CN103402654A - 液体排出装置及液体排出方法 - Google Patents

Abstract

排出机构（101）具备：形成至少一部分由弹性部件（113）形成的存积室（110）、向存积室（110）内供给液体（201）的供给孔（116）、排出液体（201）的排出孔（117）的弹性排出体（105），以及使存积室（110）的容积增减的工作机构（114）；还具备：加压机构（102），对液体（201）施加压力以使向存积室（110）供给的液体的压力大于大气压；供给控制机构（103），控制是否向存积室（110）供给被加压的液体；以及工作控制部（104），控制工作机构（114）的动作。

Description

液体排出装置及液体排出方法

技术领域

本申请发明涉及将液体以液滴状排出的液体排出装置及液体排出方法，尤其涉及也能够适用于以分散状态含有固体的液体或高粘度的液体、且能够准确控制排出量的液体排出装置及液体排出方法。

背景技术

以往，作为印刷技术之一，有使油墨的液滴排出至准确的位置并在纸面上印刷像的喷墨技术。另外，近年来，该喷墨技术逐步应用于各种设备制造过程中的图案的形成或均匀薄膜的形成等。

进而，为了将喷墨技术广泛适用于字符或图形等印刷以外的领域，需要能够排出各种液体的液体排出装置。例如，为了以蓝色的发光二极管为光源来照射白色的光，需要在发光二极管的表面形成以分散状态包含微细的固态的荧光体而成的透明的树脂的层，需要用于排出含有固态物的液体的液体排出装置。另外，在半导体设备的制造过程中，需要排出高粘度的热硬化性树脂，需要以准确的量排出高粘度的液体的液体排出装置。

作为能够排出如上所述的各种液体的装置之一，例如能够例示专利文献1所记载的发明。专利文献1所记载的液体排出装置是一种能够改变容积的存积室，在以连通状态设有用于供给液体的供给孔和用于排出液体的的排出孔而成的存积室中存积排出对象的液体，通过在短时间内减少存积室的容积，能够从所述排出孔排出液体。

根据这种构造的液体排出装置，不存在刚体彼此摩擦的部分，因此不存在液体所包含的固体进入刚体之间而损伤刚体的情况，另外，由于缩小存积室的容积的力很强，因此即使是高粘度的液体也能够排出。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：特开2008－307466号公报

发明的概要

发明所要解决的课题

然而，所述构造的液体排出装置通过尽量填充液体直到排出孔的开口部为止，能够准确排出一定量的液体，但存在以下课题，即：由于液体的表面张力而布满排出孔，因此到液体充满排出孔整体为止的时间变长。另外，如果为了排出大量的液体而增大排出孔的内容积等，则到液体充满排出孔的时间进一步变长，因此难以在一定的时间内排出大量的液体。

另一方面，如果为了加快液体的填充而对液体施加压力来强制地供给液体，则在从供给孔经由存积室到排出孔而成为一系列的构造的所述液体排出装置中，存在由于供给的液体的压力而从排出孔漏出液体的危险性，难以在稳定的状态下得到高排出效率。

但是，本申请发明人经过专心实验和研究，结果发现了以下条件：在该条件下，即使在提高向存积室或排出孔供给的液体的压力的情况下，通过在适当的条件下停止向液体施加的压力，也能够减轻对精度造成的不良影响并以高速填充液体，而且不发生漏液等不良情况。

发明内容

本申请发明基于上述知识而做出，其目的在于，提供一种能够高速排出准确的量的液体的液体排出装置及液体排出方法。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，本申请发明所涉及的液体排出装置具备将液体作为液滴排出的排出机构，其特征在于，所述排出机构具备：形成至少一部分由弹性部件形成的存积室、与所述存积室连通且向所述存积室内供给液体的供给孔、将所述存积室内的液体排出的排出孔的弹性排出体，以及使所述存积室的容积增减的工作机构；该液体排出装置还具备：加压机构，对液体施加压力以使向所述存积室供给的液体的压力大于大气压；供给控制机构，控制是否向所述存积室供给被加压的液体；以及工作控制部，控制所述工作机构的动作。

另外，也可以是：所述排出体具备形成所述存积室的一部分的第一部件、以及设有所述排出孔的第二部件；所述弹性部件配置在所述第一部件与所述第二部件之间。

由此，能够将液体在加压的状态下向存积室供给，因此能够减轻对精度造成的不良影响而高速地以液体填充存积室及排出孔。另外，在液体的粘度高的情况下，也能够减轻对精度造成的不良影响而高速地填充存积室等。进而，通过由供给控制机构控制是否将被加压的液体（以下有时记作“加压供给液”）向存积室供给的定时，并且由工作控制部控制液体的排出定时，能够适当地调整排出的液体的量。

因此，能够不受液体的粘度的种类影响而排出准确的量的液体，另外，能够减轻对精度造成的不良影响而高速排出液体。

也可以是：所述加压机构对液体施加压力以使液体的压力处于稳定区域内。

由此，由于液体被加压机构加压以成为稳定区域内的压力，因此即使在供给控制机构的控制定时或工作控制部的控制定时发生若干误差的情况下，也不存在液体意外从流出孔漏出的情况。

在此，所谓稳定区域，依赖于液体的粘性和表面张力、排出孔的孔径和长度等，因此难以界定。

但是，本申请发明人反复专心实验，结果发现稳定区域指的是能够实现下述状态的区域。也就是说，在供给加压供给液的时间一定、且为了排出液体而使存积室的容积减少的条件为一定的条件时，在使加压供给液的压力（以下有时记作“供给液压”）变化的情况下，排出的液滴的飞行速度（有时也称为“液滴速度”）（严密地说，液滴由于空气阻力和切断液柱时（液体排出而成为液滴时排出的液体的液柱切断时）的旋转的力而减速，因此飞行速度表示规定区间的平均速度）为一定的供给液压的范围是稳定区域。

另外，确认到以下情况：在液滴的飞行速度一定的情况下，液体排出装置所排出的液滴的量一定。

进而，确认到以下情况：在供给液压被设定于稳定区域内的情况下，即使在供给控制机构的控制定时或工作控制部的控制定时发生若干误差的情况下，液滴的飞行速度一定，而且不存在液体意外从流出孔漏出的情况。

进而，也可以是：具备同步部，该同步部使所述供给控制机构使液体的供给开始的控制与所述工作控制部使液体排出的控制同步。

由此，在刚加压之后就将液体加压并供给，因此能够迅速地填充存积室及流出孔。

进而，也可以是：具备负压机构，该负压机构对所述液体施加负的压力，以使所述存积室内的液体的压力与大气压均衡。

由此，能够积极地使供给液体后的存积室内（包括排出孔）的液体的压力成为一定的值（例如大气压或其附近），因此能够将排出孔内（或者排出孔的开口端的外侧附近）的液面的状态（由于表面张力而细管内的液体的表面所成的凸状或者凹状的曲面的状态，所谓弯液面）或液面的位置维持为一定。

尤其是，在液体的供给源配置在比流出孔的开口部高的位置的情况等下由于供给的液体的液面的高度等原因而引起存积室内的压力变动的情况、或者液体排出装置周边的大气压发生变化的情况等下是有效的。

进而，也可以是：具备供给源，该供给源具有注射器和柱塞，在所述注射器内保持向存积室供给的液体；所述柱塞具备可挠部，该可挠部在柱塞的移动方向上具有可挠性；所述注射器在相对于所述柱塞与保持液体的保持室在相反侧具备密闭状的压力调整室；所述负压机构通过将所述压力调整室内的气体输送至所述压力调整室外来施加液体的负的压力。

由此，在负压机构通过调整压力调整室内的压力来尝试使液体的压力成为大气压或其附近的情况下，能够避免由于柱塞与注射器之间的摩擦阻力而难以准确调整液体的压力的情况。

即，柱塞所具备的可挠部与柱塞和注射器之间的摩擦阻力无关，而与压力调整室内的压力相对应地弯曲，因此能够使压力调整室内的压力直接作用于液体，能够准确调整液体的压力。

在该意义下，优选可挠部在小于柱塞与注射器之间的摩擦阻力的力下弯曲。

另外，为了达到上述目的，本申请发明所涉及的液体排出方法的特征在于，是使液体从液体排出装置排出的液体排出方法，该液体排出装置具备将液体作为液滴排出的排出机构，而且所述排出机构具备：形成至少一部分由弹性部件形成的存积室、与所述存积室连通且向所述存积室内供给液体的供给孔、将所述存积室内的液体排出的排出孔的弹性排出体，以及使所述存积室的容积增减的工作机构，该液体排出装置还具备：加压机构，对液体施加压力以使向所述存积室供给的液体的压力大于大气压；供给控制机构，控制是否向所述存积室供给被加压的液体；以及工作控制部，控制所述工作机构的动作；在所述液体排出方法中，使控制所述工作机构的动作的工作控制部通过控制所述工作机构而使液体排出的排出定时、与控制是否向所述存积室供给被加压的液体的供给控制机构使液体的供给开始的定时同步。

由此，能够向由于液体的排出而液体不足的存积室及排出孔在加压状态下供给液体，因此能够减轻对精度造成的不良影响而高速地以液体再次填充存积室及排出孔。进而，通过由工作控制部控制液体的排出定时，能够适当地调整排出的液体的量。

因此，能够不受液体的粘度的种类影响而排出准确的量的液体，另外，能够减轻对精度造成的不良影响而高速地排出液体。

进而，也可以是：在供给被加压的液体的期间即供给期间中，所述工作控制部控制所述工作机构而使液体排出。

由此，通过一边供给被加压的液体一边使液体排出，即使缩短排出的时间间隔也能够排出充分的量的液体，能够比较准确地供给大量的液体。

其中，实施用于使计算机执行所述液体排出方法所包括的各处理的程序也相当于本申请发明的实施。当然，实施记录有该程序的记录介质也相当于本申请发明的实施。

发明效果

根据本申请发明，能够针对多种多样的液体，以准确的量且高速地排出液体。

附图说明

图1是表示液体排出装置的概略结构的立体图。

图2是以分解状态表示液体排出装置的与液体的排出相关的部分的概略结构的立体图。

图3是概略地表示液体排出装置的与液体的排出相关的部分的外观的立体图。

图4是以部分截面表示液体排出装置的与液体的排出相关的部分的概略结构的图。

图5是表示液体排出装置的与液体的排出相关的部分的功能构成的框图。

图6是示意地以截面表示液体的排出动作时的排出机构的图，（a）表示排出紧前的状态，（b）表示刚排出后的状态。

图7是表示液体排出装置的动作的推移的时间图。

图8是表示实验结果的一例的图表。

图9是表示液体排出装置的动作的推移的时间图。

图10是以截面表示排出机构的其他方式的图。

具体实施方式

接着，参照附图说明本申请发明所涉及的液体排出装置及液体排出方法的实施方式。其中，以下实施方式不过是示出本申请发明所涉及的液体排出装置及液体排出方法的一例。因此，本申请发明以以下实施方式作为参考而通过权力要求书的记载限定范围，而不是仅仅由以下实施方式限定。

图1是表示液体排出装置的概略结构的立体图。

本实施方式所涉及的液体排出装置100是能够向被涂敷体204上的期望的位置排出液体201来形成图案的装置，具备工作头221和支持被涂敷体204的工作台231。

工作头221设有1个或者多个排出机构101（后述），通过被装置基座206支持的工作头移动装置202在主扫描方向（图1所示的X轴方向）上往返移动。工作台231同样通过被装置基座206支持的工作台移动装置203在副扫描方向（图1所示的Y轴方向）上往返移动。

液体排出装置100通过该结构，一边使工作头221与工作台231上的被涂敷体204相对移动，一边从工作头221上具备的排出机构101向被涂敷体204排出液体201，在被涂敷体204上形成期望的图案或均匀的膜等。

图2是以分解状态表示液体排出装置的与液体的排出相关的部分的概略结构的立体图。

图3是概略地表示液体排出装置的与液体的排出相关的部分的外观的立体图。

图4是以部分截面表示液体排出装置的与液体的排出相关的部分的概略结构的图。

图5是表示液体排出装置的与液体的排出相关的部分的功能构成的框图。

如这些图所示，液体排出装置100是能够将期望的液体201作为液滴以规定的量排出的装置，具备排出机构101、加压机构102、供给控制机构103、工作控制部104和供给源210。

排出机构101具备弹性排出体105和工作机构114，能够通过在短时间内缩小存积室110的容积，来将弹性排出体105的内部形成的存积室110中填充的液体201作为液滴排出。在本实施方式的情况下，弹性排出体105由第一部件111、第二部件112和弹性部件113形成。

第一部件111是弹性排出体105的一部分，且是形成存积室110的一部分的部件。第一部件111是还作为液体201的供给路径115发挥功能的管体，在前端部，形成有向前端面（在Z轴上第二部件112侧）面积逐渐变大的圆锥形状（锥形形状）的凹部。该凹部相当于存积室110的一部分（一方的部件）。另外，在与圆锥形状的凹部的顶点对应的部分，设有使供给路径115与存积室110连通的孔口状的供给孔116。第一部件111是通过与第二部件112来压缩弹性部件113的部件，由刚性比弹性部件113高的材质形成。例如第一部件111由不锈钢等形成。

第二部件112形成存积室110的其他部分（另一方的部件），是设有将存积室110内的液体201排出的排出孔117的部件。在本实施方式的情况下，第二部件112具备从排出孔117向第一部件111侧面积逐渐变大的锥形形状的凹部，以使第一部件111的凹部与第二部件112的凹部对置的状态配置，由此形成存积室110。第二部件112是与第一部件111同样压缩弹性部件113的部件，由刚性比弹性部件113高的材质、形状形成。例如第一部件111由不锈钢等形成。

弹性部件113配置在第一部件111与第二部件112之间，是用于使存积室110的容积变化的部件。在本实施方式的情况下，弹性部件113为薄板形状，介于所述两个凹部（第一部件111与第二部件112之间）的部分在厚度方向（Z轴方向）上以贯通状态设有与所述凹部对应的形状的孔。弹性部件113详细而言是具有以下特性的部件，上述特性包括：能够由工作机构114缩短第一部件111与第二部件112的距离的灵活性、能够防止构成存积室110的第一部件111与第二部件112的相对面的漏液的密封性、能够承受存积室110内的液体201的压力的强度、以及能够多次进行液体201的排出的恢复性，该弹性部件113例如由氟橡胶或硅橡胶等形成。另外，所述功能不仅通过材质也通过弹性部件113的形状（例如在XY平面看为环形）来实现，例如将弹性部件113设为在厚度100μm～300μm、优选为200μm程度的薄板状的部件的中央在厚度方向上设有内径1000μm程度的贯通孔而成的环形的部件，从而与弹性部件113的材质一起实现所述功能。

其中，存积室110、供给孔116、排出孔117的形状和大小（容积）根据作为排出对象的液体201的种类和排出的液滴的量来适当设计。例如，在将排出的液滴的体积设为数nl（例如3nl）的情况下，排出孔117的孔径为85μm程度，孔长为70μm程度，存积室110的弹性部件113附近成为直径1000μm程度的圆筒形状，供给孔116的孔径为110μm程度，孔长为700μm程度。另外，在将排出的液滴的体积设为数十nl（例如20nl）的情况下，排出孔117的孔径为100μm程度，孔长为100μm程度，存积室110的弹性部件113附近成为直径1500μm程度的圆筒形状。

在此，供给液体201的孔口状的供给孔116、存积室110及排出孔117配置在直线上，以减小对液体201的阻力。由此，容易将液体201向存积室110或排出孔117高速填充。

另外，第一部件111或第二部件112中的至少某一方（在本实施方式中为第二部件112）具备以包围弹性部件113的外周面的方式供弹性部件113嵌入的凹部。由此，在弹性部件113沿厚度方向弹性变形时，能够限制像该弹性部件113向存积室110的外侧逸出那样的变形。由此，抑制了因此弹性部件113在与厚度方向交叉的方向上变大而导致存积室110内的液体201的压力下降。

工作机构114是驱动器，在通常的状态（能够向存积室110供给液体201的通常状态）下，在Z轴方向上扩展存积室110而增大容积（参照图6（a）），在排出液体201时使第一部件111与第二部件112的距离相对缩小（参照图6（b）），压缩弹性部件113而产生使存积室110的容积减少的力。作为工作机构114，可以想到通过通过气压使第一部件111和第二部件工作的机构或通过电磁使第一部件111和第二部件工作的机构等，但考虑到装置的大小和响应速度，优选压电元件。尤其是，作为工作机构114优选层叠型压电体。在本实施方式的情况下，工作机构114通过供给电压来在第一部件111与第二部件112的距离变长的方向（Z轴方向）上产生力，伸缩方向（Z轴方向）的一端（上端）与第一部件111的外周面通过粘结剂等固定地牢固连接，另一端（下端）与第二部件112的一部分经由弹性部件113连接。其中，在本实施方式的情况下，工作机构114的另一端（下端）与由后述箱体119保持的第二部件112的一部分经由弹性部件113连接，而不是由粘结剂等固定地连接。

其中，在工作机构114沿Z轴方向收缩时，为了防止相对的第二部件112向Z轴方向的跟随定时相对于工作机构114的另一端（下端）偏差，（为了液体201的液滴的稳定排出以及防止向工作机构114的另一端（下端）与第二部件的接触面的漏液）也可以通过粘结剂固定工作机构114的另一端（下端）与第二部件112的一部分直接接触的部分。但是，不限于这些形状，例如也可以由能够通过提高施力机构120的弹性力（施力）来分离的机械构成进行固定。

具体而言，工作机构114通过对电极118施加电压，如图6（a）所示，使Z轴方向的长度伸长，解除电压的施加，如图6（b）所示，在Z轴方向收缩，由此能够使液体201排出。

另外，作为工作机构114的层叠型压电体以包围圆筒形状的第一部件111的周围的状态配置。即，作为工作机构114的层叠型压电体具备能够在留有间隙的状态下供第一部件111插通的贯通孔。通过将工作机构114设为这种形状，能够使介于第一部件111与第二部件112之间的弹性部件113在Z轴方向上相对均匀地伸缩。

在本实施方式的情况下，排出机构101还具备箱体119和施力机构120。

箱体119用于配置与工作机构114固定地连接的第一部件111，以及在隔着弹性部件113的位置上配置工作机构114和第二部件112，以能够分解的方式构成。

施力机构120具备经由箱体119将工作机构114向第二部件112按压的方向的弹性力。在本实施方式的情况下，施力机构120是盘形弹簧。

通过将排出机构101设为这种构成，通过分解箱体119，能够分解第一部件111以及工作机构114和第二部件112，在排出孔117堵塞的情况等下，能够简单地更换第二部件112而且能够简单进行清理等，能够提高维护性。另外，通过准备排出孔117或凹部的形状不同的第二部件112，能够按照液体201的种类来容易地更换第二部件112。

进而，由于弹性部件113也能够分离，因此在弹性部件113劣化的情况等下能够容易地更换，能够提高排出机构101整体的寿命。

供给源210保持向存积室110供给的液体201，在本实施方式的情况下，具备注射器211和柱塞212。

注射器211是筒状的容器，在内侧保持液体201，通过使柱塞212移动而能够将液体201以一定的压力向存积室110供给，具备保持液体201的保持室213、以及对柱塞212而言与保持室213位于相反侧的密闭状的压力调整室214。

柱塞212是活塞，在注射器211的内侧相对于注射器211滑动自由地配置，能够挤出注射器211内的液体201。在本实施方式的情况下，在柱塞212的一部分设有在柱塞212的移动方向上具有可挠性的可挠部215。在本实施方式的情况下，可挠部215是对柱塞212的移动方向上以贯通状态设置的孔的一端进行封闭的膜。

其中，也可以是：柱塞212整体具有可挠性，柱塞212整体作为可挠部215发挥功能。

以上方式的供给源210与泵等相比不发生脉动，因而是优选的。

加压机构102是对液体201施加压力以使向存积室110供给的液体201的压力大于大气压的装置。在本实施方式的情况下，供给源210由注射器211和柱塞212构成，因此加压机构102为能够导入对供给源210的压力调整室214加压的空气的装置。如上所述，加压机构102通过导入对压力调整室214加压的空气，使柱塞212相对于注射器211滑动，对液体201加压。

其中，加压机构102也可以不是产生加压空气的空气压缩机那样的装置，而是机械性地使柱塞212相对于注射器211移动的装置。例如，是通过弹簧等施力机构对柱塞212施加一定的力的装置等。另外，也可以使管泵等能够一边将液体201加压一边供给的泵承担加压机构102的功能。另外，也可以利用工厂等中具备的工厂空气源。

另外，在液体201中不包含挥发成分的情况下，也可以不使用柱塞而通过空气等直接对液体201进行加压，来将液体201供给至弹性排出体105的存积室110。

供给控制机构103是控制是否向存积室110供给被加压的液体201的装置。在本实施方式的情况下，供给控制机构103具备第一阀131和供给控制部132（参照图4、图5）。

第一阀131是设在连接加压机构102（空气压缩机、工厂空气源等）和压力调整室214的空气路径中的阀体，能够通过阀的开闭控制是否向压力调整室214导入加压空气。

在本实施方式的情况下，第一阀131为3端口阀（参照图4）。也就是说，如果使第一阀131成为闭的状态，则从加压机构102向压力调整室214供给的加压空气被阻断，并且切换为压力调整室214与其他路径连通。其他路径与后述第二阀181连接。进而，第二阀181与第一阀131同样是3端口阀，能够选择性地连接后述负压源107及大气和其他路径。其中，其他路径只要向大气压开放即可。

通过以上结构，如果将空气路径从与加压机构102连通切换至与负压源107连通，则压力调整室214与负压源107连通。在此，在将第一阀切换至其他路径时，使第二阀181成为将压力调整室214与大气连通的状态，能够仅以极少的时间减轻（除去）由加压机构102加压的压力调整室214的残压。该极少的时间为10～20msec（在图7、图9中未图示）。由此，停止向液体201加压以及向存积室110供给液体。

供给控制部132是由液体排出装置100所具备的计算机等主控制装置109实现的处理部，是控制第一阀131的开闭的处理部。

其中，在加压机构102是泵等的情况下，供给控制机构103也可以不是通过阀的开闭来控制液体201的供给，而是通过控制泵的动作和非动作来控制液体201的供给。

工作控制部104是控制工作机构114的动作的处理部。在本实施方式的情况下，由于工作机构114由压电元件构成，因此通过控制是否对工作机构114所具备的两个电极118施加电压，来控制工作机构114的动作。其中，工作控制部104也可以通过改变对工作机构114施加的电压来控制工作机构114的动作。

进而，在本实施方式的情况下，如图4、图5所示，液体排出装置100中具备负压机构180，在主控制装置109中设有同步部191。在本实施方式的情况下，负压机构180具备负压源107和负压供给控制机构108。

负压机构180是对液体201施加负的压力以使存积室110内的液体201的压力与大气压均衡的装置。例如在供给源210由注射器211和柱塞212构成的本实施方式这样的情况下，负压源107是能够从供给源210的压力调整室214导出气体（空气）的装置（例如排气泵、真空泵、真空排出器、工厂真空、真空箱等）。另外，负压源107也可以是大气（由开放端向大气暴露）。另外，负压供给控制机构108具备第二阀181和负压控制部182。如上所述，通过负压供给控制机构108，由负压控制部182控制第二阀181将负压源107与压力调整室214连通，从压力调整室214导出气体，由此能够实现作为注射器211及存积室110的外侧的气体的压力的大气压与液体201的压力之间的均衡。

其中，在此（参照图4），能够经由第一阀131和第二阀181双方将负压源107与压力调整室214连通，但本申请发明不限定于此。例如，也可以使第一阀131和第二阀181分别与压力调整室214连通。在该情况下，第一阀131或第二阀181也可以不是3端口阀。但是，在该情况下，需要注意不使加压机构102和负压源107同时与压力调整室214连通等、不使对压力调整室214的控制不稳定。

由此，能够积极地使存积室110以及排出孔117内的液体的压力成为一定的值（例如大气压及其附近），能够使所谓弯液面和液面的位置（高度）维持一定。因此，能够使存积室110及排出孔117中保持的液体201的体积一定，使排出的液体201的液滴的量（体积）一定，能够实现非常准确的量的排出。

尤其是，在本实施方式的情况下，由于在柱塞212设有可挠部215，因此能够将压力调整室214中的压力的细微变化敏感地传递至液体201，能够进行精细的调整以使液体201的压力与大气压均衡。

其中，负压机构180有时也可以不具备像真空泵那样的伴有排气的负压源107。例如，负压机构180也可以是能够变更配置供给源210的高度的装置，调整供给源210中存积的液体201的液面与存积室110的高度方向（Z轴方向）的位置关系，例如，使供给源210中存积的液体201的液面低于存积室110的高度，来使存积室110内的液体201的压力与大气压均衡以使存积室110中供给源210的液体201的水头压力不过度施加。

同步部191是调整从弹性排出体105的排出孔117排出液体201的定时和将被加压的液体201向存积室110供给的定时的处理部，通过在工作控制部104与供给控制部132之间分别交换信息来实现定时的调整。在本实施方式中，同步部191与负压控制部182之间也进行信息的交换，还实现对施加负压的定时的调整。

接着，说明上述构成的液体排出装置100的动作。

图7是表示液体排出装置的动作的推移的时间图。

首先，工作控制部104通过预先对工作机构114施加规定的电压（例如20V），使工作机构114在Z轴方向上伸长，使存积室110的容积增加（图6（a）的状态）。接着，在容积变大的存积室110内以及排出孔117中，经由供给孔116填充液体201，该供给孔116是液体201的供给入口，而且在刚要进入存积室110内之前暂时缩小流路直径。接着，工作控制部104在极短的时间（例如10μsec～10msec）中解除预先对工作机构114施加的电压。由此，工作机构114瞬间在Z轴方向上收缩（图6（b）的状态）。

工作机构114的上部侧与第一部件111固定性地连接，第二部件112侧被施力机构120按压，通过该工作机构114的收缩，第一部件111与第二部件112以相对接近的方式位移，因此介于第一部件111与第二部件112之间的弹性部件113收缩变形，存积室110的Z轴方向的空间相对缩小，由此对存积室110内的液体201施加压力。

由此，液体201从背压阻力（排出孔117侧的排出阻力）比作为存积室110的液体201的供给口的供给孔116小的排出孔117排出，向被涂敷体204作为液滴被排出。液滴在被涂敷体204的上表面以点状附着。

接着，同步部191将以下信息发送至供给控制部132，由此供给控制部132使第一阀131开放，该信息表示为了向存积室110内供给液体201而由工作控制部104向工作机构114施加了电压。

由此，加压状态的液体201从供给源210通过第一部件111的供给路径115，经由直径比该供给路径115小且孔径比存积室110的直径小的供给孔116，向存积室110内减轻对精度造成的不良影响地高速补充。其中，在该时刻，通过向工作机构114的电压施加而工作机构114在Z轴方向上伸长并使第一部件111移动，由此存积室110内的Z轴方向的空间变大而存积室110成为回到原来的容积的状态。

供给控制部132准确地控制将第一阀131维持为开状态的时间，该第一阀131是将液体201向存积室110加压供给的正压阀。例如，在排出的液体201的液滴的体积为数nl的情况下，维持第一阀131为开状态的时间是50msec程度。

在此，加压机构102对液体施加的压力优选为从稳定区域内选择的压力。稳定区域根据排出的液体201的量、存积室110、排出孔117的大小和形状而不同，但例如在排出的液体201的液滴的体积为数nl的情况下，加压机构102向压力调整室214导入的空气的压力为10kPa以上且30kPa以下的范围作为稳定区域存在。

另外，要决定液体排出装置100的固有的稳定区域，能够通过如下实验来求出。即，如图8所示，使加压机构102对液体201的供给压力以多个阶段变化，在供给压力的各阶段中使液体201排出，测定排出的液体201的液滴在规定区间中的平均速度（液滴的飞行速度）和液滴的量。结果，能够发现以下区域，在该区域中，即使使向存积室110供给液体的供给压力变化，液滴的速度和液滴的量也不大为变化。将该区域决定为稳定区域即可。

同样，关于向存积室110及排出孔117供给液体201的时间，在本实施方式的情况下，也可以预先决定供给控制部132将第一阀131维持为开状态的时间。例如，使供给时间以多个阶段变化，在液体201的供给时间的各阶段中使液体201排出，测定排出的液滴在规定区间中的平均速度和液滴的量。结果，能够发现以下区域，在该区域中，即使供给时间变化，液滴的速度或液滴的量也不大为变化。也将该区域决定为供给时间中的稳定区域即可。因此，在希望加快液体201的排出周期的情况下，从稳定区域中选择较短的时间即可。

接着，同步部191将以下信息发送给负压控制部182，由此负压控制部182使第二阀181开放，该信息表示供给控制部132解除了第一阀131的开状态（使第一阀131成为闭状态）。由此，存积室110或排出孔117中填充的液体201被负压吸引而成为稳定状态。也就是说，排出孔117中由于液体201的表面张力而细管（排出孔117）内的液体201的表面所成的面即弯液面的状态稳定，存积室110及排出孔117中填充的液体201的量稳定。由此，抑制了液体201从排出孔117漏出。

再次，工作控制部104通过解除对构成工作机构114的压电元件施加电压来使工作机构114收缩，由此能够排出与之前排出的液滴的量大致相同量的液滴。

在此，所谓大致相同量，指的是在排出的液滴的量为数nl的情况下仅发生小于1％的误差的状态。现在，液滴的量的误差为测定极限以下，误差预想为大约0．01％以下。另外，以往的装置中的液滴的量的误差为3％左右。

其中，在图7中，将第二阀181维持开状态的时间设为50msec，但该时间不特别限定，在希望缩短排出周期的情况下，可以缩短时间。

如上所述，通过在排出液体201后，将稳定区域内的压力的液体201向存积室110及排出孔117供给，能够以极短的时间（msec级以下）填充液体201。另外，稳定区域是与大气压相比充分高的压力，因此即使大气压变动，也能够以良好的再现性来填充相同量的液体201。

因此，能够缩短作为排出液体201的间隔的排出周期，能够在短时间内将液体201作为多个液滴排出。另外，填充至排出孔117中的液体201的量稳定，因此排出的液体201的量一定，能够将准确的量的液体201涂敷至被涂敷体204。

进而，通过该液体201的加压供给，能够向存积室110及排出孔117减轻对精度造成的不良影响地高速供给液体201，因此能够增大存积室110及排出孔117的容量，由于进行加压供给的控制来供给液体201以使排出孔117中的弯液面的状态稳定，由工作机构114排出该加压的液体201，因此能够准确地排出更大量的液体。

另外，排出机构101中不存在刚体在液体201所通过的部分滑动或抵接的部分，因此即使是固体在液体中分散而成的液体201，也能够稳定地排出。

其中，本申请发明不限定于上述实施方式。例如，也可以将任意组合本说明书中记载的结构要素或者除去若干结构要素而实现的其他实施方式作为本申请发明的实施方式。另外，针对上述实施方式在不脱离本申请发明的主旨、即权利要求中记载的范围所示的含义的范围内施加由本领域技术人员想到的各种变形而得到的变形例也包含在本申请发明中。

例如，也可以是：如图9所示，在供给控制部132开启第一阀131、向存积室110及排出孔117供给液体201的期间，工作控制部104使工作机构114工作1次或多次来排出液体201。

在该情况下，如果使液体201的排出的间隔一定，则能够排出大致准确的量的液体201。在向被涂敷体204的一个部位排出多个液滴的情况下这是有效的，能够在一个部位涂敷液体201的液滴的量以上的液体201。

另外，弹性排出体105的形状不限定于上述实施方式。例如如图10所示，也可以是如下的弹性排出体105，矩形箱形状的弹性排出体105的至少一面由弹性部件113（图10中两面为弹性部件113）形成。在该情况下，也可以是：通过配置在箱体119与弹性部件113之间的工作机构114直接使弹性部件113变形来使存积室110的容积增减，排出从供给路径115供给并经由供给孔116填充至存积室110及排出孔117中的液体201。

另外，既可以在加压机构102中设置调整压力（正压）的调压机构（调整器等），也可以在负压机构180中设置调整压力（负压）的调压机构（调整器等）。

工业实用性

本申请发明无论液体的种类如何，都能够高速地排出准确的量的液滴，因此能够适用于例如为了液晶面板、电路基板、LED元件等各种设备的制造而形成各种图案或均匀薄膜的工序。另外，能够适用于在LED元件等的荧光体涂敷工序中排出分散有固态的荧光体的液体来形成膜的工序，该膜使得从单色的发光体发出白色光。

标记说明

100 液体排出装置

101 排出机构

102 加压机构

103 供给控制机构

104 工作控制部

105 弹性排出体

107 负压源

108 负压供给控制机构

109 主控制装置

110 存积室

111 第一部件

112 第二部件

113 弹性部件

114 工作机构

115 供给路径

116 供给孔

117 排出孔

118 电极

119 箱体

120 施力机构

131 第一阀

132 供给控制部

180 负压机构

181 第二阀

182 负压控制部

191 同步部

201 液体

202 工作头移动装置

203 工作台移动装置

204 被涂敷体

206 装置基座

210 供给源

211 注射器

212 柱塞

213 保持室

214 压力调整室

215 可挠部

221 工作头

231 工作台

Claims (8)

1.一种液体排出装置，具备将液体作为液滴排出的排出机构，

所述排出机构具备：

弹性排出体，形成至少一部分由弹性部件形成的存积室、与所述存积室连通且向所述存积室内供给液体的供给孔、将所述存积室内的液体排出的排出孔；以及

工作机构，使所述存积室的容积增减；

该液体排出装置还具备：

加压机构，对液体施加压力以使向所述存积室供给的液体的压力大于大气压；

供给控制机构，控制是否向所述存积室供给被加压的液体；以及

工作控制部，控制所述工作机构的动作。

2.如权利要求1所述的液体排出装置，

所述排出体具备：

第一部件，形成所述存积室的一部分；以及

第二部件，设有所述排出孔；

所述弹性部件配置在所述第一部件与所述第二部件之间。

3.如权利要求1所述的液体排出装置，

所述加压机构对液体施加压力以使液体的压力处于稳定区域内。

4.如权利要求1所述的液体排出装置，还具备：

同步部，使所述供给控制机构使液体的供给开始的控制与所述工作控制部使液体排出的控制同步。

5.如权利要求1所述的液体排出装置，还具备：

负压机构，对所述液体施加负的压力，以使所述存积室内的液体的压力与大气压均衡。

6.如权利要求5所述的液体排出装置，还具备：

供给源，具有注射器和柱塞，在所述注射器内保持向存积室供给的液体；

所述柱塞具备可挠部，该可挠部在柱塞的移动方向上具有可挠性；

所述注射器在相对于所述柱塞与保持液体的保持室在相反侧具备密闭状的压力调整室；

所述负压机构通过将所述压力调整室内的气体输送至所述压力调整室外来施加液体的负的压力。

7.一种液体排出方法，使液体从液体排出装置排出，该液体排出装置具备将液体作为液滴排出的排出机构，而且所述排出机构具备形成至少一部分由弹性部件形成的存积室、与所述存积室连通且向所述存积室内供给液体的供给孔、将所述存积室内的液体排出的排出孔的弹性排出体，以及使所述存积室的容积增减的工作机构，该液体排出装置还具备：加压机构，对液体施加压力以使向所述存积室供给的液体的压力大于大气压；供给控制机构，控制是否向所述存积室供给被加压的液体；以及工作控制部，控制所述工作机构的动作；

所述液体排出方法使控制所述工作机构的动作的工作控制部通过控制所述工作机构而使液体排出的排出定时、与控制是否向所述存积室供给被加压的液体的供给控制机构使液体的供给开始的定时同步。

8.如权利要求7所述的液体排出方法，

在供给被加压的液体的期间即供给期间中，所述工作控制部控制所述工作机构而使液体排出。

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