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(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】2024-04-26
(45)【発行日】2024-05-09
(54)【発明の名称】マイクロ流路デバイス
(51)【国際特許分類】
G01N 35/08 20060101AFI20240430BHJP
G01N 37/00 20060101ALI20240430BHJP
B81B 1/00 20060101ALI20240430BHJP
B01J 19/00 20060101ALI20240430BHJP
【ＦＩ】
G01N35/08
G01N37/00 101
B81B1/00
B01J19/00 321
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2020130485
(22)【出願日】2020-07-31
(65)【公開番号】P2021039095
(43)【公開日】2021-03-11
【審査請求日】2023-02-20
(31)【優先権主張番号】P 2019156719
(32)【優先日】2019-08-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126240
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 琢磨
(74)【代理人】
【識別番号】100223941
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 佳子
(74)【代理人】
【識別番号】100159695
【弁理士】
【氏名又は名称】中辻 七朗
(74)【代理人】
【識別番号】100172476
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 一史
(74)【代理人】
【識別番号】100126974
【弁理士】
【氏名又は名称】大朋 靖尚
(72)【発明者】
【氏名】松川 顕久
(72)【発明者】
【氏名】山本 毅
(72)【発明者】
【氏名】田中 宏樹
(72)【発明者】
【氏名】三浦 淳
(72)【発明者】
【氏名】宮▲崎▼ 啓司
(72)【発明者】
【氏名】深津 慎
(72)【発明者】
【氏名】金澤 貴之
(72)【発明者】
【氏名】田中 正典
(72)【発明者】
【氏名】水澤 圭吾
(72)【発明者】
【氏名】関 真範
【審査官】岡村 典子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１３１２５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１０／０３８８９７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００６－３２６７０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０７００７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１３３２０７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－０６６５１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／００７０８７８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ３５／０８
Ｇ０１Ｎ ３７／００
Ｂ８１Ｂ １／００
Ｂ０１Ｊ １９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
多孔質基材内に、流路と流路壁とを有するマイクロ流路デバイスであって、
該流路が、該流路壁に挟まれた多孔質基材領域であって、
該流路壁が、アルケンと環状オレフィンとの共重合体である環状オレフィンコポリマーを含むことを特徴とするマイクロ流路デバイス。
【請求項2】
前記環状オレフィンが、架橋構造を有する環状オレフィンである請求項１に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項3】
前記アルケンが、エチレンであり、前記環状オレフィンが、ノルボルネンである請求項２に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項4】
前記多孔質基材の空隙率が２０％～９０％である請求項１～３のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項5】
多孔質基材内の前記流路壁が、更に可塑成分を含有する請求項１～４のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項6】
前記可塑成分が、結晶性樹脂、ワックス及びオイルからなる群から選択される少なくとも１つの成分である請求項５に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項7】
前記可塑成分の貯蔵弾性率が、前記環状オレフィンコポリマーの貯蔵弾性率よりも低い材料である請求項５又は６に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項8】
前記環状オレフィンコポリマーの溶解度パラメータと前記可塑成分の溶解度パラメータとの差の絶対値が３．５以下である請求項５～７のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項9】
前記流路の少なくとも一方の表面側部分に保護層を備える請求項１～８のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項10】
前記流路の一方の表面側部分に保護層が形成されており、他方の表面が支持基体で覆われている請求項１～８のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項11】
前記保護層が、アルケンと環状オレフィンとの共重合体である環状オレフィンコポリマーを含む請求項９又は１０に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項12】
前記流路壁に含まれる環状オレフィンコポリマーと前記保護層に含まれる環状オレフィンコポリマーとが同じ環状オレフィンコポリマーである請求項１１に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項13】
前記保護層が、流路壁を形成する樹脂とは異なる疎水性の樹脂を用いて形成されている請求項９～１１のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項14】
該アルケンと該環状オレフィンの含有割合が、アルケン／環状オレフィン＝２０／１～１／２０である請求項１～１３のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、多孔質基材内部にマイクロ流路を形成したマイクロ流路デバイスに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、マイクロサイズの微細流路を利用して、生化学における分析を１つのチップ内で効率的（微量、迅速、簡便）に行うことができるマイクロ流路デバイスの開発が、幅広い分野で注目されている。具体的には、生化学の研究はもとより医療、創薬、ヘルスケア、環境、食品などの各分野において注目されている。その中でも、紙をベースとしたペーパーマイクロ分析チップは、従来のデバイスと比べて軽量かつ低コストであり、又、電源も使う必要がなく、更には廃棄性も高いという利点を有する。このため、医療設備の整っていない途上国や僻地ならびに災害現場での医療活動や、感染症の広がりを水際で食い止めなければならない空港等での検査デバイスとして期待されている。又、安価でかつ取り扱いが容易なことから、自身の健康状態を管理・モニタリングできるヘルスケアデバイスとしても注目を集めている。
【0003】
１９９０年代前半にフォトリソグラフィ法や金型等を用いてガラスやシリコン上にミクロンサイズの微細流路を形成し、サンプルの前処理、攪拌、混合、反応、検出を１チップ上で行うマイクロ分析チップが開発された。その結果、検査システムの小型化や迅速分析、ならびに検体や試薬や廃液の低減を実現した。しかし、これらフォトリソグラフィの技術を使って作製されたマイクロ流路は非常に高い精度を持つ一方、その製造コストは非常に高くなり、又、焼却も難しいため、廃棄性が低いものとなっていた。又、検査液を流路内に送る際、シリンジポンプ等の付帯装置が必要であるため、設備が整った環境での使用に限られており、主に生化学系の研究機関にて使用されてきた。
【0004】
これらの課題に対しペーパーマイクロ分析チップは、基材として紙や布のような安価な材料を用いてかつ、材料自体の毛細血管現象を利用することで、検体や検査液を駆動させることができるため、低コストでかつ無電環境での使用が可能となる。又、持ち運び（流通）が容易で、廃棄性も高い（燃やすだけで廃棄完了）。更に装置のメンテナンスも不要であるため、誰でも（知識がない老人や子供でも）、何処でも（電源が無い場所でも場所を問わず）、簡単にＰＯＣ（ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｃａｒｅ）による診断を低コストで実現することが可能となる。よって現在、様々な感染症や特定疾病ならびにヘルスケア（持病管理、健康管理）を対象としたペーパーマイクロ流路デバイスの研究・開発が、世界中の研究機関で進められている。
【0005】
マイクロ流路デバイスは検体や検査液として液体を使用するため、液体の流路壁への染み出し防止や高湿度環境下でのデバイス使用時の吸水による流路壁の膨潤防止のために流路を形成する材料には高い疎水性が求められる。「流路壁」とは、液体が流れる流路を規定する壁を意味する。
その他に流路材料の特性としては検体や検査液の分析を阻害しないために高い耐溶剤性を持つことが好ましく、また高機械的強度、人体安全性なども同時に求められる。
その他に流路材料の特性としては検体や検査液の分析を阻害しないために高い耐溶剤性を持つことが好ましく、また高機械的強度、人体安全性なども同時に求められる。
【0006】
特許文献１ではポリスチレンを流路材料として利用したマイクロ流路デバイスが提案されている。また特許文献２ではＵＶ硬化性インク、特許文献３、特許文献４ではワックスインクを流路として利用した例が提案されている。ポリスチレンやＵＶ硬化性インク、ワックスインクといった材料は高い疎水性を示し、十分な機械的強度、人体安全性を有する。しかし有機溶剤に対する耐溶剤性が低く、アルコール類、ケトン類、エステル類といった溶剤に対して容易に相溶してしまう。その結果、有機溶剤を含む検体、検査液を使用すると流路壁の膨潤や溶解により、流路の閉塞や決壊が発生してしまう課題があった。
これらのことから本発明は高疎水性、高機械的強度、人体安全性を備えかつ、耐溶剤性も高くより幅広い検体、検査液を使用可能な応用性の広いマイクロ流路デバイスを提案するものである。
これらのことから本発明は高疎水性、高機械的強度、人体安全性を備えかつ、耐溶剤性も高くより幅広い検体、検査液を使用可能な応用性の広いマイクロ流路デバイスを提案するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２０１５－５２５８４号公報
【文献】特許第５９３５１５３号公報
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１９８６８４号明細書
【文献】特開２０１５－１３１２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、高疎水性、高機械的強度、人体安全性を備えかつ、耐溶剤性も高くより応用性の広いマイクロ流路デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様によれば、
多孔質基材内に、流路と流路壁とを有するマイクロ流路デバイスであって、
該流路が、該流路壁に挟まれた多孔質基材領域であって、
該流路壁が、アルケンと環状オレフィンとの共重合体である環状オレフィンコポリマーを含むマイクロ流路デバイスが提供される。
多孔質基材内に、流路と流路壁とを有するマイクロ流路デバイスであって、
該流路が、該流路壁に挟まれた多孔質基材領域であって、
該流路壁が、アルケンと環状オレフィンとの共重合体である環状オレフィンコポリマーを含むマイクロ流路デバイスが提供される。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、高疎水性、高機械的強度、人体安全性のみならず有機溶剤などに対する耐溶剤性も備えた応用性の広いマイクロ流路デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】ＣＯＣ－Ａを多孔質基材Ｓ１に浸透させることにより形成されたマイクロ流路デバイスの断面図である。
【図2】流路パターン画像形成ユニット１００の構成図である。
【図3】プロセスカートリッジＰの構成図である。
【図4】流路パターン画像形成ユニット１００の概略制御態様を示すブロック図である。
【図5】流路パターン図である。
【図6】ＣＯＣ－ＡおよびＣＯＣ－Ｂの貯蔵弾性率と損失弾性率の温度依存グラフである。
【図7】保護層を有するマイクロ流路デバイスの形成フローを示す図である。
【図8】保護層を有するマイクロ流路デバイスの他の形成フローを示す図である。
【図9】保護層を有するマイクロ流路デバイスの他の形成フローを示す図である。
【図10】保護層及びカバー層を有するマイクロ流路デバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
本発明においては、多孔質基材内に、環状オレフィンを共重合した環状オレフィンコポリマーを含む材料を浸透させることにより流路壁を形成する。
多孔質基材については後述する。
本発明においては、多孔質基材内に、環状オレフィンを共重合した環状オレフィンコポリマーを含む材料を浸透させることにより流路壁を形成する。
多孔質基材については後述する。
【0013】
＜環状オレフィンコポリマー＞
本発明に係る環状オレフィンコポリマー（Ｃｙｃｌｉｃ Ｏｌｅｆｉｎ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：ＣＯＣ）は、アルケン（非環状オレフィン）と、環状化合物（環状オレフィン）との共重合体である。
アルケンとしては、炭素数が２～１２であるものが好ましくは、２～６の低級アルケン（α－オレフィン、広義には非環式オレフィン）であるものがより好ましい。
アルケンとしては、例えばエチレン、プロピレン、ブチレンなどが挙げられ、エチレンが好ましい。
アルケンは、１種を単独で使用することも又は２種以上を併用することもできる。
本発明に係る環状オレフィンコポリマー（Ｃｙｃｌｉｃ Ｏｌｅｆｉｎ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：ＣＯＣ）は、アルケン（非環状オレフィン）と、環状化合物（環状オレフィン）との共重合体である。
アルケンとしては、炭素数が２～１２であるものが好ましくは、２～６の低級アルケン（α－オレフィン、広義には非環式オレフィン）であるものがより好ましい。
アルケンとしては、例えばエチレン、プロピレン、ブチレンなどが挙げられ、エチレンが好ましい。
アルケンは、１種を単独で使用することも又は２種以上を併用することもできる。
【0014】
環状オレフィンとしては、炭素数が３～１７であるものが好ましく、５～１２であるものがより好ましく、単環式化合物であってもよく、多環式化合物であってもよい。
環状オレフィンは、架橋構造を有することが好ましい。例えば、ノルボルネン、ノルボルナジエン、テトラシクロドデセン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキセンなどが挙げられ、ノルボルネンが好ましい。
環状オレフィンは、１又は２つ以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、メチル基、エチル基等のアルキル基などが挙げられる。
環状オレフィンは、１種を単独で使用することも又は２種以上を併用することもできる。
環状オレフィンは、架橋構造を有することが好ましい。例えば、ノルボルネン、ノルボルナジエン、テトラシクロドデセン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキセンなどが挙げられ、ノルボルネンが好ましい。
環状オレフィンは、１又は２つ以上の置換基を有していてもよい。置換基としては、メチル基、エチル基等のアルキル基などが挙げられる。
環状オレフィンは、１種を単独で使用することも又は２種以上を併用することもできる。
【0015】
環状オレフィンコポリマーに含まれるアルケン及び環状オレフィンの構造は、ＮＭＲで特定することができる。
【0016】
アルケンと環状オレフィンの含有割合は、アルケン／環状オレフィン＝２０／１～１／２０であることが好ましい。
アルケンと環状オレフィンの含有割合は、ＮＭＲで特定することができる。
アルケンと環状オレフィンの含有割合は、ＮＭＲで特定することができる。
【0017】
＜流路パターン形成ユニット＞
図２、図３および図４を参照して、流路パターン画像形成ユニット全体の構成について説明する。図２は流路パターン形成ユニット１００の概略構成を示す断面図であり、各構成について簡略的に示している。図３はプロセスカートリッジＰの模式的断面図である。図４は本実施例における流路パターン形成ユニット１００の要部の概略制御態様を示すブロック図である。
図２、図３および図４を参照して、流路パターン画像形成ユニット全体の構成について説明する。図２は流路パターン形成ユニット１００の概略構成を示す断面図であり、各構成について簡略的に示している。図３はプロセスカートリッジＰの模式的断面図である。図４は本実施例における流路パターン形成ユニット１００の要部の概略制御態様を示すブロック図である。
【0018】
はじめに、流路パターン形成ユニットの構成、流路パターン形成プロセスと各部材について説明する。図２、図３を用いて、流路パターン画像形成プロセスに係わる各部材に関して流路パターン画像形成プロセスの順番に沿って説明する。
流路パターン画像形成ユニット１００には、プロセスカートリッジＰが収容できる。プロセスカートリッジＰは像担持体として感光ドラム１１を備えている。感光ドラム１１の周囲には、帯電ローラ１２、現像装置２０、クリーニング部材１４が設けられている。帯電ローラ１２は、感光ドラム１１の表面を帯電させるためのローラ形状の帯電部材である。現像装置２０は、感光ドラム１１の表面に形成された静電潜像を現像剤としての樹脂粒子により現像する。クリーニング部材１４は、感光ドラム１１の表面をクリーニングする。流路パターン画像形成に際して必要となる電圧は、帯電高圧電源７１、現像高圧電源７２、転写高圧電源７４によって印加することができ、制御部２０２（図４）によって制御されている。また、流路パターン画像形成ユニット１００は、モータＭ１（不図示）によってプロセスカートリッジＰの感光ドラム１１を駆動し、モータＭ２（不図示）により、プロセスカートリッジＰの現像装置２０を駆動できる。
流路パターン画像形成ユニット１００には、プロセスカートリッジＰが収容できる。プロセスカートリッジＰは像担持体として感光ドラム１１を備えている。感光ドラム１１の周囲には、帯電ローラ１２、現像装置２０、クリーニング部材１４が設けられている。帯電ローラ１２は、感光ドラム１１の表面を帯電させるためのローラ形状の帯電部材である。現像装置２０は、感光ドラム１１の表面に形成された静電潜像を現像剤としての樹脂粒子により現像する。クリーニング部材１４は、感光ドラム１１の表面をクリーニングする。流路パターン画像形成に際して必要となる電圧は、帯電高圧電源７１、現像高圧電源７２、転写高圧電源７４によって印加することができ、制御部２０２（図４）によって制御されている。また、流路パターン画像形成ユニット１００は、モータＭ１（不図示）によってプロセスカートリッジＰの感光ドラム１１を駆動し、モータＭ２（不図示）により、プロセスカートリッジＰの現像装置２０を駆動できる。
【0019】
流路パターン画像形成が始まると、感光ドラム１１はモータＭ１の駆動により図３中の矢印Ａ方向に回転し、帯電ローラ１２は感光ドラム１１の回転に従動して図３中の矢印Ｂ方向に回転する。後述の実施例では、感光ドラム１１のプロセススピードを１５０ｍｍ／ｓｅｃとした。
感光ドラム１１は、ＯＰＣ、アモルファスセレン、アモルファスシリコン等の感光材料を、アルミニウムやニッケルなどで形成されたシリンダ上のドラム基体上に設けて構成したものである。後述の実施例では、外径２０ｍｍ、感光材料の厚さは１３μｍとした。
感光ドラム１１は、ＯＰＣ、アモルファスセレン、アモルファスシリコン等の感光材料を、アルミニウムやニッケルなどで形成されたシリンダ上のドラム基体上に設けて構成したものである。後述の実施例では、外径２０ｍｍ、感光材料の厚さは１３μｍとした。
【0020】
帯電部材たる帯電ローラ１２は、導電性の軸芯体（導電性芯金）と導電性ゴム層とからなる単層ローラを用いることができる。そして、電圧印加部である帯電高圧電源７１によって、帯電ローラ１２には電圧が印加される。次いで、電圧が印加された帯電ローラを感光ドラム１１に当接させて、感光ドラム１１の表面を一様に帯電する。帯電ローラ１２にはＤＣ（直流）電圧が印加されており、放電によって感光ドラム１１上を帯電電位Ｖｄで一様に帯電する。尚、後述の実施例では、帯電ローラ１２として、外径７．５ｍｍ、体積抵抗１０３～１０６Ω・ｃｍの単層ローラを用い、直流電圧を印加した。また、感光ドラム表面を－４６０Ｖ（Ｖｄ：暗部電位）に一様に帯電した。
【0021】
帯電ローラ１２によって感光ドラム１１の表面を帯電した後、感光ドラム１１の表面には露光ユニット７３からレーザ光９が照射される。レーザ光９が照射された感光ドラム１１の表面は明部電位であるＶｌへと表面電位が変化し、静電潜像が形成される。尚、後述の実施例では、Ｖｌを－１００Ｖとした。図４に示したように、露光ユニット７３には、コントローラ２００からインターフェース２０１を介して制御部２０２に入力され、流路パターン画像処理された流路パターン画像情報の時系列電気デジタル画素信号が入力される。露光ユニット７３は、入力する時系列電気デジタル画素信号に対応して変調したレーザ光９を出力するレーザ出力部、回転多面鏡（ポリゴンミラー）、ｆθレンズ、反射鏡等を有しており、レーザ光９で感光ドラム１１の表面を主走査露光する。この主走査露光と、感光ドラム１１の回転による副走査とにより、流路パターン画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【0022】
＜流路パターン画像形成プロセス＞
流路パターン画像形成ユニット１００は、現像装置２０の位置を制御する接離ユニット７５を有しており、流路パターン画像形成時と非流路パターン画像形成時で現像装置２０の位置を異なる位置に制御することができる。接離ユニット７５は、図４に示した制御部２０２によって動作を制御される。
現像装置２０は感光ドラム１１の回転開始後に、感光ドラム１１から離間していた現像剤担持体としての現像ローラ２３を、感光ドラム１１と当接するように接離ユニット７５によって移動させる。
流路パターン画像形成ユニット１００は、現像装置２０の位置を制御する接離ユニット７５を有しており、流路パターン画像形成時と非流路パターン画像形成時で現像装置２０の位置を異なる位置に制御することができる。接離ユニット７５は、図４に示した制御部２０２によって動作を制御される。
現像装置２０は感光ドラム１１の回転開始後に、感光ドラム１１から離間していた現像剤担持体としての現像ローラ２３を、感光ドラム１１と当接するように接離ユニット７５によって移動させる。
【0023】
続いて、現像ローラ２３は図３中の矢印Ｃ方向に、供給部材としての供給ローラ２４は図３中の矢印Ｄ方向に、それぞれ接続されているモータＭ２の駆動によって回転を始める。そして、現像ローラ２３用の現像高圧電源７２から現像ローラ２３へ、現像電圧として－３００Ｖの電圧が印加される。そして、感光ドラム１１上に形成された静電潜像、すなわち、上記のＶｌ部に対して現像ローラ２３によって現像剤（ＣＯＣを含有する粒子）が供給されて現像される。なお、このときの感光ドラム１１表面の移動速度と現像ローラ２３表面の移動速度との比（現像ローラ２３の表面の移動速度／感光ドラム１１表面の移動速度）を現像周速比と呼ぶ。この現像周速比を制御することで、感光ドラム１１上に現像される現像剤の量を制御することができる。例えば現像周速比が２．５であれば、現像ローラ２３上の現像剤が全て感光ドラム１１へ現像した場合、感光ドラム１１表面の単位面積当たりの現像剤量は、現像ローラ２３表面の単位面積当たりの現像剤量に比べて２．５倍になる。本実施例では多孔質基材Ｓ１内部にマイクロ流路壁を形成するのに適した現像剤量を現像できるように現像周速比をモータＭ２の速度で制御している。
【0024】
現像された現像剤像は、転写高圧電源７４によって転写電圧が印加された転写ローラ４との電位差により、記録媒体としての多孔質基材Ｓ１に転写される。多孔質基材Ｓ１は後述するが、多孔質からなるシート上媒体である。
後述の実施例においては、転写ローラ４として、導電性芯金上に、弾性体であるＮＢＲヒドリンゴムを主成分とし、イオン導電材を用いて抵抗調整を行った半導電性スポンジの弾性層を有するローラを用いた。転写ローラ４の外径は１２．５ｍｍで、導電性芯金の外径は６ｍｍとした。また、実施例で用いた転写ローラの抵抗値は、＋２０００Ｖ印加時、下記のとおりであった。
温度２３℃／相対湿度５０％の常温常湿環境下：１．０×１０８Ω～３．０×１０８Ω
温度３２℃／相対湿度８０％の高温高湿環境下：０．５×１０８Ω
温度１５℃／相対湿度１０％の低温低湿環境下：８．０×１０８Ω
後述の実施例においては、転写ローラ４として、導電性芯金上に、弾性体であるＮＢＲヒドリンゴムを主成分とし、イオン導電材を用いて抵抗調整を行った半導電性スポンジの弾性層を有するローラを用いた。転写ローラ４の外径は１２．５ｍｍで、導電性芯金の外径は６ｍｍとした。また、実施例で用いた転写ローラの抵抗値は、＋２０００Ｖ印加時、下記のとおりであった。
温度２３℃／相対湿度５０％の常温常湿環境下：１．０×１０８Ω～３．０×１０８Ω
温度３２℃／相対湿度８０％の高温高湿環境下：０．５×１０８Ω
温度１５℃／相対湿度１０％の低温低湿環境下：８．０×１０８Ω
【0025】
現像剤像を転写された多孔質基材Ｓ１は、現像剤像を重力方向上側としたまま流路パターン画像形成ユニット外部に排出される。なお、転写ローラ４を通過した後の感光ドラム１１は、当接しているクリーニング部材１４によって、転写されなかった現像剤を掻き取られる。その後、帯電ローラ１２による帯電からのプロセスを再度繰り返すことで、連続的に像形成が行われる。
【0026】
流路パターン画像形成終了後に、現像ローラ２３を感光ドラム１１から接離手段７５によって離間し、後回転動作を行うことで流路パターン画像形成ユニット１００内の状態をリセットし、次に流路パターン画像形成を行う際に迅速に印刷できるよう備える。接離手段７５によって感光ドラム１１から離間した後はモータＭ２の駆動をＯＦＦすることで現像剤の劣化を抑制することができる。
【0027】
次に、図４を用いて流路パターン画像形成ユニット１００の動作制御を説明する。制御部２０２は流路パターン画像形成ユニット１００の動作を制御する手段であり、各種の電気的情報信号の授受をする。また、各種のプロセス機器やセンサから入力する電気的情報信号の処理、各種のプロセス機器への指令信号の処理を行う。コントローラ２００は、ホスト装置との間で各種の電気的な情報の授受をする。また、コントローラ２００は、流路パターン画像形成ユニット１００の流路パターン画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って、インターフェース２０１を介して制御部２０２で統括的に制御する。制御部２０２は、様々な演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵ１５５、記憶素子であるＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ１５などを有して構成される。ＲＡＭには、センサの検知結果、カウンタのカウント結果、演算結果などが格納され、ＲＯＭには制御プログラム、予め実験などにより得られたデータテーブルなどが格納されている。制御部２０２には、流路パターン画像形成ユニット１００における各制御対象、センサ、カウンタなどが接続されている。制御部２０２は、各種の電気的情報信号の授受や、各部の駆動のタイミングなどを制御して、所定の流路パターン画像形成シーケンスの制御などを行う。例えば、帯電高圧電源７１、現像高圧電源７２、露光ユニット７３、転写高圧電源７４、現像周速変更手段７６などを制御し、印加される電圧や露光量などを調整している。
【0028】
図２の流路パターン画像形成ユニット１００では、制御部２０２から帯電高圧電源７１、現像高圧電源７２、露光ユニット７３、および転写高圧電源７４への接続は記載されていない。しかし、実際には帯電高圧電源７１、現像高圧電源７２、露光ユニット７３、および転写高圧電源７４と、制御部２０２とは接続され、制御部２０２は各々を制御している。そして、この流路パターン画像形成ユニット１００は、ホスト装置からコントローラ２００に入力される電気的画像信号に基づいて、多孔質基材Ｓ１に流路パターン画像形成を行う。なお、ホスト装置としては、イメージリーダー、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンとも記載する。）、ファクシミリ、スマートフォン等が挙げられる。
【0029】
＜現像装置＞
次に、現像装置の一例として、現像装置２０の現像プロセスに係わる部分の構成について図３を用いて詳細に説明する。
現像装置２０は、感光ドラム１１との対向位置に開口部を有する現像容器２１を備えている。この現像容器２１には、通常の電子写真装置で用いられるトナーの代わりに樹脂粒子が収納されている。
次に、現像装置の一例として、現像装置２０の現像プロセスに係わる部分の構成について図３を用いて詳細に説明する。
現像装置２０は、感光ドラム１１との対向位置に開口部を有する現像容器２１を備えている。この現像容器２１には、通常の電子写真装置で用いられるトナーの代わりに樹脂粒子が収納されている。
【0030】
現像装置２０は、現像ローラ２３と樹脂粒子供給ローラ２４と、を備えている。現像ローラ２３は、感光ドラム１１上の静電潜像までＣＯＣ粒子を担持しながら搬送する役割を担っている。現像ローラ２３としては、弾性層の表面に、粗し粒子を分散させた表層を設けたローラを用いることができる。樹脂粒子の搬送性は現像ローラ２３の表面粗さによって調整することができる。後述の実施例においては、シリコーンゴムからなる弾性層の表面に、ウレタンゴムをバインダーとして直径１０μｍの粒子を含有した表層を設けたローラを用いた。表面粗さＲａは３．５μｍとした。
【0031】
供給ローラ２４は、現像ローラ２３の表面を摺擦する発泡層を有しており、現像ローラ２３に現像容器２１内のＣＯＣ粒子を供給する役割を担っている。なお、供給ローラ２４は現像ローラ２３と導通しており電位を等しくしている。また、現像装置２０は、現像ローラ２３に供給したＣＯＣ粒子Ａを規制する現像剤規制部材たる現像ブレード２５を備えている。
現像ブレード２５は、例えば、薄いステンレス鋼（ＳＵＳ）板を支持板金に支持させたものを用いることができる。現像ブレード２５も現像ローラ２３と導通しており、電位を等しくしている。後述の実施例においては、現像ブレード２５として、厚さ８０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）板が厚さ１ｍｍの支持板金に支持されたものを用いた。現像ブレード２５のＳＵＳ板の先端を、２５～３５ｇ／ｃｍの圧力で現像ローラ２３と当接させた。当接の方向は、当接部に対して自由端側の先端が現像ローラ２３の回転方向上流側に位置するカウンタ方向とした。以上の構成として、現像ブレード２５を通過後の現像ローラ２３表面に、０．５０ｍｇ／ｃｍ２程度の現像剤がコートされるように制御した。
現像ブレード２５は、例えば、薄いステンレス鋼（ＳＵＳ）板を支持板金に支持させたものを用いることができる。現像ブレード２５も現像ローラ２３と導通しており、電位を等しくしている。後述の実施例においては、現像ブレード２５として、厚さ８０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）板が厚さ１ｍｍの支持板金に支持されたものを用いた。現像ブレード２５のＳＵＳ板の先端を、２５～３５ｇ／ｃｍの圧力で現像ローラ２３と当接させた。当接の方向は、当接部に対して自由端側の先端が現像ローラ２３の回転方向上流側に位置するカウンタ方向とした。以上の構成として、現像ブレード２５を通過後の現像ローラ２３表面に、０．５０ｍｇ／ｃｍ２程度の現像剤がコートされるように制御した。
【0032】
＜実施例１＞
本実施例では、現像剤として、エチレンと環状オレフィンとを共重合した環状オレフィンコポリマー（ポリプラスチックス（株）製、ＴＭグレード、以下、「ＣＯＣ－Ａ」とも記載する。）から作製した樹脂粒子（以下、「ＣＯＣ粒子Ａ」とも記載する。）を用いた。
この環状オレフィンコポリマーは下記式（１－１）で示される２種類のユニット（エチレンユニットとノルボルネンユニット）を有する。式中ｘ、ｙの含有割合はモル比で８５：１５である。尚、式（１－１）は、２種類のユニットが所定の比率で結合していることを表すものであって、ポリエチレン部とポリノルボルネン部とが結合したブロックポリマー状の構成を有することを意味するものではない。
本実施例では、現像剤として、エチレンと環状オレフィンとを共重合した環状オレフィンコポリマー（ポリプラスチックス（株）製、ＴＭグレード、以下、「ＣＯＣ－Ａ」とも記載する。）から作製した樹脂粒子（以下、「ＣＯＣ粒子Ａ」とも記載する。）を用いた。
この環状オレフィンコポリマーは下記式（１－１）で示される２種類のユニット（エチレンユニットとノルボルネンユニット）を有する。式中ｘ、ｙの含有割合はモル比で８５：１５である。尚、式（１－１）は、２種類のユニットが所定の比率で結合していることを表すものであって、ポリエチレン部とポリノルボルネン部とが結合したブロックポリマー状の構成を有することを意味するものではない。
【0033】
【化1】
【0034】
＜流路パターン＞
本実施例においては、流路パターン画像形成ユニット１００を用いて、多孔質基材Ｓ１上にＣＯＣ粒子Ａを載せてＣＯＣ粒子Ａ像を形成することで、図５（ａ）に示す流路パターン８０を形成した。図５（ａ）における各符号は以下のとおりである。ＣＯＣ粒子Ａ像８１、試薬を付着させる試薬部８３、検査液を付着させる検査液部８４、試薬部８３と検査液部８４を結ぶ流路８２。流路８２を挟むＣＯＣ粒子Ａ像８１の幅Ｌ１は４ｍｍ、流路８２の幅Ｌ２は１．５ｍｍである。但し、流路パターンの形状やサイズ等はもちろんこれに限るものではなく、直線や曲線の組み合わせ、分岐を用いた形状であっても良く、流路の幅を変えても良い。
本実施例においては、流路パターン画像形成ユニット１００を用いて、多孔質基材Ｓ１上にＣＯＣ粒子Ａを載せてＣＯＣ粒子Ａ像を形成することで、図５（ａ）に示す流路パターン８０を形成した。図５（ａ）における各符号は以下のとおりである。ＣＯＣ粒子Ａ像８１、試薬を付着させる試薬部８３、検査液を付着させる検査液部８４、試薬部８３と検査液部８４を結ぶ流路８２。流路８２を挟むＣＯＣ粒子Ａ像８１の幅Ｌ１は４ｍｍ、流路８２の幅Ｌ２は１．５ｍｍである。但し、流路パターンの形状やサイズ等はもちろんこれに限るものではなく、直線や曲線の組み合わせ、分岐を用いた形状であっても良く、流路の幅を変えても良い。
【0035】
曲線や分岐を有する流路パターンの例を図５（ｂ）に示す。この例においては、試薬を付着させる試薬部８５ｂ、８５ｃ、８５ｄと検査液を付着させる検査液部８５ａが流路８５ｅによって接続されている。
【0036】
＜加熱プロセス＞
流路パターン８０が形成された多孔質基材Ｓ１は、加熱ユニットによる加熱プロセスを経る。加熱プロセスを経ることによってＣＯＣ粒子Ａが溶融し、多孔質基材Ｓ１へと浸透し、疎水性の壁に囲まれた流路を有するマイクロ流路デバイスが形成される。
加熱温度としては、ＣＯＣ粒子Ａが溶融し、多孔質基材Ｓ１に対して浸透する温度にする必要がある。本実施例の構成においては１４０℃以上においてＣＯＣ粒子Ａは多孔質材Ｓ１へ浸透した。
流路パターン８０が形成された多孔質基材Ｓ１は、加熱ユニットによる加熱プロセスを経る。加熱プロセスを経ることによってＣＯＣ粒子Ａが溶融し、多孔質基材Ｓ１へと浸透し、疎水性の壁に囲まれた流路を有するマイクロ流路デバイスが形成される。
加熱温度としては、ＣＯＣ粒子Ａが溶融し、多孔質基材Ｓ１に対して浸透する温度にする必要がある。本実施例の構成においては１４０℃以上においてＣＯＣ粒子Ａは多孔質材Ｓ１へ浸透した。
【0037】
加熱時間としては、溶融したＣＯＣ粒子Ａが多孔質基材Ｓ１の厚さ方向に完全に浸透しきる時間が必要であるが、長すぎると必要以上に拡散してしまい、形成した流路パターンに比べ、加熱プロセス後の流路８２が細くなってしまう可能性がある。本実施例の構成においては、加熱時間を１～１０分とすることによって適度な流路壁が形成できた。
以上を鑑みて、本実施例における加熱条件としては２００℃環境において２分間とした。加熱ユニットとしては、オーブン（ヤマト科学（株） 送風定温恒温器 ＤＮ６１０Ｈ）を用いた。但し、加熱方式はこれに限らず、遠赤外線ヒータやホットプレート等を用いても良いし、加熱条件もＣＯＣ粒子Ａや多孔質基材Ｓ１の物性に合わせて選択するべきものである。
以上を鑑みて、本実施例における加熱条件としては２００℃環境において２分間とした。加熱ユニットとしては、オーブン（ヤマト科学（株） 送風定温恒温器 ＤＮ６１０Ｈ）を用いた。但し、加熱方式はこれに限らず、遠赤外線ヒータやホットプレート等を用いても良いし、加熱条件もＣＯＣ粒子Ａや多孔質基材Ｓ１の物性に合わせて選択するべきものである。
【0038】
上記の条件における加熱プロセスを図１（ａ）、図１（ｂ）を用いて説明する。
加熱前後のＣＯＣ粒子Ａを表す図として、図５中の破線８０ａの位置における断面概略図を図１に示す。図１（ａ）は加熱前の断面図、図１（ｂ）は加熱後の断面図である。
流路パターン形成時のＣＯＣ粒子Ａは、図１（ａ）に示す様に、多孔質基材Ｓ１の表面に付着しただけの状態であり、流路８２となる領域９２には樹脂粒子Ｔが付着していない。この後の加熱によって樹脂粒子Ｔ（ＣＯＣ粒子Ａ）が溶融し、溶融した樹脂粒子Ｔが毛細管現象によって多孔質基材Ｓ１内部に浸透する。
２００℃、２分間の加熱後には図１（ｂ）に示す様に、疎水性のＣＯＣ粒子Ａが多孔質基材Ｓ１の厚さ方向に浸透し、溶融後の浸透した樹脂Ｔ’に挟まれた流路８２が多孔質基材Ｓ１内に形成される。
以上の様に、流路パターン画像形成ユニット１００と、加熱ユニットとを用いることで、多孔質基材Ｓ１内に疎水壁に囲まれた流路を有した、マイクロ流路デバイスを製造できる。
加熱前後のＣＯＣ粒子Ａを表す図として、図５中の破線８０ａの位置における断面概略図を図１に示す。図１（ａ）は加熱前の断面図、図１（ｂ）は加熱後の断面図である。
流路パターン形成時のＣＯＣ粒子Ａは、図１（ａ）に示す様に、多孔質基材Ｓ１の表面に付着しただけの状態であり、流路８２となる領域９２には樹脂粒子Ｔが付着していない。この後の加熱によって樹脂粒子Ｔ（ＣＯＣ粒子Ａ）が溶融し、溶融した樹脂粒子Ｔが毛細管現象によって多孔質基材Ｓ１内部に浸透する。
２００℃、２分間の加熱後には図１（ｂ）に示す様に、疎水性のＣＯＣ粒子Ａが多孔質基材Ｓ１の厚さ方向に浸透し、溶融後の浸透した樹脂Ｔ’に挟まれた流路８２が多孔質基材Ｓ１内に形成される。
以上の様に、流路パターン画像形成ユニット１００と、加熱ユニットとを用いることで、多孔質基材Ｓ１内に疎水壁に囲まれた流路を有した、マイクロ流路デバイスを製造できる。
【0039】
図５（ａ）の流路パターンに基づき作成したマイクロ流路デバイスを用いる場合、例えば試薬部８３へ呈色反応を示す薬品を付着させておき、その後に検査液部８４へ検査液を付着させる。付着させた検査液は流路８２を通って試薬部８３まで拡散する。検査装置や検査者においては、その際に生じる呈色反応などを確認すればよい。例えば、血糖値の検査の場合、検査液を血液とし、試薬として、オキシターゼとペルオキシターゼとヨウ化カリウムの混合液を用いることができ、尿酸値の検査の場合、検査液を血液とし、試薬として、ウリカーゼとペルオキシターゼと４－アミノアンチピリンの混合液を用いることができる。
図５（ｂ）の流路パターンに基づき作成したマイクロ流路デバイスの使用例について説明する。試薬部８５ｂに試薬ｂを付着させ、試薬部８５ｃに試薬ｃを付着させ、試薬部８５ｄに試薬ｄを付着させた後、検査液部８５ａに検査液を付着させる。すると検査液部８５ａに付着させた検査液は流路８５ｅに浸透していくが、途中で分岐することで、試薬部８５ｂでは試薬ｂのみと反応し、試薬部８５ｃでは試薬ｃのみと反応し、試薬部８５ｄでは試薬ｄのみと反応する。分岐した流路を用いることで複数の試薬に対する反応を同時に検査することができる。また、試薬部８５ｄに向かう部分の流路のように、流路を曲線にすることにより、エッジ部への検査液の溜まりをなくす、或いは低減することができる。
図５（ｂ）の流路パターンに基づき作成したマイクロ流路デバイスの使用例について説明する。試薬部８５ｂに試薬ｂを付着させ、試薬部８５ｃに試薬ｃを付着させ、試薬部８５ｄに試薬ｄを付着させた後、検査液部８５ａに検査液を付着させる。すると検査液部８５ａに付着させた検査液は流路８５ｅに浸透していくが、途中で分岐することで、試薬部８５ｂでは試薬ｂのみと反応し、試薬部８５ｃでは試薬ｃのみと反応し、試薬部８５ｄでは試薬ｄのみと反応する。分岐した流路を用いることで複数の試薬に対する反応を同時に検査することができる。また、試薬部８５ｄに向かう部分の流路のように、流路を曲線にすることにより、エッジ部への検査液の溜まりをなくす、或いは低減することができる。
【0040】
＜ＣＯＣ粒子Ａ＞
本実施例で樹脂粒子の材料として用いたＣＯＣ－Ａは非常に低い吸水性を示すため、検体や検査液の流路外への染み出し、また高湿度環境下での使用での流路の膨潤といった問題が発生しにくい。また機械的強度が高いため、例えば濾紙のようなデバイス使用時に容易に変形する多孔質基材内に流路を形成しても変形による流路壁の割れなどが起こりにくい。
さらには溶融させて流路壁形状を形成する際に人体に有害な物質も発生しないため人体安全性も高い。
本実施例で樹脂粒子の材料として用いたＣＯＣ－Ａは非常に低い吸水性を示すため、検体や検査液の流路外への染み出し、また高湿度環境下での使用での流路の膨潤といった問題が発生しにくい。また機械的強度が高いため、例えば濾紙のようなデバイス使用時に容易に変形する多孔質基材内に流路を形成しても変形による流路壁の割れなどが起こりにくい。
さらには溶融させて流路壁形状を形成する際に人体に有害な物質も発生しないため人体安全性も高い。
【0041】
＜耐溶剤性＞
次にＣＯＣ－Ａの耐溶剤性について説明する。マイクロ流路デバイスは様々な検体や検査液を流路内に毛細管現象で浸透させて利用される。もしも流路壁が検体、もしくは検査液と相溶して膨潤したり、化学変化を起こしたりすると、流路構造が崩れることによって適切な毛細管現象が阻害されたり、検体や検査液の特性が変化してしまったりするため、正しい検査結果を得ることが困難になる。
例えば医療検査での血糖値検査では検査薬として酸性の過酸化水素水が利用される。また食品添加物検査では発色剤としてアルカリ性を示す亜硝酸ナトリウムや乳化剤としての利用されるエステル系化合物を検体とすることがある。このようにペーパーマイクロ分析デバイスは酸性、アルカリ性、エステル系を含め様々な溶剤を検体、検査液として使用することが求められるため、これらの溶剤に対して耐溶剤性を持つことが幅広い応用性を持つ分析デバイスのために重要である。
次にＣＯＣ－Ａの耐溶剤性について説明する。マイクロ流路デバイスは様々な検体や検査液を流路内に毛細管現象で浸透させて利用される。もしも流路壁が検体、もしくは検査液と相溶して膨潤したり、化学変化を起こしたりすると、流路構造が崩れることによって適切な毛細管現象が阻害されたり、検体や検査液の特性が変化してしまったりするため、正しい検査結果を得ることが困難になる。
例えば医療検査での血糖値検査では検査薬として酸性の過酸化水素水が利用される。また食品添加物検査では発色剤としてアルカリ性を示す亜硝酸ナトリウムや乳化剤としての利用されるエステル系化合物を検体とすることがある。このようにペーパーマイクロ分析デバイスは酸性、アルカリ性、エステル系を含め様々な溶剤を検体、検査液として使用することが求められるため、これらの溶剤に対して耐溶剤性を持つことが幅広い応用性を持つ分析デバイスのために重要である。
【0042】
表１に、ＣＯＣ－Ａ及びその他の樹脂材料の耐溶剤性の結果を示す。
温度２３℃、相対湿度５０％の条件下において、各樹脂ペレット（直径３．５インチ、厚さ１ｍｍ）を各溶剤に完全に浸漬させて１時間浸し、ペレットが溶解または明らかな膨張が見られた場合をＮＧとした。
温度２３℃、相対湿度５０％の条件下において、各樹脂ペレット（直径３．５インチ、厚さ１ｍｍ）を各溶剤に完全に浸漬させて１時間浸し、ペレットが溶解または明らかな膨張が見られた場合をＮＧとした。
【0043】
【表1】
【0044】
ＵＶ硬化インクはアクリル樹脂系のＵＶ硬化インクであり、より具体的には下記のとおりである。
光ラジカル重合性モノマーであるアクリル酸オクタデシルと、光ラジカル重合性オリゴマーである１，１０－ビス（アクリロイルオキシ）デカンの混合物からなるものである。
光ラジカル重合性モノマーであるアクリル酸オクタデシルと、光ラジカル重合性オリゴマーである１，１０－ビス（アクリロイルオキシ）デカンの混合物からなるものである。
【0045】
ＣＯＣ－Ａは、酸やアルカリのみならず、アルコール、ケトン、エステルなど幅広い溶剤に対して耐性を有しており、多様な検体、検査液に対応した応用性の高いマイクロ流路デバイスとして利用可能である。
【0046】
＜疎水性＞
各樹脂のペレット（直径３．５インチ、厚さ１ｍｍ）を作成し、温度２３℃の蒸留水に２４時間浸したときの各樹脂の質量の変化を吸水率として表２に示す。
各樹脂のペレット（直径３．５インチ、厚さ１ｍｍ）を作成し、温度２３℃の蒸留水に２４時間浸したときの各樹脂の質量の変化を吸水率として表２に示す。
【0047】
【表2】
【0048】
以上の特徴を有したＣＯＣ－Ａを用いてＣＯＣ粒子Ａを作製する方法について記載する。ＣＯＣ粒子ＡはＣＯＣ－Ａの樹脂ペレットを粉砕し、体積平均粒径が６μｍとなるように分級した後に熱球形化した粒子である。表面には外添剤として粒径１０ｎｍの疎水性シリカ微粒子を１．６質量％外添している。ＣＯＣ粒子Ａ表面を外添剤で被膜することで、負帯電性能を向上し、かつＣＯＣ粒子Ａ間に微小な間隙を設けることができ、流動性を向上させることで安定した流路パターン画像形成を達成している。なお、外添剤に用いるシリカ微粒子は疎水化処理をしていることと、外添量が微量であることより、最終的にマイクロ流路デバイスとして使用する際の流路には影響しない。但し、外添量や外添する物質はこれに限るものではなく、用いる現像剤担持体や現像剤規制部材等の現像装置構成に応じて適宜選択して良い。
【0049】
＜多孔質基材＞
多孔質基材Ｓ１としては、適度な空隙率と親水性を示すものが好適である。多孔質構造としては、連泡並びに網目（ナノファイバー等）状の構造等のものが良く、濾紙、普通紙、上質紙、水彩紙、ケント紙、合成紙、合成樹脂多孔質フィルム、布地、繊維製品、などが挙げられる。これらの中でも、高い空隙率と良好な親水性を有する点から、濾紙が好ましい。
空隙率は、目的に応じて適宜選択することができるが、２０％～９０％が好ましい。空隙率が、上記範囲である場合、基材としての強度と試料液の浸透性との両立が良好となる。
多孔質基材Ｓ１としては、適度な空隙率と親水性を示すものが好適である。多孔質構造としては、連泡並びに網目（ナノファイバー等）状の構造等のものが良く、濾紙、普通紙、上質紙、水彩紙、ケント紙、合成紙、合成樹脂多孔質フィルム、布地、繊維製品、などが挙げられる。これらの中でも、高い空隙率と良好な親水性を有する点から、濾紙が好ましい。
空隙率は、目的に応じて適宜選択することができるが、２０％～９０％が好ましい。空隙率が、上記範囲である場合、基材としての強度と試料液の浸透性との両立が良好となる。
【0050】
親水性は、試料液として血液、尿、唾液のような、水を含む生体液が、基材内に拡散することを可能にするために必要な性質である。
多孔質基材の平均厚さは、０．０１ｍｍ～０．３ｍｍのものが一般的に用いられる。平均厚さが、０．０１ｍｍ以上あれば、基材としての強度が適当である。平均厚さが０．３ｍｍ以下であれば、ＣＯＣの浸透が容易であり、流路壁の形成が容易となる。但し、平均厚さは用途に応じて選択すればよく、０．６ｍｍ程度の厚いものを使用する場合がある。
多孔質基材の平均厚さは、０．０１ｍｍ～０．３ｍｍのものが一般的に用いられる。平均厚さが、０．０１ｍｍ以上あれば、基材としての強度が適当である。平均厚さが０．３ｍｍ以下であれば、ＣＯＣの浸透が容易であり、流路壁の形成が容易となる。但し、平均厚さは用途に応じて選択すればよく、０．６ｍｍ程度の厚いものを使用する場合がある。
【0051】
多孔質基材の空孔に樹脂を浸透させて、空孔を樹脂で埋めることで流路壁（疎水壁）が形成されるため、漏れや染み出しが抑制された流路とするためには、多孔質基材の空孔が樹脂で十分に埋められていることが好ましい。
本実施例においては多孔質基材Ｓ１として、太さ２０μｍのセルロース繊維からなる坪量が異なる３種類の多孔質基材Ｓ１－１、Ｓ１－２、Ｓ１－３の濾紙を用いた。詳細を表３に示す。
見掛け密度（ｇ／ｃｍ３）は、（坪量／厚さ×１０００）、空隙率（％）は、（（真密度－見掛け密度）／真密度×１００）として計算した。
本実施例においては多孔質基材Ｓ１として、太さ２０μｍのセルロース繊維からなる坪量が異なる３種類の多孔質基材Ｓ１－１、Ｓ１－２、Ｓ１－３の濾紙を用いた。詳細を表３に示す。
見掛け密度（ｇ／ｃｍ３）は、（坪量／厚さ×１０００）、空隙率（％）は、（（真密度－見掛け密度）／真密度×１００）として計算した。
【0052】
【表3】
【0053】
＜耐折り曲げ性評価＞
上記多孔質基材Ｓ１－１～Ｓ１－３に、ＣＯＣ粒子Ａを用いて、図５（ａ）の流路パターンで、流路壁部におけるＣＯＣ量が２．０ｍｇ／ｃｍ２となるように形成したマイクロ流路デバイスを用いて耐折り曲げ性評価を行った。
図５（ａ）の破線８０ａの位置でマイクロ流路デバイスを２つ折りに曲げて、上から５００ｇ（荷重面積２４ｍｍ×２４ｍｍ）の重りをおき、折り曲げた部分において重りを１０往復させた。折り曲げ部分を開いて、流路部の破損の有無を裸眼で確認した後、水を流路に浸透させて染み出しを評価した。ＣＯＣ粒子Ａで形成したマイクロ流路デバイスは、破損、染み出しとも確認されなかった。
上記多孔質基材Ｓ１－１～Ｓ１－３に、ＣＯＣ粒子Ａを用いて、図５（ａ）の流路パターンで、流路壁部におけるＣＯＣ量が２．０ｍｇ／ｃｍ２となるように形成したマイクロ流路デバイスを用いて耐折り曲げ性評価を行った。
図５（ａ）の破線８０ａの位置でマイクロ流路デバイスを２つ折りに曲げて、上から５００ｇ（荷重面積２４ｍｍ×２４ｍｍ）の重りをおき、折り曲げた部分において重りを１０往復させた。折り曲げ部分を開いて、流路部の破損の有無を裸眼で確認した後、水を流路に浸透させて染み出しを評価した。ＣＯＣ粒子Ａで形成したマイクロ流路デバイスは、破損、染み出しとも確認されなかった。
【0054】
＜ＣＯＣの粘弾性特性＞
流路を形成する際に用いるＣＯＣは、所定の粘弾性特性（貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ’’）を有することが好ましい。
貯蔵弾性率Ｇ’は、物体の弾性を表しており、低い程一定荷重に対する変形が大きいことを表す。つまり、貯蔵弾性率Ｇ’が低いということは、多孔質基材Ｓ１に対して毛細管現象による浸透力が働いた時に、より浸透しやすいことを表している。
流路を形成する際に用いるＣＯＣは、所定の粘弾性特性（貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ’’）を有することが好ましい。
貯蔵弾性率Ｇ’は、物体の弾性を表しており、低い程一定荷重に対する変形が大きいことを表す。つまり、貯蔵弾性率Ｇ’が低いということは、多孔質基材Ｓ１に対して毛細管現象による浸透力が働いた時に、より浸透しやすいことを表している。
【0055】
損失弾性率Ｇ’’は、物体の粘度を表しており、高い程粘性が高いこと（粘り気が強い状態）を表している。粘性が高いとは、流体の速度が流れの中の各点で異なるとき、速度をならして一様にしようとする性質が強いことを表している。つまり、損失弾性率Ｇ’’が高いということは、ＣＯＣが多孔質基材Ｓ１に浸透する際に周囲の樹脂と同じ速度で移動しようとするため、多孔質Ｓ内での浸透ムラが少ない、即ち、滲みにくいことを表している。多孔質基材の温度ムラや多孔質の孔のサイズムラ等によって、毛管力にもムラができ、流路パターンが滲んでしまう場合がある。そのため、定着プロセスの温度において、高い粘性を有しており、滲みにくい状態であることが好ましい。
【0056】
つまり、流路壁形成用の樹脂としては、定着プロセスの温度領域において、多孔質基材Ｓ１へ浸透する貯蔵弾性率Ｇ’でありながら、滲みが抑制される損失弾性率Ｇ’’であるような溶融状態となる樹脂が好ましい。しかしながら、一般的な樹脂材料においては、浸透可能な貯蔵弾性率Ｇ’を示す温度においては、損失弾性率Ｇ”が低くなりすぎてしまい、逆に、滲みが抑制される損失弾性率Ｇ”を示す温度においては、貯蔵弾性率Ｇ’が高くなりすぎてしまう。この点において、ＣＯＣは優れており、貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ’’とが共に好適な値となるような温度領域を有する。詳細な物性に関しては後述するが、ＣＯＣ－Ａは、２００℃において、貯蔵弾性率Ｇ’が０．４Ｐａと低く、損失弾性率Ｇ’’が１０Ｐａと高く、好適な溶融特性を有している。
【0057】
次に、加熱プロセスで、溶融した樹脂が多孔質基材Ｓ１へ速やかに滲みなく浸透できるために必要な粘弾性特性を、図６を用いて説明する。
図６（ａ）の実線は温度を変化させた時のＣＯＣ粒子Ａの貯蔵弾性率Ｇ’であり、図６（ａ）の点線は温度を変化させた時のＣＯＣ粒子Ａの損失弾性率Ｇ’’の値である。
弾性率の測定にあたっては、まずＣＯＣ粒子Ａを外径２０ｍｍのペレット成形用ダイスにセットし、加圧器で１５ｔｏｎの荷重を加え、加圧後のペレット厚さが１ｍｍになる様にＣＯＣ粒子Ａ量を調整してペレットを作製した。次に作製したペレット（直径２０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を回転型粘弾性測定装置 ＡＲ－Ｇ２（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）の下部プレートと上部プレートの間に固定する。上部プレートから１Ｈｚの周期で１０Ｐａのせん断応力を印加し、その際の応答としてのせん断応力との位相差から貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ’’、を算出した。以上の測定をプレート間の温度を２℃／ｍｉｎの速度で変化させながら７０℃～２００℃の間で測定した。
図６（ａ）の実線は温度を変化させた時のＣＯＣ粒子Ａの貯蔵弾性率Ｇ’であり、図６（ａ）の点線は温度を変化させた時のＣＯＣ粒子Ａの損失弾性率Ｇ’’の値である。
弾性率の測定にあたっては、まずＣＯＣ粒子Ａを外径２０ｍｍのペレット成形用ダイスにセットし、加圧器で１５ｔｏｎの荷重を加え、加圧後のペレット厚さが１ｍｍになる様にＣＯＣ粒子Ａ量を調整してペレットを作製した。次に作製したペレット（直径２０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を回転型粘弾性測定装置 ＡＲ－Ｇ２（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）の下部プレートと上部プレートの間に固定する。上部プレートから１Ｈｚの周期で１０Ｐａのせん断応力を印加し、その際の応答としてのせん断応力との位相差から貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ’’、を算出した。以上の測定をプレート間の温度を２℃／ｍｉｎの速度で変化させながら７０℃～２００℃の間で測定した。
【0058】
まず図６（ａ）の実線に示す貯蔵弾性率Ｇ’を見ると、ＣＯＣ粒子Ａは温度上昇と共にガラス転移点Ｔｇを超えて溶融し、貯蔵弾性率Ｇ’が急速に小さくなり、１３０℃において１４Ｐａを下回り、２００℃において０．４Ｐａとなる。貯蔵弾性率Ｇ’が小さくなると、前述したように多孔質基材Ｓ１による毛細管現象によって多孔質基材Ｓ１の内部へと浸透するようになる。本実施例の構成においては貯蔵弾性率Ｇ’が１４Ｐａ以下となる１３０℃以上においてＣＯＣが多孔質基材Ｓ１へ浸透したため、加熱プロセスにおける温度は１３０℃以上で行うことが好ましい。
【0059】
一方、図６（ａ）の点線に示す損失弾性率Ｇ’’も温度の上昇と共に値は小さくなるが、２００℃において凡そ１０Ｐａと粘性が高い状態である。損失弾性率Ｇ’’は１０Ｐａ以上であれば十分に滲みを小さく抑えられるため、損失弾性率Ｇ’’の観点では加熱プロセスにおける温度は２００℃以下が好ましい。
【0060】
つまり、この場合、加熱プロセスにおける加熱温度は、１３０℃から２００℃の範囲内であることが好ましい。多孔質基材に樹脂が浸透し始める温度や滲みにくくなる温度は、多孔質基材の材料や空隙の状態、樹脂の材料や物性、更に、多孔質基材と樹脂との組み合わせによって変わるため、実際に使用する構成に合わせて適宜調整すべきである。加熱温度を変更して流路形成をした試験の結果を表４に示す。
【0061】
【表4】
【0062】
表４に示されるように、ＣＯＣ粒子Ａを用いた場合、加熱温度１３０℃、２００℃で良好な流路が形成されが、加熱温度１２０℃では、貯蔵弾性率Ｇ’が高いので、多孔質基材への浸透が不十分であり、流路の形成は困難であった。
【0063】
＜まとめ＞
以上説明した様に、本発明によれば、ＣＯＣ－Ａによって作製されたマイクロ流路は高疎水性、高機械的強度、人体安定性、高耐溶剤性を示し、幅広い検体、検査薬を使用可能な応用性の広いマイクロ流路デバイスを実現できる。
なお、ＣＯＣは本実施例において用いられたものに限定されない。
また、基材として、紙や布等の材料を用いることによって、低コストでかつ無電環境での使用が可能であり、持ち運びや廃棄が容易で、メンテナンスも不要なマイクロ流路デバイスを実現できる。
以上説明した様に、本発明によれば、ＣＯＣ－Ａによって作製されたマイクロ流路は高疎水性、高機械的強度、人体安定性、高耐溶剤性を示し、幅広い検体、検査薬を使用可能な応用性の広いマイクロ流路デバイスを実現できる。
なお、ＣＯＣは本実施例において用いられたものに限定されない。
また、基材として、紙や布等の材料を用いることによって、低コストでかつ無電環境での使用が可能であり、持ち運びや廃棄が容易で、メンテナンスも不要なマイクロ流路デバイスを実現できる。
【0064】
なお、本実施例においては電子写真方式によって多孔質基材Ｓ１上にＣＯＣ粒子像を形成したが、流路パターン画像の形成方式はこれに限る物ではない。電子写真方式に比べると生産性は劣るが、例えば熱転写方式によって多孔質基材Ｓ１上にＣＯＣ粒子像を作製しても良い。その場合においても、下記の条件を満たす加熱プロセスを経ることで、ＣＯＣに囲まれた流路が形成されたマイクロ流路デバイスを得ることができる。
条件：毛細管現象により溶融した樹脂が浸透する程度に貯蔵弾性率Ｇ’が低く、滲みが発生しない程度に損失弾性率Ｇ’’が高い。
条件：毛細管現象により溶融した樹脂が浸透する程度に貯蔵弾性率Ｇ’が低く、滲みが発生しない程度に損失弾性率Ｇ’’が高い。
【0065】
＜実施例２＞
実施例１で用いたＣＯＣ－Ａの代わりに、ＣＯＣ－Ｂ（ポリプラスチックス（株）製のＣＯＣ：８００７Ｆ－６００グレード）を用いた。
多孔質基材内の流路壁が、可塑成分を更に含有することが好ましい。可塑成分は、結晶性樹脂、ワックス及びオイルからなる群から選択される少なくとも１つの成分であることが好ましい。可塑成分の貯蔵弾性率が、環状オレフィンコポリマーの貯蔵弾性率よりも低いことが好ましい。
実施例２では、ＣＯＣ－Ｂ：１００質量部当たり、５０質量部の可塑成分（パラフィンワックスＨＮＰ－５１（日本精蝋（株）））を混錬し、混錬樹脂を得た。この混錬樹脂を用いて、実施例１と同様にして、樹脂粒子（ＣＯＣ粒子Ｂ）を得た。
実施例１で用いたＣＯＣ－Ａの代わりに、ＣＯＣ－Ｂ（ポリプラスチックス（株）製のＣＯＣ：８００７Ｆ－６００グレード）を用いた。
多孔質基材内の流路壁が、可塑成分を更に含有することが好ましい。可塑成分は、結晶性樹脂、ワックス及びオイルからなる群から選択される少なくとも１つの成分であることが好ましい。可塑成分の貯蔵弾性率が、環状オレフィンコポリマーの貯蔵弾性率よりも低いことが好ましい。
実施例２では、ＣＯＣ－Ｂ：１００質量部当たり、５０質量部の可塑成分（パラフィンワックスＨＮＰ－５１（日本精蝋（株）））を混錬し、混錬樹脂を得た。この混錬樹脂を用いて、実施例１と同様にして、樹脂粒子（ＣＯＣ粒子Ｂ）を得た。
【0066】
ＣＯＣ－Ｂ単独では、貯蔵弾性率Ｇ’が１４Ｐａ以下となる温度領域が３００℃までには存在しないが、可塑成分としてパラフィンワックスを混合することで、貯蔵弾性率Ｇ’が１４Ｐａ以下となる温度領域が存在するようになる。具体的には、図６（ｂ）に示す粘弾性を有した樹脂粒子となった。この場合、１９５℃から３００℃の範囲で、貯蔵弾性率が１４Ｐａ以下、かつ損失弾性率が１０Ｐａ以上を満たす状態になる。
【0067】
一般的に、溶解度パラメータ（以下、ＳＰ値）の近い材料同士は、親和性が高く、よく混ざり合う。ＣＯＣのＳＰ値と可塑成分のＳＰ値との差の絶対値が３．５以下であることが好ましい。ＣＯＣに対するＳＰ値の差が３．５以下であるような可塑成分を用いることによって、好適に粘弾性を制御することができる。ＳＰ値は、Ｆｅｄｏｒｓ法で求めることができる。尚、本実施例の組み合わせにおいては、ＳＰ値の差の絶対値は、１．５６である。
【0068】
ＣＯＣ粒子Ｂを用いて、加熱プロセスにおける加熱温度を２３０℃として、実施例１と同様にして、多孔質基材上に図５（ａ）の流路パターンとなる流路壁の形成を行った。表５に示されるように、ＣＯＣ粒子Ｂを用いた場合も、多孔質基材Ｓ１に滲みなく浸透し、良好な流路壁が形成された。
【0069】
【表5】
【0070】
また、ＣＯＣと可塑成分とを併用した場合には、割れにくい特性が発揮されるようになる。そのため、ＣＯＣ粒子Ｂを用いて形成した流路壁は、変形時においても割れが生じにくくなる。可塑成分と併用する場合に用いるＣＯＣとしては、ＣＯＣ単独で用いる場合に比べて、相対的に高温で軟化するＣＯＣが用いられる。このようなＣＯＣは、一般的に破断するまでの変形率（破断伸び率）が大きいため、ＣＯＣと可塑成分とを併用して形成した流路壁は割れが生じにくくなると考えられる。
【0071】
＜耐久性評価＞
マイクロ流路デバイスとしての耐久性を、耐ひび割れ性に着目して評価した。
所定の直径を有する金属製の円筒に、作成した流路パターンを巻き付けた後、巻き付けた状態を維持したまま流路パターンの両端の各々を４．９Ｎの力で引っ張り、流路パターンにひび割れ（クラック）が発生したかを裸眼で観察する。円筒の直径を徐々に小さくしていき、流路パターンにひび割れがみられるまで繰り返し評価をする。
マイクロ流路デバイスとしての耐久性を、耐ひび割れ性に着目して評価した。
所定の直径を有する金属製の円筒に、作成した流路パターンを巻き付けた後、巻き付けた状態を維持したまま流路パターンの両端の各々を４．９Ｎの力で引っ張り、流路パターンにひび割れ（クラック）が発生したかを裸眼で観察する。円筒の直径を徐々に小さくしていき、流路パターンにひび割れがみられるまで繰り返し評価をする。
【0072】
実施例２で作成した厚み０．０８ｍｍのマイクロ流路デバイスにおいては、直径４ｍｍの円筒に対する巻き付けまではひび割れがみられず、直径３ｍｍの円筒に対する巻き付けにおいて、初めてひび割れが確認された。また、実施例１で用いたＣＯＣ粒子Ａを用いて同様に製造した厚み０．０８ｍｍのマイクロ流路デバイスでは、直径１３ｍｍの円筒に対する巻き付けまではひび割れがみられず、直径１２ｍｍの円筒に対する巻き付けにおいて、初めてひび割れが観察された。尚、ＣＯＣ－Ａの破断伸び率は１．３、ＣＯＣ－Ｂの破断伸び率は４．５である。
【0073】
＜実施例３＞
実施例３では、ＣＯＣを用いて形成された流路を覆う保護層を設けたマイクロ流路デバイスを製造する。保護層とは、流路壁の間にある流路部分を覆うためのカバーである。これにより、流路を閉じた系にすることができ、試料液の乾燥を防ぐことや、試料液が手に付着するのを防止でき、安全性の向上が期待できる。
実施例３では、ＣＯＣを用いて形成された流路を覆う保護層を設けたマイクロ流路デバイスを製造する。保護層とは、流路壁の間にある流路部分を覆うためのカバーである。これにより、流路を閉じた系にすることができ、試料液の乾燥を防ぐことや、試料液が手に付着するのを防止でき、安全性の向上が期待できる。
【0074】
本実施例では、保護層は、アルケンと環状オレフィンとの共重合体である環状オレフィンコポリマーを含む。そして、流路壁を形成する材料と保護層を形成する材料とを同一材料とした。つまり、流路壁に含まれる環状オレフィンコポリマーと保護層に含まれる環状オレフィンコポリマーとは、同じ環状オレフィンコポリマーである。
流路壁を形成する材料と保護層を形成する材料とが同一材料である場合、流路壁と保護層との密着性が向上し、密閉度の高い流路デバイスとなる。同一の材料において、流路壁と保護層とをもつマイクロ流路デバイス作る場合は、保護層と流路壁とを形成するプロセスを分けて行う。
実施例３では、支持基材として片面にカバーフィルム（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム；東レ株式会社製、ルミラーＳ１０、厚み５０μｍ）を接着した多孔質基材を用いた。カバーフィルムを接着することにより、接着した側における、乾燥や汚染などを抑制することができる。カバーフィルムの平均厚みは、強度とフレキシブル性の両立の観点から、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましい。
流路壁を形成する材料と保護層を形成する材料とが同一材料である場合、流路壁と保護層との密着性が向上し、密閉度の高い流路デバイスとなる。同一の材料において、流路壁と保護層とをもつマイクロ流路デバイス作る場合は、保護層と流路壁とを形成するプロセスを分けて行う。
実施例３では、支持基材として片面にカバーフィルム（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム；東レ株式会社製、ルミラーＳ１０、厚み５０μｍ）を接着した多孔質基材を用いた。カバーフィルムを接着することにより、接着した側における、乾燥や汚染などを抑制することができる。カバーフィルムの平均厚みは、強度とフレキシブル性の両立の観点から、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましい。
【0075】
カバーフィルムの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば以下のものが挙げられる。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、スチレン－アクリロニトリル共重合体、セルロースアセテートなど。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）が特に好ましい。
【0076】
先ず、多孔質基材Ｓ１のカバーフィルム（ＰＥＴフィルム）Ｆを接着していない面に、実施例１と同様にして、樹脂粒子Ｔ（ＣＯＣ粒子Ａ）を載せて、溶融・浸透させ、図５（ａ）の流路パターンとなるように流路壁を形成した（図７（ａ）～（ｂ））。
次いで、図５（ａ）における流路８２を覆う位置に、流路パターン画像形成プロセスを経させてＣＯＣ粒子Ａを載せた（図７（ｃ））。次いで、１２０℃で２分間の加熱を行った。この温度では、ＣＯＣ－Ａが十分には溶融しないため、多孔質基材内の流路は維持される。一方、多孔質基材表面に載せられたＣＯＣ粒子Ａは基材内に浸透することなく、表面で溶融する。その結果、流路をカバーするように保護層７０１が形成される（図７（ｄ））。
次いで、図５（ａ）における流路８２を覆う位置に、流路パターン画像形成プロセスを経させてＣＯＣ粒子Ａを載せた（図７（ｃ））。次いで、１２０℃で２分間の加熱を行った。この温度では、ＣＯＣ－Ａが十分には溶融しないため、多孔質基材内の流路は維持される。一方、多孔質基材表面に載せられたＣＯＣ粒子Ａは基材内に浸透することなく、表面で溶融する。その結果、流路をカバーするように保護層７０１が形成される（図７（ｄ））。
【0077】
図７（ａ）～（ｄ）に示す例では、多孔質基材の一方の面に支持基体としてカバーフィルムＦを接着し、他方の面に保護層７０１を形成した。このようにして、流路壁で挟まれて形成される流路の一方の表面側部分に保護層が形成されており、他方の表面が支持基体で覆われているマイクロ流路デバイスを得ることができる。
なお、多孔質基材のいずれの面にもカバーフィルムＦを接着せず、図７（ｃ）に示す第二の形成プロセス及び図７（ｄ）に示す第二の加熱プロセスと同様のプロセスを経て、両面ともにＣＯＣを用いて保護層７０１を形成してもよい（図７（ｅ））。
また、本実施例では、流路壁を形成する樹脂と保護層を形成する樹脂とを同じ樹脂としたが、異なる樹脂であってもよい。異なる樹脂とする場合、水の影響を防ぐため、第二の疎水性の樹脂を用いることが好ましい。
疎水性の樹脂としては、ポリスチレン、ポリカーボネートなどが挙げられる。
なお、多孔質基材のいずれの面にもカバーフィルムＦを接着せず、図７（ｃ）に示す第二の形成プロセス及び図７（ｄ）に示す第二の加熱プロセスと同様のプロセスを経て、両面ともにＣＯＣを用いて保護層７０１を形成してもよい（図７（ｅ））。
また、本実施例では、流路壁を形成する樹脂と保護層を形成する樹脂とを同じ樹脂としたが、異なる樹脂であってもよい。異なる樹脂とする場合、水の影響を防ぐため、第二の疎水性の樹脂を用いることが好ましい。
疎水性の樹脂としては、ポリスチレン、ポリカーボネートなどが挙げられる。
【0078】
＜実施例４＞
実施例３においては、多孔質基材の表面に保護層を形成したが、流路の上部に天井を設けるようにして保護層を形成することもできる。実施例４では、そのようなマイクロ流路デバイスを製造する。
先ず、実施例１と同様にして、多孔質基材Ｓ１にＣＯＣ粒子Ａを載せて、溶融・浸透させ、図５（ａ）の流路パターンとなるように流路壁８０１を形成した（図８（ａ）～（ｂ））。
実施例３においては、多孔質基材の表面に保護層を形成したが、流路の上部に天井を設けるようにして保護層を形成することもできる。実施例４では、そのようなマイクロ流路デバイスを製造する。
先ず、実施例１と同様にして、多孔質基材Ｓ１にＣＯＣ粒子Ａを載せて、溶融・浸透させ、図５（ａ）の流路パターンとなるように流路壁８０１を形成した（図８（ａ）～（ｂ））。
【0079】
次いで、図５（ａ）における流路部８０２の上に、流路パターン画像形成プロセスを経させてＣＯＣ粒子Ａを載せた（図８（ｃ））。次いで、１２０℃で３０秒間の加熱を行った。この加熱時間では、ＣＯＣ粒子Ａは溶融するが、十分な浸透が起こらないため、流路部８０２の上部にのみ保護層８０３が形成される（図８（ｄ））。加熱時間は、用いる材料や形成する保護層の厚さに合わせて、適宜調整することができる。
実施例４では、保護層８０３の厚さに応じて加熱時間を変更したが、流路部に載せるＣＯＣ粒子の載り量を少なくして、浸透量を減らすことで、保護層を形成することもできる（図９）。例えば、図９（ａ）に示すように、流路を形成する部分に載せるＣＯＣ粒子の載り量を、流路壁を形成する部分に載せるＣＯＣ粒子の載り量の（１／４）～（１／３）程度とし、十分に加熱する。そのようにすることによって図９（ｂ）に示すように、流路壁８０１と保護層８０３とが形成される。保護層８０３は流路壁８０１の厚さの（１／４）程度の厚さを有し、保護層８０３の下方が流路部８０２となる。
実施例４では、保護層８０３の厚さに応じて加熱時間を変更したが、流路部に載せるＣＯＣ粒子の載り量を少なくして、浸透量を減らすことで、保護層を形成することもできる（図９）。例えば、図９（ａ）に示すように、流路を形成する部分に載せるＣＯＣ粒子の載り量を、流路壁を形成する部分に載せるＣＯＣ粒子の載り量の（１／４）～（１／３）程度とし、十分に加熱する。そのようにすることによって図９（ｂ）に示すように、流路壁８０１と保護層８０３とが形成される。保護層８０３は流路壁８０１の厚さの（１／４）程度の厚さを有し、保護層８０３の下方が流路部８０２となる。
【0080】
＜実施例５＞
本実施例では、検査液部の表面に、印字率を下げたカバー層を設けたマイクロ流路デバイスを製造する。上記の実施例における保護層は印字率１００％のベタ画像として形成したが、検査液部の表面にカバー層を設ける場合には、印字率１０～９０％の範囲で適宜調整する。検査液部の表面にカバー層を設けることによって、検査液が検査液部に流入する量を制御することができる。検査液の流入量を大きく下げたい場合には、カバー層の印字率を高くし、わずかに下げたい場合には、カバー層の印字率を低くすればよい。
検査液部にカバー層を設けたマイクロ流路デバイスの具体例を以下に記載する。
本実施例では、検査液部の表面に、印字率を下げたカバー層を設けたマイクロ流路デバイスを製造する。上記の実施例における保護層は印字率１００％のベタ画像として形成したが、検査液部の表面にカバー層を設ける場合には、印字率１０～９０％の範囲で適宜調整する。検査液部の表面にカバー層を設けることによって、検査液が検査液部に流入する量を制御することができる。検査液の流入量を大きく下げたい場合には、カバー層の印字率を高くし、わずかに下げたい場合には、カバー層の印字率を低くすればよい。
検査液部にカバー層を設けたマイクロ流路デバイスの具体例を以下に記載する。
【0081】
先ず、実施例１と同様の条件で、図５（ｂ）の流路パターンのマイクロ流路デバイスを製造した。
次いで、実施例３において保護層を形成する工程と同様にして、
流路を覆うように印字率１００％で保護層３２０を形成するために必要な量のＣＯＣ粒子を載せ、
検査液部３１０ｃを覆うように、印字率５０％のカバー層３１１ｃを形成するために必要な量のＣＯＣ粒子を載せ、
検査液部３１０ｂを覆うように、印字率８０％のカバー層３１１ｂを形成するために必要な量のＣＯＣ粒子を載せた。
その後、１２０℃で２分間の加熱を行い、多孔質基材の表面に保護層３２０及びカバー層３１１ｂ～３１１ｃを形成し、マイクロ流路デバイスを完成させた。
次いで、実施例３において保護層を形成する工程と同様にして、
流路を覆うように印字率１００％で保護層３２０を形成するために必要な量のＣＯＣ粒子を載せ、
検査液部３１０ｃを覆うように、印字率５０％のカバー層３１１ｃを形成するために必要な量のＣＯＣ粒子を載せ、
検査液部３１０ｂを覆うように、印字率８０％のカバー層３１１ｂを形成するために必要な量のＣＯＣ粒子を載せた。
その後、１２０℃で２分間の加熱を行い、多孔質基材の表面に保護層３２０及びカバー層３１１ｂ～３１１ｃを形成し、マイクロ流路デバイスを完成させた。
【0082】
このマイクロ流路デバイスは、検査液が多量に必要な場合には、検査液部３１０ｄから検査液を付着させ、それに対して少ない量、例えば、半分程度の検査液の流入量にしたい場合は、検査液部３１０ｃから付着させるといった使い方ができる。
検査液部３１０ｃに印字したカバー層３１１ｃのパターンが印字率５０％のパターンなら、検査液部３１０ｃに流入する検査液の量は滴下した検査液の量の半分となる。
また、検査液部３１０ｂに印字したカバー層３１１ｂのパターンが印字率８０％のパターンなら、検査液部３１０ｂに流入する検査液の量は滴下した検査液の量の２０％程度となる。
検査液部３１０ｃに印字したカバー層３１１ｃのパターンが印字率５０％のパターンなら、検査液部３１０ｃに流入する検査液の量は滴下した検査液の量の半分となる。
また、検査液部３１０ｂに印字したカバー層３１１ｂのパターンが印字率８０％のパターンなら、検査液部３１０ｂに流入する検査液の量は滴下した検査液の量の２０％程度となる。
【符号の説明】
【0083】
４‥転写ローラ
Ｐ ‥プロセスカートリッジ
１１‥感光ドラム
１２‥帯電ローラ
１４‥クリーニングブレード
１５‥メモリ
２０‥現像装置
２１‥現像容器
２３‥現像ローラ
２４‥樹脂粒子供給ローラ
２５‥現像ブレード
７１‥帯電高圧電源
７２‥現像高圧電源
７３‥露光ユニット
７４‥転写高圧電源
７５‥接離手段
８０‥流路パターン
８１‥ＣＯＣ樹脂粒子Ａ像
８２‥流路
８３‥試薬部
８４‥検査液部
１００‥流路パターン画像形成ユニット
Ｐ ‥プロセスカートリッジ
１１‥感光ドラム
１２‥帯電ローラ
１４‥クリーニングブレード
１５‥メモリ
２０‥現像装置
２１‥現像容器
２３‥現像ローラ
２４‥樹脂粒子供給ローラ
２５‥現像ブレード
７１‥帯電高圧電源
７２‥現像高圧電源
７３‥露光ユニット
７４‥転写高圧電源
７５‥接離手段
８０‥流路パターン
８１‥ＣＯＣ樹脂粒子Ａ像
８２‥流路
８３‥試薬部
８４‥検査液部
１００‥流路パターン画像形成ユニット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
