JP2001228162A - 液体吐出装置、液体吐出ヘッド及び吐出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 血液分析機や遺伝子検査などにおいて、吐出
装置を使い捨てとして使用することは、コストの面で現
実的ではなかった。また、アクチュエータとして用られ
ている圧電素子は、多量の鉛を含んでいるため、環境へ
の影響を考慮すれば吐出装置を使い捨てとして使用する
こと自体が問題となっていた。ここでアクチュエータと
流路を分離、着脱可能にする方法について要望があっ
た。 【解決手段】 液体を保持するとともに一端より前記液
体を吐出可能な液体保持部材３１と、この液体保持部材
を移動させるための駆動手段２９と、この液体保持部材
を前記駆動手段とを着脱可能に連結する連結部材３０と
を具備し、この液体保持部材を前記駆動手段によって移
動させることでこの液体保持部材に保持された液体を吐
出することを特徴とする液体吐出装置を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は微少量の試薬、薬液
及び溶融金属などの液体吐出装置、液体吐出ヘッド及び
吐出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】血液分析機や遺伝子検査、創薬スクリー
ニングなどの検査装置はランニングコスト削減のため廃
液量を削減することが望まれている。廃液量は主に反応
試料液と反応容器などの洗浄水の二つから構成されてい
るため、これを削減するには反応試料液の量を少量化す
る必要がある。反応試料液は液体吐出装置の最小吐出量
に応じて決まるため、廃液量の削減には最小吐出量を微
量化することが有効である。

【０００３】またこれらの検査装置は近年の検査量、検
査項目の増加に対応するため、検査時間の短縮が求めら
れている。検査時間を短縮するには反応試料液の化学反
応プロセスに要する時間を短くすることが効果的である
が、そのためには最小吐出量を微量化し、構築する反応
試料液を少量化する必要がある。さらに、近年、新しい
遺伝子検査技術としてＤＮＡチップが注目を集めてい
る。ＤＡＮチップとは様々なＤＮＡの断片を含んだ液体
試料の液体を基板上にマトリックス状に配置し、試薬と
反応させて、その反応結果を蛍光測定等により観察する
ものである。このＤＮＡチップにおいても液体試料の最
小吐出量を微量化することにより、高密度に液体試料を
基板上に配置することができ、その結果一度に多くの試
料の分析を行えることから、最小吐出量の微量化が分析
時間の短縮につながる。

【０００４】このように医療分野に用いられる様々な検
査装置や分析装置において、廃液量の削減や検査時間短
縮のために、最小吐出量を微量化することが望まれてい
る。

【０００５】従来、このような検査装置の液体吐出技術
としてはシリンジピストンポンプが用いられてきた。し
かしシリンジピストンポンプの最小吐出量は約２μＬ程
度で、これ以上微量の液体を吐出すると吐出精度が極端
に悪化するという問題があった。この問題に対し、最小
吐出量を従来の方式に比べ２桁以上小さくする技術とし
て例えば特開平８-２３３７１０に、インクジェット方
式を適用したナノピペッタが示されている。

【０００６】図１６はインクジェット式ナノピペッタの
主要部を断面で示した概略構成図を示す。

【０００７】ピペッタフレーム１１内に形成されるピぺ
ッタチャンバ１２、大気に連通し液体が生成され打ち出
されるノズル１３、リザーバ１４、該ピペッタチャンバ
１２に対してダイヤフラム１５を介して駆動力を印加す
る圧電素子１６、圧電素子を制御する制御装置１７、お
よびリザーバ１４に試薬もしくは試料を導入する導入口
１８からなる。

【０００８】この従来例では、検体試料と必要な試薬と
を混合して液体状の反応試料を調製する装置において、
０．１ｎｌを越えない量を単位とする液体生成が可能な
分注要素を具備し、前記液体状の反応試料を構築するた
めに必要な試薬および試料の分注を、最少量１ｎｌを越
えない量で、かつ分解能０．１ｎｌを越えない単位で行
なうインクジェット方式を適用した提案がなされてい
る。

【０００９】このピペッタは加速力を駆動する高周波の
周波数に応じて吐出速度も高くでき、例えば１０ｋＨｚ
で駆動した場合には、１反応試料の構築最大１μｌ当た
り１秒程度で実現可能となっている。これにより１００
サンプル／１分〜２分という高速度で反応試料の構築が
可能である。

【００１０】さらに該方式を採用することにより、ピペ
ッタの複数配列アレイ化が可能となった。即ち該方式ピ
ペッタにおいては、チャンバ、リザーバ、駆動要素が小
型であり、駆動機構も駆動要素である圧電素子に電圧を
印加するだけであるので、制御機構も単純で、独立に複
数の駆動要素を容易に駆動可能である。アレイ化したピ
ペッタを適当な移動要素に装着し、複数の反応孔を平面
上に配置した反応容器との相対位置を適宜変化させなが
ら、必要なタイミングで必要なピペッタ部の駆動要素圧
電素子を駆動することにより、ちょうどインクジェット
式プリンタが描画するように目的位置の反応孔に対して
目的試薬の分注が高スループットに実現可能となった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】血液分析機や遺伝子検
査、創薬スクリーニングなどは、化学化合物や血液・Ｄ
ＮＡなどを含んだ液体試料を化学反応させ、その反応の
結果を蛍光測定や分光計などを用いて測定するというも
のである。従って化学反応に影響を与えるような不純物
が液体試料に混入していると、正確な検査結果が得られ
ないという問題が生じる。

【００１２】このような問題を回避するには、吐出装置
を使い捨てとして使用し、異なる種類の液体試料を吐出
する際に吐出装置を交換するという方法が考えられる。
このような方式を採用すれば流路に不純物が混入する恐
れがなくなる。しかし、創薬スクリーニングなどの検査
機は数百から数千という種類の液体試料を取り扱うた
め、液体試料を換えるたび吐出装置を交換するという方
法はコストの面で現実的ではない。また、従来技術はア
クチュエータとして圧電素子を用いているが、圧電素子
は多量の鉛を含んでいるため、環境への影響を考慮すれ
ば吐出装置を使い捨てとして使用すること自体が問題と
なる。これらの問題を解決するには、アクチュエータと
流路を着脱可能な構成とし、液体試料を交換する際に流
路のみを交換することが可能であれば、廃棄する部品は
流路だけでよいため、安価なコストで済み、環境へ悪影
響を及ぼすこともなくなる。

【００１３】ここで従来技術において、アクチュエータ
と流路を分離、着脱する方法について考察をしてみる。
従来技術では圧電素子などのアクチュエータが直接もし
くはダイヤフラムなどの隔壁要素を介して間接に液体に
加速力を印加するという手段を用いている。アクチュエ
ータが直接液体に加速力を与える構造においては当然ア
クチュエータと流路を分離、着脱することはできない。
一方、ダイヤフラムなどの隔壁要素を介している構造に
おいては、アクチュエータとダイヤフラムの間に両者を
分離するための何らかの着脱要素を具備すれば、アクチ
ュエータと流路を着脱することは可能になる。しかしダ
イヤフラムは数μｍという微少な変位を液体に作用させ
るために非常に薄い形状をしており、着脱作業時に生じ
るわずかな力で容易に変形または破損に至るという問題
がある。ダイヤフラムが破損にいたらなくても、着脱作
業時に生じる組み立て誤差や交換する部材の寸法誤差に
よって着脱作業の前後でダイアフラムの位置は容易に変
位し、その結果液体に作用する加速力が変化し吐出量が
変わってしまうという問題が生じる。

【００１４】また、インクジェット方式を利用した液体
吐出装置において微少な液体を生成するためには、ノズ
ル径は小さいほど有利であり、従来技術のように０.１n
l以下の液体を生成するためにはノズル径は大きくても
φ０.１ｍｍ以下にする必要があると思われる。一方、
遺伝子検査機や生化学分析機など取り扱う液体試料は細
胞や蛋白質を含んでいる場合が多い。筆者の経験によれ
ばこれらの液体試料はノズル径がφ０.１ｍｍ以下にな
ると、ノズル目詰まりを発生しやすくなる。

【００１５】さらに、ノズル目詰まりが発生した場合に
は、ノズルを洗浄水などに浸積したり、チャンバ内に液
体を供給して圧力を上昇させるなどして詰まっている物
質を取り除く作業を行うが、このような復旧作業をして
もノズルに詰まった物質を取り除くことができない場合
もある。また、ノズルに詰まっている物質を除去する際
にノズルを損傷するなどして、ノズル目詰まり前後で吐
出量が変わってしまうという問題も起こりうる。このよ
うな問題が発生した場合ノズルのみを交換できれば良い
が、従来技術においてはノズルとチャンバ、アクチュエ
ータが一体に構成されているため、ノズルのみを交換す
ることができず吐出装置全体を交換する必要があり、こ
れがランニングコストの増加や廃棄物の増加という問題
を招いていた。

【００１６】また、従来技術では導入口よりリザーバへ
液体を供給するとしており、ノズルから液体を吸引する
場合についての記述がないが、血液分析機や遺伝子検査
機のように多種少量の液体試料を検査する際には、検査
処理能力の観点から吸引、吐出方式が望ましい。従来技
術においてノズルから試料を吸引する場合には導入口の
後方にポンプなどの吸液手段を設けて吸引する方法が考
えられる。しかし、従来技術のように口径の小さいノズ
ルから液体を吸引するには長時間を要するため、その結
果検査に要する時間も長くなるという問題がある。

【００１７】一方で、吐出装置の流路をきれいに洗浄で
きれば同一の吐出装置で流路を交換することなく多種類
の液体試料を吐出することが可能となる。一般的な洗浄
は流路に洗浄水を流すことによって行われるが、従来技
術においては仮にリザーバ側から流路に洗浄水を流そう
としても、ノズルの口径が小さいため、ピペッタチャン
バやリザーバ付近の流速はきわめて遅く、流路表面に付
着している試料を洗い流すことは困難である。

【００１８】本発明は、上記の問題に着目し、アクチュ
エータと流路が着脱可能で、且つ着脱作業前後で吐出量
が変化しない分注装置、さらに、ノズルのみの交換が可
能で、且つ液体の吸引時間の短縮が可能な液体吐出装置
及び方法、また、流路における洗浄水の流速を速くする
ことができ、流路の洗浄性の向上が可能な液体吐出方法
を提供することを課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明では、液体を保持するとともに一端より前
記液体を吐出可能な液体保持部材と、この液体保持部材
を移動させるための駆動手段と、この液体保持部材を前
記駆動手段とを着脱可能に連結する連結部材とを具備
し、この液体保持部材を前記駆動手段によって移動させ
ることでこの液体保持部材に保持された液体を吐出する
ことを特徴とする液体吐出装置である。

【００２０】また、微少量の液体を吐出する液体吐出装
置に用いられる液体吐出ヘッドであって、吐出口を有す
る吐出部材と、この吐出口よりも口径の大きい開口を有
し、内部に液体を保持する液体保持部材とを具備し、こ
の液体保持部材の開口を覆うように前記吐出部材を前記
液体保持部材に着脱可能に構成したことを特徴とする液
体吐出ヘッドである。

【００２１】また、吐出ヘッド内に保持された液体を微
少量高精度に吐出する液体吐出方法であって、吐出口よ
り液体を吸引する吸引工程と、吐出口の口径を小さく絞
る口径変更工程と、この吸引工程よりも小さい口径の吐
出口から液体を吐出する吐出工程とを有することを特徴
とする液体吐出方法である。

【００２２】上記構成を有する液体吐出装置、液体吐出
ヘッド及び吐出方法によれば、従来技術のように流路容
積を減少させて液体に加速度を作用させるのではなく、
液体保持部材に加速度を与えて検査試料に慣性力を作用
させて吐出するものであるため、液体保部材と駆動手段
の間を着脱可能に、且つ剛体で形成することができる。
その結果、駆動手段と液体保部材の着脱が可能で、且つ
着脱作業前後で吐出量が変化しない液体吐出装置の提供
が可能になる。また、短時間に多くの検査試料を吐出す
ることが可能になる。さらに駆動手段の個数を減少する
ことが可能なため駆動手段の制御装置の簡略化が可能に
なる。さらに、吐出口より口径の大きい吸引口で検査試
料を吸引するため、吸引時間の短縮が可能となる。ま
た、ノズル着脱機構によって流路部材とノズル部材を着
脱することができ、さらに液体保持部材内における洗浄
水の流速を速くすることができ、洗浄効率の向上が可能
となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を、図
面を参照して説明する。なお、全図面において、共通す
る部分には、共通する参照符号を付す。

【００２４】［第１の実施形態］ ＜構成＞図１〜図４に本発明の第１の実施の形態を示
す。

【００２５】図１は第１の実施の形態の吐出装置を示し
た概略図、図２は液体吐出手段２０の斜視図、図３は液
体吐出手段２０の吐出動作における状態の変化を示した
断面図、図４は積層圧電素子２９の駆動電圧波形を示
す。

【００２６】図１において、液体吐出手段２０は図示し
ない可動搬送部材に支持されており、検査試料容器２
１、洗浄槽２２、反応容器２３の各上方に移動配置され
る。液体吐出手段２０の一端はテフロン配管２４を介し
てシリンジピストンポンプ２５に接続されている。シリ
ンジピストンポンプ２５は前記接続配管以外に液体供給
タンク２６に至る別の配管が接続されており、電磁弁２
７、送水ポンプ２８を介して液体供給タンク２６に順次
接続されている。

【００２７】前述のシリンジピストンポンプ２５のピス
トンは図示しないステッピングモーター及びギヤラック
ピニオン等の直線往復アクチュエータにより矢印の方向
に往復運動する。また、液体吐出手段２０とシリンジピ
ストンポンプ２５と液体供給タンク２６は概略同一高低
位置に設置されている。

【００２８】液体供給タンク２６内には洗浄水となる水
又は脱気されたイオン交換水が入っており、送水ポンプ
２８により、各配管２４、シリンジピストンポンプ２
５、液体吐出手段２０に洗浄水が充填供給されている。

【００２９】液体吐出手段２０は駆動手段として積層圧
電素子２９を用いる。積層圧電素子２９の変位方向の一
端は架台に固定されており、他端は雄ねじ部材３０に固
定されている。雄ねじ部材３０は流路部材３１の一端に
設けられた雌ねじ３２とねじ締結されており、流路部材
３１と積層圧電素子２９はねじ部で着脱することが可能
となっている。

【００３０】流路部材３１は液体導入口３３と流路３４
とノズル３５から構成されている。液体導入口３３はテ
フロン配管２４を介してシリンジピストンポンプ２５に
接続されている。流路３４はストレート部３６とテーパ
部３７からなり、概略寸法はストレート部３６直径φ
０.５ｍｍ〜φ４ｍｍ、長さ２ｍｍ〜１５ｍｍ。テーパ
部３７はストレート部３６からノズル３５に向かって形
成されており、テーパ角度は１０度〜４５度である。ノ
ズル３５の直径はφ０.０３ｍｍ〜φ０.１５ｍｍ、長さ
は０.０５ｍｍ〜１ｍｍである。ノズル３５の端面およ
び外周面には低表面エネルギー物質であるフッ素系材料
による撥水層が設けられている。積層圧電素子２９と流
路３４の間は剛体として形成されているため、積層圧電
素子２９の変位により流路３４の容積が変化することは
なく、また積層圧電素子２９の一端は架台に固定されて
いるため、流路部材３１全体が積層圧電素子２９の変位
に伴い図中上下方向に変位するようになっている。積層
圧電素子２９には図示しない駆動回路からリード線また
はフレキシブル基板により所望の波形の電圧を印加する
ようになっている。

【００３１】＜作用＞まず、検査試料の吸引・吐出動作
について説明する。

【００３２】液体吐出手段２０を洗浄槽２２上方に移動
し、液体吐出手段２０のノズル３５を１ｍｍ〜２m洗浄
槽２２中に浸積させ、電磁弁２７を開放し、送水ポンプ
２８により液体供給タンク２６内の水を流路に送液し、
流路３４の内周面、ノズル３５の外周面、及び端面を洗
浄水にて洗浄する。洗浄水を送液している間にシリンジ
ピストンポンプ２５が中点まで移動し、シリンジピスト
ンポンプ２５内に洗浄水を充填させる。その後、電磁弁
２７が閉じられ、液体吐出手段２０が洗浄槽２２の上方
に再び上昇する。

【００３３】この後、シリンジピストンポンプ２５のピ
ストンが所定量、上方に移動し、洗浄水をノズル３５よ
り吐出する。その後、再び、シリンジピストンポンプ２
５のピストンが中点まで移動し、所定量の空気を流路内
に引き込み空気層３８を形成する。次に、液体吐出手段
２０は検査試料容器２１の上方に移動し、検査試料容器
２１の検査試料にノズル３５を浸積させる。この後、シ
リンジピストンポンプ２５のピストンが下方に所定量移
動し、ノズル３５から検査試料を吸引し流路を充填す
る。よって図３に示されているように液体吐出手段２０
に接続されたテフロン配管２４に前述の空気層３８が形
成され、洗浄水と検査試料を空気の層にて分離してい
る。

【００３４】続いて、液体吐出手段２０は検査試料容器
２１上方に再び上昇する。このときノズル３５の端面及
び外周面にはフッ素系材料による撥水層が形成されてい
るので、ノズル３５端面及び外周面へ検査試料が付着す
ることはない。特に、端面ではノズル３５の内部の流路
にのみ液体を保持し、一定形状のメニスカスを形成でき
る。その後、液体吐出手段２０は反応容器２３の上方に
移動され、反応容器２３に検査試料を吐出する。

【００３５】吐出動作については図３および図４を用い
て説明する。図３（ａ）のｔ<ｔ１、電圧Ｅ=Ｅ０のとき
のノズル３５先端の位置をＡとする。図３（ｂ）のｔ１
<ｔ<ｔ２において電圧の緩やかな上昇に伴い、液体吐出
手段２０は図中下方向にゆっくりと変位し、図３（ｃ）
のｔ=ｔ２直前では、積層圧電素子２９は電圧Ｅ１に対
応する変位が生じ、ノズル３５先端はＢの位置まで降下
する。この後、図３（ｄ）のｔ=ｔ２において電圧は瞬
時にＥ０まで減少し、液体吐出手段２０も電圧の減少に
伴い急激に図中上方向に変位する。このとき、流路３４
内の検査試料には図中下方向の慣性力が作用し、図中下
方向の流れが発生する。流路３４内に発生した流れはテ
ーパ部３７で速度を増しながら、ノズル３５より吐出さ
れる。吐出される液体の量はノズル径や検査試料の物性
値、駆動電圧波形などによって異なるが、およそ０.０
１nl〜０.３μLである。この後、図３（ｅ）のｔ>ｔ２
において液体吐出手段２０は初期の位置に戻る。

【００３６】以降、図３（ａ）〜（ｅ）の動作を繰り返
し所望量の検査試料を反応容器２３に吐出する。

【００３７】＜効果＞本実施の形態は、従来技術のよう
に流路容積を減少させて液体に加速度を作用させるので
はなく、流路部材３１全体を急速に変位させ液体に慣性
力を作用させて吐出するものである。

【００３８】従って従来技術ではアクチュエータと流路
は直接もしくはダイヤフラムなどの隔壁を介して接続さ
れていたのに対し、本実施の形態では流路３４と駆動手
段である積層圧電圧電素子２９間をねじ部で着脱可能
に、且つ剛体で形成することができる。よって積層圧電
素子２９と流路部材３１の着脱が可能で、且つ着脱作業
前後で吐出量が変化しない液体吐出装置の提供が可能に
なる。

【００３９】上述の第１の実施の形態の積層圧電素子の
駆動電圧波形について３つの変形例を図５〜図８に示
す。

【００４０】図５は第１の実施形態の第１の変形例にお
ける積層圧電素子の駆動電圧波形を示し、図６はこの電
圧波形で駆動したときの液体吐出手段２０の吐出動作を
示す。図６（ａ）のｔ<ｔ１の初期状態においては液体
吐出手段２０は静止しており、図６（ｂ）のｔ=ｔ１で
Ｅ=Ｅ１の電圧が印加されると、液体吐出手段２０はＡ
からBへ図中下方向に変位する。図６（ｃ）のｔ=ｔ１直
後では電圧はＥ１に達した後緩やかに減少し始め、液体
吐出手段２０も電圧の変化に従い、変位方向が図中下方
向から上方向に反転する。このとき、流路３４内の検査
試料には図中下方向の慣性力が作用し、ノズル３５へ向
かう流れが発生する。流路３４内に発生した流れはテー
パ部３７で速度を増しながら、ノズル３５より吐出され
る。図６（ｄ）のｔ１<ｔ<ｔ２の間は、電圧がＥ１から
Ｅ０に緩やかに減少し、これに伴って液体吐出手段もＢ
からＡに変位する。この間にも流路３４内の検査試料に
は図中下方向の慣性力が作用するが、液体吐出手段２０
の加速度が小さいため検査試料に作用する慣性力も小さ
く流れはほとんど生じない。図６（ｅ）のｔ>ｔ２では
電圧はＥ０まで減少し、液体吐出手段２０も初期の位置
に戻る。以降、図６（ａ）からｅの動作を繰り返し、所
望量の検査試料を反応容器２３に吐出する。

【００４１】第１の変形例では、第１の実施の形態と同
様の効果が得られる。さらに第１の実施の形態ではｔ=
ｔ２において検査試料が吐出されるのに対し、第１の変
形例ではｔ=ｔ１において検査試料が吐出されるため、
ノズル３５のメニスカスの振動が早くおさまり、短い時
間間隔で次の検査試料を吐出することが可能である。

【００４２】図７には第１の実施形態の第２の変形例に
おける積層圧電素子の駆動電圧波形を示し、図８にはこ
の電圧波形で駆動したときの液体吐出手段２０の吐出動
作を示す。図８（ａ）の初期状態においては液体吐出手
段２０は静止しており、図８（ｂ）のｔ=ｔ１で電圧が
印加されると、液体吐出手段２０は図中下方向へ変位
し、図８（ｃ）のｔ=ｔ１直後において電圧がＥ１に達
すると液体吐出手段２０はＢの位置で停止する。このと
きに検査試料に作用する図中下方向の第１の慣性力でノ
ズル３５から検査試料が吐出する。わずかな時間の後、
図８（ｄ）のｔ=ｔ２で電圧がＥ１からＥ０に急激に減
少すると、液体吐出手段２０はＢからＡの位置に変位
し、これに伴って検査試料には図中下方向に第２の慣性
力が作用する。よってｔ=ｔ２においては、検査試料に
第１の慣性力と第２の慣性力の両方が作用するため、第
１の実施の形態や第１の変形例よりも検査試料に作用す
る慣性力が大きくなる。

【００４３】従って第２の変形例においては、第１の実
施の形態で得られる効果に加え、同じ駆動電圧Ｅ１に対
し多くの吐出量が得られ、エネルギー効率が良い。

【００４４】また、第１の実施の形態では流路３４の全
てを検査試料で充填したが、必ずしもこのようにする必
要はなく、流路３４の上方に空気層３８を形成しても検
査試料の吐出は可能である。従来技術のように流路の体
積を減少させ液体に加速度を与える技術では、チャンバ
内に気泡が存在すると流路体積を減少させて発生した圧
力を気泡が吸収してしまうため、液体を吐出することが
できないが、本発明では流路３４の体積変化ではなく、
流路部材３１全体を変位させて、その結果液体に生じる
慣性力で検査試料を吐出するため、流路３４内に気泡が
存在しても吐出することができる。

【００４５】また、第１の実施の形態によれば溶融金属
など圧電素子の耐熱温度以上の液体を吐出することが可
能である。従来技術では液体と圧電素子が直接接してい
るか、もしくはダイヤフラムなどの隔壁を介して近接し
ており、流路内の液体の温度が容易に圧電素子に伝わる
ため、吐出する液体の温度は圧電素子の耐熱温度以下の
ものに限られていた。これに対し、本実施の形態では流
路３４と積層圧電素子２９を離して設置できるため、両
者の間に熱絶縁体や冷却手段などを設け、積層圧電素子
２９の温度を耐熱温度以下に保つことができる。よって
第１の実施の形態に金属試料を流路へ導入する手段と、
流路を加熱する手段を具備すれば、銅や金などの積層圧
電素子２９の耐熱温度以上の溶融金属を吐出することが
可能になる。

【００４６】［第２の実施形態］ ＜構成＞図９及び図１０により第２の実施形態について
説明する。

【００４７】図９は液体吐出装置の概略図、図１０は本
実施の形態における液体吐出手段であるアレイ状液体吐
出手段３９の斜視図を示す。アレイ状液体吐出手段３９
は複数の平板状液体吐出手段４０から構成されている。
個々の平板状液体吐出手段４０は第１の実施の形態と同
様に、テフロン配管２４を介してシリンジピストンポン
プ２５に接続されており、シリンジピストンポンプ２５
は液体供給タンク２６に至る別の配管が接続されてい
る。またシリンジピストンポンプ２５と液体供給タンク
２６との間には、電磁弁２７、送水ポンプ２８が設置さ
れている。その他、シリンジピストンポンプ２５の駆動
構造や洗浄水の供給経路は第１の実施の形態と同様であ
る。また、アレイ状液体吐出手段３９は図示しない可動
搬送部材により、洗浄槽２２、検査試料容器２１、反応
基板４１に移動配置される。また反応基板４１は図示し
ない可動搬送台に設置されており、紙面前後方向に移動
できるようになっている。

【００４８】平板状液体吐出手段４０は積層圧電素子４
２と、流路部材４３と、両者を連結する連結部材４４か
ら構成されている。積層圧電素子４２の変位方向の一端
は架台４５に固定されており、他端は連結部材４４に固
定されている。連結部材４４の下端にはＴ字形の凹部４
６が設けられている。

【００４９】流路部材４３は連結部材４４の凹部４６と
勘合する凸部４７と、流路４８と、ノズル４９と、液体
導入口５０から成る。

【００５０】流路４８はウエットエッチングによりシリ
コン基板上に溝を形成しその上にパイレックスガラスを
陽極接合することによって形成される。流路４８の深さ
は０.１ｍｍ〜０.５ｍｍで、ストレート部５１とテーパ
部５２から構成されている。概略寸法はストレート部５
１は幅２ｍｍ〜５ｍｍ、長さ１０ｍｍ〜３ｍｍで、テー
パ部５２はストレート部５１の下端からノズル４９に向
かって形成されており、テーパ角度は１０度〜４５度で
ある。ノズル４９は長方形の微少断面積を有し、一辺の
長さは０.０５ｍｍ〜０.５ｍｍである。ノズル４９の端
面および外周面には低表面エネルギー物質であるフッ素
系材料による撥水層が設けられている。

【００５１】液体導入口５０はテフロン配管２４を介し
てシリンジピストンポンプ２５に接続されている。凸部
４７は流路部材４３の上端に設置され、連結部材４４の
凹部４６に挿入することにより、流路部材４３と積層圧
電素子４２を連結するようになっている。積層圧電素子
４２には図示しない駆動回路からリード線またはフレキ
シブル基板により所望の波形の電圧を印加するようにな
っている。また個々の平板状液体吐出手段４０は厚さは
０.５ｍｍ〜１ｍｍと薄く、これに対して長手方向は２
ｍｍ〜１０ｍｍと長いため、図示しない可動搬送部材に
よりアレイ状液体吐出手段３９を移動する際に曲げ振動
を発生しやすい。曲げ振動が発生すると平板状液体吐出
手段４０の根元に繰り返し応力がかかるため架台４５と
の接合部が剥離しする危険性がある。これを防止するた
めに流路部材４３の流路４８が形成されている面の反対
側にはニトリルゴムなどの振動防止部材５３が固定され
ている。この振動防止部材５３は隣接する平板状液体吐
出手段４０に当接するように設置されており、平板状液
体吐出手段４０の曲げ振動を抑制する効果がある。

【００５２】＜作用＞アレイ状液体吐出手段３９は第１
の実施の形態と同様の動作で、洗浄及び検査試料の吸引
を行ない、反応基板４１の上方に移動する。ここで第１
の実施の形態で記したような電圧波形を個々の平板状液
体吐出手段４０の積層圧電素子４２に印加し、それぞれ
のノズル４９から検査試料を反応基板４１に吐出する。
この後、アレイ状液体吐出手段３９と反応基板４１の相
対位置を変えながら、同様な方法で検査試料を吐出する
ことにより、図１１のように反応基板４１に同一の大き
さの検査試料をマトリックス状に配置することができ
る。

【００５３】＜効果＞本実施の形態によれば、第１の実
施の形態で得られる効果に加え、アレイ状液体吐出手段
３９をアレイ化したことにより、短時間に多数の検査試
料の検査試料を高密度に反応基板４１上に吐出すること
が可能になる。

【００５４】［第３の実施形態］ ＜構成＞図１２及び図１３により第３の実施形態につい
て説明する。図１２は液体吐出装置の概略図、図１３は
本実施の形態における液体吐出手段であるマルチ液体吐
出手段５４の斜視図を示す。マルチ液体吐出手段５４は
ソレノイドピストン５５と中間ブロック５６と複数の平
板状流路部材５７からなる。ソレノイドピストン５５は
図中上下方向に往復動可能で、所定電圧を印加するとピ
ストンロッド５８が図中上方向に急速に変位し上限位置
にて停止する。電圧を解除すると内蔵されたコイルバネ
によってピストンロッド５８が図中下方向に変位し下限
位置に戻るようになっている。ソレノイドピストン５５
の一端は図示しない可動搬送部材に保持されている。ま
たソレノイドピストン５５のピストン先端には下面に複
数の凹部５９を有した中間ブロック５６が固定されてい
る。

【００５５】平板状流路部材５７は中間ブロック５６下
面の凹部５９と勘合する凸部６０、流路６１、ノズル６
２及び液体導入口６３から構成されている。流路６１は
ウエットエッチングによりシリコン基板上に溝を形成し
その上にパイレックスガラスを陽極接合することによっ
て形成される。流路６１の深さは０.１ｍｍ〜０.５ｍｍ
で、ストレート部６４とテーパ部６５から構成されてい
る。概略寸法はストレート部６４は幅２ｍｍ〜５ｍｍ、
長さ１０ｍｍ〜３ｍｍで、テーパ部６５はストレート部
６４の下端からノズル６２に向かって形成されており、
テーパ角度は１０度〜４５度である。ノズル６２は長方
形の微少断面積を有し、一辺の長さは０.０５ｍｍ〜０.
５ｍｍである。ノズル６２の端面および外周面には低表
面エネルギー物質であるフッ素系材料による撥水層が設
けられている。凸部６０は平板状流路部材５７の上端に
設置され、中間ブロック５６の凹部５９に挿入すること
により、平板状流路部材５７と中間ブロック５６を連結
するようになっている。

【００５６】各々の平板状流路部材５７の液体導入口６
３は、それぞれテフロン配管２４を介してシリンジピス
トンポンプ２５に接続されており、シリンジピストンポ
ンプ２５には液体供給タンク２６に至る別の配管が接続
されている。またシリンジピストンポンプ２５と液体供
給タンク２６との間には、電磁弁２７、送水ポンプ２８
が設置されている。その他、シリンジピストンポンプ２
５の駆動構造や洗浄水の供給経路は第１の実施の形態と
同様である。また、マルチ液体吐出手段５４は可動搬送
部材により、洗浄槽２２、検査試料容器２１、反応基板
４１の各上方に移動配置される。反応基板４１は図示し
ない可動搬送台に設置されており、紙面前後方向に移動
できる。

【００５７】ソレノイドピストン５５には図示しない駆
動回路からリード線またはフレキシブル基板により所望
の波形の電圧を印加するようになっている。また各々の
平板状流路部材５７には第２の実施の形態と同様に振動
防止部材５３が設けられている。

【００５８】＜作用＞マルチ液体吐出手段５４は第１の
実施の形態と同様の動作で、洗浄及び検査試料の吸引を
行ない、反応基板４１の上方に移動される。ここでソレ
ノイドピストン５５に所定電圧を印加すると、ピストン
ロッド５８は図中上方向に急速に移動し上限位置にて停
止する。これに伴って各々の平板状液体吐出手段５７も
急速に図中上方向に所定量変位し、流路６１に保持され
ている検査試料には下方向の慣性力が作用し、全ての平
板状液体吐出手段５７のノズル６２から同時に検査試料
が吐出される。この後、ソレノイドピストン５５に印加
していた電圧を解除すると、ピストンロッド５８がコイ
ルバネによって下方に変位し下限位置にて停止する。こ
のときに検査試料に作用する慣性力によって検査試料が
吐出しないよに予めソレノイドピストン５５のコイルバ
ネを適切に選定しておく。引き続き、アレイ状液体吐出
手段５４と反応基板４１の相対位置を変えながら、同様
な方法で検査試料を吐出することにより、第２の実施の
形態における図１１のように反応基板４１上に同一の大
きさの検査試料をマトリックス状に配置することができ
る。

【００５９】＜効果＞本実施の形態によれば、第１の実
施の形態で得られる効果に加え、個々の平板状流路部材
５７を薄くすることができるため、液体吐出手段のアレ
イ化が容易となり、短時間に多くの検査試料を吐出する
ことが可能になる。さらに駆動手段の個数を減少するこ
とが可能なため駆動手段の制御装置の簡略化が可能にな
る。

【００６０】［第４の実施形態］ ＜構成＞図１４、図１５を用いて本発明の第４の実施の
形態について説明する。図１４は液体吐出装置の概略
図、図１５は液体吐出手段６６の拡大図を示す。

【００６１】図１４に示すように本実施の形態の液体吐
出装置は、第１の実施の形態と同様に、液体吐出手段６
６はテフロン配管２４を介してシリンジピストンポンプ
２５に接続されており、シリンジピストンポンプ２５は
液体供給タンク２６に至る別の配管が接続されている。
またシリンジピストンポンプ２５と液体供給タンク２６
との間には、電磁弁２７、送水ポンプ２８が設置されて
いる。その他、シリンジピストンポンプ２５の駆動構造
や洗浄水の供給経路は第１の実施の形態と同様である。
また、液体吐出手段６６は図示しない可動搬送部材によ
り、洗浄槽２２、検査試料容器２１、ノズルホルダ６
７、反応容器２３、ノズル分離手段６８のそれぞれの位
置に移動配置される。

【００６２】液体吐出手段６６は駆動手段として積層圧
電素子２９を用いる。積層圧電素子２９の変位方向の一
端は架台に固定されており、他端には雄ねじ部材３０が
固定されている。雄ねじ部材３０は流路部材６９に設け
られた雌ねじ７０とねじ締結されている。流路部材６９
は金属もしくは硬質のプラスチックで形成されており、
液体導入口７１と流路７２と吸引口７３を有する。液体
導入口７１はテフロン配管２４を介してシリンジピスト
ンポンプ２５に接続されている。また流路７２の形状は
ストレートで凹凸部を有しない。流路７２の概略寸法は
直径φ０.５ｍｍ〜φ４ｍｍ、長さ２ｍｍ〜１５ｍｍで
あり、吸引口７３の直径はφ０.３ｍｍ〜φ２ｍｍであ
る。

【００６３】流路部材６９の外周形状は円筒部７４と円
錐部７５からなっている。積層圧電素子２９には制御手
段として図示しない駆動回路からリード線またはフレキ
シブル基板により所望の波形の電圧を印加するようにな
っている。

【００６４】ノズル部材７６はテフロン樹脂材料など流
路部材６９よりも軟質の材料で形成され、内部には円錐
状流路７７を有している。円錐状流路７７のテーパ角度
は流路部材６９の円錐部７５のテーパ角度と同一で、流
路部材６９の円錐部７５と勘合するようになっている。
ノズル部材７６の一端には直径φ０.０３ｍｍ〜φ０.１
５ｍｍの吐出口７８が設けてある。ノズルホルダ６７は
すり鉢上の受け穴を有しノズル部材７６を保持する。ノ
ズル分離手段６８は図１５（ｈ）に示すように爪７９を
有した一対の把持部材８０からなり、図１５（ｉ）のよ
うに流路部材６９の円錐部７５に勘合したノズル部材７
６の上端を把持する。

【００６５】＜作用＞第１の実施の形態と同様な手順で
流路７２および流路部材６９の外周面を洗浄した後、図
１５（ａ）に示すように流路７２及びテフロン配管２４
を洗浄水で充填する。次にシリンジピストンポンプ２５
のピストンが所定量図中上方に移動し洗浄水を吸引口７
３から吐出する。その後、再びシリンジピストンポンプ
２５のピストンが中点まで移動し、所定量の空気を流路
７２内に吸引する。次に、液体吐出手段６６は検査試料
容器２１の上方に移動し、検査試料容器２１内の検査試
料に吸引口７３を浸積させる。

【００６６】この後、シリンジピストンポンプ２５のピ
ストンを下方に所定量移動し、流路７２内に検査試料を
吸引する。検査試料の吸引が完了すると図１５（ｂ）の
ように流路７２及びテフロン配管２４内には空気層８１
が形成され、洗浄水と検査試料は空気の層にて分離され
る。ここで、吸引した検査試料の水頭位置８２は必ず液
体導入口７１より下方に位置するように検査試料及び空
気を吸引する。続いて、図１５（ｃ）に示すように液体
吐出手段６６はノズルホルダ６７の上方に移動する。

【００６７】このとき、液体吐出手段６６の流路７２の
中心軸とノズルホルダ６７に保持されているノズル部材
７６の中心軸が同一軸上になるように配置する。その
後、図１５（ｄ）に示すように液体吐出手段６６を下方
に移動し、ノズル部材７６の内周面に沿って流路部材６
９の円錐部７５をノズル部材７６の円錐状流路７７に挿
入する。ここで、流路部材６９の円錐部７５とノズル部
材７６の内周面が当接する位置から、さらに所定量円錐
部７５をノズル部材７６に押し込み、ノズル部材７６の
内周面を弾性変形させ、円錐部７５を円錐状流路７７に
圧入する。

【００６８】このようにして流路部材６９の先端にノズ
ル部材７６を装着する。この後、図１５（ｅ）のように
液体吐出手段６６を上方に移動し、再び検査試料容器２
１の上方に移動する。ここで図１５（ｆ）のように検査
試料容器２１の上方において、シリンジピストンポンプ
２５を所定量上方に移動し、ノズル部材７６の吐出口７
８より検査試料を吐出しノズル部材７６の円錐状流路７
７を検査試料で満たす。次に図１５（ｇ）のように液体
吐出手段６６を反応容器２３上に移動し、積層圧電素子
２９に第１の実施の形態で示したような電圧波形を印加
し、ノズル部材７６の吐出口７８より検査試料を反応容
器２３内に吐出する。所定量の検査試料を反応容器２３
に吐出した後、液体吐出手段６６をノズル分離手段６８
まで移動し、図１５（ｈ）〜（ｊ）のように一対の把持
部材８０の爪７９をノズル部材７６の上端に引っかけた
状態でノズル部材を把持し、液体吐出手段６６を上方に
移動することにより、流路部材６９からノズル部材７６
を分離する。分離したノズル部材７６は廃棄容器に廃棄
される。

【００６９】＜効果＞本実施の形態によれば、検査試料
を吸引するための吸引口７３を吐出する検査試料の量に
関わらず大きくできるため、短時間で検査試料の吸引が
行える。また、吸引口７３を大きくできるため流路７２
における洗浄水の流速を従来技術に比べ速くすることが
でき、流路７２の洗浄性の向上が可能になる。また、ノ
ズル目詰まりが発生した場合には、従来技術では液体吐
出手段全体を交換するしかなかったが、本実施の形態で
はノズル部材７６のみを交換すればよく、交換作業時間
の短縮、廃棄物の削減が可能になる。

【００７０】「付記」 １． 液体を保持するとともに一端より前記液体を吐出
可能な液体保持部材と、前記液体保持部材を移動させる
ための駆動手段と、前記液体保持部材を前記駆動手段と
を着脱可能に連結する連結部材とを具備し、前記液体保
持部材を前記駆動手段によって移動させることで前記液
体保持部材に保持された液体を吐出することを特徴とす
る液体吐出装置。

【００７１】＜対応する発明の実施の形態＞本発明に関
する実施の形態は、第１、２，３の実施の形態が対応す
る。

【００７２】付記中の液体保持部材には、第１の実施の
形態では流路部材３１が該当し、第２の実施の形態では
流路部材４３が該当し、第３の実施の形態では平板状流
路部材５７が該当する。駆動手段には第１の実施の形態
では積層圧電素子２９が該当し、第２の実施の形態では
積層圧電素子４２が該当し、第３の実施の形態ではソレ
ノイドピストン５５が該当する。連結部材には第１の実
施の形態では雄ねじ部材３０と雌めじ３２が該当し、第
２の実施の形態では連結部材４４が該当し、第３の実施
の形態では凹部５９と凸部６０が該当する。

【００７３】＜作用＞駆動手段によって検査試料を保持
した液体保持部材に吐出方向と逆方向に加速度を与え
る。この加速度により検査試料に吐出方向の慣性力が作
用し吐出方向へ向かう流れが発生し、吐出口より吐出さ
れる。

【００７４】＜効果＞本実施の形態は従来技術のように
流路容積を減少させて液体に加速度を作用させるのでは
なく、液体保持部材に加速度を与えて検査試料に慣性力
を作用させて吐出するものであるため、液体保部材と駆
動手段の間を着脱可能に、且つ剛体で形成することがで
きる。その結果、駆動手段と液体保部材の着脱が可能
で、且つ着脱作業前後で吐出量が変化しない液体吐出装
置の提供が可能になる。

【００７５】２．前記液体保持部材を複数有する付記１
に記載の液体吐出装置。

【００７６】＜対応する発明の実施の形態＞本発明に係
る実施の形態は、第３の実施の形態が対応する。

【００７７】付記中の駆動手段にはソレノイドピストン
５５が該当し、液体保持部材には平板状流路部材５７が
該当する。

【００７８】＜作用＞検査試料を吐出する作用は付記１
と同一である。さらに本実施の形態では一つのソレノイ
ドピストンによって複数組の液体保持部材に加速度を与
え、一度の吐出動作で複数の検査試料を吐出する。

【００７９】＜効果＞付記１の効果に加え、短時間に多
くの検査試料を吐出することが可能になる。さらに駆動
手段の個数を減少することが可能なため駆動手段の制御
装置の簡略化が可能になる。

【００８０】３．前記微少量の液体を吐出する液体吐出
装置に用いられる液体吐出ヘッドであって、液体を吐出
するための駆動力を発生させるアクチュエータと、吐出
する液体を保持するための流路と、吐出流路と前記アク
チュエータとを着脱可能に連結する連結部材とを備え、
前記アクチュエータにより前記連結部材を介して前記流
路を吐出方向において移動させることで液体を吐出し、
且つ前記流路を交換可能に構成したことを特徴とする液
体吐出ヘッド。

【００８１】＜対応する発明の実施の形態＞本発明に関
する実施の形態は、第１、２、３、４の実施の形態が対
応する。

【００８２】付記中の液体保持部材には、第１の実施の
形態では流路部材３１が該当し、第２の実施の形態では
流路部材４３が該当し、第３の実施の形態では平板状流
路部材５７が該当し、第４の実施の形態では流路部材６
９が該当する。アクチュエータには第１の実施の形態で
は積層圧電素子２９が該当し、第２の実施の形態では積
層圧電素子４２が該当し、第３の実施の形態ではソレノ
イドピストン５５が該当し、第４の実施の形態では積層
圧電素子２９が該当する。連結部材には第１の実施の形
態では雄ねじ部材３０と雌めじ３２が該当し、第２の実
施の形態では連結部材４４が該当し、第３の実施の形態
では凹部５９と凸部６０が該当し、第４の実施の形態で
は雄ねじ部材３０と雌めじ７０が該当する。

【００８３】＜作用＞アクチュエータによって検査試料
を保持した液体保持部材に吐出方向と逆方向に加速度を
与える。この加速度により検査試料に吐出方向の慣性力
が作用し吐出方向へ向かう流れが発生し、吐出口より吐
出される。

【００８４】＜効果＞本実施の形態は従来技術のように
流路容積を減少させて液体に加速度を作用させるのでは
なく、液体保持部材に加速度を与えて検査試料に慣性力
を作用させて吐出するものであるため、液体保部材とア
クチュエータの間を着脱可能に、且つ剛体で形成するこ
とができる。その結果、駆動手段と液体保部材の着脱交
換が可能で、且つ着脱作業前後で吐出量が変化しない液
体吐出装置の提供が可能になる。

【００８５】４． 微少量の液体を吐出する液体吐出装
置に用いられる液体吐出ヘッドであって、吐出口を有す
る吐出部材と、前記吐出口よりも口径の大きい開口を有
し、内部に液体を保持する液体保持部材とを具備し、前
記液体保持部材の開口を覆うように前記吐出部材を前記
液体保持部材に着脱可能に構成することを特徴とする液
体吐出ヘッド。

【００８６】＜対応する発明の実施の形態＞本発明に関
する実施の形態は第４の実施の形態が対応する。

【００８７】付記中の吐出部材にはノズル部材７６が該
当し液体保持部材には流路部材６９が該当する。

【００８８】＜作用＞液体保持部材の内部に吸引口から
検査試料を吸引した後、液体保持部材の先端に吐出部材
を装着する。その後吐出口より検査試料を吐出し、次い
で流路部材からノズル部材を分離する。

【００８９】＜効果＞吐出口より口径の大きい吸引口で
検査試料を吸引するため、吸引時間の短縮が可能とな
る。

【００９０】５．前記液体吐出ヘッドを有する液体吐出
装置であって、前記吐出部材を分離した状態で前記開口
前記吐出する液体を吸引した後、前記吐出部材を装着し
た状態で前記液体を吐出するよう制御する制御手段を具
備したことを特徴とする液体吐出装置。

【００９１】＜対応する発明の実施の形態＞本発明に関
する実施の形態は第４の実施の形態が対応する。

【００９２】付記中の吐出部材にはノズル部材７６が該
当し、制御手段には積層圧電素子２９にリード線または
フレキシブル基板により所望の波形の電圧を印加する図
示しない駆動回路が該当する。

【００９３】＜作用＞検査試料の吸引から吐出部材の装
着、検査試料の吐出、吐出部材の分離までの工程は付記
３と同一。その後、液体保持部材内部に洗浄水を流し、
液体保持部材内部を洗浄する。洗浄水は吸引口から外部
大気へ排出される。

【００９４】＜効果＞液体保持部材内における吸引、吐
出、洗浄を簡便化することができ、効率の向上が可能と
なる ６．前記液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置であっ
て、前記吐出部材を分離した状態で、前記液体保持部材
内部に洗浄水を流すように制御する制御手段を有するこ
とを特徴とする液体吐出装置。

【００９５】＜対応する発明の実施の形態＞本発明に関
する実施の形態は第４の実施の形態が対応する。

【００９６】付記中の吐出部材にはノズル部材７６が該
当し、液体保持部材には流路部材６９が該当し、制御手
段には積層圧電素子２９にリード線またはフレキシブル
基板により所望の波形の電圧を印加する図示しない駆動
回路が該当する。

【００９７】＜作用＞検査試料の吸引から吐出部材の装
着、検査試料の吐出、吐出部材の分離までの工程は付記
３と同一。その後、液体保持部材内部に洗浄水を流し、
液体保持部材内部を洗浄する。洗浄水は吸引口から外部
大気へ排出される。

【００９８】＜効果＞液体保持部材内における洗浄水の
流速を速くすることができ、洗浄効率の向上が可能とな
る。

【００９９】７． 吐出ヘッド内に保持された液体を微
少量高精度に吐出する液体吐出方法であって、吐出口よ
り液体を吸引する吸引工程と、吐出口の口径を小さく絞
る口径変更工程と、この吸引工程よりも小さい口径の吐
出口から液体を吐出する吐出工程とを有することを特徴
とする液体吐出方法。

【０１００】＜対応する発明の実施の形態＞本発明に関
する実施の形態は第４の実施の形態が対応する。

【０１０１】付記中の吐出口には吸引口７３が該当す
る。

【０１０２】＜作用＞検査試料の吸引から吐出部材の装
着、検査試料の吐出、吐出部材の分離までの工程は付記
３と同一。

【０１０３】＜効果＞付記５の効果と同一。

【０１０４】８．吐出ヘッド内に保持された液体を微少
量高精度に吐出する液体吐出方法であって、吐出口より
液体を吐出する吐出工程と、吐出口の口径を大きく広げ
る口径変更工程と、前記吐出工程よりも大きい口径の吐
出口から洗浄水を吐出または吸引して吐出ヘッド内を洗
浄する洗浄工程とを有することを特徴とする液体吐出方
法。

【０１０５】＜対応する発明の実施の形態＞本発明に関
する実施の形態は第４の実施の形態が対応する。

【０１０６】付記中の吐出口には吸引口７３が該当す
る。

【０１０７】＜作用＞検査試料の吸引から吐出部材の装
着、検査試料の吐出、吐出部材の分離までの工程は付記
３と同一。その後、液体保持部材内部に洗浄水を流し、
液体保持部材内部を洗浄する。洗浄水は吸引口から外部
大気へ排出される。

【０１０８】＜効果＞液体保持部材内における洗浄水の
流速を速くすることができ、洗浄効率の向上が可能とな
る。

【０１０９】９．液体の吐出方向において前記液体保持
部材を往復運動させることを特徴とする付記８記載の液
体吐出方法。

【０１１０】＜対応する発明の実施の形態＞本発明に関
する実施の形態は第４の実施の形態が対応する。

【０１１１】付記中の液体保持部材には液体保持部材に
は流路部材６９が該当する。

【０１１２】＜作用＞検査試料の吸引から吐出部材の装
着、検査試料の吐出、吐出部材の分離までの工程は付記
３と同一。その後、液体保持部材内部に洗浄水を流し、
液体保持部材内部を洗浄する。洗浄水は吸引口から外部
大気へ排出される。

【０１１３】＜効果＞付記８の効果と同一。

【０１１４】１０． 吐出ヘッド内に保持された液体を
微少量高精度に吐出する液体吐出方法であって、吐出口
より液体を吸引する吸引工程と、吐出口の口径を小さく
絞る口径変更工程と、前記吸引工程よりも小さい口径の
吐出口から液体を吐出する吐出工程とを有することを特
徴とする液体吐出方法。

【０１１５】＜対応する発明の実施の形態＞本発明に関
する実施の形態は第４の実施の形態が対応する。

【０１１６】付記中の液体保持部材には液体保持部材に
は流路部材６９が該当する。

【０１１７】＜作用＞液体保持部材の内部に吸引口から
検査試料を吸引した後、液体保持部材の先端に吐出部材
を装着することで、吐出口の口径を小さくし、その後吐
出口より検査試料を吐出する。

【０１１８】＜効果＞吐出口より口径の大きい吸引口で
検査試料を吸引するため、吸引時間の短縮が可能とな
る。

【０１１９】１１．液体保持部材の移動を急速に停止ま
たは反転させることで、前記液体に慣性力を作用させて
液体を吐出する付記１０記載の液体吐出方法。

【０１２０】＜対応する発明の実施の形態＞本発明に関
する実施の形態は第４の実施の形態が対応する。

【０１２１】付記中の液体保持部材には液体保持部材に
は流路部材６９が該当する。

【０１２２】＜作用＞液体保持部材を急速に停止または
反転させることによって、前記液体保持部材内の液体に
相対的に慣性力が作用し、吐出口より液体が吐出する。

【０１２３】＜効果＞慣性力により液体を吐出させるの
で、液体の表面張力等でできなかった微量な液体の吐出
を行うことができる。

【０１２４】

【発明の効果】本発明の液体吐出装置、液体吐出ヘッド
及び吐出方法によれば、液体保部材と駆動手段の間を着
脱可能に、且つ剛体で形成することができ、且つ着脱作
業前後で吐出量が変化しない液体吐出装置の提供が可能
になる。また、短時間に多くの検査試料を吐出すること
が可能になる。駆動手段の制御装置の簡略化が可能にな
る。さらに吸引時間の短縮が可能となる。また、流路部
材とノズル部材を着脱可能に構成しているので、さらに
液体保持部材内における洗浄水の流速を速くすることが
できる上、洗浄効率の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る第１の形態に係る吐
出装置を示した概略図。

【図２】本発明の実施の形態に係る第１の形態に係る液
体吐出手段の斜視図。

【図３】本発明の実施の形態に係る第１の形態に係る液
体吐出手段の吐出動作における状態の変化を示した断面
図。

【図４】本発明の実施の形態に係る第１の形態に係る積
層圧電素子の駆動電圧波形を示す図。

【図５】本発明の実施の形態に係る第１の実施形態の第
１の変形例における積層圧電素子の駆動電圧波形を示す
図。

【図６】本発明の実施の形態に係る第１の形態に係る図
５の電圧波形で駆動したときの液体吐出手段の吐出動作
を示す図。

【図７】本発明の実施の形態に係る第１の形態に係る第
１の実施形態の第２の変形例における積層圧電素子の駆
動電圧波形を示す図。

【図８】本発明の実施の形態に係る第１の形態に係る図
７の電圧波形で駆動したときの液体吐出手段の吐出動作
を示す図。

【図９】本発明の実施の形態に係る第２の形態に係る液
体吐出装置の概略図。

【図１０】本発明の実施の形態に係る第２の形態に係る
液体吐出手段であるアレイ状液体吐出手段の斜視図を示
す図。

【図１１】本発明の実施の形態に係る第２の形態に係る
反応基板に同一の大きさの検査試料をマトリックス状に
配置した平面図。

【図１２】本発明の実施の形態に係る第３の形態に係る
液体吐出装置の概略図。

【図１３】本発明の実施の形態に係る第３の形態に係る
液体吐出手段であるマルチ液体吐出手段の斜視図。

【図１４】本発明の実施の形態に係る第４の形態に係る
液体吐出装置の概略図。

【図１５】本発明の実施の形態に係る第４の形態に係る
液体吐出手段の拡大図。

【図１６】従来の技術に係るインクジェット式ナノピペ
ッタの主要部を断面で示した概略構成図。

【符号の説明】

１１…ピペッタフレーム、、１２…ピペッタチャンバ、
１３…ノズル、１４…リザーバ、１５…ダイヤフラム、
１６…圧電素子、１７…制御装置、２０…液体吐出手
段、２０…液体吐出手段、２１…検査試料容器、２５…
シリンジピストンポンプ、２７…電磁弁、２９…積層圧
電素子、３９…アレイ状液体吐出手段、４０…平板状液
体吐出手段、４２…積層圧電素子、５４…マルチ液体吐
出手段、５４…アレイ状液体吐出手段、５５…ソレノイ
ドピストン、５７…平板状液体吐出手段、６６…液体吐
出手段、６８…ノズル分離手段、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を保持するとともに一端より前記液
   体を吐出可能な液体保持部材と、 この液体保持部材を移動させるための駆動手段と、 この液体保持部材と前記駆動手段とを着脱可能に連結す
   る連結部材とを具備し、 この液体保持部材を前記駆動手段によって移動させるこ
   とで、この液体保持部材に保持された液体を吐出するこ
   とを特徴とする液体吐出装置。
2. 【請求項２】 微少量の液体を吐出する液体吐出装置に
   用いられる液体吐出ヘッドであって、 吐出口を有する吐出部材と、 この吐出口よりも口径の大きい開口を有し、内部に液体
   を保持する液体保持部材とを具備し、 この液体保持部材の開口を覆うように前記吐出部材を前
   記液体保持部材に着脱可能に構成したことを特徴とする
   液体吐出ヘッド。
3. 【請求項３】 吐出ヘッド内に保持された液体を微少量
   高精度で吐出する液体吐出方法であって、 吐出口より液体を吸引して前記液体保持部材内に保持
   し、 前記吐出口の口径を小さく絞る口径変更工程と、 この口径を小さく絞られた吐出口から液体を吐出する吐
   出工程とを有することを特徴とする液体吐出方法。