JP4898094B2 - 液体供給方法および液体塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体塗布装置およびこの液体塗布装置内での液体を供給する供給方法に関する。

ラジオアイソトープまたは蛍光物質によって標識した１本鎖の短いＤＮＡ断片等の、特定の塩基配列の標的物質に特異的に結合可能なプローブが、遺伝子診断や遺伝子ＤＮＡの塩基配列の解析に利用されている。プリンタ印刷技術により、このプローブが入った液体を、プリンタのインクの代わりに吐出することが可能になった。

このプローブを同時に複数種類提供する手段として、ガラスなどの媒体上に、検出の対象となる標的物質と結合するプローブを多数並べてプローブアレイを形成したＤＮＡチップ等のプローブ担体が注目を集めている。近年、インクジェットプリンタに関する技術をプローブ担体の製造に応用する研究が進められており、１枚のプローブ担体に数万種類のプローブを固定することが可能となっている。インクジェットプリンタは、極めて微量のインク液滴をノズルから吐出して記録媒体上の正確な位置にインクを固定するが、インクの代わりにプローブが入った溶液を吹き付けることにより、一度にかつ高密度にプローブ担体を製造することができる。

従来、プローブ入り液体の塗布装置として、プローブの入った液体をウエルプレートから液体吐出部のリザーバに供給して、プローブ入り液体を吐出してアレイを製造する一連の流れが開示されている。この技術では、ある程度の量のアレイを製造することが想定されている（例えば、特許文献１、２参照）。

また、プローブを含む液体を収納するための液体リザーバとこれに連通する液体吐出用ノズルを少なくとも前記複数種のプローブに対応する個数備える液体吐出装置を用いて、効率よくプローブアレイを製造する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

別の塗布装置では、プローブの入った液体のタンクにバーコードシールを付加し液体の管理を行い、アレイに合わせてタンクの用意をする際バーコードを利用していて、タンクの並びの正確性を図ることが開示されている（例えば、特許文献４参照）。
特表２０００−５１３２６６号公報 米国特許５９５８３４２号明細書 特開２００２−３１８２３２号公報 特開２００２−２９６２８７号公報

しかし、従来の液体吐出部を有するアレイ製造装置においては、大量生産を想定した場合に、いかに品質を落とさずに、スループットを向上させるかが課題となっていた。すなわち、連続的にアレイを製造したい場合、この液体吐出部にいかに正確かつ効率的にプローブ液体を供給するかが課題となっていた。

本発明は、プローブアレイの製造に際し、より好適な液体吐出部を有する液体塗布装置およびより効率的にこの液体吐出部への液体供給を行なう方法を提供するものである。

本発明は、液体吐出部を有する液体塗布装置において、塗布する液体を液体供給部から前記液体吐出部に供給する方法であって、前記液体吐出部が、少なくとも１つの液体吐出用ノズルとこれに連通する液体収容部、液体収容部に液体を供給するための供給口のセットを複数組備え、液体供給部材および／または前記液体吐出部が、情報が記録された情報記録体を有しており、前記情報を読み取り、この情報に基づいて、前記塗布する液体を前記液体供給部から前記液体吐出部に前記供給口を介して供給することを特徴とする。

さらに、本発明に係る液体塗布装置は、媒体上に液体を吐出する液体吐出部と、塗布する液体を液体吐出部に供給する液体供給部と、情報記録体を読み取る情報読取部を備える。本発明の液体塗布装置では、液体吐出部または／および液体供給用部材には情報記録体が付されており、前記情報を読み取り、この情報に基づいて、前記塗布する液体を前記液体供給部から前記液体吐出部に供給することを特徴とする。

そして、液体吐出部は少なくとも１つの液体吐出用ノズルとこれに連通する液体収容部、液体収容部に液体を供給するための供給口のセットを複数組備る。さらに、前記液体供給部は、前記複数の供給口に同時供給を可能にするために、前記供給口の配置に対応して構成されている。

液体供給部は、液体供給部材から液体を液体吐出部へ供給するものであり、好ましくは、複数のシリンジと駆動部を有する。

そして、液体吐出部または／および液体供給用部材に異なる固有の情報を有する情報記録体を備えることで、正確かつ効率的に液体吐出部への供給を可能することができる。

本発明の液体塗布装置では、複数の液体吐出部への液体の補充が自動的に行えるのでアレイの連続製造量が液体吐出部のリザーバの液量に左右されず、長時間連続的にアレイの製造が可能となる。また、情報記録体が液体吐出部と液体供給部それぞれに付されているために、この情報が個々の液体の固有情報のみならず、吐出部における液体の残量や、品質保持可能な期限等の情報を付すことが可能となり、それぞれで個別に管理が可能となった。

また、液体供給部材と液体吐出部の対応関係を好適に配置することで、複数の供給口への同時供給を可能とし、さらにピッチの小さい液体吐出部にも液体を供給出来、高速にアレイを連続して印刷できるようになり、アレイ製造のスループットが向上した。

本発明においては、液体塗布装置が長時間運転でアレイを製造しつづけられるように液体吐出部のリザーバの液体消費量を検知し、残量が少なくなった場合は自動的にウエルプレートから液体を補充するようにした。補充に際しプローブ入り液体の扱いを簡素にするため、ウエルプレートから複数の液体を一括して液体吐出部のリザーバに供給する仕組みにした。

ここで、製造されるアレイは、その後の生化学反応で用いられる際の効率アップのためには、高密度に印刷されると有利である。そのアレイ印刷には、液体吐出部が高密度の方が印刷のスピードアップが図れるために、液体吐出部のピッチが小さいことが望ましい。

一方、液体供給部は液体を吸引、排出するシリンジ機構を有するため、シリンジのピッチを小さくすることが困難になっている。

それで、本発明では、液体吐出部の高密度化のため、シリンジのピッチを分割した長さを液体吐出部のピッチとした。その上で、液体供給時には、液体収容部を間引いて液体供給する。

次に、間引かれた個所に、液体吐出部のピッチ分ずらして液体を供給するようにした。

本発明では、さらにバーコードにID情報以外にウエルプレートの液体容量や液体群の使用有効期限の確認ができる情報を付加して、液体吐出部に液体を用意する段階での確認処理を緻密にした。

また、液体吐出部にバーコードシールを付加し液体吐出部の実装状態の確認を可能にした。

なお、バーコード側にID情報、液体容量、使用有効期限の情報を持たせて塗布装置側でそれらの情報を逐次用いて処理を行うが、バーコード側にID情報のみ持たせて、他の情報を塗布装置側に持たせて処理を行うことも可能である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明における液体吐出部は、液体収容側であるという情報を少なくとも含む情報記録体を付加され、複数の液体収容用容器と複数のノズルを含む。

液体供給用部材は、好適には複数のウエルで形成されたウエルプレートであり、各ウエルには異なる種類の液体を満たすことができる。この部材には、少なくとも液体供給側であることを示す情報と、液体供給用部材を特定する情報と、液体吐出部の液体収容用容器のどの領域に液体を供給するかを示す情報が記録された情報記録体が付加されている。情報記録体は、バーコードや２次元コードなどの読み取り装置によって情報が読み取り可能なものである。

液体供給部は、複数のシリンジと複数の駆動部を含むシリンジ部と、液体の交換時にシリンジの先端のチップを交換するチップ交換部と、ウエルプレートを配置するウエルプレート置き場からなる。

液体塗布装置で媒体に塗布される液体を液体収容用容器に供給する際、まず液体吐出部と複数のウエルプレートに付加されている情報記録体の情報を読み取ることで、所望の液体吐出部と複数のウエルプレートが用意されていることを確認した後、液体供給動作に入る。確認内容としては、さらに、ウエルプレートの液体の使用有効期限のチェックも行う。また、ウエルプレートが以前に用いられていれば液体の残量チェックも行う。具体的には、液体塗布装置に記憶されているウエルプレートから液体収容用容器への液体供給回数を用いて残量チェックを行う。供給動作時には、情報記録体から読み取られた情報に基づいて各ウエルプレートの液体は液体収容用容器のどの領域に供給するかが決定される。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１を参照すると、媒体に液体を塗布する本発明の一実施形態の液体塗布装置は、液体吐出部１と、液体供給部２と、洗浄部３と、媒体搬送部４と、情報読取部６からなる。

液体吐出部１は、内蔵する駆動部の働きによってガイドレールに沿って移動可能であり、媒体への液体塗布動作中は、媒体搬送部４の上方を左右に移動を繰り返すことが出来る。また、液体供給部２から液体の供給を受ける位置に移動することが出来、さらに、洗浄部３によって洗浄を受ける位置に移動することが出来る。液体吐出部１には、情報記録体１３が取り付けられている。

液体供給部２は、シリンジ部２１と、チップ交換部２２と、複数のウエルプレートが配置されるウエルプレート置き場２３からなる。液体供給部２のシリンジ部２１は多数のシリンジを有し、内蔵する駆動部の働きによって多種類の液体を一度に吸ったり吐き出したりすることが出来る。シリンジの先端には、液体を保持する筒状形のチップが取り付けられている。このチップは、チップ交換部２２において取り外された後、新しいチップが取り付けられる。ウエルプレート置き場２３には、多数のウエルが形成されているウエルプレートが複数配置される。

シリンジ部２１は、チップ交換部２２やウエルプレート置き場２３の上方をガイドレールに沿って移動する。チップ交換動作時は、チップ交換部２２で停止し、駆動部の働きでチップが交換される。液体供給動作時は、選ばれたウエルプレートの位置で停止し、駆動部の働きでシリンジ部を動かして液体を吸い込む。また、液体供給部２のガイドレールは、液体吐出部１のガイドレールの上方で交差している。この交差位置へシリンジ部２１を移動することが出来、シリンジ部２１から液体を吐き出し、液体吐出部１に液体を移すことが出来る。各ウエルプレートには、情報記録体３１、３２、・・・が取り付けられている。また、ウエルプレート置き場内の環境（温度、湿度など）を制御する手段を設けてもよい。

洗浄部３は、液体吐出部１のガイドレールの下方にあり、洗浄動作時には内臓の駆動部により全体が上方にせり上がり、液体吐出部１の下面に接する。その後、液体吐出部１に残っている液体を内蔵するポンプの働きにより吸い出すことが出来る。

媒体搬送部４は、媒体を保持しながら、液体吐出部１の移動方向と直交する方向へ移動することが出来る。両者の移動を組み合わせることにより、媒体全面に液体を吐出することが出来る。媒体の媒体搬送部４への取付け・取り外しは不図示の搬送機構により行われる。

情報読取部６は、液体供給部２のシリンジ部２１に取り付けられおり、シリンジ部２１が液体吐出部１の上方に位置しているときには、液体吐出部１に取り付けられている情報記録体１３の情報を読み取る。ウエルプレート置き場２３の各ウエルプレートの上方に位置しているときには、各ウエルプレートに取り付けられている情報記録体３１、３２、・・・の情報を読み取る。

本実施形態においては、液体塗布装置が長時間運転でアレイを製造しつづけられるように液体吐出部のリザーバの液体消費量を検知し、残量が少なくなった場合は自動的にウエルプレートから液体を補充するようにした。補充に際しプローブ入り液体の扱いを簡素にするため、ウエルプレートから複数の液体を一括して液体吐出部のリザーバに供給する仕組みにした。

ここで、ウエルプレートのウエル配置、および液体吐出部の供給口の間隔に対応してシリンジの間隔を設計することによって、ウエルプレートから液体吐出部への複数液体の同時供給が容易になる。例えば、全ての配置間隔（ピッチ）を同一にすることで、１回の供給動作で対象となる供給口全てに供給することができる。また、ウエルプレートおよびシリンジの間隔が同一間隔であり、供給口のピッチが２分の１とした場合は、１回の供給動作で１つおきの供給口に同時に供給が可能となる。よって、より少ない供給動作での供給が可能となる。

ここで、製造されるアレイは、その後の生化学反応で用いられる際の効率アップのためには、高密度に印刷されると有利である。そのアレイ印刷には、液体吐出部が高密度の方が印刷のスピードアップが図れるために、液体吐出部のピッチが小さいことが望ましい。一方、液体供給部は液体を吸引、排出するシリンジ機構を有するため、シリンジのピッチを小さくすることが困難になっている。

よって、液体吐出部の高密度化の観点から、シリンジのピッチを分割した長さを液体吐出部のピッチとすると良い。その場合、液体供給時には、液体収容部を間引いて液体供給する。次に、間引かれた個所に、液体吐出部のピッチ分ずらして液体を供給する。

本発明では、さらにバーコードにID情報以外にウエルプレートの液体容量や液体群の使用有効期限の確認ができる情報を付加して、液体吐出部に液体を用意する段階での確認処理を緻密にすることができる。

また、液体吐出部にバーコードシールを付加し液体吐出部の実装状態の確認できる。

なお、バーコード側にID情報、液体容量、使用有効期限の情報を持たせて塗布装置側でそれらの情報を逐次用いて処理を行うが、バーコード側にID情報のみ持たせて、他の情報を塗布装置側に持たせて処理を行うことも可能である。

情報読取部により情報記録体から情報を読み出した上で処理を行うので、無造作に置かれた複数のウエルプレートの液体を液体吐出部の所望の領域に供給出来る。

また、使用しようとしたウエルプレートが使用期限切れになっていたり、何度も使われて容量不足になっている場合には動作を中断しその時点でウエルプレートの交換が出来、作業の効率アップと信頼性を高めることができる。

本発明において、アレイはプローブが媒体に固定されるものであるのが好ましい。ここでいうプローブは、特定の標的物質に対して特異的に結合可能なものである。

さらに、このプローブは、特定の標的を認識し得るオリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、あるいはその他のポリマーなどが含まれる。用語「プローブ」は、個々のポリヌクレオチド分子などのプローブ機能を有するプローブ機能を有する分子、および分散した位置に表面固定された同じ配列のポリヌクレオチドなどの同じプローブ機能を有する分子の集団の両方をいい、しばしばリガンドと呼ばれる分子も含まれる。また、プローブおよび標的は、しばしば交換可能に使用され、リガンド−抗リガンド（レセプターと呼ぶこともある）対の一部として標的と結合し得るか、または結合するようになり得るものである。本発明におけるプローブおよび標的は、天然において見いだされるような塩基、またはその類似物を含み得る。

以下に、本発明の液体供給方法を実現する具体例をフロー図を用いて説明する。

図２を参照すると、液体塗布装置の機能ブロック図が示されている。ＣＰＵ部１０１は、プログラムが書き込まれているＲＯＭ１０1ａ、及び、プログラムやデータの書込み及び呼び出しが可能なＲＡＭ１０１ｂを有する。これらのプログラムに従って各部に動作の指示を与えたり、その動作の結果を受け取ったりする。操作部５は、動作指示のためのキー群が備わっている。キー群が操作されると、ＣＰＵ部１０１に対して液体塗布動作の開始指示を与えたりする。ウエルプレート情報記憶部（１）７は、不揮発性記憶装置であり全ウエルプレートの履歴を記憶する為に情報読取部から読み込まれたウエルプレートの固有番号と供給回数とを記憶する。ウエルプレート情報記憶部（２）８は、ウエルプレート置き場２３の各ウエルプレートと液体吐出部１の後述の液体供給領域の関係を記憶する。

液量記憶部１aは、不揮発性記憶装置であり、液体吐出部１内にあり後述の液体収容用容器内の液量を記憶する。洗浄動作後は、CPU部１０１の働きにより液量記憶部１aに値０が書き込まれる。液体供給動作後は、CPU部１０１の働きにより供給された液量が液量記憶部１aに書き込まれる。

また、塗布動作後は、CPU部１０１の働きにより液量記憶部１aに保存されている液量が読み出され、その値から塗布液量が減算され、その結果が液量記憶部１aに書き込まれる。なお、塗布液量は、CPU部１０１の働きにより塗布のために後述の各ノズルから吐出された吐出発数をそれぞれ積算し、それらの中で最大の値に、１吐出あたり想定される液量を掛け算して算出する。

図３を参照すると、液体吐出部１の主要部の模式図が示されている。主要部は、液体吐出部１から着脱可能な構成とすることもできる。上面には液体収容用容器１１が開口して多数配置されている。この開口が供給口であり、複数のシリンジより同時供給が可能なように、同一方向に向かって開口している。

図では見えていない下面のノズル部１２には、各液体収容用容器１１に対応して、これに連通するノズルが形成されている。各ノズルは、液体を外部に吐出する駆動回路を有していて、ＣＰＵ部１０１からの指示に応じて液体を吐出する。液体吐出部１には液体収容用容器１１が１６列１６行に同一ピッチで並べられている。

但し、本発明の液体吐出部の構成はこれに限らず、特開２００２−３１８２３２号公報に記載されるような構成であってもよい。

液体収容用容器１１には、図４に示すように、番号付けがなされている。

情報記録体１３には、図５に示すように、液体収容側であることを示す情報等が記録されている。液体吐出部１が３２列３２行に拡張される場合には、列数・行数が３２となる。

各ウエルプレートは、ウエルの容量を多くする等の目的で、液体収容用容器１１を区分けするのに都合のよい関係を保てる、液体収容用容器１１のピッチの２倍のピッチで８列４行のウエルが形成されている。各ウエルプレートは、ウエルプレート置き場２３の位置[1]から[8]に置くことが出来る。各ウエルプレートには情報記録体３１〜３８が取り付けられている。

情報記録体３１〜３８には、図６に示すように、液体供給側であることを示す情報、固有番号、使用有効期限、供給可能回数や、液体吐出部１の液体収容用容器１１のどの領域に液体を供給するか等の情報が含まれている。

液体供給部２のシリンジ部２１には、液体収容用容器１１のピッチの２倍のピッチで８列４行にシリンジが並べられている。各シリンジはシリンジ用ポンプの働きにより多種の液体を同時に吸ったり、または、同時に吐き出したりする動作を行うことが出来る。

ＣＰＵ部１０１は、ウエルプレート置き場２３に置かれたウエルプレートの情報記録体３１〜３８の情報を読み出す為に、まず、液体供給部２のシリンジ部２１をウエルプレート置き場２３の[1]の位置に移動させた上で、情報読取部６を動作させ、情報記録体３１の情報を読み取る。ＣＰＵ部１０１は、この情報からまず、ウエルプレートの使用有効期限の判定を行う。期限外の時には一連の動作を中断する。期限内ならウエルプレートの固有番号等が図７のように登録されているウエルプレート情報記憶部（１）７の固有番号と比較し、既に登録済みのものかどうかを判定し、新規ならウエルプレート情報記憶部（１）７に固有番号を登録する。また、既に登録済みの場合には、ウエルプレート情報記憶部（１）７に記憶されている供給回数が供給可能回数までに達していないかを判定する。達している場合には一連の動作を中断する。ウエルプレートが供給可能と判定されたなら次にウエルプレート置き場２３の[1]の位置にあるウエルプレートの供給先を判定し、その情報をウエルプレート情報記憶部（２）８の所定の位置に記憶させる。同様の動作でウエルプレートの情報記録体３２〜３８の情報をウエルプレート情報記憶部（２）８の所定の位置に記憶する。ウエルプレート情報記憶部（２）８には、図８のように情報が記憶される。

これらウエルプレートの各ウエルは、図９〜図１２で示される関係で液体収容用容器１１の領域Ｎｏ．に対応する。

液体収容用容器１１の１の領域と対応するウエルプレートが置かれているウエルプレート置き場２３の位置にシリンジ部２１が移動した上で、そこに置かれているウエルプレートから、液体がシリンジポンプの動作により吸い出される。次に、液体吐出部１と交差するところ、詳しくは液体収容用容器１１の１の領域にシリンジ部２１を移動したうえで、シリンジポンプの動作により液体を液体収容用容器１１に吐き出し、液体を供給する。同様な動作で、液体収容用容器１１の２〜８の領域に対応するウエルプレートが置かれているウエルプレート置き場２３のウエルプレートの液体は、液体収容用容器１１の２〜８の領域に供給される。

図１３は、液体収容用容器用ふた、図１４は、ウエルプレート用ふたであり、情報読取部の情報記録体読み取り動作時にふたがされていると情報を読み出すことが出来ず一連の動作が中断される。

次に、液体塗布装置のシーケンスについて、図１５〜２２のフローチャートを参照して説明する。

まず、メインの流れを説明する。図１５の最初のステップＳ１において、液体塗布装置の電源が投入されると、各部が動作可能な状態となる。ＣＰＵ部１０１の働きにより、各部は初期状態に設定される。次に、ステップＳ２において、キー群からの指示の有無を判定し、指示がない場合は再度指示の有無を判定する。指示がある場合はステップＳ３に進む。ステップＳ３では、指示内容を判定し、各指示に応じた処理へとステップを進める。ステップＳ４の液体の供給動作やステップＳ５の液体の吐出動作やステップＳ６の洗浄動作やステップＳ７のその他の動作やステップＳ８の連続動作へと進む。各動作終了後はステップＳ２に戻り次の指示を待つ。

図１６〜１９は、図１５に示したステップＳ４の液体の供給動作の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。まず、ステップＳ４０で、ＣＰＵ部１０１は、液量記憶部１aの値が０かどうかを判定する。０でない場合は動作を終了する。０の場合は、ステップS４１に進む。

ステップＳ４１で、ＣＰＵ部１０１は、液体吐出部１を液体供給位置の領域１から４の位置へ移動の指示を与える。それに従って液体吐出部１が移動する。移動終了後ステップＳ４２へ進む。

ステップＳ４２では、ＣＰＵ部１０１は、液体供給部２（情報読取部６）に対して液体吐出部１の情報記録体１３の情報の読み取りの指示を与える。それに従って液体供給部２のシリンジ部２１は、液体供給位置まで移動し、情報読取部６が情報記録体１３の情報を読み取り、ＣＰＵ部１０１へ送出する。送出終了後ステップＳ４３へ進む。

ステップＳ４３では、ＣＰＵ部１０１が送られてきた情報の中身を調べ、現在取り付けられている液体吐出部１が１６列１６行の液体収容用かどうかを判定する。１６列１６行の液体収容用である場合はステップＳ４４へ進む。１６列１６行の液体収容用でない場合は動作を終了する。なお、ふたがされていて、情報が読み出されない場合は動作を中断する。ふたをはずして再起動すれば読み取りを再度行う。

次に、ステップＳ４４では、ＣＰＵ部１０１は、液体供給部２に対してウエルプレート置き場２３の[1]の位置に置かれているウエルプレートの情報記憶体３１の情報の読み取りの指示を与える。それに従って、液体供給部２のシリンジ部２１は、ウエルプレート置き場２３の[1]の位置まで移動し、情報記録体３１の情報を読み取り、ＣＰＵ部１０１へ送出する。送出終了後ステップＳ４５へ進む。ステップＳ４５では、ＣＰＵ部１０１は送られてきた情報の中身から、まず、使用有効期限のチェックを行う。期限切れの場合は一連の動作を中断する。有効な場合は次の処理に進む。固有番号がウエルプレート情報記憶部（１）７に登録されている固有番号と比較し一致するものがない場合は新規にウエルプレートを登録する。既に登録されている場合は供給回数と供給可能回数とを比較し供給可能かどうかをチェックする。供給できない場合は一連の動作を中断する。供給可能な場合は次の処理を進める。供給先である液体収容用容器の領域Ｎｏ．を取り出し、ウエルプレート情報記憶部（２）８の液体収容用容器の当該領域Ｎｏ．に対応するウエルプレート置き場の位置Ｎｏ．の欄に[1]をセットする。

なお、中断時には、ウエルプレートの交換後再起動させると情報読み取りを再度行う。また、ウエルプレートが置かれていなかったり、ふたがされていて情報が読み出されない場合に動作を中断する。ウエルプレートを置いたり、ふたをはずした後再起動させると情報読み取りを再度行う。

同様な流れでステップＳ４６からステップＳ５９まで進み、ウエルプレート情報記憶部（２）８に液体供給用に必要なデータが全て記憶される。そして、ステップＳ６０へ進む。

ステップＳ６０では、ＣＰＵ部１０１はウエルプレート情報記憶部（２）８の中身をチェックする。すなわち、液体収容用容器の領域Ｎｏ．１〜８に対応してそれぞれ異なるウエルプレート置き場の位置Ｎｏ．が記憶されているかどうかを調べる。異なるＮｏ．が記憶されていれば、ステップＳ６１へ進む。異なるＮｏ．が記憶されていなければ動作を終了する。

ステップＳ６１では、ＣＰＵ部１０１は、ウエルプレート情報記憶部（１）７の使用される各ウエルプレートの供給回数を＋１し記憶を更新する。そしてステップＳ６２へ進む。

次に、ステップＳ６２では、ＣＰＵ部１０１は、液体供給部２に対してシリンジの先端に新しいチップを取り付ける指示を与える。それに従って液体供給部２のシリンジ部２１は、チップ交換部２２まで移動し、新しいチップをシリンジの先端に取り付ける。取り付け終了後ステップＳ６２へ進む。

ステップＳ６３では、ＣＰＵ部１０１は、ウエルプレート情報記憶部（２）８から液体収容用容器１１の領域Ｎｏ．１に対応するウエルプレート置き場の位置Ｎｏ．を読み出す。そして、液体供給部２に対して読み出したウエルプレート置き場２３の位置Ｎｏ．の位置にあるウエルプレートの液体を液体収容用容器１１の領域１に供給する指示を与える。それに従って液体供給部２は、シリンジ部２１をウエルプレート置き場２３の位置Ｎｏ．の位置に移動させた後、吸引動作を行う。次に、シリンジ部２１を液体収容用容器１１の１の領域に移動させ、吸い込まれていた液体を液体収容用容器１１に吐き出す。吐き出し終了後ステップＳ６４へ進む。

ステップＳ６４では、ＣＰＵ部１０１は、液体供給部２に対してチップの交換を指示する。指示に従ってシリンジ部２１はチップ交換部２２へ移動後、チップを取り替える。

同様な流れでステップＳ６５からステップＳ６９まで進み、液体収容用容器１１の２〜４の領域に液体が供給される。

ステップＳ７０でチップが交換され、ステップＳ７１に進むと、ＣＰＵ部１０１は液体吐出部１に対して液体供給位置の領域５〜８の位置へ移動の指示を与える。それに従って液体吐出部１が移動する。移動終了後ステップＳ７２へ進む。

その後は、同様の流れでステップＳ７２からステップＳ７９へと進み、液体収容用容器１１の５〜８の領域に液体が供給されて一連の液体供給動作が終了する。

図２０は、液体の吐出動作の詳細を説明するためのフローチャートである。
まずステップＳ８０では、ＣＰＵ部１０１は、液量記憶部１aの値が、塗布動作が確実に行える下限値より少なくとも１回の塗布動作で使用される最大量分多いかどうかを判定する。多い場合はステップS８１へ進み、少ない場合はステップS８６へ進む。

ステップＳ８１では、ＣＰＵ部１０１は媒体搬送部４に対して媒体の液体塗布先頭位置への移動を指示する。それに従って媒体搬送部４は液体塗布先頭位置へ移動する。移動終了後ステップＳ８２へ進む。

ステップＳ８２では、ＣＰＵ部１０１は液体吐出部１に対して媒体上方のガイドレールを移動しながらノズルを動作させて液体塗布動作を行うよう指示を与える。それに従って液体吐出部１は媒体上方のガイドレールを移動しながら液体塗布動作を行う。この動作終了後ステップＳ８３に進む。

ステップＳ８３では、ＣＰＵ部１０１は媒体全面の塗布が終了したかどうかを判断する。まだ終了でない場合はステップＳ８４へ進む。終了である場合にはステップS８５へ進む。

ステップＳ８４では、ＣＰＵ部１０１は媒体搬送部４に対して媒体の次の塗布位置への移動を指示する。それに従って媒体搬送部４は媒体を次の塗布位置へ移動する。そしてステップＳ８２に戻る。

ステップＳ８５では、ＣＰＵ部１０１は液量記憶部１aから読み出した値から塗布量を減算しその結果を液量記憶部１aに書き込む。そして、一連の液体吐出動作を終了する。

ステップS８６では、ＣＰＵ部１０１は液量不足時に自動的に液体供給する仕組みを働かせているかどうかを判定する。働いていない場合は動作を終了する。働いている場合はステップS８７へ進む。

ステップS８７では、後述の洗浄動作を行う。そして、洗浄動作終了後ステップS８８へ進む。

ステップS８８では、先述の液体の供給動作を行う。そして、液体の供給動作終了後ステップS８０へ進む。

図２１は、洗浄動作の詳細を説明するためのフローチャートである。まずステップＳ９０では、ＣＰＵ部１０１は液体吐出部１に対して洗浄部３へ移動することを指示する。それに従って液体吐出部１は洗浄部３へ移動する。移動終了後ステップＳ９１に進む。

ステップＳ９１では、ＣＰＵ部１０１は洗浄部３に対して洗浄動作の指示を与える。それに従って洗浄部３は洗浄動作を始める。この時洗浄部３は液体吐出部１の下面に接するまで上昇する。接触後に内臓のポンプを動作させて液体吐出部１に残っている液体を吸い出す。十分吸出し動作をした後、ステップＳ９２に進み、洗浄部３は下降し、元の位置に戻り洗浄部３は洗浄動作を終了する。そして、下降動作終了後ステップS９３へ進む。

ステップＳ９３では、ＣＰＵ部１０１は液量記憶部１aに０を書き込む。そして、洗浄動作を終了する。

図２２は、連続動作の詳細を説明するためのフローチャートである。まずステップＳ１０１では、ＣＰＵ部１０１は媒体搬送部４に媒体がセットされているかを確認する。

セットされていない場合はこのステップで待機する。媒体のセットが確認されるとステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、ＣＰＵ部１０１は液体の吐出動作を行う。動作終了後ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、ＣＰＵ部１０１は連続動作終了指示の有無を確認する。終了指示がない場合はステップＳ１０１に進む。終了指示がある場合は連続動作を終了する。

（その他の実施形態）
以上の実施形態の一部を異なる態様で実現することができる。その一部とは、液体供給部のシリンジ部であり、チップ交換タイプでなく、シリンジで直接液体を保持するタイプを用いたものである。チップ交換部の替わりにシリンジ洗浄部が設けられる。

吸引、吐き出し動作はおなじであるが、チップ交換動作がシリンジの洗浄動作に置き換わる。

シリンジ洗浄部では洗浄液が供給されていて、シリンジ洗浄動作時にはシリンジは洗浄液を吸ったり吐いたりしてシリンジを洗浄する。

また、情報の受け渡しにバーコードを用いているが、他の手段に置き換えも可能である。すなわち、無線タグと無線タグ読取装置の組合せや、磁気シールと磁気読取装置の組合せを用いてもよい。

（その他）
なお、本発明は、特にインクジェット吐出方式の中でも、液体吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーにより液体の状態変化を生起させる方式の吐出ヘッド、塗布装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば塗布の高密度化、高精細化が達成できる。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、塗布情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、塗布ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。

なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた塗布を行うことができる。

塗布ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、塗布ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば塗布を確実に効率よく行うことができるようになるからである。

また、本発明の塗布装置の構成として、塗布ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、塗布ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、塗布とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることができる。

本発明の一実施形態の液体塗布装置の外観を示す斜視図である。 液体塗布装置の機能ブロック図である。 液体吐出部１の主要部の模式図である。 液体吐出部１の液体収容用容器１１の位置情報のためのアドレス付けの状態を示す図である。 液体吐出部１の情報記録体１３の記録状態を示す図である。 ウエルプレートの情報記録体３１〜３８の記録状態を示す図である。 ウエルプレート情報記憶部（１）７の記憶状態を示す図である。 ウエルプレート情報記憶部（２）８の記憶状態を示す図である。 液体吐出部１の液体収容用容器１１の位置情報のためのアドレスと各ウエルプレートのウエルの対応関係を示す図である。 液体吐出部１の液体収容用容器１１の位置情報のためのアドレスと各ウエルプレートのウエルの対応関係を示す図である（図９の続き）。 液体吐出部１の液体収容用容器１１の位置情報のためのアドレスと各ウエルプレートのウエルの対応関係を示す図である（図１０の続き）。 液体吐出部１の液体収容用容器１１の位置情報のためのアドレスと各ウエルプレートのウエルの対応関係を示す図である（図１１の続き）。 液体収容用容器用ふたがされた状態を示す図である。 ウエルプレート用ふたがされた状態を示す図である。 液体塗布装置の主要な動作の流れを示すフローチャートである。 液体塗布装置の供給動作の手順を示すフローチャートである。 液体塗布装置の供給動作の手順を示すフローチャートである（図１６の続き）。 液体塗布装置の供給動作の手順を示すフローチャートである（図１７の続き）。 液体塗布装置の供給動作の手順を示すフローチャートである（図１８の続き）。 液体塗布装置の吐出動作の手順を示すフローチャートである。 液体塗布装置の洗浄動作の手順を示すフローチャートである。 液体塗布装置の連続動作の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 液体吐出部
２ 液体供給部
３ 洗浄部
４ 媒体搬送部
５ 操作部
６ 情報読取部
７ ウエルプレート情報記憶部（１）
８ ウエルプレート情報記憶部（２）
１１ 液体収容用容器
１２ ノズル部
１３ 情報記録体
２１ シリンジ部
２２ チップ交換部
２３ ウエルプレート置き場
３１〜３２ 情報記録体
１０１ ＣＰＵ部
１０１ａ ＲＯＭ
１０１ｂ ＲＡＭ
１a 液量記憶部
[1]〜[8] ウエルプレートの位置番号
Ｓ１〜Ｓ１０３ ステップ

Claims (21)

1. 液体吐出部を有する液体塗布装置で、媒体上に複数種の液体を付与する方法であって、
   前記液体吐出部に、少なくとも１つの液体吐出用ノズルと、これに連通する液体収容部と、該液体収容部に液体を供給するための供給口とを含むセットを複数組備え、各セットは互いに異なる液体を吐出可能に構成されており、
   複数のシリンジの配列と対応するウエルプレートを更に有しており、前記ウエルプレートからシリンジに異なる種類の液体を同時に吸引する工程、
   前記ウエルプレートおよび／または前記液体吐出部が、情報が記録された情報記録体を有しており、前記情報を読み取り、該情報に基づいて、前記複数種の液体を液体吐出部に前記供給口を介して供給する供給工程、
   前記液体吐出部に供給された複数種の液体を前記吐出用ノズルからそれぞれ吐出し、媒体上にそれぞれ付与する付与工程、
   を有しており、
   前記供給口は、前記液体吐出部の一面に、配列して設けられており、
   前記供給口の配列に対応して配列された前記複数のシリンジを有する液体供給部を有し、
   前記供給工程は、前記供給口を有する面と、前記複数のシリンジとを対向させて、複数のシリンジから複数種の液体のそれぞれを供給するものであり、且つ少なくとも前記付与工程を行った後に、前記液体収容部内の液体の残量が所定量に達した際、前記ウエルプレートおよび／または前記液体吐出部に付加された情報記録体に記憶された情報に基づいて、前記液体収容部に前記ウエルプレートの液体を供給する、ことを特徴とする方法。
2. 前記複数のシリンジと前記液体吐出部の前記供給口はそれぞれ行列方向に並んで配置されており、前記シリンジの配列のピッチは前記液体吐出部の前記供給口のピッチの２倍以上であって、前記液体収容部への液体供給を、前記液体供給部の複数回の動作で行う、請求項１に記載の方法。
3. 前記ウエルプレートは、異なる種類の液体が満たされる複数のウエルを有し、前記ウエルプレートの前記情報記録体は、少なくとも液体供給側であるという情報と、前記液体収容部の領域指定情報と、前記ウエルプレート内液体の使用有効期限情報と、前記ウエルプレート内液体の供給可能回数情報を含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記液体収容部内の液体残量を記憶するステップをさらに有する、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記塗布は、前記ノズルから液体を吐出するインクジェット塗布手段による塗布である、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 前記塗布は、熱エネルギーを利用して前記ノズルから液体を吐出させることによって行われる、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. 媒体上に液体を吐出するための液体吐出用ノズルと、これに連通する液体収容部と、該液体収容部に液体を供給するための供給口とを含むセットを複数組備え、各セットは互いに異なる液体を吐出可能に構成されている液体吐出部と、
   前記液体吐出部の一面に、配列して設けられた供給口と、
   前記供給口の配列に対応して配列された複数のシリンジを有する液体供給部と、
   前記複数のシリンジの配列と対応するウエルプレートと、
   前記ウエルプレート、および／または、前記液体吐出部に付加された情報記録体と、
   前記情報記録体の情報を読み取る情報読取部と、
   前記情報読取部に前記情報を読み取らせ、該情報に基づいて、複数種の液体を前記液体供給部に前記供給口を介して供給させる制御部を有し、
   前記制御部は、
   前記ウエルプレートから前記複数のシリンジに異なる種類の液体を同時に吸引させ、
   前記供給口を有する面と、前記複数のシリンジとを対向させて、複数種の液体を前記複数のシリンジから前記供給口を介して液体吐出部に供給させ、且つ少なくとも前記付与工程を行った後に、前記液体収容部内の液体の残量が所定量に達した際、前記ウエルプレートおよび／または前記液体吐出部に付加された情報記録体に記憶された情報に基づいて、前記液体収容部に前記ウエルプレートの液体を供給させ、
   前記液体吐出部に供給された前記複数種の液体を前記吐出用ノズルからそれぞれ吐出させる、液体吐出装置。
8. 前記複数のシリンジの配列ピッチと、前記供給口の配列ピッチとが対応している、請求項７に記載の装置。
9. 前記ウエルプレートは、異なる種類の液体が満たされる複数のウエルを有する、請求項７または８に記載の装置。
10. 前記液体吐出部の前記情報記録体は、少なくとも液体収容側であるという情報を含む、請求項７から９のいずれかに記載の装置。
11. 前記液体吐出部は、前記液体収容部とノズルとが一体化形状で部分的に交換可能な構造である、請求項７から１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記ウエルプレートは、異なる種類の液体が満たされる複数のウエルを有し、前記ウエルプレートの前記情報記録体は、少なくとも液体供給側であるという情報と、前記液体収容部の領域指定情報と、前記ウエルプレート内液体の使用有効期限情報と、前記ウエルプレート内液体の供給可能回数情報を含む、請求項７から１１のいずれかに記載の装置。
13. 前記各ウエルプレートの供給回数を記憶する記憶部をさらに有する、請求項７から１２のいずれかに記載の装置。
14. 前記液体収容部内の液体残量を管理する手段をさらに有する、請求項７から１３のいずれかに記載の装置。
15. 前記情報記録体はバーコードである、請求項７から１４のいずれかに記載の装置。
16. 前記液体吐出部は、吐出口から液体を吐出して塗布を行うインクジェット塗布手段である、請求項７から１５のいずれかに記載の装置。
17. 前記液体吐出部は、液体を吐出するために利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を備えている、請求項７から１６のいずれかに記載の装置。
18. 前記液体吐出部は、前記電気熱変換体が発生する熱エネルギーにより液体に生じる膜沸騰を利用して吐出口より液体を吐出させる、請求項１７に記載の装置。
19. 必要な量または種類の液体が前記液体吐出部に供給されるまで、吸引する工程および前記供給口への供給工程を繰り返す請求項１に記載の方法。
20. 前記複数種の液体は、媒体上に固定する複数種のプローブであり、請求項１に記載の方法によってプローブアレイを製造する製造方法。
21. 前記供給口の間隔と、前記シリンジの間隔と、前記ウエルプレートのウエルの間隔とが同一である請求項１に記載の方法。

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