JP2020085797A - 液吐出ヘッド、液吐出装置、及び液吐出方法 - Google Patents

液吐出ヘッド、液吐出装置、及び液吐出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】安定した吐出が可能な液吐出ヘッドの提供。【解決手段】液を吐出可能な液吐出ヘッドであって、吐出口が形成され、吐出する前記液を収容可能な液収容部と、前記吐出口から露出している前記液のメニスカスの状態を検知可能な検知部と、前記液収容部の位置を変位させることにより、前記液収容部が収容する液を前記吐出口から吐出可能な変位部と、を有する液吐出ヘッドである。【選択図】図1A

Description

本発明は、液吐出ヘッド、液吐出装置、及び液吐出方法に関する。
画像形成技術におけるインクジェット方式は、非常に微細な吐出口からインク液滴を吐出し、インク液滴を記録媒体上に付着させて画像を形成する記録方式である。このインクジェット方式は、他の方式に比べてフルカラー化が容易であり、簡易な構造の装置であっても高解像度の画像が得られる利点があるため、広く用いられてきた。
インクジェット方式においては、従来より微量のインク液滴を安定して吐出するために様々な技術開発が行われている。例えば、共通液室に配置された電極を用いてインピーダンスを測定することにより、インクの有無などインクの状態を検出するインクジェット記録装置が提案されている(特許文献1参照)。
本発明は、安定した吐出が可能な液吐出ヘッドを提供することを目的とする。
上記課題を解決するための手段としての本発明の液吐出ヘッドは、
液を吐出可能な液吐出ヘッドであって、
吐出口が形成され、吐出する前記液を収容可能な液収容部と、
前記吐出口から露出している前記液のメニスカスの状態を検知可能な検知部と、
前記液収容部の位置を変位させることにより、前記液収容部が収容する液を前記吐出口から吐出可能な変位部と、
を有する。
本発明によると、安定した吐出が可能な液吐出ヘッドを提供することができる。
図1Aは、第1の実施形態における液吐出ヘッドを示す概略正面図である。 図1Bは、第1の実施形態における液吐出ヘッドを示す概略底面図である。 図2Aは、第1の実施形態における検知部を示す概略正面図である。 図2Bは、第1の実施形態における検知部を示す概略底面図である。 図3は、第1の実施形態における検知部が検知する吐出口の出口近傍の範囲を示す説明図である。 図4Aは、第1の実施形態において、液を吐出する際の、吐出口から露出している液のメニスカスの状態の一例を示す説明図である。 図4Bは、第1の実施形態において、液を吐出する際の、吐出口から露出している液のメニスカスの状態の一例を示す説明図である。 図4Cは、第1の実施形態において、液を吐出する際の、吐出口から露出している液のメニスカスの状態の一例を示す説明図である。 図4Dは、第1の実施形態において、液を吐出する際の、吐出口から露出している液のメニスカスの状態の一例を示す説明図である。 図4Eは、第1の実施形態において、液を吐出する際の、吐出口から露出している液のメニスカスの状態の一例を示す説明図である。 図5は、第1の実施形態において、液を正常に吐出した際の、吐出口の出口近傍に配置した一対の電極間のインピーダンスの変化の一例を示すグラフである。 図6Aは、第1の実施形態において、安定して吐出できない場合の一例を示す説明図である。 図6Bは、第1の実施形態において、安定して吐出できない場合の一例を示す説明図である。 図7は、第1の実施形態において、液を吐出できなかった際のインピーダンスの一連の測定値の一例を示すグラフである。 図8は、図5に示したグラフのインピーダンスの測定値を細胞の個数に変換したときの一例を示すグラフである。 図9Aは、第1の実施形態において、吐出口の出口近傍の細胞懸濁液に含まれる細胞の数量を調整する動作の一例を示す説明図である。 図9Bは、第1の実施形態において、吐出口の出口近傍の細胞懸濁液に含まれる細胞の数量を調整する動作の一例を示す説明図である。 図9Cは、第1の実施形態において、吐出口の出口近傍の細胞懸濁液に含まれる細胞の数量を調整する動作の一例を示す説明図である。 図10Aは、第1の実施形態において、吐出口の出口近傍の細胞懸濁液に含まれる細胞の数量を調整する動作の他の一例を示す説明図である。 図10Bは、第1の実施形態において、吐出口の出口近傍の細胞懸濁液に含まれる細胞の数量を調整する動作の他の一例を示す説明図である。 図10Cは、第1の実施形態において、吐出口の出口近傍の細胞懸濁液に含まれる細胞の数量を調整する動作の他の一例を示す説明図である。 図11Aは、第2の実施形態における検知部の動作の一例を示す説明図である。 図11Bは、第2の実施形態における検知部の動作の一例を示す説明図である。 図11Cは、第2の実施形態における検知部の動作の一例を示す説明図である。 図12Aは、第3の実施形態における検知部の一例を示す概略正面図である。 図12Bは、第3の実施形態における検知部の一例を示す概略底面図である。 図13Aは、第4の実施形態における検知部の一例を示す概略正面図である。 図13Bは、第4の実施形態における検知部の一例を示す概略底面図である。 図14は、検知部の変形例を示す概略正面図である。
(液吐出ヘッド)
本発明の液吐出ヘッドは、吐出口が形成され、吐出する液を収容可能な液収容部と、吐出口から露出している液のメニスカスの状態を検知可能な検知部と、液収容部の位置を変位させることにより、液収容部が収容する液を吐出口から吐出可能な変位部と、を有する。
本発明は、特許文献1に記載されている従来のインクジェット記録装置のように、共通液室の液(インク)の状態を検出するだけでは、吐出時における液の状態を正確に把握できないという知見に基づくものである。
本発明の液吐出ヘッドは、例えば、一対の電極などの検知部により、吐出口から露出している液のメニスカスの状態を、インピーダンスなどの変化で検知する。これにより、本発明の液吐出ヘッドは、吐出時におけるメニスカスの状態の検知結果に基づいて吐出状態の良不良を判定できるため、検知結果に応じて吐出波形などを変更することで不吐出の発生などを抑制することができ、安定した吐出を実現できる。
液吐出方法は液吐出ヘッドにより好適に行うことができ、液収容工程は液収容部により好適に行うことができ、検知工程は検知部により好適に行うことができ、変位工程は変位部により好適に行うことができ、その他の工程はその他の手段により行うことができる。
つまり、本発明の液吐出ヘッドは、本発明の液吐出方法を実施することと同義である。そのため、本発明の液吐出ヘッドに関する説明を通じて、本発明の液吐出方法の詳細についても明らかにする。
<液収容部>
液収容部は、吐出口が形成され、吐出する液を収容する。
また、液収容部の少なくとも一部は、気体を流通可能であることが好ましい。なお、液収容部の少なくとも一部が気体を流通可能であるとは、液収容部の液室における内部と外部の間で、気体が流通可能であることを意味する。
液収容部としては、吐出する液を収容する液室と、吐出口とを有し、通気口を更に有することが好ましい。
<<液室>>
液室は、液を収容する。
液室の形状、大きさ、材質、及び構造については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
液室の材質としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム等の金属、ABS、ポリカーボネート、フッ素樹脂等のプラスチックス(樹脂材料)、二酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスなどが挙げられる。これらの中でも、液室が収容する液が粒子を含む場合であって、粒子として細胞やタンパク質を用いる際には、細胞やタンパク質に対する付着性の低い材料を用いることが好ましい。
細胞の付着性は、材質の水との接触角に依存するとされており、材質の親水性が高い又は疎水性が高いときには、細胞の付着性は低くなる。親水性の高い材料としては各種金属材料やセラミックス(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。
また、液室の材料表面をコーティングすることで細胞の付着性を低下させることも好ましい。液室の材料表面をコーティングとしては、例えば、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などが挙げられる。
<<吐出口>>
吐出口は、液収容部の液室が収容する液を吐出する口(孔)を意味する。
吐出口としては、その配列数、配列態様、間隔(ピッチ)、開口形状、開口の大きさなどについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
吐出口の開口形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円形、楕円形、四角形などが挙げられる。
吐出口の平均径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。吐出口の平均径としては、液室が収容する液が粒子を含む場合には、粒子が吐出口に詰まることを避けるため、粒子の大きさの2倍以上とすることが好ましい。
粒子が、例えば、動物細胞、特にヒトの細胞である場合、ヒトの細胞の大きさは、5μm以上50μm以下であるため、吐出口の平均径は、使用する細胞に合わせて、10μm以上100μm以下とすることが好ましい。
一方で、液滴が大きくなり過ぎると、微小液滴を形成するという目的の達成が困難となるため、吐出口の平均径は、200μm以下であることが好ましい。したがって、吐出口の平均径は、10μm以上200μm以下がより好ましい。
<<通気口>>
通気口(大気開放部)は、液収容部の液室における内部と外部の間で、気体を流通可能とする口(孔)を意味する。液収容部が通気口を有することにより、液室内部の気圧が、液室外部の気圧(通常は大気圧)と同程度となるため、液室内部が負圧となることを抑制して、安定して液収容部が収容する液を吐出することができる。
通気口としては、液収容部の液室における内部と外部の間で、気体を流通可能とするものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。
通気口としては、例えば、液収容部の液室を貫通した孔、液収容部の液室の一部を開口させた通気用開口部などとすることができる。なお、通気口は、気体が通過可能な部材で覆われていてもよく、気体が通過可能な部材としては、例えば、網目状の部材、スポンジ状の部材などが挙げられる。
液収容部の液室における内部と外部との間で、気体が流通可能となることにより、液を吐出する際に液収容部の内部が負圧となることを防止でき、液が吐出しやすくなる。また、これにより、液収容部が収容する液に混入した気泡を排出できるため、安定して液を吐出することができる。
また、液収容部の液室における内部と外部との間で、気体が流通可能となることにより、液収容部が収容する液が粒子としての細胞を含む場合、液を吐出する際に加圧による細胞へのダメージを抑制することができる。液を吐出する際における加圧による細胞へのダメージを抑制できると、複数の細胞からなる組織体を形成する場合などに、細胞の生存率の低下を抑制することができるため有利である。
<変位部材(変位部)>
変位部としての変位部材は、液収容部の位置を変位させることにより、液収容部が収容する液を吐出口から吐出させる。
液吐出ヘッドは、変位部材が液収容部の位置を変位させることにより、液収容部が収容する液に慣性力を付与することにより、液収容部が収容する液を吐出口から吐出することができる。
また、液吐出ヘッドは、変位部材が液収容部の位置を変位させることにより、液の吐出を安定させるための予備吐出を行ってもよい。さらに、液吐出ヘッドは、変位部材が液収容部の位置を変位させることにより、液収容部の液室が収容する液を撹拌してもよい。
なお、液吐出ヘッドが支持部材を有する場合、変位部材は、液収容部及び支持部材の位置を共に変位させる。
変位部材が液収容部の位置を変位させる方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、液吐出ヘッドが液の吐出を行う場合は、液の吐出方向に液収容部の位置を変位させることが好ましい。なお、液の吐出方向としては、略重力方向であることが好ましい。
また、変位部材が液収容部の位置を変位させる際には、液収容部を往復運動させることが好ましく、振動させることがより好ましい。
変位部材は、支持部材と接するように設けられることが好ましく、支持部材及び変位部材を固定する固定部と接することがより好ましい。固定部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
変位部材の形状、大きさ、材質、及び構造については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
変位部材としては、圧電素子が好適に用いられる。
圧電素子としては、例えば、圧電材料に電圧を印加するための電極を設けた構造とすることができる。この場合、駆動手段から圧電素子の電極間に電圧を印加することにより、圧電素子を振動させて、液収容部及び支持部材を振動させることができる。
圧電材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)、ビスマス鉄酸化物、ニオブ酸金属物、チタン酸バリウム、又はこれらの材料に金属や異なる酸化物を加えたものなどが挙げられる。これらの中でも、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)が好ましい。
<液>
液収容部が収容する液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオン交換水、蒸留水、純水、生理食塩水、アルコール、鉱物油、植物油等の様々な有機溶媒などが挙げられる。
液収容部が収容する液として水を使用する際には、液に水分の蒸発を抑えるための湿潤剤など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一般的な材料を用いることができる。
また、液収容部が収容する液は、吐出口から液滴として吐出されることが好ましい。
液収容部が収容する液は、粒子を含有してもよい。
<<粒子>>
液又は液滴に含まれる粒子としては、例えば、細胞、金属微粒子、無機微粒子などが挙げられる。これらの中でも、細胞が好ましい。
−細胞−
細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真核細胞、原核細胞、多細胞生物細胞、単細胞生物細胞を問わず、すべての細胞が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
真核細胞としては、特に制限はなく、目的応じて適宜選択することができ、例えば、動物細胞、昆虫細胞、植物細胞、真菌、藻類、原生動物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、動物細胞、真菌が好ましく、ヒト由来の細胞がより好ましい。
接着性細胞としては、組織や器官から直接採取した初代細胞でもよく、組織や器官から直接採取した初代細胞を何代か継代させたものでもよく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、分化した細胞、未分化の細胞などが挙げられる。
分化した細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、肝臓の実質細胞である肝細胞;星細胞;クッパー細胞;血管内皮細胞;類道内皮細胞、角膜内皮細胞等の内皮細胞;繊維芽細胞;骨芽細胞;砕骨細胞;歯根膜由来細胞;表皮角化細胞等の表皮細胞;気管上皮細胞;消化管上皮細胞;子宮頸部上皮細胞;角膜上皮細胞等の上皮細胞;乳腺細胞;ペリサイト;平滑筋細胞、心筋細胞等の筋細胞;腎細胞;膵ランゲルハンス島細胞;末梢神経細胞、視神経細胞等の神経細胞;軟骨細胞;骨細胞などが挙げられる。
未分化の細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、未分化細胞である胚性幹細胞、多分化能を有する間葉系幹細胞等の多能性幹細胞;単分化能を有する血管内皮前駆細胞等の単能性幹細胞;iPS細胞などが挙げられる。
真菌としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カビ、酵母菌などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、細胞周期を調節することができ、1倍体を使用することができる点から、酵母菌が好ましい。
細胞周期とは、細胞が増えるとき、細胞分裂が生じ、細胞分裂で生じた細胞(娘細胞)が再び細胞分裂を行う細胞(母細胞)となって新しい娘細胞を生み出す過程を意味する。
酵母菌としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、細胞周期をG1期に制御するフェロモン(性ホルモン)の感受性が増加したBar−1欠損酵母が好ましい。酵母菌がBar−1欠損酵母であると、細胞周期が制御できていない酵母菌の存在比率を低くすることができるため、液室内に収容された細胞の特定の核酸の数の増加等を防ぐことができる。
原核細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真正細菌、古細菌などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
細胞としては、生細胞が好ましい。
細胞は、特定の核酸を有することが好ましい。特定の核酸を有する細胞の細胞数は、複数であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
特定の核酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、感染症検査に用いられる塩基配列、自然界には存在しない核酸、動物細胞由来の塩基配列、植物細胞由来の塩基配列などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、特定の核酸としては、プラスミドも好適に使用することができる。
核酸とは、プリン又はピリミジンから導かれる含窒素塩基、糖、及びリン酸が規則的に結合した高分子の有機化合物を意味する。
特定の核酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、DNA、RNAなどが挙げられる。これらの中でも、ノロウイルスなどの感染症固定領域に由来するRNAに対応するDNA、自然界に存在しないDNAなどが好適に用いることができる。
特定の核酸を有する複数の細胞は、使用する細胞由来の特定の核酸であってもよく、遺伝子導入により導入された特定の核酸であってもよい。特定の核酸として、遺伝子導入により導入された特定の核酸、及びプラスミドを使用する場合は、1細胞に1コピーの特定の核酸が導入されていることを確認することが好ましい。1コピーの特定の核酸が導入されていることの確認方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シーケンサー、PCR法、サザンブロット法などを用いて確認することができる。
遺伝子導入の方法としては、特定の核酸配列が狙いの場所に狙いの分子数導入できれば特に制限がなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、相同組換え、CRISPR/Cas9、TALEN、Zinc finger nuclease、Flip−in、Jump−inなどが挙げられる。特に、酵母菌の場合は、効率の高さ、及び制御のしやすさの点から、相同組換えが好ましい。
−金属微粒子−
金属微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銀粒子、銅粒子などが挙げられる。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。
−無機微粒子−
無機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化チタン、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。
粒子が凝集する場合には、粒子を含む液の粒子の濃度を調整することにより、液中の粒子の濃度と、液中の粒子の個数とがポアソン分布に従う理論から、液中の粒子の個数を適宜調整することができる。
液滴中に含まれる粒子の個数は、1個以上が好ましく、1個以上5個以下がより好ましい。
液滴の直径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、25μm以上150μm以下が好ましい。液滴の直径が25μm以上であると、内包する粒子の直径が適正となり、適用できる粒子の種類が多くなる。また、液滴の直径が150μm以下であると、液滴の吐出が安定となる。
液滴の液量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1,000pL以下が好ましく、100pL以下がより好ましい。
液滴の液量は、例えば、液滴の画像から液滴の大きさを求め、液量を算出する方法などにより測定することができる。
<検知部>
検知部は、吐出口から露出している液のメニスカスの状態を検知する。検知部は、吐出口の出口近傍に配置されていることが好ましい。吐出口の出口近傍に液のメニスカスが存在することが多いため、検知部が吐出口の出口近傍に配置されていると、液のメニスカスの状態を検知しやすくなる点で有利である。
なお、吐出口から露出している液のメニスカスとは、吐出口近傍における液の液面を意味し、吐出口から下側に突出した液面や吐出口に入り込んだ液面も含む。
また、メニスカスの状態とは、メニスカスの、位置、移動方向、及び移動速度の少なくともいずれかを示す状態をいう。
液が粒子を含有している場合には、検知部は、検出した検出値に基づき、吐出口の出口近傍における液の粒子の状態を更に検知してもよい。この場合、検知部は、検知領域に粒子が存在することにより検出値が異なるときがあることを利用して粒子の状態を検知してもよい。
なお、粒子の状態とは、検知領域における粒子の個数及び濃度の少なくともいずれかを示す状態を意味する。
粒子の状態が粒子の個数及び濃度の少なくともいずれかである場合、検知部は、吐出口から液が吐出された後に、吐出口の出口近傍における液の粒子の状態を検知する。
また、検知部が検知する液の体積は、変位部が変位して液を吐出する液滴の体積と同等であるとしてもよい。これにより、液吐出ヘッドは、これから吐出する液滴を検知部が検知することができ、吐出する液滴の粒子の状態を確認することができる。
また、検知部は検出手段を備え、検知部の検知が検出手段の検出値に基づいて行われるようにしてもよい。
<<検出手段>>
検出手段は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、一対の電極、光源及び受光部、超音波発生部及び超音波受信部などが挙げられる。
一対の電極は、電気的特性の検出値として検出することにより、細胞の個数や濃度、メニスカスの位置などを検知することができる。
電気的特性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、インピーダンス、キャパシタンス、インダクタンスなどが挙げられる。
光源及び受光部は、輝度などの画像情報を検出値として検出することにより、細胞の個数や濃度、メニスカスの位置などを検知することができる。
超音波発生部及び超音波受信部は、超音波の伝播速度や画像化した情報を検出値として検出することにより、細胞の個数や濃度、メニスカスの位置などを検知することができる。
また、検出手段は、所定の時間ごとに検出値を検出することが好ましい。これにより、検出手段は、吐出時における検出値の一連の変化を確認できる。
検出手段としては、吐出口の出口近傍における吐出口の内壁に沿って、対向して配置されているようにしてもよい。これにより、検出手段が吐出口から液の吐出を阻害しないようにすることができる。
<その他の部材>
その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、制御部、判定部、支持部材、駆動部を有することが好ましい。
<<制御部>>
制御部は、検知部が検知した粒子の状態に基づき、変位部の変位の程度を制御する。これにより、制御部は、検知した粒子の状態に基づき、変位部を吐出しない程度に小振幅で駆動し、検知領域の粒子の個数を調整することができる。
また、制御部は、液吐出ヘッド全体の動作を制御する。
<<判定部>>
判定部は、検知部が検知した液のメニスカスの状態に基づき、吐出口から液が吐出されたか否かを判定する。これにより、判定部は、吐出時における液のメニスカスの状態に基づいて吐出状態の良不良を判定できるため、検知結果に応じて吐出波形などを変更することで不吐出の発生などを抑制することができる。
なお、判定部は、制御部が有するようにしてもよい。
<<支持部材>>
支持部材は、液収容部を支持する。
支持部材の形状、大きさ、材質、及び構造については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
支持部材の材質としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム等の金属、ABS、ポリカーボネート、フッ素樹脂等のプラスチックス、二酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスなどが挙げられる。
支持部材が、液収容部を支持する手法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液収容部における通気口の少なくとも一部が開口するように支持する手法、支持部材にも通気口を形成して、液収容部の通気口と支持部材の通気口を介して気体が流通可能となるように支持する手法などが挙げられる。
また、支持部材は、液収容部を着脱可能に支持する着脱部を有することが好ましい。支持部材が着脱部を有することにより、液収容部を交換することができるので、吐出する液を変更する際に、液どうしのコンタミを抑制することができる。
着脱部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ねじ等の螺合部が液収容部を付勢して支持するもの、弾性体が液収容部を付勢して支持するもの、磁性体が磁力により液収容部を支持するものなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、着脱部としては、弾性体が液収容部を付勢して支持するもの、磁性体が磁力により液収容部を支持するものが好ましい。
<<駆動部>>
駆動部としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液吐出ヘッドに駆動電圧を入力する手段などが挙げられる。この場合、駆動部が圧電素子を変形させることにより微小な液滴を吐出させることができる。
(液吐出装置)
本発明の液吐出装置は、本発明の液吐出ヘッドを備え、更に必要に応じてその他の手段を備える。
以下、本発明における複数の実施形態を説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
なお、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。また、下記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
(第1の実施形態)
図1Aは、第1の実施形態における液吐出ヘッドを示す概略正面図である。図1Bは、第1の実施形態における液吐出ヘッドを示す概略底面図である。
図1A及び図1Bに示すように、第1の実施形態における液吐出ヘッドは、細胞懸濁液1を収容する液室2と、吐出口3と、一対の電極4と、リード線5と、開口部6と、液室ホルダー7と、固定ボルト8と、圧電素子9と、固定部10とを有する。
液収容部としての液室2は、吐出口3が形成され、吐出する細胞懸濁液1を収容可能な樹脂製の容器である。
吐出口3は、液室2が収容する液を吐出する口(孔)であり、液室2と連通している。
また、開口部6は、吐出口3の吐出する側に位置している開口であり、液室2が収容する細胞懸濁液1の吐出口3と連通する。
検出手段としての一対の電極4は、吐出口3から露出している細胞懸濁液1のメニスカスの状態を検知する。また、一対の電極4は、吐出口3の出口近傍における細胞懸濁液1の細胞の状態を更に検知する。言い換えると、一対の電極4は、吐出口3の出口近傍における細胞懸濁液1のメニスカスの状態及び細胞懸濁液1の細胞濃度を検知する。
検知部に含まれるリード線5は、一対の電極4と検知用電源とを通電可能に接続する。
支持部材としての液室ホルダー7は、上部が圧電素子9と固着しており、液室2を着脱可能に支持する樹脂製の部品である。
また、液室ホルダー7は、液室2の上端部を大気開放する通気口としての切欠き部11を有し、液室2内に発生した気泡を逃がすことにより、吐出を安定させている。
着脱部としての固定ボルト8は、液室2を液室ホルダー7に固定する。
変位部としての圧電素子9は、液室ホルダー7を介して液室2を加振するアクチュエーターである。圧電素子9は、図1A中矢印12で示す鉛直方向に振動し、液室2を加振することにより、細胞懸濁液1に慣性力を与えて、液室2の開口部6から液滴13を吐出する。言い換えると、圧電素子9は、液室2の位置を変位させることにより、液室2が収容する細胞懸濁液1を吐出口3から吐出する。
固定部10は、圧電素子9を固定するための、SUS製の液吐出装置の筐体の一部である。
制御部は、一対の電極4が検知した細胞の状態に基づき、圧電素子9の変位の程度を制御する。また、制御部は、一対の電極4が検知した細胞懸濁液1のメニスカスの状態に基づき、吐出口3から細胞懸濁液1が吐出されたか否かを判定する判定部を有する。
図2Aは、第1の実施形態における検知部を示す概略正面図である。図2Bは、第1の実施形態における検知部を示す概略底面図である。
図2A及び図2Bに示すように、一対の電極4は、吐出口3の出口近傍における吐出口3の内壁に沿って、対向して配置されている。また、一対の電極4は、吐出口3から細胞懸濁液1の吐出を阻害しないように、吐出口3の内壁に組み込まれている。
一対の電極4は、本実施形態では、リード線5を通じて交流電圧が印加され、電極間のインピーダンスを測定する。
なお、本実施形態では、一対の電極4により電極間のインピーダンスを測定するとしたが、これに限ることなく、例えば、他の電気的特性(検出値)を測定してもよい。他の電気的特性としては、例えば、キャパシタンス、インダクタンスなどが挙げられる。
図3は、第1の実施形態における検知部が検知する吐出口の出口近傍の範囲を示す説明図である。
図3中の点線で囲んだ検知領域14は、一対の電極4がインピーダンスを測定する領域である。本実施形態では、一対の電極4がインピーダンスを測定する領域の体積は、圧電素子9が変位して細胞懸濁液1を1回吐出する液滴の体積と同等である。つまり、一対の電極4の吐出方向の幅は、これを満たすように定められる。
図4A〜図4Eは、第1の実施形態において、液を吐出する際の、吐出口から露出している液のメニスカスの状態の一例を示す説明図である。
図4Aに示すように、液室2に細胞懸濁液1を収容した初期状態では、吐出しない状態では、メニスカスEは、開口部から僅かに下側に突出した状態となる。次に、吐出波形(吐出信号)である高周波のsin波を圧電素子に1周期分入力すると、液室2全体が加振され、図4Bに示すように、メニスカスEが下側に大きく突出しはじめる。そして、大きく突出した細胞懸濁液1に働く重力が細胞懸濁液1を上側に戻そうとする表面張力を上回ると、図4Cに示すように、液滴化されて吐出する。その後、メニスカスEは、図4D及び図4Eに示すように、残留振動により液室2側へ移動する。このとき、一対の電極4の一部に非接液状態、つまり非導通状態箇所が発生し、一対の電極4によるインピーダンスの測定値が高くなる。
図5は、第1の実施形態において、液を正常に吐出した際の、吐出口の出口近傍に配置した一対の電極間のインピーダンスの変化の一例を示すグラフである。
図5のグラフは、縦軸が一対の電極4によるインピーダンスの測定値を示し、横軸が図4A〜図4Eに示した吐出状態を示す。なお、横軸のアルファベットは、図4A〜図4Eのアルファベットに対応するものである。
図5に示すように、A〜Dの状態では、細胞懸濁液1が一対の電極4のほぼ全面と接液しており、一対の電極4によるインピーダンスの測定値は低い値で安定している。ところが、Dの状態からEの状態にかけては一対の電極4の非導通状態箇所が増えていくため、インピーダンスの測定値は増大する。
このように、液吐出ヘッドは、吐出時におけるインピーダンスの測定値の一連の変化からメニスカスEの挙動を検知することが可能となる。
また、図5におけるA〜Eで示したように、吐出時におけるインピーダンスの一連の変化は、安定吐出時は毎回ほぼ同じである。したがって、安定吐出時のインピーダンスのプロファイルを記憶部に予め記憶しておき、実際のインピーダンスの一連の測定値とインピーダンスのプロファイルとを制御部が比較することにより、制御部は、吐出が不安定になっているか否かを定量的に判定することができる。
さらに、制御部は、実際のインピーダンスの一連の測定値とインピーダンスのプロファイルとの乖離量に基づき、圧電素子9に入力する吐出波形の変更や、液吐出ヘッドの清掃処理の割り込みを行うことで、液滴を吐出できない不吐出の発生を抑制することができる。
次に、第1の実施形態において、液の吐出時において安定して吐出できない場合の一例について、図6A及び図6Bを用いて説明する。
吐出を繰り返すことで、図6Aに示すように、吐出口の内壁面に細胞Cの破片などを含む汚れDが付着する。この汚れDに起因して吐出口では流体抵抗が増え、図6Bに示すように、メニスカスEが下方に突出しにくくなり、液滴化できずに不吐出となる場合がある。この場合のインピーダンスの一連の測定値を図7に示す。
図7は、第1の実施形態において、液を吐出できなかった際のインピーダンスの一連の測定値の一例を示すグラフである。
図7のグラフは、縦軸がインピーダンスの値を示し、横軸が図4A〜図4Eに示した吐出状態を示す。なお、横軸の吐出状態A〜Eのアルファベットは、図4A〜図4Eのアルファベットに対応するものである。また、実線は一対の電極4によるインピーダンスの測定値を示し、点線は記憶部に記憶されているインピーダンスのプロファイルを示す。
安定吐出状態では、図7で示す実線のように、吐出状態A〜Dの一定時間経過後にメニスカスEが液室2側へ移動し、インピーダンスの測定値が急激に高くなる。一方で、不吐出状態の場合には、図7で示す点線のように、吐出状態A〜Dの一定時間経過後でもインピーダンスの測定値が高くならずに低い値を維持する。
したがって、制御部は、吐出状態A〜Dの一定時間経過後にインピーダンスの測定値が高い値を示したか否かにより、不吐出を判定することができる。
不吐出を判定した場合には、制御部は、乖離量に応じて圧電素子9の吐出波形を変更することにより、不吐出の発生を抑制することができる。
なお、本実施形態では、吐出状態A〜Dの一定時間経過後にインピーダンスの測定値が高い値を示したか否かにより、不吐出を判定したが、これに限ることなく、インピーダンスが高くなるタイミングや速度を安定吐出した場合と比較してもよい。
次に、一対の電極によるインピーダンスの測定値に基づき、吐出する細胞懸濁液1の細胞の個数を求める例について説明する。
図8は、図5に示したグラフのインピーダンスの測定値を細胞の個数に変換したときの一例を示すグラフである。図8のグラフは、図5のインピーダンスの測定値に変換係数Kを乗じて細胞の個数に変換したものである。なお、変換係数Kは、事前に実験的に求めた定数とする。
図8に示すように、例えば、吐出状態Aでは、図3で示した点線で囲んだ検知領域14における細胞の個数は5個とわかる。
細胞懸濁液1は、本実施形態では、溶媒として抵抗値が低い細胞培養液を含む。一方で、細胞自体は、細胞培養液に比べて抵抗値が大きい。したがって、細胞懸濁液1のインピーダンスは、点線内部に細胞がある場合上昇し、濃度に伴い比例する。
次に、図8に示すように求めた細胞の個数と、予め設定された細胞の個数の目標値とを制御部が比較し、乖離している場合には圧電素子9を吐出しない程度に小振幅で駆動し、攪拌して目標値と一致するように調整する例について説明する。
図9A〜図9Cは、第1の実施形態において、吐出口の出口近傍の細胞懸濁液に含まれる細胞の数量を調整する動作の一例を示す説明図である。この例では、細胞の個数の目標値を5個としている。
図9Aに示した状態では、図9A中の点線で囲まれた検知領域における細胞の個数が3個となっているため目標値である5個を下回っている。このため、図9Bに示すように、制御部は、液滴を吐出しない程度に圧電素子9を小振幅で駆動させ、液室2及び吐出口6の細胞懸濁液1を攪拌し、図9A中の点線で囲まれた検知領域における細胞の個数を変化させる。これは、細胞の個数の目標値になるまで複数回行ってもよい。そして、図9Cに示すように、細胞の個数の目標値である5個になったところで吐出を行う。
図10A〜図10Cは、第1の実施形態において、吐出口の出口近傍の細胞懸濁液に含まれる細胞の数量を調整する動作の他の一例を示す説明図である。この例でも、細胞の個数の目標値を5個としている。また、図9A〜図9Cで示した例とは異なり、目標値に対して細胞数過多の場合を示す。
図10Aに示すように、図10A中の点線で囲まれた検知領域における細胞の個数が目標値よりも多い場合、このまま吐出しようとすると、図10Bに示すように、細胞同士の摩擦や壁面との摩擦が生じ、流体抵抗が増大して不吐出となる場合がある。このため、図9Bで説明したとおり、液滴を吐出しない程度に圧電素子9を小振幅で駆動させ、液室2及び吐出口6の細胞懸濁液1を攪拌し、図10A中の点線で囲まれた検知領域における細胞の個数を変化させる。そして、図10Cに示すように、細胞の個数の目標値である5個になったところで吐出を行う。
このように、第1の実施形態の液吐出ヘッドは、細胞懸濁液を収容する液室と、吐出口から露出している細胞懸濁液のメニスカスの状態を検知する一対の電極と、液室の位置を変位させることにより、細胞懸濁液を吐出口から吐出できる圧電素子とを有する。これにより、第1の実施形態の液吐出ヘッドは、吐出時におけるメニスカスの状態の検知結果に基づいて吐出状態の良不良を判定できるため、検知結果に応じて吐出波形などを変更することで不吐出の発生などを抑制することができ、安定した吐出を実現できる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では検出手段として一対の電極を用いたが、第2の実施形態では三対の電極を用いることにより、メニスカスの位置、移動方向、及び移動速度をより正確に検知する。
図11A〜図11Cは、第2の実施形態における検知部の動作の一例を示す説明図である。
図11A〜図11Cに示すように、第2の実施形態では、第1の実施形態の一対の電極を吐出方向に3分割した三対の電極を用いる。これにより、第2の実施形態の液吐出装置は、各電極間の検知信号を組み合わせることで、メニスカスの状態をより正確に把握することができる。
具体的には、図11Aに示すような場合では、三対の電極全てが接液状態となっていると第1の実施形態と差異はないが、図11B及び図11Cに示すような場合では、各電極間で接液状態がそれぞれ異なるため、メニスカスの位置や移動方向を正確に検知できる。
このように、第2の実施形態の液吐出ヘッドでは、検出手段として三対の電極を用いることにより、各電極間でそれぞれ異なる接液状態を検知できるため、メニスカスの位置や移動方向を正確に検知することができる。
(第3の実施形態)
第1の実施形態では、一対の電極を液室の下面から露出させないような配置にしたが、第3の実施形態では、一対の電極を吐出口の下部から露出させる配置にし、吐出時以外は吐出口の出口から下側に突出している状態が多いメニスカスの状態をより正確に検知する。
図12Aは、第3の実施形態における検知部の一例を示す概略正面図である。図12Bは、第3の実施形態における検知部の一例を示す概略底面図である。
図12A及び図12Bに示すように、第3の実施形態では、一対の電極4を吐出口の下部から露出させる配置にすることにより、メニスカスEの液室2側への僅かな移動に対しても検出が可能となる。
このように、第3の実施形態の液吐出ヘッドでは、一対の電極を吐出口の下部から露出させる配置にし、吐出時以外は吐出口の出口から下側に突出している状態が多いメニスカスの状態をより正確に検知することができる。
(第4の実施形態)
第1の実施形態では、吐出口の形状を真円状にしたが、第4の実施形態では、吐出口の形状を矩形状にし、矩形状における対向する二辺の長さを一対の電極の幅と同様にし、一対の電極によるメニスカスの検出をより正確なものとする。
図13Aは、第4の実施形態における検知部の一例を示す概略正面図である。図13Bは、第4の実施形態における検知部の一例を示す概略底面図である。
図13Bに示すように、第4の実施形態では、吐出口の形状を矩形状とし、一対の電極で挟まれる検知領域における細胞懸濁液を漏れなく検知することが可能となる。
このように、第4の実施形態の液吐出ヘッドでは、吐出口の形状を矩形状にし、かつ矩形状における対向する二辺の長さを一対の電極の幅と同様にすることで、一対の電極で挟まれる検知領域における細胞懸濁液を漏れなく検知することができる。
なお、第1の実施形態〜第4の実施形態では、一対の電極を用いて検出した電気的特性の検出値に基づき、メニスカスの状態を検知したが、光源や超音波発生器を用いて検出した検出値に基づき、メニスカスの状態を検知するようにしてもよい。
具体的には、図14に示すように、検出手段として、光源と受光部とを対向させたものや、超音波発生部と超音波受信部とを対向させたものにしてもよい。光源及び受光部を用いる場合には、輝度などの画像情報を検出値とすることにより、細胞の個数や濃度、メニスカスの位置などを検知することができる。また、超音波を用いる場合には、超音波の伝播速度や画像化した情報を検出値とすることにより、細胞の個数や濃度、メニスカスの位置などを検知することができる。
以上説明したように、本発明の液吐出ヘッドは、吐出口が形成されている液収容部と、吐出口から露出している液のメニスカスの状態を検知する検知部と、液収容部の位置を変位させることにより、液を吐出口から吐出する変位部と、を有する。これにより、本発明の液吐出ヘッドは、吐出時における液のメニスカスの状態の検知結果に基づいて吐出状態の良不良を判定できるため、検知結果に応じて吐出波形などを変更することで不吐出の発生などを抑制することができ、安定した吐出を実現できる。
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 液を吐出可能な液吐出ヘッドであって、
吐出口が形成され、吐出する前記液を収容可能な液収容部と、
前記吐出口から露出している前記液のメニスカスの状態を検知可能な検知部と、
前記液収容部の位置を変位させることにより、前記液収容部が収容する液を前記吐出口から吐出可能な変位部と、
を有することを特徴とする液吐出ヘッドである。
<2> 前記検知部が、前記吐出口の出口近傍に配置されている前記<1>に記載の液吐出ヘッドである。
<3> 前記検知部が検知した前記液の前記メニスカスの状態に基づき、前記吐出口から前記液が吐出されたか否かを判定する判定部を更に有する前記<1>から<2>のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
<4> 前記液が粒子を含有し、
前記検知部が、前記吐出口の出口近傍における前記粒子の状態を更に検知する前記<1>から<3>のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
<5> 前記検知部が検知した前記粒子の状態に基づき、前記変位部の変位の程度を制御する制御部を更に有する前記<4>に記載の液吐出ヘッドである。
<6> 前記粒子の状態が、前記粒子の個数及び濃度の少なくともいずれかである場合には、
前記検知部が、前記吐出口から前記液が吐出された後に、前記吐出口の出口近傍における前記液の前記粒子の状態を検知する前記<4>から<5>のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
<7> 前記検知部が検知する、前記吐出口の出口近傍における前記液の体積が、前記変位部が変位して吐出する前記液の体積と同等である前記<4>から<6>のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
<8> 前記検知部が、検出手段を備え、
前記検知部の検知が、前記検出手段の検出値に基づいて行われる前記<1>から<7>のいずれかに記載の液吐出ヘッドである。
<9> 前記検出手段が、一対の電極であり、
前記一対の電極が、前記吐出口の出口近傍における前記吐出口の内壁に沿って、対向して配置されている前記<8>に記載の液吐出ヘッドである。
<10> 前記<1>から<9>のいずれかに記載の液吐出ヘッドを有することを特徴とする液吐出装置である。
<11> 液を吐出する液吐出方法であって、
吐出口が形成され、吐出する前記液を収容可能な液収容部に前記液を収容する液収容工程と、
前記吐出口から露出している前記液のメニスカスの状態を検知する検知工程と、
前記液収容部の位置を変位させることにより、前記液収容部が収容する液を前記吐出口から吐出する変位工程と、
を含むことを特徴とする液吐出方法である。
<12> 前記検知工程における検知が、前記吐出口の出口近傍で行われる前記<11>に記載の液吐出方法である。
<13> 前記検知工程において検知した前記液の前記メニスカスの状態に基づき、前記吐出口から前記液が吐出されたか否かを判定する判定工程を更に含む前記<11>から<12>のいずれかに記載の液吐出方法である。
<14> 前記液が粒子を含有し、
前記検知工程が、前記吐出口の出口近傍における前記液の前記粒子の状態を更に検知する処理を含む前記<11>から<13>のいずれかに記載の液吐出方法である。
<15> 前記検知工程において検知した前記粒子の状態に基づき、前記変位部の変位の程度を制御する制御工程を更に含む前記<14>に記載の液吐出方法である。
<16> 前記粒子の状態が、前記粒子の個数及び濃度の少なくともいずれかである場合には、
前記検知工程が、前記吐出口から前記液が吐出された後に、前記吐出口の出口近傍における前記液の前記粒子の状態を検知する処理を含む前記<14>から<15>のいずれかに記載の液吐出方法である。
<17> 前記検知工程において検知する、前記吐出口の出口近傍における前記液の体積が、前記変位工程において変位して吐出する前記液の体積と同等である前記<14>から<16>のいずれかに記載の液吐出方法である。
<18> 前記検知工程における検知が、検出手段の検出値に基づいて行われる前記<11>から<17>のいずれかに記載の液吐出方法である。
<19> 前記検出手段が、一対の電極であり、
前記一対の電極が、前記吐出口の出口近傍における前記吐出口の内壁に沿って、対向して配置されている前記<18>に記載の液吐出方法である。
前記<1>から<9>のいずれかに記載の液吐出ヘッド、前記<10>に記載の液吐出装置、及び前記<11>から<19>のいずれかに記載の液吐出方法によると、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
米国特許第6631970号明細書
1 細胞懸濁液(液)
2 液室(液収容部)
3 吐出口
4 一対の電極(検出手段、検知部の一部)
5 リード線(検知部の一部)
6 開口部
7 液室ホルダー
8 固定ボルト
9 圧電素子(変位部)
10 固定部
11 切欠き部
13 液滴
14 検知領域
100 液吐出ヘッド
A 加振方向
C 細胞(粒子)
D 汚れ
E メニスカス

Claims (11)

  1. 液を吐出可能な液吐出ヘッドであって、
    吐出口が形成され、吐出する前記液を収容可能な液収容部と、
    前記吐出口から露出している前記液のメニスカスの状態を検知可能な検知部と、
    前記液収容部の位置を変位させることにより、前記液収容部が収容する前記液を前記吐出口から吐出可能な変位部と、
    を有することを特徴とする液吐出ヘッド。
  2. 前記検知部が、前記吐出口の出口近傍に配置されている請求項1に記載の液吐出ヘッド。
  3. 前記検知部が検知した前記液の前記メニスカスの状態に基づき、前記吐出口から前記液が吐出されたか否かを判定する判定部を更に有する請求項1から2のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
  4. 前記液が粒子を含有し、
    前記検知部が、前記吐出口の出口近傍における前記液の前記粒子の状態を更に検知する請求項1から3のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
  5. 前記検知部が検知した前記粒子の状態に基づき、前記変位部の変位の程度を制御する制御部を更に有する請求項4に記載の液吐出ヘッド。
  6. 前記粒子の状態が、前記粒子の個数及び濃度の少なくともいずれかである場合には、
    前記検知部が、前記吐出口から前記液が吐出された後に、前記吐出口の出口近傍における前記液の前記粒子の状態を検知する請求項4から5のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
  7. 前記検知部が検知する、前記吐出口の出口近傍における前記液の体積が、前記変位部が変位して吐出する前記液の体積と同等である請求項4から6のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
  8. 前記検知部が、検出手段を備え、
    前記検知部の検知が、前記検出手段の検出値に基づいて行われる請求項1から7のいずれかに記載の液吐出ヘッド。
  9. 前記検出手段が、一対の電極であり、
    前記一対の電極が、前記吐出口の出口近傍における前記吐出口の内壁に沿って、対向して配置されている請求項8に記載の液吐出ヘッド。
  10. 請求項1から9のいずれかに記載の液吐出ヘッドを有することを特徴とする液吐出装置。
  11. 液を吐出する液吐出方法であって、
    吐出口が形成され、吐出する前記液を収容可能な液収容部に前記液を収容する液収容工程と、
    前記吐出口から露出している前記液のメニスカスの状態を検知する検知工程と、
    前記液収容部の位置を変位させることにより、前記液収容部が収容する前記液を前記吐出口から吐出する変位工程と、
    を含むことを特徴とする液吐出方法。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003121452A (ja) * 2001-10-12 2003-04-23 Olympus Optical Co Ltd 液体分注装置
JP2005178290A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Fuji Photo Film Co Ltd 液滴吐出装置及び吐出検出方法
JP2006320795A (ja) * 2005-05-17 2006-11-30 Univ Of Electro-Communications 微少液滴吐出装置及び方法
JP2007064710A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Seiko Epson Corp バイオチップ製造方法及びバイオチップ製造装置
US20070248498A1 (en) * 2006-04-19 2007-10-25 Archivex Llc Micro-drop detection and detachment
JP2010025953A (ja) * 2009-11-05 2010-02-04 Yaskawa Electric Corp 液滴吐出装置の駆動方法
JP2010241063A (ja) * 2009-04-09 2010-10-28 Seiko Epson Corp 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び、ノズル基板の製造方法
JP2011000819A (ja) * 2009-06-19 2011-01-06 Seiko Epson Corp 流体噴射装置及びその動作方法
JP2011206958A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Seiko Epson Corp 液体噴射装置、液体噴射ヘッドおよびノズル抜け検出方法
JP2016124154A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 ブラザー工業株式会社 液体吐出装置
WO2017060336A1 (de) * 2015-10-09 2017-04-13 Vermes Microdispensing GmbH Tropfendetektionseinrichtung
JP2017083439A (ja) * 2015-10-30 2017-05-18 株式会社リコー 液滴形成装置
WO2017130707A1 (ja) * 2016-01-26 2017-08-03 株式会社リコー 液滴形成装置、分注装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003121452A (ja) * 2001-10-12 2003-04-23 Olympus Optical Co Ltd 液体分注装置
JP2005178290A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Fuji Photo Film Co Ltd 液滴吐出装置及び吐出検出方法
JP2006320795A (ja) * 2005-05-17 2006-11-30 Univ Of Electro-Communications 微少液滴吐出装置及び方法
JP2007064710A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Seiko Epson Corp バイオチップ製造方法及びバイオチップ製造装置
US20070248498A1 (en) * 2006-04-19 2007-10-25 Archivex Llc Micro-drop detection and detachment
JP2010241063A (ja) * 2009-04-09 2010-10-28 Seiko Epson Corp 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び、ノズル基板の製造方法
JP2011000819A (ja) * 2009-06-19 2011-01-06 Seiko Epson Corp 流体噴射装置及びその動作方法
JP2010025953A (ja) * 2009-11-05 2010-02-04 Yaskawa Electric Corp 液滴吐出装置の駆動方法
JP2011206958A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Seiko Epson Corp 液体噴射装置、液体噴射ヘッドおよびノズル抜け検出方法
JP2016124154A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 ブラザー工業株式会社 液体吐出装置
WO2017060336A1 (de) * 2015-10-09 2017-04-13 Vermes Microdispensing GmbH Tropfendetektionseinrichtung
JP2017083439A (ja) * 2015-10-30 2017-05-18 株式会社リコー 液滴形成装置
WO2017130707A1 (ja) * 2016-01-26 2017-08-03 株式会社リコー 液滴形成装置、分注装置

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