JP6772725B2 - 流体吐出装置および流体を吐出する方法 - Google Patents
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Description
この形態の流体吐出装置によれば、吐出口から流体が吐出されている間に、移動体を吐出口から離れる方向に移動させることによって、吐出口から収容部内へと流体を引き戻す方向に働く力を生じさせることができる。この力によって、吐出口から押し出された流体から目標物に向かって飛翔させるべき流体滴を分離させることができるとともに、残りの流体を収容部内へと戻すことができる。従って、流体の吐出後に、吐出口の周縁部に余分な流体が残留してしまうことが効率的に抑制される。
この形態の流体吐出装置によれば、吐出処理の後に生じさせる吐出口から収容部内へと流体を引き戻す方向に働く力を増大させることができる。よって、吐出口の周縁部に余分な流体が残留してしまうことが、さらに抑制される。
この形態の流体吐出装置によれば、移動体を余分に移動させてしまうことが抑制される。
この形態の流体吐出装置によれば、移動処理において吐出口を閉塞するときに吐出口から余分な流体が外部に押し出されてしまうことが抑制される。
この形態の流体吐出装置によれば、移動処理において吐出口を介して収容部内に外気が入り込んでしまうことを抑制できる。
この形態の流体吐出装置によれば、吐出口の周縁領域における流体の残留量に応じて、移動処理の処理条件を適切に調整することができ、吐出口の周縁における流体の残留が、さらに抑制される。
この方法によれば、流体の吐出後に、吐出口の周縁に余分な流体が残留してしまうことが効率的に抑制される。
図1は、本発明の第1実施形態における流体吐出装置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」として説明される方向は、特に断らない限り、鉛直方向を基準とする方向を意味する。図1には、後述する第1方向D1および第2方向D2を示す矢印が図示されている。矢印G,D1,D2は、本明細書において参照される各図においても、適宜、図示してある。
図6は、本発明の第2実施形態における吐出工程を説明するための説明図である。図6は、時刻t4〜t5において、移動体12が閉塞位置PCと中間位置PMとの間において停止している点以外は、第1実施形態で参照した図3とほぼ同じである。第2実施形態における流体吐出装置は、第1実施形態の流体吐出装置100とほぼ同じ構成を有している(図1)。第2実施形態の流体吐出装置において実行される吐出工程は、以下に説明する点以外は、第1実施形態で説明した工程とほぼ同じである。
図7は、本発明の第3実施形態における吐出工程を説明するための説明図である。図7には、吐出工程における移動体12の位置と時間との関係を表すグラフの一例が図示されている。図7のグラフでは、便宜上、吐出工程における移動処理の工程3,4が実行される時刻t4〜t8の期間を抜き出して示してある。第3実施形態における流体吐出装置は、第1実施形態の流体吐出装置100とほぼ同じ構成を有している(図1)。第3実施形態の流体吐出装置において実行される吐出工程は、以下に説明する点以外は、第1実施形態で説明した工程とほぼ同じである。
図8は、本発明の第4実施形態における流体吐出装置100Aの構成を示す概略図である。図8では、便宜上、流体吐出装置100Aの一部の構成部のみを抜き出して図示してある。第4実施形態の流体吐出装置100Aは、流体検出部70が追加されている点以外は、第1実施形態の流体吐出装置100の構成とほぼ同じである。第4実施形態の流体吐出装置100Aが実行する吐出工程は、以下に説明するように、流体検出部70の検出結果に応じて、移動体12の移動速度や移動距離を変更する点以外は、第1実施形態で説明したのとほぼ同じである。
E1.変形例1:
上記の各実施形態において、吐出工程は、立体物を造形する造形処理において実行されている。これに対して、吐出工程は、造形処理以外のときに実行されてもよい。吐出工程は、例えば、吐出部10のメンテナンスのために実行されるフラッシングにおいて実行されてもよい。
上記の各実施形態において、移動体12の移動方向である第1方向D1および第2方向D2はそれぞれ、鉛直方向に平行な方向である。これに対して、第1方向D1および第2方向D2はそれぞれ、鉛直方向に平行な方向でなくてもよい。第1方向D1および第2方向D2は、鉛直方向に交差する斜め方向であってもよい。上記の各実施形態において、吐出口15の開口方向は鉛直方向に一致している。これに対して、吐出口15の開口方向は鉛直方向に一致していなくてもよく、例えば、鉛直方向に交差する斜め下方に向いていても良い。
上記の第2実施形態、第3実施形態および第4実施形態の構成は適宜、組み合わされてもよい。例えば、第3実施形態の吐出工程における工程2において、移動体12は、第2実施形態で説明したように、閉塞位置PCまで到達せず、中間位置PMにおいて停止されてもよい。また、第2実施形態および第3実施形態の吐出工程における工程3において、第4実施形態で説明したように、流体検出部70の検出結果に応じて、移動体12の速度や移動距離が制御されてもよい。第3実施形態の工程3において、流体検出部70の検出結果に応じて移動体12の速度を制御する場合には、吐出口15の近傍領域における流体FLの検出量が多いほど、第1速度v1を大きくするものとしてもよい。
上記の各実施形態では、制御部60は、工程4において、移動体12を閉塞位置PCに移動させるときの速度を、工程2において移動体12を第1方向D1に移動させるときの速度よりも遅くしている。これに対して、制御部60は、工程4において、移動体12を閉塞位置PCに移動させるときの速度を、工程2において移動体12を第1方向D1に移動させるときの速度と同じに設定してもよいし、その速度よりも速い速度に設定してもよい。
上記の各実施形態において、収容部11の圧力室17は省略されてもよい。この場合には、閉塞位置PCにおいて移動体12の先端部12aは、吐出口15の内周縁部に接触して吐出口15を直接的に閉塞するものとしてもよい。
上記の各実施形態において、移動体12はピエゾ素子23の伸縮によって荷重を加えられて変位している。これに対して、移動体12はピエゾ素子23を用いる以外の他の方法によって荷重をかけられて変位するものとしてもよい。移動体12は、例えば、気体の圧力によって荷重をかけられて変位するものとしてもよい。上記の各実施形態において、移動体12はピエゾ素子23と一体化されていてもよく、ピエゾ素子23の先端部分が移動体12として、収容部11内において往復移動するように構成されていてもよい。
上記第4実施形態では、流体検出部70は、撮像素子を用いた光学的な手段によって、吐出口15の周縁領域における流体FLを検出している。これに対して、流体検出部70は、撮像素子以外の光学的手段を用いて吐出口15の周縁領域における流体FLを検出してもよい。流体検出部70は、例えば、フォトセンサーによって、予め決められた量以上の流体FLが吐出口15の周縁領域に存在することを検出してもよい。また、流体検出部70は、光学的な手段以外の方法によって吐出口15の周縁領域における流体FLを検出してもよい。流体検出部70は、吐出口15の周縁領域に電極を設け、当該電極に電流を流したときの抵抗の変化に基づいて、吐出口15の周縁領域に存在する流体FLを検出してもよい。
上記各実施形態の流体吐出装置は、立体物を造形する三次元造形装置として実現されている。これに対して、流体吐出装置は、三次元造形装置として実現されていなくてもよい。流体吐出装置は、例えば、流体としてインクを吐出するインクジェットプリンターとして実現されてもよいし、塗料を吐出する塗布装置や、流動性を有する接着剤を吐出する加工装置として実現されてもよい。
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。
Claims (6)
- 流体吐出装置であって、
流体を収容する収容部と、
前記収容部に連通し、前記流体を吐出する吐出口と、
前記収容部の内部において、前記吐出口に向かう第1方向と、前記吐出口から離れる第2方向と、に移動する移動体と、
前記移動体の駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記移動体を、前記吐出口を閉塞する閉塞位置から前記第2方向に移動させて、前記吐出口を開放した後に、前記移動体を、前記第1方向に移動させて、前記吐出口から前記流体を押し出して吐出させる吐出処理と、
前記吐出処理によって前記吐出口から前記流体が吐出されている間に、前記移動体を、前記第2方向に移動させ、その後、前記移動体を前記閉塞位置に移動する移動処理と、
を実行し、
前記移動処理において、前記移動体を前記第2方向に移動させている間に、前記移動体の速度を、第1速度から前記第1速度よりも遅い第2速度に変更する、
流体吐出装置。 - 請求項1記載の流体吐出装置であって、
前記制御部は、前記吐出処理において、前記移動体を、前記第1方向に移動させて前記閉塞位置まで到達させる、流体吐出装置。 - 請求項1または請求項2記載の流体吐出装置であって、
前記移動処理において、前記移動体が前記第2方向へ移動するときの距離は、前記吐出処理において、前記移動体が前記第2方向に移動するときの距離と同じ、または、当該距離よりも小さい、流体吐出装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の流体吐出装置であって、
前記制御部は、前記移動処理において、前記移動体を前記第2方向に移動させた後、前記吐出処理において前記移動体を前記第1方向に移動させるときの移動速度よりも遅い速度で、前記移動体を前記閉塞位置に戻す、流体吐出装置。 - 請求項1から請求項4記載のいずれか一項に記載の流体吐出装置であって、さらに、
前記収容部の外部の前記吐出口の周縁領域に付着している前記流体を検出する流体検出部を備え、
前記制御部は、前記流体検出部によって検出された前記流体の量に応じて、前記移動処理において前記移動体が前記第2方向に移動するときの距離と速度のうちの少なくとも一方を変更する、流体吐出装置。 - 流体を収容する収容部に連通する吐出口から流体を吐出する方法であって、
前記収容部の内部において、移動体を、前記吐出口を閉塞する閉塞位置から、前記吐出口から離れる第2方向に移動させて、前記吐出口を開放した後に、前記移動体を、前記吐出口に向かう第1方向に移動させて、前記吐出口から前記流体を押し出して吐出させる吐出工程と、
前記吐出工程によって前記吐出口から前記流体が吐出されている間に、前記移動体を、前記第2方向に移動させ、その後、前記移動体を前記閉塞位置に移動する移動工程と、
を備え、
前記移動工程において、前記移動体を前記第2方向に移動させている間に、前記移動体の速度を、第1速度から前記第1速度よりも遅い第2速度に変更する、
方法。
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