(57)【要約】【課題】十分な高さの流路壁を有する高品質のマイクロ流路デバイスを低コストかつ短時間で製造することができるマイクロ流路デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】本発明のマイクロ流路デバイスの製造方法は、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、樹脂粒子２１０により像担持体上に流路壁に対応する樹脂粒子像２１１〜２１４を複数形成し、複数の樹脂粒子像２１１〜２１４を基材１１０上に積層し、基材１１０上に積層された複数の樹脂粒子像２１１〜２１４を基材１１０に対して押圧しつつ加熱溶融して、流路壁２００を形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、樹脂粒子により像担持体上に流路壁に対応する樹脂粒子像を複数形成し、前記複数の樹脂粒子像を基材上に積層し、
前記基材上に積層された前記複数の樹脂粒子像を前記基材に対して押圧しつつ加熱溶融して、前記流路壁を形成する、
マイクロ流路デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記複数の樹脂粒子像は、複数の前記像担持体上にそれぞれ形成され、前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された前記複数の樹脂粒子像が、前記基材上に積層される、請求項１に記載のマイクロ流路デバイスの製造方法。
【請求項３】
さらに、前記基材と対向するように前記流路壁上に接合される他の基材を設ける、請求項１または２に記載のマイクロ流路デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記樹脂粒子像が前記基材上に３つ以上積層される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイスの製造方法。
【請求項５】
複数の前記樹脂粒子像の中には、線幅が異なる樹脂粒子像が含まれる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイスの製造方法。
【請求項６】
複数の前記樹脂粒子像の中には、樹脂粒子の色が異なる樹脂粒子像が含まれる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロ流路デバイスの製造方法。
【請求項７】
基材と、
電子写真方式の画像形成プロセスを用いて樹脂粒子により像担持体上に形成され前記基材上に積層された複数の樹脂粒子像を前記基材に対して押圧しつつ加熱溶融して形成される流路壁と、
を有する、マイクロ流路デバイス。
【請求項８】
前記流路壁の高さは、２０μｍ以上である、請求項７に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項９】
前記基材は、撥水処理された紙である、請求項７または８に記載のマイクロ流路デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流路デバイスの製造方法およびマイクロ流路デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生化学分析や医療診断等の分野への利用が期待されているマイクロ流路デバイスの開発が盛んである。マイクロ流路デバイスは、基材上に微小な流路を備え、エッチングを用いた微細加工技術や射出成形等を用いて製造される。
【０００３】
これに関連して、下記の特許文献１には、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、マイクロ流路チップを製造するマイクロ流路チップの製造方法が提案されている。特許文献１に提案される製造方法は、電子写真方式の画像形成プロセスの帯電、露光、現像、および転写工程を利用して、基材上の流路壁が形成される位置に樹脂粒子を配置し、樹脂粒子を加熱溶融して流路壁を形成するものである。この製造方法によれば、マイクロ流路デバイスの製造コストおよび製造時間を大幅に削減することが期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−４００６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の製造方法では、基材上に樹脂粒子を配置する際、１つの感光体ドラム上に流路壁に対応する樹脂粒子像が形成され、当該樹脂粒子像が基材に転写される。このため、上記の製造方法では、樹脂粒子の粒子径よりも大きな高さを有する流路壁を形成する場合、感光体ドラムから基材に転写される樹脂粒子像の濃度を高くして、樹脂粒子像の厚さを増加させる必要がある。
【０００６】
しかしながら、樹脂粒子像の濃度を過度に高くすると、樹脂粒子像の転写時に、基材上の不要な部分にまで樹脂粒子が付着してしまうという問題がある。基材上の不要な部分への樹脂粒子の付着は、流路の詰まりを発生させるおそれがあり、好ましくない。
【０００７】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものである。したがって、本発明の目的は、十分な高さの流路壁を有する高品質のマイクロ流路デバイスを低コストかつ短時間で製造することができるマイクロ流路デバイスの製造方法を提供することである。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、十分な高さの流路壁を有する高品質のマイクロ流路デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【００１０】
（１）電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、樹脂粒子により像担持体上に流路壁に対応する樹脂粒子像を複数形成し、前記複数の樹脂粒子像を基材上に積層し、前記基材上に積層された前記複数の樹脂粒子像を前記基材に対して押圧しつつ加熱溶融して、前記流路壁を形成する、マイクロ流路デバイスの製造方法。
【００１１】
（２）前記複数の樹脂粒子像は、複数の前記像担持体上にそれぞれ形成され、前記複数の像担持体上にそれぞれ形成された前記複数の樹脂粒子像が、前記基材上に積層される、上記（１）に記載のマイクロ流路デバイスの製造方法。
【００１２】
（３）さらに、前記基材と対向するように前記流路壁上に接合される他の基材を設ける、上記（１）または（２）に記載のマイクロ流路デバイスの製造方法。
【００１３】
（４）前記樹脂粒子像が前記基材上に３つ以上積層される、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイスの製造方法。
【００１４】
（５）複数の前記樹脂粒子像の中には、線幅が異なる樹脂粒子像が含まれる、上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイスの製造方法。
【００１５】
（６）複数の前記樹脂粒子像の中には、樹脂粒子の色が異なる樹脂粒子像が含まれる、上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載のマイクロ流路デバイスの製造方法。
【００１６】
（７）基材と、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて樹脂粒子により像担持体上に形成され前記基材上に積層された複数の樹脂粒子像を前記基材に対して押圧しつつ加熱溶融して形成される流路壁と、を有する、マイクロ流路デバイス。
【００１７】
（８）前記流路壁の高さは、２０μｍ以上である、上記（７）に記載のマイクロ流路デバイス。
【００１８】
（９）前記基材は、撥水処理された紙である、上記（７）または（８）に記載のマイクロ流路デバイス。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、樹脂粒子像を複数積層して流路壁が形成されるため、各樹脂粒子像の濃度を過度に大きくせずとも十分な高さに樹脂粒子を基材上に付着させることができる。したがって、基材上の不要な部分に樹脂粒子を付着させることなく、所期の高さの流路壁を形成することができる。つまり、十分な高さの流路壁を有する高品質のマイクロ流路デバイスを得ることができ、しかも、そのようなマイクロ流路デバイスを低コストかつ短時間で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイクロ流路デバイスの製造方法が適用されるデバイス製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】流路形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】マイクロ流路デバイスの概略構成を示す断面図、および、第２の基材を取り除いた状態での平面図である。
【図４】マイクロ流路デバイスの製造方法を説明するための模式的な図である。
【図５】マイクロ流路デバイスの製造方法の変形例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るマイクロ流路デバイスの製造方法を説明するための模式的な図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るマイクロ流路デバイスの製造方法を説明するための模式的な図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るマイクロ流路デバイスの製造方法を説明するための模式的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図中、同様の部材には同一の符号を用いた。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張される場合があり、実際の比率とは異なる場合がある。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るマイクロ流路デバイスの製造方法が適用されるデバイス製造装置１の概略構成を示す図である。
【００２３】
図１に示すとおり、デバイス製造装置１は、流路データ生成装置２と流路形成装置３とを備えている。流路データ生成装置２と流路形成装置３とは、専用の通信線４を介して相互に通信可能に接続されている。
【００２４】
流路データ生成装置２は、マイクロ流路デバイスの流路壁を形成するための画像データを生成する。流路データ生成装置２は、たとえば、一般的なＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）であり、マイクロ流路デバイスの流路壁に相当する部分を黒色とする白黒２値の画像データを生成する。
【００２５】
流路形成装置３は、基材上に流路壁を形成する。流路形成装置３は、流路データ生成装置２により生成された画像データに基づいて、基材上に流路壁を形成する。流路形成装置３は、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、たとえば、基材上の流路壁に相当する部分に樹脂粒子を配置し、樹脂粒子を加熱溶融して流路壁を形成する。
【００２６】
図２は、流路形成装置３の概略構成を示す断面図である。流路形成装置３は、制御部１０、現像転写部２０、定着部３０、および給紙部４０を備える。
【００２７】
制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）や各種メモリを備えており、プログラムにしたがって上記各部の制御や各種の演算処理を行う。
【００２８】
現像転写部２０は、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、画像データに基づく樹脂粒子像を基材１１０上に形成する。現像転写部２０の中央部には、転写ベルト２１が配置されている。転写ベルト２１は、矢印Ａ方向に回転駆動されるものであり、転写ベルト２１上には、感光体ドラム２３表面に形成された樹脂粒子像が一次転写される。そして、転写ベルト２１上に一次転写された樹脂粒子像は、基材１１０に二次転写される。
【００２９】
転写ベルト２１の側面には、第１〜第４の作像ユニット２２ａ〜２２ｄが配置されている。各作像ユニット２２ａ〜２２ｄは、像担持体としての感光体ドラム２３を有している。各感光体ドラム２３の周囲には、感光体ドラム２３表面を均一帯電させる帯電器２４、均一帯電した感光体ドラム２３表面に画像データに応じた静電潜像を形成する露光装置２５、静電潜像を樹脂粒子像に現像する現像器２６、および感光体ドラム２３上の樹脂粒子を除去する感光体クリーナー２７が配置されている。第１〜第４の作像ユニット２２ａ〜２２ｄの各現像器２６には、同一の樹脂粒子（たとえば、黒色の樹脂粒子）が収容されている。
【００３０】
また、転写ベルト２１を挟んで各感光体ドラム２３と対向する位置には一次転写ローラー２８ａ〜２８ｄが配置されている。一次転写ローラー２８ａ〜２８ｄは、樹脂粒子により感光体ドラム２３表面に形成された樹脂粒子像を静電的に引き付けて転写ベルト２１上に一次転写するものである。
【００３１】
転写ベルト２１の端部には二次転写ローラー２９が配置されている。二次転写ローラー２９は、転写ベルト２１上に形成された樹脂粒子像を、搬送されてきた基材１１０に二次転写する。二次転写を行うときは、二次転写ローラー２９に樹脂粒子の帯電極性とは逆極性の高圧の転写電圧を印加することにより、帯電している樹脂粒子像を、基材１１０に静電的に引き付けている。樹脂粒子像が転写された基材１１０は、定着部３０に供給される。
【００３２】
定着部３０は、基材１１０上に転写された樹脂粒子像を定着ローラーにより加熱および加圧して、樹脂粒子像を溶融させ、基材１１０上に固定する。
【００３３】
給紙部４０は、流路壁が形成される基材１１０を収容する。給紙部４０には、給紙カセット４１が着脱可能に配置されている。本実施形態の給紙カセット４１には、基材１１０として、撥水処理された紙（撥水コート紙）が収容されている。
【００３４】
なお、流路データ生成装置２および流路形成装置３は、それぞれ上述した構成要素以外の構成要素を含んでいてもよく、あるいは、上述した構成要素のうちの一部が含まれていなくてもよい。
【００３５】
以上のとおり構成されるデバイス製造装置１では、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、マイクロ流路デバイス１００（図３参照）が製造される。以下、図３〜図５を参照して、本実施形態に係るマイクロ流路デバイスの製造方法について説明する。
【００３６】
まず、図３を参照して、デバイス製造装置１により製造されるマイクロ流路デバイス１００について説明する。
【００３７】
図３（ａ）は、マイクロ流路デバイス１００の概略構成を示す断面図であり、図３（ｂ）は、第２の基材１２０を取り除いた状態での平面図である。マイクロ流路デバイス１００は、第１の基材１１０と、第１の基材１１０に対向配置される第２の基材１２０と、第１の基材１１０と第２の基材１２０との間に配置される一対の流路壁２００とを備える。マイクロ流路デバイス１００は、流路よりも大きな断面積を持つ液体貯留部や、後述する定着工程に耐え得る耐熱性を持つ材料で構成されたマイクロポンプ部を有していてもよい。
【００３８】
第１および第２の基材１１０，１２０は、撥水処理された紙により構成され、一対の流路壁２００は、樹脂により構成されている。第１および第２の基材１１０，１２０と一対の流路壁２００とは流路３００を画定している。以下、図４を参照して、図３に示すマイクロ流路デバイス１００の製造方法について説明する。
【００３９】
図４は、マイクロ流路デバイスの製造方法を説明するための模式的な図である。本実施形態に係るマイクロ流路デバイスの製造方法は、流路壁２００に対応する樹脂粒子像を第１の基材１１０上に複数積層する積層工程と、複数積層された樹脂粒子像を加熱溶融して流路壁２００を完成させる定着工程と、流路壁２００上に第２の基材１２０を接合する接合工程とを有する。以下、積層工程、定着工程、および接合工程について順番に説明する。
【００４０】
＜積層工程＞
積層工程では、まず、流路形成装置３の４つの作像ユニット２２ａ〜２２ｄのそれぞれにおいて、帯電および露光工程が実施され、各感光体ドラム２３表面に流路壁２００に対応する静電潜像が形成される。続いて、４つの作像ユニット２２ａ〜２２ｄのそれぞれにおいて、現像工程が実施され、樹脂粒子により感光体ドラム２３表面に流路壁２００に対応する樹脂粒子像が形成される。そして、４つの感光体ドラム２３上にそれぞれ形成された４つの樹脂粒子像が、転写ベルト２１上に順次転写されて積層される。そして、４つの樹脂粒子像が、転写ベルト２１から、第１の基材１１０上に積層（転写）される。なお、帯電、露光、現像、および転写工程を実施して、基材上に樹脂粒子像を積層する技術は、一般的な電子写真方式の画像形成プロセスの技術であるため、詳細な説明は省略する。
【００４１】
図４（ａ）は、転写ベルト２１上に複数積層された樹脂粒子像２１１〜２１４を模式的に示す図であり、図４（ｂ）は、第１の基材１１０上に複数積層された樹脂粒子像２１１〜２１４を模式的に示す図である。積層工程では、第１の基材１１０上に流路壁２００に対応する第１〜第４の樹脂粒子像２１１〜２１４が積層される。第１〜第４の樹脂粒子像２１１〜２１４は、すべて同一のパターンに基づいて形成されており、同一の厚さ（高さ）になることを目指して形成されている。基材１１０上の第１〜第４の樹脂粒子像２１１〜２１４のうち、最下部に位置する第１の樹脂粒子像２１１は、第４の作像ユニット２２ｄの感光体ドラム２３に形成された像であり、下から２番目に位置する第２の樹脂粒子像２１２は、第３の作像ユニット２２ｃの感光体ドラム２３に形成された像である。また、下から３番目に位置する第３の樹脂粒子像２１３は、第２の作像ユニット２２ｂの感光体ドラム２３に形成された像であり、最上部に位置する第４の樹脂粒子像２１４は、第１の作像ユニット２２ａの感光体ドラム２３に形成された像である。
【００４２】
複数（本実施形態では４つ）の樹脂粒子像を積層して、マイクロ流路デバイスに求められる機能を達成するのに必要な、所期の高さ、たとえば、２０μｍ以上の流路壁を形成することで、単一の樹脂粒子像により同じ高さの流路壁を形成する場合と比べて、各樹脂粒子像の濃度を低くすることができ、いわゆる「カブリ」が生じない状態で各樹脂粒子像を形成することができる。
【００４３】
なお、各樹脂粒子像２１１〜２１４の厚さは、各樹脂粒子像２１１〜２１４に含まれる樹脂粒子２１０の濃度に応じて変化する。具体的には、樹脂粒子２１０の濃度が高いほど各樹脂粒子像２１１〜２１４の厚さは増加し、４つの樹脂粒子像２１１〜２１４から形成される流路壁２００の高さも増加する。本実施形態では、最終的に形成される流路壁２００の高さから１つの樹脂粒子像の厚さが計算され、樹脂粒子像の厚さから樹脂粒子像の濃度が決定される。そして、決定された濃度の樹脂粒子像２１１〜２１４が第１の基材１１０上に積層される。樹脂粒子像２１１〜２１４の濃度は、たとえば、転写電圧の大きさを変更することにより調整される。
【００４４】
＜定着工程＞
定着工程では、第１の基材１１０上に積層された第１〜第４の樹脂粒子像２１１〜２１４が、定着部３０の定着ローラーによって加熱および加圧される。第１〜第４の樹脂粒子像２１１〜２１４が第１の基材１１０に対して押圧されつつ加熱されれば、図４（ｃ）に示すとおり、樹脂粒子２１０が溶融して、第１の基材１１０上に流路壁２００が固定される。
【００４５】
＜接合工程＞
接合工程では、まず、流路壁２００が形成された第１の基材１１０上に第２の基材１２０が重ねられる。そして、第２の基材１２０が、専用の定着ローラー（不図示）によって加熱および加圧される。第２の基材１２０が第１の基材１１０に対して押圧されつつ加熱されれば、図４（ｄ）に示すとおり、流路壁２００の上面が溶融して、流路壁２００の上部に第２の基材１２０が接合される。この接合工程は、流路形成装置３に基材１２０を給送するパスと、基材１２０を加熱および加圧するための定着ローラーとを設けて、流路形成装置３内で実行するようにしてもよいし、流路形成装置３とは別体の定着装置によって実行するようにしてもよい。
【００４６】
以上のとおり、本実施形態によれば、４つの樹脂粒子像２１１〜２１４が積層されることにより、所期の高さの流路壁２００が形成される。このような構成によれば、樹脂粒子像を複数積層することなく単一の樹脂粒子像により所期の高さの流路壁を形成する場合と比べ、樹脂粒子像の濃度を低くすることができる。したがって、第１の基材１１０上の不要な部分に樹脂粒子２１０を付着させることなく、所期の高さの流路壁２００を形成することができる。つまり、十分な高さの流路壁２００を有する高品質のマイクロ流路デバイス１００を得ることができ、しかも、そのようなマイクロ流路デバイスを低コストかつ短時間で製造することができる。
【００４７】
また、本実施形態によれば、４つの作像ユニットを備えるタンデム方式の流路形成装置３を用いて、４つの樹脂粒子像２１１〜２１４を積層するため、所期の高さの流路壁２００を有するマイクロ流路デバイス１００を１回の通紙動作で製造することができる。
【００４８】
なお、上述した定着工程および接合工程において、樹脂粒子像２１１〜２１４や流路壁２００が加熱および加圧される場合、樹脂粒子像２１１〜２１４や流路壁２００は僅かに潰れる。したがって、上述した積層工程においては、後続する定着工程および接合工程における樹脂粒子像２１１〜２１４および流路壁２００の潰れを考慮して、所期の流路壁２００の高さよりも高く樹脂粒子像２１１〜２１４が積層される。
【００４９】
（変形例）
上述した実施形態では、中間転写タンデム方式の流路形成装置３により、転写ベルト２１から、第１の基材１１０上に４つの樹脂粒子像２１１〜２１４が一度に積層された。しかしながら、直接転写タンデム方式の流路形成装置により、図５に示すとおり、４つの感光体ドラムから第１の基材１１０上に４つの樹脂粒子像２１１〜２１４が順番に積層されてもよい。あるいは、単一の作像ユニットを備える流路形成装置により、画像形成プロセスが４度繰り返され、第１の基材１１０上に４つの樹脂粒子像２１１〜２１４が順番に積層されてもよい。
【００５０】
また、上述した実施形態では、第２の基材１２０は、流路壁２００の上部を加熱溶融することによって流路壁２００の上部に接合された。しかしながら、第２の基材１２０は、接着剤により流路壁１２０の上部に接合されてもよい。あるいは、第２の基材１２０は、第１の基材１１０上に４つの樹脂粒子像２１１〜２１４を積層した直後に、樹脂粒子像２１１〜２１４の上部に重ねられ、定着工程において樹脂粒子像２１１〜２１４とともに加熱および加圧され、流路壁２００の上部に接合されてもよい。さらに、第２の基材１２０が不要な場合は、第２の基材１２０を接合する接合工程は省略されてもよく、マイクロ流路デバイス１００は、第２の基材１２０を備えなくてもよい。
【００５１】
［樹脂粒子］
以下、流路壁を形成するために用いられる樹脂粒子について説明する。樹脂粒子としては、熱可塑性材料または熱硬化性材料を主成分とする粒子が用いられる。
【００５２】
熱可塑性材料としては、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ナイロン／ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、スチレンアクリル共重合体、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。特に好ましくは、熱可塑性材料としては、スチレンアクリル共重合体またはＰＥＴが挙げられる。
【００５３】
熱硬化性材料としては、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、尿素樹脂（ユリア樹脂、ＵＦ）、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、アルキド樹脂、ウレタン樹脂（ＰＵＲ）、熱硬化性ポリイミド（ＰＩ）等が挙げられる。特に好ましくは、熱硬化性材料としては、ＵＰが挙げられる。なお、熱硬化性材料は、熱可塑性材料を主成分とする樹脂粒子と組み合わされて使用されてもよい。
【００５４】
樹脂粒子は、乳化重合法、乳化重合凝集法、懸濁重合法などの湿式法や、粉砕法などの乾式法等の各種の製造方法で製造することができるが、流路壁を高精度に形成するという観点からは、粒径分布がシャープな乳化重合凝集法が好ましい。
【００５５】
樹脂粒子の体積平均粒子径は、４〜４０μｍであり、好ましくは、５〜２０μｍである。樹脂には、ワックスおよび着色剤等の添加剤が含まれ得る。ワックスの含有量は、樹脂粒子全体の質量に対して、１〜３０質量部であり、好ましくは、５〜２０質量部である。
【００５６】
（第２の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、樹脂粒子像の線幅を変更することによって、流路壁の断面形状を制御する実施形態である。
【００５７】
本実施形態に係るマイクロ流路デバイスの製造方法では、積層工程において、第１の基材１１０上に線幅の異なる複数の樹脂粒子像２１１〜２１４が積層される。より具体的には、図６（ａ）に示すとおり、より高い位置に積層される樹脂粒子像ほどより細い線幅を有するように、第１〜第４の樹脂粒子像２１１〜２１４が形成される。そして、線幅の異なる第１〜第４の樹脂粒子像２１１〜２１４が加熱溶融されれば、図６（ｂ）に示すとおり、第１の基材１１０上に断面が台形状の流路壁２００が形成される。流路壁２００の断面形状を台形状とすることで、流路内を流通する液体の体積を多くしたり、流路壁２００と基材１１０との接合部付近に液体中の成分が滞留しやすくなるのを抑制したりすることができる。
【００５８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、樹脂粒子像の色を変更することによって、流路壁の色を制御する実施形態である。
【００５９】
本実施形態に係るマイクロ流路デバイスの製造方法では、たとえば、図７（ａ）に示すとおり、第１および第２の樹脂粒子像２１１，２１２が第１色（たとえば、黒色）の樹脂粒子２１０ａから構成され、第３および第４の樹脂粒子像２１３，２１４が第１色とは異なる第２色（たとえば、黄色）の樹脂粒子２１０ｂから構成される。そして、第１〜第４の樹脂粒子像２１１〜２１４が加熱溶融されれば、図７（ｂ）に示すとおり、下部２００ａと上部２００ｂとの色が異なる流路壁２００が形成される。
【００６０】
なお、下部２００ａと上部２００ｂとの境界をより明確にする見地から、第１の基材１１０上に第１および第２の樹脂粒子像２１１，２１２が積層された時点で定着工程が追加的に実施されるようにしてもよい。高さ方向の中間部で色が変化する流路壁２００は、たとえば、流路に検体（液体）を導入する際の目印として利用することができる。
【００６１】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態は、第１および第２の基材１１０，１２０の両方に流路壁を形成する実施形態である。
【００６２】
本実施形態に係るマイクロ流路デバイスの製造方法では、図８（ａ）に示すとおり、第１の基材１１０上に第１の流路壁２００ｃが複数形成される。また、図８（ｂ）に示すとおり、第２の基材１２０上に、第１の流路壁２００ｃよりも幅の広い第２の流路壁２００ｄが複数形成される。そして、図８（ｃ）に示すとおり、第１の流路壁２００ｃと第２の流路壁２００ｄとが接触するように第１の基材１１０と第２の基材１２０とが接合され、マイクロ流路デバイスが完成する。
【００６３】
本実施形態のマイクロ流路デバイスは、第１の基材１１０と、第１の基材１１０に対向配置される第２の基材１２０と、第１の基材１１０と第２の基材１２０との間に配置される複数の流路壁２００ｃ，２００ｄとを備える。第１の基材１１０、第１の流路壁２００ｃ、および第２の流路壁２００ｄは、第１の流路３００を画定している。第１の基材１１０、第１の流路壁２００ｃ、第２の流路壁２００ｄ、および第２の基材１２０は、第１の流路３００よりも高さが高い第２の流路３１０を画定している。
【００６４】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。
【００６５】
たとえば、上述した第１〜第４の実施形態では、撥水処理された紙上に流路壁が形成された。しかしながら、流路壁が形成される基材は、撥水処理された紙に限定されるものではなく、流路に導入される検体が浸透しなければ種々の材料が用いられ得る。たとえば、基材は、熱可塑性フィルムにより覆われた紙であってもよく、紙と樹脂との複合材や樹脂であってもよい。
【００６６】
また、上述した第１〜第４の実施形態では、４つの作像ユニットを備える流路形成装置により４つの樹脂粒子像を積層する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、基材上には２つ以上の樹脂粒子像が積層されればよい。たとえば、画像形成装置用のトナーとして一般的に用いられる平均粒径６．５μｍの樹脂粒子を使用する場合、低濃度の樹脂粒子像を３つ積層すれば、２０μｍ程度の一般的な高さの流路壁を形成することができる。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例を用いて本発明の実施形態をより詳細に説明する。しかしながら、本発明は、本実施例によって何ら限定されるものではない。
【００６８】
（実施例１）
流路形成装置として、４つの作像ユニットを備える市販の画像形成装置（コニカミノルタ社製：Ｂｉｚｈｕｂ  Ｐｒｅｓｓ  Ｃ７０００）を用いて、長さ５０ｍｍ、幅２０ｍｍ、高さ４０μｍの直方体状の流路壁を１００μｍの間隔で基材上に２つ形成した。これにより、長さ５０ｍｍかつ幅１００μｍの直線状の流路を備えるマイクロ流路デバイスを製造した。
【００６９】
基材としては、ポリエステルフィルムにより覆われたコート紙を用いた。また、樹脂粒子としては、スチレンアクリル共重合体８５質量部、カーボンブラック顔料５質量部、およびパラフィンワックス１０質量部の組成のものを乳化重合凝集法により作製した。樹脂粒子の平均粒径は６．５μｍであった。また、画像形成装置により基材上に付着された樹脂粒子の付着量は４４ｇ／ｍ２であった。
【００７０】
（実施例２）
実施例１と同様の製法を用いて、ＰＥＴ８５質量部、カーボンブラック顔料５質量部、およびパラフィンワックス１０質量部の組成の樹脂粒子を作製した。そして、実施例１と同一の画像形成装置を用いて、実施例１と同様のマイクロ流路デバイスを製造した。樹脂粒子の平均粒径は６．５μｍであり、樹脂粒子の付着量は４４ｇ／ｍ２であった。
【００７１】
（実施例３）
実施例１と同様の製法を用いて、ＵＰ８５質量部、カーボンブラック顔料５質量部、およびパラフィンワックス１０質量部の組成の樹脂粒子を作製した。そして、実施例１と同一の画像形成装置を用いて、実施例１と同様のマイクロ流路デバイスを製造した。樹脂粒子の平均粒径は６．５μｍであり、樹脂粒子の付着量は４４ｇ／ｍ２であった。
【００７２】
（実施例４）
実施例１と同様の製法を用いて、実施例１の樹脂粒子と組成が同一で、平均粒径が３０μｍである樹脂粒子を作製した。そして、実施例１と同一の画像形成装置を用いて、実施例１と同様のマイクロ流路デバイスを製造した。
【００７３】
（実施例５）
実施例１と同様の製法を用いて、スチレンアクリル共重合体９２質量部、カーボンブラック顔料５質量部、およびパラフィンワックス３質量部の組成の樹脂粒子を作製した。そして、実施例１と同一の画像形成装置を用いて、実施例１と同様のマイクロ流路デバイスを製造した。樹脂粒子の平均粒径は６．５μｍであり、樹脂粒子の付着量は４４ｇ／ｍ２であった。
【００７４】
（比較例）
単一の作像ユニットを備える市販の画像形成装置（コニカミノルタ社製：Ｂｉｚｈｕｂ  Ｐｒｅｓｓ  １２５０）を用いて、実施例１と同様のマイクロ流路デバイスを製造した。比較例では、実施例１と同様の樹脂粒子を用い、１回の通紙動作で、基材上に樹脂粒子が４４ｇ／ｍ２付着し、高さ４０μｍの流路壁が形成されるように、基材に転写される樹脂粒子像の濃度を調整した。
【００７５】
（カブリ評価）
実施例１〜５および比較例で製造したマイクロ流路デバイスの不要な部分に樹脂粒子が付着しているか否かを目視により確認した。不要な部分に付着する樹脂粒子が確認されなかった場合、「流路カブリ：なし」と判定し、不要な部分に付着する樹脂粒子が確認された場合、「流路カブリ：あり」と判定した。
【００７６】
（流路状態評価）
実施例１〜５および比較例で製造したマイクロ流路デバイスの流路の中央部にインクジェット用染料インクをマイクロピペットにより略一定の吐出力で吐出し、流路の両端に染料インクが到達できるか否かを目視により確認した。流路の両端へのインクの到達が確認された場合、「流路状態：流れる」と判定し、流路の両端へのインクの到達が確認されなかった場合、「流路状態：詰まる」と判定した。実施例１〜５および比較例の各種パラメータおよび評価結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
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【００７８】
表１を参照すれば、４つの樹脂粒子像を積層して高さ４０μｍの流路壁を形成する場合、基材上の不要な部分に樹脂粒子が付着せず、流路に詰まりが発生しないことが分かる。一方、樹脂粒子像を積層することなく高さ４０μｍの流路壁を形成する場合、基材上の不要な部分に樹脂粒子が付着し、流路に詰まりが生じることが分かる。したがって、像担持体上に流路壁に対応する樹脂粒子像を複数形成し、複数の樹脂粒子像を基材上に積層し、基材上に積層された複数の樹脂粒子像を基材に対して押圧しつつ加熱溶融して、流路壁を形成するマイクロ流路デバイスの製造方法により、十分な高さの流路壁を有する高品質のマイクロ流路デバイスを低コストかつ短時間で製造できることが確認された。
【符号の説明】
【００７９】
１  デバイス製造装置、
２  流路データ生成装置、
３  流路形成装置、
４  通信線、
１０  制御部、
２０  現像転写部、
３０  定着部、
４０  給紙部、
１００  マイクロ流路デバイス、
１１０  第１の基材、
１２０  第２の基材、
２００  流路壁、
２１０  樹脂粒子、
２１１，２１２，２１３，２１４  樹脂粒子像、
３００，３１０  流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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