(57)【要約】【課題】吐出口からの流体の漏洩を抑制できる技術を提供する。【解決手段】流体吐出装置は、収容室に収容された流体を、前記収容室に設けられた吐出口から吐出する。流体吐出装置は、前記収容室内において往復移動することによって、前記流体を前記吐出口から押し出し、前記先端部によって前記吐出口を閉塞する弁体を備える。前記収容室には、供給部から圧送される前記流体を受け入れる流通口が設けられている。前記弁体は、前記吐出口からの前記流体の吐出が実行されないときに予め決められた停止位置に停止する。前記収容室の内部空間は、前記弁体が前記停止位置にあるときに、前記弁体の一部と前記収容室の一部とが接触して形成される境界部によって、前記吐出口と前記流通口との間の空間の一部を含む第１空間と、前記流通口が開口している第２空間と、に分断される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容室に収容された流体を、前記収容室に設けられた吐出口から吐出する流体吐出装置であって、
前記収容室内において、前記吐出口に向かって往復移動することによって、前記流体を前記吐出口から押し出し、先端部によって前記吐出口を閉塞する弁体を備え、
前記収容室には、供給部から圧送される前記流体を受け入れる流通口が、前記吐出口に対して、前記吐出口から前記弁体に向かう方向に離れた位置に設けられており、
前記弁体は、前記吐出口からの前記流体の吐出が実行されないときに予め決められた停止位置に停止し、
前記収容室の内部空間は、前記弁体が前記停止位置にあるときに、前記弁体の一部と前記収容室の一部とが接触して形成される境界部によって、前記吐出口と前記流通口との間の空間の一部を含む第１空間と、前記流通口が開口している第２空間と、に分断され、前記弁体が前記停止位置から移動したときに、前記境界部による分断が解除され、前記第１空間と前記第２空間とが互いに連通する、流体吐出装置。
【請求項２】
請求項１記載の流体吐出装置であって、
前記停止位置は、前記弁体の前記先端部が前記吐出口を閉塞する位置であり、
前記弁体は、前記吐出口を閉塞しているときに前記吐出口の周縁部と接触する接触部位よりも後端部側の部位に、前記弁体を前記往復移動の方向に沿って前記先端部側から見たときに、前記弁体の外周にわたって前記接触部位よりも外側に張り出している弁体張出部を有し、
前記収容室の内壁面は、前記往復移動の方向において、前記流通口と前記吐出口との間に位置し、前記往復移動の方向に沿って前記弁体の前記後端部側から見たときに、前記吐出口を囲み、前記弁体張出部と重なる位置まで前記吐出口に向かって張り出している収容室張出部を含み、
前記弁体張出部と前記収容室張出部とは、前記弁体が前記停止位置にあるときに、互いに接触して前記境界部を形成する、流体吐出装置。
【請求項３】
請求項２記載の流体吐出装置であって、
前記弁体張出部と前記収容室張出部の少なくとも一方には、前記境界部にシールラインを形成する樹脂部材が配置されている、流体吐出装置。
【請求項４】
請求項１記載の流体吐出装置であって、
前記停止位置は、前記弁体の前記先端部が前記吐出口から最も離れたときの位置であり、
前記収容室の内壁面は、前記流通口と前記吐出口との間に、前記往復移動の方向に沿って前記弁体の前記先端部側から見たときに、前記弁体の外周を囲み、前記吐出口に向かって張り出している第１張出部を含み、
前記弁体は、前記往復移動のときに前記第１張出部に囲まれている領域を通過する通過部位よりも前記先端部側の部位に、前記往復移動の方向に沿って前記弁体の後端部側から見たときに、前記弁体の外周にわたって前記通過部位よりも外側に張り出し、前記第１張出部と重なる第２張出部を有し、
前記第１張出部と前記第２張出部とは、前記弁体が前記停止位置にあるときに、互いに接触して前記境界部を形成する、流体吐出装置。
【請求項５】
請求項４記載の流体吐出装置であって、
前記第１張出部と前記第２張出部の少なくとも一方には、前記境界部にシールラインを形成する樹脂部材が配置されている、流体吐出装置。
【請求項６】
請求項１記載の流体吐出装置であって、
前記停止位置は、前記弁体の前記先端部が前記吐出口を閉塞する位置であり、
前記収容室の内壁面は、前記吐出口に対して、前記吐出口から前記弁体に向かう方向に離れた位置に、前記吐出口を囲み、前記吐出口に向かって突出している突出部を含み、
前記弁体が往復移動するときには、前記先端部は、前記突出部に囲まれた領域を通過し、
前記突出部は、前記弁体が前記停止位置にあるときに、前記突出部の内周面が、前記弁体の外周側面に接触して前記境界部を形成する、流体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吐出口から流体を吐出する種々の流体吐出装置が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、収容室である液室において、弁体であるプランジャーロッドを往復移動させることによって、吐出口である液室出口から液体を押し出して、液滴として吐出させるジェット式吐出装置が開示されている。特許文献１のような弁体の往復動作を用いた流体の吐出機構は、インクを吐出して印刷物を作製するインクジェットプリンターや、液体材料を吐出して立体物を造形する３Ｄプリンターに適用される場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００８／１４６４６４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１のような流体の吐出機構においては、通常、流体を繰り返し吐出する周期を短縮するために、収容室に流体を圧送することによって、収容室内の圧力を高く維持している。しかしながら、弁体による吐出口の閉塞状態が劣化して、隙間が生じていると、たとえ、それが１μｍ程度の微小な隙間であったとしても、その圧力によって、当該隙間から、流体が漏洩してしまう場合がある。弁体の駆動を休止している待機状態の間など、流体の吐出がおこなわれない期間が長くなるほど、そうした収容室内の圧力に起因する吐出口からの流体の漏洩が発生する可能性は高まる。吐出口からの流体の漏洩は、流体の浪費につながる。また、吐出対象である流体が、例えば、液体や粘性の高い粒度性材料などである場合には、吐出口から漏洩した流体が、吐出口の周縁部に付着して、次の流体の吐出に悪影響をもたらし、吐出不良の発生原因となる場合もある。
【０００５】
このように、流体吐出装置の技術分野においては、そうした吐出口からの流体の漏洩を抑制する技術について、依然として改良の余地がある。こうした課題は、流体吐出装置の一態様であるインクジェットプリンターや３Ｄプリンターにも共通する課題である。特に、３Ｄプリンターにおいては、一般に、粉末材料を含む粘度が高い液体材料が用いられることもあり、収容室により大きな圧力を発生させることや、吐出口からの液体材料の漏洩を抑制することについての要望が大きい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
［１］本発明の一形態によれば、流体吐出装置が提供される。この形態の流体吐出装置は、収容室に収容された流体を、前記収容室に設けられた吐出口から吐出する。この形態の流体吐出装置は、弁体を備える。前記弁体は、前記収容室内において、前記吐出口に向かって往復移動することによって、前記流体を前記吐出口から押し出し、先端部によって前記吐出口を閉塞する。前記収容室には、供給部から圧送される前記流体を受け入れる流通口が、前記吐出口に対して、前記吐出口から前記弁体に向かう方向に離れた位置に設けられている。前記弁体は、前記吐出口からの前記流体の吐出が実行されないときに予め決められた停止位置に停止する。前記収容室の内部空間は、前記弁体が前記停止位置にあるときに、前記弁体の一部と前記収容室の一部とが接触して形成される境界部によって、前記吐出口と前記流通口との間の空間の一部を含む第１空間と、前記流通口が開口している第２空間と、に分断され、前記弁体が前記停止位置から移動したときに、前記境界部による分断が解除されて、前記第１空間と前記第２空間とが互いに連通する。
この形態の流体吐出装置によれば、弁体が停止しているときに形成される境界部によって、吐出口側に位置する第１空間と、流通口を含む第２空間と、の間の連通が遮断される。これによって、流通口から圧送されてくる流体の圧力が第１空間へと伝達されることが抑制され、吐出口からの流体の漏洩が抑制される。
【０００８】
［２］上記形態の流体吐出装置において、前記停止位置は、前記弁体の前記先端部が前記吐出口を閉塞する位置であり、前記弁体は、前記吐出口を閉塞しているときに前記吐出口の周縁部と接触する接触部位よりも後端部側の部位に、前記弁体を前記往復移動の方向に沿って前記先端部側から見たときに、前記弁体の外周にわたって、前記接触部位よりも外側に張り出している弁体張出部を有し、前記収容室の内壁面は、前記往復移動の方向において、前記流通口と前記吐出口との間に位置し、前記往復移動の方向に沿って前記弁体の前記後端部側から見たときに、前記吐出口を囲み、前記弁体張出部と重なる位置まで前記吐出口に向かって張り出している収容室張出部を含み、前記弁体張出部と前記収容室張出部とは、前記弁体が前記停止位置にあるときに、互いに接触して前記境界部を形成してよい。この形態の流体吐出装置によれば、弁体が吐出口を閉塞したときに、弁体張出部と収容室張出部とが接触して、第１空間と第２空間との間の連通が遮断される。従って、吐出口が弁体によって完全に閉塞されていない状態になっていたとしても、吐出口からの流体の漏洩が抑制される。
【０００９】
［３］上記形態の流体吐出装置において、前記弁体張出部と前記収容室張出部の少なくとも一方には、前記境界部にシールラインを形成する樹脂部材が配置されてよい。この形態の流体吐出装置によれば、第１空間と第２空間との間の境界部のシール性が高められるため、吐出口からの流体の漏洩がさらに抑制される。
【００１０】
［４］上記形態の流体吐出装置において、前記停止位置は、前記弁体の前記先端部が前記吐出口から最も離れたときの位置であり、前記収容室の内壁面は、前記流通口と前記吐出口との間に、前記往復移動の方向に沿って前記弁体の前記先端部側から見たときに、前記弁体の外周を囲み、前記吐出口に向かって張り出している第１張出部を含み、前記弁体は、前記往復移動のときに前記第１張出部に囲まれている領域を通過する通過部位よりも前記先端部側の部位に、前記往復移動の方向に沿って前記弁体の後端部側から見たときに、前記弁体の外周にわたって前記通過部位よりも外側に張り出し、前記第１張出部と重なる第２張出部を有し、前記第１張出部と前記第２張出部とは、前記弁体が前記停止位置にあるときに、互いに接触して前記境界部を形成してよい。この形態の流体吐出装置によれば、弁体が吐出口から最も離れた位置にあるときに、第１張出部と第２張出部とが接触して、第１空間と第２空間とが空間的に分断される。第１空間は、吐出口以外の部位が封止された状態であるため、第１空間に収容されている流体は、吐出口から漏洩することなく、第１空間に保持される。よって、吐出口からの流体の漏洩が抑制される。
【００１１】
［５］上記形態の流体吐出装置において、前記第１張出部と前記第２張出部の少なくとも一方には、前記境界部にシールラインを形成する樹脂部材が配置されてよい。この形態の流体吐出装置によれば、第１空間と第２空間との間の境界部のシール性が高められるため、吐出口からの流体の漏洩がさらに抑制される。
【００１２】
［６］上記形態の流体吐出装置において、前記停止位置は、前記弁体の前記先端部が前記吐出口を閉塞する位置であり、前記収容室の内壁面は、前記吐出口に対して、前記吐出口から前記弁体に向かう方向に離れた位置に、前記吐出口を囲み、前記吐出口に向かって突出している突出部を含み、前記弁体が往復移動するときには、前記先端部は、前記突出部に囲まれた領域を通過し、前記突出部は、前記弁体が前記停止位置にあるときに、前記突出部の内周面が、前記弁体の外周側面に接触して前記境界部を形成してよい。この形態の流体吐出装置によれば、突起部の内周面が弁体の外周側面に接触することによって、第１空間と第２空間とが空間的に分断されるため、吐出口からの流体の漏洩が抑制される。
【００１３】
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。
【００１４】
本発明は、流体吐出装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、流体の吐出機構や、吐出口から液体を吐出する液体吐出装置、流体材料を吐出して立体物を作製する立体物造形装置、インクを吐出して画像を形成する画像形成装置および印刷装置等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態として流体吐出装置の構成を示す概略図。
【図２】吐出部における流体吐出メカニズムおよび第１実施形態の分断機構の構成を説明するための概略図。
【図３】第２実施形態の分断機構を説明するための概略図。
【図４】第３実施形態の分断機構を説明するための概略図。
【図５】第４実施形態の分断機構を説明するための概略図。
【図６】第５実施形態の分断機構を説明するための概略図。
【図７】第６実施形態の分断機構を説明するための概略図。
【図８】第７実施形態の分断機構を説明するための概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
A．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態として流体吐出装置１００の構成を示す概略図である。図１には、流体吐出装置１００が通常の使用状態で配置されているときの重力方向（鉛直方向）を示す矢印Ｇが図示されている。本明細書において、「上」または「下」は、鉛直方向を基準とする方向を意味している。
【００１７】
本実施形態の流体吐出装置１００は、吐出部１０Ａのノズルである吐出口１０ｎから流体ＦＬを吐出する。本明細書において「吐出」とは、収容空間に貯留されている流体に圧力を付与して、開口部を介して当該収容空間から外部へと放出することを意味する。よって、液体を「吐出」する場合、その態様には、液体を液滴状、液柱状、霧状にして放出する態様が含まれ、液体を噴射によって放出する態様も含まれる。流体吐出装置１００は、流体ＦＬを液滴として吐出する。
【００１８】
流体吐出装置１００は、いわゆる３Ｄプリンターであり、液体材料である流体ＦＬを、吐出部１０Ａから、造形ステージ６０上に向かって吐出する。流体ＦＬの具体例については後述する。流体吐出装置１００は、当該造形ステージ６０上において、その流体ＦＬを固化させた層を積み重ねることによって立体物を作製する。流体吐出装置１００は、前述の吐出部１０Ａおよび造形ステージ６０に加えて、供給部５０と、移動機構６５と、エネルギー付与部７０と、を備えている。
【００１９】
吐出部１０Ａは、いわゆるヘッド部であり、中空容器である筐体部１１と、流体ＦＬを吐出するための吐出機構１２と、を備える。本実施形態では、筐体部１１は、略円筒状の形状を有しており、例えば、ステンレス鋼によって構成される。筐体部１１の底面１１ｂには、上述した吐出口１０ｎが、筐体部１１の内部空間１１ｓに連通する貫通孔として形成されている。吐出機構１２は、筐体部１１の内部空間１１ｓに収容されている。吐出機構１２は、弁体１３と、駆動部１４と、を備える。駆動部１４は、圧電素子であるピエゾ素子１５と、付勢部材１６と、を備える。
【００２０】
弁体１３は、弁体１３の中心軸に沿った方向、つまり、自身の先端部１３ａから後端部１３ｂに向かう方向に沿って往復移動する。本実施形態では、先端部１３ａは下側に配置され、後端部１３ｂは上側に配置されており、弁体１３は、鉛直方向に沿って往復移動する。本実施形態では、弁体１３は、金属製の柱状の部材によって構成されている。本実施形態では、先端部１３ａは、半球状の形状を有しており、後端部１３ｂは、弁体１３の中心軸から水平方向に広がった略円盤形状を有している。
【００２１】
弁体１３の先端部１３ａと後端部１３ｂとの間の部位を「本体部１３ｃ」と呼ぶ。本実施形態では、本体部１３ｃは、略円柱形状を有している。本体部１３ｃには、弁体１３の外周にわたって外側に局所的に張り出している弁体張出部３０Ａが設けられている。弁体張出部３０Ａついては後述する。本実施形態では、弁体張出部３０Ａ以外の部位における本体部１３ｃの直径は、例えば、２〜５ｍｍ程度としてよい。
【００２２】
弁体１３は、自身の中心軸が、吐出口１０ｎの中心軸ＮＸに一致するように配置されており、吐出口１０ｎの中心軸ＮＸ上において往復移動する。弁体１３は、吐出口１０ｎに向かって往復移動する。弁体１３は、最も下方に位置したときに、先端部１３ａが吐出口１０ｎの開口周縁部に接触して、吐出口１０ｎを閉塞する。吐出部１０Ａでは、弁体１３が往復移動するピストン運動によって、吐出口１０ｎから流体ＦＬが吐出される（詳細は後述）。
【００２３】
弁体１３の本体部１３ｃは、樹脂製のＯリングによって構成された円環状のシール部材１８の中央の貫通孔に挿通されている。シール部材１８は、筐体部１１の鉛直方向における中央部位のあたりにおいて、弁体１３の本体部１３ｃにおける外周側面と筐体部１１の内部空間１１ｓの内壁面とに気密に接するように配置されている。これによって、筐体部１１の内部空間１１ｓは、シール部材１８を挟んで、収容室２０と、駆動室２１と、に区分されている。
【００２４】
収容室２０は、筐体部１１の下側に位置している。吐出口１０ｎは、収容室２０に連通している。収容室２０の底面２０ｂは、その中央に向かって窪んだテーパー状の傾斜壁面を構成しており、その中央における最も低い部位に、吐出口１０ｎが鉛直方向に貫通する貫通孔として設けられている。吐出口１０ｎを挟んで対向する底面２０ｂの間の角度は、概ね９０°程度としてもよい。本実施形態では、吐出口１０ｎから流体ＦＬが吐出される方向である吐出方向は、吐出口１０ｎの開口方向である鉛直方向である。吐出口１０ｎの開口径は、例えば、４０〜６０μｍ程度であってよい。吐出口１０ｎの鉛直方向における長さは、例えば、１０〜３０μｍ程度としてよい。
【００２５】
収容室２０には、流体ＦＬが収容される。収容室２０には、供給部５０から圧送される流体ＦＬを受け入れるための流通口２２が設けられている。流通口２２は、吐出口１０ｎより上方に位置しており、吐出口１０ｎに対して、弁体１３の先端部１３ａから後端部１３ｂに向かう方向に離れた位置に設けられている。本実施形態では、流通口２２は、筐体部１１の壁部を水平方向に貫通して収容室２０に連通している。流通口２２の開口径は、例えば、０．５〜２ｍｍ程度としてよい。
【００２６】
収容室２０には、弁体１３の弁体張出部３０Ａに対応する収容室張出部３１Ａが形成されている。収容室張出部３１Ａについては後述する。
【００２７】
収容室２０は、筐体部１１の上側に位置している。駆動室２１には、弁体１３の後端部１３ｂが配置されている。また、駆動室２１には、上述した駆動部１４を構成するピエゾ素子１５と付勢部材１６とが配置されている。駆動部１４は、弁体１３を往復移動させるための駆動力を発生させる。
【００２８】
ピエゾ素子１５は、複数の圧電材料が積層された構成を有しており、各圧電材料への電圧の印加によって、その積層方向に長さが変化する。ピエゾ素子１５の上端部は駆動室２１の上壁面に固定されており、下端部は弁体１３の後端部１３ｂに接触している。ピエゾ素子１５が伸長して荷重を付与することによって、弁体１３は下方に移動する。
【００２９】
弁体１３が下方移動するときに、ピエゾ素子１５に付与される荷重は、吐出口１０ｎから流体ＦＬを吐出するときに吐出口１０ｎの流体ＦＬに生じる目標圧力に応じて決められればよい。例えば、その目標圧力が、約９００〜１１００ＭＰａである場合には、ピエゾ素子１５が弁体１３に付与する荷重は、数百Ｎ程度としてもよい。
【００３０】
付勢部材１６は、弁体１３を上方に付勢する。本実施形態では、付勢部材１６は、皿ばねによって構成され、弁体１３の後端部１３ｂの下側において、本体部１３ｃの周囲を囲むように配置され、後端部１３ｂに対して力を付与する。
【００３１】
ピエゾ素子１５が伸長して最も長くなった状態では、弁体１３の先端部１３ａが、吐出口１０ｎの周縁部の傾斜壁面に気密に線接触して、吐出口１０ｎを閉塞する。ピエゾ素子１５が収縮すると、弁体１３は、付勢部材１６の付勢力によって、ピエゾ素子１５の下端部に追従して上方に移動し、その先端部１３ａが吐出口１０ｎから離間する。このように、弁体１３が、吐出口１０ｎを塞ぐ位置と、吐出口１０ｎから離間した位置との間を往復移動することによって吐出口１０ｎが開閉される。本実施形態では、弁体１３は、４０〜６０ｍｍ程度の範囲で移動する。弁体１３の往復運動による流体ＦＬの吐出メカニズムについては後述する。
【００３２】
供給部５０は、吐出部１０Ａの収容室２０に、流通口２２を介して、流体ＦＬを圧送する。供給部５０は、配管５１と、流体貯留部５２と、圧力発生部５３と、を備える。配管５１は、流通口２２と流体貯留部５２とを接続する。流体貯留部５２は、流体ＦＬを貯留するタンクによって構成されており、流体吐出装置１００における流体ＦＬの供給源として機能する。流体貯留部５２では、流体ＦＬが所定の粘度に保持されるように、流体ＦＬに溶媒が混合されて調整される（詳細な説明は省略）。流体ＦＬの粘度は、例えば、２０，０００ｍＰａ・ｓ程度であってよい。
【００３３】
圧力発生部５３は、例えば加圧ポンプによって構成される。圧力発生部５３は、流体貯留部５２の流体ＦＬに、配管５１を介して収容室２０へと流入するため圧力を付与する。圧力発生部５３は、例えば、０．４〜０．６ＭＰａ程度の圧力を流体ＦＬに付与する。なお、図１では、圧力発生部５３は、流体貯留部５２の上流側に設けられているが、圧力発生部５３は、流体貯留部５２の下流側に設けられていてもよい。
【００３４】
造形ステージ６０は、吐出口１０ｎの開口方向の先に配置されている。造形ステージ６０は、平板な板状部材によって構成され、略水平に配置されている。造形ステージ６０は、例えば、吐出口１０ｎから鉛直下方に１．５〜３ｍｍ程度離れた位置に配置される。本実施形態の流体吐出装置１００では、造形ステージ６０は、移動機構６５によって吐出部１０Ａの吐出口１０ｎに対する位置が変位する。
【００３５】
移動機構６５は、造形ステージ６０を移動させるためのモーターやローラー、シャフト、各種アクチュエーターなどを備える。移動機構６５は、両矢印Ｘ，Ｙによって示されているように、造形ステージ６０を吐出部１０Ａに対して相対的に水平方向および鉛直方向に変位させる。これによって、造形ステージ６０上における流体ＦＬの着弾位置が調整される。なお、流体吐出装置１００においては、造形ステージ６０が固定され、吐出部１０Ａが造形ステージ６０に対して変位するように構成されていてもよい。
【００３６】
エネルギー付与部７０は、造形ステージ６０に着弾した流体ＦＬにエネルギーを付与して硬化させる。本実施形態では、エネルギー付与部７０は、レーザー装置によって構成され、レーザーの照射によって、光エネルギーを液滴に付与する。エネルギー付与部７０は、少なくとも、レーザー光源と、レーザー光源から射出されたレーザーを造形ステージ６０に着弾した液滴に集光させるための集光レンズと、レーザーを走査するためのガルバノミラーと、を含む（図示は省略）。エネルギー付与部７０は、造形ステージ６０における液滴の着弾位置をレーザーによって走査し、レーザーの光エネルギーによって、液滴中の材料粉末を焼結させる。あるいは、液滴中の材料粉末をいったん溶融させた後に固化させる。これによって、作製対象である立体物や当該立体物を支持するためのサポート部を構成する粒子が造形ステージ６０上に固定される。
【００３７】
以上の構成により、本実施形態の流体吐出装置１００は、吐出部１０Ａから、造形ステージ６０に向かって流体ＦＬを吐出することによって立体物を作製する。本実施形態において用いられる液体材量である流体ＦＬは、粉末と溶媒とを含む流動性組成物である。この液体材料は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）の単体粉末、もしくはこれらの金属を１つ以上含む合金（マルエージング鋼、ステンレス、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金）などの混合粉末を、溶剤と、バインダーとを含むスラリー状あるいはペースト状にした混合材料であってもよい。また、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの汎用エンジニアリングプラスチックなどの樹脂を溶融させたものであってもよい。その他、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどのエンジニアリングプラスチックなどの樹脂であってもよい。このように、液体材料は特に限定されることはなく、上記金属以外の金属やセラミックス、樹脂等を使用可能である。液体材料の溶媒は、例えば、水；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉｓｏ−ブチル等の酢酸エステル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類；エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；テトラアルキルアンモニウムアセテート類；ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤；ピリジン、γ−ピコリン、２，６−ルチジン等のピリジン系溶剤；テトラアルキルアンモニウムアセテート（例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等）等のイオン液体等や、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせたものであってもよい。また、バインダーは、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂或いはその他の合成樹脂又はＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）或いはその他の熱可塑性樹脂であってもよい。
【００３８】
図２は、吐出部１０Ａにおける流体ＦＬの吐出メカニズムおよび第１実施形態の分断機構４０Ａの構成を説明するための概略図である。図２の上段と下段とにはそれぞれ、吐出部１０Ａの収容室２０近傍の内部構造を図示してある。図２の上段は、弁体１３の先端部１３ａが吐出口１０ｎの周縁部に接触して吐出口１０ｎが閉塞された状態を示している。図２の下段は、弁体１３の先端部１３ａが吐出口１０ｎから離れて吐出口１０ｎが開放された状態をしている。
【００３９】
吐出部１０Ａでは、以下のように、吐出部１０Ａからの流体ＦＬの吐出が実行される。流体ＦＬの吐出前は、ピエゾ素子１５が伸長して、弁体１３が吐出口１０ｎを閉塞している状態である（図２の上段）。また、収容室２０内は、供給部５０による流体ＦＬの圧送によって、所定の圧力まで高められている。
【００４０】
流体ＦＬの吐出が開始されるときには、まず、ピエゾ素子１５が収縮し、弁体１３が上方に移動して、その先端部１３ａが吐出口１０ｎから離間する（図２の下段）。このとき、流体ＦＬに付与されている圧力を駆動力として、収容室２０における弁体１３と吐出口１０ｎとの間の領域に流体ＦＬが流れ込む。
【００４１】
所定の微小期間、ピエゾ素子１５の収縮状態が維持された後、ピエゾ素子１５が伸長変形することによって、弁体１３が吐出口１０ｎに向かって移動する（図２の上段）。これによって、弁体１３と吐出口１０ｎの間の領域に流れ込んだ流体ＦＬが吐出口１０ｎを介して外部に押し出され、流体ＦＬは、吐出口１０ｎから下方に垂下する。弁体１３によって吐出口１０ｎが完全に閉塞されると、吐出口１０ｎからの流体ＦＬの流出が遮断され、吐出口１０ｎから垂下していた流体ＦＬが液滴として下方に落下する。流体吐出装置１００では、立体物の作製の際には、通常、弁体１３が吐出口１０ｎを閉塞している位置から一往復する１回の吐出動作が、数百ｍｓの間隔で繰り返される。
【００４２】
ここで、流体吐出装置１００では、流体ＦＬの吐出が実行されないときには、弁体１３は、予め決められた停止位置において停止する。「流体ＦＬの吐出が実行されないとき」とは、少なくとも、流体吐出装置１００の運転駆動中において、吐出部１０Ａのピエゾ素子１５に対して、流体ＦＬを吐出するための駆動信号が出されていない期間を意味する。また、弁体１３の「停止」とは、弁体１３の速度が０になっている状態を意味している。本実施形態では、上記のように、１回の吐出動作が完了するときには、弁体１３は、吐出口１０ｎを閉塞する位置において停止している。本実施形態の構成においては、前述の「流体ＦＬの吐出が実行されないとき」には、吐出動作が連続して繰り返されている間において、２回の連続する吐出動作の合間の期間も含まれると解釈してもよい。
【００４３】
本実施形態では、弁体１３の停止位置は、弁体１３の先端部１３ａが吐出口１０ｎを閉塞する位置である。これによって、流体ＦＬの吐出が実行されない間、吐出口１０ｎが弁体１３によって閉塞され、吐出口１０ｎから流体ＦＬが流出することが抑制される。さらに、本実施形態では、以下に説明する収容室２０内に設けられた以下の分断機構４０Ａによって、吐出口１０ｎからの流体ＦＬの漏洩が抑制されている。本実施形態では、分断機構４０Ａは、弁体１３に設けられた弁体張出部３０Ａと、収容室２０の内壁面２０ｓの一部を構成する収容室張出部３１Ａと、によって構成される。
【００４４】
本実施形態の弁体張出部３０Ａは、本体部１３ｃにおいて、弁体１３の径方向に局所的に突出している鍔状の部位として形成されている。「弁体１３の径方向」とは、弁体１３の中心軸に沿った方向に直交する方向である。本実施形態では、本体部１３ｃの径方向は水平方向に一致する。弁体張出部３０Ａは、弁体１３の往復移動の方向において収容室張出部３１Ａに対向する対向面３２を有している。本実施形態の弁体張出部３０Ａにおける対向面３２は、本体部１３ｃの外周を囲む下方に向く略水平な面である。
【００４５】
弁体張出部３０Ａは、吐出口１０ｎを閉塞しているときに吐出口１０ｎの周縁部と接触する先端部１３ａにおける接触部位ＣＰよりも後端部１３ｂ側の部位に設けられている（図２の上段）。弁体張出部３０Ａは、弁体１３を往復移動の方向に沿って先端部１３ａ側から見たときに、弁体１３の外周にわたって接触部位ＣＰよりも外側に張り出している。なお、弁体張出部３０Ａは、弁体１３が吐出口１０ｎを開放している状態のときに、弁体張出部３０Ａの上方の領域に流体ＦＬが流入するように、収容室２０の内壁面２０ｓとの間にある程度の隙間を有するように形成されている。
【００４６】
本実施形態の弁体張出部３０Ａは、対向面３２に、シールラインを形成するための樹脂部材３３を有している。本実施形態では、樹脂部材３３は、コーティング式のシール材として構成され、例えば、ゴムや、その他のエラストマーなど、弾性を有する樹脂材料によって構成される。樹脂部材３３は、弁体１３の往復移動が繰り返されたときに、衝撃力を繰り返し付与されることになるため、その耐久性を高めるために、例えば、１０〜３０μｍ程度の厚みを有していることが望ましい。
【００４７】
本実施形態の収容室張出部３１Ａは、弁体１３の弁体張出部３０Ａの方に向く略水平な段差面３４を有する段差部として形成されている。収容室張出部３１Ａは、弁体１３の往復移動の方向において、流通口２２と吐出口１０ｎとの間に設けられている。収容室張出部３１Ａは、弁体１３の往復移動の方向に沿って弁体１３の後端部１３ｂ側から見たときに、吐出口１０ｎの外周を囲んでおり、弁体張出部３０Ａと重なる位置まで吐出口１０ｎに向かって張り出している。
【００４８】
弁体１３が停止位置にあるときには（図２の上段）、弁体張出部３０Ａは、対向面３２に設けられた樹脂部材３３において、収容室張出部３１Ａの段差面３４と接触する。これによって、弁体張出部３０Ａと収容室張出部３１Ａとは、収容室２０内を、吐出口１０ｎと流通口２２との間の空間の一部を含む第１空間Ｓ１と、流通口２２が開口している第２空間Ｓ２と、を空間的に分断する境界部３５を形成する。「空間的に分断」とは、２つの空間の間における連通状態が実質的に遮断される状態を意味する。弁体１３が停止位置から移動したときには、当該境界部３５による分断は解除され、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２は互いに連通している状態に戻る。
【００４９】
このように、本実施形態の流体吐出装置１００では、弁体１３が停止位置にあるときには、収容室２０内が、境界部３５によって第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに空間的に分断される。これによって、収容室２０と吐出口１０ｎとの間には、弁体１３と吐出口１０ｎの周縁部との接触部位ＣＰと、弁体張出部３０Ａと収容室張出部３１Ａの接触している境界部３５とによって、流体ＦＬの漏洩を抑制する二重のシール構造が形成される。そのため、弁体１３と吐出口１０ｎとの間に、隙間が生じてしまっていたとしても、供給部５０から流通口２２を介して収容室２０に付与されている圧力によって、当該隙間から流体ＦＬが押し出されて漏洩してしまうことが抑制される。
【００５０】
吐出口１０ｎからの流体ＦＬの漏洩が抑制されることによって、吐出口１０ｎの周縁に漏洩して付着した流体ＦＬによって、次の流体ＦＬの吐出が阻害されてしまうことが抑制され、吐出処理の実行が円滑化される。本実施形態の流体吐出装置１００によれば、流体ＦＬの吐出が、例えば数秒以上の所定の期間、実行されないような待機期間中における流体ＦＬの漏洩が抑制される。そのため、その待機期間後に、液滴を空吐出するフラッシングや吐出口１０ｎのクリーニングなどのメンテナンス処理を実行する手間を省略することができ、効率的である。
【００５１】
本実施形態の流体吐出装置１００では、上記の分断機構４０Ａによって、弁体１３の往復移動に連動して、自動的に、収容室２０が第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに分断されるため、効率的である。本実施形態の流体吐出装置１００では、弁体張出部３０Ａは、弁体１３の外周側面の凸部として形成されており、収容室張出部３１Ａは、収容室２０の内壁面の段差部として形成されている。このように、本実施形態の流体吐出装置１００では、分断機構４０Ａが簡素な構成で設けられており、この点においても効率的である。
【００５２】
本実施形態では、上記のように、境界部３５に樹脂部材３３が配置されているため、境界部３５にはシールラインが形成されている。よって、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間の遮断性が高められ、上述した流体ＦＬの漏洩抑制効果がさらに高められている。なお、樹脂部材３３は、弁体張出部３０Ａの対向面３２ではなく、収容室張出部３１Ａの段差面３４に設けられていてもよいし、それら対向面３２と段差面３４の両方に設けられていてもよい。
【００５３】
上述した弁体１３と吐出口１０ｎとの間の微小な隙間は、例えば、弁体１３あるいは吐出口１０ｎの周縁部に経年劣化による変形が生じている場合に生じる。また、弁体１３と吐出口１０ｎとの間に、流体ＦＬに含まれる材料粉末、あるいは、材料粉末以外の異物が固着してしまっている場合にも生じる。本実施形態の流体吐出装置１００によれば、そうした隙間が生じている状態であっても、吐出部１０Ａからの吐出状態を上記のように良好に保つことができる。この点において、流体吐出装置１００の耐久性が高められている。また、弁体１３と吐出口１０ｎとの間の微小な隙間は、吐出部１０Ａの製造時における製造誤差によって生じる場合もある。従って、本実施形態の流体吐出装置１００であれば、上記のように、そうした隙間からの流体ＦＬの漏洩が抑制されるため、吐出部１０Ａの製造誤差の許容範囲を広げることができ、流体吐出装置１００の製造コストを低減することができる。
【００５４】
以上のように、本実施形態の流体吐出装置１００によれば、収容室２０内に設けられている分断機構４０Ａによって、流体ＦＬが吐出されないときに、吐出口１０ｎから流体ＦＬが漏洩してしまうことが抑制される。なお、上述した種々の効果は、本実施形態の流体吐出装置１００のように、高粘度で微細な粉末を含む流体ＦＬを吐出する構成や、高速で弁体１３を駆動させる構成など、弁体１３や吐出口１０ｎにかかる負荷が大きい構成において特に顕著に得ることができる。
【００５５】
B．第２実施形態：
図３は、本発明の第２実施形態としての流体吐出装置が備える吐出部１０Ｂに設けられている分断機構４０Ｂを説明するための概略図である。図３では、弁体１３によって吐出口１０ｎが閉じられた状態を上段に示し、開かれた状態を下段に示している。第２実施形態の流体吐出装置は、吐出部１０Ｂに設けられている分断機構４０Ｂの構成が異なっている点以外は、第１実施形態の流体吐出装置１００（図１）とほぼ同じ構成を有している。
【００５６】
第２実施形態の分断機構４０Ｂは、弁体張出部３０Ｂと、収容室張出部３１Ｂと、で構成される。第２実施形態の弁体張出部３０Ｂは、収容室張出部３１Ｂの段差面３４に対向する対向面３２が、弁体１３の径方向における傾斜端面によって構成されている点以外は、第１実施形態の弁体張出部３０Ａとほぼ同じである。弁体張出部３０Ｂの対向面３２は、弁体１３の外方に向くとともに、下方に向くように傾斜している。
【００５７】
第２実施形態の収容室張出部３１Ｂは、段差面３４が、弁体張出部３０Ｂの対向面３２に対応するように傾斜している点以外は、第１実施形態で説明した収容室張出部３１Ａとほぼ同じである。第２実施形態の分断機構４０Ｂでは、樹脂部材３３は、弁体張出部３０Ｂの対向面３２ではなく、収容室張出部３１Ｂの段差面３４に設けられている。
【００５８】
第２実施形態の分断機構４０Ｂであっても、弁体１３が吐出口１０ｎを閉じたときに、弁体張出部３０Ｂと収容室張出部３１Ｂとが接触して、収容室２０を第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに分断する境界部３５が形成される（図３の上段）。よって、上記の第１実施形態で説明したように、流体ＦＬの吐出がおこなわれないときに、吐出口１０ｎから流体ＦＬが漏洩してしまうことが抑制される。また、第２実施形態の分断機構４０Ｂであれば、境界部３５を構成する対向面３２および段差面３４が弁体１３の往復移動の方向に対して傾斜しているため、弁体張出部３０Ｂと収容室張出部３１Ｂとの接触による衝撃力の一部を往復移動の方向に交差する方向に逃がすことができる。従って、弁体張出部３０Ｂと収容室張出部３１Ｂとの接触による劣化を抑制することができる。その他に、第２実施形態の分断機構４０Ｂおよびそれを備える流体吐出装置によれば、第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００５９】
C．第３実施形態：
図４は、本発明の第３実施形態としての流体吐出装置が備える吐出部１０Ｃに設けられている分断機構４０Ｃを説明するための概略図である。図４では、弁体１３によって吐出口１０ｎが閉じられた状態を上段に示し、開かれた状態を下段に示している。第３実施形態の流体吐出装置は、吐出部１０Ｃに設けられている分断機構４０Ｃの構成が異なっている点以外は、第１実施形態の流体吐出装置１００（図１）とほぼ同じ構成を有している。
【００６０】
第３実施形態の分断機構４０Ｃは、弁体張出部３０Ｃと、収容室張出部３１Ａと、で構成される。第３実施形態の弁体張出部３０Ｃは、弁体１３の外周側面に設けられた段差部として形成されており、その後端部１３ｂ側が縮径されておらず、対向面３２の反対側の面を有していない点以外は、第１実施形態の弁体張出部３０Ａと実質的に同じである。弁体張出部３０Ｃは、第１実施形態の弁体張出部３０Ａと同様に、略水平な対向面３２を有している。第３実施形態の収容室張出部３１Ａは、第１実施形態の収容室張出部３１Ａの構成とほぼ同じである。
【００６１】
第３実施形態の分断機構４０Ｃであっても、弁体１３が吐出口１０ｎを閉じたときに、弁体張出部３０Ｃと収容室張出部３１Ａとが接触して、収容室２０を第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに分断する境界部３５が形成される（図３の上段）。よって、上記の第１実施形態で説明したように、流体ＦＬの吐出がおこなわれないときに、吐出口１０ｎから流体ＦＬが漏洩してしまうことが抑制される。第３実施形態の分断機構４０Ｃであれば、弁体張出部３０Ｃの強度が高められており、収容室張出部３１Ａとの接触によって、弁体張出部３０Ｃに、折損などの損傷が生じることが抑制されている。その他に、第３実施形態の分断機構４０Ｃおよびそれを備える流体吐出装置によれば、第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。なお、第３実施形態の分断機構４０Ｃにおいて、対向面３２および段差面３４を第２実施形態で説明したのと同様に弁体１３の往復移動の方向に対して傾斜させてもよい。これによって、第２実施形態で説明したのと同様な効果を得ることができる。
【００６２】
D．第４実施形態：
図５は、本発明の第４実施形態としての流体吐出装置が備える吐出部１０Ｄに設けられている分断機構４０Ｄを説明するための概略図である。図５では、弁体１３によって吐出口１０ｎが閉じられた状態を上段に示し、開かれた状態を下段に示している。第４実施形態の流体吐出装置は、吐出部１０Ｄに設けられている分断機構４０Ｄの構成が異なっている点と、吐出口１０ｎの周縁部の構成が異なっている点以外は、第１実施形態の流体吐出装置１００（図１）とほぼ同じ構成を有している。
【００６３】
第４実施形態の吐出部１０Ｄでは、吐出口１０ｎが開口している収容室２０の底面２０ｂが、略水平な壁面として構成されている。ただし、第４実施形態において、収容室２０の底面２０ｂは略水平でなくてもよい。底面２０ｂは、第１実施形態で説明したのと同様に、テーパー状の傾斜壁面として構成されていてもよい。
【００６４】
第４実施形態の分断機構４０Ｄは、弁体張出部３０Ｄと、収容室張出部３１Ｄと、で構成される。第４実施形態の弁体張出部３０Ｄは、弁体１３が有する半球形状の先端部１３ａの一部位として構成されている。弁体張出部３０Ｄは、接触部位ＣＰよりも後端部１３ｂ側に位置する先端部１３ａの部位によって構成されている。弁体張出部３０Ｄは、接触部位ＣＰの内側の領域から外側に向かって連続している曲面部位として構成されており、接触部位ＣＰよりも外側に張り出している部位であると解釈できる。なお、第４実施形態の弁体１３の本体部１３ｃは、先端部１３ａから後端部１３ｂにわたって径がほぼ一定している略円柱状の形状を有している。
【００６５】
第４実施形態の収容室張出部３１Ｄは、弁体１３が吐出口１０ｎを閉塞したときに弁体張出部３０Ｄに接触するように、底面２０ｂから階段状に高くなった段差部として形成されている。収容室張出部３１Ｄでは、弁体張出部３０Ｄに対向する面である段差面３４は略水平な面として構成されている。ただし、収容室張出部３１Ｄの段差面３４は略水平でなくてもよく、弁体１３の方に向くように傾斜していてもよい。収容室張出部３１Ｄは、樹脂部材３３を有している。樹脂部材３３は、段差面３４を覆うように配置されている。
【００６６】
第４実施形態の分断機構４０Ｄであっても、弁体１３が吐出口１０ｎを閉じたときに、弁体張出部３０Ｄと収容室張出部３１Ｄとが接触して、収容室２０を第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに分断する境界部３５が形成される（図５の上段）。これによって、吐出口１０ｎは、弁体１３の先端部１３ａにおける接触部位ＣＰと、その上方に位置する境界部３５とで二重に封止されるため、流体ＦＬの吐出がおこなわれないときに、吐出口１０ｎから流体ＦＬが漏洩してしまうことが抑制される。第４実施形態の分断機構４０Ｄであれば、弁体１３の構成を簡素化できる。また、弁体１３の外周側面に段差面を設けなくてもよいため、弁体１３の駆動を円滑化できる。その他に、第４実施形態の分断機構４０Ｄおよびそれを備える流体吐出装置によれば、第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００６７】
E．第５実施形態：
図６は、本発明の第５実施形態としての流体吐出装置が備える吐出部１０Ｅに設けられている分断機構４０Ｅを説明するための概略図である。図６では、弁体１３によって吐出口１０ｎが閉じられた状態を上段に示し、開かれた状態を下段に示している。第５実施形態の流体吐出装置は、吐出部１０Ｅに設けられている分断機構４０Ｅの構成が異なっている点以外は、第１実施形態の流体吐出装置１００（図１）とほぼ同じ構成を有している。
【００６８】
第５実施形態の分断機構４０Ｅは、弁体張出部３０Ｅと、収容室張出部３１Ｅと、で構成される。第５実施形態の弁体張出部３０Ｅは、弁体１３の本体部１３ｃを囲むように取り付けられた円環状のシール部材によって構成されている。弁体張出部３０Ｅは、第１実施形態で説明した樹脂部材３３と同様な樹脂材料によって構成される。弁体張出部３０Ｅは、弁体１３の本体部１３ｃに設けられた周状の凹部に嵌め込まれており、本体部１３ｃの外周側面から弁体１３の径方向に突出している。第５実施形態の収容室張出部３１Ｅは、段差面３４が、弁体張出部３０Ｅの方を向くように傾斜している点以外は、第１実施形態で説明した収容室張出部３１Ａとほぼ同じである。
【００６９】
第５実施形態の分断機構４０Ｅによれば、弁体１３が吐出口１０ｎを閉じたときに、弁体張出部３０Ｅと収容室張出部３１Ｅとの接触によって、収容室２０を第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との連通を遮断する境界部３５を構成するシールラインが形成される（図６の上段）。これによって、吐出口１０ｎは、弁体１３の先端部１３ａにおける接触部位ＣＰと、その上方に位置する境界部３５とで二重に封止されるため、流体ＦＬの吐出がおこなわれないときに、吐出口１０ｎから流体ＦＬが漏洩してしまうことが抑制される。その他に、第５実施形態の分断機構４０Ｅおよびそれを備える流体吐出装置によれば、第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００７０】
F．第６実施形態：
図７は、本発明の第６実施形態としての流体吐出装置が備える吐出部１０Ｆに設けられている分断機構４０Ｆを説明するための概略図である。図７では、弁体１３によって吐出口１０ｎが閉じられた状態を上段に示し、開かれた状態を下段に示している。第６実施形態の流体吐出装置は、分断機構４０Ｆの構成が異なっている点と、弁体１３の本体部１３ｃが先端部１３ａから後端部１３ｂにわたってほぼ一定の径を有している点以外は、第１実施形態の流体吐出装置１００（図１）とほぼ同じ構成を有している。
【００７１】
第６実施形態の分断機構４０Ｆは、収容室２０の内壁面２０ｓに設けられた突出部３６によって構成される。突出部３６は、収容室２０の内壁面２０ｓに固定された円環状のシール部材によって構成されている。突出部３６は、第１実施形態で説明した樹脂部材３３と同様な樹脂材料によって構成される。突出部３６は、外周側の部位が収容室２０ｓの内部に埋め込まれたＯリングによって構成されてもよい。突出部３６は、吐出口１０ｎに対して、弁体１３の先端部１３ａ側から後端部１３ｂ側に向かう方向に離れた位置に設けられている。弁体１３の往復移動の方向に沿ってみたときに、突出部３６は、吐出口１０ｎの周りを囲んでおり、吐出口１０ｎに向かって突出している。突出部３６の内径は、弁体１３の本体部１３ｃの直径とほぼ同じであるか、わずかに小さい。
【００７２】
弁体１３の先端部１３ａは、先端部１３ａが吐出口１０ｎから最も離れた位置にあるときには、突出部３６より上方に位置する（図７の下段）。弁体１３が吐出口１０ｎに向かって移動するときには、先端部１３ａは、突出部３６に囲まれた領域を通過して、吐出口１０ｎに到達する。先端部１３ａが吐出口１０ｎを閉塞しているときには、突出部３６の内周面が弁体１３の本体部１３ｃの外周側面に接触して、収容室２０の内部空間を第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに分断する境界部３５を構成するシールラインが形成される（図７の上段）。
【００７３】
以上のように、第６実施形態の分断機構４０Ｆによれば、弁体１３が吐出口１０ｎを閉じたときに、突出部３６によって、収容室２０の内部空間が、互いの連通状態が遮断された第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに分断されるため、吐出口１０ｎから流体ＦＬが漏洩してしまうことが抑制される。第６実施形態の流体吐出装置によれば、分断機構４０Ｆが、収容室２０の内壁面２０ｓに設けられた突出部３６によって形成されており、分断機構４０Ｆの構成が簡素化されている。その他に、第６実施形態の分断機構４０Ｆおよびそれを備える流体吐出装置によれば、第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００７４】
G．第７実施形態：
図８は、本発明の第７実施形態としての流体吐出装置が備える吐出部１０Ｇに設けられている分断機構４０Ｇを説明するための概略図である。図８では、弁体１３によって吐出口１０ｎが閉じられた状態を上段に示し、開かれた状態を下段に示している。第７実施形態の流体吐出装置は、以下に説明する点以外は、第１実施形態の流体吐出装置１００（図１）とほぼ同じ構成を有している。
【００７５】
第７実施形態の流体吐出装置では、吐出部１０Ｇは、予め決められた時間以上、流体ＦＬの吐出が実行されない休止期間のときには、流体ＦＬの吐出が再開されるまで、弁体１３を、先端部１３ａが吐出口１０ｎから最も離間した位置に停止させたままにする。つまり、第７実施形態の流体吐出装置では、弁体１３の先端部１３ａが吐出口１０ｎから最も離れた位置が、弁体１３の予め決められた停止位置である。第７実施形態の流体吐出装置では、収容室２０に、以下に説明する分断機構４０Ｇが設けられていることによって、弁体１３が前述の停止位置に位置して、吐出口１０ｎが開放された状態にされていても、吐出口１０ｎからの流体の漏洩が抑制される。
【００７６】
第７実施形態の分断機構４０Ｇは、収容室２０に設けられた第１張出部３７ａと、弁体１３に設けられた第２張出部３７ｂとによって構成される。第１張出部３７ａは、収容室２０の内壁面２０ｓの一部を構成している。第１張出部３７ａは、弁体１３が往復移動する方向において、流通口２２と吐出口１０ｎとの間に設けられている。弁体１３の外周を囲む円環状の凸部として形成されている。第１張出部３７ａは、弁体１３の往復移動の方向に沿って弁体１３の先端部１３ａ側から見たときに、弁体１３の外周を囲んでいるとともに、吐出口１０ｎに向かって張り出している。第１張出部３７ａは、弁体１３が往復移動する方向において、以下に説明する第２張出部３７ｂと対向する第１対向面３８を有する。第１対向面３８は、下方に向いている略水平な面である。第１対向面３８は、傾斜していてもよい。
【００７７】
第２張出部３７ｂは、弁体１３の本体部１３ｃの外周側面に設けられた鍔状の凸部として形成されている。第２張出部３７ｂは、弁体１３の往復移動のときに、第１張出部３７ａに囲まれている領域を通過する通過部位１３ｐよりも先端部１３ａ側の部位に設けられている。通過部位１３ｐは、本体部１３ｃの一部位であり、弁体１３の先端部１３ａが吐出口１０ｎを閉塞しているときに、第１張出部３７ａよりも下方に位置する部位である（図８の上段）。つまり、第２張出部３７ｂは、第１張出部３７ａよりも下方に位置する。第２張出部３７ｂは、弁体１３が往復移動する方向に沿って後端部１３ｂ側から見たときに、弁体１３の外周にわたって、通過部位１３ｐよりも外側に張り出している。第２張出部３７ｂは、弁体１３が往復移動する方向に沿って後端部１３ｂ側から見たときに、第１張出部３７ａと重なる。第２張出部３７ｂと収容室２０の側方の内壁面２０ｓとの間には、流体ＦＬを流通させるための隙間が形成されている。第２張出部３７ｂは、弁体１３が往復移動する方向において、上述した第１張出部３７ａの第１対向面３８と対向する第２対向面３９を有する。第２対向面３９は、上方に向いている略水平な面である。第１対向面３８が傾斜している場合には、第２対向面３９もそれに対応して、傾斜していてもよい。第２張出部３７ｂは、樹脂部材３３を有している。樹脂部材３３は、第２張出部３７ｂの第２対向面３９を被覆するように配置されている。
【００７８】
第１張出部３７ａと第２張出部３７ｂとは、弁体１３が停止位置にあるときに、互いに接触して境界部３５を形成する（図８の下段）。これによって、収容室２０内が、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに分断される。第１空間Ｓ１は、弁体１３の先端部１３ａが上方に移動して形成される封止空間であるため、負圧、若しくは、それに近い低圧状態になる。そのため、吐出口１０ｎが開放されていても、流体ＦＬは、第１空間Ｓ１に保持される。よって、流体ＦＬの吐出がおこなわれない休止期間の間に、吐出口１０ｎから流体ＦＬが漏洩してしまうことが抑制される。その他に、第７実施形態の分断機構４０Ｇおよびそれを備える流体吐出装置によれば、第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００７９】
H．変形例：
上記の各実施形態の構成は、以下のように変形することも可能である。以下の説明では、特にことわらない限り、各実施形態の流体吐出装置は、第１実施形態の流体吐出装置１００を含め、「流体吐出装置」と総称する。また、各実施形態の分断機構４０Ａ〜４０Ｇは、特に断らない限り、「分断機構」と総称する。上記各実施形態で説明した各構成部と同じ機能や構成を有する構成部には、同じ符号を付して説明する。
【００８０】
H1．変形例１：
第５実施形態および第６実施形態を除く上記の各実施形態の分断機構では、弁体１３側または収容室２０の内壁面２０ｓ側のいずれか一方に樹脂部材３３が設けられている。これに対して、弁体１３側に設けられている樹脂部材３３は、収容室２０側に移設されてもよいし、収容室２０の内壁面２０ｓ側に設けられている樹脂部材３３は、弁体１３側に移設されてもよい。あるいは、樹脂部材３３は、弁体１３側と収容室２０の内壁面２０ｓ側の両方に設けられてもよいし、弁体１３側と収容室２０の内壁面２０ｓ側の両方ともに設けられないものとしてもよい。
【００８１】
H2．変形例２：
上記の各実施形態では、弁体１３の先端部１３ａは半球状の形状を有している。これに対して、弁体１３の先端部１３ａの形状は半球状に限定されない。例えば、先端部１３ａは、その頂点に平坦な端面を有していてもよい。また、先端部１３ａは、水平に配置された円盤形状を有していてもよい。上記の各実施形態では、弁体１３の各部位の水平断面は、略円形形状を有している。これに対して、弁体１３の各部位の水平断面は、略円形形状に限定されることはなく、楕円形状を有していてもよいし、三角形状や四角形状など、多角形形状を有していてもよい。
【００８２】
H3．変形例３：
上記の各実施形態の流体吐出装置は、流体ＦＬを吐出して立体物を形成する３Ｄプリンターとして構成されている。これに対して、流体吐出装置は、例えば、インクを吐出して画像を形成するインクジェットプリンターとして構成されてもよい。この場合には、流体ＦＬとしてのインクは、造形ステージ６０に代えて、印刷媒体や記録媒体に向かって吐出される。その他に、流体吐出装置は、液体接着材を吐出して塗布する接着材塗布装置として構成されてもよい。また、上記の各実施形態の流体吐出装置は、流体ＦＬとして、立体物の作製に用いられる液体材量を吐出している。これに対して、上記の各実施形態の流体吐出装置は、流体ＦＬとして、気体や、流動性を有する粉体などの流体を吐出してもよい。
【００８３】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形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。例えば、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形態、実施例、変形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】
【００８４】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ…吐出部、１０ｎ…吐出口、１１…筐体部、１１ｂ…底面、１１ｓ…内部空間、１２…吐出機構、１３…弁体、１３ａ…先端部、１３ｂ…後端部、１３ｃ…本体部、１３ｐ…通過部位、１４…駆動部、１５…ピエゾ素子、１６…付勢部材、１８…シール部材、２０…収容室、２０ｂ…底面、２０ｓ…内壁面、２１…駆動室、２２…流通口、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ…弁体張出部、３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｄ，３１Ｅ…収容室張出部、３２…対向面、３３…樹脂部材、３４…段差面、３５…境界部、３６…突出部、３７ａ…第１張出部、３７ｂ…第２張出部、３８…第１対向面、３９…第２対向面、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ，４０Ｆ，４０Ｇ…分断機構、５０…供給部、５１…配管、５２…流体貯留部、５３…圧力発生部、６０…造形ステージ、６５…移動機構、７０…エネルギー付与部、１００…流体吐出装置、ＦＬ…流体、ＮＸ…中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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