(57)【要約】【課題】ピコリットルオーダー、ナノリットルオーダーの微小液体を精度良く測定可能な微小液体測定装置を提案すること。【解決手段】微小液体測定装置２では、第１平板３１、第２平板３２が微小径のビーズ３３を挟み微小間隔で平行に対向配置され、それらの間の微小厚さの液体測定用空間３４が形成されている。第１平板３１の液体導入面３１ｂには液体導入穴３５が開口しており、この部分に、液滴吐出ヘッド１１から測定対象の液体を吐出して付着させる。微小液体３８は毛細管力により液体導入穴３５から液体測定用空間３４に吸い込まれ、平面方向に広がる。第２平板３２の外側の面に配置したエリアセンサー４により液体に広がり画像を撮像し、処理ユニット５で広がり画像の面積が算出され、これに基づき液体の体積が算出される。精度良く管理された微小厚さの液体測定用空間３４に毛細管力で液体を充填するので、測定精度を高めることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１平面を備えた第１部材と、
前記第１部材の前記第１平面に一定の間隔で平行に対峙している第２平面を備えた第２部材と、
前記第１平面および前記第２平面の間に形成されている一定厚さの液体測定用空間と、
前記液体測定用空間に、測定対象の液体を毛細管力を利用して導入するために、前記第１部材に形成した少なくとも１個の液体導入穴とを有していることを特徴とする微小液体測定用チップ。
【請求項２】
前記第１部材は一定厚さの平板であり、
前記第２部材は一定厚さの平板であり、
前記第１部材および前記第２部材は、これらの間に配置したスペーサによって一定の間隔で平行に対峙しており、
前記液体導入穴は前記第１部材をその厚さ方向に貫通しており、一方の開口端が前記液体測定用空間に連通し、他方の開口端が前記第１部材の前記第１平面とは反対側の液体導入側表面に開口していることを特徴とする請求項１に記載の微小液体測定用チップ。
【請求項３】
前記液体導入穴の対向内周面の間隔は、前記液体測定用空間の厚さよりも広いことを特徴とする請求項１または２に記載の微小液体測定用チップ。
【請求項４】
前記第１部材の前記第１平面とは反対側の液体導入側表面における前記液体導入穴の開口縁に連続する穴周辺部分は撥水処理面であり、
前記第１部材の前記液体導入穴の内周面は親水処理面であり、
前記第１平面および前記第２平面は親水処理面であることを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれかの項に記載の微小液体測定用チップ。
【請求項５】
前記液体測定用空間の厚さは５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載の微小液体測定用チップ。
【請求項６】
前記第１部材および前記第２部材のうち、少なくとも一方が光透過部材であることを特徴とする請求項１ないし５のうちのいずれかの項に記載の微小液体測定用チップ。
【請求項７】
前記第１平面および前記第２平面の少なくとも一方は凹凸状の光拡散面でることを特徴とする請求項６に記載の微小液体測定用チップ。
【請求項８】
請求項１ないし７のうちのいずれかの項に記載の微小液体測定用チップと、
前記液体測定用空間に導入された測定対象の液体における当該液体測定用空間内での前記第１、第２平面に沿った平面方向の広がり画像を取得するイメージセンサーとを有していることを特徴とする微小液体測定装置。
【請求項９】
前記イメージセンサーは、前記第２部材における前記第２平面とは反対側に配置されている二次元ＣＣＤイメージセンサーあるいは二次元ＣＭＯＳイメージセンサーであることを特徴とする請求項８に記載の微小液体測定装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の微小液体測定装置を用いた微小液体測定方法であって、
測定対象の液体を、前記微小液体測定装置の前記第１部材の前記液体導入側表面に露出している前記液体導入穴の開口端に掛かる状態に付着させ、
前記液体導入側表面に付着した前記液体が、毛細管力によって、前記液体導入穴を介して前記液体測定用空間内に吸い込まれて当該液体測定用空間内を前記平面方向に沿って広がる状態が収束するのを待ち、
次に、前記イメージセンサーによって前記液体の広がり画像を取得し、
取得した画像から前記液体の広がり面積を算出し、
算出した面積と前記液体測定用空間の厚さ寸法とに基づき前記液体の量を算出することを特徴とする微小液体測定方法。
【請求項１１】
インクジェット式の液滴吐出ヘッドあるいは液滴分注ヘッドを用いて、測定対象の液体を、前記液体導入穴の開口端に向けて吐出して、前記液体導入側表面に付着させることを特徴とする請求項１０に記載の微小液体測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドから吐出される微小量のインク液滴、分注用のディスペンサーによって分注される微小量の生物系材料、試薬などの微小液体などを精度良く測定するために用いる微小液体測定用チップ、並びに、当該微小液体測定用チップを用いて微小液体を精度良く測定可能な微小液体測定装置および微小液体測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小液滴の非接触分注技術として工業用、医療用などの分野では吸引式ピペット、加圧式のディスペンサーが使用されており、微小インク液滴による画素形成技術として印刷の分野ではインクジェットヘッドが広く普及している。近年、医療分野における試薬などの分注、工業分野における接着剤塗布などにおいては、数百ピコリットルから数ナノリットルレベルの微小液滴を精度良く分注あるいは塗布可能な液滴分注用具あるいは液滴吐出用具が要求されている。また、試薬、検体などを分注する場合には、それらのコンタミネーションを防止するために分注具を使い捨てとすることが望ましい。これらの要求を満たすために、本願人は、特許文献１（特開２００８−１１４５６９号公報）において、圧電素子を備えた駆動ユニットに対して、ノズル、インクキャビティを備えた流路ユニットを着脱可能としたインクジェット式の液滴吐出ヘッドを提案している。この液滴吐出ヘッドは、安価な流路ユニットのみを使い捨てにできるので、試薬などの分注に用いるのに適している。
【０００３】
ここで、医療分野の試薬、検体の分注においては、分注精度を目標値に対して±２％程度に抑え込む必要がある。しかしながら、数百ピコリットルから数ナノリットルの微小液体を高い精度で測定するには、複雑で高価な測定器が必要である。
【０００４】
微小液滴の量を測定するための装置としては特許文献２（特開平０５−１８０６８３号公報）に開示のものが知られている。ここに開示の装置では、一対の平行平板と画像読み取り装置とを備えており、平行平板を開き、一方の平板の表面にピペット等で測定対象の液滴を付着し、しかる後に双方の平行平板を一定の隙間となるように閉じて、これらの間で液滴を押し広げ、押し広げた液滴の面積を測定することにより、液滴の体積を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１４５６９号公報
【特許文献２】特開平０５−１８０６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に開示の装置は、マイクロリットルオーダーで微小液滴を測定することを目的としており、ピコリットルオーダーあるいはナノリットルオーダーの微小液体の測定は困難である。特に、平行平板を開き、測定対象の液滴を付着させた後に平行平板を閉じて当該液滴を押し広げるようにしているので、測定の都度、平行平板の間隔を精度良く管理できないと、大きな測定誤差が発生するという問題点がある。
【０００７】
なお、微量液滴の体積測定方法としては、分注用の液滴吐出ヘッドから吐出した液滴の飛行の側面形状を画像処理により求め、これを吐出体積に換算する方法、液滴吐出ヘッドから帯電した液滴を吐出させ、吐出液滴の電荷をセンサーによって検出する方法などが知られているが、いずれの方法もピコリットルオーダーあるいはナノリットルオーダーで微小液滴を精度良く測定することができない。
【０００８】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、ピコリットルオーダーあるいはナノリットルオーダーの微小液滴を精度良く測定可能な微小液体測定用チップ、当該微小液体測定用チップを備えた微小液体測定装置、および、当該微小液体測定装置を用いて微小液体の体積を測定する微小液体測定方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の微小液体測定用チップは、
第１平面を備えた第１部材と、
前記第１部材の前記第１平面に一定の間隔で平行に対峙している第２平面を備えた第２部材と、
前記第１平面および前記第２平面の間に形成されている一定厚さの液体測定用空間と、
前記液体測定用空間に、測定対象の液体を毛細管力を利用して導入するために、前記第１部材に形成した１個あるいは複数個の液体導入穴とを有していることを特徴としている。
【００１０】
本発明の微小液体測定用チップでは、第１部材の第１平面と第２部材の第２平面との間に微小な一定厚さの液体測定用空間が形成されている。この液体測定用空間には、第１部材に形成した液体導入穴を介して毛細管力によって測定対象の液体が導入され、当該液体測定用空間内においてその平面方向に広がっていく。したがって、平面方向の広がりが収束した後に、イメージセンサーなどのエリアセンサーによって、液体の広がり画像を取得し、それに基づき算出した広がり面積と、液体測定用空間の厚さ寸法とから液体の体積を算出できる。このように、第１部材および第２部材を開閉することなく、これらの間に形成した液体測定用空間に液体を導入できるので、液体測定用空間の厚さが一定に維持され、精度良く微小液体の体積測定を行うことが可能になる。
【００１１】
ここで、前記第１部材および前記第２部材をそれぞれ一定厚さの平板とし、これらの部材を、これらの間に配置したスペーサによって一定の間隔で平行に対峙させることにより、一定厚さの前記液体測定用空間を形成できる。この場合には、前記液体導入穴を前記第１部材の厚さ方向に貫通する状態に形成し、その一方の開口端を前記液体測定用空間に連通させ、その他方の開口端を前記第１部材の前記第１平面とは反対側の液体導入側表面に開口させておけばよい。
【００１２】
また、毛細管力によって測定対象の液体を前記液体導入穴から前記液体測定用空間内に速やかに導入するためには、前記液体導入穴の対向内周面の間隔を、前記液体測定用空間の厚さよりも広くしておくことが望ましい。たとえば、前記液体導入穴が円形穴の場合にはその内径寸法を前記液体測定用空間の厚さよりも大きな寸法にしておけばよい。
【００１３】
さらに、測定対象の液体を速やかに前記液体導入穴を介して前記液体測定用空間内に導入するためには、前記第１部材の前記第１平面とは反対側の液体導入側表面における前記液体導入穴の開口縁に連続する穴周辺部分を撥水処理面とし、前記第１部材の前記液体導入穴の内周面を親水処理面とし、前記第１平面および前記第２平面を逆に親水処理面としておくことが望ましい。
【００１４】
本発明の微小液体測定用チップを用いて測定対象の液体の体積をピコリットルオーダーあるいはナノリットルオーダーで測定するためには、前記液体測定用空間の厚さを５〜５０μｍにしておけばよい。
【００１５】
本発明の微小液体測定用チップにおいて、前記第１部材および前記第２部材のうち少なくとも一方を光透過部材としておけば、当該光透過部材を介してその厚さ方向に検出光を照射することにより、液体測定用空間内で広がった液体の広がり画像を取得できる。
【００１６】
この場合、前記第１平面および前記第２平面の少なくとも一方を凹凸状の光拡散面としておくことが望ましい。このようにすれば、当該液体測定用空間内で広がった液体が接している光拡散面は拡散作用が消失して光透過状態に切り替わる。したがって、前記液体測定用空間内において、液体が充填されている部分の検出光の透過率が、液体が充填されていない周囲の部分の検出光の透過率に対して大きく変化する。よって、輪郭が鮮鋭な液体の広がり画像を取得することができ、これに基づき液体の広がり面積を精度良く算出できるので、微小液体の体積測定を精度良く行うことが可能になる。
【００１７】
次に、本発明の微小液体測定装置は、上記構成の微小液体測定用チップと、前記液体測定用空間に導入された測定対象の液体における当該液体測定用空間内での前記第１、第２平面に沿った平面方向の広がり画像を取得するイメージセンサーとを有していることを特徴としている。
【００１８】
前記イメージセンサーとしては、前記第２部材における前記第２平面とは反対側に配置されている二次元ＣＣＤイメージセンサーあるいは二次元ＣＭＯＳイメージセンサーを用いることができる。
【００１９】
一方、本発明は上記構成の微小液体測定装置を用いた微小液体測定方法であって、
測定対象の液体を、前記微小液体測定装置の前記第１部材の前記液体導入側表面に露出している前記液体導入穴の開口端に掛かる状態に付着させ、
前記液体導入側表面に付着した前記液体が、毛細管力によって、前記液体導入穴を介して前記液体測定用空間内に吸い込まれて当該液体測定用空間内を前記平面方向に沿って広がる状態が収束するのを待ち、
前記イメージセンサーによって前記液体の広がり画像を取得し、
取得した画像から前記液体の広がり面積を算出し、
算出した面積と前記液体測定用空間の厚さ寸法とに基づき前記液体の量を算出することを特徴としている。
【００２０】
本発明の微小液体測定方法によれば、前記第１部材および前記第２部材を開閉することなく、前記液体導入穴を介して毛細管力によって測定対象の液体を、これらの間の液体測定用空間内に導入して、その平面方向に広げることができる。前記第１、第２部材を開いて測定対象の液体を供給する場合とは異なり、これら第１、２部材の間隔、すなわち、前記液体測定用空間の厚さが一定に維持されているので、精度良く液体の体積を算出できる。また、測定に当たっては測定対象の液体を液体導入穴に掛かるように供給するだけでよいので、測定操作も簡単である。
【００２１】
ここで、測定対象の液体を、インクジェット式の液滴吐出ヘッドあるいは液滴分注ヘッドを用いて、前記液体導入穴の開口端に向けて吐出して、前記液体導入側表面に付着させることができる。このようにして液滴吐出ヘッドから吐出あるいは分注される液滴の体積を精度良く測定できるので、本発明による微小液体測定方法を用いれば、要求される吐出精度あるいは分注精度で液滴を吐出できるように、インクジェット式の液滴吐出ヘッドを精度良く調整することができる。よって、インクジェット式の液滴吐出ヘッドを、高い分注精度が要求される医療分野の試薬、検体の分注具などとして利用することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、第１部材および第２部材を開閉することなく、それらの間に形成されている微小厚さの液体測定用空間内に毛細管力によって測定対象の液体を導入して平面方向に広げることができる。したがって、第１部材の第１平面と第２部材の第２平面との微小間隔、すなわち、液体測定用空間の微小厚さが予め高い精度で設定された微小寸法に維持されるので、精度良く微小液体の体積測定を行うことができる。また、第１、第２部材を開閉する必要がないので、これらの間の液体測定用空間を微小な厚さに精度良く設定しておくことができるので、液体の体積測定をピコリットルオーダーあるいはナノリットルオーダーで行うことができる。さらに、第１、第２部材を開閉する操作が不要であるので、測定装置の構成をシンプルにすることができ、また、測定操作も簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用した微小液体測定装置の概略構成図である。
【図２】液体を微小液体測定用チップに吐出して付着した状態を示す説明図である。
【図３】微小液体測定用空間内に液体が吸い込まれて広がった状態を示す説明図である。
【図４】液体の量、第１、第２平板のギャップ、液体の広がり円の直径の関係を示す図表である。
【図５】画素１μｍのエリアセンサーによる面積測定精度を示す図表である。
【図６】本発明を適用した液滴吐出ヘッドの斜視図である。
【図７】図６の液滴吐出ヘッドの縦断面図である。
【図８】図６の液滴吐出ヘッドを、流路ユニットを外した状態で示す分解斜視図である。
【図９】図８の液滴吐出ヘッドの流路ユニットを分解した状態で示す分解斜視図である。
【図１０】図６の液滴吐出ヘッドの流路ユニットを縦断面状態で示す部分斜視図、および、その分解斜視図である。
【図１１】流路ユニットのノズル板とキャビティ板を取り出して示す斜視図である。
【図１２】図６の液滴吐出ヘッドの流路ユニットの装着前後の状態を示す説明図である。
【図１３】図６の液滴吐出ヘッドの動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、図面を参照して本発明を適用した微小液体測定用チップを備えた微小液体測定装置および当該測定装置を用いた測定方法の実施の形態を説明する。
【００２５】
［分注システム］
図１は本実施の形態に係る微小液体測定用チップを備えた微小液体測定装置が付設された分注システムを示す概略構成図である。分注システム１は、医療分野において試薬、検体などの液体の分注を行うためのものであり、試薬、検体などの液体を分注するためのインクジェット式の液滴吐出ヘッド１１を備えており、この液滴吐出ヘッド１１には供給チューブ１２を介して液体供給源１３から分注用の液体が供給される。液滴吐出ヘッド１１は搬送機構１４に搭載されており、たとえば、液体分注領域１５内の複数の液体分注位置に移動可能である。また、当該分注システム１に付設されている微小液体測定装置２による測定位置１６に移動可能である。
【００２６】
分注システム１の駆動制御は、マイクロコンピュータからなる制御ユニット１７によって行われる。制御ユニット１７は、微小液体測定装置２による測定結果に基づき、液滴吐出ヘッド１１から吐出される微小液体の量が所定の分注量となるように当該液滴吐出ヘッド１１の駆動を制御する。液滴吐出ヘッド１１の具体的な構成例については後述する（図６〜図１３参照）が、特許文献１に開示のもの、または、インクジェット式とは異なる形式の一般的な分注具を用いることも可能である。
【００２７】
［微小液体測定装置］
図２は微小液体測定装置２を示す概略構成図である。図１および図２を参照して説明すると、微小液体測定装置２は、微小液体測定用チップ３と、撮像用のエリアセンサー４と、エリアセンサー４によって取得された画像を処理して微小液体測定用チップ３に供給された微小液体の体積を算出する処理ユニット５とを有しており、処理ユニット５はマイクロコンピュータを中心に構成されており、分注システム１の制御ユニット１７に接続されている。
【００２８】
微小液体測定用チップ３は、プラスチック、ガラスなどの光透過性の素材からなる一定厚さの第１平板３１と、同じくプラスチック、ガラスなどの光透過性の素材からなる一定厚さの第２平板３２とを備えている。第１、第２平板３１、３２は例えば同一厚さ、および同一大きさの平板であり、矩形輪郭、あるいは円形輪郭のものである。第１、第２平板を異なる厚さ、形状のものとしてもよい。また、第２平板３２のみを光透過性の素材から形成しておいてもよい。
【００２９】
第１平板３１と第２平板３２の間には、それらの外周縁部に沿って複数個の微小径のビーズ３３が配置されている。これらのビーズ３３を介して、第１平板３１と第２平板３２は一定の微小間隔で平行となるように相互に接着されており、第１平板３１の内側の第１平面３１ａと、第２平板３２の内側の第２平面３２ａとによって一定の微小厚さの液体測定用空間３４が形成されている。液体測定用空間３４の微小厚さは、たとえば、５〜５０ミクロンメートルの間の寸法に設定されている。
【００３０】
第１平板３１の平面方向の中央部には、その厚さ方向に貫通している液体導入穴３５が形成されている。液体導入穴３５はたとえば円形穴であり、その内側の開口端３５ａは第１平面３１ａに開口して液体測定用空間３４に連通しており、その外側の開口端３５ｂは、第１平板３１の外側の液体導入面３１ｂに開口している。液体導入穴３５を所定の間隔で複数個所に形成することも可能である。
【００３１】
液体導入穴３５は、その内径が、液体測定用空間３４の微小厚さよりも大きい寸法に設定されている。液体導入穴３５は円形穴の代わりに正多角形などの断面形状をした穴としてもよい。たとえば正方形断面の穴とすることができ、この場合は、対向している内周面相互の間隔を液体測定用空間３４の微小厚さよりも広くなるように設定しておけばよい。あるいは、正多角形断面の穴の場合には、その内接円の直径が液体測定用空間３４の微小厚さよりも大きな寸法となるようにしておけばよい。
【００３２】
ここで、第１平板３１の外側の液体導入面３１ｂは、その全面が、測定対象の液体の濡れ性を低下させるための撥水処理が施された撥水処理面となっている。全面を撥水処理面とする代わりに、少なくとも、液体導入穴３５の開口端３５ｂを取り囲む外周部分を撥水処理面としておいてもよい。これに対して、液体導入穴３５の内周面３５ｃは、測定対象の液体との濡れ性を良くするための親水処理が施された親水処理面となっている。同様に、第１平板３１の内側の第１平面３１ａおよび第２平板３２の内側の第２平面３２ａも全面が親水処理が施された親水処理面となっている。
【００３３】
また、第１平面３１ａおよび第２平面３２ａは、それらの全面が凹凸状あるいは梨地状の光拡散面となっている。これらの一方の平面のみを光拡散面としておくことも可能である。
【００３４】
なお、図１において想像線で示すように、第１平板３１の液体導入面３１ｂに別の部材３６を積層し、当該部材３６にテーパ状に広がっている内周面を備えた液体案内穴３７を形成し、これを液体導入穴３５の開口端３５ｂに同軸状態に接続しておいてもよい。このようにすれば、測定対象の微小液体を、広口の液体案内穴３７の内周面に沿って微小な液体導入穴３５に案内することができる。この場合には、液体案内穴３７の内周面を撥水処理面としておくことが望ましい。
【００３５】
このように構成されている微小液体測定用チップ３は、着脱可能な状態で、エリアセンサー４の検出面４ａに設置される。すなわち、微小液体測定用チップ３の第２平板３２の外側の面３２ｂがエリアセンサー４の検出面４ａに接する状態に配置される。微小液体測定用チップ３は使い捨てのものであり、測定毎に新たなものを使用するようになっている。
【００３６】
エリアセンサー４としては、二次元ＣＣＤイメージセンサーあるいは二次元ＣＭＯＳイメージセンサーを用いることができる。このような二次元イメージセンサーは、画素ピッチが１マイクロメートル以下の高解像度のものを入手できるので好ましい。
【００３７】
なお、本例では、第１平板３１、第２平板３２を用いて微小厚さの液体測定用空間３４を形成しているが、平板状でない第１部材および第２部材を用いることも可能である。この場合には、第１部材および第２部材に、それぞれ、相互に平行に対峙可能な第１平面３１ａ、第２平面３２ａを形成しておき、これらにより、微小厚さの液体測定用空間３４を形成すればよい。
【００３８】
また、本例では液体測定用空間３４内で広がった液体の画像を、その厚さ方向から撮像している。たとえば、液体測定用空間４３の側方から液体の広がり長さを撮像あるいは検出して、液体の体積を算出する構成を採用することも可能である。
【００３９】
［微小液体測定方法］
図３は微小液体測定装置２による微小液体測定動作を示す説明図である。図１および図３を参照して微小液体測定動作を説明する。まず、図１に示すように、分注システム１の液滴吐出ヘッド１１に分注用の液体を供給し、この液滴吐出ヘッド１１を微小液体測定装置２の測定位置１６に位置決めする。測定位置１６に位置決めされた液滴吐出ヘッド１１は、そのノズル面が微小液体測定装置２の微小液体測定用チップ３における第１平板３１に形成した液体導入穴３５の開口端３５ｂに対して所定の距離で対峙する。
【００４０】
この状態で液滴吐出ヘッド１１を駆動して、そのノズルから微小液体３８を液体導入穴３５の開口端３５ｂに向けて吐出する。図３（ａ）に示すように、吐出された微小液体３８は微小液体測定用チップ３の液体導入面３１ｂに着弾し、液体導入穴３５の開口端３５ｂを封鎖した状態で当該液体導入面３１ｂに付着する。
【００４１】
液体導入面３１ｂは撥水処理面であり、液体導入穴３５の内周面３５ｃは親水処理面であり、しかも、液体導入穴３５は毛細管力によって微小液体３８を吸い込み可能な微小穴である。したがって、液体導入面３１ｂに付着した微小液体３８は表面張力、毛細管力によって、液体導入面３１ｂから液体導入穴３５に速やかに吸い込まれ、ここを通って微小厚さの液体測定用空間３４内に導かれる。
【００４２】
液体測定用空間３４は液体導入穴３５の内径よりも小さな微小厚さの空間であり、当該液体測定用空間３４を規定している第１平面３１ａ、第２平面３２ａの全面には親水処理が施されている。したがって、液体導入穴３５に吸い込まれた微小液体３８は、図３（ｂ）に示すように、液体測定用空間３４内に速やかに吸い込まれ、当該液体測定用空間３４内を、その平面方向（第１、第２平面３１ａ、３２ａに沿った方向）に広がっていく。微小液体３８は液体導入穴３５を中心として放射状に等しく広がる。すなわち、円形に広がる。
【００４３】
液体測定用空間３４内における微小液体３８の広がりが収束した後は、エリアセンサー４を駆動して、微小液体測定用チップ３の第２平板３２の側からその厚さ方向に検出光を照射して、微小液体３８の円形の広がり画像を取得する。ここで、第１平面３１ａおよび第２平面３２ａは光拡散面となっている。微小液体３８が充填されていない状態では、検出光はこれらの光拡散面によって散乱する。微小液体３８が充填されると、微小液体３８に接した第１平面３１ａ、第２平面３２ａの部分の光拡散性が消失する。この結果、検出光の透過率が、微小液体３８が充填されている部分と、そうでない部分との境界で大きく変化するので、鮮明な輪郭を備えた微小液体３８の円形の広がり画像をエリアセンサー４によって撮像できる。
【００４４】
エリアセンサー４で取得された微小液体３８の広がり画像は、処理ユニット５において画像処理されて、その面積が算出される。そして、算出した面積と、液体測定用空間３４の微小厚さＤ（３４）とに基づき、微小液体３８の体積が算出される。
【００４５】
ここで、本発明者等は、第１、第２平板３１、３２のギャップ、すなわち、液体測定用空間３４の微小厚さＤ（３４）がそれぞれ５、１０、２０および３０マイクロメートルの場合において、微小液体３８を、１、１０、１００、１０００ピコリットル供給したときに、液体測定用空間３４において得られる微小液体３８の広がり円の直径（マイクロメートル）を測定した。この結果を図４に示してある。
【００４６】
また、これらの場合において、画素ピッチ１マイクロメートルのエリアセンサー４を用いて広がり円の画像を撮像して算出した広がり円の面積の測定精度（％）を算出したところ、図５に示す結果が得られた。この結果から分かるように、微小液体測定装置２によれば、１０００ピコリットルの微小液体を２％未満の精度で測定可能なことが分かる。したがって、医療分野の試薬、検体の分注に用いる液滴吐出ヘッド１１の液滴吐出量を精度良く測定できるので、この測定結果に基づき、分注精度を高めることができる。
【００４７】
以上説明したように、微小液体測定装置２では、予め高い精度で管理されたギャップをもつ第１、第２平板３１、３２によって微小厚さの液体測定用空間３４を形成し、第１平板３１に形成した液体導入穴３５を介して毛細管力によって液体を引き込むようにしている。液体測定用空間３４の微小厚さは精度良く管理されているので、ここに導入された液体の広がり面積を精度良く検出することにより、液体の体積を精度良く測定できる。
【００４８】
このため、従来のように平行平板を開き、それらの間に測定対象の液体を供給して平行平板を閉じて液体を押し広げる測定方法に比べて、第１、第２平板３１、３２のギャップを狭いギャップに精度良く維持できるので、ナノリットルオーダー、ピコリットルオーダーの微小な液体の体積を精度良く測定可能である。また、第１、第２平板３１、３２を開閉する必要がないので、装置構成がシンプルになり、測定操作も簡単になる。
【００４９】
また、微小液体測定装置２は、第１、第２平板３１、３２の間の液体測定用空間３４内に液体を充填して測定を行うので、測定対象の液体が蒸発して測定精度が低下するという弊害を受けにくい。また、測定対象の液体の種類に制限が無いので汎用性に優れている。
【００５０】
さらに、微小液滴測定用チップ３は、プラスチック、ガラスなどの透明な材料から形成した第１、第２平板３１、３２を、ビーズ３３（ギャップ材）によって一定のギャップで対峙させたシンプルな構成であるので、安価に製造でき、使い捨てとするのに適している。
【００５１】
［液滴吐出ヘッドの例］
図６〜図１３を参照して、上記の液滴吐出ヘッド１１の好適例を説明する。
【００５２】
図６は液滴吐出ヘッド１１を示す斜視図であり、図７は液滴吐出ヘッド１１を図６のＩＩ−ＩＩ線で切断した場合の縦断面図であり、図８は流路ユニットを取り外した状態での液滴吐出ヘッドを示す斜視図である。液滴吐出ヘッド１１は、駆動ユニット１０２、および、この駆動ユニット１０２に着脱可能に装着されている流路ユニット１０３から構成されている。
【００５３】
（駆動ユニット）
駆動ユニット１０２は、ユニットケース１０４と、このユニットケース１０４に収納されている積層形の圧電素子１０５と、この圧電素子１０５を予圧するための予圧機構１０６とを備えている。ユニットケース１０４は、一定の間隔で平行に延びる細長い矩形形状をした一対の端板１０７、１０８と、これらの端板１０７、１０８の後端の間を繋ぐ矩形の背面板１０９とを備えている。
【００５４】
ユニットケース１０４の端板１０７、１０８の間には、前後方向に延びる状態に矩形断面の保持筒１１０が取り付けられている。この保持筒１１０の前端および後端には、それぞれ、外方に直角に延びる矩形枠状の前フランジ１１０ａおよび後フランジ１１０ｂが形成されており、これら前フランジ１１０ａおよび後フランジ１１０ｂが端板１０７、１０８に固定されている。この保持筒１１０の内部には直方体形状の積層形の圧電素子１０５が同軸状態に収納されている。圧電素子１０５の変位方向は前後方向であり、その矩形の前端変位面１０５ａが保持筒１１０の前端開口１１０ｃから前方に露出しており、その矩形の後端面１０５ｂも保持筒１１０の後端開口１１０ｄから後方に露出している。
【００５５】
ここで、圧電素子１０５は非駆動状態における前後方向の長さが保持筒１１０よりも僅かに長い。したがって、図７、８から分かるように、その後端面１０５ｂが保持筒１１０の後端に一致している状態では、その前端変位面１０５ａが前端開口１１０ｃから前方に僅かに突出する。なお、保持筒１１０の左右の側面には前後方向に長い長円形の配線穴１１０ｅ、１１０ｆが形成されており、これらを介して圧電素子１０５を駆動するための配線１１１ａ、１１１ｂが配置されている。
【００５６】
保持筒１１０に収納された圧電素子１０５の後側には、当該圧電素子１０５を前方に予圧するための予圧機構１０６が取り付けられている。予圧機構１０６は、端板１０７、１０８の間において前後方向にスライド可能に配置されたスライドブロック１１２を備えている。スライドブロック１１２は、両端にスライドピン１１２ａ、１１２ｂが取り付けられており、これらのスライドピン１１２ａ、１１２ｂは、端板１０７、１０８に形成した前後方向に延びるスライド溝１０７ａ、１０８ａにスライド可能な状態で差し込まれている。したがって、スライドブロック１１２はスライド溝１０７ａ、１０８ａに沿って、保持筒１１０の後フランジ１１０ｂの後端面１１０ｇに当接した位置から後側にスライド可能である。スライドブロック１１２の前端面に圧電素子１０５の後端面１０５ｂが接合されており、圧電素子１０５は全体としてスライドブロック１１２と共に前後にスライドするようになっている。
【００５７】
スライドブロック１１２の後側には、前方に開く状態に折り曲げた板ばね１１３が配置されている。この板ばね１１３は後側から予圧調整ねじ１１４によって前側のスライドブロック１１２に押し付けられている。予圧調整ねじ１１４のねじ込み量を増やすと、板ばね１１３がそれに応じて前後方向に押し潰され、より大きな予圧力がスライドブロック１１２に作用する。
【００５８】
一方、ユニットケース１０４の端板１０７、１０８は保持筒１１０の前端よりも前方に延びている前端部１０７ｂ、１０８ｂを備えており、これらの前端部１０７ｂ、１０８ｂの前端には相互に接近する方向に直角に折れ曲がった装着ガイド１０７ｃ、１０８ｃが形成されている。これら前端部１０７ｂ、１０８ｂ、装着ガイド１０７ｃ、１０８ｃおよび保持筒１１０の前端面１１０ｈによって、流路ユニット１０３の装着部１１５が形成されている。この装着部１１５には、左右方向から装着ガイド１０７ｃ、１０８ｃに沿って流路ユニット１０３を装着可能である。
【００５９】
（流路ユニット）
次に、図９は、駆動ユニット１０２から取り外した流路ユニット１０３を分解した状態で示す分解斜視図である。図１０（ａ）は流路ユニット１０３の部分を縦断面で示す斜視図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の縦断面状態の流路ユニット１０３の分解斜視図である。これらの図も参照して、装着部１１５に着脱可能な状態で装着される流路ユニット１０３の構造を説明する。
【００６０】
流路ユニット１０３は、矩形皿状の保持ケース１３０を備えており、この保持ケース１３０に、同一大きさの矩形輪郭をしているノズル板１４０、キャビティ板１５０および加圧板１６０が、それらの厚さ方向に積層された状態で収納されている。加圧板１６０には左右一対のガイドピン１６１、１６２が垂直に固定されており、これらのガイドピン１６１、１６２は、ノズル板１４０およびキャビティ板１５０に形成した位置決め用のガイド穴１４１、１４２、１５１、１５２にスライド可能な状態で差し通されている。ノズル板１４０、キャビティ板１５０および加圧板１６０はガイドピン１６１、１６２によって位置決めされた状態で積層されているのみであり、接着剤などによって相互に接合されていない。したがって、これら三部材を積層方向に沿って簡単に分離することが可能である。
【００６１】
保持ケース１３０は、矩形の底板部分１３１と、この底板部分１３１の両側の端から直角に起立している端板部分１３２、１３３と、底板部分１３１の左右の端から直角に起立している側板部分１３４、１３５とを備えている。底板部分１３１には、ガイドピン１６１、１６２に対峙する部位に貫通穴１３１ａ、１３１ｂが形成されており、これらの間には、左右に長い長穴１３１ｃが形成されている。また、両側の端板部分１３２、１３３の先端部は相互に離れる方向に直角に折れ曲がった装着用フランジ１３２ａ、１３３ａが形成されている。これらの装着用フランジ１３２ａ、１３３ａは、駆動ユニット１０２の装着部１１５に対して、横方から装着ガイド１０７ｃ、１０８ｃに沿って差し込み可能な寸法に設定されている。
【００６２】
ノズル板１４０は、プラスチック板、ステンレススチールなどの金属板、半導体基板などからなる一定の厚さの剛性矩形板である。ノズル板１４０には液滴吐出用のノズル１４３が厚さ方向に貫通する状態に形成されており、そのノズル開口１４３ａがノズル板１４０の前面１４４に位置している。このノズル開口１４３ａは、保持ケース１３０の底板部分１３１の長穴１３１ｃを介して前方に露出している。また、ノズル１４３から離れた位置には液体供給路１４５が形成されている。液体供給路１４５は、ノズル板１４０を厚さ方向に貫通している液体供給穴１４５ａと、ノズル板１４０の前面１４４に沿って形成した連通路１４５ｂとを備えており、連通路１４５ｂには前側から液体供給管１４６が装着固定されている。液体供給管１４６は、保持ケース１３０の底板部分１３１に形成した長穴１３１ｃから前方に突出しており、ここに不図示の液体供給チューブが接続されるようになっている。
【００６３】
ここで、図１１は積層状態のノズル板１４０およびキャビティ板１５０を取り出して示す斜視図である。この図から分かるように、ノズル板１４０の平坦な裏面１４７（ノズル板側封鎖面、ノズル板側当接面）には４個の変位規制板１４８が一体形成されている。これらの変位規制板１４８は、裏面１４７から垂直に起立した一定長さ、一定幅、および一定高さの板である。これらの変位規制板１４８は左右方向に平行に延びており、点対称に配置されている。
【００６４】
次に、図９〜図１１を参照して、キャビティ板１５０および加圧板１６０について説明する。まず、キャビティ板１５０は、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等の弾性特性を備えたシリコーンゴム、弾性を有するエラストマーなどからなる一定厚さの弾性矩形板である。キャビティ板１５０には、その中央部分に左右方向に延びる細長いキャビティ用開口部１５３が厚さ方向（積層方向）に貫通する状態に形成されている。このキャビティ用開口部１５３は左右方向の一方の端部分がノズル板１４０のノズル１４３に連通しており、他方の端部分が液体供給穴１４５ａに連通している。
【００６５】
また、キャビティ板１５０には、キャビティ用開口部１５３を取り囲む状態に、４個の貫通穴１５４が形成されている。本例の貫通穴１５４は一定幅のＬ形状の貫通穴であり、各貫通穴１５４における左右方向に延びる貫通穴部分には、ノズル板１４０に積層した状態において、当該ノズル板１４０の各変位規制板１４８が遊びのある状態で差し込まれるようになっている。また、ノズル板１４０の厚さは、変位規制板１４８の高さよりも僅かに大きな寸法に設定されている。
【００６６】
キャビティ板１５０の平坦な裏面１５５に積載されている加圧板１６０は、プラスチック板、ステンレススチールなどの金属板、半導体基板などからなる剛性矩形板である。加圧板１６０の前面１６３には、その中央部分に僅かに前方に突出した平坦な矩形の加圧面１６３ａ（加圧板側封鎖面、加圧板側当接面）が形成されており、その四隅にも同一高さの平坦な当接面１６３ｂが形成されている。これら加圧面１６３ａおよび当接面１６３ｂがキャビティ板１５０の平坦な裏面１５５に当接している。加圧板１６０の裏面１６４は平坦面からなり、後側から駆動ユニット１０２の圧電素子１０５の前端変位面１０５ａが所定の予圧力で押し付けられるようになっている。
【００６７】
（流路ユニットの装着および液滴吐出動作）
図１２は流路ユニット１０３を駆動ユニット１０２の装着部１１５に装着する前の状態を示す模式図であり、理解を容易にするためにキャビティ１５３Ａと、貫通穴１５４および変位規制板１４８とを横に並べた状態で示してある。装着前の流路ユニット１０３においては、弾性素材からなる中央のキャビティ板１５０はその本来の厚さｔ１のままである。変位規制板１４８の高さｈは厚さｔ１よりも小さい。したがって、ノズル板１４０の変位規制板１４８の先端面１４８ａと、加圧板１６０の加圧面１６３ａ（加圧板側当接面）とは離れており、これらの間には所定の隙間Δｔが形成されている。
【００６８】
次に、流路ユニット１０３の装着時には、駆動ユニット１０２の予圧機構１０６の予圧調整ねじ１１４を緩め、圧電素子１０５に対する予圧を解除する。この結果、圧電素子１０５を後方に押し込むことが可能となる。装着部１１５に突出している圧電素子１０５の前端変位面１０５ａを後方に退避させ、この状態で、図８に矢印で示すように、流路ユニット１０３を横から装着部１１５に装着することができる。
【００６９】
流路ユニット１０３を装着部１１５に装着した後は、駆動ユニット１０２の予圧機構１０６の予圧調整ねじ１１４を締め付ける。この結果、圧電素子１０５が全体として前方に押し出され、その前端変位面１０５ａによって流路ユニット１０３の加圧板１６０が後側から前方に押し出され、所定の予圧が作用した状態が形成される。
【００７０】
図１３（ａ）は駆動ユニット１０２の装着部１１５に装着されて予圧が付与された状態の流路ユニット１０３を示す模式図であり、図１２の場合と同様にキャビティ１５３Ａと変位規制板１４８を並列配置した状態で示してある。この図に示すように、予圧機構１０６によって前方に僅かに押し出された圧電素子１０５によって、加圧板１６０が前方に押し出されている。この結果、三部材、１６０、１５０、１４０は、圧電素子１０５の前端変位面１０５ａと、ユニットケース１０４の端板１０７、１０８の前端部１０７ｂ、１９８ｂの装着ガイド１０７ｃ、１０８ｃとの間において圧接状態になり、弾性素材からなるキャビティ板１５０が厚さｔ２まで積層方向に押し潰される。例えば、加圧板１６０の加圧面１６３ａ（加圧板側当接面）が変位規制板１４８の先端面１４８ａに当接する位置までキャビティ板１５０が押し潰される。
【００７１】
この状態では、キャビティ用開口部１５３の裏面側に加圧板１６０の加圧面１６３ａ（加圧板側封鎖面）が液密状態に圧接し、その前面側にノズル板１４０の裏面１４７（ノズル板側封鎖面）が液密状態に圧接しており、これにより、キャビティ用開口部１５３の前後が確実に封鎖されて、液体貯留用のキャビティ１５３Ａが形成されている。装着状態が形成された後は、液体をキャビティ１５３Ａ内に供給する液体供給チューブ１４９を接続し、キャビティ１５３Ａ内に液体を充填する。
【００７２】
図１３（ｂ）に示すように、液体を充填した後に圧電素子１０５を駆動して前後方向（積層方向）に収縮させると、圧電素子１０５の前端変位面１０５ａが加圧板１６０から後退して予圧が一時的に低下する。この結果、キャビティ板１５０の弾性復帰力によってキャビティ１５３Ａが積層方向に拡張し、その内容積が増加して液体供給路１４５を経由して当該キャビティ１５３Ａ内に液体が流れ込む。
【００７３】
この後は、図１３（ｃ）に示すように、所定のタイミングで圧電素子１０５を逆方向に駆動して積層方向に伸長すると、圧電素子１０５によって加圧板１６０が積層方向の前方に押し出される。この結果、キャビティ板１５０が押し潰されてキャビティ１５３Ａが積層方向に圧縮してその内圧が増加する方向に変化する。ここで、加圧板１６０の加圧面１６３ａが、ノズル板の側の変位規制板１４８の先端面１４８ａに当たるまでキャビティ板１５０が圧縮され、加圧面１６３ａが変位規制板１４８に当たることによるキャビティの内圧変動によって、ノズル開口１４３ａに形成されている液体のメニスカスから微小液滴ｄが分離して前方に吐出する。
【００７４】
このように、キャビティ１５３Ａの圧縮量は変位規制板１４８によって一定となるように規制される。したがって、液滴吐出時のキャビティ１５３Ａの体積減少量を常に一定にすることができるので、常に一定量の微小液滴を正確に吐出することができる。
【００７５】
また、圧電素子１０５を予圧している予圧機構１０６による予圧力を調整することにより、圧電素子１０５の変位量を制御することができる。例えば、予圧力を小さくしておけば、圧電素子１０５の伸長時に予圧力に逆らって圧電素子１０５は後方にも伸長するので、その前端変位面１０５ａによって押し出される加圧板１６０の移動量が少なくなる。この結果、弾性素材からなるキャビティ板１５０の圧縮量が少なくなり、圧縮時のキャビティ１５３Ａの排除体積が少なくなるので、ノズル１４３からの液滴吐出量を少なくすることができる。したがって、駆動波形を変えることなく、液滴吐出量を機械的に変更することができる。
【００７６】
なお、圧電素子１０５による液滴の吐出駆動モードとしては、上述した引き打ちモードと呼ばれるモードと、押し打ちモードと呼ばれるものがインクジェットヘッドの分野において知られている。本例の液滴吐出ヘッド１１においても、圧電素子１０５の収縮後の伸長タイミングを調整することにより、いずれかのモードで液滴を吐出させることができる。押し打ちモードの場合には、圧電素子１０５の収縮後にキャビティ１５３Ａ内の圧力変動が収束するのに必要な時間が経過した後のタイミングで圧電素子１０５の伸長を開始すればよく、引き打ちモードの場合には押し打ちモードに比べてより短い時間間隔で圧電素子を伸長させればよい。引き打ちモードは押し打ちモードに比べてより微小量の液滴を吐出させることができる。
【００７７】
（液滴吐出ヘッドによる作用効果）
以上説明したように、液滴吐出ヘッド１１では、変位規制板１４８によって弾性素材からなるキャビティ板１５０の圧縮量、すなわち、キャビティ１５３Ａの圧縮量が一定となるように規制される。よって、圧電素子１０５の変位によるキャビティ１５３Ａの排除体積を常に一定に保持できるので、液滴の吐出量のバラツキを抑制できる。
【００７８】
また、圧電素子１０５を備えた駆動ユニット１０２に、流路ユニット１０３を着脱可能な状態で装着した構成となっている。したがって、液滴吐出ヘッド１１を検体などの分注ヘッドなどとして用いる場合には、流路ユニット１０３のみを交換することにより異なる種類の検体などを分注することができる。また、使用済の安価な流路ユニット１０３のみを廃棄すればよいので、使い捨て式の分注ヘッドなどとして用いるのに適している。
【００７９】
さらに、キャビティ板１５０は、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）からなる弾性板を用いており、ノズル板１４０および加圧板１６０との圧接により液密状態にシールされたキャビティ１５３Ａが形成される。よって、積層した三部材を相互に接着、接合する必要がないので、接着剤などによってキャビティ１５３Ａ内の液体が汚染されることもない。
【００８０】
三部材の接合が不要なので、必要に応じて各部材を適宜組み合わせることで、特性の異なる各種の液滴吐出ヘッドを簡単に得ることができるので便利である。また、接着、接合が不要なので、接着剤による接着性などを考慮する必要がないので三部材に用いる素材の選択の自由度が高まるという利点もある。
【００８１】
なお、液滴吐出ヘッド１１は、血液などの検体の分注作業、短時間で目詰まりするような接着剤などの液体の塗布あるいは分注作業、細胞の三次元造形作業などに用いることができる。
【００８２】
また、上記の例では、変位規制板１４８をノズル板１４０の裏面１４７に一体形成してあるが、変位規制板１４８を加圧板１６０の加圧面１６３ａに一体形成しておくことも可能である。この場合には、変位規制板１４８がノズル板１４０の裏面１４７（ノズル板側当接面）に当たることにより、キャビティ板１５０の圧縮量が規制される。ノズル板１４０および加圧板１６０の双方に一体形成しておくことも可能である、また、変位規制板１４８を、ノズル板４０、加圧板６０とは別個の部材として製造し、キャビティ板５０に形成した貫通穴１５４内に配置しておくことも可能である。この場合には、ノズル板１４０の裏面１４７（ノズル部材側当接面）および加圧板１６０の加圧面１６３ａ（加圧部材側当接面）が積層方向から変位規制板１４８に当接することにより、キャビティ１５３Ａの圧縮量が規制される。
【００８３】
次に、弾性素材からなるキャビティ板１５０の表面、キャビティ板１５０に圧接する加圧板１６０の加圧面１６３ａ、ノズル板１４０の裏面１４７には、シール性を確保できるような表面処理を施すようにしてもよい。また、キャビティ板１５０のキャビティ用開口部１５３の内周面などに撥水加工あるいは親水加工などの表面処理を適切な場所に行って、所望の液滴吐出特性が得られるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１  分注システム、２  微小液体測定装置、３  微小液体測定用チップ、４  エリアセンサー、５  処理ユニット、１１  液滴吐出ヘッド、１２  供給チューブ、１３  液体供給源、１４  搬送機構、１５  液体分注領域、１６  測定位置、１７  制御ユニット、３１  第１平板、３１ａ  第１平面、３１ｂ  液体導入面、３２  第２平板、３２ａ  第２平面、３２ｂ  外側の面、３３  ビーズ、３４  液体測定用空間、３５  液体導入穴、３５ａ  開口端、３５ｂ  開口端、３５ｃ  内周面、３６  部材、３７  液体案内穴、３７ａ  テーパ状の内周面、３８  測定対象の微小液体、１０２  駆動ユニット、１０３  流路ユニット、１０４  ユニットケース、１０５  圧電素子、１０５ａ  前端変位面、１０５ｂ  後端面、１０６  予圧機構、１０７，１０８  端板、１０７ａ，１０８ａ  スライド溝、１０７ｂ，１０８ｂ  前端部、１０７ｃ，１０８ｃ  装着ガイド、１０９  背面板、１１０  保持筒、１１０ａ  前フランジ、１１０ｂ  後フランジ、１１０ｃ  前端開口、１１０ｄ  後端開口、１１０ｅ，１１０ｆ  配線穴、１１０ｇ  後端面、１１０ｈ  前端面、１１１ａ，１１１ｂ  配線、１１２  スライドブロック、１１２ａ，１１２ｂ  スライドピン、１１３  板ばね、１１４  予圧調整ねじ、１１５  装着部、１３０  保持ケース、１３１  底板部分、１３１ａ，１３１ｂ  貫通穴、１３１ｃ  長穴、１３２，１３３  端板部分、１３２ａ，１３３ａ  装着用フランジ、１３４，１３５  側板部分、１４０  ノズル板、１４１，１４２  ガイド穴、１４３  ノズル、１４３ａ  ノズル開口、１４４  前面、１４５  液体供給路、１４５ａ  液体供給穴、１４５ｂ  連通路、１４６  液体供給管、１４７  裏面、１４８  変位規制板、１４８ａ  先端面、１４９  液体供給チューブ、１５０  キャビティ板、１５１，１５２  ガイド穴、１５３  キャビティ用開口部、１５３Ａ  キャビティ、１５４  貫通穴、１５５  裏面、１６０  加圧板、１６１，１６２  ガイドピン、１６３  前面、１６３ａ  加圧面、１６３ｂ  当接面、１６４  裏面、ｔ１  キャビティ板の本来の厚さ、ｔ２  圧縮されたキャビティ板の厚さ、ｈ  変位規制板の高さ、Δｔ  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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