KR20080041539A

KR20080041539A - 극소량 액체의 혼합 장치 및 그 혼합 방법

Info

Publication number: KR20080041539A
Application number: KR1020070014354A
Authority: KR
Inventors: 권태헌; 박성제
Original assignee: 포항공과대학교 산학협력단
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2008-05-13
Also published as: KR100833679B1; WO2008056860A1; JP2010509049A; US20100225685A1; US8313231B2

Abstract

본 발명의 극소량 액체의 혼합 장치는, 다양한 유체를 사용할 수 있으며, 솔레노이드 밸브의 개폐 시간을 조절함에 따라 최소 수백 nℓ/s의 혼합 속도를 가지며, 극소량의 액체를 효과적으로 혼합하고, 고비용의 액체를 사용하는 임상의료기기와 같은 분야에서 반응시간을 줄이는 것이다. 이 극소량 액체의 혼합 장치는, 압송할 혼합 대상 액체를 내장하는 복수의 압력 용기들, 상기 복수의 압력 용기들 각각에 연결되어 상기 압력 용기로부터 압송되는 상기 혼합 대상 액체를 혼합 용기에 분주하는 복수의 솔레노이드 밸브들, 및 상기 솔레노이드 밸브들을 적어도 동시 개방하는 제어 및 번갈아 개폐하는 제어 중 어느 한가지로 제어하는 제어부를 포함한다.

솔레노이드 밸브, 노즐, 압력 용기, 충돌, 혼합 대상 액체, 잉크젯 노즐, 주파수

Description

극소량 액체의 혼합 장치 및 그 혼합 방법 {Droplet Mixing Apparatus and Droplet Mixing Method}

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 장치의 구성도이다.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법의 순서도이다.

도3은 제1 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법 적용시, 동시에 분주하여 액체 방울의 충돌을 유발하여 액체 방울을 혼합하는 상태를 나타내는 상태도이다.

도4는 제1 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법 적용시, 동시에 분주하여 액체 방울 간의 충돌을 유발하여 액체 방울을 혼합시키도록 솔레노이드 밸브를 구동시키는 타임 챠트이다.

도5는 일정한 기체 압력이 유지될 때, 솔레노이드 밸브의 구동시간과 분주량 과의 관계를 나타내는 그래프이다.

도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법의 순서도이다.

도7은 제2 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법 적용시, 번갈아 분주하여 혼합 용기 내의 다층 구조의 액체와 액체 방울 간의 충돌을 유발하여, 액체 방울들을 혼합하는 상태를 나타내는 상태도이다.

도8은 제2 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법 적용시, 번갈아 분주하여 혼합 용기 내의 다층 구조의 액체와 액체 방울 간의 충돌을 유발하여, 다층 구조의 액체와 액체 방울을 혼합시키도록 솔레노이드 밸브를 구동시키는 타임 챠트이다.

도9는 번갈아 분주하는 혼합 방법에 의하여, 다층 구조의 액체와 액체 방울의 충돌로 인하여, 다층 구조의 액체가 휘저어지기 전후의 상태를 보여주는 상태이다.

도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 장치의 구성도이다.

도11은 압전 방식(piezoelectric type)의 잉크젯 노즐의 개략적인 단면도이다.

도12은 써멀(thermal) 방식의 잉크젯 노즐의 개략적인 단면도이다.

도13은 제3 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법의 순서도이다.

도14는 제3 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법 적용 시, 동시에 분주하여 액체 방울의 간의 충돌을 유발하여 액체 방울을 혼합하는 상태를 나타내는 상태도이다.

도15는 제3 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법 적용 시, 동시에 분주하여 액체 방울 간의 충돌을 유발하여 액체 방울을 혼합시키도록 잉크젯 노즐을 구동시키는 타임 챠트이다.

도16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법의 순서도이다.도17은 제4 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법 적용시, 번갈아 분주하여 혼합 용기 내의 다층 구조의 액체와 액체 방울 간의 충돌을 유발하여, 액체 방울들을 혼합하는 상태를 나타내는 상태도이다.

도18은 제4 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법 적용적용 시, 번갈아 분주하여 혼합 용기 내의 다층 구조의 액체와 액체 방울 간의 충돌을 유발하여, 다층 구조의 액체와 액체 방울을 혼합시키도록 잉크젯 노즐을 구동시키는 타임 챠트이다.

본 발명은 극소량 액체의 혼합 장치 및 그 혼합 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고속으로 작동되는 솔레노이드 밸브 또는 상용화된 잉크젯 노즐을 이용하여 극소량의 액체를 혼합하는 극소량 액체의 혼합 장치 및 그 혼합 방법에 관한 것이다.

극소량의 액체를 분주하는 분주 장치는 크게 3가지로 나누어질 수 있다. 분주 장치는 주사기(syringe)의 구동에 의한 것, 솔레노이드 밸브에 의한 것, 및 압전소자(piezoelectric material)나 열변형(thermal type)을 이용한 잉크젯 노즐에 의한 것을 포함한다.

주사기의 구동에 의한 분주 장치는 1회 분주량으로 최소 1nℓ까지 가질 수 있으나, 일반적으로 비접촉식 분주(noncontact dispensing)를 어렵게 한다. 그러므로 이 분주 장치를 액체 혼합용으로 사용하는 경우, 분주 장치의 오염 가능성이 높다. 그리고 최소 분주량이 다른 분주 장치에 비하여 상대적으로 크므로 그 적용이 제한적이다.

예들 들면, 솔레노이드 밸브는 분주용으로 사용할 시 비접촉식 분주가 가능하다. 그러나 이 솔레노이드 밸브를 이용하는 분주 장치는 잉크젯 노즐을 사용하는 분주 장치에 비하여, 최소 분주량이 수 nℓ 정도로, 최소 분주량에 있어서 더 많다.

본 발명의 목적은 다양한 유체에 사용될 수 있고, 솔레노이드 밸브의 개폐 시간을 조절함에 따라 최소 수백 nℓ/s의 혼합 속도를 가지거나, 잉크젯 노즐의 구동 주파수를 조절하여 최대 수 μℓ/s의 혼합 속도를 가지며, 극소량의 액체를 효과적으로 혼합하고, 고비용의 액체를 사용하는 임상의료기기와 같은 분야에서 반응시간을 줄이는 극소량 액체의 혼합 장치 및 그 혼합 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 장치는, 압송할 혼합 대상 액체를 내장하는 복수의 압력 용기들, 상기 복수의 압력 용기들 각각에 연결되어 상기 압력 용기로부터 압송되는 상기 혼합 대상 액체를 혼합 용기에 분주하는 복수의 솔레노이드 밸브들, 및 상기 솔레노이드 밸브들을 적어도 동시 개방하는 제어 및 번갈아 개폐하는 제어 중 어느 한가지로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 솔레노이드 밸브들은 각 끝에 구비되는 노즐을 포함하며, 상기 노즐들은 상기 혼합 용기의 상방에 경사지게 배치될 수 있다.

상기 솔레노이드 밸브들은, 상기 혼합 용기의 상방 일측에 배치되는 제1 솔레노이드 밸브와, 상기 제1 솔레노이드 밸브와 마주하고 상기 혼합 용기의 상방 다 른 일측에 배치되는 제2 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.

상기 제1 솔레노이드 밸브에 구비되는 제1 노즐과 상기 제2 솔레노이드 밸브에 구비되는 제2 노즐 각각의 직선 방향 제1, 제2 연장선은, 상기 혼합 용기의 수직 상방 한 점에서 만날 수 있다.

또한, 제1 솔레노이드 밸브에 구비되는 제1 노즐과 상기 제2 솔레노이드 밸브에 구비되는 제2 노즐 각각의 직선 방향 제1, 제2 연장선은, 상기 혼합 용기 내의 한 점에서 만날 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 극소량 액체 혼합 장치는, 상기 압력 용기들 각각에 연결되는 정압기, 및 상기 정압기에 연결되는 공기 압축기를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법은, 복수의 압력 용기들에 내장된 혼합 대상 액체를 압송하는 제10 단계, 및 상기 제10 단계에서 압송되는 혼합 대상 액체를 혼합 용기에 분주하도록 각 압력 용기들에 연결된 솔레노이드 밸브들을 적어도 동시에 개방하는 제어 및 번갈아 개폐하는 제어 중 어느 한가지로 제어하는 제20 단계를 포함할 수 있다.

상기 제20 단계는, 상기 솔레노이드 밸브들은 동시에 개방 제어하는 제21 단계, 및 상기 솔레노이드 밸브들 각 끝에 구비되는 노즐을 통과한 상기 혼합 대상 액체들의 액체 방울들을 상기 혼합 용기의 상방에서 서로 충돌 혼합시키는 제22 단계를 포함할 수 있다.

상기 혼합 대상 액체들은 제1, 제2 혼합 액체를 포함하며, 상기 솔레노이드 밸브들은, 상기 제1 혼합 대상 액체를 분주하는 제1 솔레노이드 밸브와 상기 제2 혼합 대상 액체를 분주하는 제2 솔레노이드 밸브를 포함하고, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브들 각 끝에 구비되는 제1, 제2 노즐을 포함하며, 상기 제21 단계는, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브들을 동시에 개방 제어하고, 상기 제22 단계는, 상기 제1, 제2 노즐을 통과한 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체들 각각의 제1, 제2 액체 방울들을 상기 혼합 용기의 상방에서 서로 충돌 혼합시킬 수 있다.

상기 제21 단계는, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브의 폐쇄 시간을 다르게 하여 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체로 형성되는 혼합 액체의 혼합비를 결정할 수 있다.

상기 제20 단계는, 상기 솔레노이드 밸브들은 번갈아 개폐 제어하는 제221 단계, 및 상기 솔레노이드 밸브들 각 끝에 구비되는 노즐을 통과한 상기 혼합 대상 액체들의 액체 방울들을 상기 혼합 용기 내의 혼합 액체에 번갈아 충돌 혼합시키는 제222 단계를 포함할 수 있다.

상기 혼합 대상 액체들은 제1, 제2 혼합 대상 액체를 포함하며, 상기 솔레노이드 밸브들은 상기 제1 혼합 대상 액체를 분주하는 제1 솔레노이드 밸브와 상기 제2 혼합 대상 액체를 분주하는 제2 솔레노이드 밸브를 포함하고, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브들 각 끝에 구비되는 제1, 제2 노즐을 포함하며, 상기 제221 단계는, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브들을 번갈아 개폐 제어하고, 상기 제222 단계는, 상기 제1, 제2 노즐을 통과한 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체들의 제1, 제2 액체 방울들을 상기 혼합 용기 내의 기존에 분주된 혼합 액체에 번갈아 충돌 혼합시 킬 수 있다.

상기 제221 단계는, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브의 개폐 시간을 다르게 하여 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체로 형성되는 혼합 액체의 혼합비를 결정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 장치는, 혼합 대상 액체를 내장하여 압송하는 복수의 디스펜서들, 상기 복수의 디스펜서들 각각에 연결되어 압송되는 상기 혼합 대상 액체를 혼합 용기에 분주하는 복수의 잉크젯 노즐들, 및 상기 잉크젯 노즐들을 적어도 동시 구동 제어 및 번갈아 개폐하는 제어 중 어느 한가지로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 잉크젯 노즐들은 상기 혼합 용기의 상방에 경사지게 배치될 수 있다.

상기 잉크젯 노즐들은, 상기 혼합 용기의 상방 일측에 배치되는 제1 잉크젯 노즐과, 상기 제1 잉크젯 노즐과 마주하고 상기 혼합 용기의 상방 다른 일측에 배치되는 제2 잉크젯 노즐을 포함할 수 있다.

상기 제1 잉크젯 노즐과 상기 제2 잉크젯 노즐 각각의 직선 방향 제1, 제2 연장선은, 상기 혼합 용기의 수직 상방 한 점에서 만날 수 있다.

상기 제1 잉크젯 노즐과 상기 제2 잉크젯 노즐 각각의 직선 방향 제1, 제2 연장선은, 상기 혼합 용기 내의 한 점에서 만날 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법은, 복수의 디스펜서들에 내장된 혼합 대상 액체를 압송하는 제310 단계, 및 상기 제310 단계에서 압송되는 혼합 대상 액체를 혼합 용기에 분주하도록, 각 디스펜서들에 연결된 잉크 젯 노즐들의 구동전압 및 주파수를 조절하면서, 상기 잉크젯 노즐들을 적어도 동시 구동 제어 및 번갈아 구동 제어 중 어느 한가지로 제어하는 제320 단계를 포함할 수 있다.

상기 제320 단계는, 상기 잉크젯 노즐들을 동시에 구동 제어하는 제321 단계, 및 상기 잉크젯 노즐들을 통과한 상기 혼합 대상 액체들의 액체 방울들을 상기 혼합 용기의 상방에서 서로 충돌 혼합시키는 제322 단계를 포함할 수 있다.

상기 혼합 대상 액체들은 제1, 제2 혼합 대상 액체를 포함하며, 상기 잉크젯 노즐들은, 상기 제1 혼합 대상 액체를 분주하는 제1 잉크젯 노즐과, 상기 제2 혼합 대상 액체를 분주하는 제2 잉크젯 노즐을 포함하며, 상기 제321 단계는, 상기 제1, 제2 잉크젯 노즐들을 동시에 구동 제어하고, 상기 제322 단계는, 상기 제1, 제2 잉크젯 노즐들을 통과한 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체들 각각의 제1, 제2 액체 방울들을 상기 혼합 용기의 상방에서 서로 충돌 혼합시킬 수 있다.

상기 제321 단계는, 상기 제1, 제2 잉크젯 노즐의 구동 전압 및 주파수를 다르게 하여, 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체로 형성되는 혼합 액체의 혼합비를 결정할 수 있다.

상기 제320 단계는, 상기 잉크젯 노즐들을 번갈아 구동 제어하는 제421 단계, 및 상기 잉크젯 노즐을 통과한 상기 혼합 대상 액체들의 액체 방울들을 상기 혼합 용기 내의 혼합 액체에 번갈아 충돌 혼합시키는 제422 단계를 포함할 수 있다.

상기 혼합 대상 액체들은 제1, 제2 혼합 대상 액체를 포함하며, 상기 잉크젯 노즐들은, 상기 제1 혼합 대상 액체를 분주하는 제1 잉크젯 노즐과, 상기 제2 혼합 대상 액체를 분주하는 제2 잉크젯 노즐을 포함하며, 상기 제421 단계는, 상기 제1, 제2 잉크젯 노즐들을 번갈아 구동 제어하고, 상기 제422 단계는, 상기 제1, 제2 잉크젯 노즐을 통과한 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체들의 액체 방울들을 상기 혼합 용기 내의 혼합 액체에 번갈아 충돌 혼합시킬 수 있다.

상기 제421 단계는, 상기 제1, 제2 잉크젯 노즐의 구동 전압 및 주파수를 다르게 하여, 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체로 형성되는 혼합 액체의 혼합비를 결정할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 장치의 구성도이다. 이 도면을 참조하면, 극소량 액체의 혼합 장치는 복수 종류의 혼합 대상 액체를 각각 극소량으로 분주하여 신속하게 혼합할 수 있도록 구성된다. 편의상, 본 실시예에 예시되는 극소량 액체 혼합 장치는 2종류의 혼합 대상 액체를, 예를 들면, 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 혼합할 수 있도록 구성되어 있다.

이 극소량 액체의 혼합 장치는 복수의 압력 용기들, 예를 들면, 제1, 제2 압 력 용기들(11, 12)과, 복수의 솔레노이드 밸브들, 예를 들면, 제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22), 및 제어부(30)를 포함한다. 또한 이 극소량 액체의 혼합 장치는 정압기(41)와 공기 압축기(42)를 포함한다.

공기 압축기(42)는 압축 공기를 발생하여 이의 출구로 압축 공기를 공급한다. 정압기(41)는 공기 압축기(42)에 제1 라인(43)으로 연결되어 공기 압축기(42)에서 생성된 압축 공기를 정압으로 제어한다.

제1, 제2 압력 용기들(11, 12)은 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 각각 내장하고 있다. 이 제1, 제2 압력 용기들(11, 12)은 제2 라인(44)을 통하여 각각 정압기(41)에 연결된다. 이 정압기(41)의 제어에 따라 제1, 제2 압력 용기들(11, 12)은 내부에 정압을 유지한다. 이 압력에 의하여, 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)는 제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22)로 각각 공급된다.

이를 위하여, 제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22)은 제3, 제4 라인(45, 46)을 통하여 제1, 제2 압력 용기들(11, 12)에 각각 연결된다. 따라서 제1, 제2 압력 용기들(11, 12)에 내장된 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)는 제3, 제4 라인(45, 46)을 통하여 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)로 공급된다.

제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22)은 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 각각 분주하도록 끝에 제1, 제2 노즐들(23, 24)을 각각 구비한다. 이 제1, 제2 노즐들(23, 24)은 혼합 용기(51)를 향하고, 이 혼합 용기(51)는 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 혼합하여 형성되는 혼합 액체(LQ3)를 내장한다.

제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)는 이 혼합 용기(51)의 상방에 경사지게 배치된다. 따라서 제1 솔레노이드 밸브(21)와 제1 노즐(23)은 제1 연장선(EL1)을 형성하고, 제2 솔레노이드 밸브(23)와 제2 노즐(24)은 제2 연장선(EL2)을 형성한다(도3 참조).

제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)는 혼합 용기(51)의 상방에 배치됨에 있어서, 서로 마주하는 위치에 배치된다. 즉 도1의 상방에서 아래를 향하여 볼 때, 평면 상태에서 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)는 180도 각도를 유지하여 배치된다. 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)의 배치를 서로 마주하는 대칭 구조로 형성함에 따라, 제1, 제2 노즐(23, 24)에서 분주되는 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)의 각 제1, 제2 액체 방울(DL1, DL2)은 보다 균일하게 혼합될 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브의 배치 각도는 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)와 같이 2개인 경우 180도로 형성되고, 솔레노이드 밸브가 3개, 4개, 또는 그 이상인 경우 각각 120도, 90도, 또는 이보다 작은 각도로 각각 형성된다. 즉 솔레노이드 밸브들은 등각으로 배치된다.

도2 및 도3을 참조하면, 제1, 제2 노즐(23, 24)의 제1, 제2 연장선(EL1, EL2)은 혼합 용기(51)의 수직 상방에 형성되는 제1 점(P1)에서 만난다. 이로 인하여, 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)의 동시 개방 제어시, 제1, 제2 노즐(23, 24)로 분주되는 극소량의 제1, 제2 액체 방울들(DL1, DL2)은 상기 제1 점(P1)에서 서로 충돌되어 혼합되어, 제3 혼합 액체 방울(DL3)을 형성한다.

이 충돌에 따른 충돌 에너지에 의하여, 제1, 제2 액체 방울들(DL1, DL2)은 제3 혼합 액체 방울(DL3)을 형성하면서 1차로 혼합되고, 이어서 제3 혼합 액체 방 울(DL3)은 혼합 용기(51)에 떨어지면서 중력 에너지에 의하여 2차로 혼합되어 상기한 혼합 액체(LQ3)를 형성한다.

이때, 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)는 적어도 동시에 개방 제어되고 동시에 폐쇄 제어될 수 있다. 이 경우, 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)는 1:1의 비율로 혼합 액체(LQ3)을 형성한다.

도2 및 도4을 참조하면, 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)가 동시에 개방 제어된 후, 제1 솔레노이드 밸브(21)가 먼저 폐쇄 제어되고, 제2 솔레노이드 밸브(22)가 나중에 폐쇄 제어된다.

제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 23)의 구동 전압이 같으면서 이의 개방 시간(T1, T2)에 차이(T1<T2)가 있으므로 혼합 액체(LQ3)는 제1 혼합 대상 액체(LQ1)의 양에 비하여 더 많은 양의 제2 혼합 대상 액체(LQ2)의 포함한다(LQ1<LQ2). 즉 도4는 혼합 액체(LQ3)에서 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)의 혼합비가 1:1 이외의 비율을 가지고 형성될 수 있다는 것을 보여 준다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 개방 기간이 길어지면, 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)는 많은 양의 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 각각 분주한다(도5 참조). 반대로 개방 시간이 짧아지면, 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)는 적은 양의 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 각각 분주한다. 따라서 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 소정의 혼합비로 분주하기 위하여, 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)의 개방 시간을 서로 다르게 할 수 있다.

제어부(30)는 상기와 같이 다양한 구동 신호를 생성하여 제1, 제2 솔레노이 드 밸브(21, 22)를 제어하도록 구성된다. 예를 들면, 제어부(30)는 TTL(Transistor Transistor Logic) 신호를 기반으로 하여 다양한 구동 신호를 생성하는 제어 회로로 형성된다.

이상의 도2 내지 도4는 제1 실시예에 따른 극소량 액체 혼합 방법을 설명하기 위한 혼합 장치의 구성을 나타내고 있다. 이하의 도6 내지 도9는 제2 실시예에 따른 극소량 액체 혼합 방법을 설명하기 위한 혼합 장치의 구성을 나타낸다.

제1, 제2 실시예의 극소량 액체 혼합 방법을 구현하는 극소량 액체의 혼합 장치는 전체적으로 유사 내지 동일한 구성을 가지므로 이러한 부분에 대한 설명을 생략한다.

도6 및 도7을 참조하면, 제1, 제2 노즐(23, 24)의 제1, 제2 연장선(EL21, EL22)은 혼합 용기(51) 내의 제2 점(P2)에서 만난다. 이로 인하여, 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)를 번갈아 개방 제어시, 제1, 제2 노즐(23, 24)로부터 번갈아 분주되는 극소량의 제1, 제2 액체 방울들(DL21, DL22)은 혼합 용기(51) 내의 혼합 액체(LQ3)에 형성되는 제2 점(P2)에 번갈아 충돌 혼합되어 상기한 혼합 액체(LQ3)를 형성한다. 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)의 배치에 따라, 제2 점(P2)의 위치는 혼합 용기(51) 내에서 일치될 수도 있고 서로 어긋날 수도 있다. 도7은 제2 점(P2)의 위치가 서로 어긋나는 것을 보여준다.

이때, 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)는 번갈아 개방 제어되고 번갈아 폐쇄 제어될 수 있다. 이때, 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)는 1:1의 비율로 혼합 액체(LQ3)을 형성한다.

도6 및 도8을 참조하면, 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)가 번갈아 개방 및 폐쇄 제어되며, 또한, 제1 솔레노이드 밸브(21)의 개방 시간보다 제2 솔레노이드 밸브(22)의 개방 시간이 더 길게 제어된다.

제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 23)의 구동 전압이 같으면서 이의 개방 시간(T21, T22)에 차이(T21<T22)가 있으므로 혼합 액체(LQ3)는 제1 혼합 대상 액체(LQ1)의 양에 비하여 더 많은 양의 제2 혼합 대상 액체(LQ2)의 포함한다(LQ1<LQ2). 즉 도7은 혼합 액체(LQ3)에서 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)의 혼합비가 1:1 이외의 비율을 가지고 형성될 수 있다는 것을 보여 준다.

또한, 도9는 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)가 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 번갈아 분주하여 혼합하는 경우, 다층 구조의 혼합 액체(LQ4)와 제1, 제2 액체 방울(DL21, DL21)의 충돌로 인하여, 다층 구조의 혼합 액체(LQ4)가 휘저어지는 상태를 보여 준다.

이와 같이 제1, 제2 액체 방울들(DL21, DL22)은 혼합 용기(51) 내의 혼합 액체(LQ4)에 충돌되면서, 이 혼합 액체(LQ4)를 휘저어서 혼합 액체(LQ4)를 형성한다.

이상에서는 극소량 액체 혼합 장치에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 이 혼합 장치를 이용하는 극소량 액체 혼합 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도2 내지 제4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법은 크게 제10, 제20, 및 제30 단계들(ST10, ST20, ST30)을 포함한다.

제10 단계(ST10)은 제1, 제2 압력 용기들(11, 12)에 내장된 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)에 각각 압송한다.

제20 단계(ST20)는 압송되는 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 제1, 제2 압력 용기들(11, 12)에 연결된 제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22)을 소정의 구동전압으로 동시에 개방 제어하여 혼합 용기(51)에 분주한다.

제20 단계(ST20)는 제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22)을 소정의 구동전압으로 제어하는 제21 단계(ST21), 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)의 제1, 제2 액체 방울들(DL1, DL2)을 혼합 용기(51)의 상방 제1 점(P1)에서 서로 충돌 혼합시키는 제22 단계(ST22), 및 이 충돌 혼합된 제1, 제2 액체 방울들(DL1, DL2)로 제3 혼합 액체 방울(DL3)을 형성하는 단계(ST23)를 포함한다(도3 참조).

제21 단계(ST21)는 적어도 제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22)을 동시에 개방 제어한다. 따라서 제21 단계(ST21)는 제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22)을 개방 제어한 후, 폐쇄 제어는 동시(T1=T2)에 또는 시차(T1≠T2)를 두고 이루어질 수 있다. 동시에 폐쇄 제어되는 경우(T1=T2) 혼합비는 1:1이 되고, 시차를 두고 폐쇄 제어되는 경우(T1≠T2) 혼합비는 1:1 이외로 될 수 있다.

따라서 제21 단계(ST21)는 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)의 폐쇄 시간(T1, T2)를 다르게(T1≠T2) 하여(도4 참조) 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)로 형성되는 혼합 액체(LQ3)의 혼합비를 1:1이 아닌 다른 비율로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

제22 단계(ST22)는 제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22) 각 끝에 구비되는 제1, 제2 노즐(23, 24)을 통과한 제1, 제2 혼합 대상 액체들(LQ1, LQ2)의 제1, 제2 액체 방울들(DL1, DL2)을 혼합 용기(51)의 상방 제1 점(P1)에서 서로 충돌 혼합시 킨다.

제23 단계(ST23)는 제1, 제2 액체 방울들(DL1, DL2)의 충돌 에너지에 의하여 제1, 제2 액체 방울들(DL1, DL2)을 서로 혼합하여, 제3 혼합 액체 방울(DL3)을 형성한다.

제30 단계(ST30)는 제23 단계(ST23)에서 형성된 제3 혼합 액체 방울(DL3)이 혼합 용기(51) 내에 떨어짐으로써, 상기 혼합 비율을 가지는 혼합 액체(LD3)을 형성한다.

한편, 도6 내지 도8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법은 전체적으로 상기 제1 실시예와 유사 내지 동일하다. 따라서 제2 실시예에서는 동일한 부분에 대한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대하여 설명한다.

제2 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법은 크게 제10, 제220, 및 제230 단계들(ST10, ST220, ST230)을 포함한다.

제220 단계(ST220)는 압송되는 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 혼합 용기(51)에 분주한다. 이를 위하여, 제1, 제2 압력 용기들(11, 12)에 연결된 제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22)는 소정의 구동전압으로 번갈아 개폐 제어된다.

제220 단계(ST220)는 제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22)를 소정의 구동전압으로 제어하는 제221 단계(ST221)와, 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)의 제1, 제2 액체 방울들(DL21, DL22)를 혼합 액체(LQ23) 내의 제2 점(P2)에 번갈아 충돌 혼합시키는 제222 단계(ST22)를 포함한다(도7 참조).

제221 단계(ST221)는 제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22)을 소정의 구동전 압으로 번갈아 개폐 제어한다. 또한, 제221 단계(ST221)는 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)의 개폐 시간(T21, T22)를 다르게 하여(도8 참조) 제어할 수 있다. 개폐 시간이 같은 경우(T21=T22) 혼합비는 1:1이 되고, 개폐 시간이 다른 경우(T21≠T22) 혼합비는 1:1 이외로 될 수 있다.

따라서 제221 단계(ST221)는 제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)의 개폐 시간을 다르게(T21≠T22) 하여(도8 참조), 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)로 형성되는 혼합 액체(LQ3)의 혼합비를 1:1이 아닌 다른 비율로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

제1, 제2 솔레노이드 밸브(21, 22)의 개폐 시간(T21, T22)은 혼합비를 결정하는 제1, 제2 액체 방울(DL21, DL22)의 크기와 간격(C1, C2)을 결정한다(도7 참조).

제222 단계(ST222)는 제1, 제2 솔레노이드 밸브들(21, 22) 각 끝에 구비되는 제1, 제2 노즐(23, 24)을 통과한 제1, 제2 혼합 대상 액체들(LQ1, LQ2)의 제1, 제2 액체 방울들(DL21, DL22)을 혼합 용기(51) 내의 혼합 액체(LQ3)에 번갈아 충돌 혼합시킨다.

제230 단계(ST230)는 제222 단계(ST222)에서 번갈아 분주되는 제1, 제2 액체 방울들(DL1, DL2)이 혼합 용기(51) 내에 떨어짐으로써, 상기 혼합 비율을 가지는 혼합 액체(LQ3)를 형성한다.

도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 장치의 구성도이다. 전체적인 구성에서, 제2 실시예의 극소량 액체 혼합 장치는 제1 실시예의 극소 량 액체 혼합 장치와 유사 내지 대응 구조로 형성된다. 따라서 여기서는 제1 실시예와 동일한 부분에 대한 설명을 생략하고, 제1 실시예와 다른 부분에 대하여 설명한다.

제2 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 장치는 복수의 디스펜서들, 예를 들면, 제1, 제2 디스펜서들(311, 312)과, 복수의 잉크젯 노즐들, 예를 들면, 제1, 제2 잉크젯 노즐들(323, 324) 및 제어부(30)를 포함한다.

제1, 제2 디스펜서들(311, 312)은 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 각각 내장하고, 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)에 각각 압송한다.

제1, 제2 디스펜서(311, 312)는 제3, 제4 라인(345, 346)에 의하여 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)에 각각 연결된다. 따라서 제1, 제2 디스펜서들(311, 312)의 작동에 의하여, 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)는 제1, 제2 잉크젯 노즐들(323, 324)로 각각 공급된다. 예를 들면, 제1, 제2 디스펜서들(311, 312)은 주사기로 형성될 수 있다.

제1, 제2 잉크젯 노즐들(323, 324)은, 도11에 도시된 바와 같이, 압전 방식(piezoelectric type)으로 형성될 수 있고, 도12에 도시된 바와 같이 써멀(thermal) 방식으로 형성될 수 있다.

도11 및 도12를 참조하여 제1, 제2 잉크젯 노즐들(323, 324)를 보다 구체적으로 설명한다. 편의상, 제1 잉크젯 노즐(323)은 압전 방식으로 형성되고, 제2 잉크젯 노즐(324)은 써멀 방식으로 형성된다.

도11의 압전 방식의 제1 잉크젯 노즐(323)은 압전 소자(10)에 의한 압력으로 잉크(I)를 밀어 내도록 구성된다. 도11의 써멀 방식의 제2 잉크젯 노즐(324)은 히터(20)의 가열에 의한 열로 잉크(I)를 토출하도록 구성된다.

압전 소자(10) 또는 히터(20)에 의한 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)은 1회 분주량으로 최소 pℓ에서 nℓ단위까지 가능하다. 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)은 최대 수십 kHz까지 반응 가능하므로 수㎕/s의 분주 속도를 가질 수 있다. 이 분주 속도는 솔레노이드 밸브 또는 주사기를 이용하는 방식보다 느리다. 그러나 1회 분주량이 솔레노이드 밸브 또는 주사기를 이용하는 방식보다 작으므로 작은 방울의 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 효과적으로 혼합할 수 있다.

제1, 제2 잉크젯 노즐들(323, 423)은 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 혼합하여 형성되는 혼합 액체(LQ3)를 내장하는 혼합 용기(51)를 향한다. 즉, 제1, 제2 잉크젯 노즐들(323, 324)은 혼합 용기(51)의 상방에 경사지게 배치된다. 따라서 제1 잉크젯 노즐(323)은 제1 연장선(EL31)을 형성하고, 제2 잉크젯 노즐(324)은 제2 연장선(EL32)을 형성한다(도14 참조).

제1, 제2 잉크젯 노즐들(323, 324)는 혼합 용기(51)의 상방에 배치됨에 있어서, 서로 마주하는 위치에 배치된다. 따라서 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)에서 분주되는 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)의 각 제1, 제2 액체 방울(DL31, DL32) 은 보다 균일하게 혼합될 수 있다.

도13 및 도14를 참조하면, 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)의 제1, 제2 연장선(EL31, EL32)은 혼합 용기(51)의 수직 상방에 형성되는 제1 점(P1)에서 만난다. 이로 인하여, 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)의 동시 구동 제어시, 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)에서 분주되는 극소량의 제1, 제2 액체 방울들(DL31, DL32)은 상기 제1 점(P1)에서 서로 충돌되어 제3 혼합 액체 방울(DL33)을 형성한다.

이 충돌에 따른 충돌 에너지에 의하여, 제1, 제2 액체 방울들(DL31, DL32)은 제3 액체 방울(DL33)을 형성하면서 1차로 혼합되고, 이어서 제3 혼합 액체 방울(DL33)이 혼합 용기(51)에 떨어지면서 중력 에너지에 의하여 2차로 혼합되어 혼합 액체(LQ3)를 형성한다.

제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)이 동일한 구동전압(V1=V2) 및 주파수에 의하여 동시에 구동 제어될 수 있다. 이 경우, 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)는 1:1의 비율로 혼합 액체(LQ3)을 형성한다.

도15를 참조하면, 제1, 제2의 잉크젯 노즐(323, 324)은 동시에 구동 제어되지만, 구동전압(V1, V2)에 차이가(V1<V2)가 있다. 이 구동전압의 차이(V1<V2)에 따라 압전물질의 부피변화가 다르게 된다. 예를 들면, 써멀 방식의 경우, 생기는 버블(B, 도12 참조)의 크기가 달라진다. 혼합 액체(LQ3)는 제1 혼합 대상 액체(LQ31)의 양에 비하여 더 많은 양의 제2 혼합 대상 액체(LQ2)를 포함한다(LQ31<LQ32). 즉 도15는 혼합 액체(LQ3)에서 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ31, LQ32)의 혼합비가 1:1 이외의 비율로 되는 것을 보여 준다. 또한 압전물질을 사용하는 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)은 상기 1:1 이외의 비율을 가지고 혼합 액체(LQ3)를 형성할 수 있다.

이상의 도11 내지 도15는 제3 실시예에 따른 극소량 액체 혼합 방법을 설명 하기 위한 혼합 장치의 구성을 나타낸다. 이하의 도16 내지 도18은 제4 실시예에 따른 극소량 액체 혼합 방법을 설명하기 위한 혼합 장치의 구성을 나타낸다.

도16 및 도17을 참조하면, 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)의 제1, 제2 연장선(EL41, EL42)은 혼합 용기(51) 내의 제2 점(P2)에서 만난다. 이로 인하여, 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)을 번갈아 구동 제어시, 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)로부터 번갈아 분주되는 극소량의 제1, 제2 액체 방울들(DL41, DL42)은 혼합 용기(51) 내의 혼합 액체(LQ3)에 형성되는 제2 점(P2)에 번갈아 충돌되어 혼합 액체(LQ3)을 형성한다. 이때, 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)는 1:1의 비율로 혼합 액체(LQ3)을 형성한다.

제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)이 동일한 구동전압(V1=V2) 및 주파수로 동시에 구동 제어되는 경우, 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)는 1:1의 비율로 혼합 액체(LQ3)을 형성한다.

도16 및 도18을 참조하면, 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)이 번갈아 구동되며, 제1 잉크젯 노즐(323)의 구동전압(V1)보다 제2 잉크젯 노즐(324)의 구동전압(V2)이 더 높다.

도18을 참조하면, 제1, 제2의 잉크젯 노즐(323, 324)은 동시에 구동 제어되고, 구동전압(V1, V2)은 차이(V1<V2)를 가진다. 혼합 액체(LQ3)는 제1 혼합 대상 액체(LQ31)의 양에 비하여 더 많은 양의 제2 혼합 대상 액체(LQ2)를 포함한다(LQ31<LQ32). 즉 도18은 혼합 액체(LQ3)에서 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ31, LQ32)의 혼합비가 1:1 이외의 비율을 가지고 형성될 수 있다는 것을 보여 준다.

이상에서는 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)을 사용한 극소량 액체 혼합 장치에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 이 혼합 장치를 이용하는 극소량 액체 혼합 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도13 내지 도15를 참조하면, 제3 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법은 크게 제310, 제320, 및 제330 단계들(ST310, ST320, ST330)을 포함한다.

제310 단계(ST310)은 제1, 제2 디스펜서들(311, 312)에 내장된 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)에 각각 압송한다.

제310 단계(ST310)은 제1, 제2 디스펜서들(311, 312)의 압송 또는 모세관 현상을 이용하여, 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)의 내부에 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 압송한다.

제320 단계(ST320)는 압송되는 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 제1, 제2 디스펜서(311, 312)에 연결된 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)을 소정의 구동전압(V1, V2) 및 주파수로 동시에 구동 제어하여, 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 혼합 용기(51)에 분주한다.

제320 단계(ST320)는 제1, 제2 잉크젯 노즐들(323, 324)을 소정의 구동전압 및 주파수로 동시에 구동 제어하는 제321 단계(ST321), 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)의 제1, 제2 액체 방울들(DL31, DL32)을 혼합 용기(51)의 상방 제1 점(P1)에서 서로 충돌 혼합시키는 제322 단계(ST322), 및 이 충돌 혼합된 제1, 제2 액체 방울들(DL31, DL32)로 제3 혼합 액체 방울(DL3)을 형성하는 단계(ST323)를 포함한다(도14 참조).

제321 단계(ST321)는 적어도 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)을 동시에 구동 제어한다. 동일한 구동전압(V1=V2) 및 주파수를 사용할 경우 1:1의 혼합비가 형성되고, 구동전압을 다르게 할 경우 1:1 이외로 혼합비를 가지는 혼합 액체를 형성한다. 또한 1회 분주량이 다른 잉크젯 노즐(예를 들면, 압전물질의 부피변화 차이를 가지는 잉크젯 노즐)을 사용할 경우에도 1:1 이외의 혼합비를 가지는 혼합 액체가 형성된다. 제321 단계(ST321)는 위와 같은 방법으로 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)로 형성되는 혼합 액체(LQ3)의 혼합비를 1:1이 아닌 다른 비율로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

제322 단계(ST322)는 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)을 통과한 제1, 제2 혼합 대상 액체들(LQ1, LQ2)의 제1, 제2 액체 방울들(DL31, DL32)을 혼합 용기(51)의 상방 제1 점(P1)에서 서로 충돌 혼합시킨다.

제323 단계(ST323)는 제1, 제2 액체 방울들(DL1, DL2)의 충돌 에너지에 의하여 제1, 제2 액체 방울들(DL31, DL32)을 서로 혼합하여, 제3 혼합 액체 방울(DL3)을 형성한다.

제330 단계(ST330)는 제323 단계(ST323)에서 형성된 제3 혼합 액체 방울(DL33)이 혼합 용기(51) 내에 떨어짐으로써 상기 혼합 비율을 가지는 혼합 액체(LQ3)를 형성한다. 혼합 용기(51)에 혼합된 액체가 떨어짐으로써 혼합 용기(51)에 대한 충돌로 인해 혼합의 성능이 증가된다.

한편, 도16 내지 도18을 참조하면, 제4 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법은 전체적으로 상기 제3 실시예와 유사 내지 동일하다. 따라서 제4 실시예에서 는 동일한 부분에 대한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대하여 설명한다.

제4 실시예에 따른 극소량 액체의 혼합 방법은 크게 제310, 제420, 및 제430 단계들(ST310, ST420, ST430)을 포함한다.

제420 단계(ST420)는 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)을 소정의 구동전압(V1, V2) 및 주파수로 번갈아 구동을 제어하여, 제1, 제2 디스펜서(311, 312)에 연결되어 압송되는 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)를 번갈아 혼합 용기(51)에 분주한다.

제420 단계(ST420)는 제1, 제2 잉크젯 노즐들(323, 324)을 소정의 구동전압(V1, V2) 및 주파수로 제어하는 제421 단계(ST421)와, 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)의 제1, 제2 액체 방울들들(DL421, DL422)를 혼합 액체(LQ43) 내의 제2 점(P2)에 번갈에 충돌 혼합시키는 제422 단계(ST422)를 포함한다(도17 참조).

제421 단계(ST421)는 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)을 소정의 구동전압 및 주파수로 번갈아 구동 제어한다. 동일한 구동전압(V1=V2)을 사용할 경우 1:1의 혼합비가 형성되고, 구동전압을 다르게 할 경우 1:1 이외로 혼합비를 가지는 혼합 액체를 형성한다. 제421 단계(ST421)는 위와 같은 방법으로 제1, 제2 혼합 대상 액체(LQ1, LQ2)로 형성되는 혼합 액체(LQ3)의 혼합비를 1:1이 아닌 다른 비율로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

제422 단계(ST422)는 제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)을 통과한 제1, 제2 혼합 대상 액체들(LQ1, LQ2)의 제1, 제2 액체 방울들(DL41, DL42)을 혼합 용기(51) 내의 혼합 액체(LQ3)에 번갈아 충돌 혼합시킨다(도시 생략, 도9 참조).

제430 단계(ST430)는 제422 단계(ST422)에서 번갈아 분주되는 제1, 제2 액체 방울(DL41, DL42)이 혼합 용기(51) 내에 떨어짐으로써 상기 혼합 비율을 가지는 혼합 액체(LQ3)를 형성한다.

제1, 제2 잉크젯 노즐(323, 324)을 제어하는 구동전압 및 주파수에 대하여 정리하면 다음과 같다. 도15의 제3 실시예는 구동전압들이 서로 다르고 구동전압의 주파수들이 서로 같은 것을 예시한다. 도18의 제4 실시예는 구동전압들이 서로 다르고, 구동전압의 주파수들이 서로 같을 것을 예시한다. 이에 더하여, 도15의 제3 실시예와 도18의 제4 실시예를 비교하면, 구동전압의 주파수들이 서로 다르다는 것을 알 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 압력 용기에 각각 연결되는 복수의 솔레노이드 밸브들을 적어도 동시에 개방 제어하거나 번갈아 개폐 제어하여, 각 솔레노이드 밸브에 구비된 노즐들로 혼합 대상 액체를 분주하여 혼합 액체를 형성하는 효과가 있다. 이때, 솔레노이드 밸브들의 개폐 시간의 조절에 따라 신속한 혼합 속도를 가지며, 극소량의 액체를 혼합하며, 혼합 액체의 혼합비를 조절하는 효과가 있다. 또한, 고비용의 액체를 사용하는 임상의료기기와 같은 분야에 적용하는 경우 반응시간을 줄이는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 잉크젯 노즐들을 동시에 구동하거나 번갈아 구동 제어하여, 혼합 대상 액체를 분주하여, 혼합 액체를 형성하는 효과가 있다. 이때, 잉크젯 노즐들의 구동전압 및 주파수를 조절함에 따라 신속한 혼합 속도를 가지며, 극소량의 액체를 혼합하며, 혼합 액체의 혼합비를 조절하는 효과가 있다.

Claims

압송할 혼합 대상 액체를 내장하는 복수의 압력 용기들;

상기 복수의 압력 용기들 각각에 연결되어 상기 압력 용기로부터 압송되는 상기 혼합 대상 액체를 혼합 용기에 분주하는 복수의 솔레노이드 밸브들; 및

상기 솔레노이드 밸브들을 적어도 동시 개방하는 제어 및 번갈아 개폐하는 제어 중 어느 한가지로 제어하는 제어부를 포함하는 극소량 액체의 혼합 장치.
제1항에 있어서,

상기 솔레노이드 밸브들은 각 끝에 구비되는 노즐을 포함하며,

상기 노즐들은 상기 혼합 용기의 상방에 경사지게 배치되는 극소량 액체의 혼합 장치.
제2항에 있어서,

상기 솔레노이드 밸브들은,

상기 혼합 용기의 상방 일측에 배치되는 제1 솔레노이드 밸브와,

상기 제1 솔레노이드 밸브와 마주하고 상기 혼합 용기의 상방 다른 일측에 배치되는 제2 솔레노이드 밸브를 포함하는 극소량 액체 혼합 장치.
제3항에 있어서,

상기 제1 솔레노이드 밸브에 구비되는 제1 노즐과 상기 제2 솔레노이드 밸브에 구비되는 제2 노즐 각각의 직선 방향 제1, 제2 연장선은,

상기 혼합 용기의 수직 상방 한 점에서 만나는 극소량 액체의 혼합 장치.
제3항에 있어서,

상기 제1 솔레노이드 밸브에 구비되는 제1 노즐과 상기 제2 솔레노이드 밸브에 구비되는 제2 노즐 각각의 직선 방향 제1, 제2 연장선은,

상기 혼합 용기 내의 한 점에서 만나는 극소량 액체의 혼합 장치.
제3항에 있어서,

상기 압력 용기들 각각에 연결되는 정압기; 및

상기 정압기에 연결되는 공기 압축기를 포함하는 극소량 액체의 혼합 장치.
복수의 압력 용기들에 내장된 혼합 대상 액체를 압송하는 제10 단계; 및

상기 제10 단계에서 압송되는 혼합 대상 액체를 혼합 용기에 분주하도록 각 압력 용기들에 연결된 솔레노이드 밸브들을 적어도 동시에 개방하는 제어 및 번갈아 개폐하는 제어 중 어느 한가지로 제어하는 제20 단계를 포함하는 극소량 액체의 혼합 방법.
제7항에 있어서,

상기 제20 단계는,

상기 솔레노이드 밸브들은 동시에 개방 제어하는 제21 단계, 및

상기 솔레노이드 밸브들 각 끝에 구비되는 노즐을 통과한 상기 혼합 대상 액체들의 액체 방울들을 상기 혼합 용기의 상방에서 서로 충돌 혼합시키는 제22 단계를 포함하는 극소량 액체의 혼합 방법.
제8항에 있어서,

상기 혼합 대상 액체들은 제1, 제2 혼합 대상 액체를 포함하며,

상기 솔레노이드 밸브들은,

상기 제1 혼합 대상 액체를 분주하는 제1 솔레노이드 밸브와

상기 제2 혼합 대상 액체를 분주하는 제2 솔레노이드 밸브를 포함하고,

상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브들 각 끝에 구비되는 제1, 제2 노즐을 포함하며,

상기 제21 단계는, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브들을 동시에 개방 제어하고,

상기 제22 단계는, 상기 제1, 제2 노즐을 통과한 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체들 각각의 제1, 제2 액체 방울들을 상기 혼합 용기의 상방에서 서로 충돌 혼합시키는 극소량 액체 혼합 방법.
제9항에 있어서,

상기 제21 단계는,

상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브의 폐쇄 시간을 다르게 하여, 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체로 형성되는 혼합 액체의 혼합비를 결정하는 극소량 액체 혼합 방법.
제7항에 있어서,

상기 제20 단계는,

상기 솔레노이드 밸브들은 번갈아 개폐 제어하는 제221 단계, 및

상기 솔레노이드 밸브들 각 끝에 구비되는 노즐을 통과한 상기 혼합 대상 액체들의 액체 방울들을 상기 혼합 용기 내의 혼합 액체에 번갈아 충돌 혼합시키는 제222 단계를 포함하는 극소량 액체의 혼합 방법.
제11항에 있어서,

상기 혼합 대상 액체들은 제1, 제2 혼합 대상 액체를 포함하며,

상기 솔레노이드 밸브들은,

상기 제1 혼합 대상 액체를 분주하는 제1 솔레노이드 밸브와

상기 제2 혼합 대상 액체를 분주하는 제2 솔레노이드 밸브를 포함하고,

상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브들 각 끝에 구비되는 제1, 제2 노즐을 포함하며,

상기 제221 단계는, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브들을 번갈아 개폐 제어하 고,

상기 제222 단계는, 상기 제1, 제2 노즐을 통과한 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체들의 제1, 제2 액체 방울들을 상기 혼합 용기 내의 혼합 액체에 번갈아 충돌 혼합시키는 극소량 액체 혼합 방법.
제12항에 있어서,

상기 제221 단계는,

상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브의 개폐 시간을 다르게 하여, 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체로 형성되는 혼합 액체의 혼합비를 결정하는 극소량 액체 혼합 방법.
혼합 대상 액체를 내장하여 압송하는 복수의 디스펜서들;

상기 복수의 디스펜서들 각각에 연결되어 압송되는 상기 혼합 대상 액체를 혼합 용기에 분주하는 복수의 잉크젯 노즐들; 및

상기 잉크젯 노즐들을 적어도 동시 구동하는 제어 및 번갈아 구동하는 제어 중 어느 한가지로 제어하는 제어부를 포함하는 극소량 액체의 혼합 장치.
제14항에 있어서,

상기 잉크젯 노즐들은 상기 혼합 용기의 상방에 경사지게 배치되는 극소량 액체의 혼합 장치.
제15항에 있어서,

상기 잉크젯 노즐들은,

상기 혼합 용기의 상방 일측에 배치되는 제1 잉크젯 노즐과,

상기 제1 잉크젯 노즐과 마주하고 상기 혼합 용기의 상방 다른 일측에 배치되는 제2 잉크젯 노즐을 포함하는 극소량 액체 혼합 장치.
제16항에 있어서,

상기 제1 잉크젯 노즐과 상기 제2 잉크젯 노즐 각각의 직선 방향 제1, 제2 연장선은,

상기 혼합 용기의 수직 상방 한 점에서 만나는 극소량 액체의 혼합 장치.
제16항에 있어서,

상기 제1 잉크젯 노즐과 상기 제2 잉크젯 노즐 각각의 직선 방향 제1, 제2 연장선은,

상기 혼합 용기 내의 한 점에서 만나는 극소량 액체의 혼합 장치.
복수의 디스펜서들에 내장된 혼합 대상 액체를 압송하는 제310 단계; 및

상기 제310 단계에서 압송되는 혼합 대상 액체를 혼합 용기에 분주하도록, 각 디스펜서들에 연결된 잉크젯 노즐들의 구동전압 및 주파수를 조절하면서, 상기 잉크젯 노즐들을 적어도 동시 구동 제어 및 번갈아 구동 제어 중 어느 한가지로 제어하는 제320 단계를 포함하는 극소량 액체의 혼합 방법.
제19항에 있어서,

상기 제320 단계는,

상기 잉크젯 노즐들을 동시에 구동 제어하는 제321 단계, 및

상기 잉크젯 노즐들을 통과한 상기 혼합 대상 액체들의 액체 방울들을 상기 혼합 용기의 상방에서 서로 충돌 혼합시키는 제322 단계를 포함하는 극소량 액체의 혼합 방법.
제20항에 있어서,

상기 혼합 대상 액체들은 제1, 제2 혼합 대상 액체를 포함하며,

상기 잉크젯 노즐들은,

상기 제1 혼합 대상 액체를 분주하는 제1 잉크젯 노즐과,

상기 제2 혼합 대상 액체를 분주하는 제2 잉크젯 노즐을 포함하며,

상기 제321 단계는, 상기 제1, 제2 잉크젯 노즐들을 동시에 구동 제어하고,

상기 제322 단계는, 상기 제1, 제2 잉크젯 노즐들을 통과한 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체들 각각의 제1, 제2 액체 방울들을 상기 혼합 용기의 상방에서 서로 충돌 혼합시키는 극소량 액체 혼합 방법.
제21항에 있어서,

상기 제321 단계는,

상기 제1, 제2 잉크젯 노즐의 구동 전압의 주파수를 다르게 하여, 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체로 형성되는 혼합 액체의 혼합비를 결정하는 극소량 액체 혼합 방법.
제19항에 있어서,

상기 제320 단계는,

상기 잉크젯 노즐들을 번갈아 구동 제어하는 제421 단계, 및

상기 잉크젯 노즐을 통과한 상기 혼합 대상 액체들의 액체 방울들을 상기 혼합 용기 내의 혼합 액체에 번갈아 충돌 혼합시키는 제422 단계를 포함하는 극소량 액체의 혼합 방법.
제23항에 있어서,

상기 혼합 대상 액체들은 제1, 제2 혼합 대상 액체를 포함하며,

상기 잉크젯 노즐들은,

상기 제1 혼합 대상 액체를 분주하는 제1 잉크젯 노즐과,

상기 제2 혼합 대상 액체를 분주하는 제2 잉크젯 노즐을 포함하며,

상기 제421 단계는, 상기 제1, 제2 잉크젯 노즐들을 번갈아 개폐 제어하고,

상기 제422 단계는, 상기 제1, 제2 잉크젯 노즐을 통과한 상기 제1, 제2 혼 합 대상 액체들의 액체 방울들을 상기 혼합 용기 내의 혼합 액체에 번갈아 충돌 혼합시키는 극소량 액체의 액체 혼합 방법.
제24항에 있어서,

상기 제421 단계는,

상기 제1, 제2 잉크젯 노즐의 구동 전압의 주파수를 다르게 하여, 상기 제1, 제2 혼합 대상 액체로 형성되는 혼합 액체의 혼합비를 결정하는 극소량 액체 혼합 장치.