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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023035823
(43)【公開日】2023-03-13
(54)【発明の名称】液吐出装置、塗布装置、液吐出方法および電極の製造方法
(51)【国際特許分類】
B05C 5/00 20060101AFI20230306BHJP
B05C 11/10 20060101ALI20230306BHJP
B05D 3/00 20060101ALI20230306BHJP
B05D 1/26 20060101ALI20230306BHJP
B05D 5/12 20060101ALI20230306BHJP
H01M 4/04 20060101ALI20230306BHJP
H01M 4/139 20100101ALI20230306BHJP
B41J 2/14 20060101ALI20230306BHJP
【ＦＩ】
B05C5/00 101
B05C11/10
B05D3/00 D
B05D3/00 B
B05D1/26 Z
B05D5/12 B
H01M4/04 Z
H01M4/139
B41J2/14 301
【審査請求】未請求
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022091905
(22)【出願日】2022-06-06
(31)【優先権主張番号】P 2021141829
(32)【優先日】2021-08-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100107515
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 浩一
(72)【発明者】
【氏名】木田 仁司
(72)【発明者】
【氏名】栗山 博道
(72)【発明者】
【氏名】中島 聡
(72)【発明者】
【氏名】後河内 透
【テーマコード（参考）】
2C057
4D075
4F041
4F042
5H050
【Ｆターム（参考）】
2C057AF21
2C057AG44
2C057BA07
2C057BA14
2C057BF04
4D075AC06
4D075AC09
4D075AC41
4D075AC80
4D075AC84
4D075AC88
4D075AC91
4D075AC93
4D075AC95
4D075AE01
4D075BB05Y
4D075BB24Z
4D075CA22
4D075CA47
4D075CA48
4D075DA04
4D075DA23
4D075DC11
4D075DC12
4D075DC19
4D075EA05
4D075EA31
4D075EA33
4D075EB51
4D075EB56
4D075EB57
4D075EC02
4D075EC04
4D075EC10
4D075EC23
4F041AA07
4F041AA12
4F041AB01
4F041BA01
4F041BA10
4F041BA13
4F041BA32
4F041BA34
4F041BA38
4F041BA42
4F041BA59
4F042AA09
4F042AA22
4F042AB00
4F042BA07
4F042BA12
4F042BA15
4F042CA01
4F042CB02
4F042CB03
4F042CB08
4F042CB10
4F042CB20
4F042CB27
4F042DH09
4F042ED03
5H050AA19
5H050BA17
5H050GA10
5H050GA22
5H050GA29
5H050HA12
(57)【要約】
【課題】安定して吐出可能な液吐出装置を提供すること。
【解決手段】本発明の一態様に係る液吐出装置は、液吐出口を有する液室と、加圧された液を前記液室へ供給する供給手段と、前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、前記第１弁体を移動させる移動手段と、前記液室内の液を攪拌する撹拌機構と、を備える。
【選択図】図５
【解決手段】本発明の一態様に係る液吐出装置は、液吐出口を有する液室と、加圧された液を前記液室へ供給する供給手段と、前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、前記第１弁体を移動させる移動手段と、前記液室内の液を攪拌する撹拌機構と、を備える。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液吐出口を有する液室と、
加圧された液を前記液室へ供給する供給手段と、
前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、
前記第１弁体を移動させる移動手段と、
前記液室内の液を攪拌する撹拌機構と、を備えることを特徴とする液吐出装置。
加圧された液を前記液室へ供給する供給手段と、
前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、
前記第１弁体を移動させる移動手段と、
前記液室内の液を攪拌する撹拌機構と、を備えることを特徴とする液吐出装置。
【請求項2】
前記撹拌機構は、前記液吐出口が開放された状態で前記液室内の液を撹拌する
請求項１に記載の液吐出装置。
請求項１に記載の液吐出装置。
【請求項3】
前記撹拌機構は、前記移動手段による前記第１弁体の移動を制御する制御手段を有し、
前記第１弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、
前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、
前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、
前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置である、請求項１に記載の液吐出装置。
前記第１弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、
前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、
前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、
前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置である、請求項１に記載の液吐出装置。
【請求項4】
前記移動手段は、印加される電圧に応じて前記第１弁体を移動させ、
前記制御手段は、前記移動手段に対し、第１電圧を印加することにより前記弁部を前記第１位置に移動させ、第２電圧を印加することにより前記弁部を前記第２位置に移動させ、第３電圧を印加することにより前記弁部を前記第３位置に移動させ、
前記第１電圧は、前記第２電圧よりも小さく、
前記第３電圧は、前記第１電圧よりも大きく、且つ前記第２電圧よりも小さい請求項３に記載の液吐出装置。
前記制御手段は、前記移動手段に対し、第１電圧を印加することにより前記弁部を前記第１位置に移動させ、第２電圧を印加することにより前記弁部を前記第２位置に移動させ、第３電圧を印加することにより前記弁部を前記第３位置に移動させ、
前記第１電圧は、前記第２電圧よりも小さく、
前記第３電圧は、前記第１電圧よりも大きく、且つ前記第２電圧よりも小さい請求項３に記載の液吐出装置。
【請求項5】
Ｅ２＞Ｅ３≧（Ｅ２－Ｅ１）×０．０５＋Ｅ１を満足する請求項４に記載の液吐出装置。
（但し、Ｅ１は前記第１電圧を表し、Ｅ２は前記第２電圧を表し、Ｅ３は前記第３電圧を表す。）
（但し、Ｅ１は前記第１電圧を表し、Ｅ２は前記第２電圧を表し、Ｅ３は前記第３電圧を表す。）
【請求項6】
前記移動手段は、印加される電圧に応じて前記第１弁体を移動させ、
前記制御手段は、前記移動手段に対し、第１電圧を印加することにより前記弁部を前記第１位置に移動させ、第２電圧を印加することにより前記弁部を前記第２位置に移動させ、第３電圧を印加することにより前記弁部を前記第３位置に移動させ、
前記第１電圧は、前記第２電圧よりも大きく、
前記第３電圧は、前記第２電圧よりも大きく、前記第１電圧よりも小さい請求項３に記載の液吐出装置。
前記制御手段は、前記移動手段に対し、第１電圧を印加することにより前記弁部を前記第１位置に移動させ、第２電圧を印加することにより前記弁部を前記第２位置に移動させ、第３電圧を印加することにより前記弁部を前記第３位置に移動させ、
前記第１電圧は、前記第２電圧よりも大きく、
前記第３電圧は、前記第２電圧よりも大きく、前記第１電圧よりも小さい請求項３に記載の液吐出装置。
【請求項7】
Ｅ１×０．９５≧Ｅ３＞０を満足する請求項６に記載の液吐出装置。
（但し、Ｅ１は前記第１電圧を表し、Ｅ３は前記第３電圧を表す。）
（但し、Ｅ１は前記第１電圧を表し、Ｅ３は前記第３電圧を表す。）
【請求項8】
前記制御手段は、
前記第２電圧が前記第１電圧よりも大きい場合には、前記第２移動のために、前記第１電圧よりも所定電圧だけ大きい前記第３電圧を前記移動手段に印加し、
前記第１電圧が前記第２電圧よりも大きい場合には、前記第２移動のために、前記第２電圧よりも前記所定電圧だけ小さい前記第３電圧を前記移動手段に印加し、
前記移動手段の温度に応じて前記所定電圧を変更する第１電圧変更手段を、さらに有する請求項４乃至７の何れか１項に記載の液吐出装置。
前記第２電圧が前記第１電圧よりも大きい場合には、前記第２移動のために、前記第１電圧よりも所定電圧だけ大きい前記第３電圧を前記移動手段に印加し、
前記第１電圧が前記第２電圧よりも大きい場合には、前記第２移動のために、前記第２電圧よりも前記所定電圧だけ小さい前記第３電圧を前記移動手段に印加し、
前記移動手段の温度に応じて前記所定電圧を変更する第１電圧変更手段を、さらに有する請求項４乃至７の何れか１項に記載の液吐出装置。
【請求項9】
前記移動手段の移動回数に応じて前記第３電圧を変更する第２電圧変更手段を、さらに有する請求項４乃至７の何れか１項に記載の液吐出装置。
【請求項10】
前記移動手段は、印加される電圧に応じて前記第１弁体を移動させ、
前記制御手段は、前記弁部を前記第２位置に移動させる電圧を、所定時間よりも短い印加時間において前記移動手段に印加し、
前記所定時間は、前記移動手段に対し、前記弁部を前記第２位置に移動させる電圧が印加された後、前記弁部が前記第２位置に移動するまでにかかる時間である請求項３に記載の液吐出装置。
前記制御手段は、前記弁部を前記第２位置に移動させる電圧を、所定時間よりも短い印加時間において前記移動手段に印加し、
前記所定時間は、前記移動手段に対し、前記弁部を前記第２位置に移動させる電圧が印加された後、前記弁部が前記第２位置に移動するまでにかかる時間である請求項３に記載の液吐出装置。
【請求項11】
Δｔ０×０．９５≧Δｔ＞０を満足する請求項１０に記載の液吐出装置。
（但し、Δｔ０は前記所定時間を表し、Δｔは前記印加時間を表す。）
（但し、Δｔ０は前記所定時間を表し、Δｔは前記印加時間を表す。）
【請求項12】
前記移動手段の温度に応じて、前記印加時間を変更する第１時間変更手段と、をさらに有する請求項１０または１１に記載の液吐出装置。
【請求項13】
前記移動手段の移動回数に応じて、前記印加時間を変更する第２時間変更手段をさらに有する請求項１０または１１に記載の液吐出装置。
【請求項14】
前記移動手段は、印加電圧に応じて伸縮する圧電素子を含む請求項３に記載の液吐出装置。
【請求項15】
前記液は、粘度が１０［ｍＰａ・ｓ］より大きい液、構造粘性を示すＴＩ値が１．３より大きい液、固形分が２０［ｗｔ％］より大きい液、または粒子径が５［μｍ］より大きい粒子を含む液、の何れか１つである請求項３に記載の液吐出装置。
【請求項16】
前記第２移動の繰り返し周波数は、１００［Ｈｚ］以上である請求項３に記載の液吐出装置。
【請求項17】
前記供給手段と前記液室との間に位置する第１液路および第２液路と、
前記第１液路および前記第２液路の少なくとも一方の内部の液にかかる圧力を変動可能な液圧力変動手段と、をさらに備え、
前記撹拌機構は、前記液圧力変動手段により、前記第１液路および前記第２液路の少なくとも一方の内部の液にかかる圧力を変動させる、請求項１または請求項２に記載の液吐出装置。
前記第１液路および前記第２液路の少なくとも一方の内部の液にかかる圧力を変動可能な液圧力変動手段と、をさらに備え、
前記撹拌機構は、前記液圧力変動手段により、前記第１液路および前記第２液路の少なくとも一方の内部の液にかかる圧力を変動させる、請求項１または請求項２に記載の液吐出装置。
【請求項18】
前記供給手段内の液を加圧する第１および第２の加圧手段と、
前記第２の加圧手段と前記供給手段との間の液路に設けられ、該液路を開閉可能な第２弁体と、をさらに備え、
前記第１の加圧手段により加えられる圧力の大きさは、前記第２の加圧手段により加えられる圧力の大きさとは異なり、
前記撹拌機構は、前記第２弁体により、前記第２の加圧手段と前記供給手段との間の液路を開閉させる、請求項１または請求項２に記載の液吐出装置。
前記第２の加圧手段と前記供給手段との間の液路に設けられ、該液路を開閉可能な第２弁体と、をさらに備え、
前記第１の加圧手段により加えられる圧力の大きさは、前記第２の加圧手段により加えられる圧力の大きさとは異なり、
前記撹拌機構は、前記第２弁体により、前記第２の加圧手段と前記供給手段との間の液路を開閉させる、請求項１または請求項２に記載の液吐出装置。
【請求項19】
請求項１または請求項２に記載の液吐出装置を有し、
前記液吐出装置により吐出された前記液を基体に塗布する塗布装置。
前記液吐出装置により吐出された前記液を基体に塗布する塗布装置。
【請求項20】
液吐出口を有する液室と、
加圧された液を前記液室へ供給する供給手段と、
前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、
前記第１弁体を移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記第１弁体の移動を制御する制御手段と、を有する液吐出装置による液吐出方法であって、
前記第１弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、
前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、
前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、
前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置である液吐出方法。
加圧された液を前記液室へ供給する供給手段と、
前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、
前記第１弁体を移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記第１弁体の移動を制御する制御手段と、を有する液吐出装置による液吐出方法であって、
前記第１弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、
前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、
前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、
前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置である液吐出方法。
【請求項21】
電極の製造方法であって、
液吐出口を有する液室と、
加圧された、電極材料を含む液を前記液室へ供給する供給手段と、
前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、
前記第１弁体を移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記第１弁体の移動を制御する制御手段と、を有する液吐出装置による液吐出工程を備え、
前記第１弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、
前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、
前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、
前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置であり、
前記液吐出工程では、前記液吐出装置は、前記電極材料を含む液を吐出することで吐出対象物に電極材料を有する層を形成する、電極の製造方法。
液吐出口を有する液室と、
加圧された、電極材料を含む液を前記液室へ供給する供給手段と、
前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、
前記第１弁体を移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記第１弁体の移動を制御する制御手段と、を有する液吐出装置による液吐出工程を備え、
前記第１弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、
前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、
前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、
前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置であり、
前記液吐出工程では、前記液吐出装置は、前記電極材料を含む液を吐出することで吐出対象物に電極材料を有する層を形成する、電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液吐出装置、塗布装置、液吐出方法および電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、液吐出口を有する液室内の液体に圧力を加えることにより、液吐出口から液体を吐出させる液吐出装置が知られている。
【0003】
また液吐出装置として、液吐出口と、液吐出口に加圧された液体を供給する液室と、液室内に設けられ、液吐出口を開閉する弁体と、弁体を駆動させる駆動機構と、駆動機構を収容する駆動機構収容空間と、を有する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
液吐出装置は、安定して吐出することが求められている。
【0005】
本発明は、安定して吐出可能な液吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る液吐出装置は、液吐出口を有する液室と、加圧された液を前記液室へ供給する供給手段と、前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、前記第１弁体を移動させる移動手段と、前記液室内の液を攪拌する撹拌機構と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、安定して吐出可能な液吐出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態に係る液吐出装置の構成例の図である。
【図3】第１実施形態に係る制御部の機能構成例の図である。
【図4】第１実施形態に係るアクチュエータの駆動電圧の第１例の図である。
【図5】第１実施形態に係る駆動電圧に応じた弁部の移動の第１例の図である。
【図6】第１実施形態に係るアクチュエータの駆動電圧の第２例の図である。
【図7】第１実施形態に係る駆動電圧に応じた弁部の移動の第２例の図である。
【図8】第２実施形態に係る液吐出装置の構成例を示す図である。
【図9】第２実施形態に係るアクチュエータの駆動電圧の第１例の図である。
【図10】第２実施形態に係る駆動電圧に応じた弁部の移動の第１例の図である。
【図11】第２実施形態に係るアクチュエータの駆動電圧の第２例の図である。
【図12】第２実施形態に係る駆動電圧に応じた弁部の移動の第２例の図である。
【図14】第３実施形態に係る制御部の機能構成例の図である。
【図15】第４実施形態に係るアクチュエータの駆動電圧の第１例の図である。
【図16】第４実施形態に係る駆動電圧に応じた弁部の移動の第１例の図である。
【図17】第４実施形態に係るアクチュエータの駆動電圧の第２例の図である。
【図18】第４実施形態に係る駆動電圧に応じた弁部の移動の第２例の図である。
【図19】第５実施形態に係る制御部の機能構成例の図である。
【図20】第６実施形態に係る液吐出装置の構成の一例を示す図である。
【図22】第７実施形態に係る液吐出装置の構成の一例を示す図である。
【図23】第８実施形態に係る液吐出装置の構成の一例を示す図である。
【図24】第９実施形態に係る液吐出装置の構成の一例を示す図である。
【図25】第１０実施形態に係る塗布装置の構成例の図である。
【図26】第１０実施形態に係る塗布装置の対象物への配置の第１例の図である。
【図27】第１０実施形態に係る塗布装置の対象物への配置の第２例の図である。
【図28】実施形態に係る電極の製造方法を実現するための電極の製造装置の一例を示す模式図である。
【図29】実施形態に係る電極合材層の製造方法を実現するための電極の製造装置の他の一例を示す模式図である。
【図30】実施形態に係る電極の製造方法の一例を示す図である。
【図31】実施形態に係る電極の製造方法の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について詳細に説明する。各図面において、同一の構成部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。
【0010】
以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための液吐出装置および液吐出方法を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。
【0011】
以下に示す図において、Ｘ軸およびＹ軸により方向を示す場合があるが、Ｘ軸に沿うＸ方向において矢印が向いている方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向と表記する。またＹ軸に沿うＹ方向において矢印が向いている方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向と表記する。但し、これらのことは、実施形態に係る液吐出装置の使用時における向きを制限するものではなく、実施形態に係る液吐出装置の向きは任意である。
【0012】
実施形態に係る液吐出装置は、液吐出口を有する液室と、加圧された液を液室へ供給する供給手段と、液吐出口を開閉させる弁部を含み、液室に設けられた第１弁体と、第１弁体を移動させる移動手段と、移動手段による第１弁体の移動を制御する制御手段と、を有するものである。
【0013】
上記第１弁体の移動は、弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、弁部が第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含む。第１位置は、弁部により液吐出口が開放される位置であり、第２位置は、弁部により液吐出口が閉塞される位置であり、第３位置は、第１位置と第２位置との間の位置である。
【0014】
弁部が第１位置に移動すると、液吐出口が開放され、供給手段により供給される加圧された液が液吐出口から吐出される状態になる。一方、弁部が第２位置に移動すると、液吐出口が閉塞され、液吐出口から液が吐出されない非吐出の状態になる。実施形態に係る液吐出装置は、弁部の第１移動により液の吐出を制御することにより、画像等のパターンを液によって対象物に形成したり、対象物に液を塗布したりすることができる。また液に加える圧力を大きくすることにより、吐出される液の飛翔距離を長くすることや、吐出される液の量を多くすることができる。
【0015】
一方で、吐出される液の性質によっては、弁部が第１位置に位置して液が吐出されている際に、液室内において液が流れる流路が詰まることにより、液が吐出されなくなったり、所望量の液を所望速度で所望方向に吐出できなくなったりして、液の吐出が不安定になる場合がある。
【0016】
例えば、高粘度の液や、高チクソ性の液、高濃度の液または大径粒子を含有する液等においては、増粘した液や粒子が流路に詰まりやすく、吐出が不安定になりやすい。なお、本明細書および特許請求の範囲において、高チクソ性とは、粘度が高い状態が標準的の液の状態であり、液を攪拌した場合等に粘度が低下し、流れやすい状態になる液の物性をいう。
【0017】
実施形態では、第２移動において、弁部が第１位置と第３位置との間を往復移動するように第１弁体を移動させることにより、液が吐出されている状態において、第１弁体により液室内の液圧力変動を生じさせ、攪拌させる。これにより、増粘した液や流路に詰まった粒子をほぐしたり、液の流れに伴う第１弁体の歪みにより流路が閉塞することを低減したりすることができる。その結果、液が吐出されている状態において、増粘した液や粒子により液室内の流路が詰まることを抑制し、液の吐出を安定化できる。
【0018】
以下、電気化学素子を製造するための液吐出装置を一例として説明する。なお、電気化学素子としては、一般に電気化学素子である２次電池やキャパシターが挙げられるが、本実施形態に係る液吐出装置はリチウムイオン２次電池の製造に好適に用いることができる。
【0019】
［第１実施形態］
＜液吐出装置１の構成＞
図１および図２を参照して第１実施形態に係る液吐出装置１の構成について説明する。図１は、液吐出装置１の構成の一例を示す図である。図２は、図１の領域Ａの拡大図である。
＜液吐出装置１の構成＞
図１および図２を参照して第１実施形態に係る液吐出装置１の構成について説明する。図１は、液吐出装置１の構成の一例を示す図である。図２は、図１の領域Ａの拡大図である。
【0020】
図１に示すように、液吐出装置１は、ヘッド１００と、液供給部１１０と、制御部１２０と、を有する。液吐出装置１は、液供給部１１０により第１液路を介しヘッド１００に液２００を供給し、制御部１２０によりヘッド１００を制御することによってヘッド１００から液２００を吐出する。また、ヘッド１００から吐出されなかった液２００は下流経路を介し、液供給部１１０に戻される。なお、図１におけるヘッド１００は、内部を透視して示している。
【0021】
【0022】
アクチュエータ１０１は、印加電圧に応じて伸縮する圧電素子を含んでいる。実施形態においては、圧電素子はｄ３３モード（縦変位タイプ）を利用したものであり、印加電圧に応じてＹ方向に伸縮する。圧電素子の材料は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）である。また実施形態に係る圧電素子は、伸縮に伴う変位量を大きくするために、複数の圧電素子をＹ方向に積層している積層型圧電素子である。
【0023】
アクチュエータ１０１は、－Ｙ方向側の端部がフレーム１０２に接続して固定されており、＋Ｙ方向側の端部が第１弁体１０３の－Ｙ方向側の端部に接続している。アクチュエータ１０１は、印加電圧に応じて圧電素子が伸縮することにより、第１弁体１０３を移動させる移動手段の一例である。実施形態においては、アクチュエータ１０１は、第１弁体１０３をＹ方向に移動させる。
【0024】
ヘッド１００は、Ｘ方向に配列している複数の液室１０６を有する。複数の液室１０６それぞれは、液吐出口１０５を有する。液吐出口１０５は、液室１０６の＋Ｙ方向側の壁部を構成する液吐出口板１０９に形成され、液２００を吐出する貫通孔である。液室１０６は、内部に液２００を収容しつつ、液吐出口１０５を通して液室１０６の内部から外部に液２００を吐出させる。
【0025】
実施形態に係る液２００は、例えば粘度が１０［ｍＰａ・ｓ］より大きい液、構造粘性を示すＴＩ値が１．３より大きい液、固形分が２０［ｗｔ％］より大きい液、または粒子径が５［μｍ］より大きい粒子を含む液の何れか１つである。液２００に含有される粒子としては、電極材料として用いられる粒子であって、例えば負極活物質として用いられる炭素や正極活物質として用いられるリチウム遷移金属酸化物、または電極に機能を付与するための機能層を形成するために用いられるセラミック等である。
【0026】
第１弁体１０３は、＋Ｙ方向側の一部が液室１０６の内部に収容されるように設けられている。第１弁体１０３は、金属材料等を含んで構成されており、それぞれがＹ方向に延伸する複数の針状または棒状部材である。
【0027】
複数の第１弁体１０３は、複数の液室１０６それぞれと対をなして＋Ｙ方向側の一部が液室１０６内部に挿入され、Ｙ方向に移動可能に設けられている。液室１０６の内部における第１弁体１０３と液室１０６の内壁との間に形成される間隙は、液２００が流れる個別液流路１０８を形成している。
【0028】
第１弁体１０３における液吐出口１０５側の端部は、液吐出口１０５を開閉させる弁部１０４を構成している。アクチュエータ１０１は、印加電圧に応じて第１弁体１０３をＹ方向に移動させることにより、液吐出口１０５が開放されている状態と、液吐出口１０５が閉塞されている状態の何れかの状態にすることができる。
【0029】
具体的には、アクチュエータ１０１における圧電素子が印加電圧に応じてＹ方向に縮むことにより第１弁体１０３が－Ｙ方向側に移動し、弁部１０４が液吐出口１０５から離れて液吐出口が開放されている状態になる。またアクチュエータ１０１における圧電素子が印加電圧に応じてＹ方向に伸びることにより第１弁体１０３が＋Ｙ方向側に移動し、弁部１０４が液吐出口１０５を塞いで液吐出口が閉塞されている状態になる。
【0030】
液供給部１１０は、加圧された液２００を液室１０６へ供給する供給手段の一例である。液供給部１１０は、液貯留部１１１と、エアコンプレッサ１１２と、エアタンク１１３と、エアフィルタ１１４と、レギュレータ１１５と、を有する。
【0031】
液供給部１１０は、エアコンプレッサ１１２により発生した圧搾空気を、一旦エアタンク１１３に駐留して圧力を維持する。その後、液供給部１１０は、レギュレータ１１５により液２００の吐出に必要な圧力まで圧搾空気を減圧し、エアフィルタ１１４により異物や水分、油分などを取り除いた後、液貯留部１１１内を加圧する。液供給部１１０により加圧された液２００は、マニホールド１０７を介して複数の液室１０６それぞれに供給される。なお、エアフィルタ１１４により異物や水分、油分を取り除いた後、レギュレータ１１５により液２００の吐出に必要な圧力まで圧搾空気を減圧するような、レギュレータ１１５とエアフィルタ１１４とが逆の順序となるような構成であってもよい。
【0032】
液２００は、液供給部１１０により加圧されているため、弁部１０４により液吐出口１０５が開放されると、液吐出口１０５を通して外部に吐出される。液２００は、弁部１０４により液吐出口１０５が閉塞されると、吐出されない非吐出の状態となる。
【0033】
制御部１２０は、アクチュエータ１０１による第１弁体１０３の移動を制御する制御手段の一例である。制御部１２０の構成は、図３を用いて後述する。
【0034】
本実施形態においては、アクチュエータ１０１として、圧電素子を含むものを例示したが、これに限定されるものではない。例えばアクチュエータ１０１は、印加電圧に応じて磁界を発生する電磁石、印加電圧に応じて圧縮空気エネルギーを直動運動に変換するエアシリンダ、印加電圧に応じて駆動されるモータアクチュエータ、または印加電圧に応じて油圧を生じさせる油圧機構の少なくとも１つを含むこともできる。これらを用いても、圧電素子を用いる場合と同様の作用効果を得ることができる。
【0035】
またヘッド１００は、ｄ３１モードを利用した圧電素子を含むアクチュエータ１０１を備えることもできる。例えば、アクチュエータ１０１は、先端に液を吐出する吐出口が設けられると共に、吐出口の近傍に液を注入する注入口が設けられた中空状のノズル本体と、ノズル本体に内蔵され、外部からの電圧の印加に応じて伸縮する圧電素子と、吐出口を開閉する弁体と、弁体と圧電素子の間に配置された逆バネ機構と、弁体に外嵌されてインクが圧電素子側へ流入することを阻止する封止部材と、圧電素子の電極に接続された電圧印可用の一対のリード線を備えて構成される。
【0036】
【0037】
＜制御部１２０の機能構成例＞
図３は、制御部１２０の機能構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、制御部１２０は、入力部１２１と、駆動電圧生成部１２２と、増幅部１２３と、出力部１２４と、を有する。これらの機能は電気回路で実現される他、これらの機能の一部をソフトウェア（ＣＰＵ；Central Processing Unit）によって実現することもできる。また複数の回路または複数のソフトウェアによってこれらの機能が実現されてもよい。
図３は、制御部１２０の機能構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、制御部１２０は、入力部１２１と、駆動電圧生成部１２２と、増幅部１２３と、出力部１２４と、を有する。これらの機能は電気回路で実現される他、これらの機能の一部をソフトウェア（ＣＰＵ；Central Processing Unit）によって実現することもできる。また複数の回路または複数のソフトウェアによってこれらの機能が実現されてもよい。
【0038】
制御部１２０は、上位リッピング装置等から入力部１２１を介して入力したパターンデータＩｍに応じて、駆動電圧生成部１２２により、ヘッド１００に第１駆動または第２駆動の何れかを行わせるための駆動電圧を生成する。制御部１２０は、駆動電圧生成部１２２により生成された駆動電圧を増幅部１２３により増幅した後、出力部１２４を介してアクチュエータ１０１に出力する。
【0039】
＜アクチュエータ１０１の駆動電圧と弁部１０４の移動例＞
図４および図５を参照して、アクチュエータ１０１を駆動させる駆動電圧と弁部１０４の移動について説明する。図４は、アクチュエータ１０１の駆動電圧の第１例を示す図である。図５は、図４の駆動電圧に応じた弁部１０４の移動の第１例を示す図である。
図４および図５を参照して、アクチュエータ１０１を駆動させる駆動電圧と弁部１０４の移動について説明する。図４は、アクチュエータ１０１の駆動電圧の第１例を示す図である。図５は、図４の駆動電圧に応じた弁部１０４の移動の第１例を示す図である。
【0040】
図４および図５の横軸は時間を示す。図４の縦軸は駆動電圧の電圧値を示し、図５の縦軸はＹ方向における弁部１０４の位置を示している。図４および図５は、横軸の時間を合わせて示している。図５に示す弁部１０４の位置は、図４に示す駆動電圧の電圧値に応じて変化する。
【0041】
駆動電圧の電圧値と弁部１０４の位置は、略線形な関係にある。略線形な関係は、駆動電圧の印加に対する弁部１０４の位置変化の時間遅れや、リニアリティ誤差等の線形からのずれ等が含まれるものの、全体として線形な関係にあることを意味する。
【0042】
制御部１２０は、駆動電圧生成部１２２により生成され、増幅部１２３により増幅された駆動電圧の波形をヘッド１００に出力することにより、図４に示すように時間変化する駆動電圧をアクチュエータ１０１に供給できる。
【0043】
アクチュエータ１０１に第１電圧Ｅ１が印加されると、アクチュエータ１０１における圧電素子がＹ方向に縮み、第１弁体１０３が－Ｙ方向に移動することにより弁部１０４が液吐出口１０５から離れて液吐出口１０５が開放される。この場合には、弁部１０４における液吐出口１０５に近いほうの端部は、第１位置Ｐ１に位置する。
【0044】
アクチュエータ１０１に第１電圧Ｅ１よりも大きい第２電圧Ｅ２が印加されると、アクチュエータ１０１における圧電素子がＹ方向に伸び、第１弁体１０３が＋Ｙ方向に移動することにより弁部１０４が液吐出口１０５を塞いで液吐出口１０５が閉塞される。この場合には、弁部１０４における液吐出口１０５に近いほうの端部は、第２位置Ｐ２に位置する。
【0045】
アクチュエータ１０１に第１電圧Ｅ１よりも大きく、第２電圧Ｅ２よりも小さい第３電圧Ｅ３が印加されると、弁部１０４における液吐出口１０５に近いほうの端部は、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の第３位置Ｐ３に移動する。
【0046】
換言すると、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に対し、第１電圧Ｅ１を印加することにより弁部１０４を第１位置Ｐ１に移動させ、第２電圧Ｅ２を印加することにより弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させ、第３電圧Ｅ３を印加することにより弁部１０４を第３位置に移動させる。第１電圧Ｅ１は、第２電圧Ｅ２よりも小さく、第３電圧Ｅ３は、第１電圧Ｅ１よりも大きく、且つ第２電圧Ｅ２よりも小さい。
【0047】
駆動電圧の電圧値変化と弁部１０４の位置変化を時系列に説明する。まず、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に第２電圧Ｅ２を印加して、弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させ、液吐出口１０５を完全に閉塞させる。その後、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に第１電圧Ｅ１を印加して、弁部１０４を第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に移動させ、液吐出口１０５を完全に開放させる。この開放された状態において、液２００は液吐出口１０５から吐出される。第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１への移動は、第１移動Ｍ１に対応する。
【0048】
液２００の吐出が始まってから時間ｔ１［秒］が経過後において、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に第３電圧Ｅ３を印加して、弁部１０４を第１位置Ｐ１から第３位置Ｐ３に移動させる。液吐出口１０５は、全開ではない状態になるが、液吐出口１０５は閉塞されていないため、液２００は吐出を続ける。
【0049】
その後さらに時間ｔ２経過した後に、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に再度第１電圧Ｅ１を印加して、弁部１０４を第１位置Ｐ１に移動させる。液吐出口１０５は、完全に開放された状態になり、液２００は吐出を続ける。第１位置Ｐ１から第３位置Ｐ３へ移動した後、第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１へ移動する往復移動は、第２移動Ｍ２に対応する。
【0050】
その後も同様に、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に対し、時間ｔ１経過後に第３電圧Ｅ３を印加し、さらに時間ｔ２経過後に第１電圧Ｅ１を印加する動作を繰り返す。これにより、ヘッド１００は、液２００を吐出しつつ、弁部１０４に第１位置Ｐ１と第３位置Ｐ３との間を往復移動させ、液室１０６内の液２００に圧力変動を生じさせ攪拌させることができる。
【0051】
吐出を停止する場合には、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に第２電圧Ｅ２を印加して、液吐出口１０５を閉塞させる。
【0052】
第３電圧Ｅ３を印加する時間ｔ１は、特に制限はないが、弁部１０４が第３電圧Ｅ３の印加に応じて、第３位置Ｐ３に移動するまでにかかる時間以上であることが好ましい。このようにすることにより、駆動電圧による変位量の調整が行い易くなる。
【0053】
圧力変動作用や攪拌作用を良好に得る観点においては、第３電圧Ｅ３は、Ｅ２＞Ｅ３≧（Ｅ２－Ｅ１）×０．０５＋Ｅ１を満足することが好ましい。例えば第１電圧Ｅ１は１０［Ｖ］、第２電圧Ｅ２は１００［Ｖ］、第３電圧Ｅ３は２０（Ｖ）等である。時間ｔ１は１００［μｓ］、時間ｔ２は１０［μｓ］等である。
【0054】
＜液吐出装置１の作用効果＞
以上説明したように、液吐出装置１は、液吐出口１０５を有する液室１０６と、加圧された液２００を液室１０６へ供給する液供給部１１０（供給手段）と、液吐出口１０５を開閉させる弁部１０４を含み、液室１０６に設けられた第１弁体１０３と、第１弁体１０３を移動させるアクチュエータ１０１（移動手段）と、アクチュエータ１０１による第１弁体１０３の移動を制御する制御部１２０（制御手段）と、を有する。第１弁体１０３の移動は、弁部１０４が第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向けて移動する第１移動Ｍ１と、弁部１０４が第１位置Ｐ１と第３位置Ｐ３との間を往復移動する第２移動Ｍ２と、を含む。第１位置Ｐ１は、弁部１０４により液吐出口１０５が開放される位置であり、第２位置Ｐ２は、弁部１０４により液吐出口１０５が閉塞される位置であり、第３位置Ｐ３は、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の位置である。
以上説明したように、液吐出装置１は、液吐出口１０５を有する液室１０６と、加圧された液２００を液室１０６へ供給する液供給部１１０（供給手段）と、液吐出口１０５を開閉させる弁部１０４を含み、液室１０６に設けられた第１弁体１０３と、第１弁体１０３を移動させるアクチュエータ１０１（移動手段）と、アクチュエータ１０１による第１弁体１０３の移動を制御する制御部１２０（制御手段）と、を有する。第１弁体１０３の移動は、弁部１０４が第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向けて移動する第１移動Ｍ１と、弁部１０４が第１位置Ｐ１と第３位置Ｐ３との間を往復移動する第２移動Ｍ２と、を含む。第１位置Ｐ１は、弁部１０４により液吐出口１０５が開放される位置であり、第２位置Ｐ２は、弁部１０４により液吐出口１０５が閉塞される位置であり、第３位置Ｐ３は、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の位置である。
【0055】
例えば、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に対し、第１電圧Ｅ１を印加することにより弁部１０４を第１位置Ｐ１に移動させ、第２電圧Ｅ２を印加することにより弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させ、第３電圧Ｅ３を印加することにより弁部１０４を第３位置Ｐ３に移動させる。第１電圧Ｅ１は、第２電圧Ｅ２よりも小さく、第３電圧Ｅ３は、第１電圧Ｅ１よりも大きく、且つ第２電圧Ｅ２よりも小さい。
【0056】
弁部１０４が第１位置Ｐ１に移動すると、液吐出口１０５が開放され、液供給部１１０により供給される加圧された液２００が、液吐出口１０５から吐出される状態になる。一方、弁部１０４が第２位置Ｐ２に移動すると、液吐出口１０５が閉塞され、液吐出口１０５から液が吐出されない非吐出の状態になる。液吐出装置１は、弁部１０４の第１移動Ｍ１により液２００の吐出を制御することによって、電極基体に対して液２００を塗布し、電極および当該電極を有する電気化学素子の製造を行うことができる。また液２００に加える圧力を大きくすることにより、吐出される液２００の飛翔距離を長くすることができる。なお、電極基体しては、アルミニウム箔、銅箔等の集電体であってもよく、また当該電極基体上に活物質を有する電極合材層が設けられたものであってもよい。
【0057】
また液吐出装置１では、液２００が吐出されている状態において、第２移動Ｍ２を行うことにより、第１弁体１０３により液室１０６内の液２００に圧力変動を生じさせ、攪拌させる。これにより、増粘した液や粒子をほぐしたり、液２００の流れに伴う第１弁体１０３の歪みにより個別液流路１０８が閉塞することを低減したりすることができる。その結果、液２００が吐出されている状態において、増粘した液や粒子により液室内の流路が詰まることを抑制し、液２００を安定して吐出可能な液吐出装置１を提供できる。
【0058】
実施形態において第３電圧Ｅ３が印加され、弁部１０４が第３位置Ｐ３に位置する状態は、液吐出口１０５が完全には閉塞されていない状態ということもできる。液吐出口１０５が完全には閉塞されていない状態とは、液吐出口１０５が少しでも開放されており、液吐出口１０５からの液２００の吐出が途切れない状態をいう。液吐出装置１は、弁部１０４が第１位置Ｐ１と第３位置Ｐ３との間を往復移動することにより、液室１０６内の液２００に圧力変動を生じさせ、攪拌させることができ、吐出を停止させず継続させることが可能になる。
【0059】
圧力変動作用や攪拌作用を好適に得る観点においては、第２移動Ｍ２は繰り返し行われることが好ましい。第２移動Ｍ２を繰り返し行うことで、ノズル孔を開放し、液を吐出つつ、ノズル孔近傍において脈動的に圧力変動を生じさせることができることから、液流れの停滞抑制、及びノズル孔から押し出す方向への液の撹拌が可能となり、弁を閉じた状態で圧力変動を生じさせた場合よりも、液の撹拌を良好に行うことができる。なお、この第２移動Ｍ２の繰り返しは、周期的であってもよく、非周期的であってもよいが、１秒間に弁が１００往復以上移動することが好ましい。
【0060】
また、液２００が、粘度が１０［ｍＰａ・ｓ］より大きい液、構造粘性を示すＴＩ値が１．３より大きい液、固形分が２０［ｗｔ％］より大きい液、または粒子径が５［μｍ］より大きい粒子を含む液、の何れか１つである場合には、増粘した液や粒子により液室内の流路が詰まりやすくなるため、本実施形態の適用が特に効果的である。
【0061】
本実施形態では、弁部１０４が第１位置Ｐ１に移動した際に、アクチュエータ１０１における圧電素子が縮みきって液吐出口１０５が完全な開放状態になる場合を説明したが、これに限定されるものではない。実施形態において、弁部１０４が第１位置Ｐ１に移動した際における開放状態は、液吐出口１０５を完全に開放した状態だけでなく、液吐出口１０５の一部を開放している状態も含む。液吐出口１０５の一部を開放している状態においても、上述した作用効果が得らえる。また液吐出口１０５の開放状態に応じて吐出される液２００の量を変化させることもできる。
【0062】
＜第１実施形態の変形例＞
液吐出装置１の駆動電圧は、様々な変形が可能である。以下、第１実施形態における駆動電圧の変形例について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成部には、同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。この点は、以降に示す実施形態および変形例においても同様とする。
液吐出装置１の駆動電圧は、様々な変形が可能である。以下、第１実施形態における駆動電圧の変形例について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成部には、同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。この点は、以降に示す実施形態および変形例においても同様とする。
【0063】
図６は、アクチュエータ１０１を駆動させる駆動電圧の第２例を示す図である。図７は、駆動電圧に応じた弁部１０４の移動の第２例を示す図である。図６および図７の見方は、図４および図５と同じである。以降に示すアクチュエータ１０１の駆動電圧と、駆動電圧に応じた弁部１０４の移動を示す図においても、図の見方は図４および図５と同じである。
【0064】
駆動電圧の電圧値変化と弁部１０４の位置変化を時系列に説明する。まず、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に第２電圧Ｅ２を印加して、弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させ、液吐出口１０５を完全に閉塞させる。その後、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に第３電圧Ｅ３を印加して、弁部１０４を第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に移動させ、液吐出口１０５を開放させる。液吐出口１０５は、全開ではない状態になるが、閉塞されていないため、液２００は液吐出口１０５から吐出される。第２位置Ｐ２から第３位置への第１位置Ｐ１に向けた移動は、第１移動Ｍ１に対応する。
【0065】
液２００の吐出が始まってから時間ｔ１［秒］が経過後において、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に第１電圧Ｅ１を印加して、弁部１０４を第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１に移動させる。液吐出口１０５は、全開状態になり、液２００は吐出を続ける。
【0066】
その後さらに時間ｔ２が経過した後に、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に再度第３電圧Ｅ３を印加して、弁部１０４を第３位置Ｐ３に移動させる。液吐出口１０５は、閉塞されていないため、液２００は吐出を続ける。弁部１０４が第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１へ移動した後、第１位置Ｐ１から第３位置Ｐ３へ移動する往復移動は、第２移動Ｍ２に対応する。
【0067】
その後も同様に、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に対し、時間ｔ１経過後に第１電圧Ｅ１を印加し、さらに時間ｔ２経過した後に第３電圧Ｅ３を印加する動作を繰り返す。これにより、ヘッド１００は、液２００を吐出しつつ、弁部１０４に第１位置Ｐ１と第３位置Ｐ３との間を往復移動させ、液室１０６内の液２００に圧力変動を生じさせ、攪拌させることができる。
【0068】
吐出を停止する場合には、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に第２電圧Ｅ２を印加して、液吐出口１０５を閉塞させる。
【0069】
第１電圧Ｅ１を印加する時間ｔ１は、特に制限はないが、弁部１０４が第１電圧Ｅ１の印加に応じて第１位置Ｐ１に移動するまでにかかる時間以上であることが好ましい。このようにすることにより、駆動電圧による変位量の調整が行い易くなる。また第１電圧Ｅ１を略０［Ｖ］にすると、第３電圧Ｅ３と第１電圧Ｅ１との電圧差が大きくなることにより、第３位置Ｐ３と第１位置Ｐ１との間の移動量が大きくなり、圧力変動作用や攪拌作用をより良好に得ることができるため、より好ましい。
【0070】
圧力変動作用や攪拌作用を良好に得る観点においては、第３電圧Ｅ３と第１電圧Ｅ１との差分値は、第２電圧Ｅ２と第１電圧Ｅ１との差分値の５［％］以上であること、即ちＥ２＞Ｅ３≧（Ｅ２－Ｅ１）×０．０５＋Ｅ１であることが好ましい。
【0071】
［第２実施形態］
図８は、液吐出装置１が有するヘッドの第２例であるヘッド１００ａを説明する図である。図９は、ヘッド１００ａが有するアクチュエータ１０１ａの駆動電圧の第１例を示す図である。図１０は、アクチュエータ１０１ａへの駆動電圧に応じた弁部１０４の移動の第１例を示す図である。
図８は、液吐出装置１が有するヘッドの第２例であるヘッド１００ａを説明する図である。図９は、ヘッド１００ａが有するアクチュエータ１０１ａの駆動電圧の第１例を示す図である。図１０は、アクチュエータ１０１ａへの駆動電圧に応じた弁部１０４の移動の第１例を示す図である。
【0072】
図８に示すように、ヘッド１００ａは、アクチュエータ１０１ａを有する。アクチュエータ１０１ａは、ｄ３１モードを利用した圧電素子を含む。
【0073】
図９および図１０に示すように、アクチュエータ１０１ａに第１電圧Ｅ１が印加されると、アクチュエータ１０１ａにおける圧電素子がＹ方向に縮み、第１弁体１０３が－Ｙ方向に移動することにより弁部１０４が液吐出口１０５から離れて液吐出口１０５が開放される。この場合には、弁部１０４は第１位置Ｐ１に位置する。
【0074】
アクチュエータ１０１ａに第１電圧Ｅ１よりも小さい第２電圧Ｅ２が印加されると、アクチュエータ１０１ａにおける圧電素子がＹ方向に伸び、第１弁体１０３が＋Ｙ方向に移動することにより弁部１０４が液吐出口１０５を塞いで液吐出口１０５が閉塞される。この場合には、弁部１０４は、第２位置Ｐ２に位置する。
【0075】
アクチュエータ１０１ａに第１電圧Ｅ１よりも小さく、第２電圧Ｅ２よりも大きい第３電圧Ｅ３が印加されると、弁部１０４は、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の第３位置Ｐ３に移動する。
【0076】
換言すると、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ａに対し、第１電圧Ｅ１を印加することにより弁部１０４を第１位置Ｐ１に移動させ、第２電圧Ｅ２を印加することにより弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させ、第３電圧Ｅ３を印加することにより弁部１０４を第３位置Ｐ３に移動させる。第１電圧Ｅ１は、第２電圧Ｅ２よりも大きく、第３電圧Ｅ３は、第２電圧Ｅ２よりも大きく、第１電圧Ｅ１よりも小さい。
【0077】
駆動電圧の電圧値変化と弁部１０４の位置変化を時系列に説明する。まず、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ａに第２電圧Ｅ２を印加して、弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させ、液吐出口１０５を完全に閉塞させる。その後、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ａに第１電圧Ｅ１を印加して、弁部１０４を第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に移動させ、液吐出口１０５を完全に開放させる。この開放された状態において、液２００は液吐出口１０５から吐出される。第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１への移動は、第１移動Ｍ１に対応する。
【0078】
液２００の吐出が始まってから時間ｔ１［秒］が経過した後において、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ａに第３電圧Ｅ３を印加して、弁部１０４を第１位置Ｐ１から第３位置Ｐ３に移動させる。液吐出口１０５は、全開ではない状態になるが、液吐出口１０５は閉塞されていないため、液２００は吐出を続ける。
【0079】
その後さらに時間ｔ２が経過した後に、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ａに再度第１電圧Ｅ１を印加して、弁部１０４を第１位置Ｐ１に移動させる。液吐出口１０５は、完全に開放した状態になり、液２００は吐出を続ける。弁部１０４が第１位置Ｐ１から第３位置Ｐ３へ移動した後、第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１へ移動する往復移動は、第２移動Ｍ２に対応する。
【0080】
その後も同様に、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ａに対し、時間ｔ１経過後に第３電圧Ｅ３を印加し、さらに時間ｔ２経過後に第１電圧Ｅ１を印加する動作を繰り返す。これにより、ヘッド１００ａは、液２００を吐出しつつ、弁部１０４に第１位置Ｐ１と第３位置Ｐ３との間を往復移動させ、液室１０６内の液２００に圧力変動を生じさせ、攪拌させることができる。
【0081】
吐出を停止する場合には、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ａに第２電圧Ｅ２を印加して、液吐出口１０５を閉塞させる。
【0082】
第３電圧Ｅ３を印加する時間ｔ２は、特に制限はないが、弁部１０４が第３電圧Ｅ３の印加に応じて第３位置Ｐ３に移動するまでにかかる時間以上であることが好ましい。このようにすることにより、駆動電圧による変位量の調整が行い易くなる。圧力変動作用や攪拌作用を良好に得る観点においては、第３電圧Ｅ３は、Ｅ１×０．９５≧Ｅ３＞０を満足することが好ましい。
【0083】
本実施形態における作用効果は、第１実施形態と同様である。
【0084】
またヘッド１００ａは、ｄ３３モードを利用した圧電素子を含むアクチュエータ１０１ａを備えることもできる。例えば、アクチュエータ１０１ａは、先端に液を吐出する吐出口が設けられると共に、吐出口の近傍に液を注入する注入口が設けられた中空状のノズル本体と、ノズル本体に内蔵され、外部からの電圧の印加に応じて伸縮する圧電素子と、吐出口を開閉する弁体と、弁体と圧電素子の間に配置された逆バネ機構と、弁体に外嵌されてインクが圧電素子側へ流入することを阻止する封止部材と、圧電素子の電極に接続された電圧印可用の一対のリード線を備えて構成される。
【0085】
【0086】
駆動電圧の電圧値変化と弁部１０４の位置変化を時系列に説明する。まず、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ａに第２電圧Ｅ２を印加して、弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させ、液吐出口１０５を完全に閉塞させる。その後、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ａに第３電圧Ｅ３を印加して、弁部１０４を第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に移動させ、液吐出口１０５を開放させる。液吐出口１０５は、全開ではない状態になるが、液吐出口１０５は閉塞されていないため、液２００は液吐出口１０５から吐出される。第２位置Ｐ２から第３位置への第１位置Ｐ１に向けた移動は、第１移動Ｍ１に対応する。
【0087】
液２００の吐出が始まってから時間ｔ１［秒］が経過した後において、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ａに第１電圧Ｅ１を印加して、弁部１０４を第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１に移動させる。液吐出口１０５は、全開状態になり、液２００は吐出を続ける。
【0088】
その後さらに時間ｔ２が経過した後に、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ａに再度第３電圧Ｅ３を印加して、弁部１０４を第３位置Ｐ３に移動させる。液吐出口１０５は閉塞されていないため、液２００は吐出を続ける。弁部１０４が第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１へ移動した後、第１位置Ｐ１から第３位置Ｐ３へ移動する往復移動は、第２移動Ｍ２に対応する。
【0089】
その後も同様に、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に対し、時間ｔ１経過後に第１電圧Ｅ１を印加し、さらに時間ｔ２経過後に第３電圧Ｅ３を印加する動作を繰り返す。これにより、ヘッド１００は、液２００を吐出しつつ、弁部１０４に第１位置Ｐ１と第３位置Ｐ３との間を往復移動させ、液室１０６内の液２００に圧力変動を生じさせ、攪拌させることができる。
【0090】
吐出を停止する場合には、制御部１２０は、アクチュエータ１０１に第２電圧Ｅ２を印加して、液吐出口１０５を閉塞させる。
【0091】
第１電圧Ｅ１を印加する時間ｔ１は、特に制限はないが、弁部１０４が第１電圧Ｅ１の印加に応じて第１位置Ｐ１に移動するまでにかかる時間以上であることが好ましい。このようにすることにより、駆動電圧による変位量の調整が行い易くなる。また第１電圧Ｅ１を略０［Ｖ］にすると、第３電圧Ｅ３と第１電圧Ｅ１との電圧差が大きくなり、第３位置Ｐ３と第１位置Ｐ１との間の移動量が大きくなって、好適に圧力を変動させたり攪拌できたりするため、より好ましい。
【0092】
圧力変動作用や攪拌作用を良好に得る観点においては、第２電圧Ｅ２と第３電圧Ｅ３との差分値は、第２電圧Ｅ２と第１電圧Ｅ１との差分値の５［％］以上であること、即ちＥ２－（Ｅ２－Ｅ１）×０．０５＞Ｅ３≧Ｅ１であることが好ましい。
【0093】
（ヘッドの変形例）
図１３は、第２実施形態に係るヘッドの他の例であるヘッド１００ｂの構成の一例を示す断面図である。図１３（ａ）は液吐出口１０５が閉塞された状態を示す図、図１３（ｂ）は液吐出口１０５が開放された状態を示す図である。
図１３は、第２実施形態に係るヘッドの他の例であるヘッド１００ｂの構成の一例を示す断面図である。図１３（ａ）は液吐出口１０５が閉塞された状態を示す図、図１３（ｂ）は液吐出口１０５が開放された状態を示す図である。
【0094】
ヘッド１００ｂは、ノズル本体４と、アクチュエータ１０１ｂと、第１弁体１０３と、逆バネ機構８と、封止部材６と、一対のリード線９およびリード線１０と、を有する。
【0095】
ノズル本体４は、先端に液２００を吐出する液吐出口１０５が設けられると共に、液吐出口１０５の近傍に液２００を注入する注入口３が設けられている。アクチュエータ１０１ｂは、ノズル本体４に内蔵され、外部からの駆動電圧の印加に応じて伸縮する。第１弁体１０３は、液吐出口１０５を開閉する。逆バネ機構８は、第１弁体１０３とアクチュエータ１０１ｂの間に配置されている。封止部材６は、第１弁体１０３に外嵌されて液２００がアクチュエータ１０１ｂ側へ流入することを阻止する。一対のリード線９およびリード線１０は、アクチュエータ１０１ｂの電極に接続され、電圧印加のために使用される。
【0096】
ノズル本体４は、全体として円筒状または角筒状に形成され、液吐出口１０５および注入口３以外は閉塞されている。液吐出口１０５は、ノズル本体４の先端に穿設された開口であり、液２００が吐出されるようになっている。注入口３は、液吐出口１０５の近傍のノズル本体４の側面に設けられ、インクタンクと接続されると共に加圧手段によって連続的に液２００がヘッド１００ｂに供給される。
【0097】
アクチュエータ１０１ｂは、ジルコニアセラミックス等を用いて形成されており、吐出される液２００の量等に応じて適宜の外形および厚みによって形成される。また、アクチュエータ１０１ｂは、制御部１２０からの駆動電圧によって制御される。
【0098】
封止部材６は、例えばパッキンやＯリング等であり、封止部材６を第１弁体１０３に外嵌することで、注入口３側からアクチュエータ１０１ｂ側へインクが流入することを防止する。
【0099】
逆バネ機構８は、適宜に変形可能なゴムや軟質樹脂等または薄い金属板等を成形加工することによって形成された弾性部材である。逆バネ機構８は、第１弁体１０３の基端側の面に当接するようにして形成された断面略台形状の変形部８ａと、ノズル本体４の内壁面に固定される固定部８ｂと、アクチュエータ１０１ｂの端面と連結されるガイド部８ｃを備えている。台形状の変形部８ａの長辺（台形の下底に相当）は固定部８ｂと連結された屈曲辺８ｄとされている。
【0100】
逆バネ機構８は、アクチュエータ１０１ｂに駆動電圧が印加されると、アクチュエータ１０１ｂが伸張することにより、ガイド部８ｃが液吐出口１０５側へ移動して変形部８ａの屈曲辺８ｄの中央部付近を押圧する。これにより、第１弁体１０３と連結されている変形部８ａの頂部（台形の上底に相当）がアクチュエータ１０１ｂ側に移動する。第１弁体１０３は図１３に示す距離ｄだけアクチュエータ１０１ｂ側に引き寄せられることで液吐出口１０５が開放される。
【0101】
逆バネ機構８の変形部８ａにおける第１弁体１０３との連結部である頂部と屈曲辺８ｄとの距離や屈曲辺８ｄの長さを適宜に調整することにより、アクチュエータ１０１ｂが伸張する長さよりも第１弁体１０３が移動する長さを長くすることができる。換言すると、逆バネ機構８はアクチュエータ１０１ｂの僅かな伸張を増幅できる。
【0102】
これにより、高価なアクチュエータ１０１ｂの長さを従来よりも短くすることができるため、ヘッド１００ｂの生産コストを大幅に下げることができる。例えば、第１弁体１０３の移動距離をアクチュエータ１０１ｂの端面の移動距離の２倍とすることにより、アクチュエータ１０１ｂの長さを短くすることができる。
【0103】
アクチュエータ１０１ｂに駆動電圧が印加されていない状態においては、アクチュエータ１０１ｂは原型に戻るため、逆バネ機構８には外部から力が加わらない状態となり、変形は生じない。一方、アクチュエータ１０１ｂに駆動電圧が印可されるとアクチュエータ１０１ｂが伸張し、これに応じて逆バネ機構８のガイド部８ｃが液吐出口１０５側へ移動するため、変形部８ａが押し潰されたように変形する。
【0104】
第２実施形態に係るヘッドとして、このようなヘッド１００ｂを用いても、上述したヘッド１００ａと同様の作用効果を得ることができる。
【0105】
［第３実施形態］
第３実施形態に係る液吐出装置１ｃについて説明する。
第３実施形態に係る液吐出装置１ｃについて説明する。
【0106】
図１４は、液吐出装置１ｃが有する制御部１２０ｃの機能構成の一例を示すブロック図である。図１４に示すように、制御部１２０ｃは、第１電圧変更部１２５と、移動回数計数部１２６と、第２電圧変更部１２７と、を有する。これらの機能は電気回路で実現される他、これらの機能の一部をソフトウェアによって実現することもできる。また複数の回路または複数のソフトウェアによってこれらの機能が実現されてもよい。
【0107】
制御部１２０ｃは、第２電圧Ｅ２が第１電圧Ｅ１よりも大きい場合には、第２移動Ｍ２のために、第１電圧Ｅ１よりも所定電圧ΔＶだけ大きい第３電圧Ｅ３をアクチュエータ１０１に印加する。制御部１２０ｃは、第１電圧Ｅ１が第２電圧Ｅ２よりも大きい場合には、第２移動Ｍ２のために、第２電圧Ｅ２よりも所定電圧ΔＶだけ小さい第３電圧Ｅ３をアクチュエータ１０１に印加する。
【0108】
液吐出装置１ｃは、アクチュエータ１０１の温度を検出する温度センサ１３０を有する。
【0109】
第１電圧変更部１２５は、温度センサ１３０により検出されたアクチュエータ１０１の温度に応じて所定電圧ΔＶを変更する第１電圧変更手段の一例である。
【0110】
移動回数計数部１２６は、アクチュエータ１０１が第１移動Ｍ１を行った回数を計数し、計数結果を第２電圧変更部１２７に出力する。
【0111】
第２電圧変更部１２７は、移動回数計数部１２６により計数されたアクチュエータ１０１の第１移動Ｍ１の回数に応じて、第３電圧Ｅ３を変更する第２電圧変更手段の一例である。
【0112】
アクチュエータ１０１の温度によって、単位電圧当たりの駆動電圧に対する第１弁体１０３の移動量が変化する場合がある。また、アクチュエータ１０１による第１移動Ｍ１の回数が増えると、単位電圧当たりの駆動電圧に対する第１弁体１０３の移動量が減少する場合がある。
【0113】
制御部１２０ｃは、第１電圧変更部１２５により、アクチュエータ１０１の温度に応じて所定電圧ΔＶを変更する。また制御部１２０ｃは、第２電圧変更部１２７により、アクチュエータ１０１による第１移動Ｍ１の回数に応じて、所定電圧ΔＶを変更する。これにより、駆動電圧に応じて液吐出口１０５が開放される量が略一定になり、吐出量を安定化させることができる。これ以外の効果は第１実施形態と同様である。
【0114】
［第４実施形態］
第４実施形態について説明する。本実施形態に係るアクチュエータ１０１ｄは、印加される電圧に応じて第１弁体１０３を移動させ、制御部１２０は、弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させる電圧を、所定時間Δｔ０よりも短い印加時間においてアクチュエータ１０１ｄに印加する。所定時間Δｔ０は、アクチュエータ１０１ｄに対し、弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させる電圧が印加された後、弁部１０４が第２位置Ｐ２に移動するまでにかかる時間である。
第４実施形態について説明する。本実施形態に係るアクチュエータ１０１ｄは、印加される電圧に応じて第１弁体１０３を移動させ、制御部１２０は、弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させる電圧を、所定時間Δｔ０よりも短い印加時間においてアクチュエータ１０１ｄに印加する。所定時間Δｔ０は、アクチュエータ１０１ｄに対し、弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させる電圧が印加された後、弁部１０４が第２位置Ｐ２に移動するまでにかかる時間である。
【0115】
圧電素子を含むアクチュエータは、駆動電圧が印加された後、駆動電圧に対応する距離を移動するまでに所定時間がかかる。そのため、所定時間Δｔ０よりも短い印加時間Δｔにおいて駆動電圧をアクチュエータ１０１ｄに印加することにより、弁部１０４が第２位置Ｐ２に到達する前に弁部１０４の移動を止めることができる。これにより、本実施形態においては、第３電圧Ｅ３をアクチュエータ１０１ｄに印加することなく、弁部１０４に第１位置Ｐ１と第３位置Ｐ３との間を往復移動させる。
【0116】
【0117】
アクチュエータ１０１ｄは、ｄ３３モードを利用した圧電素子を含む。
【0118】
図１５および図１６に示すように、アクチュエータ１０１ｄに第１電圧Ｅ１が印加されると、アクチュエータ１０１ｄにおける圧電素子がＹ方向に縮み、第１弁体１０３が－Ｙ方向に移動することにより、弁部１０４が液吐出口１０５から離れて液吐出口１０５が開放される。この場合には、弁部１０４は第１位置Ｐ１に位置する。
【0119】
アクチュエータ１０１ｄに第１電圧Ｅ１よりも大きい第２電圧Ｅ２が印加されると、アクチュエータ１０１ｄにおける圧電素子がＹ方向に伸び、第１弁体１０３が＋Ｙ方向に移動することにより、弁部１０４が液吐出口１０５を塞いで液吐出口１０５が閉塞される。この場合には、弁部１０４は、第２位置Ｐ２に位置する。
【0120】
駆動電圧の電圧値変化と弁部１０４の位置変化を時系列に説明する。まず、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ｄに第２電圧Ｅ２を印加して、弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させ、液吐出口１０５を完全に閉塞させる。その後、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ｄに第１電圧Ｅ１を印加して、弁部１０４を第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に移動させ、液吐出口１０５を完全に開放させる。この開放された状態において、液２００は液吐出口１０５から吐出される。第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１への移動は、第１移動Ｍ１に対応する。
【0121】
液２００の吐出が始まってから時間ｔ１［秒］が経過した後において、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ｄに対し、第２電圧Ｅ２を印加し、その後、所定時間Δｔ０よりも短い印加時間Δｔが経過した後に、第１電圧Ｅ１を印加する。これにより、弁部１０４は、第２位置Ｐ２に到達する前に、第３位置Ｐ３において第１位置Ｐ１に向けて折り返し、その後、第１位置Ｐ１に到達する。この間には、液吐出口１０５は閉塞されていないため、液２００は吐出を続ける。
【0122】
所定時間Δｔ０が経過し、さらに時間ｔ１が経過した後に、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ｄに対し、第２電圧Ｅ２を印加して、その後、所定時間Δｔ０よりも短い印加時間Δｔが経過した後に、第１電圧Ｅ１を印加する。これにより、弁部１０４は、第２位置Ｐ２に到達する前に、第３位置Ｐ３において第１位置Ｐ１に向けて折り返し、その後、第１位置Ｐ１に到達する。この間には、液吐出口１０５は閉塞されていないため、液２００は吐出を続ける。
【0123】
その後も同様に、所定時間Δｔ０が経過し、さらに時間ｔ１が経過した後に、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ｄに対し、第２電圧Ｅ２を印加して、その後、印加時間Δｔが経過した後に、第１電圧Ｅ１を印加する動作を繰り返す。これにより、ヘッド１００ｄは、液２００を吐出しつつ、弁部１０４に第１位置Ｐ１と第３位置Ｐ３との間を往復移動させ、液室１０６内の液２００に圧力変動を生じさせ、を攪拌させることができる。
【0124】
吐出を停止する場合には、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ｄに第２電圧Ｅ２を印加して、液吐出口１０５を閉塞させる。
【0125】
第２電圧Ｅ２を印加後、所定時間Δｔ０が経過する前に第１電圧Ｅ１を印加するまでの時間、即ち弁部１０４を第３位置Ｐ３に移動させるための印加時間Δｔは、ヘッドの構造やアクチュエータの種類等にもよるが、所定時間Δｔ０の５［％］以上が好ましいため、Δｔ０×０．９５≧Δｔ＞０であることが好ましい。
【0126】
以上のように、アクチュエータ１０１ｄを用いることにより、安定して吐出可能な液吐出装置１を提供できる。
【0127】
【0128】
アクチュエータ１０１ｅは、ｄ３１モードを利用した圧電素子を含む。
【0129】
図１７および図１８に示すように、アクチュエータ１０１ｅに第１電圧Ｅ１が印加されると、アクチュエータ１０１ｅにおける圧電素子がＹ方向に縮み、第１弁体１０３が－Ｙ方向に移動することにより弁部１０４が液吐出口１０５から離れて液吐出口１０５が開放される。この場合には、弁部１０４は第１位置Ｐ１に位置する。
【0130】
アクチュエータ１０１ｅに第１電圧Ｅ１よりも小さい第２電圧Ｅ２が印加されると、アクチュエータ１０１ｅにおける圧電素子がＹ方向に伸び、第１弁体１０３が＋Ｙ方向に移動することにより弁部１０４が液吐出口１０５を塞いで液吐出口１０５が閉塞される。この場合には、弁部１０４は、第２位置Ｐ２に位置する。
【0131】
駆動電圧の電圧値変化と弁部１０４の位置変化を時系列に説明する。まず、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ｅに第２電圧Ｅ２を印加して、弁部１０４を第２位置Ｐ２に移動させ、液吐出口１０５を完全に閉塞させる。その後、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ｅに第１電圧Ｅ１を印加して、弁部１０４を第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に移動させ、液吐出口１０５を完全に開放させる。この開放された状態において、液２００は液吐出口１０５から吐出される。第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１への移動は、第１移動Ｍ１に対応する。
【0132】
液２００の吐出が始まってから時間ｔ１［秒］が経過した後において、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ｅに対し、第２電圧Ｅ２を印加し、その後、所定時間Δｔ０より短い印加時間Δｔが経過した後に、第１電圧Ｅ１を印加する。これにより、弁部１０４は、第２位置Ｐ２に到達する前に、第３位置Ｐ３において第１位置Ｐ１に向けて折り返し、その後、第１位置Ｐ１に到達する。この間には、液吐出口１０５は閉塞されていないため、液２００は吐出を続ける。
【0133】
所定時間Δｔ０が経過し、さらに時間ｔ１が経過した後に、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ｅに対し、第２電圧Ｅ２を印加して、その後、所定時間Δｔ０より短い印加時間Δｔが経過した後に、第１電圧Ｅ１を印加する。これにより、弁部１０４は、第２位置Ｐ２に到達する前に、第３位置Ｐ３において第１位置Ｐ１に向けて折り返し、その後、第１位置Ｐ１に到達する。この間には、液吐出口１０５は閉塞されていないため、液２００は吐出を続ける。
【0134】
その後も同様に、所定時間Δｔ０が経過し、さらに時間ｔ１が経過した後に、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ｅに対し、第２電圧Ｅ２を印加して、その後、所定時間Δｔ０よりも短い印加時間Δｔが経過した後に、第１電圧Ｅ１を印加する動作を繰り返す。これにより、ヘッド１００ｅは、液２００を吐出しつつ、弁部１０４に第１位置Ｐ１と第３位置Ｐ３との間を往復移動させ、液室１０６内の液２００に圧力変動を生じさせ、攪拌させることができる。
【0135】
吐出を停止する場合には、制御部１２０は、アクチュエータ１０１ｅに第２電圧Ｅ２を印加して、液吐出口１０５を閉塞させる。
【0136】
印加時間Δｔは、ヘッドの構造やアクチュエータの種類等にもよるが、所定時間Δｔ０の５［％］以上が好ましいため、Δｔ０×０．９５≧Δｔ＞０であることが好ましい。
【0137】
［第５実施形態］
第５実施形態に係る液吐出装置１ｆについて説明する。液吐出装置１ｆおけるアクチュエータには、第３実施形態に係るアクチュエータ１０１ｄまたは第４実施形態に係るアクチュエータ１０１ｅを適用できる。
第５実施形態に係る液吐出装置１ｆについて説明する。液吐出装置１ｆおけるアクチュエータには、第３実施形態に係るアクチュエータ１０１ｄまたは第４実施形態に係るアクチュエータ１０１ｅを適用できる。
【0138】
図１９は、液吐出装置１ｆが有する制御部１２０ｆの機能構成の一例を示すブロック図である。図１９に示すように、制御部１２０ｆは、第１時間変更部１２８と、第２時間変更部１２９と、を有する。これらの機能は電気回路で実現される他、これらの機能の一部をソフトウェアによって実現することもできる。また複数の回路または複数のソフトウェアによってこれらの機能が実現されてもよい。
【0139】
制御部１２０ｆは、弁部１０４を第３位置Ｐ３に移動させる第１電圧Ｅ１または第２電圧Ｅ２を、所定時間Δｔ０よりも短い印加時間Δｔにおいてアクチュエータ１０１ｄに印加する。
【0140】
第１時間変更部１２８は、温度センサ１３０により検出されたアクチュエータ１０１ｄの温度に応じて、印加時間Δｔを変更する第１時間変更手段の一例である。
【0141】
第２時間変更部１２９は、移動回数計数部１２６により計数されたアクチュエータ１０１ｄの第１移動Ｍ１の回数に応じて、印加時間Δｔを変更する第２時間変更手段の一例である。
【0142】
アクチュエータ１０１ｄの温度によって、単位電圧当たりの駆動電圧に対する第１弁体１０３の移動量が変化する場合がある。また、アクチュエータ１０１ｄによる第１移動Ｍ１の回数が増えると、単位電圧当たりの駆動電圧に対する第１弁体１０３の移動量が減少する場合がある。
【0143】
制御部１２０ｃは、第１時間変更部１２８により、アクチュエータ１０１ｄの温度に応じて印加時間Δｔを変更する。また制御部１２０ｃは、第２時間変更部１２９により、アクチュエータ１０１ｄによる第１移動Ｍ１の回数に応じて印加時間Δｔを変更する。これにより、駆動電圧に応じて液吐出口１０５が開放される量が略一定になり、吐出量を安定化させることができる。これ以外の効果は、第１実施形態と同様である。
【0144】
［第６実施形態］
図２０および図２１を参照して、第６実施形態に係る液吐出装置の構成を説明する。図２０は、第６実施形態に係る液吐出装置の構成の一例を示す図である。図２１は、図２０における領域Ａの拡大図である。
図２０および図２１を参照して、第６実施形態に係る液吐出装置の構成を説明する。図２０は、第６実施形態に係る液吐出装置の構成の一例を示す図である。図２１は、図２０における領域Ａの拡大図である。
【0145】
図２０に示すように、第６実施形態に係る液吐出装置は、ヘッド１００と、液供給部１１０と、弾性膜３４０と、振動源３３０と、を有する。弾性膜３４０は、液供給部１１０からヘッド１００へと液を供給する第１液路３２０上に設けられている。振動源３３０は、弾性膜３４０を揺動可能である。
【0146】
第６実施形態に係る液吐出装置は、液供給部１１０によりヘッド１００に液２００を供給し、制御部によりヘッド１００を制御することによってヘッド１００から液２００を吐出する。なお、図２０におけるヘッド１００は、内部を透視して示している。
【0147】
【0148】
アクチュエータ１０１は、印加電圧に応じて伸縮する圧電素子を含んでいる。本実施形態においては、圧電素子はｄ３３モード（縦変位タイプ）を利用したものであり、印加電圧に応じてＹ方向に伸縮する。圧電素子の材料は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）である。また実施形態に係る圧電素子は、伸縮に伴う変位量を大きくするために、複数の圧電素子をＹ方向に積層している積層型圧電素子である。
【0149】
アクチュエータ１０１は、－Ｙ方向側の端部がフレーム１０２に接続して固定されており、＋Ｙ方向側の端部が第１弁体１０３の－Ｙ方向側の端部に接続している。アクチュエータ１０１は、印加電圧に応じて圧電素子が伸縮することにより、第１弁体１０３を移動させる移動手段の一例である。実施形態においては、アクチュエータ１０１は、第１弁体１０３をＹ方向に移動させる。
【0150】
ヘッド１００は、Ｘ方向に配列している複数の液室１０６を有する。複数の液室１０６それぞれは、液吐出口１０５を有する。液吐出口１０５は、液室１０６の＋Ｙ方向側の壁部を構成する液吐出口板１０９に形成され、液２００を吐出する貫通孔である。液室１０６は、内部に液２００を収容しつつ、液吐出口１０５を通して液室１０６の内部から外部に液２００を吐出させる。
【0151】
実施形態に係る液２００は、例えば粘度が１０［ｍＰａ・ｓ］より大きい液、構造粘性を示すＴＩ値が１．３より大きい液、固形分が２０［ｗｔ％］より大きい液、または粒子径が５［μｍ］より大きい粒子を含む液の何れか１つである。液２００に含有される粒子としては、電極材料として用いられる粒子であって、例えば負極活物質として用いられる炭素や正極活物質として用いられるリチウム遷移金属酸化物、または電極に機能を付与するための機能層を形成するために用いられるセラミック等である。
【0152】
第１弁体１０３は、＋Ｙ方向側の一部が液室１０６の内部に収容されるように設けられている。第１弁体１０３は、金属材料等を含んで構成されており、それぞれがＹ方向に延伸する複数の針状部材である。
【0153】
複数の第１弁体１０３は、複数の液室１０６それぞれと対をなして＋Ｙ方向側の一部が液室１０６内部に挿入され、Ｙ方向に移動可能に設けられている。液室１０６の内部における第１弁体１０３と液室１０６の内壁との間に形成される間隙は、液２００が流れる個別液流路１０８を形成している。
【0154】
第１弁体１０３における液吐出口１０５側の端部は、液吐出口１０５を開閉させる弁部１０４を構成している。アクチュエータ１０１は、印加電圧に応じて第１弁体１０３をＹ方向に移動させることにより、液吐出口１０５が開放されている状態と、液吐出口１０５が閉塞されている状態の何れかの状態にすることができる。
【0155】
具体的には、アクチュエータ１０１における圧電素子が印加電圧に応じてＹ方向に縮むことにより第１弁体１０３が－Ｙ方向側に移動し、弁部１０４が液吐出口１０５から離れて液吐出口が開放されている状態になる。またアクチュエータ１０１における圧電素子が印加電圧に応じてＹ方向に伸びることにより第１弁体１０３が＋Ｙ方向側に移動し、弁部１０４が液吐出口１０５を塞いで液吐出口が閉塞されている状態になる。
【0156】
第１の加圧手段３００と液貯留部１１１は、加圧された液２００を液室１０６へ供給する供給手段の一例である。第１の加圧手段３００により加圧された液２００は、マニホールド１０７を介して複数の液室１０６それぞれに供給される。
【0157】
液２００は、第１の加圧手段３００により加圧されているため、弁部１０４により液吐出口１０５が開放されると、液吐出口１０５を通して外部に吐出される。液２００は、弁部１０４により液吐出口１０５が閉塞されると、吐出されない非吐出の状態となる。
【0158】
本実施形態においては、アクチュエータ１０１として、圧電素子を含むものを例示したが、これに限定されるものではない。例えばアクチュエータ１０１は、印加電圧に応じて磁界を発生する電磁石、印加電圧に応じて圧縮空気エネルギーを直動運動に変換するエアシリンダ、印加電圧に応じて駆動されるモータアクチュエータ、または印加電圧に応じて油圧を生じさせる油圧機構の少なくとも１つを含むこともできる。これらを用いても、圧電素子を用いる場合と同様の作用効果を得ることができる。
【0159】
またヘッド１００は、ｄ３１モードを利用した圧電素子を含むアクチュエータ１０１を備えることもできる。例えば、アクチュエータ１０１は、先端に液を吐出する吐出口が設けられると共に、吐出口の近傍に液を注入する注入口が設けられた中空状のノズル本体と、ノズル本体に内蔵され、外部からの電圧の印加に応じて伸縮する圧電素子と、吐出口を開閉する弁体と、弁体と圧電素子の間に配置された逆バネ機構と、弁体に外嵌されてインクが圧電素子側へ流入することを阻止する封止部材と、圧電素子の電極に接続された電圧印可用の一対のリード線を備えて構成される。
【0160】
弾性膜３４０は、振動源３３０により押し引き可能となっている。また弾性膜３４０は、液貯留部１１１内の液をヘッド１００に供給する第１液路３２０に、第１液路３２０内部の液に接するように設けられている。振動源３３０を振動させ、ヘッド１００に供給される液の圧力を変動させることにより、ヘッド１００内の液、特に液室１０６内の液に圧力変動を生じさせ、液を攪拌させることができる。
【0161】
特に、弁を開いてノズル孔から液体の吐出中に行うことにより、弁を開きっ放しの状態で吐出を行っても、吐出が連続して可能になる。
圧力変動作用や攪拌作用を好適に得る観点においては、振動源の振動は繰り返し行われることが好ましい。また当該振動による撹拌は、ノズル孔を開放しているときであっても、閉じている場合であっても行うことができるが、ノズル孔を開放しつつ当該振動を繰り返し行うことで、液を吐出しつつ、ノズル孔近傍において脈動的に圧力変動を生じさせることができることから、液流れの停滞抑制、及びノズル孔から押し出す方向への液の撹拌が可能となり、弁を閉じた状態で圧力変動を生じさせた場合よりも、液の撹拌を良好に行うことができる。なお、この振動源の振動は、周期的であってもよく、非周期的であってもよいが、１秒間に振動が１００回以上行われる頻度であることが好ましい。
圧力変動作用や攪拌作用を好適に得る観点においては、振動源の振動は繰り返し行われることが好ましい。また当該振動による撹拌は、ノズル孔を開放しているときであっても、閉じている場合であっても行うことができるが、ノズル孔を開放しつつ当該振動を繰り返し行うことで、液を吐出しつつ、ノズル孔近傍において脈動的に圧力変動を生じさせることができることから、液流れの停滞抑制、及びノズル孔から押し出す方向への液の撹拌が可能となり、弁を閉じた状態で圧力変動を生じさせた場合よりも、液の撹拌を良好に行うことができる。なお、この振動源の振動は、周期的であってもよく、非周期的であってもよいが、１秒間に振動が１００回以上行われる頻度であることが好ましい。
【0162】
なお、第６実施形態の変形例として、弾性膜の代わりに、液供給チューブ自体に弾性体を用いて、振動源により押圧を行うものであってもよい（例えば特開２０１８－９４７３６号公報の図１６を参照）。
【0163】
［第７実施形態］
図２２は、第７実施形態に係る液吐出装置の構成の一例を示す図である。ヘッド１００の構成は第６実施形態と同様であるため、ここでは説明を割愛する。第７実施形態に係る液吐出装置は、液が供給される上流側の第１液供給孔４００と、下流側の第２液供給孔４１０と、を有する。第１液供給孔４００および第２液供給孔４１０は、ヘッド１００の内部において液が流通可能に連通している。
図２２は、第７実施形態に係る液吐出装置の構成の一例を示す図である。ヘッド１００の構成は第６実施形態と同様であるため、ここでは説明を割愛する。第７実施形態に係る液吐出装置は、液が供給される上流側の第１液供給孔４００と、下流側の第２液供給孔４１０と、を有する。第１液供給孔４００および第２液供給孔４１０は、ヘッド１００の内部において液が流通可能に連通している。
【0164】
第２液供給孔４１０は、第２液路４２０に接続している。第７実施形態では、弾性膜３４０が第２液路４２０の内部の液に接するように設けられている点が、第６実施形態と異なっている。第７実施形態では、この構成により、弾性膜３４０を押し込んだ際に液供給路が閉塞することにより、ヘッド１００に液が供給されなくなるといった不具合を防ぐことができる。
【0165】
［第８実施形態］
図２３は、第８実施形態に係る液吐出装置の構成の一例を示す図である。ヘッド１００の構成は第６実施形態と同様であるため、ここでは説明を割愛する。
図２３は、第８実施形態に係る液吐出装置の構成の一例を示す図である。ヘッド１００の構成は第６実施形態と同様であるため、ここでは説明を割愛する。
【0166】
本実施形態では、液貯留部１１１からヘッド１００に液を供給する第１液路３２０に、振動源５００が設けられている。振動源５００により第１液路３２０を揺さぶったり弾いたりして振動させたりすることにより、液配管内の液圧力が変動し、ヘッド１００内の液室１０６内の液に圧力変動を生じさせ、攪拌させることができる。
【0167】
［第９実施形態］
図２４は、第９実施形態に係る液吐出装置の構成の一例を示す図である。ヘッド１００の構成は第６実施形態と同様であるため、ここでは説明を割愛する。
図２４は、第９実施形態に係る液吐出装置の構成の一例を示す図である。ヘッド１００の構成は第６実施形態と同様であるため、ここでは説明を割愛する。
【0168】
第９実施形態に係る液吐出装置は、液吐出のために、ヘッド１００に供給する液の加圧を行う第１の加圧手段３００とは別に、第２の加圧手段６００を備えている。第２の加圧手段６００による加圧力の大きさは、第１の加圧手段３００による加圧力の大きさとは異なる。すなわち、第２の加圧手段６００による加圧力は、第１の加圧手段３００による加圧力よりも大きいか、または小さい。第２の加圧手段６００は、第２弁体６１０を介して液貯留部１１１と繋がっている。
【0169】
第２弁体６１０は、第２の加圧手段６００と液貯留部１１１との間の液路に設けられ、該液路を開閉可能である。第２弁体６１０は、例えば、制御信号に応じて駆動することにより、第２の加圧手段６００と液貯留部１１１との間の液路を開閉可能な電磁弁である。
【0170】
本実施形態では、第２弁体６１０を開閉することにより、ヘッド１００に供給される液の圧力を変動させ、ヘッド１００における液室１０６の内部の液に圧力変動を生じさせ、攪拌させることができる。なお、第２弁体６１０の開閉とは、第２の加圧手段６００と液貯留部１１１との間の液路を液が流れる状態を変化させる動作をいう。第２弁体６１０の開閉は、第２の加圧手段６００と液貯留部１１１との間の液路を液が流れる状態と流れない状態とを切り替える動作の他、開閉状態の違いにより該液路を流れる液の量または速度を変化させる動作を含む。
【0171】
［第１０実施形態］
図２５から図２７を参照して、第１０実施形態に係る塗布装置１００１について説明する。図２５は、塗布装置１００１の構成の一例を示す図である。図２６は、塗布装置１００１の対象物Ｕへの配置の第１例を示す図である。図２７は、塗布装置１００１の対象物Ｕへの配置の第２例を示す図である。
図２５から図２７を参照して、第１０実施形態に係る塗布装置１００１について説明する。図２５は、塗布装置１００１の構成の一例を示す図である。図２６は、塗布装置１００１の対象物Ｕへの配置の第１例を示す図である。図２７は、塗布装置１００１の対象物Ｕへの配置の第２例を示す図である。
【0172】
塗布装置１００１は、液吐出装置１ｇと、液吐出装置１ｇの近傍に配設された撮影手段としてのカメラ１００４と、液吐出装置１ｇおよびカメラ１００４をＸ方向およびＹ方向へ移動させるＸ－Ｙテーブル１００３と、カメラ１００４で撮影した画像を編集する画像編集ソフトウェアＳと、制御部１２０ｆと、を有する。また制御部１２０ｆは、所定の制御プログラムに基づいて、Ｘ－Ｙテーブル１００３を動作させると共に、液吐出装置１ｇから液２００を吐出させる。
【0173】
塗布装置１００１は、液吐出装置１ｇにより吐出された液２００を対象物Ｕに塗布することができる。
【0174】
液吐出装置１ｇは、複数の液吐出口１０５から対象物Ｕの被塗布面に向けて液２００を吐出する。液吐出口１０５から吐出される液２００はＸ－Ｙ平面に対して略直交する方向に吐出される。複数の液吐出口１０５それぞれから吐出される液２００の吐出方向は略平行である。液吐出口１０５と対象物Ｕの被塗布面との距離は、例えば２０［ｃｍ］程度である。
【0175】
Ｘ－Ｙテーブル１００３は、直線移動機構を備えて形成されたＸ軸１００５と、Ｘ軸１００５を２つのアームで保持しつつＸ軸１００５をＹ方向へ移動するＹ軸１００６と、有する。スライダにプリントヘッド１００２およびカメラ１００４が取り付けられている。Ｙ軸１００６にはシャフト１００７が設けられている。このシャフト１００７をロボットアーム１００８により保持することで、対象物Ｕに対して液吐出装置１ｇを自由に配置できるようになっている。
【0176】
例えば、対象物Ｕが自動車である場合には、図２６に示すように対象物Ｕの上部に配置したり、図２７に示すように対象物Ｕの横位置に配置したりすることができる。なお、制御部１２０ｇは、所定のプログラムに基づいて、ロボットアーム１００８の動作を制御する。
【0177】
カメラ１００４は、液吐出装置１ｆの近傍であるＸ軸１００５のスライダに設けられており、Ｘ－Ｙ方向に移動しながら対象物Ｕの被塗布面における所定範囲を一定の微小な間隔により撮影する。カメラ１００４は例えばデジタルカメラである。カメラ１００４においては、被塗布面の所定範囲を分割した複数の細分割画像の撮影が可能なレンズの仕様または解像度等の仕様が適宜選択される。カメラ１００４による被塗布面の複数の細分割画像の撮影は、制御部１２０ｇに予め設けられたプログラムに従って連続的、且つ自動的に行われる。
【0178】
以上説明したように、塗布装置１００１は、液吐出装置１ｇを有することにより、対象物Ｕと液吐出口１０５との間の距離が長い場合等においても、対象物Ｕの所望の位置に高精度に液２００を塗布することができる。また、液吐出装置１ｇは、液２００を安定して吐出できるため、塗布装置１００１は、対象物Ｕに対して液２００を高精度に塗布することができる。
【0179】
塗布装置１００１が吐出する液２００が含有する粒子には、例えばアルミフレーク、マイカまたは酸化チタン等である。これらのうちのアルミフレーク等は、弁部１０４のパッキンに刺さってシール性を低下させる懸念があるが、本実施形態を適用することにより、弁部１０４を液吐出口板１０９に押し付ける動作を削減し、シール性の低下を抑制することができる。
【0180】
以上、実施形態を説明したが、本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、液室１０６がノズル個別には存在せず、液吐出口１０５の真上にマニホールド１０７が存在する構成においても、本発明は適用可能である。マニホールド１０７から分岐して液吐出口へと延びている液室１０６を備えていれば、共通流路の液体の流速が速くなると吐出液体の吐出方向が大きく曲がるという影響を受けにくい代わりに、液体が詰まって吐出しなくなる不具合が生じやすいのであるが、本発明はそのようなヘッドに対して特に好適である。
【0181】
実施形態に係る液体吐出装置は、電極印刷装置や塗布装置に限定されるものではなく、用紙等の記録媒体に画像を形成する画像形成装置等であってもよい。
【0182】
実施形態は、液吐出方法も含む。例えば、液吐出方法は、液吐出口を有する液室と、加圧された液を前記液室へ供給する供給手段と、前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた弁体と、前記弁体を移動させる移動手段と、を有する液吐出装置による液吐出方法であって、前記液吐出装置が、制御手段により、前記移動手段による前記弁体の移動を制御し、前記弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置である。このような液吐出方法により、上述した液吐出装置と同様の作用効果を得ることができる。
【0183】
（電極の製造方法）
実施形態は、電極および電気化学素子の製造方法を含む。以下、電極の製造方法について説明する。図２８は、実施形態に係る電極の製造方法を実現するための電極の製造装置の一例を示す模式図である。電極の製造装置は、上記の液体吐出装置を用いて液体組成物を吐出することで電極材料を有する層を有する電極を製造する装置である。
実施形態は、電極および電気化学素子の製造方法を含む。以下、電極の製造方法について説明する。図２８は、実施形態に係る電極の製造方法を実現するための電極の製造装置の一例を示す模式図である。電極の製造装置は、上記の液体吐出装置を用いて液体組成物を吐出することで電極材料を有する層を有する電極を製造する装置である。
【0184】
＜電極材料を有する層形成手段、電極材料を有する層形成工程＞
前記吐出手段は、上記の液体吐出装置である。前記吐出により、対象物上に液体組成物を付与して、液体組成物層を形成することができる。前記対象物（以下、「吐出対象物」と称することがある。）としては、電極材料を有する層を形成する対象であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電極基体（集電体）や活物質層、固体電極材料を有する層などが挙げられる。また、前記吐出手段及び前記吐出工程は、吐出対象物に対して電極材料を有する層を形成することが可能であれば、直接液体組成物を吐出することで電極材料を有する層を形成する構成であってもよく、間接的に液体組成物を吐出することで電極材料を有する層を形成する構成であってもよい。
前記吐出手段は、上記の液体吐出装置である。前記吐出により、対象物上に液体組成物を付与して、液体組成物層を形成することができる。前記対象物（以下、「吐出対象物」と称することがある。）としては、電極材料を有する層を形成する対象であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電極基体（集電体）や活物質層、固体電極材料を有する層などが挙げられる。また、前記吐出手段及び前記吐出工程は、吐出対象物に対して電極材料を有する層を形成することが可能であれば、直接液体組成物を吐出することで電極材料を有する層を形成する構成であってもよく、間接的に液体組成物を吐出することで電極材料を有する層を形成する構成であってもよい。
【0185】
＜その他の構成、その他の工程＞
電極合材層の製造装置におけるその他の構成としては、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱手段などが挙げられる。前記電極合材層の製造方法におけるその他の工程としては、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱工程などが挙げられる。
電極合材層の製造装置におけるその他の構成としては、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱手段などが挙げられる。前記電極合材層の製造方法におけるその他の工程としては、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱工程などが挙げられる。
【0186】
＜加熱手段、加熱工程＞
前記加熱手段は、前記吐出手段により吐出された液体組成物を加熱する手段である。前記加熱工程は、前記吐出工程で吐出された液体組成物を加熱する工程である。
前記加熱により、前記液体組成物層を乾燥させることができる。
前記加熱手段は、前記吐出手段により吐出された液体組成物を加熱する手段である。前記加熱工程は、前記吐出工程で吐出された液体組成物を加熱する工程である。
前記加熱により、前記液体組成物層を乾燥させることができる。
【0187】
＜直接液体組成物を吐出することで電極材料を有する層を形成する構成＞
ここで、電極の製造方法の一例として、電極基体（集電体）上に活物質を含む電極合材層を形成する電極製造方法を説明する。電極合材層の装置は、吐出対象物を有する印刷基材４ｇ上に、液体組成物を付与して液体組成物層を形成する工程を含む吐出工程部１１０ｇと、液体組成物層を加熱して電極合材層を得る加熱工程を含む加熱工程部１３０ｇを備える。電極合材層の製造装置は、印刷基材４ｇを搬送する搬送部５を備え、搬送部５は、吐出工程部１１０ｇ、加熱工程部１３０ｇの順に印刷基材４ｇをあらかじめ設定された速度で搬送する。前記活物質層などの吐出対象物を有する印刷基材４ｇの製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法を適宜選択することができる。吐出工程部１１０ｇは、印刷基材４ｇ上に液体組成物を付与する付与工程を実現する本発明の印刷装置２８１ａと、液体組成物を収容する収容容器２８１ｂと、収容容器２８１ｂに貯留された液体組成物を印刷装置２８１ａに供給する供給チューブ２８１ｃを備える。
ここで、電極の製造方法の一例として、電極基体（集電体）上に活物質を含む電極合材層を形成する電極製造方法を説明する。電極合材層の装置は、吐出対象物を有する印刷基材４ｇ上に、液体組成物を付与して液体組成物層を形成する工程を含む吐出工程部１１０ｇと、液体組成物層を加熱して電極合材層を得る加熱工程を含む加熱工程部１３０ｇを備える。電極合材層の製造装置は、印刷基材４ｇを搬送する搬送部５を備え、搬送部５は、吐出工程部１１０ｇ、加熱工程部１３０ｇの順に印刷基材４ｇをあらかじめ設定された速度で搬送する。前記活物質層などの吐出対象物を有する印刷基材４ｇの製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法を適宜選択することができる。吐出工程部１１０ｇは、印刷基材４ｇ上に液体組成物を付与する付与工程を実現する本発明の印刷装置２８１ａと、液体組成物を収容する収容容器２８１ｂと、収容容器２８１ｂに貯留された液体組成物を印刷装置２８１ａに供給する供給チューブ２８１ｃを備える。
【0188】
収容容器２８１ｂは液体組成物７を収容し、吐出工程部１１０ｇは、印刷装置２８１ａから液体組成物７を吐出して、印刷基材４ｇ上に液体組成物７を付与して液体組成物層を薄膜状に形成する。なお、収容容器２８１ｂは、電極合材層の製造装置と一体化した構成であってもよいが、電極合材層の製造装置から取り外し可能な構成であってもよい。また、電極合材層の製造装置と一体化した収容容器や電極合材層の製造装置から取り外し可能な収容容器に添加するために用いられる容器であってもよい。
【0189】
収容容器２８１ｂや供給チューブ２８１ｃは、液体組成物７を安定して貯蔵及び供給できるものであれば任意に選択可能である。
【0190】
加熱工程部１３０ｇは、図２８に示すように、加熱装置３ａを有し、液体組成物層に残存する溶媒を、加熱装置３ａにより加熱して乾燥させて除去する溶媒除去工程を含む。これにより電極合材層を形成することができる。加熱工程部１３０ｇは、溶媒除去工程を減圧下で実施してもよい。
【0191】
加熱装置３ａとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基板加熱、ＩＲヒータ、温風ヒータなどが挙げられ、これらを組み合わせてもよい。また、加熱温度や時間に関しては、液体組成物７に含まれる溶媒の沸点や形成膜厚に応じて適宜選択可能である。
【0192】
図２９は、実施形態に係る電極合材層の製造方法を実現するための電極の製造装置（液体吐出装置）の他の一例を示す模式図である。液体吐出装置３００'は、ポンプ３１０と、バルブ３１１、３１２を制御することにより、液体組成物が液体吐出ヘッド３０６、タンク３０７、チューブ３０８を循環することが可能である。また、液体吐出装置３００'は、外部タンク３１３が設けられており、タンク３０７内の液体組成物が減少した際に、ポンプ３１０と、バルブ３１１、３１２、３１４を制御することにより、外部タンク３１３からタンク３０７に液体組成物を供給することも可能である。前記電極合材層の製造装置を用いると、吐出対象物の狙ったところに液体組成物を吐出することができる。前記電極合材層は、例えば、電気化学素子の構成の一部として、好適に用いることができる。前記電気化学素子における前記電極合材層以外の構成としては、特に制限はなく、公知のものを適宜選択することができ、例えば、正極、負極、セパレータなどが挙げられる。
【0193】
実施形態に係る電極の製造方法の一例を図３０に示す。電極２１０の製造方法は、本発明の液体吐出装置３００'を用いて、電極基体２１１上に、液体組成物１２Ａを、順次吐出する工程を含む。
【0194】
まず、細長状の電極基体２１１を準備する。そして、電極基体２１１を筒状の芯に巻き付け、電極合材層２１２を形成する側が、図３０中、上側になるように、送り出しローラ３０４と巻き取りローラ３０５にセットする。ここで、送り出しローラ３０４と巻き取りローラ３０５は、反時計回りに回転し、電極基体２１１は、図３０中、右から左の方向に搬送される。そして、送り出しローラ３０４と巻き取りローラ３０５の間の電極基体２１１の上方に設置されている液体吐出ヘッド３０６から、図２８と同様にして、液体組成物１２Ａの液滴を、順次搬送される電極基体２１１上に吐出する。
【0195】
なお、液体吐出ヘッド３０６は、電極基体２１１の搬送方向に対して、略平行な方向又は略垂直な方向に、複数個設置されていてもよい。次に、液体組成物１２Ａの液滴が吐出された電極基体２１１は、送り出しローラ３０４と巻き取りローラ３０５によって、加熱機構３０９に搬送される。その結果、電極合材層２１２が形成され、電極２１０が得られる。その後、電極２１０は、打ち抜き加工等により、所望の大きさに切断される。
【0196】
加熱機構３０９は、電極基体２１１の上下の何れか一方に設置されてもよいし、複数個設置されていてもよい。
【0197】
加熱機構３０９としては、液体組成物１２Ａに直接接触しなければ、特に制限はなく、例えば、抵抗加熱ヒータ、赤外線ヒータ、ファンヒータ等が挙げられる。なお、加熱機構３０９は、複数個設置されていてもよい。また、重合のための紫外線による硬化装置が設置されていてもよい。
【0198】
また、電極基体２１１に吐出された液体組成物１２Ａは加熱されることが好ましく、加熱する際には、ステージにより加熱してもよいし、ステージ以外の加熱機構により加熱してもよい。加熱機構は、電極基体２１１の上下のいずれか一方に設置されてもよいし、複数個設置されていてもよい。
【0199】
加熱温度は特に制限はない。加熱により液体組成物１２Ａが乾燥して負極合材層が形成される。但し、液体組成物１２Ａがバインダ前駆体を含む場合は、してバインダ前駆体が重合する温度であることが好ましく、使用エネルギーの観点から、７０℃～１５０℃の範囲であることが好ましい。また、電極基体２１１に吐出された液体組成物１２Ａを加熱する際に、紫外光を照射してもよい。
【0200】
また、図３１のように、タンク３０７Ａは、タンク３０７Ａに接続されたタンク３１３Ａから液体組成物を供給してもよく、液体吐出ヘッド３０６は、複数の液体吐出ヘッド３０６Ａ、３０６Ｂを有してもよい。
【0201】
＜直接液体組成物を吐出することで電極材料を有する層を形成する構成＞
図３２は、転写方式を採用した印刷部の一例を示す構成図であり、図３２（ａ）は、ドラム状の中間転写体を用いた印刷部、図３２（ｂ）は、無端ベルト状の中間転写体を用いた印刷部を示している。
図３２は、転写方式を採用した印刷部の一例を示す構成図であり、図３２（ａ）は、ドラム状の中間転写体を用いた印刷部、図３２（ｂ）は、無端ベルト状の中間転写体を用いた印刷部を示している。
【0202】
図３２（ａ）に示した印刷部４００´は、中間転写体４００１を介して基材に液体組成物を転写することで基材の表面に機能層を形成する、インクジェットプリンタである。
【0203】
印刷部４００´は、インクジェット部４２０´、転写ドラム４０００、前処理ユニット４００２、吸収ユニット４００３、加熱ユニット４００４および清掃ユニット４００５を備える。
【0204】
インクジェット部４２０´は、複数のヘッド１０１を保持したヘッドモジュール４２２を備える。ヘッド１０１は、転写ドラムに４０００に支持された中間転写体４００１に液体インクを吐出し、中間転写体４００１上にインク層を形成する。各ヘッド１０１は、ラインヘッドであり、使用可能な最大サイズの基材の記録領域の幅をカバーする範囲にノズルが配列されている。ヘッド１０１は、その下面に、ノズルが形成されたノズル面を有しており、ノズル面は、微小間隙を介して中間転写体４００１の表面と対向している。本実施形態の場合、中間転写体４００１は円軌道上を循環移動する構成であるため、複数のヘッド１０１は、放射状に配置される。
【0205】
転写ドラム４０００は、圧胴６２１と対向し、転写ニップ部を形成する。前処理ユニット４００２は、ヘッド１０１によるインクの吐出前に、例えば、中間転写体４００１上に、インクの粘度を高めるための反応液を付与する。吸収ユニット４００３は、転写前に、中間転写体４００１上のインク層から液体成分を吸収する。加熱ユニット４００４は、転写前に、中間転写体４００１上のインク層を加熱する。インク層を加熱することで、インク層中の樹脂が溶融し、基材への転写性が向上する。清掃ユニット４００５は、転写後に中間転写体４００１上を清掃し、中間転写体４００１上に残留したインクやごみ等の異物を除去する。
【0206】
圧胴６２１の外周面は、中間転写体４００１に圧接しており、圧胴６２１と中間転写体４００１との転写ニップ部を基材が通過するときに、中間転写体４００１上のインク層が基材に転写される。なお、圧胴６２１は、その外周面に基材の先端部を保持するグリップ機構を少なくとも１つ備えた構成としてもよい。
【0207】
図３２（ｂ）に示した印刷部４００´´は、中間転写ベルト４００６を介して基材に液体組成物を転写することで基材の表面に機能層を形成する、インクジェットプリンタである。
【0208】
印刷部４００´´は、インクジェット部４２０´に設けた複数のヘッド１０１からインク滴を吐出して、中間転写ベルト４００６の外周表面上にインク層を形成する。中間転写ベルト４００６に形成されたインク層は、乾燥ユニット４００７によって乾かされ、インク層は中間転写ベルト４００６上で膜化する。
【0209】
中間転写ベルト４００６が転写ローラ６２２と対向する転写ニップ部において、中間転写ベルト４００６上の膜化したインク層は基材に転写される。転写後の中間転写ベルト４００６の表面は、清掃ローラ４００８によって清掃される。
【0210】
中間転写ベルト４００６は、駆動ローラ４００９ａ、対向ローラ４００９ｂ、複数（本例では４つ）の形状維持ローラ４００９ｃ，４００９ｄ，４００９ｅ，４００９ｆ、および複数（本例では４つ）の支持ローラ４００９ｇに架け渡され、図中矢印方向に移動する。ヘッド１０１に対向して設けられる支持ローラ４００９ｇは、ヘッド１０１からインク滴が吐出される際の中間転写ベルト４００６の引張状態を維持する。
【0211】
＜電気化学素子の製造方法＞
電気化学素子の製造方法であって、液吐出口を有する液室と、加圧された、電極材料を含む液を前記液室へ供給する供給手段と、前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた弁体と、前記弁体を移動させる移動手段と、前記移動手段による前記弁体の移動を制御する制御手段と、を有する液吐出装置による液吐出工程を備え、前記弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置であり、前記液吐出工程では、前記液吐出装置は、前記電極材料を含む液を電極基体に吐出する。このような電気化学素子の製造方法により、上述した液吐出装置と同様の作用効果を得ることができる。
電気化学素子の製造方法であって、液吐出口を有する液室と、加圧された、電極材料を含む液を前記液室へ供給する供給手段と、前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた弁体と、前記弁体を移動させる移動手段と、前記移動手段による前記弁体の移動を制御する制御手段と、を有する液吐出装置による液吐出工程を備え、前記弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置であり、前記液吐出工程では、前記液吐出装置は、前記電極材料を含む液を電極基体に吐出する。このような電気化学素子の製造方法により、上述した液吐出装置と同様の作用効果を得ることができる。
【0212】
更に当該電極をセル化に向けて加工する基材加工工程などを含む電気化学素子を製造する工程と、を含んでもよい。
【0213】
＜基材加工部＞
基材加工部は、印刷部４００´よりも下流において、機能膜が形成された基材Ｗを加工することで電極素子を形成する。基材加工部は、裁断、折り畳み、および貼り合わせの少なくとも１つを実施してもよい。基材加工部は、例えば、基材Ｗを裁断し、基材積層体を作製することができる。基材加工部は、基材Ｗを巻回または積層することができる。絶縁層が融点またはガラス転移点を有する材料を含む場合、基材加工部では、例えば、一の基材積層体と他の基材積層体は、加熱により少なくとも一部が接着される。
基材加工部は、印刷部４００´よりも下流において、機能膜が形成された基材Ｗを加工することで電極素子を形成する。基材加工部は、裁断、折り畳み、および貼り合わせの少なくとも１つを実施してもよい。基材加工部は、例えば、基材Ｗを裁断し、基材積層体を作製することができる。基材加工部は、基材Ｗを巻回または積層することができる。絶縁層が融点またはガラス転移点を有する材料を含む場合、基材加工部では、例えば、一の基材積層体と他の基材積層体は、加熱により少なくとも一部が接着される。
【0214】
基材加工部は、例えば、基材加工装置を有し、基材Ｗの裁断や基材Ｗのつづら折り、積層や巻回、積層や巻回後の基材間の熱接着等を目的の電池形態に応じて実施する。基材加工部において基材の加工が行われるときは、加工後の基材にシワ等のダメージを低減させることが可能となる理由から、基材Ｗの搬送速度は比較的遅いことが好ましい。
【0215】
基材加工部によって行われる基材加工工程は、例えば、印刷部４００´よりも下流において、機能膜が形成された基材Ｗを加工する工程である。基材加工工程は、裁断工程、折り畳み工程、および貼り合わせ工程の少なくとも１つを含んでもよい。
【0216】
実施形態の説明で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。
【0217】
機能ブロック図におけるブロックの分割は一例であり、複数のブロックを一つのブロックとして実現する、一つのブロックを複数に分割する、または、一部の機能を他のブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数のブロックの機能を単一のハードウェアまたはソフトウェアが並列または時分割に処理してもよい。
【0218】
上記で説明した実施形態の各機能は、一または複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）、CPLD（Complex Programmable Logic Device）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。
【0219】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 液吐出口を有する液室と、加圧された液を前記液室へ供給する供給手段と、前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、前記第１弁体を移動させる移動手段と、前記液室内の液を攪拌する撹拌機構と、を備えることを特徴とする液吐出装置である。
＜２＞ 前記撹拌機構は、前記液吐出口が開放された状態で前記液室内の液を撹拌する、前記＜１＞に記載の液吐出装置である。
＜３＞ 前記撹拌機構は、前記移動手段による前記第１弁体の移動を制御する制御手段を有し、前記第１弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、 前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置である、前記＜１＞又は前記＜２＞に記載の液吐出装置である。
＜４＞ 前記移動手段は、印加される電圧に応じて前記第１弁体を移動させ、前記制御手段は、前記移動手段に対し、第１電圧を印加することにより前記弁部を前記第１位置に移動させ、第２電圧を印加することにより前記弁部を前記第２位置に移動させ、第３電圧を印加することにより前記弁部を前記第３位置に移動させ、前記第１電圧は、前記第２電圧よりも小さく、前記第３電圧は、前記第１電圧よりも大きく、且つ前記第２電圧よりも小さい前記＜３＞に記載の液吐出装置である。
＜５＞ Ｅ２＞Ｅ３≧（Ｅ２－Ｅ１）×０．０５＋Ｅ１を満足する前記＜４＞に記載の液吐出装置である。（但し、Ｅ１は前記第１電圧を表し、Ｅ２は前記第２電圧を表し、Ｅ３は前記第３電圧を表す。）
＜６＞ 前記移動手段は、印加される電圧に応じて前記第１弁体を移動させ、前記制御手段は、前記移動手段に対し、第１電圧を印加することにより前記弁部を前記第１位置に移動させ、第２電圧を印加することにより前記弁部を前記第２位置に移動させ、第３電圧を印加することにより前記弁部を前記第３位置に移動させ、前記第１電圧は、前記第２電圧よりも大きく、前記第３電圧は、前記第２電圧よりも大きく、前記第１電圧よりも小さい前記＜３＞に記載の液吐出装置である。
＜７＞ Ｅ１×０．９５≧Ｅ３＞０を満足する前記＜６＞に記載の液吐出装置である。（但し、Ｅ１は前記第１電圧を表し、Ｅ３は前記第３電圧を表す。）
＜８＞ 前記制御手段は、前記第２電圧が前記第１電圧よりも大きい場合には、前記第２移動のために、前記第１電圧よりも所定電圧だけ大きい前記第３電圧を前記移動手段に印加し、前記第１電圧が前記第２電圧よりも大きい場合には、前記第２移動のために、前記第２電圧よりも前記所定電圧だけ小さい前記第３電圧を前記移動手段に印加し、前記移動手段の温度に応じて前記所定電圧を変更する第１電圧変更手段を、さらに有する前記＜４＞乃至前記＜７＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜９＞ 前記移動手段の移動回数に応じて前記第３電圧を変更する第２電圧変更手段を、さらに有する前記＜４＞乃至前記＜８＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１０＞ 前記移動手段は、印加される電圧に応じて前記第１弁体を移動させ、前記制御手段は、前記弁部を前記第２位置に移動させる電圧を、所定時間よりも短い印加時間において前記移動手段に印加し、前記所定時間は、前記移動手段に対し、前記弁部を前記第２位置に移動させる電圧が印加された後、前記弁部が前記第２位置に移動するまでにかかる時間である前記＜３＞に記載の液吐出装置である。
＜１１＞ Δｔ０×０．９５≧Δｔ＞０を満足する前記＜１０＞に記載の液吐出装置である。（但し、Δｔ０は前記所定時間を表し、Δｔは前記印加時間を表す。）
＜１２＞ 前記移動手段の温度に応じて、前記印加時間を変更する第１時間変更手段と、をさらに有する前記＜１０＞または前記＜１１＞に記載の液吐出装置である。
＜１３＞ 前記移動手段の移動回数に応じて、前記印加時間を変更する第２時間変更手段をさらに有する前記＜１０＞乃至前記＜１２＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１４＞ 前記移動手段は、印加電圧に応じて伸縮する圧電素子を含む前記＜２＞乃至前記＜１３＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１５＞ 前記液は、粘度が１０［ｍＰａ・ｓ］より大きい液、構造粘性を示すＴＩ値が１．３より大きい液、固形分が２０［ｗｔ％］より大きい液、または粒子径が５［μｍ］より大きい粒子を含む液、の何れか１つである前記＜２＞乃至前記＜１４＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１６＞ 前記第２移動の繰り返し周波数は、１００［Ｈｚ］以上である前記＜２＞乃至前記＜１５＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１７＞ 前記供給手段と前記液室との間に位置する第１液路および第２液路と、前記第１液路および前記第２液路の少なくとも一方の内部の液にかかる圧力を変動可能な液圧力変動手段と、をさらに備え、前記撹拌機構は、前記液圧力変動手段により、前記第１液路および前記第２液路の少なくとも一方の内部の液にかかる圧力を変動させる、前記＜１＞乃至前記＜１６＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１８＞ 前記供給手段内の液を加圧する第１および第２の加圧手段と、前記第２の加圧手段と前記供給手段との間の液路に設けられ、該液路を開閉可能な第２弁体と、をさらに備え、前記第１の加圧手段により加えられる圧力の大きさは、前記第２の加圧手段により加えられる圧力の大きさとは異なり、前記撹拌機構は、前記第２弁体により、前記第２の加圧手段と前記供給手段との間の液路を開閉させる、前記＜１＞乃至前記＜１７＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１９＞ 前記＜１＞乃至前記＜１８＞の何れかに記載の液吐出装置を有し、前記液吐出装置により吐出された前記液を基体に塗布する塗布装置である。
＜２０＞ 液吐出口を有する液室と、加圧された液を前記液室へ供給する供給手段と、前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、前記第１弁体を移動させる移動手段と、前記移動手段による前記第１弁体の移動を制御する制御手段と、を有する液吐出装置による液吐出方法であって、前記第１弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置である液吐出方法である。
＜２１＞ 電極の製造方法であって、液吐出口を有する液室と、加圧された、電極材料を含む液を前記液室へ供給する供給手段と、前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、前記第１弁体を移動させる移動手段と、前記移動手段による前記第１弁体の移動を制御する制御手段と、を有する液吐出装置による液吐出工程を備え、前記第１弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置であり、前記液吐出工程では、前記液吐出装置は、前記電極材料を含む液を電極基体に吐出する電極の製造方法である。
＜１＞ 液吐出口を有する液室と、加圧された液を前記液室へ供給する供給手段と、前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、前記第１弁体を移動させる移動手段と、前記液室内の液を攪拌する撹拌機構と、を備えることを特徴とする液吐出装置である。
＜２＞ 前記撹拌機構は、前記液吐出口が開放された状態で前記液室内の液を撹拌する、前記＜１＞に記載の液吐出装置である。
＜３＞ 前記撹拌機構は、前記移動手段による前記第１弁体の移動を制御する制御手段を有し、前記第１弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、 前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置である、前記＜１＞又は前記＜２＞に記載の液吐出装置である。
＜４＞ 前記移動手段は、印加される電圧に応じて前記第１弁体を移動させ、前記制御手段は、前記移動手段に対し、第１電圧を印加することにより前記弁部を前記第１位置に移動させ、第２電圧を印加することにより前記弁部を前記第２位置に移動させ、第３電圧を印加することにより前記弁部を前記第３位置に移動させ、前記第１電圧は、前記第２電圧よりも小さく、前記第３電圧は、前記第１電圧よりも大きく、且つ前記第２電圧よりも小さい前記＜３＞に記載の液吐出装置である。
＜５＞ Ｅ２＞Ｅ３≧（Ｅ２－Ｅ１）×０．０５＋Ｅ１を満足する前記＜４＞に記載の液吐出装置である。（但し、Ｅ１は前記第１電圧を表し、Ｅ２は前記第２電圧を表し、Ｅ３は前記第３電圧を表す。）
＜６＞ 前記移動手段は、印加される電圧に応じて前記第１弁体を移動させ、前記制御手段は、前記移動手段に対し、第１電圧を印加することにより前記弁部を前記第１位置に移動させ、第２電圧を印加することにより前記弁部を前記第２位置に移動させ、第３電圧を印加することにより前記弁部を前記第３位置に移動させ、前記第１電圧は、前記第２電圧よりも大きく、前記第３電圧は、前記第２電圧よりも大きく、前記第１電圧よりも小さい前記＜３＞に記載の液吐出装置である。
＜７＞ Ｅ１×０．９５≧Ｅ３＞０を満足する前記＜６＞に記載の液吐出装置である。（但し、Ｅ１は前記第１電圧を表し、Ｅ３は前記第３電圧を表す。）
＜８＞ 前記制御手段は、前記第２電圧が前記第１電圧よりも大きい場合には、前記第２移動のために、前記第１電圧よりも所定電圧だけ大きい前記第３電圧を前記移動手段に印加し、前記第１電圧が前記第２電圧よりも大きい場合には、前記第２移動のために、前記第２電圧よりも前記所定電圧だけ小さい前記第３電圧を前記移動手段に印加し、前記移動手段の温度に応じて前記所定電圧を変更する第１電圧変更手段を、さらに有する前記＜４＞乃至前記＜７＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜９＞ 前記移動手段の移動回数に応じて前記第３電圧を変更する第２電圧変更手段を、さらに有する前記＜４＞乃至前記＜８＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１０＞ 前記移動手段は、印加される電圧に応じて前記第１弁体を移動させ、前記制御手段は、前記弁部を前記第２位置に移動させる電圧を、所定時間よりも短い印加時間において前記移動手段に印加し、前記所定時間は、前記移動手段に対し、前記弁部を前記第２位置に移動させる電圧が印加された後、前記弁部が前記第２位置に移動するまでにかかる時間である前記＜３＞に記載の液吐出装置である。
＜１１＞ Δｔ０×０．９５≧Δｔ＞０を満足する前記＜１０＞に記載の液吐出装置である。（但し、Δｔ０は前記所定時間を表し、Δｔは前記印加時間を表す。）
＜１２＞ 前記移動手段の温度に応じて、前記印加時間を変更する第１時間変更手段と、をさらに有する前記＜１０＞または前記＜１１＞に記載の液吐出装置である。
＜１３＞ 前記移動手段の移動回数に応じて、前記印加時間を変更する第２時間変更手段をさらに有する前記＜１０＞乃至前記＜１２＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１４＞ 前記移動手段は、印加電圧に応じて伸縮する圧電素子を含む前記＜２＞乃至前記＜１３＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１５＞ 前記液は、粘度が１０［ｍＰａ・ｓ］より大きい液、構造粘性を示すＴＩ値が１．３より大きい液、固形分が２０［ｗｔ％］より大きい液、または粒子径が５［μｍ］より大きい粒子を含む液、の何れか１つである前記＜２＞乃至前記＜１４＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１６＞ 前記第２移動の繰り返し周波数は、１００［Ｈｚ］以上である前記＜２＞乃至前記＜１５＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１７＞ 前記供給手段と前記液室との間に位置する第１液路および第２液路と、前記第１液路および前記第２液路の少なくとも一方の内部の液にかかる圧力を変動可能な液圧力変動手段と、をさらに備え、前記撹拌機構は、前記液圧力変動手段により、前記第１液路および前記第２液路の少なくとも一方の内部の液にかかる圧力を変動させる、前記＜１＞乃至前記＜１６＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１８＞ 前記供給手段内の液を加圧する第１および第２の加圧手段と、前記第２の加圧手段と前記供給手段との間の液路に設けられ、該液路を開閉可能な第２弁体と、をさらに備え、前記第１の加圧手段により加えられる圧力の大きさは、前記第２の加圧手段により加えられる圧力の大きさとは異なり、前記撹拌機構は、前記第２弁体により、前記第２の加圧手段と前記供給手段との間の液路を開閉させる、前記＜１＞乃至前記＜１７＞の何れかに記載の液吐出装置である。
＜１９＞ 前記＜１＞乃至前記＜１８＞の何れかに記載の液吐出装置を有し、前記液吐出装置により吐出された前記液を基体に塗布する塗布装置である。
＜２０＞ 液吐出口を有する液室と、加圧された液を前記液室へ供給する供給手段と、前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、前記第１弁体を移動させる移動手段と、前記移動手段による前記第１弁体の移動を制御する制御手段と、を有する液吐出装置による液吐出方法であって、前記第１弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置である液吐出方法である。
＜２１＞ 電極の製造方法であって、液吐出口を有する液室と、加圧された、電極材料を含む液を前記液室へ供給する供給手段と、前記液吐出口を開閉させる弁部を含み、前記液室に設けられた第１弁体と、前記第１弁体を移動させる移動手段と、前記移動手段による前記第１弁体の移動を制御する制御手段と、を有する液吐出装置による液吐出工程を備え、前記第１弁体の移動は、前記弁部が第２位置から第１位置に向けて移動する第１移動と、前記弁部が前記第１位置と第３位置との間を往復移動する第２移動と、を含み、前記第１位置は、前記弁部により前記液吐出口が開放される位置であり、前記第２位置は、前記弁部により前記液吐出口が閉塞される位置であり、前記第３位置は、前記第１位置と前記第２位置との間の位置であり、前記液吐出工程では、前記液吐出装置は、前記電極材料を含む液を電極基体に吐出する電極の製造方法である。
【符号の説明】
【0220】
１ 液吐出装置
１００ ヘッド
１０１ アクチュエータ（移動手段の一例）
１０２ フレーム
１０３ 第１弁体
１０４ 弁部
１０５ 液吐出口
１０６ 液室
１０７ マニホールド
１０８ 個別液流路
１０９ 液吐出口板
１１０ 液供給部（供給手段の一例）
１１１ 液貯留部
１１２ エアコンプレッサ
１１３ エアタンク
１１４ エアフィルタ
１１５ レギュレータ
１２０ 制御部
１２１ 入力部
１２２ 駆動電圧生成部
１２３ 増幅部
１２４ 出力部
１２５ 第１電圧変更部
１２６ 移動回数計数部
１２７ 第２電圧変更部
１２８ 第１時間変更部
１２９ 第２時間変更部
１３０ 温度センサ
２００ 液
３００ 第１の加圧手段
３２０ 第１液路
４２０ 第２液路
６００ 第２の加圧手段
６１０ 第２弁体
１００１ 塗布装置
Ｅ１ 第１電圧
Ｅ２ 第２電圧
Ｅ３ 第３電圧
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
Ｐ３ 第３位置
Ｍ１ 第１移動
Ｍ２ 第２移動
ｔ１、ｔ２ 時間
Ｉｍ パターンデータ
Δｔ０ 所定時間
Δｔ 印加時間
Ｕ 対象物
１００ ヘッド
１０１ アクチュエータ（移動手段の一例）
１０２ フレーム
１０３ 第１弁体
１０４ 弁部
１０５ 液吐出口
１０６ 液室
１０７ マニホールド
１０８ 個別液流路
１０９ 液吐出口板
１１０ 液供給部（供給手段の一例）
１１１ 液貯留部
１１２ エアコンプレッサ
１１３ エアタンク
１１４ エアフィルタ
１１５ レギュレータ
１２０ 制御部
１２１ 入力部
１２２ 駆動電圧生成部
１２３ 増幅部
１２４ 出力部
１２５ 第１電圧変更部
１２６ 移動回数計数部
１２７ 第２電圧変更部
１２８ 第１時間変更部
１２９ 第２時間変更部
１３０ 温度センサ
２００ 液
３００ 第１の加圧手段
３２０ 第１液路
４２０ 第２液路
６００ 第２の加圧手段
６１０ 第２弁体
１００１ 塗布装置
Ｅ１ 第１電圧
Ｅ２ 第２電圧
Ｅ３ 第３電圧
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
Ｐ３ 第３位置
Ｍ１ 第１移動
Ｍ２ 第２移動
ｔ１、ｔ２ 時間
Ｉｍ パターンデータ
Δｔ０ 所定時間
Δｔ 印加時間
Ｕ 対象物
【先行技術文献】
【特許文献】
【0221】
【特許文献1】特許４１２３８９７号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】