JP2003514736A - 流れ制御機能を備えたディフューザを有する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ディフューザが、横断面が流体流れ方向に増大する導管を有する。一実施形態では、ディフューザは、静電載置装置内で生じる流れの変動の発生率及び激しさを減少させるのに用いられる。実施形態によっては、ディフューザは、１又は２以上の流れ制御機能を有している。第１の流れ制御機能は、ディフューザを通って流れる一次流体よりも運動量が大きな流体がディフューザの壁の近くの「境界層」中へ注入されるようにする１又は２以上の適当な形状の環状スリットから成る。第２の流れ制御機能は、ディフューザの周囲にぐるりと設けられていて、境界層中を流れる流体の一部が取り出される適当な箇所に配置された１又は２以上の環状スリット、又は変形例としてスロット又は穴から成る。一実施形態では、かかる環状スリット又はスロット前後に圧力差を生じさせることによって境界層からの流れの取出しが行われる。かかる流れ制御機能は、ディフューザ中の一次流体の流れ分離傾向を減少させる。これは、数ある利点のうちの一つである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 〔関連出願の説明〕 本発明は、１９９９年６月８日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ９９／１２
７７２（発明の名称：Pharmaceutical Product and Methods and Appapatus for
Making Same）に関する。

【０００２】 〔発明の分野〕 本発明は、医薬品又は薬剤の製造装置の改良に関する。

【０００３】 〔発明の背景〕 医薬品業界では、医薬品は典型的には、錠剤、カプレット、検査用ストリップ
、カプセル等として具体化されている。かかる医薬品（これは、診断用医薬品を
含む）は、１以上の「単位投与形態（unit dosage form(s) ）」又は「単位診断
形態（unit diagnostic form(s) ）」（まとめて「ユニットフォーム（unit for
ms）」という）を含む。

【０００４】 ユニットフォームは各々代表的には、少なくとも１種類の薬学的又は生物学的
に活性な成分（まとめて「活性成分」という）を含み、さらに、不活性／不作用
の成分を含んでいる。典型的には粉末として得られるかかる活性及び不活性成分
は、ユニットフォームを形成するよう適当に処理される。

【０００５】 上述の国際出願（この出願の開示内容を本明細書の一部を形成するものとして
ここに引用する）では、出願人は、かかるユニットフォームの製造装置を開示し
ている。この装置は、活性及び（又は）不活性成分を含む粉末を基体上に別々の
箇所で堆積させ、それによりユニットフォームを製造する静電堆積法を利用して
いる。本発明の理解に供するために、堆積装置、その作用及びこれによって製造
された例示のユニットフォームについて以下に説明する。

【０００６】 図１〜図４は、静電堆積装置によって得られたユニットフォーム６の一実施形
態を示している。図１は、ストリップ４上に配列された複数のかかるユニットフ
ォーム６を示している。図示の実施形態では、ストリップ４は、基体８及びカバ
ー層１０を有し、これらはそれぞれ、実質的に平らで軟質のフィルム又はシート
から成っている。実施形態によっては、基体８又はカバー層１０の何れか一方は
、有利には列及び行の状態で一様に配列されたアレイ状の半球形バブル、凹部又
は凹み（以下「バブル」という）１２を有している。

【０００７】 ユニットフォーム６は、活性成分１４、バブル１２を構成するカバー層１０の
一部及び接着部７内の基体８の領域を有している。図２（基体８から一部を「剥
がして」めくった状態のカバー層１０を示している）及び図３（ストリップ４の
一部の断面を示している）は、基体８とカバー層１０との間でバブル１２内に設
けられた粉末の形態の乾燥した活性成分１４のデポジットを示している。図３及
び図４（ユニットフォーム６の平面図を示している）は、バブル１２の近くに位
置していてこれを包囲した接着部７により互いに取り付けられた基体８とカバー
層１０を示している。

【０００８】 堆積装置 図５は、非常に概略的なブロック図の形態で、ユニットフォーム６を製造する
のに適した堆積装置１を示している。堆積装置１は、ユニットフォーム６を作製
するプラットホーム１０２を有している。プラットホーム１０２は、種々の作業
を行い、かかる作業としては、基体の限定された互いに別個の領域上への乾燥粉
末の静電堆積、材料取扱い、アラインメント（整列）作業、測定作業及び接着作
業が挙げられる。

【０００９】 帯電した粉末は、粉末供給装置４０２により堆積のためにプラットホーム１０
２に送られる。実施形態によっては、プラットホーム１０２及び（又は）粉末供
給装置４０２は、環境エンクロージャによって周囲環境から隔離される。かかる
環境では、環境コントローラＥＣは、プラットホーム１０２及び粉末供給装置４
０２のために温度、圧力及び湿度の制御を行う。プラットホーム１０２及び粉末
供給装置４０２についてのそれ以上の詳しい説明は、この発明の背景の項目中で
後で行う。

【００１０】 プロセッサＰ及びコントローラＣは、装置１の種々の電子的機能、例えば、静
電堆積作業のための電圧の印加、粉末供給装置４０２の作動、プラットホーム１
０２と連携して有利に用いられるロボットの作動及び用量測定作業を制御する。
かかる制御機能を容易にするため、メモリＭがプロセッサＰ及びコントローラＣ
にアクセス可能である。

【００１１】 図６及び図７はそれぞれ、例示のプラットホーム１０２の平面図及び正面図で
ある。実施形態によっては、プラットホーム１０２は、本製品を作製するのに用
いられる種々の作業を行う５つの処理ステーションを備えたベンチ２１４を有し
ている。大まかに説明すると、かかる処理ステーションとしては、有利には基体
及びカバー層を貯蔵する３つのサブステーション２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ
から成る貯蔵ステーション２２０、基体及びカバー層が、これらを他の処理ステ
ーションに送る搬送機構（例えば、ロボット要素）に正しくくっつけられるよう
にするアラインメントステーション２３０、粉末を基体上に堆積させる堆積ステ
ーション２５０、基体上に堆積された粉末の量を測定する用量測定ステーション
２４０及びカバー層を基体に積層するラミネーションステーション２６０が挙げ
られる。

【００１２】 図７に示すように、４つの支持体２１６が、ベンチ２１４をテーブル又はこれ
と似た表面上に持ち上げる。加うるに、支持体２１６は、図６に示す側部取付け
型バリヤ２１８（これを用いるかどうかは任意である）のためのフレーム又は下
部構造体となる。側部取付け型バリヤは、頂部バリヤ（図示せず）及びベンチ２
１４と連携して、内部領域を空気又は不活性ガスの存在下で周囲環境から隔離す
る環境エンクロージャ又はチャンバを構成する。

【００１３】 種々の処理作業並びに処理ステーション相互間の材料の取扱いを容易にするた
め、プラットホーム１０２は搬送手段を有するのが有利である。図７に示す実施
形態では、搬送手段は、第１のレール２９０に沿って動くことができる第１のロ
ボット搬送要素２７０と第２のロボット搬送要素２８０を有するロボットシステ
ムである。第１のレール２９０は、１方向（例えば、ｘ軸に沿う方向）での運動
可能なガイド／支持体として機能する。第１のレール２９０上に可動状態で取り
付けられた追加のレール（図示せず）が第１のレール２９０と同一平面内に位置
するがこれと直交する方向（例えば、ｙ軸）での運動可能なガイド／支持体とし
て機能する。かかるレールは一緒になって、ｘｙ動作をもたらす。駆動手段（図
示せず）、例えばｘｙステッピングモータが、ロボット搬送要素２７０，２８０
をレールに沿って移動させる。

【００１４】 レシーバ２７２が、第１のロボット搬送要素２７０に取り付けられており、「
接着」ヘッド２８２が、第２のロボット搬送要素２８０に取り付けられている。
レシーバ２７２は、少なくとも基体をこれが収納されているサブステーション（
即ち、２２０Ａ又は２２０Ｂ又は２２０Ｃ）から取り出して、これを周囲のため
に種々の作業ステーション２３０〜２６０のうち少なくとも幾つかに移すよう動
作できる。接着ヘッド２８２は、基体とカバー層を互いに接合／シールしてユニ
ットフォーム６を形成するよう動作できる。

【００１５】 第１及び第２のロボット搬送要素２７０，２８０は、ｚ軸（即ち、ｘｙ平面に
垂直な軸線）に沿う運動をもたらすサーボ制御（図示せず）下にある入れ子式（
伸縮）構成要素を有している。かかるｚ軸運動により、レシーバ２７２及び接着
ヘッド２８２は、処理ステーションに向かって「下方」に動いて作業を容易にし
、また作業完了後、処理ステーションから「上方」に離れることができる。

【００１６】 さらに、ロボット搬送要素２７０，２８０は有利には、レシーバ２７２及び接
着ヘッド２８２を処理ステーションでの作業を容易にするようｘｙ平面内で回転
させることができるサーボ制御（図示せず）下にあるθ制御構成部品を有する。
圧縮状態の乾燥空気又は他のガスは、ロボット搬送要素を動作させるよう適切に
発生させる。ロボット搬送要素２７０，２８０は例えば、日本国のヤスカワ・エ
レクトリック・カンパニー（Yasukawa Electric Company ）から市販されている
ヤスカワロボットワールドリニアモータロボット（Yasukawa Robot World Linea
r Motor Robot ））を利用したものであるのがよい。

【００１７】 上述したように、活性成分を含む粉末を堆積ステーション２５０で基体８上の
別々の箇所に静電作用で堆積させる。図示の実施形態では、かかる堆積を行うた
めには、とりわけ、基体８を或る他の場所から堆積ステーション２５０に搬送し
、粉末が基体８上に静電作用で堆積するようにする静電荷を生じさせることが必
要である。かかる搬送及び帯電作業は、レシーバ２７２及び静電チャック３０２
を用いると少なくとも部分的に容易になる。

【００１８】 図８は、静電チャック３０２の第１の表面３０４を示す図である。静電チャッ
ク３０２は、誘電体の層３０３を有している。静電チャックは、厚さが約０．０
１インチ（０．２５ｍｍ）であり、したがって、比較的可撓性がある。例示の静
電チャック３０２は、周囲に設けられたスロットとして具体化されている「スル
ーホール」ＥＣＨを有している。第１の表面３０４は、複数の粉末収集ゾーンＣ
Ｚを更に有している。例示の静電チャック３０２では、収集ゾーンＣＺは有利に
は、全部で９６個の収集ゾーンＣＺについて１２個の収集ゾーンの各々につき８
つの列３０６_C1-C8 の状態で整然と配列されている。本明細書において以下に
詳細に説明するように、各収集ゾーンＣＺは、基体上の粉末堆積場所に相当して
いる（図１の基体８を参照）。収集ゾーンＣＺは、誘電領域と導電領域を配置す
ることにより静電チャック３０２内に形成されており、かかる幾つかの実施形態
を図１０ａ〜図１０ｃを参照してこの発明の背景説明部分中において後に説明す
る。

【００１９】 図９は、静電チャック３０２の第２の表面３０８を示す図である。図１０ａ〜
図１０ｃに詳細に示すように、収集ゾーンＣＺは、電気的接触パッド３１０によ
り形成されている。かかる電気的接触パッド３１０は、制御された電圧源への接
続のための接点となる。

【００２０】 電気的接触パッド３１０は、アドレス電極３１２を介して選択された他の電気
的接触パッドに電気的に接続されている。選択された電気的接続部のかかる群に
より（例えば、図９の例示のチャック３０２の所与の列３０６_C1-C8 内のパッ
ド３１０は、例示の群分け方法を定めている）、第１の電圧を列３０６_C1内の電
気的接触パッド３１０に印加することができ、第１の電圧とは異なる第２の電圧
を第２の列３０６_C2内の電気的接触パッド３１０に印加することができ、また、
所望に応じて列ごとに電気的接触パッド３１０に印加される電圧を変化させるこ
とができる。かかる互いに異なる列へのかかる互いに異なる電圧の印加により、
かかる列の各々について収集ゾーンＣＺのところでの粉末堆積速度の制御が容易
になることは理解されよう。他の実施形態では、アドレス電極は、上記とは異な
る形に配列され、それにより、電気的接触パッド３１０の種々の配列状態の群分
け相互間の電気的相互接続を生じさせる。図９に示す電気的接触パッド３１０及
びアドレス電極３１２のレイアウトに関し、電圧を所与の列３０６内の単一の電
気的接触パッド３１０に印加してその列内の各電気的接触パッド３１０に実質的
に同一の静電荷を生じさせるだけでよい。

【００２１】 図１０ａ〜図１０ｃは、収集ゾーンＣＺを静電チャック、例えば、静電チャッ
ク３０２内に形成するのに適した構造的配置状態の幾つかの例示の実施形態を示
している。分かりやすくするために、静電チャックの単一の収集ゾーンＣＺのみ
と関連した構造が図１０ａ〜図１０ｃに示されている。

【００２２】 図１０ａに示す第１の実施形態では、導電性材料３１４が、収集ゾーンＣＺと
表示された各領域のところで誘電体の層３０３を貫通して設けられている。導電
性材料は、静電チャックの第１の表面３０４及び第２の表面３０８の一部を覆っ
ている。第１の表面３０４の上に位置する導電性材料３１４の部分は、粉末誘引
電極３１６Ａを構成し、第２の表面３０８の上に位置する導電性３１４の部分は
、電気的接触パッド３１０Ａを構成している（これは、上述の電気的接触パッド
３１０の一実施形態である）。シールド電極３１８（これは、好ましいバイアス
をかけた「接地電極」とも呼ばれている）が、層３０３内に設けられている。

【００２３】 電圧を電気的接触パッド３１０Ａに印加すると、収集ゾーンＣＺのところの粉
末誘引電極３１６Ａのところに静電場が生じる。この発明の背景説明部分におい
て後述するように、静電場は、静電チャックの第１の表面３０４に係合している
基体８に帯電粉末を引き付ける。加うるに、静電場は、基体８を第１の表面３０
４にあてて平らに保持するのを助ける。基体８を静電チャックに均一にくっつけ
ることにより、収集ゾーンのところの粉末堆積の信頼性、首尾一貫性等が高くな
る。基体８の露出対象のレシーバ２７２内で生じさせる減圧状態もまた、基体を
静電チャックにくっつけるのに役立つ。

【００２４】 図１０ｂは、穴Ｖが電気的接触パッド３１０Ｂ及び粉末誘引電極３１６Ｂのと
ころに形成された第２の例示の実施形態を示している。図１０ｃは、誘電体の追
加の層３０５が粉末誘引電極３１６Ｃを基体８から分離している第３の例示の実
施形態を示している。電気的接触パッド３１０Ｃは、第２の表面３０８を覆って
いる。

【００２５】 図１０ｃに示す形態により得られる静電チャックを、「パッドインデントチャ
ック（Pad Indent Chuck）」と呼ぶことができ、これは、例えば、収集ゾーンＣ
Ｚ１つ当たり、約２ｍｇ未満、好ましくは約１００μｇ未満の粉末堆積量につい
て有用である（例えば、収集ゾーンの直径が、３〜６ｍｍの範囲にあると仮定す
る）。図１０ａに示す形態によって得られる静電チャックを「パッドフォワード
チャック（Pad Forward Chuck ）」と呼ぶことができ、これは、例えば収集ゾー
ンＣＺ１つ当たり、約２０μｇ以上の粉末堆積量について有用である（例えば、
収集ゾーンの直径が、３〜６ｍｍの範囲にあると仮定する）。パッドフォワード
チャックは、用量堆積量が高い場合にはパッドインデントチャックよりも一層有
用である。

【００２６】 以下にさらに説明するように、少なくとも或る幾つかの堆積装置操作中（例え
ば、基体８上への粉末の静電堆積中）、静電チャック３０２をレシーバ２７２に
係合させる。図１１は、静電チャック３０２がくっつけられたレシーバ２７２の
下面２７４を示している。静電チャック３０２は、アラインメント特徴部３２０
、例えばピン又は穴を有しており、静電チャックは、これらによりレシーバに設
けられている相補形状の穴又はピン（図示せず）に整列するようになる。また、
アラインメントピン２７６が示されており、これらアラインメントピンは、レシ
ーバ２７２を種々の処理ステーション（例えば、堆積ステーション２５０）に整
列させるためにベンチ２１４に設けられた相補形状の穴によって受け入れられる
。高さ調整可能な真空カップ２７８が有利には、基体と関連して用いることがで
きるアラインメントフレーム（図示せず）をレシーバに取り付けるのに用いられ
る。

【００２７】 粉末堆積方法は、静電チャック３０２の電子的制御により進行する。上述した
ように、堆積装置１は有利には、計算、制御機能等を行うための中央処理装置（
以下、「プロセッサ」という場合がある）及びコントローラＣを有している（図
５参照）。プロセッサＰは、例えば実装（搭載）型センサを含む多数の源からの
実行入力及び用量測定ステーション２４０から履歴データを受け取り、かかる情
報を用いて、粉末堆積状態が仕様内に保つのに作業パラメータを調整すべきであ
るかどうかを判定する。かかる入力としては、堆積エンジン（これは、粉末供給
装置４０２及び堆積ステーション２５０で構成される）内へ導入され、そしてこ
れを通過する粉末束の流量に関するデータ及び粉末が静電チャック３０２のとこ
ろで均一に堆積している度合が挙げられる。以下に説明するレシーバ搭載型エレ
クトロニクスは、単独又はプロセッサ４０１及びコントローラ４０３と連携して
、装置１を作業中調節する手段となる。

【００２８】 プロセッサＰが機能を実行する上で主要な役割を果たす実施形態では、レシー
バ２７２内に設けられた二次プロセッサ（図示せず）が、プロセッサＰからのコ
マンドを受け取り、かかるコマンドをこれまたレシーバ２７２内に設けられてい
るアドレス指定ボード（図示せず）に中継する通信ボードとして機能する。次に
、アドレス指定ボードは、電気的接触パッド３１０に印加される電圧を制御する
ためにバイアス制御信号（ＤＣ又はＡＣ信号）を送る。アドレス指定方式に応じ
て（例えば、個々の電気的接触パッド３１０をアドレス電極３１２により電気的
に相互接続する構成（もし設けられていれば））、電圧を範囲的に（例えば、列
、行等により）又は個々に印加する。

【００２９】 アドレス指定ボードは好ましくは、同期出力（例えば、矩形波又はＤＣ）の多
数のチャネルを有する。特定の電気的接触パッド／粉末誘引電極又はかかる電極
の群をこれに印加される適当な電圧と共に識別するためにアドレス指定ボードに
送られる信号を例えば矩形波電圧パルスのパターンで符号化するのがよい。

【００３０】 有利には粉末誘引電極３１０を付勢する電圧、例えば、２００Ｖ又は２，５０
０Ｖ又は３，０００Ｖ（何れかの極性のもの）を発生させるための高電圧コンバ
ータ（変圧器又はＨＶ（高電圧）ＤＣ−ＤＣコンバータ）の多数のチャネルを有
する高電圧ボード（図示せず）を介してバイアス制御信号を送る。高電圧ボード
は有利には、他のシステムがこれから隔離されるようにレシーバ２７２内に設け
られる。

【００３１】 実施形態によっては、「二次」レシーバ搭載型プロセッサが、静電チャック３
０２上又はこれに隣接して配置された「電荷」センサ（図示せず）から直接デー
タを受け取る。かかるセンサは、堆積中の粉末の量をモニターする。レシーバ搭
載型プロセッサは、電気的接触パッド／粉末誘引電極に印加される電圧を適当に
調節することによりかかるセンサからのデータを局所的に解釈してこれに応動す
る。

【００３２】 堆積装置の作用（図６及び図７参照） 作用を説明すると、第１のロボット搬送要素２７０は、レシーバ２７２及びこ
れにくっつけられた静電チャック３０２（図１１参照）を貯蔵ステーション２２
０に移動させる。ステーション２２０Ａでは、静電チャック３０２は、「未使用
」基体に係合し、実施形態によっては、基体に接合されているアラインメントフ
レーム（図示せず）にも係合する。

【００３３】 一実施形態では、ロボット搬送要素２７０は、係合後、レシーバ２７２、静電
チャック３０２、基体及びフレームをアラインメントステーション２３０に移動
させる。アラインメントステーションでは、基体をパッド（例えば、ウレタンフ
ォーム等）に接触させる。かかる接触は有利には、基体を静電チャック３０２に
当ててそのくせ取りをする。基体を静電チャックに当ててくせ取りした後、基体
を静電チャック３０２に当接保持する吸引力を加える。このように堆積表面（即
ち、基体）を平らにしてくせ取りをすることにより、この上に被着されるパウダ
デポジットの首尾一貫性が向上する。別の実施形態では、アラインメントステー
ション２３０は用いられない。これとは異なり、ショットピン（図示せず）及び
ロボット搬送要素の応従性が、かかる機能性を発揮する。

【００３４】 ロボット搬送要素２７０は次に、係合状態のレシーバ２７２、静電チャック３
０２、基体及びフレームを用量測定ステーション２４０に移動させる。ステーシ
ョン２４０において測定装置２４２と整列させた後、基体を測定器具により走査
して、そして基準点から各収集ゾーンＣＺのところの基体までの距離（図８、図
１０ａ〜図１０ｃ及び図１１参照）を計算して記録し、それにより、ベースライ
ンデータを得る。

【００３５】 次に、ロボット搬送要素２７０は、係合状態のレシーバ２７２、静電チャック
３０２、フレーム及び未使用基体を堆積ステーション２５０に移動させる。堆積
ステーション２５０では、基体は、堆積開口部２５８（図６参照）を縁付けする
ガスケット２５９に当接する。粉末堆積エンジン（図１３参照）をオンにして、
堆積開口部２５８を通して、静電チャックの収集ゾーンＣＺの上に位置する領域
で基体上に電着させる。

【００３６】 粉末堆積作業の完了時に、ロボット搬送要素２７０は、基体を、別々に堆積し
た粉末のその補足物と共に用量測定ステーション２４０に戻す。このステーショ
ンでは、測定装置は再び、基体を走査して基準点から粉末の各「デポジット」の
表面までの距離を求める。かかる距離及び先に得られたベースラインデータから
、各堆積の際の粉末の量（例えば容積）を計算する。計算した量が所定の目標量
の所望の範囲から外れていれば、かかる情報を表示する。すると、オペレータは
作業パラメータを調節してプロセスを仕様に収まるよう戻すことができる。別の
実施形態では、プロセスを必要に応じて自動調整するのに自動フィードバックが
行われる。「仕様外れ」ユニットフォームを破棄するのがよい。

【００３７】 用量測定に関し、２つの光学式測定法、即ち、拡散反射法とオプチカルプロフ
ァイロメトリーのうち何れか一方又は両方を用いることができ、これらは共に当
該技術分野では知られている。

【００３８】 拡散反射法は、プローブ光ビーム、例えばレーザビームを、正反射方向とは平
行ではない方向に粉末から反射させ又は散乱させる技術を利用している。本出願
人（本発明者）は、非吸収放射線を用いて拡散反射法に基づいて得られた測定値
は、ユニットフォーム内の粉末の堆積量、少なくとも或る量まではこれと強い相
関を生じることを発見した。限定量は、粉末の性状に応じて様々であり、下側層
中への光の侵入を防止する粉末の量に一致していると考えられる。

【００３９】 非吸収範囲での拡散反射は、粉末の性状に応じて、３又は７ｍｍ堆積「ドット
（点）」につき５０〜４００μｇ又は７５０μｇ〜１μｇという多い量の用量堆
積量を測定する際に良好な正確さをもたらす。拡散反射法は、実質的に粉末のモ
ノ層以下を検出することができる。もしデポジットが単（モノ）層以上であれば
、プローブ光ビームは上側層に部分的に侵入する必要があり、したがってこれを
下側層からの反射光の影響を及ぼして正確な測定が得られるようにする。しかし
ながら、堆積厚さは拡散反射法により測定を行うのに必要な「ランバーティアン
」特性を示すためには実際問題として、堆積厚さには限度（粉末で左右される）
が生じる傾向がある。拡散反射法は又、上述の範囲での用量デポジットの物理的
一様性の尺度にもなる。

【００４０】 オプチカルプロファイロメトリーは、拡散反射法によって正確に測定できる範
囲を越える用量測定値を得るのに有用である。オプチカルプロファイロメトリー
では、光はデポジットに差し向けられ、デポジットの高さを表す角度でデポジッ
トから散乱される。プロファイロメーターは、例えば、共焦点型プロファイロメ
ーターであるのがよい。本発明と関連して用いるのに適した共焦点型プロファイ
ロメーターは、キーエンス（Keyence ）社（日本国のキーエンス・コーポレイシ
ョン又はニュージャージー州ウッドクリフレイク所在のキーエンス・コーポレイ
ション・オブ・アメリカ）からモデルＬＴ８１０５として入手できる。

【００４１】 続けて説明すると、第２のロボット搬送要素２８０は、カバー層及び有利には
貯蔵ステーション２２０からのアラインメントフレームをピックアップし、これ
らをラミネーションステーション２６０のラミネーション支持ブロック５０２（
図１２参照）に送る。測定後用量測定ステーション２４０で完了した後、第１の
ロボット搬送要素２７０は、基体を堆積状態の粉末と共にラミネーションステー
ション２６０に送る。第１のロボット搬送要素２７０は、基体８をカバー層１０
上に配置し、粉末のデポジット１４がカバー層１０内のバブル１２の周囲内に正
しく整列されるようにする（図１２参照）。

【００４２】 第１のロボット搬送要素２７０が遠ざかった後、第２のロボット搬送要素２８
０が戻り、そして、接着ヘッド２８２の操作により、基体とカバー層を互いに取
り付け、ストリップ上に複数のユニットフォームを形成する（図１参照）。自動
化システムでは、仕様外れのユニットフォ−ムをふるい分けして仕様内の（即ち
合格品としての）ユニットフォ−ムが適当に包装される包装ステーションにユニ
ットフォ−ムを自動的に移送するのがよい。

【００４３】 静電堆積装置１は、複数の薬学的又は診断用ユニットフォ−ムを含む製品を提
供し、各ユニットフォ−ムは、有利には所定の目標量から約５％以上はばらつき
を生じない少なくとも１種類の薬学的又は診断用活性成分を含む。

【００４４】 プラットホーム１０２上に設けられる堆積ステーション２５０及び粉末供給装
置４０２を有する堆積「エンジン」は、種々の操作上の問題の源となる場合があ
る。かかる問題としては、例えば、とりわけ、粉末の圧密、非一様な粉末束、粉
末の装入上の問題、動作の不安定性、粉末サイズの限界が挙げられる。国際出願
ＰＣＴ／ＵＳ９９／１２７７２に開示された粉末供給装置（これについては以下
に簡単に説明する）は、かかる問題のうちの多くを解決するよう設計されたが、
この装置には改良の余地が存在する。かかる改良は、本発明の目的である。本明
細書の後で「発明の概要」及び「詳細な説明」において後で説明するかかる改良
策に取り組む前に既存の粉末供給装置の構成例について説明する。

【００４５】 堆積エンジン 例示の粉末供給装置４０２は粉末送出しシステム４０３を有し、この粉末送出
しシステムは、粉末を粉末帯電システム４１６を介して帯電させ、そしてこれを
粉末ディストリビュータに送る。粉末ディストリビュータは、帯電した粉末を、
基体８上への堆積のための堆積ステーション２５０（分かりやすくするために、
電磁チャック及びレシーバは図示していない）に送り、この基体は、堆積開口部
２５８を縁付けするガスケット２５９に当接する。基体上に堆積しなかった粉末
は、圧力差により粉末排出管４２６を通って粉末トラップ４２８に吸い戻される
。粉末トラップ４２８を出たガスは、ＨＥＰＡフィルタ４３０に送られる。

【００４６】 図示の実施形態では、粉末送出しシステム４０３は、オーガ回転モータ４０４
、ホッパ４０６、バイブレータ４０８、オーガ４１０、改良型ベンチュリーフィ
ーダ弁４１２に送気する清浄ガス源４１４及び粉末帯電システム４１６を有し、
これらは図示のように互いに関連づけられている。実施形態によっては、フィー
ダ弁４１２は、粉末帯電システム４１６に送気する。粉末帯電システム４１６を
除き、例示の粉末送出しシステム４０３は、実質的にエンクロージャ４３２内に
配置され、このエンクロージャは、説明の便宜上、想像線で示されている。

【００４７】 図示の実施形態では、粉末帯電システムは、管として具体化されており、これ
は以下において、粉末帯電供給管４１６と称する。しかしながら、他の実施形態
では、図示の管以外の粉末帯電装置を適切に使用できることは理解されよう。

【００４８】 ベンチュリー４１２に代えて、粉末を粉末帯電供給管４１６中に送り込むガス
源を用いてもよい。一実施形態では、ガス源４１４はガス圧力を粉末を供給する
機械的装置の出口に差し向ける。ガスジェットを、その出口のところでの粉末の
解凝集を行うよう差し向けると共に調節するのがよい。

【００４９】 変形実施形態（図示せず）では、図１３に示すホッパ及びオーガ構造に代えて
、粉末を一時的に貯蔵し、これを可動ベルトに送る回転ドラムを用いてもよい。
可動ベルトは次に、粉末を、これをベルトから除去する手段に搬送する。かかる
手段の一例は、粉末を粉末帯電供給管４１６又はこれと連通状態にある導管中に
吹き込む扁平な状態の高速ガスジェットである。

【００５０】 静電堆積法を行うためには、粉末を平らにさせる必要がある。この機能は上述
のように、粉末帯電システム（例えば、粉末帯電供給管４１６）によって達成さ
れる。粉末帯電に関するこれ以上の詳細のうち幾つかについて次に説明する。

【００５１】 一実施形態では、粉末帯電供給管４１６は、粉末がこの管を通過しているとき
にその側部に定期的に衝突すると、摩擦電気による帯電により適当な電荷を粉末
に与える材料で作られている。当該技術分野で知られているように、テフロン（
TEFLON：登録商標）、即ち、ペルフルオロ化ポリマーを用いて正電荷を粉末（粉
末材料に適当な場合）に与えることができ、ナイロン（アミドを主成分とするポ
リマー）を用いると、負電荷を与えることができる。

【００５２】 このように粉末を帯電させる際、管は、もし許容されなければ電弧によって放
電可能な電荷を生じさせる。したがって、導電性包装材又は被膜を粉末帯電供給
管４１６の外部に被着させ、接地させるのがよい。管４１６を例えばアルミニウ
ム又は銅箔で包み又はコロイド状黒鉛製品、例えばミシガン州ポートヒューロン
所在のアチェソン・コロイズカンパニーから入手できるアクアダグ（Aquadag ：
登録商標）で被覆するのがよい。変形例として、粉末帯電供給管４１６を黒鉛又
は別の導電性粒子、例えば、銅又はアルミニウム、接着剤ポリマー及びキャリヤ
溶剤を含み、接着剤ポリマーの「粘着性」を適当に保存する量で混合した配合物
で被覆してもよい。かかる配合物の一例は、２４６ｇのトリクロロエチレン、３
０ｇのポリイソブチレン及び２２．５ｇの黒鉛粉末である。

【００５３】 上述の接地方式によって除かれる電荷をモニターすると、粉末帯電供給管４１
６中の粉末束の尺度を提供することができる。このデータは有利には、分析のた
めプロセッサＰに送られる。かかる分析の結果として、堆積作業パラメータを適
宜加減して仕様に適合した作動状態を維持することができる。

【００５４】 電荷を粉末に与える別の方法は、「誘導」帯電法によるものである。誘導帯電
法を行う一方法は、誘導帯電領域を粉末帯電供給管４１６中に組み込むことであ
る。具体的に説明すると、粉末帯電供給管４１６の少なくとも一部は、電源から
一方の極によって付勢される材料、例えばステンレス鋼から成り、逆の極が、粉
末が接触する近くの金属構造部材に取り付けられる。その結果、強い電界領域が
接触箇所のところに生じる。所望の電荷量を粉末に与えるために接触箇所を所望
に応じて変化させることができる。一実施形態では、誘導帯電法は、上述の摩擦
電気方式と関連して用いられる。

【００５５】 さらに別の実施形態では、粉末を、当業者にはなじみのある「コロナ帯電」に
よって帯電させる。これについては例えば、Ｊ・Ａ・クロス（Cross ）著“Elec
trostatics: Principles, Problems and Applications ”IOA Publishing Limit
ed（1987）４６〜４９頁を参照されたい。

【００５６】 上述のように、粉末帯電供給管４１６は、帯電粉末を粉末ディストリビュータ
４１８を介してエンクロージャ２５２によって包囲された堆積ステーション２５
０内へ送り込む。例示の実施形態では、粉末ディストリビュータ４１８は、ノズ
ル４２２から垂下した回転バッフル４２４を有している。ノズルモータ４２０が
、回転バッフルを駆動する。

【００５７】 基体８に向かって動いている粉末は、制御グリッド２５４を通過する。制御グ
リッド２５４は有利には、静電チャック（図１２には示さず）の収集ゾーンＣＺ
の下に約０．５〜約１．０インチの距離のところに配置され、粉末に予定されて
いる極性でかかる距離の０．５インチ当たり約５００ボルトのバイアス電圧がか
けられる。かくして、制御グリッド２５４は、堆積ステーション２５０内の下方
の帯電粉末雲によって生じる電界のばらつきから静電チャックの近くの電界を安
定させる。

【００５８】 制御グリッド２５４は例えば、一連の互いに平行な電線であるのがよく、例え
ば、１本の電線の「スイッチバック」から形成するのがよく、或いは変形例とし
て電線から成るグリッドで形成してもよい。電線の互いに平行な部分相互間の間
隔は有利には、約５〜約１５ｍｍの範囲にある。粉末雲束の割合を、発光装置２
５６（例えば、レーザユニッタ）と光検出器２５７との間の光の減衰度を測定す
ることによりモニターすることができる。この値をプロセッサＰに伝送するのが
よい。

【００５９】 上述の堆積エンジンを通るガス／粉末の流れに変動が生じることが判明した。
かかる変動は、堆積性能にマイナスの影響を与える。変動の原因のうち少なくと
も幾つかは次の通りである。 （１）回転バッフル４２４及び堆積ステーション２５０の幾つかの実施形態の非
軸対称幾何学的形状、 （２）粉末送出しシステム４０３の幾つかの実施形態によって粉末を送り出す手
法としてのパルス化方法、 （３）境界層の分離及び渦励振に起因する流れの不安定性である。

【００６０】 かかるガス／粉末の流れの変動を抑制して堆積装置の性能を向上させることが
望ましいことは理解されよう。

【００６１】 〔発明の概要〕 本発明の例示の実施形態によれば、既存の堆積装置中に見受けられる流れの変
動をフローディフューザを用いて減少させる。既存の堆積装置の粉末ディストリ
ビュータに代えて用いられるフローディフューザは、粉末の流れの方向に増大す
る断面積を備えた導管を有している。断面積の増加は、静電力がガスを介して運
搬される粉末の動きに勝る速度までガスの流れを制御自在に減速させる。

【００６２】 幾つかの実施形態においては、ディフューザは、１以上の流れ制御機能を有し
ている。第１の流れ制御機能は、ガスをディフューザの壁の近くで「境界層」に
注入させる１以上の適当な形状の環状スリットを有している。注入されたガスは
、境界層内のガスよりも大きな運動量を有している。かかる注入ガスは、以下に
記載する幾つかの目的にかなっている。

【００６３】 １．境界層分離の傾向を減少させること。 ２．「粉末雲」（即ち、粉末運搬ガス）をディフューザの中心軸線に差し向け
ると共に付形すること。かかる付形は、帯電粒子が互いに反発する既存の傾向を
抑制し、この傾向はもしそうしなければ、粉末がディフューザの中心軸線から離
れて移動するようにさせる。 ３．粉末雲中に含まれた粉末がディフューザ壁にくっついたままになる傾向を
減少する「ガスカーテン」効果をもたらす。

【００６４】 第２の流れ制御機能は、ディフューザの周囲にぐるりと適当な場所に設けられ
た１以上の環状スリット又は多数のスロット／穴を有している。かかる開口部は
、圧力差発生手段と流体連通している。圧力差発生手段は、ディフューザの開口
部前後に圧力差を生じさせ、ディフューザの外部に加わる圧力がディフューザの
内部の圧力によりも小さくなるようにする。したがって、ゆっくりと流れている
境界層中の粉末運搬ガスの一部が取り出される。かかるゆっくりと流れるガスを
減少させることにより、ディフューザ中の粉末含有ガスの速度プロフィールが平
坦化される。かかる速度プロフィール平坦化は、流れの分離を防止し又は少なく
ともその開始を遅らせることにより粉末を含有ガス流を安定化させる傾向がある
。

【００６５】 かくして、ディフューザ、流れ制御機能及び堆積ステーションへの粉末送出し
に関連した他の要素は有利には、粉末を含有ガスの速度の空間的ばらつき及び一
時的ばらつきを減少させる。その結果得られる流れの場の一様性の向上が、堆積
操作に対する制御を向上させる。かかる制御の向上の結果として、堆積の一様性
及び精度（即ち、目標量からの活性成分の量のばらつき）が向上することになる
。

【００６６】 〔詳細な説明〕 この詳細な説明の項では、よく知られている流体力学上の概念が参照され、か
かる概念としては例えば、「境界層」及び「流れの分離」理論が挙げられる。か
かる概念は当業者には周知なので、本明細書においてはこれらについて定義した
り説明することはしない。

【００６７】 図１４は、本発明の教示に従って構成された堆積装置の一部１Ａを示している
。図１４に示す装置の一部１Ａは、粉末帯電供給管４１６の一部、フローストレ
ートナ５１７、ディフューザ５１８及び堆積ステーション５５０を有している。
図１４は又、基体８、静電チャック３０２及びレシーバ２７２を示しており、こ
れらは全て堆積ステーション５５０に関連づけられている。

【００６８】 粉末含有ガスは、粉末帯電供給管４１６を出て、フローストレートナ５１７に
入り、ここで、粉末含有ガス中の乱流が減少する。本明細書の後の方で詳細に説
明するように、フローストレートナは、ディフューザ内のフロープロフィールを
整えるように使用できる。フローストレートナ５１７からの粉末含有ガスはディ
フューザ５１８に入る。ディフューザ５１８の横断面は、流れの方向に増大して
いる。したがって、平均流体速度は、粉末含有ガス５４０はディフューザ５１８
を通って流れるにつれて減少する。粉末含有ガスがディフューザを通って流れる
と、この粉末含有ガスは最終的に、粉末の空間電荷、電磁チャック３０２及び任
意的に用いられる合焦電極（図１６及び図１７参照）によって生じる静電力が粉
末の動作状態を上回る程度までガス速度が遅くなる領域に遭遇する。この領域は
、「粒子ドリフトゾーン」５３４と呼ばれている。粒子ドリフトゾーン５３４の
特定の場所は、フローパラメータ及び静電界の強さで決まる。一例を挙げると、
ある実施形態では、粒子ドリフトゾーンは、ディフューザの後半分以上という多
くの領域を占める場合がある。

【００６９】 ディフューザ５１８は、利用されている堆積法に見合った材料から作られてい
る。例えば、図示の実施形態では、ディフューザは、静電堆積法と関連して用い
られている。したがって、ディフューザ５１８の壁５２１の内壁は、電界を受け
入れてこれを維持できなければならない。さらに、この材料は、粉末の帯電特性
及び帯電法と両立する必要がある（例えば、もし粉末が正に帯電される場合、壁
５２１を構成する材料は、正の電荷を負の電荷に変えてはならない）。さらに、
ディフューザが医薬品を製造している方法と関連して用いられる程度まで、材料
は、関連のＦＤＡ基準を満足しなければならない。

【００７０】 当業者には明らかなように、本発明のディフューザを静電堆積法を関連して用
いる場合、ディフューザを誘電体、例えば、種々のプラスチックのうち何れかか
ら形成する必要があり、かかるプラスチックとしては、アクリル樹脂、ポリカー
ボネートプラスチックが挙げられるが、これらには限定されない。本発明を他形
式の粉末堆積法と関連して又はより一般的に、他形式の粉末送出しシステムに用
いる程度まで、材料に関する他の要件が制約として働く場合がある。

【００７１】 帯電粉末５４４は、流動している流体の空気力学的力の制御下でディフューザ
を通過し、ついには、粒子ドリフトゾーン５３４に入るようになる。粒子ドリフ
トゾーンでは、ディフューザのこの領域では静電力が空気力学的力よりも大きい
ので静電力は、粉末の動きを左右する。換言すると、粒子ドリフトゾーン５３４
内では、粉末は、ガスの流線を辿ることがない。

【００７２】 実質的に粉末の無いガス５４２は、環状スリット５３０のところでディフュー
ザ５１８から抜き出される。このガスは最終的には、幾つかの円周方向に設けら
れた出口５２６を経て取り出される。環状スリット５３０は、ディフューザ５１
８によって得られる一様なフロープロフィールに乱流をもたらさないようにする
ために領域５３２のところに示すように有利には十分に丸いものである。粉末５
４４は、電磁チャック３０２の収集ゾーン（図示せず）の上に位置した領域のと
ころで基体８上に堆積する。

【００７３】 実施形態によっては、１以上の流量制御機能が、有利には、ディフューザ５１
８と関連して用いられる。第１の流量制御機能は、ディフューザ内の「境界層」
流れ中へのガス５４８の注入である。例えば窒素であるのがよい注入ガスは、境
界層中を流れる粉末含有ガスよりも大きな運動量を有する必要がある（かかる運
動量の計算は当業者によって容易に行われる）。注入ガスを、ディフューザ５１
８に設けられた１以上の環状スリットから成る境界層ガスインジェクタ中に導入
する。図１４に示す実施形態は、ガスを２つの場所、即ち、ディフューザ５１８
の入口の近くに設けられた第１の注入スリット５２０及びディフューザの中間点
の近くに設けられた第２の注入スリット５２２中のところで境界層中に注入する
。

【００７４】 境界層注入ガスは、薄い又は扁平な流れの形態でディフューザ内に注入され、
そして壁５２１に沿って流れるよう「差し向けられる」。一実施形態では、ガス
は、注入スリット（例えば、５２０，５２２）がガスを壁５２１に向けて注入す
るようにすることにより壁５２１へ差し向けられる。別の実施形態では、注入ス
リットは、ガスを壁５２１に沿って注入する。さらに、別の実施形態では、注入
スリットは、ディフューザの壁５２１に対して実質的に垂直である（即ち、名目
上、注入ガスを近く壁５２１から遠ざけて中央流れ領域に差し向ける）。この後
に述べた実施形態では、スリットの「上流側」壁（即ち、ディフューザの入口の
最も近くに位置するスリット壁）は、鋭い縁を備え、スリットの「下流側」壁は
、十分に丸くなった縁を備えている。この構造の採用の結果として、注入ガスは
、丸い縁部を周って進み壁５２１の近くに位置したままになる。コアンダ効果と
呼ばれているこの現象は、当業者には知られている。

【００７５】 境界層ガス注入法は、流れの一様性を向上させる。特に、かかる注入により、
ディフューザ５１８の壁５２１の内面のところでの流れの分離が軽減し、又は阻
止される。さらに、ガス注入は、ディフューザ５１８の中心軸線５１９（図１５
参照）に向かう粉末含有ガス５４０の「付形」又は「かじ取り」を行う。かかる
かじ取りは、帯電粒子がかかる同一の極に帯電した粒子の相互反発に起因して中
心軸線から遠ざかる傾向を抑制する。加うるに、かかるガス注入は、「ガスカー
テン」効果を生じさせ、この効果では、ガス５４０中に含まれた粉末は、ディフ
ューザ壁５２１の内面から遠ざけられたままであり、それにより、粉末がこの内
面上に堆積する傾向を減少させる。

【００７６】 例示の境界層ガスインジェクタの別の実施形態を図１５〜図１９と関連して説
明する。図１５は、図１４に示すディフューザ５１８の注入スリット５２０の近
くの領域の「拡大状態」を示している。図１５に示す実施形態では、境界層ガス
インジェクタは、２つのノズル６６０Ａ，６６０Ｂ、環状チャネル６６２及び締
結具（ボア６６４Ａ，６６４Ｂによって受け入れられる）を更に有している。境
界層中に注入されるようになったガスは、ノズル６６０Ａ，６６０Ｂから環状チ
ャネル６６２に送られる。ボア６６４Ａ，６６４Ｂによって受け入れられた締結
具、例えば、ねじ等（図示せず）は、スリット５２０のサイズを加減する。特に
、締結具のうちの１つ（例えば、ボア６６４Ａ内の締結具）を他の締結具（例え
ば、ボア６６４Ｂ内の締結具）よりも強く締めることにより、スリットは、１領
域のところの方が（例えば、ボア６６４Ｂの近く）別の領域（例えば、ボア６６
４Ａの近く）のところよりも僅かに大きくなる。

【００７７】 ノズル６６０Ａ，６６０Ｂ内への注入ガスの流量が等しい場合、注入ストリッ
プ５２０を通る注入ガスの流量は、注入スリットが比較的大きな領域では比較的
大きくなるであろう。境界層ガス注入のかかるばらつきは、ディフューザ５１８
の出口の近くの流れ分布状態に影響を及ぼし、最終的には、基体８上の粉末分布
状態に影響を及ぼす場合があることが判明した。

【００７８】 本発明の教示にしたがって構成されたディフューザの別の実施形態では、図１
６に示すように追加の注入ノズルを導入することにより、境界層ガス注入を局所
的に変化させる。図１６は、環状チャネル６６２の平面断面図である。図１６に
示すように、４つのノズル６６０Ａ〜６６０Ｄが、注入ガスの環状チャネル６６
２に送る。ノズル６６０Ａ〜６６０Ｄを通る注入ガスの流れを個々に変化させる
ことにより、ディフューザ５１８の出口の近くの流れ分布状態に影響を及ぼすこ
とができる（例えば、より多くの量の粉末を基体の特定の領域に差し向けること
ができる）。４つのノズルが図１６に示されているが、これよりも多くの数のノ
ズルを用いることができ、それにより、下流側粉末分布状態の制御の度合が一層
大きくなる。

【００７９】 図１７は、環状チャネル７６２が仕切り７６６により幾つかの領域にセグメン
ト化されたさらに別の実施形態を示している。かくして、チャネルの特定の領域
内の注入ガスの流れは、その領域に送気するノズルにより定められる。かかる構
成は、図１６に示す連続環状チャネル６６２よりも下流側粉末分布状態の制御の
度合が大きいことが見込まれる。

【００８０】 本明細書の最初の方に説明したように、電磁チャック３０２上又はその近くに
設けられた「電荷」センサ（これは実際には、電流を測定する）を用いると、基
体上に領域を基準として又は局所的に堆積中の粉末の量を求めることができる。
ある実施形態では、センサは、各収集ゾーンＣＺのところに設けられ、したがっ
て粉末分布状態が基体８を横切る各箇所で分かるようになる。かかる情報を、境
界層ガス注入流れが粉末分布状態の偏りを是正するよう調節される閉ループ制御
システム（フィードバック又はフィードフォワード）について基準として用いる
ことができる。

【００８１】 図１８は、電荷センサＣＳからの出力が処理エレクトロニクスＰＥに送られ、
粉末分布状態の指示がオペレータに与えられる（例えば、ディスプレイ装置ＤＤ
上に表示される）手動制御方式を示している。オペレータは次に、流量制御手段
、例えば、質量流量コントローラＭＦＣにより境界層ガス注入を手動で調節する
ことができ、かかる流量制御手段は、各ノズル６６０を通る注入ガスの流量を個
々に制御する。

【００８２】 図１９は、電荷センサＣＳの出力が適当な処理エレクトロニクスＰＤに送られ
る自動制御ループを示しており、かかる処理エレクトロニクスとしては、粉末分
布状態の欠陥を直すのに境界層流れをどのように調整すべきかを定める適当にプ
ログラムされたプロセッサＰＰが挙げられる。各ノズル６６０に送気する流量制
御弁ＣＶの動作状態を制御するコントローラＦＣの設定値をリセットする１以上
の信号ＲＳを発生させる。コントローラＦＣは、制御された弁が歩進的に開閉し
、それにより、これを通る流量を増減するようにする制御信号ＣＳを発生させる
。

【００８３】 本発明のディフューザの幾つかの実施形態と関連して用いられる第２の流量制
御機能は、ガスが境界層ガスアスピレータを通る壁５２１の内面に隣接したゆっ
くりと動いている境界層（図示せず）から抜き出される「境界層」ガス吸引であ
る。境界層ガスアスピレータは、壁５２１に設けられていて、ガス５４６を抜き
出す１以上の開口部及びガス５４６をかかる開口部を通して引くかかる開口部前
後の圧力差を生じさせる圧力差発生手段を有している。図１４に示す実施形態で
は、境界層ガスアスピレータは、壁５２１に設けられた多数の列をなすスロット
５２４を有している。図１４に示すように、スロット５２４は有利には、隣の列
のスロット５２４から列ごとを基準にしてずれている。他の実施形態では、注入
スリット５２０，５２２のように構成された環状スリットが、境界層ガス吸引の
ために利用可能である。

【００８４】 図示の実施形態では、圧力差発生手段は、耐圧性シェル／エンクロージャ５２
８及びシェル５２８と流体連通状態にある吸引流れ発生手段（図示せず）を含む
。吸引流れ発生手段は、上記エンクロージャ５２８から出る流れ５５０を生じさ
せる。流れ５５０は、境界層からガス５４６を引き出す差圧を穴５２４前後に生
じさせる。流れ５５０を種々の周知の方法で、例えば、ピストン又はダイヤフラ
ム型真空ポンプ又はジェットエゼクタを用いることにより発生させることができ
る。

【００８５】 本発明の幾つかの実施形態では、「羽根」（図示せず）がディフューザ内に設
けられる。かかる実施形態のうちの１つでは、羽根は、長手方向中心軸線５１９
の周りに半径方向に配置される。かかる実施形態のうちの別のものでは、羽根は
、長手方向軸線５１９を中心とする多数の同心リングとして構成される。羽根は
、粉末含有ガス５４０の速度プロフィールを平らにし、流れの分離を妨害する。
しかしながら、かかる羽根は、粉末含有ガス５４０から粉末を収集する傾向をも
つ場合がある。

【００８６】 上述の流量制御機能（即ち、境界層ガス注入、境界層ガス吸引及び羽根）は、
幾つかの実施形態では個々に、他の実施形態では種々の組合せで用いられること
は理解されるべきである。

【００８７】 ディフューザの「テーパ角度」（これは、２θで表されている（図２０参照）
）は、ディフューザの性能に影響を及ぼす。周知の方程式がテーパ角度と性能パ
ラメータとの関係を表すが、ディフューザの抵当なテーパ角度は、サンプルとし
てのディフューザを製作し、次にこれらの性能を評価することによって最もよく
決定される。

【００８８】 本明細書において説明する流量制御機能は、より大きなテーパ角を利用しやす
くし、その結果、比較的「短い」ディフューザが得られる。テーパ角度が約１５
°であれば、これは上述の追加の流量制御機能を利用しないディフューザに適し
ていることが判明した。一般的には、約１０°〜約１７°の範囲内にあるテーパ
角度がかかる用途に適していることが見込まれる。かかる流量制御機能を用い、
そして滑らかで十分に丸い表面を移行領域（例えば、軸方向スリット、フロース
トレートナ及びディフューザとの間の境界等）に設けることにより、著しく大き
なテーパ角度が許容される。具体的に説明すると、かかる状況では、満足の行く
性能は、約２５°〜約３０°という大きなディフューザテーパ角度で得ることが
できるということが見込まれる。

【００８９】 例示のディフューザ５１８は、一定のテーパ角度（例えば１５°）を有してい
る。図２１に示す別の実施形態では、ディフューザ８１８の第１の部分８７０は
、一定のテーパ角度を有し、ディフューザ８１８の第２の部分８７６は、増大す
るテーパ角度を有している。第２の部分８７６の最初の部分８７８の近くに位置
するディフューザの表面上の箇所８８２のところのテーパ角の半分θ₁と第２の
部分８７６の出口８８０の近くに位置するディフューザの表面上の箇所８８４の
ところの円錐角の半分θ₂とを比較されたい。

【００９０】 第１の部分８７０では、比較的中程度のテーパ角度（例えば、１０°〜１７°
）が、ディフューザ８１８内に所望のフロープロフィールを生じさせるのに役立
つ。いったんこれが得られると、所望のフロープロフィールを維持しながらテー
パ角度を次第に増大させるのがよい。テーパ角度の増大により、ディフューザの
長さが減少する（ディフューザの出口の近くの目標直径が所与の場合）。ディフ
ューザの壁のところの急峻な移行部が、フロープロフィールを壊すことになるの
で、第２の部分８７６の最初の部分８７８のところのテーパ角度は有利には、第
１の部分８７０の端部８７４のところのテーパ角度に等しい。ディフューザの第
１の部分及び第２の部分についてテーパ角度を選択することは、特定用途向けの
作業である。より詳細には、テーパ角度は、ガス供給速度、粉末供給速度及び電
荷で決まる。一例を挙げると、第１の部分８７０についてのテーパ角度は典型的
には約１０°〜約１７°の範囲にあるが、これには限定されない。第２の部分８
７６の最初の部分８７８のところのテーパ角度は典型的には、約１０°〜約１７
°の範囲にあり、第２の部分８７６の端部８８０の近くのテーパ角度は、典型的
には約２５°〜約３５°の範囲にある。

【００９１】 本発明の幾つかの実施形態では、フローストレートナが、ディフューザ内のフ
ロープロフィールを「自由に設定し」」又は調整するためにディフューザと関連
して用いられることは上述した。図２２及び図２３は、ディフューザ内の粉末含
有ガス５４０のフロープロフィールを整えるのに適したフローストレートナの実
施形態を示している。

【００９２】 図２２は、ディフューザ５１８に関連づけられたフローストレートナ９１７を
示している。フローストレートナとディフューザとの間の移行領域９２０は、流
れの不安定性の恐れを減少させる（例えば、粉末含有ガス５４０から沈降する粉
末等）フローストレートナ９１７は、複数の管９２２から成っている。管９２２
は、約１０／１〜６０／１の範囲の長さと直径の比（Ｌ／Ｄ）を有している。粉
末含有ガス５４０をかかる管に通すと、その結果、粉末含有ガス５４０がディフ
ューザ５１８に入るときに比較的平らなフロープロフィールが得られることにな
る。

【００９３】 ディフューザの出口の近くの粉末含有ガスのフロープロフィールは、或る程度
は、かかるガスがディフューザに入る前の粉末含有ガスのフロープロフィールで
左右されることが判明した。したがって、幾つかの実施形態では、フローストレ
ートナ９１７は有利には、粉末含有ガス５４０のフロープロフィールを所望に応
じて整えるのに用いられる。

【００９４】 一実施形態では、粉末含有ガス５４０のフロープロフィールは、フローストレ
ートナ９１７内の管９２２の直径に変化をつけることにより整えられる。フロー
ストレートナ１０１７の断面端面図である図２３は、管９２２の直径がフロース
トレートナの中心軸線からの半径方向距離が増すにつれて増大する実施形態を示
している。かくして、中心軸線と整列状態にある管９２２Ｄは、直径が最も小さ
く、６本の管９２２Ｃは、管９２２Ｄよりも直径が幾分大きく、６本の管９２２
Ｂは、管９２２Ｃよりも直径が大きく、フローストレートナの壁９２４の近くに
位置する６本の管９２２Ａは、直径が最も大きい。

【００９５】 図２３に示す構成は全体として、同一直径の管を有するフローストレートナと
比較して、壁５２１の近くのガスの速度を増大させる。かくして、かかる方式は
、特定の設計のディフューザが受け入れることができないほど大きな半径方向速
度勾配を示す場合、ディフューザを横切るフロープロフィールを平らにするのに
使用できる。他の実施形態では、ディフューザ内のフロープロフィールに所望通
りに別の変化を生じさせるのに直径が同一ではない管の構成が用いられる。

【００９６】 「合焦電極」が有利には、粉末を基体８上に堆積させるのに電磁チャックと関
連して用いられることは上述した。かかる合焦電極１１５２の実施形態が、図２
４（側面図）及び図２５（電磁チャックの底面図）に示されている。

【００９７】 図２４に示す実施形態では、合焦電極１１５２は、基体８の近くに配置されて
いる。合焦電極は、取り外しが容易なように、例えばクリーニング等のために構
成されている。

【００９８】 図２５に示す実施形態では、合焦電極１１５２は、導体、例えば銅で被覆され
た誘電体から成る。電極１１５２は、電磁チャック３０２の収集ゾーン（図示せ
ず）と整列した複数の開口部１１５４を有している。電極１１５２は、粉末に帯
電している電荷と同一の極を持つ電荷を導体上に生じさせるよう動作できる制御
電圧源（図示せず）と接触状態にある。かくして、粉末は「かじ取りされて」導
体から離れ、穴１１５４を通って基体８に移される。

【００９９】 上述の実施形態は本発明の例示に過ぎず、当業者であれば本発明の範囲から逸
脱することなく多くの改造例を想到できることは理解されるべきである。したが
って、かかる改造例は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及びその均等
範囲に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 複数のユニットフォームを含むストリップの等角図である。

【図２】 基体から一部が分離されたストリップパッケージのカバー層を示す図である。

【図３】 例示のユニットフォームの側面図である。

【図４】 図３の例示のユニットフォームの平面図である。

【図５】 図１〜図４のユニットフォームを製造させるのに適した装置の高レベルブロッ
ク図である。

【図６】 処理作業が行われるプラットホームの平面図である。

【図７】 図５のプラットホームの側面図である。

【図８】 例示の静電チャックの第１の表面の平面図である。

【図９】 例示の静電チャックの第２の表面の平面図である。

【図１０ａ】 収集ゾーン近くの図８及び図９の静電チャックの実施形態の断面側面図である
。

【図１０ｂ】 収集ゾーン近くの図８及び図９の静電チャックの実施形態の断面側面図である
。

【図１０ｃ】 収集ゾーン近くの図８及び図９の静電チャックの実施形態の断面側面図である
。

【図１１】 静電チャックが取り付けられた例示のレシーバの下面を示す図である。

【図１２】 基体とカバー層を互いに積層する積層支持ブロックを示す図である。

【図１３】 粉末を基体上に静電作用で堆積させる堆積エンジンを示す図である。

【図１４】 本発明の教示に従って構成された改良型堆積装置の一部を示す図であり、図示
のこの一部がディフューザを有している状態を示す図である。

【図１５】 例示の境界層ガスインジェクタを示す図である。

【図１６】 境界層ガスインジェクタに設けられた環状チャネル及び４つの注入ノズルの第
１の例示の実施形態の断面平面図である。

【図１７】 境界層ガスインジェクタに設けられた環状チャネル及び４つの注入ノズルの第
２の例示の実施形態の断面平面図である。

【図１８】 粉末堆積データに応じて境界層ガスインジェクタを調節する手動制御システム
の例示の実施形態を示す図である。

【図１９】 粉末を堆積データに応じて境界層ガスインジェクタを調節する自動制御システ
ムの例示の実施形態を示す図である。

【図２０】 ディフューザの形状を説明するのに用いられる特徴的な角度を示す図である。

【図２１】 本発明のディフューザの別の実施形態を示す図である。

【図２２】 本発明のディフューザと関連して用いられる例示のフローストレートナを示す
図である。

【図２３】 フローストレートナ内の管を示す断面端面図である。

【図２４】 静電堆積法と関連して用いられる合焦電極の側面図である。

【図２５】 静電チャックの底部からみた合焦電極を示す図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年５月２８日（２００２．５．２８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０ａ】

【図１０ｂ】

【図１０ｃ】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２１】

【図２２】

【図２３】

【図２４】

【図２５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ケラー デイヴィッド アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 18940 ニュートン ケンブリッジ レー ン 353 (72)発明者 マクジン ジョセフ トーマス アメリカ合衆国 ニュージャージー州 08822 フレミントン フェザーベッド レーン 46 Ｆターム(参考） 3F047 AA11 AB00 BA02 CC06 DB00 4C076 AA29 GG02 4F034 AA01 BA14 BA36 BB04 BB25

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電作用で粉末を基体上に堆積させる装置であって、粉末を
   前記基体に差し向ける粉末供給装置を有し、前記粉末供給装置は、ディフューザ
   と、前記粉末を第１のガス中に含有させた状態で前記ディフューザに送る粉末送
   出しシステムとを有し、粉末送出しシステムは、電荷を前記粉末に与える粉末帯
   電システムを有し、前記ディフューザは、帯電粉末を前記粉末送出しシステムか
   ら受け入れ、前記帯電粉末を含む前記第１のガスの速度を、静電力が前記帯電粉
   末の運動を制御して前記帯電粉末を前記基体に引き付ける程度まで減少させるよ
   う動作できることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 前記ディフューザのテーパ角度は、約１０〜約１７°である
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記ディフューザを通る前記第１のガス及び前記帯電粉末の
   流れの一様性を向上させる少なくとも１つの流れ制御機能を更に有していること
   を特徴とする請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】 前記少なくとも１つの流れ制御機能は、境界層ガスインジェ
   クタから成ることを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 前記境界層ガスインジェクタは、前記ディフューザの壁に設
   けられていて、第２のガスを前記境界層中に注入させる少なくとも第１の環状ス
   リットを有していることを特徴とする請求項４記載の装置。
6. 【請求項６】 前記第２のガスは、前記境界層中を流れる前記第１のガスの
   一部の第１の運動量よりも大きな第２の運動量を有していることを特徴とする請
   求項５記載の装置。
7. 【請求項７】 前記境界層ガスインジェクタは、前記環状スリットと流体連
   通状態にある環状チャネルを更に有し、前記第２のガスは、前記環状チャネル中
   へ注入されることを特徴とする請求項５記載の装置。
8. 【請求項８】 前記境界層ガスインジェクタは、前記第２のガスを前記環状
   チャネル中へ注入する少なくとも２つのノズルを更に有していることを特徴とす
   る請求項７記載の装置。
9. 【請求項９】 前記境界層ガスインジェクタは、前記２つのノズルを通る前
   記第２のガスの流れを別個独立に制御する流れ制御手段を更に有していることを
   特徴とする請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記第１の流れ制御機能は、境界層ガスアスピレータから
    成ることを特徴とする請求項１記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記境界層ガスアスピレータは、前記ディフューザの壁に
    設けられた少なくとも第１の環状スリットと、前記第１の環状スリット前後に圧
    力差を生じさせて前記境界層中の前記第１とガスの少なくとも幾分かが前記第１
    の環状スリットから取り出されるようにする圧力差発生手段とを有していること
    を特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記圧力差発生手段は、前記第１の環状スリット周囲環境
    から隔離する耐圧性エンクロージャと、前記耐圧性エンクロージャという流体連
    通状態にある吸引流れ発生手段とから成ることを特徴とする請求項１１記載の装
    置。
13. 【請求項１３】 前記ディフューザのテーパ角度は、約１５〜約３０°の範
    囲にあることを特徴とする請求項３記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記ディフューザは、入口及び出口を備えていて、テーパ
    角度が一定の第１の部分と、前記第１の部分の前記出口に隣接して位置した入口
    を備える第２の部分とを有し、前記第２の部分は、前記ディフューザの出口まで
    延びていて、前記第２の部分は、前記第２の部分の前記入口のところの最小から
    ディフューザの前記出口のところの最大まで増大する可変テーパ角度を備えてい
    ることを特徴とする請求項１記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記一定のテーパ角度は、約１０〜約１７°の範囲にあり
    、前記可変テーパ角度は、前記第２の部分の前記入口のところでは約１０〜約１
    ７°の範囲にあり、前記可変テーパ角度は、ディフューザの前記出口のところで
    は約２５〜約３０°の範囲にあることを特徴とする請求項１４記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記第１のガスで運ばれる前記帯電粉末を受け入れ、これ
    を前記ディフューザに送るフローストレートナを更に有し、前記フローストレー
    トナは、前記第１のガスの速度プロフィールを平坦化させるよう動作できること
    を特徴とする請求項１記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記フローストレートナは、前記第１のガス及び前記帯電
    粉末を流通させる複数の管から成っていることを特徴とする請求項１６記載の装
    置。
18. 【請求項１８】 前記管の長さと直径の比は、約１０：１〜約６０：１の範
    囲にあることを特徴とする請求項１７記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記管のうち少なくとも幾つかは、前記管のうち他のもの
    とは異なる直径を有していることを特徴とする請求項１７記載の装置。
20. 【請求項２０】 前記ストレートナの長手方向中心軸線と整列した管が、前
    記長手方向中心軸線から外れて位置する管よりも小さな直径を有していることを
    特徴とする請求項１９記載の装置。
21. 【請求項２１】 １以上の収集ゾーンを備えた電磁チャックを更に有し、収
    集ゾーンは各々、バイアス源と関連して、前記静電力を発生させるよう動作可能
    であり、前記基体は、前記収集ゾーンの上に位置した状態で前記静電チャックに
    着脱自在に係合されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
22. 【請求項２２】 各収集ゾーンのところに堆積した粉末の量を表すデータを
    得るよう動作できるセンサと、境界層ガスインジェクタとを更に有し、境界層ガ
    スインジェクタは、前記ディフューザの壁に設けられていて、第２のガスを前記
    境界層中へ注入させる少なくとも１つの環状スリットと、前記第２のガスを前記
    環状チャネル中に注入する少なくとも２つのノズルと、前記センサによって得ら
    れた前記データに応答して前記第２のガスの前記注入具合いを調節する手段とを
    有していることを特徴とする請求項２１記載の装置。
23. 【請求項２３】 各収集ゾーンの上に位置する領域で前記基体上に堆積した
    前記粉末の量を表すデータを得るための光学式検出装置を更に有していることを
    特徴とする請求項２１記載の装置。
24. 【請求項２４】 前記電磁チャックを、前記基体に係合するよう第１の位置
    に移動させ、前記粉末が前記基体上に堆積される第２の位置まで移動させ、そし
    て、前記光学式検出装置によって得られた測定データを受け取る第３の位置まで
    移動させるよう動作できる搬送要素を更に有していることを特徴とする請求項２
    ３記載の装置。
25. 【請求項２５】 前記粉末送出しシステムは、前記粉末を一時的に貯蔵する
    ドラムと、前記粉末を前記ドラムから受け取る可動ベルトと、前記粉末を前記駆
    動ベルトから取り出す手段と、前記取り出した粉末を受け入れ、これを前記粉末
    帯電供給管に差し向ける手段とを有していることを特徴とする請求項１記載の装
    置。
26. 【請求項２６】 前記粉末帯電システムは、粉末帯電供給管から成ることを
    特徴とする請求項１記載の装置。
27. 【請求項２７】 ディフューザを有する装置であって、前記ディフューザは
    、第１の流体の流れ方向に増大する断面積を備えた導管と、前記導管の壁に設け
    られていて、第２の運動量を持つ第２の流体を注入させる第１の環状スリットと
    を有し、前記第２の運動量は、前記第１の流体の僅かな部分の第１の運動量より
    も大きく、前記僅かな部分は、境界層中を流れることを特徴とする装置。
28. 【請求項２８】 前記ディフューザは、前記壁に設けられていて、前記第１
    のガスの前記僅かな部分の一部を取り出す第２の環状スリットを更に有している
    ことを特徴とする請求項２７記載の装置。
29. 【請求項２９】 前記第２の環状スリット前後に圧力差を生じさせて前記第
    １のガラスの前記僅かな部分の前記一部が前記第２の環状スリットを通して取り
    出されるようにする圧力差発生手段を更に有していることを特徴とする請求項２
    ８記載の装置。
30. 【請求項３０】 前記壁に設けられていて、前記第１のガスの僅かな部分を
    取り出す第３の環状スリットを更に有していることを特徴とする請求項２９記載
    の装置。
31. 【請求項３１】 前記装置は、医薬品又は医療診断用製品を製造し、前記第
    １の流体は、活性成分を含む粉末から成ることを特徴とする請求項２７記載の装
    置。
32. 【請求項３２】 ガス中に同伴される粉末から成る第１の流体が第１の端部
    から第２の端部まで流れるようにする導管を有し、前記導管の断面積は、前記第
    １の端部から前記一体にの端部まで増大しており、前記第１の流体が前記導管を
    通って流れるときに前記第１の流体の速度プロフィールを平坦化させる第１の流
    れ制御機能を更に有していることを特徴とする粉末供給装置。
33. 【請求項３３】 前記第１の流れ制御機能は、第２の流体を前記第１の流体
    の境界層流中に注入する装置を有していることを特徴とする請求項３２記載の粉
    末供給装置。
34. 【請求項３４】 前記装置は、前記第２のガスを前記境界層流中へ注入する
    少なくとも２つのノズルを有していることを特徴とする請求項３３記載の粉末供
    給装置。
35. 【請求項３５】 前記２つのノズルを通る前記第２のガスの流れを別個独立
    に制御する流れ制御手段を更に有していることを特徴とする請求項３４記載の粉
    末供給装置。
36. 【請求項３６】 前記第１の流れ制御機能は、前記導管から前記境界層流の
    一部を取り出す装置から成ることを特徴とする請求項３２記載の流体供給装置。
37. 【請求項３７】 ディフューザを通る第１の流体の流れの一様性を向上させ
    る方法であって、第２の流体を前記第１の流体の境界層流中へ注入する段階を有
    していることを特徴とする方法。
38. 【請求項３８】 前記第１の流体の境界層流の一部を取り出す段階を更に有
    していることを特徴とする請求項３７記載の方法。