ゲル製造装置
【課題】所定数のゲルを均一な大きさにゲル化する事を可能とするゲル生成装置を提供する。
【解決手段】ゲル製造装置は、第１液体Ａと第２液体Ｃとを反応させゲルを生成するゲル製造装置であって、第２液体Ｃを収納する第２液体容器２４と、第２液体容器２４内で第２液体Ｃを流動させる流動機構２８と、流動されている第２液体Ｃに、第１液体Ａを噴射するノズル３６が形成されたノズルプレート３４を備えた噴射機構２０と、噴射機構２０に供給する第１液体Ａを収納する第１液体容器４８と、第１液体容器４８の重さを計測する計測部５０と、を備えた第１液体供給部１４と、計測される第１液体容器４８の重さに基づいて、生成されるゲルの数を算出するゲル数算出部８０と、を有する。
【解決手段】ゲル製造装置は、第１液体Ａと第２液体Ｃとを反応させゲルを生成するゲル製造装置であって、第２液体Ｃを収納する第２液体容器２４と、第２液体容器２４内で第２液体Ｃを流動させる流動機構２８と、流動されている第２液体Ｃに、第１液体Ａを噴射するノズル３６が形成されたノズルプレート３４を備えた噴射機構２０と、噴射機構２０に供給する第１液体Ａを収納する第１液体容器４８と、第１液体容器４８の重さを計測する計測部５０と、を備えた第１液体供給部１４と、計測される第１液体容器４８の重さに基づいて、生成されるゲルの数を算出するゲル数算出部８０と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲル製造装置及びゲル製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被噴射液体に向けて、液滴噴射法により噴射液体を噴射して、ゲルを製造する方法が知られている。例えば、静止した状態の被噴射液体に対して、一定の間隔を空けて、噴射物を噴射する噴射口（ノズル）を配置し、液滴噴射法によりノズルから噴射される噴射物と、静止した状態の被噴射液体とを反応させてゲルを製造する方法及び装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３２１７８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、従来技術において、第１液体を第２液体の中に噴射して生成されたゲルの数量を求めることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかるゲル製造装置は、第１液体と第２液体とを反応させゲルを生成するゲル製造装置であって、前記第２液体を収納する第２液体容器と、前記第２液体容器内で前記第２液体を流動させる流動機構と、流動されている前記第２液体に、前記第１液体を噴射するノズルが形成されたノズルプレートを備えた噴射機構と、前記噴射機構に供給する前記第１液体を収納する第１液体容器と、前記第１液体容器の重さを計測する計測部と、を備えた第１液体供給部と、計測される前記第１液体容器の重さに基づいて、生成されるゲルの数を算出するゲル数算出部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
これによれば、噴射機構に供給する第１液体を収納する第１液体容器の重さを計測することで、第１液体の使用量が分かり、事前に噴射機構から噴射される１滴の第１液体の重さを計測しておけば、以下の式により生成されたゲルの数を算出することができる。
【０００８】
（算出式）
（生成されたゲルの数）＝（使用前の第１液体容器の重さ（ｇ）−使用後の第１液体容器の重さ（ｇ））／（１滴の第１溶液の重さ（ｇ））
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係るゲル製造装置を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に係るゲル製造装置を示す立面図。
【図３】第１の実施形態に係るゲル製造装置を示す平面図。
【図４】第１の実施形態に係るゲル製造装置を示す断面図。
【図５】第１の実施形態に係るゲル製造装置の制御構成を示すブロック図。
【図６】第１の実施形態に係るゲルを製造するための工程を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、ゲル製造方法及びゲル製造装置の具体的な実施形態について図面に従って説明する。本実施形態に係るゲル製造装置は、インクジェット方式により液体を噴射して、液体のゲル化を図るものである。ゲル製造装置は、第１液体と第２液体とを反応させゲルを生成する。
【００１１】
（第１の実施形態）
最初に、ゲル製造装置の一例について説明する。図１は、本実施形態に係るゲル製造装置を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係るゲル製造装置を示す立面図である。図３は、本実施形態に係るゲル製造装置を示す平面図である。図４は、本実施形態に係るゲル製造装置を示す断面図である。本実施形態に係るゲル製造装置２は、図１〜４に示すように、ベースプレート１０と、ベースプレート１０上に設置されたゲル生成ユニット１２と、ゲル生成ユニット１２の近傍のベースプレート１０上に設置された第１液体供給ユニット（第１液体供給部）１４と、ゲル生成ユニット１２の近傍のベースプレート１０上に設置されたヘッド吸引ポンプ１６と、ゲル生成ユニット１２の近傍のベースプレート１０上に設置された第１作業台１８と、ゲル生成ユニット１２のヘッド（噴射機構）２０を駆動するヘッド駆動ＢＯＸ２２と、を備えている。
【００１２】
ベースプレート１０は、ゲル生成ユニット１２のシャーレー（第２液体容器）２４を所定の位置にガイドするシャーレーガイドプレート２６を備えている。
【００１３】
ゲル生成ユニット１２は、スターラー（流動機構）２８と、シャーレー２４と、プレート３０と、ヘッド２０と、を備えている。
【００１４】
スターラー２８は回転子３２を備えている。回転子３２はシャーレー２４内に置かれている。スターラー２８は、シャーレー２４内の回転子３２を回転させ、シャーレー２４内の塩化カルシウム水溶液（第２液体）Ｃを渦巻流動させている。これにより、滴下されるアルギン酸ナトリウム水溶液（第１液体）Ａが塩化カルシウム水溶液Ｃの液面上で重なってしまい、ゲルＧの未生成が生じてしまうことを防止する役目を果たしている。
【００１５】
シャーレー２４はスターラー２８の上部に設置されている。シャーレー２４の中心はスターラー２８の回転子３２の回転の中心と合っている。シャーレー２４は、塩化カルシウム水溶液Ｃを収納する。シャーレー２４は、例えば透明なアクリルなどの視認可能な材質からなり、管状に形成され、塩化カルシウム水溶液Ｃ及びゲルＧの流動状態を目視により確認することができる。シャーレー２４は、透明なアクリル、又は透明若しくは半透明なポリプロピレンなどからなるとしたが、これに限るものではなく、不透明な材質でもよく、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａ、塩化カルシウム水溶液Ｃ、及び生成されるゲルＧを変質又は化学反応させない材質であれば、ガラス又は金属などからなるとしてもよい。シャーレー２４に収容されている塩化カルシウム水溶液Ｃは２％の濃度である。
【００１６】
ヘッド２０は、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａを噴射するための複数のノズル３６が形成されたノズルプレート３４を備えている。これによれば、多噴射機構部化が可能になり、短時間に多くのゲルＧを製造できる。また、ヘッド２０毎に噴射されるアルギン酸ナトリウム水溶液Ａの噴射量や種類を変えることが可能となり、多岐に渡るゲル製造が一度にできる。ノズル３６は、例えば直径１００μｍであり、噴射周波数１０Ｈｚ以上でノズル３６から噴射されるアルギン酸ナトリウム水溶液Ａは、流速１ｍｍ／ｓとする。ノズル３６から噴射する液滴の大きさは、約５０μｍである。アルギン酸ナトリウム水溶液Ａは、第１液体供給パック（第１液体容器）４８に収容されていて、導管６０に導かれてヘッド２０へ供給される。塩化カルシウム水溶液Ｃの液面の平滑領域と複数のノズル３６の配列領域とは、塩化カルシウム水溶液Ｃの水面と平行な方向にオーバーラップしている。また、塩化カルシウム水溶液Ｃの流動方向と複数のノズル３６の配列方向とは、互いに交差している。なお、塩化カルシウム水溶液Ｃの流動方向と複数のノズル３６の配列方向とは、互いに直角になるように構成されていてもよい。これによれば、塩化カルシウム水溶液Ｃへ向けて、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａをヘッド２０により連続して噴射しても、塩化カルシウム水溶液Ｃの流動方向に対して各ノズル３６間距離を最大にとることができるため、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａと塩化カルシウム水溶液Ｃとが反応して生成されるゲルＧが、さらに密着することなく、個々のゲルＧを得ることができる。なお、ノズル３６はヘッド２０に１列形成されているとしたが、これに限るものではなく、複数列形成されていてもよい。ヘッド２０のノズルプレート３４と、スターラー２８により渦巻流動される塩化カルシウム水溶液Ｃの液面との距離（間隔）は規定されている。
【００１７】
第１液体供給ユニット１４は、電子天秤（計測部）５０と、電子天秤５０の上に設置された第１液体供給パック４８と、を備えている。電子天秤５０は、第１液体供給パック４８の重さを計っており、以下の式により生成されたゲルの数を算出することができる。
【００１８】
（算出式）
（生成されたゲルの数）＝（使用された第１液体供給パック重量（ｇ））／（噴射１滴のゲル重量（ｇ））
また、第１液体供給パック４８内のアルギン酸ナトリウム水溶液Ａの残量を計測できるため、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの残量を把握できる。
【００１９】
電子天秤５０は、底面部にアジャスター５２を備えており、アジャスター５２の高さを変えることで、第１液体供給口５８とノズルプレート３４面との水頭差により、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの供給圧をコントロールできる。
【００２０】
ノズル３６からの液だれ、あるいはノズル３６内への空気の侵入を防止するためには第１液体供給口５８とノズルプレート３４面とは同じ高さにする。第１液体供給パック４８は透明又は半透明なポリエチレンなどからなる。なお、ゲル製造装置２では、第１液体供給ユニット１４に収容されているアルギン酸ナトリウム水溶液Ａが１％の濃度である。
【００２１】
ヘッド吸引ポンプ１６は、ヘッド２０の目詰まりを防止するためのクリーニング機構を備えている。クリーニング機構は、例えば、所定数の液滴噴射後又は画像解析部５４（図５参照）がゲルＧの異常を解析した場合等に、ヘッド２０からの強制的な液滴吸引やヘッド清掃を行い、ゲル製造装置２の安定稼動を図るものである。
【００２２】
第１作業台１８は、鏡面金属プレート状の天面５６を備えている。鏡面金属プレートは、例えば、ゲル製造前にヘッド２０からアルギン酸ナトリウム水溶液Ａを鏡面金属プレート上に噴射し、噴射された状態からヘッド２０のノズル噴射有無の目視確認を事前にすることでヘッド２０の安定稼動を図るものである。
【００２３】
ゲル製造装置２は、シャーレー２４内を渦巻流動する塩化カルシウム水溶液Ｃに向けて、ノズル３６からアルギン酸ナトリウム水溶液Ａを液滴噴射法により噴射させることで、シャーレー２４内において、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａと塩化カルシウム水溶液Ｃとが化学反応して生成されたゲルＧを得る。具体的には、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａを塩化カルシウム水溶液Ｃに向けて噴射させることで、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａと塩化カルシウム水溶液Ｃとが化学反応し、アルギン酸カルシウムゲルが生成される。
【００２４】
本実施形態によれば、ノズルプレート３４と塩化カルシウム水溶液Ｃの液面との距離は、塩化カルシウム水溶液Ｃの水位が変位しても、一定に保たれる。なお、ノズルプレート３４と塩化カルシウム水溶液Ｃの液面とは、平行であってもよい。これによれば、さらに安定したゲルＧを生成することができる。
【００２５】
図５は、本実施形態に係るゲル製造装置２の制御構成を示すブロック図である。ヘッド駆動ＢＯＸ２２は、撮像機６２を通して把握したゲル化状態や、ゲル製造装置２の稼動状態等を表示する表示部６４と、ゲル製造装置２の各部への指示等を入力するための操作部６６と、を有している。この場合、ヘッド駆動ＢＯＸ２２としていわゆるパーソナルコンピューターを用いており、ゲル製造装置２を制御するためのヘッド駆動ＢＯＸ２２の詳細について、次に説明する。
【００２６】
ヘッド駆動ＢＯＸ２２は、ゲル製造装置２を総合的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）６８と、ＣＰＵ６８が参照して液滴の噴射等の各種処理を実行するためのプログラム等を保存しているＲＯＭ（Read Only Memory）７０と、操作部６６、撮像機６２、及び電子天秤５０から送られて来るデータ等を一時的に記憶しておくＲＡＭ（Random Access Memory）７４と、を有している。また、ヘッド駆動ＢＯＸ２２は、撮像機６２からの画像データを受信して解析する画像解析部５４と、ヘッド２０を制御する噴射制御部７６と、スターラー２８を制御する渦巻制御部７８と、電子天秤５０からの液量のデータを受信する液量検出部（ゲル数算出部）８０と、表示部６４及び操作部６６あるいは外部機器との入出力を行うための入出力インターフェイス８２と、を備えている。
【００２７】
画像解析部５４は、撮像機６２が撮影したアルギン酸ナトリウム水溶液Ａのゲル状態を示す画像を受信して、所望の形態のゲルであるか否かを解析する。解析結果は、ＣＰＵ６８に伝えられ、ＣＰＵ６８が、噴射の継続の可否等を決定して、噴射制御部７６及び渦巻制御部７８へ指示する。噴射制御部７６は、ＣＰＵ６８の指示に基づいてヘッド２０からの液滴の噴射を制御する。渦巻制御部７８は、噴射制御部７６によるヘッド２０からの液滴の噴射に対応して、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａが塩化カルシウム水溶液Ｃの液面上で重ならないように、スターラー２８を制御する。液量検出部８０は、電子天秤５０が検出した、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの消費量を受信し、噴射継続に適した消費量であるか否かを判断する。判断結果は、ＣＰＵ６８に伝えられ、適した消費量でないと判断した場合、ＣＰＵ６８が噴射制御部７６に停止を指示する。停止の場合、ＣＰＵ６８は、表示部６４へ停止した旨の警報を表示させる。
【００２８】
次に、ゲル製造装置２によりアルギン酸ナトリウム水溶液Ａのゲルを生成（製造）する方法について、フローチャートに基づいて説明する。
図６は、本実施形態に係るゲルを製造するための工程を示すフローチャートである。このフローチャートは、１回の液滴噴射のフローを示すものである。
【００２９】
事前準備として、ゲル製造者は、塩化カルシウム水溶液Ｃをシャーレー２４内に入れる。なお、塩化カルシウム水溶液Ｃは塩化カルシウム水溶液供給口４２を介してシャーレー２４内に入れてもよい。塩化カルシウム水溶液Ｃの量は、ヘッド２０のノズルプレート３４面と塩化カルシウム水溶液Ｃの液面との距離（プラテンギャップ）Ｓを規定することにより決定される。塩化カルシウム水溶液Ｃの量は、シャーレー２４の側面に印刷された目盛り線により測定される。塩化カルシウム水溶液Ｃの量は、事前にシャーレー２４内に塩化カルシウム水溶液Ｃが、ノズルプレート３４と塩化カルシウム水溶液Ｃの液面との必要な距離分だけ入れられ、その塩化カルシウム水溶液Ｃの重さが測定される。次回から、ゲル製造者は塩化カルシウム水溶液Ｃを必要な重さだけ電子天秤５０で測定し、塩化カルシウム水溶液供給口４２を介して入れる。
【００３０】
次に、ゲル製造者は、ヘッド２０と第１液体供給パック４８の第１液体供給口５８を導管６０で繋ぎ、第１液体供給パック４８を電子天秤５０の上に置く。電子天秤５０の目盛りをゼロにセットする。
【００３１】
次に、ゲル製造者は、ヘッド駆動ＢＯＸ２２の電源を投入し液滴の噴射パターンを選択する。噴射パターンとは、ノズル３６から噴射する液体に応じた噴射条件を設定したものであり、ピエゾ素子へ印加する電圧波形等が含まれる。この場合、液滴の噴射数も含まれる。アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴を噴射するための噴射パターンを選択する。
【００３２】
次に、ゲル製造者は、第１作業台１８の天面５６の鏡面金属プレート上にて、ヘッド２０の噴射を事前確認する。アルギン酸ナトリウム水溶液Ａは、ヘッド２０が有する図示していないピエゾ素子に押されて、ノズル３６から液滴となって噴射される。
【００３３】
次に、ゲル製造者は、ヘッド２０をシャーレー２４上部のプレート３０の角穴にセットし、ヘッド固定部４０によりヘッド２０上部を固定する。ヘッド２０のセット位置は、塩化カルシウム水溶液Ｃの回転により発生する中央部の窪みＰを避け、塩化カルシウム水溶液Ｃの平滑面上にセットする。なお、多ノズルヘッドにおいては、塩化カルシウム水溶液Ｃの回転方向に対しノズル３６配置列方向を垂直にセットしてもよい。また、多ノズルヘッドのおいては、塩化カルシウム水溶液Ｃの回転方向に対しノズル３６配置列方向を斜めにセットしてもよい。
【００３４】
以上で事前準備が終了し、先ず、ステップＳ１０において、ヘッド駆動ＢＯＸ２２は、スターラー２８を用いて回転子３２により塩化カルシウム水溶液（第２液体）Ｃを渦巻流動させる。
【００３５】
次に、ステップＳ２０において、ヘッド駆動ＢＯＸ２２は、渦巻流動する塩化カルシウム水溶液Ｃにヘッド２０からアルギン酸ナトリウム水溶液（第１液体）Ａの液滴を噴射させる。噴射された液滴は、流動している塩化カルシウム水溶液Ｃの中へ投入される。この状態の液滴が塩化カルシウム水溶液Ｃと反応してゲルＧになるため、均一な形状のゲルＧを得ることができる。液滴の噴射後、ステップＳ３０へ進む。
【００３６】
次に、ステップＳ３０において、ヘッド駆動ＢＯＸ２２は、所定のゲル状態か否かを判断する。つまり、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴が所望の形状のゲルＧになっているか否かの判断をする。この判断は、撮像機６２で撮影したゲルＧの映像を参照して、画像解析部５４が行う。ゲル製造装置２では、撮像機６２が図示していないゲル回収部の回収ネットに回収されたゲルＧを撮影している。そして、ゲルＧが所定のゲル状態であれば、ステップＳ４０へ進み、一方、ゲルＧが所定のゲル状態でなければ、ステップＳ５０でその旨を警報表示してフローを終了する。フローを終了することで液滴の噴射等を停止する。
【００３７】
ゲルＧが所定のゲル状態であれば、ステップＳ４０において、選択した噴射数が終了したか否かを判断する。この判断は、第１液体供給パック４８の重さを電子天秤５０により計測し、液量検出部８０で読みとる。液量検出部８０で消費量を算出し、これを噴射１滴の重さで割ることで、生成されたゲルＧの数を算出できる。そして、所定数のゲルＧが生成できていれば、フローを終了し、一方、所定数のゲルＧが生成できていなければ、ステップＳ２０へ戻る。
【００３８】
ステップＳ２０へ戻る場合、所定数の液滴を噴射するまで、ステップＳ２０のステップを継続して実行する。そして、所定数の液滴を吐出すれば、フローを終了する。ヘッド２０及びスターラー２８の電源を切る。ヘッド２０を取り除き、シャーレー２４をスライドさせながら取り除く。又は、ヘッド２０とプレート３０を取り除き、シャーレー２４にフタをして移動する。
【００３９】
以上、ゲル製造装置２を用いたゲル製造方法の実施形態について説明した。以下に、実施形態の効果をまとめて記載する。
【００４０】
（１）ゲル製造装置２は、第１液体供給パック４８を電子天秤５０の上に搭載し、第１液体供給パック４８の重さを計測し、液量検出部８０で読みとる。液量検出部８０で消費量を算出し、これを噴射１滴の重さで割ることで、生成されたゲルＧの数を算出できる。
【００４１】
（２）ゲル製造装置２は、第１液体供給パック４８内のアルギン酸ナトリウム水溶液Ａの残量を電子天秤５０にて計測できるため、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの残量を把握できる。
【００４２】
（３）ゲル製造装置２は、電子天秤５０の底面部にアジャスター５２を備えており、アジャスター５２の高さを変えることで、第１液体供給口５８とノズルプレート３４面との水頭差により、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの供給圧をコントロールできる。
【００４３】
（４）少なくともヘッド２０から噴射されるアルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴は、液滴の大きさや、噴射の速度及び方向等の制御が確実かつ容易になされる。そのため、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴は、塩化カルシウム水溶液Ｃと確実に接触するように所定の大きさで噴射され、均一な大きさにゲル化することが可能である。この場合、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａは、ディスペンサー等により噴射してもよく、またインクジェット方式により噴射してもよい。
【００４４】
（５）ゲル製造装置２は、ヘッド２０がインクジェット方式であるため、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴の大きさや、噴射の速度及び方向等の制御が他噴射方式より正確に行え、液滴を常に同一条件で均一な大きさにゲル化することができる。特に、微小なゲルＧであっても、ゲルＧの均一化が図れる。
【００４５】
（６）アルギン酸ナトリウム水溶液Ａがヘッド２０から液滴の状態で噴射されるため、１０μｍの大きさの均一なゲルＧが得られる。この液滴の大きさを調整すれば、本実施形態で生成した１０μｍ以外の所望の大きさのゲルＧが容易に得られる。
【００４６】
（７）塩化カルシウム水溶液Ｃが静止状態ではなくシャーレー２４内で渦巻流動される方式であるため、塩化カルシウム水溶液Ｃの汚染あるいは生菌の発生等を防止することができる。
【００４７】
（変形例１）
第１液体供給口５８とノズルプレート３４面との水頭差により、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの供給圧をコントロールできる構造として、電子天秤５０と第１液体供給パック４８の間にプレートを搭載し、そのプレートの厚さで第１液体供給口５８の高さを変えることで、ノズルプレート３５と水頭差を調整してもよい。
【００４８】
（変形例２）
第１液体供給口５８とノズルプレート３４面との水頭差により、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの供給圧をコントロールできる構造として、プレート３０の厚さを変えることでノズルプレート３４面の高さを変え、第１液体供給口５８との水頭差を調整してもよい。
【００４９】
（変形例３）
シャーレー２４及びプレート３０は、透明なアクリル、又は透明若しくは半透明なポリプロピレンなどからなるとしたが、これに限るものではなく、不透明な材質でもよく、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａ、塩化カルシウム水溶液Ｃ、及び生成されるゲルＧを変質又は化学反応させない材質であれば、ガラス又は金属などからなるとしてもよい。
【００５０】
（変形例４）
アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴を噴射するヘッド２０は、インクジェット方式ではなく、例えば、ディスペンサー等によりアルギン酸ナトリウム水溶液Ａを滴下等する方法であってもよい。これによれば、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴を塩化カルシウム水溶液Ｃへ向けて、正確に噴射することができ、ゲルＧの生成が行える。このように、インクジェット方式と多様な噴射方式とを併用することにより、噴射する種々の溶液に対応したゲル製造装置を提供できる。そして、粘性の高い溶液を噴射するために、溶液を加熱して粘度を低くする機構をゲル製造装置２に設けてもよい。
【００５１】
（変形例５）
ヘッド２０のノズルプレート３４面と塩化カルシウム水溶液Ｃの液面の距離（プラテンギャップ）Ｓはシャーレー２４内に図示しない水位センサーを搭載し、一定水位になったら吸水（塩化カルシウム水溶液Ｃ）を停止してもよい。これによれば、一定水位になったら吸水（塩化カルシウム水溶液Ｃ）を停止することができるため、ヘッド２０のノズルプレート３４面と塩化カルシウム水溶液Ｃの液面との距離（プラテンギャップ）Ｓの管理ができる。そのため、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴は、塩化カルシウム水溶液Ｃと確実に接触するように所定の大きさで噴射され、均一な大きさにゲル化することが可能である。
【００５２】
（変形例６）
上記各実施形態では、アルギン酸のゲルＧを得るために、第１液体としてアルギン酸ナトリウム水溶液Ａを用い、第２液体として塩化カルシウム水溶液Ｃを用いた場合を例に説明した。この他に、アルギン酸のゲルＧを得るためには、第１液体としてアルギン酸カリウム溶液を用い、第２液体として塩化バリウム溶液を用いる方法等であってもよく、ゲル形成材を含む第１液体と反応してゲル化する第２液体であれば、適用できる。また、ゲルＧに所望の物質を含有させることも可能であって、例えば、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａに、硬化剤、薬剤、酸素、細胞、顔料、触媒、ナノ粒子、蛍光粒子等を含ませて、液滴として噴射する。これにより、硬化剤、薬剤、酸素、細胞、顔料、触媒、ナノ粒子、蛍光粒子等を内部に封入したゲルＧを得ることができる。例えば、硬化剤や薬剤を内部に封入したゲルＧは、外部圧力等が加わったときゲルＧから硬化剤や薬剤が出て硬化作用や薬剤作用が始まるといった使用方法をも可能とし、さらに、微小液体を形成することにより、狭小な箇所でも硬化作用や薬剤作用を得られるゲルＧを製造することが可能である。特に、歯科材料として硬化剤を内部に封入した微小なゲルＧを製造することによって、歯冠などの狭小な箇所に適量の硬化剤を与えることが可能である。硬化剤を必要量以上使用することがなく、硬化剤の無駄がなくなる他、歯科治療の費用を低くすることができる。なお、それぞれの液体における液滴の大きさや濃度は、各実施形態の設定に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５３】
２…ゲル製造装置 １０…ベースプレート １２…ゲル生成ユニット １４…第１液体供給ユニット（第１液体供給部） １６…ヘッド吸引ポンプ １８…第１作業台 ２０…ヘッド（噴射機構） ２２…ヘッド駆動ＢＯＸ ２４…シャーレー（第２液体容器） ２６…シャーレーガイドプレート ２８…スターラー（流動機構） ３０…プレート ３２…回転子 ３４…ノズルプレート ３６…ノズル ４０…ヘッド固定部 ４２…塩化カルシウム水溶液供給口 ４８…第１液体供給パック（第１液体容器） ５０…電子天秤（計測部） ５２…アジャスター ５４…画像解析部 ５６…天面 ５８…第１液体供給口 ６０…導管 ６２…撮像機 ６４…表示部 ６６…操作部 ６８…ＣＰＵ ７０…ＲＯＭ ７４…ＲＡＭ ７６…噴射制御部 ７８…渦巻制御部 ８０…液量検出部（ゲル数算出部） ８２…入出力インターフェイス。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲル製造装置及びゲル製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被噴射液体に向けて、液滴噴射法により噴射液体を噴射して、ゲルを製造する方法が知られている。例えば、静止した状態の被噴射液体に対して、一定の間隔を空けて、噴射物を噴射する噴射口（ノズル）を配置し、液滴噴射法によりノズルから噴射される噴射物と、静止した状態の被噴射液体とを反応させてゲルを製造する方法及び装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３２１７８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、従来技術において、第１液体を第２液体の中に噴射して生成されたゲルの数量を求めることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかるゲル製造装置は、第１液体と第２液体とを反応させゲルを生成するゲル製造装置であって、前記第２液体を収納する第２液体容器と、前記第２液体容器内で前記第２液体を流動させる流動機構と、流動されている前記第２液体に、前記第１液体を噴射するノズルが形成されたノズルプレートを備えた噴射機構と、前記噴射機構に供給する前記第１液体を収納する第１液体容器と、前記第１液体容器の重さを計測する計測部と、を備えた第１液体供給部と、計測される前記第１液体容器の重さに基づいて、生成されるゲルの数を算出するゲル数算出部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
これによれば、噴射機構に供給する第１液体を収納する第１液体容器の重さを計測することで、第１液体の使用量が分かり、事前に噴射機構から噴射される１滴の第１液体の重さを計測しておけば、以下の式により生成されたゲルの数を算出することができる。
【０００８】
（算出式）
（生成されたゲルの数）＝（使用前の第１液体容器の重さ（ｇ）−使用後の第１液体容器の重さ（ｇ））／（１滴の第１溶液の重さ（ｇ））
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係るゲル製造装置を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に係るゲル製造装置を示す立面図。
【図３】第１の実施形態に係るゲル製造装置を示す平面図。
【図４】第１の実施形態に係るゲル製造装置を示す断面図。
【図５】第１の実施形態に係るゲル製造装置の制御構成を示すブロック図。
【図６】第１の実施形態に係るゲルを製造するための工程を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、ゲル製造方法及びゲル製造装置の具体的な実施形態について図面に従って説明する。本実施形態に係るゲル製造装置は、インクジェット方式により液体を噴射して、液体のゲル化を図るものである。ゲル製造装置は、第１液体と第２液体とを反応させゲルを生成する。
【００１１】
（第１の実施形態）
最初に、ゲル製造装置の一例について説明する。図１は、本実施形態に係るゲル製造装置を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係るゲル製造装置を示す立面図である。図３は、本実施形態に係るゲル製造装置を示す平面図である。図４は、本実施形態に係るゲル製造装置を示す断面図である。本実施形態に係るゲル製造装置２は、図１〜４に示すように、ベースプレート１０と、ベースプレート１０上に設置されたゲル生成ユニット１２と、ゲル生成ユニット１２の近傍のベースプレート１０上に設置された第１液体供給ユニット（第１液体供給部）１４と、ゲル生成ユニット１２の近傍のベースプレート１０上に設置されたヘッド吸引ポンプ１６と、ゲル生成ユニット１２の近傍のベースプレート１０上に設置された第１作業台１８と、ゲル生成ユニット１２のヘッド（噴射機構）２０を駆動するヘッド駆動ＢＯＸ２２と、を備えている。
【００１２】
ベースプレート１０は、ゲル生成ユニット１２のシャーレー（第２液体容器）２４を所定の位置にガイドするシャーレーガイドプレート２６を備えている。
【００１３】
ゲル生成ユニット１２は、スターラー（流動機構）２８と、シャーレー２４と、プレート３０と、ヘッド２０と、を備えている。
【００１４】
スターラー２８は回転子３２を備えている。回転子３２はシャーレー２４内に置かれている。スターラー２８は、シャーレー２４内の回転子３２を回転させ、シャーレー２４内の塩化カルシウム水溶液（第２液体）Ｃを渦巻流動させている。これにより、滴下されるアルギン酸ナトリウム水溶液（第１液体）Ａが塩化カルシウム水溶液Ｃの液面上で重なってしまい、ゲルＧの未生成が生じてしまうことを防止する役目を果たしている。
【００１５】
シャーレー２４はスターラー２８の上部に設置されている。シャーレー２４の中心はスターラー２８の回転子３２の回転の中心と合っている。シャーレー２４は、塩化カルシウム水溶液Ｃを収納する。シャーレー２４は、例えば透明なアクリルなどの視認可能な材質からなり、管状に形成され、塩化カルシウム水溶液Ｃ及びゲルＧの流動状態を目視により確認することができる。シャーレー２４は、透明なアクリル、又は透明若しくは半透明なポリプロピレンなどからなるとしたが、これに限るものではなく、不透明な材質でもよく、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａ、塩化カルシウム水溶液Ｃ、及び生成されるゲルＧを変質又は化学反応させない材質であれば、ガラス又は金属などからなるとしてもよい。シャーレー２４に収容されている塩化カルシウム水溶液Ｃは２％の濃度である。
【００１６】
ヘッド２０は、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａを噴射するための複数のノズル３６が形成されたノズルプレート３４を備えている。これによれば、多噴射機構部化が可能になり、短時間に多くのゲルＧを製造できる。また、ヘッド２０毎に噴射されるアルギン酸ナトリウム水溶液Ａの噴射量や種類を変えることが可能となり、多岐に渡るゲル製造が一度にできる。ノズル３６は、例えば直径１００μｍであり、噴射周波数１０Ｈｚ以上でノズル３６から噴射されるアルギン酸ナトリウム水溶液Ａは、流速１ｍｍ／ｓとする。ノズル３６から噴射する液滴の大きさは、約５０μｍである。アルギン酸ナトリウム水溶液Ａは、第１液体供給パック（第１液体容器）４８に収容されていて、導管６０に導かれてヘッド２０へ供給される。塩化カルシウム水溶液Ｃの液面の平滑領域と複数のノズル３６の配列領域とは、塩化カルシウム水溶液Ｃの水面と平行な方向にオーバーラップしている。また、塩化カルシウム水溶液Ｃの流動方向と複数のノズル３６の配列方向とは、互いに交差している。なお、塩化カルシウム水溶液Ｃの流動方向と複数のノズル３６の配列方向とは、互いに直角になるように構成されていてもよい。これによれば、塩化カルシウム水溶液Ｃへ向けて、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａをヘッド２０により連続して噴射しても、塩化カルシウム水溶液Ｃの流動方向に対して各ノズル３６間距離を最大にとることができるため、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａと塩化カルシウム水溶液Ｃとが反応して生成されるゲルＧが、さらに密着することなく、個々のゲルＧを得ることができる。なお、ノズル３６はヘッド２０に１列形成されているとしたが、これに限るものではなく、複数列形成されていてもよい。ヘッド２０のノズルプレート３４と、スターラー２８により渦巻流動される塩化カルシウム水溶液Ｃの液面との距離（間隔）は規定されている。
【００１７】
第１液体供給ユニット１４は、電子天秤（計測部）５０と、電子天秤５０の上に設置された第１液体供給パック４８と、を備えている。電子天秤５０は、第１液体供給パック４８の重さを計っており、以下の式により生成されたゲルの数を算出することができる。
【００１８】
（算出式）
（生成されたゲルの数）＝（使用された第１液体供給パック重量（ｇ））／（噴射１滴のゲル重量（ｇ））
また、第１液体供給パック４８内のアルギン酸ナトリウム水溶液Ａの残量を計測できるため、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの残量を把握できる。
【００１９】
電子天秤５０は、底面部にアジャスター５２を備えており、アジャスター５２の高さを変えることで、第１液体供給口５８とノズルプレート３４面との水頭差により、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの供給圧をコントロールできる。
【００２０】
ノズル３６からの液だれ、あるいはノズル３６内への空気の侵入を防止するためには第１液体供給口５８とノズルプレート３４面とは同じ高さにする。第１液体供給パック４８は透明又は半透明なポリエチレンなどからなる。なお、ゲル製造装置２では、第１液体供給ユニット１４に収容されているアルギン酸ナトリウム水溶液Ａが１％の濃度である。
【００２１】
ヘッド吸引ポンプ１６は、ヘッド２０の目詰まりを防止するためのクリーニング機構を備えている。クリーニング機構は、例えば、所定数の液滴噴射後又は画像解析部５４（図５参照）がゲルＧの異常を解析した場合等に、ヘッド２０からの強制的な液滴吸引やヘッド清掃を行い、ゲル製造装置２の安定稼動を図るものである。
【００２２】
第１作業台１８は、鏡面金属プレート状の天面５６を備えている。鏡面金属プレートは、例えば、ゲル製造前にヘッド２０からアルギン酸ナトリウム水溶液Ａを鏡面金属プレート上に噴射し、噴射された状態からヘッド２０のノズル噴射有無の目視確認を事前にすることでヘッド２０の安定稼動を図るものである。
【００２３】
ゲル製造装置２は、シャーレー２４内を渦巻流動する塩化カルシウム水溶液Ｃに向けて、ノズル３６からアルギン酸ナトリウム水溶液Ａを液滴噴射法により噴射させることで、シャーレー２４内において、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａと塩化カルシウム水溶液Ｃとが化学反応して生成されたゲルＧを得る。具体的には、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａを塩化カルシウム水溶液Ｃに向けて噴射させることで、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａと塩化カルシウム水溶液Ｃとが化学反応し、アルギン酸カルシウムゲルが生成される。
【００２４】
本実施形態によれば、ノズルプレート３４と塩化カルシウム水溶液Ｃの液面との距離は、塩化カルシウム水溶液Ｃの水位が変位しても、一定に保たれる。なお、ノズルプレート３４と塩化カルシウム水溶液Ｃの液面とは、平行であってもよい。これによれば、さらに安定したゲルＧを生成することができる。
【００２５】
図５は、本実施形態に係るゲル製造装置２の制御構成を示すブロック図である。ヘッド駆動ＢＯＸ２２は、撮像機６２を通して把握したゲル化状態や、ゲル製造装置２の稼動状態等を表示する表示部６４と、ゲル製造装置２の各部への指示等を入力するための操作部６６と、を有している。この場合、ヘッド駆動ＢＯＸ２２としていわゆるパーソナルコンピューターを用いており、ゲル製造装置２を制御するためのヘッド駆動ＢＯＸ２２の詳細について、次に説明する。
【００２６】
ヘッド駆動ＢＯＸ２２は、ゲル製造装置２を総合的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）６８と、ＣＰＵ６８が参照して液滴の噴射等の各種処理を実行するためのプログラム等を保存しているＲＯＭ（Read Only Memory）７０と、操作部６６、撮像機６２、及び電子天秤５０から送られて来るデータ等を一時的に記憶しておくＲＡＭ（Random Access Memory）７４と、を有している。また、ヘッド駆動ＢＯＸ２２は、撮像機６２からの画像データを受信して解析する画像解析部５４と、ヘッド２０を制御する噴射制御部７６と、スターラー２８を制御する渦巻制御部７８と、電子天秤５０からの液量のデータを受信する液量検出部（ゲル数算出部）８０と、表示部６４及び操作部６６あるいは外部機器との入出力を行うための入出力インターフェイス８２と、を備えている。
【００２７】
画像解析部５４は、撮像機６２が撮影したアルギン酸ナトリウム水溶液Ａのゲル状態を示す画像を受信して、所望の形態のゲルであるか否かを解析する。解析結果は、ＣＰＵ６８に伝えられ、ＣＰＵ６８が、噴射の継続の可否等を決定して、噴射制御部７６及び渦巻制御部７８へ指示する。噴射制御部７６は、ＣＰＵ６８の指示に基づいてヘッド２０からの液滴の噴射を制御する。渦巻制御部７８は、噴射制御部７６によるヘッド２０からの液滴の噴射に対応して、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａが塩化カルシウム水溶液Ｃの液面上で重ならないように、スターラー２８を制御する。液量検出部８０は、電子天秤５０が検出した、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの消費量を受信し、噴射継続に適した消費量であるか否かを判断する。判断結果は、ＣＰＵ６８に伝えられ、適した消費量でないと判断した場合、ＣＰＵ６８が噴射制御部７６に停止を指示する。停止の場合、ＣＰＵ６８は、表示部６４へ停止した旨の警報を表示させる。
【００２８】
次に、ゲル製造装置２によりアルギン酸ナトリウム水溶液Ａのゲルを生成（製造）する方法について、フローチャートに基づいて説明する。
図６は、本実施形態に係るゲルを製造するための工程を示すフローチャートである。このフローチャートは、１回の液滴噴射のフローを示すものである。
【００２９】
事前準備として、ゲル製造者は、塩化カルシウム水溶液Ｃをシャーレー２４内に入れる。なお、塩化カルシウム水溶液Ｃは塩化カルシウム水溶液供給口４２を介してシャーレー２４内に入れてもよい。塩化カルシウム水溶液Ｃの量は、ヘッド２０のノズルプレート３４面と塩化カルシウム水溶液Ｃの液面との距離（プラテンギャップ）Ｓを規定することにより決定される。塩化カルシウム水溶液Ｃの量は、シャーレー２４の側面に印刷された目盛り線により測定される。塩化カルシウム水溶液Ｃの量は、事前にシャーレー２４内に塩化カルシウム水溶液Ｃが、ノズルプレート３４と塩化カルシウム水溶液Ｃの液面との必要な距離分だけ入れられ、その塩化カルシウム水溶液Ｃの重さが測定される。次回から、ゲル製造者は塩化カルシウム水溶液Ｃを必要な重さだけ電子天秤５０で測定し、塩化カルシウム水溶液供給口４２を介して入れる。
【００３０】
次に、ゲル製造者は、ヘッド２０と第１液体供給パック４８の第１液体供給口５８を導管６０で繋ぎ、第１液体供給パック４８を電子天秤５０の上に置く。電子天秤５０の目盛りをゼロにセットする。
【００３１】
次に、ゲル製造者は、ヘッド駆動ＢＯＸ２２の電源を投入し液滴の噴射パターンを選択する。噴射パターンとは、ノズル３６から噴射する液体に応じた噴射条件を設定したものであり、ピエゾ素子へ印加する電圧波形等が含まれる。この場合、液滴の噴射数も含まれる。アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴を噴射するための噴射パターンを選択する。
【００３２】
次に、ゲル製造者は、第１作業台１８の天面５６の鏡面金属プレート上にて、ヘッド２０の噴射を事前確認する。アルギン酸ナトリウム水溶液Ａは、ヘッド２０が有する図示していないピエゾ素子に押されて、ノズル３６から液滴となって噴射される。
【００３３】
次に、ゲル製造者は、ヘッド２０をシャーレー２４上部のプレート３０の角穴にセットし、ヘッド固定部４０によりヘッド２０上部を固定する。ヘッド２０のセット位置は、塩化カルシウム水溶液Ｃの回転により発生する中央部の窪みＰを避け、塩化カルシウム水溶液Ｃの平滑面上にセットする。なお、多ノズルヘッドにおいては、塩化カルシウム水溶液Ｃの回転方向に対しノズル３６配置列方向を垂直にセットしてもよい。また、多ノズルヘッドのおいては、塩化カルシウム水溶液Ｃの回転方向に対しノズル３６配置列方向を斜めにセットしてもよい。
【００３４】
以上で事前準備が終了し、先ず、ステップＳ１０において、ヘッド駆動ＢＯＸ２２は、スターラー２８を用いて回転子３２により塩化カルシウム水溶液（第２液体）Ｃを渦巻流動させる。
【００３５】
次に、ステップＳ２０において、ヘッド駆動ＢＯＸ２２は、渦巻流動する塩化カルシウム水溶液Ｃにヘッド２０からアルギン酸ナトリウム水溶液（第１液体）Ａの液滴を噴射させる。噴射された液滴は、流動している塩化カルシウム水溶液Ｃの中へ投入される。この状態の液滴が塩化カルシウム水溶液Ｃと反応してゲルＧになるため、均一な形状のゲルＧを得ることができる。液滴の噴射後、ステップＳ３０へ進む。
【００３６】
次に、ステップＳ３０において、ヘッド駆動ＢＯＸ２２は、所定のゲル状態か否かを判断する。つまり、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴が所望の形状のゲルＧになっているか否かの判断をする。この判断は、撮像機６２で撮影したゲルＧの映像を参照して、画像解析部５４が行う。ゲル製造装置２では、撮像機６２が図示していないゲル回収部の回収ネットに回収されたゲルＧを撮影している。そして、ゲルＧが所定のゲル状態であれば、ステップＳ４０へ進み、一方、ゲルＧが所定のゲル状態でなければ、ステップＳ５０でその旨を警報表示してフローを終了する。フローを終了することで液滴の噴射等を停止する。
【００３７】
ゲルＧが所定のゲル状態であれば、ステップＳ４０において、選択した噴射数が終了したか否かを判断する。この判断は、第１液体供給パック４８の重さを電子天秤５０により計測し、液量検出部８０で読みとる。液量検出部８０で消費量を算出し、これを噴射１滴の重さで割ることで、生成されたゲルＧの数を算出できる。そして、所定数のゲルＧが生成できていれば、フローを終了し、一方、所定数のゲルＧが生成できていなければ、ステップＳ２０へ戻る。
【００３８】
ステップＳ２０へ戻る場合、所定数の液滴を噴射するまで、ステップＳ２０のステップを継続して実行する。そして、所定数の液滴を吐出すれば、フローを終了する。ヘッド２０及びスターラー２８の電源を切る。ヘッド２０を取り除き、シャーレー２４をスライドさせながら取り除く。又は、ヘッド２０とプレート３０を取り除き、シャーレー２４にフタをして移動する。
【００３９】
以上、ゲル製造装置２を用いたゲル製造方法の実施形態について説明した。以下に、実施形態の効果をまとめて記載する。
【００４０】
（１）ゲル製造装置２は、第１液体供給パック４８を電子天秤５０の上に搭載し、第１液体供給パック４８の重さを計測し、液量検出部８０で読みとる。液量検出部８０で消費量を算出し、これを噴射１滴の重さで割ることで、生成されたゲルＧの数を算出できる。
【００４１】
（２）ゲル製造装置２は、第１液体供給パック４８内のアルギン酸ナトリウム水溶液Ａの残量を電子天秤５０にて計測できるため、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの残量を把握できる。
【００４２】
（３）ゲル製造装置２は、電子天秤５０の底面部にアジャスター５２を備えており、アジャスター５２の高さを変えることで、第１液体供給口５８とノズルプレート３４面との水頭差により、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの供給圧をコントロールできる。
【００４３】
（４）少なくともヘッド２０から噴射されるアルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴は、液滴の大きさや、噴射の速度及び方向等の制御が確実かつ容易になされる。そのため、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴は、塩化カルシウム水溶液Ｃと確実に接触するように所定の大きさで噴射され、均一な大きさにゲル化することが可能である。この場合、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａは、ディスペンサー等により噴射してもよく、またインクジェット方式により噴射してもよい。
【００４４】
（５）ゲル製造装置２は、ヘッド２０がインクジェット方式であるため、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴の大きさや、噴射の速度及び方向等の制御が他噴射方式より正確に行え、液滴を常に同一条件で均一な大きさにゲル化することができる。特に、微小なゲルＧであっても、ゲルＧの均一化が図れる。
【００４５】
（６）アルギン酸ナトリウム水溶液Ａがヘッド２０から液滴の状態で噴射されるため、１０μｍの大きさの均一なゲルＧが得られる。この液滴の大きさを調整すれば、本実施形態で生成した１０μｍ以外の所望の大きさのゲルＧが容易に得られる。
【００４６】
（７）塩化カルシウム水溶液Ｃが静止状態ではなくシャーレー２４内で渦巻流動される方式であるため、塩化カルシウム水溶液Ｃの汚染あるいは生菌の発生等を防止することができる。
【００４７】
（変形例１）
第１液体供給口５８とノズルプレート３４面との水頭差により、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの供給圧をコントロールできる構造として、電子天秤５０と第１液体供給パック４８の間にプレートを搭載し、そのプレートの厚さで第１液体供給口５８の高さを変えることで、ノズルプレート３５と水頭差を調整してもよい。
【００４８】
（変形例２）
第１液体供給口５８とノズルプレート３４面との水頭差により、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの供給圧をコントロールできる構造として、プレート３０の厚さを変えることでノズルプレート３４面の高さを変え、第１液体供給口５８との水頭差を調整してもよい。
【００４９】
（変形例３）
シャーレー２４及びプレート３０は、透明なアクリル、又は透明若しくは半透明なポリプロピレンなどからなるとしたが、これに限るものではなく、不透明な材質でもよく、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａ、塩化カルシウム水溶液Ｃ、及び生成されるゲルＧを変質又は化学反応させない材質であれば、ガラス又は金属などからなるとしてもよい。
【００５０】
（変形例４）
アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴を噴射するヘッド２０は、インクジェット方式ではなく、例えば、ディスペンサー等によりアルギン酸ナトリウム水溶液Ａを滴下等する方法であってもよい。これによれば、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴を塩化カルシウム水溶液Ｃへ向けて、正確に噴射することができ、ゲルＧの生成が行える。このように、インクジェット方式と多様な噴射方式とを併用することにより、噴射する種々の溶液に対応したゲル製造装置を提供できる。そして、粘性の高い溶液を噴射するために、溶液を加熱して粘度を低くする機構をゲル製造装置２に設けてもよい。
【００５１】
（変形例５）
ヘッド２０のノズルプレート３４面と塩化カルシウム水溶液Ｃの液面の距離（プラテンギャップ）Ｓはシャーレー２４内に図示しない水位センサーを搭載し、一定水位になったら吸水（塩化カルシウム水溶液Ｃ）を停止してもよい。これによれば、一定水位になったら吸水（塩化カルシウム水溶液Ｃ）を停止することができるため、ヘッド２０のノズルプレート３４面と塩化カルシウム水溶液Ｃの液面との距離（プラテンギャップ）Ｓの管理ができる。そのため、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａの液滴は、塩化カルシウム水溶液Ｃと確実に接触するように所定の大きさで噴射され、均一な大きさにゲル化することが可能である。
【００５２】
（変形例６）
上記各実施形態では、アルギン酸のゲルＧを得るために、第１液体としてアルギン酸ナトリウム水溶液Ａを用い、第２液体として塩化カルシウム水溶液Ｃを用いた場合を例に説明した。この他に、アルギン酸のゲルＧを得るためには、第１液体としてアルギン酸カリウム溶液を用い、第２液体として塩化バリウム溶液を用いる方法等であってもよく、ゲル形成材を含む第１液体と反応してゲル化する第２液体であれば、適用できる。また、ゲルＧに所望の物質を含有させることも可能であって、例えば、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａに、硬化剤、薬剤、酸素、細胞、顔料、触媒、ナノ粒子、蛍光粒子等を含ませて、液滴として噴射する。これにより、硬化剤、薬剤、酸素、細胞、顔料、触媒、ナノ粒子、蛍光粒子等を内部に封入したゲルＧを得ることができる。例えば、硬化剤や薬剤を内部に封入したゲルＧは、外部圧力等が加わったときゲルＧから硬化剤や薬剤が出て硬化作用や薬剤作用が始まるといった使用方法をも可能とし、さらに、微小液体を形成することにより、狭小な箇所でも硬化作用や薬剤作用を得られるゲルＧを製造することが可能である。特に、歯科材料として硬化剤を内部に封入した微小なゲルＧを製造することによって、歯冠などの狭小な箇所に適量の硬化剤を与えることが可能である。硬化剤を必要量以上使用することがなく、硬化剤の無駄がなくなる他、歯科治療の費用を低くすることができる。なお、それぞれの液体における液滴の大きさや濃度は、各実施形態の設定に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５３】
２…ゲル製造装置 １０…ベースプレート １２…ゲル生成ユニット １４…第１液体供給ユニット（第１液体供給部） １６…ヘッド吸引ポンプ １８…第１作業台 ２０…ヘッド（噴射機構） ２２…ヘッド駆動ＢＯＸ ２４…シャーレー（第２液体容器） ２６…シャーレーガイドプレート ２８…スターラー（流動機構） ３０…プレート ３２…回転子 ３４…ノズルプレート ３６…ノズル ４０…ヘッド固定部 ４２…塩化カルシウム水溶液供給口 ４８…第１液体供給パック（第１液体容器） ５０…電子天秤（計測部） ５２…アジャスター ５４…画像解析部 ５６…天面 ５８…第１液体供給口 ６０…導管 ６２…撮像機 ６４…表示部 ６６…操作部 ６８…ＣＰＵ ７０…ＲＯＭ ７４…ＲＡＭ ７６…噴射制御部 ７８…渦巻制御部 ８０…液量検出部（ゲル数算出部） ８２…入出力インターフェイス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液体と第２液体とを反応させゲルを生成するゲル製造装置であって、
前記第２液体を収納する第２液体容器と、
前記第２液体容器内で前記第２液体を流動させる流動機構と、
流動されている前記第２液体に、前記第１液体を噴射するノズルが形成されたノズルプレートを備えた噴射機構と、
前記噴射機構に供給する前記第１液体を収納する第１液体容器と、前記第１液体容器の重さを計測する計測部と、を備えた第１液体供給部と、
計測される前記第１液体容器の重さに基づいて、生成されるゲルの数を算出するゲル数算出部と、
を有することを特徴とするゲル製造装置。
【請求項１】
第１液体と第２液体とを反応させゲルを生成するゲル製造装置であって、
前記第２液体を収納する第２液体容器と、
前記第２液体容器内で前記第２液体を流動させる流動機構と、
流動されている前記第２液体に、前記第１液体を噴射するノズルが形成されたノズルプレートを備えた噴射機構と、
前記噴射機構に供給する前記第１液体を収納する第１液体容器と、前記第１液体容器の重さを計測する計測部と、を備えた第１液体供給部と、
計測される前記第１液体容器の重さに基づいて、生成されるゲルの数を算出するゲル数算出部と、
を有することを特徴とするゲル製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１９２３５８（Ｐ２０１２−１９２３５８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９０６２（Ｐ２０１１−５９０６２）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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