(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体流入空間を有する胴部と、液体流入空間と連通し、胴部から下方に延出される吐出管とを備えるノズルにおいて、
胴部の下端に吐出管の側方を囲む液体除去部材を設けたこと、
液体除去部材が、吐出管の側面を包囲する複数の包囲面および複数の包囲面の間に設けられ、吐出管の側方から離れる方向への毛管力を作用させる溝状空間を備え、
上記溝状空間が、対向して設けられた一対の誘導面により構成され、当該一対の誘導面間の距離が、吐出管の外径よりも広いこと、
上記包囲面が、吐出管の側面を這い上がる液体に対して吐出管の側面と協働して吐出管の根元方向への毛管力を作用させることを特徴とする液体材料吐出用ノズル。
【請求項２】
上記一対の誘導面間の距離が、吐出管の外径の３倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の液体材料吐出用ノズル。
【請求項３】
上記吐出管が中央に位置するように同一直線上に設けられた二つの溝状空間を備えることを特徴とする請求項２に記載の液体材料吐出用ノズル。
【請求項４】
上記包囲面と上記吐出管の外側面との距離が、吐出管の外径の１〜３倍であることを特徴とする請求項１または２に記載の液体材料吐出用ノズル。
【請求項５】
上記吐出管の長さが、上記吐出管の内径の数倍であり、上記根元方向への毛管力が、吐出管の側面を這い上がる液体が吐出管の根元に達するまで作用することを特徴とする請求項４に記載の液体材料吐出用ノズル。
【請求項６】
上記一対の誘導面間の距離および上記包囲面と上記吐出管の外側面との距離が、いずれも２０００μｍ以下であることを特徴とする請求項４または５に記載の液体材料吐出用ノズル。
【請求項７】
上記包囲面により規定される吐出管の側面を包囲する空間が円筒状空間を構成することを特徴とする請求項１または２に記載の液体材料吐出用ノズル。
【請求項８】
上記溝状空間が複数の溝状空間からなることを特徴とする請求項１または２に記載の液体材料吐出用ノズル。
【請求項９】
上記複数の溝状空間が、吐出管に対し放射状かつ均等に配置されることを特徴とする請求項８に記載の液体材料吐出用ノズル。
【請求項１０】
上記吐出管の長さが、上記包囲面および上記誘導面の高さより長いことを特徴とする請求項１または２に記載の液体材料吐出用ノズル。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液体材料吐出用ノズルと、
先端に上記液体材料吐出用ノズルが装着され、液体材料を貯留するシリンジと、
シリンジに加圧気体を供給する給気管とを備え、
上記吐出管の長さが、上記液体除去部材の高さの１．２〜１．５倍であることを特徴とするエア式液体材料吐出装置。
【請求項１２】
請求項１または２に記載の液体材料吐出用ノズルと、液体材料に慣性力を印加するプランジャーとを備える液体材料吐出装置。
【請求項１３】
さらに、バキューム機構と、吸引装置とを備え、
バキューム機構が、液体除去部材の近傍に内側開口を有する貫通孔を有するブロック状部材を備え、
ブロック状部材の貫通孔の外側開口と吸引装置とが接続されることを特徴とする請求項１２の液体材料吐出装置。
【請求項１４】
さらに、液量検知機構と、液量検知装置とを備え、
液量検知機構が、液体材料吐出用ノズルを囲むブロック状部材と、液体除去部材の近傍に開口を有し、ブロック状部材に形成されたセンサ用孔と、センサ用孔に挿入されるセンサとを備え、
センサと液量検知装置とが接続されることを特徴とする請求項１２に記載の液体材料吐出装置。
【請求項１５】
さらに、液量検知機構と、液量検知装置とを備え、
液量検知機構が、上記ブロック状部材の貫通孔に挿入されるセンサを備え、
センサと液量検知装置とが接続されることを特徴とする請求項１３に記載の液体材料吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体材料吐出装置のノズルの改良に関し、より詳しくは、ノズル外表面に付着する余分な液体材料を除去することができるノズルおよび該ノズルを備える液体材料吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体材料吐出装置においては、続けて吐出を行っていると、表面張力などの影響により、ノズル５６の吐出管５７の先端面や外側面などのノズル外表面に余分な液体材料１８が付着する「這い上がり」と呼ばれる現象がしばしば発生する（図１１参照）。この「這い上がり」が発生すると、ノズル５６の外表面（特にその吐出管５７の先端面）に付着した液体材料１８が影響して、吐出量にバラツキが生じたり、吐出後の液体材料１８の形状が意図したものと違ったり（例えば、円形になるはずのものが楕円形など歪な形状になる）などの不具合が起きる。
【０００３】
特に、液体材料が塗布対象物に付着する前にノズルから離間する方式（以下では、飛翔吐出方式とよぶ）の吐出装置においては、上記不具合だけでなく、液体材料がノズルより離間せず、塗布対象物に液体材料が付着しない、飛翔方向が曲がるといった不具合も起きてしまう。そして、ノズルに付着したままの液体材料は、更なる悪影響を及ぼしたり、自重に耐えられなくなって落下をし、塗布対象物の予期せぬ位置に付着したり、など不具合を増大させる。
そこで、この「這い上がり」を除去して、ノズルを清浄な状態に保つための技術がこれまで種々提案されてきた。
【０００４】
特許文献１は、塗布ノズルの先端が挟入され、互いに反対方向に回転する一対の拭き取りローラと、拭き取りローラを軸方向に一定長移動させるピッチ送り装置を備えた拭き取り装置において、ノズルを拭き取り装置頭上に移動させた後、ノズルを拭き取りローラに差し込まれるまで下降させ、その状態のまま、モータを回転させてローラがノズル外に残っている接着剤等をしごき取る、という技術である。
特許文献２は、吐出ノズルの先端開口部に跨がる長さを有する掻取部材と、この掻取部材を吐出ノズルの先端開口部に接触させた状態で吐出方向に対して直交する方向へ往復移動させる往復移動機構とを備えた掻取手段を有する装置において、流動材料が被塗布部材に塗布された後に、吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取る掻取工程を実施する、という技術である。
【０００５】
特許文献３は、ノズル先端が挿脱自在にされる逆円錐状凹部と、当該凹部の下端開口から真下に延在してノズル先端が挿入される筒状清掃穴と、凹部と清掃穴の間に吹出口を有し、圧縮エアを噴出するエア供給路と、清掃穴に連通して圧縮エアと吹き落とされたペースト材とを吸引排除するエア吸引流路とを具備したノズル清掃装置において、ノズルを凹部と清掃穴に挿入し、吹出口から圧縮エアを噴出してノズル下端部分のペースト材を吹き落として、エア吸引流路から吸引排除する、という技術である。
特許文献４は、漏斗部を有する洗浄室と、漏斗部に溶剤を供給する第１の溶剤供給手段と、漏斗部の上部側に溶剤を供給する第２の溶剤供給手段と、ノズル吸引手段とを具備する装置において、ノズルが洗浄室内に収容された際、吸引手段によりノズル内の処理液面を後退させ、第１の溶剤供給手段から溶剤を供給して溶剤の渦流を形成してノズルを洗浄し、第２の溶剤供給手段から溶剤を供給して洗浄室内に液溜まりを形成し、吸引手段により吸引を行い、ノズル先端内部に処理液層と空気層と溶剤層とを形成する、という技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−７９１５１号公報
【特許文献２】特開２００５−２４６１３９号公報
【特許文献３】特開２００７−２１６１９１号公報
【特許文献４】特開２０１０−６２３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１から４の技術は、次の課題がある。
（１）ノズル外表面に付着した液体材料の除去のために複雑な機構が必要であり、部品点数の増加、コストアップになっていた。
（２）当該機構を設置する場所が必要であり、すなわち、吐出装置とは別の液体材料を除去するための装置を設ける必要があるため、吐出装置が大型化してしまっていた。
（３）液体材料の除去のための動作が必要であり、吐出装置の稼動率が低下していた。また、液体材料を除去するための制御が必要となるため、全体の制御も複雑となっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、ノズル外表面に付着した吐出作業に影響する余分な液体材料を、特別なプロセスを経ることなく、簡易に除去することができるノズルおよび該ノズルを備える液体材料吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者は、ノズル外表面に付着した余分な液体を何らの部材も動作させることなく除去するための構造を設けることで、吐出装置の小型化を図ると共に製造・運用コストを削減することができると考えた。そして、発明者は、ノズル外表面に付着した余分な液体を毛管力の作用により吸引することにより、ノズル先端における液体の滞留を解消できるとの知見を得、本発明を創作した。すなわち、本発明は以下の技術手段により構成される。
【００１０】
液体材料吐出用ノズルに係る本発明は、液体流入空間を有する胴部と、液体流入空間と連通し、胴部から下方に延出される吐出管とを備えるノズルにおいて、胴部の下端に吐出管の側方を囲む液体除去部材を設けたこと、液体除去部材が、吐出管の側面を包囲する複数の包囲面および複数の包囲面の間に設けられ、吐出管の側方から離れる方向への毛管力を作用させる溝状空間を備え、上記溝状空間が、対向して設けられた一対の誘導面により構成され、当該一対の誘導面間の距離が、吐出管の外径よりも広いこと、上記包囲面が、吐出管の側面を這い上がる液体に対して吐出管の側面と協働して吐出管の根元方向への毛管力を作用させることを特徴とする。
上記液体材料吐出用ノズルの発明において、上記一対の誘導面間の距離が、吐出管の外径の３倍以下であることを特徴としてもよい。ここで、上記吐出管が中央に位置するように同一直線上に設けられた二つの溝状空間を備えることが好ましい。また、上記包囲面と上記吐出管の外側面との距離が、吐出管の外径の１〜３倍であることを特徴としてもよく、上記吐出管の長さが、上記吐出管の内径の数倍であり、上記根元方向への毛管力が、吐出管の側面を這い上がる液体が吐出管の根元に達するまで作用することを特徴とすることが好ましい。さらに、上記一対の誘導面間の距離および上記包囲面と上記吐出管の外側面との距離が、いずれも２０００μｍ以下であることを特徴とすることが好ましい。
【００１１】
上記液体材料吐出用ノズルの発明において、上記包囲面により規定される吐出管の側面を包囲する空間が円筒状空間を構成することを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出用ノズルの発明において、上記溝状空間が複数の溝状空間からなることを特徴としてもよい。ここで、上記複数の溝状空間が、吐出管に対し放射状かつ均等に配置されることを特徴とすることが好ましい。
【００１２】
上記液体材料吐出用ノズルの発明において、上記吐出管の長さが、上記包囲面および上記誘導面の高さより長いことを特徴としてもよい。この液体材料吐出用ノズルと、先端に上記液体材料吐出用ノズルが装着され、液体材料を貯留するシリンジと、シリンジに加圧気体を供給する給気管とを備えるエア式液体材料吐出装置に係る本発明は、上記吐出管の長さが、上記液体除去部材の高さの１．２〜１．５倍であることを特徴とする。
【００１３】
液体材料吐出装置に係る本発明は、上記液体材料吐出用ノズルと、液体材料に慣性力を印加するプランジャーとを備える液体材料吐出装置である。
上記液体材料吐出装置の発明において、さらに、バキューム機構と、吸引装置とを備え、バキューム機構が、液体除去部材の近傍に内側開口を有する貫通孔を有するブロック状部材を備え、ブロック状部材の貫通孔の外側開口と吸引装置とが接続されることを特徴としてもよい。ここで、さらに、液量検知機構と、液量検知装置とを備え、液量検知機構が、上記ブロック状部材の貫通孔に挿入されるセンサを備え、センサと液量検知装置とが接続されることを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出装置の発明において、さらに、液量検知機構と、液量検知装置とを備え、液量検知機構が、液体材料吐出用ノズルを囲むブロック状部材と、液体除去部材の近傍に開口を有し、ブロック状部材に形成されたセンサ用孔と、センサ用孔に挿入されるセンサとを備え、センサと液量検知装置とが接続されることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、毛管力の作用により、人または機械による液体除去動作をを経ることなく、ノズル外表面に付着した吐出作業に影響する余分な液体材料を除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のノズルの一実施形態例を示す斜視図である。
【図２】本発明のノズルの一実施形態例を示す下面図（ａ）、および正面図（ｂ）である。
【図３】図２内に示したＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】本発明のノズルの作用を説明する説明図である。ここで、（ａ）は液体材料が包囲面に達したとき、（ｂ）は液体材料が吐出管根元に達したとき、（ｃ）は液体材料が平面壁で規定される溝状空間を進むとき、（ｄ）は液体材料が溝状空間の最外部に達したときである。
【図５】実施例１に係る飛翔吐出方式の吐出装置の部分断面概略図である。
【図６】実施例２に係るエア式吐出装置の概略側面図である。
【図７】実施例３に係るノズルが有する溝状空間について説明する下面図である。ここで、（ａ）は溝が１つの場合、（ｂ）は溝が２つの場合、（ｃ）は溝が３つの場合、（ｄ）は溝が５つの場合、（ｅ）は溝が６つの場合をそれぞれ表す。
【図８】実施例４に係るノズルが有する外壁について説明する説明図である。ここで、（ａ）は下面図、（ｂ）は（ａ）に示したＲ−Ｒ線における断面図である。
【図９】実施例５に係るバキューム機構を説明する説明図である。ここで、（ａ）は下面図、（ｂ）は（ａ）に示したＳ−Ｓ線における断面図である。
【図１０】実施例６に係る液量検知機構を説明する説明図である。ここで、（ａ）は下面図、（ｂ）は（ａ）に示したＴ−Ｔ線における断面図である。
【図１１】従来のノズルを説明する説明図である。ここで、（ａ）は下面図、（ｂ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための形態例を説明する。
＜構造＞
図１に本発明のノズルの一実施形態を示す斜視図、図２に本発明のノズルの一実施形態を示す下面図（ａ）、および正面図（ｂ）、図３に図２内に示したＡ−Ａ線における断面図を示す。なお、以下では、吐出管側を「下」、つば部側を「上」ということがある。また、つば部が形成される側を「外」、胴部中心軸側を「内」ということがある。
本実施形態のノズル１は、円筒状の胴部２と、吐出管４と、液体除去部材１６とを主として備える。
【００１７】
胴部２は中空となっており、胴部内側面８および胴部閉塞壁内面９により胴部内側空間が構成されている。上面が胴部閉塞壁内面９を構成する胴部閉塞壁外面３は、吐出流路５の中心を通る胴部軸線に直角（すなわち水平）に形成され、胴部２の下端を閉塞する。吐出管４は、胴部閉塞壁外面３に垂直に取り付けられ、胴部内側空間と外部とを連通する吐出流路５を有する。開口６は、胴部２の上端に設けられる。水平方向に延出するつば部７は、開口６を囲繞するように胴部２の上端に設けられる。
【００１８】
胴部２の下端には、液体除去部材１６が接合される。液体除去部材１６は、胴部２と一体成形してもよいし、胴部２に着脱自在に接合してもよい。液体除去部材１６は、包囲面１０および胴部閉塞壁外面３により構成される円筒状の包囲空間１４と、誘導面１１および胴部閉塞壁外面３により構成される溝状空間１５とを備え、吐出管４の外表面に付着した余分な液体材料を毛管力により吸引する。本実施形態の液体除去部材１６は、下面から見ると（図２（ａ）参照）、十字状に配置された溝状空間１５により分離される４つの扇形突起部を備えている。４つの扇形突起部は同形であり、溝状空間１５の外側面を構成する誘導面１１および誘導面１１に隣接する包囲面１０を有している。また、各扇形突起部は、下面側に先端面１２および斜面１３を有している。本実施形態の液体除去部材１６は次の如く構成される。
吐出管４の周囲には、吐出管４から所定の距離を隔てて、４つの包囲面１０が吐出管４に対し対称に配置されている。吐出管４の外側面に対向する包囲面１０は、吐出管４の外側面形状に沿うように湾曲した曲面を持ち、胴部閉塞壁外面３と垂直に設置される。包囲面１０は、円筒状の吐出管４と同心の円を構成する曲面とすることが好ましいが、このような曲面とすることは必須の構成ではない。包囲面１０は、包囲面１０と実質的に直交する、２つの誘導面１１および先端面１２と接している。誘導面１１は胴部閉塞壁外面３と垂直に設置される平面であって、一端が包囲面１０と接続して胴部２の半径方向へと外部まで延びている。先端面１２は胴部閉塞壁外面３と平行な平面であって、包囲面１０と誘導面１１の端部を構成する。胴部２の外側面の下端には液体除去部材１６の外面と連続する斜面１３が形成されている。なお、斜面１３は必須の構成では無く、例えば、後述（実施例４）のように、胴部２に斜面１３を設けない構成もあり得る。
【００１９】
上述の各壁（３、１０、１１、１２）により、吐出管４の周囲には毛管力を作用させる複数の空間（１４、１５）が形成される。まず、包囲面１０と吐出管４の外面との間には、吐出管４を囲うように円筒状の包囲空間１４が形成される。ここにいう円筒状には、水平断面が等辺六角形、等辺八角形、等辺十角形、等辺十二角形のような六角以上の等辺多角形（各辺により構成される内側面は曲面であってもよい）も含まれる。また、胴部２の半径方向に沿って所定の距離を隔てて対向する一対の誘導面１１が四組あり、それぞれの組の間に溝状空間１５が４つ形成される。実施形態例の溝状空間１５は吐出管４（または包囲空間１４）から放射するように配置された複数の直方体状空間であり、包囲空間１４と外部とをつなげている。別の観点からは、液体除去部材１６は、胴部２に取り付け可能な円錐台状の部材を準備し、吐出管４の外面が露出するように中心部分を円筒状に削り取って包囲空間１４を形成し、包囲空間から外部に向かう溝を削り取って溝状空間１５を形成したものと言い換えることもできる。
【００２０】
包囲面１０および誘導面１１の高さ（上下方向長さ）は、吐出管４の長さと同じか、吐出管４よりも低い方が好ましい。別の言い方をすると、吐出管４の長さは、包囲面１０および誘導面１１の高さと同じか、包囲面１０および誘導面１１の高さより長い方が好ましい。吐出管４よりも包囲面１０および誘導面１１が高いと、液体材料１８が包囲面１０に達したとき、吐出管４の先端面よりも下方に位置することになり、吐出管４の先端面に液体材料１８が付着しやすくなるからである。本実施形態例では、吐出管４の長さと包囲面１０および誘導面１１の高さが同じ場合を示している。吐出管４が包囲面１０および誘導面１１よりも長い場合の具体例については実施例２で後述する。
【００２１】
溝状空間１５は一個または複数個設けられるが複数個設ける場合には、均等配置することが好ましい。複数個の溝状空間１５を不均等に配置すると、各溝状空間１５への液体材料１８の進入に偏りを生じ、進入量が少ない溝状空間１５では、空間に無駄が生じてしまうからである。本実施形態例では、４つの溝状空間１５を十字形になるように配置している。本実施形態例では、溝状空間１５が４つの場合を示したが、これに限定されない。溝状空間１５の数や配置のバリエーションの例を実施例３で後述する。
さらに、包囲空間１４および溝状空間１５の幅は、毛管力と後述する液体材料１８を溜める作用とのバランスを考慮すると、ノズルの吐出管４の外径と同幅か、ノズルの吐出管４の外径よりも広い方が好ましい。具体的には、ノズルの吐出管４の外径の１倍から３倍であるとよい。
【００２２】
＜作用＞
図４を参照しながら、本発明のノズル１の作用について説明する。なお、図４に示される８つの図中、末尾に「１」の番号が付された図はそれぞれ下面図を表し、末尾に「２」の番号が付された図は対応するアルファベットの末尾に「１」の番号が付された図で示した一点鎖線における断面図を表す。
図４（ａ１）および（ａ２）：液体材料吐出装置において、続けて吐出を行っていると、吐出管４の先端面や外側面に液体材料１８が這い上がり始める。そして、這い上がり量が増えていくと、やがて液体材料１８は包囲面１０に達するようになる。液体材料１８が包囲面１０に達すると、包囲面１０と吐出管４の外面との作用により、液体材料１８を上方（吐出管４の根元方向）へと運ぼうとする毛管力が働き始め、這い上がってくる液体材料１８を包囲面１０と吐出管４の外面とで規定される円筒状の包囲空間１４へと引き込む。このとき、この毛管力により、吐出管４の先端面の液体材料１８は包囲空間１４へと引っ張られることになるので、吐出管４の先端面の液体材料１８は除去される。
【００２３】
図４（ｂ１）および（ｂ２）：その後、吐出管４の外表面への液体材料の付着量が増えても、包囲面１０と吐出管４の外側面との作用による毛管力により、液体材料１８は包囲空間１４内を上方（吐出管４の根元方向）へと運ばれ続ける。この液体材料１８の移動は、液体材料１８が吐出管４の根元まで達するまで続けられる。言い換えると、包囲面１０と吐出管４の外面とで規定される円筒状の包囲空間１４が液体材料１８で充たされるまで液体材料１８は上昇移動する。なお、円筒状の包囲空間１４が満たされるまでの間も、吐出管４の先端面に付着する液体材料１８には毛管力が作用しているので、吐出管４の先端面には液体材料１８は殆ど存在しない状態が維持される。
【００２４】
図４（ｃ１）および（ｃ２）：さらに這い上がりが進行すると、液体材料１８は二つの誘導面１１で規定される溝状空間１５へ進入するようになる。溝状空間１５では、二つの誘導面１１の作用により、液体材料１８をノズル２の外側面から引き離す方向（半径方向外側）へと運ぼうとする毛管力が働き始め、円筒状の包囲空間１４内の液体材料１８が溝状空間１５へと引き込まれる。この段階でも、吐出管４の先端面の液体材料１８は包囲空間１４から溝状空間１５へと引っ張られているので、吐出管４の先端面には液体材料１８は殆ど存在しない状態が維持される。また、この段階でも、包囲面１０と吐出管４の外側面とにより生じる毛管力が作用する場合もある。すなわち、吐出管４の外表面に付着した液体材料１８に、包囲空間１４内を上方（吐出管４の根元方向）への力が作用するのと同時に、溝状空間１５内へ引き込む力が作用する場合がある。
【００２５】
図４（ｄ１）および（ｄ２）：さらに這い上がりが進行し、ついには液体材料１８が溝状空間１５の最外部に達すると溝状空間１５による毛管力は生じなくなる。この状態に達したら、ノズル１の交換や液体材料１８の拭き取りなどを行うとよい。ただし、このような状態になるまでには長時間を要し、その間に液体材料１８を使い切ったり、他品種への切り換えを行ったりなどが先に行われるので、一般にはこのような状態になることは殆ど無いと考えられる。
【００２６】
以上のように、本発明のノズル１では、吐出管４並びにその周囲に形成した包囲面１０および誘導面１１の作用により毛管力が働くので、吐出管４の外表面へ付着した余分な液体材料１８を除去することができる。
また、吐出管４並びにその周囲に形成した包囲面１０が構成する円筒状の包囲空間１４および複数の誘導面１１が構成する溝状空間１５が存在するので、ある程度の量の液体材料１８を溜めることができる。このため、液体材料１８をすぐに取り除かなくともよく、一定時間毛管力を作用させることができる。
さらに、真空発生源などの吸引装置を溝状空間１５に接続し、余分な液体材料１８が適時に除去されるようにしてもよい。
これに加え、本発明のノズル１は、液体除去部材１６が吐出管４を囲んでいるので、吐出管４が外部と接触することを防ぐことができる。吐出管４の径が小さくなるほど外部からの接触で変形または破損しやすくなるので、微量吐出用の吐出管ほど効果的であるといえる。
【００２７】
以上に説明した本発明のノズルは、例えば、プランジャーを前進移動させ、次いで急激に停止して液体材料に慣性力を印加して吐出する飛翔吐出方式の吐出装置、先端にノズルを有するシリンジが貯留する液体材料に調圧されたエアを所望時間だけ印加するエア式吐出装置で用いるのに好適である。なお、飛翔吐出方式の吐出装置には、プランジャー着座タイプのジェット式およびプランジャー非着座タイプのジェット式が含まれる。
【００２８】
以下では、本発明の詳細を実施例により説明するが、本発明は何ら実施例により限定されるものではない。
【実施例１】
【００２９】
図５に、実施例１に係る飛翔吐出方式の吐出装置の部分断面図を示す。
本実施例の吐出装置１７は、ロッド２０を上下動させ、ロッド２０の先端をノズル１の吐出管４が有する吐出流路５の入口に対して作用させることで、ノズル１の吐出管４から液体材料１８を飛翔吐出させる吐出装置である。この吐出装置１７は、主として、ロッド２０を上下方向に駆動させる駆動部１９と、駆動されたロッド２０の作用により液体材料１８を吐出する吐出部３１とを備えて構成される。
実施例１の吐出装置１７は、ノズル１とワークとを相対移動しながら液体材料１８をノズル１から液滴の状態で吐出することにより所望のパターンの塗布描画を実現することが可能である。
【００３０】
駆動部１９は、ピストン室を有する駆動部本体６０を備え、ピストン室はピストン２１によりバネ室２３および空気室２４に分断されている。ピストン２１はロッド２０に固設され、ピストン室内を上下方向に摺動自在に構成されている。ピストン２１の側面には、空気室２４に流入した圧縮空気が漏出しないよう、シール部材３０が設けられている。ピストン２１の上側にはロッド２０を下降駆動させるためのスプリング２２を収容するバネ室２３が形成され、ピストン２１の下側にはロッド２０を上昇させるための圧縮空気を流入させる空気室２４が形成されている。バネ室２３の上部には、ロッド２０の移動を規制し、移動距離であるストロークを調整するためのストローク調整ネジ２５が設けられている。ストロークの調整は、ストローク調整ネジ２５の下端とロッド２０の上端との距離を変えることにより行う。空気室２４への圧縮空気の流入は、圧縮気体源（不図示）から給気管２７を通り、切換弁２６を介して行われる。空気室２４内の圧縮空気の流出は、切換弁２６を介して、排気管２８を通して行われる。切換弁２６には、電磁弁や高速応答弁などを用い、制御線２９で接続された制御装置（不図示）にて開閉制御をしている。
【００３１】
吐出部３１は、ロッド２０の先端部分が上下動する液室３２を有する吐出部本体６１を備えている。液室３２の上部にはロッド２０が貫通する貫通孔を有する接続部材３３が配置され、この貫通孔には液室３２からの液体材料を漏出させないためのシール部材３４が設けられている。液室３２の下部には、液室３２と吐出管４とを連通する連通孔３６が中央に貫設されたバルブシート３５が取り付けられている。液室３２側面には、液室３２と貯留容器３９とを連通させる供給路３７が設けられており、貯留容器３９に貯留された液体材料１８が延設部３８を通じて液室３２へと供給される。また、貯留容器３９には、液体材料１８を圧送するための圧縮気体がアダプタチューブ４０を通じて供給される。
ロッド２０の側面が液室３２の内側面と非接触の状態でバルブシート３５に向けて高速移動しバルブシート３５に当接することにより、ノズル１から液体材料１８を液滴の状態で吐出させることが可能である。また、急速前進するロッド２０をバルブシート３５に当接させることなく急激に停止させるための機構を設け、ロッド２０を高速前進させ、次いでロッド２０を急停止させ、液体材料１８に慣性力を印加して液滴の状態で吐出させるようにしてもよい。
【００３２】
実施例１のノズル１は、図１ないし図４に記載されるノズルであり、その基本的構成については上述したので説明を割愛する。実施例１の吐出管４の内径は例えばφ１００〜４００μｍ、外径は内径の１．５〜３倍、長さは内径の数倍である。吐出管４の外側面から各包囲面１０までの距離は吐出管４の外径の１〜３倍であり、各包囲面１０の高さ（上下方向長さ）は吐出管４の長さと同じである。各誘導面１１の高さは（上下方向長さ）は吐出管４の長さと同じであり、対向して設けられた一対の誘導面１１、１１間の距離は吐出管４の外側面から各包囲面１０までの距離と同じである。但し、吐出管４の外側面から各包囲面１０までの距離および一対の誘導面１１、１１間の距離は、いずれも２０００μｍ以下であることが好ましい。
そして、このノズル１が、バルブシート３５とともに、ノズル固定具４１により液室３２下部に着脱自在に固定されている。供給路３７から供給された液体材料１８は、液室３２からバルブシート３５の連通孔３６、そしてノズル１の吐出管４の吐出流路５を通って外部に排出される。
【００３３】
以上に説明した実施例１の吐出装置１７においては、吐出を続けていくうちに液体材料１８の這い上がりが発生したとしても、液体除去部材１６を有するノズル１を備えているので、吐出管４の先端面に付着した余分な液体材料１８を除去することができる。ノズル１の備える液体除去部材１６は、吐出管４の長さ以下の小型の部材であるため、吐出装置１７が大型化することもない。また、液体除去部材１６は、固定された部材であり、構造も簡易であるため製造コストも廉価である。さらには、吐出管４の先端面に付着した余分な液体材料を除去するために特別な動作は不要であるため、吐出装置１７の高い稼動率を実現することが可能である。
【実施例２】
【００３４】
図６に、実施例２に係るエア式吐出装置の概略側面図を示す。
本実施例の吐出装置４２は、液体材料１８を貯留する貯留容器３９と、液体材料１８を排出するために必要な圧縮気体を供給するアダプタチューブ４０とから主に構成される。円筒状の包囲空間１４および溝状空間１５を有するノズル１は、貯留容器３９のアダプタチューブ４０とは反対端（下端）に着脱可能に螺着される。本実施例のノズル１は、基本構造は実施例１のノズル１と共通するが、吐出管４の長さと比べ円筒状の包囲空間１４および溝状空間１５の深さが浅い（すなわち、包囲面１０および誘導面１１の高さが低い）点で実施例１のノズル１と相違する。その理由は次に述べるとおりである。
【００３５】
エア式吐出装置４２では、飛翔吐出方式の吐出装置１７とは違い、吐出管４から流出する液体材料１８が塗布対象物に付着した後に吐出管４から離間する。従って、吐出管４の先端は、塗布対象物とほとんど接触するくらいまで接近して吐出が行われる。そのため、実施例１のように、吐出管４の長さと包囲面１０および誘導面１１の高さとが同じであると、円錐台状の液体除去部材１６が、吐出された後の液体材料１８に触れてしまい、不具合が生じる。そこで、エア式吐出装置のように、液体材料１８が塗布対象物に付着した後にノズル１から離間する方式では、吐出管４の長さを液体除去部材１６の高さ（上下方向長さ）よりも長くすることが好ましい。具体的には、包囲面１０および誘導面１１の高さの１．５倍以内、より好ましくは、１．２倍以内にすると、上述したような毛管力が作用し、上述までのノズル（吐出管４の長さと包囲面１０および誘導面１１の高さとが同じノズル）と同様の効果を奏することができる。液体除去部材１６が、吐出された後の液体材料１８に触れるおそれがあることを考慮すると、吐出管４の長さを液体除去部材１６の高さ（上下方向長さ）の１．２〜１．５倍の範囲内で設定することが好ましい。
【００３６】
以上に説明した実施例２のエア式吐出装置４２においては、吐出管４から流出する液体材料１８が塗布対象物に付着した後に吐出管４から離間する吐出方式でありながら、吐出管４の先端面に付着した余分な液体材料１８を除去することができる。
【実施例３】
【００３７】
実施例３はノズル１が有する溝状空間１５のバリエーションに関する。図７にノズル１が有する溝状空間１５の変形例の下面図を示す。（ａ）は溝状空間１５が１つの場合、（ｂ）は溝状空間１５が２つの場合、（ｃ）は溝状空間１５が３つの場合、（ｄ）は溝状空間１５が５つの場合、（ｅ）は溝状空間１５が６つの場合をそれぞれ表す。どの種類のノズル１を使用するかは、液体材料１８の物性（粘度や構成物など）、どの位の時間或いは回数連続して吐出を行うか、等により適宜選択する。（ｂ）〜（ｅ）のいずれにおいても、各溝状空間１５の容積は実質的に同一である。ここで、溝状空間１５が複数ある場合、各溝状空間１５が円筒状の包囲空間１４から放射状に、かつ均等に配置されることが好ましい。これは、溝状空間１５の配置間隔が不均等であると、溝状空間１５への液体材料１８の進入に偏りを生じ、進入量が少ない溝状空間１５では、空間に無駄が生じてしまうからである。
【００３８】
以上に説明した（ａ）〜（ｅ）の溝状空間を有するノズル１は、いずれも飛翔吐出方式の吐出装置またはエア式吐出装置に適用することが可能である。
【実施例４】
【００３９】
図８に実施例４に係るノズル１の下面図（ａ）、および（ａ）に示したＲ−Ｒ線における断面図（ｂ）を示す。
実施例のノズル１は、胴部２の外側面下端の斜面を無くし、斜面１３の長さを短くすることで、実施例１（図１ないし図３）と比べて、先端面１２の面積を広くしている。別の言い方をすると、本実施例では、先端面１２の面積を広くすることにより、誘導面１１の面積を広げ、液体除去部材１６の保持可能液体量を増やしている。保持可能液体量を増やすという観点からは、液体除去部材１６の高さ（上下方向長さ）、すなわち包囲面１０および誘導面１１の高さは、吐出管４の長さと同じとすることが好ましい。また、吐出管４の外側面から包囲面１０までの距離は実施例１よりも広く（例えば、実施例１の１．２〜２倍）、誘導面１１、１１間の距離は吐出管４の外側面から包囲面１０までの距離の１．２〜２倍である。実施例４では、包囲空間１４および溝状空間１５における隙間が実施例１よりも広いので、その分保持可能液体量も多くなっている。但し、吐出管４の外側面から各包囲面１０までの距離および一対の誘導面１１、１１間の距離は、いずれも２０００μｍ以下であることが好ましい。なお、吐出管４の外形および長さや胴部内側空間の形状は実施例１と同じである。
以上に説明した実施例４のノズルは、溝状空間１５の容積を拡大することにより、実施例１のノズル１と比べ、多くの液体材料１８を溜めることを可能としている。
【実施例５】
【００４０】
図９に、実施例５に係るバキューム機構を備えたノズル１の下面図（ａ）、および（ａ）に示したＳ−Ｓ線における断面図（ｂ）を示す。この図において、吐出装置は実施例１と同じ飛翔吐出方式の吐出装置を例としている。実施例５のノズル１は、実施例１のノズル１にバキューム機構４３を付加したものである。以下では実施例１と共通する構成についての説明は割愛し、付加的構成であるバキューム機構４３についてのみ説明する。
【００４１】
本実施例のバキューム機構４３は、ノズル１を囲むブロック状部材４４と、継手４８を介して接続される真空発生源（図示せず）とを備えている。ブロック状部材４４は、その中央にノズル１が嵌挿する貫通孔４５が設けられている。貫通孔４５は鉛直断面が階段状に構成されており、その上部には、吐出装置１７のノズル固定具４１が当接して支持される水平面である支持部４６が設けられている。溝状空間１５を囲む貫通孔４５の下部には、通気孔４７が設けられている。通気孔４７は、貫通孔４５の内周面とブロック状部材４４の外面とを連通する。通気孔４７は、貫通孔４５の内周面に位置する開口が、溝状空間１５の中心線上に位置するように配置する。図９の例では、２つの溝状空間１５と２つの通気孔４７とが同一直線上に並ぶようにしている。ただし、この例に限定されず、直角に配置された２つの溝状空間１５と２つの通気孔４７とがそれぞれ同一直線上に並ぶように設けてもよいし、溝状空間１５の数と同数の通気孔４７（本実施例ならば４つの通気孔４７）を設けてもよい。
【００４２】
貫通孔４５内側面側の通気孔４７の端部は、貫通孔４７の内周面と同一面上に設ける必要はなく、貫通孔４７の内周面からさらに内側にせり出すように形成してもよい。これにより溝状空間１５と通気孔４７との距離を近づけ、より強い吸引力を作用させることが可能となる。ブロック状部材４４外側面側の通気孔４７の端部には、継手４８が設けられ、図示しない真空発生源と接続される。この真空発生源の作用により、ノズル１の溝状空間１５や包囲空間１４に溜まった液体材料１８を吸い込み、ノズル１から不要な液体を除去することができる。継手４８と真空発生源との間には、真空作用のオン／オフを切り換える電磁弁や、吸い込んだ液体材料が真空発生源等に入り込むことを防ぐためのフィルタ（いずれも不図示）を設けることが好ましい。
以上に説明した実施例５の吐出装置１７は、バキューム機構４３を設けることにより、より強い液体吸引力をノズル１の外表面に作用させることが可能となる。また、ノズル１から不要な液体材料１８を適時に分離除去することができるので、吐出管４外表面に不要な液体材料１８が付着していない清浄な状態を常時維持することができ、拭き取りなどのメンテナンス作業を一層減らすことが可能となる。
【実施例６】
【００４３】
図１０に、実施例６に係る液量検知機構を備えるノズル１の下面図（ａ）、および（ａ）に示したＴ−Ｔ線における断面図（ｂ）を示す。この図において、吐出装置は実施例１と同じ飛翔吐出方式の吐出装置を例としている。実施例６のノズル１は、実施例１のノズル１に液量検知機構４９を付加したものである。以下では実施例１と共通する構成についての説明は割愛し、付加的構成である液量検知機構４９についてのみ説明する。
【００４４】
本実施例の液量検知機構４９は、ノズル１を囲むブロック状部材５０と、液体の存在を非接触で検知するセンサ５３とを備えている。ブロック状部材５０は、その中央にノズル１が嵌挿する貫通孔５１が設けられている。貫通孔５１は鉛直断面が階段状に構成されており、その上部には、吐出装置１７のノズル固定具４１が当接して支持される水平面である支持部５２が設けられている。溝状空間１５を囲む貫通孔５１の下部には、センサ用孔５４が設けられている。センサ用孔５４には、検知面を貫通孔５１内側へ向けるようセンサ５３が嵌設されている。センサ用孔５４は、貫通孔５１の内周面に位置する開口が、溝状空間１５の中心線上に位置するように配置する。図１０の例では、４つの溝状空間１５のうちの一つに対して一つのセンサ用孔５４を設けている。センサ５３は一つでも十分であるが、検知精度を高める目的のため、２〜４箇所に設けてもよい。複数のセンサ用孔５４の配置は、例えば、２つの溝状空間１５と２つのセンサ用孔５４とが同一直線上に並ぶようにすること、直角に配置された２つの溝状空間１５と２つのセンサ用孔５４とがそれぞれ同一直線上に並ぶようにすること、溝状空間１５の数と同数のセンサ用孔５４（本実施例ならば４つのセンサ用孔５４）を設けることが開示される。
【００４５】
センサ５３には接続線５５が取り付けられ、ブロック状部材５０の外面側を通り、図示しない液量検知装置に接続される。この液量検知装置は所定のタイミングでセンサ５３からの信号をモニタリングするコンピュータであり、溝状空間１５に存在する液体材料の量を高精度に検知し、ユーザに警報を発することが可能である。この液量検知装置は、吐出装置１７の動作を制御する制御装置（ディスペンスコントローラ）と兼用してもよい。センサ５３としては、例えば、光学センサや超音波センサなどを用いることができる。また、本実施例の液量検知機構４９は、前述のバキューム機構４３と並設してもよい。すなわち、ブロック状部材５０が備える複数のセンサ用孔５４のうち１つ以上をセンサ挿入用の孔として利用し、残りのセンサ用孔５４をのうち１つ以上をバキューム機構４３用の通気孔として利用することが開示される。例えば、十字状に４つのセンサ用孔５４（または通気孔４７）を設け、同一直線状に並ぶ２つの溝状空間１５と２つのセンサ用孔５４とをバキューム機構４３の通気孔として利用し、この通気孔と直交する位置にあるセンサ用孔５４にセンサ５３を嵌挿することが開示される。
【００４６】
以上に説明した実施例６の吐出装置１７は、液量検知機構４９を設けることで、ノズル１の溝状空間１５や包囲空間１４への液体材料１８の溜まり過ぎなどを検知し、塗布対象物などへの不要な垂れなどを未然に防ぐことができる。また、液体除去部材１６に貯留される余分な液体材料１８の量を定期にチェックする手間が省けるので、運用負荷を著しく削減することが可能である。さらに、バキューム機構４３と組み合わせることにより、より強い液体吸引力をノズル１の外表面に作用させると共にノズル１から不要な液体材料１８を適時に分離除去することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１：ノズル、２：胴部、３：胴部閉塞壁外面、４：吐出管、５：吐出流路、６：開口、７：つば部、８：胴部内側面、９：胴部閉塞壁内面、１０：包囲面、１１：誘導面、１２：先端面、１３：斜面、１４：包囲空間、１５：溝状空間、１６：液体除去部材、１７：吐出装置（飛翔吐出方式）、１８：液体材料、１９：駆動部、２０：ロッド、２１：ピストン、２２：スプリング、２３：バネ室、２４：空気室、２５：ストローク調整ネジ、２６：切換弁、２７：給気管、２８：排気管、２９：制御線、３０：シール部材、３１：吐出部、３２：液室、３３：接続部材、３４：シール部材、３５：バルブシート、３６：連通孔、３７：供給路、３８：延設部、３９：貯留容器、４０：アダプタチューブ、４１：ノズル固定具、４２：吐出装置（エア式）、４３：バキューム機構、４４：ブロック状部材、４５：貫通孔、４６：支持部、４７：通気孔、４８：継手、４９：液量検知機構、５０：ブロック状部材、５１：貫通孔、５２：支持部、５３：センサ、５４：センサ用孔、５５：接続線、５６：ノズル（従来）、５７：吐出管（従来）、５８：面取り面、５９：胴部（従来）、６０：駆動部本体、６１：吐出部本体
【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】
0005934161.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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