流体喷射装置的利记博彩app

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，具有：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；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；以及驱动信号供给部，输出用于驱动所述致动器的信号，所述致动器包括串联连接的第一压电元件和第二压电元件，所述第二压电元件的一端接触所述移动体的后端部，所述驱动信号供给部能够向所述第一压电元件和所述第二压电元件分别输出第一驱动波形和第二驱动波形，所述第二驱动波形具有比所述第一驱动波形所包含的电压变化部分更陡峭的电压变化部分，所述驱动信号供给部在将所述第一驱动波形输出至所述第一压电元件时，将所述第二驱动波形输出至所述第二压电元件，而在将所述第二驱动波形输出至所述第一压电元件时，将所述第一驱动波形输出至所述第二压电元件。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压电元件构成，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。另外，由于能够将具有陡峭的电压变化部分的第二驱动波形分别输出至第一压电元件和第二压电元件，因此能够抑制仅其中一方的压电元件劣化的情况。因而，致动器的耐用性提高。

(2)在上述方式的流体喷射装置中，也可以是，所述驱动信号供给部利用所述第一驱动波形的至少一部分，使所述移动体的前端部靠近所述内壁，所述驱动信号供给部利用所述第二驱动波形的陡峭的电压变化部分，使所述移动体的前端部碰撞所述内壁。如果是这种方式，由于能够在确保用于填充流动性材料的行程量的同时，使移动体高速碰撞内壁，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，所述驱动信号供给部针对所述第一压电元件和所述第二压电元件各自，在输出所述第一驱动波形后，开始输出所述第二驱动波形。如果是这种方式，与第一驱动波形和第二驱动波形部分叠加输出的情况相比，能够抑制致动器产生不必要的振动。

(4)在上述方式的流体喷射装置中，也可以是，所述驱动信号供给部具备第一驱动信号供给部和第二驱动信号供给部，所述第一驱动信号供给部将所述第一驱动波形和所述第二驱动波形输出至所述第一压电元件，所述第二驱动信号供给部将所述第一驱动波形和所述第二驱动波形输出至所述第二压电元件。如果是这种方式，由于能够将驱动信号分别单独供给至第一压电元件和第二压电元件，因此即使第一压电元件和第二压电元件是不同特性的元件，也能够使其进行适应各自的元件特性的伸缩动作。

(5)在上述方式的流体喷射装置中，也可以是，所述第一压电元件和所述第二压电元件的共振频率相等。如果是这种方式，能够使第一压电元件和第二压电元件进行相同的伸缩动作。因而，容易控制致动器的伸缩动作。

(6)在上述方式的流体喷射装置中，也可以是，输出至所述第一压电元件的所述第一驱动波形和输出至所述第二压电元件的所述第一驱动波形是相同波形，并且输出至所述第一压电元件的所述第二驱动波形和输出至所述第二压电元件的所述第二驱动波形是相同波形。如果是这种方式，由于能够使第一压电元件和第二压电元件使用公共的驱动波形，因此容易控制致动器的伸缩动作。

(7)在上述方式的流体喷射装置中，也可以是，所述第一压电元件和所述第二压电元件借助接触部相连接，所述接触部与所述第一压电元件和所述第二压电元件分别点接触或线接触。如果是这种方式，由于压电元件相互的发热不会对彼此造成影响，因此压电元件的耐用性提高。

(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，由于能够利用施力部件对压电元件施加预载荷，因此压电元件的耐用性提高。

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包括流体喷射装置的流体喷射系统的概略构成图。

图2是示出驱动波形的轮廓的图。

图3是示出流动性材料被吐出之前的状态变化的说明图。

图4是示出流动性材料被吐出之前的状态变化的说明图。

图5是作为第二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15流动性材料

20移动体21凸缘部

30喷嘴部31吐出口

32内壁40致动器

40a第一压电元件40b第二压电元件

50a、50b信号放大部60驱动信号供给部

60a第一驱动信号供给部60b第二驱动信号供给部

70控制部80施力部件

90接触部100、100a流体喷射装置

101壳体200流体喷射系统

pr电压变化部分w1第一驱动波形

w2第二驱动波形。

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，并且是针对从水、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(第一压电元件40a、第二压电元件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它弹性部件构成。

致动器40具备串联连接的第一压电元件40a和第二压电元件40b。第二压电元件40b的一端接触移动体20的后端部。第一压电元件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，第一压电元件40a和第二压电元件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，第一压电元件40a和第二压电元件40b是相同特性的压电元件。具体而言，其共振频率、伸展速度、最大位移量相同。第一压电元件40a和第二压电元件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连接于第一压电元件40a，信号放大部50b连接于第二压电元件40b。驱动信号供给部60连接于信号放大部50a、50b和控制部70。信号放大部50a、50b输出用于驱动各自连接的第一压电元件40a、第二压电元件40b的信号。

驱动信号供给部60生成用于驱动致动器40的驱动信号。在本实施方式中，驱动信号供给部60具备第一驱动信号供给部60a和第二驱动信号供给部60b。第一驱动信号供给部60a生成用于供给至第一压电元件40a的驱动信号。第二驱动信号供给部60b生成用于供给至第二压电元件40b的驱动信号。由第一驱动信号供给部60a、第二驱动信号供给部60b生成的驱动信号通过各信号放大部50a、50b放大而被施加至各压电元件40a、40b。由驱动信号供给部60a、60b生成驱动信号是在控制部70的控制下进行的。

图2是示出本实施方式中输出至各压电元件40a、40b的第一驱动波形w1和第二驱动波形w2的轮廓的图。在本实施方式中，在控制部70的控制下，第一驱动信号供给部60a能够将第一驱动波形w1和第二驱动波形w2输出至第一压电元件40a，第二驱动信号供给部60b能够将第一驱动波形w1和第二驱动波形w2输出至第二压电元件40b。并且，驱动信号供给部60在将第一驱动波形w1从第一驱动信号供给部60a输出至第一压电元件40a时，将第二驱动波形w2从第二驱动信号供给部60b输出至第二压电元件40b，而在将第二驱动波形w2从第一驱动信号供给部60a输出至第一压电元件40a时，将第一驱动波形w1从第二驱动信号供给部60b输出至第二压电元件40b。

而且，驱动信号供给部60针对第一压电元件40a和第二压电元件40b各自，在输出第一驱动波形w1后，开始输出第二驱动波形w2。因而，在本实施方式中，第一驱动波形w1和第二驱动波形w2分别交替输出至第一压电元件40a和第二压电元件40b。

在本实施方式中，输出至第一压电元件40a的第一驱动波形和输出至第二压电元件40b的第一驱动波形是相同波形，输出至第一压电元件40a的第二驱动波形和输出至第二压电元件40b的第二驱动波形是相同波形。第二驱动波形w2具有比包含于第一驱动波形w1的电压变化部分更陡峭的电压变化部分pr。若该陡峭的电压变化部分pr施加于第一压电元件40a或第二压电元件40b，则第一压电元件40a或第二压电元件40b急剧伸展，由此，移动体20的移动速度提高，流动性材料15从吐出口31吐出。

图3是示出当向第一压电元件40a施加第一驱动波形w1、向第二压电元件40b施加第二驱动波形w2时，流动性材料15被吐出之前的状态变化的说明图。各图表的横轴表示时间(μs)，图表的纵轴表示压电元件40a、40b的位移量(μm)和电压。最上层所示的图表示出了将第一压电元件40a的位移量和第二压电元件40b的位移量合成而得的合成位移量。需要说明的是，在使驱动波形进行与压电元件的位移量相同的动作的前提下使驱动波形简单化。另外，为了简单示出流体喷射装置100的动作，在图的下部示出了致动器40直接接触于吐出口31而使流动性材料15吐出的状态。

从定时t0到定时t1的期间是同时向压电元件40a、40b施加电压、压电元件40a、40b同时最大程度伸展的状态。在从定时t1到定时t2的期间(25μs)内，第一驱动波形w1和第二驱动波形w2同时下降，从而第一压电元件40a和第二压电元件40b收缩。在定时t2，第一压电元件40a和第二压电元件40b完全收缩。

在从定时t2到定时t3的期间(50μs)内，第一驱动波形w1、第二驱动波形w2和第一压电元件40a和第二压电元件40b均未发生变化。在这期间，流动性材料15从流动性材料存积部11填充到流动性材料室10内。

在从定时t3到定时t4的期间(100μs)内，第一驱动波形w1逐渐上升，从而第一压电元件40a伸展。在定时t4，第一压电元件40a伸展至最大位移量，然后，第二驱动波形w2的陡峭的电压变化部分pr施加至第二压电元件40b。

在从定时t4到定时t5的期间(25μs)内，由于第二驱动波形w2内的陡峭的电压变化部分pr施加至第二压电元件40b，前端侧的第二压电元件40b急剧伸展。因而，在定时t5，加速的移动体20(在图3中省略)碰撞内壁32，流动性材料15从吐出口31吐出。

图4是示出当向第一压电元件40a施加第二驱动波形w2、向第二压电元件40b施加第一驱动波形w1时，流动性材料15被吐出之前的状态变化的说明图。如图4所示，在将第二驱动波形w2施加至第一压电元件40a、将第一驱动波形w1施加至第二压电元件40b的情况下，首先前端侧的第二压电元件40b伸展，然后，后端侧的第一压电元件40a伸展。即使是这样的动作，后端侧的第一压电元件40a也会急剧伸展，从而流动性材料15从吐出口31吐出。

在本实施方式中，对第一压电元件40a和第二压电元件40b每次交替重复进行图3所示的动作和图4所示的动作。

根据以上所说明的本实施方式的流体喷射装置100，由于多个压电元件40a、40b串联连接，因此能够在不使用增大机构的情况下增大移动体20的位移量。结果，能够抑制致动器40的大小。另外，由于能够将具有陡峭的电压变化部分pr的第二驱动波形w2分别输出至第一压电元件40a和第二压电元件40b，因此能够抑制仅其中一个压电元件40a劣化的情况。因而，压电元件40a的耐用性提高。

另外，在本实施方式中，利用第一驱动波形w1使移动体20的前端部靠近吐出口31周围的内壁32，利用第二驱动波形w2的陡峭的电压变化部分pr，使移动体20的前端部碰撞内壁32。因而，能够在确保用于填充流动性材料15的行程量的同时，使移动体20高速碰撞内壁32，从而能够吐出高粘度的材料。

另外，在本实施方式中，由于针对各压电元件40a、40b，在输出第一驱动波形w1后，开始输出第二驱动波形w2，因此与第一驱动波形w1和第二驱动波形w2部分叠加输出的情况相比，能够抑制致动器40产生不必要的振动。

另外，在本实施方式中，由于能够将驱动信号从驱动信号供给部60a、60b分别单独供给至第一压电元件40a和第二压电元件40b，因此，即使第一压电元件40a和第二压电元件40b是不同特性的元件，也能够使其进行适应各自的元件特性的伸缩动作。

另外，在本实施方式中，由于第一压电元件40a和第二压电元件40b的共振频率相等，因此能够使第一压电元件40a和第二压电元件40b进行相同的伸缩动作。因而，容易控制致动器40的伸缩动作。

另外，在本实施方式中，由于输出至第一压电元件40a的第一驱动波形w1和输出至第二压电元件40b的第一驱动波形w1是相同波形，并且输出至第一压电元件40a的第二驱动波形w2和输出至第二压电元件40b的第二驱动波形w2是相同波形，因此能够使第一压电元件40a和第二压电元件40b使用公共的驱动波形。因而，容易控制致动器40的伸缩动作。

另外，在本实施方式中，由于利用施力部件80对压电元件40a、40b施加预载荷，因此压电元件40a、40b的耐用性提高。

b.第二实施方式

图5是作为本发明的第二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：压电元件40a、40b借助接触部90相连接，而其它构成与第一实施方式相同。

本实施方式的流体喷射装置100a具备正圆球状的接触部90。第一压电元件40a和第二压电元件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和压电元件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100，由于压电元件40a、40b相互的发热不会对彼此造成影响，因此压电元件40a、40b的耐用性提高。

c.变型例

第一变形例

在上述实施方式中，也可以是，第一压电元件40a和第二压电元件40b的共振频率、伸展速度、最大位移量不相等。施加于第一压电元件40a的第一驱动波形和第二驱动波形与施加于第二压电元件40b的第一驱动波形和第二驱动波形根据各压电元件的共振频率、伸展速度、最大位移量，也可以设为彼此不同的驱动波形，以使各压电元件表现出相同的行为。

第二变形例

在上述实施方式中，也可以是，不设置施力部件80，而是通过粘结剂接合移动体20和第二压电元件40b。

第三变形例

在上述实施方式中，图3和图4的驱动波形的施加动作既可以每次都交替切换，也可以各自进行多次后才切换。另外，图3和图4的动作次数也可以不一致。

第四变形例

在上述第二实施方式中，也可以是，将第一压电元件40a和第二压电元件40b的接触于接触部90的端面设为平面，而使接触部90和压电元件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。