本發(fā)明涉及流體噴射裝置。

背景技術(shù)：

已知一種通過移動體的往復移動而使液滴材料飛翔吐出的流體噴射裝置。作為用于使移動體移動的驅(qū)動源，多數(shù)情況下使用利用了壓電元件等的致動器。由于壓電元件的位移量小，因此，例如在專利文獻1所記載的技術(shù)中，通過增大機構(gòu)來增大位移量。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2014-525831號公報

但是，若使用增大機構(gòu)，則構(gòu)成變得復雜，可能導致驅(qū)動裝置大型化。因而，期待一種在通過移動體的往復移動來吐出液滴的流體噴射裝置中不使用增大機構(gòu)而能夠充分確保移動體的位移量的技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的至少一部分而提出，可作為以下方式得以實現(xiàn)。

(1)根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了流體噴射裝置。該流體噴射裝置是用于噴射流動性材料的流體噴射裝置，具備：流動性材料室，被供給所述流動性材料；移動體，能夠在所述流動性材料室內(nèi)往復移動；噴嘴部，具有與所述流動性材料室連通的吐出口，并且所述移動體的前端部能夠從所述流動性材料室一側(cè)接觸所述吐出口的周圍的內(nèi)壁；以及致動器，通過接觸于所述移動體的后端部并使所述移動體往復移動，從而使所述流動性材料從所述吐出口吐出，所述致動器具有串聯(lián)連接的多個固體位移元件，多個所述固體位移元件中的一個固體位移元件的一端接觸所述移動體的后端部。如果是這種方式的流體噴射裝置，由于用于使移動體往復移動的致動器由串聯(lián)連接的多個固體位移元件構(gòu)成，因此能夠在不使用增大機構(gòu)的情況下充分確保移動體的位移量。

(2)在上述方式的流體噴射裝置中，也可以是，所述流體噴射裝置還具備：流動性材料存積部，用于存積所述流動性材料；流路，與所述流動性材料存積部和所述流動性材料室相連通，并且所述流動性材料在所述流路內(nèi)流動；以及加壓部，對存積在所述流動性材料存積部內(nèi)的所述流動性材料進行加壓而供給到所述流路。如果是這種方式，由于對流動性材料加壓而將其從流動性材料存積部供給至流動性材料室，因此能夠吐出高粘度的材料。

(3)在上述方式的流體噴射裝置中，也可以是，供給用于驅(qū)動所述固體位移元件的信號的驅(qū)動信號供給部分別連接多個所述固體位移元件中的每一個。如果是這種方式，由于能夠向多個固體位移元件供給分別不同的驅(qū)動信號，因此能夠提高致動器的伸縮動作的自由度。

(4)在上述方式的流體噴射裝置中，也可以是，多個所述固體位移元件的共振頻率分別不同，在多個所述固體位移元件中，設(shè)置于所述移動體的所述后端部一側(cè)的固體位移元件的共振頻率最高。如果是這種方式，能夠確保移動體的速度，從而能夠吐出高粘度的材料。

(5)在上述方式的流體噴射裝置中，也可以是，多個所述固體位移元件的伸展速度分別不同，在多個所述固體位移元件中，設(shè)置于所述移動體的所述后端部一側(cè)的固體位移元件的伸展速度最快。如果是這種方式，能夠確保移動體的速度，從而能夠吐出高粘度的材料。

(6)在上述方式的流體噴射裝置中，也可以是，多個所述固體位移元件的最大位移量分別不同，在多個所述固體位移元件中，設(shè)置于所述移動體的所述后端部一側(cè)的固體位移元件的最大位移量最小。如果是這種方式，能夠確保移動體的速度，從而能夠吐出高粘度的材料。

(7)在上述方式的流體噴射裝置中，也可以是，多個所述固體位移元件借助接觸部相連接，所述接觸部與多個所述固體位移元件分別點接觸或線接觸。如果是這種方式，由于能夠抑制各固體位移元件的發(fā)熱對彼此造成影響，因此提高了固體位移元件的耐用性。

(8)在上述方式的流體噴射裝置中，也可以是，還具有：施力部件，從所述吐出口一側(cè)向所述致動器一側(cè)對所述移動體施力。如果是這種方式，由于能夠從施力部件施加預(yù)載荷，因此提高了固體位移元件的耐用性。

需要說明的是，本發(fā)明可通過各種方式實現(xiàn)，例如，可通過流體噴射系統(tǒng)、噴射流體的方法等方式實現(xiàn)。

附圖說明

圖1是作為第一實施方式的流體噴射系統(tǒng)的概略構(gòu)成圖。

圖2是作為第二實施方式的流體噴射系統(tǒng)的概略構(gòu)成圖。

圖3是作為第三實施方式的流體噴射裝置的概略構(gòu)成圖。

圖4是作為第四實施方式的流體噴射裝置的概略構(gòu)成圖。

附圖標記說明

10流動性材料室11流動性材料存積部

12流路13加壓部

14壁面20移動體

21凸緣部30噴嘴部

31吐出口32內(nèi)壁

40致動器40a、40b固體位移元件

50a、50b信號放大部60、60a、60b驅(qū)動信號供給部

70控制部80施力部件

90接觸部100、100a、100b流體噴射裝置

101殼體200、200a流體噴射系統(tǒng)。

具體實施方式

a.第一實施方式

圖1是作為本發(fā)明的第一實施方式的包括流體噴射裝置100的流體噴射系統(tǒng)200的概略構(gòu)成圖。流體噴射裝置100是例如用于打印機的裝置，是針對從水、溶劑、試劑等粘性低的流動性材料到焊錫漿、銀漿、粘結(jié)劑等粘性高的流動性材料，不論其是否含有填充劑，都將其以微量高速吐出的裝置。

流體噴射系統(tǒng)200具備流體噴射裝置100、流動性材料存積部11、流路12、加壓部13、驅(qū)動信號供給部60以及控制部70。流體噴射裝置100具備流動性材料室10、移動體20、噴嘴部30、致動器40以及施力部件80。需要說明的是，也可以將流體噴射系統(tǒng)200視作廣義上的流體噴射裝置。

在流動性材料室10內(nèi)存積有流動性材料。流動性材料從流動性材料存積部11通過流路12供給至流動性材料室10。存積于流動性材料存積部11內(nèi)的流動性材料由加壓部13加壓而被供給至流路12。在流動性材料室10內(nèi)配置有能夠在該流動性材料室10內(nèi)往復移動的移動體20的前端部。另外，在流動性材料室10的一側(cè)面上，在與移動體20的前端側(cè)相對的位置設(shè)置有噴嘴部30。

噴嘴部30具有與流動性材料室10連通的吐出口31。移動體20的前端部能夠從流動性材料室10一側(cè)接觸吐出口31周圍的內(nèi)壁32。內(nèi)壁32呈錐形傾斜。移動體20碰撞該錐形部分，從而流動性材料室10內(nèi)的流動性材料從噴嘴部30吐出。

移動體20是例如前端為平面或球狀、或者在前端設(shè)置有突起的桿狀部件。移動體20的后端部具備施力部件80。施力部件80對移動體20從吐出口31向致動器40一側(cè)施力。更具體而言，通過以使施力部件80夾在設(shè)置于移動體20的后端部的凸緣部21和流動性材料室10的致動器40一側(cè)的壁面14之間的方式進行配置，施力部件80對移動體20向致動器40一側(cè)施力。通過該施力部件80所施加的力，對致動器40(固體位移元件40a、固體位移元件40b)施加預(yù)載荷。在本實施方式中，施力部件80由壓縮螺旋彈簧構(gòu)成。需要說明的是，施力部件80也可以由橡膠彈簧等其他彈性部件構(gòu)成。

致動器40具備串聯(lián)連接的多個固體位移元件40a、40b。多個固體位移元件40a、40b中的一個固體位移元件40b的一端接觸移動體20的后端部。多個固體位移元件40a、40b中的另一個固體位移元件40a的與移動體20相反一側(cè)的端部固定于流體噴射裝置100的殼體101。致動器40通過使移動體20往復移動，使流動性材料從吐出口31吐出。

在本實施方式中，固體位移元件40a和固體位移元件40b均為沿長度方向伸縮的棒狀或塊狀的壓電元件。在本實施方式中，固體位移元件40a和固體位移元件40b的共振頻率、伸展速度、最大位移量相同。固體位移元件40a和固體位移元件40b通過粘結(jié)劑接合。作為粘結(jié)劑，可以使用例如環(huán)氧樹脂、丙烯酸粘結(jié)劑等。

信號放大部50a連接于固體位移元件40a，信號放大部50b連接于固體位移元件40b。驅(qū)動信號供給部60連接于信號放大部50a、50b和控制部70。

驅(qū)動信號供給部60生成用于驅(qū)動致動器40的驅(qū)動信號。由驅(qū)動信號供給部60生成的驅(qū)動信號通過信號放大部50a、50b放大而被施加至各固體位移元件40a、40b。由驅(qū)動信號供給部60生成驅(qū)動信號是在控制部70的控制下進行的。在本實施方式中，從驅(qū)動信號供給部60向信號放大部50a和信號放大部50b輸出相同的波形，并施加至固體位移元件40a、40b。

根據(jù)以上所說明的本實施方式的流體噴射裝置100，由于用于使移動體往復移動的致動器40由串聯(lián)連接的多個固體位移元件40a、40b構(gòu)成，因此能夠在不使用增大機構(gòu)的情況下充分確保移動體20的位移量。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)流體噴射裝置100的小型化。

另外，在本實施方式中，由于利用加壓部13對流動性材料加壓而將其從流動性材料存積部11供給至流動性材料室10，因此能夠吐出高粘度的材料。

另外，在本實施方式中，由于使固體位移元件40a和固體位移元件40b共享生成驅(qū)動信號的驅(qū)動信號供給部60，因此能夠簡化裝置構(gòu)成。

另外，在本實施方式中，由于利用施力部件80對固體位移元件40a、40b施加預(yù)載荷，因此能夠抑制拉伸應(yīng)力作用于固體位移元件40a、40b。結(jié)果，提高了固體位移元件40a、40b的耐用性。

b.第二實施方式

圖2是本發(fā)明的第二實施方式中的流體噴射系統(tǒng)200a的概略構(gòu)成圖。本實施方式的流體噴射裝置100的構(gòu)成與第一實施方式的流體噴射裝置100相同。本實施方式的流體噴射系統(tǒng)200a與第一實施方式的區(qū)別在于：驅(qū)動信號供給部60a連接于信號放大部50a，驅(qū)動信號供給部60b連接于信號放大部50b。也就是說，在本實施方式中，驅(qū)動信號供給部60a、60b分別連接于信號放大部50a、50b。由驅(qū)動信號供給部60a、60b生成的驅(qū)動信號通過各自連接的信號放大部50a、50b放大而被施加至各固體位移元件40a、40b。

根據(jù)以上所說明的本實施方式的流體噴射裝置100，由于能夠?qū)腆w位移元件40a和固體位移元件40b供給分別不同的驅(qū)動信號，因此能夠提高致動器40的伸縮動作的自由度。

c.第三實施方式

圖3是作為本發(fā)明的第三實施方式的流體噴射裝置100a的概略構(gòu)成圖。本實施方式的流體噴射裝置100a與第一實施方式的區(qū)別在于：固體位移元件40a和固體位移元件40b的特性不同，而其他構(gòu)成與第一實施方式相同。

本實施方式的流體噴射裝置100a具備共振頻率不同的固體位移元件40a、40b。在本實施方式中，設(shè)置于移動體20的后端部一側(cè)的固體位移元件40b的共振頻率高于固體位移元件40a的共振頻率。

根據(jù)以上所說明的本實施方式的流體噴射裝置100a，由于固體位移元件40b的共振頻率高于固體位移元件40a的共振頻率，因此能夠使移動體20以快于固體位移元件40a的速度移動至吐出口31一側(cè)。因而，能夠確保移動體20的速度，從而能夠吐出高粘度的材料。

d.第四實施方式

圖4是作為本發(fā)明的第四實施方式的流體噴射裝置100b的概略構(gòu)成圖。本實施方式的流體噴射裝置100b與第一實施方式的區(qū)別在于：固體位移元件40a、40b借助接觸部90相連接，而其他構(gòu)成與第一實施方式相同。

本實施方式的流體噴射裝置100b具備正圓球狀的接觸部90。固體位移元件40a和固體位移元件40b的接觸于接觸部90的端面分別呈錐形凹陷。因而，接觸部90和固體位移元件40a、40b分別進行線接觸。接觸部90是剛性體，由金屬、陶瓷構(gòu)成。

根據(jù)以上所說明的本實施方式的流體噴射裝置100b，由于能夠通過接觸部90抑制固體位移元件40a、40b相互的發(fā)熱給彼此造成影響，因此提高了固體位移元件40a、40b的耐用性。

e.變型例

第一變形例

在上述實施方式中，使用壓電元件作為固體位移元件。與此相對，也可以使用磁致伸縮元件作為固體位移元件。

第二變形例

在上述第一實施方式中，也可以不設(shè)置施力部件80，而是通過粘結(jié)劑接合移動體20和固體位移元件40b。即使是這樣的構(gòu)成，也能夠確保移動體20的速度，從而能夠吐出高粘度的材料。

第三變形例

在上述第三實施方式中，也可以將伸展速度快于固體位移元件40a的固體位移元件用于固體位移元件40b。即使是這樣的構(gòu)成，也能夠確保移動體20的速度，從而能夠吐出高粘度的材料。

第四變形例

在上述第三實施方式中，也可以將最大位移量小于固體位移元件40a的固體位移元件用于固體位移元件40b。即使是這樣的構(gòu)成，也能夠確保移動體20的速度，從而能夠吐出高粘度的材料。

第五變形例

在上述第四實施方式中，也可以將固體位移元件40a和固體位移元件40b的接觸于接觸部90的端面設(shè)為平面，而使接觸部90和固體位移元件40a、40b分別進行點接觸。另外，也可以是，使其中一方進行點接觸，使另一方進行線接觸。

本發(fā)明不限于上述的實施方式、變形例，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)，可通過各種構(gòu)成來實現(xiàn)。例如，為了解決上述技術(shù)問題，或者為了實現(xiàn)上述效果的部分或全部，與發(fā)明內(nèi)容一欄內(nèi)所記載的各方式中的技術(shù)特征相對應(yīng)的實施方式、變形例中的技術(shù)特征可適當進行替換、組合。另外，如果該技術(shù)特征在本說明書中并未作為必須特征進行說明，則可適當刪除。