JP2001113737A - 液滴吐出装置 - Google Patents
液滴吐出装置Info
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- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
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- B41J2/02—Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet
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- Ink Jet (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 液滴吐出装置１は、液体貯蔵タンクに連
通し弁６を備えるフロート槽２と、フロート槽２の液体
を吐出する液体吐出手段４と、液体吐出手段４から液体
が吐出される空間を有しその液体を回収する反応槽３を
備えている。また、反応槽３には液体又は細粒を回収す
るための送風がされており、液体貯蔵タンク又はフロー
ト槽２の内圧Ｐ１及び反応槽３の内圧Ｐ３は、大気圧と
等圧なＰ１＝Ｐ３又は強い送風のためにＰ１＞Ｐ３とな
る関係に保たれている。 【効果】 流路内の液体に気泡が存在していても振動手
段で微細動された液体流全体が微粒子化しており、流体
に押圧された外力が気泡に吸収されてしまうことが起き
ず、吐出口の空気接面から反応槽の内圧に吸引されて生
じる霧化は、微細な噴霧状態を継続できる。
通し弁６を備えるフロート槽２と、フロート槽２の液体
を吐出する液体吐出手段４と、液体吐出手段４から液体
が吐出される空間を有しその液体を回収する反応槽３を
備えている。また、反応槽３には液体又は細粒を回収す
るための送風がされており、液体貯蔵タンク又はフロー
ト槽２の内圧Ｐ１及び反応槽３の内圧Ｐ３は、大気圧と
等圧なＰ１＝Ｐ３又は強い送風のためにＰ１＞Ｐ３とな
る関係に保たれている。 【効果】 流路内の液体に気泡が存在していても振動手
段で微細動された液体流全体が微粒子化しており、流体
に押圧された外力が気泡に吸収されてしまうことが起き
ず、吐出口の空気接面から反応槽の内圧に吸引されて生
じる霧化は、微細な噴霧状態を継続できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体を吐出するこ
とにより、上記液体を処理する各種機械に使用される液
滴吐出装置に関する。
とにより、上記液体を処理する各種機械に使用される液
滴吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から特定の分野において、液体を微
細粒子として吐出する装置としては、例えば、特開平６
−４００３０号公報等に開示されているインクジェット
吐出装置が知られている。しかしながら、このような吐
出装置は、使用の際に周囲環境の温度、圧力等の変動が
少なく、比較的定常的な条件下の事務所、学校等で使用
されるので、操作環境の大幅な変動に曝されることはな
い。一方で、半導体などの製造の際に副原料として、各
種化学物質の微粉末が使用されており、機械的粉砕手段
のみでは、粉末度に関する要求水準を満たすことができ
ず、新たな粉末の製造手段の開発が熱望されている。そ
のような方法の一つとして、原料を、乾燥室内などの反
応槽内に微細な粒子としてより安定的に供給できる方法
の採用が急務となっている。そのような方法に採用可能
な装置として、数百ｎｍ〜数十μｍ径の粒子として液体
を少量から多量まで作動レンジが広くてもより安定的
に、且つ制御性良く滴下できる装置の出現が強く求めら
れているのが現状である。そして、運転条件等の変動な
どにより、該装置の運転時の吐出空間の環境が激しく変
動することや、その環境変動により液体の状態が変わっ
て気泡を生じて液体の流動性を損なうことがしばしばあ
り、吐出空間の環境や液体の状態などが変動しても、供
給液体を所望の微細な粒子として所望量供給できる装置
が提供できる状況に至っていないのが現状である。
細粒子として吐出する装置としては、例えば、特開平６
−４００３０号公報等に開示されているインクジェット
吐出装置が知られている。しかしながら、このような吐
出装置は、使用の際に周囲環境の温度、圧力等の変動が
少なく、比較的定常的な条件下の事務所、学校等で使用
されるので、操作環境の大幅な変動に曝されることはな
い。一方で、半導体などの製造の際に副原料として、各
種化学物質の微粉末が使用されており、機械的粉砕手段
のみでは、粉末度に関する要求水準を満たすことができ
ず、新たな粉末の製造手段の開発が熱望されている。そ
のような方法の一つとして、原料を、乾燥室内などの反
応槽内に微細な粒子としてより安定的に供給できる方法
の採用が急務となっている。そのような方法に採用可能
な装置として、数百ｎｍ〜数十μｍ径の粒子として液体
を少量から多量まで作動レンジが広くてもより安定的
に、且つ制御性良く滴下できる装置の出現が強く求めら
れているのが現状である。そして、運転条件等の変動な
どにより、該装置の運転時の吐出空間の環境が激しく変
動することや、その環境変動により液体の状態が変わっ
て気泡を生じて液体の流動性を損なうことがしばしばあ
り、吐出空間の環境や液体の状態などが変動しても、供
給液体を所望の微細な粒子として所望量供給できる装置
が提供できる状況に至っていないのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、吐出空間の
環境が、激しく且つ突然に変動し又は液体の状態により
気泡が存在するような条件下でも、変動する周囲環境に
応じて液体の吐出条件を絶えず最適な条件に調整し、少
量から多量まで作動レンジが広くても安定的に液体を吐
出できる構造を備えた原料その他の液体吐出装置を提供
するものである。
環境が、激しく且つ突然に変動し又は液体の状態により
気泡が存在するような条件下でも、変動する周囲環境に
応じて液体の吐出条件を絶えず最適な条件に調整し、少
量から多量まで作動レンジが広くても安定的に液体を吐
出できる構造を備えた原料その他の液体吐出装置を提供
するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は上記
課題を解決するために、請求項１に係る発明は、液体貯
蔵タンクと、該液体貯蔵タンクの液体を吐出する液体吐
出手段と、該液体吐出手段から液体が吐出される空間を
有する反応槽とを備える液滴吐出装置において、該液体
吐出手段は、該反応槽に開口する流路の終端に設けられ
た吐出口と、該吐出口の開度を調整できる開度手段と、
流路内に導入された液体に振動を付与する振動手段とを
備え、該液体貯蔵タンクの内圧と該反応槽の内圧をそれ
ぞれＰ１、Ｐ３とした時、Ｐ１≧Ｐ３であることによ
り、振動手段で振動された液体流が吐出口の空気接面か
ら反応槽の内圧に吸引、霧化する液滴吐出装置である。
これにより、流路内の液体に気泡が存在していても、安
定的に且つ制御性良く流体が吐出され、振動手段で微振
動が付与された液体流が微粒子化しており、吐出口の空
気接面から反応槽の内圧に吸引されて生じる霧化は、微
細な噴霧状態を継続できる。また、液体貯蔵タンクの内
圧と反応槽の内圧とが同じな場合は、振動手段で微細動
のみでも少量の噴霧は行えるので、大容量から少量まで
の幅広レンジの噴霧量に対応することができる。なお、
反応槽の内圧Ｐ３を液体貯蔵タンクの内圧Ｐ１以下に設
定する手段としては、反応槽に通風すること等によって
行われ、場合によっては反応槽の、吐出口を開口させる
部分の断面積を他の部分より狭くすることにより効率的
に負圧にしても良い。
課題を解決するために、請求項１に係る発明は、液体貯
蔵タンクと、該液体貯蔵タンクの液体を吐出する液体吐
出手段と、該液体吐出手段から液体が吐出される空間を
有する反応槽とを備える液滴吐出装置において、該液体
吐出手段は、該反応槽に開口する流路の終端に設けられ
た吐出口と、該吐出口の開度を調整できる開度手段と、
流路内に導入された液体に振動を付与する振動手段とを
備え、該液体貯蔵タンクの内圧と該反応槽の内圧をそれ
ぞれＰ１、Ｐ３とした時、Ｐ１≧Ｐ３であることによ
り、振動手段で振動された液体流が吐出口の空気接面か
ら反応槽の内圧に吸引、霧化する液滴吐出装置である。
これにより、流路内の液体に気泡が存在していても、安
定的に且つ制御性良く流体が吐出され、振動手段で微振
動が付与された液体流が微粒子化しており、吐出口の空
気接面から反応槽の内圧に吸引されて生じる霧化は、微
細な噴霧状態を継続できる。また、液体貯蔵タンクの内
圧と反応槽の内圧とが同じな場合は、振動手段で微細動
のみでも少量の噴霧は行えるので、大容量から少量まで
の幅広レンジの噴霧量に対応することができる。なお、
反応槽の内圧Ｐ３を液体貯蔵タンクの内圧Ｐ１以下に設
定する手段としては、反応槽に通風すること等によって
行われ、場合によっては反応槽の、吐出口を開口させる
部分の断面積を他の部分より狭くすることにより効率的
に負圧にしても良い。
【０００５】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
係る発明の液体吐出手段に代わり、液体吐出手段は、該
反応槽に開口する流路の終端に設けられた吐出口と、該
吐出口の開度を調整するとともに、該吐出口で流路内に
導入された液体に微細動を付与する機能を兼用する振動
手段とを備える液滴吐出装置である。これにより、駆動
部分の構造が簡素化され、製作コストを低減できるとと
もに、効率良く霧化できる。なお、兼用する振動手段
は、単一の構造体において開度の調整命令を始動時に発
し、微振動を付与する命令を重複して発令する制御方法
や、開度の調整をする構造体と微振動を付与する構造体
とを積層して流路の終端に設ける方法などがある。
係る発明の液体吐出手段に代わり、液体吐出手段は、該
反応槽に開口する流路の終端に設けられた吐出口と、該
吐出口の開度を調整するとともに、該吐出口で流路内に
導入された液体に微細動を付与する機能を兼用する振動
手段とを備える液滴吐出装置である。これにより、駆動
部分の構造が簡素化され、製作コストを低減できるとと
もに、効率良く霧化できる。なお、兼用する振動手段
は、単一の構造体において開度の調整命令を始動時に発
し、微振動を付与する命令を重複して発令する制御方法
や、開度の調整をする構造体と微振動を付与する構造体
とを積層して流路の終端に設ける方法などがある。
【０００６】ここで、開度手段は、反応槽に開口する弁
座に、流路端部における壁部の薄膜部に設けられた弁体
を近接させて流路の内径を変化させる弁構造を有し、流
路の内径を狭める流路内側の突設物材は弁座及び弁体の
どちらに設けても良い。また、流路端部における壁部の
薄膜部外側に設けられた押圧部材は、積層アクチュエー
タや、陰陽極の櫛歯間に圧電体を配置する形式又は陰陽
極の櫛形配列と平行に圧電体を配置する形式の櫛形電極
構造を有した薄膜アクチュエータ、ソレノイドコイルな
どを用いることができ、特に、請求項３に係る発明のよ
うに、液体吐出手段は、少なくとも一面を他の面より薄
肉に形成された壁面を有する流路からなり、開度手段
は、流路端部における薄肉壁部の少なくとも一部に設け
られた圧電／電歪素子の歪みを利用して流路の断面積を
変化させることが望ましい。これにより、低い消費電力
で制御性良く吐出でき、また製造コストを低減できる。
更には請求項２に係る発明のように、開度手段が振動手
段を兼ね備えている場合は、高周波振動が可能となり開
度調整を早く行えることが好ましい。また、流路におけ
る壁部の薄膜部が開度の調整をするために大きな変位を
できるように、変位方向に直交する方向に流路の端部が
幅広に形成され、その中央に、流路の端部として吐出口
を設けても良い。
座に、流路端部における壁部の薄膜部に設けられた弁体
を近接させて流路の内径を変化させる弁構造を有し、流
路の内径を狭める流路内側の突設物材は弁座及び弁体の
どちらに設けても良い。また、流路端部における壁部の
薄膜部外側に設けられた押圧部材は、積層アクチュエー
タや、陰陽極の櫛歯間に圧電体を配置する形式又は陰陽
極の櫛形配列と平行に圧電体を配置する形式の櫛形電極
構造を有した薄膜アクチュエータ、ソレノイドコイルな
どを用いることができ、特に、請求項３に係る発明のよ
うに、液体吐出手段は、少なくとも一面を他の面より薄
肉に形成された壁面を有する流路からなり、開度手段
は、流路端部における薄肉壁部の少なくとも一部に設け
られた圧電／電歪素子の歪みを利用して流路の断面積を
変化させることが望ましい。これにより、低い消費電力
で制御性良く吐出でき、また製造コストを低減できる。
更には請求項２に係る発明のように、開度手段が振動手
段を兼ね備えている場合は、高周波振動が可能となり開
度調整を早く行えることが好ましい。また、流路におけ
る壁部の薄膜部が開度の調整をするために大きな変位を
できるように、変位方向に直交する方向に流路の端部が
幅広に形成され、その中央に、流路の端部として吐出口
を設けても良い。
【０００７】ここで、振動手段は、積層アクチュエータ
や陰陽極の間に圧電体を挟持する構造である薄膜アクチ
ュエータを、流路における壁部の薄膜部外側に設けるこ
とができ、特に、請求項４に係る発明のように、液体吐
出手段は、少なくとも一面を他の面より薄肉に形成され
た壁面を有する流路からなり、振動手段は、流路におけ
る薄肉壁部の少なくとも一部に設けられた圧電／電歪素
子の歪みを利用して液体に微振動を付与することが望ま
しい。これにより、振幅の大きい振動手段を低コストで
提供できるだけでなく、低電圧で高周波駆動させること
ができる。なお、壁部の薄膜部外側に設ける振動手段の
配置は、吐出口を囲む形状であって中央に開度手段の挿
通穴を設けて、吐出口の外周に沿うように配置するほ
か、矩形の振動部材を吐出口近傍に配置しても良い。そ
の際、矩形の振動部材の数は一つでも、一つ以上の複数
個でも良く、複数個の場合は、吐出口の周りに放射状に
配置しても良い。また、振動手段は、振動を効率良く液
体に伝達するため、開度手段に比較してより多くの薄肉
上壁の部分に形成されていても良く、更には、吐出口に
振動が集中するように振幅の方向を吐出口に向けるよう
に吐出口から離れた振動部材は壁面に対し斜めに配置し
ても良い。
や陰陽極の間に圧電体を挟持する構造である薄膜アクチ
ュエータを、流路における壁部の薄膜部外側に設けるこ
とができ、特に、請求項４に係る発明のように、液体吐
出手段は、少なくとも一面を他の面より薄肉に形成され
た壁面を有する流路からなり、振動手段は、流路におけ
る薄肉壁部の少なくとも一部に設けられた圧電／電歪素
子の歪みを利用して液体に微振動を付与することが望ま
しい。これにより、振幅の大きい振動手段を低コストで
提供できるだけでなく、低電圧で高周波駆動させること
ができる。なお、壁部の薄膜部外側に設ける振動手段の
配置は、吐出口を囲む形状であって中央に開度手段の挿
通穴を設けて、吐出口の外周に沿うように配置するほ
か、矩形の振動部材を吐出口近傍に配置しても良い。そ
の際、矩形の振動部材の数は一つでも、一つ以上の複数
個でも良く、複数個の場合は、吐出口の周りに放射状に
配置しても良い。また、振動手段は、振動を効率良く液
体に伝達するため、開度手段に比較してより多くの薄肉
上壁の部分に形成されていても良く、更には、吐出口に
振動が集中するように振幅の方向を吐出口に向けるよう
に吐出口から離れた振動部材は壁面に対し斜めに配置し
ても良い。
【０００８】また、請求項５に係る発明のように、吐出
口は、反応槽に開口する形状を長孔に形成して吐出面積
及び噴霧量を増加させることが望ましい。
口は、反応槽に開口する形状を長孔に形成して吐出面積
及び噴霧量を増加させることが望ましい。
【０００９】また、請求項６に係る発明のように、液体
貯蔵タンクと液体吐出手段との間に、液体貯蔵タンクに
逆止弁を介して連結され液面を一定にして一定容積を有
する機能を持つフロート槽を配置することにより、液体
貯蔵タンクからの液体の背圧が一定となるので、加圧さ
れて吐出口から液漏れすることを防止することが望まし
い。
貯蔵タンクと液体吐出手段との間に、液体貯蔵タンクに
逆止弁を介して連結され液面を一定にして一定容積を有
する機能を持つフロート槽を配置することにより、液体
貯蔵タンクからの液体の背圧が一定となるので、加圧さ
れて吐出口から液漏れすることを防止することが望まし
い。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液滴吐出装置
を実施する形態及びその製造方法を詳細に説明する。図
１は液滴吐出装置１を中央で縦に切断した端面図であ
り、図２は図１の液滴吐出装置１の斜視図である。液滴
吐出装置１は、液体貯蔵タンクに連通し弁６を備えるフ
ロート槽２と、フロート槽２の液体を吐出する液体吐出
手段４と、液体吐出手段４から液体が吐出される空間を
有しその液体を回収する反応槽３を備えている。また、
反応槽３には液体又は細粒を回収するための送風がされ
ており、液体貯蔵タンク又はフロート槽２の内圧Ｐ１及
び反応槽３の内圧Ｐ３は、大気圧と等圧なＰ１＝Ｐ３又
は強い送風のためにＰ１＞Ｐ３となる関係に保たれてい
る。液体吐出手段４は、反応槽３に開口する流路７の終
端に設けられた吐出口４１と、吐出口４１の開度を調整
できる開度手段８と、流路７内に導入された液体に振動
を付与する振動手段９とを備えているから、その振動手
段９で振動された液体流が吐出口４１の空気接面から反
応槽３の内圧に吸引されて霧化されている。流路７の終
端には幅広な空間を有する振動室７１が形成され、その
上壁７２は薄板状に形成され、その一部には下方方向へ
弁体７３が突設され、その弁体７３に対向した下壁７４
には反応槽３に開口する開口部７５が穿設され、開口部
７５の周縁は弁体７３が最下位置まで下降したときには
接触する弁座７６を設けることにより、弁体７３と弁座
７６との隙間が吐出口４１となる。そして、弁体７３の
上壁７２を挟んだ上方向には上壁７２を上下方向へ押し
下げる開度手段８の下端部が当接し、開度手段８の上端
は、振動室７１の上方を覆う基枠１１に固定されてい
る。開度手段８は、陰陽極電極に挟持された圧電膜が多
層積層された積層アクチュエータからなっている。ま
た、開度手段８の周囲には、同様に下端を上壁７２に接
触させ、上端を基枠１１に固定された積層アクチュエー
タからなる振動手段９が設けられている。振動手段９
は、開度手段８より振動の振幅量は少なくて良いため、
積層アクチュエータの積層数が少なくても良い。なお、
図中の積層アクチュエータは、圧電体が延びる方向の歪
みを利用する圧電縦効果を利用するタイプであるが、圧
電体が縮む方向の歪みを利用した圧電横効果を利用する
タイプであっても良い。これにより、液滴を吐出するに
は、まず液滴の吐出量に応じて開度手段８の圧電／電歪
素子８３を調整することにより吐出口４１の隙間大きさ
を変えることにより吐出量を調整する。そして、振動室
７１の上壁７２を振動手段９の圧電／電歪素子９３に通
電して振動を付与することで振動室７１を満たした液体
流は、吐出口４１の空気接面から反応槽３の負圧に吸
引、霧化されていく。なお、開度手段８に印加／通電さ
れる信号は、必要とされる液滴の吐出量に応じて出力さ
れるが、振動手段９に印加／通電される信号は、数十ｋ
Ｈｚ以上の高周波域の信号である。また振動手段９の必
要に応じて数十Ｈｚの低周波で変調されている場合もあ
る。
を実施する形態及びその製造方法を詳細に説明する。図
１は液滴吐出装置１を中央で縦に切断した端面図であ
り、図２は図１の液滴吐出装置１の斜視図である。液滴
吐出装置１は、液体貯蔵タンクに連通し弁６を備えるフ
ロート槽２と、フロート槽２の液体を吐出する液体吐出
手段４と、液体吐出手段４から液体が吐出される空間を
有しその液体を回収する反応槽３を備えている。また、
反応槽３には液体又は細粒を回収するための送風がされ
ており、液体貯蔵タンク又はフロート槽２の内圧Ｐ１及
び反応槽３の内圧Ｐ３は、大気圧と等圧なＰ１＝Ｐ３又
は強い送風のためにＰ１＞Ｐ３となる関係に保たれてい
る。液体吐出手段４は、反応槽３に開口する流路７の終
端に設けられた吐出口４１と、吐出口４１の開度を調整
できる開度手段８と、流路７内に導入された液体に振動
を付与する振動手段９とを備えているから、その振動手
段９で振動された液体流が吐出口４１の空気接面から反
応槽３の内圧に吸引されて霧化されている。流路７の終
端には幅広な空間を有する振動室７１が形成され、その
上壁７２は薄板状に形成され、その一部には下方方向へ
弁体７３が突設され、その弁体７３に対向した下壁７４
には反応槽３に開口する開口部７５が穿設され、開口部
７５の周縁は弁体７３が最下位置まで下降したときには
接触する弁座７６を設けることにより、弁体７３と弁座
７６との隙間が吐出口４１となる。そして、弁体７３の
上壁７２を挟んだ上方向には上壁７２を上下方向へ押し
下げる開度手段８の下端部が当接し、開度手段８の上端
は、振動室７１の上方を覆う基枠１１に固定されてい
る。開度手段８は、陰陽極電極に挟持された圧電膜が多
層積層された積層アクチュエータからなっている。ま
た、開度手段８の周囲には、同様に下端を上壁７２に接
触させ、上端を基枠１１に固定された積層アクチュエー
タからなる振動手段９が設けられている。振動手段９
は、開度手段８より振動の振幅量は少なくて良いため、
積層アクチュエータの積層数が少なくても良い。なお、
図中の積層アクチュエータは、圧電体が延びる方向の歪
みを利用する圧電縦効果を利用するタイプであるが、圧
電体が縮む方向の歪みを利用した圧電横効果を利用する
タイプであっても良い。これにより、液滴を吐出するに
は、まず液滴の吐出量に応じて開度手段８の圧電／電歪
素子８３を調整することにより吐出口４１の隙間大きさ
を変えることにより吐出量を調整する。そして、振動室
７１の上壁７２を振動手段９の圧電／電歪素子９３に通
電して振動を付与することで振動室７１を満たした液体
流は、吐出口４１の空気接面から反応槽３の負圧に吸
引、霧化されていく。なお、開度手段８に印加／通電さ
れる信号は、必要とされる液滴の吐出量に応じて出力さ
れるが、振動手段９に印加／通電される信号は、数十ｋ
Ｈｚ以上の高周波域の信号である。また振動手段９の必
要に応じて数十Ｈｚの低周波で変調されている場合もあ
る。
【００１１】図３以下は、他の実施形態を示す。図３に
は開度手段８の弁体７３について他の形態を示したもの
である。ここで弁体７３は、その形状を開口部７５の端
縁と同一にし、弁体７３が最下位置まで下降して弁体７
３の先端が開口部７５に挿通されたときに吐出口４１の
遮断性を増すことができる。
は開度手段８の弁体７３について他の形態を示したもの
である。ここで弁体７３は、その形状を開口部７５の端
縁と同一にし、弁体７３が最下位置まで下降して弁体７
３の先端が開口部７５に挿通されたときに吐出口４１の
遮断性を増すことができる。
【００１２】図４は、開口部７５の外側に、微細孔が複
数個形成された薄板７７を設置している。これにより、
反応槽３の内圧Ｐ３が急激に変化した時や信号印加直後
の過渡期等に、万が一霧化が劣る液滴が吐出口４１より
出された場合の霧化性能の劣化を防ぐことができる。ま
た、微細孔が複数個形成された薄板７７は、用途又は液
性等に適した開口率を有するメッシュ等でも良い。
数個形成された薄板７７を設置している。これにより、
反応槽３の内圧Ｐ３が急激に変化した時や信号印加直後
の過渡期等に、万が一霧化が劣る液滴が吐出口４１より
出された場合の霧化性能の劣化を防ぐことができる。ま
た、微細孔が複数個形成された薄板７７は、用途又は液
性等に適した開口率を有するメッシュ等でも良い。
【００１３】図５以下は、図２に相当する図面で他の実
施形態を示す。図１に示す吐出口４１は上壁７２に弁体
７３を突設し、開度手段８により弁体７３を下方向へ押
し下げるのに対し、図５に示すものは、開口部７５の周
縁に上方向へ突設した弁座７６を形成し、開口部８によ
りを上壁７２と平面を共通にした弁体７３を押し下げて
いる。また、図１及び図２に示す振動手段９は、直方体
状に形成される積層物を複数個開度手段８を中心に放射
状に配置しているのに対し、図６に示すものは、円柱状
の開度手段８を中心としてそれを囲む形状で、管体状の
振動手段９を配置している。更に、吐出口４１の開口部
７５の形状は振動室７１の幅方向に広がった長孔形状に
形成され、開口部７５の外側には、微細孔が複数個穿設
された薄板７７が取り付けられている。そして、図７
は、図２に示すものに対して図５に示す吐出口４１及び
図６に示す振動手段９、開口部７５、薄板７７を併用し
たものである。なお、微細孔の大きさは開口部７５に対
し大きく図示している。
施形態を示す。図１に示す吐出口４１は上壁７２に弁体
７３を突設し、開度手段８により弁体７３を下方向へ押
し下げるのに対し、図５に示すものは、開口部７５の周
縁に上方向へ突設した弁座７６を形成し、開口部８によ
りを上壁７２と平面を共通にした弁体７３を押し下げて
いる。また、図１及び図２に示す振動手段９は、直方体
状に形成される積層物を複数個開度手段８を中心に放射
状に配置しているのに対し、図６に示すものは、円柱状
の開度手段８を中心としてそれを囲む形状で、管体状の
振動手段９を配置している。更に、吐出口４１の開口部
７５の形状は振動室７１の幅方向に広がった長孔形状に
形成され、開口部７５の外側には、微細孔が複数個穿設
された薄板７７が取り付けられている。そして、図７
は、図２に示すものに対して図５に示す吐出口４１及び
図６に示す振動手段９、開口部７５、薄板７７を併用し
たものである。なお、微細孔の大きさは開口部７５に対
し大きく図示している。
【００１４】次に、図８は開度手段８及び振動手段９の
他の実施形態を示しており、図１に示す開度手段８及び
振動手段９は図８（ａ）に示すように陰陽極電極８１，
８２に挟持された圧電／電歪膜８３，９３が多層積層さ
れた積層アクチュエータからなっている他に、図８
（ｂ）に示すように櫛型極板の櫛歯を交互に噛み合わせ
た隙間に圧電／電歪素子８３，９３を充填したり、図８
（ｃ）に示すように平板状の陽極及び陰極の間に圧電／
電歪膜を挟持したり、また、図８（ｄ）に示すように櫛
型極板の櫛歯を交互に隙間を保って噛み合わせ、その電
極板の下方に圧電／電歪膜８３，９３を挟持したりする
手段がある。
他の実施形態を示しており、図１に示す開度手段８及び
振動手段９は図８（ａ）に示すように陰陽極電極８１，
８２に挟持された圧電／電歪膜８３，９３が多層積層さ
れた積層アクチュエータからなっている他に、図８
（ｂ）に示すように櫛型極板の櫛歯を交互に噛み合わせ
た隙間に圧電／電歪素子８３，９３を充填したり、図８
（ｃ）に示すように平板状の陽極及び陰極の間に圧電／
電歪膜を挟持したり、また、図８（ｄ）に示すように櫛
型極板の櫛歯を交互に隙間を保って噛み合わせ、その電
極板の下方に圧電／電歪膜８３，９３を挟持したりする
手段がある。
【００１５】図９は、開度手段８と振動手段９を一つの
積層アクチュエータで兼用した実施形態を表している。
このように一つのアクチュエータで開度を調整するとと
もに振動を付与する場合は、振動に対する印加／通電信
号を、開度の調整命令に相当する印加／通電信号に重複
して送られる。
積層アクチュエータで兼用した実施形態を表している。
このように一つのアクチュエータで開度を調整するとと
もに振動を付与する場合は、振動に対する印加／通電信
号を、開度の調整命令に相当する印加／通電信号に重複
して送られる。
【００１６】なお、各部材の形状・大きさ・材質等は使
用目的・吐出液体の物理化学的性質等により定まるもの
であり、例えば、反応槽３は、気相反応の反応装置とな
る場合はステンレス製又は内表面をガラスなどでライニ
ングで形成した部材、又は液体の乾燥室となる場合はス
テンレス製の部材が好適である。また、振動室７１を形
成する部材は、耐薬品性・耐溶媒性等の観点からセラミ
ック材料を積層、一体焼成したものが好適であり、振動
に対する耐久性の観点からは金属製であっても良く、そ
の場合は金属を接着剤による接着、ろう付け、金属拡散
法等を用いて積層、形成する。
用目的・吐出液体の物理化学的性質等により定まるもの
であり、例えば、反応槽３は、気相反応の反応装置とな
る場合はステンレス製又は内表面をガラスなどでライニ
ングで形成した部材、又は液体の乾燥室となる場合はス
テンレス製の部材が好適である。また、振動室７１を形
成する部材は、耐薬品性・耐溶媒性等の観点からセラミ
ック材料を積層、一体焼成したものが好適であり、振動
に対する耐久性の観点からは金属製であっても良く、そ
の場合は金属を接着剤による接着、ろう付け、金属拡散
法等を用いて積層、形成する。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した通り、請求項１に係る発明
によれば、液滴吐出装置の液体吐出手段は、該反応槽に
開口する流路の終端に設けられた吐出口と、該吐出口の
開度を調整できる開度手段と、流路内に導入された液体
に振動を付与する振動手段とを備え、振動手段で振動さ
れた液体流が吐出口の空気接面から反応槽の内圧に吸
引、霧化することにより、流路内の液体に気泡が存在し
ていても安定的に且つ制御性が良く流体が吐出され、振
動手段で微振動を付与された液体流が微粒子化してお
り、吐出口の空気接面から反応槽の内圧に吸引されて生
じる霧化は、微細な噴霧状態を継続できる。また、液体
貯蔵タンクの内圧と反応槽の内圧とが同じな場合は、振
動手段で微細動のみでも少量の噴霧は行えるので、大容
量から少量までの幅広レンジの噴霧量に対応することが
できる
によれば、液滴吐出装置の液体吐出手段は、該反応槽に
開口する流路の終端に設けられた吐出口と、該吐出口の
開度を調整できる開度手段と、流路内に導入された液体
に振動を付与する振動手段とを備え、振動手段で振動さ
れた液体流が吐出口の空気接面から反応槽の内圧に吸
引、霧化することにより、流路内の液体に気泡が存在し
ていても安定的に且つ制御性が良く流体が吐出され、振
動手段で微振動を付与された液体流が微粒子化してお
り、吐出口の空気接面から反応槽の内圧に吸引されて生
じる霧化は、微細な噴霧状態を継続できる。また、液体
貯蔵タンクの内圧と反応槽の内圧とが同じな場合は、振
動手段で微細動のみでも少量の噴霧は行えるので、大容
量から少量までの幅広レンジの噴霧量に対応することが
できる
【図１】液滴吐出装置を中央で縦に切断した端面図であ
る。
る。
【図２】図１の斜視を示す説明図である。
【図３】開度手段の他の実施形態を示す説明図である。
【図４】開口部に薄板を取り付けた実施形態を示す説明
図である。
図である。
【図５】他の実施形態を示す説明図である。
【図６】他の実施形態を示す説明図である。
【図７】他の実施形態を示す説明図である。
【図８】アクチュエータの他の実施形態を示す説明図で
ある。
ある。
【図９】開度手段と振動手段を兼用する実施形態を示す
説明図である。
説明図である。
１・・液滴吐出装置、２・・フロート槽、３・・反応
槽、４・・液体吐出手段、４１・・吐出口、６・・弁、
７・・流路、７１・・振動室、７２・・上壁、７３・・
弁体、７４・・下壁、７５・・開口部、７６・・弁座、
７７・・薄板、８・・開度手段、８１・・一方極、８２
・・他方極、８３・・圧電／電歪素子、９・・振動手
段、９１・・一方極、９２・・他方極、９３・・圧電／
電歪素子。
槽、４・・液体吐出手段、４１・・吐出口、６・・弁、
７・・流路、７１・・振動室、７２・・上壁、７３・・
弁体、７４・・下壁、７５・・開口部、７６・・弁座、
７７・・薄板、８・・開度手段、８１・・一方極、８２
・・他方極、８３・・圧電／電歪素子、９・・振動手
段、９１・・一方極、９２・・他方極、９３・・圧電／
電歪素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武内 幸久 名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日本碍子 株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EC08 EC72 FD15 KB05 KB09 KB37 4D074 DD09 DD14 DD22 4F041 AA02 AB01 BA10 BA35
Claims (6)
- 【請求項１】 液体貯蔵タンクと、該液体貯蔵タンクの
液体を吐出する液体吐出手段と、該液体吐出手段から液
体が吐出される空間を有する反応槽とを備える液滴吐出
装置において、 該液体吐出手段は、該反応槽に開口する流路の終端に設
けられた吐出口と、該吐出口の開度を調整できる開度手
段と、流路内に導入された液体に振動を付与する振動手
段とを備え、該液体貯蔵タンクの内圧と該反応槽の内圧
をそれぞれＰ１、Ｐ３とした時、Ｐ１≧Ｐ３であること
により、振動手段で振動された液体流が吐出口の空気接
面から反応槽の内圧に吸引されて霧化することを特徴と
する液滴吐出装置。 - 【請求項２】 液体貯蔵タンクと、該液体貯蔵タンクの
液体を吐出する液体吐出手段と、該液体吐出手段から液
体が吐出される空間を有する反応槽とを備える液滴吐出
装置において、 該液体吐出手段は、該反応槽に開口する流路の終端に設
けられた吐出口と、該吐出口の開度を調整するととも
に、該吐出口で流路内に導入された液体に振動を付与す
る振動手段とを備え、該液体貯蔵タンクの内圧と該反応
槽の内圧をそれぞれＰ１、Ｐ３とした時、Ｐ１≧Ｐ３で
あることにより、振動手段で振動された液体流が、開度
手段で噴霧量を調整されながら吐出口の空気接面から反
応槽の内圧に吸引されて霧化することを特徴とする液滴
吐出装置。 - 【請求項３】 前記液体吐出手段は、少なくとも一面を
他の面より薄肉に形成された壁面を有する流路からな
り、前記開度手段は、流路端部における薄肉壁部の少な
くとも一部に設けられた圧電／電歪素子の歪みを利用し
て流路の断面積を変化させた請求項１記載の液滴吐出装
置。 - 【請求項４】 前記液体吐出手段は、少なくとも一面を
他の面より薄肉に形成された壁面を有する流路からな
り、前記振動手段は、流路における薄肉壁部の少なくと
も一部に設けられた圧電／電歪素子の歪みを利用して液
体に微振動を付与する請求項１、２又は３記載の液滴吐
出装置。 - 【請求項５】 前記吐出口は、反応槽に開口する形状を
長孔に形成した請求項１ないし４のいずれかに記載の液
滴吐出装置。 - 【請求項６】 前記液体貯蔵タンクと液体吐出手段との
間に、液体貯蔵タンクに逆止弁を介して連結され液面を
一定にして一定容積を有する機能を持つフロート槽を配
置する請求項１ないし５のいずれかに記載の液滴吐出装
置。
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|---|---|---|---|
| JP29441299A JP3673893B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 液滴吐出装置 |
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| EP00309025A EP1092541A3 (en) | 1999-10-15 | 2000-10-13 | Liquid-drop discharge device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29441299A JP3673893B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 液滴吐出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=17807427
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| US6235177B1 (en) | 1999-09-09 | 2001-05-22 | Aerogen, Inc. | Method for the construction of an aperture plate for dispensing liquid droplets |
| US8336545B2 (en) | 2000-05-05 | 2012-12-25 | Novartis Pharma Ag | Methods and systems for operating an aerosol generator |
| US6968840B2 (en) | 2000-05-05 | 2005-11-29 | Aerogen, Inc. | Methods and systems for operating an aerosol generator |
| US7971588B2 (en) | 2000-05-05 | 2011-07-05 | Novartis Ag | Methods and systems for operating an aerosol generator |
| US20030116641A1 (en) * | 2001-10-02 | 2003-06-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Liquid injection apparatus |
| AU2003202925B2 (en) | 2002-01-07 | 2008-12-18 | Aerogen, Inc. | Devices and methods for nebulizing fluids for inhalation |
| US7677467B2 (en) | 2002-01-07 | 2010-03-16 | Novartis Pharma Ag | Methods and devices for aerosolizing medicament |
| WO2003097126A2 (en) | 2002-05-20 | 2003-11-27 | Aerogen, Inc. | Aerosol for medical treatment and methods |
| US8616195B2 (en) | 2003-07-18 | 2013-12-31 | Novartis Ag | Nebuliser for the production of aerosolized medication |
| US7946291B2 (en) | 2004-04-20 | 2011-05-24 | Novartis Ag | Ventilation systems and methods employing aerosol generators |
| WO2006127181A2 (en) | 2005-05-25 | 2006-11-30 | Aerogen, Inc. | Vibration systems and methods |
| EP1792662A1 (en) | 2005-11-30 | 2007-06-06 | Microflow Engineering SA | Volatile liquid droplet dispenser device |
| US10377651B2 (en) | 2006-10-30 | 2019-08-13 | Perlemax Ltd | Bubble generation for aeration and other purposes |
| GB2443396B (en) | 2006-10-30 | 2011-10-19 | Univ Sheffield | Bubble generation for aeration and other purposes |
| EP1952896B1 (en) * | 2007-02-01 | 2012-11-07 | EP Systems SA | Droplet dispenser |
| DE602008003319D1 (de) * | 2008-06-03 | 2010-12-16 | Microflow Eng Sa | Spendervorrichtung für flüchtige flüssige Tröpfchen |
| WO2014060740A1 (en) | 2012-10-15 | 2014-04-24 | Perlemax Limited | Bubble generation to strip components of a liquid |
| IL258643B2 (en) | 2015-10-30 | 2023-03-01 | Johnson & Johnson Consumer Inc | Dosing unit for an uncontaminated spray misting device |
| MX2018005334A (es) | 2015-10-30 | 2018-05-17 | Johnson & Johnson Consumer Inc | Nebulizador de aerosol aseptico. |
| US20220032335A1 (en) * | 2018-09-26 | 2022-02-03 | Nidec Machinery Corporation | Liquid coating apparatus |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2811248C3 (de) * | 1978-03-15 | 1981-11-26 | Bosch-Siemens Hausgeräte GmbH, 7000 Stuttgart | Flüssigkeitszerstäuber |
| DE2854841C2 (de) * | 1978-12-19 | 1981-03-26 | Bosch-Siemens Hausgeräte GmbH, 7000 Stuttgart | Flüssigkeitszerstäuber, vorzugsweise Inhalationsgerät |
| JPS5791275A (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-07 | Seiko Epson Corp | Ink jet head |
| US6113701A (en) * | 1985-02-14 | 2000-09-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, manufacturing method, and system |
| DE3833586A1 (de) * | 1987-12-29 | 1989-07-13 | Medizin Labortechnik Veb K | Verfahren zur volumenrichtigen ausgabe von fluessigkeiten im mikroliterbereich |
| US5474796A (en) * | 1991-09-04 | 1995-12-12 | Protogene Laboratories, Inc. | Method and apparatus for conducting an array of chemical reactions on a support surface |
| US5518179A (en) * | 1991-12-04 | 1996-05-21 | The Technology Partnership Limited | Fluid droplets production apparatus and method |
| US5534069A (en) * | 1992-07-23 | 1996-07-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of treating active material |
| FR2694215B1 (fr) * | 1992-07-30 | 1994-10-21 | Dp Medical | Appareil pour générer un brouillard à partir d'un liquide, notamment un médicament. |
| US5758637A (en) * | 1995-08-31 | 1998-06-02 | Aerogen, Inc. | Liquid dispensing apparatus and methods |
| US5586550A (en) * | 1995-08-31 | 1996-12-24 | Fluid Propulsion Technologies, Inc. | Apparatus and methods for the delivery of therapeutic liquids to the respiratory system |
| KR100213721B1 (ko) * | 1997-06-28 | 1999-08-02 | 윤종용 | 잉크분사장치 |
| US6102298A (en) * | 1998-02-23 | 2000-08-15 | The Procter & Gamble Company | Ultrasonic spray coating application system |
| DE19941871A1 (de) * | 1999-09-02 | 2001-04-19 | Hahn Schickard Ges | Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen einer Mehrzahl von Mikrotröpfchen auf ein Substrat |
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-
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- 1999-10-15 JP JP29441299A patent/JP3673893B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2000
- 2000-10-10 US US09/685,492 patent/US6443366B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-13 EP EP00309025A patent/EP1092541A3/en not_active Withdrawn
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| JP3673893B2 (ja) | 2005-07-20 |
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