流体喷射装置的制作方法

本发明涉及流体喷射装置。

背景技术：

已知一种通过移动体的往复移动而使液滴材料飞翔吐出的流体喷射装置。作为用于使移动体移动的驱动源，多数情况下使用利用了压电元件等的致动器。由于压电元件的位移量小，因此，例如在专利文献1所记载的技术中，通过增大机构来增大位移量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2014-525831号公报

但是，若使用增大机构，则构成变得复杂，可能导致驱动装置大型化。因而，期待一种在通过移动体的往复移动来吐出液滴的流体喷射装置中不使用增大机构而能够充分确保移动体的位移量的技术。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题的至少一部分而提出，可作为以下方式得以实现。

(1)根据本发明的一个方面，提供了流体喷射装置。该流体喷射装置是用于喷射流动性材料的流体喷射装置，具备：流动性材料室，被供给所述流动性材料；移动体，能够在所述流动性材料室内往复移动；喷嘴部，具有与所述流动性材料室连通的吐出口，并且所述移动体的前端部能够从所述流动性材料室一侧接触所述吐出口的周围的内壁；以及致动器，通过接触于所述移动体的后端部并使所述移动体往复移动，从而使所述流动性材料从所述吐出口吐出，所述致动器具有串联连接的多个固体位移元件，多个所述固体位移元件中的一个固体位移元件的一端接触所述移动体的后端部。如果是这种方式的流体喷射装置，由于用于使移动体往复移动的致动器由串联连接的多个固体位移元件构成，因此能够在不使用增大机构的情况下充分确保移动体的位移量。

(2)在上述方式的流体喷射装置中，也可以是，所述流体喷射装置还具备：流动性材料存积部，用于存积所述流动性材料；流路，与所述流动性材料存积部和所述流动性材料室相连通，并且所述流动性材料在所述流路内流动；以及加压部，对存积在所述流动性材料存积部内的所述流动性材料进行加压而供给到所述流路。如果是这种方式，由于对流动性材料加压而将其从流动性材料存积部供给至流动性材料室，因此能够吐出高粘度的材料。

(3)在上述方式的流体喷射装置中，也可以是，供给用于驱动所述固体位移元件的信号的驱动信号供给部分别连接多个所述固体位移元件中的每一个。如果是这种方式，由于能够向多个固体位移元件供给分别不同的驱动信号，因此能够提高致动器的伸缩动作的自由度。

(4)在上述方式的流体喷射装置中，也可以是，多个所述固体位移元件的共振频率分别不同，在多个所述固体位移元件中，设置于所述移动体的所述后端部一侧的固体位移元件的共振频率最高。如果是这种方式，能够确保移动体的速度，从而能够吐出高粘度的材料。

(5)在上述方式的流体喷射装置中，也可以是，多个所述固体位移元件的伸展速度分别不同，在多个所述固体位移元件中，设置于所述移动体的所述后端部一侧的固体位移元件的伸展速度最快。如果是这种方式，能够确保移动体的速度，从而能够吐出高粘度的材料。

(6)在上述方式的流体喷射装置中，也可以是，多个所述固体位移元件的最大位移量分别不同，在多个所述固体位移元件中，设置于所述移动体的所述后端部一侧的固体位移元件的最大位移量最小。如果是这种方式，能够确保移动体的速度，从而能够吐出高粘度的材料。

(7)在上述方式的流体喷射装置中，也可以是，多个所述固体位移元件借助接触部相连接，所述接触部与多个所述固体位移元件分别点接触或线接触。如果是这种方式，由于能够抑制各固体位移元件的发热对彼此造成影响，因此提高了固体位移元件的耐用性。

(8)在上述方式的流体喷射装置中，也可以是，还具有：施力部件，从所述吐出口一侧向所述致动器一侧对所述移动体施力。如果是这种方式，由于能够从施力部件施加预载荷，因此提高了固体位移元件的耐用性。

需要说明的是，本发明可通过各种方式实现，例如，可通过流体喷射系统、喷射流体的方法等方式实现。

附图说明

图1是作为第一实施方式的流体喷射系统的概略构成图。

图2是作为第二实施方式的流体喷射系统的概略构成图。

图3是作为第三实施方式的流体喷射装置的概略构成图。

图4是作为第四实施方式的流体喷射装置的概略构成图。

附图标记说明

10流动性材料室11流动性材料存积部

12流路13加压部

14壁面20移动体

21凸缘部30喷嘴部

31吐出口32内壁

40致动器40a、40b固体位移元件

50a、50b信号放大部60、60a、60b驱动信号供给部

70控制部80施力部件

90接触部100、100a、100b流体喷射装置

101壳体200、200a流体喷射系统。

具体实施方式

a.第一实施方式

图1是作为本发明的第一实施方式的包括流体喷射装置100的流体喷射系统200的概略构成图。流体喷射装置100是例如用于打印机的装置，是针对从水、溶剂、试剂等粘性低的流动性材料到焊锡浆、银浆、粘结剂等粘性高的流动性材料，不论其是否含有填充剂，都将其以微量高速吐出的装置。

流体喷射系统200具备流体喷射装置100、流动性材料存积部11、流路12、加压部13、驱动信号供给部60以及控制部70。流体喷射装置100具备流动性材料室10、移动体20、喷嘴部30、致动器40以及施力部件80。需要说明的是，也可以将流体喷射系统200视作广义上的流体喷射装置。

在流动性材料室10内存积有流动性材料。流动性材料从流动性材料存积部11通过流路12供给至流动性材料室10。存积于流动性材料存积部11内的流动性材料由加压部13加压而被供给至流路12。在流动性材料室10内配置有能够在该流动性材料室10内往复移动的移动体20的前端部。另外，在流动性材料室10的一侧面上，在与移动体20的前端侧相对的位置设置有喷嘴部30。

喷嘴部30具有与流动性材料室10连通的吐出口31。移动体20的前端部能够从流动性材料室10一侧接触吐出口31周围的内壁32。内壁32呈锥形倾斜。移动体20碰撞该锥形部分，从而流动性材料室10内的流动性材料从喷嘴部30吐出。

移动体20是例如前端为平面或球状、或者在前端设置有突起的杆状部件。移动体20的后端部具备施力部件80。施力部件80对移动体20从吐出口31向致动器40一侧施力。更具体而言，通过以使施力部件80夹在设置于移动体20的后端部的凸缘部21和流动性材料室10的致动器40一侧的壁面14之间的方式进行配置，施力部件80对移动体20向致动器40一侧施力。通过该施力部件80所施加的力，对致动器40(固体位移元件40a、固体位移元件40b)施加预载荷。在本实施方式中，施力部件80由压缩螺旋弹簧构成。需要说明的是，施力部件80也可以由橡胶弹簧等其他弹性部件构成。

致动器40具备串联连接的多个固体位移元件40a、40b。多个固体位移元件40a、40b中的一个固体位移元件40b的一端接触移动体20的后端部。多个固体位移元件40a、40b中的另一个固体位移元件40a的与移动体20相反一侧的端部固定于流体喷射装置100的壳体101。致动器40通过使移动体20往复移动，使流动性材料从吐出口31吐出。

在本实施方式中，固体位移元件40a和固体位移元件40b均为沿长度方向伸缩的棒状或块状的压电元件。在本实施方式中，固体位移元件40a和固体位移元件40b的共振频率、伸展速度、最大位移量相同。固体位移元件40a和固体位移元件40b通过粘结剂接合。作为粘结剂，可以使用例如环氧树脂、丙烯酸粘结剂等。

信号放大部50a连接于固体位移元件40a，信号放大部50b连接于固体位移元件40b。驱动信号供给部60连接于信号放大部50a、50b和控制部70。

驱动信号供给部60生成用于驱动致动器40的驱动信号。由驱动信号供给部60生成的驱动信号通过信号放大部50a、50b放大而被施加至各固体位移元件40a、40b。由驱动信号供给部60生成驱动信号是在控制部70的控制下进行的。在本实施方式中，从驱动信号供给部60向信号放大部50a和信号放大部50b输出相同的波形，并施加至固体位移元件40a、40b。

根据以上所说明的本实施方式的流体喷射装置100，由于用于使移动体往复移动的致动器40由串联连接的多个固体位移元件40a、40b构成，因此能够在不使用增大机构的情况下充分确保移动体20的位移量。结果，能够实现流体喷射装置100的小型化。

另外，在本实施方式中，由于利用加压部13对流动性材料加压而将其从流动性材料存积部11供给至流动性材料室10，因此能够吐出高粘度的材料。

另外，在本实施方式中，由于使固体位移元件40a和固体位移元件40b共享生成驱动信号的驱动信号供给部60，因此能够简化装置构成。

另外，在本实施方式中，由于利用施力部件80对固体位移元件40a、40b施加预载荷，因此能够抑制拉伸应力作用于固体位移元件40a、40b。结果，提高了固体位移元件40a、40b的耐用性。

b.第二实施方式

图2是本发明的第二实施方式中的流体喷射系统200a的概略构成图。本实施方式的流体喷射装置100的构成与第一实施方式的流体喷射装置100相同。本实施方式的流体喷射系统200a与第一实施方式的区别在于：驱动信号供给部60a连接于信号放大部50a，驱动信号供给部60b连接于信号放大部50b。也就是说，在本实施方式中，驱动信号供给部60a、60b分别连接于信号放大部50a、50b。由驱动信号供给部60a、60b生成的驱动信号通过各自连接的信号放大部50a、50b放大而被施加至各固体位移元件40a、40b。

根据以上所说明的本实施方式的流体喷射装置100，由于能够对固体位移元件40a和固体位移元件40b供给分别不同的驱动信号，因此能够提高致动器40的伸缩动作的自由度。

c.第三实施方式

图3是作为本发明的第三实施方式的流体喷射装置100a的概略构成图。本实施方式的流体喷射装置100a与第一实施方式的区别在于：固体位移元件40a和固体位移元件40b的特性不同，而其他构成与第一实施方式相同。

本实施方式的流体喷射装置100a具备共振频率不同的固体位移元件40a、40b。在本实施方式中，设置于移动体20的后端部一侧的固体位移元件40b的共振频率高于固体位移元件40a的共振频率。

根据以上所说明的本实施方式的流体喷射装置100a，由于固体位移元件40b的共振频率高于固体位移元件40a的共振频率，因此能够使移动体20以快于固体位移元件40a的速度移动至吐出口31一侧。因而，能够确保移动体20的速度，从而能够吐出高粘度的材料。

d.第四实施方式

图4是作为本发明的第四实施方式的流体喷射装置100b的概略构成图。本实施方式的流体喷射装置100b与第一实施方式的区别在于：固体位移元件40a、40b借助接触部90相连接，而其他构成与第一实施方式相同。

本实施方式的流体喷射装置100b具备正圆球状的接触部90。固体位移元件40a和固体位移元件40b的接触于接触部90的端面分别呈锥形凹陷。因而，接触部90和固体位移元件40a、40b分别进行线接触。接触部90是刚性体，由金属、陶瓷构成。

根据以上所说明的本实施方式的流体喷射装置100b，由于能够通过接触部90抑制固体位移元件40a、40b相互的发热给彼此造成影响，因此提高了固体位移元件40a、40b的耐用性。

e.变型例

第一变形例

在上述实施方式中，使用压电元件作为固体位移元件。与此相对，也可以使用磁致伸缩元件作为固体位移元件。

第二变形例

在上述第一实施方式中，也可以不设置施力部件80，而是通过粘结剂接合移动体20和固体位移元件40b。即使是这样的构成，也能够确保移动体20的速度，从而能够吐出高粘度的材料。

第三变形例

在上述第三实施方式中，也可以将伸展速度快于固体位移元件40a的固体位移元件用于固体位移元件40b。即使是这样的构成，也能够确保移动体20的速度，从而能够吐出高粘度的材料。

第四变形例

在上述第三实施方式中，也可以将最大位移量小于固体位移元件40a的固体位移元件用于固体位移元件40b。即使是这样的构成，也能够确保移动体20的速度，从而能够吐出高粘度的材料。

第五变形例

在上述第四实施方式中，也可以将固体位移元件40a和固体位移元件40b的接触于接触部90的端面设为平面，而使接触部90和固体位移元件40a、40b分别进行点接触。另外，也可以是，使其中一方进行点接触，使另一方进行线接触。

本发明不限于上述的实施方式、变形例，在不脱离其宗旨的范围内，可通过各种构成来实现。例如，为了解决上述技术问题，或者为了实现上述效果的部分或全部，与发明内容一栏内所记载的各方式中的技术特征相对应的实施方式、变形例中的技术特征可适当进行替换、组合。另外，如果该技术特征在本说明书中并未作为必须特征进行说明，则可适当删除。