特開 2024-41236 粉体分注方法

(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】P2024041236

(43)【公開日】2024-03-27

(54)【発明の名称】粉体分注方法

(51)【国際特許分類】

   B65B 1/30 20060101AFI20240319BHJP

   B65B 39/00 20060101ALI20240319BHJP

   B65G 65/40 20060101ALI20240319BHJP

【ＦＩ】

B65B1/30 Z

B65B39/00 A

B65G65/40 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022145932

(22)【出願日】2022-09-14

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】金井 裕之

(72)【発明者】

【氏名】栗林 誉

(72)【発明者】

【氏名】堀 牧人

(72)【発明者】

【氏名】池邊 朋

【テーマコード（参考）】

3E055

3E118

3F075

【Ｆターム（参考）】

3E055AA03

3E055BB01

3E055CA10

3E055DA03

3E055DA06

3E055EB08

3E118AB03

3E118BB02

3E118BB10

3E118BB18

3E118EA06

3E118FA04

3E118FA07

3F075AA08

3F075BA01

3F075BB01

3F075CA06

3F075CA09

3F075CB12

3F075CB13

3F075CD02

3F075CD07

3F075CD11

3F075CD14

(57)【要約】

【課題】高い精度の分注を行うことができる粉体分注方法を提供すること。
【解決手段】粉体分注方法は、粉体を貯留するホッパーと、前記ホッパー内に貯留された前記粉体を吐出する吐出口を備える筒状のノズルと、前記ノズル内に挿入され、前記ノズルに対して前記ノズルの軸方向に移動するシャフトと、を有し、前記シャフトは、側面に開口する凹部を有する粉体吐出装置を用いた粉体分注方法であって、前記シャフトが前記ノズルに対して移動することで、前記凹部が前記ホッパー内に開口する内側開状態と、前記凹部が前記ノズルの内周面で塞がれる閉状態と、前記凹部が前記ノズル外に開口する外側開状態と、に切り替わり、前記内側開状態とし、前記ホッパーから前記凹部内に前記粉体を導入する粉体導入工程と、前記外側開状態と前記閉状態とを繰り返すことで、前記凹部内の前記粉体を複数回に分けて前記吐出口から吐出する粉体吐出工程と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉体を貯留するホッパーと、前記ホッパー内に貯留された前記粉体を吐出する吐出口を備える筒状のノズルと、前記ノズル内に挿入され、前記ノズルに対して前記ノズルの軸方向に移動するシャフトと、を有し、前記シャフトは、側面に開口する凹部を有する粉体吐出装置を用いた粉体分注方法であって、
前記シャフトが前記ノズルに対して移動することで、前記凹部が前記ホッパー内に開口する内側開状態と、前記凹部が前記ノズルの内周面で塞がれる閉状態と、前記凹部が前記吐出口に開口する外側開状態と、に切り替わり、
前記内側開状態とし、前記ホッパーから前記凹部内に前記粉体を導入する粉体導入工程と、
前記外側開状態と前記閉状態とを繰り返すことで、前記凹部内の前記粉体を複数回に分けて前記吐出口から吐出する粉体吐出工程と、を含むことを特徴とする粉体分注方法。

【請求項2】

前記粉体の吐出残量に基づいて前記内側開状態、前記閉状態および前記外側開状態を切り替える請求項１に記載の粉体分注方法。

【請求項3】

前記粉体の単位時間当たりの吐出量に基づいて前記内側開状態、前記閉状態および前記外側開状態を切り替える請求項１に記載の粉体分注方法。

【請求項4】

前記外側開状態での前記凹部の開度および待機時間は、一定である請求項１に記載の粉体分注方法。

【請求項5】

前記粉体吐出装置は、前記ホッパーを振動させる振動部を有する請求項１に記載の粉体分注方法。

【請求項6】

前記ノズルまたは前記シャフトは、樹脂材料で構成されている請求項１に記載の粉体分注方法。

【請求項7】

前記凹部は、前記吐出口側に前記シャフトの外周面に対して鋭角な第１面を有する請求項１に記載の粉体分注方法。

【請求項8】

前記凹部は、前記ホッパー側に前記シャフトの外周面に対して鈍角な第２面を有する請求項１に記載の粉体分注方法。

【請求項9】

前記凹部は、螺旋状である請求項１に記載の粉体分注方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉体分注方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、所要量の粉体を供給するためのディスペンサー・デバイスが記載されている。特許文献１に記載のディスペンサー・デバイスは、粉体の吐出口を有するハウジングと、ハウジングに挿入されている送出／閉鎖部材と、を有する。また、送出／閉鎖部材は、ハウジングに対して上下方向に移動可能で、かつ、中心軸まわりに回転可能である。また、送出／閉鎖部材には、側面に開口する凹部が形成されている。送出／閉鎖部材を上側に移動させて、凹部をハウジング内に開口させることにより、ハウジング内の粉体が凹部内に導入され、送出／閉鎖部材を下側に移動させて、凹部を吐出口外に開口させることで、凹部内の粉体を吐出口から吐出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２００９－５０９８７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のディスペンサー・デバイスでは、凹部の送出／閉鎖部材の軸方向における長さが吐出口の長さよりも長いので、凹部を閉じることができない。したがって、ハウジング内の粉体が凹部を介して吐出口から吐出され続けてしまい、微小量の調整が難しい。そのため、特許文献１のディスペンサー・デバイスには、高い分注精度を発揮することが難しいとの課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の粉体分注方法は、粉体を貯留するホッパーと、前記ホッパー内に貯留された前記粉体を吐出する吐出口を備える筒状のノズルと、前記ノズル内に挿入され、前記ノズルに対して前記ノズルの軸方向に移動するシャフトと、を有し、前記シャフトは、側面に開口する凹部を有する粉体吐出装置を用いた粉体分注方法であって、
前記シャフトが前記ノズルに対して移動することで、前記凹部が前記ホッパー内に開口する内側開状態と、前記凹部が前記ノズルの内周面で塞がれる閉状態と、前記凹部が前記吐出口に開口する外側開状態と、に切り替わり、
前記内側開状態とし、前記ホッパーから前記凹部内に前記粉体を導入する粉体導入工程と、
前記外側開状態と前記閉状態とを繰り返すことで、前記凹部内の前記粉体を複数回に分けて前記吐出口から吐出する粉体吐出工程と、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】好適な実施形態に係る粉体分注方法に用いられる粉体吐出装置を示す断面図である。

【図2】内側開状態を示す断面図である。

【図3】閉状態を示す断面図である。

【図4】外側開状態を示す断面図である。

【図5】微調モードを説明するための断面図である。

【図6】微調モードを説明するための断面図である。

【図7】微調モードを説明するための断面図である。

【図8】シャフトに形成された凹部を示す拡大断面図である。

【図9】凹部の変形例を示す拡大断面図である。

【図10】粉体吐出装置の制御方法を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明の粉体分注方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0008】

図１は、好適な実施形態に係る粉体分注方法に用いられる粉体吐出装置を示す断面図である。図２は、内側開状態を示す断面図である。図３は、閉状態を示す断面図である。図４は、外側開状態を示す断面図である。図５ないし図７は、それぞれ、微調モードを説明するための断面図である。図８は、シャフトに形成された凹部を示す拡大断面図である。図９は、凹部の変形例を示す拡大断面図である。図１０は、粉体吐出装置の制御方法を説明するためのフローチャートである。

【0009】

なお、以下では、説明の便宜上、図１ないし図９の上側を「上」、下側を「下」とも言う。また、図１ないし図９の紙面縦方向は、鉛直方向に沿うものとする。

【0010】

まず、本実施形態の粉体分注方法を行うための粉体吐出装置１について説明する。図１に示す粉体吐出装置１は、ホッパー２と、ホッパー２の下端部に接続されているノズル３と、ノズル３に挿入されているシャフト４と、シャフト４を上下動させる駆動部５と、ホッパー２を振動させる振動部６と、駆動部５および振動部６の駆動を制御する制御部７と、を有する。

【0011】

ホッパー２は、鉛直方向に延びた管状であり、内部に粉体Ｑが貯留される。また、ホッパー２の下端部は、テーパー状になっており、内径が下側に向けて漸減している。そして、ホッパー２の下端部にノズル３が接続されている。これにより、ホッパー２内の粉体Ｑが自重によってノズル３に導かれる。ノズル３は、鉛直方向に延びる筒状をなし、ホッパー２と同軸的に配置されている。また、ノズル３は、その下端が吐出口３１となっており、この吐出口３１を介してホッパー２内の粉体Ｑが吐出される。

【0012】

ノズル３には、シャフト４が挿入されている。シャフト４は、鉛直方向に沿って延在し、ノズル３の中心軸Ｊに沿って上下に移動する。また、シャフト４は、その外周面に開口する凹部４１を有する。凹部４１は、ホッパー２内の粉体Ｑを吐出口３１まで搬送する搬送部として機能する。

【0013】

また、凹部４１の開口の長さＬ４は、ノズル３の長さＬ３よりも小さい。つまり、Ｌ４＜Ｌ３である。そのため、シャフト４をノズル３に対して上下動させることで、図２に示す内側開状態Ｐ１と、図３に示す閉状態Ｐ２と、図４に示す外側開状態Ｐ３と、に切り替えることができる。内側開状態Ｐ１では、凹部４１がホッパー２内に開口し、ホッパー２内の粉体Ｑが凹部４１内に導入される。また、閉状態Ｐ２では、凹部４１の開口がノズル３の内周面で塞がれ、凹部４１内への粉体Ｑの導入および凹部４１外への粉体Ｑの吐出が阻止される。また、外側開状態Ｐ３では、凹部４１が吐出口３１外に開口し、凹部４１内の粉体Ｑが吐出口３１から吐出される。粉体吐出装置１では、これら３つの状態を適宜切り替えることにより、優れた分注精度を発揮することができる。

【0014】

なお、内側開状態Ｐ１では、ホッパー２内への凹部４１の開度や内側開状態Ｐ１を維持する維持時間によって、凹部４１に導入される粉体Ｑの量を調節することができる。具体的には、凹部４１の開度を小さくする程、また、内側開状態Ｐ１の維持時間を短くする程、凹部４１内に導入される粉体Ｑの量を少なくすることができる。なお、図２では、凹部４１の開度が１００％である。

【0015】

同様に、外側開状態Ｐ３では、吐出口３１外への凹部４１の開度や外側開状態Ｐ３を維持する維持時間によって、吐出口３１から吐出される粉体Ｑの量を調節することができる。具体的には、凹部４１の開度を小さくする程、また、外側開状態Ｐ３の維持時間を短くする程、吐出口３１から吐出される粉体Ｑの量を少なくすることができる。なお、図４では、凹部４１の開度が１００％である。

【0016】

そのため、内側開状態Ｐ１の開度および維持時間と、外側開状態Ｐ３の開度および維持時間と、を適宜設定することにより、粉体Ｑの単位時間当たりの供給量である吐出速度Ｖを調節することができる。

【0017】

図１に示すように、駆動部５は、シャフト４の上端部に接続されているリニアモーター５１を有する。そして、このリニアモーター５１を駆動することにより、シャフト４が上下に移動する。これにより、粉体吐出装置１が内側開状態Ｐ１、閉状態Ｐ２、外側開状態Ｐ３のいずれかに切り替わる。ただし、駆動部５の構成としては、シャフト４を上下に移動させることができれば、特に限定されない。

【0018】

また、振動部６は、ホッパー２に配置されているバイブレーター６１を有する。そして、バイブレーター６１を駆動することにより、ホッパー２が振動する。このように、ホッパー２を振動させることにより、ホッパー２の内壁に貼り付いた粉体Ｑを剥離することができる。また、ホッパー２内の粉体Ｑを流動させることができ、粉体Ｑを凹部４１にスムーズに導入することができる。ただし、振動部６の構成としては、ホッパー２を振動させることができれば、特に限定されない。また、振動部６は、省略してもよい。

【0019】

また、制御部７は、リニアモーター５１およびバイブレーター６１の駆動をそれぞれ独立して制御する。制御部７は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー（ＣＰＵ）と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部装置との接続を行う外部インターフェースと、を有する。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶されたプログラム等を読み込んで実行することができる。

【0020】

以上、粉体吐出装置１の構成について簡単に説明した。ここで、粉体吐出装置１の詳細な説明を行う前に、この粉体吐出装置１を用いた粉体分注方法について説明する。粉体分注方法は、通常モードと、微調モードと、を含む。

【0021】

通常モードは、内側開状態Ｐ１と外側開状態Ｐ３とを交互に繰り返して粉体Ｑを吐出口３１から連続して吐出する。そして、総吐出量が目標値に近づいたら、具体的には、総吐出量と目標値との差が、１回の外側開状態Ｐ３における目標吐出量の数倍程度（例えば、５倍）となったら、モードを通常モードから微調モードに切り替える。このように、目標値に近づくまでは通常モードで粉体Ｑを吐出することにより、それまでの吐出速度Ｖを高めることができるため、分注作業に要する時間を短縮することができる。

【0022】

微調モードは、内側開状態Ｐ１とし、ホッパー２から凹部４１内に粉体Ｑを導入する粉体導入工程と、外側開状態Ｐ３と閉状態Ｐ２とを繰り返し、凹部４１内の粉体Ｑを複数回に分けて吐出口３１から吐出する粉体吐出工程と、を含む。

【0023】

［粉体導入工程］
粉体導入工程では、内側開状態Ｐ１とする。これにより、凹部４１がホッパー２内に開口し、ホッパー２内の粉体Ｑが凹部４１内に導入される。本実施形態では、凹部４１の開度を１００％とし、凹部４１が粉体Ｑで埋まるのに要する時間以上、内側開状態Ｐ１を維持する。これにより、より短時間で、凹部４１内が粉体Ｑで埋まる。ただし、凹部４１の開度や維持時間は、特に限定されない。例えば、開度を小さくし、かつ、維持時間を短くすることにより、凹部４１の容量以下の粉体Ｑだけを凹部４１内に導入してもよい。

【0024】

［粉体吐出工程］
粉体吐出工程は、図５に示すように、外側開状態Ｐ３として凹部４１内の粉体Ｑを吐出する工程と、図６に示すように、凹部４１内の粉体Ｑの全部が吐出される前に閉状態Ｐ２とする工程と、図７に示すように、再び外側開状態Ｐ３として、凹部４１内に残存した粉体Ｑを吐出する工程と、を含む。このように、外側開状態Ｐ３と閉状態Ｐ２とを繰り返し、一度の粉体導入工程で凹部４１内に導入された粉体Ｑを複数回、本実施形態では２回に分けて吐出口３１から吐出することにより、通常モードと比べて一度に吐出される粉体Ｑの量を少なくすることができる。そのため、その分、分注量を微細に制御することができる。

【0025】

以上、粉体吐出装置１を用いた粉体分注方法について説明した。次に、粉体吐出装置１の構成の説明に戻り、特徴的な部分について詳細に説明する。図８に示すように、凹部４１の第１面である下面４１１は、シャフト４の外周面に対して鋭角な面となっている。つまり、下面４１１は、凹部４１の開口に向けて下側に傾斜した面である。これにより、凹部４１内の粉体Ｑが自重により開口側に流動するため、外側開状態Ｐ３において凹部４１内の粉体Ｑが吐出され易くなる。なお、外周面に対する下面４１１の傾斜角θ１としては、特に限定されないが、例えば、２０°以上６０°以下程度であるのが好ましい。これにより、適度な勢いで粉体Ｑを吐出することができる。ただし、下面４１１の向きは、特に限定されない。

【0026】

また、凹部４１の第２面である上面４１２は、シャフト４の外周面に対して鈍角な面となっている。つまり、上面４１２は、凹部４１の開口に向けて下側に傾斜した面である。これにより、シャフト４の外周面と上面４１２とで形成される角部Ｅが鋭角となり、角部Ｅによって粉体Ｑをかき分けることでシャフト４を内側開状態Ｐ１から下方へ移動させ易くなる。したがって、内側開状態Ｐ１から閉状態Ｐ２または外側開状態Ｐ３への移動がスムーズとなる。なお、外周面に対する上面４１２の傾斜角θ２としては、特に限定されないが、例えば、９０°以上１２０°以下程度であることが好ましい。ただし、上面４１２の向きは、特に限定されない。

【0027】

なお、凹部４１の形状は、特に限定されず、例えば、図９に示すように、シャフト４の中心軸まわりに巻回する螺旋状であってもよい。螺旋状とすることで、長さＬ４を抑えつつ凹部４１の容量を大きくすることができる。そのため、粉体吐出装置１の小型化を図りつつ、吐出速度Ｖを高めることができる。

【0028】

シャフト４の構成材料としては、特に限定されず、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼などの各種金属材料（合金を含む）を用いてもよいし、アルミナ、チタニア等の各種セラミックス材料を用いてもよいし、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ＡＢＳ樹脂などの各種樹脂材料を用いてもよい。ただし、本実施形態では、シャフト４は、樹脂材料で構成されている。樹脂材料を用いることにより、金属材料やセラミックス材料を用いた場合と比べてシャフト４を安価に形成することができる。なお、樹脂材料を用いることにより、金属材料やセラミックス材料を用いた場合と比べて凹部４１の形成精度が低下するおそれがあるが、前述したように、凹部４１の容量よりも小さい調整単位で分注量を調整するため、仮に、凹部４１の形状に設計誤差が生じても、分注精度に支障が生じない。したがって、実質的に、樹脂材料を用いることのメリットのみを享受することができる。

【0029】

以上、粉体吐出装置１の構成および粉体吐出装置１を用いた粉体分注方法について説明した。最後に、図１０に基づいて、上記の粉体分注方法を適用した粉体吐出装置１の制御方法について説明する。この制御方法では、計量器を用いて、周期的に粉体吐出装置１から吐出された粉体Ｑの総量を計量する。そして、これとは別に以下の制御を行う。

【0030】

まず、ステップＳ１として、粉体Ｑの分注量ｄと目標値ｄ０とを比較する。分注量ｄは、分注を開始してから吐出された粉体Ｑの総量であり、計量器により計量される。そして、ｄ≧ｄ０であれば、分注作業を終了する。一方、ｄ＜ｄ０であれば、ステップＳ２に進み、次が初回の粉体吐出であるかを判定する。次が初回の粉体吐出でない場合は、ステップＳ３に進み、次が初回の粉体吐出である場合は、ステップＳ６に進む。

【0031】

ステップＳ３として、計量器による計量結果に基づいて、一度の外側開状態Ｐ３当たりの粉体Ｑの吐出量Δを計算する。なお、吐出量Δは、後述するステップＳ６からステップＳ８への移行により吐出される粉体Ｑの量を意味する。本実施形態では、直前のステップＳ６からステップＳ８への移行により吐出された粉体Ｑの量を吐出量Δとして計算しているが、ただし、通常モード時は、これに限定されず、ばらつきを補正するため直近複数回分（例えば、３回分）の平均値を吐出量Δとして計算してもよい。

【0032】

次に、ステップＳ４として、吐出量Δと吐出残量Δｄとを比較する。吐出残量Δｄは、目標値ｄ０までの残量を意味し、Δｄ＝ｄ０－ｄで表される。そして、Δ≦Δｄの場合、ステップＳ５に進み、Δ＞Δｄの場合、ステップＳ７に進む。ステップＳ５では、粉体Ｑの吐出速度Ｖと目標吐出速度Ｖ０とを比較する。そして、Ｖ≦Ｖ０の場合、ステップＳ６に進み、Ｖ＞Ｖ０の場合、ステップＳ７に進む。

【0033】

ステップＳ６では、内側開状態Ｐ１とし、予め設定された開度ｎ１で予め設定された維持時間ｍ１だけ待機する。これにより、凹部４１内に所定量の粉体Ｑが導入される。次に、ステップＳ８として、シャフト４を下方に動かして外側開状態Ｐ３とし、予め設定された開度ｎ３で予め設定された維持時間ｍ３だけ待機する。これにより、吐出口３１から粉体Ｑが吐出される。なお、ステップＳ８では、凹部４１内の粉体Ｑの一部だけが吐出されるように開度ｎ３および維持時間ｍ３が設定されている。

【0034】

ここで、ステップＳ８における外側開状態Ｐ３の開度ｎ３および維持時間ｍ３は、ステップＳ６からの移行であるが、ステップＳ７からの移行であるかを問わず一定である。これにより、シャフト４の動きが単純となり、制御部７による駆動部５（リニアモーター５１）の制御が容易となる。ただし、これに限定されず、開度ｎ３や維持時間ｍ３は、各回で異なっていてもよい。

【0035】

次に、ステップＳ９として、計量器での計量結果に基づいて、吐出残量Δｄと閾値ＴＨとを比較する。閾値ＴＨは、１回の外側開状態Ｐ３における目標吐出量Δ０の数倍のｔ１程度とする。なお、Δ０は、目標吐出速度V０に対する１回の外側開状態Ｐ３における目標突出量である。ただし、ｔ１は、粉体の種類等により、変更してもよい。そして、Δｄ≧ＴＨの場合、ステップＳ１に戻る。このようなステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９のループが前述した通常モードに相当する。当該ループを繰り返すことにより、内側開状態Ｐ１と外側開状態Ｐ３とが繰り返されて、粉体Ｑが連続的に流れるように吐出される。一方、Δｄ＜ＴＨの場合は、ステップＳ１０に進み、シャフト４を上方に動かして閉状態Ｐ２とする。これにより、凹部４１内に粉体Ｑが残存した状態となる。

【0036】

次に、ステップＳ１１として、計量器において直前のステップＳ８後における最新の分注量ｄが計量されるまで所定時間待機する。そして、ステップＳ１１終了後、ステップＳ１に戻る。これにより、ステップＳ１において最新の分注量ｄと目標値ｄ０との比較が行われ、精度のよい分注が可能となる。前述したΔｄ≧ＴＨの場合は、目標値ｄ０まで余裕があるため、ステップＳ１において最新の分注量ｄと目標値ｄ０とを比べる必要がないため、ステップＳ１０、Ｓ１１に進むことなく、ステップＳ１に戻っている。これにより、ステップＳ１０、Ｓ１１を省略できる分、粉体Ｑの吐出速度Ｖを早めることができる。

【0037】

また、前述したように、ステップＳ４においてΔ＞Δｄだった場合は、ステップＳ７に進み、閉状態Ｐ２とする。なお、ステップＳ１０において既に閉状態Ｐ２になっている場合は、その状態を維持する。この状態では、直前のステップＳ８で吐出されなかった粉体Ｑが凹部４１内に残存している。そして、再びステップＳ８に進み、外側開状態Ｐ３とし、凹部４１内の粉体Ｑを吐出する。これにより、凹部４１内に残存した微量の粉体Ｑだけを吐出することができるため、分注量の微調を行うことができる。このようなステップＳ７からステップＳ８への移行が前述した微調モードに相当する。

【0038】

また、前述したように、ステップＳ５においてＶ＞Ｖ０だった場合も、ステップＳ７に進む。吐出速度Ｖが速すぎると粉体Ｑの流動が不安定となり、吐出量Δが安定しない場合がある。そこで、吐出速度Ｖが速すぎる場合にステップＳ７に移行して吐出速度Ｖを低下させることで、粉体Ｑの流動をリセットし、安定した吐出量Δを維持することができる。

【0039】

以上、粉体吐出装置１の制御方法について説明した。なお、本実施形態では、ステップＳ６からステップＳ８に移行したとき、ステップＳ６で凹部４１内に導入された粉体Ｑの６０％以上９０％以下程度が吐出されるように開度ｎ３および時間ｍ３が設定されている。これは、ステップＳ７からステップＳ８に移行したときに、残りの１０％以上４０％以下の量の粉体Ｑが吐出されることを意味する。このように、ステップＳ６からステップＳ８に移行したときに吐出される粉体Ｑの量を、ステップＳ７からステップＳ８に移行したときに吐出される粉体Ｑの量よりも多くすることにより、これらのバランスが適当となり、分注量ｄが目標値ｄ０に近づくまでは、吐出速度Ｖを十分に高めることができ、分注量ｄが目標値ｄ０に近づいてからは、分注量ｄを精度よく微調することができる。

【0040】

以上のように、本実施形態の粉体分注方法は、粉体Ｑを貯留するホッパー２と、ホッパー２内に貯留された粉体Ｑを吐出する吐出口３１を備える筒状のノズル３と、ノズル３内に挿入され、ノズル３に対してノズルの軸方向に移動するシャフト４と、を有し、シャフト４は、側面に開口する凹部４１を有する粉体吐出装置１を用いた粉体分注方法であって、シャフト４がノズル３に対して移動することで、凹部４１がホッパー２内に開口する内側開状態Ｐ１と、凹部４１がノズル３の内周面で塞がれる閉状態Ｐ２と、凹部４１が吐出口３１に開口する外側開状態Ｐ３と、に切り替わる。そして、内側開状態Ｐ１とし、ホッパー２から凹部４１内に粉体Ｑを導入する粉体導入工程と、外側開状態Ｐ３と閉状態Ｐ２とを繰り返すことで、凹部４１内の粉体Ｑを複数回に分けて吐出口３１から吐出する粉体吐出工程と、を含む。このように、凹部４１内に導入された粉体Ｑを複数回に分けて吐出口３１から吐出することにより、一度に吐出される粉体Ｑの量を少なくすることができるため、その分、分注量を微細に制御することができる。

【0041】

また、前述したように、粉体Ｑの吐出残量Δｄに基づいて内側開状態Ｐ１、閉状態Ｐ２および外側開状態Ｐ３を切り替える。本実施形態では、Δ≦Δｄの場合、通常モードで駆動し、Δ＞Δｄの場合、微調モードで駆動する。そのため、迅速でかつ精度のよい分注が可能となる。

【0042】

また、前述したように、粉体Ｑの単位時間当たりの吐出量である吐出速度Ｖに基づいて内側開状態Ｐ１、閉状態Ｐ２および外側開状態Ｐ３を切り替える。本実施形態では、Ｖ≦Ｖ０であれば通常モードで駆動し、Ｖ＞Ｖ０であれば微調モードで駆動する。これにより、粉体Ｑの流動性が安定する。

【0043】

また、前述したように、外側開状態Ｐ３での凹部４１の開度および待機時間は、一定である。これにより、シャフト４の動きが単純となり、シャフト４の駆動制御が容易となる。

【0044】

また、前述したように、粉体吐出装置１は、ホッパー２を振動させる振動部６を有する。これにより、ホッパー２の内壁に貼り付いた粉体Ｑを剥離することができる。また、ホッパー２内の粉体Ｑを流動させることができ、粉体Ｑを凹部４１にスムーズに導入することができる。

【0045】

また、前述したように、ノズル３またはシャフト４は、樹脂材料で構成されている。これにより、粉体吐出装置１が安価となる。

【0046】

また、前述したように、凹部４１は、吐出口３１側にシャフト４の外周面に対して鋭角な第１面である下面４１１を有する。これにより、凹部４１内の粉体Ｑが自重により開口側に流動するため、外側開状態Ｐ３において凹部４１内の粉体Ｑが吐出され易くなる。

【0047】

また、前述したように、凹部４１は、ホッパー２側にシャフト４の外周面に対して鈍角な第２面である上面４１２を有する。これにより、シャフト４の外周面と上面４１２とで形成される角部Ｅが鋭角となり、角部Ｅによって粉体Ｑをかき分けることでシャフト４を内側開状態Ｐ１から下方へ移動させ易くなる。したがって、内側開状態Ｐ１から閉状態Ｐ２または外側開状態Ｐ３への移動がスムーズとなる。

【0048】

また、前述したように、凹部４１は、螺旋状であってもよい。このように、凹部４１を螺旋状とすることで、長さＬ４を抑えつつ凹部４１の容量を大きくすることができる。そのため、粉体吐出装置１の小型化を図りつつ、吐出速度Ｖを高めることができる。

【0049】

以上、本発明の粉体分注方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１…粉体吐出装置、２…ホッパー、３…ノズル、３１…吐出口、４…シャフト、４１…凹部、４１１…下面、４１２…上面、５…駆動部、５１…リニアモーター、６…振動部、６１…バイブレーター、７…制御部、Ｅ…角部、Ｊ…中心軸、Ｌ３…長さ、Ｌ４…長さ、Ｐ１…内側開状態、Ｐ２…閉状態、Ｐ３…外側開状態、Ｑ…粉体、Ｓ１…ステップ、Ｓ２…ステップ、Ｓ３…ステップ、Ｓ４…ステップ、Ｓ５…ステップ、Ｓ６…ステップ、Ｓ７…ステップ、Ｓ８…ステップ、Ｓ９…ステップ、Ｓ１０…ステップ、Ｓ１１…ステップ、ＴＨ…閾値、Ｖ…吐出速度、Ｖ０…目標吐出速度、ｄ…分注量、ｄ０…目標値、ｍ１…維持時間、ｍ３…維持時間、ｎ１…開度、ｎ３…開度、Δ…吐出量、Δｄ…吐出残量、Δ０…目標吐出量、ｔ０…目標吐出量の倍数、θ１…傾斜角、θ２…傾斜角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】