(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する中空体を形成する収容容器であって、収容容器容積を有する、収容容器と、
第１の端部分と第２の端部分とを有する輸送部材であって、前記輸送部材の前記第１の端部分の少なくとも一部分が前記収容容器と流体連通し、前記輸送部材が輸送部材容積を有する、輸送部材と、
前記収容容器の前記開口部を少なくとも部分的に閉鎖する封入具と、
マイクロ流体ダイを含むマイクロ流体送達部材であって、
前記マイクロ流体ダイが、流体チャンバの入口にて前記輸送部材の前記第２の端部分の少なくとも一部分と流体連通する前記流体チャンバを有し、同様に、前記流体チャンバの出口にてノズルを有する、マイクロ流体送達部材と、
前記輸送部材の前記第２の端部分の少なくとも一部分に近接して配設されたアダプタと、を備え、
前記アダプタが、前記輸送部材の前記第２の端部分を受容するための空洞を形成する壁を有し、
前記アダプタの前記壁と前記輸送部材の前記第２の端部分との間のインターフェイスに毛細管通路が形成され、前記毛細管通路が最大有効細孔径を有し、前記輸送部材が平均有効細孔径を有し、前記毛細管通路の前記最大有効細孔径が、前記輸送部材の前記平均有効細孔径よりも小さい
、マイクロ流体送達デバイス。
【請求項２】
前記輸送部材が細孔容積分布を有し、総容積の８０％以上の後退細孔容積が、１５０μｍ未満の半径を有する細孔内にある、請求項１に記載のマイクロ流体送達デバイス。
【請求項３】
前記アダプタが空洞幅を有し、前記輸送部材が輸送部材幅を有し、前記アダプタの前記空洞幅が前記輸送部材幅よりも小さく、その結果、前記輸送部材が前記空洞内に配設されているときに、前記第２の端部分にて前記輸送部材が圧縮される、請求項１または２に記載のマイクロ流体送達デバイス。
【請求項４】
前記収容容器が、流体組成物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロ流体送達デバイス。
【請求項５】
前記流体組成物が、使用時に、前記輸送部材を介して、重力とは反対側の方向に移動する、請求項４に記載のマイクロ流体送達デバイス。
【請求項６】
前記マイクロ流体送達部材が、加熱器、圧電アクチュエータ又は超音波アクチュエータを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロ流体送達デバイス。
【請求項７】
前記アダプタが前記輸送部材の前記第２の端部分の少なくとも一部分を圧縮し、その結果、前記輸送部材の前記第２の端部分が、前記第１の平均有効細孔径よりも小さい第２の平均有効細孔径を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のマイクロ流体送達デバイス。
【請求項８】
前記収容容器が収容容器容積を有し、前記輸送部材が輸送部材容積を有し、前記輸送部材容積が、前記収容容器容積の６０％未満である、請求項７に記載のマイクロ流体送達デバイス。
【請求項９】
前記輸送部材の前記第２の端と前記マイクロ流体送達部材との間に配設されたフィルタと、
前記フィルタと前記マイクロ流体送達部材との間のスペーサであって、前記マイクロ流体送達部材と前記フィルタとの間に間隙を設ける、スペーサと、をさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のマイクロ流体送達デバイス。
【請求項１０】
エア・フレッシュナーであって、
（ａ）マイクロ流体送達デバイスであって、
開口部を有する中空体を形成する収容容器であって、収容容器容積を有する、収容容器と、
第１の端部分と第２の端部分とを有する輸送部材であって、前記輸送部材の前記第１の端部分の少なくとも一部分が前記収容容器と流体連通し、前記輸送部材が輸送部材容積を有する、輸送部材と、
前記収容容器の前記開口部を少なくとも部分的に閉鎖する封入具と、
マイクロ流体ダイを含むマイクロ流体送達部材であって、 前記マイクロ流体ダイが、流体チャンバの入口にて前記輸送部材の前記第２の端部分の少なくとも一部分と流体連通する前記流体チャンバを有し、同様に、前記流体チャンバの出口にてノズルを有する、マイクロ流体送達部材と、
前記輸送部材の前記第２の端部分の少なくとも一部分に近接して配設されたアダプタであって、
前記アダプタが、前記輸送部材の前記第２の端部分を受容するための空洞を形成する壁を有し、
前記アダプタの前記壁と前記輸送部材の前記第２の端部分との間のインターフェイスに毛細管通路が形成され、前記毛細管通路が最大有効細孔径を有し、前記輸送部材が平均有効細孔径を有し、前記毛細管通路の前記最大有効細孔径が、前記輸送部材の前記平均有効細孔径よりも小さい、アダプタと、
を備えるマイクロ流体送達デバイスと、
（ｂ）前記収容容器中の流体組成物と、
を含む、エア・フレッシュナー。
【請求項１１】
前記マイクロ流体送達デバイスが、使い捨て可能、補充可能及び／又は再充電可能である、請求項１０に記載のエア・フレッシュナー。
【請求項１２】
前記マイクロ流体送達デバイスが出力を有し、前記出力がユーザーにより調節可能である、請求項１０または１１に記載のエア・フレッシュナー。
【請求項１３】
前記輸送部材が細孔容積分布を有し、総容積の８０％以上の後退細孔容積が、２００μｍ未満の半径を有する細孔内にある、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のエア・フレッシュナー。
【請求項１４】
前記アダプタが空洞幅を有し、前記輸送部材が輸送部材幅を有し、前記アダプタの前記空洞幅が前記輸送部材幅よりも小さく、その結果、前記輸送部材が前記空洞内に配設されているときに、前記第２の端部分にて前記輸送部材が圧縮される、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のエア・フレッシュナー。
【請求項１５】
前記流体組成物が、使用時に、前記輸送部材を介して、重力とは反対側の方向に移動する、請求項１４に記載のエア・フレッシュナー。
【請求項１６】
前記マイクロ流体送達部材が、加熱器、圧電アクチュエータ又は超音波アクチュエータを含む、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載のエア・フレッシュナー。
【請求項１７】
前記収容容器が収容容器容積を有し、前記輸送部材が輸送部材容積を有し、前記輸送部材容積が、前記収容容器容積の６０％未満である、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載のエア・フレッシュナー。
【請求項１８】
前記輸送部材の前記第２の端と前記マイクロ流体送達部材との間に配設されたフィルタと、
前記フィルタと前記マイクロ流体送達部材との間のスペーサであって、前記マイクロ流体送達部材と前記フィルタとの間に間隙を設ける、スペーサと、をさらに備える、請求項１０〜１７のいずれか一項に記載のエア・フレッシュナー。
【請求項１９】
内装および外装を画定するハウジングと、
前記内装内に配設されるホルダー部材と、をさらに含み、
前記マイクロ流体送達デバイスは、前記ホルダー部材と着脱自在に接続される、請求項１０〜１８のいずれか一項に記載のエア・フレッシュナー。
【請求項２０】
エア・フレッシュナー内に流体組成物を保持するための、マイクロ流体送達デバイス内の収容容器を再充填する方法であって、
（ｉ）ハウジングの内装内にホルダー部材を備えるハウジングと、前記ホルダー部材内に配設される第１のマイクロ流体送達デバイスとを有するエア・フレッシュナーを提供するステップであって、
前記第１のマイクロ流体送達デバイスは、
第１の端部分と第２の端部分とを有する輸送部材と、
マイクロ流体ダイを含むマイクロ流体送達部材であって、前記マイクロ流体ダイが、流体チャンバの入口にて前記輸送部材の前記第２の端部分の少なくとも一部分と流体連通する前記流体チャンバを有し、同様に、前記流体チャンバの出口にてノズルを有する、マイクロ流体送達部材と、
前記輸送部材の前記第２の端部分の少なくとも一部分に近接して配設されたアダプタであって、
前記アダプタが、前記輸送部材の前記第２の端部分を受容するための空洞を形成する壁を有し、
前記アダプタの前記壁と前記輸送部材の前記第２の端部分との間のインターフェイスに毛細管通路が形成され、前記毛細管通路が最大有効細孔径を有し、前記輸送部材が平均有効細孔径を有し、前記毛細管通路の前記最大有効細孔径が、前記輸送部材の前記平均有効細孔径よりも小さい、アダプタと、
を備える、プロセス、
（ｉｉ）前記第１のマイクロ流体送達デバイスを、前記第１のマイクロ流体送達部材が前記流体組成物を空気中に放出させる方向に対して略垂直な方向へ前記第１のマイクロ流体送達デバイスを滑動させることにより取り外すステップ、および
（ｉｉｉ）第２のマイクロ流体送達部材が前記流体組成物を空気中に放出させる方向に対して略垂直な方向へ第２のマイクロ流体送達デバイスを滑動させることにより、前記第２のマイクロ流体送達デバイスをホルダー部材内に入れるステップ、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に、組成物を空気中に又は表面上に送達するためのシステムに関する。より具体的には、本発明は、マイクロ流体送達システム、デバイス、及び少なくとも１つのマイクロ流体ダイを使用して香料などの流体組成物を送達することを含む方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
香料組成物などの揮発性組成物を通電（すなわち電動式／バッテリ給電式）噴霧により空気中に送達するための様々なシステムが存在する。加えて、マイクロ流体送達技術、具体的にはサーマルインクジェット技術を使用して芳香を送達するように、最近の試みが為されてきた。しかしながら、これらの試みは一般的に、サーマルインクジェットカートリッジを使用してインクを基板上に印刷するのに用いられるものに類似した送達システム及び方法を用いて、インクベースの香り付き流体を基板又は表面媒体（surface medium）上に印刷することを目的としたものである。
【０００３】
サーマルインクジェット技術には、一般的に、流体インクを含有する交換可能カートリッジ、及びこのカートリッジからのインクの放出を制御する微小電気機械（「ＭＥＭＳ」（Micro-Electro-Mechanical））ベースのプリントヘッドが用いられる。一般的に、プリントヘッドは、複数の流体チャンバを有するダイと、インクを加熱する加熱器と、インクを基板上に放出するノズルと、を備える。サーマルインクジェットカートリッジは多くの場合、そのカートリッジ内に配設されたインクがインクを重力方向へ輸送する毛細管力によってダイに送達されるように、設計される。
【０００４】
しかしながら、カートリッジから放出される流体が少なくとも部分的に重力に抗する方向に送達されるとき、かつ／あるいは流体がノズルの下部にあるカートリッジ内に配設されているときには、既知のウィック方式及び／又は重力供給方式の構成が適さない場合がある。例えば、流体が上向きに分注される場合、重力供給方式又は典型的なウィック方式のシステムを用いることは望ましくない場合がある。なぜなら、オリフィス内に気泡が生じてオリフィスを詰まらせ、流体組成物がノズルを通して適切に放出されるのを妨げる可能性があるからである。そのうえ、デバイスの特定の構成によっては、例えば、ノズルの下部のデバイス内に流体が配設されているとき等に、重力を利用してダイを給送することが可能でない又は望ましくない場合もある。
【０００５】
更に、典型的なインクジェットカートリッジは一般的に不透明であり、ユーザーがカートリッジ内の流体の量を目視することができない。これは、補充品を交換及び／又は購入すべき時期を確定できないことにつながり得る。なお更に、インクジェットカートリッジの多くは、流体収容容器内部のスポンジのような内部構造により、ごく僅かな流体しかカートリッジ内に保持しない。これらの内部構造はまた、収容容器内の無駄な容積、更にはコストの増大につながる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このため、気泡がノズルを塞ぐ可能性を低減するように構成されるマイクロ流体送達デバイスを提供することが有益であろう。そのうえ、放出される流体よりも上位にノズルが位置するようにデバイスが構成又は配向されている場合でも流体が確実に放出されるように構成された、マイクロ流体送達デバイスを提供することが有益であろう。また、気泡がノズルより前に流体通路に進入する可能性を低減するように構成される流体輸送部材を有するマイクロ流体送達デバイスを提供することも望ましいであろう。また、収容容器内に残留した流体水位をユーザーが目視できる収容容器を有することも望ましいであろう。更には、流体収容容器内で使用できない容積の量を低減することも望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に記載されている利益のうちの１つ又は２つ以上を提供する目的で、本発明は、開口部を有する中空体を形成する収容容器を備えるマイクロ流体送達デバイスを含み得る。本デバイスは、第１の端部分と第２の端部分とを有する輸送部材を備えることができ、輸送部材の第１の端部分の少なくとも一部分は収容容器と流体連通する。輸送部材の第１の端部分は多孔質の端及び／又は側部を有し、それにより、流体が輸送部材を介して収容容器からマイクロ流体送達デバイスに移動できるようになっている。本デバイスは、収容容器と流体接触している開口部を含む。輸送部材の第２の端部分を受容するためのアダプタを提供してもよい。アダプタの壁と輸送部材の第２の端部分との間のインターフェイスには、毛細管通路が形成される。毛細管通路の最大有効細孔径は、輸送部材の第１の端部分の平均有効細孔径よりも小さいことが好ましい。本デバイスはまた、ダイを含むマイクロ流体送達部材を備えることができ、ダイは、流体チャンバの入口にて輸送部材の第２の端部分の少なくとも一部分と流体連通すると共に流体チャンバの出口にてノズルと流体連通する流体チャンバを有する、を有する。
【０００８】
本発明はまた、開口部を有する中空体を形成する収容容器を備えるマイクロ流体送達デバイスを備えることもできる。本デバイスは、第１の端部分と第２の端部分とを有する輸送部材を含み得る。輸送部材の第１の端部分の少なくとも一部分は、収容容器と流体連通し、第１の平均有効細孔径を有する。本デバイスはまた、収容容器の開口部と、輸送部材の第２の端部分を受容するための空洞を形成するアダプタと、を備えることができる。アダプタの壁が輸送部材の第２の端部分を圧縮し、その結果、輸送部材の第２の端部分は、第１の平均有効細孔径よりも小さい第２の平均有効細孔径を有する。本デバイスは、好ましくは、ダイを含むマイクロ流体送達部材を更に備え、このダイは、流体チャンバの入口にて輸送部材の第２の端部分の少なくとも一部分と流体連通すると共に流体チャンバの出口にてノズルと流体連通する、流体チャンバを有する。
【０００９】
本発明はまた、開口部を有する中空体を形成する収容容器を含んだマイクロ流体送達デバイスを備えることができ、この収容容器の中空体が、総容積を画定する。また、本デバイスは、第１の端部分と第２の端部分とを有する輸送部材を備えることもでき、輸送部材の第１の端部分の少なくとも一部分は、収容容器及び輸送部材容積と流体連通する。収容容器の開口部を少なくとも部分的に閉鎖する封入具は、アパーチュアを形成し、マイクロ流体送達部材は、アパーチュアに近接して配設され、ダイを含む。このダイは、流体チャンバの入口にて輸送部材の第２の端部分の少なくとも一部分と流体連通する流体チャンバを有する。また、マイクロ流体送達部材は、流体チャンバの出口にてノズルと、輸送部材の第２の端とマイクロ流体送達部材との間に配設されたフィルタと、フィルタとマイクロ流体送達部材との間のスペーサと、を備え、スペーサは、マイクロ流体送達部材とフィルタとの間に間隙を設けている。
【００１０】
本発明はまた、開口部を有する中空体を形成する収容容器を備えることができ、この収容容器は、収容容器容積を有している。輸送部材容積と第１の端部分と第２の端部分とを有する輸送部材は、収容容器と流体連通するように提供されている。封入具は、収容容器の開口部を少なくとも部分的に閉鎖し得る。本デバイスまた、マイクロ流体ダイを含むマイクロ流体送達部材を備えてもよい。マイクロ流体ダイは、流体チャンバの入口にて輸送部材の第２の端部分の少なくとも一部分と流体連通する流体チャンバを有し得る。マイクロ流体ダイはまた、流体チャンバの出口にてノズルを備えるものであることが好ましい。輸送部材容積は、収容容器容積の６０％未満であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】マイクロ流体送達システムの概略斜視図である。
【図２】マイクロ流体送達システムのホルダー部材及びカートリッジの斜視図であり、カートリッジはホルダー部材内にある。
【図３】マイクロ流体送達システムのホルダー部材及びカートリッジの斜視図であり、カートリッジはホルダー部材の外に示されている。
【図４】図３の線４−４に沿ったカートリッジの断面図である。
【図５】図２の線５−５に沿ったカートリッジの断面図である。
【図６】マイクロ流体送達部材の斜視図である。
【図７】円筒形の収容容器の斜視図である。
【図８】立方体形の収容容器の斜視図である。
【図９】輸送部材の斜視図である。
【図１０】本発明のデバイスの一部分の斜視図である。
【図１１】マイクロ流体送達部材のダイの概略平面図である。
【図１２】図１１の線１２−１２に沿ったダイの断面図である。
【図１２Ａ】図１２の部分１２Ａの詳細図である。
【図１３】図６の線１３−１３に沿ったマイクロ流体送達部材の断面図である。
【図１４】電気的接続部の詳細を示すために一部分を除去した、プリント配線板の斜視図である。
【図１５】デバイスの蓋と一体であるマイクロ流体送達部材を有するデバイスの斜視図である。
【図１６】ダイの斜視図である。
【図１７】図１６のダイの部分１７の詳細図である。
【図１８】図１７のダイの部分１８の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の構造、機能、製造、及び使用の原理について、総合的な理解を提供するために、本発明の様々な非限定的な構成について以下に説明する。これらの非限定的な構成の１つ又は２つ以上の実施例が、添付図面に例示される。本明細書に記載されていて添付の図面にも図示してあるマイクロ流体送達システム及び方法は非限定的な例であり、本発明の範囲が特許請求の範囲によってのみ規定されることは、当業者に理解されるであろう。記載されている任意の構成に関して例証又は記載されている特徴を、他の任意の構成の特徴と併用することも可能であり、そのような修正及び変形は、本開示の範囲内に包含されるよう意図されている。
【００１３】
本発明は、組成物を、例えば、空気中に、表面上に、シート若しくは他の予備形成済み材料上に、皮膚上に、収容部内に、又は任意の物品、材料、若しくは物に対し送達するためのマイクロ流体送達システムを含む。所望される場合、マイクロ流体送達システムを使用して、例えば香料組成物などの流体組成物を空気中に送達することができる。代わりに又は加えて、マイクロ流体送達システムは、酵素、化粧料組成物、ローション組成物、洗浄用組成物、顔料、インク、光活性化学成分、洗浄用組成物、布地又は表面処理材料、静電気低減剤（static reducer）、アレルゲン希釈剤、芳香、抗菌剤、抗ウイルス薬、及び／又は他の所望される材料若しくは材料の組み合わせのような他の材料を送達することもできる。このシステムによって送達される材料は、流体、粒子若しくは他の固体の形態；ガス、プラズマ、又は他の任意の好適な形態若しくは所望される形態の材料（１つ又は複数）であり得る。
【００１４】
マイクロ流体送達システムは、内装及び外装を画定するハウジングを備えてもよい。マイクロ流体送達システムは、１つのデバイスと一体であってもよいし、あるいは所望される最終製品を提供するように永久的に又は一時的に構成された別個の構成要素であってもよい。例えば、デバイスは、デバイスの機能要素の一部又は全部を含めて、内部に配設された装飾的なハウジング及び交換可能カートリッジを備え得る。また、マイクロ流体送達システムは電源を備えても、又は電源に接続可能であってもよい。
【００１５】
システムは、開口部を有する中空体を形成する収容容器と、この収容容器内に配設された輸送部材とを備えてもよい。輸送部材は、収容容器内に配設されている流体を、デバイスのノズルに移動させるように意図されている。輸送部材は、中心部分により分離された第１の端部分と第２の端部分とを有することが好ましい。輸送部材の第１の端部分は、収容容器と流体連通し、かつこの輸送部材の第１の端部分は、平均有効細孔径により画定されている。本デバイスはまた、輸送部材の第２の端部分を受容するための空洞を形成する壁を有するアダプタを備える。アダプタの壁と輸送部材の第２の端部分とのインターフェイスには、毛細管通路が形成される。毛細管通路は、ノズルへの流体通路に気泡が進入する可能性を低減するのを助けために、輸送部材の第１の端部分の平均有効細孔径よりも小さいサイズにすることが所望される場合がある。アダプタの形状は、輸送部材の形状と一致する場合がある。例えば、輸送部材及びアダプタは、円筒形状であってもよい。
【００１６】
デバイスは、流体をデバイスの外部へ送達するための１つ又は２つ以上のマイクロ流体送達部材を備えることが好ましい。例えば、マイクロ流体送達部材が、マイクロ流体ダイを含む場合もある。本明細書「マイクロ流体ダイ」という用語は、半導体マイクロファブリケーションプロセス（例えば、薄膜蒸着、不動態化、エッチング、スピニング、スパッタリング、マスキング、エピタキシ成長、ウェーハ／ウェーハ結合、マイクロ薄膜積層、硬化、方形切断など）を用いて製造された流体注入システムを含むダイを意味する。これらのプロセスは、当該業界においてＭＥＭデバイスの製造で知られている。マイクロ流体ダイは、シリコン、ガラス、又はこれらの混合物から製造することができる。マイクロ流体ダイは、複数のマイクロ流体チャンバを備え、各チャンバには、対応する作動要素、すなわち加熱要素又は電気機械式アクチュエータが含まれる。このように、マイクロ流体ダイの流体注入システムは、（例えば、加熱要素を介した）マイクロ熱核生成（micro thermal nucleation）、又は（例えば、薄膜圧電又は超音波を介した）マイクロメカニカル作動であってもよい。本発明のマイクロ流体送達システムに好適なマイクロ流体ダイの種類の１つは、ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｓ．Ｒ．Ｉ．，Ｇｅｎｅｖａ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄに付与された米国特許出願第２０１０／０１５４７９０号に記載されているようなＭＥＭ技術により得られるノズル集積膜である。薄膜ピエゾの場合、圧電材料は、典型的に、スピニングプロセス及び／又はスパッタリングプロセスを介して適用される。半導体マイクロファブリケーションプロセスは、１つ又は数千ものＭＥＭＳデバイスを１回の一括プロセス（複数のマスク層を含む一括プロセス）で同時に製造することを可能にするものである。
【００１７】
輸送部材が輸送部材幅により画定されるのに対して、アダプタの空洞はアダプタ幅により画定される。アダプタ幅は、輸送部材幅（未圧縮時）よりも小さくてよく、その結果、輸送部材は、アダプタ内に配設されているときに、第２の端部分にて圧縮される。結果として、いったん輸送部材が湿潤した後は、収容容器内に存在し得る空気が、アダプタの壁と輸送部材の第２の端部分との間に形成された毛細管通路を介して輸送部材又はダイの流体チャンバに進入できなくなる。その上、輸送部材の第２の端部分が圧縮された結果として、輸送部材は、第１の端部分にて第１の平均有効細孔径を有し、第２の端部分にて第２の平均有効細孔径を有し得る。第２の平均有効細孔径は、第１の平均有効細孔径よりも小さいことが望ましい場合がある。
【００１８】
十分な流体組成物がダイに供給されるように、輸送部材を設計することができる。例えば、輸送部材は、約１０マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、約２０マイクロメートル〜約２００マイクロメートル、又は約２５マイクロメートル〜約１５０マイクロメートルの平均有効細孔径を呈し得る。
【００１９】
また、輸送部材に何らかの粒子のフィルタを設けることによって、ノズルに粒子が詰まる可能性を低減する助けになり得る。ゆえに、輸送部材は、関連する任意のノズルの直径の約半分より大きい粒子又は他の飛散物を、放出又は通過させないものであることが好ましい。この点に関して、例えば、粒子又は飛散物が確実にウィックを介して通過することのないように、ファイバーウィックのような輸送部材の方が、焼結済みウィックよりも好ましい場合がある。
【００２０】
収容容器は、収容容器容積を画定し得る。内部に細孔を含まない輸送部材は、輸送部材容積により画定され得る。一般的に、輸送部材内には幾らかの流体が残留しているため、輸送部材のコストを削減するためだけでなく収容容器内の流体の分注効率を高めるうえでも、輸送部材容積が収容容器容積未満であることが好ましい。輸送部材容積は、収容容器容積の約６０％未満、収容容器容積の約４０％未満、収容容器容積の２０％未満、又は収容容器容積の１０％未満であることが望ましい場合がある。したがって、ダイに十分な流体組成物が供給されると同時にまた、流体組成物に利用できる十分な収容容器容積が可能になるように、輸送部材がサイズ調製され得る。収容容器容積に関連して輸送部材容積を制御することによって、収容容器内に含収容され得る流体組成物の量の制御が可能になる。加えて、ユーザーが収容容器内の流体残留量を視認できるように、収容容器の少なくとも一部分を清澄、透明又は半透明にすることが望ましい場合がある。更に、インクジェットカートリッジにおいて見られる典型的なスポンジよりも占有容積の少ない輸送部材を設けることで、流体水位をユーザーに視認し易くする助けになり得る。
【００２１】
簡単に言えば、使用中に、流体組成物は、輸送部材を介して収容容器からダイに移動する。ダイにおいて、流体組成物は、流体チャンバに進入してからノズルに移動し、オリフィスを介して空気中に又は所望される表面上、その他に排出される。熱を用いて流体組成物の一部分を揮発させる場合、ダイ内の流体が加熱され、蒸気泡を生じた結果、流体組成物の液滴がノズル内のオリフィスを介して放出される。
【００２２】
図１は、本発明のマイクロ流体送達システムの例である。図示されているように、マイクロ流体送達システム１００は、内装１０４及び外装１０６を画定するハウジング１０２を備える。ハウジング１０２は、マイクロ流体送達システム１００の内装１０４内に配設されたホルダー部材１１０を含み得る。ハウジング１０２は、内装１０４にアクセスするためのドア１１８又は他の構造を含んでもよい。また、マイクロ流体送達システムは、ハウジングと一体である又はハウジングから延在する電源１２０を備えることもできる。マイクロ流体送達システム１００は、ＡＣコンセントを介して給電することができ、又は１つ又は２つ以上のバッテリ又は他の電力系を介して給電することができる。バッテリ給電系において、バッテリは、再充電可能、リサイクル可能、又は使い捨て可能であってもよい。
【００２３】
図１に示すように、マイクロ流体送達システム１００は、任意選択的なホルダー部材１１０と着脱自在に連接可能なカートリッジ１０８を備えてもよく、ひいてはハウジング１０２を備えてもよい。図示されているように、カートリッジ１０８を滑動させてホルダー部材１１０に入れることにより、カートリッジ１０８をハウジングに接続することによって、カートリッジが、ホルダー部材１１０の底壁１１４、側壁１１６、及び／又は頂壁１１２に接触する。
【００２４】
所望されるシステムの用途に応じて、カートリッジ１０８は、再利用可能、補充可能及び／又は交換可能であり得る。また、カートリッジ１０８は、例えば、ウィック、ダイ、電気接触子及び／又はノズルのような他のシステムの構造を含み得、これらに関しては、本明細書においてより詳細に記載されている。また、ハウジング１０２は、流体組成物をカートリッジ１０８から出てハウジングの外装１０６へと移動させるように、１つ又は２つ以上のハウジングのアパーチュア１２５を含んでもよい。ホルダー部材１１０（使用される場合）は、使用中にハウジングのアパーチュア１２６と位置合わせされ得るホルダーのアパーチュア１２６又は他の開口部を含み得る。
【００２５】
図２は、ホルダー部材１１０内に配設されたカートリッジ１０８を示す。図３は、ホルダー部材１１０から取り出されたカートリッジ１０８を示す。カートリッジ１０８は、任意の好適な様式で、ホルダー部材１１０と着脱自在に接続され得る。
【００２６】
図２〜図４に示すように、カートリッジ１０８は、流体組成物１２２を保持する収容容器１３０を含み、収容容器１３０と流体連通する輸送部材１３２を含み得る。カートリッジ１０８は、収容容器１３０を封入する任意選択的な蓋１３４を含んでもよい。また、カートリッジ１０８は、例えば、収容容器１３０内に収容される流体組成物１２２を空気中に送達するためのマイクロ流体送達部材１３６を含むこともできる。図３に示すように、マイクロ流体送達部材１３６は、蓋１３４の一部分上に配設されているが、マイクロ流体送達部材１３６を、カートリッジ１０８、蓋１３４、ホルダー部材１１０又はハウジング１０２の他の部分上に配設してもよい点は認識されるであろう。例えば、カートリッジ１０８が、蓋１３４を有しない一体化構造であり、カートリッジ１０８の一部分それ自体がマイクロ流体送達部材１３６を含むことが望ましい場合がある。
【００２７】
図３〜図６は、ダイ１４０と導線１４２とを備える、マイクロ流体送達部材１３６が図示してある。導線１４２は、電源１２０からダイ１４０への電気的導通を提供している。導線１４２は、電気接触子１４４と電気的に接続している。図示されている特定の実施形態において、電気接触子１４４は、ダイ１４０から最も遠い導線１４２の端部分に配設されているが、この特定の構成は必須ではない。電気接触子１４４は、ホルダー部材１１０の電気的接続部との電気的導通を提供するように構成されている。
【００２８】
図７及び図８を参照すると、収容容器１３０は略中空体を有し、この略中空体の内部に、例えば、流体組成物が収容されるようになっている。収容容器１３０は、１つ又は２つ以上の近接する壁１５０と、壁１５０に接続された基部１５２と、基部１５２の反対側の開口部１５４と、を含み得る。収容容器１３０は、任意の所望の形状又はサイズになるように構成されてもよい。例えば、収容容器１３０は、約２０ｍｍ〜約６０ｍｍの高さＨRと約１５ｍｍ〜約４０ｍの幅ＷRとを有する場合もあれば、図７に示すような円筒形状を有する場合もあり、又は図８に示すような立方体様の形状を有する場合もある。収容容器１３０は、例えば、ポリエステル又はポリプロピレンのようなガラス、金属又は高分子材料を含む任意の好適な材料で製造することができる。収容容器１３０は、例えば、透明、半透明、又は不透明であってもよい。透明又は半透明の場合、いつ補充品を使い切ったか、いつ交換又は再補充する必要があるかを判別する方法をユーザーに提供することができる。
【００２９】
図４及び図９を参照すると、第１の端部分１６０と、第２の端部分１６２と、中心部分１６４と、を含み得る輸送部材１３２が示されている。簡略化のため、本明細書において別段の記載がない場合、各々の部分は、輸送部材１３２の長さのおよそ１／３を含むと見なし得るが、異なる特性を備えた任意の数の領域を輸送部材１３２が有する他の構成も想到される。例えば、輸送部材１３２は、異なる特性を備えた第１の端部分１６０及び第２の端部分１６２のみを有する場合もあれば、異なる特性を備えた任意の数の異なる部分を含む場合もある。
【００３０】
輸送部材１３２の第１の端部分１６０は、少なくともその一部が、少なくともデバイスの使用中のある時又は使用前に流体組成物１２２と流体連通するように構成されることが好ましい。第２の端部分１６２は、少なくとも使用中のある時に流体組成物の外へ少なくとも部分的に延出しするように構成されることが好ましく、収容容器１３０の外へ延出する場合もある。第２の端部分１６２は、マイクロ流体送達部材１３６に近接して配設され得る。第１の端部分１６０は、収容容器１３０の基部１５２までの全体に又は一部に延在し得る。いくつかの実施形態において、輸送部材１３２は、収容容器１３０の壁１５０によって完全に取り囲まれていてもよい。マイクロ流体送達システム１００の構成に応じて、流体組成物１２２は、輸送部材１３２を介していずれかの方向へ移動し得る。例えば、流体組成物１２２は、第１の端部分１６０から第２の端部分１６４へと移動するか、又は反対方向へ移動し得る。更に、流体組成物１２２は、重力のかかる方向へ又は重力とは反対の方向へ移動し得る。これは、毛管現象、ウィッキング、拡散、吸引、吸い出し、真空、ポンピング、又は輸送部材１３２を介して流体を移動させるための他の任意の好適な手段によって達成することができる。輸送部材１３２は、任意の所望の形状及び長さを有するように構成されてもよい。例えば、図９に示すように、輸送部材１３２は略円筒形状を有していてもよい。
【００３１】
蓋１３４（存在する場合）は、収容容器１３０に接続することで、この収容容器１３０に封入具を与え得る。蓋１３４は、ポリエステル又はポリプロピレンのような固体高分子材料をはじめとする様々な材料から製造することができ、所望の通りに剛性又は可撓性であってもよい。蓋１３４は、任意の好適な様式で収容容器１３０に接続することができる。例えば、蓋１３４には、収容容器１３０にねじ込まれるか、又は１つ又は２つ以上の締結具を使用して収容容器１３０上にスナップ嵌めされ得る。蓋１３４及び収容容器１３０は、一体的に形成されるか、又は着脱自在に接続可能であるか、永久的に若しくは半永久的に相互に連接続され得る。好ましい蓋１３４の一例は、表面上に良好な密封を可能にする材料を有するものである。例えば、蓋１３４は、発泡体であってもよい圧縮性材料、又は収容容器１３０内の流体１２２と化学的に適合もする弾性材料を含み得る。
【００３２】
図１０に示すように、蓋１３４は、収容容器１３０の充填を可能にする充填ポート１３８を含んでもよい。したがって、蓋１３４が収容容器１３０に接続されているとき、又は蓋１３４が収容容器１３０から取り外されている状態で、カートリッジ１０８を補充し得る実施形態が想到される。
【００３３】
図１０に示すように、蓋１３４、マイクロ流体送達部材１３６及び／又は収容容器１３０は、ベントポート１３７を含んでもよく、それにより、空気が、カートリッジ１０８から放出される流体組成物１２２を置き換えるのを可能にする。ベントポート１３７を蓋１３４内のベントチャネル１４８と流体連通させることによって、マイクロ流体送達部材１３６内の（図３に示してある）を介して、空気を収容容器１３０内に方向付けることができる。ベントは、流体１２２が収容容器１３０から排出されるとき、収容容器１３０内の流体１２２上の空気圧力が大気圧に維持され得るように構成されてもよい。これにより、マイクロ流体送達部材１３６がプライミングされた状態に維持され、かつ／あるいは流体通路における背圧を防止する又は少なくとも降下させることが可能になる。
【００３４】
蓋１３４又は収容容器１３０は、輸送部材１３２を蓋１３４に接続するアダプタ１７０（図４に示す）を含み得る。アダプタ１７０は、図３に示すように、蓋１３４と一体的に形成してもよいし、又はアダプタは、蓋１３４の内面１３９に接続された別個の構成要素であってもよい。アダプタ１７０は、蓋１３４と同じ材料から製造される場合もあれば、又は１種若しくは２種以上の異なる材料から製造される場合もある。
【００３５】
アダプタ１７０と輸送部材１３２との間のインターフェイスは、空気が進入して最終的にダイ１４０が流体組成物１２２を放出するのを阻止する区域となる。アダプタ１７０と輸送部材１３２の第２の端部分１６２との間のインターフェイスには、毛細管通路１７６が形成され得る。したがって、空気が毛細管通路１７６に沿って輸送部材１３２に進入するのを防ぐためには、第１の端部分１６０及び中心部分１６４における輸送部材１３２の平均有効細孔径が、輸送部材１３２のアダプタ１７０と第２の端部分１６２とのインターフェイスに形成され得る任意の毛細管通路１７６の平均有効細孔径よりも大きくなければならない。これは、例えば、アダプタ１７０にて輸送部材１３２の第２の端部分１６２を圧縮することによって達成することができる。代わりに又は加えて、第２の端部分１６２にて第１の端部分１６０よりも平均有効細孔径が小さくなる一方で、第１の端部分１６０及び第２の端部分１６２の両方の平均有効細孔径が毛細管通路１７６の最大有効細孔径よりも依然として大きくなるように、輸送部材１３２を設計してもよい。
【００３６】
アダプタ１７０は、輸送部材１３２を受容するための空洞１７４（図４に示す）を形成する１つ又は２つ以上の壁１７２を含む場合がある。アダプタ１７０の壁１７２は、輸送部材１３２の第２の端部分１６２の全体又は一部分を圧縮するによって締り嵌めを生ずるように構成されてもよい。アダプタ１７０の壁１７２は、第２の端部分１６２の一部分を完全に囲繞する場合もあれば、又は第２の端部分１６２を部分的にしか囲繞しない場合もある。アダプタ１７０は、任意の所望のサイズ又は形状であり得る。例えば、アダプタ１７０は、輸送部材１３２の外装の形状と一致する形状を有する空洞１７４を形成し得る。そのような構成によって、アダプタは、略均一な圧縮力を輸送部材１３２の第２の端部分１６２に供給でき、これは、アダプタ１７０と輸送部材１３２との間のインターフェイスにて、空気を輸送部材１３２に流入させ得るほど十分大きい毛細管通路１７６を形成する可能性を低減する助けになり得る。
【００３７】
図４に示すように、空洞１７４は、幅ＷC及び長さＬCを画定し得る。例えば、幅ＷCは、約３ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲を含む任意の好適なサイズであってもよいし、長さＬCは、約５ｍｍ〜約２５ｍｍの範囲を含む任意の好適なサイズであってもよい。アダプタ１７０の空洞１７４は、単一方向に延在する場合もあれば、又はその長さＬCにわたって方向を変える場合もある。空洞が先細の場合には、空洞幅Ｗｃは、マイクロ流体デバイスを動作させる目的で輸送部材１３２をアダプタ１７０に挿入したとき、輸送部材１３２の第２の端部分１６２が露出される最も狭小な空洞幅にて測定される。
【００３８】
図４及び図５に示すように、カートリッジ１０８は、輸送部材１３２とダイ１４０との間の流体連通を提供するアパーチュア１４９を含み得る。また、カートリッジ１０８は、粒子又は他の不必要な材料がダイ１４０に進入するのを防ぐための、フィルタ１５８を含み得る。フィルタ１５８は、輸送部材１３２とダイ１４０との間に位置決めされ得る。更に、フィルタ１５８をダイ１４０に取り付けることで、ダイ１４０を汚染から保護する助けになり得る。
【００３９】
フィルタ１５８は、例えば、流体組成物を通過させるが、所定のサイズの材料（例えば、粒子、ファイバなど）がダイ１４０に進入するのを防ぐ間質腔を有する多孔質構造を備える、任意の好適なフィルタ構造であり得る。例えば、フィルタ１５８は、ダイ１４０内の最小流体通路のサイズの約１／２、又は約１／３より大きい寸法を有する粒子を遮断し得る。例示的なノズル及び／又は流体通路の直径は、約１３〜約２５マイクロメートル程度であり得る。そのような場合、フィルタ１５８は、約１０マイクロメートル超、好ましくは約５マイクロメートル超、好ましくは約２マイクロメートル超の粒子を濾取するものでなければならない。
【００４０】
フィルタ１５８は、流体組成物１２２が輸送部材１３２からフィルタ１５８に通してアパーチュア１４９を介してダイ１４０に到達し得るように、カートリッジ１０８内に配設することができる。フィルタ１５８は、摩擦、接着剤、機械的締結具及びこれらに類するものを含む任意の好適な様式で、カートリッジ１０８又は蓋１３４に取り付けることができる。また、輸送部材１３２又はその任意の部分が、それ自体フィルタ１５８として機能する場合もあれば、又は提供され得る任意の別個のフィルタ１５８に加えて機能する場合もあることが想到される。フィルタ材料の例示的な実施形態としては、織布又は不織布メッシュ材料（例えば、ステンレス鋼、シリコン若しくは高分子メッシュ）、ファイバ状構造、発泡体及び粒子が挙げられる。
【００４１】
フィルタ１５８は、機械的スペーサ１５９によりマイクロ流体送達部材１３６から分離され得る。第１の機械的スペーサ１５９は、マイクロ流体送達部材１３６の下側表面１３５とフィルタ１５８との間に間隙１６１を生じ得る。この点で、フィルタ１５８の区域出口はアパーチュア１４９の区域より大きくてもよい。この設計は、フィルタが飛散物で詰まったとき、フィルタの流れが所望の水位未満に減小する可能性を低減する助けになり得る。機械的スペーサ１５９は、約１００〜約７００マイクロメートル厚であるのが好ましい。
【００４２】
機械的スペーサ１５９は、別個の剛性支持体、マイクロ流体送達部材１３６の下側表面１３５上に形成された突出部（例えば、マイクロ流体送達部材１３６のフィルタ１５８と下側表面１６１との間に十分な距離を提供する形状に適合する半田マスク又は接着材料）であってもよい。
【００４３】
図５に示すように、アパーチュア１４９は、プリント配線板２１０の露出した側壁１９４を覆うライナー１９２を含み得る。ライナー１９２は、プリント配線板２１０からの粒子が、流体通路内に進入すること、及びノズル１８８を閉塞することを防止し得る。例えば、アパーチュア１４９の側壁１９４は、プリント配線板２１０の材料（例えば、金又は他の任意の好適な材料）に比べて収容容器内の流体に対する反応性が低い材料で裏打ちされていてもよい。
【００４４】
上述したように、カートリッジ１０８は、マイクロ流体送達部材１３６を含み得る。マイクロ流体送達部材１３６の例は、図６及び図１３に示されている。示されているマイクロ流体送達部材１３６は、ダイ１４０と、このダイ１４０に接続された導線１４２を有している。図１２、図１２Ａ、図１６及び図１７に示すように、ダイ１４０は、１つ又は２つ以上の流体チャンバ１８０と流体連通する１つ又は２つ以上の流体チャネル１５６を備える。各流体チャンバ１８０は、１つ又は２つ以上の近接する壁１８２と、入口１８４と、出口１８６とを有する。各流体チャンバ１８０の入口１８４はダイ１４０の流体チャネル１５６のいずれか１つと流体連通し、各流体チャンバ１８０の出口１８６はノズル１８８のオリフィス１９０と流体連通している。流体チャンバ１８０は、任意の所望の形状又はサイズを有するように構成されてもよい。
【００４５】
図１１、図１２及び図１２Ａに示すように、ダイ１４０はまた、１つ又は２つ以上のオリフィス１９０を有するノズルプレート１８９を含む。図示されている実施形態において、各オリフィス１９０は、単一の流体チャンバ１８０の出口１８６と流体連通しており、そのため、流体組成物は、流体チャンバ１８０から、流体チャンバ１８０と流体連通する、ノズル１８８のオリフィス１９０を通って、空気中に移動する。
【００４６】
ノズルプレート１８９は、多様な様式で構成されてもよい。例えば、ノズルプレート１８９は、約１０マイクロメートル〜約３０マイクロメートル、又は約２０マイクロメートル〜約３０マイクロメートルの厚さＬNを有してもよい。ノズルプレート１８９は、任意の好適な材料で構成することができる。例示的な材料としては、Ｔｏｋｙｏ  Ｏｈｋａ  Ｋｏｇｙｏ  Ｃｏ，Ｌｔｄ  ｏｆ  Ｊａｐａｎから入手可能なＴＭＭＦ、ＴＭＭＲ、ＳＵ−８、及びＡＺ４５６２などの乾式フォトレジスト材料が挙げられる。ノズルプレート１８９は、任意の所望の数のノズル及びオリフィスを含み得る。例えば、ノズルプレート１８９は、少なくとも５個のオリフィス、少なくとも１０個のオリフィス、少なくとも２０個のオリフィス、又は約５〜約３０個のオリフィスを含み得る。オリフィス１９０は、任意の所望の形状（１つ又は複数）を有するように構成されてもよい。例えば、いずれか１つ又は２つ以上のオリフィス１９０は、略円形、正方形、三角形、切頭円錘形状、又は楕円であり得る。オリフィス１９０は、任意の所望の幅ＷOを有するように構成されてもよい。例えば、幅ＷOは、約１５マイクロメートル〜約３０マイクロメートルの範囲であってもよい。流体チャンバ１８０及びノズル１８８の幾何学的形状は、カートリッジ１０８から放出される流体組成物１２２の滴（drop）の幾何学的形状を画定するように選択され得る。
【００４７】
図１２Ａ及び図１８に示すように、ダイ１４０は、支持基板２００と、導電層２０２と、流体チャンバ１８０の壁１８２を画定する１つ又は２つ以上のポリマー層２０４と、を含み得る。支持基板２００は、導電層２０２及びポリマー層２０４に支持構造を提供し、流体チャンバ１８０の入口１８４を画定している。支持基板２００は、例えば、シリコン又はガラスのような任意の好適な材料から製造することができる。支持基板２００上に導電層２０２が配設されていて、比較的伝導率が高い電気的トレース２０６、及び伝導率がより低い加熱器２０８を形成している。他の半導電性、導電性、及び絶縁性材料を蒸着させることによって、スイッチング回路を形成するか、又はさもなければ、電気的トレース２０６を介して送信された電気信号を制御するための手段を提供することができる。加熱器２０８は、ダイ１４０の１つ又は２つ以上の又は各流体チャンバ１８０と関連し得る。代わりに又は加えて、電気機械式要素（例えば、ピエソ要素）は、ダイ１４０の１つ又は２つ以上の各流体チャンバ１８０と関連し得る。ポリマー層２０４は、導電層２０２上に配設され、流体チャンバ１８０の壁１８２及び流体チャンバ１８０の出口１８６を画定し得る。ダイ１４０のノズルプレート１８９がポリマー層２０４の上に配設されて図１２に示されているが、ノズル１８８が、他の層若しくは材料の上に配設されるか、又はポリマー層２０４、導電層２０２若しくはその両方から形成される他の実施形態も想到される。
【００４８】
いくつかの例示的な構成において、ダイ１４０と電気構成要素とを含むマイクロ流体送達部材１３６は、蓋１３４、収容容器、カートリッジ、保持部材１１０又はハウジング部材１０２に接続される別個の構成要素として構成される。１つの例示的な構成では、図３に示すように、マイクロ流体送達部材１３６は、プリント配線板２１０の形態を取ってもよい。プリント配線板２１０は、剛性又は可撓性の構造であり得る。本発明での使用に好適なマイクロ流体送達部材の非限定例は、「マイクロ流体送達システム」と題する米国特許出願（代理人整理番号１３４１４、２０１４年６月２０日出願）により詳細に記載されている。
【００４９】
図１４に示すように、プリント配線板２１０は底基板２１２を含み得る。底基板２１２は、ファイバガラスエポキシ複合基板材料のような剛性材料を含むがこれに限定されない、任意の好適な材料であり得る。また、プリント配線板２１０は、プリンタ回路基板２１０の上面及び／又は底面上に導電層を含み得る。導電層が、導線１４２と電気接触子１４４を含む場合もあれば、例えば、銅、銀、又は金のような金属材料から構成される場合もある。
【００５０】
先に考察したように、マイクロ流体送達部材（この場合プリント配線板２１０）は、収容容器１３０と流体連通するベントポート１３７を含み得、それによって、収容容器１３０から流体１２２が除去されたとき、この収容容器１３０内の圧力の均一化が可能になる。つまり、流体がノズル１８８を通して、マイクロ流体送達部材１３６から流出すると、収容容器１３０内の、流体の除去によって生じた空間が、外部環境からの空気で満たされる。
【００５１】
図１４は、プリント配線板２１０に取り付けられたダイ１４０を示す。ダイ１４０は、エポキシ接着剤のような接着剤により、又は任意の好適な取り付け手段を介して、任意の基底構造に取り付けることができる。更に、ダイ１４０からプリント配線板２１０への電気的接続は、例えばワイヤボンディングプロセスによって確立することができ、このプロセスでは、小さいワイヤ２２０が、ダイ１４０上の接合パッド２２２に対し熱的に取り付けられると共に、プリント配線板２１０上の対応する接合パッド２２４に対しても熱的に取り付けられる。小さいワイヤ２２０は、例えば、金、アルミニウム又は他の任意の好適な材料で構成され得る。エポキシ化合物のような封入材料２２６を、ワイヤ２２０と接合パッド２２２及び２２４との間の接合済み区域に塗布することによって、デリケートな接続を機械的損傷及び他の環境的影響から保護することができる。接合パッド２２２及び２２４、導電通路は、金などの不活性な金属被覆によって保護し得るが、他の材料（例えば、スズ、銀、又は他の低反応性、高伝導性金属など）を使用してもよい。
【００５２】
流体通路内の不活性な金属被覆は、流体組成物１２２に起因する損傷からプリント配線板２１０を保護する助けになり得る。状況によっては、不活性な金属被覆又は他の好適なコーティングを使用しない場合、流体組成物１２２が、プリント配線板２１０内の材料を劣化させる原因になる可能性がある。更に、底基板２１２は、流体組成物１２２の移行による影響を受け易い場合があるため、不活性金属又は他の好適なコーティングは、内部に流体組成物１２２を収容する流体通路を助けるのに使用され得る。
【００５３】
図１４に示すように、プリント配線板２１０は、厚さＴPCBを有する。プリント配線板２１０は、任意の所望の厚さＴPCBを有し得る。例えば、プリント配線板厚さＴPCBは、約０．５ｍｍ〜約２ｍｍ厚、又は約０．８ｍｍ〜約１．６ｍｍ厚であり得る。プリント配線板２１０は、一方の側若しくは両方の側上に導電層を有し得、又はプリント配線板２１０は、任意の所望の数の層に構築され得る。プリント配線板２１０において、導電層間の接続性は、一般的に、電気メッキプロセスを介して金属でクラッディングされた穴又はスロットによって達成される。そのような穴又はスロットは、しばしばバイア穴（vias）と呼ばれる。上記のように、プリント配線板２１０は、ダイ１４０の下部に位置するアパーチュア１４９を含み得る。
【００５４】
図１５に示すように、マイクロ流体送達部材１３６は、蓋１３４又はカートリッジ１０８の他の部分と一体的に形成され得る。成形回路部品（ＭＩＤ）又は導電性インクの印刷のような技術を、マイクロ流体送達部材１３６を形成するのに使用することができる。そのような構成において、ダイ１４０、導線１４２、及び電気接触子１４４は、そこに取り付けられている別個の構成要素である代わりに、蓋１３４又はカートリッジ１０８の他の部分と一体的に形成され得る。ゆえに、蓋１３４又はカートリッジ１０８の他の部分の材料は、カートリッジ１０８とホルダー部材１１０との間の強力な電気的接続に対する支持を提供する助けになり得る。
【００５５】
図４及び図５を参照すると、流体組成物１２２は、流体通路内を、収容容器１３０から輸送部材１３２を介してフィルタ１５８を通過し、蓋１３４内のアパーチュア１４９を貫通して、ダイ１４０に移動し、空気中に放出される。カートリッジ１０８は、ダイ１４０及び輸送部材１３２における毛細管効果のバランスを取ることによって機能する。一般的に、ダイ１４０は、意図された流体通路の内部において毛細管圧力が最も高くなるように構成されることが好ましい。また、一般的に、輸送部材１３２は、流体組成物１２２が、優先的に、輸送部材１３２からダイ１４０中に流入するように、ダイ１４０よりも毛細管圧力が低く構成されていることが好ましい。後でより詳細に述べるように、比較的小さい多孔性及び高い毛細管圧力を有するように輸送部材１３２を選択することによって、カートリッジ１０８のプライミングプロセスを支援し得る。しかし、カートリッジ１０８のプライミングを維持する目的から、ダイ１４０及び輸送部材１３２における流体組成物のゲージ圧力（環境に関して）は、ダイ１４０から流体組成物の自由表面までの最も高い静水学的カラム圧力を考慮に入れた場合、流体チャンバ１８０において持続可能な最大毛細管圧力を下回ってはならない点は認識されるであろう。
【００５６】
輸送部材１３２は、大気圧を僅かに下回る、ダイ１４０における流体圧力を提供するものであることが好ましい。ダイ１４０における流体圧力の、流体組成物１２２の静水学的カラムにより生じた大気圧を下回る降下は、輸送部材１３２とダイ１４０とのインターフェイスから、輸送部材１３２が浸漬されている流体組成物１２２の自由表面までで測定された。大気圧を僅かに下回るダイ１４０の内部に流体組成物を有することによって、静水学的圧力又は界面の湿潤の影響下で、流体組成物１２２がオリフィス１９０から流出するのを防ぐ助けになり得る。
【００５７】
輸送部材１３２は、過渡的な条件下で十分な流体組成物がダイ１４０に供給されるように、サイズ調整する必要がある。マイクロ流体送達部材１３６が流体組成物１２２の液滴をカートリッジ１０８から放出させる場合、ダイ１４０において流体組成物１２２に対して作用する毛細管力によって、流体組成物１２２がダイ１４０の流体チャンバ１８０に再充填され、結果として、ダイ１４０に最も近い輸送部材１３２の第２の端部分１６２に、強度の、ただし極めて短い、負の圧力パルスが生ずる。輸送部材１３２が、流体をダイ１４０の流体チャンバ１８０に送達する十分性は、輸送部材１３２の流体容量、及び大気に曝される輸送部材１３２の表面積に関連する。輸送部材１３２の流体容量が小さすぎる場合、又は大気に曝される輸送部材１３２の表面積が小さすぎる場合には、輸送部材１３２は空気を取り込む場合があり、この空気が最終的にマイクロ流体送達部材１８０をデプライミングさせ得る。
【００５８】
短い圧力パルスに加えて、輸送部材１３２は、例えば、ダイ１４０の連続作動時に、ユーザー選択の流速に関連するより長期のタイムスケールで流体組成物１２２をダイ１４０に供給するように構成され得る。輸送部材１３２の流れに対する抵抗が流体組成物１２２には高すぎる場合、輸送部材１３２又はダイ１４０内のいずれかに空気が取り込まれ、マイクロ流体送達部材１８０がデプライミングを引き起こす場合がある。
【００５９】
輸送部材１３２がダイ１４０に供給する流体組成物１２２が十分であるかを示す推定値として、流れに対する最大抵抗を計算することができる。ダイ１４０により生じ得る最大毛細管圧力がΔｐmaxであり、所要の流速がｎ・ｄＶ・ｆ（式中、ｄＶは液滴容積（drop volume）であり、ｆは発射頻度であり、ｎはオリフィス１９０の個数である）である場合、流れに対する抵抗は、次式のように表すことができる。
【００６０】
【数１】
0006454009.tif 000002
【００６１】
輸送部材１３２は、高さＨT、高さＬT、及び幅ＷTにより画定され得る。例えば、輸送部材１３２の高さＨTは、約１ｍｍ〜約１００ｍｍ、又は約５ｍｍ〜約７５ｍｍ、又は約１０ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲であり得る。輸送部材１３２の長さＬTは、約１５ｍｍ〜約５５ｍｍの範囲であり得る。輸送部材１３２幅ＷTは、約３ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲であり得る。更に、輸送部材１３２の幅ＷTは、空洞の幅ＷCを超える場合もある。結果として、アダプタ１７０は、第２の端部分１６２にて輸送部材１３２を圧縮することによって、収容容器１３０内に存在し得る空気が輸送部材１３２に進入するのを防ぐように構成されてもよい。
【００６２】
毛細管輸送を使用して流体組成物をダイ１４０に送達する例示的な構成において、輸送部材１３２の部分は、平均有効細孔径を呈し得る。輸送部材１３２は、約１０マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、あるいは約２０マイクロメートル〜約２００マイクロメートル、あるいは約２５〜約１５０マイクロメートルの平均有効細孔径を呈し得る。輸送部材１３２の第１の端部分１６０及び中心部分１６４が第１の平均有効細孔径を有する場合もあれば、輸送部材１３２の第２の端部分１６２が第２の平均有効細孔径を有する場合もあり、第２の平均有効細孔径は第１の平均有効細孔径未満であり得る。あるいは、第１の端部分１６０が第１の平均有効細孔径を有する場合もあれば、第２の端部分１６２が第２の平均有効細孔径を有する場合もあり、中心部分１６４は第３の平均有効細孔径を有し得る。輸送部材１３２の第１の端部分６２、第２の端部分１６２及び中心部分１６４の有効細孔径の測定において、輸送部材１３２は、長さがほぼ等しい３つの部分（第１の端部分１６０、中心部分１６４及び第２の端部分１６２）に分割され、各部分について平均有効細孔径が測定される。輸送部材１３２が、異なる平均有効細孔径（例えば、２又は３超の）を有する異なる数の領域を有する場合、異なる部分を別々に測定することによってそれぞれ異なる部分の測定値が提供され得る。輸送部材１３２全体の平均有効細孔径については、完全な無傷の輸送部材１３２の測定を行う。
【００６３】
細孔又はその中の他の開放空間の容積を含まない輸送部材１３２の材料の容積によって、輸送部材１３２の容積が画定される。輸送部材１３２の容積は、収容容器１３０の総容積の約６０％未満、約４０％未満、約２０％未満、又は約１０％未満を占めるように構成されてもよい。輸送部材の容積を低く維持することによって、収容容器１３０内に含有され得る流体組成物１２２の量が増加すると共に、透明又は半透明な収容容器又はその一部分が提供される場合、流体水位を視認可能にする助けになり得る。
【００６４】
また、細孔容積分布は、輸送部材の多孔性を特徴付け、かつ好ましい実施形態を記述するうえで助けになり得る。例えば、輸送部材１３２が、後退細孔容積を有する細孔容積分布を有することが見出されており、ここで、総容積の少なくとも８０％が、約１５０μｍ未満の半径を有する細孔内にあり、好ましくは総容積の少なくとも約８０％が、約１００μｍ未満の半径を有する細孔内にあることが好ましい。細孔容積分布は、下記の累積細孔容積試験法で得られた測定値を使用して計算される。
【００６５】
累積細孔容積試験法
この試験方法は、試験前に最低１２時間にわたって温度２３℃±２．０℃で調整しておいた試料に対して実施するものとする。全ての試験は同一環境条件下及びこのように調整した室内で実施する必要がある。まず、試験対象の試料を入手及び検査し、損傷した製品がある場合は破棄する。しわ、引裂き、穴等の欠陥を有する試料は試験しない。全ての計器は、製造業者の仕様書に従って較正する必要がある。本明細書に記載されているように条件付けられた試料は、本発明の目的上、乾燥試料（例えば「乾燥ファイバ状ウィック又は焼結済みウィック」）であると見なされる。任意の所与の被試験材料に対して少なくとも４つの試料を測定し、これら４つの複製の結果を平均して最終的な報告値を得る。
【００６６】
細孔容積測定は、ＴＲＩ／Ａｕｔｏｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒ（Ｔｅｘｔｉｌｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＴＲＩ）／Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ  Ｉｎｃ．ｏｆ  Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ，Ｎ．Ｊ．，Ｕ．Ｓ．Ａ．）で行う。ＴＲＩ／Ａｕｔｏｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒは、多孔質材料の細孔容積分布（例えば、有効細孔半径１〜１０００μｍの範囲内の異なる大きさの細孔容積）を測定するための自動コンピュータ制御機器である。Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｒｅｌｅａｓｅｓ  ２０００．１若しくは２００３．１／２００５．１、又はＤａｔａ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｒｅｌｅａｓｅ  ２０００．１（ＴＲＩ  Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ  Ｉｎｃ．から入手可能）などのコンピュータプログラム及び表計算プログラムを、測定データの取り込み及び分析のために使用する。ＴＲＩ／Ａｕｔｏｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒ、その動作及びデータ処理に関する更なる情報は、本明細書において参照により援用されている論文Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ（１９９４），ｖｏｌｕｍｅ  １６２，ｐａｇｅｓ  １６３〜１７０に掲載された、Ｂ．Ｍｉｌｌｅｒ  ａｎｄ  Ｉ．Ｔｙｏｍｋｉｎによる、「Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｏｒｏｓｉｍｅｔｒｙ：Ｎｅｗ  Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」に見出すことができる。
【００６７】
本出願で使用するとき、多孔度測定は、周囲の空気圧が変化するときに多孔質材料に流入又は多孔質材料から流出する流体の増分を記録することを含む。試験チャンバ中の試料は、精密制御された空気圧の変化に暴露される。空気圧の上昇又は降下につれて、異なるサイズの細孔群が液体を排出又は吸収する。細孔径分布又は細孔容積分布は、更に、対応する圧力にて機器により測定したとき、各細孔径群の取り込み容積（volume of uptake）の分布として特定することができる。各群の細孔容積は、対応する気圧にて機器により測定されたとき、この流体量に等しい。総累積流体取り込み量は、吸収した流体の総累積容積として決定される。細孔の有効半径は、以下の関係による圧力差に関係する。
圧力差＝［（２）γｃｏｓθ］／有効半径
式中、γ＝流体表面張力、θ＝接触角である。
【００６８】
この方法は、上記等式を用いて、有効細孔半径を定数及び機器制御圧に基づき算定する。これにより、輸送部材内の有効細孔径、及び細孔径分布を特定することもまた可能になる。
【００６９】
自動化機器は、流体を吸収ために圧力を減少する（細孔径の増加）、又は流体を排出ために圧力を増加する（細孔径の減少）のいずれかにより、試験チャンバの空気圧をユーザー指定の増分で変化させることで動作する。各圧力増分において吸収又は排出される流体容積は、直前の圧力設定と最新の設定との間における全ての細孔群の累積容積である。ＴＲＩ／Ａｕｔｏｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒは、試験片の総細孔容積への細孔容積の寄与を報告するほかに所与の圧力及び有効半径における容積及び重量も報告する。これらのデータから圧力−容積曲線を直接作成することができ、この曲線はまた、多孔質媒体を記述又は特徴付けるのに用いられる。
【００７０】
この方法では、使用される流体は、９９．８重量％の蒸留水中のオクチルフェノキシポリエトキシエタノール（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｃｏ．（Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ．）製のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００）の０．１重量％溶液（溶液の比重は約１．０である）である。機器計算定数は次式の通りである。ρ（密度）＝１ｇ／ｃｍ3；γ（表面張力）＝３０ダイン／ｃｍ；ｃｏｓθ＝１。１．２μｍのミリポア混合セルロースエステル膜（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂｅｄｆｏｒｄ，ＭＡ）；カタログ番号ＲＡＷＰ０９０２５）を、試験チャンバの多孔質プレート上に用いた。試験チャンバ内の任意の表面及び／又は端部効果について考察するために、ブランク条件（試料なし）の試験を行う。このブランク試験の実施で測定される細孔容積はいずれも、試験試料の該当細孔群から差し引かれる。
【００７１】
この用途の細孔径（圧力）（μｍを単位とする有効細孔半径）の順序は、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００である。これら圧力値は、前進１曲線及び後退１曲線（Advancing 1 and Receding 1 curves）を生成するために用いられる。このシーケンスは乾燥した状態の試料から開始され、試料は圧力が減少するにつれて飽和し（すなわち前進１曲線）、その後、続いて圧力が再び増加するにつれて流体を排出する（すなわち後退１曲線）。
【００７２】
ＴＲＩ／Ａｕｔｏｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒは、各圧力レベルにおける流体の累積重量（ｍｇ）を測定し、各試料の累積細孔容積を報告する。これらデータ及び元の乾燥試料の重量から、任意の測定圧力レベルにおける累積細孔容積／試料重量の比率を算出することができ、ｍｍ3／ｍｇで報告することができる。本明細書において用いられる方法は、有効細孔半径を定数及び機器制御圧に基づき算定する助けになる。また、これにより、輸送部材内の有効細孔容積分布を特定することも可能にする。累積細孔容積は、前進曲線及び後退曲線中に決定される。試料の平均有効細孔径は、各細孔半径の後退曲線容積分布を重み係数として用い、有効細孔半径の重量平均を使用して計算することができる。
【００７３】
いっさいの気泡が輸送部材１３２を介して又は何らかのシールを介してアダプタ１７０に導入されないようにすることが重要であるため、輸送部材１３２とアダプタ１７０との間の毛細管通路１７６の最大有効細孔径の測定もまた所望される場合がある。これは、上記方法を用い、輸送部材１３２単独の細孔容積分布を測定した後、アダプタ１７０に取り付けられた状態の輸送部材１３２の細孔容積分布を測定することによって実行され得る。次いで、アダプタ１７０を含めた輸送部材１３２で測定された後退細孔容積の適用可能な細孔群から、単独の輸送部材１３２で測定された後退細孔容積を減算する。続いて、残りの累積細孔容積分布を分析し、細孔内に保持されている少なくとも９５％の飽和流体を含めた最小細孔半径を決定する。この最小細孔半径（すなわち、細孔内に保持されている少なくとも９５％の飽和流体を含めた半径）は、毛細管通路１７６の最大有効細孔径として画定される。
【００７４】
輸送部材１３２は、任意の好適な材料で構成される場合もあれば、任意の好適な材料を含む場合もある。例えば、輸送部材としては、ファイバ、織布ファイバ、焼結済みビード、発泡体、ポリマーから製造されたスクリム及び／若しくは粒子、又は他の材料を挙げることができる。Ｅｓｓｅｎｔｒａ  Ｐｏｒｏｕｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ又はＰｏｒｅｘは、焼結及び繊維結束（bundling）プロセスで製造される輸送部材の代表的な供給業者である。好適であることが見出されている例示的なポリマーとしては、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン（polyethelene）（ＵＨＭＷ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン６（Ｎ６）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステルファイバ、エチルビニルアセテート、ポリエーテルスルホン、ポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）、及びポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。他の好適な材料としては、限定されないが、粒状金属及びファイバ状炭素が挙げられる。輸送部材１３２としては、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のような高密度材料を挙げることができる。輸送部材１３２が、ポリウレタン発泡体を含まないか又は少なくとも実質的に含まないことが所望される場合もある。インクジェットカートリッジの多くは、一部の流体組成物（香料組成物など）と不適合な場合があり、その流体組成物に曝されると経時的に壊れる可能性がある開放気泡ポリウレタン発泡体を含む。
【００７５】
図５に示すように、流体輸送部材１３２は、その長さの少なくとも一部分に沿って流体輸送部材１３２の径方向面を囲繞する外スリーブ１８５を備え得る一方で、流体輸送部材１３２の第１の端１６０及び第２の端１６２を露出した状態に保持する。スリーブ１８５は、非多孔質材料、又は流体輸送部材１３２に比べて多孔度の低い材料から製造され得る。スリーブ１８５は、収容容器１３０中の空気が半径方向の流れによって流体輸送部材１３２に進入するのを防ぐか又は少なくとも低減し得る。
【００７６】
外スリーブ１８５は、流体輸送部材１３２の周りに巻き付けられる材料である場合もあれば、又は流体輸送部材１３２上に形成される場合もある。例えば、材料は、流体輸送部材１３２上に噴霧されてもよく、又は流体輸送部材１３２は、乾燥によって外スリーブ１８５を形成する流体材料中に浸漬されてもよい。外スリーブ１８５は、ポリマーシート、Ｔｅｆｌｏｎテープ、薄いプラスチック層、又は他の任意の好適な材料であり得る。Ｔｅｆｌｏｎテープには、流体密シールを提供し、柔軟に巻き付けられ、強力で、しかも流体輸送部材１３２の周囲に滑動するのを容易にすることから、特定のメリットがある。
【００７７】
再充填物のプライミング
マイクロ流体送達システム１００のカートリッジ１０８をプライミングして、カートリッジ１０８をハウジング１０２に挿入する前に、空気を流体通路から除去し得る。好ましくは、流体輸送部材１３２は、流体を収容容器１３０から輸送部材１３２の第２の端１６２へと牽引するのに十分な毛細管力有し、かつ使用前及び使用中にそこに保持し、このようにしてセルフプライミング（self-priming）が為される。ただし、輸送部材１３２、フィルタ１５８、蓋１３４、スロット２３０（存在する場合）及びダイ１４０から空気を除去することによって、カートリッジ１０８をプライミングすることが所望される場合もある。プライミングは、ノズル１８８を介して真空力を印加することによって実行され得る。減圧は、典型的には、直立位置にあるカートリッジ１０８に対し２〜３秒間実行される。いくつかの実施形態では、真空力が約３０〜約６０秒間にわたって印加される。また、カートリッジ１０８のプライミングは、そのカートリッジ又は収容容器１３０の蓋１３４内の開口部を介して空気圧を印加することによっても実行できる。空気又は別の加圧用の流体を供給することによって、収容容器１３０内の流体１２２にかかる圧力を増加させ、それにより、流体通路を通して流体１２２を流体輸送部材１３２の上部へ押し上げることができる。
【００７８】
プライミング後に、加圧用の流体が収容容器に導入される開口部を密閉してもよい。更に、ノズル１８８は、カートリッジ１０８をマイクロ流体送達システム１００のハウジング内に挿入する前に、カートリッジ１０８のデプライミング（de-priming）又は蒸発による流体組成物の損失を防ぐために、プライミング後に密閉してもよい。発泡体材料と一体化された接着テープ／ラベル又はキャップを用いてノズル１８８及びベント穴を覆うことによって、蒸発による損失を低減すると共に、カートリッジ１０８のデプライミングを防止することができる。代わりに又は加えて、カートリッジ１０８を密封シールバッグ又は他の構造に配置してもよい。更に、外スリーブ１８５（存在する場合）は、流体輸送部材１３２のデプライミングを防ぐ助けになり得る。例えば、スリーブ１８５は、その外面に沿って空気が流体輸送部材１３２に進入するのを防ぐ助けになり得る。
【００７９】
マイクロ流体送達システムの動作
前述のように、マイクロ流体送達システム１００は、熱的加熱又は他の既知の流体吐出デバイスを用いて、カートリッジ１０８から流体組成物１２２を送達し得る。例えば、マイクロ流体送達部材１３６は、１つ又は２つ以上の加熱要素を含み得る。図を非限定的に参照すると、収容容器１３０内に収容される流体組成物１２２は、毛細管力を用いて、輸送部材１３２をダイ１４０に向かって上方へ運ぶ（wicks up）。流体組成物１２２は、輸送部材１３２の第２の端部分１６２を通過した後、フィルタ１５８（存在する場合）を通って移動し、蓋１３４内のアパーチュア１４９を貫通して、ダイ１４０に入る。流体組成物１２２は、流体チャネル１５６（例えば、図１７に示す）を通って移動し、各流体チャンバ１８０の入口１８４（例えば、図１２に示す）に入る。ある程度の揮発性成分を含む可能性のある流体組成物１２２は、各流体チャンバ１８０を介して、各流体チャンバ１８０の加熱器２０８（例えば、図１８に示す）に移動する。加熱器２０８は、流体組成物１２２中の揮発性成分の少なくとも一部分を蒸発させ、蒸気泡を形成させる。蒸気泡によって発泡が生じると、結果として、ノズル１８８のオリフィス１９０を通して流体組成物１２２の液滴が吐出する。その後、蒸気泡が崩壊し、流体組成物１２２の液滴を離脱させて、オリフィス１９０（例えば、図１８に示す）から放出させる。システムは、流体組成物１２２の液滴がホルダー部材１１０内のアパーチュア１２６を貫通しハウジング１０２内のアパーチュア１１８を貫通して空気中へと移動するように構成されてもよい。次いで、流体組成物１２２が流体チャンバ１８０を再充填し、流体組成物１２２の追加の液滴を放出するプロセスが繰り返され得る。ノズル１３０から流体を吐出させるのに加えて又はその代わりに、他の吐出プロセスを用いることができる。例えば、圧電要素又は超音波流体吐出要素を用いて、ノズル１８８を通して流体を吐出させることができる。
【００８０】
マイクロ流体送達デバイス１３６の出力は、調節可能又はプログラム可能であり得る。例えば、マイクロ流体送達システム１００からの流体組成物１２２の液滴の放出間のタイミングは、任意の所望のタイミングであってもよいし、所定のタイミング又は調節可能であってもよい。更に、マイクロ流体送達システム１００から放出される流体組成物の流速は、所定の流速であるか又は調節可能であり得る。例えば、マイクロ流体送達システム１００は、部屋のサイズに基づいて所定の量の流体組成物１２２（例えば香料）を送達するように構成されてもよいし、又はユーザーが所望の通りに調節できるように構成されてもよい。あくまで例示のみを目的に、カートリッジ１０８から放出される流体組成物１２２の流速は、約５〜約４０ｍｇ／時の範囲内、又は他の任意の好適な速度若しくは範囲であってもよい。
【００８１】
システムの再充填
いったん流体組成物１２２がある程度まで使用されたら、収容容器１３０を再充填することが所望される場合もある。取り外し可能なカートリッジ１０８が存在するシステムでは、使い切ったカートリッジ１０８をハウジング１０２のホルダー部材１１０から取り外して、新規又は再充填済みカートリッジ１０８をハウジング１０２内に挿入してもよい。カートリッジ１０８を取り外す及び／又は交換する厳密な方法は、限定されない。例えば、マイクロ流体送達部材１３６が流体組成物１２２を空気中に放出させる方向に対し略垂直な方向へカートリッジ１０８を滑動させることによって、ハウジングのホルダー部材１１０にカートリッジ１０８を挿入及びそのホルダー部材から取り外すことができる。カートリッジ１０８を滑動させてホルダー部材１１０に入れることにより、カートリッジ１０８をハウジング１０２に接続することによって、カートリッジ１０８の収容容器１３０をホルダー部材１１０の底壁１１４及び／又は側壁１１６に接続することができる。また、カートリッジ１０８を、ホルダー部材１１０の頂壁１１２に接続することもできる。カートリッジ１０８は、任意の好適な様式でホルダー部材１１０に接続させてもよい。例えば、カートリッジ１０８又はホルダー部材１１０は、ホルダー部材１１０に接続されたときに、カートリッジがばね荷重構成になるようにばねを有し得る。システムは、ホルダー部材１１０からカートリッジ１０８又は収容容器１３０を解放するための解放ボタンを有し得る。代わりに又は加えて、カートリッジ１０８又は収容容器１３０を締結具と係合させることで、ホルダー部材１１０の中に固着させる助けになり得る。
【００８２】
また、このシステムでは、流体組成物１２２を例えばポート１３８を通して収容容器１３０に加えることによって、又は収容容器１３０の蓋１３４を取り外すことによって、再充填を行うことができる。そのような場合、収容容器１３０は、ホルダー部材１１０から取り外し可能な場合もあれば、又はそれに永久的に取り付け可能な場合もある。ポート１３８は、シリンジなどの極小な充填用デバイスしか受け入れられないサイズに調製され得るか、片方向バルブを含み得るか、又はポート１３８を介して流体組成物１２２が収容容器１３０の外へ漏出するのを防ぐ助けになる共栓を有し得る。充填ポート１３８は、収容容器１３０又は取り付けられている構造上の任意の場所に位置し得る。また、このシステムは、収容容器１３０の再充填及び／又はカートリッジ１０８の交換に関する指示を含めることもできる。
【００８３】
流体組成物
マイクロ流体送達システム内で十分に動作するように、流体組成物の多くの特性が考慮される。いくつかの要因としては、マイクロ流体送達部材から放出されるのに最適な粘度を有する流体を調合することと、限られた量の流体、又はマイクロ流体送達部材を詰まらせてしまう懸濁物質を含まない流体を調合することと、マイクロ流体送達部材を乾燥させない又は詰まらせないなど十分に安定な流体を調合することと、が挙げられる。しかしながら、マイクロ流体送達システムにおいて十分に動作することは、マイクロ流体送達部材から適切に霧化され、かつ空気消臭用組成物又は悪臭低減組成物として効率的に送達されるように、５０重量％超の香料混合物を有する流体組成物に必要な要件の一部だけに対処するものである。
【００８４】
本発明の流体組成物は、２０センチポアズ（「ｃｐｓ」）未満、あるいは１８ｃｐｓ未満、あるいは１６ｃｐｓ未満、あるいは約５ｃｐｓ〜約１６ｃｐｓ、あるいは約８ｃｐｓ〜約１５ｃｐｓの粘度を呈し得る。また、揮発性組成物は、約３５ダイン／ｃｍ未満、あるいは約２０〜約３０ダイン／ｃｍの表面張力を有し得る。粘度は、感度の高い二重間隙幾何形状（high sensitivity double gap geometry）と共にＢｏｈｌｉｎ社製ＣＶＯレオメーターシステムを使用して測定されるとき、ｃｐｓで表される。
【００８５】
いくつかの実施形態では、流体組成物は、粒子状物質が液体マトリックス内に分布された混合物中に存在する浮遊物質又は固体粒子を含まない。浮遊物質を含まないことは、一部の香料物質の特性である溶解物質と区別することができる。
【００８６】
いくつかの実施形態において、本発明の流体組成物は、揮発性材料を含む場合がある。例示的な揮発性材料としては、香料材料、揮発性色素；殺虫剤として機能する材料；調湿、改良、ないしは別の方法で環境を変えるように（例えば、睡眠、起床、呼吸器の健康などの状態を補助するように）機能する精油若しくは物質；脱臭剤若しくは悪臭制御組成物（例えば、反応性アルデヒドなどの臭気中和物質（米国特許出願第２００５／０１２４５１２号に開示されるようなもの）、臭気遮断物質、臭気マスキング物質、又はイオノンなどの感覚改善物質（同様に米国特許出願第２００５／０１２４５１２号に開示される））が挙げられる。
【００８７】
揮発性材料は、流体組成物の約５０重量％超、あるいは約６０重量％超、あるいは約７０重量％超、あるいは約７５重量％超、あるいは約８０重量％超、あるいは約５０重量％〜約１００重量％、あるいは約６０重量％〜約１００重量％、あるいは約７０重量％〜約１００重量％、あるいは約８０重量％〜約１００重量％、あるいは約９０重量％〜約１００重量％の量で存在し得る。
【００８８】
流体組成物は、材料の沸点（「Ｂ．Ｐ．」）により選択される．１つ又は２つ以上の揮発性材料を含有し得る。本明細書において言及するＢ．Ｐ．は、１０１ｋＰａ（７６０ｍｍ  Ｈｇ）の通常の標準気圧の下で測定される。標準１０１ｋＰａ（７６０ｍｍ  Ｈｇ）における多くの香料成分のＢ．Ｐ．は、Ｓｔｅｆｆｅｎ  Ａｒｃｔａｎｄｅｒにより書かれ、１９６９年に出版された「Ｐｅｒｆｕｍｅ  ａｎｄ  Ｆｌａｖｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ａｒｏｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）」に見出すことができる。
【００８９】
本発明において、流体組成物は、２５０℃未満、あるいは２２５℃未満、あるいは２００℃未満、あるいは約１５０℃未満、あるいは約１２０℃未満、あるいは約１００℃未満、あるいは約５０℃〜約２００℃、あるいは約１１０℃〜約１４０℃の平均Ｂ．Ｐ．を有し得る。いくつかの実施形態では、ＢＰが高い調合物を吐出させる助けになるように、ある量の低沸点原料（２００℃未満）が用いられる場合がある。一実施例において、１０〜５０％の調合の原料が２００℃未満のＢ．Ｐ．を有する場合、全体的な平均が依然として２５０℃を超えるにもかかわらず、２５０℃を超えるＢＰで調合を行うことによって、良好なパフォーマンスでの吐出がなされ得る。
【００９０】
いくつかの実施形態において、流体組成物は、揮発性香料材料を含む場合もあれば、その揮発性香料材料から本質的になる場合もあり、あるいはその揮発性香料材料からなる場合もある。
【００９１】
表２及び表３は、本発明に好適な香料材料に関する技術データを概説する。一実施形態において、本組成物のおよそ１０重量％は、希釈剤として沸点を２５０℃未満に下げるのに使用され得るエタノールである。７０℃未満の引火点では、引火性を生ずることから、国によっては特別な出荷及び取り扱いが義務付けられているため、香料調合物を選択する際に引火点が考慮される場合がある。したがって、引火点を上昇させるように処方することが有益であり得る。
【００９２】
表２は、本発明の流体組成物に好適ないくつかの非限定的かつ例示的な個々の香料物質を列挙する。
【００９３】
【表１】
0006454009.tif 000003
【００９４】
表３は、２００℃未満の総Ｂ．Ｐ．を有する例示的な香料混合物を示す。
【００９５】
【表２】
0006454009.tif 000004
【００９６】
本発明の流体組成物を調合する場合、溶媒、希釈剤、増量剤、固定剤、増粘剤などもまた含めてもよい。これらの材料の非限定的な例は、エチルアルコール、カルビトール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチルフタレート、トリエチルシトレート、イソプロピルミリステート、エチルセルロース、及びベンジルベンゾエートである。
【００９７】
いくつかの実施形態では、流体組成物は、機能性香料構成成分（「ＦＰＣ」）を含み得る。ＦＰＣは、従来の有機溶媒又は揮発性有機化合物（「ＶＯＣ」）に類似する蒸発特性を有する香料原料の種類である。本明細書で使用するとき「ＶＯＣ」とは、２０℃での測定において０．０３ｋＰａ（０．２ｍｍ  Ｈｇ）超の蒸気圧を有し、かつ香料の蒸発に役立つ、揮発性有機化合物を意味する。例示的なＶＯＣとしては、以下の有機溶媒、すなわち、ジプロピレングリコールメチルエーテル（「ＤＰＭ」）、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール（「ＭＭＢ」）、揮発性シリコーン油、及びメチル、エチル、プロピル、ブチルのジプロピレングリコールエステル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、又はＤｏｗａｎｏｌ（商標）という商標名のグリコールエーテルの任意のＶＯＣが挙げられる。ＶＯＣは、通常、香料の蒸発を補助するために流体組成物中で２０％超の濃度で使用される。
【００９８】
本発明のＦＰＣは、香料物質の蒸発を補助し、快楽的芳香利益を提供し得る。ＦＰＣは、組成物全体としての香料の性質に負の影響を与えずに比較的高濃度で用いることができる。したがって、いくつかの実施形態では、本発明の流体組成物は、ＶＯＣを実質的に含まなくてもよく、これは、流体組成物が、組成物の１８重量％以下、あるいは６重量％以下、あるいは５重量％以下、あるいは１重量％以下、あるいは０．５重量％以下のＶＯＣを有することを意味する。いくつかの実施形態では、揮発性組成物は、ＶＯＣを含まなくてもよい。
【００９９】
ＦＰＣとして好適な香料材料は、米国特許第８，３３８，３４６号に開示されている。
【０１００】
本明細書全体を通じて、単数で言及される構成成分は、単数又は複数両方の当該構成成分について言及されると理解されるべきである。
【０１０１】
本明細書に記述される全ての百分率は、特に指定のない限り、重量を基準とする。
【０１０２】
本明細書全体を通じて記載されるあらゆる数値範囲には、こうしたより広い数値範囲内に入るそれよりも狭いあらゆる数値範囲が、こうしたそれよりも狭い数値範囲が全て本明細書に明確に記載されているかのように、包含される。例えば、明示された範囲「１〜１０」は、最小値１〜最大値１０のいずれか及び全ての部分範囲を含む（かつ最小値１及び最大値１０も含む）、つまり、例えば、１〜６．１、３．５〜７．８、５．５〜１０といったように、最小値１以上で始まり最大値１０以下で終わる全ての部分範囲と見なすべきである。
【０１０３】
本明細書において開示されている寸法及び値は、列挙されている正確な数値に厳密に限定されるものと理解すべきではない。むしろ、特に断らない限り、そのような各寸法は、記載された値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「４０ｍｍ」と開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図する。
【０１０４】
相互参照されるか又は関連する全ての特許又は特許出願、及び本願が優先権又はその利益を主張する任意の特許出願又は特許を含む、本願に引用される全ての文書は、特に除外すること又は限定することを明言しない限りにおいて、その全容にわたって本願に援用するものである。いずれの文献の引用も、その文献が本願で開示又は特許請求される全ての発明に対する先行技術であることを認めるものではなく、あるいは、その文献が、単独で、又はあらゆる他の参照文献とのあらゆる組み合わせにおいて、そのような発明のいずれかを参照、教示、示唆又は開示していることを認めるものでもない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照により組み込まれる文献における同じ用語の任意の意味又は定義と矛盾する場合は、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義を優先するものとする。
【０１０５】
本発明の特定の実施形態が例示され説明されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な他の変更及び修正を行うことができる点は、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのような全ての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲において網羅することを意図している。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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