(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-05
(45)【発行日】2023-04-13
(54)【発明の名称】ノズルプレートおよび液体吐出装置
(51)【国際特許分類】
B05C 5/00 20060101AFI20230406BHJP
B41J 2/14 20060101ALI20230406BHJP
【ＦＩ】
B05C5/00 101
B41J2/14 501
B41J2/14 301
B41J2/14 607
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2022062944
(22)【出願日】2022-04-05
【審査請求日】2022-09-29
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】593020913
【氏名又は名称】株式会社ナカリキッドコントロール
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】池田 浩二
【審査官】青木 太一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１３６５２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－００３２６３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０５Ｃ ５／００－５／０４
Ｂ４１Ｊ ２／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体が収容される貯留室と、前記貯留室に液体を導入するための液体流路と、前記貯留室に収容された液体を吐出するための吐出流路と、を有するノズルプレートであって、第１部材と、前記第１部材と分離自由に接合される第２部材とを有し、
前記第１部材および前記第２部材とは、前記液体流路の少なくとも一部に沿って分離され、
前記第１部材および前記第２部材のいずれか一方の面であって他方と接合される面にのみ溝を有し、前記溝は前記液体流路の少なくとも一部を形成する、ノズルプレート。
【請求項2】
液体が収容される貯留室と、前記貯留室に液体を導入するための液体流路と、前記貯留室に収容された液体を吐出するための吐出流路と、を有するノズルプレートであって、第１部材と、前記第１部材と分離自由に接合される第２部材とを有し、
前記第１部材および前記第２部材とは、前記液体流路の少なくとも一部に沿って分離され、
前記第１部材および前記第２部材の互いに接合される面のそれぞれに溝を有し、前記第１部材の溝および前記第２部材の溝により前記液体流路の少なくとも一部が形成される、ノズルプレート。
【請求項3】
液体が収容される貯留室と、前記貯留室に液体を導入するための液体流路と、前記貯留室に収容された液体を吐出するための吐出流路と、を有するノズルプレートであって、第１部材と、前記第１部材と分離自由に接合される第２部材とを有し、
前記第１部材および前記第２部材とは、前記液体流路の少なくとも一部に沿って分離され、
前記第１部材および前記第２部材は、互いに接合される面のそれぞれが前記吐出流路の液体が流れる方向に直交する、ノズルプレート。
【請求項4】
前記第１部材および前記第２部材の互いに接合される面は、シート部材を介して接合される、請求項１から３のいずれか１項に記載のノズルプレート。
【請求項5】
前記第１部材および前記第２部材は、耐熱性の素材から構成される請求項１から３のいずれか１項に記載のノズルプレート。
【請求項6】
前記第２部材は前記吐出流路の吐出口が開口する面を備え、前記第２部材の前記吐出口が開口する面には前記第１部材と接合するためのネジが挿入されるネジ用貫通孔が形成され、
前記吐出口を覆わずに前記ネジ用貫通孔を覆うように前記吐出口が開口する面に貼り付けられる保護シートをさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のノズルプレート。
【請求項7】
液体を加圧することにより液体を吐出する液体吐出装置であって、加圧部と、前記加圧部の下端に設けられる請求項１から３のいずれか１項に記載のノズルプレートと、を備え、
前記加圧部は、
加圧部本体と、
前記加圧部本体に上下方向に移動自由に支持され、下端部が前記加圧部本体から突出し、前記液体流路から前記貯留室に導入された液体を加圧して前記吐出流路から吐出させる加圧部材と、
前記加圧部材を上下方向に移動させる駆動部と、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、液体を吐出するノズルプレートおよびノズルプレートを有する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体製造分野等においては、液体を吐出するための液体吐出装置が用いられている。例えば、特許文献１に記載の液体吐出装置２００は、図８に示すように、ヘッド本体部２０１と、ヘッド本体部２０１に往復移動可能に装着され、下端部がヘッド本体部２０１から下方向に突出した加圧部材２０２と、ヘッド本体部２０１の下面に設けられたノズルプレート２０３と、加圧部材２０２を上下方向に駆動させるアクチュエータ２０４とを備えている。ノズルプレート２０３は、ヘッド本体部２０１から突出する加圧部材２０２の下端部が収容され液体の貯留室を形成する凹部２０５と、凹部２０５に液体を導入するための導入流路２０６と、凹部２０５の底に形成された吐出流路２０７とを備える。
【0003】
導入流路２０６はシリンジ等からなる液体供給部に連結されており、液体供給部から導入流路２０６を介して凹部２０５の貯留室に液体が供給される。次いでアクチュエータ２０４を動作させて加圧部材２０２を下方向に移動させる。これにより、液体に押圧が加わり、吐出流路２０７の下端の吐出口から液体が吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１７-１２７８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このような液体吐出装置においては、ノズルプレートの貯留室内に残存する液体を排出するとともに、貯留室や導入流路、吐出流路等の洗浄作業が定期的に行われる。また、使用目的に応じて吐出対象の液体が変更された場合にも洗浄作業が行われる。
【0006】
しかし、図８の形態においては、凹部２０５の底に位置する貯留室に液体を供給するために、ノズルプレート２０３の導入流路２０６は直線状ではなく折れ曲がり部分２０６ａを有する形状となっており、洗浄が容易ではない。特に、固化しやすい液体を吐出する場合には、折れ曲がり部分２０６ａに溜まった液体が固化することがあり、これをクリーニングピン等の洗浄ツールを挿入して洗浄するのは極めて困難である。
【0007】
本発明は、上記した課題に着目してなされたものであり、洗浄しやすいノズルプレートおよび液体吐出装置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】
【0008】
上記目的を達成するため、本発明は、次の項に記載の主題を包含する。
【0009】
項１：液体が収容される貯留室と、前記貯留室に液体を導入するための液体流路と、前記貯留室に収容された液体を吐出するための吐出流路と、を有するものであって、第１部材と、前記第１部材と分離自由に接合される第２部材とを有し、前記第１部材および前記第２部材とは、前記液体流路の少なくとも一部に沿って分離される、ノズルプレート。
【0010】
上記の構成によれば、流体流路を構成する第１部材と第２部材とが分離自由であるため、洗浄がしやすい。
【0011】
項２：前記第１部材および前記第２部材のいずれか一方の面であって他方と接合される面にのみ溝を有し、前記溝は前記液体流路の少なくとも一部を形成する、項１に記載のノズルプレート。
【0012】
項３：前記第１部材および前記第２部材の互いに接合される面のそれぞれに溝を有し、前記第１部材の溝および前記第２部材の溝により前記液体流路の少なくとも一部が形成される、項１に記載のノズルプレート。
【0013】
項４：前記第１部材および前記第２部材は、前記互いに接合される面のそれぞれが前記吐出流路の液体が流れる方向に直交する、項１から３のいずれかに記載のノズルプレート。
【0014】
項５：前記第１部材および前記第２部材の互いに接合される面は、シート部材を介して接合される、項１から４のいずれかに記載のノズルプレート。
【0015】
項６：前記第１部材および前記第２部材は、耐熱性の素材から構成される、項１から５のいずれかに記載のノズルプレート。
【0016】
項７：前記第２部材は前記吐出流路の吐出口が開口する面を備え、
前記第２部材の前記吐出口が開口する面には前記第１部材と接合するためのネジが挿入されるネジ用貫通孔が形成され、
前記吐出口を覆わずに前記ネジ用貫通孔を覆うように前記吐出口が開口する面に貼り付けられる保護シートをさらに備える、項１から６のいずれかに記載のノズルプレート。
前記第２部材の前記吐出口が開口する面には前記第１部材と接合するためのネジが挿入されるネジ用貫通孔が形成され、
前記吐出口を覆わずに前記ネジ用貫通孔を覆うように前記吐出口が開口する面に貼り付けられる保護シートをさらに備える、項１から６のいずれかに記載のノズルプレート。
【0017】
項８：本発明の他の形態は、液体を加圧することにより液体を吐出する液体吐出装置であって、加圧部と、前記加圧部の下端に設けられる項１から項７のいずれかに記載のノズルプレートと、を備えるものである。前記加圧部は、加圧部本体と、前記加圧部本体に上下方向に移動自由に支持され、下端部が前記加圧部本体から突出し、前記液体流路から前記貯留室に導入された液体を加圧して前記吐出流路から吐出させる加圧部材と、前記加圧部材を上下方向に移動させる駆動部と、を備える。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、洗浄しやすいノズルプレートおよび液体吐出装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の全体の概略構成を示す断面図である。
【図2】（Ａ）は液体吐出装置の要部を拡大して示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の一部分を拡大して示す図である。
【図3】液体吐出装置の分解斜視図である。
【図4】液体吐出装置の斜視図である。
【図6】ノズルプレートの他の例を示す断面図である。
【図8】従来技術を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
（全体構成）
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１～図５は、本発明の一実施形態の液体吐出装置１０を示す。液体吐出装置１０は、液体を加圧することにより液体を吐出するものであり、加圧部１１と、加圧部１１の下端に設けられるノズルプレート２０とを備えている。液体吐出装置１０は、吐出する液体を供給するための液体供給部１００に接続されている。以下の説明では、ノズルプレート２０の吐出流路の軸方向、すなわち液体が吐出される方向を図１における上下方向とし、上下方向に直交する方向を左右方向としているが、液体吐出装置は必ずしも現実の上下方向（鉛直方向）に沿って液体が吐出されてなくてもよい。
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１～図５は、本発明の一実施形態の液体吐出装置１０を示す。液体吐出装置１０は、液体を加圧することにより液体を吐出するものであり、加圧部１１と、加圧部１１の下端に設けられるノズルプレート２０とを備えている。液体吐出装置１０は、吐出する液体を供給するための液体供給部１００に接続されている。以下の説明では、ノズルプレート２０の吐出流路の軸方向、すなわち液体が吐出される方向を図１における上下方向とし、上下方向に直交する方向を左右方向としているが、液体吐出装置は必ずしも現実の上下方向（鉛直方向）に沿って液体が吐出されてなくてもよい。
【0021】
（液体供給部１００）
液体供給部１００は、例えば、液体を貯留するシリンジ１０１とシリンジ１０１に空圧を供給するエアコンプレッサ等の空圧供給源１０３とが、電磁バルブ１０２を介して接続されたものである。電磁バルブ１０２が開かれると、空圧供給源１０３からシリンジ１０１内に所定の空圧が供給されて液体が押し出され、液体供給管１０５を介して液体吐出装置１０に供給される。
液体供給部１００は、例えば、液体を貯留するシリンジ１０１とシリンジ１０１に空圧を供給するエアコンプレッサ等の空圧供給源１０３とが、電磁バルブ１０２を介して接続されたものである。電磁バルブ１０２が開かれると、空圧供給源１０３からシリンジ１０１内に所定の空圧が供給されて液体が押し出され、液体供給管１０５を介して液体吐出装置１０に供給される。
【0022】
（液体吐出装置１０）
（加圧部１１）
図１～図３に示すように、加圧部１１は、加圧部本体１２と、加圧部材１３と、駆動部１４と、回転規制機構１５とを備えている。加圧部本体１２は、有底で上端が開口した円筒形状を呈しており、開口はベース部材１６で閉鎖されている。加圧部本体１２の底部１２ａの平面視における中央部には、加圧部材１３が挿通される貫通孔１２ｂが形成されている。底部１２ａの外面１２ｃはノズルプレート２０が装着される装着面である。外面１２ｃであって貫通孔１２ｂの周囲にはＯリング１２ｅが収容される段部１２ｄが形成されており、Ｏリング１２ｅによりノズルプレート２０内の液体が加圧部本体１２に流れることを防いでいる。また、図３に示すように、外面１２ｃには、ノズルプレート２０を装着するためのネジ孔１２ｆが設けられている。
（加圧部１１）
図１～図３に示すように、加圧部１１は、加圧部本体１２と、加圧部材１３と、駆動部１４と、回転規制機構１５とを備えている。加圧部本体１２は、有底で上端が開口した円筒形状を呈しており、開口はベース部材１６で閉鎖されている。加圧部本体１２の底部１２ａの平面視における中央部には、加圧部材１３が挿通される貫通孔１２ｂが形成されている。底部１２ａの外面１２ｃはノズルプレート２０が装着される装着面である。外面１２ｃであって貫通孔１２ｂの周囲にはＯリング１２ｅが収容される段部１２ｄが形成されており、Ｏリング１２ｅによりノズルプレート２０内の液体が加圧部本体１２に流れることを防いでいる。また、図３に示すように、外面１２ｃには、ノズルプレート２０を装着するためのネジ孔１２ｆが設けられている。
【0023】
加圧部材１３は、ノズルプレート２０の液体流路２３から凹部２２に導入された液体を加圧して吐出流路２２ｃから吐出させるものである。加圧部材１３は、円柱形状の小径部１３ａと、小径部１３ａの上端に取り付けられた四角形状の大径部１３ｂとを有しており、断面Ｔ字形状を呈している。なお、大径部１３ｂは円柱形状であってもよい。小径部１３ａの径は加圧部本体１２の貫通孔１２ｂに挿通可能に設定されており、本実施形態では貫通孔１２ｂの径を約３．１ｍｍ、小径部１３ａの径を約３．０ｍｍに設定しているが、これに限定されるものではない。小径部１３ａは、貫通孔１２ｂに挿通されて、下端部が加圧部本体１２の底部１２ａより外側に突出し、後述するノズルプレート２０の凹部２２に収容される。小径部１３ａの上下方向の長さは、凹部２２の貯留室２１に収容された液体を加圧できる十分な長さに設定される。一方、小径部１３ａは加圧時に貯留室２１の液体からの反力を受けて僅かに上下方向に収縮し、この収縮によりエネルギー損失が発生するが小径部１３ａが短いほど収縮が小さく損失も小さくなる。この観点からは、小径部１３ａはできるだけ短く設定される。
【0024】
大径部１３ｂは加圧部本体１２の内部に位置しており、平面視における大径部１３ｂの大きさは、加圧部本体１２の貫通孔１２ｂから大径部１３ｂが抜け出ない大きさに設定されている。大径部１３ｂの下面と加圧部本体１２の底部１２ａの上面との間には環状の皿バネ１７が設けられており、後述するアクチュエータ１８による加圧部材１３への加圧が解除された状態で、皿バネ１７は加圧部材１３を上方向に付勢して第１の位置に位置させる。皿バネ１７及び加圧部本体１２の貫通孔１２ｂにより、加圧部材１３は加圧部本体１２に着脱可能に上下方向に移動自由に支持されている。
【0025】
加圧部１１の小径部１３ａの下端部には、ノズルプレート２０の液体流路２３から導入された液体を凹部２２の底部２２ａに効率的に導入するための第１流路１９が形成されている。
【0026】
回転規制機構１５は、加圧部材１３の中心軸回りの相対回転を規制するものである。図２、図４に示すように、回転規制機構１５は、加圧部材１３の小径部１３ａの外周面１３ｃから突出した突出部であるピン１５ａと、加圧部本体１２の底部１２ａの上面１２ｇに設けられ上側が開放された溝１５ｂとを備える。ピン１５ａが溝１５ｂに収容されることで、加圧部材１３が貫通孔１２ｂに対して、すなわち加圧部材１３の小径部１３ａの下端部が収容されるノズルプレート２０の凹部２２に対して、回転することが規制される。
【0027】
加圧部材１３とベース部材１６との間には圧電素子を含むアクチュエータ１８が取り付けられている。アクチュエータ１８は、図示しないアクチュエータ制御部によって制御されて上下方向へ伸縮動作を行う。アクチュエータ１８の上面は、皿バネ１７の付勢力によりベース部材１６に当接しており、ベース部材１６によりアクチュエータ１８の伸長時の上向きの反力が支持されている。
【0028】
アクチュエータ１８は加圧部材１３の大径部１３ｂの上面に当接するが固定はされていない。アクチュエータ１８の伸長時には、アクチュエータ１８の下面が加圧部材１３の大径部１３ｂの上面に当接して、加圧部材１３に下方向の圧力を加える。これにより加圧部材１３は、皿バネ１７により上方向に付勢された第１の位置から、皿バネ１７の付勢力に反して下向きに第２の位置に移動する。第１の位置と第２の位置との間の移動距離は約２０μｍに設定されているが、これに限定されない。アクチュエータ１８と皿バネ１７により駆動部１４が構成される。
【0029】
なお、加圧部１１の構成は図１の構成に限定されず、ノズルプレート２０の貯留室２１に収容された液体に圧力を加えることができればいずれの構成であってもよい。
【0030】
（ノズルプレート２０）
ノズルプレート２０は、液体が収容される貯留室２１を有する凹部２２と、貯留室２１に液体を導入するための液体流路２３と、貯留室２１に収容された液体を吐出するための吐出流路２２ｃと、を有する。ノズルプレート２０は、第１部材３１と、第１部材３１と分離自由に接合される第２部材４１と、シート部材５０と、保護シート５３とを含む。
ノズルプレート２０は、液体が収容される貯留室２１を有する凹部２２と、貯留室２１に液体を導入するための液体流路２３と、貯留室２１に収容された液体を吐出するための吐出流路２２ｃと、を有する。ノズルプレート２０は、第１部材３１と、第１部材３１と分離自由に接合される第２部材４１と、シート部材５０と、保護シート５３とを含む。
【0031】
（第１部材３１）
図１～図３に示すように、第１部材３１は、平面視において矩形状であって、図２における右側部分３２は、左側部分３３よりも厚み（上下方向の長さ）が小さく形成されている。右側部分３２の上面３２ａは、加圧部１１の加圧部本体１２の底部１２ａの外面に取付けられる。第１部材３１の右側部分３２の厚みは、加圧部材１３の小径部１３ａの上下方向の長さを短くするためにできるだけ薄く形成されており、本実施形態では１５００μｍに設定されているが、これに限定されない。左側部分３３は後述するネジ孔３８ｂを形成するために右側部分３２よりも厚く形成されており、本実施形態では３０００μｍに設定されているが、これに限定されない。
図１～図３に示すように、第１部材３１は、平面視において矩形状であって、図２における右側部分３２は、左側部分３３よりも厚み（上下方向の長さ）が小さく形成されている。右側部分３２の上面３２ａは、加圧部１１の加圧部本体１２の底部１２ａの外面に取付けられる。第１部材３１の右側部分３２の厚みは、加圧部材１３の小径部１３ａの上下方向の長さを短くするためにできるだけ薄く形成されており、本実施形態では１５００μｍに設定されているが、これに限定されない。左側部分３３は後述するネジ孔３８ｂを形成するために右側部分３２よりも厚く形成されており、本実施形態では３０００μｍに設定されているが、これに限定されない。
【0032】
左側部分３３の上面３３ａには、液体供給部１００と接続するためのジョイント部３４が設けられている。ジョイント部３４は内部に接続流路３４ａが形成されており、第１部材３１内に上下方向に沿って設けられた導入流路３５と連通している。第１部材３１には、加圧部本体１２の貫通孔１２ｂに対応する位置に、凹部２２を形成する凹部用貫通孔３６が上下方向に沿って形成されている。凹部用貫通孔３６は平面から見た形状が円形であり、凹部用貫通孔３６の径は加圧部本体１２の貫通孔１２ｂの径と略同じに設定されている。
【0033】
図２、図５に示すように、第１部材３１の下面３１ａには、凹部用貫通孔３６と導入流路３５とに連通する溝３７が形成されている。溝３７は断面形状が半円形状であり、溝３７の下側は開放されている。本実施形態では、導入流路３５と溝３７と凹部用貫通孔３６とは平面視において直線上に位置している。溝３７は第１部材３１と第２部材４１とが接合された状態で開放部分が第２部材４１により塞がれて液体流路２３の一部となる。溝３７、導入流路３５、接続流路３４ａは液体流路２３を構成する。本実施形態では、溝３７の図２における左右方向の長さは約１００００μｍ（１０ｍｍ）、溝３７の図２における上下方向の長さ（厚み）は約７００μｍ、下面３１ａにおける溝３７の長さおよび厚みに直交する方向の長さ（幅）は約１４００μｍに設定されているが、これに限定されるものではない。第１部材３１の下面３１ａは、第２部材４１と接合される面であり接合面３１ａともいう。なお、図５においては、第１部材３１、第２部材４１、シート部材５０、保護シート５３のみを図示し、他の構成の図示を省略している。
【0034】
図３に示すように、第１部材３１の右側部分３２にはノズルプレート２０を加圧部１１の底部１２ａに装着するためのネジ用貫通孔３８ａが形成されている。また、第１部材３１の左側部分３３には、第２部材４１、シート部材５０を第１部材３１に装着するためのネジ孔３８ｂが形成されている。本実施形態では、ネジ用貫通孔３８ａは右側部分３２に４つ、ネジ孔３８ｂは左側部分３３に２つ形成されているが、ネジ用貫通孔３８ａ、ネジ孔３８ｂの個数や位置は本実施形態には限定されない。
【0035】
第１部材３１は、少なくとも５００度の熱に耐える耐熱性の素材からなる。第１部材３１は金属から構成されることが好ましく、本実施形態ではステンレスから構成されているが、これに限定されず、アルミナ、ジルコニア等のセラミックから構成されていてもよい。
【0036】
（第２部材４１）
図１～図３に示すように、第２部材４１は長方形状であって、上面４１ａは第１部材３１の下面と接合する接合面４１ａである。第２部材４１の接合面４１ａには、第１部材３１の凹部用貫通孔３６に対応する位置に、凹部２２を形成する凹部用穴４２が形成されている。凹部用穴４２は、平面から見た形状が円形であり、凹部用穴４２の径は凹部用貫通孔３６の径と略同じに設定されている。第１部材３１の凹部用貫通孔３６および第２部材４１の凹部用穴４２から構成される凹部２２には、加圧部本体１２の貫通孔１２ｂを貫通した加圧部材１３の小径部１３ａの下端部が収容される。本実施形態では、加圧部材１３の小径部１３ａの外周面１３ｃと凹部２２の内面２２ｂとの間の最短の距離は約５μｍに設定されているが、これに限定されない。加圧部材１３の底面１３ｄと凹部用穴４２の底部２２ａとの間に、液体が収容される貯留室２１が形成される。
図１～図３に示すように、第２部材４１は長方形状であって、上面４１ａは第１部材３１の下面と接合する接合面４１ａである。第２部材４１の接合面４１ａには、第１部材３１の凹部用貫通孔３６に対応する位置に、凹部２２を形成する凹部用穴４２が形成されている。凹部用穴４２は、平面から見た形状が円形であり、凹部用穴４２の径は凹部用貫通孔３６の径と略同じに設定されている。第１部材３１の凹部用貫通孔３６および第２部材４１の凹部用穴４２から構成される凹部２２には、加圧部本体１２の貫通孔１２ｂを貫通した加圧部材１３の小径部１３ａの下端部が収容される。本実施形態では、加圧部材１３の小径部１３ａの外周面１３ｃと凹部２２の内面２２ｂとの間の最短の距離は約５μｍに設定されているが、これに限定されない。加圧部材１３の底面１３ｄと凹部用穴４２の底部２２ａとの間に、液体が収容される貯留室２１が形成される。
【0037】
図２（Ｂ）に示すように、凹部用穴４２の底部２２ａには、凹部２２の貯留室２１に収容された液体を吐出するための吐出流路２２ｃが形成されている。吐出流路２２ｃは平面視において円形であり、下に向かうほど内径が小さい先細り形状を呈している。第２部材４１の下面４１ｂにはわずかに下方に突出する突条部４１ｃが形成されており、吐出流路２２ｃは、底部２２ａおよび突条部４１ｃを貫通している。突条部４１ｃの下端には吐出流路２２ｃの吐出口２２ｄが開口している。吐出流路２２ｃは、平面視において凹部２２の重心位置Ｐからずれた位置であって、図２（Ｂ）において加圧部材１３の第１流路１９や凹部２２の内面２２ｂに形成された液体流路２３の開口とは重心位置Ｐを中心にして反対側の位置に形成されている。本実施形態においては、平面視において凹部２２は円形状であるため、円形の中心点が重心位置Ｐになる。これにより加圧部材１３の第１流路１９から供給された液体は貯留室２１全体に充填され、貯留室２１内にエアだまりが発生しにくく、吐出不良が防がれる。なお、吐出流路２２ｃの位置は本実施形態に限定されず、凹部２２の底部２２ａのいずれの位置であってもよい。
【0038】
第２部材４１の厚み、すなわち、上下方向の長さであって突条部４１ｃの厚みを除いた長さは、液体吐出動作時に加圧部材１３により貯留室２１に収容された液体が加圧された際に、この加圧により第２部材４１に撓みが生じない程度の厚みに設定される。一方、加圧部材１３の小径部１３ａをできるだけ短くする観点から、第２部材４１の厚みはできるだけ薄く設定される。
【0039】
図３に示すように、第２部材４１にはノズルプレート２０を加圧部１１の底部１２ａに装着するためのネジ用貫通孔４３が形成されている。本実施形態では、第１部材３１のネジ用貫通孔３８ａ、ネジ孔３８ｂに対応する個数のネジ用貫通孔４３が第１部材３１のネジ用貫通孔３８ａ、ネジ孔３８ｂに対応する位置に形成されているが、ネジ用貫通孔４３の個数や位置は本実施形態には限定されない。
【0040】
第２部材４１は、少なくとも５００度の熱に耐える耐熱性の素材からなる。第２部材４１は金属から構成されることが好ましく、本実施形態ではステンレスから構成されているが、これに限定されず、アルミナ、ジルコニア等のセラミックから構成されていてもよい。
【0041】
（シート部材５０）
図１～図３に示すように、第１部材３１および第２部材４１は、その間にシート部材５０を介して接合される。第１部材３１と第２部材４１とが分離自由に接合されるとは、シート部材５０を介して接合されることを含む。シート部材５０は、平面視において第１部材３１および第２部材４１に対応する形状および大きさであり、素材としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が用いられ、厚み５０μｍに設定されており、可撓性を有する。図３に示すように、シート部材５０には、第１部材３１の凹部用貫通孔３６および第２部材４１の凹部用穴４２に対応する位置に凹部用貫通孔５１が形成され、第１部材３１および第２部材４１のネジ用貫通孔３８ａ、４３、ネジ孔３８ｂに対応する位置にネジ用貫通孔５２が形成されている。シート部材５０は、少なくとも第１部材３１の接合面３１ａに対向する上面５０ａが離型処理されている。離型処理とは、シート部材５０が少なくとも第１部材３１からはがれやすくなる処理を行うことであり、例えば、面に離型剤を塗布する処理である。
図１～図３に示すように、第１部材３１および第２部材４１は、その間にシート部材５０を介して接合される。第１部材３１と第２部材４１とが分離自由に接合されるとは、シート部材５０を介して接合されることを含む。シート部材５０は、平面視において第１部材３１および第２部材４１に対応する形状および大きさであり、素材としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が用いられ、厚み５０μｍに設定されており、可撓性を有する。図３に示すように、シート部材５０には、第１部材３１の凹部用貫通孔３６および第２部材４１の凹部用穴４２に対応する位置に凹部用貫通孔５１が形成され、第１部材３１および第２部材４１のネジ用貫通孔３８ａ、４３、ネジ孔３８ｂに対応する位置にネジ用貫通孔５２が形成されている。シート部材５０は、少なくとも第１部材３１の接合面３１ａに対向する上面５０ａが離型処理されている。離型処理とは、シート部材５０が少なくとも第１部材３１からはがれやすくなる処理を行うことであり、例えば、面に離型剤を塗布する処理である。
【0042】
シート部材５０の素材として、本実施形態では、剛性のある樹脂シートとして、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いたが、低付着性の良好なものとしてＰＰ（ポリプロピレン）も好ましく用いられる。また、例えばステンレス、アルミニウムなどの金属も使用でき、その場合、可撓性の観点より、厚み１０μｍ～３０μｍが好ましく用いられる。第１部材３１と第２部材４１との間にシート部材５０を備えることにより、第１部材３１と第２部材４１との間に液体が進入して固化し、第１部材３１と第２部材４１とが固着して分離できなくなるのを防いでいる。なお、本実施形態において、シート部材５０を備えていない構成であってもよい。
【0043】
（第１部材３１および第２部材４１の接合）
図３に示すように、ノズルプレート２０は、ノズルプレート２０の第２部材４１の下面４１ｂからネジ６０がネジ用貫通孔４３、５２、３８ａを通ってネジ孔３８ｂ、１２ｆに挿入されることにより加圧部１１に装着される。ネジ６０はネジ頭の下端が第２部材４１のネジ用貫通孔４３内に位置し、ネジ６０が第２部材４１の下面４１ｂから飛び出さない長さに設定される。第１部材３１と第２部材４１とがシート部材５０を介して接合された状態において、第１部材３１の溝３７の下側の開放部分はシート部材５０および第２部材４１によって覆われ、溝３７は液体流路２３の一部となる。すなわち、第１部材３１および第２部材４１は液体流路２３の一部に沿って分離自由となっている。
図３に示すように、ノズルプレート２０は、ノズルプレート２０の第２部材４１の下面４１ｂからネジ６０がネジ用貫通孔４３、５２、３８ａを通ってネジ孔３８ｂ、１２ｆに挿入されることにより加圧部１１に装着される。ネジ６０はネジ頭の下端が第２部材４１のネジ用貫通孔４３内に位置し、ネジ６０が第２部材４１の下面４１ｂから飛び出さない長さに設定される。第１部材３１と第２部材４１とがシート部材５０を介して接合された状態において、第１部材３１の溝３７の下側の開放部分はシート部材５０および第２部材４１によって覆われ、溝３７は液体流路２３の一部となる。すなわち、第１部材３１および第２部材４１は液体流路２３の一部に沿って分離自由となっている。
【0044】
（保護シート５３）
第２部材４１の下面４１ｂには、吐出流路２２ｃの吐出口２２ｄを覆わないが、第２部材４１のネジ用貫通孔４３を覆うように保護シート５３が貼り付けられている。本実施形態では、保護シート５３は一枚のシート状であり、平面視において第２部材４１に対応する大きさに形成されており、吐出口２２ｄに対応する位置に孔５３ａが設けられて吐出口２２ｄが開放されている。保護シート５３の厚みは５０μｍに設定されている。保護シート５３は、シート状基材の一方の面に粘着剤が塗布されたものであり、いわゆるマスキングテープが用いられる。シート状基材の素材として例えばポリエステル、和紙が好ましく用いられ、粘着剤には、アクリル系、シリコーン系が好ましく用いられる。保護シート５３は少なくとも第２部材４１のネジ用貫通孔４３を覆うものであればよく、例えば複数枚の保護シート５３により各ネジ用貫通孔４３が覆われていてもよい。保護シート５３を用いることで、吐出口２２ｄから吐出された液体が第２部材４１の下面を通ってネジ孔に進入してネジが外れなくなることを防ぐことができる。なお、本実施形態において、保護シート５３は設けられていなくてもよい。
第２部材４１の下面４１ｂには、吐出流路２２ｃの吐出口２２ｄを覆わないが、第２部材４１のネジ用貫通孔４３を覆うように保護シート５３が貼り付けられている。本実施形態では、保護シート５３は一枚のシート状であり、平面視において第２部材４１に対応する大きさに形成されており、吐出口２２ｄに対応する位置に孔５３ａが設けられて吐出口２２ｄが開放されている。保護シート５３の厚みは５０μｍに設定されている。保護シート５３は、シート状基材の一方の面に粘着剤が塗布されたものであり、いわゆるマスキングテープが用いられる。シート状基材の素材として例えばポリエステル、和紙が好ましく用いられ、粘着剤には、アクリル系、シリコーン系が好ましく用いられる。保護シート５３は少なくとも第２部材４１のネジ用貫通孔４３を覆うものであればよく、例えば複数枚の保護シート５３により各ネジ用貫通孔４３が覆われていてもよい。保護シート５３を用いることで、吐出口２２ｄから吐出された液体が第２部材４１の下面を通ってネジ孔に進入してネジが外れなくなることを防ぐことができる。なお、本実施形態において、保護シート５３は設けられていなくてもよい。
【0045】
（液体吐出装置１０の動作）
本実施形態の液体吐出装置１０の動作について説明する。前提として、すでに貯留室２１には液体供給部１００から液体が充填されているものとする。初期状態において貯留室２１に液体が充填されていない場合には、液体供給部１００から貯留室２１に液体を充填しておく。初期状態での液体を充填する動作は後述の液体充填動作と同様である。
本実施形態の液体吐出装置１０の動作について説明する。前提として、すでに貯留室２１には液体供給部１００から液体が充填されているものとする。初期状態において貯留室２１に液体が充填されていない場合には、液体供給部１００から貯留室２１に液体を充填しておく。初期状態での液体を充填する動作は後述の液体充填動作と同様である。
【0046】
液体吐出動作時には、アクチュエータ１８により加圧部材１３を第１の位置から下方向に第２の位置まで移動させる。加圧部材１３により貯留室２１に収容された液体が押圧され、吐出流路２２ｃから液体が吐出される。所定の時間経過後にアクチュエータ１８が縮小すると液体の吐出が停止され、加圧部材１３は皿バネ１７の付勢力により押し上げられて第１の位置に戻る。
【0047】
液体吐出動作の後に貯留室２１への液体充填動作が行われる。液体供給部１００の電磁バルブ１０２が開かれ、空圧供給源１０３からシリンジ１０１内に所定の空圧が供給されてシリンジ１０１から液体が押し出され、液体供給管１０５を介して液体吐出装置１０のノズルプレート２０の導入流路３５に液体が導入され、溝３７を通って凹部２２の貯留室２１に液体が流れる。液体吐出装置１０は１回の液体吐出動作が完了した後で、液体充填動作を行う。液体供給動作と液体吐出動作とは交互に繰り返される。
【0048】
このような液体供給動作と液体吐出動作との繰り返しにより、ノズルプレート２０の導入流路３５や溝３７には液体が残留したり、残留した液体が固化するため、導入流路３５および溝３７である液体流路２３や貯留室２１、吐出流路２２ｃ等を洗浄する必要がある。また、吐出対象の液体が変更される場合にも洗浄が必要になる。作業者は、洗浄の際に保護シート５３を剥がしてネジ６０を外す。これにより、加圧部１１からノズルプレート２０が取りはずされ、かつ第１部材３１と第２部材４１とが分離するため、液体流路２３である第１部材３１の溝３７が開放され、溝３７の洗浄がしやすくなる。また、第１部材３１の導入流路３５を溝３７側から洗浄が可能となる。さらに、第２部材４１の凹部２２を形成する凹部用穴４２および吐出流路２２ｃを上側から洗浄しやすくなる。特にノズルプレート２０が吐出する液体が主剤と硬化剤とからなる２液硬化性接着剤である場合や、ＵＶ硬化樹脂である場合には、液体がノズルプレート２０内の液体流路２３や貯留室２１、吐出流路２２ｃに残留して固化しやすいため、頻繁に洗浄する必要があり、洗浄のしやすさは重要である。
【0049】
また、吐出する液体が２液硬化性接着剤やＵＶ硬化樹脂等の固化しやすい液体である場合、液体流路２３、貯留室２１、吐出流路２２ｃ内に液体が固化して付着し、洗浄ツールを用いても付着物が除去できないことがある。本実施形態では、第１部材３１、第２部材４１は耐熱性を有する素材から構成されているため、加圧部１１からノズルプレート２０を取り外し、第１部材３１と第２部材４１を分離して、第１部材３１と第２部材４１とを５００度以上に加熱することができる。これにより、加熱により付着物が除去可能となる。
【0050】
また、本実施形態においては、吐出流路２２ｃが設けられた第１部材３１よりも下側に位置する第２部材４１ではなく、加圧部１１に近い第１部材３１の上面３３ａに液体供給部１００と接続するためのジョイント部３４が設けられている。ノズルプレート２０の下に位置するワーク（吐出対象物）と第２部材４１との間の距離は数１００μｍから数ｍｍであるため、ジョイント部３４を第２部材４１の側面に設けるとジョイント部３４に接続される液体供給部１００の液体供給管１０５などがワークと接触することがある。しかし、本実施形態においては、ジョイント部３４を加圧部１１に近い第１部材３１の上面に設けることで、液体供給部１００がワークと接触することがない。また、ノズルプレート２０のジョイント部３４に上側から液体供給部１００を接続することができ、側面にジョイント部３４が設けられる場合に比べて液体供給部１００とノズルプレート２０との接続が容易である。
【0051】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。上記に示す実施形態では、第１部材３１にのみ溝３７が形成されているが、第２部材４１にのみ溝３７が形成されてもよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。上記に示す実施形態では、第１部材３１にのみ溝３７が形成されているが、第２部材４１にのみ溝３７が形成されてもよい。
【0052】
また、図６、図７に示すように、溝３７は、第１部材３１に形成された溝３７Ａと第２部材４１に形成された溝３７Ｂとから構成されていてもよい。第２部材４１の溝３７Ｂは断面形状が溝３７Ａとは上下に反転した半円形状であり、第１部材３１の溝３７Ａと対応する位置であって、同じ大きさに形成されている。第１部材３１および第２部材４１が接合された状態で、第１部材３１の溝３７Ａおよび第２部材４１の溝３７Ｂにより断面が略円形状の液体流路２３の一部が形成される。シート部材５０は第１部材３１の溝３７Ａおよび第２部材４１の溝３７Ｂに対応する位置に長孔５０ｂを有しており、溝３７Ａ、３７Ｂによる液体流路２３内にシート部材５０が位置しない。その他の構成については、図１の実施形態と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付すことで説明を省略する。なお、図７においては、第１部材３１、第２部材４１、シート部材５０、保護シート５３のみを図示し、他の構成の図示を省略している。
【0053】
また、図１の実施形態では、第１部材３１および第２部材４１の接合面は吐出流路２２ｃの液体が流れる方向に直交する面であるが、これに限定されない。例えば、第１部材３１の接合面と第２部材４１の接合面３１ａ、４１ａは例えば左右方向に対して傾いた斜めの面であってもよい。また、他の実施形態として、第１部材３１の側面および下面に溝３７が形成され、第２部材４１は断面形状がＬ字形状となっており、第２部材４１のＬ字状の一方の片の接合面が第１部材３１の側面と接合し、第２部材４１の他方の片の接合面が第１部材３１の下面と接合することで、溝３７の開放部分が覆われて液体流路２３が形成されていてもよい。すなわち、第１部材３１と第２部材４１とは液体流路２３（溝３７）に沿って分離される。
【0054】
なお、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。「同じ」、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。四角形状、円形の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。「平行」「直交」とは、実質的に「平行」「直交」であることを意味し、厳密に「平行」「直交」な状態だけでなく、数度程度の誤差を含む意味である。
【符号の説明】
【0055】
１０ 液体吐出装置
１１ 加圧部
１２ 加圧部本体
１３ 加圧部材
１４ 駆動部
２０ ノズルプレート
２１ 貯留室
２２ｃ 吐出流路
２２ｄ 吐出口
２３ 液体流路
３１ 第１部材
３１ａ 接合面
４１ 第２部材
４１ａ 接合面
５０ シート部材
５３ 保護シート
１１ 加圧部
１２ 加圧部本体
１３ 加圧部材
１４ 駆動部
２０ ノズルプレート
２１ 貯留室
２２ｃ 吐出流路
２２ｄ 吐出口
２３ 液体流路
３１ 第１部材
３１ａ 接合面
４１ 第２部材
４１ａ 接合面
５０ シート部材
５３ 保護シート
【要約】
【課題】洗浄がしやすいノズルプレートおよび液体吐出装置を提供する。
【解決手段】ノズルプレート２０は、液体が収容される貯留室２１と、前記貯留室２１に液体を導入するための液体流路２３と、貯留室２１に収容された液体を吐出するための吐出流路２２ｃとを有するものであり、第１部材３１と、第１部材３１と分離自由に接合される第２部材４１とを有し、第１部材３１および第２部材４１とは、液体流路２３の少なくとも一部に沿って分離される。
【選択図】図２
【解決手段】ノズルプレート２０は、液体が収容される貯留室２１と、前記貯留室２１に液体を導入するための液体流路２３と、貯留室２１に収容された液体を吐出するための吐出流路２２ｃとを有するものであり、第１部材３１と、第１部材３１と分離自由に接合される第２部材４１とを有し、第１部材３１および第２部材４１とは、液体流路２３の少なくとも一部に沿って分離される。
【選択図】図２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】