(57)【要約】【課題】ヘッド部を有する容器であっても、高粘度の材料を良好に充填できる充填装置を提供する。【解決手段】充填装置１は、中空領域２６を有する本体部２０と、本体部２０の一端側２２に取り付けられるヘッド部３０と、ヘッド部３０内に形成され、一端３４が中空領域２６と連通することで一体領域３７を形成すると共に、他端３６が材料Ｍの吐出口として供される経路部３２と、を備える容器１０の一体領域３７を減圧可能な減圧機構４０と、減圧機構４０により減圧された一体領域３７に対して、材料Ｍを供給する供給機構５０と、本体部２０の他端側２４からガスを供給することで材料Ｍを押圧し、供給機構５０による材料Ｍの供給後に存する他端３６側の空隙領域Ｒを材料Ｍで充填する加圧機構６０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空領域を有する本体部と、前記本体部の一端側に取り付けられるヘッド部と、前記ヘッド部内に形成され、一端が前記中空領域と連通することで一体領域を形成すると共に、他端が材料の吐出口として供される経路部と、を備える容器の前記一体領域を減圧可能な減圧機構と、
前記減圧機構により減圧された前記一体領域に対して、前記材料を供給する供給機構と、
前記本体部の他端側からガスを供給することで前記材料を押圧し、前記供給機構による前記材料の供給後に存する前記吐出口側の空隙領域を前記材料で充填する加圧機構と、
を備える充填装置。
【請求項２】
前記経路部の最小径は、前記中空領域の最大径よりも小径である請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
前記経路部は、屈曲部と室との少なくとも何れか一方を具備する請求項１又は請求項２に記載の充填装置。
【請求項４】
中空領域を有する本体部と、前記本体部の一端側に取り付けられるヘッド部と、前記ヘッド部内に形成され。一端が前記中空領域と連通することで一体領域を形成すると共に、他端が材料の吐出口として供される経路部と、を備える容器の前記一体領域を減圧する減圧ステップと、
前記減圧ステップにより減圧された前記一体領域に対して、前記材料を供給する供給ステップと、
前記本体部の他端側からガスを供給することで前記材料を押圧し、前記供給ステップによる前記材料の供給後に存する前記吐出口側の空隙領域を前記材料で充填する加圧ステップと、
を備える充填方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の充填装置、又は、請求項４記載の充填方法を用いて、前記材料が充填された前記容器を製造する材料充填済み容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に材料を充填する充填装置、及び充填方法に関する。併せて、本発明は、それらを用いた材料充填済み容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料を収納した容器を自転させながら公転させることによって材料を撹拌及び脱泡する装置が知られている（特許文献１参照）。この装置は、一般に自転公転式の撹拌脱泡装置と呼ばれる。そして、この装置は、はんだペーストや液晶パネルのシーラント剤などの電子部品材料の製造等に利用される。
【０００３】
ところで、上記の電子部品材料は、シリンジやバレル（以下、総称して「シリンジ」という。）と呼ばれる容器に充填され、ディスペンサによって精密に塗布及び吐出されることが一般的である。一方で、上記自転公転式の撹拌脱泡装置では、効率等の観点から一括して材料の処理を行うことが一般的である。従って、この一括して処理した材料は、改めて複数のシリンジに充填しなければならない。
【０００４】
このような状況を鑑みてか、特許文献２及び特許文献３には、遠心力を利用してシリンジに材料を充填する充填装置が開示されている。これらの充填装置は、遠心力を利用するため、高粘度の材料であってもシリンジ等の容器に充填できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2000-271465号公報
【特許文献２】特開2002-80005号公報
【特許文献３】特開2003-201000号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シリンジには、ディスペンサによる精密な塗布及び吐出を目的として、一端側にヘッド部が取り付けられる場合がある。このヘッド部内の経路部は、小径であったり、屈曲していたりする。そのため、特許文献２及び特許文献３の充填装置では、経路部の全域を材料により満たすことが困難となる場合がある。この問題は、材料の粘性が高い場合（例えば、１０［Ｐａ・ｓ］以上。特に１００［Ｐａ・ｓ］以上）に顕在化する。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みなされたものであって、ヘッド部を有する容器に対し、高粘度の材料を良好に充填できる充填装置、及び充填方法を提供することを目的とする。併せて、本発明は、それらを用いた材料充填済み容器の製造方法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】
【０００８】
本発明の一つの実施態様は、中空領域を有する本体部と、前記本体部の一端側に取り付けられるヘッド部と、前記ヘッド部内に形成され、一端が前記中空領域と連通することで一体領域を形成すると共に、他端が材料の吐出口として供される経路部と、を備える容器の前記一体領域を減圧可能な減圧機構と、前記減圧機構により減圧された前記一体領域に対して、前記材料を供給する供給機構と、前記本体部の他端側からガスを供給することで前記材料を押圧し、前記供給機構による前記材料の供給後に存する前記吐出口側の空隙領域を前記材料で充填する加圧機構と、を備える充填装置を提供する。
【０００９】
本充填装置は、本体部の一端側にヘッド部が取り付けられた容器に対し材料を充填するものである。本充填装置では、本体部の中空領域とヘッド部内の経路部からなる一体領域を減圧機構により減圧し、供給機構により当該一体領域に材料を供給する。そして、本充填装置では、加圧機構が本体部の他端側からガスを供給することで、材料を押圧する。これにより、本充填装置では、供給機構による材料供給後に存する経路部の吐出口側の空隙領域を材料で充填できる。即ち、本充填装置では、ヘッド部が取り付けられた容器に対して材料を良好に充填できる。
【００１０】
この充填装置において、前記経路部の最小径は、前記中空領域の最大径よりも小径であってもよい。
【００１１】
この充填装置において、前記経路部は、屈曲部と室との少なくとも何れか一方を具備してもよい。
【００１２】
本発明の別の実施態様は、中空領域を有する本体部と、前記本体部の一端側に取り付けられるヘッド部と、前記ヘッド部内に形成され。一端が前記中空領域と連通することで一体領域を形成すると共に、他端が材料の吐出口として供される経路部と、を備える容器の前記一体領域を減圧する減圧ステップと、前記減圧ステップにより減圧された前記一体領域に対して、前記材料を供給する供給ステップと、前記本体部の他端側からガスを供給することで前記材料を押圧し、前記供給ステップによる前記材料の供給後に存する前記吐出口側の空隙領域を前記材料で充填する加圧ステップと、を備える充填方法を提供する。
【００１３】
本充填方法は、本体部の一端側にヘッド部が取り付けられた容器に対し材料を充填するものである。本充填方法では、本体部の中空領域とヘッド部内の経路部からなる一体領域を減圧ステップで減圧し、供給ステップで当該一体領域に材料を供給する。そして、本充填方法では、加圧ステップで本体部の他端側からガスを供給することで、材料を押圧する。これにより、本充填方法では、供給ステップによる材料供給後に存する経路部の吐出口側の空隙領域を材料で充填できる。即ち、本充填方法では、ヘッド部が取り付けられた容器に対して材料を良好に充填できる。
【００１４】
本発明の別の実施態様は、上記何れかの充填装置、又は、上記充填方法を用いて、前記材料が充填された前記容器を製造する材料充填済み容器の製造方法を提供する。
【００１５】
本製造方法では、本体部の一端側にヘッド部が取り付けられており、材料が良好に充填された状態である容器を製造することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ヘッド部を有する容器に対し、高粘度の材料を良好に充填できる充填装置、及び充填方法が提供される。又、本発明によれば、それらを用いた材料充填済み容器の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る充填装置のブロック図である。
【図２】減圧機構による減圧を説明する説明図である。
【図３】充填装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】供給機構による材料供給を説明する説明図である。
【図５】加圧機構による材料押圧を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。すなわち、以下の実施の形態で説明するすべての構成が、本発明にとって必須であるとは限らない。又、本発明は、以下の内容を自由に組み合わせたものを含む。更に、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で変更を加えたものを含む。
【００１９】
（１）充填装置１の構成
以下、本実施の形態に係る充填装置１の構成について説明する。充填装置１は、図１及び図２に示すように、容器１０と、該容器１０内を減圧する減圧機構４０と、を備える。又、充填装置１は、容器１０内に材料Ｍを供給する供給機構５０と、容器１０内にガスして、材料Ｍを押圧する加圧機構６０と、を備える。又、充填装置１は、減圧機構４０、供給機構５０、及び加圧機構６０の動作を制御する制御機構７０を備える。更に、充填装置１は、容器１０と、減圧機構４０、供給機構５０、及び加圧機構６０とを接続する接続部８０を備える。
【００２０】
その他、充填装置１は、容器１０等を保持する図示しない保持機構等を備えてよい。この充填装置１は、容器１０内に材料Ｍを良好に充填できるものである。
【００２１】
容器１０は、図２に示すように、一端側２２及び他端側２４を有した所定長の本体部２０と、該本体部２０の一端側２２に取り付けられるヘッド部３０とを備える。
【００２２】
本体部２０は、図２に示すように、一端側２２及び他端側２４が開口した所定長の中空領域２６を有する。この本体部２０は、特に限定されるものではないが、シリンジであってよい。例えば、本体部２０は、図示するように円筒状に形成されて、一端側２２が他端側２４より小径に開口したものであってよい。
【００２３】
ヘッド部３０は、図２に示すように、内部に中空の経路部３２が設けられる。このヘッド部３０の形状は、任意であってよい。例えば、ヘッド部３０は、図示するように側面視Ｌ字状であってよい。
【００２４】
経路部３２は、一端３４及び他端３６が開口している。この経路部３２は、一端３４が本体部２０の中空領域２６と連通する。これにより、経路部３２は、中空領域２６と共に一体領域３７を形成する。又、経路部３２は、他端３６が、ディスペンサによる精密な塗布及び吐出の際の材料Ｍの吐出口とされる。この他端３６には、材料Ｍの吐出口として使用されるまで、それを封止する封止部材３８が取り付けられる。
【００２５】
ここで、経路部３２の最小径である径φ２は、本体部２０の中空領域２６の最大径である径φ１より小径に構成される。又、経路部３２の形状は任意であってよい。例えば、経路部３２は、図示するように、ディスペンサによる材料Ｍの塗布及び吐出を良好に行うことを目的として、屈曲した部分である屈曲部３３や、拡径した部分である室３５を備えてよい。尚、室３５は、図示するように経路部３２の途中に設けられてよく、又、経路部３２の他の部分から分岐した位置に設けられてもよい。
【００２６】
減圧機構４０は、図１に示すように、接続部８０を介して容器１０を減圧する。より具体的に、減圧機構４０は、図２に示すように、接続部８０、及び本体部２０の他端側２４を介して一体領域３７を減圧する。この減圧機構４０は、図示しない真空ポンプ等を有して構成される。
【００２７】
供給機構５０は、図１に示すように、接続部８０を介して容器１０に材料Ｍを供給する。より具体的に、供給機構５０は、図４に示すように、接続部８０、及び本体部２０の他端側２４を介して一体領域３７に材料Ｍを供給する。この供給機構５０の具体的な構成は、任意であってよい。例えば、供給機構５０は、容器１０と異なる図示しない容器に収納された材料Ｍを移送して、一体領域３７に材料Ｍを供給するものであってよい。
【００２８】
加圧機構６０は、図１に示すように、接続部８０を介して容器１０にガスを供給する。より具体的に、加圧機構６０は、図５に示すように、接続部８０、及び本体部２０の他端側２４を介して一体領域３７にガスを供給する。尚、加圧機構６０が一体領域３７に供給するガスは、材料Ｍに影響を及ぼさないものが好ましい。例えば、このガスは、材料Ｍの種類にもよるが、乾燥空気、窒素等である。
【００２９】
制御機構７０は、図１に示すように、減圧機構４０、供給機構５０、及び加圧機構６０の動作を制御する。この制御機構７０は、例えば、図示しないマイクロプロセッサ、メモリー、操作盤等を含み構成される。そして、制御機構７０は、利用者からの前記操作盤を介した指示等により、減圧機構４０等の動作を制御する。
【００３０】
接続部８０は、図１及び図２に示すように、減圧機構４０、供給機構５０、及び加圧機構６０と、本体部２０の他端側２４とを接続するものである。この接続部８０は、減圧機構４０、供給機構５０、及び加圧機構６０で共用するようにしてよい。又、接続部８０は、減圧機構４０、供給機構５０、及び加圧機構６０に応じて種々交換できるようにしてもよい。
【００３１】
（２）材料Ｍ
材料Ｍは、流体として挙動する高粘性（１０［Ｐａ・ｓ］以上。特に１００［Ｐａ・ｓ］以上）のものである。この材料Ｍの組成や用途は、特に限定されるものではない。例えば、はんだペーストや液晶パネルのシーラント剤であってよい。
【００３２】
（３）材料Ｍ充填済み容器１０の製造方法
以下では、充填装置１を用いた材料Ｍ充填済みの容器１０の製造方法を説明する。まず、本製造方法では、容器１０の一体領域３７を、減圧機構４０により減圧する（図３におけるＳ１１）。具体的には、本体部２０の他端側２４に接続部８０を介して減圧機構４０を取り付ける。そして、減圧機構４０が、制御機構７０からの指示により駆動することで、一体領域３７を減圧する（図２）。
【００３３】
続いて、本製造方法では、容器１０の一体領域３７の減圧状態を維持しつつ、一体領域３７に必要量の材料Ｍを供給する（図３におけるＳ１２）。具体的には、本体部２０の他端側２４に接続部８０を介して供給機構５０を取り付ける。そして、供給機構５０が、制御機構７０からの指示により駆動することで、一体領域３７に材料Ｍを供給する（図４）。
【００３４】
ここで、図４に示すように、供給機構５０による材料Ｍの供給後、一体領域３７には、材料Ｍよりも経路部３２の他端３６側に空隙領域Ｒが生じる。この空隙領域Ｒは、材料Ｍの粘性が高いことにより、材料Ｍが小径である経路部３２に侵入しづらいことに起因して発生する。そして、空隙領域Ｒの発生は、経路部３２に屈曲部３３や、室３５が設けられることで、より顕在化する。
【００３５】
そこで、本製造方法では、容器１０の一体領域３７に材料Ｍを供給した後、本体部２０の他端側２４よりガスを供給する（図３におけるＳ１３）。具体的には、本体部２０の他端側２４に接続部８０を介して加圧機構６０を取り付ける。そして、加圧機構６０が、制御機構７０からの指示により駆動することで、一体領域３７にガスを供給する（図５）。
【００３６】
一体領域３７に存する材料Ｍは、加圧機構６０からのガスの供給によって、他端側２４より押圧される。これにより、空隙領域Ｒは、図５に示すように、材料Ｍで充填されて消滅する。即ち、経路部３２は、封止部材３８で専有される部分を除き、全域を材料Ｍで満たされる。
【００３７】
その後、本製造方法は、制御機構７０が加圧機構６０の動作を停止させることにより終了する。
【００３８】
（４）作用効果
以下、本実施の形態における充填装置１が奏する作用効果について説明する。
【００３９】
充填装置１では、本体部２０の一端側２２にヘッド部３０が取り付けられた容器１０に対し、加圧機構６０が本体部２０の他端側２４よりガスを供給する。これにより、充填装置１では、容器１０の一体領域３７に存する材料Ｍを本体部２０の他端側２４から押圧する。
【００４０】
ここで、材料Ｍは、高粘度であるため、最小径である径φ２が、本体部２０の最大径である径φ１より小径であるヘッド部３０内の経路部３２に侵入しづらい。特に、材料Ｍは、経路部３２に屈曲部３３や、室３５が設けられることで、経路部３２に侵入しづらくなる。それ故、供給機構５０による材料Ｍの供給後、空隙領域Ｒが、一体領域３７内に存する材料Ｍよりも経路部３２の他端３６側に発生する。
【００４１】
しかしながら、充填装置１では、上記のように、加圧機構６０によるガスの供給により、一体領域３７に存する材料Ｍを本体部２０の他端側２４から押圧して、経路部３２の他端３６側に押し出すことができる。これにより、充填装置１では、空隙領域Ｒを材料Ｍにより充填して消滅させることができる。即ち、充填装置１では、容器１０に対し材料Ｍを良好に充填することができる。
【００４２】
又、充填装置１では、供給機構５０による材料Ｍの供給前に、減圧機構４０により、容器１０の一体領域３７を減圧することができる。これにより、充填装置１では、一体領域３７に充填された材料Ｍに気泡が混入することを防止できる。又、充填装置１では、一層確実に空隙領域Ｒを材料Ｍにより充填して消滅させることができる。
【００４３】
（５）変形例
充填装置１は、複数の容器１０を備えて、それらに対して材料Ｍを同時に充填できるように構成してもよい。充填装置１では、このように構成することで、材料Ｍ充填済みの容器１０を効率よく製造することができる。
【００４４】
又、充填装置１は、図示しない減圧容器を備えるように構成してよい。この場合において、充填装置１は、減圧機構４０が、当該減圧容器を介して容器１０の一体領域３７を減圧する。
【００４５】
又、充填装置１は、供給機構５０による一体領域３７への材料Ｍの供給後、加圧機構６０によるガス供給に先立ち、材料Ｍの液面よりも本体部２０の他端側２４の空隙を減圧機構４０により減圧するように構成してよい。
【００４６】
又、充填装置１は、加圧機構６０によるガス供給後に、一体領域３７に存する材料Ｍの液面よりも本体部２０の他端側２４の空隙を、減圧機構４０により減圧するように構成してもよい。この場合、充填装置１は、減圧後に当該空隙を大気解放するように構成してもよい。
【００４７】
又、充填装置１は、供給機構５０により容器１０の一体領域３７に材料Ｍを供給した後、加圧機構６０によるガスの供給前、又は、ガスの供給後に、本体部２０の他端側２４より図示しないブランジャを挿入するように構成してもよい。尚、充填装置１では、加圧機構６０によるガス供給に先立ち、前記プランジャを挿入した場合において、加圧機構６０により供給されたガスが、当該プランジャを介して材料Ｍを押圧することとなる。
【００４８】
又、充填装置１は、当初、本体部２０の一端側２２にヘッド部３０を取り付けず、供給機構５０により本体部２０の中空領域２６に材料Ｍを充填するように構成することも想定される。この場合、充填装置１では、本体部２０の中空領域２６に材料Ｍを充填した後、本体部２０の一端側２２にヘッド部３０を取り付ける。その後、充填装置１では、加圧機構６０が本体部２０の他端側２４よりガスを供給する。これにより、充填装置１では、空隙領域Ｒ（経路部３２）を材料Ｍにより充填する。尚、加圧機構６０によるガス供給に先立ち、経路部３２は、減圧機構４０により減圧されることが好ましい。
【符号の説明】
【００４９】
１…材料充填装置、  １０…容器、  ２０…本体部、  ２２…一端側、  ２４…他端側、２６…中空領域、  ３０…ヘッド部、  ３２…経路部、  ３３…屈曲部、  ３４…一端、  ３５…室、  ３６…他端、３７…一体領域、  ３８…封止部材、  ４０…減圧機構、  ５０…供給機構、  ６０…加圧機構、  ７０…制御機構、  ８０…接続部、  Ｍ…材料、  Ｒ…空隙領域、  φ１…径、  φ２…径
【図１】
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【図２】
2015016910.tif 000004
【図３】
2015016910.tif 000005
【図４】
2015016910.tif 000006
【図５】
2015016910.tif 000007