(57)【要約】      （修正有）【課題】初期位置に戻るプランジャが積層型圧電素子に衝突することを回避させる。【解決手段】電圧波形の印加に伴って変位する積層型圧電素子１４と、積層型圧電素子１４に接離するプランジャ１８と、プランジャ１８を初期位置に戻すように付勢するバネ部材１９と、液剤２５とを容器１１内に収納し、且つ、積層型圧電素子１４でプランジャ１８をバネ部材１９に抗して押圧して液剤２５を容器１１の下方に形成したノズル孔１３ｃから外部に向かって吐出させる液剤吐出装置において、正電圧の印加により積層型圧電素子１４の他端面１４ｃが所定量伸長した後に積層型圧電素子１４に負電圧を印加して他端面１４ｃを強制的に収縮させて、液剤吐出後にバネ部材１９によって初期位置に戻るプランジャ１８の上面１８ａ１が積層型圧電素子１４の他端面１４ｃに衝突することを回避させる。【選択図】図３
2010227866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液剤を収容する液剤収容室と、この液剤収容室内に収容した前記液剤を吐出するノズル孔とを有する容器と、
一端面が固定部材に固定され且つ前記一端面と反対の他端面が正電圧の印加に伴って所定量伸長する一方、前記他端面が負電圧の印加に伴って収縮する積層型圧電素子と、
前記積層型圧電素子の前記他端面に対して接離自在に前記容器内に設けられ、前記積層型圧電素子に前記正電圧を印加したときに前記他端面で上面が押圧されて初期位置から前記所定量移動した後に前記他端面から離間して、自分自身の慣性力により吐出位置に向かって変位して前記液剤を前記ノズル孔から吐出させるプランジャと、
前記プランジャを前記初期位置に戻すように付勢するバネ部材と、
を備え、
前記正電圧の印加により前記積層型圧電素子の前記他端面が前記所定量伸長した後に前記積層型圧電素子に前記負電圧を印加して前記他端面を強制的に収縮させて、液剤吐出後に前記バネ部材によって前記初期位置に戻る前記プランジャの前記上面が前記積層型圧電素子の前記他端面に衝突することを回避させることを特徴とする液剤吐出装置。
【請求項２】
電圧波形の印加に伴って変位する積層型圧電素子と、前記積層型圧電素子に接離するプランジャと、前記プランジャを初期位置に戻すように付勢するバネ部材と、液剤とを容器内に収納し、且つ、前記積層型圧電素子で前記プランジャを前記バネ部材に抗して押圧して前記液剤を前記容器の下方に形成したノズル孔から外部に向かって吐出させる液剤吐出方法において、
正電圧を印加した前記積層型圧電素子で前記プランジャを前記初期位置から所定量移動させた後に、前記積層型圧電素子に負電圧を印加することを特徴とする液剤吐出方法。
【請求項３】
液剤を収容する液剤収容室と、この液剤収容室内に前記液剤を供給する液剤供給通路と、前記液剤収容室内に収容した前記液剤を吐出するノズル孔とを有する容器と、
一端面が固定部材に固定され且つ前記一端面と反対の他端面が電圧波形の印加に伴って伸長する積層型圧電素子と、
前記積層型圧電素子の前記他端面に対して接離自在に前記容器内に設けられ、前記積層型圧電素子に前記電圧波形を印加したときに前記他端面で押圧されて初期位置から吐出位置に向かって変位して前記液剤を前記ノズル孔から吐出させるプランジャと、
前記プランジャを前記初期位置に戻すように付勢するバネ部材と、
電源が投入されたときに、前記液剤を吐出しない非吐出モードと、前記液剤を吐出する吐出モードとを判定する制御部と、
前記電源が投入されないとき、又は、前記制御部で前記非吐出モードと判定されたときに前記プランジャを前記バネ部材に抗して押圧しながら前記吐出位置まで移動させて前記液剤供給通路と前記ノズル孔とを閉鎖するように前記プランジャをロックする一方、前記制御部で前記吐出モードと判定されたときに前記プランジャから退避するロック手段と、
を備えたことを特徴とする液剤吐出装置。
【請求項４】
前記ロック手段は、前記プランジャに接離するように回動するロックレバーと、前記ロックレバーを前記プランジャに当接させて該プランジャを前記バネ部材よりも強い付勢力で前記吐出位置に移動させる押圧手段と、前記ロックレバーを前記押圧手段に抗して前記プランジャから退避させる駆動源とを有することを特徴とする請求項３記載の液剤吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧波形の印加に伴って変位する積層型圧電素子と、積層型圧電素子に接離するプランジャと、プランジャを初期位置に戻すように付勢するバネ部材と、液剤とを容器内に収納し、且つ、積層型圧電素子でプランジャをバネ部材に抗して押圧して液剤を容器内の下方に形成したノズル孔から外部に向かって吐出させる液剤吐出装置及び液剤吐出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、容器内に収容された粘性を有する液剤をプランジャとかピストンで押しながらこの液剤を容器内の下方に形成したノズル孔から印刷基材に向かって吐出する液剤吐出装置は、各種の構造形態があり多用されているが、液剤吐出装置と印刷基材とが相対移動可能に構成されている。
【０００３】
例えば、粘性を有するインクを吐出する液剤吐出装置はオン・デマンド（ｏｎ  ｄｅｍａｎｄ）で印刷データを印刷できるインクジェット方式の印刷装置などに適用され、また、粘性を有するクリームハンダを吐出する液剤吐出装置はプリント配線基板の製造などに適用され、更に、粘性を有する接着剤を吐出する液剤吐出装置は各種の分野で適用されている。
【０００４】
この種の液剤吐出装置において、ケーシング内で積層型圧電素子とプランジャとを弾性部材（皿バネ）により衝合させ、且つ、積層型圧電素子でプランジャを押圧して導電性インクなどの射出液を射出ノズルの射出孔から外部に向かって射出させる液滴射出装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図９は従来の液滴射出装置を説明するために一部破断して示した縦断面図である。
【０００６】
図９に示した従来の液滴射出装置１００は、特許文献１に開示されているものであり、ここでは特許文献１を参照して簡略に説明する。
【０００７】
図９に示した如く、従来の液滴射出装置１００では、ケーシング１０１が金属材を用いて長尺な筒状に形成されており、このケーシング１０１の上方に形成した収納孔１０１ａ内に積層型圧電素子１０２が上端部を不図示の取付円板に固定した状態で収納されている。
【０００８】
また、ケーシング１０１の収納孔１０１ａ内には、積層型圧電素子１０２の下端部１０２ａ側にプランジャ１０３が上下動可能に設けられており、且つ、プランジャ１０３の鍔部１０３ａとケーシング１０１の収納孔１０１ａ内の底面との間に設けた弾性部材（皿バネ）１０４でプランジャ１０３を上向きに付勢しているので、弾性部材（皿バネ）１０４によって積層型圧電素子１０２の下端部１０２ａにプランジャ１０３の鍔部１０３ａの鍔部上面１０３ａ１が衝合されている。
【０００９】
また、プランジャ１０３は、鍔部１０３ａよりも小径に形成した軸部１０３ｂがケーシング１０１の収納孔１０１ａの下方中心部に嵌め込んだメタルブッシュ１０５に摺動自在に嵌合し、且つ、プランジャ１０３の軸部１０３ｂの下端側をケーシング１０１に形成したシリンダ孔１０１ｂ内に進入させている。
【００１０】
また、プランジャ１０３は、軸部１０３ｂの下端中心部にマグネット１０６が嵌め込まれ、且つ、このマグネット１０６に吸着されるマグネットプレート１０７にプランジャチップ１０３ｃが弾性変位自在なダイアフラム１０８の内周部位を挟んだ状態で固着されているので、プランジャチップ１０３ｃはマグネット１０６及びマグネットプレート１０７を介してプランジャ１０３と一体になっている。
【００１１】
また、ケーシング１０１の下端に、上記した弾性変位自在なダイアフラム１０８の外周部位を挟んで射出ノズル１０９がボルト１１０により着脱自在に取り付けられている。
【００１２】
この際、射出ノズル１０９は、ノズルホルダ１０９ａの中心部にノズル管１０９ｂが嵌め込まれており、且つ、ノズル管１０９ｂの中心部に導電インク（射出液）１１１を射出するための射出孔１０９ｂ１が形成されている。
【００１３】
また、ケーシング１０１の右方に供給口管１１２が設けられており、導電インク１１１が供給口管１１２から液剤通路１１３を通ってケーシング１０１のシリンダ孔１０１ｂと対向した液溜室１１４内に供給されるようになっている。
【００１４】
上記の構成により、積層型圧電素子１０２に電圧波形を印加すると、この積層型圧電素子１０２の下端部１０２ａが下方に向かって伸長しながら変位してプランジ１０３の鍔部１０３ａの鍔部上面１０３ａ１を弾性部材（皿バネ）１０４に抗して押圧するので、プランジ１０３のプランジャチップ１０３ｃがダイアフラム１０８を弾性変位させながら液溜室１１４内を下方に向かって移動するために、液溜室１１２内に供給された導電性インク１１１が射出ノズル１０９のノズル管１０９ｂの中心部に形成した射出口１０９ｂ１から外部に向かって吐出できる旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−３３０９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、上記した特許文献１に開示された従来の液滴射出装置１００では、ケーシング１０１のシリンダ孔１０１ｂと液溜室１１４との間にプランジャ１０３の上下微振動に追従するダイアフラム１０８を配設することで、積層型圧電素子１０２の駆動力強化によらずに液溜室１１４内に貯留された導電インク（射出液）１１１に対して圧縮力を増強できる旨が記載されているものの、ステンレス、ベリリュウム銅などのバネ性の高い金属円板を用いて形成したダイアフラム１０８は弾性変位範囲をそれほど大きく取れないので、プランジ１０３の変位量が小さくなり、導電性インク（射出液）１１１の吐出量を大幅向上させることができないという問題が生じる。
【００１７】
そこで、容器（ケーシング）内に積層型圧電素子とプランジャとを接離自在に収納した際に、積層型圧電素子の駆動力強化によらずに液剤の吐出量を従来例よりも大幅に向上できる新たな液剤吐出装置が望まれている。
【００１８】
この際に、新たに開発する液剤吐出装置では、積層型圧電素子の駆動力強化によらずに、積層型圧電素子でプランジャを所定量変位させた後にプランジャ自身の慣性力を利用してプランジャのみが更に変位して液剤の吐出量を増大させると共に、液剤吐出後にバネ部材の付勢力でプランジャを初期位置に戻すときに、プランジャと積層型圧電素子との衝突を回避できる液剤吐出装置及び液剤吐出方法を提供することを目的とし、更に、電源を投入しない時又は液剤を吐出しない非吐出モード時に液剤がノズル孔から垂れないように液垂れ防止を図ることができる液剤吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、第１の発明は、液剤を収容する液剤収容室と、この液剤収容室内に収容した前記液剤を吐出するノズル孔とを有する容器と、
一端面が固定部材に固定され且つ前記一端面と反対の他端面が正電圧の印加に伴って所定量伸長する一方、前記他端面が負電圧の印加に伴って収縮する積層型圧電素子と、
前記積層型圧電素子の前記他端面に対して接離自在に前記容器内に設けられ、前記積層型圧電素子に前記正電圧を印加したときに前記他端面で上面が押圧されて初期位置から前記所定量移動した後に前記他端面から離間して、自分自身の慣性力により吐出位置に向かって変位して前記液剤を前記ノズル孔から吐出させるプランジャと、
前記プランジャを前記初期位置に戻すように付勢するバネ部材と、
を備え、
前記正電圧の印加により前記積層型圧電素子の前記他端面が前記所定量伸長した後に前記積層型圧電素子に前記負電圧を印加して前記他端面を強制的に収縮させて、液剤吐出後に前記バネ部材によって前記初期位置に戻る前記プランジャの前記上面が前記積層型圧電素子の前記他端面に衝突することを回避させることを特徴とする液剤吐出装置である。
【００２０】
また、第２の発明は、電圧波形の印加に伴って変位する積層型圧電素子と、前記積層型圧電素子に接離するプランジャと、前記プランジャを初期位置に戻すように付勢するバネ部材と、液剤とを容器内に収納し、且つ、前記積層型圧電素子で前記プランジャを前記バネ部材に抗して押圧して前記液剤を前記容器の下方に形成したノズル孔から外部に向かって吐出させる液剤吐出方法において、
正電圧を印加した前記積層型圧電素子で前記プランジャを前記初期位置から所定量移動させた後に、前記積層型圧電素子に負電圧を印加することを特徴とする液剤吐出方法である。
【００２１】
また、第３の発明は、液剤を収容する液剤収容室と、この液剤収容室内に前記液剤を供給する液剤供給通路と、前記液剤収容室内に収容した前記液剤を吐出するノズル孔とを有する容器と、
一端面が固定部材に固定され且つ前記一端面と反対の他端面が電圧波形の印加に伴って伸長する積層型圧電素子と、
前記積層型圧電素子の前記他端面に対して接離自在に前記容器内に設けられ、前記積層型圧電素子に前記電圧波形を印加したときに前記他端面で押圧されて初期位置から吐出位置に向かって変位して前記液剤を前記ノズル孔から吐出させるプランジャと、
前記プランジャを前記初期位置に戻すように付勢するバネ部材と、
電源が投入されたときに、前記液剤を吐出しない非吐出モードと、前記液剤を吐出する吐出モードとを判定する制御部と、
前記電源が投入されないとき、又は、前記制御部で前記非吐出モードと判定されたときに前記プランジャを前記バネ部材に抗して押圧しながら前記吐出位置まで移動させて前記液剤供給通路と前記ノズル孔とを閉鎖するように前記プランジャをロックする一方、前記制御部で前記吐出モードと判定されたときに前記プランジャから退避するロック手段と、
を備えたことを特徴とする液剤吐出装置である。
【００２２】
更に、第４の発明は、上記した第３の発明の液剤吐出装置において、
前記ロック手段は、前記プランジャに接離するように回動するロックレバーと、前記ロックレバーを前記プランジャに当接させて該プランジャを前記バネ部材よりも強い付勢力で前記吐出位置に移動させる押圧手段と、前記ロックレバーを前記押圧手段に抗して前記プランジャから退避させる駆動源とを有することを特徴とする液剤吐出装置である。
【発明の効果】
【００２３】
上記した第１の発明の液剤吐出装置によれば、正電圧を印加した積層型圧電素子の他端面でプランジャを初期位置から所定量移動した後にプランジャ自身の慣性力によりプランジャを積層型圧電素子から離間させ、プランジャをバネ部材に抗して吐出位置に向かって更に変位させているために、これにより、液剤をノズル孔から外部に効率よく確実に吐出させることができ、液剤吐出装置の信頼性向上に寄与できる。更に、正電圧の印加により積層型圧電素子の他端面が所定量伸長した後に積層型圧電素子に負電圧を印加して他端面を強制的に収縮させて、液剤吐出後にバネ部材によって初期位置に戻るプランジャの上面が積層型圧電素子の他端面に衝突することを回避させているので、容器内に収容された液剤に乱流が生じないので、次回に液剤を吐出させる時に液剤の吐出量がばらつくことなく、液剤を安定に吐出できる。
【００２４】
また、上記した第２の発明の液剤吐出方法によれば、正電圧を印加した積層型圧電素子でプランジャを初期位置から所定量移動させた後に、積層型圧電素子に負電圧を印加しているので、積層型圧電素子を初期位置側に向かって強制的に且つ迅速に収縮させることができる。
【００２５】
また、上記した第３の発明の液剤吐出装置によれば、電源が投入されないとき、又は、制御部で非吐出モードと判定されたときにプランジャをバネ部材に抗して押圧しながら吐出位置まで移動させて液剤供給通路とノズル孔とを閉鎖するようにプランジャをロック手段によりロックしているので、これにより、電源が投入されない時、又は、非吐出モード時に液剤がノズル孔から垂れず、液垂れ防止を図ることができので、液剤吐出装置の品質向上に寄与できる。
【００２６】
更に、上記した第４の発明の液剤吐出装置によれば、ロック手段は、プランジャに接離するように回動するロックレバーと、ロックレバーをプランジャに当接させてプランジャをバネ部材よりも強い付勢力で吐出位置に移動させる押圧手段と、ロックレバーを押圧手段に抗してプランジャから退避させる駆動源とを有しているので、簡単な構造によりロック手段を信頼性良く動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る実施例１の液剤吐出装置を示した構成図である。
【図２】本発明に係る実施例１の液剤吐出装置の動作と、本発明に係る実施例の液剤吐出方法とを説明するための図であり、（ａ）は液剤吐出待機状態を示し、（ｂ）は積層型圧電素子の変位をプランジャに伝達した状態を示し、（ｃ）はプランジャ自身の慣性力による液剤吐出状態を示した図である。
【図３】液剤吐出後に圧縮バネの付勢力によりプランジャが吐出位置から初期位置に戻るときに、実施例１に対する比較例の場合を説明するための図であり、（ａ）は積層型圧電素子への正電圧の印加が遮断されている状態を示し、（ｂ）はプランジャが積層型圧電素子に衝突した状態を示した図である。
【図４】液剤吐出後に圧縮バネの付勢力によりプランジャが吐出位置から初期位置に戻るときに、実施例１の場合を説明するための図であり、（ａ）は積層型圧電素子に負電圧を印加し始めた状態を示し、（ｂ）はプランジャが積層型圧電素子に衝突せずに初期位置側に戻った状態を示した図である。
【図５】図３に示した実施例１に対する比較例の場合におけるプランジャの変位特性を示した図である。
【図６】図４に示した実施例１の場合におけるプランジャの変位特性を示した図である。
【図７】本発明に係る実施例２の液剤吐出装置を説明するための構成図であり、且つ、液剤吐出装置が非吐出モードである場合を示した図である。
【図８】本発明に係る実施例２の液剤吐出装置が吐出モードである場合に、積層型圧電素子及びプランジャが初期位置に至っている状態を示した図である。
【図９】従来の液滴射出装置を説明するために一部破断して示した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に本発明に係る液剤吐出装置及び液剤吐出方法の一実施例について図１〜図８を参照して、実施例１，実施例２の順に詳細に説明する。
【００２９】
本発明に係る実施例１，２の液剤吐出装置及び液剤吐出方法では、液剤吐出用容器内に積層型圧電素子とプランジャとを接離自在に収納した点を同じくするものである。
【実施例１】
【００３０】
図１に示した如く、本発明に係る実施例１の液剤吐出装置１０Ａでは、液剤吐出用容器１１が上ケース１２と下ケース１３とに２分してそれぞれ円筒状に形成されており、両ケース１２，１３が不図示の接合手段により上下を蓋合わせして接合されている。
【００３１】
上記した上ケース１２は、後述する積層型圧電素子１４を収容する圧電素子収容室１２ａが積層型圧電素子１４の円筒状外周面１４ａよりも一回り大径で下ケース１３に向かって長尺に形成されており、且つ、圧電素子収容室１２ａの右側方に積層型圧電素子１４と圧電素子駆動回路１７との間を接続するためのワイヤ１６を通すワイヤ孔１２ｂが形成されている。
【００３２】
この際、上ケース１２は、圧電素子収容室１２ａ内の上方に形成した内部上面１２ａ１に積層型圧電素子１４の長手方向の一端面（上端面）１４ｂを接着剤１５などを用いて固定するための固定部材として構成されているが、これに限ることなく、積層型圧電素子１４を長手方向となる積層方向に倒れることなく収容できる構造であれば良いものである。
【００３３】
一方、上記した下ケース１３は、後述するプランジャ１８及びバネ部材１９を収容するためのプランジャ収容室１３ａがプランジャ１８の鍔部１８ａよりも一回り大径で上ケース１２の圧電素子収容室１２ａと対向してこの圧電素子収容室１２ａに対して同心的に形成され、且つ、このプランジャ収容室１３ａの下方に液剤２５を収容するための液剤収容室１３ｂがプランジャ収容室１３ａよりも細径でこのプランジャ収容室１３ａに対して同心的に連接して形成され、且つ、液剤収容室１３ｂの下方中心部位に液剤２５を外部下方に設置した印刷基材ＩＫ側に向かって吐出するためのノズル孔１３ｃが孔径５０μｍ〜３００μｍ程度の範囲内で液剤収容室１３ｂに対して同心的に連接して形成され、更に、液剤収容室１３ｂの右側方に液剤供給通路１３ｄが形成されている。
【００３４】
ここで、上ケース１２の圧電素子収容室１２ａ内に収容される積層型圧電素子１４は、この長手方向に沿って複数の圧電素子（ピエゾ素子）が積層されており、且つ、積層型圧電素子１４から延出させたワイヤ１６が圧電素子駆動回路１７に接続されている。
【００３５】
この際、電源３１を投入すると、制御部３２は液剤２５を吐出しない非吐出モードであるか、又は、印刷データＤが入力されて液剤２５を吐出する吐出モードであるかを判定し、吐出モード時に制御部３２から印刷データＤに基いて印刷指令信号を圧電素子駆動回路１７に送っている。
【００３６】
これにより、積層型圧電素子１４は、圧電素子駆動回路１７によって数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚの周波数でパルス駆動されるようになっており、例えば正極性（プラス）の駆動電圧波形を印加したときに一端面１４ｂと反対側で長手方向の他端面（下端面）１４ｃ側が正電圧に応じて所定量伸長する一方、例えば負極性（マイナス）の駆動電圧波形を印加したときに長手方向の他端面１４ｃ側が負電圧に応じて強制的に収縮するようになっている。
【００３７】
また、積層型圧電素子１４は、長手方向の他端面１４ｃがプランジャ１８の鍔部１８ａの平坦な鍔部上面１８ａ１に接着されることなく、このプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１に対して接離自在になっている。
【００３８】
また、下ケース１３のプランジャ収容室１３ａ内に収容されるプランジャ１８は、液剤２５を吐出しない初期位置と、液剤２５を吐出する吐出位置との間を上下方向に移動可能に設けられており、正電圧を印加したときの積層型圧電素子１４の変位に伴って初期位置から吐出位置に向かって下動する一方、液剤２５を吐出した後に後述するバネ部材１９によって吐出位置から初期位置に向かって上動するように設けられている。
【００３９】
また、上記したプランジャ１８は、正電圧を印加した積層型圧電素子１４の変位に伴って変位するときに、プランジャ自身の慣性力が得られるような重量を有する金属材などを用いて、大径な鍔部１８ａと、この鍔部１８ａの下方に設けられて鍔部１８ａより小径で長尺な軸部１８ｂとが同心的に連接されて段付き円筒状に形成されている。
【００４０】
また、プランジャ１８の軸部１８ｂに圧縮バネを用いたバネ部材（以下、圧縮バネと記す）１９が嵌め込まれた状態でプランジャ１８の鍔部１８ａと圧縮バネ１９とが下ケース１３のプランジャ収容室１３ａ内に収容されていると共に、プランジャ１８の軸部１８ｂの下端面１８ｂ１側はリニアベアリング２０とＯリング２１とを順に介して下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に進入している。
【００４１】
この際、圧縮バネ１９は、下ケース１３のプランジャ収容室１３ａ内の底面１３ａ１と、プランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部下面１８ａ２とに当接しており、プランジャ１８が変位していないときに圧縮バネ１９の付勢力でプランジャ１８の鍔部上面１８ａ１が積層型圧電素子１４の他端面１４ｃに当接するように押圧しているので、この圧縮バネ１９はプランジャ１８を変位していない初期位置（初期状態）に戻すための復帰用として機能している。
【００４２】
また、下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内の上方部位に設けたリニアベアリング２０は、プランジャ１８の軸部１８ｂを上下方向に移動可能に案内している。
【００４３】
また、下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内でリニアベアリング２０の下方に設けたリング状のＯリング２１は、この外周部位を液剤収容室１３ｂの内面に嵌め込み、且つ、内周部位をプランジャ１８の軸部１８ｂに摺接させることで、液剤収容室１３ｂ内に収容した液剤２５がリニアベアリング２０内及び下ケース１３のプランジャ収容室１３ａ内に流れ込むのを封止している。
【００４４】
また、液剤吐出用容器１１の右側方に、液剤２５を貯蔵した液剤貯蔵用タンク２６が設置され、且つ、液剤貯蔵用タンク２６の下方から下ケース１３の液剤供給通路１３ｄに向かってパイプ２７が配管されており、この液剤貯蔵用タンク２６内の液剤２５がパイプ２７及び下ケース１３の液剤供給通路１３ｄを通って下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に流入可能になっている。
【００４５】
尚、液剤貯蔵用タンク２６内に貯蔵した液剤２５を下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に流入させる場合に、不図示のエアポンプから圧縮空気を液剤貯蔵用タンク２６内に送り込めばより確実に液剤２５を液剤収容室１３ｂ内に供給できる。
【００４６】
この際、実施例では、液剤２５として０．１〜１０Ｐａｓ（パスカル秒）程度の粘度を有するインクを用いることで、実施例１の液剤吐出装置１０Ａがオン・デマンド（ｏｎ  ｄｅｍａｎｄ）で印刷データＤを印刷できる周知のインクジェットプリンタに適用可能になっている。
【００４７】
尚、上記した液剤２５は、粘性を有するインクに限定されるものでなく、粘性を有するクリームハンダとか、粘性を有する接着剤などを用いても良いものである。
【００４８】
ここで上記のように構成した本発明に係る実施例１の液剤吐出装置１０Ａの動作及び本発明に係る実施例の液剤吐出方法について図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
【００４９】
まず、図２（ａ）に示した如く、本発明に係る実施例１の液剤吐出装置１０Ａが非動作状態（初期状態）であるときに、液剤吐出用容器１１の一部を構成する上ケース１２の圧電素子収容室１２ａ内に収容されている積層型圧電素子１４は変位していない初期状態を保っており、この長手方向の他端面１４ｃが初期位置に至っている。
【００５０】
この初期状態のときに、積層型圧電素子１４の長手方向の一端面１４ｂは、上ケース１２の圧電素子収容室１２ａの内部上面１２ａ１に接着剤１５により固定されているが、
積層型圧電素子１４の長手方向の他端面１４ｃとプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１とが接離自在になっているので、圧縮バネ１９の付勢力によってプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１が積層型圧電素子１４の長手方向の他端面１４ｃに当接している。
【００５１】
そして、積層型圧電素子１４の長手方向の他端面１４ｃとプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１とが当接しているときに、プランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１を基準の初期位置（Ｈ＝０）とする。
【００５２】
上記に伴って、プランジャ１８は、下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内にリニアベアリング２０とＯリング２１とを介して進入した軸部１８ｂの下端面１８ｂ１がノズル孔１３ｃから離れた上方に至っているので、液剤収容室１３ｂ内に収容された液剤２５は粘性と毛細管現象とによって下ケース１３のノズル孔１３ｃから吐出することなく液剤吐出待機状態である。
【００５３】
次に、図２（ｂ）に示した如く、本発明に係る実施例１の液剤吐出装置１０Ａを動作させて、圧電素子駆動回路１７（図１）より出力された例えば正電圧をワイヤ１６を介して積層型圧電素子１４に数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚの周波数で印加すると、積層型圧電素子１４の他端面１４ｃが矢印方向に向かって所定量伸長して変位する。これに伴って、積層型圧電素子１４の他端面１４ｃがプランジャ１８のｅ鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１に当接しながら鍔部上面１８ａ１を押圧するので、積層型圧電素子１４と一体となってプランジャ１８が圧縮バネ１９の付勢力に抗して初期位置から吐出位置に向かって所定量変位し、このときに積層型圧電素子１４及びプランジャ１８の変位量Ｈ１が例えば１２μｍとなるが、この変位量Ｈ１だけではプランジャ１８の軸部１８ｂの下端面１８ｂ１で下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に収容された液剤２５を下ケース１３のノズル孔１３ｃから確実に吐出させることはできない。
【００５４】
そして、積層型圧電素子１４の他端面１４ｃが変位量Ｈ１だけ変位した時点で積層型圧電素子１４に対して正電圧の印加を遮断するので、積層型圧電素子１４の他端面１４ｃはこれ以上変位しない。このときに、積層型圧電素子１４の他端面１４ｃは、プランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１から離間する離間位置に至る。
【００５５】
次に、図２（ｃ）に示した如く、プランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１が積層型圧電素子１４の他端面１４ｃから離間した後に、プランジャ１８は自分自身の慣性力により吐出位置に向かって更に変位量Ｈ２として例えば１３μｍだけ変位して吐出位置に至る。
【００５６】
従って、プランジャ１８の全体変位量Ｈ３は、積層型圧電素子１４による変位量Ｈ１と、プランジャ１８自身の慣性力による変位量Ｈ２とを加算した変位量Ｈ３（＝Ｈ１＋Ｈ２＝１２μｍ＋１３μｍ＝２５μｍ）だけ変位するので、図２（ｂ）に示した積層型圧電素子１４による変位量Ｈ１の場合に対してプランジャ自身の慣性力による変位量Ｈ２分だけ増加するために、プランジャ１８の軸部１８ｂの下端面１８ｂ１で下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に収容された液剤２５を下ケース１３のノズル孔１３ｃから確実に吐出させることができる。
【００５７】
言い換えると、プランジャ１８が変位する際の運動エネルギーが、圧縮バネ１９の反力と、液剤２５の粘性抵抗とを加算した値よりも上回るので、プランジャ１８の変位量を積層型圧電素子１４の変位量よりも確実に増大できる。
【００５８】
次に、プランジャ１８は、吐出位置で液剤２５を吐出した後、圧縮バネ１９の付勢力によって吐出位置から初期位置に戻るが、初期位置に戻る途中でプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１が積層型圧電素子１４の他端面１４ｃに衝突する現象が発生し、この衝突現象を実施例１に対する比較例の場合として図３（ａ），（ｂ）及び図５を用いて説明する一方、衝突現象を回避できる実施例１の場合について図４（ａ），（ｂ）及び図６を用いて説明する。
【００５９】
まず、実施例１に対する比較例の場合では、図３（ａ）に示した如く、吐出位置に至ったプランジャ１８で液剤２５を吐出した後、圧縮バネ１９が収縮しているためにプランジャ１８は吐出位置よりも下方に移動できずに、圧縮バネ１９の付勢力によりプランジャ１８に初期位置に戻る力が作用する。
【００６０】
このとき、積層型圧電素子１４は正電圧が遮断されているので離間位置から初期位置に戻ろうと収縮するが、積層型圧電素子１４の復帰力が弱いために直ちに初期位置に戻ることができず、積層型圧電素子１４の他端面１４ｃは離間位置から僅かに初期位置に向かって移動するにすぎない。
【００６１】
従って、図３（ｂ）に示して如く、プランジャ１８が圧縮バネ１９の復元力で上方に向かって押し上げられる速度が、積層型圧電素子１４の収縮速度を上回るために、圧縮バネ１９の付勢力により上方に向かって移動したプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１が離間位置から僅かに上動した積層型圧電素子１４の他端面１４ｃに衝突し、この衝撃によりプランジャ１８に跳ね返り振動が生じて図５に示したようにプランジャ１８が衝突を繰り返す。
【００６２】
上記により、実施例１に対する比較例の場合には、プランジャ１８の跳ね返り振動が、下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に収容された液剤２５に伝わり、液剤２５に乱流を導くために、次回に液剤２５を吐出させる時に液剤２５の吐出量がばらついてしまうという問題が生じる。
【００６３】
そこで、実施例１では、図４（ａ）に示した如く、液剤２５を吐出した後に圧縮バネ１９の付勢力によりプランジャ１８が吐出位置から初期位置に向けて上動するが、離間位置に至った積層型圧電素子１４に対して正電圧の印加を遮断した後に負電圧を印加する。
【００６４】
この負電圧の印加により、積層型圧電素子１４は離間位置から初期位置に向かって強制的に且つ迅速に収縮するために、負電圧の印加によって積層型圧電素子１４が離間位置から初期位置に向かう収縮速度と、圧縮バネ１９によってプランジャ１８が吐出位置から離間位置を経て初期位置に向かう速度とが略同じ程度になる。
【００６５】
これにより、図４（ｂ）に示した如く、積層型圧電素子１４の他端面１４ｃと、プランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１との間に隙間がある状態で両者１４，１８が初期位置に向かい、且つ、積層型圧電素子１４の他端面１４ｃは初期位置よりも僅かに上方の位置まで強制的に移動させられる。
【００６６】
従って、圧縮バネ１９の付勢力によりプランジャ１８が吐出位置から離間位置を経て初期位置に戻る間では、図６に示したようにプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１が積層型圧電素子１４の他端面１４ｃに衝突せずに、プランジャ１８が初期位置に戻る。
【００６７】
この後、再び、積層型圧電素子１４に正電圧を印加することで、次の液剤吐出動作が先に説明した図２（ｂ）を経て図２（ｃ）の順に行なわれる。
【００６８】
上記により、実施例１の場合には、下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に収容された液剤２５に乱流が生じないので、次回に液剤２５を吐出させる時に液剤２５の吐出量がばらつくことなく、液剤２５を安定に吐出できる。
【実施例２】
【００６９】
図７及び図８に示した本発明に係る実施例２の液剤吐出装置１０Ｂは、先に説明した実施例１の液剤吐出装置１０Ａ（図１）の構成と一部を除いて同様の構成であり、ここでは説明の便宜上、先に示した構成部材に対しては同一の符号を付して図示し、且つ、先に示した構成部材は必要に応じて適宜説明し、実施例１に対して異なる構成部材に新たな符号を付して異なる点を中心にして説明する。
【００７０】
図７及び図８に示した如く、本発明に係る実施例２の液剤吐出装置１０Ｂでは、積層型圧電素子１４と、積層型圧電素子１４に接離するプランジャ１８と、プランジャ１８を初期位置に戻すように付勢する圧縮バネ１９と、液剤２５とが、液剤吐出用容器１１内に収納されている点は実施例１と同様である。
【００７１】
一方、実施例２の液剤吐出装置１０Ｂにおいて、電源３１が投入されないとき、又は、液剤２５を吐出しない非吐出モード時に、積層型圧電素子１４に対して接離自在なプランジャ１８のみを後述するロック手段４０のロックレバー４１で押圧して、プランジャ１８を強制的に吐出位置まで移動させることで、プランジャ１８の軸部１８ｂで下ケース１３に形成したノズル孔１３ｃ及び液剤供給通路１３ｈを閉鎖する一方、液剤２５を吐出する吐出モード時にロック手段４０のロックレバー４１をプランジャ１８から退避させて液剤２５の吐出を可能に構成した点が実施例１に対して異なっている。
【００７２】
ここで、本発明に係る実施例２の液剤吐出装置１０Ｂについて具体的に説明すると、液剤吐出用容器１１を構成する上ケース１２及び下ケース１３の各左側方にロック手段４０のロックレバー４１が臨むための切欠部１２ｃ及び切欠部１３ｅがプランジャ１８の鍔部１８ａと対応して形成されている。
【００７３】
また、下ケース１３は、プランジャ収容室１３ａの下方に、実施例１と異なって、リニアベアリング２０及びＯリング２１を収容するベアリング収容室１３ｆがプランジャ収容室１３ａよりも小径に形成され、且つ、ベアリング収容室１３ｆの下方に、液剤２５をする液剤収容室１３ｇがベアリング収容室１３ｆよりも小径に形成されて、液剤収容室１３ｇの右方に液剤供給通路１３ｈが接続されている。
【００７４】
更に、下ケース１３の液剤収容室１３ｇ内の下端に凹状円錐面１３ｇ１が形成され、この凹状円錐面１３ｇ１の中心部位に連接してノズル孔１３ｃが形成されていると共に、凹状円錐面１３ｇ１と対向してプランジャ１８の軸部１８ｂの下端に凸状円錐面１８ｂ２が形成されている。
【００７５】
次に、ロック手段４０は、液剤吐出用容器１１の左方に設置されており、ロックレバー４１が軸４２を中心に回動自在に支持されている。このロックレバー４１は、一端部４１ａが上ケース１２及び下ケース１３の各左側方に形成した切欠部１２ｃ及び切欠部１３ｅ内に臨んでプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１に対して接離自在になっていると共に、軸４２を介した他端部４１ｂに引張バネ４３の一端が掛止され、且つ、引張バネ４３の他端がフレームなどの固定部材に掛止されている。
【００７６】
この際、引張バネ４３は、ロックレバー４１をプランジャ１８に当接させてプランジャ１８を圧縮バネ１９よりも強い付勢力で吐出位置に移動させる押圧手段として機能しており、この引張バネ４３の付勢力によりロックレバー４１が軸４２を中心にして時計方向に付勢されている。
【００７７】
更に、ロックレバー４１の他端部４１ｂには、電磁力によって進退するソレノイド４４のシャフト部４４ａが連結されており、且つ、このソレノイド４４から延出されたワイヤ４５が制御部３２によって制御されるソレノイド駆動回路４６に接続されている。
【００７８】
尚、ソレノイド４４に代えて、不図示のギヤードモータによりロックレバー４１を回動させる構造も可能である。
【００７９】
ここで、上記のように構成した実施例２の液剤吐出装置１０Ｂの動作について説明する。
【００８０】
まず、図７に示した如く、液剤吐出装置１０Ｂに対して電源３１が投入されていないとき、又は、電源３１が投入されていても制御部３２が液剤２５を吐出しない非吐出モードである判定したときに、ソレノイド駆動回路４６はオフ状態に保たれるのでソレノイド４４に電圧が供給されない。
【００８１】
このときに、ロックレバー４１の他端部４１ｂに連結したソレノイド４４のシャフト部４４ａは引張バネ４３の付勢力で矢印方向に引き出され、且つ、ロックレバー４１は引張バネ４３の付勢力により軸４２を中心にして時計方向に回動する。
【００８２】
そして、ロックレバー４１の時計方向の回動により、ロックレバー４１の一端部４１ａでプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１を押圧するので、プランジャ１８は圧縮バネ１９の付勢力に抗して強制的に吐出位置に移動して停止状態でロックされる。
【００８３】
また、プランジャ１８が吐出位置にロックされているときに、プランジャ１８の軸部１８で液剤供給通路１３ｈを閉鎖するために液剤２５が下ケース１３の液剤収容室１３ｇ内に供給されなくなると共に、プランジャ１８の軸部１８の下端に形成した凸状円錐面１８ｂ２が下ケース１３の液剤収容室１３ｇの下端に形成した凹状円錐面１３ｇ１に当接するのでノズル孔１３ｃが閉鎖される。
【００８４】
これにより、電源３１が投入されない時、又は、非吐出モード時に液剤２５がノズル孔１３ｃから垂れず、液垂れ防止を図ることができるので、実施例２の液剤吐出装置１０Ｂの品質向上に寄与できる。
【００８５】
次に、図８に示した如く、制御部３２に印刷データＤが入力されて、制御部３２が液剤２５を吐出する吐出モードであると判定した時に、ソレノイド駆動回路４６はオン状態に保たれるので、ソレノイド駆動回路４６からの駆動電圧がワイヤ４５を介してソレノイド４４に供給される。
【００８６】
このときに、ロックレバー４１の他端部４１ｂに連結したソレノイド４４のシャフト部４４ａは電磁力により矢印方向に吸引されるので、ロックレバー４１は引張バネ４３の付勢力に抗して軸４２を中心にして反時計方向に回動する。
【００８７】
そして、ロックレバー４１の反時計方向の回動により、ロックレバー４１の一端部４１ａがプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１から離間してプランジャ１８の移動に支障ない位置まで退避して、上ケース１２に形成した切欠部１２ｃに当接する。
【００８８】
この後、プランジャ１８は圧縮バネ１９の付勢力により吐出位置から初期位置に戻ることができ、印刷データＤに応じて圧電素子駆動回路１７からパルス状の正極性の駆動電圧波形が積層型圧電素子１４に印加されるので、先に図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明した実施例１と同様な動作により液剤２５を吐出することができる。
【００８９】
この際、積層型圧電素子１４に駆動電圧波形がパルス状に繰り返して印加される間では、制御部３２が吐出モードであると判定しているので、この吐出モード中にソレノイド４４は電圧が印加されたままとなる。
【００９０】
従って、実施例２の要部を構成するロック手段４０は、プランジャ１８に接離するように回動するロックレバー４１と、ロックレバー４１をプランジャ１８に当接させてプランジャ１８を圧縮バネ１９よりも強い付勢力で吐出位置に移動させる押圧手段（引張バネ）４３と、ロックレバー４１を押圧手段４３に抗してプランジャ１８から退避させる駆動源（ソレノイド）４４とを有しているので、簡単な構造によりロック手段４０を信頼性良く動作させることができる。
【００９１】
尚、実施例２の液剤吐出装置１０Ｂでは、積層型圧電素子１４に例えば正電圧を印加した後に、正電圧を遮断するか、又は、負電圧を印加するかのどちらの場合でも適用可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１０Ａ…実施例１の液剤吐出装置、
１０Ｂ…実施例２の液剤吐出装置、
１１…液剤吐出用容器、
１２…上ケース、１２ａ…圧電素子収容室、１２ａ１…圧電素子収容室の内部上面、
１２ｂ…ワイヤ孔、１２ｃ…切欠部、
１３…下ケース、１３ａ…プランジャ収容室、１３ａ１…プランジャ収容室内の底面、
１３ｂ…液剤収容室、１３ｃ…ノズル孔、１３ｄ…液剤供給通路、１３ｅ…切欠部、
１３ｆ…ベアリング収容室、１３ｇ…液剤収容室、
１３ｇ１…液剤収容室の下端の凹状円錐面、１３ｈ…液剤供給通路、
１４…積層型圧電素子、１４ａ…円筒状外周面、１４ｂ…一端面、１４ｃ…他端面、
１５…接着剤、１６…ワイヤ、１７…圧電素子駆動回路、
１８…プランジャ、１８ａ…鍔部、１８ａ１…鍔部上面、１８ａ２…鍔部下面、
１８ｂ…軸部、１８ｂ１…軸部の下端面、１８ｂ２…軸部の下端の凸状円錐面、
１９…バネ部材（圧縮バネ）、２０…リニアベアリング、２１…Ｏリング、
２５…液剤、２６…液剤貯蔵用タンク、２７…パイプ、
３１…電源、３２…制御部、
４０…ロック手段、４１…ロックレバー、４１ａ…一端部、４１ｂ…他端部、
４２…軸、４３…押圧手段（引張バネ）、４４…ソレノイド、４４ａ…シャフト部、
４５…ワイヤ、４６…ソレノイド駆動回路、ＩＫ…印刷基材。
【図１】
2010227866.tif 000003
【図２】
2010227866.tif 000004
【図３】
2010227866.tif 000005
【図４】
2010227866.tif 000006
【図５】
2010227866.tif 000007
【図６】
2010227866.tif 000008
【図７】
2010227866.tif 000009
【図８】
2010227866.tif 000010
【図９】
2010227866.tif 000011