WO2020022675A1 - 단일 입자 디스펜싱 장치 및 이를 이용한 단일 입자 디스펜싱 방법 - Google Patents

단일 입자 디스펜싱 장치 및 이를 이용한 단일 입자 디스펜싱 방법 Download PDF

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particles
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syringe
rotating body
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이덕규
안상현
이준희
박수아
김완두
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한국기계연구원
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Definitions

  • the present invention relates to a single particle dispensing apparatus and a single particle dispensing method using the same. Specifically, the single particle is separated from the fluid while simultaneously discharging the fluid through the particle separator, and the single particle is separated at the position and time to be stacked.
  • the present invention relates to a single particle dispensing apparatus that can be individually discharged and a single particle dispensing method using the same.
  • Continuous injection one of the conventional dispensing methods, is a method of continuously discharging fluid by applying pressure to a syringe.
  • the continuous scanning method has a problem in that a function of discharging a single particle cannot be implemented.
  • the drop on demand method discharges a fluid having a specific volume at a desired time and location, so that the fluid loss is small and precise discharge can be performed as compared with the continuous scanning method.
  • a plurality of particles are included and discharged in a fluid droplet having a specific volume.
  • the particle printer method has a problem that it is not possible to control the number of particles contained in the fluid droplets can not implement a function to discharge a single particle.
  • the conventional dispensing method has a problem in that the fluid and the particles cannot be separated.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-154411 proposes a method of separating particles according to size through a separation unit in order to separate a mixture of particles of various sizes.
  • An aspect of the present invention provides a single particle dispensing apparatus and a single using the same, which can discharge the fluid through the particle separator and at the same time separate the single particles from the fluid, and discharge the single particles individually at the position and time to be stacked. It is intended to provide a particle dispensing method.
  • a single particle dispensing device a syringe containing particles and fluid therein, a particle separator connected to the outlet end of the syringe, separating the particles and the fluid, and the particle separation
  • a container which is connected to a sieve, and in which the fluid separated from the particle separator is accommodated, and which is connected to the particle separator, spraying compressed air into the particle separator to discharge the particles separated from the particle separator.
  • An air compressor wherein the particle separator is provided with a particle collecting unit for collecting the particles and a fluid moving passage is formed therein, and a nozzle for discharging the particles, and rotates the rotating body therein And possibly a receiving body.
  • the pressure sensor for measuring the pressure inside the syringe, and connected to the container, the vacuum pump for moving the particles and fluid contained in the syringe in the particle separator, and further measured by the pressure sensor
  • the rotating body may be rotated based on the pressure to move the separated fluid to the container or to discharge the separated particles to the nozzle.
  • the fixing body may include a first hole formed in a first area connected to the syringe, a second hole formed in a second area facing the first area and connected to the container, and the first hole and the first hole.
  • a third hole may be formed between two holes, and a third hole may be formed in a third region connected to the air compressor, and the nozzle may be formed in a fourth region facing the third region.
  • the rotating body has a first arrangement structure in which the particle collecting part is connected to the first hole, and the fluid movement flow path is connected to the second hole.
  • the particle collecting part is connected to the nozzle, and the fluid movement flow path is connected to the third hole.
  • the second arrangement structure may be connected to the inside of the fixture.
  • the air compressor may spray compressed air toward the fluid movement flow path to discharge the particles in the particle collecting unit through the nozzle.
  • the particle separator is connected to the first syringe containing the particles and fluid therein, and the outlet end of the first syringe, separating the particles and the fluid
  • a container connected to the particle separator and containing a fluid separated from the particle separator, and connected to the container to suck the particles and the fluid to separate the particles and the fluid from the particle separator.
  • a second syringe for discharging the particles, wherein the particle separator includes a rotating body having a particle collecting part for collecting the particles and having a fluid flow path formed therein, and a nozzle through which the particles are discharged. And a stationary body for receiving the rotating body.
  • the pressure sensor further comprises a pressure sensor for measuring the pressure inside the syringe, the rotating body is rotated based on the pressure measured by the pressure sensor to move the separated fluid to the container or the separated particles Can be discharged to the nozzle.
  • the fixed body is formed with a fifth hole connected to the fifth region connected to the syringe, and a sixth hole formed in the sixth region connected to the container, and the nozzle is formed in the seventh region of the fixed body.
  • the rotating body has a third arrangement structure in which the particle collecting part is connected to the fifth hole, and the fluid movement flow path is connected to the sixth hole. And the inside of the fixed body and the pressure inside the syringe measured by the pressure sensor does not change, the particle collecting part is connected to the nozzle, and the fluid movement flow path is connected to the sixth hole.
  • the fourth arrangement structure may be connected to the inside of the fixture.
  • the second syringe sucks the particles and the fluid, and the rotor is in the fixture in the fourth arrangement structure.
  • the second syringe may discharge the particles through the nozzle.
  • the single particle dispensing method according to an embodiment of the present invention, a syringe for receiving particles and fluid therein, a particle separator for separating the particles and the fluid, and discharges the particles separated from the particle separator And a vacuum pump for moving the particles and the fluid contained in the syringe into the particle separator, wherein the particle separator comprises a rotating body and a stationary body.
  • the vacuum pump is operated to move a mixture in which particles and fluid contained in the syringe move to the rotating body inside the fixed body, and the particles and the fluid are separated by a particle collecting part formed in the rotating body.
  • Particle separation step the air pressure measurement step of measuring the air pressure in the syringe, and the air pressure does not change
  • the rotor rotating step and the air compressor connected to the fixture is driven to the particles separated by the particle collecting unit to the outside through the nozzle of the fixture
  • a particle discharging step of discharging, in the rotating part rotating step the rotor rotates in a direction in which the particle collecting part and the nozzle are connected.
  • the single particle dispensing method the first syringe containing the particles and the fluid therein, a particle separator for separating the particles and the fluid, and suction the particles and the fluid Or a second syringe for discharging the particles, wherein the particle separator comprises a rotating body and a stationary body, wherein the first syringe is driven by suction of the second syringe.
  • the rotating body rotates in a direction in which the particle collecting unit and the nozzle are connected.
  • the fluid when the air pressure is changed in the air pressure measuring step, the fluid may be formed through the fluid movement flow path formed inside the rotating body and connected to the particle collecting unit.
  • the single particle dispensing apparatus and the single particle dispensing method using the same according to the embodiment of the present invention have the following effects.
  • the single particles can be individually discharged at the position and time to be laminated, there is an advantage of forming a structure having higher precision.
  • FIG. 1 shows an overall schematic view of one embodiment of a single particle dispensing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view illustrating a particle separator of the single particle dispensing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 and 4 are views showing the fixture of the particle separator of FIG.
  • 5 and 6 are views illustrating a rotating body of the particle separator of FIG. 2.
  • FIG. 7 and 8 are views for explaining the driving of the single particle dispensing apparatus of FIG.
  • FIG. 9 shows an overall schematic view of another embodiment of a single particle dispensing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a fixture of the single particle dispensing apparatus of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a view illustrating a rotating body of the single particle dispensing apparatus of FIG. 9.
  • FIG. 12 and 13 are diagrams for explaining the driving of the single particle dispensing apparatus of FIG.
  • FIG. 14 is a flow diagram of one embodiment of a single particle dispensing method according to the present invention.
  • 15 is a flow chart of another embodiment of a single particle dispensing method according to the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing an overall schematic of an embodiment of a single particle dispensing apparatus according to the present invention
  • Figure 2 is a view showing a particle separator of the single particle dispensing device of Figure 1
  • Figures 3 and 4 2 is a view showing a fixture of the particle separator of Figure 2
  • Figures 5 and 6 is a view showing a rotating body of the particle separator of Figure 2
  • Figures 7 and 8 is a single particle dispensing of Figure 1
  • the figure is shown for explaining the driving of the device.
  • a single particle dispensing apparatus is a syringe 1100, pressure sensor 1200, particle separator 1300, vessel 1400, vacuum pump ( 1500 and air compressor 1600.
  • Particles P and fluid R being dispensed are accommodated in the syringe 1100, and an outlet end thereof is connected to the particle separator 1300.
  • the pressure sensor 1200 measures the air pressure inside the syringe 1100 that changes as the particles P and the fluid R accommodated in the syringe 1100 are discharged from the syringe 1100.
  • the particle separator 1300 is rotated based on the air pressure inside the syringe 1100 measured by the pressure sensor 1200, which will be described later.
  • the particle separator 1300 is connected to an outlet end of the syringe 1100, and the particles P and the fluid R accommodated inside the syringe 1100 are separated by the vacuum pump 1500, which will be described later. Move to the interior space of the sieve 1300.
  • the particle separator 1300 includes a fixed body 1310 and a rotating body 1320.
  • the fixed body 1310 and the rotating body 1320 will be described with reference to FIGS. Same as
  • the fixture 1310 has a cross section formed in a ring shape, and is connected to the syringe 1100, the container 1400, and the air compressor 1600. Then, the nozzle 1314 through which the particles P separated from the rotating body 1320 to be described later is discharged.
  • the fixture 1310 may be formed in a cylindrical shape with an empty inside.
  • the fixture 1310 is divided into a first region, a second region, a third region, and a fourth region based on a cross section.
  • the first region is connected to the syringe 1100, and a first hole 1311 is formed to allow the fluid R and the particles P to move from the outlet end of the syringe 1100.
  • the second region is disposed at a position facing the first region, is connected to the vessel 1400, which will be described later, and the fluid R passing through the inside of the rotating body 1320 moves toward the vessel 1400.
  • the second hole 1312 is formed to be able to.
  • the third region is disposed between the first region and the second region, and a third hole 1313 is formed to be connected to the air compressor 1600.
  • the fourth region is disposed at a position facing the third region, and the nozzle 1314 is formed.
  • the rotor 1320 may be formed in a cylindrical shape, and may rotate with respect to the fixture 1310 within the fixture 1310. .
  • the rotation direction of the rotating body 1320 is determined based on the air pressure measured by the pressure sensor 1200, a detailed description thereof will be described later.
  • a particle collecting unit 1321 and a fluid movement flow path 1322 are formed in the rotating body 1320 so that the fluid R and the particles P move inside the rotating body, and the fluid ( R) and the particles P are separated.
  • the particle collecting unit 1321 may be formed in a groove shape to open one end of the rotating body 1320.
  • the particle collecting unit 1321 may open a portion of the outer circumferential surface of the rotating body 1320 in a cylindrical shape in a circular shape, and may be formed in a groove shape concave in the radial direction of the rotating body 1320.
  • the fluid R and the particles P move inside the particle collecting unit 1321, and the diameter of the particle collecting unit 1321 is larger than the diameter of the particle P.
  • One end of the fluid movement channel 1322 is connected to the particle collecting unit 1321, and the other end thereof is formed to open the other end of the rotating body 1320, and the fluid R into the fluid movement channel. Is moved, and the diameter of the fluid movement channel 1322 is smaller than the diameter of the particles (P).
  • the fluid movement channel 1322 is connected to the particle collecting unit 1321 which opens one end of the rotating body 1320 to the particle collecting unit 1321.
  • the fluid R and the particle P are separated by moving toward the other end side of the rotating body 1320 along the movement flow path 1322.
  • the particles P close one end of the fluid movement channel 1322, that is, the inlet end of the fluid movement channel 1322, so that the driving of the vacuum pump 1500 affects the syringe 1100.
  • the movement of the fluid R and the particles P, which move from the syringe 1100 to the particle separator 1300, is stopped.
  • the container 1400 is connected to the second hole 1312 of the fixed body 1310, and accommodates the fluid R that moves the particle collecting unit 1321 and the fluid movement channel 1322.
  • the vacuum pump 1500 is connected to the container 1400, and the inside of the container 1400 such that the particles (P) and fluid (R) contained in the syringe 1100 can move toward the rotating body 1320. Vacuum the environment of the.
  • the air compressor 1600 is connected to the third hole 1313 of the fixed body 1310, and the particles (P) separated from the particle collecting unit 1321 by spraying compressed air into the fluid movement passage (1322). ) Is discharged to the outside of the fixing body 1310.
  • the pressure sensor 1200 measures the pressure inside the syringe 1100 and senses that the pressure inside the syringe 1100 changes.
  • the particle collecting unit 1321 is connected to the first hole 1311, and the fluid movement channel 1322 is the second hole 1312.
  • the fluid R moves from the particle collecting part 1321 to the fluid movement channel 1322 in a first arrangement structure connected to the first body 1310 to be accommodated in the container 1400. To be possible.
  • the fluid R moves through the particle collecting unit 1321 and the fluid movement channel 1322 formed in the rotating body 1320, and the fluid R and the particle P When moving simultaneously, the particles P close the inlet end of the particle collecting unit 1321.
  • the pressure sensor 1200 for measuring the pressure inside the syringe 1100 is By sensing that the pressure inside the syringe 1100 does not change, it is possible to determine that the particles P are separated from the particle collecting unit 1321.
  • the rotatable member 1320 may include the particle collecting unit 1321 connected to the nozzle 1314, and the fluid movement channel 1322 connected to the third hole 1313.
  • a second arrangement structure is arranged to rotate inside the fixture 1310.
  • the particles P separated by the air compressor 1600 connected to the third hole 1313 are injected by the compressed air to the particle collecting unit 1321 through the fluid movement channel 1322.
  • the nozzle 1314 may be discharged to the outside of the particle separator 1300.
  • the particles P may be separated from the fluid R, and the single particles P may be individually discharged at the position and time to be stacked.
  • FIG. 1 to 8 illustrate an example in which one syringe 1100 and one container 1400 are connected to one particle separator 1300, respectively, but are not limited thereto. That is, although not shown in the drawings, a plurality of syringes or a plurality of containers may be connected to one particle separator 1300, or a plurality of syringes and a plurality of containers corresponding thereto may be connected together.
  • FIG. 9 shows an overall schematic view of another embodiment of a single particle dispensing apparatus according to the present invention
  • FIG. 10 is a view showing a fixture of the single particle dispensing apparatus of FIG. 9, and
  • FIG. 11 is of FIG. It is a figure which shows the rotating body of a single particle dispensing apparatus
  • FIG. 12 and FIG. 13 is the figure for demonstrating the drive of the single particle dispensing apparatus of FIG.
  • the single particle dispensing apparatus includes a first syringe 2100, a particle separator 2300, a container 2400, a second syringe 2700, and a pressure sensor 2200.
  • the first syringe 2100 accommodates particles P and a fluid R dispensed therein, and an outlet end thereof is connected to the particle separator 2300.
  • the pressure sensor 2200 has an inside of the first syringe 2100 that changes as the particles P and the fluid R accommodated in the first syringe 2100 are discharged from the first syringe 2100. Measuring the air pressure, the rotating body 2320 included in the particle separator 2300 is rotated based on the air pressure inside the first syringe 2100 measured by the pressure sensor 2200, a detailed description thereof Will be described later.
  • the particle separator 2300 is connected to an outlet end of the first syringe 2100, and the particles P accommodated inside the first syringe 2100 by suction driving of the second syringe 2700 which will be described later. Fluid R moves into the particle separator 2300.
  • the suction drive of the second syringe 2700 means to expand the internal space of the second syringe 2700, through which the air in the container 2400 moves toward the second syringe 2700 side. As a result, the particles P and the fluid R inside the first syringe 2100 are moved into the particle separator 2300.
  • the particle separator 2300 includes a fixture 2310 and a rotor 2320, and the fixture 2310 and the rotor 2320 will be described with reference to FIGS. 9 through 11. Same as
  • the fixture 2310 is formed in a ring shape, and is connected to the first syringe 2100 and the container 2400.
  • the fixture 2310 is formed in a cylindrical shape with an empty inside, and is divided into a fifth region sixth region and a seventh region.
  • the fifth region corresponds to a portion of an outer circumferential surface of the fixing body 2310, is connected to the first syringe 2100, and moves with the fluid R moving from an outlet end of the first syringe 2100.
  • a fifth hole 2311 is formed to move the particles P into the rotating body 2320.
  • the sixth region corresponds to an end region of the fixture 2310 and is connected to the container 2400, and the fluid R passing through the inside of the rotating body 2320 moves toward the container 2400.
  • the sixth hole 2312 is formed to be formed.
  • the seventh region corresponds to the other region of the outer circumferential surface of the fixture 2310, and a nozzle 2313 for discharging the particles P is formed.
  • the positions of the fifth hole 2311 and the nozzle 2313 may be formed to face each other in the fixing body 2310.
  • the rotating body 2320 may have a cylindrical shape, and may rotate with respect to the fixing body 2310 within the fixing body 2310.
  • the rotation direction of the rotating body 2320 is determined based on the air pressure inside the first syringe 2100 measured by the pressure sensor 2200, a detailed description thereof will be described later.
  • the rotating body 2320 is provided with a particle collecting portion 2321 and a fluid movement passage (2322).
  • the particle collecting unit 2321 may be formed in a groove shape to open a portion of an outer circumferential surface of the rotating body 2320.
  • the particle collecting unit 2321 may open a portion of the outer circumferential surface of the rotating body 2320 in a circular shape, and may be formed in a groove shape concave in the radial direction of the rotating body 1320.
  • the fluid R and the particles P move inside the particle collecting unit 2321, and the diameter of the particle collecting unit 2321 is larger than the diameter of the particle P.
  • One end of the fluid movement flow path 2322 is connected to the particle collecting part 2321, and the other end opens an end of the rotating body 2320, the fluid R moves therein, and the fluid movement flow path ( The diameter of 2322 is formed smaller than the diameter of the particles (P).
  • the particle collecting unit 2321 and the fluid movement passage 2232 is formed in a 'L' shape as shown in FIG.
  • one end of the fluid movement channel 2322 is connected to the particle collecting unit 1321 and extends in the radial direction of the rotating body 2320 and is bent to form the rotating body ( Extending in the direction of the rotation axis of 2320, the other end of the fluid movement flow path (2322) may be formed in the form of opening the end of the rotating body (2320).
  • the particles P close one end of the fluid movement flow path 2232, that is, the inlet end of the fluid movement flow path 2322, and the suction driving of the second syringe 2700 is performed by the first syringe 2100. ), The movement of the fluid (R) and the particles (P) moving from the first syringe (2100) to the particle separator (2300) is stopped.
  • the container 2400 is connected to the sixth hole 2312 of the fixture 2310, and the fluid R moving in the sixth hole 2312 is accommodated.
  • the second syringe 2700 is connected to the container 2400, and the particles P and the fluid R move to the rotor 2320 side at the time of suction driving, and to the rotor 2320 at the time of discharge driving.
  • the particles P are separated and discharged to the outside of the fixture 2310.
  • the discharge drive of the second syringe 2700 means to compress the internal space of the second syringe 2700, through which the air inside the second syringe 2700 moves to the container 2400 side.
  • the air in the container 2400 moves to the particle collecting unit 2321 in the fluid movement channel 2322.
  • driving of the single particle dispensing apparatus is as follows.
  • the second syringe 2700 is sucked and driven so that the particles P and the fluid R accommodated in the first syringe 2100 move to the fluid movement flow path 2322.
  • Inner air volume (A of FIG. 12) increases, and at this time, the pressure sensor 2200 measures the pressure inside the first syringe 2100 to change the pressure inside the first syringe 2100. Sensing.
  • the particle collecting unit 2321 is connected to the fifth hole 2311, and the fluid movement flow path 2232 is the sixth hole 2312.
  • a third arrangement structure connected to the inside of the fixture 2310, and the fluid R is moved through the particle collecting unit 2321 and the fluid movement flow path 2232 so that the container 2400. Is accommodated in.
  • the fluid R moves through the particle collecting unit 2321 and the fluid movement flow path 2232 formed in the rotating body 2320, and then the fluid R and the particle P. Is simultaneously moved, the particles (P) closes the inlet end of the fluid flow path (2322), so that the suction drive of the second syringe (2700) does not affect the first syringe (2100). Since it is impossible to, the movement of the fluid (R) and the particles (P) moving from the first syringe 2100 to the particle separator (2300) is stopped.
  • the pressure sensor 2200 is located inside the first syringe 2100. By measuring the pressure and sensing that the pressure inside the first syringe 2100 does not change, it may be understood that the particles P are separated from the particle collecting unit 2321.
  • the rotating body 2320 is connected to the particle collecting unit 2321 and the nozzle 2313, and the fluid movement flow path 2322. ) Is rotated inside the fixture 2310 in a fourth arrangement structure connected to the sixth hole 2312.
  • the second syringe 2700 is discharged and driven to move air from the fluid movement flow path 2232 toward the particle collecting unit 2321 to separate the particles P separated from the particle collecting unit 2321. Is discharged to the outside of the fixture 2310 through the nozzle (2313).
  • the particles P may be separated from the fluid R, and the single particles P may be individually discharged at the position and time to be stacked.
  • FIG. 9 to 13 illustrate an example in which one first syringe 2100 and one container 2400 are respectively connected to one particle separator 2300, but embodiments of the present disclosure are not limited thereto. That is, although not shown, a plurality of first syringes or a plurality of containers may be connected to one particle separator 2300, or a plurality of first syringes and a plurality of containers corresponding thereto may be connected together.
  • FIG. 14 is a flow chart of one embodiment of a single particle dispensing method according to the present invention
  • FIG. 15 is a flowchart of another embodiment of the single particle dispensing method according to the present invention.
  • the single particle dispensing method according to the present invention is a mixture moving step (S110), particle separation step (S120), air pressure measurement step (S130), rotating body rotating step (S140) and particle discharge step (S150).
  • the vacuum pump 1500 is operated to create an environment inside the container 1400 in a vacuum, and thus the particles P and the fluid R accommodated in the syringe 1100. Moves to the rotating body 1320 inside the fixture 1310.
  • the fluid R which has been moved in the mixture moving step S110, opens the particle collecting unit 1321 and the fluid movement channel 1322 formed in the rotating body 1320.
  • the particles P are accommodated in the container 1400, and the particles P are restricted by movement of the particle collecting unit 1321, thereby separating the particles P and the fluid R.
  • the particles (P) by closing the one end of the fluid movement passage 1322, that is, the inlet end of the fluid movement passage 1322, the driving of the vacuum pump 1500 affects the syringe 1100. In this case, the fluid R and the particles P moving from the syringe 1100 to the particle separator 1300 are stopped.
  • the pressure sensor 1200 measures the air pressure inside the syringe 1100, and as the movement of the particles P and the fluid R is stopped as described above. It is detected that the air pressure does not change.
  • the rotating body rotating step (S140) when the air pressure does not change in the measuring air pressure step (S130), the rotating body 1320 rotates inside the fixing body 1310.
  • the rotating body 1320 is disposed inside the fixed body 1310 in the first arrangement structure in the mixture moving step S110, and then the second arrangement in the rotating body rotating step S140.
  • the particle collecting unit 1321 is connected to the nozzle 1314, and the fluid movement channel 1322 is rotated to be connected to the third hole 1313.
  • the air compressor 1600 is separated from the particle collecting unit 1321 by spraying compressed air in the direction of the particle collecting unit 1321 in the fluid movement channel 1322.
  • the particles P are discharged to the outside through the nozzle 1314 of the fixed body 1310.
  • the rotor 1320 is rotated again to the first arrangement structure to start the step again from the mixture moving step S110.
  • the single particle dispensing method according to the present embodiment is a mixture moving step (S210), particle separation step (S220), air pressure measurement step (S230), rotating body rotating step (S240), particle discharge Step S250 is included.
  • the mixture movement step (S210) by the second syringe 2700 is driven by suction to create an environment inside the container 2400 connected to the second syringe 2700 in a vacuum, thereby the first syringe (2100)
  • the particles P and the fluid R accommodated therein move to the rotor 2320 inside the fixture 2310.
  • the fluid R which has been moved in the mixture moving step S210, opens the particle collecting part 2321 and the fluid moving flow path 2232 formed in the rotating body 2320.
  • the particles P are accommodated in the container 2400, and the particles P are restricted by the particle collecting unit 2321, thereby separating the particles P and the fluid R.
  • the particles (P) by closing the one end of the fluid movement flow path 2232, that is, the inlet end of the fluid movement flow path 2322, the driving of the second syringe 2700 is the first syringe 2100.
  • the movement of the fluid R and the particles P moving from the first syringe 2100 to the particle separator 2300 is stopped.
  • the pressure sensor 2200 measures the air pressure inside the first syringe 2100, and as described above, the movement of the particles P and the fluid R is performed. As it is stopped, it is sensed that the air pressure does not change.
  • the rotating body rotating step (S240) when the air pressure does not change in the measuring air pressure step (S230), the rotating body 2320 rotates inside the fixing body 2310.
  • the rotating body 2320 is disposed inside the fixed body 2310 in the third arrangement structure in the mixture moving step (S210), and the fourth rotating body in the rotating body step (S240).
  • the arrangement structure that is, the particle collecting unit 2321 is connected to the nozzle 2314, and the fluid movement flow path 2232 is rotated to be connected to the sixth hole 2312.
  • the second syringe 2700 is discharged and driven in the particle discharging step (S250), thereby injecting air toward the particle collecting unit 2321 in the fluid moving flow path 2232 to the particle collecting unit 2321.
  • the separated particles P may be discharged to the outside of the fixed body 2310 through the nozzle 2314.

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치는, 내부에 입자 및 유체가 수용되는 시린지와, 상기 시린지의 출구단과 연결되며, 상기 입자와 상기 유체를 분리시키는 입자 분리체와, 상기 입자 분리체와 연결되며, 상기 입자 분리체에서 분리된 상기 유체가 수용되는 용기를 포함하며, 상기 입자 분리체는, 상기 입자를 포집하는 입자 포집부가 구비되고 내부에 유체이동 유로가 형성되는 회전체와, 상기 입자가 토출되는 노즐을 구비하고 내부에 상기 회전체를 회전 가능하게 수용하는 고정체를 포함한다.

Description

단일 입자 디스펜싱 장치 및 이를 이용한 단일 입자 디스펜싱 방법
본 발명은 단일 입자 디스펜싱 장치 및 이를 이용한 단일 입자 디스펜싱 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 입자 분리체를 통해 유체를 토출하는 동시에 단일 입자를 유체와 분리시키고, 적층하고자 하는 위치 및 시간에 단일 입자를 개별적으로 토출시킬 수 있는 단일 입자 디스펜싱 장치 및 이를 이용한 단일 입자 디스펜싱 방법에 관한 것이다.
기존 디스펜싱 기구는 주사기, 마이크로 파이펫, 나노/마이크로 입자 프린트용 디스펜서 등 용도에 따라 다양한 종류가 있다.
이들 기구의 공통된 특징은 유체를 기반으로 하여 특정 부피의 유체를 토출 시키거나 혹은 해당 유체에 입자가 포함된 경우 단일 입자가 아닌 여러 개의 입자를 유체와 함께 토출 하는 것이다.
기존 디스펜싱 방식 중 하나인 연속 주사 방식은 주사기에 압력을 가함으로써 유체를 연속적으로 토출하는 방식이다. 그러나 연속 주사 방식은 단일 입자를 토출 시키는 기능을 구현할 수 없는 문제점이 있다.
또한, Drop on demand 방식은 특정 부피를 갖는 유체를 원하는 시간 및 위치에 토출하는 방식으로 유체 손실이 적고 연속 주사 방식과 비교하여 정밀한 토출을 할 수 있다.
그러나 물질이 유체로 한정되어 있어 단일 입자를 토출시키는 기능을 구현할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 입자 프린터 방식과 Drop on demand 방식을 접목하여 입자를 포함한 유체를 토출하는 고정밀 입자프린터의 경우 특정 부피를 갖는 유체 방울에 다수의 입자를 포함시켜 토출 시킨다.
그러나 입자 프린터 방식은 유체 방울 내에 포함된 입자의 개수를 조절할 수 없어 단일 입자를 토출 시키는 기능을 구현할 수 없는 문제점이 있다.
상술한 바와 같이, 기존의 디스펜싱 방식은 유체와 입자를 분리시킬 수 없는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 일본공개특허 제2017-154411호에서는 여러 크기의 입자가 혼합된 혼합물을 분리하기 위하여, 분리부를 통해 입자를 크기에 따라 분리하는 방식을 제시하였다.
그러나 위 특허에서는 혼합물에 혼합된 입자를 하나씩 분리하는 기능을 구현할 수 없으며, 이를 통해 적층하고자 하는 위치 및 시간에 단일 입자를 개별적으로 토출시킬 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 일 측면은, 입자 분리체를 통해 유체를 토출하는 동시에 단일 입자를 유체와 분리시키고, 적층하고자 하는 위치 및 시간에 단일 입자를 개별적으로 토출시킬 수 있는 단일 입자 디스펜싱 장치 및 이를 이용한 단일 입자 디스펜싱 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치는, 내부에 입자 및 유체가 수용되는 시린지와, 상기 시린지의 출구단과 연결되며, 상기 입자와 상기 유체를 분리시키는 입자 분리체와, 상기 입자 분리체와 연결되며, 상기 입자 분리체에서 분리된 상기 유체가 수용되는 용기와, 상기 입자 분리체와 연결되며, 상기 입자 분리체 내부로 압축공기를 분사하여 상기 입자 분리체에서 분리된 입자를 토출시키는 공기 압축기를 포함하며, 상기 입자 분리체는, 상기 입자를 포집하는 입자 포집부가 구비되고 내부에 유체이동 유로가 형성되는 회전체와, 상기 입자가 토출되는 노즐을 구비하고 내부에 상기 회전체를 회전 가능하게 수용하는 고정체를 포함한다.
여기서, 상기 시린지 내부의 압력을 측정하는 압력센서와, 상기 용기와 연결되며, 상기 시린지 내부에 수용된 상기 입자 및 유체를 상기 입자 분리체 내에서 이동시키는 진공 펌프를 더 포함하며, 상기 압력센서에서 측정되는 압력을 기준으로 상기 회전체가 회전하여 상기 분리된 유체를 상기 용기로 이동시키거나 상기 분리된 입자를 상기 노즐로 토출시킬 수 있다.
또한, 상기 고정체에는 상기 시린지와 연결되는 제1 영역에 형성된 제1 홀과, 상기 제1 영역과 마주보며, 상기 용기와 연결되는 제2 영역에 형성된 제2 홀과, 상기 제1 홀 및 제2 홀 사이에 형성되며, 상기 공기 압축기와 연결되는 제3 영역에 형성된 제3 홀이 형성되며, 상기 노즐은 상기 제3 영역과 마주보는 제4 영역에 형성될 수 있다.
또한, 상기 압력센서에서 측정한 상기 시린지 내부의 압력이 변화하는 경우, 상기 회전체는 상기 입자 포집부가 상기 제1 홀과 연결되고, 상기 유체이동 유로가 상기 제2 홀과 연결되는 제1 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치되며, 상기 압력센서에서 측정한 상기 시린지 내부의 압력이 변화하지 않는 경우, 상기 회전체는 상기 입자 포집부가 상기 노즐과 연결되고, 상기 유체이동 유로가 상기 제3 홀과 연결되는 제2 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 회전체가 상기 제2 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치되는 경우, 상기 공기 압축기가 상기 유체이동 유로 측으로 압축 공기를 분사하여 상기 입자 포집부에 있는 상기 입자를 상기 노즐을 통해 토출할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치는, 내부에 입자 및 유체가 수용되는 제1 시린지와, 상기 제1 시린지의 출구단과 연결되며, 상기 입자와 유체를 분리시키는 입자 분리체와, 상기 입자 분리체와 연결되며, 상기 입자 분리체에서 분리된 유체가 수용되는 용기와, 상기 용기에 연결되어 상기 입자와 유체를 흡입하여 상기 입자 분리체에서 입자와 유체가 분리되면 분리된 입자를 토출시키는 제2 시린지를 포함하며, 상기 입자 분리체는, 상기 입자를 포집하는 입자 포집부가 구비되고 내부에 유체이동 유로가 형성되는 회전체와, 상기 입자가 토출되는 노즐을 구비하고 내부에 상기 회전체를 수용하는 고정체를 포함한다.
여기서, 상기 제1 시린지 내부의 압력을 측정하는 압력센서를 더 포함하며, 상기 압력센서에서 측정되는 압력을 기준으로 상기 회전체가 회전하여 상기 분리된 유체를 상기 용기로 이동시키거나 상기 분리된 입자를 상기 노즐로 토출시킬 수 있다.
또한, 상기 고정체에는 상기 시린지와 연결되는 제5 영역에 연결된 제5 홀과, 상기 용기와 연결되는 제6 영역에 형성된 제6 홀이 형성되며, 상기 노즐은 상기 고정체의 제7 영역에 형성될 수 있다.
또한, 상기 압력센서에서 측정한 상기 시린지 내부의 압력이 변화하는 경우, 상기 회전체는 상기 입자 포집부가 상기 제5 홀과 연결되고, 상기 유체이동 유로가 상기 제6 홀과 연결되는 제3 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치되며, 상기 압력센서에서 측정한 상기 시린지 내부의 압력이 변화하지 않는 경우, 상기 회전체는 상기 입자 포집부가 상기 노즐과 연결되고, 상기 유체이동 유로가 상기 제6 홀과 연결되는 제4 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 회전체가 상기 제3 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치되는 경우, 상기 제2 시린지는 상기 입자와 상기 유체를 흡입하며, 상기 회전체가 상기 제4 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치되는 경우, 상기 제2 시린지는 상기 입자를 상기 노즐을 통해 토출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 방법은, 내부에 입자 및 유체가 수용되는 시린지, 상기 입자와 상기 유체를 분리시키는 입자 분리체와, 상기 입자 분리체에서 분리된 입자를 토출시키는 공기 압축기와, 상기 시린지 내부에 수용된 입자와 유체를 상기 입자 분리체 내에서 이동시키는 진공 펌프를 포함하되, 상기 입자 분리체가 회전체와 고정체를 포함하는 단일 입자 디스펜싱 장치를 구동하는 방법에 있어서, 상기 진공 펌프가 작동되어 상기 시린지 내부에 수용된 입자 및 유체가 상기 고정체 내부의 상기 회전체로 이동하는 혼합물 이동단계와, 상기 입자와 상기 유체가 상기 회전체에 형성된 입자 포집부에 의하여 분리되는 입자 분리단계와, 상기 시린지 내부의 공기압을 측정하는 공기압 측정단계와, 상기 공기압이 변화하지 않는 경우 상기 회전체가 상기 고정체 내부에서 회전하는 회전체 회전단계와, 상기 고정체와 연결된 상기 공기 압축기가 구동되어 상기 입자 포집부에 의하여 분리된 상기 입자를 상기 고정체의 노즐을 통해 외부로 토출하는 입자 토출단계를 포함하며, 상기 회전체 회전단계에서 상기 회전체는 상기 입자 포집부와 상기 노즐이 연결되는 방향으로 회전한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 방법은, 내부에 입자 및 유체가 수용되는 제1 시린지와, 상기 입자와 상기 유체를 분리시키는 입자 분리체와, 상기 입자 및 상기 유체를 흡입하거나 상기 입자를 토출시키는 제2 시린지를 포함하되, 상기 입자 분리체가 회전체와 고정체를 포함하는 단일 입자 디스펜싱 장치를 구동하는 방법에 있어서, 상기 제2 시린지의 흡입구동에 의하여 상기 제1 시린지 내부에 수용된 입자 및 유체가 상기 고정체 내부의 상기 회전체로 이동하는 혼합물 이동단계와, 상기 입자와 상기 유체가 상기 회전체에 형성된 입자 포집부에 의하여 분리되는 입자 분리단계와, 상기 제1 시린지 내부의 공기압을 측정하는 공기압 측정단계와, 상기 공기압이 변화하지 않는 경우 상기 회전체가 상기 고정체 내부에서 회전하는 회전체 회전단계와, 상기 제2 시린지의 토출구동에 의하여 상기 입자 포집부에 의하여 분리된 상기 입자를 상기 고정체의 노즐을 통해 외부로 토출되는 입자 토출단계를 포함하며, 상기 회전체 회전단계에서 상기 회전체는 상기 입자 포집부와 상기 노즐이 연결되는 방향으로 회전한다.
여기서, 상기 공기압 측정단계에서 상기 공기압이 변화하는 경우, 상기 회전체 내부에 형성되되 상기 입자 포집부와 연결된 유체이동 유로를 통해 상기 유체가 이동할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치 및 이를 이용한 단일 입자 디스펜싱 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 입자 분리체를 통해 유체를 토출하는 동시에 단일 입자를 유체와 분리시키고, 적층하고자 하는 위치 및 시간에 단일 입자를 개별적으로 토출시킬 수 있는 이점이 있다.
둘째, 적층하고자 하는 위치 및 시간에 단일 입자를 개별적으로 토출시킬 수 있게 됨으로써 보다 높은 정밀도를 가지는 구조체를 형성할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치의 일 실시예의 전체 개략도를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 단일 입자 디스펜싱 장치의 입자분리체를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 입자분리체의 고정체를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 2의 입자분리체의 회전체를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 1의 단일 입자 디스펜싱 장치의 구동을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치의 다른 실시예의 전체 개략도를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 단일 입자 디스펜싱 장치의 고정체를 도시한 도면이다.
도 11은 도 9의 단일 입자 디스펜싱 장치의 회전체를 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 도 9의 단일 입자 디스펜싱 장치의 구동을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 단일 입자 디스펜싱 방법의 일 실시예의 순서도를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 단일 입자 디스펜싱 방법의 다른 실시예의 순서도를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 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.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치의 일 실시예의 전체 개략도를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 단일 입자 디스펜싱 장치의 입자분리체를 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 도 2의 입자분리체의 고정체를 도시한 도면이고, 도 5 및 도 6은 도 2의 입자분리체의 회전체를 도시한 도면이고, 도 7 및 도 8은 도 1의 단일 입자 디스펜싱 장치의 구동을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치는 시린지(1100), 압력센서(1200), 입자 분리체(1300), 용기(1400), 진공 펌프(1500) 및 공기 압축기(1600)를 포함한다.
상기 시린지(1100) 내부에는 디스펜싱되는 입자(P)와 유체(R)가 수용되며, 출구단은 상기 입자 분리체(1300)와 연결된다.
상기 압력센서(1200)는 상기 시린지(1100) 내부에 수용된 상기 입자(P)와 상기 유체(R)가 상기 시린지(1100)로부터 배출됨에 따라 변하는 상기 시린지(1100) 내부의 공기압을 측정하며, 상기 압력센서(1200)에서 측정된 상기 시린지(1100) 내부의 공기압을 기준으로 상기 입자 분리체(1300)가 회전하고, 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
상기 입자 분리체(1300)는 상기 시린지(1100)의 출구단과 연결되며, 후술하는 상기 진공 펌프(1500)에 의하여 상기 시린지(1100) 내부에 수용된 입자(P) 및 유체(R)가 상기 입자 분리체(1300) 내부 공간으로 이동한다.
구체적으로 상기 입자 분리체(1300)는 고정체(1310)와 회전체(1320)를 포함하며, 도 2 내지 도 6을 참조하여 상기 고정체(1310)와 상기 회전체(1320)를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 고정체(1310)는 단면이 링(ring) 형상으로 형성되며, 상기 시린지(1100), 상기 용기(1400) 및 상기 공기 압축기(1600)와 연결되고, 후술하는 회전체(1320)에서 분리된 입자(P)가 배출되는 노즐(1314)이 형성된다. 예를 들어, 상기 고정체(1310)는 내부가 비어있는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
상기 고정체(1310)는 단면을 기준으로 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역 및 제4 영역으로 구분된다.
상기 제1 영역은 상기 시린지(1100)와 연결되며, 상기 시린지(1100)의 출구단으로부터 이동하는 상기 유체(R) 및 상기 입자(P)가 이동할 수 있도록 제1 홀(1311)이 형성된다.
상기 제2 영역은 제1 영역과 마주보는 위치에 배치되고, 후술하게 될 상기 용기(1400)와 연결되며, 상기 회전체(1320) 내부를 경유한 유체(R)가 상기 용기(1400) 측으로 이동할 수 있도록 제2 홀(1312)이 형성된다.
상기 제3 영역은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 배치되며, 상기 공기 압축기(1600)와 연결되는 제3 홀(1313)이 형성된다.
상기 제4 영역은 상기 제3 영역과 마주보는 위치에 배치되고, 상기 노즐(1314)이 형성된다.
또한, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회전체(1320)는 원기둥 형상으로 형성되어, 상기 고정체(1310) 내부에서 상기 고정체(1310)를 기준으로 회전할 수 있다. 상기 회전체(1320)의 회전방향은 상기 압력센서(1200)에서 측정하는 공기압을 기준으로 결정되며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
또한, 상기 회전체(1320)에는 입자 포집부(1321) 및 유체이동 유로(1322)가 형성되어, 상기 유체(R)와 상기 입자(P)가 상기 회전체 내부를 이동하는 동시에, 상기 유체(R)와 상기 입자(P)가 분리된다.
상기 입자 포집부(1321)는 상기 회전체(1320)의 일단을 개구하는 홈 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 입자 포집부(1321)는 원기둥 형태의 상기 회전체(1320)의 외주면의 일부 영역을 원형으로 개구하며, 상기 회전체(1320)의 반경 방향으로 오목한 홈 형태로 형성될 수 있다. 상기 입자 포집부(1321) 내부에 상기 유체(R) 및 상기 입자(P)가 이동하고, 상기 입자 포집부(1321)의 직경은 상기 입자(P)의 직경보다 크게 형성된다.
상기 유체이동 유로(1322)는 일단은 상기 입자 포집부(1321)와 연결되고, 타단은 상기 회전체(1320)의 타단을 개구하는 형상으로 형성되고, 상기 유체이동 유로 내부로 상기 유체(R)가 이동하고, 상기 유체이동 유로(1322)의 직경은 상기 입자(P)의 직경보다 작게 형성된다. 예를 들어, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 유체이동 유로(1322)는 상기 회전체(1320)의 일단을 개구하는 상기 입자 포집부(1321)와 연결되어 상기 입자 포집부(1321)의 마주보는 상기 회전체(1320)의 타단을 개구하도록 직선 형태로 형성될 수 있다.
즉, 상기 유체(R) 및 상기 입자(P)가 상기 진공 펌프(1500)에 의하여 상기 회전체(1320) 내부를 이동할 때, 상기 입자 포집부(1321)에서는 상기 유체(R) 및 상기 입자(P)가 동시에 이동하다가, 상기 유체이동 유로(1322)의 직경과 상기 입자(P)의 직경 차에 의하여 상기 입자(P)는 상기 입자 포집부(1321)에 머물고, 상기 유체(R)는 유체이동 유로(1322)를 따라 상기 회전체(1320)의 타단측으로 이동함으로써 상기 유체(R)와 상기 입자(P)가 분리된다.
이때, 상기 입자(P)는 상기 유체이동 유로(1322)의 일단, 즉, 상기 유체이동 유로(1322)의 입구단을 폐쇄하여 상기 진공 펌프(1500)의 구동이 상기 시린지(1100)에 영향을 미치지 못하도록 함으로써 상기 시린지(1100)로부터 상기 입자 분리체(1300)로 이동하는 상기 유체(R)와 상기 입자(P)의 이동이 정지된다.
상기 용기(1400)는 상기 고정체(1310)의 제2 홀(1312)과 연결되며, 상기 입자 포집부(1321) 및 상기 유체이동 유로(1322)를 이동한 상기 유체(R)가 수용된다.
상기 진공 펌프(1500)는 상기 용기(1400)와 연결되며, 상기 시린지(1100) 내부에 수용된 입자(P) 및 유체(R)가 상기 회전체(1320) 측으로 이동할 수 있도록 상기 용기(1400) 내부의 환경을 진공으로 조성한다.
상기 공기 압축기(1600)는 상기 고정체(1310)의 제3 홀(1313)과 연결되며, 상기 유체이동 유로(1322)로 압축공기를 분사하여 상기 입자 포집부(1321)에서 분리된 입자(P)를 상기 고정체(1310) 외부로 토출시킨다.
도 7 및 도 8을 참조하여, 본 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치의 구동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 진공 펌프(1500)가 구동되어 상기 시린지(1100) 내부에 수용된 유체(R)가 상기 유체이동 유로(1322)로 이동함에 따라 상기 시린지(1100) 내부의 공기 부피(도 1의 A)가 증가하며, 이때, 상기 압력센서(1200)는 상기 시린지(1100) 내부의 압력을 측정하여 상기 시린지(1100) 내부의 압력이 변화하는 것을 센싱한다.
이때, 상기 회전체(1320)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 입자 포집부(1321)가 상기 제1 홀(1311)과 연결되고, 상기 유체이동 유로(1322)가 상기 제2 홀(1312)과 연결되는 제1 배치구조로 상기 고정체(1310) 내부에 배치되어 상기 입자 포집부(1321)에서 상기 유체이동 유로(1322)로 상기 유체(R)가 이동하여 상기 용기(1400)에 수용될 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 상기 회전체(1320)에 형성된 상기 입자 포집부(1321) 및 상기 유체이동 유로(1322)를 통해 상기 유체(R)가 이동하다가 상기 유체(R)와 상기 입자(P)가 동시에 이동하는 경우, 상기 입자(P)는 상기 입자 포집부(1321)의 입구단을 폐쇄시킨다.
이에 따라 상기 진공 펌프(1500)의 구동이 상기 시린지(1100)에 영향을 미치지 못하게 되므로, 상기 시린지(1100)로부터 상기 입자 분리체(1300)로 이동하는 상기 유체(R)와 상기 입자(P)의 이동이 정지된다.
상기 유체(R)와 상기 입자(P)의 이동이 정지됨에 따라 상기 시린지(1100) 내부의 공기 부피가 변화하지 않는 경우, 상기 시린지(1100) 내부의 압력을 측정하는 상기 압력센서(1200)가 상기 시린지(1100) 내부의 압력이 변화하지 않는 것을 센싱함으로써 상기 입자 포집부(1321)에 상기 입자(P)가 분리된 것을 파악할 수 있게 된다.
이후, 상기 회전체(1320)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 입자 포집부(1321)가 상기 노즐(1314)과 연결되고, 상기 유체이동 유로(1322)가 제3 홀(1313)과 연결되는 제2 배치구조로 상기 고정체(1310) 내부에서 회전하여 배치된다.
이후, 상기 제3 홀(1313)과 연결된 상기 공기 압축기(1600)가 상기 유체이동 유로(1322)를 통해 상기 입자 포집부(1321) 측으로 압축공기를 분사함으로써 분리되어 있던 상기 입자(P)가 상기 노즐(1314)을 통해 상기 입자 분리체(1300) 외부로 토출될 수 있도록 한다.
이와 같이, 상기 입자(P)를 유체(R)와 분리시키고, 적층하고자 하는 위치 및 시간에 단일 입자(P)를 개별적으로 토출시킬 수 있게 된다.
한편, 도 1 내지 도 8에서는 하나의 입자 분리체(1300)에 하나의 시린지(1100)와 하나의 용기(1400)가 각각 연결된 경우를 예로써 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도면에 도시하지 않았지만, 하나의 입자 분리체(1300)에 복수의 시린지 또는 복수의 용기가 연결될 수도 있고, 복수의 시린지와 그에 대응되는 복수의 용기가 함께 연결될 수도 있다.
도 9는 본 발명에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치의 다른 실시예의 전체 개략도를 도시한 도면이고, 도 10은 도 9의 단일 입자 디스펜싱 장치의 고정체를 도시한 도면이고, 도 11은 도 9의 단일 입자 디스펜싱 장치의 회전체를 도시한 도면이고, 도 12 및 도 13은 도 9의 단일 입자 디스펜싱 장치의 구동을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 13을 참조하여 본 발명에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치의 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치는 제1 시린지(2100), 입자 분리체(2300), 용기(2400), 제2 시린지(2700) 및 압력센서(2200)를 포함한다.
상기 제1 시린지(2100)는 내부에 디스펜싱되는 입자(P)와 유체(R)가 수용되며, 출구단은 상기 입자 분리체(2300)와 연결된다.
상기 압력센서(2200)는 상기 제1 시린지(2100) 내부에 수용된 상기 입자(P)와 상기 유체(R)가 상기 제1 시린지(2100)로부터 배출됨에 따라 변하는 상기 제1 시린지(2100) 내부의 공기압을 측정하며, 상기 압력센서(2200)에서 측정된 상기 제1 시린지(2100) 내부의 공기압을 기준으로 상기 입자 분리체(2300)에 포함된 회전체(2320)가 회전하고, 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
상기 입자 분리체(2300)는 상기 제1 시린지(2100)의 출구단과 연결되며, 후술하는 상기 제2 시린지(2700)의 흡입구동에 의하여 상기 제1 시린지(2100) 내부에 수용된 입자(P) 및 유체(R)가 상기 입자 분리체(2300) 내부로 이동한다.
여기서, 상기 제2 시린지(2700)의 흡입구동은 상기 제2 시린지(2700)의 내부 공간을 팽창하는 것을 의미하며, 이를 통해 상기 용기(2400) 내의 공기가 상기 제2 시린지(2700) 측으로 이동하게 되고, 이로 인하여 상기 제1 시린지(2100) 내부의 입자(P)와 유체(R)가 상기 입자 분리체(2300) 내부로 이동하게 된다.
구체적으로 상기 입자 분리체(2300)는 고정체(2310)와 회전체(2320)를 포함하며, 도 9 내지 도 11을 참조하여 상기 고정체(2310)와 상기 회전체(2320)를 설명하면 다음과 같다.
상기 고정체(2310)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 단면이 링(ring) 형상으로 형성되며, 상기 제1 시린지(2100)와 상기 용기(2400)와 연결된다.
구체적으로, 상기 고정체(2310)는 내부가 비어있는 원통 형상으로 형성되고, 제5 영역 제 6영역 및 제 7 영역으로 구분된다.
상기 제5 영역은 상기 고정체(2310)의 외주면 중 일부 영역에 해당하며, 상기 제1 시린지(2100)와 연결되고, 상기 제1 시린지(2100)의 출구단으로부터 이동하는 상기 유체(R)와 상기 입자(P)가 상기 회전체(2320) 내부로 이동할 수 있도록 제5 홀(2311)이 형성된다.
상기 제6 영역은 상기 고정체(2310)의 단부 영역에 해당하며, 상기 용기(2400)와 연결되고, 상기 회전체(2320) 내부를 경유한 상기 유체(R)가 상기 용기(2400) 측으로 이동할 수 있도록 제6 홀(2312)이 형성된다.
상기 제7 영역은 상기 고정체(2310)의 외주면 중 타부 영역에 해당하며, 상기 입자(P)를 배출하는 노즐(2313)이 형성된다.
이때, 상기 제5 홀(2311)과 상기 노즐(2313)의 위치는 상기 고정체(2310)에서 서로 마주보도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 회전체(2320)는 원기둥 형상으로 형성되어, 상기 고정체(2310) 내부에서 상기 고정체(2310)를 기준으로 회전할 수 있다. 상기 회전체(2320)의 회전방향은 상기 압력센서(2200)에서 측정하는 상기 제1 시린지(2100) 내부의 공기압을 기준으로 결정되며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
또한, 상기 회전체(2320)에는 입자 포집부(2321) 및 유체이동 유로(2322)가 형성된다.
상기 입자 포집부(2321)는 상기 회전체(2320) 외주면의 일부 영역을 개구하는 홈 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 입자 포집부(2321)는 상기 회전체(2320) 외주면의 일부 영역을 원형으로 개구하며, 상기 회전체(1320)의 반경 방향으로 오목한 홈 형태로 형성될 수 있다. 상기 입자 포집부(2321) 내부에 상기 유체(R) 및 상기 입자(P)가 이동하고, 상기 입자 포집부(2321)의 직경은 상기 입자(P)의 직경보다 크게 형성된다.
상기 유체이동 유로(2322)의 일단은 상기 입자 포집부(2321)와 연결되고 타단은 상기 회전체(2320)의 단부를 개구하며, 내부에 상기 유체(R)가 이동하고, 상기 유체이동 유로(2322)의 직경은 상기 입자(P)의 직경보다 작게 형성된다.
또한, 상기 입자 포집부(2321)와 상기 유체이동 유로(2322)는 도 11과 같이 'L'자 형상으로 형성된다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 유체이동 유로(2322)의 일단은 상기 입자 포집부(1321)와 연결되어 상기 회전체(2320)의 반경 방향으로 연장되다가 절곡되어 상기 회전체(2320)의 회전축 방향으로 연장되며, 상기 유체이동 유로(2322)의 타단은 상기 회전체(2320)의 단부를 개구하는 형태로 형성될 수 있다.
즉, 상기 유체(R) 및 상기 입자(P)가 상기 제2 시린지(2700)에 의하여 상기 회전체(2320) 내부를 이동할 때, 상기 입자 포집부(2321)에서는 동시에 이동하다가, 상기 입자(P)는 상기 입자 포집부(2321)에 머물고, 상기 유체(R)는 상기 유체이동 유로(2322)를 따라 상기 회전체(2320)의 단부 측으로 이동함으로써 상기 유체(R)와 상기 입자(P)가 분리된다.
이때, 상기 입자(P)는 상기 유체이동 유로(2322)의 일단, 즉, 상기 유체이동 유로(2322)의 입구단을 폐쇄하여 상기 제2 시린지(2700)의 흡입구동이 상기 제1 시린지(2100)에 영향을 미치지 못하게 함으로써 상기 제1 시린지(2100)로부터 상기 입자 분리체(2300)로 이동하는 상기 유체(R)와 상기 입자(P)의 이동이 정지된다.
상기 용기(2400)는 상기 고정체(2310)의 제6 홀(2312)과 연결되며, 상기 제6 홀(2312)에서 이동하는 상기 유체(R)가 수용된다.
상기 제2 시린지(2700)는 상기 용기(2400)와 연결되며, 흡입구동시에 상기 입자(P)와 상기 유체(R)가 상기 회전체(2320) 측으로 이동하고, 토출구동시에 상기 회전체(2320)에 분리되 입자(P)가 상기 고정체(2310) 외부로 토출된다.
여기서, 상기 제2 시린지(2700)의 토출구동은 상기 제2 시린지(2700)의 내부 공간을 압축하는 것을 의미하며, 이를 통해 상기 제2 시린지(2700) 내부의 공기가 상기 용기(2400) 측으로 이동하고, 상기 용기(2400) 내부의 공기가 상기 유체이동 유로(2322)에서 상기 입자 포집부(2321) 측으로 이동하게 된다.
도 12 및 도 13을 참조하여 본 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 장치 구동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제2 시린지(2700)가 흡입구동되어 상기 제1 시린지(2100) 내부에 수용된 입자(P)와 유체(R)가 상기 유체이동 유로(2322)로 이동함에 따라 상기 제1 시린지(2100) 내부의 공기부피(도 12의 A)가 증가하며, 이때, 상기 압력센서(2200)는 상기 제1 시린지(2100) 내부의 압력을 측정하여 상기 제1 시린지(2100) 내부의 압력을 변화하는 것을 센싱한다.
이때, 상기 회전체(2320)는 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 입자 포집부(2321)가 상기 제5 홀(2311)과 연결되고, 상기 유체이동 유로(2322)가 상기 제6 홀(2312)과 연결되는 제3 배치구조로 상기 고정체(2310) 내부에 배치되며, 상기 입자 포집부(2321)와 상기 유체이동 유로(2322)를 통해 상기 유체(R)가 이동하여 상기 용기(2400)에 수용된다.
상술한 바와 같이, 상기 회전체(2320)에 형성된 상기 입자 포집부(2321)와 상기 유체이동 유로(2322)를 통해 상기 유체(R)가 이동하다가, 상기 유체(R)와 상기 입자(P)가 동시에 이동하는 경우, 상기 입자(P)는 상기 유체이동 유로(2322)의 입구단을 폐쇄시키며, 이에 따라 상기 제2 시린지(2700)의 흡입구동이 상기 제1 시린지(2100)에 영향을 미치지 못하게 되므로, 상기 제1 시린지(2100)로부터 상기 입자 분리체(2300)로 이동하는 상기 유체(R)와 상기 입자(P)의 이동이 정지된다.
상기 유체(R)와 상기 입자(P)의 이동이 정지됨에 따라 상기 제1 시린지(2100) 내부의 공기 부피가 변화하지 않는 경우, 상기 압력센서(2200)는 상기 제1 시린지(2100) 내부의 압력을 측정하여 상기 제1 시린지(2100) 내부의 압력이 변화하지 않는 것을 센싱함으로써 상기 입자 포집부(2321)에 상기 입자(P)가 분리된 것을 파악할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 회전체(2320)는 분리된 상기 입자(P)를 토출하기 위하여, 상기 입자 포집부(2321)가 상기 노즐(2313)과 연결되고, 상기 유체이동 유로(2322)가 상기 제6 홀(2312)과 연결되는 제4 배치구조로 상기 고정체(2310) 내부에서 회전하여 배치된다.
이후, 상기 제2 시린지(2700)가 토출구동됨으로써 상기 유체이동 유로(2322)에서 상기 입자 포집부(2321) 방향으로 공기가 이동하여 상기 입자 포집부(2321)에 분리되어 있던 상기 입자(P)가 상기 노즐(2313)을 통해 상기 고정체(2310) 외부로 토출될 수 있도록 한다.
이와 같이, 상기 입자(P)를 유체(R)와 분리시키고, 적층하고자 하는 위치 및 시간에 단일 입자(P)를 개별적으로 토출시킬 수 있게 된다.
한편, 도 9 내지 도 13에서는 하나의 입자 분리체(2300)에 하나의 제1 시린지(2100)와 하나의 용기(2400)가 각각 연결된 경우를 예로써 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도면에 도시하지 않았지만, 하나의 입자 분리체(2300)에 복수의 제1 시린지 또는 복수의 용기가 연결될 수도 있고, 복수의 제1 시린지와 그에 대응되는 복수의 용기가 함께 연결될 수도 있다.
도 14는 본 발명에 따른 단일 입자 디스펜싱 방법의 일 실시예의 순서도를 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명에 따른 단일 입자 디스펜싱 방법의 다른 실시예의 순서도를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 8 및 도 14를 참조하여 본 발명에 따른 단일 입자 디스펜싱 방법의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단일 입자 디스펜싱 방법은 혼합물 이동단계(S110), 입자 분리단계(S120), 공기압 측정단계(S130), 회전체 회전단계(S140) 및 입자 토출단계(S150)를 포함한다.
상기 혼합물 이동단계(S110)에서는 상기 진공 펌프(1500)가 작동되어 상기 용기(1400) 내부의 환경을 진공으로 조성하고, 이로 인하여 상기 시린지(1100) 내부에 수용된 입자(P)와 유체(R)가 상기 고정체(1310) 내부의 회전체(1320)로 이동한다.
이후, 상기 입자 분리단계(S120)에서는 상기 혼합물 이동단계(S110)에서 이동하던 상기 유체(R)가 상기 회전체(1320)에 형성된 상기 입자 포집부(1321) 및 상기 유체이동 유로(1322)를 거쳐 상기 용기(1400)에 수용되고, 상기 입자(P)는 상기 입자 포집부(1321)에 의해서 이동이 제한됨으로써 상기 입자(P)와 상기 유체(R)가 분리된다.
이때, 상기 입자(P)는 상기 유체이동 유로(1322)의 일단, 즉, 상기 유체이동 유로(1322)의 입구단을 폐쇄함으로써 상기 진공 펌프(1500)의 구동이 상기 시린지(1100)에 영향을 미치지 못하게 하며, 이로 인하여 상기 시린지(1100)로부터 상기 입자 분리체(1300)로 이동하는 상기 유체(R)와 상기 입자(P)의 이동이 정지하게 된다.
이후, 상기 공기압 측정단계(S130)에서 상기 압력센서(1200)가 상기 시린지(1100) 내부의 공기압을 측정하여, 상술한 바와 같이 상기 입자(P)와 상기 유체(R)의 이동이 정지됨에 따라 상기 공기압이 변화하지 않는 것을 감지하게 된다.
상기 회전체 회전단계(S140)에서는 상기 공기압 측정단계(S130)에서 상기 공기압이 변화하지 않는 경우 상기 회전체(1320)가 상기 고정체(1310) 내부에서 회전한다.
예를 들어, 상기 회전체(1320)는 상기 혼합물 이동단계(S110)에서 상기 제1 배치구조로 상기 고정체(1310) 내부 배치되어 있다가, 상기 회전체 회전단계(S140)에서 상기 제2 배치구조, 즉, 상기 입자 포집부(1321)가 상기 노즐(1314)과 연결되고, 상기 유체이동 유로(1322)가 제3 홀(1313)과 연결되도록 회전한다.
이후, 상기 입자 토출단계(S150)에서 상기 공기 압축기(1600)가 상기 유체이동 유로(1322)에서 상기 입자 포집부(1321) 방향으로 압축공기를 분사함으로써 상기 입자 포집부(1321)에 분리되어 있던 상기 입자(P)가 상기 고정체(1310)의 노즐(1314)을 통해 외부로 토출된다.
상기 입자 토출단계(S150)에서 상기 입자(P)를 토출한 이후, 상기 회전체(1320)는 다시 상기 제1 배치구조로 회전하여 상기 혼합물 이동단계(S110)부터 단계를 다시 시작한다.
이외, 본 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 방법에 대한 설명은 상술한 단일 입자 디스펜싱 장치의 일 실시예와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 9 내지 도 13 및 도 15를 참조하여 본 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 방법의 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 방법은 혼합물 이동단계(S210), 입자 분리단계(S220), 공기압 측정단계(S230), 회전체 회전단계(S240), 입자 토출단계(S250)를 포함한다.
상기 혼합물 이동단계(S210)는 상기 제2 시린지(2700)가 흡입구동됨으로써 상기 제2 시린지(2700)와 연결된 상기 용기(2400) 내부의 환경을 진공으로 조성하고, 이로 인하여 상기 제1 시린지(2100) 내부에 수용된 입자(P) 및 유체(R)가 상기 고정체(2310) 내부의 회전체(2320)로 이동한다.
이후, 상기 입자 분리단계(S220)에서는 상기 혼합물 이동단계(S210)에서 이동하던 상기 유체(R)가 상기 회전체(2320)에 형성된 상기 입자 포집부(2321) 및 상기 유체이동 유로(2322)를 거쳐 상기 용기(2400)에 수용되고, 상기 입자(P)는 상기 입자 포집부(2321)에 의해서 이동이 제한됨으로써 상기 입자(P)와 상기 유체(R)가 분리된다.
이때, 상기 입자(P)는 상기 유체이동 유로(2322)의 일단, 즉, 상기 유체이동 유로(2322)의 입구단을 폐쇄함으로써 상기 제2 시린지(2700)의 구동이 상기 제1 시린지(2100)에 영향을 미치지 못하게 하며, 이로 인하여 상기 제1 시린지(2100)로부터 상기 입자 분리체(2300)로 이동하는 상기 유체(R)와 상기 입자(P)의 이동이 정지된다.
이후, 상기 공기압 측정단계(S230)에서 상기 압력센서(2200)가 상기 제1 시린지(2100) 내부의 공기압을 측정하여, 상술한 바와 같이, 상기 입자(P)와 상기 유체(R)의 이동이 정지됨에 따라 상기 공기압이 변화하지 않는 것을 감지하게 된다.
상기 회전체 회전단계(S240)에서는 상기 공기압 측정단계(S230)에서 상기 공기압이 변화하지 않는 경우, 상기 회전체(2320)가 상기 고정체(2310) 내부에서 회전한다.
예를 들어, 상기 회전체(2320)는 상기 혼합물 이동단계(S210)에서 상기 제3 배치구조로 상기 고정체(2310) 내부에 배치되어 있다가, 상기 회전체 회전단계(S240)에서 상기 제4 배치구조, 즉, 상기 입자 포집부(2321)가 상기 노즐(2314)과 연결되고, 상기 유체이동 유로(2322)가 상기 제6 홀(2312)과 연결되도록 회전한다.
이후, 상기 입자 토출단계(S250)에서 상기 제2 시린지(2700)가 토출구동됨으로써 상기 유체이동 유로(2322)에서 상기 입자 포집부(2321) 방향으로 공기를 분사하여 상기 입자 포집부(2321)에 분리되어 있던 상기 입자(P)가 상기 노즐(2314)을 통해 상기 고정체(2310) 외부로 토출될 수 있도록 한다.
이외, 본 실시예에 따른 단일 입자 디스펜싱 방법에 대한 설명은 상술한 단일 입자 디스펜싱 장치의 다른 실시예와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
- 부호의 설명 -
1100: 시린지
2100: 제1 시린지
1200, 2200: 압력센서
1300, 2300: 입자 분리체
1310, 2310: 고정체
1311: 제1 홀
1312: 제2 홀
1313: 제3 홀
1314, 2313: 노즐
2311: 제5 홀
2312: 제6 홀
1320, 2320: 회전체
1321, 2321: 입자 포집부
1322, 2322: 유체이동 유로
1400, 2400: 용기
1500: 진공 펌프
1600: 공기 압축기
2700: 제2 시린지
R: 유체
P: 입자

Claims (15)

  1. 내부에 입자 및 유체가 수용되는 제1 시린지;
    상기 제1 시린지의 출구단과 연결되며, 상기 입자와 상기 유체를 분리시키는 입자 분리체; 및
    상기 입자 분리체와 연결되며, 상기 입자 분리체에서 분리된 상기 유체가 수용되는 용기;
    를 포함하며,
    상기 입자 분리체는,
    상기 입자를 포집하는 입자 포집부가 구비되고 내부에 유체이동 유로가 형성되는 회전체; 및
    상기 입자가 토출되는 노즐을 구비하고 내부에 상기 회전체를 회전 가능하게 수용하는 고정체를 포함하는, 단일 입자 디스펜싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입자 분리체와 연결되며, 상기 입자 분리체 내부로 압축공기를 분사하여 상기 입자 분리체에서 분리된 입자를 토출시키는 공기 압축기;를 더 포함하는, 단일 입자 디스펜싱 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 시린지 내부의 압력을 측정하는 압력센서; 및
    상기 용기와 연결되며, 상기 제1 시린지 내부에 수용된 상기 입자 및 유체를 상기 입자 분리체 내에서 이동시키는 진공 펌프;를 더 포함하며,
    상기 압력센서에서 측정되는 압력을 기준으로 상기 회전체가 회전하여 상기 분리된 유체를 상기 용기로 이동시키거나 상기 분리된 입자를 상기 노즐로 토출시키는, 단일 입자 디스펜싱 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정체에는 상기 제1 시린지와 연결되는 제1 영역에 형성된 제1 홀과, 상기 제1 영역과 마주보며, 상기 용기와 연결되는 제2 영역에 형성된 제2 홀과, 상기 제1 홀 및 제2 홀 사이에 형성되며, 상기 공기 압축기와 연결되는 제3 영역에 형성된 제3 홀이 형성되며,
    상기 노즐은 상기 제3 영역과 마주보는 제4 영역에 형성된, 단일 입자 디스펜싱 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 압력센서에서 측정한 상기 제1 시린지 내부의 압력이 변화하는 경우, 상기 회전체는 상기 입자 포집부가 상기 제1 홀과 연결되고, 상기 유체이동 유로가 상기 제2 홀과 연결되는 제1 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치되며,
    상기 압력센서에서 측정한 상기 제1 시린지 내부의 압력이 변화하지 않는 경우, 상기 회전체는 상기 입자 포집부가 상기 노즐과 연결되고, 상기 유체이동 유로가 상기 제3 홀과 연결되는 제2 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치되는, 단일 입자 디스펜싱 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전체가 상기 제2 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치되는 경우, 상기 공기 압축기가 상기 유체이동 유로 측으로 압축 공기를 분사하여 상기 입자 포집부에 있는 상기 입자를 상기 노즐을 통해 토출하는, 단일 입자 디스펜싱 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 용기에 연결되어 상기 입자와 유체를 흡입하거나 상기 입자 분리체에서 분리된 입자를 토출시키는 제2 시린지를 포함하는, 단일 입자 디스펜싱 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 시린지 내부의 압력을 측정하는 압력센서를 더 포함하며,
    상기 압력센서에서 측정되는 압력을 기준으로 상기 회전체가 회전하여 상기 분리된 유체를 상기 용기로 이동시키거나 상기 분리된 입자를 상기 노즐로 토출시키는, 단일 입자 디스펜싱 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정체에는 상기 제1 시린지와 연결되는 제5 영역에 연결된 제5 홀과, 상기 용기와 연결되는 제6 영역에 형성된 제6 홀이 형성되며
    상기 노즐은 상기 고정체의 제7 영역에 형성된, 단일 입자 디스펜싱 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 압력센서에서 측정한 상기 시린지 내부의 압력이 변화하는 경우, 상기 회전체는 상기 입자 포집부가 상기 제5 홀과 연결되고, 상기 유체이동 유로가 상기 제6 홀과 연결되는 제3 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치되며,
    상기 압력센서에서 측정한 상기 시린지 내부의 압력이 변화하지 않는 경우, 상기 회전체는 상기 입자 포집부가 상기 노즐과 연결되고, 상기 유체이동 유로가 상기 제6 홀과 연결되는 제4 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 단일 입자 디스펜싱 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회전체가 상기 제3 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치되는 경우, 상기 제2 시린지는 상기 입자와 상기 유체를 흡입하며,
    상기 회전체가 상기 제4 배치구조로 상기 고정체 내부에 배치되는 경우, 상기 제2 시린지는 상기 입자를 상기 노즐을 통해 토출하는, 단일 입자 디스펜싱 장치.
  12. 내부에 입자 및 유체가 수용되는 제1 시린지, 상기 제1 시린지와 연결되어 상기 입자와 상기 유체를 분리시키는 입자 분리체를 포함하되, 상기 입자 분리체는 회전체와 내부에 상기 회전체를 회전 가능하게 수용하는 고정체를 포함하는 단일 입자 디스펜싱 장치를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 제1 시린지 내부에 수용된 입자 및 유체를 상기 회전체로 이동시키는 혼합물 이동단계;
    상기 입자와 상기 유체가 상기 회전체에 형성된 입자 포집부에 의하여 분리되는 입자 분리단계;
    상기 제1 시린지 내부의 공기압을 측정하는 공기압 측정단계;
    상기 공기압이 변화하지 않는 경우 상기 회전체가 상기 고정체 내부에서 회전하는 회전체 회전단계;
    상기 입자 포집부에 의하여 분리된 상기 입자를 상기 고정체의 노즐을 통해 외부로 토출하는 입자 토출단계;를 포함하며,
    상기 회전체 회전단계에서 상기 회전체는 상기 입자 포집부와 상기 노즐이 연결되는 방향으로 회전하는, 단일 입자 디스펜싱 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 단일 입자 디스펜싱 장치는, 상기 입자 분리체에서 분리된 입자를 토출시키는 공기 압축기와, 상기 제1 시린지 내부에 수용된 입자와 유체를 상기 입자 분리체 내에서 이동시키는 진공 펌프를 포함하고,
    상기 혼합물 이동단계에서, 상기 진공 펌프가 작동되어 상기 제1 시린지 내부에 수용된 입자 및 유체가 상기 고정체 내부의 상기 회전체로 이동하며,
    상기 입자 토출단계에서, 상기 고정체와 연결된 상기 공기 압축기가 구동되어 상기 입자 포집부에 의하여 분리된 상기 입자를 상기 고정체의 노즐을 통해 외부로 토출하는, 단일 입자 디스펜싱 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 단일 입자 디스펜싱 장치는, 상기 입자 및 상기 유체를 흡입하거나 상기 입자를 토출시키는 제2 시린지를 포함하고,
    상기 혼합물 이동단계에서, 상기 제2 시린지의 흡입구동에 의하여 상기 제1 시린지 내부에 수용된 입자 및 유체가 상기 고정체 내부의 상기 회전체로 이동하며,
    상기 입자 토출단계에서, 상기 제2 시린지의 토출구동에 의하여 상기 입자 포집부에 의하여 분리된 상기 입자를 상기 고정체의 노즐을 통해 외부로 토출하는, 단일 입자 디스펜싱 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 공기압 측정단계에서 상기 공기압이 변화하는 경우, 상기 회전체 내부에 형성되되 상기 입자 포집부와 연결된 유체이동 유로를 통해 상기 유체가 이동하는, 단일 입자 디스펜싱 방법.
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