毛管現象による自動液体補充機能を付与したピストンポンプ型液架橋力マニピュレータの開発

摘要

近年，3次元積層造形などのマイクロ製造技術の進展に伴い様々な分野でマイクロマニピュレーションの需要が高まっている．一方で工業分野において主流となっているエアノズルによるピック＆プレース技術は実装速度が速いという利点を持つが，平面形状しか把持できず異種異形の部品への適応が難しいという問題がある．そこで，本研究室では液架橋力と呼ばれる二つの物体の隙間を液滴で濡らすことによって発生する付着力に注目し，様々な形状の微小物を把持できるマニピュレータを開発してきた．蒸発や対象物への付着によって液滴が消失すると液架橋が形成できなくなるため，これまではマイクロコイルを使用し，毛管現象によってマニピュレータ先端を濡らし続けることを実現した．しかし，コイル内部の液体を対象物に付着させるためには固体接触を伴うこと，コイル側面で対象物をピックアップするためピンポイントでのピックアップが困難，という2つの課題があった．本研究ではピストンの摺動と毛管現象の2種類の送液方法を組み合わせた新機構を提案し，作製したマニピュレータにより，液架橋力の継続性と再現性，さらにピックアップ時の固体接触の有無，液体との接触状態を評価した．