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JP2013193001A - Liquid supply device, liquid discharge device, and liquid supply method - Google Patents

Liquid supply device, liquid discharge device, and liquid supply method Download PDF

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JP2013193001A
JP2013193001A JP2012060517A JP2012060517A JP2013193001A JP 2013193001 A JP2013193001 A JP 2013193001A JP 2012060517 A JP2012060517 A JP 2012060517A JP 2012060517 A JP2012060517 A JP 2012060517A JP 2013193001 A JP2013193001 A JP 2013193001A
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JP
Japan
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liquid
space
pressure
piston
air
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012060517A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Ikeda
浩二 池田
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】微小な供給量で一定量の液体を供給することが可能な液体供給装置、液体吐出装置及び液体供給方法を提供する。
【解決手段】液体供給装置30は、シリンジ112と、ピストン113と、圧力調整室115に対して空気を供給及び圧力調整室115から空気を排出し、供給及び排出により圧力調整室115に対する空気圧を調整することで液体の液面を押圧する給排出手段と、圧力調整室115に対する空気圧を検知する圧力センサ121と、シリンジ112内においてピストン113を移動させる駆動部120と、圧力センサ121による空気圧の検知結果に基づいて押圧における圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率を導出し、導出された時間変化率が所定の閾値より小さい場合に、駆動部120を制御することでピストン113を液体の液面に近付くように移動させる制御部122とを備える。
【選択図】図4
A liquid supply device, a liquid discharge device, and a liquid supply method capable of supplying a constant amount of liquid with a minute supply amount are provided.
A liquid supply device 30 supplies air to a syringe 112, a piston 113, and a pressure adjustment chamber 115 and discharges air from the pressure adjustment chamber 115, and supplies and discharges air pressure to the pressure adjustment chamber 115. Supply / discharge means that presses the liquid level by adjusting, a pressure sensor 121 that detects the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115, a drive unit 120 that moves the piston 113 in the syringe 112, and the air pressure of the pressure sensor 121 Based on the detection result, a time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 in the pressing is derived, and when the derived time change rate is smaller than a predetermined threshold value, the piston 113 is controlled by controlling the driving unit 120. And a control unit 122 that moves so as to approach the surface.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、液体を押圧して液滴状に吐出する液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給装置、液体吐出装置及び液体供給方法に関する。   The present invention relates to a liquid supply apparatus, a liquid discharge apparatus, and a liquid supply method that supply liquid to a liquid discharge head that discharges liquid in a droplet shape by pressing the liquid.

記録紙等に対してインクを液滴状に吐出するインクジェット技術が知られている。このインクジェット技術は、例えば、各種のデバイス製造過程におけるパターンの形成及び薄膜の形成等に応用されている。近年、このようなインクジェット技術は、例えば半導体デバイスの製造過程及び発光ダイオードの製造過程にも応用されようとしている。半導体デバイスの製造過程では、高粘度の熱硬化性樹脂を吐出する必要がある。また、発光ダイオードの製造過程では、固形の蛍光体が分散された液体を吐出する必要がある。   2. Related Art Inkjet technology is known in which ink is ejected in droplets onto recording paper or the like. This ink jet technology is applied to, for example, pattern formation and thin film formation in various device manufacturing processes. In recent years, such ink-jet technology has been applied to, for example, a semiconductor device manufacturing process and a light-emitting diode manufacturing process. In the manufacturing process of a semiconductor device, it is necessary to discharge a thermosetting resin having a high viscosity. Further, in the manufacturing process of the light emitting diode, it is necessary to discharge a liquid in which a solid phosphor is dispersed.

インクジェット技術には、液体を吐出する液体吐出ヘッドが用いられる。液体吐出ヘッドの一例が特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の液体吐出ヘッドは、液体を供給するための供給孔と液体を吐出するための吐出孔とが連通状態で設けられた貯留室に吐出対象の液体を貯留し、貯留室の容積を短時間に減少させることで、吐出孔から液体を吐出するものである。このような構造の液体吐出ヘッドによれば、剛体同士が摩擦する部分が無く、液体に含まれる固体が剛体の間に侵入して剛体を傷つけることが無いため、固体を含む液体でも吐出することができる。また、貯留室の容積を縮める力が強いため、高い粘度の液体でも吐出することが可能である。   In the ink jet technology, a liquid discharge head that discharges liquid is used. An example of a liquid discharge head is disclosed in Patent Document 1. The liquid discharge head described in Patent Literature 1 stores a liquid to be discharged in a storage chamber in which a supply hole for supplying a liquid and a discharge hole for discharging a liquid are provided in communication with each other. By reducing the volume in a short time, the liquid is discharged from the discharge hole. According to the liquid discharge head having such a structure, there is no portion where the rigid bodies rub against each other, and the solid contained in the liquid does not enter between the rigid bodies and damage the rigid body. Can do. Moreover, since the force which shrinks the volume of a storage chamber is strong, it is possible to discharge even a highly viscous liquid.

特開2008−307466号公報JP 2008-307466 A

ところで、特許文献1の液体吐出ヘッドにおいては貯留室内に一定の供給量で液体を供給する必要があるが、貯留室の容積は小さいため、液体の供給量は小さくなる。従って、特許文献1の液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給装置においては、微小な供給量で一定量の液体を安定して供給することが求められる。しかしながら、一般的に用いられているような、液体が貯留されたシリンジ内にブランジャーを設け、機械的手段によりブランジャーを移動させて液体を押圧することでシリンジから液体を供給させる構造では、ブランジャーの移動量を細かく正確に制御することは困難である。従って、一般的な液体供給装置では、微小な供給量で一定量の液体を供給することは困難である。   By the way, in the liquid discharge head of Patent Document 1, it is necessary to supply liquid into the storage chamber with a constant supply amount. However, since the volume of the storage chamber is small, the supply amount of liquid is small. Therefore, in the liquid supply apparatus that supplies liquid to the liquid discharge head disclosed in Patent Document 1, it is required to stably supply a constant amount of liquid with a minute supply amount. However, in a structure in which a liquid is supplied from a syringe by providing a blanker in a syringe in which the liquid is stored and pressing the liquid by moving the blanker by mechanical means, as commonly used, It is difficult to precisely control the amount of movement of the blanker. Therefore, it is difficult for a general liquid supply apparatus to supply a constant amount of liquid with a minute supply amount.

ここで、特開平4−247261号公報には、液体が貯留されたシリンジ内に液体を押圧するブランジャーを設け、このブランジャーを空気圧によって加圧して移動させることにより、液体をシリンジから吐出させる液体吐出装置が開示されている。この液体吐出装置では、ブランジャーの移動に追従して移動するピストンをシリンジ内に設けることで、ブランジャーの空気圧を一定にしている。このような構造の液体吐出装置によれば、空気圧によって液体を押圧するため、微小量の液体を吐出させることができる。また、ブランジャーの空気圧を一定にしているため、液体の吐出量を一定とすることもできる。従って、この液体吐出装置を液体供給装置に適用することで、微小な供給量で一定量の液体を液体吐出ヘッドに供給することが考えられる。しかしながら、特開平4−247261号公報の液体吐出装置には、ブランジャーの移動に追従させてピストンを移動させるための具体的な構成が開示されていない。例えば、ブランジャーに位置センサを設ける等の機構を採用した場合には、液体供給装置の構成が複雑化してしまう。   Here, in JP-A-4-247261, a blanker that presses a liquid is provided in a syringe in which the liquid is stored, and the liquid is discharged from the syringe by pressurizing and moving the blanker with air pressure. A liquid ejection device is disclosed. In this liquid ejecting apparatus, a piston that moves following the movement of the blanker is provided in the syringe so that the air pressure of the blanker is constant. According to the liquid ejecting apparatus having such a structure, since a liquid is pressed by air pressure, a minute amount of liquid can be ejected. Further, since the air pressure of the blanker is made constant, the discharge amount of the liquid can be made constant. Therefore, it is conceivable that a certain amount of liquid is supplied to the liquid discharge head with a minute supply amount by applying this liquid discharge device to the liquid supply device. However, the liquid ejecting apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-247261 does not disclose a specific configuration for moving the piston so as to follow the movement of the blanker. For example, when a mechanism such as providing a position sensor on the blanker is employed, the configuration of the liquid supply apparatus becomes complicated.

本発明は、上述した従来の課題を解決するものであり、その目的は、微小な供給量で一定量の液体を供給することが可能な液体供給装置、液体吐出装置及び液体供給方法を提供することである。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a liquid supply apparatus, a liquid discharge apparatus, and a liquid supply method capable of supplying a constant amount of liquid with a minute supply amount. That is.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る液体供給装置は、液体を押圧して供給する液体供給装置であって、前記液体を貯留するシリンジと、前記シリンジ内において、前記液体の液面に対して、空気が給排気される第1空間にて隔てられるように配置されたピストンと、前記ピストンを介して前記第1空間と接続されて前記第1空間に対して空気を供給及び前記第1空間から空気を排出し、前記供給及び排出により前記第1空間に対する空気圧を調整することで前記液体の液面を押圧する給排出手段と、前記第1空間に対する空気圧を検知する圧力検知手段と、前記シリンジ内において前記ピストンを移動させる駆動手段と、前記圧力検知手段による前記空気圧の検知結果に基づいて前記押圧における前記第1空間に対する空気圧の時間変化率を導出し、導出された時間変化率が所定の閾値より小さい場合に、前記駆動手段を制御することで前記ピストンを前記液体の液面に近付くように移動させる制御手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a liquid supply apparatus according to an aspect of the present invention is a liquid supply apparatus that presses and supplies a liquid, the syringe storing the liquid, and the liquid in the syringe. A piston arranged to be separated from the liquid level in a first space where air is supplied and exhausted, and connected to the first space via the piston to supply air to the first space And supply / discharge means for pressing the liquid surface by adjusting the air pressure to the first space by discharging air from the first space and adjusting the air pressure to the first space by the supply and discharge, and the pressure to detect the air pressure to the first space Air pressure with respect to the first space in the pressing based on the detection result of the air pressure by the detection means, the drive means for moving the piston in the syringe, and the pressure detection means Control means for deriving a time change rate and moving the piston so as to approach the liquid surface of the liquid by controlling the driving means when the derived time change rate is smaller than a predetermined threshold value. It is characterized by.

本態様によれば、液体の液面に対向する第1空間に対する空気圧により液体の液面を押圧するため、微小量の液体を供給することができる。このとき、液体の供給が進むにつれてシリンジ内の液体の貯留量が減少し、ピストンと液体の液面との間の距離が離れて第1空間の容積が大きくなる。従って、給排出手段による空気の給排出速度を一定とした場合、液体の供給が進むにつれて第1空間に対する空気圧の時間変化率が減少し、液体供給装置による液体の供給量が減少する。しかし、本態様によれば、第1空間に対する空気圧を検知し、第1空間に対する空気圧の時間変化率が減少するにつれてピストンが液体の液面に近付くため、液体の供給が進んでも第1空間の容積は大きく変化しない。従って、液体の供給量を一定とすることができる。その結果、微小な供給量で一定量の液体を供給することが可能な液体供給装置を実現することができる。   According to this aspect, since the liquid surface of the liquid is pressed by the air pressure with respect to the first space facing the liquid surface, a minute amount of liquid can be supplied. At this time, as the liquid supply proceeds, the amount of liquid stored in the syringe decreases, the distance between the piston and the liquid surface of the liquid increases, and the volume of the first space increases. Accordingly, when the air supply / discharge speed by the supply / discharge means is constant, the time change rate of the air pressure with respect to the first space decreases as the liquid supply proceeds, and the liquid supply amount by the liquid supply device decreases. However, according to this aspect, the air pressure with respect to the first space is detected, and the piston approaches the liquid level as the time change rate of the air pressure with respect to the first space decreases. The volume does not change greatly. Therefore, the supply amount of the liquid can be made constant. As a result, it is possible to realize a liquid supply apparatus that can supply a constant amount of liquid with a minute supply amount.

ここで、前記ピストンの内部には、前記給排出手段と連通された第2空間が形成され、
前記第1空間側の前記ピストンの前記液体の液面と対向する部位には、前記第2空間と前記第1空間とを連通する複数の貫通孔が形成されていてもよい。
Here, a second space communicating with the supply / discharge means is formed inside the piston,
A plurality of through holes that connect the second space and the first space may be formed in a portion of the piston on the first space side facing the liquid surface of the liquid.

本態様によれば、給排出手段により供給された空気が、一旦、ピストンの第2空間に供給され、その後、複数の貫通孔を通って液体の液面に対向する第1空間に供給されるため、大量の空気が一度に第1空間に供給されることが抑えられる。従って、給排出手段による空気の給排出に対する液体の押圧の応答性を高めるために、第1空間の容積を小さくし、液体の液面とピストンとの間の距離を狭めた場合でも、給排出手段による空気の供給により液体の液面が波立って液体に空気が巻き込まれることが抑えられる。また、空気圧の時間変化量が大きくなり過ぎて液体の供給量がばらつき易くなることが抑えられる。   According to this aspect, the air supplied by the supply / discharge means is once supplied to the second space of the piston, and then supplied to the first space facing the liquid level through the plurality of through holes. Therefore, it is possible to suppress a large amount of air from being supplied to the first space at a time. Therefore, even if the volume of the first space is reduced and the distance between the liquid surface of the liquid and the piston is narrowed in order to enhance the response of the liquid pressing to the air supply / discharge by the supply / discharge means, The supply of air by the means prevents the liquid surface of the liquid from rippled and the air from being caught in the liquid. In addition, it is possible to prevent the amount of change in the air pressure from becoming too large and the liquid supply amount from being easily varied.

また、前記複数の貫通孔の開口は、前記ピストンの前記液体の液面と対向する面の外周に少なくとも沿って配置されていてもよい。   The openings of the plurality of through holes may be arranged along at least the outer periphery of the surface of the piston facing the liquid surface of the liquid.

本態様によれば、給排出手段により供給される空気により押圧される液体の液面がさらに波立ち難くなるので、液体に空気が巻き込まれることがさらに抑えられる。   According to this aspect, since the liquid level of the liquid pressed by the air supplied by the supply / discharge means is more difficult to ripple, it is further suppressed that the air is caught in the liquid.

また、前記圧力検知手段は、前記給排出手段により前記第1空間に対して空気が供給されている第1期間において前記第1空間に対する空気圧を検知し、前記制御手段は、前記第1期間の前記第1空間に対する空気圧の検知結果に基づいて前記押圧における前記第1空間に対する空気圧の時間上昇率を導出し、導出された時間上昇率が所定の閾値より小さい場合に、前記駆動手段の制御を行ってもよい。   In addition, the pressure detection unit detects an air pressure with respect to the first space in a first period in which air is supplied to the first space by the supply / discharge unit, and the control unit detects the air pressure in the first period. A time increase rate of the air pressure with respect to the first space in the pressing is derived based on a detection result of the air pressure with respect to the first space, and when the derived time increase rate is smaller than a predetermined threshold, the control of the driving unit is performed. You may go.

本態様によれば、第1空間に対する空気圧の時間上昇率に基づいてピストンを移動させるため、第1空間に対する空気圧の時間変化率を常に測定する必要がなくなり、液体供給装置の負荷を軽減することができる。   According to this aspect, since the piston is moved based on the time rate of increase in the air pressure with respect to the first space, it is not necessary to always measure the time change rate of the air pressure with respect to the first space, and the load on the liquid supply device is reduced. Can do.

また、前記圧力検知手段は、前記給排出手段により前記第1空間から空気が排出されている第2期間において前記第1空間に対する空気圧を検知し、前記制御手段は、前記第2期間の前記第1空間に対する空気圧の検知結果に基づいて前記押圧における前記第1空間に対する空気圧の時間減少率を導出し、導出された時間減少率が所定の閾値より小さい場合に、前記駆動手段の制御を行ってもよい。   In addition, the pressure detection unit detects an air pressure with respect to the first space in a second period in which air is discharged from the first space by the supply / discharge unit, and the control unit detects the air pressure in the second period. Based on the detection result of the air pressure for one space, a time decrease rate of the air pressure for the first space in the pressing is derived, and when the derived time decrease rate is smaller than a predetermined threshold, the driving means is controlled. Also good.

本態様によれば、第1空間に対する空気圧の時間減少率に基づいてピストンを移動させるため、第1空間に対する空気圧の時間変化率を常に測定する必要がなくなり、液体供給装置の負荷を軽減することができる。   According to this aspect, since the piston is moved based on the time decrease rate of the air pressure with respect to the first space, it is not necessary to always measure the time change rate of the air pressure with respect to the first space, and the load of the liquid supply device is reduced. Can do.

また、前記第1空間は、前記ピストン及び前記液体の液面と接していてもよい。   The first space may be in contact with the piston and the liquid surface.

本態様によれば、液体の液面とピストンとの間の距離を狭めて空気により押圧される液体の液面に対向する第1空間の容積を小さくできるので、給排出手段による空気の給排出に対する液体の押圧の応答性を高めることができる。   According to this aspect, the distance between the liquid surface of the liquid and the piston can be reduced and the volume of the first space facing the liquid surface pressed by the air can be reduced. The responsiveness of pressing the liquid to the can be enhanced.

また、本発明の一態様に係る液体吐出装置は、液体を押圧して液滴状に吐出する液体吐出ヘッドと、液体を押圧して前記液体吐出ヘッドに供給する液体供給装置とを備える液体吐出装置であって、前記液体吐出ヘッドは、液体を押圧する第1部材と、前記第1部材に対向して配置され、前記第1部材とともに液体が貯留される貯留室を形成する第2部材と、前記第1部材と前記第2部材との間に配置されて前記貯留室の外周部を規定し、前記第1部材により前記第2部材側に押圧されて弾性変形されることによって前記貯留室の容積を増減させる弾性部材と、前記第1部材を前記第2部材に対して近接及び離隔する押圧方向に相対的に変位させることにより、前記弾性部材を弾性変形させる作動部材と、を備え、前記液体供給装置は、前記液体を貯留するシリンジと、前記シリンジ内において、前記液体の液面に対して、空気が給排気される第1空間にて隔てられるように配置されたピストンと、前記ピストンを介して前記第1空間と接続されて前記第1空間に対して空気を供給及び前記第1空間から空気を排出し、前記供給及び排出により前記第1空間に対する空気圧を調整することで前記液体の液面を押圧する給排出手段と、前記第1空間に対する空気圧を検知する圧力検知手段と、前記シリンジ内において前記ピストンを移動させる駆動手段と、前記圧力検知手段による前記空気圧の検知結果に基づいて前記押圧における前記第1空間に対する空気圧の時間変化率を導出し、導出された時間変化率が所定の閾値より小さい場合に、前記駆動手段を制御することで前記ピストンを前記液体の液面に近付くように移動させる制御手段とを備えることを特徴とする。   A liquid discharge apparatus according to one aspect of the present invention includes a liquid discharge head that presses a liquid and discharges the liquid into droplets, and a liquid discharge apparatus that presses the liquid and supplies the liquid to the liquid discharge head. An apparatus, wherein the liquid ejection head includes a first member that presses the liquid, and a second member that is disposed to face the first member and forms a storage chamber in which the liquid is stored together with the first member. The storage chamber is disposed between the first member and the second member to define an outer peripheral portion of the storage chamber and is elastically deformed by being pressed toward the second member by the first member. An elastic member that increases or decreases the volume of the first member, and an operation member that elastically deforms the elastic member by relatively displacing the first member in a pressing direction approaching and separating from the second member, The liquid supply device includes the liquid In the syringe, a piston disposed so as to be separated from the liquid level in the first space in which air is supplied and exhausted, and the first space via the piston To supply air to the first space, discharge air from the first space, and adjust the air pressure to the first space by the supply and discharge to press the liquid level of the liquid The first means in the pressing based on the detection result of the air pressure by the discharge means, the pressure detecting means for detecting the air pressure with respect to the first space, the driving means for moving the piston in the syringe, and the pressure detecting means. Deriving the time change rate of the air pressure with respect to the space, and controlling the drive means when the derived time change rate is smaller than a predetermined threshold value, the piston And a controlling means for moving closer to the liquid surface of the liquid.

本態様によれば、液体吐出ヘッドに微小な供給量で一定量の液体を供給することが可能な液体吐出装置を実現することができる。   According to this aspect, it is possible to realize a liquid ejection apparatus that can supply a predetermined amount of liquid to the liquid ejection head with a minute supply amount.

また、本発明の一態様に係る液体供給方法は、液体を押圧して供給する液体供給装置による液体供給方法であって、前記液体供給装置は、前記液体を貯留するシリンジと、前記シリンジ内において、前記液体の液面に対して、空気が給排気される第1空間にて隔てられるように配置されたピストンとを備え、前記液体供給方法は、前記第1空間に対して空気を供給及び前記第1空間から空気を排出し、前記供給及び排出により前記第1空間に対する空気圧を調整することで前記液体の液面を押圧する押圧ステップと、前記押圧における前記第1空間に対する空気圧の時間変化率を導出し、導出された時間変化率が所定の閾値より小さい場合に、前記シリンジ内において前記ピストンを前記液体の液面に近付くように移動させる移動ステップとを含むことを特徴とする。   The liquid supply method according to an aspect of the present invention is a liquid supply method using a liquid supply device that presses and supplies liquid, the liquid supply device including: a syringe that stores the liquid; A piston disposed so as to be separated from the liquid surface by a first space in which air is supplied and exhausted, and the liquid supply method supplies air to the first space and A pressing step of pressing the liquid level by discharging air from the first space and adjusting the air pressure to the first space by the supply and discharge, and the time change of the air pressure with respect to the first space in the pressing A moving step of deriving a rate and moving the piston so as to approach the liquid level of the liquid in the syringe when the derived time change rate is smaller than a predetermined threshold; Characterized in that it contains.

本態様によれば、微小な供給量で一定量の液体を供給することが可能な液体供給方法を実現することができる。   According to this aspect, it is possible to realize a liquid supply method capable of supplying a constant amount of liquid with a minute supply amount.

本発明によれば、微小な供給量で一定量の液体を供給することが可能な液体供給装置、液体吐出装置及び液体供給方法を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a liquid supply device, a liquid discharge device, and a liquid supply method that can supply a constant amount of liquid with a minute supply amount.

図1は、本発明の実施の形態に係る液体吐出装置の構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a liquid ejection apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the liquid discharge head according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態に係る液体吐出ヘッドを分解した状態で示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the liquid ejection head according to the embodiment of the present invention in an exploded state. 図4は、本発明の実施の形態に係る液体吐出ヘッド及び液体供給装置の構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the liquid discharge head and the liquid supply apparatus according to the embodiment of the present invention. 図5Aは、本発明の実施の形態に係る液体供給装置のピストンの押圧方向の平面図である。FIG. 5A is a plan view in the pressing direction of the piston of the liquid supply apparatus according to the embodiment of the present invention. 図5Bは、本発明の実施の形態に係る液体供給装置のピストンの押圧方向の平面図である。FIG. 5B is a plan view in the pressing direction of the piston of the liquid supply apparatus according to the embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施の形態に係る液体供給装置における液体供給方法及び液体吐出ヘッドによる液体吐出方法を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a liquid supply method and a liquid discharge method by the liquid discharge head in the liquid supply apparatus according to the embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施の形態に係る液体供給装置の第1空間に対する空気圧の時間変化を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a time change of air pressure with respect to the first space of the liquid supply apparatus according to the embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施の形態に係る液体供給装置の第1空間に対する空気圧の時間変化を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a change over time of the air pressure with respect to the first space of the liquid supply apparatus according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。また、図面において、実質的に同一の構成、動作、および効果を表す要素については、同一の符号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. The invention is limited only by the claims. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are not necessarily required to achieve the object of the present invention. It will be described as constituting a preferred form. In the drawings, elements that represent substantially the same configuration, operation, and effect are denoted by the same reference numerals.

図1は、本発明の実施の形態に係る液体吐出装置10の構成を示す斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a liquid ejection apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.

この液体吐出装置10は、装置基台101と、装置基台101に対して主走査方向(図1におけるX軸方向)に往復移動自在に支持されたヘッド102と、装置基台101に対して副走査方向(図1におけるY軸方向)に往復移動自在に支持されたステージ103と、を備えている。   The liquid ejection apparatus 10 includes an apparatus base 101, a head 102 supported so as to be reciprocally movable in the main scanning direction (X-axis direction in FIG. 1) with respect to the apparatus base 101, and the apparatus base 101. And a stage 103 supported so as to be reciprocally movable in the sub-scanning direction (Y-axis direction in FIG. 1).

装置基台101には、ヘッド移動機構104が支持されている。このヘッド移動機構104は、主走査方向に延びるキャリッジ軸105と、キャリッジ軸105に往復移動自在にガイドされるキャリッジ106と、を含んでいる。キャリッジ106には、ヘッド102が支持されている。例えばモータ等の駆動源(図示せず)によりキャリッジ106がキャリッジ軸105上を往復移動することによって、ヘッド102は、装置基台101に対して主走査方向に往復移動される。なお、ヘッド102には、例えばシリコン樹脂等の液体を押圧して液滴状に吐出する液体吐出ヘッドとそれに液体を供給する液体供給装置が1個又は複数個設けられている。   A head moving mechanism 104 is supported on the apparatus base 101. The head moving mechanism 104 includes a carriage shaft 105 that extends in the main scanning direction and a carriage 106 that is guided by the carriage shaft 105 so as to reciprocate. A head 102 is supported on the carriage 106. For example, when the carriage 106 reciprocates on the carriage shaft 105 by a drive source (not shown) such as a motor, the head 102 is reciprocated in the main scanning direction with respect to the apparatus base 101. The head 102 is provided with one or a plurality of liquid discharge heads that discharge liquid droplets by pressing a liquid such as silicon resin, and a liquid supply device that supplies the liquid thereto.

また、装置基台101には、ステージ移動機構107が支持されている。このステージ移動機構107は、副走査方向に延び、且つ、間隔を置いて配置された一対のステージ軸108a,108bを含んでいる。一対のステージ軸108a,108bには、ステージ103が往復移動自在にガイドされている。ステージ103の上面には、例えば記録紙等の被吐出物109が支持されている。例えばモータ等の駆動源(図示せず)によりステージ103が一対のステージ軸108a,108b上を往復移動することによって、ステージ103は、装置基台101に対して副走査方向に往復移動される。   A stage moving mechanism 107 is supported on the apparatus base 101. The stage moving mechanism 107 includes a pair of stage shafts 108a and 108b that extend in the sub-scanning direction and are spaced from each other. The stage 103 is guided by the pair of stage shafts 108a and 108b so as to be reciprocally movable. On the upper surface of the stage 103, an object to be ejected 109 such as recording paper is supported. For example, the stage 103 is reciprocated in the sub-scanning direction with respect to the apparatus base 101 by reciprocating the stage 103 on the pair of stage shafts 108a and 108b by a driving source (not shown) such as a motor.

液体吐出装置10では、ヘッド102とステージ103上の被吐出物109とをそれぞれ装置基台101に対して相対的に移動させながら、ヘッド102から液体を被吐出物109に向けて液滴状に吐出する。これにより、被吐出物109上に液体がドット状に付着し、例えば被吐出物109上に所望のパターン又は薄膜等を形成することができる。   In the liquid discharge apparatus 10, the liquid from the head 102 to the discharge target 109 is formed into droplets while the head 102 and the discharge target 109 on the stage 103 are moved relative to the apparatus base 101. Discharge. As a result, the liquid adheres to the object to be ejected 109 in the form of dots, and a desired pattern or thin film can be formed on the object to be ejected 109, for example.

次に、図2〜図5Bを用いて、本実施の形態に係る液体吐出ヘッド20及び液体供給装置30の構成について説明する。   Next, the configuration of the liquid ejection head 20 and the liquid supply apparatus 30 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図2は、本実施の形態に係る液体吐出ヘッド20の外観を示す斜視図である。図3は、液体吐出ヘッド20を分解した状態で示す斜視図である。図4は、液体吐出ヘッド20及び液体供給装置30の構成を示す断面図である。図5A及び図5Bは、液体供給装置30のピストン113の平面図(下面図)である。   FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the liquid ejection head 20 according to the present embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing the liquid ejection head 20 in an exploded state. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the liquid discharge head 20 and the liquid supply device 30. 5A and 5B are plan views (bottom views) of the piston 113 of the liquid supply device 30. FIG.

液体吐出ヘッド20は、液体を押圧して液滴状に吐出するヘッドであり、液体を押圧する第1部材205と、第1部材205に対向して配置され、第1部材205とともに液体が貯留される貯留室213を形成する第2部材206と、第1部材205と第2部材206との間に配置されて貯留室213の外周部を規定し、第1部材205により第2部材206側に押圧されて弾性変形されることによって貯留室213の容積を増減させる弾性部材207と、第1部材205を第2部材206に対して近接及び離隔する押圧方向に相対的に変位させることにより、弾性部材207を弾性変形させる作動部材218とを備えている。   The liquid discharge head 20 is a head that presses the liquid and discharges it in the form of droplets. The liquid discharge head 20 is disposed opposite the first member 205 that presses the liquid and the first member 205, and stores the liquid together with the first member 205. The second member 206 forming the storage chamber 213 and the first member 205 and the second member 206 are arranged between the first member 205 and the second member 206 to define the outer peripheral portion of the storage chamber 213. The elastic member 207 that increases and decreases the volume of the storage chamber 213 by being pressed and elastically deformed, and the first member 205 is relatively displaced in the pressing direction approaching and separating from the second member 206, And an actuating member 218 that elastically deforms the elastic member 207.

以下、液体吐出ヘッド20について詳細に説明する。   Hereinafter, the liquid discharge head 20 will be described in detail.

この液体吐出ヘッド20は、ヘッド本体201を備えている。ヘッド本体201は、相互に締結された保持体202及び蓄熱体203を有している。   The liquid discharge head 20 includes a head body 201. The head main body 201 includes a holding body 202 and a heat storage body 203 that are fastened to each other.

蓄熱体203は、上面が開口された箱形状に構成されている。蓄熱体203の底部には、第2部材206の吐出孔214を外部に露出させるための開口部203aが設けられている。蓄熱体203は、熱伝導性の高い材質、例えば銅やステンレス等で構成されている。蓄熱体203の内面には、蓄熱体203を加熱するための加熱部材204が取り付けられている。加熱部材204は、例えば電気ヒータ及びセラミックスヒータ等で構成される。加熱部材204からの熱が蓄熱体203に伝達されることによって、蓄熱体203が所定の温度(例えば、30〜80℃)に保たれる。   The heat storage body 203 is configured in a box shape having an upper surface opened. An opening 203a for exposing the discharge hole 214 of the second member 206 to the outside is provided at the bottom of the heat storage body 203. The heat storage body 203 is made of a material having high thermal conductivity, such as copper or stainless steel. A heating member 204 for heating the heat storage body 203 is attached to the inner surface of the heat storage body 203. The heating member 204 is composed of, for example, an electric heater and a ceramic heater. By transferring the heat from the heating member 204 to the heat storage body 203, the heat storage body 203 is maintained at a predetermined temperature (for example, 30 to 80 ° C.).

保持体202は、蓄熱体203の上面の開口を覆うようにして、蓄熱体203の上面に取り付けられている。この保持体202には、第1部材205が挿入される開口部202aが設けられている。保持体202は、剛性を有する材質、例えばステンレス等で構成されている。   The holding body 202 is attached to the upper surface of the heat storage body 203 so as to cover the opening on the upper surface of the heat storage body 203. The holding body 202 is provided with an opening 202a into which the first member 205 is inserted. The holding body 202 is made of a material having rigidity, such as stainless steel.

ヘッド本体201の内部には、第1部材205、第2部材206、弾性部材207、付勢部材216、電極217及び作動部材218が設けられている。   Inside the head body 201, a first member 205, a second member 206, an elastic member 207, a biasing member 216, an electrode 217, and an operating member 218 are provided.

第1部材205は例えばパイプ状に構成され、第1部材205の上端部の内部には、ヘッド本体201の外部より液体が供給される供給流路209が設けられている。第2部材206側に位置する第1部材205の下端部は、貯留室213の上面側を規定し、貯留室213に液体を供給する供給孔210を有する。第2部材206側の下端部からより離れる側に位置する第1部材205の上端部は、保持体202の開口部を通してヘッド本体201の外部に延びている。第1部材205には、供給流路209の下流側端部と連通されたオリフィス状の供給孔210が形成されている。押圧方向に直交する貯留室213の一端側に液体を供給する供給孔210の直径は、供給流路209の直径よりも小さく構成されている。供給流路209の中心軸線は、供給孔210の中心軸線と押圧方向に直交する貯留室213の他端側より液体を吐出する吐出孔214の中心軸線との間に配置されている。供給流路209の中心軸線及び供給孔210の中心軸線は、押圧方向に直交する方向に互いにずれて、且つ、第1部材205の押圧方向に対して略平行に延びている。第1部材205の下端部には、供給孔210と貯留室213とを相互に接続する供給側凹部が形成されている。供給側凹部は、その断面積が貯留室213に向けて漸増するテーパ状に構成されている。供給孔210の中心軸線に対する第1部材205の供給側凹部の傾斜角度は、例えば約45度である。   The first member 205 is configured in a pipe shape, for example, and a supply channel 209 through which liquid is supplied from the outside of the head main body 201 is provided inside the upper end portion of the first member 205. A lower end portion of the first member 205 located on the second member 206 side defines a top surface side of the storage chamber 213 and has a supply hole 210 for supplying liquid to the storage chamber 213. The upper end portion of the first member 205 located on the side farther from the lower end portion on the second member 206 side extends to the outside of the head main body 201 through the opening of the holding body 202. The first member 205 is formed with an orifice-shaped supply hole 210 communicating with the downstream end of the supply flow path 209. The diameter of the supply hole 210 that supplies the liquid to one end side of the storage chamber 213 orthogonal to the pressing direction is configured to be smaller than the diameter of the supply flow path 209. The central axis of the supply channel 209 is disposed between the central axis of the supply hole 210 and the central axis of the discharge hole 214 that discharges liquid from the other end side of the storage chamber 213 orthogonal to the pressing direction. The central axis of the supply channel 209 and the central axis of the supply hole 210 are shifted from each other in a direction orthogonal to the pressing direction and extend substantially parallel to the pressing direction of the first member 205. A supply-side recess that connects the supply hole 210 and the storage chamber 213 to each other is formed at the lower end of the first member 205. The supply-side recess has a tapered shape whose cross-sectional area gradually increases toward the storage chamber 213. The inclination angle of the supply-side recess of the first member 205 with respect to the central axis of the supply hole 210 is, for example, about 45 degrees.

なお、第1部材205は、シリコンゴムやフッ素ゴム等の弾性と耐薬品性とを有する部材で構成される弾性部材207に対して剛性の高い材質、例えばステンレス鋼で構成されている。第1部材205に関する寸法として、例えば、第1部材205の外形の直径は約5mm、オリフィス状の供給孔210の直径は約0.15mm、供給孔210の長さは約1mm、供給孔210に液体を供給する供給流路209の直径は約1.5mm、供給孔210と貯留室213とを相互に接続する供給側凹部の直径の最大値は約0.5mmに構成されている。   The first member 205 is made of a material having high rigidity, for example, stainless steel, with respect to the elastic member 207 made of a member having elasticity and chemical resistance such as silicon rubber and fluorine rubber. As dimensions relating to the first member 205, for example, the outer diameter of the first member 205 is about 5 mm, the diameter of the orifice-shaped supply hole 210 is about 0.15 mm, the length of the supply hole 210 is about 1 mm, The supply channel 209 for supplying the liquid has a diameter of about 1.5 mm, and the maximum value of the diameter of the supply-side recess that connects the supply hole 210 and the storage chamber 213 to each other is about 0.5 mm.

第2部材206は、第1部材205の下端面と対向するようにして、蓄熱体203の底部に取り付けられている。第2部材206の上面には、例えば円形状の貯留室形成用凹部が形成されている。第1部材205の下端面と第2部材206の貯留室形成用凹部とが協働することによって、液体が貯留される貯留室213が形成される。第1部材205の下端面(供給側凹部を含む)は、貯留室213の上面を規定し、第2部材206の貯留室形成用凹部(吐出側凹部を含む)は、貯留室213の下面を規定する。第2部材206の内部には、貯留室213と連通された吐出孔214が形成されている。この吐出孔214は、蓄熱体203の開口部203aを通して外部に露出されている。第2部材206の上端部には、吐出孔214と貯留室213とを相互に接続する吐出側凹部が形成されている。吐出側凹部は、その断面積が貯留室213に向けて漸増するテーパ状に構成されている。吐出孔214の中心軸線に対する吐出側凹部の傾斜角度は、例えば約45度である。   The second member 206 is attached to the bottom of the heat storage body 203 so as to face the lower end surface of the first member 205. On the upper surface of the second member 206, for example, a circular recess for forming a storage chamber is formed. The storage chamber 213 in which the liquid is stored is formed by the cooperation of the lower end surface of the first member 205 and the storage chamber forming recess of the second member 206. The lower end surface (including the supply-side recess) of the first member 205 defines the upper surface of the storage chamber 213, and the storage chamber forming recess (including the discharge-side recess) of the second member 206 is the lower surface of the storage chamber 213. Stipulate. Inside the second member 206, a discharge hole 214 communicating with the storage chamber 213 is formed. The discharge hole 214 is exposed to the outside through the opening 203 a of the heat storage body 203. A discharge-side recess that connects the discharge hole 214 and the storage chamber 213 to each other is formed at the upper end of the second member 206. The discharge-side recess has a tapered shape in which the cross-sectional area gradually increases toward the storage chamber 213. The inclination angle of the discharge side recess with respect to the central axis of the discharge hole 214 is, for example, about 45 degrees.

なお、第2部材206は、熱伝導性の高い材質、例えばステンレス鋼及びセラミック材等で構成されている。第2部材206は、蓄熱体203と熱的に接続されている。これにより、加熱部材204により加熱された蓄熱体203の熱が、第2部材206を介して吐出孔214に充填される液体に伝達される。ここで、「熱的に接続される」とは、蓄熱体203と第2部材206とが直接又は間接的に接触し、蓄熱体203の熱を第2部材206に十分に伝達できる程度に接続されている状態をいう。また、「間接的に接触」とは、蓄熱体203と第2部材206との間に、例えば熱伝導性の高い部材が配置されている状態をいう。   The second member 206 is made of a material having high thermal conductivity, such as stainless steel and ceramic material. The second member 206 is thermally connected to the heat storage body 203. Thereby, the heat of the heat storage body 203 heated by the heating member 204 is transmitted to the liquid filled in the discharge hole 214 via the second member 206. Here, “thermally connected” means that the heat storage body 203 and the second member 206 are in direct or indirect contact with each other and the heat of the heat storage body 203 can be sufficiently transferred to the second member 206. The state that has been done. Further, “indirect contact” refers to a state in which, for example, a member having high thermal conductivity is disposed between the heat storage body 203 and the second member 206.

第2部材206に関する寸法として、例えば、吐出孔214の直径は約0.15mm、吐出孔214の長さは0.03〜0.5mm、吐出孔214と貯留室213とを相互に接続する吐出側凹部の直径の最大値は約1mmに構成されている。   As dimensions relating to the second member 206, for example, the diameter of the discharge hole 214 is about 0.15 mm, the length of the discharge hole 214 is 0.03 to 0.5 mm, and the discharge that connects the discharge hole 214 and the storage chamber 213 to each other. The maximum value of the diameter of the side recess is configured to be about 1 mm.

また、貯留室213の直径は、第1部材205の供給側凹部の直径の最大値及び第2部材206の吐出側凹部の直径の最大値よりも大きく構成されている。   Further, the diameter of the storage chamber 213 is configured to be larger than the maximum value of the diameter of the supply side recess of the first member 205 and the maximum value of the diameter of the discharge side recess of the second member 206.

弾性部材207は、薄い板状、且つ、押圧方向のXY平面視でリング状に構成されている。この弾性部材207は、第1部材205と第2部材206との間に配置されている。この弾性部材207は、貯留室形成用凹部の外周部に配置されることによって、押圧方向に対して直交する方向において貯留室213の外周部を規定する。押圧方向に対して直交する方向を含む平面における貯留室213の断面形状は、円形状で構成されている。後述するように、弾性部材207が第1部材205により第2部材206側に押圧されて弾性変形された際には、弾性部材207の径方向外側への弾性変形が貯留室形成用凹部の外周部によって規制される。なお、この弾性部材207は、貯留室213内の液体が外部に漏れるのを防止するシール機能をも有している。弾性部材207の寸法として、例えば、厚みtは0.05mm〜0.5mm、外径は5.2〜7mm、内径は0.2〜4.8mmに構成されている。   The elastic member 207 is formed in a thin plate shape and a ring shape in an XY plan view in the pressing direction. The elastic member 207 is disposed between the first member 205 and the second member 206. The elastic member 207 defines the outer peripheral portion of the storage chamber 213 in a direction orthogonal to the pressing direction by being disposed on the outer peripheral portion of the storage chamber forming recess. The cross-sectional shape of the storage chamber 213 in a plane including a direction orthogonal to the pressing direction is a circular shape. As will be described later, when the elastic member 207 is pressed toward the second member 206 side by the first member 205 and elastically deformed, the elastic deformation of the elastic member 207 radially outward is the outer periphery of the recess for forming the storage chamber. Regulated by the department. The elastic member 207 also has a sealing function for preventing the liquid in the storage chamber 213 from leaking to the outside. As the dimensions of the elastic member 207, for example, the thickness t is 0.05 mm to 0.5 mm, the outer diameter is 5.2 to 7 mm, and the inner diameter is 0.2 to 4.8 mm.

供給孔210は、押圧方向に対して直交する方向の貯留室213の一端側に連通され、吐出孔214は、押圧方向に対して直交する方向の貯留室213の他端側に連通されている。供給孔210は、押圧方向に直交する方向において吐出孔214からずれた位置に配置されている。供給孔210と吐出孔214との押圧方向に直交する方向における配置間隔は、例えば1.0〜3.6mmに構成されている。   The supply hole 210 communicates with one end side of the storage chamber 213 in the direction orthogonal to the pressing direction, and the discharge hole 214 communicates with the other end side of the storage chamber 213 in the direction orthogonal to the pressing direction. . The supply hole 210 is disposed at a position shifted from the discharge hole 214 in a direction orthogonal to the pressing direction. The arrangement interval in the direction orthogonal to the pressing direction of the supply hole 210 and the discharge hole 214 is configured to be 1.0 to 3.6 mm, for example.

作動部材218は、例えば積層型の圧電素子で構成されたアクチュエータである。作動部材218の中央部には貫通孔が設けられ、この貫通孔には第1部材205が挿入されている。これにより、作動部材218は、第1部材205の周囲を取り囲むようにして、ヘッド本体201の内部に配設されている。作動部材218の上端部218aは、第1部材205の外周面に接着剤等により強固に固定されている。作動部材218の下端部は、第2部材206の上面に弾性部材207の一部を介して接触されている。作動部材218の上端部218aと保持体202の下面との間には皿ばね等で構成された付勢部材216が配置されており、この付勢部材216の付勢力によって、作動部材218の下端部が第2部材206の上面に押し当てられる。付勢部材216が支持部205aを押圧する力は、例えば約20kgfである。   The actuating member 218 is an actuator composed of, for example, a laminated piezoelectric element. A through hole is provided in the central portion of the operating member 218, and the first member 205 is inserted into the through hole. Thus, the operating member 218 is disposed inside the head body 201 so as to surround the first member 205. The upper end 218a of the operating member 218 is firmly fixed to the outer peripheral surface of the first member 205 with an adhesive or the like. The lower end portion of the operating member 218 is in contact with the upper surface of the second member 206 via a part of the elastic member 207. An urging member 216 composed of a disc spring or the like is disposed between the upper end 218 a of the operating member 218 and the lower surface of the holding body 202, and the lower end of the operating member 218 is urged by the urging force of the urging member 216. The portion is pressed against the upper surface of the second member 206. The force with which the biasing member 216 presses the support portion 205a is, for example, about 20 kgf.

作動部材218の外周部には、電極217が配設されている。この電極217に電圧が印加されたときには、作動部材218は全体として、Z軸方向に伸長される伸長状態に保持される。このとき、第1部材205は、作動部材218の伸長力によって、押圧方向において第2部材206から離隔する向きに変位される。電極217への電圧の印加が解除されたときには、作動部材218は全体として、Z軸方向に収縮される収縮状態に保持される。このとき、第1部材205は、作動部材218の収縮及び付勢部材216の付勢力によって、押圧方向において第2部材206に相対的に近接する向きに変位される。なお、作動部材218が伸長又は収縮した際における、第1部材205の押圧方向における変位量は、例えば約10μmである。   An electrode 217 is disposed on the outer periphery of the operating member 218. When a voltage is applied to the electrode 217, the operating member 218 as a whole is held in an extended state that extends in the Z-axis direction. At this time, the first member 205 is displaced in a direction away from the second member 206 in the pressing direction by the extension force of the operating member 218. When the application of the voltage to the electrode 217 is released, the operating member 218 is maintained in a contracted state in which the operating member 218 contracts in the Z-axis direction as a whole. At this time, the first member 205 is displaced in a direction relatively close to the second member 206 in the pressing direction by the contraction of the operating member 218 and the urging force of the urging member 216. The displacement amount in the pressing direction of the first member 205 when the operating member 218 expands or contracts is, for example, about 10 μm.

以上のように、液体吐出ヘッド20では、第1部材205の供給孔210は押圧方向に直交する方向の貯留室213の一端側に連通され、第2部材206の吐出孔214は押圧方向に直交する方向の貯留室213の他端側に連通されている。そして、供給孔210の中心軸線は、吐出孔214の中心軸線からずれた位置に配置されている。このような構成によって、供給孔210より貯留室213に供給された液体は、押圧方向に直交する方向の貯留室213の一端側から他端側に向けて流れる。これにより、液体は、貯留室213内の空気を吐出孔214に押しやりながら流れるので、貯留室213内に空気溜まりが生じるのが抑制され、効率的に貯留室213内における液体の充填性を高めることができる。   As described above, in the liquid discharge head 20, the supply hole 210 of the first member 205 is communicated with one end side of the storage chamber 213 in the direction orthogonal to the pressing direction, and the discharge hole 214 of the second member 206 is orthogonal to the pressing direction. The storage chamber 213 communicates with the other end of the storage chamber 213 in the direction in which it moves. The central axis of the supply hole 210 is disposed at a position shifted from the central axis of the discharge hole 214. With such a configuration, the liquid supplied from the supply hole 210 to the storage chamber 213 flows from one end side to the other end side of the storage chamber 213 in a direction orthogonal to the pressing direction. Thereby, since the liquid flows while pushing the air in the storage chamber 213 to the discharge hole 214, the occurrence of air accumulation in the storage chamber 213 is suppressed, and the liquid filling property in the storage chamber 213 is efficiently improved. Can be increased.

図4に示すように、本実施の形態の液体吐出装置10は、さらに、大気圧以上の圧力を有する液体を押圧して液体吐出ヘッド20の供給流路209に液体を供給する液体供給装置30と、液体吐出ヘッド20の作動部材218の動作を制御する作動制御部111と、を備えている。   As shown in FIG. 4, the liquid ejecting apparatus 10 according to the present embodiment further presses a liquid having a pressure equal to or higher than the atmospheric pressure to supply the liquid to the supply channel 209 of the liquid ejecting head 20. And an operation control unit 111 that controls the operation of the operation member 218 of the liquid ejection head 20.

作動制御部111は、作動部材218の電極217に印加される電圧を制御する。液体吐出ヘッド20から液体を吐出するときには、作動制御部111は、作動部材218の電極217に電圧を印加する。液体吐出ヘッド20から液体を吐出しないときには、作動制御部111は、電極217に印加された電圧を解除する。従って、作動制御部111が所定のサイクルで電極217に対する電圧の印加と解除とを繰り返すことにより、液体吐出ヘッド20からの液体の吐出が上記所定のサイクルで行われる。   The operation control unit 111 controls the voltage applied to the electrode 217 of the operation member 218. When discharging the liquid from the liquid discharge head 20, the operation control unit 111 applies a voltage to the electrode 217 of the operation member 218. When liquid is not ejected from the liquid ejection head 20, the operation control unit 111 releases the voltage applied to the electrode 217. Accordingly, the operation control unit 111 repeats the application and release of the voltage to the electrode 217 in a predetermined cycle, whereby the liquid discharge from the liquid discharge head 20 is performed in the predetermined cycle.

液体供給装置30は、液体を押圧して液体吐出ヘッド20に供給する装置であって、液体を貯留するシリンジ112と、シリンジ112内において、液体の液面に対して、空気が給排気される第1空間としての圧力調整室115にて隔てられるように配置されたピストン113と、ピストン113を介して圧力調整室115と接続されて圧力調整室115に対して空気を供給及び圧力調整室115から空気を排出し、供給及び排出により圧力調整室115に対する空気圧を調整することで液体の液面を押圧する給排出手段としてのエアー源117、エアパイプ119及びリーク弁(図示せず)と、圧力調整室115に対する空気圧を検知する圧力検知手段としての圧力センサ121と、シリンジ112内においてピストン113を移動させる駆動手段としての駆動部120と、圧力センサ121による空気圧の検知結果に基づいて押圧における圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率を導出し、導出された時間変化率が所定の閾値より小さい場合に、駆動部120を制御することでピストン113を液体の液面に近付くように移動させる制御手段としての制御部122とを備える。   The liquid supply device 30 is a device that presses the liquid and supplies the liquid to the liquid ejection head 20. Air is supplied to and exhausted from the syringe 112 that stores the liquid and the liquid level of the liquid in the syringe 112. A piston 113 disposed so as to be separated by a pressure adjustment chamber 115 as a first space, and is connected to the pressure adjustment chamber 115 via the piston 113 to supply air to the pressure adjustment chamber 115 and the pressure adjustment chamber 115. Air source 117, an air pipe 119 and a leak valve (not shown) as pressure supply / discharge means for pressing the liquid level by adjusting the air pressure with respect to the pressure adjusting chamber 115 by supplying and discharging, and pressure A pressure sensor 121 as pressure detecting means for detecting the air pressure with respect to the adjustment chamber 115 and the piston 113 are moved in the syringe 112. When the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 in the pressing is derived based on the detection result of the air pressure by the drive unit 120 and the pressure sensor 121 as the moving means, and the derived time change rate is smaller than a predetermined threshold value And a control unit 122 as control means for moving the piston 113 so as to approach the liquid level by controlling the drive unit 120.

ここで、ピストン113の内部には、エアパイプ119と連通された第2空間としての容積調整室113aが形成され、圧力調整室115側のピストン113の液体の液面と対向する部位には、容積調整室113aと圧力調整室115とを連通する複数の貫通孔113bが形成されている。   Here, a volume adjustment chamber 113a as a second space communicating with the air pipe 119 is formed inside the piston 113, and a volume facing the liquid surface of the piston 113 on the pressure adjustment chamber 115 side has a volume. A plurality of through-holes 113b communicating with the adjustment chamber 113a and the pressure adjustment chamber 115 are formed.

また、複数の貫通孔113bの開口は、ピストン113の液体の液面と対向する面の外周に少なくとも沿って配置されている。   Further, the openings of the plurality of through holes 113b are arranged at least along the outer periphery of the surface of the piston 113 that faces the liquid surface of the liquid.

また、圧力センサ121は、給排出手段により圧力調整室115に対して空気が供給されている第1期間において圧力調整室115に対する空気圧を検知し、制御部122は、第1期間の圧力調整室115に対する空気圧の検知結果に基づいて押圧における圧力調整室115に対する空気圧の時間上昇率を導出し、導出された時間上昇率が所定の閾値より小さい場合に、駆動部120の制御を行ってもよい。   The pressure sensor 121 detects the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 in the first period in which air is supplied to the pressure adjustment chamber 115 by the supply / discharge means, and the control unit 122 detects the pressure adjustment chamber in the first period. The time increase rate of the air pressure for the pressure adjusting chamber 115 in the pressing is derived based on the air pressure detection result for the pressure 115, and the drive unit 120 may be controlled when the derived time increase rate is smaller than a predetermined threshold. .

また、圧力センサ121は、給排出手段により圧力調整室115から空気が排出されている第2期間において圧力調整室115に対する空気圧を検知し、制御部122は、第2期間の圧力調整室115に対する空気圧の検知結果に基づいて押圧における圧力調整室115に対する空気圧の時間減少率を導出し、導出された時間減少率が所定の閾値より小さい場合に、駆動部120の制御を行ってもよい。   In addition, the pressure sensor 121 detects the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 in the second period in which air is discharged from the pressure adjustment chamber 115 by the supply / discharge means, and the control unit 122 detects the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 in the second period. Based on the detection result of the air pressure, the time reduction rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 in the pressing may be derived, and the control of the drive unit 120 may be performed when the derived time reduction rate is smaller than a predetermined threshold.

また、圧力調整室115は、ピストン113及び液体の液面と接している。   The pressure adjustment chamber 115 is in contact with the piston 113 and the liquid level.

以下、液体供給装置30について詳細に説明する。   Hereinafter, the liquid supply device 30 will be described in detail.

液体供給装置30は、シリンジ112と、ピストン113と、液体供給源116と、エアー源117と、Oリング118と、エアパイプ119と、リーク弁(図示せず)と、駆動部120と、圧力センサ121と、制御部122とを備える。   The liquid supply device 30 includes a syringe 112, a piston 113, a liquid supply source 116, an air source 117, an O-ring 118, an air pipe 119, a leak valve (not shown), a driving unit 120, and a pressure sensor. 121 and a control unit 122.

シリンジ112は、円筒状の容器であり、その内部には、液体吐出ヘッド20に供給される液体が貯留されている。シリンジ112の下端部には、シリンジ112内の液体が吐出される吐出孔が設けられている。この吐出孔は接続チューブを介して液体吐出ヘッド20の第1部材205の供給流路209に接続されている。   The syringe 112 is a cylindrical container in which liquid supplied to the liquid discharge head 20 is stored. At the lower end of the syringe 112, a discharge hole through which the liquid in the syringe 112 is discharged is provided. This discharge hole is connected to the supply flow path 209 of the first member 205 of the liquid discharge head 20 via a connection tube.

ピストン113は、円柱状の剛体であり、シリンジ112の内部に摺動自在に設けられている。このピストン113によって区画されたシリンジ112の内部の空間のうちシリンジ112の吐出孔と連通された下部空間には、液体が充填された液体室114と、圧縮空気が密閉される圧力調整室115とが設けられている。液体室114には、予め液体が充填されており、シリンジ112の吐出孔が連通されている。液体室114の液面に対して空気が給排気される圧力調整室115は、ピストン113の下面と液体室114との間に形成されており、圧力調整室115には、エアー源117より供給された圧縮空気が充填される。液体室114は、接続チューブを介して第1部材205の供給流路209と連通されており、圧力調整室115の圧縮空気により液体室114の液面が押圧されてシリンジ112の吐出孔から吐出された液体は供給流路209に供給される。   The piston 113 is a columnar rigid body and is slidably provided inside the syringe 112. Of the space inside the syringe 112 defined by the piston 113, a lower space communicating with the discharge hole of the syringe 112 is provided with a liquid chamber 114 filled with liquid, and a pressure adjusting chamber 115 sealed with compressed air. Is provided. The liquid chamber 114 is filled with a liquid in advance, and the discharge hole of the syringe 112 is communicated. The pressure adjustment chamber 115 in which air is supplied to and exhausted from the liquid surface of the liquid chamber 114 is formed between the lower surface of the piston 113 and the liquid chamber 114. The pressure adjustment chamber 115 is supplied from the air source 117. Filled with compressed air. The liquid chamber 114 communicates with the supply flow path 209 of the first member 205 via a connection tube, and the liquid surface of the liquid chamber 114 is pressed by the compressed air in the pressure adjustment chamber 115 and discharged from the discharge hole of the syringe 112. The liquid thus supplied is supplied to the supply channel 209.

なお、図4では、シリンジ112は、液体吐出ヘッド20より高い位置に配置されているが、液体吐出ヘッド20より低い位置に配置されていてもよい。これにより、液体供給装置30から液体吐出ヘッド20への液体の大気圧以上での加圧供給が容易なことや、液体吐出ヘッド20より液体が吐出される吐出孔214の液だれを防止するために、負圧源(図示せず)から圧力調整室115への負圧の印加を不要とすることが可能である。   In FIG. 4, the syringe 112 is disposed at a position higher than the liquid ejection head 20, but may be disposed at a position lower than the liquid ejection head 20. Accordingly, in order to facilitate the pressurized supply of the liquid from the liquid supply apparatus 30 to the liquid discharge head 20 at an atmospheric pressure or higher, and to prevent the liquid from being discharged from the discharge holes 214 through which the liquid is discharged from the liquid discharge head 20. In addition, it is possible to eliminate the need to apply a negative pressure from a negative pressure source (not shown) to the pressure adjustment chamber 115.

ピストン113の内部には、容積調整室113aが形成されている。ピストン113の圧力調整室115と接する液体室114側の部位(下部)には、容積調整室113aと容積調整室113aとを連通させる複数の貫通孔113bが形成されている。一方、ピストン113の液体室114と反対側の部位(上部)には、エアパイプ119と容積調整室113aとを連通させる供給孔が形成されている。   Inside the piston 113, a volume adjustment chamber 113a is formed. A plurality of through-holes 113b for communicating the volume adjustment chamber 113a and the volume adjustment chamber 113a are formed in a portion (lower part) on the liquid chamber 114 side in contact with the pressure adjustment chamber 115 of the piston 113. On the other hand, a supply hole for communicating the air pipe 119 and the volume adjustment chamber 113a is formed in a portion (upper part) opposite to the liquid chamber 114 of the piston 113.

シリンジ112の内面と接するピストン113の外周部には、周方向に連続する凹部が形成されており、その凹部内にはOリング118が設けられている。Oリング118は、弾性体から構成され、ピストン113の外周部とシリンジ112の内面との隙間を埋めており、ピストン113の外周部とシリンジ112の内面との隙間から圧力調整室115に対する圧縮空気が漏れるのを抑制している。   A concave portion continuous in the circumferential direction is formed in the outer peripheral portion of the piston 113 in contact with the inner surface of the syringe 112, and an O-ring 118 is provided in the concave portion. The O-ring 118 is made of an elastic body and fills the gap between the outer peripheral portion of the piston 113 and the inner surface of the syringe 112. The compressed air for the pressure adjusting chamber 115 is formed from the gap between the outer peripheral portion of the piston 113 and the inner surface of the syringe 112. Suppresses leakage.

エアー源117は、エアーコンプレッサや工場正圧エアー源からなり、圧力調整室115に対する空気圧が所定の一定圧になるまで一定圧の圧縮空気をエアパイプ119、ピストン113及び圧力調整室115に供給し、圧力調整室115に対する空気圧が所定の一定圧になるように供給する。そして、圧力調整室115に対する空気圧が再び所定の一定圧から低下してきたときに、圧縮空気の供給を再開する。これにより、圧力調整室115に対する空気圧が一定圧に維持される。   The air source 117 is composed of an air compressor or a factory positive pressure air source, and supplies a constant pressure of compressed air to the air pipe 119, the piston 113 and the pressure adjustment chamber 115 until the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 reaches a predetermined constant pressure. The air pressure for the pressure adjusting chamber 115 is supplied to a predetermined constant pressure. Then, when the air pressure with respect to the pressure regulation chamber 115 again decreases from a predetermined constant pressure, the supply of compressed air is resumed. Thereby, the air pressure with respect to the pressure regulation chamber 115 is maintained at a constant pressure.

エアパイプ119は、エアー源117より供給された圧縮空気をピストン113の容積調整室113aに導く圧縮空気の流路である。エアパイプ119は、ピストン113によって区画されたシリンジ112の内部空間のうちシリンジ112の下部空間と反対側の上部空間に配置されている。エアパイプ119により導かれた圧縮空気は、まず容積調整室113aに流入し、その後、貫通孔113bを通って圧力調整室115に流入する。圧力調整室115に供給された圧縮空気の圧力によって、液体室114内の液体が加圧され、液体の圧力は大気圧よりも大きい一定の圧力となる。このように大気圧以上の圧力を有する液体は、接続チューブを通して第1部材205の供給流路209に供給される。   The air pipe 119 is a compressed air flow path that guides the compressed air supplied from the air source 117 to the volume adjustment chamber 113 a of the piston 113. The air pipe 119 is disposed in an upper space opposite to the lower space of the syringe 112 in the inner space of the syringe 112 partitioned by the piston 113. The compressed air guided by the air pipe 119 first flows into the volume adjustment chamber 113a, and then flows into the pressure adjustment chamber 115 through the through hole 113b. The liquid in the liquid chamber 114 is pressurized by the pressure of the compressed air supplied to the pressure adjusting chamber 115, and the pressure of the liquid becomes a constant pressure larger than the atmospheric pressure. In this way, the liquid having a pressure equal to or higher than the atmospheric pressure is supplied to the supply channel 209 of the first member 205 through the connection tube.

エアパイプ119には、圧力センサ121と、リーク弁とが接続されている。圧力センサ121は、エアパイプ119内の空気圧を測定することで圧力調整室115に対する空気圧を測定する。リーク弁は、エアパイプ119内つまり圧力調整室115内の圧縮空気を外部にリークすることでエアパイプ119内の空気圧つまり圧力調整室115に対する空気圧を調整する。   A pressure sensor 121 and a leak valve are connected to the air pipe 119. The pressure sensor 121 measures the air pressure in the pressure adjustment chamber 115 by measuring the air pressure in the air pipe 119. The leak valve adjusts the air pressure in the air pipe 119, that is, the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 by leaking compressed air in the air pipe 119, that is, in the pressure adjustment chamber 115 to the outside.

複数の貫通孔113bは、図5Aに示されるように、ピストン113の下面にピストン113(容積調整室113a)の周方向に沿って配置されている。なお、複数の貫通孔113bは、図5Bに示されるように、ピストン113の下面に行列状に配置されていてもよい。   As shown in FIG. 5A, the plurality of through holes 113b are arranged on the lower surface of the piston 113 along the circumferential direction of the piston 113 (volume adjusting chamber 113a). The plurality of through holes 113b may be arranged in a matrix on the lower surface of the piston 113 as shown in FIG. 5B.

駆動部120は、プッシャー及び送りネジ(ボールネジや台形ネジ等)等により構成され、ピストン113を送り方向に摺動させることでシリンジ112におけるピストン113の位置(高さ)を決定する。駆動部120は、シリンジ112の上部空間に配置されている。駆動部120は、ピストン113の上面に直接又は間接的に連結され、ピストン113を移動させることによりピストン113の位置(高さ)を決定する。駆動部120がピストン113を下降させることにより、ピストン113は液体室114の液面に近付き、圧力調整室115の容積は減少する。一方、駆動部120がピストン113を上昇させることにより、ピストン113は液体室114の液面から離れ、圧力調整室115の容積は増加する。   The drive unit 120 includes a pusher and a feed screw (such as a ball screw or a trapezoidal screw), and determines the position (height) of the piston 113 in the syringe 112 by sliding the piston 113 in the feed direction. The drive unit 120 is disposed in the upper space of the syringe 112. The drive unit 120 is directly or indirectly connected to the upper surface of the piston 113, and determines the position (height) of the piston 113 by moving the piston 113. When the drive unit 120 lowers the piston 113, the piston 113 approaches the liquid surface of the liquid chamber 114, and the volume of the pressure adjustment chamber 115 decreases. On the other hand, when the drive unit 120 raises the piston 113, the piston 113 moves away from the liquid surface of the liquid chamber 114, and the volume of the pressure adjustment chamber 115 increases.

制御部122は、圧力センサ121による圧力調整室115に対する空気圧の測定結果に基づいて駆動部120を制御する。具体的に、制御部122は、液体室114の液面への圧縮空気による押圧によりシリンジ112から液体吐出ヘッド20への液体の供給が進んで液体室114の液体量が減少し、圧力調整室115の容積が大きくなったときに、駆動部120によりピストン113を下降させて圧力調整室115の容積を小さくする。つまり、制御部122は、圧力調整室115の容積が実質的に一定となるように駆動部120を制御する。   The control unit 122 controls the drive unit 120 based on the measurement result of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 by the pressure sensor 121. Specifically, the control unit 122 reduces the amount of liquid in the liquid chamber 114 by the supply of liquid from the syringe 112 to the liquid ejection head 20 by pressing the compressed air against the liquid surface of the liquid chamber 114, and the pressure adjustment chamber. When the volume of 115 increases, the piston 113 is lowered by the drive unit 120 to reduce the volume of the pressure adjustment chamber 115. That is, the control unit 122 controls the drive unit 120 so that the volume of the pressure adjustment chamber 115 is substantially constant.

次に、本実施の形態の液体供給装置30による液体供給方法について説明する。図6は、液体供給装置30における液体供給方法及び液体吐出ヘッド20による液体吐出方法を示すフローチャートである。   Next, the liquid supply method by the liquid supply apparatus 30 of this Embodiment is demonstrated. FIG. 6 is a flowchart showing a liquid supply method in the liquid supply apparatus 30 and a liquid discharge method by the liquid discharge head 20.

液体供給装置30による液体供給方法は、圧力調整室115に対して空気を供給及び圧力調整室115から空気を排出し、供給及び排出により圧力調整室115に対する空気圧を調整することで液体の液面を押圧する押圧ステップ(ステップS5)と、押圧における圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率を導出し、導出された時間変化率が所定の閾値より小さい場合(空気圧の上昇速度が遅い)に、シリンジ112内においてピストン113を液体の液面に近付くように移動させる移動ステップ(ステップS6,S7)とを含む。   The liquid supply method by the liquid supply device 30 is such that air is supplied to the pressure adjustment chamber 115 and air is discharged from the pressure adjustment chamber 115, and the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 is adjusted by supply and discharge. Depressing the pressure step (step S5) and deriving the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 in the press, and when the derived time change rate is smaller than a predetermined threshold (the air pressure rising speed is slow), A moving step (steps S6 and S7) for moving the piston 113 so as to approach the liquid level in the syringe 112.

以下、液体供給装置30による液体供給方法について詳細に説明する。   Hereinafter, the liquid supply method by the liquid supply apparatus 30 will be described in detail.

まず、液体が貯留されたシリンジ112において、液体供給装置30が液体の供給を開始する前に、液体室114の液面に対して圧力調整室115により所望の間隔をとるようにピストン113の位置を設定し、ピストン113の初期位置を設定する(ステップS1)。このとき設定される液体室114の液面とピストン113との間の距離つまり圧力調整室115の容積と、エアー源117による圧縮空気の供給速度とに応じて、1回の供給動作における液体供給装置30による液体の供給量が変化する。なお、1回の供給動作とは、貯留室213の空気圧が例えば大気圧から上昇して一定の空気圧となり、一定の空気圧が維持された後、再び大気圧に戻ることにより、液体室114の液体の液面を押圧して液体供給装置30から供給させる動作を示している。   First, in the syringe 112 in which the liquid is stored, the position of the piston 113 is set at a desired interval by the pressure adjustment chamber 115 with respect to the liquid surface of the liquid chamber 114 before the liquid supply device 30 starts supplying the liquid. And the initial position of the piston 113 is set (step S1). Depending on the distance between the liquid level of the liquid chamber 114 and the piston 113 set at this time, that is, the volume of the pressure adjusting chamber 115 and the supply speed of compressed air by the air source 117, the liquid supply in one supply operation The amount of liquid supplied by the device 30 changes. Note that the one-time supply operation means that the air pressure in the storage chamber 213 rises from, for example, the atmospheric pressure to become a constant air pressure, and after the constant air pressure is maintained, the liquid in the liquid chamber 114 is returned to the atmospheric pressure again. The operation of pressing the liquid surface and supplying the liquid from the liquid supply device 30 is shown.

次に、液体室114内の液体を液体供給装置30から吐出させて液体供給装置30による液体吐出ヘッド20への液体の供給を行う(ステップS2)。液体供給装置30による液体の供給は、液体室114内の液体の液面を押圧することにより行われる。そして、このときの押圧は、エアパイプ119、並びにピストン113の容積調整室113a及び貫通孔113bを介してエアー源117からの圧縮空気を圧力調整室115に供給し、供給を停止してこの状態を一定期間維持した後、リーク弁を通じて圧力調整室115の圧縮空気をリーク(排気)させることにより行われる。つまり、圧縮空気を圧力調整室115に供給し、圧力調整室115に対する空気圧を上昇させて一定の同じ空気圧とし、その一定の空気圧で一定期間維持した後、圧力調整室115の圧縮空気をリークさせて再び大気圧に戻すことにより行われる。なお、圧力調整室115に対するエアー源117からの圧縮空気の供給停止はエアー源117側で行い、圧縮空気のリークをリーク弁で行うとしたが、エアー源117から圧力調整室115への圧縮空気の供給停止及び排気動作を1つの動作弁としての給排切替弁である3ポート弁等(図示せず)で行ってもよい。   Next, the liquid in the liquid chamber 114 is discharged from the liquid supply device 30, and the liquid supply device 30 supplies the liquid to the liquid discharge head 20 (step S2). The liquid supply by the liquid supply device 30 is performed by pressing the liquid surface of the liquid in the liquid chamber 114. And the pressing at this time supplies compressed air from the air source 117 to the pressure adjustment chamber 115 via the air pipe 119 and the volume adjustment chamber 113a and the through hole 113b of the piston 113, and the supply is stopped to stop this state. After maintaining for a certain period, the compressed air in the pressure adjusting chamber 115 is leaked (exhausted) through the leak valve. That is, the compressed air is supplied to the pressure adjusting chamber 115, the air pressure to the pressure adjusting chamber 115 is increased to a constant air pressure, and the air pressure is maintained at the constant air pressure for a certain period, and then the compressed air in the pressure adjusting chamber 115 is leaked. This is done by returning to atmospheric pressure again. Although the supply of compressed air from the air source 117 to the pressure adjustment chamber 115 is stopped on the air source 117 side and the compressed air is leaked by the leak valve, the compressed air from the air source 117 to the pressure adjustment chamber 115 is used. The supply stop and exhaust operation may be performed by a three-port valve or the like (not shown) which is a supply / discharge switching valve as one operation valve.

次に、ステップS2の液体供給装置30による液体の供給における圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率を導出し、導出された値を保持する(ステップS3)。時間変化率の導出は、圧縮空気の供給又は排出している期間において、制御部122が圧力センサ121による圧力調整室115に対する空気圧の測定を監視することにより行われ、導出された時間変化率は時間変化率の初期値(基準値)として記憶部(メモリ)に保持される。例えば、圧力調整室115の供給された空気圧が最大(設定値)のときの一定値を圧力値100%とし、大気圧のときを圧力値0%として、圧力調整室115に対する空気圧が図7に示すような時間変化を示す場合を考える。この場合、例えば、圧縮空気の供給を行っている期間において、圧力調整室115に対する空気圧が圧力値10%から圧力値90%になるまでの時間t1で圧力値の差80%を除して算出される第1時間上昇率が時間変化率として導出される。あるいは、圧縮空気の排出を行っている期間において、圧力調整室115に対する空気圧が圧力値90%から圧力値10%になるまでの時間t3で圧力値の差80%を除して算出される第1時間減少率が時間変化率として導出される。   Next, the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 in the liquid supply by the liquid supply device 30 in step S2 is derived, and the derived value is held (step S3). The time change rate is derived by the control unit 122 monitoring the air pressure measurement with respect to the pressure adjustment chamber 115 by the pressure sensor 121 during the period during which compressed air is supplied or discharged. The initial value (reference value) of the time change rate is held in the storage unit (memory). For example, when the air pressure supplied to the pressure adjustment chamber 115 is the maximum (set value), the constant value is 100%, the pressure value is 0%, and the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 is shown in FIG. Let us consider a case where the time change shown in FIG. In this case, for example, in a period during which compressed air is supplied, calculation is performed by dividing the pressure value difference of 80% at time t1 until the air pressure to the pressure adjustment chamber 115 changes from the pressure value of 10% to the pressure value of 90%. The first time increase rate is derived as a time change rate. Alternatively, in the period during which the compressed air is discharged, the pressure is calculated by dividing the pressure value difference of 80% at time t3 until the air pressure with respect to the pressure regulation chamber 115 changes from the pressure value of 90% to the pressure value of 10%. The 1 hour reduction rate is derived as the time change rate.

次に、液体吐出ヘッド20による貯留室213内の液体の吐出を開始する(ステップS4)。液体吐出ヘッド20による液体の吐出は、次の動作により実現される。まず、作動制御部111が作動部材218の電極217への電圧の印加を解除することにより、作動部材218は、付勢部材216の付勢力を受けて伸長状態から収縮状態に変位される。これにより、第1部材205は、作動部材218の収縮力によって弾性部材207を介して第2部材206側に向けて押圧されるので、第1部材205は、第2部材206に対して押圧方向の近接する向き所定の変位量(例えば、約10μm)だけ相対的に変位される。この状態では、弾性部材207は、第1部材205により第2部材206側に押圧されて弾性変形され、第1部材205は、貯留室213内の液体を押圧する。これにより、貯留室213の容積が減少するので、貯留室213内の液体に圧力が加わり、貯留室213内の液体が吐出孔214より液滴状に吐出される。次に、液体の吐出が完了した際には、作動制御部111による作動部材218の電極217に電圧を印加することにより、作動部材218は、収縮状態から伸長状態に変位される。これにより、第1部材205は、付勢部材216の付勢力に抗して第2部材206に対して押圧方向の離隔する向きに相対的に変位され、第1部材205による弾性部材207の押圧が解除される。弾性部材207の弾性変形が復元されることにより、貯留室213の容積が増大する。これにより、貯留室213内の液体に作用する圧力が低下し、供給流路209内の液体が第1部材205の供給孔210を通して貯留室213に供給される。液体吐出ヘッド20による液体の吐出では、上記した貯留室213からの液体の吐出及び貯留室213への液体の供給動作が繰り返される。これにより、液体が被吐出物109上にドット状に付着し、例えば被吐出物109上に所望のパターン又は薄膜等を形成することができる。   Next, discharge of the liquid in the storage chamber 213 by the liquid discharge head 20 is started (step S4). The liquid discharge by the liquid discharge head 20 is realized by the following operation. First, when the operation control unit 111 releases the application of the voltage to the electrode 217 of the operation member 218, the operation member 218 receives the urging force of the urging member 216 and is displaced from the extended state to the contracted state. As a result, the first member 205 is pressed toward the second member 206 via the elastic member 207 by the contraction force of the actuating member 218, so the first member 205 is pressed against the second member 206. Are relatively displaced by a predetermined amount of displacement (for example, about 10 μm). In this state, the elastic member 207 is pressed and elastically deformed by the first member 205 toward the second member 206, and the first member 205 presses the liquid in the storage chamber 213. Thereby, since the volume of the storage chamber 213 is reduced, pressure is applied to the liquid in the storage chamber 213, and the liquid in the storage chamber 213 is discharged from the discharge hole 214 in the form of droplets. Next, when the discharge of the liquid is completed, the operation member 218 is displaced from the contracted state to the extended state by applying a voltage to the electrode 217 of the operation member 218 by the operation control unit 111. As a result, the first member 205 is displaced relative to the second member 206 in a direction away from the second member 206 against the urging force of the urging member 216, and the elastic member 207 is pressed by the first member 205. Is released. By restoring the elastic deformation of the elastic member 207, the volume of the storage chamber 213 increases. As a result, the pressure acting on the liquid in the storage chamber 213 decreases, and the liquid in the supply channel 209 is supplied to the storage chamber 213 through the supply hole 210 of the first member 205. In the liquid discharge by the liquid discharge head 20, the liquid discharge from the storage chamber 213 and the liquid supply operation to the storage chamber 213 are repeated. As a result, the liquid adheres to the object to be discharged 109 in the form of dots, and for example, a desired pattern or thin film can be formed on the object to be discharged 109.

次に、液体吐出ヘッド20による液体の吐出が所定回数(例えば1万回)行われた後、液体室114内の液体を液体供給装置30から吐出させて液体供給装置30から液体吐出ヘッド20への液体の供給を行う(ステップS5)。液体供給装置30による液体の供給は、ステップS2と同様に液体室114内の液体の液面を押圧することにより行われる。なお、液体吐出ヘッド20に対して液体供給装置30が液体を供給するタイミングは、液体吐出ヘッド20で吐出が1回行われる毎であってもよい。   Next, after the liquid discharge by the liquid discharge head 20 is performed a predetermined number of times (for example, 10,000 times), the liquid in the liquid chamber 114 is discharged from the liquid supply device 30 to the liquid discharge head 20 from the liquid supply device 30. The liquid is supplied (step S5). The liquid supply by the liquid supply device 30 is performed by pressing the liquid surface of the liquid in the liquid chamber 114 as in step S2. Note that the liquid supply device 30 may supply the liquid to the liquid discharge head 20 every time the liquid discharge head 20 performs the discharge once.

次に、ステップS5の液体供給装置30による液体の供給における圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率を導出し、導出した時間変化率を、ステップS3で記憶部に保持された初期値に所定の値を加算した値(所定の閾値)と比較し、導出した時間変化率が所定の閾値より小さいか否かを求める(ステップS6)。時間変化率の導出は、圧縮空気の供給又は排出している期間において、制御部122が圧力センサ121による圧力調整室115に対する空気圧の測定を監視することにより行われる。例えば、圧力調整室115の供給された空気圧が最大(設定値)のときの一定値を圧力値100%とし、大気圧のときを圧力値0%として、圧力調整室115に対する空気圧が図8に示すような時間変化を示す場合を考える。この場合、例えば、圧縮空気の供給を行っている期間において、圧力調整室115に対する空気圧が圧力値10%から圧力値90%になるまでの時間t2で圧力値の差80%を除して算出される第2時間上昇率が時間変化率として導出される。あるいは、圧縮空気の排出を行っている期間において、圧力調整室115に対する空気圧が圧力値90%から圧力値10%になるまでの時間t4で圧力値の差80%を除して算出される第2時間減少率が時間変化率として導出される。そして、比較は、閾値を考慮し、第2時間上昇率が第1時間上昇率(初期値(基準値))に所定の値を加算した値より小さいか否か、又は第2時間減少率が第1時間減少率(初期値(基準値))に所定の値を加算した値より小さいか否かを求めることにより行われる。   Next, the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 in the liquid supply by the liquid supply device 30 in step S5 is derived, and the derived time change rate is set to the initial value held in the storage unit in step S3. It is compared with a value (predetermined threshold) obtained by adding the values, and it is determined whether or not the derived time change rate is smaller than the predetermined threshold (step S6). The time change rate is derived by the control unit 122 monitoring the measurement of the air pressure with respect to the pressure regulation chamber 115 by the pressure sensor 121 during the period during which compressed air is supplied or discharged. For example, when the air pressure supplied to the pressure adjustment chamber 115 is the maximum (set value), the pressure value is 100%, and when the pressure is atmospheric pressure, the pressure value is 0%. Let us consider a case where the time change shown in FIG. In this case, for example, in the period during which compressed air is supplied, the difference is calculated by dividing the pressure value difference of 80% at time t2 until the air pressure to the pressure adjustment chamber 115 changes from the pressure value of 10% to the pressure value of 90%. The second time increase rate is derived as the time change rate. Alternatively, in the period during which the compressed air is discharged, the calculation is performed by dividing the pressure value difference of 80% at time t4 until the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 changes from the pressure value of 90% to the pressure value of 10%. The 2-hour decrease rate is derived as the time change rate. In the comparison, the second time increase rate is smaller than a value obtained by adding a predetermined value to the first time increase rate (initial value (reference value)), or the second time decrease rate is determined in consideration of the threshold value. This is performed by determining whether or not the first time decrease rate (initial value (reference value)) is smaller than a predetermined value.

このとき、圧力調整室115に対する空気圧を時間積分して導出される積分値は液体供給装置30による液体の供給量に比例している。そして、圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率が大きいほど、短時間で圧力調整室115に対する空気圧が最大値に達して上記積分値は大きくなる。よって、液体の供給量は圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率に比例することになる。従って、時間変化率が所定の閾値より小さいか否か(ピストン113と液面との距離が大きくなり、圧力調整室115の容積が大きくなり過ぎていないか否か)を求めることにより、液体供給装置30による液体の供給量が許容範囲を超えて小さく(圧力調整室115の容積が大きく)なり過ぎていないかを判断することができる。なお、閾値導出の際に時間変化率の初期値(基準値)に加算される所定の値は、液体の粘度等により空気圧の時間変化率の変化に対して液体供給装置30からの液体の供給量が大きく変化しない場合には大きく設定され、逆に大きく変化する場合には小さく設定される。   At this time, the integral value derived by time-integrating the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 is proportional to the amount of liquid supplied by the liquid supply device 30. Then, as the rate of change of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 increases, the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 reaches the maximum value in a short time, and the integrated value increases. Therefore, the supply amount of the liquid is proportional to the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115. Accordingly, the liquid supply is determined by determining whether the rate of time change is smaller than a predetermined threshold (whether the distance between the piston 113 and the liquid surface is large and the volume of the pressure adjustment chamber 115 is not too large). It can be determined whether or not the amount of liquid supplied by the device 30 is too small beyond the allowable range (the volume of the pressure adjustment chamber 115 is too large). The predetermined value added to the initial value (reference value) of the time change rate when deriving the threshold is the liquid supply from the liquid supply device 30 with respect to the change in the air pressure time change rate due to the viscosity of the liquid or the like. If the amount does not change significantly, it is set large, and conversely if it changes greatly, it is set small.

次に、圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率が所定の閾値以上であると判定された場合(ステップS6でNo)、液体吐出ヘッド20による液体の吐出が所定回数行われた後、液体供給装置30による液体の供給を行う。このとき、液体供給装置30においてピストン113の位置は変更しない。   Next, when it is determined that the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 is equal to or greater than a predetermined threshold (No in step S6), the liquid is discharged by the liquid discharge head 20 a predetermined number of times, and then the liquid supply is performed. The liquid is supplied by the device 30. At this time, the position of the piston 113 is not changed in the liquid supply device 30.

一方、圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率が所定の閾値より小さい(圧力調整室115の容積が大きい)と判定された場合(ステップS6でYes)、ピストン113を液体室114の液面に近付くように送り方向に移動させる(ステップS7)。その後、ステップS6でNoの場合と同様に、液体吐出ヘッド20による液体の吐出が所定回数行われた後、液体供給装置30による液体の供給を行う。ピストン113の移動は、制御部122が駆動部120を制御してピストン113を予め設定された所定量だけ下降させることにより行われる。これにより、シリンジ112の液体室114からの液体の供給により圧力調整室115が大きくなり過ぎ、圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率が小さくなり過ぎている、ピストン113を移動させる前の状態と比べて、圧力調整室115の容積は小さくなるため、圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率は大きくなる。   On the other hand, when it is determined that the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 is smaller than the predetermined threshold (the volume of the pressure adjustment chamber 115 is large) (Yes in step S6), the piston 113 is set to the liquid level of the liquid chamber 114. It moves in the feed direction so as to approach (step S7). Thereafter, as in the case of No in step S6, the liquid supply by the liquid supply device 30 is performed after the liquid discharge by the liquid discharge head 20 is performed a predetermined number of times. The movement of the piston 113 is performed by the control unit 122 controlling the driving unit 120 to lower the piston 113 by a predetermined amount. Thus, the pressure adjustment chamber 115 becomes too large due to the supply of liquid from the liquid chamber 114 of the syringe 112, and the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 becomes too small. In comparison, since the volume of the pressure adjustment chamber 115 is reduced, the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 is increased.

以上のように、本実施の形態の液体供給装置30によれば、圧力調整室115に対する空気圧によってシリンジ112の液体室114の液体の液面を押圧するため、微小量の液体をシリンジ112より供給することができる。このとき、液体の供給が進むにつれてシリンジ112内の液体の貯留量が減少し、ピストン113と液体室114の液面との間の距離が離れて圧力調整室115の容積が大きくなる。従って、圧縮空気の給排出速度を一定とした場合、液体の供給が進むにつれて圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率が減少(時間が増大)し、液体供給装置30による所定吐出時間内の液体の供給量が減少する。しかし、本実施の形態の液体供給装置30によれば、圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率が許容範囲を超えて小さくなった場合、ピストン113が液体室114の液面に近付くため、液体の供給が進んでも圧力調整室115の容積は許容範囲を超えて大きくならない。従って、液体の供給量が許容範囲を超えて小さくなることを抑えることができる。その結果、微小な供給量で一定量の液体を供給することが可能な液体供給装置を実現することができる。   As described above, according to the liquid supply device 30 of the present embodiment, a minute amount of liquid is supplied from the syringe 112 because the liquid level of the liquid chamber 114 of the syringe 112 is pressed by the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115. can do. At this time, as the liquid supply proceeds, the amount of liquid stored in the syringe 112 decreases, the distance between the piston 113 and the liquid surface of the liquid chamber 114 increases, and the volume of the pressure adjustment chamber 115 increases. Accordingly, when the supply / discharge speed of the compressed air is constant, the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 decreases (time increases) as the liquid supply proceeds, and the liquid within the predetermined discharge time by the liquid supply device 30 The amount of supply decreases. However, according to the liquid supply device 30 of the present embodiment, the piston 113 approaches the liquid surface of the liquid chamber 114 when the rate of time change of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 becomes smaller than the allowable range. However, the volume of the pressure adjustment chamber 115 does not increase beyond the allowable range. Accordingly, it is possible to suppress the liquid supply amount from becoming smaller than the allowable range. As a result, it is possible to realize a liquid supply apparatus that can supply a constant amount of liquid with a minute supply amount.

また、本実施の形態の液体供給装置30によれば、エアー源117から供給された圧縮空気は、一旦、容積調整室113aに供給され、その後、貫通孔113bを通って圧力調整室115に供給される。よって、貫通孔113bを複数で小さく設定することにより、大量の圧縮空気が一度に集中して圧力調整室115に供給されることが抑えられる。従って、圧力調整室115への圧縮空気の給排出に対する液体室114の液体の押圧の応答性を高めるために、圧力調整室115の容積を小さくし、液体室114の液面とピストン113との間の距離を狭めた場合でも、圧縮空気の供給により液体室114の液面が波立って液体に空気が巻き込まれることが抑えられる。また、空気圧の時間変化量が大きくなり過ぎて液体の供給量がばらつき易くなることが抑えられる。なお、貫通孔113bの形成は、多孔質材で行ってもよい。   Further, according to the liquid supply device 30 of the present embodiment, the compressed air supplied from the air source 117 is temporarily supplied to the volume adjustment chamber 113a and then supplied to the pressure adjustment chamber 115 through the through hole 113b. Is done. Therefore, by setting the plurality of through holes 113b to be small, it is possible to suppress a large amount of compressed air from being concentrated and supplied to the pressure adjustment chamber 115 at a time. Therefore, in order to increase the responsiveness of the pressure of the liquid in the liquid chamber 114 with respect to the supply and discharge of the compressed air to the pressure adjustment chamber 115, the volume of the pressure adjustment chamber 115 is reduced, and the liquid level of the liquid chamber 114 and the piston 113 are reduced. Even when the distance between the two is narrowed, the supply of compressed air suppresses the liquid surface of the liquid chamber 114 from rippled and air being caught in the liquid. In addition, it is possible to prevent the amount of change in the air pressure from becoming too large and the liquid supply amount from being easily varied. The formation of the through hole 113b may be performed with a porous material.

以上、本発明の液体供給装置、液体吐出装置及び液体供給方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、複数の変形例における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。   As described above, the liquid supply device, the liquid discharge device, and the liquid supply method of the present invention have been described based on the embodiment, but the present invention is not limited to this embodiment. The present invention includes various modifications made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Moreover, you may combine each component in a some modified example arbitrarily in the range which does not deviate from the meaning of invention.

例えば、上記実施の形態では、圧力調整室115における空気圧の差分(圧力値の差)を時間で除して時間変化率を導出したが、圧力調整室115への圧縮空気の供給を開始してから所定の空気圧になるまでの時間、又は所定の時間における空気圧を時間変化率として導出してもよい。   For example, in the above embodiment, the time change rate is derived by dividing the difference in air pressure (pressure value difference) in the pressure adjustment chamber 115 by the time, but supply of compressed air to the pressure adjustment chamber 115 is started. From time to time until a predetermined air pressure is reached, or the air pressure at a predetermined time may be derived as a time change rate.

また、上記実施の形態では、圧力調整室115に対する空気圧の時間上昇率又は時間減少率に基づいてピストン113を移動させるとしたが、圧力調整室115に対する空気圧の時間上昇率及び時間減少率の両方に基づいてピストン113を移動させてもよい。この場合には、制御部122は、圧力調整室115に対する空気圧の時間上昇率及び時間減少率の両方又は少なくともいずれか一方が所定の閾値より小さくなったときにピストン113を移動させる。時間上昇率及び時間減少率のいずれかのみに基づいてピストン113を移動させる場合には、液体供給装置30の負荷を軽減することができるという利点がある。一方、時間上昇率及び時間減少率の双方に基づいてピストン113を移動させる場合には、液体の供給量の変化に敏感に対応することができるという利点がある。   Further, in the above embodiment, the piston 113 is moved based on the time increase rate or the time decrease rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115. However, both the time increase rate and the time decrease rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 are used. The piston 113 may be moved based on the above. In this case, the control unit 122 moves the piston 113 when at least one of the time increase rate and the time decrease rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 becomes smaller than a predetermined threshold value. When the piston 113 is moved based only on either the time increase rate or the time decrease rate, there is an advantage that the load on the liquid supply device 30 can be reduced. On the other hand, when the piston 113 is moved based on both the time increase rate and the time decrease rate, there is an advantage that it is possible to respond sensitively to changes in the liquid supply amount.

また、上記実施の形態では、ピストン113の移動量は固定値であり、一定であるとしたが、圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率と所定の閾値との差分が大きくなる(液体室114の量やシリンジ112内での液体の経過時間(粘度変化等)等を考慮)に従って移動量が大きくなるようにピストン113の移動量を変化させてもよい。この場合には、上記差分の量とピストン113の移動量との対応関係を示す対応テーブルが記憶部に格納される。移動量が固定値である場合には、液体供給装置30の構成を簡素にできるという利点があるが、移動量を変化させる場合には、液体の供給量の変化に正確に対応することができるという利点がある。   In the above embodiment, the movement amount of the piston 113 is a fixed value and is constant. However, the difference between the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 and a predetermined threshold value increases (the liquid chamber 114). The amount of movement of the piston 113 may be changed so that the amount of movement increases in accordance with the amount of liquid and the elapsed time of the liquid in the syringe 112 (viscosity change etc.). In this case, a correspondence table indicating a correspondence relationship between the difference amount and the movement amount of the piston 113 is stored in the storage unit. When the movement amount is a fixed value, there is an advantage that the configuration of the liquid supply device 30 can be simplified. However, when the movement amount is changed, it is possible to accurately cope with a change in the liquid supply amount. There is an advantage.

また、上記実施の形態では、最初の液体の供給における圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率に基づいて時間変化率の閾値を導出したが、予め設定した時間変化率を用いてもよい。この場合には、時間変化率の閾値を導出するステップを除くことができるため、液体供給装置30の負荷を軽減することができるという利点がある。時間変化率を予め設定するときは、液体のロット毎に設定する時間変化率が変化するようにしてもよい。また、ピストン113内の液体が全て供給されるまで供給動作を予め行っておき、そのときに得られた圧力調整室115に対する空気圧の時間変化と供給量との関係を基に設定する時間変化率を導出してもよい。   In the above embodiment, the threshold value for the time change rate is derived based on the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 in the initial supply of the liquid, but a preset time change rate may be used. In this case, since the step of deriving the threshold value of the time change rate can be eliminated, there is an advantage that the load on the liquid supply device 30 can be reduced. When the time change rate is set in advance, the time change rate set for each liquid lot may be changed. Also, the supply operation is performed in advance until all the liquid in the piston 113 is supplied, and the time change rate set based on the relationship between the change in the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 obtained at that time and the supply amount. May be derived.

また、上記実施の形態では、圧力調整室115に対する空気圧の時間変化率と閾値との比較は、液体供給装置30による液体の供給が行われる毎に行われるとしたが、所定の複数回数(例えば10回の供給)の供給が行われる毎、又は所望のタイミングでのみ行われてもよい。この場合には、液体供給装置30の負荷を軽減することができるという利点がある。   In the above-described embodiment, the comparison between the time change rate of the air pressure with respect to the pressure adjustment chamber 115 and the threshold value is performed every time the liquid is supplied by the liquid supply device 30, but a predetermined number of times (for example, 10 times of supply) may be performed or only at a desired timing. In this case, there is an advantage that the load of the liquid supply device 30 can be reduced.

また、上記実施の形態では、付勢部材を皿ばねで構成したが、押圧部材を例えば強い弾性を有する板バネ等で構成することもできる。   Moreover, in the said embodiment, although the biasing member was comprised with the disc spring, the press member can also be comprised with the leaf | plate spring etc. which have strong elasticity, for example.

本発明は、各種のデバイスの製造過程において、種々のパターン及び薄膜を形成するための液体供給装置、液体吐出装置及び液体供給方法として適用することができる。また、本発明は、例えば発光ダイオードの製造過程において、固形の蛍光体が分散された液体を発光ダイオードの発光部に吐出することにより、青色発光ダイオードから白色光を発光させる膜を形成するための液体供給装置、液体吐出装置及び液体供給方法としても適用することができる。   The present invention can be applied as a liquid supply apparatus, a liquid discharge apparatus, and a liquid supply method for forming various patterns and thin films in the manufacturing process of various devices. Further, the present invention provides a film for emitting white light from a blue light emitting diode by, for example, discharging a liquid in which a solid phosphor is dispersed to a light emitting portion of the light emitting diode in a manufacturing process of the light emitting diode. The present invention can also be applied as a liquid supply device, a liquid discharge device, and a liquid supply method.

10 液体吐出装置
20 液体吐出ヘッド
101 装置基台
102 ヘッド
103 ステージ
104 ヘッド移動機構
105 キャリッジ軸
106 キャリッジ
107 ステージ移動機構
108a,108b ステージ軸
109 被吐出物
30 液体供給装置
111 作動制御部
112 シリンジ
113 ピストン
113a 容積調整室(第2空間)
113b 貫通孔
114 液体室
115 圧力調整室(第1空間)
116 液体供給源
117 エアー源
118 Oリング
119 エアパイプ
120 駆動部
121 圧力センサ
122 制御部
201 ヘッド本体
202 保持体
202a,203a 開口部
203 蓄熱体
204 加熱部材
205 第1部材
206 第2部材
207 弾性部材
209 供給流路
210 供給孔
213 貯留室
214 吐出孔
216 付勢部材
217 電極
218 作動部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid discharge apparatus 20 Liquid discharge head 101 Apparatus base 102 Head 103 Stage 104 Head moving mechanism 105 Carriage shaft 106 Carriage 107 Stage moving mechanism 108a, 108b Stage shaft 109 To-be-discharged object 30 Liquid supply apparatus 111 Operation control part 112 Syringe 113 Piston 113a Volume adjustment chamber (second space)
113b Through hole 114 Liquid chamber 115 Pressure adjusting chamber (first space)
116 Liquid supply source 117 Air source 118 O-ring 119 Air pipe 120 Drive unit 121 Pressure sensor 122 Control unit 201 Head body 202 Holding body 202a, 203a Opening 203 Heat storage body 204 Heating member 205 First member 206 Second member 207 Elastic member 209 Supply channel 210 Supply hole 213 Storage chamber 214 Discharge hole 216 Biasing member 217 Electrode 218 Actuating member

Claims (8)

液体を押圧して供給する液体供給装置であって、
前記液体を貯留するシリンジと、
前記シリンジ内において、前記液体の液面に対して、空気が給排気される第1空間にて隔てられるように配置されたピストンと、
前記ピストンを介して前記第1空間と接続されて前記第1空間に対して空気を供給及び前記第1空間から空気を排出し、前記供給及び排出により前記第1空間に対する空気圧を調整することで前記液体の液面を押圧する給排出手段と、
前記第1空間に対する空気圧を検知する圧力検知手段と、
前記シリンジ内において前記ピストンを移動させる駆動手段と、
前記圧力検知手段による前記空気圧の検知結果に基づいて前記押圧における前記第1空間に対する空気圧の時間変化率を導出し、導出された時間変化率が所定の閾値より小さい場合に、前記駆動手段を制御することで前記ピストンを前記液体の液面に近付くように移動させる制御手段とを備える
液体供給装置。
A liquid supply device that presses and supplies liquid,
A syringe for storing the liquid;
In the syringe, a piston disposed so as to be separated from the liquid level in the first space in which air is supplied and exhausted;
By being connected to the first space via the piston and supplying air to the first space and discharging air from the first space, and adjusting the air pressure with respect to the first space by the supply and discharge Supply / discharge means for pressing the liquid level of the liquid;
Pressure detecting means for detecting air pressure with respect to the first space;
Driving means for moving the piston in the syringe;
A time change rate of air pressure with respect to the first space in the pressing is derived based on a detection result of the air pressure by the pressure detection unit, and the drive unit is controlled when the derived time change rate is smaller than a predetermined threshold value. And a control means for moving the piston so as to approach the liquid surface of the liquid.
前記ピストンの内部には、前記給排出手段と連通された第2空間が形成され、
前記第1空間側の前記ピストンの前記液体の液面と対向する部位には、前記第2空間と前記第1空間とを連通する複数の貫通孔が形成されている
請求項1記載の液体供給装置。
A second space communicating with the supply / discharge means is formed inside the piston,
2. The liquid supply according to claim 1, wherein a plurality of through-holes communicating the second space and the first space are formed in a portion of the piston on the first space side facing the liquid surface of the liquid. apparatus.
前記複数の貫通孔の開口は、前記ピストンの前記液体の液面と対向する面の外周に少なくとも沿って配置されている
請求項2記載の液体供給装置。
The liquid supply device according to claim 2, wherein the openings of the plurality of through holes are arranged along at least an outer periphery of a surface of the piston facing the liquid surface of the liquid.
前記圧力検知手段は、前記給排出手段により前記第1空間に対して空気が供給されている第1期間において前記第1空間に対する空気圧を検知し、
前記制御手段は、前記第1期間の前記第1空間に対する空気圧の検知結果に基づいて前記押圧における前記第1空間に対する空気圧の時間上昇率を導出し、導出された時間上昇率が所定の閾値より小さい場合に、前記駆動手段の制御を行う
請求項1〜3のいずれか1項に記載の液体供給装置。
The pressure detecting means detects air pressure with respect to the first space in a first period in which air is supplied to the first space by the supply / discharge means;
The control means derives a time increase rate of the air pressure with respect to the first space in the pressing based on a detection result of the air pressure with respect to the first space in the first period, and the derived time increase rate is less than a predetermined threshold value. The liquid supply apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the driving unit is controlled when it is small.
前記圧力検知手段は、前記給排出手段により前記第1空間から空気が排出されている第2期間において前記第1空間に対する空気圧を検知し、
前記制御手段は、前記第2期間の前記第1空間に対する空気圧の検知結果に基づいて前記押圧における前記第1空間に対する空気圧の時間減少率を導出し、導出された時間減少率が所定の閾値より小さい場合に、前記駆動手段の制御を行う
請求項1〜3のいずれか1項に記載の液体供給装置。
The pressure detecting means detects air pressure with respect to the first space in a second period in which air is discharged from the first space by the supply / discharge means;
The control means derives a time decrease rate of the air pressure with respect to the first space in the pressing based on a detection result of the air pressure with respect to the first space in the second period, and the derived time decrease rate is less than a predetermined threshold value. The liquid supply apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the driving unit is controlled when it is small.
前記第1空間は、前記ピストン及び前記液体の液面と接している
請求項1〜5のいずれか1項に記載の液体供給装置。
The liquid supply apparatus according to claim 1, wherein the first space is in contact with the piston and the liquid surface of the liquid.
液体を押圧して液滴状に吐出する液体吐出ヘッドと、液体を押圧して前記液体吐出ヘッドに供給する液体供給装置とを備える液体吐出装置であって、
前記液体吐出ヘッドは、
液体を押圧する第1部材と、
前記第1部材に対向して配置され、前記第1部材とともに液体が貯留される貯留室を形成する第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材との間に配置されて前記貯留室の外周部を規定し、前記第1部材により前記第2部材側に押圧されて弾性変形されることによって前記貯留室の容積を増減させる弾性部材と、
前記第1部材を前記第2部材に対して近接及び離隔する押圧方向に相対的に変位させることにより、前記弾性部材を弾性変形させる作動部材と、を備え、
前記液体供給装置は、
前記液体を貯留するシリンジと、
前記シリンジ内において、前記液体の液面に対して、空気が給排気される第1空間にて隔てられるように配置されたピストンと、
前記ピストンを介して前記第1空間と接続されて前記第1空間に対して空気を供給及び前記第1空間から空気を排出し、前記供給及び排出により前記第1空間に対する空気圧を調整することで前記液体の液面を押圧する給排出手段と、
前記第1空間に対する空気圧を検知する圧力検知手段と、
前記シリンジ内において前記ピストンを移動させる駆動手段と、
前記圧力検知手段による前記空気圧の検知結果に基づいて前記押圧における前記第1空間に対する空気圧の時間変化率を導出し、導出された時間変化率が所定の閾値より小さい場合に、前記駆動手段を制御することで前記ピストンを前記液体の液面に近付くように移動させる制御手段とを備える
液体吐出装置。
A liquid discharge apparatus comprising: a liquid discharge head that presses a liquid and discharges the liquid into a droplet; and a liquid supply device that presses the liquid and supplies the liquid to the liquid discharge head,
The liquid discharge head is
A first member that presses the liquid;
A second member disposed opposite to the first member and forming a storage chamber in which liquid is stored together with the first member;
It is arrange | positioned between the said 1st member and the said 2nd member, prescribes | regulates the outer peripheral part of the said storage chamber, is pressed by the said 2nd member side by the said 1st member, and is elastically deformed of the said storage chamber. An elastic member for increasing or decreasing the volume;
An operation member that elastically deforms the elastic member by displacing the first member relative to the second member in a pressing direction that approaches and separates from the second member;
The liquid supply device includes:
A syringe for storing the liquid;
In the syringe, a piston disposed so as to be separated from the liquid level in the first space in which air is supplied and exhausted;
By being connected to the first space via the piston and supplying air to the first space and discharging air from the first space, and adjusting the air pressure with respect to the first space by the supply and discharge Supply / discharge means for pressing the liquid level of the liquid;
Pressure detecting means for detecting air pressure with respect to the first space;
Driving means for moving the piston in the syringe;
A time change rate of air pressure with respect to the first space in the pressing is derived based on a detection result of the air pressure by the pressure detection unit, and the drive unit is controlled when the derived time change rate is smaller than a predetermined threshold value. And a control means for moving the piston so as to approach the liquid surface of the liquid.
液体を押圧して供給する液体供給装置による液体供給方法であって、
前記液体供給装置は、前記液体を貯留するシリンジと、前記シリンジ内において、前記液体の液面に対して、空気が給排気される第1空間にて隔てられるように配置されたピストンとを備え、
前記液体供給方法は、
前記第1空間に対して空気を供給及び前記第1空間から空気を排出し、前記供給及び排出により前記第1空間に対する空気圧を調整することで前記液体の液面を押圧する押圧ステップと、
前記押圧における前記第1空間に対する空気圧の時間変化率を導出し、導出された時間変化率が所定の閾値より小さい場合に、前記シリンジ内において前記ピストンを前記液体の液面に近付くように移動させる移動ステップとを含む
液体供給方法。
A liquid supply method using a liquid supply device that presses and supplies liquid,
The liquid supply device includes a syringe that stores the liquid, and a piston that is disposed in the syringe so as to be separated from a liquid surface of the liquid by a first space in which air is supplied and exhausted. ,
The liquid supply method includes:
A pressing step of supplying air to the first space, discharging air from the first space, and pressing the liquid surface by adjusting an air pressure with respect to the first space by the supply and discharge;
A time change rate of the air pressure with respect to the first space in the pressing is derived, and when the derived time change rate is smaller than a predetermined threshold, the piston is moved so as to approach the liquid level of the liquid in the syringe. A liquid supply method including a moving step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103736628A (en) * 2014-01-09 2014-04-23 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 Gluing device
CN106475281A (en) * 2016-12-01 2017-03-08 广东技术师范学院 A kind of Intelligent servo driver CPU board spray equipment
CN112076946A (en) * 2020-08-28 2020-12-15 苏州涂典电子科技有限公司 Electric switch valve for dispensing machine and control system thereof
JP7180916B1 (en) * 2021-09-30 2022-11-30 株式会社ナカリキッドコントロール Liquid supply device and liquid ejection device
JP7550584B2 (en) 2020-09-25 2024-09-13 ローランドディー.ジー.株式会社 Syringes for incompressible fluids

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103736628A (en) * 2014-01-09 2014-04-23 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 Gluing device
CN106475281A (en) * 2016-12-01 2017-03-08 广东技术师范学院 A kind of Intelligent servo driver CPU board spray equipment
CN112076946A (en) * 2020-08-28 2020-12-15 苏州涂典电子科技有限公司 Electric switch valve for dispensing machine and control system thereof
JP7550584B2 (en) 2020-09-25 2024-09-13 ローランドディー.ジー.株式会社 Syringes for incompressible fluids
JP7180916B1 (en) * 2021-09-30 2022-11-30 株式会社ナカリキッドコントロール Liquid supply device and liquid ejection device

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