JP7258386B1 - NOZZLE PLATE, LIQUID EJECTING DEVICE, AND LIQUID EJECTING METHOD - Google Patents

NOZZLE PLATE, LIQUID EJECTING DEVICE, AND LIQUID EJECTING METHOD Download PDF

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JP7258386B1 JP2022151267A JP2022151267A JP7258386B1 JP 7258386 B1 JP7258386 B1 JP 7258386B1 JP 2022151267 A JP2022151267 A JP 2022151267A JP 2022151267 A JP2022151267 A JP 2022151267A JP 7258386 B1 JP7258386 B1 JP 7258386B1
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Abstract

【課題】吐出口から空気を吸い込みにくいノズルプレート、液体吐出装置および液体吐出方法を提供する。【解決手段】本発明のノズルプレート20は、ノズルプレート本体24に、液体が収容される貯留室21と、貯留室21と連通する吐出流路22cと、吐出流路22cの端部に設けられ液体を吐出する吐出口22dとを有するものである。ノズルプレート20は、吐出口22dを覆うように形成される液体の膜Mを保持し、液体の膜Mの広がりを制限する規制部61によって囲まれる液体保持部60を備え、平面から見て、液体保持部60の面積をS1、吐出口22dの面積をS2としたときに、S1/S2は、25より大きく、2500より小さい、【選択図】図4A nozzle plate, a liquid ejecting apparatus, and a liquid ejecting method are provided in which air is less likely to be sucked from an ejection port. A nozzle plate (20) according to the present invention includes a storage chamber (21) in which a liquid is stored, a discharge channel (22c) communicating with the storage chamber (21), and an end portion of the discharge channel (22c) provided in a nozzle plate body (24). and an ejection port 22d for ejecting liquid. The nozzle plate 20 includes a liquid holding portion 60 that holds a liquid film M formed so as to cover the ejection port 22d and is surrounded by a restricting portion 61 that limits the spread of the liquid film M. S1/S2 is larger than 25 and smaller than 2500, where S1 is the area of the liquid holding portion 60 and S2 is the area of the ejection port 22d.

Description

本発明は、ノズルプレート、液体吐出装置および液体吐出方法に関する。 The present invention relates to a nozzle plate, a liquid ejecting apparatus, and a liquid ejecting method.

従来、半導体製造分野等においては、液体を吐出するための液体吐出装置が用いられている。例えば、特許文献1に記載の液体吐出装置は、ヘッド本体部と、ヘッド本体部に往復移動可能に装着され、下端部がヘッド本体部から下方向に突出した加圧部材と、ヘッド本体部の下面に設けられたノズルプレートと、加圧部材を上下方向に駆動させるアクチュエータとを備えている。ノズルプレートは、ヘッド本体部から突出する加圧部材の下端部が収容され液体の貯留室を形成する凹部と、凹部に液体を導入するための導入流路と、凹部の底に形成される吐出流路と、吐出流路の下端に設けられる吐出口と、を備える。 2. Description of the Related Art Conventionally, liquid ejecting apparatuses for ejecting liquid have been used in the field of semiconductor manufacturing and the like. For example, the liquid ejecting apparatus described in Patent Document 1 includes a head main body, a pressurizing member attached to the head main body so as to be reciprocally movable and having a lower end projecting downward from the head main body, and a head main body. A nozzle plate provided on the lower surface and an actuator for vertically driving the pressure member are provided. The nozzle plate includes a concave portion that accommodates the lower end portion of the pressure member that protrudes from the head main body portion and forms a liquid storage chamber, an introduction channel for introducing the liquid into the concave portion, and an ejection port formed at the bottom of the concave portion. A flow path and a discharge port provided at the lower end of the discharge flow path are provided.

導入流路はシリンジ等からなる液体供給部に連結されており、液体供給部から導入流路を介して凹部の貯留室に液体が供給される。次いでアクチュエータを動作させて加圧部材を下方向に移動させる。これにより、液体に押圧が加わり、吐出流路の下端の吐出口から液体が吐出される。液体の吐出後、加圧部材は元の位置に戻され、次の吐出まで待機する。加圧部材の往復移動毎に液体が吐出される。 The introduction channel is connected to a liquid supply unit such as a syringe, and the liquid is supplied from the liquid supply unit to the storage chamber of the recess through the introduction channel. Next, the actuator is operated to move the pressing member downward. As a result, pressure is applied to the liquid, and the liquid is discharged from the discharge port at the lower end of the discharge channel. After the liquid is ejected, the pressure member is returned to its original position and waits until the next ejection. The liquid is discharged each time the pressurizing member reciprocates.

また、特許文献2に記載の液体吐出装置においては、特許文献1と同様の構成を備えており、吐出口の周囲に液体を保持する液体保持部を備え、吐出する液体を液体供給部から供給する際に、液体保持部に液塊として液体を保持させている。液体吐出動作時には、この液塊と貯留室内の液体の一部とを液滴として吐出する。液体吐出する液滴の量を変更する際には、この保持する液塊の量を調整している。 In addition, the liquid ejecting apparatus described in Patent Document 2 has a configuration similar to that of Patent Document 1, and includes a liquid holding portion that holds liquid around the ejection port, and the liquid to be ejected is supplied from the liquid supply portion. When doing so, the liquid is held in the liquid holding portion as a liquid mass. During the liquid ejection operation, this liquid mass and part of the liquid in the storage chamber are ejected as droplets. When changing the amount of liquid droplets to be ejected, the amount of the retained liquid mass is adjusted.

特開2017-127837号公報JP 2017-127837 A 特開2018-15741号公報JP 2018-15741 A

特許文献1の液体吐出装置においては、加圧部材の下方向の移動により液体を吐出した後、加圧部材は上方向に引き上げられる。このとき、吐出口から空気が吸い込まれ、貯留室や吐出流路に空気が混入する場合がある。貯留室や吐出流路の液体に空気が混入すると、混入した空気が圧縮されて吐出毎に吐出量が変化したり、吐出流路内の空気により液体の流れが曲げられて、液体が吐出口から下向きに直進せずに斜め方向に吐出されることがある。さらに、吐出流路に位置する空気が多い場合には、吐出量が極端に少なくなったり、不吐出となることがある。 In the liquid ejecting apparatus of Patent Document 1, after the liquid is ejected by moving the pressure member downward, the pressure member is lifted upward. At this time, air may be sucked from the ejection port and mixed into the storage chamber and the ejection channel. If air mixes with the liquid in the storage chamber or the discharge channel, the mixed air will be compressed and the discharge amount will change for each discharge, or the air in the discharge channel will bend the flow of the liquid, causing the liquid to flow into the discharge port. The ink may be ejected in an oblique direction without going straight down from the top. Furthermore, when there is a large amount of air in the ejection channel, the ejection amount may become extremely small, or ejection may not occur.

特許文献2の液体吐出装置においても、液体保持部に保持された液塊の吐出の直後には吐出口の周囲には液体は残っておらず、特許文献1の液体吐出装置と同様に、加圧部材は上方向に引き上げられる際に、吐出口から空気が吸い込まれるという問題がある。 In the liquid ejecting apparatus of Patent Document 2 as well, no liquid remains around the ejection port immediately after ejection of the liquid lump held in the liquid holding portion. There is a problem that air is sucked from the discharge port when the pressure member is pulled upward.

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、吐出口から空気を吸い込みにくいノズルプレート、液体吐出装置および液体吐出方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a nozzle plate, a liquid ejecting apparatus, and a liquid ejecting method in which air is less likely to be sucked from the ejection openings.

上記目的を達成するため、本発明は、次の項に記載の主題を包含する。 To achieve the above objectives, the present invention includes the subject matter described in the following sections.

項1:ノズルプレート本体に、液体が収容される貯留室と、前記貯留室と連通する吐出流路と、前記吐出流路の端部に設けられ液体を吐出する吐出口と、を有するノズルプレートであって、
前記吐出口を覆うように形成される液体の膜を保持し、液体の膜の広がりを制限する規制部によって囲まれる液体保持部を備え、
平面から見て、前記液体保持部の面積をS1、前記吐出口の面積をS2としたときに、S1/S2は、25より大きく、2500より小さい、ノズルプレート。
Item 1: A nozzle plate having, in a nozzle plate main body, a storage chamber containing a liquid, a discharge channel communicating with the storage chamber, and a discharge port provided at an end of the discharge channel for discharging the liquid. and
a liquid holding portion that holds a liquid film formed to cover the ejection port and is surrounded by a regulating portion that limits the spread of the liquid film;
The nozzle plate, wherein S1/S2 is larger than 25 and smaller than 2500, where S1 is the area of the liquid holding portion and S2 is the area of the ejection port when viewed from the plane.

項2:前記液体保持部は、前記液体保持部の周囲の位置から陥入した窪み部であり、前記窪み部の外側の側面が前記規制部である、項1に記載のノズルプレート。 Item 2: The nozzle plate according to Item 1, wherein the liquid holding portion is a depression that is recessed from a position around the liquid holding portion, and the outer side surface of the depression is the regulation portion.

項3:前記液体保持部は、前記吐出口を含む部分と、前記吐出口を含む部分を囲み、前記吐出口を含む部分よりも陥入した環状窪み部を備え、前記環状窪み部の外側の側面が前記規制部である、項1に記載のノズルプレート。 Item 3: The liquid holding portion includes a portion including the ejection port, and an annular recess portion surrounding the portion including the ejection port and recessed beyond the portion including the ejection port. Item 2. The nozzle plate according to Item 1, wherein the side surface is the restriction portion.

項4:前記吐出口を含む部分は、前記液体保持部の周囲の位置よりも突出しており、
前記吐出口を含む部分の前記液体保持部の周囲の位置に対する突出長さをa、前記吐出口の径をbとしたときに、a/bが0より大きく、2以下である、項3に記載のノズルプレート。
Item 4: The portion including the ejection port protrudes from the position around the liquid holding portion,
Item 3, wherein a/b is greater than 0 and equal to or less than 2, where a is a projection length of the portion including the ejection port with respect to the position around the liquid holding portion, and b is the diameter of the ejection port. Nozzle plate as described.

項5:前記吐出口を含む部分は、前記液体保持部の周囲と同じ位置にあるか、前記液体保持部の周囲の位置よりも陥入しており、
前記吐出口を含む部分の前記液体保持部の周囲の位置に対する陥入長さをc、前記吐出口の径をbとしたときに、c/bが-1以上、0以下である、項3に記載のノズルプレート。
Item 5: The portion including the ejection port is located at the same position as the periphery of the liquid holding portion, or is recessed from the periphery of the liquid holding portion,
Item 3, wherein c/b is not less than -1 and not more than 0, where c is the recessed length of the portion including the ejection port with respect to the position around the liquid holding portion, and b is the diameter of the ejection port. Nozzle plate as described in .

項6:前記液体保持部は、前記液体保持部の周囲の位置から突出した凸部であり、前記凸部の端部が前記規制部である、項1に記載のノズルプレート。 Item 6: The nozzle plate according to Item 1, wherein the liquid retaining portion is a convex portion projecting from a position around the liquid retaining portion, and an end portion of the convex portion is the restricting portion.

項7:前記液体保持部は、前記液体保持部の周囲の位置から突出した環状凸部と、前記環状凸部から突出した前記吐出口を含む部分とを備え、前記環状凸部の端部が前記規制部である、項1に記載のノズルプレート。 Item 7: The liquid holding portion includes an annular protrusion protruding from a position around the liquid holding portion, and a portion including the ejection port protruding from the annular protrusion, and the end portion of the annular protrusion is Item 2. The nozzle plate according to Item 1, which is the restriction portion.

項8:前記ノズルプレート本体の下面に、前記吐出口を露出させるための孔を有する撥水層をさらに備え、
前記撥水層の孔の内面は、前記液体保持部の前記規制部の少なくとも一部である、項1から項7のいずれか1項に記載のノズルプレート。
Item 8: further comprising a water-repellent layer having holes for exposing the ejection ports on the lower surface of the nozzle plate main body,
Item 8. The nozzle plate according to any one of Items 1 to 7, wherein the inner surface of the hole of the water-repellent layer is at least part of the regulation portion of the liquid holding portion.

項9:前記液体保持部に保持される液体の膜の厚みは、前記吐出口の径の5倍以下である、項1から項8のいずれか1項に記載のノズルプレート。 Item 9: The nozzle plate according to any one of Items 1 to 8, wherein the thickness of the liquid film held in the liquid holding portion is five times or less the diameter of the ejection port.

項10: 液体を加圧することにより液体を吐出する液体吐出装置であって、
加圧部と、前記加圧部の下端に設けられる項1から9のいずれか1項に記載のノズルプレートと、を備え、
前記加圧部は、
加圧部本体と、
前記加圧部本体に上下方向に移動自由に支持され、下端部が前記加圧部本体から突出し、前記貯留室に導入された液体を加圧して前記吐出流路から吐出させる加圧部材と、
前記加圧部材を上下方向に移動させる駆動部と、を備える、液体吐出装置。
Item 10: A liquid ejection device that ejects liquid by pressurizing the liquid,
A pressure unit, and the nozzle plate according to any one of items 1 to 9 provided at the lower end of the pressure unit,
The pressure unit is
a pressurizing unit body;
a pressurizing member that is supported by the pressurizing unit main body so as to be freely movable in the vertical direction, has a lower end projecting from the pressurizing unit main body, and pressurizes the liquid introduced into the storage chamber to discharge it from the discharge channel;
and a drive unit that vertically moves the pressure member.

項11:項1から9のいずれか1項に記載のノズルプレートを用いて、前記貯留室に収容された液体を前記吐出流路の前記吐出口から吐出させる液体吐出方法において、
前記吐出口を覆うように液体の膜を形成して保持する工程と、
液体の膜の一部と前記貯留室に収容された液体の一部とからなる液塊を液滴として吐出する工程であって、前記液体の膜から液塊が離れたときに、前記液体の膜は前記吐出口を覆った状態を保っている、吐出する工程と、
を含む、液体吐出方法。
Item 11: A liquid ejection method for ejecting the liquid contained in the storage chamber from the ejection port of the ejection channel using the nozzle plate according to any one of Items 1 to 9,
forming and holding a liquid film so as to cover the ejection port;
A step of ejecting a liquid mass composed of part of the liquid film and part of the liquid contained in the storage chamber as a droplet, wherein when the liquid mass separates from the liquid film, the liquid is discharged. ejecting, wherein the membrane remains covering the ejection port;
A method of liquid ejection, comprising:

本発明によれば、吐出口から空気を吸い込みにくいノズルプレート、液体吐出装置および液体吐出方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a nozzle plate, a liquid ejecting apparatus, and a liquid ejecting method in which air is less likely to be sucked from ejection ports.

本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の全体の概略構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an overall schematic configuration of a liquid ejection device according to an embodiment of the present invention; FIG. ノズルプレートの要部を拡大して示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an enlarged main part of the nozzle plate; ノズルプレートの要部を拡大して示す底面図である。It is a bottom view which expands and shows the principal part of a nozzle plate. (A)~(C)は液体を吐出する工程を説明するための図であり、(A)は液体保持部に液体の膜が形成された状態を示す図、(B)は液塊が形成された状態を示す図、(C)は液塊を液滴として吐出した状態を示す図である。(A) to (C) are diagrams for explaining a process of ejecting liquid, (A) is a diagram showing a state in which a film of liquid is formed on a liquid holding portion, and (B) is a diagram showing formation of a liquid mass; (C) is a diagram showing a state in which liquid masses are ejected as droplets. 液体保持部の他の形態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another form of the liquid holding portion; 液体保持部の他の形態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another form of the liquid holding portion; 液体保持部の他の形態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another form of the liquid holding portion; 液体保持部の他の形態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another form of the liquid holding portion; 液体保持部の他の形態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another form of the liquid holding portion; 液体保持部の他の形態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another form of the liquid holding portion; 液体保持部の他の形態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another form of the liquid holding portion; 液体保持部の他の形態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another form of the liquid holding portion;

(全体構成)
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1~図4は、本発明の一実施形態の液体吐出装置10を示す。液体吐出装置10は、液体を加圧することにより液体を吐出するものであり、加圧部11と、加圧部11の下端に設けられるノズルプレート20とを備えている。液体吐出装置10は、吐出する液体を供給するための液体供給部100に接続されている。以下の説明では、図1における上下方向を液体吐出装置10の上下方向としており、上下方向はノズルプレート20において吐出流路22cの軸方向、すなわち液体が吐出される方向に沿っている。また、上下方向に直交する方向を左右方向としている。しかし、本明細書における上下方向は必ずしも鉛直方向に沿うものではなく、液体吐出装置10は必ずしも鉛直方向に沿って液体を吐出する必要はない。
(overall structure)
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 show a liquid ejection device 10 according to one embodiment of the invention. The liquid ejection device 10 ejects liquid by pressurizing the liquid, and includes a pressurizing section 11 and a nozzle plate 20 provided at the lower end of the pressurizing section 11 . The liquid ejection device 10 is connected to a liquid supply section 100 for supplying liquid to be ejected. In the following description, the vertical direction in FIG. 1 is defined as the vertical direction of the liquid ejection device 10, and the vertical direction is along the axial direction of the ejection passages 22c in the nozzle plate 20, that is, along the direction in which the liquid is ejected. A direction perpendicular to the up-down direction is defined as a left-right direction. However, the vertical direction in this specification does not necessarily correspond to the vertical direction, and the liquid ejection device 10 does not necessarily have to eject liquid along the vertical direction.

(液体供給部100)
液体供給部100は、例えば、液体を貯留するシリンジ101とシリンジ101に空圧を供給するエアコンプレッサ等の空圧供給源103とが、電磁バルブ102を介して接続されたものである。電磁バルブ102が開かれると、空圧供給源103からシリンジ101内に所定の空圧が供給されて液体が押し出され、液体供給管105を介して液体吐出装置10に供給される。
(Liquid supply unit 100)
In the liquid supply unit 100 , for example, a syringe 101 storing liquid and an air pressure supply source 103 such as an air compressor for supplying air pressure to the syringe 101 are connected via an electromagnetic valve 102 . When the electromagnetic valve 102 is opened, a predetermined air pressure is supplied from the air pressure supply source 103 into the syringe 101 to push out the liquid, and the liquid is supplied to the liquid ejection device 10 through the liquid supply pipe 105 .

(液体吐出装置10)
(加圧部11)
図1に示すように、加圧部11は、加圧部本体12と、加圧部材13と、駆動部14と、回転規制機構15とを備えている。加圧部本体12は、有底で上端が開口した円筒形状を呈しており、開口はベース部材16で閉鎖されている。加圧部本体12の底部12aの平面視における中央部には、加圧部材13が挿通される貫通孔12bが形成されている。底部12aの外面12cには、図示しないネジおよびネジ穴によりノズルプレート20が装着されている。底部12aの外面12cであって貫通孔12bの周囲にはOリング12eが収容される段部12dが形成されており、Oリング12eによりノズルプレート20内の液体が加圧部本体12に流れることを防いでいる。
(Liquid ejection device 10)
(Pressure unit 11)
As shown in FIG. 1 , the pressurizing section 11 includes a pressurizing section main body 12 , a pressurizing member 13 , a driving section 14 , and a rotation restricting mechanism 15 . The pressurizing unit main body 12 has a bottomed cylindrical shape with an open upper end, and the opening is closed by a base member 16 . A through hole 12b through which the pressure member 13 is inserted is formed in the central portion of the bottom portion 12a of the pressure portion main body 12 in plan view. A nozzle plate 20 is attached to the outer surface 12c of the bottom portion 12a with screws and screw holes (not shown). A stepped portion 12d in which an O-ring 12e is accommodated is formed around the through-hole 12b on the outer surface 12c of the bottom portion 12a. prevent

加圧部材13は、後述するノズルプレート20の液体流路23から凹部22に導入された液体を加圧して吐出流路22cおよび吐出口22dから吐出させるものである。加圧部材13は、円柱形状の小径部13aと、小径部13aの上端に取り付けられた四角形状の大径部13bとを有しており、断面T字形状を呈している。なお、大径部13bは円柱形状であってもよい。小径部13aの径は加圧部本体12の貫通孔12bに挿通可能に設定されており、本実施形態では貫通孔12bの径を約3.1mm、小径部13aの径を約3.0mmに設定しているが、これに限定されるものではない。小径部13aは、貫通孔12bに挿通されて、下端部が加圧部本体12の底部12aの外面12cより外側に突出し、ノズルプレート20の凹部22に収容される。小径部13aの上下方向の長さは、凹部22の貯留室21に収容された液体を加圧できる十分な長さに設定される。一方、小径部13aは加圧時に貯留室21の液体からの反力を受けて僅かに上下方向に収縮し、この収縮によりエネルギー損失が発生するが小径部13aが短いほど収縮が小さく損失も小さくなる。この観点からは、小径部13aはできるだけ短く設定される。 The pressurizing member 13 pressurizes the liquid introduced into the concave portion 22 from the liquid channel 23 of the nozzle plate 20, which will be described later, and ejects the liquid from the ejection channel 22c and the ejection port 22d. The pressure member 13 has a cylindrical small diameter portion 13a and a square large diameter portion 13b attached to the upper end of the small diameter portion 13a, and has a T-shaped cross section. Note that the large diameter portion 13b may be cylindrical. The diameter of the small-diameter portion 13a is set so that it can be inserted into the through-hole 12b of the pressurizing portion main body 12. In this embodiment, the diameter of the through-hole 12b is approximately 3.1 mm, and the diameter of the small-diameter portion 13a is approximately 3.0 mm. set, but not limited to this. The small-diameter portion 13 a is inserted through the through hole 12 b , and the lower end projects outward from the outer surface 12 c of the bottom portion 12 a of the pressurizing portion main body 12 and is accommodated in the recess 22 of the nozzle plate 20 . The vertical length of the small-diameter portion 13 a is set to a length sufficient to pressurize the liquid contained in the storage chamber 21 of the recess 22 . On the other hand, the small-diameter portion 13a receives reaction force from the liquid in the storage chamber 21 when pressurized, and shrinks slightly in the vertical direction, and energy loss occurs due to this contraction. Become. From this point of view, the small diameter portion 13a is set as short as possible.

大径部13bは加圧部本体12の内部に位置しており、平面視における大径部13bの大きさは、加圧部本体12の貫通孔12bから大径部13bが抜け出ない大きさに設定されている。大径部13bの下面と加圧部本体12の底部12aの上面との間には環状の皿バネ17が設けられており、後述するアクチュエータ18による加圧部材13への加圧が解除された状態で、皿バネ17は加圧部材13を上方向に付勢して第1の位置に位置させる。皿バネ17及び加圧部本体12の貫通孔12bにより、加圧部材13は加圧部本体12に着脱可能に上下方向に移動自由に支持されている。 The large-diameter portion 13b is located inside the pressurizing portion main body 12, and the size of the large-diameter portion 13b in plan view is such that the large-diameter portion 13b does not slip out of the through-hole 12b of the pressurizing portion main body 12. is set. An annular disk spring 17 is provided between the lower surface of the large-diameter portion 13b and the upper surface of the bottom portion 12a of the pressurizing portion body 12, and pressurization of the pressurizing member 13 by an actuator 18, which will be described later, is released. In this state, the disc spring 17 urges the pressure member 13 upward to position it at the first position. The pressing member 13 is detachably supported by the pressing portion main body 12 by the disc spring 17 and the through hole 12 b of the pressing portion main body 12 so as to be freely movable in the vertical direction.

加圧部11の小径部13aの下端部には、ノズルプレート20の液体流路23から導入された液体を凹部22の底部22aに効率的に導入するための溝状の第1流路19(図2)が上下方向に沿って形成されている。 A groove-like first channel 19 ( 2) are formed along the vertical direction.

回転規制機構15は、加圧部材13の中心軸回りの相対回転を規制するものである。回転規制機構15は、例えば、加圧部材13の小径部13aの外周面から突出した突出部であるピンと、加圧部本体12の底部12aの上面に設けられ上側が開放された溝とから構成される。ピンが溝に収容されることで、加圧部材13がノズルプレート20の凹部22に対して回転することが規制される。なお、回転規制機構15は本実施形態に限定されず、既知の構成であってよい。 The rotation restricting mechanism 15 restricts the relative rotation of the pressing member 13 about the central axis. The rotation restricting mechanism 15 is composed of, for example, a pin which is a protruding portion protruding from the outer peripheral surface of the small diameter portion 13a of the pressure member 13, and a groove provided on the upper surface of the bottom portion 12a of the pressure portion main body 12 and having an open top. be done. By housing the pin in the groove, the pressure member 13 is restricted from rotating with respect to the recess 22 of the nozzle plate 20 . Note that the rotation restricting mechanism 15 is not limited to this embodiment, and may have a known configuration.

加圧部材13とベース部材16との間には圧電素子を含むアクチュエータ18が取り付けられている。アクチュエータ18は上下方向へ伸縮動作を行う。アクチュエータ18の上面は、皿バネ17の付勢力によりベース部材16に当接しており、ベース部材16によりアクチュエータ18の伸長時の上向きの反力が支持されている。 An actuator 18 including a piezoelectric element is attached between the pressure member 13 and the base member 16 . The actuator 18 expands and contracts vertically. The upper surface of the actuator 18 is in contact with the base member 16 by the biasing force of the disc spring 17, and the base member 16 supports the upward reaction force when the actuator 18 is extended.

アクチュエータ18は加圧部材13の大径部13bの上面に当接するが固定はされていない。アクチュエータ18の伸長時には、アクチュエータ18の下面が加圧部材13の大径部13bの上面に当接して、加圧部材13に下方向の圧力を加える。これにより加圧部材13は、皿バネ17により上方向に付勢された第1の位置から、皿バネ17の付勢力に反して下向きに第2の位置に移動する。第1の位置と第2の位置との間の移動距離は約20μmに設定されているが、これに限定されない。アクチュエータ18と皿バネ17により駆動部14が構成される。 The actuator 18 contacts the upper surface of the large diameter portion 13b of the pressure member 13, but is not fixed. When the actuator 18 is extended, the lower surface of the actuator 18 contacts the upper surface of the large-diameter portion 13b of the pressure member 13 and applies downward pressure to the pressure member 13 . As a result, the pressing member 13 is moved downward from the first position where it is biased upward by the disc spring 17 against the biasing force of the disc spring 17 to the second position. The moving distance between the first position and the second position is set to about 20 μm, but is not limited to this. The actuator 18 and the disc spring 17 constitute the driving section 14 .

なお、加圧部11の構成は図1の構成に限定されず、ノズルプレート20の貯留室21に収容された液体に圧力を加えることができればいずれの構成であってもよい。 Note that the configuration of the pressurizing unit 11 is not limited to the configuration shown in FIG.

(ノズルプレート20)
ノズルプレート20は、ノズルプレート本体24に、液体が収容される貯留室21を有する凹部22と、貯留室21に液体を導入するための液体流路23と、貯留室21に収容された液体を吐出するための吐出流路22cと、吐出流路22cの下端にある吐出口22dとを有するものである。本実施形態においては、ノズルプレート本体24は、第1部材31と、第1部材31と分離自由に接合される第2部材41と、緩衝部材50とを含む。図1に示すように、第1部材31と第2部材41とは、緩衝部材50を介して図示しないネジ等の接合手段により分離自由に接合される。
(Nozzle plate 20)
The nozzle plate 20 includes a nozzle plate main body 24, a concave portion 22 having a storage chamber 21 in which liquid is stored, a liquid channel 23 for introducing the liquid into the storage chamber 21, and the liquid stored in the storage chamber 21. It has a discharge channel 22c for discharging, and a discharge port 22d at the lower end of the discharge channel 22c. In this embodiment, the nozzle plate main body 24 includes a first member 31 , a second member 41 joined to the first member 31 in a separable manner, and a cushioning member 50 . As shown in FIG. 1, the first member 31 and the second member 41 are freely separably joined via a cushioning member 50 by joining means such as a screw (not shown).

(第1部材31)
図1に示すように、第1部材31は、平面視において矩形状であって、右側部分32は、左側部分33よりも厚み(上下方向の長さ)が小さく形成されている。右側部分32の上面は、加圧部11の加圧部本体12の底部12aの外面12cに取付けられる。第1部材31の右側部分32の厚みは、加圧部材13の小径部13aの上下方向の長さを短くするためにできるだけ薄く形成されており、本実施形態では1500μmに設定されているが、これに限定されない。左側部分33は本実施形態では3000μmに設定されているが、これに限定されない。
(First member 31)
As shown in FIG. 1 , the first member 31 has a rectangular shape in plan view, and the right portion 32 is formed to have a smaller thickness (vertical length) than the left portion 33 . The upper surface of the right portion 32 is attached to the outer surface 12c of the bottom portion 12a of the pressurizing portion main body 12 of the pressurizing portion 11 . The thickness of the right portion 32 of the first member 31 is formed as thin as possible in order to shorten the length of the small diameter portion 13a of the pressure member 13 in the vertical direction. It is not limited to this. The left portion 33 is set to 3000 μm in this embodiment, but is not limited to this.

左側部分33の上面には、液体供給部100と接続するためのジョイント部34が設けられている。ジョイント部34は内部に接続流路34aが形成されており、第1部材31内に上下方向に沿って設けられた導入流路35と連通している。第1部材31には、加圧部本体12の貫通孔12bに対応する位置に、凹部22を形成する凹部用貫通孔36が上下方向に沿って形成されている。凹部用貫通孔36は平面からみた形状が円形である。凹部用貫通孔36の径は、加圧部本体12の貫通孔12bの径より小さく、かつ、加圧部材13の小径部13aが挿入できるように小径部13aの径よりもわずかに大きく設定されている。 A joint portion 34 for connecting with the liquid supply portion 100 is provided on the upper surface of the left portion 33 . A connection channel 34 a is formed inside the joint part 34 , and communicates with an introduction channel 35 provided in the first member 31 along the vertical direction. In the first member 31 , recess through holes 36 forming the recesses 22 are formed along the vertical direction at positions corresponding to the through holes 12 b of the pressure unit body 12 . The recess through-hole 36 has a circular shape when viewed from a plane. The diameter of the recess through-hole 36 is set to be smaller than the diameter of the through-hole 12b of the pressure member body 12 and slightly larger than the diameter of the small-diameter portion 13a so that the small-diameter portion 13a of the pressure member 13 can be inserted. ing.

第1部材31の下面31aには、凹部用貫通孔36と導入流路35とに連通する溝37が形成されている。溝37は断面形状が半円形状であり、溝37の下側は開放されている。本実施形態では、導入流路35と溝37と凹部用貫通孔36とは平面視において直線上に位置している。溝37は第1部材31と第2部材41とが接合された状態で開放部分が緩衝部材50および第2部材41により塞がれて液体流路23の一部となる。溝37、導入流路35、接続流路34aは液体流路23を構成する。本実施形態では、溝37の図1における左右方向の長さは約10000μm(10mm)、溝37の図1における上下方向の長さ(厚み)は約700μm、下面31aにおける溝37の左右方向長さおよび厚みに直交する方向の長さ(幅)は約1400μmに設定されているが、これに限定されるものではない。第1部材31の下面31aは、第2部材41と接合される面であり接合面31aともいう。 A groove 37 is formed in the lower surface 31 a of the first member 31 so as to communicate with the recess through-hole 36 and the introduction channel 35 . The groove 37 has a semicircular cross-sectional shape, and the bottom side of the groove 37 is open. In the present embodiment, the introduction channel 35, the groove 37, and the recess through-hole 36 are positioned on a straight line in plan view. When the first member 31 and the second member 41 are joined, the groove 37 becomes part of the liquid flow path 23 by closing the open portion with the buffer member 50 and the second member 41 . The groove 37 , the introduction channel 35 and the connection channel 34 a constitute the liquid channel 23 . In this embodiment, the length of the groove 37 in the horizontal direction in FIG. 1 is about 10000 μm (10 mm), the length (thickness) of the groove 37 in the vertical direction in FIG. The length (width) in the direction orthogonal to the thickness and thickness is set to about 1400 μm, but is not limited to this. A lower surface 31a of the first member 31 is a surface to be joined to the second member 41 and is also called a joint surface 31a.

第1部材31は、金属、セラミック等の剛性の高い素材から構成されることが好ましい。本実施形態ではステンレスから構成されているが、これに限定されず、アルミナ、ジルコニア等のセラミックから構成されていてもよい。 The first member 31 is preferably made of a highly rigid material such as metal or ceramic. Although it is made of stainless steel in this embodiment, it is not limited to this, and may be made of ceramic such as alumina or zirconia.

(第2部材41)
第2部材41は長方形状であって、上面41aは緩衝部材50を介して第1部材31の下面と接合する接合面41aである。第2部材41の接合面41aには、第1部材31の凹部用貫通孔36に対応する位置に、凹部22を形成する凹部用穴42が形成されている。凹部用穴42は、平面からみた形状が円形であり、凹部用穴42の径は凹部用貫通孔36の径と同じに設定されている。第1部材31の凹部用貫通孔36および第2部材41の凹部用穴42から構成される凹部22には、加圧部本体12の貫通孔12bを貫通した加圧部材13の小径部13aの下端部が収容される。本実施形態では、加圧部材13の小径部13aの外周面13cと凹部22の内面22bとの間の最短の距離は約5μmに設定されているが、これに限定されない。加圧部材13の底面13dと凹部用穴42の底部22aとの間に、液体が収容される貯留室21が形成される。
(Second member 41)
The second member 41 has a rectangular shape, and the upper surface 41a is a bonding surface 41a that is bonded to the lower surface of the first member 31 with the cushioning member 50 interposed therebetween. A joint surface 41 a of the second member 41 is formed with a recess hole 42 forming the recess 22 at a position corresponding to the recess through hole 36 of the first member 31 . The recess hole 42 has a circular shape when viewed from the plane, and the diameter of the recess hole 42 is set to be the same as the diameter of the recess through hole 36 . The small-diameter portion 13 a of the pressure member 13 passing through the through hole 12 b of the pressure member main body 12 passes through the recess 22 formed by the through hole 36 for the recess of the first member 31 and the hole 42 for the recess of the second member 41 . A lower end is accommodated. In the present embodiment, the shortest distance between the outer peripheral surface 13c of the small diameter portion 13a of the pressure member 13 and the inner surface 22b of the recess 22 is set to about 5 μm, but it is not limited to this. Between the bottom surface 13d of the pressurizing member 13 and the bottom portion 22a of the recess hole 42, a storage chamber 21 is formed in which liquid is stored.

図2に示すように、凹部用穴42の底部22aには、凹部22の貯留室21に収容された液体を吐出するための吐出流路22cが形成されている。吐出流路22cは平面視において円形であり、下に向かうほど内径が小さい先細り形状を呈している。吐出流路22cは、平面視において凹部22の重心位置Pからずれた位置であって、図2において加圧部材13の第1流路19や凹部22の内面22bに形成された液体流路23の開口とは重心位置Pを中心にして反対側の位置に形成されている。本実施形態においては、平面視において凹部22は円形状であるため、円形の中心点が重心位置Pになる。これにより加圧部材13の第1流路19から供給された液体は貯留室21全体に供給され、貯留室21内にエアだまりが発生しにくく、吐出不良が防がれる。なお、吐出流路22cの位置は本実施形態に限定されず、凹部22の底部22aのいずれの位置であってもよい。 As shown in FIG. 2, a discharge flow path 22c for discharging the liquid stored in the storage chamber 21 of the recess 22 is formed in the bottom 22a of the recess hole 42. As shown in FIG. The discharge channel 22c is circular in plan view, and has a tapered shape with an inner diameter that decreases toward the bottom. The discharge channel 22c is located at a position deviated from the center of gravity P of the recess 22 in plan view, and corresponds to the liquid channel 23 formed in the first channel 19 of the pressure member 13 and the inner surface 22b of the recess 22 in FIG. is formed on the opposite side of the center of gravity position P from the opening of . In this embodiment, since the concave portion 22 is circular in plan view, the center point of the circular shape is the center of gravity position P. As shown in FIG. As a result, the liquid supplied from the first flow path 19 of the pressurizing member 13 is supplied to the entire storage chamber 21, and air pooling is less likely to occur in the storage chamber 21, thereby preventing ejection failure. Note that the position of the discharge channel 22c is not limited to that of the present embodiment, and may be any position on the bottom 22a of the recess 22. FIG.

第2部材41の厚み、すなわち、上下方向の長さは、液体吐出動作時に加圧部材13により貯留室21に収容された液体が加圧された際に、この加圧により第2部材41に撓みが生じない程度の厚みに設定される。一方、加圧部材13の小径部13aをできるだけ短くする観点から、第2部材41の厚みはできるだけ薄く設定される。 The thickness of the second member 41, that is, the length in the vertical direction, is determined by the pressure exerted by the pressure member 13 on the liquid contained in the storage chamber 21 during the liquid discharge operation. The thickness is set to the extent that bending does not occur. On the other hand, the thickness of the second member 41 is set as thin as possible from the viewpoint of shortening the small diameter portion 13a of the pressure member 13 as much as possible.

第2部材41は、金属、セラミック等の剛性の高い素材から構成されることが好ましい。本実施形態ではステンレスから構成されているが、これに限定されず、アルミナ、ジルコニア等のセラミックから構成されていてもよい。また、第1部材31と同じ素材から構成されることが好ましい。 The second member 41 is preferably made of a highly rigid material such as metal or ceramic. Although it is made of stainless steel in this embodiment, it is not limited to this, and may be made of ceramic such as alumina or zirconia. Moreover, it is preferable to be made of the same material as the first member 31 .

(液体保持部60)
第2部材41の下面41bには、液体保持部60が形成されている。液体保持部60は、吐出流路22cの下端に位置する吐出口22dを覆うように形成される液体の膜Mを保持するものであり、液体の膜Mの広がりを制限する規制部61によって囲まれている。図2、図3に示すように、液体保持部60は、平面からみた形状が円形であって、液体保持部60の周囲の位置(すなわち第2部材41の下面41b)から上方向に陥入した窪み部である。液体保持部60の底面60aの平面視における中央には、平面からみた形状が円形の吐出口22dが開口している。本実施形態の場合、規制部61は窪み部の端部、すなわち、窪み部の外側の側面60b(周壁)である。平面からみて、液体保持部60の底面60aの面積をS1、吐出口の面積をS2としたときに、S1/S2は、25より大きく、2500より小さく設定され、好ましくは、100より大きく、625より小さく設定される。なお、S1/S2の算出においては、液体保持部60の底面60aの面積S1は液体保持部60の内径L1を直径とする円の面積であり、吐出口の面積S2を含んでいる。
(Liquid holding portion 60)
A liquid holding portion 60 is formed on the lower surface 41 b of the second member 41 . The liquid holding portion 60 holds a liquid film M formed so as to cover the ejection port 22d positioned at the lower end of the ejection channel 22c, and is surrounded by a restricting portion 61 that restricts the spread of the liquid film M. is As shown in FIGS. 2 and 3, the liquid holding portion 60 has a circular shape when viewed from the top, and is recessed upward from a position around the liquid holding portion 60 (that is, the lower surface 41b of the second member 41). It is a recessed part. At the center of the bottom surface 60a of the liquid holding part 60 in a plan view, an ejection port 22d having a circular shape when viewed from the plan is opened. In the case of this embodiment, the restricting portion 61 is the end portion of the recessed portion, that is, the outer side surface 60b (peripheral wall) of the recessed portion. S1/S2 is set to be larger than 25 and smaller than 2500, preferably larger than 100 and 625, where S1 is the area of the bottom surface 60a of the liquid holding portion 60 and S2 is the area of the ejection port when viewed from the plane. set smaller. In calculating S1/S2, the area S1 of the bottom surface 60a of the liquid holding portion 60 is the area of a circle having the inner diameter L1 of the liquid holding portion 60 as its diameter, and includes the area S2 of the ejection port.

液体保持部60には、少なくとも吐出対象物であるワークに対して液体を吐出する工程(「液体吐出動作」ともいう。)の直前において、図2、図4(A)に示すように液体の膜Mが保持されている。液体の膜Mは、表面張力により液体保持部60の底面60aおよび規制部61に付着して保持される。液体の膜Mの厚みdは、吐出口22dの径bの1倍以上、5倍以下となるように設定される。液体の膜Mの厚みdとは、吐出口22dの中央を通る上下方向に沿った液体の膜Mの長さである。言い換えると、吐出口22dの中央と膜の外面との間の長さの最小値である。液体を吐出する工程とは、いわゆる捨て打ち吐出(試し打ち吐出ともいわれる)と言われる、一回当たりの吐出量C1(体積)を確認するための吐出を含まず、ワーク等の吐出対象物に対して予め定められた一回当たりの吐出量C1で液体を吐出する動作を行うことをいう。 2 and 4(A), at least immediately before the step of ejecting the liquid onto the workpiece, which is the object to be ejected (also referred to as "liquid ejection operation"). A membrane M is held. The liquid film M adheres to and is held by the bottom surface 60a of the liquid holding portion 60 and the regulation portion 61 due to surface tension. The thickness d of the liquid film M is set to be 1 to 5 times the diameter b of the ejection port 22d. The thickness d of the liquid film M is the length of the liquid film M along the vertical direction passing through the center of the ejection port 22d. In other words, it is the minimum length between the center of the outlet 22d and the outer surface of the membrane. The step of ejecting the liquid does not include ejection for checking the ejection amount C1 (volume) per shot, which is called a so-called trial ejection (also referred to as trial ejection). On the other hand, it means to perform an operation of ejecting liquid at a predetermined ejection amount C1 per one time.

液体の膜Mが形成されたときの膜Mに含まれる液体の体積(「液体の膜Mの体積」ともいう)C2は、液体の種類、所望の液体の一回当たりの吐出量C1(体積)等に応じて定められる。本実施形態の液体吐出装置10により吐出される液体は、特に限定されないが、液体保持部60に膜Mとして保持されたときに所定の時間が経過しても粘度が変化しにくいものが好ましい。少なくとも液体吐出動作の間、粘度が0.001Pa・s以上、2Pa・s以下の範囲である液体が好ましく用いられ、液体の例として、嫌気性接着剤、熱硬化性接着剤、シリコーンオイル等が挙げられる。また、予め定められる液体の一回当たりの吐出量C1は1ナノリットル(1×10-12立方メートル)以上、200ナノリットル以下に設定される。なお、吐出する液体は、液体吐出動作時に粘度が上記の範囲内であればよい。例えば、室温では上記の範囲外の粘度を有する液体であっても、ノズルプレート20にヒーターを備えて液体を加熱し、液体吐出動作時に液体を所定の温度とすることで、粘度が上記の範囲内となる液体を用いてもよい。 The volume of the liquid contained in the film M when the liquid film M is formed (also referred to as the “volume of the liquid film M”) C2 is determined by the type of liquid and the desired liquid ejection amount C1 (volume ), etc. The liquid ejected by the liquid ejecting apparatus 10 of the present embodiment is not particularly limited, but it is preferable that the viscosity of the liquid does not easily change even after a predetermined period of time has passed when the liquid is held as the film M in the liquid holding portion 60 . At least during the liquid ejection operation, a liquid having a viscosity in the range of 0.001 Pa·s or more and 2 Pa·s or less is preferably used. mentioned. Further, a predetermined discharge amount C1 of the liquid per one time is set to 1 nanoliter (1×10 −12 cubic meters) or more and 200 nanoliter or less. Note that the liquid to be ejected may have a viscosity within the above range during the liquid ejection operation. For example, even if the liquid has a viscosity outside the above range at room temperature, the nozzle plate 20 is provided with a heater to heat the liquid, and the liquid is brought to a predetermined temperature during the liquid ejection operation so that the viscosity falls within the above range. Inner liquid may be used.

液体の一回当たりの吐出量(体積)をC1、液体の膜Mの体積をC2としたときに、C2/C1は、20以上、900以下に設定されることが好ましく、より好ましくは30以上、300以下である。 C2/C1 is preferably set to 20 or more and 900 or less, more preferably 30 or more, where C1 is the liquid ejection amount (volume) per one time discharge and C2 is the volume of the liquid film M. , 300 or less.

液体保持部60の深さL2(上下方向の長さ)は所望の液体の膜Mの体積C2に応じて設定され、液体保持部60の内径L1に対する液体保持部60の深さL2、すなわちL2/L1は、0.01以上、0.1以下に設定される。 The depth L2 (length in the vertical direction) of the liquid holding portion 60 is set according to the desired volume C2 of the liquid film M. /L1 is set to 0.01 or more and 0.1 or less.

本実施形態においては、吐出口22dの内径を200μm、液体の膜Mの厚みdを200μm、液体保持部60の内径L1を3mm、液体保持部60の深さL2を0.05mm、1回当たりの吐出量(体積)C1を30ナノリットル(30×10-12立方メートル)、液体の膜Mの体積C2を1500ナノリットルと設定している。 In this embodiment, the inner diameter of the ejection port 22d is 200 μm, the thickness d of the liquid film M is 200 μm, the inner diameter L1 of the liquid retaining portion 60 is 3 mm, and the depth L2 of the liquid retaining portion 60 is 0.05 mm. is set to 30 nanoliters (30×10 −12 cubic meters), and the volume C2 of the liquid film M is set to 1500 nanoliters.

液体の膜Mの作成方法は、例えば、捨て打ちによる方法、液体供給部100からの供給による方法がある。捨て打ちによる方法は、ワークに対する液体吐出動作の前に、捨て打ち吐出を数回から数十回行うものである。通常の液体吐出動作においては、液体供給部100からは吐出毎に液体の一回当たりの吐出量C1の液体が貯留室21に供給されるが、液体の膜Mを作成する際には、捨て打ち吐出毎に、吐出量C1より多い量の液体を貯留室21に供給する。すると、貯留室21からあふれた液体は吐出口22dから出で吐出口22dの周囲に保持される。この状態で捨て打ち吐出を行うと、貯留室21から出た液体の一部と吐出口22dの周囲に保持された液体の一部とが合わさって液滴として吐出されるが、吐出口22dの周囲に保持された液体全てが液滴として吐出されるのではなく、吐出口22dの周囲には液体が残る。捨て打ち吐出と液体供給部100からの液体の供給を繰り返すことで、吐出口22dの周囲に保持される液体の量は徐々に多くなり、表面張力によって液体保持部60の底面60aに沿って保持されつつ広がる。液体が規制部61まで到達すると、液体は規制部61に沿って上下方向に厚くなり、液体保持部60に液体の膜Mを形成する。液体の膜Mを形成するために必要な液体供給部100からの液体の供給量、捨て打ち吐出の回数は、液体保持部60の内径L1や深さL2、所望の液体の膜Mの体積C2、液体の膜Mの厚みdによって定まり、制御部により制御される。 Methods for forming the liquid film M include, for example, a method of throwing away the liquid and a method of supplying the liquid from the liquid supply unit 100 . In the method of using the dummy shot, the dummy shot is ejected several times to several tens of times before the liquid is ejected onto the workpiece. In a normal liquid ejection operation, the liquid supply unit 100 supplies the liquid in the ejection amount C1 per ejection to the storage chamber 21 for each ejection. The amount of liquid larger than the ejection amount C1 is supplied to the storage chamber 21 for each ejection. Then, the liquid overflowing from the storage chamber 21 comes out from the ejection port 22d and is held around the ejection port 22d. When a dummy ejection is performed in this state, part of the liquid discharged from the storage chamber 21 and part of the liquid held around the ejection port 22d are combined to be ejected as droplets. Not all the liquid held around is ejected as droplets, but the liquid remains around the ejection port 22d. By repeating the random ejection and the liquid supply from the liquid supply unit 100, the amount of liquid held around the ejection port 22d gradually increases, and is held along the bottom surface 60a of the liquid holding unit 60 by surface tension. It spreads while being done. When the liquid reaches the regulating portion 61 , the liquid thickens vertically along the regulating portion 61 and forms a liquid film M on the liquid retaining portion 60 . The amount of liquid supplied from the liquid supply unit 100 required to form the liquid film M and the number of times of discarding discharge are determined by the inner diameter L1 and depth L2 of the liquid holding unit 60 and the volume C2 of the desired liquid film M. , is determined by the thickness d of the liquid film M and is controlled by the controller.

液体供給部100からの供給による方法は、液体供給部100から貯留室21内に液体を供給することにより、貯留室21にすでに存在している液体や液体供給部100から供給された液体を吐出口22dから漏れ出させて、液体の膜Mを形成するものである。液体の膜Mを形成するために必要な液体供給部100による液体の供給量は、液体保持部60の内径L1や深さL2、液体の膜Mの体積C2によって定まり、制御部により制御される。 In the method of supplying from the liquid supply unit 100, the liquid is supplied from the liquid supply unit 100 into the storage chamber 21, thereby discharging the liquid already existing in the storage chamber 21 or the liquid supplied from the liquid supply unit 100. A liquid film M is formed by leaking from the outlet 22d. The amount of liquid supplied by the liquid supply unit 100 required to form the liquid film M is determined by the inner diameter L1 and depth L2 of the liquid holding unit 60 and the volume C2 of the liquid film M, and is controlled by the control unit. .

(緩衝部材50)
図1に示すように、第1部材31および第2部材41は、その間に緩衝部材50を介して接合される。第1部材31と第2部材41とが分離自由に接合されるとは、緩衝部材50を介して接合されることを含む。緩衝部材50は、シート状であって、平面視において第1部材31および第2部材41に対応する形状および大きさであり、素材としてPET(ポリエチレンテレフタレート)が用いられ、厚み50μmに設定されており、可撓性を有する。図1に示すように、緩衝部材50には、第1部材31の凹部用貫通孔36および第2部材41の凹部用穴42に対応する位置に凹部用貫通孔51が形成されている。緩衝部材50は、少なくとも第1部材31の接合面31aに対向する上面50aが離型処理されている。離型処理とは、緩衝部材50が少なくとも第1部材31からはがれやすくなる処理を行うことであり、例えば、面に離型剤を塗布する処理である。
(buffer member 50)
As shown in FIG. 1, the first member 31 and the second member 41 are joined with the cushioning member 50 interposed therebetween. Joining the first member 31 and the second member 41 in a separable manner includes joining the first member 31 and the second member 41 through the cushioning member 50 . The cushioning member 50 is sheet-like, has a shape and size corresponding to the first member 31 and the second member 41 in a plan view, is made of PET (polyethylene terephthalate), and has a thickness of 50 μm. It is flexible. As shown in FIG. 1 , recessed through holes 51 are formed in the cushioning member 50 at positions corresponding to the recessed through holes 36 of the first member 31 and the recessed holes 42 of the second member 41 . At least the upper surface 50a of the cushioning member 50 facing the joint surface 31a of the first member 31 is subjected to mold release treatment. The mold release process is a process to make the cushioning member 50 easily peeled off from at least the first member 31, for example, a process of applying a mold release agent to the surface.

緩衝部材50の素材として、本実施形態では、剛性のある樹脂シートとして、PET(ポリエチレンテレフタレート)を用いたが、低付着性の良好なものとしてPP(ポリプロピレン)も好ましく用いられる。また、例えばステンレス、アルミニウムなどの金属も使用でき、その場合、可撓性の観点より、厚み10μm~30μmが好ましく用いられる。第1部材31と第2部材41との間に緩衝部材50を備えることにより、第1部材31と第2部材41との間に液体が進入して固化し、第1部材31と第2部材41とが固着して分離できなくなるのを防いでいる。なお、本実施形態において、緩衝部材50を備えていない構成であってもよい。 In this embodiment, PET (polyethylene terephthalate) is used as a rigid resin sheet as a material for the cushioning member 50, but PP (polypropylene) is also preferably used as a material with good low adhesion. Metals such as stainless steel and aluminum can also be used, in which case a thickness of 10 μm to 30 μm is preferably used from the viewpoint of flexibility. By providing the buffer member 50 between the first member 31 and the second member 41, the liquid enters between the first member 31 and the second member 41 and solidifies, and the first member 31 and the second member 41 are stuck together and cannot be separated. In addition, in this embodiment, the structure which does not have the buffer member 50 may be sufficient.

なお、ノズルプレート20は本実施形態には限定されず、液体供給部100と接続され、液体供給部100から供給された液体が貯留室21に導入され、吐出口22dから吐出され、液体保持部60を備えることができれば、既知のノズルであってよい。例えば、ノズルプレート20は第1部材31および第2部材41に分離されておらず、1つの部材として構成されていてもよく、緩衝部材50が設けられていなくてもよい。 Note that the nozzle plate 20 is not limited to this embodiment, and is connected to the liquid supply section 100. The liquid supplied from the liquid supply section 100 is introduced into the storage chamber 21, discharged from the discharge port 22d, and discharged from the liquid holding section. 60 may be any known nozzle. For example, the nozzle plate 20 may not be separated into the first member 31 and the second member 41, but may be configured as one member, and the cushioning member 50 may not be provided.

(制御部)
制御部(図示せず)は、アクチュエータ18、液体供給部100の電磁バルブ102等の各部に接続されている。制御部は各部の動作に必要なプログラムが予め記憶されたメモリやCPUや等からなり、CPUが各種プログラムを実行することで各部の動作を制御する。これにより液体吐出装置10が動作する。
(control part)
A control section (not shown) is connected to each section such as the actuator 18 and the electromagnetic valve 102 of the liquid supply section 100 . The control unit includes a memory, a CPU, etc., in which programs necessary for the operation of each unit are stored in advance, and the CPU executes various programs to control the operation of each unit. Accordingly, the liquid ejection device 10 operates.

(液体吐出装置10による液体吐出方法)
本実施形態の液体吐出装置10による液体吐出方法について説明する。準備工程として、液体供給部100から貯留室21への液体供給動作が行われる。制御部により液体供給部100の電磁バルブ102が開かれ、空圧供給源103からシリンジ101内に所定の空圧が供給されてシリンジ101から液体が押し出され、液体供給管105を介して液体吐出装置10のノズルプレート20の液体流路23を通って凹部22の貯留室21に液体が流れる。所定量の液体が貯留室21へ供給されると、制御部は電磁バルブ102を閉じる。また、制御部はアクチュエータ18を動作させて加圧部材13を第1の位置に位置させる。
(Liquid Ejecting Method by Liquid Ejecting Apparatus 10)
A liquid ejection method by the liquid ejection apparatus 10 of this embodiment will be described. As a preparatory step, an operation of supplying liquid from the liquid supply unit 100 to the storage chamber 21 is performed. The electromagnetic valve 102 of the liquid supply unit 100 is opened by the control unit, and a predetermined air pressure is supplied from the air pressure supply source 103 into the syringe 101 to push out the liquid from the syringe 101 and discharge the liquid through the liquid supply pipe 105. Liquid flows through the liquid channel 23 of the nozzle plate 20 of the device 10 into the reservoir 21 of the recess 22 . When a predetermined amount of liquid is supplied to the storage chamber 21, the controller closes the electromagnetic valve 102. FIG. Also, the control unit operates the actuator 18 to position the pressure member 13 at the first position.

次に、液体保持部60に液体の膜Mを形成して保持する工程を行う。捨て打ちによる方法の場合、後述する液体を吐出する工程、すなわちワークに対する液体吐出動作の前に、捨て打ち吐出を数回から数十回行う。これにより、表面張力により吐出口22dを覆うように液体保持部60に液体の膜Mが形成される。このとき、制御部は液体の膜Mの厚みdが吐出口22dの径bの5倍以下となるよう、捨て打ち吐出の回数および吐出量を制御することが好ましい。図4(A)は、液体保持部60に保持された液体の膜Mを示す。また、液体供給部100からの供給による方法の場合、液体供給部100から貯留室21内に液体を供給することにより、貯留室21にすでに存在している液体や液体供給部100から供給された液体を吐出口22dから漏れ出させて液体の膜Mを形成する。液体の膜Mは表面張力により制御部は液体の膜Mの厚みdが吐出口22dの径bの5倍以下となるよう、液体供給部100が供給する液体の量を調整することが好ましい。液体供給部100からの供給による方法の場合は、上述の準備工程と同時に液体の膜Mを形成して保持する工程が行われてもよい。液体保持部60の面積をS1、吐出口22dの面積をS2としたときに、S1/S2は、25より大きく、2500より小さく設定されており、液体の膜Mは液体保持部60の底面60aに広がり、吐出口22dを覆うように形成される。 Next, a step of forming and holding a liquid film M on the liquid holding portion 60 is performed. In the case of the method using dummy shots, dummy shots are ejected several times to several tens of times before the step of ejecting the liquid to be described later, that is, before the liquid ejection operation to the workpiece. As a result, a liquid film M is formed on the liquid holding portion 60 so as to cover the ejection port 22d by surface tension. At this time, it is preferable that the control unit controls the number of times and the amount of ejection so that the thickness d of the liquid film M is five times or less the diameter b of the ejection port 22d. FIG. 4A shows the liquid film M held in the liquid holding section 60 . In the case of the method of supplying from the liquid supply unit 100, by supplying the liquid from the liquid supply unit 100 into the storage chamber 21, the liquid already existing in the storage chamber 21 or the liquid supplied from the liquid supply unit 100 A liquid film M is formed by leaking the liquid from the ejection port 22d. Due to the surface tension of the liquid film M, the controller preferably adjusts the amount of liquid supplied by the liquid supply unit 100 so that the thickness d of the liquid film M is five times or less the diameter b of the ejection port 22d. In the case of the method of supplying from the liquid supply unit 100, the process of forming and holding the liquid film M may be performed simultaneously with the above-described preparation process. S1/S2 is set to be larger than 25 and smaller than 2500, where S1 is the area of the liquid holding portion 60 and S2 is the area of the ejection port 22d. , and is formed so as to cover the ejection port 22d.

そして、液体を吐出する工程を行う。アクチュエータ18により加圧部材13を第1の位置から下方向に第2の位置まで移動させる。これにより、加圧部材13により貯留室21に収容された液体が押圧され、吐出流路22cを通って吐出口22dからアクチュエータ18の移動量に応じた量の液体が出る。このときに吐出口22dから出る液体の量は、予め定められた液体の吐出量C1よりも少ない。液体の膜Mに吐出口22dから出た液体が加わると、液体の膜Mを液体保持部60に保持できなくなり、図4(B)に示すように下向きに液塊B1が形成される。液塊B1は、液体が吐出口22dから出る前に予め液体保持部60に保持されていた液体の膜Mの一部と吐出口22dから出た液体の一部とが合わさったものである。そして、図4(C)に示すように、液塊B1は液滴B2として液体の膜Mから離れて吐出される。本実施形態においては、液体保持部60の面積をS1、吐出口22dの面積をS2としたときに、S1/S2は、25より大きく、2500より小さく、液体保持部60に保持される液体の膜Mの厚みdは、吐出口の径の5倍以下となるように、液体保持部60に保持される液体の膜Mの体積C2が設定される。出願人は、このように設定することにより、吐出される液滴B2の体積は、予め定められた液体の一回当たりの吐出量(体積)C1と等しくなることを見出した。なお、吐出される液滴B2の体積が予め定められた液体の一回当たりの吐出量C1と等しくなるとは、液滴B2の体積(実際に吐出される一回当たりの液体の体積)が体積C1の90%以上、110%以下である場合を含む。 Then, a step of ejecting liquid is performed. The actuator 18 moves the pressing member 13 downward from the first position to the second position. As a result, the liquid stored in the storage chamber 21 is pressed by the pressurizing member 13, and the amount of liquid corresponding to the amount of movement of the actuator 18 is discharged from the discharge port 22d through the discharge passage 22c. At this time, the amount of liquid coming out of the ejection port 22d is less than the predetermined liquid ejection amount C1. When the liquid ejected from the ejection port 22d is added to the liquid film M, the liquid film M cannot be held by the liquid holding portion 60, and a downward liquid mass B1 is formed as shown in FIG. 4B. The liquid mass B1 is a combination of part of the liquid film M held in the liquid holding unit 60 in advance before the liquid exits from the ejection port 22d and part of the liquid ejected from the ejection port 22d. Then, as shown in FIG. 4C, the liquid mass B1 is ejected as a droplet B2 separated from the liquid film M. As shown in FIG. In the present embodiment, S1/S2 is larger than 25 and smaller than 2500, where S1 is the area of the liquid holding portion 60 and S2 is the area of the ejection port 22d. The volume C2 of the liquid film M held in the liquid holding part 60 is set such that the thickness d of the film M is five times or less the diameter of the ejection port. The applicant found that the volume of the ejected droplet B2 becomes equal to the predetermined liquid ejection amount (volume) C1 per one time by setting in this manner. It should be noted that the fact that the volume of the ejected droplet B2 is equal to the predetermined amount of liquid ejected per one time C1 means that the volume of the droplet B2 (the volume of the liquid actually ejected per one time) is equal to the volume. Including cases where it is 90% or more and 110% or less of C1.

液体の膜Mの体積C2は液体の一回当たりの吐出量(体積)C1よりも十分に大きく設定されており、液滴B2が吐出されたときに、液体保持部60に保持された液体の膜Mは全て液滴B2として吐出されるのではなく、その一部のみが液滴B2として吐出される。このため、液体の膜Mから液塊B1が離れて液滴B2が吐出されたときに、液体保持部60には液体の膜Mが保持された状態を保っており、吐出口22dは液体の膜Mで覆われている。 The volume C2 of the liquid film M is set to be sufficiently larger than the ejection amount (volume) C1 of the liquid per one time, and when the droplet B2 is ejected, the volume of the liquid held in the liquid holding portion 60 is increased. Not all of the film M is ejected as droplets B2, but only part of it is ejected as droplets B2. Therefore, when the liquid mass B1 is separated from the liquid film M and the droplet B2 is ejected, the liquid holding unit 60 maintains the liquid film M, and the ejection port 22d holds the liquid. It is covered with a membrane M.

アクチュエータ18は、貯留室21に収容された液体が押圧されて吐出口22dから液体が出始めた直後に収縮し始め、加圧部材13は皿バネ17の付勢力により押し上げられて第1の位置に戻る。吐出口22dは液体の膜Mで覆われているため、加圧部材13が押し上げられても、吐出口22dから吐出流路22cに空気が混入しない。 The actuator 18 begins to contract immediately after the liquid contained in the storage chamber 21 is pressed and the liquid begins to flow out from the discharge port 22d, and the pressure member 13 is pushed up by the biasing force of the disc spring 17 to reach the first position. back to Since the ejection port 22d is covered with the liquid film M, air does not enter the ejection channel 22c from the ejection port 22d even when the pressure member 13 is pushed up.

上記の液体を吐出する工程後、次に吐出する量C1と同量の液体を、液体供給部100から貯留室21へ供給する液体供給工程が行われる。液体供給工程は、準備工程における液体供給動作と同じ動作である。液体供給動作により供給された液体の一部は貯留室21に貯留される。残りの液体は吐出口22dから漏れ出して液体の膜Mの一部となり、液体の膜Mの厚みdは前記の液体を吐出する工程の直前の液体の膜Mの厚みdとほぼ同じとなる。すなわち、液体の膜Mは図4(A)に示す状態に戻る。液体を吐出する工程と液体供給工程とは交互に繰り返される。 After the step of ejecting the liquid described above, the liquid supply step of supplying the same amount of liquid as the amount C1 to be ejected next from the liquid supply unit 100 to the storage chamber 21 is performed. The liquid supply process is the same operation as the liquid supply operation in the preparation process. A portion of the liquid supplied by the liquid supply operation is stored in the storage chamber 21 . The remaining liquid leaks out from the ejection port 22d and becomes a part of the liquid film M, and the thickness d of the liquid film M becomes substantially the same as the thickness d of the liquid film M immediately before the step of ejecting the liquid. . That is, the liquid film M returns to the state shown in FIG. 4(A). The step of ejecting the liquid and the step of supplying the liquid are alternately repeated.

本実施形態において、液体を吐出する工程において、例えば、アクチュエータ18により加圧部材13を第1の位置から下方向に第2の位置まで移動させることで、吐出口22dから予め定められた液体の吐出量の半分の量(C1/2)の液体が出るとする。すると、吐出口22dから出たC1/2の量の液体と、液体が吐出口22dから出る前に予め液体保持部60に保持されていた液体の膜Mの一部であってC1/2の量の液体とが合わさってC1の量の液滴B2となって吐出される。次に、液体供給工程において、液体供給部100から貯留室21へC1の量の液体が供給されると、C1/2の量の液体は貯留室21に貯留され、残りのC1/2の量の液体は吐出口22dから漏れ出て液体の膜Mの一部となる。このように、液体を吐出する工程と液体供給工程と繰り返すことで、C1の量の液体が液滴B2として吐出される。 In the present embodiment, in the step of ejecting the liquid, for example, by moving the pressure member 13 downward from the first position to the second position by the actuator 18, predetermined liquid is ejected from the ejection port 22d. Assume that the amount of liquid (C1/2) that is half the ejection amount is ejected. Then, C1/2 of the liquid discharged from the ejection port 22d and C1/2 of the liquid film M held in advance in the liquid holding unit 60 before the liquid was discharged from the ejection port 22d. The amount of liquid is combined to form droplets B2 of the amount of C1, which are ejected. Next, in the liquid supply step, when the amount of liquid C1 is supplied from the liquid supply unit 100 to the storage chamber 21, the amount of liquid of C1/2 is stored in the storage chamber 21, and the remaining amount of C1/2 is stored in the storage chamber 21. The liquid leaks out from the ejection port 22d and becomes part of the liquid film M. As shown in FIG. In this way, by repeating the step of ejecting the liquid and the step of supplying the liquid, the amount of liquid C1 is ejected as droplets B2.

本実施形態においては、吐出口22dを覆うように液体保持部60に液体の膜Mを形成している。そして、液体保持部60の面積をS1、吐出口22dの面積をS2としたときに、S1/S2は、25より大きく、2500より小さく設定している。また、液体吐出動作の直前の液体の膜Mの厚みdは吐出口22dの径bの5倍以下となるように設定されている。出願人は、この構成により、液滴B2が吐出されたときに、液体保持部60に保持された液体の膜Mは全て液滴B2として吐出されるのではなく、液体の膜Mの一部が吐出口22dから出た液体の一部と合わさって液滴B2として吐出されることを見出した。このため、液滴B2が吐出されたときに、液体保持部60には残った液体により液体の膜Mが保持された状態を保ち、吐出口22dは液体の膜Mで覆われたままである。したがって、液滴B2が吐出された直後に、吐出口22dの周囲には空気が存在せず、加圧部材13が上方向の第1の位置に移動する際に加圧部材13が空気を吸い込むことが防がれ、安定した液体の吐出が可能となる。 In the present embodiment, the liquid film M is formed on the liquid holding portion 60 so as to cover the ejection port 22d. S1/S2 is set to be larger than 25 and smaller than 2500, where S1 is the area of the liquid holding portion 60 and S2 is the area of the ejection port 22d. Further, the thickness d of the liquid film M immediately before the liquid ejection operation is set to be five times or less the diameter b of the ejection port 22d. According to the applicant, with this configuration, when the droplets B2 are ejected, the liquid film M held in the liquid holding unit 60 is not entirely ejected as the droplets B2, but only a part of the liquid film M is ejected. is combined with part of the liquid ejected from the ejection port 22d to be ejected as a droplet B2. Therefore, when the droplet B2 is ejected, the liquid film M is held by the remaining liquid in the liquid holding portion 60, and the ejection port 22d remains covered with the liquid film M. Therefore, immediately after the droplet B2 is ejected, there is no air around the ejection port 22d, and the pressure member 13 sucks air when it moves upward to the first position. is prevented, and stable liquid ejection becomes possible.

また、従来技術においては、通常、吐出口22dの周囲は液体が残らないことが望ましい。一般的に、液体吐出装置において液体吐出動作を行う場合、液切れ不良により吐出口22dの周りに液体が付着する。液切れ不良とは吐出口22dから吐出された液体が吐出口22dから飛び出すものの、その一部が吐出口22dから完全に離れて落ちずに吐出口22dの周囲に残ることをいう。液体吐出動作を繰り返すことで吐出口22dの周囲に付着した液体の量は徐々に多くなる。吐出口22dの周囲に液体が付着していると、吐出口22dから飛び出た液体はこの付着した液体に当たって、下方向に飛ばすに斜め方向に飛んだり、液体が割れて飛び散るなどの吐出不良が生じることがある。このため、通常は、所定の回数の吐出毎に液体吐出動作を停止して吐出口22dの周囲の清掃を行い、付着した液体を汚れとして除去している。 In the conventional technology, it is generally desirable that no liquid remains around the ejection port 22d. In general, when a liquid ejecting apparatus performs a liquid ejecting operation, liquid adheres around the ejection port 22d due to a liquid shortage. Liquid shortage means that although the liquid ejected from the ejection port 22d jumps out of the ejection port 22d, part of the liquid is completely separated from the ejection port 22d and remains around the ejection port 22d. By repeating the liquid ejection operation, the amount of liquid attached around the ejection port 22d gradually increases. If liquid adheres to the periphery of the ejection port 22d, the liquid ejected from the ejection port 22d hits the adhered liquid, causing an ejection failure such as the liquid flying obliquely when ejected downward or the liquid breaking and scattering. Sometimes. For this reason, normally, the liquid ejection operation is stopped every predetermined number of times of ejection, and the surroundings of the ejection port 22d are cleaned to remove the adhering liquid as dirt.

一方、本実施形態においては、液体を吐出する工程において吐出口22dが液体の膜Mで覆われているため、従来技術のように、吐出口22dの周囲に液体が汚れとして付着するということがない。このため、液滴は上下方向に沿って吐出され、液体が飛び散ることが防止され、安定した液体の吐出が可能となる。 On the other hand, in the present embodiment, since the ejection port 22d is covered with the liquid film M in the step of ejecting the liquid, the liquid does not adhere to the periphery of the ejection port 22d as dirt as in the prior art. do not have. Therefore, droplets are ejected in the vertical direction, the liquid is prevented from scattering, and the liquid can be ejected stably.

また、貯留室21と液体供給部100との水頭圧の差により、貯留室21にある液体が吐出口22dから自然と漏れ出てくる場合がある。従来技術においては、液体吐出動作後、次の液体吐出動作までの間が例えば5秒程度と長い場合には、吐出口22dから漏れ出る液体の量が多くなり、吐出口22dの周囲に付着する液体の量が多くなる。多くの液体が付着した後に液体吐出動作を行うと、吐出口22dから出た液体が吐出口22dの周囲に付着している液体と合わさって液滴B2となって吐出するため、予め定められた一回当たりの吐出量C1よりも液滴B2の体積が多くなることがある。しかし、本実施形態によれば、液体保持部60は常に液体の膜Mが保持された状態を保っており、液体吐出動作後、次の液体吐出動作までの間に漏れ出た液体は液体の膜Mの一部となる。漏れ出た液体が加わることで液体の膜Mの体積C2は大きくなるものの、既にある液体の膜Mにさらに漏れ出た液体が加わるために液体の膜Mの体積C2が増える割合は小さい。このため、従来技術に比べて、吐出される液滴B2の体積は吐出口22dから漏れ出た液体の影響を受けにくく、液滴B2の体積が大きく増えることがない。 Moreover, due to the difference in head pressure between the storage chamber 21 and the liquid supply unit 100, the liquid in the storage chamber 21 may spontaneously leak out from the discharge port 22d. In the prior art, when the interval between the liquid ejection operation and the next liquid ejection operation is long, for example, about 5 seconds, the amount of liquid leaking from the ejection port 22d increases and adheres to the periphery of the ejection port 22d. Increased amount of liquid. When the liquid ejecting operation is performed after a large amount of liquid has adhered, the liquid ejected from the ejection port 22d is combined with the liquid adhering around the ejection port 22d to form droplets B2 that are ejected. The volume of the droplet B2 may be larger than the ejection amount C1 per ejection. However, according to this embodiment, the liquid holding portion 60 always maintains the state in which the liquid film M is held. It becomes part of the membrane M. Although the volume C2 of the liquid film M increases due to the addition of the leaked liquid, the increase in the volume C2 of the liquid film M due to the addition of the leaked liquid to the existing liquid film M is small. Therefore, the volume of the ejected droplets B2 is less affected by the liquid leaking from the ejection port 22d, and the volume of the droplets B2 does not increase significantly as compared with the conventional technology.

(液体を吐出する工程および液体供給工程の他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、液体を吐出する工程および液体供給工程は上記の方法に限定されない。上記の工程では、電磁バルブ102を開いて液体供給部100から貯留室21へ液体を供給した後、電磁バルブ102を閉じ、液体吐出動作を行っている。すなわち、液体供給動作毎に電磁バルブ102を開閉している。しかし、この工程に限定されず、例えば、電磁バルブ102を開とした状態で、加圧部材13の第1の位置と第2の位置との間の往復動作を繰り返して液体吐出動作を行ってもよい。この方法によれば、電磁バルブ102の開閉動作を行う必要がないため、液滴B2の吐出を早く複数回連続して行うことができ、吐出サイクルを短くすることができる。
(Another Embodiment of Liquid Discharging Process and Liquid Supplying Process)
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention. For example, the liquid ejection process and the liquid supply process are not limited to the above methods. In the above process, after the electromagnetic valve 102 is opened to supply the liquid from the liquid supply unit 100 to the storage chamber 21, the electromagnetic valve 102 is closed to perform the liquid ejection operation. That is, the electromagnetic valve 102 is opened and closed for each liquid supply operation. However, the process is not limited to this process. For example, with the electromagnetic valve 102 open, the liquid ejection operation is performed by repeating the reciprocating motion of the pressure member 13 between the first position and the second position. good too. According to this method, since it is not necessary to open and close the electromagnetic valve 102, the droplets B2 can be discharged quickly and continuously a plurality of times, and the discharge cycle can be shortened.

(液体保持部60の他の実施形態)
図5に液体保持部60の他の実施形態を示す。液体保持部60は、吐出口を含む部分62と、環状窪み部63を備えている。吐出口を含む部分62は、平面からみて円形状の平坦面であり、中央に吐出口22dが開口しており、液体保持部60の周囲の位置よりも下方向に突出している。言い換えると、図5において、吐出口を含む部分62は第2部材41の下面41bよりも下側の位置にある。環状窪み部63は吐出口を含む部分62を囲み、液体保持部60の周囲の位置、すなわち第2部材41の下面41bよりも上方向に陥入している。吐出口を含む部分62の液体保持部60の周囲の位置に対する突出長さをa(下方向を正とし、突出長さaは常に正の値となる)、吐出口22dの径をbとしたときに、a/bは0より大きく、2以下に設定されている。本実施形態において、液体保持部60の内径L1とは環状窪み部63の外側の側面60bの径(外径)をいい、吐出口を含む部分62の径をL3とすると、L3/L1は、0.1以上、0.3以下に設定されている。環状窪み部63の外側の側面60b(外周壁)は規制部61を構成している。環状窪み部63の深さL4は環状窪み部63の底面63aと第2部材41の下面41bとの間の距離である。
(Another embodiment of the liquid holding part 60)
Another embodiment of the liquid holding part 60 is shown in FIG. The liquid holding portion 60 has a portion 62 including an ejection port and an annular recess portion 63 . The portion 62 including the ejection port is a circular flat surface when viewed from the top, has an ejection port 22 d opening in the center, and protrudes downward from the position around the liquid holding portion 60 . In other words, in FIG. 5 , the portion 62 including the ejection port is positioned below the bottom surface 41 b of the second member 41 . The annular recessed portion 63 surrounds the portion 62 including the discharge port, and recesses above the lower surface 41 b of the second member 41 at a position around the liquid holding portion 60 . The projection length of the portion 62 including the ejection port with respect to the position around the liquid holding portion 60 is a (the downward direction is positive, and the projection length a is always a positive value), and the diameter of the ejection port 22d is b. Sometimes a/b is set to be greater than 0 and less than or equal to 2. In the present embodiment, the inner diameter L1 of the liquid holding portion 60 is the diameter (outer diameter) of the outer side surface 60b of the annular recessed portion 63, and the diameter of the portion 62 including the discharge port is L3, then L3/L1 is: It is set to 0.1 or more and 0.3 or less. An outer side surface 60 b (peripheral wall) of the annular recessed portion 63 constitutes a restricting portion 61 . A depth L<b>4 of the annular recessed portion 63 is the distance between the bottom surface 63 a of the annular recessed portion 63 and the lower surface 41 b of the second member 41 .

液体保持部60に液体の膜Mを形成して保持する工程において、液体は吐出口22dから出た液体は、吐出口を含む部分62に広がり、吐出口を含む部分62の外縁に到達する。吐出口を含む部分62の外縁で液体の広がりが規制され、吐出口を含む部分62にいったん液体の膜Mが形成される。液体の膜Mに含まれる液体の体積がさらに増えると、吐出口を含む部分62に保持できなくなる。すると、液体は吐出口を含む部分62の外縁を超えて環状窪み部63の内側の側面63b(環状窪み部63の底面63aと吐出口を含む部分62との上下方向の位置の差により生じる側面)および環状窪み部63の底面63aに沿って広がる。環状窪み部63の外側の側面60bである規制部61に到達すると、これ以上の外側への広がりが規制され、液体の膜Mが上下方向に厚くなるように液体が保持されていき、表面張力により液体の膜Mが形成される。液体の膜Mの厚みdは、吐出口22dの中央と膜の外面との間の長さの最小値である。また、液体保持部60の面積S1とは、液体保持部60の内径L1を直径とする円の面積であり、吐出口を含む部分62の平面からみた面積(吐出口を含む部分62の径L3を直径とする円の面積)を含んでいる。その他の構成については、図1の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。 In the process of forming and holding the liquid film M in the liquid holding portion 60, the liquid coming out of the ejection port 22d spreads over the portion 62 including the ejection port and reaches the outer edge of the portion 62 including the ejection port. Spreading of the liquid is regulated by the outer edge of the portion 62 including the ejection port, and a liquid film M is once formed on the portion 62 including the ejection port. If the volume of the liquid contained in the liquid film M further increases, it cannot be retained in the portion 62 including the ejection port. As a result, the liquid flows over the outer edge of the portion 62 including the ejection port and reaches the inner side surface 63b of the annular recess 63 (the side surface 63b caused by the vertical position difference between the bottom surface 63a of the annular recess 63 and the portion 62 including the ejection port). ) and along the bottom surface 63 a of the annular recess 63 . When reaching the restricting portion 61, which is the outer side surface 60b of the annular recessed portion 63, further outward spread is restricted, and the liquid is retained so that the liquid film M becomes thicker in the vertical direction, and surface tension is applied. A liquid film M is formed by . The thickness d of the liquid film M is the minimum length between the center of the ejection port 22d and the outer surface of the film. Further, the area S1 of the liquid holding portion 60 is the area of a circle having the inner diameter L1 of the liquid holding portion 60 as its diameter, and the area of the portion 62 including the ejection port when viewed from the plane (diameter L3 of the portion 62 including the ejection port). area of a circle with a diameter of ). Since other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 1, descriptions thereof will be omitted by assigning the same reference numerals to corresponding portions.

上記の構成によれば、環状窪み部63の深さL4を調整することで液体保持部60には所望の体積C2の液体の膜Mを形成することができる。また、吐出口を含む部分62の液体の膜Mの厚みdを薄くすることができる。吐出口を含む部分62の液体の膜Mの厚みdが薄く、環状窪み部63は吐出口を含む部分62よりも上側に位置しているため、貯留室21から出た液体の一部は、吐出口を含む部分62を覆う液体の膜Mの一部と合わさって液塊B1となり、環状窪み部63にある液体は液塊B1には含まれない。このため、液塊B1が吐出しても、環状窪み部63にある液体は液体保持部60に確実に残り、液体の吐出直後に吐出口を含む部分62に移動して吐出口22dを覆い、液体の膜Mを形成することができる。 According to the above configuration, the liquid film M having the desired volume C2 can be formed in the liquid retaining section 60 by adjusting the depth L4 of the annular recessed section 63 . Also, the thickness d of the liquid film M in the portion 62 including the ejection port can be reduced. Since the thickness d of the liquid film M in the portion 62 including the ejection port is thin and the annular recess 63 is positioned above the portion 62 including the ejection port, part of the liquid coming out of the storage chamber 21 is A portion of the liquid film M covering the portion 62 including the ejection port is combined to form a liquid mass B1, and the liquid in the annular recess 63 is not included in the liquid mass B1. Therefore, even if the liquid mass B1 is ejected, the liquid in the annular recess 63 remains in the liquid holding portion 60 without fail, and immediately after the liquid is ejected, it moves to the portion 62 including the ejection port to cover the ejection port 22d. A liquid film M can be formed.

図6に液体保持部60の他の実施形態を示す。以下、図5の実施形態と異なる点のみを説明する。液体保持部60の吐出口を含む部分62の端部62aは断面において円弧状に面取りされており、環状窪み部63の内側の側面63bと連続する。端部62aの曲率半径は0.1以上、3以下である。また、規制部61、すなわち環状窪み部63の外側の側面60bは断面において上下方向に対して斜め方向に傾斜している。環状窪み部63の外径は下方向に沿って大きくなっており、環状窪み部63の外側の側面60bの径の最大値を液体保持部60の内径L1とする。その他の構成については、図5の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。 FIG. 6 shows another embodiment of the liquid holding part 60. As shown in FIG. Only points different from the embodiment of FIG. 5 will be described below. An end portion 62a of the portion 62 including the ejection port of the liquid holding portion 60 is chamfered in an arcuate cross section and is continuous with the inner side surface 63b of the annular recess portion 63 . The radius of curvature of the end portion 62a is 0.1 or more and 3 or less. In addition, the restricting portion 61, that is, the outer side surface 60b of the annular recessed portion 63 is inclined obliquely with respect to the vertical direction in cross section. The outer diameter of the annular recessed portion 63 increases downward, and the maximum diameter of the outer side surface 60b of the annular recessed portion 63 is defined as the inner diameter L1 of the liquid holding portion 60 . Since other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 5, descriptions thereof are omitted by assigning the same reference numerals to the corresponding portions.

吐出口を含む部分62の端部62aが面取りされていない場合には、液体保持部60に液体の膜Mを形成して保持する工程において、液体の広がりが端部62aでいったん規制されて吐出口を含む部分62に液体の膜Mが形成される。さらに液体の膜Mの体積が増えると、端部62aを超えて液体は環状窪み部63に広がる。しかし、上記の実施形態によれば、吐出口を含む部分62の端部62aは円弧状に面取りされているため、吐出口を含む部分62に広がった液体は端部62aで広がりが規制されずに吐出口を含む部分62の外縁から環状窪み部63の内側の側面63b、および環状窪み部63の底面63aに沿って広がりやすい。 If the end portion 62a of the portion 62 including the ejection port is not chamfered, in the step of forming and holding the liquid film M in the liquid holding portion 60, the spreading of the liquid is once restricted by the end portion 62a and the ejection is not performed. A liquid film M is formed in the portion 62 containing the outlet. As the volume of the film M of liquid increases further, the liquid spreads into the annular recess 63 beyond the edge 62a. However, according to the above-described embodiment, since the end 62a of the portion 62 including the ejection port is chamfered in an arc shape, the spreading of the liquid in the portion 62 including the ejection port is not restricted by the end 62a. It tends to spread along the inner side surface 63b of the annular recessed portion 63 and the bottom surface 63a of the annular recessed portion 63 from the outer edge of the portion 62 including the discharge port.

なお、図6に示す実施形態においては、液体保持部60の吐出口を含む部分62の端部62a、規制部61のうちの少なくとも一つが図6に示す実施形態の形状となっており、その他は図5に示す実施形態と同様の形態としてもよい。また、後述する図7~図12の実施形態において、吐出口を含む部分62の端部62aの形状、環状窪み部63の外側の側面60bである規制部61の延在する方向の少なくとも一つを、図6の実施形態と同様の形態としてもよい。 In the embodiment shown in FIG. 6, at least one of the end portion 62a of the portion 62 including the ejection port of the liquid holding portion 60 and the regulating portion 61 has the shape of the embodiment shown in FIG. may have the same form as the embodiment shown in FIG. 7 to 12 to be described later, at least one of the shape of the end portion 62a of the portion 62 including the discharge port and the direction in which the restricting portion 61, which is the outer side surface 60b of the annular recess portion 63, extends. may be of the same form as the embodiment of FIG.

図7に液体保持部60の他の実施形態を示す。図7の実施形態においては、ノズルプレート本体24の第2部材41の下面41bに撥水層66が形成されている。撥水層66は、吐出口22dおよび環状窪み部63を露出させるための孔66aを有している。孔66aは、平面からみて円形であって、環状窪み部63の外側の側面60bの下端と同一形状を有しており、孔66aの内面66bが環状窪み部63の外側の側面60bの下端に連続している。孔66aは液体保持部60の一部を構成する。孔66aの内面66bは液体保持部60の規制部61の一部であり、環状窪み部63の外側の側面60bとともに液体保持部60の規制部61を構成している。撥水層66は、例えばフッ素系の撥水剤から構成され、既知の塗布工法またはメッキ工法により形成される。塗布工法の場合、撥水層66の厚みは0.001μm以上、0.02μm以下に形成されることが多く、メッキ工法では2μm以上、20μm以下に形成されることが多い。しかし、撥水層66の素材、厚みは本実施形態に限定されない。その他の構成については、図6の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。 Another embodiment of the liquid holding part 60 is shown in FIG. In the embodiment of FIG. 7, a water-repellent layer 66 is formed on the lower surface 41b of the second member 41 of the nozzle plate body 24. As shown in FIG. The water-repellent layer 66 has a hole 66a for exposing the outlet 22d and the annular depression 63. As shown in FIG. The hole 66a is circular in plan view and has the same shape as the lower end of the outer side surface 60b of the annular recess 63. Contiguous. The hole 66a forms part of the liquid holding portion 60. As shown in FIG. An inner surface 66b of the hole 66a is a part of the regulating portion 61 of the liquid holding portion 60, and constitutes the regulating portion 61 of the liquid holding portion 60 together with the outer side surface 60b of the annular recess portion 63. As shown in FIG. The water-repellent layer 66 is composed of, for example, a fluorine-based water-repellent agent, and is formed by a known coating method or plating method. In the coating method, the thickness of the water-repellent layer 66 is often 0.001 μm or more and 0.02 μm or less, and in the plating method, the thickness is often 2 μm or more and 20 μm or less. However, the material and thickness of the water-repellent layer 66 are not limited to those of this embodiment. Other configurations are the same as those in the embodiment of FIG. 6, so corresponding parts are denoted by the same reference numerals and descriptions thereof are omitted.

図7に示す本実施形態によれば、規制部61の下端に撥水層66が形成されているため、液体の膜Mの表面が撥水層66の孔66aの内面66bに位置しているときに、撥水層66の撥水力が液体の膜Mの表面張力に作用する。このため、液体保持部60が保持することが可能な液体の膜Mの体積C2を大きくすることができる。なお、撥水層66は、図1~5に示す実施形態、後述する図8、図9に示す実施形態のノズルプレート20に設けられていてもよい。 According to the present embodiment shown in FIG. 7, since the water-repellent layer 66 is formed on the lower end of the regulating portion 61, the surface of the liquid film M is located on the inner surface 66b of the hole 66a of the water-repellent layer 66. Sometimes, the water-repellent power of the water-repellent layer 66 acts on the surface tension of the film M of liquid. Therefore, the volume C2 of the liquid film M that can be held by the liquid holding section 60 can be increased. The water-repellent layer 66 may be provided on the nozzle plate 20 of the embodiments shown in FIGS. 1 to 5 and the embodiments shown in FIGS. 8 and 9 described later.

図8に液体保持部60の他の実施形態を示す。液体保持部60の吐出口を含む部分62は、液体保持部60の周囲すなわち第2部材41の下面41bと同じ位置にあり、上下方向の高さが揃っている。その他の構成については、図5の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。図8に示す実施形態によれば環状窪み部63が形成されるようにノズルプレート20の第2部材41の下面41bを削るだけで液体保持部60を形成することができ、液体保持部60を形成する際の加工が容易である。 FIG. 8 shows another embodiment of the liquid holding part 60. As shown in FIG. A portion 62 including the ejection port of the liquid holding portion 60 is located around the liquid holding portion 60, that is, at the same position as the lower surface 41b of the second member 41, and has the same height in the vertical direction. Since other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 5, descriptions thereof are omitted by assigning the same reference numerals to the corresponding portions. According to the embodiment shown in FIG. 8, the liquid holding portion 60 can be formed simply by cutting the lower surface 41b of the second member 41 of the nozzle plate 20 so as to form the annular recess portion 63. It is easy to process when forming.

図9に液体保持部60の他の実施形態を示す。液体保持部60の吐出口を含む部分62は、液体保持部60の周囲の位置よりも陥入している。言い換えると、図9において、吐出口を含む部分62は第2部材41の下面41bよりも上側の位置にある。吐出口を含む部分62の液体保持部60の位置に対する陥入長さをc(下方向を正とし、陥入長さcは常に負の値となる)、吐出口22dの径をbとしたときに、c/bが-1以上、0以下に設定される。なお、c/bが0のときには図8に示す実施形態となる。その他の構成については、図5の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。 Another embodiment of the liquid holding part 60 is shown in FIG. A portion 62 including the ejection port of the liquid holding portion 60 is recessed from the surrounding position of the liquid holding portion 60 . In other words, in FIG. 9 , the portion 62 including the ejection port is positioned above the bottom surface 41 b of the second member 41 . The recessed length of the portion 62 including the ejection port with respect to the position of the liquid holding portion 60 is c (the downward direction is positive, and the recessed length c always takes a negative value), and the diameter of the ejection port 22d is b. Sometimes, c/b is set to be greater than or equal to -1 and less than or equal to 0. Note that when c/b is 0, the embodiment shown in FIG. 8 is obtained. Since other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 5, descriptions thereof are omitted by assigning the same reference numerals to the corresponding portions.

図10に液体保持部60の他の実施形態を示す。液体保持部60は、液体保持部60の周囲の位置から突出した凸部である。すなわち、液体保持部60は第2部材41の下面41bよりも下側に突出している。凸部の端部(外縁)が規制部61を構成している。吐出口22dから出た液体は、液体保持部60の下面60cに広がり、外縁に到達するとこれ以上の外側への広がりが規制され、液体保持部60の下面60cを覆うように表面張力により液体の膜Mが形成される。その他の構成については、図1の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。なお、図10においては、液体保持部60の下面60cは平坦面であるが、下に凸となる湾曲面であってもよい。 FIG. 10 shows another embodiment of the liquid holding portion 60. As shown in FIG. The liquid holding portion 60 is a convex portion that protrudes from the position around the liquid holding portion 60 . That is, the liquid holding portion 60 protrudes below the lower surface 41 b of the second member 41 . An end (outer edge) of the convex portion constitutes a restricting portion 61 . The liquid discharged from the ejection port 22d spreads on the lower surface 60c of the liquid holding portion 60, and when it reaches the outer edge, the liquid is prevented from spreading further outward by surface tension so as to cover the lower surface 60c of the liquid holding portion 60. A membrane M is formed. Since other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 1, descriptions thereof will be omitted by assigning the same reference numerals to corresponding portions. In addition, in FIG. 10, the lower surface 60c of the liquid holding portion 60 is a flat surface, but it may be a curved surface that is convex downward.

図11に液体保持部60の他の実施形態を示す。液体保持部60は、液体保持部60の周囲の位置から突出した環状凸部64と、環状凸部64に囲まれ環状凸部64から突出した吐出口を含む部分65とを備えている。すなわち、環状凸部64は第2部材41の下面41bよりも下側に突出し、吐出口を含む部分65は環状凸部64よりもさらに突出長さeだけ下側に突出している。環状凸部64の端部(外縁)が規制部61を構成している。吐出口22dから出た液体は、吐出口を含む部分65に広がり、吐出口を含む部分65の外縁に到達する。そして、環状凸部64と吐出口を含む部分65との上下方向の位置により生じる側面に沿って広がり、環状凸部64の外縁である規制部61に到達すると、これ以上の外側への広がりが規制され、表面張力により液体の膜Mが形成される。その他の構成については、図1の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。 FIG. 11 shows another embodiment of the liquid holding portion 60. As shown in FIG. The liquid holding portion 60 includes an annular protrusion 64 protruding from the periphery of the liquid holding portion 60 and a portion 65 surrounded by the annular protrusion 64 and including an ejection port protruding from the annular protrusion 64 . That is, the annular protrusion 64 protrudes downward from the lower surface 41b of the second member 41, and the portion 65 including the discharge port protrudes downward from the annular protrusion 64 by the protrusion length e. An end portion (outer edge) of the annular convex portion 64 constitutes the restricting portion 61 . The liquid coming out of the ejection port 22d spreads over the portion 65 including the ejection port and reaches the outer edge of the portion 65 including the ejection port. Then, it spreads along the side surface caused by the vertical position of the annular convex portion 64 and the portion 65 including the ejection port, and when it reaches the restricting portion 61 which is the outer edge of the annular convex portion 64, it spreads further outward. A regulated, liquid film M is formed by surface tension. Since other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 1, descriptions thereof will be omitted by assigning the same reference numerals to corresponding portions.

図12に液体保持部60の他の実施形態を示す。図12の実施形態においては、図1~図11の実施形態のように、ノズルプレート本体24の第2部材41の下面41bに窪み部や、環状窪み部63、環状凸部64等を備えておらず、下面41bは平坦面であり、吐出口22dが開口している。第2部材41の下面41bには撥水層66が形成されている。撥水層66は、吐出口22dを露出させるための孔66aを有している。孔66aは、平面からみて円形であって、吐出口22dの径bよりも大きい径を有している。この孔66aの内部が液体保持部60を構成し、孔66aの内面66bは液体保持部60の規制部61となる。撥水層66は、例えばフッ素系の撥水剤から構成され、既知の塗布工法またはメッキ工法により形成される。塗布工法の場合、撥水層66の厚みは0.001μm以上、0.02μm以下に形成されることが多く、メッキ工法では2μm以上、20μm以下に形成されることが多い。しかし、撥水層66の素材、厚みは本実施形態に限定されない。その他の構成については、図1の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。 12 shows another embodiment of the liquid holding part 60. As shown in FIG. In the embodiment of FIG. 12, like the embodiments of FIGS. 1 to 11, the lower surface 41b of the second member 41 of the nozzle plate body 24 is provided with a depression, an annular depression 63, an annular protrusion 64, and the like. The lower surface 41b is a flat surface, and the ejection port 22d is open. A water-repellent layer 66 is formed on the lower surface 41 b of the second member 41 . The water-repellent layer 66 has holes 66a for exposing the ejection ports 22d. The hole 66a is circular in plan view and has a diameter larger than the diameter b of the discharge port 22d. The inside of the hole 66 a constitutes the liquid holding portion 60 , and the inner surface 66 b of the hole 66 a becomes the regulation portion 61 of the liquid holding portion 60 . The water-repellent layer 66 is composed of, for example, a fluorine-based water-repellent agent, and is formed by a known coating method or plating method. In the coating method, the thickness of the water-repellent layer 66 is often 0.001 μm or more and 0.02 μm or less, and in the plating method, the thickness is often 2 μm or more and 20 μm or less. However, the material and thickness of the water-repellent layer 66 are not limited to those of this embodiment. Since other configurations are the same as those of the embodiment of FIG. 1, descriptions thereof will be omitted by assigning the same reference numerals to corresponding portions.

上記の実施形態においては、平坦面であるノズルプレート本体24の下面41bに孔66aを有する撥水層66を形成するだけの簡単な工程で、ノズルプレート20に液体保持部60を設けることができる。 In the above embodiment, the nozzle plate 20 can be provided with the liquid holding portion 60 by a simple process of forming the water-repellent layer 66 having the holes 66a on the lower surface 41b of the nozzle plate main body 24, which is a flat surface. .

実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。 The dimensions, materials, shapes, relative positions, and the like of components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. For example, expressions denoting relative or absolute arrangements such as "in a direction", "along a direction", "parallel", "perpendicular", "center", "concentric" or "coaxial" are strictly not only represents such an arrangement, but also represents a state of relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function can be obtained. For example, expressions such as "identical", "equal", and "homogeneous", which express that things are in the same state, not only express the state of being strictly equal, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state. For example, expressions that express shapes such as squares and cylinders do not only represent shapes such as squares and cylinders in a geometrically strict sense, but also include irregularities and chamfers to the extent that the same effect can be obtained. The shape including the part etc. shall also be represented. References to "comprise," "comprise," "comprise," "include," or "have" an element are not exclusive expressions that exclude the presence of other elements.

また、本明細書において「端部」及び「端」等のように、「…部」の有無で区別した表現が用いられている。例えば、「端部」とは、「端」を含む一定の範囲を持つ部分を意味する。他の「…部」を伴った表現についても同様である。 In addition, in this specification, expressions such as "end" and "end" are used to distinguish between the presence or absence of "... portion". For example, "end" means a portion having a certain range including the "end". The same applies to other expressions with "... part".

10 液体吐出装置
11 加圧部
21 貯留室
22c 吐出流路
22d 吐出口
24 ノズルプレート本体
60 液体保持部
61 規制部
62 吐出口を含む部分
63 環状窪み部
64 環状凸部
65 吐出口を含む部分
66 撥水層
M 液体の膜
S1 液体保持部の面積
S2 吐出口の面積
C1 液体の一回当たりの吐出量
C2 液体の膜の体積
a 吐出口を含む部分の突出長さ
b 吐出口の径
c 吐出口を含む部分の陥入長さ
d 液体の膜の厚み
10 liquid ejection device 11 pressurizing part 21 storage chamber 22c ejection passage 22d ejection port 24 nozzle plate main body 60 liquid holding portion 61 regulation portion 62 portion including ejection port 63 annular depression 64 annular convex portion 65 portion 66 including ejection port Water-repellent layer M Liquid film S1 Area of liquid holding portion S2 Area of ejection port C1 Ejection amount of liquid per one time C2 Volume of liquid film a Protrusion length of portion including ejection port b Diameter of ejection port c Ejection Invagination length of the part containing the outlet d Thickness of the liquid film

Claims (9)

ノズルプレート本体に、液体が収容される貯留室と、前記貯留室と連通する吐出流路と、前記吐出流路の端部に設けられ液体を吐出する吐出口と、を有するノズルプレートであって、
前記吐出口を覆うように形成される液体の膜を保持し、液体の膜の広がりを制限する規制部によって囲まれる液体保持部を備え、
前記液体保持部の中央には、平面からみた形状が円形の前記吐出口が開口し、
前記液体保持部は、前記液体保持部の周囲の位置から陥入した窪み部であり、前記窪み部の外側の側面が前記規制部であり、
平面から見て、前記液体保持部の面積をS1、前記吐出口の面積をS2としたときに、S1/S2は、25より大きく、2500より小さく、
前記液体保持部に保持される液体の膜の厚みは、前記吐出口の径の5倍以下であり、
液体の一回当たりの吐出量(体積)をC1、液体の膜Mの体積をC2としたときに、C2/C1は、20以上、900以下に設定され、前記液体保持部の内径をL1、液体保持部の深さをL2としたときに、L2/L1は、0.01以上、0.1以下に設定される、ノズルプレート。
A nozzle plate having, in a nozzle plate main body, a storage chamber in which liquid is stored, a discharge channel communicating with the storage chamber, and a discharge port provided at an end of the discharge channel for discharging the liquid. ,
a liquid holding portion that holds a liquid film formed to cover the ejection port and is surrounded by a regulating portion that limits the spread of the liquid film;
The ejection port having a circular shape when viewed from a plane opens in the center of the liquid holding portion,
the liquid holding portion is a depression that is recessed from a position around the liquid holding portion, and the outer side surface of the depression is the regulation portion;
S1/S2 is larger than 25 and smaller than 2500, where S1 is the area of the liquid holding portion and S2 is the area of the ejection port when viewed from the plane,
the thickness of the liquid film held in the liquid holding portion is five times or less the diameter of the ejection port;
C2/C1 is set to 20 or more and 900 or less, where C1 is the discharge amount (volume) of the liquid per one time, and C2 is the volume of the liquid film M. A nozzle plate, wherein L2/L1 is set to 0.01 or more and 0.1 or less, where L2 is the depth of the liquid holding portion.
前記液体保持部の前記窪み部は、前記吐出口を含む部分と、前記吐出口を含む部分を囲み、前記吐出口を含む部分よりも陥入した環状窪み部を備え、前記環状窪み部の外側の側面が前記規制部である、請求項1に記載のノズルプレート。 The recessed portion of the liquid holding portion includes a portion including the ejection port, and an annular recessed portion surrounding the portion including the ejection port and recessed beyond the portion including the ejection port. is the restricting portion. 前記吐出口を含む部分は、前記液体保持部の周囲の位置よりも突出しており、
前記吐出口を含む部分の前記液体保持部の周囲の位置に対する突出長さをa、前記吐出口の径をbとしたときに、a/bが0より大きく、2以下である、請求項2に記載のノズルプレート。
a portion including the ejection port protrudes from a position around the liquid holding portion;
3. A ratio of a/b is greater than 0 and equal to or less than 2, where a is a projection length of the portion including the ejection port with respect to the position around the liquid holding portion, and b is the diameter of the ejection port. Nozzle plate as described in .
前記吐出口を含む部分は、前記液体保持部の周囲と同じ位置にあるか、前記液体保持部の周囲の位置よりも陥入しており、
前記吐出口を含む部分の前記液体保持部の周囲の位置に対する陥入長さをc、前記吐出口の径をbとしたときに、c/bが-1以上、0以下である、請求項2に記載のノズルプレート。
the part including the ejection port is at the same position as the periphery of the liquid holding part or recessed from the position around the liquid holding part;
wherein c/b is -1 or more and 0 or less, where c is the recessed length of the portion including the ejection port with respect to the position around the liquid holding portion, and b is the diameter of the ejection port. 2. The nozzle plate according to 2.
ノズルプレート本体に、液体が収容される貯留室と、前記貯留室と連通する吐出流路と、前記吐出流路の端部に設けられ液体を吐出する吐出口と、を有するノズルプレートであって、
前記吐出口を覆うように形成される液体の膜を保持し、液体の膜の広がりを制限する規制部によって囲まれる液体保持部を備え、 前記液体保持部の中央には、平面からみた形状が円形の前記吐出口が開口し、
平面から見て、前記液体保持部の面積をS1、前記吐出口の面積をS2としたときに、S1/S2は、25より大きく、2500より小さく、
前記液体保持部に保持される液体の膜の厚みは、前記吐出口の径の5倍以下であり、 液体の一回当たりの吐出量(体積)をC1、液体の膜Mの体積をC2としたときに、C2/C1は、20以上、900以下に設定され、
前記液体保持部は、前記液体保持部の周囲の位置から突出した凸部であり、前記凸部の端部が前記規制部である、ノズルプレート。
A nozzle plate having, in a nozzle plate main body, a storage chamber in which liquid is stored, a discharge channel communicating with the storage chamber, and a discharge port provided at an end of the discharge channel for discharging the liquid. ,
a liquid holding part that holds a liquid film formed so as to cover the ejection port and is surrounded by a restricting part that restricts the spread of the liquid film, wherein the center of the liquid holding part has a shape when viewed from a plane; The circular discharge port is open,
S1/S2 is larger than 25 and smaller than 2500, where S1 is the area of the liquid holding portion and S2 is the area of the ejection port when viewed from the plane,
The thickness of the liquid film held in the liquid holding portion is five times or less than the diameter of the ejection port, and the amount (volume) of the liquid ejected per one time is C1, and the volume of the liquid film M is C2. When C2/C1 is set to 20 or more and 900 or less,
The nozzle plate, wherein the liquid retaining portion is a convex portion protruding from a position around the liquid retaining portion, and an end portion of the convex portion is the restricting portion.
前記液体保持部は、前記液体保持部の周囲の位置から突出した環状凸部と、前記環状凸部から突出した前記吐出口を含む部分とを備え、前記環状凸部の端部が前記規制部である、請求項5に記載のノズルプレート。 The liquid holding portion includes an annular projection protruding from a position around the liquid holding portion, and a portion including the ejection port projecting from the annular projection. 6. The nozzle plate according to claim 5, wherein: 前記ノズルプレート本体の下面に、前記吐出口を露出させるための孔を有する撥水層をさらに備え、
前記撥水層の孔の内面は、前記液体保持部の前記規制部の少なくとも一部である、請求項に記載のノズルプレート。
a water-repellent layer having holes for exposing the ejection ports on the lower surface of the nozzle plate body;
2. The nozzle plate according to claim 1 , wherein the inner surface of the hole of the water-repellent layer is at least part of the regulation portion of the liquid holding portion.
液体を加圧することにより液体を吐出する液体吐出装置であって、
加圧部と、前記加圧部の下端に設けられる請求項1から7のいずれか1項に記載のノズルプレートと、を備え、
前記加圧部は、
加圧部本体と、
前記加圧部本体に上下方向に移動自由に支持され、下端部が前記加圧部本体から突出し、前記貯留室に導入された液体を加圧して前記吐出流路から吐出させる加圧部材と、
前記加圧部材を上下方向に移動させる駆動部と、を備える、液体吐出装置。
A liquid ejection device that ejects a liquid by pressurizing the liquid,
A pressurizing part, and the nozzle plate according to any one of claims 1 to 7 provided at the lower end of the pressurizing part,
The pressure unit is
a pressurizing unit body;
a pressurizing member that is supported by the pressurizing unit main body so as to be freely movable in the vertical direction, has a lower end projecting from the pressurizing unit main body, and pressurizes the liquid introduced into the storage chamber to discharge it from the discharge channel;
and a drive unit that vertically moves the pressure member.
請求項1から7のいずれか1項に記載のノズルプレートを用いて、前記貯留室に収容された液体を前記吐出口から吐出させる液体吐出方法において、
前記吐出口を覆うように液体の膜を形成して保持する工程と、
液体の膜の一部と前記貯留室に収容された液体の一部とからなる液塊を液滴として吐出する工程であって、前記液体の膜から液塊が離れたときに、前記液体の膜は前記吐出口を覆った状態を保っている、吐出する工程と、
を含む、液体吐出方法。
A liquid ejection method for ejecting the liquid contained in the storage chamber from the ejection port using the nozzle plate according to any one of claims 1 to 7,
forming and holding a liquid film so as to cover the ejection port;
A step of ejecting a liquid mass composed of part of the liquid film and part of the liquid contained in the storage chamber as a droplet, wherein when the liquid mass separates from the liquid film, the liquid is discharged. ejecting, wherein the membrane remains covering the ejection port;
A liquid ejection method, comprising:
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