JP2016203157A - Droplet formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴形成装置に関する。 The present invention relates to a droplet forming apparatus.
従来、液室に保持している液体を液滴として吐出する液滴形成装置が知られている。従来の液滴形成装置では、吐出する液体として、例えば、着色剤として顔料を用いた分散系の液体等が用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a droplet forming apparatus that discharges liquid held in a liquid chamber as droplets is known. In a conventional droplet forming apparatus, for example, a dispersion liquid using a pigment as a colorant is used as a liquid to be discharged.
しかし、着色剤として顔料を用いた分散系の液体では、顔料は、それ自体では沈降しないが、液滴形成装置内で長時間放置されると、ファンデルワールス力等に由来する凝集力により、顔料が凝集して沈降する場合があった。顔料の凝集物が沈降すると、ノズルの目詰まりが生じて液を安定的に吐出できないため、顔料の凝集を防止するために液の再分散を行っていた(例えば、特許文献1参照)。 However, in a dispersion liquid using a pigment as a colorant, the pigment does not settle by itself, but when left in a droplet forming apparatus for a long time, due to the cohesive force derived from van der Waals force and the like, In some cases, the pigment aggregated and settled. When the aggregate of the pigment settles, the nozzle is clogged and the liquid cannot be ejected stably. Therefore, the liquid is redispersed to prevent the aggregation of the pigment (see, for example, Patent Document 1).
ところで、近年、幹細胞技術の進展に伴い、複数の細胞をインクジェットで吐出し組織体を形成する技術の開発が行われている。細胞は、長時間放置すると沈降する沈降性粒子である。細胞等の沈降性粒子は、従来の液滴形成装置で吐出する粒子(顔料等)の100倍程度の径であり重いため、従来の粒子が凝集してから沈降するのに対して、細胞等の沈降性粒子は、凝集していない単体の状態でも沈降する。 By the way, in recent years, with the progress of the stem cell technology, development of a technology for forming a tissue body by ejecting a plurality of cells by inkjet has been performed. Cells are sedimenting particles that settle when left for a long time. Precipitating particles such as cells have a diameter about 100 times that of particles (pigments etc.) ejected by conventional droplet forming apparatuses and are heavy. The settleable particles of the particles settle even in a single state that is not agglomerated.
そのため、従来の液滴形成装置と同様な方法では、沈降性粒子を含有する溶液を十分に撹拌することが困難であり、沈降性粒子の沈降に起因して、吐出される液滴に含まれる沈降性粒子の数がばらつくことが懸念される。 For this reason, it is difficult to sufficiently stir the solution containing the sedimenting particles by the same method as that of the conventional droplet forming apparatus, and the droplets are included in the ejected droplets due to the sedimentation of the sedimenting particles. There is a concern that the number of settleable particles varies.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、吐出される液滴に含まれる沈降性粒子の数のばらつきを抑制することが可能な液滴形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a droplet forming apparatus capable of suppressing variation in the number of sedimentation particles contained in a discharged droplet. .
本液滴形成装置は、沈降性粒子を含有する溶液を保持する液体保持部と、ノズルが形成され、前記液体保持部に保持された前記溶液を振動により前記ノズルから液滴として吐出する膜状部材と、前記膜状部材を振動させる加振手段と、前記膜状部材を振動させて前記液滴を形成する吐出波形と、前記液滴を形成しない範囲で前記膜状部材を振動させる撹拌波形と、を前記加振手段に選択的に付与する駆動手段と、を有することを要件とする。 The droplet forming apparatus is a film-like device in which a liquid holding unit that holds a solution containing settling particles and a nozzle are formed, and the solution held in the liquid holding unit is ejected as droplets from the nozzle by vibration. Member, vibration means for vibrating the film-shaped member, discharge waveform for vibrating the film-shaped member to form the droplet, and stirring waveform for vibrating the film-shaped member in a range where the liquid droplet is not formed And a driving means for selectively applying to the vibration means.
開示の技術によれば、吐出される液滴に含まれる沈降性粒子の数のばらつきを抑制することが可能な液滴形成装置を提供できる。 According to the disclosed technology, it is possible to provide a droplet forming apparatus capable of suppressing variation in the number of sedimentation particles contained in the ejected droplets.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
〈第1の実施の形態〉
[液滴形成装置の構造]
まず、第1の実施の形態に係る液滴形成装置について説明する。図1は、第1の実施の形態に係る液滴形成装置を例示する断面図である。図1を参照するに、液滴形成装置10は、液室11と、メンブレン12と、圧電素子13と、駆動装置30とを有する。図1では、液室11に沈降性粒子350を含有する溶液300が保持されている状態を模式的に示している。
<First Embodiment>
[Structure of droplet forming apparatus]
First, the droplet forming apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a droplet forming apparatus according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, the
なお、本実施の形態では、便宜上、液室11側を上側、圧電素子13側を下側とする。又、各部位の液室11側の面を上面、圧電素子13側の面を下面とする。又、平面視とは対象物をメンブレン12の上面の法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物をメンブレン12の上面の法線方向から視た形状を指すものとする。
In the present embodiment, for convenience, the
液滴形成装置10において、液室11は、沈降性粒子350を含有する(沈降性粒子350が分散された)溶液300を保持する液体保持部であり、例えば、金属やシリコン、セラミック等から形成することができる。液室11は、液室11内を大気に開放する大気開放部111を上部に有しており、溶液300中に混入した気泡を大気開放部111から排出可能に構成されている。
In the
メンブレン12は、液室11の下端部に固定された膜状部材である。メンブレン12の略中心には貫通孔であるノズル121が形成されており、液室11に保持された溶液300はメンブレン12の振動によりノズル121から液滴として吐出される。メンブレン12の平面形状は、例えば、円形とすることができるが、楕円状や四角形等としてもよい。
The
メンブレン12の周縁部は液室11の下端部に固定されているため、液室11の底面を構成するメンブレン12の外周部では中心部に比べて振動の振幅が小さくなる。そのため、図2に示すように、沈降性粒子350が沈降すると、液室11の底面を構成するメンブレン12の外周部に溜まりやすい傾向にある。なお、図2において、矢印の上側はメンブレン12の振動前の状態を、矢印の下側はメンブレン12の振動後の状態を示している。
Since the peripheral edge portion of the
図3は、沈降性粒子の偏りを改善する方法を例示する図である。図3(a)では、液室11の下端部の内壁側の断面形状を湾曲形状としている。図3(b)では、メンブレン12の外周部の断面形状を湾曲形状としている。図3に示すように、液室11内の底面の外周部に、底面の縁辺に近づくにつれて厚さが増す湾曲形状部分を設けることで、沈降性粒子350が沈降して液室11内の底面の外周部に溜まりやすい傾向を改善できる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for improving the settling particle bias. In FIG. 3A, the cross-sectional shape on the inner wall side of the lower end portion of the
メンブレン12の材質としては特に限定はないが、柔らか過ぎるとメンブレン12が簡単に振動し、吐出しないときに直ちに振動を抑えることが困難であるため、ある程度の硬さがある材質を用いることが好ましい。メンブレン12の材質としては、例えば、金属材料やセラミック材料、ある程度硬さのある高分子材料等を用いることができる。なお、特に沈降性粒子350に対する付着性の低い材料であることが好ましい。
The material of the
細胞の付着性は一般的に材質の水との接触角に依存性があると言われており、材質の親水性が高い又は疎水性が高いときには細胞の付着性が低い。親水性の高い材料としては各種金属材料やセラミック(金属酸化物)を用いることが可能であり、疎水性が高い材料としてはフッ素樹脂等を用いることが可能である。 Cell adhesion is generally said to be dependent on the contact angle of the material with water. When the material is highly hydrophilic or highly hydrophobic, the cell adhesion is low. Various metal materials and ceramics (metal oxides) can be used as the highly hydrophilic material, and fluorine resin or the like can be used as the highly hydrophobic material.
このような材料の一例としては、ステンレス鋼やニッケル、アルミニウム等や、二酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニア等を挙げることができる。他にも、材料表面をコーティングすることで細胞接着性を低下させることも考えられ、材料表面を前述の金属又は金属酸化物材料でコーティングすることや、細胞膜を模した合成リン脂質ポリマー(例えば日油株式会社製、Lipidure)によってコーティングすることも可能である。 Examples of such materials include stainless steel, nickel, aluminum and the like, silicon dioxide, alumina, zirconia and the like. In addition, it is conceivable to reduce cell adhesion by coating the surface of the material, such as coating the surface of the material with the aforementioned metal or metal oxide material, or a synthetic phospholipid polymer that mimics the cell membrane (eg, It is also possible to coat by Lipidure, manufactured by Yuru Co.
ノズル121は、メンブレン12の略中心に実質的に真円状の貫通孔として形成されていることが好ましい。この場合、ノズル121の径としては特に限定はないが、沈降性粒子350がノズル121に詰まることを避けるため、沈降性粒子350の大きさの2倍以上とすることが好ましい。
The
圧電素子13は、メンブレン12の下面側に形成されている。圧電素子13の形状は、メンブレン12の形状に合わせて設計することができる。例えば、メンブレン12の平面形状が円形である場合には、ノズル121の周囲に平面形状が円環状(リング状)の圧電素子13を形成することが好ましい。
The
圧電素子13は、例えば、圧電材料の上面及び下面に電圧を印加するための電極を設けた構造であり、圧電素子13の上下電極に電圧を印加することによって紙面横方向に圧縮応力が加わりメンブレン12を振動させることができる。圧電材料としては、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛を用いることができる。この他にも、ビスマス鉄酸化物、ニオブ酸金属物、チタン酸バリウム、或いはこれらの材料に金属や異なる酸化物を加えたもの等、様々な圧電材料を用いることができる。
The
但し、メンブレン12を振動させる加振手段は圧電素子13に限られない。例えば、メンブレン12上にメンブレン12とは線膨張係数が異なる材料を貼り付け、加熱することによって線膨張係数の差を利用してメンブレン12を振動させることが可能である。この際、線膨張係数の異なる材料にヒータを形成し、通電によってヒータを加熱してメンブレン12を振動させる構成とすることが好ましい。
However, the vibration means for vibrating the
駆動装置30は、圧電素子13を駆動する駆動手段である。駆動装置30は、メンブレン12を振動させて液滴を形成する吐出波形と、液滴を形成しない範囲でメンブレン12を振動させる撹拌波形とを圧電素子13に選択的に(例えば、交互に)付与することができる。
The driving
つまり、駆動装置30は、吐出波形を圧電素子13に加え、メンブレン12の振動状態を制御することにより、液室11に保持された溶液300をノズル121から液滴として吐出させることができる。又、駆動装置30は、撹拌波形を圧電素子13に加え、メンブレン12の振動状態を制御することにより、液室11に保持された溶液300を撹拌することができる。なお、撹拌時には、ノズル121から液滴は吐出されない。
That is, the
このように、液滴を形成していない間に撹拌をすることにより、液滴を形成していない間に溶液300に含まれる沈降性粒子350がメンブレン12上に沈降、凝集することを防ぐことができる。その結果、ノズル121の詰まり、及び吐出液滴中の沈降性粒子350の数のばらつきを抑えることが可能となる。
In this way, by stirring while the droplets are not formed, the settling
沈降性粒子350を含有する溶液300において、沈降性粒子350とは、金属微粒子や無機微粒子、或いは細胞、特にヒト由来の細胞等である。金属微粒子としては特に限定されず使用可能であるが、銀粒子、銅粒子等を用いることができ、これらは吐出した液滴によって配線を描画する用途に用いることができる。
In the
又、無機微粒子としても特に限定はなく、酸化チタンや酸化ケイ素等が白色インクとしての用途やスペーサ材料の塗布用途等で用いられる。又、細胞としては動物細胞、特にヒト由来の細胞を用いることが好適であり、液滴形成装置10を薬効や化粧品の評価用組織片を形成するための細胞吐出用の装置として用いることができる。
Also, the inorganic fine particles are not particularly limited, and titanium oxide, silicon oxide or the like is used for white ink or spacer material coating. Further, it is preferable to use animal cells, particularly human-derived cells, as the cells, and the
溶液300の溶媒としては、水が最も一般的であるが、これに限定されることはなく、アルコール、鉱物油、植物油等の様々な有機溶媒を用いることができる。溶媒として水を使用する際には、水分の蒸発を抑えるための湿潤剤や、表面張力を下げるための界面活性剤が含まれていることが好ましい。これらの処方には、インクジェットインクに用いられるごく一般的な材料を用いることができる。
The solvent of the
液室11に保持される溶液300の量としては特に限定はされないが、典型的には1μlから1ml程度の液量を保持することが可能である。特に、細胞懸濁液のように高価な液を使用する際には、少量の液量で液滴を形成できることが好ましいため、1μlから50μl程度の液量が保持できる構成とすると好適である。
The amount of the
[液滴形成装置の液滴形成過程]
次に、第1の実施の形態に係る液滴形成装置によって、液滴が形成される過程について説明する。図4は、液滴が形成される過程を例示する図である。図4(a)は、沈降性粒子350を含有する溶液300を液室11に入れ静置したときの様子を模式的に示している。図4(a)の段階では、沈降性粒子350は、液室11の底部に沈降した状態となっている。
[Droplet formation process of droplet formation device]
Next, a process of forming droplets by the droplet forming apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a process in which droplets are formed. FIG. 4A schematically shows a state when the
図4(a)の状態で液滴形成動作を行うと、ノズル121の近傍に沈降性粒子350が凝集しているため、液滴が形成されない問題が発生するおそれがある。又、仮に液滴が形成されたとしても、初期的に大量の沈降性粒子350が吐出された後に上澄みの液が吐出される等、液滴中に含まれる沈降性粒子350の数に大きなばらつきが発生するおそれがある。
When the droplet forming operation is performed in the state of FIG. 4A, the
図4(b)は、駆動装置30から圧電素子13に撹拌波形を入力し、液滴を形成しない程度にメンブレン12を微振動させたときの沈降性粒子350の撹拌状態を模式的に示している。メンブレン12の微振動により、ノズル121の近傍の液面が大きく振動し、これにより矢印Aで示される対流が発生して沈降性粒子350を含有する溶液300の撹拌が起きる。
FIG. 4B schematically shows the stirring state of the
図4(c)は、駆動装置30から圧電素子13に吐出波形を入力し、メンブレン12の振動によって液滴310を形成した状態を模式的に示している。図4(b)で液室11内の沈降性粒子350を分散させた後、図4(c)で駆動装置30から圧電素子13に吐出波形を加えることで、液滴310中に含まれる沈降性粒子350の数を均一に保ちつつ液滴310を形成することができる。
FIG. 4C schematically shows a state in which the ejection waveform is input from the driving
液滴形成装置10では、従来の液滴形成装置と比べて、沈降性粒子350を効率的に撹拌することができる。これに関し、図5及び図6を参照しながら、詳しく説明する。
The
図5は、従来の液滴形成装置との相違点について説明する図(その1)である。図6は、従来の液滴形成装置との相違点について説明する図(その2)である。 FIG. 5 is a diagram (No. 1) for explaining a difference from a conventional droplet forming apparatus. FIG. 6 is a diagram (No. 2) for explaining a difference from the conventional droplet forming apparatus.
図5(a)に示す従来の液滴形成装置600において、圧電素子630は液室610の上側又は側面側に形成されている。液滴形成装置600では、圧電素子630を実線矢印のように微振動させて、液室610の内部の分散液を介して沈降性粒子650に運動エネルギーを与え、ノズル621の近傍や流路620に沈降・凝集した沈降性粒子650を破線矢印のように分散させていた。
In the conventional
このとき、図6に示すように、1つの沈降性粒子650の動きは微振動となる。従って、液室610内全体の各沈降性粒子650は、その場で微振動することになり、沈降・凝集した沈降性粒子650を分散させることはできても、沈降性粒子650を撹拌することはできない。
At this time, as shown in FIG. 6, the movement of one
つまり、液滴形成装置600のように、分散液を介して沈降性粒子650に運動エネルギーを与える手法では、沈降性粒子650を液室内に均一に撹拌させるには至らず、液室610内で沈降性粒子650の分布を生じてしまう。そのため、吐出する液滴中に含まれる沈降性粒子650の数がばらつく懸念があった。
That is, in the method of applying kinetic energy to the
これに対し、図5(b)に示す液滴形成装置10では、圧電素子13がノズル121があるメンブレン12の下部に形成されている。そのため、圧電素子13が実線矢印のように振動するとメンブレン12も同様に実線矢印のように振動し、液室11の下部方向から上部方向への流れを生じさせることが可能である。
On the other hand, in the
この時、図6に示すように、1つの沈降性粒子350の動きは下から上への運動となり、液室11内全体としては矢印Aで示される対流が発生して沈降性粒子350を含有する溶液300の撹拌が起きる。つまり、液室11の下部方向から上部方向への流れにより、沈降性粒子350が液室11の内部に均一に分散して、吐出した液滴中の細胞数のばらつきを抑制することが可能になる。
At this time, as shown in FIG. 6, the movement of one
又、液滴形成装置10の下部にあるメンブレン12が振動することにより、液室11内で沈降した沈降性粒子350に対して、分散液を介さずに直接運動エネルギーを与えることが可能となるため、沈降性粒子350を効率的に撹拌することができる。
Further, when the
なお、液滴形成装置600と液滴形成装置10とでは、圧電素子を振動させる周波数が大きく異なる。液滴形成装置600では、圧電素子630を微振動させる周波数は、100kHz程度である。
The
これに対して、液滴形成装置10において、撹拌時に圧電素子13を振動させる周波数は、20kHz程度である。液滴形成装置10の周波数が液滴形成装置600の周波数に比べて低いのは、沈降性粒子350(細胞等)は沈降性粒子650(顔料等)の100倍程度の径であり重いため、ゆっくり大きく動かす必要があるためである。
On the other hand, in the
図7は、駆動装置が生成する撹拌波形と吐出波形を例示する図である。図7では、撹拌波形31及び吐出波形32が何れも矩形波であり、撹拌波形31として所定時間パルス列を入力後、吐出波形32を1パルス入力した例を示している。撹拌波形31の駆動電圧V1を、吐出波形32の駆動電圧V2よりも低くすることで、撹拌波形31の印加により液滴310が形成されないようにしている。
FIG. 7 is a diagram illustrating a stirring waveform and a discharge waveform generated by the driving device. FIG. 7 shows an example in which the stirring
このように、第1の実施の形態に係る液滴形成装置10は、メンブレン12の振動を制御して撹拌と吐出の両方を行う。これにより、沈降性粒子350を含有する溶液300をムラなく分散させて、形成した液滴310中の沈降性粒子350の数のばらつきを抑制可能となると同時に、ノズル121の粒子詰まりを防止できる。その結果、沈降性粒子350を含有する溶液300を、長時間連続して安定的に液滴310として吐出することができる。
As described above, the
〈第1の実施の形態の変形例1〉
第1の実施の形態の変形例1では、好適な撹拌波形の例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例1において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<
In the first modification of the first embodiment, an example of a suitable stirring waveform is shown. In the first modification of the first embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiments may be omitted.
メンブレン12のように周辺を固定された円板の振動は複数の固有振動モードを有することが知られており、例えば、非特許参考文献である『機械振動、亘理厚、丸善、p62〜65』(以降、非特許参考文献1とする)に詳細が述べられている。
It is known that the vibration of a disk whose periphery is fixed like the
これによれば、円板の固有振動数fnsはnを節直径の数、sを節円の数として表現することができる。 According to this, the natural frequency fns of the disk can be expressed as n is the number of nodal diameters and s is the number of nodal circles.
図8は、周辺を固定された円板の固有振動モードについて説明する図であり、固有振動数fnsにおいて、nが0〜3の値、sが1〜3の値の場合の円板の振動モードを模式的に示している。図8において、外周円は円板を表し、中の境界線は節を表す。節で区切られた隣接する領域は、位相が反転して振動する領域である。 FIG. 8 is a diagram for explaining the natural vibration mode of a disk whose periphery is fixed. In the natural frequency fns, the vibration of the disk when n is 0 to 3 and s is 1 to 3. The mode is shown schematically. In FIG. 8, the outer circle represents a disk, and the inner boundary line represents a node. Adjacent areas separated by nodes are areas where the phase is inverted and vibrates.
ここで、n=0、s=1のときを円板の振動の基本モードと定義し、それ以外の振動モードを高次モードと定義する。図8より明らかな通り、基本モードで振動するときのみ、円板内に節を持たない。表1に、基本モードの固有振動数f01を1としたときの、高次モードの固有振動数fnsを示した。これによれば、基本モードの約2倍以上の周波数領域において2次の振動モード(固有振動数f11)が現れる。 Here, when n = 0 and s = 1, the fundamental mode of vibration of the disc is defined, and the other vibration modes are defined as higher-order modes. As is clear from FIG. 8, there is no node in the disk only when vibrating in the fundamental mode. Table 1 shows the natural frequency fns of the higher-order mode when the natural frequency f01 of the basic mode is 1. According to this, a secondary vibration mode (natural frequency f11) appears in a frequency region about twice or more that of the fundamental mode.
例えば、図7を参照して説明した矩形波を入力したとき、矩形波を入力する周波数が高次モードの固有振動数の値に近いと、高次モードが励起される。又、矩形波の周波数が高次モードの固有振動数よりも小さい値であったとしても、矩形波のエッジが急峻であるために、矩形波のエッジで高次モードが励起されるおそれがある。 For example, when the rectangular wave described with reference to FIG. 7 is input, if the frequency at which the rectangular wave is input is close to the value of the natural frequency of the higher order mode, the higher order mode is excited. Even if the frequency of the rectangular wave is smaller than the natural frequency of the higher-order mode, the higher-order mode may be excited by the edge of the rectangular wave because the edge of the rectangular wave is steep. .
そこで、撹拌波形は、図9に示すように、メンブレン12の高次モードの固有振動数よりも低周波領域の信号から構成すること、すなわち、高次モードの固有振動数を含まない波形とすることが好ましい。図9(a)は、特定の周波数成分のみからなる正弦波を示しており、その周波数(=1/T)は2次の固有振動数f11よりも小さい値とされている。
Therefore, as shown in FIG. 9, the agitation waveform is composed of a signal in a lower frequency region than the natural frequency of the higher-order mode of the
又、好適な撹拌波形の他の例を図9(b)に示した。図9(b)は、図7で示した矩形波を2次の固有振動数f11よりも低周波数においてローパスフィルタリングした波形を示しており、高次モードの固有振動数の成分を含まない波形である。撹拌波形としては、これに限られず、高次モードの固有振動数成分をカットした任意の波形として構わない。 Another example of a suitable stirring waveform is shown in FIG. FIG. 9B shows a waveform obtained by low-pass filtering the rectangular wave shown in FIG. 7 at a frequency lower than the secondary natural frequency f11. The waveform does not include the natural frequency component of the higher-order mode. is there. The stirring waveform is not limited to this, and any waveform obtained by cutting the natural frequency component of the higher-order mode may be used.
非特許参考文献1より、基本モードの固有振動数f01は、下記の式(数1)で表される。
From
式(数1)及び表1から、メンブレン12の基本モードの固有振動数、及び高次モードの固有振動数を予め予測することが可能である。但し、これは空気中における値であり、本実施の形態での使用方法のように片側に液が充填されているときには、固有振動数が変化する。
From the equation (Equation 1) and Table 1, it is possible to predict in advance the natural frequency of the fundamental mode of the
この固有振動数は、後述する通り、液量によって変化する(後述の図12参照)。しかし、固有振動数のおおよその値は、例えば、非特許参考文献2に従って、下記の式(数2)により算出することができる。ここで、非特許参考文献2は、『"Vibration of Circular Membranes in Contact with Water", Journal of Sound and Vibration 178(5), 688-690 (1994)』である。
As will be described later, this natural frequency varies depending on the amount of liquid (see FIG. 12 described later). However, the approximate value of the natural frequency can be calculated by the following equation (Equation 2) according to
又、非特許参考文献2のNAVMI係数を参照して同様の計算をすれば、高次モードに関しては、水中では空気中のおおよそ45%〜60%の値を取ることがわかる。
Further, if the same calculation is performed with reference to the NAVMI coefficient of
このように、撹拌波形を、メンブレン12の高次モードの固有振動数よりも低周波領域の信号から構成することにより、メンブレン12の面内の振動強度の分布をなくし、撹拌のムラを抑えることができる。
In this way, by constructing the agitation waveform from signals in a lower frequency region than the natural frequency of the higher-order mode of the
以上は、メンブレン12が周囲を固定された円板である場合について説明したが、メンブレン12は周囲を固定された長方形板であってもよい。周辺を固定された長方形板の振動は円板と同様に複数の固有振動モードを有することが知られており、固有振動数fjkはj、kをそれぞれ縦方向、横方向の節線の数として表現することができる。
The case where the
図10は、周辺を固定された長方形板の固有振動モードについて説明する図であり、固有振動数fjkにおいて、jが1〜3の値、kが1〜3の値の場合の長方形板の振動モードを模式的に示している。図10において、外周辺は長方形板を表し、中の境界線は節を表す。節で区切られた隣接する領域は、位相が反転して振動する領域である。 FIG. 10 is a diagram for explaining the natural vibration mode of a rectangular plate whose periphery is fixed. In the natural frequency fjk, the vibration of the rectangular plate when j is a value of 1 to 3 and k is a value of 1 to 3. The mode is shown schematically. In FIG. 10, the outer periphery represents a rectangular plate, and the inner boundary line represents a node. Adjacent areas separated by nodes are areas where the phase is inverted and vibrates.
ここで、j=1、k=1のときを長方形板の振動の基本モードと定義し、それ以外の振動モードを高次モードと定義する。図10より明らかな通り、基本モードで振動するときのみ、長方形板内に節を持たない。 Here, when j = 1 and k = 1, the fundamental mode of vibration of the rectangular plate is defined, and the other vibration modes are defined as higher-order modes. As is clear from FIG. 10, there is no node in the rectangular plate only when vibrating in the fundamental mode.
非特許文献1より、基本モードの固有振動数f11は式(数3)で表される。
From
式(数3)及び図10から、メンブレン12の基本モードの固有振動数、及び高次モードの固有振動数を予め予測することが可能である。
From the equation (Equation 3) and FIG. 10, it is possible to predict in advance the natural frequency of the fundamental mode of the
又、メンブレン12は両端を固定されたスリット状板であってもよい。両端を固定されたスリット状板の振動は複数の固有振動モードを有することが知られており、一方向に極端に長いスリット状板の振動は2次元方向ではなく、1次元方向のみの振動としてみなすことができる。固有振動数fiは、iを腹の数として表現することができる。
Further, the
図11は、両端を固定されたスリット状板の固有振動モードについて説明する図であり、固有振動数fiにおいてiが1〜3の値の場合のスリット状板の振動様式を模式的に示している。ここで、i=1のときをスリット状板の振動の基本モードと定義し、それ以外の振動モードを高次モードと定義する。図11より明らかな通り、基本モードで振動するときのみ、固定した両端以外の節を持たない。 FIG. 11 is a diagram for explaining the natural vibration mode of the slit plate with both ends fixed, schematically showing the vibration mode of the slit plate when i is a value of 1 to 3 at the natural frequency fi. Yes. Here, when i = 1, it is defined as a fundamental mode of vibration of the slit-shaped plate, and other vibration modes are defined as higher-order modes. As is apparent from FIG. 11, only when vibrating in the basic mode, there are no nodes other than the fixed ends.
非特許文献1より、基本モードの固有振動数f1は式(数4)で表される。
From
式(数4)及び図11から、メンブレン12の基本モードの固有振動数、及び高次モードの固有振動数を予め予測することが可能である。
From the equation (Equation 4) and FIG. 11, it is possible to predict in advance the natural frequency of the fundamental mode of the
そこで、メンブレン12が周囲を固定された長方形板や、両端を固定されたスリット状板である場合も、メンブレン12が周囲を固定された円板である場合と同様に、撹拌波形を、メンブレン12の高次モードの固有振動数よりも低周波領域の信号から構成することにより、メンブレン12の面内の振動強度の分布をなくし、撹拌のムラを抑えることができる。
Therefore, when the
〈第1の実施の形態の変形例2〉
第1の実施の形態の変形例2では、好適な撹拌波形の他の例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例2において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<
図9(a)及び図9(b)に示した撹拌波形の周波数(=1/T)をメンブレン12の基本モードの固有振動数に合わせることも可能である。このとき、メンブレン12は非常に低い駆動電圧で動かすことが可能であり、かつ、沈降性粒子350の撹拌状態にムラが発生しないため、最も効率的に高い撹拌効果を得ることができる。
The frequency (= 1 / T) of the stirring waveform shown in FIGS. 9A and 9B can be matched with the natural frequency of the fundamental mode of the
しかしながら、メンブレン12の固有振動数は液室11に保持する溶液300の液量によってシフトする。図12は一例として、試作した液滴形成装置の基本モードの固有振動数をレーザドップラ振動計(小野測器社製、LV-1710)によって測定した結果を示したものである。なお、試作した液滴形成装置では、圧電素子13としてリング状のプッシュ型圧電素子(富士セラミックス社製、材質C−2)を用い、メンブレン12としてノズル径35μmのSUS製ピンホール(エドモンドオプティクス社製)を用いた。
However, the natural frequency of the
図12において、(1)は保持する液量が50μl、(2)は保持する液量が40μl、(3)は保持する液量が30μl、(4)は保持する液量が20μl、(5)は保持する液量が10μl、(6)は保持する液量が0μl(液なし)の場合を示している。 In FIG. 12, (1) has a liquid volume of 50 μl, (2) has a liquid volume of 40 μl, (3) has a liquid volume of 30 μl, (4) has a liquid volume of 20 μl, (5 ) Shows the case where the amount of liquid retained is 10 μl, and (6) shows the case where the amount of liquid retained is 0 μl (no liquid).
図12より明らかな通り、基本モードの固有振動数は、保持する液量が10μl(図12の(5))から50μl(図12の(1))に変化する間に約4割小さい値となる。液滴形成を行うことにより減少する液量や、乾燥によって減少する液量を考慮すれば、撹拌波形を基本モードの固有振動数に完全に一致させ続けることは困難である。 As is clear from FIG. 12, the natural frequency of the fundamental mode is about 40% smaller while the amount of liquid to be retained changes from 10 μl ((5) in FIG. 12) to 50 μl ((1) in FIG. 12). Become. Considering the amount of liquid that decreases due to droplet formation and the amount of liquid that decreases due to drying, it is difficult to keep the agitation waveform completely matched with the natural frequency of the fundamental mode.
そこで、撹拌波形は、周波数を所定の第1の周波数から第1の周波数とは異なる第2の周波数まで変化させた信号とし、液量に依存した基本モードの固有振動数の変化範囲が第1の周波数と第2の周波数との間に含まれるようにすることが好ましい。これにより、液量に依存して基本モードの固有振動数が変化しても、変化した基本モードの固有振動数は、必ず第1の周波数と第2の周波数との間に存在するため、メンブレン12を基本モードの固有振動数で効率的に振動させることができる。 Therefore, the stirring waveform is a signal in which the frequency is changed from a predetermined first frequency to a second frequency different from the first frequency, and the change range of the natural frequency of the fundamental mode depending on the liquid amount is the first. It is preferable to be included between the second frequency and the second frequency. Thus, even if the natural frequency of the fundamental mode changes depending on the liquid volume, the changed natural frequency of the fundamental mode always exists between the first frequency and the second frequency. 12 can be efficiently vibrated at the natural frequency of the fundamental mode.
図13は、周波数を第1の周波数から第2の周波数まで変化させた撹拌波形の一例を模式的に示したものである。実際にはより多数の波が形成されており、第1の周波数f1(=1/T1)から第2の周波数f2(=1/T2)まで略連続的に変化した波形となっている。 FIG. 13 schematically shows an example of an agitation waveform in which the frequency is changed from the first frequency to the second frequency. Actually, a larger number of waves are formed, and the waveform changes substantially continuously from the first frequency f1 (= 1 / T1) to the second frequency f2 (= 1 / T2).
なお、図13では、正弦波が連続的に変調された信号となっているが、正弦波に限らず、ローパスフィルタリングされた矩形波や三角波を用いることも可能であるし、連続的な変調ではなく段階的に複数の周波数を切り替えて加えることも可能である。又、周波数を掃引した波形ではなく、複数の周波数成分を加え合わせた、ある種のビート信号であっても同様の撹拌効果を得ることが可能である。 In FIG. 13, the sine wave is a continuously modulated signal. However, the signal is not limited to a sine wave, and a low-pass filtered rectangular wave or triangular wave can be used. It is also possible to switch and add a plurality of frequencies step by step. Further, the same agitation effect can be obtained even with a certain type of beat signal in which a plurality of frequency components are added together instead of the waveform obtained by sweeping the frequency.
このように、撹拌波形がメンブレン12の基本モードの固有振動数を含んでいることが好ましく、これにより、少ないエネルギーで有効な撹拌を行うことができる。
Thus, it is preferable that the stirring waveform includes the natural frequency of the fundamental mode of the
又、撹拌波形を、第1の周波数から第2の周波数まで変化させた信号とし、メンブレン12の基本モードの固有振動数が常に第1の周波数と第2の周波数との間に存在すると、より好適である。この場合には、液室11内の液量に依存してメンブレン12の固有振動数が変化しても、安定的に撹拌を行うことができる。
Further, if the stirring waveform is a signal obtained by changing the first frequency to the second frequency, and the natural frequency of the fundamental mode of the
液室内を均一に撹拌する方法として、図14に示すように、液滴を形成しない範囲でメンブレン12を振動させる第1の撹拌波形31Aとは別に、第1の撹拌波形31Aよりも電圧が高い第2の撹拌波形31Bを用いて撹拌してもよい。図14では、第2の撹拌波形31Bの駆動電圧V4は、第1の撹拌波形31Aの駆動電圧V3よりも高いため、メンブレン12がより強く振動し、液室11内をより均一に撹拌することが可能となる。
As a method of uniformly stirring the liquid chamber, as shown in FIG. 14, the voltage is higher than that of the
一方で、メンブレン12の振動が強いため、目的以外の液滴が形成されるおそれがある。そこで、第2の撹拌波形31Bを用いて撹拌する場合は、図15(a)に示すように、描画領域E1に目的以外の液滴が滴下されるのを防止するため、液滴形成装置10を非描画領域E2に移動させてから撹拌を実施することが好ましい。この場合、目的以外の液滴310が非描画領域E2に滴下されても問題はない。なお、第1の撹拌波形31Aを用いて撹拌する場合は、図15(b)に示すように、液滴形成装置10が描画領域E1上に存在する状態で撹拌を実施してもよい。
On the other hand, since the vibration of the
なお、メンブレン12よりも大きい部材の固有振動数を用いて撹拌する方法も好適である。メンブレン12よりも大きい部材を振動させることにより、沈降性粒子350が沈降して液室11内の底面の外周部に溜まりやすい傾向を改善し、液室内を均一に撹拌することができる。
A method of stirring using a natural frequency of a member larger than the
例えば、図16に示すように、液室11を構成する壁部を厚くしてメンブレン12よりも大きくし、液室11を構成する壁部を振動させればよい。この場合、液室11を構成する壁部が図16のAのように振動するため、液室11内に露出するメンブレン12の中心部と外周部が同程度に振動し、外周部に沈降性粒子350が溜まりやすい傾向を改善できる。なお、比較のため、図16のBに、液室11を構成する壁部を振動させずに、メンブレン12のみを振動された場合の振動イメージを示した。
For example, as shown in FIG. 16, the wall portion constituting the
〈第1の実施の形態の変形例3〉
第1の実施の形態の変形例3では、液量検知手段を備えた液滴形成装置の例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例3において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<
In the third modification of the first embodiment, an example of a droplet forming apparatus provided with a liquid amount detection unit is shown. Note that in the third modification of the first embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiments may be omitted.
図17は、第1の実施の形態の変形例3に係る液滴形成装置を例示する断面図であり、液量検知手段を備えた液滴形成装置の例を示している。図17(a)に示す液滴形成装置10Aでは、液室11の内壁面の深さ方向に液量検知手段として複数の電極15が設けられている。溶液300として導電性の液を用い、複数の電極15間の導通又は抵抗値を調べることにより、溶液300の液量を検知することが可能となる。
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a droplet forming apparatus according to
図17(b)に示す液滴形成装置10Bでは、液室11の上方に、液量検知手段として発光素子16及びポジションセンサ17が設けられている。ポジションセンサ17は、発光素子16から出射され、溶液300の液面300Aや液面300Bで正反射された光を受光可能な位置に配されている。これにより、三角測量の原理に基づきポジションセンサ17が受光した光の位置から、溶液300の液面までの距離を算出することができる。但し、液量検知手段は図17に例示したものに限られず、公知の様々な距離計測や液面検知技術を使用することが可能である。
In the
駆動装置30は、液量検知手段の出力信号に基づいて撹拌波形を可変できるように構成することが可能である。例えば、駆動装置30は、液量検知手段が検知した液量に関する信号に基づいて、予め設定された換算式やルックアップテーブルを参照して適切な周波数を選定し、図9に示した撹拌波形を出力するように構成できる。
The
或いは、図13に示した周波数掃引を行う撹拌波形と組み合わせることも可能であり、液量検知手段の検知結果に基づいて、周波数掃引する第1の周波数と第2の周波数の値を決定するように構成できる。 Alternatively, it can be combined with the stirring waveform for performing the frequency sweep shown in FIG. 13, and the values of the first frequency and the second frequency to be swept are determined based on the detection result of the liquid amount detection means. Can be configured.
このように、第1の実施の形態の変形例3に係る液滴形成装置10A及び10Bは、溶液300の液量を検知する液量検知手段を有し、駆動装置30が液量検知手段の検知結果に基づいて撹拌波形を制御する。これにより、液量に依存してメンブレン12の固有振動数が変化しても、液量を検知して、固有振動数の変化に合わせた撹拌波形を出力できるため、安定的に撹拌を行うことができる。
As described above, the
〈第1の実施の形態の変形例4〉
第1の実施の形態の変形例4では、所定の時間間隔を空けて撹拌波形を付与する液滴形成装置の例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例4において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<
In the fourth modification of the first embodiment, an example of a droplet forming apparatus that gives a stirring waveform with a predetermined time interval is shown. Note that in the fourth modification of the first embodiment, the description of the same components as those of the already described embodiments may be omitted.
駆動装置30は、液滴形成を行わない間、常に撹拌波形を入力するのではなく、図18に示すように所定の時間TB1だけ間隔を空けて波形を入力することがより好ましい。撹拌波形を常に入力すると、消費電力が高くなることに加え、継続的な振動によってメンブレン12が発熱し、沈降性粒子350を含有する溶液300の種類によっては悪影響が生じるおそれがある。特に溶液300が細胞を含有する場合には、細胞が高温になるとダメージを受けるため熱の発生は好ましくない。このため、撹拌は最小限に抑えることが好ましい。
More preferably, the
更に、撹拌の時間間隔TB1は、沈降性粒子350の特性や沈降性粒子350を分散させている溶媒の特性に合わせて設定することが好ましい。粒子の沈降速度は、下記の式(数5)で表されるストークスの式で近似的に表現できることが知られている。
Furthermore, the stirring time interval TB1 is preferably set in accordance with the characteristics of the
よって、撹拌時間の間隔であるTB1は、1秒程度以下に設定することが好ましい。沈降速度vが約3μm/sであり、TB1が1秒程度以下であれば、撹拌していない間の粒子の全体的な沈降が約3μm以下に抑えられるので、ノズル詰まり等を抑制できる。 Therefore, it is preferable to set TB1 which is the interval of stirring time to about 1 second or less. If the sedimentation speed v is about 3 μm / s and TB1 is about 1 second or less, the overall sedimentation of the particles while not being stirred can be suppressed to about 3 μm or less, so that nozzle clogging or the like can be suppressed.
液滴形成装置は、例えば、ユーザが撹拌の時間間隔TB1を直接設定可能に構成されていてもよい。或いは、前述の計算を液滴形成装置の内部で実施できる構成とされており、ユーザが基本データ(例えば、溶媒の種類や密度、粘度等のデータ)を入力すると、自動的に最適な時間間隔TB1を算出し、撹拌動作が行えるようにしてもよい。 For example, the droplet forming apparatus may be configured such that the user can directly set the stirring time interval TB1. Alternatively, the above-described calculation can be performed inside the droplet forming apparatus, and when the user inputs basic data (for example, data such as solvent type, density, and viscosity), the optimum time interval is automatically set. TB1 may be calculated so that the stirring operation can be performed.
このように、第1の実施の形態の変形例4に係る液滴形成装置は、駆動装置30が所定の時間間隔でメンブレン12に撹拌波形を付与する。これにより、液滴形成をしない際に、少ないエネルギー量で沈降性粒子350の沈降を防ぐための撹拌を実行することが可能となる。この際、所定の時間間隔は、沈降性粒子350の特性等に基づいて設定されることが好ましい。
As described above, in the droplet forming device according to the fourth modification of the first embodiment, the driving
〈実施例〉
次に、液滴形成装置10を試作し、沈降性粒子350を含有する溶液300の吐出を行った実施例に関して述べる。試作した液滴形成装置10では、圧電素子13としてベンド型リングピエゾ素子(ノリアック社製、CMBR03)を用い、メンブレン12としてノズル径50μmのSUS製ピンホール(エドモンドオプティクス社製、#39-879)を用いた。本実験はメンブレン12の振動による沈降性粒子350の撹拌効果を検証することを目的としており、図19に示す観察装置500を用いて、試作した液滴形成装置10の撹拌効果を検証した。
<Example>
Next, an embodiment in which the
観察装置500は、液滴形成装置10の上方に配されたレンズ501付きのCCD502により、液滴形成装置10の液室11の内部が観察できる構成とされている。又、自動駆動ステージ505上に設置されたプレパラート504上に、沈降性粒子350を含有する液滴310を吐出することで、任意のパターン形状に液滴310を吐出することが可能に構成されている。
The
撹拌と吐出は、駆動装置30から圧電素子13に撹拌波形及び吐出波形を入力して行った。その際、液室11内に充填した沈降性粒子350を含有する溶液300の分散状態をCCD502で観察した。又、プレパラート504上に液滴310を直線状に配置するように吐出することで、液滴310中の沈降性粒子350の数を計測した。沈降性粒子350を含有する溶液300としては、直径約10 μmのポリスチレン粒子を含有する溶液(Thermo Scientific, Duke 2010A)を液室11内に約30μl充填した。
Stirring and discharging were performed by inputting a stirring waveform and a discharging waveform from the driving
表2は、基本モードの固有振動数を含むスイープ波形、高次モードの固有振動数を含むスイープ波形、信号入力なしの3つの異なる撹拌波形で撹拌した際の、液室11の内部の沈降性粒子350の撹拌状態の観察結果である。ここで、基本モードの固有振動数を含むスイープ波形とは、周波数約18kHz〜21kHzの範囲を約0.01sかけて掃引する波形である。又、高次モードの固有振動数を含むスイープ波形とは、周波数約69kHz〜71kHzの範囲を約0.01sかけて掃引する波形である。
Table 2 shows a sweep waveform including the natural frequency of the fundamental mode, a sweep waveform including the natural frequency of the higher-order mode, and the settling property inside the
基本モードの周波数領域が約18kHz〜21kHzであるのに対し、高次モードの周波数領域が約69kHz〜71kHzであり、高次モードの周波数領域は基本モードの周波数領域の約3.5倍である。これは、基本モードの固有周波数に対する倍率が3.43となる、表1の固有振動数f21に対応している。 The fundamental mode frequency range is about 18 kHz to 21 kHz, while the higher order mode frequency range is about 69 kHz to 71 kHz, and the higher order mode frequency range is about 3.5 times the fundamental mode frequency range. . This corresponds to the natural frequency f21 in Table 1 in which the magnification for the natural frequency of the fundamental mode is 3.43.
ベルヌーイの定理より、流速が速い場所は周囲より圧力が低下するため、粒子は、振動速度が速い、すなわち振動強度が大きい振動の腹に引き寄せられる傾向にある。固有振動数f21では、図8に示した節の位置から、粒子は図20(b)に示すように節Bで分割された領域Cの中央部近傍に引き寄せられるので、図20(a)に示す粒子の偏りが生じたと考えられる。このように、高次モードの固有振動数の周波数領域の撹拌信号を用いると、不均一な分散状態になることが確認された。 According to Bernoulli's theorem, since the pressure is lower than the surroundings at a place where the flow velocity is high, the particles tend to be attracted to the vibration belly where the vibration speed is high, that is, the vibration intensity is large. At the natural frequency f21, the particles are attracted from the position of the node shown in FIG. 8 to the vicinity of the center of the region C divided by the node B as shown in FIG. It is thought that the unevenness of the particles shown occurred. As described above, it was confirmed that the use of the stirring signal in the frequency region of the natural frequency of the higher-order mode results in a non-uniform dispersion state.
次に、図21に示す撹拌波形31Cと吐出波形32Cを交互に入力して、プレパラート504上に沈降性粒子350を含有する液滴310を吐出した。そして、撹拌による、吐出された液滴310中の沈降性粒子350の数のばらつき抑制効果を検証するため、吐出された液滴310中の沈降性粒子350の数を計測した。
Next, the
その際、吐出は2kHzで行い、吐出波形32Cは電圧50vの単純な台形波とした。又、撹拌波形31Cは電圧Vsを1.4v、撹拌時間Tsを0.3sとし、基本モードの固有振動数を含むスイープ波形とした。そして、沈降性粒子350を含有する溶液300としてポリスチレン粒子溶液を液室11に充填後、すぐに吐出を開始した。
At that time, the ejection was performed at 2 kHz, and the
表3は、吐出経過時間0、1、2分の前半(各30回、合計で90回測定)と、吐出経過時間4、8分の後半(各30回、合計で60回測定)の各時間帯において、吐出された液滴310中の沈降性粒子350の数を計測し、標準偏差を求めた結果である。
Table 3 shows each of the first half of discharge elapsed
このように、撹拌を行った場合は、時間が経過しても液滴310中の沈降性粒子350の数の標準偏差はほとんど変化しないことが確認された。すなわち、メンブレン12の振動を用いた撹拌により、吐出された液滴310中の沈降性粒子350の数のばらつきが抑制されることが確認された。
Thus, when stirring was performed, it was confirmed that the standard deviation of the number of the settling
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments and the like have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and various modifications can be made to the above-described embodiments and the like without departing from the scope described in the claims. Variations and substitutions can be added.
10、10A、10B 液滴形成装置
11 液室
11a 液室の内壁面
12 メンブレン
13 圧電素子
15 電極
16 発光素子
17 ポジションセンサ
30 駆動装置
31、31C 撹拌波形
31A 第1の撹拌波形
31B 第2の撹拌波形
32、32C 吐出波形
111 大気開放部
121 ノズル
300 溶液
300A、300B 液面
310 液滴
350 沈降性粒子
DESCRIPTION OF
Claims (7)
ノズルが形成され、前記液体保持部に保持された前記溶液を振動により前記ノズルから液滴として吐出する膜状部材と、
前記膜状部材を振動させる加振手段と、
前記膜状部材を振動させて前記液滴を形成する吐出波形と、前記液滴を形成しない範囲で前記膜状部材を振動させる撹拌波形と、を前記加振手段に選択的に付与する駆動手段と、を有する液滴形成装置。 A liquid holding unit for holding a solution containing the settling particles;
A film-like member in which a nozzle is formed and discharges the solution held in the liquid holding portion as a droplet from the nozzle by vibration;
Vibration means for vibrating the membrane member;
Driving means for selectively applying to the vibration means a discharge waveform for vibrating the film-like member to form the droplet and a stirring waveform for vibrating the film-like member within a range where the droplet is not formed. And a droplet forming apparatus.
前記基本モードの固有振動数は、前記第1の周波数と前記第2の周波数との間に存在している請求項3記載の液滴形成装置。 The stirring waveform is a signal in which the frequency is changed from the first frequency to a second frequency different from the first frequency,
4. The droplet forming apparatus according to claim 3, wherein the natural frequency of the fundamental mode exists between the first frequency and the second frequency.
前記駆動手段は、前記液量検知手段の検知結果に基づいて、前記撹拌波形を制御する請求項1乃至4の何れか一項記載の液滴形成装置。 Having a liquid amount detecting means for detecting the liquid amount of the solution;
5. The droplet forming apparatus according to claim 1, wherein the driving unit controls the stirring waveform based on a detection result of the liquid amount detection unit.
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