JP2013039810A - 液体吐出装置及び液体吐出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、チャンバー内の圧力を変動させるための第1素子と、前記チャンバー内の液体を吐出するノズルの流路の断面積を変動させるための第2素子とを備えたヘッドと、前記第1素子及び前記第2素子の駆動を制御するコントローラーとを備えた液体吐出装置である。前記コントローラーは、前記ノズルの流路の前記液体に外向きのエネルギーを与えるように前記第1素子を駆動した後に、前記ノズルの流路の断面積を収縮させるように前記第2素子を駆動することによって、前記ノズルから液滴を吐出させることを特徴とする。
【選択図】図4
Description
M=ρ×L/(π×r^2)
R=8×L×μ/(π×r^4)
これらの式から理解できるように、ノズル径が小さくなると(rが小さくなると)、イナータンスM及び粘性抵抗Rが増加し、この結果、ノズル流路での圧力損失が大きくなる。このことは、ノズル径が小さくなると、液滴が吐出されにくくなることを示している。
このような液体吐出装置によれば、ノズル径に比べて微小な液滴を吐出することが可能になる。
このような液体吐出方法によれば、ノズル径に比べて微小な液滴を吐出することが可能になる。
<ヘッドの構成>
図1は、液体吐出装置の概要の説明図である。液体吐出装置は、ヘッド10と、コントローラー20とを備えている。
図2A〜図2Cは、第1実施形態の第2圧電素子14の形状・配置例の説明図である。図2Aでは、ノズル流路の途中に第2圧電素子14が設けられている。このため、図2Aの場合、ノズル流路の拡張・縮小は、ノズル開口から内側の離れた位置で行われる。これに対し、図2B及び図2Cでは、ノズル開口に第2圧電素子14が設けられている。図2Bではノズル流路の一部に第2圧電素子14が設けられており、図2Cではノズル流路の全体に第2圧電素子14が設けられている。
図4は、第1実施形態の駆動方法の説明図である。図中の上側には、第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2の電圧変化のタイミングチャートが示されている。図中の上側のタイミングチャートにはA〜Gのタイミングが示されており、各タイミングでの液体のメニスカスの様子が図中の下側に示されている。これらの図には、第2圧電素子14を駆動しない場合のメニスカスの様子が点線で示されている。
図5は、第2実施形態の駆動方法の説明図である。図中の駆動方法は、Pull-Push方式と呼ばれている。前述の第1実施形態では、液滴の吐出後に第1駆動信号COM1の電圧を高くしてメニスカスを定常状態に戻していたが、第2実施形態では、液滴の吐出後に第1駆動信号COM1の電圧を高くせず、そのままの状態を維持してメニスカスを定常状態に戻している。
図6は、第3実施形態の駆動方法の説明図である。図中の駆動方法は、Push-Pull方式と呼ばれている。前述の第1実施形態及び第2実施形態では、最初にメニスカスを引き込んでから液体が押し出されていたが、第3実施形態のPush-Pull方式では、メニスカスを引き込まずに液体が押し出される。
図7は、第4実施形態の駆動方法の説明図である。第4実施形態における第1圧電素子13の駆動方法は、Pull-Push-Pull方式であり、前述の第1実施形態(図4参照)と共通している。但し、第2圧電素子14の駆動方法は、前述の第1実施形態と異なっている。前述の第1実施形態(及び第2、第3実施形態)では、液滴を吐出する際に、第2圧電素子14によってノズル流路の収縮と拡張の両方を行っている。これに対し、第4実施形態では、液滴を吐出させる際に、ノズル流路の収縮だけを行っている。
図8は、第5実施形態における第2圧電素子14の周辺構成の説明図である。
上記の実施形態は、主として液体吐出装置について記載されているが、その中には、液体吐出方法や、ヘッドの構造、ヘッドの駆動方法、ノズルの構造等の開示が含まれていることは言うまでもない。
前述の実施形態では、液柱の径がノズルの径とほぼ同じになるように図示されていた(例えば、図4のタイミングDを参照)。但し、液柱は、このような形状に限られるものではない。
前述の実施形態によれば、チャンバー12内の圧力を変動させるのに第1圧電素子13が用いられていた。但し、圧電素子ではなく、ヒーターなどの他の素子が用いられても良い。
11 供給流路、
12 チャンバー、
13 第1圧電素子、13A 変形部、
14 第2圧電素子、14A 弾性体、14B 空隙部、
20 コントローラー、
21 駆動信号生成部、21A 第1生成部、21B 第2生成部、
COM1 第1駆動信号、
COM2 第2駆動信号、
Claims (5)
- チャンバー内の圧力を変動させるための第1素子と、前記チャンバー内の液体を吐出するノズルの流路の断面積を変動させるための第2素子とを備えたヘッドと、
前記第1素子及び前記第2素子の駆動を制御するコントローラーと
を備えた液体吐出装置であって、
前記コントローラーは、前記ノズルの流路の前記液体に外向きのエネルギーを与えるように前記第1素子を駆動した後に、前記ノズルの流路の断面積を収縮させるように前記第2素子を駆動することによって、前記ノズルから液滴を吐出させる
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1に記載の液体吐出装置であって、
前記コントローラーは、前記ノズルの流路の断面積を収縮させるように前記第2素子を駆動して、前記ノズルの外側に液柱を形成した後に、前記ノズルの流路の断面積を拡張させるように前記第2素子を駆動することによって、前記ノズルから前記液滴を吐出させる
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1又は2に記載の液体吐出装置であって、
前記第2素子は、前記ノズルの開口部において、前記ノズルの流路の断面積を変動させる
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の液体吐出装置であって、
前記第2素子は、シアモード型の圧電素子である
ことを特徴とする液体吐出装置。 - チャンバー内の液体の圧力を変動させて、ノズル流路の前記液体に外向きのエネルギーを与える第1ステップと、
前記第1ステップの後に、前記ノズル流路の断面積を収縮させる第2ステップと、
前記第2ステップの後に、前記ノズルから液滴を吐出させる第3ステップと
を有する液体吐出方法。
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JP2007268966A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Fujifilm Corp | 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置並びに液体吐出方法 |
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- 2011-08-19 JP JP2011179802A patent/JP5810739B2/ja active Active
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