KR20210047932A - 액체 도포 장치 - Google Patents

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KR20210047932A
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겐지 마에다
마사지 나카타니
아키라 이시타니
야스시 나카무라
아키히로 니시무라
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니혼 덴산 머시너리 가부시키가이샤
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Abstract

구동 소자를 고속으로 동작시킨 경우에도, 상기 구동 소자에 해당 구동 소자의 수명에 영향을 줄 정도의 과잉 부하가 걸리는 것을 방지 가능한 액체 도포 장치를 제공한다.
액체 도포 장치(1)는, 액실(33)과, 변형에 의해 액실(33)의 용적을 변화시키는 다이어프램(35)과, 다이어프램(35)을 두께 방향으로 변형시키는 압전 소자(41)와, 압전 소자(41)와 다이어프램(35) 사이에 위치하여, 압전 소자(41)의 다이어프램(35)측을 지지하는 여압 케이싱 저벽부(48a)와, 압전 소자(41)의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를 지지하는 고정 케이싱 저벽부(47a)와, 여압 케이싱 저벽부(48a)를 관통하고, 압전 소자(41)의 신축을 다이어프램(35)에 전달하는 봉형의 플런저(44)와, 압전 소자(41)와 여압 케이싱 저벽부(48a) 사이에 위치하면서 또한 상기 제1 지지부에 의해 지지되고, 압전 소자(41)에 대해 압축력을 부여하는 코일 스프링(45)을 갖는다.

Description

액체 도포 장치
본 발명은 액체 도포 장치에 관한 것이다.
액체 저류부로부터 공급되는 액체를, 피 도포재로 토출하는 액체 도포 장치가 알려져 있다. 이러한 액체 도포 장치에서는, 액실의 용적을 바꿈으로써, 상기 액실 내의 액체가 토출된다. 상기 액체 도포 장치의 일례로서, 특허문헌 1에는, 압전 소자를 구동시킴으로써 변형되는 가요판에 의해, 액체를 수용하는 액실 내의 용적을 변화시켜, 노즐로부터 액체를 토출시키는 도포 장치가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2016-59863호 공보
상기 특허문헌 1에 개시되는 구성과 같이 압전 소자를 구동시켜 가요체를 변형시키는 구성의 경우, 액체의 토출의 응답성을 높이기 위해, 상기 압전 소자에 구형(矩形) 신호를 입력하여 상기 압전 소자를 고속으로 동작시키는 것을 생각할 수 있다.
그러나, 상기 압전 소자를 포함하는 구동 소자를 고속으로 동작시키면, 상기 구동 소자가 과잉으로 신축되어 해당 구동 소자에 과잉 부하가 걸릴 가능성이 있다. 그렇게 되면, 상기 구동 소자의 수명에 영향을 미칠 가능성이 있다.
본 발명의 목적은, 구동 소자를 고속으로 동작시킨 경우에도, 상기 구동 소자에 해당 구동 소자의 수명에 영향을 줄 정도의 과잉 부하가 걸리는 것을 방지 가능한 액체 도포 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 액체 도포 장치는, 액체를 저류하는 액실과, 상기 액실에 연결되면서 또한 상기 액실 내에 액체를 공급하는 유입로와, 상기 액실을 구획하는 벽부의 일부를 구성하면서 또한 변형에 의해 상기 액실의 용적을 변화시키는 다이어프램과, 적어도 일 방향으로 신축함으로써, 상기 다이어프램을 두께 방향으로 변형시키는 구동 소자와, 상기 일 방향에 있어서, 상기 구동 소자와 상기 다이어프램 사이에 위치하여, 상기 구동 소자의 상기 다이어프램측을 지지하는 제1 지지부와, 상기 일 방향에 있어서, 상기 구동 소자의 상기 다이어프램과는 반대측의 단부를 지지하는 제2 지지부와, 상기 구동 소자와 상기 다이어프램 사이에서 상기 일 방향으로 연장되어 상기 제1 지지부를 관통하고, 상기 구동 소자의 신축을 상기 다이어프램에 전달하는 전달 부재와, 상기 구동 소자와 상기 제1 지지부 사이에 위치하면서 또한 상기 제1 지지부에 의해 지지되어, 상기 구동 소자에 대해 상기 일 방향으로 압축력을 부여하는 압축력 부여부를 갖는다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 액체 도포 장치에 따르면, 구동 소자를 고속으로 동작시킨 경우에도, 상기 구동 소자에 해당 구동 소자의 수명에 영향을 줄 정도의 과잉 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 관한 액체 도포 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 토출부의 개략 구성을 확대해 도시하는 도면이다.
도 3은 액체 도포 장치의 동작의 일례를 도시하는 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명한다. 또한, 도면 중의 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명은 반복하지 않는다. 또한, 각 도면 중의 구성 부재의 치수는, 실제의 구성 부재의 치수 및 각 구성 부재의 치수 비율 등을 충실하게 표시하지 않았다.
(액체 도포 장치) 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 액체 도포 장치(1)의 개략 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 2는, 액체 도포 장치(1)의 동작을 도시하는 흐름도이다.
액체 도포 장치(1)는, 액체를 액적 형상으로 외부로 토출하는 잉크젯 방식의 액체 도포 장치이다. 상기 액체는, 예를 들어 땜납, 열경화성 수지, 잉크, 기능성 박막(배향막, 레지스트, 컬러 필터, 유기 일렉트로루미네센스 등)을 형성하기 위한 도포액 등이다.
액체 도포 장치(1)는, 액체 저류부(10)와, 압력 조정부(20)와, 토출부(30)와, 제어부(60)를 구비한다.
액체 저류부(10)는, 내부에 액체를 저류하는 용기이다. 액체 저류부(10)는, 저류된 액체를 토출부(30)에 공급한다. 즉, 액체 저류부(10)는, 저류된 액체를 토출부(30)에 공급하는 유출구(10a)를 갖는다. 액체 저류부(10) 내의 압력은, 압력 조정부(20)에 의해 조정된다. 또한, 액체 저류부(10)에는, 도시하지 않은 공급구로부터 액체가 공급된다.
(압력 조정부) 압력 조정부(20)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 대기압보다도 높은 정압, 대기압보다도 낮은 부압 또는 대기압의 어느 것으로 조정한다. 이와 같이 액체 저류부(10) 내의 압력을 조정함으로써, 후술하는 바와 같이, 토출부(30)의 토출구(32a)로부터 액체를 안정적으로 토출할 수 있음과 함께, 토출구(32a)로부터 액체가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로는, 압력 조정부(20)는, 정압 생성부(21)와, 부압 생성부(22)와, 제1 전환 밸브(23)와, 제2 전환 밸브(24)와, 대기 개방부(25)와, 압력 센서(26)를 갖는다.
정압 생성부(21)는, 대기압보다도 높은 정압을 생성한다. 정압 생성부(21)는, 정압 발생부로서의 정압용 펌프(21a)를 갖는다. 정압용 펌프(21a)는, 정압을 생성한다.
부압 생성부(22)는, 대기압보다도 낮은 부압을 생성한다. 부압 생성부(22)는, 부압 발생부로서의 부압용 펌프(22a)와, 부압 조정 용기(22b)를 갖는다.
부압용 펌프(22a)는, 부압을 생성한다. 부압 조정 용기(22b)의 내부의 압력은, 부압용 펌프(22a)에 의해 생성된 부압이 된다. 부압 조정 용기(22b)는, 부압용 펌프(22a)와 제2 전환 밸브(24) 사이에 위치한다. 부압 생성부(22)가 부압 조정 용기(22b)를 가짐으로써, 부압용 펌프(22a)에서 생성된 부압은 균일화된다.
이에 의해, 부압용 펌프(22a)에서 생기는 부압의 맥동을 저감할 수 있음과 함께, 부압 생성부(22)에서 안정된 부압이 얻어진다. 또한, 후술하는 바와 같이, 부압용 펌프(22a)의 출력이, 압력 센서(26)에 의한 액체 저류부(10) 내의 압력 검출 결과에 따라 변화하는 경우에도, 부압 조정 용기(22b)에 의해, 부압용 펌프(22a)에서 생기는 부압의 맥동이 저감되고, 또한 변화 후의 부압에 있어서 균일화된 압력이 얻어진다. 따라서, 후술하는 바와 같이 부압 생성부(22)를 액체 저류부(10)에 접속하였을 때, 액체 저류부(10) 내의 압력을 신속히 부압으로 할 수 있다.
제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)는, 각각 세 방향 밸브이다. 즉, 제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)는, 각각 세 포트를 갖는다. 제1 전환 밸브(23)의 세 포트에는, 액체 저류부(10), 정압 생성부(21) 및 제2 전환 밸브(24)가 접속된다. 제2 전환 밸브(24)의 세 포트에는, 부압 생성부(22), 대기 개방부(25) 및 제1 전환 밸브(23)가 접속된다.
제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)는, 각각의 내부에서, 세 포트 중 두 포트를 접속한다. 본 실시 형태에서는, 제1 전환 밸브(23)는, 액체 저류부(10)에 접속되는 포트에 대해, 정압 생성부(21)에 접속되는 포트 또는 제2 전환 밸브(24)에 접속되는 포트를 접속한다. 즉, 제1 전환 밸브(23)는, 액체 저류부(10)에 대해, 정압 생성부(21)에 연결되는 회로와 제2 전환 밸브(24)에 연결되는 회로를 전환하여 접속한다. 제2 전환 밸브(24)는, 제1 전환 밸브(23)에 접속되는 포트에 대해, 부압 생성부(22)에 접속되는 포트 또는 대기 개방부(25)에 접속되는 포트를 접속한다. 즉, 제2 전환 밸브(24)는, 제1 전환 밸브(23)에 대해, 부압 생성부(22)에 연결되는 회로와 대기 개방부(25)에 연결되는 회로를 전환하여 접속한다.
또한, 제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)는, 제어부(60)로부터 출력되는 개폐 신호에 따라, 포트끼리의 접속을 전환한다. 상기 개폐 신호는, 후술하는 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호를 포함한다.
압력 센서(26)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을 검출한다. 압력 센서(26)는, 검출한 액체 저류부(10) 내의 압력을 압력 신호로서, 제어부(60)에 출력한다. 압력 센서(26)에 의해 검출되는 부압은, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량에 따라 변화한다. 즉, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량이 적어지면, 압력 센서(26)에 의해 검출되는 부압은, 액체 잔량이 많은 경우에 비하여 높아진다. 또한, 부압이 높아진다는 것은, 예를 들어 -1kPa로부터 -1.1kPa로 변화된 상태를 의미한다.
후술하는 제어부(60)는, 압력 센서(26)로부터 출력된 압력 신호에 따라, 부압용 펌프(22a)의 구동을 제어한다. 제어부(60)는, 액체 저류부(10) 내에 있어서의 액체 잔량의 감소가, 압력 센서(26)에 의해, 액체 저류부(10) 내의 높은 부압으로서 검출되면, 부압 목표값을 낮게 설정함으로써, 부압용 펌프(22a)에서 발생하는 부압을 대기압에 접근시킨다.
이상의 구성에 의해, 압력 조정부(20)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을 정압으로 하는 경우, 즉 액체 저류부(10) 내를 정압으로 가압하는 경우에는, 제1 전환 밸브(23)를 전환하여, 정압 생성부(21)와 액체 저류부(10)를 접속한다. 이에 의해, 액체 저류부(10)로부터 토출부(30)로 액체를 압출할 수 있다. 따라서, 토출부(30)에 액체를 안정적으로 공급할 수 있다.
또한, 압력 조정부(20)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을 부압으로 하는 경우에는, 제2 전환 밸브(24)를 전환하여 부압 생성부(22)와 제1 전환 밸브(23)를 접속하고, 또한 제1 전환 밸브(23)를 전환하여 제2 전환 밸브(24)와 액체 저류부(10)를 접속한다. 이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력을 부압으로 하여, 토출부(30)의 토출구(32a)로부터 액체가 누출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 압력 조정부(20)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을 대기압으로 하는 경우에는, 제2 전환 밸브(24)를 전환하여 대기 개방부(25)와 제1 전환 밸브(23)를 접속한다. 이때, 제1 전환 밸브(23)는, 제2 전환 밸브(24)와 액체 저류부(10)를 접속한 상태이다. 이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력을 대기압으로 할 수 있다.
(토출부) 토출부(30)는, 액체 저류부(10)로부터 공급된 액체를, 외부로 액적 형상으로 토출한다. 도 2는, 토출부(30)의 구성을 확대해 도시하는 도면이다. 이하, 도 2를 사용하여, 토출부(30)의 구성을 설명한다.
토출부(30)는, 액체 공급부(31)와, 다이어프램(35)과, 구동부(40)를 갖는다.
액체 공급부(31)는, 내부에 액실(33) 및 유입로(34)를 갖는 베이스 부재(32)와, 가열부(36)를 갖는다. 베이스 부재(32) 상에는 액체 저류부(10)가 위치한다. 베이스 부재(32)의 유입로(34)는, 액체 저류부(10)의 유출구(10a)에 접속된다. 유입로(34)는, 액실(33)에 접속된다. 즉, 유입로(34)는, 액실(33)에 연결되면서 또한 액체 저류부(10)로부터 액실(33) 내에 액체를 공급한다. 액실(33)은, 액체를 저류한다.
베이스 부재(32)는, 액실(33)로 연결되는 토출구(32a)를 갖는다. 토출구(32a)는, 액실(33) 내에 공급된 액체를 외부로 토출하기 위한 개구이다. 본 실시 형태에서는, 토출구(32a)는 하방을 향하여 개구되기 때문에, 유입로(34) 및 액실(33) 내에 공급된 액체는, 메니스커스에 의해, 토출구(32a) 내에 있어서 하방으로 돌출되는 액면을 갖는다.
가열부(36)는, 베이스 부재(32) 내에서 유입로(34)의 근방에 위치한다. 가열부(36)는, 유입로(34) 내의 액체를 가열한다. 특별히 도시하지는 않지만, 가열부(36)는, 예를 들어 판형의 히터 및 전열 블록을 갖는다. 또한, 가열부(36)는, 유입로 내의 액체를 가열 가능하면, 봉형의 히터 또는 펠티에 소자 등의 다른 구성을 가져도 된다.
가열부(36)에 의해 유입로(34) 내의 유체를 가열함으로써, 해당 액체의 온도를 실온보다도 높은 일정 온도에서 유지할 수 있다. 이에 의해, 상기 액체의 물성이 온도에 따라 변화하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 특별히 도시하지는 않지만, 액체 도포 장치(1)는, 가열부(36)를 가열 제어하기 위한 온도 센서를, 가열부(36)의 근방 또는 토출구(32a)의 근방에 가져도 된다. 또한, 가열부(36)는, 유입로(34) 내의 유체를 가열 가능하면, 베이스 부재(32) 상에 위치해도 된다.
다이어프램(35)은, 액실(33)을 구획하는 벽부의 일부를 구성한다. 다이어프램(35)은, 액실(33)을 사이에 두고 토출구(32a)와는 반대측에 위치한다. 다이어프램(35)은, 두께 방향으로 변형 가능하게 베이스 부재(32)에 지지된다. 다이어프램(35)은, 액실(33)을 구획하는 벽부의 일부를 구성하면서 또한 변형에 의해 액실(33)의 용적을 변화시킨다. 다이어프램(35)의 두께 방향의 변형에 의해 액실(33)의 용적이 변화됨으로써, 액실(33) 내의 액체가 토출구(32a)로부터 외부를 향하여 토출된다.
구동부(40)는, 다이어프램(35)을 두께 방향으로 변형시킨다. 구체적으로는, 구동부(40)는, 압전 소자(41)와, 제1 거치대(42)와, 제2 거치대(43)와, 플런저(44)와, 코일 스프링(45)과, 케이싱(46)을 갖는다.
압전 소자(41)는, 소정의 전압을 인가함으로써, 일 방향으로 신장된다. 즉, 압전 소자(41)는, 상기 일 방향으로 신축 가능하다. 압전 소자(41)는, 상기 일 방향으로 신축함으로써, 다이어프램(35)을 두께 방향으로 변형시킨다. 즉, 압전 소자(41)는, 다이어프램(35)을 두께 방향으로 변형시키는 구동력을 생기게 하는 구동 소자이다. 또한, 다이어프램(35)을 두께 방향으로 변형시키는 구동력은, 자기 변형 소자 등의 다른 구동 소자에 의해 생기게 해도 된다.
본 실시 형태의 압전 소자(41)는, 상기 일 방향으로 긴 직육면체형이다. 또한, 특별히 도시하지는 않지만, 본 실시 형태의 압전 소자(41)는, 예를 들어 지르콘산 티타늄산 납(PZT) 등의 압전 세라믹스에 의해 구성된 복수의 압전체(41a)를 상기 일 방향으로 적층한 상태에서 전기적으로 접속함으로써 구성된다. 즉, 압전 소자(41)는, 상기 일 방향으로 적층된 복수의 압전체(41a)를 갖는다. 이에 의해, 압전 소자(41)가 하나의 압전체를 갖는 경우에 비하여, 상기 일방향에 있어서의 압전 소자(41)의 신축량을 크게 할 수 있다. 또한, 압전 소자의 형상은 직육면체형에 한하지 않고, 그 밖의 형상, 예를 들어 원기둥형 등이어도 된다.
복수의 압전체(41a)는, 상기 일 방향과 교차하는 방향에 대향하여 위치하는 도시하지 않은 측면 전극에 의해 전기적으로 접속된다. 따라서, 압전 소자(41)는, 상기 측면 전극에 소정의 전압을 인가함으로써, 상기 일 방향으로 신장된다. 압전 소자(41)에 인가되는 상기 소정의 전압은, 후술하는 제어부(60)로부터 입력되는 구동 신호이다.
또한, 압전 소자(41)의 구성은, 종래의 압전 소자의 구성과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명을 생략한다. 또한, 압전 소자(41)는, 하나의 압전체만을 가져도 된다.
플런저(44)는, 봉형의 부재이다. 플런저(44)에 있어서의 축선 방향의 한쪽 단부는, 다이어프램(35)에 접촉한다. 플런저(44)에 있어서의 축선 방향의 다른 쪽 단부는, 압전 소자(41)의 상기 일 방향의 단부를 덮는 후술하는 제1 거치대(42)에 접촉한다. 즉, 압전 소자(41)의 상기 일 방향과 플런저(44)의 축선 방향은 일치한다. 또한, 압전 소자(41)와 다이어프램(35) 사이에 플런저(44)가 위치한다. 이에 의해, 압전 소자(41)의 신축은, 플런저(44)를 거쳐, 다이어프램(35)에 전달된다. 플런저(44)는, 봉형의 전달 부재이다.
플런저(44)에 있어서의 상기 다른 쪽 단부는, 반구형이다. 즉, 플런저(44)는, 봉형이며, 압전 소자(41)측의 선단부가 반구형이다. 이에 의해, 압전 소자(41)의 신축을, 플런저(44)를 통하여 다이어프램(35)에 보다 확실하게 전달할 수 있다.
제1 거치대(42)는, 압전 소자(41)에 있어서의 상기 일 방향의 다이어프램(35)측의 단부를 덮는다. 제1 거치대(42)는, 플런저(44)에 접촉한다. 제2 거치대(43)는, 압전 소자(41)에 있어서의 상기 일 방향의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를 덮는다. 제2 거치대(43)는, 후술하는 고정 케이싱(47)의 고정 케이싱 저벽부(47a)에 지지된다.
제1 거치대(42) 및 제2 거치대(43)는, 각각, 저부(42a, 43a)와, 외주측에 위치하는 종벽부(42b, 43b)를 갖는다. 저부(42a, 43a)는, 각각 압전 소자(41)의 상기 일 방향의 단부면을 덮는 크기를 갖는다. 종벽부(42b, 43b)는, 각각 압전 소자(41)의 측면의 일부를 덮는다.
또한, 제1 거치대(42) 및 제2 거치대(43)는, 각각 내마모 재료에 의해 구성되어 있다. 제1 거치대(42) 및 제2 거치대(43)의 적어도 한쪽은, 내마모성 향상을 위해 소결 재료에 의해 구성되어도 된다. 또한, 제1 거치대(42)의 경도와 제2 거치대(43)의 경도는, 달라도 된다.
압전 소자(41)는, 케이싱(46) 내에 수용된다. 케이싱(46)은, 고정 케이싱(47)과, 여압 케이싱(48)을 갖는다. 여압 케이싱(48)은, 고정 케이싱(47) 내에 수용된다. 압전 소자(41)는, 여압 케이싱(48) 내에 수용된다. 또한, 고정 케이싱(47)과 여압 케이싱(48)은, 도시하지 않은 볼트 등에 의해 고정된다.
고정 케이싱(47)은, 다이어프램(35)측이 개구되는 상자형이다. 구체적으로는, 고정 케이싱(47)은, 고정 케이싱 저벽부(47a)와, 고정 케이싱 측벽부(47b)를 갖는다.
고정 케이싱 저벽부(47a)는, 압전 소자(41)를 사이에 두고 다이어프램(35)과는 반대측에 위치한다. 고정 케이싱 저벽부(47a)는, 압전 소자(41)의 상기 일 방향의 단부를 지지하는 반구형의 돌출부(47c)를 갖는다. 즉, 액체 도포 장치(1)는, 고정 케이싱 저벽부(47a)로부터 압전 소자(41)를 향하여 상기 일 방향으로 돌출하고, 압전 소자(41)에 있어서의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를 지지하는 반구형의 돌출부(47c)를 갖는다. 이에 의해, 압전 소자(41)에 있어서의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를, 고정 케이싱 저벽부(47a)의 돌출부(47c)에 의해, 국부 접촉하는 일 없이 지지할 수 있다. 따라서, 압전 소자(41)에 있어서의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를, 고정 케이싱 저벽부(47a)에 의해, 보다 확실하게 지지할 수 있다. 또한, 고정 케이싱 저벽부(47a)는, 상기 일 방향에 있어서, 압전 소자(41)의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를 지지하는 제2 지지부이다.
압전 소자(41)와 돌출부(47c) 사이에는, 제2 거치대(43)가 위치한다. 즉, 액체 도포 장치(1)는, 압전 소자(41)와 돌출부(47c) 사이에 제2 거치대(43)를 갖는다. 이에 의해, 압전 소자(41)에 있어서의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를 제2 거치대(43)에 의해 보유 지지하면서, 압전 소자(41)에 있어서의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를, 제2 거치대(43)를 통하여, 돌출부(47c)에 의해, 보다 확실하게 지지할 수 있다.
여압 케이싱(48)은, 압전 소자(41)를 사이에 두고 다이어프램(35)과는 반대측이 개구되는 상자형이다. 따라서, 여압 케이싱(48)이 고정 케이싱(47) 내에 수용된 상태에서, 고정 케이싱 저벽부(47a)의 일부는, 케이싱(46) 내에 노출된다. 또한, 상술한 돌출부(47c)는, 고정 케이싱 저벽부(47a)에 있어서 노출된 부분에 위치한다.
여압 케이싱(48)은, 여압 케이싱 저벽부(48a)와, 여압 케이싱 측벽부(48b)를 갖는다.
여압 케이싱 저벽부(48a)는, 다이어프램(35)측에 위치한다. 여압 케이싱 저벽부(48a)는, 플런저(44)가 관통하는 관통 구멍을 갖는다. 따라서, 플런저(44)는, 압전 소자(41)와 다이어프램(35) 사이에서 상기 일 방향으로 연장되어 여압 케이싱 저벽부(48a)를 관통하고, 압전 소자(41)의 신축을 다이어프램(35)에 전달한다.
여압 케이싱 저벽부(48a)는, 베이스 부재(32)의 상면에 의해 지지되어 있다. 이에 의해, 여압 케이싱 저벽부(48a)와 제1 거치대(42) 사이에 끼워진 후술하는 코일 스프링(45)에 의해 생기는 힘은, 베이스 부재(32)에 의해 지지되는 다이어프램(35)에 작용하지 않거나, 다이어프램(35)에 작용한다고 해도 매우 작다.
또한, 여압 케이싱 저벽부(48a)는, 후술하는 코일 스프링(45)을 제1 거치대(42) 사이에서 보유 지지한다. 여압 케이싱 저벽부(48a)는, 상기 일 방향에 있어서, 압전 소자(41)와 다이어프램(35) 사이에 위치하여, 압전 소자(41)의 다이어프램(35)측을 지지하는 제1 지지부이다.
여압 케이싱 측벽부(48b)의 외면이 고정 케이싱 측벽부(47b)의 내면에 접촉하고, 여압 케이싱 측벽부(48b)의 내면이 제1 거치대(42) 및 제2 거치대(43)의 종벽부(42b, 43b)에 접촉한다. 이에 의해, 여압 케이싱 측벽부(48b)에 의해, 제1 거치대(42) 및 제2 거치대(43)를 보유 지지할 수 있다. 따라서, 압전 소자(41)에 소정의 전압이 인가된 경우에도, 상기 일방향과 직교하는 방향으로의 압전 소자(41)의 변형이 억제된다.
이상의 구성에 의해, 압전 소자(41)는, 플런저(44)와, 고정 케이싱 저벽부(47a)의 돌출부(47c)에 의해, 상기 일 방향으로 끼워 넣어진다. 이에 의해, 압전 소자(41)가 상기 일 방향으로 신축한 경우에, 압전 소자(41)의 신축을 플런저(44)에 의해 다이어프램(35)에 전달할 수 있다. 따라서, 압전 소자(41)의 신축에 의해, 다이어프램(35)을 두께 방향으로 변형시킬 수 있다. 또한, 도 2에, 압전 소자(41)의 상기 일 방향의 신축에 의한 플런저(44)의 이동을, 실선 화살표로 나타낸다.
코일 스프링(45)은, 상기 일 방향으로 축선을 따라 나선형으로 연장되는 스프링 부재이다. 코일 스프링(45)은, 제1 거치대(42)와 여압 케이싱 저벽부(48a) 사이에, 상기 일 방향으로 끼워 넣어진다. 코일 스프링(45)에는, 봉형의 플런저(44)가 축선 방향으로 관통한다. 즉, 압전 소자(41)와 플런저(44) 및 코일 스프링(45) 사이에 제1 거치대(42)가 위치한다. 또한, 코일 스프링(45)은, 압전 소자(41)와 여압 케이싱 저벽부(48a) 사이에 플런저(44)의 축선을 따라 연장된다.
이에 의해, 코일 스프링(45)은, 제1 거치대(42)를 통하여 압전 소자(41)에 상기 일 방향으로 압축하는 힘을 부여한다. 도 2에, 코일 스프링(45)에 의한 압축력을 외곽선 화살표로 나타낸다. 코일 스프링(45)은, 압전 소자(41)와 여압 케이싱 저벽부(48a) 사이에 위치하면서 또한 여압 케이싱 저벽부(48a)에 의해 지지되고, 압전 소자(41)에 대해 상기 일 방향으로 압축력을 부여하는 압축력 부여부이다. 또한, 코일 스프링(45)에 의해 생기는 압축력은, 압전 소자(41)에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 제1 거치대(42)를 플런저(44)와 접촉하는 위치에 위치 부여하는 힘이 바람직하다. 예를 들어, 상기 압축력은, 압전 소자(41)에 정격 전압이 인가되었을 때 압전 소자(41)에 발생하는 힘에 대해 30 내지 50％의 힘이 바람직하다.
게다가, 압전 소자(41)와 플런저(44) 및 코일 스프링(45) 사이에 제1 거치대(42)가 위치함으로써, 제1 거치대(42)를 통하여, 플런저(44)에 대해 압전 소자(41)의 신축을 안정적에 전달할 수 있음과 함께, 제1 거치대(42)를 통하여, 압전 소자(41)에 대해 코일 스프링(45)의 압축력을 안정적으로 전달할 수 있다.
여기서, 액체의 점도가 높은 경우 등에는, 압전 소자(41)를 고속으로 동작시킬 것이 요구된다. 그 때문에, 압전 소자(41)에 대해 직사각형파의 구동 신호를 입력함으로써, 압전 소자(41)의 응답성을 높이는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 압전 소자(41)가 고속으로 신축하였을 때, 압전 소자(41)가 과잉으로 신축하여 내부에서 박리 등의 손상을 일으킬 가능성이 있다. 특히, 압전 소자(41)가 신축 방향으로 적층된 복수의 압전체(41a)를 갖는 경우에는, 압전 소자(41)의 고속 동작에 의해, 압전 소자(41)의 내부에 박리 등의 손상이 생기기 쉽다. 또한, 압전 소자(41)가 과잉으로 신축된다는 것은, 압전 소자(41)의 신축량이, 압전 소자(41)에 정격 전압이 인가되었을 때의 최대 신축량보다도 큰 경우를 의미한다.
이에 비하여, 본 실시 형태와 같이 코일 스프링(45)에 의해 압전 소자(41)를 상기 일 방향으로 압축함으로써, 압전 소자(41)에 대해 구형파의 구동 신호를 입력한 경우에도, 압전 소자(41)의 신축에 의해 압전 소자(41)의 내부에서 박리 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다. 즉, 코일 스프링(45)에 의해, 압전 소자(41)의 과잉 신축을 억제할 수 있고, 압전 소자(41)의 신축에 의한 내부 손상의 발생을 방지할 수 있다. 이에 의해, 압전 소자(41)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
게다가, 상술한 바와 같이 코일 스프링(45)이 압전 소자(41)와 여압 케이싱 저벽부(48a) 사이에 위치함으로써, 코일 스프링(45)의 탄성 복원력을 여압 케이싱 저벽부(48a)에 의해 받을 수 있다. 따라서, 코일 스프링(45)의 탄성 복원력에 의해, 다이어프램(35)이 변형을 일으키는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 토출구(32a)로부터 액체가 누설되거나, 액체의 토출 성능이 저하되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 플런저(44)가 축선을 따라 나선형으로 연장되는 코일 스프링(45)을 축선 방향으로 관통함으로써, 플런저(44) 및 코일 스프링(45)을 콤팩트하게 배치할 수 있다. 이에 의해, 액체 도포 장치(1)의 소형화가 도모된다.
(제어부) 다음에, 이하에서 제어부(60)의 구성에 대해 설명한다.
제어부(60)는, 액체 도포 장치(1)의 구동을 제어한다. 즉, 제어부(60)는, 압력 조정부(20) 및 구동부(40)의 구동을 각각 제어한다.
제어부(60)는, 압력 조정 제어부(61)와, 구동 제어부(62)를 갖는다.
압력 조정 제어부(61)는, 압력 조정부(20)의 제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)에 대해, 제어 신호를 출력한다. 또한, 압력 조정 제어부(61)는, 정압용 펌프(21a)에 대해, 정압용 펌프 구동 신호를 출력한다. 또한, 압력 조정 제어부(61)는, 부압용 펌프(22a)에 대해, 부압용 펌프 구동 신호를 출력한다. 압력 조정 제어부(61)는, 제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)에 대해 제어 신호를 출력함으로써, 액체 저류부(10) 내의 압력을 제어한다.
예를 들어, 액체 저류부(10) 내에 정압을 부여하는 경우에는, 압력 조정 제어부(61)는, 제1 전환 밸브(23)에 대해, 정압 생성부(21)와 액체 저류부(10)를 접속하는 제1 제어 신호를 출력한다. 또한, 액체 저류부(10) 내에 부압을 부여하는 경우에는, 압력 조정 제어부(61)는, 제1 전환 밸브(23)에 대해, 제2 전환 밸브(24)와 액체 저류부(10)를 접속하는 제2 제어 신호를 출력하고, 제2 전환 밸브(24)에 대해, 부압 생성부(22)와 제1 전환 밸브(23)를 접속하는 제3 제어 신호를 출력한다. 또한, 액체 저류부(10) 내를 대기압으로 하는 경우에는, 압력 조정 제어부(61)는, 제1 전환 밸브(23)에 대해, 제2 전환 밸브(24)와 액체 저류부(10)를 접속하는 제2 제어 신호를 출력하고, 제2 전환 밸브(24)에 대해, 대기 개방부(25)와 제1 전환 밸브(23)를 접속하는 제4 제어 신호를 출력한다.
압력 조정 제어부(61)는, 압력 센서(26)로부터 출력된 압력 신호에 따라, 부압용 펌프(22a)의 구동을 제어한다. 즉, 압력 조정 제어부(61)는, 부압용 펌프(22a)를 구동시켜도 압력 센서(26)에서 검출된 압력이 부압 목표값에 도달하지 않는 경우, 상기 부압 목표값을 낮게 설정하고, 새로운 부압 목표값에 따라 부압용 펌프(22a)를 구동시킨다. 이와 같이, 압력 조정 제어부(61)는, 압력 센서(26)에 의해, 액체 저류부(10) 내에 있어서의 액체 잔량의 감소가 액체 저류부(10) 내의 높은 부압으로서 검출되면, 부압 목표값을 낮게 설정함으로써, 부압용 펌프(22a)에서 발생하는 부압을 대기압에 접근시킨다.
또한, 압력 조정 제어부(61)는, 정압용 펌프(21a)의 구동도 제어한다. 또한, 정압용 펌프(21a)의 구동은, 종래의 구성과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.
구동 제어부(62)는, 압전 소자(41)의 구동을 제어한다. 즉, 구동 제어부(62)는, 압전 소자(41)에 대해 구동 신호를 출력한다. 이 구동 신호는, 토출 신호를 포함한다.
상기 토출 신호는, 후술하는 바와 같이 압전 소자(41)를 신축시켜 다이어프램(35)을 진동시킴으로써, 액실(33) 내의 액체를 토출구(32a)로부터 외부로 토출시키는 신호이다.
제어부(60)는, 구동 제어부(62)에 의해, 상기 토출 신호를 압전 소자(41)로 출력하는 타이밍 및 상기 제어 신호를 압력 조정부(20)로 출력하는 타이밍을 제어한다.
도 3은, 토출부(30)에 의한 액체의 토출 및 압력 조정부(20)에 의한 액체 저류부(10) 내의 압력 조정의 동작의 일례를 도시하는 흐름도이다. 제어부(60)의 구동 제어부(62)에 의한, 상기 토출 신호를 압전 소자(41)로 출력하는 타이밍과 상기 제어 신호를 압력 조정부(20)로 출력하는 타이밍의 제어에 대해 설명한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 우선, 제어부(60)는, 토출을 지시하는 외부 신호가 입력되었는지 여부를 판정한다(스텝 S1). 이 외부 신호는, 제어부(60)보다도 상위의 컨트롤러 등으로부터 제어부(60)에 입력된다.
제어부(60)에 외부 신호가 입력된 경우(스텝 S1에서 "예"인 경우)에는, 스텝 S2에서, 제어부(60)의 압력 조정 제어부(61)는, 압력 조정부(20)의 제1 전환 밸브(23)에 있어서 정압 생성부(21)와 액체 저류부(10)를 접속하는 제1 제어 신호를 생성하고, 제1 전환 밸브(23)로 출력한다. 제1 전환 밸브(23)은 상기 제1 제어 신호에 따라 구동한다. 이에 의해, 액체 저류부(10) 내는, 정압으로 가압된다. 한편, 제어부(60)에 외부 신호가 입력되지 않은 경우(스텝 S1에서 "아니오"인 경우)에는, 제어부(60)에 외부 신호가 입력될 때까지 스텝 S1의 판정을 반복한다.
스텝 S2의 후에, 제어부(60)의 구동 제어부(62)는, 압전 소자(44)에 대해 토출 신호를 출력하여, 토출부(30)로 토출구(32a)로부터 액체를 토출시킨다(스텝 S3).
또한, 구동 제어부(62)가 압전 소자(44)에 대해 토출 신호를 출력한 후, 압력 조정 제어부(61)가 상기 제1 제어 신호를 제1 전환 밸브(23)로 출력해도 된다. 즉, 토출부(30)의 토출을, 액체 저류부(10) 내의 정압의 가압보다도 전에 행해도 된다.
그 후, 압력 조정 제어부(61)는, 압력 조정부(20)의 제1 전환 밸브(23)에 있어서 제2 전환 밸브(24)와 액체 저류부(10)를 접속하는 제2 제어 신호를 생성하여, 제1 전환 밸브(23)로 출력한다. 또한, 압력 조정 제어부(61)는, 제2 전환 밸브(24)에 있어서 대기 개방부(25)와 제1 전환 밸브(23)를 접속하는 제3 제어 신호를 생성하여, 제2 전환 밸브(24)로 출력한다(스텝 S4). 제1 전환 밸브(23)는, 상기 제2 제어 신호에 따라 구동한다. 제2 전환 밸브(24)는, 상기 제3 제어 신호에 따라 구동한다. 이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력은, 대기압이 된다.
이어서, 압력 조정 제어부(61)는, 제2 전환 밸브(24)에 있어서 부압 생성부(22)와 제1 전환 밸브(23)를 접속하는 제4 제어 신호를 생성하여, 제2 전환 밸브(24)로 출력한다(스텝 S5). 제2 전환 밸브(24)는, 상기 제4 제어 신호에 따라 구동한다. 이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력은, 부압이 된다. 따라서, 토출부(30)의 토출구(32a)로부터 액체가 누출되는 것을 방지할 수 있다. 그 후, 이 플로를 종료한다(종료). 제어부(60)는, 필요에 따라, 상술한 플로우를 반복하여 실행한다.
상술한 바와 같이 액체 저류부(10) 내의 압력을 제어함으로써, 토출부(30)의 토출구(32a)로부터 액체가 누출되는 일 없이, 적정한 타이밍에 액체를 토출구(32a)로부터 안정적으로 토출시킬 수 있다.
또한, 구동 제어부(62)는, 압전 소자(41)의 재분극화를 행해도 된다. 압전 소자(41)에서는, 분극 처리된 소결 재료를 포함하는 복수의 압전체(41a)가 전기적으로 접속되어 있다. 그 때문에, 압전 소자(41)는, 압전 소자(41)를 사용하지 않고 장시간 방치한 경우 또는 압전 소자(41)가 고온인 경우 등에는, 압전 소자(41)의 내부에 전계가 발생하여, 전압 인가 시의 압전 소자(41)의 변위량이 서서히 감소되는 특성을 갖는다. 이와 같이 압전 소자(41)의 변위 특성이 저하된 경우에는, 압전 소자(41)의 재분극화를 행하여, 압전 소자(41)의 변위 특성을 회복시킬 필요가 있다.
구동 제어부(62)는, 압전 소자(41)의 재분극화를 행할 때에는, 압전 소자(41)에 대해, 정격 전압을 일정 시간 인가하는 구동 신호를 출력한 후, 소정 시간, 구동 신호를 오프로 한다. 이 경우, 구동 제어부(62)는, 상기 구동 신호로서, 압전 소자(41)에 인가하는 정격 전압이 급준한 상승 및 하강을 억제 가능한 구동 신호를 생성한다. 상기 정격 전압은, 소정 전압이다. 또한, 구동 제어부(62)가 압전 소자(41)의 재분극화 시에 압전 소자(41)에 대해 인가하는 전압은, 압전 소자(41)의 재분극화가 가능한 전압이라면, 압전 소자(41)의 정격 전압 이외의 전압이어도 된다.
상술한 바와 같이, 액체 도포 장치(1)는, 압전 소자(41)의 구동 제어를 행함과 함께, 압전 소자(41)에 대해, 일정 시간, 정격 전압을 인가한 후, 인가하는 전압을 제로로 하는 재분극화의 처리를 행하는 제어부(60)를 가져도 된다.
이에 의해, 전용 회로를 사용하지 않고, 제어부(60)에 의해 압전 소자(41)의 재분극화를 행하여, 압전 소자(41)의 변위 특성을 회복시킬 수 있다.
또한, 압전 소자(41)의 재분극화를 행하는 타이밍은, 액체 도포 장치(1)의 기동 시 또는 액체 도포 장치(1)에 액체의 토출을 지시하는 외부 신호가 입력된 경우 등, 액체를 토출하는 타이밍 이외라면, 어떤 타이밍이어도 된다.
본 실시 형태의 액체 도포 장치(1)는, 액체를 저류하는 액실(33)과, 액실(33)에 연결되면서 또한 액체 저류부(10)로부터 액실(33) 내에 액체를 공급하는 유입로(34)와, 액실(33)을 구획하는 벽부의 일부를 구성하면서 또한 두께 방향의 변형에 의해 액실(33)의 용적을 변화시키는 다이어프램(35)와, 적어도 일 방향으로 신축함으로써, 다이어프램(35)을 두께 방향으로 변형시키는 압전 소자(41)와, 상기 일 방향에 있어서, 압전 소자(41)와 다이어프램(35) 사이에 위치하여, 압전 소자(41)의 다이어프램(35)측을 지지하는 여압 케이싱 저벽부(48a)와, 상기 일 방향에 있어서, 압전 소자(41)의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를 지지하는 고정 케이싱 저벽부(47a)와, 압전 소자(41)와 다이어프램(35) 사이에서 상기 일 방향으로 연장되어 여압 케이싱 저벽부(48a)를 관통하여, 압전 소자(41)의 신축을 다이어프램(35)에 전달하는 플런저(44)와, 압전 소자(41)와 여압 케이싱 저벽부(48a) 사이에 위치하면서 또한 여압 케이싱 저벽부(48a)에 의해 지지되어, 압전 소자(41)에 대해 상기 일 방향으로 압축력을 부여하는 코일 스프링(45)을 갖는다.
이에 의해, 압전 소자(41)를 코일 스프링(45)에 의해, 압전 소자(41)가 신축되는 일 방향으로 압축할 수 있다. 따라서, 압전 소자(41)를 고응답으로 동작시킨 경우에도, 압전 소자(41)가 과잉으로 신축하여 압전 소자(41)의 내부에 압전 소자(41)의 수명에 영향을 미칠 정도의 과잉 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다. 게다가, 코일 스프링(45)은 여압 케이싱 저벽부(48a)에 의해 지지되기 때문에, 코일 스프링(45)에 의해 발생된 힘은 다이어프램(35)에 전달되지 않는다. 이에 의해, 다이어프램(35)이 코일 스프링(45)에 의해 발생된 힘에 의해 변형을 일으키는 것을 방지할 수 있다.
특히, 압전 소자(41)는, 상기 일 방향으로 적층된 복수의 압전체(41a)를 갖는다. 이에 의해, 압전체(41a)가 하나인 경우에 비하여, 압전 소자(41)의 상기 일 방향의 신축 길이를 길게 할 수 있다. 그러나, 이와 같이 복수의 압전체(41a)를 상기 일 방향으로 적층한 경우, 압전 소자(41)를 고응답으로 동작시켜 압전 소자(41)가 과잉으로 신축한 경우에, 압전 소자(41)의 내부에 과잉 부하가 걸리기 쉽다. 이에 비하여, 상술한 바와 같이, 코일 스프링(45)에 의해 압전 소자(41)를 상기 일 방향으로 압축함으로써, 압전 소자(41)의 내부에 압전 소자(41)의 수명에 영향을 미칠 정도의 과잉 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상술한 구성은, 압전 소자(41)가 상기 일 방향으로 적층된 복수의 압전체(41a)를 갖는 구성의 경우에, 특히 효과적이다.
또한, 본 실시 형태에서는, 플런저(44)는, 축선을 따라 연장되는 봉형이다. 코일 스프링(45)은, 압전 소자(41)와 여압 케이싱 저벽부(48a) 사이에서 플런저(44)의 축선을 따라 연장되어, 압전 소자(41)에 대해 상기 일 방향으로 압축력을 부여한다.
이에 의해, 압전 소자(41)에 대해, 압전 소자(41)가 신축하여 플런저(44)에 힘을 부여하는 방향으로, 코일 스프링(45)에 의한 압축력을 부여할 수 있다. 따라서, 압전 소자(41)를 고응답에서 동작시킨 경우에도, 압전 소자(41)가 과잉으로 신축하여 압전 소자(41)의 내부에 압전 소자(41)의 수명에 영향을 미칠 정도의 과잉 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 플런저(44)는, 봉형이며, 압전 소자(41)측의 선단부가 반구형이다. 액체 도포 장치(1)는, 고정 케이싱 저벽부(47a)로부터 압전 소자(41)를 향하여 상기 일 방향으로 돌출되어, 압전 소자(41)에 있어서의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를 지지하는 반구형의 돌출부(47c)를 갖는다.
이에 의해, 코일 스프링(45)에 의해 압전 소자(41)를 상기 일 방향으로 압축할 때 코일 스프링(45)에 의한 압축 방향을 압전 소자(41)가 신축하는 상기 일 방향으로 할 수 있다. 압전 소자(41)는, 상기 일 방향 이외의 방향의 압축력에 대해서는 손상을 받기 쉽다. 그 때문에, 상술한 바와 같이, 코일 스프링(45)에 의한 압축 방향을 상기 일 방향으로 함으로써, 압전 소자(41)가 코일 스프링(45)의 압축력에 의해 손상을 받는 것을 방지할 수 있다. 또한, 코일 스프링(45)에 의한 압축 방향은, 상기 일 방향과 완전히 일치할 필요는 없으며, 코일 스프링(45)에 의해 생기는 압축력이 상기 일 방향의 성분 힘을 포함하는 방향이면 된다.
(그 밖의 실시 형태) 이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 상술한 실시 형태는 본 발명을 실시하기 위한 예시에 지나지 않는다. 따라서, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 상술한 실시 형태를 적절하게 변형하여 실시하는 것이 가능하다.
상기 실시 형태에서는, 코일 스프링(45)에 의해, 압전 소자(41)를 일 방향으로 압축한다. 그러나, 압전 소자를 상기 일 방향으로 압축 가능하다면, 코일 스프링 이외의 구성에 의해, 상기 압전 소자를 압축해도 된다. 즉, 상기 실시 형태에서는, 압축력 부여부의 일례로서, 나선형의 스프링 부재인 코일 스프링(45)을 예로 들었지만, 이에 한정되지 않고, 상기 나선형 스프링 부재는, 소정 길이를 가지면서 또한 파형상을 갖는 선재 또는 평판이 나선형으로 감긴, 소위 코일드 웨이브 스프링 등이어도 된다. 또한, 압축력 부여부는, 압전 소자를 일 방향으로 압축 가능한 구성이라면, 나선형 이외의 구성을 가져도 된다. 또한, 압축력 부여부는, 어떤 구성을 갖고 있는 경우에도, 플런저와 간섭하지 않도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 실시 형태에서는, 축선을 따라 나선형으로 연장되는 코일 스프링(45)을 플런저(44)가 관통한다. 그러나, 코일 스프링의 배치는, 플런저에 대해, 압전 소자의 신축 방향인 일 방향에 평행하게 연장되어 있다면, 특별히 한정되지 않는다.
상기 실시 형태에서는, 압전 소자(41)가 신축하는 일 방향에 있어서, 압전 소자(41)의 양단부가 제1 거치대(42) 및 제2 거치대(43)에 의해 덮인다. 그러나, 상기 일 방향에 있어서, 압전 소자의 양단부 중 어느 한 쪽 단부만이 거치대에 의해 덮여도 된다. 또한, 상기 일 방향에 있어서, 압전 소자의 단부가 거치대에서 덮이지 않아도 된다.
상기 실시 형태에서는, 압전 소자(41)는, 고정 케이싱 저벽부(47a)의 반구형의 돌출부(47c)와, 플런저(44)에 있어서의 압전 소자(41)측의 반구형의 선단부에 의해 지지된다. 그러나, 압전 소자의 신축 방향과, 코일 스프링의 압축 방향이 평행이라면, 액체 도포 장치는, 반구형의 돌출부 및 플런저의 반구형의 선단부 중 적어도 한쪽을 갖지 않아도 된다. 또한, 돌출부 및 플런저의 선단부의 형상은, 반구형에 한하지 않고, 압전 소자를 지지 가능한 형상이라면, 어떠한 형상이어도 된다.
상기 실시 형태에서는, 압전 소자(41)를 수용하는 케이싱(46)이 고정 케이싱(47) 내에 수용되는 여압 케이싱(48)을 갖는다. 그러나, 케이싱은, 여압 케이싱을 갖지 않아도 된다. 이 경우, 압전 소자는, 고정 케이싱 내에 수용된다. 코일 스프링에 있어서의 다이어프램측의 단부는, 베이스 부재의 상면에 의해 지지된다. 즉, 상기 베이스 부재에 있어서의 상측의 벽부가 제1 지지부로서 기능한다.
상기 실시 형태에서는, 토출부(30)는, 유입로(34) 내의 액체를 가열하는 가열부(36)를 갖는다. 그러나, 토출부는, 가열부를 갖지 않아도 된다.
상기 실시 형태에서는, 압력 조정부(20)는, 액체 저류부(10)에 대해, 정압 생성부(21)에 연결되는 회로와 제2 전환 밸브(24)에 연결되는 회로를 전환하여 접속하는 제1 전환 밸브(23)와, 제1 전환 밸브(23)에 대해, 부압 생성부(22)에 연결되는 회로와 대기 개방부(25)에 연결되는 회로를 전환하여 접속하는 제2 전환 밸브(24)를 갖는다.
그러나, 압력 조정부는, 액체 저류부에 대해, 정압 생성부, 부압 생성부 및 대기 개방부를 각각 접속하는 전환 밸브를 가져도 된다. 상기 압력 조정부는, 액체 저류부에 대해, 정압 생성부, 부압 생성부 및 대기 개방부를 각각 접속 가능한 구성이라면, 어떤 구성을 가져도 된다.
상기 실시 형태에서는, 압력 조정부(20)에 의해, 액체 저류부(10)와 대기 개방부가 접속 가능하다. 그러나, 압력 조정부는, 액체 저류부에 대해 대기 개방부를 접속할 수 없는 구성을 가져도 된다.
상기 실시 형태에서는, 압력 조정부(20)에 의해, 액체 저류부(10)와 정압 생성부(21)가 접속 가능하다. 그러나, 액체 도포 장치는, 정압 생성부를 갖고 있지 않아도 된다. 즉, 액체 도포 장치는, 부압과 대기압에 의해, 액체 저류부 내의 압력을 제어해도 된다.
본 발명은 액체를 토출부로부터 토출하는 액체 도포 장치에 이용 가능하다.
1: 액체 도포 장치
10: 액체 저류부
20: 압력 조정부
21: 정압 생성부
21a: 정압용 펌프
22: 부압 생성부
22a: 부압용 펌프
22b: 부압 조정 용기
23: 제1 전환 밸브
24: 제2 전환 밸브
25: 대기 개방부
26: 압력 센서
30: 토출부
31: 액체 공급부
32: 베이스 부재
32a: 토출구
33: 액실
34: 유입로
35: 다이어프램
36: 가열부
40: 구동부
41: 압전 소자
41a: 압전체
42: 제1 거치대
42a: 저부
42b: 종벽부
43: 제2 거치대
43a: 저부
43b: 종벽부
44: 플런저(전달 부재)
45: 코일 스프링(압축력 부여부)
46: 케이싱
47: 고정 케이싱
47a: 고정 케이싱 저벽부(제2 지지부)
47b: 고정 케이싱 측벽부
47c: 돌출부
48: 여압 케이싱
48a: 여압 케이싱 저벽부(제1 지지부)
48b: 여압 케이싱 측벽부
60: 제어부
61: 압력 조정 제어부
62: 구동 제어부

Claims (9)

  1. 액체를 저류하는 액실과, 상기 액실에 연결되면서 또한 상기 액실 내에 액체를 공급하는 유입로와, 상기 액실을 구획하는 벽부의 일부를 구성하면서 또한 변형에 의해 상기 액실의 용적을 변화시키는 다이어프램과, 적어도 일 방향으로 신축함으로써, 상기 다이어프램을 두께 방향으로 변형시키는 구동 소자와, 상기 일 방향에 있어서, 상기 구동 소자와 상기 다이어프램 사이에 위치하여, 상기 구동 소자의 상기 다이어프램측을 지지하는 제1 지지부와, 상기 일 방향에 있어서, 상기 구동 소자의 상기 다이어프램과는 반대측의 단부를 지지하는 제2 지지부와, 상기 구동 소자와 상기 다이어프램 사이에서 상기 일 방향으로 연장되어 상기 제1 지지부를 관통하고, 상기 구동 소자의 신축을 상기 다이어프램에 전달하는 전달 부재와, 상기 구동 소자와 상기 제1 지지부 사이에 위치하면서 또한 상기 제1 지지부에 의해 지지되어, 상기 구동 소자에 대해 상기 일 방향으로 압축력을 부여하는 압축력 부여부를 갖는, 액체 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동 소자는, 압전 소자이며, 상기 압전 소자는, 상기 일 방향으로 적층된 복수의 압전체를 갖는, 액체 도포 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전달 부재는, 축선을 따라 연장되는 봉형이며, 상기 압축력 부여부는, 상기 구동 소자와 상기 제1 지지부 사이에서 상기 전달 부재의 축선을 따라 연장되어, 상기 구동 소자에 대해 상기 일 방향으로 압축력을 부여하는, 액체 도포 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축력 부여부는, 축선을 따라 나선형으로 연장되는 스프링 부재이고, 상기 전달 부재는, 봉형이며, 상기 압축력 부여부를 축선 방향으로 관통하는, 액체 도포 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전달 부재는, 봉형이며, 상기 구동 소자측의 선단부가 반구형인, 액체 도포 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 지지부로부터 상기 구동 소자를 향하여 상기 일 방향으로 돌출되고, 상기 구동 소자에 있어서의 상기 반대측의 단부를 지지하는 반구형의 돌출부를 갖는, 액체 도포 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 소자와 상기 전달 부재 및 상기 압축력 부여부 사이에 위치하는 제1 거치대를 갖는, 액체 도포 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 구동 소자에 있어서의 상기 반대측의 단부와 상기 돌출부 사이에 위치하는 제2 거치대를 갖는, 액체 도포 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 소자의 구동 제어를 행함과 함께, 상기 구동 소자에 대해, 일정 시간, 소정 전압을 인가한 후, 인가하는 전압을 제로로 하는 재분극화의 처리를 행하는 제어부를 더 갖는, 액체 도포 장치.
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