JP6626128B2 - 音響場を用いて整列された自由飛行液滴中の粒子を分配するための装置および方法 - Google Patents
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Description
したがって、連続ジェット印刷技術では、個々の液滴ごとに別個の駆動信号が提供されず、選択された時点で液滴が選択的に生成されなくてもよい。
例えば、所望のタイプの粒子が観察ボリューム22に配置されていないことが感知された場合、吸引手段56は、図3の矢印58によって示されるように、対応する液滴を吸引するためにコントローラ54によって操作されてもよい。しかしながら、所望のタイプの粒子又は粒子が観察容積22内に位置する場合、吸引手段56は作動せず、対応する液滴は、図3の矢印62によって示されるようにキャリア60上に放出される。例えば、キャリア60は、マイクロタイタープレートまたは粒子を含む分配された液滴のさらなる処理を可能にする他の手段であってもよい。したがって、実施形態は、検知された情報に応じて、第1の位置(キャリア60)または第2の位置(吸引手段56)に分注された液滴を分配するように構成される。例えば、国際公開第2011/154042号パンフレットに記載されているように、滴を異なる位置に分配するために別の可能性が提供され得るという事実に関して、さらなる説明は必要ではない。
これにより、さらなる粒子がリザーバから前進してもよい。音場は、音源によってディスペンサの流体チャンバ、すなわち投与チャンバに結合されてもよい。周波数は、所望の粒子パターンが共鳴から生じるように選択することができる。例えば、全ての粒子は、流体チャンバの中央に集束されてもよく、一方、ノズルは、流体チャンバをストリームに対して前端で制限する壁の中心に形成されてもよい。撮像光学系を使用して、カメラの視野内の粒子の位置および数、関心領域などを認識することができる。そのため、例えばコントローラ54において実行される画像処理アルゴリズムは、次のドロップで粒子数を予測することができる。
水/シリコン → Rl=75%、Tl=25%
これは、粒子損失、すなわち検出されない粒子の数を著しく減少させる可能性がある。さらに、多くのセンサシステムで検出またはサンプリングレートが増加する可能性がある。このことは、測定フィールドまたは測定体積(関心領域)を著しく減少させることに起因する。さらに、流体中の粒子の動きは、それらの位置が一様である場合、より予測可能である。特に、これは、次の液滴中の粒子の数がより高い信頼性で予測され得るという利点を有する。ROIがより小さいため、一定の粒度で信号対雑音比を改善することが可能である。
Claims (11)
- 自由飛行する液滴中の粒子(10)を分配するための装置であって、
前記装置は、
ノズル(16、26、46)に流体的に結合された流体チャンバ(14、24、44)、
前記流体チャンバ(14、24、44)内に、それによって前記流体チャンバ(14、24、44)内の前記液滴中の粒子(10)をある配列に整列させることができる音響場を発生させるように構成された音源(18、48)、および
選択されたある時点で、1つまたは複数の粒子(10)を含む個々の液滴(12)を前記ノズル(16、26、46)から選択的に分配するように構成されたドロップオンデマンド機構(20、50)を含み、
前記ドロップオンデマンド機構(20、50)は、前記粒子(10)を段階的に前記ノズル(16、26、46)に向かって移動させるように構成され、
前記音源(18、48)は、前記粒子(10)が前記移動方向と平行して少なくとも1本の線に沿って整列されるように、前記音響場が第1の周波数で生成されるモードと、前記粒子(10)が前記移動方向に垂直な少なくとも1本の線(34)に沿って整列され、前記流体チャンバ(14、24、44)内に保持されるように、前記音響場が第2の周波数で生成されるモードとの間で、切り替えるように構成される、装置。 - 前記音源(18、48)は、調整可能な周波数を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記流体チャンバ(14、24、44)の前記移動方向に対して横方向に反対側のチャンバ壁が前記第1の周波数の波長の半分の整数倍に相当する相対距離を含む、請求項1または請求項2に記載の装置。
- 前記ライン(32)は、前記移動方向と平行に、前記ノズル(16、26、46)に向かって前記流体チャンバ(14、24、44)の中心に位置合わせされる、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記流体チャンバ(14、24、44)は、前記ノズル(16、26、46)および入口開口部(28)が形成される移動方向の反対側のチャンバ壁を備え、前記移動方向の反対側のチャンバ壁は、前記第2の周波数の波長の半分の整数倍に相当する相対距離を含む、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1の周波数または前記第2の周波数のいずれかで前記音響場を生成するために、前記音源(18、48)を制御するように構成されたコントローラをさらに含む、請求項2に記載の装置。
- 前記粒子(10)が次の液滴(12)の内の1つと共に、前記ノズル(16、26、46)から分配される関心容積(22)に配置されているか否かに関する情報を感知するように構成されたセンサ(52)をさらに含み、前記音源は、それによって前記粒子(10)の1つが前記関心容積(22)に配置される前記音響場を生成するように構成される、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記感知された情報に応じて、第1の位置または第2の位置に分配された液滴(12)を分配するように構成された、請求項7に記載の装置。
- 自由飛行する液滴(12)中の粒子(10)を分配する方法であって、
前記方法は、
流体チャンバ(14、24、44)内の液体の中に、前記粒子(10)をある配列で整列させるために、ノズル(16、26、46)に流体的に結合された前記流体チャンバ(14、24、44)内に音響場を生成するステップ、
選択されたある時点で、1つまたは複数の粒子(10)を含む自由飛行する液滴(12)を前記ノズル(16、26、46)から噴出させるために、前記ノズル(16、26、46)から個々の液滴(12)を選択的に分配するように構成されたドロップオンデマンド機構(20、50)であって、前記ドロップオンデマンド機構(20、50)を適用することによって、前記粒子(10)が段階的に前記ノズル(16、26、46)に向って前記粒子(10)が前記移動方向と平行に少なくとも1本の線に沿って整列されるように、前記音響場が第1の周波数で生成されるモードと、前記粒子(10)が前記移動方向に垂直な少なくとも1本の線(34)に沿って整列され、前記流体チャンバ(14、24、44)内に保持されるように前記音響場が第2の周波数で生成されるモードとの間で、前記音源(18、48)を切り替えるステップを含む、方法。 - 前記粒子(10)は、前記移動方向に対して垂直な前記線(34)に沿って整列保持される一方で、前記ドロップオンデマンド機構を適用することによって、前記粒子(10)を含まない液滴(12)が前記ノズル(16、26、46)から噴出される、請求項9に記載の方法。
- 前記次の液滴(12)の内の1つと共に、前記ノズル(16、26、46)から分配された関心容積内に前記粒子(10)が配置されているかどうかに関する情報を感知するステップをさらに含み、前記粒子(10)の1つは、前記音響場によって前記関心容積内(22)に配置され、前記感知された情報に応じて第1の位置または第2の位置に液滴(12)を分配するステップを含む、請求項9または請求項10に記載の方法。
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