JP2004313891A - Method and device for discharging droplet - Google Patents

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Nobuko Okada
信子 岡田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for discharging droplets in which an expensive reagent and a rare sample can be easily and positively filled, and bubbles, fine particles, and the like are inhibited from residing in the liquid. <P>SOLUTION: In the method for discharging droplets, the liquid L is discharged to a desired point by using a discharge head 2. The discharge head 2 is provided with a cavity for storing the liquid L, a nozzle communicating with the cavity, and a discharge means for discharging the liquid L stored in the cavity from the nozzle. The method for discharging droplets is characterized by being provided with a process for removing impurities A contained in the liquid L from a flow path 24 in which the liquid L is allowed to flow. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出方法、及び液滴吐出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年における遺伝子構造の解析方法の進歩にはめざましいものがあり、ヒトの遺伝子をはじめとして、多数の遺伝子構造が明らかにされてきている。このような遺伝子構造の解析には、顕微鏡スライドグラス等の基板上に数千から一万種類以上の異なる種類のDNA断片をスポットとして整列固定させて被検査体とし、これを顕微鏡等で観察するなどの方法が採られている。
【0003】
しかし、このような被検査体の作製のように、数千以上のものを作製する場合、その操作を全て人手で行うのでは極めて効率が悪く、従って、自動化が望まれている。
自動化を行うための一つの手法として、試薬等の液状体を吐出して被検査体に充填する充填装置を用いることが考えられる。液状体を吐出する充填装置としては、例えば従来よりプリンターなどに用いられているインクジェット装置(例えば、特許文献1参照。)と称される液滴吐出装置がある。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−324505号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記の液滴吐出装置は、その吐出ヘッドの後方に液溜めタンクを設置し、ここから液状体を吐出ヘッドに供給して吐出ヘッドのノズルより液滴(液状体)を吐出するのが一般的である。
ところが、前述したようなDNA断片を用いる被検査体などの作製では、使用するDNA等の検体が希少であり、また使用する試薬も高価な場合が多い。従って、試料となる液状体を液溜めタンク、及び液溜めタンクから吐出ヘッドに至る経路中に多量に貯留し、これを吐出ヘッドに供給し、吐出するのは困難である。
【0006】
なぜなら、前述したように液溜めタンクを設けた場合では、この液溜めタンクから吐出ヘッドに至る経路中に液状体を充填させなければならず、しかも混入した空気(気泡)を取り除くため試しの液状体吐出を行わなければならず、従って、多量の液状体(試料)を必要とするとともに、多くを無駄にしてしまうことになり、コスト的に不利になり、また希少である液状体には基本的に適用できないからである。
【0007】
これに対し、上記の希少な液状体を取り扱う場合の困難性を回避するべく、液状体を吐出ヘッドのノズルから必要な分だけ吸引し、吐出ヘッドに充填する方法が提案されている。この方法によれば、液溜めタンク等に液状体を貯留する必要がなく、コスト的に有利になる。
【0008】
しかしながら、この方法においては、液状体をノズルから吸引することにより気泡が発生し、気泡が吐出ヘッド内に残留してしまうだけでなく、ノズル径よりも小径の微粒子等のゴミが残留してしまうという問題がある。更には、残留した気泡や微粒子等を取り除くには、より多くの液状体を吸引する必要があり、結果として液状体に無駄が生じてしまうという問題がある。
【0009】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高価な試薬や希少な検体等についてもこれを容易にかつ確実に充填することができると共に、液状体中への気泡や微粒子等の残留を抑制することが可能となる、液滴吐出方法、及び液滴吐出装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の液滴吐出方法は、液状体を貯留するキャビティと、該キャビティに連通するノズルと、キャビティ内に貯留された液状体をノズルより吐出させるための吐出手段とを有した吐出ヘッドを用いて液状体を所望箇所に吐出する液滴吐出方法であって、液状体に含まれる不純物を当該液状体が流動する流路内から除去する工程を具備することを特徴とする。
【0011】
この液滴吐出方法によれば、キャビティに貯留した液状体を吐出手段によってノズルより吐出させるようにしたので、吐出手段によってキャビティからノズルを介して前記液状体を吐出することができる。また、液状体が多量に貯留される貯留タンクと前記キャビティとを前記流路を介して接続した場合には、当該多量の液状体を前記ノズルから連続的に吐出することができる。更に、液状体に含まれる不純物を流路内から除去する際に、不純物と共に除去する液状体の量を最小限に抑えることが可能となり、従って、液状体が高価であったり希少である場合にも、液状体を無駄にすることなく不純物の除去の可能が可能となる。更に、このように不純物が流路内から除去されるので、当該不純物が吐出ヘッド内に残留することがなく、液状体の吐出を良好に行うことができる。
【0012】
また、前記液滴吐出方法においては、前記不純物を除去する工程は、前記流路の内部及び外部を連通状態にする開閉弁を開いて行うことが好ましい。
この液滴吐出方法によれば、前記開閉弁を開くことにより、前記流路の内部と外部とが連通状態となる。前記不純物が例えば気泡である場合には、気泡は連通状態にある当該流路の内部から外部へ移行するので、前記流路から当該気泡を除去することができる。即ち、開閉弁を開くことにより、前記気泡を除去することができる。なお、当該開閉弁においては、内部と外部とが連通した状態で前記気泡を吸引除去してもよい。
【0013】
また、前記液滴吐出方法においては、予め用意した液状体に前記ノズルを接触させて、当該液状体を当該ノズルに供給する工程と、前記キャビティ側に接続された前記流路から吸引することにより、前記ノズルを介して前記液状体を前記流路側に吸引する工程とを更に具備することが好ましい。
この液滴吐出方法によれば、ノズルから液状体を吸引してキャビティ内に貯留し、その後、貯留した液状体を吐出手段によってノズルより吐出させるようにしたので、吐出手段によってキャビティからノズルを介して吐出できる最少限の量だけ液状体を吐出ヘッドに吸引することが可能となり、従って、液状体が高価であったり希少である場合にも、液状体を無駄にすることなく少量の吐出を可能にすることができる。
【0014】
また、本発明の液滴吐出装置では、液状体を貯留するキャビティと、該キャビティに連通するノズルと、前記キャビティ内に貯留された液状体を前記ノズルより吐出させるための吐出手段とを有した吐出ヘッドを備えてなる液滴吐出装置であって、前記吐出ヘッドの前記キャビティ側に接続され、前記液状体が流動する流路と、前記液状体に含まれる不純物を前記流路内から除去する除去手段とを具備することを特徴とする。
【0015】
この液滴吐出装置によれば、キャビティに貯留した液状体を吐出手段によってノズルより吐出させるようにしたので、吐出手段によってキャビティからノズルを介して前記液状体を吐出することができる。また、液状体が多量に貯留される貯留タンクを設けて、当該貯留タンクと前記キャビティとを前記流路を介して接続した場合には、当該多量の液状体を前記ノズルから連続的に吐出することができる。更に、液状体に含まれる不純物が除去手段によって流路内から除去されるので、当該不純物が吐出ヘッド内に残留することがなく、液状体の吐出を良好に行うことができる。
【0016】
この液滴吐出装置においては、前記除去手段は前記流路の少なくとも一部に設けられ、当該流路の内部及び外部を連通状態にする開閉弁を備えていることが好ましい。
この液滴吐出装置によれば、前記開閉弁を開くことにより、前記流路の内部と外部とが連通状態となる。前記不純物が例えば気泡である場合には、気泡は連通状態にある当該流路の内部から外部へ移行するので、前記流路から当該気泡を除去することができる。即ち、流路の所望の位置に前記除去手段を設けることにより、前記気泡を除去することができる。なお、当該除去手段においては、吸引手段を設けて流路の内部と外部とが連通した状態で前記気泡を吸引除去してもよい。
【0017】
この液滴吐出装置においては、前記流路は底部と頂部とを備えた曲部を有し、当該曲部の頂部に前記除去手段が設けられていることが好ましい。
この液滴吐出装置によれば、流路の曲部に存在する気泡の浮力の作用により、前記気泡が前記底部側から前記頂部側に移行するので、当該頂部に気泡を集中することができる。
【0018】
この液滴吐出装置においては、予め用意した液状体に前記ノズルを接触させて、当該液状体を当該ノズルに供給する液状体供給部と、前記キャビティ側に接続された前記流路から吸引することにより、前記ノズルを介して前記液状体を前記流路側に吸引する吸引手段とを更に具備することが好ましい。
この液滴吐出装置によれば、吸引手段によって液状体を液状体供給部からノズルに供給し、更に吸引してキャビティ内に貯留する。その後、貯留した液状体を吐出手段によってノズルより吐出させるようにすれば、吐出手段によってキャビティからノズルを介して吐出できる最少限の量だけ液状体を吐出ヘッドに吸引することが可能となり、即ち、液状体が高価であったり希少である場合にも、液状体を無駄にすることなく少量の吐出を可能にすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図1(a)、(b)は本発明の液滴吐出装置の一例を示す図であり、図1(a)中符号1は液滴吐出装置である。この液滴吐出装置1は、吐出ヘッド2と、吐出するための液状体を貯留する容器3と、液状体に含まれる気泡(不純物)を除去するための除去手段4と、吐出ヘッド2内に液状体を吸引するための吸引手段を備えた圧力コントローラ5とを備えて構成されたものである。
【0020】
吐出ヘッド2は、図2(a)に示すように例えばステンレス製のノズルプレート12と振動板13とを備え、両者を仕切部材(リザーバプレート)14を介して接合したものである。ノズルプレート12と振動板13との間には、仕切部材14によって複数のキャビティ15…とリザーバ16とが形成されており、これらキャビティ15…とリザーバ16とは流路17を介して連通している。
【0021】
各キャビティ15とリザーバ16の内部とは液状体で満たされるようになっており、これらの間の流路17はリザーバ16からキャビティ15に液状体を供給する供給口として機能するようになっている。また、ノズルプレート12には、キャビティ15から液状体を噴射するための孔状のノズル18が縦横に整列した状態で複数形成されている。一方、振動板13には、リザーバ16内に開口する孔19が形成されており、この孔19には流路24を介して前記除去手段4が接続されている。
【0022】
また、振動板13のキャビティ15に向く面と反対の側の面上には、図2(b)に示すように圧電素子(ピエゾ素子)20が接合されている。この圧電素子20は、一対の電極21、21間に挟持され、通電により外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたもので、本発明における吐出手段として機能するものである。
【0023】
このような構成のもとに圧電素子20が接合された振動板13は、圧電素子20と一体になって同時に外側へ撓曲し、これによりキャビティ15の容積を増大させる。すると、キャビティ15内とリザーバ16内とが連通しており、リザーバ16内に液状体が充填されている場合には、キャビティ15内に増大した容積分に相当する液状体が、リザーバ16から流路17を介して流入する。
そして、このような状態から圧電素子20への通電を解除すると、圧電素子20と振動板13はともに元の形状に戻る。よって、キャビティ15も元の容積に戻ることから、キャビティ15内部の液状体の圧力が上昇し、ノズル18から液状体の液滴22が吐出される。
【0024】
また、前記流路17には、これの開閉をなすための電磁弁23が設けられている。従って、電磁弁23が閉じられると、キャビティ15とリザーバ16との間が閉じられ、これによりキャビティ15内の液状体の、リザーバ16側への逆流が確実に防止される。すなわち、後述するように液状体を少量しか吸引できない場合、リザーバ16に液状体が十分満たされないことがあるが、そのような状態でノズル18から液状体を吐出させる場合に、電磁弁23によってキャビティ15とリザーバ16との間の流路17を閉じておくことにより、液状体をリザーバ16側に逆流させることなくノズル18側から吐出させることができるようになっているのである。
【0025】
なお、吐出ヘッド2の吐出手段としては、前記の圧電素子(ピエゾ素子)20を用いた電気機械変換体以外でもよく、例えば、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた方式や、帯電制御型、加圧振動型といった連続方式、静電吸引方式、更にはレーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用で液状体を吐出させる方式を採用することもできる。
【0026】
容器3は、本発明における液状体供給部となるもので、図1(a)に示したようにその内部に液状体Lを貯留するものである。この容器3としては、その内部に前記吐出ヘッド2を入れて貯留した液状体中に吐出ヘッドを浸漬することができる形状・大きさであれば、特に限定されることなくいずれのものも使用可能であり、例えばビーカーやシャーレ、更には試薬を入れるガラス瓶などが用いられる。ただし、特にその材質については、用いる液状体の種類に応じて、この液状体を変質させないものを用いる必要があるのはもちろんである。
【0027】
除去手段4は、図1(a)に示すように流路24の一部分に設けられたものである。更に、図3(a)に示すように、分岐部31と、分岐配管32と、除去口33と、開閉弁34、35とから構成されている。
流路24は、気泡を容易に目視により確認できる透明配管等からなり、その材料としては樹脂等からなるフレキシブルチューブ、又はガラス管等が好ましい。また、流路24は、底部24aと頂部24bとを備えた曲部を有しており、除去手段4は頂部24bに設けられている。また、吐出ヘッド2及び圧力コントローラ5は底部24a側に設けられている。
分岐部31は、流路24と分岐配管32との接続箇所であり、例えばT字配管等を用いたり、流路24に孔部を設けて分岐管32を直接的に接続してもよい。また、材料としては流路24と同一材料であることが好ましい。
除去口33は、流路24内の気泡を外部に取り出す部位であり、鉛直方向を向いていることが好ましい。
開閉弁34、35のそれぞれは、後述するように気泡が流路内にある場合に、開くことにより、液状体に含まれる気泡を除去するものである。また、その開閉弁34、35の種類としては、電磁力の作用を利用した電磁弁や、空気圧の作用を利用した圧空弁、もしくは作業者自身が開閉作業を行う手動弁等が採用される。ここで、電磁弁や圧空バルブ等を用いる場合には、開閉弁34、35を自動的に駆動させる制御部を設けてもよい。なお、本例においては、開閉弁34、35のそれぞれを駆動する場合について説明するが、これらを一般に市販されている三方弁に代替してもよい。
このような構成を有する除去手段4は、図1(a)に示すように2箇所設けているが、単数もしくは、3箇所以上設けてもよい。なお、以下の説明では、複数の除去手段4のうち代表して一つについて説明し、他の同一の除去手段4については説明を省略する。
【0028】
圧力コントローラ5は、流路24を介して除去手段4と接続されたもので、流路24に接続されたバッファ槽25と、このバッファ槽25にチューブ26を介して接続された圧発生器27と、バッファ槽25にチューブ28を介して接続された圧力センサ29と、圧発生器27を制御する制御部30とを備えてなるものである。
【0029】
圧発生器27は、本例における吸引手段、更には加圧手段として機能するもので、チューブ26を介して接続されたバッファ槽25内を減圧し、あるいは加圧することにより、吐出ヘッド2のリザーバ16内を減圧しあるいは加圧するものである。この圧発生器27としては、減圧ポンプ(真空ポンプ)や加圧ポンプ(送気ポンプ)を備えて三方弁などで減圧・加圧を切り換える機構のものや、ポンプ以外の手段、例えば水頭などを用いた負圧源・正圧源を用いる機構などが採用される。なお、本例においては減圧・加圧を行えるものとするが、この圧発生器27は必ずしも減圧・加圧の両方を行える必要はなく、少なくとも後述するような吐出ヘッド2を介しての吸引が行えるだけの減圧が行えれば十分である。
【0030】
圧力センサ29は、圧発生器27によって変圧されたバッファ槽25内の圧力を検出し、得られた電圧値を信号として制御部30に送るもので、市販されている従来公知の圧力センサからなるものである。
制御部30は、圧発生器27を制御してバッファ槽25内を設定した圧となるようにするもので、前記圧力センサ29で検出されたバッファ槽25内の圧力によって減圧度を変え、あるいは加圧度を変えるように圧発生器27を制御するものである。また、この制御部30は、圧発生器27によって形成するバッファ槽25の内圧を予め設定できるようになっており、更に、前記吐出ヘッド2の流路17に設けられた電磁弁23の開閉も制御するようになっている。
【0031】
なお、このような構成の液滴吐出装置1については、前記吐出ヘッド2を移動させる移動機構を備えることにより、液状体を吐出ヘッド2によって所望位置に自動的に吐出することが可能となる。ここで、移動機構は、液滴吐出装置1の吐出ヘッド2をX方向に移動させるX方向移送体と、Y方向に移動させるY方向移送体と、Z方向(高さ方向)移送体とを有したもので、これら移送体がリニアモータ等の駆動手段によって例えば1μm単位で移動することにより、吐出ヘッド2を水平方向であるXY方向と高さ方向(垂直方向)であるZ方向に精度よく移動させることができるようになっている。
また、吐出ヘッド2は前記移動機構に対して着脱可能になっており、これによって手動で液状体の吐出・分滴を行いたいような場合にもその操作が行えるようになっている。
【0032】
次に、前記構成の液滴吐出装置1の使用方法に基づき、本発明の液滴吐出方法を説明する。
まず、吐出ヘッド2に液状体Lを充填する工程について説明する。
即ち、充填目的とする液状体Lを用意し、これを容器3に入れる。ここで、本発明は特に高価な試薬や希少な検体などを充填するのに好適に用いられるものであり、従って、液状体Lとしても充填する最少限の量しかないものとする。なお、このような液状体Lに対しては、予め脱気しておくのが好ましい。
【0033】
次に、除去手段4の開閉弁34を閉じ、開閉弁35を開く。即ち、除去口33と流路24とが非連通状態となり、また、吐出ヘッド2と圧力コントローラ5とが連通状態となる。
【0034】
次に、吐出ヘッド2の電磁弁23が閉じた状態で、容器3内に吐出ヘッド2を入れて液状体L内に浸漬する。
更に、圧力コントローラ5の圧発生器27の減圧側の機構を作動させ、バッファ槽25内を予め設定した所定圧力にまで減圧する。ここで、吐出ヘッド2内のリザーバ16はチューブ24とフィルタ機構部4を介してバッファ槽25に接続されているので、リザーバ16内もバッファ槽25と同じ圧にまで減圧される。
【0035】
このようにしてバッファ槽25を所定圧まで減圧したら、電磁弁23を開く。すると、流路17が開通してキャビティ15とリザーバ16とが連通した状態になる。ここで、リザーバ16内及び流路24内は、バッファ槽25と同圧力まで減圧されているので、液状体Lがノズル18から吸引され、図3(b)に示すように液状体Lはキャビティ15、リザーバ16、流路24に流入する。
【0036】
このような液状体Lの流動に伴って、ノズル18やキャビティ15内を通過することにより生じた気泡Aが液状体L内に混入し、当該気泡Aは液状体L内に所々に現れる。更に、図1(a)に示すように流路24は曲部を有しているので、気泡Aは浮力の作用によって底部24a側から頂部24b側に向かって上昇し、頂部24bに設けられた除去手段4に集中する。
【0037】
上述のように流路24内に液状体Lが充填した後に、電磁弁23を閉じることにより、ノズル18からの液状体Lの吸引が停止する。更に、吐出ヘッド2を容器3から引き上げて、必要に応じて吐出ヘッド2のノズル18形成面に付着した液状体Lを拭き取ることにより、液状体Lの充填が終了となる。
ここで、次に説明する気泡Aを除去する工程において容易に気泡Aを除去するために、圧発生器27の加圧側の機構を作動させて予めバッファ槽25内を大気圧より僅かに高い圧力となるように加圧しておく。これに伴って、流路24内の液状体Lの圧力はバッファ槽25内の圧力と同圧となり、即ち、液状体Lの圧力は大気圧より僅かに高い状態となる。
【0038】
次に、液状体Lから気泡Aを除去する工程について説明する。
即ち、図3(c)に示すように除去手段4の開閉弁35を閉じ、開閉弁34を開く。これによって、また、吐出ヘッド2と圧力コントローラ5とが非連通状態となり、除去口33と流路24とが連通状態となる。更に、先に記載したように液状体Lの圧力は大気圧より僅かに高い状態になっているので、気泡Aが流路24内の液状体Lによって押圧され、開閉弁34を介して除去口33から押し出される。従って、気泡Aが液状体Lから完全に除去される。
【0039】
次に、液滴吐出工程の準備を行う。
即ち、除去手段4の開閉弁34を閉じた後に開閉弁35を開くことにより、除去口33と流路24とが非連通状態となり、リザーバ16と圧力コントローラ5とが連通状態となる。
なお、先に記載した気泡Aの除去による液状体Lの圧力低下を補うために、圧発生器27の加圧側の機構を作動させてバッファ槽25内を大気圧より僅かに高い圧にまで加圧してもよい。
【0040】
次に、液状体Lを吐出する液滴吐出工程について説明する。
まず、液状体Lの吐出に先立って、吐出ヘッド2を所定の位置に配置する。ここで、液状体Lを吐出する場合には、吐出ヘッド2の圧電素子20を作動することにより、液状体Lがキャビティからノズル18を介して吐出され、また、流路24からリザーバ16に流動し、リザーバ16からキャビティ15に流動する。このように液状体Lは、流路24からリザーバ16、キャビティ15を介してノズル18から液滴22として吐出される。
なお、吐出ヘッド2を移動させる移動機構を液滴吐出装置1に設けた場合には、移動機構を適宜に動作させることによって吐出ヘッド2を所望位置にまで移動させ、そこで液滴(液状体L)の吐出を行わせるようにする。
【0041】
このような液滴吐出方法にあっては、ノズル18から液状体Lを吸引してキャビティ15内に貯留し、その後、貯留した液状体Lを圧電素子20によってノズル18より吐出させるようにしたので、例えば吐出するのに必要な最少限の量だけを吐出ヘッド2に吸引することができる。従って、液状体Lが高価であったり希少である場合にも、液状体Lを無駄にすることなく少量の吐出を行うことができる。
更に、液状体Lに含まれる気泡Aを流路24内から除去する際に、気泡Aと共に除去する液状体Lの量を最小限に抑えることが可能となり、従って、液状体Lを無駄にすることなく気泡Aの除去が可能となる。また、液状体Lの除去は、流路24の頂部24bに集中した開閉弁34、35を開閉することで行われるので、容易に気泡Aを除去することができる。更に、気泡Aが流路24内から除去されるので、気泡Aが吐出ヘッド2内に残留することがなく、液状体Lの吐出を良好に行うことができる。
【0042】
なお、本例においては、流路24内の液状体Lの圧力を大気圧よりも僅かに高い状態にして除去口33から気泡Aを除去したが、当該除去口33に真空ポンプ等の吸引手段を設けて、液状体Lから気泡Aを吸引することにより除去してもよい。この場合、電磁弁23を開状態、及び開閉弁35を閉状態にしておく。
【0043】
また、本例においては、吐出ヘッド2から容器3内の液状体Lをノズル18から圧力コントローラ5によって吸引することで液状体Lを充填したが、圧力コントローラ5に代わって、液状体Lが多量に貯留されている貯留タンクを設け、貯留タンクから流路24及び除去手段4を介して吐出ヘッド2に液状体Lを供給してもよい。この場合には、上述の気泡Aの除去を行うことができると共に、貯留タンク内の液状体Lをノズル18から連続的に吐出することが可能となる。
【0044】
また、本例においては、曲部を有する流路24の頂部24bに除去手段4を配置した構成となっているが、本発明は本例に限定されることなく、種々の構成を採用することができる。
【0045】
次に、除去手段4及び流路24の他の形態について図4を参照して説明する。ここでは、先に記載した除去手段4及び流路24の異なる部分のみを説明し、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【0046】
図4(a)は、他の形態の流路24、除去手段4を備えた液滴吐出装置を示す図である。
液滴吐出装置1aは、吐出ヘッド2と圧力コントローラ5との間に螺旋状に配された流路24と、当該流路24の頂部24bに設けられた除去手段4a、4b、4cとを備えた構成となっている。
このように構成された液滴吐出装置1aの液状体Lを除去する方法は、除去手段4a、4b、4cのうちいずれかを選択して気泡Aを取り除く、又は、除去手段4a、4b、4cを段階的に選択して気泡Aを取り除く、又は、除去手段4a、4cの開閉弁35を閉じた状態で除去手段4bの除去口33に接続された真空ポンプで吸引することにより気泡Aを取り除く、等により行われる。
このような液滴吐出装置1aにおいても、先に記載した液滴吐出装置1と同様の効果を奏する。
【0047】
図4(b)は、他の形態の流路24を備えた液滴吐出装置を示す図である。
液滴吐出装置1bは、吐出ヘッド2と圧力コントローラ5との間に折曲して配された流路24と、当該流路24の頂部24bに設けられた除去手段4とを備えた構成となっている。
このような液滴吐出装置1bにおいても、先に記載した液滴吐出装置1と同様の効果を奏する。
【0048】
なお、前記例では、充填目的とする吐出用の液状体として、高価な試薬や希少な検体などとしたが、これらに限定されることなく、有機EL素子の形成材料や金属配線の材料となる金属コロイド、更にはマイクロレンズ材料やカラーフィルタ材料、液晶材料などの各種の材料を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)、(b)は本発明の液滴吐出装置の概略構成図である。
【図2】(a)、(b)は吐出ヘッドの概略構成図である。
【図3】(a)〜(c)は除去手段を説明するための図である。
【図4】他の液滴吐出装置を説明するための図である。
【符号の説明】
1…液滴吐出装置、2…吐出ヘッド、3…容器(液状体供給部)、4…除去手段、5…圧力コントローラ(吸引手段)、15…キャビティ、18…ノズル、20…圧電素子(吐出手段)、24…流路、24a…底部、24b…頂部、34、35…開閉弁、A…気泡(不純物)、L…液状体
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a droplet discharging method and a droplet discharging device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been remarkable progress in analyzing gene structures, and many gene structures including human genes have been revealed. In order to analyze such a gene structure, thousands or more than 10,000 different types of DNA fragments are aligned and fixed as spots on a substrate such as a microscope slide glass to obtain a test object, which is observed with a microscope or the like. Such methods are adopted.
[0003]
However, when several thousand or more objects are manufactured, such as in the case of such an object to be inspected, it is extremely inefficient if all the operations are performed manually, and thus automation is desired.
As one method for performing the automation, it is conceivable to use a filling device that discharges a liquid material such as a reagent and fills the test object. As a filling device for discharging a liquid material, for example, there is a droplet discharging device called an ink jet device (for example, see Patent Literature 1) conventionally used in printers and the like.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-324505 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described droplet discharge device, a liquid reservoir tank is provided behind the discharge head, and a liquid material is supplied to the discharge head from this tank, and a droplet (liquid material) is discharged from a nozzle of the discharge head. It is.
However, in the production of a test object or the like using a DNA fragment as described above, a specimen such as a DNA to be used is rare and a reagent to be used is often expensive. Therefore, it is difficult to store a large amount of the liquid material to be a sample in the liquid storage tank and in the path from the liquid storage tank to the discharge head, supply the liquid to the discharge head, and discharge the liquid.
[0006]
Because, when the liquid storage tank is provided as described above, the liquid must be filled in a path from the liquid storage tank to the discharge head, and a test liquid is used to remove mixed air (bubbles). Body discharge must be performed, and therefore, a large amount of liquid material (sample) is required, and a large amount of liquid material (sample) is wasted, which is disadvantageous in terms of cost. This is because it cannot be applied.
[0007]
On the other hand, in order to avoid the difficulty in handling the rare liquid material, a method has been proposed in which the liquid material is sucked by a necessary amount from the nozzles of the discharge head and charged into the discharge head. According to this method, there is no need to store the liquid in a liquid storage tank or the like, which is advantageous in cost.
[0008]
However, in this method, bubbles are generated by sucking the liquid material from the nozzle, and not only the bubbles remain in the ejection head, but also dust such as fine particles smaller in diameter than the nozzle diameter remains. There is a problem. Furthermore, in order to remove the remaining air bubbles, fine particles, and the like, it is necessary to suck more liquid material, and as a result, there is a problem that the liquid material is wasted.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances. It is an object of the present invention to easily and surely fill expensive reagents and rare specimens, etc. It is an object of the present invention to provide a droplet discharge method and a droplet discharge device which can suppress the residual of particles and fine particles.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a droplet discharging method according to the present invention includes a cavity for storing a liquid material, a nozzle communicating with the cavity, and a discharge unit for discharging the liquid material stored in the cavity from the nozzle. A droplet discharging method for discharging a liquid material to a desired location using a discharge head having the method, comprising a step of removing impurities contained in the liquid material from a flow path in which the liquid material flows. I do.
[0011]
According to this droplet discharging method, the liquid stored in the cavity is discharged from the nozzle by the discharging means, so that the liquid can be discharged from the cavity through the nozzle by the discharging means. Further, when a storage tank in which a large amount of liquid material is stored and the cavity are connected via the flow path, the large amount of liquid material can be continuously discharged from the nozzle. Further, when impurities contained in the liquid material are removed from the inside of the flow path, it is possible to minimize the amount of the liquid material to be removed together with the impurities, and therefore, when the liquid material is expensive or rare, Also, it is possible to remove impurities without wasting the liquid material. Further, since the impurities are removed from the inside of the flow path as described above, the liquids can be satisfactorily discharged without the impurities remaining in the discharge head.
[0012]
Further, in the droplet discharging method, it is preferable that the step of removing the impurities is performed by opening an on-off valve that makes the inside and the outside of the flow path communicate.
According to this droplet discharging method, by opening the on-off valve, the inside and the outside of the flow path are in communication. When the impurity is, for example, a bubble, the bubble moves from the inside of the communicating channel to the outside, so that the bubble can be removed from the channel. That is, the air bubbles can be removed by opening the on-off valve. In the on-off valve, the air bubbles may be removed by suction in a state where the inside and the outside communicate with each other.
[0013]
Further, in the droplet discharging method, by contacting the nozzle with a liquid material prepared in advance, supplying the liquid material to the nozzle, and suctioning the liquid material from the flow path connected to the cavity side. And a step of sucking the liquid material toward the flow channel through the nozzle.
According to this droplet discharging method, the liquid material is sucked from the nozzle and stored in the cavity, and then the stored liquid material is discharged from the nozzle by the discharging means. Liquid material can be sucked into the discharge head by the minimum amount that can be ejected. Therefore, even when the liquid material is expensive or scarce, a small amount of liquid material can be ejected without wasting it. Can be
[0014]
Further, the droplet discharge device of the present invention has a cavity for storing a liquid material, a nozzle communicating with the cavity, and a discharge unit for discharging the liquid material stored in the cavity from the nozzle. A droplet discharge device including a discharge head, the liquid discharge device being connected to the cavity side of the discharge head and removing a flow path through which the liquid flows and impurities contained in the liquid from the flow path. And a removing means.
[0015]
According to this droplet discharge device, since the liquid stored in the cavity is discharged from the nozzle by the discharge means, the liquid can be discharged from the cavity through the nozzle by the discharge means. Also, when a storage tank in which a large amount of liquid material is stored is provided, and the storage tank and the cavity are connected via the flow path, the large amount of liquid material is continuously discharged from the nozzle. be able to. Further, since the impurities contained in the liquid material are removed from the inside of the flow path by the removing means, the liquid material can be discharged favorably without the impurities remaining in the discharge head.
[0016]
In the droplet discharge device, it is preferable that the removing unit is provided in at least a part of the flow path, and includes an opening / closing valve that connects the inside and the outside of the flow path to each other.
According to this droplet discharge device, by opening the on-off valve, the inside and the outside of the flow path are in communication. When the impurity is, for example, a bubble, the bubble moves from the inside of the communicating channel to the outside, so that the bubble can be removed from the channel. That is, the air bubbles can be removed by providing the removing means at a desired position in the flow path. In the removing means, a suction means may be provided to remove the air bubbles by suction while the inside and outside of the flow path communicate with each other.
[0017]
In this droplet discharge device, it is preferable that the flow path has a curved portion having a bottom portion and a top portion, and the removing means is provided at the top portion of the curved portion.
According to this droplet discharge device, the bubbles move from the bottom side to the top side by the action of buoyancy of the bubbles existing in the curved portion of the flow path, so that the bubbles can be concentrated at the top.
[0018]
In this droplet discharge device, the nozzle is brought into contact with a liquid material prepared in advance, and the liquid material is supplied from the liquid supply unit that supplies the liquid material to the nozzle, and the liquid material is sucked from the flow path connected to the cavity side. Preferably, the apparatus further comprises a suction unit for sucking the liquid material toward the flow path through the nozzle.
According to this droplet discharge device, the liquid material is supplied from the liquid material supply unit to the nozzle by the suction means, and is further suctioned and stored in the cavity. Thereafter, if the stored liquid material is discharged from the nozzle by the discharge means, it becomes possible to suck the liquid material into the discharge head by a minimum amount that can be discharged from the cavity through the nozzle by the discharge means, that is, Even when the liquid material is expensive or scarce, it is possible to discharge a small amount without wasting the liquid material.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
FIGS. 1A and 1B are views showing an example of a droplet discharge device of the present invention, and reference numeral 1 in FIG. 1A indicates a droplet discharge device. The droplet discharge device 1 includes a discharge head 2, a container 3 for storing a liquid to be discharged, a removing unit 4 for removing bubbles (impurities) contained in the liquid, and a discharge head 2. The pressure controller 5 is provided with a suction means for sucking a liquid material.
[0020]
As shown in FIG. 2A, the ejection head 2 includes a nozzle plate 12 made of, for example, stainless steel and a vibration plate 13, and both are joined via a partition member (reservoir plate) 14. A plurality of cavities 15... And a reservoir 16 are formed between the nozzle plate 12 and the vibration plate 13 by a partition member 14, and these cavities 15. I have.
[0021]
Each cavity 15 and the inside of the reservoir 16 are filled with a liquid material, and a flow path 17 therebetween functions as a supply port for supplying the liquid material from the reservoir 16 to the cavity 15. . The nozzle plate 12 has a plurality of hole-shaped nozzles 18 for ejecting the liquid material from the cavities 15 in a state of being arranged vertically and horizontally. On the other hand, the diaphragm 13 is formed with a hole 19 that opens into the reservoir 16, and the hole 19 is connected to the removing unit 4 via a flow path 24.
[0022]
Further, a piezoelectric element (piezo element) 20 is joined to the surface of the vibration plate 13 opposite to the surface facing the cavity 15 as shown in FIG. The piezoelectric element 20 is sandwiched between the pair of electrodes 21 and 21 and is configured to bend so as to protrude outward when energized, and functions as a discharge unit in the present invention.
[0023]
The vibration plate 13 to which the piezoelectric element 20 is bonded in such a configuration flexes outward simultaneously with the piezoelectric element 20, thereby increasing the volume of the cavity 15. Then, the inside of the cavity 15 communicates with the inside of the reservoir 16, and when the liquid material is filled in the reservoir 16, the liquid material corresponding to the increased volume in the cavity 15 flows from the reservoir 16. It flows in via path 17.
When the power supply to the piezoelectric element 20 is released from such a state, both the piezoelectric element 20 and the diaphragm 13 return to their original shapes. Therefore, since the cavity 15 also returns to the original volume, the pressure of the liquid in the cavity 15 increases, and the liquid droplet 22 is discharged from the nozzle 18.
[0024]
The flow path 17 is provided with an electromagnetic valve 23 for opening and closing the flow path 17. Therefore, when the solenoid valve 23 is closed, the space between the cavity 15 and the reservoir 16 is closed, whereby the liquid in the cavity 15 is reliably prevented from flowing back to the reservoir 16 side. That is, when only a small amount of the liquid material can be sucked as described later, the liquid material may not be sufficiently filled in the reservoir 16. By closing the flow path 17 between the reservoir 15 and the reservoir 16, the liquid can be discharged from the nozzle 18 without flowing back to the reservoir 16.
[0025]
The ejection means of the ejection head 2 may be other than the electromechanical transducer using the piezoelectric element (piezo element) 20. For example, a method using an electrothermal transducer as an energy generating element, a charge control type It is also possible to employ a continuous system such as a pressurized vibration type, an electrostatic suction system, or a system in which an electromagnetic wave such as a laser is irradiated to generate heat, and the liquid material is discharged by the action of the generated heat.
[0026]
The container 3 serves as a liquid supply unit in the present invention, and stores the liquid L therein as shown in FIG. The container 3 is not particularly limited as long as it can immerse the discharge head in a liquid material in which the discharge head 2 is stored by putting the discharge head 2 therein. For example, a beaker, a petri dish, and a glass bottle for storing a reagent are used. However, it is of course necessary to use a material that does not alter the quality of the liquid according to the type of the liquid used.
[0027]
The removing means 4 is provided in a part of the flow path 24 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3A, it is composed of a branch portion 31, a branch pipe 32, a removal port 33, and on-off valves 34 and 35.
The flow path 24 is made of a transparent pipe or the like from which air bubbles can be easily visually confirmed, and the material thereof is preferably a flexible tube or a glass tube made of a resin or the like. The flow path 24 has a curved portion having a bottom 24a and a top 24b, and the removing unit 4 is provided on the top 24b. The ejection head 2 and the pressure controller 5 are provided on the bottom 24a side.
The branch portion 31 is a connection portion between the flow path 24 and the branch pipe 32. For example, a T-shaped pipe may be used, or a hole may be provided in the flow path 24 to directly connect the branch pipe 32. Further, the material is preferably the same as the material of the flow path 24.
The removal port 33 is a part for taking out bubbles in the flow path 24 to the outside, and is preferably oriented vertically.
Each of the on-off valves 34 and 35 is for removing bubbles contained in the liquid material by opening when bubbles are present in the flow path as described later. As the types of the on-off valves 34 and 35, an electromagnetic valve using the action of electromagnetic force, a pneumatic valve using the action of air pressure, or a manual valve on which the operator performs opening and closing operations is adopted. Here, when an electromagnetic valve, a pneumatic valve, or the like is used, a control unit for automatically driving the on-off valves 34 and 35 may be provided. In this example, a case will be described in which each of the on-off valves 34 and 35 is driven. However, these may be replaced with generally available three-way valves.
Although the removing means 4 having such a configuration is provided at two places as shown in FIG. 1A, a single means or three or more places may be provided. In the following description, one of the plurality of removing units 4 will be described as a representative, and the description of the other identical removing units 4 will be omitted.
[0028]
The pressure controller 5 is connected to the removing unit 4 via a flow path 24, and includes a buffer tank 25 connected to the flow path 24 and a pressure generator 27 connected to the buffer tank 25 via a tube 26. And a pressure sensor 29 connected to the buffer tank 25 via a tube 28, and a control unit 30 for controlling the pressure generator 27.
[0029]
The pressure generator 27 functions as a suction unit and a pressurizing unit in the present embodiment, and depressurizes or pressurizes the inside of the buffer tank 25 connected via the tube 26 to thereby form a reservoir for the discharge head 2. The pressure in the chamber 16 is reduced or increased. As the pressure generator 27, a pressure generator (vacuum pump) or a pressurization pump (air supply pump) provided with a mechanism for switching between decompression and pressurization by a three-way valve or the like, or means other than the pump, such as a water head, is used. A mechanism using the used negative pressure source / positive pressure source is adopted. In this example, it is assumed that pressure reduction and pressurization can be performed. However, the pressure generator 27 does not necessarily need to be able to perform both pressure reduction and pressurization, and at least suction through the discharge head 2 described later is performed. Sufficient decompression is sufficient.
[0030]
The pressure sensor 29 detects the pressure in the buffer tank 25 transformed by the pressure generator 27 and sends the obtained voltage value to the control unit 30 as a signal, and is composed of a conventionally known pressure sensor that is commercially available. Things.
The control unit 30 controls the pressure generator 27 so that the pressure inside the buffer tank 25 becomes a set pressure, and changes the degree of pressure reduction according to the pressure inside the buffer tank 25 detected by the pressure sensor 29, or The pressure generator 27 is controlled so as to change the degree of pressurization. Further, the control unit 30 can preset the internal pressure of the buffer tank 25 formed by the pressure generator 27, and further opens and closes the electromagnetic valve 23 provided in the flow path 17 of the discharge head 2. Control.
[0031]
In addition, in the droplet discharge device 1 having such a configuration, it is possible to automatically discharge the liquid material to a desired position by the discharge head 2 by including the moving mechanism for moving the discharge head 2. Here, the moving mechanism includes an X-direction transfer body that moves the discharge head 2 of the droplet discharge device 1 in the X direction, a Y-direction transfer body that moves in the Y direction, and a Z-direction (height direction) transfer body. By moving these transfer bodies in units of, for example, 1 μm by a driving means such as a linear motor, the ejection head 2 can be precisely moved in the XY directions as the horizontal direction and the Z direction as the height direction (vertical direction). It can be moved.
Further, the ejection head 2 is detachable with respect to the moving mechanism, so that the operation can be performed even when it is desired to manually eject and drop the liquid material.
[0032]
Next, a droplet discharge method of the present invention will be described based on a method of using the droplet discharge device 1 having the above-described configuration.
First, a step of filling the ejection head 2 with the liquid material L will be described.
That is, a liquid material L to be filled is prepared and put into the container 3. Here, the present invention is suitably used for filling particularly expensive reagents and rare specimens, and therefore, it is assumed that the liquid L has a minimum amount to be filled. It is preferable that such a liquid material L be degassed in advance.
[0033]
Next, the on-off valve 34 of the removing means 4 is closed, and the on-off valve 35 is opened. That is, the removal port 33 and the flow path 24 are in a non-communication state, and the ejection head 2 and the pressure controller 5 are in a communication state.
[0034]
Next, with the electromagnetic valve 23 of the discharge head 2 closed, the discharge head 2 is put in the container 3 and immersed in the liquid L.
Further, the mechanism on the pressure reducing side of the pressure generator 27 of the pressure controller 5 is operated to reduce the pressure in the buffer tank 25 to a predetermined pressure set in advance. Here, since the reservoir 16 in the ejection head 2 is connected to the buffer tank 25 via the tube 24 and the filter mechanism 4, the pressure in the reservoir 16 is also reduced to the same pressure as the buffer tank 25.
[0035]
When the buffer tank 25 is depressurized to a predetermined pressure in this way, the solenoid valve 23 is opened. Then, the flow path 17 is opened, and the cavity 15 and the reservoir 16 communicate with each other. Here, since the inside of the reservoir 16 and the inside of the flow path 24 are depressurized to the same pressure as the buffer tank 25, the liquid L is sucked from the nozzle 18, and as shown in FIG. 15, the reservoir 16, and the flow channel 24.
[0036]
With the flow of the liquid L, bubbles A generated by passing through the nozzle 18 and the cavity 15 are mixed into the liquid L, and the bubbles A appear in the liquid L in various places. Further, as shown in FIG. 1A, since the flow path 24 has a curved portion, the bubble A rises from the bottom 24a toward the top 24b by the action of buoyancy, and is provided at the top 24b. Focus on the removing means 4.
[0037]
After the liquid material L is filled in the flow path 24 as described above, by closing the electromagnetic valve 23, the suction of the liquid material L from the nozzle 18 is stopped. Further, the discharge head 2 is pulled up from the container 3 and the liquid L adhered to the nozzle 18 forming surface of the discharge head 2 is wiped off as necessary, thereby completing the filling of the liquid L.
Here, in order to easily remove the bubbles A in the process of removing the bubbles A described below, the mechanism on the pressurizing side of the pressure generator 27 is operated to preliminarily set the inside of the buffer tank 25 to a pressure slightly higher than the atmospheric pressure. Pressurize so that Accordingly, the pressure of the liquid L in the flow path 24 becomes equal to the pressure in the buffer tank 25, that is, the pressure of the liquid L is slightly higher than the atmospheric pressure.
[0038]
Next, the step of removing the bubbles A from the liquid L will be described.
That is, as shown in FIG. 3C, the on-off valve 35 of the removing means 4 is closed, and the on-off valve 34 is opened. As a result, the ejection head 2 and the pressure controller 5 are in a non-communication state, and the removal port 33 and the flow path 24 are in a communication state. Further, as described above, since the pressure of the liquid L is slightly higher than the atmospheric pressure, the bubble A is pressed by the liquid L in the flow path 24 and the removal port is opened and closed via the on-off valve 34. Extruded from 33. Therefore, the bubbles A are completely removed from the liquid L.
[0039]
Next, preparation for a droplet discharging step is performed.
That is, by opening the on-off valve 35 after the on-off valve 34 of the removing means 4 is closed, the removal port 33 and the flow path 24 are not in communication, and the reservoir 16 and the pressure controller 5 are in communication.
In order to compensate for the pressure drop of the liquid L caused by the removal of the air bubbles A described above, the mechanism on the pressure side of the pressure generator 27 is operated to apply a pressure inside the buffer tank 25 to a pressure slightly higher than the atmospheric pressure. Pressure may be applied.
[0040]
Next, a droplet discharging step of discharging the liquid L will be described.
First, before discharging the liquid L, the discharge head 2 is arranged at a predetermined position. Here, when discharging the liquid material L, the liquid material L is discharged from the cavity through the nozzle 18 by operating the piezoelectric element 20 of the discharge head 2, and flows from the flow path 24 to the reservoir 16. Then, the fluid flows from the reservoir 16 to the cavity 15. In this manner, the liquid material L is discharged from the nozzle 18 as the liquid droplet 22 through the reservoir 16 and the cavity 15 from the flow path 24.
When a moving mechanism for moving the discharge head 2 is provided in the droplet discharge device 1, the discharge head 2 is moved to a desired position by appropriately operating the moving mechanism, and the droplet (liquid L ) Is performed.
[0041]
In such a droplet discharging method, the liquid L is sucked from the nozzle 18 and stored in the cavity 15, and then the stored liquid L is discharged from the nozzle 18 by the piezoelectric element 20. For example, only the minimum amount necessary for ejection can be sucked into the ejection head 2. Therefore, even when the liquid L is expensive or scarce, a small amount of discharge can be performed without wasting the liquid L.
Further, when the bubbles A included in the liquid L are removed from the inside of the flow path 24, the amount of the liquid L to be removed together with the bubbles A can be minimized, so that the liquid L is wasted. The bubble A can be removed without any trouble. Further, since the liquid material L is removed by opening and closing the on-off valves 34 and 35 concentrated on the top 24b of the flow path 24, the bubbles A can be easily removed. Further, since the bubble A is removed from the inside of the flow path 24, the bubble A does not remain in the discharge head 2 and the discharge of the liquid L can be performed satisfactorily.
[0042]
In this example, the bubbles A were removed from the removal port 33 by setting the pressure of the liquid L in the flow path 24 slightly higher than the atmospheric pressure, but the removal port 33 was provided with suction means such as a vacuum pump. May be provided, and the bubbles A may be removed from the liquid material L by suction. In this case, the solenoid valve 23 is opened and the on-off valve 35 is closed.
[0043]
Further, in the present embodiment, the liquid L in the container 3 is filled from the discharge head 2 by suctioning the liquid L from the nozzle 18 by the pressure controller 5. May be provided, and the liquid material L may be supplied from the storage tank to the discharge head 2 via the flow path 24 and the removing unit 4. In this case, the above-described bubble A can be removed, and the liquid L in the storage tank can be continuously discharged from the nozzle 18.
[0044]
Further, in the present embodiment, the removing unit 4 is arranged at the top 24b of the flow path 24 having the curved portion. However, the present invention is not limited to this embodiment, and various configurations may be adopted. Can be.
[0045]
Next, another embodiment of the removing means 4 and the flow path 24 will be described with reference to FIG. Here, only different portions of the above-described removing means 4 and the flow path 24 will be described, and the same portions will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0046]
FIG. 4A is a diagram illustrating a droplet discharge device including a flow path 24 and a removing unit 4 according to another embodiment.
The droplet discharge device 1a includes a flow path 24 spirally arranged between the discharge head 2 and the pressure controller 5, and removing means 4a, 4b, and 4c provided at a top 24b of the flow path 24. Configuration.
The method of removing the liquid material L of the droplet discharge device 1a configured as described above is performed by selecting one of the removing means 4a, 4b, and 4c to remove the bubble A, or removing the bubbles A. Is removed step by step to remove the bubble A, or the bubble A is removed by suction with a vacuum pump connected to the removal port 33 of the removal means 4b with the open / close valve 35 of the removal means 4a, 4c closed. , Etc.
Also in such a droplet discharge device 1a, the same effect as that of the droplet discharge device 1 described above is exerted.
[0047]
FIG. 4B is a diagram illustrating a droplet discharge device including a flow path 24 according to another embodiment.
The droplet discharge device 1b includes a flow path 24 bent between the discharge head 2 and the pressure controller 5, and a removing unit 4 provided at a top 24b of the flow path 24. Has become.
Also in such a droplet discharge device 1b, the same effects as those of the droplet discharge device 1 described above are exerted.
[0048]
In the above-described example, an expensive reagent or a rare specimen was used as the liquid material for discharging for the purpose of filling. However, the liquid material is not limited thereto, and may be a material for forming an organic EL element or a material for metal wiring. Various materials such as a metal colloid, a microlens material, a color filter material, and a liquid crystal material can also be used.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are schematic structural views of a droplet discharge device of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are schematic configuration diagrams of an ejection head.
FIGS. 3A to 3C are diagrams for explaining a removing unit.
FIG. 4 is a diagram for explaining another droplet discharge device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Droplet discharge apparatus, 2 ... Discharge head, 3 ... Container (liquid supply part), 4 ... Removal means, 5 ... Pressure controller (suction means), 15 ... Cavity, 18 ... Nozzle, 20 ... Piezoelectric element (discharge) Means), 24 ... flow path, 24a ... bottom part, 24b ... top part, 34, 35 ... open / close valve, A ... bubbles (impurities), L ... liquid

Claims (7)

液状体を貯留するキャビティと、該キャビティに連通するノズルと、前記キャビティ内に貯留された液状体を前記ノズルより吐出させるための吐出手段とを有した吐出ヘッドを用いて液状体を所望箇所に吐出する液滴吐出方法であって、
前記液状体に含まれる不純物を当該液状体が流動する流路内から除去する工程を具備することを特徴とする液滴吐出方法。
Using a discharge head having a cavity for storing the liquid material, a nozzle communicating with the cavity, and discharge means for discharging the liquid material stored in the cavity from the nozzle, the liquid material is placed at a desired location. A droplet discharging method for discharging,
A method of discharging liquid droplets, comprising a step of removing impurities contained in the liquid material from a flow path in which the liquid material flows.
前記不純物を除去する工程は、前記流路の内部及び外部を連通状態にする開閉弁を開いて行うことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出方法。2. The droplet discharging method according to claim 1, wherein the step of removing the impurities is performed by opening an on-off valve that connects the inside and the outside of the flow path. 3. 予め用意した液状体に前記ノズルを接触させて、当該液状体を当該ノズルに供給する工程と、
前記キャビティ側に接続された前記流路から吸引することにより、前記ノズルを介して前記液状体を前記流路側に吸引する工程と、
を更に具備することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液滴吐出方法。
Contacting the nozzle with a liquid material prepared in advance, and supplying the liquid material to the nozzle;
A step of sucking the liquid material through the nozzle to the flow path side by suctioning from the flow path connected to the cavity side,
3. The droplet discharging method according to claim 1, further comprising:
液状体を貯留するキャビティと、該キャビティに連通するノズルと、前記キャビティ内に貯留された液状体を前記ノズルより吐出させるための吐出手段とを有した吐出ヘッドを備えてなる液滴吐出装置であって、
前記吐出ヘッドの前記キャビティ側に接続され、前記液状体が流動する流路と、
前記液状体に含まれる不純物を前記流路内から除去する除去手段と、
を具備することを特徴とする液滴吐出装置。
A droplet discharge device including a cavity for storing a liquid material, a nozzle communicating with the cavity, and a discharge head having a discharge unit for discharging the liquid material stored in the cavity from the nozzle. So,
A flow path connected to the cavity side of the discharge head and through which the liquid material flows,
Removing means for removing impurities contained in the liquid material from within the flow path,
A droplet discharge device comprising:
前記除去手段は、前記流路の少なくとも一部に設けられ、当該流路の内部及び外部を連通状態にする開閉弁を備えていることを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出装置。5. The droplet discharge device according to claim 4, wherein the removing unit includes an opening / closing valve provided in at least a part of the flow path and communicating the inside and the outside of the flow path. 6. 前記流路は、底部と頂部とを備えた曲部を有し、当該曲部の頂部に前記除去手段が設けられていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の液滴吐出装置。The droplet discharge according to claim 4, wherein the flow path has a curved portion having a bottom portion and a top portion, and the removing unit is provided at a top portion of the curved portion. apparatus. 予め用意した液状体に前記ノズルを接触させて、当該液状体を当該ノズルに供給する液状体供給部と、
前記キャビティ側に接続された前記流路から吸引することにより、前記ノズルを介して前記液状体を前記流路側に吸引する吸引手段と、
を更に具備することを特徴とする請求項4から請求項6のうちいずれかに記載の液滴吐出装置。
A liquid material supply unit that contacts the nozzle with a liquid material prepared in advance and supplies the liquid material to the nozzle.
By suctioning from the flow path connected to the cavity side, suction means for suctioning the liquid material to the flow path side via the nozzle,
The droplet discharge device according to any one of claims 4 to 6, further comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015042498A (en) * 2006-04-27 2015-03-05 東芝テック株式会社 Inkjet apparatus
JP2016058527A (en) * 2014-09-09 2016-04-21 富士通テン株式会社 Coating equipment
JP2016150310A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 株式会社Screenホールディングス Deaeration device, coating applicator and deaeration method

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