JP2004501778A - 小型マイクロアレイを製造する方法および装置 - Google Patents

Abstract

開示されたピンリフタ（３１２、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、９１６）は、スポッティング器具（３００）のプリントヘッド（１１０、５１０、９１４）から部分的に外れるように選択的にピン（１０２）を持ち上げ、それにより任意の印刷中に、持ち上げられたピン（１０２）が基板（１０１）に接触するのを防止することができる。小型マイクロアレイ（７００）の生産率を高めるためにピンリフタを使用する方法が開示されている。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
（発明の背景）
本発明は、マイクロアレイを製造する方法および装置に関する。より詳細には、本発明は、小型マイクロアレイの製造を速める方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
よく知られているように（例えば、Ｂｒｏｗｎ他への米国特許第５８０７５２２号、および「ＤＮＡ　Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙｓ：Ａ　Ｐｒａｃｔｉｃａｌ　Ａｐｐｒｏａｃｈ」，Ｓｃｈｅｎａ，Ｍａｒｋ，Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ，Ｏｘｆｏｒｄ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ，１９９９，ＩＳＢＮ　０−１９−９６３７７６−８に記載されている）、マイクロアレイは、固体基板上の数百または数千の小さなスポットの格子として構成された精製ＤＮＡまたは蛋白質ターゲット材料の非常に小さな試料のアレイである。選択されたプローブ材料にマイクロアレイがさらされるとき、プローブ材料は、ハイブリダイゼーションと呼ばれるプロセスによって、相補結合部位が生じるターゲット・スポットのみに選択的に結合する。蛍光マイクロアレイ・スキャナでの後続の定量走査を使用して、蛍光強度の画素マップを生成することができる（例えばＤｅＷｅｅｒｄ他の米国特許第５８９５９１５号を参照）。次いで、この蛍光強度マップを、蛍光プローブの相対濃度、したがってプローブ試料が抽出された細胞内に存在する遺伝子発現レベルや蛋白質濃度などを表す専用定量アルゴリズムによって解析することができる。
【０００３】
マイクロアレイ基板は通常、マイクロアレイ・ターゲット材料のスポット試料の分子付着を可能にするために化学的に処理されたガラスからなる。マイクロアレイ基板は通常、標準の顕微鏡スライドと同じサイズおよび形状であり、約２５ｍｍ×７５ｍｍ×１ｍｍの厚さである。アレイ領域は、基板縁部の約１．５ｍｍ以内に延ばすことができ、またはそれよりも小さくすることができる。ターゲット材料（通常はＤＮＡ）のスポットはほぼ円形である。スポット直径は通常、使用される注入またはスポッティング技法によって決定され、通常は約７５ミクロンから約５００ミクロンで変化し、約２０ミクロン程に小さくすることもできる。一般的な動向は、より小型のアレイを生み出すより小さなスポットに向かっている。スポット間の中心間の間隔は通常、１．５〜２．５スポット直径の範囲内にある。
【０００４】
図１Ａは、原寸に比例して示されていないが、従来技術のマイクロアレイ１００の上面図を示す。図１Ａで、各円は、長方形ガラス基板１０１上に付着されたターゲット材料の小さなスポットを表し、スポットは基板１０１に比べて拡大された形で示されている。スポット直径１００μｍとスポット間の中心間の間隔２００μｍの典型的な寸法を仮定すると、例示した６×６スポット・アレイは、基板１０１によって画定される２５ｍｍ×７５ｍｍ領域のうち１１００μｍ×１１００μｍ正方形領域のみをカバーする。通常は、数千のスポットが典型的なマイクロアレイに付着され、それらのスポットが、基板のほぼ全体をカバーすることができる。ターゲット材料のスポットでカバーされるマイクロアレイ部分は、マイクロアレイの「活性領域」と呼ぶことができる。
【０００５】
マイクロアレイの基板上にスポットを付着するいくつかのよく知られている方法が存在し、スポットを付着する器具は通常、「スポッティング器具」と呼ばれる。普及している１つの方法は、マイクロアレイ基板上にリザーバからターゲット材料を転送するために１つまたは複数の「ピン」を使用するものである。図１Ｂに、ピン・ヘッド１０４および針１０６を含むそのような従来技術ピン１０２の一例を示す。通常はピン・ヘッド１０４と針１０６がどちらも円筒形であり、ピン・ヘッド１０４と針１０６は通常、同軸状になるように配設される。ピン・ヘッド１０４の直径は針１０６の直径よりも大きく、針はピンよりも実質的に長い。針１０６の一端１０７はテーパを付けられ、または鋭利にされ、針の他端は、ピン・ヘッド１０４に取り付けられる、または結合される。そのようなピンの例は、例えば米国特許第５７７０１５１号（Ｒｏａｃｈ他）および第５８０７５２２号（Ｂｒｏｗｎ他）に記載されている。
【０００６】
操作中、ピンの鋭利な端部１０７が、液体ターゲット材料のリザーバ内に浸漬され、それによりいくらかの材料が「取り上げられる」、またはピンに着く。次いで、ピンの鋭利な端部が、基板に接触するように配置されて、選択された基板位置に少量の材料を付着させる。ピンは通常、機械的またはロボット装置によって移動され、それによりスポットを、基板上の所望の位置に正確に配置することができる。
【０００７】
いくつかのタイプのピンは、リザーバ内に再浸漬することが必要となる前に、マイクロアレイにスポットを１つ形成するのに足りるターゲット材料を吸収することができるにすぎず、一方、別のタイプのものは、リザーバ内に再浸漬することが必要となる前に、数個または数百個のスポットを形成するのに十分なターゲット材料をリザーバから吸収することができる。どちらの場合でも、ピンによって形成される各スポットが確実に制御されたサイズになるようにするために、非常に精密な公差でピンを製造しなければならない。これらの要求される仕様により、ピンはかなり高価になる（例えば単一のピンが通常数百ドルになる）。また、ピンの鋭利な端部は、非常に小さく、精密な形状になっている（例えば片側で５０ミクロンの寸法の正方形先端）ので、ピンは壊れやすい。したがって、損傷を防止するために、鋭利な端部が基板または任意の他の固形物体に接触して配置されるとき、ピンの鋭利な端部は小さな力を受けるだけとしなければならない。
【０００８】
スポッティング器具は通常、バッチ式でマイクロアレイを形成する。例えば、ただ１回の「実行」で、スポッティング器具が、最大１００個の同一のマイクロアレイを形成することができる。スポットされるマイクロアレイのバッチを完成するのに十分なスポットを形成した後、通常はピンを（任意の余剰液体ターゲット材料を除去するために）洗浄し、次いで乾燥して、その後ターゲット材料の別のリザーバ内に浸漬できるようにする必要がある。したがって、「ピンタイプ」スポッティング器具を用いてマイクロアレイを形成するプロセスは、（１）ターゲット材料のリザーバの上でピンを位置決めするステップと、（２）リザーバ内にピンの鋭利な端部を浸漬するステップと、（３）ピンの鋭利な端部をリザーバから引き出すステップと、（４）マイクロアレイの活性領域内の選択された位置の上にピンを移動させるステップと、（５）選択された位置に制御されたサイズのスポットを１つだけ形成するために、ピンの鋭利な端部をマイクロアレイ基板と接触させるようにピンを下げるステップと、（６）ピンの鋭利な端部を基板から離すためにピンを引き上げるステップと、（７）ターゲット材料のピンの供給が使い果たされるまで、または製造されるマイクロアレイのバッチ上に所望の数のスポットが配置されるまでステップ（４）、（５）、および（６）を繰り返すステップと、（８）洗浄溶液の流れにピンを配置することによって、または洗浄溶液のリザーバ内にピンを浸漬することによってピンを洗浄するステップと、（９）ピンを乾燥させるステップとを含む。スポッティング器具は、単一のマイクロアレイを形成するためにこれらのステップ全てを多数回繰り返す。
【０００９】
マイクロアレイは通常、数千のスポットを含むので、マイクロアレイを形成するためにピンを１本だけ使用することは非常に時間の浪費である。したがって、スポッティング器具はしばしば、いくつかのピンを同時に操作することができる。図１Ｃ、１Ｄ、および１Ｅはそれぞれ、１６本のピン１０２を同時に保持することができるプリントヘッド１１０の側面図、上面図、および斜視図である。プリントヘッド１１０は、１６個のアパーチャ１１２のアレイを画定する材料、通常は金属の固体ブロックである。アパーチャ１１２は、針１０６の外径よりもわずかに大きく、したがって針は、アパーチャ１１２を介して延在することができる。アパーチャ１１２はまた、ピン・ヘッド１０４の外径よりも小さく、それによりピンの針がアパーチャ１１２の１つの中に落とされたとき、ピン・ヘッド１０４がプリントヘッド１１０の上面によって支持される。それによりピンは、プリントヘッドのアパーチャ内に「スリップフィット」される。図１Ｆおよび１Ｇはそれぞれ、プリントヘッド１１０内に取り付けられた１６本のピンの側面図および上面図である。
【００１０】
図１Ｈは、ピン１０２の鋭利な端部を基板１０１に接触するように配置するために下げられ、それにより基板上にターゲット材料の１６個のスポットを同時に形成するプリントヘッド１１０を示す。図示されるように、プリントヘッドは通常、ピンの鋭利な端部を基板に接触させて配置するのに必要な量よりもさらに約１ｍｍ下げられる。スリップフィットにより、プリントヘッドの上側を、ピンの鋭利な端部に大きな力を加えることなくピン・ヘッドの底部の下方に下げることができる。プリントヘッドは、好ましくは、十分にゆっくりと下げられ、それによりピンの鋭利な端部に加わる力は、（１）主にピンの重量とスリップフィットの摩擦による小さな追加の力とによって決定され、（２）慣性力によって大きな影響を受けない。ピンの鋭利な端部を基板に接触させて配置するようにプリントヘッドを下げ、それによりマイクロアレイ上にスポットを形成する作用は、一般に「印刷」と呼ばれる。
【００１１】
市販されているプリントヘッドは、４個から７２個のアパーチャを提供し、それにより４本から７２本のピンに対処する。市販されているリザーバは、複数のウェル、または個別リザーバを提供し、プリントヘッドに取り付けられる各ピンを個別ウェル内に浸漬することができるようにする。マイクロアレイを製造するのに有用な普及している２つのリザーバは、「９６ウェル・プレート」および「３８４ウェル・プレート」である。これらのプレートはそれぞれ、長方形のウェル・アレイを提供し、各ウェルが、液体ターゲット材料の独自の試料を保持することができる。図１Ｉは、９６ウェル・プレートの上面図である。９６ウェル・プレートでは、個別リザーバの中心が９．０ｍｍだけ離隔され、３８４ウェル・プレートでは、個別リザーバの中心が４．５ｍｍだけ離隔される。市販されているプリントヘッドの隣接アパーチャの中心は、それに対応して９．０または４．５ｍｍだけ離隔されている。ピンタイプ・スポッティング器具は通常、１つまたは複数のプレート（例えば９６ウェルまたは３８４ウェル）を保持または操作するための機構と、プリントヘッドと、プリントヘッドの移動を制御するためのロボット・マニピュレータと、複数の基板を保持するための機構と、ピン・ワッシャと、ドライヤとを含む。
【００１２】
図２Ａおよび２Ｂは、ピンタイプ・スポッティング器具を用いてマイクロアレイ２００を形成するいくつかのステップを示す。マイクロアレイ２００は、７５ｍｍ×２５ｍｍの寸法の長方形基板１０１と、１８ｍｍ×５４ｍｍの寸法の長方形活性領域２０２（全てのスポットがその内部に付着される）とを有する。図２Ａは、４８本のピンを担持するプリントヘッドを使用して４８個のスポットが付着される長方形領域２１０を示す。内部に４８個のスポットが配置されている領域は、プリントヘッドの「フットプリント」２１０と呼ばれる。ピンの中心が４．５ｍｍだけ離隔されて各列に１２本のピンを有する４列のピンを担持する４８ピン・プリントヘッドは、１３．５ｍｍ×４９．５ｍｍの寸法の長方形「フットプリント」を有し、「フットプリント」は、プリントヘッド内の全てのピンが基板に一度に接触することができるようにすることによって作成される全てのスポットを含む最小（規則形状、連続）領域である。すなわち、一回の印刷ごとにターゲット材料の４８個のスポットが基板上に付着され、その４８スポットが、長方形の１３．５ｍｍ×４９．５ｍｍフットプリントに入る。
【００１３】
図２Ａは、基板１０１上に重畳されたそのようなプリントヘッドのフットプリント２１０の上面図を示す。フットプリント２１０は、マイクロアレイの基板１０１上に４８個のスポットが印刷されている領域を表す。各スポットがわずか約２０〜５００ミクロンの直径を有し、フットプリント２１０は４８個のスポットを含むだけなので、フットプリント２１０の大部分が空間で占められている（すなわち、フットプリント２１０の領域の大部分が、ターゲット材料のスポットによって占められていない）。マイクロアレイは、各印刷のフットプリントが他の全ての印刷に関連するフットプリントとわずかにずれた（ほぼ重なり合った）状態で基板上にスポットを繰り返し印刷することによって作成される。図２Ｂは、第２の印刷のフットプリント２１２を示す。２つのフットプリント２１０、２１２の合成領域は９６スポットを含む。すなわち、各アレイがもう一方からわずかにずれた状態での２つの４８スポット・アレイである。マイクロアレイは、所望のスポット全てが基板上に配置されるまでスポットのアレイを繰り返し印刷することによって作成される。通常、任意の追加の印刷によって、前の印刷からのスポットに重なる、またはそうでない場合に妨害するスポットが形成されるところまで、マイクロアレイの活性領域が埋められる。上述した４８ピン・プリントヘッドによって生成される活性領域は通常１８ｍｍ×５４ｍｍである。
【００１４】
複数のピンを使用する１つの明らかな利点は、マイクロアレイを製造するのに必要な印刷ステップの数を低減する、したがって時間を削減することである。しかし、複数のピンを使用する１つの欠点は、「小型」マイクロアレイを作成するのがより困難になることである。例えば、図２Ａおよび２Ｂに示されるように、マイクロアレイの活性領域（すなわち全てのスポットを含む領域）を、少なくともプリントヘッドのフットプリントと同じ大きさにしなければならない。より多くのピンの追加によりフットプリントのサイズが増大するので、使用されるピンの数の増加が、マイクロアレイの活性領域の全体サイズを高める傾向がある。
【００１５】
マイクロアレイの活性領域を縮小すること、またはマイクロアレイをより「小型」にすることはいくつかの利点を有する。第１に、ハイブリダイゼーション反応は、マイクロアレイの活性領域が小さい場合には、蛍光ラベル化プローブ材料をあまり必要とせず、プローブ材料は、大きな体積で作成するには高価であり、技術的に困難である。第２に、ハイブリダイゼーション反応は、大きな領域よりも小さなアレイ領域にわたって速度および広がりが均一になりやすく、より高い品質の結果を生む。第３に、ハイブリダイゼーション後に、マイクロアレイは通常、定量蛍光強度に関してスキャンされる。このスキャン・プロセスの出力はイメージ・ファイルとなり、マイクロアレイ当たり少なくとも２つのファイルがあり、各ファイルが通常数メガバイトである。これらのイメージ・ファイルは、マイクロアレイ定量ソフトウェア・プログラムへの入力として使用され、このプログラムがそこから数的な結果を抽出する。より小型のアレイは、より小さなイメージ・ファイルを生成し、ダウンストリーム・データ記憶およびイメージ定量プロセスを容易にする。これら各因子の相対的な重要性は、適用例ごと、実験ごとに変わる。
【００１６】
例として、１つの有用な「小型」マイクロアレイ構成は１８ｍｍ平方の活性領域を有し、１２７μｍスペーシングでの８０μｍ直径の２００００スポットが活性領域内に付着される。互いに４．５ｍｍだけ離隔されたピンでは、最大１６本のピンを使用して、そのようなアレイを製造することができる。さらに１つの余分な（１７本目の）ピンの追加により、活性領域は所望の１８ｍｍ平方を超えて増大する。各印刷に約１分かかる場合（各印刷に関する時間には、ターゲット材料にピンを浸漬すること、ピンを基板に接触させること、ピンを洗浄および乾燥させることが含まれる）、１６本のピンを有するそのようなアレイの製造には約２１時間かかる（２００００スポットを生成するには１６本のピンの１２５０回の個別印刷が必要である）。アレイを製造するために３２本のピンを使用すると、製造時間が半分に低減されるが、プリントヘッドのフットプリントが２倍になり、それによりアレイの活性領域が２倍になる。
【００１７】
一方で、スポッティング器具のスループットを増大するという要望から、スポッティング操作での高い並列性を提供するためにプリントヘッド内のピンの数を増大することが示唆される。他方で、プリントヘッド内の多数のピンは、マイクロアレイ内のスポットの数に関わらず、マイクロアレイの活性領域をピンのパターンのフットプリントと少なくとも同じ大きさにする。マイクロアレイ実験の結果の質は通常、スループットよりも重要と判断されるので、通常、ハイブリダイゼーション反応の改善された制御をする小型アレイに対する望みが、使用するピンの数の決定を左右する。その結果、スポッティング器具はしばしば、完全には埋まっていないプリントヘッドと共に使用される。例えば、上述したタイプのアレイは最大１６本のピンを用いてしか印刷することができないので、特定のスポッティング器具のプリントヘッドが４８本のピンに対処する（すなわちプリントヘッドが４８個のアパーチャを画定する）ことができる場合でさえも、１６本のピンしか使用することができず、追加の３２本のピンを保持する残りの能力は使用されない。したがって、大きなピン数によって可能になるスループットおよび生産性の潜在的な向上は、結果として得られるアレイが望ましくないほど大きなものになるという問題により、しばしば実現されない。
【００１８】
したがって、小型マイクロアレイを製造するために多数のピンを利用する方法およびシステムを提供することは利点となる。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
（発明の概要）
これらの目的およびその他の目的は、ピンヘッドから部分的に外れるように１つまたは複数のピンを選択的に持ち上げ、それにより任意の印刷操作中に、持ち上げられたピンが基板に接触するの防止することができるピンリフタによって提供される。選択されたピンが印刷中に基板に接触するのを防止することができる能力（すなわち、選択されたピンの印刷機能を選択的に不能にする能力）を使用して、例えば、小型マイクロアレイの生産率を有利に高めることができる。
【００２０】
本発明の他の目的および利点は、本発明の最良のモードの単なる例示としていくつかの実施形態が図示され、説明される以下の詳細な説明から当業者に容易に明らかになろう。実現されるように、本発明は、他の、様々な実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細は、どれも本発明から逸脱することなく様々な点で修正することができる。したがって、図面および説明はその性質上例示とみなされ、制限または限定の意味はなく、本出願の範囲は特許請求の範囲内で示される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の性質および目的のより良い理解のために、添付図面に関連して取られた以下の詳細な説明を参照する。同じ参照番号を使用して同一または同様の部品を示す。
【００２２】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図３Ａに、本発明に従って構成されたスポッティング器具の一部分３００の斜視図を示す。部分３００は、プリントヘッド１１０と、プリントヘッド１１０の上に配設されたピンリフタ３１２とを含む。図３Ｂに、１６本のピン１０２がプリントヘッド１１０に取り付けられているときの部分３００の側面図を示す。ピンリフタ３１２は、プリントヘッド１１０から部分的に外れるようにピンを選択的に持ち上げることができる。例えば、図３Ｃに、部分３００がマイクロアレイの基板１０１の上に配設された状態で、プリントヘッド１１０から部分的に外れるように１６本のうち８本のピン（すなわち、それぞれ４本のピンの２列）を持ち上げるピンリフタ３１２を示す。図３Ｄに、選択されたピン１０２が基板１０１上に印刷するのを防止するためにピンリフタ３１２を使用することができる方法の一例を示す。図３Ｄで、印刷を行う（すなわち、いくつかのピンの鋭利な端部を基板と接触させる）ために、基板１０１に関して（図３Ｃに示される位置に比べて）部分３００が下げられている。ピンリフタ３１２が存在しない（または作動しない）場合、図３Ｄに示される基板１０１に関するプリントヘッド１１０の位置決めによって、基板１０１上にターゲット材料の１６個のスポットの印刷がもたらされる。しかし、ピンリフタ３１２が、プリントヘッドから部分的に外れるように８本のピンを持ち上げるので、８本のピンのみが実際に基板１０１の表面に接触し、８個のスポットのみが印刷される。
【００２３】
図１Ｈに関連して上述したように、プリントヘッドは通常、ピンの鋭利な端部を基板の表面に接触するのに必要な量よりもさらに約１ｍｍだけ下げられる。ピンの鋭利な端部を基板の表面と接触させるのに必要な量を超えてプリントヘッドが下げられる量を、「オーバートラベル」の量と呼ぶ場合がある。特定のピンが印刷するのを防止するために、ピンリフタ３１２が、（例えば図３Ｄに示されるように）任意の特定の印刷に使用されるオーバートラベルの量よりも大きい量だけピンを持ち上げる。ほとんどのスポッティング器具が通常約１ｍｍのオーバートラベルを使用するので、ピンリフタが、プリントヘッドから約２ｍｍ外れるようにピンを持ち上げることができることが有用である。
【００２４】
以下、本発明に従って構成されるピンリフタのいくつかの特定の実施形態を説明する。それらの実施形態を説明した後、本発明によるピンリフタを使用する方法を説明する。図４Ａおよび４Ｂはそれぞれ、１６アパーチャ・プリントヘッド１１０の４つのアパーチャの上に配設された４つのピンリフタ４２０の斜視図および側面図を示す。各ピンリフタ４２０が、「軟らかい」強磁性金属（例えばニッケル鉄）の円筒形コア４２１と、コア４２１の周りに巻き付けられるワイヤ・コイル４２２とから形成される電磁石を含む。コイル４２２への電流（例えばＤＣ電流）の印加によりピンリフタ４２０が電磁力を発生する。ほとんど全ての市販されているピンが強磁性材料から製造されている（例えば、Ｔｅｌｅｃｈｅｍが販売するピンは４００系ステンレス鋼からなる）ので、この電磁力がピンを引き付け、それによりプリントヘッドから部分的に外れるようにピンを持ち上げることができる。１つの好ましい実施形態では、コア４２１がＣａｒｐｅｎｔｅｒ　４９ニッケル鉄から製造され、コイル４２２が磁性ワイヤから製造される。
【００２５】
図４Ａは、コイルに電流を印加する前に、プリントヘッド１１０内のピン１０２の最も左側の列の上に配設された４つのピンリフタ４２０の側面図を示す。図４Ｃは、全てのコイル４２２に電流を印加した後の同じピンリフタ４２０を示す。電流の印加に応答してピンリフタ４２０が発生する電磁力が、ピンリフタのすぐ下に配設されたピンを、プリントヘッドから外れるように持ち上げ、ピンをコア４２１と接触させる。図４Ｄは、４つのピンが基板に接触するのを４つのピンリフタ４２０が防止しているので、プリントヘッド１１０内の１６本のうち１２本のピンのみが基板１１０に接触することができるようにする印刷を例示する。
【００２６】
各ピンリフタ４２０は、ただ１つのピンをプリントヘッドから外れるように持ち上げることができる。図４Ａ〜４Ｄには４つのピンリフタ４２０のみが例示されているが、通常、プリントヘッドの各アパーチャごとに１つのピンリフタ４２０が提供される（したがって、例えば、４８アパーチャ・プリントヘッドのアパーチャの上に４８個のピンリフタ４２０が配設され、各ピンリフタがただ１つのアパーチャに対応する）。アパーチャ内にピンが存在する場合、そのピンの上に配設されるピンリフタ４２０に電流を印加することによって発生する電磁力が、プリントヘッドから部分的に外れるようにピンを持ち上げ、ピンをコア４２１と接触させる。また、コイル４２２からの電流の除去が電磁力を中断し、ピンがプリントヘッド内部で印刷位置に落ちるようにする。
【００２７】
ピンリフタのコア４２１は、好ましくは、プリントヘッドの対応するアパーチャの上に同軸状に位置決めされている。コア４２１はそれぞれ、ピンリフタが発生する磁力を、ピンリフタのすぐ下方に配設されたピンに（すなわち、コアと同軸のアパーチャ内部に取り付けられたピンに）向ける。したがって、各ピンリフタ４２０は、電流の印加によって作動されるときに、ピンリフタのすぐ下方に配設されたピンを持ち上げる力を発生する。ピンリフタ４２０と、ピンリフタのコアの下方に同軸状に配設されていないピンとの間の引力の方向は、そのピンが内部に取り付けられているアパーチャと同軸ではない。したがって、ピンリフタのコアと同軸のアパーチャ内に配設されていないピンをピンリフタ４２０が引き付けるのを摩擦が防止する傾向がある。
【００２８】
ピンをコア４２１と接触させて保持するのに必要な磁力は、空気ギャップをわたってピンを引き付けるのに必要な力（すなわち、図４Ｂに示されるプリントヘッド内部の印刷位置から、図４Ｃに示されるピン・ヘッドがコア４２１と接触する位置にピンを移動させるのに必要な力）よりもかなり小さい。したがって、ピンの持上げに関連する電流および熱放散の要件を最小限に抑えるために、（空気ギャップをわたってピンを引き付けるのに十分に大きな電磁力を発生させるために）比較的大きな電流パルスを始めに印加し、その後、（ピンをコアと接触させて保持するのに十分な低い磁力を発生するために）低い電流のみを印加することが有利になる場合がある。また、ピンが通常は磁気ヒステリシスを示すので、ピンリフタが作動されるたびにコイルに印加する電流の方向を逆にすることが有利になる場合がある。他の実施形態では、電流をコイル４２２に印加する前にコア４２１がピン・ヘッドと物理的に接触するようにピンリフタ４２０を下げることが有益である場合がある。電流の印加後、ピンリフタ４２０をプリントヘッドの上方に、例えば図４Ｃに示される位置まで引き上げて、プリントヘッドから外れるようにピンを持ち上げることができる。
【００２９】
図４Ｅは、プリントヘッド１１０の上に配設された、本発明に従って構成された別のピンリフタ４３０の斜視図を示す。ピンリフタ４２０と同様に、ピンリフタ４３０は、「軟らかい」強磁性金属のコア４３１と、コア４３１の周りに巻き付けられたワイヤ・コイル４３２とを含む。しかし、円筒形コア（コア４２１など）を使用するのではなく、ピンリフタ４３０のコア４３１は長方形、または長楕円形である。より具体的には、コア４３１は、プリントヘッドの開口の一列全体をカバーするのに十分な長さである。ピンリフタ４２０はただ１つのピンしか持ち上げなかったが、ピンリフタ４３０は、ピンの一列全体を同時に持ち上げることができる。より具体的には、コイル４３２への電流の印加により、ピンリフタ４３０のすぐ下にあるアパーチャの列に取り付けられている任意のピンを持ち上げる。図４Ｅには１つのピンリフタ４３０しか示されていないが、通常は、プリントヘッドのアパーチャの各列ごとに１つのピンリフタ４３０が提供されることを理解されたい。別法として、２つ以上のピンリフタ４３０を使用してただ１つの列をカバーすることもできる（例えば、それぞれが３つのアパーチャをカバーするのに十分な長さをもつ４つのピンリフタ４３０を使用して、プリントヘッドの１２個のアパーチャからなるただ１つの列をカバーすることができる）。
【００３０】
約１００アンペアターンが発生する磁場は、ピンリフタ４３０がその下方に配設されているピンを空気ギャップをわたって少なくとも２ｍｍ持ち上げるのに十分なものである。ピンが持ち上げられコア４３１と接触した後、ピンを固定して保持するには、持上げ力を発生するのに必要な電流の１０％以下の保持電流で十分である。１つの好ましい実施形態では、コア４３１は長方形であり、寸法が３ｍｍ×１８ｍｍであり、コイル４３２はコア４３１の周りに２００回巻き付けられており、空気ギャップをわたってピンを持ち上げるために０．５アンペアがコイル４３２に印加され、空気ギャップをわたってピンが持ち上げられた後にコア４３１と接触させてピンを保持するための保持電流として０．０５アンペアがコイル４３２に印加される。
【００３１】
図４Ｆは、本発明に従って構成されたピンリフタ４４０の別の実施形態を例示する。ピンリフタ４４０は、コア４４１と、コア４４１の周りに巻き付けられたワイヤ・コイル４４２とを含む。ピンリフタ４４０では、コアは、プリントヘッド１１０の２列のアパーチャをカバーするのに十分な大きさである。コイル４４２への電流の印加により、コア４４１のすぐ下に配設された８個のアパーチャに取り付けられた全てのピンを持ち上げる。コア４４１は、任意のプリントヘッドの２列以上のアパーチャをカバーするようにサイズを取ることができ、あるいは別法として、アパーチャの複数列の一部をカバーするようにサイズを取ることができる。例えば、コア４４１は、プリントヘッド１１０の１６個のアパーチャ全てをカバーするようにサイズを取ることができ、それによりただ１つのピンリフタ４４０が、プリントヘッド１１０から外れるように１６本のピン全てを持ち上げることができる。別の例として、ピンリフタ４４０のコア４４１を、１列当たり３つのアパーチャを有する４列のアパーチャをカバーするように構成することができる（すなわち１２個のアパーチャの４×３アレイ）。そのようなピンリフタを４つ使用して、４８アパーチャ・プリントヘッド（すなわち、各列に１２個のアパーチャを有する４列を有するプリントヘッド）の全てのアパーチャをカバーすることができる。４つのそのようなピンリフタの構成は、プリントヘッドから外れるように４８本のピン全てを持ち上げることができ、またはプリントヘッドから外れるように１２本のピンのグループを選択的に持ち上げることができる。
【００３２】
単一ピン・ピンリフタ４２０（すなわち、プリントヘッドの各アパーチャごとに１つのピンリフタ４２０）のアレイは、有利には、プリントヘッド内の各ピンに対する独立制御を提供する。そのような制御は、プリントヘッド内の任意のピンを他の全てのピンと無関係に持ち上げる、または下げることができるので「ランダム・アクセス」とみなすことができる。ランダム・アクセス制御は、大きな自由度を提供するので有利である。ただし、複数ピン・ピンリフタ４３０および４４０は、プリントヘッド内のあらゆるピンに対するランダム・アクセス制御を提供しないが、複数ピン・ピンリフタ４３０、４４０のアレイを制御するための制御回路は通常、単一ピン・ピンリフタ４２０のアレイを制御するための制御回路よりも複雑でない（すなわち、制御する必要がある独立要素の数がより少ないからである）。また、複数ピン・ピンリフタのアレイは通常、単一ピン・ピンリフタのアレイよりも機械的な複雑さが小さい（すなわち、両アレイが同数のピンをカバーすると仮定する）。
【００３３】
図４Ｇ〜４Ｉは、本発明に従って構成されたピンリフタ４５０の別の実施形態を例示する。ピンリフタ４５０は、電磁力を使用せず、プリントヘッドから外れるようにピンを持ち上げるために吸引を使用する。各ピンリフタ４５０が、（１）ピン・ヘッドを部分的にカバーするように構成された円筒形キャップ４５１と、（２）吸引管４５２と、（３）制御弁４５３とを含む。通常、プリントヘッドの各開口ごとに１つのピンリフタ４５０が提供される。はじめに、図４Ｇに示されるように、キャップ４５１がその当該のピンをカバーするようにピンリフタ４５０が下げられる。その後、吸引が選択的に適用され、ピンリフタ４５１が引き上げられて、図４Ｈに示されるように、プリントヘッドから外れるように１つまたは複数のピンを選択的に持ち上げる。図４Ｉは、プリントヘッドの１つの列にあるピンが基板１０１に接触するのをピンリフタ４５０が防止する印刷を示す。通常、全ての吸引管４５２に吸引が適用され、任意の特定のピン・ヘッドに吸引が適用されているかどうかを制御弁４５３が判定する。ピンリフタ４５０は、プリントヘッドから外れるようにピンを持ち上げるために吸引を使用する本発明に従って構成することができる様々なピンリフタの代表例であることを理解されたい。例えば、吸引を使用する他のピンリフタは、ピン・ヘッドをカバーするためのキャップ４５１を含まない場合がある。さらに、他のタイプの機械的ピンリフタを本発明に従って構成することができることを理解されたい。例えば、吸引ではなく、小さな把持具を使用して、プリントヘッドから外れるようにピンを選択的に引き上げることができる。
【００３４】
図４Ｊ、４Ｋ、および４Ｌは、本発明に従って構成される機械的ピンリフタ４６０の別の実施形態を例示する。図４Ｊおよび４Ｋはそれぞれ、４８アパーチャ・プリントヘッド１１０の上に配設された３つのピンリフタ４６０の上面図および側面図を示す。図４Ｌは、３２本のピンが基板１０１に接触するのを２つのピンリフタ４６０が防止している（すなわち、２つのピンリフタ４６０はそれぞれ、１６本のピンが基板に接触するのを防止する）ので、プリントヘッドに取り付けられた４８本のうち１６本のピンのみが基板１０１に接触している印刷を示す。
【００３５】
ピンリフタ４６０は、プレート４６１と、ロッド４６２と、プレートリフタ４６３とを含む。例示実施形態では、各プレート４６１が１６個のアパーチャを画定し、その１６個のアパーチャがプリントヘッド１１０の１６個の対応するアパーチャの上に同軸状に配設されるように各プレート４６１が配設される。プレート４６１のアパーチャは、プリントヘッド１１０のアパーチャと同様にサイズを取られている（すなわち、プレート４６１のアパーチャの直径は、針１０６の外径よりもわずかに大きく、ピン・ヘッド１０４の外径よりも小さい）。プレートは、プリントヘッド１１０の上面とピン・ヘッドの下面との間に配設される。プリントヘッド１１０に取り付けられた各ピンのピン・ヘッド１０４がプレート４６１の１つに位置し、各ピンの針１０６が、プレートおよびプリントヘッドによって画定される２つの同軸アパーチャを介して延在する。
【００３６】
ロッド４６２の一端がプレート４６１の中心に取り付けられ、ロッド４６２の他端がプレートリフタ４６３に取り付けられる。例えばソレノイドまたは空気アクチュエータを使用して実施することができるプレートリフタ４６３は、ロッド４６２を上げ下げすることができ、これが、静止位置と持上げ位置の間でプレート４６１を上げ下げする。静止位置では、プレート４６１はプリントヘッド１１０の上面に位置する。図４Ｋは、静止位置に配設された全ての３つのプレート４６１を示す。持上げ位置では、プレート４６１はプリントヘッド１１０の上に配設され、それに対応して、プレートに取り付けられた全てのピン（すなわち、プレートのアパーチャを介して延在する針を有する全てのピン）が、プリントヘッドから部分的に外れるように持ち上げられる。図４Ｌは、（１）静止位置にある中心ピンリフタ４６０のプレートと、（２）持上げ位置にあるプリントヘッド１１０の左右の端部にある２つのピンリフタ４６０のプレートとを示す。各ピンリフタ４６０は、（１）持上げ位置にプレートを配置することによって、印刷中に、プレートに取り付けられた全てのピンが基板に接触するのを防止する、または（２）静止位置にプレートを配置することによって、印刷中に、プレートに取り付けられた全てのピンを基板に接触させることができる。
【００３７】
プレート４６１は、例えば、ナイロンやアセタールなどの金属またはプラスチック材料から製造することができる。ピンリフタ４６０のプレートは、様々な数のピンを保持するように構成することができることを理解されたい。通常、プリントヘッドのあらゆるアパーチャが、プレートの１つによって画定されるアパーチャの下に同軸に配設されるようにプレートが配設される。この様式では、１つまたは複数のピンリフタ４６０を使用して、プリントヘッド内のあらゆるピンの位置を制御することができる。
【００３８】
ピンリフタ４６０は、プレート４６１にプレートリフタ４６３を接続するロッド４６２を含んで示されているが、プレートリフタ４６３にプレート４６１を機械的に結合するためのロッド４６２以外の多数の機械構成を使用することができることを理解されたい。また、プレートリフタ４６３を、様々なアクチュエータを使用して実施することができる。ピンリフタ４６０の１つの利点は、プレート・リフタ４６３が、空気ギャップをわたってピンを持ち上げる直接電磁ピンリフタ（例えばピンリフタ４２０）よりも効率良くピンを持ち上げることができることである。例えば、プレートリフタ４６３がソレノイドとして実施されるとき、プレート４６１およびそこに取り付けられた全てのピンを持ち上げるのに必要な電流は、空気ギャップをわたってただ１つのピンを引き付けるためのピンリフタ４２０（図４Ｂ）によって通常必要な電流よりも小さい。
【００３９】
電磁ピンリフタ４２０（図４Ａ）、４３０（図４Ｅ）、４４０（図４Ｆ）に関連して上述したように、ピンリフタのコイルへの電流の印加により、プリントヘッドから外れるように１つまたは複数のピンを持ち上げる。したがって、電流の中断が、事前に持ち上げられているピンを解放し、プリントヘッド内部の印刷位置にピンが落ちるようにする。同様に、吸引または機械的把持力の中断により、機械的ピンリフタ（例えばピンリフタ４５０）によって持ち上げらているピンが、プリントヘッド内部の印刷位置に落ちるようにする。プリントヘッドへのピンの落下により、いくらかの液体ターゲット材料がピンから漏れる場合があるので、ピンリフタがピンを解放し、プリントヘッドにピンが落ちるようにするときに生じる衝撃を低減することが有利となる場合がある。
【００４０】
この衝撃を低減するための本発明による１つの方法は、プリントヘッドの上側金属面と（通常はプリントヘッドの上面で止まる）ピン・ヘッドの下部との間に弾性材料を提供することである。弾性材料がそのように位置決めされていないとき、プリントヘッドのアパーチャへのピンの落下により、金属ピン・ヘッドがプリントヘッドの上側金属面に落ち、その面によって止められる。この金属間衝突（すなわち、プリントヘッドの上面とのピン・ヘッドの衝突）は、ピンに比較的突然の減速を与え、それによりいくらかの液体ターゲット材料がピンから漏れる可能性がある。しかし、プリントヘッドの上面とピン・ヘッドとの間に弾性材料が配設された状態でピンがプリントヘッドのアパーチャ内に落とされる場合、金属ピン・ヘッドが、プリントヘッドの金属上面ではなく弾性材料の上に落ちる。それにより、弾性材料の存在が、（１）金属間衝突を回避し、（２）ピンが受ける減速を少なくし、（３）プリントヘッドのアパーチャ内への落下によりピンから漏れる液体ターゲット材料の量を低減することができる。
【００４１】
図５Ａは、プリントヘッドの上側金属面とピン・ヘッドとの間に弾性または柔軟材料を位置決めするように、本発明に従って構成されたプリントヘッド５１０を示す。プリントヘッド５１０は、従来技術のプリントヘッド１１０の上に配設された弾性材料（例えばゴム）のシート５１２を含む。シート５１２は、プリントヘッド１１０のアパーチャに対応する複数のアパーチャを画定し、シート５１２のアパーチャはプリントヘッド１１０のアパーチャと同軸になるように配設される。ピンがプリントヘッド５１０のアパーチャの１つに落とされる場合、ピン・ヘッドは、プリントヘッド１１０の上側金属面ではなく弾性シート５１２に接触し、それにより小さな減速を受ける。
【００４２】
ピン・ヘッドとプリントヘッドの上側金属面との間に弾性材料を位置決めする別の方法は、ピンの針の周りにばね（例えば、コイルばね、または弾性材料の環状ディスク）を位置決めすることである。図５Ｂは、ピン・ヘッド１０４とプリントヘッドの上側金属面との間で針１０６の周りに位置決めされたそのようなばね５１４を示す。図５Ｂに示されるようにばね５１４が位置決めされるときにピン１０２がプリントヘッド１１０のアパーチャ内に落とされる場合、ばね５１４がピン１０２の落下を和らげ、ピンが受ける減速を少なくする。
【００４３】
ピンがピンリフタによって解放されるときにピンから漏れる液体ターゲット材料の量を減少する別の方法は、ピンを解放する前にピン・リフタを下げることである。例えば、ピンリフタ４２０（図４Ａ）は、ピンリフタがピンを解放する前に、ピン・ヘッドの底部をプリントヘッドの上面に接触させて、またはほぼ接触させて配置するように下げることができる。ピンリフタ４６０（図４Ｊ）の１つの利点は、ゆっくりとプレート４６１を下げ、それにより内部に取り付けられたピンの突然の減速を回避することができることである。また、プレート４６１を弾性材料から製造することができ、それによりピンリフタ４６０によって下げられるときにピンが受ける減速を少なくする。
【００４４】
次に、本発明によるピンリフタを使用するいくつかの有利な方法を説明する。本発明に従って構成されたピンリフタは、特に、小型マイクロアレイの生産率を高めるのに有用である。図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、および６Ｄは、小型マイクロアレイの生産率を高めるために本発明によるピンリフタを使用する一方法を例示する。図６Ａは、ただ一回の印刷中の、マイクロアレイの活性領域６１０に関する３２ピン・プリントヘッドの位置を示す。活性領域６１０は、マイクロアレイの全てのスポットが付着される領域である。図６Ａでは、３２個の白抜き円がそれぞれ、３２ピン・プリントヘッドによって保持されるピンの位置を表す。実線で描かれている１６個の円が、この印刷中にマイクロアレイの基板に接触することができるようになっているピンを表し、破線で描かれている１６個の円が、本発明に従って構成された１つまたは複数のピンリフタによって持ち上げられており、それにより印刷中にマイクロアレイの基板に接触するのを防止されているピンを表す。したがって、３２本のピンがプリントヘッドに取り付けられるが、図６Ａに示される印刷は、１６個のスポットのみをマイクロアレイ上に付着し、ピンリフタの作用が、活性領域６１０の上に配設されていない全てのピンが基板に接触するのを防止する。
【００４５】
図６Ｂは、別の印刷中の活性領域６１０に関する３２ピン・プリントヘッドの位置を例示する。図６Ｂでは、（１）実線の黒い円が、図６Ａに例示される印刷中に付着されたスポットを表し、（２）実線で描かれている白抜き円が、この印刷中にマイクロアレイの基板に接触することができるようになっているピンを表し、（３）破線で描かれている白抜き円が、本発明に従って構成された１つまたは複数のピンリフタによって持ち上げられており、それにより印刷中にマイクロアレイの基板に接触するのを防止されているピンを表す。図６Ａに例示される印刷中に使用されなかったピン（すなわち、ピンリフタによって持ち上げられ、それによりマイクロアレイの基板に接触することができないようになっていたピン）が、図６Ｂに例示される印刷中に使用される（すなわち、ピンが基板に接触することができるようになっている）。同様に、図６Ａに例示した印刷中に使用されたピンは、図６Ｂに例示した印刷中には使用されない。
【００４６】
図６Ｃは、別の印刷中の活性領域６１０に関する３２ピン・プリントヘッドの位置を例示する。図６Ｃで、（１）実線の黒い円が、図６Ａおよび６Ｂに例示される印刷中に付着されたスポットを表し、（２）実線で描かれた白抜き円が、印刷中にマイクロアレイの基板に接触することができるようになっているピンを表し、（３）破線で描かれた白抜き円が、本発明に従って構成された１つまたは複数のピンリフタによって持ち上げられており、それにより印刷中にマイクロアレイの基板に接触するのを防止されているピンを表す。図６Ｄは、さらに別の印刷中の活性領域６１０に関する３２ピン・プリントヘッドの位置を示す。図６Ｄでは、（１）実線の黒い線が、図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃに例示される印刷中に付着されたスポットを表し、（２）実線で描かれた白抜き円が、印刷中にマイクロアレイの基板に接触することができるようになっているピンを表し、（３）破線で描かれた白抜き円が、本発明に従って構成された１つまたは複数のピンリフタによって持ち上げられており、それにより印刷中にマイクロアレイの基板に接触するのを防止されているピンを表す。活性領域６１０は、一連の印刷を行うことによって、かつ活性領域の上に配設されていない全てのピンがマイクロアレイの基板に接触するのを防止するように各印刷中にピンリフタを使用することによって、全ての所望のスポットで充填することができる。
【００４７】
本発明に従って構成されたピンリフタの使用は、任意の所与のマイクロアレイを製造するのに必要な印刷の数を減少しない。しかし、本発明に従って構成されるピンリフタを使用すると、洗浄、乾燥、および再浸漬ステップの必要数、ならびに、洗浄、乾燥、および再浸漬ステップに関連する長いロボット・アクチュエータの横断が減少するので、小型マイクロアレイの生産率が高まる。例えば、図６Ａ〜６Ｄに例示される方法では、３２本のピンがプリントヘッドに取り付けられるが、任意の所与の印刷中に１６本のピンしかマイクロアレイの基板に接触することができるようになっていない。したがって、１６本のピンのみを搬送するプリントヘッドが、同数の印刷を使用して同一のマイクロアレイを製造することができる（すなわち、各印刷中に１６本のピン全てがマイクロアレイの基板に接触することができるようになっていると仮定する）。しかし、プリントヘッドに１６本のピンしか取り付けられていない（あらゆる印刷中に１６本のピン全てが使用される）場合、それらのピンは、図６Ａ〜６Ｄに関連して説明したように使用される３２本のピンの２倍早く、ターゲット材料の供給が使い果たされる。したがって、１６本のピンのみが使用される場合、それらのピンは、２倍多く洗浄し、乾燥し、ターゲット材料のリザーバ内に再浸漬しなければならない。マイクロアレイ製造での他のステップに比べて洗浄および乾燥ステップは比較的時間がかかるので、必要な洗浄および乾燥ステップの回数の減少が、生産率を大幅に高める。
【００４８】
図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃは、小型マイクロアレイの生産率を増大するために本発明によるピンリフタを使用する別の例を示す。図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃは、本発明に従って構成されるマイクロアレイ７００を示す。基板１０１の中心付近に位置される比較的小さな、小型の活性領域７１０内部にマイクロアレイ７００のターゲット材料の全スポットを配置することが望まれる。図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃに示される３つの正方形７２０、７２２、７２４は、マイクロアレイ７００を製造するために使用されるプリントヘッドのフットプリントを表す。図示されるように、プリントヘッドのフットプリントは、活性領域７１０よりもかなり大きい。したがって、従来技術製造技法の使用は、マイクロアレイ７００の製造中にプリントヘッドがピンで完全には埋まらないようにする必要がある。しかし、本発明に従って構成されるピンリフタの使用は、マイクロアレイ７００の製造中にプリントヘッドを完全に埋めることができる。図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃは、３つの個別印刷中のプリントヘッドの位置を例示する。各印刷中、本発明に従って構成されるピンリフタは、（１）活性領域７２０の上に配設されていない全てのピンが基板１０１に接触するのを防止し、（２）活性領域７２０の上に配設されたピンが基板に接触し、それによりマイクロアレイ７００のスポットを形成することができるようにする。例えば、図７Ｂに例示される印刷中、ピンリフタは、プリントヘッドのフットプリントの一部分７２２内部に位置されたピンが基板１０１に接触することができるようにし、フットプリントの一部分７２０および７２４内部に位置されたピンが基板に接触するのを防止する。
【００４９】
上述したように、本発明に従って構成されるピンリフタの１つの有利な使用は、小型マイクロアレイの生産率を高めるためのものである。しかし、本発明に従って構成されたピンリフタが他の使用法も有することを理解されたい。例えば、従来技術では、９６ウェル・プレートを、（１）９．０ｍｍ中心離隔プリントヘッド、または（２）アパーチャの４個に１個しかピンを搬送せず（すなわち、アパーチャの４個に３個は空でなければならない）、全ての隣接して取り付けられたピンが９．０ｍｍだけ互いに離隔されている４．５ｍｍ中心離隔プリントヘッドと共にしか使用することができなかった。完全に埋められた４．５ｍｍ中心離隔プリントヘッドが９６ウェル・プレート内に浸漬される場合、いくつかのピンが損傷を受ける。しかし、本発明に従って構成されるピンリフタは、９６ウェルまたは３８４ウェル・プレートと共に、完全に埋められた４．５ｍｍ中心離隔プリントヘッドを使用することを容易にするための簡便な方法を提供する。３８４ウェル・プレートを使用することが望まれるとき、ピンリフタが非作動状態のままである場合があり、全てのピンがプリントヘッド内に位置することができるようになっている。しかし、９６ウェル・プレートを使用することが望ましいとき、ピンリフタは、ピンの４本に３本をプリントヘッドから部分的に外れるように引き上げることができ、それによりプリントヘッド内に位置する全ての隣接するピンが、９．０ｍｍだけ互いに離隔される。この様式では、有利には、本発明に従って構成されたピンリフタを使用して、任意のピンの手動取外しを必要とすることなく、４．５ｍｍ中心離隔プリントヘッドを９．０ｍｍ中心離隔プリントヘッドに効果的に変換することができる。より一般的には、本発明に従って構成されるスポッティング器具は、高密度モードと低密度モードのどちらでも動作することができ、望みに応じて２つのモード間で前後に簡単に切り換えることができる。低密度モードでは、ピンリフタを使用して、選択されたピンをプリントヘッドから外れるように持ち上げ、高密度モードでは、ピンリフタが非作動状態のままである。１つのピンがリザーバ内に浸漬されるのを防止し、その一方でいくつかの他のピンが浸漬されるようにピンリフタを使用することが望まれるとき、ピンが印刷するのを防止するのに通常必要な量よりも大きくプリントヘッドから外れるようにピンをさらに持ち上げることが必要になる場合がある（例えば、ピン・リフタが、プリントヘッドから外れるようにピンを約５ミリメートル持ち上げることができるようにすることが有利である場合がある）。さらに、上述した高密度および低密度モードに加えて、ピンの任意のサブセットがリザーバ内に浸漬されるのを防止し、その一方でプリントヘッド内の他のピンがリザーバ内に浸漬されることが有利である場合があることを理解されたい。
【００５０】
本発明に従って構成されるピンリフタの別の利点は、マイクロアレイを製造するときに高い自由度を提供することである。例えば、プリントヘッドに取り付けられた２つ以上のピンを同時に使用してマイクロアレイ上にスポットを印刷するときは常に、それらのピンからのスポットは、プリントヘッドの構成によって決定される距離だけ離隔される。しかし、ピンリフタを使用して、プリントヘッドの幾何形状によってもたらされるこの制限を越えることができる。例えば、ピンリフタを使用して、ただ１つの選択されたピンを除いて全てのピンが任意の印刷中に基板に接触するのを防止することができる。これは、任意のピンからのスポットを、基板上の任意の所望の位置に配置することができるようにする。これは、例えばマイクロアレイを製造するのに有用である場合があり、スポットの各グループが、それらのスポットに関するターゲット材料が引き出されるウェルの位置に対応する。例えば、９６ウェル・プレートを使用して、９６スポット・グループを有するマイクロアレイを製造することが望ましい場合があり、各グループがウェルの１つに対応する（すなわち、各グループの全てのスポットが、ウェルの対応する１つから引き出される液体ターゲット材料によって作成される）。従来技術では、完全に埋められた９６アパーチャ・プリントヘッドを使用してそのようなマイクロアレイが作成される場合、各スポット・グループを、隣接するピン間の空間よりも大きくすることができず、これは、各グループ内のスポットの数に対する望ましくない上側限界を課す場合がある。しかし、ピンリフタを使用して、あらゆる印刷中に１つのピンを除いて全てが基板に接触するのを防止する場合、そのようなマイクロアレイの各グループのサイズ（または各グループ内のスポットの数）に対する唯一の制限は基板のサイズによって決定され、プリントヘッドのアパーチャ間のスペーシングによっては制限が課されない。
【００５１】
ピンリフタが作動され、しかしその対応するピンをプリントヘッドから外れるように持ち上げることができない場合、製造されるマイクロアレイに悪影響を及ぼす場合がある。例えば、ターゲット材料の１つまたは複数のスポットを、マイクロアレイ基板上の望ましくない、または未知の位置に付着する場合がある。例えばピンに対する損傷をもたらすなど、他の有害な影響も生じる場合がある。ピンリフタがプリントヘッド内に早い段階でピンを落とす場合に同様の問題が生じることがある。したがって、ピンリフタがピンを実際に持ち上げているかどうか検出するためのフィードバック機構を、本発明に従って構成されるピンリフタに提供することが有利である場合がある。
【００５２】
図８Ａおよび８Ｂは、本発明に従って構成されたピンリフタセンサ８２０を例示する。ピンリフタ４２０（図４Ａ）と同様に、ピンリフタセンサ８２０は、強磁性材料のコア８２１と、ワイヤのコイル８２２とを含む。コイル８２２は、連続するワイヤ・コイルである。コイル８２２の上部８２３はコア８２１の周りに巻きつけられ、コイル８２２の下部８２４はコア８２１の下に延在する。図８Ａに示されるように、ピンリフタセンサ８２０が非作動状態であり、その下にあるピンがプリントヘッド内に位置するとき、下部８２４は空気で満たされる（すなわち空気充填インダクタと同様である）。しかし、ピンリフタセンサ８２０が作動され、それによりその下にあるピンを空気ギャップをわたって引き付け、ピン・ヘッドをコア８２１の底部と接触させるとき、金属ピン・ヘッドの周りを下部８２４が効果的に覆う、または金属で充填される（すなわち鉄コア・インダクタと同様である）。下部８２４内部にピン・ヘッドが存在するか否かが、コイル８２２のインダクタンスに大きな影響を与える。すなわち、ピンがコア８２１に接触し、それにより（図８Ｂに示されるように）下部８２４が金属ピン・ヘッドで埋められるとき、巻線８２２のインダクタンスは、ピン・ヘッドがプリントヘッド内に位置し、下部８２４が空気で満たされているときよりも大幅に高くなる。このインダクタンス変化により、ピンリフタセンサ８２０は、ピンが持ち上げられているかどうかを判定するためのセンサとして働くことができる。
【００５３】
本発明に従って構成されるスポッティング器具は、選択されたピンが実際にプリントヘッドから外れるように持ち上げられているかどうかを判定するためにピンリフタセンサのインダクタンスを監視することができる。任意の時間に、持ち上げるべきピンが実際には持ち上げられていない、またはプリントヘッドに落ちてしまっていると検知された場合、適切なピンリフタセンサを、マイクロアレイの製造を進行する前に再び作動させることができる。持ち上げられたピンの存在が、ピンリフタセンサの再作動後にさえ検出されない場合、ピンリフタセンサが動作不能であり、修理が必要な可能性がある。あるいは、プリントヘッドの適切なアパーチャ内にピンが取り付けられていない可能性もあり、マイクロアレイの製造を進行する前にピンを追加すべきである。
【００５４】
「ＭＥＴＨＯＤ　ＡＮＤ　ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ　ＦＯＲ　ＰＩＮ　ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ　ＩＮ　ＭＩＣＲＯＡＲＲＡＹ　ＳＰＯＴＴＩＮＧ　ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」という名称の本願と同時係属の米国特許出願第　　　号（弁理士整理番号Ｎｏ．ＧＳＩ−００１）は、プリントヘッド内部のピンの存在を検出するために使用することができるいくつかのセンサを説明している。本発明に従って構成されるスポッティング器具は、マイクロアレイの製造を容易にするために、本発明のピンリフタまたはピンリフタセンサと共にそれらのセンサを使用することができる。例えば、プリントヘッドの特定のアパーチャ内部にピンが取り付けられていないことをセンサが検出した場合、スポッティング器具は、そのアパーチャに関するピンリフタを作動させる必要がないことを知る。また、そのようなセンサを使用して、ピンリフタ４６０（図４Ｌ）によって制御されるアパーチャのグループ内部にピンが取り付けられているかどうかを検出することができる。
【００５５】
図９は、本発明に従って構成されるスポッティング器具９００のブロック図を示す。スポッティング器具９００は、プロセッサ９１０と、位置制御装置９１２と、プリントヘッド９１４と、１つまたは複数のピンリフタまたはピンリフタセンサ９１６と、１つまたは複数のマイクロアレイ基板を保持するためのベース９１８と、液体ターゲット材料の１つまたは複数のリザーバを保持するためのベース９２０（例えば９６ウェル・プレート）とを含む。図示されていないが、スポッティング器具９００がさらに、ピン・ワッシャおよびドライヤを含むことを理解されたい。位置制御装置９１２（例えば、１つまたは複数のロボット・マニピュレータ）が、プリントヘッド９１４およびピンリフタ９１６を、プロセッサ９１０によって選択された位置に移動させる。通常、プリントヘッド９１４とピンリフタ９１６が一体に移動され、しかしプリントヘッド９１４およびピンリフタ９１６の運動に対する独立制御を提供することも望ましい。例えば、プリントヘッド内へのピンの装填を容易にするためにプリントヘッド９１４から取り外された位置にピンリフタ９１６を移動させ、その後、プリントヘッドから外れるように選択的にピンを持ち上げることができる位置に、プリントヘッド９１４の上にピンリフタ９１６を移動させることができることが望ましい場合がある。プロセッサ９１０は、マイクロアレイの製造中にピンリフタ９１６を制御して、選択された印刷中にプリントヘッド内のピンが基板に接触するのを選択的に防止する。図示していないが、器具９００はまた、上で参照した米国特許出願第　　　号（弁理士整理番号Ｎｏ．ＧＳＩ−００１）に記載されるタイプのピン・センサを含むこともできる。そのようなセンサを、プロセッサ９１０に結合することもできる。
【００５６】
本明細書に関連する発明の範囲を逸脱することなく上の装置にいくつかの変更を加えることができるので、上の説明に含まれている、または添付図面に図示されている全てのことが例示であり、制限を加えるものではないと解釈すべきである。例として、印刷中にいくつかのピンが基板に接触するのを選択的に防止するために以下の方法を使用するスポッティング器具を上で論じた。（１）基板の上にプリントヘッドを位置決めする。（２）プリントヘッドから部分的に外れるようにいくつかのピンを持ち上げるために１つまたは複数のピン・リフタを使用する。（３）プリントヘッドを下げ、それにより、持ち上げられていないピンが基板に接触することができるようにする。ただし、いくつかのピンが基板に接触するのを防止するためにピン・リフタを使用する他の方法も本発明に包含されている。例えば、１つの代替形態として、ピン・リフタを使用して、プリントヘッドから部分的に外れるように全てのピンを持ち上げることができ、次いで、ピン・リフタによって解放される任意のピンが基板に接触するように、基板に十分に近接させてプリントヘッドを基板の上に位置決めすることができ、次いでピン・リフタが、選択されたピン・セットを解放することができ、それによりそれらの解放されたピンが基板に接触できるようにすることができる。その後、ピン・リフタが、全ての解放されたピンを持ち上げる（または再び持ち上げる）ことができ、次いでプリントヘッドを新たな位置に移動させることができる。開示した実施形態および方法に対する他の変形形態も本発明に包含されることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】従来技術マイクロアレイの上面図である。
【図１Ｂ】従来技術ピンの側面図である。
【図１Ｃ、１Ｄ、および１Ｅ】それぞれ従来技術プリントヘッドの側面図、上面図、および斜視図である。
【図１Ｆおよび１Ｇ】それぞれ、図１Ｃ、１Ｄ、および１Ｅに示されたプリントヘッドに取り付けられた１６本のピンの側面図および上面図である。
【図１Ｈ】図１Ｆに示されるプリントヘッドが、基板に関して十分に下げられて、図１Ｆに示される１６本のピンを基板に接触させ、それによりマイクロアレイの１６個のスポットを形成する印刷を示す図である。
【図１Ｉ】従来技術の９６ウェル・プレートの上面図である。
【図２Ａおよび２Ｂ】２つの印刷に関連するフットプリントの上面図である。
【図３Ａ】プリントヘッドの上に配設された本発明に従って構成されたピンリフタの斜視図である。
【図３Ｂ】１６本のピンが取り付けられているプリントヘッドの上に配設された図３Ａに示されるピンリフタの側面図である。
【図３Ｃ】ピンリフタがプリントヘッドから部分的に外れるように８本のピンを持ち上げている図３Ｂの構成の側面図である。
【図３Ｄ】８本のピンが基板に接触するのをピンリフタが防止する印刷中の、図３Ｃに示される構成の側面図である。
【図４Ａ】プリントヘッドの上に配設された本発明に従って構成されたピンリフタの一実施形態の斜視図である。
【図４Ｂ】１６本のピンが取り付けられているプリントヘッドの上に配設された図４Ａに示されるピンリフタの側面図である。
【図４Ｃ】プリントヘッドから部分的に外れるようにピンリフタが４本のピンを持ち上げる図４Ｂに示される構成の側面図である。
【図４Ｄ】４本のピンが基板に接触するのをピンリフタが防止する印刷中の、図４Ｃに示される構成の側面図である。
【図４Ｅおよび４Ｆ】プリントヘッドの上に配設された本発明に従って構成されたピンリフタの２つの追加の実施形態の斜視図である。
【図４Ｇ、４Ｈ、および４Ｉ】本発明に従って構成されたピンリフタの別の実施形態の側面図である。
【図４Ｊ】４８ピン・プリントヘッドと共に構成された、本発明に従って構成された別のピンリフタの上面図である。
【図４Ｋ】基板の上に配設された図４Ｊに示されるピンリフタの側面図である。
【図４Ｌ】３２本のピンが基板を接触するのをピンリフタの２つが防止する印刷中の、図４Ｋに示されるピンリフタの側面図である。
【図５Ａ】本発明に従って構成されたプリントヘッドの斜視図である。
【図５Ｂ】本発明によるプリントヘッドとピン・ヘッドの間に配設されたばねを示す図である。
【図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、および６Ｄ】小型マイクロアレイの製造を容易にするために、本発明に従って構成されたピンリフタを本発明に従って使用することができる方法を示す図である。
【図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃ】小型マイクロアレイの製造を容易にするために、本発明に従って構成されたピンリフタを本発明に従って使用することができる方法を示す図である。
【図８Ａ】１６ピン・プリントヘッドの上に配設された本発明に従って構成されたピンリフタセンサを示す図である。
【図８Ｂ】プリントヘッドから部分的に外れるように４本のピンを持ち上げる、図８Ａに示されるピンリフタセンサを示す図である。
【図９】本発明に従って構成されたスポッティング器具のブロック図である。

Claims (67)

1. マイクロアレイを製造する方法であって、
   （Ａ）プリントヘッドに複数のピンを取り付けること、
   （Ｂ）ピンの第１のサブセットが基板の活性領域の上に配設され、ピンの第２のサブセットが活性領域の上に配設されないように、基板の上の第１の位置にプリントヘッドを移動させること、
   （Ｃ）プリントヘッドを下げ、それによりピンの第１のサブセットが基板に接触することができるようにし、ピンの第２のサブセットが基板に接触するのを防止すること、
   （Ｄ）ピンの第１のサブセットが活性領域の上に配設されず、ピンの第２のサブセットが活性領域の上に配設されるように、基板の上の第２の位置にプリントヘッドを移動させること、および
   （Ｅ）プリントヘッドを下げ、それによりピンの第２のサブセットが基板に接触することができるようにし、ピンの第１のサブセットが基板に接触するのを防止すること
   を含む方法。
2. ピンの第２のサブセットが基板に接触するのを防止することが、プリントヘッドから少なくとも部分的に外れるようにピンの第２のサブセットを持ち上げることを含む請求項１に記載の方法。
3. ピンの第２のサブセットを持ち上げることが、電磁力を使用することを含む請求項２に記載の方法。
4. 電磁力を使用することが、電磁力を使用して、ピンと１つまたは複数の電磁石との間の空気ギャップをわたってピンを引き付けることを含む請求項３に記載の方法。
5. ピンの第２のサブセットを持ち上げることが、吸引を使用することを含む請求項２に記載の方法。
6. ピンの第２のサブセットを持ち上げることが、機械的リフタを使用することを含む請求項２に記載の方法。
7. ピンの第２のサブセットを持ち上げることが、空気アクチュエータを使用することを含む請求項２に記載の方法。
8. ピンの第２のサブセットを持ち上げることが、ピンが位置する支持部を持ち上げることを含む請求項２に記載の方法。
9. ピンの第２のサブセットがただ１つのピンを備える請求項１に記載の方法。
10. ピンの第２のサブセットが２つ以上のピンを備える請求項１に記載の方法。
11. ピンの第２のサブセットが１列のピンを備える請求項１に記載の方法。
12. ピンの第２のサブセットが長方形のピン・グループを備える請求項１に記載の方法。
13. プリントヘッドを下げ、それによりピンの第１のサブセットが基板に接触することができるようにし、ピンの第２のサブセットが基板に接触するのを防止することが、ピンの第１のサブセットが基板に接触することができるようにするのに必要な量よりも大きな量だけプリントヘッドを下げることを含み、さらに、ピンの第２のサブセットが基板に接触するのを防止するのに十分な量だけピンの第２のサブセットを持ち上げることを含む請求項１に記載の方法。
14. さらに、液体材料のリザーバ内にピンを浸漬することを含む請求項１に記載の方法。
15. ピンを浸漬することが、液体材料の個別ウェル内に各ピンを浸漬することを含む請求項１４に記載の方法。
16. マイクロアレイを製造する方法であって、
    （Ａ）プリントヘッドに複数のピンを取り付けること、
    （Ｂ）ピンの第１のサブセットが基板の活性領域の上に配設され、ピンの第２のサブセットが活性領域の上に配設されないように、基板の上の第１の位置にプリントヘッドを移動させること、
    （Ｃ）プリントヘッドを下げ、それによりピンの第１のサブセットが基板に接触することができるようにし、ピンの第２のサブセットが基板に接触するのを防止すること、
    （Ｄ）ピンの第３のサブセットが基板の活性領域の上に配設され、ピンの第４のサブセットが活性領域の上に配設されないように、基板の上の第２の位置にプリントヘッドを移動させること、および
    （Ｅ）プリントヘッドを下げ、それによりピンの第３のサブセットが基板に接触することができるようにし、ピンの第４のサブセットが基板に接触するのを防止すること
    を含む方法。
17. ピンの第３のサブセットがピンの第２のサブセットと同一であり、ピンの第４のサブセットがピンの第１のサブセットと同一である請求項１６に記載の方法。
18. ピンの第２のサブセットが基板に接触するのを防止することが、プリントヘッドから少なくとも部分的に外れるようにピンの第２のサブセットを持ち上げることを含む請求項１６に記載の方法。
19. ピンの第２のサブセットを持ち上げることが、電磁力を使用することを含む請求項１８に記載の方法。
20. 電磁力を使用することが、電磁力を使用して、ピンと１つまたは複数の電磁石との間の空気ギャップをわたってピンを引き付けることを含む請求項１９に記載の方法。
21. ピンの第２のサブセットを持ち上げることが、吸引を使用することを含む請求項１８に記載の方法。
22. ピンの第２のサブセットを持ち上げることが、機械的リフタを使用することを含む請求項１８に記載の方法。
23. ピンの第２のサブセットを持ち上げることが、空気アクチュエータを使用することを含む請求項１８に記載の方法。
24. ピンの第２のサブセットを持ち上げることが、ピンが位置する支持部を持ち上げることを含む請求項１８に記載の方法。
25. ピンの第２のサブセットがただ１つのピンを備える請求項１６に記載の方法。
26. ピンの第２のサブセットが２つ以上のピンを備える請求項１６に記載の方法。
27. ピンの第２のサブセットが１列のピンを備える請求項１６に記載の方法。
28. ピンの第２のサブセットが長方形のピン・グループを備える請求項１６に記載の方法。
29. プリントヘッドを下げ、それによりピンの第１のサブセットが基板に接触することができるようにし、ピンの第２のサブセットが基板に接触するのを防止することが、ピンの第１のサブセットが基板に接触することができるようにするのに必要な量よりも大きな量だけプリントヘッドを下げることを含み、さらに、ピンの第２のサブセットが基板に接触するのを防止するのに十分な量だけピンの第２のサブセットを持ち上げることを含む請求項１６に記載の方法。
30. さらに、液体材料のリザーバ内にピンを浸漬することを含む請求項１６に記載の方法。
31. ピンを浸漬することが、液体材料の個別ウェル内に各ピンを浸漬することを含む請求項３０に記載の方法。
32. マイクロアレイを製造する方法であって、
    （Ａ）プリントヘッドに複数のピンを取り付けること、
    （Ｂ）基板の上にプリントヘッドを移動させること、
    （Ｃ）プリントヘッドから少なくとも部分的に外れるように１つまたは複数のピンを引き上げること、および
    （Ｄ）プリントヘッドを基板に十分に近接する位置に移動させて、少なくともいくつかのピンが基板に接触することができるようにし、基板から十分に離れた位置に移動させて、１つまたは複数のピンが基板に接触するのを防止すること
    を含む方法。
33. １つまたは複数のピンを引き上げることが、電磁力を使用することを含む請求項３２に記載の方法。
34. 電磁力を使用することが、電磁力を使用して、ピンと１つまたは複数の電磁石との間の空気ギャップをわたって１つまたは複数のピンを引き付けることを含む請求項３３に記載の方法。
35. １つまたは複数のピンを引き上げることが、吸引を使用することを含む請求項３２に記載の方法。
36. １つまたは複数のピンを引き上げることが、機械的リフタを使用することを含む請求項３２に記載の方法。
37. １つまたは複数のピンを引き上げることが、空気アクチュエータを使用することを含む請求項３２に記載の方法。
38. １つまたは複数のピンを引き上げることが、ピンが位置する支持部を持ち上げることを含む請求項３２に記載の方法。
39. １つまたは複数のピンがただ１つのピンを備える請求項３２に記載の方法。
40. １つまたは複数のピンが少なくとも２つのピンを備える請求項３２に記載の方法。
41. １つまたは複数のピンが１列のピンを備える請求項３２に記載の方法。
42. １つまたは複数のピンが長方形のピン・グループを備える請求項３２に記載の方法。
43. さらに、液体材料のリザーバ内にピンを浸漬することを含む請求項３２に記載の方法。
44. ピンを浸漬することが、液体材料の個別ウェル内に各ピンを浸漬することを含む請求項４３に記載の方法。
45. マイクロアレイを製造する方法であって、
    （Ａ）基板の上に複数のピンを移動させること、
    （Ｂ）１つまたは複数のピンが基板に接触し、少なくとも１つの他のピンが基板に接触するのを防止するように前記１つまたは複数のピンを移動させること
    を含む方法。
46. 少なくとも１つの他のピンが基板に接触するのを防止することが、前記少なくとも１つの他のピンを持ち上げることを含む請求項４５に記載の方法。
47. 少なくとも１つの他のピンを持ち上げることが、電磁力を使用することを含む請求項４６に記載の方法。
48. 電磁力を使用することが、電磁力を使用して、ピンと１つまたは複数の電磁石との間の空気ギャップをわたってピンを引き付けることを含む請求項４７に記載の方法。
49. 少なくとも１つの他のピンを持ち上げることが、吸引を使用することを含む請求項４６に記載の方法。
50. 少なくとも１つの他のピンを持ち上げることが、機械的リフタを使用することを含む請求項４６に記載の方法。
51. 少なくとも１つの他のピンを持ち上げることが、空気アクチュエータを使用することを含む請求項４６に記載の方法。
52. 少なくとも１つの他のピンを持ち上げることが、ピンが位置する支持部を持ち上げることを含む請求項４６に記載の方法。
53. 少なくとも１つの他のピンがただ１つのピンを備える請求項４５に記載の方法。
54. 少なくとも１つの他のピンが２つ以上のピンを備える請求項４５に記載の方法。
55. 少なくとも１つの他のピンが１列のピンを備える請求項４５に記載の方法。
56. 少なくとも１つの他のピンが長方形のピン・グループを備える請求項４５に記載の方法。
57. １つまたは複数のピンが基板に接触し、少なくとも１つの他のピンが基板に接触するのを防止するように１つまたは複数のピンを移動させることが、１つまたは複数のピンが基板に接触することができるようにするのに必要な量よりも大きな量だけ、ピンが取り付けられているプリントヘッドを下げることを含み、さらに、少なくとも１つの他のピンが基板に接触するのを防止するのに十分な量だけ、プリントヘッドから少なくとも部分的に外れるように少なくとも１つの他のピンを持ち上げることを含む請求項４５に記載の方法。
58. さらに、液体材料のリザーバ内にピンを浸漬することを含む請求項４５に記載の方法。
59. ピンを浸漬することが、液体材料の個別ウェル内に各ピンを浸漬することを含む請求項５８に記載の方法。
60. マイクロアレイを製造する装置であって、
    （Ａ）複数のアパーチャを画定するプリントヘッドと、
    （Ｂ）それぞれが対応するアパーチャの１つに取り付けられる複数のピンと、
    （Ｃ）プリントヘッドから少なくとも部分的に外れるように１つまたは複数のピンを選択的に持ち上げ、それにより、他のピンが基板に接触することができるようにプリントヘッドが基板に十分に近接するときに前記１つまたは複数のピンが基板に接触するのを防止するためのピンリフタと
    を備える装置。
61. ピンリフタが電磁石を備える請求項６０に記載の装置。
62. ピンリフタが、プレートと、プレートを持ち上げるためのアクチュエータとを備える請求項６０に記載の装置。
63. 各ピンがピン・ヘッドおよび針を含み、前記プレートが、少なくともいくつかのピン・ヘッドとプリントヘッドとの間に配設されている請求項６２に記載の装置。
64. マイクロアレイを製造するための装置であって、
    （Ａ）複数のアパーチャを画定するプリントヘッドと、
    （Ｂ）それぞれが対応するアパーチャの１つに取り付けられる複数のピンと、
    （Ｃ）それぞれが１つまたは複数のピンに関連している２つ以上のピンリフタであって、それぞれが、その関連するピンをプリントヘッドから少なくとも部分的に外れるように選択的に持ち上げることができ、それにより、他のピンが基板に接触することができるようにプリントヘッドが基板に十分に近接するときに、関連するピンが基板に接触するのを防止する２つ以上のピンリフタと
    を含む装置。
65. さらに、１つまたは複数の基板を保持するためのホルダを備える請求項６４に記載の装置。
66. さらに、液体材料の１つまたは複数のリザーバを保持するためのホルダを備える請求項６５に記載の装置。
67. さらに、１つまたは複数のリザーバの上の選択された位置に、かつ１つまたは複数の基板の上の選択された位置にプリントヘッドを選択的に移動させるためのマニピュレータを含む請求項６６に記載の装置。

Images