專利名稱：干式粉料輸送系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于輸送粉料并使之成為懸浮微粒形式、例如用于輸送干式粉料形式的藥物的系統(tǒng)。
粉料輸送系統(tǒng)如干式粉料輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造采用了多種方法，特別是自從含氯氟烴(CFC)氣體不能再用于消費(fèi)品中后更是如此。現(xiàn)有技術(shù)的粉料輸送系統(tǒng)的一些主要缺點(diǎn)包括粉料會無意中移動，如吸氣器下降時(shí)就會如此輸送系統(tǒng)啟動時(shí)配料用量不準(zhǔn)確；并且適用于單個(gè)輸送系統(tǒng)的配料或等分試樣(aliquot)數(shù)量有限。例如，許多采用圓盤形結(jié)構(gòu)的粉料輸送系統(tǒng)只限于那些能適合于圓盤的配料或等分試樣使用。因此，就需要有一種粉料輸送系統(tǒng)，它能夠使等分試樣附著于襯底上直到需要輸送粉料為止，并且一旦當(dāng)它啟動后，準(zhǔn)確單位數(shù)目的配料就會從輸送系統(tǒng)傳送至治療對象。
發(fā)明概述此前與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的缺點(diǎn)可以通過一種能夠在釋放眾多等分試樣如配料的能力方面得以增強(qiáng)的發(fā)明裝置和技術(shù)來克服。
本發(fā)明提供的一種粉料輸送系統(tǒng)，它包括一個(gè)輸送系統(tǒng)本體和一個(gè)剛性襯底，其中輸送系統(tǒng)本體有一個(gè)內(nèi)腔和一個(gè)出口，該出口用于輸送粉料并使之成為懸浮微粒形式，而在剛性襯底上，有一個(gè)或多個(gè)粉料等分試樣處于襯底上的等分試樣位置上，每個(gè)等分試樣密封于一個(gè)可獨(dú)立松脫的蓋子下方，其中有一個(gè)松脫構(gòu)件用于松脫每個(gè)可松脫的蓋子，該松脫構(gòu)件為(1)一種適用于對施加的力作出響應(yīng)的機(jī)械式松脫構(gòu)件，或者(2)一種電子式松脫構(gòu)件。在一個(gè)實(shí)施方案中，粉料輸送系統(tǒng)具有足夠的電子組件以便可尋址地向松脫構(gòu)件傳送電壓，其中在剛性襯底輸送機(jī)構(gòu)上施加電信號就可以可選擇地松脫一個(gè)或多個(gè)蓋子。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，剛性襯底可以運(yùn)動以便使每個(gè)等分試樣位置與一個(gè)等分試樣釋放位置對準(zhǔn)。在一個(gè)這樣的實(shí)施方案中，等分試樣位置沿弧形排列，而剛性襯底可以轉(zhuǎn)動以便順序地使每個(gè)等分試樣位置與一個(gè)等分試樣釋放位置對準(zhǔn)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，粉料輸送系統(tǒng)具有至少一個(gè)振動器，振動器可以置于等分試樣位置下方并且可以啟動以助于從該等分試樣位置釋放粉料。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種用于輸送粉料的剛性襯底，在剛性襯底上，多個(gè)粉料等分試樣處于等分試樣位置，每個(gè)等分試樣密封于一個(gè)可獨(dú)立松脫的蓋子下方，優(yōu)選地，剛性襯底包括有用于松脫每個(gè)可松脫蓋子的電子式松脫構(gòu)件。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種粉料輸送裝置，包括(a)一個(gè)襯底，襯底的表面上具有多個(gè)粉料等分試樣處于等分試樣位置；和(b)一個(gè)用于使處于等分試樣位置的襯底移位的機(jī)構(gòu)。
附圖簡述上述的發(fā)明概述及以下對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的詳述參照附圖閱讀時(shí)將會更加清楚。為了說明本發(fā)明，在圖中示出了目前優(yōu)選的實(shí)施方案。然而應(yīng)當(dāng)明白本發(fā)明并不限于所示的具體方案和方法。圖中

圖1所示為一種粉料輸送系統(tǒng)；圖2所示為一個(gè)放于剛性襯底中可松脫蓋子下方的等分試樣；圖3A、3B、3C和3D是可松脫的蓋子的結(jié)構(gòu)方案圖。
圖4是粉料輸送系統(tǒng)的底視圖。
圖5是粉料輸送系統(tǒng)的側(cè)視圖，示出了叉齒輪裝置。
圖6是粉料輸送系統(tǒng)的剖面圖，示出了一個(gè)叉齒與襯底橫向孔及處于松脫位置的配料位置蓋子之間的嚙合情況。
圖7示出了粉料等分試樣位置、叉齒孔以及配料位置蓋子的位置情況。
圖8所示為一種磁性裝置，用于松脫蓋子并釋放下面的圓盤型粉料輸送系統(tǒng)中的粉料。
圖9所示為一種電路板式粉料輸送系統(tǒng)，示出了相對于母電路板的控制電路區(qū)域。
圖10所示為一種包括8塊電路板的電路板裝置。
圖11所示為浮動電極結(jié)構(gòu)方案的一個(gè)實(shí)例。
定義對于本申請來說，以下各術(shù)語的意義將在下文中闡明。特別是，對于說明權(quán)利要求來說，以下的術(shù)語定義應(yīng)該優(yōu)先于基于本文中的其它文字而確定的相反的意義。
·可尋址釋放機(jī)構(gòu)可尋址就是指操作人員可以連續(xù)地或者可選擇地在剛性支架上指定新的等分試樣位置，當(dāng)啟動觸發(fā)裝置如按鈕或桿時(shí)這些等分試樣位置就會釋放。
·選定粉料輸送系統(tǒng)從“選定”等分試樣位置釋放粉料就是指(1)操作人員可以選定一組單個(gè)或多個(gè)等分試樣位置而把其它組排除在外，或者(2)系統(tǒng)按預(yù)定或預(yù)編程的方式順序地釋放等分試樣位置。在任一種情況下，某些粉料輸送系統(tǒng)的“選擇”能力都包括可選擇地同時(shí)釋放許多等分試樣位置的能力。
·上表面在提到襯底的“上表面”時(shí)，申請人意圖指提供一個(gè)方便的參照系，并非是說這個(gè)表面必須與該向上的表面對齊。同樣，本文中提到的其它定位參考也是指提供一個(gè)方便的參照系。
發(fā)明詳述圖1中示出了一種示例性的粉料輸送系統(tǒng)(比如一種吸入器)。這種粉料輸送系統(tǒng)具有剛性襯底輸送機(jī)構(gòu)1，粉料輸送系統(tǒng)的前部為輸送系統(tǒng)本體2，它由例如塑料制成并包括一個(gè)內(nèi)腔3和一個(gè)出口4。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，其上面的多個(gè)位置上沉積著粉料等分試樣的剛性襯底5通過一個(gè)帶有如搭扣接頭的狹槽插入粉料輸送系統(tǒng)中。另一方面，在另一個(gè)實(shí)施方案中，粉料輸送系統(tǒng)按鉸接方式打開，展示了剛性襯底可以固定于其上的一種接頭。一旦粉料輸送系統(tǒng)本體2與剛性襯底輸送機(jī)構(gòu)1相連，出口4就會與剛性襯底輸送機(jī)構(gòu)1保持空氣連通。圖示中的出口4為一個(gè)噴嘴，用于輸送粉料以便由例如治療對象吸入。輸送系統(tǒng)還包括多個(gè)進(jìn)氣通道7，以便當(dāng)治療對象吸入時(shí)，空氣可被迫使通過通道7。空氣的這種組合運(yùn)動有雙重作用，即它的紊流有助于將粉料從襯底上釋放。同時(shí)它可產(chǎn)生一定的速度以將粉料導(dǎo)向吸入的對象。幾個(gè)通道7可帶有閘門機(jī)構(gòu)8，以便控制進(jìn)入通道7的空氣量，并因而控制內(nèi)腔3中的紊流程度。
剛性襯底5可包括多個(gè)沉積于等分試樣位置處的等分試樣，例如配料。圖2所示為剛性襯底5中位于可獨(dú)立松脫的蓋子12下方并沉積于凹腔13中的等分試樣10。凹腔13中包括獨(dú)立沉積的等分試樣，等分試樣優(yōu)選地利用環(huán)繞凹腔13的可逆熱固性粘合劑15例如蠟或熱熔性粘合劑密封于蓋子12和剛性襯底5之間。除了用于密封等分試樣之外，粘合劑15還可將可松脫的蓋子固定于剛性襯底上以防松脫，直到輸送系統(tǒng)啟動為止。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，蓋子由具有機(jī)械記憶能力的材料制成，并且這種材料傾向于一種有助于蓋子12打開的形狀的記憶構(gòu)形，如圖2所示，這種機(jī)械記憶能力可通過例如金屬或塑料來顯示，其彎曲或變形成如同蓋子12B的曲線的形狀，例如，蓋子可由被彎曲從而有利于打開位置的優(yōu)質(zhì)彈簧鋼制成。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，所用材料為形狀記憶材料如形狀記憶合金，它可從一種記憶構(gòu)形進(jìn)行變形，通常利用在(特定形狀記憶材料的)臨界溫度下所完成的操作進(jìn)行。當(dāng)被加熱至相變溫度以上時(shí)，這種形狀記憶材料會設(shè)法回復(fù)其記憶構(gòu)形。變形操作一般在某個(gè)控制參數(shù)如最大應(yīng)變極限范圍內(nèi)進(jìn)行，控制參數(shù)隨形狀記憶材料和變形工藝而變化。形狀記憶材料通常會出現(xiàn)馬氏體轉(zhuǎn)變，據(jù)信馬氏體轉(zhuǎn)變會引起形狀記憶效應(yīng)。易受溫度影響的形狀記憶效應(yīng)可能是不定向的，例如從覆蓋著等分試樣位置的位置變形至打開等分試樣位置的位置，或者可能會為雙向式的，從而形成例如打開或關(guān)閉變形。形狀記憶合金的實(shí)例包括鎳－鈦(Mi－Ti)、銅－鋁－鎳(Cu－Al－Mi)和銅－鋅－鋁(Cu－Zn－Al)合金。鎳鈦(Ni－Ti)形狀記憶合金通常會表現(xiàn)出較大的形狀記憶應(yīng)變，但價(jià)格昂貴，并且一般來說具有較高的相變溫度(如250℃左右)。銅基合金通常會具有較大的相變溫度范圍，包括較低的溫度，如90℃。形狀記憶合金在以下文獻(xiàn)中進(jìn)行了描述T．W Dueng，Engineering Aspects of Shape MemoryAlloys(“形狀記憶合金的工程應(yīng)用”)，1990；S．Aucken(ed．)Progressin Shape Memory Alloys，1992(S．Aucken(主編)，“形狀記憶合金研究進(jìn)展”，1992)；M．V．Gandi and B．S．Thompson，Smart Materialsand Structures，1992(M．V．Gandi和B．S．Thompson，“智能材料及結(jié)構(gòu)”，1992)；D．E．Hodgson，Using Shape Memory AlloysShape MemoryApplicatory，1988(D．E．Hodgson“利用形狀記憶合金形狀記憶的應(yīng)用”，1988)。作為形狀記憶合金的一個(gè)例子，鎳鈦諾(Nitinol)可由以下公司獲得Special Metals，New Hartford，NY，Hitachi MetalsAmerica，Purchase，NY或Dynalloy，Irving，CA．另一個(gè)例子，TinelTM可從Ray Chem，Menlo Park，CA公司獲得。
在可松脫的蓋子12由具有機(jī)械記憶能力的材料制成的實(shí)施方案中，在安裝過程中，可松脫的蓋子被向下壓在剛性襯底上，粘合劑15(如可逆熱固性粘合劑)將蓋子向下固定住以便在存貯期間保護(hù)等分試樣。步進(jìn)機(jī)構(gòu)型粉料分配器或電路板型粉料分配器的啟動將會使蓋子回復(fù)，其記憶構(gòu)形并使相應(yīng)的等分試樣露出。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可松脫的蓋子12由形狀記憶合金如鎳鈦諾(Nitinol)制成，從而當(dāng)電流通過蓋子上時(shí)，使合金加熱，因而使其恢復(fù)至其記憶構(gòu)形并脫離粘合劑15。
圖3A所示的實(shí)施方案中，用于啟動轉(zhuǎn)變過程如熱致形狀變化或熱致粘性損失的熱量由引線17A和17B提供，引線17A和17B用作包括蓋子12在內(nèi)的電路中的電阻器(引線和蓋子可被看作一個(gè)變形單元)。圖3B示出了這個(gè)實(shí)施方案的透視圖。當(dāng)電流通過時(shí)，例如沿圖3A中箭頭所示方向通過時(shí)，引線17A和17B所產(chǎn)生的熱量起到使固定住引線17A和17B的粘合劑松開或者引起熱致變形的作用，從而使引線17A和17B升離襯底5，如圖3C所示。當(dāng)結(jié)構(gòu)方案中利用吸入器來提升氣流通過剛性襯底5時(shí)，如沿箭頭W所示方向通過時(shí)，腔13上方的空間就會產(chǎn)生紊流，并可由引線17A和17B的熱量進(jìn)一步加強(qiáng)。紊流會促進(jìn)腔13內(nèi)存放的等分試樣材料的釋放。圖3D所示為另一實(shí)施方案，其中襯底在環(huán)繞腔13的區(qū)域中裝有嵌于蓋子12(此處圖中未示出)下方的加熱元件14(例如電阻器，如電阻材料膜，如厚膜電阻器)，以便提供松脫蓋子12所需的熱量。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，剛性襯底具有沿弧線(如圓形或螺旋形)排列的等分試樣位置，例如位于如圖4中所示的圓盤上。叉齒孔與每個(gè)等分試樣鄰近，以便當(dāng)圓盤手工轉(zhuǎn)動至下一位置時(shí)，叉齒輪齒從一個(gè)孔移至下一個(gè)孔。叉齒輪安裝于軸上并可在軸上滑動，并且鏈輪可向圓盤中心移動且從而沿著螺旋線。當(dāng)一個(gè)叉齒滑入一個(gè)襯底橫向孔中時(shí)，齒將可松脫的蓋子向上推起從而打破密封并使粉料露出。例如，在圖4的示例中，襯底18、如由塑料制成的襯底18具有一個(gè)襯底橫向孔20的徑向軌道19。叉齒輪21安裝于軸上從而使得當(dāng)叉齒25向前通過襯底橫向孔20時(shí)，叉齒輪遵循徑向軌道的軌跡。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，叉齒輪由機(jī)械式步進(jìn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，而在另一個(gè)實(shí)施方案中叉齒輪由電子式機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動。叉齒輪21安裝于軸23上，而軸23又安裝于軸支座22中。例如，在一個(gè)襯底橫向孔沿螺旋形排列的實(shí)施方案中，叉齒輪可以滑動式地安裝于軸上從而使叉齒輪可沿螺旋線所確定的路徑橫向運(yùn)動。
圖5示出了叉齒輪21與襯底18的相對關(guān)系。一個(gè)叉齒25與一個(gè)襯底橫向孔20完全嚙合，而剩余的叉齒25只有部分或者根本沒有與襯底橫向孔20嚙合。叉齒輪優(yōu)選地由機(jī)械式或電子機(jī)械式步進(jìn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動。在優(yōu)選實(shí)施方案中，步進(jìn)器的確定數(shù)目的啟動將一個(gè)等分試樣位置推進(jìn)至釋放位置。
如圖6所示，當(dāng)叉齒輪21上的叉齒25與襯底橫向孔對準(zhǔn)時(shí)，它就與可松脫的蓋子12接觸，從而使其從剛性襯底18上松脫并使下面的等分試樣10露出。圖7示出了等分試樣10與襯底橫向孔20的距離。圖7中示出了兩組的六個(gè)配料位置。盡管此處所示的叉齒由一個(gè)簡單齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動，但它當(dāng)然可以利用更復(fù)雜的齒輪驅(qū)動，例如包括能加強(qiáng)凸輪的襯底橫向運(yùn)動的凸輪，或者利用一個(gè)可連續(xù)啟動的斜面機(jī)構(gòu)，啟動可由按鈕傳遞。
與具有襯底橫向孔的粉料輸送系統(tǒng)相似，電子式釋放元件也可由剛性襯底或釋放探針的機(jī)械動作來驅(qū)動。釋放探針可由一根或多根用于與剛性襯底上的互補(bǔ)引線相接觸的電引線構(gòu)成。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，剛性襯底18在凹形或凸形之間可逆地卡合，分別如圖8A和8B所示。在圖8A和8B中，利用由磁體支座31固定住的磁體32(例如稀土磁體)來實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。如果襯底本身對磁性的敏感程度不足以對磁體做出響應(yīng)，如圖所示，可以在襯底18下方安上一塊透磁材料(例如鐵質(zhì)材料)。襯底18的卡合轉(zhuǎn)換使蓋子12移動并使粉料27釋放。磁體可以盡量靠近從而能產(chǎn)生足夠大的臨界磁力來啟動卡合轉(zhuǎn)換，或者襯底的程式化運(yùn)動可使等分試樣位置與磁體充分靠近。另外，也可用叉齒來啟動轉(zhuǎn)換?？ê限D(zhuǎn)換施加動量于粉料上，因而有助于輸送懸浮微粒。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，粉料輸送系統(tǒng)沒有利用運(yùn)動式零件如卷筒、齒輪、桿、棘輪、皮帶、圓盤等，而是利用了印刷電路板技術(shù)。圖9示出了一個(gè)電路板式輸送系統(tǒng)，它帶有尋址電路41、電池42、計(jì)數(shù)器44、空氣傳感器46以及保護(hù)外殼48。電路板式粉料輸送系統(tǒng)利用控制電路區(qū)域40來獨(dú)立尋址母電路板50上的各個(gè)等分試樣10?？刂齐娐穮^(qū)域40鄰近母電路板50并與其保持電連接，母電路板50包括多段小電路板52，每個(gè)電路板52包括例如四十二(42)個(gè)等分試樣10并能按任意組合插入母電路板50中。此外，母電路板50可具有多種組合樣式，包括如單板、多板、單面或雙面板、柔性板或剛性板。
作為示例，圖9示出了帶有六個(gè)(6)插入母電路板50中的小電路板52的母電路板50的正視圖，每個(gè)小電路板52上有四十二(42)個(gè)等分試樣(圖中未示出)。在一個(gè)實(shí)施方案中，電路板52成一定角度安裝于母電路板50上，從而使電路板更長，因而在單個(gè)電路板52上可以包含更多粉料等分試樣。由于具有這種結(jié)構(gòu)，舉例來說，賣主就可以儲存一部分不帶粉料的電路板式輸送系統(tǒng)以及一部分上面帶有不同粉料的粉料藥品電路板。在藥學(xué)意義上來講，一個(gè)處方可能會需要八十四(84)劑量的藥品“A”。然后藥商就可以拿出兩塊四十二(42)劑量電路板的藥品“A”，隨后它們就可插入粉料輸送系統(tǒng)中。
電路板式實(shí)施方案就是以下這樣的實(shí)施方案，其中粉料輸送系統(tǒng)在剛性襯底中包括將釋放啟動電壓施加于適當(dāng)?shù)确衷嚇游恢蒙纤璧拇蟛糠蛛娮咏M件。所應(yīng)用的信號可包括電子式釋放構(gòu)件的地址，從而引導(dǎo)釋放電壓至適當(dāng)位置，或者可應(yīng)用信息量較少的電信號來推動內(nèi)部計(jì)數(shù)器。內(nèi)部計(jì)數(shù)器指定電壓所要導(dǎo)向的電子構(gòu)件。
剛性襯底可由任一種適用于將待要放置于其上的粉料固定住的材料制成，這些材料包括玻璃、瓷、石英、塑料以及諸如此類。盡管本文中的描述涉及的襯底為剛性，但并非指必須為完全剛性，它是指要具有足夠的剛性以便易于作為一個(gè)實(shí)體而非作為例如柔性薄膜(如適用于攝影的薄膜)來處理。
在本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施方案中，粉料的沉積通過靜電沉積或可控場沉積來進(jìn)行。在靜電沉積方法中，襯底在電學(xué)上充分隔離開以便可使靜電荷在襯底上積累。積累電荷的一種方法是利用光電效應(yīng)。在這種方法中，襯底置于電磁輻射之下，電磁輻射可使電荷通常是電子從襯底表面上脫離。其它方法包括摩擦充電或等離子處理。在一個(gè)更優(yōu)選的方法中，用一個(gè)離子發(fā)射器對著有待產(chǎn)生電荷的表面。這些用于可控地靜電沉積帶電材料(例如粉料)的離子印刷方法在美國專利申請08／471，889(1995年6月6日提交)、08／659，501(1996年6月6日提交)和08／733，525(1996年10月18日提交)中進(jìn)行了詳細(xì)描述，這些文件被引入作為參考。
應(yīng)當(dāng)指出，對于其中沉積材料的帶電粒子的平均電荷質(zhì)量比是已知的給定沉積材料而言，能夠有效沉積的粒子的質(zhì)量可以根據(jù)此前在襯底上積累的電荷量來比較精確地預(yù)計(jì)。特別是，對于給定類型的襯底和沉積材料，可以編制標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫。在一個(gè)生產(chǎn)規(guī)定中，粒子的平均電荷質(zhì)量比可以利用例如速度計(jì)和一種1996年6月10日提交的美國專利U．S．NO．08／630，049所述的改進(jìn)型石英晶體監(jiān)控器來監(jiān)控，該文件已被引入作為參考。利用一個(gè)或多個(gè)電荷質(zhì)量比監(jiān)控器，反饋環(huán)就可并入沉積設(shè)備的電子控制中。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，一個(gè)電荷質(zhì)量比監(jiān)控器用于在其來源(下述來源設(shè)備的實(shí)例)處采樣粒子的電荷質(zhì)量比，而另一個(gè)位置鄰近沉積處。這兩處得到的采樣值提供沉積設(shè)備工作情況的診斷數(shù)據(jù)。
可以監(jiān)控或控制多種其它因素來增大帶電沉積材料源產(chǎn)生的電荷質(zhì)量比的再現(xiàn)性。例如，當(dāng)?shù)丨h(huán)境的濕度和待要沉積材料中的結(jié)合溶劑的種類及質(zhì)量都很重要。
另一種使帶電沉積材料吸引至表面上的方法被稱作“可控場沉積”，通常涉及的是將電勢施加于電極上，電極在帶電材料將要沉積的表面處直接或間接形成引力電場。例如，襯底可帶有一個(gè)置于沉積表面下方的電導(dǎo)體，而施加于導(dǎo)體上的電勢在表面上產(chǎn)生引力場。如果襯底表面與導(dǎo)體間的間隙足夠小，那么一旦施加于導(dǎo)體上的電勢撤去時(shí)，沉積材料的電荷就會在導(dǎo)體上產(chǎn)生電荷重分布，從而在沉積材料與導(dǎo)體之間形成靜電“象”力，從而有助于穩(wěn)定地將沉積材料粘附于表面上。
場發(fā)生方法的其它實(shí)例包括利用“浮動電極”的方法。浮動電極就是一個(gè)這樣的電極，它能利用浮動電極中的電荷重分布產(chǎn)生一個(gè)局部電場，電荷重分布通過如施加于鄰近偏壓電極上的電壓來產(chǎn)生。因此，例如，如圖11所示，一種浮動電極設(shè)備可具有一個(gè)背電極120、一個(gè)不導(dǎo)電層130、一個(gè)屏蔽電極160和一個(gè)浮動電極170。在示例性浮動電極中，施加于背電極和屏蔽電極(這兩個(gè)電極用作偏壓電極)上的偏電勢引起浮動電極中的電荷重分布，從而在浮動電極上產(chǎn)生帶電粒子引力場。對浮動電極及用于可控場沉積的其它形式的場發(fā)生裝置的更多描述見美國專利申請U．S．No．08／661，210(1996年6月10日提交)，該文件被引入作為參考。浮動電極設(shè)備的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于浮動電極上產(chǎn)生的場的作用而有效粘附的帶電粒子的數(shù)量取決于偏電勢的大小。(對于更直接的場發(fā)生設(shè)備，只要電勢存在，沉積作用一般就會繼續(xù)下去)。
用于可控場沉積的場發(fā)生設(shè)備可設(shè)計(jì)用于(a)直接將沉積材料施加于包括用于產(chǎn)生場的電極的裝置上或者(b)與沉積材料所要沉積于其上的襯底共同工作的靜電夾盤一起使用。在第一種情況(a)中，一般要求用于制造電極的金屬化過程易于進(jìn)行大批量生產(chǎn)。例如，金屬化可通過能得到精制電極的平版印刷技術(shù)或者通過將金屬層粘附或熔合于襯底上而進(jìn)行。在方案(b)中，靜電夾盤通?？捎行У赝ㄟ^靜電將襯底粘附于夾盤上。襯底的粘附并非必需取決于其中在襯底上產(chǎn)生電荷的任何方法，而可以認(rèn)為這是響應(yīng)于靜電夾盤產(chǎn)生的電場而在襯底上發(fā)生電荷重分布而產(chǎn)生的。第三種可選方案是使襯底與能提供電極的裝置可逆地耦合，從而襯底與耦合裝置構(gòu)成一種場發(fā)生設(shè)備。這樣，可構(gòu)成制造成本的一個(gè)來源的電極結(jié)構(gòu)就會與進(jìn)行化學(xué)過程所用的試劑將要沉積于其上的消耗品分開。除了上面所述的文件之外，關(guān)于電極結(jié)構(gòu)和靜電夾盤的更多信息見1996年4月9日提交的美國專利申請U．S．No．08／630，012，該文件被引入作為參考。
施加于襯底上的粒子的電荷可通過例如等離子處理、輻射處理(包括利用適當(dāng)?shù)母吣莒o電輻射的處理)或離子轟擊來產(chǎn)生。然而，更優(yōu)選的是，電荷通過摩擦起電來產(chǎn)生，其中摩擦電常數(shù)不同的兩種材料相互摩擦并相互傳遞電荷。摩擦起電比所列的電荷產(chǎn)生方法更為優(yōu)選，這是因?yàn)樗沽Ｗ犹幱跀?shù)量最小的反應(yīng)促進(jìn)能量中，因而摩擦起電的方法比較不易于使化合物分解?？捎糜谀Σ疗痣姷牟牧系膶?shí)例包括聚四氟乙烯(特氟隆)，以及三氟氯乙烯、氯化丙烯、氯乙烯、氯化醚、4－氯苯乙烯、4－氯－4－甲氧－苯乙烯、砜、表氯醇、苯乙烯、乙烯、碳酸鹽、乙烯乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基乙酸酯、乙烯基丁醛、2－乙烯基吡啶苯乙烯、尼龍和環(huán)氧乙烷的聚合物。請參照例如，刊 物 Electrial Properties of Polymers (TechnomicPublications，Westport，CT)中的文章K．C．Frisch和A．Potsis的“Triboelectrification of Polymers”(“聚合物的摩擦起電”)，該文章被引入作為參考。例如，聚四氟乙烯和聚乙烯及其它負(fù)電荷材料一般會在物體上產(chǎn)生正電荷。尼龍及其它正電荷材料一般會在物體上產(chǎn)生負(fù)電荷。對分配帶電粒子所用的摩擦起電及裝置的描述見美國專利申請U．S．Nos．08／659，501(1996年6月6日提交)和08／661，221(1996年6月10日提交)。美國專利申請U．S．No．08／661，221中特別描述了一種聲音式分配器，它利用振動能量和控制電場來分配有待沉積于襯底上的帶電粒子，該文件被引入作為參考。
在一些實(shí)施方案中，帶電粒子可由濕潤調(diào)色劑構(gòu)成，其中液體材料的粒子或帶有懸浮固體的液體材料帶電。液體粒子的電荷可通過例如粒子形成時(shí)的摩擦起電而產(chǎn)生。通常有利的做法是將沉積材料進(jìn)行干燥處理以防止化學(xué)制品的溶解性和穩(wěn)定性方面的問題。然而另一方面，液相沉積通常比較實(shí)用，特別是在采用了適當(dāng)?shù)淖⒁獯胧┑那闆r下，例如限制處于液相中的時(shí)間以及選擇適當(dāng)?shù)妮d體溶劑等。
如果等分試樣位置排列于剛性襯底的不導(dǎo)電上表面上并且粉料輸送系統(tǒng)還包括施加于剛性襯底下表面上的一條或多條導(dǎo)電材料，在優(yōu)選實(shí)施方案中，等分試樣位置處的不導(dǎo)電上表面具有選定的結(jié)構(gòu)尺寸，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減小粉料粒子粘附于襯底上的趨勢。這種尺寸限定了與平滑襯底表面相鄰近的粒子的表面區(qū)域。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，對于剛性襯底上的每個(gè)等分試樣位置，都有導(dǎo)電材料位于剛性襯底的對應(yīng)下表面上，導(dǎo)電材料用于產(chǎn)生會使所有位于等分試樣位置的帶電粒子粘附住的象力。
這種位于帶電粉料鄰近位置的導(dǎo)電表面也可用于幫助釋放的進(jìn)行，這通過向這些導(dǎo)電表面施加上適量的電壓來實(shí)現(xiàn)。在某些實(shí)施方案中，由于蓋子可防止尚未處于適當(dāng)?shù)确衷嚇游恢玫姆哿媳会尫牛蚨尫烹妷嚎梢苑沁x擇性地施加上。在其它實(shí)施方案中，可選擇電通路與用于傳送電壓以打開適當(dāng)?shù)牡确衷嚇游恢玫倪@些通路相平行。
盡管本發(fā)明重點(diǎn)放在優(yōu)選實(shí)施方案上進(jìn)行了描述，但顯然對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，對優(yōu)選設(shè)備及方法的變型也可以得到應(yīng)用，并且應(yīng)當(dāng)指出本發(fā)明可以用其它方法而不止本文中具體描述的方法來實(shí)施。因此，本發(fā)明包括所有包含在以下權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的思想和范圍之內(nèi)的變型。
權(quán)利要求
1．一種粉料輸送系統(tǒng)，包括一個(gè)輸送系統(tǒng)本體，它具有一個(gè)內(nèi)腔和一個(gè)出口，該出口用于輸送粉料并使之成為懸浮微粒形式；和一個(gè)剛性襯底，有一個(gè)或多個(gè)粉料等分試樣處于襯底上的等分試樣位置上，每個(gè)等分試樣密封于一個(gè)可獨(dú)立松脫的蓋子下方，其中有一個(gè)松脫構(gòu)件用于松脫每個(gè)可松脫的蓋子，該松脫構(gòu)件為(1)一種適于對施加的力作出響應(yīng)的機(jī)械式松脫構(gòu)件，或者(2)一種電子式松脫構(gòu)件。
2．權(quán)利要求1的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于等分試樣沉積于剛性襯底中的凹腔中，可松脫的蓋子將凹腔密封住。
3．權(quán)利要求1的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于，剛性襯底包括有足夠的電通路以便可選擇地將電壓施加于電子式松脫構(gòu)件上，從而可選擇地使蓋子松脫。
4．權(quán)利要求3的粉料輸送系統(tǒng)，還包括足夠的電子組件以便可尋址地向松脫構(gòu)件傳送電壓，其中在剛性襯底輸送機(jī)構(gòu)上施加一個(gè)電信號就可以可選擇地松脫一個(gè)或多個(gè)蓋子。
5．權(quán)利要求1的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于，剛性襯底可以運(yùn)動以便使每個(gè)等分試樣位置與一個(gè)等分試樣釋放位置對準(zhǔn)。
6．權(quán)利要求1的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)移動剛性襯底以便使等分試樣與其等分試樣釋放位置對準(zhǔn)時(shí)，就會形成電路接觸，從而將電壓傳至選定的電子式松脫構(gòu)件。
7．權(quán)利要求1的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于(a)可松脫的蓋子通過可逆熱固性粘合劑固定住，或者(b)可松脫的蓋子由具有機(jī)械記憶能力的材料制成并且傾向于保持記憶構(gòu)形，其中當(dāng)蓋子固定于剛性襯底上時(shí)，蓋子就會彎曲而脫離記憶構(gòu)形，或者(c)同時(shí)應(yīng)用(a)和(b)。
8．權(quán)利要求7的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于，具有機(jī)械記憶能力的材料為一種形狀記憶材料，當(dāng)其被加熱至記憶溫度時(shí)，它就會采取其記憶構(gòu)形。
9．權(quán)利要求1的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于機(jī)械式松脫構(gòu)件各包括至少一個(gè)襯底橫向孔，一個(gè)用于將叉齒插入襯底橫向孔中的機(jī)構(gòu)，其中叉齒插入襯底橫向孔中會使位于等分試樣位置的蓋子偏移，從而使粉料等分試樣露出。
10．權(quán)利要求9的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于可松脫的蓋子由具有機(jī)械記憶能力并傾向于保持記憶構(gòu)形的材料制成，記憶構(gòu)形將會使等分試樣位置露出，并且當(dāng)叉齒插入襯底橫向孔以釋放給定的等分試樣位置時(shí)會使蓋子偏移并使其采取記憶構(gòu)形。
11．權(quán)利要求1的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于機(jī)械式松脫構(gòu)件各包括剛性襯底的一部分，該部分可從粉料存放位置移至粉料釋放位置，并且粉料輸送系統(tǒng)包括一個(gè)用于使位于等分試樣位置的襯底移至釋放位置的襯底移位機(jī)構(gòu)。
12．權(quán)利要求11的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于(1)移位機(jī)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)可使襯底在結(jié)構(gòu)上移位的叉齒；或者(2)粉料等分試樣存放于透磁材料上并且移位機(jī)構(gòu)包括一塊磁體。
13．權(quán)利要求11的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于粉料等分試樣存放于襯底的凹槽中，并且移位機(jī)構(gòu)使凹槽的材料變成凸形，從而攪動粉料。
14．權(quán)利要求1的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于等分試樣位置沿弧形排列，而剛性襯底可以轉(zhuǎn)動以便順序地使每個(gè)等分試樣位置與一個(gè)等分試樣釋放位置對準(zhǔn)。
15．權(quán)利要求14的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于，粉料輸送系統(tǒng)還包括一個(gè)釋放齒輪，(a)當(dāng)襯底轉(zhuǎn)至每個(gè)等分試樣釋放位置時(shí)，該齒輪沿弧形軌道行進(jìn)，以及(b)該齒輪使一個(gè)釋放探針定位，釋放探針啟動釋放機(jī)構(gòu)以使等分試樣位置與釋放位置對準(zhǔn)。
16．權(quán)利要求15的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于，粉料輸送系統(tǒng)還包括一個(gè)沿圓盤的徑向軸線安放的叉齒輪軸；和一個(gè)叉齒輪，叉齒輪安裝于軸上并具有叉齒周期性分布于其上的一個(gè)輪緣，其中叉齒輪可滑動地沿徑向軸線與軸相嚙合，但可隨軸的轉(zhuǎn)動而沿至少一個(gè)方向轉(zhuǎn)動；其中叉齒與襯底橫向孔嚙合時(shí)會使叉齒輪與弧形對齊，以便使得軸的轉(zhuǎn)動可使叉齒輪順序地沿弧形與每個(gè)等分試樣位置的襯底橫向孔嚙合。
17．權(quán)利要求16的粉料輸送系統(tǒng)，還包括一個(gè)步進(jìn)機(jī)構(gòu)，它可響應(yīng)于機(jī)械式或電子式觸發(fā)器的動作而使軸轉(zhuǎn)動且進(jìn)而使叉齒輪轉(zhuǎn)動，從而可使等分試樣順序地釋放。
18．權(quán)利要求1的粉料輸送系統(tǒng)，其特征在于等分試樣位置排列于剛性襯底的不導(dǎo)電上表面上，并且還包括一條或多條施加于剛性襯底下表面上的導(dǎo)電材料。
19．權(quán)利要求18的粉料輸送系統(tǒng)，還包括一個(gè)用于將粉料釋放電壓施加于一條或多條導(dǎo)電材料帶上的電壓源。
20．權(quán)利要求1的粉料輸送系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)振動器，該振動器可以置于等分試樣位置下方并且可以被啟動以助于從該等分試樣位置釋放粉料。
21．一種用于輸送粉料的剛性襯底，其上面有多個(gè)粉料等分試樣處于等分試樣位置，每個(gè)等分試樣密封于一個(gè)可獨(dú)立松脫的蓋子下方。
22．權(quán)利要求21的剛性襯底，其特征在于剛性襯底包括有用于松脫每個(gè)可松脫蓋子的電子式松脫構(gòu)件。
23．權(quán)利要求22的剛性襯底，其特征在于剛性襯底具有足夠的電通路以便可選擇地將電壓施加于電子式松脫構(gòu)件上，從而可選擇地使蓋子松脫。
24．權(quán)利要求22的剛性襯底，其特征在于蓋子由具有機(jī)械記憶能力的材料制成并傾向于保持記憶構(gòu)形，其中當(dāng)蓋子蓋住一個(gè)等分試樣位置時(shí)，每個(gè)蓋子就會彎曲而脫離記憶構(gòu)形，并且對于任一等分試樣位置而言，該等分試樣位置的電子式松脫構(gòu)件的啟動就會使蓋子充分松脫以使其回到記憶構(gòu)形并使粉料等分試樣露出。
25．一種粉料輸送裝置，包括(a)一個(gè)襯底，其表面上具有多個(gè)粉料等分試樣處于等分試樣位置；和(b)一種用于使處于等分試樣位置的襯底移位的機(jī)構(gòu)。
26．權(quán)利要求25的粉料輸送裝置，其特征在于(1)移位機(jī)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)使襯底在結(jié)構(gòu)上移位的叉齒；或者(2)粉料等分試樣存放于一種透磁材料上并且移位機(jī)構(gòu)包括一塊磁體。
全文摘要
提供了一種粉料輸送系統(tǒng),它利用機(jī)械裝置或電子裝置來獨(dú)立地松脫開覆蓋著位于剛性襯底上各個(gè)粉料等分試樣位置處的粉料的蓋子。
文檔編號A61M15/02GK1279620SQ98811306
公開日2001年1月10日 申請日期1998年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月18日
發(fā)明者M·A·萊多姆, A·E·懷特 申請人:德爾西斯藥品公司