(57)【要約】【課題】  マイクロチャネル内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を提供する。【解決手段】  直線状の主流路３０と、当該主流路３０を流れる流体（Ａ）と異なる流体を供給するために主流路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および当該流体（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とを備え、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マイクロデバイス１０であって、上記主流路３０および側供給口２２に流体を供給するマイクロシリンジ２と、上記側供給口２２に供給される流体（Ｂ）の流量が主流路３０に供給される流体（Ａ）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とを備える。【選択図】  図１
2006078407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【請求項２】
上記主流路の断面積が５×１０−１２ｍ２〜１×１０−５ｍ２であることを特徴とする請求項１の流動制御方法。
【請求項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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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）。
【０００６】
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）。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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）。
【００１０】
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。
【特許文献１】特開平７−１５８７５７号公報（公開日：１９９５年６月２０日）
【特許文献２】特開２００４−７７２５８号公報（公開日：２００４年３月１１日）
【非特許文献１】細川ら“シリコンラバーマイクロバルブ”ＡＩＳＴ  Ｔｏｄａｙ  ｐｐ.１６, ９（２００１）
【非特許文献２】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）
【非特許文献３】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）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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。
【００２０】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００２１】
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。
【００２２】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００２３】
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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００２４】
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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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５×１０−１２ｍ２〜１×１０−５ｍ２である構成がより好ましい。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００３２】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００３３】
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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００３４】
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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００３９】
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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【発明の効果】
【００４３】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００４４】
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。
【００４５】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００４６】
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。
【００４７】
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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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、５×１０−１２ｍ２〜１×１０−５ｍ２の範囲内がより好ましく、１×１０−９ｍ２〜１×１０−５ｍ２の範囲内が特に好ましい。上記断面積が５×１０−１２ｍ２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１×１０−５ｍ２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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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０．９ｍ３／ｍ２・ｓ〜２０ｍ３／ｍ２・ｓの範囲内、より好ましくは０．９ｍ３／ｍ２・ｓ〜１０ｍ３／ｍ２・ｓの範囲内となるように、流体（Ｂ）を供給している。
【００７９】
上記単位面積を通過する単位時間当たりの流量が、０．９ｍ３／ｍ２・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、２０ｍ３／ｍ２・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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１０５】
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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１０６】
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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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５×１０−１２ｍ２〜１×１０−５ｍ２である構成がより好ましい。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１１４】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１１５】
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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１１６】
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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１２０】
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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【実施例】
【０１３１】
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。
【０１３２】
〔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）。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
〔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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
〔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０．９３ｍ３／ｍ２・ｓであった。
【０１４１】
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。
【０１４２】
〔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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
〔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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
〔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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
〔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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１４９】
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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１５０】
〔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０．９ｍ３／ｍ２・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。
【０１５１】
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０．９ｍ３／ｍ２・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
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】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。
【図２】マイクロデバイスの概略の構成を示す斜視図である。
【図３】流路を説明する図面である
【図４】主流路の要部の図面である。
【図５】他のマイクロデバイスの例を示す図面である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【符号の説明】
【０１５４】
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
【図１】
2006078407.tif 000003
【図２】
2006078407.tif 000004
【図３】
2006078407.tif 000005
【図４】
2006078407.tif 000006
【図５】
2006078407.tif 000007
【図６】
2006078407.tif 000008
【図７】
2006078407.tif 000009
【図８】
2006078407.tif 000010
【図９】
2006078407.tif 000011
【図１０】
2006078407.tif 000012