KR101159977B1

KR101159977B1 - 마이크로펌프 장치

Info

Publication number: KR101159977B1
Application number: KR1020107008115A
Authority: KR
Inventors: 가즈끼 야마모또; 마사떼루 후꾸오까; 요시노리 아까기; 히로지 후꾸이
Original assignee: 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2012-06-25
Also published as: CN101970098B; CN101970098A; KR20100053692A; US8353679B2; JP2009287552A; US20110129392A1; EP2269725B1; WO2009133724A1; EP2269725A4; JP4856733B2; EP2269725A1

Abstract

본 발명은 가스 발생 재료로부터의 가스 발생량 나아가서는 마이크로펌프의 송액량의 제어성이 좋은 마이크로펌프 장치를 제공한다. 이 마이크로펌프 장치는 마이크로펌프 (10)과 제어 장치 (50)을 구비하고 있다. 마이크로펌프 (10)은 액체의 유로인 마이크로 유로 (22)와, 광의 조사를 받아 가스를 발생하여 해당 가스를 마이크로 유로 (22)에 공급하는 가스 발생 재료 (34)와, 가스 발생 재료 (34)에 광 (44)를 조사하는 광원 (42)를 갖고 있다. 제어 장치 (50)은 각 비트가 광원 (42)를 점등시키는 제1 레벨과 소등시키는 제2 레벨의 2 상태를 취할 수 있는 일정수의 복수 비트로 이루어지는 펄스열 패턴을 반복함으로써 광원 (42)를 2치 상태로 명멸시키는 제어 펄스 신호 CS를 광원 (42)에 공급한다.

Description

마이크로펌프 장치{MICROPUMP DEVICE}

본 발명은 광 조사를 받아 가스를 발생시키는 가스 발생 재료에 광을 조사하여 가스를 발생시키고, 해당 가스에 의해서 예를 들면 검체, 시약, 희석액 등의 액체를 반송하는 마이크로펌프와, 그 제어 장치를 구비하고 있는 마이크로펌프 장치에 관한 것이다.

광 조사를 받아 가스를 발생시키는 가스 발생 재료에 광을 조사하여 가스를 발생시키고, 해당 가스를 마이크로 유로에 공급하고, 해당 가스에 의해서 마이크로 유로 내의 액체를 반송하는 마이크로펌프가 종래부터 제안되어 있다(예를 들면 (특허문헌 1, 2 참조).

가스 발생 재료로부터 가스가 발생하는 것은, 간단히 말하면, 광 조사를 받아 가스 발생 재료의 분해 반응(화학 반응의 일종)이 생기고, 그것에 의하여 가스가 발생하기 때문이다.

일본 특허 공개 제2005-297102호 공보 일본 특허 공개 제2007-279068호 공보

상기 마이크로펌프를 사용하는 데에 있어서, 그 가스 발생 재료로부터의 가스 발생량, 나아가서는 마이크로펌프의 송액량을 제어하는 것이 중요한데, 그 제어 수단은 상기 특허문헌 1, 2에는 기재되어 있지 않다.

상기 제어 수단으로서는, 통상, 다음 수단이 생각된다.

(1) 가스 발생 재료에 조사하는 광의 강도를 강약으로 바꾼다.

(2) 가스 발생 재료에 조사하는 광의 조사 시간을 장단으로 바꾼다.

그러나 이들에는 다음 과제가 있다.

상기 (1)의 경우, 가스 발생 재료의 조사광 강도에 대한 분해 속도 특성이 예를 들면 도 1 중의 특성 A, C 등과 같이, 반드시 특성 B와 같이 리니어한 것은 아니기 때문에, 조사광 강도의 단순한 강약으로는 가스 발생량의 제어가 어렵다. 즉, 조사광 강도를 조금 강하게 하면 가스 발생 재료의 분해 속도가 급증하여 가스 발생량이 급증하는 경우가 있다. 조사광 강도를 조금 강하게 한 것으로는 가스 발생 재료의 분해 속도가 좀처럼 증대하지 않아, 가스 발생량이 좀처럼 증대하지 않는 경우도 있다. 따라서, 가스 발생량의 제어 나아가서는 송액량의 제어가 어렵다.

상기 (2)의 경우, 광 조사 시간의 단순한 장단으로는 중간 단계의 가스 발생량을 정밀도 좋게 실현하는 것이 어렵다. 이것은, 약간의 광 조사 시간의 오차가 가스 발생량에 크게 영향을 주기 때문이다. 따라서, 이 경우에도 가스 발생량의 제어 나아가서는 송액량의 제어가 어렵다.

따라서 본 발명은 가스 발생 재료로부터의 가스 발생량 나아가서는 마이크로펌프의 송액량의 제어성이 좋은 마이크로펌프 장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따른 마이크로펌프 장치의 하나는 (a) 액체의 유로인 마이크로 유로와, 광의 조사를 받아 가스를 발생하여 해당 가스를 상기 마이크로 유로에 공급하는 가스 발생 재료와, 상기 가스 발생 재료에 광을 조사하는 광원을 갖는 마이크로펌프와, (b) 각 비트가 상기 광원을 점등시키는 제1 레벨과 소등시키는 제2 레벨의 2 상태를 취할 수 있는 일정수의 복수 비트로 이루어지는 펄스열 패턴을 반복함으로써 상기 광원을 2치(値) 상태로 명멸시키는 제어 펄스 신호를 상기 광원에 공급하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 마이크로펌프 장치에 있어서는, 제어 장치로부터 광원에 공급하는 제어 펄스 신호의 제1 레벨의 비트 시에 광원이 점등하여 가스 발생 재료의 분해 반응이 시작하여, 가스가 발생한다. 제어 펄스 신호의 제2 레벨의 비트 시에 광원이 소등하여 가스 발생 재료의 분해 반응이 정지하여 가스 발생은 정지한다. 즉, 제어 펄스 신호에 포함되는 제1 레벨의 비트수에 따라서 가스 발생 재료의 분해 반응의 지속 시간이 결정된다.

따라서, 제어 펄스 신호의 펄스열 패턴을 구성하는 제1 레벨의 비트와 제2 레벨의 비트의 조합으로 일정 시간 내의 가스 발생 재료의 분해량의 총량(이하, 「가스 발생 재료 겉보기 분해 속도」라고 함)을 제어할 수 있다. 분해 반응에 의해서 발생한 가스는 가스 발생 재료 내에서 확산하여, 마이크로 유로로 용출한다. 이 마이크로 유로로 용출하는 가스의 부피분만큼 마이크로 유로 내의 액체가 반송된다.

상기한 바와 같은 작용에 의해서 제어 펄스 신호의 펄스열 패턴을 구성하는 제1 레벨의 비트와 제2 레벨의 비트의 조합으로, 가스 발생 재료로부터의 가스 발생량 나아가서는 마이크로펌프의 송액량을, 중간 단계를 포함하는 복수 단계로 정밀도 좋게 제어할 수 있다.

더구나, 상기 제어 펄스 신호는 광원을 2치 상태로 명멸시키는 것이기 때문에, 상기 가스 발생 재료의 조사광 강도에 대한 분해 속도 특성상의 일정한 동작점을 이용할 수 있다. 따라서, 상기 분해 속도 특성이 리니어하지 않더라도, 상기 가스 발생 재료 겉보기 분해 속도를 거의 리니어하게 제어할 수 있다. 그 결과, 가스 발생량의 제어가 용이하게 되어, 가스 발생량의 제어성이 좋게 된다.

상기 가스 발생 재료는 상기 광원의 점등에 의한 광 조사에 의해서 개시된 해당 가스 발생 재료의 분해 반응이 상기 광원의 소등 시부터 상기 제어 펄스 신호의 각 비트의 펄스폭 이하의 시간 내에 종결하는 것일 수도 있다.

본 발명에 따른 마이크로펌프 장치가 복수의 상기 마이크로펌프를 구비하고 있고, 상기 제어 장치는 복수의 상기 마이크로펌프의 각 광원에 복수의 상기 제어 펄스 신호를 따로따로 공급하는 것이라는 구성을 채용할 수도 있다.

상기 제어 장치는 보다 구체적으로는 예를 들면 (a) 상기 각 마이크로펌프의 출력 레벨을 각각 지령하는 복수의 펌프 출력 지령치를 기억하는 펌프 출력 지령치 기억부와, (b) 직렬의 비트 정보의 전송을 동기시키는 클럭 신호를 생성하는 클럭 신호 생성부와, (c) 상기 클럭 신호를 상기 마이크로펌프의 수만큼 카운트하여 래치 신호를 생성하는 래치 신호 생성부와, (d) 상기 펌프 출력 지령치 기억부 내의 상기 각 펌프 출력 지령치를 하나의 펌프 출력 지령치씩 상기 클럭 신호의 타이밍으로 순차 취출하고, 상기 마이크로펌프용의 상기 제어 펄스 신호의 상기 펄스열 패턴에 대응하는 비트 패턴으로 변환하여 출력하는 비트 패턴 변환부와, (e) 상기 비트 패턴 변환부로부터 출력되는 하나의 펌프 출력 지령치의 비트 패턴을 기억하는 비트 패턴 레지스터와, (f) 상기 비트 패턴 레지스터 내의 비트 패턴으로부터 상기 클럭 신호의 타이밍마다 1 비트의 비트 정보를 취출하고, 해당 비트 정보를 취출하는 위치를 상기 래치 신호에 따라서 하나씩 시프트함으로써, 상기 복수의 마이크로펌프용의 복수의 비트 패턴의 동일 자릿수의 비트 정보를 직렬 비트 패턴으로서 출력하는 비트 셀렉터와, (g) 상기 비트 셀렉터로부터의 상기 직렬 비트 패턴, 상기 클럭 신호 생성부로부터의 상기 클럭 신호 및 상기 래치 신호 생성부로부터의 상기 래치 신호를 각각 전송하는 3개의 전송로와, (h) 상기 3개의 전송로로부터의 상기 직렬 비트 패턴, 상기 클럭 신호 및 상기 래치 신호를 받아들이는 시프트 레지스터를 갖고 있고, 상기 직렬 비트 패턴에 기초하여 상기 각 마이크로펌프용의 상기 제어 펄스 신호를 병렬로 생성하고, 해당 제어 펄스 신호를 병렬로 출력하는 제어 펄스 신호 생성부를 구비하고 있을 수도 있다. 이 구성에서는 다음의 또다른 효과가 발휘된다. 즉, 비트 패턴 레지스터는 하나의 펌프 출력 지령치의 비트 패턴을 기억할 수가 있는 것이면 되기 때문에, 마이크로펌프의 수가 증대하더라도, 비트 패턴 레지스터의 용량을 증대시킬 필요가 없다. 또한, 직렬 데이터 생성부로부터 제어 펄스 신호 생성부에 복수의 마이크로펌프용의 각 비트 패턴을 구성하는 비트 정보를 직렬로 전송할 수가 있기 때문에 전송로의 수를 적게 할 수 있다. 더구나 마이크로펌프의 수가 증가하더라도 필요한 전송로의 수는 변하지 않는다. 그 결과, 제어 펄스 신호 생성부를 복수의 마이크로펌프의 광원에 가깝게 하여 배치하고, 이들과 분리하여, 제어 장치의 나머지의 구성 요소를 배치하는 것이 용이해지기 때문에, 배선 처리가 간단하게 됨과 동시에, 장치 구성의 자유도가 증대한다. 이상의 효과는 마이크로펌프의 수가 많아질수록 현저해진다. 따라서 마이크로펌프수의 증대에도 용이하게 대응할 수가 있기 때문에, 대규모로 집적된 마이크로펌프 장치를 구성하는 것이 용이해진다.

본 발명에 따른 마이크로펌프 장치의 다른 하나의 양태는 (a) 액체의 유로인 마이크로 유로와, 마이크로 유로에 연통하고 있는 가스 발생실과, 가스 발생실 내에 배치되어 있고 광의 조사를 받아 가스를 발생하여 해당 가스를 가스 발생실로부터 마이크로 유로로 용출시키는 가스 발생 재료와, 가스 발생 재료에 광을 조사하는 광원을 갖는 마이크로펌프와, (b) 각 비트가 광원을 점등시키는 제1 레벨과 소등시키는 제2 레벨의 2 상태를 취할 수 있는 일정수의 복수 비트로 이루어지는 펄스열 패턴을 반복함으로써 광원을 2치 상태로 명멸시키는 제어 펄스 신호를 광원에 공급하는 제어 장치를 구비하고 있다.

본 발명에 따른 마이크로펌프 장치의 또한 다른 하나의 양태는 (a) 액체의 유로로서 기판 내에 형성되어 있으며 해당 기판의 주면에 개방된 개구를 갖고 있는 마이크로 유로와, 기판의 주면에 마이크로 유로의 개구를 덮어 배치되어 있는 가스 발생 재료와, 마이크로 유로의 개구를 덮는 가스 발생 재료의 영역에 광을 조사하는 광원을 갖고 있는 마이크로펌프와, (b) 각 비트가 광원을 점등시키는 제1 레벨과 소등시키는 제2 레벨의 2 상태를 취할 수 있는 일정수의 복수 비트로 이루어지는 펄스열 패턴을 반복함으로써 광원을 2치 상태로 명멸시키는 제어 펄스 신호를 광원에 공급하는 제어 장치를 구비하고 있다. 이 구성에서는 다음의 또다른 효과가 발휘된다. 즉, 마이크로펌프는 가스 발생실이 없더라도 펌프로서 기능하기 때문에, 마이크로펌프를 보다 소형화 또한 박형화할 수 있다. 그 결과 예를 들면, 복수의 마이크로펌프가 대규모로 집적된 마이크로펌프 장치를 구성하는 것이 보다 용이해진다.

본 발명의 어느 특정한 국면에서는, 제어 펄스 신호의 각 비트의 펄스폭은 서로 동일하고 일정하며, 제어 펄스 신호의 펄스열 패턴은 일정 주기로 반복된다. 이 구성에서는 다음의 또다른 효과가 발휘된다. 즉, 제어 펄스 신호는 고정 길이의 펄스열 패턴을 일정 주기로 반복하는 것이기 때문에, 길이 및 주기가 임의로 변화하는 펄스열 패턴을 반복하는 경우에 비하여 제어 펄스 신호의 생성이 훨씬 용이해진다. 그 결과, 제어 장치의 구성을 간소화할 수 있다. 이 효과는 마이크로펌프의 수가 많아질수록 현저해진다.

본 발명에 따른 다른 특정한 국면에서는, 가스 발생 재료는 광원의 점등에 의한 광 조사에 의해서 개시된 해당 가스 발생 재료의 분해 반응이 광원의 소등 시부터 제어 펄스 신호의 각 비트의 펄스폭 이하의 시간 내에 종결하는 것이다. 이 구성에서는 다음의 또다른 효과가 발휘된다. 즉, 광원의 소등 시에 빠르게 가스 발생 재료의 분해 반응을 정지시킬 수 있기 때문에, 분해 반응의 바람직하지 않은 축적을 억제하여, 원하는 가스 발생량을 정확하게 실현하는 것이 용이해진다. 나아가서는, 마이크로펌프의 원하는 송액량을 정확하게 실현하는 것이 용이해진다.

본 발명에 따른 별도의 특정한 국면에서는, 제어 장치는 마이크로펌프의 출력 레벨을 지령하는 펌프 출력 지령치를 기억하는 펌프 출력 지령치 기억부와, 펌프 출력 지령치 기억부 내의 펌프 출력 지령치를 제어 펄스 신호의 펄스열 패턴에 대응하는 비트 패턴으로 변환하여 출력하는 비트 패턴 변환부와, 비트 패턴 변환부로부터의 비트 패턴에 기초하여 제어 펄스 신호를 생성하는 제어 펄스 신호 생성부를 구비하고 있다.

본 발명에 따른 또다른 특정한 국면에서는, 펌프 출력 지령치 기억부는 그것에 기억되어 있는 펌프 출력 지령치를 마이크로펌프의 동작 중 또는 동작 전에 재기입 가능한 것이다. 이 구성에서는 다음의 또다른 효과가 발휘된다. 즉, 펌프 출력 지령치 기억부는 그것에 기억되어 있는 펌프 출력 지령치를 마이크로펌프의 동작 중 또는 동작 전에 재기입 가능한 것이기 때문에, 펌프 출력 지령치의 변경을 빠르게 마이크로펌프의 출력 레벨에 반영시켜, 마이크로펌프의 출력을 빠르게 변경할 수 있다.

본 발명에 따른 또다른 특정한 국면에서는, 이 마이크로펌프 장치는 복수의 마이크로펌프를 구비하고 있고, 제어 장치는 복수의 마이크로펌프의 각 광원에 복수의 제어 펄스 신호를 따로따로 공급하는 것이다. 이 구성에서는 다음의 또다른 효과가 발휘된다. 즉, 복수의 마이크로펌프를 구비하고 있고, 또한 제어 장치는 복수의 마이크로펌프의 각 광원에 제어 펄스 신호를 따로따로 공급하는 것이기 때문에, 하나의 제어 장치로 복수의 마이크로펌프를 따로따로 제어할 수 있다. 따라서, 마이크로펌프수가 많은 마이크로펌프 장치를 구성하는 것이 용이해진다.

본 발명에 따른 또다른 특정한 국면에서는, 제어 장치는 각 마이크로펌프의 출력 레벨을 각각 지령하는 복수의 펌프 출력 지령치를 기억하는 펌프 출력 지령치 기억부와, 펌프 출력 지령치 기억부 내의 각 펌프 출력 지령치를 각 마이크로펌프용의 제어 펄스 신호의 펄스열 패턴에 각각 대응하는 복수의 비트 패턴으로 각각 변환하여 출력하는 비트 패턴 변환부와, 비트 패턴 변환부로부터의 각 비트 패턴에 기초하여 각 마이크로펌프용의 제어 펄스 신호를 각각 생성하고, 해당 제어 펄스 신호를 병렬로 출력하는 제어 펄스 신호 생성부를 구비하고 있다.

본 발명에 따른 또다른 특정한 국면에서는, 제어 장치는 각 마이크로펌프의 출력 레벨을 각각 지령하는 복수의 펌프 출력 지령치를 기억하는 펌프 출력 지령치 기억부와, 펌프 출력 지령치 기억부 내의 각 펌프 출력 지령치를 각 마이크로펌프용의 제어 펄스 신호의 펄스열 패턴에 각각 대응하는 복수의 비트 패턴으로 각각 변환하여 출력하는 비트 패턴 변환부와, 비트 패턴 변환부로부터의 각 마이크로펌프용의 각 비트 패턴을 구성하는 비트 정보를 직렬로 출력하는 직렬 데이터 생성부와, 직렬 데이터 생성부로부터의 비트 정보에 기초하여, 각 마이크로펌프용의 제어 펄스 신호를 병렬로 생성하고, 해당 제어 펄스 신호를 병렬로 출력하는 제어 펄스 신호 생성부를 구비하고 있다. 이 구성에서는 다음의 또다른 효과가 발휘된다. 즉, 직렬 데이터 생성부로부터 제어 펄스 신호 생성부에 복수의 마이크로펌프용의 각 비트 패턴을 구성하는 비트 정보를 직렬로 전송할 수가 있기 때문에 전송로의 수를 적게 할 수 있다. 더구나 마이크로펌프의 수가 증가하더라도 필요한 전송로의 수는 변하지 않는다. 그 결과, 제어 펄스 신호 생성부를 복수의 마이크로펌프의 광원에 가깝게 하여 배치하고, 이들과 분리하여, 제어 장치의 나머지 구성 요소를 배치하는 것이 용이해지기 때문에, 배선 처리가 간단해짐과 동시에, 장치 구성의 자유도가 증대한다. 이상의 효과는 마이크로펌프의 수가 많아질수록 현저해진다. 따라서 마이크로펌프수의 증대에도 용이하게 대응할 수가 있기 때문에, 대규모로 집적된 마이크로펌프 장치를 구성하는 것이 용이해진다.

본 발명에 따른 추가의 또다른 특정한 국면에서는, 제어 장치는, 외부로부터 주어지는 커맨드열을 해석하여 펌프 출력 지령치 기억부 내의 복수의 펌프 출력 지령치를 마이크로펌프의 동작 중 또는 동작 전에 재기입하는 커맨드 인터프리터를 더 구비하고 있다. 이 구성에서는 다음의 또다른 효과가 발휘된다. 즉, 제어 장치가 상기한 바와 같은 커맨드 인터프리터를 구비하고 있기 때문에, 외부로부터 주어지는 커맨드열에 의해서 개개의 마이크로펌프의 동작 및 출력을 임의의 타이밍으로 동적으로 제어할 수 있다. 따라서, 각 마이크로펌프의 제어가 보다 유연하고 또한 용이해진다.

본 발명에 따른 추가의 또다른 특정한 국면에서는, 제어 장치는 외부로부터 주어지는 커맨드열을 해석하여 펌프 번호, 펌프 출력 지령치 및 실행 예약 시각을 조로 하는 이벤트 정보를 복수 생성하는 커맨드 인터프리터와, 복수의 이벤트 정보를 기억하는 이벤트 정보 기억부와, 시각을 재는 타이머와, 이벤트 정보 기억부로부터 복수의 이벤트 정보를 이들의 실행보다 먼저 취출하는 프리펫치부와, 프리펫치부 내에 취출된 이벤트 정보 내의 실행 예약 시각과 타이머의 시각을 비교하여, 시각이 실행 예약 시각에 다다르고 있는 이벤트 정보가 있으면, 해당 이벤트 정보 내의 펌프 번호의 펌프 출력 지령치를 펌프 출력 지령치 기억부에 제공하고, 대응하는 펌프 번호의 펌프 출력 지령치를 재기입하는 이벤트 매니지먼트부를 더 구비하고 있다. 이 구성에서는 다음의 추가적인 효과가 발휘된다. 즉, 제어 장치가 상기한 바와 같은 커맨드 인터프리터, 이벤트 정보 기억부, 이벤트 매니지먼트부 등을 구비하고 있기 때문에, 외부로부터 주어지는 커맨드열에 기초하는 이벤트 정보를 기억하여 두고, 개개의 마이크로펌프를 이들의 실행 예약 시각에 각각 제어할 수 있다. 즉, 개개의 마이크로펌프를 외부 장치의 제어 하로부터 떨어져, 말하자면 자율적으로 제어할 수 있다. 그와 같이, 제어 장치는 외부로부터 주어지는 커맨드열에 기초하는 이벤트 정보를 기억하여 두기 때문에, 제어 장치에 커맨드열을 항상 제공할 필요는 없고, 따라서 커맨드열의 통신 속도 상의 제약이 없게 된다. 그 결과, 보다 대규모로 집적된 마이크로펌프 장치에도 대응할 수 있다.

상기 제어 장치의 보다 구체적인 구성으로서는, 상기 이외의 구성도 채용할 수 있다.

본 발명에 따르면 제어 장치로부터 광원에 공급하는 제어 펄스 신호는 광원을 2치 상태로 명멸시키는 것이고, 그것에 의하여 가스 발생 재료의 조사광 강도에 대한 분해 속도 특성 상의 일정한 동작점을 이용할 수가 있기 때문에, 가스 발생 재료로부터의 가스 발생량의 제어성이 좋아지고, 나아가서는 마이크로펌프의 송액량의 제어성이 좋아진다.

더구나, 상기 제어 펄스 신호의 펄스열 패턴을 구성하는 제1 레벨의 비트와 제2 레벨의 비트의 조합으로 가스 발생 재료로부터의 가스 발생량 나아가서는 마이크로펌프의 송액량을, 중간 단계를 포함하는 복수 단계로 정밀도 좋게 제어할 수 있다. 따라서 이 관점으로부터도 제어성이 좋다.

도 1은 가스 발생 재료의 조사광 강도에 대한 분해 속도 특성의 개략예를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로펌프 장치의 일 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 3은 제어 펄스 신호 및 광원의 명멸 패턴의 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 펌프 출력 지령치, 비트 패턴 및 조사 에너지의 대응 관계의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 마이크로펌프의 제어 특성을 측정한 결과의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 가스 발생 재료의 분해 반응의 응답성의 일례를 도시한 개략도이다.
도 7은 가스 발생 재료의 분해 반응의 응답성의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 마이크로펌프 장치의 다른 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 마이크로펌프 장치의 또다른 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 마이크로펌프 장치의 또다른 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 마이크로펌프 장치의 또다른 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 마이크로펌프 장치의 또다른 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 13은 하나의 이벤트 정보의 구성(A) 및 복수의 이벤트 정보로 이루어지는 이벤트 정보열(B)의 일례를 도시한 도면이다.
도 14는 복수의 비트 패턴을 편의적으로 자릿수를 가지런히 하여 배열한 도면이다.
도 15는 마이크로펌프의 다른 예를 도시하는 도면이다.
<부호의 설명>
10: 마이크로펌프
20: 유로 기판
21: 기판
22: 마이크로 유로
25: 개구
30: 펌프 기판
32: 가스 발생실
34: 가스 발생 재료
40: 광원 기판
42: 광원
44: 광
50: 제어 장치
52: 펌프 출력 지령치 기억부
52a: 펌프 출력 지령치 기억부
54, 54a, 54b: 비트 패턴 변환부
56, 56a, 56b, 56c: 제어 펄스 신호 생성부
58: 직렬 데이터 생성부
64 내지 67: 전송로
70: 순회 셀렉터
71: 변환부
72: 비트 패턴 레지스터
74: 비트 셀렉터
76: 클럭 신호 생성부
78: 래치 신호 생성부
80: 외부 장치
86, 86a: 커맨드 인터프리터
88: 이벤트 정보 기억부
90: 타이머
92: 프리펫치부
94: 이벤트 매니지먼트부
CS: 제어 펄스 신호
PP: 펄스열 패턴
SB: 직렬 비트 패턴
CLK: 클럭 신호
LCH: 래치 신호
COM: 커맨드열

(1) 제1 실시 형태

도 2는 본 발명에 따른 마이크로펌프 장치의 일 실시 형태를 도시한 도면이다.

이 마이크로펌프 장치는 액체의 유로인 마이크로 유로 (22)와, 광의 조사를 받아 가스를 발생하여 해당 가스를 마이크로 유로 (22)에 공급하는 가스 발생 재료 (34)와, 가스 발생 재료 (34)에 광 (44)를 조사하는 광원 (42)를 갖는 마이크로펌프 (10)을 구비하고 있다. 또한, 마이크로펌프 (10)의 광원 (42)에 해당 광원 (42)를 2치 상태로 명멸(즉 점등 및 소등)시키는 제어 펄스 신호 CS를 공급하는 제어 장치 (50)을 구비하고 있다.

마이크로펌프 (10)은 가스 발생 재료 (34)로부터 발생한 가스를 마이크로 유로 (22)에 공급함으로써, 공급한 가스의 부피분 만큼 마이크로 유로 (22) 내의 액체를 반송할 수 있다. 즉 펌프가 기능을 한다.

마이크로펌프 (10)은 이 실시 형태에서는, 마이크로 유로 (22)에 연통하고 있는 가스 발생실 (32)를 더 갖고 있고, 가스 발생 재료 (34)는 이 가스 발생실 (32) 내에 배치되어 있다. 따라서 가스 발생 재료 (34)는 광 (44)의 조사를 받아 발생한 가스를 가스 발생실 (32)로부터 마이크로 유로 (22)에 용출시킨다.

제어 장치 (50)으로부터 광원 (42)에 공급하는 제어 펄스 신호 CS의 일례를 도 3에 도시하였다. 제어 펄스 신호 CS는 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이, 각 비트가 광원 (42)를 점등시키는 실질적으로 일정한 제1 레벨(예를 들면 고레벨) H와, 광원 (42)를 소등시키는 실질적으로 일정한 제2 레벨(예를 들면 0 레벨 또는 저레벨) L의 2 상태를 취할 수 있는 일정수의 복수 비트(도 3의 예는 8 비트)로 이루어지는 펄스열 패턴 PP를 반복함으로써 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이 광원 (42)를 2치 상태로 명멸시키는 것이다. 따라서, 제어 펄스 신호 CS와, 광원 (42)의 명멸 패턴은 서로 동기하고 있어, 동일 패턴이 된다. 또한, 도 3의 (B) 중의 1은 점등 상태를 나타내고, 0은 소등 상태를 나타낸다(도 6, 도 7에서도 동일함).

제어 펄스 신호 CS의 각 펄스폭 τ는 예를 들면 10 ms(밀리초)이고, 따라서 광원 (42)는 고속으로 명멸을 반복한다.

제어 장치 (50)의 구성은 후에 설명하는 것으로 하고, 우선 마이크로펌프 (10)의 구성에 대해서 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이 실시 형태에서는 마이크로펌프 (10)을 구성하는 마이크로 유로 (22)는 유로 기판 (20) 내에 형성되어 있고, 가스 발생실 (32)는 펌프 기판 (30) 내에 형성되어 있다. 양 기판 (20), (30)은 예를 들면 열융착이나 도시하지 않은 접착층에 의해서 서로 접착되어 있다. 단, 마이크로 유로 (22)와 가스 발생실 (32)를 동일한 기판 내에 형성할 수도 있다.

마이크로 유로 (22)는 예를 들면 50 ㎛ 내지 2 mm 정도의 폭을 갖는 미소한 유로이다. 이 마이크로 유로 (22)의 구조, 길이 등은 임의이다. 예를 들면, 하나의 마이크로 유로 (22)가 단독으로 존재하고 있을 수도 있고, 복수로 분지하고 있을 수도 있고, 다른 마이크로 유로 (22) 등과 연통하고 있을 수도 있다.

마이크로 유로 (22) 내를 도시하지 않은 액체가 흐른다. 액체는 예를 들면 물, 오일, 생화학적 완충액, 혈액, 림프액, 뇨, 토양 추출물, 수경수 등이다. 마이크로 유로 (22)가 상기한 바와 같이 미소하기 때문에, 상기 액체는 예를 들면 액적이다.

마이크로 유로 (22)는 가스 발생실 (32)에 연통하는 연통부 (24)를 갖고 있다. 이 연통부 (24)는 예를 들면 폭이 0.2 ㎛ 내지 20 ㎛ 정도의 1개 이상의 미세 유로, 최대 공경이 5 ㎛ 정도의 다공질체, 또는 폭이 50 ㎛ 정도 이하의 발수성의 유로 등이다.

가스 발생실 (32)의 크기는 예를 들면 총부피가 1 cm³ 정도 이하이다. 이 가스 발생실 (32)는 예를 들면 단일의 원통상 공간이나 다면체상 공간일 수도 있고, 복수로 분지하는 짧은 유로의 집합체 등일 수도 있다. 가스 발생실 (32)의 내벽에는 필라 형상이나 홈 형상, 격자 형상 등의 요철이 설치되어 있을 수도 있다.

가스 발생 재료 (34)는 예를 들면 광 조사로 가스를 발생하는 화합물을 결합제 수지에 분산 또는 상용시킨 재료이다. 광 조사로 가스를 발생하는 화합물은 광 조사에 의해 가스를 발생하는 역할을 한다. 결합제 수지는 광 조사로 가스를 발생하는 화합물을 고정하거나, 가스 발생 재료에 여러가지 기능을 부가하는 역할을 한다.

광 조사로 가스를 발생하는 화합물로서는, 광원 (42)로부터의 광 (44)를 받아 가스를 발생시키는 것이면 종류는 특별히 한정되지 않는다.

상기 광 조사로 가스를 발생하는 화합물로서는, 광 분해 반응에 의해 가스를 발생하는 화합물 (A), 광 산 발생제와 산 자극 가스 발생제의 혼합물 (B), 광 염기 발생제와 염기 증식제의 혼합물 (C) 등을 들 수 있다. 이들의 보다 구체예는 후에 상술한다.

가스 발생 재료 (34)를 가스 발생실 (32) 내에 배치하는 양태에는 여러가지 것을 채용할 수 있다. 예를 들면 도시예와 같이 가스 발생실 (32)의 뚜껑을 덮는 투광성판 (36)을 설치하여 두고, 그 내면에 가스 발생 재료 (34)를 부착할 수도 있다.

투광성판 (36)은 광 (44)를 투과시키는 것이고 예를 들면 (메트)아크릴 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(약칭 PET), 시클로올레핀 중합체(약칭 COP), 유리 등으로 이루어진다. 펌프 기판 (30)을 투광성 기판으로서, 펌프 기판 (30)과 투광성판 (36)을 일체로 형성할 수도 있다.

또는, 가스 발생 재료 (34)는 정제로서 가스 발생실 (32) 내에 두어도 되고, 가스 발생실 (32)의 내벽에 발라지거나, 접착되거나 하고 있어도 된다. 부직포나 직포 그 밖의 다공질체에 함침시킨 가스 발생 재료 (34)가 가스 발생실 (32)에 감입되어 있을 수도 있다. 또한, 가스 발생실 (32)의 벽면을 구성하는 부재가 가스 발생 재료 (34)를 겸하고 있을 수도 있다.

광원 (42)로서는 여러가지 것을 채용할 수 있다. 제어 펄스 신호 CS에 의해서 광원 (42)를 직접 제어할 수도 있고, 광원용 제어 회로(후술하는 광원용 제어 회로 (45) 참조) 등을 통해 제어할 수도 있다. 어느 것으로 할지는 광원 (42)의 특성 등에 따라서 결정하면 된다.

광원 (42)로부터 발하는 광 (44)의 파장은 가스 발생 재료 (34)의 분해 반응(즉 가스 발생 반응)을 발생시킬 수 있는 것이면 되고, 특정한 파장에 한정되지 않는다. 자외광이나 근자외광일 수도 있다. 또한, 단일 파장일 수도 있고, 넓은 발광 밴드폭을 갖고 있을 수도 있다. 무엇보다, 가스 발생 재료 (34)의 분해 반응을 발생시키는 데에 적합한 파장 주변의 반값폭이 10 nm 정도인 발광 밴드폭의 것이 바람직하고, 그쪽이 효율이 좋다.

광원 (42)는 이 실시 형태에서는 발광 다이오드(약칭 LED)이고, 광원 기판 (40) 상에 설치되어 있다. 트랜지스터 (46), 다이오드 (48) 등을 갖는 광원용 제어 회로 (45)도 광원 기판 (40) 상에 설치되어 있다. 광원 기판 (40)은 펌프 기판 (30)에 실질적으로 대향시켜 배치하고 있다. 광원 기판 (40)과 펌프 기판 (30)과의 사이에는 렌즈나 광도파로 등의 광학계가 개재하고 있을 수도 있다.

광원 (42)는 광원용 제어 회로 (45)를 통해 제어 펄스 신호 CS에 의해서 제어되어, 2치 상태로, 더구나 고속으로 명멸을 반복한다. 즉, 제어 펄스 신호 CS가 제1 레벨 H인 때에 다이오드 (48)에 순전류가 흘러 다이오드 (48)의 양끝에 실질적으로 일정치의 순전압이 발생하고, 이 순전압에 의해서 트랜지스터 (46)이 온하고, 그것에 의하여 전원 Vcc로부터 광원 (42)에 실질적으로 일정치의 전류가 흘러 광원 (42)가 실질적으로 일정한 강도로 발광한다. 제어 펄스 신호 CS가 제2 레벨 L인 때에는 트랜지스터 (46)이 오프하여 광원 (42)는 소등한다. 이러한 동작이 반복된다. 이것에 의해서, 상술한 바와 같이, 광원 (42)는 제어 펄스 신호 CS와 동일 패턴으로 명멸을 반복한다.

광원용 제어 회로 (45)는 상기한 바와 같이 광원 (42)의 특성 등에 따라서, 필요가 있는 경우에 설치되는 것으로서, 기능 상으로는 광원 (42)의 일부를 구성하고 있다.

전원 Vcc는 정전류 제어되어 있는 쪽이 바람직하고, 그와 같이 하면, 광원 (42)의 발광 강도를 보다 일정에 가깝게 할 수 있다. 트랜지스터 (46)의 베이스에 인가하는 전압을 높게 하기 위해서 복수의 다이오드 (48)을 서로 직렬 접속할 수도 있다.

발광 다이오드는 응답 속도가 빠르고, 고효율, 저소비 전력, 발열이 적고, 소형으로 고밀도 실장이 가능함 등의 이점을 갖고 있어, 광원 (42)에 바람직하다.

보다 구체적으로는, 광원 (42)용의 발광 다이오드로서 예를 들면 파장이 330 nm 내지 410 nm 정도의 자외광으로부터 보라색의 광 (44)를 발하는 것으로서, 발광 출력이 10 mW 내지 400 mW 정도의 자외 발광 다이오드를 선택할 수도 있다. 이러한 특성의 광 (44)는 가스 발생 재료 (34)의 온도를 거의 상승시키지 않게 된다.

광원 (42)는 발광 다이오드에 한정되는 것은 아니고, 상기 명멸을 반복할 수 있는 것이면 그 밖의 광원일 수도 있다. 예를 들면, 전계 발광 소자(약칭 EL 소자), 플라즈마 발광 소자 등일 수도 있다. 또한 광원 (42)에는 (a) 외부 전극형 형광 램프(EEFL), 마이크로할로겐 램프 등의 연속 발광의 광원과 광셔터와의 조합에 의해서 취출하는 광을 명멸시킬 수 있는 광원, (b) 연속 발광의 광원, 광섬유 및 광셀렉터의 조합에 의해서 취출하는 광을 명멸시킬 수 있는 광원, 등을 이용할 수도 있다. 상기 광셔터, 광셀렉터를 제어 펄스 신호 CS로 제어하면 좋다.

다음으로, 제어 장치 (50)에 대해서 설명한다.

제어 장치 (50)은 도 2에 도시하는 실시 형태에서는 마이크로펌프 (10)의 출력 레벨을 지령하는 펌프 출력 지령치를 기억하는 펌프 출력 지령치 기억부 (52)와, 이 펌프 출력 지령치 기억부 (52) 내의 펌프 출력 지령치를 상기 제어 펄스 신호 CS의 상기 펄스열 패턴 PP에 대응하는 비트 패턴으로 변환하여 출력하는 비트 패턴 변환부 (54)와, 이 비트 패턴 변환부 (54)로부터의 비트 패턴에 기초하여 상기 제어 펄스 신호 CS를 생성하는 제어 펄스 신호 생성부 (56)을 구비하고 있다. 제어 펄스 신호 생성부 (56)은 비트 패턴 변환부 (54)로부터 공급된 비트 패턴을 기억하여 두는 기억 수단(예를 들면, 메모리, 레지스터 등)을 갖고 있다.

도 4에 상기 펌프 출력 지령치, 비트 패턴 및 광 (44)의 조사 에너지의 대응 관계의 일례를 도시한다. 도 3에서는, 도시의 간략화를 위해 펄스열 패턴 PP가 8 비트인 예를 도시했지만, 이 도 4의 예는, 비트 패턴은 20 비트이고, 따라서 그것에 대응하는 펄스열 패턴 PP도 20 비트가 된다. 즉, 이 비트 패턴 중의 논리치 1의 비트가 펄스열 패턴 PP 중의 제1 레벨 H의 비트에 대응하고, 논리치 0의 비트가 제2 레벨 L의 비트에 대응하고 있다. 바꾸어 말하면, 펄스열 패턴 PP는 이 비트 패턴의 1을 H로, 0을 L로 바꾸어 판독하는 구조를 하고 있다.

펌프 출력 지령치는 마이크로펌프 (10)의 출력 레벨을 0부터 최대까지의 복수 레벨(단계)로 지령하는 것이다. 도 4에 도시하는 예에서는, 0 내지 15까지의 16단계이다.

이 각 펌프 출력 지령치가 비트 패턴 변환부 (54)에 의해서 각 비트 패턴으로 변환되고, 각 비트 패턴이 제어 펄스 신호 생성부 (56)에 의해서 펄스열 패턴 PP로 변환되고, 또한 해당 펄스열 패턴 PP를 반복하여 출력함으로써 제어 펄스 신호 CS가 생성된다. 이 제어 펄스 신호 CS를 광원 (42)에 공급함으로써 광원 (42)를 상술한 바와 같이 명멸시켜, 가스 발생 재료 (34)에 조사하는 광 (44)의 각 조사 에너지를 실현할 수 있다.

보다 구체적으로는, 각 비트 패턴은 각 펌프 출력 지령치에 각각 대응하는 것이고, 펌프 출력 지령치가 커질수록 논리치 1의 비트의 수가 증가하고 있다. 제어 펄스 신호 생성부 (56)은 이 비트 패턴 중의 1을 소정의 펄스폭 τ(도 3 참조)로 상기 제1 레벨 H의 펄스로 변환하고, 0을 소정의 펄스폭 τ로 상기 제2 레벨 L의 펄스로 변환하여 펄스열 패턴 PP를 생성하고, 또한 이 펄스열 패턴 PP를 반복하여 출력하고, 상기 제어 펄스 신호 CS를 생성하여 출력한다.

이 실시 형태에서는, 제어 펄스 신호 CS의 각 비트의 펄스폭 τ는 서로 동일하고 일정하며, 펄스열 패턴 PP는 일정 주기로 반복된다. 즉, 제어 펄스 신호 CS는 고정 길이의 펄스열 패턴 PP를 일정 주기로 반복하는 것이다. 펄스폭 τ는 예를 들면 10 ms(밀리초)이고, 따라서 광원 (42)는 고속으로 명멸을 반복한다. 단, 펄스폭 τ는 10 ms에 한정되는 것은 아니고, 10 ms 이하일 수도 있고, 10 ms 이상일 수도 있다. 예를 들면 100 ms 정도일 수도 있다.

상기 조사 에너지는 단위 시간 당의 조사 에너지이고, 그 단위의 차원은 W/m², 이 실시 형태에서는 mW/cm²이다(도 5도 참조).

상기 펌프 출력 지령치, 조사 에너지 및 마이크로펌프 (10)의 출력(즉 유량 또는 송액량) 사이에는 각각 도 5에 도시하는 예와 같이 광원 (42) 및 가스 발생 재료 (34)의 특성 등에 따라서, 실질적으로 일정한 대응 관계가 있다. 이 각 대응 관계는 반드시 리니어할 필요는 없다. 실질적으로 일정한 관계가 있으면 된다. 이 대응 관계를 이용함으로써 펌프 출력 지령치에 의해서 원하는 유량을 실현할 수 있다.

상기 비트 패턴 및 펄스열 패턴 PP의 비트수는 상기 8 비트나 20 비트에 한정되는 것은 아니고, 일정수의 복수 비트이면 상기 예 이외의 비트수일 수도 있다. 예를 들면, 4 비트, 16 비트, 32 비트 등일 수도 있다. 비트수가 많은 쪽이 가스 발생 재료 (34)로부터의 가스 발생량 나아가서는 마이크로펌프 (10)의 송액량을 보다 많은 단계로 제어할 수 있다.

제어 장치 (50)의 전부 또는 일부를 예를 들면 마이크로 컴퓨터 또는 퍼스널 컴퓨터에 의해서 실현할 수도 있다. 후술하는 다른 실시 형태에 있어서의 제어 장치 (50)도 동일하다.

이 실시 형태의 마이크로펌프 장치에 있어서는, 제어 장치 (50)으로부터 광원 (42)에 공급하는 제어 펄스 신호 CS의 제1 레벨 H의 비트 시에, 광원 (42)가 점등하여 가스 발생 재료 (34)의 분해 반응이 시작하여, 가스가 발생한다. 제어 펄스 신호 CS의 제2 레벨 L의 비트 시에, 광원 (42)가 소등하여 가스 발생 재료 (34)의 분해 반응이 정지하여, 가스 발생은 정지한다. 즉, 제어 펄스 신호 CS에 포함되는 제1 레벨 H의 비트수에 따라서 가스 발생 재료 (34)의 분해 반응의 지속 시간이 결정된다.

따라서, 제어 펄스 신호 CS의 펄스열 패턴 PP를 구성하는 제1 레벨 H의 비트와 제2 레벨 L의 비트의 조합으로, 일정 시간 내의 가스 발생 재료 (34)의 분해량의 총량, 즉 상술한 가스 발생 재료 겉보기 분해 속도를 제어할 수 있다. 분해 반응에 의해서 발생한 가스는 가스 발생 재료 (34) 내에서 확산하여, 상술한 바와 같이 마이크로 유로 (22)에 용출한다. 이 마이크로 유로 (22)에 용출하는 가스의 부피분만큼 마이크로 유로 (22) 내의 액체가 반송된다.

상기한 바와 같은 작용에 의해서, 제어 펄스 신호 CS의 펄스열 패턴 PP를 구성하는 제1 레벨 H의 비트와 제2 레벨 사이의 비트와의 조합으로, 가스 발생 재료 (34)로부터의 가스 발생량 나아가서는 마이크로펌프 (10)의 송액량을, 중간 단계를 포함하는 복수 단계로 정밀도 좋게 제어할 수 있다.

더구나, 상기 제어 펄스 신호 CS는 광원 (42)를 2치 상태로 명멸시키는 것이기 때문에, 상술한(도 1 참조) 가스 발생 재료 (34)의 조사광 강도에 대한 분해 속도 특성 상의 일정한 동작점을 이용할 수 있다. 예를 들면, 도 1 중의 선 (12)와의 교점에 있어서의 동작점을 이용할 수 있다. 따라서, 상기 분해 속도 특성이 리니어하지 않더라도, 상기 가스 발생 재료 겉보기 분해 속도를 거의 리니어하게 제어할 수 있다. 그 결과, 가스 발생량의 제어가 용이하게 되어, 가스 발생량의 제어성이 좋게 된다.

또한, 상기 비트 패턴은 도 4에 도시하는 예와 같이 펌프 출력 지령치가 0 이외인 때에는, 즉 마이크로펌프 (10)의 출력을 0으로 할 때 이외에는, 0의 비트가 4 비트 이상 연속하지 않도록 할 수도 있다. 펄스열 패턴 PP로 말하면, 마이크로펌프 (10)의 출력을 0으로 할 때 이외에는, 제2 레벨 L의 비트가 4 비트 이상 연속하지 않도록 할 수도 있다. 그와 같이 하면, 가스 발생 재료 (34)로부터 발생하는 가스의 리플을 적게 할 수 있다.

도 5는 도 4에 도시된 비트 패턴에 기초하여 생성한 제어 펄스 신호 CS에 의해서 마이크로펌프 (10)을(보다 구체적으로는 그 광원 (42)를) 제어했을 때의 특성을 측정한 결과의 일례를 도시하는 것이다.

이 측정에 이용한 마이크로펌프 (10)은 상기 광 분해 반응에 의해 가스를 발생하는 화합물 (A)계의 화합물을 이용한 가스 발생 재료 (34)를 직경 8 mm, 깊이 2 mm의 가스 발생실 (32) 내에 배치한 구조의 것이다. 광원 (42)에는 피크 파장 365 nm, 발광 출력 100 mW, 지향성 100도의 자외 발광 다이오드를 이용하였다.

광원 (42)로부터 발하는 광 (44)의 조사 에너지는 가스 발생 재료 (34) 대신에 광 파워미터를 두고 측정한 값이다. 유량은 깊이 50 ㎛, 폭 200 ㎛의 직사각형 단면을 갖는 직선상의 마이크로 유로 (22)에 물방울을 도입하고 마이크로펌프 (10)으로 송액을 행하고, 비디오 화상의 분석으로부터 구하였다.

이 도 5로부터도 알 수 있는 바와 같이, 펌프 출력 지령치에 따라서 마이크로펌프 (10)의 유량을 중간 단계를 포함하는 다단계로 정밀도 좋게 제어할 수가 있었다.

또한, 제어 펄스 신호 CS는 상술한 바와 같이 고정 길이의 펄스열 패턴 PP를 일정 주기로 반복하는 것이 바람직하고, 그것에 의하여, 길이 및 주기가 임의로 변화하는 펄스열 패턴을 반복하는 경우에 비하여 제어 펄스 신호 CS의 생성이 훨씬 용이해진다. 그 결과, 제어 장치 (50)의 구성을 간소화할 수 있다. 이 효과는 마이크로펌프 (10)의 수가 많아질수록 현저해진다.

예를 들면, 마이크로펌프 (10)의 수가 많아지면, 펄스열 패턴 PP의 길이 및 주기를 임의로 허용한 경우, 각 마이크로펌프용의 제어 펄스 신호 CS의 생성이 번거롭게 되어, 제어 장치 (50)이 복잡하게 되지만, 상기한 바와 같은 제어 펄스 신호 CS를 이용하면 그와 같은 문제점을 방지할 수 있다. 따라서, 대규모로 집적된 마이크로펌프 장치를 구성하는 경우에도 유리해진다.

또한, 가스 발생 재료 (34)는 광원 (42)의 점등에 의한 광 조사에 의해서 개시된 해당 가스 발생 재료 (34)의 분해 반응이 광원 (42)의 소등 시부터 제어 펄스 신호 CS의 각 비트의 펄스폭 τ 이하의 시간 내에 종결하는 것이 바람직하다. 이러한 가스 발생 재료 (34)의 예는 후술한다. 이러한, 이른바 응답성이 좋은 가스 발생 재료 (34)를 이용하면, 광원 (42)의 소등 시에 빠르게 가스 발생 재료 (34)의 분해 반응을 정지시킬 수 있기 때문에, 분해 반응의 원치않는 축적을 억제하여, 원하는 가스 발생량을 정확하게 실현하는 것이 용이해진다. 나아가서는, 마이크로펌프 (10)의 원하는 송액량을 정확하게 실현하는 것이 용이해진다.

광원 (42)의 소등 시에 빠르게 분해 반응이 정지하는 가스 발생 재료 (34)의 응답성의 일례를 도 6에 도시하고, 그것보다도 응답성이 나쁜 예를 도 7에 도시하였다. 양 도면은 개략도이고, 또한 도시를 간략화하기 위해서, 광원 (42)의 명멸 패턴의 1주기를 3 비트로 하고 있다(도 6의 (A), 도 7의 (A) 참조).

도 6의 (B)에 도시된 바와 같이, 가스 발생 재료 (34)의 분해 반응이 광원 (42)의 소등 시부터 상기 펄스폭 τ 이하의 시간 내에 종결하는 경우에는, 광원 (42)의 명멸 패턴을 반복하더라도, 가스 발생 재료 (34)의 분해 반응의 원치않는 축적을 억제할 수 있기 때문에, 원하는 가스 발생량 G₁을 정확하게 실현하는 것이 용이해진다(도 6의 (C) 참조).

한편, 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이 가스 발생 재료 (34)의 분해 반응이 광원 (42)의 소등 시부터 상기 펄스폭 τ 이하의 시간 내에 종결하지 않은 경우에는, 광원 (42)의 명멸 패턴을 반복하면, 가스 발생 재료 (34)의 분해 반응이 서서히 축적되고, 그에 수반하여 가스 발생량이 서서히 증가하기 때문에, 원하는 가스 발생량 G₁을 정확하게 실현하는 것이 어려워진다(도 7의 (C) 참조).

제어 장치 (50)의 펌프 출력 지령치 기억부 (52)는 그것에 기억하고 있는 상기 펌프 출력 지령치를 마이크로펌프 (10)의 동작 중 또는 동작 전에 재기입 가능한 것일 수도 있다. 이 재기입은 예를 들면 디프 스위치와 같은 직접적인 수단에 의해서 행하도록 할 수도 있고, 소프트웨어에 의해서 행하도록 할 수도 있다.

펌프 출력 지령치 기억부 (52)를 상기한 바와 같이 재기입 가능한 것으로 함으로써 펌프 출력 지령치의 변경을 빠르게 마이크로펌프 (10)의 출력 레벨에 반영시켜, 마이크로펌프 (10)의 출력을 빠르게 변경할 수 있다.

(2) 가스 발생 재료 (34)의 예

상술한 바와 같이 가스 발생 재료 (34)는 예를 들면 광 조사로 가스를 발생하는 화합물을 결합제 수지에 분산 또는 상용시킨 재료이다. 광 조사로 가스를 발생하는 화합물은 광 조사에 의해 가스를 발생하는 역할을 한다. 결합제 수지는 광 조사로 가스를 발생하는 화합물을 고정하거나, 가스 발생 재료에 여러가지 기능을 부가하는 역할을 한다.

광 조사로 가스를 발생하는 화합물로서는, 광 분해 반응에 의해 가스를 발생하는 화합물 (A), 광 산 발생제와 산 자극 가스 발생제의 혼합물 (B), 광 염기 발생제와 염기 증식제의 혼합물 (C) 등을 들 수 있다.

광 분해 반응에 의해 가스를 발생하는 화합물 (A)의 구체예로서는 예를 들면 2,2'-아조비스-(N-부틸-2-메틸프로피온아미드) 등의 아조 화합물이나, 3-아지드메틸-3-메틸옥세탄 등의 아지드 화합물, 산소 원자 함유량이 15 내지 55 중량％인 폴리옥시알킬렌 수지 등을 들 수 있다.

광 산 발생제와 산 자극 가스 발생제의 혼합물 (B)의 구체예로서는, (a) 광 조사에 의해 효율적으로 분해하여 강산을 발생시키는 종래 공지된 광 산 발생제, 예를 들면 퀴논디아지드 화합물, 오늄염, 술폰산에스테르류 및 유기할로겐 화합물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종, 보다 바람직하게는, 술폰산오늄염, 벤질술폰산에스테르, 할로겐화이소시아누레이트 및 비스아릴술포닐디아조메탄으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상과, (b) 산의 자극 즉 산의 작용에 의해 가스를 발생하는 산 자극 가스 발생제, 예를 들면 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 세스퀴탄산나트륨, 탄산마그네슘, 탄산칼륨, 탄산수소칼륨, 탄산칼슘, 수소화붕소나트륨 등과의 조합을 들 수 있다.

광 염기 발생제와 염기 증식제의 혼합물 (C)의 구체예로서는, (a) 광 조사에 의해 분해하여 가스상의 염기를 발생시키는 광 염기 발생제, 예를 들면 코발트아민계 착체, 카르밤산 o-니트로벤젠, 옥심에스테르, 카르바모일옥시이미노기 함유 화합물과, (b) 염기 가스와 반응함으로써 염기 가스를 발생하는 염기 증식제, 예를 들면 9-플루오레닐카르바메이트 유도체와의 조합을 들 수 있다.

결합제 수지는 광 조사로 가스를 발생하는 화합물을 고정하거나, 가스 발생 재료 (34)에 여러가지 기능을 부가하기 위해서 첨가되는 것이다.

광 조사로 가스를 발생시키는 화합물을 고정하는 결합제 수지로서는 아크릴계, 에폭시계의 수지가 바람직하게 이용된다. 그러나, 광 조사로 가스를 발생하는 화합물을 분산 또는 상용시킨다는 목적에 합치하는 것이면 이것에 한정되는 것은 아니다. 결합제 수지 그 자체가 광자극에 의한 가스 발생능을 가질 수도 있다. 예를 들면, 산소 원자를 15 내지 55 중량％ 포함하는 폴리옥시알킬렌 수지는 광 조사에 의해 스스로 분해되면서 가스를 발생한다.

가스 발생 재료 (34)는 지지 부재에 부착되어 있을 수도 있다. 지지 부재는 예를 들면 부직포에 의해 형성되어 있다. 부직포의 표면에 상기 가스 발생 재료를 부착시켜 이용함으로써, 가스 발생실 (32) 내에 가스 발생 재료 (34)만을 충전시킨 경우에 비하여 가스 발생 재료의 단위부피당의 표면적을 증가시키고, 그것에 의하여 가스의 발생 효율을 높일 수 있다. 즉, 섬유상 부재인 부직포에서는 다수의 섬유가 집합되어 얽혀 있고, 섬유 사이의 간극에서 발생한 가스가 빠르게 외부로 방출된다. 상기 부직포의 각 섬유의 표면에 상기 가스 발생 재료가 부착되도록 가스 발생 재료가 부직포에 함침되어 부착되어 있다. 이 경우, 지지 부재를 구성하고 있는 부직포에 가스 발생 재료가 부착된 단계에서도, 부직포의 섬유 사이의 간극이 잔존할 정도로 가스 발생 재료가 부착되어 있다. 그 때문에, 광의 조사에 의해 가스가 발생하면, 가스가 상기 간극으로부터 빠르게 외부로 방출되게 된다.

지지 부재로서 예를 들면 부직포가 이용되고 있는데, 부직포 이외의 다른 섬유상 부재를 이용할 수도 있다. 즉, 면, 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 아크릴 등의 합성 섬유, 펄프 섬유, 금속 섬유 등이 집합하여, 얽혀 있는 적절한 섬유상 부재를 지지 부재로서 사용할 수 있다.

또한, 섬유상 부재에 한하지 않고, 발생한 가스가 외부로 빠르게 방출될 수 있는 한, 섬유상 부재뿐만아니라, 섬유상 부재를 포함하는 여러가지 다공성 부재를 지지 부재로서 사용할 수 있다. 여기서, 다공성 부재란 외표면에 연속되어 있는 다수의 구멍을 갖는 부재를 넓게 포함하는 것으로 하고, 상기 부직포 등과 같이, 섬유 사이의 간극이 외부에 연속해 있는 부재도 또한 다공성 부재에 포함시키는 것으로 한다.

따라서, 상기 섬유상 부재 이외에, 내부로부터 외표면에 연속해 있는 다수의 구멍이 형성되어 있는, 예를 들면 스폰지, 파포(破泡) 처리 발포체, 다공질겔, 입자 융착체, 가스압 보조 확후(擴厚) 성형체, 벌집형 구조체, 통상 비드, 파절(波折) 칩스 등의 다공성 재료도 상기 지지 부재를 구성하는 다공성 부재로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 필라 등의 표면적을 크게 하는 고안도 바람직하게 실시된다.

또한, 상기 지지 부재의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 여러가지 무기 재료 또는 유기 재료를 사용할 수 있다. 이러한 무기 재료로서는, 유리, 세라믹, 금속, 또는 금속산화물, 유기 재료로서는, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 나일론, 셀룰로오스, 아세탈 수지, 아크릴, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 또는 폴리이미드 등을 사용할 수 있다.

결합제 수지의 함유에 의해 가스 발생 재료 (34)를 원하는 형상으로 가공하는 것이 용이해진다. 예를 들면, 필름상 등의 고형의 가스 발생 재료 (34)를 용이하게 얻을 수 있다. 따라서, 도 15를 참조하여 후에 설명하는 마이크로펌프 (10)과 같이, 필름상, 테이프상과 같은 얇은 가스 발생 재료 (34)를 이용하는 경우에도 적합하다.

결합제 수지는 점착성을 부여하기 위해서 예를 들면 점접착제 수지를 포함하는 것일 수도 있다. 가스 발생 재료 (34)에 결합제로서 점접착제 수지를 함유시킴으로써, 가스 발생 재료 (34)와 기판(예를 들면 도 15 중의 기판 (21), 이하 동일)의 점착성, 접착성을 높일 수 있다.

또한, 상기 점접착제 수지는 광 조사로 점착성이 저하하지 않는 것이 바람직하다. 이것에 의해서 가스 발생 재료 (34)에 대한 광 조사가 개시된 후에도 가스 발생 재료 (34)와 기판과의 높은 점접착성을 유지할 수가 있기 때문이다. 또한 상기 점접착제 수지는 예를 들면 광 조사에 의해서 가교되지 않는 것인 것이 바람직하다.

상기 점접착제 수지의 구체예로서는 예를 들면 고무계 점접착제 수지, (메트)아크릴계 점접착제 수지, 실리콘계 점접착제 수지, 우레탄계 점접착제 수지, 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체계 점접착제 수지, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 점접착제 수지, 에폭시계 점접착제 수지, 이소시아네이트계 점접착제 수지 등을 들 수 있다.

가스 발생 재료 (34)에는 광 조사로 가스를 발생하는 화합물과 결합제 수지 외에, 광 증감제가 첨가될 수도 있다. 광 증감제의 구체예로서는, 예를 들면 티오크산톤, 벤조페논, 아세토페논류, 포르피린 등 기지의 증감제를 들 수 있다.

가스 발생 재료 (34)는 광 조사로 가스를 발생하는 화합물과 결합제 수지 외에, 필요에 따라서, 종래 알려져 있는 여러가지 첨가제를 더 포함하고 있을 수도 있다. 그와 같은 첨가제로서는 예를 들면 커플링제, 가소제, 계면 활성제, 안정제 등을 들 수 있다. 또한, 다공질체, 충전재, 금속박, 마이크로 캡슐 그 밖의 입자와 복합화되어 있을 수도 있다. 가스 발생 재료 (34)에 분산된 다공질체, 충전재, 금속박, 마이크로 캡슐 그 밖의 입자는 가스의 확산을 외관상 빠르게 하는 데 도움이 된다.

위에 예를 든 가스 발생 재료 (34)는 모두 광원 (42)의 소등과 동시에 빠르게 가스 발생 반응이 정지한다. 즉, 상술한 응답성이 좋은 가스 발생 재료 (34)로서 적합하다.

상기 가스 발생 재료 (34)에는 필요에 따라서 연쇄 반응 억제제가 더 배합될 수도 있다.

연쇄 반응 억제제로서는, t-부틸카테콜, 히드로퀴논, 메틸에테르, 카탈라아제, 글루타티온퍼옥시다아제, 슈퍼옥시드 디스무타아제계 효소 비타민 C, 비타민 E, 폴리페놀류, 리놀렌산 등의 기지의 라디칼 스캐빈저를 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 연쇄 반응을 억제하는 효과가 있는 것이면 어느 것이어도 된다.

또한, 연쇄 반응 억제제는 연쇄 반응에 있어서의 연쇄 성장 단계를 부분적으로 억제하는 것으로서, 연쇄 개시 단계를 억제하는 것은 아니다.

(3) 마이크로펌프 장치의 다른 실시 형태에 공통의 설명

도 8 내지 도 12에 도시하는 각 실시 형태의 설명에 있어서는, 먼저 설명한 실시 형태(예를 들면 도 2에 도시하는 실시 형태)와 동일 또는 상당하는 부분에는 동일 부호를 붙여, 먼저 설명한 실시 형태와의 상위점을 주체로 설명한다.

도 8 내지 도 12에 도시하는 각 마이크로펌프 장치는 각각 상술한 바와 같은 마이크로펌프 (10)을 복수 구비하고 있다. 단, 각 마이크로펌프 (10) 등의 도시를 간략화하고 있다. 각 마이크로펌프 (10) 등의 상세는 각 도면보다도 전의 실시 형태의 설명, 예를 들면 도 2에 도시하는 실시 형태의 설명을 참조하는 것으로 한다.

복수의 마이크로펌프 (10)을 각각 구성하는 각 마이크로 유로 (22)는 하나의 유로 기판 (20)에 설치되어 있을 수도 있고, 따로따로의 부재에 설치되어 있을 수도 있다. 각 가스 발생실 (32)도 하나의 펌프 기판 (30)에 설치되어 있을 수도 있고, 따로따로의 부재에 설치되어 있을 수도 있다. 각 광원 (42)도 하나의 광원 기판 (40)에 설치되어 있을 수도 있고, 따로따로 설치되어 있을 수도 있다.

마이크로펌프 (10)의 수는 도 8 내지 도 12에 도시하는 예에서는 도시의 간략화를 위해 비교적 적은 수로 도시하고 있지만, 이들 예의 것에 한하지 않는다. 복수의 마이크로펌프 (10)의 각 마이크로 유로 (22)(도 2 참조)는 서로 독립하고 있을 수도 있고, 일부 또는 전부가 서로 연통하고 있을 수도 있다. 또한, 복수의 마이크로펌프 (10)은 1차원으로 배열되어 있을 수도 있고, 2차원으로 배열되어 있을 수도 있다.

도 8 내지 도 12에 도시하는 각 제어 장치 (50)은 각각 복수의 마이크로펌프 (10)의 각 광원 (42)에 복수의 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₄(또는 CS₁ 내지 CS₈ 등)를 따로따로 공급하는 것이다. 각 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₄(또는 CS₁ 내지 CS₈ 등)는 상기 제어 펄스 신호 CS와 동일한 것이다. 따라서, 하나의 제어 장치 (50)으로 복수의 마이크로펌프 (10)을 따로따로 제어할 수 있다. 그 결과, 마이크로펌프수가 많은 마이크로펌프 장치를 구성하는 것이 용이해진다.

(4) 제2 실시 형태

도 8에 도시하는 실시 형태에서는, 제어 장치 (50)은 각 마이크로펌프 (10)의 출력 레벨을 각각 지령하는 복수의 펌프 출력 지령치를 기억하는 펌프 출력 지령치 기억부 (52a)와, 이 펌프 출력 지령치 기억부 (52a) 내의 각 펌프 출력 지령치를 각 마이크로펌프 (10)용의 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₄의 상기 펄스열 패턴 PP에 각각 대응하는 복수의 비트 패턴으로 각각 변환하여 출력하는 비트 패턴 변환부 (54a)와, 이 비트 패턴 변환부 (54a)로부터의 각 비트 패턴에 기초하여 각 마이크로펌프 (10)용의 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₄를 각각 생성하고, 해당 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₄를 병렬로 출력하는 제어 펄스 신호 생성부 (56a)를 구비하고 있다. 이 각 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₄가 각 광원 (42)에 각각 공급된다.

제어 펄스 신호 생성부 (56a)는 비트 패턴 변환부 (54a)로부터 공급된 복수의 비트 패턴을 기억해 두는 기억 수단(예를 들면, 메모리, 레지스터 등)을 갖고 있다.

원하는 마이크로펌프 (10)을 정지시키기 위해서는 해당 마이크로펌프 (10)용의 펌프 출력 지령치를 0으로 하면 된다. 후술하는 다른 실시 형태에 있어서도 동일하다.

펌프 출력 지령치 기억부 (52a)는 그것에 기억하고 있는 복수의 펌프 출력 지령치를 마이크로펌프 (10)의 동작 중 또는 동작 전에 재기입 가능한 것일 수도 있다. 펌프 출력 지령치 기억부 (52a)를 상기한 바와 같이 재기입 가능한 것으로 함으로써 펌프 출력 지령치의 변경을 빠르게, 대응하는 마이크로펌프 (10)의 출력 레벨에 반영시켜, 대응하는 마이크로펌프 (10)의 출력을 빠르게 변경할 수 있다. 이상의 것은 도 9 내지 도 12에 도시하는 펌프 출력 지령치 기억부 (52a)에 대해서도 말할 수 있다.

(5) 제3 실시 형태

도 9에 도시하는 실시 형태에서는, 제어 장치 (50)은 도 8에서 설명했던 것과 같은 펌프 출력 지령치 기억부 (52a) 및 비트 패턴 변환부 (54a)와, 해당 비트 패턴 변환부 (54a)로부터의 각 마이크로펌프 (10)용의 각 비트 패턴을 구성하는 비트 정보를 직렬로 출력하는 직렬 데이터 생성부 (58)과, 이 직렬 데이터 생성부 (58)로부터의 상기 비트 정보에 기초하여 각 마이크로펌프 (10)용의 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₄…를 병렬로 생성하고, 해당 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₄…를 병렬로 출력하는 제어 펄스 신호 생성부 (56b)를 구비하고 있다. 이 각 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₄…가 각 광원 (42)에 각각 공급된다.

직렬 데이터 생성부 (58)로부터 제어 펄스 신호 생성부 (56b)으로의 신호는 전송로 (64)를 이용하여 전송된다. 전송로 (64)는 예를 들면 유선, 무선, 적외선 등의 어느 것이어도 되고, 인터넷을 경유할 수도 있다.

제어 펄스 신호 생성부 (56b)는 이 실시 형태에서는 광원 기판 (40)에 탑재하고 있다. 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₄…의 신호선을 가능한 한 짧게 하기 위해서이다. 이 제어 펄스 신호 생성부 (56b)는 배치상으로는 직렬 데이터 생성부 (58) 등과 떨어져 있지만, 기능상으로는 제어 장치 (50)의 일부를 구성하고 있다. 도 10에 도시하는 제어 펄스 신호 생성부 (56c)도 동일하다.

직렬 데이터 생성부 (58)은 예를 들면 비트 패턴 변환부 (54a)에서 공급되는 복수의 비트 패턴을 기억하는 비트 패턴 기억부(예를 들면 메모리, 레지스터 등)와, 이 비트 패턴 기억부로부터 병렬로 취출한 비트 정보를 1 비트씩 직렬로 출력하는 병직렬 데이터 변환기를 갖고 있다. 이 병직렬 데이터 변환기는 예를 들면 시프트 레지스터이다.

제어 펄스 신호 생성부 (56b)는 직렬 데이터 생성부 (58)로부터 직렬로 보내어져 오는 비트 정보를 각 마이크로펌프 (10)용의 비트 패턴으로 재배열하여 병렬로 출력하는 직병렬 데이터 변환기를 갖고 있다. 이 직병렬 데이터 변환기는 예를 들면 시프트 레지스터이다.

나중의 설명을 간략화하기 위해서, 상기 비트 패턴 변환부 (54a) 및 직렬 데이터 생성부 (58)을 포함하는 회로를 변환 회로 (60)이라고 부르기로 한다.

이 실시 형태에서는, 직렬 데이터 생성부 (58)로부터 제어 펄스 신호 생성부 (56b)에 복수의 마이크로펌프 (10)용의 각 비트 패턴을 구성하는 비트 정보를 직렬로 전송할 수가 있기 때문에, 전송로 (64)의 수를 적게 할 수 있다. 더구나 마이크로펌프 (10)의 수가 아무리 증가하더라도, 필요한 전송로 (64)의 수는 변하지 않는다.

예를 들면, 비트 정보를 전송하는 전송로 (64)는 1개이면 된다. 이것 외에 보조 신호(예를 들면 도 10에 도시하는 클럭 신호 CLK 및 래치 신호 LCH에 상당하는 것)를 전송한다고 해도 전송로 (64)의 수는 3개 정도이면 된다. 더구나 마이크로펌프 (10)의 수를 아무리 늘리더라도 전송로 (64)의 수는 상기 갯수에서 변하지 않는다.

그 결과, 제어 펄스 신호 생성부 (56b)를 복수의 마이크로펌프 (10)의 광원 (42)에 가깝게 하여 배치하고, 이들과 분리하여, 제어 장치 (50)의 나머지의 구성 요소(즉 펌프 출력 지령치 기억부 (52a) 및 변환 회로 (60))를 배치하는 것이 용이해지기 때문에, 배선 처리가 간단해짐과 동시에, 장치 구성의 자유도가 대폭 증대한다. 이상의 효과는 마이크로펌프의 수가 많아질수록 현저해진다.

예를 들면 이 실시 형태와 같이, 제어 펄스 신호 생성부 (56b)는 광원 (42)와 동일 광원 기판 (40)에 탑재하고, 제어 장치 (50)의 나머지의 구성 요소는 광원 기판 (40)과 분리하여 임의의 위치에 배치할 수 있다.

더구나, 마이크로펌프수의 증대에도 용이하게 대응할 수 있다. 예를 들면, 마이크로펌프 (10)의 수가 40 내지 200 정도, 또는 그 이상으로 증가하면, 도 8에 도시된 실시 형태에서는 제어 장치 (50)과 광원 기판 (40) 사이의 제어 펄스 신호 CS₁ …의 신호선의 수도 마이크로펌프 (10)과 동수가 되고, 따라서 그 배선 처리가 번거로워진다. 이에 비하여 이 실시 형태에서는 제어 펄스 신호 생성부 (56b)를 각 광원 (42)에 가깝게 하여 배치할 수가 있기 때문에, 예를 들면 제어 펄스 신호 생성부 (56b)를 광원 (42)와 동일 광원 기판 (40)에 탑재할 수가 있기 때문에, 제어 펄스 신호 CS₁ …의 신호선의 배선은 매우 짧게 되고, 따라서 그 배선 처리가 용이해진다. 마이크로펌프 (10)의 수가 아무리 증가하더라도 전송로 (60)의 수는 상술한 바와 같이 변하지 않는다. 따라서 마이크로펌프수의 증대에도 용이하게 대응할 수가 있기 때문에, 대규모로 집적된 마이크로펌프 장치를 구성하는 것이 용이해진다.

(6) 제4 실시 형태

도 10에 도시하는 실시 형태에서는, 제어 장치 (50)은 각 마이크로펌프 (10)의 출력 레벨을 각각 지령하는 복수의 펌프 출력 지령치를 기억하는 펌프 출력 지령치 기억부 (52a)와, 직렬의 비트 정보의 전송을 동기시키는 클럭 신호 CLK를 생성하는 클럭 신호 생성부 (76)과, 해당 클럭 신호 CLK를 마이크로펌프 (10)의 수만큼 카운트하여 래치 신호 LCH를 생성하는 래치 신호 생성부 (78)을 구비하고 있다.

펌프 출력 지령치 기억부 (52a)는 예를 들면 도 8, 도 9에 도시된 펌프 출력 지령치 기억부 (52a)와 동일한 것이다. 단 이 실시 형태에서는, 이 펌프 출력 지령치 기억부 (52a)에서는, 다음에 진술하는 비트 패턴 변환부 (54b)에 의해서 펌프 출력 지령치는 하나씩 추출된다.

클럭 신호 생성부 (76)은 소정의 주기로, 예를 들면 0.25 ms 주기로 클럭 신호 CLK를 출력한다.

래치 신호 생성부 (78)은 클럭 신호 CLK를 마이크로펌프 (10)의 수만큼 카운트할 때마다 1 펄스를 출력한다. 이것이 래치 신호 LCH이다. 예를 들면, 클럭 신호 CLK의 주기가 0.25 ms, 마이크로펌프 (10)의 수가 40인 경우, 0.25×40=10 ms마다 1 펄스가 출력된다. 즉, 래치 신호 LCH의 주기는 이 예에서는 10 ms이다.

제어 장치 (50)은 또한 펌프 출력 지령치 기억부 (52a) 내의 각 펌프 출력 지령치를 하나의 펌프 출력 지령치씩 클럭 신호 CLK의 타이밍으로 순차 취출하고, 마이크로펌프 (10)용의 상기 제어 펄스 신호 CS의 상기 펄스열 패턴 PP에 대응하는 비트 패턴으로 변환하여 출력하는 비트 패턴 변환부 (54b)와, 이 비트 패턴 변환부 (54b)로부터 출력되는 하나의 펌프 출력 지령치의 비트 패턴을 기억하는 비트 패턴 레지스터 (72)와, 이 비트 패턴 레지스터 (72) 내의 비트 패턴으로부터 클럭 신호 CLK의 타이밍마다 1 비트의 비트 정보를 취출하고, 해당 비트 정보를 취출하는 위치를 래치 신호 LCH에 따라서 하나씩 시프트함으로써, 복수의 마이크로펌프 (10)용의 복수의 비트 패턴의 동일 자릿수의 비트 정보를 직렬 비트 패턴 SB로서 출력하는 비트 셀렉터 (74)를 구비하고 있다.

비트 패턴 변환부 (54b)는 이 실시 형태에서는 펌프 출력 지령치 기억부 (52a) 내의 각 펌프 출력 지령치를 하나의 펌프 출력 지령치씩 클럭 신호 CLK의 타이밍으로 순회하면서 순차 취출하여 출력하는 순회 셀렉터 (70)과, 이 순회 셀렉터 (70)으로부터 하나의 펌프 출력 지령치가 출력될 때마다 그것을 비트 패턴으로 변환하여 출력하는 변환부 (71)을 구비하고 있다. 이 변환부 (71)은 예를 들면 도 2에 도시된 비트 패턴 변환부 (54)와 실질적으로 동일 기능을 갖고 있다.

비트 패턴 레지스터 (72)는 변환부 (71)로부터 하나의 비트 패턴이 출력될 때마다 최신의 하나의 비트 패턴을 기억한다.

비트 셀렉터 (74)의 동작을 도 14를 참조하면서 설명한다. 이 도 14는 이해를 쉽게 하기 위해서 편의적으로 복수의 비트 패턴을 자릿수를 가지런히 하여 배열한 것으로서, 복수의 비트 패턴이 실제로 도 14에 도시된 바와 같이 매트릭스상으로 배열되어 있는 것은 아니다. 또한, 이 도 14에서는 설명을 간략화하기 위해서 펌프가 네개, 각 비트 패턴이 8 비트인 경우를 예시하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

비트 패턴 레지스터 (72)에는 클럭 신호 CLK의 타이밍(예를 들면 0.25 ms)마다 예를 들면 처음에는 펌프 번호 1의 비트 패턴, 다음은 펌프 번호 2의 비트 패턴, …과 같이, 하나의 비트 패턴이 순차 덮어쓰기되어 간다. 비트 패턴 레지스터 (72)에 기억되는 것은 어디까지나 하나의 비트 패턴이다.

비트 셀렉터 (74)는 비트 패턴 레지스터 (72) 내의 비트 패턴으로부터 클럭 신호 CLK의 타이밍마다 1 비트의 비트 정보를 취출한다. 그런데, 상기한 바와 같이 비트 패턴 레지스터 (72) 내의 비트 패턴은 클럭 신호 CLK의 타이밍마다 덮어쓰기되어 가기 때문에, 결국, 비트 셀렉터 (74)는 도 14에 도시하는 예를 들면 제1 자리의 비트 정보를 클럭 신호 CLK의 타이밍마다 1 비트씩 순차 취출하여 출력하게 된다. 이것이 전술한 복수의 비트 패턴의 동일 자릿수의 비트 정보를 직렬 비트 패턴 SB로서 출력하는 것이다. 그리고, 비트 셀렉터 (74)는 래치 신호 LCH의 변화의 타이밍(예를 들면 하강, 이하 동일)마다 비트 정보를 취출하는 자릿수를 하나씩 시프트한다. 예를 들면 제2 자리, 제3 자리, …로 시프트한다.

이상과 같은 동작에 의해서 비트 셀렉터 (74)로부터는 예를 들면 펌프 번호 1 내지 4의 제1 자리의 각 1 비트가 직렬이 된(바꾸어 말하면 시계열로 됨) 직렬 비트 패턴 SB가 출력되고, 이어서 펌프 번호 1 내지 4의 제2 자리의 직렬 비트 패턴 SB가 출력되고, 이하 동일하게 하여 펌프 번호 1 내지 4의 제8 자리의 직렬 비트 패턴 SB가 출력되고, 이후는 상기와 동일한 동작이 반복된다.

제어 장치 (50)은 또한 비트 셀렉터 (74)로부터의 상기 직렬 비트 패턴 SB, 클럭 신호 생성부 (76)으로부터의 클럭 신호 CLK 및 래치 신호 생성부 (78)로부터의 래치 신호 LCH를 각각 전송하는 3개의 전송로 (65) 내지 (67)과, 이 전송로 (65) 내지 (67)로부터의 직렬 비트 패턴 SB, 클럭 신호 CLK 및 래치 신호 LCH를 받아들이는 시프트 레지스터 (57)을 갖고 있고, 직렬 비트 패턴 SB에 기초하여, 각 마이크로펌프 (10)용의 상기 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₈을 병렬로 생성하고, 해당 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₈을 병렬로 출력하는 제어 펄스 신호 생성부 (56c)를 구비하고 있다. 이 각 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₈이 각 광원 (42)에 각각 공급된다.

전송로 (65) 내지 (67)은 예를 들면 유선, 무선, 적외선 등의 어느 것이어도 되고, 인터넷을 경유할 수도 있다.

제어 펄스 신호 생성부 (56c)는 도 10에 도시하는 예에서는 서로 직렬 접속된 두개의 시프트 레지스터 (57)을 갖고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 시프트 레지스터 (57)의 수는 그 비트수(출력 단자수)와 마이크로펌프 (10)의 수와의 관계로 결정하면 좋다. 즉, 마이크로펌프 (10)의 수에 하나의 시프트 레지스터 (57)의 비트수가 부족하면, 부족을 해소할 수가 있는 수의 시프트 레지스터 (57)을 서로 직렬 접속하면 좋다. 도 10 중의 부호 SBI는 직렬 비트 패턴 SB의 입력 단자, 부호 SBO는 넘치는 직렬 비트 패턴 SB의 출력 단자이다.

각 시프트 레지스터 (57)은 공지된 시프트 레지스터이고, 상기 비트 셀렉터 (74)에 있어서의 동작과 거의 반대의 동작에 의해서, 받아들인 직렬 비트 패턴 SB의 비트 정보를 클럭 신호 CLK의 타이밍마다 각 마이크로펌프 (10)용으로 분류하고, 래치 신호 LCH의 타이밍마다 병렬로 출력한다. 래치 신호 LCH의 타이밍 사이(예를 들면 상기 10 ms)는 직전의 상태를 유지하고 있다. 이러한 동작에 의해서 두개의 시프트 레지스터 (57)로부터, 즉 제어 펄스 신호 생성부 (56c)로부터 상기 제어 펄스 신호 CS₁ 내지 CS₈을 병렬로 출력할 수 있다.

나중의 설명을 간략화하기 위해서, 상기 비트 패턴 변환부 (54b), 비트 패턴 레지스터 (72), 비트 셀렉터 (74), 클럭 신호 생성부 (76) 및 래치 신호 생성부 (78)을 포함하는 회로를 변환 회로 (60a)라고 부르기로 한다.

이 실시 형태에서는, 비트 패턴 레지스터 (72)는 하나의 펌프 출력 지령치의 비트 패턴을 기억할 수가 있는 것이면 되기 때문에, 마이크로펌프 (10)의 수가 증대하더라도 비트 패턴 레지스터 (72)의 용량을 증대시킬 필요가 없다. 즉, 제어 장치 (50)에 필요로 하는 기억부의 용량을 작게 억제할 수 있다. 따라서, 제어 장치 (50)의 소형화 또한 저비용화를 도모할 수 있음과 동시에, 마이크로펌프수가 많은 대규모의 마이크로펌프 장치를 구성하는 것이 보다 용이해진다.

그것에 추가로, 각 마이크로펌프 (10)용의 비트 패턴을 구성하는 비트 정보를 직렬로 전송하는 방식이기 때문에, 도 9에 도시된 실시 형태의 효과와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.

즉, 마이크로펌프 (10)의 수에 따르지 않고서, 전송로 (65) 내지 (67)의 수를 3개로 할 수 있다. 또한, 제어 펄스 신호 생성부 (56c)를 복수의 마이크로펌프 (10)의 광원 (42)에 가깝게 하여 배치하고, 예를 들면 광원 기판 (40)에 탑재하고, 그것과 분리하여, 제어 장치 (50)의 나머지의 구성 요소를 배치하는 것이 용이해지기 때문에, 배선 처리가 간단해짐과 동시에, 장치 구성의 자유도가 증대한다. 따라서 마이크로펌프수의 증대에도 용이하게 대응할 수가 있기 때문에, 대규모로 집적된 마이크로펌프 장치를 구성하는 것이 용이해진다.

(7) 제5 실시 형태

도 11에 도시하는 실시 형태에서는, 제어 장치 (50)은 도 10에 도시된 펌프 출력 지령치 기억부 (52a) 및 변환 회로 (60a)에 추가로, 외부로부터 주어지는 커맨드열 COM을 해석하고, 펌프 출력 지령치 기억부 (52a) 내의 복수의 펌프 출력 지령치를 마이크로펌프 (10)의 동작 중 또는 동작 전에 재기입하는 커맨드 인터프리터 (86)을 구비하고 있다. 이 커맨드 인터프리터 (86)은 도 12에 도시하는 커맨드 인터프리터 (86a)와 달리, 펌프 출력 지령치 기억부 (52a) 내의 펌프 출력 지령치를 재기입하는 동작을 커맨드열 COM에 응답하여 곧 실행한다.

광원 기판 (40)의 구성은 도 10에 도시하는 실시 형태와 동일한 것이기 때문에, 여기서는 도시를 간략화하고 있다. 도 12에 도시하는 실시 형태에 있어서도 동일하다.

커맨드열 COM은 예를 들면 복수의 마이크로펌프 (10)의 펌프 번호, 펌프 출력 지령치, 펌프의 기동, 펌프의 정지 등을 지령하는 커맨드를 포함하고 있다.

커맨드열 COM은 예를 들면 ASCII(아스키. American Standard Code for Information Interchange의 약칭) 문자에 의한 대화적인 커맨드열이다.

커맨드 인터프리터 (86)에는 예를 들면 외부 장치 (80)으로부터, 통신부 (82), (84)를 통해 상기 커맨드열 COM이 주어진다. 외부 장치 (80)은 예를 들면 퍼스널 컴퓨터이다. 커맨드열 COM을 전송하는 수단으로서는 유선 방식, 무선 방식, 적외선 방식, 인터넷 경유 등의 공지된 수단이 채용될 수 있다.

이 실시 형태에서는 제어 장치 (50)이 상기한 바와 같은 커맨드 인터프리터 (86)을 구비하고 있기 때문에, 외부로부터 주어지는 커맨드열 COM에 의해서 개개의 마이크로펌프 (10)의 동작 및 출력을 임의의 타이밍으로 동적으로 제어할 수 있다. 따라서, 각 마이크로펌프 (10)의 제어가 보다 유연하고 또한 용이해진다.

(8) 제6 실시 형태

도 12에 도시하는 실시 형태에서는, 제어 장치 (50)은 도 11에 도시된 커맨드 인터프리터 (86) 대신에 커맨드 인터프리터 (86a), 이벤트 정보 기억부 (88), 타이머 (90), 프리펫치부 (92) 및 이벤트 매니지먼트부 (94)를 갖고 있다.

커맨드 인터프리터 (86a)는 외부로부터 주어지는 커맨드열 COM을 해석하고, 펌프 번호, 펌프 출력 지령치 및 실행 예약 시각을 조로 하는 이벤트 정보(이것은이벤트 클로저라고도 불린다)를 복수 생성한다.

하나의 이벤트 정보의 구성의 일례를 도 13의 (A)에 도시하였다. 실행 예약 시각, 펌프 번호 및 펌프 출력 지령치가 조로 되어 있다. 이러한 복수의 이벤트 정보로 이루어지는 이벤트 정보열의 일례를 도 13의 (B)에 도시하였다. 이 예에서는 실행 예약 시각, 펌프 번호 및 펌프 출력 지령치는 모두 정수로 표현되어 있다. 단 이것에 한정되는 것은 아니다.

커맨드 인터프리터 (86a)에 주어지는 상기 커맨드열 COM에는, 이 실시 형태에서는 상기 실행 예약 시각을 지령하는 커맨드도 포함되어 있다.

이벤트 정보 기억부 (88)은 커맨드 인터프리터 (86a)에서의 복수의 상기 이벤트 정보를 기억한다. 구체적으로는, 도 13의 (B)에 예시한 바와 같은 이벤트 정보열을 기억한다.

타이머 (90)은 기준이 되는 시각을 재는 것이다.

프리펫치부 (92)는 이벤트 정보 기억부 (88)로부터 복수의 이벤트 정보를 이들의 실행보다 먼저 취출하는 것이다. 보다 구체적으로는 상기 이벤트 정보열로부터 실행 예약 시각순으로 이벤트 정보를 취출한다.

이벤트 매니지먼트부 (94)는 프리펫치부 (92) 내에 취출된 이벤트 정보 내의 실행 예약 시각과 타이머 (90)의 시각을 비교하여, 시각이 실행 예약 시각에 다다르고 있는 이벤트 정보가 있으면, 해당 이벤트 정보 내의 펌프 번호의 펌프 출력 지령치를 펌프 출력 지령치 기억부 (52a)에 제공하고, 대응하는 펌프 번호의 펌프 출력 지령치를 고쳐 쓴다. 이것에 의해서 대응하는 마이크로펌프 (10)의 출력이 변경된다.

이 실시 형태에서는, 제어 장치 (50)이 상기한 바와 같은 커맨드 인터프리터 (86a), 이벤트 정보 기억부 (88), 이벤트 매니지먼트부 (94) 등을 구비하고 있기 때문에, 외부로부터 주어지는 커맨드열 COM에 기초하는 이벤트 정보를 기억하여 두고, 개개의 마이크로펌프 (10)을 이들의 실행 예약 시각에 각각 제어할 수 있다. 즉, 개개의 마이크로펌프 (10)을 외부 장치 (80)의 제어 하로부터 떨어져서, 말하자면 자율적으로 제어할 수 있다. 게다가, 제어 장치 (50)은 외부로부터 주어지는 커맨드열 COM에 기초하는 이벤트 정보를 기억하여 두기 때문에, 제어 장치 (50)에 커맨드열을 항상 제공할 필요는 없고, 따라서 커맨드열 COM의 통신 속도상의 제약이 없게 된다. 그 결과, 보다 대규모로 집적된 마이크로펌프 장치에도 대응할 수 있다.

이벤트 정보 기억부 (88)을 불휘발성의 기억 수단을 이용하여 구성할 수도 있고, 그와 같이 하면, 외부 장치 (80)으로부터 커맨드열 COM을 제공한 후에 제어 장치 (50)의 전원을 차단하여 다시 재기동하더라도 자율적으로 개개의 마이크로펌프 (10)의 출력을 제어할 수 있다.

또한, 도 11에 도시하는 커맨드 인터프리터 (86) 등을 이용하는 기술 사상이나, 도 12에 도시하는 커맨드 인터프리터 (86a), 이벤트 매니지먼트부 (94) 등을 이용하는 기술 사상을 도 1, 도 8, 도 9에 도시하는 제어 장치 (50)에 적용할 수도 있다.

(9) 마이크로펌프 (10)의 다른 예

마이크로펌프 (10)은 상기 가스 발생실 (32)를 갖고 있지 않을 수도 있다. 요는, 광원 (42)로부터의 광 (44)의 조사를 받아 가스 발생 재료 (34)로부터 발생한 가스를 마이크로 유로 (22)에 공급하면 되고, 그것에 의하여 상술한 펌프가 기능을 하기 때문이다. 즉, 가스 발생 재료 (34)로부터 발생한 가스를 마이크로 유로 (22)에 공급함으로써 공급한 가스의 부피분만큼 마이크로 유로 (22) 내의 액체를 반송할 수가 있어, 펌프로서 기능한다.

가스 발생실 (32)를 갖고 있지 않은 마이크로펌프 (10)의 일례를 도 15에 도시하였다.

이 마이크로펌프 (10)은 기판 (21) 내에 형성되어 있으며 해당 기판 (21)의 주면에 개방된 개구 (25)를 갖고 있는 마이크로 유로 (22)와, 기판 (21)의 상기 주면에 마이크로 유로 (22)의 개구 (25)를 덮어 배치되어 있는 가스 발생 재료 (34)와, 상기 마이크로 유로 (22)의 개구 (25)를 덮는 이 가스 발생 재료 (34)의 영역에 광 (44)를 조사하는 광원 (42)를 갖고 있다.

기판 (21)과 가스 발생 재료 (34)는 예를 들면 도시하지 않은 접착층에 의해서 접착되어 있다.

상기 광원 (42)에 예를 들면 도 1에 도시하는 제어 장치 (50)으로부터 상기 제어 펄스 신호 CS가 공급된다. 마이크로펌프 장치는 상기 마이크로펌프 (10)을 복수 갖고 있을 수도 있고, 그 경우에는 각 마이크로펌프 (10)의 각 광원 (42)에, 예를 들면 도 8 내지 도 12에 도시하는 제어 장치 (50)으로부터 복수의 상기 제어 펄스 신호 CS₁, CS₂,…가 따로따로 공급된다.

마이크로 유로 (22), 가스 발생 재료 (34), 광원 (42), 제어 장치 (50) 등의 설명은, 이것 이전의 실시 형태의 설명을 참조하는 것으로 하여, 여기서는 중복 설명을 생략한다.

가스 발생 재료 (34)의 표면에 가스를 저지하는 것으로서 투광성의 가스 배리어층 (37)을 배치하여 둘 수도 있다. 그와 같이 하면, 가스 발생 재료 (34)로 발생한 가스를 보다 효율적으로 마이크로 유로 (22)에 공급할 수가 있기 때문에, 마이크로 유로 (22)에 있어서 높은 가스압을 얻는 것이 용이해진다.

기판 (21), 가스 발생 재료 (34) 및 가스 배리어층 (37)은 예를 들면 필름상, 테이프상 등의 형상을 하고 있을 수도 있다.

상기한 바와 같은 마이크로펌프 (10)에 따르면, 마이크로펌프 (10)의 보다 소형화, 박형화가 가능해진다. 그 결과 예를 들면 다수의 마이크로펌프 (10)이 대규모로 집적된 마이크로펌프 어레이를 구성하는 것도 용이해진다.

Claims

(a) 액체의 유로인 마이크로 유로와, 광의 조사를 받아 가스를 발생하여 해당 가스를 상기 마이크로 유로에 공급하는 가스 발생 재료와, 상기 가스 발생 재료에 광을 조사하는 광원을 갖는 마이크로펌프와,
(b) 상기 광원을 점등시키는 제1 레벨과 소등시키는 제2 레벨의 2 상태를 취할 수 있는 비트를 복수개 조합하여 이루어지는 펄스열 패턴을 반복함으로써 상기 광원을 2치(値) 상태로 명멸시키는 제어 펄스 신호를 상기 광원에 공급하는 제어 장치를 구비하고 있으며,
상기 제어 펄스 신호의 각 비트의 펄스폭은 서로 동일하고 일정하며, 상기 제어 펄스 신호의 상기 펄스열 패턴은 일정 주기로 반복되고,
상기 가스 발생 재료는, 상기 광원의 점등에 의한 광 조사에 의해서 개시된 해당 가스 발생 재료의 분해 반응이 상기 광원의 소등시부터 상기 제어 펄스 신호의 각 비트의 펄스폭 이하의 시간 내에 종결하는 것인 마이크로펌프 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 장치는,
상기 마이크로펌프의 출력 레벨을 지령하는 펌프 출력 지령치를 기억하는 펌프 출력 지령치 기억부와,
상기 펌프 출력 지령치 기억부 내의 상기 펌프 출력 지령치를 상기 제어 펄스 신호의 상기 펄스열 패턴에 대응하는 비트 패턴으로 변환하여 출력하는 비트 패턴 변환부와,
상기 비트 패턴 변환부로부터의 상기 비트 패턴에 기초하여 상기 제어 펄스 신호를 생성하는 제어 펄스 신호 생성부를 구비하고 있는 마이크로펌프 장치.
제2항에 있어서, 상기 펌프 출력 지령치 기억부는 그것에 기억되어 있는 상기 펌프 출력 지령치를 상기 마이크로펌프의 동작중 또는 동작전에 재기입 가능한 것인 마이크로펌프 장치.
(a) 액체의 유로인 마이크로 유로와, 광의 조사를 받아 가스를 발생하여 해당 가스를 상기 마이크로 유로에 공급하는 가스 발생 재료와, 상기 가스 발생 재료에 광을 조사하는 광원을 갖는 마이크로펌프와,
(b) 상기 광원을 점등시키는 제1 레벨과 소등시키는 제2 레벨의 2 상태를 취할 수 있는 비트를 복수개 조합하여 이루어지는 펄스열 패턴을 반복함으로써 상기 광원을 2치(値) 상태로 명멸시키는 제어 펄스 신호를 상기 광원에 공급하는 제어 장치를 구비하고 있으며,
상기 제어 장치는,
상기 마이크로펌프의 출력 레벨을 지령하는 펌프 출력 지령치를 기억하는 펌프 출력 지령치 기억부와,
상기 펌프 출력 지령치 기억부 내의 상기 펌프 출력 지령치를 상기 제어 펄스 신호의 상기 펄스열 패턴에 대응하는 비트 패턴으로 변환하여 출력하는 비트 패턴 변환부와,
상기 비트 패턴 변환부로부터의 상기 비트 패턴에 기초하여 상기 제어 펄스 신호를 생성하는 제어 펄스 신호 생성부를 구비하고 있는 마이크로펌프 장치.
제4항에 있어서, 상기 펌프 출력 지령치 기억부는 그것에 기억되어 있는 상기 펌프 출력 지령치를 상기 마이크로펌프의 동작중 또는 동작전에 재기입 가능한 것인 마이크로펌프 장치.
제5항에 있어서, 해당 마이크로펌프 장치는 복수의 상기 마이크로펌프를 구비하고 있고,
상기 제어 장치는 복수의 상기 마이크로펌프의 각 광원에 복수의 상기 제어 펄스 신호를 따로따로 공급하며,
상기 제어 장치는,
상기 각 마이크로펌프의 출력 레벨을 각각 지령하는 복수의 펌프 출력 지령치를 기억하는 펌프 출력 지령치 기억부와,
상기 펌프 출력 지령치 기억부 내의 상기 각 펌프 출력 지령치를 상기 각 마이크로펌프용의 상기 제어 펄스 신호의 상기 펄스열 패턴에 각각 대응하는 복수의 비트 패턴으로 각각 변환하여 출력하는 비트 패턴 변환부와,
상기 비트 패턴 변환부로부터의 상기 각 비트 패턴에 기초하여 상기 각 마이크로펌프용의 상기 제어 펄스 신호를 각각 생성하고, 해당 제어 펄스 신호를 병렬로 출력하는 제어 펄스 신호 생성부를 구비하고 있는 마이크로펌프 장치.
제6항에 있어서, 상기 제어 장치는, 외부로부터 주어지는 커맨드열을 해석하여 상기 펌프 출력 지령치 기억부 내의 복수의 펌프 출력 지령치를 상기 마이크로펌프의 동작중 또는 동작전에 재기입하는 커맨드 인터프리터를 더 구비하고 있는 마이크로펌프 장치.
제6항에 있어서, 상기 제어 장치는,
외부로부터 주어지는 커맨드열을 해석하여 펌프 번호, 펌프 출력 지령치 및 실행 예약 시각을 조로 하는 이벤트 정보를 복수 생성하는 커맨드 인터프리터와,
복수의 상기 이벤트 정보를 기억하는 이벤트 정보 기억부와,
시각을 재는 타이머와,
상기 이벤트 정보 기억부로부터 복수의 상기 이벤트 정보를 이들의 실행보다 먼저 취출하는 프리펫치부와,
상기 프리펫치부 내에 취출된 상기 이벤트 정보 내의 실행 예약 시각과 상기 타이머의 시각을 비교하여, 시각이 실행 예약 시각에 다다르고 있는 이벤트 정보가 있으면, 해당 이벤트 정보 내의 펌프 번호의 펌프 출력 지령치를 상기 펌프 출력 지령치 기억부에 제공하고, 대응하는 펌프 번호의 펌프 출력 지령치를 재기입하는 이벤트 매니지먼트부를 더 구비하고 있는 마이크로펌프 장치.
제5항에 있어서, 해당 마이크로펌프 장치는 복수의 상기 마이크로펌프를 구비하고 있고,
상기 제어 장치는 복수의 상기 마이크로펌프의 각 광원에 복수의 상기 제어 펄스 신호를 따로따로 공급하며,
상기 제어 장치는,
상기 각 마이크로펌프의 출력 레벨을 각각 지령하는 복수의 펌프 출력 지령치를 기억하는 펌프 출력 지령치 기억부와,
상기 펌프 출력 지령치 기억부 내의 상기 각 펌프 출력 지령치를 상기 각 마이크로펌프용의 상기 제어 펄스 신호의 상기 펄스열 패턴에 각각 대응하는 복수의 비트 패턴으로 각각 변환하여 출력하는 비트 패턴 변환부와,
상기 비트 패턴 변환부로부터의 상기 각 마이크로펌프용의 각 비트 패턴을 구성하는 비트 정보를 직렬로 출력하는 직렬 데이터 생성부와,
상기 직렬 데이터 생성부로부터의 상기 비트 정보에 기초하여 상기 각 마이크로펌프용의 상기 제어 펄스 신호를 병렬로 생성하고, 해당 제어 펄스 신호를 병렬로 출력하는 제어 펄스 신호 생성부를 구비하고 있는 마이크로펌프 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어 장치는, 외부로부터 주어지는 커맨드열을 해석하여 상기 펌프 출력 지령치 기억부 내의 복수의 펌프 출력 지령치를 상기 마이크로펌프의 동작중 또는 동작전에 재기입하는 커맨드 인터프리터를 더 구비하고 있는 마이크로펌프 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어 장치는,
외부로부터 주어지는 커맨드열을 해석하여 펌프 번호, 펌프 출력 지령치 및 실행 예약 시각을 조로 하는 이벤트 정보를 복수 생성하는 커맨드 인터프리터와,
복수의 상기 이벤트 정보를 기억하는 이벤트 정보 기억부와,
시각을 재는 타이머와,
상기 이벤트 정보 기억부로부터 복수의 상기 이벤트 정보를 이들의 실행보다 먼저 취출하는 프리펫치부와,
상기 프리펫치부 내에 취출된 상기 이벤트 정보 내의 실행 예약 시각과 상기 타이머의 시각을 비교하여, 시각이 실행 예약 시각에 다다르고 있는 이벤트 정보가 있으면, 해당 이벤트 정보 내의 펌프 번호의 펌프 출력 지령치를 상기 펌프 출력 지령치 기억부에 제공하고, 대응하는 펌프 번호의 펌프 출력 지령치를 재기입하는 이벤트 매니지먼트부를 더 구비하고 있는 마이크로펌프 장치.
제5항에 있어서, 해당 마이크로펌프 장치는 복수의 상기 마이크로펌프를 구비하고 있고,
상기 제어 장치는 복수의 상기 마이크로펌프의 각 광원에 복수의 상기 제어 펄스 신호를 따로따로 공급하며,
상기 제어 장치는,
상기 각 마이크로펌프의 출력 레벨을 각각 지령하는 복수의 펌프 출력 지령치를 기억하는 펌프 출력 지령치 기억부와,
직렬의 비트 정보의 전송을 동기시키는 클럭 신호를 생성하는 클럭 신호 생성부와,
상기 클럭 신호를 상기 마이크로펌프의 수만큼 카운트하여 래치 신호를 생성하는 래치 신호 생성부와,
상기 펌프 출력 지령치 기억부 내의 상기 각 펌프 출력 지령치를 하나의 펌프 출력 지령치씩 상기 클럭 신호의 타이밍으로 순차 취출하고, 상기 마이크로펌프용의 상기 제어 펄스 신호의 상기 펄스열 패턴에 대응하는 비트 패턴으로 변환하여 출력하는 비트 패턴 변환부와,
상기 비트 패턴 변환부로부터 출력되는 하나의 펌프 출력 지령치의 비트 패턴을 기억하는 비트 패턴 레지스터와,
상기 비트 패턴 레지스터 내의 비트 패턴으로부터 상기 클럭 신호의 타이밍 마다 1 비트의 비트 정보를 취출하고, 해당 비트 정보를 취출하는 위치를 상기 래치 신호에 따라서 하나씩 시프트함으로써, 상기 복수의 마이크로펌프용의 복수의 비트 패턴의 동일자릿수의 비트 정보를 직렬 비트 패턴으로서 출력하는 비트 셀렉터와,
상기 비트 셀렉터로부터의 상기 직렬 비트 패턴, 상기 클럭 신호 생성부로부터의 상기 클럭 신호 및 상기 래치 신호 생성부로부터의 상기 래치 신호를 각각 전송하는 3개의 전송로와,
상기 3개의 전송로로부터의 상기 직렬 비트 패턴, 상기 클럭 신호 및 상기 래치 신호를 받아들이는 시프트 레지스터를 갖고 있고, 상기 직렬 비트 패턴에 기초하여 상기 각 마이크로펌프용의 상기 제어 펄스 신호를 병렬로 생성하고, 해당 제어 펄스 신호를 병렬로 출력하는 제어 펄스 신호 생성부를 구비하고 있는 마이크로펌프 장치.
제12항에 있어서, 상기 제어 장치는, 외부로부터 주어지는 커맨드열을 해석하여 상기 펌프 출력 지령치 기억부 내의 복수의 펌프 출력 지령치를 상기 마이크로펌프의 동작중 또는 동작전에 재기입하는 커맨드 인터프리터를 더 구비하고 있는 마이크로펌프 장치.
제12항에 있어서, 상기 제어 장치는,
외부로부터 주어지는 커맨드열을 해석하여 펌프 번호, 펌프 출력 지령치 및 실행 예약 시각을 조로 하는 이벤트 정보를 복수 생성하는 커맨드 인터프리터와,
복수의 상기 이벤트 정보를 기억하는 이벤트 정보 기억부와,
시각을 재는 타이머와,
상기 이벤트 정보 기억부로부터 복수의 상기 이벤트 정보를 이들의 실행보다 먼저 취출하는 프리펫치부와,
상기 프리펫치부 내에 취출된 상기 이벤트 정보 내의 실행 예약 시각과 상기 타이머의 시각을 비교하여, 시각이 실행 예약 시각에 다다르고 있는 이벤트 정보가 있으면, 해당 이벤트 정보 내의 펌프 번호의 펌프 출력 지령치를 상기 펌프 출력 지령치 기억부에 제공하고, 대응하는 펌프 번호의 펌프 출력 지령치를 재기입하는 이벤트 매니지먼트부를 더 구비하고 있는 마이크로펌프 장치.