CN112297630B - 液体喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供作业效率高的液体喷射装置。液体喷射装置其特征在于，具备：喷嘴，喷射液体；液体输送管，将液体输送至所述喷嘴；以及振动生成部，生成振动，所述振动生成部与液体、所述喷嘴及所述液体输送管中的任一方接触，将在所述振动生成部未生成振动的状态下，从所述喷嘴喷射出的液体变为多个液滴进行飞行而单位时间通过规定位置的所述液滴的个数设为液滴频率时，所述振动生成部生成的振动的频率为所述液滴频率以下。

Description

液体喷射装置

技术领域

本发明涉及液体喷射装置。

背景技术

已知一种液体喷射装置，其通过从喷嘴喷射加压后的液体，使之与作业对象物碰撞，从而对作业对象物进行清洗、去除毛刺、剥离、削片等作业。

例如，在专利文献1中公开了一种通过在加压为高压的液体中混入气体并从喷嘴喷射而破坏射流结构，从而作为液滴与对象物碰撞来进行材料加工等的方法。若像这样地使液滴与作业对象物碰撞，则能够更加提高每单位时间对于对象物表面的冲蚀量。

专利文献1：日本专利特开平08-257997号公报

由液滴带来的冲蚀作用、即喷射出的液体作为液滴碰撞到作业对象物时每一发液滴的冲蚀量能够通过冲击压和液滴直径进行定量。

其中，冲击压取决于液体的喷射流量和喷嘴直径。具体而言，为了提高冲击压，需要增加喷射流量或者缩小喷嘴直径来提高液滴速度。然而，若增加喷射流量，则喷射出的大量液体飞溅，视野变差，或对周围的设备类造成不良影响。这样一来，存在作业效率降低的问题。

于是，考虑缩小喷嘴直径。但是，如前所述，液滴的作业效率也受液滴直径左右。若液滴直径增大则能够加速提高作业效率。

然而，若像前述那样缩小喷嘴直径，则随之液滴直径缩小。这样一来，由液滴直径带来的对作业效率的贡献减小，无法充分提高作业效率。

发明内容

本发明的应用例所涉及的液体喷射装置其特征在于，具备：喷嘴，喷射液体；液体输送管，将液体输送至所述喷嘴；以及振动生成部，生成振动，所述振动生成部与液体、所述喷嘴及所述液体输送管中的任一方接触，将在所述振动生成部未生成振动的状态下，从所述喷嘴喷射出的液体变为多个液滴进行飞行而单位时间通过规定位置的所述液滴的个数设为液滴频率时，所述振动生成部生成的振动的频率为所述液滴频率以下。

附图说明

图1是示出第一实施方式所涉及的液体喷射装置的概念图。

图2是示出图1所示的液体喷射装置的喷嘴单元的剖视图。

图3是示意性地示出从液体喷射装置喷射出的液体的形状的侧视图。

图4是通过高速相机拍摄到液滴流区域时的图像的一个例子。

图5是示出以驱动频率驱动图2所示的压电元件时驱动频率与液滴直径的关系的图表。

图6是示出以驱动频率驱动图2所示的压电元件时驱动频率与液滴直径的关系的图表。

图7是示出以驱动频率驱动图2所示的压电元件时驱动频率与液滴直径的关系的图表。

图8是示出以驱动频率驱动图2所示的压电元件时驱动频率与液滴直径的关系的图表。

图9是示出第二实施方式所涉及的液体喷射装置的概念图。

图10是示出第二实施方式所涉及的液体喷射装置的第一变形例的剖视图。

图11是示出第二实施方式所涉及的液体喷射装置的第二变形例的剖视图。

图12是示出第二实施方式所涉及的液体喷射装置的第三变形例的概念图。

图13是示出第二实施方式所涉及的液体喷射装置的第四变形例的概念图。

附图标记说明

1…液体喷射装置、2…喷嘴单元、3…液体容器、4…液体供给管、5…输液泵、6…控制部、22…喷嘴、24…液体输送管、26…振动生成部、26A…振动生成部、26B…振动生成部、26C…振动生成部、26D…振动生成部、26E…振动生成部、62…压电元件控制部、64…泵控制部、66…存储部、220…喷嘴流路、240…液体流路、241…X轴延伸部、242…Z轴延伸部、243…第一弯曲部、244…第二弯曲部、245…第三弯曲部、261…壳体、261a…第一外壳、261b…第二外壳、261c…第三外壳、262…压电元件、263…增强板、264…隔膜、265…容纳室、266…液体室、267…出口流路、268…入口流路、269…支承体、291…布线、292…布线、B1…箭头、B2…箭头、C…高速相机、IMG1…图像、IMG2…图像、IMG3…图像、L…液体、L1…射流、L2…液滴、L21…液滴、LB…光、LS…照明部、P1…支点、P2…力点、R1…连续流区域、R2…液滴流区域、S…移动距离、W…作业对象物。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的液体喷射装置的优选实施方式详细进行说明。

1.第一实施方式

首先，对第一实施方式所涉及的液体喷射装置进行说明。

图1是示出第一实施方式所涉及的液体喷射装置的概念图。图2是示出图1所示的液体喷射装置的喷嘴单元的剖视图。

图1所示的液体喷射装置1具备喷嘴单元2、贮存液体L的液体容器3、将喷嘴单元2与液体容器3相连的液体供给管4、输液泵5以及控制部6。这样的液体喷射装置1通过从喷嘴单元2喷射液体L，使之与作业对象物W碰撞，从而进行各种作业。各种作业例如可列举有清洗、去除毛刺、剥离、削片等。

下面，对液体喷射装置1的各部进行详述。

1.1喷嘴单元

如图2所示，喷嘴单元2具备：喷嘴22、液体输送管24以及振动生成部26。其中，喷嘴22使液体L朝向作业对象物W喷射。另外，液体输送管24是将喷嘴22与振动生成部26相连的流路。该液体输送管24将液体L从振动生成部26输送至喷嘴22。而且，振动生成部26对通过液体供给管4从液体容器3供给而来的液体L施加箭头B1所示那样的振动。通过像这样地对液体L施加振动，从而从喷嘴22喷射的液体L的压力周期性地变动。由此，当从喷嘴22喷射的液体L变成液滴L2时，成为更大直径的液滴L2。其结果，通过使液滴L2直径增大，能够增加每一发液滴的冲蚀量。

需要指出，在本申请的各图中，为方便说明而将连接喷嘴22与作业对象物W的轴设为X轴，将与振动生成部26的连接部附近的液体供给管4的、与X轴正交的轴设为Z轴。另外，将与X轴和Z轴双方正交的轴设为Y轴。另外，将X轴中从喷嘴22朝向作业对象物W的方向设为X轴正侧或前端侧，将其相反方向设为X轴负侧或基端侧。而且，将Z轴中从液体供给管4朝向液体输送管24的方向设为Z轴正侧，将其相反方向设为Z轴负侧。

下面，对喷嘴单元2的各部进行详述。

喷嘴22安装于液体输送管24的前端部。喷嘴22在其内部具备供液体L通过的喷嘴流路220。在喷嘴流路220中，其前端部的内径小于基端部的内径。在液体输送管24内朝向喷嘴22输送而来的液体L通过喷嘴流路220成形为细流状而被喷射。需要指出，图2所示的喷嘴22与液体输送管24既可以为分开的部件，也可以是一体的。

液体输送管24是将喷嘴22与振动生成部26相连的管体，在其内部具备输送液体L的液体流路240。前述喷嘴流路220经过液体流路240而与液体供给管4连通。液体输送管24既可以是直管，也可以是弯曲管。

喷嘴22及液体输送管24只要具有在喷射液体L时不变形的程度的刚性即可。作为喷嘴22的构成材料，例如可列举金属材料、陶瓷材料、树脂材料等。作为液体输送管24的构成材料，例如可列举金属材料、树脂材料等，特别优选使用金属材料。

喷嘴流路220的内径根据作业内容、作业对象物W的材质等而适当选择，作为一个例子，优选为0.05mm以上且1.0mm以下，更优选为0.10mm以上且0.30mm以下。

振动生成部26具备壳体261、设置于壳体261内的压电元件262和增强板263、以及隔膜264。

壳体261呈箱状，并包括第一外壳261a、第二外壳261b以及第三外壳261c各个部位。第一外壳261a及第二外壳261b分别呈具备从基端向前端贯通的贯通孔的筒状。此外，隔膜264夹在第一外壳261a的基端侧的开口与第二外壳261b的前端侧的开口之间。隔膜264例如为具有弹性或可挠性的膜状的部件。

第三外壳261c呈板状。此外，第三外壳261c结合于第二外壳261b的基端侧的开口。由第二外壳261b、第三外壳261c及隔膜264形成的空间为容纳室265。压电元件262及增强板263容纳于容纳室265。压电元件262的基端连接于第三外壳261c，压电元件262的前端隔着增强板263而连接于隔膜264。

另外，第一外壳261a所具有的贯通孔从基端朝着前端贯通。这样的贯通孔包括内径相对大的基端侧的区域和内径相对小的前端侧的区域。液体输送管24从前端侧的开口插入其中内径小的区域。另外，成为隔膜264从基端侧覆盖内径大的区域的状态。于是，由内径大的区域与隔膜264形成的空间为液体室266。

而且，液体室266与液体输送管24之间的空间为出口流路267。另一方面，不同于出口流路267的入口流路268与液体室266连通。入口流路268的一端与液体室266连通，前述的液体供给管4从Z轴负侧插入入口流路268的另一端。由此，液体供给管4的内部流路与入口流路268、液体室266、出口流路267、液体流路240及喷嘴流路220连通。其结果，通过液体供给管4供给到入口流路268的液体L依次经由液体室266、出口流路267、液体流路240及喷嘴流路220而喷射。

从压电元件262经由壳体261引出布线291。通过该布线291而使压电元件262与控制部6电连接。通过从控制部6供给的驱动信号，压电元件262基于逆压电效应以沿着X轴伸长或收缩的方式振动。若压电元件262伸长，则隔膜264被压向X轴正侧。因此，使液体室266的容积减少，液体室266内的压力上升。这样一来，液体室266内的液体L被送入出口流路267，喷射喷嘴流路220内的液体L。另一方面，若压电元件262收缩，则隔膜264被拽向X轴负侧。因此，使液体室266的容积扩大，液体室266内的压力降低。这样一来，入口流路268内的液体L被送入液体室266内。

通过像本实施方式这样，在喷嘴单元2的内部构成振动生成部26并在液体L的喷射方向上生成这样的振动，从而液体L的喷射方向不易从X轴上偏离。也就是，即使因振动生成部26所生成的振动而使液体L产生脉动流，也不易在液体L的喷射方向中包含沿着Y轴的分量、沿着Z轴的分量。因此，液滴L的飞行路径的精度提高，作业范围的精度也容易提高。其结果，以这种角度来看也能够提高作业效率。

压电元件262的振动模式只要是能使隔膜264沿着X轴位移的振动模式，则既可以是周期模式也可以是非周期模式。在周期模式时，频率既可以是一定的，也可以变动。另外，压电元件262既可以是沿着X轴进行伸缩振动的元件，也可以是进行弯曲振动的元件。

压电元件262例如具备压电体和设置于压电体的电极。作为压电体的构成材料，例如可列举：锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、钨酸钠、氧化锌、钛酸锶钡(BST)、钽酸锶铋(SBT)、偏铌酸铅、钪铌酸铅等压电陶瓷等。

压电元件262可以用能使隔膜264位移的任意的元件、机械要素代替。作为这类元件或机械要素，例如可列举：磁致伸缩元件、电磁致动器、电机和凸轮的组合等。

需要指出，壳体261具有在液体室266内的压力上升或降低时不变形的程度的刚性即可。

另外，图2所示的振动生成部26设置于液体输送管24的基端部，但其位置不作特别限定。例如，振动生成部26也可以设置在液体输送管24的中途。

1.2液体容器

液体容器3贮存液体L。贮存于液体容器3的液体L通过液体供给管4而供给至喷嘴单元2。

作为液体L，例如优选使用水，但也可以为有机溶剂等。另外，在水、有机溶剂中既可以溶解有任意的溶质，也可以分散有任意的分散质。

液体容器3既可以是密闭的容器，也可以是开放的容器。

1.3输液泵

输液泵5设置于液体供给管4的中途或端部。贮存于液体容器3的液体L通过输液泵5而被抽吸，并以规定的流量供给至喷嘴单元2。

另外，后面描述的控制部6通过布线292而与输液泵5电连接。输液泵5具有基于从控制部6输出的驱动信号而改变供给的液体L的流量的功能。

需要指出，输液泵5也可以根据需要而内置有止回阀。通过具备这样的止回阀，从而能够防止液体L随着在振动生成部26中施加给液体L的振动而在液体供给管4中逆流。需要指出，止回阀也可以独立设置于液体供给管4的中途。

1.4控制部

控制部6通过布线291而与喷嘴单元2电连接。另外，控制部6通过布线292而与输液泵5电连接。

图1所示的控制部6具有压电元件控制部62、泵控制部64以及存储部66。

压电元件控制部62向压电元件262输出驱动信号。通过该驱动信号来控制压电元件262的驱动。由此，例如能够使隔膜264以规定的频率及规定的位移量位移。

泵控制部64向输液泵5输出驱动信号。通过该驱动信号来控制输液泵5的驱动。由此，例如能够以规定的流量及规定的驱动时间向喷嘴单元2供给液体L。

需要指出，控制部6也能够协调控制输液泵5的驱动和压电元件262的驱动。

这样的控制部6的功能由运算装置、存储器、外部接口等硬件实现。

其中，作为运算装置，例如可列举：CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)等。

另外，作为存储器，可列举：ROM(Read Only Memory：只读存储器)、闪存ROM、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、硬盘等。

1.5液体喷射装置的动作

接着，对液体喷射装置1的动作进行说明。

贮存于液体容器3中的液体L被输液泵5抽吸而通过液体供给管4以规定的流量供给到振动生成部26。在振动生成部26中，针对供给到液体室266的液体L，使压力发生变动。该压力变动使液体L产生脉动流。脉动流是指流量或流速随时间变动的液体L的流动。变动模式既可以是定期的模式，也可以是不定期的模式。伴随有脉动流的液体L经过图2所示的液体流路240及喷嘴流路220而被喷射。

像上面那样从液体喷射装置1喷射出的液体L例如边展现出图3所示那样的举动边在空气中飞行。图3是示意性地示出从液体喷射装置1喷射出的液体L的形状的侧视图。

从液体喷射装置1喷射出的液体L在刚喷射出后作为连续的柱状的射流L1而进行飞行。这样的连续的射流L1在距喷嘴22的前端规定距离的区域中产生。该区域称为“连续流区域R1”。另一方面，在比连续流区域R1靠近作业对象物W的一侧，从连续的射流L1的状态变化成液滴L2。将产生这样的液滴L2的区域称为“液滴流区域R2”。当使这样产生的液滴L2与作业对象物W碰撞时，和使射流L1进行碰撞的情况相比，即使是相同的流量也能够提高冲击压。其结果，能够提高作业效率。

在此，当在任意时刻观察液滴流区域R2中的液滴L2时，如图4所示，能够看到许多液滴L2以规定间隔排列成直线状的样子。图4是用图3所示的高速相机C拍摄液滴流区域R2时的图像的一个例子。图3所示的高速相机C拍摄从照明部LS朝向液滴流区域R2照射的光LB。由此，在得到的图像中拍到作为背景的光LB和遮住该光LB的液滴L2。图4是在将高速相机C固定的状态下以一定的时间间隔对液滴流区域R2进行拍摄而得到的3幅图像IMG1、IMG2、IMG3的例子。需要指出，在图4中，拍到的液滴L2为浓色而背景为淡色。另外，在拍摄到图4所示的图像时，振动生成部26的压电元件262未驱动。

如图4所示，从液体喷射装置1喷射出的液体L在位于距喷嘴22的前端规定距离的液滴流区域R2中变为液滴L2。在该区域中，如图4所示，液滴L2排列成直线状。在此，在图像IMG1中着眼于一个液滴L21。该液滴L21在距图像IMG1单位时间后拍摄到的图像IMG2中移动至图像IMG1中的位置右侧。而且，该液滴L21在距图像IMG2单位时间后拍摄到的图像IMG3中移动至图像IMG2中的位置右侧。

根据上面三幅图像，能够求出液滴L21的移动距离S和移动该移动距离S所需的时间t。然后，根据移动距离S和所需时间t，能够算出液滴L21的飞行速度。能够将该液滴L21的飞行速度当作液滴L2的飞行速度V。

另外，由于在各图像中拍到成列的多个液滴L2，因此能够测量它们的间隔。这样一来，根据测量出的间隔求出间距的平均值，并将其作为液滴L2彼此的间距p。然后，通过用飞行速度V除间距p，从而能够算出单位时间通过规定位置的液滴L2的个数。将该值设为“液滴频率fL”。需要指出，该液滴频率fL因为是振动生成部26的压电元件262未驱动时的值，所以可以说是喷嘴22和液体L的喷射条件固有的值。

而且，根据各图像也能够求出液滴L2的投影图像的面积。因此，算出各液滴L2的投影面积并算出与所算出的投影面积相等的投影面积的球体的半径。将该球体的半径的平均值设为液滴直径d。需要指出，在计算投影面积时，可对图4所示的图像进行例如二值化之类的图像处理，基于呈现浓色的像素的数量来进行计算。

综上所述，能够求出液滴L2的液滴频率fL和液滴直径d。

但是，在液体喷射装置1中，如前所述，要求尽量缩小喷嘴流路220的内径，而另一方面却与之相反要增大液滴直径d。由此，能够提高使液滴L2与作业对象物W碰撞时的作业效率。

因此，本发明人对不改变喷嘴流路220的内径而使液滴直径d增大的方法反复进行了深入的研究。于是，本发明人着眼于压电元件262使隔膜264振动时的驱动频率fD与液滴频率fL的关系。在此基础上，本发明人发现通过将驱动频率fD设定成液滴频率fL以下，从而能够不增加液体L的喷射流量地增大液滴直径d，最终完成了本发明。

即，本实施方式所涉及的液体喷射装置1具备：喷嘴22，喷射液体L；液体输送管24，将液体L输送至喷嘴22；以及振动生成部26，生成振动。此外，图2所示的振动生成部26的隔膜264与液体L接触并对液体L施加振动。另外，将在振动生成部26未生成振动的状态下，从喷嘴22喷射出的液体L变为多个液滴L2进行飞行而单位时间通过规定位置的液滴L2的个数设为液滴频率fL。此时，振动生成部26生成的振动的频率即驱动频率fD为液滴频率fL以下。

通过像这样地实现驱动频率fD的最优化，从而能够不改变喷嘴流路220的内径而使液滴直径d增大。因此，能够不降低液滴L2的飞行速度地增加每单位时间的冲蚀量。其结果，能够提高随着液滴L2的碰撞的作业效率。

另外，通过上述那样的驱动频率fD的最优化，从而即使不增加液体L的喷射流量也可提高作业效率。因此，能够抑制喷射流量，并能抑制在喷射出的液体L的流量多时所发生的故障：例如，飞溅的大量液体L使作业对象物W周边的视野变差、或妨碍作业、或者对周围的设备类造成不良影响。其结果，以这种角度来看也能够提高作业效率。

需要指出，这样的效果被认为也是由下述情况所带来的：即、由于在液体室266中产生的脉动流，从喷嘴22喷射的柱状的射流L1容易分裂。另外，认为是此时通过将驱动频率fD调节、最优化为液滴频率fL以下，从而使柱状的射流L1中产生的缩颈(日语：くびれ)的间隔变长，液滴L2的尺寸增大。

图5至图8分别是示出在喷嘴流路220的内径为0.15mm且以20、30、40、50ml/min的各流量输送液体L来喷射液体L的情况下，以驱动频率fD驱动图2所示的压电元件262时驱动频率fD与液滴直径d的关系的图表。需要指出，图5是飞行速度V为20m/s时的图表。图6是飞行速度V为34m/s时的图表。图7是飞行速度V为47m/s时的图表。图8是飞行速度V为53m/s时的图表。另外，在图5至图8中分别重叠示出了将施加给压电元件262的驱动信号的电压按4个等级改变时的数据。需要指出，图5至图8所示的电压10V、20V、30V、40V示出的是驱动信号的电压。另外，在图5至图8中也一并示出了与各飞行速度V对应的液滴频率fL。

由这样的图表可知，通过将驱动频率fD设定为液滴频率fL以下，从而在该范围中能够发现液滴直径d的极大值。因此，可判定相比于驱动频率fD超过液滴频率fL的情况，可更大地扩大液滴直径d。由此，能够提高随着液滴L2的碰撞的作业效率。

特别是，振动生成部26生成的、施加给液体L的振动的频率即驱动频率fD优选为液滴频率fL的5％以上且50％以下，更优选为7％以上且40％以下。通过将驱动频率fD设定在这样的范围内，从而能够更可靠地扩大液滴直径d。因此，能够更可靠地提高随着液滴L2的碰撞的作业效率。

例如，在驱动频率fD为液滴频率fL的50％以下时，与驱动频率fD为零时相比，在计算上能够使液滴直径d扩大到2倍以上。在此，已知伴随液滴L2的碰撞的每一发液滴的冲蚀量与液滴直径d的4.67次方成比例。因此，当将输送的流量维持一定，通过对液体L赋予振动而能够将液滴直径d扩大到2倍时，理论上，液滴L2的体积增大到8倍，从而液滴频率fL减少至1/8(2的3次方分之1)。此时，每单位时间的冲蚀量与未赋予振动时相比，能够增加到约3.2((2的4.67次方)/8)倍。

综上所述，若能够扩大液滴直径d，则能够更有效地增加每单位时间的冲蚀量。

需要指出，图5至图8所示的数据是压电元件262为层叠型的压电元件并输入了具有正弦波的波形的信号作为驱动信号时的数据。不过，在本发明中，压电元件262的形态、驱动信号的波形并不限定于此。例如，驱动信号的波形可以是矩形波，也可以是锯齿波，还可以是其它的波形。

另外，振动生成部26生成的、施加给液体L的振动的频率即驱动频率fD优选为5kHz以上且15kHz以下，更优选为5kHz以上且10kHz以下。这样的频段是无论液滴L2的飞行速度V如何都能实现液滴直径d的扩大的频段。因此，通过将驱动频率fD设定在该频段，从而即使在由输液泵5引起的流量发生了变化时，也能够高概率地实现液滴直径d的扩大。其结果，能够更可靠地提高随着液滴L2的碰撞的作业效率。

需要指出，依据图5至图8所示的数据，相比于驱动频率fD为0时，将驱动频率fD最优化时能够使液滴直径d扩大50％以上。因此，能够将液滴L2碰撞到作业对象物W时每单位时间的冲蚀量增加到约2.0倍。因此，在本实施方式中，尽管是将驱动频率fD最优化这样比较简单的操作，但却能够得到大的效果。

另外，当驱动频率fD为零时，由于无法使液滴直径d充分增大，因而无法充分提高作业效率。另一方面，当驱动频率fD超过液滴频率fL时，也由于无法使液滴直径d充分增大，因而无法充分提高作业效率。

需要指出，如前所述，液滴频率fL能够根据液滴L2的间距p及飞行速度V求出。这些参数与液体L的流量、喷嘴流路220的内径、液体L的密度等已知的条件均具有相关。因此，通过事先准备用于根据这些条件求出液滴频率fL的换算式、换算表等，从而能够容易地求出液滴频率fL。需要指出，换算所需的换算式、换算表等预先存储于控制部6所具有的存储部66中即可。

另外，如前所述，振动生成部26所生成的振动不限定其振动模式。另一方面，在图2中，振动生成部26在液体输送管24中的液体L的输送方向上生成液体L的振动。也就是说，图2所示的振动生成部26使隔膜264位移的方向为沿着X轴的方向。由此，振动生成部26在液体L的输送方向上生成使液体L产生脉动的振动。

通过振动生成部26生成这样的振动，从而使液体L的喷射方向不易从X轴上偏离。也就是说，即便因振动生成部26所生成的振动，液体L伴随有脉动流，也不易在液体L的喷射方向中包含沿着Y轴的分量、沿着Z轴的分量。因此，液滴L2的飞行路径的精度提高，作业范围的精度也容易提高。其结果，以这种角度来看也能够提高作业效率。

需要指出，输入到压电元件262的驱动信号的电压根据压电元件262的结构而有些差异，但优选为1V以上且100V以下，更优选为10V以上且40V以下。由此，由于压电元件262以必要且充分的振幅振动，所以能够更稳定地产生液滴L2。

另外，如前所述，振动生成部26也可以包括压电元件262以外的机械要素，但图2所示的振动生成部26包括压电元件262。压电元件262能够将电信号高效且少时滞地转换成机械性振动。因此，容易提高控制驱动频率fD时的精度，结果能够较容易地提高作业效率。此外，压电元件262比其它机械要素更容易小型化。因此，压电元件262也对液体喷射装置1的小型化产生贡献。

2.第二实施方式

接着，对第二实施方式所涉及的液体喷射装置进行说明。

图9是示出第二实施方式所涉及的液体喷射装置的概念图。

下面，对第二实施方式进行说明，但在下面的说明中，围绕与第一实施方式的区别点进行说明，对同样的事项则省略其说明。需要指出，在图9中，对与第一实施方式同样的结构标注相同的附图标记。

第二实施方式除了喷嘴单元2的结构不同以外，均与第一实施方式是同样的。

具体而言，在第一实施方式所涉及的振动生成部26中，通过隔膜264使液体L产生脉动流。与之相对地，在本实施方式所涉及的振动生成部26A中省略了隔膜264。具体而言，图9所示的振动生成部26A具备压电元件262和支承体269。

另外，图9所示的液体输送管24的基端部朝向Z轴负侧弯折。由此，图9所示的液体输送管24包括：X轴延伸部241，作为前端侧的部位而沿着X轴延伸；以及Z轴延伸部242，作为基端侧的部位而沿着Z轴延伸。

此外，图9所示的振动生成部26A构成为对Z轴延伸部242中Z轴正侧的端部的外表面进行按压。具体而言，压电元件262设置于Z轴延伸部242的外表面与支承体269之间。也就是说，振动生成部26A与液体输送管24及支承体269接触。于是，振动生成部26A使液体输送管24在液体L的输送方向上振动。

支承体269是从液体输送管24独立出的部件。若压电元件262以沿着X轴伸缩的方式、即如图9中箭头B1所示那样振动，则Z轴延伸部242也沿着X轴摆动。由此，与Z轴延伸部242连续的X轴延伸部241及喷嘴22也沿着X轴、即如图9中箭头B2所示那样摆动。其结果，从喷嘴22喷射的液体L在伴随有随着该摆动的脉动流的状态下被喷射。

在此，在本实施方式中，也与第一实施方式同样地将压电元件262的驱动频率fD设定成液滴频率fL以下。通过实现这样的驱动频率fD的最优化，从而能够产生适当频率的脉动流。由此，能够扩大液滴L2的直径即液滴直径d，能够提高随着液滴L2的碰撞的作业效率。

压电元件262的一端与Z轴延伸部242的外表面接触即可。因此，压电元件262的一端与Z轴延伸部242之间的连接状态既可以是粘合、结合(固着)等固定状态，也可以单单接触。

另一方面，压电元件262的另一端与支承体269之间的连接状态根据前述压电元件262的一端与Z轴延伸部242之间的连接状态而适当选择。例如，在压电元件262的一端与Z轴延伸部242被固定时，压电元件262的另一端与支承体269之间至少接触即可。另外，当压电元件262的一端与Z轴延伸部242单单接触时，优选将压电元件262的另一端与支承体269之间加以固定。

支承体269具有即便受到压电元件262伸缩时的压力也不变形程度的刚性。由此，能够将压电元件262的伸缩量的大部分用于液体输送管24的摆动。需要指出，支承体269的配置、形状不作特别限定。

需要指出，当通过压电元件262按压Z轴延伸部242的外表面而产生振动时，喷嘴22也随之沿着X轴摆动。在本实施方式中，如图9所示，压电元件262与Z轴延伸部242中Z轴正侧的端部接触。另一方面，Z轴延伸部242中Z轴负侧的端部固定于支承体269。在这样结构的喷嘴单元2中，能够以通过支承体269固定的固定部位为支点P1，以压电元件262接触的部位为力点P2来使液体输送管24及喷嘴22摆动。在该情况下，由于力点P2的位置与支点P1分离，因此通过利用液体输送管24的弹性，能够使喷嘴22足够大地位移。由此，能够使液滴直径d更容易扩大，能够提高随着液滴L2的碰撞的作业效率。

在上面那样的第二实施方式中也可以得到与第一实施方式同样的效果。

2.1第一变形例

在此，对第二实施方式的第一变形例进行说明。

图10是示出第二实施方式所涉及的液体喷射装置1的第一变形例的剖视图。下面，对第一变形例进行说明，在以下的说明中围绕与第二实施方式的区别点进行说明，至于同样的事项则省略其说明。

在前述第二实施方式中，如图9所示，压电元件262设置于Z轴延伸部242中Z轴正侧的端部。另一方面，在本第一变形例中，如图10所示，压电元件262设置于Z轴延伸部242中Z轴负侧的端部。也就是说，本第一变形例所涉及的振动生成部26B具备设置在不同于第二实施方式的位置的压电元件262。另外，Z轴延伸部242中Z轴正侧的端部与Z轴负侧的端部之间固定于支承体269。在这样结构的喷嘴单元2中，当压电元件262如图10中箭头B1所示那样振动时，能够以通过支承体269固定的固定部位为支点P1，以压电元件262接触的部位为力点P2来使液体输送管24及喷嘴22如图10中箭头B2所示那样摆动。在该情况下，喷嘴22隔着支点P1位于与力点P2相反的一侧。于是，支点P1与喷嘴22的距离比支点P1与力点P2的距离长。因此，即使相对于力点P2的摆动的振幅小，也能够使振幅放大，使喷嘴22更大地位移。由此，能够使液滴直径d更容易扩大，能够提高随着液滴L2的碰撞的作业效率。

在上面那样的第一变形例中，也可得到与第二实施方式同样的效果。

2.2第二变形例

接着，对第二实施方式的第二变形例进行说明。

图11是示出第二实施方式所涉及的液体喷射装置1的第二变形例的剖视图。下面，对第二变形例进行说明，在以下的说明中围绕与第二实施方式的区别点进行说明，至于同样的事项则省略其说明。

在前述第二实施方式中，如图9所示，压电元件262设置于Z轴延伸部242与支承体269之间。另一方面，在本第二变形例中，如图11所示，液体输送管24以夹着压电元件262的方式而弯曲。具体而言，图11所示的液体输送管24包括X轴延伸部241、第一弯曲部243、第二弯曲部244以及第三弯曲部245。其中，第一弯曲部243是连接于X轴延伸部241的X轴负侧的端部并沿着Z轴延伸的部位。另外，第二弯曲部244是连接于第一弯曲部243的Z轴负侧的端部并沿着X轴延伸的部位。进而，第三弯曲部245是连接于第二弯曲部244的X轴负侧的端部并沿着Z轴延伸的部位。

于是，压电元件262被夹在第一弯曲部243与第三弯曲部245之间。也就是说，本第二变形例所涉及的振动生成部26C具备以与第二实施方式不同的方法固定的压电元件262。由此，压电元件262沿着X轴伸缩时，能够将其位移量无损耗地传递给液体输送管24。于是，当压电元件262如图11中箭头B1所示那样振动时，能够使液体输送管24及喷嘴22如图11中箭头B2所示那样摆动。此时，能够使喷嘴22足够大地位移。另外，因为不需要设置支承体269，所以能够实现喷嘴单元2的结构的简化。

在上面那样的第二变形例中，也可得到与第二实施方式同样的效果。

2.3第三变形例

接着，对第二实施方式的第三变形例进行说明。

图12是示出第二实施方式所涉及的液体喷射装置1的第三变形例的概念图。下面，对第三变形例进行说明，在以下的说明中围绕与第二实施方式的区别点进行说明，至于同样的事项则省略其说明。

在前述第二实施方式中，如图9所示，压电元件262设置于Z轴延伸部242。另一方面，在本第三变形例中，如图12所示，压电元件262设置于X轴延伸部241的X轴负侧的端部。也就是说，本第三变形例所涉及的振动生成部26D具备设置在不同于第二实施方式的位置的压电元件262，振动生成部26D与液体输送管24及支承体269接触。于是，图12所示的压电元件262以沿着Z轴伸缩的方式、即如图12中箭头B1所示那样振动，X轴延伸部241及喷嘴22也随之如图12中箭头B2所示那样沿着Z轴摆动。也就是说，振动生成部26D使液体输送管24在与液体L的输送方向正交的方向上振动。其结果，从喷嘴22喷射的液体L在伴随有随着该摆动的脉动流的状态下被喷射。

在上面那样的第三变形例中，也可得到与第二实施方式同样的效果。

2.4第四变形例

接着，对第二实施方式的第四变形例进行说明。

图13是示出第二实施方式所涉及的液体喷射装置1的第四变形例的概念图。下面，对第四变形例进行说明，在以下的说明中围绕与第三变形例的区别点进行说明，至于同样的事项则省略其说明。

在前述第三变形例中，如图12所示，压电元件262设置于X轴延伸部241的X轴负侧的端部。另一方面，在本第四变形例中，如图13所示，压电元件262设置于X轴延伸部241的X轴正侧的端部。也就是说，本第四变形例所涉及的振动生成部26E具备设置在不同于第三变形例的位置的压电元件262。具体而言，振动生成部26E与喷嘴22接触。于是，图13所示的压电元件262以沿着Z轴伸缩的方式、即如图13中箭头B1所示那样振动，喷嘴22也随之如图13中箭头B2所示那样沿着Z轴摆动。其结果，从喷嘴22喷射的液体L在伴随有随着该摆动的脉动流的状态下被喷射。

在上面那样的第四变形例中，也可得到与第二实施方式同样的效果。

上面，基于图示的实施方式对本发明的液体喷射装置进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式。

例如，关于本发明的液体喷射装置，前述实施方式的各部的结构可以置换为具有同样功能的任意的结构，还可以在前述实施方式中追加任意的结构。

另外，振动生成部的配置不限定于前述各实施方式的位置，只要是能够对在液体输送管中输送的液体施加振动的位置，也可以是任意位置。而且，本发明的液体喷射装置也可以具备多个振动生成部。该情况下，也可以从前述各实施方式之中组合两者以上来使用。

而且，本发明的液体喷射装置也可以具备抽吸喷射出的液体的抽吸装置。该抽吸装置例如具备与液体输送管并列设置的抽吸管、连接于抽吸管的抽吸泵、贮存由抽吸管抽吸出的液体的槽等即可。

Claims (7)

1.一种液体喷射装置，其特征在于，具备：

喷嘴，喷射液体；

液体输送管，将液体输送至所述喷嘴；以及

振动生成部，生成振动，

所述振动生成部与液体、所述喷嘴及所述液体输送管中的任一方接触，

将在所述振动生成部未生成振动的状态下，从所述喷嘴喷射出的液体变为多个液滴进行飞行而单位时间通过规定位置的所述液滴的个数设为液滴频率时，

所述振动生成部生成的振动的频率为所述液滴频率以下。

2.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述振动生成部生成的振动的频率为所述液滴频率的5％以上且50％以下。

3.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述振动生成部生成的振动的频率为5kHz以上且15kHz以下。

4.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述振动生成部在液体的输送方向上生成使液体产生脉动的振动。

5.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述振动生成部使所述液体输送管在液体的输送方向上振动。

6.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述振动生成部使所述液体输送管在与液体的输送方向正交的方向上振动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述振动生成部包括压电元件。

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