JP6376387B2 - 液滴振動装置及び液滴振動方法 - Google Patents

Description

本発明は、液滴振動装置及び液滴振動方法に関する。

電極間に印加する電圧を変動させて電極間の電界を変動させることによって、クーロン
力により基板上の液滴を振動させる装置がある。特許文献１、２では、クーロン力により
液滴を振動させることによって、微少量の試料（液滴）を攪拌することが提案されている
。

特開２０１０−１１９３８８号公報 特開２０１２−１３５９８号公報

試料の攪拌を促進させるには、液滴の振幅を大きくさせることが望ましい。但し、液滴
の振動は、様々な要因（液滴の粘度、液適量、表面張力、温度、液滴の大きさ等）で変化
するため、液滴の振幅を大きくさせる最適条件を予め得ることが難しい。このため、作業
者は、狭い電極間に配置された液滴を目視しながら、印加電圧の周波数などの条件を調整
していた。

しかし、作業者が目視によって条件を調整すると、作業者によって調整結果にばらつき
が生じるおそれがある。

本発明は、液滴の振幅を大きくさせる条件を装置が自動で取得可能にすることを目的と
する。

上記目的を達成するための主たる発明は、上電極と、基板を載置可能な下電極と、前記
基板の、前記上電極に対向する側に形成される液滴を検出可能なセンサーと、前記上電極
と前記下電極との間に印加される印加電圧を変動させて、前記基板上の液滴を振動させる
コントローラーとを備え、前記センサーは、受光部を有し、前記受光部の受光量に応じた
信号を出力し、前記コントローラーは、前記印加電圧の周波数の異なる複数の条件で前記
液滴を振動させ、前記複数の条件のうち、前記信号の変化量が最も大きい条件の周波数に
て、前記液滴を振動させることを特徴とする液滴振動装置である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

図１Ａは、液滴振動装置１の全体斜視図である。図１Ｂは、液滴振動装置１のカバー１Ｂを開いたときの様子の斜視図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、液滴振動装置１のブロック図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、エリアセンサー３０の説明図である。図３Ｃは、参考例のセンサーの説明図である。 図４Ａ〜図４Ｃは、基板Ｗ上に液滴Ｓを形成する様子の説明図である。図４Ａは、所定の直径の撥水円を基板Ｗに描くためのテンプレートの説明図である。図４Ｂは、基板Ｗに撥水円を描く様子の説明図である。図４Ｃは、基板Ｗ上に液滴Ｓを形成する様子の説明図である。 図５Ａ〜図５Ｃは、液滴振動装置１の動作説明図である。 図６Ａ〜図６Ｃは、液滴Ｓの振動の説明図である。図６Ａは、電極間に電圧を印加する前（電極間の電界の発生前）の液滴Ｓの状態の説明図である。図６Ｂは、電極間に高電圧を印加した時（電極間に強電界が生じている時）の液滴Ｓの状態の説明図である。図６Ｃは、高電圧の印加を解除した時（若しくは印加電圧を急激に減少させた時）の液滴Ｓの状態の説明図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、第１実施形態の条件探索方法の概要説明図である。 図８は、第１実施形態の条件探索処理のフロー図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、第２実施形態の条件探索方法の概要説明図である。 図１０は、第２実施形態の条件探索処理のフロー図である。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、第２実施形態の変形例の条件探索方法の概要説明図である。 図１２は、第４実施形態の液滴振動処理のフロー図である。 図１３Ａ及び図１３Ｂは、第５実施形態の反応装置３のブロック図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

上電極と、基板を載置可能な下電極と、前記基板の、前記上電極に対向する側に形成さ
れる液滴を検出可能なセンサーと、前記上電極と前記下電極との間に印加される印加電圧
を変動させて、前記基板上の液滴を振動させるコントローラーとを備え、前記センサーは
、受光部を有し、前記受光部の受光量に応じた信号を出力し、前記コントローラーは、前
記印加電圧の周波数の異なる複数の条件で前記液滴を振動させ、前記複数の条件のうち、
前記信号の変化量が最も大きい条件の周波数にて、前記液滴を振動させることを特徴とす
る液滴振動装置が明らかとなる。
このような液滴振動装置によれば、液滴の振幅を大きくさせる条件を装置が自動で取得
可能である。

前記上電極と前記下電極との間に前記センサーの検出領域があり、
前記コントローラーは、前記センサーの検出領域が、前記液滴の静止中の頂部よりも高
くなるように、前記上電極と前記下電極との間の距離を設定して、前記印加電圧の周波数
の異なる複数の条件で前記液滴を振動させることが望ましい。これにより、上電極側に吸
引される液体の多い条件（周波数）が、液滴の振幅を大きくさせる条件になる。

前記上電極と前記下電極との間に前記センサーの検出領域があり、
前記コントローラーは、前記センサーの検出領域が、前記液滴の静止中の頂部よりも低
くなるように、前記上電極と前記下電極との間の距離を設定して、前記印加電圧の周波数
の異なる複数の条件で前記液滴を振動させても良い。
この場合、前記コントローラーは、前記複数の条件のうち、前記液滴の静止中の前記セ
ンサーの信号と、前記液滴の振動中における前記受光量が最も多いことを示す前記センサ
ーの信号との差を前記変化量とすることが望ましい。これにより、上電極側に吸引された
液体の多い条件（周波数）を取得できる。
また、前記コントローラーは、前記複数の条件のうち、前記液滴の静止中の前記センサ
ーの信号と、前記液滴の振動中における前記受光量が最も少ないことを示す前記センサー
の信号との差を前記変化量としてもよい。これにより、液滴の頂部の沈み込みの大きい条
件（周波数）を取得できる。
また、前記コントローラーは、前記複数の条件のうち、前記液滴の振動中における前記
受光量が最も多いことを示す前記センサーの信号と、前記液滴の振動中における前記受光
量が最も少ないことを示す前記センサーの信号との差を前記変化量としてもよい。これに
より、上電極側に吸引された液体が多く、且つ液滴の頂部の沈み込みの大きい条件（周波
数）を取得できる。

また、前記下電極に載置される前記基板に液体を液滴として吐出可能な吐出ヘッドをさ
らに備えるとしてもよい。これによれば、下電極に載置された基板に例えば試薬や洗浄液
などの液体を吐出ヘッドから自動で吐出することができる液滴振動装置が明らかとなる。

上電極と、基板を載置可能な下電極と、前記基板の、前記上電極に対向する側に形成さ
れる液滴を検出可能なセンサーと、を用い、前記上電極と前記下電極との間に印加される
印加電圧を変動させて、前記基板上の液滴を振動させる液滴振動方法であって、前記セン
サーは、受光部を有し、前記受光部の受光量に応じた信号を出力し、前記印加電圧の周波
数の異なる複数の条件で前記液滴を振動させ、前記複数の条件のうち、前記信号の変化量
が最も大きい条件を探索するステップと、前記信号のうち変化量の最も大きい条件の周波
数にて、前記液滴を振動させるステップとを含むことを特徴とする液滴振動方法が明らか
になる。
このような液滴振動方法によれば、液滴の振幅を大きくさせる条件を自動で取得可能で
ある。

また、前記液滴を振動させる所定の時間内において、前記センサーで前記信号の変化が
検出されなくなった場合、前記印加電圧の周波数の異なる複数の条件で前記液滴を振動さ
せて、前記複数の条件のうち、前記信号の変化量が最も大きい条件を探索するステップと
、前記信号のうち変化量が最も大きい条件の周波数にて、前記液滴を振動させるステップ
と、を繰り返すことが望ましい。これによれば、所定の時間内に例えば液滴の量が変動す
るなどの変化が生じても最適条件を自動的に探索して液滴を確実に振動させることができ
る。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜液滴振動装置＞
図１Ａは、液滴振動装置１の全体斜視図である。図１Ｂは、液滴振動装置１のカバー１
Ｂを開いたときの様子の斜視図である。図２Ａ及び図２Ｂは、液滴振動装置１のブロック
図である。

以下の説明では、図１Ａに示すように上下方向、前後方向、左右方向を定義する。すな
わち、液滴振動装置１の設置面に垂直な方向を「上下方向」とし、重力が作用する方向を
「下」とし、重力が作用する方向の逆方向を「上」とする。液滴振動装置１のカバー１Ｂ
の開く側（液滴振動装置１から見て作業者の側）を「前」とし、逆側を「後」とし、これ
により「前後方向」を定義する。また、液滴振動装置１を操作する作業者から見た方向に
従って「左右方向」、「右」及び「左」を定義する。

液滴振動装置１は、電極間の印加電圧を変動させて電極間の電界を変動させることによ
って、クーロン力により基板Ｗ上の液滴Ｓを振動させる装置である。液滴振動装置１は、
上電極１１と、下電極１２と、昇降機構２１と、エリアセンサー３０と、コントローラー
４０とを有する。また、液滴振動装置１は、電極に電圧を印加する電源装置２２と、上電
極１１を前後方向に移動させる移動機構２３とを有する。液滴振動装置１のこれらの構成
要素は、筐体１Ａに格納されている。筐体１Ａの前面には、コントロールパネル２４が設
けられている。

上電極１１及び下電極１２は、お互いに対向して配置される電極である。上電極１１は
、下電極１２よりも上側に配置される板状の電極である。上電極１１の下面は下側を向い
ている（下面が前後方向及び左右方向に平行である）。上電極１１は、移動機構２３によ
って前後方向に移動する。図１Ｂに示すように、カバー１Ｂを開いたときには上電極１１
は後側に位置しており、この位置から上電極１１が移動機構２３によって前側に移動して
、下電極１２と対向する。

下電極１２は、その上面に基板Ｗ（ガラス板又はプラスチック板）を載置可能である。
ここでは６枚の基板Ｗを載置可能である。下電極１２の上面には、前後方向に沿った溝１
２Ａが６本形成されており、それぞれの溝１２Ａに沿って基板Ｗが載置される。このため
、下電極１２に載置される基板Ｗの長手方向は前後方向に平行になる。後述するように、
下電極１２に載置される基板Ｗ上には液滴Ｓが形成される。

電源装置２２は、電極に電圧を印加する装置である。ここでは、上電極１１を基準電位
とし、電源装置２２が下電極１２に電位差が４ｋＶ程度の矩形波を所定の周波数で印加す
る。電源装置２２が電極に所定の周波数の矩形波を印加すると、上電極１１と下電極１２
との間の電界が変動し、基板Ｗ上の液滴Ｓがクーロン力により振動することになる。なお
、電源装置２２は、高圧アンプを備えるとともに、後述するようにコントローラー４０か
らの指令に応じて矩形波の周波数を変更可能である。

昇降機構２１は、対向する上電極１１と下電極１２との間の距離を変更する機構である
。ここでは、昇降機構２１は下電極１２を昇降させることによって、上電極１１と下電極
１２との間の距離（電極間距離）を変更する。但し、下電極１２ではなく上電極１１を昇
降させることによって、電極間距離を変更しても良い。以下、上電極１１と下電極１２と
の間の距離を「電極間距離」と記載する。

エリアセンサー３０は、検出領域における障害物（ここでは液滴Ｓ）を検出するセンサ
ーである。図３Ａ及び図３Ｂは、エリアセンサー３０の説明図である。各図の上図は液滴
振動装置１を上から見たときのエリアセンサー３０及び液滴Ｓの様子を示しており、下図
は液滴振動装置１を左側から見たときのエリアセンサー３０及び液滴Ｓの様子を示してい
る。エリアセンサー３０は、発光部３１と受光部３２とを有し、発光部３１が受光部３２
に向かって検出光３４を照射し、受光部３２が受光量に応じた検出信号を出力する。発光
部３１と受光部３２は、ここでは前後方向に対向して配置されており、前後方向に沿って
検出光３４が照射される。検出光３４を遮る障害物が検出領域にあると、受光部３２の受
光量が減少し、エリアセンサー３０が液滴Ｓを検出することになる。この際、受光部３２
は、減少した受光量に応じた検出信号を出力する。この結果、エリアセンサー３０の検出
信号は、検出領域における障害物の大きさを示す信号になる。
ここで、検出光３４とは、発光部３１から照射され受光部３２に受光可能な光を指し、
受光部３２から外れる方向の光は含まれない。発光部３１が照射する光は、受光部３２が
受光可能な光だけでなく、受光部３２から外れる方向の光が含まれていても良い。検出光
３４は、赤外光でも良いし、可視光でも良い。また、検出領域とは、発光部３１と受光部
３２との間で検出光３４が照射される領域を指す。

図２に示すように、エリアセンサー３０は上電極１１の下側に固定されており、エリア
センサー３０の検出領域は、上電極１１の下面から下方に一定距離（例えば２ｍｍ〜３ｍ
ｍ）だけ離れている。これにより、液滴Ｓの頂部が上電極１１の下面に触れる前に、エリ
アセンサー３０が液滴Ｓを検出することが可能である。エリアセンサー３０の検出領域と
上電極１１との間の距離は一定である。

エリアセンサー３０は、上電極１１の下側に６個取り付けられている。下電極１２には
６枚の基板Ｗが載置可能であるため、各基板Ｗ上の液滴Ｓをそれぞれ検出するように各エ
リアセンサー３０が取り付けられている。このため、６個のエリアセンサー３０は、左右
方向に並ぶように配置されている。

エリアセンサー３０は、後述するように、液滴Ｓの振幅の大きさの判別に用いられる。
振幅の大きさを検出する方法として、カメラで撮影された画像を解析する方法もあるが、
この方法では、カメラや画像解析用の高価な演算回路等が必要になってしまう。これに対
し、本実施形態では、安価なエリアセンサー３０によって液滴Ｓの振幅の大小を判別可能
にしている。

図３Ａ及び図３Ｂは、エリアセンサー３０の説明図である。各図の上図は上から見た様
子を示しており、下図は左側から見た様子を示している。図３Ｂの上図の斜線のハッチン
グの領域は、上下方向においてエリアセンサー３０の検出領域より高い液滴Ｓの領域（検
出領域に達している液滴Ｓの領域）を示しており、ここでは検出光３４を遮っている液滴
Ｓの領域を示している。本実施形態では、エリアセンサー３０を採用しており、検出領域
が左右方向に幅を持っている。これにより、液滴Ｓの位置が左右方向に多少ずれても、液
滴Ｓが検出領域に達したことをエリアセンサー３０が検出可能である。
図３Ｃは、参考例のセンサーの説明図である。参考例では、センサーの検出領域が、左
右方向の幅を持っていない。このため、参考例では、液滴Ｓの位置が左右方向にずれると
、液滴Ｓの頂部がセンサーの検出光３４より高い位置になっても、センサーが液滴Ｓを検
出できないことがある。

図２において、コントローラー４０は、液滴振動装置１の制御を司る制御部である。コ
ントローラー４０は、演算回路４１とメモリー４２とを有する。演算回路４１は、例えば
ＣＰＵやＭＰＵ等の小型演算回路である。メモリー４２は、ＲＯＭやＲＡＭ等から構成さ
れた記憶手段であり、制御プログラムやデータテーブルを記憶したり、制御プログラムを
展開するための領域を提供したりする。コントローラー４０は、メモリー４２に記憶され
た制御プログラムを演算回路４１が実行することによって、液滴振動装置１の各構成要素
（例えば昇降機構２１、電源装置２２、移動機構２３など）を制御し、各種処理（例えば
、後述する条件探索処理）を実現する。

図４Ａ〜図４Ｃは、基板Ｗ上に液滴Ｓを形成する様子の説明図である。図４Ａは、所定
の直径の撥水円を基板Ｗに描くためのテンプレートの説明図である。テンプレートは、基
板Ｗを挿入可能な筒状の部材である。テンプレートの上面には、所定の直径の円形状の穴
が形成されている。

図４Ｂは、基板Ｗに撥水円を描く様子の説明図である。基板Ｗの上面には親水性コーテ
ィングが施されていても良い。作業者は、基板Ｗをテンプレートに挿入した後、テンプレ
ートの上面の穴に従って撥水ペンで基板Ｗの上面に撥水円を描く。撥水円の大きさは、液
滴Ｓの量によって適宜設定される。本実施形態における液滴Ｓの最小量は１５０μＬであ
り、最大量は６００μＬである。例えば、１５０μＬ又は２００μＬの液滴Ｓを形成する
場合には直径１２ｍｍの撥水円を描き、４００μＬ又は６００μＬの液滴Ｓを形成する場
合には直径２０ｍｍの撥水円を描く。

テンプレートを用いるため、所望の直径の撥水円を描くことができる。また、テンプレ
ートを用いるため、基板Ｗ上の所定の位置に撥水円を描くことができるので、液滴Ｓを形
成した基板Ｗを下電極１２に載置したときに、基板Ｗ上の液滴Ｓの左右方向の位置とエリ
アセンサー３０の検出領域の左右方向の位置とを合わせることができる。なお、エリアセ
ンサー３０の検出光３４は前後方向に沿って照射されるので、テンプレートの挿入方向（
基板Ｗの長手方向：下電極１２に載置したときの前後方向）に撥水円がずれて描かれるこ
とは許容される。

図４Ｃは、基板Ｗ上に液滴Ｓを形成する様子の説明図である。作業者は、基板Ｗ上に描
いた撥水円の上に、所定量の液滴Ｓ（例えば試薬）を滴下する。撥水円の上に液滴Ｓを滴
下することによって、基板Ｗ上の液滴Ｓの頂部が盛り上がり、液滴Ｓがドーム形状になる
（図６Ａ参照）。この結果、液滴Ｓの頂部にクーロン力が作用しやすくなり、電極間の電
界を変動させたときに液滴Ｓの振幅を大きくさせやすくなる。

図５Ａ〜図５Ｃは、液滴振動装置１の動作説明図である。
作業者は、図５Ａに示すように、液滴Ｓを形成した基板Ｗを下電極１２に載置する。カ
バー１Ｂを開いたときには上電極１１は後側に位置しており、下電極１２の上方が開放さ
れているので、作業者は、上電極１１に邪魔されること無く、基板Ｗを下電極１２に載置
できる。
基板Ｗが下電極１２に載置され、作業者がコントロールパネル２４に所定の指示を与え
ると、図５Ｂに示すように、コントローラー４０は、移動機構２３を制御して上電極１１
を前側に移動させ、上電極１１と下電極１２とを対向させる。その後、図５Ｃに示すよう
に、コントローラー４０は、昇降機構２１を制御して下電極１２を上側に上昇させる。こ
れにより、上電極１１と下電極１２との間の距離が短くなり、電極間により強い電界を発
生させることができる。その後、コントローラー４０は、電源装置２２を制御して、上電
極１１を基準電位として所定の周波数の矩形波を下電極１２に印加して、電極間の電界を
変動させて、基板Ｗ上の液滴Ｓを振動させる。

図６Ａ〜図６Ｃは、液滴Ｓの振動の説明図である。
図６Ａは、電極間に電圧を印加する前（電極間の電界の発生前）の液滴Ｓの状態の説明
図である。基板Ｗ上の液滴Ｓはドーム形状になっており、液滴Ｓの頂部が盛り上がってい
る。
図６Ｂは、電極間に高電圧を印加した時（電極間に強電界が生じている時）の液滴Ｓの
状態の説明図である。図６Ｂに示すように、液滴Ｓの頂部にクーロン力が作用するため、
液滴Ｓは、頂部が上電極１１側に吸引された形状になる。このため、図６Ａの液滴Ｓと比
べると、図６Ｂの液滴Ｓの頂部が上側に位置しており、液滴Ｓの上下方向の長さは長くな
る（液滴Ｓが高くなる）。

図６Ｃは、高電圧の印加を解除した時（若しくは印加電圧を急激に減少させた時）の液
滴Ｓの状態の説明図である。このとき、上側に吸引された部分（図６Ｂ参照）が重力によ
って落下するため、液滴Ｓは、頂部が沈み込んだ形状になる。このため、図６Ａの液滴Ｓ
と比べると、図６Ｃの液滴Ｓの頂部が下側に位置しており、液滴Ｓの上下方向の長さは短
くなる（液滴Ｓが低くなる）。

電極間に高電圧が印加されているときには、液滴Ｓは図６Ｂに示すような形状になり、
高電圧の印加が解除されたときには、液滴Ｓは図６Ｃに示すような形状になる。このため
、所定の周波数の矩形波が下電極１２に印加されると、液滴Ｓは、図６Ｂの形状と図６Ｃ
の形状に交互に変形し、振動する。

液滴Ｓを振動させることによって、液滴Ｓが攪拌される。これにより、液滴Ｓを静置し
た場合と比べて、反応を促進させることができる。このように、液滴振動装置１は、攪拌
装置として利用することができる。

なお、液滴振動装置１及びこれを用いた液滴振動方法において、液滴Ｓが抗体を含む試
薬である場合は、下電極１２に印加される電位の極性がマイナスであることが好ましい。
具体的には、抗体は電荷を持っているが、その極性は液滴Ｓにおける溶媒のｐＨに依存す
る。抗体の極性が変わる溶媒のｐＨの値を等電点といい、溶媒のｐＨが等電点より小さけ
れば、抗体はプラス（正極性）に帯電する。溶媒のｐＨが等電点よりも大きければ、抗体
はマイナスに帯電する。免疫組織染色やＥＬＩＳＡの工程で用いられる溶媒のｐＨの値は
、一般的に６．８〜８．０程度であることから、抗体はマイナス（負極性）に帯電するこ
とになる。

免疫組織染色における染色の濃さ、ＥＬＩＳＡにおける発色強度は、抗原抗体反応の量
に依存するが、反応にはネガティブコントロール（抗原もしくは抗体を持たない試料を入
れておくこと）が望ましい。その理由は、試験後に得られた結果が抗原抗体反応に由来す
るものなのか、あるいは、抗原抗体反応以外の非特異的な反応に由来するものなのか判断
するためである。一方で、ネガティブコントロールを導入した場合、下電極１２に与えら
れる電位の極性がプラス（正極性）であると、下電極１２と抗体との引力によって、上記
非特異的な反応が増えてしまうおそれがある。下電極１２に与えられる電位の極性をマイ
ナス（負極性）とすれば、下電極１２と抗体との間には斥力が働くため上記非特異的な反
応が起こり難くなると考えられる。つまり、ネガティブコントロールが導入された免疫組
織染色やＥＬＩＳＡにおいて、非特異的な反応が抑制され、より適正な試験結果が得られ
ることとなる。

＜条件探索処理＞
液滴Ｓ（例えば試薬）の攪拌を促進させるには、液滴Ｓの振幅を大きくさせることが望
ましい。但し、液滴Ｓの振動は、様々な要因（液滴Ｓの粘度、液適量、表面張力、温度、
液滴Ｓの大きさ等）で変化するため、液滴Ｓの振幅を大きくさせる最適条件（矩形波の周
波数）を得る必要がある。

図７Ａ及び図７Ｂは、第１実施形態の条件探索方法の概要説明図である。各図の上図は
上から見た様子を示しており、下図は左側から見た様子を示している。

第１実施形態では、液滴Ｓが静止しているとき（液滴Ｓを振動させる前）、液滴Ｓの頂
部は、エリアセンサー３０の検出領域よりも低い状態である。また、液滴Ｓを振動させて
液滴Ｓの頂部が上電極１１側に吸引されたとき、液滴Ｓの頂部は、エリアセンサー３０の
検出領域に達する。言い換えると、第１実施形態では、静止中の液滴Ｓの頂部よりもエリ
アセンサー３０の検出領域が高くなるように、上電極１１と下電極１２の間の電極間距離
Ｄが設定される。

上図の斜線のハッチングの領域は、液滴Ｓを振動させて液滴Ｓの頂部が上電極１１の方
向に吸引されたときに、エリアセンサー３０の検出領域より高い液滴Ｓの領域（検出領域
に達している液滴Ｓの領域）を示している。つまり、斜線のハッチングの領域は、液滴Ｓ
を振動させて液滴Ｓの頂部が上電極１１側に吸引されたときに、検出光３４を遮っている
液滴Ｓの領域を示している。下図の液滴Ｓの頂部の矢印の長さは、液滴Ｓの振幅を示して
いる。ここでは、図７Ａに示す液滴Ｓの振幅の方が、図７Ｂの液滴Ｓの振幅よりも大きい
。

液滴Ｓの振幅が大きい場合、図７Ａの上図に示すように、斜線のハッチングの領域が大
きくなる。一方、液滴Ｓの振幅が小さい場合、図７Ｂの上図に示すように、斜線のハッチ
ングの領域が小さくなる。つまり、液滴Ｓの振幅の大きい方が、斜線のハッチングの領域
が大きくなる。これは、液滴Ｓの振幅の大きい方が、より多くの液体が上電極１１の方向
に吸引されており、より多くの液体がエリアセンサー３０の検出領域に達するからである
。

この結果、液滴Ｓの振幅の大きい方が、液滴Ｓの振幅の小さい方に比べてエリアセンサ
ー３０の受光部３２の受光量が少ない状態になる（図７Ａの上図参照）。このことを利用
して、以下の条件探索処理では、基板Ｗ上の液滴Ｓを振動させながら、エリアセンサー３
０の出力に基づいて、受光部３２の受光量が最も少なくなる条件を得ることによって、液
滴Ｓの振幅を大きくさせる最適条件を得ている。

なお、第１実施形態では、静止中の液滴Ｓの頂部がエリアセンサー３０の検出領域より
も低い状態である。この状態において、液滴Ｓを振動させる条件に関わらず、エリアセン
サー３０の受光部３２の受光量が最も多い状態になる。このため、第１実施形態では、エ
リアセンサー３０の出力値の変化量の最も大きい条件を探索することによって、受光部３
２の受光量が最も少なくなる条件（すなわち、液滴Ｓの振幅を大きくさせる条件）を探索
している。

図８は、第１実施形態の条件探索処理のフロー図である。コントローラー４０は、液滴
振動装置１の各構成要素（例えば昇降機構２１、電源装置２２など）を制御し、この条件
探索処理を実現する。

まず、コントローラー４０は、コントロールパネル２４から作業者の入力した液量に基
づいて、電極間距離Ｄと初期周波数Ｈ０とを決定する（Ｓ００１）。ここでは、例えば初
期周波数Ｈ０が２０Ｈｚ、電極間距離Ｄは６．０ｍｍとする。
なお、液量と電極間距離Ｄとを対応づけたテーブルは、予めコントローラー４０のメモ
リー４２に記憶されていても良い。このテーブルには、液量が多いほど、電極間距離Ｄが
長く設定されている。その理由は、液量が多いほど、液滴Ｓの高さが高くなり、液滴Ｓが
上電極１１に接しないように電極間距離Ｄを長くする必要があるからである。第１実施形
態では、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、エリアセンサー３０の検出領域が液滴Ｓの静止
中の頂部よりも高くなり振動中の頂部よりも低くなるように、電極間距離Ｄがテーブルで
定められている。

次に、コントローラー４０は、最大変化量Ｘｍａｘを初期化する（Ｓ００２）。後述す
るように、最大変化量Ｘｍａｘは、条件探索処理中のエリアセンサー３０の出力の変化量
の最大値に更新されていく。この場合、初期化された最大変化量Ｘｍａｘの値は「０」で
ある。なお、初期化の値は、「０」に限定されるものではない。

次に、コントローラー４０は、昇降機構２１を制御して電極間距離Ｄを設定し（Ｓ００
３）、電源装置２２の印加電圧（矩形波）の周波数Ｈを初期周波数Ｈ０に設定する（Ｓ０
０４）。

次に、コントローラー４０は、設定された周波数Ｈで液滴Ｓを振動させる（Ｓ００５）
。最初、コントローラー４０は、印加電圧の周波数Ｈを初期周波数である２０Ｈｚ（＝Ｈ
０）にして、液滴Ｓを振動させる。次に、コントローラー４０は、エリアセンサー３０の
出力が変化しているか否かを判断する（Ｓ００６）。初期周波数Ｈ０では、エリアセンサ
ー３０の出力が変化するように、テーブルの初期周波数Ｈ０が予め設定されている。この
ため、最初のＳ００６の判断はＹＥＳになる。
次に、コントローラー４０は、エリアセンサー３０の出力の変化量Ｘが、これまでに記
憶されている最大変化量Ｘｍａｘよりも大きいか否かを判断する（Ｓ００７）。第１実施
形態では、エリアセンサー３０の出力の変化量Ｘとは、受光量の最も少ないときの受光部
３２の出力値と、受光量の最も多いときの受光部３２の出力値との差（絶対値）である。
最初のＳ００７の判断は、最大変化量ＸｍａｘがＳ００２で初期化されたままなので、
ＹＥＳになる。Ｓ００７でＹＥＳの場合、コントローラー４０は、最大変化量Ｘｍａｘを
現在のエリアセンサー３０の出力の変化量Ｘに更新するとともに、現在の設定された周波
数Ｈを最適周波数として記憶し（Ｓ００８）、次のＳ００９に進む。なお、Ｓ００７でＮ
Ｏの場合には、Ｓ００８の処理は行われずに、Ｓ００９に進む。

そして、コントローラー４０は、設定された周波数Ｈが所定の周波数Ｈlimitに達して
いなければ（Ｓ００９でＮＯ）、周波数Ｈを所定値βだけ下げる（Ｓ０１０）。ここでは
、βは１Ｈｚに設定されている。最初のＳ００９の判断はＮＯになり、コントローラー４
０は、電源装置２２の印加電圧の設定周波数Ｈを２０Ｈｚから１９Ｈｚに設定する。
なお、所定の周波数Ｈlimitは、少なくとも１Ｈｚ以上の値であって、例えば基板Ｗ上
に滴下された液滴Ｓに電界が与えられ、液滴Ｓが振動し始める最少の周波数Ｈの値である
。

このように、コントローラー４０は、印加電圧の周波数Ｈを１Ｈｚずつ下げていき、エ
リアセンサー３０の出力の最大変化量Ｘｍａｘが更新されたときの周波数Ｈを記憶するこ
とを繰り返す（Ｓ００５〜Ｓ０１０）。そして、周波数Ｈが所定の周波数Ｈlimitよりも
下がったら（Ｓ００９でＹＥＳ）、Ｓ００８で最後に記憶された周波数Ｈを最適周波数と
して、条件探索処理を終了する。

上記の第１実施形態では、コントローラー４０は、印加電圧の周波数Ｈの異なる複数の
条件で液滴Ｓを振動させ、エリアセンサー３０の出力の変化量Ｘが最も大きくなる周波数
Ｈを最適周波数としている。そして、上記の条件探索処理の後、コントローラー４０は、
最適周波数にて、液滴Ｓを振動させる。これにより、液滴振動装置１は、振幅の大きい条
件で液滴Ｓを振動させることができる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図９Ａ及び図９Ｂは、第２実施形態の条件探索方法の概要説明図である。各図の上図は
上から見た様子を示しており、下図は左側から見た様子を示している。ここでは、図９Ａ
に示す液滴Ｓの振幅の方が、図９Ｂの液滴Ｓの振幅よりも大きい。

第２実施形態では、液滴Ｓが静止しているとき（液滴Ｓを振動させる前）、液滴Ｓの頂
部は、エリアセンサー３０の検出領域よりも高い状態である。第２実施形態では、静止中
の液滴Ｓの頂部がエリアセンサー３０の検出領域よりも高くなるように、上電極１１と下
電極１２の間の電極間距離Ｄが設定される。

上図の斜線のハッチングの領域は、液滴Ｓを振動させて液滴Ｓの頂部が上電極１１の方
向に吸引されたときに、エリアセンサー３０の検出領域より高い液滴Ｓの領域（検出領域
に達している液滴Ｓの領域）を示している。つまり、斜線のハッチングの領域は、液滴Ｓ
を振動させて液滴Ｓの頂部が上電極１１の方向に吸引されたときに、検出光３４を遮って
いる液滴Ｓの領域を示している。

液滴Ｓの振幅が大きい場合、図９Ａの上図に示すように、斜線のハッチングの領域が小
さくなる。一方、液滴Ｓの振幅が小さい場合、図９Ｂの上図に示すように、斜線のハッチ
ングの領域が大きくなる。つまり、液滴Ｓの振幅の大きい方が、斜線のハッチングの領域
が小さくなる。これは、液滴Ｓの振幅の大きい方が、より多くの液体がエリアセンサー３
０の検出領域よりも上に吸引されて、エリアセンサー３０の検出領域よりも下の液体が少
なくなるからである。

この結果、液滴Ｓの振幅の大きい方が、液滴Ｓの振幅が小さい方に比べてエリアセンサ
ー３０の受光部３２の受光量が多い状態になる（図９Ａの上図参照）。このことを利用し
て、以下の条件探索処理では、液滴Ｓの振動中のエリアセンサー３０の出力に基づいて、
受光部３２の受光量が最も多くなる条件を得ることによって、液滴Ｓの振幅を大きくさせ
る最適条件を得ている。

なお、第２実施形態では、液滴Ｓの静止中のエリアセンサー３０の出力値（通常値）を
記憶しておき、この通常値と、液滴Ｓの頂部が上電極１１の方向に吸引されたときのエリ
アセンサー３０の出力値との差（変化量）の最も大きい条件を探索することによって、受
光部３２の受光量が最も多くなる条件（すなわち、液滴Ｓの振幅を大きくさせる条件）を
探索している。

図１０は、第２実施形態の条件探索処理のフロー図である。

まず、コントローラー４０は、コントロールパネル２４から作業者の入力した液量に基
づいて、電極間距離Ｄと初期周波数Ｈ０とを決定する（Ｓ００１）。第２実施形態では、
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、エリアセンサー３０の検出領域が液滴Ｓの静止中の頂部
よりも低くなるように、電極間距離Ｄがテーブルで定められている。

次に、コントローラー４０は、最大変化量Ｘｍａｘを初期化し（Ｓ００２）、昇降機構
２１を制御して上電極１１と下電極１２の間の電極間距離Ｄを設定する（Ｓ００３）。こ
の場合もまた最大変化量Ｘｍａｘの初期化の値は「０」である。

次に、コントローラー４０は、液滴Ｓを振動させる前に、液滴Ｓの静止中のエリアセン
サー３０の出力値（通常値）を記憶する（Ｓ００３’）。このとき記憶した通常値は、Ｓ
００７’で変化量Ｘを算出するのに用いられる。

次に、コントローラー４０は、電源装置２２の印加電圧（矩形波）の周波数Ｈを初期周
波数Ｈ０に設定した後（Ｓ００４）、周波数Ｈで液滴Ｓを振動させる（Ｓ００５）。そし
て、第１実施形態とほぼ同様に、コントローラー４０は、印加電圧の周波数Ｈを所定値β
（＝１Ｈｚ）ずつ下げていき、エリアセンサー３０の出力の最大変化量Ｘｍａｘが更新さ
れたときの周波数Ｈを記憶することを繰り返す（Ｓ００５〜Ｓ０１０）。そして、周波数
Ｈが所定の周波数Ｈlimitより下がったら（Ｓ００９でＹＥＳ）、Ｓ００８で最後に記憶
された周波数Ｈを最適周波数として、条件探索処理を終了する。

第２実施形態では、変化量Ｘの算出方法が第１実施形態とは異なる（Ｓ００７’）。第
２実施形態では、エリアセンサー３０の出力の変化量Ｘとは、Ｓ００３’で記憶した通常
値と、液滴Ｓの頂部が上電極１１の方向に吸引されたときのエリアセンサー３０の出力値
との差（絶対値）である。液滴Ｓの振動中にエリアセンサー３０の受光部３２の受光量が
変化して出力値が変化するが、この変化する出力値のうち、受光量の多いことを示す出力
値が、液滴Ｓの頂部が上電極１１の方向に吸引されたときのエリアセンサー３０の出力値
である。つまり、第２実施形態では、コントローラー４０は、Ｓ００３’で記憶した通常
値と、液滴Ｓの振動中に変化する出力値のうちの受光量の最も多いことを示す出力値との
差を算出し、その差の絶対値を変化量Ｘとする。

上記の第２実施形態では、コントローラー４０は、印加電圧の周波数Ｈの異なる複数の
条件で液滴Ｓを振動させ、エリアセンサー３０の出力の変化量Ｘが最も大きくなる周波数
Ｈを最適周波数としている。そして、上記の条件探索処理の後、コントローラー４０は、
最適周波数にて、液滴Ｓを振動させる。これにより、液滴振動装置１は、振幅の大きい条
件（液滴Ｓの頂部が上電極１１に最も吸引される条件）で液滴Ｓを振動させることができ
る。

＝＝＝第２実施形態の変形例＝＝＝
上記の第２実施形態では、図６Ｂに示すように液滴Ｓの頂部が上電極１１の方向に吸引
されたときのエリアセンサー３０の出力値に基づいて、液滴Ｓの振幅の大きさを判断して
いる（図９Ａ及び図９Ｂ参照）。但し、図６Ｃに示すように、液滴Ｓの上側に吸引された
部分が重力によって落下して、液滴Ｓの頂部が沈み込んだときのエリアセンサー３０の出
力値に基づいて、液滴Ｓの振幅の大きさを判断しても良い。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、第２実施形態の変形例の条件探索方法の概要説明図である。
ここでは、図１１Ａに示す液滴Ｓの振幅の方が、図１１Ｂの液滴Ｓの振幅よりも大きい。

変形例においても、上記の第２実施形態と同様に、液滴Ｓが静止しているとき（液滴Ｓ
を振動させる前）、液滴Ｓの頂部は、既にエリアセンサー３０の検出領域に達した状態で
ある（このように電極間距離Ｄが設定される）。

上図の斜線のハッチングの領域は、液滴Ｓの上側に吸引された部分が重力によって落下
して液滴Ｓの頂部が沈み込んだときに、エリアセンサー３０の検出領域より高い液滴Ｓの
領域（検出領域に達している液滴Ｓの領域）を示している。つまり、斜線のハッチングの
領域は、液滴Ｓの上側に吸引された部分が重力によって落下して液滴Ｓの頂部が沈み込ん
だときに、検出光３４を遮っている液滴Ｓの領域を示している。

図１１Ａ及び図１１Ｂの上図を比較して理解できるように、液滴Ｓの振幅の大きい方が
、斜線のハッチングの領域が大きくなる。これは、液滴Ｓの振幅の大きい方が、液滴Ｓの
頂部が沈み込み、液滴Ｓが横に広がるからである。

この結果、液滴Ｓの振幅の大きい方が、液滴Ｓの振幅の小さい方に比べてエリアセンサ
ー３０の受光部３２の受光量が少ない状態になる（図１１Ａの上図参照）。このことを利
用すれば、液滴Ｓの振動中のエリアセンサー３０の出力に基づいて、受光部３２の受光量
が最も少なくなる条件を得ることによって、液滴Ｓの振幅を大きくさせる最適条件を得る
ことが可能である。

変形例では、第２実施形態の条件探索処理（図１０参照）のＳ００７’の変化量Ｘの算
出方法を変えている。変形例では、エリアセンサー３０の出力の変化量Ｘとは、Ｓ００３
’で記憶した通常値と、液滴Ｓの頂部が沈み込んだときのエリアセンサー３０の出力値と
の差（絶対値）である。液滴Ｓの振動中にエリアセンサー３０の受光部３２の受光量が変
化して出力値が変化するが、この変化する出力値のうち、受光量の少ないことを示す出力
値が、液滴Ｓの頂部が沈み込んだときのエリアセンサー３０の出力値である。つまり、変
形例では、コントローラー４０は、Ｓ００３’で記憶した通常値と、液滴Ｓの振動中に変
化する出力値のうちの受光量の最も少ないことを示す出力値との差を算出し、その差の絶
対値を変化量Ｘにすると良い。

この変形例においても、コントローラー４０は、印加電圧の周波数Ｈの異なる複数の条
件で液滴Ｓを振動させ、エリアセンサー３０の出力の変化量Ｘが最も大きくなる周波数Ｈ
を最適周波数としている。そして、上記の条件探索処理の後、コントローラー４０は、最
適周波数にて、液滴Ｓを振動させる。これにより、液滴振動装置１は、振幅の大きい条件
（液滴Ｓの頂部が最も沈み込む条件）で液滴Ｓを振動させることができる。

＝＝＝第３実施形態＝＝＝
第３実施形態では、上記の第２実施形態（及びその変形例）と同様に、液滴Ｓが静止し
ているとき（液滴Ｓを振動させる前）、液滴Ｓの頂部は、既にエリアセンサー３０の検出
領域に達した状態にする（このように電極間距離Ｄが設定される）。

一方、第３実施形態では、第１実施形態（図８参照）と同様に、条件探索処理を行う。
また、第３実施形態では、第１実施形態のＳ００７と同様に、エリアセンサー３０の出力
の変化量Ｘとは、受光量の最も少ないときの受光部３２の出力値と、受光量の最も多いと
きの受光部３２の出力値との差（絶対値）とする。このため、第３実施形態では、第２実
施形態のＳ００３’のようにエリアセンサー３０の通常値を記憶しなくて良い。

液滴Ｓの振幅が大きい場合、図９Ａ及び図１１Ａから理解できるように、エリアセンサ
ー３０の受光量の差が大きくなり、この結果、エリアセンサー３０の出力の変化量Ｘが大
きくなる。一方、液滴Ｓの振幅が小さい場合、図９Ｂ及び図１１Ｂから理解できるように
、エリアセンサー３０の受光量の差が小さくなり、この結果、エリアセンサー３０の出力
の変化量Ｘが小さくなる。このため、変化量Ｘが最大となる周波数Ｈが、最も振幅の大き
い条件になる。

第３実施形態で得られた最適周波数で液滴Ｓを振動させると、液滴振動装置１は、振幅
の大きい条件（液滴Ｓの頂部が上電極１１側に最も吸引され、かつ、液滴Ｓの頂部が最も
沈み込む条件）で液滴Ｓを振動させることができる。また、第１実施形態や第２実施形態
と比べて、液滴Ｓの振幅の変化に対して変化量Ｘが大きく変動するため、最適周波数を精
度良く検出できる。

＝＝＝第４実施形態＝＝＝
図１２は、第４実施形態の液滴振動処理のフロー図である。前述の実施形態では、条件
探索処理の後、液滴振動装置１は、最適条件で液滴Ｓを振動させていた。但し、液滴Ｓを
振動させている間に、水分の蒸発や液滴Ｓと基板Ｗとの接触面積が変化すること等によっ
て、液滴Ｓの振動が変化する。そこで、第４実施形態では、条件探索処理で得られた最適
条件で液滴Ｓを振動させている間に、液滴Ｓの振動の変化を検出する。

まず、コントローラー４０は、前述の条件探索処理（図８又は図１０）を実行して最適
条件を取得し（Ｓ２０１）、その最適周波数にて、液滴Ｓを振動させる（Ｓ２０２）。
そして、コントローラー４０は、所定時間が経過したときには（Ｓ２０３でＹＥＳ）、液
滴振動処理を終了する。

一方、所定時間が経過する前に（Ｓ２０３でＮＯ）、液滴Ｓの水分が蒸発したり、液滴
Ｓと基板Ｗとの接触面積が広がったりすることがある。この場合、液滴Ｓが小さくなった
り、液滴Ｓの振幅が小さくなったりして、液滴Ｓを振動させても液滴Ｓの頂部がエリアセ
ンサー３０の検出領域に達しなくなる。

そこで、コントローラー４０は、所定時間が経過するまでの間、コントローラー４０は
、エリアセンサー３０の出力が変化しているか否かを判断する（Ｓ２０４）。そして、エ
リアセンサー３０の出力が変化していない場合（Ｓ２０４でＮＯ）、再び条件探索処理を
行う（Ｓ２０１）。この第４実施形態によれば、液滴Ｓの固有振動数が変化しても、でき
る限り液滴Ｓの振幅を大きくさせることが可能である。

＝＝＝第５実施形態＝＝＝
図１３Ａ及び図１３Ｂは、第５実施形態の反応装置３のブロック図である。この反応装
置３は、前述の液滴振動装置１と同様に、上電極１１と、下電極１２と、昇降機構２１と
、エリアセンサー３０と、コントローラー４０とを有し、液滴振動装置１としての機能も
有する。

反応装置３は、ここでは抗原抗体反応を自動的に行う装置である。但し、液滴Ｓの攪拌
によって反応が促進するものであれば、他の反応を自動的に行う装置であっても良い。

反応装置３は、液滴振動装置１としての構成要素の他に、移動可能な吐出ヘッド５１と
、ファン５２と、廃液タンク５３とを備えている。
吐出ヘッド５１は、液体を滴下するノズルを有する。吐出ヘッド５１は、左右方向に移
動可能である。上電極１１が後側に位置しているときに、吐出ヘッド５１は、下電極１２
に載置された基板Ｗに対向する位置まで移動し、基板Ｗに向かって液体を滴下する。ここ
では、吐出ヘッド５１は、一次抗体溶液、二次抗体溶液及び洗浄液等を吐出可能である。
ファン５２は、基板Ｗに向かって後側から前側に風を吹き付ける送風装置である。基板
Ｗ上の液滴Ｓは、ファン５２の風によって吹き飛ばされて、廃液タンク５３に排出される
ことになる。

作業者は、基板Ｗには切片化した組織標本を固定し、基板Ｗを反応装置３の下電極１２
に載置して、コントロールパネル２４に所定の指示を与える。コントロールパネル２４か
らの作業者の指示に応じて、反応装置３のコントローラー４０は、基板Ｗに対向する位置
まで吐出ヘッド５１を移動して、吐出ヘッド５１のノズルから基板Ｗに所定量の一次抗体
溶液を滴下し、基板Ｗ上に液滴Ｓを形成する。その後、コントローラー４０は、吐出ヘッ
ド５１を待避させて、上電極１１を前側に移動させ、上電極１１と下電極１２と対向させ
る。

次に、コントローラー４０は、前述の条件探索処理を実行し、最適条件となる周波数Ｈ
と電極間距離Ｄとを決定する。そして、コントローラー４０は、最適条件の周波数Ｈと電
極間距離Ｄにて、液滴Ｓを振動させる。これにより、液滴Ｓが攪拌されて、一次抗体反応
が促進される。

次に、コントローラー４０は、上電極１１を後側に移動させた後、ファン５２を駆動し
て、基板Ｗ上の液滴Ｓ（一次抗体溶液）を廃液タンク５３に排出する。そして、コントロ
ーラー４０は、基板Ｗに対向する位置まで吐出ヘッド５１を移動して、吐出ヘッド５１か
ら基板Ｗに洗浄液を滴下することと、ファン５２を駆動して基板Ｗ上の液滴Ｓ（洗浄液）
を排出することとを繰り返し行い、一次抗体溶液を除去する洗浄処理を行う。

なお、コントローラー４０は、基板Ｗに所定量の洗浄液を滴下し、基板Ｗ上に液滴Ｓを
形成し、この液滴Ｓを上電極１１と下電極１２との間で電界を変動させて振動させること
によって、洗浄処理を行っても良い。これにより、洗浄液の量を減らすことができ、廃液
タンク５３の小型化を図ることができる。

基板Ｗ上の洗浄液を排出した後、コントローラー４０は、基板Ｗに対向する位置まで吐
出ヘッド５１を移動して、吐出ヘッド５１から基板Ｗに所定量の二次抗体溶液を滴下し、
基板Ｗ上に液滴Ｓを形成する。その後、コントローラー４０は、吐出ヘッド５１を待避さ
せて、上電極１１を前側に移動させ、上電極１１と下電極１２と対向させる。

次に、コントローラー４０は、前述の条件探索処理を再度実行し、最適条件となる周波
数Ｈと電極間距離Ｄとを決定する。そして、コントローラー４０は、最適条件の周波数Ｈ
と電極間距離Ｄにて、液滴Ｓを振動させる。これにより、液滴Ｓが攪拌されて、二次抗体
反応が促進される。

その後、コントローラー４０は、上電極１１を後側に移動させた後、ファン５２を駆動
して、基板Ｗ上の液滴Ｓ（二次抗体溶液）を廃液タンク５３に排出する。そして、コント
ローラー４０は、基板Ｗに対向する位置まで吐出ヘッド５１を移動して、吐出ヘッド５１
から基板Ｗに洗浄液を滴下することと、ファン５２を駆動して基板Ｗ上の液滴Ｓ（洗浄液
）を排出することとを繰り返し行い、二次抗体溶液を除去する洗浄処理を行う。

洗浄後、コントローラー４０は、反応終了を作業者に報知する。作業者は、反応装置３
から基板Ｗを取り出し、基板Ｗに発色液を滴下して、基板Ｗ上で発色させた切片を顕微鏡
にて観察することになる。

本実施形態の反応装置３によれば、静置しただけでは６０分以上かかる一次抗体反応や
二次抗体反応を、液滴Ｓを振動させて反応を促進させることによって５分〜１０分程度に
短縮できる。また、一次抗体反応や二次抗体反応のたびに前述の条件探索処理が実行され
るので、様々な要因（液滴Ｓの粘度、液適量、表面張力、温度、液滴Ｓの大きさ等）が変
化しても、液滴Ｓの振幅を大きくさせる最適条件を得ることができる。

＝＝＝その他＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解
釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得
ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。

＜印加電圧について＞
前述の実施形態では、印加電圧を矩形波としていた。但し、印加電圧は、矩形波に限ら
れるものではない。例えば、印加電圧をサイン波や三角波にしても良い。なお、図６Ｂの
ように上側に吸引された部分を図６Ｃのように重力によって落下させて液滴Ｓの振幅を大
きくさせるためには、印加電圧を急激に減少させるような波形（例えばノコギリ波）の印
加電圧が望ましい。また、印加電圧は波形の電位差により規定されるものであって、例え
ば４ｋＶの印加電圧を電極間に与える場合、一方の電極の電位を０ｋＶとして、他方の電
極の電位が最大４ｋＶになる波形や、一方の電極の電位を−１ｋＶとして、他方の電極の
電位が最大３ｋＶになる波形としてもよい。
また、前述の実施形態では、印加電圧の周波数Ｈを変更する場合、周波数Ｈを下げてい
く形態を示したが、印加電圧の周波数Ｈを上げていっても良い。

＜電極間距離を変更する変更機構について＞
前述の実施形態では、対向する上電極１１と下電極１２との間の電極間距離Ｄを変更す
る機構として、下電極１２を昇降させる昇降機構２１が採用されていた。但し、電極間距
離Ｄを変更する変更機構は、これに限られるものではない。例えば、上電極１１を昇降さ
せることによって、電極間距離Ｄを変更しても良い。この場合、移動機構２３は、上電極
１１ではなく、下電極１２を前後方向に移動させると良い。

＜基板について＞
前述の実施形態では、基板Ｗに撥水円を描き、撥水円の上に液滴Ｓを形成していた。但
し、基板Ｗ上に撥水円を描かずに液滴Ｓを形成しても良い。
＜エリアセンサーについて＞
前述の実施形態では、エリアセンサー３０を上電極１１の下側に設けた例を示したが、
エリアセンサー３０を装置本体に設けても良い。
また、前述の実施形態では、発光部３１と受光部３２とを有するエリアセンサー３０の
例を示したが、発光部３１はエリアセンサー３０とは別の構成としても良い。

１…液滴振動装置、１Ａ…筐体、１Ｂ…カバー、３…反応装置、１１…上電極、１２…下
電極、１２Ａ…溝、２１…昇降機構、２２…電源装置、２３…移動機構、２４…コントロ
ールパネル、３０…エリアセンサー、３１…発光部、３２…受光部、３４…検出光、４０
…コントローラー、４１…演算回路、４２…メモリー、５１…吐出ヘッド、５２…ファン
、５３…廃液タンク、Ｗ…基板、Ｓ…液滴。

Claims (9)

1. 上電極と、
   基板を載置可能な下電極と、
   前記基板の、前記上電極に対向する側に形成される液滴を検出可能なセンサーと、
   前記上電極と前記下電極との間に印加される印加電圧を変動させて、前記基板上の液滴
   を振動させるコントローラーとを備え、
   前記センサーは、受光部を有し、前記受光部の受光量に応じた信号を出力し、
   前記コントローラーは、前記印加電圧の周波数の異なる複数の条件で前記液滴を振動さ
   せ、前記複数の条件のうち、前記信号の変化量が最も大きい条件の周波数にて、前記液滴
   を振動させることを特徴とする液滴振動装置。
2. 請求項１に記載の液滴振動装置であって、
   前記上電極と前記下電極との間に前記センサーの検出領域があり、
   前記コントローラーは、前記センサーの検出領域が、前記液滴の静止中の頂部よりも高
   くなるように、前記上電極と前記下電極との間の距離を設定して、前記印加電圧の周波数
   の異なる複数の条件で前記液滴を振動させることを特徴とする液滴振動装置。
3. 請求項１に記載の液滴振動装置であって、
   前記上電極と前記下電極との間に前記センサーの検出領域があり、
   前記コントローラーは、前記センサーの検出領域が、前記液滴の静止中の頂部よりも低
   くなるように、前記上電極と前記下電極と間の距離を設定して、前記印加電圧の周波数の
   異なる複数の条件で前記液滴を振動させることを特徴とする液滴振動装置。
4. 請求項３に記載の液滴振動装置であって、
   前記コントローラーは、前記複数の条件のうち、前記液滴の静止中の前記センサーの信
   号と、前記液滴の振動中における前記受光量が最も多いことを示す前記センサーの信号と
   の差を前記変化量とすることを特徴とする液滴振動装置。
5. 請求項２又は３に記載の液滴振動装置であって、
   前記コントローラーは、前記複数の条件のうち、前記液滴の静止中の前記センサーの信
   号と、前記液滴の振動中における前記受光量が最も少ないことを示す前記センサーの信号
   との差を前記変化量とすることを特徴とする液滴振動装置。
6. 請求項２又は３に記載の液滴振動装置であって、
   前記コントローラーは、前記複数の条件のうち、前記液滴の振動中における前記受光量
   が最も多いことを示す前記センサーの信号と、前記液滴の振動中における前記受光量が最
   も少ないことを示す前記センサーの信号との差を前記変化量とすることを特徴とする液滴
   振動装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液滴振動装置であって、
   前記下電極に載置される前記基板に液体を液滴として吐出可能な吐出ヘッドをさらに備
   えたことを特徴とする液滴振動装置。
8. 上電極と、基板を載置可能な下電極と、前記基板の、前記上電極に対向する側に形成さ
   れる液滴を検出可能なセンサーと、を用い、前記上電極と前記下電極との間に印加される
   印加電圧を変動させて、前記基板上の液滴を振動させる液滴振動方法であって、
   前記センサーは、受光部を有し、前記受光部の受光量に応じた信号を出力し、
   前記印加電圧の周波数の異なる複数の条件で前記液滴を振動させて、前記複数の条件の
   うち、前記信号の変化量が最も大きい条件を探索するステップと、前記信号のうち変化量
   の最も大きい条件の周波数にて、前記液滴を振動させるステップと、を含むことを特徴と
   する液滴振動方法。
9. 請求項８に記載の液滴振動方法であって、
   前記液滴を振動させる所定の時間内において、
   前記センサーで前記信号の変化が検出されなくなった場合、前記印加電圧の周波数の異
   なる複数の条件で前記液滴を振動させて、前記複数の条件のうち、前記信号の変化量が最
   も大きい条件を探索するステップと、前記信号のうち変化量が最も大きい条件の周波数に
   て、前記液滴を振動させるステップと、を繰り返すことを特徴とする液滴振動方法。

Images