特開 2024-64466 液体噴射装置

(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】P2024064466

(43)【公開日】2024-05-14

(54)【発明の名称】液体噴射装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 11/10 20060101AFI20240507BHJP

   B05B 1/02 20060101ALI20240507BHJP

   B08B 3/02 20060101ALI20240507BHJP

【ＦＩ】

B05C11/10

B05B1/02 102

B08B3/02 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022173075

(22)【出願日】2022-10-28

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】勝田 治

(72)【発明者】

【氏名】関野 博一

【テーマコード（参考）】

3B201

4F033

4F042

【Ｆターム（参考）】

3B201BB21

3B201BB92

4F033AA04

4F033BA03

4F033CA04

4F033CA07

4F033DA01

4F033EA01

4F033GA01

4F033GA11

4F033LA13

4F042AA01

4F042BA12

4F042CB02

4F042CB08

4F042CB20

4F042CC07

4F042CC30

(57)【要約】

【課題】ヘッド部からの液体の噴射を停止した際に生じる液体の無駄を低減する。
【解決手段】液体３を貯留する液体貯留部８と、液体３を連続流３ａで噴射するとともに連続流３ａを液滴３ｂ化させて液滴３ｂ状で対象物に衝突させるノズル２７を有するヘッド部２と、液体３を液体貯留部８からヘッド部２まで送液する送液部６と、一方の端部が送液部６に接続され他方の端部がヘッド部２に接続される第１流路７ｂと、一方の端部が第１流路７ｂに接続される第２流路７ｃと、第１流路７ｂと第２流路７ｃとの接続部に配置される流路切替部９と、を備え、流路切替部９は、ヘッド部２から液体３を噴射するとき第１流路７ｂを開放し第２流路７ｃを閉塞し、ヘッド部２からの液体３の噴射を停止したとき第１流路７ｂを閉塞し第２流路７ｃを開放する液体噴射装置１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を貯留する液体貯留部と、
前記液体を連続流で噴射するとともに前記連続流を液滴化させて液滴状で対象物に衝突させるノズルを有するヘッド部と、
前記液体を前記液体貯留部から前記ヘッド部まで送液する送液部と、
前記液体が流通し、一方の端部が前記送液部に接続され、他方の端部が前記ヘッド部に接続される第１流路と、
前記液体が流通し、一方の端部が前記第１流路に接続される第２流路と、
前記第１流路と前記第２流路との接続部に配置される流路切替部と、を備え、
前記流路切替部は、
前記ヘッド部から前記液体を噴射するとき、前記第１流路を開放し、前記第２流路を閉塞し、
前記ヘッド部からの前記液体の噴射を停止したとき、前記第１流路を閉塞し、前記第２流路を開放することを特徴とする液体噴射装置。

【請求項2】

請求項１に記載の液体噴射装置において、
前記第２流路の他方の端部が、前記液体貯留部に接続されることを特徴とする液体噴射装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の液体噴射装置において、
前記流路切替部の前記第１流路及び前記第２流路の開閉を制御する制御部を備えることを特徴とする液体噴射装置。

【請求項4】

請求項１に記載の液体噴射装置において、
前記第２流路は、前記液体貯留部に貯留されている前記液体の液面よりも重力方向において上方に位置することを特徴とする液体噴射装置。

【請求項5】

請求項４に記載の液体噴射装置において、
前記第２流路の他方の端部が、前記液体貯留部に接続され、
前記第２流路と前記液体貯留部との接続部は、前記液体貯留部に貯留されている前記液体の液面よりも重力方向において上方に位置することを特徴とする液体噴射装置。

【請求項6】

請求項１または２に記載の液体噴射装置において、
前記ヘッド部からの前記液体の噴射を停止したときの前記第２流路の圧力は、大気圧よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする液体噴射装置。

【請求項7】

請求項１または２に記載の液体噴射装置において、
前記ヘッド部を収容する収容部を備え、
前記収容部は、前記液体貯留部に貯留されている前記液体の液面よりも重力方向において上方に位置することを特徴とする液体噴射装置。

【請求項8】

請求項１または２に記載の液体噴射装置において、
前記流路切替部は、前記液体を流通させる流路に対して３ポート以上で接続されることを特徴とする液体噴射装置。

【請求項9】

請求項８に記載の液体噴射装置において、
前記流路切替部は、三方弁であることを特徴とする液体噴射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体噴射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、対象物に対して液体を噴射させる様々な液体噴射装置が使用されている。このような液体噴射装置のうち、液体を高圧で噴射する液体噴射装置がある。例えば、特許文献１には、超音波ノズルから高圧で水を噴射する超音波ウォータージェット装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２００７－５２３７５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載されるような液体を高圧で噴射する液体噴射装置においては、ヘッド部からの液体の噴射を停止してからも、ヘッド部のノズルから液体がしばらく漏れ続け、液体を無駄にすることがあった。これは、例えば、液体の流路であるチューブが、ヘッド部に高圧で液体を送ることで一旦膨らみ、液体の噴射を停止することに伴い収縮することなどに起因する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための本発明の液体噴射装置は、液体を貯留する液体貯留部と、前記液体を連続流で噴射するとともに前記連続流を液滴化させて液滴状で対象物に衝突させるノズルを有するヘッド部と、前記液体を前記液体貯留部から前記ヘッド部まで送液する送液部と、前記液体が流通し、一方の端部が前記送液部に接続され、他方の端部が前記ヘッド部に接続される第１流路と、前記液体が流通し、一方の端部が前記第１流路に接続される第２流路と、前記第１流路と前記第２流路との接続部に配置される流路切替部と、を備え、前記流路切替部は、前記ヘッド部から前記液体を噴射するとき、前記第１流路を開放し、前記第２流路を閉塞し、前記ヘッド部からの前記液体の噴射を停止したとき、前記第１流路を閉塞し、前記第２流路を開放することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施例１の液体噴射装置を表す概略図。

【図2】実施例２の液体噴射装置を表す概略図。

【図3】実施例３の液体噴射装置を表す概略図。

【図4】実施例４の液体噴射装置を表す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

最初に、本発明について概略的に説明する。
上記課題を解決するための本発明の第１の態様の液体噴射装置は、液体を貯留する液体貯留部と、前記液体を連続流で噴射するとともに前記連続流を液滴化させて液滴状で対象物に衝突させるノズルを有するヘッド部と、前記液体を前記液体貯留部から前記ヘッド部まで送液する送液部と、前記液体が流通し、一方の端部が前記送液部に接続され、他方の端部が前記ヘッド部に接続される第１流路と、前記液体が流通し、一方の端部が前記第１流路に接続される第２流路と、前記第１流路と前記第２流路との接続部に配置される流路切替部と、を備え、前記流路切替部は、前記ヘッド部から前記液体を噴射するとき、前記第１流路を開放し、前記第２流路を閉塞し、前記ヘッド部からの前記液体の噴射を停止したとき、前記第１流路を閉塞し、前記第２流路を開放することを特徴とする。

【0008】

本態様によれば、流路切替部は、ヘッド部から液体を噴射するときには第１流路を開放して第２流路を閉塞し、ヘッド部からの液体の噴射を停止したときには第１流路を閉塞して第２流路を開放する。このため、ヘッド部からの液体の噴射を停止したときにヘッド部のノズルに向かう液体の流れが抑制されるので、ヘッド部からの液体の噴射を停止した際に生じる液体の無駄を低減することができる。

【0009】

本発明の第２の態様の液体噴射装置は、前記第１の態様において、前記第２流路の他方の端部が、前記液体貯留部に接続されることを特徴とする。

【0010】

本態様によれば、第２流路の他方の端部が液体貯留部に接続される。このため、第２流路の他方の端部から回収された液体を容易に再利用することができる。

【0011】

本発明の第３の態様の液体噴射装置は、前記第１または第２の態様において、前記流路切替部の前記第１流路及び前記第２流路の開閉を制御する制御部を備えることを特徴とする。

【0012】

本態様によれば、流路切替部の第１流路及び第２流路の開閉を制御する制御部を備える。このため、ユーザーが手動で流路切替部の第１流路及び第２流路の開閉を切り替える手間を省くことができる。

【0013】

本発明の第４の態様の液体噴射装置は、前記第１の態様において、前記第２流路は、前記液体貯留部に貯留されている前記液体の液面よりも重力方向において上方に位置することを特徴とする。

【0014】

本態様によれば、第２流路は液体貯留部に貯留されている液体の液面よりも重力方向において上方に位置する。このため、第２流路において液体貯留部から流路切替部に向かって液体が逆流することで第１流路の液体がヘッド部に向けて流れることを抑制することができる。

【0015】

本発明の第５の態様の液体噴射装置は、前記第４の態様において、前記第２流路の他方の端部が、前記液体貯留部に接続され、前記第２流路と前記液体貯留部との接続部は、前記液体貯留部に貯留されている前記液体の液面よりも重力方向において上方に位置することを特徴とする。

【0016】

本態様によれば、第２流路の他方の端部が液体貯留部に接続され、第２流路と液体貯留部との接続部は液体貯留部に貯留されている液体の液面よりも重力方向において上方に位置する。このため、第２流路において液体貯留部から流路切替部に向かって液体が逆流することで第１流路の液体がヘッド部に向けて流れることを特に効果的に抑制することができる。

【0017】

本発明の第６の態様の液体噴射装置は、前記第１または第２の態様において、前記ヘッド部からの前記液体の噴射を停止したときの前記第２流路の圧力は、大気圧よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする。

【0018】

本態様によれば、ヘッド部からの液体の噴射を停止したときの第２流路の圧力は、大気圧よりも小さくなるように構成されている。このため、第２流路において液体貯留部から流路切替部に向かって液体が逆流することで第１流路の液体がヘッド部に向けて流れることを抑制することができる。

【0019】

本発明の第７の態様の液体噴射装置は、前記第１または第２の態様において、前記ヘッド部を収容する収容部を備え、前記収容部は、前記液体貯留部に貯留されている前記液体の液面よりも重力方向において上方に位置することを特徴とする。

【0020】

本態様によれば、ヘッド部を収容する収容部を備え、収容部は液体貯留部に貯留されている液体の液面よりも重力方向において上方に位置する。このため、収容部に収容されたヘッド部から液体が漏れ出ることを抑制することができる。

【0021】

本発明の第８の態様の液体噴射装置は、前記第１または第２の態様において、前記流路切替部は、前記液体を流通させる流路に対して３ポート以上で接続されることを特徴とする。

【0022】

本態様によれば、流路切替部は液体を流通させる流路に対して３ポート以上で接続される。このような構成とすることで、第１流路及び第２流路を容易に形成することができる。

【0023】

本発明の第９の態様の液体噴射装置は、前記第８の態様において、前記流路切替部は、三方弁である。

【0024】

本態様によれば、流路切替部は三方弁である。このような構成とすることで、流路切替部を簡単な構成とすることができる。

【0025】

［実施例１］
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。ここで、各図中の上下方向は重力方向に対応している。最初に、図１を参照して本発明の液体噴射装置１の一例である実施例１に係る液体噴射装置１Ａの概要について説明する。図１に示す本実施例の液体噴射装置１Ａは、噴射する液体３を貯留する液体貯留部８と、ノズル２７を有するヘッド部２と、ヘッド部２と液体貯留部８とをつなぐ流路７と、ポンプなどを有し液体３を液体貯留部８からヘッド部２まで送液する送液部６と、送液部６への制御信号線５２を有する制御部５と、を備えている。

【0026】

ここで、ヘッド部２は、液体３を連続流３ａで噴射するとともに連続流３ａを液滴３ｂ化させて液滴３ｂ状で対象物に衝突させるノズル２７を有する。したがって、ユーザーは、このような構成の液体噴射装置１Ａを用い、ヘッド部２のノズル２７から液体３を噴射させ、所望の対象物に液体３を衝突させることにより、対象物に付着した付着物を洗浄するなど対象物に液体３を塗布することができる。別の表現をすると、本実施例の液体噴射装置１Ａは、ヘッド部２に設けられた１または複数のノズル２７から方向ｂに連続状態で噴射された液体３の連続流３ａが液滴３ｂとなる液滴化された状態で該液滴３ｂを対象物に衝突させる液体噴射装置である。

【0027】

このように、本実施例の液体噴射装置１Ａは、噴射液としての液体３を溜める液体貯留部８、液体３を送液する送液部６、送液部６の動作を制御する制御部５及びヘッド部２から構成される。なお、液体貯留部８からヘッド部２までを接続する流路７として軟性樹脂材などを用いる事で、ハンドリング性を良くすることができる。

【0028】

また、図１で表されるように、本実施例の液体噴射装置１Ａは、流路７として、液体３が流通し液体貯留部８から送液部６まで接続される上流流路７ａと、液体３が流通し一方の端部が送液部６に接続され他方の端部がヘッド部２に接続される第１流路７ｂと、液体３が流通し一方の端部が第１流路７ｂに接続される第２流路７ｃと、を備えている。なお、第２流路７ｃは、上流流路７ａを介して液体貯留部８から流れてきた液体３を液体貯留部８に戻すことが可能な循環流路としての役割をしている。そして、第１流路７ｂと第２流路７ｃとの接続部には、流路切替部９が配置されている。

【0029】

流路切替部９は、ヘッド部２から液体３を噴射するときに第１流路７ｂを開放するとともに第２流路７ｃを閉塞し、ヘッド部２からの液体３の噴射を停止したときに第１流路７ｂを閉塞するとともに第２流路７ｃを開放することが可能な構成となっている。なお、流路切替部９としての本実施例の流路切替部９Ａは、回動方向Ｒに回動可能な切替レバー１１を有し、ユーザーが切替レバー１１を操作することで、上流流路７ａと繋がる流路７を第１流路７ｂと第２流路７ｃとで切り替え可能な構成となっている。

【0030】

このように、本実施例の液体噴射装置１Ａは、ヘッド部２から液体３を噴射するときには第１流路７ｂを開放して第２流路７ｃを閉塞し、ヘッド部２からの液体３の噴射を停止したときには第１流路７ｂを閉塞して第２流路７ｃを開放することが可能な流路切替部９Ａを備えている。このため、ヘッド部２からの液体３の噴射を停止したときにヘッド部２のノズル２７に向かう液体３の流れが抑制されるので、本実施例の液体噴射装置１Ａはヘッド部２からの液体３の噴射を停止した際に生じる液体３の無駄を低減することができる。

【0031】

ここで、図１で表されるように、本実施例の液体噴射装置１Ａは、第２流路７ｃの流路切替部９Ａと繋がる側とは反対側である他方の端部が、液体貯留部８に接続されている。このため、第２流路７ｃの他方の端部から回収された液体３を容易に再利用することができる。なお、本実施例においては、第２流路７ｃの他方の端部から回収された液体３はそのまま液体貯留部８に回収されるので容易に再利用可能である。しかしながら、このような構成に限定されない。例えば、第２流路７ｃの他方の端部から液体貯留部８とは別の容器などに液体３を回収し、回収された液体３を再度ユーザーが液体貯留部８に入れることなどによって該液体３を再利用する構成などとしてもよい。

【0032】

なお、図１で表されるように、本実施例の液体噴射装置１Ａにおいては、第２流路７ｃは液体貯留部８に貯留されている液体３の液面３Ｆよりも重力方向において上方に位置するよう配置されている。このため、本実施例の液体噴射装置１Ａは、第２流路７ｃにおいて液体貯留部８から流路切替部９Ａに向かって液体３が逆流することで第１流路７ａの液体３がヘッド部２に向けて流れることを抑制することができる。なお、「第２流路７ｃは液体貯留部８に貯留されている液体３の液面３Ｆよりも重力方向において上方に位置する」とは、第２流路７ｃの大部分が液面３Ｆよりも重力方向において上方に位置すれば足りる意味であり、第２流路７ｃの一部が液面３Ｆよりも重力方向において下方に位置していてもよい意味である。

【0033】

また、別の観点から説明すると、図１で表されるように、本実施例の液体噴射装置１Ａにおいては、第２流路７ｃの他方の端部が接続部１０において液体貯留部８に接続され、第２流路７ｃと液体貯留部８との接続部１０は液体貯留部８に貯留されている液体３の液面３Ｆよりも重力方向において上方に位置している。このため、本実施例の液体噴射装置１Ａは、第２流路７ｃにおいて液体貯留部８から流路切替部９Ａに向かって液体３が逆流することで第１流路７ａの液体３がヘッド部２に向けて流れることを特に効果的に抑制している。

【0034】

さらに別の観点から説明すると、図１で表されるように、本実施例の液体噴射装置１Ａにおいては、ヘッド部２からの液体３の噴射を停止したときの第２流路７ｃの圧力は、大気圧よりも小さくなるように構成されている。これは、第２流路７ｃの液体３が自重により液体貯留部８に向かって流れるためである。このため、本実施例の液体噴射装置１Ａは、第２流路７ｃにおいて液体貯留部８から流路切替部９Ａに向かって液体３が逆流することで第１流路７ａの液体３がヘッド部２に向けて流れることを抑制することができる。なお、本実施例においては、第２流路７ｃが液体貯留部８に貯留されている液体３の液面３Ｆよりも重力方向において上方に位置することで第２流路７ｃの圧力が大気圧よりも小さくなる構成となっているが、このような構成に限定されない。例えば、第２流路７ｃや液体貯留部８などにポンプなどを接続し、該ポンプを駆動することによって第２流路７ｃ内や液体貯留部８内などを負圧にする構成などとしてもよい。

【0035】

［実施例２］
以下に、実施例２の液体噴射装置１Ｂについて図２を参照して説明する。図２は、実施例１の液体噴射装置１Ａにおける図１に対応する図である。本実施例の液体噴射装置１Ｂは、以下で説明する構成以外については、実施例１の液体噴射装置１Ａと同様である。このため、本実施例の液体噴射装置１Ｂは、下記の説明箇所以外については実施例１の液体噴射装置１Ａと同様の特徴を有している。そこで、図２では上記実施例１と共通する構成部材は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。

【0036】

図１で表されるように、実施例１の液体噴射装置１Ａは、流路切替部９として、切替レバー１１を有する流路切替部９Ａを備えていた。一方、図２で表されるように、本実施例の液体噴射装置１Ｂは、流路切替部９として、切替レバー１１を有さず、その代わりに、制御信号線５１で制御部５に電気的に接続された流路切替部９Ｂを備えている。

【0037】

すなわち、本実施例の液体噴射装置１Ｂは、流路切替部９Ｂの第１流路７ｂ及び第２流路７ｃの開閉を制御する制御部５を備えている。このため、本実施例の液体噴射装置１Ｂは、ユーザーが手動で流路切替部９の第１流路７ｂ及び第２流路７ｃの開閉を切り替える手間を省くことができる構成となっている。なお、本実施例の流路切替部９Ｂは、電磁弁であるが、電磁弁の代わりにエアオペレート式の三方弁などとしてもよい。

【0038】

［実施例３］
以下に、実施例３の液体噴射装置１Ｃについて図３を参照して説明する。図３は、実施例１の液体噴射装置１Ａにおける図１に対応する図である。本実施例の液体噴射装置１Ｃは、以下で説明する構成以外については、実施例２の液体噴射装置１Ｂと同様である。このため、本実施例の液体噴射装置１Ｃは、下記の説明箇所以外については実施例１及び実施例２の液体噴射装置１と同様の特徴を有している。そこで、図３では上記実施例１及び実施例２と共通する構成部材は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。

【0039】

図３で表されるように、本実施例の液体噴射装置１Ｃは、使用していない状態のヘッド部２を収容する収容部１２を備えている。そして、図３で表されるように、収容部１２は、液体貯留部８に貯留されている液体３の液面３Ｆよりも重力方向において上方に位置するように配置されている。このため、本実施例の液体噴射装置１Ｃは、収容部１２に収容されたヘッド部２から液体３が漏れ出ることを抑制することができる構成になっている。

【0040】

［実施例４］
以下に、実施例４の液体噴射装置１Ｄについて図４を参照して説明する。図４は、実施例１の液体噴射装置１Ａにおける図１に対応する図である。本実施例の液体噴射装置１Ｄは、以下で説明する構成以外については、実施例２の液体噴射装置１Ｂと同様である。このため、本実施例の液体噴射装置１Ｄは、下記の説明箇所以外については実施例１から実施例３の液体噴射装置１と同様の特徴を有している。そこで、図４では上記実施例１から実施例４と共通する構成部材は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。

【0041】

図１から図３で表されるように、実施例１から実施例３の液体噴射装置１においては、流路切替部９は、上流流路７ａ、第１流路７ｂ及び第２流路７ｃの３本の流路７と接続される構成であった。別の表現をすると、実施例１から実施例３の液体噴射装置１においては、流路切替部９は、三方弁であった。流路切替部９が三方弁である構成とすることで、流路切替部９の構成自体を簡単な構成とすることができる。そして、流路切替部９を簡単な構成とすることで装置の小型化及び低コスト化を達成することができる。

【0042】

一方、図４で表されるように、本実施例の液体噴射装置１Ｄにおいては、流路切替部９Ｃは、上流流路７ａ、第１流路７ｂ及び第２流路７ｃに加え、液体回収容器１３に繋がる第３流路７ｄに接続されている。すなわち、本実施例の液体噴射装置１Ｄにおいては、流路切替部９Ｃは、液体３を流通させる流路に対して４ポートで接続されている。このように、流路切替部９は液体３を流通させる流路７に対して３ポートに限られず、４ポート以上で接続されていてもよい。実施例１から実施例４の液体噴射装置１のように、流路切替部９は液体３を流通させる流路７に対して３ポート以上で接続されていれば、少なくとも第１流路７ｂ及び第２流路７ｃを容易に形成することができる。

【0043】

本発明は、上述の実施例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0044】

１…液体噴射装置、１Ａ…液体噴射装置、１Ｂ…液体噴射装置、１Ｃ…液体噴射装置、１Ｄ…液体噴射装置、２…ヘッド部、３…液体、３ａ…連続流、３ｂ…液滴、３Ｆ…液面、５…制御部、６…送液部、７…流路、７ａ…上流流路、７ｂ…第１流路、７ｃ…第２流路、７ｄ…第３流路、８…液体貯留部、９…流路切替部、９Ａ…流路切替部、９Ｂ…流路切替部、９Ｃ…流路切替部、１０…接続部、１１…切替レバー、１２…収容部、１３…液体回収容器、２７…ノズル、５１…制御信号線、５２…制御信号線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】