JP2002086021A - 液滴吐出装置 - Google Patents
液滴吐出装置Info
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 液滴吐出装置は、原料又は燃料といった
液体を吐出させるための加圧手段と、吐出する液体を加
圧するための加圧室１と、加圧室１の下方に連結され、
原料若しくは燃料吐出装置の処理部に液体を吐出するノ
ズル２と、ノズル２の吐出孔２ａ周辺に配置された撥液
処理層１１と、加圧室１に液体を供給する導入孔１０と
を備えている。その撥液処理層１１は、加圧室１の底面
全体に形成されたフッ素樹脂による撥液処理層１１ａ
と、ノズル２の吐出孔２ａ周辺に刻設された撥液処理溝
１１ｂとから構成される。 【効果】 保持されかかる液滴は、吐出孔２ａ周辺に配
置された撥液処理層に沿って排除され、ノズル吐出口に
液滴が付着して起こる吐出不良が防止される。
液体を吐出させるための加圧手段と、吐出する液体を加
圧するための加圧室１と、加圧室１の下方に連結され、
原料若しくは燃料吐出装置の処理部に液体を吐出するノ
ズル２と、ノズル２の吐出孔２ａ周辺に配置された撥液
処理層１１と、加圧室１に液体を供給する導入孔１０と
を備えている。その撥液処理層１１は、加圧室１の底面
全体に形成されたフッ素樹脂による撥液処理層１１ａ
と、ノズル２の吐出孔２ａ周辺に刻設された撥液処理溝
１１ｂとから構成される。 【効果】 保持されかかる液滴は、吐出孔２ａ周辺に配
置された撥液処理層に沿って排除され、ノズル吐出口に
液滴が付着して起こる吐出不良が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体原料又は燃料
を吐出することにより、上記液体を処理し又は作動する
各種機械に使用される原料若しくは燃料吐出装置に組み
付けられる液滴吐出装置に関する。
を吐出することにより、上記液体を処理し又は作動する
各種機械に使用される原料若しくは燃料吐出装置に組み
付けられる液滴吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の液滴吐出装置は、液体を吐出させ
るための加圧手段と、吐出する液体を吐出させるための
加圧室と、加圧室に連結された液体吐出用ノズルと、加
圧室に液体を供給する導入孔とを備え、原料若しくは燃
料吐出装置駆動装置に微少液滴吐出ユニットとして複数
個組み付けられる。そして、隣接する複数の液滴吐出装
置の液体導入孔は、共通の液体供給路に連結され、該液
体加圧室の壁部の一部に圧電／電歪素子を備えている。
この原料若しくは燃料吐出装置駆動装置を作動させるに
は、圧電／電歪素子に所定の電圧信号を印加することに
より、液体加圧室の壁部を変形させ、もって該液体加圧
室に生じる圧力により、該液体加圧室に供給される液体
をノズルから噴出している。そして、原料若しくは燃料
吐出装置の用途により液体を大量に吐出する場合は、複
数個の取り付ける液滴吐出装置のノズル数を増やした
り、圧電／電歪素子に所定の電圧信号を印加する時間間
隔を短くして単位時間での印加回数を増やして吐出周期
を短くしたり、印加する電圧を高めたりしていた。
るための加圧手段と、吐出する液体を吐出させるための
加圧室と、加圧室に連結された液体吐出用ノズルと、加
圧室に液体を供給する導入孔とを備え、原料若しくは燃
料吐出装置駆動装置に微少液滴吐出ユニットとして複数
個組み付けられる。そして、隣接する複数の液滴吐出装
置の液体導入孔は、共通の液体供給路に連結され、該液
体加圧室の壁部の一部に圧電／電歪素子を備えている。
この原料若しくは燃料吐出装置駆動装置を作動させるに
は、圧電／電歪素子に所定の電圧信号を印加することに
より、液体加圧室の壁部を変形させ、もって該液体加圧
室に生じる圧力により、該液体加圧室に供給される液体
をノズルから噴出している。そして、原料若しくは燃料
吐出装置の用途により液体を大量に吐出する場合は、複
数個の取り付ける液滴吐出装置のノズル数を増やした
り、圧電／電歪素子に所定の電圧信号を印加する時間間
隔を短くして単位時間での印加回数を増やして吐出周期
を短くしたり、印加する電圧を高めたりしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
液体を大量に、連続して吐出する場合、例えば１ノズル
１吐出あたり数十ｐＬ以上の流量を、吐出周期数ｋHz以
上で、数十ms以上連続して吐出するノズルが数百μm間
隔で複数個存在する場合などは、ノズル及びその周辺に
液滴が残ってしまい吐出が不安定になったり、吐出が液
滴に吸収されて全く噴出が行われなくなる現象が起きて
しまう。
液体を大量に、連続して吐出する場合、例えば１ノズル
１吐出あたり数十ｐＬ以上の流量を、吐出周期数ｋHz以
上で、数十ms以上連続して吐出するノズルが数百μm間
隔で複数個存在する場合などは、ノズル及びその周辺に
液滴が残ってしまい吐出が不安定になったり、吐出が液
滴に吸収されて全く噴出が行われなくなる現象が起きて
しまう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、請
求項１に係る発明では、液体を吐出させるための加圧手
段と、吐出する液体を加圧するための加圧室と、該液体
加圧室に連結して設けられた液体吐出用ノズルと、該ノ
ズルの吐出孔周辺に配置した撥液処理層とを備えた液滴
吐出装置において、撥液処理層を、撥液性の異なる部分
を並設して形成したことを特徴とする液滴吐出装置を提
供する。これにより、ノズルにより排出されながら、飛
散せずに撥液処理層に大きな滴状で保持されている液滴
を、撥液性の異なる部分で排除し、ノズル吐出口に液滴
が残留して起こる吐出不良を防止する。撥液性の異なる
部分を並設して形成した撥液処理層は、ノズルの吐出孔
周辺に配置した第１撥液層に対して、該第１撥液層の外
縁に連結される第２撥液層をすくなくとも有し、第１撥
液層に対して撥液性の異なる第２撥液層の撥液性は優れ
る場合と劣る場合とがある。そして、請求項２に係る発
明では、撥液処理層は、撥液性の異なる部分のうち撥液
性の劣る部分として、撥液処理層を設計段階で欠落させ
たり、撥液処理層を形成後に切削、溶解又は分解して層
厚みを薄くしたり又は欠落させたりして形成できる。ま
た、請求項３に係る発明では、撥液処理層の撥液性が異
なる部分のうち撥液性の劣る部分が、撥液処理層を切
削、溶解又は分解し断面が凹状に形成された液滴吐出装
置である。そして、請求項４に係る発明では、撥液処理
層の撥液性の異なる部分が、撥液性の異なる材質からな
る撥液処理層からなる液滴吐出装置である。
求項１に係る発明では、液体を吐出させるための加圧手
段と、吐出する液体を加圧するための加圧室と、該液体
加圧室に連結して設けられた液体吐出用ノズルと、該ノ
ズルの吐出孔周辺に配置した撥液処理層とを備えた液滴
吐出装置において、撥液処理層を、撥液性の異なる部分
を並設して形成したことを特徴とする液滴吐出装置を提
供する。これにより、ノズルにより排出されながら、飛
散せずに撥液処理層に大きな滴状で保持されている液滴
を、撥液性の異なる部分で排除し、ノズル吐出口に液滴
が残留して起こる吐出不良を防止する。撥液性の異なる
部分を並設して形成した撥液処理層は、ノズルの吐出孔
周辺に配置した第１撥液層に対して、該第１撥液層の外
縁に連結される第２撥液層をすくなくとも有し、第１撥
液層に対して撥液性の異なる第２撥液層の撥液性は優れ
る場合と劣る場合とがある。そして、請求項２に係る発
明では、撥液処理層は、撥液性の異なる部分のうち撥液
性の劣る部分として、撥液処理層を設計段階で欠落させ
たり、撥液処理層を形成後に切削、溶解又は分解して層
厚みを薄くしたり又は欠落させたりして形成できる。ま
た、請求項３に係る発明では、撥液処理層の撥液性が異
なる部分のうち撥液性の劣る部分が、撥液処理層を切
削、溶解又は分解し断面が凹状に形成された液滴吐出装
置である。そして、請求項４に係る発明では、撥液処理
層の撥液性の異なる部分が、撥液性の異なる材質からな
る撥液処理層からなる液滴吐出装置である。
【０００５】次に、請求項５に係る発明は、撥液処理層
の撥液性が異なる部分の境界から、該ノズルの吐出孔外
縁までの距離Ｌは等距離である液滴吐出装置である。こ
れにより、液滴が膨張する方向がどこであっても撥液性
が異なる部分の境界に接触するので液滴を確実に消失さ
せることができる。この撥液性が異なる部分の境界か
ら、ノズルの吐出孔外縁までの距離Ｌは、２００〜５０
０μｍが望ましい。該距離Ｌが２００μｍ以上であれば
ノズルの吐出孔外縁に正確な位置合わせが可能になり、
層厚みも大きくできて剥がれにくく耐久性の高い廃液層
を形成できる。また、該距離Ｌは、ノズルの吐出を不安
定にする液滴の一般的な最大径５００μｍ以下であるの
で、それより大きい状態の液滴は撥液性の異なる部分に
接触して排除されてノズル吐出口に液滴が残留して起こ
る吐出不良が防止される。また請求項６に係る発明は、
撥液処理層の撥液性が異なる部分の境界から、該ノズル
の吐出孔外縁までの距離Ｌは、撥液処理層に形成される
吐出液滴の最大液滴径ｄに対して ｄ＞Ｌ＞０．１ｄと
なる液滴吐出装置である。ここで、撥液処理層に形成さ
れる吐出液滴の最大液滴径ｄは、ノズルを形成した面を
垂直に設け、液滴の吐出方向を水平とした測定装置にお
いて、撥液面に形成された液滴が滴形状を崩す時又は下
方へ流れ落ちる時の液滴径をいう。また、請求項７に係
る発明は、１つ加圧室に対して該ノズルを複数個設け、
隣り合う該ノズルの吐出孔外縁までの距離Ｍは、撥液処
理層に形成される吐出液滴の最大液滴径ｄに対して ｄ
＜Ｍとなる液滴吐出装置である。
の撥液性が異なる部分の境界から、該ノズルの吐出孔外
縁までの距離Ｌは等距離である液滴吐出装置である。こ
れにより、液滴が膨張する方向がどこであっても撥液性
が異なる部分の境界に接触するので液滴を確実に消失さ
せることができる。この撥液性が異なる部分の境界か
ら、ノズルの吐出孔外縁までの距離Ｌは、２００〜５０
０μｍが望ましい。該距離Ｌが２００μｍ以上であれば
ノズルの吐出孔外縁に正確な位置合わせが可能になり、
層厚みも大きくできて剥がれにくく耐久性の高い廃液層
を形成できる。また、該距離Ｌは、ノズルの吐出を不安
定にする液滴の一般的な最大径５００μｍ以下であるの
で、それより大きい状態の液滴は撥液性の異なる部分に
接触して排除されてノズル吐出口に液滴が残留して起こ
る吐出不良が防止される。また請求項６に係る発明は、
撥液処理層の撥液性が異なる部分の境界から、該ノズル
の吐出孔外縁までの距離Ｌは、撥液処理層に形成される
吐出液滴の最大液滴径ｄに対して ｄ＞Ｌ＞０．１ｄと
なる液滴吐出装置である。ここで、撥液処理層に形成さ
れる吐出液滴の最大液滴径ｄは、ノズルを形成した面を
垂直に設け、液滴の吐出方向を水平とした測定装置にお
いて、撥液面に形成された液滴が滴形状を崩す時又は下
方へ流れ落ちる時の液滴径をいう。また、請求項７に係
る発明は、１つ加圧室に対して該ノズルを複数個設け、
隣り合う該ノズルの吐出孔外縁までの距離Ｍは、撥液処
理層に形成される吐出液滴の最大液滴径ｄに対して ｄ
＜Ｍとなる液滴吐出装置である。
【０００６】そして、第１撥液層に対して撥液性の異な
る第２撥液層の撥液性が劣る場合として請求項８に係る
発明にあっては、撥液処理層の周辺に、多孔質からなる
吸液層を配置した請求項１乃至７のいずれかに記載の液
滴吐出装置である。これにより、ノズル吐出口に残留し
吐出不良を生じた液滴が大きくなっても、吸液層に接触
すると浸透されていき、小さくなった液滴はノズルの吐
出孔周辺までの大きさに縮小されるようになる。また、
請求項９に係る発明にあっては、ノズル及び加圧室をジ
ルコニアセラミックスで構成した請求項１乃至８のいず
れかに記載の液滴吐出装置を提供する。これにより、ノ
ズル及び加圧室の流路内で流体との濡れ性が向上し、も
って気泡が残留又は混入しにくくなって吐出が安定す
る。
る第２撥液層の撥液性が劣る場合として請求項８に係る
発明にあっては、撥液処理層の周辺に、多孔質からなる
吸液層を配置した請求項１乃至７のいずれかに記載の液
滴吐出装置である。これにより、ノズル吐出口に残留し
吐出不良を生じた液滴が大きくなっても、吸液層に接触
すると浸透されていき、小さくなった液滴はノズルの吐
出孔周辺までの大きさに縮小されるようになる。また、
請求項９に係る発明にあっては、ノズル及び加圧室をジ
ルコニアセラミックスで構成した請求項１乃至８のいず
れかに記載の液滴吐出装置を提供する。これにより、ノ
ズル及び加圧室の流路内で流体との濡れ性が向上し、も
って気泡が残留又は混入しにくくなって吐出が安定す
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液滴吐出装置
を実施する形態を詳細に説明する。図１は、液滴吐出装
置の中央縦断面図である。液滴吐出装置は、原料又は燃
料といった液体を吐出させるための加圧手段と、吐出す
る液体を加圧するための加圧室１と、加圧室１の下方に
連結され、原料若しくは燃料吐出装置の処理部に液体を
吐出するノズル２と、ノズル２の吐出孔２ａ周辺に配置
された撥液処理層１１と、加圧室１に液体を供給する導
入孔１０とを備えている。その撥液処理層１１は、加圧
室１の底面全体に形成されたフッ素樹脂による撥液処理
層１１ａと、ノズル２の吐出孔２ａ周辺に刻設された撥
液処理溝１１ｂとから構成される。また、液滴吐出装置
７は、それを１単位として、原料若しくは燃料吐出装置
の使用の態様に応じて数個から数百単位までの複数個が
原料若しくは燃料吐出装置に組み付けられ、隣接する複
数の加圧室１、１同士は、液体導入孔１０を介して共通
の液体供給路５により連結され、液体加圧室１の上方壁
部の一部に圧電／電歪素子９を備えている。圧電／電歪
素子９は上部電極、圧電／電歪層及び下部電極を積層し
ており、所定の電圧信号を印加することにより、上部電
極と下部電極との間に生じた電界により圧電／電歪層が
変形し、固着された液体加圧室１の壁部を変形させて液
体加圧室１に生じる加圧力により、液体加圧室１に供給
された液体をノズル２から噴出できる。このとき、飛散
しなかった液滴１２ａが撥液処理層１１ａに保持されて
も、大きくなって液滴の端部が撥液処理溝１１ｂに液滴
１２ｂのように接触すると、撥液処理溝１１ｂの撥液性
が劣化しているために撥液処理溝１１ｂに沿って流れ、
液滴が小さくなり飛散できるようになる。
を実施する形態を詳細に説明する。図１は、液滴吐出装
置の中央縦断面図である。液滴吐出装置は、原料又は燃
料といった液体を吐出させるための加圧手段と、吐出す
る液体を加圧するための加圧室１と、加圧室１の下方に
連結され、原料若しくは燃料吐出装置の処理部に液体を
吐出するノズル２と、ノズル２の吐出孔２ａ周辺に配置
された撥液処理層１１と、加圧室１に液体を供給する導
入孔１０とを備えている。その撥液処理層１１は、加圧
室１の底面全体に形成されたフッ素樹脂による撥液処理
層１１ａと、ノズル２の吐出孔２ａ周辺に刻設された撥
液処理溝１１ｂとから構成される。また、液滴吐出装置
７は、それを１単位として、原料若しくは燃料吐出装置
の使用の態様に応じて数個から数百単位までの複数個が
原料若しくは燃料吐出装置に組み付けられ、隣接する複
数の加圧室１、１同士は、液体導入孔１０を介して共通
の液体供給路５により連結され、液体加圧室１の上方壁
部の一部に圧電／電歪素子９を備えている。圧電／電歪
素子９は上部電極、圧電／電歪層及び下部電極を積層し
ており、所定の電圧信号を印加することにより、上部電
極と下部電極との間に生じた電界により圧電／電歪層が
変形し、固着された液体加圧室１の壁部を変形させて液
体加圧室１に生じる加圧力により、液体加圧室１に供給
された液体をノズル２から噴出できる。このとき、飛散
しなかった液滴１２ａが撥液処理層１１ａに保持されて
も、大きくなって液滴の端部が撥液処理溝１１ｂに液滴
１２ｂのように接触すると、撥液処理溝１１ｂの撥液性
が劣化しているために撥液処理溝１１ｂに沿って流れ、
液滴が小さくなり飛散できるようになる。
【０００８】また、ノズル２及び加圧室１をジルコニア
セラミックスで構成したことにより、ノズル２及び加圧
室１の流路内で流体との濡れ性が向上し、もって気泡が
残留又は混入しにくくなって吐出が安定する。これは、
加圧室１の構成壁をジルコニアセラミックスで製作しノ
ズルを穿設することにより得られるが、ノズル２及び加
圧室１の、少なくとも内壁をジルコニアセラミックスで
被覆することが必要である。
セラミックスで構成したことにより、ノズル２及び加圧
室１の流路内で流体との濡れ性が向上し、もって気泡が
残留又は混入しにくくなって吐出が安定する。これは、
加圧室１の構成壁をジルコニアセラミックスで製作しノ
ズルを穿設することにより得られるが、ノズル２及び加
圧室１の、少なくとも内壁をジルコニアセラミックスで
被覆することが必要である。
【０００９】図２は液体加圧室１の底面を示し、ノズル
２の吐出孔２ａの配列方向に沿って撥液処理溝１１ｂが
刻設されている。（ａ）は飛散しなかった液滴１２ａが
付着した状態を示し、（ｂ）は撥液処理溝１１ｂに沿っ
て小さくなった液滴１２ｂを示している。
２の吐出孔２ａの配列方向に沿って撥液処理溝１１ｂが
刻設されている。（ａ）は飛散しなかった液滴１２ａが
付着した状態を示し、（ｂ）は撥液処理溝１１ｂに沿っ
て小さくなった液滴１２ｂを示している。
【００１０】図３及び図４は、他の配置にした撥液処理
溝１１ｂの実施の形態を示す。図２のものはノズル２の
吐出孔２ａの配列方向に沿って撥液処理溝１１ｂを配置
しているに対し、図３のものは吐出孔２ａの配列方向に
沿った撥液処理溝１１ｂに、吐出孔２ａの配列方向に直
交する撥液処理溝１１ｂを加え、重なる部分１２ｃは重
複させて液滴が流れていくスペースを確保している。ま
た、図４に示す撥液処理溝１１ｂは、吐出孔２ａを中心
に幾何的点対称に、つまり飛滴の飛散方向に等間隔で配
置するものであり、特に（ａ）は放射状の、また（ｂ）
は同心円状に配置しているので液滴を流す距離を長く設
定できる。更にまた、図３，４に示すように、ノズル２
の吐出孔２ａ周辺に形成された撥液処理層はノズル周辺
部だけに存在するだけでよく、また、そこに形成される
撥液性の異なる部分は、図３及び図４左側の放射状配置
のようにその端部が撥液処理層が形成されていない部分
とつながっていてもよい。その場合は、撥液性が異なる
部分に沿って流れ出た液滴が効率よくノズル周辺から排
除されるという利点をもつ。ところで撥液処理層とは、
吐出する液体に対し、その濡れ性がノズルを形成する材
料より劣る性質を持つようにされた箇所であり、フッ素
樹脂層やフッ素を含むメッキ層、フッ素を含む樹脂層、
シリコン樹脂層、あるいはノズルを形成する材料と同じ
ものからなるがその表面粗さが滑らかである部分等をさ
す。また、そこに形成される撥液性が異なる部分とは、
撥液処理層が形成された後、機械加工、レーザー加工等
で厚みを薄く又は欠落するように形成されてもよいし、
処理層形成時から例えば厚みを薄く、或いは欠落させる
等の設計を施し形成してもよいし、また異なる撥液性を
持つ層を更に重ねて形成してもよいし、同一の層を積み
重ねることにより撥液性を異ならせてもよい。
溝１１ｂの実施の形態を示す。図２のものはノズル２の
吐出孔２ａの配列方向に沿って撥液処理溝１１ｂを配置
しているに対し、図３のものは吐出孔２ａの配列方向に
沿った撥液処理溝１１ｂに、吐出孔２ａの配列方向に直
交する撥液処理溝１１ｂを加え、重なる部分１２ｃは重
複させて液滴が流れていくスペースを確保している。ま
た、図４に示す撥液処理溝１１ｂは、吐出孔２ａを中心
に幾何的点対称に、つまり飛滴の飛散方向に等間隔で配
置するものであり、特に（ａ）は放射状の、また（ｂ）
は同心円状に配置しているので液滴を流す距離を長く設
定できる。更にまた、図３，４に示すように、ノズル２
の吐出孔２ａ周辺に形成された撥液処理層はノズル周辺
部だけに存在するだけでよく、また、そこに形成される
撥液性の異なる部分は、図３及び図４左側の放射状配置
のようにその端部が撥液処理層が形成されていない部分
とつながっていてもよい。その場合は、撥液性が異なる
部分に沿って流れ出た液滴が効率よくノズル周辺から排
除されるという利点をもつ。ところで撥液処理層とは、
吐出する液体に対し、その濡れ性がノズルを形成する材
料より劣る性質を持つようにされた箇所であり、フッ素
樹脂層やフッ素を含むメッキ層、フッ素を含む樹脂層、
シリコン樹脂層、あるいはノズルを形成する材料と同じ
ものからなるがその表面粗さが滑らかである部分等をさ
す。また、そこに形成される撥液性が異なる部分とは、
撥液処理層が形成された後、機械加工、レーザー加工等
で厚みを薄く又は欠落するように形成されてもよいし、
処理層形成時から例えば厚みを薄く、或いは欠落させる
等の設計を施し形成してもよいし、また異なる撥液性を
持つ層を更に重ねて形成してもよいし、同一の層を積み
重ねることにより撥液性を異ならせてもよい。
【００１１】図５は、グリーンシートにより形成した液
滴吐出装置について各幅を詳細に規定した説明図であ
る。液体供給路５は路幅３．２ｍｍ、層厚０．３０ｍｍ
に、導入孔１０の径は０．０３４ｍｍ、加圧室１は室長
３．５ｍｍ、層厚０．１５ｍｍに、吐出用ノズル２は、
径の異なる段階状に形成され、吐出方向に向けて０．２
５ｍｍ，０．１５ｍｍ，０．０５０ｍｍ，０．０３１ｍ
ｍに規定されている。この撥液処理層１１ａに対し、そ
れぞれの素材により液滴形成最大吐出径ｄは下記のよう
になる。なお、この測定値において、撥液処理層に形成
される吐出液滴の最大液滴径ｄは、ノズルを形成した面
を垂直に設け、液滴の吐出方向を水平とした測定装置に
おいて、撥液面に形成された液滴が滴形状を崩す時又は
下方へ流れ落ちる時の液滴径をいう。
滴吐出装置について各幅を詳細に規定した説明図であ
る。液体供給路５は路幅３．２ｍｍ、層厚０．３０ｍｍ
に、導入孔１０の径は０．０３４ｍｍ、加圧室１は室長
３．５ｍｍ、層厚０．１５ｍｍに、吐出用ノズル２は、
径の異なる段階状に形成され、吐出方向に向けて０．２
５ｍｍ，０．１５ｍｍ，０．０５０ｍｍ，０．０３１ｍ
ｍに規定されている。この撥液処理層１１ａに対し、そ
れぞれの素材により液滴形成最大吐出径ｄは下記のよう
になる。なお、この測定値において、撥液処理層に形成
される吐出液滴の最大液滴径ｄは、ノズルを形成した面
を垂直に設け、液滴の吐出方向を水平とした測定装置に
おいて、撥液面に形成された液滴が滴形状を崩す時又は
下方へ流れ落ちる時の液滴径をいう。
【００１２】
【表１】
【００１３】この測定値により、撥液処理層の撥液性が
異なる部分の境界である外周縁から、ノズル２の吐出孔
２ａ外縁までの距離Ｌは、撥液処理層に形成される吐出
液滴の最大液滴径ｄに対して ｄ＞Ｌ＞０．１ｄとな
る。例えば、液種がガソリンで、フッ素樹脂による撥液
処理層では、１．５＞Ｌ＞１．５×０．１が好ましい。
このように撥液処理層は、０．１ｄよりＬが小さいと撥
液処理層の形成が困難でノズルに対する位置ずれにより
撥液性が低下することがある一方、ｄよりＬが大きいと
常時液滴がノズルの近傍に存在してしまい、次に行われ
る液滴吐出の障害となり噴霧不良を起こすことになる。
異なる部分の境界である外周縁から、ノズル２の吐出孔
２ａ外縁までの距離Ｌは、撥液処理層に形成される吐出
液滴の最大液滴径ｄに対して ｄ＞Ｌ＞０．１ｄとな
る。例えば、液種がガソリンで、フッ素樹脂による撥液
処理層では、１．５＞Ｌ＞１．５×０．１が好ましい。
このように撥液処理層は、０．１ｄよりＬが小さいと撥
液処理層の形成が困難でノズルに対する位置ずれにより
撥液性が低下することがある一方、ｄよりＬが大きいと
常時液滴がノズルの近傍に存在してしまい、次に行われ
る液滴吐出の障害となり噴霧不良を起こすことになる。
【００１４】図６及び図７は、１つの液体供給路５に複
数の室幅０．３５ｍｍの液体加圧室１を設けたノズル面
を示している。そして図６は、液体供給路５に複数の液
体加圧室１を片端で連結して他端に１つのノズル２を設
け、そのノズル２の周囲に撥液処理層１１ａを円盤状に
配置している。円盤状に配置された撥液処理層１１ａ
は、撥液性が異なる部分の境界から、該ノズルの吐出孔
外縁までの距離Ｌは等距離である。隣り合うノズル２の
間隔は０．４５ｍｍである。一方、図７は、液体供給路
５に複数の液体加圧室１を片端で連結して他端に複数と
なる３つのノズル２を設け、それぞれのノズル２の周囲
に円盤状の撥液処理層１１ａを設けている。そして、隣
り合うノズル２の吐出孔外縁までの距離Ｍは、撥液処理
層に形成される吐出液滴の最大液滴径ｄに対してｄ＜Ｍ
となる。これにより、最大径ｄになった液滴は撥液処理
層１１ａにより液滴が消失して、１つのノズルに付着し
て形成された液滴が隣り合うノズルにまで及んで２つ以
上のノズルが吐出不良を起こすことはない。
数の室幅０．３５ｍｍの液体加圧室１を設けたノズル面
を示している。そして図６は、液体供給路５に複数の液
体加圧室１を片端で連結して他端に１つのノズル２を設
け、そのノズル２の周囲に撥液処理層１１ａを円盤状に
配置している。円盤状に配置された撥液処理層１１ａ
は、撥液性が異なる部分の境界から、該ノズルの吐出孔
外縁までの距離Ｌは等距離である。隣り合うノズル２の
間隔は０．４５ｍｍである。一方、図７は、液体供給路
５に複数の液体加圧室１を片端で連結して他端に複数と
なる３つのノズル２を設け、それぞれのノズル２の周囲
に円盤状の撥液処理層１１ａを設けている。そして、隣
り合うノズル２の吐出孔外縁までの距離Ｍは、撥液処理
層に形成される吐出液滴の最大液滴径ｄに対してｄ＜Ｍ
となる。これにより、最大径ｄになった液滴は撥液処理
層１１ａにより液滴が消失して、１つのノズルに付着し
て形成された液滴が隣り合うノズルにまで及んで２つ以
上のノズルが吐出不良を起こすことはない。
【００１５】図８は、図１に示した撥液処理層１１に、
ノズル２の吐出孔２ａ付近から多孔質からなる液体を吸
収する吸液層１３を積層させている。これにより、ノズ
ル２付近に一旦は残存した液滴は吸液層１３に吸収され
ていき、ノズル２付近に残存する液滴はなく、吸液層１
３は多孔質であるから吸収された液体も表面から徐々に
蒸散していき常に残存する液滴を吸収していく。なお、
図８（ａ）ではノズル２付近に吸液層１３を積層し、吸
液層１３が大気に接触するようにしているが、図８
（ｂ）のようにノズル２付近に撥液処理層１１を設けそ
の外側に吸液層１３を並べるように加圧室１の底面に固
着することもできる。
ノズル２の吐出孔２ａ付近から多孔質からなる液体を吸
収する吸液層１３を積層させている。これにより、ノズ
ル２付近に一旦は残存した液滴は吸液層１３に吸収され
ていき、ノズル２付近に残存する液滴はなく、吸液層１
３は多孔質であるから吸収された液体も表面から徐々に
蒸散していき常に残存する液滴を吸収していく。なお、
図８（ａ）ではノズル２付近に吸液層１３を積層し、吸
液層１３が大気に接触するようにしているが、図８
（ｂ）のようにノズル２付近に撥液処理層１１を設けそ
の外側に吸液層１３を並べるように加圧室１の底面に固
着することもできる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した通り、請求項１に係る本発
明によれば、ノズルの吐出孔周辺に配置した撥液処理層
とを備えた液滴吐出装置の撥液処理層を、撥液性の異な
る部分を並設して形成したので、ノズルにより排出され
ながら、飛散せずに撥液処理層に大きな滴状で保持され
ている液滴を、撥液性の異なる部分で排除し、ノズル吐
出口に液滴が残留して起こる吐出不良を防止できる。ま
た、吐出を開始するにあたり、加圧室を含む流路全体に
液体を充填する時に、残存した気泡がノズル吐出口に残
存した液体と吐出開始による液体とに挟まれると、気泡
部分だけが加圧により容積を変化させてしまい吐出不良
を起こすことを防止できる。
明によれば、ノズルの吐出孔周辺に配置した撥液処理層
とを備えた液滴吐出装置の撥液処理層を、撥液性の異な
る部分を並設して形成したので、ノズルにより排出され
ながら、飛散せずに撥液処理層に大きな滴状で保持され
ている液滴を、撥液性の異なる部分で排除し、ノズル吐
出口に液滴が残留して起こる吐出不良を防止できる。ま
た、吐出を開始するにあたり、加圧室を含む流路全体に
液体を充填する時に、残存した気泡がノズル吐出口に残
存した液体と吐出開始による液体とに挟まれると、気泡
部分だけが加圧により容積を変化させてしまい吐出不良
を起こすことを防止できる。
【図１】液滴吐出装置の中央縦断面を示す説明図であ
る。
る。
【図２】液滴吐出装置の加圧室底面を示す説明図であ
る。
る。
【図３】他の撥液処理溝の配置状態を説明する説明図で
ある。
ある。
【図４】他の撥液処理溝の配置状態を説明する説明図で
ある。
ある。
【図５】グリーンシートにより形成した液滴吐出装置に
ついて各幅を詳細に規定した説明図である。
ついて各幅を詳細に規定した説明図である。
【図６】液体加圧室１に対し１つのノズルを設けたノズ
ル面の説明図である。
ル面の説明図である。
【図７】液体加圧室１に対し複数のノズルを設けたノズ
ル面の説明図である。
ル面の説明図である。
【図８】吸液層を備える液滴吐出装置の説明図である。
１・・加圧室、２・・吐出用ノズル、５・・液体供給
路、７・・液滴吐出ユニット、９・・圧電／電歪素子、
１０・・導入孔、１１、１１ａ・・撥液処理層、１１ｂ
・・撥液処理溝、１２、１２ａ、１２ｂ・・液滴、１３
・・吸液層。
路、７・・液滴吐出ユニット、９・・圧電／電歪素子、
１０・・導入孔、１１、１１ａ・・撥液処理層、１１ｂ
・・撥液処理溝、１２、１２ａ、１２ｂ・・液滴、１３
・・吸液層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C057 AG04 AG07 AG12 AP55 AP60 3H077 AA01 AA20 BB01 CC02 CC09 DD06 EE01 EE34 EE40 FF12 FF36 4F033 AA13 BA03 CA01 DA01 EA06 FA01 NA01
Claims (9)
- 【請求項１】 液体を吐出させるための加圧手段と、吐
出する液体を加圧するための加圧室と、該液体加圧室に
連結して設けられた液体吐出用ノズルと、該ノズルの吐
出孔周辺に配置した撥液処理層とを備えた液滴吐出装置
において、 撥液処理層を、撥液性の異なる部分を並設して形成した
ことを特徴とする液滴吐出装置。 - 【請求項２】 撥液処理層の撥液性が異なる部分のうち
撥液性の劣る部分が、撥液処理層を欠落させて形成され
た請求項１記載の液滴吐出装置。 - 【請求項３】 撥液処理層の撥液性が異なる部分のうち
撥液性の劣る部分が、撥液処理層を切削し凹状に形成さ
れた請求項１記載の液滴吐出装置。 - 【請求項４】 撥液処理層の撥液性の異なる部分が、撥
液性の異なる材質からなる撥液処理層からなる請求項１
記載の液滴吐出装置。 - 【請求項５】 撥液処理層の撥液性が異なる部分の境界
から、該ノズルの吐出孔外縁までの距離Ｌは等距離であ
る請求項１〜４のいづれかに記載の液滴吐出装置。 - 【請求項６】 撥液処理層の撥液性が異なる部分の境界
から、該ノズルの吐出孔外縁までの距離Ｌは、撥液処理
層に形成される吐出液滴の最大液滴径ｄに対して ｄ＞
Ｌ＞０．１ｄとなる請求項１〜５のいづれかに記載の液
滴吐出装置。 - 【請求項７】 該ノズルを複数個設け、隣り合う該ノズ
ルの吐出孔外縁までの距離Ｍは、撥液処理層に形成され
る吐出液滴の最大液滴径ｄに対して ｄ＜Ｍとなる請求
項１〜６のいづれかに記載の液滴吐出装置。 - 【請求項８】 撥液処理層の周辺に、多孔質からなる吸
液層を配置した請求項１〜７のいづれかに記載の液滴吐
出装置。 - 【請求項９】 ノズル及び加圧室をジルコニアセラミッ
クスで構成した請求項１〜８のいづれかに記載の液滴吐
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001180635A JP2002086021A (ja) | 2000-06-20 | 2001-06-14 | 液滴吐出装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-185494 | 2000-06-20 | ||
| JP2000185494 | 2000-06-20 | ||
| JP2001180635A JP2002086021A (ja) | 2000-06-20 | 2001-06-14 | 液滴吐出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002086021A true JP2002086021A (ja) | 2002-03-26 |
Family
ID=26594322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001180635A Pending JP2002086021A (ja) | 2000-06-20 | 2001-06-14 | 液滴吐出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002086021A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7357482B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-04-15 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid droplet-ejecting apparatus, ink-jet printer, and liquid droplet-moving apparatus |
| JP2010076422A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-04-08 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置並びに液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JP2013526430A (ja) * | 2010-05-10 | 2013-06-24 | オセ−テクノロジーズ ビーブイ | 非対称ラプラス圧による濡れ性制御 |
| JP2013154554A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
| EP2760672A1 (en) * | 2011-09-30 | 2014-08-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Dispensing heads with fluid puddle limiting surface features |
-
2001
- 2001-06-14 JP JP2001180635A patent/JP2002086021A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7357482B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-04-15 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid droplet-ejecting apparatus, ink-jet printer, and liquid droplet-moving apparatus |
| JP2010076422A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-04-08 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置並びに液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JP2013526430A (ja) * | 2010-05-10 | 2013-06-24 | オセ−テクノロジーズ ビーブイ | 非対称ラプラス圧による濡れ性制御 |
| EP2760672A1 (en) * | 2011-09-30 | 2014-08-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Dispensing heads with fluid puddle limiting surface features |
| EP2760672A4 (en) * | 2011-09-30 | 2017-05-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Dispensing heads with fluid puddle limiting surface features |
| JP2013154554A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050301 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050628 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |