(57)【要約】【課題】簡易な構造で液を吐出可能な液吐出ユニットの提供。【解決手段】液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、前記膜状部材における、前記吐出口から吐出する前記液が配置される側に位置し、前記膜状部材の位置を変位させて前記吐出口から前記液を吐出させる変位部材と、を有する液吐出ヘッドである。【選択図】図１Ａ
2020092692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、
前記膜状部材における、前記吐出口から吐出する前記液が配置される側に位置し、前記膜状部材の位置を変位させて前記吐出口から前記液を吐出させる変位部材と、
を有することを特徴とする液吐出ヘッド。
【請求項２】
前記変位部材が前記膜状部材と当接する、請求項１に記載の液吐出ヘッド。
【請求項３】
前記変位部材が、前記膜状部材の周縁部を囲むように位置し、前記膜状部材に配置される前記液を保持可能である、請求項１から２のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
【請求項４】
前記変位部材における表面の少なくとも一部が、前記液との接触を遮断するコーティング膜を有する、請求項１から３のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
【請求項５】
前記膜状部材における前記液が配置される側に位置し、前記変位部材における、前記膜状部材と当接する側と反対側を固定する固定部材を更に有する、請求項１から４のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
【請求項６】
前記変位部材の上に配置される前記液を収容可能な液収容室を更に有する、請求項３から５のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
【請求項７】
前記液収容室の外側に、前記変位部材に電圧を印加するための電極を更に有する、請求項６に記載の液吐出ヘッド。
【請求項８】
前記膜状部材における前記液が配置される側に、前記膜状部材と対向して配置された蓋部を更に有する、請求項６から７のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
【請求項９】
前記膜状部材の上に配置される前記液を収容可能な液収容室と、
前記液収容室と前記変位部材とを接続する接続部材と、
を更に有する、請求項１に記載の液吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記液収容室が開口部を有する、請求項９に記載の液吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記接続部材が前記液収容室を着脱可能に接続する、請求項９から１０のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記膜状部材が複数であり、前記接続部材が、前記膜状部材を隣接配置可能に接続する、請求項９から１１のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
【請求項１３】
液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、
前記膜状部材における周縁部の少なくとも一部に接続され、前記膜状部材の位置を変位させて前記吐出口から前記液を吐出させる変位部材と、を有し、
前記変位部材が前記膜状部材の位置を変位させている間、前記膜状部材が変形しない、
ことを特徴とする液吐出ヘッド。
【請求項１４】
前記変位部材が、前記膜状部材における前記液が配置される側に位置する、請求項１３に記載の液吐出ヘッド。
【請求項１５】
液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、
前記膜状部材の位置を変位させて前記吐出口から前記液を吐出させる変位部材と、
前記膜状部材が着脱可能となるように、前記膜状部材と前記変位部材とを接続する接続部材と、
を有することを特徴とする液吐出ヘッド。
【請求項１６】
前記膜状部材の上に配置される前記液を収容可能な液収容室を更に有する、請求項１５に記載の液吐出ヘッド。
【請求項１７】
液を吐出する吐出口を有する液保持部と、
前記液保持部の位置を変位させて前記吐出口から前記液を吐出させる変位部材と、
を有することを特徴とする液吐出ヘッド。
【請求項１８】
前記変位部材が、前記吐出口から前記液を吐出する方向と略平行な方向に前記液保持部を往復動させて、前記液保持部の位置を変位させる、請求項１７に記載の液吐出ヘッド。
【請求項１９】
前記吐出口から吐出する前記液が粒子を含む、請求項１から１８のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれかに記載の液吐出ヘッドを有することを特徴とする液吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液吐出ヘッド及び液吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、細胞を含む細胞溶液をインクジェットヘッドで吐出することにより、細胞チップや３次元的な組織体を形成する技術の開発が盛んに行われている。
インクジェットヘッドの方式としては、圧電素子を用いた圧電加圧方式、ヒータを用いたサーマル方式、静電引力によって液を引っ張る静電方式などが挙げられる。これらの中でも、圧電加圧方式のインクジェットヘッドは、その他の方式のインクジェットヘッドと比べて、熱や電場によるダメージを細胞に与え難いため、細胞溶液の液滴を吐出する際に好適に用いることができる。
【０００３】
しかし、一般的な圧電加圧方式のインクジェットヘッドは、加圧液室における液の圧縮を利用して液滴を形成するため、加圧液室内に気泡が混入した際には液を圧縮しにくくなり、液滴を吐出できないことがある。
また、一般的なインクジェットインクで用いられる界面活性剤は、細胞にダメージを与えることがあるため、細胞溶液には用いることが難しい。そのため、細胞溶液における溶媒としては、水が用いられることが多いが、溶媒として水を用いた場合には、水が高い表面張力を持つため気泡を巻き込みやすい。
【０００４】
さらに、細胞溶液などの粒子が懸濁した液をインクジェットヘッドで吐出する際には、粒子の沈降等に起因して、吐出した液滴に含まれる粒子の数が大きくばらついてしまうことがある。
【０００５】
これらの問題を解決するため、液体保持部内を大気に開放する大気開放部を有し、ノズル部が形成された膜状部材を振動させることにより液滴を形成する液滴形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、簡易な構造で液を吐出可能な液吐出ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための手段としての本発明の液吐出ヘッドは、一つの態様においては、
液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、
膜状部材における、吐出口から吐出する液が配置される側に位置し、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材と、を有する。
【０００８】
上記の課題を解決するための手段としての本発明の液吐出ヘッドは、他の一つの態様においては、
液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、
膜状部材における周縁部の少なくとも一部に接続され、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材と、を有し、
膜状部材が変位部材による変位では変形しない。
【０００９】
上記の課題を解決するための手段としての本発明の液吐出ヘッドは、他の一つの態様においては、
液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、
膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材と、
膜状部材が着脱可能となるように、膜状部材と変位部材とを接続する接続部材と、を有する。
【００１０】
上記の課題を解決するための手段としての本発明の液吐出ヘッドは、他の一つの態様においては、
液を吐出する吐出口を有する液保持部と、
液保持部の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、簡易な構造で液を吐出可能な液吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは、第１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、第１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、第２の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
【図４】図４は、第３の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第４の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略上面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第４の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略断面図である。
【図６】図６は、第４の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第４の実施形態に係る液吐出ヘッドの変形例における概略上面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第４の実施形態に係る液吐出ヘッドの変形例における概略断面図である。
【図８】図８は、第５の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、第６の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略上面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、第６の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、第７の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略上面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第７の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第８の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略上面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第８の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、第９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、膜状部材の吐出面側から見たときの斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、第９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、膜状部材の液を配置する側（液収容室側）から見たときの斜視図である。
【図１３】図１３は、第９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
【図１４】図１４は、第１０の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、第１１の実施形態における液吐出ヘッドを示す概略図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａに示した液吐出ヘッドが液を吐出する動作を示す説明図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、第１１の実施形態における液吐出装置により液吐出ヘッドの吐出面がクリーニングされる動作を示す説明図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、第１１の実施形態における液吐出装置により液吐出ヘッドの吐出面がクリーニングされる動作を示す説明図である。
【図１７】図１７は、第１２の実施形態における液吐出ヘッドを示す概略図である。
【図１８】図１８は、液吐出ヘッドにおける蓋部の有無により、液吐出ヘッドに収容された液の経時的な蒸発液量を比較したグラフである。
【図１９】図１９は、第１３の実施形態における液吐出ヘッドを示す概略図である。
【図２０】図２０は、第１４の実施形態における液吐出装置の一例を示す概略図である。
【図２１】図２１は、第１５の実施形態に係る液吐出ヘッド（液吐出ユニット）の一例を示す概略正面図である。
【図２２】図２２は、第１５の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略底面図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、接続部材から液収容部を支持している様子の一例を示す概略正面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、接続部材から液収容部を取り外している途中の様子の一例を示す概略正面図である。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、接続部材から液収容部を取り外した後の様子の一例を示す概略正面図である。
【図２４】図２４は、第１５の実施形態に係る液吐出ユニットを複数配置した場合の一例を示す概略側面図である。
【図２５】図２５は、第１５の実施形態に係る液吐出ユニットを複数配置した場合の一例を示す概略底面図である。
【図２６】図２６は、第１６の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略正面図である。
【図２７】図２７は、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略正面図である。
【図２８】図２８は、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略上面図である。
【図２９】図２９は、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略側面図である。
【図３０】図３０は、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略底面図である。
【図３１】図３１は、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットにおいて、液収容部を接続部材から取り外すことなく、液収容部に収容された液の操作を行う場合の様子の一例を示す概略図である。
【図３２Ａ】図３２Ａは、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの変形例における、一側面から見たときの斜視図である。
【図３２Ｂ】図３２Ｂは、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの変形例における、他の側面から見たときの斜視図である。
【図３３Ａ】図３３Ａは、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの変形例を複数並べて多チャンネル化した場合における、一側面から見たときの斜視図である。
【図３３Ｂ】図３３Ｂは、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの変形例を複数並べて多チャンネル化した場合における、他の側面から見たときの斜視図である。
【図３４】図３４は、第１８の実施形態に係る液吐出ユニットにおいて、付着防止部を介して、液収容部を接続部材から取り外すことなく、液収容部に収容された液の操作を行う場合の様子の一例を示す概略図である。
【図３５】図３５は、第１８の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略側面図である。
【図３６】図３６は、第１５の実施形態に係る液吐出ユニットを備える液吐出装置の一例を示す概略側面図である。
【図３７】図３７は、図３６の制御手段７０のハードウェアの一例を示すブロック図である。
【図３８】図３８は、第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略正面図である。
【図３９Ａ】図３９Ａは、第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略側面図である。
【図３９Ｂ】図３９Ｂは、第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における吐出口近傍を示す概略断面図である。
【図３９Ｃ】図３９Ｃは、第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における吐出口近傍を示す概略底面図である。
【図４０Ａ】図４０Ａは、３つの第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す概略側面図である。
【図４０Ｂ】図４０Ｂは、３つの第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す概略底面図である。
【図４１Ａ】図４１Ａは、８つの第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す側面図である。
【図４１Ｂ】図４１Ｂは、８つの第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す底面図である。
【図４１Ｃ】図４１Ｃは、８つの第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合における、一側面から見たときの斜視図である。
【図４１Ｄ】図４１Ｄは、８つの第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合における、他の側面から見たときの斜視図である。
【図４２Ａ】図４２Ａは、２つの第２０の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す概略側面図である。
【図４２Ｂ】図４２Ｂは、３つの第２０の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す概略底面図である。
【図４２Ｃ】図４２Ｃは、２つの第２０の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合における吐出口近傍を示す概略断面図である。
【図４２Ｄ】図４２Ｄは、２つの第２０の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す底面図である。
【図４３Ａ】図４３Ａは、第２０の実施形態に係る液吐出ヘッドを変位させて、吐出口から液を吐出する際の様子の一例を示す概略断面図である。
【図４３Ｂ】図４３Ｂは、第２０の実施形態に係る液吐出ヘッドを変位させて、吐出口から液を吐出する際の様子の一例を示す概略断面図である。
【図４４Ａ】図４４Ａは、第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略正面図である。
【図４４Ｂ】図４４Ｂは、第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略側面図である。
【図４４Ｃ】図４４Ｃは、第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略底面図である。
【図４４Ｄ】図４４Ｄは、第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における吐出口近傍を示す概略断面図である。
【図４５】図４５は、２つの第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合の一例を示す概略側面図である。
【図４６】図４６は、２つの第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドの変形例を、隣接配置させて多チャンネル化した場合の一例を示す概略側面図である。
【図４７Ａ】図４７Ａは、第２２の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略正面図である。
【図４７Ｂ】図４７Ｂは、第２２の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略側面図である。
【図４７Ｃ】図４７Ｃは、第２２の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略底面図である。
【図４７Ｄ】図４７Ｄは、第２２の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における吐出口近傍の様子の一例を示す概略断面図である。
【図４７Ｅ】図４７Ｅは、第２２の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における吐出口近傍の様子の他の一例を示す概略断面図である。
【図４８Ａ】図４８Ａは、第２３の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略正面図である。
【図４８Ｂ】図４８Ｂは、第２３の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略側面図である。
【図４８Ｃ】図４８Ｃは、第２３の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略底面図である。
【図４９】図４９は、第２４の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（液吐出ヘッド）
本発明の液吐出ヘッド（液吐出ユニット）は、一つの態様においては、液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、膜状部材における、吐出口から吐出する液が配置される側に位置し、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材と、を有し、固定部材、液収容室、電極、蓋部、接続部材を更に有することが好ましく、必要に応じてその他の部材を有する。
また、本発明の液吐出ヘッドは、他の一つの態様においては、液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、膜状部材における周縁部の少なくとも一部に接続され、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材とを有し、変位部材が膜状部材の位置を変位させている間、膜状部材が変形せず、固定部材、液収容室、電極、蓋部を更に有することが好ましく、必要に応じてその他の部材を有する。
さらに、本発明の液吐出ヘッドは、他の一つの態様においては、液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材と、膜状部材が着脱可能となるように、膜状部材と変位部材とを接続する接続部材とを有し、固定部材、液収容室、電極、蓋部を更に有することが好ましく、必要に応じてその他の部材を有する。
加えて、本発明の液吐出ヘッドは、他の一つの態様においては、液を吐出する吐出口を有する液保持部材と、液保持部材における、吐出口から液を吐出する側と反対側に位置し、液保持部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材とを有し、固定部材、電極、蓋部、接続部材を更に有することが好ましく、必要に応じてその他の部材を有する。
【００１４】
本発明の液吐出ヘッドは、従来の液吐出ヘッドでは、液吐出ヘッドが複雑な構造をなってしまい、小型化することが難しく、メンテナンス性も十分でない場合があるという知見に基づくものである。
【００１５】
特許文献１などで開示されている従来の液吐出ヘッドにおいては、ノズル部が形成された膜状部材（ノズル板）を振動させることにより液滴を形成する。具体的には、従来の液吐出ヘッドにおいては、膜状部材に設置された圧電素子などにより、膜状部材のノズル部（吐出口）の近傍を大きく振動させる（変形させる）ことで、液滴を形成して吐出する。より具体的には、従来の液吐出ヘッドにおいては、例えば、膜状部材の変形に伴い吐出口が変位し、吐出する液に圧力上昇が生じることにより、吐出口より液滴が吐出される。そのため、従来の液吐出ヘッドにおいては、吐出口を変形させることができるように膜状部材が或る程度の長さを有している必要があり、簡易な構造とすることができず、小型化することが困難であった。さらに、吐出口を変形させるために、剛性の高い膜状部材は適用困難であり、膜状部材の大きさや厚みに制限が加わるという問題もあった。
【００１６】
また、特許文献１などで開示されている従来の液吐出ヘッドでは、膜状部材下面の周縁部にリング状の圧電素子が配置されているため、簡易な構造とすることができず、膜状部材の中央に配置されている吐出口をメンテナンス（クリーニング）しにくい場合があった。また、従来の液吐出ヘッドにおいては、吐出口に汚れが付着したままであると、吐出方向が不安定になったり、吐出不能となったりし、吐出安定性が悪化するという問題があった。
【００１７】
そこで、本発明者らは、上記の問題などを解決可能な簡易な構造の液吐出ヘッド等について鋭意検討を重ね、本発明を想到した。すなわち、本発明者らは、下記に示すようないくつかの態様の液吐出ヘッドが、簡易な構造で液を吐出可能であることを見出した。
【００１８】
ここで、本発明の液吐出ヘッドの一つの態様において、液吐出ヘッドは、液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、膜状部材における、吐出口から吐出する液が配置される側に位置し、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材とを有する。なお、以下では、液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、膜状部材における、吐出口から吐出する液が配置される側に位置し、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材とを有する態様を、「第１の態様」と称する場合がある。
【００１９】
第１の態様では、吐出口から吐出する液が配置される側に変位部材が位置するため、吐出口が形成されている膜状部材が液吐出ヘッドの下部に配置されることになるので、膜状部材の液を吐出する側（膜状部材の下面側）に変位部材などの他の部材を配置する必要がなく、簡易な構造とすることができ、平らな膜状部材の下面側の吐出口近傍のメンテナンス（クリーニング）が容易になり、メンテナンス性に優れる。
さらに、第１の態様では、変位部材が、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させるため、上述した従来の液吐出ヘッドのように、膜状部材の吐出口の近傍を大きく振動させる（変形させる）必要がなく、例えば、膜状部材全体の位置を変位させることにより、液を吐出することができる。また、第１の態様においては、例えば、従来の液吐出ヘッドとは異なり、膜状部材の端部（周縁部）の位置が変位する。つまり、第１の態様では、例えば、膜状部材の位置が変位することに伴って吐出口が変位し、吐出する液に圧力上昇が生じることにより、吐出口から液滴を吐出する。このため、第１の態様においては、膜状部材を変形させることは必須でないため、簡易な構造とすることができ、従来よりも小さい（短い）膜状部材を用いることができる。したがって、第１の態様においては、従来の液吐出ヘッドに比べて、小型化することができる。
【００２０】
次に、本発明の液吐出ヘッドの他の一つの態様において、液吐出ヘッドは、液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、膜状部材における周縁部の少なくとも一部に接続され、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材とを有し、変位部材が膜状部材の位置を変位させている間、膜状部材が変形しない。なお、以下では、液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、膜状部材における周縁部の少なくとも一部に接続され、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材とを有し、変位部材が膜状部材の位置を変位させている間、膜状部材が変形しない態様を、「第２の態様」と称する場合がある。
【００２１】
第２の態様においては、変位部材が膜状部材の位置を変位させている間、膜状部材が変形しない。このため、剛性の高い膜状部材を適用可能であり、膜状部材の大きさや厚みを適宜選択することができるため、簡易な構造とすることができ、従来よりも小さい（短い）膜状部材を用いることができる。したがって、第２の態様においては、従来の液吐出ヘッドに比べて、小型化することができる。なお、第２の態様においても、第１の態様と同様に、例えば、膜状部材の位置が変位することに伴って吐出口が変位し、吐出する液に圧力上昇が生じることにより、吐出口から液滴を吐出する。
また、第２の態様においては、剛性の高い膜状部材を適用可能であることにより、液吐出ヘッドの液を連続で吐出する際の耐久性を向上できるとともに、ブラシなどのクリーニング装置を用いて膜状部材の液を吐出する側（膜状部材の下面側）をクリーニングする際における膜状部材の損傷を抑制できる。言い換えると、第２の態様においては、剛性の高い膜状部材を適用可能であることにより、簡易な構造とすることができ、耐久性も高くすることができるため、従来の液吐出ヘッドよりもメンテナンス性に優れる。
【００２２】
次に、本発明の液吐出ヘッドの他の一つの態様において、液吐出ヘッドは、液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材と、膜状部材が着脱可能となるように、膜状部材と変位部材とを接続する接続部材とを有する。なお、以下では、液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材と、膜状部材が着脱可能となるように、膜状部材と変位部材とを接続する接続部材とを有する態様を、「第３の態様」と称する場合がある。
【００２３】
第３の態様においては、第１の態様と同様に、変位部材が、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させるため、膜状部材を変形させることは必須でないため、簡易な構造とすることができ、従来よりも小さい（短い）膜状部材を用いることができる。したがって、第３の態様においては、従来の液吐出ヘッドに比べて、小型化することができる。
また、第３の態様では、接続部材が、膜状部材が着脱可能となるように、膜状部材と変位部材とを接続する。このため、第３の態様においては、膜状部材を取り外すことができるので、液吐出ヘッドのクリーニングを行う際に、膜状部材のみを容易に取り外して、膜状部材による簡易な構造としてクリーニングすることができる。また、膜状部材が取り外し可能であることにより、吐出する液を変更する際などに、膜状部材を容易に交換すること（ディスポーザブル）ができる。このため、第３の態様においては、膜状部材が損傷した場合などにおいても、膜状部材を容易に交換することができるため、液吐出ヘッドのメンテナンス性を向上させることができる。さらに、第３の態様においては、吐出する液を変更する際の液どうしのコンタミネーションなどをより確実に抑制することが求められる場面においても、膜状部材のクリーニングを行うことなく、膜状部材を交換することにより対応可能であり、膜状部材のクリーニングに必要となる時間を短縮することができ、メンテナンス性に優れる。
【００２４】
次に、本発明の液吐出ヘッドの他の一つの態様において、液吐出ヘッドは、液を吐出する吐出口を有する液保持部と、液保持部の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材とを有する。なお、以下では、液を吐出する吐出口を有する液保持部と、液保持部の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材とを有する態様を、「第４の態様」と称する場合がある。
【００２５】
第４の態様においては、変位部材が、液保持部の位置を変位させて吐出口から液を吐出させるため、膜状部材を有することが必須ではなく、液保持部材の形状の自由度がより高く、簡易な構造とすることができ、上述した従来の液吐出ヘッドよりも小型化することができる。また、第４の態様では、つまり、第４の態様では、例えば、液保持部の位置が変位することに伴って吐出口が変位し、吐出する液に圧力上昇が生じることにより、吐出口から液滴を吐出する。このため、第４の態様においては、膜状部材を有する場合であっても、当該膜状部材を変形させることは必須でないため、簡易な構造とすることができ、従来よりも小さい（短い）膜状部材を用いることができる。したがって、第４の態様においては、従来の液吐出ヘッドに比べて、小型化することができる。
また、第４の形態では、変位部材が液保持部の位置を変位させて吐出口から液を吐出させるため、液保持部における吐出口近傍に変位部材を配置する必要がなく、簡易な構造とすることができ、液保持部材の下面側の吐出口近傍のメンテナンス（クリーニング）が容易になり、メンテナンス性に優れる。
【００２６】
以上、説明したように、本発明の液吐出ヘッドにおいては、上記の第１の態様〜第４の態様のいずれであっても、簡易な構造で液を吐出可能である。また、上述したように、上記の第１の態様〜第４の態様のいずれかの態様とすることにより、例えば、液吐出ヘッドを小型化でき、メンテナンス性も向上させることができる。
【００２７】
また、液吐出ヘッドを小型化することができると、１つの液吐出装置に多くの液吐出ヘッドを設置することができる。そのため、本発明の液吐出ヘッドを有する液吐出装置は、例えば、細胞溶液（細胞懸濁液）を吐出して複数の細胞からなる組織体を形成する際、より短時間で組織体を形成することができるため、形成時における細胞の生存率の低下を抑制することができる。
【００２８】
本発明の液吐出ヘッドにおいては、上述したように、膜状部材や液保持部の位置を変位させることにより液を吐出する。そのため、本発明の液吐出ヘッドは、液を吐出する際に膜状部材や液保持部の位置を変位させることや、液を吐出しない程度に膜状部材や液保持部の位置を変位させることにより、液吐出ヘッドが液収容室や液保持部を有する場合などに、吐出する液を撹拌することができる。
【００２９】
以下では、上述した第１の態様〜第４の態様のそれぞれの部材について、説明する。
【００３０】
〔第１の態様〕
本発明における第１の態様では、液吐出ヘッドは、液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、膜状部材における、吐出口から吐出する液が配置される側に位置し、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材とを有する。
【００３１】
＜膜状部材＞
第１の態様における膜状部材（膜上部）としては、吐出口を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００３２】
膜状部材の形状として特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平板状（膜状）とすることができる。また、膜状部材の平面形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、略真円状、楕円状、多角形などが挙げられる。これらの中でも、膜状部材の平面形状としては、略真円状であることが好ましい。なお、平面形状とは、膜状部材を平面視したときの形状を意味する。
【００３３】
膜状部材の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、φ（直径）２０ｍｍなどとすることができる。
膜状部材の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、０．０５ｍｍなどとすることができる。
【００３４】
膜状部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム等の金属、ＡＢＳ、ポリカーボネート、フッ素樹脂等のプラスチックス（樹脂材料）、二酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスなどが挙げられる。
また、膜状部材の材質としては、ある程度の硬さを有する材質とすることが好ましい。膜状部材の材質がある程度の硬さを有すると、膜状部材が簡単に振動せず、吐出しないときに直ちに振動を抑えることが容易になる点で有利である。
【００３５】
ある程度の硬さがある材質としては、例えば、金属、セラミック、樹脂（高分子）材料などが挙げられる。さらに、これらの中でも、吐出する液が粒子を含む場合であって、粒子として細胞やタンパク質を用いる際には、細胞やタンパク質に対する付着性の低い材料を用いることが好ましい。
【００３６】
細胞の付着性は、材質の水との接触角に依存するとされており、材質の親水性が高い又は疎水性が高いときには、細胞の付着性は低くなる傾向がある。
親水性の高い材料としては、例えば、金属、セラミック（金属酸化物）などが挙げられる。また、疎水性が高い材料としては、例えば、フッ素樹脂などが挙げられる。
金属としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウムなどが挙げられる。
セラミックとしては、例えば、酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニアなどが挙げられる。
【００３７】
また、膜状部材の材料表面をコーティングすることで細胞の付着性を低下させることも好ましい。膜状部材の材料表面に対するコーティングとしては、例えば、材料表面を前述の金属又は金属酸化物材料によるコーティングや、細胞膜を模した合成リン脂質ポリマー（例えば、日油株式会社製、Ｌｉｐｉｄｕｒｅ）によるコーティングなどが挙げられる。
【００３８】
また、膜状部材における吐出面とは、膜状部材において液を吐出する側の面であり、例えば、膜状部材の下面となる。
【００３９】
＜＜吐出口＞＞
吐出口（ノズル）とは、膜状部材上に配置された液を吐出する口（孔）を意味する。吐出口は、例えば、膜状部材の上面と下面とを貫通する貫通孔として形成されている。
なお、吐出口としては、その配列数、配列態様、間隔（ピッチ）、開口形状、開口の大きさなどについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４０】
吐出口の開口形状としては、特に制限はなく、円形（真円状）、楕円形、四角形などが挙げられる。
吐出口の平均径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。吐出口の平均径としては、液が粒子を含む場合には、粒子が液吐出口に詰まることを避けるため、粒子の大きさの２倍以上とすることが好ましい。
粒子が、例えば、動物細胞、特にヒトの細胞である場合、ヒトの細胞の大きさは、５μｍ以上５０μｍ以下であるため、ノズルの平均径は、使用する細胞に合わせて、１０μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。
一方で、液滴が大きくなり過ぎることを抑制し、微小液滴を形成することをより容易にするため、吐出口の平均径は、２００μｍ以下であることが好ましい。したがって、吐出口の平均径は、１０μｍ以上２００μｍ以下がより好ましい。
【００４１】
膜状部材における吐出口の位置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平面視したときの膜状部材の中心であってもよいし、平面視したときの膜状部材の中心以外の位置であってもよい。
【００４２】
＜＜＜液＞＞＞
吐出口から吐出する液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオン交換水、蒸留水、純水、生理食塩水、アルコール、鉱物油、植物油等の様々な有機溶媒などが挙げられる。吐出口から吐出する液は、粒子を含むことが好ましい。
吐出口から吐出する液として水を使用する際には、液に水分の蒸発を抑えるための湿潤剤などが含まれていることが好ましい。これらの処方には、インクジェットインクに用いられる一般的な材料を用いることができる。
また、吐出口から吐出する液は、吐出口から液滴として吐出されることが好ましい。
【００４３】
液滴中に含まれる粒子の個数は、１個以上が好ましく、１個以上５個以下がより好ましい。
液滴の直径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２５μｍ以上１５０μｍ以下が好ましい。液滴の直径が２５μｍ以上であると、内包する粒子の直径が適正となり、適用できる粒子の種類が多くなる。また、液滴の直径が１５０μｍ以下であると、液滴の吐出が安定となる。
また、液滴の直径をＲとし、粒子の直径をｒとすると、Ｒ＞３ｒであることが好ましい。Ｒ＞３ｒであると、粒子の直径と液滴の直径との関係が適正となり、液滴の縁の影響を受けることがないため、液吐出装置により液滴に含まれる粒子の数を計数する場合に、粒子の計数精度を向上できる。
【００４４】
液滴の液量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１,０００ｐＬ以下が好ましく、１００ｐＬ以下がより好ましい。
液滴の液量は、例えば、液滴の画像から液滴の大きさを求め、液量を算出する方法などにより測定することができる。
【００４５】
液又は液滴に含まれる粒子としては、例えば、細胞、金属微粒子、無機微粒子などが挙げられる。これらの中でも、細胞が好ましい。
【００４６】
−細胞−
細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真核細胞、原核細胞、多細胞生物細胞、単細胞生物細胞を問わず、すべての細胞が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４７】
真核細胞としては、特に制限はなく、目的応じて適宜選択することができ、例えば、動物細胞、昆虫細胞、植物細胞、真菌、藻類、原生動物などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、動物細胞、真菌が好ましく、ヒト由来の細胞がより好ましい。
【００４８】
接着性細胞としては、組織や器官から直接採取した初代細胞でもよく、組織や器官から直接採取した初代細胞を何代か継代させたものでもよく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、分化した細胞、未分化の細胞などが挙げられる。
【００４９】
分化した細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、肝臓の実質細胞である肝細胞；星細胞；クッパー細胞；血管内皮細胞；類道内皮細胞、角膜内皮細胞等の内皮細胞；繊維芽細胞；骨芽細胞；砕骨細胞；歯根膜由来細胞；表皮角化細胞等の表皮細胞；気管上皮細胞；消化管上皮細胞；子宮頸部上皮細胞；角膜上皮細胞等の上皮細胞；乳腺細胞；ペリサイト；平滑筋細胞、心筋細胞等の筋細胞；腎細胞；膵ランゲルハンス島細胞；末梢神経細胞、視神経細胞等の神経細胞；軟骨細胞；骨細胞などが挙げられる。
【００５０】
未分化の細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、未分化細胞である胚性幹細胞、多分化能を有する間葉系幹細胞等の多能性幹細胞；単分化能を有する血管内皮前駆細胞等の単能性幹細胞；ｉＰＳ細胞などが挙げられる。
【００５１】
真菌としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カビ、酵母菌などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、細胞周期を調節することができ、１倍体を使用することができる点から、酵母菌が好ましい。
細胞周期とは、細胞が増えるとき、細胞分裂が生じ、細胞分裂で生じた細胞（娘細胞）が再び細胞分裂を行う細胞（母細胞）となって新しい娘細胞を生み出す過程を意味する。
【００５２】
酵母菌としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、細胞周期をＧ１期に制御するフェロモン（性ホルモン）の感受性が増加したＢａｒ−１欠損酵母が好ましい。酵母菌がＢａｒ−１欠損酵母であると、細胞周期が制御できていない酵母菌の存在比率を低くすることができるため、液室内に収容された細胞の特定の核酸の数の増加等を防ぐことができる。
【００５３】
原核細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真正細菌、古細菌などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００５４】
細胞としては、生細胞が好ましい。
【００５５】
また、細胞としては、光を受光したときに発光可能な細胞であることが好ましい。光を受光したときに発光可能な細胞であると、細胞の数を高精度に制御して被着対象物に着弾させることができる。
ここで、受光とは、光を受けることを意味する。
また、光学センサとは、人間の目で見ることができる可視光線と、それより波長の長い近赤外線や短波長赤外線、熱赤外線領域までの光のいずれかの光をレンズで集め、対象物である細胞の形状などを画像データとして取得する受動型センサを意味する。
【００５６】
−−光を受光したときに発光可能な細胞−−
光を受光したときに発光可能な細胞としては、光を受光したときに発光可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、蛍光色素によって染色された細胞、蛍光タンパク質を発現した細胞、蛍光標識抗体により標識された細胞などが挙げられる。
細胞における蛍光色素による染色部位、蛍光タンパク質の発現部位、又は蛍光標識抗体による標識部位としては、特に制限はなく、細胞全体、細胞核、細胞膜などが挙げられる。
【００５７】
−−−蛍光色素−−−
蛍光色素としては、例えば、フルオレセイン類、アゾ類、ローダミン類、クマリン類、ピレン類、シアニン類などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、フルオレセイン類、アゾ類、ローダミン類が好ましく、エオシン、エバンスブルー、トリパンブルー、ローダミン６Ｇ、ローダミンＢ、ローダミン１２３がより好ましい。
【００５８】
蛍光色素としては、市販品を用いることができ、市販品としては、例えば、商品名：ＥｏｓｉｎＹ（和光純薬工業株式会社製）、商品名：エバンスブルー（和光純薬工業株式会社製）、商品名：トリパンブルー（和光純薬工業株式会社製）、商品名：ローダミン６Ｇ（和光純薬工業株式会社製）、商品名：ローダミンＢ（和光純薬工業株式会社製）、商品名：ローダミン１２３（和光純薬工業株式会社製）などが挙げられる。
【００５９】
−−−蛍光タンパク質−−−
蛍光タンパク質としては、例えば、Ｓｉｒｉｕｓ、ＥＢＦＰ、ＥＣＦＰ、ｍＴｕｒｑｕｏｉｓｅ、ＴａｇＣＦＰ、ＡｍＣｙａｎ、ｍＴＦＰ１、ＭｉｄｏｒｉｉｓｈｉＣｙａｎ、ＣＦＰ、ＴｕｒｂｏＧＦＰ、ＡｃＧＦＰ、ＴａｇＧＦＰ、Ａｚａｍｉ−Ｇｒｅｅｎ、ＺｓＧｒｅｅｎ、ＥｍＧＦＰ、ＥＧＦＰ、ＧＦＰ２、ＨｙＰｅｒ、ＴａｇＹＦＰ、ＥＹＦＰ、Ｖｅｎｕｓ、ＹＦＰ、ＰｈｉＹＦＰ、ＰｈｉＹＦＰ−ｍ、ＴｕｒｂｏＹＦＰ、ＺｓＹｅｌｌｏｗ、ｍＢａｎａｎａ、ＫｕｓａｂｉｒａＯｒａｎｇｅ、ｍＯｒａｎｇｅ、ＴｕｒｂｏＲＦＰ、ＤｓＲｅｄ−Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＤｓＲｅｄ２、ＴａｇＲＦＰ、ＤｓＲｅｄ−Ｍｏｎｏｍｅｒ、ＡｓＲｅｄ２、ｍＳｔｒａｗｂｅｒｒｙ、ＴｕｒｂｏＦＰ６０２、ｍＲＦＰ１、ＪＲｅｄ、ＫｉｌｌｅｒＲｅｄ、ｍＣｈｅｒｒｙ、ｍＰｌｕｍ、ＰＳ−ＣＦＰ、Ｄｅｎｄｒａ２、Ｋａｅｄｅ、ＥｏｓＦＰ、ＫｉｋｕｍｅＧＲなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００６０】
−−−蛍光標識抗体−−−
蛍光標識抗体としては、蛍光標識されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＣＤ４−ＦＩＴＣ、ＣＤ８−ＰＥなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００６１】
細胞は、特定の核酸を有することが好ましい。特定の核酸を有する細胞の細胞数は、複数であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００６２】
−−−特定の核酸−−−
特定の核酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、感染症検査に用いられる塩基配列、自然界には存在しない核酸、動物細胞由来の塩基配列、植物細胞由来の塩基配列などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。また、特定の核酸としては、プラスミドも好適に使用することができる。
核酸とは、プリン又はピリミジンから導かれる含窒素塩基、糖、及びリン酸が規則的に結合した高分子の有機化合物を意味する。
【００６３】
特定の核酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡなどが挙げられる。これらの中でも、ノロウイルスなどの感染症固定領域に由来するＲＮＡに対応するＤＮＡ、自然界に存在しないＤＮＡなどが好適に用いることができる。
【００６４】
特定の核酸を有する複数の細胞は、使用する細胞由来の特定の核酸であってもよく、遺伝子導入により導入された特定の核酸であってもよい。特定の核酸として、遺伝子導入により導入された特定の核酸、及びプラスミドを使用する場合は、１細胞に１コピーの特定の核酸が導入されていることを確認することが好ましい。１コピーの特定の核酸が導入されていることの確認方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シーケンサー、ＰＣＲ法、サザンブロット法などを用いて確認することができる。
【００６５】
遺伝子導入の方法としては、特定の核酸配列が狙いの場所に狙いの分子数導入できれば特に制限がなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、相同組換え、ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９、ＴＡＬＥＮ、Ｚｉｎｃ  ｆｉｎｇｅｒ  ｎｕｃｌｅａｓｅ、Ｆｌｉｐ−ｉｎ、Ｊｕｍｐ−ｉｎなどが挙げられる。特に、酵母菌の場合は、効率の高さ、及び制御のしやすさの点から、相同組換えが好ましい。
【００６６】
−金属微粒子−
金属微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銀粒子、銅粒子などが挙げられる。これらは吐出した液滴によって配線を描画する用途に用いることができる。
【００６７】
−無機微粒子−
無機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化チタン、酸化ケイ素等が白色インクとしての用途やスペーサ材料の塗布用途等で用いられる。
【００６８】
粒子が凝集する場合には、粒子を含む液の粒子の濃度を調整することにより、液中の粒子の濃度と、液中の粒子の個数とがポアソン分布に従う理論から、液中の粒子の個数を適宜調整することができる。
【００６９】
＜変位部材＞
第１の態様における変位部材（変位部）は、膜状部材における、吐出口から吐出する液が配置される側に位置し、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる。
第１の態様における液吐出ヘッドは、変位部材が膜状部材の位置を変位させることにより、膜状部材に配置された液に慣性力を付与することにより、膜状部材に配置された液を吐出口から吐出することができる。つまり、第１の態様における液吐出ヘッドは、例えば、膜状部材の位置が変位することに伴って吐出口が変位し、吐出する液に圧力上昇が生じることにより、吐出口から液滴を吐出する。
また、液吐出ヘッドは、変位部材が液収容部の位置を変位させることにより、液の吐出を安定させるための予備吐出を行ってもよい。さらに、液吐出ヘッドは、変位部材が膜状部材の位置を変位させることにより、後述する液収容室が収容する液を撹拌してもよい。
なお、液吐出ヘッドが後述する接続部材を有する場合、変位部材は、膜状部材、液収容室、及び接続部材の位置を共に変位させることが好ましい。
【００７０】
変位部材が膜状部材の位置を変位させる方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、液吐出ヘッドが液の吐出を行う際には、液の吐出方向に膜状部材の位置を変位させることが好ましい。なお、液の吐出方向としては、略重力方向であることが好ましい。
変位部材が膜状部材の位置を変位させる際には、膜状部材を往復動（往復運動）させることが好ましく、振動させることがより好ましい。
【００７１】
第１の態様においては、変位部材が、吐出口から液を吐出する方向と略平行な方向に膜状部材を往復動させて、膜状部材の位置を変位させることが好ましい。こうすることにより、第１の態様においては、より効率的に液を吐出できるとともに、所望の位置により正確に液を吐出することができる。
【００７２】
ここで、膜状部材の位置を変位させて、吐出口から液を吐出する際には、膜状部材全体の位置を変位させてもよいし、膜状部材を変形させ、膜状部材における吐出口の位置を変位させてもよい。言い換えると、本発明においては、変位部材が膜状部材全体の位置を変位させて液を吐出してもよいし、変位部材が膜状部材を変形させて、膜状部材における吐出口の位置を変位させて液を吐出してもよい。
【００７３】
変位部材の形状、大きさ、材質、及び構造については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００７４】
変位部材としては、圧電素子が好適に用いられる。
圧電材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）、ビスマス鉄酸化物、ニオブ酸金属物、チタン酸バリウム、又はこれらの材料に金属や異なる酸化物を加えたものなどが挙げられる。これらの中でも、高い逆圧電効果を得られる点で、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）が好ましい。
また、圧電素子における振動モードとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、縦モード、シアモードなどが挙げられる。
縦モードの圧電素子としては、例えば、電圧を加えることにより、縦方向に伸び、横方向に縮む積層タイプの圧電素子などを用いることができる。また、シアモードの圧電素子としては、例えば、電圧を加えることにより、圧電素子が変形して曲がり、圧電素子の一端の位置が変位するバイモルフタイプ（ベンドタイプ）の圧電素子などを用いることができる。
【００７５】
なお、変位部材としては、例えば、膜状部材上に膜状部材とは線膨張係数が異なる材料を貼り付け、加熱することにより吐出口の位置を変位させてもよい。この場合、線膨張係数の異なる材料の近傍にヒータを配置し、通電によりヒータを加熱して吐出口の位置を変位させてもよい。
【００７６】
第１の態様において、変位部材が配置される位置としては、膜状部材における、吐出口から吐出する液が配置される側であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
また、第１の態様においては、変位部材が膜状部材と当接することが好ましい。変位部材が膜状部材と当接することにより、例えば、少なくとも膜状部材と変位部材とにより、液を吐出可能となるため、液吐出ヘッドをより簡易な構造とすることができる。
変位部材が膜状部材と当接する位置としては、変位部材が膜状部材の位置を変位させることにより液を吐出可能となる位置であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００７７】
さらに、第１の態様においては、変位部材が、膜状部材の周縁部を囲むように位置し、膜状部材に配置される液を保持可能であることが好ましい。こうすることにより、第１の態様においては、変位部材により、吐出口から吐出する液を保持でき、より多くの液を膜状部材上に配置することができる。また、変位部材が液を保持可能であることにより、液吐出ヘッドは、膜状部材上に所定の厚みで液を保持することができ、吐出口から液を吐出する際における、膜状部材上の液の水圧を安定させることができるため、より安定して液を吐出できる。
ここで、膜状部材の周縁部としては、例えば、膜状部材における外側（吐出口から遠い側）の縁の近傍の領域を選択することができる。変位部材が、膜状部材の周縁部を囲むように位置することにより、より多くの液を保持可能となる。
変位部材を膜状部材の周縁部を囲むように位置させる（配置する）場合において、膜状部材の平面形状は、例えば、円環状（リング状）、膜状部材の周縁部と同様の形状などとすることができる。
【００７８】
また、第１の態様においては、変位部材における表面の少なくとも一部が、液との接触を遮断するコーティング膜を有することが好ましい。より具体的には、例えば、変位部材における表面の一部が、吐出口から吐出する液と接触するような位置関係である場合、変位部材における液と接触し得る部分に、液との接触を遮断するコーティング膜が設けられていることが好ましい。
こうすることにより、第１の態様においては、例えば、変位部材と液との接触を防ぐことができ、吐出口から吐出する液に対する耐性を有さない変位部材を用いる場合であっても、変位部材と液が接触することによる不具合をより抑制することができる。
さらに、コーティング膜としては、変位部材の動きを阻害しないような材質や厚みであることが好ましい。コーティング膜としては、例えば、吐出口から吐出する液が水を主とする液体である場合には、耐水性を有するものとすることができる。
【００７９】
ここで、コーティング膜としては、吐出口から吐出する液との接触を遮断することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パリレン、エポキシ、メラミン等の有機膜、無機膜などが挙げられる。
変位部材における表面にコーティング膜を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコート、ディップ、スプレーコート、蒸着、ＣＶＤなどが挙げられる。
【００８０】
＜＜電極＞＞
変位部材として圧電素子を用いる場合、例えば、圧電材料に電圧を印加するための電極を設けた構造とすることが好ましい。この場合、駆動手段から圧電素子の電極間に電圧を印加することにより、圧電素子を振動させて、膜状部材を振動させることができる。
また、変位部材に電圧を印加するための電極を設ける位置としては、例えば、吐出口から吐出する液と接触しない位置とすることが好ましい。さらに、電極を設ける位置としては、液吐出ヘッドが後述する液収容室を有する場合には、液収容室の外側とすることが好ましい。言い換えると、第１の態様においては、液吐出ヘッドが液収容室を有する場合、液収容室の外側に、変位部材に電圧を印加するための電極を有することが好ましい。こうすることにより、液吐出ヘッドは、吐出口から吐出する液と電極とが接触することを防止でき、吐出口から吐出する液と電極とが接触することによる不具合をより抑制することができる。
【００８１】
＜固定部材＞
本発明の液吐出ヘッドにおける第１の態様では、膜状部材における液が配置される側に位置し、変位部材における、膜状部材と当接する側と反対側を固定する固定部材（固定部）を有することが好ましい。液吐出ヘッドが固定部材を有することにより、液吐出ヘッドを配置する位置の選択の自由度を向上させることができ、例えば、液吐出ヘッドを多数並べて配置することを、より容易にすることができる。
ここで、固定部材の形状、大きさ、材質、及び構造については、変位部材における、膜状部材と当接する側と反対側を固定可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００８２】
第１の態様において、固定部材としては、剛性が高く変形しにくい材質で形成されることが好ましい。固定部材に適用可能な剛性が高く変形しにくい材料としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属材料、セラミックス材料などが挙げられる。
固定部材が、剛性が高く変形しにくい材質で形成されることにより、変位部材の変位のエネルギーの損失を抑制して、効率的に膜状部材の位置を変位させることができ、吐出口からの液の吐出をより効率的に行うことができる。
【００８３】
＜液収容室＞
本発明の液吐出ヘッドにおける第１の態様では、膜状部材及び変位部材の少なくともいずれか液を収容可能な液収容室（液室、液収容部）を有することが好ましい。
液吐出ヘッドが液収容室を有することにより、吐出口から吐出する液を収容して、より多くの液を膜状部材上に配置することができる。これにより、液吐出ヘッドは、膜状部材上に所定の厚みで液を収容することができ、吐出口から液を吐出する際における、膜状部材上の液の水圧を安定させることができるため、より安定して液を吐出できる。さらに、液吐出ヘッドが液収容室を有することにより、より多量の液を膜状部材の上に配置することができるため、液吐出ヘッドに液を供給する回数を減らすことができ、より短時間で多くの液滴を吐出することができる。特に、液吐出ヘッドから細胞溶液（細胞懸濁液）を吐出して複数の細胞からなる組織体を形成する場合には、より短時間で組織体を形成することができるため、形成時における細胞の生存率の低下を抑制することができる。
【００８４】
液収容室の形状、大きさ、材質、及び構造については、膜状部材及び変位部材の少なくともいずれかの上に配置される液を収容可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
ここで、液収容室は、例えば、膜状部材に当接する変位部材の上に、円筒状の部材を密着させたものなどとすることができる。
【００８５】
また、液収容室の少なくとも一部は、気体を流通可能であることが好ましい。なお、液収容室の少なくとも一部が気体を流通可能であるとは、液収容室の液室における内部と外部の間で、気体が流通可能であることを意味する。
液収容室としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。液収容室としては、通気口を更に有することが好ましく、開口部及び付着防止部の少なくともいずれかを更に有することがより好ましい。
【００８６】
液収容室の材質としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム等の金属、ＡＢＳ、ポリカーボネート、フッ素樹脂等のプラスチックス（樹脂材料）、二酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスなどが挙げられる。これらの中でも、液収容室が収容する液が粒子を含む場合であって、粒子として細胞やタンパク質を用いる際には、細胞やタンパク質に対する付着性の低い材料を用いることが好ましい。
【００８７】
細胞の付着性は、材質の水との接触角に依存するとされており、材質の親水性が高い又は疎水性が高いときには、細胞の付着性は低くなる。親水性の高い材料としては各種金属材料やセラミックス（金属酸化物）を用いることが可能であり、疎水性が高い材料としてはフッ素樹脂等を用いることが可能である。
また、液室の材料表面をコーティングすることで細胞の付着性を低下させることも好ましい。液室の材料表面をコーティングとしては、例えば、材料表面を前述の金属又は金属酸化物材料でコーティングすることや、細胞膜を模した合成リン脂質ポリマー（例えば、日油株式会社製、Ｌｉｐｉｄｕｒｅ）によってコーティングすることなどが挙げられる。
【００８８】
＜＜通気口＞＞
通気口（大気開放部）は、液収容室の内部と外部の間で、気体を流通可能とする口（孔）を意味する。液収容室が通気口を有することにより、液収容室内部の気圧が、液収容室外部の気圧（通常は大気圧）と同程度となるため、液収容室内部が負圧となることを抑制して、安定して液収容室が収容する液を吐出することができる。
通気口としては、液収容室の内部と外部の間で、気体を流通可能とするものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。
通気口としては、例えば、液収容室を貫通した孔、液収容室の一部を開口させた通気用開口部などとすることができる。なお、通気口は、気体が通過可能な部材で覆われていてもよく、気体が通過可能な部材としては、例えば、網目状の部材、スポンジ状の部材などが挙げられる。
液収容室の内部と外部との間で、気体が流通可能となることにより、液を吐出する際に液収容室の内部が負圧となることを防止でき、液が吐出しやすくなる。また、これにより、液収容室が収容する液に混入した気泡を排出できるため、安定して液を吐出することができる。
また、液収容室の内部と外部との間で、気体が流通可能となることにより、液収容室が収容する液が粒子としての細胞を含む場合、液を吐出する際に加圧による細胞へのダメージを抑制することができる。液を吐出する際における加圧による細胞へのダメージを抑制できると、複数の細胞からなる組織体を形成する場合などに、細胞の生存率の低下を抑制することができるため有利である。
【００８９】
＜＜開口部＞＞
液収容室は、開口部を有することが好ましい。
開口部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。開口部としては、液収容室に収容された液の少なくとも一部を、液収容室の外部に露出させる開口部であることが好ましい。開口部は、上述の通気口が兼ねる（開口部と通気口が同一である）形態であってもよく、通気口と別に設けられる形態であってもよい。開口部が上述の通気口と別に設けられる形態としては、例えば、後述する付着防止部に設けられる形態などが挙げられる。
【００９０】
液収容室が開口部を有することにより、液収容室を後述する支持部材から取り外すことなく、液収容室に収容された液の操作を行うことができる。
液収容室を後述する支持部材から取り外すことなく、液収容室に収容された液の操作を行うことができると、液の操作に必要とされる時間を短縮することができるため、結果的に液滴を吐出する効率を向上させることができる。液滴を吐出する効率を向上させることができると、複数の細胞からなる組織体を形成する場合などに、細胞の生存率の低下を抑制することができるため有利である。
なお、液の操作としては、例えば、液の補充、液の撹拌などが挙げられ、操作器具により行うことができる。操作器具としては、例えば、駒込ピペット、ホールピペット、メスピペット、マイクロピペット等のピペット、ガラス管、ガラス棒などが挙げられる。
また、開口部を設ける位置としては、開口部に操作器具を容易に挿入することができ、後述の接続部材や変位部材などにより操作器具の操作が制限されない位置にすることが好ましい。
【００９１】
＜＜付着防止部＞＞
液収容室は、液収容室に収容された液が、液収容室の外部に付着することを防止する付着防止部を有することが好ましい。
付着防止部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液収容室の上部の少なくとも一部を（気体が通過可能になるように）覆う蓋状の形態、一部が開口したフード（天蓋）状の形態などとすることができる。
【００９２】
液収容室が、付着防止部を有することにより、液を吐出する際に液収容室が変位（振動）することで、液が液収容室の外部に飛散して、液収容室以外の部材などに付着し、コンタミネーション（コンタミ）の原因となることを防止することができる。
また、上述したように、付着防止部が開口部を有する形態も好ましい。付着防止部が開口部を有することにより、液収容室に収容された液の操作を行う際に、操作器具が付着防止部以外の部材などに接触することで液が付着し、コンタミの原因となることを防止することができる。
【００９３】
＜＜蓋部＞＞
また、本発明の液吐出ヘッドは、膜状部材における液が配置される側に、膜状部材と対向して配置された蓋部を有することが好ましい。これにより、本発明の液吐出ヘッドは、収容した液が蒸発してしまう量を低減することができる。さらに、蓋部が通気口を有することも好ましい。また、蓋部は、付着防止部が兼ねてもよい。
蓋部における形状、大きさ、材質、及び構造については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００９４】
また、本発明の液吐出ヘッドは、蓋部に装着され、収容されている液の移送により液を撹拌する撹拌部を更に有することが好ましい。これにより、本発明の液吐出ヘッドは、例えば、液に粒子が含有されている場合には、収容した液において粒子が沈殿してしまい、吐出する際に吐出口が粒子で詰まりやすくなる状況であっても、粒子を分散させることができる。
【００９５】
撹拌部（撹拌手段）としては、液を撹拌することができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。撹拌部（撹拌手段）としては、例えば、第一送液手段と、第二送液手段と、第一送液手段と液保持部を繋ぐ流路と、第二送液手段と液保持部を繋ぐ流路とを有するものなどが挙げられる。この場合、流路には止水弁が備えられているものを用いることができる。このとき、第一送液手段及び第二送液手段は一対の液移送部として機能し、流路及び流路は一対の液貯留部として機能し、止水弁及び止水弁は一対の開閉部として機能することが好ましい。
【００９６】
また、本発明の液吐出ヘッドは、撹拌部が吐出口から吐出させる液を供給することが好ましい。これにより、本発明の液吐出ヘッドは、液の吐出を繰り返すことにより、収容した液の液量が少なくなっても、速やかに液を供給することができる。
【００９７】
＜接続部材＞
本発明の液吐出ヘッドにおける第１の態様では、液収容室と変位部材とを接続する接続部材（支持部材）を有することが好ましい。言い換えると、本発明の液吐出ヘッドにおいては、膜状部材及び変位部材の少なくともいずれか上に配置される液を収容可能な液収容室と、液収容室と変位部材とを接続する接続部材とを有することが好ましい。液吐出ヘッドが接続部材を有することにより、液吐出ヘッドの形状や配置の選択の自由度をより向上させることができ、例えば、液吐出ヘッドを多数並べて配置することを、より容易にすることができる。
【００９８】
接続部材の形状、大きさ、材質、及び構造については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
接続部材の材質としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム等の金属、ＡＢＳ、ポリカーボネート、フッ素樹脂等のプラスチックス、二酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスなどが挙げられる。
【００９９】
接続部材が、液収容室を接続（支持）する手法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液収容室における通気口の少なくとも一部が開口するように支持する手法、接続部材にも通気口を形成して、液収容室の通気口と接続部材の通気口を介して気体が流通可能となるように接続（支持）する手法などが挙げられる。
【０１００】
また、接続部材は、液収容室を着脱可能に接続（支持）することが好ましい。言い換えると、接続部材が液収容室を着脱可能に接続（支持）する着脱部を有することが好ましい。接続部材が液収容室を着脱可能に接続することにより、膜状部材及び液収容室を交換することができるので、吐出する液を変更する際に、液どうしのコンタミを抑制することができる。
【０１０１】
液吐出ヘッドや液吐出装置を用いて、細胞チップや３次元的な組織体を形成する場合、１つの液吐出ヘッドで複数の異なる種類の液を吐出することが必要なときがある。このとき、異なる液同士のコンタミを防止するために、吐出する液を変更する際に膜状部材及び液収容室ごと取り替え、膜状部材及び液収容室を使い捨てることが好ましい。
特開２０１０−１６４５０２号公報には、使い捨ての液収容室等について記載されているが、この技術は、液室における液の圧縮を利用して液滴を形成するため、加圧液室内に気泡が混入した際には液を圧縮することができず、液滴を吐出できないことがある。さらに、特開２０１０−１６４５０２号公報に記載の技術では、圧電素子が加圧板を介して変位規制板との衝突を繰り返すため、圧電素子が壊れてしまうことがある。
【０１０２】
また、従来技術の液吐出ヘッド（例えば、特許文献１に記載のもの）を用いた場合には、液収容室（特許文献１における液滴と形成装置）に圧電素子などの変位部材が設けられている。そのため、従来技術の液吐出ヘッドにおいては、膜状部材及び液収容室を使い捨てる際に、高価な変位部材まで捨ててしまうため経済的でない。さらに、従来の液吐出ヘッドにおいては、液収容室に変位部材が設けられているため、膜状部材及び液収容室を取り替える（交換する）際に、変位部材を動作させるための電気的な配線の取り外し及び取り付け、圧電素子ごとの動作のばらつきを抑制するための調整などの作業が必要となる。そのため、従来の液吐出ヘッドにおいては、短時間で膜状部材及び液収容室を取り替えることが困難であるという問題がある。
【０１０３】
本発明の液吐出ヘッドにおける好ましい形態の一例である、接続部材が液収容室を着脱可能に接続する形態では、変位部材が接続部材を介して膜状部材全体の位置を変位させることにより液を吐出するため、膜状部材及び液収容室には変位部材が設けられていない。そのため、この形態では、接続部材が液収容室を着脱可能に接続することにより、膜状部材及び液収容室を取り替える場合に、短時間で膜状部材及び液収容室を取り替えることができる。
また、短時間で膜状部材及び液収容室を取り替えることができると、複数の細胞からなる組織体を形成する場合などに、細胞の生存率の低下を抑制することができるため特に有利である。
【０１０４】
着脱部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ねじ等の螺合部が液収容室を付勢して支持するもの、弾性体が液収容室を付勢して支持するもの、磁性体が磁力により液収容室を支持するものなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、着脱部としては、弾性体が液収容室を付勢して支持するもの、磁性体が磁力により液収容室を支持するものが好ましい。
【０１０５】
着脱部が、弾性体を有し、弾性体が液収容室を付勢することにより、液収容室を脱離不能に支持することが好ましい。着脱部が、弾性体を有し、弾性体が液収容室を付勢することにより、液収容室を脱離不能に支持することで、より短時間で容易に膜状部材及び液収容室を付け替えることができる。
弾性体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ゴム、コイルばね、板ばね、トーションバーなどが挙げられる。これらの中でも、板ばねが好ましい。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
なお、液収容室を脱離不能に支持するとは、液収容室を取り替える際には、ユーザ等により着脱可能であるが、液収容室及び接続部材が静止しているとき、及び変位部材により変位（振動）させられているときには、接続部材が液収容室を接続（支持）できる状態を意味する。
【０１０６】
また、着脱部が、磁性体を有し、磁性体が磁力により、液収容室を脱離不能に支持することも好ましい。着脱部が、磁性体を有し、磁性体が磁力により、液収容室を脱離不能に支持することにより、より短時間で容易に膜状部材及び液収容室を付け替えることができる。
磁性体とは、磁界（磁場）を発生させるものを意味し、例えば、永久磁石、電磁石などが挙げられる。これらの中でも、永久磁石が好ましい。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
液収容室は、着脱部が磁性体を有する場合、磁性体の発生させる磁力により、接続部材との間で引力を生ずる吸着部を有することが好ましい。吸着部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性体の金属などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１０７】
さらに、本発明の液吐出ヘッドにおける第１の態様においては、膜状部材が複数であり、接続部材が、膜状部材を隣接配置可能に接続することが好ましい。ここで、接続部材が、膜状部材を隣接配置可能に接続するとは、例えば、複数の膜状部材を並べて、多チャンネル化する際に、膜状部材を並べる方向において、膜状部材どうしが互いに密に隣り合って位置するように配置できることを意味する。
接続部材が、膜状部材を隣接配置可能に接続する手法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、複数の膜状部材を互いに並べる方向における、膜状部材及び液収容室の径よりも、接続部材の径を短くすることなどが挙げられる。
接続部材が膜状部材を隣接配置可能に接続することにより、液吐出ヘッドをより小型化することができるため、複数の膜状部材を並べて多チャンネル化する際に、より密に膜状部材を配置することができ、１つの液吐出装置に多くの液吐出ヘッドを設置することができる。こうすることにより、例えば、細胞溶液（細胞懸濁液）を吐出して複数の細胞からなる組織体を形成する際、より短時間で組織体を形成することができるため、形成時における細胞の生存率の低下を抑制することができる。
【０１０８】
＜その他の部材＞
その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【０１０９】
〔第２の態様〕
本発明における第２の態様では、液吐出ヘッドは、液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、膜状部材における周縁部の少なくとも一部に接続され、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材とを有し、変位部材が膜状部材の位置を変位させている間、膜状部材が変形しない。
以下では、第２の態様において、第１の態様と異なる部分について説明する。このため、第２の態様において、下記で特に述べない部分については、第１の態様と同様にすることができる。
【０１１０】
＜膜状部材＞
第２の態様における膜状部材としては、第１の態様と同様に、液を吐出する吐出口を有し、更に、変位部材が膜状部材の位置を変位させている間、変形しないものを用いることができる。
ここで、「変位部材が膜状部材の位置を変位させている間、膜状部材が変形しない」とは、変位部材が、吐出口から液を吐出するために、膜状部材の位置を変位させる際に、変位部材による変位では、膜状部材が変形しないことを意味する。また、膜状部材が変形しないとは、膜状部材が実質的に変形しないことを意味する。
【０１１１】
第２の態様における膜状部材の材質としては、変位部材が膜状部材の位置を変位させている間、変形しないものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、剛性の高い材料（金属材料など）を用いることができる。
第２の態様における膜状部材は、例えば、剛性の高い材料で形成されるため、膜状部材の大きさや厚みを適宜選択することができるので、簡易な構造とすることができ、従来よりも小さい（短い）膜状部材とすることができるしたがって、第２の態様においては、従来の液吐出ヘッドに比べて、小型化することができる。
【０１１２】
第２の態様における膜状部材のその他の形態については、第１の態様と同様にすることができる。
【０１１３】
＜変位部材＞
第２の態様における変位部材は、膜状部材における周縁部の少なくとも一部に接続され、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる。
ここで、膜状部材における周縁部としては、第１の態様と同様に、例えば、膜状部材における外側（吐出口から遠い側）の縁の近傍の領域を選択することができる。
【０１１４】
また、第２の態様においては、第１の態様とは異なり、変位部材が、膜状部材における吐出口から吐出する液が配置される側に位置することは必須ではない。つまり、第２の態様において、変位部材の位置としては、膜状部材における周縁部の少なくとも一部に接続されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。第２の態様における変位部材の位置としては、例えば、膜状部材における液が配置される側と当接する位置、膜状部材における側面と当接する位置、膜状部材における液が吐出される側（吐出面側）と当接する位置などが挙げられる。
第２の態様での膜状部材における周縁部の一部となる領域としては、例えば、膜状部材の平面形状が多角形である場合は、当該多角形における一辺などとすることができる。加えて、第２の態様での膜状部材における周縁部の全部と接続する場合には、例えば、変位部材が膜状部材の周縁部を囲むように接続させる。
また、第２の態様においては、第１の態様と同様の種類の変位部材を用いることができ、例えば、圧電素子を好適に用いることができる。
【０１１５】
ここで、第２の態様においては、変位部材が、膜状部材における液が配置される側に位置することが好ましい。こうすることにより、第１の態様で説明したように、膜状部材の液を吐出する側に変位部材が位置しない簡易な構造とすることができ、膜状部材の下面（吐出面）側の吐出口近傍のメンテナンス（クリーニング）が容易になり、メンテナンス性をより向上させることができる。
このように、本発明の液吐出ヘッドにおける第２の態様では、変位部材を膜状部材における液が配置される側に位置させる場合、第１の態様と同様の優れた技術的な効果を更に得ることができ好ましい。
【０１１６】
また、本発明の液吐出ヘッドにおける第２の態様においても、第１の態様と同様に、固定部材、液収容室、電極、蓋部等の部材を有することが好ましく、それぞれの部材を有することにより、第１の態様の説明で記載したような優れた技術的な効果を更に得ることができ好ましい。
【０１１７】
〔第３の態様〕
本発明における第３の態様では、液吐出ヘッドは、液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部材と、膜状部材が着脱可能となるように、膜状部材と変位部材とを接続する接続部材とを有する。
以下では、第３の態様において、第１の態様と異なる部分について説明する。このため、第３の態様において、下記で特に述べない部分については、第１の態様と同様にすることができる。
【０１１８】
＜膜状部材＞
第３の態様における膜状部材としては、吐出口を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、第１の態様における膜状部材と同様のものを用いることができる。
【０１１９】
＜変位部材＞
第３の態様における変位部材としては、膜状部材の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる。
ここで、第３の態様において、変位部材は接続部材に接続されている。つまり、第３の態様において、変位部材の位置としては、接続部材に接続されていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、膜状部材における吐出口から吐出する液が配置される側に位置することは必須ではない。第３の態様における変位部材の位置としては、例えば、膜状部材における液が配置される側の位置、膜状部材における液が吐出される側（吐出面側）の位置などが挙げられる。
また、第３の態様においては、第１の態様と同様の種類の変位部材を用いることができ、例えば、圧電素子を好適に用いることができる。
【０１２０】
＜接続部材＞
第３の態様における接続部材は、膜状部材が着脱可能となるように、膜状部材と変位部材とを接続する。このため、第３の態様においては、膜状部材を取り外すことができるので、液吐出ヘッドのクリーニングを行う際に、膜状部材のみを容易に取り外して、膜状部材による簡易な構造としてクリーニングすることができる。
第３の態様における接続部材としては、膜状部材が着脱可能となるように、膜状部材と変位部材とを接続できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【０１２１】
また、第３の態様においては、後述するように、液吐出ヘッドが液収容室を有することが好ましい。この場合、接続部材は、液収容室を介して、膜状部材と変位部材とを接続することが好ましい。すなわち、第３の態様における接続部材は、液収容室を着脱可能に接続（支持）することが好ましく、言い換えると、接続部材が液収容室を着脱可能に接続（支持）する着脱部を有することが好ましい。
第３の態様における着脱部としては、第１の態様における着脱部と同様のものとすることができる。接続部材が液収容室を着脱可能に接続することにより、膜状部材及び液収容室を交換することができるので、吐出する液を変更する際に、液どうしのコンタミを抑制することができる。
【０１２２】
＜液収容室＞
上述のように、第３の態様において、液吐出ヘッドは、液収容室を有することが好ましい。第３の態様における液収容室としては、第１の態様における液収容室と同様のものを用いることができる。
液吐出ヘッドが液収容室を有することにより、第１の態様と同様に、吐出口から吐出する液を収容して、より多くの液を膜状部材上に配置することができる。これにより、液吐出ヘッドは、膜状部材上に所定の厚みで液を収容することができ、吐出口から液を吐出する際における、膜状部材上の液の水圧を安定させることができるため、より安定して液を吐出できる。さらに、液吐出ヘッドが液収容室を有することにより、より多量の液を膜状部材の上に配置することができるため、液吐出ヘッドに液を供給する回数を減らすことができ、より短時間で多くの液滴を吐出することができる。特に、液吐出ヘッドから細胞溶液（細胞懸濁液）を吐出して複数の細胞からなる組織体を形成する場合には、より短時間で組織体を形成することができるため、形成時における細胞の生存率の低下を抑制することができる。
【０１２３】
ここで、第３の態様においては、変位部材が、膜状部材における液が配置される側に位置することが好ましい。こうすることにより、第１の態様で説明したように、膜状部材の液を吐出する側に変位部材が位置しない簡易な構造とすることができ、膜状部材の下面（吐出面）側の吐出口近傍のメンテナンス（クリーニング）が容易になり、メンテナンス性をより向上させることができる。
このように、本発明の液吐出ヘッドにおける第３の態様では、変位部材を膜状部材における液が配置される側に位置させる場合、第１の態様と同様の優れた技術的な効果を更に得ることができ好ましい。
【０１２４】
また、本発明の液吐出ヘッドにおける第３の態様においても、第１の態様と同様に、固定部材、電極、蓋部等の部材を有することが好ましく、それぞれの部材を有することにより、第１の態様の説明で記載したような優れた技術的な効果を更に得ることができ好ましい。
【０１２５】
〔第４の態様〕
本発明における第４の態様では、液吐出ヘッドは、液を吐出する吐出口を有する液保持部と、液保持部の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる変位部とを有する。
以下では、第４の態様において、第１の態様と異なる部分について説明する。このため、第４の態様において、下記で特に述べない部分については、第１の態様と同様にすることができる。
【０１２６】
＜液保持部＞
液保持部としては、液を吐出すると吐出口を有し、液を保持可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
上述したように、液保持部は、吐出口（ノズル）を有する。また、液保持部の少なくとも一部は、気体を流通可能であることが好ましい。なお、液保持部の少なくとも一部が気体を流通可能であるとは、液保持部の内部と外部の間で、気体が流通可能であることを意味する。
液収容部としては、通気口を更に有することが好ましく、開口部及び付着防止部の少なくともいずれかを更に有することがより好ましい。
【０１２７】
液保持部の形状、大きさ、材質、及び構造については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
液保持部の材質としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム等の金属、ＡＢＳ、ポリカーボネート、フッ素樹脂等のプラスチックス（樹脂材料）、二酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスなどが挙げられる。これらの中でも、液保持部が収容する液が粒子を含む場合であって、粒子として細胞やタンパク質を用いる際には、細胞やタンパク質に対する付着性の低い材料を用いることが好ましい。
【０１２８】
細胞の付着性は、材質の水との接触角に依存するとされており、材質の親水性が高い又は疎水性が高いときには、細胞の付着性は低くなる。親水性の高い材料としては各種金属材料やセラミックス（金属酸化物）を用いることが可能であり、疎水性が高い材料としてはフッ素樹脂等を用いることが可能である。
また、液室の材料表面をコーティングすることで細胞の付着性を低下させることも好ましい。液室の材料表面をコーティングとしては、例えば、材料表面を前述の金属又は金属酸化物材料でコーティングすることや、細胞膜を模した合成リン脂質ポリマー（例えば、日油株式会社製、Ｌｉｐｉｄｕｒｅ）によってコーティングすることなどが挙げられる。
【０１２９】
ここで、液保持部の形状としては、例えば、円筒状とすることができる、また、液保持部を円筒状とする場合、液保持部の吐出口として、円筒における片方の開口をそのまま用いてもよいし、円筒における片方の開口に吐出口を有する膜状部材（ノズルプレート）を
設けてもよい。
【０１３０】
＜＜吐出口＞＞
吐出口（ノズル）は、液保持部が保持する液を吐出する口（孔）を意味する。
ノズルとしては、その配列数、配列態様、間隔（ピッチ）、開口形状、開口の大きさなどについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
液保持部の吐出口として、円筒における片方の開口をそのまま用いる場合は、液保持部が静止している際において、液保持部に保持した液が漏れ出ないように開口の径を選択することが好ましい。
【０１３１】
吐出口の開口形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円形、楕円形、四角形などが挙げられる。
吐出口の平均径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。吐出口の平均径としては、液室が収容する液が粒子を含む場合には、粒子が液吐出口に詰まることを避けるため、粒子の大きさの２倍以上とすることが好ましい。
粒子が、例えば、動物細胞、特にヒトの細胞である場合、ヒトの細胞の大きさは、５μｍ以上５０μｍ以下であるため、吐出口の平均径は、使用する細胞に合わせて、１０μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。
一方で、液滴が大きくなり過ぎることを抑制し、微小液滴を形成することをより容易にするため、吐出口の平均径は、２００μｍ以下であることが好ましい。したがって、吐出口の平均径は、１０μｍ以上２００μｍ以下がより好ましい。
【０１３２】
液保持部を円筒状とする場合、円筒における片方の開口に吐出口を有する膜状部材を設けるときには、膜状部材としては、第１の態様における膜状部材と同様のものを用いることができる。
【０１３３】
また、液保持部を円筒状とする場合において、液保持部の径は一定であることに限られず、場所によって異なっていてもよい。このとき、例えば、円筒における吐出口となる開口から反対側の開口に向かって、円筒の径が大きくなるようにすることが好ましい。こうすることにより、第４の態様においては、吐出口側の径を小さくしつつ、液保持部が保持可能な液の量を多くすることができる。このため、液吐出ヘッドを大型させることなく、多量の液を液保持部に保持させることができるため、液吐出ヘッドに液を供給する回数を減らすことができ、より短時間で多くの液滴を吐出することができる。
【０１３４】
さらに、第４の態様においては、液保持部が分岐構造を有し、複数の種類の液を液保持部内で混合させた後に吐出するようにしてもよい。より具体的には、例えば、液保持部における分岐構造の各流路に、異なる種類の液を保持させ、吐出口の手前でそれぞれの液を混合させて混合液とし、混合液を吐出口から吐出するようにしてもよい。こうすることにより、第４の態様においては、例えば、化学反応可能な液どうしを混合して吐出することで、液を化学反応させながら液を吐出することができる。
【０１３５】
また、液保持部としては、上述したように、通気口を更に有することが好ましく、開口部及び付着防止部の少なくともいずれかを更に有することがより好ましい。
液保持部における通気口、開口部、及び付着防止部としては、第１の態様における液収容室における通気口、開口部、及び付着防止部と同様の形態とすることができる。
また、特に、通気口及び開口部については、液保持部を円筒状とする場合、円筒における吐出口となる開口に対する反対側の開口とすることができる。
【０１３６】
＜変位部材＞
第４の態様における変位部材は、液保持部の位置を変位させて吐出口から液を吐出させる。
第４の態様における変位部材としては、第１の態様における変位部材と同様のものを用いることができる。
【０１３７】
液吐出ヘッドは、変位部材が液保持部の位置を変位させることにより、液保持部が保持する液に慣性力を付与することにより、液保持部が収容する液を吐出口から吐出することができる。
また、液吐出ヘッドは、変位部材が液保持部の位置を変位させることにより、液の吐出を安定させるための予備吐出を行ってもよい。さらに、液吐出ヘッドは、変位部材が液保持部の位置を変位させることにより、液保持部が保持する液を撹拌してもよい。
なお、液吐出ヘッドが接続部材を有する場合、変位部材は、液保持部及び接続部材の位置を共に変位させる。
【０１３８】
変位部材が液保持部の位置を変位させる方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、液吐出ヘッドが液の吐出を行う場合は、液の吐出方向に液保持部の位置を変位させることが好ましい。なお、液の吐出方向としては、略重力方向であることが好ましい。
また、変位部材が液収容部の位置を変位させる際には、液保持部を往復運動させることが好ましく、振動させることがより好ましい。
【０１３９】
第４の態様においては、変位部材が、吐出口から液を吐出する方向と略平行な方向に液保持部を往復動させて、液保持部の位置を変位させることが好ましい。こうすることにより、第４の態様においては、より効率的に液を吐出できるとともに、所望の位置により正確に液を吐出することができる。
【０１４０】
このように、本発明の液吐出ヘッドにおける第４の態様では、吐出口（ノズル）を有する液保持部全体の位置を変位させることにより、液を吐出する。そのため、第４の態様における液吐出ヘッドでは、従来の液吐出ヘッドにおける膜状部材のノズル部に対応する部分を大きく変位させる必要がないため、ノズルプレート（従来の液吐出ヘッドにおける膜状部材に対応する部分）が短い（小さい）ものであってもよい。したがって、第４の態様における液吐出ヘッドは、従来の液吐出ユニットに比べて、小型化することができる。液吐出ヘッドを小型化することができると、１つの液吐出装置に多くの液吐出ヘッドを設置することができる。そのため、第４の態様における液吐出ヘッドを有する液吐出装置は、例えば、細胞溶液（細胞懸濁液）を吐出して複数の細胞からなる組織体を形成する際、より短時間で組織体を形成することができるため、形成時における細胞の生存率の低下を抑制することができる。
【０１４１】
ここで、第４の態様における変位部材としては、上述したように、第１の態様と同様のものを用いることができ、例えば、圧電素子を好適に用いることができる。
第４の態様において変位部材として圧電素子を用いる場合、圧電素子の振動モードとしては、縦モードが好ましい。この場合、例えば、液保持部の上部又は液保持部の上部に接続された接続部材に、変位部材を接続させることにより、液保持部を略重力方向に振動させて、より効率的に液を吐出できるとともに、所望の位置により正確に液を吐出することができる。
【０１４２】
また、変位部材は、接続部材と接するように設けられることが好ましく、支持部材及び変位部材を固定する固定部と接することがより好ましい。
【０１４３】
＜固定部材＞
本発明の液吐出ヘッドにおける第４の態様では、変位部材における、液保持部又は接続部材と当接する側と反対側を固定する固定部材（固定部）を有することが好ましい。液吐出ヘッドが固定部材を有することにより、液吐出ヘッドを配置する位置の選択の自由度を向上させることができ、例えば、液吐出ヘッドを多数並べて配置することを、より容易にすることができる。
ここで、固定部材の形状、大きさ、材質、及び構造については、変位部材における、膜状部材と当接する側と反対側を固定可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【０１４４】
第４の態様において、固定部材としては、剛性が高く変形しにくい材質で形成されることが好ましい。固定部材に適用可能な剛性が高く変形しにくい材料としては、例えば、ステンレス鋼などの金属材料、セラミックス材料などが挙げられる。
固定部材が、剛性が高く変形しにくい材質で形成されることにより、変位部材の変位のエネルギーの損失を抑制して、効率的に膜状部材の位置を変位させることができ、吐出口からの液の吐出をより効率的に行うことができる。
【０１４５】
＜接続部材＞
本発明の液吐出ヘッドにおける第４の態様では、液保持部と固定部材とを接続する接続部材（支持部材）を有することが好ましい。液吐出ヘッドが接続部材を有することにより、液吐出ヘッドの形状や配置の選択の自由度をより向上させることができ、例えば、液吐出ヘッドを多数並べて配置することを、より容易にすることができる。
【０１４６】
接続部材の形状、大きさ、材質、及び構造については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
接続部材の材質としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム等の金属、ＡＢＳ、ポリカーボネート、フッ素樹脂等のプラスチックス、二酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスなどが挙げられる。
【０１４７】
接続部材が、液保持部と固定部材とを接続（支持）する手法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液保持部における通気口の少なくとも一部が開口するように支持する手法、接続部材にも通気口を形成して、液保持部の通気口と接続部材の通気口を介して気体が流通可能となるように接続（支持）する手法などが挙げられる。
【０１４８】
また、接続部材は、液保持部を着脱可能に接続（支持）することが好ましい。言い換えると、接続部材が液保持部を着脱可能に接続（支持）する着脱部を有することが好ましい。接続部材が液保持部を着脱可能に接続することにより、液保持部を交換することができるので、吐出する液を変更する際に、液どうしのコンタミを抑制することができる。
【０１４９】
本発明の液吐出ヘッドにおける第４の態様の好ましい形態の一例である、接続部材が液保持部を着脱可能に接続する形態では、変位部材が接続部材を介して液保持部全体の位置を変位させることにより液を吐出するため、液保持部には変位部材が設けられていない。そのため、この形態では、接続部材が液保持部を着脱可能に接続することにより、液保持部を取り替える場合に、短時間で膜状部材及び液収容室を取り替えることができる。
また、短時間で液保持部を取り替えることができると、複数の細胞からなる組織体を形成する場合などに、細胞の生存率の低下を抑制することができるため特に有利である。
【０１５０】
着脱部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ねじ等の螺合部が液保持部を付勢して支持するもの、弾性体が液保持部を付勢して支持するもの、磁性体が磁力により液保持部を支持するものなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、着脱部としては、弾性体が液保持部を付勢して支持するもの、磁性体が磁力により液保持部を支持するものが好ましい。
【０１５１】
着脱部が、弾性体を有し、弾性体が液保持部を付勢することにより、液保持部を脱離不能に支持することが好ましい。着脱部が、弾性体を有し、弾性体が液保持部を付勢することにより、液保持部を脱離不能に支持することで、より短時間で容易に液保持部を付け替えることができる。
弾性体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ゴム、コイルばね、板ばね、トーションバーなどが挙げられる。これらの中でも、板ばねが好ましい。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
なお、液保持部を脱離不能に支持するとは、液保持部を取り替える際には、ユーザ等により着脱可能であるが、液保持部が静止しているとき、及び変位部材により変位（振動）させられているときには、液保持部を支持できる状態を意味する。
【０１５２】
また、着脱部が、磁性体を有し、磁性体が磁力により、液保持部を脱離不能に支持することも好ましい。着脱部が、磁性体を有し、磁性体が磁力により、液保持部を脱離不能に支持することにより、より短時間で容易に液保持部を付け替えることができる。
磁性体とは、磁界（磁場）を発生させるものを意味し、例えば、永久磁石、電磁石などが挙げられる。これらの中でも、永久磁石が好ましい。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
液保持部は、着脱部が磁性体を有する場合、磁性体の発生させる磁力により、接続部材との間で引力を生ずる吸着部を有することが好ましい。吸着部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性体の金属などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１５３】
さらに、本発明の液吐出ヘッドにおける第４の態様においては、液保持部が複数であり、接続部材が、液保持部を隣接配置可能に接続することが好ましい。ここで、接続部材が、液保持部を隣接配置可能に接続するとは、例えば、複数の液保持部を並べて、多チャンネル化する際に、液保持部を並べる方向において、液保持部どうしが互いに密に隣り合って位置するように配置できることを意味する。
接続部材が、液保持部を隣接配置可能に接続する手法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、複数の液保持部を互いに並べる方向における、液保持部の径よりも、接続部材の径を短くすることなどが挙げられる。
接続部材が液保持部を隣接配置可能に接続することにより、液吐出ヘッドをより小型化することができるため、複数の液保持部を並べて多チャンネル化する際に、より密に液保持部を配置することができ、１つの液吐出装置に多くの液吐出ヘッドを設置することができる。そのため、こうすることにより、例えば、細胞溶液（細胞懸濁液）を吐出して複数の細胞からなる組織体を形成する際、より短時間で組織体を形成することができるため、形成時における細胞の生存率の低下を抑制することができる。
【０１５４】
また、第２の態様から第４の態様における液吐出ヘッドは、第１の態様における液吐出ヘッドと同様に、その他の部材を有していてもよい。その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【０１５５】
（滴吐出装置）
本発明の液吐出装置は、本発明の液吐出ヘッドを備え、駆動手段、粒子数計数手段を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の手段を備える。
【０１５６】
＜駆動手段＞
駆動手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液吐出ユニットに駆動電圧を入力する手段などが挙げられる。この場合、駆動手段が圧電素子を変形させることにより微小な液滴を吐出させることができる。
【０１５７】
＜粒子数計数手段＞
粒子数計数手段は、液滴に含まれる粒子を計数する手段であり、液滴の吐出後、かつ液滴の被着対象物への着弾前に、液滴に含まれる粒子数をセンサによって計数する手段であることが好ましい。
センサとは、自然現象や人工物の機械的・電磁気的、熱的、音響的、又は化学的性質、或いはそれらにより示される空間情報・時間情報を、何らかの科学的原理を応用して、人間や機械が扱い易い別媒体の信号に置き換える装置を意味する。
【０１５８】
粒子数計数手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、吐出前に粒子を観測する処理、着弾後の粒子をカウントする処理を含んでもよい。
【０１５９】
液滴の吐出後、かつ液滴の被着対象物への着弾前に、液滴に含まれる粒子数の計数する処理としては、液滴が被着対象物としてのプレートのウェルに確実に入ることが予測されるウェル開口部の直上の位置にあるタイミングにて液滴中の粒子を観測することが好ましい。
【０１６０】
プレートとしては、特に制限はなく、バイオ分野において一般的に用いられる穴が形成されたものを用いることが可能である。
プレートにおけるウェルの数は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、単数であってもよく、複数であってもよい。
ウェルの数が複数であるプレートとしては、ウェルの数が２４個、９６個、３８４個など業界において一般的な個数及び寸法で穴が形成されたものを用いることが好ましい。
プレートの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、後の処理のために、細胞や核酸の壁面への付着が抑制されているものを用いることが好ましい。
【０１６１】
液滴中の粒子を観測する方法としては、例えば、光学的に検出する方法、電気的・磁気的に検出する方法などが挙げられる。
【０１６２】
＜その他の手段＞
その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、制御手段、表示手段、記録手段などを有することが好ましい。
【０１６３】
ここで、本発明の液吐出装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明の液吐出装置は、液吐出ヘッドとして本発明の液吐出ヘッドを用いており、本発明の液吐出ヘッドは本発明の液吐出装置に含まれるため、以下の本発明の液吐出装置の実施形態の説明を通じて、本発明の液吐出ヘッドの実施形態についても説明する。
なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、構成部材の数、位置、形状等は本実施形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
また、各図面における断面図は、液吐出ヘッドにおける吐出口（ノズル）が形成された箇所における断面図である。
【０１６４】
＜第１の実施形態＞
図１Ａは、第１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略上面図である。図１Ｂは、第１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略断面図である。
図１Ａ及び１Ｂに示すように、第１の実施形態では、液吐出ヘッド１１００において、平面形状が四角形の膜状部材１０１３における中心に吐出口（ノズル）１０１２が形成されており、膜状部材１０１３の一辺に変位部材の一例としての圧電素子１０３０が当接して接着されている。
第１の実施形態においては、圧電素子１０３０が、吐出口１０１２から吐出する液が配置される側に位置している。
【０１６５】
図２は、第１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
第１の実施形態においては、膜状部材１０１３上に配置された液１３００は、縦モード（積層タイプ）の圧電素子１０３０を伸縮させる（図２における縦方向に伸び、横方向に縮む）ことにより、膜状部材１０１３の位置を変位させて吐出口１０１２から液滴１３１０を吐出する。より具体的には、第１の実施形態では、縦モードの圧電素子１０３０により、膜状部材１０１３の位置を、液滴１３１０を吐出する方向（吐出方法）に往復動させて、吐出口１０１２から液滴１３１０を吐出する。
第１の実施形態では、上記のように、膜状部材１０１３の位置が変位することに伴って吐出口１０１２が変位し、吐出する液１３００に圧力上昇が生じることにより、吐出口１０１２から液滴１３１０を吐出する。
【０１６６】
また、第１の実施形態においては、膜状部材１０１３の端部を変位させて液１３００を吐出するため、変位部材１０３０が膜状部材１０１３の位置を変位させている間、膜状部材１０１を変形させることは必須ではなく、膜状部材１０１３が変形しなくてもよい。
このため、第１の実施形態では、簡易な構造とすることができ、より小さい（短い）膜状部材を用いることができるため、液吐出ヘッドをより小型化することができる。
【０１６７】
また、第１の実施形態のように、縦モードの圧電素子１０３０を用いることにより、幅の小さな圧電素子を用いることができ、液吐出ヘッド１１００の幅（水平方向の大きさ）を、より小さくすることができる。なお、第１の実施形態のように、縦モードの圧電素子１０３０を用いる場合は、膜状部材１０１３の変位の量（位置の変化量）を大きくするため、ある程度の厚みのある圧電素子１０３０を用いることが好ましい。
【０１６８】
このように、第１の実施形態では、変位部材の一例としての縦モードの圧電素子１０３０が、吐出口１０１２から吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。また、膜状部材１０１３として、変位部材１０３０が膜状部材１０１３の位置を変位させている間、膜状部材１０１３が変形しない場合には、上述した第２の態様の一例とすることができる。
【０１６９】
＜第２の実施形態＞
図３は、第２の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
第２の実施形態では、第１の実施形態とは異なり、変位部材の一例としてシアモード（バイモルフタイプ）の圧電素子１０３１を用いている。また、第２の実施形態においては、変位部材以外については、第１の実施形態と同様とすることができる。
【０１７０】
第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、平面形状が四角形の膜状部材１０１３における中心に吐出口（ノズル）１０１２が形成されており、膜状部材１０１３の一辺に変位部材の一例としての圧電素子１０３１が当接して接着されている。
第２の実施形態においては、シアモードの圧電素子１０３１が、変形する（屈曲する）ことにより、膜状部材１０１３の位置を変位させて吐出口１０１２から液滴１３１０を吐出する。より具体的には、第２の実施形態では、シアモードの圧電素子１０３１により、膜状部材１０１３の位置を、液滴１３１０を吐出する方向（吐出方法）に往復動させて、吐出口１０１２から液滴１３１０を吐出する。
【０１７１】
また、第２の実施形態のように、シアモードの圧電素子１０３１を用いることにより、薄い圧電素子を用いることができ、液吐出ヘッド１１００の厚み（垂直方向の大きさ）を、より小さくすることができる。なお、第２の実施形態のように、シアモードの圧電素子１０３１を用いる場合は、膜状部材１０１３の変位の量（位置の変化量）を大きくするため、ある程度の幅（長さ）のある圧電素子１０３１を用いることが好ましい。
【０１７２】
このように、第２の実施形態では、変位部材の一例としてのシアモードの圧電素子１０３１が、吐出口１０１２から吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。また、膜状部材１０１３として、変位部材１０３１が膜状部材１０１３の位置を変位させている間、膜状部材１０１３が変形しない場合には、上述した第２の態様の一例とすることができる。
【０１７３】
＜第３の実施形態＞
図４は、第３の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
第３の実施形態では、第１の実施形態とは異なり、圧電素子１０３０が、膜状部材１０１３における液１３００を配置する側と反対側（吐出面側）に位置する。さらに、第３の実施形態においては、膜状部材１０１３として、変位部材１０３０が膜状部材１０１３の位置を変位させている間、膜状部材１０１３が変形しないものを用いる。また、それ以外の部分については、第１の実施形態と同様とすることができる。
図４に示すように、第３の実施形態では、縦モードの圧電素子１０３０により、膜状部材１０１３の位置を、液滴１３１０を吐出する方向（吐出方法）に往復動させて、吐出口１０１２から液滴１３１０を吐出する。
【０１７４】
第３の実施形態では、変位部材１０３０が膜状部材１０１３の位置を変位させている間、膜状部材１０１３が変形しない、剛性の高い膜状部材１０１３を用いるため、膜状部材１０１３の大きさや厚みを適宜選択することができる。このため、第３の実施形態では、液吐出ヘッド１１００を簡易な構造とすることができ、小型化することができる。
また、第３の実施形態においては、剛性の高い膜状部材１０１３を用いるため、液１３００を連続で吐出する際の耐久性を向上できるとともに、ブラシなどのクリーニング装置を用いて膜状部材１０１３をクリーニングする際における膜状部材１０１３の損傷を抑制できる。
なお、第３の実施形態においては、縦モードの圧電素子１０３０を用いる場合を例示したが、第２の実施形態と同様に、シアモードの圧電素子を用いることもできる。
【０１７５】
このように、第３の実施形態では、変位部材が膜状部材の位置を変位させている間、膜状部材が変形せず、上述した第２の態様の一例とすることができる。
【０１７６】
＜第４の実施形態＞
図５Ａは、第４の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略上面図である。図５Ｂは、第４の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略断面図である。
図５Ａ及び５Ｂに示すように、第４の実施形態では、液吐出ヘッド１１００において、平面形状が四角形の膜状部材１０１３における中心に吐出口（ノズル）１０１２が形成されており、膜状部材１０１３の周縁部を囲むように位置し、膜状部材１０１３に配置される液１３００を保持可能となるように変位部材の一例としての圧電素子１０３０が当接して接着されている。
また、第４の実施形態においては、圧電素子１０３０が、吐出口１０１２から吐出する液が配置される側に位置している。
【０１７７】
図６は、第４の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
第４の実施形態においては、膜状部材１０１３上に配置された液１３００は、縦モード（積層タイプ）の圧電素子１０３０を伸縮させる（図６における縦方向に伸び、横方向に縮む）ことにより、膜状部材１０１３の位置を変位させて吐出口１０１２から液滴１３１０を吐出する。より具体的には、第４の実施形態では、縦モードの圧電素子１０３０により、膜状部材１０１３の位置を、液滴１３１０を吐出する方向（吐出方法）に往復動させて、吐出口１０１２から液滴１３１０を吐出する。
第４の実施形態では、上記のように、膜状部材１０１３の位置が変位することに伴って吐出口１０１２が変位し、吐出する液１３００に圧力上昇が生じることにより、吐出口１０１２から液滴１３１０を吐出する。
【０１７８】
また、第４の実施形態においては、膜状部材１０１３の端部を変位させて液１３００を吐出するため、変位部材１０３０が膜状部材１０１３の位置を変位させている間、膜状部材１０１を変形させることは必須ではなく、膜状部材１０１３が変形しなくてもよい。
このため、第４の実施形態では、簡易な構造とすることができ、より小さい（短い）膜状部材を用いることができるため、液吐出ヘッドをより小型化することができる。
【０１７９】
第４の実施形態のように、縦モードの圧電素子１０３０を用いることにより、幅の小さな圧電素子を用いることができ、液吐出ヘッド１１００の幅（水平方向の大きさ）を、より小さくすることができる。なお、第４の実施形態のように、縦モードの圧電素子１０３０を用いる場合は、膜状部材１０１３の変位の量（位置の変化量）を大きくするため、ある程度の厚みのある圧電素子１０３０を用いることが好ましい。
【０１８０】
ここで、第４の実施形態においては、縦モードの圧電素子１０３０により液１３００を保持しているため、より多くの液１３００を膜状部材１０１３上に配置することができる。また、縦モードの圧電素子１０３０が液１３００を保持することにより、液吐出ヘッド１００は、膜状部材１０１３上に所定の厚みで液１３００を保持することができ、吐出口１０１２から液１３００を吐出する際における、膜状部材１０１３上の液１３００の水圧を安定させることができるため、より安定して液滴１３１０を吐出できる。
【０１８１】
さらに、第４の実施形態では、縦モードの圧電素子１０３０を用いているため、縦モードの圧電素子１０３０を膜状部材１０１３の周縁部を囲むように位置する際に、縦モードの圧電素子１０３０の形状を適宜選択することができる。
図７Ａは、第４の実施形態に係る液吐出ヘッドの変形例における概略上面図である。図７Ｂは、第４の実施形態に係る液吐出ヘッドの変形例における概略断面図である。
図７Ａ及び７Ｂに示すように、第４の実施形態では、液吐出ヘッド１１００において、平面形状が円形の膜状部材１０１３における中心に吐出口（ノズル）１０１２が形成されており、膜状部材１０１３の周縁部を囲むように位置し、膜状部材１０１３に配置される液１３００を保持可能となるように変位部材の一例としての圧電素子１０３０が当接して接着されている。図７Ａ及び７Ｂの変形例に示すように、第４の実施形態においては、膜状部材１０１３の平面形状及び縦モードの圧電素子１０３０の形状を適宜選択することができる。
【０１８２】
このように、第４の実施形態では、変位部材の一例としての縦モードの圧電素子１０３０が、吐出口１０１２から吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。また、膜状部材１０１３として、変位部材１０３０が膜状部材１０１３の位置を変位させている間、膜状部材１０１３が変形しない場合には、上述した第２の態様の一例とすることができる。
【０１８３】
＜第５の実施形態＞
図８は、第５の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
第５の実施形態では、第４の実施形態とは異なり、変位部材の一例としてシアモード（バイモルフタイプ）の圧電素子１０３１を用いている。また、第５の実施形態においては、変位部材以外については、第４の実施形態と同様とすることができる。
【０１８４】
第５の実施形態では、第４の実施形態の変形例と同様に、平面形状が円形の膜状部材１０１３における中心に吐出口（ノズル）１０１２が形成されており、膜状部材１０１３の一辺に変位部材の一例としての圧電素子１０３１が当接して接着されている。
第５の実施形態においては、シアモードの圧電素子１０３１が、変形する（屈曲する）ことにより、膜状部材１０１３の位置を変位させて、膜状部材１０１３の位置を変位させて吐出口１０１２から液滴１３１０を吐出する。より具体的には、第５の実施形態では、シアモードの圧電素子１０３１により、膜状部材１０１３の位置を、液滴１３１０を吐出する方向（吐出方法）に往復動させて、吐出口１０１２から液滴１３１０を吐出する。
【０１８５】
また、第５の実施形態のように、シアモードの圧電素子１０３１を用いることにより、薄い圧電素子を用いることができ、液吐出ヘッド１１００の厚み（垂直方向の大きさ）を、より小さくすることができる。なお、第２の実施形態のように、シアモードの圧電素子１０３１を用いる場合は、膜状部材１０１３の変位の量（位置の変化量）を大きくするため、ある程度の幅（長さ）のある圧電素子１０３１を用いることが好ましい。
また、第５の実施形態においては、膜状部材１０１３を安定して変位させるために、シアモードの圧電素子１０３１を円環状（リング状）に配置している。
【０１８６】
このように、第５の実施形態では、変位部材の一例としてのシアモードの圧電素子１０３１が、吐出口１０１２から吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。また、膜状部材１０１３として、変位部材１０３１が膜状部材１０１３の位置を変位させている間、膜状部材１０１３が変形しない場合には、上述した第２の態様の一例とすることができる。
【０１８７】
＜第６の実施形態＞
図９Ａは、第６の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略上面図である。図９Ｂは、第６の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略断面図である。
図９Ａ及び９Ｂに示すように、第６の実施形態では、液吐出ヘッド１１００において、平面形状が円形の膜状部材１０１３における中心に吐出口（ノズル）１０１２が形成されており、膜状部材１０１３の周縁部を囲むように位置し、膜状部材１０１３に配置される液１３００を保持可能となるように変位部材の一例としての圧電素子１０３０が当接して接着されている。
さらに、第６の実施形態では、液吐出ヘッド１１００は、膜状部材１０１３における液が配置される側に位置し、変位部材１０３０における、膜状部材１０１３と当接する側と反対側を固定する固定部材１０４０を有する。
また、第６の実施形態においては、固定部材１０４０を有すること以外については、第４の実施形態と同様とすることができる。
【０１８８】
第６の実施形態では、固定部材１０４０を有することにより、液吐出ヘッド１１００を配置する位置の選択の自由度を向上させることができ、例えば、液吐出ヘッド１１００を多数並べて配置することを、より容易にすることができる。
さらに、第６の実施形態では、固定部材１０４０の材質として、剛性が高く変形しにくいものを選択することにより、変位部材１０３０の変位のエネルギーの損失を抑制して、効率的に膜状部材１０１３の位置を変位させることができ、吐出口１０１２からの液の吐出をより効率的に行うことができる。
【０１８９】
このように、第６の実施形態では、変位部材の一例としての縦モードの圧電素子１０３０が、吐出口１０１２から吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。また、膜状部材１０１３として、変位部材１０３１が膜状部材１０１３の位置を変位させている間、膜状部材１０１３が変形しない場合には、上述した第２の態様の一例とすることができる。
【０１９０】
＜第７の実施形態＞
図１０Ａは、第７の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略上面図である。図１０Ｂは、第７の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略断面図である。
図１０Ａ及び１０Ｂに示すように、第７の実施形態では、液吐出ヘッド１１００において、平面形状が円形の膜状部材１０１３における中心に吐出口（ノズル）１０１２が形成されており、膜状部材１０１３の周縁部に、膜状部材１０１３の上に配置される液を収容可能な筒状の液収容室１０１１が設けられている。さらに、第７の実施形態では、液収容室１０１１と変位部材としての圧電素子１０３０とを接続する接続部材１０２０が設けられており、接続部材１０２０は着脱部としてのねじ１０２１により、液収容室１０１１を付勢して着脱可能に接続している。
また、第７の実施形態においては、液収容室１０１１及び接続部材１０２０を有すること以外については、第６の実施形態と同様とすることができる。
【０１９１】
第７の実施形態では、膜状部材１０１３の上に配置される液を収容可能な筒状の液収容室１０１１が設けられているため、より多くの液を膜状部材１０１３上に配置することができる。これにより、液吐出ヘッド１１００は、膜状部材１０１３上に所定の厚みで液を収容することができ、吐出口１０１２から液を吐出する際における、膜状部材１０１３上の液の水圧を安定させることができるため、より安定して液を吐出できる。さらに、液吐出ヘッド１１００が液収容室１０１１を有することにより、より多量の液を膜状部材１０１３の上に配置することができるため、液吐出ヘッド１１００に液を供給する回数を減らすことができ、より短時間で多くの液滴を吐出することができる。
また、液収容室１０１１の上部は開口しており（通気口を有し）、気体が流通可能となっているため、液収容室１０１１内部の気圧が、液収容室１０１１外部の気圧（通常は大気圧）と同程度となるため、液収容室１０１１内部が負圧となることを抑制して、安定して液収容室１０１１が収容する液を吐出することができる。
【０１９２】
また、第７の実施形態では、上述したように、液収容室１０１１と変位部材としての圧電素子１０３０とを接続する接続部材１０２０が設けられているため、液吐出ヘッド１１００の形状や配置の選択の自由度をより向上させることができ、例えば、液吐出ヘッド１１００を多数並べて配置することを、より容易にすることができる。
さらに、接続部材１０２０が着脱部としてのねじ１０２１により、液収容室１０１１を付勢して着脱可能に接続することにより、膜状部材１０１３及び液収容室１０１１を交換することができるので、吐出する液を変更する際に、液どうしのコンタミを抑制することができる。
【０１９３】
このように、第７の実施形態では、変位部材の一例としての圧電素子１０３０が、吐出口１０１２から吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。また、液収容室１０１１を介して、膜状部材１０１３が着脱可能となるように、膜状部材１０１３と変位部材１０３０とを接続する接続部材１０２０を有しており、上述した第３の態様の一例とすることができる。
【０１９４】
＜第８の実施形態＞
図１１Ａは、第８の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略上面図である。図１１Ｂは、第８の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における概略断面図である。
図１１Ａ及び１１Ｂに示すように、第８の実施形態は、第７の実施形態とは、各部材の形状が異なる。また、第８の実施形態においては、各部材の形状以外については、第７の実施形態と同様とすることができる。
【０１９５】
第８の実施形態においては、膜状部材１０１３の平面形状が長方形となっており、膜状部材１０１３の周縁部に液収容室１０１１が設けられている。さらに、液収容室１０１１を介して、膜状部材１０１３が着脱可能となるように、膜状部材１０１３と変位部材１０３０とを接続する接続部材１０２０における中央部分に変位部材１０３０が設けられ、変位部材１０３０上に固定部材１０４０が設けられている。
第８の実施形態においては、膜状部材１０１３等の各部材が、長方形の形状を有するため、例えば、第７の実施形態に比べて、液吐出ヘッド１１００をより小型化することができる。
【０１９６】
このように、第８の実施形態では、変位部材の一例としての圧電素子１０３０が、吐出口１０１２から吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。また、液収容室１０１１を介して、膜状部材１０１３が着脱可能となるように、膜状部材１０１３と変位部材１０３０とを接続する接続部材１０２０を有しており、上述した第３の態様の一例とすることができる。
【０１９７】
＜第９の実施形態＞
図１２Ａは、第９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、膜状部材の吐出面側から見たときの斜視図である。図１２Ｂは、第９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、膜状部材の液を配置する側（液収容室側）から見たときの斜視図である。
図１２Ａ及び１２Ｂに示すように、第９の実施形態においては、変位部材の一例としてのシアモード（バイモルフタイプ）の圧電素子１０３１が、液収容室１０１１、膜状部材１０１３、及び固定部材１０４０と接している。第９の実施形態では、圧電素子１０３１の内側の側面と液収容室１０１１とにより、液を保持することができる。
【０１９８】
図１３は、第９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
第９の実施形態においては、シアモードの圧電素子１０３１が変形（屈曲）することにより、液収容室１０１１の位置が変位するとともに、膜状部材１０１３における吐出口１０１２の近傍も変形し、吐出口の位置が変位する。このようにして、液収容室１０１１及び膜状部材１０１３における吐出口１０１２の位置を変位させて、吐出口１０１２から液滴を吐出する。より具体的には、第９の実施形態では、シアモードの圧電素子１０３１により、液収容室１０１１及び膜状部材１０１３における吐出口１０１２の位置を、液滴を吐出する方向（吐出方法）に往復動させて、吐出口１０１２から液滴を吐出する。
【０１９９】
第９の実施形態では、薄型であるシアモードの圧電素子１０３１を用いることにより、液吐出ヘッド１１００の厚みをより薄くすることができ、液吐出ヘッド１１００をより小型化することができる。
また、第９の実施形態においては、固定部材１０４０の材質として、剛性が高く変形しにくいものを選択することにより、変位部材１０３１の変位のエネルギーの損失を抑制して、効率的に膜状部材１０１３の位置を変位させることができ、吐出口１０１２からの液の吐出をより効率的に行うことができる。
【０２００】
このように、第９の実施形態では、変位部材の一例としての圧電素子１０３１が、吐出口１０１２から吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。
【０２０１】
＜第１０の実施形態＞
図１４は、第１０の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における、吐出口から液を吐出する際の動作の一例を示す概略断面図である。
第１０の実施形態においては、縦モードの圧電素子１０３０が伸縮することにより、膜状部材１０１３全体の位置が変位する。このとき、液収容室１０１１の位置は変位しない。このように、第１０の実施形態においては、縦モードの圧電素子１０３０を用いて膜状部材１０１３の位置を変位させることにより、吐出口１０１２から液滴を吐出する。より具体的には、第１０の実施形態では、縦モードの圧電素子１０３０により、膜状部材１０１３の位置を、液滴を吐出する方向（吐出方法）に往復動させて、吐出口１０１２から液滴を吐出する。
【０２０２】
第１０の実施形態では、幅（水平方向の大きさ）を小さくすることが可能な縦モードの圧電素子１０３０を用いることにより、液吐出ヘッド１１００の幅をより小さくすることができ、液吐出ヘッド１１００をより小型化することができる。
また、第１０の実施形態においては、固定部材１０４０の材質として、剛性が高く変形しにくいものを選択することにより、変位部材１０３０の変位のエネルギーの損失を抑制して、効率的に膜状部材１０１３の位置を変位させることができ、吐出口１０１２からの液の吐出をより効率的に行うことができる。
【０２０３】
このように、第１０の実施形態では、変位部材の一例としての圧電素子１０３０が、吐出口１０１２から吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。
【０２０４】
＜第１１の実施形態＞
図１５Ａは、第１１の実施形態における液吐出ヘッドを示す概略図である。
図１５Ａに示すように、液吐出ヘッド２１００は、膜状部材２１１０と、変位部材としての圧電素子２１２０と、接触遮断手段（液収容室）としての液収容容器２１３０と、筐体２１４０と、ヘッド駆動部２１５０とを有する。図１５Ａでは、膜状部材２１１０、圧電素子２１２０、及び液収容容器２１３０により、液としての細胞懸濁液Ｓが収容されている状態を示している。また、細胞懸濁液Ｓには、細胞Ｃが含有されている。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、圧電素子２１２０を基準にすると、液収容容器２１３０側を上側、膜状部材２１１０側を下側とする。また、圧電素子２１２０を基準にすると、液収容容器２１３０側の面を上面、膜状部材２１１０側の面を下面とする。
【０２０５】
膜状部材２１１０は、本実施形態では、圧電素子２１２０の下面に固定されている。
膜状部材２１１０の形状は、本実施形態では平板状であり、平面形状が略真円状である。
膜状部材２１１０の構造は、本実施形態では、平面視したときの略真円状の中心に吐出口２１１０Ｂが形成されている。
なお、吐出口２１１０Ｂについての詳細は後述する。
【０２０６】
膜状部材２１１０の大きさは、本実施形態では、φ２０ｍｍで平均厚みが０．０５ｍｍである。
膜状部材２１１０の材質は、本実施形態では、ステンレス鋼である。
【０２０７】
吐出面２１１０Ａは、膜状部材２１１０において細胞懸濁液Ｓを吐出する側の面であり、本実施形態では、膜状部材２１１０の下面である。
【０２０８】
吐出口２１１０Ｂは、液収容容器２１３０が収容する細胞懸濁液Ｓを吐出する口（孔）であり、本実施形態では、膜状部材２１１０の上面と下面とを貫通する貫通孔として形成されている。
吐出口２１１０Ｂの開口形状は、本実施形態では真円状である。
吐出口２１１０Ｂの直径は、本実施形態ではφ０．０８ｍｍである。
【０２０９】
圧電素子２１２０は、吐出口２１１０Ｂから吐出させる細胞懸濁液Ｓを収容する側、即ち膜状部材２１１０の上面側に形成されている。
圧電素子２１２０は、本実施形態では、電圧を印加されるための電極２１２１を備えており、電極２１２１に電圧を印加することにより、逆圧電効果で図１５Ａ中の横方向に収縮応力を発生させる。すると、圧電素子２１２０は、下面に配置されている膜状部材２１１０を曲げ、吐出口２１１０Ｂの位置を変位させることにより、細胞懸濁液Ｓを吐出口２１１０Ｂから吐出させることができる。
【０２１０】
圧電素子２１２０の平面形状は、本実施形態では、膜状部材２１１０の平面形状が略真円状であり吐出口２１１０Ｂがその略中心にあるため、吐出口２１１０Ｂの位置を変位させることができるように円環状（リング状）である。
圧電素子２１２０の構造は、本実施形態では、圧電材料に電圧を印加するための電極２１２１（通電部）を備えている。
【０２１１】
圧電素子２１２０の大きさは、本実施形態では、外径がφ２０ｍ、内径がφ４ｍｍである。
圧電素子２１２０の材質は、本実施形態では、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）である。
【０２１２】
液収容容器（液収容室）２１３０は、本実施形態では、細胞懸濁液Ｓを収容可能であり、圧電素子２１２０における電極２１２１に細胞懸濁液Ｓが接触するのを遮断する。また、液収容容器２１３０は、液収容容器２１３０内を大気に開放する大気開放部２１３１を上部に有しており、細胞懸濁液Ｓ中に混入した気泡を大気開放部２１３１から排出可能としている。
【０２１３】
液収容容器２１３０の形状及び構造は、本実施形態では、円筒状である。
液収容容器２１３０の大きさは、本実施形態では、内径がφ４ｍｍ、外径がφ６ｍｍ、高さが１０ｍｍである。
液収容容器２１３０の材質は、本実施形態では、ポリカーボネートである。
なお、本実施形態では、液収容容器の材質をポリカーボネートとしたが、これに限ることなく、例えば、金属、樹脂、シリコーン、セラミックなどとしてもよい。
【０２１４】
液収容容器２１３０が収容する細胞懸濁液Ｓの量は、本実施形態では、１２０μＬである。
なお、本実施形態では、液収容容器が収容する細胞懸濁液の量を１２０μＬとしたが、これに限ることなく、例えば、１μＬ以上１ｍＬ以下としてもよい。特に、細胞懸濁液のように高価な液を使用する際には、少量の液量を吐出できることが好ましいため、１μＬ以上２００μＬ以下とすることが好ましい。
【０２１５】
なお、本実施形態では、接触遮断手段を液収容容器としたが、これに限ることなく、例えば、接触遮断手段を圧電素子の電極を被膜するコーティング膜としてもよい。これにより、液収容容器が不要になる。
【０２１６】
筐体２１４０は、本実施形態では、円筒状の形状であり、液収容容器２１３０を収容する。また、筐体２１４０の下面に該当する下端部には、圧電素子２１２０の周縁部が固定されている。
【０２１７】
ヘッド駆動部２１５０は、本実施形態では、吐出信号を圧電素子２１２０に入力し、圧電素子２１２０を駆動させる。
【０２１８】
＜細胞懸濁液（液）＞
吐出口２１１０Ｂから吐出させる液は、本実施形態では、細胞懸濁液Ｓである。また、細胞懸濁液Ｓに含まれる細胞Ｃは、ヒト由来の細胞である。これにより、液吐出ヘッド２１００は、薬効や化粧品の評価用組織体を形成することができる。
細胞懸濁液Ｓの溶媒は、本実施形態では水であるが、これに限定されることはない。
【０２１９】
［第１１の実施形態における液吐出ヘッドの液吐出動作］
図１５Ｂは、図１５Ａに示した液吐出ヘッドが液を吐出する動作を示す説明図である。
図１５Ｂに示すように、ヘッド駆動部２１５０が圧電素子２１２０に吐出信号を入力し、圧電素子２１２０が収縮して膜状部材２１１０が屈曲すると、吐出口２１１０Ｂの位置が変位することにより、液収容容器２１３０内の細胞懸濁液Ｓが細胞Ｃを含む液滴Ｌとして吐出させる。
【０２２０】
次に、本発明の液吐出ヘッドを有するとともに、液吐出ヘッドをクリーニングするクリーニング装置を有する液吐出装置を例に、本発明の液吐出ヘッドが簡易な構造で吐出口のクリーニングが容易であることについて説明する。
【０２２１】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、第１１の実施形態における液吐出装置により液吐出ヘッドの吐出面がクリーニングされる動作を示す説明図である。
図１６Ａに示すように、液吐出装置２０１０は、吐出面２１１０Ａに汚れＤが付着した液吐出ヘッド２１００と、液吐出ヘッド２１００の吐出面２１１０Ａをクリーニングするクリーニング装置２２００とを有する。
液吐出ヘッド２１００は、吐出面２１１０Ａの吐出口２１１０Ｂ近傍に細胞懸濁液Ｓなどの汚れＤが付着すると、吐出口２１１０Ｂから吐出する液の吐出方向がばらついてしまったり、液の吐出ができなくなる不具合が発生する場合がある。このような不具合を発生させないように吐出面２１１０Ａをクリーニングするため、液吐出ヘッド２１００は、まず、駆動部によって図１６Ａ中の矢印Ａで示す鉛直方向へ移動する。このとき、吐出面２１１０Ａと、第１の当接部材２２１１の端部２２１１Ａ及び第２の当接部材２２２１の端部２２２１Ａが接触するような吐出面通過ラインに、吐出面２１１０Ａの高さが調整される。
【０２２２】
次に、図１６Ｂに示すように、吐出面２１１０Ａの高さが調整された液吐出ヘッド２１００は、駆動部により図１６Ｂ中の矢印Ｂで示す水平方向へ移動する。すると、吐出面２１１０Ａは、まず第１の当接部材２２１１に当接し、第１の当接部材２２１１に含まれている湿潤用液Ｗの作用により剥離しやすくなった汚れＤが第１の当接部材２２１１の端部２２１１Ａで液吐出ヘッド２１００が通過し終わるまで払拭される。
【０２２３】
次に、吐出面２１１０Ａの汚れＤが払拭された後、吐出面２１１０Ａは、続いて第２の当接部材２２２１の端部２２２１Ａに当接する。すると、第１の当接部材２２１１による払拭で吐出面２１１０Ａに残った湿潤用液Ｗの微小な液滴を、端部２２２１Ａも含めて第２の当接部材２２２１が吸着する。
【０２２４】
このように、液吐出装置２０１０は、液吐出ヘッド２１００の吐出面２１１０Ａに付着した汚れＤを、クリーニング装置２２００により容易にクリーニングすることができる。
【０２２５】
このように、第１１の実施形態では、変位部材の一例としての圧電素子２１２０が、吐出口２１１０Ｂから吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。
【０２２６】
＜第１２の実施形態＞
図１７は、第１２の実施形態における液吐出ヘッドを示す概略図である。
図１７に示すように、第１２の実施形態では、第１１の実施形態の液吐出ヘッド２１００に、液収容容器２１３０が収容した細胞懸濁液を蒸発させないようにする蓋部２１６０が更に設けられている。言い換えると、第１２の実施形態の液吐出ヘッド２１００は、収容した細胞懸濁液を覆うように配置される（膜状部材における液が配置される側に、膜状部材と対向して配置された）蓋部２１６０を、第１１の実施形態の液吐出ヘッド２１００が更に有するようにした形態である。
【０２２７】
蓋部２１６０は、本実施形態では、平板部材２１６１と、円筒部材２１６２とを有する。
平板部材２１６１は、本実施形態では、平面形状を円形状とし、筐体２１４０の外径と同様にして、筐体２１４０の開口部を覆うことができる。また、平板部材２１６１には、筐体２１４０の内部を密閉して吐出口からの液の吐出を妨げないように、貫通孔２１６１ａが中央に設けられている。
円筒部材２１６２は、本実施形態では、円筒状の形状である。また、円筒部材２１６２は、液収容容器２１３０の外径よりも少し大きい内径としており、蓋部２１６０を装着した場合に蓋部２１６０液収容容器２１３０の上部を包むような位置で、平板部材２１６１の下面に固定されている。
これにより、円筒部材２１６２の内部の空間が筐体２１４０の内部の空間よりも比較的狭いことから、液収容容器２１３０の上面から細胞懸濁液Ｓが蒸発しても細胞懸濁液Ｓの気体が飽和しやすくなるため、蒸発する細胞懸濁液Ｓの液量を低減することができる。
【０２２８】
図１８は、液吐出ヘッドにおける蓋部の有無により、液吐出ヘッドに収容された液の経時的な蒸発液量を比較したグラフである。
図１８に示すように、液吐出ヘッドに収容された液の経時的な蒸発液量は、蓋部２１６０を設けた場合のほうが、蓋部２１６０を設けていない場合よりも少ないことがわかる。具体的には、蓋部２１６０を設けた場合の経時的な蒸発液量は、蓋部２１６０を設けていない場合の経時的な蒸発液量の１／３程度になっている。
【０２２９】
このように、第１２の実施形態の液吐出ヘッドでは、第１１の実施形態の液吐出ヘッドに蓋部を更に設けることにより、液吐出ヘッドに収容された液の経時的な蒸発液量を低減することができる。
【０２３０】
このように、第１２の実施形態では、変位部材の一例としての圧電素子２１２０が、吐出口２１１０Ｂから吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。
【０２３１】
＜第１３の実施形態＞
図１９は、第１３の実施形態における液吐出ヘッドを示す概略図である。
図１９に示すように、第１３の実施形態では、第１２の実施形態の液吐出ヘッド２１００に、液収容容器２１３０に収容された細胞懸濁液Ｓを撹拌する撹拌部２１７０が更に設けられている。言い換えると、第１３の実施形態の液吐出ヘッド２１００は、蓋部２１６０に装着され、収容されている細胞懸濁液Ｓの移送により細胞懸濁液Ｓを撹拌する撹拌部を、第１２の実施形態の液吐出ヘッド２１００が更に有するようにした形態である。
なお、第１３の実施形態の液吐出ヘッド２１００では、撹拌部２１７０の設置に伴い、貫通孔２１６１ａが蓋部２１６０の中央から、筐体２１４０の内径より内側で円筒部材２１６２の外径より外側に配置されている。
【０２３２】
撹拌部２１７０は、本実施形態では、円筒部材２１７１と、係合部材２１７２と、ポンプ２１７３とを有する。
円筒部材２１７１は、本実施形態では、細長い円筒状の形状であり、係合部材２１７２により蓋部２１６０に係合されている。また、円筒部材２１７１の一端は、膜状部材２１１０に接触しないように液収容容器２１３０に収容された細胞懸濁液Ｓに浸漬しており、円筒部材２１７１の他端は、ポンプ２１７３に接続されている。
【０２３３】
撹拌部２１７０は、ポンプ２１７３を吸引動作及び排出動作させることにより、液収容容器２１３０に収容された細胞懸濁液Ｓを移送させて撹拌することができるため、沈殿した細胞Ｃを分散させ、吐出する際に細胞Ｃが吐出口２１１０Ｂに詰まることを抑制できる。
【０２３４】
なお、撹拌部２１７０は、ポンプ２１７３で細胞懸濁液Ｓを移送させるだけでなく、細胞懸濁液Ｓを供給するようにしてもよい。これにより、液吐出ヘッド２１００は、細胞懸濁液Ｓの吐出を繰り返すことで、液収容容器２１３０が収容した細胞懸濁液Ｓの液量が少なくなっても、速やかに液収容容器２１３０に細胞懸濁液Ｓを供給することができる。
また、係合部材２１７２で係合される蓋部２１６０が筐体２１４０の上端部に配置されており、筐体２１４０の下端部が圧電素子２１２０の屈曲しない領域に配置されているため、撹拌部２１７０は、吐出による圧電素子２１２０の機械的運動の影響を受けにくい。
【０２３５】
このように、第１３の実施形態の液吐出ヘッドでは、第１２の実施形態の液吐出ヘッドに撹拌部を更に設けることにより、液収容容器に収容された細胞懸濁液において沈殿した細胞を撹拌することができる。これにより、第１３の実施形態の液吐出ヘッドは、細胞の凝集や細胞が吐出口に詰まることを抑制することができる。
【０２３６】
このように、第１３の実施形態では、変位部材の一例としての圧電素子２１２０が、吐出口２１１０Ｂから吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。
【０２３７】
＜第１４の実施形態＞
図２０は、第１４の実施形態における液吐出装置の一例を示す概略図である。
図２０に示すように、液吐出装置３５００は、液吐出ヘッド３１００と、液収容室撹拌手段３２００とを有する。
【０２３８】
液吐出ヘッド３１００は、吐出口３１２０が形成されているノズルプレート（膜状部材）３１１０と、変位部（変位部材）としての振動部材３１３０と、液収容室３１４０と、振動部材３１３０を駆動させる駆動部３１５０と、制御部３１６０と、筐体３１７０とを備える液吐出手段を有する。
液収容室撹拌手段３２００は、第一送液手段３２０１と、第二送液手段３２０２と、第一送液手段３２０１と液収容室３１４０を繋ぐ流路３２１０と、第二送液手段３２０２と液収容室３１４０を繋ぐ流路３２２０とを有する。また、流路３２１０には止水弁３３１０が、流路３２２０には止水弁３３２０が備えられている。
なお、第一送液手段３２０１及び第二送液手段３２０２は一対の液移送部として機能し、流路３２１０及び流路３２２０は一対の液貯留部として機能し、止水弁３３１０及び止水弁３３２０は一対の開閉部として機能する。
【０２３９】
図２０においては、液収容室３１４０に粒子３４１０を含有する溶液３４００が保持されている状態を模式的に示している。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、振動部材３１３０を基準にすると、液収容室３１４０側を上側、ノズルプレート３１１０側を下側とし、各部位の液収容室３１４０側の面を上面、ノズルプレート３１１０側の面を下面とする。
また、平面視とは、対象物を部材の上面あるいは下面から視ることを意味し、平面形状とは対象物を部材の上面あるいは下面から視た形状を意味する。
【０２４０】
液収容室３１４０は、粒子３４１０を含有する（粒子３４１０が分散された）溶液３４００を保持する。
液収容室３１４０の上部は大気に開放されており、溶液３４００中に混入した気泡を大気に排出する。
液収容室３１４０の材質としては、例えば、金属、樹脂、シリコーン、セラミックなどが挙げられる。
【０２４１】
ノズルプレート（膜状部材）３１１０は、振動部材３１３０を介して液収容室３１４０の下端部に固定されている。
ノズルプレート３１１０の略中心には、貫通孔である吐出口（ノズル）３１２０が形成されている。液収容室３１４０に保持された溶液３４００は、ノズルプレート３１１０の振動によりノズル３１２０から液滴として吐出される。
【０２４２】
ノズルプレート３１１０の平面形状は、例えば、円形とすることができるが、楕円状や四角形等としてもよい。
ノズルプレート３１１０の材質としては、本実施形態ではステンレス鋼である。
【０２４３】
吐出口（ノズル）３１２０は、ノズルプレート３１１０の略中心に実質的に真円状の貫通孔として形成されていることが好ましい。この場合、ノズル３１２０の径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、粒子３４１０がノズル３１２０に詰まることを避けるため、粒子３４１０の大きさの２倍以上とすることが好ましい。
【０２４４】
変位部材としての振動部材３１３０は、ノズルプレート３１１０の上面側に形成されている。すなわち、振動部材３１３０は、吐出口３１２０から吐出させる溶液３４００を保持する液収容室３１４０側に配置されている。
【０２４５】
振動部材３１３０の形状は、ノズルプレート３１１０の形状に合わせて設計することができ、例えば、ノズルプレート３１１０の平面形状が円形である場合には、ノズル３１２０の周囲に平面形状が円環状（リング状）の振動部材３１３０を形成することが好ましい。
振動部材３１３０は、例えば、圧電材料の上面及び下面に電圧を印加するための電極を設けた圧電素子であり、振動部材３１３０の上下電極に電圧を印加することによって紙面横方向に収縮応力が加わり、ノズルプレート３１１０を振動させることができる。
【０２４６】
駆動部３１５０は、振動部材３１３０を駆動する。駆動部３１５０は、ノズルプレート３１１０を振動させて液滴を形成する吐出波形（吐出信号）を振動部材３１３０に付与することができる。
つまり、駆動部３１５０は、吐出波形を振動部材３１３０に加え、ノズルプレート３１１０の振動状態を制御することにより、液収容室３１４０に保持された溶液３４００をノズル３１２０から液滴として吐出させることができる。
【０２４７】
粒子３４１０を含有する溶液３４００において、粒子３４１０としては、例えば、金属微粒子、無機微粒子、細胞などが挙げられる。これらの中でも、細胞が好ましい。
溶液３４００の溶媒としては、水が最も一般的であるが、これに限定されることはなく、アルコール、鉱物油、植物油等の様々な有機溶媒を用いることができる。
液収容室３１４０に保持される溶液３４００の量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１μＬ以上１ｍＬ以下であることが好ましい。特に、細胞懸濁液のように高価な液を使用する際には、少量の液量で液滴を形成する点から、１μＬ以上２００μＬ以下がより好ましい。
【０２４８】
一対の液移送部としての第一送液手段３２０１及び第二送液手段３２０２は、流路３２１０及び流路３２２０にそれぞれ接続され、流路３２１０及び流路３２２０と液収容室３１４０との間で溶液３４００を移送する。
【０２４９】
第一送液手段３２０１及び第二送液手段３２０２による溶液３４００の移送としては、一方の流路で貯留されている溶液３４００を液収容室３１４０に流出させるとともに、一方の流路から液収容室３１４０に流出させた流量の溶液３４００を、液収容室３１４０から他方の流路に流入させることにより行われることが好ましい。これにより、液収容室３１４０の溶液３４００の液面高さを一定にすることができる。このため、本実施形態のように、液収容室３１４０に収容する溶液３４００で吐出口３１２０にかかる液圧（静圧）と、吐出口３１２０を変位させる動き（動圧）とにより溶液３４００を吐出する液吐出ヘッド３１００においては、液圧を一定にすることにより、吐出を安定させることができる。
【０２５０】
液収容室３１４０に保持される溶液３４００の液量が所定の値より少ない場合には、送液手段は、流路の少なくともいずれかから液収容室３１４０に溶液３４００を流入させることが好ましい。これにより、液吐出ヘッド３１００は、液収容室３１４０に溶液３４００を供給することができるため、液圧を一定にして吐出を安定させることができる。
【０２５１】
第一送液手段３２０１及び第二送液手段３２０２としては、例えば、シリンジタイプやプランジャータイプの電動ポンプなどの定量液量を吸引、保持、排出可能なポンプなどが挙げられる。
第一送液手段３２０１及び液収容室３１４０を繋ぐ流路３２１０と、第二送液手段３２０２及び液収容室３１４０を繋ぐ流路３２２０としては、シリコーンゴムチューブが望ましい。シリコーンゴムチューブの内径及び長さとしては、特に制限はなく、適宜選定される。
【０２５２】
一対の液貯留部としての流路３２１０及び流路３２２０は、液収容室３１４０に溶液３４００をそれぞれ流通可能にそれぞれ接続され、溶液３４００を一時的に貯留することができる。
また、流路３２１０及び流路３２２０は交換可能であり、内径や長さを調整することにより容量を変更可能である。これらの２本の流路は、ノズル３１２０（ノズルプレート３１１０）に対して傾斜配置されている。すなわち、ノズル３１２０を通る中心軸に対して傾いて配置されている。
流路３２１０及び流路３２２０の配置としては、連結部の中心軸の延長線がノズルプレート３１１０と振動部材３１３０により形成される隅部と一致、又は隅部よりもややノズル３１２０側になるように配置するのが好適である。
【０２５３】
一対の開閉部としての止水弁３３１０及び止水弁３３２０は、第一送液手段３２０１と流路３２１０との間の流路、及び、第二送液手段３２０２と流路３２２０との間の流路に、それぞれ配置され、各流路を開閉する。
【０２５４】
制御部３１６０は、液収容室３１４０が保持する溶液３４００の液面高さが一定になるように、第一送液手段３２０１及び第二送液手段３２０２、及び、止水弁３３１０及び止水弁３３２０を制御する。
制御部３１６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、メインメモリなどを有し、液吐出装置全体の動作を制御するための制御プログラムに基づいて各種処理を実行する。
【０２５５】
筐体３１７０は、本実施形態では、円筒状の形状であり、液収容室３１４０を収容する。また、筐体３１７０の下面に該当する下端部には、振動部材３１３０の周縁部が固定されている。
【０２５６】
このように、第１４の実施形態では、変位部材の一例としての振動部材３１３０が、吐出口（ノズル）３１２０から吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。
【０２５７】
＜第１５の実施形態＞
図２１は、第１５の実施形態に係る液吐出ヘッド（液吐出ユニット）の一例を示す概略正面図である。
液吐出ユニット４１００は、液収容部４０１０と、接続部材４０２０と、変位部材としての圧電素子４０３０とを有する。
【０２５８】
液収容部４０１０は、液室（液収容室）４０１１と、ノズル（吐出口）４０１２を有するノズル板（膜状部材）４０１３と、位置決めリブ４０１４と、係合部４０１５と、通気口４０１６とを有する。なお、ノズル板（膜状部材）４０１３としては、ＳＵＳ鋼で形成されたものが好ましい。ノズル板４０１３がＳＵＳ鋼で形成されたものであると、細胞毒性の観点から有利である。
また、ノズル板４０１３の直径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、本実施形態においては、ノズル板の直径は８ｍｍ程度である。
【０２５９】
接続部材４０２０は、通気部４０２１と、位置決め溝４０２２と、ねじ４０２３で固定された板ばね４０２４とを有する。
【０２６０】
圧電素子４０３０は、接続部材４０２０と固定部（固定部材）４１１０に接着させており、電圧が印加されると矢印４０３１の方向に振動する。液収容部４０１０の通気口４０１６は、接続部材４０２０の通気部４０２１と通じており、液収容部４０１０の液室４０１１における内部と外部との間で、気体が流通可能となっている。そのため、圧電素子４０３０が振動することにより、液収容部４０１０及び接続部材４０２０を振動させ、ノズル４０１２から細胞４３５０が懸濁した細胞懸濁液４３００の液滴４３１０を吐出することができる。
圧電素子４０３０の寸法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、本実施形態においては、一辺が５ｍｍ程度の長さを有する立方体状のジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）素子を用いた。なお、従来の液吐出ヘッドにおいては、圧電素子の曲げ振動（屈曲振動）により、ノズル部が形成された膜状部材を変形させることで液滴を形成して吐出するため、圧電素子としては、直径が３０ｍｍ程度の円柱（円盤）状の圧電素子が採用されていた。
また、本実施形態においては、圧電素子４０３０の変位量は０．５μｍ程度であり、液収容部４０１０のノズル板４０１３におけるノズル４０１２の近傍では、ノズル板４０１３の振動により±０．５μｍ（１．０μｍ）程度の変位量となる。
圧電素子４０３０を駆動させる電圧におけるパルスの周波数及び周期としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、本実施形態においては、周波数は１０ｋＨｚ、周期は５００Ｈｚとした。圧電素子４０３０を駆動させる電圧の波形としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、本実施例においては、正弦波（サイン波）を用いた。また、圧電素子４０３０を駆動させる電圧の波形としては、矩形波などを用いることもできる。
【０２６１】
図３６は、第１５の実施形態に係る液吐出ユニットを備える液吐出装置の一例を示す概略側面図である。液吐出装置４２００は、液吐出ユニット４１００と、駆動手段４０４０と、制御手段７０とを有している。制御手段７０は、駆動手段４０４０が圧電素子４０３０に入力する電圧を制御することにより、駆動手段４０４０を介して圧電素子４０３０の動作を制御する。
【０２６２】
図３７は、図３６の制御手段７０のハードウェアの一例を示すブロック図である。
図３７に示すように、制御手段７０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）７１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）７２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）７３と、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）７４と、バスライン７５とを有している。ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、及びＩ／Ｆ７４は、バスライン７５を介して相互に接続されている。
【０２６３】
ＣＰＵ７１は、制御手段７０の各機能を制御する。記憶手段であるＲＯＭ７２は、ＣＰＵ７１が制御手段７０の各機能を制御するために実行するプログラムや、各種情報を記憶している。記憶手段であるＲＡＭ７３は、ＣＰＵ７１のワークエリア等として使用される。また、ＲＡＭ７３は、所定の情報を一時的に記憶することができる。Ｉ／Ｆ７４は、液吐出装置４２００を他の機器等と接続する。液吐出装置４２００は、Ｉ／Ｆ７４を介して、外部ネットワーク等と接続されてもよい。
【０２６４】
接続部材４０２０は、板ばね４０２４により液収容部４０１０の係合部４０１５を介して、液収容部４０１０を付勢することにより、液収容部４０１０を脱離不能に支持する。
【０２６５】
図２２は、第１５の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略底面図である。
液収容部４０１０の位置決めリブ４０１４と接続部材位置決め溝４０２２とが、それぞれ当接することにより、接続部材４０２０に対して液収容部４０１０を正確に位置決めすることができる。
【０２６６】
図２３Ａから図２３Ｃを参照して、液収容部４０１０を接続部材４０２０から取り外す際の流れについて説明する。
図２３Ａは、接続部材から液収容部を支持している様子の一例を示す概略正面図である。図２３Ｂは、接続部材から液収容部を取り外している途中の様子の一例を示す概略正面図である。図２３Ｃは、接続部材から液収容部を取り外した後の様子の一例を示す概略正面図である。
【０２６７】
図２３Ｂに示すように、矢印４０３２の方向にユーザ等が液収容部４０１０を引っ張ることにより、液収容部４０１０が矢印４０３２の方向に移動しながら、板ばね４０２４が変形を変形させる。そして、図２３Ｃに示すように、ユーザ等が液収容部４０１０を矢印４０３２の方向に更に引っ張ることにより、液収容部４０１０を取り外すことができる。
また、液収容部４０１０を取り付ける際には、ユーザ等が矢印４０３２と逆の方向に液収容部４０１０を押し込むことにより、液収容部４０１０を取り外す際と逆の手順を行うことで、接続部材４０２０に液収容部４０１０を取り付けることができる。
【０２６８】
図２４は、第１５の実施形態に係る液吐出ユニットを複数配置した場合の一例を示す概略側面図である。図２５は、第１５の実施形態に係る液吐出ユニットを複数配置した場合の一例を示す概略底面図である。
図２４及び図２５に示すように、第１５の実施形態に係る液吐出ユニットは、液収容部４０１０と、接続部材４０２０と、圧電素子４０３０の側面における水平方向の長さが揃えられている。そのため、第１５の実施形態に係る液吐出ユニットは、液吐出装置内に密に設置することができるので、より短時間で細胞懸濁液４３００の吐出を完了することができる。
【０２６９】
＜第１６の実施形態＞
図２６は、第１６の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略正面図である。
第１６の実施形態において、液吐出ユニット４１０１の接続部材４０２０は、磁性体としての永久磁石４０２５と、吸着部としての鉄部４０１７との間に生じる磁力による引力によって、液収容部４０１０を支持している。
【０２７０】
＜第１７の実施形態＞
図２７は、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略正面図である。図２８は、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略上面図である。図２９は、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略側面図である。図３０は、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略底面図である。
図２７に示すように、第１７の実施形態に係る液吐出ユニット４１０２においては、液収容部４０１０における重力方向の中心軸線４０３３と圧電素子４０３０における駆動軸線４０３４が水平方向にずれて位置している。こうすることにより、開口部４０１８の上方に他の部材が位置しないようにできるため、液収容部４０１０に収容された細胞懸濁液４３００の操作を、操作器具としてのピペット４１１１により容易に行うことができる（図３１参照）。
また、第１７の実施形態に係る液吐出ユニット４１０２においては、中心軸線４０３３と駆動軸線４０３４が水平方向にずれていることによる振動の不安定化を抑制するため、液収容部４０１０と接続部材４０２０を一つの部材として考えたときの重心が、駆動軸線４０３４に近くなるようにしている。こうすることにより、振動の不安定化を抑制できるため、より安定して液滴４３１０を吐出することができる。
なお、第１７の実施形態に係る液吐出ユニット４１０２において、接続部材４０２０は、六角穴付きねじ４０２６により液収容部４０１０を付勢することで、液収容部４０１０を支持している。そのため、第１７の実施形態に係る液吐出ユニット４１０２においては、液収容部４０１０を円筒状とすることで、六角穴付きねじ４０２６からの付勢力により液収容部４０１０が変形してしまうことを抑制している。
【０２７１】
また、図２７から図３０に示すように、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットは、液収容部４０１０が、液収容部４０１０に収容された細胞懸濁液４３００を液収容部４０１０の外部に露出させる開口部４０１８を有している。なお、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットにおいては、通気口４０１６と開口部４０１８は同一のものである。
【０２７２】
図３１は、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットにおいて、液収容部を接続部材から取り外すことなく、液収容部に収容された液の操作を行う場合の様子の一例を示す概略図である。
図３１に示すように、第１７の実施形態に係る液吐出ユニット４１０２においては、開口部４０１８が存在することにより、液収容部４０１０を接続部材４０２０から取り外すことなく、液収容部４０１０に収容された細胞懸濁液４３００の操作を、操作器具としてのピペット４１１１により行うことができる。
【０２７３】
図３２Ａは、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの変形例における、一側面から見たときの斜視図である。図３２Ｂは、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの変形例における、他の側面から見たときの斜視図である。
図３２Ａ及び３２Ｂに示す例では、六角穴付きねじ４０２６が、接続部材４０２０の中側に収納されるようになっており、更に液吐出ヘッドを小型化することができる。
【０２７４】
図３３Ａは、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの変形例を複数並べて多チャンネル化した場合における、一側面から見たときの斜視図である。図３３Ｂは、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットの変形例を複数並べて多チャンネル化した場合における、他の側面から見たときの斜視図である。
図３３Ａ及び３３Ｂに示すように、第１７の実施形態に係る液吐出ユニットは、小型化することができるため、複数の液吐出ユニットを並べて多チャンネル化する際に好適に用いることができる。
【０２７５】
＜第１８の実施形態＞
図３４は、第１８の実施形態に係る液吐出ユニットにおいて、付着防止部を介して、液収容部を接続部材から取り外すことなく、液収容部に収容された液の操作を行う場合の様子の一例を示す概略図である。
図３５は、第１８の実施形態に係る液吐出ユニットの一例を示す概略側面図である。
図３４及び図３５に示すように、第１８の実施形態に係る液吐出ユニット４１０３においては、液収容部４０１０は、細胞懸濁液４３００が、液収容部４０１０の外部に付着することを防止する付着防止部４０１９を有している。
【０２７６】
また、第１８の実施形態に係る液吐出ユニット４１０３においては、付着防止部４０１９が開口部４０１８を有しており、付着防止部４０１９を介して、液収容部４０１０を接続部材４０２０から取り外すことなく、液収容部４０１０に収容された細胞懸濁液４３００の操作を行うことができる。
【０２７７】
このように、第１５の実施形態〜第１８の実施形態では、変位部材の一例としての圧電素子４０３０が、吐出口（ノズル）４０１２から吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。また、液収容部４０１０を介して、膜状部材４０１３が着脱可能となるように、膜状部材４０１３と変位部材４０３０とを接続する接続部材４０２０を有しており、上述した第３の態様の一例とすることができる。さらに、第１５の実施形態〜第１８の実施形態では、液を吐出する吐出口４０１２を有する液収容部（液保持部）４０１０と、液収容部４０１０の位置を変位させて吐出口４０１２から液を吐出させる変位部材の一例としての圧電素子４０３０とを有しており、上述した第４の態様の一例とすることができる。
【０２７８】
＜第１９の実施形態＞
図３８は、第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略正面図である。図３９Ａは、第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略側面図である。図３９Ｂは、第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における吐出口近傍を示す概略断面図である。図３９Ｃは、第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における吐出口近傍を示す概略底面図である。
図３８から３９Ｃに示すように、第１９の実施形態において、液吐出ヘッド５１００は、液保持部５０１０と、接続部材５０２０と、変位部材としての圧電素子５０３０とを有する。
第１９の実施形態においては、以下で特に説明しない点については、第１５の実施形態と同様とすることができる。
【０２７９】
第１９の実施形態においては、液保持部５０１０は、液室（液収容室）５０１１と、吐出口（ノズル）５０１２を有する膜状部材（ノズル版）５０１３とを有する。
【０２８０】
接続部材５０２０は、ねじ５０２１により液保持部５０１０を付勢することで、液収容部４０１０を着脱可能に接続（支持）している。
【０２８１】
圧電素子５０３０は、接続部材５０２０と固定部材５１１０に接着させており、電圧が印加されると矢印５０３１の方向に振動する。そのため、圧電素子５０３０が振動することにより、液保持部５０１０及び接続部材５０２０を振動させ、吐出口５０１２から細胞が懸濁した細胞懸濁液の液滴５３１０を吐出することができる。
【０２８２】
第１９の実施形態では、接続部材５０２０が、膜状部材５０１３を有する液保持部５０１０を隣接配置可能に接続している。より具体的には、第１９の実施形態では、接続部材５０２０が、膜状部材５０１３を有する液保持部５０１０を並べる方向において、膜状部材５０１３を有する液保持部５０１０どうしが互いに密に隣り合って位置するように配置可能となるようになっている。
【０２８３】
図４０Ａは、３つの第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す概略側面図である。図４０Ｂは、３つの第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す概略底面図である。
図４０Ａ及び４０Ｂに示すように、膜状部材５０１３を有する液保持部５０１０を並べる方向における、液保持部５０１０の径よりも、接続部材５０２０の径が短くなっており、膜状部材５０１３を有する液保持部５０１０が隣接配置されている。
【０２８４】
図４１Ａは、８つの第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す側面図である。図４１Ｂは、８つの第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す底面図である。図４１Ｃは、８つの第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合における、一側面から見たときの斜視図である。図４１Ｄは、８つの第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合における、他の側面から見たときの斜視図である。
【０２８５】
図４１Ａから４１Ｄに示す例では、液保持部５０１０を並べる方向における、液保持部５０１０の直径Ａより、接続部材５０２０の直径Ｂが小さくなっており、膜状部材５０１３を有する液保持部５０１０が隣接配置されている。こうすることにより、液保持部５０１０が保持できる液の量を維持しつつ、吐出口間のピッチＣを短くすることができる。
また、図４１Ａから４２Ｄに示す例においては、液保持部５０１０を並べる方向における、液保持部５０１０の直径Ａは２．５ｍｍであり、接続部材５０２０の直径Ｂは２．０ｍｍであり、吐出口間のピッチＣは３．０ｍｍである。
【０２８６】
＜第２０の実施形態＞
図４２Ａは、２つの第２０の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す概略側面図である。図４２Ｂは、３つの第２０の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す概略底面図である。図４２Ｃは、２つの第２０の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合における吐出口近傍を示す概略断面図である。図４２Ｄは、２つの第２０の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合を示す底面図である。
図４２Ａから４２Ｄに示すように、第２０の実施形態に係る液吐出ヘッドでは、吐出口５０１２が、膜状部材５０１３の中心ではなく、偏心した位置に設けられている。より具体的には、第２０の実施形態では、互いに隣接する２つの液吐出ヘッドどうしの吐出口５０１２が、より近い位置になるように吐出口５０１２を設けている。言い換えると、互いに隣接する２つの液吐出ヘッドにおける吐出口のピッチＣがより短くなるように、吐出口５０１２を設けている。こうすることにより、第２０の実施形態では、吐出口のピッチＣがより短くして、より密に液滴を吐出することができる。
【０２８７】
図４３Ａは、第２０の実施形態に係る液吐出ヘッドを変位させて、吐出口から液を吐出する際の様子の一例を示す概略断面図である。図４３Ｂは、第１９の実施形態に係る液吐出ヘッドを変位させて、吐出口から液を吐出する際の様子の一例を示す概略断面図である。
ここで、図４３Ａに示すように、粒子としての細胞５３５０を懸濁させた細胞懸濁液５３００を、吐出口５０１２から液滴５３１０として吐出する場合を考える。膜状部材５０１３の位置を変位させて吐出口５０１２から細胞懸濁液５３００を吐出する際に、膜状部材５０１３は、膜状部材５０１３の位置の変位量５４００に応じて、２次モードで微小振動する。このとき、吐出口５０１２の位置の変位量は、膜状部材５０１３全体の変位量５４００と、膜状部材５０１３自体の２次モードでの微小振動による変位量の和となる。
【０２８８】
また、吐出口５０１２から細胞懸濁液５３００を吐出するのに適した吐出口５０１２の変位量は、吐出口５０１２の位置によらず、ほぼ一定の大きさとなる。つまり、図４３Ａにおける吐出口５０１２の変位量５４０２と、図４３Ｂにおける吐出口５０１２の変位量５４０５は、ほぼ同じ大きさとすることが好ましい。一方、膜状部材５０１３自体の２次モードでの微小振動による変位量は、膜状部材の中心が最大になると考えられるため、図４３Ａにおける吐出口５０１２の変位量５４０２は、膜状部材５０１３の中心部の変位量５４０１よりも小さくなる。
このため、図４３Ａ及び４３Ｂに示すように、吐出口５０１２の位置を偏心させる場合には、図４３Ａにおける吐出口５０１２の変位量５４０２と、図４３Ｂにおける吐出口５０１２の変位量５４０５の大きさを同程度にするため、図４３Ａにおける膜状部材５０１３の位置の変位量５４００を、図４３Ｂにおける膜状部材５０１３の位置の変位量５４０４よりも大きくする。
【０２８９】
このように、図４３Ａにおける膜状部材５０１３の位置の変位量５４００を、図４３Ｂにおける膜状部材５０１３の位置の変位量５４０４よりも大きくすると、膜状部材５０１３の中心部の変位量５４０１もより大きくなるため、図４３Ａにおける矢印５４０３で示した液の撹拌力は、図４３Ｂにおける矢印５４０３で示した液の撹拌力よりも大きくなる。
つまり、第２０の実施形態においては、第１９の実施形態と比べて、細胞懸濁液５３００などの粒子を含む液を吐出する場合などに、液をより効果的に撹拌することができるため、粒子を分散させ、液を吐出する際に粒子が吐出口に詰まることを抑制できる。
【０２９０】
＜第２１の実施形態＞
図４４Ａは、第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略正面図である。図４４Ｂは、第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略側面図である。図４４Ｃは、第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略底面図である。図４４Ｄは、第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における吐出口近傍を示す概略断面図である。
図４４Ａから４４Ｄに示すように、第２１の実施形態においては、液保持部５０１０自体の内径が、吐出口５０１２の径と同程度になっている。こうすることにより、液保持部５０１０を更に小型化することができる。
【０２９１】
図４５は、２つの第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドを、隣接配置させて多チャンネル化した場合の一例を示す概略側面図である。
図４５に示す例では、第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドを、吐出口５０１２どうしの距離が短くなるように、液吐出ヘッドを互いに傾けて配置している。こうすることにより、吐出口５０１２のピッチをより短くすることができる。
【０２９２】
図４６は、２つの第２１の実施形態に係る液吐出ヘッドの変形例を、隣接配置させて多チャンネル化した場合の一例を示す概略側面図である。
液保持部５０１０における接続部材５０２０と接続する部分の形状を図４６に示す例のようにすることにより、液保持部５０１０どうしの距離をより近づけることで、吐出口５０１２のピッチをより短くすることができる。
【０２９３】
＜第２２の実施形態＞
図４７Ａは、第２２の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略正面図である。図４７Ｂは、第２２の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略側面図である。図４７Ｃは、第２２の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略底面図である。図４７Ｄは、第２２の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における吐出口近傍の様子の一例を示す概略断面図である。図４７Ｅは、第２２の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例における吐出口近傍の様子の他の一例を示す概略断面図である。
図４７Ａから４７Ｅに示すように、液保持部５０１０の内径が十分に小さい場合には、液吐出ヘッドは膜状部材５０１３を有していなくてもよい。
液保持部５０１０の内径（吐出口５０１２の径）が上記の範囲である場合には、撥水性を有する膜状部材５０１３により液が濡れ広がる範囲を抑制しなくとも、図４７Ｄ及び４７Ｅに示すように、物理的な制約により液の濡れ広がりを抑制できる。
第２２の実施形態では、膜状部材５０１３を有する必要がないため、液吐出ヘッドをより簡易な構造とすることができる。
【０２９４】
＜第２３の実施形態＞
図４８Ａは、第２３の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略正面図である。図４８Ｂは、第２３の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略側面図である。図４８Ｃは、第２３の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略底面図である。
また、第２３の実施形態においては、液保持部５０１０は膜状部材５０１３を有し、液保持部５０１０の平面形状は、図４８Ｃに示すように長方形状である。
【０２９５】
図４８Ａから４８Ｃに示すように、第２３の実施形態では、液保持部５０１０における吐出口５０１２となる開口から反対側の開口に向かって、液保持部５０１０の内径が大きくなるようにしている。これにより、第２３の実施形態においては、吐出口５０１２側の径を小さくしつつ、液保持部５０１０が保持可能な液の量を多くすることができる。このため、液吐出ヘッドを大型させることなく、多量の液を液保持部５０１０に保持させることができるため、液吐出ヘッドに液を供給する回数を減らすことができ、より短時間で多くの液滴を吐出することができる。
【０２９６】
＜第２４の実施形態＞
図４９は、第２４の実施形態に係る液吐出ヘッドの一例を示す概略正面図である。
図４９に示すように、第２４の実施形態においては、液保持部５０１０が分岐構造５０１５を有し、複数の種類の液を液保持部内で混合させた後に吐出可能となっている。より具体的には、第２４の実施形態では、分岐構造５０１５を有する液保持部５０１０の各流路に、異なる種類の液を保持させ、吐出口の手前でそれぞれの液を混合させて混合液とし、混合液を吐出口から吐出することができる。こうすることにより、第２４の実施形態においては、化学反応可能な液どうしを混合して吐出することで、液を化学反応させながら液を吐出することができる。
【０２９７】
このように、第１９の実施形態〜第２１の実施形態、並びに、第２３の実施形態及び第２４の実施形態では、変位部材の一例としての圧電素子５０３０が、吐出口（ノズル）５０１２から吐出する液が配置される側に位置しており、上述した第１の態様の一例とすることができる。また、液保持部５０１０を介して、膜状部材５０１３が着脱可能となるように、膜状部材５０１３と変位部材５０３０とを接続する接続部材５０２０を有しており、上述した第３の態様の一例とすることができる。さらに第１９の実施形態〜第２１の実施形態、並びに、第２３の実施形態及び第２４の実施形態では、液を吐出する吐出口５０１２を有する液保持部５０１０と、液保持部５０１０の位置を変位させて吐出口５０１２から液を吐出させる変位部材の一例としての圧電素子５０３０とを有しており、上述した第４の態様の一例とすることができる。
また、第２２の実施形態は、液を吐出する吐出口５０１２を有する液保持部５０１０と、液保持部５０１０の位置を変位させて吐出口５０１２から液を吐出させる変位部材の一例としての圧電素子５０３０とを有しており、上述した第４の態様の一例とすることができる。
【０２９８】
以上、説明したように、第１の態様から第４の態様を含む本発明の液吐出ヘッドは、簡易な構造で液を吐出可能である。
【０２９９】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、
前記膜状部材における、前記吐出口から吐出する前記液が配置される側に位置し、前記膜状部材の位置を変位させて前記吐出口から前記液を吐出させる変位部材と、
を有することを特徴とする液吐出ヘッドである。
＜２＞  前記変位部材が前記膜状部材と当接する、前記＜１＞に記載の液吐出ヘッドである。
＜３＞  前記変位部材が、前記膜状部材の周縁部を囲むように位置し、前記膜状部材に配置される前記液を保持可能である、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
＜４＞  前記変位部材における表面の少なくとも一部が、前記液との接触を遮断するコーティング膜を有する、前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
＜５＞  前記膜状部材における前記液が配置される側に位置し、前記変位部材における、前記膜状部材と当接する側と反対側を固定する固定部材を更に有する、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
＜６＞  前記変位部材の上に配置される前記液を収容可能な液収容室を更に有する、前記＜３＞から＜５＞のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
＜７＞  前記液収容室の外側に、前記変位部材に電圧を印加するための電極を更に有する、前記＜６＞に記載の液吐出ヘッドである。
＜８＞  前記膜状部材における前記液が配置される側に、前記膜状部材と対向して配置された蓋部を更に有する、前記＜６＞から＜７＞のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
＜９＞  前記膜状部材の上に配置される前記液を収容可能な液収容室と、
前記液収容室と前記変位部材とを接続する接続部材と、
を更に有する、前記＜１＞に記載の液吐出ヘッドである。
＜１０＞  前記液収容室が開口部を有する、前記＜９＞に記載の液吐出ヘッドである。
＜１１＞  前記接続部材が前記液収容室を着脱可能に接続する、前記＜９＞から＜１０＞のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
＜１２＞  前記膜状部材が複数であり、前記接続部材が、前記膜状部材を隣接配置可能に接続する、前記＜９＞から＜１１＞のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
＜１３＞  液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、
前記膜状部材における周縁部の少なくとも一部に接続され、前記膜状部材の位置を変位させて前記吐出口から前記液を吐出させる変位部材と、を有し、
前記変位部材が前記膜状部材の位置を変位させている間、前記膜状部材が変形しない、
ことを特徴とする液吐出ヘッドである。
＜１４＞  前記変位部材が、前記膜状部材における前記液が配置される側に位置する、前記＜１３＞に記載の液吐出ヘッドである。
＜１５＞  液を吐出する吐出口を有する膜状部材と、
前記膜状部材の位置を変位させて前記吐出口から前記液を吐出させる変位部材と、
前記膜状部材が着脱可能となるように、前記膜状部材と前記変位部材とを接続する接続部材と、
を有することを特徴とする液吐出ヘッドである。
＜１６＞  前記膜状部材の上に配置される前記液を収容可能な液収容室を更に有する、前記＜１５＞に記載の液吐出ヘッドである。
＜１７＞  液を吐出する吐出口を有する液保持部と、
前記液保持部の位置を変位させて前記吐出口から前記液を吐出させる変位部材と、
を有することを特徴とする液吐出ヘッドである。
＜１８＞  前記変位部材が、前記吐出口から前記液を吐出する方向と略平行な方向に前記液保持部を往復動させて、前記液保持部の位置を変位させる、前記＜１７＞に記載の液吐出ヘッドである。
＜１９＞  前記吐出口から吐出する前記液が粒子を含む、前記＜１＞から＜１８＞のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
＜２０＞  前記＜１＞から＜１９＞のいずれかに記載の液吐出ヘッドを有することを特徴とする液吐出装置である。
【０３００】
前記＜１＞から＜１９＞のいずれかに記載の液吐出ヘッド、前記＜２０＞に記載の液吐出装置によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０３０１】
【特許文献１】特開２０１６−１１６４８９号公報
【符号の説明】
【０３０２】
１０１１      液収容室
２１３０      液収容容器（液収容室）
３１４０      液収容室
４０１１      液室（液収容室）
５０１０      液保持部
１０１２      吐出口
２１１０Ｂ    吐出口
３１２０      吐出口
４０１２      吐出口（ノズル）
５０１２      吐出口（ノズル）
１０１３      膜状部材
２１１０      膜状部材
３１１０      ノズルプレート（膜状部材）
４０１３      膜状部材
５０１３      膜状部材
１０１８      開口部
２１３１      大気開放部
４０１８      開口部
１０２０      接続部材
４０２０      接続部材
５０２０      接続部材
１０３０      圧電素子（変位部材の一例）
２１２０      圧電素子（変位部材の一例）
３１３０      振動部材（変位部材の一例）
４０３０      圧電素子（変位部材の一例）
５０３０      圧電素子（変位部材の一例）
１０４０      固定部材
４１１０      固定部（固定部材）
５１１０      固定部材
１３００      液
Ｓ            細胞懸濁液
３４００      溶液
４３００      細胞懸濁液
５３００      細胞懸濁液
２１２１      電極
２１６０      蓋部
Ｃ            細胞（粒子の一例）
３４１０      粒子
４３５０      細胞（粒子の一例）
５３５０      細胞（粒子の一例）
【図１Ａ】
2020092692.tif 000003
【図１Ｂ】
2020092692.tif 000004
【図２】
2020092692.tif 000005
【図３】
2020092692.tif 000006
【図４】
2020092692.tif 000007
【図５Ａ】
2020092692.tif 000008
【図５Ｂ】
2020092692.tif 000009
【図６】
2020092692.tif 000010
【図７Ａ】
2020092692.tif 000011
【図７Ｂ】
2020092692.tif 000012
【図８】
2020092692.tif 000013
【図９Ａ】
2020092692.tif 000014
【図９Ｂ】
2020092692.tif 000015
【図１０Ａ】
2020092692.tif 000016
【図１０Ｂ】
2020092692.tif 000017
【図１１Ａ】
2020092692.tif 000018
【図１１Ｂ】
2020092692.tif 000019
【図１２Ａ】
2020092692.tif 000020
【図１２Ｂ】
2020092692.tif 000021
【図１３】
2020092692.tif 000022
【図１４】
2020092692.tif 000023
【図１５Ａ】
2020092692.tif 000024
【図１５Ｂ】
2020092692.tif 000025
【図１６Ａ】
2020092692.tif 000026
【図１６Ｂ】
2020092692.tif 000027
【図１７】
2020092692.tif 000028
【図１８】
2020092692.tif 000029
【図１９】
2020092692.tif 000030
【図２０】
2020092692.tif 000031
【図２１】
2020092692.tif 000032
【図２２】
2020092692.tif 000033
【図２３Ａ】
2020092692.tif 000034
【図２３Ｂ】
2020092692.tif 000035
【図２３Ｃ】
2020092692.tif 000036
【図２４】
2020092692.tif 000037
【図２５】
2020092692.tif 000038
【図２６】
2020092692.tif 000039
【図２７】
2020092692.tif 000040
【図２８】
2020092692.tif 000041
【図２９】
2020092692.tif 000042
【図３０】
2020092692.tif 000043
【図３１】
2020092692.tif 000044
【図３２Ａ】
2020092692.tif 000045
【図３２Ｂ】
2020092692.tif 000046
【図３３Ａ】
2020092692.tif 000047
【図３３Ｂ】
2020092692.tif 000048
【図３４】
2020092692.tif 000049
【図３５】
2020092692.tif 000050
【図３６】
2020092692.tif 000051
【図３７】
2020092692.tif 000052
【図３８】
2020092692.tif 000053
【図３９Ａ】
2020092692.tif 000054
【図３９Ｂ】
2020092692.tif 000055
【図３９Ｃ】
2020092692.tif 000056
【図４０Ａ】
2020092692.tif 000057
【図４０Ｂ】
2020092692.tif 000058
【図４１Ａ】
2020092692.tif 000059
【図４１Ｂ】
2020092692.tif 000060
【図４１Ｃ】
2020092692.tif 000061
【図４１Ｄ】
2020092692.tif 000062
【図４２Ａ】
2020092692.tif 000063
【図４２Ｂ】
2020092692.tif 000064
【図４２Ｃ】
2020092692.tif 000065
【図４２Ｄ】
2020092692.tif 000066
【図４３Ａ】
2020092692.tif 000067
【図４３Ｂ】
2020092692.tif 000068
【図４４Ａ】
2020092692.tif 000069
【図４４Ｂ】
2020092692.tif 000070
【図４４Ｃ】
2020092692.tif 000071
【図４４Ｄ】
2020092692.tif 000072
【図４５】
2020092692.tif 000073
【図４６】
2020092692.tif 000074
【図４７Ａ】
2020092692.tif 000075
【図４７Ｂ】
2020092692.tif 000076
【図４７Ｃ】
2020092692.tif 000077
【図４７Ｄ】
2020092692.tif 000078
【図４７Ｅ】
2020092692.tif 000079
【図４８Ａ】
2020092692.tif 000080
【図４８Ｂ】
2020092692.tif 000081
【図４８Ｃ】
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【図４９】
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