特許 7235769 マイクロ流体カートリッジ及びマイクロ流体カートリッジを備えるマイクロ流体送達装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-28

(45)【発行日】2023-03-08

(54)【発明の名称】マイクロ流体カートリッジ及びマイクロ流体カートリッジを備えるマイクロ流体送達装置

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/14 20060101AFI20230301BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20230301BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20230301BHJP

   B05B 17/04 20060101ALI20230301BHJP

   B05D 1/02 20060101ALI20230301BHJP

   B65D 83/00 20060101ALI20230301BHJP

   B65D 85/00 20060101ALI20230301BHJP

【ＦＩ】

A61L9/14

B05C5/00 101

B05C11/10

B05B17/04

B05D1/02 Z

B65D83/00 F

B65D85/00 A

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020560353

(86)(22)【出願日】2019-05-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-08-12

(86)【国際出願番号】 US2019031004

(87)【国際公開番号】W WO2019221964

(87)【国際公開日】2019-11-21

【審査請求日】2020-10-27

(31)【優先権主張番号】15/979,510

(32)【優先日】2018-05-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】590005058

【氏名又は名称】ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＴＨＥ ＰＲＯＣＴＥＲ ＆ ＧＡＭＢＬＥ ＣＯＭＰＡＮＹ

【住所又は居所原語表記】Ｏｎｅ Ｐｒｏｃｔｅｒ ＆ Ｇａｍｂｌｅ Ｐｌａｚａ， Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ， ＯＨ ４５２０２，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100221729

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭介

(72)【発明者】

【氏名】グリュンバッハー、デイナ・ポール

(72)【発明者】

【氏名】キャノン、ウィリアム・マイケル

(72)【発明者】

【氏名】フ、フア

(72)【発明者】

【氏名】サリヴァン、ジェイムズ・トーマス

【審査官】塩谷 領大

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１１／０２１９８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１９０１７４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｌ ９／００－ ９／２２

Ｂ０１Ｊ １４／００－１９／３２

Ｂ０５Ｃ ５／００

Ｂ０５Ｃ １１／１０

Ｂ０５Ｂ １７／０４

Ｂ０５Ｄ １／０２

Ｂ６５Ｄ ８３／００

Ｂ６５Ｄ ８５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ファンと、
内部及び外部を有し、第１のエアアウトレット及び流体出口を更に備えるハウジングであって、前記ハウジングの前記内部が、前記ファンから前記第１のエアアウトレットまで延在する空気流チャネルを備え、前記第１のエアアウトレットが、前記ハウジングの前記外部に開口し、前記空気流チャネルが、前記ハウジングの前記内部に露出している第２のエアアウトレットを備え、前記第２のエアアウトレットが前記流体出口に空気流連通し、前記ハウジングが、電源と電気的に接続されたハウジング電気接点を更に備える、ハウジングと、
前記ハウジングと取り外し可能に接続可能なマイクロ流体カートリッジと
を備え、
前記マイクロ流体カートリッジは、流体組成物を収容するためのリザーバと、
第１の端部及び第２の端部を備え、その前記第１の端部が第１の面上に配設され、その前記第２の端部が第２の面上に配設されている電気回路と、
前記第２の面上に配設され、前記電気回路と電気的に連通し、前記リザーバと流体連通している、マイクロ流体ダイと、
を備え、
第２のエアフローアウトレットが、前記マイクロ流体ダイと空気流連通し、
前記マイクロ流体ダイから分配された流体組成物が、前記流体出口を通って前記ハウジングから出る、マイクロ流体送達装置。

【請求項2】

前記ファンからの空気流が、前記第１のエアアウトレット及び前記第２のエアアウトレットを通って方向付けられ、
前記第２のエアアウトレットに入る空気流が、前記マイクロ流体ダイに隣接して移動し、前記流体組成物と共に前記流体出口から流出する、
請求項１に記載のマイクロ流体送達装置。

【請求項3】

前記ハウジングが、前記流体出口から前記マイクロ流体ダイに向かって延在する流体チャネルを備える、請求項１又は２に記載のマイクロ流体送達装置。

【請求項4】

前記第１のエアアウトレットを出る前記空気流が、水平に対して上向きの角度で移動する、請求項１～３のいずれか一項に記載のマイクロ流体送達装置。

【請求項5】

前記空気流の大部分が、前記第１のエアアウトレットを出る、請求項１～４のいずれか一項に記載のマイクロ流体送達装置。

【請求項6】

前記流体組成物が、実質的に水平に分配される、請求項１～５のいずれか一項に記載のマイクロ流体送達装置。

【請求項7】

前記マイクロ流体ダイが、
複数の熱排出アクチュエータを備える半導体基板、
流体供給チャネルと、それぞれが流体排出アクチュエータと関連付けられている１つ以上の流体チャンバと、を備える流体流基板、及び
それぞれが流体チャンバと流体連通している１つ以上のノズルを備えるノズルプレート、
を備え、
前記流体組成物が、香料混合物を含む、
請求項１～６のいずれか一項に記載のマイクロ流体送達装置。

【請求項8】

マイクロ流体ダイから流体組成物を分配する方法であって、
ファンから空気流を生成する工程と、
前記空気流の第１の部分を、ハウジング内の第１のエアアウトレットを通して方向付ける工程と、
前記空気流の第２の部分を、前記ハウジング内の第２のエアアウトレットを通して方向付ける工程と、
流体組成物を、前記ハウジング内の流体オリフィスを通してマイクロ流体ダイから噴射する工程と、
空気流の前記第２の部分を、前記マイクロ流体ダイに隣接させ、流体出口から流出するように方向付け、前記空気流の前記第１の部分が、前記流体出口から噴射された前記流体組成物を、空気中に方向付ける工程と、
を含む方法。

【請求項9】

前記ハウジングが、内部及び外部を備え、
前記第１のエアアウトレットが、前記ハウジングの前記外部に開口し、
前記第２のエアアウトレットが、前記ハウジングの前記内部に開口する、
請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記ハウジングが、前記ファンから前記第１のエアアウトレットまで延在する空気流チャネル空気流を備え、
前記空気流チャネルが前記第２のエアアウトレットを備える、
請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記ハウジングが、前記流体出口から前記マイクロ流体ダイに向かって延在する流体チャネルを含む、請求項９又は１０に記載の方法。

【請求項12】

前記第１のエアアウトレットを出る前記空気流が、水平に対して上向きの角度で移動する、請求項８～１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記空気流の大部分が、前記第１のエアアウトレットを出る、請求項８～１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記流体組成物が、前記マイクロ流体ダイから実質的に水平に噴射される、請求項８～１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記マイクロ流体ダイが、
複数の熱アクチュエータを備える半導体基板、
流体供給チャネルと、それぞれが流体排出アクチュエータと関連付けられている１つ以上の流体チャンバと、を備える流体流基板、及び
それぞれが流体チャンバと流体連通している１つ以上のノズルを備えるノズルプレート、
を備え、
前記流体組成物が、香料混合物を含む、
請求項８～１４のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、流体組成物を空気中に分配するためのマイクロ流体ダイを有するマイクロ流体送達装置に関する。

【背景技術】

【0002】

組成物を表面上又は空気中に送達するためのマイクロ流体カートリッジが存在する。マイクロ流体カートリッジは、流体組成物と、マイクロ流体ダイと、流体組成物を分配するための１つ以上のノズルと、を含み得る。マイクロ流体カートリッジは、マイクロ流体送達装置に対して、取り外し可能に接続可能であってよく、そのマイクロ流体送達装置は、例えば、電源と電気的に連通している電気的接続を有するハウジングを含んでいてもよい。流体組成物は、液滴の形状でマイクロ流体ダイから分配される。一部の液滴は、マイクロ流体ダイからの放出時により小さい液滴に破壊されてもよく、あるいは一部の液滴は、液滴の主部分から破壊されて分離する際に、テール部分を形成し得る。液滴のこれらの小滴又はテール部分は、場合によっては、マイクロ流体ダイ上に落下して、流体組成物をマイクロ流体ダイ上に蓄積させ、ノズルの一部又は全部を潜在的に遮断する可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、マイクロ流体ダイから分配された流体組成物を、空気中に進ませ、マイクロ流体ダイに蓄積しないようにすることができるマイクロ流体送達装置を開発することが必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

「組み合わせ：」
Ａ．ファンと、
内部及び外部を有し、第１のエアアウトレット及び流体出口を更に備えるハウジングであって、ハウジングの内部が、ファンから第１のエアアウトレットまで延在する空気流チャネルを備え、第１のエアアウトレットが、ハウジングの外部に開口し、空気流チャネルが、ハウジングの内部に露出している第２のエアアウトレットを備え、第２のエアアウトレットが流体出口に空気流連通し、ハウジングが、電源と電気的に接続されたハウジング電気接点を更に備える、ハウジングと、
ハウジングと取り外し可能に接続可能なマイクロ流体カートリッジと、
を備え、
マイクロ流体カートリッジは、
流体組成物を収容するためのリザーバと、
第１の端部及び第２の端部を備え、その第１の端部が第１の面上に配設され、その第２の端部が第２の面上に配設されている電気回路と、
第２の面上に配設され、電気回路と電気的に連通し、リザーバと流体連通している、マイクロ流体ダイと、
を備え、
第２のエアフローアウトレットが、マイクロ流体ダイと空気流連通し、
マイクロ流体ダイから分配された流体組成物が、流体出口を通ってハウジングから出る、マイクロ流体送達装置。
Ｂ．ファンからの空気流が、第１のエアアウトレット及び第２のエアアウトレットを通って方向付けられ、第２のエアアウトレットに入る空気流が、マイクロ流体ダイに隣接して移動し、流体組成物と共に流体出口から流出する、パラグラフＡに記載のマイクロ流体送達装置。
Ｃ．ハウジングが、流体出口からマイクロ流体ダイに向かって延在する流体チャネルを備える、パラグラフＡ又はＢに記載のマイクロ流体送達装置。
Ｄ．第１のエアアウトレットを出る空気流が、水平に対して上向きの角度で移動する、パラグラフＡ～Ｃのいずれか一つに記載のマイクロ流体送達装置。
Ｅ．空気流の大部分が、第１のエアアウトレットを出る、パラグラフＡ～Ｄのいずれか一つに記載のマイクロ流体送達装置。
Ｆ．流体組成物が、実質的に水平に分配される、パラグラフＡ～Ｅのいずれか一つに記載のマイクロ流体送達装置。
Ｇ．マイクロ流体ダイが、複数の熱排出アクチュエータを備える半導体基板、流体供給チャネルと、それぞれが流体排出アクチュエータと関連付けられている１つ以上の流体チャンバと、を備える流体流基板、及びそれぞれが流体チャンバと流体連通している１つ以上のノズルを備えるノズルプレート、を備え、流体組成物が、香料混合物を含む、パラグラフＡ～Ｆのいずれか一つに記載のマイクロ流体送達装置。
Ｈ．マイクロ流体ダイから流体組成物を分配する方法であって、
ファンから空気流を生成する工程と、
空気流の第１の部分を、ハウジング内の第１のエアアウトレットを通して方向付ける工程と、
空気流の第２の部分を、ハウジング内の第２のエアアウトレットを通して方向付ける工程と、
流体組成物を、ハウジング内の流体オリフィスを通してマイクロ流体ダイから噴射する工程と、
空気流の第２の部分を、マイクロ流体ダイに隣接させ、流体出口から流出するように方向付け、空気流の第１の部分が、流体出口から噴射された流体組成物を、空気中に方向付ける工程と、
を含む方法。
Ｉ．ハウジングが、内部及び外部を備え、第１のエアアウトレットが、ハウジングの外部に開口し、第２のエアアウトレットが、ハウジングの内部に開口する、パラグラフＨに記載の方法。
Ｊ．ハウジングが、ファンから第１のエアアウトレットまで延在する空気流チャネル空気流を備え、空気流チャネルが第２のエアアウトレットを備える、パラグラフＩに記載の方法。
Ｋ．ハウジングが、流体出口からマイクロ流体ダイに向かって延在する流体チャネルを含む、パラグラフＩ又はＪに記載の方法。
Ｌ．第１のエアアウトレットを出る空気流が、水平に対して上向きの角度で移動する、パラグラフＨ～Ｋのいずれか一つに記載の方法。
Ｍ．空気流の大部分が、第１のエアアウトレットを出る、パラグラフＨ～Ｌのいずれか一つに記載の方法。
Ｎ．流体組成物が、マイクロ流体ダイから実質的に水平に噴射される、パラグラフＨ～Ｍのいずれか一つに記載の方法。
Ｏ．マイクロ流体ダイが、複数の熱アクチュエータを備える半導体基板、流体供給チャネルと、それぞれが流体排出アクチュエータと関連付けられている１つ以上の流体チャンバと、を備える流体流基板、及びそれぞれが流体チャンバと流体連通している１つ以上のノズルを備えるノズルプレート、を備え、流体組成物が、香料混合物を含む、パラグラフＨ～Ｎのいずれか一つに記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】マイクロ流体カートリッジの詳細をより明確に示すために電気回路及びマイクロ流体ダイを取り除いた、マイクロ流体カートリッジの斜視図である。

【図2】線２－２に沿った、図１の断面図である。

【図3】図１のマイクロ流体カートリッジの別の斜視図である。

【図4】図１のマイクロ流体カートリッジの底部平面図である。

【図5】図１のマイクロ流体カートリッジの側面立面図である。

【図6】電気回路及びマイクロ流体ダイが図示されている、マイクロ流体カートリッジの斜視図である。

【図7】図６の部分７の拡大図である。

【図8】マイクロ流体ダイの断面図である。

【図9】マイクロ流体ダイの一部の平面図である。

【図10】ハウジングと取り外し可能に接続されたマイクロ流体カートリッジを有する、マイクロ流体送達装置の斜視図である。

【図11】図１０のマイクロ流体送達装置の別の斜視図である。

【図12】マイクロ流体送達装置の内部の要素をより明確に見せるためにマイクロ流体カートリッジが除去された状態の、マイクロ流体送達装置の上面平面図である。

【図13】マイクロ流体送達部材のハウジングのレセプタクルの斜視図である。

【図14】マイクロ流体カートリッジの側面立面図である。

【図15】図６のマイクロ流体カートリッジの代替的斜視図である。

【図16】図１３の部分１６の拡大図である。

【図17】線１７－１７に沿った、図１１の断面図である。

【図18】図１７の部分１８の拡大図である。

【図19】マイクロ流体送達装置の内部の要素をより明確に示すためにハウジングの一部分が取り除かれた状態の、図１１のマイクロ流体送達装置の側面立面図である。

【図20】第２のエアアウトレットを示す、図１９の代替的斜視図である。

【図21】マイクロ流体ダイと、マイクロ流体送達装置のハウジングのフェースプレート内の流体開口部との概略的な側面立面図であり、マイクロ流体ダイから分配されている流体組成物と、流体組成物を流体出口から押し出している空気流とを示している。

【発明を実施するための形態】

【0006】

下記の説明では、それぞれが様々な構成要素を有するマイクロ流体カートリッジ及びマイクロ流体送達装置が記載されているが、マイクロ流体カートリッジ及びマイクロ流体送達装置は、下記の説明で明記されるか、又は図面に図示されている構成及び配置に限定されるものではないことを理解されたい。本開示のマイクロ流体カートリッジ及びマイクロ流体送達装置は、他の構成に適用可能であり、あるいは種々の方法で実施若しくは実行されてもよい。例えば、マイクロ流体カートリッジは、流体組成物を空気中に送達するための様々なデバイス又は他のハウジング構成と併用されてもよい。

【0007】

本開示全体をとおして、共通の原点から延在し、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を含む、直交座標系を参照する。また、それぞれの軸と平行に走るＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に言及する場合もある。マイクロ流体カートリッジは、マイクロ流体送達装置とＺ方向に接続されるように構成されている。

【0008】

本発明はマイクロ流体カートリッジを対象とする。マイクロ流体カートリッジは、マイクロ流体送達装置と取り外し可能に接続できるように構成されている。マイクロ流体カートリッジは、内部及び外部を含み得る。マイクロ流体カートリッジの内部は、液体組成物を収容するためのリザーバを備え得る。リザーバは、流体チャネルを含み得るが、その流体チャネルは、リザーバから延在し、マイクロ流体カートリッジの外部に露出した流体開口部で終端するものであり得る。

【0009】

マイクロ流体カートリッジは、３つ以上の面を含み得る。例えば、マイクロ流体カートリッジは、上面と、上面に対向する底面と、上面と底面との間に延在する１つ以上の側面とを備え得る。本開示全体をとおして、マイクロ流体カートリッジは、第１の面、第２の面、第３の面などを有するものとして言及され得る。なお、第１の面というのが、例えば底面、上面、又は側面であってもよいということを理解されたい。ある面に番号を付けて言及する場合、それは単に、例えば、それ以外の面上に存在しない場合がある、単一の面上に存在する特徴について論じたり、区別したりするためである。そして、そのような言及の仕方は、特定の位置又は向きに対応するものとして具体的に定義されない限り、特定の面の位置又は向きを限定することを意図するものではない。

【0010】

流体開口部は、マイクロ流体カートリッジの第２の面に配設され得る。マイクロ流体カートリッジは、第２の面上に配設されたマイクロ流体ダイを含み得る。マイクロ流体ダイは、流体開口部と流体連通し得る。

【0011】

マイクロ流体カートリッジの第１の面は、１つ以上の開口部を含み得る。開口部は、マイクロ流体カートリッジを適切に位置合わせさせ、マイクロ流体送達装置に対してマイクロ流体カートリッジが移動するのを制限し得る。マイクロ流体カートリッジの第１の面には、２種類以上の開口部が存在し得る。例えば、第１の面は、１つ以上の小開口部及び／又は大開口部を含み得る。大開口部は、ユーザーが、マイクロ流体カートリッジをマイクロ流体送達装置と概ね位置合わせし、配向させるのを支援し得る。小開口部は、マイクロ流体送達装置と細かな位置合わせをさせ、安定性を提供し得る。具体的には、小開口部によってもたらされる細かな位置合わせは、マイクロ流体送達装置との電気的接続を、堅牢に行うのを支援し得る。

【0012】

電気回路をマイクロ流体カートリッジ上に配置して、マイクロ流体ダイに電気を提供してもよい。電気回路は、第１の端部、第２の端部、及び、第１の端部と第２の端部とを隔てる中央部により画定され得る。電気回路の第１の端部は、マイクロ流体カートリッジの第１の面上に配設されてもよく、電気回路の第２の端部は、第２の端部上に配設されてもよく、電気回路の中央部は、マイクロ流体カートリッジの第１の面及び第２の面にまたがっていてもよい。電気回路の第１の端部は、マイクロ流体送達装置のハウジングの電気接点と接続するための電気接点を含み得る。電気回路の第２の端部は、マイクロ流体ダイに電気を提供し得る。

【0013】

電気回路の第１の端部は、１つ以上の回路開口部を含み得る。マイクロ流体カートリッジの第１の面に小開口部が設けられている場合、電気回路の第１の端部内の回路開口部は、そのような小開口部と位置合わせされ得る。２つ以上の回路開口部が電気回路の第１の端部に存在する場合、少なくとも２つの回路開口部が、電気接点の両側に配置され、あるいは少なくとも２つの回路開口部が、電気接点によって離間されて、堅牢な電気的接続を提供し得る。小開口部が第１の面に存在しない場合でも、電気回路内の回路開口部が存在してもよい。

【0014】

マイクロ流体ダイは、デリケートな電気部品と、例えばデブリ又は油によって容易に詰まり得る、マイクロサイズのノズルと、を含む。マイクロ流体ダイは、ユーザーが触ったりぶつかったり、マイクロ流体装置のハウジングにぶつかったり、マイクロ流体カートリッジが接触し得る任意の他の面若しくは物体にぶつかったりして、損傷しないよう保護されるようにマイクロ流体カートリッジ上に配置され得る。例えば、マイクロ流体カートリッジの第２の面は、第２の面上の任意の他の点から、Ｘ軸から最も遠く離れる方向に延在する、第２の面のＸ方向の最も外側の点によって画定されてもよい。マイクロ流体ダイは、第２の面の最外部からＸ方向内側に位置する、第２の面の凹部領域上に配設されてもよい。

【0015】

マイクロ流体送達装置はまた、ハウジング及び電源を備え得る。ハウジングは、マイクロ流体カートリッジを受容するための開口部を有するレセプタクルを含み得る。レセプタクルは、マイクロ流体カートリッジの一部を受容してもよく、あるいはマイクロ流体カートリッジは、レセプタクル内にその全体が完全に配設されてもよい。ハウジングのレセプタクルは、電気接点を含んでもよく、その電気接点は、電源と電気的に接続し、マイクロ流体カートリッジの電気接点と電気的に接続するように構成されているものであってよい。レセプタクルは、１つ以上の小ガイドポスト及び／又は大ガイドポストを含んでもよく、そのような小ガイドポスト及び／又は大ガイドポストは、それぞれ、回路開口部、小開口部、及び／又は大開口部によって受容され得る。

【0016】

マイクロ流体カートリッジは、ユーザーがマイクロ流体カートリッジを、ハウジング内に適切に位置合わせするのを支援する、１つ以上の要素を第３の面上に含んでいてもよい。上記の第３の面は、ユーザーがマイクロ流体カートリッジをハウジング内に挿入する際に、ユーザーに面し得る上面であってもよい。例えば、マイクロ流体カートリッジは、第３の面から延出する１つ以上の突起部を含んでもよい。突起部は、ハウジングのレセプタクル内の凹部領域と位置合わせされ得る。突起部は、Ｘ方向に、第３の面の最も外側の点まで延出してもよい。突起部は、第３の面から第４の面上に延出して、突起部が第４の面上でＸ方向に外向きに延出するようになっていてもよい。

【0017】

マイクロ流体送達装置は、ファンを含んでいてもよく、そのファンは、空気中に流体組成物を送達するのを支援するための空気流を生成するものであってよい。ファンは、流体組成物を空気中に更に押し込むために使用されてもよく、かつ／又は流体組成物がマイクロ流体ダイから分配される方向とは異なる方向に、流体組成物を方向付けるために使用されてもよい。ファンは、マイクロ流体ダイ上に空気を方向付けて、マイクロ流体ダイ上に堆積される流体組成物の量を最小限に抑えるために使用され得る。

【0018】

マイクロ流体送達装置
図１～図３を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０は、内部１２と外部１４とを備える。マイクロ流体カートリッジ１０の内部１２は、リザーバ１６と１本以上の流体チャネル１８とを備える。リザーバ１６は、基部壁２０から形成されてもよく、あるいは基部壁２０及び１つ以上の側壁２２を形成する複数の表面から形成されてもよい。リザーバ１６は、マイクロ流体カートリッジ１０の蓋２４によって密閉されていてもよい。流体チャネル１８は、流体開口部５０において、リザーバ１６からマイクロ流体カートリッジ１０の外部１４まで延在する。リザーバは、エアベントを含み得る。

【0019】

マイクロ流体カートリッジ１０のリザーバ１６は、流体組成物を、約５～約５０ミリリットル（ｍＬ）、代替的に約１０～約３０ｍＬ、また更に代替的に約１５～約２０ｍＬ収容し得る。リザーバ１６は、流体組成物を収容するのに好適な任意の材料で製造され得る。容器に好適な材料としては、プラスチック、金属、セラミック、複合材などが挙げられるが、これらに限定されない。マイクロ流体カートリッジは、複数のリザーバを有するように構成されてもよく、その各々が、同じ又は異なる組成物を含有してよい。マイクロ流体送達装置は、それぞれが別個のリザーバを収容する１つ以上のマイクロ流体カートリッジを利用してもよい。

【0020】

図２を参照すると、リザーバ１６はまた、マイクロ流体ダイが動作していないときに流体組成物がマイクロ流体ダイから漏出するのを防ぐために背圧を生成する、スポンジなどの多孔質材料１９を含んでもよい。流体組成物は、流体組成物に作用する重力及び／又は毛管力によって、多孔質材料を通過してマイクロ流体ダイへと移動し得る。多孔質材料は、流体通路を形成する複数の相互接続された連続気泡を含有する、金属若しくは布地メッシュ、連続気泡ポリマー発泡体、繊維性ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、又は繊維若しくは多孔質ウィックの２種類の構成要素を含んでもよい。多孔質材料は、メラミン発泡体を含んでもよい。多孔質材料はポリウレタン発泡体を含んでいなくてもよい。多孔質材料は、流体チャネル１８の頂部に取り付けられたフィルタ２５と密接に接触した状態で保持される。フィルタによって生成される大きな毛管力は、多孔質材料と流体チャネル１８との間の流体経路を維持しつつ、空気が流体チャネルに入るのを防止する。この密接な流体接続はまた、マイクロ流体ダイ又は蓋から漏れを起こすことなしに、カートリッジ空洞１６内に流体を収容するために必要な負圧を維持するのに役立つ。

【0021】

蓋２４は、リザーバ１６と一体であってもよく、又はリザーバ１６と接続される別個の要素として構成されてもよい。蓋２４は、一体に接合されるか、又は一体的に１つの構成要素として形成される１つ以上の要素を備えてもよい。蓋２４は、蓋上面９２と、１つ以上の蓋側面９０とを含んでもよい。蓋２４は、リザーバ開口部１７のサイズと一致するようにサイズ決めされ得る。あるいは、蓋はリザーバ開口部１７よりも大きく、１つ以上の蓋側面９０が、リザーバ１６の側壁２２の全て又は一部分よりもＸ又はＹ方向のそれぞれについて外側に遠くに、それぞれ対応する面上に延在するようになっていてもよい。

【0022】

図１及び図３を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０の外部１２は、２つ、３つ、又はそれ以上の面からなる。各面は、１つ以上の縁部によって境界付けられる。２つの面は、縁部に沿って接続される。各面は、平坦、実質的に平坦、又は様々な輪郭をなしていてもよい。面は互いに接続されて、立方体、円筒形、円錐形、四面体、三角柱、直方体などの様々な形状を形成してもよい。マイクロ流体カートリッジは、プラスチック、金属、ガラス、セラミック、木材、複合材、及びこれらの組み合わせを含む様々な材料から構成されてもよい。マイクロ流体カートリッジの異なる要素は、同じ又は異なる材料から構成されてもよい。

【0023】

図１及び図３を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０は、少なくとも第１の面２６と、第１の縁部３０ａに沿って接合された第２の面２８とを備え得る。例えば、第１の面２６は底面であってもよく、第２の面２８は側面であってもよい。マイクロ流体カートリッジ１０は、第１の面２６に実質的に対向する、例えば上面などの第３の面３２を備え得る。Ｚ軸は、第１の面２６及び第２の面３２をそれぞれ二分し得る。第２の面２８は、第２の縁部３０ｂに沿って第３の面３２と接合され得る。

【0024】

マイクロ流体カートリッジ１０は、１つ以上の側面を含み得る。実質的に立方体形状のマイクロ流体カートリッジ１０では、そのマイクロ流体カートリッジ１０は、上面と、上面に対向する底面と、上面と底面との間に延在する４つの側面とを含み得る。各接合面は、縁部に沿って接続されていてもよい。例えば円筒形状のマイクロ流体カートリッジでは、そのマイクロ流体カートリッジは、上面と、上面に対向する底面と、上面と底面との間に延在する単一の湾曲した側面とを含み得る。

【0025】

図１及び図３～図５を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０は、１つ以上の側面を含み得る。例えば、マイクロ流体カートリッジは、第２の面２８と、第２の面２８に対向する第４の面８４と、第２の面２８に接合され、第１の面２８と第３の面３２とを接合する第５の面８６と、第２の面２８に接合され、第５の面８６に対向する第６の面８８とを含み得る。第４の面８４は、第３の縁部３０ｃで第３の面３２と接続されてもよく、第１の面２６と第４の縁部３０ｄで接続されてもよい。

【0026】

図２及び図３を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０の流体チャネル１８は、マイクロ流体カートリッジ１０の第２の面２８内に配設され得る流体開口部５０まで延在して得る。図３～図７を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０は、第２の面２８上に配設されたマイクロ流体ダイ５１を含み得る。マイクロ流体ダイ５１は、流体開口部５０と流体連通し得る。

【0027】

マイクロ流体ダイの主要な構成要素は、半導体基板、流動機能層、及びノズルプレート層である。流動機能層及びノズルプレート層は、２つの別個の層から又は１つの連続した層から形成され得る。半導体基板は、好ましくはシリコンから作製され、様々なパッシベーション層、導電性金属層、抵抗層、絶縁層、及びそのデバイス表面上に堆積された保護層を含む。半導体基板内の流体排出アクチュエータは、急速な圧力インパルスを発生させて、ノズルから流体組成物を排出する。急速な圧力インパルスは、高周波（例えば、マイクロメカニカル作動）で振動する圧電装置、又は流体組成物内の流体組成物の一部を急速加熱サイクル（例えば、マイクロ熱核生成）によって揮発させるヒータ抵抗器によって生成されてもよい。熱アクチュエータの場合、個々のヒータ抵抗器は、抵抗層内に画定され、各ヒータ抵抗器は、ノズルプレート内のノズルに対応して、流体組成物を加熱しノズルから排出させる。

【0028】

図８及び図９を参照すると、マイクロ流体ダイ１０の一部の簡略化された図が示されている。マイクロ流体ダイは、図９の簡略化された図に示されるように、複数の流体排出アクチュエータ１１４を含むシリコン半導体基板１１２であってもよく、それらの複数の流体排出アクチュエータ１１４は、基板１１２のデバイス側１１６上に形成された圧電デバイス又はヒータ抵抗器などであってよい。流体排出アクチュエータ１１４として圧電アクチュエータを有するマイクロ流体ダイでは、圧電アクチュエータは、図９に示されるようにノズルに隣接して配設されてもよく、あるいはノズルから離れて配設され、それでもなお圧力パルスをノズルから放出される流体組成物に伝達するようになっていてもよい。流体排出アクチュエータ１１４が起動されると、半導体基板１１２内の１つ以上の流体供給ビア１１８を通じて供給される流体が、流体供給チャネル１２０を通って、厚膜層１２４内の流体チャンバ１２２に流れ、そこで流体が、ノズルプレート１２８内のノズル１２６を通じて排出される。流体排出アクチュエータは、周知の半導体製造技術によって、半導体基板１１２のデバイス側１１６上に形成される。厚膜層１２４及びノズルプレート１２８は、別個の層であってもよく、又は１つの連続した層であってもよい。

【0029】

ノズルプレート１２８は、約４～２００個のノズル１２６、約６～１２０個のノズル、又は約８～６４個のノズルを含み得る。各ノズル１２６は、１つの電気発射パルスごとに、約０．５～約３５ピコリットル、約１～約２０ピコリットル、又は約２～約１０ピコリットルの流体組成物を送達し得る。個々のノズル１２６は、典型的には約０．００２４インチ（５～５０マイクロメートル）の直径を有し得る。マイクロ流体ダイ５１から放出される流体組成物の流量は、約５～約７０ｍｇ／時の範囲内であってよく、あるいは任意の他の好適な流量又は流量の範囲であってよい。

【0030】

第１の面２６は、マイクロ流体カートリッジ１０をマイクロ流体装置と接続するための位置合わせ及び堅牢な電気的接続を提供するための１つ以上の要素を含んでもよい。図３及び図４を参照すると、第１の面２６は、第１の端部３４、第２の端部３６、及び第１の端部３４と第２の端部３６とを隔てる中央部３８により、それぞれ画定され得る。第１の面２６は、第１の面２６内に形成された１つ以上の要素を有し得る。例えば、第１の面２６は、１つ以上の小開口部４０及び１つ以上の大開口部４２などの、１つ以上の開口部を含み得る。以下でより詳細に説明するように、小開口部４０の位置は、電気部品の適切な位置合わせを維持するのを支援するために、電気回路などの電子部品の位置と位置合わせされ得る。１つ以上の大開口部４２が存在する場合、大開口部は、第１の面２６の異なる部分に離間配置されてもよい。例えば、１つの大開口部４２が、第１の端部３４に配設されてもよく、かつ／又は１つの大開口部４２が、第２の端部３６に配設されてもよい。大開口部４２はまた、電気回路の配置に応じて、中央領域に配置されてもよい。

【0031】

図６及び図７を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０は電気回路５２を備える。電気回路５２は、フレキシブル回路基板、剛性部分及び可撓性部分を有する半フレキシブル回路基板、あるいは剛性回路基板の形態であり得る。電気回路５２は、第１の端部５４、第２の端部５６、及び、第１の端部５４と第２の端部５６とを隔てる中央部５８により、それぞれ画定され得る。電気回路５２の第１の端部５４は、マイクロ流体カートリッジ１０の第１の面２６上に配設されてもよく、電気回路５２の第２の端部５６は、マイクロ流体カートリッジ１０の第２の面２８上に配設されてもよく、電気回路５２の中央部５８は、マイクロ流体カートリッジ１０の第１の面２６及び第２の面２８にそれぞれまたがっていてもよい。電気回路５２の第１の端部５４は、マイクロ流体送達装置のハウジングの電気接点と接続するための電気接点６０を含み得る。電気回路５２の第２の端部５６は、マイクロ流体ダイ５１と電気的に連通していてもよい。

【0032】

電気回路５２の第１の端部５４は、１つ以上の回路開口部６２を含んでもよい。電気回路５２の第１の端部５４内の回路開口部６２は、マイクロ流体カートリッジ１０の第１の面２６内の小開口部４０と位置合わせされ得る。第１の面２６の小開口部４０と同様に、電気回路５２の第１の端部５４内の回路開口部６２は、比較的小さい、細かな位置合わせ用開口部であり得る。小開口部４０に対して電気回路５２の位置が少しぐらいずれていても許容されるようにするために、小開口部４０は、回路開口部６２の開口面積よりも小さな開口面積を有してもよい。

【0033】

図４及び図６～図７を参照すると、第１の面２６の小開口部４０は、電気回路５２内の回路開口部６２と常時位置合わせされ得るか、あるいは、第１の面２６内の小開口部４０は、マイクロ流体カートリッジ１０の更に細かな位置合わせを提供するために、電気回路５２から離れて配設され得る。

【0034】

回路開口部６２は、小開口部が存在しない構成においても存在し得る。

【0035】

回路開口部６２を電気回路５２上に直接配置することにより、マイクロ流体カートリッジ１０をマイクロ流体送達装置と接続する際に、マイクロ流体カートリッジ１０とマイクロ流体送達装置との間に、堅牢な電気的接続が提供され得る。２つ以上の回路開口部６２が、電気回路５２の第１の端部５４内に存在する場合、少なくとも２つの回路開口部６２が、電気接点６０の両側に配設されてもよく、又は電気接点６０によって離間されてもよい。電気回路５２の電気接点６０の両側に回路開口部６２を配置することにより、マイクロ流体カートリッジ１０とマイクロ流体装置との間に、堅牢な電気的接続を提供し得る。電気回路５２上に２つ以上の回路開口部６２を有することにより、マイクロ流体カートリッジが、Ｘ方向及びＹ方向に移動するのを制限することができる。

【0036】

第１の面２６が、少なくとも２つの小開口部４０を備えるか、又は少なくとも１つの小開口部４０と少なくとも１つの大開口部４２とを備えるか、又は少なくとも２つの小開口部４０を少なくとも１つの大開口部４２と組み合わせて備えるかすることにより、マイクロ流体送達装置のハウジングに対してマイクロ流体カートリッジ１０がＸ方向及びＹ方向に移動するのを防止することができる。第１の面の大開口部４２及び／又は第１の面の小開口部４０を、第１の面２６の第１の端部３４及び第２の端部３６のそれぞれに配置することにより、開口部が第１の端部３４及び第２の端部３６のうちの１つにのみ存在する場合よりも、より高い安定性を実現することができる。

【0037】

図１０～図１３を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０は、マイクロ流体送達装置４４と取り外し可能に接続できるように構成されてもよい。マイクロ流体送達装置４４はまた、ハウジング４６及び電源４８を備え得る。ハウジング４６は、マイクロ流体カートリッジ１０を受容するための開口部６６を有するレセプタクル６４を含み得る。レセプタクル６４は、マイクロ流体カートリッジ１０の一部を受容してもよく、あるいはマイクロ流体カートリッジ１０は、レセプタクル６４内にその全体が完全に配設されてもよい。ハウジング４６のレセプタクル６４は、マイクロ流体カートリッジ１０の電気接点６０と電気的に接続するように構成された電気接点６８を含み得る。以下でより詳細に説明するように、電気接点６８は、マイクロ流体カートリッジ１０上の電気接点６０と堅牢に電気的接続されるように、ばね荷重をかけられていてもよい。

【0038】

レセプタクル６４は、回路開口部６２及び／又はマイクロ流体カートリッジ１０の小開口部４０によって受容されるように構成された、１つ以上の小ガイドポスト７０を含み得る。レセプタクル６４は、マイクロ流体カートリッジ１０の大開口部４２によって受容されるように構成された、１つ以上の大ガイドポスト７２を含み得る。小ガイドポスト７０は、回路開口部６２及び／又は小開口部４０内に嵌合するような大きさ及び形状であり、小ガイドポスト７０と、回路開口部６２及び／又は小開口部４０との間に、最小限の隙間を提供するような寸法及び形状である。大ガイドポスト７２は、大開口部４２内に嵌合するような大きさ及び形状であり、大ガイドポスト７２と大開口部４２との間に最小限の隙間を提供する。

【0039】

ハウジング４６は、ハウジング４６の前側に配設されたフェースプレート４７を含み得る。ハウジング４６はまた、流体組成物をマイクロ流体カートリッジ１０から空気中に放出するための流体出口７４を含み得る。ハウジング４６は、分配された流体組成物に向かって空気を方向付けて、流体組成物を上方及び／又は外側に、周囲の空間内に向けるための第１のエアアウトレット７６を含んでもよい。流体出口７４及び第１のエアアウトレット７６は、フェースプレート４７内に配設されてもよい。

【0040】

図４～図７及び図１３を参照すると、小開口部４０、回路開口部６２、及び／又は大開口部４２は、マイクロ流体送達装置４４のハウジングに対して、マイクロ流体カートリッジ１０を位置合わせし、その移動を制限するために使用されてもよい。小開口部４０及び大開口部４２は、異なる開口面積を有し得る。大開口部４２は、小開口部４０の開口面積よりも大きな開口面積を有してもよく、マイクロ流体カートリッジ１０を、マイクロ流体送達装置４４のハウジング４６内の１つ以上の大ガイドポスト７２と大まかに位置合わせするのに使用されてもよい。マイクロ流体カートリッジ１０内の小開口部４０及び／又は回路開口部６２は、マイクロ流体カートリッジ１０を、ハウジング４６内の１つ以上の小ガイドポスト７０と、小さい細かな位置合わせをするために使用されてもよい。マイクロ流体カートリッジ１０の細かな位置合わせを提供することにより、ハウジング４６とマイクロ流体カートリッジ１０との間に、堅牢な電気的接続を提供することが可能になる。大まかな位置合わせは、ユーザーがマイクロ流体カートリッジ１０を、ハウジング４６に対して適切な向きに挿入し、位置合わせするのを支援し得る。大開口部４２によってユーザーは、マイクロ流体カートリッジ１０をハウジング４６と接続する際に、ハウジング４６と必ず適切に電気的接続できるようになり、マイクロ流体ダイ５１を必ず適切な発射方向に位置合わせできるようになる。マイクロ流体カートリッジ１０の小開口部４０及び／又は回路開口部６２を、ハウジング４６の小ガイドポスト７０と嵌合させることにより、マイクロ流体送達装置４４のハウジング４６に対して、マイクロ流体カートリッジ１０がＸ方向及びＹ方向へ移動するのを防止することができる。マイクロ流体カートリッジ１０の大開口部４２をハウジング４６の大ガイドポスト７２と嵌合させることにより、マイクロ流体送達装置４４のハウジング４６に対して、マイクロ流体カートリッジ１０がＸ方向及びＹ方向に移動するのを制限してもよい。

【0041】

大開口部４２は、マイクロ流体カートリッジ１０の移動によって引き起こされるいかなる力をも吸収することができ、マイクロ流体カートリッジ１０の移動によって生じる過度の力を、小ガイドポスト（複数可）７０又は電気回路５２が受けないように保護する。したがって、少なくとも１つの小開口部４０及び少なくとも１つの大開口部４２を有することにより、マイクロ流体カートリッジ１０は、ユーザーが位置合わせを簡単にすることが可能になり、ハウジングとの電気的接続を堅牢なものとすることが可能になり、マイクロ流体カートリッジ１０の移動から電気回路５２及び小ガイドポスト（複数可）７０を保護する力の分布を提供することが可能になる。

【0042】

図６を参照すると、第１の面２６内に小開口部が存在しない場合でも、電気回路５２内の回路開口部６２が存在してもよい。そのような構成では、小ガイドポスト７０は、電気回路５２内の回路開口部６２によってのみ受容される。

【0043】

大開口部４２は、他の大開口部４２と互いに同じ形状を有するように構成されてもよく、あるいは少なくとも１つの大開口部が異なる形状を有するように構成されてもよい。

【0044】

例えば、図４を参照すると、第１の大開口部４２ａが、第１の形状を有してもよく、第２の大開口部４２ｂが、第１の形状とは異なる第２の形状を有してもよい。あくまでも例に過ぎないが、第１の大開口部４２ａは円形であってもよく、第２の開口部４２ｂは、角丸長方形又はスタジアムのような形であってもよい。異なる形状の大開口部４２を有することにより、マイクロ流体カートリッジ１０は、マイクロ流体送達装置４４のハウジング４６と、１つの配向でのみ接続することができ、それにより、マイクロ流体ダイ５１に適切な電気的接続がなされ、マイクロ流体ダイ５１が適切に機能することができる。複数の大開口部４２のために互いに異なる形状が選択され、大ガイドポスト７２が、大開口部４２のうちの１つにのみ嵌合するようにしてもよい。例えば、図４及び図１３を参照すると、円形の大ガイドポスト７２は、円形の大開口部４２内にのみ嵌合することができ、角丸長方形の大ガイドポスト７２は、角丸長方形の大開口部４２内にのみ嵌合することができる。

【0045】

大開口部４２に加えて又はそれに代えて、複数の小開口部４０及び／又は複数の回路開口部６２も、互いに小開口部４０同じ形状を有するように構成されてもよく、又は少なくとも１つの小開口部４０が異なる形状を有するように構成されてもよい。

【0046】

図３及び図６～図７を参照すると、第１の面２６及び／又は第２の面２８は、電気回路５２がマイクロ流体カートリッジ１０と接合されている位置に、挿入領域７８を含んでもよい。挿入領域７８は、電気回路５２が挿入領域７８内に嵌合できるような大きさであり得る。図６～図７を参照すると、挿入領域７８は、電気回路５２がマイクロ流体カートリッジ１０と接合されるとき、電気回路５２が、その周囲の、第１の面２６の第１の端部３４及び第２の端部３６の表面とそれぞれ面一になるような大きさであってよい。

【0047】

あくまでも例に過ぎないが、図４及び図７に示される電気回路は、第１の面２６の中央領域３８に配設され、第１の面２６の中央領域３８は、第１の端部３４及び第２の端部３６それぞれに対して、Ｚ方向に凹んでいる。したがって、電気回路５２は、第１の端部３４のＺ方向高さ及び第２の端部３６のＺ方向高さとそれぞれ、相対的に面一になる。

【0048】

マイクロ流体カートリッジ１０が適切に配向されることを確実にするために、マイクロ流体カートリッジ１０が、大ガイドポスト７２と最初に位置合わせされるように、小開口部４０が、第１の面２６上に、大開口部４２に対してＺ方向に挿入されてもよい。ひとたび大開口部４２が大ガイドポスト７２を受容し始めると、回路開口部６２及び／又は小開口部４０は、小ガイドポスト７０を受容することができ、マイクロ流体カートリッジ１０上の電気接点６０とハウジング４６上の電気接点６８との、細かく精密な位置合わせをすることができる。同様の結果を実現するであろう別の構成は、大開口部４２及び小開口部４０を、第１の面２６上に、同じ相対的Ｚ方向高さとすることを含むが、しかし、ハウジング４６上の大ガイドポスト７２を、小ガイドポスト７０よりも遠くに延在させ、マイクロ流体カートリッジ１０がハウジングに接続されるにつれて、小ガイドポスト７０が小開口部４０と接続し始める前に、大ガイドポスト７２が大開口部４２と接続し始めるようにすることを含む。あるいは、大開口部４０及び小開口部４２は、第１の面２６上に、Ｚ方向について同じ相対的高さで配設されてもよく、大ガイドポスト７０及び小ガイドポスト７２は、第１の面２６上の大開口部４０及び小開口部４２と同時に接続されてもよい。

【0049】

マイクロ流体ダイ５１は、マイクロ流体カートリッジ１０上に配置されてもよく、それにより、マイクロ流体ダイ５１が、ユーザーにより、マイクロ流体装置のハウジングにより、又はマイクロ流体カートリッジ１０が接触し得る任意の他の表面若しくは物体により触れられたり、ぶつかられたりすることから保護されるようにしてもよい。例えば、図３及び図５を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０の第２の面２８は、第２の面２８上のいかなるの他の点から、Ｘ軸から最も離れる方向に延在する、第２の面のＸ方向の最も外側の点８０によって画定されてもよい。図６を参照すると、マイクロ流体ダイ５１は、第２の面の最も外側の点８０からＸ方向内側に位置する、第２の面２８の領域上に配設されてもよい。

【0050】

図５及び図１４を参照すると、第２の面の最も外側の点８０は、蓋側面９０上に位置し得る。あるいは、第２の面の最も外側の点８０はまた、第２の面２８の側壁２２上に配設されてもよい。

【0051】

図３及び図５を参照すると、マイクロ流体ダイ５１を、Ｘ方向の第２の面の最も外側の点８０から内側にある表面に配置するために、第２の面２８は、第１の面２６及び第２の面２８がそれぞれ接合する縁部３０から第２の面２８内へと延在する凹部領域８２を含んでもよい。接触されたり又はぶつかられたりすることからマイクロ流体ダイ５１を保護するために、マイクロ流体ダイ５１は、凹部領域８２上に配設され得る。凹部領域８２は、第５の面８６における第５の縁部３０ｅから第６の面８８における第６の縁部３０ｆまで、第２の面２８のＹ次元全体にわたって連続的に延在し得る。凹部領域８２は、第２の面２８のＹ次元の一部にわたってのみ延在してもよい。

【0052】

凹部領域８２は、凹部領域８２がマイクロ流体ダイ５１に嵌合するのに十分大きい限り、第３の面３２に向かって様々な長さで延在してもよい。

【0053】

以下でより詳細に説明するように、凹部領域８２が第２の面２８のＹ次元全体にわたって連続的に延在することにより、ファンからの空気がマイクロ流体ダイ５１上に向けられている場合に、小さい乱流の渦巻が形成されるのを低減することができる、その結果、流体出口７４から出る空気が、実質的な層流をなすことになる。空気流の方向の小さい転換又は変化は、乱流の渦巻の発生を引き起こす可能性がある。したがって、Ｙ次元全体にわたる単一の連続表面エリアとして凹部領域８２を有することにより、空気がダイ上、更には流体出口７４を通って流れるにつれて空気流が経験する方向変化の量を減少させることができる。

【0054】

凹部領域７８を有することにより、リザーバ１６の基部壁部２０及び側壁２２を単一の部品として型成形することも可能となり得る。凹部領域７８が存在しない場合には、リザーバ１６から流体開口部５０まで延在する流体チャネル１８は、長すぎて単一片として型成形するのが困難なものとなり得る。マイクロ流体カートリッジ１０内に凹部領域７８を有することによって流体チャネル１８の長さを短くして、リザーバ１６を、単一の、型成形された材料片として構成してもよい。蓋２４は、別個の要素であってもよく、又はリザーバ１６と同一の部品であってもよい。

【0055】

図３及び図６を参照すると、挿入領域７８及び凹部領域８２は、第２の面２８上に重なっていてもよい。例えば、第２の面２８上の挿入領域７８の表面が、第２の面２８上で、凹部領域８２からＸ方向内側に配設されるように、第２の面２８上の挿入領域７８は、凹部領域８２に対して凹んでいてよい。このようにして、第２の面２８上に配置された電気回路５２は、その周りの第２の面２８の凹部領域８２と、実質的に面一になる。

【0056】

図１１、図１２、図１５、及び図１６を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０は、ユーザーがマイクロ流体カートリッジ１０をハウジング内に適切に位置合わせするのを支援する１つ以上の要素を、第３の面３２上に含んでもよい。第３の面３２は、ユーザーがマイクロ流体カートリッジ１０をハウジング４６内に挿入する際に、ユーザーの視界内にある上面であり得る。例えば、マイクロ流体カートリッジ１０は、第３の面３２から延出する１つ以上の突起部９４を含んでもよい。突起部９４は、ハウジング４６のレセプタクル６４内の凹部領域１００と位置合わせされてもよい。突起部９４は、Ｘ方向に、第３の面の最も外側の点９８まで延在してもよい。突起部９４は、第３の面３２から第４の面８４上に延出して、突起部９４が第４の面８４上でＸ方向に外向きに延出するようになっていてもよい。

【0057】

突起部９４は、様々な異なる形状を取り得る。例えば、突起部９４は、半円形のような弓状であってもよく、正方形、矩形などであってもよい。

【0058】

突起部は、第３の面から隣接する面まで延出してもよい。例えば、突起部９４は、第３の面３２及び第４の面８４上で、Ｘ方向外向きに延出してもよい。あるいは、突起部９４は、第３の面３２及び第２の面２８上でＸ方向外向きに延出してもよい。代わりに、突起部９４は、第３の面３２及び第５の面８６又は第６の面８８上でＹ方向に延出するように構成されてもよい。

【0059】

図１１、図１５、及び図１７を参照すると、突起部９４を、第３の面３２から第４の面８４まで延出させることにより、ハウジング４６のフェースプレート４７とマイクロ流体カートリッジ１０のリザーバ１６との間の離間を小さくすることが可能となる。例えば、突起部９４が、第３の面３２から第２の面２８に配設される場合、より大きな間隔を、フェースプレート４７とマイクロ流体カートリッジ１０のリザーバ１６との間に設定して、突起部９４のための空間を作る必要がある。

【0060】

突起部９４又は突起部９４の一部は、蓋２４内に形成されてもよい。図１５を参照すると、突起部９４は、蓋２４内及びリザーバ１６の側壁２２内に形成されてもよい。

【0061】

図１３、図１５、及び図１６を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０及びハウジング４６は、マイクロ流体カートリッジ１０がハウジング４６と接続されるときに、マイクロ流体カートリッジ１０をハウジング４６に固定するためのコネクタを含んでもよい。例えば、ハウジング４６が第１のコネクタ１０２を含んでもよく、マイクロ流体カートリッジ１０が第２のコネクタ１０４を含んでもよい。第１のコネクタ１０２は雄コネクタであってもよく、第２コネクタ１０４は雌コネクタであってもよく、又はその逆であってもよい。第１のコネクタ１０２及び第２のコネクタ１０４は、ハウジング４６とマイクロ流体カートリッジ１０との間に、Ｚ方向の、確実でありかつ安定した電気的接続を提供する。

【0062】

図１２、図１３、及び図１５を参照すると、第２のコネクタ１０４は、マイクロ流体カートリッジ１０内の突起部９４に配設されてもよい。ハウジング４６内の第１のコネクタ１０２は、マイクロ流体カートリッジ１０の突起部９４が、ハウジング４６と嵌合する凹部領域１００に配置されてもよい。

【0063】

第１のコネクタ１０２は、凹部領域１００から離れて配置されてもよく、かつ／又は第２のコネクタ１０４は、突起部９４から離れて配設されてもよい。

【0064】

図４、図７、図１５、及び図１６を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０が、１つ以上の開口部（例えば、小開口部４０、回路開口部６２、及び／又は大開口部４２）を、第２のコネクタ１０４と組み合わせて有することにより、マイクロ流体カートリッジ１０がマイクロ流体送達装置４４のハウジング４６に固定された際に、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の安定性を有するマイクロ流体カートリッジ１０が提供される。

【0065】

図１３を参照すると、マイクロ流体カートリッジ１０は、ユーザーがマイクロ流体カートリッジ１０をマイクロ流体送達装置から容易に取り外すことができるように、ハウジング４６に対してばね荷重をかけられていてもよい。例えば、ハウジング４６のレセプタクル６４は、１つ以上のバネ１０６を含んでもよく、そのようなバネ１０６は、マイクロ流体カートリッジ１０の第２のコネクタ１０４が、ハウジング４６の第１のコネクタ１０２と接合されて、マイクロ流体カートリッジ１０をハウジング４６と固定する際に圧縮され得る。マイクロ流体カートリッジ１０を取り外すためには、マイクロ流体カートリッジ１０を押して、第１のコネクタ１０２と第２のコネクタ１０４との間の接続を解除すればよい。上記の接続が解除されると、バネ１０６がマイクロ流体カートリッジ１０を、マイクロ流体送達装置の上方かつ外へ向けて押し出すようになっていてよい。

【0066】

前述したように、ハウジング４６の電気接点６８は、マイクロ流体カートリッジ１０と堅牢に電気的接続されるように、ばね荷重をかけられていてもよい。ばね荷重をかけられた電気接点６８と、第１のコネクタ１０２及び第２のコネクタ１０４とは、それぞれ、マイクロ流体カートリッジ１０上の電気接点６０によってハウジング４６上の電気接点６８にあるレベルの力が印加されるように設計されていてもよい。第１のコネクタ１０２及び第２のコネクタ１０４は、ハウジング４６上の電気接点６８が約１～約２ｍｍ圧縮されるように構成されてもよい。

【0067】

マイクロ流体カートリッジは、マイクロ流体カートリッジ１０をハウジング４６から取り外すための解放ボタンを有してもよい。あるいは、マイクロ流体カートリッジ１０は、ハウジング４６に向かって押されることにより、マイクロ流体カートリッジ１０をハウジング４６から係合及び／又は係合解除することができるようになっていてよい。マイクロ流体カートリッジ１０は、マイクロ流体カートリッジ１０をハウジング４６に接続するための締結具又はクリップと係合することができる。

【0068】

レセプタクル６４は、マイクロ流体カートリッジ１０をレセプタクル６４内に方向付けるための１本以上のガイドレールを含んでもよい。

【0069】

マイクロ流体送達装置は、コンパクトで、容易に携帯できるように構成され得る。そのような場合、マイクロ流体送達装置は、電池で動作し得る。マイクロ流体送達装置は、９ボルト電池、「Ａ形」、「単３形」、「単４形」、「単２形」、及び「単１形」電池などの従来式の乾電池、ボタン電池、時計用電池、太陽電池、並びに再充電ベース部を備える充電式電池などの電源と併用することが可能であり得る。

【0070】

マイクロ流体送達装置は、ファンを含んでいてもよく、そのファンは、空気中に流体組成物を送達するのを支援するための空気流を生成するものであってよい。マイクロ流体送達装置の所望の空気流速度、サイズ、及び電力要件を提供する任意のファンが使用され得る。ファンは、流体組成物を空気中に更に押し込むために使用されてもよく、かつ／又は流体組成物がマイクロ流体ダイから分配される方向とは異なる方向に、流体組成物を方向付けるために使用されてもよい。ファンは、ハウジングの内部に、又は少なくとも部分的にハウジングの内部に、又はハウジングの外部に配設され得る。ファンはまた、マイクロ流体ダイ５１の上に空気を方向付けるために使用されて、マイクロ流体ダイ５１上に堆積される流体組成物の量を最小限に抑えることもできる。

【0071】

図１７を参照すると、ファン１３０は、ハウジング４６の内部１２内に配設され得る。ファンは、空気流の所望の方向に応じて、様々な角度で配設され得る。図１７は、単に非限定的な例を挙げるためであるが、空気流がＸ軸から上向きの角度で方向付けられるように、ファンがＸ軸に対して上向きに角度付けされ得るということを示す。ファン１３０は、空気流チャネル１１０と空気流連通しているが、その空気流チャネル１１０は、ファン１３０によって生成される空気流の通路として機能する。

【0072】

図１７～図２１を参照すると、ファン１３０からの空気流は、空気流チャネル１１０を通って、マイクロ流体送達装置の外部に開口する第１のエアアウトレット７６又はマイクロ流体送達装置の内部を加圧する第２のエアアウトレット１０８のいずれかに移動する。第１のエアアウトレット７６は、ハウジング４６のフェースプレート４７内に配設されてもよい。図１９を参照すると、第２のエアアウトレット１０８は、ハウジング４６の内部１２に開口する。ファン１３０からの空気流は、次に２つの経路のうちの１つの中を移動するが、常に、抵抗の小さい方の経路を通るようになっている。第１のエアアウトレット７６又は第２のエアアウトレット１０８を通って出る空気の量を制御するために、第１のエアアウトレット７６及び／又は第２のエアアウトレット１０８における背圧を適宜設計することができる。例えば、第１のエアアウトレット７６から出る空気の体積を大きくしたければ、第１のエアアウトレット７６の背圧は、第２のエアアウトレット１０８における背圧よりも低くすればよい。空気流の第１の部分は、マイクロ流体ダイから分配された流体組成物を空気中に押し出すために、第１のエアアウトレット７６から出るように移動し得る。空気流の第２の部分は、第２のエアアウトレット１０８を通って、ハウジング４６の内部１２を通って、マイクロ流体ダイ５１の上方を移動し、流体出口７４から流出し得る。空気流の第２の部分は、流体組成物２１が流体出口７４を出てからも、流体組成物２１の液滴が実質的に層流として移動するように維持するとともに、流体組成物２１の液滴がマイクロ流体ダイ５１又はその周囲の表面上に戻って堆積するのを防止する助けとなり得る。空気流の第１の部分は、分配された流体組成物を空気中に外向きに押し出し、かつ／又は上向きに押し上げる助けとなり得る。

【0073】

図２０及び図２１を参照すると、ハウジング４６の内部１２内に移動する空気流の第２の部分は、ハウジング４６の内部１２を加圧するように作用する。空気は、第２のエアアウトレット１０８から、内部１２を通り、流体出口７４へと移動する。流体出口７４は、空気が通過することが意図されるハウジング４６の外部１４への開口部としては最も高圧のものであり、空気は、ハウジング４６の内部１２内の任意の開放空間を通って移動して流体出口７４に到達する。したがって、図２１に示されるように、空気は、マイクロ流体ダイ５１の上方を、全ての方向から移動し、流体出口７４から出る。

【0074】

流体組成物がハウジングを出て、実質的に層流で空気中に分散する能力に影響を及ぼし得る乱流の渦が形成され得るため、ハウジング４６の内部１２内で流体組成物と混合される空気流の体積を、最小に保つことが有益であり得る。空気流の大部分が別個の空気流出口を出るようにして、ハウジング４６の外部１４で流体組成物と合流させることは、分配された流体組成物を、外向き、上方及び／又はマイクロ流体送達装置から離れる方向に移動させるのを助ける。したがって、ファン１３０によって生成された空気の大部分は、第１のエアアウトレット７６を出ることができる。ファンによって生成された空気の少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、又は少なくとも９０％が、第１のエアアウトレットを出る。第１のエアアウトレット７６は、第２のエアアウトレット１０８で生成される背圧よりも低い背圧を生成するように設計され得る。

【0075】

図２１を参照すると、ハウジングは、流体出口７４に隣接する流体チャネル１１１を含んでもよい。流体チャネル１１１を通過する空気は、実質的に層流の空気を用いて、マイクロ流体ダイ５１からの流体組成物２１の液滴を、流体出口７４内で中心に維持しておく助けとなることができる。流体組成物の液滴が流体出口７４を通過する際に、その中心に維持されることにより、液滴がハウジング上に堆積するのを防ぐことができる。流体チャネル１１１は、マイクロ流体ダイ５１に隣接して配設され得る。間隙１１９が、流体チャネル１１１とマイクロ流体ダイ５１とを離間させてもよい。間隙１１９は、マイクロ流体ダイ５１から、流体チャネル１１１を離間させ得るが、その離間させる長さは、マイクロ流体ダイ５１のノズルから、約０．７５～約５ｍｍ、より好ましくは約１．０～約３ｍｍであり得る。流体チャネル１１１は、約２～約６ｍｍの長さを有してもよい。なお、間隙１１９及び／又は流体チャネル１１１の長さは、Ｘ方向に測定され得る。

【0076】

流体組成物と空気流とが合流する点における空気流の平均速度は、約０．２５メートル／秒（「ｍ／秒」）～約１５ｍ／秒の範囲内であってよい。上記の空気流の平均速度は、噴射された流体組成物に対してどんな影響を及ぼしたいかに応じて変化し得る。上述のように、空気流チャネル３４、エアアウトレット２８、及びファン３２は、流体組成物の方向を変化させるために、空気流及び流体組成物が合流する時点で、流体組成物の運動量よりも大きい空気流の平均運動量を生成するように設計されてもよい。本明細書で使用するとき、空気流の「平均速度」は、空気流のストリーム全体にわたる速度の平均値であるが、それは空気流のストリームが、空気流のチャネルの表面付近でより低い速度を有し、かつ空気流のストリームの中心でより高い速度を有するためである。同様に、本明細書で使用するとき、「平均運動量」は、空気流ストリーム全体にわたる運動量の平均値である。

【0077】

流体出口７４を出る空気流は、約０．２５～約４ｍ／秒、最も好ましくは０．５～２ｍ／秒の速度を有し得る。第１のエアアウトレット７６を出る空気流は、約１～約１５ｍ／秒、最も好ましくは１～５ｍ／秒の速度を有し得る。

【0078】

第２のエアアウトレット１０８の開口面積、形状、及び向きは、空気流によって流体組成物に対してどのような影響を及ぼしたいかに応じて、任意のサイズ、形状、又は向きから選択され得る。

【0079】

流体組成物
マイクロ流体送達装置内で十分に動作するように、流体組成物の多くの特性が考慮される。いくつかの要因としては、マイクロ流体送達部材から放出するのに最適な粘度を有する流体組成物を配合すること、マイクロ流体送達部材を詰まらせる懸濁固体を制限された量有する、又は全く有しない流体組成物を配合すること、乾燥してマイクロ流体送達部材を詰まらせないように、十分に安定した流体組成物を配合すること、引火性でない流体組成物を配合することなどが挙げられる。マイクロ流体ダイから適切な分配を行うために、空気を清涼化する又は悪臭を低減する組成物の適切な霧化及び効果的な分配が、流体組成物の設計において考慮され得る。

【0080】

流体組成物は、１種類以上の香料原材料を含む香料組成物を含み得る。香料原材料は、心地良さや芳香に関わる利益をもたらす。流体組成物は、流体組成物の重量基準で約５０％超、代替的に約６０％超、代替的に約７０％超、代替的に約７５％超、代替的に約８０％超、代替的に約５０～約１００％、代替的に約６０～約１００％、代替的に約７０～約１００％、代替的に約８０～約１００％、代替的に約９０～約１００％の量で存在する香料混合物を含有し得る。流体組成物は、全て香料混合物（すなわち１００重量％）からなってもよい。

【0081】

流体組成物は、粒子状物質が液体マトリックス内に分散された混合物中に存在する懸濁固体又は固体粒子を実質的に含まなくてもよい。流体組成物は、５重量％未満の懸濁固体、代替的に４重量％未満の懸濁固体、代替的に３重量％未満の懸濁個体、代替的に２重量％未満の懸濁固体、代替的に１重量％未満の懸濁固体、代替的に０．５重量％未満の懸濁固体を有してもよく、又は懸濁固体を含まなくてもよい。懸濁固体は、いくつかの香料物質の特性である溶解物質と区別される。

【0082】

本明細書にて開示された寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきではない。その代わりに、特に指示がない限り、このような寸法はそれぞれ、列挙された値とその値を囲む機能的に同等な範囲との両方を意味することが意図されている。例えば、「４０ｍｍ」と開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することが意図される。

【0083】

本明細書全体をとおして記載される全ての最大数値限定は、それよりも低い全ての数値限定を、かかるより低い数値限定があたかも本明細書に明確に記載されているかのように包含することを理解すべきである。本明細書の全体をとおして与えられる全ての最小数値限定は、それよりも高い全ての数値限定を、かかるより高い数値限定があたかも本明細書に明確に記載されているかのように含む。本明細書の全体をとおして与えられる全ての数値範囲は、かかるより広い数値範囲内に含まれるより狭い全ての数値範囲を、かかるより狭い数値範囲があたかも全て本明細書に明確に記載されているかのように含む。

【0084】

相互参照される又は関連する全ての特許又は特許出願、及び本願が優先権又はその利益を主張する任意の特許出願又は特許を含む、本願に引用される全ての文書は、除外又は限定することを明言しない限りにおいて、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。いかなる文献の引用も、本明細書中で開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であるとはみなされず、あるいはそれを単独で又は他の任意の参考文献（単数又は複数）と組み合わせたときに、そのようないかなる発明も教示、示唆又は開示するとはみなされない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照により組み込まれた文書内の同じ用語の任意の意味又は定義と矛盾する場合、本文書においてその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。

【0085】

本発明の特定の実施形態を例示及び説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を行うことができる点は当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのような全ての変更及び修正を、添付の特許請求の範囲に網羅することが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】