JPH03217672A - マイクロポンプの吐出量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は圧電素子によりパルス駆動されるマイクロポン
プの吐出量制御方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来きわめて微量の液体や気体の流量を精度良く制御で
きる方法、またはその装置としては満足できるものがほ
とんどなかった。

現在医療分野で使用している点滴装置は、薬液を微量ず
つ水滴として落下させて患者に注入しているが、この点
滴落下量を手動で調整することにより薬液注入量が大ま
かに調整されているに過ぎない。この薬液注入量をさら
に微量と，して、電気的流量制御手段により自動的に精
度良く制御することはまだ行なわれていない。

また血液分析に必要とされる血液は微量で足りるはずで
あるが、微量の血液採取が困難のため、注射針による大
量の血液採取が現在も行なわれている。

また最近シリコン・マイクロマシーニング技術の文献、
例えば日経エレクトロニクスＮｏ．４８（１（１９８９
年８月２１日発行）　ｐ．１２５〜１５５　　“動くシ
リコンへ、Ｓｉマイクロマシーニング技術特集”が発表
され、前記文献のｐ．１３５〜１３９にマイクロポンプ
の記載はあるが、具体的なマイクロポンプの吐出量制御
方法、またはその装置についての技術は開示されていな
い現状である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の流量制御方法又は流量制御装置では
、いずれもごく微量の流量を精度良く制御するという目
的に適さないという問題点があった。

本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので
、マイクロポンプを用いてごく微量の流量を精度良く制
御できるマイクロポンプの吐出量制御方法を得ることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この第１の発明に係るマイクロポンプの吐出量制御方法
は、圧電素子によりパルス駆動されるマイクロポンプと
、前記圧電素子への１パルス駆動によるマイクロポンプ
の単位吐出量に基づき、定周期内における所定周波数の
パルス発生数を制御するパルス発生数制御手段と、前記
制御された数のパルスによる駆動信号により圧電素子を
駆動する圧電素子駆動手段とを備えたものである。

この第２の発明に係るマイクロポンプの吐出量制御方法
は、圧電素子によりパルス駆動されるマイクロポンプと
、前記圧電素子への１パルス駆動によるマイクロポンプ
の単位吐出量に基づき、発生させるパルス周波数を制御
するパルス周波数制御手段と、前記制御された周波数の
パルスによる駆動信号により圧電素子を駆動する圧電素
子駆動手段とを備えたものである。

この第３の発明に係るマイクロポンプの吐出量制御方法
は、圧電素子によりパルス駆動されるマイクロポンプと
、前記圧電素子への１パルス駆動電圧対マイクロポンプ
の単位吐出量特性に基づき、発生させるパルス駆動電圧
を制御するパルス駆動電圧制御手段と、前記制御された
パルス駆動電圧による駆動信号により圧電素子を駆動す
る圧電素子駆動手段とを備えたものである。

［作用］ この第１の発明においては、圧電素子によりパルス駆動
されるマイクロポンプの吐出量制御方法において、前記
圧電素子への１パルス駆動によるマイクロポンプの単位
吐出量に基づき、パルス発生数制御手段は一定周期内に
おける所定周波数のパルス発生数を制御し、圧電素子駆
動手段は前記制御された数のパルスによる駆動信号によ
り圧電素子を駆動することにより、マイクロポンプの吐
出量を制御する。

この第２の発明においては、圧電素子によりパルス駆動
されるマイクロポンプの吐出量制御方法において、前記
圧電素子への１パルス駆動によるマイクロポンプの単位
吐出量に基づき、パルス周波数制御手段は発生させるパ
ルス周波数を制御し、圧電素子駆動手段は前記制御され
た周波数のパルスによる駆動信号により圧電素子を駆動
することにより、マイクロポンプの吐出量を制御する。

この第３の発明においては、圧電素子によりパルス駆動
されるマイクロポンプの吐出量制御方法において、前記
圧電素子への１パルス駆動電圧対マイクロポンプの単位
吐出量特性に基づき、パルス駆動電圧制御手段は発生さ
せるパルス駆動電圧を制御し、圧電素子駆動手段は前記
制御されたパルス駆動電圧による駆動信号により圧電素
子を駆動することにより、マイクロポンプの吐出量を制
御する。

［実施例］ まず本発明に係る圧電素子によりパルス駆動されるマイ
クロポンプの一実施例について説明し、次にこの圧電素
子のパルス駆動によりマイクロポンプの吐出量を制御す
る方法について詳細に説明する。

第１図は本発明に係る圧電素子によりパルス駆動される
マイクロポンプの一実施例を示す断面図である。図にお
いて、全体符号１０で示すマイクロポンプは、基板１、
薄膜板２、表面板３のサンドイッチ構造によるものであ
る。

基板１は、例えば厚さ１■程度のガラス基板からなり、
入力ポート１１及び出口ポート１２が設けられている。

これらのポートにはそれぞれチューブ１３．１４を液洩
れし・ないように接着剤ｌ５で接合し、チューブ１３の
基端は例えば薬液タンク（図示せず）に、チューブ１４
の先端は例えば注射針（図示せず）に連結される。

薄膜板２は、例えば厚さ０．３器程度のＳｉ基板からな
り、エッチング法により入口バルブ４、出口バルブ５、
及び両バルブの間にダイアフラム６を形成し、さらに必
要な流路（図示せず）を設け、基板１の上に陽極接合法
で接合される。接合個所は符号ＩＥｉａ．　１６ｂ．　
ｌｆｉｅて示される部位である。

人口ポート１１には、これに連なる人力流路（図示せず
）が設けられ、この入力流路は通孔（図示せず）を介し
て出口バルブ５の上方に設けた室１１３に通じ、さらに
別の図示されない通孔及び連絡流路を介して入口バルブ
４の室１１６に通じている。人口バルブ４は弁体４１で
形成されており、その中心に通孔１１７を設け、上方の
室１１ｇに通じている。さらに室１１８は別の図示され
ない通孔及び連絡流路を介してダイアフラム６下方のポ
ンプ室１２１に通じ、圧力流体は出力流路を経て出口バ
ルブ５の室１２３に流れる。そして、出口バルブ５は出
口ポート１２の入口１２ａを覆うキャップ状の弁体５ｌ
て形成されている。

ダイアフラム６の駆動手段として、ピエゾディスクの圧
電素子７が薄膜の電極板を介してダイアフラム６上に接
着されている。図中、７２．７３は圧電素子７に電圧を
印加するためのリード線である。

薄膜板２の上には基板１と同様のガラス基板からなる表
面板３が圧電素子７の挿入口３ｌを設けて陽極接合法に
より接合され、上記のポンプ流路系を確立している。表
面板３の厚さは約０．５關である。

第２図は圧電素子によりマイクロポンプを駆動する駆動
回路の一実施例を示すブロック図であり、２０１はリチ
ウム電池等の電源、２０２は昇圧回路、２０３はマイク
ロプロセッサ（以下ＣＰＵという）、２０４は低電圧の
信号を高電圧の信号に変換するレベルンフタ、２０５は
圧電素子７を駆動するドライバー、２０６はポンプの流
量を表示する表示装置、２０７は流量制御用の選択スイ
ッチである。

第３図（ａ）及び（ｂ）は第１図の実施例の動作図であ
り、第２図、第３図（ａ）及び（ｂ）を参照してマイク
ロポンプの一般的動作を説明する。

まず、スイッチ２０７で流量を選択し、ＣＰＵ２０３か
らポンプ駆動用パルス信号が出力される。

Ｃ　Ｐ　Ｕ　２０３の信号は一般的に３〜５Ｖの電圧で
動作しており、また圧電素子７は５０Ｖ等の高電圧で動
作される。このため、昇圧回路２０２で３Ｖの電圧を５
０Ｖに昇圧し、レベルシフタ２０４によってＣＰ　Ｕ　
２０３からのパルス信号を５０Ｖの高圧パルス信号に変
換する。

ドライバ２０５はこのように圧電素子７に５０Ｖのパル
ス電圧、例えば１｝｛ｚ〜数ＨＺ程度の周期性駆動信号
を印加し、ビエゾ効果による歪振動を発生させる。ピエ
ゾ効果によりダイアフラム６が第３図（ａ）のように下
側へたわむと、ボンブ室１２１の圧力が上昇し、この圧
力はそれぞれ流路を通じて室１１８．１２３に同時に伝
達されその内圧を昇圧する。

室１１８の内圧の昇圧により入口バルブ４を設けた隔壁
４２が下側へ押され、入口バルブ４の弁体４１を基板１
に押しつけるため、入口バルブ４は閉じることになる。

同時に、室１２３の内圧の昇圧によりその隔壁５２を押
し上げるため、出口バルブ５の弁体５１が基板１より離
れ、出口バルブ５が開き、出口ポート１２へ定量の圧力
流体を吐出する。

反対にダイアフラム６が第３図（ｂ）のように上側へた
わむと、ポンプ室１２１が減圧するので、これにより室
１２３の隔壁５２が下側へたわみ、出口バルブ５が閉じ
ると同時に、室１１８の隔壁４２が上側へたわみ、入口
バルブ４が開くため、通孔１１７を通じて入口ポート１
ｌに連通ずる室１１Ｂから定量の流体を吸入する。

圧電素子７によりダイアフラム６を振動させることによ
り、上記の吸入・吐出が連続的に行われ、かつ振動数を
増加させれば脈流の少ないボンブが得られる。しかも、
出口バルブ５は出口ポートｌ２の入口１２ａを覆うキャ
ップ状の弁体５ｌで形成されているため、出口ポート１
２の背圧による隔壁５２の持上げ力（出口バルブ５の開
放力）の作用方向は、その隔壁５２に対するポンプ室１
２１の圧力の押上げ方向と同じになり、・背圧は出口バ
ルブ５に対し開き勝手に作用する。そのため、背圧が出
口バルブ５の持つ弾性力及び隔壁５２に及ぼす外力に基
づく押付力に打ち勝つまでは、つまり所要のポンプ使用
範囲ではほぼ一定の流量を吐出することになる。

この実施例におけるマイクロポンプ１０においては、マ
イクロポンプの圧電素子７に例えば５０Ｖのパルス駆動
を１回行う（これを１パルス駆動又は１ステップ駆動と
いう）ことにより、０．０５μｇ／ｓｔｅｐ程度の流量
を吐出することができる。

第４図は本発明の一適用例を示すマイクロポンプを用い
た薬液注入装置のブロック図である。図において、１０
は前記説明のマイクロポンプ、３０１は内部に薬液の満
たされた薬液タンク、１３は薬液タンク３０１とマイク
ロポンプの人口ポート１１との間のチューブ、Ｉ４はマ
イクロポンプの出力ポート１２と注射針３０２との間の
チューブ、３０２は薬液を生体に注入する注射針、３０
３は一部に第２図のマイクロポンプ駆動回路を含む吐出
量制御装置である。

またこの吐出量制御装置３０３の具体的な実施例は、マ
イクロポンプの吐出量制御方法を説明するための、第５
図，第７図及び第９図において詳細に説明される。

次に圧電素子によりパルス駆動されるマイクロポンプの
吐出量制御方法について説明する。

マイクロポンプの吐出量制御方法を大別すると次の４つ
の方法がある。

（１）パルス密度による制御方法 （２）パルス周波数による制御方法 （３）圧電素子駆動電圧制御による制御方法（４）上記
（１）項又は（２）項と（３）項との組み合せによる制
御方法 最初にパルス密度による制御方法について説明する。

第５図は本発明に係るパルス密度制御装置の一実施例を
示すブロック図であり、図において４０１は固定設定器
、４０２は加算器、４０３は基本設定器であり、スイッ
チＳ　　−Ｓ４のオン・オフ操作に８ より５ビットの任意の２進数（０〜３１）を設定するこ
とができる。４０４は加減算器、４０５は微調設定器で
あり、スイッチ８３〜ＳＩのオン・オフ操作により−３
〜＋４の間の任意の数を設定することがてきる。４０６
は＃ｌ係数乗算器であり、例えば係数ｋ１−１１／８を
入力データに乗算して出力する。４０７は＃２係数乗算
器であり、例えば係数ｋ２−７／４を入力データに乗算
して出力する。

４０８は選択器であり、３つの入力信号の内の１つの信
号を、スイッチＳ　及びＳｂの操作信号によａ り選択して出力する。４０９はパルス発生器であり、ト
リガ信号が入力されてからクロック信号を計数し、あら
かじめ指定された数のパルス信号を出力する。またこの
回路は、例えば減算カウンタ、フリップフロップ、ＡＮ
Ｄゲート等により構成することができる。

第６図（ａ）〜（ｅ）は第５図の動作を説明するための
波形図である。

第６図を参照し、第５図の動作を説明する。いま固定設
定器４０１には固定数１０があらかじめ設定されている
とする。スイッチ８８〜Ｓ４のオン・オフ操作により５
ビットの任意の２進数ｎ（但しｎは最小値が０で、最大
値が３１の間の数である）が基本設定器４０３に設定さ
れる。加算器４０２は固定設定器４０１からの数１０と
基本設定器４０３からの数ｎとを加算し、最小値は１０
で、最大値は４ｌの間の数ｎ＋１０を得る。

微調設定器４０５は、スイッチ８３〜Ｓ１のオンで電源
電圧Ｖ　の印加される“１１レベル、オフＣＣ で電圧の印加されない“０“レベルとなるので、スイッ
チＳ　，Ｓ　及びＳ１の設定データにより３２ 以下に示す−３〜＋４の間の数値が設定される。

１　　０　　１　　のときは−３、 １　　１　　０　　のときは−２、 １　　１　　１　　のときは−１、 ０　　０　　０　　のときは　０１ ０　　０　　１　　のときは　１、 ０　　１　　０　　のときは　２、 ０　　１　　１　　のときは　３、 １　　０　　０　　のときは　４となる。

加減算器４０４は加算器４０２からの数ｎ＋１０と、微
調設定器４０５からの微調数（−３〜＋４の間の数）と
の加減算を行い、その演算結果を直接選択器４０８に＃
１人力信号として供給すると共に、＃１係数乗算器４０
６及び＃２係数乗算器４０７へ供給する。＃１係数乗算
器４０６は入力データに係数ｋ，＝１１／８を乗算し、
端数は切り捨てにより整数とした川カデータを選択器４
０８に＃２人力信号として供給する。＃２係数乗算器４
０７は入力データに係数ｋ２−’ｌ／４を乗算し、同様
に端数は切り捨てにより、整数とした出力データを選択
器４０８に＃３人力信号として供給する。

選択器４０８は、スイッチＳａ及びＳｂの設定データに
より以下に示す選択動作を行い、その出力信号をパルス
数指定データとしてパルス発生器４０９へ供給する。

Ｏ　　Ｏ　　のときはどの入力信号も出力しない。

０　　１　　のときは＃１人力信号を選択して出力する
。

１　　０　　のときは＃２人力信号を選択して出力する
。

１　　１　　のときは＃３人力信号を選択して出力する
。

第６図の（ａ）及び（ｂ）には、パルス発生器４０９に
供給されるクロック信号とトリガ信号の波形がそれぞれ
示されている。クロツク信号は周期ｔ（例えば１秒）で
、オンとオフの時間が等しい（即ちデューティ５０％）
の繰り返しパルスである。

トリガー信号はクロック信号の一定数を計数する度に発
生する周期Ｔ（例えば周波数ＩＦＩｚのクロック信号を
１８０個計数する時間とすると、Ｔ−３分となる。）の
周期性信号である。

パルス発生器４０９は選択器４０８からパルス数指定デ
ータが供給されると、例えばこのパルス数指定データを
内蔵するカウンタにプリセットする。

そしてトリが信号が人力されると、直ちにクロック信号
を田力しながら、このクロック信号毎にカウンタにより
−１の減算を行い、カウンタ値がゼロになったときに、
それ以降のクロック信号ノ出力を禁止する。そしてこの
動作をトリガ信号の入力毎に繰り返す。このようにして
トリガ信号の入力毎に指定された数のパルス信号を出力
することができる。

第６図の（Ｃ）は加減算器４０４からの＃１人力信号が
選択器４０８により選択された場合の低密度パルスの波
形を示し、同図の（ｄ）は＃１係数乗算器４０６からの
＃２人力信号が選択器４０８により選択された場合の中
密度パルスの波形を示し、同図の（ｅ）は＃２係数乗算
器４０７からの＃３人力信号が選択器４０８により選択
された場合の高密度パルスの波形を示している。

この第５図の装置により、トリガ信号の周期（前例では
３分）内に低密度パルスとしては最低７　（−１０＋Ｏ
−３）から最高４５　（−１０＋３１＋４）、中密度パ
ルスとしては最低９から最高６１，高密度パルスとして
は最低ｌ２から最高７８までの数のパルス信号を出力し
、このパルス信号を第２図の圧電素子駆動回路内のレベ
ルシフタ２０４に供給する。

レベルシフタ２０４は入力パルス信号を例えば５０Ｖの
高圧パルス信号に変換し、ドライバ２０５を介して圧電
素子７を駆動する。この圧電素子７と連動するダイヤフ
ラム６の変位により、マイクロポンプが流体を吐出する
。即ち一定周期内のパルス数を示すパルス密度によりマ
イクロポンプの吐出量が制御される。

次にパルス周波数による制御方法について説明する。

第７図は本発明に係るパルス周波数制御装置のー実施例
を示すブロック図であり、図において、４０１〜４０８
は第５図における機器と同一のものである。５０１はデ
ジタルデータをアナログ電圧に変換するＤ／Ａ変換器、
５０２は人力制御電圧により発振する周波数が制御され
る電圧・周波数（以下Ｖ／Ｆという）変換器である。

第８図（ａ）〜（Ｃ）は第７図の動作を説明するだめの
波形図である。

第８図を参照し、第７図の動作を説明する。第７図の４
０１〜４０８の機器は、以下の点を除き第５図における
機器と全く同じ動作を行う。即ち第５図においては、一
定の周期Ｔ内における周期ｔのパルス信号の数を任意に
指定するための動作を行っていた。しかし第５図の装置
においては、トリガ信号の入力直後から周期ｔのクロッ
クパルス信号が連続して発生される動作期間と、クロッ
クパルス信号の全く発生しない休止期間の２つの期間が
存在していることが判る。第７図の装置においては、Ｖ
／Ｆ変換器５０２の発振周波数を制御することにより、
パルス信号の全く発生しない休止期間を最小又は零とし
て、即ち時間軸に対して一定の吐出量を保持するように
制御を行って、吐出量の脈動を軽減せんとするものであ
る。従って固定設定器４０１、基本設定器４０３及び微
調設定器４０５に設定されるデータは周波数についての
データとなる。

選択器４０８は３つの周波数指定データの内の１つを選
択し、これをＤ／Ａ変換器５０１に供給する。

Ｄ／Ａ変換器５０１は入力データに対応したアナログ制
御電圧をＶ／Ｆ変換器５０２に供給する。Ｖ／Ｆ変換器
５０２は入力制御電圧により制御された発振周波数の信
号を波形整形したパルス信号として出力する。

第８図の（ａ）　，（ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ低周波
パルス、中周波パルス及び高周波パルスの波形をそれぞ
れ示している。同図においては、高周波パルスの周波数
をｆとすると、中周波パルスの周波数はｆ／２、低周波
パルスの周波数はｆ／３として示されている。但し、こ
こで使用した高周波バルスの周波数ｆはＩＨｚ〜数十Ｈ
ｚ程度であり、一般の周波数区分で使用される場合と異
なり、交流電源以下の周波数であることに注意を要する
。

また第７図のＤ／Ａ変換器５０１とＶ／Ｆ変換器５０２
に代えて、比較的高い周波数のクロック信号をあらかじ
め発生させ、このクロック信号を所望の分周比により分
周させ、低い周波数を出力する可変分周比の分周回路を
設けることにより、所望の周波数信号をデジタル的に得
る方法でもよい。

次に圧電素子駆動電圧制御による制御方法について説明
する。いま圧電素子７に印加するパルス駆動電圧を前記
説明における５０Ｖの一定とせず、例えば３０Ｖ−１０
０　Ｖの範囲で連続的に変化させると圧電素子のビエゾ
効果による変位量もこれに対応して変化するので、この
効果を利用してマイクロポンプの吐出量を制御すること
が可能となる。

一般に圧電素子７に電圧を印加し、ビエゾ効果を発生さ
せることができる電圧の可変範囲は余り広くはない。し
かしこの可変範囲内において、アナログ的な微細な制御
を行うことが可能である。

前記パルス密度による制御方法又はパルス周波数による
制御方法は、いずれもデジタル制御方法であるから、１
パルス以下の吐出量の制御は原理的にできない。従って
パルス密度による制御方法において、例えば３分間に３
５．６パルスに相当する吐出量の制御を行うことはでき
ない。このような高精度の制御も、圧電素子駆動電圧制
御方法によれば可能になるという特徴がある。また、こ
の圧電素子駆動電圧制御による方法は、単独においても
、また他のパルス密度による方法もしくはパルス周波数
による方法との組み合せによっても実施することができ
る。

第９図は本発明に係る圧電素子駆動電圧制御装置の一実
施例を示すブロック図である。図において、６０１は外
部より供給される（例えば第５図の４０１〜４０８の機
器と同一機器により構成される電圧制御データ指定手段
により供給される）電圧制御データをアナログ制御電圧
に変換するＤ／Ａ変換器、６０２は電池等の直流電源を
ＤＣ／ＤＣ変換して高圧に昇圧する回路で、外部よりの
制御電圧によりＤＣ／ＤＣ変換用パルスのデューティを
制御して、出力電圧を例えば３０Ｖから１００Ｖまで可
変制御できる昇圧回路である。６０３はスイッチＳｏが
開のときには、内部の発振器により一定周波数のパルス
信号を発生し、スイッチＳ　が閉とＣ なり外部からパルス数又はパルス周波数の制御信号が供
給されると、この制御信号に従ったパルス信号を発生す
るパルス発生器である。８０４はパルス発生器６０３か
らのパルス信号に基づき、昇圧回路６０２から供給され
る被制御電圧を圧電素子７に印加する駆動回路である。

第１０図（ａ）〜（ｅ）は第９図の動作を説明するため
の波形図である。同図（ａ）は低電圧（例えば３ｏＶ）
の一定周波数のパルスによる圧電素子の駆動波形を示し
、（ｂ）は中電圧（例えば５０Ｖ）の一定周波数のパル
スによる同駆動波形を示し、（Ｃ）は高電圧（例えばＩ
ＯＯＶ）の一定周波数のパルスによる同駆動波形をそれ
ぞれ示している。

また第１０図の（ｄ）及び（ｅ）は、パルス密度による
制御と圧電素子駆動電圧による制御との組合せ制御によ
る波形例を示している。同図（ｄ）は例えば前例の３分
間に３５，６パルスに相当する吐出量の制御を行いたい
場合に、＃１〜＃３５まてのパルスは５０Ｖの電圧によ
り圧電素子を駆動し、＃３６のパルスのみ３０Ｖの電圧
により圧電素子を駆動し、０．６パルス相当の微細な吐
出量を最後に付加した例を示している。同図の（ｅ）は
３分間に３５．４パルスに相当する吐出量の制御を行い
たい場合に、＃３４までのパルスは５０Ｖの電圧により
圧電素子を駆動し、＃３５のパルスのみ７０Ｖの電圧に
より圧電素子を駆動し、１．４パルス相当の吐出量を最
後に付加した例を示している。このようにして高精度の
吐出量制御を実現することができる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの第１の発明によれば、圧電素子
によりパルス駆動されるマイクロポンプの吐出量制御方
法において、前記圧電素子への１パルス駆動によるマイ
クロポンプの単位吐出量に基づき、一定周期内における
所定周波数のパルス発生数を制御し、該制御された数の
パルスにょる駆動信号により圧電素子を駆動することに
より、マイクロポンプの吐出量をデジタル的に制御する
ようにしたので、＠量の流量を精度良く制御できる優れ
た制御特性か得られ、またカスタムＬＳＩ等によりこの
制御回路を容易に構成することができるので、マイクロ
ポンプと一体構造としても、小形軽全て安価な製品を製
作できるという効果が得られる。

またこの第２の発明によれば、圧電素子によりパルス駆
動されるマイクロポンプの吐出量制御方法において、前
記圧電素子への１パルス駆動によるマイクロポンプの単
位吐出量に基づき、発生させるパルス周波数を制御し、
該制御された周波数のパルスによる駆動信号により圧電
素子を駆動することにより、マイクロポンプの吐出量が
時間に対して一定値となるように制御するので、前記第
１の発明における吐出口の脈動が大幅に軽減された流量
制御特性が得られるという効果が得られる。

またこの第３の発明によれば、圧電素子によりパルス駆
動されるマイクロポンプの吐出量制御方法において、前
記圧電素子への１パルス駆動電圧対マイクロポンプの単
位吐出量特性に基づき、発生させるパルス駆動電圧を制
御し、該制御されたパルス駆動電圧による駆動信号によ
り圧電素子を駆動することにより、マイクロポンプの吐
出量をアナログ的に制御するようにしたので、前記第１
の発明又は第２の発明における吐出量制御特性よりもさ
らに精度の高い微細な吐出量の制御が可能となるという
効果か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧電素子によりパルス駆動される
マイクロポンプの一実施例を示す断面図、第２図は圧電
素子によりマイクロポンプを駆動する駆動回路の一実施
例を示すブロック図、第３図（ａ）及び（ｂ）は第１図
の実施例の動作図、第４図は本発明の一適用例を示すマ
イクロポンプを用いた薬液注入装置のブロック図、第５
図は本発明に係るパルス密度制御装置の一実施例を示す
ブロック図、第６図（ａ）〜（ｅ）は第５図の動作を説
明するための波形図、第７図は本発明に係るパルス周波
数制御装置の一実施例を示すブロック図、第８図（ａ）
〜（Ｃ）は第７図の動作を説明するための波形図、第９
図は本発明に係る圧電素子駆動電圧制御装置の一実施例
を示すブロック図，第１０図（ａ）〜（ｅ）は第９図の
動作を説明するための波形図である。 図において、１は基板、２は薄膜板、３は表面板、４は
入口バルブ、５は出口バルブ、６はダイアフラム、７は
圧電素子、１０はマイクロポンプ、ｌ１は入口ポート、
１２は山口ポート、１３．１４はチューブ、ｌ［ｉａ，
ＩＢｂ，ｌ６ｅは接合部、４１．５１は弁体、４２，５
２は隔壁、７２．７３はリード線、ｌ１３．１１６．１
１８，１２３は室、１２１はポンプ室、２０１は電源、
２０２は昇圧回路、２０３はＣＰＵ，２０４はレベルシ
フタ、２０５はトライバー、２０６は表示装置、２０７
はスイッチ、３０１は薬液タンク、３０２は注射針、３
０３は吐出量制御装置、４０１は固定設定器、４０２は
加算器、４０３は基本設定器、４０４は加減算器、４０
５は微調設定器、４０６は＃１係数乗算器、４０７は＃
２係数乗算器、４０８は選択器、４０９はパルス発生器
、５０１，６０１ はＤ／Ａ変換器、 ５０２ はＶ／Ｆ変換器、 ６０２ は昇圧回路、 ６０３ はパルス発生器、 ６０４ は駆 動回路である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電素子によりパルス駆動されるマイクロポンプ
   の吐出量制御方法において、 前記圧電素子への１パルス駆動によるマイクロポンプの
   単位吐出量に基づき、一定周期内における所定周波数の
   パルス発生数を制御し、該制御された数のパルスによる
   駆動信号により圧電素子を駆動することにより、マイク
   ロポンプの吐出量を制御することを特徴とするマイクロ
   ポンプの吐出量制御方法。
2. （２）圧電素子によりパルス駆動されるマイクロポンプ
   の吐出量制御方法において、 前記圧電素子への１パルス駆動によるマイクロポンプ単
   位吐出量に基づき、発生させるパルス周波数を制御し、
   該制御された周波数のパルスによる駆動信号により圧電
   素子を駆動することにより、マイクロポンプの吐出量を
   制御することを特徴とするマイクロポンプの吐出量制御
   方法。
3. （３）圧電素子によりパルス駆動されるマイクロポンプ
   の吐出量制御方法において、 前記圧電素子への１パルス駆動電圧対マイクロポンプの
   単位吐出量特性に基づき、発生させるパルス駆動電圧を
   制御し、該制御されたパルス駆動電圧による駆動信号に
   より圧電素子を駆動することにより、マイクロポンプの
   吐出量を制御することを特徴とするマイクロポンプの吐
   出量制御方法。