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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023140048
(43)【公開日】2023-10-04
(54)【発明の名称】液滴吐出装置及び液滴吐出方法
(51)【国際特許分類】
B41J 2/01 20060101AFI20230927BHJP
B41M 3/00 20060101ALI20230927BHJP
B05C 11/00 20060101ALI20230927BHJP
B05C 11/10 20060101ALI20230927BHJP
B05C 13/02 20060101ALI20230927BHJP
B05C 5/00 20060101ALI20230927BHJP
B05D 1/26 20060101ALI20230927BHJP
B05D 7/00 20060101ALI20230927BHJP
【ＦＩ】
B41J2/01 109
B41J2/01 401
B41J2/01 451
B41J2/01
B41J2/01 307
B41M3/00 Z
B05C11/00
B05C11/10
B05C13/02
B05C5/00 101
B05D1/26 Z
B05D7/00 N
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022045889
(22)【出願日】2022-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】赤井 武志
(72)【発明者】
【氏名】山矢 優
(72)【発明者】
【氏名】松本 貴彦
(72)【発明者】
【氏名】野々山 裕介
(72)【発明者】
【氏名】新井 大輔
【テーマコード（参考）】
2C056
2H113
4D075
4F041
4F042
【Ｆターム（参考）】
2C056EA04
2C056EA07
2C056EB12
2C056EB13
2C056EB36
2C056EB37
2C056EC07
2C056EC13
2C056EC33
2C056EC35
2C056FB01
2C056FB10
2C056HA11
2C056HA12
2H113AA01
2H113AA05
2H113BA18
2H113BB09
2H113BB22
2H113BB24
2H113CA25
2H113FA55
4D075AC06
4D075AC93
4D075DA07
4D075DB13
4D075DC21
4D075DC24
4D075DC30
4F041AA03
4F041AB01
4F041BA01
4F041BA10
4F041BA13
4F041BA24
4F041BA34
4F041BA38
4F042AA11
4F042BA08
4F042BA09
4F042BA11
4F042CB03
4F042CB11
4F042DF05
4F042DF34
4F042DH09
(57)【要約】 （修正有）
【課題】凹部が形成された格納容器を吐出対象とし、凹部の深さに適した吐出動作を実行する。
【解決手段】液滴吐出装置は、凹部が複数形成された格納容器５と、吐出面を、格納容器５の凹部５１に挿入して、水平方向に移動しながら凹部内へ液滴を吐出する吐出ヘッド１と、載置台と、吐出ヘッド１又は載置台を上下方向に移動させて、吐出ヘッドと載置台との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部と、上下位置調整制御部と、格納容器５の水平方向の位置を検出する水平位置検出部２と、一の凹部への吐出を開始する前に、上下方向基準位置から、格納容器５の凹部５１の被吐出面までの距離を測定する対象位置検出部３と、を備え、上下位置調整制御部は、測定した一の凹部の被吐出面までの距離に基づいて、被吐出面に対する吐出面の吐出高さが一定になるように、吐出ヘッド１又は載置台の上下方向位置を制御する。
【選択図】図８
【解決手段】液滴吐出装置は、凹部が複数形成された格納容器５と、吐出面を、格納容器５の凹部５１に挿入して、水平方向に移動しながら凹部内へ液滴を吐出する吐出ヘッド１と、載置台と、吐出ヘッド１又は載置台を上下方向に移動させて、吐出ヘッドと載置台との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部と、上下位置調整制御部と、格納容器５の水平方向の位置を検出する水平位置検出部２と、一の凹部への吐出を開始する前に、上下方向基準位置から、格納容器５の凹部５１の被吐出面までの距離を測定する対象位置検出部３と、を備え、上下位置調整制御部は、測定した一の凹部の被吐出面までの距離に基づいて、被吐出面に対する吐出面の吐出高さが一定になるように、吐出ヘッド１又は載置台の上下方向位置を制御する。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
格納容器の凹部に液滴を吐出する液滴吐出装置であって、
吐出された液滴を格納する凹部が複数形成された格納容器と、
液滴を吐出するノズル孔が形成された吐出面を、前記格納容器の凹部に挿入して、水平方向の２方向に移動しながら凹部内へ液滴を吐出する吐出ヘッドと、
前記格納容器が載置される載置台と、
前記吐出ヘッド又は前記載置台を上下方向に移動させて、前記吐出ヘッドと前記載置台との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部と、
前記上下位置調整部を制御する上下位置調整制御部と、
前記載置台に載置された前記格納容器の水平方向の位置を検出する水平位置検出部と、
一の凹部への吐出を開始する前に、上下方向基準位置から、前記格納容器の前記凹部の被吐出面までの距離を測定する対象位置検出部と、を備え、
前記上下位置調整制御部は、測定した前記一の凹部の被吐出面までの距離に基づいて、前記被吐出面に対する前記吐出面の吐出高さが一定になるように、前記一の凹部への吐出の際の前記吐出ヘッド又は前記載置台の上下方向位置を制御する
液滴吐出装置。
吐出された液滴を格納する凹部が複数形成された格納容器と、
液滴を吐出するノズル孔が形成された吐出面を、前記格納容器の凹部に挿入して、水平方向の２方向に移動しながら凹部内へ液滴を吐出する吐出ヘッドと、
前記格納容器が載置される載置台と、
前記吐出ヘッド又は前記載置台を上下方向に移動させて、前記吐出ヘッドと前記載置台との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部と、
前記上下位置調整部を制御する上下位置調整制御部と、
前記載置台に載置された前記格納容器の水平方向の位置を検出する水平位置検出部と、
一の凹部への吐出を開始する前に、上下方向基準位置から、前記格納容器の前記凹部の被吐出面までの距離を測定する対象位置検出部と、を備え、
前記上下位置調整制御部は、測定した前記一の凹部の被吐出面までの距離に基づいて、前記被吐出面に対する前記吐出面の吐出高さが一定になるように、前記一の凹部への吐出の際の前記吐出ヘッド又は前記載置台の上下方向位置を制御する
液滴吐出装置。
【請求項2】
前記一の凹部に対して初めて吐出する場合は、前記被吐出面は前記一の凹部の底面である
請求項１に記載の液滴吐出装置。
請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項3】
前記一の凹部の同じ位置に重ねて液滴を吐出する場合、前記被吐出面は、前記吐出ヘッドから吐出されて前記一の凹部の底面上に着弾した吐出物の上面である
請求項１に記載の液滴吐出装置。
請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項4】
前記格納容器には複数の凹部が形成されており、
前記対象位置検出部は、前記一の凹部への吐出を開始する前に、前記一の凹部の水平方向における特定の位置に対して、前記上下方向基準位置から、前記格納容器の前記凹部の被吐出面までの距離を測定し、
前記上下位置調整制御部は、測定した前記一の凹部の被吐出面までの距離に基づいて、前記被吐出面に対する前記吐出面の吐出高さが、液滴が吐出される複数の凹部間で一定になるように、前記一の凹部への吐出直前に前記吐出ヘッド又は前記載置台の上下方向位置を制御する
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
前記対象位置検出部は、前記一の凹部への吐出を開始する前に、前記一の凹部の水平方向における特定の位置に対して、前記上下方向基準位置から、前記格納容器の前記凹部の被吐出面までの距離を測定し、
前記上下位置調整制御部は、測定した前記一の凹部の被吐出面までの距離に基づいて、前記被吐出面に対する前記吐出面の吐出高さが、液滴が吐出される複数の凹部間で一定になるように、前記一の凹部への吐出直前に前記吐出ヘッド又は前記載置台の上下方向位置を制御する
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項5】
前記対象位置検出部は、
前記一の凹部への吐出を開始する前に、前記一の凹部の水平方向の全領域に対して、上下方向基準位置から、前記格納容器の前記凹部の被吐出面までの距離を測定し、
前記上下位置調整制御部は、測定した前記一の凹部の被吐出面までの距離に基づいて、前記被吐出面に対する前記吐出面の吐出高さが、前記一の凹部の前記水平方向の全領域において一定になるように、前記一の凹部への吐出期間中に前記吐出ヘッド又は前記載置台の上下方向位置を制御する
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
前記一の凹部への吐出を開始する前に、前記一の凹部の水平方向の全領域に対して、上下方向基準位置から、前記格納容器の前記凹部の被吐出面までの距離を測定し、
前記上下位置調整制御部は、測定した前記一の凹部の被吐出面までの距離に基づいて、前記被吐出面に対する前記吐出面の吐出高さが、前記一の凹部の前記水平方向の全領域において一定になるように、前記一の凹部への吐出期間中に前記吐出ヘッド又は前記載置台の上下方向位置を制御する
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項6】
前記吐出ヘッドを水平方向に移動させるキャリッジを備え、
前記対象位置検出部と、前記水平位置検出部は、前記キャリッジに搭載されており、
前記吐出ヘッドと、前記対象位置検出部と、前記水平位置検出部は、相対的な位置が固定されている
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
前記対象位置検出部と、前記水平位置検出部は、前記キャリッジに搭載されており、
前記吐出ヘッドと、前記対象位置検出部と、前記水平位置検出部は、相対的な位置が固定されている
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項7】
前記吐出ヘッドの水平方向の位置を制御するヘッド水平位置制御部を備え、
前記水平位置検出部が撮影手段と容器位置算出部を有し、
前記載置台に対して、格納容器は取り換えて設置可能であり、
前記格納容器には、測定基準点が設定され、
前記撮影手段は、固定された撮影基準点を中心として前記載置台上の前記格納容器を撮影し、
前記容器位置算出部は、撮影された画像において、前記格納容器の前記測定基準点の、画像中心からの前記水平方向における直交する２方向のズレ量を算出して、前記載置台上の前記格納容器の位置を算出し、
前記ヘッド水平位置制御部は、位置が把握された前記格納容器における狙いの凹部の狙いの位置に対し液滴を吐出させるように、吐出動作中に前記キャリッジを駆動させて前記吐出ヘッドを移動させる
請求項６に記載の液滴吐出装置。
前記水平位置検出部が撮影手段と容器位置算出部を有し、
前記載置台に対して、格納容器は取り換えて設置可能であり、
前記格納容器には、測定基準点が設定され、
前記撮影手段は、固定された撮影基準点を中心として前記載置台上の前記格納容器を撮影し、
前記容器位置算出部は、撮影された画像において、前記格納容器の前記測定基準点の、画像中心からの前記水平方向における直交する２方向のズレ量を算出して、前記載置台上の前記格納容器の位置を算出し、
前記ヘッド水平位置制御部は、位置が把握された前記格納容器における狙いの凹部の狙いの位置に対し液滴を吐出させるように、吐出動作中に前記キャリッジを駆動させて前記吐出ヘッドを移動させる
請求項６に記載の液滴吐出装置。
【請求項8】
前記載置台に、前記格納容器が載置されたことを検出する格納容器検出部を備える
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項9】
吐出された液滴を格納する凹部が複数形成された格納容器と、
液滴を吐出するノズル孔が形成された吐出面を、前記格納容器の凹部に挿入して、凹部内へ液滴を吐出する吐出ヘッドと、
前記格納容器が載置され、水平方向の２方向に移動可能な載置台と、
前記吐出ヘッド又は前記載置台を上下方向に移動させて、前記吐出ヘッドと前記載置台との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部と、
前記上下位置調整部を制御する上下位置調整制御部と、
前記載置台に載置された前記格納容器の水平方向の位置を検出する水平位置検出部と、
一の凹部への吐出を開始する前に、上下方向基準位置から、前記格納容器の前記凹部の被吐出面までの距離を測定する対象位置検出部と、を備え、
前記上下位置調整制御部は、測定した前記一の凹部の底面までの距離に基づいて、前記被吐出面に対する前記吐出面の吐出高さが一定になるように、前記一の凹部への吐出時の前記吐出ヘッド又は前記載置台の上下方向位置を制御する
液滴吐出装置。
液滴を吐出するノズル孔が形成された吐出面を、前記格納容器の凹部に挿入して、凹部内へ液滴を吐出する吐出ヘッドと、
前記格納容器が載置され、水平方向の２方向に移動可能な載置台と、
前記吐出ヘッド又は前記載置台を上下方向に移動させて、前記吐出ヘッドと前記載置台との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部と、
前記上下位置調整部を制御する上下位置調整制御部と、
前記載置台に載置された前記格納容器の水平方向の位置を検出する水平位置検出部と、
一の凹部への吐出を開始する前に、上下方向基準位置から、前記格納容器の前記凹部の被吐出面までの距離を測定する対象位置検出部と、を備え、
前記上下位置調整制御部は、測定した前記一の凹部の底面までの距離に基づいて、前記被吐出面に対する前記吐出面の吐出高さが一定になるように、前記一の凹部への吐出時の前記吐出ヘッド又は前記載置台の上下方向位置を制御する
液滴吐出装置。
【請求項10】
格納容器の凹部へ液滴を吐出する液滴吐出装置における液滴吐出方法であって、
前記液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズル孔が形成された吐出面を前記格納容器の凹部に挿入して水平方向に移動しながら液滴を吐出する吐出ヘッドと、載置台と、対象位置検出部と、水平位置検出部とを備え、
液滴吐出方法は、
前記水平位置検出部が、前記載置台に載置された前記格納容器の水平方向の位置を検出する水平位置検出ステップと、
前記対象位置検出部が、一の凹部への吐出を開始する前に、上下方向基準位置から、前記格納容器の前記凹部の底面までの距離を測定する可能するである対象位置検出ステップと、
測定した前記一の凹部の底面までの距離に基づいて、前記吐出ヘッドの前記吐出面の、前記一の凹部の前記底面からの距離が一定になるように、前記一の凹部への吐出時の前記吐出ヘッド又は前記載置台の上下方向位置を設定する上下位置設定ステップと、
設定された上下方向位置で、前記吐出ヘッドの一部を前記一の凹部に挿入させて、水平方向の２方向に移動しながら液滴を吐出する液滴吐出ステップと、を有する
液滴吐出方法。
前記液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズル孔が形成された吐出面を前記格納容器の凹部に挿入して水平方向に移動しながら液滴を吐出する吐出ヘッドと、載置台と、対象位置検出部と、水平位置検出部とを備え、
液滴吐出方法は、
前記水平位置検出部が、前記載置台に載置された前記格納容器の水平方向の位置を検出する水平位置検出ステップと、
前記対象位置検出部が、一の凹部への吐出を開始する前に、上下方向基準位置から、前記格納容器の前記凹部の底面までの距離を測定する可能するである対象位置検出ステップと、
測定した前記一の凹部の底面までの距離に基づいて、前記吐出ヘッドの前記吐出面の、前記一の凹部の前記底面からの距離が一定になるように、前記一の凹部への吐出時の前記吐出ヘッド又は前記載置台の上下方向位置を設定する上下位置設定ステップと、
設定された上下方向位置で、前記吐出ヘッドの一部を前記一の凹部に挿入させて、水平方向の２方向に移動しながら液滴を吐出する液滴吐出ステップと、を有する
液滴吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、格納容器の凹部に液滴を吐出する液滴吐出装置および液滴吐出方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、インクジェット技術において、吐出ヘッドから吐出された液滴の位置を検出し、検出された位置に基づいて吐出ヘッドの位置を調整することで、着弾位置を調整することが知られている。
【0003】
また、近年、液滴吐出装置は、印刷に限られず、生体試料、電気回路の成膜材料、有機ＥＬ、ガラス基板等の凹凸の有する吐出対象上に液滴を吐出することがある。特許文献１では、光学センサである凹凸検出装置を所定の方向に走査させることで、吐出対象の表面の凹凸形状を把握して、吐出ヘッドで液滴を吐出する際に、把握した吐出対象の凹凸面の高さに合わせて吐出ヘッドの高さの調整をしつつ、吐出ヘッドを所定の方向に走査しながら吐出を行うことが開示されている。
【0004】
一方、近年、幹細胞技術の進展に伴い、複数の細胞を含む組織体を所望の位置に配置する技術開発が行われている。例えば、創薬や毒性評価等の分野では、井戸型の孔であるウェル（凹部）を複数有するウェルプレート（容器）を使用して細胞の薬剤への応答を確認する試験であるアッセイが行われ、ウェルプレート内に組織体を配置して、人間の体の中で起こっている現象をウェルプレート内で再現する技術が開発されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記の特許文献１では凹凸の少ない吐出対象に対して、吐出ヘッドを水平方向に移動しながら上下方向も調整されるため、若干の凹凸しか対応できなかった。そのため、ウェルプレートのような深い凹部を有する格納容器に対して液滴を吐出する場合に、吐出ヘッドが、凹部に対向する位置と凹部以外の対向する位置とを連続して移動しようとすると、水平方向の移動よりも上下移動方向の移動量が多くなり、上記制御では、水平移動動作の途中における上下移動に時間がかかりすぎて対応できない。
【0006】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、凹部が形成された格納容器を吐出対象とし、凹部の深さに適した吐出動作を実行することができる、液滴吐出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、本発明の一態様では、
格納容器の凹部に液滴を吐出する液滴吐出装置であって、
吐出された液滴を格納する凹部が複数形成された格納容器と、
液滴を吐出するノズル孔が形成された吐出面を、前記格納容器の凹部に挿入して、水平方向の２方向に移動しながら凹部内へ液滴を吐出する吐出ヘッドと、
前記格納容器が載置される載置台と、
前記吐出ヘッド又は前記載置台を上下方向に移動させて、前記吐出ヘッドと前記載置台との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部と、
前記上下位置調整部を制御する上下位置調整制御部と、
前記載置台に載置された前記格納容器の水平方向の位置を検出する水平位置検出部と、
一の凹部への吐出を開始する前に、上下方向基準位置から、前記格納容器の前記凹部の被吐出面までの距離を測定する対象位置検出部と、を備え、
前記上下位置調整制御部は、測定した前記一の凹部の被吐出面までの距離に基づいて、前記被吐出面に対する前記吐出面の吐出高さが一定になるように、前記一の凹部への吐出の際の前記吐出ヘッド又は前記載置台の上下方向位置を制御する
液滴吐出装置、を提供する。
格納容器の凹部に液滴を吐出する液滴吐出装置であって、
吐出された液滴を格納する凹部が複数形成された格納容器と、
液滴を吐出するノズル孔が形成された吐出面を、前記格納容器の凹部に挿入して、水平方向の２方向に移動しながら凹部内へ液滴を吐出する吐出ヘッドと、
前記格納容器が載置される載置台と、
前記吐出ヘッド又は前記載置台を上下方向に移動させて、前記吐出ヘッドと前記載置台との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部と、
前記上下位置調整部を制御する上下位置調整制御部と、
前記載置台に載置された前記格納容器の水平方向の位置を検出する水平位置検出部と、
一の凹部への吐出を開始する前に、上下方向基準位置から、前記格納容器の前記凹部の被吐出面までの距離を測定する対象位置検出部と、を備え、
前記上下位置調整制御部は、測定した前記一の凹部の被吐出面までの距離に基づいて、前記被吐出面に対する前記吐出面の吐出高さが一定になるように、前記一の凹部への吐出の際の前記吐出ヘッド又は前記載置台の上下方向位置を制御する
液滴吐出装置、を提供する。
【発明の効果】
【0008】
一態様によれば、液滴吐出装置は凹部が形成された格納容器を吐出対象とし、凹部の深さに適した吐出動作を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第１実施形態に係る液滴吐出装置の側面全体図。
【図2】第１実施形態に係る格納容器に対するキャリッジの移動を示す概略斜視図。
【図3】第１実施形態に係る液滴吐出装置の概略制御ブロック図。
【図4】格納容器の一例の説明図。
【図5】第１実施形態に係る液滴吐出装置において吐出動作中の側面全体図。
【図6】吐出動作中の吐出ヘッドと格納容器を示す拡大図。
【図7】吐出動作中と移動中の格納容器の凹部に対する吐出ヘッドの位置を示す図。
【図8】対象位置検出中の格納容器の凹部の底面に対する対象位置検出部の位置を示す図。
【図9】水平位置検出中の格納容器に対する水平位置検出部の位置を示す図。
【図10】水平位置検出部で撮影される載置台上の格納容器の撮影画像と、格納容器のずれ量の説明図。
【図11】第１制御例における液滴吐出動作のフローチャート。
【図12】凹部内の吐出物上面に対する吐出ヘッドの位置を示す図。
【図13】対象位置検出中の格納容器の凹部内の吐出物上面に対する対象位置検出部の位置を示す図。
【図14】第２制御例における液滴吐出動作のフローチャート。
【図15】本発明の第２実施形態に係る液滴吐出装置の側面全体図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。なお、各図面において、同一構成の部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。
【0011】
＜全体構成＞
まず、図１、図２、図３を用いて、本発明の第１実施形態に係る液滴吐出装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る液滴吐出装置１００の側面全体図である。図２は、第１実施形態に係る格納容器に対するキャリッジの移動を示す概略斜視図である。図３は、第１実施形態に係る液滴吐出装置１００の概略制御ブロック図である。
まず、図１、図２、図３を用いて、本発明の第１実施形態に係る液滴吐出装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る液滴吐出装置１００の側面全体図である。図２は、第１実施形態に係る格納容器に対するキャリッジの移動を示す概略斜視図である。図３は、第１実施形態に係る液滴吐出装置１００の概略制御ブロック図である。
【0012】
図１に示すように、第１実施形態に係る液滴吐出装置１００は、固定された載置台６上の格納容器５の凹部５１に対して、吐出ヘッド１を搭載したキャリッジ４が上下方向及び水平方向に移動しながら、吐出ヘッド１が液滴を吐出する。
【0013】
液滴吐出装置１００において、キャリッジ４には、吐出ヘッド１と、水平位置検出部２と、対象位置検出部３とが設けられている。
【0014】
本実施形態の吐出ヘッド１は、液滴を吐出するノズル孔１１が形成された吐出面１２を、格納容器５の凹部５１（図２参照）に挿入して、水平方向に移動しながら凹部５１内へ液滴を吐出し、凹部５１の底部に着弾させる。吐出ヘッド１は、例えばインクジェット方式の吐出ヘッドである。
【0015】
そのため、吐出ヘッド１を支持するキャリッジ４を移動させる手段として、キャリッジ昇降部（上下位置調整部）４１と、キャリッジ水平移動部（ヘッド水平移動部）４２、４３を有しており、これらは、箱状又は板状（ピラー状）のキャリッジ支持部４４によって支持されている。
【0016】
ここで、図１では、キャリッジ４のＸ方向とＺ方向の移動のみ示しているが、図２に示すように、キャリッジ４は、上下方向の移動とともに、上下方向（鉛直方向）と垂直な平行方向において、Ｘ方向及びＹ方向の２方向に移動可能であるとともに、上下方向にも移動可能である。なお、説明のため、図２では、キャリッジ４上の水平位置検出部２と、対象位置検出部３の図示を省略している。
【0017】
キャリッジ４は、３方向の単軸ロボット（単軸ステージ、単軸スライダともいう）の組合せによって移動可能な構成となっている。図３に示すように、キャリッジ４は上下方向に延伸する、上下位置調整部４１であるＺ軸レールに対して、上下方向にスライド移動可能である。詳しくは、Ｚ軸レール４１とキャリッジ４は、単軸ロボットであり、Ｚ軸レール内には、上下方向に延伸するボールネジと、モータが設けられており、キャリッジ４がスライダとして機能する。指示により、モータが回転することでボールネジが連動して回転し、ボールネジの回転によりスライダであるキャリッジ４が移動する。そのため、スライダでありキャリッジ４の上下位置はモータの回転量によって制御される。
【0018】
同様に、キャリッジ４を移動可能に保持するＺ軸レール４１は、Ｙ軸レール４３によって保持され、Ｚ軸レール４１がスライダとして、Ｙ軸方向にスライド移動可能である。さらにＹ軸レール４３は、２本のＸ軸レール４２、４２によって保持され、Ｙ軸レール４３がスライダとして、Ｘ軸方向にスライド移動可能である。
【0019】
このような構造により、キャリッジ４は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向で移動可能であるので、二次元平面及び上下方向に、吐出ヘッド１と格納容器５とを相対的に移動させることができる。
【0020】
水平位置検出部２は、載置台６に載置された格納容器５の水平方向の位置を検出する。図３を参照して、水平位置検出部２は、撮影手段２０１と、位置算出部２０２とを有している。液滴吐出装置１００は、水平位置検出部２で検出された格納容器５の水平方向の位置に基づいて、キャリッジ水平移動部４２、４３を制御するキャリッジ水平位置制御部４２０を備えている。水平位置検出部２及びキャリッジ水平位置制御部４２０における制御の詳細については、図８、図９とともに詳述する。
【0021】
対象位置検出部３は、上下方向の基準位置から、液滴が着弾する吐出対象面（被吐出面）となる格納容器５の凹部５１の底面５２（図７参照）、又は格納された吐出物の上面Ｌ（図１２参照）までの距離を測定する。図３を参照して、液滴吐出装置１００は、対象位置検出部３で検出された底面５２又は吐出物上面までの距離に基づいて、キャリッジ昇降部４１を制御するキャリッジ昇降制御部４１０を備えている。本実施形態における、キャリッジ昇降制御部４１０は、吐出ヘッド１と、載置台６に載置された格納容器５との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部を制御する上下位置調整制御部として機能する。対象位置検出部３及びキャリッジ昇降制御部４１０の動作については、図４～図７とともに詳述する。
【0022】
【0023】
液滴が吐出される吐出対象となる格納容器５は、例えば、井戸型の凹部（ウェル）５１を複数有する平板状のウェルプレートである。ウェルプレートは、創薬や毒性評価等の分野で使用される、組織体入り容器の一例である。また、格納容器５はウェルプレートに限定されず、格納容器５はプレートやスライドガラスのような板状であっても、チューブ状であっても良いが、いずれも凹部が形成されており、液滴は凹部へ吐出される。なお、格納容器５に形成される凹部５１が複数である例を下記説明するが、凹部５１は、１つであってもよい。
【0024】
また、格納容器５がウェルプレートの場合、吐出ヘッド１から液滴として吐出される液体は、細胞を懸濁した細胞懸濁液、生体を構成する材料、又は生体適合性のある材料等である。
【0025】
格納容器５において、複数の凹部５１が形成されている場合、一例として、図４（ａ）に示すように、水平方向の２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に複数の凹部５１がそれぞれ配列している。そして、図４（ｂ）に示すように、格納容器５の設置面から凹部底面５２間の距離Ｈｂ、即ち、底部の厚みによって、格納容器５の凹部５１の深さＤｐが定まる。
【0026】
なお、格納容器５に設けられる複数の凹部５１は、図４（ａ）のように整列していなくてもよく、例えば、上面視で、千鳥状に配列されていたり、任意の一方向に並んでいたり、ランダムに配置されていてもよい。
【0027】
例えば、凹部底面５２に対する吐出面１２の吐出高さＨｇは０．５～１０ｍｍであり、隣接する凹部５１間のピッチＰは９～３９ｍｍであり、凹部５１の深さＤｐは１１～１８ｍｍである。なお、このような凹部５１を有する格納容器５を吐出対象とする際に、凹部５１の深さＤｐが隣接する凹部５１間のピッチＰよりも長いと、本発明による検出および吐出動作による効果が、さらに大きい。
【0028】
以下に示す図でＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸により方向を示す場合があるが、Ｘ軸に沿うＸ方向は、図４（ａ）に示す、格納容器５に形成される複数の凹部５１が配列する配列平面内での所定方向を示し、Ｙ軸に沿うＹ方向は、配列平面内でＸ方向に直交する方向を示し、Ｚ軸に沿うＺ方向は、配列平面に直交する方向を示すものとする。
【0029】
またＸ方向で矢印が向いている方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向と表記し、Ｙ方向で矢印が向いている方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向と表記し、Ｚ方向で矢印が向いている方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向と表記する。実施形態では、吐出ヘッドは一例として－Ｚ方向側（下側）に液滴を吐出するものとする。
【0030】
格納容器５は、載置台６上に載置される。本実施形態では、載置台６は、載置台支持部６１によって位置が固定されている。また、載置台６には、格納容器５が載置台６に載置されたことを検出する格納容器検出部７が設けられている。
【0031】
さらに、液滴吐出装置１００は、吐出ヘッド１に吐出用の液体を供給する液体供給部８を有している。液体供給部８は、供給部支持部８１によって支持され、位置が固定されている。図３に示すように、液滴吐出装置１００は、液体供給部８の吐出ヘッド１への液体の供給を制御する、供給制御部８０を有している。
【0032】
また、本実施形態では、供給部支持部８１、キャリッジ支持部４４、及び、載置台支持部６１は、液滴吐出装置１００の土台となるベース部材９から起立しており、位置が固定されている。
【0033】
以下に示す図でＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸により方向を示す場合があるが、Ｘ軸に沿うＸ方向は、格納容器５に形成される複数の凹部５１が配列する配列平面内での所定方向（図９（ａ）参照）を示し、Ｙ軸に沿うＹ方向は、配列平面内でＸ方向に直交する方向を示し、Ｚ軸に沿うＺ方向は、配列平面に直交する方向を示すものとする。
【0034】
またＸ方向で矢印が向いている方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向と表記し、Ｙ方向で矢印が向いている方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向と表記し、Ｚ方向で矢印が向いている方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向と表記する。実施形態では、吐出ヘッドは一例として－Ｚ方向側（下側）に液滴を吐出するものとする。
【0035】
（吐出動作）
次に図５～図７を用いて液滴吐出動作について説明する。図５は、第１実施形態に係る液滴吐出装置において吐出動作中の側面全体図である。図６は、吐出動作中の吐出ヘッドと格納容器を示す拡大図である。図７は、吐出動作中と移動中の格納容器５に対する吐出ヘッド１の位置を示す図である。
次に図５～図７を用いて液滴吐出動作について説明する。図５は、第１実施形態に係る液滴吐出装置において吐出動作中の側面全体図である。図６は、吐出動作中の吐出ヘッドと格納容器を示す拡大図である。図７は、吐出動作中と移動中の格納容器５に対する吐出ヘッド１の位置を示す図である。
【0036】
【0037】
吐出ヘッド１は、図３に示したように、吐出制御部１０１と、駆動波形発生源１０２と、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）チップ１０３とを備えている。ＭＥＭＳチップ１０３の外側面が、吐出ヘッド１の下面（先端面）である吐出面１２を構成し、ＭＥＭＳチップ１０３を貫通するようにノズル孔１１が形成されている。ＭＥＭＳチップ１０３に対し、吐出制御部１０１が制御したタイミングで、駆動波形発生源１０２が駆動波形（駆動電圧）を印加することで、吐出ヘッド１はＭＥＭＳチップ１０３よりも内側に保持された液体を、ノズル孔１１から、液滴Ｌとして凹部５１内へ吐出する。
【0038】
ここで、吐出ヘッド１は、液滴Ｌの凹部５１内への配置精度の観点から、吐出中は、凹部５１の底面５２から０．５～３．０ｍｍの高さの範囲内に、吐出ヘッド１の吐出面１２が位置していることが好ましい。例えば、格納容器５の一例である、９６ウェルのウェルプレートにおける各凹部（ウェル）５１の高さは１２ｍｍ前後であるため、吐出中、凹部５１の深さに対して７０％以上の深さにノズル孔１１の開口面（吐出面）１２を配置することが好ましい。
【0039】
仮に、凹部５１が形成された上面５３よりも外側（上側）に吐出面１２が出ている状態で液滴を吐出すると、吐出面１２の凹部５１の底面５２からの距離が長いため、飛翔距離が長くなり、凹部５１内での液滴の配置精度が低くなる場合がある。また、凹部５１の開放部側（Ｚ方向における底部の反対側（上側））から数％程度の深さに吐出面１２を配置して液滴を吐出する場合にも、同様に凹部５１の底面５２からの距離が長いため、液滴の配置精度が低くなる場合がある。このように、吐出面１２が、凹部５１の底面５２からの距離が長いことにより、吐出した液体の一部が飛散し、所望の液滴の形状を得られない場合がある。
【0040】
これに対し、本発明の制御では、ノズル孔１１が形成された吐出面１２が、凹部５１の内部に位置する状態で、液滴を吐出するため、凹部５１の底面５２から短い距離で液滴Ｄを吐出できる。これにより、凹部５１内での液滴の配置精度を向上できる。また、底面５２から短い距離で液滴を吐出することで、吐出した液体の一部の飛散を抑制できる。
【0041】
また吐出ヘッド１は、凹部５１の底面５２に対してノズル孔１１が形成された吐出面１２を近づける際に、凹部５１の内側面と接触しないように水平方向、及び上下方向に移動させて、吐出ヘッド１が、凹部５１の底面５２及び側壁と干渉させないことが好ましい。
【0042】
ここで、格納容器５に形成された１又は複数の凹部５１は、略円筒形、略四角柱などの形状である。ここで、凹部５１の底面５２は平坦であることが好ましいが、製造誤差によって、底面５２が傾斜していたり、凹凸であったりする構成もありうる。あるいは、１つの格納容器５に形成された複数の凹部５１におけるそれぞれの凹部の深さが、製造誤差等によりばらついていることや、意図的に吐出物の格納量の違いを出すように１つの格納容器５内で複数の凹部の深さを設定していることもある。
【0043】
あるいは、格納容器５として、種類の異なる格納容器（例えばウェルプレート、スライドガラス、シャーレなど）を取り換えて用いる場合、あるいは、同種であっても製造元の異なる格納容器５を使用する場合は、取り換え直後は、前回吐出動作に対して元から凹部の深さが異なる。
【0044】
詳しくは、格納容器５において、図４（ａ）に示す格納容器５の設置面から凹部底面５２までの距離である底部厚みＨｂのばらつきに起因して、図７（ａ）に示す液滴吐出時の吐出ヘッド１の吐出面１２と、格納容器５の凹部５１の底面５２と間の距離、即ち、凹部底面５２に対する吐出面１２の吐出高さ（吐出時距離）Ｈｇのばらつきも発生する。
【0045】
そこで、凹部５１の底面５２に着弾される液滴の配置精度を維持するように、図７（ａ）に示す、着弾対象物（被吐出面、凹部底面）に対する吐出高さＨｇが一定になるように吐出ヘッド１の高さを制御すると好適である。
【0046】
そのため、対象位置検出部３は、それぞれの凹部５１への吐出動作の直前に、基準点から凹部底面５２までの距離を測定し、凹部５１の深さのばらつきや底面５２の表面凹凸などを予め把握しておく。
【0047】
（凹部底面までの距離の検出）
図８は、対象位置検出中の格納容器５の凹部底面５２に対する対象位置検出部３の位置を示す図である。
図８は、対象位置検出中の格納容器５の凹部底面５２に対する対象位置検出部３の位置を示す図である。
【0048】
吐出ヘッド１と、水平位置検出部２と、対象位置検出部３はいずれもキャリッジ４に設けられているため、キャリッジ４が移動すると、吐出ヘッド１と、水平位置検出部２と、対象位置検出部３は一緒に移動する。そのため、吐出ヘッド１と、水平位置検出部２と、対象位置検出部３は、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）における相対的な位置、及び上下方向（Ｚ方向）における相対的な位置が固定されている。
【0049】
ここで、対象位置検出部３は、一例として光学センサである。図８では光路のみを点線示しているが、光学センサは、発光部から発光された光が、凹部５１の底面５２で反射し、戻ってきた光を受光部が受光することで、光学センサから凹部底面５２までの位置を検出する。そのため、検出時は、図８に示すように、対象位置検出部３が、水平方向において、検出対象となる凹部５１と対向する領域に位置し、かつ上下方向において基準位置に位置するようセットされる。
【0050】
そして、対象位置検出部３は、次回の吐出先である一の凹部５１への吐出を開始する前に、上下方向基準位置から、格納容器５の凹部５１の底面５２までの距離を測定する。
【0051】
この際、対象となる一の凹部５１内の底面５２の凹凸を考慮せず、複数の凹部５１間の深さのばらつきのみを検出したい場合は、１つの凹部に対して特定の位置、例えば１点のみを検出する。この場合は、キャリッジ昇降制御部４１０は、測定した凹部の被吐出面までの距離に基づいて、凹部底面５２に対する吐出面１２の吐出高さＨｇ（吐出ヘッド１の吐出面１２の、凹部底面５２からの距離）が、液滴が吐出される複数の凹部５１間で一定になるように、吐出ヘッド１の移動量を算出し、一の凹部への吐出直前に吐出ヘッド１の上下方向位置を制御する。
【0052】
一方、凹部５１の深さに加えて凹部５１の底面５２の傾斜や凹凸までを検出したい場合は、一の凹部の水平方向の全領域に対して、上下方向基準位置から、格納容器５の凹部の底面までの距離を測定する。この場合は、キャリッジ昇降制御部４１０は、測定した凹部５１の被吐出面（凹部底面５２）までの距離に基づいて、凹部底面５２に対する吐出面１２の吐出高さＨｇが、その凹部５１内の水平方向の全領域において一定になるように、吐出直前に加えて、その凹部５１への吐出期間中にも吐出ヘッドの上下方向位置を制御する。
【0053】
詳しくは、いずれの場合も、図８に示す対象位置検出部３と格納容器５の凹部底面５２間の距離Ｈを測定することにより、基準位置からの、キャリッジ昇降部４１による吐出ヘッド１の上下方向の必要移動量Ｄを以下の式より算出する。
Ｄ＝Ｈ－ｈａ－ｈｇ
Ｈａは、図８に示すキャリッジ４の高さが基準位置にある場合の、対象位置検出部３と吐出ヘッド１の吐出面１２間の距離であって、配置により決まるため既知である。
Ｄ＝Ｈ－ｈａ－ｈｇ
Ｈａは、図８に示すキャリッジ４の高さが基準位置にある場合の、対象位置検出部３と吐出ヘッド１の吐出面１２間の距離であって、配置により決まるため既知である。
【0054】
このように、吐出の際の、吐出ヘッド１の上下方向必要移動量Ｄは、基準位置で測定した被吐出面までの距離によって算出できる。その移動量を用いて、キャリッジ昇降部４１によって、吐出動作中、図７（ａ）に示す吐出時の凹部底面に対する吐出面１２の吐出高さｈｇが、複数の凹部間、凹部全域、又は複数の凹部間かつ凹部全域で、吐出中に一定になるように吐出ヘッド１の上下位置が調整される。このように吐出ヘッドの上下方向の移動量が制御されることで、吐出ヘッド１の凹部５１への挿入深さが調整される。
【0055】
したがって、吐出対象である格納容器において隣接する凹部間距離に対して凹部が深い場合であって、底面にばらつきや歪みが生じていても、適切に凹部の深さを把握して、凹部の深さに適した吐出動作を実行することができる。このように凹部の深さに適するように、凹部底面などの被吐出面上で均等な吐出高さから液滴を吐出することで、格納容器の凹部内へ吐出される着弾滴のサイズをそろえ、液滴の配置精度を向上させることができる。
【0056】
（水平方向の位置検出）
次に、図９、図１０を用いて格納容器の水平方向の位置について説明する。図９は、水平位置検出中の格納容器５に対する水平位置検出部２の位置を示す図である。図１０は、水平位置検出部２で撮影される載置台６上の格納容器５の撮影画像と、格納容器５のずれ量の説明図である。
次に、図９、図１０を用いて格納容器の水平方向の位置について説明する。図９は、水平位置検出中の格納容器５に対する水平位置検出部２の位置を示す図である。図１０は、水平位置検出部２で撮影される載置台６上の格納容器５の撮影画像と、格納容器５のずれ量の説明図である。
【0057】
ここで、載置台６に対して、格納容器５は取り換えて設置可能である。例えば、種類の異なる格納容器５（例えばスライドガラス、シャーレ、ウェルプレート）や、同種であっても、製造元の異なる格納容器の場合は、凹部５１の深さや大きさ、さらに格納容器５全体のサイズが異なる。
【0058】
そのため、液滴吐出装置１００において、様々な種類やサイズの格納容器５に対しても、適切な吐出動作ができるように、載置台６上の格納容器５の位置を把握する必要がある。
【0059】
また、上述の図３で示したように、水平位置検出部２は、撮影手段（カメラ）２０１と、位置算出部２０２を有している。図９で示すように、水平位置検出部２は、キャリッジ４内に設けられているため、吐出ヘッド１と一緒に、格納容器５に対して、水平方向に移動可能である。
【0060】
載置台６上に、格納容器５が新たにセットされたことを、格納容器検出部７が検出すると、水平位置検出部２が、図９に示すような、格納容器５と対向する位置にない場合は、キャリッジ４を移動させることで、水平位置検出部２をその位置に移動させる。
【0061】
詳しくは、格納容器５には、吐出対処物側の位置の基準点となる測定基準点が設定されている。なお、図１０（ａ）では、格納容器５の角部を測定基準点とする例を示しているが、格納容器５において、測定基準点を規定するための目印が設けられていてもよい。
【0062】
撮影手段２０１は、図８に示すように、載置台６上の格納容器５と対向する位置にある状態で、固定された撮影基準点を中心とする撮影基準位置から、載置台６上の格納容器５を撮影する。撮影された画像の一例を、図１０（ａ）に示す。撮影手段２０１が、基準撮影位置で、格納容器５の測定基準点（格納容器基準点）ＣＲを撮影して画像として撮像すると、取得した画像では、格納容器基準点ＣＲが含まれる。
【0063】
さらに、格納容器検出部７は、格納容器５が載置台６に載置されたことを検出する際に、格納容器５の種類情報を検出可能である。そのため、種類を把握することで、格納容器５の全体サイズや凹部５１の径、凹部５１間ピッチの情報を取得することができる。この際、格納容器検出部７は、たとえば、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）によって格納容器を識別したり、重量によって、予め登録された格納容器の種類を識別してもよい。あるいは、液滴吐出装置１００に格納容器５の種類の情報が予め入力されていてもよい。
【0064】
そして、検出又は入力によりサイズや形状が把握された格納容器５が、載置台６上のどこに設置されたかの設置ばらつきを、撮影によって検出する。詳しくは、位置算出部２０２は、撮影された画像において、格納容器の測定基準点ＣＲの、撮影中心位置からの、水平方向における直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）のズレ量を算出して、載置台６上の格納容器５の位置を算出する。詳しくは、取得画像の中心からの格納容器５の測定基準点ＣＲの座標（Ｘｐ，Ｙｐ）を画像処理により取得し、画像中心からのずれ分を、吐出ヘッド１からの吐出される吐出位置に対する補正値として計算する。
【0065】
そして、キャリッジ水平位置制御部（ヘッド水平位置制御部）４２０は、位置が把握された格納容器５における狙いの凹部５１の狙いの位置に対し液滴を吐出させるように、吐出動作中にキャリッジ４を駆動させて吐出ヘッド１を移動させる。
【0066】
このようにして、事前に格納容器５の水平方向位置を検出しておくことで、格納容器５上の狙いの位置に誤差なく液滴を吐出することができる。
【0067】
【0068】
ステップＳ１０１で、格納容器検出部７は、載置台６上に、格納容器５がセットされたことを検出する。この検出後、必要に応じて、キャリッジ水平移動部４２、４３に、水平位置検出部２が、格納容器５の測定基準点ＣＲと対向する位置に到達するように、キャリッジ４の水平方向位置を移動させるように指示する。
【0069】
ステップＳ１０２で、水平位置検出部２の撮影手段２０１が、上方から載置台６上の格納容器５を撮影する。
【0070】
ステップＳ１０３で、水平位置検出部２の位置算出部２０２が、格納容器５の測定基準点ＣＲの、撮影中心位置からの水平方向２方向（Ｘ、Ｙ）のずれ量を基に、載置台６上の格納容器５の位置を把握する。Ｓ１０２、Ｓ１０３が、水平位置検出ステップである。
【0071】
ステップＳ１０４で、キャリッジ４を水平方向に移動させることで、把握した位置にある格納容器５の、吐出対象となる凹部（一の凹部）５１に対象位置検出部３が対向するように水平方向に吐出ヘッド１を移動する。
【0072】
ステップＳ１０５で、対象位置検出部３が、一の凹部５１への吐出を開始する前に、一の凹部の水平方向の全領域に対して、上下方向基準位置から、格納容器５の凹部底面５２までの距離Ｈを測定する。この際、設定状況に応じて、凹部底面５２に対して特定の位置１点のみ距離Ｈを測定してもよいし、あるいは、一の凹部の水平方向の全領域に対して距離Ｈを測定してもよい。Ｓ１０５が対象位置測定ステップである。
【0073】
ステップＳ１０６で、測定した一の凹部底面５２までの距離Ｈに基づいて、凹部底面５２から吐出ヘッド１の吐出面１２の吐出高さ（一の凹部の底面からの距離）Ｈｇが一定になるように、一の凹部への吐出時の吐出ヘッド１の上下方向位置を設定する。具体的には、キャリッジ昇降部４１によって、吐出ヘッド１が搭載されたキャリッジ４を降下させる移動量を設定する。Ｓ１０６が上下位置設定ステップである。
【0074】
ステップＳ１０７で、キャリッジ４を水平方向に移動させることで、把握した位置にある格納容器５の特定の凹部５１に吐出面１２が対向するように水平方向に吐出ヘッド１を移動する。
【0075】
ステップＳ１０８で、キャリッジ４を降下させることで、吐出面１２の凹部底面５２までの距離が、設定された吐出高さＨｇになる位置である設定された上下位置まで、吐出ヘッド１の一部が凹部５１に挿入されるように、吐出ヘッド１を降下させる。
【0076】
ステップＳ１０９で、吐出ヘッド１が、水平方向位置を把握した凹部内を水平方向に移動しながら凹部の底面５２への液滴を吐出動作を行う。Ｓ１０９が、液滴吐出ステップである。
【0077】
この際、Ｓ１０５で対象位置検出部３が凹部の特定の位置１点のみ距離Ｈを検出した場合は、凹部底面５２に対する吐出面１２の吐出高さＨｇが、液滴が吐出される複数の凹部５１間で一定になるように、吐出直前のＳ１０９で吐出ヘッド１の上下方向位置を制御した後、Ｓ１１０での吐出動作中は、吐出ヘッド１の上下位置を固定する。
【0078】
一方、Ｓ１０５で、対象位置検出部３が、一の凹部の水平方向の全領域に対して距離Ｈを検出した場合は、吐出直前のＳ１０９で吐出ヘッド１の上下方向位置を制御した後、Ｓ１１０における吐出動作中においても、吐出ヘッド１の水平位置の移動に加えて、上下位置も測定結果に応じて移動させる。
【0079】
ステップＳ１１０で、特定の凹部への液滴吐出動作完了したら、Ｓ１１１で吐出面が凹部の外に位置するように吐出ヘッドを移動させる。
【0080】
ステップＳ１１２で、予定されたすべての凹部への吐出動作が完了してなかったら（Ｎｏ）、Ｓ１０４に戻り、次の凹部についても、Ｓ１０４～Ｓ１１０の動作を繰り返す。
【0081】
ステップＳ２１２で、予定された凹部全てへの吐出が完了したら、吐出動作を終了する。
【0082】
本発明では、このような液滴吐出方法により、凹部への吐出動作毎に、都度上下方向の凹部底面までの距離を計測することにより、凹部が深い格納容器でも、適切な吐出位置に調整して、吐出時の凹部底面までの距離を常に一定に保つことができる。そのため、凹部内へ吐出される着弾滴のサイズをそろえ、液滴の配置精度を向上させることができる。
【0083】
（重ねて吐出する場合の検出（第２制御例））
上記では、吐出高さが調整される対象となる凹部における被吐出面として、一の凹部に対して初めて吐出する場合における、凹部５１の底面５２の上面である例を説明した。しかし、一の凹部の同じ位置に重ねて液滴を吐出する場合では、被吐出面は、吐出ヘッド１から吐出されて一の凹部の底面上に着弾した吐出物の上面となる。その場合の制御について説明する。
上記では、吐出高さが調整される対象となる凹部における被吐出面として、一の凹部に対して初めて吐出する場合における、凹部５１の底面５２の上面である例を説明した。しかし、一の凹部の同じ位置に重ねて液滴を吐出する場合では、被吐出面は、吐出ヘッド１から吐出されて一の凹部の底面上に着弾した吐出物の上面となる。その場合の制御について説明する。
【0084】
【0085】
図１３に示すように、対象位置検出部３は、同一の凹部の同じ位置に重ねて液滴を吐出する場合、基準位置から、凹部底面５２に着弾した吐出物の上面（着弾積層物上面）Ｕまでの距離Ｈ２を検出する。
【0086】
この際、対象となる一の凹部５１内の底面５２の凹凸を考慮せず、複数の凹部５１間の深さのばらつきのみを検出したい場合は、１つの凹部に対して特定の位置、例えば１点のみ距離Ｈ２を検出する。
【0087】
この場合は、キャリッジ昇降制御部４１０は、測定した凹部の被吐出面までの距離に基づいて、吐出物上面Ｕに対する吐出面１２の吐出高さＨｕ（吐出ヘッド１の吐出面１２の吐出物上面Ｕからの距離）が、液滴が吐出される複数の凹部５１間で一定になるように、吐出ヘッド１の移動量を算出し、一の凹部への吐出直前に吐出ヘッド１の上下方向位置を制御する。
【0088】
一方、例えば吐出する液体の粘性が高い場合などは、図１２に示すように、同一の凹部５１内においても、前回吐出した１層目の吐出物の上面は、傾斜している、凹凸している等、平面でないことがありうる。このように、凹部５１内に着弾した液体吐出物の傾斜や凹凸までを検出したい場合は、一の凹部５１の水平方向の全領域に対して、上下方向基準位置から、格納容器５の吐出物上面Ｕのそれぞれの距離Ｈ２を測定する。
【0089】
この場合は、キャリッジ昇降制御部４１０は、凹部５１内の吐出物上面Ｕの水平方向各座標点において測定される上下方向の距離Ｈ２に基づいて、堆積された吐出物上面Ｕに対する吐出面１２の吐出高さＨｇが、その凹部５１内の水平方向の全領域において一定になるように、吐出直前に加えて、その凹部５１への吐出期間中にも吐出ヘッドの上下方向位置を制御する。なお、２層目に重ねて液滴を吐出する場合は、図１２に示すように着弾積層物が平面でない可能性があるため、凹部内の水平方向全領域の距離Ｈ２を検出してそれを反映するように位置調整を行う本制御の方が、より好適である。
【0090】
このように、調整することで、吐出物上に積層するように液滴を吐出する場合であっても、吐出物上面からの高さが均一になるように、上下方向の位置を調整して吐出ヘッドから液滴を吐出することができる。
【0091】
【0092】
ステップＳ２１２で、同一の凹部へ２層目（次の層）の液滴吐出動作あるかどうか判断し、次の層の液滴吐出がある場合は、Ｓ２１３へ進む。
【0093】
ステップＳ２１３で、格納容器５の１層目を吐出した凹部に対象位置検出部３が対向するように水平方向に吐出ヘッドを移動する。
【0094】
ステップＳ２１４で、対象位置検出部３が、吐出面から格納容器の着弾積層物の上面（吐出物上面）Ｕまでの距離Ｈ２を測定する。この際、設定状況に応じて、着弾積層物上面に対して特定の位置１点のみ距離Ｈ２を測定してもよいし、あるいは、一の凹部の水平方向の全領域に対して距離Ｈ２を測定してもよい。
【0095】
ステップＳ２１５で、測定された距離を基に、吐出物上面Ｕから吐出ヘッド１の吐出面１２までの吐出高さＨｇが一定になるように、今回の凹部５１へ吐出する際の吐出ヘッド１の上下方向位置を設定する。
【0096】
ステップＳ２１６で、格納容器の今回吐出対象となる凹部に、吐出面が対向するように水平方向に吐出ヘッドを移動する。
【0097】
ステップＳ２１７で、設定された対象位置になるように、吐出ヘッド１の一部が凹部に挿入するように吐出ヘッド１を降下する。
【0098】
ステップＳ２１８で、吐出ヘッド１が、水平方向位置を把握した凹部内を水平方向に移動しながら、凹部の着弾積層面へ液滴を吐出する。この際、Ｓ２１４で、一の凹部の水平方向の全領域に対して距離Ｈ２を測定した場合は、Ｓ２１８における吐出動作中においても、吐出ヘッド１の水平位置の移動に加えて、上下位置も測定結果に応じて移動させる。
【0099】
ステップ２１９で、特定の凹部への２層目の液滴吐出動作完了したら、ステップ２２０で、吐出面が凹部の外に位置する高さ基準位置まで吐出ヘッドを上昇させる。
【0100】
ステップＳ２２１で、同一の凹部へ３層目（次の層）の液滴吐出動作ある場合は、Ｓ１０４に戻り、次の凹部についても、Ｓ１０４～Ｓ１１０の動作を繰り返す。
【0101】
次の層の液滴吐出動作がない場合は（Ｓ２２１でＮｏ）、Ｓ２２２で、予定された全ての凹部への液滴吐出動作完了したか、即ち、別の凹部に対する吐出があるか確認する。全ての凹部への吐出が完了しておらず、別の凹部に対する吐出がある場合は、Ｓ２０４に戻り、次の凹部についても、Ｓ２０４～Ｓ２１０の動作を繰り返す。
【0102】
本制御においても、凹部への吐出動作毎に都度上下方向の凹部底面までの距離、及び重ねて吐出する凹部においては、都度上下方向に着弾積層物上面までの距離を計測する。これにより、凹部が深い格納容器でも、さらに重ねて吐出する場合でも、適切な吐出位置に調整して、吐出時の凹部底面までの距離を常に一定に保つことができる。そのため、凹部内へ吐出される着弾滴のサイズをそろえ、液滴の配置精度を向上させることができるとともに、吐出ヘッドが着弾積層物と衝突することを回避できる。
【0103】
＜第２実施形態＞
図１５は、本発明の第２実施形態に係る液滴吐出装置２００の側面全体図を示す。
図１５は、本発明の第２実施形態に係る液滴吐出装置２００の側面全体図を示す。
【0104】
上記例では、キャリッジを、上下方向に移動させるとともに、水平方向にも移動させる例を説明したが、本実施形態では、キャリッジ４Ａの水平方向位置を固定し、載置台６Ａを水平方向に移動することで、吐出ヘッド１Ａに対する格納容器５Ａの位置を変更可能等とする。
【0105】
詳しくは、図１５に示すように、キャリッジ４Ａは液体供給部８によって供給される位置で水平方向が固定されて支持台４５によって支持されている。そして、載置台６Ａは、移動支持部６２によって支持され、移動支持部６２は、ベース部材９Ａに対して水平方向であるＸ、Ｙ方向の２方向に移動可能である。
【0106】
本実施形態の構成は、吐出ヘッド１Ａ、水平位置検出部２Ａ、対象位置検出部３Ａと、格納容器５Ａとを水平方向において相対移動させる際に、キャリッジではなく、載置台６Ａに載置された格納容器５Ａの位置を移動させる点のみが異なり、他の制御は同様である。
【0107】
本実施形態では、吐出ヘッド１Ａと格納容器５Ａとの上下の相対移動については、第１実施形態と同様に、キャリッジ４Ａ側が移動する。
【0108】
（変形例１）
なお、第２実施形態の変形例として、キャリッジが上下方向も固定されており、載置台が、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）、及び上下方向に移動可能な構成にしてもよい。この構成では、相対移動の際に、載置台に載置された格納容器を、吐出ヘッド、水平位置検出部、対象位置検出部に対して、水平方向及び上下方向において移動させる。この場合、載置台を昇降させる載置台昇降部が、吐出ヘッドと載置台との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部として機能する。
なお、第２実施形態の変形例として、キャリッジが上下方向も固定されており、載置台が、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）、及び上下方向に移動可能な構成にしてもよい。この構成では、相対移動の際に、載置台に載置された格納容器を、吐出ヘッド、水平位置検出部、対象位置検出部に対して、水平方向及び上下方向において移動させる。この場合、載置台を昇降させる載置台昇降部が、吐出ヘッドと載置台との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部として機能する。
【0109】
（変形例２）
さらに別の変形例として、キャリッジがＸ方向と、Ｚ方向（上下方向）に移動可能であり、載置台がＹ方向に移動可能であってもよい。
さらに別の変形例として、キャリッジがＸ方向と、Ｚ方向（上下方向）に移動可能であり、載置台がＹ方向に移動可能であってもよい。
【0110】
（変形例３）
あるいは、キャリッジが水平方向であるＸ方向とＹ方向に移動可能であり、載置台がＺ方向（上下方向）に移動可能であってもよい。この場合も、載置台を昇降させる載置台昇降部が、吐出ヘッドと載置台との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部として機能する。
あるいは、キャリッジが水平方向であるＸ方向とＹ方向に移動可能であり、載置台がＺ方向（上下方向）に移動可能であってもよい。この場合も、載置台を昇降させる載置台昇降部が、吐出ヘッドと載置台との上下方向相対位置を変化させる上下位置調整部として機能する。
【0111】
（変形例４）
また、キャリッジ及び載置台の両方が、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能であり、キャリッジ又は載置台のいずれか一方が、Ｚ方向（上下方向）に移動可能であってもよい。
また、キャリッジ及び載置台の両方が、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能であり、キャリッジ又は載置台のいずれか一方が、Ｚ方向（上下方向）に移動可能であってもよい。
【0112】
本実施形態や変形例においても、凹部への吐出動作毎に、都度上下方向の凹部底面までの距離を計測することにより、凹部が深い格納容器でも、適切な吐出位置に調整して、吐出時の凹部底面までの距離を常に一定に保つことができる。そのため、凹部内へ吐出される着弾滴のサイズをそろえ、液滴の配置精度を向上させることができる。
【0113】
また、本実施形態や変形例においても第２制御例のように、重ねて吐出してもよく、重ねて吐出する凹部においては、都度上下方向に着弾積層物上面までの距離を計測する。これにより、凹部が深い格納容器でも、さらに重ねて吐出する場合でも、適切な吐出位置に調整して、吐出時の凹部底面までの距離を常に一定に保つことができる。そのため、凹部内へ吐出される着弾滴のサイズをそろえ、液滴の配置精度を向上させることができるとともに、吐出ヘッドが着弾積層物と衝突することを回避できる。
【0114】
以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施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、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【0115】
１、１Ａ 吐出ヘッド
２、２Ａ 水平位置検出部
３、３Ａ 対象位置検出部
４、４Ａ キャリッジ
５、５Ａ 格納容器
６、６Ａ 載置台
７ 格納容器検出部
１１ ノズル孔
１２ 吐出面
４１ キャリッジ昇降部（上下位置調整部）
４２ キャリッジ水平移動部（ヘッド水平移動部、Ｘ軸レール）
４３ キャリッジ水平移動部（ヘッド水平移動部、Ｙ軸レール）
５１ 凹部
５２ 凹部底面（底面）
６２ 移動支持部
５３ 上面
１００、２００ 液滴吐出装置
２０１ 撮影手段
２０２ 位置算出部
４１０ キャリッジ昇降制御部（上下位置調整制御部）
４２０ キャリッジ水平位置制御部（ヘッド水平位置制御部）
Ｈｇ 凹部底面に対する吐出面の吐出高さ
Ｈｕ 凹部内の着弾上面に対する吐出面の吐出高さ
２、２Ａ 水平位置検出部
３、３Ａ 対象位置検出部
４、４Ａ キャリッジ
５、５Ａ 格納容器
６、６Ａ 載置台
７ 格納容器検出部
１１ ノズル孔
１２ 吐出面
４１ キャリッジ昇降部（上下位置調整部）
４２ キャリッジ水平移動部（ヘッド水平移動部、Ｘ軸レール）
４３ キャリッジ水平移動部（ヘッド水平移動部、Ｙ軸レール）
５１ 凹部
５２ 凹部底面（底面）
６２ 移動支持部
５３ 上面
１００、２００ 液滴吐出装置
２０１ 撮影手段
２０２ 位置算出部
４１０ キャリッジ昇降制御部（上下位置調整制御部）
４２０ キャリッジ水平位置制御部（ヘッド水平位置制御部）
Ｈｇ 凹部底面に対する吐出面の吐出高さ
Ｈｕ 凹部内の着弾上面に対する吐出面の吐出高さ
【先行技術文献】
【特許文献】
【0116】
【特許文献1】特開２００５―１３８０１３号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】