(57)【要約】【課題】吐出された液体の一部が吐出口の周縁部に戻って付着することを抑制できる技術を提供する。【解決手段】液体吐出装置は、液体を吐出する吐出口を有する吐出部を備える。前記吐出部には、前記吐出口に対して、前記吐出口から前記液体が吐出される吐出方向に離間した位置において、前記吐出方向に見たときに前記吐出口と重なるように開口している開口部を有する開口部材が取付けられている。前記貫通孔には、前記吐出口から前記液体が吐出されたときに、前記吐出口から延びている前記液体の後端側部分が通る。【選択図】図１
2017177337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出装置であって、
液体を吐出する吐出口を有する吐出部を備え、
前記吐出部には、前記吐出口に対して、前記吐出口から前記液体が吐出される吐出方向に離間した位置において、前記吐出方向に見たときに前記吐出口と重なるように開口している開口部を有する開口部材が取付けられており、
前記開口部には、前記吐出口から前記液体が吐出されたときに、前記吐出口から延びている前記液体の後端側部分が通る、液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１記載の液体吐出装置であって、
前記吐出部は、前記吐出口が連通し、前記液体を収容している収容室と、前記収容室の前記液体を前記吐出口から吐出させる吐出機構と、を備え、
前記吐出機構は、前記収容室内において、前記吐出口から離間した第１位置と、前記吐出口の周縁部に接触して前記吐出口を塞ぐ第２位置と、の間を往復移動する弁体と、前記弁体に前記往復移動のための駆動力を付与する駆動部と、を備え、前記弁体を、前記第１位置から前記第２位置に移動させることによって、前記収容室内の前記液体を前記吐出口へと押し出して吐出させる、液体吐出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の液体吐出装置であって、さらに、
前記開口部材の前記開口部の周縁部に付着している前記液体に外力を付与して、前記周縁部から移動させて除去するクリーニング機構を備える、液体吐出装置。
【請求項４】
請求項３記載の液体吐出装置であって、
前記クリーニング機構は、前記周縁部に付着している前記液体を拭き取るワイパー部を含む、液体吐出装置。
【請求項５】
請求項３記載の液体吐出装置であって、
前記クリーニング機構は、前記周縁部に付着している前記液体を吸引する吸引部を含む、液体吐出装置。
【請求項６】
請求項５記載の液体吐出装置であって、
前記吸引部は、少なくとも前記周縁部を封止するように配置される蓋部材を有し、前記蓋部材の内部に前記周縁部が封止されている状態において、前記蓋部材の内部を負圧にして、前記周縁部に付着されている前記液体を吸引する、液体吐出装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、
前記開口部材は、第１開口部材であり、
前記第１開口部材の前記開口部は、第１開口部であり、
前記第１開口部材と前記吐出部との間には第２開口部を有する第２開口部材が配置され、
前記第２開口部は、前記第１開口部材と前記吐出部とから前記吐出方向に離間した位置において開口しており、前記吐出方向に見たときに前記第１開口部に重なる、液体吐出装置。
【請求項８】
請求項７記載の液体吐出装置であって、
前記第１開口部材と前記第２開口部材の間において、前記第１開口部または前記第２開口部の周縁領域に付着している前記液体を前記周縁領域から離間するように誘導する誘導部を備える、液体吐出装置。
【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】
液体吐出装置の一態様としては、例えば、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プリンターなどがある。そうした液体吐出装置には、例えば、下記の特許文献１のように、弁体として機能するプランジャーロッドをピストン運動させることによって吐出口であるノズルから液体を吐出させるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２００８／１４６４６４号パンフレット
【特許文献２】特開平５−３０９３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液体吐出装置においては、インクジェットプリンターや３Ｄプリンターのように、吐出口から吐出された後に柱状または糸状に尾を引くような高い粘度を有する液体を吐出するものがある。そうした粘度が高い液体を用いる液体吐出装置においては、吐出後に尾を引いた部位が吐出口の方に引き戻され、吐出口を含む吐出口の周縁部に付着し、次の液体の吐出に悪影響を与える場合があるという新たな問題を本発明の発明者は見出した。
【０００５】
特許文献２には、洗浄液や乾燥用のエアーを吹き付けて、液体吐出装置のノズルに残留した液体を除去する洗浄装置が開示されている。しかしながら、特許文献２の技術では、塗布ノズルはロボットによってその洗浄装置まで運搬されているため、塗布ノズルの洗浄のためには、塗布ノズルからの液体の吐出処理を中断する必要があり、塗布ノズルの駆動可能時間が低減されてしまうという問題がある。
【０００６】
このように、液体吐出装置においては、吐出口の周縁部に吐出された液体の一部が戻って付着することを抑制し、液体の吐出不良の発生を抑制するという課題について改良の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
［１］本発明の第一の形態によれば、液体吐出装置が提供される。この液体吐出装置は、吐出部を備えてよい。前記吐出部は、液体を吐出する吐出口を有してよい。前記吐出部には、開口部材が取付けられてよい。前記開口部材は、前記吐出口に対して、前記吐出口から前記液体が吐出される吐出方向に離間した位置において、前記吐出方向に見たときに前記吐出口と重なるように開口している開口部を有してよい。前記吐出口から前記液体が吐出されたときに、前記吐出口から延びている前記液体の後端側部分が前記開口部を通ってよい。この形態の液体吐出装置によれば、吐出口から尾を引くように吐出された液体の後端側部分が吐出口の方に引き戻されることによって吐出口の周縁部に付着してしまうことを開口部材によって抑制することができ、液体の吐出不良の発生が抑制される。
【０００９】
［２］上記形態の液体吐出装置において、前記吐出部は、前記吐出口が連通し、前記液体を収容している収容室と、前記収容室の前記液体を前記吐出口から吐出させる吐出機構と、を備え、前記吐出機構は、前記収容室内において、前記吐出口から離間した第１位置と、前記吐出口の周縁部に接触して前記吐出口を塞ぐ第２位置との間を往復移動する弁体と、前記弁体に前記往復移動のための駆動力を付与する駆動部と、を備え、前記弁体を、前記第１位置から前記第２位置に移動させることによって、前記収容室内の前記液体を前記吐出口へと押し出して吐出させてよい。この形態の液体吐出装置によれば、弁体の単純な運動によって、液体の吐出を連続して高速に繰り返すことができる。また、開口部材によって、吐出された液体の一部が吐出口の方に戻って、その周縁部に付着してしまうことが抑制されるため、そうした液体の連続的な吐出動作が阻害されてしまうことが抑制される。
【００１０】
［３］上記形態の液体吐出装置は、さらに、前記開口部材の前記開口部の周縁部に付着している前記液体に外力を付与して、前記周縁部から移動させて除去するクリーニング機構を備えてよい。この形態の液体吐出装置によれば、開口部材に付着した液体に起因する液体の吐出不良の発生が抑制される。
【００１１】
［４］上記形態の液体吐出装置において、前記クリーニング機構は、前記周縁部に付着している前記液体を拭き取るワイパー部を含んでよい。この形態の液体吐出装置によれば、ワイパー部によって開口部材の開口部の周縁部から液体を除去することができ、開口部材に付着した液体に起因する液体の吐出不良の発生を抑制することができる。
【００１２】
［５］上記形態の液体吐出装置において、前記クリーニング機構は、前記周縁部に付着している前記液体を吸引する吸引部を含んでよい。この形態の液体吐出装置によれば、吸引部によって開口部材の開口部の周縁部から液体を除去することができ、開口部材に付着した液体に起因する液体の吐出不良の発生を抑制することができる。
【００１３】
［６］上記形態の液体吐出装置において、前記吸引部は、少なくとも前記周縁部を封止するように配置される蓋部材を有し、前記蓋部材の内部に前記周縁部が封止されている状態において、前記蓋部材の内部を負圧にして、前記周縁部に付着されている前記液体を吸引してよい。この形態の液体吐出装置によれば、開口部材の開口部の周縁部から液体をより確実に除去することができる。
【００１４】
［７］上記形態の液体吐出装置において、  前記開口部材は、第１開口部材であり、前記第１開口部材の前記開口部は、第１開口部であり、前記第１開口部材と前記吐出部との間には第２開口部を有する第２開口部材が配置され、前記第２開口部は、前記第１開口部材と前記吐出部とから前記吐出方向に離間した位置において開口しており、前記吐出方向に見たときに前記第１開口部に重なってよい。この形態の液体吐出装置によれば、吐出口の周縁部への液体の付着が、さらに抑制される。
【００１５】
［８］上記形態の液体吐出装置は、さらに、前記第１開口部材と前記第２開口部材の間において、前記第１開口部または前記第２開口部の周縁領域に付着している前記液体を前記周縁領域から離間するように誘導する誘導部を備えてよい。この液体吐出装置によれば、第１開口部または第２開口部の周縁領域に付着した液体に起因する液体の吐出不良の発生を抑制することができる。
【００１６】
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。
【００１７】
本発明は、液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、液体吐出装置に取付けられる開口部材や、その開口部材の製造装置、開口部材を備える液体吐出装置の製造方法、液体吐出装置への開口部材の取り付け方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の液体吐出装置の構成を示す概略図。
【図２】ヘッド部における液体材料の吐出動作を時系列で示す模式図。
【図３】ノズルからの吐出後にノズルに残留した液体材料の挙動の一例を示す模式図。
【図４】ノズルからの吐出後にノズルに残留した液体材料の挙動の他の例を示す模式図。
【図５】第２実施形態の液体吐出装置におけるクリーニング機構の構成を示す概略図。
【図６】第３実施形態の液体吐出装置におけるクリーニング機構の構成を示す概略図。
【図７】第４実施形態の液体吐出装置におけるヘッド本体部の構成を示す概略図。
【図８】第５実施形態の液体吐出装置におけるヘッド本体部の構成を示す概略図。
【図９】第６実施形態の液体吐出装置におけるヘッド本体部の構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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１００Ａの構成を示す概略図である。図１には、液体吐出装置１００Ａ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。矢印Ｇは、後に参照される各図においても、適宜、図示されている。
【００２０】
本実施形態の液体吐出装置１００Ａは、いわゆる３Ｄプリンターであり、原材料である液体材料ＬＭをヘッド部１１０から造形ステージ１５０に向かって吐出し、当該造形ステージ１５０上において当該液体材料ＬＭを固化させた層を積み重ねて立体物を作製する。液体吐出装置１００Ａは、前述のヘッド部１１０および造形ステージ１５０に加えて、制御部１０１と、液体供給部１４０と、移動機構１５５と、エネルギー付与部１６０と、を備えている。
【００２１】
制御部１０１は、液体吐出装置１００Ａの全体の動作を制御する。制御部１０１は、少なくとも、ＣＰＵ１０２と、メモリー１０３と、を備えるマイクロコンピューターによって構成される。ＣＰＵ１０２は、メモリー１０３にプログラムを読み出して実行することにより、種々の機能を発揮する。このプログラムは、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。
【００２２】
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、立体物を造形するためのデータ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材料ＬＭの吐出位置を表すデータが含まれている。制御部１０１は、当該データＭＤに基づいて、ヘッド部１１０に対して液体材料ＬＭの吐出を指令する信号を出力する。制御部１０１は、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データＭＤを取得してもよい。
【００２３】
ヘッド部１１０は、制御部１０１の制御下において液体材料ＬＭを吐出する。ヘッド部１１０は、中空容器であるヘッド本体部１１１を備える。ヘッド本体部１１１は、例えば、ステンレス鋼によって構成される。ヘッド本体部１１１の内部空間は、隔壁１１１ｓによって、第１室１１２と、第２室１１３と、に分けられている。第１室１１２は、ヘッド本体部１１１の下端に位置し、第２室１１３は、その上に位置する。第１室１１２は、供給口１１４を介して液体供給部１４０に接続されており、液体供給部１４０から供給される液体材料ＬＭを収容する。第１室１１２は、本発明における収容室の下位概念に相当する。液体材料ＬＭは、本発明における液体の下位概念に相当する。液体材料ＬＭについては後述する。
【００２４】
第１室１１２の底面１１２ｂ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は、液体材料ＬＭを外部に吐出するためのノズル１１５が設けられている。本実施形態では、ノズル１１５は、ヘッド本体部１１１の底壁部を重力方向に貫通する貫通孔として形成されており、第１室１１２に連通するとともに、ヘッド本体部１１１の底面１１１ｂにおいて、鉛直下方の領域に向かって開口している。本実施形態では、ノズル１１５から液体材料ＬＭが吐出される方向である吐出方向は、ノズル１１５の開口方向に一致するとともに、鉛直方向に一致する。ノズル１１５の開口径は、例えば、５〜１００μｍ程度であってよい。本実施形態では、ノズル１１５の開口径は、３０〜５０μｍ程度である。ヘッド本体部１１１が本発明の吐出部の下位概念に相当し、ノズル１１５が本発明における吐出口の下位概念に相当する。
【００２５】
ヘッド本体部１１１には、金属製の柱状の弁体１２０が、隔壁１１１ｓに設けられた貫通孔１１１ｈを介して第１室１１２と第２室１１３とに跨がって配置されている。弁体１２０は、ノズル１１５の中心軸ＮＸ上において、鉛直方向に沿って、その長手方向に往復移動可能なように配置されている。貫通孔１１１ｈには、第２室１１３への液体材料ＬＭの漏洩を抑制するための円環状のシール部材ＳＬが弁体１２０の周囲を囲むように配置されている。
【００２６】
第２室１１３には、弁体１２０を往復移動させるための駆動機構１２１が収容されている。ヘッド部１１０において、弁体１２０と駆動機構１２１とで構成される機構が、本発明における吐出機構の下位概念に相当する。本実施形態では、第２室１１３には、駆動機構１２１として、圧電素子であるピエゾ素子１２２と、付勢部材１２３と、が配置されている。
【００２７】
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、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１２２の上端部は第２室１１３の上壁面に固定されており、下端部は弁体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、弁体１２０の下端部（以下、「先端部」とも呼ぶ。）は、半球状の形状を有しており、ノズル１１５の周縁部の傾斜壁面に気密に線接触して、ノズル１１５を閉塞する。
【００２８】
付勢部材１２３は、例えば、弦巻ばねによって構成され、弁体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、弁体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、弁体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程度であるとしてもよい。
【００２９】
このように、弁体１２０は、ピエゾ素子１２２の伸縮に合わせて、弁体１２０がノズル１１５から離間したときの位置である第１位置と、その下端部がノズル１１５を閉塞するときの位置である第２位置との間を往復移動する。なお、本実施形態では、第１位置は、弁体１２０がノズル１１５から最も離間したときの位置である。駆動機構１２１を構成するピエゾ素子１２２と付勢部材１２３とが本発明における駆動部の下位概念に相当する。弁体１２０のピストン運動による液体材料ＬＭの吐出動作についての詳細は後述する。
【００３０】
本実施形態のヘッド本体部１１１の下方には、開口プレート１０が取付けられている。本実施形態では、開口プレート１０はステンレス鋼などの金属製の平板な板状部材によって構成される。開口プレート１０は、ヘッド本体部１１１の下端に設けられている保持部１１６によって保持されている。本実施形態では、保持部１１６は、直線状に延びる一対のレール状の構成を有している。より具体的には、保持部１１６は、ノズル１１５とは反対の方向に向かって水平に窪み、開口プレート１０の両端部を受け入れる溝状の凹部として構成されている。開口プレート１０は、その両端辺を対応する保持部１１６の凹部に挿入して奥方に滑り込ませることによってヘッド本体部１１１の下方に固定的に取付けられる。本実施形態では、開口プレート１０は、ヘッド本体部１１１の保持部１１６から任意に取り外すことができる。
【００３１】
開口プレート１０には、開口プレート１０を厚み方向に貫通する貫通孔１１が正円状の開口形状を有する開口部として設けられている。貫通孔１１は、開口プレート１０がヘッド本体部１１１に適正に取付けられた状態において、ノズル１１５の開口端部に対して、液体材料ＬＭの吐出方向である鉛直方向に所定の距離Ｄだけ離間した位置に位置する。距離Ｄは、ノズル１１５から吐出された液体材料ＬＭがノズル１１５から垂下して延びる長さよりも短い距離であることが望ましい。距離Ｄは、液体材料ＬＭの粘度や、１回の液体材料ＬＭの吐出において吐出される液体材料ＬＭの量に応じて予め実験的に決められればよい。距離Ｄは、例えば、１００〜２００μｍ程度であってもよい。
【００３２】
また、ヘッド本体部１１１を液体材料ＬＭの吐出方向に見たときに、開口プレート１０の貫通孔１１は、ノズル１１５と重なる位置に設けられている。貫通孔１１の開口径は、ノズル１１５の開口径に合わせて決められればよい。後述するように、ノズル１１５から液体材料ＬＭが吐出されたときには、ノズル１１５から延びている液体材料ＬＭの後端側の部分が貫通孔１１を通る。また、その後端側の部分がノズル１１５の方に戻ろうとしたときに、その後端側の部分が貫通孔１１の周縁部に付着する。開口プレート１０は本発明における開口部材の下位概念に相当する。また、開口プレート１０の貫通孔１１が本発明における開口部の下位概念に相当する。貫通孔１１を有する開口プレート１０の機能の詳細および構成の詳細については後述する。
【００３３】
液体供給部１４０は、制御部１０１の制御下において、ヘッド部１１０の第１室１１２に液体材料ＬＭを供給するとともに、ノズル１１５から液体材料ＬＭを吐出させるための圧力を第１室１１２の液体材料ＬＭに付与する。液体供給部１４０は、粘度調整タンク１４１と、溶媒供給タンク１４２と、加圧ポンプ１４３と、を備える。
【００３４】
粘度調整タンク１４１には、液体材料ＬＭが貯留されており、溶媒供給タンク１４２には、液体材料ＬＭの溶媒成分が貯留されている。粘度調整タンク１４１は、溶媒供給タンク１４２から溶媒の供給を受ける。粘度調整タンク１４１は、自身に貯留されている液体材料ＬＭと溶媒供給タンク１４２から供給される溶媒とを混合して、液体材料ＬＭの粘度を調整する。制御部１０１は、液体材料ＬＭが所定の粘度に保持されるように、溶媒供給タンク１４２からの溶媒の供給量を制御する。本実施形態では、粘度調整タンク１４１において、液体材料ＬＭの粘度が、５０ｍＰａ・ｓ以上になるように調整される。
【００３５】
粘度調整タンク１４１の液体材料ＬＭは、加圧ポンプ１４３の駆動によってヘッド部１１０の第１室１１２へと供給される。加圧ポンプ１４３による加圧によって、第１室１１２の液体材料ＬＭの圧力が高められている。これによって、上述したように、弁体１２０がノズル１１５を開放したときに、第１室１１２の液体材料ＬＭはノズル１１５に向かって流動する。
【００３６】
制御部１０１は、圧力計（図示は省略）によって、ヘッド部１１０における液体材料ＬＭの圧力を監視し、加圧ポンプ１４３が液体材料ＬＭに加える圧力をフィードバック制御する。これによって、ノズル１１５から流出する液体材料ＬＭの流速が調整される。液体材料ＬＭの流速は、液体材料ＬＭの粘度を考慮して決められることが望ましい。本実施形態では、制御部１０１は、ノズル１１５から吐出される液体材料ＬＭの流速が１０ｍ／秒〜２０ｍ／秒になるように、液体材料ＬＭの圧力を調整する。
【００３７】
造形ステージ１５０は、水平に延びる平板な板状部材によって構成され、ヘッド部１１０による液体材料ＬＭの吐出方向に位置している。本実施形態では、造形ステージ１５０は、ヘッド部１１０の鉛直下方に配置されている。造形ステージ１５０は、例えば、ヘッド本体部１１１に取付けられた開口プレート１０から鉛直下方に１．５〜３ｍｍ程度離れた位置に配置されていてよい。
【００３８】
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、両矢印Ｘ，Ｙによって示されているように、ヘッド部１１０に対して相対的に水平方向および鉛直方向に変位する。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、液体吐出装置１００Ａにおいては、造形ステージ１５０が固定され、ヘッド部１１０が造形ステージ１５０に対して変位するように構成されていてもよい。
【００３９】
エネルギー付与部１６０は、造形ステージ１５０に着弾した液体材料ＬＭの液滴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、光エネルギーを液滴に付与する。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１６０は、造形ステージ１５０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１５０上に固定される。
【００４０】
以上の構成により、本実施形態の液体吐出装置１００Ａは、ヘッド部１１０から液体材料ＬＭを吐出することによって立体物を作製する。なお、本実施形態において用いられる液体材料ＬＭは、粉末と溶媒とを含む流動性組成物である。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。
【００４１】
図２〜図５を、順次、参照して、ヘッド部１１０における液体材料ＬＭの吐出動作および開口プレート１０の機能を説明する。図２は、ヘッド部１１０における液体材料ＬＭの吐出動作を時系列で示す模式図示である。図２には、ノズル１１５から液体材料ＬＭを吐出するときのノズル１１５の近傍における状態が、状態Ａ〜Ｃとして、紙面の長手方向に順に示されている。
【００４２】
液体材料ＬＭを吐出しない待機状態では、ノズル１１５から液体材料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、弁体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（状態Ａ）。制御部１０１から液体材料ＬＭの吐出が指令されたときには、ピエゾ素子１２２が一時的に収縮状態にされて、弁体１２０が上方に移動してノズル１１５から離れ、ノズル１１５が開放される（状態Ｂ）。これによって、ヘッド本体部１１１の第１室１１２では、液体供給部１４０の加圧ポンプ１４３によって付与されている圧力を駆動力として、ノズル１１５に向かう液体材料ＬＭの流動が開始される。
【００４３】
その後、所定の保持時間ｔｈだけ、ピエゾ素子１２２を伸縮させてノズル１１５が開放された状態を維持する。保持時間ｔｈは、ノズル１１５と弁体１２０との間に液体材料ＬＭが充填されるための時間であり、１回の吐出でノズル１１５から吐出される液体材料ＬＭの量（吐出される液滴のサイズ）に応じて設定されればよい。保持時間ｔｈは、例えば、２００μｓ以下の微小な時間としてもよい。
【００４４】
保持時間ｔｈが経過した後に、再び、ピエゾ素子１２２を伸長状態に戻し、弁体１２０を下方に移動させて、第１室１１２の液体材料ＬＭをノズル１１５から押し出し、吐出させる（状態Ｃ）。ノズル１１５から流出した液体材料ＬＭは、その後端側部分ＬＭｒが鉛直方向に柱状、または糸状に延びてノズル１１５から垂下した状態で開口プレート１０の貫通孔１１を通過する。
【００４５】
ノズル１１５が弁体１２０によって閉塞されると、ノズル１１５からの液体材料ＬＭの流出が遮断されるため、ノズル１１５から垂下して延びていた液体材料ＬＭが重力の作用によって途切れて造形ステージ１５０に向かって落下する。以上のように、本実施形態のヘッド部１１０では、ピエゾ素子１２２の伸縮にともなう弁体１２０の瞬間的なピストン運動によって、ノズル１１５から液体材料ＬＭの液滴が吐出される。本実施形態の液体吐出装置１００は、上記のノズル１１５からの液体材料ＬＭの吐出動作を、例えば、数百Ｈｚ〜数ｋＨｚの周波数で繰り返し、実行する。
【００４６】
図３は、ノズル１１５からの吐出後にノズル１１５に残留した液体材料ＬＭの挙動の一例を示す模式図である。図３の上段には、比較例として開口プレート１０が取付けられていないときが例示されており、下段には、開口プレート１０が取付けられている状態のときが例示されている。
【００４７】
ヘッド部１１０における液体材料ＬＭの吐出動作においては、上記のように弁体１２０によってノズル１１５が閉塞されることによって、ノズル１１５から垂下している液体材料ＬＭが途切れて落下する。このとき、液体材料ＬＭの下方の先端側部分ＬＭｆのみが分離して落下し、液体材料ＬＭの後端側部分ＬＭｒがノズル１１５につながったまま垂下して残留してしまう場合がある（図３の上段）。
【００４８】
ノズル１１５に残留してしまった後端側部分ＬＭｒは、次の液体材料ＬＭの吐出の準備のために第１室１１２に生じる負圧によって、ノズル１１５の方に引き戻される。すると、次のノズル１１５からの液体材料ＬＭの吐出が開始される直前に、ノズル１１５を含むノズル１１５の周縁部に液体材料ＬＭが付着し、ノズル１１５の開口端部全体が、液体材料ＬＭによって外部から閉塞された状態となってしまう可能性がある。このような状態においては、ノズル１１５の出口に形成されるべき液体材料ＬＭのメニスカスが損なわれてしまい、ノズル１１５からの液体材料ＬＭの適切な吐出が阻害されてしまう可能性がある。また、ノズル１１５の出口を外部から覆うように付着した液体材料ＬＭの表面張力が、次のノズル１１５からの液体材料ＬＭの吐出を阻害する方向に働いてしまう可能性がある。
【００４９】
これに対して、本実施形態の液体吐出装置１００Ａでは、ヘッド本体部１１１に開口プレート１０が取付けられているため、そうした液体材料ＬＭの残留分によるノズル１１５の閉塞が次のように抑制される。ノズル１１５に残留している後端側部分ＬＭｒは、先端側部分ＬＭｆが分離したときの反作用によって生じた力や、液体材料ＬＭの吐出に伴うヘッド本体部１１１の微振動の影響などによって、水平方向に少なからず振り子状に揺動する。そのため、当該後端側部分ＬＭｒは、ノズル１１５の方に引き戻されて開口プレート１０の貫通孔１１を通過するときに、貫通孔１１の周縁部に接触して開口プレート１０に付着する（図３の下段）。これによって、後端側部分ＬＭｒを構成していた液体材料ＬＭがノズル１１５の方に戻ってしまうことが抑制され、ノズル１１５が、外部から戻った液体材料ＬＭによって閉塞されてしまうことが抑制される。従って、次のノズル１１５からの液体材料ＬＭの吐出が阻害されてしまうことが抑制される。
【００５０】
図４は、ノズル１１５からの吐出後にノズル１１５に残留した液体材料ＬＭの挙動の他の例を示す模式図である。液体材料ＬＭの吐出動作においては、液体材料ＬＭの粘度によっては、弁体１２０によってノズル１１５が閉塞された後に、液体材料ＬＭが途切れずにノズル１１５から液体材料ＬＭが垂下したままになってしまう吐出不良が発生する場合も少なからず考えられる。このような場合であっても、本実施形態の液体吐出装置１００Ａであれば、図３で説明したのと同様に、開口プレート１０によって、ノズル１１５から吐出された液体材料ＬＭがノズル１１５の方に戻ってしまうことが抑制される。従って、前のノズル１１５からの液体材料ＬＭの吐出不良の発生が、次のノズル１１５からの液体材料ＬＭの吐出に悪影響を及ぼしてしまうことが抑制される。
【００５１】
開口プレート１０における貫通孔１１の開口径は、ノズル１１５から吐出された液体材料ＬＭが開口プレート１０に干渉しないように、ノズル１１５の開口径と等しいか、あるいは、ノズル１１５の開口径よりも大きいことが望ましい。また、貫通孔１１の開口径は、ノズル１１５に引き戻される液体材料ＬＭが貫通孔１１の周縁部に付着できる程度にノズル１１５の開口径に近い値であることが望ましい。貫通孔１１の開口径は、ノズル１１５の開口径の１．５倍以下であるとしてもよい。あるいは、貫通孔１１の開口径は、ノズル１１５の開口径の１．３倍以下であってもよく、１．２倍以下の値であってもよい。本実施形態では、貫通孔１１の開口径は、３０〜５０μｍ程度である。
【００５２】
開口プレート１０の表面は、付着した液体材料ＬＭが濡れ広がってしまうことが抑制されるように、液体材料ＬＭの溶媒成分に対して撥液性を発揮するコーティング処理などの表面加工処理が施されていることが望ましい。これによって、開口プレート１０に付着した液体材料ＬＭが濡れ広がることによって、開口プレート１０の貫通孔１１が閉塞されてしまうことが抑制される。また、この構成によって、開口プレート１０に付着した液体材料ＬＭを容易に除去することが可能である。
【００５３】
開口プレート１０の貫通孔１１の開口径は、ノズル１１５から吐出された液体材料ＬＭの通過が阻害されないように、吐出される液体材料ＬＭの液滴のサイズに応じて調整されていることが望ましい。ノズル１１５から吐出される液滴のサイズは、液体材料ＬＭの粘度や、第１室１１２の液体材料ＬＭに付与される圧力の大きさによって決まる。従って、１００貫通孔１１の開口径が異なる複数の開口プレート１０を予め準備しておき、ノズル１１５から吐出させる液体材料ＬＭの液滴のサイズに合わせて、適宜、適切な開口径の貫通孔１１を有する開口プレート１０が選択して取付けられることが望ましい。
【００５４】
以上のように、本実施形態の液体吐出装置１００Ａによれば、開口プレート１０によって、ノズル１１５から吐出された液体材料ＬＭがノズル１１５の方に引き戻されてしまうことが抑制されており、液体材料ＬＭの吐出不良の発生が予防される。その他に、本実施形態の液体吐出装置１００Ａによれば、ノズル１１５の開口端部が開口プレート１０によって被覆されていることによって、外部からのノズル１１５内への異物の侵入が抑制される。また、ノズル１１５内の液体材料ＬＭの表面が外部の気流などに直接的に曝されてしまうことが抑制される。従って、ノズル１１５の下端において形成されている液体材料ＬＭのメニスカスが保護され、液体材料ＬＭの吐出不良の発生が抑制される。また、本実施形態の液体吐出装置１００Ａによれば、上述したように、開口プレート１０が取り外し可能である。そのため、開口プレート１０に液体材料ＬＭが付着してしまった場合でも、開口プレート１０を容易に交換することができ、開口プレート１０に液体材料ＬＭが付着することによる液体材料ＬＭの吐出不良の発生を抑制することができる。
【００５５】
B．第２実施形態：
図５は、本発明の第２実施形態における液体吐出装置１００Ｂが備えるクリーニング機構１７０の構成を説明するための概略図である。図５では、便宜上、第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂのうちのヘッド本体部１１１の下部とクリーニング機構１７０のみが図示されている。第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂは、クリーニング機構１７０を備えている点以外は、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａの構成とほぼ同じである。以下では、上記の第１実施形態と同じ、または、対応する構成部に対しては共通する符号を付して説明する。
【００５６】
クリーニング機構１７０は、制御部１０１の制御下において駆動し、開口プレート１０の貫通孔１１の周縁部に付着した液体材料ＬＭに外力を付与することによって、当該液体材料ＬＭを貫通孔１１の周縁部から移動させて除去する。クリーニング機構１７０は、ワイパー部１７１と、アーム部１７２と、駆動機構１７３と、を備える。
【００５７】
ワイパー部１７１は、その先端部を開口プレート１０の下面１０ｓに接触させた状態で、当該下面１０ｓに沿って移動することによって、当該下面１０ｓに付着している液体材料ＬＭを拭き取る。ワイパー部１７１は、その先端部が、例えば、ゴムなどの樹脂部材によって構成されてもよい。ワイパー部１７１の先端部は、液体材料ＬＭが付着しやすいように、開口プレート１０よりも液体材料ＬＭの溶媒成分に対する親液性が高い部材によって構成されていることが望ましい。
【００５８】
アーム部１７２は、その先端にワイパー部１７１を保持する棒状の支持部材である。駆動機構１７３は、アーム部１７２を伸縮させる駆動機構であり、例えば、ソレノイドや、ピエゾ素子などによって構成される。
【００５９】
クリーニング機構１７０は、駆動機構１７３がアーム部１７２を水平方向に伸縮させることによって、ワイパー部１７１を開口プレート１０の下方において往復移動させる。制御部１０１は、例えば、所定の回数の液体材料ＬＭの吐出が実行されたときなど、クリーニング機構１７０を定期的に駆動させて、開口プレート１０に付着した液体材料ＬＭを貫通孔１１の周縁部から除去する。
【００６０】
以上のように、第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂによれば、開口プレート１０に付着した液体材料ＬＭをクリーニング機構１７０によって拭き取ることができる。従って、開口プレート１０に付着した液体材料ＬＭに起因する液体材料ＬＭの吐出不良の発生が抑制される。その他に、第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂ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。
【００６１】
C．第３実施形態：
図６は、本発明の第３実施形態における液体吐出装置１００Ｃが備えるクリーニング機構１８０を説明するための概略図である。図６では、便宜上、第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃのうちのヘッド本体部１１１の下部とクリーニング機構１８０のみが図示されている。第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃは、クリーニング機構１８０を備えている点以外は、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａの構成とほぼ同じである。以下では、上記の第１実施形態と同じ、または、対応する構成部に対しては共通する符号を付して説明する。
【００６２】
クリーニング機構１８０は、制御部１０１の制御下において駆動し、開口プレート１０の貫通孔１１の周縁部に付着した液体材料ＬＭに外力を付与することによって、当該液体材料ＬＭを貫通孔１１の周縁部から移動させて除去する。クリーニング機構１８０は、キャップ部１８１と、アーム部１８２と、回動機構１８３と、吸引部１８４と、を備える。
【００６３】
キャップ部１８１は、開口プレート１０の貫通孔１１と、その周縁部を封止するための凹部空間を有する蓋部材である。キャップ部１８１は、通常は、開口プレート１０から離間した位置に配置されており、アーム部１８２および回動機構１８３によって、開口プレート１０の貫通孔１１の周縁部を封止可能な位置まで移動する。
【００６４】
キャップ部１８１は、液体材料ＬＭの溶媒成分に対して撥液性を有する部材によって構成されていることが望ましい。また、キャップ部１８１は、開口プレート１０よりも高い親水性を有する部材によって構成されていることが望ましい。これにより、キャップ部１８１に付着した液体材料ＬＭを吸引部１８４の配管１８５へと導くことが容易になる。
【００６５】
アーム部１８２は、その先端にキャップ部１８１が取付けられている棒状の支持部材である。アーム部１８２は、キャップ部１８１が取付けられている先端部とは反対側の後端部を支点として回動機構１８３によって回動する。回動機構１８３は、制御部１０１の指令に応じて、モーターによってアーム部１８２を回転移動させる回転駆動力を発生する。
【００６６】
吸引部１８４は、キャップ部１８１の凹部空間に接続された配管１８５と、配管１８５に接続された吸引ポンプ１８６と、を備える。吸引部１８４は、キャップ部１８１が開口プレート１０における貫通孔１１の周縁部を封止しているときに、キャップ部１８１の凹部空間内に負圧を発生させ、開口プレート１０に付着している液体材料ＬＭを吸引する。なお、配管１８５の内壁面は、液体材料ＬＭの溶媒成分に対して、キャップ部１８１よりも高い親液性を有していることが望ましい。これによって、キャップ部１８１に付着した液体材料ＬＭを、配管１８５の方へと導くことが容易になる。
【００６７】
制御部１０１は、例えば、所定の回数の液体材料ＬＭの吐出が実行されたときなど、所定のタイミングが到達したときに、回動機構１８３を定期的に駆動させることによって、アーム部１８２を回転させて、キャップ部１８１に、開口プレート１０の貫通孔１１の周縁部を封止させる。そして、吸引部１８４によって、キャップ部１８１内に負圧を発生させ、貫通孔１１の周縁部に付着している液体材料ＬＭを吸引して除去する。なお、吸引部１８４によって吸引された液体材料ＬＭは、粘度調整タンク１４１へと供給されることによって、再利用されてもよい。
【００６８】
以上のように、第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃによれば、開口プレート１０に付着した液体材料ＬＭをクリーニング機構１８０によって吸引して除去することができる。そのため、開口プレート１０に付着した液体材料ＬＭに起因する液体材料ＬＭの吐出不良の発生が抑制される。その他に、第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃ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。
【００６９】
D．第４実施形態：
図７は、本発明の第４実施形態における液体吐出装置１００Ｄのヘッド本体部１１１Ｄの構成を説明するための概略図である。図７では、便宜上、第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄのうちのヘッド本体部１１１Ｄの下部のみが図示されている。第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄは、ヘッド本体部１１１Ｄに２枚の開口プレート１０ａ，１０ｂが設けられている点以外は、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａの構成とほぼ同じである。以下では、上記の第１実施形態と同じ、または、対応する構成部に対しては共通する符号を付して説明する。
【００７０】
第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとは、第１実施形態で説明した開口プレート１０とほぼ同じ構成を有している。第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとはそれぞれ、第１実施形態で説明した開口プレート１０と同様に、ヘッド本体部１１１Ｄに設けられた保持部１１６によって、ヘッド本体部１１１Ｄの下方に保持されている。第２開口プレート１０ｂは、第１開口プレート１０ａとヘッド本体部１１１Ｄの底面１１１ｂとの間に配置されている。
【００７１】
第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとが適切にヘッド本体部１１１Ｄに取付けられた状態では、第２開口プレート１０ｂの貫通孔１１ｂは、液体材料ＬＭの吐出方向において、ノズル１１５と第１開口プレート１０ａの貫通孔１１ａに対して離間している。また、第１開口プレート１０ａの貫通孔１１ａと第２開口プレート１０ｂの貫通孔１１ｂとはそれぞれ、液体材料ＬＭの吐出方向に見たときに、ノズル１１５と重なる位置にある。
【００７２】
ノズル１１５から液体材料ＬＭが吐出されるときには、ノズル１１５から延びている液体材料ＬＭの後端側部分ＬＭｒが各貫通孔１１ａ，１１ｂを通る。なお、第１貫通孔１１ａと第２貫通孔１１ｂとは同じ直径を有していてもよいし、互いに異なる直径を有していてもよい。第１開口プレート１０ａは、本発明における第１開口部材の下位概念に相当し、第１開口プレート１０ａの貫通孔１１ａは、本発明における第１開口部の下位概念に相当する。同様に、第２開口プレート１０ｂは、本発明における第２開口部材の下位概念に相当し、第２開口プレート１０ｂの貫通孔１１ｂは、本発明における第２開口部の下位概念に相当する。
【００７３】
第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄによれば、ノズル１１５から吐出された後に、ノズル１１５の方に引き戻されようとする液体材料ＬＭの後端側部分ＬＭｒを、第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂのそれぞれに付着させることができる。従って、いったん吐出された液体材料ＬＭが、ノズル１１５の方に戻って、ノズル１１５を閉塞してしまうことを、より確実に抑制することができる。その他に、第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄによれば、上記の第１実施形態において説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００７４】
E．第５実施形態：
図８は、本発明の第５実施形態における液体吐出装置１００Ｅのヘッド本体部１１１Ｅの構成を説明するための概略図である。図８では、便宜上、第５実施形態の液体吐出装置１００Ｅのうちのヘッド本体部１１１Ｅの下部と、ヘッド本体部１１１Ｅに接続された吸引機構１９０のみが図示されている。第５実施形態の液体吐出装置１００Ｅは、ヘッド本体部１１１Ｄに吸引機構１９０が接続されている点以外は、第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄの構成とほぼ同じである。以下では、上記の第４実施形態と同じ、または、対応する構成部に対しては共通する符号を付して説明する。
【００７５】
第５実施形態のヘッド本体部１１１Ｅは、第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとの間の空間に側方から連通する連通路１１７が設けられている点以外は、第４実施形態のヘッド本体部１１１Ｄの構成とほぼ同じである。吸引機構１９０は、配管１９１と、吸引ポンプ１９２と、を有する。配管１９１は、連通路１１７に接続されている。吸引ポンプ１９２は、配管１９１を介して第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとの間の空間に負圧を発生させる。
【００７６】
制御部１０１は、液体材料ＬＭが所定の回数吐出されたときなど、定期的に、吸引ポンプ１９２を稼働させて、第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとの間に存在する液体材料ＬＭを吸引する。これによって、第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとの間に存在する液体材料ＬＭが、第１貫通孔１１ａおよび第２貫通孔１１ｂの周縁領域から離間するように誘導される。吸引機構１９０は、本発明における誘導部の下位概念に相当する。
【００７７】
配管１９１の内壁面は、液体材料ＬＭの溶媒成分に対して、開口プレート１０ａ，１０ｂよりも高い親液性を有していることが望ましい。これによって、第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとの間に存在する液体材料ＬＭを配管１９１の方へと導きやすくなる。吸引機構１９０によって吸引された液体材料ＬＭは、粘度調整タンク１４１へと供給されて、再利用されてもよい。
【００７８】
以上のように、第５実施形態の液体吐出装置１００Ｅによれば、吸引機構１９０によって、第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとの間に存在する液体材料ＬＭを除去することができる。従って、第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとの間に入り込んだ液体材料ＬＭや、第１貫通孔１１ａおよび第２貫通孔１１ｂの周縁領域に付着した液体材料ＬＭによって、液体材料ＬＭの吐出が阻害されてしまうことが抑制される。その他に、第５実施形態の液体吐出装置１００Ｅによれば、上記の第１実施形態や第４実施形態において説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００７９】
F．第６実施形態：
図９は、本発明の第６実施形態における液体吐出装置１００Ｆの構成を説明するための概略図である。図９では、便宜上、第６実施形態の液体吐出装置１００Ｆのうちのヘッド本体部１１１Ｅの下部とヘッド本体部１１１Ｅに接続された掃気機構１９５のみが図示されている。第６実施形態の液体吐出装置１００Ｆは、吸引機構１９０の代わりに、掃気機構１９５が、ヘッド本体部１１１Ｅに接続されている点以外は、第５実施形態の液体吐出装置１００Ｅの構成とほぼ同じである。以下では、上記の第５実施形態と同じ、または、対応する構成部に対しては共通する符号を付して説明する。
【００８０】
掃気機構１９５は、配管１９１と、掃気ポンプ１９６と、を備えている。掃気ポンプ１９６は、配管１９１を介して、ヘッド本体部１１１Ｅの連通路１１７に接続されている。掃気ポンプ１９６は、第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとの間の空間に、高圧空気をパージガスとして送り込み、第１貫通孔１１ａおよび第２貫通孔１１ｂの周縁部に付着している液体材料ＬＭを吹き飛ばす。
【００８１】
制御部１０１は、液体材料ＬＭが所定の回数吐出されたときなど、定期的に、掃気ポンプ１９６を稼働させて、第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとの間の掃気（パージ）を実行する。これによって、第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとの間に存在する液体材料ＬＭが、第１貫通孔１１ａおよび第２貫通孔１１ｂの周縁領域から離間するように誘導される。吸引機構１９０は、本発明における誘導部の下位概念に相当する。
【００８２】
以上のように、第６実施形態の液体吐出装置１００Ｆによれば、掃気機構１９５によって、第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとの間に存在する液体材料ＬＭを除去することができる。従って、第１開口プレート１０ａと第２開口プレート１０ｂとの間に入り込んだ液体材料ＬＭや、第１貫通孔１１ａおよび第２貫通孔１１ｂの周縁領域に付着した液体材料ＬＭによって、液体材料ＬＭの吐出が阻害されてしまうことが抑制される。その他に、第６実施形態の液体吐出装置１００Ｆによれば、上記の第１実施形態や第４実施形態において説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００８３】
G．変形例：
G1．変形例１：
上記の各実施形態のヘッド部１１０は、ピエゾ素子１２２の伸縮運動を利用した弁体１２０のピストン運動によって、ノズル１１５から液体材料ＬＭを吐出させている。これに対して、ヘッド部１１０は、他の構成によって液体材料ＬＭをノズル１１５から吐出させてもよい。例えば、ヘッド部１１０は、ピエゾ素子などを用いて、第１室１１２の圧力を変動させることによって、ノズル１１５から液体材料ＬＭを吐出させてもよい。あるいは、ピエゾ素子１２２の代わりに、ソレノイドの直線運動によって弁体１２０をピストン運動させることによって、ノズル１１５から液体材料ＬＭを吐出させてもよい。
【００８４】
G2．変形例２：
上記の各実施形態の開口プレート１０，１０ａ，１０ｂは、開口部として、正円状の開口形状を有する貫通孔１１を有している。これに対して、開口プレート１０，１０ａ，１０ｂの開口部は、正円状の開口形状を有する貫通孔１１に限定されることはない。例えば、開口プレート１０，１０ａ，１０ｂの開口部は、楕円形状や多角形形状の開口形状を有する貫通孔であってもよい。また、開口プレート１０，１０ａ，１０ｂは、例えば、スリット状の開口部を有していてもよい。このように、開口プレート１０，１０ａ，１０ｂの開口部が正円形状ではない場合には、上記の各実施形態における貫通孔１１の開口径についての説明は、ノズル１１５の中心軸ＮＸを含む切断面における開口部の幅のうち最も短い距離を有するものについての説明であると解釈してよい。
【００８５】
G3．変形例３：
上記各実施形態では、ヘッド部１１０には、１枚の開口プレート１０または２枚の開口プレート１０ａ，１０ｂが設けられている。これに対して、ヘッド部１１０には、さらに複数の開口プレートが取付けられてもよい。この場合に、各開口プレートの厚みやサイズ、形状、材質、表面性状、各開口プレートに設けられている開口部の開口形状などは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、３枚の開口プレートが互いに離間して積層されている構成において、各開口プレートの貫通孔の開口径がいずれも等しくてもよいし、下方に配置されているものから順に貫通孔の開口径が大きくなっていてもよい。あるいは、中央に配置されているものの貫通孔の開口径が最も大きく構成され、その上と下に配置されているものの貫通孔の開口径がほぼ等しく構成されていてもよい。
【００８６】
G4．変形例４：
上記の各実施形態においては、ヘッド本体部１１１，１１１Ｄ，１１１Ｅに取付けられる開口部材として、平板な板形状を有する開口プレート１０，１０ａ，１０ｂが用いられている。これに対して、ヘッド本体部１１１，１１１Ｄ，１１１Ｅに取付けられる開口部材は、平板な板形状を有していなくてもよい。例えば、板状部材が箱状に折り加工された構成を有していてもよいし、複数の部材が組み合わされた構成を有していてもよい。例えば、開口部材は、２枚の板状部材を、互いの間に開口部であるスリットが形成されるように配列した構成を有していてもよい。
【００８７】
G5．変形例５：
上記第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂは、上記第１実施形態の液体吐出装置１００Ａに、ワイパー部１７１によって開口プレート１０の液体材料ＬＭを拭き取るクリーニング機構１７０を適用した構成を有している。また、上記第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃは、上記第１実施形態の液体吐出装置１００Ａに、吸引部１８４によって、開口プレート１０における貫通孔１１の周縁部に付着している液体材料ＬＭを除去するクリーニング機構１８０を適用した構成を有している。これに対して、上記第１実施形態の液体吐出装置１００Ａには、上記第２実施形態のクリーニング機構１７０と上記第３実施形態のクリーニング機構１８０の両方が適用されてもよい。また、上記第２実施形態のクリーニング機構１７０と上記第３実施形態のクリーニング機構１８０のいずれか一方、または、両方は、第４実施形態や第５実施形態、第６実施形態の液体吐出装置１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆのような複数の開口部材を備える構成に適用されてもよい。
【００８８】
G6．変形例６：
上記第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂのクリーニング機構１７０は、ワイパー部１７１によって開口プレート１０に付着した液体材料ＬＭを拭き取っている。また、上記第３実施形態のクリーニング機構１７０は、吸引部１８４によって、開口プレート１０に付着している液体材料ＬＭを吸引している。これに対して、開口プレート１０の貫通孔１１の周縁部に付着している液体材料ＬＭを除去するクリーニング機構の構成は、第２実施形態や第３実施形態の構成に限定されることはない。クリーニング機構は、開口プレート１０の貫通孔１１の周縁部に付着している液体材料ＬＭに外力を付与して、液体材料ＬＭを当該周縁部から移動させて除去できればよい。クリーニング機構は、例えば、風圧によって貫通孔１１の周縁部から液体材料ＬＭを移動させて除去してもよい。また、クリーニング機構は、例えば、洗浄液などを高圧噴射して貫通孔１１の周縁部から液体材料ＬＭを移動させて除去してもよい。上記第３実施形態において、キャップ部１８１は省略されてもよい。吸引部１８４は、配管１８５の開口端部から直接、開口プレート１０に付着している液体材料ＬＭを吸引してもよい。
【００８９】
G7．変形例７：
上記第２実施形態および第３実施形態のクリーニング機構１７０，１８０は、制御部１０１の制御下において、液体材料ＬＭの吐出回数に応じて定期的に開口プレート１０に付着している液体材料ＬＭを除去するクリーニング処理を実行している。これに対して、上記第２実施形態および第３実施形態のクリーニング機構１７０，１８０は、制御部１０１の制御下において、液体材料ＬＭの吐出回数に関わらず、不定期にクリーニング処理を実行してもよい。制御部１０１は、例えば、光学センサーによって、開口プレート１０に対する液体材料ＬＭの所定量の付着を検出したときに、クリーニング機構１７０，１８０にクリーニング処理を実行させてもよい。また、制御部１０１は、ユーザーの操作に応じて、クリーニング機構１７０，１８０にクリーニング処理を実行させてもよい。
【００９０】
G8．変形例８：
上記の各実施形態の液体吐出装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆは、液体材料ＬＭ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、上記各実施形態の液体吐出装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ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、造形ステージ１５０に代えて、印刷媒体や記録媒体上にインク滴が吐出される。また、エネルギー付与部１６０は省略されてもよい。上記の各実施形態の液体吐出装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆでは、造形ステージ１５０を、液体材料が着弾する対象物としている。これに対して、液体材料が着弾する対象物は、造形ステージ１５０に限定されることはない。液体吐出装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆは、造形ステージ１５０に代えて、造形ステージ１５０上に取り外し可能に設置されている金属プレートや、材料粉末が焼結した立体物、材料粉末が溶融後に固化した立体物などを対象物として液体材料を吐出してもよい。
【００９１】
G9．変形例９：
上記実施形態において、ソフトウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ハードウェアによって実現されてもよい。また、ハードウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ソフトウェアによって実現されてもよい。ハードウェアとしては、例えば、集積回路、ディスクリート回路、または、それらの回路を組み合わせた回路モジュールなど、各種回路を用いることができる。
【００９２】
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】
【００９３】
１０，１０ａ，１０ｂ…開口プレート、１０ｓ…下面、１１，１１ａ，１１ｂ…貫通孔、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ…液体吐出装置、１０１…制御部、１０２…ＣＰＵ、１０３…メモリー、１１０…ヘッド部、１１１，１１１Ｄ，１１１Ｅ…ヘッド本体部、１１１ｂ…底面、１１１ｈ…貫通孔、１１１ｓ…隔壁、１１２…第１室、１１２ｂ…底面、１１３…第２室、１１４…供給口、１１５…ノズル、１１６…保持部、１１７…連通路、１２０…弁体、１２１…駆動機構、１２２…ピエゾ素子、１２３…付勢部材、１４０…液体供給部、１４１…粘度調整タンク、１４２…溶媒供給タンク、１４３…加圧ポンプ、１５０…造形ステージ、１５５…移動機構、１６０…エネルギー付与部、１７０…クリーニング機構、１７１…ワイパー部、１７２…アーム部、１７３…駆動機構、１８０…クリーニング機構、１８１…キャップ部、１８２…アーム部、１８３…回動機構、１８４…吸引部、１８５…配管、１８６…吸引ポンプ、１９０…吸引機構、１９１…配管、１９２…吸引ポンプ、１９５…掃気機構、１９６…掃気ポンプ、２００…コンピューター、ＬＭ…液体材料、ＬＭｆ…先端側部分、ＬＭｒ…後端側部分、ＭＤ…データ、ＮＸ…中心軸、ＳＬ…シール部材
【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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【図９】
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