JP2022024188A - Liquid coating device - Google Patents

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Akira Ishitani
明浩 西村
Akihiro Nishimura
政次 中谷
Masaji Nakatani
鵬摶 李
Peng Tuan Li
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Abstract

To provide a liquid coating device which can discharge liquid with a simple and compact configuration.SOLUTION: A liquid coating device 1 includes: a liquid storage section 10 which stores liquid; a discharge section 30 which discharges the liquid to the outside; a pressure adjustment section 20 which pressurizes positive pressure larger than the atmospheric pressure in the liquid storage section 10 according to a pressurizing signal within a liquid chamber 33; and a control section 60 which performs an output of a high frequency signal to a piezoelectric element 41 and an output of the pressurizing signal to the pressure adjustment section 20 at prescribed timing. The discharge section 30 has the liquid chamber 33, an inflow passage 34 which supplies liquid from the liquid storage section 10 into the liquid chamber 33, a diaphragm 35 which changes volume of the liquid chamber 33 according to deformation in a thickness direction, and a drive section 40 which deforms the diaphragm 35 in the thickness direction according to a discharge signal and deforms the diaphragm 35 in the thickness direction with amplitude smaller than amplitude of the deformation generated according to the discharge signal according to the high frequency signal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、液体塗布装置に関する。 The present invention relates to a liquid coating apparatus.

液体貯留部から供給される液体を、被塗布材に吐出する液体塗布装置が知られている。このような液体塗布装置として、例えば特許文献1には、液室に貯えられた塗布液をインクジェット方式のヘッドのノズルから被塗布材に吐出塗布する塗布装置が開示されている。この塗布装置は、前記液室に貯えられた塗布液を加熱するヒータを有する。このヒータによって塗布液を加熱することにより、該塗布液の粘度を低下させることができる。よって、前記塗布装置は、常温で高い粘度を有する塗布液を、ノズルから液切れよく吐出することができる。 A liquid coating device that discharges a liquid supplied from a liquid storage unit to a material to be coated is known. As such a liquid coating device, for example, Patent Document 1 discloses a coating device that discharges and coats a coating liquid stored in a liquid chamber from a nozzle of an inkjet head to a material to be coated. This coating device has a heater that heats the coating liquid stored in the liquid chamber. By heating the coating liquid with this heater, the viscosity of the coating liquid can be lowered. Therefore, the coating device can discharge the coating liquid having a high viscosity at room temperature from the nozzle with good drainage.

また、前記液体塗布装置として、例えば特許文献2には、吐出口からの液体の吐出流速が一定になるように、液体貯留容器から吐出バルブに供給する液体の圧力を制御するとともに液体の温度を制御する液体定量吐出装置が開示されている。この液体定量吐出装置は、液体貯留容器内に貯留された液体の圧力を制御することにより、ノズル内で受ける管内抵抗に勝る推進力を液体に作用させる。これにより、液体の吐出流速を一定にすることができる。また、前記液体定量吐出装置は、液体の温度を一定にすることにより、液体の粘度変化を抑制する。これにより、液体を安定して定量的に吐出することができる。 Further, as the liquid coating device, for example, in Patent Document 2, the pressure of the liquid supplied from the liquid storage container to the discharge valve is controlled and the temperature of the liquid is controlled so that the flow rate of the liquid discharged from the discharge port becomes constant. A controlled liquid metering discharge device is disclosed. By controlling the pressure of the liquid stored in the liquid storage container, this liquid metering discharge device exerts a propulsive force on the liquid that exceeds the in-pipe resistance received in the nozzle. As a result, the discharge flow rate of the liquid can be made constant. Further, the liquid quantitative discharge device suppresses a change in the viscosity of the liquid by keeping the temperature of the liquid constant. As a result, the liquid can be discharged stably and quantitatively.

特開2003-103207号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-103207 特開2000-317371号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-317371

ところで、前記特許文献1、2に開示される構成のように液体を加熱する場合、液体を加熱する加熱装置が必要であるとともに、前記加熱装置を有する分、液体塗布装置が大型化する。 By the way, when the liquid is heated as in the configurations disclosed in Patent Documents 1 and 2, a heating device for heating the liquid is required, and the size of the liquid coating device is increased by the amount of the heating device.

そのため、加熱装置を用いることになく、簡単且つコンパクトな構成で、液体を吐出可能な液体塗布装置が求められている。 Therefore, there is a demand for a liquid coating device capable of discharging a liquid with a simple and compact configuration without using a heating device.

本発明の目的は、簡単且つコンパクトな構成で、液体を吐出可能な液体塗布装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a liquid coating device capable of discharging a liquid with a simple and compact configuration.

本発明の一実施形態に係る液体塗布装置は、液体を貯留する液体貯留部と、前記液体が供給される液室と、前記液室に繋がり且つ前記液体貯留部から前記液室内に液体を供給する流入路と、前記液室を区画する壁部の一部を構成し且つ厚み方向の変形によって前記液室の容積を変化させるダイヤフラムと、吐出信号に応じて前記ダイヤフラムを厚み方向に変形させるとともに、高周波信号に応じて前記ダイヤフラムを前記吐出信号に応じて生じる変形の振幅よりも小さい振幅で厚み方向に変形させる駆動部と、を有し、前記液室内の前記液体を外部に吐出する吐出部と、加圧信号に応じて、前記液体貯留部内に大気圧よりも大きい正圧を加圧する圧力調整部と、前記駆動部に対する前記高周波信号の出力と前記圧力調整部に対する前記加圧信号の出力とを、所定のタイミングで行う制御部と、を有する。 The liquid coating apparatus according to the embodiment of the present invention is connected to a liquid storage unit for storing a liquid, a liquid chamber to which the liquid is supplied, and the liquid chamber, and supplies the liquid from the liquid storage unit to the liquid chamber. A diaphragm that constitutes a part of the wall portion that divides the liquid chamber and changes the volume of the liquid chamber by deformation in the thickness direction, and a diaphragm that deforms the diaphragm in the thickness direction in response to a discharge signal. A discharge unit that discharges the liquid in the liquid chamber to the outside, including a drive unit that deforms the diaphragm in the thickness direction with an amplitude smaller than the amplitude of the deformation that occurs in response to the discharge signal in response to a high-frequency signal. A pressure adjusting unit that pressurizes a positive pressure larger than the atmospheric pressure in the liquid storage unit according to the pressurizing signal, an output of the high frequency signal to the driving unit, and an output of the pressurizing signal to the pressure adjusting unit. It has a control unit that performs the above and the operation at a predetermined timing.

本発明の一実施形態に係る液体塗布装置によれば、簡単且つコンパクトな構成で、液体を吐出することができる。 According to the liquid coating device according to the embodiment of the present invention, the liquid can be discharged with a simple and compact configuration.

図1は、実施形態に係る液体塗布装置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a liquid coating device according to an embodiment. 図2は、液体塗布装置の動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the liquid coating device. 図3は、制御部が高周波信号を圧電素子に出力するタイミングと加圧信号を圧力調整部に出力するタイミングとを含むタイミングチャートの一例である。FIG. 3 is an example of a timing chart including a timing in which the control unit outputs a high frequency signal to the piezoelectric element and a timing in which a pressurization signal is output to the pressure adjustment unit. 図4は、制御部が高周波信号を圧電素子に出力するタイミングと加圧信号を圧力調整部に出力するタイミングとを含むタイミングチャートの一例である。FIG. 4 is an example of a timing chart including a timing in which the control unit outputs a high frequency signal to the piezoelectric element and a timing in which a pressurization signal is output to the pressure adjustment unit. 図5は、制御部が、吐出信号を最後に出力した後、高周波信号を出力するタイミングを示すタイミングチャートの一例である。FIG. 5 is an example of a timing chart showing the timing at which the control unit outputs a high frequency signal after the last output of the discharge signal.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表していない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated. Further, the dimensions of the constituent members in each drawing do not faithfully represent the actual dimensions of the constituent members, the dimensional ratio of each constituent member, and the like.

(液体塗布装置)
図1は、本発明の実施形態に係る液体塗布装置1の概略構成を模式的に示す図である。図2は、液体塗布装置1の動作を示すフローチャートである。
(Liquid coating device)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a liquid coating device 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the liquid coating device 1.

液体塗布装置1は、液体を液滴状で外部に吐出するインクジェット方式の液体塗布装置である。前記液体は、例えば、半田、熱硬化性樹脂、インク、機能性薄膜(配向膜、レジスト、カラーフィルタ、有機エレクトロルミネッセンスなど)を形成するための塗布液などである。 The liquid coating device 1 is an inkjet type liquid coating device that ejects a liquid in the form of droplets to the outside. The liquid is, for example, a solder, a thermosetting resin, an ink, a coating liquid for forming a functional thin film (alignment film, resist, color filter, organic electroluminescence, etc.) and the like.

液体塗布装置1は、液体貯留部10と、圧力調整部20と、吐出部30と、制御部60とを備える。 The liquid coating device 1 includes a liquid storage unit 10, a pressure adjusting unit 20, a discharge unit 30, and a control unit 60.

液体貯留部10は、内部に液体を貯留する容器である。液体貯留部10は、貯留された液体を吐出部30に供給する。すなわち、液体貯留部10は、貯留された液体を吐出部30に供給する流出口10aを有する。液体貯留部10内の圧力は、圧力調整部20によって調整される。なお、液体貯留部10には、図示しない供給口から液体が供給される。 The liquid storage unit 10 is a container for storing liquid inside. The liquid storage unit 10 supplies the stored liquid to the discharge unit 30. That is, the liquid storage unit 10 has an outlet 10a for supplying the stored liquid to the discharge unit 30. The pressure in the liquid storage unit 10 is adjusted by the pressure adjusting unit 20. The liquid is supplied to the liquid storage unit 10 from a supply port (not shown).

(圧力調整部)
圧力調整部20は、液体貯留部10内の圧力を、大気圧よりも高い正圧、大気圧よりも低い負圧、または、大気圧のいずれかに調整する。このように液体貯留部10内の圧力を調整することにより、後述するように、吐出部30の吐出口32aから液体を安定して吐出できるとともに、吐出口32aから液体が漏れるのを防止できる。
(Pressure adjustment unit)
The pressure adjusting unit 20 adjusts the pressure in the liquid storage unit 10 to either a positive pressure higher than the atmospheric pressure, a negative pressure lower than the atmospheric pressure, or an atmospheric pressure. By adjusting the pressure in the liquid storage unit 10 in this way, as will be described later, the liquid can be stably discharged from the discharge port 32a of the discharge unit 30, and the liquid can be prevented from leaking from the discharge port 32a.

具体的には、圧力調整部20は、正圧生成部21と、負圧生成部22と、第1切換弁23と、第2切換弁24と、大気開放部25と、圧力センサ26を有する。 Specifically, the pressure adjusting unit 20 includes a positive pressure generating unit 21, a negative pressure generating unit 22, a first switching valve 23, a second switching valve 24, an atmospheric opening unit 25, and a pressure sensor 26. ..

正圧生成部21は、大気圧よりも高い正圧を生成する。正圧生成部21は、正圧発生部としての正圧用ポンプ21aを有する。正圧用ポンプ21aは、正圧を生成する。 The positive pressure generation unit 21 generates a positive pressure higher than the atmospheric pressure. The positive pressure generating unit 21 has a positive pressure pump 21a as a positive pressure generating unit. The positive pressure pump 21a produces a positive pressure.

負圧生成部22は、大気圧よりも低い負圧を生成する。負圧生成部22は、負圧発生部としての負圧用ポンプ22aと、負圧調整容器22bとを有する。 The negative pressure generation unit 22 generates a negative pressure lower than the atmospheric pressure. The negative pressure generating unit 22 has a negative pressure pump 22a as a negative pressure generating unit and a negative pressure adjusting container 22b.

負圧用ポンプ22aは、負圧を生成する。負圧調整容器22bの内部の圧力は、負圧用ポンプ22aによって生成された負圧になる。負圧調整容器22bは、負圧用ポンプ22aと第2切換弁24との間に位置する。負圧生成部22が負圧調整容器22bを有することにより、負圧用ポンプ22aで生成された負圧は均一化される。 The negative pressure pump 22a produces a negative pressure. The pressure inside the negative pressure adjusting container 22b becomes the negative pressure generated by the negative pressure pump 22a. The negative pressure adjusting container 22b is located between the negative pressure pump 22a and the second switching valve 24. Since the negative pressure generating unit 22 has the negative pressure adjusting container 22b, the negative pressure generated by the negative pressure pump 22a is made uniform.

これにより、負圧用ポンプ22aで生じる負圧の脈動を低減できるとともに、負圧生成部22で安定した負圧が得られる。また、後述するように、負圧用ポンプ22aの出力が、圧力センサ26による液体貯留部10内の圧力の検出結果に応じて変化する場合でも、負圧調整容器22bによって、負圧用ポンプ22aで生じる負圧の脈動が低減され且つ変化後の負圧において均一化された圧力が得られる。よって、後述するように負圧生成部22を液体貯留部10に接続した際に、液体貯留部10内の圧力を迅速に負圧にすることができる。 As a result, the pulsation of the negative pressure generated by the negative pressure pump 22a can be reduced, and a stable negative pressure can be obtained by the negative pressure generating unit 22. Further, as will be described later, even when the output of the negative pressure pump 22a changes according to the detection result of the pressure in the liquid storage unit 10 by the pressure sensor 26, the negative pressure adjusting container 22b produces the negative pressure pump 22a. The pulsation of the negative pressure is reduced and a uniform pressure is obtained at the changed negative pressure. Therefore, when the negative pressure generation unit 22 is connected to the liquid storage unit 10 as described later, the pressure in the liquid storage unit 10 can be quickly reduced to the negative pressure.

第1切換弁23及び第2切換弁24は、それぞれ、3方向弁である。すなわち、第1切換弁23及び第2切換弁24は、それぞれ、3つのポートを有する。第1切換弁23の3つのポートには、液体貯留部10、正圧生成部21及び第2切換弁24が接続される。第2切換弁24の3つのポートには、負圧生成部22、大気開放部25及び第1切換弁23が接続される。 The first switching valve 23 and the second switching valve 24 are three-way valves, respectively. That is, the first switching valve 23 and the second switching valve 24 each have three ports. A liquid storage unit 10, a positive pressure generation unit 21, and a second switching valve 24 are connected to the three ports of the first switching valve 23. The negative pressure generation unit 22, the atmosphere opening unit 25, and the first switching valve 23 are connected to the three ports of the second switching valve 24.

第1切換弁23及び第2切換弁24は、それぞれの内部で、3つのポートのうち2つのポートを接続する。本実施形態では、第1切換弁23は、液体貯留部10に接続されるポートに対し、正圧生成部21に接続されるポートまたは第2切換弁24に接続されるポートを接続する。すなわち、第1切換弁23は、液体貯留部10に対し、正圧生成部21に繋がる回路と第2切換弁24に繋がる回路とを切り換えて接続する。第2切換弁24は、第1切換弁23に接続されるポートに対し、負圧生成部22に接続されるポートまたは大気開放部25に接続されるポートを接続する。すなわち、第2切換弁24は、第1切換弁23に対し、負圧生成部22に繋がる回路と大気開放部25に繋がる回路とを切り換えて接続する。 The first switching valve 23 and the second switching valve 24 connect two of the three ports internally. In the present embodiment, the first switching valve 23 connects the port connected to the positive pressure generating unit 21 or the port connected to the second switching valve 24 to the port connected to the liquid storage unit 10. That is, the first switching valve 23 switches and connects the circuit connected to the positive pressure generation unit 21 and the circuit connected to the second switching valve 24 to the liquid storage unit 10. The second switching valve 24 connects a port connected to the negative pressure generation unit 22 or a port connected to the atmosphere opening unit 25 to the port connected to the first switching valve 23. That is, the second switching valve 24 switches and connects the circuit connected to the negative pressure generation unit 22 and the circuit connected to the atmosphere opening unit 25 to the first switching valve 23.

なお、第1切換弁23及び第2切換弁24は、制御部60から出力される開閉信号に応じて、ポート同士の接続を切り換える。前記開閉信号は、後述する第1制御信号、第2制御信号、第3制御信号及び第4制御信号を含む。 The first switching valve 23 and the second switching valve 24 switch the connection between the ports according to the on-off signal output from the control unit 60. The opening / closing signal includes a first control signal, a second control signal, a third control signal, and a fourth control signal, which will be described later.

圧力センサ26は、液体貯留部10内の圧力を検出する。圧力センサ26は、検出した液体貯留部10内の圧力を圧力信号として、制御部60に出力する。圧力センサ26によって検出される負圧は、液体貯留部10内の液体残量に応じて変化する。すなわち、液体貯留部10内の液体残量が少なくなると、圧力センサ26によって検出される負圧は、液体残量が多い場合に比べて高くなる。なお、負圧が高くなるとは、例えば-1kPaから-1.1kPaに変化した状態を意味する。 The pressure sensor 26 detects the pressure in the liquid storage unit 10. The pressure sensor 26 outputs the detected pressure in the liquid storage unit 10 as a pressure signal to the control unit 60. The negative pressure detected by the pressure sensor 26 changes according to the remaining amount of liquid in the liquid storage unit 10. That is, when the remaining amount of liquid in the liquid storage unit 10 is small, the negative pressure detected by the pressure sensor 26 becomes higher than when the remaining amount of liquid is large. The high negative pressure means, for example, a state in which the negative pressure has changed from -1 kPa to −1.1 kPa.

後述の制御部60は、圧力センサ26から出力された圧力信号に応じて、負圧用ポンプ22aの駆動を制御する。制御部60は、圧力センサ26によって、液体貯留部10内における液体残量の減少が液体貯留部10内の高い負圧として検出されると、負圧目標値を低く設定することにより、負圧用ポンプ22aで発生する負圧を大気圧に近づける。 The control unit 60, which will be described later, controls the drive of the negative pressure pump 22a according to the pressure signal output from the pressure sensor 26. When the pressure sensor 26 detects a decrease in the remaining amount of liquid in the liquid storage unit 10 as a high negative pressure in the liquid storage unit 10, the control unit 60 sets a low negative pressure target value for negative pressure. Bring the negative pressure generated by the pump 22a closer to the atmospheric pressure.

以上の構成により、圧力調整部20は、液体貯留部10内の圧力を正圧にする場合、すなわち液体貯留部10内を正圧に加圧する場合には、第1切換弁23を切り換えて、正圧生成部21と液体貯留部10とを接続する。これにより、液体貯留部10から吐出部30に液体を押し出すことができる。よって、吐出部30に液体を安定して供給することができる。なお、この場合に、制御部60から第1切換弁23に入力される開閉信号が、加圧信号である。すなわち、加圧信号は、制御部60から圧力調整部20に入力される。 With the above configuration, the pressure adjusting unit 20 switches the first switching valve 23 when the pressure in the liquid storage unit 10 is made positive, that is, when the pressure in the liquid storage unit 10 is pressurized to positive pressure. The positive pressure generation unit 21 and the liquid storage unit 10 are connected. As a result, the liquid can be pushed out from the liquid storage unit 10 to the discharge unit 30. Therefore, the liquid can be stably supplied to the discharge unit 30. In this case, the on-off signal input from the control unit 60 to the first switching valve 23 is a pressurizing signal. That is, the pressurizing signal is input from the control unit 60 to the pressure adjusting unit 20.

また、圧力調整部20は、液体貯留部10内の圧力を負圧にする場合には、第2切換弁24を切り換えて負圧生成部22と第1切換弁23とを接続し且つ第1切換弁23を切り換えて第2切換弁24と液体貯留部10とを接続する。これにより、液体貯留部10内の圧力を負圧にして、吐出部30の吐出口32aから液体が漏れ出すことを防止できる。 Further, when the pressure in the liquid storage unit 10 is made negative, the pressure adjusting unit 20 switches the second switching valve 24 to connect the negative pressure generating unit 22 and the first switching valve 23, and the first switching valve 23 is connected. The switching valve 23 is switched to connect the second switching valve 24 and the liquid storage unit 10. As a result, it is possible to prevent the liquid from leaking from the discharge port 32a of the discharge unit 30 by making the pressure in the liquid storage unit 10 a negative pressure.

さらに、圧力調整部20は、液体貯留部10内の圧力を大気圧にする場合には、第2切換弁24を切り換えて大気開放部25と第1切換弁23とを接続する。このとき、第1切換弁23は、第2切換弁24と液体貯留部10とを接続した状態である。これにより、液体貯留部10内の圧力を大気圧にすることができる。 Further, when the pressure in the liquid storage unit 10 is set to atmospheric pressure, the pressure adjusting unit 20 switches the second switching valve 24 to connect the atmosphere opening unit 25 and the first switching valve 23. At this time, the first switching valve 23 is in a state where the second switching valve 24 and the liquid storage unit 10 are connected to each other. As a result, the pressure in the liquid storage unit 10 can be increased to atmospheric pressure.

(吐出部)
吐出部30は、液体貯留部10から供給された液体を、外部に液滴状で吐出する。具体的には、吐出部30は、液体供給部31と、ダイヤフラム35と、駆動部40とを有する。
(Discharge part)
The discharge unit 30 discharges the liquid supplied from the liquid storage unit 10 to the outside in the form of droplets. Specifically, the discharge unit 30 includes a liquid supply unit 31, a diaphragm 35, and a drive unit 40.

液体供給部31は、内部に液室33及び流入路34を有するベース部材32を有する。ベース部材32上には液体貯留部10が位置する。ベース部材32の流入路34は、液体貯留部10の流出口10aに接続される。流入路34は、液室33に接続される。すなわち、流入路34は、液室33に繋がり且つ液体貯留部10から液室33内に液体を供給する。 The liquid supply unit 31 has a base member 32 having a liquid chamber 33 and an inflow path 34 inside. The liquid storage unit 10 is located on the base member 32. The inflow path 34 of the base member 32 is connected to the outflow port 10a of the liquid storage section 10. The inflow path 34 is connected to the liquid chamber 33. That is, the inflow path 34 is connected to the liquid chamber 33 and supplies the liquid from the liquid storage unit 10 into the liquid chamber 33.

ベース部材32は、液室33に繋がる吐出口32aを有する。吐出口32aは、液室33内に供給された液体を外部に吐出するための開口である。本実施形態では、吐出口32aは下方に向かって開口するため、流入路34及び液室33内に供給された液体は、メニスカスによって、吐出口32a内において下方に突出する液面を有する。 The base member 32 has a discharge port 32a connected to the liquid chamber 33. The discharge port 32a is an opening for discharging the liquid supplied into the liquid chamber 33 to the outside. In the present embodiment, since the discharge port 32a opens downward, the liquid supplied into the inflow path 34 and the liquid chamber 33 has a liquid level protruding downward in the discharge port 32a due to the meniscus.

ダイヤフラム35は、液室33を区画する壁部の一部を構成する。ダイヤフラム35は、液室33を挟んで吐出口32aとは反対側に位置する。ダイヤフラム35は、厚み方向に変形可能にベース部材32に支持される。ダイヤフラム35は、液室33を区画する壁部の一部を構成し且つ変形によって液室33の容積を変化させる。ダイヤフラム35の厚み方向の変形によって液室33の容積が変化することで、液室33内の液体が吐出口32aから外部に向かって吐出される。 The diaphragm 35 constitutes a part of the wall portion that divides the liquid chamber 33. The diaphragm 35 is located on the side opposite to the discharge port 32a with the liquid chamber 33 interposed therebetween. The diaphragm 35 is supported by the base member 32 so as to be deformable in the thickness direction. The diaphragm 35 constitutes a part of the wall portion that divides the liquid chamber 33, and changes the volume of the liquid chamber 33 by deformation. The volume of the liquid chamber 33 changes due to the deformation of the diaphragm 35 in the thickness direction, so that the liquid in the liquid chamber 33 is discharged from the discharge port 32a to the outside.

駆動部40は、ダイヤフラム35を厚み方向に変形させる。具体的には、駆動部40は、圧電素子41と、第1台座42と、第2台座43と、プランジャ44と、コイルばね45と、ケーシング46とを有する。 The drive unit 40 deforms the diaphragm 35 in the thickness direction. Specifically, the drive unit 40 has a piezoelectric element 41, a first pedestal 42, a second pedestal 43, a plunger 44, a coil spring 45, and a casing 46.

圧電素子41は、所定の電圧を印加することにより、一方向に伸びる。すなわち、圧電素子41は、前記一方向に伸縮可能である。圧電素子41は、前記一方向に伸縮することにより、ダイヤフラム35を厚み方向に変形させる。なお、ダイヤフラム35を厚み方向に変形させる駆動力は、磁歪素子等の他の駆動素子によって生じさせてもよい。 The piezoelectric element 41 extends in one direction by applying a predetermined voltage. That is, the piezoelectric element 41 can be expanded and contracted in the one direction. The piezoelectric element 41 expands and contracts in the one direction to deform the diaphragm 35 in the thickness direction. The driving force for deforming the diaphragm 35 in the thickness direction may be generated by another driving element such as a magnetostrictive element.

本実施形態の圧電素子41は、前記一方向に長い直方体状である。また、特に図示しないが、本実施形態の圧電素子41は、例えばジルコン酸チタン酸鉛(PZT)などの圧電セラミックスによって構成された複数の圧電体を、前記一方向に積層した状態で電気的に接続することにより構成される。すなわち、圧電素子41は、前記一方向に積層された複数の圧電体41aを有する。これにより、圧電素子41が一つの圧電体を有する場合に比べて、前記一方向における圧電素子41の伸縮量を大きくすることができる。なお、圧電素子の形状は直方体状に限らず、その他の形状、例えば円柱状等であってもよい。 The piezoelectric element 41 of the present embodiment has a rectangular parallelepiped shape that is long in one direction. Further, although not particularly shown, the piezoelectric element 41 of the present embodiment is electrically in a state in which a plurality of piezoelectric bodies made of piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT) are laminated in one direction. It is configured by connecting. That is, the piezoelectric element 41 has a plurality of piezoelectric bodies 41a laminated in one direction. As a result, the amount of expansion and contraction of the piezoelectric element 41 in one direction can be increased as compared with the case where the piezoelectric element 41 has one piezoelectric body. The shape of the piezoelectric element is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and other shapes such as a columnar shape may be used.

複数の圧電体41aは、前記一方向と交差する方向に対向して位置する図示しない側面電極によって電気的に接続される。よって、圧電素子41は、前記側面電極に所定の電圧を印加することにより、前記一方向に伸びる。圧電素子41に印加される前記所定の電圧は、後述の制御部60から入力される駆動信号である。 The plurality of piezoelectric bodies 41a are electrically connected by side electrodes (not shown) located facing each other in a direction intersecting the one direction. Therefore, the piezoelectric element 41 extends in the one direction by applying a predetermined voltage to the side electrode. The predetermined voltage applied to the piezoelectric element 41 is a drive signal input from the control unit 60 described later.

圧電素子41の構成は、従来の圧電素子の構成と同様であるため、詳しい説明を省略する。なお、圧電素子41は、1つの圧電体のみを有してもよい。 Since the configuration of the piezoelectric element 41 is the same as the configuration of the conventional piezoelectric element, detailed description thereof will be omitted. The piezoelectric element 41 may have only one piezoelectric body.

プランジャ44は、棒状の部材である。プランジャ44における軸線方向の一方の端部は、ダイヤフラム35に接触する。プランジャ44における軸線方向の他方の端部は、圧電素子41の前記一方向の端部を覆う後述の第1台座42に接触する。すなわち、圧電素子41の前記一方向とプランジャ44の軸線方向とは一致する。また、圧電素子41とダイヤフラム35との間にプランジャ44が位置する。これにより、圧電素子41の伸縮は、プランジャ44を介して、ダイヤフラム35に伝達される。 The plunger 44 is a rod-shaped member. One end of the plunger 44 in the axial direction contacts the diaphragm 35. The other end of the plunger 44 in the axial direction comes into contact with the first pedestal 42, which will be described later, which covers the end of the piezoelectric element 41 in one direction. That is, the one direction of the piezoelectric element 41 and the axial direction of the plunger 44 coincide with each other. Further, the plunger 44 is located between the piezoelectric element 41 and the diaphragm 35. As a result, the expansion and contraction of the piezoelectric element 41 is transmitted to the diaphragm 35 via the plunger 44.

プランジャ44における前記他方の端部は、半球状である。これにより、プランジャ44の軸線方向と圧電素子41の前記一方向とが異なる場合でも、プランジャ44を介して、圧電素子41の伸縮をダイヤフラム35に伝達することができる。 The other end of the plunger 44 is hemispherical. As a result, even when the axial direction of the plunger 44 and the one direction of the piezoelectric element 41 are different, the expansion and contraction of the piezoelectric element 41 can be transmitted to the diaphragm 35 via the plunger 44.

第1台座42は、圧電素子41における前記一方向のダイヤフラム35側の端部を覆う。第1台座42は、プランジャ44に接触する。第2台座43は、圧電素子41における前記一方向のダイヤフラム35とは反対側の端部を覆う。第2台座43は、後述する固定ケーシング47の固定ケーシング底壁部47aに支持される。 The first pedestal 42 covers the end portion of the piezoelectric element 41 on the diaphragm 35 side in one direction. The first pedestal 42 comes into contact with the plunger 44. The second pedestal 43 covers the end of the piezoelectric element 41 on the opposite side of the diaphragm 35 in one direction. The second pedestal 43 is supported by the fixed casing bottom wall portion 47a of the fixed casing 47 described later.

第1台座42及び第2台座43は、ぞれぞれ、底部42a,43aと、外周側に位置する縦壁部42b,43bとを有する。底部42a,43aは、それぞれ、圧電素子41の前記一方向の端面を覆う大きさを有する。縦壁部42b,43bは、それぞれ、圧電素子41の側面の一部を覆う。 The first pedestal 42 and the second pedestal 43 have bottom portions 42a and 43a, respectively, and vertical wall portions 42b and 43b located on the outer peripheral side. The bottom portions 42a and 43a each have a size that covers the end face of the piezoelectric element 41 in one direction. The vertical wall portions 42b and 43b each cover a part of the side surface of the piezoelectric element 41.

圧電素子41は、ケーシング46内に収容される。ケーシング46は、固定ケーシング47と、与圧ケーシング48とを有する。与圧ケーシング48は、固定ケーシング47内に収容される。圧電素子41は、与圧ケーシング48内に収容される。 The piezoelectric element 41 is housed in the casing 46. The casing 46 has a fixed casing 47 and a pressurized casing 48. The pressurized casing 48 is housed in the fixed casing 47. The piezoelectric element 41 is housed in the pressurized casing 48.

固定ケーシング47は、ダイヤフラム35側が開口する箱状である。具体的には、固定ケーシング47は、固定ケーシング底壁部47aと、固定ケーシング側壁部47bとを有する。固定ケーシング底壁部47aは、圧電素子41を挟んでダイヤフラム35とは反対側に位置する。固定ケーシング底壁部47aは、圧電素子41の前記一方向の端部を支持する半球状の突出部47cを有する。 The fixed casing 47 has a box shape in which the diaphragm 35 side opens. Specifically, the fixed casing 47 has a fixed casing bottom wall portion 47a and a fixed casing side wall portion 47b. The fixed casing bottom wall portion 47a is located on the side opposite to the diaphragm 35 with the piezoelectric element 41 interposed therebetween. The fixed casing bottom wall portion 47a has a hemispherical protruding portion 47c that supports the one-way end of the piezoelectric element 41.

与圧ケーシング48は、圧電素子41を挟んでダイヤフラム35とは反対側が開口する箱状である。よって、与圧ケーシング48が固定ケーシング47内に収容された状態で、固定ケーシング底壁部47aの一部は、ケーシング46内に露出する。上述の突出部47cは、固定ケーシング底壁部47aにおいて露出した部分に位置する。 The pressurized casing 48 has a box shape in which the side opposite to the diaphragm 35 opens across the piezoelectric element 41. Therefore, in a state where the pressurized casing 48 is housed in the fixed casing 47, a part of the fixed casing bottom wall portion 47a is exposed in the casing 46. The above-mentioned protruding portion 47c is located at an exposed portion in the fixed casing bottom wall portion 47a.

与圧ケーシング48は、与圧ケーシング底壁部48aと、与圧ケーシング側壁部48bとを有する。 The pressurized casing 48 has a pressurized casing bottom wall portion 48a and a pressurized casing side wall portion 48b.

与圧ケーシング底壁部48aは、ダイヤフラム35側に位置する。与圧ケーシング底壁部48aは、プランジャ44が貫通する貫通孔を有する。よって、プランジャ44は、圧電素子41とダイヤフラム35との間で前記一方向に延びて与圧ケーシング底壁部48aを貫通し、圧電素子41の伸縮をダイヤフラム35に伝達する。 The bottom wall portion 48a of the pressurized casing is located on the diaphragm 35 side. The bottom wall portion 48a of the pressurized casing has a through hole through which the plunger 44 penetrates. Therefore, the plunger 44 extends in one direction between the piezoelectric element 41 and the diaphragm 35, penetrates the bottom wall portion 48a of the pressurized casing, and transmits the expansion and contraction of the piezoelectric element 41 to the diaphragm 35.

与圧ケーシング底壁部48aは、ベース部材32の上面によって支持されている。これにより、与圧ケーシング底壁部48aと第1台座42とによって挟みこまれた後述のコイルばね45によって生じる力は、ベース部材32によって支持されるダイヤフラム35に作用しないか、ダイヤフラム35に作用したとしても非常に小さい。 The pressurized casing bottom wall portion 48a is supported by the upper surface of the base member 32. As a result, the force generated by the coil spring 45, which will be described later, sandwiched between the bottom wall portion 48a of the pressurized casing and the first pedestal 42 does not act on the diaphragm 35 supported by the base member 32, or acts on the diaphragm 35. Even very small.

また、与圧ケーシング底壁部48aは、後述のコイルばね45を、第1台座42との間で保持する。 Further, the pressurized casing bottom wall portion 48a holds a coil spring 45, which will be described later, between the first pedestal 42 and the coil spring 45.

与圧ケーシング側壁部48bの外面が固定ケーシング側壁部47bの内面に接触し、与圧ケーシング側壁部48bの内面が第1台座42及び第2台座43の縦壁部42b,43bに接触する。これにより、与圧ケーシング側壁部48bによって、第1台座42及び第2台座43を保持できる。したがって、圧電素子41に所定の電圧が印加された場合でも、前記一方向と直交する方向への圧電素子41の変形が抑制される。 The outer surface of the side wall portion 48b of the pressurized casing contacts the inner surface of the side wall portion 47b of the fixed casing, and the inner surface of the side wall portion 48b of the pressurized casing contacts the vertical wall portions 42b and 43b of the first pedestal 42 and the second pedestal 43. As a result, the first pedestal 42 and the second pedestal 43 can be held by the pressurized casing side wall portion 48b. Therefore, even when a predetermined voltage is applied to the piezoelectric element 41, deformation of the piezoelectric element 41 in a direction orthogonal to the one direction is suppressed.

以上の構成により、圧電素子41は、プランジャ44と、固定ケーシング底壁部47aの突出部47cとによって、前記一方向に挟み込まれる。これにより、圧電素子41が前記一方向に伸縮した場合に、圧電素子41の伸縮をプランジャ44によってダイヤフラム35に伝達することができる。したがって、圧電素子41の伸縮によって、ダイヤフラム35を厚み方向に変形させることができる。なお、図1に、圧電素子41の前記一方向の伸縮によるプランジャ44の移動を、実線矢印で示す。 With the above configuration, the piezoelectric element 41 is sandwiched in one direction by the plunger 44 and the protruding portion 47c of the fixed casing bottom wall portion 47a. As a result, when the piezoelectric element 41 expands and contracts in the one direction, the expansion and contraction of the piezoelectric element 41 can be transmitted to the diaphragm 35 by the plunger 44. Therefore, the diaphragm 35 can be deformed in the thickness direction by expanding and contracting the piezoelectric element 41. Note that FIG. 1 shows the movement of the plunger 44 due to the expansion and contraction of the piezoelectric element 41 in one direction by a solid arrow.

コイルばね45は、前記一方向に螺旋状に延びるばね部材である。コイルばね45は、第1台座42と与圧ケーシング底壁部48aとによって、前記一方向に挟み込まれる。これにより、コイルばね45は、第1台座42を介して圧電素子41に前記一方向に圧縮する力を付与する。 The coil spring 45 is a spring member that extends spirally in one direction. The coil spring 45 is sandwiched in one direction by the first pedestal 42 and the pressurized casing bottom wall portion 48a. As a result, the coil spring 45 applies a force for compressing in the one direction to the piezoelectric element 41 via the first pedestal 42.

このようにコイルばね45によって圧電素子41を前記一方向に圧縮することにより、圧電素子41に対して矩形波の駆動信号を入力した場合でも、圧電素子41が伸縮によって損傷を受けることを防止できる。よって、圧電素子41の耐久性を向上することができる。 By compressing the piezoelectric element 41 in the one direction by the coil spring 45 in this way, it is possible to prevent the piezoelectric element 41 from being damaged by expansion and contraction even when a rectangular wave drive signal is input to the piezoelectric element 41. .. Therefore, the durability of the piezoelectric element 41 can be improved.

しかも、上述のようにコイルばね45が位置することにより、コイルばね45の弾性復元力を与圧ケーシング底壁部48aによって受けることができる。よって、コイルばね45の弾性復元力によって、ダイヤフラム35が変形を生じることを防止できる。したがって、吐出口32aから液体が漏れたり、液体の吐出性能が低下したりすることを防止できる。 Moreover, by locating the coil spring 45 as described above, the elastic restoring force of the coil spring 45 can be received by the pressurized casing bottom wall portion 48a. Therefore, it is possible to prevent the diaphragm 35 from being deformed by the elastic restoring force of the coil spring 45. Therefore, it is possible to prevent the liquid from leaking from the discharge port 32a and the liquid discharge performance from being deteriorated.

(制御部)
次に、以下で制御部60の構成について説明する。
(Control unit)
Next, the configuration of the control unit 60 will be described below.

制御部60は、液体塗布装置1の駆動を制御する。すなわち、制御部60は、圧力調整部20及び駆動部40の駆動をそれぞれ制御する。 The control unit 60 controls the drive of the liquid coating device 1. That is, the control unit 60 controls the drive of the pressure adjusting unit 20 and the driving unit 40, respectively.

制御部60は、圧力調整制御部61と、駆動制御部62とを有する。 The control unit 60 includes a pressure adjustment control unit 61 and a drive control unit 62.

圧力調整制御部61は、圧力調整部20の第1切換弁23及び第2切換弁24に対して、制御信号を出力する。また、圧力調整制御部61は、正圧用ポンプ21aに対して、正圧用ポンプ駆動信号を出力する。さらに、圧力調整制御部61は、負圧用ポンプ22aに対して、負圧用ポンプ駆動信号を出力する。圧力調整制御部61は、第1切換弁23及び第2切換弁24に対して制御信号を出力することにより、液体貯留部10内の圧力を制御する。 The pressure adjustment control unit 61 outputs a control signal to the first switching valve 23 and the second switching valve 24 of the pressure adjustment unit 20. Further, the pressure adjustment control unit 61 outputs a positive pressure pump drive signal to the positive pressure pump 21a. Further, the pressure adjustment control unit 61 outputs a negative pressure pump drive signal to the negative pressure pump 22a. The pressure adjustment control unit 61 controls the pressure in the liquid storage unit 10 by outputting a control signal to the first switching valve 23 and the second switching valve 24.

例えば、液体貯留部10内に正圧を付与する場合には、圧力調整制御部61は、第1切換弁23に対し、正圧生成部21と液体貯留部10とを接続する第1制御信号を出力する。また、液体貯留部10内に負圧を付与する場合には、圧力調整制御部61は、第1切換弁23に対し、第2切換弁24と液体貯留部10とを接続する第2制御信号を出力し、第2切換弁24に対し、大気開放部25と第1切換弁23とを接続する第3制御信号を出力する。さらに、液体貯留部10内を大気圧にする場合には、圧力調整制御部61は、第1切換弁23に対し、第2切換弁24と液体貯留部10とを接続する第2制御信号を出力し、第2切換弁24に対し、負圧生成部22と第1切換弁23とを接続する第4制御信号を出力する。 For example, when a positive pressure is applied to the liquid storage unit 10, the pressure adjustment control unit 61 connects the positive pressure generation unit 21 and the liquid storage unit 10 to the first switching valve 23 by the first control signal. Is output. When a negative pressure is applied to the liquid storage unit 10, the pressure adjustment control unit 61 connects the first switching valve 23 with the second switching valve 24 and the liquid storage unit 10. Is output, and a third control signal for connecting the atmosphere opening unit 25 and the first switching valve 23 is output to the second switching valve 24. Further, when the pressure inside the liquid storage unit 10 is set to atmospheric pressure, the pressure adjustment control unit 61 sends a second control signal for connecting the second switching valve 24 and the liquid storage unit 10 to the first switching valve 23. It outputs and outputs a fourth control signal for connecting the negative pressure generation unit 22 and the first switching valve 23 to the second switching valve 24.

圧力調整制御部61は、圧力センサ26から出力された圧力信号に応じて、負圧用ポンプ22aの駆動を制御する。すなわち、圧力調整制御部61は、負圧用ポンプ22aを駆動させても圧力センサ26で検出された圧力が負圧目標値に到達しない場合、前記負圧目標値を低く設定し、新しい負圧目標値に応じて負圧用ポンプ22aを駆動させる。このように、圧力調整制御部61は、圧力センサ26によって、液体貯留部10内における液体残量の減少が液体貯留部10内の高い負圧として検出されると、負圧目標値を低く設定することにより、負圧用ポンプ22aで発生する負圧を大気圧に近づける。 The pressure adjustment control unit 61 controls the drive of the negative pressure pump 22a according to the pressure signal output from the pressure sensor 26. That is, when the pressure detected by the pressure sensor 26 does not reach the negative pressure target value even if the negative pressure pump 22a is driven, the pressure adjustment control unit 61 sets the negative pressure target value low and sets a new negative pressure target. The negative pressure pump 22a is driven according to the value. In this way, the pressure adjustment control unit 61 sets the negative pressure target value low when the pressure sensor 26 detects that the decrease in the remaining amount of liquid in the liquid storage unit 10 is a high negative pressure in the liquid storage unit 10. By doing so, the negative pressure generated by the negative pressure pump 22a is brought closer to the atmospheric pressure.

また、圧力調整制御部61は、正圧用ポンプ21aの駆動も制御する。なお、正圧用ポンプ21aの駆動は、従来の構成と同様であるため、詳しい説明を省略する。 The pressure adjustment control unit 61 also controls the drive of the positive pressure pump 21a. Since the driving of the positive pressure pump 21a is the same as that of the conventional configuration, detailed description thereof will be omitted.

駆動制御部62は、駆動部40の圧電素子41の駆動を制御する。すなわち、駆動制御部62は、圧電素子41に対して駆動信号を出力する。この駆動信号は、吐出信号及び高周波信号を含む。 The drive control unit 62 controls the drive of the piezoelectric element 41 of the drive unit 40. That is, the drive control unit 62 outputs a drive signal to the piezoelectric element 41. This drive signal includes a discharge signal and a high frequency signal.

前記吐出信号は、後述するように圧電素子41を伸縮させてダイヤフラム35を変形させることにより、液室33内の液体を吐出口32aから外部に吐出させる信号である。 The discharge signal is a signal for discharging the liquid in the liquid chamber 33 to the outside from the discharge port 32a by expanding and contracting the piezoelectric element 41 to deform the diaphragm 35 as described later.

前記高周波信号は、前記吐出信号に応じて圧電素子41によってダイヤフラム35に生じさせる変形の振幅よりも小さい振幅の変形を、圧電素子41によってダイヤフラム35に生じさせる信号である。前記高周波信号によって圧電素子41を駆動させることによってダイヤフラム35に生じる変形は、ダイヤフラム35に高周波振動を生じさせる。この高周波振動は、吐出部30の吐出口32aから液体が吐出されない程度の振動である。 The high-frequency signal is a signal in which the piezoelectric element 41 causes the diaphragm 35 to undergo deformation having an amplitude smaller than the amplitude of the deformation caused by the piezoelectric element 41 in the diaphragm 35 in response to the discharge signal. Deformation that occurs in the diaphragm 35 by driving the piezoelectric element 41 with the high frequency signal causes high frequency vibration in the diaphragm 35. This high-frequency vibration is such that the liquid is not discharged from the discharge port 32a of the discharge unit 30.

前記高周波信号は、連続する信号であり、前記吐出信号よりも小さい振幅を有する。前記高周波信号の周波数は、特に限定されないが、圧電素子41の駆動周波数の2倍以上が好ましい。例えば、前記高周波信号の周波数は、2Hz~30kHzが好ましい。 The high frequency signal is a continuous signal and has an amplitude smaller than that of the discharge signal. The frequency of the high-frequency signal is not particularly limited, but is preferably twice or more the drive frequency of the piezoelectric element 41. For example, the frequency of the high frequency signal is preferably 2 Hz to 30 kHz.

前記高周波信号を圧電素子41に入力することにより、ダイヤフラム35によって液室33内の液体を加振して、該液体の流動性を向上することができる。これにより、液室33内に液体を安定して供給することができる。なお、チクソトロピー性を示す液体の場合、一般的には、前記高周波信号の周波数が高いほど液体の流動性を向上させることができる。 By inputting the high frequency signal to the piezoelectric element 41, the liquid in the liquid chamber 33 can be vibrated by the diaphragm 35 to improve the fluidity of the liquid. As a result, the liquid can be stably supplied into the liquid chamber 33. In the case of a liquid exhibiting thixotropic properties, in general, the higher the frequency of the high frequency signal, the better the fluidity of the liquid.

また、上述のように液室33内の液体を加振することにより、吐出口32aから液体を吐出した際に、該液体の曳糸性を改善することができる。 Further, by vibrating the liquid in the liquid chamber 33 as described above, when the liquid is discharged from the discharge port 32a, the spinnability of the liquid can be improved.

制御部60は、駆動制御部62によって、前記吐出信号を圧電素子41に出力するタイミング、前記高周波信号を圧電素子41に出力するタイミング及び前記制御信号を圧力調整部20に出力するタイミングを制御する。 The control unit 60 controls the timing of outputting the discharge signal to the piezoelectric element 41, the timing of outputting the high frequency signal to the piezoelectric element 41, and the timing of outputting the control signal to the pressure adjusting unit 20 by the drive control unit 62. ..

図2は、吐出部30による液体の吐出及び圧力調整部20による液体貯留部10内の圧力調整の動作の一例を示すフローチャートである。まず、制御部60の駆動制御部62による、前記吐出信号を圧電素子41に出力するタイミングと前記制御信号を圧力調整部20に出力するタイミングとの制御について説明する。 FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of discharging the liquid by the discharging unit 30 and adjusting the pressure in the liquid storage unit 10 by the pressure adjusting unit 20. First, the control of the timing of outputting the discharge signal to the piezoelectric element 41 and the timing of outputting the control signal to the pressure adjusting unit 20 by the drive control unit 62 of the control unit 60 will be described.

図2に示すように、まず、制御部60は、吐出を指示する外部信号が入力されたかどうかを判定する(ステップS1)。この外部信号は、制御部60よりも上位のコントローラ等から制御部60に入力される。 As shown in FIG. 2, first, the control unit 60 determines whether or not an external signal instructing discharge has been input (step S1). This external signal is input to the control unit 60 from a controller or the like higher than the control unit 60.

制御部60に外部信号が入力された場合(ステップS1でYESの場合)には、ステップS2で、制御部60の圧力調整制御部61は、圧力調整部20の第1切換弁23において正圧生成部21と液体貯留部10とを接続する第1制御信号を生成して、第1切換弁23に出力する。第1切換弁23は前記第1制御信号に応じて駆動する。これにより、液体貯留部10内は、正圧に加圧される。一方、制御部60に外部信号が入力されていない場合(ステップS1でNOの場合)には、制御部60に外部信号が入力されるまでステップS1の判定を繰り返す。 When an external signal is input to the control unit 60 (YES in step S1), in step S2, the pressure adjustment control unit 61 of the control unit 60 presses positive pressure in the first switching valve 23 of the pressure adjustment unit 20. A first control signal connecting the generation unit 21 and the liquid storage unit 10 is generated and output to the first switching valve 23. The first switching valve 23 is driven in response to the first control signal. As a result, the inside of the liquid storage unit 10 is pressurized to a positive pressure. On the other hand, when the external signal is not input to the control unit 60 (NO in step S1), the determination in step S1 is repeated until the external signal is input to the control unit 60.

ステップS2の後、制御部60の駆動制御部62は、圧電素子41に対して吐出信号を出力して、吐出部30に吐出口32aから液体を吐出させる(ステップS3)。 After step S2, the drive control unit 62 of the control unit 60 outputs a discharge signal to the piezoelectric element 41 to discharge the liquid to the discharge unit 30 from the discharge port 32a (step S3).

なお、駆動制御部62が圧電素子41に対して吐出信号を出力した後、圧力調整制御部61が前記第1制御信号を第1切換弁23に出力してもよい。すなわち、吐出部30の吐出を、液体貯留部10内の正圧の加圧よりも前に行ってもよい。 After the drive control unit 62 outputs a discharge signal to the piezoelectric element 41, the pressure adjustment control unit 61 may output the first control signal to the first switching valve 23. That is, the discharge of the discharge unit 30 may be performed before the pressurization of the positive pressure in the liquid storage unit 10.

その後、圧力調整制御部61は、圧力調整部20の第1切換弁23において第2切換弁24と液体貯留部10とを接続する第2制御信号を生成して、第1切換弁23に出力する。また、圧力調整制御部61は、第2切換弁24において大気開放部25と第1切換弁23とを接続する第3制御信号を生成して、第2切換弁24に出力する(ステップS4)。第1切換弁23は、前記第2制御信号に応じて駆動する。第2切換弁24は、前記第3制御信号に応じて駆動する。これにより、液体貯留部10内の圧力は、大気圧になる。 After that, the pressure adjusting control unit 61 generates a second control signal for connecting the second switching valve 24 and the liquid storage unit 10 in the first switching valve 23 of the pressure adjusting unit 20, and outputs the second control signal to the first switching valve 23. do. Further, the pressure adjustment control unit 61 generates a third control signal for connecting the atmosphere opening unit 25 and the first switching valve 23 in the second switching valve 24, and outputs the third control signal to the second switching valve 24 (step S4). .. The first switching valve 23 is driven in response to the second control signal. The second switching valve 24 is driven in response to the third control signal. As a result, the pressure in the liquid storage unit 10 becomes atmospheric pressure.

続いて、圧力調整制御部61は、第2切換弁24において負圧生成部22と第1切換弁23とを接続する第4制御信号を生成して、第2切換弁24に出力する(ステップS5)。第2切換弁24は、前記第4制御信号に応じて駆動する。これにより、液体貯留部10内の圧力は、負圧になる。よって、吐出部30の吐出口32aから液体が漏れ出るのを防止できる。その後、このフローを終了する(END)。制御部60は、必要に応じて、上述のフローを繰り返し実行する。 Subsequently, the pressure adjustment control unit 61 generates a fourth control signal connecting the negative pressure generation unit 22 and the first switching valve 23 in the second switching valve 24, and outputs the fourth control signal to the second switching valve 24 (step). S5). The second switching valve 24 is driven in response to the fourth control signal. As a result, the pressure in the liquid storage unit 10 becomes a negative pressure. Therefore, it is possible to prevent the liquid from leaking from the discharge port 32a of the discharge unit 30. After that, this flow is terminated (END). The control unit 60 repeatedly executes the above-mentioned flow as necessary.

上述のように液体貯留部10内の圧力を制御することにより、吐出部30の吐出口32aから液体が漏れ出ることなく、適正なタイミングで液体を吐出口32aから安定して吐出させることができる。 By controlling the pressure in the liquid storage unit 10 as described above, the liquid can be stably discharged from the discharge port 32a at an appropriate timing without leaking the liquid from the discharge port 32a of the discharge unit 30. ..

本実施形態では、制御部60は、上述のような液体貯留部10内の圧力の制御に加えて、前記高周波信号を圧電素子41に出力するタイミングと既述の加圧信号を圧力調整部20に出力するタイミングも制御する。前記加圧信号は、上述の図2に示すフローの説明における第1制御信号である。 In the present embodiment, the control unit 60 not only controls the pressure in the liquid storage unit 10 as described above, but also outputs the timing of outputting the high frequency signal to the piezoelectric element 41 and the pressure adjusting unit 20 described above. It also controls the timing of output to. The pressurizing signal is the first control signal in the description of the flow shown in FIG. 2 above.

(加圧信号の出力タイミングが先の場合)
制御部60は、前記加圧信号を圧力調整部20に出力した後、前記高周波信号を圧電素子41に出力する。図3は、前記高周波信号を圧電素子41に出力するタイミングと前記加圧信号を圧力調整部20に出力するタイミングとを含むタイミングチャートの一例である。
(When the output timing of the pressurization signal comes first)
The control unit 60 outputs the pressurizing signal to the pressure adjusting unit 20, and then outputs the high frequency signal to the piezoelectric element 41. FIG. 3 is an example of a timing chart including a timing of outputting the high frequency signal to the piezoelectric element 41 and a timing of outputting the pressurizing signal to the pressure adjusting unit 20.

図3に示すように、液体塗布装置1に対し、液体の吐出を指示する外部信号が入力されると、まず、制御部60の圧力調整制御部61は、加圧信号を生成して、該加圧信号を圧力調整部20の第1切換弁23に出力する。そうすると、第1切換弁23は、正圧生成部21と液体貯留部10とを接続して、液体貯留部10内を正圧で加圧する。なお、図3では、第1切換弁23が、正圧生成部21と液体貯留部10とを接続する場合をモード1とし、第2切換弁24と液体貯留部10とを接続する場合をモード2とする。 As shown in FIG. 3, when an external signal instructing liquid discharge is input to the liquid coating device 1, the pressure adjustment control unit 61 of the control unit 60 first generates a pressurization signal, and the pressure signal is generated. The pressurizing signal is output to the first switching valve 23 of the pressure adjusting unit 20. Then, the first switching valve 23 connects the positive pressure generation unit 21 and the liquid storage unit 10 to pressurize the inside of the liquid storage unit 10 with a positive pressure. In FIG. 3, the mode 1 is the case where the first switching valve 23 connects the positive pressure generation unit 21 and the liquid storage unit 10, and the mode is the case where the second switching valve 24 and the liquid storage unit 10 are connected. Let it be 2.

制御部60の駆動制御部62は、圧力調整制御部61が前記加圧信号を出力してから一定時間経過後、高周波信号を圧電素子41に出力する。駆動制御部62は、圧電素子41に対して前記高周波信号を一定期間出力した後、吐出信号を出力する。駆動制御部62は、圧電素子41に対する前記一定期間の前記高周波信号の出力と前記吐出信号の出力とを繰り返す。 The drive control unit 62 of the control unit 60 outputs a high frequency signal to the piezoelectric element 41 after a lapse of a certain period of time after the pressure adjustment control unit 61 outputs the pressurization signal. The drive control unit 62 outputs the high-frequency signal to the piezoelectric element 41 for a certain period of time, and then outputs a discharge signal. The drive control unit 62 repeats the output of the high frequency signal and the output of the discharge signal for the fixed period to the piezoelectric element 41.

なお、制御部60は、前記高周波信号及び前記吐出信号を出力した後、圧力調整部20に対して液体貯留部10内を大気圧にする信号を出力する。この信号が、上述の図2に示すフローの説明における第2制御信号及び第3制御信号である。これにより、第1切換弁23及び第2切換弁24が駆動して、液体貯留部10内を大気圧にする。その後、制御部60は、圧力調整部20に対して液体貯留部10内を負圧にする信号を出力する。この信号が上述の図2に示すフローの説明における第2制御信号及び第4制御信号である。これにより、第1切換弁23及び第2切換弁24が駆動して、液体貯留部10内を負圧にする。 After outputting the high frequency signal and the discharge signal, the control unit 60 outputs a signal to the pressure adjusting unit 20 to make the inside of the liquid storage unit 10 atmospheric pressure. This signal is the second control signal and the third control signal in the description of the flow shown in FIG. 2 above. As a result, the first switching valve 23 and the second switching valve 24 are driven to bring the inside of the liquid storage unit 10 to atmospheric pressure. After that, the control unit 60 outputs a signal to the pressure adjusting unit 20 to make the inside of the liquid storage unit 10 negative pressure. This signal is the second control signal and the fourth control signal in the description of the flow shown in FIG. 2 above. As a result, the first switching valve 23 and the second switching valve 24 are driven to bring the inside of the liquid storage unit 10 to a negative pressure.

図3におけるタイマ1は、制御部60が有する図示しないタイマの動作を示すタイミングチャートである。前記タイマは、前記一定時間、動作する。 The timer 1 in FIG. 3 is a timing chart showing the operation of a timer (not shown) included in the control unit 60. The timer operates for the fixed time.

上述のタイミングで制御部60から前記加圧信号及び前記高周波信号を出力することにより、吐出部30の流入路34から液室33内に液体を安定して供給することができる。これにより、吐出部30から液体を安定して吐出させることができる。なお、上述の信号出力のタイミングは、比較的低い粘度を有する液体を吐出部30から吐出する場合に特に効果的である。 By outputting the pressurizing signal and the high frequency signal from the control unit 60 at the above timing, the liquid can be stably supplied into the liquid chamber 33 from the inflow path 34 of the discharge unit 30. As a result, the liquid can be stably discharged from the discharge unit 30. The above-mentioned signal output timing is particularly effective when a liquid having a relatively low viscosity is discharged from the discharge unit 30.

(高周波信号の出力タイミングが先の場合)
制御部60は、前記高周波信号を圧電素子41に出力した後、前記加圧信号を圧力調整部20に出力する。図4は、前記高周波信号を圧電素子41に出力するタイミングと前記加圧信号を圧力調整部20に出力するタイミングとを含むタイミングチャートの一例である。
(When the output timing of the high frequency signal comes first)
The control unit 60 outputs the high frequency signal to the piezoelectric element 41 and then outputs the pressurization signal to the pressure adjusting unit 20. FIG. 4 is an example of a timing chart including a timing of outputting the high frequency signal to the piezoelectric element 41 and a timing of outputting the pressurizing signal to the pressure adjusting unit 20.

図4に示すように、液体塗布装置1に対し、液体の吐出を指示する外部信号が入力されると、まず、駆動制御部62は、高周波信号を生成して、圧電素子41に出力する。駆動制御部62は、圧電素子41に対して前記高周波信号を一定期間出力した後、吐出信号を出力する。駆動制御部62は、圧電素子41に対する前記一定期間の前記高周波信号の出力と前記吐出信号の出力とを繰り返す。 As shown in FIG. 4, when an external signal instructing liquid discharge is input to the liquid coating device 1, the drive control unit 62 first generates a high frequency signal and outputs it to the piezoelectric element 41. The drive control unit 62 outputs the high-frequency signal to the piezoelectric element 41 for a certain period of time, and then outputs a discharge signal. The drive control unit 62 repeats the output of the high frequency signal and the output of the discharge signal for the fixed period to the piezoelectric element 41.

制御部60の圧力調整制御部61は、駆動制御部62が前記高周波信号を出力してから一定時間経過後、加圧信号を生成して、該加圧信号を圧力調整部20の第1切換弁23に出力する。そうすると、第1切換弁23は、正圧生成部21と液体貯留部10とを接続して、液体貯留部10内を正圧で加圧する。なお、図4では、第1切換弁23が、正圧生成部21と液体貯留部10とを接続する場合をモード1とし、第2切換弁24と液体貯留部10とを接続する場合をモード2とする。 The pressure adjustment control unit 61 of the control unit 60 generates a pressurization signal after a lapse of a certain period of time after the drive control unit 62 outputs the high frequency signal, and the pressurization signal is first switched to the pressure adjustment unit 20. Output to the valve 23. Then, the first switching valve 23 connects the positive pressure generation unit 21 and the liquid storage unit 10 to pressurize the inside of the liquid storage unit 10 with a positive pressure. In FIG. 4, the mode 1 is the case where the first switching valve 23 connects the positive pressure generation unit 21 and the liquid storage unit 10, and the mode is the case where the second switching valve 24 and the liquid storage unit 10 are connected. Let it be 2.

なお、制御部60は、前記高周波信号及び前記吐出信号を出力した後、圧力調整部20に対して液体貯留部10内を大気圧にする信号を出力する。この信号が、上述の図2に示すフローの説明における第2制御信号及び第3制御信号である。これにより、第1切換弁23及び第2切換弁24が駆動して、液体貯留部10内を大気圧にする。その後、制御部60は、圧力調整部20に対して液体貯留部10内を負圧にする信号を出力する。この信号が上述の図2に示すフローの説明における第2制御信号及び第4制御信号である。これにより、第1切換弁23及び第2切換弁24が駆動して、液体貯留部10内を負圧にする。 After outputting the high frequency signal and the discharge signal, the control unit 60 outputs a signal to the pressure adjusting unit 20 to make the inside of the liquid storage unit 10 atmospheric pressure. This signal is the second control signal and the third control signal in the description of the flow shown in FIG. 2 above. As a result, the first switching valve 23 and the second switching valve 24 are driven to bring the inside of the liquid storage unit 10 to atmospheric pressure. After that, the control unit 60 outputs a signal to the pressure adjusting unit 20 to make the inside of the liquid storage unit 10 negative pressure. This signal is the second control signal and the fourth control signal in the description of the flow shown in FIG. 2 above. As a result, the first switching valve 23 and the second switching valve 24 are driven to bring the inside of the liquid storage unit 10 to a negative pressure.

図4におけるタイマ2は、制御部60が有する図示しないタイマの動作を示すタイミングチャートである。前記タイマは、前記一定時間、動作する。 The timer 2 in FIG. 4 is a timing chart showing the operation of a timer (not shown) included in the control unit 60. The timer operates for the fixed time.

上述のタイミングで制御部60から前記加圧信号及び前記高周波信号を出力することにより、吐出部30の液室33内の液体の流動性を向上できる。これにより、吐出部30から液体を安定して吐出させることができる。また、上述のタイミングで制御部60から前記加圧信号及び前記高周波信号を出力することにより、液体の曳糸性を改善することができる。なお、上述の信号出力のタイミングは、比較的高い粘度を有する液体を吐出部30から吐出する場合に特に効果的である。 By outputting the pressurizing signal and the high frequency signal from the control unit 60 at the above timing, the fluidity of the liquid in the liquid chamber 33 of the discharge unit 30 can be improved. As a result, the liquid can be stably discharged from the discharge unit 30. Further, by outputting the pressurizing signal and the high frequency signal from the control unit 60 at the above timing, the spinnability of the liquid can be improved. The above-mentioned signal output timing is particularly effective when a liquid having a relatively high viscosity is discharged from the discharge unit 30.

なお、制御部60の駆動制御部62は、前記吐出信号を最後に出力した後、前記高周波信号を出力してもよい。図5は、前記吐出信号を最後に出力した後、前記高周波信号を出力するタイミングを示すタイミングチャートの一例である。粒子を含む液体において、吐出部30の吐出口32a内の粒子密度が高まった場合に、図5に示すように、制御部60の駆動制御部62が前記吐出信号を最後に出力した後に前記高周波信号を出力することにより、吐出口32a内の粒子密度の均一化を図れる。前記粒子を含む液体は、例えば、半田粒子を含むペースト材料などである。 The drive control unit 62 of the control unit 60 may output the high frequency signal after the discharge signal is finally output. FIG. 5 is an example of a timing chart showing the timing of outputting the high frequency signal after the last output of the discharge signal. In a liquid containing particles, when the particle density in the discharge port 32a of the discharge unit 30 increases, as shown in FIG. 5, the drive control unit 62 of the control unit 60 finally outputs the discharge signal, and then the high frequency. By outputting the signal, the particle density in the discharge port 32a can be made uniform. The liquid containing the particles is, for example, a paste material containing solder particles.

図5におけるタイマ1,3は、制御部60が有する図示しないタイマの動作を示すタイミングチャートである。前記タイマは、圧力調整制御部61が前記加圧信号を出力してから一定時間経過、動作するとともに、前記吐出信号を最後に出力した後に前記高周波信号を出力する期間、動作する。 The timers 1 and 3 in FIG. 5 are timing charts showing the operation of a timer (not shown) included in the control unit 60. The timer operates for a certain period of time after the pressure adjustment control unit 61 outputs the pressurization signal, and also operates for a period during which the high frequency signal is output after the discharge signal is finally output.

図5は、前記加圧信号を圧力調整部20に出力した後、前記高周波信号を圧電素子41に出力する場合に、前記吐出信号の出力後に前記高周波信号を出力した例であるが、図4に示すように、前記高周波信号を圧電素子41に出力した後、前記加圧信号を圧力調整部20に出力する場合に、前記吐出信号の出力後に前記高周波信号を出力してもよい。 FIG. 5 shows an example in which the high-frequency signal is output after the discharge signal is output when the high-frequency signal is output to the piezoelectric element 41 after the pressurization signal is output to the pressure adjusting unit 20. As shown in the above, when the high-frequency signal is output to the piezoelectric element 41 and then the pressurization signal is output to the pressure adjusting unit 20, the high-frequency signal may be output after the discharge signal is output.

制御部60の駆動制御部62は、前記吐出信号における立ち上がり部分及び立ち下がり部分の少なくとも一方の傾きを変更可能である。すなわち、駆動制御部62は、前記吐出信号の立ち上がり部分において、時間に対する信号変化の割合を変更可能である。この場合、駆動制御部62は、前記吐出信号における立ち上がり部分の傾き及び立ち下がり部分の傾きのうち少なくとも一方を変更することにより、吐出部30の吐出口32aから吐出される液体の量を調整する。例えば、駆動制御部62は、前記吐出信号の信号出力時間を変えずに前記吐出信号の立ち上がり部分の傾きを小さくすることにより、吐出部30の吐出口32aから吐出される液体の量を少なくする。また、駆動制御部62は、前記吐出信号の信号出力時間を変えずに前記吐出信号の立ち下がり部分の傾きを小さくすることにより、吐出部30の吐出口32aから吐出される液体の量を少なくする。 The drive control unit 62 of the control unit 60 can change the inclination of at least one of the rising portion and the falling portion in the discharge signal. That is, the drive control unit 62 can change the ratio of the signal change with respect to time at the rising portion of the discharge signal. In this case, the drive control unit 62 adjusts the amount of liquid discharged from the discharge port 32a of the discharge unit 30 by changing at least one of the inclination of the rising portion and the inclination of the falling portion in the discharge signal. .. For example, the drive control unit 62 reduces the amount of liquid discharged from the discharge port 32a of the discharge unit 30 by reducing the inclination of the rising portion of the discharge signal without changing the signal output time of the discharge signal. .. Further, the drive control unit 62 reduces the amount of liquid discharged from the discharge port 32a of the discharge unit 30 by reducing the inclination of the falling portion of the discharge signal without changing the signal output time of the discharge signal. do.

これにより、吐出部30の吐出口32aの大きさが同じであっても、吐出口32aから噴出する液体の量を変えることができる。 Thereby, even if the size of the discharge port 32a of the discharge unit 30 is the same, the amount of the liquid ejected from the discharge port 32a can be changed.

本実施形態の液体塗布装置1は、液体を貯留する液体貯留部10と、前記液体が供給される液室33と、液室33に繋がり且つ液体貯留部10から液室33内に液体を供給する流入路34と、液室33を区画する壁部の一部を構成し且つ厚み方向の変形によって液室33の容積を変化させるダイヤフラム35と、吐出信号に応じてダイヤフラム35を厚み方向に変形させるとともに、高周波信号に応じてダイヤフラム35を前記吐出信号に応じて生じる変形の振幅よりも小さい振幅で厚み方向に変形させる駆動部40と、を有し、液室33内の前記液体を外部に吐出する吐出部30と、加圧信号に応じて、液体貯留部10内に大気圧よりも大きい正圧を加圧する圧力調整部20と、駆動部40に対する前記高周波信号の出力と圧力調整部20に対する前記加圧信号の出力とを、所定のタイミングで行う制御部60と、を有する。 The liquid coating device 1 of the present embodiment is connected to the liquid storage unit 10 for storing the liquid, the liquid chamber 33 to which the liquid is supplied, and the liquid chamber 33, and supplies the liquid from the liquid storage unit 10 into the liquid chamber 33. The inflow path 34, the diaphragm 35 that forms a part of the wall portion that divides the liquid chamber 33 and changes the volume of the liquid chamber 33 by the deformation in the thickness direction, and the diaphragm 35 that deforms the diaphragm 35 in the thickness direction according to the discharge signal. It also has a drive unit 40 that deforms the diaphragm 35 in the thickness direction with an amplitude smaller than the amplitude of the deformation generated in response to the discharge signal in response to the high-frequency signal, and brings the liquid in the liquid chamber 33 to the outside. The discharge unit 30 for discharging, the pressure adjusting unit 20 for pressurizing a positive pressure larger than the atmospheric pressure in the liquid storage unit 10 according to the pressurizing signal, and the output of the high frequency signal to the driving unit 40 and the pressure adjusting unit 20. It has a control unit 60 that outputs the pressurization signal to the device at a predetermined timing.

これにより、吐出部30から吐出する液体の粘度に応じて、液体貯留部10内を正圧に加圧するタイミングと、液室33内の前記液体に高周波振動を加えるタイミングとを調整することができる。 Thereby, the timing of pressurizing the inside of the liquid storage unit 10 to a positive pressure and the timing of applying high frequency vibration to the liquid in the liquid chamber 33 can be adjusted according to the viscosity of the liquid discharged from the discharge unit 30. ..

例えば前記液体の粘度が比較的低い場合(一例として、例えば50,000mPa・S未満)、液体塗布装置1では、液体貯留部10内を正圧に加圧した後、液室33内の前記液体に高周波振動を加える。すなわち、制御部60は、前記加圧信号を圧力調整部20に対して出力した後、前記高周波信号を駆動部40の圧電素子41に対して出力する。これにより、液体貯留部10から流入路34を介して液室33内に前記液体を安定して供給することができる。 For example, when the viscosity of the liquid is relatively low (for example, less than 50,000 mPa · S), in the liquid coating device 1, after pressurizing the inside of the liquid storage portion 10 to a positive pressure, the liquid in the liquid chamber 33 Add high frequency vibration to. That is, the control unit 60 outputs the pressurizing signal to the pressure adjusting unit 20, and then outputs the high frequency signal to the piezoelectric element 41 of the driving unit 40. As a result, the liquid can be stably supplied from the liquid storage unit 10 into the liquid chamber 33 via the inflow passage 34.

一方、例えば前記液体の粘度が比較的高い場合(一例として、例えば50,000mPa・S以上)、液体塗布装置1では、液室33内の前記液体に高周波振動を加えた後、液体貯留部10内を正圧に加圧する。すなわち、制御部60は、前記高周波信号を駆動部40の圧電素子41に対して出力した後、前記加圧信号を圧力調整部20に対して出力する。これにより、液室33内の前記液体の流動性を向上して、液室33内に前記液体を安定して供給することができる。 On the other hand, for example, when the viscosity of the liquid is relatively high (for example, 50,000 mPa · S or more, for example), in the liquid coating device 1, after applying high frequency vibration to the liquid in the liquid chamber 33, the liquid storage unit 10 Pressurize the inside to a positive pressure. That is, the control unit 60 outputs the high frequency signal to the piezoelectric element 41 of the drive unit 40, and then outputs the pressurization signal to the pressure adjustment unit 20. As a result, the fluidity of the liquid in the liquid chamber 33 can be improved, and the liquid can be stably supplied into the liquid chamber 33.

しかも、液室33内の前記液体に高周波振動を加えることにより、前記液体の曳糸性を改善することができる。 Moreover, by applying high-frequency vibration to the liquid in the liquid chamber 33, the spinnability of the liquid can be improved.

したがって、本実施形態の構成により、粘度が高い液体であっても、従来のようにヒータ等を設けることなく、簡単且つコンパクトな構成で、液体を吐出することができる。 Therefore, according to the configuration of the present embodiment, even if the liquid has a high viscosity, the liquid can be discharged in a simple and compact configuration without providing a heater or the like as in the conventional case.

また、本実施形態では、駆動部40は、前記吐出信号に応じて少なくとも一方向に伸縮することにより、ダイヤフラム35を、前記高周波信号に応じた変形の振幅よりも大きい振幅で変形させる。制御部60は、駆動部40に対し、前記吐出信号を出力した後に前記高周波信号を出力する。 Further, in the present embodiment, the drive unit 40 expands and contracts in at least one direction in response to the discharge signal, thereby deforming the diaphragm 35 with an amplitude larger than the amplitude of the deformation in response to the high frequency signal. The control unit 60 outputs the high frequency signal to the drive unit 40 after outputting the discharge signal.

これにより、粒子を含む液体において、吐出部30の吐出口32a内の粒子密度が高まった場合に、上述のように制御部60が前記吐出信号を出力した後に前記高周波信号を出力することにより、吐出口32a内の粒子密度の均一化を図れる。これにより、吐出部30から液体を安定して吐出することができる。 As a result, when the particle density in the discharge port 32a of the discharge unit 30 is increased in the liquid containing particles, the control unit 60 outputs the discharge signal and then outputs the high frequency signal as described above. The particle density in the discharge port 32a can be made uniform. As a result, the liquid can be stably discharged from the discharge unit 30.

また、本実施形態では、駆動部40は、前記吐出信号または前記高周波信号に応じて一方向に伸縮することにより、ダイヤフラム35を厚み方向に変形させる圧電素子41を有する。これにより、前記吐出信号または前記高周波信号に応じて圧電素子41が前記一方向に伸縮することにより、ダイヤフラム35を厚み方向に容易に変形させることができる。 Further, in the present embodiment, the drive unit 40 has a piezoelectric element 41 that deforms the diaphragm 35 in the thickness direction by expanding and contracting in one direction in response to the discharge signal or the high frequency signal. As a result, the piezoelectric element 41 expands and contracts in the one direction in response to the discharge signal or the high frequency signal, so that the diaphragm 35 can be easily deformed in the thickness direction.

また、本実施形態では、駆動部40は、前記吐出信号に応じて前記一方向に伸縮することによりダイヤフラム35を厚み方向に変形させるとともに、前記高周波信号に応じて前記一方向に伸縮することによりダイヤフラム35を前記吐出信号に応じて生じる変形の振幅よりも小さい振幅で厚み方向に変形させる圧電素子41を有する。 Further, in the present embodiment, the drive unit 40 expands and contracts in the one direction in response to the discharge signal to deform the diaphragm 35 in the thickness direction, and expands and contracts in the one direction in response to the high frequency signal. It has a piezoelectric element 41 that deforms the diaphragm 35 in the thickness direction with an amplitude smaller than the amplitude of the deformation generated in response to the discharge signal.

これにより、前記吐出信号に応じたダイヤフラム35の変形と、前記高周波信号に応じたダイヤフラム35の変形とを、圧電素子41によって実現できる。よって、駆動部40を簡単且つコンパクトな構成で実現できる。 Thereby, the deformation of the diaphragm 35 according to the discharge signal and the deformation of the diaphragm 35 according to the high frequency signal can be realized by the piezoelectric element 41. Therefore, the drive unit 40 can be realized with a simple and compact configuration.

(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment is merely an example for carrying out the present invention. Therefore, the embodiment is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented within a range that does not deviate from the gist thereof.

前記実施形態では、駆動部40は、吐出信号及び高周波信号に応じてダイヤフラム35を厚み方向に変形させる圧電素子41を有する。しかしながら、駆動部は、前記吐出信号に応じてダイヤフラムを厚み方向に変形させる圧電素子と、前記高周波信号に応じてダイヤフラムを厚み方向に変形させる圧電素子とを有してもよい。また、駆動部は、前記吐出信号または前記高周波のいずれかに応じて、ダイヤフラムを厚み方向に変形させる圧電素子を有してもよい。駆動部は、吐出信号及び高周波信号に応じてダイヤフラムを厚み方向に変形可能な構成であれば、圧電素子以外の構成を有してもよい。 In the embodiment, the drive unit 40 has a piezoelectric element 41 that deforms the diaphragm 35 in the thickness direction in response to a discharge signal and a high frequency signal. However, the drive unit may have a piezoelectric element that deforms the diaphragm in the thickness direction in response to the discharge signal, and a piezoelectric element that deforms the diaphragm in the thickness direction in response to the high frequency signal. Further, the drive unit may have a piezoelectric element that deforms the diaphragm in the thickness direction in response to either the discharge signal or the high frequency. The drive unit may have a configuration other than the piezoelectric element as long as the diaphragm can be deformed in the thickness direction in response to the discharge signal and the high frequency signal.

前記実施形態では、制御部60は、加圧信号を圧力調整部20に対して出力した後、高周波信号を圧電素子41に対して出力する。また、制御部60は、高周波信号を圧電素子41に対して出力した後、加圧信号を圧力調整部20に対して出力する。 In the above embodiment, the control unit 60 outputs the pressurizing signal to the pressure adjusting unit 20, and then outputs the high frequency signal to the piezoelectric element 41. Further, the control unit 60 outputs a high frequency signal to the piezoelectric element 41 and then outputs a pressurization signal to the pressure adjusting unit 20.

しかしながら、制御部は、前記加圧信号と前記高周波信号とを同時に出力してもよい。制御部は、圧電素子に対する高周波信号の出力と圧力調整部に対する加圧信号の出力とを、どのようなタイミングで行ってもよい。 However, the control unit may output the pressurization signal and the high frequency signal at the same time. The control unit may output the high frequency signal to the piezoelectric element and the pressurization signal to the pressure adjustment unit at any timing.

前記実施形態では、圧力調整部20は、液体貯留部10に対し、正圧生成部21に繋がる回路と第2切換弁24に繋がる回路とを切り換えて接続する第1切換弁23と、第1切換弁23に対し、負圧生成部22に繋がる回路と大気開放部25に繋がる回路とを切り換えて接続する第2切換弁24とを有する。 In the above embodiment, the pressure adjusting unit 20 switches and connects the circuit connected to the positive pressure generating unit 21 and the circuit connected to the second switching valve 24 to the liquid storage unit 10, and the first switching valve 23 and the first. The switching valve 23 has a second switching valve 24 that switches and connects a circuit connected to the negative pressure generating unit 22 and a circuit connected to the atmosphere opening unit 25.

しかしながら、圧力調整部は、液体貯留部に対し、正圧生成部、負圧生成部及び大気開放部をそれぞれ接続する切換弁を有してもよい。前記圧力調整部は、液体貯留部に対し、正圧生成部、負圧生成部及び大気開放部をそれぞれ接続可能な構成であれば、どのような構成を有してもよい。 However, the pressure adjusting unit may have a switching valve for connecting the positive pressure generating unit, the negative pressure generating unit, and the atmospheric opening unit to the liquid storage unit. The pressure adjusting unit may have any configuration as long as it can connect the positive pressure generating unit, the negative pressure generating unit, and the atmospheric opening unit to the liquid storage unit.

前記実施形態では、圧力調整部20によって、液体貯留部10と大気開放部とが接続可能である。しかしながら、圧力調整部は、液体貯留部に対して大気開放部が接続できない構成を有してもよい。 In the above embodiment, the liquid storage unit 10 and the atmosphere opening unit can be connected by the pressure adjusting unit 20. However, the pressure adjusting unit may have a configuration in which the air opening unit cannot be connected to the liquid storage unit.

前記実施形態では、圧力調整部20によって、液体貯留部10と正圧生成部21とが接続可能である。しかしながら、液体塗布装置は、正圧生成部を有していなくてもよい。すなわち、液体塗布装置は、負圧と大気圧とによって、液体貯留部内の圧力を制御してもよい。 In the above embodiment, the liquid storage unit 10 and the positive pressure generation unit 21 can be connected by the pressure adjusting unit 20. However, the liquid coating device does not have to have a positive pressure generating unit. That is, the liquid coating device may control the pressure in the liquid reservoir by the negative pressure and the atmospheric pressure.

前記実施形態では、コイルばね45によって、圧電素子41を一方向に圧縮する。しかしながら、圧電素子を前記一方向に圧縮可能であれば、コイルばね以外の構成によって、前記圧電素子を圧縮してもよい。すなわち、前記実施形態では、圧縮力付与部の一例として、螺旋状のばね部材であるコイルばね45を挙げたが、これに限らず、前記螺旋状のばね部材は、所定長さを有し且つ波形状を有する線材または平板が螺旋状に巻かれた、いわゆるコイルドウェーブスプリングなどでもよい。また、圧縮力付与部は、圧電素子を一方向に圧縮可能な構成であれば、螺旋状以外の構成を有してもよい。なお、圧縮力付与部は、どのような構成を有している場合でも、プランジャと干渉しないように配置されるのが好ましい。 In the embodiment, the coil spring 45 compresses the piezoelectric element 41 in one direction. However, if the piezoelectric element can be compressed in one direction, the piezoelectric element may be compressed by a configuration other than the coil spring. That is, in the above embodiment, the coil spring 45, which is a spiral spring member, is mentioned as an example of the compressive force applying portion, but the present invention is not limited to this, and the spiral spring member has a predetermined length and has a predetermined length. A so-called coiled wave spring in which a wire rod or a flat plate having a wave shape is spirally wound may be used. Further, the compressive force applying portion may have a structure other than the spiral shape as long as the piezoelectric element can be compressed in one direction. It is preferable that the compressive force applying portion is arranged so as not to interfere with the plunger regardless of the configuration.

本発明は、液体を吐出部から吐出する液体塗布装置に利用可能である。 The present invention can be used for a liquid coating device that discharges a liquid from a discharge unit.

1 液体塗布装置
10 液体貯留部
20 圧力調整部
21 正圧生成部
21a 正圧用ポンプ
22 負圧生成部
22a 負圧用ポンプ
22b 負圧調整容器
23 第1切換弁
24 第2切換弁
25 大気開放部
26 圧力センサ
30 吐出部
31 液体供給部
32 ベース部材
32a 吐出口
33 液室
34 流入路
35 ダイヤフラム
40 駆動部
41 圧電素子
44 プランジャ
45 コイルばね
46 ケーシング
60 制御部
1 Liquid coating device 10 Liquid storage unit 20 Pressure adjustment unit 21 Positive pressure generation unit 21a Positive pressure generation unit 22 Negative pressure generation unit 22a Negative pressure pump 22b Negative pressure adjustment container 23 First switching valve 24 Second switching valve 25 Open to the atmosphere 26 Pressure sensor 30 Discharge unit 31 Liquid supply unit 32 Base member 32a Discharge port 33 Liquid chamber 34 Inflow path 35 Diaphragm 40 Drive unit 41 Piezoelectric element 44 Plunger 45 Coil spring 46 Casing 60 Control unit

Claims (7)

液体を貯留する液体貯留部と、
前記液体が供給される液室と、
前記液室に繋がり且つ前記液体貯留部から前記液室内に液体を供給する流入路と、
前記液室を区画する壁部の一部を構成し且つ厚み方向の変形によって前記液室の容積を変化させるダイヤフラムと、
吐出信号に応じて前記ダイヤフラムを厚み方向に変形させるとともに、高周波信号に応じて前記ダイヤフラムを前記吐出信号に応じて生じる変形の振幅よりも小さい振幅で厚み方向に変形させる駆動部と、
を有し、前記液室内の前記液体を外部に吐出する吐出部と、
加圧信号に応じて、前記液体貯留部内に大気圧よりも大きい正圧を加圧する圧力調整部と、
前記駆動部に対する前記高周波信号の出力と前記加圧部に対する前記加圧信号の出力とを、所定のタイミングで行う制御部と、
を有する、液体塗布装置。
A liquid storage unit that stores liquid and
The liquid chamber to which the liquid is supplied and
An inflow path that connects to the liquid chamber and supplies liquid from the liquid reservoir to the liquid chamber,
A diaphragm that constitutes a part of the wall portion that partitions the liquid chamber and changes the volume of the liquid chamber by deformation in the thickness direction.
A drive unit that deforms the diaphragm in the thickness direction according to the discharge signal and deforms the diaphragm in the thickness direction in response to a high frequency signal with an amplitude smaller than the amplitude of the deformation caused by the discharge signal.
And a discharge unit that discharges the liquid in the liquid chamber to the outside,
A pressure adjusting unit that pressurizes a positive pressure larger than the atmospheric pressure into the liquid storage unit according to the pressurizing signal.
A control unit that outputs the high-frequency signal to the drive unit and the pressurization signal output to the pressurizing unit at predetermined timings.
Has a liquid coating device.
請求項1に記載の液体塗布装置において、
前記制御部は、前記加圧信号を前記圧力調整部に対して出力した後、前記高周波信号を前記駆動部に対して出力する、液体塗布装置。
In the liquid coating apparatus according to claim 1,
The control unit is a liquid coating device that outputs the pressurization signal to the pressure adjustment unit and then outputs the high frequency signal to the drive unit.
請求項1に記載の液体塗布装置において、
前記制御部は、前記高周波信号を前記駆動部に対して出力した後、前記加圧信号を前記圧力調整部に対して出力する、液体塗布装置。
In the liquid coating apparatus according to claim 1,
The control unit is a liquid coating device that outputs the high frequency signal to the drive unit and then outputs the pressurization signal to the pressure adjustment unit.
請求項1から3のいずれか一つに記載の液体塗布装置において、
前記駆動部は、前記吐出信号に応じて、前記ダイヤフラムを、前記高周波信号に応じた振動の振幅よりも大きい振幅で変形させ、
前記制御部は、前記駆動部に対し、前記吐出信号を出力した後に前記高周波信号を出力する、液体塗布装置。
In the liquid coating apparatus according to any one of claims 1 to 3.
The drive unit deforms the diaphragm according to the discharge signal with an amplitude larger than the amplitude of the vibration corresponding to the high frequency signal.
The control unit is a liquid coating device that outputs the high frequency signal to the drive unit after outputting the discharge signal.
請求項1から4のいずれか一つに記載の液体塗布装置において、
前記駆動部は、前記吐出信号または前記高周波信号に応じて一方向に伸縮することにより、前記ダイヤフラムを厚み方向に変形させる圧電素子を有する、液体塗布装置。
In the liquid coating apparatus according to any one of claims 1 to 4.
The drive unit is a liquid coating device having a piezoelectric element that deforms the diaphragm in the thickness direction by expanding and contracting in one direction in response to the discharge signal or the high frequency signal.
請求項1から4のいずれか一つに記載の液体塗布装置において、
前記駆動部は、前記吐出信号に応じて前記一方向に伸縮することにより前記ダイヤフラムを厚み方向に変形させるとともに、前記高周波信号に応じて前記一方向に伸縮することにより前記ダイヤフラムを前記吐出信号に応じて生じる変形の振幅よりも小さい振幅で厚み方向に変形させる圧電素子を有する、液体塗布装置。
In the liquid coating apparatus according to any one of claims 1 to 4.
The drive unit expands and contracts in the one direction in response to the discharge signal to deform the diaphragm in the thickness direction, and expands and contracts in the one direction in response to the high frequency signal to make the diaphragm into the discharge signal. A liquid coating device having a piezoelectric element that deforms in the thickness direction with an amplitude smaller than the amplitude of the corresponding deformation.
請求項1から6のいずれか一つに記載の液体塗布装置において、
前記制御部は、前記吐出信号における立ち上がり部分の傾き及び立ち下がり部分の傾きのうち少なくとも一方を変更可能である、液体塗布装置。
In the liquid coating apparatus according to any one of claims 1 to 6.
The control unit is a liquid coating device capable of changing at least one of the inclination of the rising portion and the tilting of the falling portion in the discharge signal.
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