JP2021014787A - Liquid application device - Google Patents

Liquid application device Download PDF

Info

Publication number
JP2021014787A
JP2021014787A JP2017188839A JP2017188839A JP2021014787A JP 2021014787 A JP2021014787 A JP 2021014787A JP 2017188839 A JP2017188839 A JP 2017188839A JP 2017188839 A JP2017188839 A JP 2017188839A JP 2021014787 A JP2021014787 A JP 2021014787A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
liquid agent
drive
diaphragm
horn
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017188839A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
賢司 前田
Kenji Maeda
賢司 前田
中谷　政次
Masaji Nakatani
政次 中谷
正也 ▲高▼▲崎▼
正也 ▲高▼▲崎▼
Masaya Takasaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Corp
Saitama University NUC
Original Assignee
Nidec Corp
Saitama University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Corp, Saitama University NUC filed Critical Nidec Corp
Priority to JP2017188839A priority Critical patent/JP2021014787A/en
Priority to PCT/JP2018/025149 priority patent/WO2019064782A1/en
Publication of JP2021014787A publication Critical patent/JP2021014787A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/04—Pumps having electric drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • 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
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • 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
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/04—Constructional details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

To provide a liquid application device capable of smoothly discharging liquid with a simple configuration.SOLUTION: A liquid application device 10 includes a diaphragm 12 changing an internal volume of a liquid reservoir 11, and a driving section 13 positioned on the diaphragm 12. The driving section 13 includes a driving piezoelectric element 20, an exciting piezoelectric element 21, and a horn 22. The driving piezoelectric element 20 vibrates in accordance with application of a first drive voltage signal. The exciting piezoelectric element 21 vibrates in accordance with application of a second drive voltage signal having an amplitude smaller than that of the first drive voltage signal and having a frequency higher than that of the first drive voltage signal. The horn 22 vibrates together with the exciting piezoelectric element 21.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、液剤塗布装置に関する。 The present invention relates to a liquid agent coating device.

圧電効果によって電気エネルギから機械エネルギへのエネルギ変換を行う圧電素子は、応答性に優れているため、半導体、印刷、化学薬品などの広い分野において、液体を対象物の表面に液滴として吐出する液滴吐出装置に利用されている。 Piezoelectric elements that convert electrical energy to mechanical energy by the piezoelectric effect have excellent responsiveness, so in a wide range of fields such as semiconductors, printing, and chemicals, liquids are ejected as droplets onto the surface of an object. It is used in a droplet ejection device.

しかしながら、圧電素子の変位量は微小であるため、液剤に十分な圧力を加えられずスムーズに吐出できない場合がある。 However, since the displacement amount of the piezoelectric element is very small, it may not be possible to smoothly discharge the liquid without applying sufficient pressure to the liquid.

そこで、圧電素子の変位量を大きくするための変位拡大機構を設ける手法や（特許文献１及び特許文献２参照）、液体の粘度を低下させるための加熱装置を設ける手法が提案されている（特許文献３及び特許文献４参照）。 Therefore, a method of providing a displacement expanding mechanism for increasing the displacement amount of the piezoelectric element (see Patent Document 1 and Patent Document 2) and a method of providing a heating device for reducing the viscosity of the liquid have been proposed (Patent). See Document 3 and Patent Document 4).

特開２００５−３４９３８７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-349387 特開２００８−５４４９２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-54492 特開２００３−１０３２０７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-103207 特開２０００−３１７３７１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-317371

しかしながら、特許文献１〜４の手法では、液剤吐出装置の構成が複雑化又は大型化してしまう。 However, in the methods of Patent Documents 1 to 4, the configuration of the liquid agent discharging device becomes complicated or large.

本発明は、上述の状況を鑑みてなされたものであり、簡素な構成でスムーズに液剤を吐出可能な液剤吐出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a liquid agent discharging device capable of smoothly discharging a liquid agent with a simple structure.

本発明の一つの態様に係る液剤塗布装置は、液剤貯留部と、ダイヤフラムと、駆動部とを備える。液剤貯留部は、液剤吐出口を有する。ダイヤフラムは、液剤貯留部の内部容積を変化させる。駆動部は、ダイヤフラムの上に位置する。駆動部は、駆動用圧電素子と、加振用圧電素子と、ホーンとを有する。駆動用圧電素子は、第１駆動電圧信号の印加に応じて振動する。加振用圧電素子は、第１駆動電圧信号よりも振幅が小さく、かつ、第１駆動電圧信号よりも周波数の高い第２駆動電圧信号の印加に応じて振動する。ホーンは、加振用圧電素子とともに振動する。 The liquid agent coating device according to one aspect of the present invention includes a liquid agent storage unit, a diaphragm, and a drive unit. The liquid agent storage unit has a liquid agent discharge port. The diaphragm changes the internal volume of the liquid agent reservoir. The drive unit is located above the diaphragm. The drive unit includes a drive piezoelectric element, a vibration piezoelectric element, and a horn. The drive piezoelectric element vibrates in response to the application of the first drive voltage signal. The excitation piezoelectric element vibrates in response to the application of a second drive voltage signal having a smaller amplitude than the first drive voltage signal and a higher frequency than the first drive voltage signal. The horn vibrates together with the excitation piezoelectric element.

本発明の一つの態様によれば、簡素な構成でスムーズに液剤を吐出可能な液剤吐出装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a liquid agent discharging device capable of smoothly discharging a liquid agent with a simple structure.

第１実施形態に係る液剤塗布装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the liquid agent coating apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る液剤塗布装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the liquid agent coating apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る液剤塗布装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the liquid agent coating apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 締結具による駆動用圧電素子及び加振用圧電素子の固定方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the fixing method of the drive piezoelectric element and the vibration piezoelectric element by a fastener.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る液剤塗布装置について説明する。ただし、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。 Hereinafter, the liquid agent coating device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Further, in the following drawings, the scale and the number of each structure may be different from the scale and the number of the actual structure in order to make each configuration easy to understand.

本明細書において、「接続」とは、２つの部材が互いに固定又は連結されている状態を意味する。従って、２つの部材が接続されている場合、両者は常に一緒に動作する。また、「接触」とは、２つの部材が直接的に接する状態にはあるものの、２つの部材は互いに固定又は連結されていない状態を意味する。２つの部材が接触している場合、両者が一緒に動作するときと、両者が一緒に動作しないときがある。また、本明細書において、各部材の「端部」とは、圧電素子の伸縮方向における端部を意味する。 As used herein, "connection" means a state in which two members are fixed or connected to each other. Therefore, when two members are connected, they always operate together. Further, "contact" means a state in which the two members are in direct contact with each other, but the two members are not fixed or connected to each other. When two members are in contact, they may work together or they may not work together. Further, in the present specification, the "end portion" of each member means an end portion in the expansion / contraction direction of the piezoelectric element.

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る液剤塗布装置１０の構成を示す模式図である。 (First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the liquid agent coating device 10 according to the first embodiment.

液剤塗布装置１０は、液剤貯留部１１、ダイヤフラム１２、駆動部１３、固定部材１４及び制御部１５を備える。液剤貯留部１１、ダイヤフラム１２、駆動部１３、及び固定部材１４は、ヘッド１６を構成している。 The liquid agent coating device 10 includes a liquid agent storage unit 11, a diaphragm 12, a drive unit 13, a fixing member 14, and a control unit 15. The liquid agent storage unit 11, the diaphragm 12, the drive unit 13, and the fixing member 14 constitute the head 16.

（１）液剤貯留部１１
液剤貯留部１１は、ハウジング１１ａ及びノズル１１ｂを有する。 (1) Liquid agent storage unit 11
The liquid agent storage unit 11 has a housing 11a and a nozzle 11b.

ハウジング１１ａは、中空状に形成される。本実施形態において、ハウジング１１ａは筒状に形成されているが、これに限られない。ハウジング１１ａは、例えば合金材料、セラミックス材料、及び合成樹脂材料などによって構成することができ、後述する駆動部１３による加圧力の印加に対して変形しないような剛性を高めた設計にしている。ハウジング１１ａの剛性は、構成材料に応じた厚みの適正化によって適宜調整することができる。また、ハウジング１１ａを成形及び鋳造などで製作する場合には、外周面にリブを設けることによってハウジング１１ａの剛性を効果的に向上させることができる。 The housing 11a is formed in a hollow shape. In the present embodiment, the housing 11a is formed in a tubular shape, but the housing 11a is not limited to this. The housing 11a can be made of, for example, an alloy material, a ceramic material, a synthetic resin material, or the like, and is designed to have increased rigidity so as not to be deformed by application of a pressing force by a drive unit 13 described later. The rigidity of the housing 11a can be appropriately adjusted by optimizing the thickness according to the constituent material. Further, when the housing 11a is manufactured by molding, casting, or the like, the rigidity of the housing 11a can be effectively improved by providing ribs on the outer peripheral surface.

ハウジング１１ａの内部には、圧力室１１ｃが形成される。圧力室１１ｃには、液剤が貯留される。液剤としては、半田、熱硬化性樹脂、インク、機能性薄膜（配向膜、レジスト、カラーフィルタ、有機エレクトロルミネッセンスなど）を形成するための塗布液などが挙げられるが、これに限られない。 A pressure chamber 11c is formed inside the housing 11a. The liquid agent is stored in the pressure chamber 11c. Examples of the liquid agent include, but are not limited to, solder, thermosetting resin, ink, and a coating liquid for forming a functional thin film (alignment film, resist, color filter, organic electroluminescence, etc.).

ハウジング１１ａの側壁には、液剤供給口１１ｄが形成される。図示しない液剤供給装置から供給される液剤は、液剤供給口１１ｄを通過して圧力室１１ｃ内に補充される。 A liquid agent supply port 11d is formed on the side wall of the housing 11a. The liquid agent supplied from the liquid agent supply device (not shown) passes through the liquid agent supply port 11d and is replenished in the pressure chamber 11c.

ノズル１１ｂは、板状に形成される。ノズル１１ｂは、ハウジング１１ａの一端開口を塞ぐように配置される。ノズル１１ｂには、吐出口１１ｅが形成される。圧力室１１ｃ内の液剤は、吐出口１１ｅから液滴となって外部に吐出される。 The nozzle 11b is formed in a plate shape. The nozzle 11b is arranged so as to close one end opening of the housing 11a. A discharge port 11e is formed in the nozzle 11b. The liquid agent in the pressure chamber 11c is discharged to the outside as droplets from the discharge port 11e.

（２）ダイヤフラム１２
ダイヤフラム１２は、ハウジング１１ａの他端開口を塞ぐように配置される。ダイヤフラム１２は、後述する圧電素子１３から加圧振動が加えられると弾性的に振動する。これにより、ダイヤフラム１２は、液剤貯留部１１内に形成された圧力室１１ｃの容積を変化させる。 (2) Diaphragm 12
The diaphragm 12 is arranged so as to close the other end opening of the housing 11a. The diaphragm 12 elastically vibrates when pressure vibration is applied from the piezoelectric element 13 described later. As a result, the diaphragm 12 changes the volume of the pressure chamber 11c formed in the liquid agent storage portion 11.

ダイヤフラム１２が圧力室１１ｃの内部に向かって凸状に湾曲すると、圧力室１１ｃの容積は小さくなる。これにより、吐出口１１ｅから液剤が吐出される。その後、ダイヤフラム１２が自身の弾性によって定常状態に復帰すると、圧力室１１ｃの容積も元に戻る。この際、液剤供給口１１ｄから圧力室１１ｃに液剤が補充される。 When the diaphragm 12 curves convexly toward the inside of the pressure chamber 11c, the volume of the pressure chamber 11c becomes smaller. As a result, the liquid agent is discharged from the discharge port 11e. After that, when the diaphragm 12 returns to the steady state due to its own elasticity, the volume of the pressure chamber 11c also returns to the original state. At this time, the liquid agent is replenished from the liquid agent supply port 11d to the pressure chamber 11c.

ダイヤフラム１２の構成材料は特に制限されないが、例えば合金材料、セラミックス材料、及び合成樹脂材料などを用いることができる。 The constituent material of the diaphragm 12 is not particularly limited, but for example, an alloy material, a ceramic material, a synthetic resin material, or the like can be used.

（３）駆動部１３
駆動部１３は、ダイヤフラム１２を伸縮駆動させるための部材である。駆動部１３は、ダイヤフラム１２の上に位置する。駆動部１３は、ダイヤフラム１２と固定部材１４との間に配置される。駆動部１３は、ダイヤフラム１２と固定部材１４とによって挟まれている。 (3) Drive unit 13
The drive unit 13 is a member for expanding and contracting the diaphragm 12. The drive unit 13 is located above the diaphragm 12. The drive unit 13 is arranged between the diaphragm 12 and the fixing member 14. The drive unit 13 is sandwiched between the diaphragm 12 and the fixing member 14.

駆動部１３のうちダイヤフラム１２と反対側の第１端部１３ｐは、固定部材１４に接続される。すなわち、駆動部１３の第１端部１３ｐは、固定部材１４に固定されている。従って、駆動部１３の第１端部１３ｐは、固定端である。駆動部１３の第１端部１３ｐは、例えばエポキシ樹脂などの接着剤を介して固定部材１４に接続することができる。本実施形態において、駆動部１３の第１端部１３ｐは、後述する加振用圧電素子２１の一部である。 The first end 13p of the drive unit 13 opposite to the diaphragm 12 is connected to the fixing member 14. That is, the first end 13p of the drive unit 13 is fixed to the fixing member 14. Therefore, the first end 13p of the drive unit 13 is a fixed end. The first end portion 13p of the drive portion 13 can be connected to the fixing member 14 via an adhesive such as an epoxy resin. In the present embodiment, the first end portion 13p of the drive unit 13 is a part of the vibration-exciting piezoelectric element 21 described later.

駆動部１３のうちダイヤフラム１２側の第２端部１３ｑは、ダイヤフラム１２に接触している。すなわち、駆動部１３の第２端部１３ｑは、ダイヤフラム１２に固定されていない。本実施形態において、駆動部１３の第１端部１３ｐは、後述する駆動用圧電素子２０の一部である。 The second end 13q of the drive unit 13 on the diaphragm 12 side is in contact with the diaphragm 12. That is, the second end 13q of the drive unit 13 is not fixed to the diaphragm 12. In the present embodiment, the first end portion 13p of the drive unit 13 is a part of the drive piezoelectric element 20 described later.

駆動部１３は、駆動用圧電素子２０と加振用圧電素子２１とホーン２２とを有する。 The drive unit 13 includes a drive piezoelectric element 20, a vibration piezoelectric element 21, and a horn 22.

駆動用圧電素子２０は、ダイヤフラム１２の上に位置する。駆動用圧電素子２０は、ダイヤフラム１２と加振用圧電素子２１との間に配置される。駆動用圧電素子２０は、ダイヤフラム１２と加振用圧電素子２１とによって挟まれている。 The drive piezoelectric element 20 is located above the diaphragm 12. The drive piezoelectric element 20 is arranged between the diaphragm 12 and the vibration piezoelectric element 21. The drive piezoelectric element 20 is sandwiched between the diaphragm 12 and the vibration piezoelectric element 21.

駆動用圧電素子２０は、加振用圧電素子２１に接続される。駆動用圧電素子２０は、例えばエポキシ樹脂などの接着剤を介して加振用圧電素子２１に接続することができる。 The drive piezoelectric element 20 is connected to the vibration piezoelectric element 21. The drive piezoelectric element 20 can be connected to the vibration piezoelectric element 21 via an adhesive such as an epoxy resin.

駆動用圧電素子２０は、ダイヤフラム１２に接触している。すなわち、駆動用圧電素子２０は、ダイヤフラム１２に接続されていない。ただし、駆動用圧電素子２０は、ダイヤフラム１２に接続されていてもよい。 The drive piezoelectric element 20 is in contact with the diaphragm 12. That is, the driving piezoelectric element 20 is not connected to the diaphragm 12. However, the drive piezoelectric element 20 may be connected to the diaphragm 12.

駆動用圧電素子２０は、複数の圧電体２０ａ、複数の内部電極２０ｂ、及び一対の側面電極２０ｃ，２０ｃを有する。各圧電体２０ａと各内部電極２０ｂは、交互に積層されている。各圧電体２０ａは、例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電セラミックスによって構成される。各内部電極２０ｂは、一対の側面電極２０ｃ，２０ｃのうちいずれか一方と電気的に接続される。すなわち、一方の側面電極２０ｃと電気的に接続された内部電極２０ｂは、他方の側面電極２０ｃから電気的に絶縁されている。このような構造は、一般に部分電極構造と称される。ただし、駆動用圧電素子２０は、１つの圧電体と一対の電極とを少なくとも備えていればよく、駆動用圧電素子２０としては周知の種々の圧電素子を用いることができる。 The drive piezoelectric element 20 has a plurality of piezoelectric bodies 20a, a plurality of internal electrodes 20b, and a pair of side electrodes 20c and 20c. The piezoelectric bodies 20a and the internal electrodes 20b are alternately laminated. Each piezoelectric body 20a is made of piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT). Each internal electrode 20b is electrically connected to one of a pair of side electrodes 20c and 20c. That is, the internal electrode 20b electrically connected to one side electrode 20c is electrically insulated from the other side electrode 20c. Such a structure is generally referred to as a partial electrode structure. However, the drive piezoelectric element 20 may include at least one piezoelectric body and a pair of electrodes, and various well-known piezoelectric elements can be used as the drive piezoelectric element 20.

駆動用圧電素子２０は、後述する制御部１５から印加される第１駆動電圧信号（すなわち、駆動パルス）に応じて振動する。具体的には、制御部１５から一対の側面電極２０ｃ，２０ｃに第１駆動電圧信号が印加されると、各圧電体２０ａが伸縮する。この各圧電体２０ａの伸縮に伴って、ダイヤフラム１２に加圧振動が加えられる。 The drive piezoelectric element 20 vibrates in response to a first drive voltage signal (that is, a drive pulse) applied from the control unit 15 described later. Specifically, when the first drive voltage signal is applied from the control unit 15 to the pair of side electrodes 20c and 20c, each piezoelectric body 20a expands and contracts. Pressurized vibration is applied to the diaphragm 12 as the piezoelectric bodies 20a expand and contract.

加振用圧電素子２１は、駆動用圧電素子２０の上に位置する。加振用圧電素子２１は、ダイヤフラム１２とホーン２２との間に配置される。加振用圧電素子２１は、駆動用圧電素子２０とホーン２２との間に配置される。加振用圧電素子２１は、駆動用圧電素子２０とホーン２２とによって挟まれている。 The excitation piezoelectric element 21 is located above the driving piezoelectric element 20. The vibration piezoelectric element 21 is arranged between the diaphragm 12 and the horn 22. The excitation piezoelectric element 21 is arranged between the driving piezoelectric element 20 and the horn 22. The excitation piezoelectric element 21 is sandwiched between the driving piezoelectric element 20 and the horn 22.

加振用圧電素子２１は、駆動用圧電素子２０に接続される。加振用圧電素子２１は、ホーン２２に接続される。加振用圧電素子２１は、例えばエポキシ樹脂などの接着剤を介してホーン２２に接続することができる。 The excitation piezoelectric element 21 is connected to the driving piezoelectric element 20. The excitation piezoelectric element 21 is connected to the horn 22. The vibration piezoelectric element 21 can be connected to the horn 22 via an adhesive such as an epoxy resin.

加振用圧電素子２１は、１つの圧電体と一対の電極とを少なくとも備える。加振用圧電素子２１としては、周知の種々の圧電素子を用いることができる。加振用圧電素子２１は、制御部１５から印加される第２駆動電圧信号（すなわち、駆動パルス）に応じて振動する。加振用圧電素子２１に印加される第２駆動電圧信号は、駆動用圧電素子２０に印加される第１駆動電圧信号よりも周波数の高い高周波信号である。第２駆動電圧信号の振幅（電位差）は、第１駆動電圧信号の振幅（電位差）よりも小さいことが好ましい。 The vibration piezoelectric element 21 includes at least one piezoelectric body and a pair of electrodes. As the vibration piezoelectric element 21, various well-known piezoelectric elements can be used. The excitation piezoelectric element 21 vibrates in response to a second drive voltage signal (that is, a drive pulse) applied from the control unit 15. The second drive voltage signal applied to the excitation piezoelectric element 21 is a high frequency signal having a higher frequency than the first drive voltage signal applied to the drive piezoelectric element 20. The amplitude (potential difference) of the second drive voltage signal is preferably smaller than the amplitude (potential difference) of the first drive voltage signal.

第２駆動電圧信号が印加された加振用圧電素子２１は、液剤が吐出口１１ｅから吐出されない程度の微小な加圧振動をダイヤフラム１２に加える。これによって、液剤貯留部１１に貯留された液剤の流動性を向上させるとともに、吐出口１１ｅから吐出された液剤の液切れ性を向上させることができる。 The excitation piezoelectric element 21 to which the second drive voltage signal is applied applies a minute pressurized vibration to the diaphragm 12 so that the liquid agent is not discharged from the discharge port 11e. As a result, the fluidity of the liquid agent stored in the liquid agent storage unit 11 can be improved, and the liquid drainage property of the liquid agent discharged from the discharge port 11e can be improved.

液剤の流動性を向上させるという観点からすれば、第２駆動電圧信号の振幅は第１駆動電圧信号の振幅の１％〜２０％であることが好ましく、第２駆動電圧信号の周波数は１ｋＨｚ〜３０ｋＨｚが好ましい。なお、チクソトロピー性を示す液剤の場合、一般的には、第２駆動電圧信号の周波数が高いほど流動性を向上させることができる。 From the viewpoint of improving the fluidity of the liquid agent, the amplitude of the second drive voltage signal is preferably 1% to 20% of the amplitude of the first drive voltage signal, and the frequency of the second drive voltage signal is 1 kHz to 1 kHz. 30 kHz is preferable. In the case of a liquid agent exhibiting thixotropy, in general, the higher the frequency of the second drive voltage signal, the more the fluidity can be improved.

液切れ性を向上させるという観点からすれば、第２駆動電圧信号の振幅は第１駆動電圧信号の振幅の１％〜２０％であることが好ましく、第２駆動電圧信号の周波数は１ｋＨｚ〜５ｋＨｚが好ましい。 From the viewpoint of improving the liquid drainage property, the amplitude of the second drive voltage signal is preferably 1% to 20% of the amplitude of the first drive voltage signal, and the frequency of the second drive voltage signal is 1 kHz to 5 kHz. Is preferable.

ホーン２２は、加振用圧電素子２１の上に位置する。ホーン２２は、固定部材１４と加振用圧電素子２１との間に配置される。ホーン２２は、固定部材１４と加振用圧電素子２１とによって挟まれている。本実施形態において、ホーン２２は、円筒状の金属棒である。 The horn 22 is located above the vibration piezoelectric element 21. The horn 22 is arranged between the fixing member 14 and the vibration piezoelectric element 21. The horn 22 is sandwiched between the fixing member 14 and the excitation piezoelectric element 21. In this embodiment, the horn 22 is a cylindrical metal rod.

ホーン２２は、固定部材１４と加振用圧電素子２１のそれぞれに接続される。ホーン２２は、例えばエポキシ樹脂などの接着剤を介して固定部材１４に接続することができる。 The horn 22 is connected to each of the fixing member 14 and the excitation piezoelectric element 21. The horn 22 can be connected to the fixing member 14 via an adhesive such as an epoxy resin.

ホーン２２は、加振用圧電素子２１とともに振動することによって、加振用圧電素子２１の伸縮によるダイヤフラム１２の変位量を増大させるための振動体である。ホーン２２の固有振動周波数Ｆ１は、加振用圧電素子２１の駆動限界周波数Ｆ２以下である。 The horn 22 is a vibrating body for increasing the displacement amount of the diaphragm 12 due to the expansion and contraction of the vibration piezoelectric element 21 by vibrating together with the vibration piezoelectric element 21. The natural vibration frequency F1 of the horn 22 is equal to or less than the drive limit frequency F2 of the vibration piezoelectric element 21.

ホーン２２の固有振動周波数Ｆ１とは、ホーン２２が自由振動を行う際の振動数である。ホーン２２の固有振動周波数Ｆ１は、ホーン２２に特有の周波数である。ホーン２２の固有振動周波数Ｆ１は、ホーン２２の形状、材質、質量などによって決まる。従って、ホーン２２の形状、材質、質量などは特に制限されず、固有振動周波数Ｆ１が所望の値になるように設定されていればよい。 The natural vibration frequency F1 of the horn 22 is the frequency at which the horn 22 performs free vibration. The natural vibration frequency F1 of the horn 22 is a frequency peculiar to the horn 22. The natural vibration frequency F1 of the horn 22 is determined by the shape, material, mass, and the like of the horn 22. Therefore, the shape, material, mass, and the like of the horn 22 are not particularly limited, and the natural vibration frequency F1 may be set to a desired value.

加振用圧電素子２１の駆動限界周波数Ｆ２とは、加振用圧電素子２１が安定した振幅で駆動できる限界の周波数の最大値である。加振用圧電素子２１の駆動限界周波数Ｆ２は、加振用圧電素子２１に特有の周波数である。加振用圧電素子２１の駆動限界周波数Ｆ２は、加振用圧電素子２１の構成によって決まる。加振用圧電素子２１に印加される第２駆動電圧信号の周波数（以下、「第２駆動電圧信号周波数」という。）Ｆ３は、駆動限界周波数Ｆ２以下に設定される。 The drive limit frequency F2 of the vibration piezoelectric element 21 is the maximum value of the limit frequency at which the vibration piezoelectric element 21 can be driven with a stable amplitude. The drive limit frequency F2 of the exciting piezoelectric element 21 is a frequency peculiar to the exciting piezoelectric element 21. The drive limit frequency F2 of the exciting piezoelectric element 21 is determined by the configuration of the exciting piezoelectric element 21. The frequency (hereinafter, referred to as “second drive voltage signal frequency”) F3 of the second drive voltage signal applied to the excitation piezoelectric element 21 is set to the drive limit frequency F2 or less.

ここで、ホーン２２の固有振動周波数Ｆ１が、加振用圧電素子２１の駆動限界周波数Ｆ２以下であり、かつ、固有振動周波数Ｆ１と第２駆動電圧信号周波数Ｆ３とが倍数関係にある場合、ホーン２２は、加振用圧電素子２１と共振する。この場合、ホーン２２の固有振動周波数Ｆ１が第２駆動電圧信号周波数Ｆ３に近いほど、ホーン２２と加振用圧電素子２１との共振度合いは高くなって、ホーン２２と加振用圧電素子２１との振幅が大きくなる。そして、ホーン２２の固有振動周波数Ｆ１が第２駆動電圧信号周波数Ｆ３と同じである場合、ホーン２２と加振用圧電素子２１との共振度合いが最大となって、ホーン２２と加振用圧電素子２１との振幅も最大となる。 Here, when the natural vibration frequency F1 of the horn 22 is equal to or less than the drive limit frequency F2 of the excitation piezoelectric element 21, and the natural vibration frequency F1 and the second drive voltage signal frequency F3 have a multiple relationship, the horn 22 resonates with the vibration piezoelectric element 21. In this case, the closer the natural vibration frequency F1 of the horn 22 is to the second drive voltage signal frequency F3, the higher the degree of resonance between the horn 22 and the vibration piezoelectric element 21, and the horn 22 and the vibration piezoelectric element 21 The amplitude of is large. When the natural vibration frequency F1 of the horn 22 is the same as the second drive voltage signal frequency F3, the degree of resonance between the horn 22 and the vibration piezoelectric element 21 is maximized, and the horn 22 and the vibration piezoelectric element 21 are maximized. The amplitude with 21 is also maximized.

このように、ホーン２２の固有振動周波数Ｆ１と第２駆動電圧信号周波数Ｆ３との周波数差を小さくすれば、ホーン２２と加振用圧電素子２１との振幅が大きくなるため、加振用圧電素子２１によるダイヤフラム１２の変位量を増大させることができる。従って、加振用圧電素子２１の振幅を小さくしても、ダイヤフラムの十分な変位量を維持して液剤の流動性と液切れ性を向上させることができる。そのため、加振用圧電素子２１に印加する第２駆動電圧信号の振幅を小さくすることができるため、加振用圧電素子２１の発熱を抑制するとともに、消費電力を低減することができる。 In this way, if the frequency difference between the natural vibration frequency F1 of the horn 22 and the second drive voltage signal frequency F3 is reduced, the amplitude between the horn 22 and the vibration piezoelectric element 21 becomes large, so that the vibration piezoelectric element The amount of displacement of the diaphragm 12 due to 21 can be increased. Therefore, even if the amplitude of the vibration piezoelectric element 21 is reduced, it is possible to maintain a sufficient displacement amount of the diaphragm and improve the fluidity and drainage of the liquid agent. Therefore, since the amplitude of the second drive voltage signal applied to the vibration piezoelectric element 21 can be reduced, the heat generation of the vibration piezoelectric element 21 can be suppressed and the power consumption can be reduced.

（４）固定部材１４
固定部材１４は、駆動部１３の第１端部１３ｐを固定する部材である。固定部材１４は、液剤貯留部１１の上に配置される。ただし、固定部材１４は、駆動部１３の第１端部１３ｐを固定できればよく、液剤貯留部１１から離れていてもよい。また、固定部材１４の形状は、図１の形状に限られず、周辺部材との配置関係を考慮して適宜変更可能である。 (4) Fixing member 14
The fixing member 14 is a member that fixes the first end portion 13p of the driving unit 13. The fixing member 14 is arranged on the liquid agent storage portion 11. However, the fixing member 14 may be separated from the liquid agent storage unit 11 as long as the first end portion 13p of the drive unit 13 can be fixed. Further, the shape of the fixing member 14 is not limited to the shape shown in FIG. 1, and can be appropriately changed in consideration of the arrangement relationship with the peripheral members.

（５）制御部１５
制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のマイクロプロセッサー、又は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の演算装置と、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等で構成された電力増幅器とによって実現される。 (5) Control unit 15
The control unit 15 includes a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit) and a DSP (Digital Signal Processor), an arithmetic unit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and a power MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). ) Etc. is realized by a power amplifier.

制御部１５は、駆動用圧電素子２０を駆動させるための第１駆動電圧信号と、加振用圧電素子２１を駆動させるための第２駆動電圧信号とを生成する。制御部１５は、生成した第１駆動電圧信号を電力増幅器に送って電力を増幅し、これを駆動用圧電素子２０に印加することによって、駆動用圧電素子２０を振動させる。制御部１５は、生成した第２駆動電圧信号を電力増幅器に送って電力を増幅し、これを加振用圧電素子２１に印加することによって、加振用圧電素子２１を振動させる。 The control unit 15 generates a first drive voltage signal for driving the drive piezoelectric element 20 and a second drive voltage signal for driving the vibration piezoelectric element 21. The control unit 15 sends the generated first drive voltage signal to the power amplifier to amplify the electric power, and applies this to the drive piezoelectric element 20 to vibrate the drive piezoelectric element 20. The control unit 15 sends the generated second drive voltage signal to the power amplifier to amplify the electric power, and applies this to the vibration piezoelectric element 21 to vibrate the vibration piezoelectric element 21.

制御部１５は、第２駆動電圧信号の第２駆動電圧信号周波数Ｆ３を加振用圧電素子２１の駆動限界周波数Ｆ２以下に設定するとともに、ホーン２２の固有振動周波数Ｆ１と第２駆動電圧信号周波数Ｆ３とが倍数関係になるように設定する。 The control unit 15 sets the second drive voltage signal frequency F3 of the second drive voltage signal to be equal to or lower than the drive limit frequency F2 of the vibration piezoelectric element 21, and also sets the natural vibration frequency F1 of the horn 22 and the second drive voltage signal frequency. Set so that it has a multiple relationship with F3.

制御部１５は、第２駆動電圧信号の第２駆動電圧信号周波数Ｆ３を加振用圧電素子２１の変位に合わせて調整することが好ましい。この調整には、第２駆動電圧信号の波形における電流と電圧から波高値を一定に制御する方法、又は、駆動電圧信号の波形における電流と電圧の位相差を一定に制御する方法を用いることができる。具体的には、位相差による制御では、共振周波数における位相差を予め求めておき制御目標値とし、実際の駆動において検出される位相差が制御目標値と一致するようフィードバックが行われる。これによって、第２駆動電圧信号周波数Ｆ３を固有振動周波数Ｆ１と合わせることができるため、効率よく加振を行うことができ、液剤の低粘度化はもとより装置の高効率化を実現することができる。 It is preferable that the control unit 15 adjusts the second drive voltage signal frequency F3 of the second drive voltage signal according to the displacement of the vibration piezoelectric element 21. For this adjustment, a method of controlling the peak value from the current and voltage in the waveform of the second drive voltage signal to be constant, or a method of controlling the phase difference between the current and voltage in the waveform of the drive voltage signal to be constant can be used. it can. Specifically, in the control by the phase difference, the phase difference at the resonance frequency is obtained in advance and set as the control target value, and the feedback is performed so that the phase difference detected in the actual driving matches the control target value. As a result, the second drive voltage signal frequency F3 can be matched with the natural vibration frequency F1, so that vibration can be efficiently performed, and not only the viscosity of the liquid agent can be reduced but also the efficiency of the device can be improved. ..

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る液剤塗布装置１０ａの構成を示す模式図である。第１実施形態に係る液剤塗布装置１０と第２実施形態に係る液剤塗布装置１０ａとの相違点は、駆動用圧電素子２０と加振用圧電素子２１とホーン２２との配置が入れ替わっている点である。従って、以下においては、当該相違点について主に説明する。 (Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of the liquid agent coating device 10a according to the second embodiment. The difference between the liquid agent coating device 10 according to the first embodiment and the liquid agent coating device 10a according to the second embodiment is that the arrangements of the drive piezoelectric element 20, the vibration piezoelectric element 21, and the horn 22 are interchanged. Is. Therefore, the differences will be mainly described below.

駆動部１３ａは、ダイヤフラム１２の上に位置する。駆動部１３ａは、ダイヤフラム１２と固定部材１４との間に配置される。駆動部１３ａの第１端部１３ｐは、固定部材１４に接続される。駆動部１３ａの第２端部１３ｑは、ダイヤフラム１２に接触している。本実施形態において、駆動部１３ａの第１端部１３ｐは、加振用圧電素子２１の一部であり、駆動部１３ａの第２端部１３ｑは、ホーン２２の一部である。 The drive unit 13a is located above the diaphragm 12. The drive unit 13a is arranged between the diaphragm 12 and the fixing member 14. The first end portion 13p of the drive portion 13a is connected to the fixing member 14. The second end 13q of the drive unit 13a is in contact with the diaphragm 12. In the present embodiment, the first end 13p of the drive unit 13a is a part of the excitation piezoelectric element 21, and the second end 13q of the drive unit 13a is a part of the horn 22.

ホーン２２は、ダイヤフラム１２の上に位置する。ホーン２２は、ダイヤフラム１２と駆動用圧電素子２０との間に配置される。ホーン２２は、ダイヤフラム１２と駆動用圧電素子２０とによって挟まれている。ホーン２２は、ダイヤフラム１２と接触し、駆動用圧電素子２０に接続される。 The horn 22 is located above the diaphragm 12. The horn 22 is arranged between the diaphragm 12 and the driving piezoelectric element 20. The horn 22 is sandwiched between the diaphragm 12 and the driving piezoelectric element 20. The horn 22 comes into contact with the diaphragm 12 and is connected to the driving piezoelectric element 20.

駆動用圧電素子２０は、ホーン２２と加振用圧電素子２１との間に配置される。駆動用圧電素子２０は、ホーン２２と加振用圧電素子２１とによって挟まれている。駆動用圧電素子２０は、加振用圧電素子２１及びホーン２２のそれぞれに接続される。 The drive piezoelectric element 20 is arranged between the horn 22 and the vibration piezoelectric element 21. The drive piezoelectric element 20 is sandwiched between the horn 22 and the vibration piezoelectric element 21. The drive piezoelectric element 20 is connected to each of the vibration piezoelectric element 21 and the horn 22.

加振用圧電素子２１は、固定部材１４と駆動用圧電素子２０との間に配置される。加振用圧電素子２１は、固定部材１４と駆動用圧電素子２０とによって挟まれている。加振用圧電素子２１は、固定部材１４と駆動用圧電素子２０のそれぞれに接続される。 The vibration piezoelectric element 21 is arranged between the fixing member 14 and the driving piezoelectric element 20. The excitation piezoelectric element 21 is sandwiched between the fixing member 14 and the driving piezoelectric element 20. The excitation piezoelectric element 21 is connected to each of the fixing member 14 and the driving piezoelectric element 20.

以上のように、ホーン２２と駆動用圧電素子２０と加振用圧電素子２１とがダイヤフラム１２側から順番に配置されている場合であっても、上記第１実施形態において説明したとおり、ホーン２２の固有振動周波数Ｆ１と第２駆動電圧信号周波数Ｆ３とを調整することによって、加振用圧電素子２１によるダイヤフラム１２の変位量をホーン２２によって増大させることができる。 As described above, even when the horn 22, the driving piezoelectric element 20, and the vibrating piezoelectric element 21 are arranged in order from the diaphragm 12 side, as described in the first embodiment, the horn 22 By adjusting the natural vibration frequency F1 and the second drive voltage signal frequency F3 of the above, the amount of displacement of the diaphragm 12 by the excitation piezoelectric element 21 can be increased by the horn 22.

なお、図２では、ホーン２２と駆動用圧電素子２０と加振用圧電素子２１とがダイヤフラム１２側から順番に配置された形態を例示したが、これに限られない。ホーン２２と駆動用圧電素子２０と加振用圧電素子２１の順番は任意に入れ替えることができる。 Note that FIG. 2 illustrates a form in which the horn 22, the driving piezoelectric element 20, and the exciting piezoelectric element 21 are arranged in order from the diaphragm 12 side, but the present invention is not limited to this. The order of the horn 22, the driving piezoelectric element 20, and the exciting piezoelectric element 21 can be arbitrarily changed.

（第３実施形態）
図３は、第３実施形態に係る液剤塗布装置１０ｂの構成を示す模式図である。第１実施形態に係る液剤塗布装置１０と第３実施形態に係る液剤塗布装置１０ｂとの相違点は、駆動部１３と固定部材１４との間に予圧バネ１７が配置されている点である。従って、以下においては、当該相違点について主に説明する。 (Third Embodiment)
FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of the liquid agent coating device 10b according to the third embodiment. The difference between the liquid agent coating device 10 according to the first embodiment and the liquid agent coating device 10b according to the third embodiment is that the preload spring 17 is arranged between the drive unit 13 and the fixing member 14. Therefore, the differences will be mainly described below.

予圧バネ１７は、駆動部１３の上に位置する。予圧バネ１７は、駆動部１３と固定部材１４との間に配置される。予圧バネ１７は、駆動部１３と固定部材１４とによって挟まれている。 The preload spring 17 is located above the drive unit 13. The preload spring 17 is arranged between the drive unit 13 and the fixing member 14. The preload spring 17 is sandwiched between the drive unit 13 and the fixing member 14.

予圧バネ１７のうち駆動部１３と反対側の第１端部１７ｐは、固定部材１４に接続される。すなわち、予圧バネ１７の第１端部１７ｐは、固定部材１４に固定されている。従って、予圧バネ１７の第１端部１７ｐは、固定端である。予圧バネ１７の第１端部１７ｐは、固定部材１４に直接的に締結されていてもよいし、例えばエポキシ樹脂などの接着剤を介して固定部材１４に接続されていてもよい。 The first end portion 17p of the preload spring 17 opposite to the drive portion 13 is connected to the fixing member 14. That is, the first end portion 17p of the preload spring 17 is fixed to the fixing member 14. Therefore, the first end portion 17p of the preload spring 17 is a fixed end. The first end portion 17p of the preload spring 17 may be directly fastened to the fixing member 14, or may be connected to the fixing member 14 via an adhesive such as an epoxy resin.

予圧バネ１７のうち駆動部１３側の第２端部１７ｑは、駆動部１３の第１端部１３ｐに接続される。すなわち、予圧バネ１７の第２端部１７ｑは、駆動部１３の第１端部１３ｐに固定されている。従って、本実施形態において、駆動部１３の第１端部１３ｐは、固定端ではない。予圧バネ１７の第２端部１７ｑは、駆動部１３に直接的に締結されていてもよいし、例えばエポキシ樹脂などの接着剤を介して駆動部１３に接続されていてもよい。 The second end 17q of the preload spring 17 on the drive unit 13 side is connected to the first end 13p of the drive unit 13. That is, the second end portion 17q of the preload spring 17 is fixed to the first end portion 13p of the drive unit 13. Therefore, in the present embodiment, the first end 13p of the drive unit 13 is not a fixed end. The second end 17q of the preload spring 17 may be directly fastened to the drive unit 13 or may be connected to the drive unit 13 via an adhesive such as an epoxy resin.

図３では、予圧バネ１７としてコイルバネを用いた場合が図示されているが、これに限られない。予圧バネ１７としては、皿バネ、板バネ、渦巻バネなど周知のバネを用いることができる。予圧バネ１７のバネ定数は、ダイヤフラム１２のバネ定数よりも大きいことが好ましい。 FIG. 3 shows a case where a coil spring is used as the preload spring 17, but the present invention is not limited to this. As the preload spring 17, a well-known spring such as a disc spring, a leaf spring, or a spiral spring can be used. The spring constant of the preload spring 17 is preferably larger than the spring constant of the diaphragm 12.

予圧バネ１７は、駆動部１３をダイヤフラム１２側に押しつける。予圧バネ１７は、駆動用圧電素子２０が伸張状態か収縮状態かに関わらず、常時、駆動部１３をダイヤフラム１２側に押しつける。 The preload spring 17 presses the drive unit 13 against the diaphragm 12 side. The preload spring 17 always presses the drive unit 13 against the diaphragm 12 regardless of whether the drive piezoelectric element 20 is in the stretched state or the contracted state.

ここで、駆動部１３の第２端部１３ｑは、ダイヤフラム１２に接触しているだけであるので、伸張した駆動用圧電素子２０が収縮する際、駆動用圧電素子２０の内部には伸張による引っ張り力が生じるだけでなく、駆動部１３自体がリンギングするおそれもある。しかしながら、本実施形態では、上述のとおり、予圧バネ１７の押しつけ力によって、駆動部１３をダイヤフラム１２に押しつけておくことができる。そのため、駆動用圧電素子２０に生じる引っ張り力を抑制するとともに、駆動部１３のリンギングを抑制することができる。 Here, since the second end portion 13q of the drive unit 13 is only in contact with the diaphragm 12, when the stretched drive piezoelectric element 20 contracts, the inside of the drive piezoelectric element 20 is pulled by expansion. Not only is force generated, but the drive unit 13 itself may ring. However, in the present embodiment, as described above, the drive unit 13 can be pressed against the diaphragm 12 by the pressing force of the preload spring 17. Therefore, the tensile force generated in the drive piezoelectric element 20 can be suppressed, and the ringing of the drive unit 13 can be suppressed.

また、もし駆動部１３の第２端部１３ｑがダイヤフラム１２に接続されているとすれば、伸張した駆動用圧電素子２０が収縮する際、駆動部１３の収縮速度がダイヤフラム１２の復帰速度よりも速いため、駆動部１３がダイヤフラム１２から剥離するおそれがある。しかしながら、本実施形態のように、予圧バネ１７の押しつけ力によって、駆動部１３をダイヤフラム１２に押しつけておけば、駆動部１３がダイヤフラム１２から剥離することを抑制することができる。 Further, if the second end portion 13q of the drive unit 13 is connected to the diaphragm 12, when the extended drive piezoelectric element 20 contracts, the contraction speed of the drive unit 13 is higher than the return speed of the diaphragm 12. Since it is fast, the drive unit 13 may peel off from the diaphragm 12. However, if the drive unit 13 is pressed against the diaphragm 12 by the pressing force of the preload spring 17 as in the present embodiment, it is possible to prevent the drive unit 13 from peeling off from the diaphragm 12.

（他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定すると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。 (Other embodiments)
Although the present invention has been described in accordance with the above embodiments, the statements and drawings that form part of this disclosure should not be understood to limit the invention. Various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art from this disclosure.

上記第１及び第２実施形態において、駆動部１３の第１端部１３ｐは、固定部材１４に接続されることとしたが、固定部材１４に接触しているだけでもよい。 In the first and second embodiments, the first end 13p of the drive unit 13 is connected to the fixing member 14, but may only be in contact with the fixing member 14.

上記第１乃至第３実施形態において、駆動部１３の第２端部１３ｑは、ダイヤフラム１２に接触することとしたが、ダイヤフラム１２に接続されていてもよい。 In the first to third embodiments, the second end 13q of the drive unit 13 is in contact with the diaphragm 12, but it may be connected to the diaphragm 12.

上記第１乃至第３実施形態において、駆動部１３の第２端部１３ｑは、ダイヤフラム１２と直接的に接触することとしたが、第２端部１３ｑとダイヤフラム１２との間には、駆動部１３と面接触し、かつ、ダイヤフラム１２と点接触する中間部材が挟まれていてもよい。中間部材は、駆動部１３の第２端部１３ｑに固定されており、ダイヤフラム１２とは接離自在である。このような中間部材を挟むことによって、駆動部１３の第２端部１３ｑの一部分に加圧力が集中することを抑制できるため、駆動部１３の破損を抑制できる。 In the first to third embodiments, the second end 13q of the drive unit 13 is in direct contact with the diaphragm 12, but there is a drive unit between the second end 13q and the diaphragm 12. An intermediate member that is in surface contact with 13 and in point contact with the diaphragm 12 may be sandwiched. The intermediate member is fixed to the second end 13q of the drive unit 13 and can be brought into contact with and detached from the diaphragm 12. By sandwiching such an intermediate member, it is possible to prevent the pressure from being concentrated on a part of the second end portion 13q of the drive unit 13, so that damage to the drive unit 13 can be suppressed.

上記第２実施形態において、駆動用圧電素子２０はホーン２２及び加振用圧電素子２１に接続され、加振用圧電素子２１は固定部材１４に接続されることとしたが、これに限られない。図４に示すように、駆動用圧電素子２０及び加振用圧電素子２１は、締結具３０によって固定部材１４とホーン２２の間に固定されていてもよい。締結具３０としては、例えば、ねじ等を用いることができる。締結具３０は、駆動用圧電素子２０及び加振用圧電素子２１を貫通してホーン２２に締結される。加振用圧電素子２１の振動をホーン２２に効率的に伝達するために、締結具３０は十分な締結力を有することが好ましい。駆動用圧電素子２０及び加振用圧電素子２１のそれぞれは、締結具３０を貫通させられる形状（例えば、中空環状）に形成される。このように、駆動用圧電素子２０及び加振用圧電素子２１をホーン２２に締結具で固定することによって、例えば接着剤のような弾性体を介して接続する場合に比べて、加振用圧電素子２１の振動をホーン２２に効率的に伝達することができる。なお、駆動用圧電素子２０及び加振用圧電素子２１を締結具でホーン２２に固定する場合、図４において駆動用圧電素子２０と加振用圧電素子２１とを反対に配置してもよい。 In the second embodiment, the driving piezoelectric element 20 is connected to the horn 22 and the exciting piezoelectric element 21, and the exciting piezoelectric element 21 is connected to the fixing member 14, but the present invention is not limited to this. .. As shown in FIG. 4, the driving piezoelectric element 20 and the exciting piezoelectric element 21 may be fixed between the fixing member 14 and the horn 22 by the fastener 30. As the fastener 30, for example, a screw or the like can be used. The fastener 30 penetrates the drive piezoelectric element 20 and the vibration piezoelectric element 21 and is fastened to the horn 22. In order to efficiently transmit the vibration of the vibration-exciting piezoelectric element 21 to the horn 22, the fastener 30 preferably has a sufficient fastening force. Each of the drive piezoelectric element 20 and the vibration piezoelectric element 21 is formed in a shape (for example, a hollow annular shape) through which the fastener 30 can be penetrated. In this way, by fixing the drive piezoelectric element 20 and the vibration piezoelectric element 21 to the horn 22 with fasteners, the vibration piezoelectric element is compared with the case where the vibration piezoelectric element 20 is connected to the horn 22 via an elastic body such as an adhesive. The vibration of the element 21 can be efficiently transmitted to the horn 22. When the drive piezoelectric element 20 and the vibration piezoelectric element 21 are fixed to the horn 22 with fasteners, the drive piezoelectric element 20 and the vibration piezoelectric element 21 may be arranged in opposite directions in FIG.

１０ 液剤塗布装置
１１ 液剤貯留部
１１ａ ハウジング
１１ｂ ノズル
１１ｃ 圧力室
１１ｄ 液剤供給口
１１ｅ 吐出口
１２ ダイヤフラム
１３ 駆動部
１４ 固定部材
１５ 制御部
１６ ヘッド
１７ 予圧バネ
２０ 駆動用圧電素子
２１ 加振用圧電素子
２２ ホーン
10 Liquid agent coating device 11 Liquid agent storage unit 11a Housing 11b Nozzle 11c Pressure chamber 11d Liquid agent supply port 11e Discharge port 12 Diaphragm 13 Drive unit 14 Fixing member 15 Control unit 16 Head 17 Preload spring 20 Drive piezoelectric element 21 Piezoelectric element for vibration 22 Horn

Claims (14)

液剤吐出口を有する液剤貯留部と、
前記液剤貯留部の内部容積を変化させるダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの上に位置する駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、
第１駆動電圧信号の印加に応じて振動する駆動用圧電素子と、
前記第１駆動電圧信号よりも振幅が小さく、かつ、前記第１駆動電圧信号よりも周波数の高い第２駆動電圧信号の印加に応じて振動する加振用圧電素子と、
前記加振用圧電素子とともに振動するホーンと、
を有する、
液剤塗布装置。 A liquid agent storage unit with a liquid agent discharge port,
A diaphragm that changes the internal volume of the liquid agent storage unit,
The drive unit located on the diaphragm and
With
The drive unit
A drive piezoelectric element that vibrates in response to the application of the first drive voltage signal,
A piezoelectric element for vibration that vibrates in response to the application of a second drive voltage signal that has a smaller amplitude than the first drive voltage signal and a higher frequency than the first drive voltage signal.
A horn that vibrates together with the vibration piezoelectric element,
Have,
Liquid agent application device. 前記ホーンは、前記加振用圧電素子に接続されている、
請求項１に記載の液剤塗布装置。 The horn is connected to the vibration piezoelectric element.
The liquid agent coating device according to claim 1. 前記加振用圧電素子は、前記ホーンと前記ダイヤフラムとの間に配置される、
請求項１又は２に記載の液剤塗布装置。 The vibration piezoelectric element is arranged between the horn and the diaphragm.
The liquid agent coating device according to claim 1 or 2. 前記加振用圧電素子は、前記ホーンと前記駆動用圧電素子との間に配置される、
請求項３に記載の液剤塗布装置。 The vibration piezoelectric element is arranged between the horn and the driving piezoelectric element.
The liquid agent coating device according to claim 3. 前記駆動用圧電素子は、前記ダイヤフラムと接触する、
請求項３に記載の液剤塗布装置。 The drive piezoelectric element comes into contact with the diaphragm.
The liquid agent coating device according to claim 3. 前記ホーンは、前記駆動用圧電素子と前記ダイヤフラムとの間に配置される、
請求項１又は２に記載の液剤塗布装置。 The horn is arranged between the driving piezoelectric element and the diaphragm.
The liquid agent coating device according to claim 1 or 2. 前記ホーンは、前記ダイヤフラムと接触する、
請求項６に記載の液剤塗布装置。 The horn comes into contact with the diaphragm.
The liquid agent coating device according to claim 6. 前記駆動用圧電素子は、前記ホーンと前記加振用圧電素子との間に配置される、
請求項７に記載の液剤塗布装置。 The drive piezoelectric element is arranged between the horn and the vibration piezoelectric element.
The liquid agent coating device according to claim 7. 前記ホーンは、前記加振用圧電素子に締結されている、
請求項１乃至５のいずれかに記載の液剤塗布装置。 The horn is fastened to the vibration piezoelectric element.
The liquid agent coating device according to any one of claims 1 to 5. 前記駆動部の前記ダイヤフラムと反対側の端部は、固定端である、
請求項１乃至９のいずれかに記載の液剤塗布装置。 The end of the drive unit on the opposite side of the diaphragm is a fixed end.
The liquid agent coating device according to any one of claims 1 to 9. 前記ホーンの固有周波数は、前記加振用圧電素子の駆動限界周波数以下である、
請求項１乃至１０のいずれかに記載の液剤塗布装置。 The natural frequency of the horn is equal to or lower than the drive limit frequency of the vibration piezoelectric element.
The liquid agent coating device according to any one of claims 1 to 10. 前記ホーンの固有周波数は、前記第２駆動電圧信号の周波数と同じである、
請求項１１に記載の液剤塗布装置。 The natural frequency of the horn is the same as the frequency of the second drive voltage signal.
The liquid agent coating device according to claim 11. 前記駆動部の前記ダイヤフラムと反対側に配置される予圧バネをさらに備え、
前記予圧バネのうち前記駆動部と反対側の端部は、固定端である、
請求項１乃至１２のいずれかに記載の液剤塗布装置。 Further provided with a preload spring arranged on the opposite side of the drive unit to the diaphragm,
The end of the preload spring opposite to the drive portion is a fixed end.
The liquid agent coating device according to any one of claims 1 to 12. 前記駆動部と前記ダイヤフラムとの間に配置される中間部材をさらに備え、
前記中間部材は、前記駆動部と面接触し、かつ、前記ダイヤフラムと点接触する、
請求項１乃至１３のいずれかに記載の液剤塗布装置。 Further including an intermediate member arranged between the drive unit and the diaphragm,
The intermediate member is in surface contact with the drive unit and is in point contact with the diaphragm.
The liquid agent coating device according to any one of claims 1 to 13.
JP2017188839A 2017-09-28 2017-09-28 Liquid application device Pending JP2021014787A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017188839A JP2021014787A (en) 2017-09-28 2017-09-28 Liquid application device
PCT/JP2018/025149 WO2019064782A1 (en) 2017-09-28 2018-07-03 Liquid agent application device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017188839A JP2021014787A (en) 2017-09-28 2017-09-28 Liquid application device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021014787A true JP2021014787A (en) 2021-02-12

Family

ID=65901205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017188839A Pending JP2021014787A (en) 2017-09-28 2017-09-28 Liquid application device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2021014787A (en)
WO (1) WO2019064782A1 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62247182A (en) * 1986-04-17 1987-10-28 Ricoh Co Ltd Electrostrictive vibrator pump device
JP2003120541A (en) * 2001-10-19 2003-04-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Small pump and drive method thereof
JP4224710B2 (en) * 2004-06-09 2009-02-18 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric element, piezoelectric actuator, piezoelectric pump, ink jet recording head, ink jet printer, surface acoustic wave element, frequency filter, oscillator, electronic circuit, thin film piezoelectric resonator, and electronic device
TWI256374B (en) * 2004-10-12 2006-06-11 Ind Tech Res Inst PDMS valve-less micro pump structure and method for producing the same
US20070263887A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-15 Adaptivenergy, Llc Vibration amplification system for piezoelectric actuators and devices using the same
JP2017101598A (en) * 2015-12-02 2017-06-08 セイコーエプソン株式会社 Liquid injection device, program, and control device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019064782A1 (en) 2019-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5118485B2 (en) Method for driving liquid ejection device and liquid ejection device using the method
US10069440B2 (en) Vibrator and ultrasonic motor
US8736142B2 (en) Polarity switching circuit
WO2013125364A1 (en) Fluid control device
WO2018173592A1 (en) Droplet ejection device
JPWO2019064779A1 (en) Liquid agent application device
JP2006094591A (en) Ultrasonic motor and its operation method
JPWO2011086810A1 (en) Atomizer
JP2021014787A (en) Liquid application device
JP2018023214A (en) Vibration power generator
JPWO2018180006A1 (en) Droplet ejection device
TW202012054A (en) Liquid coating device
ATE411899T1 (en) DROPLET JET DEVICE WITH EXPANDABLE PRESSURE CHAMBER BY EXTENDING THE PRESSURE GENERATION ZONE
JP2021014788A (en) Liquid application device
JPWO2019064770A1 (en) Liquid agent application device
JP2008278721A (en) Ultrasonic actuator device
JP2021014789A (en) Liquid application device
WO2019064769A1 (en) Liquid agent application system
WO2019163706A1 (en) Liquid agent application device
WO2012096048A1 (en) Piezoelectric vibration component
TW201936269A (en) Liquid agent application device
JP7556405B2 (en) Method for manufacturing a sound wave generating device
JP2019171312A (en) Solution application device
JP6108753B2 (en) Ultrasonic treatment device
JP2013022199A (en) Mist generator and cosmetic device