特許 6041421 液体材料吐出機構および液体材料吐出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6041421

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】液体材料吐出機構および液体材料吐出装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/00 20060101AFI20161128BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20161128BHJP

【ＦＩ】

   B05C5/00 101

   B05C11/10

【請求項の数】11

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-59488(P2012-59488)

(22)【出願日】2012年3月15日

(65)【公開番号】特開2013-192972(P2013-192972A)

(43)【公開日】2013年9月30日

【審査請求日】2015年3月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】390026387

【氏名又は名称】武蔵エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102314

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 阿佐子

(74)【代理人】

【識別番号】100123984

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 晃伸

(72)【発明者】

【氏名】生島 和正

【審査官】 平井 裕彰

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−０２８９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−０５０３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３０００００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１８３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１８１２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１９３５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｂ １／００〜 ３／１８

７／００〜 ９／０８

Ｂ０５Ｃ ５／００〜 ５／０４

７／００〜２１／００

Ｆ１６Ｋ １／３２

２７／０２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

Ｊａｐｉｏ−ＧＰＧ／ＦＸ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロッドを往復動作させる駆動部と、ロッドが軸通される液室およびノズルと連通するバルブシートを有する吐出部とを備え、バルブシートとロッド先端を離間することによりノズルから固体粒子混合液体を線状または滴状に吐出するディスペンサである吐出機構であって、
吐出部が、固体粒子混合液体を液室に流入させる流入路と、液室内の固体粒子混合液体を流出させる流出路を有し、
流入路および流出路がバルブシート近傍でＶ字状に接続され、
液室がＶ字の谷部に配置され、バルブシートがＶ字の下端をなす液室の下端に配置されること、
バルブシートの上面には、ロッド先端が当接される面積よりも広いすり鉢状面が形成されていることを特徴とする吐出機構。

【請求項2】

液室中心軸と流入路中心軸とがなす角と、液室中心軸と流出路中心軸とがなす角が同じ角度であることを特徴とする請求項１の吐出機構。

【請求項3】

流入路および／または流出路とバルブシートとが、実質的に段差が無く接続されていることを特徴とする請求項１または２の吐出機構。

【請求項4】

液室中心軸と流入路中心軸とがなす角と比べ、液室中心軸と流出路中心軸とがなす角が大きく、流出路とバルブシートとが、実質的に段差が無く接続されていることを特徴とする請求項１または２の吐出機構。

【請求項5】

液室中心軸と流入路中心軸とがなす角と比べ、液室中心軸と流出路中心軸とがなす角が小さく、流入路とバルブシートとが、実質的に段差が無く接続されていることを特徴とする請求項１または２の吐出機構。

【請求項6】

流入路、流出路およびロッドよりも幅広の液室が三つ股を構成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの吐出機構。

【請求項7】

流入路中心軸と流出路中心軸とが上から見たときに直線状に接続されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの吐出機構。

【請求項8】

流入路中心軸と流出路中心軸とが上から見たときに角度をもって接続されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの吐出機構。

【請求項9】

液体配管と固定具で接続される前記流入路および前記流出路、並びに、前記液室を有する吐出ブロックを備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの吐出機構。

【請求項10】

請求項１ないし９のいずれかの吐出機構と、
固体粒子混合液体を貯留する容器と、
固体粒子混合液体を圧送するポンプと、
前記吐出機構、容器およびポンプを接続して循環路を形成する液体配管と、を備える液体材料吐出装置。

【請求項11】

前記吐出機構の流入路と前記ポンプとが複数のレギュレータを介して接続され、前記吐出機構の流出路と前記容器とがレギュレータを介して接続されることを特徴とする請求項１０の液体材料吐出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

固体粒子を混合した液体を均一に混合した状態に保つための構造を備える吐出機構および液体材料吐出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

各種液体材料を所定量ずつ取り分ける装置として、液体材料を貯留する容器を有し、この容器と接続するノズルから気体圧力または機械的圧力の作用により所定量ずつ吐出を行う「ディスペンサ」という装置が知られている。
ディスペンサで吐出を行う様々な種類の液体材料の中でも、特に、液体よりも比重の大きい固体粒子を混合した液体を吐出しようとした場合、時間が経過するにつれ固体粒子が容器の底部へ沈降したり、ノズル口付近へ凝集したりといったことが発生してしまう。これを防ぐためには、固体粒子が液体内に均一に混合した状態を保つように攪拌を行う必要がある。

【0003】

攪拌は、容器に攪拌装置を設けて実施することが一般的である。しかし、容器やそのすぐ近くにノズルを有する吐出機構を設けられず、容器と吐出機構とが離れている場合、容器と吐出機構とをつなぐ配管の途中で固体粒子の沈降などが発生してしまい、容器での攪拌では十分な効果が得られないことが多い。そこで、採用される別の攪拌方法の一つとして、容器と吐出機構との間に循環路を形成し、この循環路内で液体を常に流動させておくという方法がある。

【0004】

例えば、特許文献１には、液状体を貯留する容器と、その容器内の液状体を攪拌する手段と、容器内の液状体を常時循環させるためのループ配管と、そのループ配管内に設けられ、液状体を圧送するためのポンプと、吐出口を有するノズルと、ループ配管とノズルとの連通を開閉するバルブとを備える循環式液状体吐出装置であって、バルブは、ループ配管の一部をなすほぼ水平に延在したほぼ直線の流路を有すると共に、流路の下側の内壁面に形成された弁座であって、弁座付近がその周辺の流路の内壁面よりも下方に位置することなく、流路の内壁面の最下端よりも高いレベルにある弁座を有し、さらに、流路とノズルとの連通を開閉し、その先端が流路を横切って弁座に接触するように形成されたリフト弁を有することを特徴とする循環式液状体吐出装置、が開示される。

【0005】

また、特許文献２には、インクが吐出されるノズル孔と、ノズル孔に加圧されたインクを供給するインク室と、インク室内に設けられていて、ノズル孔を開閉するニードル弁と、ニードル弁を駆動する駆動機構と、駆動機構を収容する駆動機構収容空間と、インク室と駆動機構収容空間とを隔離する弾性体隔膜とを備え、インク室内のインクに加えられる圧力と同程度の圧力が駆動機構収容空間内の気体又は液体に加えられるように構成されたことを特徴とするインクジェットノズルにおいて、加圧されたインクタンクが循環路を介してインク室と連結され、ポンプによりインクを循環させること、が開示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４３７７１５３号公報

【特許文献2】特許第４１２３８９７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２の装置では、インク室の底面がインク入出力通路より低い位置にあるので、インク成分（固体粒子）が沈降、堆積しやすい。そして、これら沈降、堆積した固体粒子がノズル孔に達すれば、ノズル孔の詰まりや濃度の不均一、ニードル弁やノズル孔の損傷を引き起こすという問題がある。
この点、特許文献１の装置では、弁座が流路最下端よりも高いレベルにあるので、弁座の部分に対する沈降、堆積には一定の効果が認められる。しかしながら、弁座より低い位置にある部分へ固体粒子の沈降、堆積が生じ、沈降、堆積した固体粒子が剥離ないし舞い上げられ弁座の部分に到達することが考えられる。固体粒子の沈降、堆積は、弁座部分を急峻に隆起させた場合により顕著となる。

【0008】

また、ノズルと連通する液室（空間）にほぼ水平な流入管および流出管を接続して液体を循環させる構成においては、流入管および流出管を接続するための固定具（ナット等）が吐出作業に干渉する場合がある。すなわち、吐出口と液室との距離とが近い場合には、上記の固定具（ナット等）が吐出口より低い位置または吐出口と同等の高さに位置することとなり、例えば基板上の搭載素子に衝突するという問題が生じる場合がある。

【0009】

そこで、本発明は、上記課題を解決することができる液体材料吐出機構および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】

【0010】

第１の発明は、ロッドを往復動作させる駆動部と、ロッドが軸通される液室およびノズルと連通するバルブシートを有する吐出部とを備え、バルブシートとロッド先端を離間することによりノズルから固体粒子混合液体を線状または滴状に吐出するディスペンサである吐出機構であって、吐出部が、固体粒子混合液体を液室に流入させる流入路と、液室内の固体粒子混合液体を流出させる流出路を有し、流入路および流出路がバルブシート近傍でＶ字状に接続され、液室がＶ字の谷部に配置され、バルブシートがＶ字の下端をなす液室の下端に配置されること、バルブシートの上面には、ロッド先端が当接される面積よりも広いすり鉢状面が形成されていることを特徴とする吐出機構である。
第２の発明は、第１の発明において、液室中心軸と流入路中心軸とがなす角と、液室中心軸と流出路中心軸とがなす角が同じ角度であることを特徴とする。

【0011】

第３の発明は、第１または２の発明において、流入路および／または流出路とバルブシートとが、実質的に段差が無く接続されていることを特徴とする。
第４の発明は、第３の発明において、液室中心軸と流入路中心軸とがなす角と比べ、液室中心軸と流出路中心軸とがなす角が大きく、流出路とバルブシートとが、実質的に段差が無く接続されていることを特徴とする。
第５の発明は、第１の発明において、液室中心軸と流入路中心軸とがなす角と比べ、液室中心軸と流出路中心軸とがなす角が小さく、流入路とバルブシートとが、実質的に段差が無く接続されていることを特徴とする。
第６の発明は、第１ないし５のいずれかの発明において、流入路、流出路およびロッドよりも幅広の液室が三つ股を構成することを特徴とする。

【0012】

第７の発明は、第１ないし６のいずれかの発明において、流入路中心軸と流出路中心軸とが上から見たときに直線状に接続されることを特徴とする。
第８の発明は、第１ないし６のいずれかの発明において、流入路中心軸と流出路中心軸とが上から見たときに角度をもって接続されることを特徴とする。

【0013】

第９の発明は、第１ないし８のいずれかの発明において、液体配管と固定具で接続される前記流入路および前記流出路、並びに、前記液室を有する吐出ブロックを備えることを特徴とする。
第１０の発明は、第１ないし９のいずれかの発明に係る吐出機構と、固体粒子混合液体を貯留する容器と、固体粒子混合液体を圧送するポンプと、前記吐出機構、容器およびポンプを接続して循環路を形成する液体配管と、を備える液体材料吐出装置である。
第１１の発明は、第１０の発明において、前記吐出機構の流入路と前記ポンプとが複数のレギュレータを介して接続され、前記吐出機構の流出路と前記容器とがレギュレータを介して接続されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、吐出部内循環路における固体粒子の沈降、堆積の問題を解消することができる吐出機構および料吐装置を提供することが可能となる。
また、流入管および流出管を接続するための固定具（ナット等）が吐出作業に干渉する問題を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態の循環機構を備える吐出装置を説明するブロック図である。

【図2】実施形態で用いられる吐出機構を説明する断面図である。

【図3】実施形態の循環機構を備える吐出装置の操作を説明するフローチャートである。

【図4】吐出部内循環路の第一の変形例を説明する断面図である。ここで、（ａ）は液室中心軸と流入路中心軸とがなす角より液室中心軸と流出路中心軸とがなす角の方が大きい場合、（ｂ）は、液室中心軸と流入路中心軸とがなす角より液室中心軸と流出路中心軸とがなす角の方が小さい場合を示す。

【図5】吐出部内循環路の第二の変形例を説明する断面図である。ここで、（ａ）は流入路と流出路のなす角が１８０度の場合、（ｂ）は流入路と流出路のなす角が鈍角の場合、（ｃ）は流入路と流出路のなす角が直角の場合、（ｄ）は流入路と流出路のなす角が鋭角の場合を示す。

【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を説明する。
なお、以降の説明中で用いる「液体材料」は、特に断りのない限り、固体粒子が混合した状態の液体材料とする。

【0017】

［循環機構］
図１は、本実施形態の循環機構を備える吐出装置を説明するブロック図を示す。
本実施形態の循環機構２を備える吐出装置１は、液体材料５を貯留する容器４と、液体材料５を定量的に吐出する吐出機構３と、液体材料５を圧送するためのポンプ８とから主に構成されている。そして、これら機器の間は液体配管６で接続され、液体材料５が循環できるよう循環路を形成する。

【0018】

容器４は、循環路に組み込まれるために、流入口２６と流出口２７とを別々に有している。流出口２７の先には、二方弁７が接続され、連通と閉鎖の切換を行う。容器４には、液体材料５を攪拌する攪拌機を設けてもよい。
本実施形態の吐出機構３は、弁体３０を駆動してノズル４８の連通孔４６を開閉することにより液体材料５の吐出を行うニードルバルブ型の吐出機構を用いている。吐出機構３には、弁体３０を駆動するための作動気体が、圧縮気体源１８から第五のレギュレータ２１により調圧された後に供給されている。また、動作を制御するために制御装置１６と制御配線１７によって接続されている。そして、液体材料５を循環させるため、流入路５２と流出路５３とを別々に有し、内部でノズル４８へと連通する流路を形成している。吐出機構３のより詳細な説明は後述する。

【0019】

本実施形態のポンプ８は、ダイヤフラムポンプを用いている。ダイヤフラムポンプは、作動気体を供給することで作動し、作動気体の圧力を調整することで圧送する液体材料５の圧力を調整することができる。そのため、供給および停止や、調圧を自在に行える制御装置１６を介して作動気体の供給を行う。作動気体の元となる圧縮気体源１８は第六のレギュレータ２２を介して制御装置に接続されている。本実施形態では、ダイヤフラムポンプを用いたが、これに限定されない。例えば、スクリューポンプ、ギアポンプ、プランジャポンプなどの（容積式）ポンプを用いることができる。

【0020】

ポンプ８と吐出機構３との間には、レギュレータが２つ（１１、１２）設けられている。これらのうち、第一のレギュレータ１１は、弁の開度を調整することで圧力を調整する通常の減圧弁であるが、第二のレギュレータ１２は、外部から作動気体を内部流路に面するダイヤフラムに作用させ、内部流路の開度を調整することで圧力を調整するレギュレータである。そのため、作動気体の元となる圧縮気体源１８が第四のレギュレータ２０を介して第二のレギュレータ１２に接続されている。したがって、第四のレギュレータ２０の圧力を調整することで、第二のレギュレータ１２の圧力を調整することができる。そして、吐出機構３に流入する液体材料５の圧力（いわゆる吐出圧）の調整は、第二のレギュレータ１２を調整することで行う。調整後の液体材料５の圧力を確認するには、第二のレギュレータ１２と吐出機構３との間に設けた第一の圧力計１４を用いる。上述の第二のレギュレータ１２は内部にダイヤフラムを備えているため、ポンプ８による液体圧力の脈動をダイヤフラムの柔軟性により抑制することができ、液体圧力を安定させることができる。さらに、第一のレギュレータ１１を第二のレギュレータ１２の上流側に配設しているので、（減圧弁が元から備える作用により、）ポンプ８による液体圧力の脈動を抑制した液体材料５を第二のレギュレータ１２へ導入することができ、より液体圧力を安定させることができる。液体圧力が安定することで、安定した定量吐出を行うこと、安定した循環を行うこと、固体粒子が液体に均一に混合した状態を保つことができる。

【0021】

ここで、前述の２つのレギュレータ（１１、１２）とポンプ８との間に三方弁９を設け、３つの口のうち１つを外部へと連通する口１０としている。この外部へ連通する口１０は、作業が終わった後や、違う種類の液体材料に入れ替える場合など、液体配管６内部を空にする際の排出口として用いる。また、空の液体配管６に液体材料５を入れる際の気泡抜き口として用いてもよい。通常は、この外部へ連通する口１０は閉じておく。

【0022】

吐出機構３と容器４との間には、第三のレギュレータ１３が設けられている。第三のレギュレータ１３は、弁の開度を調整することで圧力を調整する通常の減圧弁である。この第三のレギュレータ１３は、第三のレギュレータ１３よりも吐出機構３側（上流側）に位置する液体配管６内の液体材料５の圧力を安定させる役割を果たす。これは、第三のレギュレータ１３が液体材料５の流れをせき止めるように働き、流れを遅くさせることでポンプ８や吐出機構３による液体圧力の変動を抑制するという作用によるものである。調整後の液体材料５の圧力を確認するには、第三のレギュレータ１３と吐出機構３との間に設けた第二の圧力計１５を用いる。前述の２つのレギュレータ（１１、１２）の場合と同様に、液体圧力が安定することで、安定した定量吐出を行うこと、安定した循環を行うこと、固体粒子が液体に均一に混合した状態を保つことができる。

【0023】

［吐出機構］
本実施形態の吐出機構３の詳細について説明する。図２は、本実施形態で用いる吐出機構３の断面図である。以下の説明では、ストローク調整ネジ３４側を「上」、ノズル４８側を「下」ということがある。
本実施形態の吐出機構３は、弁体３０を駆動してノズル４８の連通孔４６を開閉することにより液体材料５の吐出を行うニードルバルブ型の吐出機構であり、大きく分けて、弁体３０を上下方向に駆動させる駆動部２８と、駆動された弁体３０の作用により液体材料５を吐出する吐出部２９とから構成される。

【0024】

駆動部２８は、弁体であるロッド３０に固設されたピストン３１が駆動部２８内を上下方向に摺動自在になっており、ピストン３１上側にはロッド３０を下降駆動させるためのバネ３２を収容するバネ室３３が形成され、ピストン３１下側にはロッド３０を上昇駆動させるための圧縮空気を流入させる空気室３８が形成されている。上記バネ３２には圧縮コイルばねを用いている。また、バネ室３３上部にはロッド３０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３４が設けられている。ロッド３０のストロークの調整は、調整ネジ３４の外部に露出しているつまみ部３５を回し、調整ネジ３４の先端３６を上下方向に移動させて、ロッド上端３７と衝突するまでの距離を変えることで行う。ピストン３１下側で、空気室３８へ流入させる圧縮空気は、圧縮空気源１８から切換弁３９を介して駆動部２８の空気流入口４０より流入させる。圧縮気体源１８と切換弁３９との間には圧力調整のための第五のレギュレータ２１が設けられている。また切換弁３９には、電磁弁や高速応答弁などを用い、制御装置１６にて開閉の制御をしている。ピストン３１側面および空気室３８下部のロッド３０が貫通する部分には、空気室３８に流入した圧縮空気が漏出しないようシール部材（４１、４２）がそれぞれ設けられている。

【0025】

吐出部２９は、ロッド３０が内部を昇降動可能な液室４４、流入路５２および流出路５３を有する吐出ブロック５９を備える。吐出ブロック５９の上部にはロッド３０が貫通する孔が設けられ、この部分には、液室４４の液体材料５が漏出しないよう第三のシール部材４３が設けられている。吐出ブロック５９の下部には弁座であるバルブシート４５と液体材料５を排出するノズル４８が取り付けられている。バルブシート４５には液室４４とノズル４８とを連通する連通孔４６が中央を貫通して設けられている。また、バルブシート４５上面にはすり鉢状面４７が形成されており、ロッド先端５１がこの面４７の再奥部に当接或いはこの面４７から離間して上記連通孔４６を開閉することによって液体材料５がノズル４８を通じて吐出される。すり鉢状面４７は、ロッド先端５１が当接する面積よりも広い面積とすることが好ましく、これにより固体粒子の沈降、堆積の問題は緩和される。
ノズル４８には、バルブシート４５の連通孔４６と連通する管状部材４９が貫設しておりバルブシート４５の連通孔４６を通って流れてきた液体材料５が、この管状部材４９の内部を通って外部に排出される。上記バルブシート４５とノズル４８は、キャップ状部材５０により液室４４下端に着脱自在に固定されており、交換が容易になっている。

【0026】

流入路５２および流出路５３は、液体材料５を循環させるための流路であり、液室４４および液体配管６に連通する。なお、以下では、流入路５２と流出路５３をまとめて吐出部内循環路ということがある。流入路５２は、その一端がバルブシート４５寄りの液室４４側面へと連通しており、そこから液室中心軸５６と流入路中心軸５７とが鋭角をなすよう上に向かって延びている。そして、流入路５２の他端は、流入管５４を介して液体配管６と接続している。一方、流出路５３は、その一端がバルブシート４５寄りの液室４４側面で、流入路５２が連通している側面と対向する面と連通しており、そこから液室中心軸５６と流出路中心軸５８とが鋭角をなすように上に向かって延びている。そして、流出路５３の他端は、流出管５５を介して液体配管６と接続している。別の言い方をすると、流入路５２と流出路５３とがバルブシート４５近傍を交点とするＶ字状をなして、Ｖ字の谷部分で液室４４と連通している。本実施の形態では、液室中心軸５６と流入路中心軸５７とがなす角と、液室中心軸５６と流出路中心軸５８とがなす角とは同じ角度となるように形成している。加えて、上から見たとき、流入路５２と流出路５３とは同じ向きになるよう一直線に形成されている（図４（ａ）参照）。吐出部内循環路（流入路５２と流出路５３）が鋭角をなすよう上向きに形成されていることから、吐出ブロック５９と液体配管６とを接続する固定具（ナット等）がワークに衝突するおそれがない。すなわち、流入路５２の入口開口および流出路５３の出口開口がノズル４８よりも充分に高い位置にあるので、ノズルが短い吐出機構を採用することもできる。

【0027】

流入路５２と流出路５３の内部での液体材料５の流れは次のようになる。まず、流入側の液体配管６を通ってきた液体材料５は流入管５４から流入路５２へ流れていく。そして、液体材料５は流入路５２中をバルブシート４５へ向かって流れ下っていく。液体材料５の流れがバルブシート４５上に到達すると、下りから上りへ向きを変え、流出路５３へと流れていく。そして、液体材料５は流出路５３中をバルブシート４５から遠ざかるよう流れ上がっていき、流出管５５を通って流出側の液体配管６へと流れ込む。このように、液体材料５をバルブシート４５へ向かって角度をつけて流動させることで、バルブシート４５近傍の液体材料５を舞い上げたり、押し流したりするよう作用し、バルブシート４５や連通孔４６に固体粒子が沈降、堆積することがなく、均一に混合した状態を保つことができる。
以上に説明した本実施形態の吐出機構３には、切換弁３９のＯＮ／ＯＦＦや、ポンプ８への作動気体の供給／停止（図１参照）などを制御する制御装置１６が接続される。

【0028】

上述した吐出機構３は、概略、次のような動作をする。ここで、ロッド３０がバルブシート４５に接し、連通孔４６を閉鎖している状態（図２に図示した状態）を初期状態とする。
まず、切換弁３９へ動作開始信号が送信されると（ＯＮになると）、弁が切り換わって圧縮空気が空気室３８へ流入し、バネ３２を圧縮しながら、ピストン３１を持ち上げ、それに伴いロッド３０が連通孔４６を開放する。すると、液体材料５は、管状部材４９を通ってノズル４８先端から排出される。そして、設定時間経過後、切換弁３９への動作信号が切られると（ＯＦＦになると）、弁が切り換わって空気室３８内の圧縮空気を大気中へ放出し始め、バネ３２の反発力によってピストン３１が下がり、そしてロッド３０が連通孔４６を閉鎖する。すると、ノズル４８先端から排出された液体材料５がノズル４８から離れ、対象へと吐出される。以上が、本実施形態の吐出機構３による一回の吐出における一連の動作の流れである。

【0029】

この吐出機構３では、上述した液体圧力（ダイヤフラムポンプ８の作動圧力）、ストローク、連通孔４６を開放している時間などを変更することで、連続的に線状に吐出することや、滴状になってノズル４８から飛翔吐出することが可能である。

【0030】

本実施形態では、吐出機構３にニードルバルブ型を用いたが、これに限定されず、他の形式のバルブにも適用可能である。例えば、ポペットバルブ、スライドバルブ、ロータリバルブなどが挙げられる。

【0031】

［操作フロー］
実施形態の循環機構２を備える吐出装置１の操作を図１を参照しながら、図３のフローチャートに従い説明する。
始めに、二方弁７を閉鎖状態に切り換え、かつ排出口１０を閉鎖する方向へ三方弁９を切り換え（ＳＴＥＰ１０１）、容器４に固体粒子混合液体５を入れる（ＳＴＥＰ１０２）。次いで、二方弁７を連通状態に切り換える（ＳＴＥＰ１０３）とともに、制御装置１６を操作してポンプ８に圧縮気体を供給し、ポンプ８を始動させる（ＳＴＥＰ１０４）。ポンプ８が動作すると液体材料５は液体配管６内を符号２４の方向に循環を開始する。次いで、第四のレギュレータ２０調整し、第二のレギュレータ１２を調整する（ＳＴＥＰ１０５）。この際、第四のレギュレータ２０に第三の圧力計２３を設け、その目盛りを見ながら調整を行うとよい。また、第四のレギュレータ２０の圧力の大きさと、ポンプ８から排出される液体圧力大きさとの関係を予め求めておき、調整の際の目安とするとよい。次いで、第一のレギュレータ１１を調整して、一次側の液体圧力を目標圧力へと調整する（ＳＴＥＰ１０６）。また、第二のレギュレータ１２を調整して、二次側の液体圧力を目標圧力へと調整する（ＳＴＥＰ１０７）。ここで、一般には、吐出機構３の一次側（上流側；第一の圧力計１４）と二次側（下流側；第二の圧力計１５）の圧力は同じになるように調整することで、安定した吐出および循環が行える。ただし、液体材料５の粘度が高い場合は、圧力損失が大きいので一次側圧力を大きくすることが好ましい。実験では、粘度１［ｃｐｓ］のときは、設定圧力は一次側、二次側とも２０［ｋＰａ］で良好な循環が得られ、粘度１０００［ｃｐｓ］のときは、設定圧力は一次側が１７０［ｋＰａ］、二次側が６０［ｋＰａ］で良好な循環が得られた。全ての圧力計について圧力の調整を終えたら、吐出前の準備は完了である。そして、制御装置１６より吐出信号を発信して、吐出を実行する（ＳＴＥＰ１０８）。なお、循環を開始したら、作業が終わるまで循環させたままにしておくことが好ましい。

【0032】

［吐出部内循環路の変形例］
ここでは、吐出機構３の吐出部２９に形成される吐出部内循環路（流入路５２および流出路５３）の変形例について説明する。
（１）液室中心軸に対する角度を異ならせる態様
液室中心軸５６と流入路中心軸５７とがなす角と、液室中心軸５６と流出路中心軸５８とがなす角とを異ならせる態様を図４を用いて説明する。ここで、図４（ａ）は液室中心軸５６と流入路中心軸５７とがなす角より液室中心軸５６と流出路中心軸５８とがなす角の方が大きい場合、図４（ｂ）は、液室中心軸５６と流入路中心軸５７とがなす角より液室中心軸５６と流出路中心軸５８とがなす角の方が小さい場合を示す。

【0033】

図４（ａ）では、液室中心軸５６と流入路中心軸５７とがなす角より液室中心軸５６と流出路中心軸５８とがなす角の方が大きくなるよう吐出部内循環路を形成している。流入路５２側の角度が小さく、液体材料５がバルブシート４５に向かって垂直に近い状態で流れ込むので、バルブシート４５近傍の液体材料５を舞い上げるように作用し、固体粒子の沈降、堆積を防ぐ。そして、流出路５３側の角度が大きく、流入路５２側と比べ水平に近い状態になっているので、液体材料５が流れ出やすく、円滑な循環を実現できる。ここで、すり鉢状面４７は、流出路５３の下面と水平面がなす角度と同じ角度の傾斜面で構成し、すり鉢状面４７と流出路５３とが実質的に段差が無く接続されるようにすることが好ましい。

【0034】

図４（ｂ）では、液室中心軸と５６流入路中心軸５７とがなす角より液室中心軸５６と流出路中心軸５８とがなす角の方が小さくなるよう吐出部内循環路を形成している。流入路５２側の角度が大きく、液体材料５がバルブシート４５の上面（すり鉢状面４７）をなぞるように流れるので、バルブシート４５近傍の液体材料５を押し流すように作用し、固体粒子の沈降、堆積を防ぐ。そして、流出路５３側の角度が小さく、流入路５２側と比べ垂直に近い状態になっているので、液体材料５が素早く上方へと運ばれ、固体粒子が液室４４内に長く留まることを防ぐ。ここで、すり鉢状面４７は、流入路５２の下面と水平面がなす角度と同じ角度の傾斜面で構成し、流入路５２とすり鉢状面４７とが実質的に段差が無く接続されるようにすることが好ましい。

【0035】

（２）上から見たときの向きを異ならせる態様
上から見たときの流入路５２と流出路５３の向きを異ならせる態様を図５を用いて説明する。図５は、図２で示すＡ−Ａ断面を表す。図５（ａ）では流入路中心軸５７と流出路中心軸５８とが直線状に接続され、図５（ｂ）〜（ｄ）では流入路中心軸５７と流出路中心軸５８とが角度をもって接続される。より詳細には、上から見た際に、図５（ａ）は流入路５２と流出路５３のなす角が１８０度の場合（図２の場合）、図５（ｂ）は流入路５２と流出路５３のなす角が鈍角の場合、図５（ｃ）は流入路５２と流出路５３のなす角が直角の場合、図５（ｄ）は流入路５２と流出路５３のなす角が鋭角の場合を示す。
図５（ｂ）から（ｄ）のように、流入路５２と流出路５３の向きを異ならせて角度をつけることにより、液体材料５の流れが液室４４内でロッド３０周囲を回り込むような流れとなり、同じ向きで直線的に流れる場合（図５（ａ））よりも、攪拌作用を強くすることができる。
図５（ｂ）から（ｄ）では、紙面下方（吐出機構３の手前）側へ角度をつけるようにしたが、逆方向（紙面上方、吐出機構３の奥側）へ角度をつけるようにしてもよい。ただし、吐出機構３の奥側は、使用時に図示しないスタンドやＸＹＺ移動機構に固定するため、図５のように手前に角度をつけるようにする方が好ましい。

【0036】

上記（１）の角度を異ならせる態様と上記（２）の向きを異ならせる態様は、それぞれ独立に実施してもよいし、組み合わせて実施してもよい。

【符号の説明】

【0037】

１：液体材料吐出装置 ２：循環機構 ３：吐出機構 ４：容器 ５：固体粒子混合液体、液体材料 ６：液体配管 ７：二方弁 ８：ポンプ ９：三方弁 １０：外部へ連通する口（排出口） １１：第一のレギュレータ １２：第二のレギュレータ １３：第三のレギュレータ １４：第一の圧力計 １５：第二の圧力計 １６：制御装置 １７：制御配線 １８：圧縮気体源 １９：気体配管 ２０：第四のレギュレータ ２１：第五のレギュレータ ２２：第六のレギュレータ ２３：第三の圧力計 ２４：液体の流れ ２５：気体の流れ ２６：流入口（容器） ２７：流出口（容器） ２８：駆動部 ２９：吐出部 ３０：ロッド（弁体） ３１：ピストン ３２：バネ ３３：バネ室 ３４：ストローク調整ネジ ３５：つまみ部 ３６：調整ネジ先端 ３７：ロッド上端 ３８：空気室 ３９：切換弁 ４０：空気流入口 ４１：第一のシール部材 ４２：第二のシール部材 ４３：第三のシール部材 ４４：液室 ４５：バルブシート（弁座） ４６：連通孔 ４７：すり鉢状面 ４８：ノズル ４９：管状部材 ５０：キャップ状部材 ５１：ロッド先端 ５２：流入路 ５３：流出路 ５４：流入管 ５５：流出管 ５６：液室中心軸 ５７：流入路中心軸 ５８：流出路中心軸 ５９：吐出ブロック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】