(57)【要約】      （修正有）【課題】特に、安定した定量吐出を維持することができ、作業効率の向上を図ることが可能な吐出装置及び吐出方法を提供する。【解決手段】内部に液剤５を充填可能なシリンジ２と、前記シリンジ２と連通して支持され、先端に吐出口３ｅを有するノズル３とを有し、前記シリンジ２の内部に充填されたフィラーを含有して成る前記液剤５に空気圧Ａを加えて前記液剤５を吐出口３ｅから吐出させるまでの間に前記液剤５をせん断するメッシュ材（せん断流路部）が、シリンジ内部からノズル内部にかけての１箇所以上に設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液剤を充填可能なシリンジと、前記シリンジと連通して支持され、先端に吐出口を有するノズルとを有し、
前記シリンジの内部に充填されたフィラーを含有して成る前記液剤に圧力を加えて前記液剤を吐出口から吐出させるまでの間に、前記液剤をせん断可能なせん断流路部が、シリンジ内部からノズル内部にかけての１箇所以上に設けられていることを特徴とする吐出装置。
【請求項２】
前記せん断流路部は、ノズル内部、シリンジ内部のノズル側領域、あるいは、前記シリンジと前記ノズルとの連通口のうち１箇所以上に設けられる請求項１記載の吐出装置。
【請求項３】
前記液剤の流通を複数に分断するように前記せん断流路部には複数の開口部が形成されている請求項１又は２に記載の吐出装置。
【請求項４】
前記せん断流路部に形成された各開口部の大きさは、前記吐出口よりも大きく形成されている請求項３記載の吐出装置。
【請求項５】
前記液剤は、チクソトロピー性を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の吐出装置。
【請求項６】
内部に液剤を充填可能なシリンジと、前記シリンジと連通して支持され、先端に吐出口を有するノズルとを有する吐出装置を用いた吐出方法であって、
前記シリンジの内部に充填したフィラーを含有して成る前記液剤に圧力を加え、シリンジ内部からノズル内部にかけての１箇所以上に設けられたせん断流路部にて前記液剤をせん断した後、前記液剤を前記吐出口から吐出させることを特徴とする吐出方法。
【請求項７】
前記せん断流路部は、ノズル内部、シリンジ内部のノズル側領域、あるいは、前記シリンジと前記ノズルとの連通口のうち１箇所以上に設けられており、前記液剤を前記吐出口から吐出する直前で、前記液剤をせん断する請求項６記載の吐出方法。
【請求項８】
前記液剤は、チクソトロピー性を有し、前記せん断流路部にて前記液剤をせん断して前記液剤の流動性を高めた状態で前記液剤を前記吐出口から吐出させる請求項６又は７に記載の吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラーを含有して成る液剤、特にチクソトロピー性を有する液剤を少量ずつ定量吐出するための吐出装置及び吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスペンサーは、少量の吐出を定量的に行うことができる吐出装置である。そして、ディスペンサーでは、シリンジに充填された液剤に対して空気圧を加えて、前記液剤をニードルノズルの吐出口から定量吐出する。
【０００３】
しかしながら、従来のディスペンサーでは、高粘性の液剤、特にフィラーを含有したチクソトロピー性を有する液剤を定量吐出する場合、フィラーの凝集等により前記液剤の粘性が高まった状態（流動性が低下した状態）では、前記液剤がシリンジやノズル内部に滞留しやすくなり、液剤の吐出タイミングがずれたり、あるいは、空気圧をより高めて液剤を吐出させようとすると過剰吐出が生じ、液剤を所定位置に少量ずつ定量吐出することが困難であった。
【０００４】
そして、例えば液剤を潤滑剤として電子部品の所定箇所に少量、塗布する場合、従来のディスペンサーでは、各電子部品の所定位置に潤滑剤を少量ずつ定量吐出できず、電子部品の作動力等の特性ばらつきが大きくなる問題があった。
【０００５】
このため、上記した問題が生じると一旦、装置を停止させ、シリンジやノズル内部から液剤を除去し、洗浄、液剤の再注入等を行うことが必要になり、作業性が低下した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０２６５９号公報
【特許文献２】特開２００２−１７７８４３号公報
【特許文献３】特開２００８−３２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された発明は、安定した塗料カーテンを形成するための塗料供給装置（フローコーター）に関するものである。特許文献１は、下方ヘッドと上方ヘッドとを有し、下方ヘッド及び上方ヘッドの下流側の夫々にスリットが設けられ、上方ヘッドのスリットが下方ヘッドのスリットよりも狭いとする発明である。そして、特許文献１の構造によれば、塗料を循環させる際に塗料中に入り込んだ気泡によるカーテン切れを防止できるとしている。
【０００８】
このように特許文献１に記載された発明は、循環する塗料の気泡によるカーテン切れを防止し、連続的に流下する安定した塗料カーテンを形成するためのものであり、シリンジに充填された液剤に対して圧力を加えて少量の吐出を定量的に行うためのディスペンサーに関するものではない。すなわち特許文献１は、高粘性の液剤のシリンジやニードルノズル内部等での滞留を抑制して、安定した定量吐出を維持しようとする発明ではない。
【０００９】
特許文献１以外の各特許文献においても特許文献１と同様に、連続的に吐出する場合はもちろんのこと間欠的に吐出する高粘性の液剤のシリンジやニードルノズル内部等での滞留による粘度変化を抑制して、安定した定量吐出を維持するための構造は開示されていない。
【００１０】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、安定した定量吐出を維持することができ、作業効率の向上を図ることが可能な吐出装置及び吐出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明における吐出装置は、内部に液剤を充填可能なシリンジと、前記シリンジと連通して支持され、先端に吐出口を有するノズルとを有し、
前記シリンジの内部に充填されたフィラーを含有して成る前記液剤に圧力を加えて前記液剤を吐出口から吐出させるまでの間に、前記液剤をせん断可能なせん断流路部が、シリンジ内部からノズル内部にかけての１箇所以上に設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明は、内部に液剤を充填可能なシリンジと、前記シリンジと連通して支持され、先端に吐出口を有するノズルとを有する吐出装置を用いた吐出方法であって、
前記シリンジの内部に充填した、フィラーを含有して成る前記液剤に圧力を加え、シリンジ内部からノズル内部にかけての１箇所以上に設けられたせん断流路部にて前記液剤をせん断した後、前記液剤を前記吐出口から吐出させることを特徴とするものである。
【００１３】
これにより、フィラーを含有した高粘性の液剤をせん断流路部で適切にせん断でき、フィラーの凝集や網目構造を一時的に破壊して液剤の流動性を高めた（粘性を低下させた）状態で吐出口から吐出させることができる。よって、従来に比べてシリンジやノズル内部での液剤の滞留による粘度変化を適切に抑制でき、連続吐出はもちろんのこと間欠的に吐出する場合にも安定して少量の液剤を定量吐出することができ、また清掃作業等による作業効率を効果的に向上させることが可能である。
【００１４】
本発明では、前記せん断流路部は、ノズル内部、シリンジ内部のノズル側領域、あるいは、前記シリンジと前記ノズルとの連通口のうち１箇所以上に設けられることが好ましい。このように、せん断流路部をノズル先端の吐出口に近い側に設けて、液剤を吐出口から吐出する直前で、液剤をせん断することが、より効果的に、液剤の流動性を高めた状態を保って液剤を吐出口から吐出でき好適である。なお、シリンジ内部のノズル側領域とは、シリンジ内部において、ノズルに近い領域を指し、具体的には、シリンジ全長の半分よりノズル側寄り、より好ましくは、シリンジ全長の１／３よりノズル側寄り、更に好ましくは、シリンジ全長の１／５よりノズル側寄りを指す。
【００１５】
また本発明では、前記液剤の流通を複数に分断するように前記せん断流路部には複数の開口部が形成されていることが好ましい。これにより、液剤により効果的にせん断応力を生じさせて、液剤の流動性をより高めることが可能である。かかる場合、前記せん断流路部に形成された各開口部の大きさは、前記吐出口よりも大きく形成されていることが好ましい。これにより、液剤に対してより高い圧力を加えなくても、液剤をせん断流路部の各開口部に分断して適切に流通させることができ、液剤の適切な流通性を確保できる。また、液剤に圧力を印加した際のせん断流路部への負荷の増大を抑制でき、せん断流路部の変形や損傷の発生等を抑制することができる。そして、このように、各開口部の大きさを、前記吐出口よりも大きく形成したせん断流路部をノズル先端の吐出口に近い位置に設けることで、弱い圧力で、適切に（目詰まり等なく）液剤をせん断流路部にてせん断して流通させることができ、よって、高い流動性を維持した状態の液剤を適切に吐出口から吐出させることができ、より効果的に、液剤の安定した定量吐出を実現することが可能になる。
【００１６】
本発明における吐出装置は、チクソトロピー性を有する液剤に好ましく適用できる。チクソトロピー性を有する液剤をせん断流路部によりせん断することで、液剤中に含まれるフィラーの網目構造を破壊して流動性を高めた状態で液剤を吐出口から吐出でき、また、チクソトロピー性の高い液剤は気泡を巻き込みやすいが、液剤をせん断流路部に通し流動性を高めることで、消泡を促進でき、液剤全体に圧力を適切に加えることができ、安定して少量の液剤を定量吐出することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、フィラーを含有した高粘性の液剤をせん断流路部で適切にせん断でき、フィラーの凝集や網目構造を一時的に破壊し液剤の流動性を高めた（粘性を低下させた）状態で吐出口から吐出させることができる。よって、従来に比べてシリンジやノズル内部での液剤の滞留による粘度変化を抑制でき、連続吐出はもちろんのこと間欠的に吐出する場合にも安定して少量の液剤を定量吐出することができ、また清掃作業等による作業効率を効果的に向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態における吐出装置の部分断面図、
【図２】図１に示す吐出装置のシリンジ内に液剤を充填し、吐出口から前記液剤を吐出する状態を示す部分断面図、
【図３】本実施形態のせん断流路部として用いられるメッシュ材の部分拡大平面図、
【図４】図３とは異なるせん断流路部の構造を示し、図４（ａ）（ｂ）はせん断流路部の平面図、図４（ｃ）はせん断流路部の斜視図、
【図５】液剤のチクソトロピー性を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本実施形態におけるディスペンサーの吐出装置の部分断面図であり、図２は、図１に示す吐出装置のシリンジ内に液剤を充填し、吐出口から前記液剤を吐出する状態を示す部分断面図であり、図３は、本実施形態のせん断流路部として用いられるメッシュ材の部分拡大平面図であり、図４は図３とは異なるせん断流路部の構造を示し、図４（ａ）（ｂ）はせん断流路部の平面図、図４（ｃ）はせん断流路部の斜視図であり、図５は、液剤のチクソトロピー性を説明するための模式図である。
【００２０】
図１に示すように本実施形態における吐出装置１は、シリンジ２とニードルノズル３とを有して構成される。図１に示すようにシリンジ２の内部空間２ａとニードルノズル３の内部空間３ａは連通している。
【００２１】
シリンジ２は例えば図示Ｚ方向の両端が開口しており、図示Ｚ１側の開口部が液剤を充填するための充填口２ｂであり、図示Ｚ２側に開口部を有しニードルノズル３を固定支持するための支持部２ｃを備える。例えば図１に示すシリンジ２は支持部２ｃと、前記支持部２ｃよりも内部空間２ａの内径が大きい円筒状部２ｄとが一体に形成された形状である。
【００２２】
図１に示すように、ニードルノズル３の両端は図示Ｚ方向に開口しており、図示Ｚ１側に開口部を有してシリンジ２の支持部２ｃに固定支持される基端部３ｃを備え、図示Ｚ２側の先端に吐出口３ｅを備えるニードル部（針状部）３ｄを備える。図１に示す吐出口３ｅの内径は、数百μｍ程度である。
【００２３】
シリンジ２及びニードルノズル３の形状は図１に示す形状に限定されない。また、図１と異なってシリンジ２とニードルノズル３とが一体に成形された形態、あるいはシリンジ２と、ニードル部３ｄを除くノズルとが一体に成形され、ニードル部３ｄをノズル先端に挿入した形態等であってもよい。かかる場合でも、ノズル先端の「吐出口」とは、ニードル部３ｄの先端の吐出口を意味する。また、シリンジ２とニードルノズル３との間にアダプタ等が挿入される形態であってもよい。
【００２４】
図１に示す実施形態では、シリンジ２の内部空間２ａの支持部２ｃと円筒状部２ｄとの境界位置に、せん断流路部としての多数の開口部４ａを備えるメッシュ材４が配置される。
【００２５】
図３に示すようにメッシュ材４には複数の開口部４ａ（図３では一つの開口部４ａのみに符号を付した）が形成され、各開口部４ａの開口面積は、吐出口３ｅよりも大きく形成されている。
【００２６】
メッシュ材４における開口部４ａの開口率（ＯＰＡ）は、３０％〜６０％程度、好ましくは４０％〜５０％程度である。また、各開口部４ａのＸ方向への寸法及びＹ方向への寸法は夫々、数百μｍ程度で、吐出口３ｅよりも大きくなるように開口部４ａのＸ方向への寸法及びＹ方向への寸法が調整される。
【００２７】
また図３に示すメッシュ材４の材質は限定されないが、機械的強度や耐食性等に優れることが好適である。メッシュ材４は次に説明する液剤５に曝され、更に空気圧Ａにより押された液剤５からの圧力も受けるため、経時変化や形状変化せず損傷しにくい材質であることが好適である。例えば、メッシュ材４は金属メッシュで形成される。
【００２８】
図２に示すように、シリンジ２の内部空間２ａに液剤５を充填する。液剤５は、フィラーを含有し高粘性の性質を有している。特に本実施形態の吐出装置１は、チクソトロピー性の液剤５を用いることに適している。なお本実施形態における「液剤」とは、圧力を受けて吐出口３ｅから吐出可能な程度の流動性を有するものを指す。
【００２９】
チクソトロピー性の液剤５の材質については特に限定しないが、例えばシリコーングリースを用いることができる。シリコーングリースは、例えば、ポリオルガノシリコーンオイル、シリカ粉、潤滑補助添加剤、防錆剤、及び酸化防止剤を有する。ポリオルガノシリコーンオイルは全体の８０％〜９８％程度を占め、シリカ粉は１〜２０％程度を占め、潤滑補助添加剤、防錆剤、及び酸化防止剤は合わせて、０〜１０％程度を占める。ポリオルガノシリコーンオイルとしては、組成式がＲ3aＳｉＯ(4-a)/2で示され、Ｒ3としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数が１〜３０のアルキル基等を提示できる。ポリオルガノシリコーンオイルは１０〜５００ｃＳｔ（温度２５℃）の粘度を有することが好適である。
【００３０】
シリカ粉は増稠剤である。シリカ粉としては煙霧質シリカ、沈殿シリカ、シリカエアロゲル等を例示できる。またシリカ粉の粒径（長径）は数ｎｍ〜数μｍ程度である。よって後述するように、液剤５をメッシュ材４の各開口部４ａに分断して流通させるときに、縦横寸法が数百μｍ程度ある各開口部４ａに適切にシリカ粉を通すことが可能である。
【００３１】
潤滑補助添加剤としては鉱物油やフッ素オイル等を提示できる。防錆剤・酸化防止剤としてはフェノール系のものを用いることが出来る。
【００３２】
図２に示すようにシリンジ２内に液剤５を充填し、シリンジ２の充填口２ｂ側にディスペンサーのコントローラ部に繋がるエアホース６を設置して前記コントローラ部の操作により、エアホース６から液剤５に対して吐出口方向への空気圧Ａを与える。
【００３３】
空気圧Ａを受けた液剤５は、ニードルノズル３の先端に設けられたニードル部３ｄの吐出口３ｅから外部に吐出される。
【００３４】
本実施形態では図２に示すように、空気圧Ａを与えてシリンジ内部に充填された液剤５を吐出口３ｅから吐出させるまでの間に、液剤５はメッシュ材４を通過する。このとき液剤５は、メッシュ材４の各開口部４ａに矢印Ｂに示すように分断して吐出口３ｅの方向へ流通する。
【００３５】
図５（ａ）は、チクソトロピー性の液剤５の静止状態における組織構造を模式図で示したものである。図５（ａ）に示すように、チクソトロピー性の液剤５中で固体であるフィラー７（増稠剤。上記したシリコーングリースではシリカ粉）が凝集して網目構造を形成している。このような組織構造を有すると、チクソトロピー性の液剤５は半固体のゲル状態となっている。なお図５（ａ）（ｂ）では一つのフィラー７にのみ符号７を付した。
【００３６】
今、チクソトロピー性の液剤５が図５（ａ）に示すように網目構造を有して高粘性の状態にあっても、前記液剤５をシリンジ内部に充填し空気圧Ａを印加することで、液剤５の流通をメッシュ材４の各開口部４ａにて分断でき、液剤５にせん断応力を生じさせることができる。このため、図５（ｂ）に示すように、フィラー７の凝集状態や網目構造が破壊し、液剤５がゾル状態になり流動性を高めることができる（粘性が低下する）。
【００３７】
よって本実施形態では、液剤５の流動性を高めた状態にて液剤５を吐出口から外部に吐出させることが可能である。
【００３８】
以上により本実施形態では、従来に比べてノズルやシリンジ内部等での液剤５の滞留を抑制でき、安定して少量の液剤５を定量吐出することができる。また、高粘性のチクソトロピー性の液剤５は気泡を巻き込みやすいが、本実施形態のように液剤５をメッシュ材４に通し流動性を高めることで、消泡を促進でき、液剤５全体に空気圧Ａを適切に加えることができ、連続的に吐出する場合はもちろんのこと間欠的に吐出する場合にも安定して少量の液剤５を定量吐出することができる。
【００３９】
また本実施形態では、従来に比べてノズルやシリンジ内部等での液剤５の滞留を抑制できるから、従来に比べて、液剤５の滞留に伴うシリンジ及びノズル内部の清掃作業を行う頻度を少なく出来、作業効率を効果的に向上させることができる。そして、本実施形態では、シリンジ２内の液剤５が少なくなったり無くなった場合には清掃作業等を行わなくても充填口２ｂより液剤５を継ぎ足すことで、液剤５の吐出工程を継続することが可能である。
【００４０】
図２では、吐出口３ｅから外部に吐出した液剤５は、例えば、電子部品９の所定位置上に潤滑剤８として塗布される。本実施形態では、液剤５の吐出タイミングのずれを従来に比べて抑制でき、且つ液剤５を少量ずつ定量吐出できるため、電子部品９の所定位置に高粘性のチクソトロピー性を有する潤滑剤８をディスペンサーにて少量ずつ定量塗布することが可能になる。このため電子部品９の作動力等の特性ばらつきを小さくできる。チクソトロピー性を有する潤滑剤８は、図５（ｂ）に示す網目構造が破壊した状態からフィラー７が方位性配列を起こし、再び、図５（ａ）に示す網目構造を構築して半固体のゲル状態となる。
【００４１】
図１，図２に示すようにメッシュ材４（せん断流路部）は、シリンジ内部でも、ニードルノズル３に近い支持部２ｃと円筒状部２ｄとの境界位置に設けられる。あるいは、ノズル内部やシリンジ２とニードルノズル３との連通口に設置することも可能である。このように、メッシュ材４をノズル先端の吐出口３ｅに近い側に設けて、メッシュ材４により流動性が高められた状態の液剤５が再び高粘性の半固体ゲル状に戻る前に、前記液剤５をできるだけ早く（時間を置かずに）吐出口３ｅから吐出させることができるようにすることが好適である。
【００４２】
本実施形態では、メッシュ材４の各開口部４ａの大きさ（開口面積）は、吐出口３ｅよりも大きく形成される。これにより、液剤５に対してより高い圧力を加えなくても、液剤５をメッシュ材４の各開口部４ａに分断して適切に流通させることができ、液剤５の適切な流通性を確保できる。また、液剤５に空気圧Ａが印加された際のメッシュ材４への負荷の増大を抑制でき、メッシュ材４の変形や損傷の発生等を適切に抑制することができる。そして、このように、各開口部４ａの大きさを、前記吐出口３ｅよりも大きく形成したメッシュ材４をノズル先端の吐出口３ｅに近い位置に設けることで、弱い圧力で、適切に（目詰まり等なく）液剤５をメッシュ材４にて分断して流通させることができる。よって、高い流動性を維持した状態の液剤５を適切に吐出口３ｅから吐出させることができ、より効果的に、液剤５の安定した定量吐出を実現することが可能になる。
【００４３】
図３に示すメッシュ材４以外の他の分割流路部としては、図４（ａ）に示すように、複数の貫通孔１０（図４（ａ）では一つの貫通孔のみに符号を付した）を切り抜いた板材１１や、図４（ｂ）のように、図４（ａ）と異なって、貫通孔１２（図４（ａ）では一つの貫通孔のみに符号を付した）を長尺状とした板材１３、あるいは図４（ｃ）に示すように一枚の板材１４によりあるいは複数の板材を組み合わせて複数の空間１５ａ〜１５ｄに仕切った形状のもの等を例示できる。なお例えば、図４（ａ）において、各貫通孔１０が繋がっていてもよい。本実施形態では、液剤５がせん断流路部を通るときにせん断されるような構造であれば、せん断流路部の形状を限定するものではない。ただし、図３、図４に示すように複数に分離された開口部を有するせん断流路部を用いれば、確実に液剤５をせん断することができ好適である。
【００４４】
図３、図４に示すせん断流路部はいずれもシリンジ２やノズルの内壁に一体となって形成されていてもよい。
【００４５】
なお本実施形態の吐出装置１は、フィラーの凝集等が生じやすい液剤全般に適用できるが、その中でもチクソトロピー性を有すると言われる液剤に好ましく適用できる。
【００４６】
図３や図４に示すせん断流路部を、シリンジ内部からノズル内部にかけての１箇所以上に設けることができる。すなわち、せん断流路部を複数段、設けることも可能である。ただしメンテナンスや生産コスト等を考慮すると多くても３段程度とすることが好適である。
【００４７】
また本実施形態では吐出装置１にて液剤５を潤滑剤（グリース）として少量、定量吐出するほかに、接着剤やインク等として、少量、定量吐出する用途にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ  空気圧
１  吐出装置
２  シリンジ
２ａ、３ａ  内部空間
３  ニードルノズル
３ｄ  ニードル部
３ｅ  吐出口
４  メッシュ材
４ａ  開口部
５  液剤
７  フィラー
８  潤滑剤
９  電子部品
１０、１２  貫通孔
１３、１４  板材
１５ａ〜１５ｄ  空間
【図１】
2011224436.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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