(57)【要約】【課題】液体吐出における充填動作時に発生する空気の巻き込みに起因する吐出不良を有効に防止することができる液体吐出装置および液体吐出方法を提供する。【解決手段】液体４を貯留する貯留室２１と、貯留室２１内の液体４を吐出する吐出口２５を先端部に有するノズル１３と、一端部である接触部２３ａが貯留室２１に配置された押圧体としてのピストン２３を備えた液体吐出装置による液体吐出において、接触部２３ａが吐出口２５から遠ざかる方向にピストン２３を後退させ、少なくともピストン２３が後退中に貯留室２１に通じる液体導入孔２４から液体４を供給し、接触部２３ａが吐出口２５に近づく方向にピストン２３を前進させて吐出口２５から液体４を吐出し、これらの過程においてピストン２３が後退中であっても吐出口２５から液体４がはみ出した状態を維持するようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する貯留室と、
前記貯留室に通じる液体導入孔から前記貯留室に液体を供給する液体供給部と、
前記貯留室内の液体を吐出する吐出口を先端部に有するノズルと、
一端部が前記貯留室に配置され、前記一端部が前記吐出口に向かって前進と後退を繰り返す事により前記吐出口から前記貯留室内の液体を吐出する押圧体とを備え、
前記液体供給部は、少なくとも前記押圧体が後退中は前記貯留室に液体を供給し、
前記押圧体が後退中であっても前記吐出口から液体がはみ出した状態を維持する、液体吐出装置。
【請求項２】
前記ノズルの先端部に前記吐出口の周囲に設けられた液体保持面を備えた、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記ノズルの先端部の液体を検出する液体検出部を備えた、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記液体検出部によって液体の量が不足していると判断された場合には、前記液体供給部は前記貯留室への液体の供給量を増加する、請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記押圧体が液体に接するピストン接液部の液体に対する撥液性が、前記ノズルが液体に接するノズル接液部の液体に対する撥液性よりも高い、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記ノズルの吐出口の近傍に吐出口へ向かう流路を絞る絞り部を形成した、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
液体を貯留する貯留室と、前記貯留室内の液体を吐出する吐出口を先端部に有するノズルと、一端部が前記貯留室に配置された押圧体を備えた液体吐出装置における液体吐出方法であって、
前記一端部が前記吐出口から遠ざかる方向に前記押圧体を後退させる工程と、
少なくとも前記押圧体が後退中に前記貯留室に通じる液体導入孔から前記液体を供給する工程と、
前記一端部が前記吐出口に近づく方向に前記押圧体を前進させて前記吐出口から液体を吐出する工程と、を含み、
前記押圧体が後退中であっても前記吐出口から液体がはみ出した状態を維持する、液体吐出方法。
【請求項８】
前記ノズルの先端部に前記吐出口の周囲に設けられた液体保持面を備え、この液体保持面に常に液体が付着している状態が維持される、請求項７に記載の液体吐出方法。
【請求項９】
前記ノズルの先端部の前記液体を液体検出部で検出し、前記液体の量が不足していると判断された場合は前記液体供給部による前記貯留室への液体の供給量を増加する、請求項８に記載の液体吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペーストなどの液体を吐出する液体吐出装置および液体吐出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器製造分野では、部品接着用のペーストなどの液体を塗布するための液体塗布装置が広く用いられている。これらの液体塗布装置においては、正確な吐出量の液体を安定して吐出することが求められるため、従来より吐出量を高精度で管理する機能を備えた液体吐出装置が知られている（例えば特許文献１、２参照）。これらの特許文献例に示す先行技術では、いずれもシリンジの吐出口から吐出された液体の形状または投影面積を撮像または光学センサにより検出し、その検出結果に基づいてシリンジから液体を吐出させるための圧力などの吐出条件を調整するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６１３７９号公報
【特許文献２】特開２００１−３２７９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年液体吐出装置として、液体を液滴の状態で飛翔させて吐出するいわゆるジェットディスペンサ方式のものが用いられるようになっている。この方式の液体吐出では、液体供給容器から送られた液体を貯留する貯留室内でプランジャを進退させることにより吐出口から液体を吐出させる吐出動作および吐出口に次回の吐出対象となる液体を充填する充填動作が反復して実行される。この充填動作は貯留室内でプランジャを後退させることにより行われるため、プランジャの後退によって生じる負圧によって吐出口から空気を吸引する空気巻き込みが発生しやすい。
【０００５】
このようにして吸引された空気は吐出口の内部にボイドの形で残留するため、このままの状態でプランジャを前進させて吐出動作を行うと、吐出口の内部の液体には本来伝えられるべき吐出力が正常に伝達されず、液体は正常な形状の液滴を形成せずに不安定な形状で吐出されて吐出不良を生じる。そしてこのような空気の巻き込みによるボイドは吐出口の内部で発生するため、前述の先行技術例に示すような撮像や光学センサによる方法では確実に検出することが難しく、空気の巻き込みを防止する上で有効な対策とは云い難いものであった。このように従来技術においては、液体吐出における充填動作時に発生する空気の巻き込みに起因する吐出不良を有効に防止することが困難であるという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、液体吐出における充填動作時に発生する空気の巻き込みに起因する吐出不良を有効に防止することができる液体吐出装置および液体吐出方法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】
【０００７】
本発明の液体吐出装置は、液体を貯留する貯留室と、前記貯留室に通じる液体導入孔から前記貯留室に液体を供給する液体供給部と、前記貯留室内の液体を吐出する吐出口を先端部に有するノズルと、一端部が前記貯留室に配置され、前記一端部が前記吐出口に向かって前進と後退を繰り返す事により前記吐出口から前記貯留室内の液体を吐出する押圧体とを備え、前記液体供給部は、少なくとも前記押圧体が後退中は前記貯留室に液体を供給し、前記押圧体が後退中であっても前記吐出口から液体がはみ出した状態を維持する。
【０００８】
本発明の液体吐出方法は、液体を貯留する貯留室と、前記貯留室内の液体を吐出する吐出口を先端部に有するノズルと、一端部が前記貯留室に配置された押圧体を備えた液体吐出装置における液体吐出方法であって、前記一端部が前記吐出口から遠ざかる方向に前記押圧体を後退させる工程と、少なくとも前記押圧体が後退中に前記貯留室に通じる液体導入孔から前記液体を供給する工程と、前記一端部が前記吐出口に近づく方向に前記押圧体を前進させて前記吐出口から液体を吐出する工程と、を含み、前記押圧体が後退中であっても前記吐出口から液体がはみ出した状態を維持する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液体吐出における充填動作時に発生する空気の巻き込みに起因する吐出不良を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態の液体吐出装置の構成説明図
【図２】本発明の一実施の形態の液体吐出装置における吐出ヘッドの液体貯留部の構成説明図
【図３】本発明の一実施の形態の液体吐出方法を示す工程説明図
【図４】本発明の一実施の形態の液体吐出方法における吐出動作のフロー図
【図５】本発明の一実施の形態の液体吐出方法における吐出条件パラメータ設定処理のフロー図
【図６】本発明の一実施の形態の液体吐出方法における吐出条件パラメータが吐出動作に与える影響を示す説明図
【図７】本発明の一実施の形態の液体吐出装置における吐出ヘッドの部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、液体吐出装置１の構成および機能を説明する。液体吐出装置１は吐出ヘッド１１に設けられた貯留室２１（図２参照）内の液体を吐出する機能を有するものであり、液体を貯留する貯留室２１に吐出対象の液体４を供給する液体供給部２を備えている。液体供給部２は、液体４を貯留するシリンジ形状のタンク３および空圧供給源であるタンク加圧部５を備えている。タンク加圧部５は電空レギュレータによって所定の圧力に調整された空圧をタンク３に送給する。これによりタンク３内の液体４は空圧によって押し出され、供給管６を介して吐出ヘッド１１の液体貯留部１２に供給される。
【００１２】
吐出ヘッド１１は圧電素子よりなるアクチュエータを内蔵しており、ドライバ１０によってアクチュエータを駆動することにより、液体貯留部１２に設けられたノズル１３から液体４の液滴が吐出される（矢印ａ）。液体供給部２のタンク加圧部５およびドライバ１０は制御部９によって制御され、これにより液体吐出装置１による液体４の吐出動作が実行される。
【００１３】
制御部９はこの吐出動作を制御するための吐出条件パラメータを記憶する記憶部（図示省略）を備えており、制御部９による吐出動作の制御において、制御部９はこれらの吐出条件パラメータを参照する。この吐出条件パラメータには、タンク加圧部５を制御して液体４に液体吐出用の空圧を付与する際に用いられるタンク内圧力Ｐ１、ドライバ１０を制御して液体供給部２から吐出ヘッド１１に液体４を供給する際に用いられる充填時間Ｔ１が含まれている。
【００１４】
本実施の形態においては、制御部９はこれらの吐出条件パラメータを適正値に設定するパラメータ設定機構を有している。すなわち、液体吐出装置１にはノズル１３の先端部における液体４の状態を撮像するカメラ１４およびカメラ１４による撮像結果を認識処理して所定の判定条件に合致するか否かを判定する判定部１５を備えており、制御部９は判定部１５による判定結果に基づいて吐出条件パラメータを適正値に設定する処理を行う。この構成において、カメラ１４、判定部１５は、ノズル１３の先端部の液体４を検出する液体検出部となっている。
【００１５】
本実施の形態においては、吐出ヘッド１１による吐出動作において、ノズル１３の先端部に常に所定量の液体４を付着させた状態を維持するようにしている。そして上述の液体検出部によってノズル１３の先端における液体４の量が不足していると判断された場合には、液体供給部２は吐出ヘッド１１の貯留室２１への液体４の供給量を増加するように、前述の液体吐出パラメータを設定する処理を行う。
【００１６】
次に図２を参照して、液体貯留部１２の構成および機能を説明する。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、液体貯留部１２は内部に貯留室２１が上下方向に形成されたブロック部材２０を主体としている。ブロック部材２０の下端面には貯留室２１内の液体４を吐出する吐出口２５を先端部に有するノズル１３が設けられており、ブロック部材２０の側面には内部の貯留室２１に通じる液体導入孔２４が形成された接続突部２０ａが突設されている。液体導入孔２４には液体供給部２に通じる供給管６が接続され、これにより液体供給部２は貯留室２１に通じる液体導入孔２４から貯留室２１に液体４を供給する。
【００１７】
ノズル１３の先端部の下面において吐出口２５の周囲には、吐出口２５から押し出された液体４が濡れ拡がって付着する液体保持面１３ａが設けられている。本実施の形態においては、後述するように、液体保持面１３ａが常に液体４によって覆われた状態を保つように、吐出条件を設定するようにしている。ブロック部材２０には吐出ヘッド１１に内蔵されたアクチュエータによって駆動されるピストン２３が上方から嵌入しており、ピストン２３の外周面と貯留室２１の内周面とはシール部材２２によって密封されている。ピストン２３と貯留室２１との間に形成される空間、すなわちピストン２３と貯留室２１との径隙間や、ピストン２３を後退させた状態でピストン２３の前面側に形成される空間は、吐出対象の液体４を貯留する貯留空間２１ａとなっている。
【００１８】
貯留室２１の貯留空間２１ａと吐出口２５とはノズル１３を介して接続されており、ノズル１３の内面側は吐出口２５に向かって下方が絞られたテーパ形状の受け部１３ｂとなっており、受け部１３ｂは貯留室２１の一部を構成する。ピストン２３の下端部（一端部）は受け部１３ｂの形状に対応したテーパ形状となっており、液体貯留部１２においては接触部２３ａを貯留室２１に配置した構成となっている。図２（ａ）に示すように、ピストン２３を前進（矢印ｂ）させた状態では、接触部２３ａが受け部１３ｂに当接してノズル１３の吐出口２５は閉鎖される。これにより、吐出口２５からの液体４の吐出が停止するとともに、液体導入孔２４を介して行われる貯留室２１への液体４の供給も停止する。
【００１９】
これに対し、図２（ｂ）に示すように、押圧体であるピストン２３を後退（矢印ｃ）させた状態では、ピストン２３の下方に形成される貯留空間２１ａの領域が増大し、これにより液体導入孔２４は貯留空間２１ａを介して吐出口２５と連通する。この状態で液体供給部２の機能により液体導入孔２４から液体４を供給すると（矢印ｄ）、供給された液体４はまず貯留空間２１ａを満たす。その後さらに液体４を供給すると貯留室２１から溢れて吐出口２５から押し出された液体４は周囲にはみ出して液体保持面１３ａに沿って濡れ拡がり、液体保持面１３ａに付着した状態となる。すなわち本実施の形態では、液体供給部２は少なくとも押圧体であるピストン２３が後退中は貯留室２１に液体４を供給するようになっている。
【００２０】
このとき、ピストン２３を後退させて接触部２３ａが受け部１３ｂから離れている開放時間を調整することにより、液体保持面１３ａに付着する液体４を所望の液量に調整することができる。この開放時間は貯留室２１内に液体４を満たし、さらに吐出口２５から液体４をはみ出させて液体保持面１３ａに所望の液量の液体４を保持させるための液体４の充填時間（図４，図５に示す充填時間Ｔ１参照）である。すなわち本実施の形態では、押圧体であるピストン２３が後退中であっても吐出口２５から液体４がはみ出した状態を維持するようになっている。前述のように充填時間Ｔ１は、吐出ヘッド１１によって液体４を吐出する吐出動作における吐出条件パラメータの一つとなっており、制御部９は充填時間Ｔ１の間だけピストン２３が後退した状態で待機するようにドライバ１０を制御する。
【００２１】
この状態から１ショットの液体４を飛翔させて塗布対象物８に塗布する吐出動作においては、吐出ヘッド１１に内蔵されたアクチュエータを駆動して、接触部２３ａが受け部１３ｂに当接するまでピストン２３を前進させる。これにより、貯留空間２１ａ内の液体４の一部が吐出口２５から吐出され、１ショットの液体４が分離して下方の塗布対象物８に塗布される。すなわち本実施の形態に示す液体吐出装置１は、一端部である接触部２３ａが貯留室２１に配置され、接触部２３ａが吐出口２５に向かって前進と後退を繰り返すことにより、吐出口２５から貯留室２１内の液体４を吐出する押圧体としてのピストン２３を備えた構成となっている。
【００２２】
次に図３、図４を参照して、上述構成の液体吐出装置１による液体吐出方法について説明する。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、この液体吐出方法における吐出動作を構成する４つのプロセス、すなわち第１プロセスであるピストン後退プロセスＰ（１）、第２プロセスである液体充填プロセスＰ（２）、第３プロセスである加圧（ピストン前進）プロセスＰ（３）、第４プロセスである液滴分離プロセスＰ（４）を示している。
【００２３】
実際の吐出動作においては、図４のフローのように、ピストン後退プロセスＰ（１）を第１ステップ（ＳＴ１）として、後続して行われる液体充填プロセスＰ（２）、ピストン前進プロセスＰ（３）をそれぞれ第２ステップ（ＳＴ２）、第３ステップ（ＳＴ３）としてこれらのプロセスが反復実行される。そしてこれらの反復実行の過程において、第３ステップ（ＳＴ３）に後続する（ＳＴ４）にて所定ショットが全て完了しているか否かが確認され、（ＳＴ４）にて全ショットの完了が確認されることにより、吐出動作の規定のサイクルが完了する。
【００２４】
まず図３（ａ）に示すピストン後退プロセスＰ（１）では、貯留室２１内でピストン２３を後退させる（矢印ｅ）。すなわち、ピストン２３の一端部である接触部２３ａが吐出口２５から遠ざかる方向にピストン２３を後退させる（ＳＴ１）。これにより、接触部２３ａが受け部１３ｂから離れて、吐出口２５が貯留空間２１ａと連通した状態となる。このとき、ピストン２３が後退中であっても吐出口２５から液体４がはみ出した状態が維持され、液体貯留部１２の先端部において吐出口２５の周囲に設けられた液体保持面１３ａには、常に液体４が付着している状態が維持される。
【００２５】
次に図３（ｂ）に示す液体充填プロセスＰ（２）では、ピストン２３が後退して液体導入孔２４が貯留空間２１ａと連通した状態となる。そしてこの状態において、液体供給部２を作動させて少なくともピストン２３が後退中に貯留室２１に通じる液体導入孔２４から液体４を供給する（矢印ｆ）液体充填を行う。この液体充填においては、液体吐出パラメータに規定される充填時間Ｔ１の間は、ピストン２３が後退した状態で動作が待機される（ＳＴ２）。この液体充填により、貯留空間２１ａ内が液体４で満たされるとともに、ノズル１３の先端部の液体保持面１３ａには所定の液量の液体４が付着して保持された状態となる。
【００２６】
そして図３（ｃ）に示す加圧（ピストン前進）プロセスＰ（３）では、貯留室２１内でピストン２３を前進させ（矢印ｇ）、ピストン２３の接触部２３ａを受け部１３ｂに当接させる。これにより一端部である接触部２３ａが吐出口２５に近づく方向にピストン２３を前進させて、吐出口２５から液体４を吐出する（ＳＴ３）。そして吐出された液体４は、先端部が吐出方向に飛翔する形で垂下する（矢印ｈ）。
【００２７】
なお、図４のフローでは明示していないが、加圧（ピストン前進）プロセスＰ（３）の後には、図３（ｄ）に示す液滴分離プロセスＰ（４）が実行される。すなわち吐出口２５から吐出された液体４のうち、ノズル１３の液体保持面１３ａに付着残留する所定割合の残留液体４ｂ以外の液体４が残留液体４ｂと分離して、塗布対象に到達する液滴４ａとして吐出方向に飛翔する（矢印ｉ）。本実施の形態では、液滴分離プロセスＰ（４）の後に液体保持面１３ａに付着残留する残留液体４ｂが所定の液量以上となるように、換言すれば次に実行されるピストン後退プロセスＰ（１）の後にあっても、液体保持面１３ａに常に液体４が付着している状態が維持されるようにしている。
【００２８】
図５は、液体保持面１３ａに常に液体４が付着している状態が維持されるために、吐出条件パラメータを適正値に設定することを目的として実行される吐出条件パラメータ設定処理について説明する。なお図５において、（ＳＴ１１）〜（ＳＴ１４）に示す各ステップは、図４における（ＳＴ１）〜（ＳＴ４）と同様であり、吐出条件パラメータ設定処理においては、少なくとも１ショット分が実行される。
【００２９】
ここで（ＳＴ１４）が完了したならば、図３（ａ）に示す動作と同様のピストン後退プロセスＰ（１）が実行される（ＳＴ１５）。これにより、液滴分離プロセスＰ（４）の後に、液体保持面１３ａに付着残留する残留液体４ｂが吐出口２５から引き込まれる。このとき、残留液体４ｂの液量や形状などの付着状態によっては、ピストン後退プロセスＰ（１）後において、吐出口２５から外気の空気が液体４とともに引き込まれるいわゆる空気巻き込みなどの不具合が生じる場合がある。
【００３０】
そこでこのような不具合の有無を確認することを目的として、ノズル先端撮影が実行される（ＳＴ１７）。すなわちピストン後退プロセスＰ（１）後のノズル１３を、カメラ１４（図１参照）によって側方から撮像する。このとき、ノズル１３の液体保持面１３ａを撮像対象として、側面の複数方向から撮像することが望ましい。次にこの撮像結果は判定部１５に伝達され、ここで取得画像の認識処理およびノズル１３の先端部の液体４の状態が「良好」であるか否かが判定される。
【００３１】
液体４の状態が「良好」、すなわち現在設定されている吐出条件パラメータを変更する必要がないと判断された場合は、ピストン２３を前進させて液体４を吐出すると同時にノズル１３の吐出口２５を閉鎖し（ＳＴ２０）、吐出条件パラメータ設定処理を終了する。液体４の状態が「不良」と判定された場合には、制御部９（図１参照）によって吐出条件パラメータ変更処理が実行される（ＳＴ１８）。例えば、液体保持面１３ａに付着する液体４の液量が不足していると判断されたならば、吐出条件パラメータであるタンク内圧力Ｐ１，充填時間Ｔ１のいずれかまたは双方を、液体４の供給量を増加させるように変更する。
【００３２】
すなわち、ノズル１３の先端部の液体４をカメラ１４、判定部１５よりなる液体検出部で検出し、液体４の量が不足していると判断された場合は液体供給部２による貯留室２１への液体４の供給量を増加する。そして（ＳＴ１８）による吐出条件パラメータ変更処理の後ピストン２３を前進させて液体４を吐出すると同時にノズル１３の吐出口２５を閉鎖し（ＳＴ１９）、ＳＴ１１へ戻る。すなわち、ＳＴ１７で良好と判断されるまでは吐出条件パラメータ変更処理（ＳＴ１８）が繰り返し実行される。
【００３３】
図６は、上述の吐出条件パラメータの適否が液体４の吐出動作の各プロセスに及ぼす影響を示すものである。すなわち、吐出条件パラメータが適切である場合（条件Ａと略記）、吐出条件パラメータが不適切である場合（条件Ｂと略記）のそれぞれについて、各プロセスにおいてどのような現象が生じるかを図示している。
【００３４】
条件Ａにおける液滴分離プロセスＰ（４）では、適切な吐出条件パラメータで液体充填が為されていることから、液滴分離後においても適正量の残留液体４ｂがノズル１３の液体保持面１３ａに付着して保持されている。これに対し、条件Ｂにおいては条件Ａよりもタンク内圧力Ｐ１，充填時間Ｔ１のいずれかまたは双方が小さく、不適切な吐出条件パラメータで液体充填が為されていることから、液滴分離後において液体保持面１３ａには過小量の液体４＊しか付着していない。
【００３５】
これに引き続いて実行されるピストン後退プロセスＰ（１）では、条件Ａの場合には液体保持面１３ａには適正量の残留液体４ｂが保持されていることから、ピストン２３を後退（矢印ｋ）させる際に生じる吐出口２５からの貯留空間２１ａへの液体４の引き込みにおいて、空気を巻き込むことなく液体保持面１３ａに保持された残留液体４ｂが引き込まれる。
【００３６】
これに対し、条件Ｂの場合には、液体保持面１３ａには、過小量の液体４＊しか付着していないことから、ピストン２３を後退（矢印ｋ）させる際に生じる吐出口２５からの貯留空間２１ａへの液体４の引き込みにおいて、液体保持面１３ａに保持された液体４＊のみならず、外気の空気を液体４＊とともに引き込む空気巻き込みが生じる。そして巻き込まれた空気は貯留空間２１ａ内に留まり、空隙部Ｖを形成する。
【００３７】
次のプロセスである液体充填プロセスＰ（２）において、条件Ａの場合には、適切な吐出条件パラメータを用いて液体４が供給されることから、貯留空間２１ａ内には適正量の液体４が供給される。したがってノズル１３の液体保持面１３ａには、吐出口２５からはみ出した（矢印ｍ）適正量の液体４が付着して保持される。これに対し、条件Ｂの場合には、貯留空間２１ａの内部には空隙部Ｖが存在することから、貯留空間２１ａへの液体４の供給において、吐出口２５からの液体４のはみ出し（矢印ｍ）が安定せず、液体保持面１３ａに付着して保持される液体４の液量や形状も安定しない。
【００３８】
そしてこのような状態で、次のプロセスである加圧（ピストン前進）プロセスＰ（３）が実行される。このとき、条件Ａの場合には、適正量の液体４が貯留空間２１ａに供給され、適正量の液体４が液体保持面１３ａに付着した状態であることから、ピストン２３を前進させて（矢印ｎ）貯留空間２１ａ内を加圧することにより、規定量の液体４が吐出口２５から吐出される。そして吐出された液体４は適正形状の液滴を形成して塗布対象に飛翔する（矢印ｏ）。
【００３９】
これに対し、条件Ｂの場合には、貯留空間２１ａ内には空隙部Ｖが存在し、さらに液体保持面１３ａに付着した液体４の液量が不安定な状態であることから、ピストン２３を前進させて（矢印ｎ）貯留空間２１ａ内を加圧しても、液体４を吐出口２５から安定して吐出することができない場合が生じる。そして空隙部Ｖ内の空気とともに吐出口２５から吐出された液体４は、適正形状の液滴を形成することができず、飛翔状態が不安定になる（矢印ｐ）などの吐出不良を生じる。
【００４０】
本実施の形態に示す液体吐出方法における吐出条件パラメータ設定処理では、上述のピストン後退プロセスＰ（１）の後においてノズル１３の先端部の状態をカメラ１４によって撮像して液体４の状態を確認するようにしている。したがって条件Ｂに示すような液体保持面１３ａにおける液体４の液量の不足などの不具合を確実に検出して、吐出条件パラメータを常に適正値に設定することが可能となっている。これにより、ピストン２３が後退している状態においてもノズル１３の液体保持面１３ａに常に液体４が付着している状態を維持することができ、ピストン２３の後退に伴う空気の巻き込みに起因する不具合を防止することが可能となっている。
【００４１】
上記説明したように、本実施の形態に示す液体吐出装置による液体吐出においては、液体４を貯留する貯留室２１と、貯留室２１内の液体４を吐出する吐出口２５を先端部に有するノズル１３と、接触部２３ａが貯留室２１に配置された押圧体としてのピストン２３を備えた液体吐出装置による液体吐出において、接触部２３ａが吐出口２５から遠ざかる方向にピストン２３を後退させる工程と、少なくともピストン２３が後退中に貯留室２１に通じる液体導入孔２４から液体４を供給する工程と、接触部２３ａが吐出口２５に近づく方向にピストン２３を前進させて吐出口２５から液体４を吐出する工程とを含み、ピストン２３が後退中であっても吐出口２５から液体４がはみ出した状態を維持するようにしている。これにより、ピストン２３を後退させて貯留室２１内に液体４を供給する液体吐出における充填動作時に発生する空気の巻き込みを抑制して、空気の巻き込みに起因する吐出不良を有効に防止することができる。
【００４２】
なお上述の実施の形態においては、上述構成の液体吐出装置１においてピストン２３が後退中であっても吐出口２５から液体４がはみ出した状態を維持することにより、吐出口２５からの空気の巻き込みを抑制するようにしているが、これ以外の方法によって吐出口２５からの空気の巻き込みを抑制する構成を用いてもよい。例えば図７では、ピストン２３の後退時における液体４の引き込みを抑制するように、ノズル１３、ピストン２３の材質または形状を工夫した例を示している。これらの例では、ピストン２３の後退時に、ノズル１３の内部に残留している液体４の引き込みを阻害することにより、空気の巻き込みを抑制するようにしている。
【００４３】
まず図７（ａ）に示す例では、ピストン２３をノズル１３に対して前進・後退させる構成において、ピストン２３およびノズル１３の、吐出対象の液体４に対する親和性に差異を持たせるようにしている。すなわち、ピストン２３、ノズル１３がそれぞれ液体４に接する接液部において、ピストン２３が液体４に接するピストン接液部としての接触部２３ａの液体４に対する撥液性が、ノズル１３が液体４に接するノズル接液部としての受け部１３ｂの液体４に対する撥液性よりも高くなるように、ノズル１３およびピストン２３の材質の組み合わせを選定する。ノズル１３およびピストン２３自体の材質の組み合わせを選定する代わりに、受け部１３ｂ、接触部２３ａの表面のみにこのような撥液性の差異を生じさせるような表面被膜を形成するようにしてもよい。
【００４４】
このようにピストン２３の液体４に対する撥液性を、ノズル１３の液体４に対する撥液性よりも高くすることにより、ピストン２３を後退させてノズル１３から離隔させる際に、接触部２３ａと液体４との接液部が離隔する。これにより、接触部２３ａと液体４との接液部に減圧部が生じるが、液体４はノズル１３先端の大気に接する部分から１気圧の圧力が加わっており、貯留空間２１ａはタンク加圧部５により１気圧よりも高い圧力が加わっていることから、より多くの液体４が貯留空間２１ａから供給され、液体４の引き込みの発生を抑制することができる。
【００４５】
また図７（ｂ）に示す例では、受け部１３ｂにおいて吐出口２５の近傍に内側へ突出した突出部１３ｃを設け、吐出口２５へ向かう流路を絞る絞り部１３ｄを形成するようにしている。これによりノズル１３内の流動抵抗が増大し、ピストン２３を後退させる際にノズル１３の内部で誘起される液体４の上流側への流動が阻害され、図７（ａ）に示す例と同様に、液体４の引き込みの発生を抑制する効果を得る。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の液体吐出装置および液体吐出方法は、液体吐出における充填動作時に発生する空気の巻き込みに起因する吐出不良を有効に防止することができるという効果を有し、ペーストなどの液体を吐出して塗布する分野において有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１  液体吐出装置
２  液体供給部
３  タンク
４  液体
９  制御部
１１  吐出ヘッド
１２  液体貯留部
１３  ノズル
１３ａ  液体保持面
１３ｂ  受け部
１４  カメラ
１５  判定部
２１  貯留室
２１ａ  貯留空間
２３  ピストン
２３ａ  接触部
２４  液体導入孔
２５  吐出口
【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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