JP2003050244A - 分注機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で微量な液滴を吐出させることが
できるとともに、制御性に優れ信頼性と安定性に優れる
分注機を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の分注機は、ノズルと、前記ノズ
ルと一体に形成若しくは脱着自在に又は接着して固定さ
れ、端部の吐出孔から被分注液を吐出する針状の分注チ
ップと、を備えたヘッド部と、前記分注チップを外部か
ら加振して前記分注チップに進行波を発生させ前記被分
注液を前記吐出孔から吐出させる加振手段と、を備えた
構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検体や試薬等の被
分注液の分注に用いられる分注機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】生化学分野等における分析装置におい
て、検体や試薬等の被分注液を専用試薬容器であるマイ
クロプレートに小分けして移注する分注操作が用いられ
る。この分注操作に用いられる分注機として、空気を吸
引・吐出するノズルの下端部に分注チップや分注チップ
を装着し、所定量の空気を吸引することにより、分注チ
ップや分注チップの先端より被分注液を吸引しまた吐出
する方式のものが広く用いられている。

【０００３】近年、検体や試薬等の分析効率を向上させ
るため、１回の操作で多くの分注操作を行うことができ
るようにマイクロプレートに形成する小孔の数量が増加
しており、そのため小孔１個あたりの容量が小さくなっ
ている。従って分注機から吐出すべき被分注液の量も、
微量化していく必要が生じている。

【０００４】従来の技術としては、特開平１１−２４８
７１５号公報（以下、イ号公報という）に、「円筒形状
のノズルの下端部の外周面に装着された分注チップから
被分注液を吸入した後、プランジャを下方に移動させる
ことで分注チップ内の被分注液を分注チップ先端より外
に押出し、自然落下によって被分注液を液滴として落下
させ吐出する分注機」が開示されている。

【０００５】特開２０００−１９１８４号公報（以下、
ロ号公報という）には、「分注ヘッドに接続されたキャ
ピラリーチューブと、キャピラリーチューブの外周面に
配置された電磁気歪素子と、電磁気歪素子を駆動する駆
動装置と、を備えた分注機」が開示されている。

【０００６】また、分注チップをマイクロプレートや、
マイクロプレートに予め配された液体に直接接触させて
分注チップ内の被分注液を吐出させる方法（以下、ハ号
方法という）が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術においては、以下のような課題を有していた。

【０００８】（１）イ号公報に開示の技術は、吐出する
被分注液の量を微量化していくと、吐出させたい液滴の
重量よりも分注チップと液滴に働く表面張力の方が大き
くなり、自然落下では吐出できなくなるという課題を有
していた。表面張力は液滴の直径に比例して小さくなる
のに対し、重量は液滴の直径の３乗に比例して小さくな
るからである。

【０００９】（２）ロ号公報に開示の技術は、電磁気歪
素子の収縮によってキャピラリーチューブを圧縮し、キ
ャピラリーチューブ内部に吸引されている試薬や検体等
の液体を押し出して吐出するので、構成が複雑になると
いう課題を有していた。

【００１０】（３）ハ号方法では、分注操作を連続的に
行った場合には、被分注液の混濁が発生する可能性があ
るという課題を有していた。

【００１１】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、簡単な構造で微量な液滴を吐出させることができる
とともに、制御性に優れ信頼性と安定性に優れる分注機
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の分注機は、ノズルと、ノズルと一体に形成若
しくは脱着自在に又は接着して固定され、端部の吐出孔
から被分注液を吐出する針状の分注チップと、を備えた
ヘッド部と、分注チップの外部から加振して分注チップ
に進行波を発生させ被分注液を吐出孔から吐出させる加
振手段と、を備えた構成を有している。

【００１３】この構成により、分注チップを振動させて
分注チップ壁面から被分注液に推進力を与え、分注チッ
プ先端の分注チップから微量な被分注液を吐出すること
ができる分注機を提供することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の分注機
は、ノズルと、ノズルと一体に形成若しくは脱着自在に
又は接着して固定され、端部の吐出孔から被分注液を吐
出する針状の分注チップと、を備えたヘッド部と、分注
チップの外部から加振して分注チップに進行波を発生さ
せ被分注液を吐出孔から吐出させる加振手段と、を備え
た構成を有している。

【００１５】この構成により、以下のような作用が得ら
れる。

【００１６】（１）分注チップを進行波が発生する振動
数で加振し被分注液を吐出させる加振手段を有している
ので、分注チップを振動させて分注チップ壁面から被分
注液に推進力を与え、分注チップ先端の分注チップから
微量な被分注液を吐出することができる。

【００１７】（２）加振手段が外部から分注チップを加
振するので、構成を単純化できる。

【００１８】ここで、ノズルとしては、空気を吸引して
吐出孔から被分注液を吸引するポンプ機構を組み合わせ
たものや、ノズルの上部又は側部等から被分注液を注入
する被分注液注入機構を組み合わせたもの等が用いられ
る。ポンプ機構としては、ノズルに嵌合されたプランジ
ャ等を用いたものや、ノズルに接続された吸引用配管と
接続されたポンプ装置等が用いられる。

【００１９】加振手段としては、少なくとも１軸方向に
往復運動が可能な駆動装置を備えたものが用いられ、圧
電素子や電歪素子等を備えたピエゾアクチュエータ等が
用いられる。

【００２０】加振手段は、加振手段の振動の往復方向と
分注チップの長手方向とを略直交させて分注チップを加
振するもの、加振手段の振動の往復方向と分注チップの
長手方向とを斜交させて加振するもののいずれも用いる
ことができる。また、加振手段は、１本の分注チップに
対して１乃至複数個配設して分注チップを加振すること
ができる。

【００２１】また、分注チップに進行波を発生させる振
動数としては、定在波を発生させない振動数が用いられ
る。定在波を発生させる周波数は、分注チップの一端部
がノズルに固定され他端部が開放された片端開放モデル
によって、分注チップの単位長さ当りの質量，分注チッ
プの長さ，被分注液が入ったときの分注チップの剛性等
を用いて算出することができるため、この振動数以外の
振動数が用いられる。

【００２２】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の分注機であって、ヘッド部に固定又は回動自
在に固定された加振手段固定部を備え、加振手段の一端
部が加振手段固定部に固定され、他端部が分注チップに
当接した又は分注チップに当接する振動伝達部材に当接
した構成を有している。

【００２３】この構成により、請求項１で得られる作用
に加え、以下のような作用が得られる。

【００２４】（１）加振手段固定部を回動自在に固定す
ることで、加振手段を移動可能にして分注チップの交換
を容易に行うことができ作業性に優れる。

【００２５】（２）分注チップに当接した振動伝達部材
を加振手段で加振することで、振動が確実に分注チップ
に伝達され信頼性に優れる。

【００２６】ここで、振動伝達部材としては、分注チッ
プに常に当接固定しておくもの、加振手段に固定し分注
操作を行うときに分注チップに当接するもの等が用いら
れる。また、加振手段は、分注チップに常に当接固定し
ておく、加振手段固定部を回動させて必要に応じて当接
させる等ができる。また、分注チップと振動伝達部材や
加振手段との当接角度としては、分注チップの長手方向
と略直交するもの、斜交するもののいずれも用いること
ができる。

【００２７】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載の分注機であって、ヘッド部に固定又は回動自
在に固定された固定部と、固定部に固定された、又はヘ
ッド部と一体に形成された加振手段支持部と、を備え、
加振手段の一端部が加振手段支持部に固定され、他端部
が分注チップに当接した又は分注チップに当接する振動
伝達部材に当接した構成を有している。

【００２８】この構成により、請求項１で得られる作用
に加え、以下のような作用が得られる。

【００２９】（１）加振手段がヘッド部に固定又は一体
に形成された加振手段支持部に固定されているので、分
注チップの形状や大きさ等に応じた加振手段支持部を用
いて加振手段を固定することができ汎用性に優れる。

【００３０】（２）固定部を回動自在に固定すること
で、加振手段を移動可能にして分注チップの交換を容易
に行うことができ作業性に優れる。

【００３１】（３）分注チップに当接した振動伝達部材
を加振手段で加振することで、振動が確実に分注チップ
に伝達され信頼性に優れる。

【００３２】振動伝達部材や加振手段は、請求項３で説
明したものと同様のものなので、説明を省略する。

【００３３】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１乃至３の内いずれか１に記載の分注機であって、ａ．
振動伝達部材が分注チップに略直交して当接され、加振
手段が振動伝達部材に斜交して当接している、又は、
ｂ．振動伝達部材が分注チップに斜交して当接され、加
振手段が振動伝達部材に当接している構成を有してい
る。

【００３４】この構成により、請求項１乃至３の内いず
れか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得ら
れる。

【００３５】（１）分注チップには、分注チップの長手
方向に直交する成分と平行する成分との２方向成分の振
動が伝達されるので、分注チップの内壁面から推進力を
受けた被分注液が吐出孔の方向へ進行し吐出孔から吐出
するとともに、吐出孔は略円軌道を描くように動き、吐
出孔に付着する液滴を振り切って完全に吐出させること
ができ、分注量の微量化と分注精度の向上を図ることが
できる。

【００３６】本発明の請求項５に記載の分注機は、ノズ
ルと、ノズルと一体に形成若しくは脱着自在に又は接着
して固定され端部に被分注液を吐出させる吐出孔が形成
された分注チップと、分注チップの外周壁に積層形成さ
れ分注チップに進行波を発生させる加振手段と、を備え
た構成を有している。

【００３７】この構成により、以下のような作用を有す
る。

【００３８】（１）分注チップを進行波が発生する振動
数で加振し被分注液を吐出させる加振手段を有している
ので、分注チップを振動させて分注チップ壁面から被分
注液に推進力を与え、分注チップ先端の分注チップから
微量な被分注液を吐出することができる。

【００３９】（２）加振手段が分注チップの外周壁に積
層形成されているので、小型化することができる。

【００４０】ここで、分注チップの外周に一体に形成さ
れた加振手段としては、分注チップの外周面に塗布し焼
付硬化したカーボンペースト等の下部電極と、チタン酸
ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料を主成分しエポキ
シ樹脂等を含有する硬化組成物（特開平１−６６２２９
号公報及び特開平１−６７９８６号公報参照）中に分散
させたものを下部電極の上に塗布し焼付硬化した圧電層
と、圧電層の上に塗布し焼付硬化したカーボンペースト
等の上部電極と、を備えたもの等が用いられる。上部電
極と下部電極とに引き出し線を接続して分極処理され加
振手段が形成される。

【００４１】なお、分注チップとしてアルミ製等の金属
製管を用いた場合は、下部電極が不要になり製造を容易
にすることができる。

【００４２】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１乃至５の内いずれか１に記載の分注機であって、加振
手段が、圧電素子若しくは電歪素子を備えた構成を有し
ている。

【００４３】この構成により、請求項１乃至５の内いず
れか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得ら
れる。

【００４４】（１）圧電素子若しくは電歪素子を備えた
加振手段は、小型で高出力の特性を有するので加振手段
を高速で振動させることができ、被分注液の吐出量の制
御範囲を大きくすることができるとともに、構造を簡素
化することができる。

【００４５】ここで、圧電素子としては、外部電場に比
例して結晶歪みを発生するＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸
鉛）等の圧電体を回路部品としたものが用いられ、電歪
素子としては、電歪効果を示すチタン酸バリウムやＰＺ
Ｔ等を用いたものが用いられる。特に、圧電素子は、変
位量は小さいが発生力が大きく、急速に変形させること
が可能であり、またその変形も印加する電圧にほぼ比例
するので制御性に優れ好ましく用いられる。

【００４６】圧電素子若しくは電歪素子の形状として
は、ノズルや分注チップの一側部に配設される立方体形
状，直方体形状，円柱形状等のものや、ノズルや分注チ
ップの外周部に配設される円筒形状等のものが用いられ
る。特に、円筒形状のものは、構造の単純化と小型化を
図ることができ好適に用いられる。

【００４７】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１乃至６の内いずれか１に記載の分注であって、ノズル
及び／又は分注チップの内周面に外周面が密接された背
圧調整部材を備えた構成を有している。

【００４８】この構成により、請求項１乃至６の内いず
れか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得ら
れる。

【００４９】（１）背圧調整部材を有しているので、ノ
ズルや分注チップの内周面と被分注液の上面と背圧調整
部材との間に気密状態を形成し、流れ出易い低粘度の被
分注液であっても吐出孔から流出させずにノズル内等に
保持することができ汎用性と操作性に優れる。

【００５０】ここで、背圧調整部材としては、ノズル等
の内周面との摩擦力によってノズル等の内部に保持され
るものやノズルに嵌合されるもの等が用いられ、シリコ
ンゴム等のゴム製やエラストマ等の合成樹脂製等の可と
う性を有する材質で形成され、ノズル内等に固定され又
は摺動可能に配設されたものや、ポリプロピレン，ポリ
アセタール，エラストマ等の合成樹脂製、シリコンゴム
等のゴム製、ステンレス，チタン等の金属製、セラミッ
クス，ガラス，サファイア等の無機材料等の材質で形成
され、ノズル内等に摺動可能に配設されたもの等が用い
られる。なかでも、シリコンゴム等のゴム製やエラスト
マ等の合成樹脂製等の可とう性を有する材質で形成され
た背圧調整部材は、ノズル内等の気密状態をより一定に
保持することができ汎用性と操作性に優れるため、好適
に用いられる。

【００５１】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
７に記載の分注機であって、背圧調整部材が、駆動装置
に接続されノズル内及び／又は分注チップ内に摺動可能
に配設された構成を有している。

【００５２】この構成により、請求項７で得られる作用
に加え、以下のような作用が得られる。

【００５３】（１）被分注液の残量が少なくなったり被
分注液の種類によっては、吐出孔の部分に気泡が生じ吐
出量が不安定になることがあるが、駆動装置で移動可能
にされた背圧調整部材を有しているので、吐出孔と被分
注液の相対的な位置関係を一定に保つことができ安定性
に優れる。

【００５４】ここで、背圧調整部材が接続される駆動装
置としては、モータと送りねじを備えたもの等が用いら
れる。

【００５５】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
１乃至８の内いずれか１に記載の分注機であって、被分
注液の希望吐出量を含む制御データを入力する入力装置
と、入力された制御データに基づいて加振手段を制御す
る加振手段制御装置と、を備えた構成を有している。

【００５６】この構成により、請求項１乃至８の内いず
れか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得ら
れる。

【００５７】（１）被分注液の物性や分注チップの種類
等の吐出量に影響を与える種々の条件が変化しても、希
望する吐出量を得ることができ操作性に優れる。

【００５８】ここで、入力装置から入力される制御デー
タとしては、被分注液の希望吐出量、被分注液の種類、
被分注液の粘度，表面張力等の物性、分注操作を行う部
屋の温度や湿度、分注チップや分注チップの種類（形
状，容量，材質，流動抵抗，表面抵抗等）等が用いられ
る。

【００５９】加振手段制御装置は、制御データに基づい
て加振手段の振動数、振幅、振動時間等を含む条件を決
定し、それに基づいて加振手段の制御を行う。

【００６０】以下、本発明の一実施の形態を、図面を参
照しながら説明する。

【００６１】（実施の形態１）図１は実施の形態１にお
ける分注機の要部断面図であり、図２は実施の形態１に
おける分注機の動作模式図である。

【００６２】図１及び図２において、１は実施の形態１
における分注機、２は円筒形状に形成されたノズル、３
はノズル２の下端部に接着して固定され下部が針状に形
成された分注チップ、３ａは分注チップ３の先端部に形
成され被分注液が吐出される吐出孔、４はノズル２内に
嵌合されたプランジャ、５はプランジャ４の上端部に固
着されたナット、６はナット５に螺合する送りねじ、７
は送りねじ６を回転駆動するモータ、８はモータ７の上
部に固着されモータ７を固定するとともにノズル２等を
内装するヘッド部、９はヘッド部８と一体に形成された
加振手段支持部、１０は加振手段支持部９の端部に固定
され分注チップ３の長手方向と略直交して分注チップ３
の外部に当接され圧電素子若しくは電歪素子を備えたピ
エゾアクチュエータ等の加振手段、１１は分注チップ３
に吸引された被分注液である。

【００６３】図２において、１１ａは吐出孔３ａから吐
出された液滴、１１ｂは被分注液を吐出するプレートで
ある。

【００６４】以上のように構成された本実施の形態１の
分注機について、以下その動作を説明する。

【００６５】ヘッド部８に固着された移動手段（図示し
ない）によって、分注機１を試薬等の被分注液が配され
たプレート（図示しない）に移動させ、吐出孔３ａを被
分注液内につける。モータ７で送りねじ６を回転駆動す
ることによりプランジャ４が上方に移動され吐出孔３ａ
から被分注液が分注チップ３内に吸引される。被分注液
１３が吸引された分注機１を、ヘッド部８に固着された
移動手段（図示しない）によってプレート１１ｂの上方
に移動させる（図２（ａ））。次に、分注チップ３を加
振手段１０で分注チップ３に進行波が発生する振動数で
加振すると、分注チップ３の内壁面から推進力を受けた
被分注液１１が吐出孔３ａの方向へ進行し吐出孔３ａか
ら吐出する（図２（ｂ））。被分注液１１を所定量吐出
させた後に加振手段１０を停止させると、被分注液の吐
出が停止する（図２（ｃ））。

【００６６】以上のように、本実施の形態１における分
注機は構成されているので、以下のような作用を有す
る。

【００６７】（１）分注チップを進行波が発生する振動
数で加振し被分注液を吐出させる加振手段を有している
ので、分注チップを振動させて分注チップ壁面から被分
注液に推進力を与え、分注チップ先端の分注チップから
微量な被分注液を吐出することができる。

【００６８】（２）加振手段が分注チップの外部に当接
し外部から加振するので、構成を単純化させることがで
きる。

【００６９】（３）小型で高出力の特性を有する圧電素
子若しくは電歪素子を備えた加振手段を有しているの
で、加振手段を高速で振動させることができ、被分注液
の吐出量の制御範囲を大きくすることができるととも
に、構造を簡素化することができる。

【００７０】なお、本実施の形態においては、モータ７
の回転駆動によってプランジャ４を移動させて被分注液
を吸引する場合について説明したが、被分注液を吸引又
は注入できる装置構成であればこの形態でなくてもよ
い。例えば、モータ７の回転駆動の代わりにポンプ装置
の吸引により分注チップ内に被分注液を吸引するもの、
ノズル２の上部又は側部等に接続された被分注液注入装
置によって被分注液をノズル２及び分注チップ３内へ注
入するもの等を用いる場合もある。

【００７１】さらに、分注チップ３がノズル２の下端部
に接着されて固定された場合について説明したが、ノズ
ル２の下端部に脱着自在に固定、若しくはノズル２と一
体に形成される場合等もあり、いずれの場合も同様の作
用が得られる。

【００７２】（実施の形態２）図３は本実施の形態２に
おける分注機の要部断面図である。なお、実施の形態１
で説明したものと同様のものは、同一の符号を付して説
明を省略する。

【００７３】図中、１ａは実施の形態２の分注機、８ａ
はヘッド部８の下部に形成された固定部、９ａは固定部
８ａに固定された加振手段支持部、１０ａはＰＺＴ等の
圧電素子若しくは電歪素子を備えた加振手段、１２は分
注チップ３に挿入され外周面が分注チップ３の内周面に
密接された背圧調整部材である。背圧調整部材１２はポ
リプロピレン，ポリアセタール，エラストマ等の合成樹
脂製、シリコンゴム等のゴム製、ステンレス，チタン等
の金属製、セラミックス，ガラス，サファイア等の無機
材料等の材質で形成され、分注チップ３の内周面との摩
擦力によって分注チップ３の内部に保持され、摺動可能
に配設されている。１３は被分注液１１と背圧調整部材
１２との間に密封された空気、１４はプランジャ４と背
圧調整部材１２との間に密封された空気である。

【００７４】以上のように構成された実施の形態２にお
ける分注機について、以下その動作を説明する。

【００７５】吐出孔３ａをプレート（図示しない）に配
された被分注液内につけた後、モータ７で送りねじ６を
回転駆動することによりプランジャ４が上方に移動され
ると、空気１４が減圧されて背圧調整部材１２が上方に
移動され、それに伴って吐出孔３ａから被分注液１１が
吸引される。

【００７６】被分注液を吐出する動作は、実施の形態１
で説明したものと同様のものなので、説明を省略する。

【００７７】以上のように実施の形態２における分注機
は構成されているので、以下のような作用が得られる。

【００７８】（１）背圧調整部材を有しているので、分
注チップの内周面と被分注液の上面と背圧調整部材との
間に気密状態を形成し、流れ出易い低粘度の被分注液で
あっても吐出孔から流出させずにノズル内等に保持する
ことができ汎用性と操作性に優れる。

【００７９】なお、本実施の形態２においては、ポリプ
ロピレン，ポリアセタール，エラストマ等の合成樹脂
製、シリコンゴム等のゴム製、ステンレス，チタン等の
金属製、セラミックス，ガラス，サファイア等の無機材
料等の材質で形成された背圧調整部材が摺動可能に配設
された場合について説明したが、シリコンゴム等のゴム
製やエラストマ等の合成樹脂製等の可とう性を有する材
質で形成された背圧調整部材を用いノズル内等に固定さ
れ又は摺動可能に配設される場合もある。この場合は、
気密状態をより一定に保持することができ汎用性と操作
性に優れる。

【００８０】（実施の形態３）図４は本実施の形態３に
おける分注機の要部断面図である。なお、実施の形態１
及び実施の形態２で説明したものと同様のものは、同一
の符号を付して説明を省略する。

【００８１】図中、１ｂは実施の形態３の分注機、１２
ａはノズル２に嵌合され上部がナット５に固着された背
圧調整部材である。背圧調整部材１２ａはポリプロピレ
ン，ポリアセタール，エラストマ等の合成樹脂製、シリ
コンゴム等のゴム製、ステンレス，チタン等の金属製、
セラミックス，ガラス，サファイア等の無機材料等の材
質で形成されナット５，送りねじ６，モータ７の駆動装
置と組み合わされてノズル２の内部を摺動可能にされて
いる。

【００８２】以上のように構成された実施の形態２にお
ける分注機について、以下その動作を説明する。

【００８３】吐出孔３ａをプレート（図示しない）に配
された被分注液内につけた後、モータ７で送りねじ６を
回転駆動することにより背圧調整部材１２ａが上方に移
動されると吐出孔３ａから被分注液１１が吸引される。
被分注液を吐出する動作は、実施の形態１で説明したも
のと同様のものなので、説明を省略する。

【００８４】以上のように実施の形態３における分注機
は構成されているので、実施の形態１又２で得られる作
用に加え、以下のような作用が得られる。

【００８５】（１）被分注液の残量が少なくなったり被
分注液の種類によっては、吐出孔の部分に気泡が生じ吐
出量が不安定になることがあるが、駆動装置で移動可能
にされた背圧調整部材を有しているので、吐出孔と被分
注液の相対的な位置関係を一定に保つことができ安定性
に優れる。

【００８６】（実施の形態４）図５（ａ）は実施の形態
４における分注機の被分注液吐出時の要部断面図であ
り、図５（ｂ）は実施の形態４における分注機の分注チ
ップ交換時の要部断面図である。なお、実施の形態１で
説明したものと同様のものは、同一の符号を付して説明
を省略する。

【００８７】図中、１ｃは実施の形態４における分注
機、２０は下部がテーパー状に形成された円筒形状のノ
ズル、２１は上部でノズル２０の下部を嵌装し脱着自在
に固定された分注チップ、２１ａは分注チップ２１の端
部に形成された吐出孔、２２ａ，２２ｂはヘッド部８の
下部に回動自在に固定された加振手段固定部、２３ａ，
２３ｂは加振手段固定部２２ａ，２２ｂに各々の端部が
固定されＰＺＴ等で略直方体形状に形成された圧電素子
若しくは電歪素子を備えた加振手段、２４ａ，２４ｂは
加振手段２３ａ，２３ｂの各々の下部に一端部が固定さ
れ他端部が分注チップ２１の長手方向に略直交して当接
し分注チップ２１を挟装する振動伝達部材である。

【００８８】以上のように構成された本実施の形態４の
分注機について、以下その動作を説明する。

【００８９】被分注液１１を吐出させるときは、振動伝
達部材２４ａ，２４ｂで分注チップ２１を挟装した後、
加振手段２３ａと加振手段２３ｂとを逆位相で変位させ
て分注チップ２１に進行波が発生する振動数で加振す
る。これにより、分注チップ２１の内壁面から大きな推
進力を受けた被分注液１１が吐出孔２１ａの方向へ進行
し吐出孔２１ａから吐出する。

【００９０】分注チップ２１の交換時には、加振手段固
定部２２ａ，２２ｂを回動させて加振手段２３ａ，２３
ｂ及び振動伝達部材２４ａ，２４ｂを開いた後に分注チ
ップ２１をノズル２０から取り外す。

【００９１】以上のように、本実施の形態４における分
注機は構成されているので、以下のような作用を有す
る。

【００９２】（１）ヘッド部に回動自在に固定された加
振手段固定部を有しているので、ノズルに脱着自在に固
定された分注チップの交換を容易に行うことができる。

【００９３】（２）振動伝達部材で分注チップを挟装す
るので、加振手段の振動を振動伝達部材を介して分注チ
ップを確実に伝達することができる。

【００９４】（３）複数の加振手段によって分注チップ
が振動するので、分注チップの内壁面から被分注液に大
きな推進力が与えられ、高い粘度を有する被分注液も吐
出させることができ操作性に優れる。

【００９５】（実施の形態５）図６は実施の形態５にお
ける分注機の要部断面図であり、図７は実施の形態５に
おける分注機の応用例を示す分注機の要部斜視図であ
る。なお、実施の形態１で説明したものと同様のもの
は、同一の符号を付して説明を省略する。

【００９６】図６において、１ｄは実施の形態５におけ
る分注機、３０は分注チップ３の長手方向と略直交して
分注チップ３に当接固定された振動伝達部材、３１は一
端部が加振手段支持部９に固定され他端部が振動伝達部
材３０に当接し分注チップ３の長手方向に斜交する方向
から加振する圧電素子若しくは電歪素子等を備えた加振
手段である。

【００９７】図７において、９ｂはヘッド部８に固定さ
れた、又はヘッド部８と一体に形成された加振手段支持
部、３０ａは分注チップ３に略直交して当接固定された
振動伝達部材、３１ａは円筒状に形成された圧電素子若
しくは電歪素子を備え、外壁面上部の所定部が加振手段
支持部９ｂに斜めに固定され内部に分注チップ３を遊嵌
し内壁面下部の所定部が振動伝達媒体３０ａに当接固定
された加振手段である。加振手段３１ａを加振手段支持
部９ｂに斜めに固定することにより、分注チップ３の長
手方向に斜交する方向から加振することができ、圧電素
子若しくは電歪素子を円筒形状に形成することにより、
構造の簡素化と装置の小型化を図ることができる。

【００９８】以上のように構成された本実施の形態５の
分注機について、以下その動作を説明する。

【００９９】加振手段３１によって振動伝達部材３０を
加振すると、振動伝達部材３０が当接固定された分注チ
ップ３には、分注チップ３の長手方向に直交する成分と
平行する成分との２方向成分の振動が伝達される。これ
により、分注チップ３の内壁面から推進力を受けた被分
注液１１が吐出孔３ａの方向へ進行し吐出孔３ａから吐
出するとともに、分注チップ３の先端の吐出孔３ａは略
円軌道を描くように動き、吐出孔３ａに付着する液滴を
振り切って完全に吐出させる。

【０１００】以上のように、本実施の形態５における分
注機は構成されているので、実施の形態１で得られる作
用に加え、以下のような作用が得られる。

【０１０１】（１）分注チップ先端の吐出孔が略円軌道
を描くように動き、吐出孔に付着する液滴を振り切って
完全に吐出させることができるので、分注量の微量化と
分注精度の向上を図ることができる。

【０１０２】（実施の形態６）図８は本実施の形態６に
おける分注機の構成を表すブロック図である。なお、実
施の形態１で説明したものと同様のものは、同一の符号
を付して説明を省略する。

【０１０３】図８において、４０は分注チップ３からの
被分注液の希望吐出量を含む被分注液の種類、被分注液
の粘度，表面張力等の物性、分注操作を行う部屋の温度
や湿度、分注チップや分注チップの形状，容量，材質等
の種類等のデータを入力するキーボード等の入力装置、
４１は入力装置４０から入力された制御データに基づい
て加振手段１０の振動数，振幅，振動時間等を決定し加
振手段１０を制御する加振手段制御装置である。

【０１０４】以上のように、本実施の形態６における分
注機は構成されているので、実施の形態１で得られる作
用に加え、以下のような作用が得られる。

【０１０５】（１）被分注液の物性や分注チップの種類
等の吐出量に影響を与える種々の条件が変化しても、希
望する吐出量を得ることができ操作性に優れる。

【０１０６】（実施の形態７）図９は本実施の形態７に
おける分注機の要部断面図である。なお、実施の形態１
で説明したものと同様のものは、同一の符号を付して説
明を省略する。

【０１０７】図中、１ｅは実施の形態７における分注
機、４２は下端部が縮径した縮径部を有するノズル、４
３はノズル４２の縮径部に装着固定されたシリコンチュ
ーブかからなる分注チップ、４３ａは分注チップ４３の
吐出孔、４４は分注チップ４３の外周壁に積層形成され
たカーボン等の下部電極、４５は下部電極４４の上に形
成されエポキシ樹脂等を含有する硬化組成物中にＰＺＴ
を主成分とする圧電材料が分散された圧電層、４６は圧
電層４５の上に形成されたカーボン等の上部電極であ
る。下部電極４４，圧電層４５，上部電極４６が加振手
段を構成している。

【０１０８】以上のように、本実施の形態７における分
注機は構成されているので、以下のような作用が得られ
る。

【０１０９】（１）分注チップを進行波が発生する振動
数で加振し被分注液を吐出させる加振手段を有している
ので、分注チップを振動させて分注チップ壁面から被分
注液に推進力を与え、分注チップ先端の分注チップから
微量な被分注液を吐出することができる。

【０１１０】（２）加振手段が分注チップの外周壁に積
層形成されているので、小型化することができる。

【０１１１】

【発明の効果】以上のように、本発明の分注機によれ
ば、以下のような有利な効果が得られる。

【０１１２】請求項１に記載の発明によれば、（１）分
注チップを進行波が発生する振動数で加振し被分注液を
吐出させる加振手段を有しているので、分注チップを振
動させて分注チップ壁面から被分注液に推進力を与え、
分注チップ先端の分注チップから微量な被分注液を吐出
することができる分注機を提供することができる。

【０１１３】（２）加振手段が外部から分注チップを加
振するので、構成の単純な分注機を提供することができ
る。

【０１１４】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
で得られる効果に加え、（１）加振手段固定部を回動自
在に固定することで、加振手段を移動可能にして分注チ
ップの交換を容易に行うことができ作業性に優れた分注
機を提供することができる。

【０１１５】（２）分注チップに当接した振動伝達部材
を加振手段で加振することで、振動が確実に分注チップ
に伝達され信頼性に優れた分注機を提供することができ
る。

【０１１６】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、（１）加振手段がヘッド部に固定又は一
体に形成された加振手段支持部に固定されているので、
分注チップの形状や大きさ等に応じた加振手段支持部を
用いて加振手段を固定することができ汎用性に優れた分
注機を提供することができる。

【０１１７】（２）固定部を回動自在に固定すること
で、加振手段を移動可能にして分注チップの交換を容易
に行うことができ作業性に優れた分注機を提供すること
ができる。

【０１１８】（３）分注チップに当接した振動伝達部材
を加振手段で加振することで、振動が確実に分注チップ
に伝達され信頼性に優れた分注機を提供することができ
る。

【０１１９】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
乃至３の内いずれか１の効果に加え、（１）分注チップ
には、分注チップの長手方向に直交する成分と平行する
成分との２方向成分の振動が伝達されるので、分注チッ
プの内壁面から推進力を受けた被分注液が吐出孔の方向
へ進行し吐出孔から吐出するとともに、吐出孔は略円軌
道を描くように動き、吐出孔に付着する液滴を振り切っ
て完全に吐出させることができ、分注量の微量化と分注
精度の向上を図ることができる分注機を提供することが
できる。

【０１２０】請求項５に記載の発明によれば、（１）分
注チップを進行波が発生する振動数で加振し被分注液を
吐出させる加振手段を有しているので、分注チップを振
動させて分注チップ壁面から被分注液に推進力を与え、
分注チップ先端の分注チップから微量な被分注液を吐出
することができる分注機を提供することができる。

【０１２１】（２）加振手段が分注チップの外周壁に積
層形成されているので、小型化が容易な分注機を提供す
ることができる。

【０１２２】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
乃至５の内いずれか１の効果に加え、（１）圧電素子若
しくは電歪素子を備えた加振手段は、小型で高出力の特
性を有するので加振手段を高速で振動させることがで
き、被分注液の吐出量の制御範囲を大きくすることがで
きるとともに、構造を簡素化することができる分注機を
提供することができる。

【０１２３】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
乃至６の内いずれか１の効果に加え、（１）背圧調整部
材を有しているので、ノズルや分注チップの内周面と被
分注液の上面と背圧調整部材との間に気密状態を形成
し、流れ出易い低粘度の被分注液であっても吐出孔から
流出させずにノズル内等に保持することができ汎用性と
操作性に優れた分注機を提供することができる。

【０１２４】請求項８に記載の発明は、請求項７の効果
に加え、（１）被分注液の残量が少なくなったり被分注
液の種類によっては、吐出孔の部分に気泡が生じ吐出量
が不安定になることがあるが、駆動装置で移動可能にさ
れた背圧調整部材を有しているので、吐出孔と被分注液
の相対的な位置関係を一定に保つことができ安定性に優
れた分注機を提供することができる。

【０１２５】請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８
の内いずれか１の効果に加え、（１）被分注液の物性や
分注チップの種類等の吐出量に影響を与える種々の条件
が変化しても、希望する吐出量を得ることができ操作性
に優れた分注機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１における分注機の要部断面図

【図２】実施の形態１における分注機の動作模式図

【図３】本実施の形態２における分注機の要部断面図

【図４】本実施の形態３における分注機の要部断面図

【図５】（ａ）本実施の形態４における分注機の被分注
液吐出時の要部断面図 （ｂ）本実施の形態４における分注機の分注チップ交換
時の要部断面図

【図６】実施の形態５における分注機の要部断面図

【図７】実施の形態５における分注機の応用例を示す分
注機の要部斜視図

【図８】本実施の形態６における分注機の構成を表すブ
ロック図

【図９】本実施の形態７における分注機の要部断面図

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ 分注機 ２ ノズル ３ 分注チップ ３ａ 吐出孔 ４ プランジャ ５ ナット ６ 送りねじ ７ モータ ８ ヘッド部 ８ａ 固定部 ９，９ａ，９ｂ 加振手段支持部 １０，１０ａ 加振手段 １１ 被分注液 １１ａ 液滴 １１ｂ プレート １２，１２ａ 背圧調整部材 １３，１４ 空気 ２０ ノズル ２０ａ 摺動部 ２１ 分注チップ ２１ａ 吐出孔 ２２ａ，２２ｂ 加振手段固定部 ２３ａ，２３ｂ 加振手段 ２４ａ，２４ｂ，３０ 振動伝達部材 ３１，３１ａ 加振手段 ４０ 入力装置 ４１ 加振手段制御装置 ４２ ノズル ４３ 分注チップ ４３ａ 吐出孔 ４４ 下部電極 ４５ 圧電層 ４６ 上部電極

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ノズルと、前記ノズルと一体に形成若しく
   は脱着自在に又は接着して固定され、端部の吐出孔から
   被分注液を吐出する分注チップと、を備えたヘッド部
   と、 前記分注チップの外部から加振して前記分注チップに進
   行波を発生させ前記被分注液を前記吐出孔から吐出させ
   る加振手段と、 を備えていることを特徴とする分注機。
2. 【請求項２】前記ヘッド部に固定又は回動自在に固定さ
   れた加振手段固定部を備え、 前記加振手段の一端部が前記加振手段固定部に固定さ
   れ、他端部が前記分注チップに当接している又は前記分
   注チップに当接する振動伝達部材に当接していることを
   特徴とする請求項１に記載の分注機。
3. 【請求項３】前記ヘッド部に固定又は回動自在に固定さ
   れた固定部と、 前記固定部に固定された、又は前記固定部に代えて前記
   ヘッド部と一体に形成された加振手段支持部とを備え、 前記加振手段の一端部が前記加振手段支持部に固定さ
   れ、他端部が前記分注チップに当接している又は前記分
   注チップに当接する振動伝達部材に当接していることを
   特徴とする請求項１に記載の分注機。
4. 【請求項４】ａ．前記振動伝達部材が前記分注チップに
   略直交して当接され、前記加振手段が前記振動伝達部材
   に斜交して当接している、又は、ｂ．前記振動伝達部材
   が前記分注チップに斜交して当接され、前記加振手段が
   前記振動伝達部材に当接していることを特徴とする請求
   項１乃至３の内いずれか１に記載の分注機。
5. 【請求項５】ノズルと、前記ノズルと一体に形成若しく
   は脱着自在に又は接着して固定され端部に被分注液を吐
   出させる吐出孔が形成された分注チップと、前記分注チ
   ップの外周壁に積層形成され前記分注チップに進行波を
   発生させる加振手段と、を備えていることを特徴とする
   分注機。
6. 【請求項６】前記加振手段が、圧電素子若しくは電歪素
   子を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の内い
   ずれか１に記載の分注機。
7. 【請求項７】前記ノズル及び／又は前記分注チップの内
   周面に外周面が密接された背圧調整部材を備えているこ
   とを特徴とする請求項１乃至６の内いずれか１に記載の
   分注機。
8. 【請求項８】前記背圧調整部材が、駆動装置に接続され
   前記ノズル内及び／又は前記分注チップ内に摺動可能に
   配設されていることを特徴とする請求項７に記載の分注
   機。
9. 【請求項９】前記被分注液の希望吐出量を含む制御デー
   タを入力する入力装置と、入力された前記制御データに
   基づいて前記加振手段を制御する加振手段制御装置と、
   を備えていることを特徴とする請求項１乃至８の内いず
   れか１に記載の分注機。