CN108248014A - 流体喷出装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够改进流体喷出装置中的部件的拆装结构的技术。流体喷出装置具备：收纳室，其具有喷出流体的喷出口；移动体，其在收纳室内具有与喷出口对置的前端部，向远离喷出口的方向移动，又向朝向喷出口的方向移动，以使流体从喷出口流出；驱动机构，其隔着移动体而位于喷出口的相反侧，并进行拉动移动体以远离喷出口的动作和按压移动体以向喷出口侧移动的动作；以及连结部件，其将移动体以能够拆装的方式连结于驱动机构。连结部件具有施力部，施力部对移动体施加朝向驱动机构的方向的弹力，在将移动体按压到连结部件的同时，以使移动体能够向朝向喷出口的方向弹性移位的状态而支承移动体。

Description

流体喷出装置

技术领域

本发明涉及一种流体喷出装置。

背景技术

一直以来，提出有从喷出口喷出流体的各种流体喷出装置。例如，在下述的专利文献1中公开了如下的液滴射出装置，其在作为收纳室的液室中，使作为移动体的柱塞往复移动，从而使射出液从作为喷出口的射出口射出。这种利用了移动体的往复动作的流体的喷出机构有时也会被应用于喷出油墨从而制作印刷物的喷墨打印机、喷出液体材料从而造形出立体物的三维造形装置。

在上述的具备移动体的流体喷出装置中，为了进行维护或调整，有时需要对移动体进行更换。在这样的移动体的更换作业中，优选为，能够简便地对移动体进行拆装。并且，在经过了这样的拆装更换后，还优选为，能够抑制移动体相对于喷出口的位置偏移。

在上述的专利文献1中，柱塞被构成为能够相对于连结臂拆装。然而，在专利文献1中，关于简化柱塞的更换作业、抑制柱塞的位置偏移，并未作特别考虑。这样一来，关于流体喷出装置中的部件的拆装结构，依然存有改进的余地。

专利文献1：日本特开2011-230122号公报

发明内容

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的发明，能够以如下的方式来实现。

[1]根据本发明的一个方式，提供一种流体喷出装置。该流体喷出装置具备收纳室、移动体、驱动机构、以及连结部件。上述收纳室收纳流体。上述收纳室具有喷出上述流体的喷出口。上述移动体在上述收纳室内具有与上述喷出口对置的前端部。上述移动体向远离上述喷出口的方向移动，又向朝向上述喷出口的方向移动，以使上述流体从上述喷出口流出。上述驱动机构隔着上述移动体而位于上述喷出口的相反侧，并进行拉动上述移动体以使上述前端部远离上述喷出口的动作和按压上述移动体以使上述前端部向上述喷出口侧移动的动作。上述连结部件将上述移动体以能够拆装的方式连结于上述驱动机构。上述连结部件具有施力部，该施力部对上述移动体施加朝向上述驱动机构的方向的弹力，并且在将上述移动体按压到上述连结部件的同时，以使上述移动体能够向朝向上述喷出口的方向弹性移位的状态而支承上述移动体。

根据该方式的流体喷出装置，通过施力部的弹性变形，而使移动体相对于连结部件的拆装变得简单。

[2]在上述方式的流体喷出装置中，也可以采用如下方式，即，上述移动体在上述移动体的中心轴上具有上述前端部，并且在上述中心轴上具有位于与上述前端部相反的一侧的后端部，上述施力部对上述后端部施加上述弹力，上述连结部件通过上述施力部的弹性变形，而以上述前端部在与上述中心轴交叉的方向上弹性移位的状态来保持上述移动体。

根据该方式的流体喷出装置，能够通过施力部的弹力来调整移动体的前端部相对于喷出口的位置，从而吸收移动体的前端部相对于喷出口的位置偏移误差。

[3]在上述方式的流体喷出装置中，也可以采用如下方式，即，上述移动体在朝向上述喷出口移动时，上述前端部将上述喷出口封闭。

根据该方式的流体喷出装置，即使在产生了移动体相对于喷出口的位置偏移误差的情况下，移动体的前端部也会以将喷出口封闭的方式而弹性移位，因此能够抑制由于移动体的位置偏移误差引起的缺陷的发生。

[4]在上述方式的流体喷出装置中，也可以采用如下方式，即，上述后端部具有朝向与上述中心轴交叉的方向伸出的伸出部，上述施力部对上述伸出部施加上述弹力。

根据该方式的流体喷出装置，能够通过简单的结构而由施力部对移动体施加弹力。

[5]在上述方式的流体喷出装置中，也可以采用如下方式，即，上述伸出部在与上述连结部件对置的面上具有与上述连结部件局部接触的部位。

根据该方式的流体喷出装置，促进了由施力部的弹力而实现的移动体的位置调整，并进一步抑制了由于移动体的前端部相对于喷出口的位置偏移所引起的缺陷的产生。

[6]在上述方式的流体喷出装置中，也可以采用如下方式，即，上述伸出部具有从与上述连结部件对置的面朝向上述连结部件突起的抵接部，上述连结部件在上述抵接部处相对于上述伸出部而局部接触。

根据该方式的流体喷出装置，进一步促进了由施力部的弹力实现的移动体的中心轴的位置调整。

[7]在上述方式的流体喷出装置中，也可以采用如下方式，即，上述连结部件具有突起部，该突起部朝向上述伸出部突起，并相对于上述伸出部而局部接触。

根据该方式的流体喷出装置，进一步促进了由施力部的弹力实现的移动体的中心轴的位置调整。

[8]在上述方式的流体喷出装置中，也可以采用如下方式，即，上述驱动机构包括通过电动驱动力而沿上述中心轴伸缩变形的压电元件，上述压电元件通过由上述电动驱动力所实现的收缩而拉动上述移动体以使之移动，并通过由上述电动驱动力所实现的伸长而按压上述移动体以使之移动。

根据该方式的流体喷出装置，能够省略用于对压电元件施加用于使移动体向远离喷出口的方向移动的外力的施力部件。因此，能够抑制由于该施力部件而将用于使移动体向朝向喷出口的方向移动的由压电元件的伸长所形成的驱动力抵消的情况。

[9]在上述方式的流体喷出装置中，也可以采用如下方式，即，上述驱动机构包括膜状的支承部件，该支承部件在对上述压电元件加压的状态下被配置于上述压电元件与上述连结部件之间，并且根据上述压电元件的伸缩而挠曲。

根据该方式的流体喷出装置，利用支承部件而抑制了在伸长变形时压电元件伸长至超出极限的情况。因此，提高了对压电元件的保护性。

上述的本发明的各方式所具有的多个结构要素并非全部为必须，为了解决上述课题的一部分或者全部课题，又或为了实现本说明书中记载的效果的一部分或者全部效果，可适当地对上述多个结构要素的一部分进行变更、删除、与新的其他结构要素的更替、限定内容的部分删除。另外，为了解决上述课题的一部分或者全部课题，又或为了实现在本说明书中记载的效果的一部分或者全部效果，还可以将上述的本发明的一个方式所包含的技术特征的一部分或者全部技术特征与上述的本发明的其他方式所包含的技术特征的一部分或者全部技术特征进行组合，而形成本发明的独立的一个方式。

本发明还可以通过流体喷出装置之外的各种方式来实现。例如，可以通过喷出流体的头、流体喷出装置或头中的移动体的安装结构、流体喷出装置或头中的移动体的安装方法、流体喷出装置或头的组装方法、制造方法等方式来实现。

附图说明

图1为表示流体喷出装置的整体结构的概略图。

图2为提取出喷出部的内部结构的一部分而示出的概略图。

图3为用于对移动体相对于连结部件的拆装进行说明的示意图。

图4为表示第二实施方式中的移动体以及连结部件的结构的概略图。

图5为表示第三实施方式中的连结部件的结构的概略图。

具体实施方式

A.第一实施方式

图1为表示第一实施方式中的流体喷出装置100的整体结构的概略图。在图1中图示了表示流体喷出装置100以通常的使用状态被配置时的重力方向(铅垂方向)的箭头G。在图1中图示了表示相互正交的三个方向的箭头X、Y、Z。箭头X、Y表示与水平面平行的方向。箭头Z表示与重力方向相反的高度方向。以下，将各箭头X、Y、Z所示的方向分别称为“X方向”、“Y方向”以及“Z方向”。另外，将与各箭头X、Y、Z所示的方向相反的方向称为“-X方向”、“-Y方向”以及“-Z方向”。箭头X、Y、Z在本说明书所参照的各附图中被适当地图示。

流体喷出装置100被设置于三维造形装置，其喷出流体FL，并对使该流体FL固化而形成的层进行层叠，从而造形出立体物。在本说明书中，“喷出”是指利用包括重力在内的某种力而使流体从收纳有流体的空间内向外部放出，是包含利用压力而使流体放出的“喷射”的概念。关于流体喷出装置100作为造形对象亦即立体物的材料而喷出的流体FL的具体例，将在后文中叙述。流体喷出装置100具备喷出流体FL的喷出部10。

喷出部10相当于三维造形装置中的头，将具有流动性的材料亦即流体FL以流体滴的状态喷出。“流体滴”是指流体的粒状的集群，在流体为液体的情况下指代液滴。流体滴的形状不受限定，可以是球状，也可以是球状的形状向一个方向延伸而形成的形状、或者是针状、棒状、线状的形状。另外，进行一次喷出所喷出的流体滴的数目并不局限为一个，也可以喷出多个流体滴。

喷出部10具备头主体部11。头主体部11被构成为具有大致圆筒状的形状的中空容器。头主体部11例如由不锈钢构成。头主体部11具备收纳室12、中间室13、驱动室14、移动体20、连结部件30、以及驱动机构40。

收纳室12被设置于头主体部11的下端。收纳室12收纳作为喷出部10的喷出对象的流体FL。在本实施方式中，收纳室12由大致圆柱状的空腔构成。在收纳室12上，从侧方连接有用于接受从后文所述的供给部50压送来的流体FL的供给流道15。供给流道15被构成为贯穿头主体部11的外壁的管路。在收纳室12的底面12b上设置有用于喷出流体FL的作为喷嘴发挥功能的喷出口16。

喷出口16作为从收纳室12连通至头主体部11的外部的贯穿孔而被设置，在头主体部11的底面11b上沿铅垂方向开口。在本实施方式中，喷出口16的中心轴NX为沿着Z方向的方向，喷出口16在Z方向上具有大致圆形状的开口剖面。

喷出口16优选为具有直孔部17、以及缩径部18。直孔部17通向头主体部11的外部，是直径基本固定的部位。直孔部17的开口直径例如为10～200μm左右即可。缩径部18位于直孔部17的上方，是朝向下方而缩径的部位。包括直孔部17以及缩径部18的喷出口16的铅垂方向上的长度例如为10～30μm左右即可。缩径部18也可以省略。

中间室13位于收纳室12的上方。中间室13包括位于下方的第一中间室13a、以及位于上方的第二中间室13b。在本实施方式中，第一中间室13a以及第二中间室13b由大致圆柱状的空腔构成。第一中间室13a的内径比收纳室12的内径大，第二中间室13b的内径比第一中间室13a的内径大。驱动室14位于第二中间室13b的上方。

移动体20从收纳室12起至中间室13的第二中间室13b而被收纳。移动体20被插穿于对收纳室12与中间室13在空间上进行分离的圆环状的密封部件19所具有的中央的贯穿孔中。连结部件30被收纳于第二中间室13b中，连结部件30将移动体20以能够拆装的方式而连结于驱动机构40。

驱动机构40被收纳于驱动室14中，产生用于使移动体20移动的驱动力。在喷出部10中，移动体20进行沿密封部件19的内周面擦动并且沿Z方向上下往复移动的活塞运动，从而从喷出口16喷出收纳室12的流体FL。关于移动体20、连结部件30、驱动机构40各自的结构的详情以及利用移动体20的移位而实现的流体FL的喷出的机理的详情将在后文中叙述。

流体喷出装置100除了喷出部10以外，还具备供给部50、造形台60、移动机构65、以及能量赋予部70。供给部50经由供给流路15向喷出部10的收纳室12压送流体FL。供给部50具备配管51、流体贮存部52、以及压力产生部53。

配管51连接头主体部11的供给流路15与流体贮存部52。流体贮存部52是流体喷出装置100中的流体FL的供给源，由贮存流体FL的罐构成。在流体贮存部52中，通过对所贮存的流体FL混合溶剂，从而将流体FL的粘度保持为预先决定的预定粘度。流体FL的粘度例如可以为50～40,000mPa·s左右。

压力产生部53例如由加压泵构成。压力产生部53对流体贮存部52的流体FL施加用于将流体FL经由配管51向头主体部11压送的压力。压力产生部53例如将0.4～0.6MPa左右的压力施加于流体FL。此外，在图1中，压力产生部53被设置于流体贮存部52的上游侧，但压力产生部53也可以被设置于流体贮存部52的下游侧。

造形台60被设置于喷出部10中的喷出口16的开口方向的前方。喷出部10将流体FL喷出到造形台60上。利用被喷出至造形台60上的流体FL的流体滴而造形出立体物。在本实施方式中，造形台60由平板的板状部件构成，并且被大致水平地配置。造形台60例如被配置于从喷出口16起向铅垂下方离开1.5～3mm左右的位置处。

移动机构65具备用于使造形台60相对于喷出部10移位的电机、辊、轴、各种致动器。移动机构65使造形台60相对于喷出部10沿水平方向以及铅垂方向相对移位。由此，对流体FL在造形台60上的喷出位置进行调整。此外，在流体喷出装置100中，也可以构成为，将造形台60的位置固定，而利用移动机构使喷出部10相对于造形台60移位。

能量赋予部70对被喷出至造形台60上的流体FL赋予能量而使之固化。在本实施方式中，能量赋予部70由激光装置构成，通过激光的照射而将光能赋予给流体FL。能量赋予部70至少包括：激光光源；用于使从激光光源射出的激光聚光于被喷出至造形台60上的流体FL上的聚光透镜；以及用于扫描激光的检流计反射镜(图示省略)。能量赋予部70利用激光而对被喷出至造形台60上的流体滴进行扫描，并利用激光的光能而使流体FL中的粉末材料烧结。或者，使流体FL中的粉末材料暂时熔融并结合。由此，将构成立体物的材料层形成在造形台60上。

能量赋予部70还可以通过激光照射以外的方法而使流体FL固化。能量赋予部70也可以通过紫外线的照射而使流体FL固化，此外也可以通过由加热器实施的加热而除去流体FL的溶剂的至少一部分从而使粉末材料固化。此外，在造形台60上造形出的立体物也可以设为根据需要而经过加热炉中的烧结工序的立体物。

根据以上的结构，本实施方式的流体喷出装置100以作为喷出对象的流体FL为材料，而造形立体物。对成为立体物的材料的流体FL的具体例进行说明。在本实施方式中，流体FL是包含粉末材料以及溶剂的膏状的流动性组成物。流体FL可以包含粉末材料以及溶剂。作为粉末材料，例如可以是：镁(Mg)、铁(Fe)、钴(Co)、铬(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)的单体粉末，或者是含有一个以上的上述金属的合金粉末(马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼合金、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金)，或者是将从单体粉末、合金粉末选择的1种或者2种以上的粉末组合而成的混合粉末。流体FL的溶剂例如可以是：水；乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等(聚)亚烷基二醇单烷基醚类；乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等乙酸酯类；苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类；甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮、乙基正丁基酮、二异丙基酮、乙酰丙酮等酮类；乙醇、丙醇、丁醇等醇类；四烷基乙酸铵类；二甲基亚砜、二乙酯亚砜等亚砜类溶剂；吡啶、γ-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶等吡啶类溶剂；四烷基乙酸铵(例如，四丁基乙酸铵等)等的离子液体等；或者是将从上述溶剂中选择出的1种或者2种以上的溶剂组合而成的溶剂。

流体FL还可以是在上述的粉末材料与溶剂中混合粘合剂而形成为浆体状或膏状的混合材料。粘合剂例如可以是，丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂、纤维素类树脂或者其他的合成树脂，或者PLA(聚乳酸)、PA(聚酰胺)、PPS(聚苯硫醚)或者其他的热塑性树脂。流体FL并不局限于包含上述的粉末材料的流体，例如，可以是使聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等通用工程塑料等的树脂熔融而得到的物质。除此之外，流体FL还可以是聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮等工程塑料等的树脂。在流体FL中还可以含有上述金属以外的金属、陶瓷、树脂等。在流体FL中也可以含有烧结助剂。

图2是提取出喷出部10的内部结构的一部分而示出的概略图。如上所述，喷出部10的头主体部11具备收纳室12、中间室13、以及驱动室14，跨及收纳室12与中间室13而收纳有移动体20。

移动体20由金属构成。移动体20具有柱状的主体部21。在本实施方式中，主体部21为大致圆柱状。主体部21的直径例如可以为0.3～5mm左右。主体部21从收纳室12起至中间室13而被配置。移动体20优选被配置为主体部21的中心轴CX与喷出口16的中心轴NX基本一致。

如上所述，在收纳室12与中间室13的边界处配置有圆环状的密封部件19。密封部件19由树脂制的O型环构成。密封部件19被气密地安装于主体部21。利用密封部件19来抑制收纳室12的流体FL进入中间室13以及驱动室14的情况。因此，能够保护连结部件30、驱动机构40不受流体FL影响。

移动体20在被配置于收纳室12内的部位具有前端部22、前侧渐细部23、以及凸缘部24。另外，移动体20在被配置于中间室13的部位，具有突出部25、以及后端部26。

前端部22位于中心轴CX上，并与喷出口16对置。前端部22优选为具有大致半球形状。前端部22的水平方向上的直径优选为，比直孔部17的开口直径大，并且比喷出口16的缩径部18的上端处的开口直径小。

前侧渐细部23位于前端部22的上方，是朝向下方的前端部22而逐渐缩径的部位。通过具有前侧渐细部23，使得移动体20在收纳有流体FL的收纳室12中的移动阻力减少。也可以省略前侧渐细部23。凸缘部24是从主体部21向与中心轴CX交叉的方向突出的部位。凸缘部24具有如下的功能，即，当移动体20向朝向喷出口16的方向移动时，将收纳室12的流体FL向喷出口16一方按压。凸缘部24也可以被省略。

突出部25被配置于第一中间室13a中。突出部25是从主体部21向与中心轴CX交叉的方向突出的部位。在本实施方式中，突出部25具有以主体部21为中心的圆环形状。突出部25的直径比第一中间室13a的内径略小。突出部25的外周侧面与收纳室12的侧壁面之间的间隔可以为10～100μm左右。突出部25作为对移动体20从往复移动的轨道偏离的情况进行限制的引导部而发挥功能。此外，出于移动体20的轻量化以及减少移动体20的移动阻力的目的，也可以在突出部25上设置沿Z方向的贯穿孔来作为减重部。在移动体20中，突出部25也可以被省略。

后端部26被配置于第二中间室13b中，如后文所述被收纳于连结部件30的内部。后端部26具有收窄部26a、以及伸出部26b。收窄部26a是直径相对于主体部21而变小的部位。在收窄部26a与从突出部25向上方突出的主体部21之间形成有阶梯差。收窄部26a也可以被省略。

伸出部26b从主体部21向与中心轴CX交叉的方向伸出。在本实施方式中，伸出部26b作为向与中心轴CX正交的移动体20的径向伸出的大致板状的部位而被构成。在沿着中心轴CX的方向上观察时的伸出部26b的外周轮廓形状不受特别限定。伸出部26b的该外周轮廓形状可以设为大致圆形状，也可以形成为具有大致椭圆形状、大致三角形状、大致四边形状、其他的大致多边形状等。伸出部26b也可以具有作为减重部的贯穿孔、凹部。如后文所述，伸出部26b从连结部件30的施力部35受到朝向上方的弹力。

在伸出部26b的上表面亦即与连结部件30的上面壁部31对置的面上设置有抵接部26c。抵接部26c是伸出部26b中与连结部件30局部接触的部位。在本实施方式中，抵接部26c被形成为在中心轴CX上从伸出部26b向连结部件30的上面壁部31突起的凸部。抵接部26c优选被构成为能够相对于连结部件30的上面壁部31点接触。抵接部26c优选具有朝向连结部件30凸出的曲面。抵接部26c中的、在沿着中心轴CX的方向上最突出的部位优选位于中心轴CX上。抵接部26c优选具有中心位于中心轴CX上的大致半球形状。抵接部26c也可以通过在伸出部26b的上表面上接合球状的部件来设置。

连结部件30是用于将移动体20以能够拆装的方式连结于驱动机构40的部件，被配置于第二中间室13b中。连结部件30由不锈钢等金属构成。如上所述，在本实施方式中，连结部件30将移动体20的后端部26收纳于内部来保持移动体20。连结部件30具有上面壁部31、底面壁部32、以及一对侧壁部33a、33b。

上面壁部31是在上方的驱动室14侧沿水平方向配置的壁部。如后文所述，上面壁部31被接合于驱动机构40的支承部件42上。底面壁部32是在下方的第一中间室13a侧沿水平方向配置的壁部。在底面壁部32的水平方向的中央处，沿Y方向而形成有狭缝32s。狭缝32s的端部向-Y方向开口。移动体20沿Y方向而被插穿于狭缝32s中。

一对侧壁部33a、33b是连结上面壁部31与底面壁部32的壁部。一对侧壁部33a、33b分别从上面壁部31的X方向上的端部垂下，并连结于底面壁部32的X方向上的端部。

连结部件30的内部形成有由上述的各壁部31、32、33a、33b包围的内部空间34。在本实施方式中，连结部件30向-Y方向开口。移动体20的后端部26相对于连结部件30的内部空间34沿+Y方向插入从而被收纳于其中。

在连结部件30的内部空间34中设置有施力部35。施力部35将用于对移动体20相对于连结部件30而向朝向驱动机构40的方向进行按压的弹力施加给移动体20。另外，施力部35以能够沿收缩的方向进行弹性变形的状态支承移动体20，以使移动体20相对于连结部件30能够向朝向喷出口16的方向弹性移位。

在本实施方式中，施力部35被设置于连结部件30的底面壁部32上，并被配置于移动体20的伸出部26b的下方。施力部35被设置为包围中心轴CX的周围。施力部35在沿着中心轴CX的方向上对移动体20施加弹力。施力部35向朝向上面壁部31按压伸出部26b的方向、即朝向驱动机构40的方向而施加弹力。

移动体20以抵接部26c与连结部件30的上面壁部31接触的状态而被支承于施力部35。施力部35优选为，在抵接部26c的周围基本均等地施加该弹力，以避免移动体20中的抵接部26c以外的部位与连结部件30抵接。在本实施方式中，施力部35由弹性部件构成。作为弹性部件，例如，采用碟形弹簧或螺旋弹簧等。碟形弹簧或螺旋弹簧优选被配置为其中心轴与移动体20的中心轴CX一致。

移动体20以能够通过施力部35而相对于连结部件30在沿着中心轴CX的方向上弹性移位的状态被支承于施力部35。由此，使得移动体20相对于连结部件30的拆装变得容易(详情后述)。

连结部件30在移动体20受到来自与中心轴CX交叉的方向的外力时，允许施力部35弹性变形且移动体20的中心轴CX相对于连结部件30倾斜。在本实施方式中，连结部件30允许中心轴CX以抵接部26c与连结部件30的接触点为支点而弹性地旋转移动。也就是说，连结部件30以移动体20的前端部22能够沿与中心轴CX交叉的方向弹性移位的状态而保持移动体20。通过将移动体20以具有这样的柔性的状态进行保持，在流体FL的喷出工序中，能够吸收移动体20的前端部22相对于喷出口16的位置偏移误差(详情后述)。

驱动机构40如上所述被收纳于驱动室14中。驱动机构40位于隔着移动体20而与喷出口16相反的一侧。驱动机构40位于沿着中心轴CX的方向上。驱动机构40产生用于使移动体20在沿着中心轴CX的方向上移位的驱动力。在本实施方式中，驱动机构40具备压电元件41和支承部件42。

压电元件41也被称为压电式元件。压电元件41利用电动驱动力而沿自身的中心轴PX伸缩变形。压电元件41具有将多个压电材料层叠而成的结构，并且根据被施加于各压电材料的电压的大小，在其层叠方向上长度会发生变化。压电元件41优选被配置为其中心轴PX与移动体20的中心轴CX一致。压电元件41的上端部被固定于驱动室14的上壁面，下端部与支承部件42接触。

支承部件42为所谓的隔膜，由挠曲变形的金属制的膜状部件构成。支承部件42具有1mm以下的厚度，优选为具有0.5mm以下的厚度。支承部件42被覆盖在驱动室14的底部上。支承部件42被配置于压电元件41与连结部件30之间。

支承部件42的周缘部被固定于驱动室14的壁面上。支承部件42的中央部与压电元件41的下端部相接触。支承部件42经由接合部43而与连结部件30的上面壁部31接合。接合部43位于喷出口16的中心轴NX上。接合部43例如通过激光焊接而被形成。

支承部件42从收缩的状态时起对压电元件41进行加压。支承部件42对压电元件41施加的压力例如可以为10～300N左右。支承部件42在压电元件41伸长时，被压电元件41按压而挠曲。支承部件42能够进行与移动体20的往复移动的距离相应的变形量的挠曲变形。压电元件41通过由支承部件42实施的支承，从而在沿其伸缩方向被加压的状态下伸缩变形。由此，压电元件41过度伸长的情况得以抑制，并抑制了由减幅振荡现象导致的压电元件41破损、恶化。

驱动机构40如后文所述进行按压移动体20以使之向喷出口16侧移动的动作和拉回移动体20以使之远离喷出口16的动作。当压电元件41因电动驱动力而伸长变形时，支承部件42向下方挠曲，移动体20同连结部件30一起向下方移动。由此，移动体20的前端部22以与喷出口16的缩径部18线接触的状态而嵌到该缩径部18，从而将喷出口16封闭。当压电元件41因电动驱动力而收缩变形时，支承部件42的挠曲被解除，移动体20同连结部件30一起向上方移动。由此，移动体20的前端部22从喷出口16离开，从而使喷出口16敞开。在本实施方式中，移动体20通过驱动机构40而在10～500μm左右的范围内移动。

这样，在本实施方式的流体喷出装置100中，移动体20经由连结部件30连结于压电元件41的前端部，利用压电元件41的由于电动驱动力所产生的收缩变形，而以向远离喷出口16的方向被拉起的方式进行移动。在流体喷出装置100中，即使不设置将移动体20向远离喷出口16的方向施力的施力部件，移动体20也会追随压电元件41的收缩变形而移动。抑制了由于该施力部件的施力导致使移动体20朝向喷出口16移动时的推力被抵消的情况。因此，使移动体20的移动控制高效化。另外，由于无需考虑该施力部件所导致的推力的抵消而将压电元件41大型化，因此能够实现驱动机构40的小型化。

对于流体喷出装置100中的流体的喷出机理进行说明。首先，在移动体20的前端部22将喷出口16封闭的状态下，从供给部50向收纳室12压送流体FL，收纳室12的内压升高至预先决定的压力。然后，如上所述，驱动机构40将移动体20同连结部件30一起拉起，使移动体20向远离喷出口16的方向移动。在本实施方式中，“移动体20远离喷出口16的方向”为Z方向。如此，流体FL以收纳室12的内压为驱动力而流入到移动体20的前端部22与喷出口16之间。

接下来，在喷出口16被敞开后的预先决定的时机下，驱动机构40将移动体20同连结部件30一起下压，使移动体20向朝向喷出口16的方向移动。在本实施方式中，“使移动体20朝向喷出口16的方向”为-Z方向。如此，流体FL被移动体20的前端部22向喷出口16侧压出，并开始从喷出口16向头主体部11的外部流出。随后，通过由移动体20的前端部22将喷出口16封闭，而将从喷出口16流出的流体FL与喷出口16内的流体FL截流，流体FL的流体滴飞向造形台60上的预先决定的目标位置。

图3是用于对移动体20相对于连结部件30的拆装进行说明的示意图。在图3中图示出沿图2所示的3-3剖切的连结部件30以及移动体20的概略剖面。移动体20在施力部35被安装于伸出部26b的下方的状态下，其后端部26从连结部件30的开口部沿+Y方向而被插入。此时，施力部35以弹性收缩的状态被压入至连结部件30的内部空间34中。移动体20通过其后端部26被施力部35的弹力按压向上面壁部31而固定于连结部件30。这样，移动体20能够简单地被安装到连结部件30。

在欲从连结部件30取下移动体20的情况下，通过使施力部35弹性收缩，而使移动体20的后端部26从连结部件30的上面壁部31离开。由此，能够容易地将移动体20的后端部26从连结部件30的内部空间34沿Y方向拉出，从而能够简单地将移动体20从连结部件30取下。这样，能够简单地进行移动体20相对于连结部件30的拆装操作，因此使得更换为尺寸不同的移动体20的更换作业、喷出部10的分解作业、维护作业变得容易。

参照图2。如上所述，在本实施方式中，连结部件30同移动体20一起往复移动。此时，施力部35的弹力几乎不对驱动机构40所产生的移动体20的推力产生作用。

另外，在本实施方式中，以移动体20的前端部22能够沿与中心轴CX交叉的方向弹性移位的状态而保持移动体20。因此，在移动体20相对于连结部件30的安装工序中，即使在移动体20相对于喷出口16产生位置偏移的情况下，在使移动体20朝向喷出口16移动时，也允许移动体20的前端部22向喷出口16侧移位。因此，能够通过移动体20的弹性移位来吸收移动体20的位置偏移误差，抑制了由于移动体20的位置偏移而导致的流体FL的喷出不良等的缺陷。

特别是，在本实施方式中，移动体20在抵接部26c处相对于连结部件30的上面壁部31进行点接触，从而构成为移动体20的中心轴CX更容易以抵接部26c的顶点为支点进行弹性移位。因此，移动体20的位置偏移误差更容易被吸收。另外，由于喷出口16具有缩径部18，因此移动体20的前端部22会被引导至喷出口16中的适当的落座位置，抑制了前端部22相对于喷出口16的位置偏移。进而，通过移动体20的突出部25的被第一中间室13a的壁面进行的引导，也会抑制前端部22相对于喷出口16的位置偏移。

如上所述，根据本实施方式的流体喷出装置100，能够经由具有施力部35的连结部件30，而简单地相对于驱动机构40拆装移动体20。因此，使得移动体20的更换作业、流体喷出装置100的喷出部10的维护作业变得容易。另外，能够省略施加用于使移动体20向远离喷出口16的方向移动的作用力的施力部件，因此抑制了驱动机构40对于移动体20的推力因该施力部件而被降低的情况，从而更为高效。此外，即使在产生了移动体20相对于喷出口16的位置偏移误差的情况下，该位置偏移误差也会通过移动体20的前端部22的沿与中心轴CX交叉的方向的弹性移位而被吸收。因此，抑制了由于移动体20的位置偏移误差所引起的缺陷的发生。另外，由于放宽了移动体20相对于喷出部10的定位所要求的精度，因此能够减少用于安装移动体20的作业时间。此外，根据本实施方式的流体喷出装置100，能够起到在本实施方式中所说明的各种作用效果。

B.第二实施方式

图4是表示第二实施方式中的流体喷出装置所具备的移动体20A以及连结部件30A的结构的概略图。第二实施方式的流体喷出装置的结构除了移动体20A以及连结部件30A的结构有如下区别以外，与第一实施方式的流体喷出装置100的结构基本相同。第二实施方式的移动体20A的结构除了省略了后端部26的抵接部26c以外，与第一实施方式的移动体20的结构基本相同。另外，第二实施方式的连结部件30A的结构除了设置有突起部31t以外，与第一实施方式的连结部件30的结构基本相同。

突起部31t在与移动体20A的伸出部26b对置的上面壁部31的下表面上，朝向伸出部26b突起。连结部件30A在突起部31t处与移动体20A的伸出部26b局部接触。突起部31t优选被设置为位于压电元件41的中心轴PX上。移动体20A优选为，以中心轴CX位于突起部31t的位置的方式，即，以伸出部26b中的与突起部31t的接触点CP位于中心轴CX上的方式，而安装于连结部件30A。

突起部31t优选被构成为，能够相对于移动体20A的伸出部26b的上表面进行点接触。突起部31t优选具有朝向下方凸出的曲面。此外，突起部31t中的在-Z方向上最突出的部位优选位于压电元件41的中心轴PX上。突起部31t优选具有大致半球形状。突起部31t也可以通过相对于上面壁部31接合球状的部件来设置。

在第二实施方式的流体喷出装置中，连结部件30A的突起部31t作为移动体20A的中心轴CX弹性移位的支点而发挥功能。因此，与在第一实施方式中说明的相同，能够抑制由于移动体20A的前端部22相对于喷出口16的位置偏移而引起的缺陷的发生。另外，在第二实施方式的流体喷出装置中，能够以连结部件30A的突起部31t为指标，来确定移动体20A的中心轴CX的位置。此外，根据第二实施方式的流体喷出装置，能够起到与在第一实施方式中说明的作用效果相同的各种作用效果。

C.第三实施方式

图5是表示第三实施方式中的流体喷出装置所具备的连结部件30B的结构的概略图。第三实施方式的流体喷出装置的结构除了连结部件30B的结构有如下区别以外，与第二实施方式的流体喷出装置的结构基本相同。第三实施方式的连结部件30B除了施力部35由底面壁部32B构成以外，与第一实施方式的连结部件30的结构基本相同。

在第三实施方式的连结部件30B中，底面壁部32B被向上方折弯，以便将移动体20A的伸出部26b夹持在该底面壁部32B与上面壁部31之间。底面壁部32B作为板簧而被构成，并作为如下的施力部35而发挥功能，该施力部35在以对移动体20A的伸出部26b朝向上面壁部31进行按压的方式而施加了弹力的状态下，以使移动体20A能够弹性移位的状态而保持该移动体20A。

通过第三实施方式的连结部件30B，也能使移动体20A相对于驱动机构40的拆装变得容易。在第三实施方式的连结部件30B中，移动体20A虽然伸出部26b的整个上表面与连结部件30B的上面壁部31接触，但能够通过施力部35的支承而使前端部22沿与中心轴CX交叉的方向弹性移位。因此，能够如在第一实施方式中说明的那样，吸收移动体20A相对于喷出口16的位置偏移误差。此外，根据第三实施方式的流体喷出装置，能够起到与在上述的各实施方式中说明的作用效果相同的各种作用效果。

D.改变例

在上述的各实施方式中所说明的各种结构例如可以进行如下变形。以下所说明的改变例的结构均作为实施方式的一个示例而存在。

D1.改变例1

在上述各实施方式中，移动体20、20A的移动方向为沿着Z方向的方向，是沿着喷出口16的中心轴NX的方向。与此相对，移动体20、20A的移动方向并不局限于沿着Z方向的方向。移动体20、20A的移动方向也可以是与Z方向交叉的方向。同样，移动体20、20A的移动方向也可以不是沿着喷出口16的中心轴NX的方向，可以是与喷出口16的中心轴NX交叉的方向。流体喷出装置100的流体FL的喷出方向也可以不是沿着重力方向的方向，可以是与重力方向交叉的方向。

D2.改变例2

在上述各实施方式中，移动体20、20A在沿着自身的中心轴CX的方向上移动。与此相对，移动体20、20A也可以不在沿着自身的中心轴CX的方向上移动，可以构成为在与自身的中心轴CX交叉的方向上移动。在上述各实施方式中，移动体20、20A在流体FL的喷出工序中，前端部22与喷出口16嵌合而将喷出口16封闭。与此相对，在流体FL的喷出工序中，移动体20、20A也可以不移动到前端部22将喷出口16封闭的位置。

D3.改变例3

在上述的各实施方式中，连结部件30、30A、30B通过施力部35的弹性变形，而对移动体20、20A以前端部22能够沿与中心轴CX交叉的方向弹性移位的状态而进行保持。与此相对，连结部件30、30A、30B可以不是对移动体20、20A以前端部22能够沿与中心轴CX交叉的方向弹性移位的状态而进行。连结部件30、30A、30B只要至少以移动体20能够向远离驱动机构40的方向弹性移位的状态而保持移动体20、20A即可。

D4.改变例4

在上述的各实施方式中，在头主体部11中设置中间室13。与此相对，也可以省略中间室13。可以将移动体20、20A的全体以及连结部件30收纳于收纳室12中。另外，在上述的各实施方式中，中间室13被划分为内径不同的第一中间室13a与第二中间室13b。与此相对，中间室13也可以不划分为第一中间室13a与第二中间室13b，此外也可以划分为更多的空间。

D5.改变例5

在上述的各实施方式中，施力部35以对移动体20、20A的伸出部26b朝向连结部件30的上面壁部31进行按压的方式而施加弹力。与此相对，施力部35也可以对伸出部26b以外的部位施加弹力。在这种情况下，可以省略移动体20、20A的伸出部26b。施力部35例如可以与设置于移动体20、20A的主体部21的侧面上的凹部卡合，并朝向移动体20、20A远离喷出口16的方向施加弹力。

D6.改变例6

在上述的各实施方式中，连结部件30、30A、30B具有如下的结构，即，具备上面壁部31、底面壁部32、32B，一对侧壁部33a、33b。连结部件30、30A、30B的结构并不局限于在上述的各实施方式中说明的形状。例如，也可以省略一对侧壁部33a、33b中的某一方，还可以在上面壁部31与底面壁部32之间追加一对侧壁部33a、33b以外的壁部。另外，也可以代替一对侧壁部33a、33b，而设置连结上面壁部31与底面壁部32、32B的柱状部。

D7.改变例7

在上述的各实施方式中，以施力部35由碟形弹簧、螺旋弹簧、板簧等弹簧构成为例进行了说明。与此相对，施力部35也可以不是由弹簧构成。施力部35例如也可以由橡胶等树脂制的具有弹性的弹性部件构成。

D8.改变例8

在上述的第一实施方式中，抵接部26c作为在伸出部26b的中央处局部突起的凸部而被构成。与此相对，抵接部26c也可以不构成为局部突起的凸部。抵接部26c例如可以被构成为伸出部26b的驱动机构40侧的整个面向驱动机构40侧隆起的曲面。

D9.改变例9

在上述的各实施方式中，驱动机构40具备支承压电元件41的支承部件42。与此相对，也可以省略驱动机构40的支承部件42。也可以设为连结部件30直接与压电元件41接合。

D10.改变例10

在上述的各实施方式中，驱动机构40利用压电元件41的伸缩变形而产生使移动体20、20A移动的推力。与此相对，驱动机构40也可以通过压电元件41的伸缩变形以外的手段而产生使移动体20、20A移动的推力。驱动机构40例如可以通过螺线管而产生使移动体20、20A移动的推力。

D11.改变例11

在上述第一实施方式的流体喷出装置中，也可以在连结部件30的上面壁部31上设置在第二实施方式中说明的突起部31t。在上述第三实施方式的流体喷出装置中，也可以代替移动体20A，而应用在第一实施方式中说明的移动体20。另外，还可以在连结部件30B的上面壁部31上设置在第二实施方式中说明的突起部31t。

D12.改变例12

上述的各实施方式的流体喷出装置被设置于喷出流体FL来形成立体物的三维造形装置。与此相对，流体喷出装置例如也可以被构成为通过喷出油墨来形成图像的喷墨打印机。在这种情况下，可以代替造形台60，而以印刷介质、记录介质为目标对象物来喷出作为流体FL的油墨。此外，流体喷出装置液体也可以被构成为通过喷出液体粘合材料而进行涂覆的粘合材料涂覆装置。另外，上述的各实施方式的流体喷出装置作为流体FL而喷出了在立体物的制作中使用的液体材料。与此相对，上述的各实施方式的流体喷出装置作为流体FL也可以喷出气体或具有流动性的粉体等流体。

本发明并不局限于上述的实施方式、实施例、改变例，可以在不脱离其主旨的范围内以各种结构来实现。例如，与在发明内容部分记载的各方式的技术特征相对应的实施方式、实施例、改变例中的技术特征，为了解决上述课题的一部分或者全部课题，或者为了实现上述效果的一部分或者全部效果，而可以进行适当的更替、组合。另外，不只是说明了该技术特征在本说明书中并非必须，当未说明该技术特征在本说明书中并非必须时，也可以适当地删除。

符号说明

10…喷出部；11…头主体部；11b…底面；12…收纳室；12b…底面；13…中间室；13a…第一中间室；13b…第二中间室；14…驱动室；15…供给流道；16…喷出口；17…直孔部；18…缩径部；19…密封部件；20…移动体；20A…移动体，21…主体部，22…前端部，23…前侧渐细部，24…凸缘部，25…突出部；26…后端部；26a…收窄部；26b…伸出部；26c…抵接部；30…连结部件；30A…连结部件；30B…连结部件；31…上面壁部；31t…突起部；32…底面壁部；32B…底面壁部；32s…狭缝；33a、33b…侧壁部；34…内部空间；35…施力部；40…驱动机构；41…压电元件；42…支承部件；43…接合部；50…供给部；51…配管；52…流体贮存部；53…压力产生部；60…造形台；65…移动机构；70…能量赋予部；100…流体喷出装置；CP…接触点；CX…中心轴；FL…流体；NX…中心轴；PX…中心轴。

Claims (9)

1.一种流体喷出装置，具备：

收纳室，其收纳流体，并具有喷出所述流体的喷出口；

移动体，其在所述收纳室内具有与所述喷出口对置的前端部，所述移动体向远离所述喷出口的方向移动，又向朝向所述喷出口的方向移动，以使所述流体从所述喷出口流出；

驱动机构，其隔着所述移动体而位于所述喷出口的相反侧，并进行拉动所述移动体以使所述前端部远离所述喷出口的动作和按压所述移动体以使所述前端部向所述喷出口侧移动的动作；以及

连结部件，其将所述移动体以能够拆装的方式连结于所述驱动机构，

所述连结部件具有施力部，该施力部对所述移动体施加朝向所述驱动机构的方向的弹力，并且在将所述移动体按压到所述连结部件的同时，以使所述移动体能够向朝向所述喷出口的方向弹性移位的状态而支承所述移动体。

2.根据权利要求1所述的流体喷出装置，其中，

所述移动体在所述移动体的中心轴上具有所述前端部，并且在所述中心轴上具有位于与所述前端部相反的一侧的后端部，

所述施力部对所述后端部施加所述弹力，

所述连结部件通过所述施力部的弹性变形，而以所述前端部在与所述中心轴交叉的方向上弹性移位的状态来保持所述移动体。

3.根据权利要求2所述的流体喷出装置，其中，

所述移动体在朝向所述喷出口移动时，所述前端部将所述喷出口封闭。

4.根据权利要求2或3所述的流体喷出装置，其中，

所述后端部具有朝向与所述中心轴交叉的方向伸出的伸出部，

所述施力部对所述伸出部施加所述弹力。

5.根据权利要求4所述的流体喷出装置，其中，

所述伸出部在与所述连结部件对置的面上具有与所述连结部件局部接触的部位。

6.根据权利要求5所述的流体喷出装置，其中，

所述伸出部具有从与所述连结部件对置的面朝向所述连结部件突起的抵接部，

所述连结部件在所述抵接部处相对于所述伸出部而局部接触。

7.根据权利要求4或5所述的流体喷出装置，其中，

所述连结部件具有突起部，该突起部朝向所述伸出部突起，并相对于所述伸出部而局部接触。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的流体喷出装置，其中，

所述驱动机构包括通过电动驱动力而沿所述中心轴伸缩变形的压电元件，

所述压电元件通过由所述电动驱动力所实现的收缩而拉动所述移动体以使之移动，并通过由所述电动驱动力所实现的伸长而按压所述移动体以使之移动。

9.根据权利要求8所述的流体喷出装置，其中，

所述驱动机构包括膜状的支承部件，该支承部件在对所述压电元件加压的状态下被配置于所述压电元件与所述连结部件之间，并且根据所述压电元件的伸缩而挠曲。