JP2011080157A - 超精細ノズル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノズル先端内径を３０μｍ以下に細くし、更にノズルの肉厚も薄くすることで液の出をよくし、医療用又は工業用の多様な機器に適用できる超精細ノズル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 芯線４３に特殊な電鋳（１回目の電鋳）を施して、芯線４３の一部を露出させ、当該芯線４３を取り付けたままのテーパー形状の電鋳管４１を形成し、更に、２回目の電鋳を施して第２の電鋳管４４を形成し、その後に、芯線４３と第１の電鋳管４１とを引き抜いて、内・外径の異なる電鋳管を用いた一体型の超精細ノズルを製造するものであり、当該ノズルの先端部をテーパー加工してもよく、内外を金、銀、パラジューム等の金属でメッキしてもよい。
【選択図】 図２７

Description

本発明は、バイオテクノロジー向けの機器、医療機器、ゲノム向けの機器、インクジェットプリンター向けの機器、薬品・接着剤・その他工業用向けの機器に用いられる精細ノズルに係り、特にノズル先端部分を超精細とした超精細ノズル及びその製造方法に関する。

現在、医療用又は工業用の機器において使用されている精細ノズルは、微細なものでも先端内径が５０〜６０μｍ程度のものが限界であり、更に外径も肉厚で太いものとなっていた。
また、ノズル内径にメッキすることができないものとなっていた。

［関連技術］
尚、従来の精細ノズルについては、平成１６（２００４）年５月１３日公開の特開２００４−１３６６５１号公報「液体吐出装置」がある（特許文献１）。

特開２００４−１３６６５１号公報

しかしながら、多様な装置、機器に適用し、少量の液量を吐出するには、従来のノズルよりも外径が細く、更に先端内径が２０μｍ以下の細いノズルが要求されている。特に、液の出をよくし、液の一液の吐出量を少なくするために、先端外径が細く、ノズルの肉厚を５μｍ程度に薄くすることが望まれている。

また、バイオテクノロジー向け又はゲノム向けの機器への適用では、細胞等をホールドして仕分けるために、ノズルの先端まで微弱電流を流せるものが要求されている。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、ノズル先端内径を３０μｍ以下に細くし、更にノズルの肉厚も薄くすることで液の出をよくし、かつ一液の吐出量が少ない医療用又は工業用の多様な機器に適用できる超精細ノズル及びその製造方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、ノズル先端まで電流を流すことができる超精細ノズル及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、超精細ノズルにおいて、第１の電鋳管と、第１の電鋳管より外径・内径の小さい第２の電鋳管とを、各中空部の中心軸が略同一軸上となるよう、第１の電鋳管の中空部に第２の電鋳管が挿入された状態で接合されたノズルであって、第２の電鋳管における先端部分の内径が１μｍ以上３０μｍ以下、肉厚が５μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルにおいて、第２の電鋳管の先端部分がストレート形状を有することを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルにおいて、第１の電鋳管と第２の電鋳管との接合部分は、外径及び内径共に緩やかなテーパー状に形成されることを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルにおいて、形成されたテーパー状の角度が、３０度以下であることを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルにおいて、内面又は／及び外面にメッキが施されていることを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルにおいて、施されているメッキが、耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属であることを特徴とする。

本発明は、超精細ノズルの製造方法において、電鋳で形成した、一方の先端部がテーパー状の第１の電鋳管の中空部に、電鋳で形成した、第１の電鋳管の中空部と近似値の外径を持つ芯線を取り付けたままの第２の電鋳管の一部を挿入して接合して２次電鋳を施して第３の電鋳管を形成し、２次電鋳後に第３の電鋳管から芯線を引き抜くことを特徴とする。

本発明は、超精細ノズルの製造方法において、電鋳で形成した、一方の先端部がテーパー状の第１の電鋳管の中空部に、電鋳で形成した、第１の電鋳管の中空部と近似値の外径を持つ芯線を取り付けたままで、先端部がテーパー状の第２の電鋳管のストレート部分の一部を挿入して接合して２次電鋳を施して第３の電鋳管を形成し、２次電鋳後に芯線又は芯線及び第２の電鋳管を引き抜くことを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルの製造方法において、芯線を引き抜く前に、第３の電鋳管において第２の電鋳管の接合部とは反対側の端部をテーパー加工することを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルの製造方法において、芯線を引き抜く前に、耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属で外面をメッキすることを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルの製造方法において、第１の電鋳管及び第２の電鋳管の内面に、予め耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属でメッキされていることを特徴とする。

本発明は、超精細ノズルの製造方法において、１００〜２００μｍの太さの径の先端部が３０度以下のテーパー状で５０μｍの差の太さのストレート部分を有している形状の芯線に、電鋳を施して当該芯線を引き抜くことを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルの製造方法において、芯線を引き抜く前に、先端部分をテーパー加工することを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルの製造方法において、芯線を引き抜く前に、耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属で外面をメッキすることを特徴とする。

本発明は、超精細ノズルの製造方法において、電鋳で形成された第１の電鋳管の中空部に、電鋳で形成された第１の電鋳管の中空部と近似値の外径を持つ第２の電鋳管を一部挿入して接合し、接合部分を接着剤又はメッキで接着させることを特徴とする。

本発明は、超精細ノズルの製造方法において、電鋳で形成し、ハンダメッキした第１の電鋳管の中空部に、電鋳で形成し、ハンダメッキした、第１の電鋳管の中空部と近似値の外径を持つ第２の電鋳管の一部を挿入して接合し、高温で溶かすことで第１の電鋳管と第２の電鋳管とを接着させることを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルの製造方法において、接着後に、第２の電鋳管における接合部とは反対側の端部をテーパー加工することを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルの製造方法において、接着後に、耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属で外面をメッキすることを特徴とする。

本発明は、上記超精細ノズルの製造方法において、第１の電鋳管及び第２の電鋳管の内面に、予め耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属でメッキされていることを特徴とする。

本発明によれば、第１の電鋳管と、第１の電鋳管より外径・内径の小さい第２の電鋳管とを、各中空部の中心軸が略同一軸上となるよう、第１の電鋳管の中空部に第２の電鋳管が挿入された状態で接合されたノズルであって、第２の電鋳管における先端部分の内径が１μｍ以上３０μｍ以下、肉厚が５μｍ以上８０μｍ以下である超精細ノズルとしているので、ノズルの先端部分の肉厚を薄くでき、液の一滴量を少量として吐出量の制御を容易にできる効果がある。

本発明によれば、第２の電鋳管の先端部分がストレート形状を有する上記超精細ノズルとしているので、小さい所、溝や深さがある所への滴下を容易にできる効果がある。

本発明によれば、第１の電鋳管と第２の電鋳管との接合部分は、外径及び内径共に緩やかなテーパー状に形成される上記超精細ノズルとしているので、液量が少しずつ制御されて先端部分が細くても液を出やすくできる効果がある。

本発明によれば、施されているメッキが、耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属である上記超精細ノズルとしているので、ノズルが耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れたものにできるという効果がある。

本発明によれば、超精細ノズルの製造方法において、電鋳で形成した、一方の先端部がテーパー状の第１の電鋳管の中空部に、電鋳で形成した、第１の電鋳管の中空部と近似値の外径を持つ芯線を取り付けたままの第２の電鋳管の一部を挿入して接合して２次電鋳を施して第３の電鋳管を形成し、２次電鋳後に第３の電鋳管から芯線を引き抜く超精細ノズルの製造方法としているので、先の細いノズルを容易に形成できる効果がある。

本発明によれば、電鋳で形成した、一方の先端部がテーパー状の第１の電鋳管の中空部に、電鋳で形成した、第１の電鋳管の中空部と近似値の外径を持つ芯線を取り付けたままで、先端部がテーパー状の第２の電鋳管のストレート部分の一部を挿入して接合して２次電鋳を施し、２次電鋳後に芯線又は芯線及び第２の電鋳管を引き抜く超精細ノズルの製造方法としているので、内・外径の異なるノズルを容易に形成でき、先端部分のストレート部とテーパー部によって小さな所、溝や深さがある所へ滴下し易くでき、液量が少しずつ制御されて先端部分が細くても液を出やすくできる効果がある。

本発明によれば、芯線を引き抜く前に、第２の電鋳管の接合部とは反対側の端部をテーパー加工する上記超精細ノズルの製造方法としているので、先端部の肉厚を薄くでき、液の一滴量が少量になるため吐出量を制御し易くできる効果がある。

本発明によれば、芯線を引き抜く前に、耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属で外面をメッキし、また、第１の電鋳管及び第２の電鋳管の内面に、予め耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属でメッキされている上記超精細ノズルの製造方法としているので、ノズルが耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れたものにできるという効果がある。

本発明によれば、１００〜２００μｍの太さの径の先端部が３０度以下のテーパー状で５０μｍの差の太さのストレート部分を有している形状の芯線に、電鋳を施して当該芯線を引き抜く超精細ノズルの製造方法としているので、内・外径の異なるノズルを一体に容易に形成でき、先端部分のストレート部とテーパー部によって小さな所、溝や深さがある所へ滴下し易くでき、液量が少しずつ制御されて先端部分が細くても液を出やすくできる効果がある。

本発明によれば、芯線を引き抜く前に、先端部分をテーパー加工する上記超精細ノズルの製造方法としているので、ノズルの先端部分の肉厚を薄くでき、液の一滴量を少量として吐出量の制御を容易にできる効果がある。

本発明によれば、電鋳で形成された第１の電鋳管の中空部に、電鋳で形成された第１の電鋳管の中空部と近似値の外径を持つ第２の電鋳管を一部挿入して接合し、接合部分を接着剤又はメッキで接着させる超精細ノズルの製造方法としているので、内・外径の異なるノズルを容易に形成でき、第２の電鋳管における先端部分のストレート部によって小さな所、溝や深さがある所へ滴下し易くできる効果がある。

本発明によれば、電鋳で形成し、ハンダメッキした第１の電鋳管の中空部に、電鋳で形成し、ハンダメッキした、第１の電鋳管の中空部と近似値の外径を持つ第２の電鋳管の一部を挿入して接合し、高温で溶かすことで第１の電鋳管と第２の電鋳管とを接着させる超精細ノズルの製造方法としているので、内・外径の異なるノズルを容易に形成でき、第２の電鋳管における先端部分のストレート部によって小さな所、溝や深さがある所へ滴下し易くできる効果がある。

本発明によれば、接着後に、第２の電鋳管における接合部とは反対側の端部をテーパー加工する上記超精細ノズルの製造方法としているので、ノズルの先端部分の肉厚を薄くでき、液の一滴量を少量として吐出量の制御を容易にできる効果がある。

本発明によれば、接着後に、耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属で外面をメッキし、また、第１の電鋳管及び第２の電鋳管の内面に、予め耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属でメッキされている上記超精細ノズルの製造方法としているので、ノズルが耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れたものにできるという効果がある。

第１の実施の形態に係る超精細ノズルの太い電鋳管の断面図である。 図１の太い電鋳管の外観図である。 第１の実施の形態に係る超精細ノズルの細い電鋳管の断面図である。 図３の細い電鋳管の外観図である。 太い電鋳管に細い電鋳管が挿入され、接合された断面図である。 図５の接合された２つの電鋳管の外観図である。 図５における接合部分を接着させた断面図である。 図７の接着された２つの電鋳管の外観図である。 第２の実施の形態に係る超精細ノズルの太い電鋳管の断面図でである。 図９の太い電鋳管の外観図でである。 第２の実施の形態に係る超精細ノズルの細い電鋳管の断面図でである。 図１１の細い電鋳管の外観図でである。 太い電鋳管に細い電鋳管が挿入され、接合された断面図でである。 図１３の接合された２つの電鋳管に更に電鋳を施した断面図でである。 図１４から芯線を引き抜いた状態の断面図でである。 図１５の外観図である。 第２の実施の形態に係る超精細ノズルの細い電鋳管の断面図でである。 図１７の細い電鋳管をテーパー加工した断面図でである。 図１８の外観図でである。 図１９の電鋳管から芯線を抜いた状態の断面図でである。 図２０の電鋳管に芯線を挿入した状態の断面図でである。 図２１の外観図でである。 図２２に電鋳を施した状態の断面図でである。 図２３から芯線及び細い電鋳管を引き抜いた状態の断面図でである。 図２４の外観図である。 第４の実施の形態に係る芯線に形成した第１の電鋳管の断面図でである。 図２６に第２の電鋳を施した状態の断面図でである。 図２７から芯線及び第１の電鋳管を引き抜いた状態の断面図である。 第５の実施の形態に係る芯線に形成した第１及び第２の電鋳管の断面図でである。 図２９に第３の電鋳を施した状態の断面図でである。 図３０から芯線及び第１及び第２の電鋳管を引き抜いた状態の断面図である。 第６の実施の形態に係るテーパー形状の芯線の断面図でである。 図３１に電鋳を施した状態の断面図でである。 図３３から芯線を引き抜いた状態の断面図である。 本発明の実施の形態に係る電鋳装置の断面図でである。 本発明の第１実施形態に係る電鋳装置の構成図でである。 第１実施形態の電鋳の手順を示す概略図である。 本発明の第２実施の形態に係る電鋳装置の構成図でである。 第２実施の形態に係る電鋳の手順を示す概略図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る超精細ノズルは、ノズル先端内径を３０μｍ以下に細くして肉厚も薄くし、当該先端形状を特定の長さ設けるようにしたものであり、産業界では必要としていながらも製造されていない超精細なノズルでありならが、吐出液量を制御し易くしたものであり、溝等にも滴出しやすいものである。

また、ノズルの先端形状の内面及び外面に金属メッキをすることを可能としたことで、ノズル先端まで電流を流すことができ、ノズル先端部での電気的制御ができるという効果がある。

［第１の実施の形態：図１〜８］
本発明における第１の実施の形態に係る超精細ノズルの製造方法について図１〜図８を参照しながら説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る超精細ノズルの太い電鋳管の断面図であり、図２は、図１の太い電鋳管の外観図であり、図３は、第１の実施の形態に係る超精細ノズルの細い電鋳管の断面図であり、図４は、図３の細い電鋳管の外観図であり、図５は、太い電鋳管に細い電鋳管が挿入され、接合された断面図であり、図６は、図５の接合された２つの電鋳管の外観図であり、図７は、図５における接合部分を接着させた断面図であり、図８は、図７の接着された２つの電鋳管の外観図である。

図１，図２に示すように、例えば、外径３００μｍ、内径１００μｍの太い電鋳管（第１の電鋳管）１１を製造する。電鋳管の具体的製造方法については後述する。
また、図３，図４に示すように、例えば、外径１００μｍ、内径２０μｍの細い電鋳管（第２の電鋳管）１２を製造する。
電鋳管１１，１２について、内面が金、銀、パラジウム（Ｐｄ）でメッキされていてもよい。

そして、図５，図６に示すように、太い電鋳管１１の一方の端面１１ａ側からその中空部に細い電鋳管１２の一部を挿入して接合する。
尚、太い電鋳管１１の中空部に細い電鋳管１２が挿入されるためには、太い電鋳管１１の内径より細い電鋳管１２の外径が若干小さくなっている。

更に、図７，図８に示すように、太い電鋳管の端面１１ａの近辺に接着剤１３を塗布するか、無電解メッキ、電解メッキ、ハンダメッキ等で接着させる。
ノズル先端については、更に細い電鋳管１２の端面１２ａをテーパー加工して先端を略円錐形状として尖らせるようにしてもよい。また、外面を金等でメッキしてもよい。

また、電鋳管１１，１２の外面に予めハンダメッキをしておき、電鋳管１１に電鋳管１２を挿入して接続した状態で、高温で溶かすことで、両者を接着するようにしてもよい。

第１の実施の形態に係る超精細ノズルは、太い電鋳管１１の中空部に細い電鋳管１２を挿入して接合し、接合部分を接着剤又はメッキで接着した構成とすることで、先端の細いノズルを容易に作成できるという効果がある。

［第２の実施の形態：図９〜１６］
本発明における第２の実施の形態に係る超精細ノズルの製造方法について図９〜図１６を参照しながら説明する。
図９は、第２の実施の形態に係る超精細ノズルの太い電鋳管の断面図であり、図１０は、図９の太い電鋳管の外観図であり、図１１は、第２の実施の形態に係る超精細ノズルの細い電鋳管の断面図であり、図１２は、図１１の細い電鋳管の外観図であり、図１３は、太い電鋳管に細い電鋳管が挿入され、接合された断面図であり、図１４は、図１３の接合された２つの電鋳管に更に電鋳を施した断面図であり、図１５は、図１４から芯線を引き抜いた状態の断面図であり、図１６は、図１５の外観図である。

図９，図１０に示すように、例えば、外径３００μｍ、内径１００μｍの太い電鋳管（第１の電鋳管）２１を製造する。そして、太い電鋳管２１の端部をテーパー状に加工し、テーパー面２１ａを形成する。
また、図１１，図１２に示すように、例えば、外径１００μｍ、内径２０μｍの細い電鋳管（第２の電鋳管）２２を製造する。細い電鋳管２２には径が２０μｍの芯線２３を取り付けたままとしておく。
電鋳管２１，２２について、内面が金、銀、パラジウム（Ｐｄ）でメッキされていてもよい。

そして、図１３に示すように、太い電鋳管２１のテーパー面２１ａ側からその中空部に細い電鋳管２２の一部を挿入して接合する。その場合、芯線２３は、太い電鋳管２１の中空部を突き抜ける形状となる。
尚、太い電鋳管２１の中空部に細い電鋳管２２が挿入されるためには、太い電鋳管２１の内径より細い電鋳管２２の外径が若干小さくなっている。

次に、図１３の形状のものに、電鋳を施す。それにより、図１４に示すように、全体に２０μｍ程度のニッケルの電着物２４が形成される。テーパー面２１ａの上部にも電着物２４が形成され、テーパー部分２４ａとなる。更に、外面を金等でメッキしてもよい。

その後、図１４の状態から、芯線２３を引き抜いて、図１５、図１６に示すように、超精細ノズルを完成させる。
尚、芯線２３を引き抜く前に、ノズル先端部分をテーパー加工してそれから芯線２３を引き抜いて、ノズル先端部分を略円錐状にするようにしてもよい。

第２の実施の形態に係る超精細ノズルは、太い電鋳管２１の端部２１ａをテーパー加工し、そのテーパー加工部に芯線２３を抜いていない細い電鋳管２２を挿入し、全体を電鋳して電着物２４を形成し、芯線２３を抜くようにしているので、先の細いノズルを容易に形成できる効果がある。

［第３の実施の形態：図１７〜２５］
本発明における第３の実施の形態に係る超精細ノズルの製造方法について図１７〜図２５を参照しながら説明する。
図１７は、第３の実施の形態に係る超精細ノズルの細い電鋳管の断面図であり、図１８は、図１７の細い電鋳管をテーパー加工した断面図であり、図１９は、図１８の外観図であり、図２０は、図１９の電鋳管から芯線を抜いた状態の断面図であり、図２１は、図２０の電鋳管に芯線を挿入した状態の断面図であり、図２２は、図２１の外観図であり、図２３は、図２２に電鋳を施した状態の断面図であり、図２４は、図２３から芯線及び細い電鋳管を引き抜いた状態の断面図であり、図２５は、図２４の外観図である。

図１７に示すように、例えば、径２０μｍの芯線３２に電鋳を施して、全体にニッケルの電着物を形成し、例えば、外径１００μｍの電鋳管３１を形成する。芯線３２は残しておく。
そして、図１８，図１９に示すように、電鋳管３１の端部３１ａをテーパー加工して円錐形状にする。この場合、芯線３２もテーパー加工され、芯線３２のテーパー部分３２ａと電鋳管３１のテーパー部分３１ｂが形成される。

次に、図２０に示すように、芯線３２をテーパー部分３２ａとは反対側に引き抜く。
更に、図２１，図２２に示すように、芯線３２が引き抜かれた電鋳管３１に対して芯線３２より少し細い芯線３３を引き抜いた方向から挿入する。芯線３３は、電鋳管３１の内径２０μｍより細いものを用い、例えば、外径が１８μｍ程度であってもよい。
この状態で、電鋳管３１の外面を金、銀、パラジウム等でメッキする。このメッキは、その後、ノズルの内面の金属メッキとなるものである。

そして、図２３に示すように、所望の肉厚（例えば、２０μｍ）となるよう電鋳を施し、芯線３３の先端部が、例えば、外径６０μｍ、電鋳管３１部分が、例えば、外径１４０μｍとなるようニッケルの電着物３４を形成する。
電鋳により形成された電着物３４のテーパー角度θは３０度以下になるようにすると、ニッケルのつきがよい。ここで、更に外側を金等でメッキしてもよい。

その後、図２４，図２５に示すように、ノズル先端部３４ｂの方向とは反対方向に芯線３３と電鋳管３１を引き抜く。例えば、ノズル先端の外径は１００μｍ、内径は２０μｍ、ノズル後方の外径は１８０μｍ、内径は１００μｍとなる。
芯線３３の引き抜きの際には、電鋳管３１の外面に形成された金等のメッキは、電着物３４の内面に残るようにする。これにより、ノズル内面に金等のメッキが施されたことになる。
尚、芯線３３を引き抜く前に、ノズル先端部３４ｂをテーパー加工して略円錐形状にするようにしてもよい。

また、第３の実施の形態によれば、細い電鋳管３１の端部をテーパー加工し、芯線３３を再度差し込んで、全体を覆うように電鋳を行って特定肉厚にし、芯線３３と細い電鋳管３１を引き抜くことで、ノズルの太い部分と先端部分とを一体に形成することができ、更に、超精細ノズル内部において奥から先端に向けてテーパー状に細く構成できるので、液滴を吐出しやすいという効果がある。

［第４の実施の形態：図２６〜２８］
本発明における第４の実施の形態に係る超精細ノズルの製造方法について図２６〜図２８を参照しながら説明する。
図２６は、第４の実施の形態に係る芯線に形成した第１の電鋳管の断面図であり、図２７は、図２６に第２の電鋳を施した状態の断面図であり、図２８は、図２７から芯線及び第１の電鋳管を引き抜いた状態の断面図である。

図２６に示すように、例えば、径２０μｍの芯線４３に第１の電鋳を施して、全体にニッケルの電着物を形成し、例えば、外径１００μｍの第１の電鋳管４１を形成する。芯線４３は残しておく。
尚、第１の電鋳管４１は、後述する図３８，図３９に示す製造方法にて、第１の電鋳管４１がテーパー部分４１ａを有するよう形成されるものである。

そして、図２７に示すように、図２６の電鋳管に、更に所望の肉厚となるよう第２の電鋳（２回目の電鋳）を施し、第２の電鋳管４４を形成する。所望の肉厚が、例えば、１０μｍとすると、芯線４３の先端部が、例えば、外径４０μｍ、電鋳管４１部分が、例えば、外径１４０μｍとなるようニッケルの電着物（第２の電着物）を形成する。

従って、図２７に示すように、第２の電鋳管４４には、テーパー部分４４ａとノズル先端部分４４ｂが形成される。
第２の電鋳により形成された第２の電着物のテーパー角度は３０度以下になるようにすると、ニッケルのつきがよい。ここで、更に外側を金等でメッキしてもよい。

更に、図２８に示すように、ノズル先端部４４ｂの方向とは反対方向に芯線４３と第１の電鋳管４１を引き抜く。例えば、ノズル先端の外径は４０μｍ、内径は２０μｍ、ノズル後方の外径は１２０μｍ、内径は１００μｍとなる。
芯線４３の引き抜きの際には、第１の電鋳管４１の外面に形成された金等のメッキは、第２の電着物の内面に残るようにする。これにより、ノズル内面に金等のメッキが施されたことになる。
尚、２回目の電鋳の肉厚を厚くした場合は、芯線４３を引き抜く前に、ノズル先端部４４ｂをテーパー加工して略円錐形状にするようにしてもよい。

第４の実施の形態によれば、芯線４３にテーパー形状の第１の電鋳管４１を形成し、その上に第２の電鋳を施して第２の電鋳管４４を形成し、それから芯線４３と第１の電鋳管４１を引き抜くようにしているので、超精細のノズルを容易に一体で製造でき、更に、超精細ノズル内部において奥から先端に向けてテーパー状に細く構成できるので、液滴を吐出しやすいという効果がある。

［第５の実施の形態：図２９〜３１］
本発明における第５の実施の形態に係る超精細ノズルの製造方法について図２９〜図３１を参照しながら説明する。
図２９は、第５の実施の形態に係る芯線に形成した第１及び第２の電鋳管の断面図であり、図３０は、図２９に第３の電鋳を施した状態の断面図であり、図３１は、図３０から芯線及び第１及び第２の電鋳管を引き抜いた状態の断面図である。

図２９に示すように、第５の実施の形態に係る超精細ノズルは、図２６の芯線及び第１の電鋳管４１に更に第２の電鋳を施し、第２の電鋳管４５を形成したものである。尚、電着物は、ニッケル等を用い、肉厚が４０μｍ程度となるよう形成される。
尚、第１の電鋳管４１及び第２の電鋳管４５は、後述する図３８，図３９に示す製造方法にて、第１の電鋳管４１がテーパー部分４１ａを有し、第２の電鋳管４５がテーパー部分４５ａを有するよう形成されるものである。

そして、図３０に示すように、図２９の電鋳管に、更に所望の肉厚となるよう第３の電鋳（３回目の電鋳）を施し、第３の電鋳管４６を形成する。所望の肉厚が、例えば、２０μｍとすると、芯線４３の先端部が、例えば、外径６０μｍ、第１の電鋳管４１部分が、例えば、外径１４０μｍ、第２の電鋳管４５部分が、例えば、外径２２０μｍとなるようニッケルの電着物（第３の電着物）を形成する。
また、所望の肉厚を１０μｍとすると、芯線４３の先端部が、例えば、外径４０μｍ、第１の電鋳管４１部分が、例えば、外径１２０μｍ、第２の電鋳管４５部分が、例えば、外径２００μｍとなる。

従って、第３の電鋳管４６には、テーパー部分４６ａとノズル先端部分４６ｂが形成される。
第２、第３の電鋳により形成された第２、第３の電着物のテーパー角度は３０度以下になるようにすると、ニッケルのつきがよい。ここで、更に外側を金等でメッキしてもよい。

更に、図３１に示すように、ノズル先端部４６ｂの方向とは反対方向に芯線４３と第１の電鋳管４１及び第２の電鋳管４５を引き抜く。例えば、ノズル先端の外径は６０μｍ、内径は２０μｍ、ノズル中段の外径は１４０μｍ、内径は１００μｍ、ノズル後段の外径は２２０μｍ、内径は１８０μｍとなる。

芯線４３の引き抜きの際には、第１の電鋳管４１及び第２の電鋳管４５の外面に形成された金等のメッキは、第３の電着物の内面に残るようにする。これにより、ノズル内面に金等のメッキが施されたことになる。
尚、３回目の電鋳の肉厚を厚くした場合は、芯線４３を引き抜く前に、ノズル先端部４６ｂをテーパー加工して略円錐形状にするようにしてもよい。

第５の実施の形態によれば、芯線４３に第１段のテーパー形状の第１の電鋳管４１を形成し、その上に第２の電鋳を施して第２段のテーパー形状の第２の電鋳管４５を形成し、更に全体に対して第３の電鋳を施して第３の電鋳管を形成し、それから芯線４３と第１の電鋳管４１及び第２の電鋳管４５を引き抜くようにしているので、多段の超精細のノズルを容易に一体で製造でき、更に、超精細ノズル内部において奥から先端に向けて多段のテーパー状に細く構成できるので、液滴を吐出しやすいという効果がある。

［第６の実施の形態：図３２〜３４］
本発明における第６の実施の形態に係る超精細ノズルの製造方法について図３２〜図３４を参照しながら説明する。
図３２は、第６の実施の形態に係るテーパー形状の芯線の断面図であり、図３３は、図３１に電鋳を施した状態の断面図であり、図３４は、図３３から芯線を引き抜いた状態の断面図である。

第６の実施の形態に係る超精細ノズルは、まず、図３２に示すように、テーパー形状の芯線５１を形成する。芯線５１は、図３２の形状を左右対称のものが複数個連続して形成され、それを適宜切断して図３２の形状のものを形成する。ここで、芯線５１の外側を金等でメッキしてもよい。
芯線５１は、例えば、先端部分５１ｂが２０μｍ、後方部分が１００μｍ、テーパー部分５１ａを備えている。

そして、図３３に示すように、図３２の電鋳管に、更に所望の肉厚となるよう電鋳を施し、電鋳管５４を形成する。所望の肉厚が、例えば、２０μｍとすると、芯線５１の先端部５１ｂに相当する先端部分５４ｂが、例えば、外径６０μｍ、芯線５１の後方部分が、例えば、外径１４０μｍとなるようニッケルの電着物を形成する。
また、所望の肉厚を１０μｍとすると、芯線５１の先端部５１ａが、例えば、外径４０μｍ、芯線５１の後方部分が、例えば、外径１２０μｍとなる。

従って、図３３に示すように、電鋳管５４には、テーパー部分５４ａとノズル先端部分５４ｂが形成される。
電鋳により形成された電着物のテーパー角度は３０度以下になるようにすると、ニッケルのつきがよい。ここで、更に外側を金等でメッキしてもよい。

更に、図３４に示すように、ノズル先端部５４ｂの方向とは反対方向に芯線５１を引き抜く。例えば、ノズル先端の外径は６０μｍ、内径は２０μｍ、ノズル後方の外径は１４０μｍ、内径は１００μｍとなる。
芯線４３の引き抜きの際には、芯線５１の外面に形成された金等のメッキは、電着物の内面に残るようにする。これにより、ノズル内面に金等のメッキが施されたことになる。
尚、電鋳の肉厚を厚くした場合は、芯線５１を引き抜く前に、ノズル先端部５４ｂをテーパー加工して略円錐形状にするようにしてもよい。

第６の実施の形態によれば、テーパー形状の芯線５１を形成し、その上に電鋳を施して電鋳管５４を形成し、それから芯線５１を引き抜くようにしているので、超精細のノズルを容易に一体で製造でき、更に、超精細ノズル内部において奥から先端に向けてテーパー状に細く構成できるので、液滴を吐出しやすいという効果がある。

［電鋳装置：図３５〜３７］
次に、電鋳を行う電鋳装置について図３５、図３６、図３７を参照しながら説明する。図３５は、本発明の実施の形態に係る電鋳装置の断面図であり、図３６は、本発明の第１実施形態に係る電鋳装置の構成図であり、図３７は、第１実施形態の電鋳の手順を示す概略図である。
電鋳装置は、図３５、図３６に示すように、電鋳槽１と、この電鋳槽１を内側に収容する外槽２とを備えている。

電鋳槽１は、上部に開口部を有する槽であり、この電鋳槽１内には、電解液（電鋳液）３が充填される。これにより、電鋳槽１からあふれ出した電解液３は、外槽２内に流入するようになっている。電解液としては、例えば、スルファミン酸ニッケル液に光沢剤及びビット防止剤を加えた液が用いられる。

電鋳槽１には、供給配管４が接続される。この供給配管４を通って、管理槽５の供給室５Ａからの電解液３が、循環ポンプ６により、電鋳槽１に供給される。
一方、外槽２には、排出配管７が接続され、外槽２内の電解液３は、この排出配管７を通って、管理槽５の回収室５Ｂに回収される。

管理槽５の供給室５Ａと回収室５Ｂは、液隔離板５Ｃによって隔てられており、回収室５Ｂに回収された不純物を含む電解液３は、濾過器９で濾過されたうえで、供給室５Ａに供給される。
供給室５Ａ内の電解液３は、液温、水素イオン濃度、硬度等が適切に調整される。例えば、液温は５０±１℃に、水素イオン濃度は４．２±０．２ｐＨに調整される。また、光沢剤の添加量を調節することにより、電解液３の硬度が適切に調整される。

供給室５Ａからは、適切に調整された濾過済みの電解液３が、電鋳槽１に、継続的に供給され続ける。この結果、電鋳槽１の上部開口部１Ａからは、常時、電解液３があふれ出した状態となる。
電鋳槽１の開口部１Ａ上方の電解液３（電鋳槽１からあふれ出していく電解液３）は、オーバーフロー部１１０を形成する。後述するように、本電鋳装置では、このオーバーフロー部１１０において電鋳が行われ、これにより電鋳の精度を高めることができる。電鋳に使用された不純物を含む電解液３は、外槽２内に流れ出し、管理槽５の回収室５Ｂに回収されて濾過される。

電鋳槽１の下部には、水平アジャスター装置１１１が備えられる。この水平アジャスター装置１１１は、電鋳槽１を略水平に維持し、これにより、電鋳槽１の上部全域に略水平なオーバーフロー部１１０が形成され、オーバーフロー部１１０内の各所に電解液が均一に分布するようになっている。

電鋳槽１の上方には、図３６に示すような、治具搬送装置１２０が備えられる。この治具搬送装置１２０は、一対のローラ１２１、１２２と、これらのローラ１２１、１２２に掛け回されたベルト１２３を備えている。ベルト１２３は、電鋳槽１の長手方向（図３６の左右方向）に沿って循環する。

ベルト１２３の外周には、複数の保持治具１３０が固定されている。各保持治具１３０には、母線１２５が取り付けられる。母線１２５は、電鋳用の型部材となる線材である。尚、図２７では、ベルト１２３は反時計回りに循環しており、保持治具１３０への母線１２５の取り付けは、取り付け位置Ｘにおいてなされる。

図３５に示すように、保持治具１３０は、電鋳槽１の長手方向と垂直な方向（図３５の左右方向）に延びる板状の基部１３１と、この基部１３１の両端付近に取り付けられた一対の側板１３２Ａ、１３２Ｂとを備えている。側板１３２Ａ、１３２Ｂは、保持治具１３０が電鋳槽１の上方に配置されたときに、ちょうど電鋳槽１の左右両側に配置されるようになっている。

側板１３２Ａ、１３２Ｂには、それぞれ、母線保持軸１３４Ａ、１３４Ｂが、軸回りで回転可能に支持されている。母線保持軸１３４Ａ、１３４Ｂには、母線１２５の両端部が保持される。これにより、母線１２５は、電鋳槽１上方のオーバーフロー部１１０に配置される。

詳しく説明すると、母線保持軸１３４Ａの電鋳槽１側を向く端部には、電極１３６が設けられている。この電極１３６に、母線１２５の一端が固定される。一方、母線保持軸１３４Ｂの電鋳槽１側を向く端部には、テンション装置１３７が設けられる。このテンション装置１３７は、母線１２５の端部が固定される電極１３８と、バネ１３９とを備えている。バネ１３９は、電極１３８と母線保持軸１３４Ｂの先端部との間に介装され、電極１３６と電極１３８の間に保持された母線１２５に所定のテンションを付与するようになっている。

図３５に示すように、側板１３２Ａ、１３２Ｂには、回転軸１４１が軸回りで回転自在に支持されている。回転軸１４１は、駆動モータ１４２により回転駆動される。この回転軸１４１の外周には、歯車１４３Ａ、１４３Ｂが固定されている。歯車１４３Ａは、母線保持軸１３４Ａの外周に固定された歯車１３５Ａに、歯車１４３Ｂは、母線保持軸１３４Ｂの外周に固定された歯車１３５Ｂに、それぞれ噛合する。

これにより、回転軸１４１の回転は母線保持軸１３４Ａ、１３４Ｂに伝達され、母線保持軸１３４Ａ、１３４Ｂに保持された母線１２５が、軸回りで回転できるようになっている。母線１２５の回転は、電鋳の間、例えば１５ｒｐｍ以下の適切な値に制御される。この母線１２５の回転により、母線１２５周囲に付着する電着物の均一性を高めることができる。

母線保持軸１３４Ａ、１３４Ｂには、それぞれ導電性の電極ローラ１５１Ａ、１５１Ｂが固定されている。これらの電極ローラ１５１Ａ、１５１Ｂは、保持治具１３０が電鋳槽１の上方に配置されたときに、内槽１の左右両側に張り渡された導電性の電極ワイヤ１５２Ａ、１５２Ｂと接触する。電極ワイヤ１５２Ａ、１５２Ｂは、いずれもプログラマブル電源１５３のマイナス極に接続されているもので、これにより、電極ローラ１５１Ａ、１５１Ｂはプログラマブル電源１５３のマイナス極と電気的に接続される。

また、母線保持軸１３４Ａ、１３４Ｂには、それぞれ、電極ローラ１５１Ａを電極１３６に電気的に接続する導電性部材（例えば電線）、電極ローラ１５１Ｂをバネ１３９及び電極１３８に電気的に接続する導電性部材（例えば電線）が備えられている（図示せず）。
更に、母線保持軸１３４Ａ、１３４Ｂの各導電性部材には、それぞれスイッチ手段（図示せず）が備えられ、導電性部材による電極ローラ１５１Ａと電極１３６の電気的接続、導電性部材による電極ローラ１５１Ｂとバネ１３９及び電極１３８の電気的接続を、このスイッチ手段によって断続（オン／オフ）できるようになっている。

このような構成により、電極１３６、１３８は、プログラマブル電源１５３のマイナス極と電気的に接続され、カソード電極となる。また、この電気的接続は、スイッチ手段によって保持治具１３０毎にオン／オフされる。つまり、母線１２５への電圧印加は、オーバーフロー部１１０内の一つ一つの母線１２５毎にオン／オフすることができ、この結果、各母線１２５へ電鋳を個別に制御できるようになっている。

一方、図３５に示すように、プログラマブル電源１５３のプラス極に接続されたアノード電極１５４は、電鋳槽１の底部に配設される。アノード電極１５４は、例えばチタン鋼からなるメッシュ状又は穴あきのケース内に、電鋳用の金属ペレット（例えばニッケルペレット）を収納して構成されている。

プログラマブル電源１５３は、オーバーフロー部１１０に発生する電流密度が適切な値（例えば、３〜１２Ａ／ｄｍ^２、電鋳体の真円度を重視する場合には３〜４Ａ／ｄｍ^２）に保持されるように、アノード電極１５４とカソード電極１３６、１３８間に電圧を印加する。これにより、母線１２５周囲には電着物が付着し、電鋳体が形成される。

尚、図３７に示すように、電鋳装置には、クランプ装置、母線１２５の切断加工機構、及び母線１２５の抜き取り機構が備えられる。図３７は、第１実施形態の電鋳の手順を示す概略図である。
クランプ装置はオーバーフロー部１１０内で電鋳体をクランプするもので、このクランプ装置により電鋳体をクランプし、切断加工機構により母線１２５を切断可能に加工し、抜き取り機構により電鋳体から母線１２５が抜き取られる。

つまり、本電鋳装置では、電鋳液３内で母線１２５と電鋳体が分離される。これにより、電鋳液３から母線１２５及び電鋳体を取り出すことによる母線１２５及び電鋳体の体積変化や、母線１２５及び電鋳体に付着した薬剤の乾燥凝固等によって、母線１２５と電鋳体の分離が阻害されることはなく、母線１２５の抜き取り作業をスムーズに行うことができる。

［電鋳方法］
次に、図３７に従って、本電鋳装置による電鋳方法について説明する。尚、図３７では、オーバーフロー部１１０内の異なる位置を、１１０Ａ〜１１０Ｇで表している。
まず、治具搬送装置１２０の取り付け位置Ｘにおいて、母線１２５を保持治具１３０に装着する。保持治具１３０に装着された母線１２５は、ベルト１２３の循環により、オーバーフロー部１１０内に搬入される。

オーバーフロー部１１０に搬入された母線１２５は、所定の回転速度で回転しながら、オーバーフロー部１１０内を、１１０Ａから１１０Ｇに向けて順次移動していく。また、カソード電極１３６、１３８とアノード電極１５４の間には、オーバーフロー部１１０に適切な電流密度が発生するように、適切な電圧が与えられる。これにより、位置１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃにおいて、母線１２５の周囲には、電鋳により、電着物１６１が付着していく。

母線１２５の周囲への電着物１６１の外径が目標径に到達し、電鋳体１６２が形成されたならば、その母線１２５への電圧印加をストップし、その母線１２５の自転を停止する。そして、位置１１０Ｄに示すように、電鋳体１６２をクランプ装置（図示せず）でクランプし、母線１２５の端部の切断位置１２５Ｂに、切断機構による加工（例えばグラインダー加工又はプレス加工）により両テーパー加工を施す。尚、図３７には、黒抜きの三角印でクランプ装置によって電鋳体１６２が把持されたことを示している。

続いて、位置１１０Ｅにおいて、図示されない抜き取り機構により、母線１２５を切断位置１２５Ｂと反対側に引っ張る。これにより、母線１２５は、切断位置１２５Ｂにおいて切断され、電鋳体１６２から引き抜かれる。位置１１０Ｆ、１１０Ｇには、母線１２５が電鋳体１６２から引き抜かれていく様子を示している。

このようにして、筒状部材である電鋳体１６２が形成されたならば、オーバーフロー部１１０から取りだされ、洗浄及び乾燥が行われる。

以上のように、本電鋳装置及び電鋳方法によれば、オーバーフロー部１１０において電鋳が行われるので、母線１２５の周囲での電流密度が安定し、精度の高い電鋳体１６２を得ることができる。
したがって、電鋳の結果として得られる筒状部材の外形断面及び中空部断面の真円度、筒状部材の外形と中空部の同軸度等を、著しく高めることができる。また、筒状部材の外径及び中空部内径の寸法誤差を極めて小さくできる（例えば、０．１μｍ以下）。

また、電鋳装置で得られる複数の電鋳体は、オーバーフロー部１１０に沿って移動していく母線１２５の周囲に形成されるので、複数の電鋳体を同一の条件で形成することができ、一定の品質の電鋳体を得ることができる。
また、複数の母線１２５への電圧印加は、母線１２５毎にオン／オフすることができるので、電鋳の制御を、母線１２５毎に適切に行うことができ、電鋳の精度が著しく高められる。

また、母線１２５の保持部は電鋳液３に浸されないので、電解液３内での不純物の発生を低減でき、また保持部自体の劣化を防止できる。
また、保持部材に付着した電解液３が電解槽１から持ち出されることがないので、電解液３が無駄に失われることはない。
また、カソード電極１３６、１３８も電解液３内に浸されないので、電極のメンテナンスも容易となる。また、電解液１からあふれ出した電解液３を外槽２に回収して濾過するので、合理的かつ低コストで電解液３の濾過を行うことができる。
また、電鋳体１６２と母線１２５の分離は、電解液３内で行われるので、スムーズに実行できる。

以下、本発明の第２実施形態の電鋳装置について図３８を参照しながら説明する。図３８には、本発明の第２実施形態に係る電鋳の構成図である。
図３８に示されるように、電鋳装置は、上部に開口を有する電鋳槽１を備える。この電鋳槽１には、電解液（電鋳液）３が充填される。電解液としては、例えば、スルファミン酸ニッケル液に光沢剤及びビット防止剤を加えた液が用いられる。

電鋳槽１は、供給配管４及び排出配管７を介して、管理槽５と接続される。管理槽５は、供給配管４と連通する供給室５Ａと、排出配管７と連通する回収室５Ｂとを備えている。供給室５Ａと回収室５Ｂは、液隔離板５Ｃによって隔てられている。

このような構成により、電鋳槽１内の電解液３は、排出配管７を通って、管理槽５の回収室５Ｂに回収される。回収室５Ｂに回収された不純物を含む電解液３は、濾過器９で濾過されたうえで、供給室５Ａに送り込まれる。この供給室５Ａにおいて、電解液３は、液温、水素イオン濃度、硬度等が適切に調整される。例えば、液温は４５〜５５℃に、水素イオン濃度は４．０〜４．５ｐＨに調整される。

また、光沢剤の添加量を調節することにより、電鋳体の硬度が適切に調整される。供給室５Ａ内の適切に調整された濾過済みの電解液３は、循環ポンプ６により、供給配管４を通って、電鋳槽１に供給される。電鋳液２の供給は、電鋳槽１内の電解液３の液面３ａが、一定の水位に保たれるように制御される。

電鋳槽１の上方には、治具搬送装置１２０が備えられる。この治具搬送装置１２０は、保持治具１３０を電鋳槽１上方に配設し、搬送する装置であり、小径のローラ１２１と、大径のローラ１２２と、これらのローラ１２１、１２２に掛け回されたベルト１２３とを備えている。ローラ１２１、１２２は、図示されない駆動手段により回転駆動され、これにより、ベルト１２３は、図の反時計回りに循環する。

複数の保持治具１３０は、ベルト１２３の外周に固定されている。各保持治具１３０は、電鋳用の型部材である母線１７０を保持するものである。保持治具１３０は、ベルト１２３の循環とともに、ベルト１２３の外周に沿って搬送される。ベルト１２３のローラ１２１、１２２の下側を循環する部分に固定された保持治具１３０は、その一部が電鋳液３内に浸された状態で、ローラ１２１側からローラ１２２側に向けて移動する。なお、母線１７０は、ローラ１２１付近の取り付け位置Ｘにおいて、保持治具１３０に装着される。

ベルト１２３は、ローラ１２１、１２２の上側では、略水平に架け渡されている一方で、ローラ１２１、１２２の下側では、所定の位置において、案内ローラ１２６、１２７に案内され、段差１２４を形成している。この段差１２４の高さは、ローラ１２１と１２２の径の差に相当する。治具搬送装置１２０により搬送される保持治具１３０は、この段差１２４を過ぎると、段差１２４の高さ分だけ下降することになる。

電鋳槽１は、段差１２４の前後で、一次電鋳部１Ａと二次電鋳部１Ｂに分かれている。つまり、電鋳槽１において、段差１２４よりも手前側（ローラ１２１側）は一次電鋳部１Ａであり、段差１２４の奥側（ローラ１２２側）は二次電鋳部１Ｂである。後述するように、一次電鋳部１Ａにおいては、バブルを用いた一次電鋳が行われ、二次電鋳部１Ｂにおいては、一次電鋳部１Ａで形成された一次電鋳体の上に二次電鋳が行われる。

電鋳槽１の一次電鋳部１Ａ下部には、エアー供給装置１１２が備えられる。このエアー供給装置１１２は、一次電鋳部１Ａの電鋳液３内に、多数のエアーバブルを発生させる。これらのエアーバブルは、電解液３の液面３ａ上にエアーバブル層１１３を形成する。なお、エアー供給装置１１２からのエアー供給量は、図示されない制御手段によって制御可能となっており、これによりエアーバブル層１１３の厚み（液面３ａからの高さ）を調整できるようになっている。

一次電鋳においては、このエアーバブル層１１３において、一次電鋳体の上端部が、所望の形状（例えばテーパー形状）に整形される。そして、保持治具１３０が、段差１２４を超えて二次電鋳部１Ｂ内に搬入されると、保持治具１３０の高さは段差１２４の高さだけ下降し、一次電鋳体の上端部（一次電鋳においてエアーバブル層１１３に配置されていた部分）よりも上側まで、母線１７０が電解液３内に浸される。この結果、二次電鋳は、一次電鋳体の外周及び一次電鋳体の上端部よりも上側の母線１７０の外周になされる。

電鋳槽１の電鋳液３内には、一対のアノード電極１１６が備えられる（図１には一つのみを示す）。これらのアノード電極１１６は、一次電鋳部１Ａから二次電鋳部１Ｂにわたって保持治具１３０の搬送方向（図の左右方向）に延び、保持治具１３０を両側から挟み込むように配置されている。各アノード電極１１６は、例えばチタン鋼からなるメッシュ状又は穴あきのケース内に、電鋳用の金属ペレット（例えばニッケルペレット）を収納して構成されている。アノード電極１１６のケースは、プログラマブル電源１１８のプラス極に接続される。

電鋳槽１と治具搬送装置１２０の間には、導電性の線材からなる電極ワイヤ１１７が、複数の保持治具１３０の上端部に沿って架け渡されている。電極ワイヤ１１７は、プログラマブル電源１１８のマイナス極に接続されている。

次に、図３９にしたがって、本実施形態の電鋳装置による電鋳方法について説明する。なお、図３９では、電鋳槽１内の異なる位置を、１１０Ａ〜１１０Ｆで表している。位置１１０Ａ〜１１０Ｃは、一次電鋳部１Ａ内の位置を示し、位置１１０Ｄ〜１１０Ｆは、二次電鋳部１Ｂ内の位置を示す。

治具搬送装置１２０の取り付け位置Ｘにおいて保持治具１３０が取り付けられた母線１７０は、ベルト１２３の循環により、電鋳槽１の一次電鋳部１Ａ内に搬入される。この母線１７０は、所定の回転速度で自転しながら、一次電鋳部１Ａ内を、位置１１０Ａから位置１１０Ｃに向けて順次移動していく。

この間、アノード電極１１６とカソード電極（上側母線固定部１４５）の間には、電鋳液３内に適切な電流密度が発生するように、適切な電圧が与えられる。これにより、母線１７０の周囲には、電鋳による電着物が付着し、一次電鋳体１７１が形成されていく。また、このとき、母線１７０は、所定の回転速度（例えば１５ｒｐｍ以下の適切な値）で、軸周りで回転駆動される。これにより、母線１７０の周囲に形成される一次電鋳体１７１の周方向の均一性を高めることができる。

図示されるように、位置１１０Ａ、１１０Ｂにおいては、エアー供給装置１１２から発生するエアーバブルによって、電鋳液２の液面３の上にエアーバブル層１１３が形成されている。このエアーバブル層１１３において、一次電鋳体１７１の上端のテーパー部１７２が整形される。つまり、エアーバブル層１１３における電流密度は、下方の電鋳液３内における電流密度よりも希薄であるので、エアーバブル層１１３においては、電鋳体の付着量が、電鋳液３内におけるよりも相対的に減少する。これを利用して、一次電鋳体１７１の本体側よりも細径のテーパー部１７２を形成する。

詳しく説明すると、アクチュエータで母線収容部とともに母線１７０を上下動させることにより、一次電鋳体１７１の上端側の各部分が、エアーバブル層１１３に浸される時間と電鋳液３に浸される時間の割合を調整する。これにより、一次電鋳体１７１の上端側であるほど、相対的に長い時間にわたってエアーバブル層１１３に浸されることになり、結果として、一次電鋳体１７１の上端部には、先細り形状のテーパー部１７２が形成される。

なお、本実施形態では、母線１７０を上下動させることによりテーパー部１７２の整形を行うが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、エアー供給装置１１２からのエアーバブル供給量を制御して、エアーバブル層１１３の高さを変更することにより、テーパー部１７２の整形を行ってもよい。さらに、母線１７０の上下動とエアーバブル層１１３の高さの調整を組み合わせて、テーパー部１７２の整形を行ってもよい。

このようにして、所定 の寸法の一次電鋳体１７１が形成されたならば、母線１７０への電圧印加を停止する。その後、母線１７０は、位置１１０Ｃに示すように、一次電鋳部１Ａ内をしばらく搬送され、この間に、一次電鋳体１７１の周囲に酸化膜が形成されるようにする。この酸化膜の形成により、後に行われる一次電鋳体１７１と二次電鋳体１７３の分離作業が容易とされる。なお、一次電鋳体１７１の周囲に効果的に酸化膜を形成するために、一次電鋳体１７１をいったん電鋳液３の外に取り出すようにしてもよい。

続いて、母線１７０は、段差１２４を超えて下降し、第二電鋳部１Ｂに搬入される。二次電鋳部１Ａにおいては、再び、アノード電極１１６とカソード電極（上側母線固定部１４５）の間に適切な電圧を付加する。これにより、母線１７０が位置１１０Ｄ〜１１０Ｆに順次搬送されていく間に、母線１７０及び一次電鋳体１７１に周囲に、二次電鋳体１７３が形成されていく。このようにして形成された二次電鋳体１７３は、一次電鋳体１７１及び母線１７０を象った中空部１７４を備え、この中空部１７４内にテーパー形状の先端部１７５を有するものとなる。

このようにして、筒状部材である二次電鋳体１７３が形成されたならば、母線１７０、一次電鋳体１７１及び二次電鋳体１７３を、電鋳槽１から取り出し、二次電鋳体１７３から母線１７０及び一次電鋳体１７１を分離する。さらに、この二次電鋳体１７３を洗浄、乾燥し、必要に応じて、整形加工を施す。

以上のように本実施の形態によれば、エアーバブル層１１３において一次電鋳体１７１のテーパー部１７２を形成し、二次電鋳体１７３の中空部１７４に、テーパー部１７２を象った先端部１７５を形成するので、二次電鋳体１７３の中空部１７４を、所望の形状に、容易に精度よく形成することができる。したがって、面倒な二次加工等が不要となり、製造コストを削減できる。

また、エアーバブル層１１３におけるテーパー部１７２の整形は、母線１７０の上下動を制御するか、エアーバブル層１１３の厚みを調整することにより行うので、簡単な構成で達成できる。また、二次電鋳体１７３は、電鋳液３の中で、一次電鋳体１７１及び母線１７０から抜き取られるので、抜き取り作業はスムーズに行える。

なお、本実施形態では、電鋳槽１に一次電鋳部１Ａ及び二次電鋳部１Ｂを備え、二段階の電鋳を行うようにしたが、本発明はこのような形態に限られるものではなく、三次以上の複数次（Ｎ次）の電鋳を行い、Ｎ−１段のテーパー形状の先端部を有するＮ次電鋳体を得るようにしてもよい。つまり、電鋳槽にＮ次電鋳部を備え、前段の電鋳部（ｎ次電鋳部）で形成された電鋳体（ｎ次電鋳体）の上に高次の電鋳体（ｎ＋１次電鋳体）を順次形成していくことにより、Ｎ−１段のテーパー部を有するＮ−１次電鋳体を得て、このＮ−１次電鋳体の上に、Ｎ−１段のテーパー形状の先端部を有するＮ次電鋳体を形成するようにしてもよい。例えば、電鋳槽に一次〜三次電鋳部を備え、二次電鋳体の上に三次電鋳体を形成することにより、図３１に示すように、中空部内に二段のテーパー形状の先端部を有するノズルが得られる。

［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態によれば、産業界から強く要望されている、超精細なノズルを提供できる効果がある。
特に、本発明の実施の形態によれば、内・外径が異なる２種類の電鋳管を用いることで、先端部が極細であるにも拘わらず、液量を徐々に調整して、液滴を吐出し易くしたものであり、ノズル先端内径を１μｍ以上で３０μｍ以下、好ましくは、２０μｍ程度に細くし、更にノズルの肉厚を５μｍ以上とすることで液の出をよくし、医療用又は工業用の多様な機器に適用できる効果がある。
また、ノズルの内面が０．２７μｍ以下の面粗度と平滑な電鋳管を用いることで、液の吐出が容易となるものである。
また、先端の肉厚を５μｍ以上と超薄肉厚とするため、液滴をすくなくでき、液切れをよくすることができるものである。

本発明の実施の形態によれば、ノズル先端の外面及び内面に金メッキ等の導電層を形成することで、ノズル先端まで電流を流すことができ、バイオテクノロジー向け又はゲノム向けの機器に適用できる効果がある。

本発明の実施の形態によれば、ノズルの最先端部分に、細径で肉厚が薄いストレート部分を設けたことにより、第１に、少量の液滴を形成しやすくなり、第２に、吐出液滴量を制御しやすくなり、第３に、深さ又は溝を持っている容器に、ピンポイントで摘出しやすくなるという効果がある。
また、本発明の実施の形態によれば、電鋳法で製造するため、安価に量産できる効果がある。

本発明は、ノズル先端内径を３０μｍ以下に細くし、更にノズルの肉厚も薄くすることで液の出をよくし、医療用又は工業用の多様な機器に適用できる超精細ノズル及びその製造方法に好適である。

１...電鋳槽、 ２...外槽、 ３...電解液、 ４...供給配管、 ５...管理槽、 ６...循環ポンプ、 ７...排出配管、 ９...濾過器、 １１...太い電鋳管、 １２...細い電鋳管、 １３...接着剤、 ２１...太い電鋳管、 ２２...細い電鋳管、 ２３...芯線、 ２４...電着物、 ３１...電鋳管、 ３２...芯線、 ３３...芯線、 ３４...電着物、 ４１...第１の電鋳管、 ４３...芯線、 ４４...第２の電鋳管、 ４５...第２の電鋳管、 ４６...第３の電鋳管、 ５１...芯線、 ５４...電鋳管

Claims (19)

1. 第１の電鋳管と、前記第１の電鋳管より外径・内径の小さい第２の電鋳管とを、各中空部の中心軸が略同一軸上となるよう、前記第１の電鋳管の中空部に前記第２の電鋳管が挿入された状態で接合されたノズルであって、前記第２の電鋳管における先端部分の内径が１μｍ以上３０μｍ以下、肉厚が５μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする超精細ノズル。
2. 第２の電鋳管の先端部分がストレート形状を有することを特徴とする請求項１記載の超精細ノズル。
3. 第１の電鋳管と第２の電鋳管との接合部分は、外径及び内径共に緩やかなテーパー状に形成されることを特徴とする請求項２記載の超精細ノズル。
4. 形成されたテーパー状の角度が、３０度以下であることを特徴とする請求項３記載の超精細ノズル。
5. 内面又は／及び外面にメッキが施されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか記載の超精細ノズル。
6. 施されているメッキが、耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属であることを特徴とする請求項５記載の超精細ノズル。
7. 電鋳で形成した、一方の先端部がテーパー状の第１の電鋳管の中空部に、電鋳で形成した、第１の電鋳管の中空部と近似値の外径を持つ芯線を取り付けたままの第２の電鋳管の一部を挿入して接合して２次電鋳を施して第３の電鋳管を形成し、２次電鋳後に前記第３の電鋳管から芯線を引き抜くことを特徴とする超精細ノズルの製造方法。
8. 電鋳で形成した、一方の先端部がテーパー状の第１の電鋳管の中空部に、電鋳で形成した、第１の電鋳管の中空部と近似値の外径を持つ芯線を取り付けたままで、先端部がテーパー状の第２の電鋳管のストレート部分の一部を挿入して接合して２次電鋳を施して第３の電鋳管を形成し、２次電鋳後に芯線又は芯線及び第２の電鋳管を引き抜くことを特徴とする超精細ノズルの製造方法。
9. 芯線を引き抜く前に、第３の電鋳管において第２の電鋳管の接合部とは反対側の端部をテーパー加工することを特徴とする請求項７又は８記載の超精細ノズルの製造方法。
10. 芯線を引き抜く前に、耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属で外面をメッキすることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか記載の超精細ノズルの製造方法。
11. 第１の電鋳管及び第２の電鋳管の内面に、予め耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属でメッキされていることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか記載の超精細ノズルの製造方法。
12. １００〜２００μｍの太さの径の先端部が３０度以下のテーパー状で５０μｍの差の太さのストレート部分を有している形状の芯線に、電鋳を施して当該芯線を引き抜くことを特徴とする超精細ノズルの製造方法。
13. 芯線を引き抜く前に、先端部分をテーパー加工することを特徴とする請求項１２記載の超精細ノズルの製造方法。
14. 芯線を引き抜く前に、耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属で外面をメッキすることを特徴とする請求項１２又は１３記載の超精細ノズルの製造方法。
15. 電鋳で形成された第１の電鋳管の中空部に、電鋳で形成された第１の電鋳管の中空部と近似値の外径を持つ第２の電鋳管を一部挿入して接合し、接合部分を接着剤又はメッキで接着させることを特徴とする超精細ノズルの製造方法。
16. 電鋳で形成し、ハンダメッキした第１の電鋳管の中空部に、電鋳で形成し、ハンダメッキした、第１の電鋳管の中空部と近似値の外径を持つ第２の電鋳管の一部を挿入して接合し、高温で溶かすことで第１の電鋳管と第２の電鋳管とを接着させることを特徴とする超精細ノズルの製造方法。
17. 接着後に、第２の電鋳管における接合部とは反対側の端部をテーパー加工することを特徴とする請求項１５又は１６記載の超精細ノズルの製造方法。
18. 接着後に、耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属で外面をメッキすることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか記載の超精細ノズルの製造方法。
19. 第１の電鋳管及び第２の電鋳管の内面に、予め耐薬品性・耐腐食性・伝導性に優れた金、銀、パラジューム等の金属でメッキされていることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか記載の超精細ノズルの製造方法。

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