JP2018122272A - Liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管状の送液流路を経由して圧送された液体を当該送液流路の開放端から定量性を持って吐出する液体吐出装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus that ejects a liquid pumped through a tubular liquid feeding channel from the open end of the liquid feeding channel with quantitativeness.
管状の送液流路を経由して圧送された液体を当該送液流路の開放端から定量性を持って吐出することを目的とする液体吐出装置が種々知られている。これらには当該液体の計量を目的とするもの、当該液体を原料として所定の形状、大きさ、質量の粉体や粒体さらには多層構造を有するカプセル体を形成するものなどが知られている。 There are various known liquid ejection devices that aim to eject liquid, which has been pumped via a tubular liquid flow channel, from the open end of the liquid flow channel with quantitativeness. These are known for the purpose of measuring the liquid, and those that use the liquid as a raw material to form powders and granules having a predetermined shape, size and mass, and capsules having a multilayer structure, and the like. .
たとえば特許文献1に示すような二重ノズルを有する液体吐出装置へコア液とシェル液を圧送し、二重ノズルからそれぞれの液を吐出して冷却することにより、コア液をシェル液が包み込んだ形状の多層構造カプセル体を製造することができる。その際、図9に示すようにコア液の統合流路92が複数の送液流路93に、シェル液の統合流路94が複数の送液流路95に分配され、複数の吐出ノズル91が配列された液体吐出装置(多層カプセル製造装置)90のそれぞれの吐出ノズル91から同時にコア液およびシェル液を吐出することにより、大量の多層構造カプセル体を短時間で製造することが可能である。
For example, the core liquid and the shell liquid are pressure-fed to a liquid discharge apparatus having a double nozzle as shown in
この様な定量性を必要とする液体吐出装置において、送液流路内に存在する気泡の影響に依る定量性の阻害が問題となることがあった。当該気泡の生成要因としては次の様なものが考えられる。 In such a liquid ejection device that requires quantitativeness, there has been a problem that inhibition of quantitativeness due to the influence of bubbles present in the liquid feeding flow path becomes a problem. The following can be considered as the generation factors of the bubbles.
まず第1の要因としては、当該液体の交換時等に発生するいわゆるエア噛み等と呼ばれる現象である。液体吐出装置において品種換えや送液流路内の清掃等のため、一旦送液流路内の液体を排出し、空隙となった送液流路内に再度液体を導入することは比較的頻繁に行われる。このとき送液流路内の屈曲部、狭隘部などに残存した管内空気が気泡となって残存する場合がある。 The first factor is a phenomenon called so-called air biting that occurs when the liquid is exchanged. It is relatively frequent to discharge the liquid in the liquid supply flow path once and to introduce the liquid again into the liquid supply flow path that has become a gap for changing the product type or cleaning the liquid supply flow path in the liquid discharge device. To be done. At this time, the air in the pipe remaining in the bent portion or the narrow portion in the liquid feeding flow path may remain as bubbles.
第2の要因としては送液流路に導入される液体そのものに気泡が残存している場合である。通常、いわゆる脱泡処理によって残存する気泡は除去されることが多いが、それでも除去しきれない気泡が残存している場合もある。 The second factor is a case where bubbles remain in the liquid itself introduced into the liquid feeding channel. Normally, the remaining bubbles are often removed by so-called defoaming treatment, but there are cases where bubbles that cannot be removed still remain.
さらには、液体に溶存している気体成分が、送液途中過程において気化し気泡となる場合もある。 Furthermore, the gas component dissolved in the liquid may vaporize into bubbles in the course of liquid feeding.
さて、送液流路内の液体はポンプ等の送圧源でもって圧送又は吸送されるのが通例であり、当該送液中に気泡が存在すると、当該送圧でもって残存する気泡がわずかではあるが変形することがある。この結果、残存気泡の有無、残存気泡の多少によって当該液体に作用する実質的送圧や吸圧が変動し、結果送液量の変動が発生する場合がある。また、気泡の大きさが送液流路の内寸法に対して相当に大きい場合や、相当量に多量の気泡が存在する場合には、送液流路の流路断面が減少することによる送液量の変動も考えられる。 Now, the liquid in the liquid feed flow path is usually pumped or sucked by a pressure feed source such as a pump, and if there are bubbles in the liquid feed, only a few bubbles remain with the feed pressure. However, it may be deformed. As a result, depending on the presence or absence of residual bubbles and the amount of residual bubbles, the substantial pressure or pressure acting on the liquid may fluctuate, resulting in fluctuations in the amount of liquid delivered. In addition, when the size of the bubble is considerably larger than the inner dimension of the liquid feeding channel, or when a large amount of bubbles is present in a considerable amount, the flow rate of the liquid feeding channel is reduced. Variations in liquid volume are also possible.
さらには、当該送液流路が統合流路から複数の送液流路に分岐して送液する構造のものである場合、個々の送液流路内に残存する気泡の量によって、分岐する各送液流路への送圧に差異が生じ、結果分岐される送液量に差異が生じるという問題が発生する場合もある。 Furthermore, when the liquid supply flow path has a structure in which liquid is branched from the integrated flow path to a plurality of liquid supply flow paths, the flow branches depending on the amount of bubbles remaining in each liquid supply flow path. There may be a problem in that a difference occurs in the pressure supplied to each liquid supply flow path, resulting in a difference in the amount of liquid supply branched.
このように、送液流路内に気泡が残存すると、送液流路内を流れる液体の定量性が阻害されることがあり、結果として当該液体の計量が正確に行えない、当該液体を原料として形成される粉体、粒体、カプセル体の大きさ、質量、形状等が変動するといった問題が発生する場合がある。 As described above, if bubbles remain in the liquid supply flow path, the quantitative property of the liquid flowing in the liquid supply flow path may be hindered, and as a result, the liquid cannot be accurately measured. There may be a problem that the size, mass, shape, and the like of the powder, granules, and capsules to be formed vary.
また、液体吐出装置によっては、送液流路を流れる液体を当該液体とは異なる系の液体中に吐出するものもある。この様な構成の場合、吐出される側の液体が送圧の抵抗となるため、より気泡の変形が発生しやすく、より気泡の影響を受けやすい場合も存在する。 Some liquid ejecting apparatuses eject liquid flowing through a liquid feeding channel into a liquid of a system different from the liquid. In such a configuration, since the liquid on the side to be discharged becomes resistance to pressure feeding, there is a case where bubbles are more likely to be deformed and more susceptible to bubbles.
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、流路内に気泡を滞留させることなく精度良く液体を吐出することができる液体吐出装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus that can eject liquid with high accuracy without causing bubbles to stay in the flow path.
上記課題を解決するために本発明の液体吐出装置は、送液流路を経由させて、全体として鉛直上方より鉛直下方に向けて液体を連続圧送し、当該送液流路の開放端から当該液体を吐出する液体吐出装置であり、前記送液流路は、複数の連続する細分流路から構成され、隣り合う前記細分流路同士は傾斜角が異なることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, the liquid ejection device of the present invention continuously feeds liquid from vertically upward to vertically downward via a liquid supply flow path, and the liquid discharge apparatus from the open end of the liquid supply flow path In the liquid discharge apparatus for discharging a liquid, the liquid supply flow path is composed of a plurality of continuous sub-channels, and the adjacent sub-channels have different inclination angles.
上記液体吐出装置によれば、流路内に気泡を滞留させることなく精度良く液体を吐出することができる。具体的には、送液流路が複数の連続する細分流路から構成されることにより、各細分流路において気泡が押し戻されて留まることなく、下流の細分流路へと押し流される。そのため、流路内に気泡が滞留することを防ぐことができる。 According to the liquid ejecting apparatus, it is possible to eject liquid with high accuracy without causing bubbles to stay in the flow path. Specifically, since the liquid feeding flow path is composed of a plurality of continuous sub-channels, the bubbles are pushed back into the downstream sub-channels without being pushed back in each sub-channel. Therefore, it is possible to prevent bubbles from staying in the flow path.
また、前記複数の細分流路の少なくともひとつは鉛直下方に前記液体を圧送する鉛直細分流路であり、また、前記複数の細分流路の少なくともひとつは水平方向に前記液体を圧送する水平細分流路であっても良い。 Further, at least one of the plurality of sub-channels is a vertical sub-channel that pumps the liquid vertically downward, and at least one of the plurality of sub-channels is a horizontal sub-flow that pumps the liquid in the horizontal direction. It may be a road.
このように斜度の大きい細分流路と小さい細分流路とを組み合わせることにより、より短い流路長で気泡の滞留を防ぐことができる送液流路を形成することができる。 By combining the sub-channel with a large inclination and the sub-channel with a small inclination in this way, a liquid-feed channel that can prevent bubbles from being retained with a shorter channel length can be formed.
また、前記開放端は前記鉛直細分流路のひとつの下方端に存在し、前記液体より比重の異なる系の液中に前記液体を吐出すると良い。 The open end may be present at one lower end of the vertical sub-channel, and the liquid may be discharged into a liquid having a specific gravity different from that of the liquid.
このように鉛直細分流路から液中に液体を吐出することにより、開放端から吐出された液体を液中にて精度良く球状に形成することができる。 Thus, by discharging the liquid into the liquid from the vertical sub-channel, the liquid discharged from the open end can be accurately formed into a spherical shape in the liquid.
また、統合流路および複数の前記送液流路を有し、当該統合流路は複数の前記送液流路の上流側に位置し、当該統合流路から複数の前記送液流路が分岐するようにしても良い。 In addition, the integrated flow path has a plurality of liquid supply flow paths, the integrated flow path is located upstream of the plurality of liquid supply flow paths, and the plurality of liquid supply flow paths branch from the integrated flow path. You may make it do.
こうすることにより、各送液流路に気泡が生じてもすぐに放出されるため、気泡の滞留により各送液流路への送液量にばらつきが生じることを防ぎ、均一な液体吐出量を維持することができる。 By doing this, even if bubbles are generated in each liquid supply flow path, they are released immediately. Therefore, it is possible to prevent variation in the liquid supply amount to each liquid flow path due to the retention of the bubbles, and a uniform liquid discharge amount Can be maintained.
また、前記送液流路からなる送液系を複数有し、当該複数の送液系のひとつに属する前記開放端は円形の断面を有する円形開放端であり、他の送液系に属する前記開放端は、前記円形開放端と同心状に設けられたリング状の断面を有するリング状開放端であると良い。 Further, the liquid supply system includes a plurality of liquid supply systems, and the open end belonging to one of the plurality of liquid supply systems is a circular open end having a circular cross section, and belongs to another liquid supply system. The open end may be a ring-shaped open end having a ring-shaped cross section provided concentrically with the circular open end.
こうすることにより、円形開放端から吐出された液体をリング状開放端から吐出された液体で包み込んだ球状のカプセル体を液中で精度良く形成することができる。 By doing so, it is possible to accurately form a spherical capsule body in which the liquid discharged from the circular open end is wrapped with the liquid discharged from the ring-shaped open end in the liquid.
また、前記送液流路は、複数のプレートが積層して形成され、前記複数の細分流路の少なくとも一部は当該複数のプレートの積層界面に延在するようにしても良い。 In addition, the liquid feeding flow path may be formed by stacking a plurality of plates, and at least a part of the plurality of subdivided flow paths may extend to a stacking interface of the plurality of plates.
さらに前記プレートの積層界面に延在する前記細分流路は、前記積層界面を構成する上側プレートのみに設けられ、且つ、鉛直上方に凸面を有する略かまぼこ型断面を有するものであることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the sub-channels extending to the stacking interface of the plates are provided only in the upper plate constituting the stacking interface and have a substantially kamaboko-shaped cross section having a convex surface vertically upward.
こうすることにより、微細な断面積を有する送液流路を精度良く形成させることができる。 By doing so, it is possible to accurately form a liquid feed passage having a fine cross-sectional area.
送液流路内に残存或いは発生した気泡の除去方法としては、当該気泡を送液方向下流に向けて液体の動圧でもって押し流すのが最も簡便且つ一般的な方法である。このとき気泡の排出を目的として一時的に送液流路の送圧や流量を増大させることもよく行われる。 As a method for removing bubbles remaining or generated in the liquid supply flow path, it is the simplest and general method to push the bubbles toward the downstream in the liquid supply direction with the dynamic pressure of the liquid. At this time, for the purpose of discharging bubbles, it is often performed to temporarily increase the pressure and flow rate of the liquid supply passage.
さて、送液流路内に存在する気泡には当然のこと浮力が作用し、気泡は鉛直上方に浮上しようとする。従って、送液方向が鉛直下方である場合には、当該浮力と液体の動圧が対向する形となり、送液される液体の物性によっては、送液流路の送圧や流量を増大させたとしても、当該気泡を押し流すことが困難な場合が発生する。 Now, naturally, buoyancy acts on the bubbles present in the liquid feed flow path, and the bubbles try to float vertically upward. Therefore, when the liquid feeding direction is vertically downward, the buoyancy and the dynamic pressure of the liquid are opposed to each other, and depending on the properties of the liquid to be fed, the pressure and flow rate of the liquid feeding channel are increased. However, there are cases where it is difficult to flush away the bubbles.
本願発明の第1の主旨は、送液流路に傾斜角を持たせることにより、当該浮力の送液方向と対向するベクトル成分を低減させ、液体の動圧による押し流しを容易とするものである。 The first gist of the present invention is to reduce the vector component opposite to the liquid feeding direction of the buoyancy by providing the liquid feeding flow path with an inclination angle, thereby facilitating the flushing by the dynamic pressure of the liquid. .
さらに、送液流路に傾斜角を持たせると、動圧に依る気泡の押し流しは容易と成るものの、送液流路ひいては液体吐出装置の図4等で示すZ軸方向の投影面積が増大し、送液流路、吐出装置が大型化するといった問題となる場合もある。そこで、送液流路を傾斜角を有する細分流路と傾斜角を持たない鉛直流路の組み合わせ、或いは、傾斜角の異なる細分流路同志の組み合わせにより、傾斜角による気泡の押し流しの容易化の効果を発揮させつつ、前述の送液流路、吐出装置が大型化の問題を回避する、が本願発明の第2の主旨である。 Furthermore, if the liquid supply flow path has an inclination angle, it is easy to push the bubbles depending on the dynamic pressure, but the liquid supply flow path and thus the projected area in the Z-axis direction shown in FIG. In some cases, the liquid flow path and the discharge device become large. Therefore, by using a combination of sub-channels with an inclination angle and vertical channels without an inclination angle, or a combination of sub-channels with different inclination angles, it is possible to facilitate the flow of bubbles by the inclination angle. The second gist of the invention of the present application is to avoid the problem of enlargement of the liquid supply flow path and the discharge device described above while exhibiting the effect.
尚、本明細書に言う傾斜角とは鉛直下方を0度とし、鉛直上方に向けて増大する方向にとるものとする。即ち水平方向が90度、鉛直上方が180度である。 The inclination angle referred to in the present specification is assumed to be in a direction in which the vertical downward direction is 0 degree and increases vertically upward. That is, the horizontal direction is 90 degrees, and the vertically upward direction is 180 degrees.
本発明の液体吐出装置によれば、流路内に気泡を滞留させることなく精度良く液体を吐出することができる。 According to the liquid ejection device of the present invention, it is possible to accurately eject a liquid without causing bubbles to stay in the flow path.
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明を実施する液体吐出装置の概略図である。 FIG. 1 is a schematic view of a liquid ejection apparatus for carrying out the present invention.
液体吐出装置1は、複数の(図1では3つの)吐出ノズル2、統合流路3、統合流路4を備えており、統合流路3から分岐した送液流路31、統合流路4から分岐した送液流路41がそれぞれの吐出ノズル2に連絡し、送液流路31の開放端32、送液流路41の開放端42が吐出ノズル2の下端部に設けられている。これにより、統合流路3および統合流路4から圧送された液体はそれぞれの送液流路31、送液流路41に等配分配されて送液流路31、送液流路41に充填され、送液流路31、送液流路41を経て各吐出ノズル2から下向きに吐出される。
The
図2に本実施形態における吐出ノズル2の下面図を示す。
FIG. 2 is a bottom view of the
送液流路31の開放端32はノズル2の中央部に位置し、円形の断面を有する円形開放端である。また、送液流路41の開放端42は、開放端32を囲むように開放端32と同心状に設けられたリング状の断面を有するリング状開放端であり、送液流路41の配管部と2箇所で連結し、圧送された液体は開放端42でリング状に広がって吐出される。
The
液体吐出装置1が多層カプセル製造装置である場合、統合流路3にコア液を流し、統合流路4にシェル液を流すことにより、図3に示す通り吐出ノズル2の中央部の開放端32からコア液が吐出され、開放端42からシェル液が吐出される。そしてコア液およびシェル液より比重の小さい、異なる系の凝固液中でコア液およびシェル液を吐出することにより、凝固液中を沈みながらコア液をシェル液が包み込んだ形態で凝固した多層カプセル体10を得ることができる。
When the
ここで、本説明では、鉛直方向をZ軸方向、水平方向のうち吐出ノズルが配列される方向をY軸方向、Z軸方向、Y軸方向の両方と直交する方向をX軸方向とする。 In this description, the vertical direction is the Z-axis direction, and the direction in which the discharge nozzles are arranged in the horizontal direction is the Y-axis direction, and the direction orthogonal to both the Z-axis direction and the Y-axis direction is the X-axis direction.
図4は、本実施形態における送液流路の概略図である。図4では、理解を容易にするために送液流路41の図示を省略して送液流路31のみ図示しているが、本実施形態では送液流路41も送液流路31と同様の特徴を有している。
FIG. 4 is a schematic view of a liquid feeding flow path in the present embodiment. In FIG. 4, for the sake of easy understanding, the liquid
送液流路31は、本実施形態では円形の断面を有するパイプから形成されており、最下流部には下向きの開放端32が設けられ、送液流路31内を圧送された液体は開放端32から下向きに吐出される。
In the present embodiment, the liquid
ここで、本発明では、送液流路31は複数の連続する細分流路から構成され、隣り合う前記細分流路同士は傾斜角が異なっている。本実施形態では、送液流路31は、開放端32に近いものから順に第1の細分流路33、第2の細分流路34、第1の細分流路35、第2の細分流路36、第1の細分流路37とを有する折れ曲がった形状の流路であり、送液流路31を流れる液体は、第1の細分流路37、第2の細分流路36、第1の細分流路35、第2の細分流路34、第1の細分流路33の順に通って開放端32から放出される。
Here, in the present invention, the
ここで、本説明では、液体の進行方向が鉛直下向きを含む水平より下向きの方向である流路のことを第1の細分流路と呼び、また、液体の進行方向が水平方向もしくは水平より上向きの方向である流路のことを第2の細分流路と呼ぶ。本実施形態では、送液流路31は第1の細分流路と第2の細分流路とが交互に組み合わされて形成されている。
Here, in this description, a flow path in which the liquid traveling direction is a downward direction from the horizontal including the vertical downward direction is referred to as a first sub-channel, and the liquid traveling direction is the horizontal direction or upward from the horizontal. The flow path in the direction of is called the second sub-flow path. In the present embodiment, the
また、各細分流路を形成するパイプはステンレスなどの金属や樹脂といった材料から構成されており、送液流路31に液体が圧送されても送液流路31の折れ曲がった形状は維持される。
In addition, the pipes that form each sub-channel are made of a material such as a metal such as stainless steel or a resin, and the bent shape of the liquid-
図4において気泡5が第1の細分流路33に入り込んだ場合、上流から圧送される液体の動圧により気泡5を下方へ押し流し、開放端32に到達させることによって細分流路33から気泡5を抜くことができる。ただし、気泡5を下方に押し流そうとする場合、気泡5に対する浮力によって気泡5に上向きの力が加わる。
In FIG. 4, when the
これに対し、本発明の通り送液流路31を隣接する細分流路同士で傾斜角が異なる細分流路33乃至37の組み合わせとすることにより、気泡5に対する上向きの力により気泡5が押し戻されて細分流路内にとどまる挙動を見せる前に気泡5を下流の細分流路に到達させることができ、これを繰り返すことにより気泡5は細分流路内にとどまることなく開放端32に到達する。
On the other hand, the
一方、本実施形態では鉛直下方に液体を圧送する鉛直細分流路である第1の細分流路と水平方向に液体を圧送する水平細分流路である第2の細分流路とが交互に組み合わされているため、第1の細分流路を抜けた液体および気泡は、次に第2の細分流路に入り込む。第2の細分流路に入り込んだ気泡5は、液体の動圧により横方向に押し流される。
On the other hand, in the present embodiment, the first sub-channel that is a vertical sub-channel that pumps liquid vertically downward and the second sub-channel that is a horizontal sub-channel that pumps liquid horizontally are alternately combined. Therefore, the liquid and bubbles that have passed through the first sub-channel then enter the second sub-channel. The
ここで、各第2の細分流路において気泡5にはたらく浮力は、図4にて第2の細分流路34内に図示した通り気泡5を上向きに移動させて細分流路の上壁面に押しつけるのみであり、気泡5を横方向に押し流すことに対してはほとんど影響しない。そのため、各第2の細分流路では各第1の細分流路に対して気泡5は格段に抜けやすい。そして、第2の細分流路から上流側の第1の細分流路に気泡5が戻ることは無く、気泡5は下流側の第1の細分流路へと送られる。
Here, the buoyancy acting on the
そして、上記のように気泡5が抜けやすい送液流路31を統合流路3から分岐した各流路に適用することにより、それぞれの分岐流路で気泡5が滞留しなくなる。ここで、仮に1つの分岐流路で気泡5が滞留したとすると、気泡5が滞留した流路には液体が流れにくくなるため、各分岐流路への送液量が均一でなくなる。そのため、液体の吐出量が吐出ノズル2ごとに異なるものとなり、液体の吐出によって得られる製品(たとえば図3に示した多層カプセル体10)の大きさにばらつきが生じる。特に、図3のように凝固液中に液体を吐出する場合、抵抗が大きいため気泡5が送液流路31に滞留したままだと吐出圧の変動が著しくなる。これに対し、全ての送液流路において気泡5の滞留を防ぐことにより、各分岐流路への送液量にばらつきが生じることを防いで確実に等配分配でき、各吐出ノズル2からの均一な液体吐出量を維持することができる。
Then, by applying the liquid
なお、図3のように液体中で液体を吐出するような場合は、開放端32に最も近い細分流路(図4における第1の細分流路33)は液体の進行方向が鉛直下向きであることが望ましい。こうすることにより、開放端32から吐出された液体はその周囲の液体にて生じる随伴流により、凝固液中にて精度良く球状に形成することができる。また、送液流路41に関しても同様に、開放端42に最も近い細分流路を鉛直下向きにすることにより、球状のコア液を均等の厚みのシェル液で包み込んだ球状の多層カプセル体10を精度良く形成することができる。
When the liquid is discharged in the liquid as shown in FIG. 3, the liquid flow direction of the sub-channel (
また、本実施形態のように複数の細分流路の少なくともひとつは鉛直細分流路であり、また、複数の細分流路の少なくともひとつは水平細分流路とし、斜度の大きい細分流路と小さい細分流路とを組み合わせることにより、より短い流路長で気泡の滞留を防ぐことができる送液流路を形成することができる。 Further, as in the present embodiment, at least one of the plurality of sub-channels is a vertical sub-channel, and at least one of the plurality of sub-channels is a horizontal sub-channel, which is smaller than a sub-channel having a large slope. By combining with the subdivided flow path, it is possible to form a liquid supply flow path that can prevent bubbles from staying with a shorter flow path length.
以上のような構成の液体吐出装置1により、流路内に気泡を滞留させることなく精度良く液体を吐出することができる。ここで、送液流路31や送液流路41が図示しない液供給部と取り外し容易に連結されており、頻繁に液交換が行われる場合、気泡5が入り込む可能性が高くなるため、本発明の液体吐出装置によって得られる効果は大きくなる。
With the
次に、各第1の細分流路の長さと相当径との関係について説明する。 Next, the relationship between the length of each first sub-channel and the equivalent diameter will be described.
ここで、本説明では、所定の面積を有する算定対象に対して同一の面積を有する円の直径を「相当径」と定義し、たとえば算定対象が径1mmの円の場合、その相当径はそのまま1mmであり、算定対象が一辺1mmの正方形である場合、その相当径はこの正方形の面積(1mm2)と同一の面積を有する円の直径である約1.1mmとなる。 Here, in this description, the diameter of a circle having the same area is defined as “equivalent diameter” for a calculation object having a predetermined area. For example, when the calculation object is a circle having a diameter of 1 mm, the equivalent diameter is left as it is. When the calculation target is a square with a side of 1 mm, the equivalent diameter is approximately 1.1 mm, which is the diameter of a circle having the same area as the square area (1 mm2).
なお、本実施形態では各流路の断面は円形であるため、流路の内径がそのまま相当径となる。 In the present embodiment, since the cross section of each flow path is circular, the inner diameter of the flow path becomes an equivalent diameter as it is.
本実施形態では、各第1の細分流路、各第2の細分流路の相当径は0.5mmであり、各第1の細分流路の長さを10mmとしている。 In this embodiment, the equivalent diameter of each first sub-channel and each second sub-channel is 0.5 mm, and the length of each first sub-channel is 10 mm.
以下の表1に、代表して第1の細分流路33の長さL1と第1の細分流路33の相当径d1の比率に対する、流路内の気泡の抜けやすさを表す。気泡の抜けやすさは、各細分流路が所定の長さと相当径とを有する送液流路31を略透明な樹脂で構成し、その中を流れる液体中の気泡の挙動をカメラで撮像して評価したものであり、容易に抜ける場合を「○」とし、容易には抜けず、流路内で滞留することがあった場合を「×」と表している。
Table 1 below represents the ease of bubble removal from the channel with respect to the ratio of the length L1 of the
表1の通り、L1/d1が10倍以下、すなわち第1の細分流路33の長さが第1の細分流路33の相当径の10倍以下である場合は、気泡が抜けやすく、逆にL1/d1が10倍を超えると気泡の滞留が生じやすくなるといった結果となった。
As shown in Table 1, when L1 / d1 is 10 times or less, that is, when the length of the
ここで図10のような従来例およびL1/d1が10倍を超える条件であった場合、第1の細分流路33の上部で気泡5を下方向に押し流したとしても第1の細分流路33の下部では上向きの力の方が勝って気泡5は上向きに移動し、第1の細分流路33の中で気泡5が上下に往復動するような挙動をとるおそれがある。
Here, in the case of the conventional example as shown in FIG. 10 and the condition that L1 / d1 exceeds 10 times, even if the
これに対し、L1/d1が10倍以下にすることによって第1の細分流路33の長さが気泡5にはたらく液体の動圧による下向きの力と浮力および渦による上向きの力によって生じる気泡5の往復動の振幅よりも短くなる場合に気泡5は第1の細分流路33に滞留せずに抜けやすくなる。
On the other hand, when L1 / d1 is 10 times or less, the length of the
また、上記の結果と同様のことが第1の細分流路35、第1の細分流路37にも言え、L2/d2およびL3/d3が10倍以下の条件である場合、第1の細分流路35および第1の細分流路37から気泡が抜けやすくなる。
In addition, the same result as the above can be applied to the
ここで、鉛直方向の流路を多くの細分流路に分割し、各第1の細分流路の長さを短くするほど各第1の細分流路において気泡を排出する効果が高くなるが、その分多く第1の細分流路を設ける必要があり、配管長全体が長くなる傾向があるため、少なくとも各第1の細分流路の長さは相当径の1倍以上であることが好ましい。 Here, the vertical channel is divided into many sub-channels, and the effect of discharging bubbles in each first sub-channel increases as the length of each first sub-channel decreases. Accordingly, it is necessary to provide a large number of first sub-channels, and the entire pipe length tends to be long. Therefore, it is preferable that at least the length of each first sub-channel is at least one times the equivalent diameter.
なお、気泡が流路に滞留することが吐出ノズルの開放端から吐出される液体量へ及ぼす影響は、流路が微細であるほど顕著になる。そこで、本説明のように第1の細分流路と第2の細分流路とが交互に組み合わされた送液流路の形態は、相当径が5mm以下の微細な流路に適用されることが特に好ましい。 Note that the effect of the bubbles remaining in the flow channel on the amount of liquid discharged from the open end of the discharge nozzle becomes more prominent as the flow channel becomes finer. Therefore, the form of the liquid supply flow path in which the first sub-flow path and the second sub-flow path are alternately combined as described in this description is applied to a fine flow path having an equivalent diameter of 5 mm or less. Is particularly preferred.
以上の液体吐出装置により、流路内に気泡を滞留させることなく精度良く液体を吐出することができる。 With the above liquid ejecting apparatus, it is possible to eject liquid with high accuracy without causing bubbles to stay in the flow path.
ここで、本発明の液体吐出装置は、以上で説明した形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、本実施形態では各流路の断面は円形であるが、それに限らず、矩形、半円形など円形以外の形状の断面であっても良い。その場合、前述の通り相当径を計算し、各細分流路の長さを相当径の1倍以上10倍以下とすることにより、気泡を効率良く排出する効果を得ることができる。 Here, the liquid ejection apparatus of the present invention is not limited to the above-described form, and may be another form within the scope of the present invention. For example, in this embodiment, the cross section of each flow path is circular, but is not limited thereto, and may be a cross section having a shape other than a circle, such as a rectangle or a semicircle. In that case, the effect of efficiently discharging bubbles can be obtained by calculating the equivalent diameter as described above and setting the length of each sub-channel to 1 to 10 times the equivalent diameter.
また、本実施形態では第1の細分流路33の相当径、第1の細分流路35、第1の細分流路37の相当径は均一にしているが、異なる相当径としても良く、各細分流路にて長さが相当径の1倍以上10倍以下であれば気泡を効率良く排出する効果を得ることができる。
Further, in this embodiment, the equivalent diameter of the
また、本実施形態では図4に示すように統合流路3から分岐した流路を通った液体は第1の細分流路37、第2の細分流路36、第1の細分流路35、第2の細分流路34、第1の細分流路33を通って吐出されるが、第1の細分流路37、第2の細分流路36を無くして、統合流路3から分岐した流路を通った液体が第1の細分流路35、第2の細分流路34、第1の細分流路33を通って吐出されるようにしても良い。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the liquid that has passed through the flow path branched from the integrated
また、図5に示すように第2の細分流路34および第2の細分流路36は液体の進行方向が(水平方向ではなく)水平より上向きの方向としても良い。こうすることにより、浮力により自然に高い方、すなわち下流側へ移動するため、気泡5が上流側の第1の細分流路35に戻ることがより確実に防がれ、第1の細分流路33の方へ移動しやすくなる。また、第2の細分流路36でも同様に、気泡5が第1の細分流路37に戻ることが防がれ第1の細分流路35の方へ移動しやすくなる。また、第1の細分流路33と第1の細分流路37の中心軸は必ずしも一致していなくて良い。
Further, as shown in FIG. 5, the
また、第1の細分流路および第2の細分流路はそれぞれ一直線状でなくても良く、各細分流路自身が折れ曲がった形状であっても構わない。たとえば図6では液体の進行方向が水平より下向きの方向である細分流路35Aと細分流路35Bとで第1の細分流路35を形成している。この細分流路35Aや細分流路35Bのように水平方向と下向き方向の成分を有する細分流路とした場合であっても、気泡が上方向に押し戻されることを緩和することができる。そのため、送液流路全体を細分流路35Aや細分流路35Bのように水平方向と下向き方向の成分を有する細分流路のみで形成した場合であっても気泡の滞留を防ぐ送液流路を形成しうる。
Further, the first sub-channel and the second sub-channel may not be in a straight line, and each sub-channel may be bent. For example, in FIG. 6, the
また、送液流路31はパイプの形状でなく、図8(a)に示すように複数のプレート51乃至55を積層することにより形成しても良い。図8(a)に示すような折れ曲がった送液流路を、プレート51から55の組み合わせで無く、一体の材料塊に窄孔することは極めて困難であるが、これを複数のプレート51乃至55に分割すると、図中鉛直の第1の細分流路37、35、33は分割された各々のプレート51乃至55に孔加工を施すだけで形成でき、水平方向の第2の細分流路34、36はプレート52と53および54と55の相対する面のいずれか片側のみもしくは双方に溝加工を施すだけで容易に形成できる。
Further, the
いずれか片側にのみ溝加工を施す場合には、双方に溝加工を施す場合に比べ、双方の溝加工位置を相対的に位置合わせする必要がなくなり好適となる場合がある。 When grooving is performed only on one of the sides, it may be preferable that both grooving positions need not be relatively aligned as compared to grooving on both sides.
さらに、本発明者らの検討によれば図8(b)に示す図8(a)のプレート53のAA断面のように上側に存在するプレートにのみ鉛直上方に凸面を有する略かまぼこ型断面形状の細分流路を形成すると、当該部分の前述した気泡除去がしやすくなる効果が得られる事が判明しており、尚好適である。
Further, according to the study by the present inventors, a substantially semi-cylindrical cross-sectional shape having a convex surface vertically upward only on the plate existing on the upper side like the AA cross section of the
この様に少なくとも一部の細分流路を分割されたプレートの積層界面に延在させるようにすれば、その加工が容易となり好適である。 In this way, it is preferable that at least a part of the subdivided channels is extended to the laminated interface of the divided plates because the processing becomes easy.
また、図1のように2種類の送液流路を設ける場合、必ずしも両方の流路に本発明を適用する必要は無く、たとえばコア液を流す流路だけなど、気泡の発生の頻度が高い流路のみに本発明を適用するものであっても良い。 In addition, when two types of liquid supply flow paths are provided as shown in FIG. 1, it is not always necessary to apply the present invention to both flow paths. For example, only the flow path for flowing the core liquid has a high occurrence frequency of bubbles. You may apply this invention only to a flow path.
1 液体吐出装置
2 吐出ノズル
3 統合流路
4 統合流路
5 気泡
10 多層カプセル体
31 送液流路
32 開放端
33 第1の細分流路
34 第2の細分流路
35 第1の細分流路
35A 細分流路
35B 細分流路
36 第2の細分流路
37 第1の細分流路
41 送液流路
42 開放端
51 プレート
52 プレート
53 プレート
54 プレート
55 プレート
90 液体吐出装置
91 吐出ノズル
92 統合流路
93 送液流路
94 統合流路
95 送液流路
96 気泡
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記送液流路は、複数の連続する細分流路から構成され、隣り合う前記細分流路同士は傾斜角が異なることを特徴とする、液体吐出装置。 A liquid discharge device that continuously pumps liquid from vertically upward to vertically downward via a liquid supply flow path and discharges the liquid from an open end of the liquid supply flow path.
The liquid delivery device according to claim 1, wherein the liquid supply channel is configured by a plurality of continuous sub-channels, and the sub-channels adjacent to each other have different inclination angles.
Priority Applications (1)
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- 2017-02-03 JP JP2017018133A patent/JP2018122272A/en active Pending
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