JP2006078407A - Method and apparatus for flow control, ink jet device, sampling apparatus - Google Patents

Method and apparatus for flow control, ink jet device, sampling apparatus Download PDF

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尚人 大久保
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for flow control capable of easily controlling the flow of a fluid flowing through a microchannel. <P>SOLUTION: A microdevice 10 is provided with a linear main channel 30, a main supply opening 21 for approximately linearly supplying a fluid (A) flowing through the main channel 30, a side supply opening 22 provided axisymmetrically, in such a way as to be within a 25°-45° range to the main channel 30 so as to supply a fluid different from the fluid (A) flowing through the main channel 30, a side-discharge opening 24 axisymmetrically provided to the main channel 30 for discharging the fluid (A) and/or the fluid (B), and a main discharge opening 23 for discharging the fluid (A) and/or the fluid (B) flowing through the main channel and controls the direction of flow of a fluid flowing in a laminar-flow state through the main channel 30. The microdevice 10 is provided with both a micro-syringe 2 for supplying a liquid for the main channel 30 and the side supply opening 22 and a control unit 3 for controlling the flow ratio of the fluid (A) and/or the fluid (B), in such a way that the quantity of flow of the liquid (B) supplied for the side supply opening 22 can be switched between a state of less than five times and a state of 8 times or more, of the quantity of flow of the fluid (A) supplied for the main channel 30. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、マイクロチャネル(微小流路)内を流れる被制御流体の流路を切り替える方法、例えばマイクロデバイスにおいて流路を切り替える流動制御方法および流動制御装置に関するものである。   The present invention relates to a method for switching a flow path of a controlled fluid flowing in a micro channel (micro flow path), for example, a flow control method and a flow control apparatus for switching a flow path in a micro device.

マイクロ化学システムにおいて、マイクロチャネル内の流体の流動制御は必須の技術のひとつである。マイクロチャネル内を流れる流体の流動を制御することにより、化学反応を分子レベルで制御することができる。   In a microchemical system, flow control of a fluid in a microchannel is one of essential technologies. By controlling the flow of the fluid flowing through the microchannel, the chemical reaction can be controlled at the molecular level.

そして、一般に流路を流れる流体を直接制御する方法としては、例えば、流路中にバルブを設け、このバルブを操作する方法があり、マイクロ化学システムの分野においても種々のマイクロバルブが提案されている。   In general, as a method for directly controlling the fluid flowing in the flow path, for example, a valve is provided in the flow path and the valve is operated. Various micro valves have been proposed in the field of micro chemical systems. Yes.

マイクロ化学システムにおけるマイクロバルブは、弁を物理的に可動させて開閉することで、マイクロチャネル内を流れる流体を制御する形式のものと、マイクロチャネル(微小流路)内壁の化学的な性質の相違に基づく圧力損失や濡れ性の差を利用して、流体を制御する形式のものとに大別できる。   The micro valve in the micro chemical system is a type that controls the fluid flowing in the micro channel by opening and closing the valve by physically moving the valve, and the difference in chemical properties of the inner wall of the micro channel (micro channel). It can be roughly classified into the type that controls the fluid using the difference in pressure loss and wettability based on the above.

上記物理的に弁を可動させて開閉する形式のマイクロバルブの一例としては、例えば、メンブレンタイプのマイクロバルブが挙げられる(非特許文献1、特許文献1参照)。   As an example of the microvalve that physically opens and closes the valve, there is a membrane type microvalve (see Non-Patent Document 1 and Patent Document 1).

また、物理的にマイクロチャネル内を流動する流体を制御する方法としては、他にスライド型マイクロバルブが挙げられる(非特許文献2)。   Another method for physically controlling the fluid flowing in the microchannel is a slide-type microvalve (Non-Patent Document 2).

このタイプはマイクロチップ内の一部を切断してスライド可動させることにより、マイクロチャネル(微細流路)の切断・再結合を行いバルブ動作によるデッドボリュームを少なくした方式である。   This type is a system in which a dead volume due to valve operation is reduced by cutting and recombining microchannels (fine channels) by cutting and sliding a part of the microchip.

さらに、物理的にマイクロチャネル内を流動する流体を制御する方法としては、特許文献2に開示のように、磁性流体をマイクロチャネル内に配置し、この磁性流体を移動させることにより、流体の流動方向を制御する構成がある。   Further, as a method of controlling the fluid that physically flows in the microchannel, as disclosed in Patent Document 2, a magnetic fluid is disposed in the microchannel, and the fluid is moved by moving the magnetic fluid. There is a configuration that controls the direction.

一方、マイクロチャネル(微小流路)内壁の化学的な性質の相違に基づく形式のマイクロバルブとして温度応答性高分子を利用した一例が提案されている(例えば、非特許文献3参照)。   On the other hand, an example using a temperature-responsive polymer as a type of microvalve based on the difference in chemical properties of the inner wall of a microchannel (microchannel) has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 3).

具体的には、上記非特許文献2に開示の構成では、マイクロチャネル内に、温度応答性高分子を配置して、熱や光等の外部刺激を上記温度応答性高分子に与えることにより、当該温度応答性高分子の表面の濡れ性や体積を変化させることを利用して、流体の流動を制御している。
特開平7−158757号公報(公開日:1995年6月20日) 特開2004−77258号公報(公開日:2004年3月11日) 細川ら“シリコンラバーマイクロバルブ”AIST Today pp.16, 9(2001) 桑田ら“スライド型マイクロバルブの開発”第8回化学とマイクロ・ナノシステム研究会講演要旨集P2−04(2003) 土井ら“刺激応答性高分子グラフト鎖を有する高分子粒子を用いたマイクロチャネル内の液流動制御”化学工学会第69回年会予稿集N108(2004)
Specifically, in the configuration disclosed in Non-Patent Document 2, by placing a temperature-responsive polymer in the microchannel and applying external stimulation such as heat and light to the temperature-responsive polymer, The flow of fluid is controlled by changing the wettability and volume of the surface of the temperature-responsive polymer.
JP 7-158757 A (publication date: June 20, 1995) JP 2004-77258 A (publication date: March 11, 2004) Hosokawa et al. “Silicon Rubber Microvalve” AIST Today pp. 16, 9 (2001) Kuwata et al. "Development of slide type microvalve" 8th Chemistry and Micro / Nano System Research Meeting Abstracts P2-04 (2003) Doi et al. “Liquid flow control in microchannels using polymer particles with stimuli-responsive polymer graft chains” Chemical Engineering Society 69th Annual Meeting Proceedings N108 (2004)

しかしながら、上記従来の構成では、以下に示すような問題がある。   However, the conventional configuration has the following problems.

上記特許文献1や非特許文献1に開示の構成では、物理的に弁を開閉させる方式を採用する場合、メンブレン部分にデッドボリュームが多いことや、弁を開閉させることしかできないため、流体の流れ方向を切り替えたりインジェクション機能を実現させるためには複数のバルブが必要となる。   In the configurations disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, when a method of physically opening and closing a valve is adopted, since there is only a large dead volume in the membrane portion and the valve can only be opened and closed, the flow of fluid A plurality of valves are required to switch the direction and realize the injection function.

また、バルブを駆動するための配管や配線を接続するための構造が必要となり、マイクロデバイスの集積化が進むにつれデバイスの構造が飛躍的に複雑化する問題がある。さらに、配管や配線を設ける必要があるため、マイクロデバイスの強度を高める必要があることから、マイクロデバイスのサイズを小さくすることが困難である。   In addition, a structure for connecting piping and wiring for driving the valve is required, and there is a problem that the structure of the device is dramatically complicated as the integration of microdevices progresses. Furthermore, since it is necessary to provide piping and wiring, it is necessary to increase the strength of the microdevice, and thus it is difficult to reduce the size of the microdevice.

また、上記非特許文献2に開示の方法では、スライド移動に相当の時間を必要とするため、オンサイト分析としての利用は現状では困難である。また、流体を流している最中に、流路の一部をスライドさせて、流体の流れを止めるため、流体が他の部分に流れ出すことを防止する必要があり、装置を製造する際に厳密な寸法精度が要求される。つまり、上記非特許文献2の構成では、装置を製造することが非常に困難である。   The method disclosed in Non-Patent Document 2 requires a considerable amount of time for slide movement, and is currently difficult to use as on-site analysis. In addition, it is necessary to prevent the fluid from flowing out to other parts by sliding a part of the flow path while the fluid is flowing to stop the flow of the fluid. Dimensional accuracy is required. That is, with the configuration of Non-Patent Document 2, it is very difficult to manufacture the device.

また、上記特許文献2に開示のように、マイクロチャネル内に磁性流体を配置した場合、マイクロチャネル内を流動させる流体の種類によっては、磁性流体と化学反応を起こす場合がある。また、上記磁性流体の移動を制御するために、磁性流体に対して磁界を印加する構成が必要になるため、装置が大型化するという問題点がある。さらには、マイクロチャネル内を流す流体の流速よっては、磁性流体も流体とともに流れてしまう場合があり、確実に流体の流動方向を制御することが困難である。   Further, as disclosed in Patent Document 2, when a magnetic fluid is disposed in a microchannel, a chemical reaction may occur with the magnetic fluid depending on the type of fluid that flows in the microchannel. In addition, in order to control the movement of the magnetic fluid, a configuration for applying a magnetic field to the magnetic fluid is required, which increases the size of the apparatus. Furthermore, depending on the flow velocity of the fluid flowing in the microchannel, the magnetic fluid may also flow with the fluid, and it is difficult to reliably control the flow direction of the fluid.

また、上記非特許文献3に開示のように温度応答性高分子の濡れ性や体積変化を利用する場合には、当該温度応答性高分子の濡れ性や体積変化が長時間持続することや、濡れ性や体積変化を可逆性に変化させることが重要であるが、現在ではそこまでの技術には到達していない。つまり、現在の温度応答性高分子では、ある一定の温度をかけることで体積を変化させることが可能であるが、元に戻すことができない。従って、上記特許文献2に開示の方法では、流体の流動を制御するための弁として用いることができない。   In addition, when utilizing the wettability and volume change of the temperature-responsive polymer as disclosed in Non-Patent Document 3, the wettability and volume change of the temperature-responsive polymer are sustained for a long time, Although it is important to change the wettability and volume change to reversibility, the technology so far has not been reached. That is, in the present temperature-responsive polymer, the volume can be changed by applying a certain temperature, but it cannot be restored. Therefore, the method disclosed in Patent Document 2 cannot be used as a valve for controlling fluid flow.

このように、上記従来の構成では、マイクロチャネル内を流れる流体の流動方向を制御するためには、装置の構成が複雑になり装置が大型化するという問題点がある。   As described above, in the conventional configuration, in order to control the flow direction of the fluid flowing in the microchannel, there is a problem that the configuration of the apparatus becomes complicated and the apparatus becomes large.

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、微小な流路(マイクロチャネル)を流れる流体の流動を容易に制御することができる流動制御方法および流動制御装置、ならびに、上記流動制御方法を用いたインクジェット装置およびサンプリング装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a flow control method and a flow control device capable of easily controlling the flow of a fluid flowing through a minute channel (microchannel), and Another object of the present invention is to provide an ink jet apparatus and a sampling apparatus using the flow control method.

本願発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、特定の形状の流路を有するマイクロデバイスに特定の条件となるように流体を供給することにより、流路を流れる流体の流動を制御できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventor controls the flow of the fluid flowing through the flow path by supplying the fluid to the microdevice having the flow path with a specific shape so as to satisfy a specific condition. The present inventors have found that the present invention can be accomplished and have completed the present invention.

すなわち、本発明にかかる流動制御方法は、直線状の主流路と、当該主流路に流体(A)を略直線状に供給する主供給口と、上記流体(A)と異なる流体(B)を供給するために主流路に対して25°〜45°の範囲内で線対称に設けられた側供給口と、当該流体(A)および/または流体(B)を排出するために主流路に対して線対称に設けられた側排出口と、主流路を流れる流体(A)および/または流体(B)を排出する主排出口とを備えたマイクロデバイスの主流路内を層流状態で流れる流体を制御する流動制御方法であって、上記主流路に対して線対称となるように主供給口を挟んで両側の側供給口から供給される流体(B)の流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように、流体(B)の流量を制御するとともに、上記主流路から見て両側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が、それぞれ主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御することにより、流体(A)の排出先を変更することを特徴としている。 That is, the flow control method according to the present invention includes a straight main flow path, a main supply port that supplies the main flow path with a fluid (A) in a substantially straight line, and a fluid (B) that is different from the fluid (A). Side supply ports provided in line symmetry within a range of 25 ° to 45 ° with respect to the main flow path for supply, and with respect to the main flow path for discharging the fluid (A) and / or fluid (B) Fluid flowing in a laminar flow state in the main flow path of the microdevice having side discharge ports provided in line symmetry and a main discharge port for discharging fluid (A) and / or fluid (B) flowing through the main flow path The flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides across the main supply port so as to be line symmetric with respect to the main flow path is 0.9 m 3 / The flow rate of the fluid (B) is controlled so as to be m 2 · s or more, and the above The flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides when viewed from the main flow path is 5 times the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port. The discharge destination of the fluid (A) is changed by controlling the flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B) so as to be switchable between a state of less than 8 and a state of 8 times or more. It is said.

マイクロデバイスの主供給口から供給され主流路を流れる流体(A)に対して、上記側供給口から流体(A)と異なる流体(B)を主流路に対して線対称となるように供給すると、互いに異なる流体(流体(A)と流体(B))は、マイクロチャネル(主流路)内を層流状態で流れることとなる。そして、通常は、主流路を流れる流体(A)は、主排出口のみ、または、主排出口と上記側排出口とから排出される。また、主流路を流れる流体(A)が上記側排出口から排出されずに主排出口のみから排出される場合、主供給口から供給された流体(A)と側供給口から供給された流体(B)とは、主流路を互いに隣接するように層流状態で流れることとなる。このようなマイクロデバイスでは、マイクロチャネル内を層流で流れる互いに異なる流体層間で化学反応や抽出等の操作を行うために利用される。   When a fluid (B) different from the fluid (A) is supplied to the fluid (A) supplied from the main supply port of the microdevice and flowing through the main channel so as to be symmetrical with respect to the main channel from the side supply port. Different fluids (fluid (A) and fluid (B)) flow in a laminar flow through the microchannel (main flow path). In general, the fluid (A) flowing through the main flow path is discharged only from the main discharge port or from the main discharge port and the side discharge port. In addition, when the fluid (A) flowing through the main flow path is discharged only from the main discharge port without being discharged from the side discharge port, the fluid (A) supplied from the main supply port and the fluid supplied from the side supply port (B) means that the main flow paths flow in a laminar flow state so as to be adjacent to each other. Such a micro device is used to perform operations such as chemical reaction and extraction between different fluid layers flowing in a laminar flow in the micro channel.

上記の構成によれば、主供給口と、上記主流路に対して25°〜45°の範囲内となるように線対称に設けられた側供給口とを備えたマイクロチャネルにおいて、上記主流路に対して線対称となるように主供給口を挟んで両側の側供給口から供給される流体(B)の流量(一方の側の側供給口が複数ある場合には、その合計の流量)がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように流体(B)の流量を制御するとともに、主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対する、上記主流路から見て一方の側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの総流量、すなわち、流体(B)の流量/流体(A)の流量が、5未満となる状態と8以上となる状態とを切り替えることができるように、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御している。また、このとき、主流路を挟んで両側の側供給口から供給する流体(B)は、上記の条件を満足するように供給されている。具体的には、主供給口または側供給口に供給する流体(A)または流体(B)の、少なくとも一方の流量を制御することにより、上記流路比を制御している。 According to said structure, in the microchannel provided with the main supply port and the side supply port provided in line symmetry so that it may become in the range of 25 degrees-45 degrees with respect to the said main flow path, the said main flow path The flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides of the main supply port so as to be line-symmetric with respect to (if there are multiple side supply ports on one side, the total flow rate) From the main flow path with respect to the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port while controlling the flow rate of the fluid (B) so that each becomes 0.9 m 3 / m 2 · s or more. The total flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply port on one side as viewed, that is, the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is less than 5 and 8 or more Fluid (A) and / or so that it can be switched between Alternatively, the flow rate ratio of the fluid (B) is controlled. At this time, the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides of the main channel is supplied so as to satisfy the above conditions. Specifically, the flow path ratio is controlled by controlling the flow rate of at least one of the fluid (A) or the fluid (B) supplied to the main supply port or the side supply port.

上記主流路を挟んで両側の側供給口に供給される流体の流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が5未満となるように流体(A)および/または流体(B)の流量を制御した場合、上記流体(A)は、主流路または主流路と側排出口とに流れることとなる。一方、上記主流路を挟んで両側の側供給口に供給される流体の流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、単位時間当たりの流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御した場合、上記流体(A)は、側排出口から排出されることとなる。また、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御した場合であっても、上記両方の側供給口に供給される流体の流量がそれぞれ0.9m/m・sよりも小さい場合には、上記流体(A)は、主排出口または主排出口と側排出口とに流れることとなる。 The flow rate of the fluid supplied to the side supply ports on both sides across the main flow path is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) / flow rate of the fluid (A) is less than 5. When the flow rate of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled as described above, the fluid (A) flows into the main channel or the main channel and the side outlet. On the other hand, the flow rate of the fluid supplied to the side supply ports on both sides across the main flow path is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, respectively, and the flow rate of fluid (B) per unit time / fluid (A) When the flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled so that the flow rate becomes 8 or more, the fluid (A) is discharged from the side discharge port. Even when the flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled so that the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is 8 or more, both sides When the flow rate of the fluid supplied to the supply port is smaller than 0.9 m 3 / m 2 · s, the fluid (A) flows to the main discharge port or the main discharge port and the side discharge port; Become.

つまり、主流路に供給された流体(A)は、上記両側の側供給口に供給される流体(流体(B))の流量を0.9m/m・s以上とし、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上の場合には、流体(B)の影響により、主流路の端を流れることとなり、側排出口に流れることとなる。従って、上記両側の側供給口に供給される流体の総流量を0.9m/m・s以上とし、流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように、流体(A)および/または流体(B)を流すことにより、流体(A)を主排出口から排出されることなく、側排出口から排出することができる。 That is, the fluid (A) supplied to the main channel has a flow rate of 0.9 m 3 / m 2 · s or more of the fluid (fluid (B)) supplied to the side supply ports on both sides, and the fluid (B ) Flow rate / fluid (A) flow rate of 8 or more, the fluid (B) influences to flow at the end of the main flow path and to the side discharge port. Therefore, the total flow rate of the fluid supplied to the side supply ports on both sides is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is 8 or more. By flowing the fluid (A) and / or the fluid (B), the fluid (A) can be discharged from the side discharge port without being discharged from the main discharge port.

このように、流体(B)の流量/流体(A)の流量比を制御することで、流体(A)の排出先を制御することができる。   Thus, the discharge destination of the fluid (A) can be controlled by controlling the flow rate ratio of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A).

また、従来の物理的に弁等を設けて流体の流動を制御する構成に比べて、当該弁等の特別な構成を付すことなく、流体の流動制御を行うことができる。また、上記マイクロデバイスは、流路等がμmサイズのため、従来の弁等を設ける場合には、装置が大きくなってしまうが、上記構成のように、流体の流動制御を行うことにより、より小さく、かつ、簡単に流体の流動制御を行うことができる流動制御装置を提供することができる。   In addition, compared to the conventional configuration in which a valve or the like is physically provided to control the flow of the fluid, the flow control of the fluid can be performed without adding a special configuration such as the valve. In addition, since the micro device has a flow path etc. of μm size, when a conventional valve or the like is provided, the apparatus becomes large, but by controlling the fluid flow as in the above configuration, It is possible to provide a flow control device that is small and can easily control the flow of fluid.

また、本発明にかかる流動制御方法は、上記主流路の断面積が5×10−12〜1×10−5である構成がより好ましい。 In the flow control method according to the present invention, a configuration in which the cross-sectional area of the main channel is 5 × 10 −12 m 2 to 1 × 10 −5 m 2 is more preferable.

上記の構成によれば、マイクロチャネル内の断面積、すなわち、流体が流れる主流路の断面積を上記範囲内とすることにより、流体(A)および流体(B)の流量(すなわち、流体(A)と流体(B)との流量比)の制御を容易に行なうことができる。   According to the above configuration, by setting the cross-sectional area in the microchannel, that is, the cross-sectional area of the main flow path through which the fluid flows, within the above range, the flow rates of the fluid (A) and the fluid (B) (that is, the fluid (A ) And fluid (B) can be easily controlled.

また、本発明にかかる流動制御方法は、上記側供給口から供給する流体(B)の単位時間当たりの流量が、主供給口の両側で同じになるように、当該流体(B)を供給する構成である。   The flow control method according to the present invention supplies the fluid (B) so that the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply port is the same on both sides of the main supply port. It is a configuration.

上記の構成によれば、主流路を挟んで両側に位置している側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が互いに同じになるように流体(B)を供給している。これにより、主流路を流れる流体(A)に対して、両側から均等に流体(B)を供給することができる。従って、主流路を流れる流体の流動をより容易に制御することができる。   According to the above configuration, the fluid (B) is supplied so that the flow rates per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports located on both sides of the main channel are the same. Yes. Thereby, with respect to the fluid (A) which flows through the main flow path, the fluid (B) can be evenly supplied from both sides. Therefore, the flow of the fluid flowing through the main flow path can be controlled more easily.

また、本発明にかかる流動制御装置は、上記の課題を解決するために、直線状の主流路と、当該主流路に流体(A)を略直線状に供給する主供給口と、上記流体(A)と異なる流体(B)を供給するために主流路に対して25°〜45°の範囲内で線対称に設けられた側供給口と、当該流体(A)および/または流体(B)を排出するために主流路に対して線対称に設けられた側排出口と、主流路を流れる流体(A)および/または流体(B)を排出する主排出口とを備えたマイクロデバイスの主流路内を層流状態で流れる流体の流動方向を制御する流動制御装置であって、上記主供給口および側供給口のそれぞれに流体を供給する供給手段と、流体(A)および/または流体(B)の単位時間当たりの流量を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記供給手段によって上記主流路に対して線対称となるように主供給口を挟んで両側の側供給口から供給される流体(B)の流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように流体(B)の流量を制御するとともに、上記主流路から見て両側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が、それぞれ主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御するものであることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the flow control device according to the present invention includes a linear main channel, a main supply port that supplies the fluid (A) to the main channel in a substantially linear shape, and the fluid ( A side supply port provided in line symmetry within a range of 25 ° to 45 ° with respect to the main flow path to supply a fluid (B) different from A), the fluid (A) and / or fluid (B) The mainstream of the microdevice provided with the side discharge port provided in line symmetry with respect to the main flow path for discharging the fluid and the main discharge port for discharging the fluid (A) and / or the fluid (B) flowing through the main flow path A flow control device for controlling a flow direction of a fluid flowing in a laminar flow state in a channel, the supply means supplying fluid to each of the main supply port and the side supply port, and a fluid (A) and / or a fluid ( B) and a control means for controlling the flow rate per unit time, The control means is configured such that the flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides across the main supply port is 0.9 m 3 / m 2 across the main supply port so as to be symmetric with respect to the main flow path by the supply unit. The flow rate of the fluid (B) is controlled so as to be greater than or equal to s, and the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides as viewed from the main flow path is The flow rate ratio of fluid (A) and / or fluid (B) is switchable between a state of less than 5 times and a state of more than 8 times the flow rate per unit time of fluid (A) to be supplied. It is characterized by controlling.

上記の構成によれば、上記主流路に対して25°〜45°の範囲内となるように線対称に設けられた側供給口を備えたマイクロデバイスにおいて、主流路を挟んで両側の側供給口に供給される流体の流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、上記主流路から見て両側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が、それぞれ主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切り替えることができるように、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御している。 According to said structure, in the microdevice provided with the side supply port provided in line symmetry so that it may become in the range of 25 degrees-45 degrees with respect to the said main flow path, the side supply of both sides on both sides of the main flow path The flow rate of the fluid supplied to the mouth is 0.9 m 3 / m 2 · s or more respectively, and the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides when viewed from the main flow path is Fluid (A) and / or fluid so that the state of less than 5 times and the state of more than 8 times the flow rate per unit time of fluid (A) supplied from the main supply port can be switched. The flow ratio of (B) is controlled.

上記両側の側供給口に供給される流体の流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が5未満となるように流体(A)および/または流体(B)の流量を制御した場合、上記流体(A)は、主排出口または主排出口と側排出口とに流れることとなる。一方、上記両側の側供給口に供給される流体の流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、単位時間当たりの流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように流体(A)および/または流体(B)の流量を制御した場合、上記流体(A)は、側排出口のみに流れることとなる。また、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように流体(A)および/または流体(B)の流量を制御した場合であっても、上記両側の側供給口に供給される流体の流量がそれぞれ0.9m/m・sよりも小さい場合には、上記流体(A)は、主排出口または主排出口と側排出口とに流れることとなる。 The flow rate of the fluid supplied to the side supply ports on both sides is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the fluid (B) / fluid (A) flow rate is less than 5 ( When the flow rate of A) and / or the fluid (B) is controlled, the fluid (A) flows to the main outlet or the main outlet and the side outlet. On the other hand, the flow rate of fluid supplied to the side supply ports on both sides is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of fluid (B) per unit time / flow rate of fluid (A) is 8 or more. When the flow rate of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled as described above, the fluid (A) flows only to the side discharge port. Further, even when the flow rate of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled so that the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is 8 or more, the side supply on both sides is performed. When the flow rate of the fluid supplied to the mouth is smaller than 0.9 m 3 / m 2 · s, the fluid (A) flows to the main outlet or the main outlet and the side outlet. .

具体的には、上記両側の側供給口に供給される流体の流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上の場合には、主流路に供給された流体(A)は、流体(B)の影響により主流路の端を流れることとなり、その結果、側排出口から排出されることとなる。従って、上記両側の側供給口から供給される流体の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように、流体(A)および/または流体(B)を供給することにより、流体(A)を主排出口から排出することなく、側排出口のみから排出することができる。 Specifically, the flow rate of the fluid supplied to the side supply ports on both sides is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) / flow rate of the fluid (A) is 8 or more. In this case, the fluid (A) supplied to the main channel flows through the end of the main channel due to the influence of the fluid (B), and as a result, is discharged from the side discharge port. Accordingly, the total flow rate of the fluid supplied from the side supply ports on both sides is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is 8 or more. By supplying the fluid (A) and / or the fluid (B), the fluid (A) can be discharged only from the side discharge port without discharging from the main discharge port.

このように、流体(B)の流量/流体(A)の流量比を制御することで、流体(A)の排出先を制御することができる。   Thus, the discharge destination of the fluid (A) can be controlled by controlling the flow rate ratio of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A).

本発明にかかるインクジェット装置は、上記の課題を解決するために、上記流動制御装置を備えたことを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, an ink jet apparatus according to the present invention includes the above flow control device.

上記の構成によれば、インクジェット装置は上記流動制御装置を備えている。そして、上記流動制御装置は、供給手段によって供給された流体の流動を制御することができる。具体的には、流体(A)および/または流体(B)の流量(流量比)を制御することで、流体(A)の排出先を変更することができる。従って、例えば、流体(A)としてインクを流した場合には、流体(A)および/または流体(B)の流量を制御することで、インクの排出先を制御することができる。つまり、主流路からインクを吐出して画像形成を行う場合に、インクの排出先を制御することで、インクの吐出を制御することができる。これにより、インクジェット装置として利用することができる。   According to said structure, the inkjet apparatus is provided with the said flow control apparatus. And the said flow control apparatus can control the flow of the fluid supplied by the supply means. Specifically, the discharge destination of the fluid (A) can be changed by controlling the flow rate (flow rate ratio) of the fluid (A) and / or the fluid (B). Therefore, for example, when ink is flowed as the fluid (A), the ink discharge destination can be controlled by controlling the flow rate of the fluid (A) and / or the fluid (B). In other words, when image formation is performed by discharging ink from the main flow path, it is possible to control ink discharge by controlling the ink discharge destination. Thereby, it can utilize as an inkjet apparatus.

本発明にかかるサンプリング装置は、上記の課題を解決するために、 直線状の主流路と、当該主流路に流体(A)を略直線状に供給する主供給口と、上記流体(A)と異なる流体(B)を供給するために主流路に対して25°〜45°の範囲内で線対称に設けられた側供給口と、当該流体(A)および/または流体(B)を排出するために主流路に対して線対称に設けられた側排出口と、主流路を流れる流体(A)および/または流体(B)を排出する主排出口とを備えたマイクロデバイスを備えたサンプリング装置であって、上記主供給口および側供給口のそれぞれに流体を供給する供給手段と、上記側排出口および/または主排出口から排出される当該流体(A)および/または流体(B)を取得する取得手段と、上記供給手段によって上記主流路に対して線対称となるように主供給口を挟んで両側の側供給口から供給される流体(B)の流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように流体(B)の流量を制御するとともに、上記主流路から見て両側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が、それぞれ主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御する制御手段と、
上記主流路から見て一方の側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの総流量が主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満の状態から8倍以上となったことを検出すると、上記取得手段による流体の取得を開始させる命令手段とを備えることを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, the sampling device according to the present invention includes a linear main channel, a main supply port that supplies the fluid (A) to the main channel in a substantially linear shape, and the fluid (A). In order to supply different fluids (B), side supply ports provided in line symmetry within a range of 25 ° to 45 ° with respect to the main flow path, and the fluid (A) and / or fluid (B) are discharged. Therefore, a sampling apparatus provided with a microdevice having a side discharge port provided symmetrically with respect to the main flow path and a main discharge port for discharging the fluid (A) and / or the fluid (B) flowing through the main flow path A supply means for supplying fluid to each of the main supply port and the side supply port, and the fluid (A) and / or fluid (B) discharged from the side discharge port and / or the main discharge port. By the acquisition means to acquire and the supply means Fluid so that the flow rate of the fluid (B) to be supplied from both sides of the side feed port across the main supply port so as to be line-symmetrical with respect to the serial main channel is respectively 0.9m 3 / m 2 · s or more In addition to controlling the flow rate of (B), the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides as viewed from the main flow path is the same as that of the fluid (A) supplied from the main supply port Control means for controlling the flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B) so as to be switchable between a state of less than 5 times and a state of more than 8 times the flow rate per unit time;
The total flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply port on one side as viewed from the main flow path is compared with the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port. It is characterized by comprising command means for starting the acquisition of fluid by the acquisition means when it is detected that the ratio is less than 5 times or more than 8 times.

上記供給手段によって主流路を挟んで両側の側供給口に供給される流体の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、単位時間当たりの流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御した場合、上記流体(A)は、側排出口のみに流れることとなる。つまり、上記供給手段によって上記両側の側供給口から供給される流体の総流量がそれぞれ0.9m/m・s以上であり、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上の場合には、主供給口から供給された流体(A)は、流体(B)の影響により、主流路の端を流れることとなり、側排出口に流れることとなる。従って、上記主供給口を挟んで両側の側供給口から供給される流体(B)の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように、流体(A)および/または流体(B)を流すことにより、流体(A)を主流路から排出されることなく、側排出口から排出することができる。 The total flow rate of the fluid supplied to the side supply ports on both sides across the main flow path by the supply means is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of fluid (B) per unit time / fluid (A When the flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled so that the flow rate of () is 8 or more, the fluid (A) flows only to the side discharge port. That is, the total flow rate of the fluid supplied from the supply ports on both sides by the supply means is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, respectively, and the flow rate of the fluid (B) / flow rate of the fluid (A) is In the case of 8 or more, the fluid (A) supplied from the main supply port flows through the end of the main flow path due to the influence of the fluid (B) and flows into the side discharge port. Accordingly, the total flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides of the main supply port is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) / fluid (A) By flowing the fluid (A) and / or the fluid (B) so that the flow rate of the fluid becomes 8 or more, the fluid (A) can be discharged from the side discharge port without being discharged from the main flow path.

そして、流体(B)の流量/流体(A)の流量が5以下、例えば、2程度の場合には、主供給口から供給される流体(A)は、側排出口から排出されずに主排出口のみから排出される。したがって、例えば、通常は流体(B)の流量/流体(A)の流量が2程度になるように、流体(B)および流体(A)を供給しておき、サンプリングしたい場合に上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上とすることで、側流路から流体(A)を排出することができ、サンプリングを行うことができる。   When the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is 5 or less, for example, about 2, the fluid (A) supplied from the main supply port is not discharged from the side discharge port, and is mainly discharged. It is discharged only from the outlet. Therefore, for example, the fluid (B) and the fluid (A) are usually supplied so that the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is about 2, and the fluid (B ) / Flow rate of the fluid (A) is 8 or more, the fluid (A) can be discharged from the side flow path, and sampling can be performed.

本発明にかかるサンプリング装置は、上記命令手段は、上記側供給口に供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が主流路に供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して8倍以上となったことを検出した後、上記側供給口に供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が主流路に供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して5倍未満になったことを検出すると、上記取得手段による流体の取得を終了させる構成がより好ましい。   In the sampling device according to the present invention, the command means is configured such that the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied to the side supply port is equal to the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied to the main channel. The flow rate per unit time of the fluid (B) supplied to the side supply port is detected with respect to the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied to the main flow path. It is more preferable that the acquisition of the fluid by the acquisition unit is terminated when it is detected that the ratio is less than 5 times.

上記の構成とすることで、上記側供給口に供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が主流路に供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して5倍未満となった時点でサンプリングを終了することができる。   With the above configuration, the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied to the side supply port is less than five times the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied to the main flow path. Sampling can be terminated at this point.

本発明にかかる流動制御方法は、直線状の主流路と、当該主流路に流体(A)を略直線状に供給する主供給口と、上記流体(A)と異なる流体(B)を供給するために主流路に対して25°〜45°の範囲内で線対称に設けられた側供給口と、当該流体(A)および/または流体(B)を排出するために主流路に対して線対称に設けられた側排出口と、主流路を流れる流体(A)および/または流体(B)を排出する主排出口とを備えたマイクロデバイスの主流路内を層流状態で流れる流体を制御する流動制御方法であって、上記主流路に対して線対称となるように主供給口を挟んで両側の側供給口から供給される流体(B)の流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように流体(B)の流量を制御するとともに、上記主流路から見て両側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が、それぞれ主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御することにより、流体(A)の排出先を変更する構成である。 The flow control method according to the present invention supplies a linear main channel, a main supply port for supplying the fluid (A) to the main channel in a substantially linear shape, and a fluid (B) different from the fluid (A). Therefore, a side supply port provided in line symmetry within a range of 25 ° to 45 ° with respect to the main flow path and a line with respect to the main flow path for discharging the fluid (A) and / or fluid (B) Controlling the fluid flowing in a laminar flow state in the main flow path of the microdevice having the side discharge port provided symmetrically and the main discharge port discharging the fluid (A) and / or the fluid (B) flowing through the main flow channel The flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides across the main supply port so as to be line-symmetric with respect to the main flow path is 0.9 m 3 / m 2 respectively.・ Control the flow rate of fluid (B) so that it is greater than or equal to s. The flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides is less than 5 times the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port. In this configuration, the fluid (A) discharge destination is changed by controlling the flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B) so that the state can be switched between 8 and more.

それゆえ、流体(B)の流量/流体(A)の流量を制御することで、流体(A)の排出先を制御することができる。それゆえ、微小な流路(マイクロチャネル)を流れる流体の流動を容易に制御することができるという効果を奏する。   Therefore, the discharge destination of the fluid (A) can be controlled by controlling the flow rate of the fluid (B) / flow rate of the fluid (A). Therefore, there is an effect that the flow of the fluid flowing through the minute flow path (microchannel) can be easily controlled.

本発明にかかる流動制御装置は、直線状の主流路と、当該主流路に流体(A)を略直線状に供給する主供給口と、上記流体(A)と異なる流体(B)を供給するために主流路に対して25°〜45°の範囲内で線対称に設けられた側供給口と、当該流体(A)および/または流体(B)を排出するために主流路に対して線対称に設けられた側排出口と、主流路を流れる流体(A)および/または流体(B)を排出する主排出口とを備えたマイクロデバイスの主流路内を層流状態で流れる流体の流動方向を制御する流動制御装置であって、上記主供給口および側供給口のそれぞれに流体を供給する供給手段と、流体(A)および/または流体(B)の単位時間当たりの流量を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記供給手段によって上記主流路に対して線対称となるように主供給口を挟んで両側の側供給口から供給される流体(B)の流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように流体(B)の流量を制御するとともに、上記主流路から見て両側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が、それぞれ主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御するものである構成である。 The flow control device according to the present invention supplies a linear main channel, a main supply port for supplying fluid (A) to the main channel in a substantially linear shape, and a fluid (B) different from the fluid (A). Therefore, a side supply port provided in line symmetry within a range of 25 ° to 45 ° with respect to the main flow path and a line with respect to the main flow path for discharging the fluid (A) and / or fluid (B) Flow of fluid flowing in a laminar flow state in the main flow path of a microdevice having side discharge ports provided symmetrically and a main discharge port for discharging fluid (A) and / or fluid (B) flowing through the main flow path A flow control device for controlling a direction, the supply means supplying fluid to each of the main supply port and the side supply port, and the flow rate per unit time of the fluid (A) and / or the fluid (B). Control means, and the control means is controlled by the supply means. The fluid such that the flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides across the main supply port is 0.9 m 3 / m 2 · s or more so as to be line symmetric with respect to the main flow path. In addition to controlling the flow rate of (B), the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides as viewed from the main flow path is the same as that of the fluid (A) supplied from the main supply port. The flow rate ratio of fluid (A) and / or fluid (B) is controlled so as to be switchable between a state of less than 5 times and a state of more than 8 times the flow rate per unit time. is there.

それゆえ、このように、流体(B)の流量/流体(A)の流量を制御することで、流体(A)の排出先を制御することができるという効果を奏する。   Therefore, in this way, by controlling the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A), the discharge destination of the fluid (A) can be controlled.

本発明にかかるサンプリング装置は、直線状の主流路と、当該主流路に流体(A)を略直線状に供給する主供給口と、上記流体(A)と異なる流体(B)を供給するために主流路に対して25°〜45°の範囲内で線対称に設けられた側供給口と、当該流体(A)および/または流体(B)を排出するために主流路に対して線対称に設けられた側排出口と、主流路を流れる流体(A)および/または流体(B)を排出する主排出口とを備えたマイクロデバイスを備えたサンプリング装置であって、上記主供給口および側供給口のそれぞれに流体を供給する供給手段と、上記側排出口および/または主排出口から排出される当該流体(A)および/または流体(B)を取得する取得手段と、上記供給手段によって上記主流路に対して線対称となるように主供給口を挟んで両側の側供給口から供給される流体(B)の流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように流体(B)の流量を制御するとともに、上記主流路から見て両側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が、それぞれ主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御する制御手段と、上記主流路から見て一方の側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの総流量が主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満の状態から8倍以上となったことを検出すると、上記取得手段による流体の取得を開始させる命令手段とを備える構成である。それゆえ、例えば、上記流体(流体(B)および流体(A))の総流量を0.9m/m・s以上とした状態で、通常は流体(B)の流量/流体(A)の流量が2程度になるように、流体(B)および流体(A)を供給しておき、サンプリングしたい場合に上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上とすることで、側流路から流体(A)を排出することができ、サンプリングを行うことができる。 The sampling device according to the present invention supplies a linear main flow path, a main supply port for supplying fluid (A) to the main flow path in a substantially straight line, and a fluid (B) different from the fluid (A). And a side supply port provided in line symmetry within a range of 25 ° to 45 ° with respect to the main flow path, and line symmetry with respect to the main flow path for discharging the fluid (A) and / or fluid (B). A sampling device comprising a microdevice comprising a side discharge port provided in the main flow channel and a main discharge port for discharging fluid (A) and / or fluid (B) flowing through the main flow path, Supply means for supplying fluid to each of the side supply ports, acquisition means for acquiring the fluid (A) and / or fluid (B) discharged from the side discharge port and / or the main discharge port, and the supply means Is line symmetric with respect to the main flow path. And controlling the flow rate of the fluid (B) so that the flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides across the main supply port becomes 0.9 m 3 / m 2 · s or more, respectively. The flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides when viewed from the main flow path is 5 with respect to the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port. A control means for controlling the flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B) so as to be switchable between a state of less than twice and a state of more than 8 times; The total flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the supply port becomes 8 times or more from a state less than 5 times the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port. That the acquisition means starts to acquire the fluid. A structure and means. Therefore, for example, in a state where the total flow rate of the fluid (fluid (B) and fluid (A)) is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, usually the flow rate of fluid (B) / fluid (A) When the fluid (B) and the fluid (A) are supplied so that the flow rate of the fluid is about 2 and sampling is desired, the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is set to 8 or more. The fluid (A) can be discharged from the side flow path, and sampling can be performed.

本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。すなわち、本発明にかかる流動制御方法は、流体(A)が流れる直線状の主流路と、当該主流路に流体(A)を供給する主供給口と、当該主流路に対して線対称に設けられ、流体(B)を主流路に供給するための供給口と、主流路に対して線対称に設けられた側排出口と、主排出口とを有するマイクロデバイスのマイクロチャネル内を層流状態で流れる流体を制御する流動制御方法であって、流体(A)と流体(B)との流量を制御することにより、流体の流れおよび排出先を制御する方法である。   An embodiment of the present invention will be described as follows. That is, the flow control method according to the present invention is provided in a line-symmetric manner with respect to the linear main flow path through which the fluid (A) flows, a main supply port that supplies the fluid (A) to the main flow path, and the main flow path. Laminar flow in the microchannel of the microdevice having a supply port for supplying the fluid (B) to the main channel, a side discharge port provided symmetrically with respect to the main channel, and the main discharge port Is a flow control method for controlling the fluid flowing in the above, and is a method for controlling the flow and discharge destination of the fluid by controlling the flow rates of the fluid (A) and the fluid (B).

なお、本発明において、流路(「マイクロチャネル」「微小流路」と称する場合もある)とは、その中またはそれを経て流体を移動させる空間(空洞)を示し、例えば、単なる移送用の流路の他、反応流路、検出用流路、抽出その他の処理流路、バルブやポンプの空間も流路に含まれる。そして、本発明における主流路とは、互いに異なる複数の流体が互いに層流状態で流れる空間を示している。   In the present invention, the flow path (sometimes referred to as “micro channel” or “micro flow path”) refers to a space (cavity) in which the fluid moves in or through the flow path. In addition to channels, reaction channels, detection channels, extraction and other processing channels, and spaces for valves and pumps are also included in the channels. The main flow path in the present invention indicates a space in which a plurality of different fluids flow in a laminar flow state.

図1は、本実施の形態にかかる流動制御装置(以下、マイクロデバイスと称する)の概略の構成を示す正面図である。ここで、マイクロデバイスの構成について説明する。なお、以下の説明では、排出口が主流路に対して左右対称(線対称)に2個設けられている構成について説明する。   FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a flow control apparatus (hereinafter referred to as a micro device) according to the present embodiment. Here, the configuration of the microdevice will be described. In the following description, a description will be given of a configuration in which two discharge ports are provided symmetrically (line symmetric) with respect to the main flow path.

上記マイクロデバイス10は、図2に示すように、2枚の板状部材(上板11および下板12)の間にμmサイズの流路が形成されている。上記流路の形成方法としては、2枚の板状部材のそれぞれに、例えば、エッチング等により、微小な流路を形成した後、2枚の板状部材を貼り合わせてもよく、また、一方の板状部材のみに流路を形成した後、他方の板状部材を貼り合わせてもよい。そして、上記マイクロデバイス10を構成している上板11には、流体を供給するための3つの供給口(1つの主供給口21および2つの側供給口22)と流体を流路から排出するための排出口(1つの主排出口23および2つの側排出口24)とが設けられている。なお、上記供給口および排出口を設ける位置について、例えば、供給口を上板11に設け、排出口を下板12に設けてもよい。また、主供給口21を上板11に設け、2つの側供給口22を下板12に設けるようにしてもよい。   As shown in FIG. 2, the microdevice 10 has a μm-sized channel formed between two plate-like members (an upper plate 11 and a lower plate 12). As the method of forming the flow path, two plate-like members may be bonded to each other after forming a fine flow path by etching or the like on each of the two plate-like members. After the flow path is formed only on the plate member, the other plate member may be bonded. Then, on the upper plate 11 constituting the micro device 10, three supply ports (one main supply port 21 and two side supply ports 22) for supplying fluid and the fluid are discharged from the flow path. There are provided outlets (one main outlet 23 and two side outlets 24). In addition, about the position which provides the said supply port and discharge port, a supply port may be provided in the upper board 11, and a discharge port may be provided in the lower board 12, for example. Alternatively, the main supply port 21 may be provided in the upper plate 11 and the two side supply ports 22 may be provided in the lower plate 12.

そして、上記マイクロデバイス10は、3本の流路が合流して1本の主流路30となり、さらに3本に分岐する構造を有している。より具体的には、上記マイクロデバイス10は、図3に示すように、主流路30(主流路領域)、供給口領域31および排出口領域32の3つの領域を備えている。   The microdevice 10 has a structure in which three flow paths merge to form one main flow path 30 and further branch into three. More specifically, as shown in FIG. 3, the micro device 10 includes three regions, a main channel 30 (main channel region), a supply port region 31 and a discharge port region 32.

流路を構成する壁面材質としては、流路内を通過させる流体の材料によって異なるが、例えば、ガラス、セルロース、ポバール、シリコン、金属などの表面が挙げられ、中でも、シリコンやガラスが好適である。   The wall surface material constituting the flow path varies depending on the material of the fluid that passes through the flow path, but examples thereof include glass, cellulose, poval, silicon, metal, and the like, among which silicon and glass are suitable. .

供給口領域31は、主流路30に対して、流体を供給する領域である。本実施の形態では、供給口領域31は主供給口21と2つの側供給口22との3つの供給口で構成されている。   The supply port region 31 is a region that supplies fluid to the main flow path 30. In the present embodiment, the supply port region 31 is composed of three supply ports, a main supply port 21 and two side supply ports 22.

主供給口21は、2つの側供給口22の間に配置されており、主流路30の中心近傍に流体(A)を供給するものである。つまり、主供給口21から流体(A)が供給される。また、上記2つの側供給口22は、主流路30の中心軸(流体の流れる方向における中心軸)に対して線対称に設けられている。そして、側供給口22から流体(A)とは異なる流体(B)が供給される。なお、本実施の形態において供給口とは、主流路30に流体を供給する部分を含むものを示している。つまり、本実施の形態における供給口とは、単に流体を投入する投入口のみを示すものではなく、投入口と投入口から投入された流体が主流路30に流れるまでの流路とを併せたものである。また、以下の説明では、主供給口21から流体(A)を供給し、2つの側供給口22から流体(B)を供給する例について説明する。   The main supply port 21 is disposed between the two side supply ports 22 and supplies the fluid (A) to the vicinity of the center of the main flow path 30. That is, the fluid (A) is supplied from the main supply port 21. The two side supply ports 22 are provided symmetrically with respect to the central axis of the main flow path 30 (the central axis in the fluid flow direction). Then, a fluid (B) different from the fluid (A) is supplied from the side supply port 22. In the present embodiment, the supply port indicates a portion including a portion that supplies a fluid to the main flow path 30. That is, the supply port in the present embodiment does not simply indicate the input port through which the fluid is input, but includes the input port and the flow path until the fluid input from the input port flows into the main flow path 30. Is. In the following description, an example in which the fluid (A) is supplied from the main supply port 21 and the fluid (B) is supplied from the two side supply ports 22 will be described.

主流路30は、主供給口21および側供給口22から供給された流体(流体(A)および流体(B))が流れる流路である。そして、主流路30は、直線状である。   The main channel 30 is a channel through which fluids (fluid (A) and fluid (B)) supplied from the main supply port 21 and the side supply port 22 flow. The main flow path 30 is linear.

排出口領域32は、主流路30を流れる流体を分離および排出する領域である。本実施の形態では、排出口領域32は主排出口23と2つの側排出口24との3つの排出口で構成されている。   The discharge port region 32 is a region for separating and discharging the fluid flowing through the main flow path 30. In the present embodiment, the discharge port region 32 includes three discharge ports, a main discharge port 23 and two side discharge ports 24.

主排出口23は、主流路30を流れる流体のうち、主流路30の中心付近の流体を分離して排出するものである。また、2つの側排出口24は、主流路30を流れる流体のうち、主流路30の両端側の流体を分離して排出するものである。そして、上記2つの側排出口24は、主流路30の中心軸に対して線対称に設けられている。なお、本実施の形態において排出口とは、主流路30に流れる流体を分離する部分を含むものを示している。つまり、本実施の形態における排出口とは、単に流体を取り出すための取り出し口を示すものではなく、取り出し口と主流路30から分離した流体が取り出し口までの流路とを併せたものである。   The main discharge port 23 separates and discharges the fluid in the vicinity of the center of the main flow path 30 out of the fluid flowing through the main flow path 30. The two side discharge ports 24 separate and discharge the fluid on both ends of the main channel 30 out of the fluid flowing through the main channel 30. The two side outlets 24 are provided symmetrically with respect to the central axis of the main flow path 30. In addition, in this Embodiment, the discharge port has shown the thing containing the part which isolate | separates the fluid which flows into the main flow path 30. FIG. That is, the discharge port in the present embodiment does not simply indicate a discharge port for taking out the fluid, but is a combination of the take-out port and the flow path from which the fluid separated from the main flow path 30 reaches the discharge port. .

このように、本実施の形態にかかるマイクロデバイス10は、主供給口21、側供給口22、主流路30、主排出口23、側供給口22を備えている。   As described above, the microdevice 10 according to the present embodiment includes the main supply port 21, the side supply port 22, the main channel 30, the main discharge port 23, and the side supply port 22.

図4は、主流路30と各供給口との概略構成を示す正面図である。ここで、各供給口および主流路30について詳細に説明する。   FIG. 4 is a front view showing a schematic configuration of the main channel 30 and each supply port. Here, each supply port and the main flow path 30 will be described in detail.

主供給口21と2つの側供給口22との幅(断面積)は、それぞれの供給口から供給する流体の流量に比例するように設定されていてもよいが、互いに同じであることがより好ましい。本実施の形態では、主流路30と2つの側流路との幅は、それぞれ200μmに設定されている。そして、主流路30と2つの側流路との深さについても、それぞれ200μmに設定されている。   The width (cross-sectional area) between the main supply port 21 and the two side supply ports 22 may be set to be proportional to the flow rate of the fluid supplied from each supply port, but is more preferably the same as each other. preferable. In the present embodiment, the widths of the main channel 30 and the two side channels are each set to 200 μm. The depths of the main channel 30 and the two side channels are also set to 200 μm.

そして、主流路30の幅(断面積)は、全ての供給口の幅(断面積)を併せたものと同じであることがより好ましい。本実施の形態における主流路30の幅は600μmに設定されている。主流路30の幅を、全ての供給口の幅(主流路30に合流する流路の幅)の合計よりも著しく小さく設定した場合、全ての供給口のうちのいずれかの供給口から流体を供給できなくなる場合がある。一方、主流路30の幅を、全ての供給口の合計の幅よりも著しく大きくした場合には、供給した流体が主流路30中を層流状態で流れない場合がある。   The width (cross-sectional area) of the main channel 30 is more preferably the same as the width (cross-sectional area) of all the supply ports. The width of the main flow path 30 in the present embodiment is set to 600 μm. When the width of the main flow path 30 is set to be remarkably smaller than the sum of the widths of all the supply ports (the width of the flow paths that merge with the main flow path 30), fluid is supplied from any of the supply ports. It may become impossible to supply. On the other hand, when the width of the main flow path 30 is significantly larger than the total width of all the supply ports, the supplied fluid may not flow in the main flow path 30 in a laminar flow state.

なお、上記主流路30および供給口の断面形状については、長方形(正方形)状であってもよく、円形状であってもよい。   In addition, about the cross-sectional shape of the said main flow path 30 and a supply port, a rectangular (square) shape may be sufficient and a circular shape may be sufficient.

上記主流路30または供給口の断面形状における断面積としては、5×10−12〜1×10−5の範囲内がより好ましく、1×10−9〜1×10−5の範囲内が特に好ましい。上記断面積が5×10−12より小さいと、圧損(圧力損失)が大きく流体が流れない場合がある。一方、断面積が1×10−5より大きいと、主流路30を流れる流体の制御が不可能になる場合がある。 The cross-sectional area in the cross-sectional shape of the main channel 30 or the supply port is more preferably in the range of 5 × 10 −12 m 2 to 1 × 10 −5 m 2 , and 1 × 10 −9 m 2 to 1 × 10 −. A range of 5 m 2 is particularly preferred. When the cross-sectional area is smaller than 5 × 10 −12 m 2 , pressure loss (pressure loss) may be large and fluid may not flow. On the other hand, if the cross-sectional area is larger than 1 × 10 −5 m 2 , it may be impossible to control the fluid flowing through the main flow path 30.

次に、側供給口22と主流路30との位置関係について説明する。上記2つの側供給口22は、主流路30の中心軸に対して、25°〜45°の範囲内、より好ましくは、30°〜45°の範囲内となるように線対称に設けられている。換言すると、側供給口22から供給される流体(B)の向きが、主流路30を流れる流体(A)の流れ方向に対して25°〜45°の範囲内、より好ましくは、30°〜45°の範囲内で主流路30に流れるように側供給口22が設けられている。なお、以下の説明では、主流路30を流れる流体(A)の方向に対する、側供給口22から供給される流体(B)が流れる方向、つまり、主流路30の延伸方向に対して側供給口22が設けられている角度を合流角40として説明する。   Next, the positional relationship between the side supply port 22 and the main flow path 30 will be described. The two side supply ports 22 are provided symmetrically with respect to the central axis of the main flow path 30 so as to be within a range of 25 ° to 45 °, more preferably within a range of 30 ° to 45 °. Yes. In other words, the direction of the fluid (B) supplied from the side supply port 22 is within a range of 25 ° to 45 ° with respect to the flow direction of the fluid (A) flowing through the main flow path 30, and more preferably 30 ° to A side supply port 22 is provided so as to flow into the main flow path 30 within a range of 45 °. In the following description, the direction of the fluid (B) supplied from the side supply port 22 with respect to the direction of the fluid (A) flowing through the main channel 30, that is, the side supply port with respect to the extending direction of the main channel 30. The angle at which 22 is provided will be described as a merging angle 40.

側供給口22から流れる流体(B)が流体(A)に対して25°よりも小さい角度で合流する、すなわち、合流角40が25°よりも小さい場合、主流路30を流れる流体の制御が不可能になる場合がある。一方、側供給口22から流れる流体(B)が流体(A)に対して45°よりも大きい角度で合流する、すなわち、合流角40が45°よりも大きい場合、主流路30を流れる流体を層流状態に流すことが困難になる場合がある。   When the fluid (B) flowing from the side supply port 22 joins the fluid (A) at an angle smaller than 25 °, that is, when the joining angle 40 is smaller than 25 °, the control of the fluid flowing through the main flow path 30 is performed. It may be impossible. On the other hand, when the fluid (B) flowing from the side supply port 22 joins the fluid (A) at an angle larger than 45 °, that is, when the merging angle 40 is larger than 45 °, the fluid flowing through the main channel 30 It may be difficult to flow in a laminar flow state.

次に、排出口について説明する。上記2つの排出口は、主流路30の中心軸に対して、5°〜60°の範囲内、より好ましくは、15°〜30°の範囲内となるように線対称に設けられている。換言すると、側排出口24から排出される流体(B)の向きが、主流路30を流れる流体(A)の流れ方向に対して5°〜60°の範囲内、より好ましくは、15°〜30°の範囲内で主流路30に流れるように側排出口24が設けられている。なお、以下の説明では、主流路30を流れる流体(A)の流れ方向に対する、側排出口24から排出される流体(B)の流れ方向、つまり、主流路30の延伸方向に対して側排出口24が設けられている角度を排出角41として説明する。   Next, the discharge port will be described. The two discharge ports are provided symmetrically with respect to the central axis of the main flow path 30 so as to be within a range of 5 ° to 60 °, and more preferably within a range of 15 ° to 30 °. In other words, the direction of the fluid (B) discharged from the side discharge port 24 is within a range of 5 ° to 60 ° with respect to the flow direction of the fluid (A) flowing through the main flow path 30, and more preferably 15 ° to A side discharge port 24 is provided so as to flow into the main flow path 30 within a range of 30 °. In the following description, the flow direction of the fluid (B) discharged from the side discharge port 24 with respect to the flow direction of the fluid (A) flowing through the main flow path 30, that is, the side discharge with respect to the extending direction of the main flow path 30. The angle at which the outlet 24 is provided will be described as the discharge angle 41.

上記排出角41が5°よりも小さい場合には、そのようなマイクロデバイスを製作することが困難である。一方、排出角41が、60°よりも大きい場合は、当該側排出口24から流体が排出されない場合がある。   When the discharge angle 41 is smaller than 5 °, it is difficult to manufacture such a micro device. On the other hand, when the discharge angle 41 is larger than 60 °, the fluid may not be discharged from the side discharge port 24.

なお、上記合流角40と排出角41とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。なお、合流角40は、主流路30を流れる流体の流れ方向に対して上流側から測定した角度である一方、排出角41は、上記流体の流れ方向に対して下流側から測定した角度である。   The merging angle 40 and the discharge angle 41 may be the same or different. The confluence angle 40 is an angle measured from the upstream side with respect to the flow direction of the fluid flowing through the main flow path 30, while the discharge angle 41 is an angle measured from the downstream side with respect to the flow direction of the fluid. .

図1は、本実施の形態にかかる流動制御装置1の概略の構成を示す図面である。上記流動制御装置1は、主供給口21および側供給口22からマイクロシリンジ2(供給手段)を介して供給される流体の単位時間当たりの流量を制御するための制御装置3(制御手段)を備えている。具体的な制御方法については以下に説明する。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a flow control device 1 according to the present embodiment. The flow control device 1 includes a control device 3 (control means) for controlling the flow rate per unit time of the fluid supplied from the main supply port 21 and the side supply port 22 via the microsyringe 2 (supply means). I have. A specific control method will be described below.

上記マイクロデバイス10の主供給口21および側供給口22の流体を投入する投入口には、マイクロシリンジポンプ(以下、マイクロシリンジ2と称する)が設けられている。そして、このマイクロシリンジ2を介して流体が供給される。そして、マイクロシリンジ2は、主供給口21へ流体(A)を供給する主マイクロシリンジ2aと側供給口22へ流体(B)を供給する副マイクロシリンジ2bとから構成されている。   A microsyringe pump (hereinafter referred to as a microsyringe 2) is provided at the charging port for supplying the fluid from the main supply port 21 and the side supply port 22 of the microdevice 10. A fluid is supplied through the microsyringe 2. The microsyringe 2 includes a main microsyringe 2 a that supplies the fluid (A) to the main supply port 21 and a sub-microsyringe 2 b that supplies the fluid (B) to the side supply port 22.

上記制御装置3は、主供給口21および側供給口22から供給する流体の単位時間当たりの流量を制御するものである。具体的には、上記制御装置3は、各供給口に取り付けられているマイクロシリンジ2を制御して、各供給口から流体を供給するための圧力を調整する。具体的な制御方法については、例えば、流体(A)の単位時間当たりの流量に応じて、流体(B)の単位時間当たりの流量を変化させてもよく、流体(B)の単位時間当たりの流量に応じて、流体(A)の単位時間当たりの流量を変化させてもよく、予め設定された単位時間当たりの流量になるように、流体(A)および流体(B)を供給してもよい。そして、上記制御装置3は、操作者の指示によって流体(B)/流体(A)の単位時間当たりの流量を変化させる。これによって、流体(A)の排出先を制御することができる。   The control device 3 controls the flow rate of fluid supplied from the main supply port 21 and the side supply port 22 per unit time. Specifically, the control device 3 controls the microsyringe 2 attached to each supply port to adjust the pressure for supplying fluid from each supply port. As for a specific control method, for example, the flow rate per unit time of the fluid (B) may be changed according to the flow rate per unit time of the fluid (A). Depending on the flow rate, the flow rate per unit time of the fluid (A) may be changed, or the fluid (A) and the fluid (B) may be supplied so as to have a preset flow rate per unit time. Good. And the said control apparatus 3 changes the flow volume per unit time of fluid (B) / fluid (A) according to an operator's instruction | indication. Thereby, the discharge destination of the fluid (A) can be controlled.

本実施の形態では、このようなマイクロデバイス10を用いて、主流路30内を流れる流体の流動制御を行っている。より具体的には、主供給口21から供給される流体(A)と側供給口22から供給される流体(B)との単位時間当たりの流量を制御することにより、主流路30を流れる流体の流動制御を行っている。   In the present embodiment, such a micro device 10 is used to control the flow of the fluid flowing in the main flow path 30. More specifically, the fluid flowing through the main flow path 30 by controlling the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port 21 and the fluid (B) supplied from the side supply port 22. Flow control is performed.

ここで、本実施の形態にかかる流動制御方法について説明する。本実施の形態では、主流路30に供給される互いに異なる流体(A)と流体(B)との単位時間当たりの流量を制御することで、流体(A)および流体(B)の排出先を制御している。より具体的には、(1)流体(A)の両側から、当該流体(A)の流れ方向に対して合流角40が、25°〜45°の範囲内となるように流体(B)を供給し、(2)上記主流路30に対して線対称となるように主供給口21を挟んで両側の側供給口22から供給される流体(B)の総流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように、流体(B)の流量を制御し、(3)上記主流路30から見て両側の側供給口22に供給される流体(B)の単位時間当たりの総流量が、それぞれ主供給口21から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御している。なお、上記側供給口22が、主流路30から見て片側に複数個(反対側にも同数)設けられている場合には、これら側供給口22のうち片側から供給される流体の合計を片側の側供給口22から供給される流体の流量とする。具体的には、図5に示すように、側供給口22が、主流路30を挟んで両側に3個ずつ設けられている場合には、上記3個の側供給口22から供給される流体の合計量が片側の側供給口22から供給される単位時間当たりの流量となる。また、例えば、上記のように主流路30を挟んで両側に側流路が3個ずつ設けられている場合であって、3個の側流路のうち、それぞれから異なる流体を供給している場合においても、上記3個の側流路から供給される流体の合計量が、片側の側供給口22から供給される単位時間当たりの供給量となる。 Here, the flow control method according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, by controlling the flow rates per unit time of different fluids (A) and fluid (B) supplied to the main flow path 30, the discharge destinations of the fluid (A) and the fluid (B) are controlled. I have control. More specifically, (1) From the both sides of the fluid (A), the fluid (B) is placed so that the merging angle 40 is in the range of 25 ° to 45 ° with respect to the flow direction of the fluid (A). (2) The total flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports 22 on both sides of the main supply port 21 so as to be line-symmetric with respect to the main flow path 30 is 0.9 m 3 / The flow rate of the fluid (B) is controlled so as to be not less than m 2 · s, and (3) the total per unit time of the fluid (B) supplied to the side supply ports 22 on both sides when viewed from the main flow path 30 The fluid (A) and the fluid (A) and the fluid (A) can be switched between a state where the flow rate is less than 5 times and a state where the flow rate is 8 times or more of the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port 21. The flow ratio of fluid (B) is controlled. When a plurality of the side supply ports 22 are provided on one side as viewed from the main flow path 30 (the same number on the opposite side), the total amount of fluid supplied from one side of these side supply ports 22 is calculated. Let it be the flow rate of the fluid supplied from one side supply port 22. Specifically, as shown in FIG. 5, when three side supply ports 22 are provided on both sides of the main flow path 30, the fluid supplied from the three side supply ports 22. Is the flow rate per unit time supplied from the side supply port 22 on one side. Further, for example, as described above, there are three side channels on both sides of the main channel 30, and different fluids are supplied from each of the three side channels. Even in this case, the total amount of fluid supplied from the three side flow paths becomes the supply amount per unit time supplied from the one side supply port 22.

上記合流角40が25°〜45°の範囲内であり、流体(B)/流体(A)の単位時間当たりの流量が8倍以上となるように、流体(A)および/または流体(B)の流量を制御した場合、主供給口21から供給された流体(A)は、主排出口23から排出されずに、2つの側排出口24のみから排出されることとなる。   The fluid (A) and / or the fluid (B) so that the merging angle 40 is in the range of 25 ° to 45 ° and the flow rate per unit time of the fluid (B) / fluid (A) is 8 times or more. ) Is controlled, the fluid (A) supplied from the main supply port 21 is discharged from only the two side discharge ports 24 without being discharged from the main discharge port 23.

一方、上記合流角40が25°〜45°の範囲内であり、流体(B)/流体(A)の単位時間当たりの流量が5倍未満となるように、流体(A)および/または流体(B)の流量を制御した場合、主供給口21から供給された流体(A)は、主排出口23のみ、または、主排出口23および2つの側排出口24から排出されることとなる。また、主流路30を流れる流体は、乱流状態になる場合もある。   On the other hand, the fluid (A) and / or the fluid such that the merging angle 40 is in the range of 25 ° to 45 ° and the flow rate per unit time of the fluid (B) / fluid (A) is less than 5 times. When the flow rate of (B) is controlled, the fluid (A) supplied from the main supply port 21 is discharged only from the main discharge port 23 or from the main discharge port 23 and the two side discharge ports 24. . Moreover, the fluid flowing through the main flow path 30 may be in a turbulent state.

また、上記合流角40が、25°よりも小さい場合には流体(B)/流体(A)の単位時間当たりの流量にかかわらず、主供給口21から供給された流体(A)は、主排出口23のみ、または、主排出口23および2つの側排出口24から排出されることとなる。一方、上記合流角40が、45°よりも大きい場合には、圧力損失が大きくなるので、流体が供給口から供給することができない場合がある。   In addition, when the merging angle 40 is smaller than 25 °, the fluid (A) supplied from the main supply port 21 does not depend on the flow rate per unit time of the fluid (B) / fluid (A). It is discharged only from the discharge port 23 or from the main discharge port 23 and the two side discharge ports 24. On the other hand, when the merging angle 40 is larger than 45 °, the pressure loss increases, so that there are cases where the fluid cannot be supplied from the supply port.

さらに、本実施の形態にかかる流動制御方法では、主供給口21を挟んで両側の側供給口23から供給する流体(B)の、単位面積を通過する単位時間当たりの流量が、それぞれ0.9m/m・s〜20m/m・sの範囲内、より好ましくは0.9m/m・s〜10m/m・sの範囲内となるように、流体(B)を供給している。 Furthermore, in the flow control method according to the present embodiment, the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports 23 on both sides of the main supply port 21 is 0. 9m 3 / m 2 · s~20m 3 / m 2 · s , more preferably within the range of to be within a range of 0.9m 3 / m 2 · s~10m 3 / m 2 · s, the fluid (B ).

上記単位面積を通過する単位時間当たりの流量が、0.9m/m・sよりも少ない場合は、流量が少なすぎて制御するのが難しい。一方、上記単位面積当たりの流量が、20m/m・sよりも大きい場合には、流体(A)および流体(B)を主供給口21、あるいは側供給口23に供給できない場合がある。 When the flow rate per unit time passing through the unit area is less than 0.9 m 3 / m 2 · s, the flow rate is too small to be controlled. On the other hand, when the flow rate per unit area is larger than 20 m 3 / m 2 · s, the fluid (A) and the fluid (B) may not be supplied to the main supply port 21 or the side supply port 23. .

なお、主供給口21、あるいは側供給口23の単位面積を通過する単位時間当たりの流量とは、正確には、投入口から投入された流体が主流路30に流れるまでの流路の単位面積を通過する単位時間辺りの流量である。   The flow rate per unit time passing through the unit area of the main supply port 21 or the side supply port 23 is precisely the unit area of the flow path until the fluid input from the input port flows into the main flow path 30. Is the flow rate per unit time passing through.

また、上記主流路30と線対称に配置されている側供給口22から供給する流体の、単位時間当たりの流量については、互いに同じである。   Further, the flow rate per unit time of the fluid supplied from the side supply port 22 arranged in line symmetry with the main flow path 30 is the same.

ここで、流路に供給する流体(流体(A)および流体(B))について説明する。本実施の形態の流体制御を行うことができる流体については、任意の液体でよい。例えば、上記流体としては、溶液の他に分散液(分散質を分散媒中に分散させた流体)であってもよい。流路に供給する流体は、流路を形成している材質等により適宜選択すればよい。   Here, the fluid (fluid (A) and fluid (B)) supplied to the flow path will be described. The fluid that can perform the fluid control of the present embodiment may be an arbitrary liquid. For example, the fluid may be a dispersion (a fluid in which a dispersoid is dispersed in a dispersion medium) in addition to a solution. What is necessary is just to select the fluid supplied to a flow path suitably with the material etc. which form the flow path.

そして、流体(A)と流体(B)との表面張力差が小さいことが好ましい。表面張力差が大きい流体同士を主流路30で合流させた場合には、層流状態とならない場合がある。具体的には、流体(A)と流体(B)との表面張力差としては、40mN/m(40dyne/cm)以下であり、好ましくは10mN/m(10dyne/cm)以下である。表面張力差が40mN/m(40dyne/cm)より大きいと、主流路30を流体が層流状態で流れることが困難となり、流動の制御が困難になる。   And it is preferable that the surface tension difference of the fluid (A) and the fluid (B) is small. When fluids having a large difference in surface tension are merged in the main flow path 30, a laminar flow state may not be achieved. Specifically, the difference in surface tension between the fluid (A) and the fluid (B) is 40 mN / m (40 dyne / cm) or less, preferably 10 mN / m (10 dyne / cm) or less. When the surface tension difference is larger than 40 mN / m (40 dyne / cm), it becomes difficult for the fluid to flow through the main channel 30 in a laminar flow state, and the flow control becomes difficult.

以上のように、合流角40が上記範囲内であって、流体(A)および/または流体(B)の流量を制御することにより、主供給口21から供給した流体(A)の排出先を制御することができる。   As described above, the discharge angle of the fluid (A) supplied from the main supply port 21 is controlled by controlling the flow rate of the fluid (A) and / or the fluid (B) when the merging angle 40 is within the above range. Can be controlled.

そして、上記流動制御方法は、例えば、インクジェット装置に好適に利用できる。具体的には、例えば、主流路30にインクを供給し、側流路に水等の透明な流体を供給した場合、上記流動制御方法を用いることで、主排出口23からインクの排出(吐出)状態を制御することができる。つまり、例えば、従来の圧電素子等を用いてインクの吐出状態を制御する構成に比べてより簡単にインクの吐出状態を制御することができる。   And the said flow control method can be utilized suitably for an inkjet apparatus, for example. Specifically, for example, when ink is supplied to the main flow path 30 and a transparent fluid such as water is supplied to the side flow path, the ink is discharged (discharged) from the main discharge port 23 by using the above flow control method. ) The state can be controlled. That is, for example, the ink ejection state can be controlled more easily than a configuration in which the ink ejection state is controlled using a conventional piezoelectric element or the like.

また、上記流動制御方法は、例えば、サンプリング装置50に好適に利用できる。以下に、サンプリング装置50について説明する。   Moreover, the said flow control method can be utilized suitably for the sampling apparatus 50, for example. Hereinafter, the sampling device 50 will be described.

図6は、サンプリング装置50の概略の構成を示すブロック図である。なお、図中、点線は流体の移動を示し、実線は信号の動きを示している。上記サンプリング装置50は、マイクロデバイス10、マイクロシリンジ2、命令装置4、取得部6および操作部5を備えている。そして、命令装置4は、制御装置3を備えている。上記マイクロデバイス10およびマイクロシリンジ2は、上記の説明と同じものである。制御装置3は、マイクロシリンジ2からマイクロデバイス10へ供給される流体(流体(A)および流体(B))の供給量(単位時間あたりの流量)を制御するものである。さらに、上記命令装置4は、制御装置3を動作させて上記流体(A)(B)の供給量を制御するとともに、取得部6の受け器移動部8を制御している。   FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of the sampling device 50. In the drawing, the dotted line indicates the movement of the fluid, and the solid line indicates the movement of the signal. The sampling device 50 includes a micro device 10, a micro syringe 2, a command device 4, an acquisition unit 6, and an operation unit 5. The instruction device 4 includes a control device 3. The micro device 10 and the micro syringe 2 are the same as described above. The control device 3 controls the supply amount (flow rate per unit time) of the fluid (fluid (A) and fluid (B)) supplied from the microsyringe 2 to the microdevice 10. Further, the command device 4 operates the control device 3 to control the supply amount of the fluids (A) and (B) and also controls the receiver moving unit 8 of the acquisition unit 6.

操作部5は、サンプリング装置50を操作する操作者によって操作されるものである。つまり、操作部5は、操作者から出されるサンプリング開始命令およびサンプリング終了命令を受け付けるものである。なお、上記サンプリング装置50が、例えば、所定の時間に自動的にサンプリングを行うように設定されている場合には、上記操作部5は、所定の時刻が来ると、命令装置4に対して、サンプリング開始命令またはサンプリング終了命令を出すようにしてもよい。   The operation unit 5 is operated by an operator who operates the sampling device 50. That is, the operation unit 5 receives a sampling start command and a sampling end command issued from the operator. For example, when the sampling device 50 is set to automatically perform sampling at a predetermined time, the operation unit 5 instructs the command device 4 when a predetermined time comes. A sampling start command or a sampling end command may be issued.

取得部6は、マイクロデバイス10から排出される流体を排出口別に取得するものである。上記取得部6は、受け器7と受け器移動部8とを備えている。受け器7とは、例えば、フラスコ等の上記流体を取得するものである。また、受け器移動部8とは、マイクロデバイス10の排出口に接続されている受け器7を変えるものである。つまり、受け器移動部8によって、排出口から排出される流体を取得する受け器7を変更することができる。なお、受け器移動部8とは、受け器7自体を移動させるようにしてもよく、特定の受け器7に対して排出口から排出される流体の取得を開始・終了させるものであってもよい。   The acquisition unit 6 acquires the fluid discharged from the microdevice 10 for each discharge port. The acquisition unit 6 includes a receiver 7 and a receiver moving unit 8. The receptacle 7 acquires the said fluid, such as a flask, for example. The receiver moving unit 8 changes the receiver 7 connected to the discharge port of the micro device 10. That is, the receiver 7 that acquires the fluid discharged from the discharge port can be changed by the receiver moving unit 8. Note that the receiver moving unit 8 may move the receiver 7 itself, or may start or end the acquisition of the fluid discharged from the discharge port with respect to the specific receiver 7. Good.

ここで、上記サンプリング装置50を用いて、マイクロデバイス10の流路を流れる流体のサンプリング方法について説明する。   Here, a sampling method of the fluid flowing through the flow path of the micro device 10 using the sampling apparatus 50 will be described.

まず、流体(B)/流体(A)の単位時間当たりの流量が5未満の状態、具体的には、流体(B)/流体(A)の単位時間当たりの流量が2程度の状態となるように、流体(A)および流体(B)を主流路30に供給した場合、流体(A)は、主排出口23のみから排出される。   First, the flow rate per unit time of fluid (B) / fluid (A) is less than 5, specifically, the flow rate per unit time of fluid (B) / fluid (A) is about 2. Thus, when the fluid (A) and the fluid (B) are supplied to the main flow path 30, the fluid (A) is discharged only from the main discharge port 23.

そして、サンプリング装置50を操作している操作者は、サンプリングを行う場合に、制御装置3にサンプリング開始命令を出す。操作者からの開始命令を受信した制御装置3は、流体(A)または流体(B)の供給量を、マイクロシリンジ2を制御することにより変更する。つまり、制御装置3は、流体(B)/流体(A)の単位時間当たりの流量が8以上の状態となるように、流体(A)および流体(B)の供給量を制御する。これにより、液体(A)は、側排出口24から排出されることとなる。   The operator operating the sampling device 50 issues a sampling start command to the control device 3 when sampling is performed. The control device 3 that has received the start command from the operator changes the supply amount of the fluid (A) or the fluid (B) by controlling the microsyringe 2. That is, the control device 3 controls the supply amounts of the fluid (A) and the fluid (B) so that the flow rate per unit time of the fluid (B) / fluid (A) is 8 or more. Thereby, the liquid (A) is discharged from the side discharge port 24.

また、上記制御装置3は、マイクロシリンジ2を介して、主流路30に供給される流体(B)/流体(A)の単位時間当たりの流量を変化させると同時に、取得部6に対して、サンプリング命令を送信する。サンプリング命令を受信した取得部6は、受け器移動部8を動作させて、2つの側排出口24の少なくとも一方から排出される流体(A)を含む液体を取得する。   In addition, the control device 3 changes the flow rate per unit time of the fluid (B) / fluid (A) supplied to the main flow path 30 via the microsyringe 2 and at the same time, Send sampling instructions. The acquisition unit 6 that has received the sampling command operates the receiver moving unit 8 to acquire the liquid containing the fluid (A) discharged from at least one of the two side discharge ports 24.

そして、一定時間経過後、または、操作者からのサンプリング終了命令を受信した場合、制御装置3は、流体(A)または流体(B)の供給量を、マイクロシリンジ2を制御することにより変更する。つまり、制御装置3は、流体(B)/流体(A)の単位時間当たりの流量が5未満(ここでは2)の状態となるように、流体(A)および流体(B)の供給量を制御する。これにより、液体(A)は、主排出口23から排出されることとなる。   Then, after a predetermined time has elapsed or when a sampling end command is received from the operator, the control device 3 changes the supply amount of the fluid (A) or the fluid (B) by controlling the microsyringe 2. . That is, the control device 3 controls the supply amounts of the fluid (A) and the fluid (B) so that the flow rate per unit time of the fluid (B) / fluid (A) is less than 5 (here, 2). Control. Thereby, the liquid (A) is discharged from the main discharge port 23.

また、上記制御装置3は、マイクロシリンジ2を介して、主流路30に供給される流体(B)/流体(A)の単位時間当たりの流量を変化させると同時に、取得部6に対して、サンプリング終了命令を送信する。サンプリング終了命令を受信した取得部6は、受け器移動部8を動作させて、2つの側排出口24の少なくとも一方から排出される流体(A)を含む液体の取得を終了する。これにより、流体(A)をサンプリングすることができる。換言すると、流体(A)の流動を制御することができる。   In addition, the control device 3 changes the flow rate per unit time of the fluid (B) / fluid (A) supplied to the main flow path 30 via the microsyringe 2 and at the same time, Send sampling complete command. The acquisition unit 6 that has received the sampling end command operates the receiver moving unit 8 to end the acquisition of the liquid containing the fluid (A) discharged from at least one of the two side discharge ports 24. Thereby, the fluid (A) can be sampled. In other words, the flow of the fluid (A) can be controlled.

なお、上記の説明では、2つの側供給口22から流体(B)が供給される構成について説明したが、例えば、上記2つの側供給口22から互いに異なる流体を供給してもよい。この場合、上記2つの側供給口22から供給される流体は、例えば、一方の側供給口22から供給される流体を、主供給口21から供給される流体(A)と同じものにしてもよく、それぞれ主供給口21から供給される流体(A)と異なるものとしてもよい。しかしながら、主供給口21から供給する流体(A)と側供給口22から供給される流体とは、表面張力が互いに近いものであることがより好ましい。   In the above description, the configuration in which the fluid (B) is supplied from the two side supply ports 22 has been described. For example, different fluids may be supplied from the two side supply ports 22. In this case, the fluid supplied from the two side supply ports 22 is, for example, the same as the fluid (A) supplied from the main supply port 21 with the fluid supplied from one side supply port 22. The fluid (A) supplied from the main supply port 21 may be different from the fluid (A). However, it is more preferable that the fluid (A) supplied from the main supply port 21 and the fluid supplied from the side supply port 22 have surface tensions close to each other.

また、側供給口22の数については、主流路30に対して線対称であれば、複数個設けられていてもよい。具体的には、例えば、主流路30の中心軸に対して線対称であり、主流路30の中心軸に対して左右に2個ずつ側供給口22を形成してもよい。なお、上記側供給口22を複数本設ける場合であっても、全ての側供給口22は、主流路30に対して25°〜45°の範囲内となるように線対称に設けられる。また、側排出口24の数についても、主流路30に対して線対称であれば、複数本設けても良い。さらに、側供給口22と側排出口24との数は、同じであってもよく、異なっていてもよい。   In addition, the number of the side supply ports 22 may be provided in a plurality as long as the line is symmetrical with respect to the main flow path 30. Specifically, for example, two side supply ports 22 may be formed on the left and right sides with respect to the central axis of the main flow path 30. Even when a plurality of the side supply ports 22 are provided, all the side supply ports 22 are provided symmetrically with respect to the main flow path 30 so as to be within a range of 25 ° to 45 °. Further, the number of the side discharge ports 24 may be provided as long as it is line symmetric with respect to the main flow path 30. Furthermore, the number of the side supply ports 22 and the side discharge ports 24 may be the same or different.

また、上記の説明では、流路を形成する方法として、2枚の板状部材を貼り合せる構成について説明したが、例えば、流路となる孔を形成した(流路となる領域が形成された)板状部材を2枚の板状部材で挟むことにより、流路を形成してもよい。この場合には、真中の板状部材の厚さが流路の深さに相当する。   In the above description, as a method of forming a flow path, a configuration in which two plate-like members are bonded is described. For example, a hole that becomes a flow path is formed (a region that becomes a flow path is formed). ) A flow path may be formed by sandwiching a plate member between two plate members. In this case, the thickness of the middle plate member corresponds to the depth of the flow path.

また、上記の説明では、サンプリングを行う際に、流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となった場合に、側供給口22から排出される流体(A)をサンプリングする例について説明しているが、例えば、主供給口21から排出される流体(A)をサンプリングする場合には、以下のようにしてもよい。   In the above description, when sampling is performed, the fluid (A) discharged from the side supply port 22 is sampled when the flow rate of the fluid (B) / flow rate of the fluid (A) is 8 or more. Although an example has been described, for example, when sampling the fluid (A) discharged from the main supply port 21, the following may be performed.

つまり、例えば、常に上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように流体(B)および流体(A)を供給しておき、サンプリングしたい場合に上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が5未満となる状態にすることで、主流路30から流体(A)を排出することができ、そして、この流体(A)をサンプリングすればよい。そして、再び上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように流体(B)および流体(A)の流量を制御することで、側排出口24のみから流体(A)が排出されることになる。   That is, for example, when the fluid (B) and the fluid (A) are supplied so that the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is always 8 or more and sampling is desired, the fluid (B) The fluid (A) can be discharged from the main flow path 30 by setting the flow rate / fluid (A) flow rate to less than 5, and the fluid (A) may be sampled. The flow rate of the fluid (B) and the fluid (A) is controlled again so that the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is 8 or more, so that the fluid (A ) Will be discharged.

つまり、上記において上記流体(B)の流量/流体(A)の流量を5未満にしたときのみ、主流路30から流体(A)を排出することができる。   In other words, the fluid (A) can be discharged from the main channel 30 only when the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is less than 5.

以上のように、本実施の形態にかかる流動制御方法は、直線状の主流路30と、当該主流路30に流体(A)を略直線状に供給する主供給口21と、上記流体(A)と異なる流体(B)を供給するために主流路30に対して25°〜45°の範囲内で線対称に設けられた側供給口22と、当該流体(A)および/または流体(B)を排出するために主流路30に対して線対称に設けられた側排出口24と、主流路30を流れる流体(A)および/または流体(B)を排出する主排出口23とを備えたマイクロデバイス10の主流路30内を層流状態で流れる流体を制御する流動制御方法であって、主流路30に対して線対称となるように上記主供給口21を挟んで両側の側供給口22から供給される流体(B)の総流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように、流体(B)の流量を制御するとともに、上記主流路30から見て両側の側供給口22から供給される流体(B)の単位時間当たりの総流量が、それぞれ主供給口21から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御することにより、流体(A)の排出先を変更する構成である。 As described above, the flow control method according to the present embodiment includes the linear main channel 30, the main supply port 21 that supplies the fluid (A) to the main channel 30 in a substantially linear shape, and the fluid (A Side supply port 22 provided in line symmetry within a range of 25 ° to 45 ° with respect to the main flow path 30 in order to supply a fluid (B) different from), and the fluid (A) and / or fluid (B ) And a main discharge port 23 for discharging the fluid (A) and / or the fluid (B) flowing through the main flow channel 30. A flow control method for controlling a fluid flowing in a laminar flow state in the main flow path 30 of the microdevice 10, which is supplied on both sides of the main supply port 21 so as to be symmetrical with respect to the main flow path 30. 0.9m total flow rate of the fluid (B) supplied from the mouth 22, respectively 3 As will be m 2 · s or more, to control the flow rate of the fluid (B), the total flow rate per unit of time the fluid (B) to be supplied from both sides of the side feed port 22 as viewed from the main flow path 30 is The fluid (A) and / or the fluid (A) and / or the state in which the fluid (A) supplied from the main supply port 21 can be switched between a state of less than 5 times and a state of more than 8 times the flow rate per unit time. By controlling the flow rate ratio of the fluid (B), the discharge destination of the fluid (A) is changed.

マイクロデバイス10の主供給口21から供給され主流路30を流れる流体(A)に対して、上記側供給口22から流体(A)と異なる流体(B)を主流路30に対して線対称となるように供給すると、互いに異なる流体(流体(A)と流体(B))は、マイクロチャネル(主流路30)内を層流状態で流れることとなる。そして、通常は、主流路30を流れる流体(A)は、主排出口23のみ、または、主排出口23と上記側排出口24とから排出される。また、主流路30を流れる流体(A)が上記側排出口24から排出されずに主排出口23のみから排出される場合、主供給口21から供給された流体(A)と側供給口22から供給された流体(B)とは、主流路30を互いに隣接するように層流状態で流れることとなる。このようなマイクロデバイス10では、マイクロチャネル内を層流で流れる互いに異なる流体層間で化学反応や抽出等の操作を行うために利用される。   A fluid (B) different from the fluid (A) from the side supply port 22 is symmetrical with respect to the main channel 30 with respect to the fluid (A) supplied from the main supply port 21 of the microdevice 10 and flowing through the main channel 30. When supplied in such a manner, different fluids (fluid (A) and fluid (B)) flow in a laminar flow in the microchannel (main flow channel 30). Normally, the fluid (A) flowing through the main flow path 30 is discharged only from the main discharge port 23 or from the main discharge port 23 and the side discharge port 24. When the fluid (A) flowing through the main flow path 30 is not discharged from the side discharge port 24 but only from the main discharge port 23, the fluid (A) supplied from the main supply port 21 and the side supply port 22 are discharged. The fluid (B) supplied from the fluid flows in a laminar flow state so as to be adjacent to each other in the main flow path 30. Such a microdevice 10 is used to perform operations such as chemical reaction and extraction between different fluid layers flowing in a laminar flow in the microchannel.

上記の構成によれば、主供給口21と、上記主流路30に対して25°〜45°の範囲内となるように線対称に設けられた側供給口22とを備えたマイクロチャネルにおいて、上記主流路30に対して線対称となるように上記主供給口21を挟んで両側の側供給口22から供給される流体(B)の総流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように、流体(B)の流量を制御するとともに、主供給口21から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対する、上記主流路30から見て両側の側供給口22から供給される流体(B)の単位時間当たりの総流量のそれぞれ、すなわち、流体(B)の流量/流体(A)の流量が、5未満となる状態と8以上となる状態とを切り替えることができるように、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御している。具体的には、主供給口21または側供給口22に供給する流体(A)または流体(B)の、少なくとも一方の流量を制御することにより、上記流路比を制御している。 According to the above configuration, in the microchannel including the main supply port 21 and the side supply port 22 provided symmetrically with respect to the main flow path 30 so as to be within a range of 25 ° to 45 °. The total flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports 22 on both sides of the main supply port 21 so as to be line symmetric with respect to the main flow path 30 is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, respectively. The flow rate of the fluid (B) is controlled so that the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port 21 from the side supply ports 22 on both sides as viewed from the main flow path 30 is The total flow rate per unit time of the supplied fluid (B), that is, the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is switched between a state where it is less than 5 and a state where it is 8 or more. Fluid (A) and / or flow as possible The flow ratio of the body (B) is controlled. Specifically, the flow path ratio is controlled by controlling the flow rate of at least one of the fluid (A) or the fluid (B) supplied to the main supply port 21 or the side supply port 22.

上記両側の側供給口22に供給される流体の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が5未満となるように流体(A)および/または流体(B)の流量を制御した場合、上記流体(A)は、主流路30または主流路30と側排出口24とに流れることとなる。一方、上記両側の側供給口22に供給される流体の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、単位時間当たりの流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御した場合、上記流体(A)は、側排出口24から排出されることとなる。また、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御した場合であっても、上記両側の側供給口22に供給される流体の総流量がそれぞれ0.9m/m・sよりも小さい場合には、上記流体(A)は、主排出口23または主排出口23と側排出口24とに流れることとなる。 The total flow rate of the fluid supplied to the side supply ports 22 on both sides is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) / flow rate of the fluid (A) is less than 5. When the flow rate of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled, the fluid (A) flows into the main channel 30 or the main channel 30 and the side discharge port 24. On the other hand, the total flow rate of the fluid supplied to the side supply ports 22 on both sides is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of fluid (B) / flow rate of fluid (A) per unit time is 8 When the flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled as described above, the fluid (A) is discharged from the side discharge port 24. Even when the flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled so that the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is 8 or more, When the total flow rate of the fluid supplied to the supply port 22 is smaller than 0.9 m 3 / m 2 · s, the fluid (A) flows through the main discharge port 23 or the main discharge port 23 and the side discharge port 24. It will flow to.

つまり、上記両側の側供給口22に供給される流体(流体(B)および流体(A))の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上の場合には、主流路30に供給された流体(A)は、流体(B)の影響により、主流路30の端を流れることとなり、側排出口24に流れることとなる。従って、上記両側の側供給口22に供給される流体の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、流体(B)の流量/流体(A)の流量が両側の側供給口22でそれぞれ8以上となるように、流体(A)および/または流体(B)を流すことにより、流体(A)を主排出口23から排出されることなく、側排出口24から排出することができる。 That is, the total flow rate of the fluid (fluid (B) and fluid (A)) supplied to the side supply ports 22 on both sides is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, respectively, and the flow rate of the fluid (B) / When the flow rate of the fluid (A) is 8 or more, the fluid (A) supplied to the main flow path 30 flows through the end of the main flow path 30 due to the influence of the fluid (B), and enters the side discharge port 24. It will flow. Therefore, the total flow rate of the fluid supplied to the side supply ports 22 on both sides is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) / flow rate of the fluid (A) is set on the side supply ports on both sides. The fluid (A) and / or the fluid (B) is allowed to flow so as to be 8 or more at 22, so that the fluid (A) is discharged from the side discharge port 24 without being discharged from the main discharge port 23. Can do.

このように、流体(B)の流量/流体(A)の流量比を制御することで、流体(A)の排出先を制御することができる。   Thus, the discharge destination of the fluid (A) can be controlled by controlling the flow rate ratio of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A).

また、従来の物理的に弁等を設けて流体の流動を制御する構成に比べて、当該弁等の特別な構成を付すことなく、流体の流動制御を行うことができる。また、上記マイクロデバイス10は、流路等がμmサイズのため、従来の弁等を設ける場合には、装置が大きくなってしまうが、上記構成のように、流体の流動制御を行うことにより、より小さく、かつ、簡単に流体の流動制御を行うことができる流動制御装置1を提供することができる。   In addition, compared to the conventional configuration in which a valve or the like is physically provided to control the flow of the fluid, the flow control of the fluid can be performed without adding a special configuration such as the valve. In addition, since the microdevice 10 has a flow path or the like having a μm size, when a conventional valve or the like is provided, the apparatus becomes large, but by controlling the fluid flow as in the above configuration, It is possible to provide a flow control device 1 that is smaller and can easily control the flow of fluid.

また、本実施の形態にかかる流動制御方法は、上記主流路30の断面積が5×10−12〜1×10−5である構成がより好ましい。 Moreover, the flow control method according to the present embodiment preferably has a configuration in which the cross-sectional area of the main flow path 30 is 5 × 10 −12 m 2 to 1 × 10 −5 m 2 .

上記の構成によれば、マイクロチャネル内の断面積、すなわち、流体が流れる主流路30の断面積を上記範囲内とすることにより、流体(A)および流体(B)の流量(すなわち、流体(A)と流体(B)との流量比)の制御を容易に行なうことができる。   According to the above configuration, by setting the cross-sectional area in the microchannel, that is, the cross-sectional area of the main flow path 30 in which the fluid flows, within the above range, the flow rates of the fluid (A) and the fluid (B) (that is, the fluid ( The flow rate ratio between A) and fluid (B) can be easily controlled.

また、本実施の形態にかかる流動制御方法は、上記側供給口22から供給する流体(B)の単位時間当たりの流量が、主供給口21の両側で同じになるように、当該流体(B)を供給する構成である。   Further, the flow control method according to the present embodiment allows the fluid (B) supplied from the side supply port 22 to have the same flow rate per unit time on both sides of the main supply port 21. ).

上記の構成によれば、主流路30を挟んで両側に位置している側供給口22から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が互いに同じになるように流体(B)を供給している。これにより、主流路30を流れる流体(A)に対して、両側から均等に流体(B)を供給することができる。従って、主流路30を流れる流体の流動をより容易に制御することができる。   According to the above configuration, the fluid (B) is supplied so that the flow rates per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports 22 located on both sides of the main channel 30 are the same. is doing. Thereby, with respect to the fluid (A) flowing through the main flow path 30, the fluid (B) can be evenly supplied from both sides. Therefore, the flow of the fluid flowing through the main flow path 30 can be more easily controlled.

また、本実施の形態にかかる流動制御装置1は、直線状の主流路30と、当該主流路30に流体(A)を略直線状に供給する主供給口21と、上記流体(A)と異なる流体(B)を供給するために主流路30に対して25°〜45°の範囲内で線対称に設けられた側供給口22と、当該流体(A)および/または流体(B)を排出するために主流路30に対して線対称に設けられた側排出口24と、主流路30を流れる流体(A)および/または流体(B)を排出する主排出口23とを備えたマイクロデバイス10の主流路30内を層流状態で流れる流体の流動方向を制御する流動制御装置1であって、上記主供給口21および側供給口22のそれぞれに流体を供給するマイクロシリンジ2と、流体(A)および/または流体(B)の単位時間当たりの流量を制御する制御装置3とを備え、上記制御装置3は、上記マイクロシリンジ2によって上記主流路30に対して線対称となるように主供給口を挟んで両側の側供給口22から供給される流体(B)の総流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように、流体(B)の流量を制御するとともに、上記主流路30から見て両側の側供給口22から供給される流体(B)の単位時間当たりの総流量が、それぞれ主供給口21から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御する構成である。 In addition, the flow control device 1 according to the present embodiment includes a linear main channel 30, a main supply port 21 that supplies the fluid (A) to the main channel 30 in a substantially linear shape, and the fluid (A). In order to supply a different fluid (B), the side supply port 22 provided in line symmetry within a range of 25 ° to 45 ° with respect to the main flow path 30, and the fluid (A) and / or the fluid (B) A micro outlet provided with a side discharge port 24 provided in line symmetry with respect to the main flow path 30 for discharge and a main discharge port 23 for discharging the fluid (A) and / or fluid (B) flowing through the main flow path 30. A flow control device 1 for controlling a flow direction of a fluid flowing in a laminar flow state in a main flow path 30 of the device 10, the micro syringe 2 supplying fluid to each of the main supply port 21 and the side supply port 22; Unit time of fluid (A) and / or fluid (B) And a control device 3 for controlling the flow rate of the hit, the control device 3 from the side supply ports 22 on both sides across the main supply port so as to be axisymmetric with respect to the main flow path 30 by the microsyringe 2. The flow rate of the fluid (B) is controlled so that the total flow rate of the supplied fluid (B) is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the side supply ports on both sides as viewed from the main channel 30 The total flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from 22 is less than 5 times and 8 times the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port 21, respectively. The flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled so as to be switchable between the above states.

上記の構成によれば、上記主流路30に対して25°〜45°の範囲内となるように線対称に設けられた側供給口22を備えたマイクロデバイス10において、上記両側の側供給口22に供給される流体の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、上記主流路30から見て両側の側供給口22から供給される流体(B)の単位時間当たりの総流量が、それぞれ主供給口21から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切り替えることができるように、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御している。 According to the above configuration, in the microdevice 10 including the side supply ports 22 provided symmetrically with respect to the main flow path 30 so as to be within a range of 25 ° to 45 °, the side supply ports on both sides are provided. The total flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports 22 on both sides when viewed from the main flow path 30 is set to 0.9 m 3 / m 2 · s or more. In order to switch between a state in which the flow rate is less than 5 times and a state in which the flow rate is 8 times or more of the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port 21, the fluid ( The flow rate ratio of A) and / or fluid (B) is controlled.

上記両側の側供給口22に供給される流体の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が5未満となるように流体(A)および/または流体(B)の流量を制御した場合、上記流体(A)は、主排出口23または主排出口23と側排出口24とに流れることとなる。一方、上記両側の側供給口22に供給される流体の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、単位時間当たりの流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように流体(A)および/または流体(B)の流量を制御した場合、上記流体(A)は、側排出口24のみに流れることとなる。また、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように流体(A)および/または流体(B)の流量を制御した場合であっても、上記両側の側供給口22に供給される流体の総流量がそれぞれ0.9m/m・sよりも小さい場合には、上記流体(A)は、主排出口23または主排出口23と側排出口24とに流れることとなる。 The total flow rate of the fluid supplied to the side supply ports 22 on both sides is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) / flow rate of the fluid (A) is less than 5. When the flow rate of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled, the fluid (A) flows to the main discharge port 23 or the main discharge port 23 and the side discharge port 24. On the other hand, the total flow rate of the fluid supplied to the side supply ports 22 on both sides is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of fluid (B) / flow rate of fluid (A) per unit time is 8 When the flow rate of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled as described above, the fluid (A) flows only to the side discharge port 24. Further, even when the flow rate of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled so that the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is 8 or more, the side supply on both sides is performed. When the total flow rate of the fluid supplied to the port 22 is smaller than 0.9 m 3 / m 2 · s, the fluid (A) flows into the main discharge port 23 or the main discharge port 23 and the side discharge port 24. Will flow.

具体的には、上記両側の側供給口22に供給される流体の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上の場合には、主流路30に供給された流体(A)は、流体(B)の影響により主流路30の端を流れることとなり、その結果、側排出口24から排出されることとなる。従って、上記両側の側供給口22から供給される流体の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように、流体(A)および/または流体(B)を供給することにより、流体(A)を主排出口23から排出することなく、側排出口24のみから排出することができる。 Specifically, the total flow rate of the fluid supplied to the side supply ports 22 on both sides is set to 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) / flow rate of the fluid (A) is 8 In the above case, the fluid (A) supplied to the main channel 30 flows through the end of the main channel 30 due to the influence of the fluid (B), and as a result, is discharged from the side discharge port 24. . Accordingly, the total flow rate of the fluid supplied from the side supply ports 22 on both sides is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is 8 or more. In addition, by supplying the fluid (A) and / or the fluid (B), the fluid (A) can be discharged only from the side discharge port 24 without being discharged from the main discharge port 23.

このように、流体(B)の流量/流体(A)の流量比を制御することで、流体(A)の排出先を制御することができる。   Thus, the discharge destination of the fluid (A) can be controlled by controlling the flow rate ratio of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A).

本実施の形態にかかるインクジェット装置は、上記流動制御装置1を備えた構成である。そして、上記流動制御装置1は、マイクロシリンジ2によって供給された流体の流動を制御することができる。具体的には、流体(A)および/または流体(B)の流量(流量比)を制御することで、流体(A)の排出先を変更することができる。従って、例えば、流体(A)としてインクを流した場合には、流体(A)および/または流体(B)の流量を制御することで、インクの排出先を制御することができる。つまり、主流路30からインクを吐出して画像形成を行う場合に、インクの排出先を制御することで、インクの吐出を制御することができる。これにより、インクジェット装置として利用することができる。   The ink jet device according to the present embodiment is configured to include the flow control device 1. The flow control device 1 can control the flow of the fluid supplied by the microsyringe 2. Specifically, the discharge destination of the fluid (A) can be changed by controlling the flow rate (flow rate ratio) of the fluid (A) and / or the fluid (B). Therefore, for example, when ink is flowed as the fluid (A), the ink discharge destination can be controlled by controlling the flow rate of the fluid (A) and / or the fluid (B). That is, when ink is ejected from the main flow path 30 and image formation is performed, the ink ejection can be controlled by controlling the ink discharge destination. Thereby, it can utilize as an inkjet apparatus.

本実施の形態にかかるサンプリング装置50は、直線状の主流路30と、当該主流路30に流体(A)を略直線状に供給する主供給口21と、上記流体(A)と異なる流体(B)を供給するために主流路30に対して25°〜45°の範囲内で線対称に設けられた側供給口22と、当該流体(A)および/または流体(B)を排出するために主流路30に対して線対称に設けられた側排出口24と、主流路30を流れる流体(A)および/または流体(B)を排出する主排出口23とを備えたマイクロデバイス10を備えたサンプリング装置50であって、上記主供給口21および側供給口22のそれぞれに流体を供給するマイクロシリンジ2と、上記側排出口24および/または主排出口23から排出される当該流体(A)および/または流体(B)を取得する取得部6と、上記マイクロシリンジ2によって主供給口21を挟んで両側の上記主流路30に対して線対称となるように側供給口22から供給される流体(B)の総流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように、流体(B)の流量を制御するとともに、上記主流路30から見て両側の側供給口22から供給される流体(B)の単位時間当たりの総流量が、それぞれ主供給口21から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御する制御装置3と、上記主流路30から見て一方の側の側供給口22から供給される流体(B)の単位時間当たりの総流量が主供給口21から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して5倍未満の状態から8倍以上となったことを検出すると、上記取得部6による流体の取得を開始させる命令装置4とを備えることを特徴としている。 The sampling device 50 according to the present embodiment includes a linear main channel 30, a main supply port 21 that supplies the fluid (A) to the main channel 30 in a substantially linear shape, and a fluid different from the fluid (A) ( In order to discharge the fluid (A) and / or the fluid (B), the side supply port 22 provided in line symmetry within a range of 25 ° to 45 ° with respect to the main flow path 30 to supply B). The microdevice 10 is provided with a side discharge port 24 provided symmetrically with respect to the main flow path 30 and a main discharge port 23 for discharging the fluid (A) and / or the fluid (B) flowing through the main flow path 30. A sampling device 50 provided with the microsyringe 2 for supplying fluid to each of the main supply port 21 and the side supply port 22 and the fluid discharged from the side discharge port 24 and / or the main discharge port 23 ( A) and / or flow The fluid (B) supplied from the side supply port 22 so as to be line-symmetric with respect to the main channel 30 on both sides with the main supply port 21 sandwiched between the acquisition unit 6 that acquires the body (B) and the microsyringe 2 ), The flow rate of the fluid (B) is controlled so that the total flow rate becomes 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the fluid supplied from the side supply ports 22 on both sides when viewed from the main flow path 30. The total flow rate per unit time of (B) is switched between a state where the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port 21 is less than 5 times and a state where it is 8 times or more. The unit of the fluid (B) supplied from the side supply port 22 on one side as viewed from the main flow path 30 and the control device 3 for controlling the flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B). Fluid whose total flow rate per hour is supplied from the main supply port 21 And a command device 4 for starting acquisition of fluid by the acquisition unit 6 when it is detected that the flow rate per unit time in A) is less than 5 times or more than 8 times the flow rate per unit time. .

上記マイクロシリンジ2によって上記両側の側供給口22に供給される流体の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、単位時間当たりの流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御した場合、上記流体(A)は、側排出口24のみに流れることとなる。つまり、上記マイクロシリンジ2によって両側の側供給口22に供給される流体の総流量がそれぞれ0.9m/m・s以上であり、上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上の場合には、主供給口21から供給された流体(A)は、流体(B)の影響により、主流路30の端を流れることとなり、側排出口24に流れることとなる。従って、上記流体(A)から見て両側の流体(B)の総流量をそれぞれ0.9m/m・s以上とし、流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上となるように、流体(A)および/または流体(B)を流すことにより、流体(A)を主流路30から排出されることなく、側排出口24から排出することができる。 The total flow rate of the fluid supplied to the side supply ports 22 on both sides by the microsyringe 2 is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) per unit time / fluid (A) When the flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B) is controlled so that the flow rate becomes 8 or more, the fluid (A) flows only to the side discharge port 24. That is, the total flow rate of the fluid supplied to the side supply ports 22 on both sides by the microsyringe 2 is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) / flow rate of the fluid (A). Is 8 or more, the fluid (A) supplied from the main supply port 21 flows through the end of the main flow path 30 due to the influence of the fluid (B) and flows to the side discharge port 24. Accordingly, the total flow rate of the fluid (B) on both sides when viewed from the fluid (A) is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, and the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is 8 or more. As described above, by flowing the fluid (A) and / or the fluid (B), the fluid (A) can be discharged from the side discharge port 24 without being discharged from the main flow path 30.

そして、流体(B)の流量/流体(A)の流量が5以下、例えば、2程度の場合には、主供給口21から供給される流体(A)は、側排出口24から排出されずに主排出口23のみから排出される。したがって、例えば、通常は流体(B)の流量/流体(A)の流量が2程度になるように、流体(B)および流体(A)を供給しておき、サンプリングしたい場合に上記流体(B)の流量/流体(A)の流量が8以上とすることで、側流路から流体(A)を排出することができ、サンプリングを行うことができる。   When the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is 5 or less, for example, about 2, the fluid (A) supplied from the main supply port 21 is not discharged from the side discharge port 24. Are discharged only from the main outlet 23. Therefore, for example, the fluid (B) and the fluid (A) are usually supplied so that the flow rate of the fluid (B) / the flow rate of the fluid (A) is about 2, and the fluid (B ) / Flow rate of the fluid (A) is 8 or more, the fluid (A) can be discharged from the side flow path, and sampling can be performed.

本実施の形態にかかるサンプリング装置50は、上記命令装置4は、上記側供給口22に供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が主流路30に供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して8倍以上となったことを検出した後、上記側供給口22に供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が主流路30に供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して5倍未満になったことを検出すると、上記取得部6による流体の取得を終了させる構成がより好ましい。   In the sampling device 50 according to the present embodiment, the command device 4 is a unit of the fluid (A) in which the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied to the side supply port 22 is supplied to the main channel 30. The fluid (A) in which the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied to the side supply port 22 is supplied to the main flow path 30 after detecting that the flow rate per unit time is 8 times or more. It is more preferable that the acquisition of the fluid by the acquisition unit 6 is terminated when it is detected that the flow rate per unit time is less than 5 times.

上記の構成とすることで、上記側供給口22に供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が主流路30に供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して5倍未満となった時点でサンプリングを終了することができる。   With the above configuration, the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied to the side supply port 22 is five times the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied to the main flow path 30. Sampling can be terminated when the value is less than the value.

本実施の形態にかかる流動制御方法は、マイクロデバイス10におけるマイクロチャネル内流体の流動制御方法であって、被制御流体(流体(A))が流れる流路を、該流路システム内に導入可能な2以上の流路流体(流体(B))を利用することによって、被制御流体が流れる流路を切り替える個性であってもよい。   The flow control method according to the present embodiment is a flow control method of a fluid in a microchannel in the microdevice 10, and a flow path through which a controlled fluid (fluid (A)) flows can be introduced into the flow path system. The individuality which switches the flow path through which the controlled fluid flows may be obtained by using two or more flow path fluids (fluid (B)).

また、本実施の形態にかかる流動制御方法は、主供給口21が2つ以上の側供給口22で挟まれていること構成がより好ましい。   In addition, the flow control method according to the present embodiment preferably has a configuration in which the main supply port 21 is sandwiched between two or more side supply ports 22.

また、本実施の形態にかかる流動制御方法は、側供給口22から供給される流体(B)の流量が主供給口21から供給する流体(A)の流量の8〜100倍となるように流体(A)および/または流体(B)を供給する構成がより好ましい。   Further, in the flow control method according to the present embodiment, the flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply port 22 is 8 to 100 times the flow rate of the fluid (A) supplied from the main supply port 21. It is more preferable to supply the fluid (A) and / or the fluid (B).

本発明によれば、被制御流体が流れる微小な流路を、それをはさむ2以上の側路を流れる流体を用い、被制御流体と側路流体の流量比、および側路流体が被制御流体と合流する角度を調節することによって、被制御流体が流れる流路を切り替えることができる。   According to the present invention, a small flow path through which a controlled fluid flows is used, and a fluid flowing in two or more side paths sandwiching the minute flow path is used. The flow path through which the controlled fluid flows can be switched by adjusting the angle at which the fluid flows.

なお、上記主供給口21および主排出口23は、いずれも1つずつ設けられていることがより好ましい。   It is more preferable that the main supply port 21 and the main discharge port 23 are provided one by one.

また、上記側供給口22は、主供給口21を挟んで両側にそれぞれ1つずつ設けられていることがより好ましい。   The side supply ports 22 are more preferably provided on both sides of the main supply port 21.

また、上記側排出口24は、主排出口23を挟んで両側にそれぞれ1つずつ設けられていることがより好ましい。   The side discharge ports 24 are more preferably provided on both sides of the main discharge port 23, respectively.

以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these.

〔流動制御装置1の製造例〕
まず、シリコン基板(単結晶シリコンウエハ 100mmφ,厚さ0.5mm)にフォトリソグラフィー及びドライエッチング技術を用いて所定の幅、深さを有する溝を形成した(溝加工)。
[Production example of flow control device 1]
First, grooves having a predetermined width and depth were formed on a silicon substrate (single crystal silicon wafer 100 mmφ, thickness 0.5 mm) using photolithography and dry etching techniques (groove processing).

次に、溝加工が施された上記シリコン基板にガラス基板を陽極接合技術によって張り合わせマイクロチャネルを形成した。なお、上記シリコン基板と張り合わせるガラス基板には、張り合わせた際にマイクロチャネルの始点、終点に相当する位置に、流体の出入り用の穴(投入口、取り出し口に相当)を予め形成しておき、基板の貼り合わせ時にシリコン基板とガラス基板との両者の位置合わせを行った。   Next, a microchannel was formed by bonding a glass substrate to the silicon substrate having been subjected to the groove processing by an anodic bonding technique. The glass substrate to be bonded to the silicon substrate is previously formed with holes for fluid entry and exit (corresponding to the inlet and outlet) at positions corresponding to the start and end points of the microchannel when bonded. The silicon substrate and the glass substrate were aligned when the substrates were bonded together.

そして、ダイシング技術を用いてマイクロチャネル部分を切り離し、上記流体の出入り用の穴に、ステンレス製のコネクタを溶接することにより、流動制御装置1(マイクロデバイス10)を作製した。   And the flow control apparatus 1 (microdevice 10) was produced by cutting a microchannel part using a dicing technique, and welding the stainless steel connector to the hole for the entrance / exit of the said fluid.

なお、マイクロチャネルの各長さは、図3、図4に示すように、供給口(主供給口21、側供給口22)長さL1:15mm、主流路30長さL2:25mm、排出口長さ(主排出口23、側排出口24)L3:15mm、主流路30幅w1:600μm、供給口幅w2:200μm、主流路30および供給口深さd1:200μmである。また、主流路30の流れ方向に対する側供給口22から供給する流体(B)の流れ方向の角度、すなわち、合流角40は30°であった。また、主流路30の流れ方向に対する側排出口24から排出される流体(流体(A)および/または流体(B))の流れ方向、すなわち、排出角41は15°であった。なお、以下の比較例では、上記マイクロデバイス10を用いて、排出口と供給口とを逆にした場合について実験を行っているものもある。   As shown in FIGS. 3 and 4, the lengths of the microchannels are as follows: supply port (main supply port 21, side supply port 22) length L1: 15 mm, main flow path 30 length L2: 25 mm, discharge port Length (main discharge port 23, side discharge port 24) L3: 15 mm, main flow channel 30 width w1: 600 μm, supply port width w2: 200 μm, main flow channel 30 and supply port depth d1: 200 μm. Moreover, the angle of the flow direction of the fluid (B) supplied from the side supply port 22 with respect to the flow direction of the main flow path 30, that is, the merging angle 40 was 30 °. In addition, the flow direction of the fluid (fluid (A) and / or fluid (B)) discharged from the side discharge port 24 with respect to the flow direction of the main flow path 30, that is, the discharge angle 41 was 15 °. In the following comparative examples, there is also a case where an experiment is performed in the case where the discharge port and the supply port are reversed using the micro device 10.

〔実施例1〕
水に青色インク(C.I.Acid Blue 23)を溶解させて、青色着色液(流体(A))とした。
[Example 1]
Blue ink (CIAcid Blue 23) was dissolved in water to obtain a blue colored liquid (fluid (A)).

続いて、マイクロシリンジポンプ(IC3210, KD Scientific社)を用いて、マイクロデバイス10の主供給口21から青色着色液を0.2ml/minで流した。次に合流角40が30°となるように、2つの側供給口22から上記マイクロシリンジポンプを用いて透明な水(流体(B))をそれぞれ2.0ml/minで流した(このとき、排出角41は15°である)。つまり、流体(B)/流体(A)〔単位時間当たりの流量〕は、10である。   Subsequently, using a micro syringe pump (IC3210, KD Scientific), a blue colored liquid was allowed to flow from the main supply port 21 of the micro device 10 at 0.2 ml / min. Next, transparent water (fluid (B)) was allowed to flow at 2.0 ml / min from the two side supply ports 22 using the micro syringe pump so that the merging angle 40 was 30 ° (at this time, The discharge angle 41 is 15 °). That is, fluid (B) / fluid (A) [flow rate per unit time] is 10.

その後、主流路30の供給口付近(上記青色着色液と透明な水とが合流する合流点)、主流路30の長さ方向における中央部、主流路30の排出口付近(主流路30を流れる流体の分岐点)をデジタルマイクロスコープ(VH-8000, Keyence社)を用いて観察した。その結果を図7(a)(供給口付近)、図7(b)(主流路30の中央部)、図7(c)(排出口付近)に示す。   Thereafter, in the vicinity of the supply port of the main channel 30 (the junction where the blue colored liquid and transparent water merge), the central portion in the length direction of the main channel 30, and the vicinity of the discharge port of the main channel 30 (flows through the main channel 30 The fluid branch point was observed using a digital microscope (VH-8000, Keyence). The results are shown in FIG. 7A (near the supply port), FIG. 7B (center part of the main flow path 30), and FIG. 7C (near the discharge port).

その結果、供給口付近で、側供給口22から供給した透明な水が主流路30の幅の中央付近に移動し、青色着色液は、流路の端に移動しているのが観察された。そして、青色着色液は、側排出口24から排出されていることが観察された。つまり、主供給口21から供給された青色着色液は主排出口23から排出されていない。   As a result, in the vicinity of the supply port, it was observed that the transparent water supplied from the side supply port 22 moved to the vicinity of the center of the width of the main flow path 30, and the blue colored liquid moved to the end of the flow path. . It was observed that the blue colored liquid was discharged from the side discharge port 24. That is, the blue colored liquid supplied from the main supply port 21 is not discharged from the main discharge port 23.

〔実施例2〕
マイクロデバイス10の主供給口21から青色着色液を0.1ml/minで供給し、2つの側供給口22から上記マイクロシリンジポンプを用いて透明な水(流体(B))を2.0ml/minで供給した以外は、実施例1と同様の実験を行った。つまり、流体(B)/流体(A)〔単位時間当たりの流量〕は、20である。また、このときの、主流路・sを挟んで、一方の側の側供給口から供給した流体(B)の総流量は約0.93m/m・sであった。
[Example 2]
A blue colored liquid is supplied from the main supply port 21 of the microdevice 10 at 0.1 ml / min, and transparent water (fluid (B)) is supplied from the two side supply ports 22 using the microsyringe pump to 2.0 ml / min. The same experiment as in Example 1 was performed except that the supply was performed in min. That is, fluid (B) / fluid (A) [flow rate per unit time] is 20. At this time, the total flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply port on one side across the main flow path · s was about 0.93 m 3 / m 2 · s.

その結果、供給口付近で、側供給口22から供給した透明な水が主流路30の幅の中央付近に移動し、青色着色液は、流路の端に移動しているのが観察された。そして、青色着色液は、側排出口24から排出されていることが観察された。つまり、主供給口21から供給された青色着色液は主排出口23から排出されていないことが分かる。   As a result, in the vicinity of the supply port, it was observed that the transparent water supplied from the side supply port 22 moved to the vicinity of the center of the width of the main flow path 30, and the blue colored liquid moved to the end of the flow path. . It was observed that the blue colored liquid was discharged from the side discharge port 24. That is, it can be seen that the blue colored liquid supplied from the main supply port 21 is not discharged from the main discharge port 23.

〔比較例1〕
実施例1のマイクロデバイス10を用いて、実施例1と供給口と排出口とをそれぞれ逆にした状態で実験を行った(合流角40と排出角41とが逆になっている)。具体的には、マイクロシリンジポンプを用いて主供給口21から青色着色液を0.05ml/minで流した。次に、上記合流角40が15°となるように、2つの側供給口22から上記マイクロシリンジポンプを用いて透明な水をそれぞれ0.1ml/minで流した(このとき、排出角41は30°である)。つまり、流体(B)/流体(A)〔単位時間当たりの流量〕は、2である。
[Comparative Example 1]
Using the microdevice 10 of Example 1, the experiment was performed in the state where the supply port and the discharge port were reversed in Example 1 (the merging angle 40 and the discharge angle 41 were reversed). Specifically, the blue colored liquid was allowed to flow from the main supply port 21 at 0.05 ml / min using a micro syringe pump. Next, transparent water was allowed to flow at 0.1 ml / min from the two side supply ports 22 using the micro syringe pump so that the merging angle 40 was 15 ° (at this time, the discharge angle 41 was 30 °). That is, fluid (B) / fluid (A) [flow rate per unit time] is 2.

その後、実施例1と同様に、上記デジタルマイクロスコープを用いて、主流路30の、(a)供給口付近、(b)主流路30の長さ方向における中央部、(c)排出口付近を観察した。その結果を図8(a)〜(c)に示す。その結果、主供給口21から供給された青色着色液は、主流路30中を層流で流れ、主排出口23から排出されることが確認された。   Thereafter, as in Example 1, using the digital microscope, (a) the vicinity of the supply port, (b) the central portion of the main channel 30 in the length direction, and (c) the vicinity of the discharge port. Observed. The results are shown in FIGS. As a result, it was confirmed that the blue colored liquid supplied from the main supply port 21 flows in the main flow path 30 in a laminar flow and is discharged from the main discharge port 23.

〔比較例2〕
上記主供給口21から青色着色液を0.2ml/minで流し、2つの側供給口22から透明な水を2.0ml/minで流した以外は、上記比較例1と同様の実験を行った。つまり、流体(B)/流体(A)〔単位時間当たりの流量〕が10の条件以外は比較例1と同様の実験を行った。そして、比較例2における結果を図9(a)〜(c)に示す。その結果、主供給口21からされた青色着色液は、主供給口21および2つの側排出口24に排出された。
[Comparative Example 2]
The same experiment as Comparative Example 1 was performed except that the blue colored liquid was allowed to flow from the main supply port 21 at 0.2 ml / min and transparent water was allowed to flow from the two side supply ports 22 at 2.0 ml / min. It was. That is, the same experiment as Comparative Example 1 was performed except that the condition of fluid (B) / fluid (A) [flow rate per unit time] was 10. And the result in the comparative example 2 is shown to Fig.9 (a)-(c). As a result, the blue colored liquid discharged from the main supply port 21 was discharged to the main supply port 21 and the two side discharge ports 24.

この比較例2と実施例1とによって、流体(B)の流体(A)に対する合流角40が重要であることが分かる。   It can be seen from the comparative example 2 and the example 1 that the merging angle 40 of the fluid (B) with respect to the fluid (A) is important.

〔比較例3〕
上記主供給口21から青色着色液を0.05ml/minで流し、2つの側供給口22から透明な水を0.01ml/minで流した以外は、実施例1と同様の実験を行った。つまり、流体(B)/流体(A)〔単位時間当たりの流量〕が2の条件以外は実施例1と同様の実験を行った。そして、比較例3における結果を図10(a)〜(c)に示す。その結果、主供給口21からされた青色着色液は、主供給口21および2つの側排出口24に排出された。
[Comparative Example 3]
The same experiment as in Example 1 was performed except that the blue colored liquid was allowed to flow from the main supply port 21 at 0.05 ml / min and transparent water was allowed to flow from the two side supply ports 22 at 0.01 ml / min. . That is, the same experiment as in Example 1 was performed except that the condition of fluid (B) / fluid (A) [flow rate per unit time] was 2. And the result in the comparative example 3 is shown to Fig.10 (a)-(c). As a result, the blue colored liquid discharged from the main supply port 21 was discharged to the main supply port 21 and the two side discharge ports 24.

この比較例3と実施例1とによって、側供給口22から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量と、主流路30から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量との関係が重要であることが分かる。   According to Comparative Example 3 and Example 1, the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply port 22 and the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main channel 30 You can see that the relationship is important.

〔比較例4〕
マイクロデバイス10の主供給口21から青色着色液を0.1ml/minで供給し、2つの側供給口22から上記マイクロシリンジポンプを用いて透明な水(流体(B))を1.0ml/minで供給した以外は、比較例1と同様の実験を行った。つまり、流体(B)/流体(A)〔単位時間当たりの流量〕は、10である。また、このときの、2つの側供給口22から供給された流体(B)の流量はそれぞれ0.9m/m・sよりも小さい。その結果、主供給口21からされた青色着色液は、主供給口21および2つの側排出口24に排出された。
[Comparative Example 4]
A blue colored liquid is supplied from the main supply port 21 of the microdevice 10 at 0.1 ml / min, and transparent water (fluid (B)) is supplied from the two side supply ports 22 using the microsyringe pump at 1.0 ml / min. The same experiment as in Comparative Example 1 was performed except that the supply was performed at min. That is, fluid (B) / fluid (A) [flow rate per unit time] is 10. At this time, the flow rates of the fluid (B) supplied from the two side supply ports 22 are each smaller than 0.9 m 3 / m 2 · s. As a result, the blue colored liquid discharged from the main supply port 21 was discharged to the main supply port 21 and the two side discharge ports 24.

この比較例4より、流体(B)/流体(A)の単位時間当たりの流量比が8以上の場合であっても、2つの側供給口22から供給された流体(B)の流量がそれぞれ0.9m/m・s以上でないと、好適な結果が得られないことが分かる。すなわち、マイクロデバイス10に供給する流体(B)および流体(A)の総流量が重要であることが分かる。 According to Comparative Example 4, even when the flow rate ratio of fluid (B) / fluid (A) per unit time is 8 or more, the flow rates of the fluid (B) supplied from the two side supply ports 22 are respectively It can be seen that favorable results cannot be obtained unless the ratio is 0.9 m 3 / m 2 · s or more. That is, it can be seen that the total flow rate of the fluid (B) and the fluid (A) supplied to the microdevice 10 is important.

〔比較例5〕
マイクロデバイス10の主供給口21から青色着色液を0.4ml/minで供給し、2つの側供給口22から上記マイクロシリンジポンプを用いて透明な水(流体(B))を2.0ml/minで供給した以外は、比較例1と同様の実験を行った。つまり、流体(B)/流体(A)〔単位時間当たりの流量〕は、5である。また、このときの、2つの側供給口22から供給された流体(B)の流量はそれぞれ0.9m/m・sよりも大きい。その結果、主供給口21からされた青色着色液は、主供給口21および2つの側排出口24に排出された。
[Comparative Example 5]
A blue colored liquid is supplied at 0.4 ml / min from the main supply port 21 of the microdevice 10, and clear water (fluid (B)) is supplied at 2.0 ml / min from the two side supply ports 22 using the micro syringe pump. The same experiment as in Comparative Example 1 was performed except that the supply was performed at min. That is, fluid (B) / fluid (A) [flow rate per unit time] is 5. At this time, the flow rates of the fluid (B) supplied from the two side supply ports 22 are each greater than 0.9 m 3 / m 2 · s. As a result, the blue colored liquid discharged from the main supply port 21 was discharged to the main supply port 21 and the two side discharge ports 24.

この比較例5より、上記2つの側供給口22から供給された流体(B)の流量がそれぞれ0.9m/m・s以上であっても、流体(B)/流体(A)〔単位時間当たりの流量〕が8よりも小さい場合、好適な結果が得られないことが分かる。すなわち、流体(B)/流体(A)の単位時間当たりの流量比が重要であることが分かる According to Comparative Example 5, even when the flow rate of the fluid (B) supplied from the two side supply ports 22 is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, fluid (B) / fluid (A) [ It can be seen that when the flow rate per unit time] is smaller than 8, a favorable result cannot be obtained. That is, it is understood that the flow rate ratio per unit time of fluid (B) / fluid (A) is important.

本発明の流動制御方法は、例えば、微小な流路、反応槽などの構造が形成された、化学・生化学反応用微小デバイス(マイクロリアクター)のような微小ケミカルデバイスシステム、膜ろ過デバイス、透析デバイス、抽出デバイスなどの化学的・物理化学的処理デバイス、微小分析デバイス(マイクロ・トータル・アナリティカル・システム)に使用できる。また、本発明にかかる流動制御装置は、微小分析デバイスの分野において、オンラインサンプリングの用途としても用いることが可能であり、正確な流体量り取りデバイスとしての応用が可能である。また連続的にオン/オフ機能を作用させることが可能であることから、インクジェット装置等にも好適に利用できる。   The flow control method of the present invention includes, for example, a microchemical device system such as a microdevice for chemical / biochemical reaction (microreactor), a membrane filtration device, and dialysis, in which a structure such as a microchannel and a reaction tank is formed. It can be used for chemical and physicochemical processing devices such as devices and extraction devices, and microanalytical devices (micro total analytical systems). The flow control device according to the present invention can also be used as an on-line sampling application in the field of microanalysis devices, and can be applied as an accurate fluid weighing device. Further, since the on / off function can be continuously acted, it can be suitably used for an ink jet apparatus or the like.

本発明の流動制御装置の概略の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the outline of the flow control apparatus of this invention. マイクロデバイスの概略の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline structure of a microdevice. 流路を説明する図面であるIt is drawing explaining a flow path. 主流路の要部の図面である。It is drawing of the principal part of a main flow path. 他のマイクロデバイスの例を示す図面である。It is drawing which shows the example of another microdevice. 本発明にかかるサンプリング装置の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the sampling device concerning this invention. 実施例1にかかるマイクロチャネル中を流れる流体のマイクロスコープによる写真画像であり、(a)は供給口付近、(b)は主流路の長さ方向における中央部、(c)は排出口付近の写真画像である。It is the photograph image by the microscope of the fluid which flows in the microchannel concerning Example 1, (a) vicinity of a supply port, (b) is the center part in the length direction of a main flow path, (c) is the discharge port vicinity. It is a photographic image. 比較例1にかかるマイクロチャネル中を流れる流体のマイクロスコープによる写真画像であり、(a)は供給口付近、(b)は主流路の長さ方向における中央部、(c)は排出口付近の写真画像である。It is the photograph image by the microscope of the fluid which flows through the microchannel concerning the comparative example 1, (a) vicinity of a supply port, (b) is the center part in the length direction of a main flow path, (c) is a discharge port vicinity. It is a photographic image. 比較例2にかかるマイクロチャネル中を流れる流体のマイクロスコープによる写真画像であり、(a)は供給口付近、(b)は主流路の長さ方向における中央部、(c)は排出口付近の写真画像である。It is the photograph image by the microscope of the fluid which flows through the microchannel concerning the comparative example 2, (a) is supply port vicinity, (b) is the center part in the length direction of a main flow path, (c) is discharge port vicinity. It is a photographic image. 比較例3にかかるマイクロチャネル中を流れる流体のマイクロスコープによる写真画像であり、(a)は供給口付近、(b)は主流路の長さ方向における中央部、(c)は排出口付近の写真画像である。It is the photograph image by the microscope of the fluid which flows through the microchannel concerning the comparative example 3, (a) vicinity of a supply port, (b) is the center part in the length direction of a main flow path, (c) is a discharge port vicinity. It is a photographic image.

符号の説明Explanation of symbols

1 流動制御装置
2 マイクロシリンジ(供給手段)
3 制御装置(制御手段)
4 命令装置(命令手段)
5 操作部
6 取得部(取得手段)
7 受け器
8 受け器移動部
10 マイクロデバイス
21 主供給口
22 側供給口
23 主排出口
24 側排出口
30 主流路
40 合流角
41 排出角
50 サンプリング装置
1 Flow control device 2 Micro syringe (supply means)
3 Control device (control means)
4 Command device (command means)
5 Operation part 6 Acquisition part (acquisition means)
7 Receiving device 8 Receiving device moving unit 10 Micro device 21 Main supply port 22 Side supply port 23 Main discharge port 24 Side discharge port 30 Main flow path 40 Merge angle 41 Discharge angle 50 Sampling device

Claims (6)

直線状の主流路と、当該主流路に流体(A)を略直線状に供給する主供給口と、上記流体(A)と異なる流体(B)を供給するために主流路に対して25°〜45°の範囲内で線対称に設けられた側供給口と、当該流体(A)および/または流体(B)を排出するために主流路に対して線対称に設けられた側排出口と、主流路を流れる流体(A)および/または流体(B)を排出する主排出口とを備えたマイクロデバイスの主流路内を層流状態で流れる流体を制御する流動制御方法であって、
上記主流路に対して線対称となるように主供給口を挟んで両側の側供給口から供給される流体(B)の流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように流体(B)の流量を制御するとともに、上記主流路から見て両側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が、それぞれ主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御することにより、流体(A)の排出先を変更することを特徴とする流動制御方法。
A linear main flow path, a main supply port for supplying fluid (A) to the main flow path in a substantially straight line, and 25 ° with respect to the main flow path for supplying a fluid (B) different from the fluid (A). A side supply port provided in line symmetry within a range of ˜45 °, and a side discharge port provided in line symmetry with respect to the main flow path for discharging the fluid (A) and / or fluid (B) A flow control method for controlling a fluid flowing in a laminar flow state in a main flow path of a microdevice having a fluid (A) flowing through the main flow path and / or a main discharge port for discharging the fluid (B),
Fluid such that the flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides of the main supply port is 0.9 m 3 / m 2 · s or more so as to be symmetrical with respect to the main flow path. In addition to controlling the flow rate of (B), the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides as viewed from the main flow path is the same as that of the fluid (A) supplied from the main supply port. By controlling the flow rate ratio of the fluid (A) and / or the fluid (B) so as to be switchable between a state of less than 5 times and a state of more than 8 times the flow rate per unit time, the fluid ( A flow control method characterized by changing the discharge destination of A).
上記主流路の断面積が5×10−12〜1×10−5であることを特徴とする請求項1の流動制御方法。 The flow control method according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the main channel is 5 × 10 −12 m 2 to 1 × 10 −5 m 2 . 直線状の主流路と、当該主流路に流体(A)を略直線状に供給する主供給口と、上記流体(A)と異なる流体(B)を供給するために主流路に対して25°〜45°の範囲内で線対称に設けられた側供給口と、当該流体(A)および/または流体(B)を排出するために主流路に対して線対称に設けられた側排出口と、主流路を流れる流体(A)および/または流体(B)を排出する主排出口とを備えたマイクロデバイスの主流路内を層流状態で流れる流体の流動方向を制御する流動制御装置であって、
上記主供給口および側供給口のそれぞれに流体を供給する供給手段と、
流体(A)および/または流体(B)の単位時間当たりの流量を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記供給手段によって上記主流路に対して線対称となるように主供給口を挟んで両側の側供給口から供給される流体(B)の流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように流体(B)の流量を制御するとともに、上記主流路から見て両側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が、それぞれ主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御するものであることを特徴とする流動制御装置。
A linear main flow path, a main supply port for supplying fluid (A) to the main flow path in a substantially straight line, and 25 ° with respect to the main flow path for supplying a fluid (B) different from the fluid (A). A side supply port provided in line symmetry within a range of ˜45 °, and a side discharge port provided in line symmetry with respect to the main flow path for discharging the fluid (A) and / or fluid (B) A flow control device for controlling a flow direction of a fluid flowing in a laminar flow state in a main flow path of a microdevice having a main discharge port for discharging a fluid (A) and / or a fluid (B) flowing through the main flow path. And
Supply means for supplying fluid to each of the main supply port and the side supply port;
Control means for controlling the flow rate per unit time of fluid (A) and / or fluid (B),
The control means is configured such that the flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides of the main supply port is 0.9 m 3 / m so as to be symmetrical with respect to the main flow path by the supply unit. The flow rate of the fluid (B) is controlled to be 2 · s or more, and the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides when viewed from the main flow path is The flow rate of fluid (A) and / or fluid (B) can be switched between a state of less than 5 times and a state of more than 8 times the flow rate per unit time of fluid (A) supplied from A flow control device for controlling a ratio.
請求項3に記載の流動制御装置を備えたことを特徴とするインクジェット装置。   An ink jet apparatus comprising the flow control apparatus according to claim 3. 直線状の主流路と、当該主流路に流体(A)を略直線状に供給する主供給口と、上記流体(A)と異なる流体(B)を供給するために主流路に対して25°〜45°の範囲内で線対称に設けられた側供給口と、当該流体(A)および/または流体(B)を排出するために主流路に対して線対称に設けられた側排出口と、主流路を流れる流体(A)および/または流体(B)を排出する主排出口とを備えたマイクロデバイスを備えたサンプリング装置であって、
上記主供給口および側供給口のそれぞれに流体を供給する供給手段と、
上記側排出口および/または主排出口から排出される当該流体(A)および/または流体(B)を取得する取得手段と、
上記供給手段によって上記主流路に対して線対称となるように主供給口を挟んで両側の側供給口から供給される流体(B)の流量がそれぞれ0.9m/m・s以上となるように流体(B)の流量を制御するとともに、上記主流路から見て両側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が、それぞれ主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満となる状態と8倍以上となる状態とを切換可能に、流体(A)および/または流体(B)の流量比を制御する制御手段と、
上記主流路から見て一方の側の側供給口から供給される流体(B)の単位時間当たりの総流量が主供給口から供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して、5倍未満の状態から8倍以上となったことを検出すると、上記取得手段による流体の取得を開始させる命令手段とを備えることを特徴とするサンプリング装置。
A linear main flow path, a main supply port for supplying fluid (A) to the main flow path in a substantially straight line, and 25 ° with respect to the main flow path for supplying a fluid (B) different from the fluid (A). A side supply port provided in line symmetry within a range of ˜45 °, and a side discharge port provided in line symmetry with respect to the main flow path for discharging the fluid (A) and / or fluid (B) A sampling device comprising a microdevice having a fluid (A) flowing through the main flow path and / or a main discharge port for discharging the fluid (B),
Supply means for supplying fluid to each of the main supply port and the side supply port;
Obtaining means for obtaining the fluid (A) and / or fluid (B) discharged from the side discharge port and / or the main discharge port;
The flow rate of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides across the main supply port so as to be symmetric with respect to the main flow path by the supply means is 0.9 m 3 / m 2 · s or more, respectively. The flow rate of the fluid (B) is controlled so that the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply ports on both sides when viewed from the main flow path is the fluid supplied from the main supply port. Control for controlling the flow rate ratio of fluid (A) and / or fluid (B) so as to be switchable between a state of less than 5 times and a state of more than 8 times the flow rate per unit time of (A). Means,
The total flow rate per unit time of the fluid (B) supplied from the side supply port on one side as viewed from the main flow path is compared with the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied from the main supply port. A sampling device comprising: instruction means for starting acquisition of fluid by the acquisition means when it is detected that the ratio is less than 5 times or more than 8 times.
上記命令手段は、上記側供給口に供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が主流路に供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して8倍以上となったことを検出した後、上記側供給口に供給される流体(B)の単位時間当たりの流量が主流路に供給される流体(A)の単位時間当たりの流量に対して5倍未満になったことを検出すると、上記取得手段による流体の取得を終了させることを特徴とする請求項5記載のサンプリング装置。   In the command means, the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied to the side supply port is more than eight times the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied to the main flow path. After detecting the above, the flow rate per unit time of the fluid (B) supplied to the side supply port is less than 5 times the flow rate per unit time of the fluid (A) supplied to the main flow path. 6. The sampling apparatus according to claim 5, wherein when the signal is detected, the acquisition of the fluid by the acquisition means is terminated.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007315753A (en) * 2006-05-23 2007-12-06 Univ Of Electro-Communications Microchemical chip device
JP2010181253A (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Kowa Co Microchemical chip device
JP2014240065A (en) * 2013-05-15 2014-12-25 公立大学法人大阪府立大学 Flow channel structure and production method of flow channel structure

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