マイクロポンプ装置
【課題】 ガス発生材料からのガス発生量ひいてはマイクロポンプの送液量の制御性の良いマイクロポンプ装置を提供する。
【解決手段】 このマイクロポンプ装置は、マイクロポンプ１０と制御装置５０とを備えている。マイクロポンプ１０は、液体の流路であるマイクロ流路２２と、光の照射を受けてガスを発生して当該ガスをマイクロ流路２２に供給するガス発生材料３４と、ガス発生材料３４に光４４を照射する光源４２とを有している。制御装置５０は、各ビットが光源４２を点灯させる第１レベルと消灯させる第２レベルの２状態を取ることができる一定数の複数ビットから成るパルス列パターンを繰り返すことによって、光源４２を２値状態で明滅させる制御パルス信号ＣＳを光源４２に供給する。
【解決手段】 このマイクロポンプ装置は、マイクロポンプ１０と制御装置５０とを備えている。マイクロポンプ１０は、液体の流路であるマイクロ流路２２と、光の照射を受けてガスを発生して当該ガスをマイクロ流路２２に供給するガス発生材料３４と、ガス発生材料３４に光４４を照射する光源４２とを有している。制御装置５０は、各ビットが光源４２を点灯させる第１レベルと消灯させる第２レベルの２状態を取ることができる一定数の複数ビットから成るパルス列パターンを繰り返すことによって、光源４２を２値状態で明滅させる制御パルス信号ＣＳを光源４２に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光照射を受けてガスを発生させるガス発生材料に光を照射してガスを発生させて、当該ガスによって例えば検体、試薬、希釈液等の液体を搬送するマイクロポンプと、その制御装置とを備えているマイクロポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光照射を受けてガスを発生させるガス発生材料に光を照射してガスを発生させて、当該ガスをマイクロ流路に供給して、当該ガスによってマイクロ流路内の液体を搬送するマイクロポンプが従来から提案されている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
ガス発生材料からガスが発生するのは、簡単に言えば、光照射を受けてガス発生材料の分解反応（化学反応の一種）が生じ、それによってガスが発生するからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記マイクロポンプを使用する上で、そのガス発生材料からのガス発生量ひいてはマイクロポンプの送液量を制御することが重要であるけれども、その制御手段は、上記特許文献１、２には記載されていない。
【０００５】
上記制御手段としては、通常、次の手段が考えられる。
（１）ガス発生材料に照射する光の強度を強弱に変える。
（２）ガス発生材料に照射する光の照射時間を長短に変える。
【０００６】
しかしながらこれらには次の課題がある。
【０００７】
上記（１）の場合、ガス発生材料の照射光強度に対する分解速度特性が、例えば図１中の特性Ａ、Ｃ等のように、必ずしも特性Ｂのようにリニヤでないために、照射光強度の単なる強弱ではガス発生量の制御が難しい。つまり、照射光強度を少し強くすると、ガス発生材料の分解速度が急増してガス発生量が急増する場合がある。照射光強度を少し強くしたのでは、ガス発生材料の分解速度がなかなか増大せず、ガス発生量がなかなか増大しない場合もある。従って、ガス発生量の制御ひいては送液量の制御が難しい。
【０００８】
上記（２）の場合、光照射時間の単なる長短では、中間段階のガス発生量を精度良く実現するのが難しい。これは、少しの光照射時間の誤差が、ガス発生量に大きく影響するからである。従って、この場合も、ガス発生量の制御ひいては送液量の制御が難しい。
【０００９】
そこでこの発明は、ガス発生材料からのガス発生量ひいてはマイクロポンプの送液量の制御性の良いマイクロポンプ装置を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るマイクロポンプ装置の一つは、（ａ）液体の流路であるマイクロ流路と、光の照射を受けてガスを発生して当該ガスを前記マイクロ流路に供給するガス発生材料と、前記ガス発生材料に光を照射する光源とを有するマイクロポンプと、（ｂ）各ビットが前記光源を点灯させる第１レベルと消灯させる第２レベルの２状態を取ることができる一定数の複数ビットから成るパルス列パターンを繰り返すことによって、前記光源を２値状態で明滅させる制御パルス信号を前記光源に供給する制御装置とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
このマイクロポンプ装置においては、制御装置から光源に供給する制御パルス信号の第１レベルのビット時に、光源が点灯してガス発生材料の分解反応が始まり、ガスが発生する。制御パルス信号の第２レベルのビット時に、光源が消灯してガス発生材料の分解反応が停止して、ガス発生は停止する。即ち、制御パルス信号に含まれる第１レベルのビット数に応じて、ガス発生材料の分解反応の持続時間が決まる。
【００１２】
従って、制御パルス信号のパルス列パターンを構成する第１レベルのビットと第２レベルのビットとの組み合わせで、一定時間内のガス発生材料の分解量の総量（以下、「ガス発生材料みかけ分解速度」と言う。）を制御することができる。分解反応によって発生したガスは、ガス発生材料内で拡散して、マイクロ流路に湧出する。このマイクロ流路に湧出するガスの体積分だけ、マイクロ流路内の液体が搬送される。
【００１３】
上記のような作用によって、制御パルス信号のパルス列パターンを構成する第１レベルのビットと第２レベルのビットとの組み合わせで、ガス発生材料からのガス発生量ひいてはマイクロポンプの送液量を、中間段階を含む複数段階に精度良く制御することができる。
【００１４】
しかも、上記制御パルス信号は光源を２値状態で明滅させるものであるので、上記ガス発生材料の照射光強度に対する分解速度特性上の一定の動作点を利用することができる。従って、上記分解速度特性がリニヤでなくても、上記ガス発生材料みかけ分解速度をほぼリニヤに制御することができる。その結果、ガス発生量の制御が容易になり、ガス発生量の制御性が良くなる。
【００１５】
前記ガス発生材料は、前記光源の点灯による光照射によって開始された当該ガス発生材料の分解反応が、前記光源の消灯時から前記制御パルス信号の各ビットのパルス幅以下の時間内に終結するものであっても良い。
【００１６】
この発明に係るマイクロポンプ装置が複数の前記マイクロポンプを備えていて、前記制御装置は、複数の前記マイクロポンプの各光源に、複数の前記制御パルス信号を別々に供給するものである、という構成を採用しても良い。
【００１７】
前記制御装置は、より具体的には例えば、（ａ）前記各マイクロポンプの出力レベルをそれぞれ指令する複数のポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部と、（ｂ）シリアルのビット情報の伝送を同期させるクロック信号を生成するクロック信号生成部と、（ｃ）前記クロック信号を前記マイクロポンプの数だけカウントしてラッチ信号を生成するラッチ信号生成部と、（ｄ）前記ポンプ出力指令値記憶部内の前記各ポンプ出力指令値を、一つのポンプ出力指令値ずつ前記クロック信号のタイミングで順次取り出して、前記マイクロポンプ用の前記制御パルス信号の前記パルス列パターンに対応するビットパターンに変換して出力するビットパターン変換部と、（ｅ）前記ビットパターン変換部から出力される一つのポンプ出力指令値のビットパターンを記憶するビットパターンレジスタと、（ｆ）前記ビットパターンレジスタ内のビットパターンから前記クロック信号のタイミングごとに１ビットのビット情報を取り出し、かつ当該ビット情報を取り出す位置を前記ラッチ信号に従って一つずつシフトすることによって、前記複数のマイクロポンプ用の複数のビットパターンの同一桁のビット情報をシリアルビットパターンとして出力するビットセレクタと、（ｇ）前記ビットセレクタからの前記シリアルビットパターン、前記クロック信号生成部からの前記クロック信号および前記ラッチ信号生成部からの前記ラッチ信号をそれぞれ伝送する３本の伝送路と、（ｈ）前記３本の伝送路からの前記シリアルビットパターン、前記クロック信号および前記ラッチ信号を取り込むシフトレジスタを有していて、前記シリアルビットパターンに基づいて、前記各マイクロポンプ用の前記制御パルス信号をパラレルに生成して、当該制御パルス信号をパラレルに出力する制御パルス信号生成部とを備えていても良い。
【００１８】
前記制御装置のより具体的な構成としては、上記以外の構成も採り得る。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜１３に記載の発明によれば、制御装置から光源に供給する制御パルス信号は光源を２値状態で明滅させるものであり、それによってガス発生材料の照射光強度に対する分解速度特性上の一定の動作点を利用することができるので、ガス発生材料からのガス発生量の制御性が良くなり、ひいてはマイクロポンプの送液量の制御性が良くなる。
【００２０】
しかも、上記制御パルス信号のパルス列パターンを構成する第１レベルのビットと第２レベルのビットとの組み合わせで、ガス発生材料からのガス発生量ひいてはマイクロポンプの送液量を、中間段階を含む複数段階に精度良く制御することができる。従ってこの観点からも制御性が良い。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、マイクロポンプはガス発生室がなくてもポンプとして働くので、マイクロポンプをより小型化かつ薄型化することができる。その結果例えば、複数のマイクロポンプが大規模に集積されたマイクロポンプ装置を構成することがより容易になる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、制御パルス信号は、固定長のパルス列パターンを一定周期で繰り返すものであるので、長さおよび周期が任意に変化するパルス列パターンを繰り返す場合に比べて、制御パルス信号の生成が遥かに容易になる。その結果、制御装置の構成を簡素化することができる。この効果は、マイクロポンプの数が多くなるほど顕著になる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、光源の消灯時に速やかにガス発生材料の分解反応を停止させることができるので、分解反応の不所望な蓄積を抑えて、所望のガス発生量を正確に実現することが容易になる。ひいては、マイクロポンプの所望の送液量を正確に実現することが容易になる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、ポンプ出力指令値記憶部は、それに記憶しているポンプ出力指令値をマイクロポンプの動作中または動作前に書き替え可能なものであるので、ポンプ出力指令値の変更を速やかにマイクロポンプの出力レベルに反映させて、マイクロポンプの出力を速やかに変更することができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、複数のマイクロポンプを備えており、かつ制御装置は、複数のマイクロポンプの各光源に制御パルス信号を別々に供給するものであるので、一つの制御装置で複数のマイクロポンプを別々に制御することができる。従って、マイクロポンプ数の多いマイクロポンプ装置を構成することが容易になる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、シリアルデータ生成部から制御パルス信号生成部へ、複数のマイクロポンプ用の各ビットパターンを構成するビット情報をシリアルに伝送することができるので、伝送路の数を少なくすることができる。しかもマイクロポンプの数が増えても、必要な伝送路の数は変らない。その結果、制御パルス信号生成部を複数のマイクロポンプの光源に近付けて配置し、それらと分離して、制御装置の残りの構成要素を配置することが容易になるので、配線処理が簡単になると共に、装置構成の自由度が増大する。以上の効果は、マイクロポンプの数が多くなるほど顕著になる。従ってマイクロポンプ数の増大にも容易に対応することができるので、大規模に集積されたマイクロポンプ装置を構成することが容易になる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、ビットパターンレジスタは一つのポンプ出力指令値のビットパターンを記憶することができるものであれば良いので、マイクロポンプの数が増大しても、ビットパターンレジスタの容量を増大させる必要がない。これに加えて、請求項１０記載の発明の上記効果と同様の効果を奏する。従って、マイクロポンプ数の増大にも、より容易かつ安価に対応することができる。従って、マイクロポンプ数の多い大規模に集積されたマイクロポンプ装置を構成することがより容易になる。
【００２８】
請求項１２に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、制御装置が上記のようなコマンドインタープリタを備えているので、外部から与えられるコマンド列によって、個々のマイクロポンプの動作および出力を、任意のタイミングで動的に制御することができる。従って、各マイクロポンプの制御がより柔軟かつ容易になる。
【００２９】
請求項１３に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、制御装置が上記のようなコマンドインタープリタ、イベント情報記憶部、イベントマネジメント部等を備えているので、外部から与えられるコマンド列に基づくイベント情報を記憶しておいて、個々のマイクロポンプをそれらの実行予約時刻にそれぞれ制御することができる。即ち、個々のマイクロポンプを、外部装置の制御下から離れて、言わば自律的に制御することができる。しかも、制御装置は外部から与えられるコマンド列に基づくイベント情報を記憶しておくので、制御装置にコマンド列を常時与える必要はなく、従ってコマンド列の通信速度上の制約がなくなる。その結果、より大規模に集積されたマイクロポンプ装置にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ガス発生材料の照射光強度に対する分解速度特性の概略例を示す図である。
【図２】この発明に係るマイクロポンプ装置の一実施形態を示す図である。
【図３】制御パルス信号および光源の明滅パターンの例を示す図である。
【図４】ポンプ出力指令値、ビットパターンおよび照射エネルギーの対応関係の一例を示す図である。
【図５】マイクロポンプの制御特性を測定した結果の一例を示す図である。
【図６】ガス発生材料の分解反応の応答性の一例を示す概略図である。
【図７】ガス発生材料の分解反応の応答性の他の例を示す概略図である。
【図８】この発明に係るマイクロポンプ装置の他の実施形態を示す図である。
【図９】この発明に係るマイクロポンプ装置の更に他の実施形態を示す図である。
【図１０】この発明に係るマイクロポンプ装置の更に他の実施形態を示す図である。
【図１１】この発明に係るマイクロポンプ装置の更に他の実施形態を示す図である。
【図１２】この発明に係るマイクロポンプ装置の更に他の実施形態を示す図である。
【図１３】一つのイベント情報の構成（Ａ）および複数のイベント情報から成るイベント情報列（Ｂ）の一例を示す図である。
【図１４】複数のビットパターンを便宜的に桁を揃えて並べた図である。
【図１５】マイクロポンプの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（１）第１の実施形態
図２は、この発明に係るマイクロポンプ装置の一実施形態を示す図である。
【００３２】
このマイクロポンプ装置は、液体の流路であるマイクロ流路２２と、光の照射を受けてガスを発生して当該ガスをマイクロ流路２２に供給するガス発生材料３４と、ガス発生材料３４に光４４を照射する光源４２とを有するマイクロポンプ１０を備えている。更に、マイクロポンプ１０の光源４２に、当該光源４２を２値状態で明滅（即ち点灯および消灯）させる制御パルス信号ＣＳを供給する制御装置５０を備えている。
【００３３】
マイクロポンプ１０は、ガス発生材料３４から発生したガスをマイクロ流路２２に供給することによって、供給したガスの体積分だけマイクロ流路２２内の液体を搬送することができる。即ちポンプの働きをする。
【００３４】
マイクロポンプ１０は、この実施形態では、マイクロ流路２２に連通しているガス発生室３２を更に有しており、ガス発生材料３４はこのガス発生室３２内に配置されている。従ってガス発生材料３４は、光４４の照射を受けて発生したガスをガス発生室３２からマイクロ流路２２に湧出させる。
【００３５】
制御装置５０から光源４２に供給する制御パルス信号ＣＳの一例を図３に示す。制御パルス信号ＣＳは、図３（Ａ）に示すように、各ビットが光源４２を点灯させる実質的に一定の第１レベル（例えば高レベル）Ｈと、光源４２を消灯させる実質的に一定の第２レベル（例えば０レベルまたは低レベル）Ｌの２状態を取ることができる一定数の複数ビット（図３の例は８ビット）から成るパルス列パターンＰＰを繰り返すことによって、図３（Ｂ）に示すように、光源４２を２値状態で明滅させるものである。従って、制御パルス信号ＣＳと、光源４２の明滅パターンとは互いに同期していて、同じパターンになる。なお、図３（Ｂ）中の１は点灯状態を示し、０は消灯状態を示す（図６、図７においても同様）。
【００３６】
制御パルス信号ＣＳの各パルス幅τは例えば１０ｍｓ（ミリ秒）であり、従って光源４２は高速で明滅を繰り返す。
【００３７】
制御装置５０の構成は後で説明することにして、まずマイクロポンプ１０の構成について詳細に説明する。
【００３８】
図２に示すように、この実施形態では、マイクロポンプ１０を構成するマイクロ流路２２は流路基板２０内に形成されており、ガス発生室３２はポンプ基板３０内に形成されている。両基板２０、３０は、例えば、熱融着や図示しない接着層によって互いに接着されている。但し、マイクロ流路２２とガス発生室３２を同一の基板内に形成しても良い。
【００３９】
マイクロ流路２２は、例えば、５０μｍ〜２ｍｍ程度の幅を持つ微小な流路である。このマイクロ流路２２の構造、長さ等は任意である。例えば、一つのマイクロ流路２２が単独で存在していても良いし、複数に分岐していても良いし、他のマイクロ流路２２等と連通していても良い。
【００４０】
マイクロ流路２２内を図示しない液体が流れる。液体は、例えば、水、油、生化学的緩衝液、血液、リンパ液、尿、土壌抽出水、水耕水等である。マイクロ流路２２が上記のように微小であるから、上記液体は例えば液滴である。
【００４１】
マイクロ流路２２は、ガス発生室３２に連通する連通部２４を有している。この連通部２４は、例えば、幅が０．２μｍ〜２０μｍ程度の１本以上の微細流路、最大孔径が５μｍ程度の多孔質体、または幅が５０μｍ程度以下の撥水性の流路等である。
【００４２】
ガス発生室３２の大きさは、例えば、総体積が１ｃｍ3 程度以下である。このガス発生室３２は、例えば、単一の円筒状空間や多面体状空間でも良いし、複数に分岐する短い流路の集合体等でも良い。ガス発生室３２の内壁には、ピラー形状や溝形状、格子形状等の凹凸が設けられていても良い。
【００４３】
ガス発生材料３４は、例えば光照射でガスを発生する化合物をバインダー樹脂に分散または相溶させた材料である。光照射でガスを発生する化合物は、光照射によりガスを発生する役目を果たす。バインダー樹脂は、光照射でガスを発生する化合物を固定したり、ガス発生材料に種々の機能を付加する役目を果たす。
【００４４】
光照射でガスを発生する化合物としては、光源４２からの光４４を受けてガスを発生させるものであれば、種類は特に限定されない。
【００４５】
上記光照射でガスを発生する化合物としては、光分解反応によりガスを発生する化合物（Ａ）、光酸発生剤と酸刺激ガス発生剤の混合物（Ｂ）、光塩基発生剤と塩基増殖剤の混合物（Ｃ）等を挙げることができる。これらのより具体例は後で詳述する。
【００４６】
ガス発生材料３４をガス発生室３２内に配置する態様には様々なものが採り得る。例えば図示例のように、ガス発生室３２の蓋をする透光性板３６を設けておいて、その内面にガス発生材料３４を取り付けても良い。
【００４７】
透光性板３６は、光４４を透過させるものであり、例えば、（メタ）アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（略称ＰＥＴ）、シクロオレフィンポリマー（略称ＣＯＰ）、ガラス等から成る。ポンプ基板３０を透光性基板として、ポンプ基板３０と透光性板３６とを一体で形成しても良い。
【００４８】
あるいは、ガス発生材料３４は、錠剤としてガス発生室３２内に置かれても良いし、ガス発生室３２の内壁に塗りつけられたり、貼りつけられたりしていても良い。不織布や織布その他の多孔質体に含浸させたガス発生材料３４がガス発生室３２に嵌め込まれていても良い。また、ガス発生室３２の壁面を構成する部材がガス発生材料３４を兼ねていても良い。
【００４９】
光源４２としては様々なものが採り得る。制御パルス信号ＣＳによって光源４２を直接制御しても良いし、光源用制御回路（後述する光源用制御回路４５参照）等を介して制御しても良い。いずれにするかは、光源４２の特性等に応じて決めれば良い。
【００５０】
光源４２から発する光４４の波長は、ガス発生材料３４の分解反応（即ちガス発生反応）を生じさせることができるものであれば良く、特定の波長に限定されない。紫外光や近紫外光でも良い。また、単一波長でも良いし、広い発光バンド幅を有していても良い。もっとも、ガス発生材料３４の分解反応を生じさせるのに都合が良い波長周辺の半値幅が１０ｎｍ程度の発光バンド幅のものが好ましく、その方が効率が良い。
【００５１】
光源４２は、この実施形態では発光ダイオード（略称ＬＥＤ）であり、光源基板４０上に設けられている。トランジスタ４６、ダイオード４８等を有する光源用制御回路４５も光源基板４０上に設けられている。光源基板４０はポンプ基板３０に実質的に対向させて配置している。光源基板４０とポンプ基板３０との間には、レンズや光導波路等の光学系が介在していても良い。
【００５２】
光源４２は、光源用制御回路４５を介して、制御パルス信号ＣＳによって制御されて、２値状態で、しかも高速で明滅を繰り返す。即ち、制御パルス信号ＣＳが第１レベルＨのときにダイオード４８に順電流が流れてダイオード４８の両端に実質的に一定値の順電圧が発生し、この順電圧によってトランジスタ４６がオンし、それによって電源Ｖｃｃから光源４２に実質的に一定値の電流が流れて光源４２が実質的に一定の強度で発光する。制御パルス信号ＣＳが第２レベルＬのときはトランジスタ４６がオフし、光源４２は消灯する。このような動作か繰り返される。これによって、前述したように、光源４２は制御パルス信号ＣＳと同じパターンで明滅を繰り返す。
【００５３】
光源用制御回路４５は、上記のように光源４２の特性等に応じて、必要がある場合に設けられるものであり、機能上は光源４２の一部を構成している。
【００５４】
電源Ｖｃｃは定電流制御されている方が好ましく、そのようにすれば、光源４２の発光強度をより一定に近付けることができる。トランジスタ４６のベースに印加する電圧を高くするために、複数のダイオード４８を互いに直列接続しても良い。
【００５５】
発光ダイオードは、応答速度が速い、高効率、低消費電力、発熱が少ない、小型で高密度実装が可能等の利点を有しており、光源４２に好適である。
【００５６】
より具体的には、光源４２用の発光ダイオードとして、例えば、波長が３３０ｎｍ〜４１０ｎｍ程度の紫外光から紫の光４４を発するもので、発光出力が１０ｍＷ〜４００ｍＷ程度の紫外発光ダイオードを選んでも良い。このような特性の光４４は、ガス発生材料３４の温度を殆ど上昇させずに済む。
【００５７】
光源４２は、発光ダイオードに限られるものではなく、前記明滅を繰り返すことができるものであれば、その他の光源でも良い。例えば、エレクトロルミネッセンス素子（略称ＥＬ素子）、プラズマ発光素子等でも良い。更に光源４２には、（ａ）外部電極形蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）、マイクロハロゲンランプ等の連続発光の光源と光シャッターとの組み合わせによって、取り出す光を明滅させることができる光源、（ｂ）連続発光の光源、光ファイバーおよび光セレクタの組み合わせによって、取り出す光を明滅させることができる光源、等を用いることもできる。上記光シャッター、光セレクタを制御パルス信号ＣＳで制御すれば良い。
【００５８】
次に、制御装置５０について説明する。
【００５９】
制御装置５０は、図２に示す実施形態では、マイクロポンプ１０の出力レベルを指令するポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部５２と、このポンプ出力指令値記憶部５２内のポンプ出力指令値を前記制御パルス信号ＣＳの前記パルス列パターンＰＰに対応するビットパターンに変換して出力するビットパターン変換部５４と、このビットパターン変換部５４からのビットパターンに基づいて前記制御パルス信号ＣＳを生成する制御パルス信号生成部５６とを備えている。制御パルス信号生成部５６は、ビットパターン変換部５４から供給されたビットパターンを記憶しておく記憶手段（例えば、メモリ、レジスタ等）を有している。
【００６０】
図４に、上記ポンプ出力指令値、ビットパターンおよび光４４の照射エネルギーの対応関係の一例を示す。図３では、図示の簡略化のためにパルス列パターンＰＰが８ビットの例を示したが、この図４の例は、ビットパターンは２０ビットであり、従ってそれに対応するパルス列パターンＰＰも２０ビットになる。即ち、このビットパターン中の論理値１のビットがパルス列パターンＰＰ中の第１レベルＨのビットに対応し、論理値０のビットが第２レベルＬのビットに対応している。換言すれば、パルス列パターンＰＰは、このビットパターンの１をＨに、０をＬに読み替えたような構造をしている。
【００６１】
ポンプ出力指令値は、マイクロポンプ１０の出力レベルを０から最大までの複数レベル（段階）に指令するものである。図４に示す例では、０〜１５までの１６段階である。
【００６２】
この各ポンプ出力指令値がビットパターン変換部５４によって各ビットパターンに変換され、各ビットパターンが制御パルス信号生成部５６によってパルス列パターンＰＰに変換され、かつ当該パルス列パターンＰＰを繰り返して出力することによって制御パルス信号ＣＳが生成される。この制御パルス信号ＣＳを光源４２に供給することによって、光源４２を前述したように明滅させて、ガス発生材料３４に照射する光４４の各照射エネルギーを実現することができる。
【００６３】
より具体的には、各ビットパターンは、各ポンプ出力指令値にそれぞれ対応するものであり、ポンプ出力指令値が大きくなるほど、論理値１のビットの数が増えている。制御パルス信号生成部５６は、このビットパターン中の１を所定のパルス幅τ（図３参照）で上記第１レベルＨのパルスに変換し、０を所定のパルス幅τで上記第２レベルＬのパルスに変換してパルス列パターンＰＰを生成し、かつこのパルス列パターンＰＰを繰り返して出力して、上記制御パルス信号ＣＳを生成して出力する。
【００６４】
この実施形態では、制御パルス信号ＣＳの各ビットのパルス幅τは互いに等しくかつ一定であり、パルス列パターンＰＰは一定周期で繰り返される。即ち、制御パルス信号ＣＳは、固定長のパルス列パターンＰＰを一定周期で繰り返すものである。パルス幅τは例えば１０ｍｓ（ミリ秒）であり、従って光源４２は高速で明滅を繰り返す。但し、パルス幅τは１０ｍｓに限られるものではなく、１０ｍｓ以下でも良いし、１０ｍｓ以上でも良い。例えば１００ｍｓ程度でも良い。
【００６５】
上記照射エネルギーは、単位時間当たりの照射エネルギーのことであり、その単位の次元はＷ／ｍ2 、この実施形態ではｍＷ／ｃｍ2 である（図５も参照）。
【００６６】
上記ポンプ出力指令値、照射エネルギーおよびマイクロポンプ１０の出力（即ち流量または送液量）の間には、それぞれ、図５に示す例のように、光源４２およびガス発生材料３４の特性等に応じて、実質的に一定の対応関係がある。この各対応関係は、必ずしもリニヤである必要はない。実質的に一定の関係があれば良い。この対応関係を利用することによって、ポンプ出力指令値によって、所望の流量を実現することができる。
【００６７】
上記ビットパターンおよびパルス列パターンＰＰのビット数は上記８ビットや２０ビットに限られるものではなく、一定数の複数ビットであれば上記例以外のビット数でも良い。例えば、４ビッド、１６ビット、３２ビット等でも良い。ビット数が多い方が、ガス発生材料３４からのガス発生量ひいてはマイクロポンプ１０の送液量を、より多くの段階に制御することができる。
【００６８】
制御装置５０の全部または一部を、例えばマイクロコンピュータまたはパーソナルコンピュータによって実現しても良い。後述する他の実施形態における制御装置５０も同様である。
【００６９】
この実施形態のマイクロポンプ装置においては、制御装置５０から光源４２に供給する制御パルス信号ＣＳの第１レベルＨのビット時に、光源４２が点灯してガス発生材料３４の分解反応が始まり、ガスが発生する。制御パルス信号ＣＳの第２レベルＬのビット時に、光源４２が消灯してガス発生材料３４の分解反応が停止して、ガス発生は停止する。即ち、制御パルス信号ＣＳに含まれる第１レベルＨのビット数に応じて、ガス発生材料３４の分解反応の持続時間が決まる。
【００７０】
従って、制御パルス信号ＣＳのパルス列パターンＰＰを構成する第１レベルＨのビットと第２レベルＬのビットとの組み合わせで、一定時間内のガス発生材料３４の分解量の総量、即ち前述したガス発生材料みかけ分解速度を制御することができる。分解反応によって発生したガスは、ガス発生材料３４内で拡散して、前述したようにマイクロ流路２２に湧出する。このマイクロ流路２２に湧出するガスの体積分だけ、マイクロ流路２２内の液体が搬送される。
【００７１】
上記のような作用によって、制御パルス信号ＣＳのパルス列パターンＰＰを構成する第１レベルＨのビットと第２レベル間のビットとの組み合わせで、ガス発生材料３４からのガス発生量ひいてはマイクロポンプ１０の送液量を、中間段階を含む複数段階に精度良く制御することができる。
【００７２】
しかも、上記制御パルス信号ＣＳは光源４２を２値状態で明滅させるものであるので、前述した（図１参照）ガス発生材料３４の照射光強度に対する分解速度特性上の一定の動作点を利用することができる。例えば、図１中の線１２との交点における動作点を利用することができる。従って、上記分解速度特性がリニヤでなくても、上記ガス発生材料みかけ分解速度をほぼリニヤに制御することができる。その結果、ガス発生量の制御が容易になり、ガス発生量の制御性が良くなる。
【００７３】
なお、上記ビットパターンは、図４に示す例のように、ポンプ出力指令値が０以外のときは、即ちマイクロポンプ１０の出力を０にするとき以外は、０のビットが４ビット以上連続しないようにしても良い。パルス列パターンＰＰで言えば、マイクロポンプ１０の出力を０にするとき以外は、第２レベルＬのビットが４ビット以上連続しないようにしても良い。そのようにすると、ガス発生材料３４から発生するガスのリップルを少なくすることができる。
【００７４】
図５は、図４に示したビットパターンに基づいて生成した制御パルス信号ＣＳによってマイクロポンプ１０を（より具体的にはその光源４２を）制御したときの特性を測定した結果の一例を示すものである。
【００７５】
この測定に用いたマイクロポンプ１０は、上記光分解反応によりガスを発生する化合物（Ａ）系の化合物を用いたガス発生材料３４を、直径８ｍｍ、深さ２ｍｍのガス発生室３２内に配置した構造のものである。光源４２には、ピーク波長３６５ｎｍ、発光出力１００ｍＷ、指向性１００度の紫外発光ダイオードを用いた。
【００７６】
光源４２から発する光４４の照射エネルギーは、ガス発生材料３４に代えて、光パワーメータを置いて測定した値である。流量は、深さ５０μｍ、幅２００μｍの矩形断面を持つ直線状のマイクロ流路２２に水滴を導入してマイクロポンプ１０で送液を行い、ビデオ画像の分析から求めた。
【００７７】
この図５からも分かるように、ポンプ出力指令値に従って、マイクロポンプ１０の流量を、中間段階を含む多段階に精度良く制御することができた。
【００７８】
なお、制御パルス信号ＣＳは、前述したように固定長のパルス列パターンＰＰを一定周期で繰り返すものが好ましく、それによって、長さおよび周期が任意に変化するパルス列パターンを繰り返す場合に比べて、制御パルス信号ＣＳの生成が遥かに容易になる。その結果、制御装置５０の構成を簡素化することができる。この効果は、マイクロポンプ１０の数が多くなるほど顕著になる。
【００７９】
例えば、マイクロポンプ１０の数が多くなると、パルス列パターンＰＰの長さおよび周期を任意に許した場合、各マイクロポンプ用の制御パルス信号ＣＳの生成が面倒になり、制御装置５０が複雑になるけれども、上記のような制御パルス信号ＣＳを用いればそのような不都合を防止することができる。従って、大規模に集積されたマイクロポンプ装置を構成する場合にも有利になる。
【００８０】
また、ガス発生材料３４は、光源４２の点灯による光照射によって開始された当該ガス発生材料３４の分解反応が、光源４２の消灯時から制御パルス信号ＣＳの各ビットのパルス幅τ以下の時間内に終結するものが好ましい。このようなガス発生材料３４の例は後述する。このような、いわゆる応答性の良いガス発生材料３４を用いると、光源４２の消灯時に速やかにガス発生材料３４の分解反応を停止させることができるので、分解反応の不所望な蓄積を抑えて、所望のガス発生量を正確に実現することが容易になる。ひいては、マイクロポンプ１０の所望の送液量を正確に実現することが容易になる。
【００８１】
光源４２の消灯時に速やかに分解反応が停止するガス発生材料３４の応答性の一例を図６に示し、それよりも応答性の悪い例を図７に示す。両図は概略図であり、かつ図示を簡略化するために、光源４２の明滅パターンの１周期を３ビットにしている（図６（Ａ）、図７（Ａ）参照）。
【００８２】
図６（Ｂ）に示すように、ガス発生材料３４の分解反応が光源４２の消灯時から上記パルス幅τ以下の時間内に終結する場合は、光源４２の明滅パターンを繰り返しても、ガス発生材料３４の分解反応の不所望な蓄積を抑えることができるので、所望のガス発生量Ｇ1 を正確に実現することが容易になる（図６（Ｃ）参照）。
【００８３】
一方、図７（Ｂ）に示すように、ガス発生材料３４の分解反応が光源４２の消灯時から上記パルス幅τ以下の時間内に終結しない場合は、光源４２の明滅パターンを繰り返すと、ガス発生材料３４の分解反応が徐々に蓄積され、それに伴ってガス発生量が徐々に増えるので、所望のガス発生量Ｇ1 を正確に実現することが難しくなる（図７（Ｃ）参照）。
【００８４】
制御装置５０のポンプ出力指令値記憶部５２は、それに記憶している前記ポンプ出力指令値を、マイクロポンプ１０の動作中または動作前に書き替え可能なものであっても良い。この書き替えは、例えば、ディップスイッチのような直接的な手段によって行うようにしても良いし、ソフトウエアによって行うようにしても良い。
【００８５】
ポンプ出力指令値記憶部５２を上記のように書き替え可能にものにすることによって、ポンプ出力指令値の変更を速やかにマイクロポンプ１０の出力レベルに反映させて、マイクロポンプ１０の出力を速やかに変更することができる。
【００８６】
（２）ガス発生材料３４の例
前述したように、ガス発生材料３４は、例えば光照射でガスを発生する化合物をバインダー樹脂に分散または相溶させた材料である。光照射でガスを発生する化合物は、光照射によりガスを発生する役目を果たす。バインダー樹脂は、光照射でガスを発生する化合物を固定したり、ガス発生材料に種々の機能を付加する役目を果たす。
【００８７】
光照射でガスを発生する化合物としては、光分解反応によりガスを発生する化合物（Ａ）、光酸発生剤と酸刺激ガス発生剤の混合物（Ｂ）、光塩基発生剤と塩基増殖剤の混合物（Ｃ）等を挙げることができる。
【００８８】
光分解反応によりガスを発生する化合物（Ａ）の具体例としては、例えば、２，２’−アゾビス−（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）などのアゾ化合物や、３−アジドメチル−３−メチルオキセタンなどのアジド化合物、酸素原子含有量が１５〜５５重量％のポリオキシアルキレン樹脂などが挙げられる。
【００８９】
光酸発生剤と酸刺激ガス発生剤の混合物（Ｂ）の具体例としては、（ａ）光照射により効率的に分解し、強酸を発生させる従来公知の光酸発生剤、例えば、キノンジアジド化合物、オニウム塩、スルホン酸エステル類及び有機ハロゲン化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種、より好ましくは、スルホン酸オニウム塩、ベンジルスルホン酸エステル、ハロゲン化イソシアヌレート及びビスアリールスルホニルジアゾメタンからなる群から選ばれた少なくとも１種と、（ｂ）酸の刺激すなわち酸の作用によりガスを発生する酸刺激ガス発生剤、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、水素化ホウ素ナトリウム等との組み合わせが挙げられる。
【００９０】
光塩基発生剤と塩基増殖剤の混合物（Ｃ）の具体例としては、（ａ）光照射により分解し、ガス状の塩基を発生させる光塩基発生剤、例えば、コバルトアミン系錯体、カルバミン酸ｏ−ニトロベンゼン、オキシウムエステル、カルバモイルオキシイミノ基含有化合物と、（ｂ）塩基ガスと反応することによって、塩基ガスを発生する塩基増殖剤、例えば、９−フルオレニルカルバメート誘導体との組み合わせが挙げられる。
【００９１】
バインダー樹脂は、光照射でガスを発生する化合物を固定したり、ガス発生材料３４に種々の機能を付加するために添加されるものである。
【００９２】
光照射でガスを発生させる化合物を固定するバインダー樹脂としては、アクリル系、エポキシ系の樹脂が好適に用いられる。しかしながら、光照射でガスを発生する化合物を分散または相溶させるという目的に合致するものであれば、これらに限定されるものではない。バインダー樹脂そのものが、光刺激によるガス発生能を有していてもよい。例えば、酸素原子を１５〜５５重量％含むポリオキシアルキレン樹脂は、光照射により自ら分解しつつガスを発生する。
【００９３】
ガス発生材料３４は、支持部材に付着されていても良い。支持部材は、例えば不織布により形成されている。不織布の表面に、上記ガス発生材料を付着させて用いることにより、ガス発生室３２内にガス発生材料３４のみを充填させた場合に比べて、ガス発生材料の単位体積当りの表面積を増加させ、それによって、ガスの発生効率を高めることができる。すなわち、繊維状部材である不織布では、多数の繊維が集合されて絡み合っており、繊維間の隙間から発生したガスが速やかに外部に放出される。上記不織布の各繊維の表面に上記ガス発生材料が付着されるように、ガス発生材料が不織布に含浸されて付着されている。この場合、支持部材を構成している不織布に、ガス発生材料が付着した段階においても、不織布の繊維間の隙間が残存する程度にガス発生材料が付着されている。そのため、光の照射によりガスが発生すると、ガスが上記隙間から速やかに外部に放出されることとなる。
【００９４】
支持部材として、例えば不織布が用いられているが、不織布以外の、他の繊維状部材を用いてもよい。すなわち、綿、ガラス繊維、ポリエチレンテレフタレートやアクリルなどの合成繊維、パルプ繊維、金属繊維などが集合し、絡み合っている適宜の繊維状部材を支持部材として用いることができる。
【００９５】
また、繊維状部材に限らず、発生したガスが外部に速やかに放出され得る限り、繊維状部材だけでなく、繊維状部材を含む様々な多孔性部材を支持部材として用いることができる。ここで、多孔性部材とは、外表面に連なった多数の孔を有する部材を広く含むものとし、上記不織布などのように、繊維間の隙間が外部に連なっている部材もまた多孔性部材に含めることとする。
【００９６】
従って、上記繊維状部材以外に、内部から外表面に連なる多数の孔が形成されている、例えば、スポンジ、破泡処理発泡体、多孔質ゲル、粒子融着体、ガス圧補助拡厚成形体、ハニカム構造体、筒状ビーズ、波折チップスなどの多孔性材料も上記支持部材を構成する多孔性部材として好適に用いることができる。また、ピラー等の表面積を大きくする工夫も好ましく施される。
【００９７】
また、上記支持部材の材質は、特に限定されず、様々な無機材料または有機材料を用いることができる。このような無機材料としては、ガラス、セラミック、金属、または金属酸化物、有機材料としては、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、セルロース、アセタール樹脂、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、またはポリイミドなどを用いることができる。
【００９８】
バインダー樹脂の含有により、ガス発生材料３４を所望の形状に加工することが容易となる。例えば、フィルム状などの固形のガス発生材料３４を容易に得ることができる。従って、図１５を参照して後で説明するマイクロポンプ１０のように、フィルム状、テープ状のような薄いガス発生材料３４を用いる場合にも適している。
【００９９】
バインダー樹脂は、粘着性を付与するために、例えば、粘接着剤樹脂を含むものであってもよい。ガス発生材料３４にバインダーとして粘接着剤樹脂を含有させることにより、ガス発生材料３４と基板（例えば図１５中の基板２１。以下同様）との粘着性、接着性を高めることができる。
【０１００】
なお、上記粘接着剤樹脂は、光照射で粘着性が低下しないものが好ましい。これによって、ガス発生材料３４に対する光照射が開始された後もガス発生材料３４と基板との高い粘接着性を維持することができるからである。また上記粘接着剤樹脂は、例えば、光照射によって架橋されないものであることが好ましい。
【０１０１】
上記粘接着剤樹脂の具体例としては、例えば、ゴム系粘接着剤樹脂、（メタ）アクリル系粘接着剤樹脂、シリコーン系粘接着剤樹脂、ウレタン系粘接着剤樹脂、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体系粘接着剤樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体粘接着剤樹脂、エポキシ系粘接着剤樹脂、イソシアネート系粘接着剤樹脂等が挙げられる。
【０１０２】
ガス発生材料３４には、光照射でガスを発生する化合物とバインダー樹脂の他に、光増感剤が添加されてもよい。光増感剤の具体例としては、例えばチオキサントン、ベンゾフェノン、アセトフェノン類、ポルフィリンなど既知の増感剤が挙げられる。
【０１０３】
ガス発生材料３４は、光照射でガスを発生する化合物とバインダー樹脂の他に、必要に応じて、従来知られている種々の添加剤を更に含んでいてもよい。そのような添加剤としては、例えば、カップリング剤、可塑剤、界面活性剤、安定剤等を挙げることができる。また、多孔質体、フィラー、金属箔、マイクロカプセルその他の粒子と複合化されていてもよい。ガス発生材料３４に分散された多孔質体、フィラー、金属箔、マイクロカプセルその他の粒子は、ガスの拡散を見かけ上早くするのに役立つ。
【０１０４】
上に挙げたガス発生材料３４は、いずれも、光源４２の消灯と共に速やかにガス発生反応が停止する。即ち、前述した応答性の良いガス発生材料３４として適している。
【０１０５】
上記ガス発生材料３４には、必要に応じて、更に連鎖反応抑制剤が配合されてもよい。
【０１０６】
連鎖反応抑制剤としては、ｔ−ブチルカテコール、ヒロドキノン、メチルエーテル、カタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、スーパーオキシドディスムターゼ系酵素ビタミンＣ、ビタミンＥ、ポリフェノール類、リノレイン酸等の既知のラジカルスカベンジャーが挙げられるが、これに限られるわけではなく、連鎖反応を抑制する効果があるものであれば、何でもよい。
【０１０７】
なお、連鎖反応抑制剤は、連鎖反応における連鎖成長段階を部分的に抑制するものであって、連鎖開始段階を抑制するものではない。
【０１０８】
（３）マイクロポンプ装置の他の実施形態に共通の説明
図８〜図１２に示す各実施形態の説明においては、先に説明した実施形態（例えば図２に示す実施形態）と同一または相当する部分には同一符号を付し、先に説明した実施形態との相違点を主体に説明する。
【０１０９】
図８〜図１２に示す各マイクロポンプ装置は、それぞれ、前述したようなマイクロポンプ１０を複数備えている。但し、各マイクロポンプ１０等の図示を簡略化している。各マイクロポンプ１０等の詳細は、各図よりも前の実施形態の説明、例えば図２に示す実施形態の説明を参照するものとする。
【０１１０】
複数のマイクロポンプ１０をそれぞれ構成する各マイクロ流路２２は、一つの流路基板２０に設けられていても良いし、別々の部材に設けられていても良い。各ガス発生室３２も、一つのポンプ基板３０に設けられていても良いし、別々の部材に設けられていても良い。各光源４２も、一つの光源基板４０に設けられていても良いし、別々に設けられていても良い。
【０１１１】
マイクロポンプ１０の数は、図８〜図１２に示す例では、図示の簡略化のために比較的少ない数で図示しているが、これらの例のものに限らない。複数のマイクロポンプ１０の各マイクロ流路２２（図２参照）は、互いに独立していても良いし、一部または全部が互いに連通していても良い。また、複数のマイクロポンプ１０は、１次元に配列されていても良いし、２次元に配列されていても良い。
【０１１２】
図８〜図１２に示す各制御装置５０は、それぞれ、複数のマイクロポンプ１０の各光源４２に、複数の制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 （またはＣＳ1 〜ＣＳ8 等）を別々に供給するものである。各制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 （またはＣＳ1 〜ＣＳ8 等）は、前記制御パルス信号ＣＳと同様のものである。従って、一つの制御装置５０で複数のマイクロポンプ１０を別々に制御することができる。その結果、マイクロポンプ数の多いマイクロポンプ装置を構成することが容易になる。
【０１１３】
（４）第２の実施形態
図８に示す実施形態では、制御装置５０は、各マイクロポンプ１０の出力レベルをそれぞれ指令する複数のポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部５２ａと、このポンプ出力指令値記憶部５２ａ内の各ポンプ出力指令値を各マイクロポンプ１０用の制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 の前記パルス列パターンＰＰにそれぞれ対応する複数のビットパターンにそれぞれ変換して出力するビットパターン変換部５４ａと、このビットパターン変換部５４ａからの各ビットパターンに基づいて各マイクロポンプ１０用の制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 をそれぞれ生成して、当該制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 をパラレルに出力する制御パルス信号生成部５６ａとを備えている。この各制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 が、各光源４２にそれぞれ供給される。
【０１１４】
制御パルス信号生成部５６ａは、ビットパターン変換部５４ａから供給された複数のビットパターンを記憶しておく記憶手段（例えば、メモリ、レジスタ等）を有している。
【０１１５】
所望のマイクロポンプ１０を停止させるには、当該マイクロポンプ１０用のポンプ出力指令値を０にすれば良い。後述する他の実施形態においても同様である。
【０１１６】
ポンプ出力指令値記憶部５２ａは、それに記憶している複数のポンプ出力指令値を、マイクロポンプ１０の動作中または動作前に書き替え可能なものであっても良い。ポンプ出力指令値記憶部５２ａを上記のように書き替え可能にものにすることによって、ポンプ出力指令値の変更を速やかに、対応するマイクロポンプ１０の出力レベルに反映させて、対応するマイクロポンプ１０の出力を速やかに変更することができる。以上のことは、図９〜図１２に示すポンプ出力指令値記憶部５２ａについても言える。
【０１１７】
（５）第３の実施形態
図９に示す実施形態では、制御装置５０は、図８で説明したようなポンプ出力指令値記憶部５２ａおよびビットパターン変換部５４ａと、当該ビットパターン変換部５４ａからの各マイクロポンプ１０用の各ビットパターンを構成するビット情報をシリアルに出力するシリアルデータ生成部５８と、このシリアルデータ生成部５８からの前記ビット情報に基づいて各マイクロポンプ１０用の制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 ・・・をパラレルに生成して、当該制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 ・・・をパラレルに出力する制御パルス信号生成部５６ｂとを備えている。この各制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 ・・・が、各光源４２にそれぞれ供給される。
【０１１８】
シリアルデータ生成部５８から制御パルス信号生成部５６ｂへの信号は、伝送路６４を用いて伝送される。伝送路６４は、例えば有線、無線、赤外線等のいずれでも良いし、インターネットを経由しても良い。
【０１１９】
制御パルス信号生成部５６ｂは、この実施形態では、光源基板４０に搭載している。制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 ・・・の信号線をできるだけ短くするためである。この制御パルス信号生成部５６ｂは、配置上はシリアルデータ生成部５８等と離れているけれども、機能上は制御装置５０の一部を構成している。図１０に示す制御パルス信号生成部５６ｃも同様である。
【０１２０】
シリアルデータ生成部５８は、例えば、ビットパターン変換部５４ａから供給される複数のビットパターンを記憶するビットパターン記憶部（例えばメモリ、レジスタ等）と、このビットパターン記憶部からパラレルに取り出したビット情報を１ビットずつシリアルに出力する並直列データ変換器とを有している。この並直列データ変換器は、例えばシフトレジスタである。
【０１２１】
制御パルス信号生成部５６ｂは、シリアルデータ生成部５８からシリアルに送られて来るビット情報を、各マイクロポンプ１０用のビットパターンに並び替えてパラレルに出力する直並列データ変換器を有している。この直並列データ変換器は、例えばシフトレジスタである。
【０１２２】
後の説明を簡略化するために、上記ビットパターン変換部５４ａおよびシリアルデータ生成部５８を含む回路を、変換回路６０と呼ぶことにする。
【０１２３】
この実施形態では、シリアルデータ生成部５８から制御パルス信号生成部５６ｂへ、複数のマイクロポンプ１０用の各ビットパターンを構成するビット情報をシリアルに伝送することができるので、伝送路６４の数を少なくすることができる。しかもマイクロポンプ１０の数がいくら増えても、必要な伝送路６４の数は変らない。
【０１２４】
例えば、ビット情報を伝送する伝送路６４は１本で済む。これに加えて補助信号（例えば図１０に示すクロック信号ＣＬＫおよびラッチ信号ＬＣＨに相当するもの）を伝送するとしても、伝送路６４の数は３本程度で済む。しかもマイクロポンプ１０の数をいくら増やしても、伝送路６４の数は上記本数で変らない。
【０１２５】
その結果、制御パルス信号生成部５６ｂを複数のマイクロポンプ１０の光源４２に近付けて配置し、それらと分離して、制御装置５０の残りの構成要素（即ちポンプ出力指令値記憶部５２ａおよび変換回路６０）を配置することが容易になるので、配線処理が簡単になると共に、装置構成の自由度が大幅に増大する。以上の効果は、マイクロポンプの数が多くなるほど顕著になる。
【０１２６】
例えばこの実施形態のように、制御パルス信号生成部５６ｂは光源４２と同じ光源基板４０に搭載し、制御装置５０の残りの構成要素は光源基板４０と離して任意の位置に配置することができる。
【０１２７】
しかも、マイクロポンプ数の増大にも容易に対応することができる。例えば、マイクロポンプ１０の数が４０〜２００程度、あるいはそれ以上に増えると、図８に示した実施形態では、制御装置５０と光源基板４０との間の制御パルス信号ＣＳ1 ・・・の信号線の数もマイクロポンプ１０と同数になり、従ってその配線処理が面倒になる。これに対して、この実施形態では、制御パルス信号生成部５６ｂを各光源４２に近付けて配置することができるので、例えば制御パルス信号生成部５６ｂを光源４２と同じ光源基板４０に搭載することができるので、制御パルス信号ＣＳ1 ・・・の信号線の配線は非常に短くて済み、従ってその配線処理が容易になる。マイクロポンプ１０の数がいくら増えても、伝送路６０の数は上述したように変らない。従ってマイクロポンプ数の増大にも容易に対応することができるので、大規模に集積されたマイクロポンプ装置を構成することが容易になる。
【０１２８】
（６）第４の実施形態
図１０に示す実施形態では、制御装置５０は、各マイクロポンプ１０の出力レベルをそれぞれ指令する複数のポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部５２ａと、シリアルのビット情報の伝送を同期させるクロック信号ＣＬＫを生成するクロック信号生成部７６と、当該クロック信号ＣＬＫをマイクロポンプ１０の数だけカウントしてラッチ信号ＬＣＨを生成するラッチ信号生成部７８とを備えている。
【０１２９】
ポンプ出力指令値記憶部５２ａは、例えば、図８、図９に示したポンプ出力指令値記憶部５２ａと同様のものである。但しこの実施形態では、このポンプ出力指令値記憶部５２ａからは、次に述べるビットパターン変換部５４ｂによって、ポンプ出力指令値は一つずつ取り出される。
【０１３０】
クロック信号生成部７６は、所定の周期で、例えば０．２５ｍｓ周期で、クロック信号ＣＬＫを出力する。
【０１３１】
ラッチ信号生成部７８は、クロック信号ＣＬＫをマイクロポンプ１０の数だけカウントする度に１パルスを出力する。これがラッチ信号ＬＣＨである。例えば、クロック信号ＣＬＫの周期が０．２５ｍｓ、マイクロポンプ１０の数が４０の場合、０．２５×４０＝１０ｍｓごとに１パルスが出力される。即ち、ラッチ信号ＬＣＨの周期はこの例では１０ｍｓである。
【０１３２】
制御装置５０は、更に、ポンプ出力指令値記憶部５２ａ内の各ポンプ出力指令値を、一つのポンプ出力指令値ずつクロック信号ＣＬＫのタイミングで順次取り出して、マイクロポンプ１０用の前記制御パルス信号ＣＳの前記パルス列パターンＰＰに対応するビットパターンに変換して出力するビットパターン変換部５４ｂと、このビットパターン変換部５４ｂから出力される一つのポンプ出力指令値のビットパターンを記憶するビットパターンレジスタ７２と、このビットパターンレジスタ７２内のビットパターンからクロック信号ＣＬＫのタイミングごとに１ビットのビット情報を取り出し、かつ当該ビット情報を取り出す位置をラッチ信号ＬＣＨに従って一つずつシフトすることによって、複数のマイクロポンプ１０用の複数のビットパターンの同一桁のビット情報をシリアルビットパターンＳＢとして出力するビットセレクタ７４とを備えている。
【０１３３】
ビットパターン変換部５４ｂは、この実施形態では、ポンプ出力指令値記憶部５２ａ内の各ポンプ出力指令値を、一つのポンプ出力指令値ずつクロック信号ＣＬＫのタイミングで巡回しながら順次取り出して出力する巡回セレクタ７０と、この巡回セレクタ７０から一つのポンプ出力指令値が出力される度にそれをビットパターンに変換して出力する変換部７１とを備えている。この変換部７１は、例えば、図２に示したビットパターン変換部５４と実質的に同じ機能を有している。
【０１３４】
ビットパターンレジスタ７２は、変換部７１から一つのビットパターンが出力される度に、最新の一つのビットパターンを記憶する。
【０１３５】
ビットセレクタ７４の動作を、図１４を参照しながら説明する。この図１４は、理解を容易にするために、便宜的に、複数のビットパターンを桁を揃えて並べたものであり、複数のビットパターンが実際に図１４に示すようにマトリクス状に配列されているわけではない。また、この図１４では、説明を簡略化するために、ポンプが四つ、各ビットパターンが８ビットの場合を例示しているが、これに限られるものではない。
【０１３６】
ビットパターンレジスタ７２には、クロック信号ＣＬＫのタイミング（例えば０．２５ｍｓ）ごとに、例えば、初めはポンプ番号１のビットパターン、次はポンプ番号２のビットパターン、・・・というように、一つのビットパターンが順次上書きされて行く。ビットパターンレジスタ７２に記憶されるのは、あくまでも一つのビットパターンである。
【０１３７】
ビットセレクタ７４は、ビットパターンレジスタ７２内のビットパターンからクロック信号ＣＬＫのタイミングごとに１ビットのビット情報を取り出す。ところが、上記のようにビットパターンレジスタ７２内のビットパターンはクロック信号ＣＬＫのタイミングごとに上書きされて行くので、結局、ビットセレクタ７４は、図１４に示す例えば第１桁のビット情報を、クロック信号ＣＬＫのタイミングごとに１ビットずつ順次取り出して出力することになる。これが、上述した、複数のビットパターンの同一桁のビット情報をシリアルビットパターンＳＢとして出力することである。そして、ビットセレクタ７４は、ラッチ信号ＬＣＨの変化のタイミング（例えば立下り。以下同様）ごとに、ビット情報を取り出す桁を一つずつシフトする。例えば第２桁、第３桁、・・・とシフトする。
【０１３８】
以上のような動作によって、ビットセレクタ７４からは、例えば、ポンプ番号１〜４の第１桁の各１ビットがシリアルになった（換言すれば時系列になった）シリアルビットパターンＳＢが出力され、次いでポンプ番号１〜４の第２桁のシリアルビットパターンＳＢが出力され、以下同様にしてポンプ番号１〜４の第８桁のシリアルビットパターンＳＢが出力され、以降は上記と同様の動作が繰り返される。
【０１３９】
制御装置５０は、更に、ビットセレクタ７４からの前記シリアルビットパターンＳＢ、クロック信号生成部７６からのクロック信号ＣＬＫおよびラッチ信号生成部７８からのラッチ信号ＬＣＨをそれぞれ伝送する３本の伝送路６５〜６７と、この伝送路６５〜６７からのシリアルビットパターンＳＢ、クロック信号ＣＬＫおよびラッチ信号ＬＣＨを取り込むシフトレジスタ５７を有していて、シリアルビットパターンＳＢに基づいて、各マイクロポンプ１０用の前記制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ8 をパラレルに生成して、当該制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ8 をパラレルに出力する制御パルス信号生成部５６ｃとを備えている。この各制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ8 が、各光源４２にそれぞれ供給される。
【０１４０】
伝送路６５〜６７は、例えば、有線、無線、赤外線等のいずれでも良いし、インターネットを経由しても良い。
【０１４１】
制御パルス信号生成部５６ｃは、図１０に示す例では、互いに直列接続された二つのシフトレジスタ５７を有しているが、これに限られるものではなく、シフトレジスタ５７の数は、そのビット数（出力端子数）とマイクロポンプ１０の数との関係で決めれば良い。即ち、マイクロポンプ１０の数に一つのシフトレジスタ５７のビット数が不足していれば、不足を解消することができる数のシフトレジスタ５７を互いに直列接続すれば良い。図１０中の符号ＳＢＩはシリアルビットパターンＳＢの入力端子、符号ＳＢＯは溢れたシリアルビットパターンＳＢの出力端子である。
【０１４２】
各シフトレジスタ５７は、公知のシフトレジスタであり、上記ビットセレクタ７４における動作とほぼ反対の動作によって、取り込んだシリアルビットパターンＳＢのビット情報を、クロック信号ＣＬＫのタイミングごとに各マイクロポンプ１０用に振り分け、ラッチ信号ＬＣＨのタイミングごとにパラレルに出力する。ラッチ信号ＬＣＨのタイミング間（例えば上記１０ｍｓ）は、直前の状態を保持している。このような動作によって、二つのシフトレジスタ５７から、即ち制御パルス信号生成部５６ｃから、上記制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ8 をパラレルに出力することができる。
【０１４３】
後の説明を簡略化するために、上記ビットパターン変換部５４ｂ、ビットパターンレジスタ７２、ビットセレクタ７４、クロック信号生成部７６およびラッチ信号生成部７８を含む回路を、変換回路６０ａと呼ぶことにする。
【０１４４】
この実施形態では、ビットパターンレジスタ７２は一つのポンプ出力指令値のビットパターンを記憶することができるものであれば良いので、マイクロポンプ１０の数が増大しても、ビットパターンレジスタ７２の容量を増大させる必要がない。つまり、制御装置５０に必要とする記憶部の容量を小さく抑えることができる。従って、制御装置５０の小型化かつ低コスト化を図ることができると共に、マイクロポンプ数の多い大規模なマイクロポンプ装置を構成することがより容易になる。
【０１４５】
それに加えて、各マイクロポンプ１０用のビットパターンを構成するビット情報をシリアルに伝送する方式であるので、図９に示した実施形態の効果と同様の効果を奏することができる。
【０１４６】
即ち、マイクロポンプ１０の数に依らずに、伝送路６５〜６７の数を３本にすることができる。また、制御パルス信号生成部５６ｃを複数のマイクロポンプ１０の光源４２に近付けて配置し、例えば光源基板４０に搭載し、それと分離して、制御装置５０の残りの構成要素を配置することが容易になるので、配線処理が簡単になると共に、装置構成の自由度が増大する。従ってマイクロポンプ数の増大にも容易に対応することができるので、大規模に集積されたマイクロポンプ装置を構成することが容易になる。
【０１４７】
（７）第５の実施形態
図１１に示す実施形態では、制御装置５０は、図１０に示したポンプ出力指令値記憶部５２ａおよび変換回路６０ａに加えて、外部から与えられるコマンド列ＣＯＭを解釈して、ポンプ出力指令値記憶部５２ａ内の複数のポンプ出力指令値を、マイクロポンプ１０の動作中または動作前に書き替えるコマンドインタープリタ８６を備えている。このコマンドインタープリタ８６は、図１２に示すコマンドインタープリタ８６ａと違って、ポンプ出力指令値記憶部５２ａ内のポンプ出力指令値を書き替える動作を、コマンド列ＣＯＭに応答してすぐに実行する。
【０１４８】
光源基板４０の構成は図１０に示す実施形態と同様のものであるので、ここでは図示を簡略化している。図１２に示す実施形態においても同様である。
【０１４９】
コマンド列ＣＯＭは、例えば、複数のマイクロポンプ１０のポンプ番号、ポンプ出力指令値、ポンプの起動、ポンプの停止等を指令するコマンドを含んでいる。
【０１５０】
コマンド列ＣＯＭは、例えば、ＡＳＣＩＩ（アスキー。American Standard Code for Information Interchangeの略称）文字による対話的なコマンド列である。
【０１５１】
コマンドインタープリタ８６へは、例えば、外部装置８０から、通信部８２、８４を介して、上記コマンド列ＣＯＭが与えられる。外部装置８０は、例えば、パーソナルコンピュータである。コマンド列ＣＯＭを伝送する手段としては、有線方式、無線方式、赤外線方式、インターネット経由等の公知の手段が採り得る。
【０１５２】
この実施形態では、制御装置５０が上記のようなコマンドインタープリタ８６を備えているので、外部から与えられるコマンド列ＣＯＭによって、個々のマイクロポンプ１０の動作および出力を、任意のタイミングで動的に制御することができる。従って、各マイクロポンプ１０の制御がより柔軟かつ容易になる。
【０１５３】
（８）第６の実施形態
図１２に示す実施形態では、制御装置５０は、図１１に示したコマンドインタープリタ８６の代わりに、コマンドインタープリタ８６ａ、イベント情報記憶部８８、タイマー９０、プリフェッチ部９２およびイベントマネジメント部９４を有している。
【０１５４】
コマンドインタープリタ８６ａは、外部から与えられるコマンド列ＣＯＭを解釈して、ポンプ番号、ポンプ出力指令値および実行予約時刻を組とするイベント情報（これはイベントクロージャーとも呼ばれる）を複数生成する。
【０１５５】
一つのイベント情報の構成の一例を図１３（Ａ）に示す。実行予約時刻、ポンプ番号およびポンプ出力指令値が組になっている。このような複数のイベント情報から成るイベント情報列の一例を図１３（Ｂ）に示す。この例では、実行予約時刻、ポンプ番号およびポンプ出力指令値は、いずれも、整数で表現されている。但しこれに限られるものではない。
【０１５６】
コマンドインタープリタ８６ａに与えられる上記コマンド列ＣＯＭには、この実施形態では、上記実行予約時刻を指令するコマンドも含まれている。
【０１５７】
イベント情報記憶部８８は、コマンドインタープリタ８６ａからの複数の上記イベント情報を記憶する。具体的には、図１３（Ｂ）に例示したようなイベント情報列を記憶する。
【０１５８】
タイマー９０は、基準となる時刻を刻むものである。
【０１５９】
プリフェッチ部９２は、イベント情報記憶部８８から複数のイベント情報をそれらの実行より先に取り出すものである。より具体的には、上記イベント情報列から実行予約時刻順にイベント情報を取り出す。
【０１６０】
イベントマネジメント部９４は、プリフェッチ部９２内に取り出されたイベント情報内の実行予約時刻とタイマー９０の時刻とを比較して、時刻が実行予約時刻に達しているイベント情報があれば、当該イベント情報内のポンプ番号のポンプ出力指令値をポンプ出力指令値記憶部５２ａに与えて、対応するポンプ番号のポンプ出力指令値を書き替える。これによって、対応するマイクロポンプ１０の出力が変更される。
【０１６１】
この実施形態では、制御装置５０が上記のようなコマンドインタープリタ８６ａ、イベント情報記憶部８８、イベントマネジメント部９４等を備えているので、外部から与えられるコマンド列ＣＯＭに基づくイベント情報を記憶しておいて、個々のマイクロポンプ１０をそれらの実行予約時刻にそれぞれ制御することができる。即ち、個々のマイクロポンプ１０を、外部装置８０の制御下から離れて、言わば自律的に制御することができる。しかも、制御装置５０は外部から与えられるコマンド列ＣＯＭに基づくイベント情報を記憶しておくので、制御装置５０にコマンド列を常時与える必要はなく、従ってコマンド列ＣＯＭの通信速度上の制約がなくなる。その結果、より大規模に集積されたマイクロポンプ装置にも対応することができる。
【０１６２】
イベント情報記憶部８８を不揮発性の記憶手段を用いて構成しても良く、そのようにすれば、外部装置８０からコマンド列ＣＯＭを与えた後に制御装置５０の電源を切断し更に再起動しても、自律的に個々のマイクロポンプ１０の出力を制御することができる。
【０１６３】
なお、図１１に示すコマンドインタープリタ８６等を用いる技術思想や、図１２に示すコマンドインタープリタ８６ａ、イベントマネジメント部９４等を用いる技術思想を、図１、図８、図９に示す制御装置５０に適用しても良い。
【０１６４】
（９）マイクロポンプ１０の他の例
マイクロポンプ１０は、前記ガス発生室３２を有していなくても良い。要は、光源４２からの光４４の照射を受けてガス発生材料３４から発生したガスをマイクロ流路２２に供給すれば良く、それによって前述したポンプの働きをするからである。即ち、ガス発生材料３４から発生したガスをマイクロ流路２２に供給することによって、供給したガスの体積分だけマイクロ流路２２内の液体を搬送することができ、ポンプとして働く。
【０１６５】
ガス発生室３２を有していないマイクロポンプ１０の一例を図１５に示す。
【０１６６】
このマイクロポンプ１０は、基板２１内に形成されておりかつ当該基板２１の主面に開いた開口２５を有しているマイクロ流路２２と、基板２１の前記主面にマイクロ流路２２の開口２５を覆って配置されているガス発生材料３４と、このガス発生材料３４の、前記マイクロ流路２２の開口２５を覆う領域に光４４を照射する光源４２とを有している。
【０１６７】
基板２１とガス発生材料３４とは、例えば、図示しない接着層によって接着されている。
【０１６８】
上記光源４２に、例えば図１に示す制御装置５０から前記制御パルス信号ＣＳが供給される。マイクロポンプ装置は、上記マイクロポンプ１０を複数有していても良く、その場合は、各マイクロポンプ１０の各光源４２に、例えば図８〜図１２に示す制御装置５０から複数の前記制御パルス信号ＣＳ1 、ＣＳ2 、・・・が別々に供給される。
【０１６９】
マイクロ流路２２、ガス発生材料３４、光源４２、制御装置５０等の説明は、これ以前の実施形態の説明を参照するものとし、ここでは重複説明を省略する。
【０１７０】
ガス発生材料３４の表面に、ガスを阻止するものであって透光性のガスバリア層３７を配置しておいても良い。そのようにすれば、ガス発生材料３４で発生したガスをより効率良くマイクロ流路２２に供給することができるので、マイクロ流路２２において高いガス圧を得ることが容易になる。
【０１７１】
基板２１、ガス発生材料３４およびガスバリア層３７は、例えば、フィルム状、テープ状等の形状をしていても良い。
【０１７２】
上記のようなマイクロポンプ１０によれば、マイクロポンプ１０のより小型化、薄型化が可能になる。その結果、例えば、多数のマイクロポンプ１０が大規模に集積されたマイクロポンプアレイを構成することも容易になる。
【符号の説明】
【０１７３】
１０ マイクロポンプ
２０ 流路基板
２１ 基板
２２ マイクロ流路
２５ 開口
３０ ポンプ基板
３２ ガス発生室
３４ ガス発生材料
４０ 光源基板
４２ 光源
４４ 光
５０ 制御装置
５２ ポンプ出力指令値記憶部
５２ａ ポンプ出力指令値記憶部
５４、５４ａ、５４ｂ ビットパターン変換部
５６、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ 制御パルス信号生成部
５８ シリアルデータ生成部
６４〜６７ 伝送路
７０ 巡回セレクタ
７１ 変換部
７２ ビットパターンレジスタ
７４ ビットセレクタ
７６ クロック信号生成部
７８ ラッチ信号生成部
８０ 外部装置
８６、８６ａ コマンドインタープリタ
８８ イベント情報記憶部
９０ タイマー
９２ プリフェッチ部
９４ イベントマネジメント部
ＣＳ 制御パルス信号
ＰＰ パルス列パターン
ＳＢ シリアルビットパターン
ＣＬＫ クロック信号
ＬＣＨ ラッチ信号
ＣＯＭ コマンド列
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７４】
【特許文献１】特開２００５−２９７１０２号公報
【特許文献２】特開２００７−２７９０６８号公報
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光照射を受けてガスを発生させるガス発生材料に光を照射してガスを発生させて、当該ガスによって例えば検体、試薬、希釈液等の液体を搬送するマイクロポンプと、その制御装置とを備えているマイクロポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光照射を受けてガスを発生させるガス発生材料に光を照射してガスを発生させて、当該ガスをマイクロ流路に供給して、当該ガスによってマイクロ流路内の液体を搬送するマイクロポンプが従来から提案されている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
ガス発生材料からガスが発生するのは、簡単に言えば、光照射を受けてガス発生材料の分解反応（化学反応の一種）が生じ、それによってガスが発生するからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記マイクロポンプを使用する上で、そのガス発生材料からのガス発生量ひいてはマイクロポンプの送液量を制御することが重要であるけれども、その制御手段は、上記特許文献１、２には記載されていない。
【０００５】
上記制御手段としては、通常、次の手段が考えられる。
（１）ガス発生材料に照射する光の強度を強弱に変える。
（２）ガス発生材料に照射する光の照射時間を長短に変える。
【０００６】
しかしながらこれらには次の課題がある。
【０００７】
上記（１）の場合、ガス発生材料の照射光強度に対する分解速度特性が、例えば図１中の特性Ａ、Ｃ等のように、必ずしも特性Ｂのようにリニヤでないために、照射光強度の単なる強弱ではガス発生量の制御が難しい。つまり、照射光強度を少し強くすると、ガス発生材料の分解速度が急増してガス発生量が急増する場合がある。照射光強度を少し強くしたのでは、ガス発生材料の分解速度がなかなか増大せず、ガス発生量がなかなか増大しない場合もある。従って、ガス発生量の制御ひいては送液量の制御が難しい。
【０００８】
上記（２）の場合、光照射時間の単なる長短では、中間段階のガス発生量を精度良く実現するのが難しい。これは、少しの光照射時間の誤差が、ガス発生量に大きく影響するからである。従って、この場合も、ガス発生量の制御ひいては送液量の制御が難しい。
【０００９】
そこでこの発明は、ガス発生材料からのガス発生量ひいてはマイクロポンプの送液量の制御性の良いマイクロポンプ装置を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るマイクロポンプ装置の一つは、（ａ）液体の流路であるマイクロ流路と、光の照射を受けてガスを発生して当該ガスを前記マイクロ流路に供給するガス発生材料と、前記ガス発生材料に光を照射する光源とを有するマイクロポンプと、（ｂ）各ビットが前記光源を点灯させる第１レベルと消灯させる第２レベルの２状態を取ることができる一定数の複数ビットから成るパルス列パターンを繰り返すことによって、前記光源を２値状態で明滅させる制御パルス信号を前記光源に供給する制御装置とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
このマイクロポンプ装置においては、制御装置から光源に供給する制御パルス信号の第１レベルのビット時に、光源が点灯してガス発生材料の分解反応が始まり、ガスが発生する。制御パルス信号の第２レベルのビット時に、光源が消灯してガス発生材料の分解反応が停止して、ガス発生は停止する。即ち、制御パルス信号に含まれる第１レベルのビット数に応じて、ガス発生材料の分解反応の持続時間が決まる。
【００１２】
従って、制御パルス信号のパルス列パターンを構成する第１レベルのビットと第２レベルのビットとの組み合わせで、一定時間内のガス発生材料の分解量の総量（以下、「ガス発生材料みかけ分解速度」と言う。）を制御することができる。分解反応によって発生したガスは、ガス発生材料内で拡散して、マイクロ流路に湧出する。このマイクロ流路に湧出するガスの体積分だけ、マイクロ流路内の液体が搬送される。
【００１３】
上記のような作用によって、制御パルス信号のパルス列パターンを構成する第１レベルのビットと第２レベルのビットとの組み合わせで、ガス発生材料からのガス発生量ひいてはマイクロポンプの送液量を、中間段階を含む複数段階に精度良く制御することができる。
【００１４】
しかも、上記制御パルス信号は光源を２値状態で明滅させるものであるので、上記ガス発生材料の照射光強度に対する分解速度特性上の一定の動作点を利用することができる。従って、上記分解速度特性がリニヤでなくても、上記ガス発生材料みかけ分解速度をほぼリニヤに制御することができる。その結果、ガス発生量の制御が容易になり、ガス発生量の制御性が良くなる。
【００１５】
前記ガス発生材料は、前記光源の点灯による光照射によって開始された当該ガス発生材料の分解反応が、前記光源の消灯時から前記制御パルス信号の各ビットのパルス幅以下の時間内に終結するものであっても良い。
【００１６】
この発明に係るマイクロポンプ装置が複数の前記マイクロポンプを備えていて、前記制御装置は、複数の前記マイクロポンプの各光源に、複数の前記制御パルス信号を別々に供給するものである、という構成を採用しても良い。
【００１７】
前記制御装置は、より具体的には例えば、（ａ）前記各マイクロポンプの出力レベルをそれぞれ指令する複数のポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部と、（ｂ）シリアルのビット情報の伝送を同期させるクロック信号を生成するクロック信号生成部と、（ｃ）前記クロック信号を前記マイクロポンプの数だけカウントしてラッチ信号を生成するラッチ信号生成部と、（ｄ）前記ポンプ出力指令値記憶部内の前記各ポンプ出力指令値を、一つのポンプ出力指令値ずつ前記クロック信号のタイミングで順次取り出して、前記マイクロポンプ用の前記制御パルス信号の前記パルス列パターンに対応するビットパターンに変換して出力するビットパターン変換部と、（ｅ）前記ビットパターン変換部から出力される一つのポンプ出力指令値のビットパターンを記憶するビットパターンレジスタと、（ｆ）前記ビットパターンレジスタ内のビットパターンから前記クロック信号のタイミングごとに１ビットのビット情報を取り出し、かつ当該ビット情報を取り出す位置を前記ラッチ信号に従って一つずつシフトすることによって、前記複数のマイクロポンプ用の複数のビットパターンの同一桁のビット情報をシリアルビットパターンとして出力するビットセレクタと、（ｇ）前記ビットセレクタからの前記シリアルビットパターン、前記クロック信号生成部からの前記クロック信号および前記ラッチ信号生成部からの前記ラッチ信号をそれぞれ伝送する３本の伝送路と、（ｈ）前記３本の伝送路からの前記シリアルビットパターン、前記クロック信号および前記ラッチ信号を取り込むシフトレジスタを有していて、前記シリアルビットパターンに基づいて、前記各マイクロポンプ用の前記制御パルス信号をパラレルに生成して、当該制御パルス信号をパラレルに出力する制御パルス信号生成部とを備えていても良い。
【００１８】
前記制御装置のより具体的な構成としては、上記以外の構成も採り得る。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜１３に記載の発明によれば、制御装置から光源に供給する制御パルス信号は光源を２値状態で明滅させるものであり、それによってガス発生材料の照射光強度に対する分解速度特性上の一定の動作点を利用することができるので、ガス発生材料からのガス発生量の制御性が良くなり、ひいてはマイクロポンプの送液量の制御性が良くなる。
【００２０】
しかも、上記制御パルス信号のパルス列パターンを構成する第１レベルのビットと第２レベルのビットとの組み合わせで、ガス発生材料からのガス発生量ひいてはマイクロポンプの送液量を、中間段階を含む複数段階に精度良く制御することができる。従ってこの観点からも制御性が良い。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、マイクロポンプはガス発生室がなくてもポンプとして働くので、マイクロポンプをより小型化かつ薄型化することができる。その結果例えば、複数のマイクロポンプが大規模に集積されたマイクロポンプ装置を構成することがより容易になる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、制御パルス信号は、固定長のパルス列パターンを一定周期で繰り返すものであるので、長さおよび周期が任意に変化するパルス列パターンを繰り返す場合に比べて、制御パルス信号の生成が遥かに容易になる。その結果、制御装置の構成を簡素化することができる。この効果は、マイクロポンプの数が多くなるほど顕著になる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、光源の消灯時に速やかにガス発生材料の分解反応を停止させることができるので、分解反応の不所望な蓄積を抑えて、所望のガス発生量を正確に実現することが容易になる。ひいては、マイクロポンプの所望の送液量を正確に実現することが容易になる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、ポンプ出力指令値記憶部は、それに記憶しているポンプ出力指令値をマイクロポンプの動作中または動作前に書き替え可能なものであるので、ポンプ出力指令値の変更を速やかにマイクロポンプの出力レベルに反映させて、マイクロポンプの出力を速やかに変更することができる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、複数のマイクロポンプを備えており、かつ制御装置は、複数のマイクロポンプの各光源に制御パルス信号を別々に供給するものであるので、一つの制御装置で複数のマイクロポンプを別々に制御することができる。従って、マイクロポンプ数の多いマイクロポンプ装置を構成することが容易になる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、シリアルデータ生成部から制御パルス信号生成部へ、複数のマイクロポンプ用の各ビットパターンを構成するビット情報をシリアルに伝送することができるので、伝送路の数を少なくすることができる。しかもマイクロポンプの数が増えても、必要な伝送路の数は変らない。その結果、制御パルス信号生成部を複数のマイクロポンプの光源に近付けて配置し、それらと分離して、制御装置の残りの構成要素を配置することが容易になるので、配線処理が簡単になると共に、装置構成の自由度が増大する。以上の効果は、マイクロポンプの数が多くなるほど顕著になる。従ってマイクロポンプ数の増大にも容易に対応することができるので、大規模に集積されたマイクロポンプ装置を構成することが容易になる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、ビットパターンレジスタは一つのポンプ出力指令値のビットパターンを記憶することができるものであれば良いので、マイクロポンプの数が増大しても、ビットパターンレジスタの容量を増大させる必要がない。これに加えて、請求項１０記載の発明の上記効果と同様の効果を奏する。従って、マイクロポンプ数の増大にも、より容易かつ安価に対応することができる。従って、マイクロポンプ数の多い大規模に集積されたマイクロポンプ装置を構成することがより容易になる。
【００２８】
請求項１２に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、制御装置が上記のようなコマンドインタープリタを備えているので、外部から与えられるコマンド列によって、個々のマイクロポンプの動作および出力を、任意のタイミングで動的に制御することができる。従って、各マイクロポンプの制御がより柔軟かつ容易になる。
【００２９】
請求項１３に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、制御装置が上記のようなコマンドインタープリタ、イベント情報記憶部、イベントマネジメント部等を備えているので、外部から与えられるコマンド列に基づくイベント情報を記憶しておいて、個々のマイクロポンプをそれらの実行予約時刻にそれぞれ制御することができる。即ち、個々のマイクロポンプを、外部装置の制御下から離れて、言わば自律的に制御することができる。しかも、制御装置は外部から与えられるコマンド列に基づくイベント情報を記憶しておくので、制御装置にコマンド列を常時与える必要はなく、従ってコマンド列の通信速度上の制約がなくなる。その結果、より大規模に集積されたマイクロポンプ装置にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ガス発生材料の照射光強度に対する分解速度特性の概略例を示す図である。
【図２】この発明に係るマイクロポンプ装置の一実施形態を示す図である。
【図３】制御パルス信号および光源の明滅パターンの例を示す図である。
【図４】ポンプ出力指令値、ビットパターンおよび照射エネルギーの対応関係の一例を示す図である。
【図５】マイクロポンプの制御特性を測定した結果の一例を示す図である。
【図６】ガス発生材料の分解反応の応答性の一例を示す概略図である。
【図７】ガス発生材料の分解反応の応答性の他の例を示す概略図である。
【図８】この発明に係るマイクロポンプ装置の他の実施形態を示す図である。
【図９】この発明に係るマイクロポンプ装置の更に他の実施形態を示す図である。
【図１０】この発明に係るマイクロポンプ装置の更に他の実施形態を示す図である。
【図１１】この発明に係るマイクロポンプ装置の更に他の実施形態を示す図である。
【図１２】この発明に係るマイクロポンプ装置の更に他の実施形態を示す図である。
【図１３】一つのイベント情報の構成（Ａ）および複数のイベント情報から成るイベント情報列（Ｂ）の一例を示す図である。
【図１４】複数のビットパターンを便宜的に桁を揃えて並べた図である。
【図１５】マイクロポンプの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（１）第１の実施形態
図２は、この発明に係るマイクロポンプ装置の一実施形態を示す図である。
【００３２】
このマイクロポンプ装置は、液体の流路であるマイクロ流路２２と、光の照射を受けてガスを発生して当該ガスをマイクロ流路２２に供給するガス発生材料３４と、ガス発生材料３４に光４４を照射する光源４２とを有するマイクロポンプ１０を備えている。更に、マイクロポンプ１０の光源４２に、当該光源４２を２値状態で明滅（即ち点灯および消灯）させる制御パルス信号ＣＳを供給する制御装置５０を備えている。
【００３３】
マイクロポンプ１０は、ガス発生材料３４から発生したガスをマイクロ流路２２に供給することによって、供給したガスの体積分だけマイクロ流路２２内の液体を搬送することができる。即ちポンプの働きをする。
【００３４】
マイクロポンプ１０は、この実施形態では、マイクロ流路２２に連通しているガス発生室３２を更に有しており、ガス発生材料３４はこのガス発生室３２内に配置されている。従ってガス発生材料３４は、光４４の照射を受けて発生したガスをガス発生室３２からマイクロ流路２２に湧出させる。
【００３５】
制御装置５０から光源４２に供給する制御パルス信号ＣＳの一例を図３に示す。制御パルス信号ＣＳは、図３（Ａ）に示すように、各ビットが光源４２を点灯させる実質的に一定の第１レベル（例えば高レベル）Ｈと、光源４２を消灯させる実質的に一定の第２レベル（例えば０レベルまたは低レベル）Ｌの２状態を取ることができる一定数の複数ビット（図３の例は８ビット）から成るパルス列パターンＰＰを繰り返すことによって、図３（Ｂ）に示すように、光源４２を２値状態で明滅させるものである。従って、制御パルス信号ＣＳと、光源４２の明滅パターンとは互いに同期していて、同じパターンになる。なお、図３（Ｂ）中の１は点灯状態を示し、０は消灯状態を示す（図６、図７においても同様）。
【００３６】
制御パルス信号ＣＳの各パルス幅τは例えば１０ｍｓ（ミリ秒）であり、従って光源４２は高速で明滅を繰り返す。
【００３７】
制御装置５０の構成は後で説明することにして、まずマイクロポンプ１０の構成について詳細に説明する。
【００３８】
図２に示すように、この実施形態では、マイクロポンプ１０を構成するマイクロ流路２２は流路基板２０内に形成されており、ガス発生室３２はポンプ基板３０内に形成されている。両基板２０、３０は、例えば、熱融着や図示しない接着層によって互いに接着されている。但し、マイクロ流路２２とガス発生室３２を同一の基板内に形成しても良い。
【００３９】
マイクロ流路２２は、例えば、５０μｍ〜２ｍｍ程度の幅を持つ微小な流路である。このマイクロ流路２２の構造、長さ等は任意である。例えば、一つのマイクロ流路２２が単独で存在していても良いし、複数に分岐していても良いし、他のマイクロ流路２２等と連通していても良い。
【００４０】
マイクロ流路２２内を図示しない液体が流れる。液体は、例えば、水、油、生化学的緩衝液、血液、リンパ液、尿、土壌抽出水、水耕水等である。マイクロ流路２２が上記のように微小であるから、上記液体は例えば液滴である。
【００４１】
マイクロ流路２２は、ガス発生室３２に連通する連通部２４を有している。この連通部２４は、例えば、幅が０．２μｍ〜２０μｍ程度の１本以上の微細流路、最大孔径が５μｍ程度の多孔質体、または幅が５０μｍ程度以下の撥水性の流路等である。
【００４２】
ガス発生室３２の大きさは、例えば、総体積が１ｃｍ3 程度以下である。このガス発生室３２は、例えば、単一の円筒状空間や多面体状空間でも良いし、複数に分岐する短い流路の集合体等でも良い。ガス発生室３２の内壁には、ピラー形状や溝形状、格子形状等の凹凸が設けられていても良い。
【００４３】
ガス発生材料３４は、例えば光照射でガスを発生する化合物をバインダー樹脂に分散または相溶させた材料である。光照射でガスを発生する化合物は、光照射によりガスを発生する役目を果たす。バインダー樹脂は、光照射でガスを発生する化合物を固定したり、ガス発生材料に種々の機能を付加する役目を果たす。
【００４４】
光照射でガスを発生する化合物としては、光源４２からの光４４を受けてガスを発生させるものであれば、種類は特に限定されない。
【００４５】
上記光照射でガスを発生する化合物としては、光分解反応によりガスを発生する化合物（Ａ）、光酸発生剤と酸刺激ガス発生剤の混合物（Ｂ）、光塩基発生剤と塩基増殖剤の混合物（Ｃ）等を挙げることができる。これらのより具体例は後で詳述する。
【００４６】
ガス発生材料３４をガス発生室３２内に配置する態様には様々なものが採り得る。例えば図示例のように、ガス発生室３２の蓋をする透光性板３６を設けておいて、その内面にガス発生材料３４を取り付けても良い。
【００４７】
透光性板３６は、光４４を透過させるものであり、例えば、（メタ）アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（略称ＰＥＴ）、シクロオレフィンポリマー（略称ＣＯＰ）、ガラス等から成る。ポンプ基板３０を透光性基板として、ポンプ基板３０と透光性板３６とを一体で形成しても良い。
【００４８】
あるいは、ガス発生材料３４は、錠剤としてガス発生室３２内に置かれても良いし、ガス発生室３２の内壁に塗りつけられたり、貼りつけられたりしていても良い。不織布や織布その他の多孔質体に含浸させたガス発生材料３４がガス発生室３２に嵌め込まれていても良い。また、ガス発生室３２の壁面を構成する部材がガス発生材料３４を兼ねていても良い。
【００４９】
光源４２としては様々なものが採り得る。制御パルス信号ＣＳによって光源４２を直接制御しても良いし、光源用制御回路（後述する光源用制御回路４５参照）等を介して制御しても良い。いずれにするかは、光源４２の特性等に応じて決めれば良い。
【００５０】
光源４２から発する光４４の波長は、ガス発生材料３４の分解反応（即ちガス発生反応）を生じさせることができるものであれば良く、特定の波長に限定されない。紫外光や近紫外光でも良い。また、単一波長でも良いし、広い発光バンド幅を有していても良い。もっとも、ガス発生材料３４の分解反応を生じさせるのに都合が良い波長周辺の半値幅が１０ｎｍ程度の発光バンド幅のものが好ましく、その方が効率が良い。
【００５１】
光源４２は、この実施形態では発光ダイオード（略称ＬＥＤ）であり、光源基板４０上に設けられている。トランジスタ４６、ダイオード４８等を有する光源用制御回路４５も光源基板４０上に設けられている。光源基板４０はポンプ基板３０に実質的に対向させて配置している。光源基板４０とポンプ基板３０との間には、レンズや光導波路等の光学系が介在していても良い。
【００５２】
光源４２は、光源用制御回路４５を介して、制御パルス信号ＣＳによって制御されて、２値状態で、しかも高速で明滅を繰り返す。即ち、制御パルス信号ＣＳが第１レベルＨのときにダイオード４８に順電流が流れてダイオード４８の両端に実質的に一定値の順電圧が発生し、この順電圧によってトランジスタ４６がオンし、それによって電源Ｖｃｃから光源４２に実質的に一定値の電流が流れて光源４２が実質的に一定の強度で発光する。制御パルス信号ＣＳが第２レベルＬのときはトランジスタ４６がオフし、光源４２は消灯する。このような動作か繰り返される。これによって、前述したように、光源４２は制御パルス信号ＣＳと同じパターンで明滅を繰り返す。
【００５３】
光源用制御回路４５は、上記のように光源４２の特性等に応じて、必要がある場合に設けられるものであり、機能上は光源４２の一部を構成している。
【００５４】
電源Ｖｃｃは定電流制御されている方が好ましく、そのようにすれば、光源４２の発光強度をより一定に近付けることができる。トランジスタ４６のベースに印加する電圧を高くするために、複数のダイオード４８を互いに直列接続しても良い。
【００５５】
発光ダイオードは、応答速度が速い、高効率、低消費電力、発熱が少ない、小型で高密度実装が可能等の利点を有しており、光源４２に好適である。
【００５６】
より具体的には、光源４２用の発光ダイオードとして、例えば、波長が３３０ｎｍ〜４１０ｎｍ程度の紫外光から紫の光４４を発するもので、発光出力が１０ｍＷ〜４００ｍＷ程度の紫外発光ダイオードを選んでも良い。このような特性の光４４は、ガス発生材料３４の温度を殆ど上昇させずに済む。
【００５７】
光源４２は、発光ダイオードに限られるものではなく、前記明滅を繰り返すことができるものであれば、その他の光源でも良い。例えば、エレクトロルミネッセンス素子（略称ＥＬ素子）、プラズマ発光素子等でも良い。更に光源４２には、（ａ）外部電極形蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）、マイクロハロゲンランプ等の連続発光の光源と光シャッターとの組み合わせによって、取り出す光を明滅させることができる光源、（ｂ）連続発光の光源、光ファイバーおよび光セレクタの組み合わせによって、取り出す光を明滅させることができる光源、等を用いることもできる。上記光シャッター、光セレクタを制御パルス信号ＣＳで制御すれば良い。
【００５８】
次に、制御装置５０について説明する。
【００５９】
制御装置５０は、図２に示す実施形態では、マイクロポンプ１０の出力レベルを指令するポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部５２と、このポンプ出力指令値記憶部５２内のポンプ出力指令値を前記制御パルス信号ＣＳの前記パルス列パターンＰＰに対応するビットパターンに変換して出力するビットパターン変換部５４と、このビットパターン変換部５４からのビットパターンに基づいて前記制御パルス信号ＣＳを生成する制御パルス信号生成部５６とを備えている。制御パルス信号生成部５６は、ビットパターン変換部５４から供給されたビットパターンを記憶しておく記憶手段（例えば、メモリ、レジスタ等）を有している。
【００６０】
図４に、上記ポンプ出力指令値、ビットパターンおよび光４４の照射エネルギーの対応関係の一例を示す。図３では、図示の簡略化のためにパルス列パターンＰＰが８ビットの例を示したが、この図４の例は、ビットパターンは２０ビットであり、従ってそれに対応するパルス列パターンＰＰも２０ビットになる。即ち、このビットパターン中の論理値１のビットがパルス列パターンＰＰ中の第１レベルＨのビットに対応し、論理値０のビットが第２レベルＬのビットに対応している。換言すれば、パルス列パターンＰＰは、このビットパターンの１をＨに、０をＬに読み替えたような構造をしている。
【００６１】
ポンプ出力指令値は、マイクロポンプ１０の出力レベルを０から最大までの複数レベル（段階）に指令するものである。図４に示す例では、０〜１５までの１６段階である。
【００６２】
この各ポンプ出力指令値がビットパターン変換部５４によって各ビットパターンに変換され、各ビットパターンが制御パルス信号生成部５６によってパルス列パターンＰＰに変換され、かつ当該パルス列パターンＰＰを繰り返して出力することによって制御パルス信号ＣＳが生成される。この制御パルス信号ＣＳを光源４２に供給することによって、光源４２を前述したように明滅させて、ガス発生材料３４に照射する光４４の各照射エネルギーを実現することができる。
【００６３】
より具体的には、各ビットパターンは、各ポンプ出力指令値にそれぞれ対応するものであり、ポンプ出力指令値が大きくなるほど、論理値１のビットの数が増えている。制御パルス信号生成部５６は、このビットパターン中の１を所定のパルス幅τ（図３参照）で上記第１レベルＨのパルスに変換し、０を所定のパルス幅τで上記第２レベルＬのパルスに変換してパルス列パターンＰＰを生成し、かつこのパルス列パターンＰＰを繰り返して出力して、上記制御パルス信号ＣＳを生成して出力する。
【００６４】
この実施形態では、制御パルス信号ＣＳの各ビットのパルス幅τは互いに等しくかつ一定であり、パルス列パターンＰＰは一定周期で繰り返される。即ち、制御パルス信号ＣＳは、固定長のパルス列パターンＰＰを一定周期で繰り返すものである。パルス幅τは例えば１０ｍｓ（ミリ秒）であり、従って光源４２は高速で明滅を繰り返す。但し、パルス幅τは１０ｍｓに限られるものではなく、１０ｍｓ以下でも良いし、１０ｍｓ以上でも良い。例えば１００ｍｓ程度でも良い。
【００６５】
上記照射エネルギーは、単位時間当たりの照射エネルギーのことであり、その単位の次元はＷ／ｍ2 、この実施形態ではｍＷ／ｃｍ2 である（図５も参照）。
【００６６】
上記ポンプ出力指令値、照射エネルギーおよびマイクロポンプ１０の出力（即ち流量または送液量）の間には、それぞれ、図５に示す例のように、光源４２およびガス発生材料３４の特性等に応じて、実質的に一定の対応関係がある。この各対応関係は、必ずしもリニヤである必要はない。実質的に一定の関係があれば良い。この対応関係を利用することによって、ポンプ出力指令値によって、所望の流量を実現することができる。
【００６７】
上記ビットパターンおよびパルス列パターンＰＰのビット数は上記８ビットや２０ビットに限られるものではなく、一定数の複数ビットであれば上記例以外のビット数でも良い。例えば、４ビッド、１６ビット、３２ビット等でも良い。ビット数が多い方が、ガス発生材料３４からのガス発生量ひいてはマイクロポンプ１０の送液量を、より多くの段階に制御することができる。
【００６８】
制御装置５０の全部または一部を、例えばマイクロコンピュータまたはパーソナルコンピュータによって実現しても良い。後述する他の実施形態における制御装置５０も同様である。
【００６９】
この実施形態のマイクロポンプ装置においては、制御装置５０から光源４２に供給する制御パルス信号ＣＳの第１レベルＨのビット時に、光源４２が点灯してガス発生材料３４の分解反応が始まり、ガスが発生する。制御パルス信号ＣＳの第２レベルＬのビット時に、光源４２が消灯してガス発生材料３４の分解反応が停止して、ガス発生は停止する。即ち、制御パルス信号ＣＳに含まれる第１レベルＨのビット数に応じて、ガス発生材料３４の分解反応の持続時間が決まる。
【００７０】
従って、制御パルス信号ＣＳのパルス列パターンＰＰを構成する第１レベルＨのビットと第２レベルＬのビットとの組み合わせで、一定時間内のガス発生材料３４の分解量の総量、即ち前述したガス発生材料みかけ分解速度を制御することができる。分解反応によって発生したガスは、ガス発生材料３４内で拡散して、前述したようにマイクロ流路２２に湧出する。このマイクロ流路２２に湧出するガスの体積分だけ、マイクロ流路２２内の液体が搬送される。
【００７１】
上記のような作用によって、制御パルス信号ＣＳのパルス列パターンＰＰを構成する第１レベルＨのビットと第２レベル間のビットとの組み合わせで、ガス発生材料３４からのガス発生量ひいてはマイクロポンプ１０の送液量を、中間段階を含む複数段階に精度良く制御することができる。
【００７２】
しかも、上記制御パルス信号ＣＳは光源４２を２値状態で明滅させるものであるので、前述した（図１参照）ガス発生材料３４の照射光強度に対する分解速度特性上の一定の動作点を利用することができる。例えば、図１中の線１２との交点における動作点を利用することができる。従って、上記分解速度特性がリニヤでなくても、上記ガス発生材料みかけ分解速度をほぼリニヤに制御することができる。その結果、ガス発生量の制御が容易になり、ガス発生量の制御性が良くなる。
【００７３】
なお、上記ビットパターンは、図４に示す例のように、ポンプ出力指令値が０以外のときは、即ちマイクロポンプ１０の出力を０にするとき以外は、０のビットが４ビット以上連続しないようにしても良い。パルス列パターンＰＰで言えば、マイクロポンプ１０の出力を０にするとき以外は、第２レベルＬのビットが４ビット以上連続しないようにしても良い。そのようにすると、ガス発生材料３４から発生するガスのリップルを少なくすることができる。
【００７４】
図５は、図４に示したビットパターンに基づいて生成した制御パルス信号ＣＳによってマイクロポンプ１０を（より具体的にはその光源４２を）制御したときの特性を測定した結果の一例を示すものである。
【００７５】
この測定に用いたマイクロポンプ１０は、上記光分解反応によりガスを発生する化合物（Ａ）系の化合物を用いたガス発生材料３４を、直径８ｍｍ、深さ２ｍｍのガス発生室３２内に配置した構造のものである。光源４２には、ピーク波長３６５ｎｍ、発光出力１００ｍＷ、指向性１００度の紫外発光ダイオードを用いた。
【００７６】
光源４２から発する光４４の照射エネルギーは、ガス発生材料３４に代えて、光パワーメータを置いて測定した値である。流量は、深さ５０μｍ、幅２００μｍの矩形断面を持つ直線状のマイクロ流路２２に水滴を導入してマイクロポンプ１０で送液を行い、ビデオ画像の分析から求めた。
【００７７】
この図５からも分かるように、ポンプ出力指令値に従って、マイクロポンプ１０の流量を、中間段階を含む多段階に精度良く制御することができた。
【００７８】
なお、制御パルス信号ＣＳは、前述したように固定長のパルス列パターンＰＰを一定周期で繰り返すものが好ましく、それによって、長さおよび周期が任意に変化するパルス列パターンを繰り返す場合に比べて、制御パルス信号ＣＳの生成が遥かに容易になる。その結果、制御装置５０の構成を簡素化することができる。この効果は、マイクロポンプ１０の数が多くなるほど顕著になる。
【００７９】
例えば、マイクロポンプ１０の数が多くなると、パルス列パターンＰＰの長さおよび周期を任意に許した場合、各マイクロポンプ用の制御パルス信号ＣＳの生成が面倒になり、制御装置５０が複雑になるけれども、上記のような制御パルス信号ＣＳを用いればそのような不都合を防止することができる。従って、大規模に集積されたマイクロポンプ装置を構成する場合にも有利になる。
【００８０】
また、ガス発生材料３４は、光源４２の点灯による光照射によって開始された当該ガス発生材料３４の分解反応が、光源４２の消灯時から制御パルス信号ＣＳの各ビットのパルス幅τ以下の時間内に終結するものが好ましい。このようなガス発生材料３４の例は後述する。このような、いわゆる応答性の良いガス発生材料３４を用いると、光源４２の消灯時に速やかにガス発生材料３４の分解反応を停止させることができるので、分解反応の不所望な蓄積を抑えて、所望のガス発生量を正確に実現することが容易になる。ひいては、マイクロポンプ１０の所望の送液量を正確に実現することが容易になる。
【００８１】
光源４２の消灯時に速やかに分解反応が停止するガス発生材料３４の応答性の一例を図６に示し、それよりも応答性の悪い例を図７に示す。両図は概略図であり、かつ図示を簡略化するために、光源４２の明滅パターンの１周期を３ビットにしている（図６（Ａ）、図７（Ａ）参照）。
【００８２】
図６（Ｂ）に示すように、ガス発生材料３４の分解反応が光源４２の消灯時から上記パルス幅τ以下の時間内に終結する場合は、光源４２の明滅パターンを繰り返しても、ガス発生材料３４の分解反応の不所望な蓄積を抑えることができるので、所望のガス発生量Ｇ1 を正確に実現することが容易になる（図６（Ｃ）参照）。
【００８３】
一方、図７（Ｂ）に示すように、ガス発生材料３４の分解反応が光源４２の消灯時から上記パルス幅τ以下の時間内に終結しない場合は、光源４２の明滅パターンを繰り返すと、ガス発生材料３４の分解反応が徐々に蓄積され、それに伴ってガス発生量が徐々に増えるので、所望のガス発生量Ｇ1 を正確に実現することが難しくなる（図７（Ｃ）参照）。
【００８４】
制御装置５０のポンプ出力指令値記憶部５２は、それに記憶している前記ポンプ出力指令値を、マイクロポンプ１０の動作中または動作前に書き替え可能なものであっても良い。この書き替えは、例えば、ディップスイッチのような直接的な手段によって行うようにしても良いし、ソフトウエアによって行うようにしても良い。
【００８５】
ポンプ出力指令値記憶部５２を上記のように書き替え可能にものにすることによって、ポンプ出力指令値の変更を速やかにマイクロポンプ１０の出力レベルに反映させて、マイクロポンプ１０の出力を速やかに変更することができる。
【００８６】
（２）ガス発生材料３４の例
前述したように、ガス発生材料３４は、例えば光照射でガスを発生する化合物をバインダー樹脂に分散または相溶させた材料である。光照射でガスを発生する化合物は、光照射によりガスを発生する役目を果たす。バインダー樹脂は、光照射でガスを発生する化合物を固定したり、ガス発生材料に種々の機能を付加する役目を果たす。
【００８７】
光照射でガスを発生する化合物としては、光分解反応によりガスを発生する化合物（Ａ）、光酸発生剤と酸刺激ガス発生剤の混合物（Ｂ）、光塩基発生剤と塩基増殖剤の混合物（Ｃ）等を挙げることができる。
【００８８】
光分解反応によりガスを発生する化合物（Ａ）の具体例としては、例えば、２，２’−アゾビス−（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）などのアゾ化合物や、３−アジドメチル−３−メチルオキセタンなどのアジド化合物、酸素原子含有量が１５〜５５重量％のポリオキシアルキレン樹脂などが挙げられる。
【００８９】
光酸発生剤と酸刺激ガス発生剤の混合物（Ｂ）の具体例としては、（ａ）光照射により効率的に分解し、強酸を発生させる従来公知の光酸発生剤、例えば、キノンジアジド化合物、オニウム塩、スルホン酸エステル類及び有機ハロゲン化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種、より好ましくは、スルホン酸オニウム塩、ベンジルスルホン酸エステル、ハロゲン化イソシアヌレート及びビスアリールスルホニルジアゾメタンからなる群から選ばれた少なくとも１種と、（ｂ）酸の刺激すなわち酸の作用によりガスを発生する酸刺激ガス発生剤、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、水素化ホウ素ナトリウム等との組み合わせが挙げられる。
【００９０】
光塩基発生剤と塩基増殖剤の混合物（Ｃ）の具体例としては、（ａ）光照射により分解し、ガス状の塩基を発生させる光塩基発生剤、例えば、コバルトアミン系錯体、カルバミン酸ｏ−ニトロベンゼン、オキシウムエステル、カルバモイルオキシイミノ基含有化合物と、（ｂ）塩基ガスと反応することによって、塩基ガスを発生する塩基増殖剤、例えば、９−フルオレニルカルバメート誘導体との組み合わせが挙げられる。
【００９１】
バインダー樹脂は、光照射でガスを発生する化合物を固定したり、ガス発生材料３４に種々の機能を付加するために添加されるものである。
【００９２】
光照射でガスを発生させる化合物を固定するバインダー樹脂としては、アクリル系、エポキシ系の樹脂が好適に用いられる。しかしながら、光照射でガスを発生する化合物を分散または相溶させるという目的に合致するものであれば、これらに限定されるものではない。バインダー樹脂そのものが、光刺激によるガス発生能を有していてもよい。例えば、酸素原子を１５〜５５重量％含むポリオキシアルキレン樹脂は、光照射により自ら分解しつつガスを発生する。
【００９３】
ガス発生材料３４は、支持部材に付着されていても良い。支持部材は、例えば不織布により形成されている。不織布の表面に、上記ガス発生材料を付着させて用いることにより、ガス発生室３２内にガス発生材料３４のみを充填させた場合に比べて、ガス発生材料の単位体積当りの表面積を増加させ、それによって、ガスの発生効率を高めることができる。すなわち、繊維状部材である不織布では、多数の繊維が集合されて絡み合っており、繊維間の隙間から発生したガスが速やかに外部に放出される。上記不織布の各繊維の表面に上記ガス発生材料が付着されるように、ガス発生材料が不織布に含浸されて付着されている。この場合、支持部材を構成している不織布に、ガス発生材料が付着した段階においても、不織布の繊維間の隙間が残存する程度にガス発生材料が付着されている。そのため、光の照射によりガスが発生すると、ガスが上記隙間から速やかに外部に放出されることとなる。
【００９４】
支持部材として、例えば不織布が用いられているが、不織布以外の、他の繊維状部材を用いてもよい。すなわち、綿、ガラス繊維、ポリエチレンテレフタレートやアクリルなどの合成繊維、パルプ繊維、金属繊維などが集合し、絡み合っている適宜の繊維状部材を支持部材として用いることができる。
【００９５】
また、繊維状部材に限らず、発生したガスが外部に速やかに放出され得る限り、繊維状部材だけでなく、繊維状部材を含む様々な多孔性部材を支持部材として用いることができる。ここで、多孔性部材とは、外表面に連なった多数の孔を有する部材を広く含むものとし、上記不織布などのように、繊維間の隙間が外部に連なっている部材もまた多孔性部材に含めることとする。
【００９６】
従って、上記繊維状部材以外に、内部から外表面に連なる多数の孔が形成されている、例えば、スポンジ、破泡処理発泡体、多孔質ゲル、粒子融着体、ガス圧補助拡厚成形体、ハニカム構造体、筒状ビーズ、波折チップスなどの多孔性材料も上記支持部材を構成する多孔性部材として好適に用いることができる。また、ピラー等の表面積を大きくする工夫も好ましく施される。
【００９７】
また、上記支持部材の材質は、特に限定されず、様々な無機材料または有機材料を用いることができる。このような無機材料としては、ガラス、セラミック、金属、または金属酸化物、有機材料としては、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、セルロース、アセタール樹脂、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、またはポリイミドなどを用いることができる。
【００９８】
バインダー樹脂の含有により、ガス発生材料３４を所望の形状に加工することが容易となる。例えば、フィルム状などの固形のガス発生材料３４を容易に得ることができる。従って、図１５を参照して後で説明するマイクロポンプ１０のように、フィルム状、テープ状のような薄いガス発生材料３４を用いる場合にも適している。
【００９９】
バインダー樹脂は、粘着性を付与するために、例えば、粘接着剤樹脂を含むものであってもよい。ガス発生材料３４にバインダーとして粘接着剤樹脂を含有させることにより、ガス発生材料３４と基板（例えば図１５中の基板２１。以下同様）との粘着性、接着性を高めることができる。
【０１００】
なお、上記粘接着剤樹脂は、光照射で粘着性が低下しないものが好ましい。これによって、ガス発生材料３４に対する光照射が開始された後もガス発生材料３４と基板との高い粘接着性を維持することができるからである。また上記粘接着剤樹脂は、例えば、光照射によって架橋されないものであることが好ましい。
【０１０１】
上記粘接着剤樹脂の具体例としては、例えば、ゴム系粘接着剤樹脂、（メタ）アクリル系粘接着剤樹脂、シリコーン系粘接着剤樹脂、ウレタン系粘接着剤樹脂、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体系粘接着剤樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体粘接着剤樹脂、エポキシ系粘接着剤樹脂、イソシアネート系粘接着剤樹脂等が挙げられる。
【０１０２】
ガス発生材料３４には、光照射でガスを発生する化合物とバインダー樹脂の他に、光増感剤が添加されてもよい。光増感剤の具体例としては、例えばチオキサントン、ベンゾフェノン、アセトフェノン類、ポルフィリンなど既知の増感剤が挙げられる。
【０１０３】
ガス発生材料３４は、光照射でガスを発生する化合物とバインダー樹脂の他に、必要に応じて、従来知られている種々の添加剤を更に含んでいてもよい。そのような添加剤としては、例えば、カップリング剤、可塑剤、界面活性剤、安定剤等を挙げることができる。また、多孔質体、フィラー、金属箔、マイクロカプセルその他の粒子と複合化されていてもよい。ガス発生材料３４に分散された多孔質体、フィラー、金属箔、マイクロカプセルその他の粒子は、ガスの拡散を見かけ上早くするのに役立つ。
【０１０４】
上に挙げたガス発生材料３４は、いずれも、光源４２の消灯と共に速やかにガス発生反応が停止する。即ち、前述した応答性の良いガス発生材料３４として適している。
【０１０５】
上記ガス発生材料３４には、必要に応じて、更に連鎖反応抑制剤が配合されてもよい。
【０１０６】
連鎖反応抑制剤としては、ｔ−ブチルカテコール、ヒロドキノン、メチルエーテル、カタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、スーパーオキシドディスムターゼ系酵素ビタミンＣ、ビタミンＥ、ポリフェノール類、リノレイン酸等の既知のラジカルスカベンジャーが挙げられるが、これに限られるわけではなく、連鎖反応を抑制する効果があるものであれば、何でもよい。
【０１０７】
なお、連鎖反応抑制剤は、連鎖反応における連鎖成長段階を部分的に抑制するものであって、連鎖開始段階を抑制するものではない。
【０１０８】
（３）マイクロポンプ装置の他の実施形態に共通の説明
図８〜図１２に示す各実施形態の説明においては、先に説明した実施形態（例えば図２に示す実施形態）と同一または相当する部分には同一符号を付し、先に説明した実施形態との相違点を主体に説明する。
【０１０９】
図８〜図１２に示す各マイクロポンプ装置は、それぞれ、前述したようなマイクロポンプ１０を複数備えている。但し、各マイクロポンプ１０等の図示を簡略化している。各マイクロポンプ１０等の詳細は、各図よりも前の実施形態の説明、例えば図２に示す実施形態の説明を参照するものとする。
【０１１０】
複数のマイクロポンプ１０をそれぞれ構成する各マイクロ流路２２は、一つの流路基板２０に設けられていても良いし、別々の部材に設けられていても良い。各ガス発生室３２も、一つのポンプ基板３０に設けられていても良いし、別々の部材に設けられていても良い。各光源４２も、一つの光源基板４０に設けられていても良いし、別々に設けられていても良い。
【０１１１】
マイクロポンプ１０の数は、図８〜図１２に示す例では、図示の簡略化のために比較的少ない数で図示しているが、これらの例のものに限らない。複数のマイクロポンプ１０の各マイクロ流路２２（図２参照）は、互いに独立していても良いし、一部または全部が互いに連通していても良い。また、複数のマイクロポンプ１０は、１次元に配列されていても良いし、２次元に配列されていても良い。
【０１１２】
図８〜図１２に示す各制御装置５０は、それぞれ、複数のマイクロポンプ１０の各光源４２に、複数の制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 （またはＣＳ1 〜ＣＳ8 等）を別々に供給するものである。各制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 （またはＣＳ1 〜ＣＳ8 等）は、前記制御パルス信号ＣＳと同様のものである。従って、一つの制御装置５０で複数のマイクロポンプ１０を別々に制御することができる。その結果、マイクロポンプ数の多いマイクロポンプ装置を構成することが容易になる。
【０１１３】
（４）第２の実施形態
図８に示す実施形態では、制御装置５０は、各マイクロポンプ１０の出力レベルをそれぞれ指令する複数のポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部５２ａと、このポンプ出力指令値記憶部５２ａ内の各ポンプ出力指令値を各マイクロポンプ１０用の制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 の前記パルス列パターンＰＰにそれぞれ対応する複数のビットパターンにそれぞれ変換して出力するビットパターン変換部５４ａと、このビットパターン変換部５４ａからの各ビットパターンに基づいて各マイクロポンプ１０用の制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 をそれぞれ生成して、当該制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 をパラレルに出力する制御パルス信号生成部５６ａとを備えている。この各制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 が、各光源４２にそれぞれ供給される。
【０１１４】
制御パルス信号生成部５６ａは、ビットパターン変換部５４ａから供給された複数のビットパターンを記憶しておく記憶手段（例えば、メモリ、レジスタ等）を有している。
【０１１５】
所望のマイクロポンプ１０を停止させるには、当該マイクロポンプ１０用のポンプ出力指令値を０にすれば良い。後述する他の実施形態においても同様である。
【０１１６】
ポンプ出力指令値記憶部５２ａは、それに記憶している複数のポンプ出力指令値を、マイクロポンプ１０の動作中または動作前に書き替え可能なものであっても良い。ポンプ出力指令値記憶部５２ａを上記のように書き替え可能にものにすることによって、ポンプ出力指令値の変更を速やかに、対応するマイクロポンプ１０の出力レベルに反映させて、対応するマイクロポンプ１０の出力を速やかに変更することができる。以上のことは、図９〜図１２に示すポンプ出力指令値記憶部５２ａについても言える。
【０１１７】
（５）第３の実施形態
図９に示す実施形態では、制御装置５０は、図８で説明したようなポンプ出力指令値記憶部５２ａおよびビットパターン変換部５４ａと、当該ビットパターン変換部５４ａからの各マイクロポンプ１０用の各ビットパターンを構成するビット情報をシリアルに出力するシリアルデータ生成部５８と、このシリアルデータ生成部５８からの前記ビット情報に基づいて各マイクロポンプ１０用の制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 ・・・をパラレルに生成して、当該制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 ・・・をパラレルに出力する制御パルス信号生成部５６ｂとを備えている。この各制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 ・・・が、各光源４２にそれぞれ供給される。
【０１１８】
シリアルデータ生成部５８から制御パルス信号生成部５６ｂへの信号は、伝送路６４を用いて伝送される。伝送路６４は、例えば有線、無線、赤外線等のいずれでも良いし、インターネットを経由しても良い。
【０１１９】
制御パルス信号生成部５６ｂは、この実施形態では、光源基板４０に搭載している。制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ4 ・・・の信号線をできるだけ短くするためである。この制御パルス信号生成部５６ｂは、配置上はシリアルデータ生成部５８等と離れているけれども、機能上は制御装置５０の一部を構成している。図１０に示す制御パルス信号生成部５６ｃも同様である。
【０１２０】
シリアルデータ生成部５８は、例えば、ビットパターン変換部５４ａから供給される複数のビットパターンを記憶するビットパターン記憶部（例えばメモリ、レジスタ等）と、このビットパターン記憶部からパラレルに取り出したビット情報を１ビットずつシリアルに出力する並直列データ変換器とを有している。この並直列データ変換器は、例えばシフトレジスタである。
【０１２１】
制御パルス信号生成部５６ｂは、シリアルデータ生成部５８からシリアルに送られて来るビット情報を、各マイクロポンプ１０用のビットパターンに並び替えてパラレルに出力する直並列データ変換器を有している。この直並列データ変換器は、例えばシフトレジスタである。
【０１２２】
後の説明を簡略化するために、上記ビットパターン変換部５４ａおよびシリアルデータ生成部５８を含む回路を、変換回路６０と呼ぶことにする。
【０１２３】
この実施形態では、シリアルデータ生成部５８から制御パルス信号生成部５６ｂへ、複数のマイクロポンプ１０用の各ビットパターンを構成するビット情報をシリアルに伝送することができるので、伝送路６４の数を少なくすることができる。しかもマイクロポンプ１０の数がいくら増えても、必要な伝送路６４の数は変らない。
【０１２４】
例えば、ビット情報を伝送する伝送路６４は１本で済む。これに加えて補助信号（例えば図１０に示すクロック信号ＣＬＫおよびラッチ信号ＬＣＨに相当するもの）を伝送するとしても、伝送路６４の数は３本程度で済む。しかもマイクロポンプ１０の数をいくら増やしても、伝送路６４の数は上記本数で変らない。
【０１２５】
その結果、制御パルス信号生成部５６ｂを複数のマイクロポンプ１０の光源４２に近付けて配置し、それらと分離して、制御装置５０の残りの構成要素（即ちポンプ出力指令値記憶部５２ａおよび変換回路６０）を配置することが容易になるので、配線処理が簡単になると共に、装置構成の自由度が大幅に増大する。以上の効果は、マイクロポンプの数が多くなるほど顕著になる。
【０１２６】
例えばこの実施形態のように、制御パルス信号生成部５６ｂは光源４２と同じ光源基板４０に搭載し、制御装置５０の残りの構成要素は光源基板４０と離して任意の位置に配置することができる。
【０１２７】
しかも、マイクロポンプ数の増大にも容易に対応することができる。例えば、マイクロポンプ１０の数が４０〜２００程度、あるいはそれ以上に増えると、図８に示した実施形態では、制御装置５０と光源基板４０との間の制御パルス信号ＣＳ1 ・・・の信号線の数もマイクロポンプ１０と同数になり、従ってその配線処理が面倒になる。これに対して、この実施形態では、制御パルス信号生成部５６ｂを各光源４２に近付けて配置することができるので、例えば制御パルス信号生成部５６ｂを光源４２と同じ光源基板４０に搭載することができるので、制御パルス信号ＣＳ1 ・・・の信号線の配線は非常に短くて済み、従ってその配線処理が容易になる。マイクロポンプ１０の数がいくら増えても、伝送路６０の数は上述したように変らない。従ってマイクロポンプ数の増大にも容易に対応することができるので、大規模に集積されたマイクロポンプ装置を構成することが容易になる。
【０１２８】
（６）第４の実施形態
図１０に示す実施形態では、制御装置５０は、各マイクロポンプ１０の出力レベルをそれぞれ指令する複数のポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部５２ａと、シリアルのビット情報の伝送を同期させるクロック信号ＣＬＫを生成するクロック信号生成部７６と、当該クロック信号ＣＬＫをマイクロポンプ１０の数だけカウントしてラッチ信号ＬＣＨを生成するラッチ信号生成部７８とを備えている。
【０１２９】
ポンプ出力指令値記憶部５２ａは、例えば、図８、図９に示したポンプ出力指令値記憶部５２ａと同様のものである。但しこの実施形態では、このポンプ出力指令値記憶部５２ａからは、次に述べるビットパターン変換部５４ｂによって、ポンプ出力指令値は一つずつ取り出される。
【０１３０】
クロック信号生成部７６は、所定の周期で、例えば０．２５ｍｓ周期で、クロック信号ＣＬＫを出力する。
【０１３１】
ラッチ信号生成部７８は、クロック信号ＣＬＫをマイクロポンプ１０の数だけカウントする度に１パルスを出力する。これがラッチ信号ＬＣＨである。例えば、クロック信号ＣＬＫの周期が０．２５ｍｓ、マイクロポンプ１０の数が４０の場合、０．２５×４０＝１０ｍｓごとに１パルスが出力される。即ち、ラッチ信号ＬＣＨの周期はこの例では１０ｍｓである。
【０１３２】
制御装置５０は、更に、ポンプ出力指令値記憶部５２ａ内の各ポンプ出力指令値を、一つのポンプ出力指令値ずつクロック信号ＣＬＫのタイミングで順次取り出して、マイクロポンプ１０用の前記制御パルス信号ＣＳの前記パルス列パターンＰＰに対応するビットパターンに変換して出力するビットパターン変換部５４ｂと、このビットパターン変換部５４ｂから出力される一つのポンプ出力指令値のビットパターンを記憶するビットパターンレジスタ７２と、このビットパターンレジスタ７２内のビットパターンからクロック信号ＣＬＫのタイミングごとに１ビットのビット情報を取り出し、かつ当該ビット情報を取り出す位置をラッチ信号ＬＣＨに従って一つずつシフトすることによって、複数のマイクロポンプ１０用の複数のビットパターンの同一桁のビット情報をシリアルビットパターンＳＢとして出力するビットセレクタ７４とを備えている。
【０１３３】
ビットパターン変換部５４ｂは、この実施形態では、ポンプ出力指令値記憶部５２ａ内の各ポンプ出力指令値を、一つのポンプ出力指令値ずつクロック信号ＣＬＫのタイミングで巡回しながら順次取り出して出力する巡回セレクタ７０と、この巡回セレクタ７０から一つのポンプ出力指令値が出力される度にそれをビットパターンに変換して出力する変換部７１とを備えている。この変換部７１は、例えば、図２に示したビットパターン変換部５４と実質的に同じ機能を有している。
【０１３４】
ビットパターンレジスタ７２は、変換部７１から一つのビットパターンが出力される度に、最新の一つのビットパターンを記憶する。
【０１３５】
ビットセレクタ７４の動作を、図１４を参照しながら説明する。この図１４は、理解を容易にするために、便宜的に、複数のビットパターンを桁を揃えて並べたものであり、複数のビットパターンが実際に図１４に示すようにマトリクス状に配列されているわけではない。また、この図１４では、説明を簡略化するために、ポンプが四つ、各ビットパターンが８ビットの場合を例示しているが、これに限られるものではない。
【０１３６】
ビットパターンレジスタ７２には、クロック信号ＣＬＫのタイミング（例えば０．２５ｍｓ）ごとに、例えば、初めはポンプ番号１のビットパターン、次はポンプ番号２のビットパターン、・・・というように、一つのビットパターンが順次上書きされて行く。ビットパターンレジスタ７２に記憶されるのは、あくまでも一つのビットパターンである。
【０１３７】
ビットセレクタ７４は、ビットパターンレジスタ７２内のビットパターンからクロック信号ＣＬＫのタイミングごとに１ビットのビット情報を取り出す。ところが、上記のようにビットパターンレジスタ７２内のビットパターンはクロック信号ＣＬＫのタイミングごとに上書きされて行くので、結局、ビットセレクタ７４は、図１４に示す例えば第１桁のビット情報を、クロック信号ＣＬＫのタイミングごとに１ビットずつ順次取り出して出力することになる。これが、上述した、複数のビットパターンの同一桁のビット情報をシリアルビットパターンＳＢとして出力することである。そして、ビットセレクタ７４は、ラッチ信号ＬＣＨの変化のタイミング（例えば立下り。以下同様）ごとに、ビット情報を取り出す桁を一つずつシフトする。例えば第２桁、第３桁、・・・とシフトする。
【０１３８】
以上のような動作によって、ビットセレクタ７４からは、例えば、ポンプ番号１〜４の第１桁の各１ビットがシリアルになった（換言すれば時系列になった）シリアルビットパターンＳＢが出力され、次いでポンプ番号１〜４の第２桁のシリアルビットパターンＳＢが出力され、以下同様にしてポンプ番号１〜４の第８桁のシリアルビットパターンＳＢが出力され、以降は上記と同様の動作が繰り返される。
【０１３９】
制御装置５０は、更に、ビットセレクタ７４からの前記シリアルビットパターンＳＢ、クロック信号生成部７６からのクロック信号ＣＬＫおよびラッチ信号生成部７８からのラッチ信号ＬＣＨをそれぞれ伝送する３本の伝送路６５〜６７と、この伝送路６５〜６７からのシリアルビットパターンＳＢ、クロック信号ＣＬＫおよびラッチ信号ＬＣＨを取り込むシフトレジスタ５７を有していて、シリアルビットパターンＳＢに基づいて、各マイクロポンプ１０用の前記制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ8 をパラレルに生成して、当該制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ8 をパラレルに出力する制御パルス信号生成部５６ｃとを備えている。この各制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ8 が、各光源４２にそれぞれ供給される。
【０１４０】
伝送路６５〜６７は、例えば、有線、無線、赤外線等のいずれでも良いし、インターネットを経由しても良い。
【０１４１】
制御パルス信号生成部５６ｃは、図１０に示す例では、互いに直列接続された二つのシフトレジスタ５７を有しているが、これに限られるものではなく、シフトレジスタ５７の数は、そのビット数（出力端子数）とマイクロポンプ１０の数との関係で決めれば良い。即ち、マイクロポンプ１０の数に一つのシフトレジスタ５７のビット数が不足していれば、不足を解消することができる数のシフトレジスタ５７を互いに直列接続すれば良い。図１０中の符号ＳＢＩはシリアルビットパターンＳＢの入力端子、符号ＳＢＯは溢れたシリアルビットパターンＳＢの出力端子である。
【０１４２】
各シフトレジスタ５７は、公知のシフトレジスタであり、上記ビットセレクタ７４における動作とほぼ反対の動作によって、取り込んだシリアルビットパターンＳＢのビット情報を、クロック信号ＣＬＫのタイミングごとに各マイクロポンプ１０用に振り分け、ラッチ信号ＬＣＨのタイミングごとにパラレルに出力する。ラッチ信号ＬＣＨのタイミング間（例えば上記１０ｍｓ）は、直前の状態を保持している。このような動作によって、二つのシフトレジスタ５７から、即ち制御パルス信号生成部５６ｃから、上記制御パルス信号ＣＳ1 〜ＣＳ8 をパラレルに出力することができる。
【０１４３】
後の説明を簡略化するために、上記ビットパターン変換部５４ｂ、ビットパターンレジスタ７２、ビットセレクタ７４、クロック信号生成部７６およびラッチ信号生成部７８を含む回路を、変換回路６０ａと呼ぶことにする。
【０１４４】
この実施形態では、ビットパターンレジスタ７２は一つのポンプ出力指令値のビットパターンを記憶することができるものであれば良いので、マイクロポンプ１０の数が増大しても、ビットパターンレジスタ７２の容量を増大させる必要がない。つまり、制御装置５０に必要とする記憶部の容量を小さく抑えることができる。従って、制御装置５０の小型化かつ低コスト化を図ることができると共に、マイクロポンプ数の多い大規模なマイクロポンプ装置を構成することがより容易になる。
【０１４５】
それに加えて、各マイクロポンプ１０用のビットパターンを構成するビット情報をシリアルに伝送する方式であるので、図９に示した実施形態の効果と同様の効果を奏することができる。
【０１４６】
即ち、マイクロポンプ１０の数に依らずに、伝送路６５〜６７の数を３本にすることができる。また、制御パルス信号生成部５６ｃを複数のマイクロポンプ１０の光源４２に近付けて配置し、例えば光源基板４０に搭載し、それと分離して、制御装置５０の残りの構成要素を配置することが容易になるので、配線処理が簡単になると共に、装置構成の自由度が増大する。従ってマイクロポンプ数の増大にも容易に対応することができるので、大規模に集積されたマイクロポンプ装置を構成することが容易になる。
【０１４７】
（７）第５の実施形態
図１１に示す実施形態では、制御装置５０は、図１０に示したポンプ出力指令値記憶部５２ａおよび変換回路６０ａに加えて、外部から与えられるコマンド列ＣＯＭを解釈して、ポンプ出力指令値記憶部５２ａ内の複数のポンプ出力指令値を、マイクロポンプ１０の動作中または動作前に書き替えるコマンドインタープリタ８６を備えている。このコマンドインタープリタ８６は、図１２に示すコマンドインタープリタ８６ａと違って、ポンプ出力指令値記憶部５２ａ内のポンプ出力指令値を書き替える動作を、コマンド列ＣＯＭに応答してすぐに実行する。
【０１４８】
光源基板４０の構成は図１０に示す実施形態と同様のものであるので、ここでは図示を簡略化している。図１２に示す実施形態においても同様である。
【０１４９】
コマンド列ＣＯＭは、例えば、複数のマイクロポンプ１０のポンプ番号、ポンプ出力指令値、ポンプの起動、ポンプの停止等を指令するコマンドを含んでいる。
【０１５０】
コマンド列ＣＯＭは、例えば、ＡＳＣＩＩ（アスキー。American Standard Code for Information Interchangeの略称）文字による対話的なコマンド列である。
【０１５１】
コマンドインタープリタ８６へは、例えば、外部装置８０から、通信部８２、８４を介して、上記コマンド列ＣＯＭが与えられる。外部装置８０は、例えば、パーソナルコンピュータである。コマンド列ＣＯＭを伝送する手段としては、有線方式、無線方式、赤外線方式、インターネット経由等の公知の手段が採り得る。
【０１５２】
この実施形態では、制御装置５０が上記のようなコマンドインタープリタ８６を備えているので、外部から与えられるコマンド列ＣＯＭによって、個々のマイクロポンプ１０の動作および出力を、任意のタイミングで動的に制御することができる。従って、各マイクロポンプ１０の制御がより柔軟かつ容易になる。
【０１５３】
（８）第６の実施形態
図１２に示す実施形態では、制御装置５０は、図１１に示したコマンドインタープリタ８６の代わりに、コマンドインタープリタ８６ａ、イベント情報記憶部８８、タイマー９０、プリフェッチ部９２およびイベントマネジメント部９４を有している。
【０１５４】
コマンドインタープリタ８６ａは、外部から与えられるコマンド列ＣＯＭを解釈して、ポンプ番号、ポンプ出力指令値および実行予約時刻を組とするイベント情報（これはイベントクロージャーとも呼ばれる）を複数生成する。
【０１５５】
一つのイベント情報の構成の一例を図１３（Ａ）に示す。実行予約時刻、ポンプ番号およびポンプ出力指令値が組になっている。このような複数のイベント情報から成るイベント情報列の一例を図１３（Ｂ）に示す。この例では、実行予約時刻、ポンプ番号およびポンプ出力指令値は、いずれも、整数で表現されている。但しこれに限られるものではない。
【０１５６】
コマンドインタープリタ８６ａに与えられる上記コマンド列ＣＯＭには、この実施形態では、上記実行予約時刻を指令するコマンドも含まれている。
【０１５７】
イベント情報記憶部８８は、コマンドインタープリタ８６ａからの複数の上記イベント情報を記憶する。具体的には、図１３（Ｂ）に例示したようなイベント情報列を記憶する。
【０１５８】
タイマー９０は、基準となる時刻を刻むものである。
【０１５９】
プリフェッチ部９２は、イベント情報記憶部８８から複数のイベント情報をそれらの実行より先に取り出すものである。より具体的には、上記イベント情報列から実行予約時刻順にイベント情報を取り出す。
【０１６０】
イベントマネジメント部９４は、プリフェッチ部９２内に取り出されたイベント情報内の実行予約時刻とタイマー９０の時刻とを比較して、時刻が実行予約時刻に達しているイベント情報があれば、当該イベント情報内のポンプ番号のポンプ出力指令値をポンプ出力指令値記憶部５２ａに与えて、対応するポンプ番号のポンプ出力指令値を書き替える。これによって、対応するマイクロポンプ１０の出力が変更される。
【０１６１】
この実施形態では、制御装置５０が上記のようなコマンドインタープリタ８６ａ、イベント情報記憶部８８、イベントマネジメント部９４等を備えているので、外部から与えられるコマンド列ＣＯＭに基づくイベント情報を記憶しておいて、個々のマイクロポンプ１０をそれらの実行予約時刻にそれぞれ制御することができる。即ち、個々のマイクロポンプ１０を、外部装置８０の制御下から離れて、言わば自律的に制御することができる。しかも、制御装置５０は外部から与えられるコマンド列ＣＯＭに基づくイベント情報を記憶しておくので、制御装置５０にコマンド列を常時与える必要はなく、従ってコマンド列ＣＯＭの通信速度上の制約がなくなる。その結果、より大規模に集積されたマイクロポンプ装置にも対応することができる。
【０１６２】
イベント情報記憶部８８を不揮発性の記憶手段を用いて構成しても良く、そのようにすれば、外部装置８０からコマンド列ＣＯＭを与えた後に制御装置５０の電源を切断し更に再起動しても、自律的に個々のマイクロポンプ１０の出力を制御することができる。
【０１６３】
なお、図１１に示すコマンドインタープリタ８６等を用いる技術思想や、図１２に示すコマンドインタープリタ８６ａ、イベントマネジメント部９４等を用いる技術思想を、図１、図８、図９に示す制御装置５０に適用しても良い。
【０１６４】
（９）マイクロポンプ１０の他の例
マイクロポンプ１０は、前記ガス発生室３２を有していなくても良い。要は、光源４２からの光４４の照射を受けてガス発生材料３４から発生したガスをマイクロ流路２２に供給すれば良く、それによって前述したポンプの働きをするからである。即ち、ガス発生材料３４から発生したガスをマイクロ流路２２に供給することによって、供給したガスの体積分だけマイクロ流路２２内の液体を搬送することができ、ポンプとして働く。
【０１６５】
ガス発生室３２を有していないマイクロポンプ１０の一例を図１５に示す。
【０１６６】
このマイクロポンプ１０は、基板２１内に形成されておりかつ当該基板２１の主面に開いた開口２５を有しているマイクロ流路２２と、基板２１の前記主面にマイクロ流路２２の開口２５を覆って配置されているガス発生材料３４と、このガス発生材料３４の、前記マイクロ流路２２の開口２５を覆う領域に光４４を照射する光源４２とを有している。
【０１６７】
基板２１とガス発生材料３４とは、例えば、図示しない接着層によって接着されている。
【０１６８】
上記光源４２に、例えば図１に示す制御装置５０から前記制御パルス信号ＣＳが供給される。マイクロポンプ装置は、上記マイクロポンプ１０を複数有していても良く、その場合は、各マイクロポンプ１０の各光源４２に、例えば図８〜図１２に示す制御装置５０から複数の前記制御パルス信号ＣＳ1 、ＣＳ2 、・・・が別々に供給される。
【０１６９】
マイクロ流路２２、ガス発生材料３４、光源４２、制御装置５０等の説明は、これ以前の実施形態の説明を参照するものとし、ここでは重複説明を省略する。
【０１７０】
ガス発生材料３４の表面に、ガスを阻止するものであって透光性のガスバリア層３７を配置しておいても良い。そのようにすれば、ガス発生材料３４で発生したガスをより効率良くマイクロ流路２２に供給することができるので、マイクロ流路２２において高いガス圧を得ることが容易になる。
【０１７１】
基板２１、ガス発生材料３４およびガスバリア層３７は、例えば、フィルム状、テープ状等の形状をしていても良い。
【０１７２】
上記のようなマイクロポンプ１０によれば、マイクロポンプ１０のより小型化、薄型化が可能になる。その結果、例えば、多数のマイクロポンプ１０が大規模に集積されたマイクロポンプアレイを構成することも容易になる。
【符号の説明】
【０１７３】
１０ マイクロポンプ
２０ 流路基板
２１ 基板
２２ マイクロ流路
２５ 開口
３０ ポンプ基板
３２ ガス発生室
３４ ガス発生材料
４０ 光源基板
４２ 光源
４４ 光
５０ 制御装置
５２ ポンプ出力指令値記憶部
５２ａ ポンプ出力指令値記憶部
５４、５４ａ、５４ｂ ビットパターン変換部
５６、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ 制御パルス信号生成部
５８ シリアルデータ生成部
６４〜６７ 伝送路
７０ 巡回セレクタ
７１ 変換部
７２ ビットパターンレジスタ
７４ ビットセレクタ
７６ クロック信号生成部
７８ ラッチ信号生成部
８０ 外部装置
８６、８６ａ コマンドインタープリタ
８８ イベント情報記憶部
９０ タイマー
９２ プリフェッチ部
９４ イベントマネジメント部
ＣＳ 制御パルス信号
ＰＰ パルス列パターン
ＳＢ シリアルビットパターン
ＣＬＫ クロック信号
ＬＣＨ ラッチ信号
ＣＯＭ コマンド列
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７４】
【特許文献１】特開２００５−２９７１０２号公報
【特許文献２】特開２００７−２７９０６８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）液体の流路であるマイクロ流路と、光の照射を受けてガスを発生して当該ガスを前記マイクロ流路に供給するガス発生材料と、前記ガス発生材料に光を照射する光源とを有するマイクロポンプと、
（ｂ）各ビットが前記光源を点灯させる第１レベルと消灯させる第２レベルの２状態を取ることができる一定数の複数ビットから成るパルス列パターンを繰り返すことによって、前記光源を２値状態で明滅させる制御パルス信号を前記光源に供給する制御装置とを備えているマイクロポンプ装置。
【請求項２】
（ａ）液体の流路であるマイクロ流路と、前記マイクロ流路に連通しているガス発生室と、前記ガス発生室内に配置されていて、光の照射を受けてガスを発生して当該ガスを前記ガス発生室から前記マイクロ流路に湧出させるガス発生材料と、前記ガス発生材料に光を照射する光源とを有するマイクロポンプと、
（ｂ）各ビットが前記光源を点灯させる第１レベルと消灯させる第２レベルの２状態を取ることができる一定数の複数ビットから成るパルス列パターンを繰り返すことによって、前記光源を２値状態で明滅させる制御パルス信号を前記光源に供給する制御装置とを備えているマイクロポンプ装置。
【請求項３】
（ａ）液体の流路であって、基板内に形成されておりかつ当該基板の主面に開いた開口を有しているマイクロ流路と、前記基板の前記主面に、前記マイクロ流路の開口を覆って配置されているガス発生材料と、前記ガス発生材料の、前記マイクロ流路の開口を覆う領域に光を照射する光源とを有しているマイクロポンプと、
（ｂ）各ビットが前記光源を点灯させる第１レベルと消灯させる第２レベルの２状態を取ることができる一定数の複数ビットから成るパルス列パターンを繰り返すことによって、前記光源を２値状態で明滅させる制御パルス信号を前記光源に供給する制御装置とを備えているマイクロポンプ装置。
【請求項４】
前記制御パルス信号の各ビットのパルス幅は互いに等しくかつ一定であり、前記制御パルス信号の前記パルス列パターンは一定周期で繰り返される請求項１、２または３記載のマイクロポンプ装置。
【請求項５】
前記ガス発生材料は、前記光源の点灯による光照射によって開始された当該ガス発生材料の分解反応が、前記光源の消灯時から前記制御パルス信号の各ビットのパルス幅以下の時間内に終結するものである請求項４記載のマイクロポンプ装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記マイクロポンプの出力レベルを指令するポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部と、
前記ポンプ出力指令値記憶部内の前記ポンプ出力指令値を、前記制御パルス信号の前記パルス列パターンに対応するビットパターンに変換して出力するビットパターン変換部と、
前記ビットパターン変換部からの前記ビットパターンに基づいて前記制御パルス信号を生成する制御パルス信号生成部とを備えている請求項１ないし５のいずれかに記載のマイクロポンプ装置。
【請求項７】
前記ポンプ出力指令値記憶部は、それに記憶している前記ポンプ出力指令値を、前記マイクロポンプの動作中または動作前に書き替え可能なものである請求項６記載のマイクロポンプ装置。
【請求項８】
このマイクロポンプ装置は、複数の前記マイクロポンプを備えており、
前記制御装置は、複数の前記マイクロポンプの各光源に、複数の前記制御パルス信号を別々に供給するものである請求項１ないし７のいずれかに記載のマイクロポンプ装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記各マイクロポンプの出力レベルをそれぞれ指令する複数のポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部と、
前記ポンプ出力指令値記憶部内の前記各ポンプ出力指令値を、前記各マイクロポンプ用の前記制御パルス信号の前記パルス列パターンにそれぞれ対応する複数のビットパターンにそれぞれ変換して出力するビットパターン変換部と、
前記ビットパターン変換部からの前記各ビットパターンに基づいて前記各マイクロポンプ用の前記制御パルス信号をそれぞれ生成して、当該制御パルス信号をパラレルに出力する制御パルス信号生成部とを備えている請求項８記載のマイクロポンプ装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、
前記各マイクロポンプの出力レベルをそれぞれ指令する複数のポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部と、
前記ポンプ出力指令値記憶部内の前記各ポンプ出力指令値を、前記各マイクロポンプ用の前記制御パルス信号の前記パルス列パターンにそれぞれ対応する複数のビットパターンにそれぞれ変換して出力するビットパターン変換部と、
前記ビットパターン変換部からの前記各マイクロポンプ用の各ビットパターンを構成するビット情報をシリアルに出力するシリアルデータ生成部と、
前記シリアルデータ生成部からの前記ビット情報に基づいて、前記各マイクロポンプ用の前記制御パルス信号をパラレルに生成して、当該制御パルス信号をパラレルに出力する制御パルス信号生成部とを備えている請求項８記載のマイクロポンプ装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、
前記各マイクロポンプの出力レベルをそれぞれ指令する複数のポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部と、
シリアルのビット情報の伝送を同期させるクロック信号を生成するクロック信号生成部と、
前記クロック信号を前記マイクロポンプの数だけカウントしてラッチ信号を生成するラッチ信号生成部と、
前記ポンプ出力指令値記憶部内の前記各ポンプ出力指令値を、一つのポンプ出力指令値ずつ前記クロック信号のタイミングで順次取り出して、前記マイクロポンプ用の前記制御パルス信号の前記パルス列パターンに対応するビットパターンに変換して出力するビットパターン変換部と、
前記ビットパターン変換部から出力される一つのポンプ出力指令値のビットパターンを記憶するビットパターンレジスタと、
前記ビットパターンレジスタ内のビットパターンから前記クロック信号のタイミングごとに１ビットのビット情報を取り出し、かつ当該ビット情報を取り出す位置を前記ラッチ信号に従って一つずつシフトすることによって、前記複数のマイクロポンプ用の複数のビットパターンの同一桁のビット情報をシリアルビットパターンとして出力するビットセレクタと、
前記ビットセレクタからの前記シリアルビットパターン、前記クロック信号生成部からの前記クロック信号および前記ラッチ信号生成部からの前記ラッチ信号をそれぞれ伝送する３本の伝送路と、
前記３本の伝送路からの前記シリアルビットパターン、前記クロック信号および前記ラッチ信号を取り込むシフトレジスタを有していて、前記シリアルビットパターンに基づいて、前記各マイクロポンプ用の前記制御パルス信号をパラレルに生成して、当該制御パルス信号をパラレルに出力する制御パルス信号生成部とを備えている請求項８記載のマイクロポンプ装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、外部から与えられるコマンド列を解釈して、前記ポンプ出力指令値記憶部内の複数のポンプ出力指令値を、前記マイクロポンプの動作中または動作前に書き替えるコマンドインタープリタを更に備えている請求項９、１０または１１記載のマイクロポンプ装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、
外部から与えられるコマンド列を解釈して、ポンプ番号、ポンプ出力指令値および実行予約時刻を組とするイベント情報を複数生成するコマンドインタープリタと、
複数の前記イベント情報を記憶するイベント情報記憶部と、
時刻を刻むタイマーと、
前記イベント情報記憶部から複数の前記イベント情報をそれらの実行より先に取り出すプリフェッチ部と、
前記プリフェッチ部内に取り出された前記イベント情報内の実行予約時刻と前記タイマーの時刻とを比較して、時刻が実行予約時刻に達しているイベント情報があれば、当該イベント情報内のポンプ番号のポンプ出力指令値を前記ポンプ出力指令値記憶部に与えて、対応するポンプ番号のポンプ出力指令値を書き替えるイベントマネジメント部とを更に備えている請求項９、１０または１１記載のマイクロポンプ装置。
【請求項１】
（ａ）液体の流路であるマイクロ流路と、光の照射を受けてガスを発生して当該ガスを前記マイクロ流路に供給するガス発生材料と、前記ガス発生材料に光を照射する光源とを有するマイクロポンプと、
（ｂ）各ビットが前記光源を点灯させる第１レベルと消灯させる第２レベルの２状態を取ることができる一定数の複数ビットから成るパルス列パターンを繰り返すことによって、前記光源を２値状態で明滅させる制御パルス信号を前記光源に供給する制御装置とを備えているマイクロポンプ装置。
【請求項２】
（ａ）液体の流路であるマイクロ流路と、前記マイクロ流路に連通しているガス発生室と、前記ガス発生室内に配置されていて、光の照射を受けてガスを発生して当該ガスを前記ガス発生室から前記マイクロ流路に湧出させるガス発生材料と、前記ガス発生材料に光を照射する光源とを有するマイクロポンプと、
（ｂ）各ビットが前記光源を点灯させる第１レベルと消灯させる第２レベルの２状態を取ることができる一定数の複数ビットから成るパルス列パターンを繰り返すことによって、前記光源を２値状態で明滅させる制御パルス信号を前記光源に供給する制御装置とを備えているマイクロポンプ装置。
【請求項３】
（ａ）液体の流路であって、基板内に形成されておりかつ当該基板の主面に開いた開口を有しているマイクロ流路と、前記基板の前記主面に、前記マイクロ流路の開口を覆って配置されているガス発生材料と、前記ガス発生材料の、前記マイクロ流路の開口を覆う領域に光を照射する光源とを有しているマイクロポンプと、
（ｂ）各ビットが前記光源を点灯させる第１レベルと消灯させる第２レベルの２状態を取ることができる一定数の複数ビットから成るパルス列パターンを繰り返すことによって、前記光源を２値状態で明滅させる制御パルス信号を前記光源に供給する制御装置とを備えているマイクロポンプ装置。
【請求項４】
前記制御パルス信号の各ビットのパルス幅は互いに等しくかつ一定であり、前記制御パルス信号の前記パルス列パターンは一定周期で繰り返される請求項１、２または３記載のマイクロポンプ装置。
【請求項５】
前記ガス発生材料は、前記光源の点灯による光照射によって開始された当該ガス発生材料の分解反応が、前記光源の消灯時から前記制御パルス信号の各ビットのパルス幅以下の時間内に終結するものである請求項４記載のマイクロポンプ装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記マイクロポンプの出力レベルを指令するポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部と、
前記ポンプ出力指令値記憶部内の前記ポンプ出力指令値を、前記制御パルス信号の前記パルス列パターンに対応するビットパターンに変換して出力するビットパターン変換部と、
前記ビットパターン変換部からの前記ビットパターンに基づいて前記制御パルス信号を生成する制御パルス信号生成部とを備えている請求項１ないし５のいずれかに記載のマイクロポンプ装置。
【請求項７】
前記ポンプ出力指令値記憶部は、それに記憶している前記ポンプ出力指令値を、前記マイクロポンプの動作中または動作前に書き替え可能なものである請求項６記載のマイクロポンプ装置。
【請求項８】
このマイクロポンプ装置は、複数の前記マイクロポンプを備えており、
前記制御装置は、複数の前記マイクロポンプの各光源に、複数の前記制御パルス信号を別々に供給するものである請求項１ないし７のいずれかに記載のマイクロポンプ装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記各マイクロポンプの出力レベルをそれぞれ指令する複数のポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部と、
前記ポンプ出力指令値記憶部内の前記各ポンプ出力指令値を、前記各マイクロポンプ用の前記制御パルス信号の前記パルス列パターンにそれぞれ対応する複数のビットパターンにそれぞれ変換して出力するビットパターン変換部と、
前記ビットパターン変換部からの前記各ビットパターンに基づいて前記各マイクロポンプ用の前記制御パルス信号をそれぞれ生成して、当該制御パルス信号をパラレルに出力する制御パルス信号生成部とを備えている請求項８記載のマイクロポンプ装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、
前記各マイクロポンプの出力レベルをそれぞれ指令する複数のポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部と、
前記ポンプ出力指令値記憶部内の前記各ポンプ出力指令値を、前記各マイクロポンプ用の前記制御パルス信号の前記パルス列パターンにそれぞれ対応する複数のビットパターンにそれぞれ変換して出力するビットパターン変換部と、
前記ビットパターン変換部からの前記各マイクロポンプ用の各ビットパターンを構成するビット情報をシリアルに出力するシリアルデータ生成部と、
前記シリアルデータ生成部からの前記ビット情報に基づいて、前記各マイクロポンプ用の前記制御パルス信号をパラレルに生成して、当該制御パルス信号をパラレルに出力する制御パルス信号生成部とを備えている請求項８記載のマイクロポンプ装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、
前記各マイクロポンプの出力レベルをそれぞれ指令する複数のポンプ出力指令値を記憶するポンプ出力指令値記憶部と、
シリアルのビット情報の伝送を同期させるクロック信号を生成するクロック信号生成部と、
前記クロック信号を前記マイクロポンプの数だけカウントしてラッチ信号を生成するラッチ信号生成部と、
前記ポンプ出力指令値記憶部内の前記各ポンプ出力指令値を、一つのポンプ出力指令値ずつ前記クロック信号のタイミングで順次取り出して、前記マイクロポンプ用の前記制御パルス信号の前記パルス列パターンに対応するビットパターンに変換して出力するビットパターン変換部と、
前記ビットパターン変換部から出力される一つのポンプ出力指令値のビットパターンを記憶するビットパターンレジスタと、
前記ビットパターンレジスタ内のビットパターンから前記クロック信号のタイミングごとに１ビットのビット情報を取り出し、かつ当該ビット情報を取り出す位置を前記ラッチ信号に従って一つずつシフトすることによって、前記複数のマイクロポンプ用の複数のビットパターンの同一桁のビット情報をシリアルビットパターンとして出力するビットセレクタと、
前記ビットセレクタからの前記シリアルビットパターン、前記クロック信号生成部からの前記クロック信号および前記ラッチ信号生成部からの前記ラッチ信号をそれぞれ伝送する３本の伝送路と、
前記３本の伝送路からの前記シリアルビットパターン、前記クロック信号および前記ラッチ信号を取り込むシフトレジスタを有していて、前記シリアルビットパターンに基づいて、前記各マイクロポンプ用の前記制御パルス信号をパラレルに生成して、当該制御パルス信号をパラレルに出力する制御パルス信号生成部とを備えている請求項８記載のマイクロポンプ装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、外部から与えられるコマンド列を解釈して、前記ポンプ出力指令値記憶部内の複数のポンプ出力指令値を、前記マイクロポンプの動作中または動作前に書き替えるコマンドインタープリタを更に備えている請求項９、１０または１１記載のマイクロポンプ装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、
外部から与えられるコマンド列を解釈して、ポンプ番号、ポンプ出力指令値および実行予約時刻を組とするイベント情報を複数生成するコマンドインタープリタと、
複数の前記イベント情報を記憶するイベント情報記憶部と、
時刻を刻むタイマーと、
前記イベント情報記憶部から複数の前記イベント情報をそれらの実行より先に取り出すプリフェッチ部と、
前記プリフェッチ部内に取り出された前記イベント情報内の実行予約時刻と前記タイマーの時刻とを比較して、時刻が実行予約時刻に達しているイベント情報があれば、当該イベント情報内のポンプ番号のポンプ出力指令値を前記ポンプ出力指令値記憶部に与えて、対応するポンプ番号のポンプ出力指令値を書き替えるイベントマネジメント部とを更に備えている請求項９、１０または１１記載のマイクロポンプ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−２８７５５２（Ｐ２００９−２８７５５２Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４８７６（Ｐ２００９−５４８７６）
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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