(57)【要約】液滴を吐出するノズルと、上記ノズルを固定するための固定部と、変位を発生する駆動部と、を有し、上記駆動部の第１把持部と上記固定部の第２把持部とに上記ノズルを固定した液体吐出装置を用いる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルを固定するための固定部と、
変位を発生する駆動部と、を有し、
前記駆動部の第１把持部と前記固定部の第２把持部とに前記ノズルを固定した液体吐出装置。
【請求項２】
前記ノズルと前記第１把持部、前記ノズルと前記第２把持部とは、嵌め合い形式で接合される請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記固定部の厚みは、前記駆動部の厚みより薄い請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記ノズルは、前記液体吐出装置の下面より、前記第１把持部と前記第２把持部に組み合わされる請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第２把持部は、前記ノズルの上方を経由する腕部に設けられている請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記腕部は、開口を形成する請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記液体吐出装置の上面には、前記液体吐出装置を取り付けるための位置合わせ機構がある請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記第２把持部と前記駆動機構と前記第１把持部とが同一平面に構成されている請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記駆動機構は、圧電素子である請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の液体吐出装置が複数あり、
前記複数の液体吐出装置は、１つのプレートに、それぞれの上面で配置されている液体吐出装置。
【請求項１１】
前記複数の液体吐出装置は、それぞれ貫通穴を有し、前記複数の貫通穴に固定棒を通し固定されている請求項１０記載の液体吐出装置。
【請求項１２】
前記複数の液体吐出装置は、それぞれの側面で一体化された２つのブロックを形成し、
２つの前記ブロックは、対向して配置されている請求項１０に記載の液体吐出装置。
【請求項１３】
２つの前記ブロックは、それぞれの複数の前記液体吐出装置の固定部が隣接して交互に位置する請求項１２記載の液体吐出装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の液体吐出装置と、
前記液体吐出装置から液体が塗布されるセンサと、
前記センサを検出する検査器と、
前記検査器を制御する制御器と、を有するセンサ製造装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の液体吐出装置と、
前記液体吐出装置から液体が塗布される容器と、
前記容器を移動させるステージと、を有する細胞培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出用の液体吐出装置と、その液体吐出装置を有するセンサ装置と、その液体吐出装置を有する細胞培養装置に関する。特に、創薬・医療・バイオテクノロジーなどの分野において、薬液・試薬などの供給や分注に用いるのに適した液体吐出装置と、その液体吐出装置を有するセンサ製造装置と、その液体吐出装置を有する細胞培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な記録媒体に文字や画像記録するための装置として、インクジェット方式による印刷装置が普及し、広く知られている。このインクジェットは、紙やフィルムへの印刷に留まらず、創薬・医療・バイオテクノロジー分野に応用が進められる。インクジェットの適用範囲は大きく拡大している。【０００３】
特に、インクジェットの高精度な吐出性能を活かして、薬液・試薬などを微少量かつ正確に検体などに供給する試みが、近年進められている。【０００４】
しかしながら、創薬・医療・バイオテクノロジー分野では、金属イオンの影響を受けやすく、接液部は金属フリーである必然がある。さらに、薬液・試薬の交換時に、それまで使用していた薬液・試薬と、新しい薬液・試薬とが混ざりあうことは、性能の低下のみならず、相互作用により、予期しない作用を招くため必ず避けなければならない。【０００５】
ところが、通常の液体吐出ヘッド内部は、金属材料で構成されており、また狭い流体の流路や空間で構成される。このため、液体吐出ヘッド内部を完全に洗浄を行うことができず、従って、接液部を容易に交換することのできる液体吐出ヘッドが考案されている（特許文献１）。【０００６】
特許文献１では、取り外し可能な容器を備え、これに駆動機構により外部からこの容器を加圧する。このことにより、駆動機構の変位量の増加に対応して、容器内部の圧力が上昇して、内部の液体を開放端のノズルより吐出させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１１４５６９号公報
【発明の概要】
【０００８】
しかしながら、加圧時は直接的に容器を加圧することができるが、減圧時すなわち駆動機構の変位量の減少に対しては、追随できない。これは、容器の弾性復元性に支配されるために、高速に初期位置にまで回復させることができない。よって高速な繰り返し周波数によって吐出をすることができない。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、使い捨て可能な圧力室を用いながらも、高繰返し可能で、高速に動作できる液体吐出装置と、その液体吐出装置を有するセンサ製造装置と、その液体吐出装置を有する細胞培養装置を提供することを目的とする。
【００１０】
上記課題を解決するため、液滴を吐出するノズルと、上記ノズルを固定するための固定部と、変位を発生する駆動部と、を有し、上記駆動部の第１把持部と上記固定部の第２把持部とに上記ノズルを固定した液体吐出装置を用いる。
【００１１】
また、上記液体吐出装置と、上記液体吐出装置から液体が塗布されるセンサと、上記センサを検出する検査器と、上記検査器を制御する制御器と、を有するセンサ製造装置を用いる。
【００１２】
また、上記液体吐出装置と、上記液体吐出装置から液体が塗布される容器と、
上記容器を移動させるステージと、を有する細胞培養装置を用いる。
【００１３】
そのため、駆動部に対する変位追従性を高めて、高速な繰り返し周波数で吐出を行うことができる。
【００１４】
さらに、駆動部とノズルの把持部は接触を保った状態を繰り返し周波数に依らず維持できるため、離合による衝撃で、駆動部とのノズルの接触面を損耗することなく、ノズルの長寿命化できる。そのためノズル廃棄ロスの低減も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態１の液体吐出装置の構造を示す斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施の形態１の液体吐出装置の構造を示す断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、実施の形態１の液体吐出装置の吐出部分を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１の液体吐出装置における単位時間あたりの液滴吐出量と吐出周波数との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、実施の形態１の液体吐出装置における吐出液適量と吐出回数との関係を示すグラフである。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態１のノズルの変形例を示す断面図と上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態１のノズルの変形例を示す断面図である。
【図５】図５は、実施の形態２の液体吐出装置の構造を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態３の液体吐出装置の側面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態３の検査ユニットの正面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施の形態３の細胞培養装置の側面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施の形態３の容器の平面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態４における液体吐出装置の斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態４の液体吐出装置の正面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態４の液体吐出装置を複数組み合わせた液体吐出装置の斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態４の液体吐出装置の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
＜構成＞
図１Ａは、本発明の実施の形態１における液体吐出装置を斜方から見た内部構造を示す模式図である。液体吐出装置１００において、基体１０１は、駆動部１１０と固定部１２０を有する。駆動部１１０は、ノズル１５０を加圧するための駆動機構を有する部分である。固定部１２０は、ノズル１５０を固定する機構を有する部分である。
【００１８】
駆動部１１０には、変位を発生させる圧電素子１１１を有する。外部の波形発生器１３０により生成した駆動パルス信号に同期して、圧電素子１１１は、伸縮し変位をする。なお、以下、圧電素子１１１で説明するが、変位を発生する機構なら、圧電素子１１１以外でもよい。
【００１９】
また、図１Ｂは、本発明の実施の形態１における液体吐出装置１００を側方から見た内部構造を示す模式図である。駆動部１１０は、基体１０１の後方で固定されている。また、駆動部１１０の位置を保持する様に、固定棒１０２で駆動部１１０が保持されている。この固定棒１０２が挿入される駆動部１１０には、圧電素子１１１の変位方向を長径とする長円加工の孔がある。結果、圧電素子１１１の変位は前方へと伝達される。
【００２０】
ここで駆動部１１０の端部には、ピン状、または、突起状の第１把持部１１３が設けられている。第１把持部１１３は、駆動部１１０とともに移動する。
【００２１】
また、第１把持部１１３と類似する形状の第２把持部１２３が、固定部１２０の端部に設けられている。第２把持部１２３は、固定部１２０で保持され移動しない。
【００２２】
これら第１把持部１１３と第２把持部１２３の間には、挿入孔１０３が設けられており、ここにノズル１５０が挿入される。図１Ｃは本発明の実施の形態１におけるノズル１５０を示す斜視図である。ノズル１５０の半径方向には１８０度の位置に１対の被把持部１５１（第１被把持部１５１ａ、第２被把持部１５１ｂ）が設けられている。この被把持部１５１は、開口部分であり、突起状の第１把持部１１３および第２把持部１２３にはめ込まれる。開口部分は、突起より少し小さく形成されている。被把持部１５１のそれぞれが、第１把持部１１３および第２把持部１２３にはめ込まれる。嵌め合い形式で組合されることで、ノズル１５０の水平方向および垂直方向の位置を再現性良く規定することができる。
【００２３】
また、第１把持部１１３および第２把持部１２３は、先端ほど直径が大きくなる様に加工されている。これは圧電素子１１１による駆動部１１０の第１把持部１１３の変位により、ノズル１５０の被把持部１５１が、第１把持部１１３および第２把持部１２３から抜け、ノズル１５０が脱落してしまうことを防止するためである。
【００２４】
さらにノズル１５０上方には、開口１５２がある。開口１５２には、スロットル１６０が挿入される。スロットル１６０の内部は、中空となっている。さらに、スロットル１６０のノズル１５０への挿入側は細くオリフィス１６１が形成されている。また、スロットル１６０の反対側は、竹の子状継手に加工されており、チューブ１７０を挿入固定することができる。さらに、チューブ１７０はタンク１８０へと繋がっている。
【００２５】
＜薬液供給＞
このタンク１８０を加圧することでタンク１８０から薬液１９０をチューブ１７０へ圧送することができる。チューブ１７０を介して、スロットル１６０およびノズル１５０の内部に薬液１９０を満たすことができる。これにより、液体吐出装置１００全域に薬液を充填して吐出するための準備が整う。
【００２６】
＜吐出動作＞
ここで、波形発生器１３０から圧電素子１１１を駆動するために吐出信号を送出すると、圧電素子１１１は、この吐出信号の波形に応じた変位をする。この時、吐出信号に正電圧を与えると、圧電素子１１１は伸張する方向へと変位する。この変位は駆動部１１０を通じて第１把持部１１３へと伝達され、ノズル１５０を側方から圧縮する作用を与える。ノズル１５０の先端部およびスロットル１６０のオリフィス１６１により、流路抵抗の大きい、擬似的な閉空間が形成され、内圧を高めるための圧力室として作用する。
【００２７】
従って、ノズル１５０に与えられた側方からの圧縮の変位は、圧力室内部の圧力上昇に伴い、ノズル１５０の先端部より薬液１９０を吐出するに至る。
【００２８】
次いで、所定の時間が経過すると、波形発生器１３０の出力は低下していく。このとき圧電素子１１１は印加される電圧の低下に従い、その伸張状態から、元の状態へと復帰、即ち伸張から収縮へと、動作が転じる。尚、ノズル１５０においては、この動作は圧縮から、拡張へと動作が転じることに相当する。
【００２９】
通常、圧縮から開放されたとき、その圧縮状態から拡張していく時間は、弾性率に従う。本実施の形態のノズル１５０に用いた樹脂材料であるポリプロピレンにおいては、その弾性率は１．１２〜１．５８ＧＰａであり、実験的には自発的な拡張時間は５０ミリ秒程度を要する。一方、圧電素子１１１は、電圧に従った反応を示す。形状による制約を受けるが、それでも５０マイクロ秒程度であり、ポリプロピレンの自発的な回復時間と比較し、充分に高速に応答する。
【００３０】
ここで、第１把持部１１３と第２把持部１２３によりノズル１５０の被把持部１５１を拘束していることで、より能動的にノズル１５０拡張時間を制御することができる。即ち、圧電素子１１１の収縮時間へ、ノズル１５０の拡張時間を近づけることができる。
【００３１】
このことは、ノズル１５０の圧縮、拡張を高い繰り返し周波数で行うことができることを意味する。すわなち、高周波数で以って、吐出動作を行うことが可能となる。
【００３２】
なお、第１把持部１１３と第２把持部１２３とは、ノズル１５０に中心に対向していることが好ましい。ノズル１５０中心に点対称に配置されるのが好ましい。
【００３３】
図２は、単位時間あたりの吐出液適量と、吐出の繰り返し周波数との関係を示したものである。被把持部１５１を設けない場合、繰り返し周波数が２００Ｈｚを越えたあたりから、徐々に繰り返し周波数、即ち吐出の繰り返し周波数に対する。１秒あたりの吐出液滴量の直線性が低下し、２５０Ｈｚ付近をピークとして、以降急激に低下し、やがて吐出自体が不全となってしまう。
【００３４】
これは、以下の理由である。駆動部１１０に対してノズル１５０が追従できず、ノズル１５０の圧縮後に駆動部１１０が退避する。結果、ノズル１５０の拡張が起こる前に、次の圧縮動作が行われてしまう。そのため、ノズル１５０は拡張することができず、圧縮状態を保ったままになる。結果、吐出のためのノズル１５０の内部の圧力上昇が得られなくなるためである。
【００３５】
しかしながら、本実施の形態の被把持部１５１を設けたノズル１５０および液体吐出装置１００においては、吐出液適量の変化は見られるものの、１０００Ｈｚにおいても、吐出を維持することができる。
【００３６】
さらに、第１把持部１１３と第２把持部１２３によりノズル１５０の被把持部１５１を固定していることは、高い繰り返し周波数においても、永続的な接触を確保することになる。このことは、ノズル１５０の長寿命化に繋がる。
【００３７】
これは接触を確保できていない場合には、圧電素子１１１の収縮による第１把持部１１３の退避に対して、ノズル１５０の膨張が追いつかず、接触を維持することができない。
【００３８】
この場合、再び圧電素子１１１が伸張した際、第１把持部１１３がノズル１５０と衝突することを意味する。この衝突は、ノズル１５０の損耗を引き起こし、結果的に圧縮距離を低下させてしまうことから、圧力低下を引き起こして、吐出安定化の大きな妨げとなり、ノズル１５０の寿命を低下させることになる。
【００３９】
図３は吐出液適量と吐出回数の関係を示したグラフである。被把持部１５１を設けない場合、即ち駆動部１１０とノズル１５０が離合を繰り返した場合には、初期から徐々にその吐出液適量が減少し、５０万回の吐出で、初期値より１０％程度も低下してしまう。
【００４０】
この吐出液適量の減少は、駆動部１１０とノズル１５０が離合を繰り返すことにより、僅かではあるが、ノズル１５０が損耗し、駆動部１１０の変位がノズル１５０の内部へと確実に伝達できなくなってくることにより、生じるものである。しかしながら、実施の形態の被把持部１５１を設けたノズルおよび液体吐出装置１００に依れば、１０００万回の吐出でもその吐出液適量の低下は見られない。
【００４１】
＜ノズル１５０の変形例＞
被把持部１５１は、第１把持部１１３と第２把持部１２３とに対して、その動きを確実にノズル１５０へと伝達する役割を担っている。しかしながら、種々の用途では、薬液の頻繁な交換も発生しうるために、ノズル１５０を容易に抜去できることも重要な要素である。
【００４２】
図４Ａは、実施の形態１で説明したノズル１５０の変形例を示す。上図が断面図であり、下面が上面図である。図４Ｂは、実施の形態１で説明したノズル１５０の変形例を示す断面図である。
【００４３】
図４Ａに示したノズル３０１においては、被把持部１５１の一部に切り欠き３０２が設けられている。この切り欠き３０２により、ノズル３０１の挿抜、特に抜去を、より小さな力でできるようにしている。被把持部１５１の少なくとも１つに切り欠き３０２があればよい。
【００４４】
図４Ｂは、ノズル３１１の側面図を示す。ノズル３１１の挿入方向と平行な向きに駆動部１１０および固定部１２０と連結するためのフック３１２を形成している。このフック３１２の変形部３１３が撓むことによって、挿抜、特に抜去を容易にしている。この場合、第１把持部１１３と第２把持部１２３には、このフック３１２を受ける凹部が必要である。また、ノズル３１１の場合と同様に、フック３２２の変形部３２３がたわむことによって、挿抜、特に抜去を容易にしている。さらに、構造が簡単になることにより、ノズルを安価に製造することができる。
【００４５】
また、ノズルは変形性を得るために低弾性率化することが望ましい。ここではノズルを単一材料で形成した状態を示したが、一方で、ノズルを長寿命化するためには高弾性率化が好ましく、異材の二段階成型または、それぞれを別個に形成した後に接着して一体化することも有効である。
【００４６】
（実施の形態２）
＜構成＞
図５は、実施の形態２における液体吐出装置２００を側面から見た断面構造を示す模式図である。説明しない事項は実施の形態１と同様である。実施の形態１との違いは、ノズルを両側から加圧、圧縮することである。
【００４７】
液体吐出装置２００は、基体２０１の内部に一対の駆動部２１０が装着されている。
【００４８】
駆動部２１０には変位を発生させる圧電素子２１１が装備されている。これらは外部の波形発生器２３０により生成した駆動パルス信号に同期して伸縮し変位を発生させる。
【００４９】
また、駆動部２１０は基体２０１の端方で固定されている。また、駆動部２１０の位置を保持する様に固定棒２０２により保持されている。この固定棒２０２が挿入される駆動部２１０には、圧電素子２１１の変位方向を長径とする長円加工がなされており、圧電素子２１１の変位は基体２０１の中心方向へと伝達される。
【００５０】
ここで駆動部２１０の端部には第１把持部２１３が設けられている。これら一対の第１把持部２１３の間には、挿入孔２０３が設けられており、ここにノズル１５０が挿入される。
【００５１】
さらにノズル１５０にはスロットル１６０のオリフィス１６１が挿入される。スロットル１６０からは、チューブ１７０を経てタンク１８０へと接続される。
【００５２】
＜薬液供給＞
このタンク１８０を加圧し、チューブ１７０を介して、スロットル１６０およびノズル１５０の内部に薬液１９０を満たすことができる。これにより、液体吐出装置２００全域に薬液を充填して吐出するための準備が整う。
【００５３】
＜吐出動作＞
ここで、波形発生器１３０から圧電素子２１１を駆動するために吐出信号を送出すると、圧電素子２１１は、この吐出信号の波形に応じた変位をする。このとき、吐出信号に正電圧を与えると、圧電素子２１１は伸張する方向へと変位する。この変位は駆動部２１０を通じて第１把持部２１３へと伝達され、ノズル１５０を両側から圧縮する作用を与える。ノズル１５０の先端部およびスロットル１６０のオリフィス１６１により、流路抵抗の大きい、擬似的な閉空間が形成され、内圧を高めるための圧力室として作用する。従って、ノズル１５０に与えられた側方からの圧縮の変位は、圧力室内部の圧力上昇に伴い、ノズル１５０の先端部より薬液１９０を吐出するに至る。
【００５４】
本実施の形態によれば、一対の駆動部２１０が両側からノズル１５０を圧縮するため、見かけ上２倍の変位で駆動することができる。従って、実施の形態１に示した液体吐出装置１００よりも、大型化するものの、より大きな液滴を吐出することが可能となる。
【００５５】
さらに上記液体吐出装置２００を用いて各種液体を塗布する装置を実現できる。被塗布物を移動させてもよいし、液体吐出装置自体を移動させてもよい。駆動部、制御部を有する塗布装置として構成できる。
【００５６】
＜効果＞
実施の形態２の液体吐出装置では、液体を吐出するノズル１５０に被把持部１５１を設け、駆動部２１０とノズル１５０との接触を常に確保し、駆動部２１０の動作を確実にノズル１５０へと伝達することが可能となる。そのため、ノズル１５０を交換可能な液体吐出装置として、高い繰り返し周波数で吐出を行うことができ、さらに、ノズル１５０を長寿命化することも可能となる。
【００５７】
（実施の形態３）
実施の形態３は、上記液体吐出装置１００、２００と、下記液体吐出装置７００、９００の応用例である。これら装置は、微少量の液体を精度よく一定量、長時間塗布することができる。
【００５８】
このため、バイオセンサやバイオチップなどへ血液の塗布に利用できる。たとえば、血液センサへ血液を塗布する場合、血液センサに液滴を液体吐出装置１００、２００、７００、９００で行い、検出器でその血液センサを読みとることで血液値がわかる。この方法では、血液の液量の精度よく、結果が正確となる。
【００５９】
血液値センサでなく、腫瘍マーカ、心疾患マーカなどの免疫センサへ塗布してもよい。さらに、センサは、エピジェネティクス、感染症などのＤＮＡセンサでもよい。センサとして、広く生体センサが利用できる。
【００６０】
図６Ａと図６Ｂとで、実施の形態３の装置を説明する。説明しない事項は上記実施の形態１，２と同様である。液体吐出装置１００で説明するが、他の実施の形態の液体吐出装置でもよい。
【００６１】
図６Ａは、液体吐出装置１００の側面図である。液体吐出装置１００で、液体６０１である血液を、センサ６０２へ吐出する。
【００６２】
その後、図６Ｂで示す検査ユニットでセンサ６０２を分析する。図６Ｂは、検査ユニットの正面図である。
【００６３】
センサ６０２を図６Ｂで示す検出器６０４へ挿入する。検出器６０４は、制御器６０３で制御され、センサ６０２を検査し、結果を表示する。
【００６４】
図６Ａと図６Ｂとで、検査装置となる。
【００６５】
ここで、センサ６０２の変わりに、図７Ｂの容器６０５を用いることもできる。図７Ａと図７Ｂとで細胞培養装置の例を示す。図７Ｂは、容器６０５の平面図である。図７Ａは細胞培養装置の側面図である。容器６０５は、複数の凹部６０６を有する。その複数の凹部６０６のそれぞれに、細胞を保持し、培養液を液体吐出装置１００で、複数の凹部６０６のそれぞれへ塗布すれば、細胞培養装置として利用できる。この場合、複数の凹部６０６へ液滴を塗布する必要があり、容器６０５の下部にはステージ６０７があり、平面内で移動できる。
【００６６】
なお、容器６０５に凹部６０６が１つの場合でもある。１つの凹部６０６に複数回、液滴を吐出する場合もある。凹部６０６に、細胞シートを入れて、細胞シートに液体６０１を塗布することもできる。
【００６７】
なお、同様に、上記装置で、別のセンサーを製造するために、各種溶液を別のセンサーへ塗布することもできる。
【００６８】
（実施の形態４）
＜構成＞
図８Ａは、実施の形態４における液体吐出装置７００の斜視図である。図８Ｂは、液体吐出装置７００の正面図である。液体吐出装置７００は、基体７０１に駆動部７１０と固定部７２０を有する。説明しない事項は、上記実施の形態と同様である。
【００６９】
駆動部７１０には、変位を発生させる駆動機構として圧電素子７１１が装備されている。圧電素子７１１は、外部の波形発生器７３０により生成した駆動パルス信号に同期して伸縮し変位する。
【００７０】
また、駆動部７１０は、基体７０１の後方の端方に固定されている。固定部７２０は、基体７０１の前方の端方に固定されている。
【００７１】
また、駆動部７１０の前方の端方は、貫通穴があり、貫通穴に挿入された固定棒により、その位置を保持されている。この固定棒が挿入される貫通穴は、圧電素子７１１の変位方向を長径とする長円の孔であり、別方向へ変位を損なうことなく伝達することができる。貫通穴は、１方向（上下、または、左右など）のみ規制する穴である。
【００７２】
さらに圧電素子７１１の変位は、駆動部７１０に取り付けられた駆動子７１５へと伝達される。また駆動子７１５の端部には第１把持部７１３が設けられている。
【００７３】
他方、基体７０１は上方から延長され、さらにその端部には第２把持部７１４が設けられている。
【００７４】
これら、第１把持部７１３および第２把持部７１４の間には、隙間が設けられており、ここにノズル１５０が下方より挿入され、第１把持部７１３および第２把持部７１４により位置決め固定される。例えば、ノズル１５０は、図４Ａのように、被把持部１５１を複数有する。複数の被把持部１５１は、第１被把持部１５１ａと第２被把持部１５１ｂである。他の実施の形態のノズルでもよい。
【００７５】
なお、ノズル１５０を下方から挿入する場合、第１把持部７１３および第２把持部７１４を逆テーパピンにする。または、第１把持部７１３および第２把持部７１４に、ビスなど固定具でノズル１５０を固定をする。
【００７６】
さらに、ノズル１５０には、スロットル１６０のオリフィス１６１が挿入される。スロットル１６０には、タンク１８０から延長されたチューブ１７０が接続される。
【００７７】
さらにノズル１５０にはスロットル１６０のオリフィス１６１が挿入される。スロットル１６０からは、チューブ１７０を経てタンク１８０へと接続される。
【００７８】
なお、ノズル１５０周辺の構造は、上記実施の形態を用いてもよい。
【００７９】
液体吐出装置７００は、腕部７５２を有し、その先端に第２把持部７１４を有する。腕部７５２は、ノズル１５０の上部を通り、液体吐出装置７００の先端へ伸びる。腕部７５２はアーチ状で開口７５１を形成する。この開口７５１を利用して、ノズル１５０のスロットル１６０と、チューブ１７０とが接合される。腕部７５２により、液体吐出装置７００は、側面方向（幅方向）へ広がらず、コンパクトな平面状の液体吐出装置となる。
【００８０】
なお、ノズル１５０は、液体吐出装置７００の下面、つまり、液体が吐出される面から、液体吐出装置７００へ着脱される。
【００８１】
液体吐出装置７００は、その上面に、位置決め機構である上位置決めピン７３１ａを有する。液体吐出装置７００を第３の物体に位置合わせするもの、つまり、位置合わせ機構である。
【００８２】
＜薬液供給＞
タンク１８０を加圧し、チューブ１７０、スロットル１６０を介して、ノズル１５０の内部に、薬液１９１を満たすことができる。これにより、吐出するための準備が整う。
【００８３】
＜吐出動作＞
上記の後、波形発生器７３０から駆動部７１０（圧電素子７１１）を駆動するために、吐出信号を送出すると、圧電素子７１１は、この吐出信号の波形に応じた変位をする。このとき、吐出信号に正電圧を与えると、圧電素子７１１は伸張する方向へと変位する。この変位は、駆動部７１０を通じて第１把持部７１３へと伝達され、ノズル１５０を両側から圧縮する作用を与える。ノズル１５０の先端部およびスロットル１６０のオリフィス１６１により、流路抵抗の大きい、擬似的な閉空間が形成され、内圧を高めるための圧力室として作用する。従って、ノズル１５０に与えられた側方からの圧縮の変位は、圧力室内部の圧力上昇に伴い、ノズル１５０の先端部より薬液１９１を吐出するに至る。
【００８４】
本実施の形態によれば、基体７０１は、駆動部７１０と第２把持部７１４と第１把持部７１３とのそれぞれを同一平面上（つまり、薄い板状体内、細い直方体形状内）に構成されている。
【００８５】
これにより、圧電素子７１１の動作は基体７０１に内包されている状態で行うことができる。従って液体吐出装置７００は、他の構成材を要せず単独で吐出動作を完結させることができる。
【００８６】
このため、基体７０１は複数を増結することが容易であり、各基体７０１が独立しているために、構造的な隣接干渉（クロストーク）を極限まで低下させることができる。これにより、マルチタイプの安定吐出可能な液体吐出装置が容易に構成することができる。
【００８７】
さらに上記液体吐出装置を用いて各種液体を塗布する装置を実現できる。被塗布物を移動させてもよいし、液体吐出装置自体を移動させてもよい。駆動機構、制御機構を有する塗布装置として構成できる。
【００８８】
＜複数の液体吐出装置７００＞
液体吐出装置７００を複数組み合わせた液体吐出装置９００を、図９Ａ、図９Ｂに示す。図９Ａは、液体吐出装置９００の斜視図である。図９Ｂは、液体吐出装置９００の底面図である。
【００８９】
複数の液体吐出装置７００を有するブロック７００ａと、複数の液体吐出装置７００を有するブロック７００ｂとが、１つのプレート７３３に配置されている。
【００９０】
それぞれの液体吐出装置７００の上位置決めピン７３１ａが、プレート７３３の位置決めピン孔７３１ｂにはめ込まれ、位置合わせされる。上固定部ネジ７３５が、プレート７３３の上面の開口を通して、液体吐出装置７００の固定部７３６へはめ込まれ、プレート７３３と液体吐出装置７００のそれぞれが個別に固定される。
【００９１】
一方、水平方向は、固定棒７０２のバーが、それぞれの液体吐出装置７００に設けられた貫通穴に挿される。結果、それぞれの液体吐出装置７００は、固定される。
【００９２】
なお、それぞれの液体吐出装置７００は、直接接合（接触）されていず、固定棒７０２を介して、また、プレート７３３を介して接合されている。このことで、それぞれの駆動による液体吐出装置７００の振動が、隣接する別の液体吐出装置７００へ伝達されにくい。結果、それぞれの液体吐出装置７００の吐出は、それぞれ影響されにくい。
【００９３】
また、図８Ａでわかるように、ノズル１５０が保持されている箇所（第１把持部７１３、第２把持部７１４、固定部７２０、腕部７５２の部分）は、基体７０１（駆動部７１０の位置する部分）より厚みが薄い。そのため、それぞれのノズル１５０は非接触である。少なくとも第２把持部７１４の箇所は、基体７０１より薄い。
【００９４】
開口７３２は、チューブ１７０を通す貫通穴である。図９Ａでは、チューブ１７０を略している。ノズル１５０は、液体吐出装置７００の下部より、装着される。
【００９５】
なお、図９Ａでは、チューブ１７０を表示していないが、腕部７５２（図８Ａ）は、厚みが基体７０１の半分であり、隣接する腕部７５２間の隙間から、チューブ１７０を挿入できる。
【００９６】
図９Ａで、ブロック７００ａにおいて、複数の液体吐出装置７００は、それぞれの側面方向で、固定棒７０２とプレート７３３とで、一体化され、１つのブロックを形成している。ブロック７００ｂでも、複数の液体吐出装置７００の側面方向で、固定棒７０２とプレート７３３とで、一体化され、１つのブロックを形成している。ブロック７００ａとブロック７００ｂとは、対向して配置されている。
【００９７】
ただし、各々の液体吐出装置７００の腕部７５２は、それぞれ交互に入りこんでいる。結果、各々のノズル１５０の部分が交互に並ぶように配置されている。ノズル１５０は、高密度に配置される。
【００９８】
なお、ブロック７００ａだけでも、液体吐出装置として使用できる。
【００９９】
（全体として）
実施の形態１から４は組み合わせできる。
【０１００】
被把持部１５１と、第１把持部１１３、第２把持部１２３との関係は逆の機構でもよい。被把持部１５１がピン状、または、突起状で、第１把持部１１３、第２把持部１２３が、開口、または、孔があってもよい。嵌め合い機構ならよい。
【０１０１】
２つの被把持部１５１（第１被把持部１５１ａ、第２被把持部１５１ｂ）の少なくとも一方が、駆動部に保持されていればよい。さらに、他方が固定部、または、駆動部に把持されるのが好ましい。
【０１０２】
また、被把持部１５１は必須でなく、ノズルに、他の部材に固定できる箇所があればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の液体吐出装置は、高い信頼性が要求される、創薬・医療・バイオテクノロジーなどの分野において、薬液・試薬などの供給や分注に用いる液体吐出装置として好ましく用いることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１００  液体吐出装置
１０１  基体
１０２  固定棒
１０３  挿入孔
１１０  駆動部
１１１  圧電素子
１１３  第１把持部
１２０  固定部
１２３  第２把持部
１３０  波形発生器
１５０  ノズル
１５１  被把持部
１５１ａ  第１被把持部
１５１ｂ  第２被把持部
１５２  開口
１６０  スロットル
１６１  オリフィス
１７０  チューブ
１８０  タンク
１９０  薬液
１９１  薬液
２００  液体吐出装置
２０１  基体
２０２  固定棒
２０３  挿入孔
２１０  駆動部
２１１  圧電素子
２１３  第１把持部
２３０  波形発生器
３０１  ノズル
３０２  切り欠き
３１１  ノズル
３１２  フック
３１３  変形部
３２２  フック
３２３  変形部
６０１  液体
６０２  センサ
６０３  制御器
６０４  検出器
６０５  容器
６０６  凹部
６０７  ステージ
７００  液体吐出装置
７００ａ  ブロック
７００ｂ  ブロック
７０１  基体
７０２  固定棒
７１０  駆動部
７１１  圧電素子
７１３  第１把持部
７１４  第２把持部
７１５  駆動子
７２０  固定部
７３０  波形発生器
７３１ａ  ピン
７３１ｂ  ピン孔
７３２  開口
７３３  プレート
７３５  上固定部ネジ
７３６  固定部
７５１  開口
７５２  腕部
９００  液体吐出装置
【図１Ａ】
2019116929.tif 000003
【図１Ｂ】
2019116929.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２】
2019116929.tif 000006
【図３】
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【図４Ａ】
2019116929.tif 000008
【図４Ｂ】
2019116929.tif 000009
【図５】
2019116929.tif 000010
【図６Ａ】
2019116929.tif 000011
【図６Ｂ】
2019116929.tif 000012
【図７Ａ】
2019116929.tif 000013
【図７Ｂ】
2019116929.tif 000014
【図８Ａ】
2019116929.tif 000015
【図８Ｂ】
2019116929.tif 000016
【図９Ａ】
2019116929.tif 000017
【図９Ｂ】
2019116929.tif 000018
【国際調査報告】
2019116929.tif 000019
2019116929.tif 000020
2019116929.tif 000021
2019116929.tif 000022