(57)【要約】【課題】  極微量の液体を高精度に飛滴可能な極微量飛滴ノズルを提供することを目的とする。【解決手段】  ノズル孔１が、軸心直交方向のノズル先端面２に開口する開口部３に向かって、孔横断面積がしだいに減少するテーパ状吐出孔部４を有し、ストレート状孔部を介さずにテーパ状吐出孔部４の最先端が開口部３に連続している。また、テーパ状吐出孔部４の縦断面の傾斜角度θが、60度以上 100度以下になるように設定されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル孔（１）が、軸心直交方向のノズル先端面（２）に開口する開口部（３）に向かって、孔横断面積がしだいに減少するテーパ状吐出孔部（４）を有し、ストレート状孔部を介さずに上記テーパ状吐出孔部（４）の最先端が上記開口部（３）に連続していることを特徴とする極微量飛滴ノズル。
【請求項２】
テーパ状吐出孔部（４）の縦断面の傾斜角度（θ）が、60度以上 100度以下になるように設定されている請求項１記載の極微量飛滴ノズル。
【請求項３】
金属製のパイプ（Ｐ）の先端を縮径塑性加工して、孔横断面積がしだいに減少するテーパ状閉鎖孔（５）を形成し、そのパイプ（Ｐ）の上記先端を、軸心直交方向に研削して、ノズル先端面（２）を形成すると同時に上記テーパ状閉鎖孔（５）の最先端を該ノズル先端面（２）に開口させることを特徴とする極微量飛滴ノズルの製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤、薬品、磁性流体等を微量吐出させる飛滴吐出装置に設けられた極微量飛滴ノズルとその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡチップの量産に用いられるたんぱく質や生物試料等をウェルプレートに分注する際、又は、電子部品の製造工程でオイル・液晶・その他の液剤を定量吐出する際等には、微小量の液体を高精度に吐出させる技術が必要であり、従来の飛滴吐出装置には、図７に示すような微小の吐出孔31が形成されたノズル30が備えられ、ピストンポンプ（シリンジポンプ）やコンプレッサ等を用いて、空気圧によってノズル30内に収納された飛滴用の液体10を吐出孔31から飛滴していた（例えば、特許文献１参照）。また、図７に示すノズル30の吐出孔31は、金属製のパイプの内部に極細の芯材を挿入し、パイプの一端を外側から芯材に圧接させて塑性加工して成型されていた。
【特許文献１】特開２００１−７４７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図７に示す従来の飛滴吐出装置では、飛滴可能な液体10の吐出量は20ｎｌ（ナノリットル）以上であり、一般に、飛滴する液体10の吐出量を２ｎｌ以上10ｎｌ以下の極微量にする場合は、吐出孔31の孔直径を0.02mm〜0.05mmに設定することが必要となる。しかし、従来のノズル30の吐出孔31は、軸心方向（鉛直方向）にストレート状に形成されると共に、その最先端はノズル30の先端面に連続しているため、孔直径を上記のように設定した場合、ノズル30内の液体10は毛細管現象にて吐出孔31内に浸入して、その一部が吐出孔31から外側へ膨出しノズル30の先端面へ付着していた。そして、この吐出孔31内と先端面に付着した液体10の抵抗により、コンプレッサ等の空気圧では液体10を飛滴できなかった。
【０００４】
また、飛滴可能な20ｎｌ以上の液体10を吐出する場合では、液体10を吐出できるが、上記ノズル30の先端面へ付着した液体10により、その吐出量を高精度なものとすることができない問題があった。
さらに、上記従来の吐出孔31の成型方法では、ノズル30の吐出孔31の形状をストレート状としなければならず、具体的には、その吐出孔31の長さ寸法Ｌは 0.5mm以上でなければならなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、極微量の液体を高精度に飛滴可能な極微量飛滴ノズル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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る極微量飛滴ノズルは、ノズル孔が、軸心直交方向のノズル先端面に開口する開口部に向かって、孔横断面積がしだいに減少するテーパ状吐出孔部を有し、ストレート状孔部を介さずに上記テーパ状吐出孔部の最先端が上記開口部に連続している。
【０００７】
また、テーパ状吐出孔部の縦断面の傾斜角度が、60度以上 100度以下になるように設定されている。
【０００８】
また、金属製のパイプの先端を縮径塑性加工して、孔横断面積がしだいに減少するテーパ状閉鎖孔を形成し、そのパイプの上記先端を、軸心直交方向に研削して、ノズル先端面を形成すると同時に上記テーパ状閉鎖孔の最先端を該ノズル先端面に開口させる製法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、次のような著大な効果を奏する。
本発明に係る極微量飛滴ノズルによれば、（約２ｎｌ以上約20ｎｌ未満の）極微量の液体を高精度に飛滴することができる。また、本発明に係る極微量飛滴ノズルの製法によれば、毛細管現象の影響を小さくでき、高精度に液体を飛滴できる極微量飛滴ノズルを容易に製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、実施の形態に示す図面に基づき本発明を詳説する。
図１と図２に示す第１の実施の形態に於て、６は、ノズル７を備えた飛滴吐出装置であり、飛滴吐出装置６は、ノズル７のノズル孔１内に飛滴用の液体10を吸入し飛滴吐出するためにノズル孔１内の空気圧を調整する手段として、ピストンポンプやコンプレッサ等を備えている（図示省略）。さらに、飛滴吐出装置６は、ノズル孔１内の液体10を一定量ずつ飛滴吐出するために定量吐出手段８を有している。
【００１１】
ノズル７のノズル先端面２は軸心垂直方向に形成され、ノズル先端面２には開口部３が形成されている。ノズル孔１は、開口部３に向かって孔横断面積がしだいに減少するテーパ状吐出孔部４を有し、テーパ状吐出孔部４の最先端は、ストレート状孔部を介さずに開口部３に連続している。なお、ストレート状孔部とは、軸心方向に同一内径をもって形成される孔部のことである。テーパ状吐出孔部４に対応するノズル７の外周面９は、テーパ状吐出孔部４の形状に沿ってノズル先端面２に向かって横断面縮径状に形成されると共に、その最先端はノズル先端面２の外周に連続している。
テーパ状吐出孔部４は軸心に対し線対称に形成され、テーパ状吐出孔部４の縦断面の傾斜角度θは、60度以上 100度以下に設定されている。傾斜角度θが60度未満になると、テーパ状吐出孔部４内で毛細管現象の影響により液体10を飛滴することができず、傾斜角度θを 100度より大きくすると、ノズル７の先端部のエッジ部20の強度が弱くなる。
【００１２】
また、開口部３は円形であり、その直径Ｄを0.02mm以上 0.1mm未満に設定する。直径Ｄを0.02mm未満にすると、薬剤等の液体10に含まれる不純物や結晶物により開口部３が閉じられることがあり、このため、メンテナンスが頻繁に必要となり、直径Ｄを 0.1mm以上に設定すると、本発明の極微量飛滴ノズルによらずとも毛細管現象の影響によって生じる抵抗をほとんど受けず飛滴可能になる。
【００１３】
図５に示す第２の実施の形態に於て、ノズル７の外周面９は、その全ての部位にて横断面径（外径寸法）が同一になるように（軸心方向に）形成され、外周面９の最先端は、軸心直交方向に形成されたノズル先端面２の外周に連続している。すなわち、外周面９とノズル先端面２は直交している。なお、図５に於て、図２と同一の符号は図２と同一の構成であるので、説明を省略する。
【００１４】
図６に示す第３の実施の形態に於て、飛滴吐出装置６はノズル本体12を備え、ノズル本体12の先端部には軟質プラスチック製又はゴム製のチューブ11の基端部が外嵌され、さらに、チューブ11の先端部にはノズルチップ13の基端部が内嵌されている。ノズル本体12のノズル孔１ａ全体は、上記ストレート孔部となっており、ノズルチップ13のノズル孔１ｂは、テーパ状吐出孔部４を有し、テーパ状吐出孔部４の最先端は、ストレート状孔部を介さずに開口部３に連続している。
ノズル本体12のノズル孔１ａの横断面径は、ノズルチップ13の開口部３の直径Ｄより大きく形成され、例えば、 0.1mm〜0.3mm 設定にされている。例えば、20ｎｌ以上の液体10を飛滴させる場合は、ノズル本体12から直接飛滴し、20ｎｌ未満飛滴させる場合は、ノズル本体12にチューブ11を介してノズルチップ13を連結し、液体10の飛滴量に応じてノズルチップ13とチューブ11を適宜着脱するようになっている。このノズルチップ13の形状を、図７に示す従来のノズル30の形状に形成して使用する場合、チューブ11を長くすると液体10を飛滴することができないが、本発明に係るノズルチップ13の形状ではチューブ11を長くしても飛滴可能となっている。なお、図６に於て、図１及び図２と同一の符号は図１及び図２と同一の構成であるので、説明を省略する。また、図示省略するが、ノズルチップ13の形状として第２の実施の形態を用いた場合であってもよい。
【００１５】
次に、図３と図４に於て、極微量飛滴ノズルの製法について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、ステンレス等の金属製のパイプＰの先端を縮径塑性加工して、孔横断面積がしだいに減少するテーパ状閉鎖孔５を形成する。この縮径塑性加工は、図４（ａ）・（ｂ）に示すように、パイプＰの先端の外周面を内側に押圧して、テーパ状閉鎖孔５を形成してもよく、また、これ以外の方法であってもよい。そして、図３（ｂ）・図４（ｃ）に示すように、パイプＰの縮径塑性加工した先端を、軸心直交方向に研削して、ノズル先端面２を形成すると同時にテーパ状閉鎖孔５の最先端をノズル先端面２に開口させる。なお、上記研削する際に、最終工程ラインではラッピン等の超精密加工が好ましい。この極微量飛滴ノズルの製法は、上記第１の実施の形態及び第３の実施の形態のノズルチップ13の形状として第１の実施の形態を用いた場合の極微量飛滴ノズルの製法である。
【００１６】
上述した本発明である極微量飛滴ノズルの使用方法（作用）について説明する。
まず、図示省略の容器に入れられた飛滴用の液体10にノズル７の先端部を漬け、ノズル孔１内を負圧状態にし、ノズル孔１内に液体10を吸引して図１に示す状態にする。このとき、ノズル孔１内の液体10の最先端は、ノズル先端面２とほぼ同一面上にあり、開口部３から液体10が外側へ膨出することはなく、ノズル先端面２には付着していない。次に、他の容器の内部にノズル７の先端部を向けてから、ノズル孔１内を正圧状態にし、一定量の液体10を他の容器内に飛滴する。そして、また別の容器に次々と同様に飛滴する。
【００１７】
以上のように、本発明である極微量飛滴ノズルは、ノズル孔１が、軸心直交方向のノズル先端面２に開口する開口部３に向かって、孔横断面積がしだいに減少するテーパ状吐出孔部４を有し、ストレート状孔部を介さずにテーパ状吐出孔部４の最先端が開口部３に連続しているので、テーパ状吐出孔部４内の液体10にほとんど毛細管現象が生じることがなく、開口部３から液体10が外側へ膨出してノズル先端面２に付着することがない。このことにより、付着した液体10の抵抗を受けることがないので、（約２ｎｌ以上約20ｎｌ未満の）極微量の液体10を高精度に飛滴することができる。
【００１８】
また、テーパ状吐出孔部４の縦断面の傾斜角度θが、60度以上 100度以下になるように設定されているので、テーパ状吐出孔部４内の液体10にほとんど毛細管現象が生じることがなく、開口部３から液体10が外側へ膨出してノズル先端面２に付着することがない。このことにより、付着した液体10の抵抗を受けることがないので、（約２ｎｌ以上約20ｎｌ未満の）極微量の液体10を高精度に飛滴することができる。
【００１９】
また、金属製のパイプＰの先端を縮径塑性加工して、孔横断面積がしだいに減少するテーパ状閉鎖孔５を形成し、そのパイプＰの先端を、軸心直交方向に研削して、ノズル先端面２を形成すると同時にテーパ状閉鎖孔５の最先端をノズル先端面２に開口させるので、毛細管現象の影響を小さくでき、高精度に液体10を飛滴できる極微量飛滴ノズルを容易に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面正面図である。
【図２】要部拡大断面正面図である。
【図３】製法の説明用断面正面図である。
【図４】製法の説明用断面正面図である。
【図５】第２の実施の形態を示す要部拡大断面正面図である。
【図６】第３の実施の形態を示す断面正面図である。
【図７】従来例を示す要部拡大断面正面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  ノズル孔
２  ノズル先端面
３  開口部
４  テーパ状吐出孔部
５  テーパ状閉鎖孔
Ｐ  パイプ
θ  傾斜角度
【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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