JP4522012B2 - プローブ担体の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプローブ担体の製造装置および製造方法に関し、特にガラス基板などの担体上に、液体吐出装置に設けられた複数のノズルから複数種のプローブ溶液を吐出させてプローブ担体を製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
遺伝子ＤＮＡの塩基配列の解析、あるいは遺伝子診断などを行う際には、目的とする塩基配列を有するＤＮＡを、特定のターゲット（標的）を特異的に認識し得るプローブを複数種用いて選別する方法が用いられている。この選別作業に利用される複数種のプローブを提供する手段としてＤＮＡマイクロチップがある。ＤＮＡマイクロチップは担体上に複数種のプローブを２次元アレイ状に配置したもので、数１０〜数１０００程度の異なるプローブが配置されたものが一般的であり、プローブ・アレイとも呼ばれている。
【０００３】
このＤＮＡマイクロチップなどとして用いられるプローブ担体を液体吐出装置により製造する方法については、特開平９−２０７８３７号公報に開示されているように、プローブを含む溶液を液体吐出装置から担体上に噴射して、マトリクス状に並んだスポットに付与する方法が提案されている。プローブ担体のこのような製造に使用される製造装置については、その構成がほとんど通常の液体吐出描画装置または液体吐出記録装置と同様なものを用いることができるため、その一部をカスタマイズしたものが使用されるのが一般的である。
【０００４】
このプローブ担体の各スポットにスポッティングされるプローブ溶液はすべて異なるのが一般的であり、そのプローブ溶液は高価であるため、スポッティング量は必要最小限に抑えられている。また同様の理由で、通常の描画装置または記録装置で一般的に行われている吐出液体の吸引回復動作や、描画に寄与しない液滴を吐出させる予備吐出動作など吐出液体を消費する操作は極力避ける必要がある。しかし、吐出液体の吸引動作は吐出液体をノズル内に再充填したり、ノズル内の吐出液体をリフレッシュすることを目的として行われるものであり、また、予備吐出は吐出状態を良好にすることを目的として行われるものであるため、これらの動作の頻度を少なくすると吐出状態がしばしば不安定になって不吐出などの弊害が発生する場合がある。
【０００５】
液体吐出装置を利用した従来の描画装置において、液体吐出装置のノズルの不吐出のために生じる描画画像の不良を回避する方法としては、特開平０６−０７９９５６号公報や特開平１１−０００９８８号公報に開示された方法が知られている。特開平０６−０７９９５６号公報に開示された方法では、所望の画像描画動作に先だって、所定の画像パターンを描画し、描画した画像パターンで画像ドットが形成されなかったスポットを検出することによって不吐出ノズルを特定する。そして、不吐出ノズルがあることが検出された場合には、その不吐出ノズルが描画するスポットの画像ドットを他のノズルで代替えして描画することにより、所望の画像を得る。また、特開平１１−０００９８８号公報に開示された方法は、前記と同様に不吐出ノズルを特定する検出処理を行い、不吐出ノズルがあることが検出された場合には通常の描画動作では使用しない冗長ノズルによって、本来不吐出ノズルが描画する画像ドットを形成し、すなわち冗長ノズルで補完するというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような描画装置でプローブ担体を製造する場合、下記の３つの理由により高価なプローブ溶液を必要以上に浪費してしまい、プローブ担体のコストアップを招いていた。
１．不吐出ノズルを特定するために不吐出ノズル特定用の画像パターンを描画しなければならず、この画像パターン描画分だけプローブ溶液を浪費する。
２．不吐出ノズルの検出後、所望の画像の描画中に新たに不吐出ノズルが生じた場合、その描画動作によって得られた画像は不良画像となってしまい、利用できないものとなるので、その画像描画自体が無駄になり、描画時に使用したプローブ溶液が無駄になる。
３．上記のように描画中に不吐出などが生じると、プローブ担体の製造の歩留まりが低下してしまうので、高い歩留まりを維持するためには、吐出を常に安定させるための予備吐出を頻繁に行う必要があり、予備吐出によるプローブ溶液の浪費量が多くなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、プローブ溶液の浪費を最小限に抑え、かつプローブ担体の製造の歩留まりを向上させることができ、したがって低い製造コストでプローブ担体を製造できる、プローブ担体の製造装置および製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため、本発明による、プローブ担体の製造装置は、標的物質と特異的に結合可能な複数種のプローブをプローブの種類毎に含有する複数種の液体を担体に対し吐出してプローブ担体を製造するための製造装置であって、
１種の液体について複数の液体吐出口を液体の種類毎に備える液体吐出装置と、
液体吐出装置と担体との相対位置を決めるための位置決め手段と、
吐出データに基き液体吐出装置から担体上の所定の箇所に液体が付与されているかどうかに関する付与情報を検出するための付与情報検出手段と、
吐出データと付与情報検出手段により検出された付与情報とを比較し、液体が付与されるべき箇所に液体が付与されていないことを検出するための欠落箇所検出手段と、
欠落箇所検出手段が検出した欠落箇所に対し、液体吐出装置を駆動して液体を付与するための駆動手段とを備え、
駆動手段は、液体の種類毎に備える複数の液体吐出口のうち、吐出データに基き液体の吐出動作を行った液体吐出口とは異なる液体吐出口から、欠落箇所に対し、欠落箇所に付与すべき液体と同種の液体を付与することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、液体を吐出できない状態になった不吐出ノズルがあり、吐出データに基き液体が付与されるべきスポットに液体が付与されていない欠落箇所が生じた場合には、欠落箇所に液体を付与して補完することができるので、プローブ担体の歩留りを向上させることができる。
【００１０】
そして、このように不吐出ノズルが生じた場合であっても、プローブ担体を完成させることができるので、プローブ担体の歩留りを低下させることなく、不吐出ノズルの発生を抑える吸引回復処理や、予備吐出の頻度を少なくでき、それによって消費される液体の量を低減することができる。
【００１１】
位置決め手段は、より具体的には、液体吐出装置を担体の液体付与面に平行な主走査方向に移動させる手段を有する構成にできる。そして、液体吐出装置の主走査方向の位置を検出する位置検出手段をさらに設け、吐出データに基き液体吐出装置から担体上に液体を吐出させる手段は、液体吐出装置を主走査方向に移動させながら、位置検出手段によって検出された位置情報から、吐出データに応じて担体上に液体を付与できるタイミングを判定して液体吐出装置を駆動するようにできる。また、欠落箇所に対し、液体吐出装置を駆動して液体を付与するための駆動手段は、液体吐出装置を主走査方向に移動させながら、位置検出手段によって検出された位置情報から、欠落箇所に液体を付与できるタイミングを判定して液体吐出装置を駆動するようにできる。位置決め手段は、担体をその液体付与面に平行で、かつ主走査方向に交差する副走査方向に移動させる手段をさらに有する構成としてもよい。
【００１２】
また、液体吐出装置から担体に液体を付与することなく液体を吐出させる予備吐出手段を設けてもよい。予備吐出を行わせることによって、液体をノズル内に確実に充填させて、安定して液体吐出を行わせることができる。なお、前述のように、本発明のプローブ担体の製造装置では、予備吐出動作の頻度は小さく抑えることができる。
【００１３】
付与情報検出手段は、担体上の所定の箇所に液体が付与されているかどうかを検出できるものであればよいので、比較的簡素な構成のラインセンサーから構成することができる。
【００１４】
本発明のプローブ担体の製造装置では、液体吐出装置として、液体を吐出させるのために、液体に熱エネルギーを与える熱エネルギー発生体を備えるものを特に好適に用いることができる。
【００１５】
なお、吐出データに基き液体吐出装置から担体上に液体を吐出させる手段、欠落箇所検出手段、欠落箇所に対し、液体吐出装置を駆動して液体を付与する駆動手段、予備吐出手段は、例えば、所定の処理を行い指令信号を出力するコンピュータと、コンピュータに所定の処理を行わせるためのプログラムが収容された情報記憶媒体とによって構成できる。また、これらの手段は、所定の処理を行うように構成された回路基板によって構成してもよいし、それとコンピュータとを組み合わせて構成してもよい。
【００１６】
本発明による、プローブ担体の製造方法は、標的物質と特異的に結合可能な複数種のプローブをプローブの種類毎に含有する複数種の液体を担体に対し吐出する液体吐出装置を用いてプローブ担体を製造する方法であって、液体吐出装置として、１種の液体について複数の液体吐出口を液体の種類毎に備えるものを用い、
液体吐出装置と担体との相対位置を変えながら、該液体吐出装置から吐出データに基づいて複数種の液体の各々を吐出させて該担体に付与する工程と、
担体の所定の箇所に液体が付与されているかどうかに関する付与情報を検出する工程と、
吐出データと検出された付与情報とを比較し、吐出データに基き液体が付与されるべき箇所に液体が付与されていない欠落箇所を検出する工程と、
欠落箇所が検出された場合に、検出した欠落箇所に対し、液体吐出装置から液体を吐出させて該液体を付与する工程とを有し、
液体の種類毎に備える複数の液体吐出口のうち、吐出データに基き液体の吐出動作を行った液体吐出口とは異なる液体吐出口から、欠落箇所に対し、欠落箇所に付与すべき液体と同種の液体を付与することを特徴とする。
【００１７】
本発明のプローブ担体の製造方法では、欠落箇所に対し液体を付与する工程の前に、液体吐出装置から担体に液体を付与することなく液体を吐出させる予備吐出を、欠落箇所に対し液体を付与する工程で用いられる液体吐出口について行う工程をさらに設けてもよい。これによって、必要最小限のノズルで予備吐出動作を行い、欠落箇所に対し液体を付与する際の液体吐出の信頼性を向上させることができる。
【００１８】
また、吐出データに基づいて担体に液体を付与する工程の前に、予備吐出を、全てのノズルについて行う工程をさらに設けてもよい。これによって、液体が確実にノズル内に充填されるようにして、液体吐出の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
まず図２を参照して本実施形態の描画装置の全体構成について説明する。図２はこの描画装置の模式的斜視図である。この描画装置は、後述する液体吐出装置１（図４〜７参照）から構成された描画ヘッド８（図８，９参照）をキャリッジ１０に搭載し、描画ヘッド８からプローブ溶液を吐出して担体１６上に付与し、後述するようなプローブ担体７（図１１参照）を製造する装置である。
【００２３】
キャリッジ１０は描画ヘッド８を保持する保持体として機能するものであり、ＣＲリニアモータ１１のスライダー部分に固定されて主走査方向に移動できるように支持されている。キャリッジ１０は搭載される描画ヘッド８を合わせると１０ｋｇを越える荷重となることもあるため、それを支えるＣＲリニアモータ１１は定盤１２上に固定された左右２つのベース１３，１４によってがっちり固定されている。一方、キャリッジ１０の下側には、その上面に担体１６を真空吸着により吸着可能なステージ１５が配置されている。ステージ１５は、定盤１２上に固定されたＬＦリニアモータ１７によってキャリッジ１０の移動方向（主走査方向）に対して実質的に直交する副走査方向に移動可能に支持されている。
【００２４】
このようにこの描画装置は、キャリッジ１０を、したがってそれに保持された描画ヘッド８をＣＲリニアモータ１１によって移動させ、ステージ１５を、したがってそれに保持された担体１６をＬＦリニアモータ１７によって移動させることによって、担体１６と描画ヘッド８との相対位置を任意に変え、描画ヘッド８によって担体１６上の任意の位置にプローブ溶液をスポッティングできる構成になっている。すなわち、ステージ１５、ＣＲリニアモータ１１およびＬＦリニアモータ１７、定盤１２、ベース１３，１４によって、液体吐出装置１と担体１６との相対位置を決める位置決め手段が構成されている。
【００２５】
キャリッジ移動範囲の右端には描画ヘッド８の予備吐出に備えて、予備吐出したプローブ溶液を受けるための予備吐出受け１９が設けられている。また、キャリッジ１０の側面には担体表面の画像を取り込む画像センサーユニット（付与情報検出手段）１８が設けられ、マトリックス状にスポッティングされたプローブ溶液の状態を観察できるようになっている。
【００２６】
図３に画像センサユニット１８の一例の概略構成図を示す。この画像センサユニット１８は、担体１６上のスポットを照明する、ＬＥＤを使用したＬＥＤ照明４０と、ＬＥＤ照明４０からの光の、担体１６上のスポットでの反射光をシリンドリカルレンズ４１を通して取り込むラインセンサー４２を有している。ＬＥＤ照明４０の照明光の照射方向とラインセンサ４２の、反射光の入射方向は、スポットにプローブ溶液が付与されていない場合には担体１６表面で反射した照明光がラインセンサー４２に到達せず、プローブ溶液が付与されている場合に反射した照明光がラインセンサー４２に入射するように調整されている。この画像センサユニット１８は、スポットに付与されたプローブ溶液の状態を捉えることができる程の大掛かりな光学系を有してはいないが、存在する場所が予め分かっている、各スポットにおけるプローブ溶液の有無を判別するのには十分な構成を有している。
【００２７】
次に、図４〜６を参照して、キャリッジ１０に搭載される描画ヘッド８を構成する液体吐出装置１の構成について説明する。図４は、この液体吐出装置１を、液体が吐出されるオリフィス２が開口された面から見た平面図である。図５，６は、この液体吐出装置１の、１つのプローブ溶液の吐出に関わる液体吐出部の拡大図であり、図５は、オリフィス２が開口された面から見た平面図、図６は、図５のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図を示している。
【００２８】
プローブ担体製造用の描画装置は、プローブ担体に配置される多種類のプローブ溶液を吐出する必要がある。そこで描画装置は、プローブ担体に配置されるプローブの種類数分の溶液リザーバ（液体収納部）と、それに連通してプローブ溶液を吐出するためのノズルを具備していなければならない。本実施形態の液体吐出装置１は、縦４×横４で計１６個の、それぞれ異なる種類のプローブ溶液を収納可能な溶液リザーバ４を有している。この溶液リザーバ４は縦横ともに１／５インチ（５．０８mm）程度の間隔Ｐで配列されている。そして溶液リザーバ４は、縦方向に４つ並んだ列が横方向に４列並んだ配置となっているが、この各列の溶液リザーバ４は隣りの列の溶液リザーバ４と縦方向にＰ／４の間隔ずつずれて配置されている。
【００２９】
本実施形態では、縦１６×横１６で計２５６個のスポットを有するプローブ担体７を製造するため、この液体吐出装置１を１６個平面配置して一体構成したものを描画ヘッド８としており、全部で２５６種のプローブ溶液を吐出可能にしている。プローブ担体としては１０００種以上のプローブを有するものもあり、その場合にはさらに多くの液体吐出装置を配列して一体化した描画ヘッドを用いれば良い。
【００３０】
液体吐出装置１の平面配置は、例えば、図８に示すように、液体吐出装置１を横１列に１６個並べた配置とすることができる。この構成では、後述するように、１６×１６のマトリックス状のスポットにプローブ溶液を付与するのに主走査を４スキャン行えばよいという利点があるが、描画ヘッド８が横長になってしまう。そこで、図９に示すように、液体吐出装置１を横８×縦２に配列して一体化して描画ヘッド８を構成してもよい。ただし、この描画ヘッド８では、後述するように、１６×１６のマトリックス状のスポットにプローブ溶液を付与するのに主走査を８スキャン行う必要がある。
【００３１】
１つの溶液リザーバ４には、図６に示すようにそれぞれ独立した液路６を介して、図５に示すように、互いに間隔Ｌだけ離れて一列に並んだ４つのオリフィス２が連通しており、すなわちそれぞれ独立した４つのノズル５が形成されている。それぞれのノズル５内には、オリフィス２の上方の位置に、プローブ溶液を膜発泡させてオリフィス２から吐出させるための吐出ヒータ（吐出エネルギー発生手段）３が配置されている。したがって、それぞれのオリフィス２から個別にプローブ溶液を吐出可能である。
【００３２】
オリフィス２は、各液体吐出部の４つのオリフィス２のうち、各液体吐出部内での配列位置が同じであるオリフィス２について見ると、縦横ともに１／５インチ（５．０８mm）の間隔Ｐだけ離れて、縦方向に４つ並んだ列が横方向に４列並んだ配置になっている。そして各列のオリフィス２は隣りの列のオリフィス２と縦方向にＰ／４の間隔ずつずれて配置されている。
【００３３】
プローブ溶液は溶液リザーバ４の上面から、チューブやピペットにより供給され、ノズル５内に充満する。本実施形態では、オリフィス２から吐出される液滴量は数１０ｐｌ程度であり、オリフィス径は数１０μｍである。そこで、オリフィス２内で発生する負圧により、供給されたプローブ溶液はオリフィス２から外に漏れ出すことなく溶液リザーバ４およびノズル５内に保持される。また、液路６は極めて短い構成になっており、このためプローブ溶液が供給されるとノズル５内はオリフィス２内に至るまですぐにプローブ溶液で満たされる。そのため、プローブ溶液をオリフィス２内に充填させるための吸引動作などは不要であり、予備吐出を行う程度で吐出を正常に行うことが可能な状態にすることができる。
【００３４】
本実施形態では、通常、１つの溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５のうち、いずれか１つが選択され、選択されたノズル５からプローブ溶液を吐出させる。図７は、このような吐出を行わせるための、吐出ヒータ３の駆動回路図を示している。同図では、１番目の溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５内のそれぞれの吐出ヒータ３が、図５の下側のオリフィス２に対応するものから順に、吐出ヒータ３−１１，３−１２，３−１３，３−１４として示されている。そして同様に、吐出ヒータ３−２１〜３−２４が２番目の溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５内のそれぞれの吐出ヒータ３を示しており、吐出ヒータ３−１６１〜３−１６４が１６番目の溶液リザーバ４のものを示している。同図では、３〜１５番目の溶液リザーバ４に連通するノズル５内の吐出ヒータ３については、図示を省略しているが、１，２，１６番目のものと同様に構成されている。
【００３５】
それぞれの溶液リザーバ４に連通するノズル５内の吐出ヒータ３のうち、図５の一番下側のオリフィス２に対応する吐出ヒータ３−１１，３−２１，〜，３−１６１の一端はダイオード３５−１１、３５−２１，〜，３５−１６１を経由してそれぞれ共通配線で接続されている。そしてこの共通配線は、トランジスタ３６−１のコレクタ電極に接続されている。それぞれの溶液リザーバ４に連通するノズル５内の吐出ヒータ３のうち、図５の下から２，３，４番目の吐出ヒータについても同様にそれぞれ共通配線で接続され、トランジスタ３６−２，３６−３，３６−４のコレクタ電極に接続されている。このようにして、吐出ヒータ３−１〜３−１６４は、それぞれの溶液リザーバ４に連通するノズル５内のものの内、図５の下からの並び順が同じもの同士が共通配線で接続されて１つのグループを構成しており、４つのグループに分けられている。
【００３６】
それぞれのトランジスタ３６−１〜３６−４のベース電極には、それぞれ選択信号１〜４が入力される配線が接続されている。そこで、この選択信号１〜４としてＬｏｗの信号が入力されたトランジスタに接続された共通配線に駆動電圧が印加されるようになっている。選択信号１〜４は、通常、そのうちの１本のみにＬｏｗの信号が入力され、１グループのみが吐出可能状態となる。
【００３７】
一方、１つの溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５内の４つの吐出ヒータ３のもう一端は共通配線で接続され、この共通配線がそれぞれトランジスタ３７−１〜３７−１６のコレクタ電極に接続されている。このトランジスタ３７−１〜３７−１６のベース電極にはそれぞれ駆動信号１〜１６が入力される配線が接続されている。そこで、駆動信号１〜１６として駆動パルスが入力されるとそのタイミングで、駆動パルスが入力されたトランジスタに接続された吐出ヒータが駆動される。この際、駆動電圧は、選択信号１〜４によって選択されているグループの吐出ヒータのみに印加されるため、個々の溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５内の吐出ヒータ３ついて、選択されたグループに属する吐出ヒータ３のみが駆動され、それが配置されたノズル５からプローブ溶液が吐出される。
【００３８】
なお、本実施形態では、通常、１番目のノズルグループが選択されて使用され、後述するように、１番目のノズルグループに属するノズル５のうちのいずれかで、液体を吐出できない状態になった不吐出ノズルが発生すると２番目のノズルグループが選択され、順次３、４番目と切り替えて選択されるようになっている。
【００３９】
次に図１０を参照して、本実施形態の描画装置の制御系の構成について説明する。図１０は、描画装置の制御系の全体構成を示すブロック図である。この制御系では、コンピュータ２０の拡張ＢＯＸ２１には描画装置の機能ごとに計５種の基板が実装されており、これらをコンピュータ２０が統括して装置全体の制御を行っている。
【００４０】
ＣＲモータコントローラ２２およびＬＦモータコントローラ２６はコンピュータ２０から各モータの移動命令が入力されると、それを移動量と速度カーブに変換し、パルス列としてＣＲモータドライバ２７およびＬＦモータドライバ３０に出力する。ＣＲモータドライバ２７およびＬＦモータドライバ３０は、それぞれＣＲリニアモータ１１およびＬＲリニアモータ１７に内臓されたエンコーダ３１，３２の位置信号を基準に、コントローラからのパルス列に従ってそれぞれＣＲリニアモータ１１およびＬＲリニアモータ１７の動作を制御する。本実施例では、エンコーダ３１，３２の分解能はＣＲ、ＬＦ共に０．５μｍであり、一般的なプローブ担体のスポッティング間隔８０ｄｐｉ（３１７．５μｍ間隔）に対して充分な分解能を備えている。
【００４１】
ＣＲリニアモータ１１のエンコーダ３１の出力はＣＲモータードライバ２７を経て描画コントローラ２３にも送られ、描画コントローラ２３内のキャリッジ位置検出回路３３の入力信号としても使われている。描画コントローラ２３は描画ヘッド８を駆動するための機能を有するブロックである。すなわち描画コントローラ２３は、コンピュータ２０から送られてくる画像データを一旦画像メモリ３４に記憶する機能、画像メモリ３４内の画像データを描画ヘッド８の吐出データに変換する機能、そして位置検出回路３３によってキャリッジ１０が描画位置に到達したことを判定した時に、描画ドライバ２８に対して吐出データと、描画ヘッド８を駆動するタイミングを与える信号を送る機能を有している。
【００４２】
画像処理基板２４は、画像センサーユニット１８からの１次元画像信号をキャリッジ１０の移動にしたがって順次サンプリングし、それによって得られた信号を２次元画像信号として画像処理基板２４内の画像メモリに取り込む機能を有している。すなわち画像処理基板２４は、画像センサーユニット１８がプローブ担体７のマトリックスパターン上を移動している時に画像取り込みを行うことによって、マトリックスパターン画像を取り込むことができる。そして、コンピュータ２０は、この画像メモリ内のデータにアクセスし、画像処理を行うことにより、マトリックスパターンに、プローブ溶液が付与されていない欠落スポットが有るかどうかを検出することができる。
【００４３】
パラレルＩ／Ｏ２５は、吸着ステージ１５上に担体１６を吸着するバキュームポンプ２９に接続されており、コンピュータ２０からの指令に応じてバキュームポンプ２９の動作を制御する。
【００４４】
次に、本実施形態の描画装置によって製造する、一例のプローブ担体７について、図１１を参照して説明する。図１１はプローブ担体７の外観図である。このプローブ担体７には、縦１６×横１６の計２５６個のスポットが縦横ともに８０ｄｐｉ（０．３１８ｍｍ間隔）で配置されている。各スポットには液体吐出装置によってスポッティングされたプローブ溶液が付与され、通常の場合、各スポットに噴射付与されるプローブ溶液はすべて異なる組成である。このプローブ担体７は１つの担体１６上に、通常、複数個形成される。
【００４５】
本明細書において、担体上に固定されたプローブは、特定の標的物質に対して特異的に結合可能なものである。更に、このプローブには、特定の標的によって認識され得るオリゴヌクレオチドやポリヌクレオチド、あるいはその他のポリマーなどが含まれる。用語「プローブ」は、個々のポリヌクレオチド分子などのプローブ機能を有する分子、および分散した位置に表面固定された同じ配列のポリヌクレオチドなどの同じプローブ機能を有する分子の集団の両方をいい、しばしばリガンドと呼ばれる分子も含まれる。また、プローブ及び標的は、しばしば交換可能に使用され、プローブは、リガンド−抗リガンド（レセプターと呼ぶこともある）対の一部として標的と結合し得るか、または結合するようになり得るものである。本発明におけるプローブ及び標的は、天然において見出されるような塩基、またはその類似物を含み得る。
【００４６】
また、担体上に支持されるプローブの一例としては、標的核酸とハイブリダイゼーション可能な塩基配列よりなるオリゴヌクレオチドの一部にリンカーを介して担体との結合部を有するもので、担体との結合部において担体表面に連結された構造を有するものを挙げることができる。なお、このような構成の場合における担体と結合部のオリゴヌクレオチドの分子内での位置は、所望とするハイブリダイゼーション反応を損なわない範囲内において特に限定されない。
【００４７】
本発明の方法が適用されるプローブ・アレイに採用されるプローブは、その使用目的に応じて、適宜選択されるものであるが、本発明の方法を好適に実施する上では、プローブとしては、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ｃＤＮＡ（コンプリメンタリーＤＮＡ）、ＰＮＡ、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、その他の核酸、オリゴペプチド、ポリペプチド、タンパク質、酵素、酵素に対する基質、抗体、抗体に対するエピトープ、抗原、ホルモン、ホルモンレセプター、リガンド、リガンドレセプター、オリゴ糖及びポリ糖から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【００４８】
本発明においては、これらのプローブの複数種を、それぞれ独立した領域、例えばドット状スポットとして担体表面に固定したものをプローブ担体といい、所定の間隔で配列されたものをプローブ・アレイという。
【００４９】
一方、プローブは担体表面に結合可能な構造を有しており、担体上へのプローブの固定がこの結合可能な構造を介して行われていることが望ましい。その際、プローブが有する担体表面に結合可能な構造は、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、水酸基、酸ハライド化物（ハロホルミル基；−ＣＯＸ）、ハライド化物（−Ｘ）、アジリジン、マレイミド基、スクシイミド基、イソチオシアネート基、スルフォニルクロリド基（−ＳＯ2Ｃｌ）、アルデヒド基（ホルミル基；−ＣＨＯ）、ヒドラジン及びヨウ化アセトアミドなどの有機官能基の少なくとも１種をを導入する処理により形成されたものであることが好ましい。また、プローブ側の担体への結合に必要な構造に応じて、担体の表面に必要とされる処理を施してもよい。
【００５０】
次に本実施形態の液体吐出装置を用いて担体１６上にマトリックス状にプローブ溶液をスポッティングし、プローブ担体７を製造する方法について、図１のフローチャートを参照して説明する。
【００５１】
まず、Ｓ１においてプローブ溶液を溶液リザーバ４に注入する。そしてＳ２においてプローブ溶液がノズル５を確実に満たすように４ノズルグループすべてのノズル５について予備吐出を行う。
【００５２】
予備吐出が完了すると次に、Ｓ３において使用するノズルグループを設定する。この際、液体吐出装置１が新品で不吐出ノズルが無い場合には、使用するノズルグループとして１番目のノズルグループを設定する。しかし、以前から使用されてきた液体吐出装置１を用いる場合には、後述する不吐出ノズル履歴テーブルを検索して１番目のノズルグループから順に不吐出ノズルのないノズルグループを探し、不吐出ノズルの無いノズルグループが見つかるとそのノズルグループを、使用するノズルグループとして設定する。設定は、前述の選択信号１〜４のうち、対応するものをＬｏｗ信号とすることによって行う。
【００５３】
このとき、各ノズルグループに属するノズル５のオリフィス２の位置は、図５などに示すように、ノズルグループ間でずれているので、どのノズルグループが選択されても実質的に同じ位置にプローブ溶液を付与できるように、Ｓ４において描画時のオフセット値を設定する。通常は１番目のブロックが選択されるので、例えば、１番目のブロックを選択した時のオフセット値を０とする。そこで、例えば、２番目のブロックが選択された場合には、２番目のノズルグループに属するノズル５のオリフィス２の位置は１番目のグループのものより間隔Ｌだけずれているので、オフセット値をＬに設定する。これによって、Ｓ７におけるステージ１５の移動位置が、１番目のノズルグループが選択された時の本来の移動位置より、設定されたオフセット値Ｌだけずれた位置にされる。このようにすることで、２番目のノズルグループが選択された場合でも、１番目のノズルグループが選択された場合と同じ位置にプローブ溶液を付与することができる。
【００５４】
担体１６は、バキュームポンプ２９によってステージ１５上に予め吸着して保持される。そして次に、Ｓ５において担体１６上に設定された、最初のプローブ担体７の形成位置にキャリジ１０の走査経路が位置するスタート位置に、担体１６をＬＦリニアモータ１７によって移動させる。このとき同時に、キャリッジ１０も描画動作を行うためのスタート位置にＣＲリニアモータ１１によって移動させる。
【００５５】
次に、Ｓ６においてキャリッジ１０を主走査方向に移動させ、この際に各ノズル５から所定のタイミングでプローブ溶液を吐出して、担体１６上のスポットに付与する１スキャン描画を行う。そして、Ｓ７においてステージ１５を所定量だけ副走査方向に移動させた後、再び１スキャン描画を行う。このようにして、所定の回数スキャンして描画を行うことによって図１１に示すように、マトリックス状のスポットにプローブ溶液を付与することができる。なお、本実施形態における描画では、常に一定のパターンで複数種のプローブ溶液が付与されるが、このパターンを規定する吐出データを入力し、吐出データに応じて描画を行うようにしてもよい。
【００５６】
この際、それぞれのノズル５からのプローブ溶液の吐出タイミングは、描画コントローラ２３の位置検出回路３３によってキャリッジ１０が所定の位置に到達したことを検出し、描画コントローラ２３から描画ヘッドドライバ２８に吐出データと駆動タイミング信号が出力されることによって与えられる。描画ドライバ２８はこれらの信号を受けて、各吐出ヒータ３を実際に駆動する駆動信号に変換して描画ヘッド８に出力し、これにより描画ヘッド８は担体１６上にプローブ溶液を吐出する。なお、各溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５のどれを使ってプローブ溶液の吐出を行うかはＳ３において決定されており、選択信号１〜４の設定によって選択されたノズルグループに属するノズル５から吐出が行われる。
【００５７】
ここで、複数回スキャンして描画を行うことによってマトリクス状のスポットにプローブ溶液を付与する方法について説明する。まず、図１２，１３を参照して、１６個の溶液リザーバ４を有する液体吐出装置１によって、縦に１６個並んだスポットにプローブ溶液を付与する方法について説明する。
【００５８】
本実施形態による描画装置では、４つのノズルグループのうち１つのノズルグループが選択され、１スキャン描画では、選択されたノズルグループに属するノズル５のオリフィス２からプローブ溶液が吐出される。図１２は、１つのノズルグループに属するオリフィス２の配置を示している。前述のように、これらのオリフィス２は、縦横にともに１／５インチ（５．０８mm）の間隔Ｐだけ離れて、縦方向に４つ並んだ列が横方向に４列並んだ配置になっており、各列のオリフィス２は隣りの列のオリフィス２と縦方向にＰ／４の間隔ずつずれて配置されている。したがって、縦方向に見ると、オリフィス２はＰ／４間隔で、すなわち２０ｄｐｉ（１．２７mm間隔）で並んでいる。この２０ｄｐｉ（１．２７mm間隔）のノズルピッチに対して、プローブ担体７のスポット間隔は８０ｄｐｉ（０．３１８ｍｍ間隔）であるため、１回のスキャンではこの間隔のスポットにプローブ溶液を付与することはできない。
【００５９】
そこで、４回の１スキャン描画を行うことによって、８０ｄｐｉ（０．３１８ｍｍ間隔）で縦に並んだ１６個のスポットにプローブ溶液を付与する。図１３はこの方法を説明する図である。なお、図１３では、担体１６と液体吐出装置１の相対位置の変化を分かりやすく示すため、液体吐出装置１側をシフト量Ｓだけずらした位置に記載しているが、本実施形態の描画装置では、移動するのは担体１６側である。
【００６０】
まず１スキャン目の描画では、図１３の矢印で示す主走査方向に液体吐出装置１を移動させつつ、図１３の黒丸で示す上側の４つのオリフィス２から所定のタイミングでプローブ溶液を順次吐出させて、縦に並んだ４つのスポットにプローブ溶液を付与する。この際には、２０ｄｐｉ（１．２７mm間隔）で並んだ４つのスポットにプローブ溶液が付与される。
【００６１】
次に、ステージ１５をシフト量Ｓだけ移動させる。この際のシフト量Ｓは、８０ｄｐｉの間隔０．３１８mmの１５倍、すなわち４．７６mmとする。すると、縦方向に見て、１スキャン目の描画時における上側の４つのオリフィス２の位置より、下側に０．３１８mmの間隔だけずれた位置に、図１３の上から５〜８番目のオリフィス２が配置されることになる。なお、ステージ１５を移動させる際に、液体吐出装置１はスタート位置に移動させておき、２スキャン目の描画でも液体吐出装置１はこのスタート位置から移動させる。
【００６２】
そして次に、２スキャン目の描画では、図１３の上から５〜８番目のオリフィス２から所定のタイミングでプローブ溶液を吐出させて、縦に並んだ４つのスポットにプローブ溶液を付与する。この際には、１スキャン目の描画でプローブ溶液が付与されたスポットから０．３１８mmだけ図１３の下側に離れた位置の４つのスポットにプローブ溶液が付与される。
【００６３】
以下同様にして、ステージ１５をそれぞれ所定のシフト量Ｓだけ移動させた後、図１３の上から９〜１２番目のオリフィス２からプローブ溶液を吐出させて３スキャン目の描画を行い、下側の４つのオリフィス２からプローブ溶液を吐出させて４スキャン目の描画を行う。このようにすることで、０．３１８mmの間隔で、すなわち８０ｄｐｉで縦に並んだ１６個のスポットにプローブ溶液を付与することができる。
【００６４】
そこで、図８に示すように、液体吐出装置１を横に１６個並べて一体形成した描画ヘッド８を用いた場合、それぞれの液体吐出装置１によって、各液体吐出装置１間で横方向に０．３１８mmだけずれた位置に、４スキャンの描画で８０ｄｐｉ（０．３１８mm間隔）で縦方向に１６個並んだスポットにプローブ溶液を付与する。これによって、４スキャンの描画で、縦横に８０ｄｐｉ（０．３１８mm間隔）で並んだ１６×１６のマトリックス状のスポットにプローブ溶液を付与することができる。
【００６５】
また、図９に示すように、液体吐出装置１を縦２×横８に並べて一体形成した描画ヘッド８を用いた場合、最初の４スキャンで上側の８つの液体吐出装置１によって、縦横８０ｄｐｉ（０．３１８mm間隔）で横８×縦１６に並んだスポットにプローブ溶液を付与する。そして次の４スキャンで下側の８つの液体吐出装置１によって、残りの横８×縦１６のスポットにプローブ溶液を付与する。これによって、８スキャンの描画で、縦横に８０ｄｐｉ（０．３１８mm間隔）で並んだ１６×１６のマトリックス状のスポットにプローブ溶液を付与することができる。
【００６６】
このようにして、所定の回数のスキャンを行って１６×１６のマトリックス状のスポットにプローブ溶液を付与する際、Ｓ８により次のスキャンが最終スキャンであることを検知した場合には、Ｓ９において描画動作を実行しながら、画像センサーユニット１８によって各スポットの状態画像（描画パターン）を取り込む。そしてＳ１０においてコンピュータ２０によって、取り込んだ画像を画像処理して、プローブ溶液が付与されていない欠落スポットを検出する。
【００６７】
これによって、Ｓ１１で欠落スポットが無いことが判定された場合には、次のプローブ担体７の形成位置上にキャリジ１０の走査経路が位置するように担体１６を移動させる。そして最初のプローブ担体７と同様にして、次のプローブ担体７を構成するマトリック状のスポットへのプローブ溶液の付与が行われる。
【００６８】
一方、Ｓ１１おいて欠落スポットが有ることが検出された場合には、以下のリカバリー処理を行う。まず、Ｓ１３において描画に使用したノズルグループを不吐出ノズルとして不吐出ノズル履歴テーブルに登録する。Ｓ１４において選択信号１〜４を切り替えて次のノズルグループを選択し、Ｓ１５において描画位置のオフセット値を選択したノズルグループに応じた値に設定する。なお、不吐出ノズル履歴テーブルは、前述のように、次回のプローブ担体７の製造時に、最初に使用するノズルグループを選択するのに用いられる。
【００６９】
次に、Ｓ１６において欠落スポットのみに描画を行うためのリペア画像データを作成する。そして、Ｓ１７において欠落スポットにプローブ溶液を吐出付与するのに用いられるノズル５について、予備吐出を行う。そして、Ｓ１８において作成したリペア画像データに応じて再描画を行う。
【００７０】
この再描画では、欠落スポットのみへのプローブ溶液の吐出付与が行われるので、欠落スポットが例えば１つだけであれば、１回だけのスキャンで再描画を行う。すなわち、１６×１６のマトリックス状にスポットにプローブ溶液を付与する際に行われる所定回数のスキャンのうち、欠落スポットへのプローブ溶液の吐出付与が行われるスキャンの時の位置に相当する位置にステージ１５を移動し、１スキャン描画を行うことで、欠落スポットへのプローブ溶液の吐出付与を行うことができる。また、複数の欠落スポットが有った場合でも、全ての欠落スポットが１回のスキャンでプローブ溶液の吐出付与を行うことができる位置に有る場合には、１回のスキャンで再描画を行う。一方、欠落スポットが、複数のスキャンを行う際に吐出付与が行われる位置に分散して存在する場合には、必要なスキャンすべてについて再描画を行う。
【００７１】
この欠落スポットへの再描画を行う際にも、Ｓ１９において最終のスキャン時に描画動作を実行しながら、画像センサーユニット１８によって各スポットの状態画像を取り込む。そしてＳ２０においてコンピュータ２０によって取り込んだ画像を画像処理して、再び欠落スポットを検出する。これによって、Ｓ１１で欠落スポットが無くなったことが検出された場合には、リカバリー処理を完了して次のプローブ担体７を構成するスポットへのプローブ溶液の付与処理に移る。
【００７２】
一方、Ｓ１１において再び欠落スポットが検出された場合には、再びノズルグループの選択を切り替えて、再描画を行う。このようにして、欠落スポットが無くなるまで再描画を行う。
【００７３】
ここで、Ｓ１２において再描画を所定の回数以上に行っても欠落スポットがあることを検知した場合、どのノズルグループを選択してもプローブ溶液の付与が行われないスポットがあると判定し、異常メッセージを表示して処理を停止する。これは、溶液リザーバ４内のプローブ溶液が空になった場合や、溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５の全てが不吐出ノズルとなった場合に起こる。
【００７４】
なお、本実施形態では再描画に先だって、Ｓ１６において欠落スポットにプローブ溶液を付与するノズルの予備吐出を行っているが、吐出が比較的安定している場合には予備吐出を省略してもよい。
【００７５】
また、異常メッセージが表示されて停止した場合、プローブ溶液が空であった場合には溶液を注入するなどの処置をしてプローブ溶液の吐出付与が可能な状態にした後、再描画を実行できるようにしてもよい。このようにすることで、完成していないプローブ担体７に対してリカバリー処理を行い、プローブ担体７を完成させることができ、プローブ担体７の製造の歩留りを向上させることができる。また、溶液リザーバ４内のプローブ溶液が所定量以下になったことを検出する手段を設けておき、プローブ溶液の注入要求メッセージを表示するようにしてもよい。
【００７６】
また、欠落スポットの検出は最終スキャンのときに行っているが、１回のスキャン毎に欠落スポットの検出を行って、そのスキャン内でリカバリー処理を行うようにしてもよい。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態では、１つの溶液リザーバ４に連通するノズル５を４つ設け、通常はこれらのうちの１つのノズル５を用いて描画を行い、描画したスポットの画像から欠落スポットの有無を検知して、欠落スポットが有ることを検知した場合には、他のノズル５を用いてリカバリー処理を行う。これによって、プローブ担体７の歩留まりを極限まで向上させることができる。
【００７８】
また、このようにリカバリー処理を行うことによって、不吐出ノズルが生じた場合でもプローブ担体７を完成させることができるので、プローブ担体７の歩留まりを低下させることなく、不吐出ノズルの発生を抑える吸引回復処理を無くし、また予備吐出の頻度を少なくできる。これによって、吸引回復処理や予備吐出によるプローブ溶液の消費量を最小限に抑えることができる。また、不吐出ノズルを特定するために、特別に描画を行うことはないので、プローブ溶液を浪費することはない。
【００７９】
なお、本実施形態の描画装置は、吐出させる液体の消費量を最小限に抑えることができるので、吐出させる液体として高価なプローブ溶液を用いる、プローブ担体の製造装置として好適に用いることができるが、液体吐出装置を利用して画像を形成する他の装置、たとえばプリンタなどの記録装置として用いてもよい。本実施形態をこのような記録装置に適用することによって、形成する画像の品位を向上させることができ、また記録用の液体の消費量を最小限に抑える効果を得ることができる。またさらに、感熱サーマルヘッドなど液体吐出以外の方式で記録を行う記録装置に本実施形態を適用してもよく、同様に画像の品位を向上させる効果を得られる。
【００８０】
また、本発明における液体吐出装置およびそれを用いたプローブ担体の製造装置の各構成要素には、プリント用のインクジェット記録方式、あるいはそれを採用したヘッドや記録装置で使用されているものから、本発明の目的に応じて適宜選択したもの、あるいは本発明の目的に応じて構造等を変更したものを選択して用いることができる。そのようなインクジェット記録方式についての一例としては、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、上記熱エネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置を挙げることができ、これらにおいて用いられた構成を利用することで優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が達成できるからである。
【００８１】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００８２】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路，電気熱変換体の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率よく行うことができるようになるからである。
【００８３】
さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００８４】
加えて、シリアルタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【００８５】
また、記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることができる。
【００８６】
上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、１種類の液体を吐出するノズルを複数設け、これらのうちの１つのノズルを用いて描画を行い、描画したスポットに、液体が付与されていない欠落スポットがあるかどうかを検知して、欠落スポットが有った場合には、１種類の液体を吐出する複数のノズルのうちの、最初の描画に用いなかったノズルを用いて欠落スポットに液体を付与するリカバリー処理を行うことによって、描画の歩留りを極限まで向上させることができる。
【００８８】
また、このようにリカバリー処理を行うことによって、液体を吐出させることができない状態になった不吐出ノズルが生じた場合でも、描画を完成することができるので、描画の歩留まりを低下させることなく、不吐出ノズルの発生を抑える吸引回復処理や予備吐出の頻度を少なくでき、それによって消費される液体の量を低減することができる。
【００８９】
本発明は、液体の消費量を最小限に抑えて、高い歩留りで描画を行うことができるので、特に、マトリクス状のスポットに高価なプローブ溶液を付与して構成されるプローブ担体を製造する描画装置として好適に用いることができる。すなわち、本発明の描画装置をプローブ担体製造として用いることによって、高価なプローブ溶液の浪費量を最小限に抑え、かつプローブ担体の製造の歩留まりを向上させることができ、したがって低い製造コストでプローブ担体を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の描画方法のフローチャートである。
【図２】本発明による実施形態の描画装置の模式的斜視図である。
【図３】図２の描画装置の画像センサユニットの模式的構成図である。
【図４】図２の描画装置のキャリッジに搭載される描画ヘッドを構成する液体吐出装置の平面図である。
【図５】図４の液体吐出装置の、１つのプローブ溶液に関わる部分の拡大平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。
【図７】図４の液体吐出装置の吐出ヒータの駆動回路図である。
【図８】図４の液体吐出装置を一体的に組み合わせて構成された、図２の描画装置に搭載される一例の描画ヘッドを示す平面図である。
【図９】図８の他の例の描画ヘッドを示す平面図である。
【図１０】図２の描画装置の制御系の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】図２の描画装置によって製造されるプローブ担体の模式的平面図である。
【図１２】図４の液体吐出装置の平面図であり、図１１のプローブ担体を製造するために、縦に１６個並んだスポットにプローブ溶液を付与するのに用いられるオリフィスの位置を示している。
【図１３】図１１のプローブ担体を製造するために、縦に１６個並んだスポットにプローブ溶液を付与する方法を説明する図である。
【符号の説明】
１ 液体吐出装置
２ オリフィス
３ 吐出ヒータ
４ 溶液リザーバ
５ ノズル
６ 液路
７ プローブ担体
８ 描画ヘッド
１０ キャリッジ
１１ ＣＲリニアモータ
１２ 定盤
１３，１４ ベース
１５ ステージ
１６ 担体
１７ ＬＦリニアモータ
１８ 画像センサーユニット
１９ 予備吐出受け
２０ コンピュータ
２１ 拡張ＢＯＸ
２２ ＣＲモータコントローラ
２３ 描画コントローラ
２４ 画像処理基板
２５ パラレルＩ／Ｏ
２６ ＬＦモータコントローラ
２７ ＣＲモータドライバ
２８ 描画ヘッドドタイバ
２９ バキュームポンプ
３０ ＬＦモータドライバ
３１，３２ エンコーダ
３３ 位置検出回路
３４ 画像メモリ
３５−１１〜３５−１６４ ダイオード
３６−１，３６−２，３６−３，３６−４，３７−１，３７−２，３７−３，３７−４ トランジスタ
【発明の属する技術分野】
本発明はプローブ担体の製造装置および製造方法に関し、特にガラス基板などの担体上に、液体吐出装置に設けられた複数のノズルから複数種のプローブ溶液を吐出させてプローブ担体を製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
遺伝子ＤＮＡの塩基配列の解析、あるいは遺伝子診断などを行う際には、目的とする塩基配列を有するＤＮＡを、特定のターゲット（標的）を特異的に認識し得るプローブを複数種用いて選別する方法が用いられている。この選別作業に利用される複数種のプローブを提供する手段としてＤＮＡマイクロチップがある。ＤＮＡマイクロチップは担体上に複数種のプローブを２次元アレイ状に配置したもので、数１０〜数１０００程度の異なるプローブが配置されたものが一般的であり、プローブ・アレイとも呼ばれている。
【０００３】
このＤＮＡマイクロチップなどとして用いられるプローブ担体を液体吐出装置により製造する方法については、特開平９−２０７８３７号公報に開示されているように、プローブを含む溶液を液体吐出装置から担体上に噴射して、マトリクス状に並んだスポットに付与する方法が提案されている。プローブ担体のこのような製造に使用される製造装置については、その構成がほとんど通常の液体吐出描画装置または液体吐出記録装置と同様なものを用いることができるため、その一部をカスタマイズしたものが使用されるのが一般的である。
【０００４】
このプローブ担体の各スポットにスポッティングされるプローブ溶液はすべて異なるのが一般的であり、そのプローブ溶液は高価であるため、スポッティング量は必要最小限に抑えられている。また同様の理由で、通常の描画装置または記録装置で一般的に行われている吐出液体の吸引回復動作や、描画に寄与しない液滴を吐出させる予備吐出動作など吐出液体を消費する操作は極力避ける必要がある。しかし、吐出液体の吸引動作は吐出液体をノズル内に再充填したり、ノズル内の吐出液体をリフレッシュすることを目的として行われるものであり、また、予備吐出は吐出状態を良好にすることを目的として行われるものであるため、これらの動作の頻度を少なくすると吐出状態がしばしば不安定になって不吐出などの弊害が発生する場合がある。
【０００５】
液体吐出装置を利用した従来の描画装置において、液体吐出装置のノズルの不吐出のために生じる描画画像の不良を回避する方法としては、特開平０６−０７９９５６号公報や特開平１１−０００９８８号公報に開示された方法が知られている。特開平０６−０７９９５６号公報に開示された方法では、所望の画像描画動作に先だって、所定の画像パターンを描画し、描画した画像パターンで画像ドットが形成されなかったスポットを検出することによって不吐出ノズルを特定する。そして、不吐出ノズルがあることが検出された場合には、その不吐出ノズルが描画するスポットの画像ドットを他のノズルで代替えして描画することにより、所望の画像を得る。また、特開平１１−０００９８８号公報に開示された方法は、前記と同様に不吐出ノズルを特定する検出処理を行い、不吐出ノズルがあることが検出された場合には通常の描画動作では使用しない冗長ノズルによって、本来不吐出ノズルが描画する画像ドットを形成し、すなわち冗長ノズルで補完するというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような描画装置でプローブ担体を製造する場合、下記の３つの理由により高価なプローブ溶液を必要以上に浪費してしまい、プローブ担体のコストアップを招いていた。
１．不吐出ノズルを特定するために不吐出ノズル特定用の画像パターンを描画しなければならず、この画像パターン描画分だけプローブ溶液を浪費する。
２．不吐出ノズルの検出後、所望の画像の描画中に新たに不吐出ノズルが生じた場合、その描画動作によって得られた画像は不良画像となってしまい、利用できないものとなるので、その画像描画自体が無駄になり、描画時に使用したプローブ溶液が無駄になる。
３．上記のように描画中に不吐出などが生じると、プローブ担体の製造の歩留まりが低下してしまうので、高い歩留まりを維持するためには、吐出を常に安定させるための予備吐出を頻繁に行う必要があり、予備吐出によるプローブ溶液の浪費量が多くなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、プローブ溶液の浪費を最小限に抑え、かつプローブ担体の製造の歩留まりを向上させることができ、したがって低い製造コストでプローブ担体を製造できる、プローブ担体の製造装置および製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため、本発明による、プローブ担体の製造装置は、標的物質と特異的に結合可能な複数種のプローブをプローブの種類毎に含有する複数種の液体を担体に対し吐出してプローブ担体を製造するための製造装置であって、
１種の液体について複数の液体吐出口を液体の種類毎に備える液体吐出装置と、
液体吐出装置と担体との相対位置を決めるための位置決め手段と、
吐出データに基き液体吐出装置から担体上の所定の箇所に液体が付与されているかどうかに関する付与情報を検出するための付与情報検出手段と、
吐出データと付与情報検出手段により検出された付与情報とを比較し、液体が付与されるべき箇所に液体が付与されていないことを検出するための欠落箇所検出手段と、
欠落箇所検出手段が検出した欠落箇所に対し、液体吐出装置を駆動して液体を付与するための駆動手段とを備え、
駆動手段は、液体の種類毎に備える複数の液体吐出口のうち、吐出データに基き液体の吐出動作を行った液体吐出口とは異なる液体吐出口から、欠落箇所に対し、欠落箇所に付与すべき液体と同種の液体を付与することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、液体を吐出できない状態になった不吐出ノズルがあり、吐出データに基き液体が付与されるべきスポットに液体が付与されていない欠落箇所が生じた場合には、欠落箇所に液体を付与して補完することができるので、プローブ担体の歩留りを向上させることができる。
【００１０】
そして、このように不吐出ノズルが生じた場合であっても、プローブ担体を完成させることができるので、プローブ担体の歩留りを低下させることなく、不吐出ノズルの発生を抑える吸引回復処理や、予備吐出の頻度を少なくでき、それによって消費される液体の量を低減することができる。
【００１１】
位置決め手段は、より具体的には、液体吐出装置を担体の液体付与面に平行な主走査方向に移動させる手段を有する構成にできる。そして、液体吐出装置の主走査方向の位置を検出する位置検出手段をさらに設け、吐出データに基き液体吐出装置から担体上に液体を吐出させる手段は、液体吐出装置を主走査方向に移動させながら、位置検出手段によって検出された位置情報から、吐出データに応じて担体上に液体を付与できるタイミングを判定して液体吐出装置を駆動するようにできる。また、欠落箇所に対し、液体吐出装置を駆動して液体を付与するための駆動手段は、液体吐出装置を主走査方向に移動させながら、位置検出手段によって検出された位置情報から、欠落箇所に液体を付与できるタイミングを判定して液体吐出装置を駆動するようにできる。位置決め手段は、担体をその液体付与面に平行で、かつ主走査方向に交差する副走査方向に移動させる手段をさらに有する構成としてもよい。
【００１２】
また、液体吐出装置から担体に液体を付与することなく液体を吐出させる予備吐出手段を設けてもよい。予備吐出を行わせることによって、液体をノズル内に確実に充填させて、安定して液体吐出を行わせることができる。なお、前述のように、本発明のプローブ担体の製造装置では、予備吐出動作の頻度は小さく抑えることができる。
【００１３】
付与情報検出手段は、担体上の所定の箇所に液体が付与されているかどうかを検出できるものであればよいので、比較的簡素な構成のラインセンサーから構成することができる。
【００１４】
本発明のプローブ担体の製造装置では、液体吐出装置として、液体を吐出させるのために、液体に熱エネルギーを与える熱エネルギー発生体を備えるものを特に好適に用いることができる。
【００１５】
なお、吐出データに基き液体吐出装置から担体上に液体を吐出させる手段、欠落箇所検出手段、欠落箇所に対し、液体吐出装置を駆動して液体を付与する駆動手段、予備吐出手段は、例えば、所定の処理を行い指令信号を出力するコンピュータと、コンピュータに所定の処理を行わせるためのプログラムが収容された情報記憶媒体とによって構成できる。また、これらの手段は、所定の処理を行うように構成された回路基板によって構成してもよいし、それとコンピュータとを組み合わせて構成してもよい。
【００１６】
本発明による、プローブ担体の製造方法は、標的物質と特異的に結合可能な複数種のプローブをプローブの種類毎に含有する複数種の液体を担体に対し吐出する液体吐出装置を用いてプローブ担体を製造する方法であって、液体吐出装置として、１種の液体について複数の液体吐出口を液体の種類毎に備えるものを用い、
液体吐出装置と担体との相対位置を変えながら、該液体吐出装置から吐出データに基づいて複数種の液体の各々を吐出させて該担体に付与する工程と、
担体の所定の箇所に液体が付与されているかどうかに関する付与情報を検出する工程と、
吐出データと検出された付与情報とを比較し、吐出データに基き液体が付与されるべき箇所に液体が付与されていない欠落箇所を検出する工程と、
欠落箇所が検出された場合に、検出した欠落箇所に対し、液体吐出装置から液体を吐出させて該液体を付与する工程とを有し、
液体の種類毎に備える複数の液体吐出口のうち、吐出データに基き液体の吐出動作を行った液体吐出口とは異なる液体吐出口から、欠落箇所に対し、欠落箇所に付与すべき液体と同種の液体を付与することを特徴とする。
【００１７】
本発明のプローブ担体の製造方法では、欠落箇所に対し液体を付与する工程の前に、液体吐出装置から担体に液体を付与することなく液体を吐出させる予備吐出を、欠落箇所に対し液体を付与する工程で用いられる液体吐出口について行う工程をさらに設けてもよい。これによって、必要最小限のノズルで予備吐出動作を行い、欠落箇所に対し液体を付与する際の液体吐出の信頼性を向上させることができる。
【００１８】
また、吐出データに基づいて担体に液体を付与する工程の前に、予備吐出を、全てのノズルについて行う工程をさらに設けてもよい。これによって、液体が確実にノズル内に充填されるようにして、液体吐出の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
まず図２を参照して本実施形態の描画装置の全体構成について説明する。図２はこの描画装置の模式的斜視図である。この描画装置は、後述する液体吐出装置１（図４〜７参照）から構成された描画ヘッド８（図８，９参照）をキャリッジ１０に搭載し、描画ヘッド８からプローブ溶液を吐出して担体１６上に付与し、後述するようなプローブ担体７（図１１参照）を製造する装置である。
【００２３】
キャリッジ１０は描画ヘッド８を保持する保持体として機能するものであり、ＣＲリニアモータ１１のスライダー部分に固定されて主走査方向に移動できるように支持されている。キャリッジ１０は搭載される描画ヘッド８を合わせると１０ｋｇを越える荷重となることもあるため、それを支えるＣＲリニアモータ１１は定盤１２上に固定された左右２つのベース１３，１４によってがっちり固定されている。一方、キャリッジ１０の下側には、その上面に担体１６を真空吸着により吸着可能なステージ１５が配置されている。ステージ１５は、定盤１２上に固定されたＬＦリニアモータ１７によってキャリッジ１０の移動方向（主走査方向）に対して実質的に直交する副走査方向に移動可能に支持されている。
【００２４】
このようにこの描画装置は、キャリッジ１０を、したがってそれに保持された描画ヘッド８をＣＲリニアモータ１１によって移動させ、ステージ１５を、したがってそれに保持された担体１６をＬＦリニアモータ１７によって移動させることによって、担体１６と描画ヘッド８との相対位置を任意に変え、描画ヘッド８によって担体１６上の任意の位置にプローブ溶液をスポッティングできる構成になっている。すなわち、ステージ１５、ＣＲリニアモータ１１およびＬＦリニアモータ１７、定盤１２、ベース１３，１４によって、液体吐出装置１と担体１６との相対位置を決める位置決め手段が構成されている。
【００２５】
キャリッジ移動範囲の右端には描画ヘッド８の予備吐出に備えて、予備吐出したプローブ溶液を受けるための予備吐出受け１９が設けられている。また、キャリッジ１０の側面には担体表面の画像を取り込む画像センサーユニット（付与情報検出手段）１８が設けられ、マトリックス状にスポッティングされたプローブ溶液の状態を観察できるようになっている。
【００２６】
図３に画像センサユニット１８の一例の概略構成図を示す。この画像センサユニット１８は、担体１６上のスポットを照明する、ＬＥＤを使用したＬＥＤ照明４０と、ＬＥＤ照明４０からの光の、担体１６上のスポットでの反射光をシリンドリカルレンズ４１を通して取り込むラインセンサー４２を有している。ＬＥＤ照明４０の照明光の照射方向とラインセンサ４２の、反射光の入射方向は、スポットにプローブ溶液が付与されていない場合には担体１６表面で反射した照明光がラインセンサー４２に到達せず、プローブ溶液が付与されている場合に反射した照明光がラインセンサー４２に入射するように調整されている。この画像センサユニット１８は、スポットに付与されたプローブ溶液の状態を捉えることができる程の大掛かりな光学系を有してはいないが、存在する場所が予め分かっている、各スポットにおけるプローブ溶液の有無を判別するのには十分な構成を有している。
【００２７】
次に、図４〜６を参照して、キャリッジ１０に搭載される描画ヘッド８を構成する液体吐出装置１の構成について説明する。図４は、この液体吐出装置１を、液体が吐出されるオリフィス２が開口された面から見た平面図である。図５，６は、この液体吐出装置１の、１つのプローブ溶液の吐出に関わる液体吐出部の拡大図であり、図５は、オリフィス２が開口された面から見た平面図、図６は、図５のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図を示している。
【００２８】
プローブ担体製造用の描画装置は、プローブ担体に配置される多種類のプローブ溶液を吐出する必要がある。そこで描画装置は、プローブ担体に配置されるプローブの種類数分の溶液リザーバ（液体収納部）と、それに連通してプローブ溶液を吐出するためのノズルを具備していなければならない。本実施形態の液体吐出装置１は、縦４×横４で計１６個の、それぞれ異なる種類のプローブ溶液を収納可能な溶液リザーバ４を有している。この溶液リザーバ４は縦横ともに１／５インチ（５．０８mm）程度の間隔Ｐで配列されている。そして溶液リザーバ４は、縦方向に４つ並んだ列が横方向に４列並んだ配置となっているが、この各列の溶液リザーバ４は隣りの列の溶液リザーバ４と縦方向にＰ／４の間隔ずつずれて配置されている。
【００２９】
本実施形態では、縦１６×横１６で計２５６個のスポットを有するプローブ担体７を製造するため、この液体吐出装置１を１６個平面配置して一体構成したものを描画ヘッド８としており、全部で２５６種のプローブ溶液を吐出可能にしている。プローブ担体としては１０００種以上のプローブを有するものもあり、その場合にはさらに多くの液体吐出装置を配列して一体化した描画ヘッドを用いれば良い。
【００３０】
液体吐出装置１の平面配置は、例えば、図８に示すように、液体吐出装置１を横１列に１６個並べた配置とすることができる。この構成では、後述するように、１６×１６のマトリックス状のスポットにプローブ溶液を付与するのに主走査を４スキャン行えばよいという利点があるが、描画ヘッド８が横長になってしまう。そこで、図９に示すように、液体吐出装置１を横８×縦２に配列して一体化して描画ヘッド８を構成してもよい。ただし、この描画ヘッド８では、後述するように、１６×１６のマトリックス状のスポットにプローブ溶液を付与するのに主走査を８スキャン行う必要がある。
【００３１】
１つの溶液リザーバ４には、図６に示すようにそれぞれ独立した液路６を介して、図５に示すように、互いに間隔Ｌだけ離れて一列に並んだ４つのオリフィス２が連通しており、すなわちそれぞれ独立した４つのノズル５が形成されている。それぞれのノズル５内には、オリフィス２の上方の位置に、プローブ溶液を膜発泡させてオリフィス２から吐出させるための吐出ヒータ（吐出エネルギー発生手段）３が配置されている。したがって、それぞれのオリフィス２から個別にプローブ溶液を吐出可能である。
【００３２】
オリフィス２は、各液体吐出部の４つのオリフィス２のうち、各液体吐出部内での配列位置が同じであるオリフィス２について見ると、縦横ともに１／５インチ（５．０８mm）の間隔Ｐだけ離れて、縦方向に４つ並んだ列が横方向に４列並んだ配置になっている。そして各列のオリフィス２は隣りの列のオリフィス２と縦方向にＰ／４の間隔ずつずれて配置されている。
【００３３】
プローブ溶液は溶液リザーバ４の上面から、チューブやピペットにより供給され、ノズル５内に充満する。本実施形態では、オリフィス２から吐出される液滴量は数１０ｐｌ程度であり、オリフィス径は数１０μｍである。そこで、オリフィス２内で発生する負圧により、供給されたプローブ溶液はオリフィス２から外に漏れ出すことなく溶液リザーバ４およびノズル５内に保持される。また、液路６は極めて短い構成になっており、このためプローブ溶液が供給されるとノズル５内はオリフィス２内に至るまですぐにプローブ溶液で満たされる。そのため、プローブ溶液をオリフィス２内に充填させるための吸引動作などは不要であり、予備吐出を行う程度で吐出を正常に行うことが可能な状態にすることができる。
【００３４】
本実施形態では、通常、１つの溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５のうち、いずれか１つが選択され、選択されたノズル５からプローブ溶液を吐出させる。図７は、このような吐出を行わせるための、吐出ヒータ３の駆動回路図を示している。同図では、１番目の溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５内のそれぞれの吐出ヒータ３が、図５の下側のオリフィス２に対応するものから順に、吐出ヒータ３−１１，３−１２，３−１３，３−１４として示されている。そして同様に、吐出ヒータ３−２１〜３−２４が２番目の溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５内のそれぞれの吐出ヒータ３を示しており、吐出ヒータ３−１６１〜３−１６４が１６番目の溶液リザーバ４のものを示している。同図では、３〜１５番目の溶液リザーバ４に連通するノズル５内の吐出ヒータ３については、図示を省略しているが、１，２，１６番目のものと同様に構成されている。
【００３５】
それぞれの溶液リザーバ４に連通するノズル５内の吐出ヒータ３のうち、図５の一番下側のオリフィス２に対応する吐出ヒータ３−１１，３−２１，〜，３−１６１の一端はダイオード３５−１１、３５−２１，〜，３５−１６１を経由してそれぞれ共通配線で接続されている。そしてこの共通配線は、トランジスタ３６−１のコレクタ電極に接続されている。それぞれの溶液リザーバ４に連通するノズル５内の吐出ヒータ３のうち、図５の下から２，３，４番目の吐出ヒータについても同様にそれぞれ共通配線で接続され、トランジスタ３６−２，３６−３，３６−４のコレクタ電極に接続されている。このようにして、吐出ヒータ３−１〜３−１６４は、それぞれの溶液リザーバ４に連通するノズル５内のものの内、図５の下からの並び順が同じもの同士が共通配線で接続されて１つのグループを構成しており、４つのグループに分けられている。
【００３６】
それぞれのトランジスタ３６−１〜３６−４のベース電極には、それぞれ選択信号１〜４が入力される配線が接続されている。そこで、この選択信号１〜４としてＬｏｗの信号が入力されたトランジスタに接続された共通配線に駆動電圧が印加されるようになっている。選択信号１〜４は、通常、そのうちの１本のみにＬｏｗの信号が入力され、１グループのみが吐出可能状態となる。
【００３７】
一方、１つの溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５内の４つの吐出ヒータ３のもう一端は共通配線で接続され、この共通配線がそれぞれトランジスタ３７−１〜３７−１６のコレクタ電極に接続されている。このトランジスタ３７−１〜３７−１６のベース電極にはそれぞれ駆動信号１〜１６が入力される配線が接続されている。そこで、駆動信号１〜１６として駆動パルスが入力されるとそのタイミングで、駆動パルスが入力されたトランジスタに接続された吐出ヒータが駆動される。この際、駆動電圧は、選択信号１〜４によって選択されているグループの吐出ヒータのみに印加されるため、個々の溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５内の吐出ヒータ３ついて、選択されたグループに属する吐出ヒータ３のみが駆動され、それが配置されたノズル５からプローブ溶液が吐出される。
【００３８】
なお、本実施形態では、通常、１番目のノズルグループが選択されて使用され、後述するように、１番目のノズルグループに属するノズル５のうちのいずれかで、液体を吐出できない状態になった不吐出ノズルが発生すると２番目のノズルグループが選択され、順次３、４番目と切り替えて選択されるようになっている。
【００３９】
次に図１０を参照して、本実施形態の描画装置の制御系の構成について説明する。図１０は、描画装置の制御系の全体構成を示すブロック図である。この制御系では、コンピュータ２０の拡張ＢＯＸ２１には描画装置の機能ごとに計５種の基板が実装されており、これらをコンピュータ２０が統括して装置全体の制御を行っている。
【００４０】
ＣＲモータコントローラ２２およびＬＦモータコントローラ２６はコンピュータ２０から各モータの移動命令が入力されると、それを移動量と速度カーブに変換し、パルス列としてＣＲモータドライバ２７およびＬＦモータドライバ３０に出力する。ＣＲモータドライバ２７およびＬＦモータドライバ３０は、それぞれＣＲリニアモータ１１およびＬＲリニアモータ１７に内臓されたエンコーダ３１，３２の位置信号を基準に、コントローラからのパルス列に従ってそれぞれＣＲリニアモータ１１およびＬＲリニアモータ１７の動作を制御する。本実施例では、エンコーダ３１，３２の分解能はＣＲ、ＬＦ共に０．５μｍであり、一般的なプローブ担体のスポッティング間隔８０ｄｐｉ（３１７．５μｍ間隔）に対して充分な分解能を備えている。
【００４１】
ＣＲリニアモータ１１のエンコーダ３１の出力はＣＲモータードライバ２７を経て描画コントローラ２３にも送られ、描画コントローラ２３内のキャリッジ位置検出回路３３の入力信号としても使われている。描画コントローラ２３は描画ヘッド８を駆動するための機能を有するブロックである。すなわち描画コントローラ２３は、コンピュータ２０から送られてくる画像データを一旦画像メモリ３４に記憶する機能、画像メモリ３４内の画像データを描画ヘッド８の吐出データに変換する機能、そして位置検出回路３３によってキャリッジ１０が描画位置に到達したことを判定した時に、描画ドライバ２８に対して吐出データと、描画ヘッド８を駆動するタイミングを与える信号を送る機能を有している。
【００４２】
画像処理基板２４は、画像センサーユニット１８からの１次元画像信号をキャリッジ１０の移動にしたがって順次サンプリングし、それによって得られた信号を２次元画像信号として画像処理基板２４内の画像メモリに取り込む機能を有している。すなわち画像処理基板２４は、画像センサーユニット１８がプローブ担体７のマトリックスパターン上を移動している時に画像取り込みを行うことによって、マトリックスパターン画像を取り込むことができる。そして、コンピュータ２０は、この画像メモリ内のデータにアクセスし、画像処理を行うことにより、マトリックスパターンに、プローブ溶液が付与されていない欠落スポットが有るかどうかを検出することができる。
【００４３】
パラレルＩ／Ｏ２５は、吸着ステージ１５上に担体１６を吸着するバキュームポンプ２９に接続されており、コンピュータ２０からの指令に応じてバキュームポンプ２９の動作を制御する。
【００４４】
次に、本実施形態の描画装置によって製造する、一例のプローブ担体７について、図１１を参照して説明する。図１１はプローブ担体７の外観図である。このプローブ担体７には、縦１６×横１６の計２５６個のスポットが縦横ともに８０ｄｐｉ（０．３１８ｍｍ間隔）で配置されている。各スポットには液体吐出装置によってスポッティングされたプローブ溶液が付与され、通常の場合、各スポットに噴射付与されるプローブ溶液はすべて異なる組成である。このプローブ担体７は１つの担体１６上に、通常、複数個形成される。
【００４５】
本明細書において、担体上に固定されたプローブは、特定の標的物質に対して特異的に結合可能なものである。更に、このプローブには、特定の標的によって認識され得るオリゴヌクレオチドやポリヌクレオチド、あるいはその他のポリマーなどが含まれる。用語「プローブ」は、個々のポリヌクレオチド分子などのプローブ機能を有する分子、および分散した位置に表面固定された同じ配列のポリヌクレオチドなどの同じプローブ機能を有する分子の集団の両方をいい、しばしばリガンドと呼ばれる分子も含まれる。また、プローブ及び標的は、しばしば交換可能に使用され、プローブは、リガンド−抗リガンド（レセプターと呼ぶこともある）対の一部として標的と結合し得るか、または結合するようになり得るものである。本発明におけるプローブ及び標的は、天然において見出されるような塩基、またはその類似物を含み得る。
【００４６】
また、担体上に支持されるプローブの一例としては、標的核酸とハイブリダイゼーション可能な塩基配列よりなるオリゴヌクレオチドの一部にリンカーを介して担体との結合部を有するもので、担体との結合部において担体表面に連結された構造を有するものを挙げることができる。なお、このような構成の場合における担体と結合部のオリゴヌクレオチドの分子内での位置は、所望とするハイブリダイゼーション反応を損なわない範囲内において特に限定されない。
【００４７】
本発明の方法が適用されるプローブ・アレイに採用されるプローブは、その使用目的に応じて、適宜選択されるものであるが、本発明の方法を好適に実施する上では、プローブとしては、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ｃＤＮＡ（コンプリメンタリーＤＮＡ）、ＰＮＡ、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、その他の核酸、オリゴペプチド、ポリペプチド、タンパク質、酵素、酵素に対する基質、抗体、抗体に対するエピトープ、抗原、ホルモン、ホルモンレセプター、リガンド、リガンドレセプター、オリゴ糖及びポリ糖から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【００４８】
本発明においては、これらのプローブの複数種を、それぞれ独立した領域、例えばドット状スポットとして担体表面に固定したものをプローブ担体といい、所定の間隔で配列されたものをプローブ・アレイという。
【００４９】
一方、プローブは担体表面に結合可能な構造を有しており、担体上へのプローブの固定がこの結合可能な構造を介して行われていることが望ましい。その際、プローブが有する担体表面に結合可能な構造は、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、水酸基、酸ハライド化物（ハロホルミル基；−ＣＯＸ）、ハライド化物（−Ｘ）、アジリジン、マレイミド基、スクシイミド基、イソチオシアネート基、スルフォニルクロリド基（−ＳＯ2Ｃｌ）、アルデヒド基（ホルミル基；−ＣＨＯ）、ヒドラジン及びヨウ化アセトアミドなどの有機官能基の少なくとも１種をを導入する処理により形成されたものであることが好ましい。また、プローブ側の担体への結合に必要な構造に応じて、担体の表面に必要とされる処理を施してもよい。
【００５０】
次に本実施形態の液体吐出装置を用いて担体１６上にマトリックス状にプローブ溶液をスポッティングし、プローブ担体７を製造する方法について、図１のフローチャートを参照して説明する。
【００５１】
まず、Ｓ１においてプローブ溶液を溶液リザーバ４に注入する。そしてＳ２においてプローブ溶液がノズル５を確実に満たすように４ノズルグループすべてのノズル５について予備吐出を行う。
【００５２】
予備吐出が完了すると次に、Ｓ３において使用するノズルグループを設定する。この際、液体吐出装置１が新品で不吐出ノズルが無い場合には、使用するノズルグループとして１番目のノズルグループを設定する。しかし、以前から使用されてきた液体吐出装置１を用いる場合には、後述する不吐出ノズル履歴テーブルを検索して１番目のノズルグループから順に不吐出ノズルのないノズルグループを探し、不吐出ノズルの無いノズルグループが見つかるとそのノズルグループを、使用するノズルグループとして設定する。設定は、前述の選択信号１〜４のうち、対応するものをＬｏｗ信号とすることによって行う。
【００５３】
このとき、各ノズルグループに属するノズル５のオリフィス２の位置は、図５などに示すように、ノズルグループ間でずれているので、どのノズルグループが選択されても実質的に同じ位置にプローブ溶液を付与できるように、Ｓ４において描画時のオフセット値を設定する。通常は１番目のブロックが選択されるので、例えば、１番目のブロックを選択した時のオフセット値を０とする。そこで、例えば、２番目のブロックが選択された場合には、２番目のノズルグループに属するノズル５のオリフィス２の位置は１番目のグループのものより間隔Ｌだけずれているので、オフセット値をＬに設定する。これによって、Ｓ７におけるステージ１５の移動位置が、１番目のノズルグループが選択された時の本来の移動位置より、設定されたオフセット値Ｌだけずれた位置にされる。このようにすることで、２番目のノズルグループが選択された場合でも、１番目のノズルグループが選択された場合と同じ位置にプローブ溶液を付与することができる。
【００５４】
担体１６は、バキュームポンプ２９によってステージ１５上に予め吸着して保持される。そして次に、Ｓ５において担体１６上に設定された、最初のプローブ担体７の形成位置にキャリジ１０の走査経路が位置するスタート位置に、担体１６をＬＦリニアモータ１７によって移動させる。このとき同時に、キャリッジ１０も描画動作を行うためのスタート位置にＣＲリニアモータ１１によって移動させる。
【００５５】
次に、Ｓ６においてキャリッジ１０を主走査方向に移動させ、この際に各ノズル５から所定のタイミングでプローブ溶液を吐出して、担体１６上のスポットに付与する１スキャン描画を行う。そして、Ｓ７においてステージ１５を所定量だけ副走査方向に移動させた後、再び１スキャン描画を行う。このようにして、所定の回数スキャンして描画を行うことによって図１１に示すように、マトリックス状のスポットにプローブ溶液を付与することができる。なお、本実施形態における描画では、常に一定のパターンで複数種のプローブ溶液が付与されるが、このパターンを規定する吐出データを入力し、吐出データに応じて描画を行うようにしてもよい。
【００５６】
この際、それぞれのノズル５からのプローブ溶液の吐出タイミングは、描画コントローラ２３の位置検出回路３３によってキャリッジ１０が所定の位置に到達したことを検出し、描画コントローラ２３から描画ヘッドドライバ２８に吐出データと駆動タイミング信号が出力されることによって与えられる。描画ドライバ２８はこれらの信号を受けて、各吐出ヒータ３を実際に駆動する駆動信号に変換して描画ヘッド８に出力し、これにより描画ヘッド８は担体１６上にプローブ溶液を吐出する。なお、各溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５のどれを使ってプローブ溶液の吐出を行うかはＳ３において決定されており、選択信号１〜４の設定によって選択されたノズルグループに属するノズル５から吐出が行われる。
【００５７】
ここで、複数回スキャンして描画を行うことによってマトリクス状のスポットにプローブ溶液を付与する方法について説明する。まず、図１２，１３を参照して、１６個の溶液リザーバ４を有する液体吐出装置１によって、縦に１６個並んだスポットにプローブ溶液を付与する方法について説明する。
【００５８】
本実施形態による描画装置では、４つのノズルグループのうち１つのノズルグループが選択され、１スキャン描画では、選択されたノズルグループに属するノズル５のオリフィス２からプローブ溶液が吐出される。図１２は、１つのノズルグループに属するオリフィス２の配置を示している。前述のように、これらのオリフィス２は、縦横にともに１／５インチ（５．０８mm）の間隔Ｐだけ離れて、縦方向に４つ並んだ列が横方向に４列並んだ配置になっており、各列のオリフィス２は隣りの列のオリフィス２と縦方向にＰ／４の間隔ずつずれて配置されている。したがって、縦方向に見ると、オリフィス２はＰ／４間隔で、すなわち２０ｄｐｉ（１．２７mm間隔）で並んでいる。この２０ｄｐｉ（１．２７mm間隔）のノズルピッチに対して、プローブ担体７のスポット間隔は８０ｄｐｉ（０．３１８ｍｍ間隔）であるため、１回のスキャンではこの間隔のスポットにプローブ溶液を付与することはできない。
【００５９】
そこで、４回の１スキャン描画を行うことによって、８０ｄｐｉ（０．３１８ｍｍ間隔）で縦に並んだ１６個のスポットにプローブ溶液を付与する。図１３はこの方法を説明する図である。なお、図１３では、担体１６と液体吐出装置１の相対位置の変化を分かりやすく示すため、液体吐出装置１側をシフト量Ｓだけずらした位置に記載しているが、本実施形態の描画装置では、移動するのは担体１６側である。
【００６０】
まず１スキャン目の描画では、図１３の矢印で示す主走査方向に液体吐出装置１を移動させつつ、図１３の黒丸で示す上側の４つのオリフィス２から所定のタイミングでプローブ溶液を順次吐出させて、縦に並んだ４つのスポットにプローブ溶液を付与する。この際には、２０ｄｐｉ（１．２７mm間隔）で並んだ４つのスポットにプローブ溶液が付与される。
【００６１】
次に、ステージ１５をシフト量Ｓだけ移動させる。この際のシフト量Ｓは、８０ｄｐｉの間隔０．３１８mmの１５倍、すなわち４．７６mmとする。すると、縦方向に見て、１スキャン目の描画時における上側の４つのオリフィス２の位置より、下側に０．３１８mmの間隔だけずれた位置に、図１３の上から５〜８番目のオリフィス２が配置されることになる。なお、ステージ１５を移動させる際に、液体吐出装置１はスタート位置に移動させておき、２スキャン目の描画でも液体吐出装置１はこのスタート位置から移動させる。
【００６２】
そして次に、２スキャン目の描画では、図１３の上から５〜８番目のオリフィス２から所定のタイミングでプローブ溶液を吐出させて、縦に並んだ４つのスポットにプローブ溶液を付与する。この際には、１スキャン目の描画でプローブ溶液が付与されたスポットから０．３１８mmだけ図１３の下側に離れた位置の４つのスポットにプローブ溶液が付与される。
【００６３】
以下同様にして、ステージ１５をそれぞれ所定のシフト量Ｓだけ移動させた後、図１３の上から９〜１２番目のオリフィス２からプローブ溶液を吐出させて３スキャン目の描画を行い、下側の４つのオリフィス２からプローブ溶液を吐出させて４スキャン目の描画を行う。このようにすることで、０．３１８mmの間隔で、すなわち８０ｄｐｉで縦に並んだ１６個のスポットにプローブ溶液を付与することができる。
【００６４】
そこで、図８に示すように、液体吐出装置１を横に１６個並べて一体形成した描画ヘッド８を用いた場合、それぞれの液体吐出装置１によって、各液体吐出装置１間で横方向に０．３１８mmだけずれた位置に、４スキャンの描画で８０ｄｐｉ（０．３１８mm間隔）で縦方向に１６個並んだスポットにプローブ溶液を付与する。これによって、４スキャンの描画で、縦横に８０ｄｐｉ（０．３１８mm間隔）で並んだ１６×１６のマトリックス状のスポットにプローブ溶液を付与することができる。
【００６５】
また、図９に示すように、液体吐出装置１を縦２×横８に並べて一体形成した描画ヘッド８を用いた場合、最初の４スキャンで上側の８つの液体吐出装置１によって、縦横８０ｄｐｉ（０．３１８mm間隔）で横８×縦１６に並んだスポットにプローブ溶液を付与する。そして次の４スキャンで下側の８つの液体吐出装置１によって、残りの横８×縦１６のスポットにプローブ溶液を付与する。これによって、８スキャンの描画で、縦横に８０ｄｐｉ（０．３１８mm間隔）で並んだ１６×１６のマトリックス状のスポットにプローブ溶液を付与することができる。
【００６６】
このようにして、所定の回数のスキャンを行って１６×１６のマトリックス状のスポットにプローブ溶液を付与する際、Ｓ８により次のスキャンが最終スキャンであることを検知した場合には、Ｓ９において描画動作を実行しながら、画像センサーユニット１８によって各スポットの状態画像（描画パターン）を取り込む。そしてＳ１０においてコンピュータ２０によって、取り込んだ画像を画像処理して、プローブ溶液が付与されていない欠落スポットを検出する。
【００６７】
これによって、Ｓ１１で欠落スポットが無いことが判定された場合には、次のプローブ担体７の形成位置上にキャリジ１０の走査経路が位置するように担体１６を移動させる。そして最初のプローブ担体７と同様にして、次のプローブ担体７を構成するマトリック状のスポットへのプローブ溶液の付与が行われる。
【００６８】
一方、Ｓ１１おいて欠落スポットが有ることが検出された場合には、以下のリカバリー処理を行う。まず、Ｓ１３において描画に使用したノズルグループを不吐出ノズルとして不吐出ノズル履歴テーブルに登録する。Ｓ１４において選択信号１〜４を切り替えて次のノズルグループを選択し、Ｓ１５において描画位置のオフセット値を選択したノズルグループに応じた値に設定する。なお、不吐出ノズル履歴テーブルは、前述のように、次回のプローブ担体７の製造時に、最初に使用するノズルグループを選択するのに用いられる。
【００６９】
次に、Ｓ１６において欠落スポットのみに描画を行うためのリペア画像データを作成する。そして、Ｓ１７において欠落スポットにプローブ溶液を吐出付与するのに用いられるノズル５について、予備吐出を行う。そして、Ｓ１８において作成したリペア画像データに応じて再描画を行う。
【００７０】
この再描画では、欠落スポットのみへのプローブ溶液の吐出付与が行われるので、欠落スポットが例えば１つだけであれば、１回だけのスキャンで再描画を行う。すなわち、１６×１６のマトリックス状にスポットにプローブ溶液を付与する際に行われる所定回数のスキャンのうち、欠落スポットへのプローブ溶液の吐出付与が行われるスキャンの時の位置に相当する位置にステージ１５を移動し、１スキャン描画を行うことで、欠落スポットへのプローブ溶液の吐出付与を行うことができる。また、複数の欠落スポットが有った場合でも、全ての欠落スポットが１回のスキャンでプローブ溶液の吐出付与を行うことができる位置に有る場合には、１回のスキャンで再描画を行う。一方、欠落スポットが、複数のスキャンを行う際に吐出付与が行われる位置に分散して存在する場合には、必要なスキャンすべてについて再描画を行う。
【００７１】
この欠落スポットへの再描画を行う際にも、Ｓ１９において最終のスキャン時に描画動作を実行しながら、画像センサーユニット１８によって各スポットの状態画像を取り込む。そしてＳ２０においてコンピュータ２０によって取り込んだ画像を画像処理して、再び欠落スポットを検出する。これによって、Ｓ１１で欠落スポットが無くなったことが検出された場合には、リカバリー処理を完了して次のプローブ担体７を構成するスポットへのプローブ溶液の付与処理に移る。
【００７２】
一方、Ｓ１１において再び欠落スポットが検出された場合には、再びノズルグループの選択を切り替えて、再描画を行う。このようにして、欠落スポットが無くなるまで再描画を行う。
【００７３】
ここで、Ｓ１２において再描画を所定の回数以上に行っても欠落スポットがあることを検知した場合、どのノズルグループを選択してもプローブ溶液の付与が行われないスポットがあると判定し、異常メッセージを表示して処理を停止する。これは、溶液リザーバ４内のプローブ溶液が空になった場合や、溶液リザーバ４に連通する４つのノズル５の全てが不吐出ノズルとなった場合に起こる。
【００７４】
なお、本実施形態では再描画に先だって、Ｓ１６において欠落スポットにプローブ溶液を付与するノズルの予備吐出を行っているが、吐出が比較的安定している場合には予備吐出を省略してもよい。
【００７５】
また、異常メッセージが表示されて停止した場合、プローブ溶液が空であった場合には溶液を注入するなどの処置をしてプローブ溶液の吐出付与が可能な状態にした後、再描画を実行できるようにしてもよい。このようにすることで、完成していないプローブ担体７に対してリカバリー処理を行い、プローブ担体７を完成させることができ、プローブ担体７の製造の歩留りを向上させることができる。また、溶液リザーバ４内のプローブ溶液が所定量以下になったことを検出する手段を設けておき、プローブ溶液の注入要求メッセージを表示するようにしてもよい。
【００７６】
また、欠落スポットの検出は最終スキャンのときに行っているが、１回のスキャン毎に欠落スポットの検出を行って、そのスキャン内でリカバリー処理を行うようにしてもよい。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態では、１つの溶液リザーバ４に連通するノズル５を４つ設け、通常はこれらのうちの１つのノズル５を用いて描画を行い、描画したスポットの画像から欠落スポットの有無を検知して、欠落スポットが有ることを検知した場合には、他のノズル５を用いてリカバリー処理を行う。これによって、プローブ担体７の歩留まりを極限まで向上させることができる。
【００７８】
また、このようにリカバリー処理を行うことによって、不吐出ノズルが生じた場合でもプローブ担体７を完成させることができるので、プローブ担体７の歩留まりを低下させることなく、不吐出ノズルの発生を抑える吸引回復処理を無くし、また予備吐出の頻度を少なくできる。これによって、吸引回復処理や予備吐出によるプローブ溶液の消費量を最小限に抑えることができる。また、不吐出ノズルを特定するために、特別に描画を行うことはないので、プローブ溶液を浪費することはない。
【００７９】
なお、本実施形態の描画装置は、吐出させる液体の消費量を最小限に抑えることができるので、吐出させる液体として高価なプローブ溶液を用いる、プローブ担体の製造装置として好適に用いることができるが、液体吐出装置を利用して画像を形成する他の装置、たとえばプリンタなどの記録装置として用いてもよい。本実施形態をこのような記録装置に適用することによって、形成する画像の品位を向上させることができ、また記録用の液体の消費量を最小限に抑える効果を得ることができる。またさらに、感熱サーマルヘッドなど液体吐出以外の方式で記録を行う記録装置に本実施形態を適用してもよく、同様に画像の品位を向上させる効果を得られる。
【００８０】
また、本発明における液体吐出装置およびそれを用いたプローブ担体の製造装置の各構成要素には、プリント用のインクジェット記録方式、あるいはそれを採用したヘッドや記録装置で使用されているものから、本発明の目的に応じて適宜選択したもの、あるいは本発明の目的に応じて構造等を変更したものを選択して用いることができる。そのようなインクジェット記録方式についての一例としては、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、上記熱エネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置を挙げることができ、これらにおいて用いられた構成を利用することで優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が達成できるからである。
【００８１】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００８２】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路，電気熱変換体の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率よく行うことができるようになるからである。
【００８３】
さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００８４】
加えて、シリアルタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【００８５】
また、記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることができる。
【００８６】
上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、１種類の液体を吐出するノズルを複数設け、これらのうちの１つのノズルを用いて描画を行い、描画したスポットに、液体が付与されていない欠落スポットがあるかどうかを検知して、欠落スポットが有った場合には、１種類の液体を吐出する複数のノズルのうちの、最初の描画に用いなかったノズルを用いて欠落スポットに液体を付与するリカバリー処理を行うことによって、描画の歩留りを極限まで向上させることができる。
【００８８】
また、このようにリカバリー処理を行うことによって、液体を吐出させることができない状態になった不吐出ノズルが生じた場合でも、描画を完成することができるので、描画の歩留まりを低下させることなく、不吐出ノズルの発生を抑える吸引回復処理や予備吐出の頻度を少なくでき、それによって消費される液体の量を低減することができる。
【００８９】
本発明は、液体の消費量を最小限に抑えて、高い歩留りで描画を行うことができるので、特に、マトリクス状のスポットに高価なプローブ溶液を付与して構成されるプローブ担体を製造する描画装置として好適に用いることができる。すなわち、本発明の描画装置をプローブ担体製造として用いることによって、高価なプローブ溶液の浪費量を最小限に抑え、かつプローブ担体の製造の歩留まりを向上させることができ、したがって低い製造コストでプローブ担体を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の描画方法のフローチャートである。
【図２】本発明による実施形態の描画装置の模式的斜視図である。
【図３】図２の描画装置の画像センサユニットの模式的構成図である。
【図４】図２の描画装置のキャリッジに搭載される描画ヘッドを構成する液体吐出装置の平面図である。
【図５】図４の液体吐出装置の、１つのプローブ溶液に関わる部分の拡大平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。
【図７】図４の液体吐出装置の吐出ヒータの駆動回路図である。
【図８】図４の液体吐出装置を一体的に組み合わせて構成された、図２の描画装置に搭載される一例の描画ヘッドを示す平面図である。
【図９】図８の他の例の描画ヘッドを示す平面図である。
【図１０】図２の描画装置の制御系の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】図２の描画装置によって製造されるプローブ担体の模式的平面図である。
【図１２】図４の液体吐出装置の平面図であり、図１１のプローブ担体を製造するために、縦に１６個並んだスポットにプローブ溶液を付与するのに用いられるオリフィスの位置を示している。
【図１３】図１１のプローブ担体を製造するために、縦に１６個並んだスポットにプローブ溶液を付与する方法を説明する図である。
【符号の説明】
１ 液体吐出装置
２ オリフィス
３ 吐出ヒータ
４ 溶液リザーバ
５ ノズル
６ 液路
７ プローブ担体
８ 描画ヘッド
１０ キャリッジ
１１ ＣＲリニアモータ
１２ 定盤
１３，１４ ベース
１５ ステージ
１６ 担体
１７ ＬＦリニアモータ
１８ 画像センサーユニット
１９ 予備吐出受け
２０ コンピュータ
２１ 拡張ＢＯＸ
２２ ＣＲモータコントローラ
２３ 描画コントローラ
２４ 画像処理基板
２５ パラレルＩ／Ｏ
２６ ＬＦモータコントローラ
２７ ＣＲモータドライバ
２８ 描画ヘッドドタイバ
２９ バキュームポンプ
３０ ＬＦモータドライバ
３１，３２ エンコーダ
３３ 位置検出回路
３４ 画像メモリ
３５−１１〜３５−１６４ ダイオード
３６−１，３６−２，３６−３，３６−４，３７−１，３７−２，３７−３，３７−４ トランジスタ
Claims (11)
- 標的物質と特異的に結合可能な複数種のプローブを前記プローブの種類毎に含有する複数種の液体を担体に対し吐出してプローブ担体を製造するための製造装置であって、
１種の前記液体について複数の液体吐出口を前記液体の種類毎に備える液体吐出装置と、
前記液体吐出装置と前記担体との相対位置を決めるための位置決め手段と、
吐出データに基き前記液体吐出装置から前記担体上の所定の箇所に液体が付与されているかどうかに関する付与情報を検出するための付与情報検出手段と、
前記吐出データと前記付与情報検出手段により検出された付与情報とを比較し、前記液体が付与されるべき箇所に液体が付与されていないことを検出するための欠落箇所検出手段と、前記欠落箇所検出手段が検出した欠落箇所に対し、前記液体吐出装置を駆動して前記液体を付与するための駆動手段とを備え、
前記駆動手段は、前記液体の種類毎に備える複数の液体吐出口のうち、前記吐出データに基き前記液体の吐出動作を行った液体吐出口とは異なる液体吐出口から、前記欠落箇所に対し、前記欠落箇所に付与すべき液体と同種の液体を付与することを特徴とするプローブ担体の製造装置。 - 前記位置決め手段は、前記液体吐出装置を前記担体の液体付与面に平行な主走査方向に移動させる手段を有し、
前記液体吐出装置の主走査方向の位置を検出する位置検出手段をさらに有し、
前記吐出データに基き前記液体吐出装置から前記担体上に前記液体を吐出させる際に、前記液体吐出装置を主走査方向に移動させながら、前記位置検出手段によって検出された位置情報から、前記吐出データに応じて前記担体上に前記液体を付与できるタイミングを判定して前記液体吐出装置を駆動し、
前記欠落箇所に対し、前記液体吐出装置を駆動して前記液体を付与するための駆動手段は、前記液体吐出装置を主走査方向に移動させながら、前記位置検出手段によって検出された位置情報から、前記欠落箇所に前記液体を付与できるタイミングを判定して前記液体吐出装置を駆動する、請求項１に記載の、プローブ担体の製造装置。 - 前記位置決め手段は、前記担体をその液体付与面に平行で、かつ前記主走査方向に交差する副走査方向に移動させる手段をさらに有する、請求項２に記載の、プローブ担体の製造装置。
- 前記液体吐出装置から前記担体に前記液体を付与することなく前記液体を吐出させる予備吐出手段をさらに有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の、プローブ担体の製造装置。
- 前記付与情報検出手段はラインセンサーから構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の、プローブ担体の製造装置。
- 前記液体吐出装置は、前記液体に吐出のために熱エネルギーを与える熱エネルギー発生体を備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の、プローブ担体の製造装置。
- 標的物質と特異的に結合可能な複数種のプローブを前記プローブの種類毎に含有する複数種の液体を担体に対し吐出する液体吐出装置を用いてプローブ担体を製造する方法であって、前記液体吐出装置として、１種の前記液体について複数の液体吐出口を前記液体の種類毎に備えるものを用い、
前記液体吐出装置と前記担体との相対位置を変えながら、該液体吐出装置から吐出データに基づいて前記複数種の液体の各々を吐出させて該担体に付与する工程と、
前記担体の所定の箇所に液体が付与されているかどうかに関する付与情報を検出する工程と、
前記吐出データと検出された前記付与情報とを比較し、前記吐出データに基き前記液体が付与されるべき箇所に前記液体が付与されていない欠落箇所を検出する工程と、
前記欠落箇所が検出された場合に、検出した前記欠落箇所に対し、前記液体吐出装置から前記液体を吐出させて該液体を付与する工程とを有し、
前記液体の種類毎に備える複数の液体吐出口のうち、前記吐出データに基き前記液体の吐出動作を行った液体吐出口とは異なる液体吐出口から、前記欠落箇所に対し、前記欠落箇所に付与すべき液体と同種の液体を付与することを特徴とする、プローブ担体の製造方法。 - 前記吐出データに基づいて前記担体に前記液体を付与する工程および前記欠落箇所に対し前記液体を付与する工程は、前記液体吐出装置を前記担体の液体付与面に平行な主走査方向に移動させる工程と、前記液体吐出装置の主走査方向の位置を検出する工程とを有し、前記吐出データに基づいて前記担体に前記液体を付与する工程では、前記液体吐出装置を主走査方向に移動させながら、前記位置検出手段によって検出された位置情報から、前記吐出データに応じて前記担体上に前記液体を付与できるタイミングを判定して前記液体を吐出させ、前記欠落箇所に対し前記液体を付与する工程では、前記液体吐出装置を主走査方向に移動させながら、前記位置検出手段によって検出された位置情報から、前記欠落箇所に対し前記液体を付与できるタイミングを判定して前記液体を吐出させる、請求項７に記載の、プローブ担体の製造方法。
- 前記吐出データに基づいて前記担体に前記液体を付与する工程および前記欠落箇所に対し前記液体を付与する工程は、前記担体をその液体付与面に平行で、かつ前記主走査方向に交差する副走査方向に移動させる工程をさらに有する、請求項８に記載の、プローブ担体の製造方法。
- 前記欠落箇所に対し前記液体を付与する工程の前に、前記液体吐出装置から前記担体に前記液体を付与することなく前記液体を吐出させる予備吐出を、前記欠落箇所に対し前記液体を付与する工程で用いられる前記液体吐出口について行う工程をさらに有する、請求項７〜９のいずれか１項に記載のプローブ担体の製造方法。
- 前記吐出データに基づいて前記担体に前記液体を付与する工程の前に、前記液体吐出装置から前記担体に前記液体を付与することなく前記液体を吐出させる予備吐出を、全ての前記液体吐出口について行う工程をさらに有する、請求項７〜１０のいずれか１項に記載のプローブ担体の製造方法。
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