JP2008506531A - 製品又はサンプルを製造又は処理するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、分配工程を経て、複数の試料を処理するための、又は複数の製品を生産するための装置及び方法を提供する。この装置及び方法は、製品／試料のリアルタイムの監視を行い、かつ、リアルタイムの制御を行うことができる。この装置及び方法は、液体を、担持基部に添加する前及び添加した後の両方において、監視することができる。この装置及び方法は、処理される各製品／試料の監視を行うことができる。

Description

本発明は、製品又はサンプルの製造又は処理に関するものである。より特定すれば、本発明は、分配によって製品又はサンプルを製造又は処理するための装置及び方法に関するものである。

製造プロセス（製造処理過程）は、しばしば、異なる材料を結合することを必要とする。例えば、プリント回路ボードへの半田付け、又は薬剤の基材への活性剤の添加などを必要とする。このような材料を結合するための種々の方法が開発されてきた。例えば、プリント回路ボードに集積回路チップを接続するための半田付け方法が開発されてきた。１つのこのような方法は、チップの底面に少量の半田を供給する過程と、この半田をプリント回路ボードの表面の上の接着パッドに対して整列させる過程と、半田をリフローが起こるまで加熱するといった過程とを含んでいる。もう１つのこのような方法は、プリント回路ボードの上の接着パッドに半田を供給する過程と、続いて半田の上に部品を位置決めするとともに、半田を加熱してリフローを起こさせることにより、プリント回路ボードに電気部品を結合する過程とを含んでいる。その他の方法においては、ステンシル（型板）内の穴を介して薄い層状の半田ペーストをプリント回路ボードに供給するとともに、選択された半田のパターンをプリント回路ボード上に残すことにより生成されたパターン化された半田の層にチップを結合する。

このような方法は、効率及び品質に関する欠点を有している。したがって、従来の装置及び技術の製造及び品質管理に係る欠点を低減又は解消することができる、分配により製品を製造するための装置及び方法が必要とされている。

本発明の１つの目的は、分配された構成要素を含む製品又はサンプルを製造又は処理するためのより有効な方法及び／又は装置を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、リアルタイムで処理過程を監視することができるこの種の方法及び／又は装置を提供することである。

本発明のさらにもう１つの目的は、処理過程及び製品の品質のリアルタイムのフィードバック及び制御を行うことができるこの種の方法及び／又は装置を提供することである。

本発明のさらにもう１つの目的は、製品の各々を監視することができるこの種の方法及び／又は装置、又は製造又は処理されたサンプルを提供することである。

本発明のさらにもう１つの目的は、オフラインによる品質制御検査を最小限にし、又はなくして製品のリアルタイムの放出を容易に行うことができるこの種の方法及び／又は装置を提供することである。

本発明のさらにもう１つの目的は、異なる製品の製造への切り替えを容易に行うことができるこの種の方法及び／又は装置を提供することである。

上記の及びその他の目的を達することができ、かつ種々の利点を有する本発明は、１つ又は複数の担持基材に液体の小滴を分配することによって複数の製品を製造する設備（マシン）のための監視システムを提供する。この監視システムは、マイクロプロセッサと、マイクロプロセッサと通信を行う第１のカメラ又は映像記録装置と、第１のカメラ又は映像記録装置に動作的に接続されたトリガ装置とを有する検査システムを備えている。この検査システムは、担持基材の各々に添加されている液体の量を決定する。トリガ装置は、飛行中の液体小滴の各々の第１の画像を取得するために、第１のカメラ又は映像記録装置を作動させる。マイクロプロセッサは、第１の画像に基づいて上記液体の量を決定する。本明細書において、カメラはビデオ／デジタル記録装置を意味する。

もう１つの態様においては、本発明は、複数の製品を製造するための装置を提供する。複数の製品の各々は、担持基材と、該担持基材上に存在する分配液体とを有している。この装置は、担持基材の各々に分配液体を液滴として分配するための分配システムと、分配システムによって担持基材の各々に添加されている分配液体の量を決定する検査システムを備えた監視システムとを備えている。検査システムは、マイクロプロセッサと、マイクロプロセッサと通信を行う第１のカメラ又は映像記録装置と、第１のカメラ又は映像記録装置に動作的に接続されたトリガ装置とを備えている。トリガ装置は、飛行中の液滴の第１の画像を取得するために、第１のカメラ又は映像記録装置を作動させる。マイクロプロセッサは、第１の画像に基づいて分配液体の量を決定する。

もう１つの態様においては、本発明は、それぞれが担持基材と該担持基材上に分配された液体とを有している複数の製品を製造するための装置を提供する。この装置は、担持基材の各々に、分配された液体を添加する分配システムを備えている。さらに、この装置は、分配システムのリアルタイムの監視を実施して、担持基材の各々の上の分配された液体の量を決定する監視システムを備えている。

もう１つの態様においては、本発明は、それぞれが担持基材と分配された液体とを有している複数の製品を製造する設備（マシン）のための監視システムを提供する。この監視システムは、上記設備に動作的に接続され、上記設備によって担持基材の各々に添加された、分配された液体の量を決定する確認システムを備えている。この確認システムは、担持基材の各々に光学形状測定を実施して、分配された液体の上記量を決定する。

もう１つの態様においては、本発明は、それぞれが担持基材と分配された液体とを有している複数の製品を製造する設備（マシン）を提供する。この設備は、担持基材の各々に分配された液体を添加するための分配システムと、担持基材の各々に添加された分配された液体の量を決定するための確認システムとを備えている。確認システムは、担持基材の各々に光学形状測定を実施して、分配された液体の量を決定する。

もう１つの態様においては、本発明は、設備（マシン）を監視する方法を提供する。上記設備は、担持基材に液体の小滴を分配することにより、複数の製品を製造する。この方法は、液体の小滴の分配に基づいてカメラを作動させる過程と、飛行中の液体の小滴の第１の画像を取得する過程と、第１の画像に基づいて液体の小滴の体積を決定する過程とを含んでいる。

もう１つの態様においては、本発明は、それぞれが担持基材と該担持基材上に分配された液体とを有している複数の製品を製造する方法を提供する。この方法は、担持基材の各々に、分配された液体を液滴として分配する過程を含んでいる。さらに、この方法は、分配システムによって担持基材の各々に添加されている分配された液体の量を、飛行中の液滴の第１の画像を取得することにより決定し、第１の画像に基づいて分配された液体の量を決定する過程を含んでいる。検査システムが分配された液体の量を決定する際に、担持基材の各々は該装置に沿って移動を継続することができる。監視システムは、担持基材の各々に添加された分配された液体に分光法分析を実施するプローブを有する確認システムをさらに備えている。プローブが分光法分析を実施する際に、担持基材の各々は、該装置に沿って移動を継続することができる。分光法分析は、近赤外線と、中赤外線と、紫外線／可視光線と、蛍光と、レーザにより誘起された蛍光と、ラマンと、テラヘルツと、これらを任意に組み合わせたものとで構成されるグループから選択されたものを用いるものであってもよい。

この監視システムは、担持基材の各々の上の分配された液体の第２の画像を取得する第２のカメラ又は映像記録装置を有する確認システムをさらに備えていてもよい。確認システムは、第２の画像に基づいて、担持基材の各々について、分配された液体の位置を決定する。第２のカメラ又は映像記録装置が第２の画像を取得する際に、担持基材の各々は、該設備に沿って移動を継続してもよい。

本発明に係るこの装置は、分配された液体の温度を変化させて担持基材上での形成を促進する温度調節システムをさらに備えていてもよい。温度調節システムは、担持基材の各々に対する環境パラメータを監視するようになっていて、この環境パラメータが、温度と、空気流量と、湿度と、放射（radiation）と、製品表面温度と、これらを任意に組み合わせたものとで構成されるグループから選択されたものであってもよい。

本発明に係るこの装置は、担持基材の各々に識別マーカーを付与する（apply）ための印刷システムを備えていてもよい。この印刷システムは、検査のために識別マーカーの第３の画像を取得するための第３のカメラ又は映像記録装置をさらに備えていてもよい。第３のカメラ又は映像記録装置が第３の画像を取得する際に、担持基材の各々は、該装置に沿って移動を継続してもよい。

本発明に係るこの装置は、リアルタイムの監視に基づいて、分配システムのリアルタイムの制御を実施するための制御システムをさらに備えていてもよい。リアルタイムの制御は、分配システムからの分配量を調整する手段を含んでいてもよい。分配システムはノズルを有していてもよい。ここで、リアルタイムの制御は、担持基材の各々に対してノズルの位置を調整し、これにより、担持基材の各々に分配された液体の位置を調整することを含んでいてもよい。確認システムは、担持基材の各々に光学形状測定を実施して、分配された液体の上記量を決定してもよい。光学形状測定を実施する際に、担持基材の各々は、該装置に沿って移動を継続してもよい。

本発明のその他の及びさらなる目的、特徴並びに利点は添付の図面を参照することにより、理解されるであろう。

添付の図面、とくに図１〜図３に示すように、本発明の好ましい実施の形態に係る装置（apparatus）ないしは設備（machine）は、参照番号１０で包括的に示されている。設備１０は、後でより詳しく説明するように、製品を製造し、又はサンプル（試料）を処理するために、好ましくは回分量（１バッチ分）の製品又はサンプルを製造又は処理ために、互いに動作的に接続された複数の部品（構成要素）を有している。回分量は、ある量の製品であり、例えば、一定時間にわたる１回若しくは複数回の稼働、又は、一定回数の稼働などといった所定のサイクルを実施して製造又は処理されたものである。設備１０は、直線状又は実質的に直線状に配置された種々の部品を有している。しかしながら、本発明は、種々の部品に対して、例えば、円形の経路又は矩形の経路などといった、その他の配置及び位置決めを行うことも想定している（意図している）。典型的な実施の形態は、分配を経由しての製品の製造について説明を行っているが、本発明は本明細書に記載された設備によって実施されるその他の処理過程（プロセス）、例えば分配を経由してのサンプルのテスト又は処理なども想定している。

設備１０の部品のこのような配置及び位置決め（配置）は、設置場所を節約するために設置面積（footprint）を小さくするともに、操作を迅速化することができる、より効率的で人間工学的な設備を実現するものである。設備１０は、空間を鉛直方向に有効利用するとともに、例えば設備１０によって実施される処理過程において重力を用いることを可能にすることより操作を迅速化するために、異なる高さのものとされ、又は、互いに積み重ねられた複数の部品を有していてもよい。

設備１０は、ローディングシステム１００と、保持システム２００と、コンベアシステム３００と、分配システム４００と、コーティングシステム６００と、印刷システム（プリントシステム）７００と、製品受入・排除システム８００と、制御システム９００とを有している。これらの各システム１００〜９００は、互いに動作的に接続され、包装（パッケージ）の準備が整った製品を効率的かつ人間工学的に製造するとともに、それぞれリアルタイムの監視を行い、好ましくはリアルタイムのフィードバックにより調整又は制御を行う。

設備１０は、基材１０００と液体２０００とを結合した（組み合わせた）製品を供給する。後でより詳しく説明するように、液体２０００は、基材１０００に分配された液滴２１００（図３参照）の形態であり、分配システム４００によって分配される。液体２０００は、種々の物性を有している可能性があり、例えば、低粘度のもの又は高粘度のものである可能性があるので、本明細書において液体との語は、純然たる液体に限定することは意図していないということを理解すべきである。液体２０００は、基材１０００に分配することができるすべてのものであり、例えば、ＩＣチップへの半田や、担持錠剤への治療用活性剤などである。当業者であれば、本発明を、種々の基材１０００を種々の液体２０００で処理するために利用することができるであろう。さらに、基材１０００への液体２０００の分配は、液滴２１００の形態に限定されるものではなく、その他の流れパターン、例えば部分的又は連続的な流れの形態であってもよい。さらに、本発明は、液体２０００を分配することができる種々の物質や、種々の特性（物性）を有している基材１０００も想定しているということを理解すべきである。基材１０００に対するこのような物質はまた、その他の液体を含んでいてもよい。

液滴２１００は、基材１０００の外表面に、又は、実質的に該外表面に沿って分配され、例えば半田の場合は加熱されて基材１０００に分配される。基材１０００、液体２０００及び結果として得られる製品に対しては、リアルタイムの監視とフィードバックと調整とが行われ、品質制御の向上が図られる。

図１に示す好ましい実施の形態においては、ローディングシステム１００は、ローディングシュート１２０に連結されたローディングコンテナ又はホッパ１１０を有している。ホッパ１１０は、好ましくは、移動可能であり、これにより１つ又は複数の基材１０００をホッパ１１０にロード（供給）することができ、この後ホッパ１１０をローディングシュート１２０と連携させて移動させることができる。ローディングシュート１２０は、保持システム２００及びコンベアシステム３００に連結（連携）されている。これにより基材１０００を、コンベアシステム３００により、設備１０を通し、ないしはこれに沿って移動させ、該基材１０００をホッパ１１０から保持システム２００に移動させることができる。

ホッパ１１０及びローディングシュート１２０は、例えば、駆動された輪（wheel）若しくは楔型部材（wedge）、駆動されたベルト又は重力などの種々の装置及び方法を用いており、基材１０００の各々を保持システム２００内の指定された位置（置き場）に移動させることができる。設備１０においては、ローディングシステム１００の一部分は、好ましくは、コンベアシステム３００の一部分の上方に配置され、機械的なローディング装置と連携させて重力を利用する。

好ましい実施の形態においては、保持システム２００は、基材１０００の各々を保持することを可能にする寸法及び形状を有する基材置き場２２０（基材位置）を伴った複数の保持部又は保持トレー２１０を有している。好ましくは、保持トレー２１０の各々が矩形であり、基材置き場２２０は、等間隔で離間した行及び列の形態に配列されている。後で説明するように、この配列は、液滴２１００を基材１０００に添加する際に、分配システム４００の操作を迅速化する。しかしながら、本発明は、基材１０００の各々及び結果として生じる製品を設備１０に沿って移動させる際に、これらを固定する（secure）ためのその他の構造及び方法を用いることも想定（意図）している。

当業者であれば、保持トレー２１０及び基材置き場２２０の寸法、容量及び形状を変えて、前記と異なる形状及び／又は寸法の基材１０００を収容し、効率を高めることができるであろう。さらに、保持トレー２１０は、単に、基材１０００を一時的にコンベアシステム３００に接続するための機構であってもよく、この場合は、基材、例えばその上に複数の分配物を受け入れている大きな基材などは、設備１０に沿って移動する。

保持システム２００は、基材置き場２２０の各々に個々の基材１０００を指定することにより、基材１０００を追跡する（track）。これは、設備１０が、基材１０００、液滴２１００及び製品の各々について種々のリアルタイムの監視、フィードバック及び調整の活動（activities）を行って、基材、液滴又は結果として得られる製品の各々が特定の製品に対して指定された品質制御基準に合致するか否かについての決定を行うことを可能にする。設備１０によって実施される処理過程全体について、基材１０００、液滴２１００及び／又は製品の各々の追跡（トラッキング）を行うことは、処理過程の実施時における受入（容認）及び排除（拒絶）を可能にする。本発明はまた、リアルタイムの監視に基づいて、受入・排除システム８００により除去するための容認できない基材１０００の追跡も想定している。

基材１０００の各々に対して、保持システム２００により、種々の追跡方法又は識別方法を用いることができる。好ましい実施の形態に係る設備１０においては、保持トレー２１０は、制御システム９００に対して情報及び識別を提供するために走査（スキャン）することができるバーコード２３０を有している。これはまた、処理過程全体について、個々の基材１０００、液滴２１００及び／又は製品を追跡及び監視するために用いることができる。後でより詳しく説明するように、処理過程全体について編集された（compiled）データは、制御システム９００によって蓄積される。これらのデータは、回分式のサンプリングを用いる従来の品質制御方法とは対照的に、個々の基材１０００、液滴２１００及び／又は製品に基づいている。

実施の形態に係る設備１０においては、保持システム２００は基材１０００の各々を位置決めし、その結果、分配システム４００は、液滴２１００を、保持トレー２１０とは背向している基材の外表面１１００に添加することができる。本発明は、分配システム４００もまた、液滴２１００を、基材１０００の背向している外表面１２００に添加することを想定している。これは、より大きい容量の液体２０００が、基材１０００によって担持されることを可能にするであろう（両方の外表面について）。

基材１０００の両側での分配はまた、例えば、異なる液体が両立せず、これらを一緒にして液体の形態で混合することができない場合、又は、異なる液体が互いの頂部に積層することができない場合などに、異なる液体２０００を単一の基材に分配することを可能にする。本発明は、分配システム４００が、背向する両外表面の一方に、及び／又は、両外表面に供給（堆積）することにより、１つ又は複数の異なる液体２０００を基材１０００に積層により添加することも想定（意図）している。本発明はまた、複数の液体が基材の外表面の一方又は両方に同時に存在する場合は、分配システム４００が基材１０００に複数の異なる液体２０００を添加することも想定している。

設備１０はまた、異なる複数の液体２０００の各々を添加するために、分配システム４００により、任意の回数だけ、基材１０００を再処理するのにも用いることができる。設備１０は、複数の異なる液体２０００の各々を基材１０００に添加する、直列に接続された追加の分配システム４００を有していてもよい。

前記のものに代えて、保持システム２００は、基材の両側に対してアクセスする分配システム４００を設けることにより、基材１０００の両側に液体２０００（又は複数の異なる液体）を分配するようにしてもよい。このような代替的な分配方法の例は、これに限定する訳ではないが、反転保持トレー２１０を設け、これにより基材１０００の各々を第２の保持トレー２１０に移動させるようにしているものである。その結果、背向する外表面は、第２の保持トレーと背向する。あるいは、それらの周囲又は外側の周縁部のまわりで、基材の各々を保持する保持トレーを用いて、これにより両外表面に同時にアクセスすることが可能となる。

担持基材１０００又はそれらの保持トレー２１０の各々の反転又は逆転は、処理過程（プロセス）の終端付近で行うことができる。その結果、背向する外表面は同一の部品によって再処理され、又は、部品の第２の集合を設備１０に付加して、背向する外表面に対して処理過程を続行することができる。さらに、基材１０００又はそれらの保持トレー２１０の各々の反転は、保持システム２００により行うことができ、これにより背向している外表面において、例えば製品の両側にコーティング又は印刷などといった他の操作又は処理過程を実施することを可能にする。

コンベアシステム３００は、設備１０の種々の段階又はシステムを介する、設備１０に沿っての保持トレー２１０の移動を生じさせる。好ましい実施の形態に係る設備１０においては、コンベアシステム３００は、実質的に水平方向の経路に沿っての保持トレー２１０の移動を生じさせる。しかしながら、本発明は、空間的な経済性や重力の利用やその他の理由により移動方向の提示又は要求がある場合は、保持トレー２１０を、例えば鉛直方向の経路などといった、その他の方向の経路で移動させることも想定（意図）している。

コンベアシステム３００は駆動コンベア３１０を有している。駆動コンベア３１０は、図１に示す制御システム９００によって制御され、好ましくは可変速のものである。保持トレー２１０は、好ましくは、駆動コンベア３１０に取り外し可能に接続される。保持トレー２１０は、基材１０００、液滴２１００及び／又は製品の分配及び監視を正確に行うために、駆動コンベア３１０に固定して接続され、これにより、基材置き場２２０の各々は、駆動コンベアに対して一定位置に維持される。好ましい実施の形態に係る設備１０おいては、駆動コンベア３１０は、設備１０の長手方向と交差する（横切る）循環式コンベアであり、より好ましくは、直列のリアルタイムの連携システム駆動ユニットである。しかしながら、本発明は、例えば、平行駆動チェーンやトラック（tracks）やベルトや輪（ホイール）などといった、保持トレーを取り外し可能に接続することができるその他のタイプ及び手法の保持トレー２１０の移動も想定している。

本発明はまた、駆動コンベア３１０に動作的に接続することができる、互いにピボット旋回可能に結合されてベルト状の構造又はトレーベルトを形成する多数の又は一連の保持トレー２１０を用いることも想定している。設備１０は、異なる寸法及び／又は形状の基材１０００を収容するための、異なる寸法及び／又は形状の基材置き場２２０を備えた複数のトレーベルトを有していてもよい。このトレーベルトは、背向する端部で接続してループを形成することができる、ある長さの又は線状の保持トレー２１０である。異なる製品に対して保持トレー２１０が取り替えられるようになっている場合、トレーベルトは、駆動コンベア３１０に沿って供給され、この後、設備１０に沿ってベルトを形成するように、背向する端部同士が固定（締結）される。駆動コンベア３１０に対する第２のトレーベルトの接続を促進する（容易にする）ために、好ましくは、第１のトレーベルトが駆動コンベアに沿ってかつこれとは離れて駆動される際に、第２のトレーベルトを、除去されている第１のトレーベルトの端部に接続してもよい。

本発明はまた、任意の数の駆動コンベア３１０を用いることも想定している。例えば、設備１０の異なるシステムは、例えば処理過程の終端で製品をより迅速に除去するために、駆動コンベアの速度の独立した制御を可能にする独立した駆動コンベア３１０を有していてもよい。このような代替的な実施の形態においては、制御システム９００は、好ましくは、種々の独立した駆動コンベア３１０を制御し、これらの移動を調整する（調和させる）ことができる。

好ましい実施の形態においては、分配システム４００は、基材１０００の各々に対して液体２０００の添加を行い、リアルタイムの監視とフィードバックと調整とを行う。液体２０００を分配するために、分配システム４００は、駆動コンベア３１０の上方においてこれと交差する横方向に隔てられているとともに、駆動コンベアに対して長手方向（縦方向）に移動することができる構台（ガントリー）４１０を有している。速度及び位置を含む構台４１０の移動は、制御システム９００によって制御される。

構台４１０は、これに移動可能に接続された分配モジュール４２０を有している。この分配モジュール４２０は、駆動コンベア３１０と交差して横方向に伸びる、構台４１０の長手方向の軸（縦軸）に沿って移動することができる。速度及び位置を含む分配モジュール４２０の移動もまた、制御システム９００によって制御される。

構台４１０の移動に基づいて、かつ構台に対するそれ自体の移動に基づいて、分配モジュール４２０は、駆動コンベア３１０と保持トレー２１０とに対して、Ｘ軸及びＹ軸に沿って移動することができる。さらに、本発明は、駆動コンベア３１０と保持トレー２１０とに対して、Ｚ軸に沿って、構台４１０、分配モジュール４２０及び／又はこれらの両方が移動することも想定している。分配モジュール４２０の移動は、保持トレー２１０上の基材置き場２２０に配列されている基材１０００の各々に液滴２１００を正確に分配することを可能にする。制御システム９００はまた、分配モジュール４２０及び構台４１０の移動を調整して、異なる寸法及び形状の保持トレー２１０を収容することができるとともに、保持トレー上に異なる配列の基材置き場２２０を収容することができる。

Ｘ軸及びＹ軸（要望があればＺ軸も）に沿って分配モジュール４２０を移動させるために構台４１０を用いることは、基材１０００の各々について、分配モジュールの正確な配列と円滑な移動とを生じさせる。これは、とくに、液滴２１００が分配されている際に駆動コンベア３１０が分配システム４００を経由して保持トレー２１０を移動させ続ける好ましい実施の形態に係る設備１０において重要である。分配ステップ（分配段階）における基材１０００の各々の設備１０に沿っての連続移動は、製造処理過程の高速化を生じさせる。さらに、保持トレー２１０及びこれの上に載っている基材１０００の円滑な連続移動は、間欠的（indexing）又は非連続な移動を介しての基材への分配とは対照的に、設備１０及びその部品、とくに駆動コンベア３１０における摩耗及び破損を低減する。分配モジュール４２０は、好ましくは、Ｘ字状の経路で移動し、基材１０００の各々に正確に分配を行う。図２ａ及び図２ｂに示すように、Ｘ字状の経路の寸法及び形状は、基材置き場２２０の間隔と分配速度とに依存する。さらに、分配モジュール４２０は、好ましくは分配時に基材１０００の連続移動を可能にする
代替的な経路に沿って移動することができるということを、当業者は理解すべきである。

基材１０００の各々についての分配モジュール４２０の配列の正確さ、及び、該モジュールの移動の効率は、直交座標系における該モジュール及び構台４１０の移動の制御、及び、保持トレー２１０に沿っての基材置き場２２０の直交配列（矩形配列）を用いることにより、向上する。しかしながら、本発明は、例えば複数軸のロボットアームを用いる場合及び／又は異なる座標系に沿って移動させる場合などにおいて、駆動コンベア３１０が分配システム４００を介して移動し続ける際に、基材１０００の各々に対して分配モジュール４２０を移動させるために用いることができるその他の構造及び方法を用いることも想定している。

好ましい実施の形態に係る設備１０においては、分配システム４００は、構台４１０に接続された１対の分配モジュール４２０を有している。１つより多い分配モジュール４２０を用いることは、液体２０００を分配する上において、速度及び効率を高める。さらに、１つより多い分配モジュール４２０を用いることは、例えば、分配システムを介して基材を戻して再処理することにより、背向する外表面の上において、又は層状化する上において、分配システム４００が、モジュールの洗浄又は交換を行うことなく、基材１０００に異なる液体２０００を添加することを可能にする。

分配モジュール４２０は、基材１０００に、所望の量の液体２０００を分配する。好ましい実施の形態に係る設備１０においては、分配モジュール４２０は、ポンプ４２５と、フローセル４３０（flow cell）と、分配ヘッド４３５（dispensing head）とを有している。本発明は、例えば１対の分配ヘッド４３５と流体をやり取りするように接続されたフローセル４３０及びポンプ４２５、及び／又は、任意の数の分配モジュールのための複数の部品又はこれらの組み合わせなどといった、複式（２重式）の部品を有する単一の分配モジュール４２０も想定している。

ポンプ４２５は液体供給源４４０に接続されている。好ましい実施の形態に係る設備１０においては、液体供給源４４０は、取り外し可能に接続することができる導管４４７を介してポンプ４２５に接続された移動可能なコンテナ４４５であり、これにより、液体２０００を迅速かつ効率的に置き換えることができる。例えば、液体が室温では一般に固体の状態である半田又はその他のこのタイプの材料である場合、液体供給源４４０は、コンテナ４４５からポンプ４２５への液体２０００の流れを促進するための加熱器（図示せず）を有していてもよい。

本発明は、液体供給源４４０に容易に挿入又は接続することができる、取り替え可能なカートリッジ、コンテナ又はキャニスタ（図示せず）を備えた液体供給源４４０を用いることも想定している。少量の液体２０００のみを分配するようになっている場合、取り替え可能なカートリッジ、コンテナ又はキャニスタに保持される液体供給源を備えることは、とくに、設備１０の動作を迅速化するのに有利である。

ポンプ４２５は、好ましくは、分配ヘッド４３５に、１つの液滴２１００を分配させる定量型の容積式ポンプである（図２ｃ〜図２ｆ参照）。この定量型の容積式ポンプ４２５は、制御システム９００によって制御され、所望の寸法の１つの液滴２１００の正確な分配と分配制御とを促進する。これにより、適切な量の液体２０００が基材１０００に添加される。しかしながら、本発明は、例えば、基材１０００に液体２０００を添加する上において、同一の度合いの正確さ及び速度で液体を供給することができる分配モジュールに接続された時間制約ポンプ（time-pressure pump）又は往復動ピストンポンプなどといった、その他のタイプのポンプを用いることも想定している。

図２ｅ及び図２ｆに示すように、ポンプ４２５は、モータモジュール４２５０とピストンモジュール４２８０とを有している。モータモジュール４２５０は、モータ４２５５と、接続ポート４２６０と、調整機構４２６５とを有している。ピストンモジュール４２８０は、ピストン組立体４２８５とシリンダ４２９０とを有している。ピストンモジュール４２６０が接続ポート４２６０を介してモータモジュール４２５０に動作的に接続されている場合、ピストン組立体４２８５のピストンは駆動され、該ピストンは、往復運動及び回転運動の両方を行う。ピストンの行程（ストローク）の大きさは調整機構４２６５によって手動で調整することができる。本発明は、本明細書で説明しているように、リアルタイムの監視、フィードバック及び制御を用いることにより、調整を自動的に行うことも想定している。ポンプ４２５は、制御システム９００によって制御され、選択された基材置き場２２０にスキップすることができる。この基材置き場２２０においては、その中に収容されている基材１０００は、排除するように指定されている。設備１０は、基材１０００が前記の分配処理過程を経る前に、該基材１０００の検査を行う。好ましい実施の形態においては、基材の検査は、制御システム９００による検査のための基材１０００の各々の画像を生成するビデオカメラ４２６及び構台組立体（図示せず）によって実施される。本明細書において、カメラは、ビデオ／デジタル記録装置を意味する。

基材の状態を決定するとともに、基材置き場２２０において基材を適切に位置決めすることを確実化する代替的な検査装置及び検査方法を用いることができる。ポンプ４２５による選択的な分配は、すでに製品の要求される許容範囲（公差）に合致しないと思われ、又は液滴２１００を受け取るための適切な位置に存在しないと思われる、どの基材１０００についても液体２０００を無駄にすることがないので、効率を高める。

ポンプ４２５はフローセル４３０に接続されている。フローセル４３０は、分配ヘッド４３５介して分配されることになっているコンテナ４４５内に収容されている液体２０００の量を決定する。このフローセル４３０は、液滴２１００のリアルタイムの監視に用いられる。

分配ヘッド４３５は分配ノズル４５０（図２ｄ参照）を有している。この分配ノズル４５０を介して、加圧された定量の液体２０００が分配され、液滴２１００を形成する。液滴２１００は基材１０００の外表面に分配される。

ノズル４５０は、正確な量で、分配されている液体２０００を生成する。液体２０００は、好ましくは、ノズル４５０につながるチューブを介して液体をポンプ輸送する非常に精密な容量式ピストンポンプ４２５によって分配される。液体の組成、粘度、ノズル４５０のオリフィス寸法及び構成材料を適切に選択することは、形成された液滴の再現性に対する重要及び／又は臨界的なパラメータである。

ノズル４５０はまた、液体溶媒の組成／構造（composition/formulation）及び表面張力を補償することにより液滴２１００の形成及び分配を促進するために、疎水性の材料で形成することができ、及び／又は、疎水性のコーティングを施すことができる。

図２ｇに示す代替的な実施の形態においては、ノズル４５０は内部プランジャ４５１０を有している。この内部プランジャ４５１０は、正確な量の液体２０００が、ポンプ４２５の加圧の下で分配室４５２０に入ることを可能にするように待避させられている（retracted）。好ましくは、プランジャ４５１０は、ばね４５３０又はその他の付勢装置によってばね荷重がかけられ、空気の圧力により、例えばソレノイド駆動の圧力源などにより、待避させることができる。液体２０００は、プランジャ４５１０の待避の結果として分配される。自動制御の下では、プランジャ４５１０が開放位置にある時間、液体の容器内に保持されている圧力、及び、媒体の組成は、形成された液滴の再現性に対する重要及び／又は臨界的なパラメータである。

室４５２０は、好ましくは、選択的にシール（密封）され、これにより、室と、該室内に収容されている液体２０００とが、加圧下に維持される。放出過程を迅速化するために加熱器４５４０を利用してもよい。ノズル４５０は、ミクロ調整器４５５０（micro-adjuster）又はその他の調整機構、手動式又は自動式の調整機構（例えば、リアルタイムの監視、フィードバック及び制御を伴った制御システム９００によって制御される）を有していてもよい。これにより、分配室４５２０を出ることが可能となる液体２０００の量の調整が行われる。ノズル４５６０は、液体２０００の分配をさらに促進する、共軸の空気排出部４５６０（co-axial air exhaust）であってもよい。

分配システム４００は、ポンプ及びノズルの組立体を用いて液滴２１００を形成し分配する。これは、前記のとおり部品（components）が正確であり、かつそれらの挙動（activity）のリアルタイムの監視を実施する能力を有するので有利である。また、分配システム４００は、ノズル４５０を用いることにより、球形又は実質的に球形の液滴２１００を好ましく生成することができ、はね散り及びしぶきの発生を低減又は防止する。適宜に分配を促進するために、液体２０００に添加剤を添加してもよい。

分配システム４００、並びに、基材１０００に分配される液体２０００及び液滴２１００の使用は、設備１０が配置された製造施設又は製造場所が中心となって液体を処理する上において、従来のシステム又は方法を超える利点を生じさせる。これは、現場外の製造及び供給を除去するなどして製造工程を減少させ、また製造に要する時間を低減してコストを低減する。液体２０００中に有害な化合物が用いられている場合、これは、とくに、作業者による化合物の取り扱いを低減する上において有利である。

分配システム４００は、代替的に、液滴２１００を形成して分配するためのノズルプレート組立体４６００（nozzle-plate assembly）を有していてもよい（図２ｈ〜図２ｊに模式的に示された部分）。この組立体４６００は、貫通する孔又はノズル開口部４６２０を備えたプレート４６１０を有している。矢印４６３０で示すように、プレート４６１０は、液体２０００の供給部に対して移動することができる。このような移動は、これに限定される訳ではないが、分配を起こさせるためのプレート４６１０の振動を含んでいる。プレート４６１０が液体供給部に向かって選択的に移動させられるときに、液体２０００がノズル開口部４６２０を介して分配される。

図２ｉに示すように、ノズル開口部４６２０の寸法は、液滴２１００が異なる寸法又は体積の範囲となるように、調整又は変更することができる。プレート４６１０の非常に小さい開口部の寸法を正確に形成する能力及び組立体４６００の分配力学構造（dispensing dynamics）は、非常に少量の液体２０００を分配することを可能にする。図２ｊに示すように、プレート４６１０に複数（多数）のノズル開口部４６２０を設けて、列単位で分配を行うことができるようにしてもよい。

ノズルプレート組立体４６００は、液体２０００と接触する材料がより低減されるように部品を最小化するのが有利である。狭い通路（channel）が存在せず、かつ、その設計仕様が空気の取り込みに対して不感性であるので、組立体４６００の分配操作は信頼性が高い。プレート４６１０の移動による分配は、組立体４６００の搭載（load）を容易にするとともに、その洗浄を容易にする。液体２０００の供給部に対する死空間は、平坦な又は実質的に平坦な形状のプレート４６１０により最小化され、又は除去される。

さらに、本発明は、例えば液体２０００がインクカートリッジ内に搭載（load）される場合は、パッド印刷装置を用いるなどといった、基材１０００に液体２０００を分配するためのその他の構造及び方法を用いることも想定している。

分配システム４００は、基材１０００に添加されるべき各液滴２１００のリアルタイムの監視を行う分配検査システム４６０を有している。好ましい実施の形態に係る設備１０においては、分配検査システム４６０は、液滴２１００の高速画像化技術を用いて、液滴の体積を決定する。分配検査システム４６０は、構台４１０に接続され、かつ、各液滴２１００の高速画像４７０（図３参照）を撮影することができる高速デジタルカメラ４６５を有している。好ましい実施の形態に係る設備１０においては、２つの分配モジュール４２０の各々に対応する２つの高速デジタルカメラ４６５が用いられる。

液滴２１００の画像４７０は、好ましくは、液滴がノズル４５０を離れた後であって、かつ、基材１０００と接触する前において、飛行中に（in-flight）撮影される。設備１０は、液滴２１００が高速であるので、カメラ４６５を起動させるためのレーザ検出器を用いて、液滴２１００の画像４７０を取得（獲得）する（一般的には図２ｄ参照）。しかしながら、本発明は、カメラ４６５を起動するとともに画像４７０を取得するためのその他の起動装置（トリガ装置）及び起動方法を用いることも想定している。

制御システム９００は、画像４７０を用いて、液滴２１００の各々の体積を計算する。計算された液滴２１００の体積は、基材１０００に分配されている液体２０００の量を決定するのに用いられる。その量が許容範囲に合致しないすべての液体２０００は、制御システム９００によってエラーコードが付けられる。これにより、この特定の液滴２１００を有する基材１０００を排除することができる。

製品においてより大量の液体２０００を必要とする場合、分配モジュール４２０は、複数（多数）の液滴２１００又は液体２０００の流れ（stream）を分配してもよい。分配検査システム４６０はまた、液体２０００の流れの画像を獲得する能力を有し、これに基づいて液体の体積の計算を行うことができる。

分配システム４００は、分配された特定の液体２０００に依存して、基材１０００について液滴２１００の冷却／加熱／乾燥を行う温度調節システム４７５を有している。例えば、半田の場合は冷却を施してこれを固体の状態とし、他方治療用活性剤の場合は乾燥を行って担持錠剤の上にフィルムを形成する。好ましい実施の形態に係る設備１０においては、温度調節システム４７５は、温度調節器４８０と、温度調節器センサ又は温度調節器モニタ４８２（詳しくは図示していない）とを有している。温度調節器４８０は、例えば加熱、冷却及び／又は空気流などにより、液滴２１００及び基材１０００に温度変化を生じさせる。温度調節器４８０には、例えば炉（オーブン）、冷凍／冷却装置及び／又は送風機などといった種々の部品（構成要素）を用いることができる。温度調節器センサ４８２は、分配された液滴２１００及び基材１０００の各々の環境パラメータを又は状態を監視し、製品が要求される許容範囲に合致することを確実化する。

例えば、温度、空気流量、湿度などの状態（条件）は、温度調節器センサ４８２によって監視され、温度調節器４８０に沿って状態の変化を獲得するために複数（多数）のこのようなセンサが用いられる。センサによって集められたデータは、各保持トレー２２０中の投与量分の液滴２１００及び基材１０００の性質（品質）を評価するために制御システム９００に供給される。

好ましい実施の形態においては、乾燥状態は保持トレー２２０全体で監視され、要求される許容範囲に合致しない温度調節器４８０の状態によって影響を受けている保持トレーに基づいて、個々の基材１０００及びこれに含まれている液滴２１００に対してエラーコードを指定することができる。代替的に、温度調節器４８０内の重要な地点に、より多くのセンサ４８２を配置することにより、トレーの乾燥状態を部分的に監視するようにしてもよい。さらに、本発明は、温度調節過程に関連するその他の状態（条件）又は基準、例えば、特定の製品に対してより重要である状態（条件）などを監視することも想定している。

本発明はまた、赤外線（ＩＲ）温度調節器である温度調節器４８０、及び／又は、ＩＲ加熱、対流加熱、伝導加熱及び／又はマイクロ波加熱の組み合わせを用いる温度調節器４８０の使用も想定している。温度調節システム４７５は、例えば基材１０００の表面温度、又はＩＲ放射などといった状態量を検出するためのセンサ備えていてもよい。温度調節システム４７５はまた、例えば温度調節器４８０に入る、保持トレー２１０によって起動される光電管（フォトセル）などといった、温度調節器４８０を作動させるためのセンサを備えていてもよい。さらに、例えば分配された半田などのリフローを生じさせるための基材１０００の加熱に温度調節器４８０を利用してもよい。

分配システム４００は、基材１０００にすでに添加され、液体２０００に対してリアルタイムの監視、フィードバック及び調整を行う分配確認システム５００を有している。とくに、分配確認システム５００は、基材１０００における液体２０００の位置決めと、基材に収容されている液体の量とを監視する。さらに、分配確認システム５００は、例えば基材１０００上に存在する汚染物を特定（確認）するなどしてその他の物質を監視するとともに、このようなその他の物質の量を監視してもよい。

分配確認システム５００によって得られたデータは制御システム９００に供給される。制御システム９００は、製品に要求される許容範囲に合致しない個々の基材１０００及びそれらの液体２０００に対してエラーコードを指定する。

好ましい実施の形態に係る設備１０おいては、分配量確認システム５００は、基材１０００の各々の画像５２５を取得する１対の電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ５２０を備えた構台５１０（前記の構台４１０に類似する）を有している。この画像５２５は、基材１０００に対する液体２０００の位置を決定するために、制御システム９００に供給される。例えば、ＩＣチップの上の半田の位置を、画像５２５を分析（解析）することにより、結合（bond）の強度を決定することができるとともに、回路の短絡又は可能性のある短絡の危険性を決定することができる。

分配確認システム５００はまた、基材１０００における液体２０００の量、タイプ及び／又は分布を決定するために用いられるプローブ（探針）５３０（図２参照）を有している。好ましい実施の形態に係る設備１０おいては、プローブ５３０は、化学画像化技術を用いて、基材１０００の上に存在する液体２０００の量を決定する。本発明は、分配確認システム５００が、液体２０００に対するその他の分析（解析）、例えば機械的ストレス（機械的応力）、結晶化度（透明性）、結晶方位（結晶方向）、組成、結晶相及び／又はドーピングなどの分析を行うことも想定している。

プローブ５３０は、保持トレー２１０内の基材１０００の各々について化学的画像化を実施する部品（構成要素）、例えば光ファイバ、焦点面アレイ（ＦＰＡ）検出器、及び／又は、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器などを有している。さらに、化学的画像化のための波長選択器として液晶可変フィルタ（liquid crystal tunable filter）を用いてもよい。化学的画像化は、液体の量の正確な測定のために、基材１０００の上側表面と液体２０００とへの良好な透過（penetration）を生じさせる。

好ましい実施の形態に係る設備１０においては、プローブ５３０は、焦点面アレイ検出器を用いて、サンプル領域内のあらゆる点から信号を取得する。サンプル領域は、好ましくは、保持トレー２１０の全体を含む。その結果、基材１０００の全てが同時に測定され、この処理過程の効率がさらに改善される。焦点面アレイ検出器は、サンプル領域に対して全ての周波数で同時にスペクトルの情報を取得することができる。プローブ５３０は、液体２０００の種々の特徴（特性）迅速にかつ非破壊的に測定することができる。限定されるわけではないが、例えば、液体の量、構造（formulation）及び／又は分布を検出することができるとともに、基材１０００の上又は中に含有されているその他の物質を検出することができる。

本発明は、基材１０００についての特定の液体２０００の存在、タイプ、分布、量又はその他の特性を決定するための種々の方法及び装置を用いることも想定している。例えば、ラマン及びＵＶ反射を利用する化学的画像化及び／又は分光法分析、及び／又は種々のその他のタイプの画像化、化学的画像化及び／又は分光法分析などを用いることも想定している。また、例えば、ＵＶ／可視光吸収、蛍光、レーザにより誘起された蛍光、ルミネッセンス、フォトルミネッセンス、テラヘルツ、ＮＩＲ及び／又は中ＩＲなどを用いることも想定している。本発明は、製品の分析のための化学的画像化及び／又は分光法分析の使用を促進する種々の装置又は部品（構成要素）を使用することも想定している。例えば、レーザ（例えば、パルスレーザ）、ビームスプリッタ、水蒸気が存在しない環境（例えば、窒素封止（nitrogen shroud））、光学遅延（例えば、可変光学遅延）、アンテナ、及び／又は、半導体を使用することも想定している。本発明は、室温ソリッドステート検出器及び／又はパルス時間ゲートの技術及び部品を使用することも想定している。本発明は、非電離性、非侵襲性、非破壊性及び／又は要求電力が小さい、製品を分析するための技術を用いることも想定している。

本発明は、液体２０００及び基材１０００の分析を可能にする任意の領域の電磁スペクトルを用いるともに、特定のタイプの分光法分析を用いる上において励起を起こさせるための種々の技術及び励起源を用いることも想定している。本発明はまた、液体２０００及び基材１０００の化学的画像化を用いることを可能にするデジタル画像化のためのその他の技術及び部品を用いることも想定している。さらに、分配確認システム５００はあらゆるスペクトル範囲において代用検出（surrogate detection）を用いることも想定しているということを理解すべきである。

設備１０のコーティングシステム６００は、基材１０００及び／又は液体２０００、又はこれらの一部の上に配置されたコーティング（図示せず）を形成する。コーティング２３００はシール剤（シーラント）又は保護層であってもよい。コーティングシステム６００は、コーティング装置６１０と、コーティング材源６２０と、コーティング乾燥機６３０とを有する（必要であれば、用いられる特定のコーティングに応じて）。コーティング装置６１０は、コーティングを基材１０００の上側表面１１００に移動させる。コーティング装置６１０のためにパッド印刷装置を用いてもよい。パッド印刷装置は、コーティング材の浪費、例えば過剰な吹きかけ（スプレー）を生じさせることなく、コーティング材を基材に有効に移動させるので、有利である。代替的な装置はまた、例えばスプレー装置（図示せず）又はインクジェット装置を用いて、基材１０００にコーティングをスプレーするようになっていてもよい。スプレー装置はまた、構台６１５に移動可能に接続して、基材置き場２２０の各々を通り過ぎるようにしてもよい。本発明は、基材１０００にコーティングを施すためのその他の装置及び方法、例えば超音波噴霧器（アトマイザ）などを用いることも想定している。コーティングシステム６００は、間欠的な低容量噴霧スプレーを用いて、基材１０００の表面の全部又は一部にコーティングを局所的に施してもよい。スプレー装置は、容積ポンプを用いて、間欠的にコーティング材料を供給するようにしてもよい。空気−液体の２流体噴霧スプレーを用いて、微細なスプレーを生成するようにしてもよい。

好ましい実施の形態に係る設備１０においては、コーティング装置６１０は、設備１０に接続され、又はこれと隣り合って配置され、各往復行程でもって基材の配列にコーティングを施す。コーティング装置６１０は、構台６１５又はその他の同様の装置に移動可能に接続して、保持トレー２２０に対するコーティング装置６１０の移動を促進するようにしてもよい。コーティング装置６１０によってコーティングが施される際に、保持トレー２２０は移動し続ける。しかしながら、本発明は、基材置き場２２０の各々に対してコーティング装置６１０を位置決めするその他の装置及び方法を用いて、コーティングを正確に施すことも想定している。

コーティング装置６１０は、コーティング材源６２０に取り外し可能に接続されている。好ましい実施の形態に係る設備１０においては、コーティング材源６２０は、取り外し可能に接続することができる導管６２７を介してコーティング装置６１０に接続された移動可能なコンテナ６２５であり、これにより、コーティング材を迅速かつ効率的に交換することができる。

層内に又は背向する側に基材１０００を分配する場合について前記したとおり、コーティングシステムは、液体２０００がどのように基材に添加されたかに応じて、例えば両側に添加されたか層間に添加されたかに応じて、必要なコーティングを施してもよい。これは、体積が大きい液体を用いることを容易にする。

コーティング乾燥機６３０は、基材１０００に施されたコーティング（適切であれば）と液体２０００とを乾燥させるのに用いてもよい。コーティング乾燥機６３０は、好ましくは、炉６４０と、１つ又は複数の炉センサ６５０（詳しくは図示していない）とを有している。炉６４０は、コーティングに熱と空気流とを供給する。炉センサ６５０は、前記の温度調節センサ４８２と同様に、コーティングの乾燥状態を監視し、製品が要求される許容範囲に合致することを確実化する。

設備１０の印刷システム７００は、基材１０００に識別マーカーを付与する。この印刷システムは、好ましくは、マーカーを基材１０００に移動させるパッド印刷装置７１０と、識別マーカーの各々の画像７３０を取得して画像の質を点検する（verify）１対のビデオカメラ７２０を有している。容認（受入）できない基材は、制御システム９００によって特定され、この後システム８００によって排除されるであろう。

好ましい実施の形態に係る設備１０においては、パッド印刷装置７１０及びカメラ７２０は、構台７３５に移動可能に接続され（構台４１０、５１０及び６１５と同様に）、識別マーカーが付与されている際に移動し続ける保持トレー２１０に対するパッド印刷装置の移動を促進する。しかしながら、本発明は、基材置き場２２０の各々に対して識別マーカーを正確に付与するために、パッド印刷装置７１０又はこれに代わる装置、例えばレーザマーキング装置、インクジェット装置又は輪転グラビア装置などを位置決めするためのその他の装置及び／又は方法を用いることも想定している。各マーカー画像７３０は、検査のための制御システム９００のために設けられ、印刷された識別マーカーが製品の要求される許容範囲に合致するかどうかを決定する。また、本発明は、インク乾燥機（図示せず）、例えば、識別マーカーに熱及び／又は空気流を供給してこれを乾燥させる炉などを有する設備１０も想定している。

受入・排除システム８００は、品質制御のためのリアルタイムの監視と調整とが行われた製品を提供し、各製品が要求される許容範囲に合致することを確実化する。設備１０による処理過程の種々の段階で連続的に実施されているリアルタイムの監視に基づいて、制御システム９００は、すべての製品について、それぞれ受け入れるか排除するかを指定する。

受け入れることができる製品は、好ましくは制御システム９００によって選択的に制御される付勢（bias）の下で、供給領域（詳しくは示していない）を通る一方、排除される製品は、好ましくは重力により廃物領域に落下させられる。しかしながら、本発明は、すでに制御システムによって排除すべきであると指定された製品から、制御システム９００によって受け入れることができる指定される製品を分離するその他の構造及び方法を用いることも想定している。

制御システム９００は、設備１０の種々の段階及びシステムを調整する（coordinate）とともに同期させる。好ましい実施の形態においては、制御システム９００は、設備１０の異なるシステムを制御する複数（多数）のマイクロプロセッサ９１０を有する分散型のプロセス制御システムである。マイクロプロセッサ９１０は、好ましくは、ワークステーション９２０を通って調整される。しかしながら、本発明は、中央の及び局所的な制御を含むその他のタイプのシステム制御、例えば複数のマイクロプロセッサ９１０のうちの１つによって制御されている同様のシステム又はすべてのシステムを制御する単一のマイクロプロセッサ９１０も想定している。

マイクロプロセッサ９１０及びワークステーション９２０は、好ましくはイーサネットスイッチ９３５を用いるネットワーク９３０を介して、互いに通信を行うようになっている。これは、設備１０によって実施されている処理過程のリアルタイムの監視、フィードバック及び調整を可能にする。本発明は、例えば配線（hardwiring）などといった通信のためのその他の構造及び方法を用いることも想定している。制御システム９００はまた、保管用の（archive）マイクロプロセッサ又はヒストリアン９４０（historian）も有している。このヒストリアン９４０は、設備１０によって処理されるすべての製品のそれぞれのために編集（コンパイル）された大量のデータを集中的に格納するのに用いられる。しかしながら、本発明は、例えば編集されたデータを個々に格納するマイクロプロセッサ９１０などといった、プロセスデータを格納するその他の方法も想定している。

制御システム９００は、好ましくは、データ、データの一部、データの要約及び／又はデータに基づく計算及び結論を表示する複数のモニタ９５０を有している。これにより、作業者は、行っている処理過程の監視及び／又は調整を行うことができる。より好ましくは、モニタ９５０は、種々のマイクロプロセッサ９１０及び／又はワークステーション９２０を用いることにより、データ、データの一部、データの要約、データに基づく計算、及びデータに基づく結論を選択的に表示することができる。好ましくは、制御システム９００は、全ての製品のためのデータを記録する。これらのデータは、以下のデータの大半、好ましくは全部を含む。すなわち、時間、基材の初期状態、液滴の体積、温度調節器の温度、温度調節器の湿度、温度調節器の空気流量、基材上の液体の位置、液体の量、及び、受け入れ可能性を含む。

本発明はまた、分配検査システム４６０が、リアルタイムの監視及びフィードバック制御のために光学的形状測定を利用することも想定している。光学的形状測定を実施するために分配検査システム４６０によって利用される部品（構成要素）、例えばレーザ及びカメラなどは、当業者に知られている。光学的形状測定の技術は、分配システム４００が液滴２１００ではなく流れを分配している場合は、より大きい体積、例えば１０マイクロリットルより多い液体２０００に対してとくに有用である。

光学的形状測定の技術に対して、分配検査システム４６０は、基材１０００の第１の輪郭形状（profile）を取得するために、液体２０００の分配に先立って、基材１０００の第１の走査（スキャン）を実施する。この後、その上に液体２０００を伴った基材１０００の第２の輪郭形状を取得するために、分配検査システム４６０によって第２の走査が実施される。第１の輪郭形状と第２の輪郭形状の相違により、基材１０００にすでに分配された液体２０００の体積の測定を行う。さらに、本発明は、液体２０００が基材１０００の上ですでに乾燥させられた後における基材１０００の光学的形状を用いることも想定している。また、第１の輪郭形状は、処理過程を迅速化するとともに２つの走査の必要性をなくすために、同一の基材１０００に対して予め決定された値に基づいて求めるようにしてもよい。

本発明はまた、コンベアシステム３００及び分配システム４００に対して、リアルタイムのフィードバック及び調整を行うためにリアルタイムの監視を用いることも想定している。例えば、基材１０００において液滴２１００のより良好な位置決めを行うために速度を調整し、あるいは、液滴２１００の体積を増加又は減少させ、ひいては基材において最終的には乾燥させられる液体の量を増加又は減少させるために、ポンプ４２５及び／又はノズル４５０を調整することも想定している。基材１０００との接触の前及び後の両方において、液滴２１００のリアルタイムの監視を用いることはまた、処理過程の実施時に生じるあらゆる損失（losses）の究明をより有効に行うことを可能にする。

図４、図６及び図７は、本発明のもう１つの実施の形態に係る、包括的に参照番号２０が付された装置ないしは設備を示している。設備２０は、図１に示す好ましい実施の形態に係る前記の種々の部品と同様でありかつ同様の参照番号が付された種々の部品、すなわちコンベアシステム３００、分配システム４００及び制御システム９００などを有している。設備２０は、好ましい実施の形態をスケールダウン（縮小）したものであるが、処理段階においてリアルタイムの監視を行うものである。これらのシステム３００、４００及び９００の各々は、互いに動作的に接続され、それぞれリアルタイムの監視が行われ、好ましくはリアルタイムのフィードバック及び調整がなされた製品を効率的かつ人間工学的に製造する。

保持トレー２１０は、基材１０００が設備２０に対して降下を始める部位において、駆動コンベア３１０の上に手動で配置される。各保持トレー２１０は、該トレー上のバーコード２３０及びスキャナ２３５を用いることにより特定される。保持トレー２１０は、設備２０に沿って移動し続け、分配システム４００に至る。分配システム４００では、構台４１０に取り付けられた分配モジュール４２０が、基材１０００の各々に液滴２１００を分配する。ビデオカメラ４６５は、分配されている各液滴の画像を撮影し、この画像とフローセル４３０とを関連させて用いて、分配されている液体の量のリアルタイムの監視が行われる。

温度調整器４８０を通り抜けた後、基材１０００の外表面に、又は実質的に外表面に沿って液体２０００が形成され。そして、基材１０００の各々について、液体２０００の位置及び量のリアルタイムの監視が行われる。構台５１０に取り付けられたビデオカメラ５２０は、各基材１０００及びその上の各液体２０００の画像５２５を取得する。この画像５２５は、液体２０００の位置及び量を得るために、制御システム９００によって処理される。

分光法分析を用いて、カメラ５２０は、分配及び乾燥を行った後に残っている堆積スポット（堆積部位）の画像５２５を獲得する。画像解析ソフトウエアは、グレースケールを用いて、画素の数と画素の相対強度とを表にし、背後に残っている乾燥されたスポットの画像を現像する。この情報に基づいて、基材１０００の上の液体２０００の量が決定される。

この後、保持トレー２１０は、駆動コンベア３１０から手動で除去される。データは、分配位置、液体２０００の量、及び乾燥状態に関して、製品毎に編集（コンパイル）される。このデータは、制御システム９００によって、各製品が受け入れ可能であるか排除すべきかの指定を行うために用いられる。設備２０は、個々の基材１０００の特定を行うために、該設備の異なる段階で個別のスキャナ２３５を用いる。

図５に、本発明の第２の代替的な実施の形態に係る、包括的に参照番号２０’が付された装置ないしは設備を示す。図４、図６及び図７に関して説明した前記の実施の形態と同様に、設備２０’は、図１に示す好ましい実施の形態に係る設備１０をスケールダウンしたものである。設備２０’は、設備１０及び設備２０と同様の特徴を多く有している。そして、これらの特徴、例えばコンベアシステム３００や分配システム４００などには、同様の参照番号が付されている。設備２０’は、設備２０の特徴を含み、さらに構台５１０を有し、分配システム５００と容易に結合して用いることができるので、本発明のモジュール性（modularity）を例示している。

設備１０、２０及び２０’に関して説明したシステム及び／又は部品（構成要素）中の一部のものは、ある種の製品のために利用することは必ずしも必要とされないということを理解すべきである。例えば、これに限定される訳ではないが、厳しく規制される製品は厳格な品質制御を必要とする。制御システム９００は、あるシステムを用いないことにより、他のシステムを同期させるであろう。これは、例えば基材１０００及び液体２０００の乾燥が最小限であるか又は必要とされない場合は、処理過程の効率を最大限に高めることができ、その他の活動を大幅に迅速化することができる。

本発明は、設備１０、２０、２０’並びにその種々の部品及びシステムがモジュール式の組立品であることを想定している。これは、設備１０、２０、２０’が、選択された不必要な部品を除去することによって、特定の製品に対してのみ必要とされる活動を行い、時間を節約することを可能にする。例えば、コーティングを施さない場合は、保持トレー２２０がコーティング温度調整器６３０を通るのを回避することができる。
本発明は、設備１０、２０、２０’の種々の活動を行う異なる部品が互換性を備えることも想定している。例えば、化学画像化を実施するプローブ５３０を、その他のタイプの分析を実施するその他のプローブ、例えばラマン、ＵＶ反射率、蛍光及び／又はテラヘルツを利用する分光法分析及び化学画像化などと取り換えることも想定している。設備１０、２０、２０’は、特定の製品に対して最も効果的で正確なタイプの分析、ひいてはこのような分析を実施する部品（構成要素）を利用してもよい。本発明はまた、制御システム９００が、特定の製品に対して、どのようなタイプの分析及びこれに対応する部品を用いるべきかを指示することも想定している。

さらに、本発明は、設備１０、２０、２０’によって実施される処理過程が包装ステップを含むことも想定しているが、この場合は、とくに製品のリアルタイムの提供が利用される場合に、最終段階で、出荷の準備が整った製品を提供することができる。設備１０、２０、２０’の設計仕様及びモジュール性は、処理過程（適切であれば）に包装ステップを付加することを容易にする。

設備１０、２０、２０’はまた、従来の設備に対して同様の調整を行う場合に比べて非常に短時間で、異なる製品に製造品目を変更する能力を有する。異なる製品への製造の変更を行うための設備１０、２０、２０’の洗浄は、迅速に取り外すことができる分配モジュール４２０の洗浄を必要とするだけである。分配モジュール４２０は、時間がかかる修理ではなく取り換えを行うことが可能であるので、比較的低コストである。

設備１０、２０、２０’は、製造ステップと品質制御ステップとに基づいて、製品を製造する上における効率を改善する。処理過程の連続処理方式は、直接の包装が非常に容易である製品を迅速かつ効率的に製造する。この場合、製品に実施されるその他の品質制御テストを行うことは何ら必要とはされない。また、設備１０、２０、２０’は、従来の装置及び技術のように製造を停止することを必要とせずに、処理過程を連続的に実施することができる。

本発明に係るリアルタイムの監視、フィードバック及び調整は、不必要な製造ステップ（例えば、排除される基材への分配）を生じさせず、基材の各々の個々の特性（物性）に基づいて品質管理を行わせる。本発明は、コストの点で有効（有利）である。なぜなら、従来の製品のサンプリング方法のようにかなり多数の不良錠剤を有する回分量の製品を全部廃棄するのではなく、制御システム９００によって特定された不良の薬剤製品３００を廃棄するだけですむからである。

本発明は、設備１０、２０、２０’の個々のシステム又はこれらの組み合わせを、他の装置と組み合わせて用い、本明細書において説明している１つ又は複数のステップを行うことも想定している。さらに、当業者は、リアルタイムの監視及び／又はフィードバックの程度（degree）は、製造される特定の製品に依存して、及び／又は、その他の因子に基づいて変更することができるということを理解すべきである。例えば、しかしこれに限定される訳ではないが、設備１０、２０、２０’は、液滴２１００が担持基材１０００に正確に分配されたか否かを検出するために高速の画像化を利用するだけでもよい。好ましくは、分配検査システム４６０の体積計算（volume calculation）はまた、液滴２１００中の液体２０００の量を計算するためにも利用される。しかしながら、従来の品質管理技術の使用はまた、回分式のサンプリングなどを用いることも想定している。また、本発明は、従来の品質管理技術、例えば本明細書で説明している設備１０、２０、２０’のためのリアルタイムの監視及び／又はフィードバックと並行して回分式のサンプリングを用いることも想定している。

さらに、当業者は、製品を製造するために、設備１０、２０、２０’について本明細書で説明している種々の装置、技術及び／又はシステムを、それ自体で利用することができ、また設備１０、２０、２０’の１つ又は複数のその他のシステムと組み合わせて利用することができ、あるいは、従来の装置と組み合わせて利用することができるということを理解すべきである。例えば、しかしこれに限定される訳ではないが、分配検査システム４６０の体積計算及び高速の画像化に続いて、結果的に得られる製品の品質制御のために従来の回分式のサンプリング技術を利用してもよい。

分配検査システム４６０の体積計算及びビデオ画像化は、製品のための多目的のリアルタイムの監視及びフィードバック制御をもたらす。このタイプの品質管理は、液体２０００の特定の構造（formulation）に依存しない。これは、このような依存性をもつ化学画像化のある種の形態とは対照的である。

本明細書においては、「第１」、「第２」、「第３」、「第４」、「上側」、「下側」及びこれらに類似する語句は、種々の構成要素を修正するために用いられているということにも注目すべきである。これらの修正は、とくにことわらない限り、修正された構成要素に対して、空間的、連続的（sequential）又は階層的な順序を意味するものではない。

本明細書では、１つ又は複数の典型的な実施の形態を用いて本発明を説明しているが、当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変形を行うことができ、かつその構成要素をその等価物と置き換えることができるということを理解すべきである。さらに、本発明の範囲を逸脱することなく、特定の事情（situation）又は材料を本明細書の開示事項の教示に適合するように多くの修正を行うことができる。それゆえ、本発明は、最良の形態が想定されているここに開示された特定の実施の形態によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲の範囲内に属するすべての実施態様を含むものであることが意図されている。

本発明の好ましい実施の形態に係る設備の斜視図である。 図１に示す設備の自動化機構の構成部品を示す模式図である。 図１に示す設備の分配モジュールの連続した移動の１つの経路を示す図である。 図１に示す設備の分配モジュールの連続した移動のもう１つの経路を示す図である。 図１に示す設備の分配アセンブリの斜視図である。 図２ｃに示す分配アセンブリの斜視断面図である。 図２ｃに示す分配アセンブリのポンプモジュールの斜視図である。 図２ｃに示す分配アセンブリのモータモジュールの斜視図である。 図１に示す設備のノズルのもう１つの実施例の斜視断面図である。 図１に示す設備の分配アセンブリのもう１つの実施例を示す模式図である。 図２ｈに示す分配アセンブリから分配することができる液滴の範囲を示す模式図である。 複数のノズル又は孔を備えた、図２ｈに示す分配アセンブリの模式図である。 図１に示す設備によって分配された液滴の高速ビデオ画像示す図である。 本発明の代替的な実施の形態に係る設備の斜視図である。 本発明のもう１つの代替的な実施の形態に係る設備の斜視図である。 図４に示す設備を構成する部品の模式図である。 図４に示す設備を構成する部品の相互間の通信系統を示す模式図である。

符号の説明

１０ 設備、１００ ローディングシステム、１１０ ホッパ、１２０ ローディングシュート、２００ 保持システム、３００ コンベアシステム、４００ 分配システム、６００ コーティングシステム、７００ 印刷システム、８００ 受入・排除システム、９００ 制御システム、

Claims (41)

1. 担持基材に液体の小滴を分配することによって複数の製品を製造する設備のための監視システムであって、
   マイクロプロセッサと、上記マイクロプロセッサと通信を行う第１のカメラ又は映像記録装置と、上記第１のカメラ又は映像記録装置に動作的に接続されたトリガ装置とを有する検査システムを備えていて、
   上記検査システムが、上記担持基材の各々に添加されている液体の量を決定し、
   上記トリガ装置が、飛行中の上記小滴の各々の第１の画像を取得するために、上記第１のカメラ又は映像記録装置を作動させ、
   上記マイクロプロセッサが、上記第１の画像に基づいて上記液体の上記量を決定する監視システム。
2. 上記検査システムが上記液体の上記量を決定する際に、上記担持基材の各々が上記設備に沿って移動を継続する、請求項１に記載の監視システム。
3. 担持基材の各々に添加された上記液体に分光法分析を実施するプローブを有する確認システムをさらに備えている、請求項１に記載の監視システム。
4. 上記プローブが上記分光法分析を実施する際に、上記担持基材の各々が上記設備に沿って移動を継続する、請求項３に記載の監視システム。
5. 上記分光法分析が、近赤外線と、中赤外線と、紫外線／可視光線と、蛍光と、レーザにより誘起された蛍光と、ラマンと、テラヘルツと、これらを任意に組み合わせたものとで構成されるグループから選択されたものを用いるものである、請求項３に記載の監視システム。
6. 上記担持基材の各々の上の上記液体の第２の画像を取得する第２のカメラ又は映像記録装置を有する確認システムをさらに備えていて、
   上記確認システムが、上記第２の画像に基づいて、上記担持基材の各々について上記液体の位置を決定する、請求項１に記載の監視システム。
7. 上記第２のカメラ又は映像記録装置が上記第２の画像を取得する際に、上記担持基材の各々が上記設備に沿って移動を継続する、請求項６に記載の監視システム。
8. それぞれが担持基材と該担持基材上に分配された液体とを有している複数の製品を製造するための装置であって、
   上記担持基材の各々の上に、上記の分配された液体を液滴として分配する分配システムと、
   上記分配システムによって上記担持基材の各々に添加されている上記の分配された液体の量を決定する検査システムを有する監視システムとを備えていて、
   上記検査システムが、マイクロプロセッサと、上記マイクロプロセッサと通信を行う第１のカメラ又は映像記録装置と、上記第１のカメラ又は映像記録装置に動作的に接続されたトリガ装置とを有し、
   上記トリガ装置が、飛行中の上記液滴の第１の画像を取得するために、上記第１のカメラ又は映像記録装置を作動させ、
   上記マイクロプロセッサが、上記第１の画像に基づいて上記の分配された液体の上記量を決定する装置。
9. 上記検査システムが上記の分配された液体の上記量を決定する際に、上記担持基材の各々が該装置に沿って移動を継続する、請求項８に記載の装置。
10. 上記監視システムが、担持基材の各々に添加された上記の分配された液体に分光法分析を実施するプローブを有する確認システムをさらに備えている、請求項８に記載の装置。
11. 上記プローブが上記分光法分析を実施する際に、上記担持基材の各々が該装置に沿って移動を継続する、請求項１０に記載の装置。
12. 上記分光法分析が、近赤外線と、中赤外線と、紫外線／可視光線と、蛍光と、レーザにより誘起された蛍光と、ラマンと、テラヘルツと、これらを任意に組み合わせたものとで構成されるグループから選択されたものを用いるものである、請求項１０に記載の装置。
13. 上記監視システムが、上記担持基材の各々の上の上記の分配された液体の第２の画像を取得する第２のカメラ又は映像記録装置を有する確認システムをさらに備えていて、
    上記確認システムが、上記第２の画像に基づいて、上記担持基材の各々について上記の分配された液体の位置を決定する、請求項８に記載の装置。
14. 上記第２のカメラ又は映像記録装置が上記第２の画像を取得する際に、上記担持基材の各々が該装置に沿って移動を継続する、請求項１３に記載の装置。
15. 上記の分配された液体の温度を変化させて上記担持基材上での形成を促進する温度調節システムをさらに備えている、請求項８に記載の装置。
16. 上記温度調節システムが上記担持基材の各々に対する環境パラメータを監視し、
    上記環境パラメータが、温度と、空気流量と、湿度と、放射と、製品表面温度と、これらを任意に組み合わせたものとで構成されるグループから選択されたものである、請求項１５に記載の装置。
17. 担持基材の各々に識別マーカーを付与するための印刷システムと、検査のために上記識別マーカーの第３の画像を取得するための第３のカメラ又は映像記録装置とをさらに備えている、請求項８に記載の装置。
18. 上記第３のカメラ又は映像記録装置が上記第３の画像を取得する際に、上記担持基材の各々が該装置に沿って移動を継続する、請求項１７に記載の装置。
19. それぞれが担持基材と該担持基材上に分配された液体とを有している複数の製品を製造するための装置であって、
    上記担持基材の各々に、上記の分配された液体を添加する分配システムと、
    上記分配システムのリアルタイムの監視を実施して、上記担持基材の各々の上の上記の分配された液体の量を決定する監視システムとを備えている装置。
20. 上記リアルタイムの監視に基づいて、上記分配システムのリアルタイムの制御を実施するための制御システムをさらに備えていて、
    上記リアルタイムの制御が、上記分配システムから分配している、分配された液体の量を調整することを含んでいる、請求項１９に記載の装置。
21. 上記分配システムがノズルを有し、
    上記リアルタイムの制御が、上記担持基材の各々に対して上記ノズルの位置を調整し、これにより、上記担持基材の各々の上の、上記の分配された液体の位置を調整することを含んでいる、請求項１９に記載の装置。
22. それぞれが担持基材と分配された液体とを有している複数の製品を製造する設備のための監視システムであって、
    上記設備に動作的に接続され、上記設備によって上記担持基材の各々に添加された、上記の分配された液体の量を決定する確認システムを備えていて、
    上記確認システムが、上記担持基材の各々に光学形状測定を実施して、上記の分配された液体の上記量を決定する監視システム。
23. 上記担持基材の各々が上記設備に沿って移動を継続しているときに、上記確認システムが上記光学形状測定を実施する、請求項２２に記載の監視システム。
24. それぞれが担持基材と分配された液体とを有している複数の製品を製造する設備であって、
    上記担持基材の各々に、上記の分配された液体を添加するための分配システムと、
    上記担持基材の各々に添加された、上記の分配された液体の量を決定するための確認システムとを備えていて、
    上記確認システムが、上記担持基材の各々に光学形状測定を実施して、上記の分配された液体の上記量を決定する設備。
25. 上記担持基材の各々が該設備に沿って移動を継続しているときに、上記確認システムが上記光学形状測定を実施する、請求項２４に記載の設備。
26. 担持基材に液体の小滴を分配することにより複数の製品を製造する設備を監視する方法であって、
    上記液体の小滴の分配に基づいて、カメラ又は映像記録装置を作動させる過程と、
    飛行中の液体の小滴の第１の画像を取得する過程と、
    上記第１の画像に基づいて上記液体の小滴の体積を決定する過程とを含む方法。
27. 上記第１の画像を取得している際に、上記担持基材の各々を上記設備に沿って連続的に移動させる過程をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
28. 上記担持基材の各々に添加された上記液体に分光法分析を実施する過程をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
29. 上記分光法分析を実施している際に、上記担持基材の各々を上記設備に沿って連続的に移動させる過程をさらに含む、請求項２８に記載の方法。
30. 上記担持基材の各々の上の上記液体の第２の画像を取得する過程と、
    上記第２の画像に基づいて、上記担持基材の各々に対する上記液体の位置を決定する過程とをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
31. 上記第２の画像を取得している際に、上記担持基材の各々を上記設備に沿って連続的に移動させる過程をさらに含む、請求項３０に記載の方法。
32. それぞれが担持基材と該担持基材上に分配された液体とを有している複数の製品を製造する方法であって、
    上記担持基材の各々に、上記の分配された液体を、液滴として分配する過程と、
    分配システムによって上記担持基材の各々に添加されている上記の分配された液体の量を、飛行中の上記液滴の第１の画像を取得することにより決定し、上記第１の画像に基づいて、上記の分配された液体の上記量を決定する過程とを含む方法。
33. 上記第１の画像を取得している際に、上記担持基材の各々を上記設備に沿って連続的に移動させる過程をさらに含む、請求項３２に記載の方法。
34. 上記担持基材の各々に添加された、上記の分配された液体に分光法分析を実施する過程をさらに含む、請求項３２に記載の方法。
35. 上記分光法分析を実施している際に、上記担持基材の各々を上記設備に沿って連続的に移動させる過程をさらに含む、請求項３４に記載の方法。
36. 上記担持基材の各々の上の上記の分配された液体の第２の画像を取得する過程と、
    上記第２の画像に基づいて、上記担持基材の各々に対する上記の分配された液体の位置を決定する過程とをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
37. 上記第２の画像を取得している際に、上記担持基材の各々を上記設備に沿って連続的に移動させる過程をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
38. 上記の分配された液体の温度を変化させて、上記担持基材上での形成を促進する過程をさらに含む、請求項３２に記載の方法。
39. 上記担持基材の各々に識別マーカーを付与する過程をさらに含む、請求項３２に記載の方法。
40. 検査のために上記識別マーカーの第３の画像を取得する過程をさらに含む、請求項３９に記載の方法。
41. 上記第３の画像を取得している際に、上記担持基材の各々を上記設備に沿って連続的に移動させる過程をさらに含む、請求項４０に記載の方法。

Images