WO2019163705A1 - 液剤塗布装置 - Google Patents

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WO2019163705A1
WO2019163705A1 PCT/JP2019/005824 JP2019005824W WO2019163705A1 WO 2019163705 A1 WO2019163705 A1 WO 2019163705A1 JP 2019005824 W JP2019005824 W JP 2019005824W WO 2019163705 A1 WO2019163705 A1 WO 2019163705A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piezoelectric element
excitation
pressure chamber
diaphragm
drive unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/005824
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
賢司 前田
中谷　政次
Original Assignee
日本電産株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産株式会社 filed Critical 日本電産株式会社
Publication of WO2019163705A1 publication Critical patent/WO2019163705A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work

Definitions

  • the present invention relates to a liquid agent coating apparatus.
  • Piezoelectric elements that convert energy from electrical energy to mechanical energy by the piezoelectric effect have excellent responsiveness, so they can be used in liquid application devices that apply liquids to the surface of objects in a wide range of fields such as semiconductors, printing, and chemicals. Is done. *
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 a method of providing a displacement enlarging mechanism for increasing the displacement amount of the piezoelectric element (see Patent Document 1 and Patent Document 2) and a method of providing a heating device for reducing the viscosity of the liquid (Patent Document 3 and Patent Document) 4) has been proposed.
  • This invention is made
  • a liquid agent application device includes a liquid agent storage unit, a diaphragm, a pressurization drive unit, and an excitation drive unit.
  • the liquid agent storage unit includes a pressure chamber plate in which a pressure chamber for storing the liquid agent is formed, and a nozzle in which a discharge port connected to the pressure chamber is formed.
  • a diaphragm changes the volume in a liquid agent storage part.
  • the pressurizing drive unit is disposed on the diaphragm.
  • the vibration drive unit is disposed on the diaphragm or the nozzle.
  • the pressurizing drive unit includes a pressurizing piezoelectric element that pressurizes and oscillates the diaphragm in response to application of the pressurizing voltage signal.
  • the excitation drive unit includes an excitation piezoelectric element that vibrates in response to application of an excitation voltage signal having a frequency higher than that of the pressurization voltage signal.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the liquid agent coating apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a projection view of the liquid agent coating apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the liquid agent coating apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a liquid agent coating apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a configuration of a liquid agent coating apparatus according to the fourth embodiment.
  • connection means a state in which two members are fixed or coupled to each other. Thus, when two members are connected, they always work together.
  • Contact means a state where two members are in direct contact with each other, but the two members are not fixed or connected to each other. When two members are in contact, there can be a time when they operate together and a time when they do not work together.
  • parallel is a concept including not only the case of being physically parallel but also the case of being substantially parallel.
  • substantially parallel refers to a case where it is inclined within a range of 15 ° or less.
  • vertical is a concept that includes not only the case of being physically vertical but also the case of being substantially vertical.
  • substantially vertical refers to a case where it is inclined within a range of 15 ° or less.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a liquid agent application device 10 according to the first embodiment. *
  • the liquid agent application device 10 includes a liquid agent storage unit 11, a diaphragm 12, a pressurization drive unit 13, a fixing member 14, an excitation drive unit 15, a coupling member 16, and a control unit 17.
  • the liquid agent storage unit 11, the diaphragm 12, the pressurization drive unit 13, the fixing member 14, the vibration drive unit 15, and the coupling member 16 constitute a head 18.
  • Liquid agent storage part 11 The liquid agent storage part 11 has the pressure chamber plate 11a and the nozzle 11b. *
  • the pressure chamber plate 11a is formed in a hollow shape.
  • the pressure chamber plate 11a is formed in a cylindrical shape, but is not limited thereto.
  • the pressure chamber plate 11a can be made of, for example, an alloy material, a ceramic material, a synthetic resin material, or the like. *
  • a pressure chamber 11c is formed inside the pressure chamber plate 11a.
  • a liquid agent is stored in the pressure chamber 11c.
  • the liquid agent include, but are not limited to, a solder, a thermosetting resin, ink, and a coating liquid for forming a functional thin film (alignment film, resist, color filter, organic electroluminescence, etc.).
  • a liquid supply path 11d and a liquid discharge path 11e are formed in the pressure chamber plate 11a.
  • the liquid supply path 11d and the liquid discharge path 11e are each connected to the pressure chamber 11c.
  • the liquid agent is supplied to the pressure chamber 11c via the liquid agent supply path 11d. Excess liquid in the pressure chamber 11c is discharged to the outside from the liquid discharge path 11e as necessary.
  • the nozzle 11b is formed in a plate shape.
  • the nozzle 11b is disposed so as to close one end opening of the pressure chamber 11c.
  • a discharge port 11f is formed in the nozzle 11b.
  • the discharge port 11f continues to the pressure chamber 11c.
  • the liquid agent in the pressure chamber 11c is discharged to the outside from the discharge port 11f.
  • Diaphragm 12 The diaphragm 12 is formed in a plate shape or a film shape. The diaphragm 12 is disposed so as to close the other end opening of the pressure chamber 11c. The diaphragm 12 vibrates elastically when a pressurizing vibration is applied from the pressurizing drive unit 13. Thereby, the diaphragm 12 changes the volume of the pressure chamber 11c.
  • the constituent material of the diaphragm 12 is not particularly limited.
  • an alloy material and a synthetic resin material can be used.
  • the pressurizing drive unit 13 is disposed on the diaphragm 12.
  • the first end 13 p of the pressurizing drive unit 13 is connected to the fixing member 14.
  • the first end portion 13p is a fixed end.
  • a solder paste, an underfill material, an epoxy resin, or the like can be used for the connection between the first end 13p and the fixing member 14.
  • the second end portion 13 q of the pressurizing drive unit 13 is in contact with the diaphragm 12. However, the second end 13q may be connected to the diaphragm 12. *
  • the pressurizing drive unit 13 includes only the pressurizing piezoelectric element 20.
  • the pressurizing piezoelectric element 20 includes a plurality of piezoelectric bodies 20a, a plurality of internal electrodes 20b, and a pair of side electrodes 20c and 20c.
  • the piezoelectric bodies 20a and the internal electrodes 20b are alternately stacked.
  • Each piezoelectric body 20a is made of, for example, piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT).
  • PZT lead zirconate titanate
  • Each internal electrode 20b is electrically connected to one of the pair of side electrodes 20c, 20c.
  • the internal electrode 20b electrically connected to one side electrode 20c is electrically insulated from the other side electrode 20c.
  • the pressurizing piezoelectric element 20 only needs to include at least one piezoelectric body and a pair of electrodes, and various known piezoelectric elements can be used as the pressurizing piezoelectric element 20. *
  • the pressurizing piezoelectric element 20 expands and contracts (vibrates) in response to a pressurizing voltage signal (driving pulse) applied from the control unit 17 described later. Specifically, when a pressurizing voltage signal is applied from the control unit 17 to the pair of side surface electrodes 20c, 20c, each piezoelectric body 20a expands and contracts.
  • the expansion / contraction direction D1 of the pressurizing piezoelectric element 20 is perpendicular to the outer surface of the diaphragm 12. Along with the expansion / contraction operation of the pressurizing piezoelectric element 20, pressurizing vibration is applied to the diaphragm 12.
  • the fixing member 14 is a member that fixes the first end 13p of the pressurizing drive unit 13.
  • the fixing member 14 does not move even when the pressurizing drive unit 13 (pressurizing piezoelectric element 20) expands and contracts.
  • the fixing member 14 is disposed on the liquid agent storage unit 11.
  • the fixing member 14 only needs to be able to fix the first end portion 13p of the pressurizing drive unit 13, and may not be disposed on the liquid agent storage unit 11.
  • the shape of the fixing member 14 is not limited to the shape shown in FIG. 1 and can be appropriately changed in consideration of the positional relationship with the peripheral members. *
  • Excitation drive unit 15 The excitation drive unit 15 is disposed on the diaphragm 12.
  • the excitation drive unit 15 is located on the opposite side of the pressure chamber plate 11a with respect to the diaphragm 12 in the expansion / contraction direction D1 of the pressurizing piezoelectric element 20. That is, the vibration drive unit 15 is disposed on the outer edge portion of the diaphragm 12 connected to the pressure chamber plate 11a. Therefore, the outer edge portion of the diaphragm 12 is sandwiched between the excitation drive unit 15 and the pressure chamber plate 11a.
  • the vibration drive unit 15 is sandwiched between the diaphragm 12 and the coupling member 16. In the present embodiment, the vibration drive unit 15 is biased toward the pressure chamber plate 11a (that is, the diaphragm 12) by the coupling member 16. *
  • the first end 15 p of the vibration drive unit 15 is connected to the coupling member 16.
  • the first end 15p is a fixed end.
  • a solder paste, an underfill material, an epoxy resin, or the like can be used for the connection between the first end 15p and the coupling member 16.
  • the second end 15q of the vibration drive unit 15 is in contact with the diaphragm 12. However, the second end 15q may be connected to the diaphragm 12. *
  • the excitation drive unit 15 includes an excitation piezoelectric element 21 and an intermediate member 22. *
  • the exciting piezoelectric element 21 is located on the opposite side of the pressure chamber plate 11a with respect to the diaphragm 12 in the expansion / contraction direction D1 of the pressing piezoelectric element 20.
  • the exciting piezoelectric element 21 includes a piezoelectric body 21a and a pair of external electrodes 21b and 21b.
  • the piezoelectric body 21a is sandwiched between a pair of external electrodes 21b and 21b.
  • the piezoelectric body 21a is made of piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT).
  • PZT lead zirconate titanate
  • Each external electrode 21b applies a voltage to the piezoelectric body 21a.
  • As the vibrating piezoelectric element 21 various known piezoelectric elements can be used. It should be noted that the excitation piezoelectric element 21 may have a partial electrode structure, like the pressurization piezoelectric element 20. *
  • FIG. 2 is a projection view in which the liquid coating device 10 is projected onto a projection plane parallel to the diaphragm 12.
  • FIG. 2 only the pressure chamber plate 11a, the diaphragm 12, the pressurizing piezoelectric element 20, and the exciting piezoelectric element 21 are illustrated, and other members (for example, the fixing member 14 and the coupling member 16) are omitted. ing. *
  • the exciting piezoelectric element 21 is formed in an annular shape. That is, the vibrating piezoelectric element 21 surrounds the entire circumference of the pressurizing piezoelectric element 20 in a projection view parallel to the diaphragm 12.
  • the projected view shape of the excitation piezoelectric element 21 is not limited to an annular shape, and may be a rectangular shape. Further, the projected view shape of the excitation piezoelectric element 21 may be a C-shape, a horseshoe shape, or the like. That is, the exciting piezoelectric element 21 may surround only a part of the periphery of the pressurizing piezoelectric element 20.
  • the excitation piezoelectric element 21 expands and contracts (vibrates) in accordance with the excitation voltage signal (drive pulse) applied from the control unit 17. Specifically, when an excitation voltage signal is applied from the control unit 17 to the pair of external electrodes 21b and 21b, the piezoelectric body 21a expands and contracts.
  • the expansion / contraction direction D ⁇ b> 2 of the excitation piezoelectric element 21 is parallel to the expansion / contraction direction D ⁇ b> 1 of the pressing piezoelectric element 20.
  • the excitation voltage signal applied to the excitation piezoelectric element 21 is a high-frequency signal having a higher frequency than the pressurization voltage signal applied to the application piezoelectric element 20.
  • the excitation piezoelectric element 21 to which the excitation voltage signal is applied applies minute excitation vibration to the pressure chamber plate 11a so that the liquid agent is not discharged from the discharge port 11f.
  • the entire liquid agent in the pressure chamber 11c, the liquid agent supply path 11d, and the liquid agent discharge path 11e is vibrated and vibrated, so that the fluidity of the entire liquid agent is improved, and the liquid agent discharged from the discharge port 11f is cut off. Can be improved. *
  • the amplitude (potential difference) of the excitation voltage signal is preferably smaller than the amplitude of the pressurization voltage signal.
  • the amplitude of the excitation voltage signal is preferably 1% to 20% of the amplitude of the pressurization voltage signal, and the frequency of the excitation voltage signal is 1 kHz to 30 kHz. Is preferred.
  • the fluidity of the liquid agent can be improved as the frequency of the excitation voltage signal is increased.
  • the amplitude of the excitation voltage signal is preferably 1% to 20% of the amplitude of the pressurization voltage signal, and the frequency of the excitation voltage signal is 1 kHz to 5 kHz. preferable.
  • the displacement amount of the excitation piezoelectric element 21 is smaller than the displacement amount of the pressurizing piezoelectric element 20. Therefore, in order to further improve the displacement transmission efficiency of the excitation piezoelectric element 21, it is preferable to apply a preload to the excitation piezoelectric element 21. Specifically, it is preferable to bias the vibrating piezoelectric element 21 toward the diaphragm 12 by the coupling member 16. By applying a preload to the vibrating piezoelectric element 21 in this way, it is possible to suppress the occurrence of a pulling force when the vibrating piezoelectric element 21 is extended, so that the durability of the vibrating piezoelectric element 21 is also improved. be able to. *
  • the intermediate member 22 is disposed between the vibrating piezoelectric element 21 and the diaphragm 12.
  • the intermediate member 22 is in surface contact with the vibrating piezoelectric element 21 and in line contact with the diaphragm 12.
  • the intermediate member 22 is connected to the vibrating piezoelectric element 21 and is in contact with the diaphragm 12.
  • Coupling member 16 The coupling member 16 is disposed on the vibration drive unit 15. The coupling member 16 is connected to the excitation drive unit 15. The coupling member 16 fixes the vibration drive unit 15 in a state where the vibration drive unit 15 is in contact with the diaphragm 12. The coupling member 16 does not move even when the excitation driving unit 15 (excitation piezoelectric element 21) expands and contracts. *
  • the coupling member 16 includes a fixed portion 16a and a concave portion 16b.
  • the fixing unit 16a fixes the excitation driving unit 15.
  • the fixed portion 16a is connected to the first end portion 15p of the excitation drive unit 15.
  • the fixed part 16 a is connected to the diaphragm 12.
  • the fixing portion 16 a may be screwed to the diaphragm 12 or may be metal-bonded to the diaphragm 12. When the fixing portion 16 a is screwed to the diaphragm 12, the thick portion of the fixing portion 16 a can be screwed to the diaphragm 12.
  • the thick portion of the fixed portion 16 a can be welded or diffusion bonded to the diaphragm 12.
  • fixed part 16a it is necessary to comprise the fixing
  • the fixing portion 16a is formed in an annular shape. Accordingly, the fixed portion 16 a surrounds the pressurizing piezoelectric element 20 in a projection view parallel to the diaphragm 12.
  • the projected view shape of the fixed portion 16a is not limited to an annular shape, and may be a rectangular shape.
  • the projected view shape of the fixed portion 16a may be a C shape, a horseshoe shape, or the like. In other words, the fixing portion 16a may surround only a part of the periphery of the pressurizing piezoelectric element 20. *
  • the recess 16b is formed inside the fixed portion 16a.
  • the recess 16b opens to the diaphragm 12 side.
  • the vibration drive unit 15 is accommodated in the recess 16b. *
  • the fixing unit 16a only needs to be able to fix the vibration driving unit 15 and may not be connected to the diaphragm 12.
  • the fixing portion 16 a may be connected to or connected to the fixing member 14 or may be formed integrally with the fixing member 14.
  • the fixing portion 16 a may be connected to the fixing member 14 by a screw inserted through a through hole formed in the fixing member 14.
  • the concave portion 16b may not be formed in the fixing portion 16a.
  • the fixing portion 16a may be formed in a plate shape.
  • Control unit 17 is a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit) or DSP (Digital Signal Processor), or an arithmetic device such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) and a power MOSFET (Metal-Oxide- This is realized by a power amplifier composed of a semiconductor (Field-Effect Transistor) or the like.
  • a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit) or DSP (Digital Signal Processor)
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • MOSFET Metal-Oxide- This is realized by a power amplifier composed of a semiconductor (Field-Effect Transistor) or the like.
  • the control unit 17 generates a pressurizing voltage signal for driving the pressurizing piezoelectric element 20.
  • the control unit 17 sends the generated pressurizing voltage signal to the power amplifier to amplify the power, and applies this to the pair of side electrodes 20c, 20c of the pressurizing piezoelectric element 20, thereby expanding and contracting the pressurizing piezoelectric element 20.
  • the diaphragm 12 is pressurized and vibrated, and the liquid agent is discharged from the discharge port 11f.
  • the control unit 17 generates an excitation voltage signal for driving the excitation piezoelectric element 21.
  • the excitation voltage signal is a high-frequency signal having a higher frequency than the pressurization voltage signal applied to the pressurization piezoelectric element 20.
  • the control unit 17 sends the generated excitation voltage signal to the power amplifier to amplify the power, and applies the amplified voltage to the pair of external electrodes 21b and 21b of the excitation piezoelectric element 21, thereby exciting the excitation piezoelectric element. 21 is expanded and contracted. Thereby, the liquid agent is vibrated and vibrated through the pressure chamber plate 11a, and the fluidity and liquid breakage of the entire liquid agent are improved. *
  • the liquid application device 10 includes a vibration drive unit 15 disposed on the diaphragm 12.
  • the excitation drive unit 15 includes an excitation piezoelectric element 21 that vibrates in response to application of an excitation voltage signal having a frequency higher than that of the pressurization voltage signal.
  • the exciting piezoelectric element 21 is located on the opposite side of the pressure chamber plate 11a with respect to the diaphragm 12 in the expansion / contraction direction D1 of the pressing piezoelectric element 20. Accordingly, since the entire liquid agent in the pressure chamber plate 11a can be vibrated and vibrated via the pressure chamber plate 11a, the fluidity of the entire liquid agent can be improved and the liquid material discharged from the discharge port 11f can be cut out. Can be improved. *
  • the liquid application device 10 includes a coupling member 16 disposed on the vibration drive unit 15.
  • the first end portion 15p on the coupling member 16 side of the vibration drive unit 15 is a fixed end. Accordingly, the vibration of the vibration piezoelectric element 21 can be prevented from escaping to the coupling member 16 side, so that the liquid agent in the pressure chamber plate 11a can be vibrated and vibrated efficiently.
  • the vibration drive unit 15 includes an intermediate member 22. Since the intermediate member 22 is in surface contact with the exciting piezoelectric element 21, the load applied to the exciting piezoelectric element 21 from the intermediate member 22 can be made uniform. Further, since the intermediate member 22 is in line contact with the diaphragm 12, the intermediate member 22 can be made to conform to the deformation of the diaphragm 12 (that is, conform to it). Accordingly, it is possible to suppress the stress from being concentrated on a part of the vibrating piezoelectric element 21, and thus it is possible to suppress the vibrating piezoelectric element 21 from being damaged. *
  • the exciting piezoelectric element 21 surrounds the pressurizing piezoelectric element 20. Therefore, it is possible to transmit the excitation vibration of the excitation piezoelectric element 21 to the pressure chamber plate 11a over a wide range. Therefore, since the whole liquid agent in the pressure chamber plate 11a can be vibrated and vibrated uniformly, the fluidity of the whole liquid agent can be improved evenly.
  • a configuration of a liquid agent coating apparatus 10A according to a second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the liquid agent application apparatus 10A according to the second embodiment is different from the liquid agent application apparatus 10 according to the first embodiment in that the excitation drive unit 15 is disposed on the nozzle 11b.
  • the difference will be mainly described.
  • Excitation drive unit 15 The excitation drive unit 15 is disposed on the nozzle 11b.
  • the excitation drive unit 15 is located on the opposite side of the pressure chamber plate 11a with respect to the nozzle 11b in the expansion / contraction direction D1 of the pressurizing piezoelectric element 20. That is, the vibration drive unit 15 is disposed on the outer edge portion of the nozzle 11b connected to the pressure chamber plate 11a. Therefore, the outer edge portion of the nozzle 11b is sandwiched between the excitation drive unit 15 and the pressure chamber plate 11a.
  • the vibration drive unit 15 is sandwiched between the nozzle 11 b and the coupling member 19. In the present embodiment, the vibration drive unit 15 is biased toward the pressure chamber plate 11a (ie, the nozzle 11b) by the coupling member 19. *
  • the vibration drive unit 15 can be formed in an annular shape, a rectangular shape, a C shape, a horseshoe shape, or the like in plan view. *
  • the first end 15 p of the vibration driving unit 15 is connected to the coupling member 19.
  • the first end 15p is a fixed end.
  • the second end 15q of the vibration drive unit 15 is in contact with the nozzle 11b. However, the second end 15q may be connected to the nozzle 11b.
  • the excitation drive unit 15 includes only the excitation piezoelectric element 21 and does not include the intermediate member 22 described in the first embodiment.
  • the vibrating piezoelectric element 21 is located on the opposite side of the pressure chamber plate 11a with respect to the nozzle 11b in the expansion / contraction direction D1 of the pressing piezoelectric element 20.
  • the configuration of the vibrating piezoelectric element 21 is as described in the first embodiment. *
  • the excitation piezoelectric element 21 expands and contracts (vibrates) in accordance with the excitation voltage signal applied from the control unit 17.
  • the excitation piezoelectric element 21 to which the excitation voltage signal is applied applies minute excitation vibration to the pressure chamber plate 11a.
  • the coupling member 19 is disposed on the vibration drive unit 15.
  • the coupling member 19 is connected to the nozzle 11b.
  • the coupling member 19 fixes the vibration drive unit 15.
  • the coupling member 19 does not move even when the excitation driving unit 15 (excitation piezoelectric element 21) expands and contracts.
  • the coupling member 19 includes a fixing portion 19a.
  • the fixing portion 19a is formed with a concave portion 19b for accommodating the vibration driving portion 15.
  • the fixing portion 19a is disposed so as to cover the excitation driving portion 15.
  • the fixed portion 19 a is connected to the nozzle 11 b and is connected to the first end portion 15 p of the vibration driving unit 15. *
  • the excitation drive unit 15 includes an excitation piezoelectric element 21 that vibrates in response to application of an excitation voltage signal having a frequency higher than that of the pressurization voltage signal.
  • the vibrating piezoelectric element 21 is located on the opposite side of the pressure chamber plate 11a with respect to the nozzle 11b in the expansion / contraction direction D1 of the pressing piezoelectric element 20. Accordingly, since the entire liquid agent in the pressure chamber plate 11a can be vibrated and vibrated via the pressure chamber plate 11a, the fluidity of the entire liquid agent can be improved and the liquid material discharged from the discharge port 11f can be cut out. Can be improved.
  • the structure of the liquid agent coating device 10B which concerns on 3rd Embodiment is demonstrated referring FIG.
  • the liquid agent application device 10B according to the third embodiment is different from the liquid agent application device 10 according to the first embodiment in that the vibration drive unit 15 is located on the opposite side of the pressure chamber 11c with respect to the diaphragm 12.
  • the difference will be mainly described.
  • the vibration drive unit 15 is disposed on the diaphragm 12.
  • the excitation drive unit 15 is located on the opposite side of the pressure chamber 11c with respect to the diaphragm 12 in the expansion / contraction direction D1 of the pressurizing piezoelectric element 20. That is, the vibration drive unit 15 is disposed on an inner portion of the diaphragm 12 that is not connected to the pressure chamber plate 11a.
  • the vibration drive unit 15 is sandwiched between the diaphragm 12 and the coupling member 16. In the present embodiment, the vibration drive unit 15 is urged toward the pressure chamber 11c (that is, the diaphragm 12) by the coupling member 16. *
  • the exciting piezoelectric element 21 surrounds the pressurizing piezoelectric element 20.
  • the configuration of the vibrating piezoelectric element 21 is as described in the first embodiment. *
  • the excitation piezoelectric element 21 expands and contracts (vibrates) in accordance with the excitation voltage signal applied from the control unit 17.
  • the excitation piezoelectric element 21 to which the excitation voltage signal is applied directly applies minute excitation vibration to the liquid agent in the pressure chamber 11c.
  • the configuration of the coupling member 16 is the same as that described in the first embodiment except that the coupling member 16 is disposed on the inner portion of the diaphragm 12. *
  • the liquid agent application device 10 ⁇ / b> B includes an excitation drive unit 15 disposed on the diaphragm 12.
  • the excitation drive unit 15 includes an excitation piezoelectric element 21 that vibrates in response to application of an excitation voltage signal having a frequency higher than that of the pressurization voltage signal.
  • the vibrating piezoelectric element 21 is located on the opposite side of the pressure chamber 11c with respect to the diaphragm 12 in the expansion / contraction direction D1 of the pressing piezoelectric element 20. Therefore, since the liquid agent stored in the pressure chamber 11c can be directly vibrated and vibrated, the fluidity of the liquid agent in the vicinity of the diaphragm 12 can be improved efficiently.
  • the vibration drive unit 15 is disposed on the nozzle 11b.
  • the vibration drive unit 15 is located on the opposite side of the pressure chamber 11c with respect to the nozzle 11b in the expansion / contraction direction D1 of the pressurizing piezoelectric element 20. That is, the vibration drive unit 15 is disposed on the inner portion of the nozzle 11b that is not connected to the pressure chamber plate 11a.
  • the vibration drive unit 15 is sandwiched between the nozzle 11 b and the coupling member 19. In the present embodiment, the vibration drive unit 15 is urged toward the pressure chamber 11c (that is, the nozzle 11b) by the coupling member 19. *
  • the vibration drive unit 15 can be formed in an annular shape, a rectangular shape, a C shape, a horseshoe shape, or the like in plan view. *
  • the first end 15 p of the vibration driving unit 15 is connected to the coupling member 19.
  • the first end 15p is a fixed end.
  • the second end 15q of the vibration drive unit 15 is in contact with the nozzle 11b. However, the second end 15q may be connected to the nozzle 11b.
  • the excitation drive unit 15 includes only the excitation piezoelectric element 21 and does not include the intermediate member 22 described in the first embodiment.
  • the exciting piezoelectric element 21 is located on the opposite side of the pressure chamber 11c with respect to the nozzle 11b in the expansion / contraction direction D1 of the pressurizing piezoelectric element 20.
  • the configuration of the vibrating piezoelectric element 21 is as described in the first embodiment. *
  • the excitation piezoelectric element 21 expands and contracts (vibrates) in accordance with the excitation voltage signal applied from the control unit 17.
  • the excitation piezoelectric element 21 to which the excitation voltage signal is applied directly applies minute excitation vibration to the liquid agent in the pressure chamber 11c.
  • the configuration of the coupling member 19 is the same as described in the second embodiment except that the coupling member 19 is disposed on the inner portion of the nozzle 11b. *
  • the liquid agent coating apparatus 10 ⁇ / b> C includes the vibration drive unit 15 disposed on the nozzle 11 b.
  • the excitation drive unit 15 includes an excitation piezoelectric element 21 that vibrates in response to application of an excitation voltage signal having a frequency higher than that of the pressurization voltage signal.
  • the exciting piezoelectric element 21 is located on the opposite side of the pressure chamber 11c with respect to the nozzle 11b in the expansion / contraction direction D1 of the pressurizing piezoelectric element 20. Therefore, since the liquid agent stored in the pressure chamber 11c can be directly vibrated and vibrated, the fluidity of the liquid agent in the vicinity of the nozzle 11b can be improved efficiently.
  • the vibration drive unit 15 is biased toward the pressure chamber plate 11a by the coupling member 16, but is not biased toward the pressure chamber plate 11a. Also good. Specifically, the length of the vibration drive unit 15 in the steady state may be the same as the distance between the coupling member 16 and the pressure chamber plate 11a. Similarly, in the second and fourth embodiments, the vibration drive unit 15 is biased toward the pressure chamber plate 11a by the coupling member 19, but is biased toward the pressure chamber plate 11a. It does not have to be. *
  • the vibration driving unit 15 is fixed by the coupling member 16, but may be fixed by a member other than the coupling member 16.
  • the vibration driving unit 15 may be fixed by the fixing member 14.
  • the vibration driving unit 15 is fixed by the coupling member 19, but may be fixed by a member other than the coupling member 19.
  • the vibration driving unit 15 is connected to the coupling member 16, but may be in contact with the coupling member 16.
  • the vibration driving unit 15 is connected to the coupling member 16, but may be in contact with the coupling member 16.
  • the vibrating piezoelectric element 21 surrounds the pressurizing piezoelectric element 20, but may not surround the pressurizing piezoelectric element 21.
  • the vibrating piezoelectric elements 21 may be formed in a straight line or may be randomly arranged in a discrete manner.
  • the vibration drive unit 15 includes the intermediate member 22, but may not include the intermediate member 22. *
  • the excitation drive unit 15 includes only the excitation piezoelectric element 21. However, as in the first and third embodiments, the excitation piezoelectric element 21 and the surface An intermediate member that is in contact with and in line contact with the nozzle 11b may be included.

Abstract

簡素な構成で円滑に液剤を塗布可能な液剤塗布装置を提供する。液剤塗布装置１０は、ダイヤフラム１２上に配置された加振用駆動部１５を備える。加振用駆動部１５は、加圧用電圧信号よりも周波数の高い加振用電圧信号の印加に応じて振動する加振用圧電素子２１を有する。加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１において、ダイヤフラム１２を基準として圧力室プレート１１ａの反対側に位置する。

Description

液剤塗布装置
本発明は、液剤塗布装置に関する。
圧電効果によって電気エネルギから機械エネルギへのエネルギ変換を行う圧電素子は、応答性に優れるため、半導体、印刷、化学薬品などの広い分野において、液剤を対象物の表面に塗布する液剤塗布装置に利用される。　
しかしながら、圧電素子の変位量は微小であり、液剤に十分な圧力を加えることは容易ではないため、液剤を円滑に塗布できない場合がある。　
そこで、圧電素子の変位量を大きくするための変位拡大機構を設ける手法（特許文献１及び特許文献２参照）や、液体の粘度を低下させるための加熱装置を設ける手法（特許文献３及び特許文献４参照）が提案されている。
日本国公開特許公報：特開２００５－３４９３８７号公報 日本国公開特許公報：特開２００８－５４４９２号公報 日本国公開特許公報：特開２００３－１０１１０７号公報 日本国公開特許公報：特開２０００－１１７３７１号公報
しかしながら、特許文献１～４の手法では、液剤塗布装置の構成が複雑化又は大型化してしまう。　
本発明は、上述の状況を鑑みてなされており、簡素な構成で円滑に液剤を塗布可能な液剤塗布装置を提供することを目的とする。
本発明の一つの態様に係る液剤塗布装置は、液剤貯留部と、ダイヤフラムと、加圧用駆動部と、加振用駆動部とを備える。液剤貯留部は、液剤を貯留するための圧力室が形成された圧力室プレートと、圧力室に連なる吐出口が形成されたノズルとを有する。ダイヤフラムは、液剤貯留部内の容積を変化させる。加圧用駆動部は、ダイヤフラム上に配置される。加振用駆動部は、ダイヤフラム上、又は、ノズル上に配置される。加圧用駆動部は、加圧用電圧信号の印加に応じてダイヤフラムを加圧振動させる加圧用圧電素子を有する。加振用駆動部は、加圧用電圧信号よりも周波数の高い加振用電圧信号の印加に応じて振動する加振用圧電素子を有する。
本発明の一つの態様によれば、簡素な構成で円滑に液剤を塗布可能な液剤塗布装置を提供することができる。
図１は、第１実施形態に係る液剤塗布装置の構成を示す模式図である。 図２は、第１実施形態に係る液剤塗布装置の投影図である。 図３は、第２実施形態に係る液剤塗布装置の構成を示す模式図である。 図４は、第３実施形態に係る液剤塗布装置の構成を示す模式図である。 図５は、第４実施形態に係る液剤塗布装置の構成を示す模式図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る液剤塗布装置について説明する。ただし、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。　
本明細書において、「接続」とは、２つの部材が互いに固定又は連結された状態を意味する。従って、２つの部材が接続される場合、両者は常に一緒に動作する。また、「接触」とは、２つの部材が直接的に接する状態にはあるものの、２つの部材は互いに固定又は連結されない状態を意味する。２つの部材が接触する場合、両者が一緒に動作するときと、両者が一緒に動作しないときとが起こりうる。　
また、本明細書において、「平行」とは、物理的に厳密な意味で平行な場合だけでなく、実質的に平行な場合をも含む概念である。実質的に平行とは、１５°以下の範囲で傾いている場合をいう。同様に、「垂直」とは、物理的に厳密な意味で垂直な場合だけでなく、実質的に垂直な場合をも含む概念である。実質的に垂直とは、１５°以下の範囲で傾いている場合をいう。　
［第１実施形態］　（液剤塗布装置１０）　図１は、第１実施形態に係る液剤塗布装置１０の構成を示す模式図である。　
液剤塗布装置１０は、液剤貯留部１１、ダイヤフラム１２、加圧用駆動部１３、固定部材１４、加振用駆動部１５、カップリング部材１６及び制御部１７を備える。液剤貯留部１１、ダイヤフラム１２、加圧用駆動部１３、固定部材１４、加振用駆動部１５及びカップリング部材１６は、ヘッド１８を構成する。　
（１）液剤貯留部１１　液剤貯留部１１は、圧力室プレート１１ａ及びノズル１１ｂを有する。　
圧力室プレート１１ａは、中空状に形成される。本実施形態において、圧力室プレート１１ａは筒状に形成されるが、これに限られない。圧力室プレート１１ａは、例えば合金材料、セラミックス材料、及び合成樹脂材料などによって構成することができる。　
圧力室プレート１１ａの内部には、圧力室１１ｃが形成される。圧力室１１ｃには、液剤が貯留される。液剤としては、半田、熱硬化性樹脂、インク、機能性薄膜（配向膜、レジスト、カラーフィルタ、有機エレクトロルミネッセンスなど）を形成するための塗布液などが挙げられるが、これに限られない。　
圧力室プレート１１ａには、液剤供給路１１ｄと液剤排出路１１ｅとが形成される。液剤供給路１１ｄと液剤排出路１１ｅは、それぞれ圧力室１１ｃに繋がる。圧力室１１ｃには、液剤供給路１１ｄを介して液剤が供給される。圧力室１１ｃ内の余分な液剤は、必要に応じて液剤排出路１１ｅから外部に排出される。　
ノズル１１ｂは、板状に形成される。ノズル１１ｂは、圧力室１１ｃの一端開口を塞ぐように配置される。ノズル１１ｂには、吐出口１１ｆが形成される。吐出口１１ｆは、圧力室１１ｃに連なる。圧力室１１ｃ内の液剤は、吐出口１１ｆから外部に吐出される。　
（２）ダイヤフラム１２　ダイヤフラム１２は、板状又は膜状に形成される。ダイヤフラム１２は、圧力室１１ｃの他端開口を塞ぐように配置される。ダイヤフラム１２は、加圧用駆動部１３から加圧振動が加えられると弾性的に振動する。これにより、ダイヤフラム１２は、圧力室１１ｃの容積を変化させる。　
ダイヤフラム１２が圧力室１１ｃの内部に向かって凸状に湾曲すると、圧力室１１ｃの容積は小さくなる。これにより、吐出口１１ｆから液剤が吐出される。その後、ダイヤフラム１２が自身の弾性によって定常状態に復帰すると、圧力室１１ｃの容積も元に戻る。この際、液剤供給路１１ｄから圧力室１１ｃに液剤が補充される。　
ダイヤフラム１２の構成材料は特に制限されないが、例えば合金材料及び合成樹脂材料などを用いることができる。　
（３）加圧用駆動部１３　加圧用駆動部１３は、ダイヤフラム１２上に配置される。加圧用駆動部１３の第１端部１３ｐは、固定部材１４に接続される。第１端部１３ｐは、固定端である。第１端部１３ｐと固定部材１４との接続には、半田ペースト、アンダーフィル材、及びエポキシ樹脂などを用いることができる。加圧用駆動部１３の第２端部１３ｑは、ダイヤフラム１２に接触する。ただし、第２端部１３ｑは、ダイヤフラム１２に接続してもよい。　
本実施形態において、加圧用駆動部１３は、加圧用圧電素子２０のみを含む。加圧用圧電素子２０は、複数の圧電体２０ａ、複数の内部電極２０ｂ、及び一対の側面電極２０ｃ，２０ｃを有する。各圧電体２０ａと各内部電極２０ｂとは、交互に積層される。各圧電体２０ａは、例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電セラミックスによって構成される。各内部電極２０ｂは、一対の側面電極２０ｃ，２０ｃのうちいずれか一方と電気的に接続される。一方の側面電極２０ｃと電気的に接続された内部電極２０ｂは、他方の側面電極２０ｃから電気的に絶縁される。このような構造は、一般に部分電極構造と称される。ただし、加圧用圧電素子２０は、１つの圧電体と一対の電極とを少なくとも備えていればよく、加圧用圧電素子２０としては周知の種々の圧電素子を用いることができる。　
加圧用圧電素子２０は、後述する制御部１７から印加される加圧用電圧信号（駆動パルス）に応じて伸縮（振動）する。具体的には、制御部１７から一対の側面電極２０ｃ，２０ｃに加圧用電圧信号が印加されると、各圧電体２０ａが伸縮する。加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１は、ダイヤフラム１２の外表面に対して垂直である。この加圧用圧電素子２０の伸縮動作に伴って、ダイヤフラム１２に加圧振動が加えられる。　
（４）固定部材１４　固定部材１４は、加圧用駆動部１３の第１端部１３ｐを固定する部材である。固定部材１４は、加圧用駆動部１３（加圧用圧電素子２０）が伸縮しても移動しない。固定部材１４は、液剤貯留部１１上に配置される。ただし、固定部材１４は、加圧用駆動部１３の第１端部１３ｐを固定できればよく、液剤貯留部１１上に配置されていなくてもよい。また、固定部材１４の形状は、図１の形状に限られず、周辺部材との配置関係を考慮して適宜変更可能である。　
（５）加振用駆動部１５　加振用駆動部１５は、ダイヤフラム１２上に配置される。加振用駆動部１５は、加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１において、ダイヤフラム１２を基準として圧力室プレート１１ａの反対側に位置する。すなわち、加振用駆動部１５は、ダイヤフラム１２のうち圧力室プレート１１ａに接続された外縁部分の上に配置される。従って、ダイヤフラム１２の外縁部分は、加振用駆動部１５と圧力室プレート１１ａとによって挟まれる。　
加振用駆動部１５は、ダイヤフラム１２とカップリング部材１６との間に挟まれる。本実施形態において、加振用駆動部１５は、カップリング部材１６によって圧力室プレート１１ａ側（すなわち、ダイヤフラム１２側）に付勢される。　
加振用駆動部１５の第１端部１５ｐは、カップリング部材１６に接続される。第１端部１５ｐは、固定端である。第１端部１５ｐとカップリング部材１６との接続には、半田ペースト、アンダーフィル材、及びエポキシ樹脂などを用いることができる。加振用駆動部１５の第２端部１５ｑは、ダイヤフラム１２に接触する。ただし、第２端部１５ｑは、ダイヤフラム１２に接続されていてもよい。　
本実施形態において、加振用駆動部１５は、加振用圧電素子２１と中間部材２２とを含む。　
加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１において、ダイヤフラム１２を基準として圧力室プレート１１ａの反対側に位置する。加振用圧電素子２１は、圧電体２１ａと一対の外部電極２１ｂ，２１ｂとを有する。圧電体２１ａは、一対の外部電極２１ｂ，２１ｂによって挟まれる。圧電体２１ａは、例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電セラミックスによって構成される。各外部電極２１ｂは、圧電体２１ａに電圧を印加する。加振用圧電素子２１としては周知の種々の圧電素子を用いることができる。なお、加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０と同様、部分電極構造を有していてもよい。　
ここで、図２は、ダイヤフラム１２に平行な投影面上に液剤塗布装置１０を投影させた投影図である。ただし、図２では、圧力室プレート１１ａ、ダイヤフラム１２、加圧用圧電素子２０及び加振用圧電素子２１のみが図示され、他の部材（例えば、固定部材１４及びカップリング部材１６など）は省略されている。　
図２に示すように、加振用圧電素子２１は、円環状に形成される。すなわち、加振用圧電素子２１は、ダイヤフラム１２に平行な投影視において、加圧用圧電素子２０の全周を取り囲む。ただし、加振用圧電素子２１の投影視形状は円環状に限られず、矩形環状などであってもよい。また、加振用圧電素子２１の投影視形状は、Ｃ字状及び馬
蹄形状などであってもよい。すなわち、加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０の周囲の一部のみを取り囲んでいてもよい。　
加振用圧電素子２１は、制御部１７から印加される加振用電圧信号（駆動パルス）に応じて伸縮（振動）する。具体的には、制御部１７から一対の外部電極２１ｂ，２１ｂに加振用電圧信号が印加されると、圧電体２１ａが伸縮する。本実施形態において、加振用圧電素子２１の伸縮方向Ｄ２は、加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１と平行である。　
加振用圧電素子２１に印加される加振用電圧信号は、加圧用圧電素子２０に印加される加圧用電圧信号よりも周波数の高い高周波信号である。加振用電圧信号が印加された加振用圧電素子２１は、吐出口１１ｆから液剤が吐出されない程度の微小な加振振動を圧力室プレート１１ａに加える。これによって、圧力室１１ｃ、液剤供給路１１ｄ及び液剤排出路１１ｅ内の液剤全体が加振振動されるため、液剤全体の流動性を向上させるとともに、吐出口１１ｆから吐出される液剤の液切れ性を向上させることができる。　
加振用電圧信号の振幅（電位差）は、加圧用電圧信号の振幅よりも小さいことが好ましい。液剤の流動性を向上させるという観点からすれば、加振用電圧信号の振幅は加圧用電圧信号の振幅の１％～２０％であることが好ましく、加振用電圧信号の周波数は１ｋＨｚ～３０ｋＨｚが好ましい。また、チクソトロピー性を示す液剤の場合、一般的には、加振用電圧信号の周波数を高くするほど液剤の流動性を向上させることができる。　
液切れ性を向上させるという観点からすれば、加振用電圧信号の振幅は加圧用電圧信号の振幅の１％～２０％であることが好ましく、加振用電圧信号の周波数は１ｋＨｚ～５ｋＨｚが好ましい。　
加振用圧電素子２１の変位量は、加圧用圧電素子２０の変位量に比べて小さい。そこで、加振用圧電素子２１の変位の伝達効率をより向上させるために、加振用圧電素子２１に予圧を付与することが好ましい。具体的には、カップリング部材１６によって加振用圧電素子２１をダイヤフラム１２側に付勢することが好ましい。このように加振用圧電素子２１に予圧を付与することにより、加振用圧電素子２１の伸長時に内部で引っ張り力が生じることを抑制できるため、加振用圧電素子２１の耐久性も向上させることができる。　
中間部材２２は、加振用圧電素子２１とダイヤフラム１２との間に配置される。中間部材２２は、加振用圧電素子２１と面接触し、かつ、ダイヤフラム１２と線接触する。中間部材２２は、加振用圧電素子２１に接続され、ダイヤフラム１２とは接触する。　
（６）カップリング部材１６　カップリング部材１６は、加振用駆動部１５上に配置される。カップリング部材１６は、加振用駆動部１５に接続される。カップリング部材１６は、加振用駆動部１５がダイヤフラム１２に接触した状態で加振用駆動部１５を固定する。カップリング部材１６は、加振用駆動部１５（加振用圧電素子２１）が伸縮しても移動しない。　
本実施形態において、カップリング部材１６は、固定部１６ａと凹部１６ｂとを含む。固定部１６ａは、加振用駆動部１５を固定する。固定部１６ａは、加振用駆動部１５の第１端部１５ｐに接続される。固定部１６ａは、ダイヤフラム１２に接続される。固定部１６ａは、ダイヤフラム１２にネジ締めされていてもよいし、ダイヤフラム１２に金属接合されていてもよい。固定部１６ａをダイヤフラム１２にネジ締めする場合、固定部１６ａの厚肉部をダイヤフラム１２にネジ締めすることができる。固定部１６ａをダイヤフラム１２に金属接合する場合、固定部１６ａの厚肉部をダイヤフラム１２に溶接又は拡散接合することができる。なお、固定部１６ａをダイヤフラム１２に金属接合するには、固定部１６ａを金属材料で構成する必要がある。　
固定部１６ａは、円環状に形成される。従って、固定部１６ａは、ダイヤフラム１２に平行な投影視において、加圧用圧電素子２０の周囲を取り囲む。ただし、固定部１６ａの投影視形状は円環状に限られず、矩形環状などであってもよい。また、固定部１６ａの投影視形状は、Ｃ字状及び馬蹄形状などであってもよい。すなわち、固定部１６ａは、加圧用圧電素子２０の周囲の一部のみを取り囲んでいてもよい。　
凹部１６ｂは、固定部１６ａの内部に形成される。凹部１６ｂは、ダイヤフラム１２側に開口する。凹部１６ｂには、加振用駆動部１５が収容される。　
なお、固定部１６ａは、加振用駆動部１５を固定可能であればよく、ダイヤフラム１２に接続されていなくてもよい。例えば、固定部１６ａは、固定部材１４に接続又は連結されていてもよいし、固定部材１４と一体的に形成されていてもよい。固定部１６ａを固定部材１４に接続する場合、例えば、固定部材１４に形成された貫通穴に挿通されるネジによって固定部１６ａを固定部材１４に接続すればよい。　
また、固定部１６ａが固定部材１４に接続又は連結される場合、或いは、固定部１６ａが固定部材１４と一体的に形成される場合、固定部１６ａには凹部１６ｂが形成されていなくてよい。この場合、固定部１６ａは、板状に形成すればよい。　
（７）制御部１７　制御部１７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）あるいはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のマイクロプロセッサー、又は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の演算装置とパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等で構成された電力増幅器とによって実現される。　
制御部１７は、加圧用圧電素子２０を駆動させるための加圧用電圧信号を生成する。制御部１７は、生成した加圧用電圧信号を電力増幅器に送って電力を増幅し、これを加圧用圧電素子２０の一対の側面電極２０ｃ，２０ｃに印加することによって、加圧用圧電素子２０を伸縮させる。これにより、ダイヤフラム１２が加圧振動して、吐出口１１ｆから液剤が吐出される。　
制御部１７は、加振用圧電素子２１を駆動させるための加振用電圧信号を生成する。加振用電圧信号は、加圧用圧電素子２０に印加される加圧用電圧信号よりも周波数の高い高周波信号である。制御部１７は、生成した加振用電圧信号を電力増幅器に送って電力を増幅し、これを加振用圧電素子２１の一対の外部電極２１ｂ，２１ｂに印加することによって、加振用圧電素子２１を伸縮させる。これにより、圧力室プレート１１ａを介して液剤が加振振動され、液剤全体の流動性及び液切れ性が向上する。　
（特徴）　（１）第１実施形態において、液剤塗布装置１０は、ダイヤフラム１２上に配置された加振用駆動部１５を備える。加振用駆動部１５は、加圧用電圧信号よりも周波数の高い加振用電圧信号の印加に応じて振動する加振用圧電素子２１を有する。加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１において、ダイヤフラム１２を基準として圧力室プレート１１ａの反対側に位置する。従って、圧力室プレート１１ａを介して圧力室プレート１１ａ内の液剤全体を加振振動させることができるため、液剤全体の流動性を向上させるとともに、吐出口１１ｆから吐出される液剤の液切れ性を向上させることができる。　
（２）液剤塗布装置１０は、加振用駆動部１５上に配置されたカップリング部材１６を備える。加振用駆動部１５のうちカップリング部材１６側の第１端部１５ｐは、固定端である。従って、加振用圧電素子２１の加振振動がカップリング部材１６側に逃げることを抑制できるため、圧力室プレート１１ａ内の液剤を効率的に加振振動させることができる。　
（３）加振用駆動部１５は、カップリング部材１６によって圧力室プレート１１ａ側に付勢される。従って、加振用駆動部１５とダイヤフラム１２との間に隙間ができることを抑制できるため、加振用圧電素子２１が自身の伸縮に伴って生じる内部応力によって破損することを抑制できる。　
（４）加振用駆動部１５は、中間部材２２を有する。中間部材２２は、加振用圧電素子２１と面接触するので、中間部材２２から加振用圧電素子２１に対してかかる荷重を均一にすることができる。また、中間部材２２は、ダイヤフラム１２と線接触するので、中間部材２２をダイヤフラム１２の変形に沿わせる（すなわち、馴染ませる）ことができる。従って、加振用圧電素子２１の一部分に応力が集中することを抑制できるため、加振用圧電素子２１が破損することを抑制できる。　
（５）加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０を取り囲む。従って、広い範囲にわたって、加振用圧電素子２１の加振振動を圧力室プレート１１ａに伝達させることができる。そのため、圧力室プレート１１ａ内の液剤全体を均等に加振振動させることができるため、液剤全体の流動性を均等に向上させることができる。　
［第２実施形態］　第２実施形態に係る液剤塗布装置１０Ａの構成について、図３を参照しながら説明する。第２実施形態に係る液剤塗布装置１０Ａは、加振用駆動部１５がノズル１１ｂ上に配置される点において、第１実施形態に係る液剤塗布装置１０と相違する。以下、当該相違点について主に説明する。　
（１）加振用駆動部１５　加振用駆動部１５は、ノズル１１ｂ上に配置される。加振用駆動部１５は、加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１において、ノズル１１ｂを基準として圧力室プレート１１ａの反対側に位置する。すなわち、加振用駆動部１５は、ノズル１１ｂのうち圧力室プレート１１ａに接続された外縁部分の上に配置される。従って、ノズル１１ｂの外縁部分は、加振用駆動部１５と圧力室プレート１１ａとによって挟まれる。　
加振用駆動部１５は、ノズル１１ｂとカップリング部材１９との間に挟まれる。本実施形態において、加振用駆動部１５は、カップリング部材１９によって圧力室プレート１１ａ側（すなわち、ノズル１１ｂ側）に付勢される。　
加振用駆動部１５は、平面視において、円環状、矩形環状、Ｃ字状、馬蹄形状などに形成することができる。　
加振用駆動部１５の第１端部１５ｐは、カップリング部材１９に接続される。第１端部１５ｐは、固定端である。加振用駆動部１５の第２端部１５ｑは、ノズル１１ｂに接触する。ただし、第２端部１５ｑは、ノズル１１ｂに接続されていてもよい。　
本実施形態において、加振用駆動部１５は、加振用圧電素子２１のみを含んでおり、第１実施形態にて説明した中間部材２２を含んでいない。　
加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１において、ノズル１１ｂを基準として圧力室プレート１１ａの反対側に位置する。加振用圧電素子２１の構成は、第１実施形態で説明したとおりである。　
加振用圧電素子２１は、制御部１７から印加される加振用電圧信号に応じて伸縮（振動）する。加振用電圧信号が印加された加振用圧電素子２１は、微小な加振振動を圧力室プレート１１ａに加える。　
（２）カップリング部材１９　カップリング部材１９は、加振用駆動部１５上に配置される。カップリング部材１９は、ノズル１１ｂに接続される。カップリング部材１９は、加振用駆動部１５を固定する。カップリング部材１９は、加振用駆動部１５（加振用圧電素子２１）が伸縮しても移動しない。　
カップリング部材１９は、固定部１９ａを含む。固定部１９ａには、加振用駆動部１５を収容するための凹部１９ｂが形成される。固定部１９ａは、加振用駆動部１５を覆うように配置される。固定部１９ａは、ノズル１１ｂに接続され、かつ、加振用駆動部１５の第１端部１５ｐに接続される。　
（特徴）　第２実施形態において、液剤塗布装置１０Ａは、ノズル１１ｂ上に配置された加振用駆動部１５を備える。加振用駆動部１５は、加圧用電圧信号よりも周波数の高い加振用電圧信号の印加に応じて振動する加振用圧電素子２１を有する。加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０の伸縮
方向Ｄ１において、ノズル１１ｂを基準として圧力室プレート１１ａの反対側に位置する。従って、圧力室プレート１１ａを介して圧力室プレート１１ａ内の液剤全体を加振振動させることができるため、液剤全体の流動性を向上させるとともに、吐出口１１ｆから吐出される液剤の液切れ性を向上させることができる。　
［第３実施形態］　第３実施形態に係る液剤塗布装置１０Ｂの構成について、図４を参照しながら説明する。第３実施形態に係る液剤塗布装置１０Ｂは、ダイヤフラム１２を基準として圧力室１１ｃの反対側に加振用駆動部１５が位置する点において、第１実施形態に係る液剤塗布装置１０と相違する。以下、当該相違点について主に説明する。　
加振用駆動部１５は、ダイヤフラム１２上に配置される。加振用駆動部１５は、加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１において、ダイヤフラム１２を基準として圧力室１１ｃの反対側に位置する。すなわち、加振用駆動部１５は、ダイヤフラム１２のうち圧力室プレート１１ａに接続されていない内側部分の上に配置される。　
加振用駆動部１５は、ダイヤフラム１２とカップリング部材１６との間に挟まれる。本実施形態において、加振用駆動部１５は、カップリング部材１６によって圧力室１１ｃ側（すなわち、ダイヤフラム１２側）に付勢される。　
加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０の周囲を取り囲む。加振用圧電素子２１の構成は、第１実施形態で説明したとおりである。　
加振用圧電素子２１は、制御部１７から印加される加振用電圧信号に応じて伸縮（振動）する。加振用電圧信号が印加された加振用圧電素子２１は、圧力室１１ｃ内の液剤に対して微小な加振振動を直接的に加える。　
カップリング部材１６の構成は、ダイヤフラム１２の内側部分上に配置されること以外、第１実施形態で説明したとおりである。　
（特徴）　第３実施形態において、液剤塗布装置１０Ｂは、ダイヤフラム１２上に配置された加振用駆動部１５を備える。加振用駆動部１５は、加圧用電圧信号よりも周波数の高い加振用電圧信号の印加に応じて振動する加振用圧電素子２１を有する。加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１において、ダイヤフラム１２を基準として圧力室１１ｃの反対側に位置する。従って、圧力室１１ｃ内に貯留された液剤を直接的に加振振動させることができるため、特にダイヤフラム１２付近の液剤の流動性を効率的に向上させることができる。　
［第４実施形態］　第４実施形態に係る液剤塗布装置１０Ｃの構成について、図５を参照しながら説明する。第４実施形態に係る液剤塗布装置１０Ｂは、加振用駆動部１５がノズル１１ｂ上に配置されており、かつ、ノズル１１ｂを基準として圧力室１１ｃの反対側に加振用駆動部１５が位置する点において、第１実施形態に係る液剤塗布装置１０と相違する。以下、当該相違点について主に説明する。　
加振用駆動部１５は、ノズル１１ｂ上に配置される。加振用駆動部１５は、加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１において、ノズル１１ｂを基準として圧力室１１ｃの反対側に位置する。すなわち、加振用駆動部１５は、ノズル１１ｂのうち圧力室プレート１１ａに接続されていない内側部分の上に配置される。　
加振用駆動部１５は、ノズル１１ｂとカップリング部材１９との間に挟まれる。本実施形態において、加振用駆動部１５は、カップリング部材１９によって圧力室１１ｃ側（すなわち、ノズル１１ｂ側）に付勢される。　
加振用駆動部１５は、平面視において、円環状、矩形環状、Ｃ字状、馬蹄形状などに形成することができる。　
加振用駆動部１５の第１端部１５ｐは、カップリング部材１９に接続される。第１端部１５ｐは、固定端である。加振用駆動部１５の第２端部１５ｑは、ノズル１１ｂに接触する。ただし、第２端部１５ｑは、ノズル１１ｂに接続されてもよい。　
本実施形態において、加振用駆動部１５は、加振用圧電素子２１のみを含んでおり、第１実施形態にて説明した中間部材２２を含んでいない。　
加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１において、ノズル１１ｂを基準として圧力室１１ｃの反対側に位置する。加振用圧電素子２１の構成は、第１実施形態で説明したとおりである。　
加振用圧電素子２１は、制御部１７から印加される加振用電圧信号に応じて伸縮（振動）する。加振用電圧信号が印加された加振用圧電素子２１は、圧力室１１ｃ内の液剤に対して微小な加振振動を直接的に加える。　
カップリング部材１９の構成は、ノズル１１ｂの内側部分上に配置されること以外、第２実施形態で説明したとおりである。　
（特徴）　第４実施形態において、液剤塗布装置１０Ｃは、ノズル１１ｂ上に配置された加振用駆動部１５を備える。加振用駆動部１５は、加圧用電圧信号よりも周波数の高い加振用電圧信号の印加に応じて振動する加振用圧電素子２１を有する。加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０の伸縮方向Ｄ１において、ノズル１１ｂを基準として圧力室１１ｃの反対側に位置する。従って、圧力室１１ｃ内に貯留された液剤を直接的に加振振動させることができるため、特にノズル１１ｂ付近の液剤の流動性を効率的に向上させることができる。　
［他の実施形態］　本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定すると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。　
上記第１及び第３実施形態において、加振用駆動部１５は、カップリング部材１６によって圧力室プレート１１ａ側に付勢されることとしたが、圧力室プレート１１ａ側に付勢されていなくてもよい。具体的には、定常状態の加振用駆動部１５の長さが、カップリング部材１６と圧力室プレート１１ａとの距離と同じであってもよい。同様に、上記第２及び第４実施形態において、加振用駆動部１５は、カップリング部材１９によって圧力室プレート１１ａ側に付勢されることとしたが、圧力室プレート１１ａ側に付勢されていなくてもよい。　
上記第１及び第３実施形態において、加振用駆動部１５は、カップリング部材１６によって固定されることとしたが、カップリング部材１６以外の部材によって固定されていてもよい。例えば、加振用駆動部１５は、固定部材１４によって固定されていてもよい。同様に、上記第２及び第４実施形態において、加振用駆動部１５は、カップリング部材１９によって固定されることとしたが、カップリング部材１９以外の部材によって固定されていてもよい。　
上記第１及び第３実施形態において、加振用駆動部１５は、カップリング部材１６に接続されることとしたが、カップリング部材１６と接触していてもよい。同様に、上記第２及び第４実施形態において、加振用駆動部１５は、カップリング部材１６に接続されることとしたが、カップリング部材１６と接触していてもよい。　
上記第１乃至第４実施形態において、加振用圧電素子２１は、加圧用圧電素子２０の周囲を取り囲むこととしたが、加圧用圧電素子２１の周囲を取り囲んでいなくてもよい。例えば、加振用圧電素子２１は、直線状に形成されていてもよいし、離散状にランダム配置されていてもよい。　
上記第１及び第３実施形態において、加振用駆動部１５は、中間部材２２を含むこととしたが、中間部材２２を含んでいなくてよい。　
上記第２及び第４実施形態において、加振用駆動部１５は、加振用圧電素子２１のみを含むこととしたが、第１及び第３実施形態と同様、加振用圧電素子２１と面接触し、かつ、ノズル１１ｂと線接触する中間部材を含んでいてもよい。
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ　　　液剤塗布装置１１　　　液剤貯留部１１ａ　　圧力室プレート１１ｂ　　ノズル１１ｃ　　圧力室１１ｄ　　液剤供給路１１ｅ　　液剤排出路１１ｆ　　吐出口１２　　　ダイヤフラム１３　　　加圧用駆動部１４　　　固定部材１５　　　加振用駆動部１６，１９　　　カップリング部材１７　　　制御部１８　　　ヘッド２０　　　加圧用圧電素子２１　　　加振用圧電素子２２　　　中間部材 

Claims (9)

  1. 液剤を貯留するための圧力室が形成された圧力室プレートと、前記圧力室に連なる吐出口が形成されたノズルとを有する液剤貯留部と、　前記液剤貯留部内の容積を変化させるダイヤフラムと、　前記ダイヤフラム上に配置される加圧用駆動部と、　前記ダイヤフラム上、又は、前記ノズル上に配置される加振用駆動部と、を備え、　前記加圧用駆動部は、加圧用電圧信号の印加に応じて前記ダイヤフラムを加圧振動させる加圧用圧電素子を有し、　前記加振用駆動部は、前記加圧用電圧信号よりも周波数の高い加振用電圧信号の印加に応じて振動する加振用圧電素子を有する、液剤塗布装置。
  2. 前記加圧用圧電素子の伸縮方向において、前記加振用圧電素子は、前記ダイヤフラムを基準として前記圧力室プレートの反対側に位置する、請求項１に記載の液剤塗布装置。
  3. 前記加圧用圧電素子の伸縮方向において、前記加振用圧電素子は、前記ノズルを基準として前記圧力室プレートの反対側に位置する、請求項１に記載の液剤塗布装置。
  4. 前記加圧用圧電素子の伸縮方向において、前記加振用圧電素子は、前記ダイヤフラムを基準として前記圧力室の反対側に位置する、請求項１に記載の液剤塗布装置。
  5. 前記加圧用圧電素子の伸縮方向において、前記加振用圧電素子は、前記ノズルを基準として前記圧力室の反対側に位置する、請求項１に記載の液剤塗布装置。
  6. 前記加振用駆動部上に配置されたカップリング部材を備え、　前記加振用駆動部のうち前記カップリング部材側の端部は、固定端である、請求項１から５のいずれかに記載の液剤塗布装置。
  7. 前記加振用駆動部は、前記カップリング部材によって前記圧力室プレート側に付勢される、請求項６に記載の液剤塗布装置。
  8. 前記加振用駆動部は、前記加振用圧電素子と面接触し、かつ、前記ダイヤフラム又はノズルと線接触する中間部材を有する、請求項１から７のいずれかに記載の液剤塗布装置。
  9. 前記加振用圧電素子は、投影視において、前記加圧用圧電素子を取り囲む、請求項１から８のいずれかに記載の液剤塗布装置。 
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