(57)【要約】【課題】流入路と流出路とが液室に接続された液体吐出装置において、液体を短い周期で吐出可能な技術を提供する。【解決手段】液体吐出装置は、液体を吐出するためのノズルに連通する液室と、液室に接続された流入路と、流入路に液体を供給する液体供給部と、液室に接続され、液室から液体を流出させる流出路と、液室内でノズルに向かって往復移動することによりノズルから液体を吐出させる移動体と、移動体を往復移動させるアクチュエーターと、を備える。少なくとも移動体が往復移動することによって液体がノズルから連続的に吐出されている吐出状態において、流出路の流路抵抗が、流入路の流路抵抗よりも大きい。【選択図】図１
2018103137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出装置であって、
液体を吐出するためのノズルに連通する液室と、
前記液室に接続された流入路と、
前記流入路に前記液体を供給する液体供給部と、
前記液室に接続され、前記液室から前記液体を流出させる流出路と、
前記液室内で前記ノズルに向かって往復移動することにより前記ノズルから前記液体を吐出させる移動体と、
前記移動体を往復移動させるアクチュエーターと、
を備え、
少なくとも、前記移動体が往復移動することによって前記液体が前記ノズルから連続的に吐出されている吐出状態において、前記流出路の流路抵抗が、前記流入路の流路抵抗よりも大きい、液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出装置であって、
前記流入路および前記流出路の少なくとも一方の流路抵抗を変更可能な変更機構を備え、
前記変更機構を制御して、前記吐出状態における前記流出路の流路抵抗を前記流入路の流路抵抗よりも大きくする制御部を備える、液体吐出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、前記変更機構を制御して、前記移動体が前記ノズルを閉塞した状態で待機している待機状態における前記流出路の流路抵抗を、前記吐出状態における前記流出路の流路抵抗よりも小さくする、液体吐出装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の液体吐出装置であって、
前記変更機構は、前記流入路および前記流出路の少なくとも一方の、少なくとも一部の流路断面積を変更することにより、前記流路抵抗の変更を行う、液体吐出装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、
前記流出路に流出した前記液体を、前記液体供給部に再供給するための循環路を備える、液体吐出装置。
【請求項６】
液体吐出装置を制御する方法であって、
前記液体吐出装置は、
液体を吐出するためのノズルに連通する液室と、
前記液室に接続された流入路と、
前記流入路に前記液体を供給する液体供給部と、
前記液室に接続され、前記液室から前記液体を流出させる流出路と、
前記液室内で前記ノズルに向かって往復移動することにより前記ノズルから前記液体を吐出させる移動体と、
前記移動体を往復移動させるアクチュエーターと、
前記流入路および前記流出路の少なくとも一方の流路抵抗を変更可能な変更機構と、を備え、
前記変更機構を制御して、前記移動体が往復移動することによって前記液体が前記ノズルから連続的に吐出されている吐出状態における前記流出路の流路抵抗を前記流入路の流路抵抗よりも大きくする、方法。
【請求項７】
液体吐出装置を制御するためのコンピュータープログラムであって、
前記液体吐出装置は、
液体を吐出するためのノズルに連通する液室と、
前記液室に接続された流入路と、
前記流入路に前記液体を供給する液体供給部と、
前記液室に接続され、前記液室から前記液体を流出させる流出路と、
前記液室内で前記ノズルに向かって往復移動することにより前記ノズルから前記液体を吐出させる移動体と、
前記移動体を往復移動させるアクチュエーターと、
前記流入路および前記流出路の少なくとも一方の流路抵抗を変更可能な変更機構と、を備え、
前記変更機構を制御して、前記移動体が往復移動することによって前記液体が前記ノズルから連続的に吐出されている吐出状態における前記流出路の流路抵抗を前記流入路の流路抵抗よりも大きくする機能をコンピューターに実現させるコンピュータープログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に記載の液体吐出装置では、液体中の固体粒子がノズル付近に沈降することを抑制するため、ノズルに連通する液室に、流入路と流出路とを接続し、これら流入路と流出路とを通じて液室に液体を絶えず循環させて供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９２９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された液体吐出装置では、液室内に配置されたロッドが下降することによってノズルが閉塞され、ロッドが上昇することでノズルが開放されて液体が吐出される。しかし、特許文献１では、例えば、液体を短い周期で吐出することについては考慮されていない。そのため、流入路と流出路とが液室に接続された液体吐出装置において、液体を短い周期で吐出可能な技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、液体吐出装置が提供される。この液体吐出装置は、液体を吐出するためのノズルに連通する液室と；前記液室に接続された流入路と；前記流入路に前記液体を供給する液体供給部と；前記液室に接続され、前記液室から前記液体を流出させる流出路と；前記液室内で前記ノズルに向かって往復移動することにより前記ノズルから前記液体を吐出させる移動体と；前記移動体を往復移動させるアクチュエーターと；を備え、少なくとも、前記移動体が往復移動することによって前記液体が前記ノズルから連続的に吐出されている吐出状態において、前記流出路の流路抵抗が、前記流入路の流路抵抗よりも大きいことを特徴とする。このような形態の液体吐出装置であれば、少なくとも移動体が往復移動することによって液体がノズルから連続的に吐出されている状態において、流出路の流路抵抗が、流入路の流路抵抗よりも大きいので、ノズルへの液体の補充を迅速に行うことができる。この結果、液体を短い周期で吐出させることが可能になる。
【０００７】
（２）上記形態の液体吐出装置において、前記流入路および前記流出路の少なくとも一方の流路抵抗を変更可能な変更機構を備え、前記変更機構を制御して、前記吐出状態における前記流出路の流路抵抗を前記流入路の流路抵抗よりも大きくする制御部を備えてもよい。このような構成の液体吐出装置であれば、流入路および流出路の少なくとも一方の流路抵抗を動的に変更することができる。
【０００８】
（３）上記形態の液体吐出装置において、前記制御部は、前記変更機構を制御して、前記移動体が前記ノズルを閉塞した状態で待機している待機状態における前記流出路の流路抵抗を、前記吐出状態における前記流出路の流路抵抗よりも小さくしてもよい。このような形態の液体吐出装置であれば、液体を吐出しない待機状態において、液室から流出路に液体が流れやすくなる。そのため、液体中の沈降成分がノズル付近に沈降あるいは堆積することを抑制できる。
【０００９】
（４）上記形態の液体吐出装置において、前記変更機構は、前記流入路および前記流出路の少なくとも一方の、少なくとも一部の流路断面積を変更することにより、前記流路抵抗の変更を行ってもよい。このような形態であれば、容易に流路抵抗を変更することができる。
【００１０】
（５）上記形態の液体吐出装置において、前記流出路に流出した前記液体を、前記液体供給部に再供給する循環路を備えてもよい。このような形態の液体吐出装置であれば、液体を効率的に利用することができる。
【００１１】
本発明は、液体吐出装置としての形態以外にも、種々の形態で実現することが可能である。例えば、液体吐出装置を制御する方法や、液体吐出装置を制御するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムが記録された一次的でない有形な記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における液体吐出装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】流路抵抗変更処理のフローチャートである。
【図４】第２実施形態における液体吐出装置の概略構成を示す説明図である。
【図５】第３実施形態における液体吐出装置の概略構成を示す説明図である。
【図６】第８実施形態における液体吐出装置の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態における液体吐出装置１００の概略構成を示す説明図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。本実施形態の液体吐出装置１００は、液体ＬＭを吐出可能なディスペンサーである。本実施形態の液体吐出装置１００は、原材料である液体ＬＭを造形ステージ１５０に向かって吐出して平面状の断面体を形成し、その断面体を複数積層することで立体物を製造することができる。つまり、液体吐出装置１００は、三次元造形装置として機能することが可能である。以下の説明において、「下」とは、重力方向を意味し、「上」とは、重力方向と反対の方向を意味する。
【００１４】
本実施形態において用いられる液体ＬＭは、例えば、粉末材料と溶媒とを含む流動性組成物である。粉末材料は、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つ以上含む合金粉末（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）、または、単体粉末や合金粉末から選択される１種または２種以上を組み合わせた混合粉末でもよい。その他、粉末材料は、酸化チタンなどの無機顔料や、パール顔料でもよい。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。
【００１５】
液体ＬＭは、上記の粉末材料と溶媒に、バインダーを混合してスラリー状、あるいは、ペースト状にした混合材料であってもよい。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。液体ＬＭは、上記の粉末材料を含むものに限定されず、例えば、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。液体ＬＭは、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ＬＭの構成材料に特に限定はなく、上記金属以外の金属やセラミックス、樹脂等を採用可能である。また、液体ＬＭには、焼結助剤が含まれていてもよい。液体ＬＭの粘度範囲は、例えば、１００ｍＰａ・ｓから２００００ｍＰａ・ｓである。
【００１６】
造形ステージ１５０は、移動機構１５５によって移動可能である。移動機構１５５は、造形ステージ１５０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。造形ステージ１５０は、移動機構１５５によって、液体ＬＭが吐出される吐出部１１０に対して相対的に水平方向および鉛直方向に移動する。移動機構１５５による造形ステージ１５０の移動は、制御部１０１によって制御される。なお、他の実施形態においては、造形ステージ１５０が固定され、吐出部１１０が造形ステージ１５０に対して移動するように構成されていてもよい。
【００１７】
エネルギー付与部１６０は、造形ステージ１５０上に吐出された液体ＬＭ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１６０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、光エネルギーを液体ＬＭに付与する。エネルギー付与部１６０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液体ＬＭ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１６０は、造形ステージ１５０における液体ＬＭの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、液体ＬＭ中の材料粉末を焼結させる。あるいは、液体ＬＭ中の材料粉末をいったん溶融させた後に固化させる。なお、エネルギー付与部１６０は、レーザー装置に限らず、液体ＬＭの特性に応じて、紫外線照射装置などの他の装置によって構成してもよい。
【００１８】
上記のように本実施形態の液体吐出装置１００は、造形ステージ１５０、移動機構１５５およびエネルギー付与部１６０を備えている。しかし、他の実施形態では、造形対象物の形態に応じて、造形ステージ１５０や移動機構１５５を省略してもよい。また、液体ＬＭの種類によっては、エネルギー付与部１６０を省略してもよい。
【００１９】
本実施形態の液体吐出装置１００は、吐出部１１０と、流入路１４０と、液体供給部１４１と、流出路１４３とを備えている。吐出部１１０は、ノズル１１５に連通する液室１１２と、移動体１２０と、アクチュエーター１２１とを備えている。また、本実施形態の液体吐出装置１００は、変更機構１４７と、制御部１０１と、循環路１４６と、を備えている。液体供給部１４１としては、液体ＬＭを圧送して供給可能な種々の装置が適用可能であり、例えば、ギアポンプやベーンポンプなどのポンプを用いることができる。
【００２０】
制御部１０１は、液体吐出装置１００の全体の動作を制御する。制御部１０１は、ＣＰＵ１０２およびメモリー１０３を含む制御用コンピューターとして構成されており、更に、駆動回路１０４を備えている。ＣＰＵ１０２は、メモリー１０３に記憶されたコンピュータープログラムに基づき、後述する流路抵抗変更処理を実行する。コンピュータープログラムは、例えば、ハードディスクやフラッシュメモリー、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの各種の記録媒体に記録されていてもよい。駆動回路１０４は、後述するアクチュエーター１２１や変更機構１４７を駆動するための波形発生器や電力増幅器を含む。
【００２１】
制御部１０１には、コンピューター２００が接続されている。制御部１０１は、コンピューター２００から、立体物を製造するためのデータＭＤを受信する。当該データＭＤには、立体物の高さ方向に積み重ねられる各層における液体ＬＭの吐出位置を表すデータが含まれている。制御部１０１は、データＭＤを、コンピューター２００からではなく、ネットワークや記録媒体を介して直接的に取得してもよい。
【００２２】
吐出部１１０は、制御部１０１の制御下において液体ＬＭを吐出する。吐出部１１０は、略円筒状の金属製中空容器であり、吐出部１１０内は、液室１１２と駆動室１１３とに区画されている。駆動室１１３は、液室１１２の上側に位置している。
【００２３】
液室１１２は、液体ＬＭを吐出するためのノズル１１５に連通している。液室１１２は、図２に示すように、略円筒状の内側壁１１６を有する。本実施形態では、ノズル１１５は、液室１１２の底壁を重力方向に貫通して吐出部１１０の鉛直下方の空間に開口する貫通孔として形成されている。ノズル１１５の開口径は、例えば、５〜１００μｍである。液室１１２内のノズル１１５の周囲には、内側壁１１６からノズル１１５に向かって下方に傾斜した内壁１１８が備えられている。
【００２４】
吐出部１１０内には、液室１１２と駆動室１１３とに亘って移動体１２０が備えられている。移動体１２０は、液室１１２内においてノズル１１５に向かって往復移動することによりノズル１１５から液体を吐出させる。移動体１２０は、略円柱状の金属部材であり、液室１１２内に位置する先端部が略半球状の形成されている。移動体１２０は、ノズル１１５の周囲の内壁１１８に、半球状の先端部が接触（衝突）することにより、ノズル１１５内の液体ＬＭを外部空間に吐出させる。なお、ノズル１１５が、液室１１２に向けて段階的あるいは連続的に径が大きくなるようなノズルの場合、ノズル内の壁（段差を含む）に移動体１２０の先端部が接触して、液体ＬＭを外部空間に吐出させてもよい。移動体１２０は、液室１１２と駆動室１１３とを連通する貫通孔１１４を通る。液室１１２側の貫通孔１１４の周囲には、液室１１２から駆動室１１３に液体ＬＭが漏洩することを抑制するための円環状のシール部材１１７が配置されている。なお、移動体のことを、「ロッド」あるいは「ピストン」と呼ぶことも可能である。
【００２５】
駆動室１１３には、移動体１２０を往復移動させるためのアクチュエーター１２１が収容されている。本実施形態では、アクチュエーター１２１は、圧電素子であるピエゾ素子１２２と付勢部材１２３とによって構成されている。
【００２６】
ピエゾ素子１２２は、複数の圧電材料が積層された構成を有しており、制御部１０１によって、各圧電材料へ電圧が印加されることによって、その積層方向に長さが変化する。ピエゾ素子１２２の上端部は駆動室１１３の上壁面に固定されており、下端部は移動体１２０の上端部に接触している。ピエゾ素子１２２が伸長して最も長くなった状態では、移動体１２０の先端部がノズル１１５の周囲の内壁１１８に気密に線接触して、ノズル１１５を閉塞する。
【００２７】
付勢部材１２３は、例えば、弦巻ばねによって構成され、移動体１２０を上方に向かって付勢する。ピエゾ素子１２２が収縮するときには、移動体１２０は、付勢部材１２３の付勢力によって、ピエゾ素子１２２の下端部に追従して上方に移動する。本実施形態では、移動体１２０が往復移動する距離、つまり、ピエゾ素子１２２が伸縮する長さは、例えば、５０〜１００μｍである。
【００２８】
吐出部１１０における液体ＬＭの吐出動作を説明する。液体吐出装置１００の作動中、つまり、電源がＯＮされている状態においては、通常、ノズル１１５から液体ＬＭが流出しないように、ピエゾ素子１２２は最も長く伸長させた状態にされ、移動体１２０の先端部によってノズル１１５が閉塞された状態が維持される。液体ＬＭの吐出を開始するタイミングが到来したときには、ピエゾ素子１２２が一時的に収縮状態にされることによって、移動体１２０が上方に移動し、ノズル１１５が開放される。これによって、液室１１２では、液体供給部１４１によって付与されている圧力により、ノズル１１５に液体ＬＭが充填される。
【００２９】
その後、所定の微小時間経過した後に、再び、ピエゾ素子１２２が伸長状態に戻されることによって、移動体１２０が下方に移動し、移動体１２０によって、液室１１２の液体ＬＭがノズル１１５から押し出されて吐出されるとともに、移動体１２０の先端部がノズル１１５の周囲の内壁１１８に接触してノズル１１５が閉塞される。液体ＬＭがノズル１１５から吐出された後、移動体１２０が再び上方に移動すると、ノズル１１５の先端から空気がノズル１１５の後端付近まで進入する。そのため、ノズル１１５内の流路抵抗はほぼゼロとなり、液体ＬＭは、流出路１４３よりもノズル１１５に流れやすくなって、ノズル１１５に液体ＬＭが速やかに補充される。
【００３０】
このように、本実施形態の吐出部１１０では、ピエゾ素子１２２の伸縮に伴う移動体１２０のピストン運動によって、ノズル１１５から液体ＬＭが液滴状に吐出される。なお、以下では、液体吐出装置１００の作動中において、移動体１２０が往復移動している状態、より具体的には、移動体１２０が往復移動することによって液体ＬＭが連続的に吐出されている状態のことを、「吐出状態」という。「往復移動」とは、移動体１２０が下方に移動している状態と、移動体１２０が上方に移動している状態と、移動体１２０の移動方向が下方から上方、または、上方から下方に切り替わるまでの間に一時的に停止している状態とを含む。また、「連続的に吐出」とは、液体ＬＭが液滴状に吐出される場合には、複数の液滴状の液体ＬＭが次々に吐出される状態をいう。また、液体ＬＭが繋がった状態で吐出される場合には、液体ＬＭが切れ目なく吐出される状態をいう。なお、本実施形態では、液体ＬＭは、ノズル１１５から液滴状に吐出される。一方、液体吐出装置１００の作動中において、移動体１２０がノズル１１５を閉塞した状態で待機している状態、より詳しくは、移動体１２０がノズル１１５の周囲の内壁１１８に接触して液体ＬＭの吐出を停止させている状態のことを、「待機状態」という。
【００３１】
液室１１２には、流入路１４０と流出路１４３とが接続されている。流入路１４０は、液室１１２に液体ＬＭを供給するための管状の流路である。流入路１４０の上流には、供給タンク１４２から供給された液体を流入路１４０内に圧送する液体供給部１４１が接続されている。流出路１４３は、液室１１２から液体を流出させる管状の流路である。流出路１４３の下流には、排出タンク１４４が配置されている。液室１１２から流出路１４３に流出した液体は、排出タンク１４４に一時的に貯留される。本実施形態では、液体吐出装置１００が作動している状態では、その動作状態が吐出状態か待機状態かにかかわらず、液室１１２内には常に流入路１４０から液体ＬＭが供給され、流出路１４３から常に液体ＬＭが流出する。
【００３２】
本実施形態の液体吐出装置１００は、流出路１４３に流出した液体を、液体供給部１４１に再供給するための循環路１４６を備えている。排出タンク１４４に貯留された液体ＬＭは、循環ポンプ１４５によって吸引され、循環路１４６を通じて供給タンク１４２に戻され、再び液体供給部１４１に供給される。なお、他の実施形態では、例えば、循環路１４６および循環ポンプ１４５を省略し、液体ＬＭを循環させない態様であってもよい。また、例えば、循環路１４６中に、濃度調整タンクを備え、濃度調整タンクにおいて、循環させた液体ＬＭに溶媒を追加して濃度を最適な濃度に調整することとしてもよい。
【００３３】
本実施形態における流入路１４０は、予め定められた流路抵抗Ｒｉを有する。これに対して、本実施形態における流出路１４３は、可変の流路抵抗Ｒｏを有する。本実施形態の液体吐出装置１００は、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを変更するための変更機構１４７を備えている。本実施形態では、変更機構１４７は、流出路１４３の管壁の一部を構成する可撓性のダイアフラム１４８と、流出路１４３の内部に向かってダイアフラム１４８を押圧可能なピエゾ素子１４９とを備える。ピエゾ素子１４９は、制御部１０１によって駆動制御される。ピエゾ素子１４９が伸張すると、ダイアフラム１４８が流出路１４３の内部に向かって押され、流出路１４３の一部の流路断面積が小さくなる。そうすると、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏが大きくなる。一方、ピエゾ素子１４９が縮むと、流出路１４３の一部の流路断面積が大きくなり、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏが小さくなる。流出路１４３の流路抵抗Ｒｏは、少なくとも移動体１２０が往復移動している状態、つまり、少なくとも液体吐出装置１００の動作状態が吐出状態において、流入路１４０の流路抵抗Ｒｉよりも大きい。
【００３４】
図３は、液体吐出装置１００によって実行される流路抵抗変更処理のフローチャートである。この流路抵抗変更処理は、液体吐出装置１００を制御する方法として、液体吐出装置１００の作動中、制御部１０１がメモリーに記憶された制御プログラムに基づき常時実行する処理である。この流路抵抗変更処理は、造形対象物を製造するための処理とは並行して実行される。造形対象物を製造するための処理とは、例えば、ノズル１１５から液体ＬＭを吐出するタイミングを制御するための処理や、造形ステージ１５０を移動させるための処理である。
【００３５】
流路抵抗変更処理が実行されると、制御部１０１は、液体吐出装置１００の動作状態が吐出状態であるか待機状態であるかを判断する（ステップＳ１０）。液体吐出装置１００の動作状態が吐出状態であれば、制御部１０１は、変更機構１４７を制御して、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを、流入路１４０の流路抵抗Ｒｉよりも大きくする（ステップＳ２０）。流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを流入路１４０の流路抵抗Ｒｉよりも大きくすれば、液室１１２から流出路１４３に液体ＬＭが流れにくくなる。一方、液体吐出装置１００の動作状態が待機状態であれば、制御部１０１は、変更機構１４７を制御して、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを、吐出状態における流出路１４３の流路抵抗Ｒｏよりも小さくする（ステップＳ３０）。
【００３６】
以上で説明した本実施形態の液体吐出装置１００によれば、吐出状態において、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを、流入路１４０の流路抵抗Ｒｉよりも大きくするので、吐出状態における液室１１２内の圧力を高めることができる。そのため、液体ＬＭ中の沈降成分（粉末成分）が沈降あるいは堆積することを抑制しつつ、液室１１２からノズル１１５への液体ＬＭの補充を迅速に行うことができ、液体ＬＭを短い周期で吐出させることが可能になる。この結果、造形対象物の製造時間を短縮することや、造形対象物の造形精度（造形解像度）を向上させることが可能になる。なお、短い周期とは、例えば、液体ＬＭの粘度が１００ｍＰａ・ｓの場合に１ｋＨｚ以上であり、液体ＬＭの粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以上の場合に１００Ｈｚ以上である。
【００３７】
また、本実施形態では、待機状態における流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを、吐出状態における流出路１４３の流路抵抗Ｒｏよりも小さくするので、待機状態において、液室１１２から流出路１４３に液体ＬＭが流れやすくなる。そのため、待機状態において、液室１１２内のノズル１１５付近に、液体ＬＭ中の沈降成分が沈降あるいは堆積することをより効果的に抑制できる。なお、本実施形態では、待機状態における流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを吐出状態における流出路１４３の流路抵抗Ｒｏよりも小さくしたが、待機状態における流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを、流入路１４０の流路抵抗Ｒｉ以下としてもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、制御部１０１が、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを変更機構１４７によって変更するので、上記のように、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを動的に変更することができる。従って、液体吐出装置１００の動作状態に応じて、液体ＬＭの流れ具合を良好に制御することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、変更機構１４７によって流出路１４３の一部の流路断面積を変更することによって流路抵抗Ｒｏを変更するため、容易に流路抵抗Ｒｏを変更することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、液体吐出装置１００は、循環路１４６を備えており、流出路１４３から流出した液体ＬＭを再利用することができるので、液体ＬＭを効率的に利用することができる。
【００４１】
Ｂ．第２実施形態：
図４は、第２実施形態における液体吐出装置１００ａの概略構成を示す説明図である。上記第１実施形態の液体吐出装置１００は、流出路１４３の流路抵抗を変更可能な変更機構１４７を備えている。これに対して、第２実施形態の液体吐出装置１００ａは、流入路１４０の流路抵抗を変更可能な変更機構１４７を備えている。本実施形態では、流入路１４０に設けられた変更機構１４７によって流入路１４０の一部の流路断面積を変更することにより、流入路１４０の流路抵抗Ｒｉを、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏよりも小さくすることが可能になっている。このような構成によっても、第１実施形態と同様に、少なくとも吐出状態において、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを、流入路１４０の流路抵抗Ｒｉよりも大きくすることができる。
【００４２】
Ｃ．第３実施形態：
図５は、第３実施形態における液体吐出装置１００ｂの概略構成を示す説明図である。上記第１実施形態の液体吐出装置１００は、流出路１４３の流路抵抗を変更可能な変更機構１４７を備えている。また、第２実施形態の液体吐出装置１００ａは、流入路１４０の流路抵抗を変更可能な変更機構１４７を備えている。これらに対して、本実施形態の液体吐出装置１００ｂは、流出路１４３と流入路１４０の両方を変更可能な変更機構１４７を備えている。より具体的には、本実施形態の変更機構１４７は、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを変更するためのダイアフラム１４８ａとピエゾ素子１４９ａとを備えるとともに、流入路１４０の流路抵抗Ｒｉを変更するためのダイアフラム１４８ｂとピエゾ素子１４９ｂとを備えている。つまり、本実施形態における変更機構１４７は、流出路１４３側に設けられた変更機構と、流入路１４０側に設けられた変更機構とを含む。このような構成によっても、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏと流入路１４０の流路抵抗Ｒｉの両方を変更することにより、少なくとも吐出状態において、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを、流入路１４０の流路抵抗Ｒｉよりも大きくすることができる。
【００４３】
Ｄ．第４実施形態：
上記第１〜３実施形態では、流出路１４３や流入路１４０の一部の流路断面積を変化させることによって、これらの流路抵抗を変更している。これに対して、流出路１４３全体あるいは流入路１４０全体の流路断面積を変化させることによって、流出路１４３や流入路１４０の流路抵抗を変更してもよい。流路全体の流路断面積を変化させるためには、例えば、太さ（流路断面積）の異なる複数系統の流路を用意しておき、制御部１０１が、液体ＬＭを流す流路をそれら複数系統の流路から切替弁等により選択することによって流路断面積を変化させることができる。
【００４４】
Ｅ．第５実施形態：
上記第１〜３実施形態では、流出路１４３や流入路１４０の一部の流路断面積を変化させることによって、これらの流路抵抗を変更している。これに対して、流出路１４３や流入路１４０の長さを変化させることによって流路抵抗を変更してもよい。流出路１４３や流入路１４０の長さを長くすれば、それだけ流路抵抗は大きくなる。流路（流出路１４３や流入路１４０）の長さを変化させるためには、例えば、伸縮可能な管により流路を構成してもよい。その他、長さの異なる複数系統の流路を用意しておき、制御部１０１が、液体ＬＭを流す流路をそれら複数系統の流路から切替弁等により選択することによって流路の長さを変化させてもよい。それ以外にも、例えば、管摩擦係数の異なる複数系統の流路を用意し、制御部１０１が、液体ＬＭを流す流路をそれら複数系統の流路から切替弁等により選択することによって流路抵抗の変更を行ってもよい。
【００４５】
Ｆ．第６実施形態：
上記実施形態では、変更機構１４７は、ダイアフラム１４８とピエゾ素子１４９によって構成されている。これに対して、変更機構１４７は、流出路１４３あるいは流入路１４０の流路抵抗を変更可能であればどのような機構であってもよい。例えば、シェアモード型圧電素子を用いて流路断面積を変更させることにより、流出路１４３あるいは流入路１４０の流路抵抗を変更してもよい。その他、例えば、管壁に形成された貫通孔を通じて流路内に突出可能な凸部を流出路１４３や流入路１４０に設け、その凸部の突出状態を制御部１０１が制御することにより、流出路１４３あるいは流入路１４０の流路抵抗を変更してもよい。
【００４６】
Ｇ．第７実施形態：
上記実施形態では、吐出部１１０は、移動体１２０を往復移動させるアクチュエーター１２１としてピエゾ素子１２２を備えている。これに対して、吐出部１１０は、移動体１２０を往復移動させられるのであれば、どのようなアクチュエーターを備えていてもよい。例えば、圧縮空気やソレノイド、モーターなどによって移動体１２０を往復移動させるアクチュエーターでもよい。
【００４７】
Ｈ．第８実施形態：
図６は、第８実施形態における液体吐出装置１００ｃの概略構成を示す説明図である。上記各実施形態では、変更機構１４７によって流出路１４３および流入路１４０の少なくとも一方の流路抵抗を変化させることにより、少なくとも吐出状態において、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏを、流入路１４０の流路抵抗Ｒｉよりも大きくしている。これに対して、第８実施形態の液体吐出装置１００ｃは、変更機構１４７を備えていない。そして、流出路１４３が、流入路１４０の流路抵抗Ｒｉよりも大きな流路抵抗Ｒｏを有するように予め形成されている。つまり本実施形態では、液体吐出装置１００の動作状態にかかわらず、流出路１４３の流路抵抗Ｒｏが、常に、流入路１４０の流路抵抗Ｒｉよりも大きい。このような構成によっても、少なくとも吐出状態において、流出路１４３の流路抵抗Ｒｉが、流入路１４０の流路抵抗Ｒｉよりも大きくなる。なお、本実施形態では、制御部１０１は、変更機構１４７を制御するための機能を備えていない。
【００４８】
本発明は、上述の実施形態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】
【００４９】
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…液体吐出装置、１０１…制御部、１０２…ＣＰＵ、１０３…メモリー、１０４…駆動回路、１１０…吐出部、１１２…液室、１１３…駆動室、１１４…貫通孔、１１５…ノズル、１１６…内側壁、１１７…シール部材、１１８…内壁、１２０…移動体、１２１…アクチュエーター、１２２…ピエゾ素子、１２３…付勢部材、１４０…流入路、１４１…液体供給部、１４２…供給タンク、１４３…流出路、１４４…排出タンク、１４５…循環ポンプ、１４６…循環路、１４７…変更機構、１４８，１４８ａ，１４８ｂ…ダイアフラム、１４９，１４９ａ，１４９ｂ…ピエゾ素子、１５０…造形ステージ、１５５…移動機構、１６０…エネルギー付与部、２００…コンピューター、ＬＭ…液体、ＭＤ…データ
【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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