(57)【要約】【課題】チャンバ内に気泡が入り込んだ場合、その気泡をチャンバ内の液体と共にノズルから簡単に流し出すことができる液滴噴射ヘッドを提供することである。【解決手段】液滴噴射ヘッド１において、液滴が滴状に噴射されるノズル１３を備えたチャンバ１２と、チャンバ１２内の容積を可変する方向に変位可能な圧電素子５と、液体供給部側から供給された液体を貯留する液体室８と、液体室８とチャンバ１２とを連通するリストリクタ部１４と、リストリクタ部１４の流路面積を可変する方向に移動可能な可動片１５と、リストリクタ部１４の流路面積を可変させる方向に可動片１５を移動させるアクチュエータ１６と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を滴状に噴射するノズルを備えたチャンバと、
前記チャンバ内の容積を可変する方向に変位可能な圧電素子と、
液体供給部側から供給された液体を貯留する液体室と、
前記液体室と前記チャンバとを連通するリストリクタ部と、
前記リストリクタ部の流路面積を可変する方向に移動可能な可動片と、
前記リストリクタ部の流路面積を可変する方向に前記可動片を移動させるアクチュエータと、
を備えることを特徴とする液滴噴射ヘッド。
【請求項２】
液滴噴射ヘッドを液体噴射装置に取付けた場合に、前記リストリクタ部は前記液体室が前記チャンバより上方となるように傾斜していることを特徴とする請求項１記載の液滴噴射ヘッド。
【請求項３】
前記ノズルは、前記チャンバの真下に位置していることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴噴射ヘッド。
【請求項４】
前記チャンバの周壁の一部に可撓性を有するダイヤフラムが設けられ、前記圧電素子の端部が弾性体を介して前記ダイヤフラムに固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液滴噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１乃至４記載の液滴噴射ヘッドを用いて、塗布対象物に向けて液滴を噴射して塗布する工程を有することを特徴とする塗布体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を噴射する液滴噴射ヘッド及び塗布体の製造方法に関し、特に、ノズルからの液体の噴射性を良好な状態に維持することができる液滴噴射ヘッド及びこの液滴噴射ヘッドを用いた塗布体の製造方法に関する。に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク等の液体を滴状に噴射させて塗布作業や印字作業等を行なう液滴噴射装置では、圧電素子の変位を利用してノズルから液滴を噴射させるようにした液滴噴射ヘッド（例えばインクジェットヘッド）が使用されており、そのような液滴噴射ヘッドとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載されたインクジェットヘッドは、インクを噴射するオリフィス（本発明のノズルに相当）を備えたチャンバと、電圧印加によってチャンバの容積を可変するように伸縮する変換器（本発明の圧電素子に相当）と、インクを貯留するインクリザーバ（本発明の液体室に相当）と、インクリザーバとチャンバとを連通する絞り付き開口（本発明のリストリクタ部に相当）とを備えている。
【０００４】
このインクジェットヘッドでは、変換器が伸縮してチャンバ内のインクが加圧されることにより、チャンバ内のインクがオリフィスから噴射され、噴射した量と同量のインクがインクサーバから絞り付き開口を経由してチャンバ内に補給される。
【０００５】
なお、変換器が伸縮してチャンバ内のインクを加圧した場合、チャンバ内のインクがインクリザーバ側へ逆流することを防止するため、絞り付き開口の流路面積は小さく設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平２−４５９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されたインクジェットでは、チャンバ内に気泡が入り込んだ場合、その気泡を取除かないと、オリフィスからのインクの噴射性能が低下し、インクの噴射が不能となる場合がある。
【０００８】
そのような場合には、インクリザーバ内のインクを加圧し、その圧力上昇をチャンバ内のインクに伝え、チャンバ内のインクを気泡と共にオリフィスから流し出すようにしている。
【０００９】
しかし、絞り付き開口の流路面積が小さいため、インクリザーバ内の圧力上昇をそのままチャンバ内のインクに伝えることができず、気泡をインクと共にオリフィスから流し出すことが難しい場合がある。
【００１０】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、チャンバ内に気泡が入り込んだ場合、その気泡をチャンバ内の液体と共にノズルから容易に流し出し、それによってノズルからの液滴の噴射性能を良好な状態に維持することができる液滴噴射ヘッド及び塗布体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、液滴噴射ヘッドにおいて、液体を滴状に噴射するノズルを備えたチャンバと、前記チャンバ内の容積を可変する方向に変位可能な圧電素子と、液体供給部側から供給された液体を貯留する液体室と、前記液体室と前記チャンバとを連通するリストリクタ部と、前記リストリクタ部の流路面積を可変する方向に移動可能な可動片と、前記リストリクタ部の流路面積を可変する方向に前記可動片を移動させるアクチュエータと、を備えることである。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、塗布体の製造方法において、請求項１乃至４記載の液滴噴射ヘッドを用いて、塗布対象物に向けて液滴を噴射して塗付する工程を有することである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、チャンバ内に気泡が入り込んだ場合、その気泡をチャンバ内の液体と共にノズルから容易に流し出すことができ、それによってノズルからの液体の噴射性能を良好な状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態の液滴噴射ヘッドを示す縦断正面図である。
【図２】その縦断側面図である。
【図３】リストリクタ部の流路面積が小さい場合の断面図である。
【図４】リストリクタ部の流路面積が大きい場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は液滴噴射ヘッド１を示す縦断正面図であり、この液滴噴射ヘッド１は、液体を滴状に噴射させて塗布作業や印字作業等を行なう液滴噴射装置（図示せず）に取付けて使用される。液滴噴射ヘッド１は、第１基体２と、第２基体３と、ノズルプレート４と、複数の圧電素子５と、可撓性を有する複数のダイヤフラム６とを備えている。第１基体２と第２基体３とは固定ボルト７により固定され、第２基体３に複数のノズル１３を有するノズルプレート４が貼付けられている。
【００１７】
第１基体２には、第１基体２の長手方向に沿って延出した液体室８が形成され、この液体室８内には液体（インク等）が充填されている。液体室８の一端側には、液体室８に液体を供給する液体供給部である液体タンク９が接続されている。液体室８の他端側には、液体室８への液体の初期充填時や液滴噴射ヘッド１内の清掃時に開弁されるとともにそれ以外の場合には閉弁されているアウトレット弁１０が接続されている。
【００１８】
また、第１基体２には、液体室８の長手方向に沿って複数の圧電素子５が取付けられている。さらに、第１基体２には、後述するチャンバの周壁の一部となるダイヤフラム６が取付けられている。ダイヤフラム６には、弾性体であるシリコン接着剤１１により圧電素子５の一端が固定されている。
【００１９】
第２基体３には、第２基体３の長手方向に沿って配列された複数のチャンバ１２が形成されている。各チャンバ１２内には、液体室８内の液体が後述するリストリクタ部１４を経由して補給される。
【００２０】
ノズルプレート４には複数のノズル１３が形成され、ノズルプレート４を第２基体３に貼付けた場合に、各ノズル１３が各チャンバ１２に連通される。また、ノズル１３はチャンバ１２の真下に位置するように配置されている。
【００２１】
第１基体２と第２基体３とを固定ボルト７を用いて固定した場合、第１基体２と第２基体３との間に、液体室８とチャンバ１２とを連通する複数のリストリクタ部１４が形成される。各リストリクタ部１４は、液滴噴射ヘッド１を液滴噴射装置に取付けた場合、図２に示すように、液体室８がチャンバ１２より上方となるように傾斜している。
【００２２】
第１基体２には、各リストリクタ部１４の周壁の一部を形成するとともにリストリクタ部１４の流路面積を可変する方向（図２に示す矢印ａ、矢印ｂ方向）に移動可能な複数の可動片１５と、一端が可動片１５に連結され、通電されることにより変位してリストリクタ部１４の流路面積を可変させる方向に可動片１５を移動させるアクチュエータ１６とが設けられている。
【００２３】
なお、圧電素子５は各チャンバ１２に対応して１つずつ設けられており、可動片１５とアクチュエータ１６も各チャンバ１２に対応して１つずつ設けられている。また、アクチュエータ１６としては、圧電素子を用いることができる。
【００２４】
このような構成において、ノズル１３から液滴を噴射させる場合には、液滴を噴射させたいノズル１３に連通しているチャンバ１２に対応して設けられている圧電素子５に電圧を印加し、チャンバ１２内の容積を小さくする方向へ圧電素子５を変位させる。この圧電素子５の変位によりダイヤフラム６がチャンバ１２側へ撓み、チャンバ１２の容積が小さくなるとともにチャンバ１２内の圧力が上昇し、チャンバ１２内の液体がノズル１３から液滴として噴射される。
【００２５】
ノズル１３から噴射された液滴は、ノズル１３に対向させて配置されている塗布対象物に塗布され、塗布対象物に液滴が塗布されることにより塗布体が製造される。
【００２６】
ノズル１３からの液滴の噴射を行なっている場合には、可動片１５は図３に示すようにリストリクタ部１４の流路面積が小さくなる位置に位置しており、チャンバ１２内の圧力が上昇してもチャンバ１２内の液体がリストリクタ部１４内を通って液体室８に逆流することを防止している。
【００２７】
チャンバ１２内に気泡が入り込んだ場合には、チャンバ１２内への気泡の入り込みによってノズル１３からの液滴の噴射性能が低下する。このような場合には、液体室８内及びチャンバ１２内の液体の圧力を高めるように液体タンク９側から加圧し、チャンバ１２内に入り込んだ気泡をチャンバ１２内の液体と共にノズル１３から流し出す必要がある。
【００２８】
チャンバ１２内に入り込んだ気泡を液体と共にノズル１３から流し出す場合には、アクチュエータ１６を駆動させ、可動片１５を図４に示すように矢印ａ方向に移動させ、リストリクタ部１４の流路面積を大きくする。これにより、液体タンク９側から液体に加圧した圧力がチャンバ１２内に確実に伝わり、チャンバ１２内の圧力が速やかに上昇するとともにチャンバ１２内の気泡がチャンバ１２内の液体と共にノズル１３から容易に流れ出す。また、ノズル１３がチャンバ１２の真下に位置しているため、液体タンク９側から液体に加圧した場合におけるチャンバ１２内での圧力損失がほとんど発生せず、チャンバ１２内の気泡がチャンバ１２内の液体と共にノズル１３からより一層スムーズに流れ出すようになる。
【００２９】
したがって、チャンバ１２内に入り込んだ気泡を容易に取除くことができ、ノズル１３からの液滴の噴射性能を良好な状態に維持することができる。
【００３０】
気泡を液体と共にノズル１３から流し出した後は、可動片１５を図３に示すように矢印ｂ方向へ移動させ、リストリクタ部１４の流路面積を小さい状態に戻し、ノズル１３からの液滴の噴射を再開させる。
【００３１】
リストリクタ部１４は、液滴噴射ヘッド１を液滴噴射装置に取付けた場合、液体室８がチャンバ１２より上方となるように傾斜して形成されている。このため、チャンバ１２内に気泡が入り込んだ場合、その気泡はリストリクタ部１４を通って液体室８内に移動し易い。したがって、チャンバ１２内に気泡が入り込んでも、直ちにノズル１３からの液滴の噴射性能が低下するということがなく、チャンバ１２内の気泡を液体と共にノズル１３から流し出すという作業を行なわなくても、ノズル１３からの液滴の噴射性能を長期間に亘って良好に維持することができる。
【００３２】
圧電素子５の端部はダイヤフラム６にシリコン接着剤１１により固定されているため、圧電素子５に電圧を印加して圧電素子５を変位させた場合、圧電素子５の変位の振動がシリコン接着剤１１によって減衰され、圧電素子５の振動を短時間で収束させることができる。したがって、電圧を印加して圧電素子５の変位を連続して行なわせる場合、残留振動の影響が無くなり各電圧印加時の圧電素子５の変位量を一定にすることができる。その結果、各電圧印加時ごとに噴射される液滴量を一定にすることができ、精度の高い液滴噴射を行なうことができる。
【符号の説明】
【００３３】
５  圧電素子、６  ダイヤフラム、８  液体室、９  液体タンク（液体供給部）、１１  シリコン接着剤（弾性体）、１２  チャンバ、１３  ノズル、１４  リストリクタ部、１５  可動片、１６  アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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