特開 2022-53735 非圧縮性流体用シリンジ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022053735

(43)【公開日】2022-04-06

(54)【発明の名称】非圧縮性流体用シリンジ

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/00 20060101AFI20220330BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20220330BHJP

【ＦＩ】

B05C5/00 101

B05C11/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020160533

(22)【出願日】2020-09-25

(71)【出願人】

【識別番号】000116057

【氏名又は名称】ローランドディー．ジー．株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121500

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 高志

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100189887

【弁理士】

【氏名又は名称】古市 昭博

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼野 貴文

(72)【発明者】

【氏名】小川 洋一郎

【テーマコード（参考）】

4F041

4F042

【Ｆターム（参考）】

4F041AA01

4F041AB01

4F041BA02

4F041BA10

4F041BA22

4F041BA32

4F041BA34

4F041BA52

4F042AA01

4F042BA07

4F042BA08

4F042BA12

4F042CA01

4F042CB03

4F042CB10

4F042CC08

4F042DF01

(57)【要約】

【課題】非圧縮性流体が収容される内部空間内の空気をより簡易に除去すること。
【解決手段】シリンジ５０は、筒状に形成され、内部空間５２に非圧縮性流体８を収容可能な本体ケース５１と、本体ケース５１内に挿入可能に構成され、本体ケース５１と共に内部空間５２を区画し、本体ケース５１内を摺動するプランジャ６０と、本体ケース５１に設けられ、プランジャ６０の摺動により送られる非圧縮性流体８を吐出する吐出部５５と、を備え、プランジャ６０は、内部空間５２と連通する内側開口６２と、内部空間５２内の空気９を本体ケース５１の外部に排出しかつ封止可能に形成された外側開口６６と、内側開口６２と外側開口６６とを連通する連通路６８と、を備えている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

非圧縮性流体を収容するためのシリンジであって、
筒状に形成され、内部空間に非圧縮性流体を収容可能な本体ケースと、
前記本体ケース内に挿入可能に構成され、前記本体ケースと共に前記内部空間を区画し、前記本体ケース内を摺動するプランジャと、
前記本体ケースに設けられ、前記プランジャの摺動により送られる前記非圧縮性流体を吐出する吐出部と、を備え、
前記プランジャは、前記内部空間と連通する内側開口と、前記内部空間内の空気を前記本体ケースの外部に排出しかつ封止可能に形成された外側開口と、前記内側開口と前記外側開口とを連通する連通路と、を備えている、シリンジ。

【請求項2】

前記プランジャは、前記本体ケース内を摺動する摺動部と、前記摺動部に連結され、前記吐出部に対して反対方向かつ前記本体ケースの軸方向に延びる棒状部と、を備え、
前記内側開口は、前記摺動部に形成され、
前記外側開口は、前記棒状部に形成され、
前記連通路は、少なくとも前記棒状部に形成されている、請求項１に記載のシリンジ。

【請求項3】

前記摺動部は、前記内側開口に向かうほど前記吐出部から離れる傾斜部分を有する、請求項２に記載のシリンジ。

【請求項4】

前記外側開口は、前記本体ケースの軸方向に向けて開口している、請求項２または３に記載のシリンジ。

【請求項5】

前記外側開口は、前記本体ケースの軸方向と交差する方向に向けて開口している、請求項２または３に記載のシリンジ。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載のシリンジと、
前記シリンジを着脱可能に支持するシリンジホルダと、
前記プランジャに接続され、前記プランジャを前記本体ケースの軸方向に移動させる移動機構と、を備えている、非圧縮性流体吐出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非圧縮性流体用シリンジに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、シリンジを用いて非圧縮性流体（例えば加飾インク）を被加飾物に供給することで、立体的な印刷（即ち２．５Ｄ印刷）が行われている。例えば、特許文献１には、圧送ポンプによってシリンジ内にエアを供給することで、シリンジに収容された加飾インクを吐出部から吐出させる加飾システムが開示されている。また、特許文献２には、シリンジとシリンジ内を摺動するピストン（プランジャ）とによって区画された内部空間に収容された流動性材料を、プランジャを摺動させることによってノズルから吐出させる塗布ユニットが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－５９０１９号公報

【特許文献2】特許第４４２４４８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、プランジャによって内部空間内の非圧縮性流体を押し出す構成では、プランジャの移動量を制御することによって吐出される非圧縮性流体の吐出量が調整される。ここで、内部空間内に圧縮性流体である空気が多量に存在すると、プランジャによる押圧力の一部が空気に吸収されてしまうため、意図した吐出量の非圧縮性流体を吐出できなかったり、吐出に遅れが生じたりし得る。かかる問題を解決すべく、特許文献２では、真空ポンプを駆動することによって内部空間内を脱気している。しかしながら、真空ポンプを用いて内部空間内の空気を除去しようとすると、装置が大型化しコストも増大してしまう。

【0005】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プランジャによって非圧縮性流体が吐出されるシリンジにおいて、非圧縮性流体が収容される内部空間内の空気をより簡易に除去することができるシリンジを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るシリンジは、非圧縮性流体を収容するためのシリンジである。前記シリンジは、筒状に形成され、内部空間に非圧縮性流体を収容可能な本体ケースと、前記本体ケース内に挿入可能に構成され、前記本体ケースと共に前記内部空間を区画し、前記本体ケース内を摺動するプランジャと、前記本体ケースに設けられ、前記プランジャの摺動により送られる前記非圧縮性流体を吐出する吐出部と、を備えている。前記プランジャは、前記内部空間と連通する内側開口と、前記内部空間内の空気を前記本体ケースの外部に排出しかつ封止可能に形成された外側開口と、前記内側開口と前記外側開口とを連通する連通路と、を備えている。

【0007】

本発明のシリンジによると、本体ケース内に非圧縮性流体を収容した後に本体ケース内にプランジャを挿入することで、内部空間内に存在する空気を本体ケースの外部に排出することができる。即ち、プランジャを本体ケース内に挿入することによって、プランジャの内側開口、連通路および外側開口を通じて内部空間内の空気を本体ケースの外部に排出することができる。そして、内部空間内の空気を十分に排出した後（例えばプランジャが非圧縮性流体に接触した後）に外側開口を封止することによって内部空間を密閉することができる。これにより、意図した吐出量の非圧縮性流体を遅れが生じることなく適切に吐出することができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、プランジャによって非圧縮性流体が吐出されるシリンジにおいて、非圧縮性流体が収容される内部空間内の空気をより簡易に除去することができるシリンジを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態に係る流体吐出装置の斜視図である。

【図2】一実施形態に係るシリンジおよびその周辺の構造を示す正面図である。

【図3】一実施形態に係るシリンジの断面図である。

【図4】一実施形態に係るプランジャの分解斜視図である。

【図5】一実施形態に係るシリンジの断面図であり、内部空間から空気を抜く状態を示す模式図である。

【図6】他の一実施形態に係るプランジャと連結部との連結状態を示す正面図である。

【図7】他の一実施形態に係るプランジャと連結部の連結前の状態を示す正面図である。

【図8】他の一実施形態に係るプランジャと連結部の連結直前の状態を示す正面図である。

【図9】他の一実施形態に係るシリンジの正面図である。

【図10A】他の一実施形態に係るニードルを示す正面図である。

【図10B】ニードルの長さが調整された後の状態を示すニードルの正面図である。

【図11A】他の一実施形態に係るニードルを示す正面図である。

【図11B】ニードルの長さが調整された後の状態を示すニードルの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、適宜図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。

【0011】

図１は、一実施形態に係る非圧縮性流体吐出装置１０（以下、流体吐出装置１０とする。）を示す斜視図である。以下の説明では、左、右、上、下とは、流体吐出装置１０の正面にいるユーザが流体吐出装置１０を見た場合の左、右、上、下をそれぞれ意味することとする。また、上記ユーザが流体吐出装置１０に近づく方を後方、遠ざかる方を前方とする。図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を表す。本実施形態に係る流体吐出装置１０は、相互に直交する軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたときに、Ｘ軸とＹ軸とで構成される平面に置かれるものとする。ここでは、Ｘ軸は、左右方向に延びる。Ｙ軸は、前後方向に延びる。Ｘ軸とＹ軸とで構成される平面は、ここでは水平面である。Ｚ軸は、上下方向に延びる。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、流体吐出装置１０の設置態様を何ら限定するものではない。

【0012】

流体吐出装置１０は、テーブル２０あるいはテーブル２０に載置された被加飾物５に対し、シリンジ５０に収容された非圧縮性流体を吐出する装置である。以下、流体吐出装置１０について説明しながら、シリンジ５０について説明する。

【0013】

シリンジ５０に収容される非圧縮性流体としては、ニュートン流体および非ニュートン流体が含まれる。非ニュートン流体とは、ニュートン流体に当てはまらない流体の総称であり、流れの剪断応力（接線応力）と流れの速度勾配（ずり速度、せん断速度）との関係が線形ではない粘性を有する流体を意味する。非ニュートン流体としては、例えば、擬塑性流体が挙げられる。非圧縮性流体が擬塑性流体であることで、力を加えることにより粘度が低下し、力を加えるまでは高い粘度を示す。このことにより、シリンジ５０からの非圧縮性流体の供給に際して、例えば後述するプランジャ６０（図２参照）の押圧力を加えることで、非圧縮性流体の供給性（流動性）が向上するために好ましい。ここで、非圧縮性流体とは、マッハ数が０．３未満（即ち密度変化が５％未満）の流体を指し、圧縮や膨張の影響が無視できるほど体積変化の小さい流体である。圧縮性流体とは、マッハ数が０．３以上（即ち密度変化が５％以上）の流体を指し、圧縮や膨張の影響による体積変化の大きい流体（例えば空気）である。

【0014】

非圧縮性流体は、用途に応じて、食品衛生法、欧州玩具指令、ＳＴ（Safety Toy）基準等に準じて重金属類の含有量，溶出量等を制限するなどし、人（乳幼児を含む）が口にしても安全な安全基準が満たされたものであってよい。また、非圧縮性流体は、例えば、食用可能なもの（食品）から構成されていてもよい。非圧縮性流体としての食品は、基材に配置されることで、硬化することなく、あるいは、硬化して、基材を装飾するものであってもよい。この場合の基材は、食品であってもよいし、食品でなくてもよい。食品としては、一例として、マヨネーズ等の調味料、動物，魚，およびこれらの内臓等の食肉ペースト、各種の野菜ペースト、チョコレート，生クリーム，ムース等の製菓用食品、等が挙げられる。

【0015】

また、非圧縮性流体は、基材に供給されたのち硬化する硬化機構を備えていてもよい。例えば、非圧縮性流体の硬化機構は、溶剤または分散媒が揮発することによって硬化する溶剤揮散型（乾燥硬化型であり得る）、雰囲気中の水分と反応して硬化する湿気硬化型、加熱することで非圧縮性流体中の硬化剤が活性化して硬化する加熱硬化型、紫外線等のエネルギー線を照射することにより短時間で硬化するエネルギー線硬化型、加熱溶融状態で供給されて冷却すると硬化する熱溶融型等のいずれであってもよい。また、非圧縮性流体は、硬化することなく基材に配置されることで基材を装飾するものであってもよい。

【0016】

非圧縮性流体の粘度は、特に限定されない。シリンジ５０を用いて吐出される非圧縮性流体の粘度は、２５℃、せん断速度１０００／ｓのときの粘度として、例えば１０ｍ・Ｐａ～５Ｐａ程度と広い範囲にわたり得る。シリンジ５０の形状にもよるが、例えば、よりスムーズな吐出を実現するために、非圧縮性流体は、２５℃、１０００／ｓにおける粘度が、２Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、例えば１Ｐａ・ｓ以下であってよく、５００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。しかしながら、１０００／ｓにおける粘度が低すぎると、吐出される非圧縮性流体の粘度が低すぎてタレを生じてしまうために好ましくない。１０００／ｓにおける粘度の下限はこれに限定されるものではないが、好適な一例として、８０ｍＰａ・ｓとすることが例示される。

【0017】

被加飾物５を構成する素材は特に限定されず、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）共重合体などの樹脂材料、金、銀、銅、プラチナ、真鍮、アルミ、鉄、チタン、ステンレス等の金属材料はもちろんのこと、陶器、セラミック、ガラス、ゴム、皮革、木材板、カーボン、紙類、布帛、さらには食品などであってもよい。また、被加飾物５の形状も特に制限されず、シート状や、携帯電話ケースや化粧品ケース、アクセサリやフォトフレーム等の立体構造体等であってよい。

【0018】

図１に示すように、流体吐出装置１０は箱状に形成されている。流体吐出装置１０は、前方および上方が開口された筐体１１と、被加飾物５を載置可能に形成されたテーブル２０と、筐体１１内に配置されたシリンジ移動機構３０と、シリンジ５０と、シリンジホルダ７０と、制御装置１００とを備えている。筐体１１の開口部には、開閉式のカバーが設けられているが、ここでは図示を省略する。筐体１１は、底壁部１２と、左側壁部１３と、右側壁部１４と、上壁部１５と、後壁部１６とを備えている。

【0019】

図１に示すように、底壁部１２には、テーブル２０が設けられている。底壁部１２のＸ軸方向の長さは、底壁部１２のＹ軸方向の長さより短い。底壁部１２の前方の領域は、テーブル２０が設けられる第１領域１２ａである。底壁部１２の後方の領域は、テーブル２０に載置された被加飾物５がテーブル２０を越えて載置可能な第２領域１２ｂである。

【0020】

図１に示すように、左側壁部１３は、底壁部１２の左端において上方に延びている。左側壁部１３は、底壁部１２に対して垂直に設けられている。右側壁部１４は、底壁部１２の右端において上方に延びている。右側壁部１４は、底壁部１２に対して垂直に設けられている。後壁部１６は、底壁部１２の後端において上方に延びている。後壁部１６は、左側壁部１３の後端および右側壁部１４の後端に接続されている。後壁部１６には、制御装置１００が収容されている。上壁部１５は、左側壁部１３の後部の上端、右側壁部１４の後部の上端および後壁部１６の上端に接続されている。底壁部１２と左側壁部１３と右側壁部１４と上壁部１５と後壁部１６とに囲まれた領域が、筐体１１の内部空間である。

【0021】

図１に示すように、筐体１１の内部空間は、シリンジ５０に収容された非圧縮性流体を吐出する空間である。内部空間には、シリンジ移動機構３０が設けられている。即ち、シリンジ移動機構３０は、筐体１１に収容されている。シリンジ移動機構３０は、移動機構の一例である。シリンジ移動機構３０は、シリンジ５０を保持するシリンジホルダ７０と、シリンジホルダ７０が設けられた第１キャリッジ３１（図２参照）と、第１キャリッジ３１を保持する第２キャリッジ３２と、第２キャリッジ３２を保持する第３キャリッジ３３と、第１キャリッジ３１をＺ軸方向に移動させるＺ軸方向移動機構３６（図２参照）と、第１キャリッジ３１および第２キャリッジ３２をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動機構４０と、第１キャリッジ３１および第２キャリッジ３２および第３キャリッジ３３をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動機構４４と、を備えている。シリンジ移動機構３０は、シリンジ５０を三次元方向に移動させる。シリンジ５０は、Ｚ軸方向移動機構３６、Ｘ軸方向移動機構４０およびＹ軸方向移動機構４４により、テーブル２０に対して相対的に移動可能に構成されている。Ｚ軸方向移動機構３６、Ｘ軸方向移動機構４０およびＹ軸方向移動機構４４は、いずれも底壁部１２よりも上方に配置されている。

【0022】

図２に示すように、第１キャリッジ３１は、Ｙ軸方向およびＸ軸方向に延びる第１部分３１ａと、第１部分３１ａの上方に位置しかつＹ軸方向およびＸ軸方向に延びる第２部分１ｂと、第１部分３１ａの後端と第２部分３１ｂの後端とを接続しかつＺ軸方向に延びる第３部分３１ｃとを有する。第１部分３１ａは、後述する第１Ｚ軸シャフト３７ａおよび第２Ｚ軸シャフト３７ｂに沿って摺動可能に構成されている。

【0023】

図２に示すように、シリンジホルダ７０は、第１キャリッジ３１の第１部分３１ａに設けられている。シリンジホルダ７０は、第１部分３１ａから前方に突出するように設けられている。シリンジホルダ７０には、前方から後方に向けて凹みかつＺ軸方向に貫通する凹部７１が形成されている。凹部７１には、後述するシリンジ５０のフランジ部５１Ｃを保持する保持溝７２が形成されている。保持溝７２は、凹部７１の内周の全体に沿って形成されている。

【0024】

図２に示すように、シリンジ移動機構３０は、流体押圧機構２５を備えている。流体押圧機構２５は、第１キャリッジ３１に設けられている。即ち、第１キャリッジ３１のＺ軸方向に移動に伴って、流体押圧機構２５もＺ軸方向に移動する。流体押圧機構２５は、一対のスライドシャフト４６Ａと、一対のボールねじ４６Ｂと、駆動モータ４６Ｃと、スライダー４７と、連結軸４８とを有する。スライドシャフト４６Ａおよびボールねじ４６Ｂは、Ｚ軸方向に延びる。スライドシャフト４６Ａおよびボールねじ４６Ｂは、第１キャリッジ３１の第１部分３１ａおよび第２部分３２ｂに支持されている。ボールねじ４６Ｂは、スライドシャフト４６Ａの内方に配置されている。駆動モータ４６Ｃは、第１キャリッジ３１の第２部分３１ｂ上に設けられている。駆動モータ４６Ｃは図示しないギアを介してボールねじ４６Ｂに連結されている。駆動モータ４６Ｃは、ボールねじ４６Ｂを回転させる。駆動モータ４６Ｃは、電動モータである。駆動モータ４６Ｃは、制御装置１００に制御される。スライダー４７は、ボールねじ４６Ｂに取り付けられている。スライダー４７は、スライドシャフト４６Ａに摺動可能に設けられている。連結軸４８は、スライダー４７の下部に設けられている。連結軸４８は、スライダー４７から下方に向けて延びる。連結軸４８の下端には、後述するプランジャ６０に連結される連結部４８Ａが設けられている。連結部４８Ａには、上方に向けて凹みかつプランジャ６０の上端（ここでは後述する棒状部６５の上端）を保持する溝４８Ｂが形成されている。プランジャ６０は、例えば、ネジによって連結部４８Ａに固定されている。駆動モータ４６Ｃが駆動されると、スライダー４７は、ボールねじ４６Ｂの回転により、スライドシャフト４６Ａに沿ってＺ軸方向に移動する。即ち、スライダー４７は、第１キャリッジ３１のＺ軸方向の移動から独立して、単独でＺ軸方向に移動することができる。スライダー４７がＺ軸方向に移動することによって、プランジャ６０がシリンジ５０の後述する本体ケース５１内を摺動する。即ち、スライダー４７のＺ軸方向の移動量（即ち駆動モータ４６Ｃの駆動量）によって非圧縮性流体の吐出量が調整される。

【0025】

図２に示すように、Ｚ軸方向移動機構３６は、第２キャリッジ３２に設けられている。Ｚ軸方向移動機構３６は、シリンジ５０をＺ軸方向に移動させる機構である。第２キャリッジ３２は、Ｙ軸方向およびＸ軸方向に延びる第１部分３２ａと、第１部分３２ａの上方に位置しかつＹ軸方向およびＸ軸方向に延びる第２部分３２ｂと、第１部分３２ａの後端と第２部分３２ｂの後端とを接続しかつＺ軸方向に延びる第３部分３２ｃとを有する。第３部分３２ｃの一部は、第２部分３２ｂより上方に位置する。Ｚ軸方向移動機構３６は、第１Ｚ軸シャフト３７ａと、第２Ｚ軸シャフト３７ｂと、台形ネジ（図示せず）と、第１モータ３８とを備えている。第１Ｚ軸シャフト３７ａ、第２Ｚ軸シャフト３７ｂおよび台形ネジは、Ｚ軸方向に延びる。第１Ｚ軸シャフト３７ａおよび第２Ｚ軸シャフト３７ｂは、第２キャリッジ３２の第１部分３２ａと第２部分３２ｂとに支持されている。台形ネジは、第２キャリッジ３２の第２部分３２ｂを貫通している。台形ネジの上端は、第１モータ３８に連結されている。台形ネジの下端は、第１キャリッジ３１に接続されている。第１モータ３８は、台形ネジを回転させる。第１モータ３８は、第２キャリッジ３２の第２部分３２ｂ上に配置されている。第１モータ３８は、電動モータである。第１モータ３８は、制御装置１００に制御される。第１Ｚ軸シャフト３７ａおよび第２Ｚ軸シャフト３７ｂには、第１キャリッジ３１がＺ軸方向に摺動可能に設けられている。第１モータ３８が駆動されると、第１キャリッジ３１は、台形ネジの回転により、第１Ｚ軸シャフト３７ａおよび第２Ｚ軸シャフト３７ｂに沿ってＺ軸方向に移動する。

【0026】

図１に示すように、Ｘ軸方向移動機構４０は、第３キャリッジ３３に設けられている。Ｘ軸方向移動機構４０は、シリンジ５０をＸ軸方向に移動させる機構である。第３キャリッジ３３は、箱型状に形成されている。第３キャリッジ３３は、上壁部１５より下方かつ底壁部１２より上方に配置されている。第３キャリッジ３３は、左側壁部１３から右側壁部１４に延びる。Ｘ軸方向移動機構４０は、第１Ｘ軸シャフト４１ａと、第２Ｘ軸シャフト４１ｂと、左側のプーリ４３ａと、右側のプーリ４３ｂと、左側のプーリ４３ａおよび右側のプーリ４３ｂに巻かれたワイヤー４３ｃと、左側のプーリ４３ａに接続された第２モータ４２とを備えている。第１Ｘ軸シャフト４１ａおよび第２Ｘ軸シャフト４１ｂは、Ｘ軸方向に延びる。第１Ｘ軸シャフト４１ａおよび第２Ｘ軸シャフト４１ｂは、第３キャリッジ３３に支持されている。左側のプーリ４３ａ、右側のプーリ４３ｂおよびワイヤー４３ｃは、第３キャリッジ３３に設けられている。ワイヤー４３ｃは、第１Ｘ軸シャフト４１ａの下方かつ第２Ｘ軸シャフト４１ｂの上方に配置されている。ワイヤー４３ｃは、第１Ｘ軸シャフト４１ａおよび第２Ｘ軸シャフト４１ｂより後方に配置されている。ワイヤー４３ｃの一部は、第２キャリッジ３２に接続されている。第２モータ４２は、左側のプーリ４３ａを回転させる。第２モータ４２は、第３キャリッジ３３に配置されている。第２モータ４２は、電動モータである。第２モータ４２は、制御装置１００に制御される。第１Ｘ軸シャフト４１ａおよび第２Ｘ軸シャフト４１ｂには、第２キャリッジ３２がＸ軸方向に摺動可能に設けられている。ここでは、第１Ｘ軸シャフト４１ａおよび第２Ｘ軸シャフト４１ｂは、第２キャリッジ３２の第３部分３２ｃ（図２参照）をＸ軸方向に貫通するように設けられている。第２モータ４２が駆動されると、第２キャリッジ３２は、ワイヤー４３ｃの走行により、第１Ｘ軸シャフト４１ａおよび第２Ｘ軸シャフト４１ｂに沿ってＸ軸方向に移動する。

【0027】

図１に示すように、Ｙ軸方向移動機構４４は、筐体１１に設けられている。Ｙ軸方向移動機構４４は、シリンジ５０をＹ軸方向に移動させる機構である。Ｙ軸方向移動機構４４は、左側壁部１３および右側壁部１４のそれぞれに、Ｙ軸シャフト４５と、前側のプーリ４７ａと、後側のプーリ４７ｂと、前側のプーリ４７ａおよび後側のプーリ４７ｂに巻かれたワイヤー４７ｃとを備えている。Ｙ軸方向移動機構４４は、右側壁部１４に配置された後側のプーリ４７ｂに接続された第３モータ４６を備えている。第３モータ４６は、右側壁部１４に設けられている。Ｙ軸シャフト４５は、Ｙ軸方向に延びる。Ｙ軸シャフト４５は、左側壁部１３および右側壁部１４にそれぞれ支持されている。前側のプーリ４７ａ、後側のプーリ４７ｂおよびワイヤー４７ｃは、左側壁部１３および右側壁部１４にそれぞれ設けられている。ワイヤー４７ｃは、Ｙ軸シャフト４５の上方に配置されている。第３モータ４６は、右側壁部１４に設けられた後側のプーリ４７ｂを回転させる。第３モータ４６は、電動モータである。第３モータ４６は、制御装置１００に制御される。Ｙ軸シャフト４５には、第３キャリッジ３３に接続された摺動部材３３ａがＹ軸方向に摺動可能に設けられている。摺動部材３３ａは、第３キャリッジ３３と一体となって移動する。ワイヤー４７ｃの一部は、摺動部材３３ａに接続されている。第３モータ４６が駆動されると、第３キャリッジ３３は、ワイヤー４７ｃの走行により、Ｙ軸シャフト４５に沿ってＹ軸方向に移動する。

【0028】

図３に示すように、シリンジ５０は、非圧縮性流体を収容するための容器である。シリンジ５０の容量や構成材料等は特に限定されない。シリンジ５０としては、例えば、容量が１ｍＬ～５００ｍＬ程度の樹脂製のシリンジ（注射筒）が例示される。シリンジ５０は、筒状に形成された本体ケース５１と、本体ケース５１内を摺動するプランジャ６０と、本体ケース５１に設けられた吐出部５５と、を備えている。本体ケース５１は、非圧縮性流体を収容可能な内部空間５２を有する。ここでは、本体ケース５１の軸方向は、Ｚ軸方向と一致する。本体ケース５１は、筒状に形成された本体部５１Ａと、本体部５１Ａの軸方向の一端（ここでは上端）に設けられた開口５１Ｂと、本体部５１Ａの上端から径方向（軸方向と直交する方向）の外側に突出するフランジ部５１Ｃと、を有する。開口５１Ｂを介して本体部５１Ａ内に非圧縮性流体が収容される。フランジ部５１Ｃは、本体部５１Ａの全周に亘って形成されている。なお、フランジ部５１Ｃは、本体部５１Ａの周縁の一部にのみ設けられていてもよい。吐出部５５は、プランジャ６０の摺動により送られる非圧縮性流体を吐出する。ここでは、非圧縮性流体は、後述する吐出パイプ５６およびノズル５７を介して吐出される。吐出部５５は、内部空間５２と連通する。吐出部５５は、筒状に形成された吐出パイプ５６と、ノズル５７とを有する。吐出パイプ５６は、本体ケース５１の本体部５１Ａの軸方向の他端（ここでは下端）に設けられている。吐出パイプ５６は、本体部５１Ａと一体に形成されている。吐出パイプ５６は、本体部５１Ａの下端から下方に向けて突出する。吐出パイプ５６は、内部空間５２と連通する。吐出パイプ５６の横断面積は、本体部５１Ａの横断面積より小さい。ノズル５７は、吐出パイプ５６に着脱可能に設けられている。ノズル５７は、吐出パイプ５６に挿入されて取り付けられる。ノズル５７は、吐出口の径が先細りするように円錐形状に形成されている。

【0029】

図３に示すように、プランジャ６０は、本体ケース５１内に挿入可能に構成されている。プランジャ６０は、本体ケース５１の本体部５１Ａの内壁に沿って摺動する。プランジャ６０は、本体ケース５１と共に内部空間５２を区画する。プランジャ６０は、本体ケース５１内を摺動する摺動部６１と、摺動部６１に連結された棒状部６５とを備えている。プランジャ６０は、内部空間５２と連通する内側開口６２と、内部空間５２内の圧縮性流体である空気を本体ケース５１の外部に排出しかつ封止可能に形成された外側開口６６と、内側開口６２と外側開口６６とを連通する連通路６８と、を備えている。摺動部６１は、本体部５１Ａの内壁と接触する第１部分６１Ａと、第１部分６１Ａに接続されかつ第１部分６１Ａから上方に延びる第２部分６１Ｂとを有する。第２部分６１Ｂの横断面積は、第１部分６１Ａの横断面積より小さい。摺動部６１の第１部分６１Ａは、内側開口６２に向かうほど吐出部５５から離れる傾斜部分６１Ｃを有する。ここでは、傾斜部分６１Ｃは、本体ケース５１の軸に向かうほど上方に傾斜している。第２部分６１Ｂには、棒状部６５が挿入される挿入孔６１Ｄ（図４も参照）が形成されている。棒状部６５は、本体ケース５１の軸方向（ここではＺ軸方向）に延びる。棒状部６５は、摺動部６１から吐出部５５に対して反対方向（ここでは上方）に延びる。棒状部６５は、摺動部６１の第２部分６１Ｂに形成された挿入孔６１Ｄに挿入されている。内側開口６２は、摺動部６１に形成されている。外側開口６６は、棒状部６５に形成されている。外側開口６６は、本体ケース５１の軸方向（ここでは上方）に向けて開口している。なお、外側開口６６は、本体ケース５１の軸方向と交差する方向（例えば水平方向）に向けて開口していてもよい。外側開口６６は、例えば、ネジ６９によって封止される。連通路６８は、棒状部６５に形成されている。連通路６８は、棒状部６５をＺ軸方向に貫通するように形成されている。なお、外側開口６６は、内部空間５２に非圧縮性流体が供給されて、内部空間５２内の空気が排出されるまでは開放されている。即ち、ここではネジ６９によって封止されない。一方、内部空間５２から空気が排出されて、吐出部５５から非圧縮性流体を吐出するときには外側開口６６は封止される。

【0030】

次に、シリンジ５０の内部空間５２から空気を抜く手順について説明する。図５に示すように、先ず本体ケース５１の本体部５１Ａ内に開口５１Ｂから非圧縮性流体８を供給する。そして、本体部５１Ａ内にプランジャ６０を挿入する。このとき、本体ケース５１とプランジャ６０とによって区画された内部空間５２内には、非圧縮性流体８と共に多量の空気９が存在する。ここで、外側開口６６を開放させることによって、内部空間５２は、内側開口６２、連通路６８および外側開口６６を介して、本体ケース５１の外部と連通する。この状態で、プランジャ６０を下方に移動させる（即ち内部空間５２の容積を小さくする方向に移動させる）ことによって、内部空間５２から非圧縮性流体８を吐出させることなく、図５の矢印ＦＬに示すように、内部空間５２から空気９を外側開口６６を通じて本体ケース５１の外部に排出させることができる。そして、図３に示すように、内部空間５２から空気を十分に排出した後（例えばプランジャ６０の摺動部６１が非圧縮性流体８に接触する程度）に外側開口６６をネジ６９によって封止する。これにより、内部空間５２内は密閉される。

【0031】

図２に示すように、駆動モータ４６Ｃが駆動されてスライダー４７が下方に移動することによって、連結軸４８に連結されたプランジャ６０が本体ケース５１内を下方に移動して、本体ケース５１内の内部空間５２内の非圧縮性流体８（図３参照）が吐出部５５から外部に吐出される。ここで、非圧縮性流体８を収容する内部空間５２には空気がほとんど存在しないため、非圧縮性流体８の吐出量を適切に制御することができる。一方、吐出部５５から非圧縮性流体８の吐出を停止するときには、駆動モータ４６Ｃを停止する前に、駆動モータ４６Ｃを駆動させてスライダー４７を上方にわずかに移動させる。これにより、連結軸４８に連結されたプランジャ６０が本体ケース５１内を上方にわずかに移動するため、非圧縮性流体８が吐出部５５から外部に吐出されることを強制的に停止することができる。

【0032】

以上のように、本実施形態のシリンジ５０によると、本体ケース５１内に非圧縮性流体８を収容した後に本体ケース５１内にプランジャ６０を挿入することで、内部空間５２内に存在する空気９を本体ケース５１の外部に排出することができる。即ち、プランジャ６０を本体ケース５１内に挿入することによって、プランジャ６０の内側開口６２、連通路６８および外側開口６６を通じて内部空間５２内の空気９を本体ケース５１の外部に排出することができる。そして、内部空間５２内の空気９を十分に排出した後（例えばプランジャ６０が非圧縮性流体８に接触した後）に外側開口６６を封止することによって内部空間５２を密閉することができる。これにより、意図した吐出量の非圧縮性流体８を遅れが生じることなく適切に吐出することができる。

【0033】

本実施形態のシリンジ５０は、本体ケース５１内を摺動する摺動部６１と、摺動部６１に連結され、吐出部５５に対して反対方向かつ本体ケース５１の軸方向に延びる棒状部６５と、を備えている。内側開口６２は、摺動部６１に形成されている。外側開口６６は、棒状部６５に形成されている。連通路６８は、棒状部６５に形成されている。これにより、内側開口６２から外側開口６６まである程度の距離を確保することができるため、内部空間５２から空気９を抜く際に内部空間５２から非圧縮性流体８が本体ケース５１の外部に流出することを抑制することができる。

【0034】

本実施形態のシリンジ５０によると、摺動部６１は、内側開口６２に向かうほど吐出部５５から離れる傾斜部分６１Ｃを有する。これにより、内部空間５２内の空気をより確実に本体ケース５１の外部に排出することができる。

【0035】

本実施形態のシリンジ５０によると、外側開口６６は、本体ケース５１の軸方向に向けて開口している。これにより、連通路６８を比較的長くすることができるため、内部空間５２から空気９を抜く際に内部空間５２から非圧縮性流体８が本体ケース５１の外部に流出することを抑制することができる。

【0036】

本実施形態の流体吐出装置１０は、シリンジ５０と、シリンジ５０を着脱可能に支持するシリンジホルダ７０と、プランジャ６０に接続され、プランジャ６０を本体ケース５１の軸方向に移動させるシリンジ移動機構３０と、を備えている。かかる構成によると、シリンジ移動機構３０によってプランジャ６０を吐出部５５に近づく方向（ここでは下方）に移動させることで、吐出部５５から非圧縮性流体８を吐出させることができる。また、シリンジ移動機構３０によってプランジャ６０を吐出部５５から離れる方向（ここでは上方）に移動させることで、吐出部５５からの非圧縮性流体８の吐出をより確実に停止することができる。

【0037】

以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。

【0038】

上述した実施形態では、連通路６８は、棒状部６５に形成されていたが、これに限定されない。連通路６８は、例えば、摺動部６１および棒状部６５のそれぞれに形成されていてもよい。また、外側開口６６は、棒状部６５に形成されていたが、摺動部６１に形成されていてもよい。この場合、連通路６８は、摺動部６１に形成される。

【0039】

上述した実施形態では、外側開口６６にネジ６９を挿入する（即ちネジ６９で栓をする）ことによって、外側開口６６は封止されていたがこれに限定されない。例えば、外側開口６６に連通する連通路６８に開閉可能な弁を設けることによって、外側開口６６の開放と閉鎖を実現してもよい。

【0040】

上述した実施形態では、プランジャ６０は、ネジによって連結部４８Ａに固定されていたが、これに限定されない。例えば、図６に示すように、プランジャ１６０と流体押圧機構２５の連結部４８Ａとは磁力によって相互に固定されてもよい。図６に示すように、流体押圧機構２５は、磁石によって構成される第１連結部材１５０と、ヒットスイッチ１５２とを備えている。第１連結部材１５０は、連結部４８Ａ内に設けられている。なお、第１連結部材１５０は、連結部４８Ａの下面（即ち溝４８Ｂを形成する面）に設けられていてもよい。ヒットスイッチ１５２は、連結部４８Ａの溝４８Ｂから下方に向けて突出するように設けられている。ヒットスイッチ１５２は、プランジャ１６０の棒状部６５に押圧されることにより上方（連結部４８Ａ内）に移動する。なお、ヒットスイッチ１５２は、図示しない付勢部材によって下方に向けて付勢されている。ヒットスイッチ１５２は、制御装置１００（図１参照）に接続されている。プランジャ１６０は、磁石によって構成される第２連結部材１６２を備えている。第２連結部材１６２は、棒状部６５内に設けられている。第２連結部材１６２は、棒状部６５が溝４８Ｂに挿入されたときに、第１連結部材１５０と対向する位置に設けられている。なお、第２連結部材１６２は、棒状部６５の上端に設けられていてもよい。

【0041】

図７に示すように、流体押圧機構２５とシリンジ５０とを連結するときには、まず、シリンジ５０をシリンジホルダ７０に保持させる。このとき、スライダー４７は、シリンジ５０（特に棒状部６５）から十分に離れた位置に移動させる。また、ヒットスイッチ１５２は、押圧されていないため溝４８Ｂから下方に突出したＯＦＦ状態にある。そして、駆動モータ４６Ｃ（図２参照）を駆動させてスライダー４７を下方に移動させる。図８に示すように、スライダー４７を所定の距離だけ下方に移動させると、連結部４８Ａに設けられた第１連結部材１５０が棒状部６５に設けられた第２連結部材１６２を引き付ける。即ち、図６に示すように、第２連結部材１６２が第１連結部材１５０に引き付けられることによって、棒状部６５（即ちプランジャ１６０）が上方に移動してヒットスイッチ１５２を押圧してＯＮ状態にすると共に、棒状部６５が連結部４８Ａの溝４８Ｂに保持される。なお、棒状部６５の移動量は、棒状部６５が上方に移動したときに吐出部５５から空気が導入されない程度に設定するとよい。ヒットスイッチ１５２がＯＮ状態になることによって、制御装置１００（図１参照）は、流体押圧機構２５の連結部４８Ａにプランジャ１６０の棒状部６５が連結されたことを認識することができる。

【0042】

なお、上述した例では、ヒットスイッチ１５２は、連結部４８Ａの溝４８Ｂに設けられていたが、連結部４８Ａの外部に設けられていてもよい。また、流体押圧機構２５とシリンジ５０とを連結するときのスライダー４７の下方への移動量は、シリンジ５０をシリンジホルダ７０に保持させたときの棒状部６５の上端のＺ軸方向の位置を例えばレーザー変位計等を用いて検出した後に、その位置に応じて決定してもよい。

【0043】

本実施形態のシリンジ５０によると、外側開口６６は、本体ケース５１の軸方向と交差する方向に向けて開口していてもよい。例えば図６に示すように、棒状部６５の上端がヒットスイッチ１５２と接触する場合には、外側開口６６が本体ケース５１の軸方向と交差する方向に向けて開口していることによって、ヒットスイッチ１５２の誤動作やヒットスイッチ１５２に汚れが付着することを抑制することができる。

【0044】

上述した実施形態では、吐出部５５は、吐出口の径が先細りするように円錐形状に形成されたノズル５７を有していたが、これに限定されない。図９に示すように、シリンジ５０Ａの吐出部１５５は、ノズル５７に代えて吐出口の径が一定であるニードル１５７を有していてもよい。ニードル１５７としては、例えば、第１ニードル１５７Ａ（図１０Ａ参照）および第２ニードル１５７Ｂ（図１１Ａ参照）が挙げられる。第１ニードル１５７Ａおよび第２ニードル１５７Ｂは、いずれも径（直径）を変更することなくニードルの軸方向（ここではＺ軸方向）の長さを変更可能に形成されている。図１０Ａに示すように、第１ニードル１５７Ａには、複数の切れ目１５８が設けられている。ユーザは、任意の位置の切れ目１５８において第１ニードル１５７Ａを切断することにより、図１０Ｂに示すように、第１ニードル１５７Ａの長さを調整することができる。また、図１１Ａに示すように、第２ニードル１５７Ｂは、ニードルの軸方向に変形可能な蛇腹状に形成されている。ユーザは、図１１Ｂに示すように、第２ニードル１５７Ｂの長さを調整することができる。上述のように、ニードル１５７の長さを調整することによって、ニードル１５７の径が比較的小さい場合であってもより多様な非圧縮性流体をニードル１５７から吐出することができたり、ニードル１５７の径を変更することなくニードル１５７から吐出される非圧縮性流体の量を変更したりすることができる。

【符号の説明】

【0045】

８ 非圧縮性流体
９ 空気
１０ 流体吐出装置（非圧縮性流体吐出装置）
２５ 流体押圧機構
３０ シリンジ移動機構
５０ シリンジ
５１ 本体ケース
５２ 内部空間
５５ 吐出部
６０ プランジャ
６１ 摺動部
６２ 内側開口
６５ 棒状部
６６ 外側開口
６８ 連通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】