JP7019342B2 - 薬液滴下装置 - Google Patents
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Description
まず、第1の実施形態について説明する。
実施形態に係る吐出システムは、ピエゾジェット方式で所定の薬液を吐出する。たとえば、吐出システムは、オペレータの操作に従って、マイクロプレートなどに数ピコリットル(pL)から数マイクロリットル(μL)の薬液を吐出する。たとえば、吐出システムは、生物学、化学又は薬学などの分野における研究所などで用いられる。
薬液滴下装置1は、矩形平板状の基台3と、薬液吐出装置2を装着する装着モジュール5(装着部)と、を有する。実施形態では、薬液滴下装置1は、1536穴のマイクロプレート4へ薬液を滴下するものとする。ここでは、基台3の前後方向をX方向、基台3の左右方向をY方向と称する。X方向とY方向とは直交する。
装着モジュール5は、駆動回路11及び静電容量測定部40など備える。駆動回路11及び静電容量測定部40については、後述する。
薬液吐出装置2は、矩形板状の板体である平板状のベース部材21を有する。図2に示すようにこのベース部材21の表面側には、複数の薬液保持容器22がY方向に一列に並設される。実施形態では8個の薬液保持容器22で説明しているが、個数は8個に限らない。薬液保持容器22は、図4に示すように上面が開口された有底円筒形状の容器である。ベース部材21の表面側には、各薬液保持容器22と対応する位置に円筒形状の薬液保持容器用凹陥部21aが形成される。
静電容量測定部40は、測定した静電容量をプロセッサ15へ送信する。
前述のように、吐出システム500は、薬液滴下装置1、薬液吐出装置2及びホストコンピュータ18などを備える。
なお、ホストコンピュータ18は、薬液保持容器22ごとに操作を受け付けてもよい。たとえば、ホストコンピュータ18は、薬液保持容器22ごとに薬液を充填したことを示す操作又は薬液を吐出する操作を受け付けてもよい。
薬液吐出装置2、駆動回路11及び静電容量測定部40は、前述の通りである。
プロセッサ15は、薬液吐出装置2が装着モジュール5にセットされたか判定する。たとえば、プロセッサ15は、図示されないセンサからの信号に従って薬液吐出装置2が装着モジュール5にセットされたか判定する。
図7が示すように、静電容量測定部40は、インターフェース41及び駆動回路11を通じて駆動素子130に接続する。静電容量測定部40は、配線パターン24a及び24bに電気的に接続する。静電容量測定部40は、配線パターン24aと配線パターン24bとの間に生じる静電容量(駆動素子130の静電容量)を測定する。
プロセッサ15は、アクチュエータ170が破損しているか判定する。即ち、プロセッサ15は、アクチュエータ170を形成する駆動素子130が破損しているか判定する。
プロセッサ15は、各アクチュエータ170について破損を判定する。
たとえば、プロセッサ15は、少なくとも1つのアクチュエータ170が破損している場合、薬液吐出装置2が使用済みであると判定する。また、プロセッサ15は、いずれのアクチュエータ170も破損していない場合、薬液吐出装置2が使用済みでない(未使用である)と判定する。
プロセッサ15は、薬液吐出装置2が使用済みでない場合、薬液吐出装置2から薬液を吐出させる。
なお、プロセッサ15が薬液を吐出する回数及び位置は、特定の構成に限定されるものではない。
たとえば、プロセッサ15は、薬液吐出装置2が使用済みである場合、吐出信号を受信しても薬液を吐出しない。また、プロセッサ15は、インターフェース17を通じて、薬液吐出装置2が使用済みであることを示す信号をホストコンピュータ18に送信する。
図8が示すように、駆動回路11は、駆動素子130に接続する。駆動回路11は、配線パターン24a及び24bに電気的に接続する。ここでは、配線パターン24aは、GNDに接続する。
なお、プロセッサ15が駆動素子130を破損させる方法は、特定の方法に限定されるものではない。
図9は、薬液滴下装置1のプロセッサ15の動作例について説明するためのフローチャートである。
その結果、吐出システムは、一度使用した薬液吐出装置を再度用いて薬液を吐出することを防止することができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態に係る薬液吐出装置は、サーマルジェット方式で薬液を吐出する点で第1の実施形態と異なる。従って、他の点については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
薬液吐出装置2’は、薬液吐出アレイ27に代えて、薬液吐出アレイ27’を備える。
図10は、図4のF10-F10線断面図である。
静電容量測定部40は、測定した静電容量をプロセッサ15へ送信する。
プロセッサ15は、薬液吐出装置2が装着モジュール5にセットされたか判定する。薬液吐出装置2が装着モジュール5にセットされたと判定すると、プロセッサ15は、静電容量測定部40に、アクチュエータの静電容量を測定させる。即ち、プロセッサ15は、アクチュエータの静電容量として薄膜伝熱ヒータ432の静電容量を測定される。薄膜伝熱ヒータ432の静電容量は、配線パターン24aと配線パターン24bとの間に生じる静電容量である。
図11が示すように、静電容量測定部40は、インターフェース41及び駆動回路11を通じて薄膜伝熱ヒータ432に接続する。静電容量測定部40は、配線パターン24a及び24bに電気的に接続する。静電容量測定部40は、配線パターン24aと配線パターン24bとの間に生じる静電容量(薄膜伝熱ヒータ432の静電容量)を測定する。
プロセッサ15は、アクチュエータ(薄膜伝熱ヒータ432)が破損しているか判定する。プロセッサ15は、薄膜伝熱ヒータ432の静電容量に基づいて破損しているか判定する。薄膜伝熱ヒータ432が破損していない場合、配線パターン24aと配線パターン24bとは、薄膜伝熱ヒータ432を介して電気的に接続する。従って、薄膜伝熱ヒータ432の静電容量は、所定の値となる。他方、薄膜伝熱ヒータ432が破損している場合、配線パターン24aと配線パターン24bとは、通電しない。従って、薄膜伝熱ヒータ432の静電容量は、0又は非常に小さくなる。
プロセッサ15は、各アクチュエータ(各薄膜伝熱ヒータ432)について破損を判定する。
たとえば、プロセッサ15は、少なくとも1つの薄膜伝熱ヒータ432が破損している場合、薬液吐出装置2が使用済みであると判定する。また、プロセッサ15は、いずれの薄膜伝熱ヒータ432も破損していない場合、薬液吐出装置2が使用済みでない(未使用である)と判定する。
プロセッサ15は、薬液吐出装置2が使用済みでない場合、薬液吐出装置2から薬液を吐出させる。プロセッサ15が薬液吐出装置2に薬液を吐出させる動作は、第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
たとえば、プロセッサ15は、薬液吐出装置2が使用済みである場合、吐出信号を受信しても薬液を吐出しない。また、プロセッサ15は、インターフェース17を通じて、薬液吐出装置2が使用済みであることを示す信号をホストコンピュータ18に送信する。
図12が示すように、駆動回路11は、薄膜伝熱ヒータ432に接続する。駆動回路11は、配線パターン24a及び24bに電気的に接続する。ここでは、配線パターン24aは、GNDに接続する。
なお、プロセッサ15が薄膜伝熱ヒータ432を破損させる方法は、特定の方法に限定されるものではない。
図13は、薬液滴下装置1のプロセッサ15の動作例について説明するためのフローチャートである。
ACT11乃至15及び17は、第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
その結果、吐出システムは、一度使用した薬液吐出装置を再度用いて薬液を吐出することを防止することができる。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
薬液滴下装置であって、
アクチュエータの動作によって薬液を吐出する薬液吐出装置が装着される装着部と、 前記アクチュエータに駆動電力を供給する駆動回路と、
前記薬液吐出装置に前記薬液を吐出させると、前記アクチュエータが破損する駆動電力を前記駆動回路に印加させる制御部と、
を備える薬液滴下装置。
[C2]
前記制御部は、前記アクチュエータに前記駆動回路から前記薬液を吐出するための駆動電力の電圧よりも高い所定の電圧を印加させて前記アクチュエータを破損させる、
前記C1に記載の薬液滴下装置。
[C3]
前記アクチュエータの静電容量を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記静電容量に基づいて前記薬液吐出装置が使用済みであるか判定し、判定結果に基づいて前記薬液吐出装置に前記薬液を吐出させる、
前記C1又は2に記載の薬液滴下装置。
[C4]
前記アクチュエータは、圧電体膜又はヒータから形成される、
前記C1乃至3の何れか1項に記載の薬液滴下装置。
[C5]
前記アクチュエータは、圧電体膜から形成され、
前記制御部は、前記駆動回路に、所定の周波数の駆動電力を前記アクチュエータへ印加させて前記アクチュエータを破損させる、
前記C1又は3に記載の薬液滴下装置。
Claims (5)
- 薬液滴下装置であって、
アクチュエータの動作によって薬液を吐出する薬液吐出装置が装着される装着部と、
前記アクチュエータの駆動素子に駆動電力を供給する駆動回路と、
前記薬液吐出装置に前記薬液を吐出させると、前記アクチュエータの前記駆動素子が破損する駆動電力を前記駆動回路に印加させる制御部と、
を備える薬液滴下装置。 - 前記制御部は、前記アクチュエータの前記駆動素子に前記駆動回路から前記薬液を吐出するための駆動電力の電圧よりも高い所定の電圧を印加させて前記アクチュエータを破損させる、
前記請求項1に記載の薬液滴下装置。 - 前記アクチュエータの前記駆動素子の静電容量を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記静電容量に基づいて前記薬液吐出装置が使用済みであるか判定し、判定結果に基づいて前記薬液吐出装置に前記薬液を吐出させる、
前記請求項1又は2に記載の薬液滴下装置。 - 前記駆動素子は、圧電体膜から形成され、
前記制御部は、前記駆動回路に、所定の周波数の駆動電力を前記アクチュエータの前記駆動素子へ印加させて前記アクチュエータを破損させる、
前記請求項1乃至3の何れか1項に記載の薬液滴下装置。 - 前記薬液吐出装置から吐出された前記薬液を受ける受部を載置する基台を備える、
前記請求項1乃至4の何れか1項に記載の薬液滴下装置。
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