embodiment of the present invention, the fluid sucked from the discharge port / suction port 8 is opened and closed independently by the voltage control of the gate electrode 51. By controlling the fluid, the fluid can be discharged from a plurality of suction ports / discharge ports 581 selectively or simultaneously.

また、吸入口/吐出口581の断面形状を曲面形状とすることにより、より完全な開閉動作を実現できる。   Further, by making the cross-sectional shape of the suction port / discharge port 581 a curved surface shape, a more complete opening / closing operation can be realized.

以下に、本発明の第3の実施の形態におけるマイクロポンプの動作について、図7を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, the operation of the micropump according to the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

図7は、本発明の第3の実施の形態におけるマイクロポンプの動作を模式的に説明する概略断面図である。図7において、図5と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。また、説明を容易にするために、図7に示す電極数を少なく図示しているため、図6の電極数とは対応していない。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for schematically explaining the operation of the micropump according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same components as those in FIG. Further, for ease of explanation, since the number of electrodes shown in FIG. 7 is small, it does not correspond to the number of electrodes in FIG.

なお、図7においても図5と同様に、第1の部材の第1の電極部は複数の電極を有し、第2の部材の第2の電極部は、例えば1つのベタ電極を有する構成で説明するが、複数の同心状の電極を全て同電位として構成してもよいものである。   In FIG. 7, similarly to FIG. 5, the first electrode portion of the first member has a plurality of electrodes, and the second electrode portion of the second member has, for example, one solid electrode. However, all of the concentric electrodes may be configured to have the same potential.

まず、図7(a)に示すように、第1の電極部4の同心状の電極551、552に、例えば+50Vと、第2の電極部6のベタ電極である電極7に、例えば−50Vがそれぞれ印加する。これにより、対向する同心状の電極551、552と電極7間に静電引力が働いて、間隙部10が閉じて塞がっている初期の状態となる。このとき、ゲート電極51に、例えば−50Vの電圧が印加され、吸入口/吐出口581は閉じられている。   First, as shown in FIG. 7A, the concentric electrodes 551 and 552 of the first electrode portion 4 are, for example, + 50V, and the electrode 7 that is the solid electrode of the second electrode portion 6 is, for example, −50V. Are applied respectively. As a result, an electrostatic attractive force acts between the concentric electrodes 551 and 552 and the electrode 7 facing each other, and the gap portion 10 is closed and closed. At this time, a voltage of, for example, −50 V is applied to the gate electrode 51, and the suction port / discharge port 581 is closed.

つぎに、図7(b)に示すように、対向する同心状の電極552と電極7に、例えば−50Vをそれぞれに印加すると、電極552と電極7間には反発力が働く。そのため、電極552に対応する領域が同心状に開いて広がり、その同心状の間隙部10内に第2の部材2の吐出口/吸入口8から流体が矢印で示すように流入する。   Next, as shown in FIG. 7B, when, for example, −50 V is applied to the concentric electrodes 552 and 7 facing each other, a repulsive force acts between the electrodes 552 and 7. Therefore, a region corresponding to the electrode 552 opens concentrically and expands, and fluid flows into the concentric gap 10 from the discharge port / suction port 8 of the second member 2 as indicated by an arrow.

つぎに、図7(c)に示すように、第1の電極部4の同心状の電極552に、例えば+50V、電極551に、例えば−50Vと、電極7に、例えば−50Vを印加する。これにより、電極552の領域の間隙部10は閉じ、電極451の領域の間隙部10が開く。この結果、電極552の領域の流体は、封着部3の吸入口/吐出口581の方向へ同心状に押し出されて移動する。   Next, as shown in FIG. 7C, for example, +50 V is applied to the concentric electrode 552 of the first electrode portion 4, −50 V is applied to the electrode 551, and −50 V is applied to the electrode 7, for example. As a result, the gap 10 in the region of the electrode 552 is closed and the gap 10 in the region of the electrode 451 is opened. As a result, the fluid in the region of the electrode 552 is pushed and moved concentrically in the direction of the suction port / discharge port 581 of the sealing portion 3.

つぎに、図7(d)に示すように、第1の電極部4の同心状の電極551の印加電圧を−50Vから+50Vと変化させるとともに、吸入口/吐出口581の各ゲート電極51に、例えば−50Vを印加して選択的に開くと、流体は複数個の吸入口/吐出口581から選択的に吐出される。このとき、複数個の吸入口/吐出口581は同時に開いてもよいし、時間的あるいは吸入口/吐出口581ごとに選択的に開いてもよい。   Next, as shown in FIG. 7D, the applied voltage of the concentric electrode 551 of the first electrode portion 4 is changed from −50 V to +50 V, and the gate electrode 51 of the suction port / discharge port 581 is changed. For example, when it is selectively opened by applying −50 V, the fluid is selectively discharged from a plurality of suction ports / discharge ports 581. At this time, the plurality of suction ports / discharge ports 581 may be opened at the same time, or may be selectively opened over time or for each suction port / discharge port 581.

つぎに、流体を吐出した後、吸入口/吐出口581の各ゲート電極51に、例えば+50Vの電圧を印加することにより、図7(a)に示す初期の状態に戻る。   Next, after discharging the fluid, a voltage of +50 V, for example, is applied to each gate electrode 51 of the suction port / discharge port 581 to return to the initial state shown in FIG.

そして、上記一連の動作を繰り返すことにより、流体を順次輸送することができる。   Then, the fluid can be transported sequentially by repeating the above series of operations.

本発明の第3の実施の形態によれば、吐出口/吸入口8から流体を吸入し、複数の吸入口/吐出口581から同時にまたは選択的に分配して吐出できるマイクロポンプが得られる。   According to the third embodiment of the present invention, it is possible to obtain a micro pump capable of sucking fluid from the discharge port / suction port 8 and discharging it from a plurality of suction ports / discharge ports 581 simultaneously or selectively.

なお、第3の実施の形態では、吐出口/吸入口8を第2の電極部6に囲まれた、電極7が形成されていない中央部分に設けるとして説明したが、これに限られない。例えば、吐出口/吸入口8を第1の電極部4に囲まれた、電極が形成されていない中央部分に設けてもよく、同様の効果が得られる。さらに、第2の実施の形態で説明したように、吸入口/吐出口581から流体を吸入し、吐出口/吸入口8から吐出させてもよいことはいうまでもない。   In the third embodiment, the discharge port / suction port 8 is described as being provided in the central portion surrounded by the second electrode portion 6 where the electrode 7 is not formed. However, the present invention is not limited to this. For example, the discharge port / suction port 8 may be provided in a central portion surrounded by the first electrode portion 4 where no electrode is formed, and the same effect can be obtained. Further, as described in the second embodiment, it goes without saying that fluid may be sucked from the suction port / discharge port 581 and discharged from the discharge port / suction port 8.

(第4の実施の形態)
以下に、本発明の第4の実施の形態におけるマイクロポンプについて、図8を用いて説明する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a micropump according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図8(a)は、本発明の第4の実施の形態におけるマイクロポンプの第1の電極部の構成を説明する透視平面図である。図8(b)は、図8(a)の第1の電極部と対向する第2の電極部の構成を説明する透視平面図である。図8において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。   FIG. 8A is a perspective plan view illustrating the configuration of the first electrode portion of the micropump according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 8B is a perspective plan view illustrating the configuration of the second electrode portion facing the first electrode portion of FIG. In FIG. 8, the same components as those in FIG.

図8に示すように、本発明の第4の実施の形態におけるマイクロポンプは、第1の電極部および第2の電極部の対で形成される複数個の微小ポンプが、1次元に配列され、複数個の吐出口を有する点で図1とは異なるものである。   As shown in FIG. 8, in the micropump according to the fourth embodiment of the present invention, a plurality of micropumps formed by pairs of a first electrode portion and a second electrode portion are arranged one-dimensionally. 1 is different from FIG. 1 in that it has a plurality of discharge ports.

すなわち、図8(a)に示すように、第1の部材1の外表面には、例えば3つの第1の電極部641、642、643が1次元に配列されている。また、各第1の電極部は、例えば4つの同心状の電極651、652、653、654を有している。そして、各第1の電極部の同じ同心状の電極同士が互いに結線され、例えばマルチプレクサなどからなる駆動回路61にそれぞれ接続されている。   That is, as shown in FIG. 8A, on the outer surface of the first member 1, for example, three first electrode portions 641, 642, 643 are arranged one-dimensionally. Each first electrode section has, for example, four concentric electrodes 651, 652, 653, 654. The same concentric electrodes of the first electrode portions are connected to each other and connected to a drive circuit 61 made of, for example, a multiplexer.

一方、図8(b)に示すように、第2の部材2の外表面には、第1の電極部と対向する、例えば3つの第2の電極部661、662、663が1次元に配列されている。また、各第2の電極部は、例えば4つの同心状の電極671、672、673、674を有している。そして、各第2の電極部の同じ同心状の電極同士が互いに結線され、例えばマルチプレクサなどからなる駆動回路62にそれぞれ接続されている。さらに、各第2の電極部の電極に囲まれた中央部分に、吐出口68が設けられている。   On the other hand, as shown in FIG. 8B, on the outer surface of the second member 2, for example, three second electrode portions 661, 662, and 663 facing the first electrode portion are arranged one-dimensionally. Has been. Each second electrode part has, for example, four concentric electrodes 671, 672, 673, 674. The same concentric electrodes of the second electrode portions are connected to each other and connected to a drive circuit 62 made of, for example, a multiplexer. Further, a discharge port 68 is provided in a central portion surrounded by the electrodes of each second electrode portion.

そして、第1の部材1と第2の部材2は、例えば1つの吸入口69を設けた封着部3を挟んで対向して封着されている。   The first member 1 and the second member 2 are sealed opposite to each other with the sealing portion 3 provided with one suction port 69 interposed therebetween, for example.

これにより、例えば3つの微小ポンプを有するマイクロポンプが得られる。   Thereby, for example, a micropump having three micropumps is obtained.

そして、微小ポンプが1次元に配列されたマイクロポンプは、駆動回路61により、第1の電極部641、642、643の各電極651、652、653、654を順次選択して、所定の電圧を印加する。また、第1の電極部に対応する第2の電極部661、662、663の各電極671、672、673、674も、駆動回路62により、順次選択して所定の電圧が印加される。このとき、第1の電極部の電極と、その電極と対応する第2の電極部の電極間に、同種符号の電圧の印加により、第1の部材と第2の部材の間隙部が広がり、反対に異種符号の電圧の印加により、間隙部を閉じることができる。   The micropump in which the micropumps are arranged one-dimensionally selects the respective electrodes 651, 652, 653, 654 of the first electrode portions 641, 642, 643 sequentially by the drive circuit 61, and applies a predetermined voltage. Apply. In addition, the electrodes 671, 672, 673, and 674 of the second electrode portions 661, 662, and 663 corresponding to the first electrode portion are also sequentially selected and applied with a predetermined voltage by the drive circuit 62. At this time, the gap between the first member and the second member is expanded by applying a voltage of the same kind between the electrode of the first electrode portion and the electrode of the second electrode portion corresponding to the electrode, In contrast, the gap can be closed by applying a voltage of a different code.

これにより、吸入口69から吸入した流体を微小ポンプに取り込み、第1の電極部と第2の電極部の対向する電極に印加する電圧の極性および駆動回路により電極を順次選択することにより、流体を輸送し、微小ポンプの各吐出口68から、同時に流体を吐出する。   As a result, the fluid sucked from the suction port 69 is taken into the micro pump, and the electrodes are sequentially selected by the polarity of the voltage applied to the electrodes facing the first electrode portion and the second electrode portion and the drive circuit. And the fluid is simultaneously discharged from each discharge port 68 of the micro pump.

本発明の第4の実施の形態のマイクロポンプによれば、第1の電極部を複数個配列した構成とすることにより、吐出口をそれぞれ有する微小ポンプが複数個形成される。それにより、例えば多数配列されたウエルなどに流体を供給することができる高密度化されたマイクロポンプを実現できる。   According to the micropump of the fourth embodiment of the present invention, a plurality of micropumps each having a discharge port are formed by arranging a plurality of first electrode portions. Thereby, for example, a high-density micropump capable of supplying a fluid to wells arranged in a large number can be realized.

なお、第4の実施の形態では、第2の電極部の電極が、複数個の同心状の電極を例に説明したが、これに限らない。例えば、図8(c)に示すように、第1の電極部の外形と同じ、またはそれより大きい外形を有するベタ電極で、第2の電極部の電極を形成してもよい。これにより、第2の電極部の電極を共通の電極とすることにより、電極形成が容易となる。さらに、駆動回路62の構成が簡略化できるため、生産性に優れた、低コストのマイクロポンプが得られる。   In the fourth embodiment, the electrode of the second electrode portion has been described by taking a plurality of concentric electrodes as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8C, the electrode of the second electrode portion may be formed of a solid electrode having the same or larger outer shape as the first electrode portion. Thereby, electrode formation becomes easy by making the electrode of a 2nd electrode part into a common electrode. Furthermore, since the configuration of the drive circuit 62 can be simplified, a low-cost micropump excellent in productivity can be obtained.

以下に、本発明の第4の実施の形態におけるマイクロポンプの変形例について、図9を用いて説明する。   Below, the modification of the micro pump in the 4th Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.

図9(a)は、本発明の第4の実施の形態におけるマイクロポンプの変形例の第1の電極部の構成を説明する透視平面図である。図9(b)は、図9(a)の第1の電極部と対向する第2の電極部の構成を説明する透視平面図である。図9において、図8と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。   FIG. 9A is a perspective plan view illustrating the configuration of the first electrode portion of a modification of the micropump according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 9B is a perspective plan view illustrating the configuration of the second electrode portion that faces the first electrode portion of FIG. In FIG. 9, the same components as those in FIG.

図9に示すように、複数個の第1の電極部および第2の電極部の最内周の電極を個別に制御する選択回路63を設けた点で図8とは異なるものである。   As shown in FIG. 9, the present embodiment is different from FIG. 8 in that a selection circuit 63 for individually controlling the innermost electrodes of the plurality of first electrode portions and second electrode portions is provided.

すなわち、図9(a)に示すように、第1の部材1の外表面に、例えば3つの第1の電極部641、642、643が1次元に配列されている。また、各第1の電極部は、例えば4つの同心状の電極651、652、653、654を有している。そして、各第1の電極部の、例えば3つの同心状の電極651、652、653の同じ電極同士が互いに結線され、例えばマルチプレクサなどからなる駆動回路61にそれぞれ接続されている。さらに、各第1の電極部の、例えば同心状の最内周の電極654は、個別に接続され選択的に開閉を制御する選択回路63に接続されている。   That is, as shown in FIG. 9A, for example, three first electrode portions 641, 642, 643 are arranged one-dimensionally on the outer surface of the first member 1. Each first electrode section has, for example, four concentric electrodes 651, 652, 653, 654. In addition, the same electrodes of, for example, three concentric electrodes 651, 652, and 653 in each first electrode portion are connected to each other and connected to a drive circuit 61 including, for example, a multiplexer. Furthermore, for example, the concentric innermost electrode 654 of each first electrode portion is connected to a selection circuit 63 that is individually connected and selectively controls opening and closing.

一方、図9(b)に示すように、第2の部材2の外表面には、第1の電極部と対向する、例えば3つの第2の電極部661、662、663が1次元に配列されている。また、各第2の電極部は、例えば4つの同心状の電極671、672、673、674を有している。そして、各第2の電極部の、例えば3つの同心状の電極651、652、653の同じ電極同士が互いに結線され、例えばマルチプレクサなどからなる駆動回路62にそれぞれ接続される。さらに、各第2の電極部の、例えば同心状の最内周の電極674と個別に接続し、選択的に開閉を制御する選択回路64が接続されている。さらに、各第2の電極部の電極に囲まれた中央部分に、吐出口68が設けられている。   On the other hand, as shown in FIG. 9B, on the outer surface of the second member 2, for example, three second electrode portions 661, 662, and 663 facing the first electrode portion are arranged one-dimensionally. Has been. Each second electrode part has, for example, four concentric electrodes 671, 672, 673, 674. Then, the same electrodes of, for example, three concentric electrodes 651, 652, and 653 of each second electrode portion are connected to each other and connected to a drive circuit 62 made of, for example, a multiplexer. Further, a selection circuit 64 that is individually connected to, for example, a concentric innermost electrode 674 of each second electrode portion and selectively controls opening and closing is connected. Further, a discharge port 68 is provided in a central portion surrounded by the electrodes of each second electrode portion.

そして、第1の部材1と第2の部材2は、例えば1つの吸入口69を設けた封着部3を挟んで対向して封着されている。   The first member 1 and the second member 2 are sealed opposite to each other with the sealing portion 3 provided with one suction port 69 interposed therebetween, for example.

これにより、例えば3つの微小ポンプを有するマイクロポンプが得られる。   Thereby, for example, a micropump having three micropumps is obtained.

そして、微小ポンプが1次元に配列されたマイクロポンプは、駆動回路61、により、第1の電極部641、642、643の各電極651、652、653を順次選択して、所定の電圧を印加する。また、第1の電極部に対応する第2の電極部661、662、663の各電極671、672、673も、駆動回路62により、順次選択して所定の電圧が印加される。このとき、第1の電極部の電極と、その電極と対応する第2の電極部の電極間に、同種符号の電圧の印加により、第1の部材と第2の部材の間隙部が広がり、反対に異種符号の電圧の印加により、間隙部を閉じることができる。   The micropump in which the micropumps are arranged one-dimensionally selects the electrodes 651, 652, and 653 of the first electrode portions 641, 642, and 643 sequentially by the drive circuit 61, and applies a predetermined voltage. To do. In addition, the electrodes 671, 672, and 673 of the second electrode portions 661, 662, and 663 corresponding to the first electrode portion are also sequentially selected and applied with a predetermined voltage by the drive circuit 62. At this time, the gap between the first member and the second member is expanded by applying a voltage of the same kind between the electrode of the first electrode portion and the electrode of the second electrode portion corresponding to the electrode, In contrast, the gap can be closed by applying a voltage of a different code.

これにより、吸入口69から吸入した流体を微小ポンプに取り込み、第1の電極部と第2の電極部の対向する電極に印加する電圧の極性および駆動回路により電極を順次選択することにより、流体を輸送する。   As a result, the fluid sucked from the suction port 69 is taken into the micro pump, and the electrodes are sequentially selected by the polarity of the voltage applied to the electrodes facing the first electrode portion and the second electrode portion and the drive circuit. To transport.

そして、第1の電極部の電極654と第2の電極部の電極674で閉じられた各微小ポンプを、選択回路63、64により、第1の電極部の電極654と第2の電極部の電極674に同じ極性の電圧を印加して、開けることにより、任意の微小ポンプの吐出口68から、選択的に、または同時に流体を吐出することができるものである。   Then, each micro pump closed by the electrode 654 of the first electrode part and the electrode 674 of the second electrode part is connected to the electrodes 654 of the first electrode part and the second electrode part by the selection circuits 63 and 64, respectively. By applying a voltage having the same polarity to the electrode 674 and opening it, a fluid can be selectively or simultaneously discharged from the discharge port 68 of any micro pump.

本発明の第4の実施の形態の変形例のマイクロポンプによれば、選択回路により、任意の微小ポンプから流体を、同時にまたは選択して吐出することができる。さらに、選択回路により、開閉時間を調整することにより、吐出する流体量を個別に、任意に調整することができる。これにより、例えば多数配列された任意のウエルなどに流体を、個別に、また任意の量で供給することができる高密度化されたマイクロポンプを実現できる。   According to the micro pump of the modification of the fourth embodiment of the present invention, the fluid can be discharged from any micro pump simultaneously or selectively by the selection circuit. Furthermore, by adjusting the opening / closing time by the selection circuit, the amount of fluid to be discharged can be individually and arbitrarily adjusted. Thereby, for example, it is possible to realize a high-density micropump that can supply fluid individually or in an arbitrary amount to arbitrary wells arranged in a large number.

なお、第4の実施の形態の変形例では、第2の電極部の電極が、複数個の同心状の電極を例に説明したが、これに限らない。例えば、図9(c)に示すように、第1の電極部の外形と同じ、またはそれより大きい外形を有するベタ電極で、第2の電極部の電極を形成してもよい。   In the modification of the fourth embodiment, the electrode of the second electrode unit has been described as an example of a plurality of concentric electrodes. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9C, the electrode of the second electrode portion may be formed of a solid electrode having the same or larger outer shape as the first electrode portion.

これにより、第2の電極部の電極を共通の電極とすることにより、電極形成が容易となる。さらに、選択回路64を省略できるとともに、駆動回路62の構成が簡略化できるため、生産性に優れた、低コストのマイクロポンプが得られる。   Thereby, electrode formation becomes easy by making the electrode of a 2nd electrode part into a common electrode. Furthermore, since the selection circuit 64 can be omitted and the configuration of the drive circuit 62 can be simplified, a low-cost micropump excellent in productivity can be obtained.

また、本発明の第4の実施の形態では、第1の電極部と第2の電極部の電極を第1の部材、第2の部材の外表面に形成する例で説明したが、これに限らない。例えば、少なくとも第1の部材および第2の部材の一方の内表面に形成してもよい。これにより、電極間の距離が短くできるため、同じ静電力を得るためには印加電圧の低電圧化、または同じ印加電圧の場合には大きな静電力を得ることができる。   In the fourth embodiment of the present invention, the first electrode portion and the second electrode portion have been described as being formed on the outer surfaces of the first member and the second member. Not exclusively. For example, it may be formed on at least one inner surface of the first member and the second member. Thereby, since the distance between electrodes can be shortened, in order to obtain the same electrostatic force, the applied voltage can be lowered, or a large electrostatic force can be obtained in the case of the same applied voltage.

また、本発明の第4の実施の形態のマイクロポンプでは、吸入口が1つの場合を例に説明したが、これに限らない。例えば、複数個の吸入口を封着部に設けてもよい。   In the micro pump according to the fourth embodiment of the present invention, the case where there is one suction port has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of suction ports may be provided in the sealing part.

また、本発明の第4の実施の形態のマイクロポンプでは、複数個の微小ポンプが、間隙部を共用する例で説明したが、これに限らない。例えば、微小ポンプごとに封着部で分離し、それに対応して個別に吸入口を設ける構成としてもよい。これにより、マイクロポンプの機械的強度が向上するとともに、異なる流体を個別に輸送することができる。   In the micro pump according to the fourth embodiment of the present invention, the example in which the plurality of micro pumps share the gap is described, but the present invention is not limited to this. For example, it is good also as a structure which isolate | separates in a sealing part for every micro pump, and provides an inlet individually corresponding to it. This improves the mechanical strength of the micropump and allows different fluids to be transported individually.

また、本発明の第4の実施の形態のマイクロポンプでは、第1の電極部の電極と第2の電極部の電極を、同じ幅を有する電極で説明したが、第1の実施の形態の電極構造が適用できることはいうまでもない。   In the micropump of the fourth embodiment of the present invention, the electrode of the first electrode portion and the electrode of the second electrode portion are described as electrodes having the same width. Needless to say, an electrode structure can be applied.

(第5の実施の形態)
以下に、本発明の第5の実施の形態におけるマイクロポンプについて、図10を用いて説明する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a micro pump according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図10(a)は、本発明の第5の実施の形態におけるマイクロポンプの第1の電極部の構成を説明する透視平面図である。図10(b)は、図10(a)の第1の電極部と対向する第2の電極部の構成を説明する透視平面図である。図10において、図8と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。   FIG. 10A is a perspective plan view illustrating the configuration of the first electrode portion of the micropump according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 10B is a perspective plan view illustrating the configuration of the second electrode portion facing the first electrode portion of FIG. In FIG. 10, the same components as those in FIG.

図10に示すように、本発明の第5の実施の形態におけるマイクロポンプは、第1の電極部および第2の電極部の対で形成される複数個の微小ポンプが、2次元に配列されている点で図8とは異なるものである。   As shown in FIG. 10, in the micro pump according to the fifth embodiment of the present invention, a plurality of micro pumps formed by pairs of a first electrode portion and a second electrode portion are arranged two-dimensionally. 8 is different from FIG.

図10(a)に示すように、第1の部材1の外表面には、例えば9つの第1の電極部が2次元に配列され、例えばX方向およびY方向において、3×3のマトリックス状に形成されている。また、各第1の電極部は、例えば4つの同心状の電極751、752、753、754を有している。そして、例えばY方向の第1の電極部741、742、743を一組として、同じ同心状の電極(例えば、電極751)同士が互いに結線され、例えばマルチプレクサなどからなる駆動回路71にそれぞれ接続されている。なお、他のX方向の第1の電極部の各組も同様に接続されるものである。   As shown in FIG. 10A, on the outer surface of the first member 1, for example, nine first electrode portions are two-dimensionally arranged, for example, in a 3 × 3 matrix shape in the X direction and the Y direction. Is formed. Each first electrode portion has, for example, four concentric electrodes 751, 752, 753, and 754. For example, the first concentric electrodes 741, 742, and 743 in the Y direction are paired, and the same concentric electrodes (for example, the electrodes 751) are connected to each other and connected to the drive circuit 71 including, for example, a multiplexer. ing. The other sets of first electrode portions in the X direction are also connected in the same manner.

一方、図10(b)に示すように、第2の部材2の外表面に、第1の電極部と対向する、例えば9つの第1の電極部が2次元に配列され、例えばX方向およびY方向において、3×3のマトリックス状に形成されている。また、各第2の電極部は、例えば4つの同心状の電極771、772、773、774を有している。そして、例えばY方向の第2の電極部761、762、763を一組として、同じ同心状の電極(例えば、電極771)同士が互いに結線され、例えばマルチプレクサなどからなる駆動回路72にそれぞれ接続されている。なお、他のX方向の第2の電極部の各組も同様に接続されているものである。さらに、各第2の電極部の電極に囲まれた中央部分に、吐出口78が設けられている。   On the other hand, as shown in FIG. 10B, on the outer surface of the second member 2, for example, nine first electrode portions facing the first electrode portion are two-dimensionally arranged, for example, in the X direction and In the Y direction, it is formed in a 3 × 3 matrix. Each second electrode section has, for example, four concentric electrodes 771, 772, 773, and 774. For example, the second concentric electrodes 761, 762, 763 in the Y direction are paired, and the same concentric electrodes (for example, the electrodes 771) are connected to each other and connected to the drive circuit 72 including, for example, a multiplexer. ing. The other sets of second electrode portions in the X direction are also connected in the same manner. Further, a discharge port 78 is provided in a central portion surrounded by the electrodes of each second electrode portion.

そして、第1の部材1と第2の部材2は、例えば1つの吸入口79を設けた封着部3を挟んで対向して封着されている。   The first member 1 and the second member 2 are sealed opposite to each other with the sealing portion 3 provided with one suction port 79 interposed therebetween, for example.

これにより、例えば9つの微小ポンプを有するマイクロポンプが得られる。   Thereby, for example, a micropump having nine micropumps is obtained.

そして、微小ポンプが2次元のマトリックス状に配列されたマイクロポンプは、駆動回路71により、X方向の各組の第1の電極部741、742、743の各電極751、752、753、754を順次選択して、所定の電圧を印加する。また、第1の電極部に対応する第2の電極部761、762、763の各電極771、772、773、774も、駆動回路72により、順次選択して所定の電圧が印加される。このとき、第1の電極部の電極と、その電極と対応する第2の電極部の電極間に、同種符号の電圧の印加により第1の部材と第2の部材の間隙部を開け、反対に異種符号の電圧の印加により間隙部を閉じることができる。   The micropump in which the micropumps are arranged in a two-dimensional matrix shape causes the drive circuit 71 to connect the electrodes 751, 752, 753, and 754 of the first electrode portions 741, 742, and 743 in the X direction. Select one by one and apply a predetermined voltage. The electrodes 771, 772, 773, and 774 of the second electrode portions 761, 762, and 763 corresponding to the first electrode portion are also sequentially selected by the drive circuit 72 and a predetermined voltage is applied thereto. At this time, a gap between the first member and the second member is opened by applying a voltage of the same kind between the electrode of the first electrode portion and the electrode of the second electrode portion corresponding to the electrode, In addition, the gap can be closed by applying a voltage of a different code.

これにより、吸入口79から吸入した流体を微小ポンプに取り込み、第1の電極部と第2の電極部の対向する電極に印加する電圧の極性および駆動回路により電極を順次選択することにより、流体を輸送し、微小ポンプの各吐出口78から、同時に流体を吐出する。また、第1の電極部の各組ごとに流体を吐出することもできる。   As a result, the fluid sucked from the suction port 79 is taken into the micro pump, and the electrodes are sequentially selected by the polarity of the voltage applied to the opposing electrodes of the first electrode portion and the second electrode portion and the drive circuit. And the fluid is simultaneously discharged from each discharge port 78 of the micro pump. Further, the fluid can be discharged for each set of the first electrode portions.

本発明の第5の実施の形態のマイクロポンプによれば、第1の電極部を複数個配列した構成とすることにより、吐出口をそれぞれ有する微小ポンプが2次元のマトリックス状に複数個形成される。それにより、例えば2次元に多数配列されたウエルなどに、流体を一括して高速に供給することができる高密度化されたマイクロポンプを実現できる。   According to the micropump of the fifth embodiment of the present invention, a plurality of micropumps each having discharge ports are formed in a two-dimensional matrix by arranging a plurality of first electrode portions. The As a result, for example, it is possible to realize a high-density micropump that can supply fluids at a high speed in a batch to wells that are arranged two-dimensionally.

なお、第5の実施の形態では、第2の電極部の電極が、複数個の同心状の電極を例に説明したが、これに限らない。例えば、図11に示すように、第1の電極部の外形と同じ、またはそれより大きい外形を有するベタ電極で、第2の電極部の電極761、762、763を形成して接続してもよい。これにより、第2の電極部の電極を共通の電極とできるため、電極形成が容易となる。さらに、駆動回路72の構成が簡略化できるため、生産性に優れた、低コストのマイクロポンプが得られる。   In the fifth embodiment, the electrode of the second electrode portion has been described by taking a plurality of concentric electrodes as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, the electrodes 761, 762, 763 of the second electrode portion may be formed and connected with a solid electrode having the same or larger outer shape as the first electrode portion. Good. Thereby, since the electrode of the 2nd electrode part can be made into a common electrode, electrode formation becomes easy. Furthermore, since the configuration of the drive circuit 72 can be simplified, a low-cost micropump excellent in productivity can be obtained.

以下に、本発明の第5の実施の形態におけるマイクロポンプの変形例について、図12を用いて説明する。   Below, the modification of the micro pump in the 5th Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.

図12(a)は、本発明の第5の実施の形態におけるマイクロポンプの変形例の第1の電極部の構成を説明する透視平面図である。図12(b)は、図12(a)の第1の電極部と対向する第2の電極部の構成を説明する透視平面図である。図12において、図10と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。   FIG. 12A is a perspective plan view illustrating the configuration of the first electrode portion of a modification of the micropump according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 12B is a perspective plan view illustrating the configuration of the second electrode portion facing the first electrode portion in FIG. In FIG. 12, the same components as those in FIG.

図12に示すように、X方向の複数個の第1の電極部および第2の電極部からなる各組において、最内周の電極を個別に制御する選択回路73を設けた点で図10とは異なるものである。   As shown in FIG. 12, in each set of a plurality of first electrode portions and second electrode portions in the X direction, a selection circuit 73 for individually controlling the innermost electrode is provided. Is different.

すなわち、図12(a)に示すように、第1の部材1の外表面には、例えば9つの第1の電極部が2次元に配列され、例えばX方向およびY方向において、3×3のマトリックス状に形成されている。また、各第1の電極部は、例えば4つの同心状の電極751、752、753、754を有している。そして、例えばY方向の第1の電極部741、742、743を一組として、同じ同心状の電極(例えば、電極751)同士が互いに結線され、例えばマルチプレクサなどからなる駆動回路71にそれぞれ接続されている。さらに、各第1の電極部の、例えば同心状の最内周の電極754は、個別に接続され選択的に開閉を制御する選択回路73に接続されている。なお、他のX方向の第1の電極部の各組も同様に接続されるものである。   That is, as shown in FIG. 12A, on the outer surface of the first member 1, for example, nine first electrode portions are two-dimensionally arranged, for example, 3 × 3 in the X direction and the Y direction. It is formed in a matrix. Each first electrode portion has, for example, four concentric electrodes 751, 752, 753, and 754. For example, the first concentric electrodes 741, 742, and 743 in the Y direction are paired, and the same concentric electrodes (for example, the electrodes 751) are connected to each other and connected to the drive circuit 71 including, for example, a multiplexer. ing. Furthermore, for example, the concentric innermost electrode 754 of each first electrode portion is connected to a selection circuit 73 that is individually connected and selectively controls opening and closing. The other sets of first electrode portions in the X direction are also connected in the same manner.

一方、図12(b)に示すように、第2の部材2の外表面には、少なくとも第1の電極部の外形と同じ、またはそれより大きい外形を有するベタ電極で、第2の電極部761、762、763の電極が共通に接続されて形成されている。そして、第2の電極部の電極は、例えばマルチプレクサなどからなる駆動回路72に接続されている。   On the other hand, as shown in FIG. 12B, on the outer surface of the second member 2, the second electrode portion is a solid electrode having an outer shape at least equal to or larger than the outer shape of the first electrode portion. The electrodes 761, 762, and 763 are connected in common. The electrodes of the second electrode section are connected to a drive circuit 72 made of, for example, a multiplexer.

そして、第1の部材1と第2の部材2は、例えば1つの吸入口79を設けた封着部3を挟んで対向して封着されている。   The first member 1 and the second member 2 are sealed opposite to each other with the sealing portion 3 provided with one suction port 79 interposed therebetween, for example.

これにより、例えば9つの微小ポンプを有するマイクロポンプが得られる。   Thereby, for example, a micropump having nine micropumps is obtained.

そして、微小ポンプが2次元のマトリックス状に配列されたマイクロポンプは、駆動回路71により、X方向の各組の第1の電極部741、742、743の電極751、752、753を順次選択して、所定の電圧を印加する。また、少なくとも第1の電極部に対応した大きさを有する第2の電極部761、762、763の電極に、駆動回路72により、所定の極性の電圧を印加する。このとき、第1の電極部の各電極と、それに対応する第2の電極部間に、同種符号の電圧の印加により第1の部材と第2の部材の間隙部を開け、反対に異種符号の電圧の印加により間隙部を閉じることができる。   The micro pump in which the micro pumps are arranged in a two-dimensional matrix sequentially selects the electrodes 751, 752, and 753 of the first electrode portions 741, 742, and 743 in the X direction by the driving circuit 71. Then, a predetermined voltage is applied. In addition, a voltage having a predetermined polarity is applied by the drive circuit 72 to the electrodes of the second electrode portions 761, 762, and 763 having a size corresponding to at least the first electrode portion. At this time, a gap between the first member and the second member is opened by applying a voltage of the same kind between each electrode of the first electrode part and the corresponding second electrode part, and on the contrary, a different kind of sign The gap can be closed by applying a voltage of.

これにより、吸入口79から吸入した流体を微小ポンプに取り込み、第1の電極部と第2の電極部に印加する電圧の極性および駆動回路により電極を順次選択することにより、流体を輸送する。   Thus, the fluid sucked from the suction port 79 is taken into the micro pump, and the fluid is transported by sequentially selecting the electrodes according to the polarity of the voltage applied to the first electrode portion and the second electrode portion and the drive circuit.

そして、第1の電極部の電極754と第2の電極部761、762、763で閉じられた各微小ポンプを、選択回路73により、第1の電極部の電極754と第2の電極部761、762、763に同じ極性の電圧を印加して、開けることにより、任意の微小ポンプの吐出口78から、選択的に、または同時に流体を吐出することができる。   Then, each micro pump closed by the electrode 754 of the first electrode portion and the second electrode portions 761, 762, 763 is converted by the selection circuit 73 into the electrode 754 of the first electrode portion and the second electrode portion 761. , 762, 763 by applying a voltage having the same polarity and opening it, fluid can be selectively or simultaneously discharged from the discharge port 78 of any micro pump.

このようにして、例えば微小形状の直径約300μmのマイクロポンプを、例えばX方向10列、Y方向10行の計100個をマトリックス状に配置した構成とすることにより、100個配列した、例えば微小のウエルや遺伝子チップなどに対して、選択的に流体を吐出することができる。   In this way, for example, 100 micropumps having a micro shape with a diameter of about 300 μm are arranged in a matrix, for example, with 100 columns in 10 columns in the X direction and 10 rows in the Y direction. The fluid can be selectively discharged to the wells or gene chips.

これにより、低コストで高効率のマイクロポンプにより、高効率化あるいは省力化された評価システムあるいは開発システムを実現できる。   Thereby, an evaluation system or a development system with high efficiency or labor saving can be realized by a low-cost and high-efficiency micro pump.

なお、本発明の第5の実施の形態の変形例のマイクロポンプでは、第2の部材の第2の電極部の電極を、ベタ電極からなる共通電極とした例で説明したが、これに限らない。例えば、第2の電極部の電極を、各X方向には共通電極であるが、Y方向には独立した電極として、Y方向ごとに駆動する構成としてもよい。この場合には、第2の部材には、第2の電極部をY方向に、例えば順次選択する選択回路が必要となるが、2次元に配列されたマイクロポンプを少なくとも順次、Y方向ごとに1次元的に選択して動作させることができる。   In the micropump according to the modification of the fifth embodiment of the present invention, the electrode of the second electrode portion of the second member has been described as a common electrode made of a solid electrode. However, the present invention is not limited to this. Absent. For example, the electrode of the second electrode portion is a common electrode in each X direction, but may be configured to be driven in each Y direction as an independent electrode in the Y direction. In this case, the second member requires a selection circuit that sequentially selects the second electrode portion in the Y direction, for example, but the micropumps arranged in two dimensions are at least sequentially in each Y direction. One-dimensional selection can be performed.

また、第2の電極部の電極接続を、第1の電極部の電極接続と同様の構成とすることにより、対応する電極間で駆動してもよいことはいうまでもない。   Needless to say, the electrode connection of the second electrode portion may be driven between the corresponding electrodes by adopting the same configuration as the electrode connection of the first electrode portion.

本発明の第5の実施の形態のマイクロポンプによれば、複数個の微小形状の第1の電極部を2次元のマトリックス状に配列して構成することにより、2次元に配列された多数のウエルなどに流体を2次元に供給する高密度化したマイクロポンプを実現することができる。   According to the micropump of the fifth embodiment of the present invention, a plurality of first electrode parts having a plurality of minute shapes are arranged in a two-dimensional matrix, thereby forming a large number of two-dimensionally arranged electrodes. A high-density micropump that supplies fluid to wells and the like in two dimensions can be realized.

また、本発明の第5の実施の形態のマイクロポンプによれば、複数個の第1の電極部を同時に、あるいは選択的に駆動する構成により、用途に応じて多数個の所定位置のウエルなどに、同時にあるいは所定の時間、順番で流体を選択的に供給するマイクロポンプを実現することができる。   In addition, according to the micropump of the fifth embodiment of the present invention, a plurality of wells at predetermined positions can be selected depending on the application by the configuration in which the plurality of first electrode portions are driven simultaneously or selectively. In addition, it is possible to realize a micropump that selectively supplies fluids simultaneously or in sequence for a predetermined time.

また、本発明の第5の実施の形態のマイクロポンプによれば、吐出口を第1の部材の第1の電極部に囲まれた中央部分に設けるとして説明したが、これに限らない。例えば、吐出口を第2の部材の第2の電極部の中心部に設けてもよく、同様の動作が可能である。   Moreover, according to the micro pump of the fifth embodiment of the present invention, the discharge port is described as being provided in the central portion surrounded by the first electrode portion of the first member, but the present invention is not limited to this. For example, the discharge port may be provided at the center of the second electrode portion of the second member, and the same operation is possible.

また、本発明の第5の実施の形態のマイクロポンプでは、第1の電極部と第2の電極部の電極を第1の部材、第2の部材の外表面に形成する例で説明したが、これに限らない。例えば、少なくとも第1の部材および第2の部材の一方の内表面に形成してもよい。これにより、電極間の距離が短くできるため、同じ静電力を得るためには印加電圧の低電圧化、または同じ印加電圧の場合には大きな静電力を得ることができる。   In the micro pump according to the fifth embodiment of the present invention, the first electrode portion and the second electrode portion are formed on the outer surfaces of the first member and the second member. Not limited to this. For example, it may be formed on at least one inner surface of the first member and the second member. Thereby, since the distance between electrodes can be shortened, in order to obtain the same electrostatic force, the applied voltage can be lowered, or a large electrostatic force can be obtained in the case of the same applied voltage.

また、本発明の第5の実施の形態のマイクロポンプでは、吸入口が1つの場合を例に説明したが、これに限らない。例えば、複数個の吸入口を封着部に設けてもよい。   In the micro pump according to the fifth embodiment of the present invention, the case where there is one suction port has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of suction ports may be provided in the sealing part.

また、本発明の第5の実施の形態のマイクロポンプでは、複数個の微小ポンプが、間隙部を共用する例で説明したが、これに限らない。例えば、微小ポンプごとに封着部で分離し、それに対応して個別に吸入口を設ける構成としてもよい。これにより、マイクロポンプの機械的強度を向上できるとともに、異なる流体を個別に輸送することができる。   In the micro pump according to the fifth embodiment of the present invention, the example in which the plurality of micro pumps share the gap is described, but the present invention is not limited to this. For example, it is good also as a structure which isolate | separates in a sealing part for every micro pump, and provides an inlet individually corresponding to it. Thereby, the mechanical strength of the micropump can be improved and different fluids can be transported individually.

また、本発明の第5の実施の形態のマイクロポンプでは、第1の電極部の電極と第2の電極部の電極を、同じ幅を有する電極で説明したが、第1の実施の形態の電極構造が適用できることはいうまでもない。   In the micro pump of the fifth embodiment of the present invention, the electrode of the first electrode portion and the electrode of the second electrode portion are described as electrodes having the same width. Needless to say, an electrode structure can be applied.

本発明に係るマイクロポンプは、輸送効率が大きく大流量の輸送が可能で超小型化を実現できるため、流体の微少流量制御やディスペンサ、その他の用途に用いられるマイクロポンプとして有用である。   The micropump according to the present invention is useful as a micropump used for fine flow rate control of a fluid, a dispenser, and other applications because it has a high transport efficiency and can be transported at a large flow rate and can be miniaturized.

(a)本発明の第1の実施の形態におけるマイクロポンプの透視平面図(b)同図(a)のA−A線断面図(A) Perspective plan view of the micropump in the first embodiment of the present invention (b) AA line sectional view of FIG. 本発明の第1の実施の形態におけるマイクロポンプの動作を模式的に説明する概略断面図Schematic sectional view for schematically explaining the operation of the micropump in the first embodiment of the present invention (a)本発明の第1の実施の形態におけるマイクロポンプの変形例の透視平面図(b)同図(a)のA−A線断面図(A) Perspective plan view of a modification of the micropump in the first embodiment of the present invention (b) AA line sectional view of FIG. (a)本発明の第2の実施の形態におけるマイクロポンプの透視平面図(b)同図(a)のA−A線断面図(A) Perspective plan view of a micropump in the second embodiment of the present invention (b) AA line sectional view of FIG. 本発明の第2の実施の形態におけるマイクロポンプの動作を模式的に説明する概略断面図Schematic cross-sectional view schematically explaining the operation of the micropump in the second embodiment of the present invention (a)本発明の第3の実施の形態におけるマイクロポンプの透視平面図(b)同図(a)のA−A線断面図(c)同図(a)のB−B線断面図(A) Perspective plan view of a micropump according to the third embodiment of the present invention (b) AA line cross-sectional view of the same figure (a) (c) BB line cross-sectional view of the same figure (a) 本発明の第3の実施の形態におけるマイクロポンプの動作を模式的に説明する概略断面図Schematic cross-sectional view schematically explaining the operation of the micropump in the third embodiment of the present invention 本発明の第4の実施の形態におけるマイクロポンプの第1の電極部の構成を説明する透視平面図(b)同図(a)の第1の電極部と対向する第2の電極部の構成を説明する透視平面図(c)同図(b)の第2の電極部の別の例を説明する透視平面図The perspective plan view explaining the configuration of the first electrode portion of the micropump in the fourth embodiment of the present invention (b) The configuration of the second electrode portion facing the first electrode portion of FIG. (C) Perspective plan view for explaining another example of the second electrode portion in FIG. (a)本発明の第4の実施の形態におけるマイクロポンプの変形例の第1の電極部の構成を説明する透視平面図(b)同図(a)の第1の電極部と対向する第2の電極部の構成を説明する透視平面図(c)同図(b)の第2の電極部の別の例を説明する透視平面図(A) Perspective plan view for explaining the configuration of the first electrode part of the modified example of the micropump according to the fourth embodiment of the present invention (b) The first electrode part facing the first electrode part of FIG. FIG. 2 is a perspective plan view for explaining the configuration of the second electrode part (c) and a perspective plan view for explaining another example of the second electrode part in FIG. 本発明の第5の実施の形態におけるマイクロポンプの第1の電極部の構成を説明する透視平面図(b)同図(a)の第1の電極部と対向する第2の電極部の構成を説明する透視平面図The perspective plan view explaining the structure of the 1st electrode part of the micropump in the 5th Embodiment of this invention (b) The structure of the 2nd electrode part facing the 1st electrode part of the same figure (a) Perspective plan view explaining 本発明の第5の実施の形態におけるマイクロポンプの第2の電極部の別の例を説明する透視平面図The perspective top view explaining another example of the 2nd electrode part of the micropump in the 5th Embodiment of this invention 本発明の第5の実施の形態におけるマイクロポンプの変形例の第1の電極部の構成を説明する透視平面図(b)同図(a)の第1の電極部と対向する第2の電極部の構成を説明する透視平面図The perspective plan view explaining the structure of the 1st electrode part of the modification of the micropump in the 5th Embodiment of this invention (b) The 2nd electrode facing the 1st electrode part of the same figure (a) Perspective plan view for explaining the configuration of the part

符号の説明Explanation of symbols

1 第1の部材
2 第2の部材
3 封着部
4,641,642,643,741,742,743 第1の電極部
5,7,35,37,251,252,451,452,551,552,651,652,653,654,671,672,673,674,751,752,753,754,771,772,773,774 電極
6,661,662,663,761,762,763 第2の電極部
8 吐出口/吸入口
9,491,581 吸入口/吐出口
10 間隙部
41,51 ゲート電極
61,62,71,72 駆動回路
63,64,73 選択回路
68,78 吐出口
69,79 吸入口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st member 2 2nd member 3 Sealing part 4,641,642,643,741,742,743 First electrode part 5,7,35,37,251,252,451,452,551 552,651,652,653,654,671,672,673,674,751,752,753,754,771,772,773,774 electrode 6,661,662,663,761,762,763 second Electrode unit 8 Discharge port / suction port 9, 491, 581 Suction port / discharge port 10 Gap 41, 51 Gate electrode 61, 62, 71, 72 Drive circuit 63, 64, 73 Select circuit 68, 78 Discharge port 69, 79 Inlet

Claims (15)

少なくとも複数の電極が同心状に形成された第1の電極部を有する第1の部材と、
少なくとも前記第1の電極部に相対して設けられた第2の電極部を有する第2の部材と、
対向して配置された前記第1の部材と前記第2の部材間の周囲を所定の間隔に維持し封着する流体の吸入口/吐出口を有する封着部と、
前記第1の部材の前記第1の電極部に囲まれた中央部および前記第2の部材の前記第2の電極部に囲まれた中央部のいずれか一方に形成された吐出口/吸入口とを備え、
前記第1の電極部とそれと対向する前記第2の電極部間に電圧信号を印加し発生する静電力により前記流体を同心方向に輸送することを特徴とするマイクロポンプ。
A first member having a first electrode portion in which at least a plurality of electrodes are formed concentrically;
A second member having at least a second electrode portion provided relative to the first electrode portion;
A sealing portion having a fluid suction port / discharge port for maintaining and sealing the periphery between the first member and the second member arranged opposite to each other at a predetermined interval;
The discharge port / suction port formed in one of the central portion surrounded by the first electrode portion of the first member and the central portion surrounded by the second electrode portion of the second member And
A micropump that transports the fluid in a concentric direction by an electrostatic force generated by applying a voltage signal between the first electrode portion and the second electrode portion facing the first electrode portion.
前記第1の部材および前記第2の部材の少なくとも一方は、樹脂フィルムであることを特徴とする請求項1に記載のマイクロポンプ。 The micropump according to claim 1, wherein at least one of the first member and the second member is a resin film. 前記第1の電極部の複数の前記電極は、同心の中心に向かって順次幅広に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のマイクロポンプ。 3. The micropump according to claim 1, wherein the plurality of electrodes of the first electrode portion are formed so as to be gradually wider toward a concentric center. 4. 前記第1の部材の前記第1の電極部および前記第2の部材の前記第2の電極部の少なくとも一方は、前記第1の部材と前記第2の部材との対向する内面側または外面側に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のマイクロポンプ。 At least one of the first electrode portion of the first member and the second electrode portion of the second member is an inner surface side or an outer surface side of the first member and the second member facing each other. The micropump according to any one of claims 1 to 3, wherein the micropump is formed as follows. 前記第2の電極部は、前記第1の電極部の複数の前記電極と対をなすように、同心状に形成された複数の電極を有することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のマイクロポンプ。 The second electrode portion has a plurality of electrodes formed concentrically so as to be paired with the plurality of electrodes of the first electrode portion. The micropump according to any one of the above. 前記封着部には、前記吸入口/吐出口が複数個設けられていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のマイクロポンプ。 The micropump according to any one of claims 1 to 5, wherein the sealing portion is provided with a plurality of the suction ports / discharge ports. 前記第1の部材と前記第2の部材には、前記封着部の前記吸入口/吐出口を開閉するゲート電極が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項6に記載のマイクロポンプ。 The gate electrode which opens and closes the said inlet / outlet of the said sealing part is provided in the said 1st member and the said 2nd member, The Claim 1 or Claim 6 characterized by the above-mentioned. Micro pump. 前記封着部の前記吸入口/吐出口は、前記封着部と前記第1の部材または前記第2の部材との界面に設けられていることを特徴とする請求項1、請求項6または請求項7に記載のマイクロポンプ。 The suction port / discharge port of the sealing portion is provided at an interface between the sealing portion and the first member or the second member. The micropump according to claim 7. 前記封着部の前記吸入口/吐出口の断面形状が、曲面形状であることを特徴とする請求項8に記載のマイクロポンプ。 The micropump according to claim 8, wherein a cross-sectional shape of the suction port / discharge port of the sealing portion is a curved surface shape. 少なくとも複数の電極が同心状に形成された第1の電極部を複数個備えた第1の部材と、
少なくとも複数個の前記第1の電極部に相対して設けられた複数個の第2の電極部を有する第2の部材と、
対向して配置された前記第1の部材と前記第2の部材間の周囲を所定の間隔に維持し封着する流体の吸入口を有する封着部と、
前記第1の部材の複数個の前記第1の電極部の中央部および前記第2の部材の複数個の前記第2の電極部の中央部のいずれか一方に設けられた吐出口を複数個有し、
前記第1の電極部とそれと対向する前記第2の電極部間に電圧信号を印加し発生する静電力により前記吸入口から吸引された前記流体を複数個の前記吐出口に同心方向に輸送することを特徴とするマイクロポンプ。
A first member including a plurality of first electrode portions each having at least a plurality of electrodes formed concentrically;
A second member having a plurality of second electrode portions provided opposite to at least a plurality of the first electrode portions;
A sealing portion having a fluid inlet for maintaining and sealing the periphery between the first member and the second member disposed opposite to each other at a predetermined interval;
A plurality of discharge ports provided in any one of a central portion of the plurality of first electrode portions of the first member and a central portion of the plurality of second electrode portions of the second member. Have
The fluid sucked from the suction port is transported concentrically to the plurality of discharge ports by an electrostatic force generated by applying a voltage signal between the first electrode unit and the second electrode unit facing the first electrode unit. A micropump characterized by that.
前記封着部には、前記吸入口が複数個設けられていることを特徴とする請求項10に記載のマイクロポンプ。 The micropump according to claim 10, wherein the sealing part is provided with a plurality of the suction ports. 複数個の前記第1の電極部と前記第2の電極部との対が、1次元に配列されていることを特徴とする請求項10または請求項11に記載のマイクロポンプ。 The micropump according to claim 10 or 11, wherein a plurality of pairs of the first electrode portion and the second electrode portion are arranged one-dimensionally. 複数個の前記第1の電極部と前記第2の電極部との対が、2次元に配列されていることを特徴とする請求項10または請求項11に記載のマイクロポンプ。 The micropump according to claim 10 or 11, wherein a plurality of pairs of the first electrode portion and the second electrode portion are two-dimensionally arranged. 複数個の前記吐出口から同時に前記流体を吐出させることを特徴とする請求項10から請求項13までのいずれか1項に記載のマイクロポンプ。 The micropump according to any one of claims 10 to 13, wherein the fluid is discharged simultaneously from a plurality of the discharge ports. 複数個の前記吐出口を選択して、前記流体を吐出させることを特徴とする請求項10から請求項13までのいずれか1項に記載のマイクロポンプ。 The micropump according to any one of claims 10 to 13, wherein a plurality of the discharge ports are selected to discharge the fluid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2455414B (en) * 2007-12-05 2012-04-11 Ford Global Tech Llc Variable displacement pump
US8308454B2 (en) 2007-03-12 2012-11-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. Fluid conveyance device
JP2014014927A (en) * 2009-03-16 2014-01-30 Kavlico Corp Co-integrated mems sensor and method of the same

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