(57)【要約】【課題】被駆動体を高速に駆動でき、かつコンパクトで軽量に構成できる駆動装置の提供。【解決手段】圧電駆動装置２は、ケース４，５と、駆動装置本体６を備える。駆動装置本体は、変位拡大板１０と、付勢手段１５と、圧電素子１７，１８を備える。変位拡大板は、付勢手段１５で付勢されて回動される本体部１１０と、圧電素子１７，１８が伸長した際の変位を拡大し、本体部に対して圧電素子の伸長方向に直交する方向に変位される変位拡大部１２０とを備える。圧電素子に電圧が未印加状態では、付勢手段で付勢された本体部によって第1の被駆動体３１が移動する。圧電素子１７に電圧が印加されると変位拡大部１２０によって第２の被駆動体３２が移動する。被駆動体３２が対象物に当接した状態からさらに圧電素子１７に電圧を印加して変位拡大部の変位を拡大させると、前記付勢力に抗して本体部１１０、被駆動体３１が付勢方向とは逆方向に移動される。【選択図】図１
2008054492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、前記ケースに対して移動可能に設けられた駆動装置本体とを備え、
前記駆動装置本体は、
変位拡大板と、付勢手段と、前記変位拡大板に取り付けられた圧電素子とを備え、
前記変位拡大板は、
前記ケースに対して回動自在またはスライド移動自在に取り付けられかつ前記付勢手段によって付勢された本体部と、
前記圧電素子に電圧を印加して圧電素子が伸長した際には、その変位を拡大し、前記本体部に対して圧電素子の伸長方向に直交する方向に変位される変位拡大部とを備え、
前記圧電素子に電圧が印加されていない状態では、前記付勢手段で付勢された本体部によって第1の被駆動体が移動され、
前記圧電素子に電圧が印加されると、前記変位拡大部によって第２の被駆動体が移動され、
第２の被駆動体が対象物に当接した状態からさらに圧電素子に電圧を印加して変位拡大部の変位を拡大させると、前記付勢手段の付勢力に抗して本体部および第１の被駆動体が前記付勢手段の付勢力で移動される方向とは逆方向に移動されることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電駆動装置において、
前記圧電素子は、第1圧電素子および第２圧電素子を備え、
前記変位拡大部は、
前記第1圧電素子の伸長に伴い、前記本体部に対して第1圧電素子の伸長方向に直交する方向に変位される第1変位拡大部と、
前記第２圧電素子の伸長に伴い、前記本体部に対して第２圧電素子の伸長方向に直交する方向に変位される第２変位拡大部とを備え、
前記本体部で第1被駆動体が移動され、
前記第１変位拡大部で第２被駆動体が移動され、
前記第２変位拡大部で第３被駆動体が移動されることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の圧電駆動装置において、
前記本体部は、基端部と、この基端部から延長されたアーム部とを備えて平面略Ｌ字状に形成され、
前記変位拡大部は、
前記本体部の基端部から連続して形成され、かつ互いに平行に配置された第１ヒンジ部および第２ヒンジ部と、
前記第1ヒンジ部に連続して形成されて前記圧電素子の第１の端部が取り付けられた圧電素子第１端部取付部と、
前記第２ヒンジ部に連続して形成されて前記圧電素子の長手方向に沿ってかつ前記圧電素子の第２の端部側まで延長された変位部と、
前記変位部から圧電素子の第２の端部側に向かって形成された第３ヒンジ部と、
前記第３ヒンジ部に連続して形成されて前記圧電素子の第２の端部が取り付けられた圧電素子第２端部取付部と備えて形成され、
前記アーム部、圧電素子、変位部は略平行に配置されていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の圧電駆動装置において、
前記本体部は、基端部と、この基端部から延長されたアーム部とを備えて平面略Ｌ字状に形成され、
前記変位拡大部は、
前記本体部の基端部から連続して形成され、かつ互いに平行に配置された第１ヒンジ部および第２ヒンジ部と、
前記第1ヒンジ部に連続して形成されて前記圧電素子の第１の端部が取り付けられた圧電素子第１端部取付部と、
前記第２ヒンジ部に連続して形成されて前記圧電素子の長手方向に沿ってかつ前記圧電素子の第２の端部側まで延長されて前記圧電素子の第２の端部が取り付けられた変位部とを備えて形成され、
前記アーム部、圧電素子、変位部は略平行に配置されていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記各被駆動体は、ガイドブロックに案内され、かつ、前記付勢手段の付勢力で移動される方向およびその方向とは反対方向に移動可能に設けられた押圧部材で構成され、
前記付勢手段による付勢力を解除する付勢力解除手段と、
前記ガイドブロックに対して前記押圧部材を、前記付勢手段の付勢力で移動される方向とは反対方向に付勢し、前記付勢手段による付勢力が解除された際には、各押圧部材の先端がガイドブロックの端面から突出しない位置まで各押圧部材を移動する戻しバネと、
を備えることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項６】
ケースと、前記ケースに対して移動可能に設けられた駆動装置本体とを備え、
前記駆動装置本体は、
変位拡大板と、前記変位拡大板に取り付けられた圧電素子とを備え、
前記変位拡大板は、
前記ケースに対して固定された固定部と、
固定部からバネ部を介して連続して設けられた本体部と、
前記圧電素子に電圧を印加して圧電素子が伸長した際には、その変位を拡大し、前記本体部に対して圧電素子の伸長方向に直交する方向に変位される変位拡大部とを備え、
前記圧電素子に電圧が印加されていない状態では、前記バネ部で付勢された本体部によって第1の被駆動体が移動され、
前記圧電素子に電圧が印加されると、前記変位拡大部によって第２の被駆動体が移動され、
第２の被駆動体が対象物に当接した状態からさらに圧電素子に電圧を印加して変位拡大部の変位を拡大させると、前記バネ部の付勢力に抗して本体部および第１の被駆動体が前記バネ部の付勢力で移動される方向とは逆方向に移動されることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の圧電駆動装置と、
前記圧電駆動装置の本体部で移動される第１被駆動体である第1押圧部材と、
前記圧電駆動装置の変位拡大部で移動される第２被駆動体である第２押圧部材と、
前記第１押圧部材および第２押圧部材によって押圧されるチューブとを備えることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項８】
請求項２に記載の圧電駆動装置と、
前記圧電駆動装置の本体部で移動される第１被駆動体である第1押圧部材と、
前記圧電駆動装置の第1変位拡大部で移動される第２被駆動体である第２押圧部材と、
前記圧電駆動装置の第２変位拡大部で移動される第３被駆動体である第３押圧部材と、
前記第１押圧部材、第２押圧部材および第３押圧部材によって押圧されるチューブまたはダイアフラムとを備えることを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を駆動源とする圧電駆動装置と、この圧電駆動装置を用いた液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイアフラム（ダイヤフラム）やチューブを用いたダイアフラムポンプ、チューブポンプは、ダイアフラムやチューブを合成樹脂製にすることなどで、送る液にダメージを与えず、各種フィラー入りの液体の吐出も可能となり、液漏れ防止用のシール材を用いる必要がなく、液が金属に触れない構造も可能などの利点があり、化学・薬品、半導体、印刷などの広い分野で使用されている。
このようなポンプは、ダイアフラムやチューブに対して複数の押圧ロッドを順次往復駆動させてダイアフラムやチューブを押圧したり、その押圧を解除することで液体の吸入、計量、吐出動作を繰り返すことで液を吐出している。そして、押圧ロッドの駆動には、エアシリンダを用いたものも知られているが、エアシリンダ駆動に比べて高速駆動が可能であるため、モータで回転されるカムを利用したものも利用されるようになった（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記カム駆動方式は、エアシリンダ駆動に比べて、高速駆動が可能であるが、コンパクトに構成することが難しく、ポンプが大型化してしまうという問題があった。特に、ＬＥＤ等の各種製品の製造ラインにおいては、生産用ロボットのアーム先端にポンプを取り付けて移動させながら液体を吐出する場合もあり、できるだけコンパクトで軽量なポンプが求められていたが、カム駆動ではこのような要望に応えられないという問題があった。
【０００５】
このように、押圧ロッドのような被駆動体を高速に往復駆動することができ、かつ、コンパクトで軽量に構成できる駆動装置は、前記ダイアフラムポンプやチューブポンプの駆動源だけでなく、様々な機器の駆動源として従来から要望されていた。
【０００６】
本発明の目的は、被駆動体を高速に駆動でき、かつコンパクトで軽量に構成できる駆動装置と、この駆動装置を利用した液体吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の圧電駆動装置は、ケースと、前記ケースに対して移動可能に設けられた駆動装置本体とを備え、前記駆動装置本体は、変位拡大板と、付勢手段と、前記変位拡大板に取り付けられた圧電素子とを備え、前記変位拡大板は、前記ケースに対して回動自在またはスライド移動自在に取り付けられかつ前記付勢手段によって付勢された本体部と、前記圧電素子に電圧を印加して圧電素子が伸長した際には、その変位を拡大し、前記本体部に対して圧電素子の伸長方向に直交する方向に変位される変位拡大部とを備え、前記圧電素子に電圧が印加されていない状態では、前記付勢手段で付勢された本体部によって第1の被駆動体が移動され、前記圧電素子に電圧が印加されると、前記変位拡大部によって第２の被駆動体が移動され、第２の被駆動体が対象物に当接した状態からさらに圧電素子に電圧を印加して変位拡大部の変位を拡大させると、前記付勢手段の付勢力に抗して本体部および第１の被駆動体が前記付勢手段の付勢力で移動される方向とは逆方向に移動されることを特徴とする。
【０００８】
このような本発明においては、圧電素子を利用して被駆動体を駆動しているので、エアシリンダを利用した場合と同等程度に小型、軽量化することができ、サーボモータ、ソレノイド、カムなどを用いた場合に比べて、駆動装置を容易に小型化できる。
その上、本体部で移動される第１被駆動体は、本体部を付勢する付勢手段と、変位拡大部を変位させて第２被駆動体を移動させる圧電素子とを利用して往復移動が可能なため、２つの被駆動体を移動させる場合には、本体部の他に１つの圧電素子および変位拡大部を設ければよい。このため、被駆動体毎に圧電素子を設けて駆動させる場合に比べて圧電素子の数を少なくでき、この点でも駆動装置をコンパクトに構成できるとともに、コストも低減できる。
【０００９】
また、圧電素子は高速駆動が可能なため、エアシリンダ駆動に比べて高速に被駆動体を駆動できる。
さらに、圧電素子は、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、被駆動体を確実に駆動させることができる。
その上、圧電素子の変位量は、圧電素子に加える電圧値で容易に調整できるため、被駆動体の移動量も精度よくかつ容易に調整できる。
【００１０】
また、変位拡大部を介して被駆動体を移動させているので、圧電素子の伸長量が小さい場合でも、その変位量を拡大でき、圧電素子の変位量に比べて被駆動体の移動量を大幅に大きくすることができる。
【００１１】
ここで、前記圧電素子は、第1圧電素子および第２圧電素子を備え、前記変位拡大部は、前記第1圧電素子の伸長に伴い、前記本体部に対して第1圧電素子の伸長方向に直交する方向に変位される第1変位拡大部と、前記第２圧電素子の伸長に伴い、前記本体部に対して第２圧電素子の伸長方向に直交する方向に変位される第２変位拡大部とを備え、前記本体部で第1被駆動体が移動され、前記第１変位拡大部で第２被駆動体が移動され、前記第２変位拡大部で第３被駆動体が移動されることが好ましい。
【００１２】
このような本発明においては、本体部の他に、第１および第２の２つの圧電素子と、第１および第２の２つの変位拡大部を設けたので、第１〜３の３つの被駆動体を移動させることができる。このため、２つの被駆動体を移動させる圧電駆動装置に比べて、より複雑な動作を行うことができる。
【００１３】
ここで、前記本体部は、基端部と、この基端部から延長されたアーム部とを備えて平面略Ｌ字状に形成され、前記変位拡大部は、前記本体部の基端部から連続して形成され、かつ互いに平行に配置された第１ヒンジ部および第２ヒンジ部と、前記第1ヒンジ部に連続して形成されて前記圧電素子の第１の端部が取り付けられた圧電素子第１端部取付部と、前記第２ヒンジ部に連続して形成されて前記圧電素子の長手方向に沿ってかつ前記圧電素子の第２の端部側まで延長された変位部と、前記変位部から圧電素子の第２の端部側に向かって形成された第３ヒンジ部と、前記第３ヒンジ部に連続して形成されて前記圧電素子の第２の端部が取り付けられた圧電素子第２端部取付部と備えて形成され、前記アーム部、圧電素子、変位部は略平行に配置されていることが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、変位拡大板を一体成形したので、圧電素子の伸縮に対応する駆動部の変位量を精度良く設定できる。
すなわち、圧電素子の伸長量は非常に小さいため、変位を伝達する経路途中にピンやカムなどが存在すると、その部分の「がた」で変位が吸入されてしまうおそれがある。これに対し、本発明では、変位拡大板をワイヤカットなどで一体成形したので、変位が吸入されてしまうことがなく、圧電素子の伸長に伴い変位拡大部を所定量だけ確実に変位させることができる。
【００１５】
また、前記本体部は、基端部と、この基端部から延長されたアーム部とを備えて平面略Ｌ字状に形成され、前記変位拡大部は、前記本体部の基端部から連続して形成され、かつ互いに平行に配置された第１ヒンジ部および第２ヒンジ部と、前記第1ヒンジ部に連続して形成されて前記圧電素子の第１の端部が取り付けられた圧電素子第１端部取付部と、前記第２ヒンジ部に連続して形成されて前記圧電素子の長手方向に沿ってかつ前記圧電素子の第２の端部側まで延長されて前記圧電素子の第２の端部が取り付けられた変位部とを備えて形成され、前記アーム部、圧電素子、変位部は略平行に配置されているものでもよい。
【００１６】
このような構成においても、変位拡大板を一体成形したので、圧電素子の伸縮に対応する駆動部の変位量を精度良く設定できる。
さらに、第３ヒンジ部を設けていないので、変位拡大板の形状が簡易となり、変位拡大板をワイヤカットなどで一体成形する際の加工も容易になる。
【００１７】
さらに、前記各被駆動体は、ガイドブロックに案内され、かつ、前記付勢手段の付勢力で移動される方向およびその方向とは反対方向に移動可能に設けられた押圧部材で構成され、前記付勢手段による付勢力を解除する付勢力解除手段と、前記ガイドブロックに対して前記押圧部材を、前記付勢手段の付勢力で移動される方向とは反対方向に付勢し、前記付勢手段による付勢力が解除された際には、各押圧部材の先端がガイドブロックの端面から突出しない位置まで各押圧部材を移動する戻しバネと、を備えることが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、付勢力解除手段および戻しバネを設けたので、付勢力解除手段によって各被駆動体である押圧部材の付勢を解除すると、戻しバネで各押圧部材が前記付勢手段による付勢方向とは反対方向に移動する。そして、各押圧部材は、その先端（前記付勢手段によって付勢される方向の先端）が、押圧部材を案内するガイドブロックの端面から突出しない位置まで移動される。このため、付勢力を解除した状態ではガイドブロックの端面から押圧部材が突出しないため、ガイドブロックの端面に沿ってダイアフラムを配置する際には、ダイアフラムを平らにセットできる。従って、ダイアフラムの一部が変形してセットされるために生じる吐出量の誤差を低減できる。同様に、弾性体としてチューブを用いた場合も、チューブの一部が変形してセットされることも無く、その変形によって生じる吐出量の誤差を低減できる。
さらに、液体吐出装置を停止している場合には、付勢力解除手段で押圧部材の付勢を解除できるため、ダイアフラムやチューブが押圧部材で常に付勢されることを防止でき、ダイアフラムやチューブの永久変形を少なくできる。このため、ダイアフラムやチューブを交換するまでの期間を延長でき、交換コストも低減できる。
【００１９】
本発明の圧電駆動装置は、ケースと、前記ケースに対して移動可能に設けられた駆動装置本体とを備え、前記駆動装置本体は、変位拡大板と、前記変位拡大板に取り付けられた圧電素子とを備え、前記変位拡大板は、前記ケースに対して固定された固定部と、固定部からバネ部を介して連続して設けられた本体部と、前記圧電素子に電圧を印加して圧電素子が伸長した際には、その変位を拡大し、前記本体部に対して圧電素子の伸長方向に直交する方向に変位される変位拡大部とを備え、前記圧電素子に電圧が印加されていない状態では、前記バネ部で付勢された本体部によって第1の被駆動体が移動され、前記圧電素子に電圧が印加されると、前記変位拡大部によって第２の被駆動体が移動され、第２の被駆動体が対象物に当接した状態からさらに圧電素子に電圧を印加して変位拡大部の変位を拡大させると、前記バネ部の付勢力に抗して本体部および第１の被駆動体が前記バネ部の付勢力で移動される方向とは逆方向に移動されることを特徴とするものでもよい。
【００２０】
このような構成によれば、変位拡大板自体にバネ部を設けているので、別途、コイルバネなどの付勢手段を設ける必要が無く、部品点数を少なくできる。
また、コイルバネなどの付勢手段を設けた場合には、変位拡大板をケースに対して回転可能あるいはスライド移動可能に支持する必要がある。この場合、変位拡大板を支持する転がり部や滑り部などの音の発生原因となる部分が存在する。これに対し、本発明では、変位拡大板自体にバネ部を形成しているので、転がり部や滑り部を無くして音の発生を低減でき、作動音の小さな圧電駆動装置を構成できる。
【００２１】
本発明の液体吐出装置は、前記圧電駆動装置と、前記圧電駆動装置の本体部で移動される第１被駆動体である第1押圧部材と、前記圧電駆動装置の変位拡大部で移動される第２被駆動体である第２押圧部材と、前記第１押圧部材および第２押圧部材によって押圧されるチューブとを備えることを特徴とする。
【００２２】
このような液体吐出装置であれば、圧電素子に電圧を印加していない際は、本体部を付勢する付勢手段の付勢力によって、第１被駆動体である第１押圧部材をチューブに押しつけてチューブを塞ぎ、かつ、第２被駆動体である第２押圧部材はチューブを押しつぶさない状態とし、圧電素子に電圧を印加すると、第２押圧部材が移動してチューブを押しつぶし、さらに圧電素子に電圧を印加すると第２押圧部材がチューブを押しつぶしてそれ以上移動できないため、その反力で本体部および第１押圧部材をチューブから離れる方向に移動することができる。
従って、第１押圧部材および第２押圧部材の一方を、液体吐出装置の出口バルブとし、他方を、液体吐出装置の入口バルブとすれば、チューブ内に液体を圧送し、各バルブの開閉を切り替えることで液体吐出動作を実現できる。例えば、第１押圧部材を出口バルブとし、第２押圧部材を入口バルブとすれば、圧電素子に電圧を印加していない状態では付勢手段の付勢力によって第１押圧部材がチューブを押しつぶし、出口バルブを閉じた状態に維持し、一方、第２押圧部材は入口バルブを開いた状態に維持する。この状態でチューブ内に液体を圧送すれば、出口バルブが塞がれているため、出口バルブの上流側（入口バルブ側）のチューブがふくらみ、液体が貯められる。そして、圧電素子に電圧を印加して圧電素子を伸長させ、第２押圧部材を移動してチューブを押しつぶして入口バルブを閉じれば、入口バルブおよび出口バルブ間の膨らんだチューブ内に液体が区画される。さらに、圧電素子への電圧印加を継続し、圧電素子を伸長させると、第２押圧部材はチューブを押しつぶしていてそれ以上移動できないため、本体部および第１押圧部材が前記付勢手段の付勢力に抗してその付勢方向とは逆方向に移動し、第１押圧部材で塞がれていた出口バルブが開かれる。すると、液体で膨らんでいたチューブが自身の弾性力で元の状態に戻ろうとするため、その内部の液体が吐出バルブから吐出される。
次に、圧電素子への電圧印加を中止して圧電素子が元の状態に縮小すると、前記付勢手段の付勢力で第１押圧部材がチューブを押しつぶし、出口バルブが閉じられる。さらに、第２押圧部材が元の位置に戻るため、チューブを開放し、入口バルブが開かれる。
【００２３】
以上のように、一方の押圧部材のみがチューブを塞いでいる状態から、両方の押圧部材がチューブを塞いでいる状態を経由して、他方の押圧部材のみがチューブを塞いでいる状態に変化させることができるので、液体を圧送することと組み合わせることで、微量な液体も吐出可能な液体吐出装置を構成できる。
そして、圧電素子を利用した圧電駆動装置で各押圧部材を駆動しているため、高速駆動が可能で、かつ、液体吐出装置を容易に小型化および薄型化することができる。
【００２４】
本発明の液体吐出装置は、前記圧電駆動装置と、前記圧電駆動装置の本体部で移動される第１被駆動体である第1押圧部材と、前記圧電駆動装置の第1変位拡大部で移動される第２被駆動体である第２押圧部材と、前記圧電駆動装置の第２変位拡大部で移動される第３被駆動体である第３押圧部材と、前記第１押圧部材、第２押圧部材および第３押圧部材によって押圧されるチューブまたはダイアフラムとを備えることを特徴とする。
【００２５】
このような液体吐出装置であれば、本体部によって移動される第１押圧部材と、第１圧電素子および第１変位拡大部の動作で移動される第２押圧部材とに加えて、第２圧電素子および第２変位拡大部の動作で移動される第３押圧部材を設けることができる。
このため、第１押圧部材および第２押圧部材の一方を、チューブやダイアフラムを押圧して開閉する出口バルブとし、他方を入口バルブとし、第３押圧部材を入口バルブおよび出口バルブ間でチューブやダイアフラムを押圧して各バルブで区画される計量空間を変化させる計量部材とすれば、出口バルブを閉じた状態で入口バルブを開き、計量部材で計量空間を広げることで液体を吸入できる。そして、入口バルブを閉じれば各バルブ間に区画形成される計量空間内に液体が区画される。次に、出口バルブを開き、計量部材でチューブやダイアフラムを押圧して計量空間を狭めると、その変化分の液体が出口バルブから吐出されることで液体吐出動作を実現できる。
【００２６】
また、第３押圧部材で計量空間の容積を変化させて液体の吸入や吐出を行っているので、液体を加圧して供給する必要が無く、液体吐出装置をチューブポンプやダイアフラムポンプとして利用することができる。
さらに、圧電素子を利用した圧電駆動装置で第１〜３の各押圧部材を駆動しているため、高速駆動が可能で、かつ、液体吐出装置を容易に小型化できる。さらに、圧電素子や変位拡大板は薄型に形成できるので、液体吐出装置自体も薄型化することができ、生産ラインにおいて複数の液体吐出装置を並べて配置する場合に各液体吐出装置間の間隔を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本実施形態の液体吐出装置１が示されている。なお、以下の説明においては、便宜上、図１の上側を上方、下側を下方として説明するが、液体吐出装置１の使用時の向きは図１のものに限らず、水平方向に向けて用いたり、上下を逆にして用いてもよい。
【００２８】
液体吐出装置１は、ダイアフラムポンプであり、液体吐出装置１の圧電駆動装置２と、ポンプ部３とを備えている。
【００２９】
［圧電駆動装置の構成]
圧電駆動装置２は、駆動部ケース４と、この駆動部ケース４にねじ止めされたポンプケース５と、駆動装置本体６とを備えて構成されている。
駆動装置本体６は、前記ケース４，５内に内蔵された変位拡大板１０と、付勢手段１５と、変位拡大板１０に固定された第１圧電素子１７および第２圧電素子１８とを備えている。
【００３０】
［変位拡大板の構成］
変位拡大板１０は、マルエージ鋼、ステンレス、インバー材などの曲げ変形（弾性変形）可能な薄板材で構成され、１枚の板材をワイヤカットなどで以下に説明する所定の形状に切断することで製造されている。
また、変位拡大板１０は、図２にも示すように、変位拡大板１０に設けられた軸１１を、ポンプケース５に取り付けられた軸受１２で支持することで、ケース４，５に対して回転自在に配置されている。なお、軸受１２は、図示しないストップリングで脱落しないようにポンプケース５に取り付けられている。
【００３１】
変位拡大板１０は、本体部１１０と、第１変位拡大部１２０と、第２変位拡大部１３０とを備えて構成されている。
本体部１１０は、変位拡大板１０の上部に設けられた基端部１１１と、この基端部１１１の一方の端部側（駆動部ケース４側）から下方に向かって延長されたアーム部１１２とを備えて平面略Ｌ字状に形成されている。そして、基端部１１１の他方の端部側（ポンプケース５側）に前記軸１１が設けられている。
【００３２】
第１変位拡大部１２０は、第１ヒンジ部１２１と、第２ヒンジ部１２２と、圧電素子第１端部取付部１２３と、変位部１２４と、第３ヒンジ部１２５と、圧電素子第２端部取付部１２６とを備えている。
第１ヒンジ部１２１および第２ヒンジ部１２２は、基端部１１１の下面から下方に向かって突出して形成され、かつ互いに平行に配置されている。
【００３３】
圧電素子第１端部取付部１２３は、前記第1ヒンジ部１２１に連続して形成されている。この圧電素子第１端部取付部１２３には第１圧電素子１７の軸方向の第１端部（上端）が取り付けられている。
変位部１２４は、前記第２ヒンジ部１２２に連続して形成されて前記第１圧電素子１７の長手方向（上下方向）に沿ってかつ第１圧電素子１７の第２端部（下端）側まで延長されている。すなわち、変位部１２４は、第２ヒンジ部１２２から下方に向かって延長形成された延長部１２４１と、第１圧電素子１７の第２端部よりも下方の位置で水平方向（第１圧電素子１７側）に延長された連結部１２４２とを備えており、図１に示すように、平面形状が略Ｌ字状に形成されている。
【００３４】
第３ヒンジ部１２５は、前記変位部１２４の連結部１２４２から第１圧電素子１７の第２端部側に向かって突出して形成されている。
圧電素子第２端部取付部１２６は、前記第３ヒンジ部１２５に連続して形成され、前記第１圧電素子１７の第２端部側が取り付けられている。
なお、取付部１２６および第１圧電素子１７間には、スペーサ１２７が介在されている。また、各ヒンジ部１２１，１２２，１２５は、変位部１２４などの他の部分に比べて幅寸法が小さな細幅部とされているため、応力が加わると弾性変形可能に構成されている。
【００３５】
第２変位拡大部１３０は、第１変位拡大部１２０よりも１段低い位置に設けられている点を除いて第１変位拡大部１２０と同一の構造とされている。
すなわち、第２変位拡大部１３０は、第１ヒンジ部１３１と、第２ヒンジ部１３２と、圧電素子第１端部取付部１３３と、変位部１３４と、第３ヒンジ部１３５と、圧電素子第２端部取付部１３６とを備えており、各構成は前記第１変位拡大部１２０の第１ヒンジ部１２１と、第２ヒンジ部１２２と、圧電素子第１端部取付部１２３と、変位部１２４と、第３ヒンジ部１２５と、圧電素子第２端部取付部１２６と同一である。従って、変位部１３４も延長部１３４１と、連結部１３４２とを備えた平面略Ｌ字状に形成されている。
【００３６】
そして、第２変位拡大部１３０においても、圧電素子第１端部取付部１３３に第２圧電素子１８の第１端部が取り付けられ、圧電素子第２端部取付部１３６にスペーサ１３７を介して第２圧電素子１８の第２端部が取り付けられている。
【００３７】
従って、本体部１１０のアーム部１１２、第１変位拡大部１２０の変位部１２４（延長部１２４１）、第２変位拡大部１３０の変位部１３４（延長部１３４１）、第１圧電素子１７、第２圧電素子１８は、それぞれ上下方向に沿って配置されており、互いにほぼ平行に配置されている。
なお、ポンプケース５の上端には、各圧電素子１７，１８を駆動制御する制御装置（図示略）を接続するためのコネクタ８が設けられている。
【００３８】
［付勢手段の構成］
付勢手段１５は、図１に示すように、下側バネケース１５１、上側バネケース１５２、連結部材１５３、ネジバネ座１５４、調整バネ座１５５、間隔調整ネジ１５６、コイルバネ１５７、バネ押し部材１５８を備えている。
下側バネケース１５１、上側バネケース１５２は、上側バネケース１５２から下側バネケース１５１を介して駆動部ケース４に固定ネジをねじ込むことなどでケース４に取り付けられている。
連結部材１５３は、下側バネケース１５１内を上下方向にスライド移動可能に設けられている。そして、この連結部材１５３には係合溝１５３Ａが形成され、この係合溝１５３Ａは、変位拡大板１０の基端部１１１に設けられたピン１１３に係合されている。
【００３９】
ネジバネ座１５４および調整バネ座１５５間には、前記コイルバネ１５７が配置されている。また、ネジバネ座１５４および調整バネ座１５５間の間隔は、ネジバネ座１５４の下側に設けられたナット１５９と、このナット１５９に螺合される間隔調整ネジ１５６とによって、ネジバネ座１５４の高さ位置を調整することで調整されている。この間隔調整ネジ１５６の下端は前記連結部材１５３に当接されている。
【００４０】
また、バネ押し部材１５８には平行ピン１５８Ａが取り付けられている。一方、上側バネケース１５２には前記平行ピン１５８Ａが挿通可能な溝が上側バネケース１５２の上端から連続して形成されている。従って、前記平行ピン１５８Ａを前記溝部分に挿通させながらバネ押し部材１５８を上側バネケース１５２の上部側から挿入し、その後、バネ押し部材１５８を９０度回転させることで、前記平行ピン１５８Ａを上側バネケース１５２の上部フランジに係止させることでバネ押し部材１５８を上側バネケース１５２に装着できるように構成されている。
【００４１】
従って、バネ押し部材１５８を図１の状態から９０度回転させて上側バネケース１５２から取り外すと、調整バネ座１５５が上方に移動可能となり、各バネ座１５４，１５５間の間隔が広がるためにコイルバネ１５７によって本体部１１０に加えられる付勢力が解除される。
一方、バネ押し部材１５８を図１のように、上側バネケース１５２に取り付けると、各バネ座１５４，１５５間の間隔が狭められるので、その間隔に応じた付勢力がコイルバネ１５７によって連結部材１５３を介して本体部１１０に加えられる。
そして、この際の付勢力は、前記間隔調整ネジ１５６を回してネジバネ座１５４を上下に移動させ、バネ押し部材１５８を装着した際の各バネ座１５４，１５５間の間隔を調整することで調整される。
【００４２】
以上の構成の付勢手段１５によって、変位拡大板１０は、軸１１を回動中心として図１中時計回りに回転するように付勢されている。
また、前記バネ押し部材部材１５８を備えて付勢手段１５の付勢力を解除する付勢力解除手段が構成されている。
【００４３】
［ポンプ部の構成］
一方、ポンプケース５には、前記圧電駆動装置２によって駆動されるポンプ部３が設けられている。ポンプケース５には、ケース５外部に開口された開口部が形成され、この開口部には、ガイドブロック２０が挿入されている。このガイドブロック２０は、３本の貫通孔が形成され、各貫通孔には、筒状のガイド部材２１，２２，２３がそれぞれ配置されている。
そして、このガイドブロック２０は、高さ調整シム２４を介してポンプケース５にねじ込まれたネジ２５で固定されている。
【００４４】
各ガイド部材２１，２２，２３には、それぞれ第１〜３押圧部材３１，３２，３３がそれぞれ挿通されている。
各押圧部材３１，３２，３３は、押圧ロッド３１１，３２１，３３１と、各押圧ロッド３１１，３２１，３３１の端部に装着されたロッド受３１２，３２２，３３２とを備えている。
そして、各ガイド部材２１，２２，２３およびロッド受３１２，３２２，３３２間には、戻しバネ３１３，３２３，３３３がそれぞれ介在されている。
【００４５】
第１押圧部材３１は、前記戻しバネ３１３によって変位拡大板１０の本体部１１０におけるアーム部１１２の側面下端部に当接されている。従って、第１押圧部材３１は、アーム部１１２つまり本体部１１０の回動に連動して進退移動される。
また、第２押圧部材３２は、前記戻しバネ３２３によって、変位拡大板１０の第１変位拡大部１２０における変位部１２４の側面下端部に当接されている。従って、第２押圧部材３２は、変位部１２４つまり第１変位拡大部１２０の変位に連動して進退移動される。
同様に、第３押圧部材３３は、前記戻しバネ３３３によって、変位拡大板１０の第２変位拡大部１３０における変位部１３４の側面下端部に当接されている。従って、第３押圧部材３３は、変位部１３４つまり第２変位拡大部１３０の変位に連動して進退移動される。
なお、付勢手段１５のコイルバネ１５７のばね力は、各戻しバネ３１３，３２３，３３３の合計ばね力よりも大きくされ、各戻しバネ３１３，３２３，３３３が付勢手段１５の付勢に影響を与えないようにされている。
【００４６】
なお、アーム部１１２の下端は、変位拡大板１０の軸１１を回動中心として回動するが、その回動角度が僅かであり、かつ、アーム部１１２の下端は軸１１から離れているため、アーム部１１２の下端の移動はほぼ水平方向の移動とみなすことができる。また、ロッド受３１２のアーム部１１２に当接する端面は、曲面とされてアーム部１１２に対して点接触となるように構成されている。
従って、アーム部１１２の下端の移動軌跡が円弧状であっても、第１押圧部材３１はガイド部材２１に沿って水平方向に直線的に移動される。
【００４７】
同様に、各変位部１２４，１３４の下端も、第２ヒンジ部１２２，１３２を支点に円弧状に移動されるが、その回動角度が僅かであり、かつ、各変位部１２４，１３４の下端は第２ヒンジ部１２２，１３２から離れているため、変位部１２４，１３４の下端の移動はほぼ水平方向（圧電素子１７，１８が伸縮する上下方向に直交する方向）の移動とみなすことができる。また、ロッド受３２２，３３２の変位部１２４，１３４に当接する端面は、曲面とされて変位部１２４，１３４に対して点接触となるように構成されている。
従って、変位部１２４，１３４の下端の移動軌跡が円弧状であっても、第２押圧部材３２および第３押圧部材３３はガイド部材２２，２３に沿って水平方向に直線的に移動される。
【００４８】
前記ポンプケース５には、流路ブロック４０が取り付けられている。この流路ブロック４０と前記ガイドブロック２０との間には、ダイアフラム５０が介在されている。
流路ブロック４０は、図６に示すように、略直方体状に形成され、ガイドブロック２０に対向する面には、ケース当接面４１、ケース挿入面４２、凹部形成面４３が形成されている。ケース挿入面４２はケース当接面４１よりも突出して形成され、凹部形成面４３はケース挿入面４２よりも突出して形成されている。
【００４９】
凹部形成面４３には、上下方向に一列に並んだ３つの凹部４３１〜４３３が形成されている。さらに、各凹部４３１〜４３３を連通する溝４４４が形成されている。なお、本実施形態では、溝４４４をフライス加工で形成しているため、溝４４４の底面は中央の凹部４３３よりも深く形成されている。
また、凹部４３２には、流路ブロック４０の上端面に形成された液体吸入ポート４４に連通する吸入流路４４１が開口されている。一方、凹部４３１には、流路ブロック４０の下端面に形成された液体吐出ポート４５に連通する吐出流路４５１が開口されている。
なお、本実施形態では、図１に示すように、液体吸入ポート４４には、液体が入れられたシリンジを装着するシリンジホルダ４４２が取り付けられている。また、液体吐出ポート４５には、液吐出用のノズル４５２が取り付けられている。
【００５０】
さらに、流路ブロック４０の各面４１〜４３に対向する外周側の面４６には、凹部４７が形成されている。この凹部４７には、図１に示すように、押しブッシュ４７１およびワッシャ４７２が配置され、ストップリング（図示略）で固定されている。
【００５１】
また、ポンプケース５には、図７〜９にも示すように、２枚の側板６０が対向配置されて固定されている。前記流路ブロック４０は各側板６０間に配置されている。各側板６０には開口６１がそれぞれ形成されている。
開口６１には、ブロック取付ネジ６２に螺合されたステー６３が配置されている。ステー６３は、平面略長方形状とされ、その短辺側は円弧状に形成されている。そして、各側板６０の開口６１は上下にずれて形成されており、ブロック取付ネジ６２を回転させた際にステー６３を開口６１から取り外すことができるように構成されている。
ブロック取付ネジ６２の先端は、前記押しブッシュ４７１の孔に嵌入可能に構成されている。
【００５２】
従って、流路ブロック４０のケース挿入面４２部分をポンプケース５の開口内に挿入した状態で、ブロック取付ネジ６２の先端を押しブッシュ４７１の孔に嵌入し、さらにブロック取付ネジ６２を回転させてステー６３を各側板６０の開口６１内に配置することで、流路ブロック４０をポンプケース５に取り付けることができる。
逆に、ブロック取付ネジ６２を回転させてステー６３を各側板６０の開口６１内から外し、ブロック取付ネジ６２を手前側に引き出して側板６０間から取り外せば、流路ブロック４０をポンプケース５から容易に取り外すことができる。
【００５３】
ダイアフラム５０は、弾性変形可能なゴム（合成ゴム、天然ゴム）等で構成され、ケース挿入面４２と同じ平面形状とされている。ダイアフラム５０は、ガイドブロック２０と流路ブロック４０との間に挟持される。
特に、ケース挿入面４２よりも突出している凹部形成面４３とガイドブロック２０との間は最も間隔が狭くなるため、ダイアフラム５０は凹部形成面４３に圧接されて密着されている。
従って、高さ調整シム２４の厚さ寸法を変更することで、ガイドブロック２０と凹部形成面４３との間隔を調整でき、ダイアフラム５０の凹部形成面４３への密着力を容易に設定することができる。
【００５４】
また、各押圧ロッド３１１，３２１，３３１の先端は、前記凹部４３１〜４３３に合わせて球面状に形成されており、各押圧ロッド３１１，３２１，３３１を流路ブロック４０側に移動してダイアフラム５０を押圧した際には、ダイアフラム５０が各凹部４３１〜４３３内面に密着するように構成されている。
すなわち、押圧ロッド３１１でダイアフラム５０を押圧すると、凹部４３１にダイアフラム５０が密着し、吐出流路４５１および溝４４４間が塞がれて連通しない状態となる。従って、出口バルブが閉じられる状態となる。
また、押圧ロッド３２１でダイアフラム５０を押圧すると、凹部４３２にダイアフラム５０が密着し、吸入流路４４１および溝４４４間が塞がれて連通しない状態となる。従って、入口バルブが閉じられる状態となる。
なお、ダイアフラム５０は、各押圧ロッド３１１，３２１，３３１による押圧で弾性変形するため、その押圧を解除すれば元の状態つまり凹部４３１〜４３３から離れた状態に戻る。
【００５５】
さらに、押圧ロッド３３１でダイアフラム５０を押圧すると、凹部４３３とダイアフラム５０とで区画される計量空間（計量室）の容積が小さくなる。従って、凹部４３３部分の液は、溝４４４を介して移動することになる。
従って、上記各押圧部材３１，３２，３３を動作させることでポンプ駆動を実現できる。
【００５６】
［動作説明］
次に、液体吐出装置１の動作に関し、説明する。なお、以下の動作説明では、図１０〜１６をも利用して説明するが、図１２〜１６は、各部材の動作を分かりやすくするために、移動量を実際よりも大きくし、模式的に記載している。
本実施形態においては、ポンプケース５の上端に設けられたコネクタ８を介して接続される制御装置（図示略）によって圧電素子１７，１８を駆動制御することで、液体吐出装置１が駆動される。ここで、制御装置は、第１圧電素子１７に対しては、第１圧電素子用第１設定値から第１圧電素子用第２設定値までの電圧を印加可能に構成され、第２圧電素子１８に対しては、第２圧電素子用第１設定値から第２圧電素子用第２設定値までの電圧を印加可能に構成されている。さらに、本実施形態では、各第１設定値は電圧値「０」に設定され、第２設定値は使用する圧電素子１７，１８やその圧電素子１７，１８に求める変位量に応じて設定されている。
【００５７】
また、圧電素子１７，１８は、熱膨張係数が「０」またはマイナスの数値のものが利用されている。このため、各取付部１２６，１３６および圧電素子１７，１８間に、熱膨張係数の大きなアルミなどの材質からなるスペーサ１２７，１３７を挟んで接着し、温度が変化して圧電素子１７，１８の長さ寸法が変化してもその変化分をスペーサ１２７，１３７の長さ寸法の変化で補い、圧電素子１７，１８にスペーサ１２７，１３７を加えた長さ寸法は温度変化に関係なく常にほぼ一定となるように構成し、温度変化の影響を少なくするようにしている。
なお、上記のように温度変化に対応するには、圧電素子１７，１８とスペーサ１２７，１３７とが同じ温度に維持される必要がある。このため、圧電素子１７，１８およびスペーサ１２７，１３７と変位拡大板１０との間の隙間部分を、シリコン等の伝熱材で埋めて圧電素子１７，１８とスペーサ１２７，１３７とが同じ温度に維持されるように工夫している。
【００５８】
［原点状態］
運転開始前即ち液体吐出装置１の停止状態（原点状態）においては、制御装置は、圧電素子１７，１８に電圧を加えない。すなわち、制御装置は、圧電素子１７，１８に第１設定値の電圧を印加するが、本実施形態では第１設定値は電圧値「０」であるため、駆動信号の入力を行わない。この状態では、図１，１２に示すように、各ヒンジ部１２１，１２２，１２５，１３１，１３２，１３５が変形しないように構成されている。
そして、この状態では、変位拡大板１０が前記付勢手段１５の付勢力で図１中時計回りに付勢され、本体部１１０のアーム部１１２が時計回り方向に回動することで第１押圧部材３１がダイアフラム５０を押圧している。このため、ダイアフラム５０が凹部４３１に密着し、出口バルブが閉じられた状態とされている。
【００５９】
また、この際、第２押圧部材３２および第３押圧部材３３は、ダイアフラム５０を押圧しない位置に配置され、入口バルブは開かれ、かつ、凹部４３３およびダイアフラム５０間に形成される計量室は所定の容積を確保している。
すなわち、本実施形態の液体吐出装置１は、圧電素子１７，１８に電圧が印加されていない未駆動状態では、付勢手段１５の付勢力で出口バルブが閉じられ、入口バルブは開かれて計量室に液を供給できる状態とされている。
【００６０】
［計量工程］
次に、制御装置は、第１圧電素子１７に予め設定された電圧を印加する。第１圧電素子１７に所定の電圧を印加すると、第１圧電素子１７は、印加電圧に応じた寸法だけ伸長する。
第１圧電素子１７の長手方向寸法が長くなると、圧電素子１７が取り付けられた取付部１２３，１２６に互いに離れるが、各取付部１２３，１２６は、ヒンジ部１２１，１２２，１２５および変位部１２４を介して連結されているため、各ヒンジ部１２１，１２２，１２５が弾性変形し、変位部１２４および圧電素子１７は、下端側が変位部１２４側つまり第２押圧部材３２側に移動するように傾く。このため、図１０，１３に示すように、第２押圧部材３２はダイアフラム５０側に移動し、ダイアフラム５０を凹部４３２に密着させ、入口バルブを閉じる。
従って、出口バルブおよび入口バルブがともに閉じられる状態となるため、計量室内の液体も液体供給側および吐出側から区画される。このため、計量室の容積に応じて液体が計量されることになる。
【００６１】
［バルブ切替工程］
さらに、制御装置は、第１圧電素子１７に対する電圧印加を継続する。これにより、第１圧電素子１７がさらに伸長されると、第２押圧部材３２はすでにダイアフラム５０に押圧され、それ以上、ダイアフラム５０側には移動できないため、その反力によって付勢手段１５の付勢力に抗して変位拡大板１０全体が反時計方向、つまり付勢手段１５の付勢力で移動される方向とは逆方向に移動する。
このため、図１１，１４に示すように、第１押圧部材３１はダイアフラム５０から離れる方向に移動し、ダイアフラム５０が凹部４３１から離れるため、出口バルブが開かれる。従って、入口バルブが閉じられ、かつ出口バルブが開かれるため、バルブの切替動作が行われる。
【００６２】
［吐出工程］
次に、制御装置は、第１圧電素子１７に電圧を印加したまま、第２圧電素子１８に所定の電圧を印加する。すると、第２圧電素子１８は、印加電圧に応じて伸長し、この動作に伴い、各ヒンジ部１３１，１３２，１３５が弾性変形し、変位部１３４および圧電素子１８は、下端側が変位部１３４側つまり第３押圧部材３３側に移動するように傾く。このため、図１５に示すように、第３押圧部材３３がダイアフラム５０側に移動し、その移動に伴いダイアフラム５０および凹部４３３間の計量空間の容積が減少する。すると、この計量空間内に区画されていた液体は、入口バルブが閉じられ、出口バルブのみが開かれているため、溝４４４を介して凹部４３１側に移動し、さらに吐出流路４５１、吐出ポート４５を介してノズル４５２から吐出される。
なお、この吐出量は、計量空間の容積変化つまり第３押圧部材３３の移動量によって調整されるため、第２圧電素子１８に印加する電圧を制御することで容易に制御できる。
【００６３】
［バルブ切替＆吸入工程］
所定量の液体吐出が完了したら、まず、第１圧電素子１７への電圧印加を停止して、圧電素子１７を元の長さ寸法に戻す。すると、変位部１２４が反時計方向に移動するため、その分、付勢手段１５の付勢力で変位拡大板１０が時計回り方向に回動する。
この変位拡大板１０の時計回り方向に回動に伴い、図１６に示すように、第１押圧部材３１がダイアフラム５０側に移動して押圧し、出口バルブが閉じられる。そして、この出口バルブが閉じられた後も変位部１２４は反時計方向に変位し、第２押圧部材３２がダイアフラム５０から離れる方向に移動するため、ダイアフラム５０は凹部４３２から離れ、入口バルブが開かれる。従って、出口バルブが開から閉となり、入口バルブが閉から開となるため、バルブの切替が行われる。
【００６４】
また、制御装置は、前記出口バルブが閉じられるタイミングに合わせて第２圧電素子１８への電圧印加を停止する。すると、第２圧電素子１８も元の長さ寸法に戻り、変位部１３４が反時計方向に変位することに伴い、第３押圧部材３３がダイアフラム５０から離れる方向に移動する。すると、第３押圧部材３３で押圧されていたダイアフラム５０が凹部４３３から離れて計量空間の容積が拡大する。この際、前述の通り、入口バルブも閉から開に切り替えられているので、第３押圧部材３３の移動に伴って液体吸入ポート４４から凹部４３３部分つまり計量空間内に液体が吸入される。
そして、各部材は、図１や図１２に示す原点位置に戻る。
【００６５】
以上の動作を繰り返すことで、所定量ずつ液体が吐出される。また、液体の吐出量は、第２圧電素子１８の伸長量つまり印加電圧値によって精度良く制御できる。
なお、各圧電素子１７，１８への電圧印加を無くすには、圧電素子１７，１８に電圧を印加するための端子間を短絡して放電すればよい。
【００６６】
なお、第１圧電素子１７に電圧を印加し、変位拡大板１０が反時計方向に移動する際、第２圧電素子１８には電圧を印加してもよいし、しなくてもよい。電圧を印加しなければ、第３押圧部材３３も第１押圧部材３１と同様に、ダイアフラム５０から離れる方向に移動される。このため、第２圧電素子１８に電圧を印加し、第３押圧部材３３をダイアフラム５０側に移動して液体を吐出する際に、わずかに吐出が遅れる可能性がある。
そこで、液体吐出を遅れなく行うために、第１圧電素子１７に電圧を印加し、変位拡大板１０が反時計方向に移動する際、変位拡大板１０の回動に伴う第３押圧部材３３の移動量を打ち消す分だけ、第２圧電素子１８に電圧を印加して第３押圧部材３３をダイアフラム５０側に移動させ、ダイアフラム５０に対する第３押圧部材３３の位置を一定に保つように制御してもよい。
【００６７】
また、第３押圧部材３３の移動によって液体吐出を完了する際に、第１圧電素子１７への電圧印加を制御して第１圧電素子１７の長さを縮小し、付勢手段１５の付勢力で変位拡大板１０を時計回り方向に回動し、第１押圧部材３１を移動して出口バルブも同時に閉じるように制御してもよい。
【００６８】
さらに、前記説明では、図１４に示すように、バルブ切替を行った後に、第２圧電素子１８に電圧を印加して第３押圧部材３３を移動して液体吐出を行い、第２圧電素子１８に印加する電圧値で第３押圧部材３３の移動量を制御することで吐出量を調整していた。
これに対し、第１圧電素子１７に電圧を印加してから第２圧電素子１８に電圧を印加するまでの時間（タイミング）を調整することで、液体の吐出量を調整してもよい。
すなわち、第１圧電素子１７に電圧を印加して第２押圧部材３２が移動し始めた直後に、第２圧電素子１８に電圧を印加して第３押圧部材３３を移動させると、第２押圧部材３２で入口バルブが閉じられる前に、第３押圧部材３３がダイアフラム５０を押圧し、計量空間の容積が小さくなる。そのため、入口バルブが閉じた際に各バルブ間に区画される液体の量は、第１圧電素子１７に電圧を印加してから第２圧電素子１８に電圧を印加するまでの時間が短いほど少なくなる。従って、これらの電圧印加タイミングによって液体の吐出量を調整できる。
なお、この場合、入口バルブが閉じて、代わりに出口バルブが開いた際には、前記第３押圧部材３３で計量空間部分のダイアフラム５０が押されている。このため、計量空間内の液体は、即座に、吐出流路４５１、吐出ポート４５を介してノズル４５２から吐出される。従って、出口バルブが開いた際の負圧によって、ノズル４５２から液が吸い戻されることも防止できる。
【００６９】
［メンテナンス］
液体吐出装置１を介して供給する液体の種類を変更するためや、１日の作業が終了した場合など、液体の流路を洗浄する場合には、ブロック取付ネジ６２を回転させてステー６３を各側板６０の開口６１内から外し、流路ブロック４０およびダイアフラム５０をポンプケース５から取り外せばよい。本実施形態においては、液に接するのは、流路ブロック４０とダイアフラム５０のみであるため、これらを取り外して洗浄すれば、他の部品は分解する必要が無く、メンテナンス作業も容易に行うことができる。
ダイアフラム５０を交換する場合も同様の作業で容易に行うことができる。さらに、厚さ寸法の異なるダイアフラム５０に交換する場合も、前記高さ調整シム２４を適宜交換などすることで、ガイドブロック２０と流路ブロック４０間の間隔を調整すればよく、容易に行うことができる。
【００７０】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）圧電素子１７，１８を利用してダイアフラム５０を駆動して液体を吐出しているので、液体吐出装置１を小型、軽量、薄型化することができる。すなわち、サーボモータ、ソレノイド、カムなどの駆動機構を採用した場合に比べて、液体吐出装置１を容易に小型・軽量・薄型化できる。
従って、各種製品の生産ラインにおいて、接着剤や各種ペースト等の吐出に本実施形態の液体吐出装置１を利用する際にも、ロボットのアームに取り付けて、高速、高加速度で移動させることができ、生産ラインのタクトタイムの短縮を実現でき、生産性向上に寄与することができる。さらに、複数台の液体吐出装置１を並べて配置した場合もその配置スペースを小さくできる。
【００７１】
（２）圧電素子１７，１８は高速駆動が可能なため、例えば、１秒間に１０〜１００回以上の吐出動作が可能であり、エアシリンダ駆動に比べて高速に液体吐出動作を実現できる。さらに、圧電素子１７，１８は、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、ノズル４５２を細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、０．０１マイクロリットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。
その上、各押圧部材３１，３２，３３の動作は各圧電素子１７，１８への電圧制御でコントロールできるので、第２圧電素子１８への電圧印加による吐出工程の終了時に、第１圧電素子１７への電圧印加を制御して付勢手段１５による第１押圧部材３１の移動も同時に行って出口バルブを閉じる動作も同時に行うように制御することも容易に実行できる。そして、このような制御を行えば、吐出液の液切れを良くでき、液をきれいに飛ばすことができ、吐出量の精度を向上できかつ安定した吐出動作を実現でき、極微量の液体でも吐出できる。
【００７２】
（３）吐出液の液量は、吐出工程における第３押圧部材３３の移動量を第２圧電素子１８に加える電圧値で調整することで容易に設定変更できる。このため、吐出動作中であっても１回の吐出動作毎の吐出量を自動的に調整することができる。従って、例えば、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更しなければならない場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよい液体吐出装置１を提供できる。
【００７３】
（４）２つの圧電素子１７，１８の動作によって、第２押圧部材３２、第３押圧部材３３の駆動を制御するとともに、圧電素子１７，１８を支持する変位拡大板１０を付勢手段１５で時計回り方向に付勢して第１押圧部材３１をダイアフラム５０側に移動させるとともに、第２押圧部材３２がダイアフラム５０を押圧した後も圧電素子１７を伸長させることで、変位拡大板１０を付勢手段１５の付勢力に抗して反時計回り方向に回動し、第１押圧部材３１がダイアフラム５０から離れる方向に移動して第１押圧部材３１の駆動を制御している。
このように、本実施形態では、付勢手段１５によって変位拡大板１０をケース４，５に対して回動自在に設け、かつ、第１押圧部材３１をストロークの途中でダイアフラム５０に押圧させ、その反力を利用することで、２本の圧電素子１７，１８の駆動を制御するだけで３つの部材（第１〜３押圧部材３１，３２，３３）の駆動を制御できる。従って、３つの部材を３個の圧電素子で駆動する場合のように、圧電素子の配置や駆動制御が複雑になるという問題が生じることがなく、液体吐出装置１の製造コストも低減できる。
その上、圧電素子１７，１８が電圧印加で伸長した際に、変位部１２４，１３４とともに圧電素子１７，１８自体も傾斜するように構成したので、第１変位拡大部１２０、第２変位拡大部１３０の構成を非常にシンプルにでき、製造も容易でかつ、コストも低減できる。
【００７４】
（５）変位拡大板１０は、軸１１を中心に回動させているので、スライド移動させる場合に比べて位置決め精度を容易に向上でき、組立性も向上できる。
【００７５】
（６）圧電素子１７，１８が固定される変位拡大板１０を一体成形したので、各圧電素子１７，１８の伸縮に対応する変位部１２４，１３４の変位量を精度良く設定できる。このため、各第１〜３押圧部材３１，３２，３３の移動量を精度よく設定でき、微量の液体であっても高精度に吐出できる。
【００７６】
（７）各圧電素子１７，１８への印加電圧を「０」にした際に、液体吐出装置１が原点状態（停止状態）となるように設定したので、動作停止中に圧電素子１７，１８が発熱して温度が上昇することがない。このため、圧電素子１７，１８が温度変化の影響を受けてその変位量がばらつくことを防止でき、圧電素子１７，１８の変位量の精度つまり液体の吐出量の精度を向上できる。
【００７７】
（８）本実施形態では、第３押圧部材３３のストロークのみで液体の吐出量が設定されるため、外気温などによってケース４，５等が膨張しても吐出量の精度はその影響を受けず、極微量であっても精度の高い液量を吐出できる。
【００７８】
（９）高粘度の液体を高速で吐出するには、液体を高圧で押し出す必要があるが、駆動源として圧電素子１７，１８の機械的な駆動力を用いているので、エアシリンダを駆動源とした場合に比べて、駆動力が高くなり、液体を高速で吐出できる。
また、液体を基板等の被付着物より離れた上方から吐出できるので、液体吐出装置１の外部に赤外線等のセンサを設けることにより、吐出が行われたかを確認できる。
液体吐出装置１には、チェック弁を設けていないので、液体を加圧して送ることができる。従って、粘性の高い液体であっても液体吐出装置１内への供給が容易である。
【００７９】
（10）さらに、圧電素子１７，１８に電圧を印加していない場合には、付勢手段１５の付勢力で変位拡大板１０を付勢して第1押圧部材３１で押圧してダイアフラム５０を凹部４３１に密着させているので、出口バルブは付勢手段１５のバネ力で閉じられる。このため、ダイアフラム５０の厚さ寸法にバラツキがあったり、凹部形成面４３の位置が多少変化したとしても、前記付勢手段１５によってダイアフラム５０が凹部形成面４３に当接するまで付勢されるため、確実に出口バルブを閉じることができる。
すなわち、出口バルブは、電圧を印加しないときにバルブが閉じるノーマリークローズタイプのバルブとすることができる。また、バルブが閉じられている際のダイアフラム５０の凹部形成面４３への当接力も付勢手段１５のばね力のみで設定でき、出口バルブのクローズ状態を安定して維持できる。
【００８０】
（11）また、ダイアフラム５０を凹部形成面４３に押し付ける力を付勢手段１５のばね力のみで設定できるため、例えば、洗浄のためにダイアフラム５０や流路ブロック４０を取り外して再度取り付けた際に、その取付位置が微妙に異なる場合があるが、そのような微差があっても前記付勢手段１５でダイアフラム５０を凹部形成面４３に押し付けているので、ダイアフラム５０の押し付け力をほぼ一定にでき、この点でも出口バルブを安定して閉じておくことができる。このため、ダイアフラム５０の交換作業も容易に行うことができる。特に、接液部分であるダイアフラム５０は消耗品でもあるため、交換作業は必須であるが、その作業が容易に行えるため、メンテナンス性も向上できる。
【００８１】
（12）液に接するのは、流路ブロック４０とダイアフラム５０のみであるため、これらを取り外して洗浄すれば、ケース４，５内部は分解する必要が無く、洗浄などのメンテナンス作業も容易に行うことができる。
また、ブロック取付ネジ６２を用いて流路ブロック４０をポンプケース５に押し付けて取り付けているので、ブロック取付ネジ６２を回転してステー６３を側板６０から取り外すことで、流路ブロック４０やダイアフラム５０を取り出せばよいため、メンテナンス作業をより一層容易に行うことができる。
【００８２】
（13）圧電素子１７，１８に電圧を印加して伸長させない限り、付勢手段１５の付勢力が変位拡大板１０の各ヒンジ部１２１，１２２，１２５，１３１，１３２，１３５や、圧電素子１７，１８に加わることがなく、ヒンジ部１２１，１２２，１２５，１３１，１３２，１３５や圧電素子１７，１８に付勢手段１５の付勢力が加わることによる影響を軽減できる。
【００８３】
（14）出口バルブが閉じている状態では、第２押圧部材３２が伸長してダイアフラム５０を押圧して入口バルブを閉じてから、第1押圧部材３１によって出口バルブが開かれ、逆に、入口バルブが閉じている状態では、第２押圧部材３２が縮小して出口バルブが閉じられてから、第２押圧部材３２によって入口バルブを開かれる。このため、一方のバルブは必ず閉じられた状態にあり、液体吸入ポート４４と液体吐出ポート４５とが直接連通されることはなく、ポンプ動作を確実に実現できる。
【００８４】
（15）バネ押し部材１５８を操作することでコイルバネ１５７による付勢力を解除することができるため、ガイドブロック２０から押圧部材３１〜３３が突出していない状態でダイアフラム５０をセッティングできる。このため、押圧部材３１〜３３が突出した状態でダイアフラム５０をセットしていたために、ダイアフラムをセットしにくかった従来のダイアフラムポンプに対し、本実施形態の液体吐出装置１は、ダイアフラム５０を平らにセットできるので、ダイアフラム５０を容易に取り付けることができ、ダイアフラム５０の交換作業も簡単に行うことができる。
さらに、液体吐出装置１を使用していない際に、前記コイルバネ１５７による付勢力を解除しておけば、ダイアフラム５０に押圧部材３１〜３３による押圧力が加わることを解除できる。このため、ダイアフラム５０が押圧部材３１〜３３で常時押圧されている場合には、ダイアフラム５０に永久変形が生じ、ダイアフラム５０を交換する期間も短縮されてしまうが、本実施形態では液体吐出装置１の未使用時には押圧部材３１〜３３による押圧力が加わることがなく、ダイアフラム５０も永久変形し難くできる。このため、ダイアフラム５０を交換するまでの期間も長くでき、ダイアフラム５０の交換コストも低減できる。
【００８５】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態について図１７〜１９を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、前述する各実施形態と同一または同様の構成には適宜同一符号を付し、説明を省略または簡略する。
第２実施形態の液体吐出装置１Ｂは、ダイアフラム５０の代わりにチューブ７０を用いたチューブポンプである。そして、チューブ７０を押圧するための第１〜３押圧部材３１Ｂ〜３３Ｂや、変位拡大板１０Ｂ、付勢手段１５Ｂの構成や形状は前記第1実施形態と相違する部分もあるが、その動作は前記第1実施形態と同様のものである。
【００８６】
変位拡大板１０Ｂは、前記変位拡大板１０とほぼ同じ構成である。但し、第１ヒンジ部１２１Ｂ，１３１Ｂは、第１実施形態の第1ヒンジ部１２１，１３１よりも第２ヒンジ部１２２，１３２に近接して設けられ、第３ヒンジ部１２５Ｂ，１３５Ｂは、第１実施形態の第３ヒンジ部１２５，１３５よりも変位部１２４Ｂ，１３４Ｂから離れて設けられている。
このため、圧電素子１７，１８が同じ寸法分伸長した場合でも、前記ヒンジ部の位置関係によって第２実施形態の変位部１２４Ｂ，１３４Ｂおよび圧電素子１７，１８のほうが傾斜角度が大きく、その分、第２，３押圧部材３２Ｂ，３３Ｂの移動量も大きくなるように構成されている。
また、アーム部１１２Ｂおよび各変位部１２４Ｂ，１３４Ｂにおいて、第１〜３押圧部材３１Ｂ〜３３Ｂに当接する部分は円弧状の凹部とされている。
【００８７】
一方、チューブ７０を押圧する第１〜３押圧部材３１Ｂ〜３３Ｂは、押しロッド３１５，３２５，３３５と、チューブ押し部材３１６，３２６，３３６と、押しロッド３１５，３２５，３３５およびチューブ押し部材３１６，３２６，３３６を接続する接続ロッド３１７，３２７，３３７と、バネ座３１８，３２８，３３８と、押しロッド３１５，３２５，３３５およびバネ座３１８，３２８，３３８間に配置された戻しバネ３１９，３２９，３３９とを備えて構成されている。
【００８８】
ここで、チューブ押し部材３１６，３２６，３３６は、板状に形成され、チューブ７０を確実に押圧できるように構成されている。
また、押しロッド３１５，３２５，３３５において、アーム部１１２Ｂおよび各変位部１２４Ｂ，１３４Ｂに当接する部分は、アーム部１１２Ｂ、変位部１２４Ｂ，１３４Ｂが配置される溝が形成され、その溝の底面は円弧状に形成されて前記アーム部１１２Ｂおよび各変位部１２４Ｂ，１３４Ｂの凹部に当接されている。
【００８９】
また、ポンプケース５Ｂには一対のチューブ受け取付板７１が固定され、この取付板７１にはチューブ受けブロック７２が取付ネジ７３で固定されている。このチューブ受けブロック７２を挟んで一対のチューブセット７４が配置され、チューブ７０が挿通されている。
【００９０】
さらに、付勢手段１５Ｂは、バネケース１５１Ｂ、連結部材１５３Ｂ、調整バネ座１５５Ｂ、コイルバネ１５７、バネ押し部材１５８Ｂで構成されている。
このような付勢手段１５Ｂでは、バネケース１５１Ｂ内に螺合されたバネ押し部材１５８Ｂを回して、その軸方向の位置を調整することで、連結部材１５３Ｂおよび調整バネ座１５５Ｂ間の間隔を調整し、コイルバネ１５７による付勢力を調整することができる。
【００９１】
このような構成の液体吐出装置１Ｂにおいても、付勢手段１５Ｂの付勢力および圧電素子１７，１８の動作により、各第１〜３押圧部材３１Ｂ〜３３Ｂを進退移動させることができ、チューブ７０を順次押圧して液体吐出を実現できる。
例えば、第１押圧部材３１Ｂで出口バルブを開閉し、第２押圧部材３２Ｂで入口バルブを開閉し、第３押圧部材３３Ｂで各バルブ間のチューブつまり計量室を押圧するように設定すれば、前記第１実施形態と同じ動作で液体を順次吐出することができる。
【００９２】
このような第２実施形態の液体吐出装置１Ｂにおいても前記第１実施形態の液体吐出装置１と同様の作用効果を奏することができる。
【００９３】
なお、本発明は前記第１，２実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲の変形は本発明に含まれるものである。
［第１変形例］
例えば、前記第１，２実施形態では、変位拡大板１０，１０Ｂを、軸１１を中心に回動自在に配置していたが、スライド移動可能に設けてもよい。例えば、図２０に示すように、ダイアフラムポンプである液体吐出装置１Ｃにおいて、変位拡大板１０を案内するガイドレール８０を設け、かつ、ケース４および変位拡大板１０間に、変位拡大板１０をダイアフラム５０側に付勢する付勢手段としてのバネ８１を設ければよい。このような液体吐出装置１Ｃにおいても、圧電素子１７，１８に電圧を印加していない状態では、バネ８１の付勢力で変位拡大板１０がダイアフラム５０に移動し、第1押圧部材３１でダイアフラム５０を押圧して出口バルブを閉じた状態にできる。また、圧電素子１７に電圧を印加した場合には、変位部１２４の変位に応じて移動する第２押圧部材３２がダイアフラム５０を押圧することで入口バルブが閉じられた後、さらに圧電素子１７が伸長することによる反力で、前記バネ８１の付勢力に抗して変位拡大板１０がダイアフラム５０から離れる方向に移動されるため、第1押圧部材３１をダイアフラム５０から離れる方向に移動させて入口バルブを開くことができる。そして、この状態で第２圧電素子１８に電圧を印加して伸長させれば、第３押圧部材３３でダイアフラム５０を押圧し、液体を吐出できる。従って、前記第１実施形態と同様の動作で液体吐出を行うことができ、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００９４】
［第２変形例］
また、前記第２実施形態の液体吐出装置１Ｂでは、２つの圧電素子１７，１８を設けて３つの押圧部材３１Ｂ〜３３Ｂを動作させていたが、チューブを用いた場合、第３押圧部材３３Ｂを設けなくても液体吐出動作が可能である。すなわち、図２１に示すように、液体吐出装置１Ｄとして、第２圧電素子１８および第２変位拡大部１３０を設けずに、１つの圧電素子１７、変位拡大部１２０、本体部１１０によって、２つの押圧部材３１Ｂ，３２Ｂを駆動するように構成してもよい。
このような液体吐出装置１Ｄでは、第１押圧部材３１Ｂおよび第２押圧部材３２Ｂの一方を、液体吐出装置１Ｄの出口バルブとし、他方を、液体吐出装置１Ｄの入口バルブとすれば、チューブ７０内に液体を圧送し、各バルブの開閉を切り替えることで液体吐出動作を実現できる。
例えば、第１押圧部材３１Ｂを出口バルブとし、第２押圧部材３２Ｂを入口バルブとすれば、圧電素子１７に電圧を印加していない状態では付勢手段１５Ｂの付勢力によって第１押圧部材３１Ｂがチューブを押しつぶし、出口バルブを閉じた状態に維持し、一方、第２押圧部材３２Ｂは入口バルブを開いた状態に維持する。この状態でチューブ７０内に液体を圧送すれば、出口バルブが塞がれているため、出口バルブの上流側（入口バルブ側）のチューブ７０がふくらみ、液体が貯められる。そして、圧電素子１７に電圧を印加して圧電素子１７を伸長させ、第２押圧部材３２Ｂを移動してチューブ７０を押しつぶして入口バルブを閉じれば、入口バルブおよび出口バルブ間の膨らんだチューブ７０内に液体が区画される。さらに、圧電素子１７への電圧印加を継続し、圧電素子１７を伸長させると、第２押圧部材３２Ｂはチューブ７０を押しつぶしていてそれ以上移動できないため、本体部１１０および第１押圧部材３１Ｂが前記付勢手段１５Ｂの付勢力に抗してその付勢方向とは逆方向に移動し、第１押圧部材３１Ｂで塞がれていた出口バルブが開かれる。すると、液体で膨らんでいたチューブ７０が自身の弾性力で元の状態に戻ろうとするため、その内部の液体が吐出バルブから吐出される。
次に、圧電素子１７への電圧印加を中止して圧電素子が元の状態に縮小すると、前記付勢手段１５Ｂの付勢力で第１押圧部材３１Ｂがチューブ７０を押しつぶし、出口バルブが閉じられる。さらに、第２押圧部材３２Ｂが元の位置に戻るため、チューブ７０を開放し、入口バルブが開かれる。従って、液体吐出装置１Ｄでは、２つの押圧部材３１Ｂ，３２Ｂを動作させても液体吐出動作を実現できる。
【００９５】
［第３変形例］
また、前記各実施形態では、変位部１２４，１３４に第３ヒンジ部１２５，１３５および圧電素子第２端部取付部１２６，１３６を設け、この取付部１２３，１２６にスペーサ１２７，１３７を介して圧電素子１７，１８を取り付けていた。これに対し、図２２に示すように、第３ヒンジ部１２５，１３５を設けずに、変位部１２４Ａ，１３４Ａにスペーサ１２７，１３７を介して圧電素子１７，１８を取り付けてもよい。このような構成においても、第1ヒンジ部１２１，１３１、第２ヒンジ部１２２，１３２が形成されているため、圧電素子１７，１８が伸長するとヒンジ部１２１，１２２，１３１，１３２が弾性変形し、変位部１２４Ａ，１３４Ａおよび圧電素子１７，１８が傾き、各押圧部材３１Ａ〜３３Ａがダイアフラム５０側に移動する。
さらに、図２２に示すように、ポンプケース５およびガイドブロック２０Ａ間にコイルバネ２４１を配置し、このコイルバネ２４１の付勢力によってダイアフラム５０を凹部形成面４３に密着させてもよい。この場合、コイルバネ２４１の付勢力によって、ダイアフラム５０を凹部形成面４３に密着させる力を容易に設定することができる。また、ダイアフラム５０の厚み寸法がばらついていても、そのばらつきをコイルバネ２４１で吸収してダイアフラム５０を凹部形成面４３に確実に密着できる。
また、前記実施形態では、押圧ロッド３１１，３２１，３３１の長さが異なっていたが、図２２に示すように、同じ長さの押圧ロッドを用いてもよい。この場合、第１〜３押圧部材３１Ａ，３２Ａ，３３Ａのサイズおよび形状を同一にでき、部品種類を少なくできる。
さらに、前記実施形態では、押圧部材３１，３２をアーム部１１２、変位部１３４に直接当接させていたが、その構成に限らない。例えば、図２２に示すように、アーム部１１２Ａ、変位部１３４Ａにキャップ部材１４１を取り付け、このキャップ部材１４１に押圧部材３１Ａ，３２Ａを当接させてもよい。すなわち、キャップ部材１４１は、第１の端部が開口され、第２の端部が閉塞された筒状部材で構成されている。そして、キャップ部材１４１内部に接着剤１４２を充填後、アーム部１１２Ａ、変位部１３４Ａに形成された挿入部１４３をキャップ部材１４１内部に挿入し、キャップ部材１４１の位置を調整する。図２２では、変位部１２４Ａおよびキャップ部材１４１において、押圧部材３１Ａ，３２Ａ，３３Ａに当接する各面が揃うように、キャップ部材１４１の位置を調整し、接着剤１４２で固定している。このような構成であれば、変位拡大板１０のアーム部１１２Ａ、変位部１２４Ａ，１３４Ａの寸法精度が低い場合でも、キャップ部材１４１の取付位置を調整することで、変位部１２４Ａおよびキャップ部材１４１に当接する押圧部材３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの位置ずれを防止できる。
【００９６】
［第４変形例］
前記各実施形態や変形例では、ケース５に対して変位拡大板１０，１０Ｂを軸１１および軸受１２で回転可能に支持したり、ガイドレール８０でスライド可能に支持している。この場合、軸１１および軸受１２部分や、ピン１１３および連結部材１５３部分の転がり部や、ガイドレール８０部分の滑り部等の音の発生原因となる部分が存在する。このため、例えば、薬液バッグ等の容器に収容された薬液を、チューブを介して人体等へ輸送する医療用の点滴装置等に用いられる輸液ポンプでは、音の発生は点滴装置を使用している病人などにとって煩わしく、負担となるおそれがある。
そこで、本変形例の液体吐出装置１Ｅでは、図２３に示すように、変位拡大板１０Ｅ自体にバネ部を形成し、転がり部や滑り部を無くして音の発生を低減したものである。なお、本変形例では、液体吐出装置１Ｅとしてチューブ７０を用いたチューブポンプを例示している。
【００９７】
液体吐出装置１Ｅは、図２４の底面図にも示すように、一対の側板２０１を備えており、この側板２０１間にスペーサ２０２を介して変位拡大板１０Ｅがねじ止めされている。
変位拡大板１０Ｅは、図２２に示す変位拡大板１０と同様に、本体部１１０と、第１変位拡大部１２０と、第２変位拡大部１３０とを備えて構成されている。
本体部１１０は、変位拡大板１０の上部に設けられた基端部１１１と、この基端部１１１の一方の端部側から下方に向かって延長されたアーム部１１２Ａとを備える。さらに、本体部１１０は、基端部１１１の他方の他端部から上方側に連続して形成されたバネ部１１４と、バネ部１１４に連続して形成された固定部１１５とを備えて形成されている。
【００９８】
バネ部１１４は、互い違いに切れ込みが形成されてジグザグ形状に形成されている。また、固定部１１５には、複数のネジ穴１１６が形成されている。そして、変位拡大板１０Ｅは、固定部１１５に対応して設けられるスペーサ２０２間に配置され、側板２０１からスペーサ２０２を介して前記ネジ穴１１６にネジ２０３をねじ込むことで固定されている。
【００９９】
アーム部１１２Ａの挿入部１４３には、第1押圧部材である出口フィンガ２３１がエポキシ等の接着剤１４２で接着されている。
第１変位拡大部１２０の変位部１２４Ａには、第２押圧部材である入口フィンガ２３２がスプリングピンで固定されている。
第２変位拡大部１３０の変位部１３４Ａの挿入部１４３には、第３押圧部材である計量フィンガ２３３が接着剤１４２で接着されている。
【０１００】
出口フィンガ２３１、入口フィンガ２３２は、図２４にも示すように、平板状に形成され、その先端は図２３に示すように断面山形に形成され、チューブ７０を容易に押し潰すことができるように構成されている。
一方、計量フィンガ２３３の先端は、平らに形成されてチューブ７０に当接する面積が他のフィンガ２３１，２３２に比べて大きく設定されている。このため、計量フィンガ２３３でチューブ７０を押した際に、比較的大きな面積でチューブ７０を押すことができる。
【０１０１】
各側板２０１には、一対のチューブガイド２０５がネジ止めされている。各チューブガイド２０５は、略板状に形成され、図２３に示すように、上下方向に所定間隔離れて配置されて側板２０１に固定されている。このチューブガイド２０５には、チューブ７０を案内するガイド溝２０５Ａが形成されている。
チューブガイド２０５間には、チューブ押さえ２０６が配置されている。このチューブ押さえ２０６および各チューブガイド２０５には、シャフト２０７が架け渡されている。このため、チューブ押さえ２０６は、シャフト２０７を回転軸として回転可能とされている。また、チューブ押さえ２０６のシャフト２０７が配置された側とは反対側にはローレットネジ２０８が取り付けられている。このローレットネジ２０８は、チューブ押さえ２０６を貫通して、図示略のナットブロックにねじ込まれている。ナットブロックは側板２０１に固定されており、ローレットネジ２０８を締め付けると、チューブ押さえ２０６は図２３，２４に示すように、チューブ７０を押さえて所定位置に配置できる。また、ローレットネジ２０８を外すと、チューブ押さえ２０６を回動できるため、チューブ７０のセットや取り外しを容易に行うことができる。
【０１０２】
本変形例では、各圧電素子１７，１８に電圧を印加していない初期状態では、出口フィンガ２３１のみがチューブ７０を押し潰している。この際、変位拡大板１０Ｅのバネ部１１４が撓んで、出口フィンガ２３１に付勢力が加わり、チューブ７０を押圧するように、変位拡大板１０Ｅの取付位置や、出口フィンガ２３１の取付位置が調整されている。
従って、前記実施形態と同様に、各圧電素子１７，１８に適宜電圧を印加して、各フィンガ２３１〜２３３を移動することで、液体の吐出が行われる。
【０１０３】
本変形例によれば、変位拡大板１０Ｅに直接バネ部１１４を形成し、転がり部やすべり部を無くしているので、液体吐出装置１Ｅの駆動時の音の発生を非常に小さくできる。このため、患者に対する輸液ポンプとして本変形例を用いれば、作動音を非常に小さくできる。
また、バネ部１１４が設けられているので、チューブ７０に対して過剰な押圧力が加わることも防止でき、チューブ７０の長寿命化を図ることができる。
【０１０４】
［第５変形例］
第５変形例の液体吐出装置１Ｆは、図２５〜２８に示すように、第４変形例の液体吐出装置１Ｅに対し、計量フィンガ２３３を１つから２つに増やして計量室の容量を増やした点が相違する。そして、変位拡大板は、出口フィンガ２３１および入口フィンガ２３２を駆動するバルブ用の変位拡大板１０Ｆと、２つの計量フィンガ２３３を駆動する計量用の変位拡大板１０Ｇとを備えている。
変位拡大板１０Ｆは、第２変位拡大部１３０を備えていない点を除き、前記変位拡大板１０Ｅと同様の構成である。
従って、初期状態では、バネ部１１４により出口フィンガ２３１がチューブ７０を押し潰している。また、圧電素子１７が電圧印加により伸長すると、変位部１２４Ａが傾いて入口フィンガ２３２をチューブ７０側に移動する。入口フィンガ２３２がチューブ７０を押し潰してそれ以上移動できない状態でさらに圧電素子１７が伸長すると、その反作用でバネ部１１４が撓み、アーム部１１２Ａおよび出口フィンガ２３１がチューブ７０から離れる方向に移動する。
また、圧電素子１７が電圧印加停止により元の長さに戻ると、バネ部１１４の付勢力によって出口フィンガ２３１がチューブ７０を押し潰し、入口フィンガ２３２がチューブ７０を開放して元の状態に戻る。
【０１０５】
変位拡大板１０Ｇは、本体部２５０と、第１変位拡大部２６０と、第２変位拡大部２７０とを備えている。本体部２５０は、スペーサ２０２を介して側板２０１に固定されている。
各変位拡大部２６０，２７０は、それぞれ、第１ヒンジ部２６１，２７１と、第２ヒンジ部２６２，２７２と、圧電素子２６３，２７３と、変位部２６４，２７４とを備えている。
変位部２６４には、スプリングピンにより第１の計量フィンガ２３３が取り付けられている。また、変位部２７４には挿入部１４３が形成され、接着剤１４２により第２の計量フィンガ２３３が固定されている。なお、変位拡大板１０Ｇは、各計量フィンガ２３３を駆動する圧電素子２６３，２７３をそれぞれ設けているので、各計量フィンガ２３３をチューブ７０に押圧するための付勢力を加える必要が無く、変位拡大板１０Ｆのようにバネ部１１４を設ける必要がない。
従って、各圧電素子２６３，２７３に電圧を印加すれば、各計量フィンガ２３３は互いに独立して移動する。従って、計量室の容積の変化量に応じて各計量フィンガ２３３の移動量を個別に調整すればよい。例えば、吐出量が小さい場合は、一方の計量フィンガ２３３のみを移動し、吐出量が大きくなった場合は、両方の計量フィンガ２３３を移動するように制御してもよい。
【０１０６】
本変形例によっても、変位拡大板１０Ｆにバネ部１１４を設けているので、液体吐出装置１Ｆの動作音を非常に小さくできる。
また、複数の計量フィンガ２３３を配置駆動できるので、計量フィンガ２３３が１つの場合に比べて計量室の変化量つまりは吐出量の増加させることができる。
【０１０７】
［他の変形例］
さらに、本発明は前記各実施形態や各変形例に限定されない。
例えば、ダイアフラムポンプやチューブポンプなどの液体吐出装置１〜１Ｆにおける変位拡大板、付勢手段、押圧部材、流路ブロック等の形状、構成などは前記実施形態のものに限定されず、実施にあたって適宜設定すればよい。
また、前記実施形態では、付勢手段１５，１５Ｂで付勢される第１押圧部材３１，３１Ｂで出口バルブを開閉し、圧電素子１７で移動される第２押圧部材３２，３２Ｂで入口バルブを開閉していたが、逆に、第1押圧部材３１，３１Ｂで入口バルブを開閉し、第２押圧部材３２，３２Ｂで出口バルブを開閉するように構成してもよい。
【０１０８】
前記実施形態では、各圧電素子１７，１８は印加電圧値で制御していたが、例えば、変位拡大板１０，１０Ｂの変位部分に歪みゲージを設けたり、押圧部材の位置を検出するセンサなどを設けて、駆動状態を検出し、その検出値に基づいてフィードバック制御を行うように設定してもよい。
【０１０９】
また、本発明の液体吐出装置は、電子部品の製造装置に組み込んで利用してもよい。すなわち、電子部品の製造装置は、前述の液体吐出装置と、この液体吐出装置に液体を供給する液体供給手段と、前記液体吐出装置の駆動手段を制御する制御装置とを備えて構成され、前記液体供給手段から供給される液体を前記液体吐出装置を介してノズル４５２から吐出して電子部品を製造するものとすればよい。
このような電子部品の製造装置では、極微量の液体を精度良く移送できる前述の液体吐出装置を用いているので、前記ノズル４５２から極微量の液体を高精度に吐出できる。
【０１１０】
さらに、本発明の圧電駆動装置は、前記液体吐出装置の駆動源だけでなく、様々な機械の駆動源として利用できる。すなわち、圧電駆動装置は、複数の被駆動体を駆動する駆動源として広く利用できる。特に、一方の被駆動体は、付勢手段の付勢力で移動されるとともに、他方の被駆動体が圧電素子の伸長に伴って移動して対象物に当接した際に、その反力で前記付勢手段の付勢方向とは逆方向に移動されるため、各被駆動体を交互に駆動するような駆動源に特に適している。また、圧電駆動装置は、圧電素子を用いており、かつ、変位拡大機構によってある程度の変位量を確保できるため、小型の機器の駆動源に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１実施形態の液体吐出装置を示す縦断面図である。
【図２】前記第１実施形態の圧電駆動装置を示す拡大図である。
【図３】前記第１実施形態のポンプ部を示す拡大図である。
【図４】前記第１実施形態のポンプケースおよび変位拡大板を駆動部ケース側から見た側面図である。
【図５】前記第１実施形態の液体吐出装置における駆動部ケース側の側面図である。
【図６】前記第１実施形態の流路ブロックを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図である。
【図７】前記第１実施形態の液体吐出装置におけるポンプケース側の側面図である。
【図８】前記第１実施形態の液体吐出装置における上面図である。
【図９】図1のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１０】前記第１実施形態における計量工程を示す図である。
【図１１】前記第１実施形態におけるバルブ切替工程を示す図である。
【図１２】前記第1実施形態における原点状態を示す説明図である。
【図１３】前記第1実施形態における計量工程を示す説明図である。
【図１４】前記第1実施形態におけるバルブ切替工程を示す説明図である。
【図１５】前記第1実施形態における吐出工程を示す説明図である。
【図１６】前記第1実施形態におけるバルブ切替＆吸入工程を示す説明図である。
【図１７】本発明の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態の側面図である。
【図１９】図１７のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２０】本発明の第１変形例を示す縦断面図である。
【図２１】本発明の第２変形例を示す縦断面図である。
【図２２】本発明の第３変形例を示す縦断面図である。
【図２３】本発明の第４変形例を示す縦断面図である。
【図２４】本発明の第４変形例を示す底面図である。
【図２５】本発明の第５変形例を示す縦断面図である。
【図２６】本発明の第５変形例を示す縦断面図である。
【図２７】本発明の第５変形例を示す側面図である。
【図２８】本発明の第５変形例を示す底面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ…液体吐出装置、２…圧電駆動装置、３…ポンプ部、４…駆動部ケース、５…ポンプケース、６…駆動装置本体、１０，１０Ｂ…変位拡大板、１１…軸、１５，１５Ｂ…付勢手段、１７…第１圧電素子、１８…第２圧電素子、２０…ガイドブロック、２４…高さ調整シム、３１，３１Ｂ…第１押圧部材、３２，３２Ｂ…第２押圧部材、３３，３３Ｂ…第３押圧部材、４０…流路ブロック、４３…凹部形成面、４４…液体吸入ポート、４５…液体吐出ポート、５０…ダイアフラム、６０…側板、６２…ブロック取付ネジ、６３…ステー、７０…チューブ、７１…チューブ受け取付板、７２…チューブ受けブロック、８０…ガイドレール、８１…付勢手段であるバネ、１１０…本体部、１１１…基端部、１１２，１１２Ｂ…アーム部、１２０…第１変位拡大部、１３０…第２変位拡大部、１２１，１２２，１２５，１３１，１３２，１３５…ヒンジ部、１５７…コイルバネ、３１１，３２１，３３１…押圧ロッド、３１２，３２２，３３２…ロッド受、３１３，３２３，３３３…戻しバネ、３１５，３２５，３３５…ロッド、３１７，３２７，３３７…接続ロッド、３１９，３２９，３３９…戻しバネ、４３１〜４３３…凹部、４４１…吸入流路、４５１…吐出流路、４５２…ノズル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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