JP2020517436A - 吐出システム - Google Patents

Abstract

基材上に材料を噴射する吐出システムが開示される。吐出システムは、第１の面と、第１の方向において第１の面の反対側にある第２の面と、第１の面から第２の面までプレートを貫通する少なくとも１つのスロットとを画定するプレートと、圧電素子を含みニードルに作動的に結合されるアクチュエーターアセンブリとを備える。吐出システムはまた、アクチュエーターアセンブリ及び少なくとも１つのスロットを通って延在する少なくとも１つの締結具を備え、少なくとも１つの締結具は、プレートに選択的に係合し、１）係脱形態では、少なくとも１つの締結具がスロット内で可動であり、かつアクチュエーターアセンブリがプレートに対して可動である、及び、２）係合形態では、少なくとも１つの締結具がスロット内で可動でなく、かつアクチュエーターアセンブリがプレートに対して可動でないように構成され、ニードルのストローク長が調整される。【選択図】図１４Ａ

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１７年４月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／４８８，６３８号明細書の利益を主張し、この米国仮特許出願の開示は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

本開示は、包括的には、吐出システムに関し、より詳細には、材料を加熱して、加熱された材料を基材上に吐出する吐出システムに関する。

はんだペースト、コンフォーマルコーティング、封止材、アンダーフィル材、及び表面実装用接着剤等の流体材料を噴射する既知の吐出システムは、弁座部にニードルを高速で接触させることで、ディスペンサーから少量の流体材料を噴出する離散的な高圧パルスを発生させることにより、少量の流体材料を基材に吐出するように動作することが一般的である。しかしながら、こうした吐出システムの動作には、流路を通る流体の加熱が不十分となる、濡れた部分に余剰の材料を取り除くためのアクセスができない、アプリケーターの意図しない部分に熱が伝達される、個々の噴射動作に対応するようにニードルのストローク長を正確に調整するのが難しい等の多くの問題点がある。

したがって、これらの問題及び他の問題に対処する吐出システム、及びそのようなアプリケーターを動作させる方法が必要とされる。

本開示の１つの実施形態は、基材上に材料を噴射する吐出システムである。吐出システムは、第１の面と、第１の方向において第１の面の反対側にある第２の面と、少なくとも１つのスロットと、を画定するプレートであって、少なくとも１つのスロットは第１の面から第２の面までプレートを貫通する、プレートと、圧電素子を含むアクチュエーターアセンブリとを備え、アクチュエーターアセンブリは、ニードルに作動的に結合される。吐出システムはまた、アクチュエーターアセンブリ及び少なくとも１つのスロットを通って延在する少なくとも１つの締結具を備え、少なくとも１つの締結具は、プレートに選択的に係合し、１）係脱形態では、少なくとも１つの締結具がスロット内で可動であり、かつアクチュエーターアセンブリがプレートに対して可動である、及び、２）係合形態では、少なくとも１つの締結具がスロット内で可動でなく、かつアクチュエーターアセンブリがプレートに対して可動でないように構成される。圧電素子は、電荷を受けると、締結具が係脱形態にある場合にはアクチュエーターアセンブリをニードルに対して動かし、それにより、ニードルのストローク長を調整するように構成される。

本開示の別の更なる実施形態は、アクチュエーターアセンブリに接続されるニードルのストローク長を調整する方法である。ここで、アクチュエーターアセンブリは、少なくとも１つのプレートに結合される。本方法は、アクチュエーターアセンブリを少なくとも１つのプレートに対して動かすことができるように、アクチュエーターアセンブリを少なくとも１つのプレートから係脱させることと、アクチュエーターアセンブリの圧電素子に電荷を与えることとを含む。本方法はまた、アクチュエーターアセンブリをニードル及び少なくとも１つのプレートに対して動かすことと、アクチュエーターアセンブリを少なくとも１つのプレートに係合させることとを含む。

本開示の更なる一実施形態は、材料アプリケーター内の材料を加熱するヒーターである。ヒーターは、第１の端部と、第１の端部の反対側にある第２の端部と、第１の端部から第２の端部まで延在するキャビティとを画定するハウジングを備え、キャビティは、供給される材料を収納するように構成され、ハウジングは、第１の螺旋溝及び第２の螺旋溝を有する外面を更に画定し、第１の螺旋溝及び第２の螺旋溝は、第１の端部から第２の端部まで延在する。ヒーターはまた、第１の螺旋溝に配置される温度センサーと、第２の螺旋溝に配置されるヒーター線と、ハウジングの周りに配置される絶縁層と、絶縁層の周りに配置されるスリーブとを備える。

上記の概要及び下記の詳細な説明は、添付の図面と併せて読まれる場合によりよく理解される。図面は、本開示の例示的な実施形態を示している。しかしながら、本願は、図示の正確な構成及び手段に限定されないことが理解されるべきである。

本開示の一実施形態に係る吐出システムの斜視図である。 図１に示されている吐出システムの代替的な斜視図である。 カバーが図示されていない、図１に示されている吐出システムの側面図である。 図１に示す線４−４に沿う、図１に示されている吐出システムの断面図である。 図１に示されている吐出システムのキャップの斜視図である。 図１に示されている吐出システムのキャップ座部の斜視図である。 図１に示されている吐出システムのシリンジヒーターの分解図である。 図７に示されているシリンジヒーターの或る特定の部品の側面図である。 カバー及び底部プレートが図示されていない、図１に示されている吐出システムの底面図である。 図１に示されている吐出システムの底部プレート及びシールの斜視図である。 図３に示す線１１−１１に沿う、図１に示されている吐出システムの断面図である。 図１１に示されている吐出システムの丸で囲んだ領域の拡大図である。 図３に示す線１１−１１に沿う、図１に示されている吐出システムの代替的な断面図である。 カバーが取り外された状態の、図１に示されている吐出システムの斜視図である。 カバーが取り外された状態の、図１に示されている吐出システムの代替的な斜視図である。

吐出システム１０は、シリンジヒーター４０と、噴射式ディスペンサーアセンブリ３００と、プレートアセンブリ４７とを備える。プレートアセンブリ４７は、頂部プレート４８及び底部プレート５２を備え、頂部プレート４８及び底部プレート５２は、シリンジヒーター４０及び噴射式ディスペンサーアセンブリ３００と流体連通するプレートチャネル２５２をそれぞれ部分的に画定する。吐出システム１０は、シリンジヒーター４０内のシリンジ（図示せず）をシールするように構成されたキャップ１８も備える。更に、吐出システム１０は、圧電素子を含むアクチュエーター６０を備え、アクチュエーター６０は、噴射式ディスペンサーアセンブリ３００のニードル３０４を選択的に動かすように構成される。以下の記載において吐出システム１０を説明するのに用いられる或る特定の用語は、単に便宜的なものであり、限定するものではない。「右」、「左」、「下側」及び「上側」という語は、参照される図面における方向を指している。「内側」及び「外側」という語は、吐出システム１０及びその関連する部品を表す描写の幾何科学的中心に向かう方向及びこの幾何科学的中心から離れる方向をそれぞれ指している。「前方」及び「後方」という語は、吐出システム１０及びその関連する部品に沿った、長手方向２における方向及び長手方向２の反対方向における方向を指している。用語は、上記で列挙された語、その派生語及び類義語を含む。

本明細書において別途規定されていない限り、「長手」、「横」及び「垂直」の語は、長手方向２、横方向４及び垂直方向６によって示される、吐出システム１０の種々の構成要素の直交する方向成分を述べるために使用されている。長手方向２及び横方向４は、水平面に沿って延在するように示され、垂直方向６は、垂直面に沿って延在するように示されているが、様々な方向を包含するこれらの平面は、使用時には異なる場合があることを理解されたい。

本発明の実施形態は、製品の製造中に、ホットメルト接着剤等の材料を基材に塗布する吐出システム１０を含む。特に、材料は、ポリウレタン反応性（ＰＵＲ）ホットメルトとすることができる。図１及び図２を参照すると、吐出システム１０は、吐出システム１０の外装の実体的な部分を画定するカバー１４を備える。吐出システム１０は、第１のコネクタ２６及び第２のコネクタ２８も備える。第１のコネクタ２６は、複数のタイン（tines）を有する雄接続部を画定することができ、第１のコネクタ２６を電源に接続する配線（図示せず）に接続し、吐出システム１０が第１のコネクタ２６を通して電源入力を受け取るように構成される。第２のコネクタ２８は、複数の凹部を有する雌接続部を画定することができ、第２のコネクタ２８をコントローラー（図示せず）に接続する配線（図示せず）に接続し、第２のコネクタ２８を通して吐出システム１０との間で情報を送信するように構成される。コントローラーは、汎用コンピューター、タブレット、ラップトップ、スマートフォン等とすることができる。しかし、第１のコネクタ２６及び第２のコネクタ２８は、所望に応じて他のタイプのコネクタとして構成してもよい。他の実施形態において、吐出システム１０は、情報をコントローラーに、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＷｉ−Ｆｉ（登録商標）によって無線で送信することができる。第１のコネクタ及び第２のコネクタは、回路基板３６を収容する回路ハウジング３２に取り付けられるように構成される。

吐出システム１０は、材料を保持するシリンジ（図示せず）を挿入することができる開口に蓋をするように構成されたキャップ１８を備える。入力コネクタ２２は、キャップ１８を貫通し、シリンジが吐出システム１０内に配置されている場合にシリンジと流体連通する空気通路２３を画定する。入力コネクタ２２は、加圧空気源に接続することができ、加圧空気が入力コネクタ２２を通過し、吐出システム１０を通して材料を圧送するようになっている。

図５を参照すると、キャップ１８は、頂面１８ａと、頂面１８ａの反対側にある底面１８ｂと、頂面１８ａから底面１８ｂまで延在する外側側面１８ｃとを画定する。キャップ１８はまた、垂直方向６に沿って底面１８ｂから頂面１８ａに向かってキャップ１８内に延在する凹部１５０を画定することができる。凹部１５０は、キャップ１８の内側側面１８ｄ及びキャップの内側頂面１８ｅによって部分的に画定することができる。キャップの内側頂面１８ｅは、頂面１８ａ及び／又は底面１８ｂに対して平行とすることができ、垂直方向６に沿って頂面１８ａと底面１８ｂとの間に配置されている。キャップ１８は、垂直方向６に沿って、キャップ１８の内側頂面１８ｅから延出し、底面１６２ａにおいて終端する円形突出部１６２を画定することができる。突出部１６２は、底面１６２ａが垂直方向に沿ってキャップの底面１８ｂの位置に並ぶように構成することができる。しかし、突出部１６２の底面１６２ａは、垂直方向６に沿ってキャップの底面１８ｂからオフセットされてもよい。突出部１６２は、Ｏリング（図４を参照）等のシール２０を収納するように構成されたシール溝１６４と、通路１６８とを画定することができる。入力コネクタ２２を収納するように構成された通路１６８は、底面１６２ａから突出部１６２を通ってキャップ１８の頂面１８ａまで延在する。通路１６８は、突出部１６２の中心に配置され得る中心軸Ａを規定する。

キャップ１８は、底面１８ｂと、内側側面１８ｄと、内側頂面１８ｅとによって部分的に画定される少なくとも１つのチャネル１５４を更に画定する。キャップ１８は、図示の実施形態では、４つのチャネル１５４を画定するが、キャップ１８は、所望に応じて他の任意の数のチャネル１５４を画定することができる。チャネル１５４は、凹部１５０の周りに等間隔で配置されてもよく、又は一貫性なくオフセットされてもよい。キャップ１８は２つ以上のチャネル１５４を有することができるが、例示的なチャネル１５４を以下に記載する。更なるチャネルのそれぞれは、記載のチャネル１５４と同様の構成とすることができる。

チャネル１５４は、２つ以上の部分を含むことができる。例えば、チャネル１５４は、垂直方向６に沿って底面１８ｂから内側頂面１８ｅまで延在する第１の部分１５８ａを有することができる。第１の部分１５８ａは、半円形状を画定するように図示されているが、第１の部分１５８ａは、所望に応じて代替的な形状を画定することができる。チャネル１５４はまた、内側側面１８ｄと、内側頂面１８ｅと、内側頂面１８ｅに面する第１のレッジ１６０ａとによって画定される第２の部分１５８ｂを有することができる。第２の部分１５８ｂは、中心軸Ａから径方向にオフセットされた曲線的な円周方向Ｃに沿って、第１の部分１５８ａから延在することができ、垂直方向６に沿ってキャップ１８の底面１８ｂから完全にオフセットされたものであり得る。チャネル１５４は、垂直方向６に沿って第２の部分１５８ｂからキャップ１８の底面１８ｂに向かって延在する第３の部分１５８ｃを更に画定することができる。したがって、チャネル１５４の第３の部分１５８ｃは、円周方向Ｃに沿って第１の部分１５８ａから径方向にオフセットされたものであり得る。第３の部分１５８ｃは、垂直方向６に沿って第１のレッジ１６０ａからオフセットされた第２のレッジ１６０ｂによって画定することができる。特に、第２のレッジ１６０ｂは、垂直方向６に沿って底面１８ｂと第１のレッジ１６０ａとの間に間隔を置いて配置することができる。チャネル１５４の第１の部分、第２の部分、及び第３の部分１５８ａ〜１５８ｃは、後述するように、キャップ締結具１１０の頭部１１１を収納するための経路を画定する。

図３、図４、及び図６を参照すると、吐出システム１０は、キャップ１８とシリンジヒーター４０との間に配置されるキャップ座部１９を更に備える。キャップ座部１９は、吐出システム１０に取外し可能に結合することができ、キャップ座部１９は、キャップ座部１９が吐出システム１０に取り付けられている場合には、吐出システム１０内にシリンジヒーター４０を固定し、キャップ座部１９が吐出システム１０から取り外されている場合には、吐出システム１０からシリンジヒーター４０を取り外すための開口を提供するようになっている。キャップ座部１９は、キャップ１８に面するように構成された頂面１９ａと、頂面１９ａからキャップ座部１９を通って延在するシリンジ本体チャネル１１４とを画定する。シリンジ本体チャネル１１４は、シリンジを、シリンジ本体チャネル１１４に通してシリンジヒーター４０内に挿入することができるようなサイズになっている。キャップ座部１９は、垂直方向６に沿って頂面１９ａから延在する少なくとも１つのレッジを画定することもできる。図示の実施形態では、キャップ座部１９は、第１のレッジ１０２と、第１のレッジ１０２から横方向４に沿って離隔した第２のレッジ１０４とを画定する。第１のレッジ１０２は、内面１０２ａと、内面１０２ａから横方向４に沿って離隔した外面１０２ｂとを画定し、第２のレッジは、内面１０４ａと、内面１０４ａから横方向に沿って離隔した外面１０４ｂとを画定する。第１のレッジ１０２の内面１０２ａは、第２のレッジ１０４の内面１０４ａに面することができる。第１のレッジ１０２の内面１０２ａ及び第２のレッジ１０４の内面１０４ａは、長手方向２に沿って第１のレッジ１０２と第２のレッジ１０４との間に延在する上側シリンジチャネル１０８を画定するようなサイズとすることができる。上側シリンジチャネルは、シリンジ（図示せず）の上側フランジを収納するようなサイズとすることができ、上側フランジが上側シリンジチャネル１０８内に収納されると、シリンジが回転しないようにシリンジ本体チャネル１１４内に固定されるようになっている。

キャップ座部１９は、頂面１９ａから垂直方向６に沿って延在する少なくとも１つのキャップ締結具１１０も備えることができる。図示の実施形態は、第１のレッジ１０２及び第２のレッジ１０４のそれぞれの端部にそれぞれ配置される４つの細長部材１１０を備える。ただし、所望に応じてより多数又はより少数の細長部材を備えていてもよい。各キャップ締結具１１０は、頭部１１１と、頭部１１１からキャップ座部１９の頂面１９ａまで延在する中央部１１２とを画定することができる。中央部１１２は、最大直径ｄを規定し、頭部１１１は、最大直径Ｄを規定する。キャップ締結具１１０は、頭部１１１の最大直径Ｄが中央部１１２の最大直径ｄよりも大きくなるように画定することができる。

この実施形態において、キャップ締結具１１０の中央部１１２は、キャップ座部１９の頂面１９ａを貫通し、吐出システム１０の一部に取外し可能に係合することで、キャップ締結具１１０がキャップ座部１９を適所に固定するように構成することができる。更に、キャップ締結具１１０の回転により、キャップ締結具１１０の頭部１１１の、キャップ座部１９の頂面１９ａからの垂直方向６に沿った変位を調整することができる。４つのキャップ締結具１１０が図示されているが、吐出システム１０は、所望に応じてより多数又はより少数のキャップ締結具１１０を備えていてもよい。例えば、アプリケーターは、２つのキャップ締結具、３つのキャップ締結具、又は５つ以上のキャップ締結具を備えることができる。図示の実施形態では、キャップ締結具は、ねじ締結具として構成されるが、他のタイプのキャップ締結具も想定される。

動作時、吐出システム１０の操作者は、まず、シリンジ本体をシリンジ本体チャネル１１４に挿通し、シリンジフランジが上側シリンジチャネル１０８内に配置されるようにすることができる。この時点で、シリンジは、シリンジフランジと第１のレッジ１０２及び第２のレッジ１０４との間の相互作用によって、シリンジヒーター４０及びキャップ座部１９に対して回転しないように固定されるが、シリンジヒーター４０から垂直方向６に沿って引き抜くことは依然として可能である。その後、キャップ１８を、キャップ座部１９に係合させる。吐出システム１０の操作者は、まず、細長部材１１０のそれぞれの頭部１１１を、チャネル１５４（特に、チャネル１５４の第１の部分１５８ａ）のそれぞれの位置に揃えなければならない。細長部材１１０をチャネル１５４の第１の部分１５８ａと揃えなければ、キャップ１８をキャップ座部１９に係合させることができないため、キャップ１８は、決まった数の回転配向でのみキャップ座部１９に係合することができる。細長部材１１０をチャネル１５４の第１の部分１５８ａと揃えた後、キャップを垂直方向６に下降させ、細長部材１１０の頭部１１１がチャネル１５４の第１の部分１５８ａに沿って摺動するようにする。

キャップ１８が或る特定の距離を下降すると、細長部材又はキャップ締結具１１０の頭部１１１は、キャップ１８の内側頂面１８ｅに接触し、それにより、キャップ１８とキャップ座部１９との間の更なる相対的な垂直移動を防ぐ。この時点で、操作者は、細長部材１１０の頭部１１１が円周方向Ｃに沿って、チャネル１５４の第２の部分１５８ｂに沿って摺動するように、キャップ１８を回転させる。チャネル１５４の第２の部分１５８ｂが、第１の部分１５８ａから単一の曲線的な円周方向Ｃに延在することにより、細長部材１１０の頭部１１１が内側頂面１８ｅに接触したときに、キャップ１８は、一方向のみに回転することができる。細長部材１１０の頭部１１１がチャネル１５４の第２の部分１５８ｂに収納されると、細長部材１１０の頭部１１１が第１のレッジ１６０ａによって阻まれるため、キャップ１８は、キャップ座部１９から離れるように垂直に動かすことができなくなる。その後、吐出システム１０の操作者は、細長部材１１０の頭部１１１がチャネル１５４の第２の部分１５８ｂの終端に達するまで、キャップ１８を引き続き回転させる。この時点で、操作者は、キャップ１８を解放することができる。

この段階において、非動作状態では、キャップ１８は、チャネル１５４の第２の部分１５８ｂに沿って依然として回転可能である。しかし、動作状態では、材料を収容したシリンジがシリンジヒーター４０内に収容されているとき、入力コネクタ２２を介して加圧空気がキャップ１８を通して圧送される。そうして、シリンジ本体チャネル１１４内の圧力が、吐出システム１０の外部の周囲環境の空気圧よりも大きくなる。これにより、細長部材１１０の頭部１１１がチャネル１５４の第２の部分１５８ｂの終端に達した場合、シリンジ本体チャネル１１４内の圧力により、キャップ１８を押し上げ、細長部材１１０の頭部１１１がチャネル１５４の第３の部分１５８ｃに押し込まれる。この結果、細長部材の頭部１１１が第２のレッジ１６０ｂに接触する。第２のレッジ１６０ｂは、垂直方向６に沿って第１のレッジ１６０ａとキャップ１８の底面１８ｂとの間に位置するので、キャップ１８は、キャップ座部１９に対して回転しないように固定される。この位置では、突出部１６２は、シリンジ本体チャネル１１４をシールする機能を果たすことができ、それにより、材料がシリンジヒーター４０の頂部から出ることを阻止する。突出部１６２のシール溝１６４に配置されるシール２０は、キャップ座部１９に対して付勢され、材料の漏れを防ぐのに更に役立つことができる。

キャップ１８をキャップ座部１９から取り外すために、操作者は、まず、シリンジ本体チャネル１１４内からの圧力を解放しなければならない。それにより、細長部材１１０の頭部１１１を第２のレッジ１６０ｂから係脱させる。これが済むと、細長部材１１０の頭部１１１は、キャップ１８の内側頂面１８ｅに接触することができる。この接触は、操作者に対し、細長部材１１０の頭部１１１をチャネルの第２の部分１５８ｂを通して回転させることができるという物理的な指標を与える。その後、キャップ１８は、キャップ座部１９から垂直に持ち上げることができる。

ここで、図３、図４、及び図６〜図８を参照して、シリンジヒーター４０についてより詳細に記載する。シリンジヒーター４０は、シリンジ内の材料を加熱する機能を果たし、材料がアプリケーターから噴射されて流れ出るのに望ましい温度に維持するとともに、材料の温度における意図しない温度ピーク又は急降下を回避するために、シリンジ内の材料の温度を監視する。シリンジヒーター４０は、ハウジング２００を備え、ハウジング２００は、第１の端部２００ａ及び第２の端部２００ｂを画定する。ハウジング２００は、中空であり、ハウジング２００は、シリンジがシリンジヒーター４０内に配置されるとシリンジの大部分を収納するように構成されたシリンジキャビティ２０２を画定するようになっている。したがって、シリンジキャビティ２０２は、キャップ座部１９のシリンジ本体チャネル１１４に開口する。ハウジング２００は、アルミニウム等の金属で形成することができる。しかし、ハウジング２００は、熱を通し、シリンジ内の材料を加熱するのに十分な伝導率を有する任意の材料で形成することができる。

シリンジヒーター４０は、シリンジヒーター４０の第１の端部２００ａから第２の端部２００ｂまで延在する外面２０１を更に画定する。外面２０１は、外面に沿って第１の端部２００ａから第２の端部２００ｂまで延在する複数の螺旋溝を画定することができる。図示の実施形態では、ハウジング２００は、第１の螺旋溝２２４及び第２の螺旋溝２２８を画定する。しかし、他の実施形態において、ハウジング２００は、３つ以上の螺旋溝を画定することができる。第１の螺旋溝２２４は、垂直方向６に沿った寸法である第１の直径ｄ_１を規定し、第２の螺旋溝２２８は、垂直方向６に沿った寸法である第２の直径ｄ_２を規定する。第１の直径ｄ_１は、第２の直径ｄ_２よりも小さくすることができる。代替的には、第１の直径ｄ_１及び第２の直径ｄ_２は、等しい大きさであってもよく、又は第２の直径ｄ_２が第１の直径ｄ_１よりも大きくてもよい。第１の螺旋溝２２４及び第２の螺旋溝２２８は、ハウジング２００の第１の端部２００ａから第２の端部２００ｂまで交わることなく延在するように構成することができる。

また、シリンジヒーター４０は、第１の端部２０４ａ及び第２の端部２０４ｂを画定する温度センサー２０４と、第１の端部２０８ａ及び第２の端部２０８ｂを画定する加熱素子２０８とを備える。加熱素子２０８は、第１の螺旋溝２２４内に、加熱素子２０８が第１の端部２００ａから第２の端部２００ｂまでハウジング２００の周りに螺旋状に延在するように配置することができる。同様に、温度センサー２０４は、第２の螺旋溝２２８内に、温度センサー２０４が第１の端部２００ａから第２の端部２００ｂまでハウジング２００の周りに螺旋状に延在するように配置することができる。温度センサー２０４は、第２の螺旋溝２２８の全長にわたって延在することができ、温度センサー２０４の第１の端部２０４ａが、ハウジング２００の第１の端部２００ａにおいて第２の螺旋溝２２８の外側に配置されるとともに、温度センサー２０４の第２の端部２０４ｂが、第２の端部２００ｂにおいて第２の螺旋溝２２８の外側に配置されるように、続けて延在することができる。同様に、加熱素子２０８は、第１の螺旋溝２２４の全長にわたって延在することができ、加熱素子２０８の第１の端部２０８ａがハウジング２００の第１の端部２００ａにおいて第１の螺旋溝２２４の外側に配置されるとともに、加熱素子２０８の第２の端部２０８ｂが第２の端部２００ｂにおいて第１の螺旋溝２２４の外側に配置されるように、続けて延在することができる。１つの実施形態において、温度センサー２０４は、コアレス温度センサーであり、加熱素子２０８は、電熱線である。第１の溝２２４が第２の直径ｄ_２よりも小さな直径ｄ_１を有する場合、ハウジング２００の外面２０１は、最大表面積を以って加熱素子２０８に接触し、最大の加熱制御及び均一のエネルギー分布を可能にする。

図７及び図８を引き続き参照すると、シリンジヒーター４０は、ハウジング２００と、温度センサー２０４と、加熱素子２０８との周囲を覆う絶縁部材２１２を備えることができる。絶縁部材２１２は、ハウジング２００の周りに配置されるように構成された一体型スリーブを含むことができ、又はハウジング２００の周りを覆う材料長さを有することができる。ただし、絶縁部材２１２がハウジングの周りに配置されているとき、温度センサー２０４の第１の端部２０４ａ及び第２の端部２０４ｂ並びに加熱素子２０８の第１の端部２０８ａ及び第２の端部２０８ｂの少なくとも一部が、絶縁部材２１２から突出する。１つの実施形態において、絶縁部材２１２は、ポリイミドテープである。絶縁部材２１２がポリイミドテープである実施形態において、絶縁部材２１２は、ハウジング２００の周りに１周よりも多く巻かれる場合がある。例えば、絶縁部材２１２は、ハウジングの周りに２周、３周、又はそれ以上巻くことができる。シリンジヒーター４０は、温度センサー２０４及び加熱素子２０８を第２の溝２２８及び第１の溝２２４内にそれぞれ固定するように構成された固定部材２１６も備えることができる。図示の実施形態では、シリンジヒーター４０は、２つの固定部材２１６を備える。しかし、より多数又はより少数の固定部材２１６を備えることも想定される。図示の実施形態は、２つの固定部材２１６を備え、第１の固定部材２１６がハウジングの第１の端部２００ａの周りに配置され、第２の固定部材２１６がハウジング２００の第２の端部２００ｂの周りに配置される。固定部材２１６は、ポリイミドテープを含むことができ、温度センサー２０４及び加熱素子２０８の一部を第２の螺旋溝２２８及び第１の螺旋溝２２４のそれぞれの端部に固定する機能を果たすことができる。固定部材２１６及び絶縁部材２１２の双方がポリイミドテープを含む場合、固定部材２１６は、絶縁部材２１２を構成するポリイミドテープよりも幅の小さいポリイミドテープを含むことができる。絶縁部材２１２及び／又は固定部材２１６は、ハウジング２００、温度センサー２０４、及び加熱素子２０８に対して熱的及び電気的な絶縁をもたらす機能を果たすことができる。

シリンジヒーター４０は、スリーブ２２０を更に備えることができる。スリーブ２２０は、シリンジヒーター４０の他の部材の周りに配置することができ、すなわち、スリーブ２２０は、ハウジング２００、温度センサー２０４、加熱素子２０８、絶縁部材２１２、及び固定部材２１６の周りに配置することができる。スリーブ２２０は、温度センサー２０４の第１の端部２０４ａ及び第２の端部２０４ｂと、加熱素子２０８の第１の端部２０８ａ及び第２の端部２０８ｂとが貫通することができるスロット又はノッチ（図示せず）を画定することができ、それにより、温度センサー２０４の第１の端部２０４ａ及び第２の端部と、加熱素子２０８の第１の端部２０８ａ及び第２の端部２０８ｂとを、吐出システム１０の電気的要素に接続することが可能である。これにより、温度センサー２０４及び加熱素子２０８には、給電を受けるとともに吐出システム１０の外部要素に情報を送信する手段が設けられる。１つの実施形態において、スリーブ２２０は、熱収縮スリーブである。

以下、シリンジヒーター４０を製造及び／又は組み立てる方法を記載する。まず、ハウジング２００は、ハウジング２００が、材料を収容するシリンジ（図示せず）を収納するようなサイズのシリンジキャビティ２０２を画定するように製造することができる。例えば、ハウジング２００は、アルミニウムからダイカスト成形することができる。次に、第１の溝２２４及び第２の溝２２８をハウジング２００の外面２０１に機械加工することができる。代替的には、ハウジング２００は、最初から第１の溝２２４及び第２の溝２２８を有するように製造することができる。ハウジング２００の製造が完了した後、温度センサー２０４を、ハウジング２００の周りに巻き付けることができる。温度センサー２０４をハウジングの周りに巻き付けるために、温度センサー２０４の一部を、ハウジング２００の第２の端部２００ｂの近くの第２の螺旋溝２２８内に配置することができる。その後、温度センサー２０４は、ハウジング２００の周りに、第２の螺旋溝２２８において、ハウジング２００の第２の端部２００ｂから第１の端部２００ａまで巻き付けて、巻付けが完了すると、第１の端部２０４ａ及び第２の端部２０４ｂが第２の螺旋溝２２８から延出するようにすることができる。加熱素子２０８も同様にして、第１の螺旋溝２２４に巻き付けて、巻付けが完了すると、第１の端部２０８ａ及び第２の端部２０８ｂが第１の螺旋溝２２４から延出するようにすることができる。

温度センサー２０４及び加熱素子２０８が、第２の螺旋溝２２８及び第１の螺旋溝２２４のそれぞれに完全に巻き付けられた後、温度センサー２０４及び加熱素子２０８は、固定部材２１６を用いて、ハウジング２００の第２の螺旋溝２２８及び第１の螺旋溝２２４内に固定することができる。温度センサー２０４及び加熱素子２０８が第２の螺旋溝２２８及び第１の螺旋溝２２４内に維持されている間に、固定部材２１６を、ハウジング２００の第１の端部２００ａにおいて、温度センサー２０４及び加熱素子２０８の一部の周りに巻き付けるか又はその部分を覆って配置することができ、また、固定部材２１６を、ハウジング２００の第２の端部２００ｂにおいて、温度センサー２０４及び加熱素子２０８の一部の周りに巻き付けるか又はその部分を覆って配置することができる。

代替的には、温度センサー２０４及び加熱素子２０８は、固定部材２１６によってハウジング２００に別個に固定することができる。この方法によれば、温度センサー２０４は、上述したように固定部材２１６によってハウジングに固定されるが、ただし、加熱素子２０８が第１の螺旋溝２２４に配置される前に固定される。２つの固定部材２１６を用いて温度センサー２０４を固定した後、加熱素子２０８が、上述したように、第１の螺旋溝２２４に配置され、ハウジング２００の周りに巻き付けられ、２つの更なる固定部材２１６を用いてハウジングに固定される。

温度センサー２０４及び加熱素子２０８が第２の螺旋溝２２８及び第１の螺旋溝２２４内にそれぞれ固定された後、ハウジング２００、温度センサー２０４、及び加熱素子２０８の上に絶縁部材２１２を配置することができる。例えば、絶縁部材２１２は、ハウジング２００が絶縁部材２１２によって実質的に覆われるまで、ハウジングの周りに巻き付けることができる。一方、温度センサー２０４の第１の端部２０４ａ及び第２の端部２０４ｂ並びに加熱素子２０８の第１の端部２０８ａ及び第２の端部２０８ｂの一部は、露出したまま、絶縁部材２１２によって覆われないようにすることができる。次いで、スリーブ２２０を絶縁部材２１２の上に配置し、スリーブ２２０がハウジング２００を実質的に覆うようにする。スリーブ２２０は、温度センサー２０４の第１の端部２０４ａ及び第２の端部２０４ｂ並びに加熱素子２０８の第１の端部２０８ａ及び第２の端部２０８ｂを、スリーブ２２０を通して引っ張ることができるスロット又はノッチを有することができる。代替的には、スリーブ２２０をハウジング２００上に摺動させる際、スリーブ２２０が切り開かれてそのようなスロットを形成することができる。スリーブ２２０が熱収縮スリーブを含む一実施形態において、スリーブ２２０がハウジング２００の周りに配置され、温度センサー２０４の第１の端部２０４ａ及び第２の端部２０４ｂ並びに加熱素子２０８の第１の端部２０８ａ及び第２の端部２０８ｂがスリーブ２２０のスロットを通して引っ張られた後、スリーブ２２０は、ヒートガン（図示せず）を用いてハウジング２００上に収縮させることができる。スリーブ２２０を収縮させた後、スリーブ２２０がハウジング２００のいずれかの端部において余剰の材料を有する場合、スリーブ２２０は、ハウジング２００の長さに実質的に合致するように手動で切り取ることができる。

上述したシリンジヒーター４０は、いくつかの利点を提供する。ハウジング２００の周りで第１の溝２２４に螺旋状に配置された加熱素子２０８を使用することで、材料に対する均一な熱分布が確実になり、シリンジ内の材料を加熱する時間も削減される。また、加熱素子２０８の質量が小さいため、結果として、シリンジヒーター４０は、従来のシリンジヒーターに対して比較的軽量になる。更に、絶縁部材２１２及びスリーブ２２０は、シリンジヒーター４０と吐出システム１０の残りの部分との間に熱絶縁をもたらす。

ここで再び図３及び図４を参照すると、シリンジヒーター４０は、キャップ座部１９によって吐出システム１０内に固定することができる。吐出システム１０の操作者がシリンジをシリンジヒーター４０のシリンジキャビティ２０２内に挿入した後、キャップ１８は、上述したようにキャップ座部１９に固定される。キャップ１８をキャップ座部１９に固定すると、操作者は、吐出システム１０の動作を開始することができる。この動作は、加圧空気を、キャップ１８の通路１６８（図５）を通って延在する入力コネクタ２２を貫通する空気通路２３に通して圧送することから始まる。そして、加圧空気は、シリンジ（図示せず）に入り、シリンジ内の材料を、シリンジヒーター４０のハウジング２００の第２の端部２００ｂ（図７及び図８）から、シリンジコネクタ４４によって画定されるコネクタチャネル４５内に圧送する。シリンジヒーター４０が吐出システム１０内に完全に挿入されると、シリンジコネクタ４４は、ハウジング２００の第２の端部２００ｂを通って延在し、シリンジに係合し、それにより、シリンジから材料が流れるための経路を提供するように構成される。

図３及び図４並びに図９及び図１０を引き続き参照すると、シリンジコネクタ４４は、吐出システム１０内の、シリンジヒーター４０とプレートアセンブリ４７との間に配置される。吐出システム１０の下端部に位置するプレートアセンブリ４７は、後述するように、材料がシリンジヒーター４０から噴射式ディスペンサーアセンブリ３００に流れるための経路を提供する。プレートアセンブリ４７は、プレートアセンブリ４７を形成するように互いに取外し可能に結合される、頂部プレート４８及び底部プレート５２等の複数のプレートを含むことができる。しかし、プレートアセンブリ４７は、３つ以上のプレートを含んでもよい。例えば、プレートアセンブリ４７は、所望に応じて３つ、４つ、又はそれ以上のプレートを含むことができる。図示の実施形態では、頂部プレート４８は、頂面４８ａと、垂直方向６に沿って頂面４８ａの反対側にある底面４８ｂとを画定し、底部プレート５２は、頂面５２ａと、垂直方向６に沿って頂面５２ａの反対側にある底面５２ｂとを画定する。プレートアセンブリ４７が完全に組み立てられると、頂部プレート４８の底面４８ｂは、頂部プレート４８が垂直方向６に沿って底部プレート５２の上に配置されるように、底部プレート５２の頂面５２ａに接触することができる。頂部プレート４８及び底部プレート５２は、底部プレート５２を貫通して頂部プレート４８に係合する複数のねじ締結具５７を介して取外し可能に結合することができ、同時に、頂部プレート４８は、頂部プレート４８を貫通してハウジング５８に係合する複数のねじ締結具５７を通してハウジング５８に取外し可能に結合することができる。しかし、頂部プレート４８及び底部プレート５２を取外し可能に結合する他の方法も想定される。例えば、頂部プレート４８及び底部プレート５２は、スナップ留め係合、ダブテールスロット構造等によって結合することができる。プレートアセンブリ４７は、頂部プレート４８及び底部プレート５２がプレートアセンブリ４７を通過する材料を加熱するように構成されている加熱ブロックを備えることができ、それにより、材料が流れる及び吐出されるのに最適な質を維持することを確実にする。

頂部プレート４８は、頂部プレート４８の頂面４８ａから底面４８ｂまで延在する第１のチャネル２５０を画定する。第１のチャネル２５０は、シリンジコネクタ４４の一部を収納し、したがって、シリンジヒーター４０内に収容されたシリンジからの材料の流れを受け取るように構成される。第１のチャネル２５０は、凹部２６６の第１の部分２６６ａに開口する。図１０を参照すると、底部プレート５２は、垂直方向６に沿って底部プレート５２の頂面５２ａから底面５２ｂに向かって延在する凹部２６６を画定する。凹部２６６は、プレートチャネル２５２の一部を画定し、プレートチャネル２５２は、頂部プレート４８の第１のチャネル２５０からの材料の流れを受け取り、プレートアセンブリ４７を通るように材料を導く。プレートアセンブリ４７が完全に組み立てられると、プレートチャネル２５２は、底部プレート５２の凹部２６６及び頂部プレート４８の底面４８ｂによって完全に画定され、それにより、プレートチャネル２５２は完全に包囲される。凹部２６６は、第１の部分２６６ａ、第２の部分２６６ｂ、及び第３の部分２６６ｃを画定し、プレートチャネル２５２を通る材料の流路を直接示す。凹部２６６の第１の部分２６６ａが第１のチャネル２５０と直接流体連通し、シリンジコネクタ４４からの材料の流れを受け取る。凹部の第３の部分２６６ｃは、頂部プレート４８に画定される第２のチャネル２６２とともに、以下で更に記載される噴射式ディスペンサーアセンブリ３００の一部を収納するように構成される。凹部の第２の部分２６６ｂは、プレートアセンブリ４７を通して第１の部分２６６ａから第２の部分２６６ｂまで材料の流れを導く。

底部プレート５２は、垂直方向６に沿って底部プレート５２の頂面５２ａから底面５２ｂに向かって延在するシール凹部２５８も画定することができる。シール凹部２５８は、凹部２６６に交わることなく、凹部２６６を実質的に囲むように構成することができる。シール凹部２５８は、シール凹部２５８の全体を通して延在し、したがって同じく凹部２６６を実質的に囲むシール２５４を収納することができる。プレートアセンブリ４７が完全に組み立てられると、シール２５４は、頂部プレート４８と底部プレート５２との間に配置され、シール２５４が頂部プレート４８と底部プレート５２との双方に接触するようになっている。この構成は、材料がプレートアセンブリ４７を通って流れるときにプレートチャネル２５２から材料が漏れることを防止するのに役立つ。頂部プレート４８の底面４８ｂは、シール２５４の一部を受けるように構成された対応するシール凹部を画定することができる。代替的には、頂部プレート４８の底面４８ｂは、実質的に平坦とすることができ、底面４８ｂが、シール２５４を底部プレート５２のシール凹部２５８内に付勢し、それにより、シール２５４と頂部プレート４８及び底部プレート５２との間のシールの質を高めるようになっている。

シリンジコネクタ４４から流体を導くのにプレートアセンブリ４７を使用することは、いくつかの利点を提供する。プレートチャネル２５２は、吐出システム１０を通る際の材料の総流量を低減するのに役立つことができる。流量の低減は、アプリケーター内に閉じ込められる材料を最小限に抑えるのに役立ち、それにより、吐出システム１０を清掃するために停止させなければならない頻度を低減するのに役立つ。流量の低減は、吐出システム１０内に一貫した材料圧力を確保するのにも役立ち、それにより、噴射式ディスペンサーアセンブリ３００の正確性を高める。１つの実施形態において、吐出システム１０の総流量は、シリンジヒーター４０のシリンジキャビティ２０２と、シリンジコネクタ４４のコネクタチャネル４５と、頂部プレート４８の第１のチャネル２５０と、プレートアセンブリ４７のプレートチャネル２５２と、頂部プレート４８の第２のチャネル２６２との組合せによって規定される。総流量は、約０．２３２立方センチメートルとすることができる。

シリンジコネクタ４４から流体を導くのにプレートアセンブリ４７を使用することにより、吐出システム１０の操作者がプレートチャネル２５２から材料を完全に流し出すことを容易にすることもできる。従来、多くの材料ディスペンサーは、完全に包囲されたチャネルを有し、したがって、操作者が、チャネルに含まれる流路に完全にアクセスすることができない。プレートチャネル２５２が底部プレート５２の凹部２６６及び頂部プレート４８の底面４８ｂによって画定されるものとすると、プレートアセンブリ４７を分解すればプレートチャネル２５２の全体にアクセスすることができる。これにより、吐出システム１０の操作者は、閉じ込められた材料をプレートチャネル２５２から単純かつ効果的に流し出すことが可能になり、それにより、清掃サイクルの合間の吐出システム１０が動作することのできる時間が長くなる。

図９並びに図１１及び図１２を引き続き参照すると、頂部プレート４８の第２のチャネル２６２と、底部プレート５２に画定される凹部２６６の第３の部分２６６ｃと、ハウジング５８とが、吐出チャンバー３０８を画定する。ハウジング５８は、頂部プレート４８に対し、垂直方向６に沿って離隔して、ただし直接隣り合うことができる。ハウジング５８と頂部プレート４８との間の空間は、これらの部品間の熱伝達を制限する熱バリアを形成する。噴射式ディスペンサーアセンブリ３００は、吐出チャンバー３０８内に配置されるように構成される。噴射式ディスペンサーアセンブリ３００は、凹部２６６の第３の部分２６６ｃに収納されるように構成されたノズル５６を備える。ノズル５６は、弁座部３３０と、凹部２６６の第３の部分２６６ｃから吐出システム１０の外部まで延在する放出通路３３２とを画定する。放出通路３３２は、材料が吐出システム１０を出て基材に塗布されるための導管である。

噴射式ディスペンサーアセンブリ３００は、吐出チャンバー３０８を通って延在し、吐出チャンバー３０８内で可動であるニードル３０４を更に備える。ニードル３０４は、ニードルチップ３０４ａと、垂直方向６に沿ってニードルチップ３０４ａから遠ざかるように延在するニードルステム３０４ｂとを画定する。ニードルチップ３０４ａは、弁座部３３０に係合してシールを形成するように構成することができ、ニードルチップ３０４ａが弁座部３３０に係合すると、材料が放出通路３３２を通って流れるのを阻止するようになっている。したがって、ニードル３０４は、吐出チャンバー３０８内で、垂直方向６に沿って第１の位置と第２の位置との間で可動である。第１の位置において、ニードルチップ３０４ａは、垂直方向に沿って弁座部３３０から離隔し、それにより、材料が放出通路３３２にアクセスすることを可能にする。第２の位置において、ニードルチップ３０４ａは、弁座部３３０に係合し、したがって、材料が放出通路３３２に入ることを阻止する。図示のような噴射式ディスペンサーアセンブリ３００において、第１の位置から第２の位置にニードルを駆動すると、ニードルチップ３０４ａにより、材料が放出通路３３２を通して噴射動作で押し出される。この噴射動作は、高速で繰り返すことができ、それにより、離散量の材料を基材に塗布することが可能である。ニードルチップ３０４ａ及び弁座部３３０は、材料の漏れを防止するために相補的な形状を有するように構成することができる。１つの実施形態において、ニードルチップ３０４ａ及び弁座部３３０は、相補的な半球形状を有することができる。代替的には、ニードルチップ３０４ａ及び弁座部３３０は、相補的な平坦形状を有することができる。ニードル３０４を第１の位置と第２の位置との間で駆動するのに用いる機構は、以下で更に記載する。

噴射式ディスペンサーアセンブリ３００は、吐出チャンバー３０８内に収納されるように構成されたシールパッキン３２０を更に備える。具体的には、シールパッキン３２０は、吐出チャンバーを、２つのセクション、すなわち、垂直方向６に沿ってシールパッキン３２０の下にある第１のセクション３０８ａと、垂直方向６に沿ってシールパッキン３２０の上にある第２のセクション３０８ｂとに分ける。シールパッキン３２０は、底部プレート５２の頂面５２ａに係合するように構成されたレッジ３２１を画定し、レッジ３２１により、シールパッキン３２０が吐出チャンバー３０８内で垂直に位置決めされる。シールパッキンはまた、垂直方向６に沿ってシールパッキン３２０を貫通するシールパッキン通路３２２を画定する。シールパッキン通路３２２は、ニードルステム３０４ｂを収納するように構成され、ニードルは、吐出チャンバー３０８の第２のセクション３０８ｂを通り、シールパッキン３２０を通って、吐出チャンバー３０８の第１のセクション３０８ａ内に延在するようになっている。シールパッキン３２０は、ニードルステム３０４ｂを実質的に囲むシールパッキン通路３２２内のシール３２８を収容することができる。シール３２８は、材料が吐出チャンバー３０８の第１のセクション３０８ａからシールパッキン通路３２２を通って第２のセクション３０８ｂに流れることを防止する機能を果たすことができる。更に、噴射式ディスペンサーアセンブリ３００は、シールパッキン３２０の周りでシールパッキン３２０と頂部プレート４８との間に配置されるシール３２４も備えることができる。シール３２４は、材料がシールパッキン３２０と頂部プレート４８及び底部プレート５２との間を流れて吐出チャンバー３０８の第１のセクション３０８ａから第２のセクション２６６ｂに入ることを防止することができる。代替的には、シール３２４は、シールパッキン３２０と底部プレート５２との間でシールパッキンの周りに配置することができる。したがって、シール３２４及び３２８は、材料が第１のチャネル２５０を出た後かつ材料が放出通路３３２を出る前に、吐出チャンバー３０８の第１のセクション３０８ａ内に材料を維持するのに役立つ。

更に、噴射式ディスペンサーアセンブリ３００は、吐出チャンバー３０８の第２のセクション３０８ｂ内に配置されるばね３１６を備える。ばね３１６は、吐出チャンバー３０８の第２のセクション３０８ｂの上端部を画定するハウジング５８の一部と、ニードル３０４に画定されるレッジ３１２との間に配置される。ばね３１６は、噴射式ディスペンサーアセンブリ３００内に自然に圧縮された状態で配置することができ、したがって、ばね３１６は、レッジ３１２に下向きの力を常に加えている。ニードル３０４のレッジ３１２に対するこの下向きの力は、ニードル３０４を垂直方向６に沿って下方に付勢する。したがって、ばね３１６は、ニードル３０４を自然に第２の位置に付勢しているため、弁座部３３０からニードルチップ３０４ａを変位させ、したがってニードルを第２の位置から第１の位置に移行させるには、ニードル３０４に対する上向きの力が必要である。

ここで、図３及び図４並びに図１１〜図１４Ｂを参照すると、噴射式ディスペンサーアセンブリ３００は、ニードル３０４に動作可能に結合されるアクチュエーター６０も備える。アクチュエーター６０は、圧電デバイスと、一対の可動なアクチュエーターアーム３４０及び３４４とを収容するように構成された外殻６１を備える。外殻６１は、圧電素子を保護するとともに放熱をもたらすように、吐出システム１０内の隣接する構成要素とは異種の金属又は金属合金から構成することができる。アクチュエーターアーム３４０及び３４４は、圧電デバイスの各角部から互いにかつニードルステム３０４ｂの頂端部に向かう方向に、対角線状に延在することができる。コネクタ３４８は、アクチュエーターアーム３４０及び３４４の対を互いに接続し、アクチュエーターアーム３４０及び３４４をニードルステム３０４ｂの上端部に固定するように構成される。コネクタ３４８は、互いに向かって径方向内方に突出する一対の係止タブ３５２を有することができる。係止タブ３５２は、ニードルステム３０４ｂの上端部に画定される係止ノッチ３５３に、解除可能に係合するように構成することができる。しかし、ニードル３０４は、他の手段によってコネクタ３４８に係合してもよい。例えば、コネクタ３４８とニードルステム３０４ｂとは、ねじ係合によって解除可能に取り付けることができる。

アクチュエーター６０内の圧電デバイスは、ニードル３０４を第１の位置と第２の位置との間で並進させるように構成される。アクチュエーター６０は、アクチュエーター６０の動作を制御する、吐出システム１０の外部のコントローラー（図示せず）に結合することができる。アクチュエーター６０は、圧電デバイスに給電する電源（図示せず）にも結合される。上述したように、ニードル３０４は、第２の位置において、ニードルチップ３０４ａが弁座部３３０に係合するような中立状態にある。ニードル３０４を第１の位置に移行させるために、コントローラーは、圧電デバイスに正電荷を与えるように、電源に指示を出す。この正電荷により、圧電スタックとすることができる圧電デバイスが伸張し、アクチュエーターアーム３４０及び３４４を外殻６１に向かって引っ張る。したがって、アクチュエーターアーム３４０及び３４４並びにニードル３０４は、外殻に向かって引っ張られ、それにより、ニードルチップ３０４ａが弁座部３３０から引き離される。コントローラーが、圧電デバイスに正電荷を与えるのを止めるように電源に指示すると、圧電デバイスは収縮し、アクチュエーターアーム３４０及び３４４を外殻６１から離れる方に押す。圧電デバイスのこの収縮は、ばね３１６によってニードル３０４のレッジ３１２に加わる力と併せて、ニードル３０４を下方に押し、それにより、ニードルチップ３０４ａが弁座部３３０に当たる。ニードルチップ３０４ａが弁座部３３０に当たると、材料がノズル５６の放出通路３３２を通って噴射される。

アクチュエーター６０は、締結具３３６を介して下側ブロック６４に接続することができる。アクチュエーター６０及び下側ブロック６４は、組み合わさるとアクチュエーターアセンブリ５９を画定する。下側ブロック６４は、横方向４に沿って離隔している第１のプレート７０ａと第２のプレート７０ｂとの間に配置することができる。第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂは、締結具が延出することができるように構成された少なくとも１つのスロットをそれぞれ画定することができる。図示の実施形態では、第１のプレート７０ａは、第１のスロット３６２ａ及び第２のスロット３６２ｂを画定し、第２のプレート７０ｂは、第１のスロット３６８ａ及び第２のスロット３６８ｂを画定し、これらのスロットは、それぞれ、垂直方向６に沿って細長くすることができる。スロット３６２ａ、３６２ｂ、３６８ａ、３６８ｂは、締結具７４等の締結具が、スロット３６２ａ、３６２ｂを通り、下側ブロック６４を通り、スロット３６８ａ、３６８ｂを通って延在し、第２のプレート７０ｂに隣接して配置されるナット７５等のナットに係合するような位置にある。締結具７４は、ナット７５に係合するようにねじ山を有することができ、締結具７４を第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂに対して緩めたり締めたりすることができるようになっている。締結具７４及びナット７５が係合形態で完全に締められた場合、締結具７４及びナット７５は、第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂに対して押し付けられ、締結具７４は、第１のスロット３６２ａ及び第２のスロット３６２ｂ内で動くことができない。締結具７４及びナット７５がプレートに押し付けられることで、第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂに対するアクチュエーターアセンブリ５９の位置が固定される。この締結具７４及びナット７５を完全に締める操作は、アクチュエーターアセンブリ５９を第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂに係合させることと呼ぶことができる。一方、締結具７４及びナット７５が緩められると、締結具７４は、垂直方向６に沿って第１のスロット３６２ａ及び第２のスロット３６２ｂ内で並進することができる。これにより、アクチュエーターアセンブリ５９も、垂直方向６に沿って同様に並進することができる。また、締結具７４及びナット７５を緩めることは、アクチュエーターアセンブリ５９を第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂから係脱させることと呼ぶことができる。別の実施形態において、第１のスロット３６２ａ、３６８ａ及び第２のスロット３６２ｂ、３６８ｂ並びに締結具７４は、アクチュエーターアセンブリ５９の位置を第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂに対して、手動の作動機構を用いずに電子的に固定及び固定解除することができる、ソレノイド又は他の自動クランプ機構に置き換えられる。

アクチュエーター６０は、ニードル３０４のストローク長を変更するように、垂直方向６に沿って移動することができる。ストローク長は、ニードルチップ３０４ａが弁座部３３０に係合する第２の位置と、ニードルチップ３０４ａが弁座部３３０から最大距離だけ離隔する第１の位置との間の距離として規定される。ストローク長は、吐出システム１０の操作者又はコントローラー（図示せず）によって決定されたとおりに、様々な吐出動作に対応するように変更することができる。ストローク長を増大させるには、締結具７４及びナット７５を第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂから緩め、それにより、アクチュエーターアセンブリ５９を垂直方向６に沿って上方に動かせるようにする。次いで、コントローラーが、圧電デバイスに負電荷を与えるように、電源に指示を出す。この負電荷により、圧電デバイスが中立位置から収縮し、アクチュエーターアーム３４０、３４４が外殻６１を上方に押す。アクチュエーターアセンブリ５９がもはや第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂに対して制止されていないので、アクチュエーターアセンブリ５９は、第１のプレート７０ａと第２のプレート７０ｂとの間で垂直方向６に沿って上方に移動する。アクチュエーターアセンブリ５９が移動を止めて所望の位置につくと、操作者は、締結具７４及びナット７５を締めることができ、それにより、第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂに対するアクチュエーター６０の位置を再度固定する。その後、コントローラーは、圧電デバイスに負電荷を与えるのを止めるように電源に指示し、圧電デバイスは中立状態に伸張する。

反対に、ストローク長を減少させるには、締結具７４及びナット７５が第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂから緩められているときに、コントローラーによって、圧電デバイスに正電荷を与えるように電源に指示を出す。正電荷によって、圧電デバイスが中立位置から伸張し、アクチュエーターアーム３４０、３４４が外殻６１を下方に引っ張る。アクチュエーターアセンブリ５９が第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂに対してもはや制止されていないので、アクチュエーターアセンブリ５９は、第１のプレート７０ａと第２のプレート７０ｂとの間で垂直方向６に沿って下方に移動する。アクチュエーターアセンブリ５９が移動を止めると、操作者は、締結具７４及びナット７５を締めることができ、それにより、第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂに対するアクチュエーター６０の位置を再度固定する。

アクチュエーター６０の位置を圧電デバイスの伸張及び収縮によって変更することは、いくつかの目的を果たす。従来の設計では、ストローク設定は、アクチュエーター６０を手動で動かすことによって変更され得る。しかしながら、この設定は、個人の操作者が提供できるレベルの正確性でしか行うことができない。変更が手動で行われるため、或るレベルの不正確さが内在する。圧電デバイスを伸張及び収縮させることでストローク長を変更することにより、ストローク長は、より高い正確性で設定することができる。コントローラーは、様々なストローク長と、これらのストローク長を得るために圧電デバイスに印加しなければならない対応する電圧とを含むようにプログラムすることができる。操作者は、所望のストローク長を選択するだけでよく、コントローラーが、所望のストローク長をもたらすのに必要な対応する電圧を圧電デバイスに与えるように、電源に指示する。これにより、結果として生じるストローク長の、所望のストローク長と比較した場合の正確性を増すことができ、結果として行われる材料噴射プロセスの正確性及び一貫性を増す。更に、圧電デバイスを用いてのストローク長の変更は、シム、係止ねじ等の物理的な物体によってアクチュエーター６０の位置を手動で設定することを必要としなくなるため、アクチュエーター６０を移動させるのに要する時間を短縮することができる。

図１３〜図１４Ｂを引き続き参照すると、吐出システム１０は、締結具３３８によって下側ブロック６４に取り付けられる上側ブロック６５を更に備える。互いに接続されると密に接触することができる下側ブロック６４及び外殻６１とは異なり、上側ブロック６５は、第１の外縁部６５ａ及び第２の外縁部６５ｂを含み得る外縁部においてのみ下側ブロックに接触することができる。ここで、第１の外縁部６５ａと第２の外縁部６５ｂとは、長手方向２に沿って離隔している。したがって、空隙３４２を、上側ブロック６５と下側ブロック６４との間において、第１の外縁部６５ａと第２の外縁部６５ｂとの間に画定することができる。空隙３４２の機能は、以下に更に記載する。

図１３を参照すると、吐出システム１０は、垂直方向６に沿って上側ブロック６５の上方に配置された停止部７８を更に備える。第１のプレート７０ａと第２のプレート７０ｂとの間に位置する停止部７８は、締結具８４によって、プレート８２並びに第１のプレート７０ａ及び第２のプレート７０ｂに取り付けられる。停止部７８は、垂直方向６に沿って停止部７８を貫通する中央チャネル３５４を画定する。中央チャネル３５４は、チューブ３４６及びコネクタ３４５を通すように構成される。コネクタ３４５は、上側ブロック６５を貫通する中央チャネル３５４内に収納され、コネクタ３４５が上側ブロック６５に固定的に取り付けられるようになっている。チューブ３４６は、ポリマー等の可撓性材料で構成することができ、それにより、チューブ３４６が締まり嵌めによってコネクタ３４５に取り付けられることを可能にする。しかし、チューブ３４６をコネクタ３４５に取り付ける他の方法も想定される。チューブ３４６は、コネクタ３４５から、吐出システム１０の外側に延在し、吐出システム１０の外部の加圧空気源（図示せず）まで延在する。動作時、下側ブロック６４から発する熱は、上側ブロック６５ではなく、空隙３４２内に置かれた空気に伝達される。そうでなければ、空隙３４２が存在しなかった場合には、熱は上側ブロック６５に伝達されることになる。チューブ３４６は、空気源から加圧空気を受け取り、加圧空気がチューブ３４６を通り、コネクタ３４５を通って、空隙３４２内に入るように導く。その後、空気は、空隙３４２内で加熱され、上側ブロック６５を貫通する排気通路（escape passages）３５０のうちの１つを通って空隙３４２から逃がされる。２つの排気通路３５０が示されているが、吐出システム１０は、所望に応じてより多数又はより少数の排気通路３５０を有してもよい。排気通路３５０のそれぞれは、マフラー３５５を収納するように構成することができる。マフラー３５５は、空隙３４２から逃げる加熱空気の流量を制限するとともに、この空気が解放されることに関連して起こる騒音を抑えるように構成することができる。マフラー３５５は、外部の汚染物が空隙３４２に入ることを防止する機能も果たすことができる。

本発明の様々な発明に関する態様、概念及び特徴を、本明細書では、例示的な実施形態と組み合わせて具体化されるように記載し例示する場合があるが、これらの様々な態様、概念及び特徴を、個々に、又は様々な組合せ若しくはその部分的な組合せで、多くの代替実施形態で使用することができる。本明細書において明示的に排除しないかぎり、こうした組合せ及び部分的な組合せの全ては、本発明の範囲内にあるように意図されている。更に、本明細書には、本発明の様々な態様、概念及び特徴に関する様々な代替実施形態（代替的な材料、構造、構成、方法、回路、装置及び構成要素、ソフトウェア、ハードウェア、制御論理、形状、適合性及び機能に関する代替形態等）が記載されている場合があるが、こうした記載は、現時点で既知であるか又は後に開発されるかに関らず、利用可能な代替実施形態の完全な又は網羅的なリストであるようには意図されていない。当業者は、こうした実施形態が本明細書において明示的に開示されていない場合であっても、本発明に関する態様、概念又は特徴のうちの１つ以上を本発明の範囲内で更なる実施形態及び使用に容易に採用することができる。更に、本発明の幾つかの特徴、概念又は態様を、好ましい構成又は方法であるものとして本明細書に記載している場合があるが、こうした記載は、明示的に述べられていない限り、こうした特徴が要求されるか又は必要であることを示唆するようには意図されていない。更に、例示的な又は代表的な値及び範囲が、本開示の理解に役立つように含まれている場合があるが、こうした値及び範囲は、限定する意味で解釈されるべきではなく、明示的に述べられている場合にのみ、不可欠な値又は範囲であるように意図されている。更に、様々な態様、特徴及び概念は、本明細書では、本発明の発明に関する又は本発明の一部分を形成するものであるとして明示的に識別されている場合があるが、こうした識別は排他的であるようには意図されておらず、むしろ、そのようなものとして又は具体的な発明の一部であるものとして明示的に識別されることなく本明細書に完全に記載されている発明に関する態様、概念及び特徴が存在する場合があり、代わりに、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲又は関連若しくは継続出願の特許請求の範囲に示されている。例示的な方法又はプロセスの記載は、全てのステップがすべての場合において要求されているものとして含まれるように限定されず、ステップが提示される順序は、明示的に述べられていない限り、要求されるか又は必要であるものとして解釈されるべきではない。

本発明は、限定された数の実施形態を用いて本明細書において記載したが、これらの特定の実施形態は、本願において別途記載されるとともに特許請求されるように本発明の範囲を限定することを意図されたものではない。本明細書に記載されている物品及び方法の様々な要素の正確な構成及びステップの順序は、限定的であるとみなされるべきではない。例えば、方法のステップが、図における順番に連続する参照符号及びブロックの進行を参照しながら記載されていても、その方法は、所望のような特定の順序で実施することができる。

Claims (31)

1. 基材上に材料を噴射する吐出システムであって、該吐出システムは、
   第１の面と、第１の方向において前記第１の面の反対側にある第２の面と、少なくとも１つのスロットと、を画定するプレートであって、前記少なくとも１つのスロットは前記第１の面から前記第２の面まで前記プレートを貫通する、プレートと、
   ニードルに作動的に結合され、圧電素子を含むアクチュエーターアセンブリと、
   前記アクチュエーターアセンブリ及び前記少なくとも１つのスロットを通って延在する少なくとも１つの締結具と、
   を備え、
   前記少なくとも１つの締結具は、前記プレートに選択的に係合し、１）係脱形態では、前記少なくとも１つの締結具が前記スロット内で可動であり、かつ前記アクチュエーターアセンブリが前記プレートに対して可動である、及び、２）係合形態では、前記少なくとも１つの締結具が前記スロット内で可動でなく、かつ前記アクチュエーターアセンブリが前記プレートに対して可動でないように構成され、
   前記圧電素子は、電荷を受けると、前記締結具が前記係脱形態にある場合には前記アクチュエーターアセンブリを前記ニードルに対して動かし、前記ニードルのストローク長を調整するように構成される、吐出システム。
2. 前記ニードルを付勢するように構成されたばねを更に備え、前記圧電素子が前記電荷を受け、前記締結具が前記係脱形態にあるときに、前記ニードルは静止状態を保つ、請求項１に記載の吐出システム。
3. 前記圧電素子は、前記締結具が前記係脱形態にあるときに負電荷を受けると、前記アクチュエーターアセンブリを前記ニードルから離れる方に動かすように構成される、請求項１に記載の吐出システム。
4. 前記圧電素子は、前記締結具が前記係脱形態にあるときに正電荷を受けると、前記アクチュエーターアセンブリを前記ニードルに向かって動かすように構成される、請求項１に記載の吐出システム。
5. 前記アクチュエーターアセンブリの上方に位置するとともに、前記アクチュエーターアセンブリに接続される第１のブロックと、
   前記第１のブロックの上方に位置するとともに、前記第１のブロックに接続される第２のブロックと、
   前記第１のブロックと前記第２のブロックとの間に画定される空隙と、
   を更に備える、請求項１に記載の吐出システム。
6. 前記空隙に加圧空気を導くチューブを更に備え、前記第１のブロックは、前記加圧空気を前記空隙から外に導く少なくとも１つの排気通路を画定する、請求項５に記載の吐出システム。
7. 前記少なくとも１つの排気通路のそれぞれは、マフラーを収納するように構成される、請求項６に記載の吐出システム。
8. 前記材料を加熱するヒーターを更に備え、該ヒーターは、
   第１の端部と、該第１の端部の反対側にある第２の端部と、前記第１の端部から前記第２の端部まで延在するキャビティとを画定するハウジングであって、前記キャビティは、供給される材料を収納するように構成され、該ハウジングは、第１の螺旋溝及び第２の螺旋溝を有する外面を更に画定し、前記第１の螺旋溝及び前記第２の螺旋溝は、前記第１の端部から前記第２の端部まで延在する、ハウジングと、
   前記第１の螺旋溝に配置される温度センサーと、
   前記第２の螺旋溝に配置されるヒーター線と、
   前記ハウジングの周りに配置される絶縁層と、
   前記絶縁層の周りに配置されるスリーブと、
   を備える、請求項１に記載の吐出システム。
9. 前記絶縁層は、ポリイミドテープを含み、前記絶縁層は、前記ハウジングを電気的及び熱的に絶縁するように構成される、請求項８に記載の吐出システム。
10. 前記スリーブは、熱収縮編組スリーブである、請求項８に記載の吐出システム。
11. 前記第１の螺旋溝は、第１の直径を規定し、前記第２の螺旋溝は、第２の直径を規定し、前記第１の直径と前記第２の直径とは異なる、請求項８に記載の吐出システム。
12. 前記ハウジングの前記キャビティは、前記供給される材料を収容するシリンジを収納するように構成される、請求項８に記載の吐出システム。
13. 前記材料を収容するシリンジを収納するように構成されたヒーターと、
    前記ヒーターに取り付けられるキャップ座部であって、該キャップ座部は、頂面と、該キャップ座部の前記頂面から延在するキャップ締結具とを画定し、該キャップ締結具は、頭部と、該頭部から該キャップ座部の前記頂面まで延在する中央部とを画定し、該キャップ締結具の前記中央部は、第１の最大直径を規定し、該キャップ締結具の前記頭部は、第２の最大直径を規定し、該第２の最大直径は、前記第１の最大直径よりも大きい、キャップ座部と、
    前記キャップ座部に取外し可能に結合されるように構成されたキャップであって、該キャップは、本体と、頂面と、該頂面の反対側にある底面と、前記キャップ締結具の前記頭部を収納するように構成されたチャネルとを画定する、キャップと、
    を更に備え、
    前記キャップは、前記チャネルが前記キャップ締結具の前記頭部を収納する場合、前記ヒーター内の前記シリンジをシールするように構成される、請求項１に記載の吐出システム。
14. 前記キャップの前記チャネルは、
    前記キャップの前記底面から頂面まで第１の方向に延在する第１の部分と、
    前記第１の部分から円周方向に延在し、実質的に曲線状である第２の部分と、
    前記第２の部分から前記頂面に向かって、前記第１の方向とは実質的に反対の第２の方向に延在する第３の部分と、
    を画定し、
    前記チャネルの前記第１の部分、前記第２の部分、及び前記第３の部分のそれぞれは、前記キャップ締結具の前記頭部を収納するように構成される、請求項１３に記載の吐出システム。
15. 前記キャップは、前記キャップ締結具の前記頭部が前記チャネルの前記第３の部分に配置されている場合、前記キャップ座部に対して回転可能でない、請求項１４に記載の吐出システム。
16. 前記キャップは、前記頂面から前記底面まで延在する外側側面と、該外側側面から径方向に離隔するとともに、前記底面から、垂直方向に前記頂面と前記底面との間に位置する内側頂面まで延在する内側側面と、を画定し、前記チャネルは、前記内側側面に部分的に画定される、請求項１３に記載の吐出システム。
17. 前記キャップ締結具は、第１のキャップ締結具であり、前記チャネルは、第１のチャネルであり、
    前記キャップ座部は、該キャップ座部の前記頂面から延在する第２のキャップ締結具、第３のキャップ締結具、及び第４のキャップ締結具を備え、
    前記キャップは、前記第２のチャネル、前記第３のチャネル、及び前記第４のチャネルのそれぞれの頭部を収納するようにそれぞれ構成された第２のチャネル、第３のチャネル、及び第４のチャネルを有する、請求項１３に記載の吐出システム。
18. 前記材料を収容するシリンジを収納するように構成されたヒーターと、
    前記ニードルを備え、前記基材上に前記材料を噴射するように構成された噴射式ディスペンサーと、
    前記ヒーターの出力部から前記噴射式ディスペンサーの入力部まで延在するチャネルを画定するプレートアセンブリであって、該プレートアセンブリは、第１のプレートと、該第１のプレートに取外し可能に結合される第２のプレートとを含み、前記第１のプレート及び前記第２のプレートのそれぞれは、前記チャネルを部分的に画定するようになっている、プレートアセンブリと、
    を更に備える、請求項１に記載の吐出システム。
19. 前記第２のプレートは、底面と、第１の方向に沿って前記底面の反対側にある頂面と、前記第１の方向に沿って前記頂面内に延在し、前記チャネルを部分的に画定する凹部とを画定し、
    前記第１のプレートは、底面と、前記第１の方向に沿って前記底面の反対側にある頂面と、前記第１のプレートが前記第２のプレートに結合されている場合に前記チャネルを部分的に画定している前記第１のプレートの前記底面の一部と、を画定する、請求項１８に記載の吐出システム。
20. 前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に配置されるシールを更に備え、該シールは、前記チャネルの周りに延在するように構成される、請求項１９に記載の吐出システム。
21. 前記第２のプレートは、前記第１の方向に沿って前記頂面内に延在するとともに、前記凹部を実質的に囲むシール凹部を画定し、該シール凹部は、前記シールを収納するように構成される、請求項２０に記載の吐出システム。
22. アクチュエーターアセンブリに接続されるニードルのストローク長を調整する方法であって、前記アクチュエーターアセンブリは、少なくとも１つのプレートに結合され、該方法は、
    前記アクチュエーターアセンブリを前記少なくとも１つのプレートに対して動かすことができるように、前記アクチュエーターアセンブリを前記少なくとも１つのプレートから係脱させることと、
    前記アクチュエーターアセンブリの圧電素子に電荷を与えることと、
    前記アクチュエーターアセンブリを前記ニードル及び前記少なくとも１つのプレートに対して動かすことと、
    前記アクチュエーターアセンブリを前記少なくとも１つのプレートに係合させることと、
    を含む、方法。
23. 前記電荷を与えるステップは、前記圧電素子に負電荷を与えることを含み、前記アクチュエーターアセンブリを動かすステップは、前記アクチュエーターアセンブリを前記ニードルから離れる方に動かすことを含む、請求項２２に記載の方法。
24. 前記電荷を与えるステップは、前記圧電素子に正電荷を与えることを含み、前記アクチュエーターアセンブリを動かすステップは、前記アクチュエーターアセンブリを前記ニードルに向かって動かすことを含む、請求項２２に記載の方法。
25. 前記アクチュエーターアセンブリを係脱させるステップは、前記アクチュエーターアセンブリと、前記少なくとも１つのプレートに画定されるスロットとを通って延在する締結具が、前記スロット内で可動になるように、前記締結具からナットを緩めることを含み、前記アクチュエーターアセンブリを係合させるステップは、前記締結具が前記少なくとも１つのプレートに係合し、前記スロット内で可動にならないように、前記ナットを前記締結具に対して締めることを含む、請求項２２に記載の方法。
26. 前記少なくとも１つのプレートは、第１のプレート及び第２のプレートを含み、前記アクチュエーターアセンブリを係合させるステップにおいて、前記締結具は、前記第１のプレートに係合し、前記ナットは、前記第２のプレートに係合するようになっている、請求項２５に記載の方法。
27. 吐出システム内の材料を加熱するヒーターであって、
    第１の端部と、該第１の端部の反対側にある第２の端部と、前記第１の端部から前記第２の端部まで延在するキャビティとを画定するハウジングであって、前記キャビティは、供給される材料を収納するように構成され、該ハウジングは、第１の螺旋溝及び第２の螺旋溝を有する外面を更に画定し、前記第１の螺旋溝及び前記第２の螺旋溝は、前記第１の端部から前記第２の端部に延在する、ハウジングと、
    前記第１の螺旋溝に配置される温度センサーと、
    前記第２の螺旋溝に配置されるヒーター線と、
    前記ハウジングの周りに配置される絶縁層と、
    前記絶縁層の周りに配置されるスリーブと、
    を備える、ヒーター。
28. 前記絶縁層は、ポリイミドテープを含み、前記絶縁層は、前記ハウジングを電気的及び熱的に絶縁するように構成される、請求項２７に記載のヒーター。
29. 前記スリーブは、熱収縮編組スリーブである、請求項２７に記載のヒーター。
30. 前記第１の螺旋溝は、第１の直径を規定し、前記第２の螺旋溝は、第２の直径を規定し、前記第１の直径と前記第２の直径とは異なる、請求項２７に記載のヒーター。
31. 前記キャビティは、前記供給される材料を収容するシリンジを収納するように構成される、請求項２７に記載のヒーター。