特許 7258386 ノズルプレート、液体吐出装置および液体吐出方法

(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】2023-04-07

(45)【発行日】2023-04-17

(54)【発明の名称】ノズルプレート、液体吐出装置および液体吐出方法

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/00 20060101AFI20230410BHJP

   B05B 1/02 20060101ALI20230410BHJP

   B05D 1/26 20060101ALI20230410BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20230410BHJP

【ＦＩ】

B05C5/00 101

B05B1/02

B05D1/26 Z

B05D3/00 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022151267

(22)【出願日】2022-09-22

【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

(72)【発明者】

【氏名】脇本 咲

【審査官】青木 太一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０１５７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０５９８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１６９１８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｃ ５／００－ ５／０４

Ｂ０５Ｄ １／００－ ７／２６

Ｂ０５Ｂ １／０２

Ｂ４１Ｊ ２／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ノズルプレート本体に、液体が収容される貯留室と、前記貯留室と連通する吐出流路と、前記吐出流路の端部に設けられ液体を吐出する吐出口と、を有するノズルプレートであって、
前記吐出口を覆うように形成される液体の膜を保持し、液体の膜の広がりを制限する規制部によって囲まれる液体保持部を備え、
前記液体保持部の中央には、平面からみた形状が円形の前記吐出口が開口し、
前記液体保持部は、前記液体保持部の周囲の位置から陥入した窪み部であり、前記窪み部の外側の側面が前記規制部であり、
平面から見て、前記液体保持部の面積をＳ１、前記吐出口の面積をＳ２としたときに、Ｓ１／Ｓ２は、２５より大きく、２５００より小さく、
前記液体保持部に保持される液体の膜の厚みは、前記吐出口の径の５倍以下であり、
液体の一回当たりの吐出量（体積）をＣ１、液体の膜Ｍの体積をＣ２としたときに、Ｃ２／Ｃ１は、２０以上、９００以下に設定され、前記液体保持部の内径をＬ１、液体保持部の深さをＬ２としたときに、Ｌ２／Ｌ１は、０．０１以上、０．１以下に設定される、ノズルプレート。

【請求項2】

前記液体保持部の前記窪み部は、前記吐出口を含む部分と、前記吐出口を含む部分を囲み、前記吐出口を含む部分よりも陥入した環状窪み部を備え、前記環状窪み部の外側の側面が前記規制部である、請求項１に記載のノズルプレート。

【請求項3】

前記吐出口を含む部分は、前記液体保持部の周囲の位置よりも突出しており、
前記吐出口を含む部分の前記液体保持部の周囲の位置に対する突出長さをａ、前記吐出口の径をｂとしたときに、ａ／ｂが０より大きく、２以下である、請求項２に記載のノズルプレート。

【請求項4】

前記吐出口を含む部分は、前記液体保持部の周囲と同じ位置にあるか、前記液体保持部の周囲の位置よりも陥入しており、
前記吐出口を含む部分の前記液体保持部の周囲の位置に対する陥入長さをｃ、前記吐出口の径をｂとしたときに、ｃ／ｂが－１以上、０以下である、請求項２に記載のノズルプレート。

【請求項5】

ノズルプレート本体に、液体が収容される貯留室と、前記貯留室と連通する吐出流路と、前記吐出流路の端部に設けられ液体を吐出する吐出口と、を有するノズルプレートであって、
前記吐出口を覆うように形成される液体の膜を保持し、液体の膜の広がりを制限する規制部によって囲まれる液体保持部を備え、 前記液体保持部の中央には、平面からみた形状が円形の前記吐出口が開口し、
平面から見て、前記液体保持部の面積をＳ１、前記吐出口の面積をＳ２としたときに、Ｓ１／Ｓ２は、２５より大きく、２５００より小さく、
前記液体保持部に保持される液体の膜の厚みは、前記吐出口の径の５倍以下であり、 液体の一回当たりの吐出量（体積）をＣ１、液体の膜Ｍの体積をＣ２としたときに、Ｃ２／Ｃ１は、２０以上、９００以下に設定され、
前記液体保持部は、前記液体保持部の周囲の位置から突出した凸部であり、前記凸部の端部が前記規制部である、ノズルプレート。

【請求項6】

前記液体保持部は、前記液体保持部の周囲の位置から突出した環状凸部と、前記環状凸部から突出した前記吐出口を含む部分とを備え、前記環状凸部の端部が前記規制部である、請求項５に記載のノズルプレート。

【請求項7】

前記ノズルプレート本体の下面に、前記吐出口を露出させるための孔を有する撥水層をさらに備え、
前記撥水層の孔の内面は、前記液体保持部の前記規制部の少なくとも一部である、請求項１に記載のノズルプレート。

【請求項8】

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７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。

【請求項9】

請求項１から７のいずれか１項に記載のノズルプレートを用いて、前記貯留室に収容された液体を前記吐出口から吐出させる液体吐出方法において、
前記吐出口を覆うように液体の膜を形成して保持する工程と、
液体の膜の一部と前記貯留室に収容された液体の一部とからなる液塊を液滴として吐出する工程であって、前記液体の膜から液塊が離れたときに、前記液体の膜は前記吐出口を覆った状態を保っている、吐出する工程と、
を含む、液体吐出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ノズルプレート、液体吐出装置および液体吐出方法に関する。

【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は、ヘッド本体部と、ヘッド本体部に往復移動可能に装着され、下端部がヘッド本体部から下方向に突出した加圧部材と、ヘッド本体部の下面に設けられたノズルプレートと、加圧部材を上下方向に駆動させるアクチュエータとを備えている。ノズルプレートは、ヘッド本体部から突出する加圧部材の下端部が収容され液体の貯留室を形成する凹部と、凹部に液体を導入するための導入流路と、凹部の底に形成される吐出流路と、吐出流路の下端に設けられる吐出口と、を備える。

【0003】

導入流路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を介して凹部の貯留室に液体が供給される。次いでアクチュエータを動作させて加圧部材を下方向に移動させる。これにより、液体に押圧が加わり、吐出流路の下端の吐出口から液体が吐出される。液体の吐出後、加圧部材は元の位置に戻され、次の吐出まで待機する。加圧部材の往復移動毎に液体が吐出される。

【0004】

また、特許文献２に記載の液体吐出装置においては、特許文献１と同様の構成を備えており、吐出口の周囲に液体を保持する液体保持部を備え、吐出する液体を液体供給部から供給する際に、液体保持部に液塊として液体を保持させている。液体吐出動作時には、この液塊と貯留室内の液体の一部とを液滴として吐出する。液体吐出する液滴の量を変更する際には、この保持する液塊の量を調整している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１２７８３７号公報

【文献】特開２０１８－１５７４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の液体吐出装置においては、加圧部材の下方向の移動により液体を吐出した後、加圧部材は上方向に引き上げられる。このとき、吐出口から空気が吸い込まれ、貯留室や吐出流路に空気が混入する場合がある。貯留室や吐出流路の液体に空気が混入すると、混入した空気が圧縮されて吐出毎に吐出量が変化したり、吐出流路内の空気により液体の流れが曲げられて、液体が吐出口から下向きに直進せずに斜め方向に吐出されることがある。さらに、吐出流路に位置する空気が多い場合には、吐出量が極端に少なくなったり、不吐出となることがある。

【0007】

特許文献２の液体吐出装置においても、液体保持部に保持された液塊の吐出の直後には吐出口の周囲には液体は残っておらず、特許文献１の液体吐出装置と同様に、加圧部材は上方向に引き上げられる際に、吐出口から空気が吸い込まれるという問題がある。

【0008】

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、吐出口から空気を吸い込みにくいノズルプレート、液体吐出装置および液体吐出方法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】

【0009】

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。

【0010】

項１：ノズルプレート本体に、液体が収容される貯留室と、前記貯留室と連通する吐出流路と、前記吐出流路の端部に設けられ液体を吐出する吐出口と、を有するノズルプレートであって、
前記吐出口を覆うように形成される液体の膜を保持し、液体の膜の広がりを制限する規制部によって囲まれる液体保持部を備え、
平面から見て、前記液体保持部の面積をＳ１、前記吐出口の面積をＳ２としたときに、Ｓ１／Ｓ２は、２５より大きく、２５００より小さい、ノズルプレート。

【0011】

項２：前記液体保持部は、前記液体保持部の周囲の位置から陥入した窪み部であり、前記窪み部の外側の側面が前記規制部である、項１に記載のノズルプレート。

【0012】

項３：前記液体保持部は、前記吐出口を含む部分と、前記吐出口を含む部分を囲み、前記吐出口を含む部分よりも陥入した環状窪み部を備え、前記環状窪み部の外側の側面が前記規制部である、項１に記載のノズルプレート。

【0013】

項４：前記吐出口を含む部分は、前記液体保持部の周囲の位置よりも突出しており、
前記吐出口を含む部分の前記液体保持部の周囲の位置に対する突出長さをａ、前記吐出口の径をｂとしたときに、ａ／ｂが０より大きく、２以下である、項３に記載のノズルプレート。

【0014】

項５：前記吐出口を含む部分は、前記液体保持部の周囲と同じ位置にあるか、前記液体保持部の周囲の位置よりも陥入しており、
前記吐出口を含む部分の前記液体保持部の周囲の位置に対する陥入長さをｃ、前記吐出口の径をｂとしたときに、ｃ／ｂが－１以上、０以下である、項３に記載のノズルプレート。

【0015】

項６：前記液体保持部は、前記液体保持部の周囲の位置から突出した凸部であり、前記凸部の端部が前記規制部である、項１に記載のノズルプレート。

【0016】

項７：前記液体保持部は、前記液体保持部の周囲の位置から突出した環状凸部と、前記環状凸部から突出した前記吐出口を含む部分とを備え、前記環状凸部の端部が前記規制部である、項１に記載のノズルプレート。

【0017】

項８：前記ノズルプレート本体の下面に、前記吐出口を露出させるための孔を有する撥水層をさらに備え、
前記撥水層の孔の内面は、前記液体保持部の前記規制部の少なくとも一部である、項１から項７のいずれか１項に記載のノズルプレート。

【0018】

項９：前記液体保持部に保持される液体の膜の厚みは、前記吐出口の径の５倍以下である、項１から項８のいずれか１項に記載のノズルプレート。

【0019】

項１０： 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９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。

【0020】

項１１：項１から９のいずれか１項に記載のノズルプレートを用いて、前記貯留室に収容された液体を前記吐出流路の前記吐出口から吐出させる液体吐出方法において、
前記吐出口を覆うように液体の膜を形成して保持する工程と、
液体の膜の一部と前記貯留室に収容された液体の一部とからなる液塊を液滴として吐出する工程であって、前記液体の膜から液塊が離れたときに、前記液体の膜は前記吐出口を覆った状態を保っている、吐出する工程と、
を含む、液体吐出方法。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、吐出口から空気を吸い込みにくいノズルプレート、液体吐出装置および液体吐出方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【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】ノズルプレートの要部を拡大して示す断面図である。

【図3】ノズルプレートの要部を拡大して示す底面図である。

【図4】（Ａ）～（Ｃ）は液体を吐出する工程を説明するための図であり、（Ａ）は液体保持部に液体の膜が形成された状態を示す図、（Ｂ）は液塊が形成された状態を示す図、（Ｃ）は液塊を液滴として吐出した状態を示す図である。

【図5】液体保持部の他の形態を示す断面図である。

【図6】液体保持部の他の形態を示す断面図である。

【図7】液体保持部の他の形態を示す断面図である。

【図8】液体保持部の他の形態を示す断面図である。

【図9】液体保持部の他の形態を示す断面図である。

【図10】液体保持部の他の形態を示す断面図である。

【図11】液体保持部の他の形態を示す断面図である。

【図12】液体保持部の他の形態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

（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４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、図１における上下方向を液体吐出装置１０の上下方向としており、上下方向はノズルプレート２０において吐出流路２２ｃの軸方向、すなわち液体が吐出される方向に沿っている。また、上下方向に直交する方向を左右方向としている。しかし、本明細書における上下方向は必ずしも鉛直方向に沿うものではなく、液体吐出装置１０は必ずしも鉛直方向に沿って液体を吐出する必要はない。

【0024】

（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。

【0025】

（液体吐出装置１０）
（加圧部１１）
図１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には、図示しないネジおよびネジ穴によりノズルプレート２０が装着されている。底部１２ａの外面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。

【0026】

加圧部材１３は、後述するノズルプレート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および吐出口２２ｄ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の外面１２ｃより外側に突出し、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。

【0027】

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。

【0028】

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溝状の第１流路１９（図２）が上下方向に沿って形成されている。

【0029】

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。回転規制機構１５は、例えば、加圧部材１３の小径部１３ａの外周面から突出した突出部であるピンと、加圧部本体１２の底部１２ａの上面に設けられ上側が開放された溝とから構成される。ピンが溝に収容されることで、加圧部材１３がノズルプレート２０の凹部２２に対して回転することが規制される。なお、回転規制機構１５は本実施形態に限定されず、既知の構成であってよい。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

（ノズルプレート２０）
ノズルプレート２０は、ノズルプレート本体２４に、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、吐出流路２２ｃの下端にある吐出口２２ｄとを有するものである。本実施形態においては、ノズルプレート本体２４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、緩衝部材５０とを含む。図１に示すように、第１部材３１と第２部材４１とは、緩衝部材５０を介して図示しないネジ等の接合手段により分離自由に接合される。

【0034】

（第１部材３１）
図１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、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の上面は、加圧部１１の加圧部本体１２の底部１２ａの外面１２ｃ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。

【0035】

左側部分３３の上面には、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は平面からみた形状が円形である。凹部用貫通孔３６の径は、加圧部本体１２の貫通孔１２ｂの径より小さく、かつ、加圧部材１３の小径部１３ａが挿入できるように小径部１３ａの径よりもわずかに大きく設定されている。

【0036】

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緩衝部材５０および第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１における左右方向の長さは約１００００μｍ（１０ｍｍ）、溝３７の図１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の左右方向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。

【0037】

第１部材３１は、金属、セラミック等の剛性の高い素材から構成されることが好ましい。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。

【0038】

（第２部材４１）
第２部材４１は長方形状であって、上面４１ａは緩衝部材５０を介して第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、平面からみ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。

【0039】

図２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。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全体に供給され、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。

【0040】

第２部材４１の厚み、すなわち、上下方向の長さは、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。

【0041】

第２部材４１は、金属、セラミック等の剛性の高い素材から構成されることが好ましい。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。また、第１部材３１と同じ素材から構成されることが好ましい。

【0042】

(液体保持部６０）
第２部材４１の下面４１ｂには、液体保持部６０が形成されている。液体保持部６０は、吐出流路２２ｃの下端に位置する吐出口２２ｄを覆うように形成される液体の膜Ｍを保持するものであり、液体の膜Ｍの広がりを制限する規制部６１によって囲まれている。図２、図３に示すように、液体保持部６０は、平面からみた形状が円形であって、液体保持部６０の周囲の位置（すなわち第２部材４１の下面４１ｂ）から上方向に陥入した窪み部である。液体保持部６０の底面６０ａの平面視における中央には、平面からみた形状が円形の吐出口２２ｄが開口している。本実施形態の場合、規制部６１は窪み部の端部、すなわち、窪み部の外側の側面６０ｂ（周壁）である。平面からみて、液体保持部６０の底面６０ａの面積をＳ１、吐出口の面積をＳ２としたときに、Ｓ１／Ｓ２は、２５より大きく、２５００より小さく設定され、好ましくは、１００より大きく、６２５より小さく設定される。なお、Ｓ１／Ｓ２の算出においては、液体保持部６０の底面６０ａの面積Ｓ１は液体保持部６０の内径Ｌ１を直径とする円の面積であり、吐出口の面積Ｓ２を含んでいる。

【0043】

液体保持部６０には、少なくとも吐出対象物であるワークに対して液体を吐出する工程（「液体吐出動作」ともいう。）の直前において、図２、図４（Ａ）に示すように液体の膜Ｍが保持されている。液体の膜Ｍは、表面張力により液体保持部６０の底面６０ａおよび規制部６１に付着して保持される。液体の膜Ｍの厚みｄは、吐出口２２ｄの径ｂの１倍以上、５倍以下となるように設定される。液体の膜Ｍの厚みｄとは、吐出口２２ｄの中央を通る上下方向に沿った液体の膜Ｍの長さである。言い換えると、吐出口２２ｄの中央と膜の外面との間の長さの最小値である。液体を吐出する工程とは、いわゆる捨て打ち吐出（試し打ち吐出ともいわれる）と言われる、一回当たりの吐出量Ｃ１（体積）を確認するための吐出を含まず、ワーク等の吐出対象物に対して予め定められた一回当たりの吐出量Ｃ１で液体を吐出する動作を行うことをいう。

【0044】

液体の膜Ｍが形成されたときの膜Ｍに含まれる液体の体積（「液体の膜Ｍの体積」ともいう）Ｃ２は、液体の種類、所望の液体の一回当たりの吐出量Ｃ１（体積）等に応じて定められる。本実施形態の液体吐出装置１０により吐出される液体は、特に限定されないが、液体保持部６０に膜Ｍとして保持されたときに所定の時間が経過しても粘度が変化しにくいものが好ましい。少なくとも液体吐出動作の間、粘度が０．００１Ｐａ・ｓ以上、２Ｐａ・ｓ以下の範囲である液体が好ましく用いられ、液体の例として、嫌気性接着剤、熱硬化性接着剤、シリコーンオイル等が挙げられる。また、予め定められる液体の一回当たりの吐出量Ｃ１は1ナノリットル（１×１０^－１２立方メートル）以上、２００ナノリットル以下に設定される。なお、吐出する液体は、液体吐出動作時に粘度が上記の範囲内であればよい。例えば、室温では上記の範囲外の粘度を有する液体であっても、ノズルプレート２０にヒーターを備えて液体を加熱し、液体吐出動作時に液体を所定の温度とすることで、粘度が上記の範囲内となる液体を用いてもよい。

【0045】

液体の一回当たりの吐出量（体積）をＣ１、液体の膜Ｍの体積をＣ２としたときに、Ｃ２／Ｃ１は、２０以上、９００以下に設定されることが好ましく、より好ましくは３０以上、３００以下である。

【0046】

液体保持部６０の深さＬ２（上下方向の長さ）は所望の液体の膜Ｍの体積Ｃ２に応じて設定され、液体保持部６０の内径Ｌ１に対する液体保持部６０の深さＬ２、すなわちＬ２／Ｌ１は、０．０１以上、０．１以下に設定される。

【0047】

本実施形態においては、吐出口２２ｄの内径を２００μｍ、液体の膜Ｍの厚みｄを２００μｍ、液体保持部６０の内径Ｌ１を３ｍｍ、液体保持部６０の深さＬ２を０．０５ｍｍ、１回当たりの吐出量（体積）Ｃ１を３０ナノリットル（３０×１０^－１２立方メートル）、液体の膜Ｍの体積Ｃ２を１５００ナノリットルと設定している。

【0048】

液体の膜Ｍの作成方法は、例えば、捨て打ちによる方法、液体供給部１００からの供給による方法がある。捨て打ちによる方法は、ワークに対する液体吐出動作の前に、捨て打ち吐出を数回から数十回行うものである。通常の液体吐出動作においては、液体供給部１００からは吐出毎に液体の一回当たりの吐出量Ｃ１の液体が貯留室２１に供給されるが、液体の膜Ｍを作成する際には、捨て打ち吐出毎に、吐出量Ｃ１より多い量の液体を貯留室２１に供給する。すると、貯留室２１からあふれた液体は吐出口２２ｄから出で吐出口２２ｄの周囲に保持される。この状態で捨て打ち吐出を行うと、貯留室２１から出た液体の一部と吐出口２２ｄの周囲に保持された液体の一部とが合わさって液滴として吐出されるが、吐出口２２ｄの周囲に保持された液体全てが液滴として吐出されるのではなく、吐出口２２ｄの周囲には液体が残る。捨て打ち吐出と液体供給部１００からの液体の供給を繰り返すことで、吐出口２２ｄの周囲に保持される液体の量は徐々に多くなり、表面張力によって液体保持部６０の底面６０ａに沿って保持されつつ広がる。液体が規制部６１まで到達すると、液体は規制部６１に沿って上下方向に厚くなり、液体保持部６０に液体の膜Ｍを形成する。液体の膜Ｍを形成するために必要な液体供給部１００からの液体の供給量、捨て打ち吐出の回数は、液体保持部６０の内径Ｌ１や深さＬ２、所望の液体の膜Ｍの体積Ｃ２、液体の膜Ｍの厚みｄによって定まり、制御部により制御される。

【0049】

液体供給部１００からの供給による方法は、液体供給部１００から貯留室２１内に液体を供給することにより、貯留室２１にすでに存在している液体や液体供給部１００から供給された液体を吐出口２２ｄから漏れ出させて、液体の膜Ｍを形成するものである。液体の膜Ｍを形成するために必要な液体供給部１００による液体の供給量は、液体保持部６０の内径Ｌ１や深さＬ２、液体の膜Ｍの体積Ｃ２によって定まり、制御部により制御される。

【0050】

（緩衝部材５０）
図１に示すように、第１部材３１および第２部材４１は、その間に緩衝部材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、緩衝部材５０を介して接合されることを含む。緩衝部材５０は、シート状であって、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１に示すように、緩衝部材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が形成されている。緩衝部材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、緩衝部材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。

【0051】

緩衝部材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との間に緩衝部材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、緩衝部材５０を備えていない構成であってもよい。

【0052】

なお、ノズルプレート２０は本実施形態には限定されず、液体供給部１００と接続され、液体供給部１００から供給された液体が貯留室２１に導入され、吐出口２２ｄから吐出され、液体保持部６０を備えることができれば、既知のノズルであってよい。例えば、ノズルプレート２０は第１部材３１および第２部材４１に分離されておらず、１つの部材として構成されていてもよく、緩衝部材５０が設けられていなくてもよい。

【0053】

（制御部）
制御部（図示せず）は、アクチュエータ１８、液体供給部１００の電磁バルブ１０２等の各部に接続されている。制御部は各部の動作に必要なプログラムが予め記憶されたメモリやＣＰＵや等からなり、ＣＰＵが各種プログラムを実行することで各部の動作を制御する。これにより液体吐出装置１０が動作する。

【0054】

（液体吐出装置１０による液体吐出方法）
本実施形態の液体吐出装置１０による液体吐出方法について説明する。準備工程として、液体供給部１００から貯留室２１への液体供給動作が行われる。制御部により液体供給部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の液体流路２３を通って凹部２２の貯留室２１に液体が流れる。所定量の液体が貯留室２１へ供給されると、制御部は電磁バルブ１０２を閉じる。また、制御部はアクチュエータ１８を動作させて加圧部材１３を第１の位置に位置させる。

【0055】

次に、液体保持部６０に液体の膜Ｍを形成して保持する工程を行う。捨て打ちによる方法の場合、後述する液体を吐出する工程、すなわちワークに対する液体吐出動作の前に、捨て打ち吐出を数回から数十回行う。これにより、表面張力により吐出口２２ｄを覆うように液体保持部６０に液体の膜Ｍが形成される。このとき、制御部は液体の膜Ｍの厚みｄが吐出口２２ｄの径ｂの５倍以下となるよう、捨て打ち吐出の回数および吐出量を制御することが好ましい。図４（Ａ）は、液体保持部６０に保持された液体の膜Ｍを示す。また、液体供給部１００からの供給による方法の場合、液体供給部１００から貯留室２１内に液体を供給することにより、貯留室２１にすでに存在している液体や液体供給部１００から供給された液体を吐出口２２ｄから漏れ出させて液体の膜Ｍを形成する。液体の膜Ｍは表面張力により制御部は液体の膜Ｍの厚みｄが吐出口２２ｄの径ｂの５倍以下となるよう、液体供給部１００が供給する液体の量を調整することが好ましい。液体供給部１００からの供給による方法の場合は、上述の準備工程と同時に液体の膜Ｍを形成して保持する工程が行われてもよい。液体保持部６０の面積をＳ１、吐出口２２ｄの面積をＳ２としたときに、Ｓ１／Ｓ２は、２５より大きく、２５００より小さく設定されており、液体の膜Ｍは液体保持部６０の底面６０ａに広がり、吐出口２２ｄを覆うように形成される。

【0056】

そして、液体を吐出する工程を行う。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。これにより、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を通って吐出口２２ｄからアクチュエータ１８の移動量に応じた量の液体が出る。このときに吐出口２２ｄから出る液体の量は、予め定められた液体の吐出量Ｃ１よりも少ない。液体の膜Ｍに吐出口２２ｄから出た液体が加わると、液体の膜Ｍを液体保持部６０に保持できなくなり、図４（Ｂ）に示すように下向きに液塊Ｂ１が形成される。液塊Ｂ１は、液体が吐出口２２ｄから出る前に予め液体保持部６０に保持されていた液体の膜Ｍの一部と吐出口２２ｄから出た液体の一部とが合わさったものである。そして、図４（Ｃ）に示すように、液塊Ｂ１は液滴Ｂ２として液体の膜Ｍから離れて吐出される。本実施形態においては、液体保持部６０の面積をＳ１、吐出口２２ｄの面積をＳ２としたときに、Ｓ１／Ｓ２は、２５より大きく、２５００より小さく、液体保持部６０に保持される液体の膜Ｍの厚みｄは、吐出口の径の５倍以下となるように、液体保持部６０に保持される液体の膜Ｍの体積Ｃ２が設定される。出願人は、このように設定することにより、吐出される液滴Ｂ２の体積は、予め定められた液体の一回当たりの吐出量（体積）Ｃ１と等しくなることを見出した。なお、吐出される液滴Ｂ２の体積が予め定められた液体の一回当たりの吐出量Ｃ１と等しくなるとは、液滴Ｂ２の体積（実際に吐出される一回当たりの液体の体積）が体積Ｃ１の９０％以上、１１０％以下である場合を含む。

【0057】

液体の膜Ｍの体積Ｃ２は液体の一回当たりの吐出量（体積）Ｃ１よりも十分に大きく設定されており、液滴Ｂ２が吐出されたときに、液体保持部６０に保持された液体の膜Ｍは全て液滴Ｂ２として吐出されるのではなく、その一部のみが液滴Ｂ２として吐出される。このため、液体の膜Ｍから液塊Ｂ１が離れて液滴Ｂ２が吐出されたときに、液体保持部６０には液体の膜Ｍが保持された状態を保っており、吐出口２２ｄは液体の膜Ｍで覆われている。

【0058】

アクチュエータ１８は、貯留室２１に収容された液体が押圧されて吐出口２２ｄから液体が出始めた直後に収縮し始め、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。吐出口２２ｄは液体の膜Ｍで覆われているため、加圧部材１３が押し上げられても、吐出口２２ｄから吐出流路２２ｃに空気が混入しない。

【0059】

上記の液体を吐出する工程後、次に吐出する量Ｃ１と同量の液体を、液体供給部１００から貯留室２１へ供給する液体供給工程が行われる。液体供給工程は、準備工程における液体供給動作と同じ動作である。液体供給動作により供給された液体の一部は貯留室２１に貯留される。残りの液体は吐出口２２ｄから漏れ出して液体の膜Ｍの一部となり、液体の膜Ｍの厚みｄは前記の液体を吐出する工程の直前の液体の膜Ｍの厚みｄとほぼ同じとなる。すなわち、液体の膜Ｍは図４（Ａ）に示す状態に戻る。液体を吐出する工程と液体供給工程とは交互に繰り返される。

【0060】

本実施形態において、液体を吐出する工程において、例えば、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ことで、吐出口２２ｄから予め定められた液体の吐出量の半分の量（Ｃ１／２）の液体が出るとする。すると、吐出口２２ｄから出たＣ１／２の量の液体と、液体が吐出口２２ｄから出る前に予め液体保持部６０に保持されていた液体の膜Ｍの一部であってＣ１／２の量の液体とが合わさってＣ１の量の液滴Ｂ２となって吐出される。次に、液体供給工程において、液体供給部１００から貯留室２１へＣ１の量の液体が供給されると、Ｃ１／２の量の液体は貯留室２１に貯留され、残りのＣ１／２の量の液体は吐出口２２ｄから漏れ出て液体の膜Ｍの一部となる。このように、液体を吐出する工程と液体供給工程と繰り返すことで、Ｃ１の量の液体が液滴Ｂ２として吐出される。

【0061】

本実施形態においては、吐出口２２ｄを覆うように液体保持部６０に液体の膜Ｍを形成している。そして、液体保持部６０の面積をＳ１、吐出口２２ｄの面積をＳ２としたときに、Ｓ１／Ｓ２は、２５より大きく、２５００より小さく設定している。また、液体吐出動作の直前の液体の膜Ｍの厚みｄは吐出口２２ｄの径ｂの５倍以下となるように設定されている。出願人は、この構成により、液滴Ｂ２が吐出されたときに、液体保持部６０に保持された液体の膜Ｍは全て液滴Ｂ２として吐出されるのではなく、液体の膜Ｍの一部が吐出口２２ｄから出た液体の一部と合わさって液滴Ｂ２として吐出されることを見出した。このため、液滴Ｂ２が吐出されたときに、液体保持部６０には残った液体により液体の膜Ｍが保持された状態を保ち、吐出口２２ｄは液体の膜Ｍで覆われたままである。したがって、液滴Ｂ２が吐出された直後に、吐出口２２ｄの周囲には空気が存在せず、加圧部材１３が上方向の第１の位置に移動する際に加圧部材１３が空気を吸い込むことが防がれ、安定した液体の吐出が可能となる。

【0062】

また、従来技術においては、通常、吐出口２２ｄの周囲は液体が残らないことが望ましい。一般的に、液体吐出装置において液体吐出動作を行う場合、液切れ不良により吐出口２２ｄの周りに液体が付着する。液切れ不良とは吐出口２２ｄから吐出された液体が吐出口２２ｄから飛び出すものの、その一部が吐出口２２ｄから完全に離れて落ちずに吐出口２２ｄの周囲に残ることをいう。液体吐出動作を繰り返すことで吐出口２２ｄの周囲に付着した液体の量は徐々に多くなる。吐出口２２ｄの周囲に液体が付着していると、吐出口２２ｄから飛び出た液体はこの付着した液体に当たって、下方向に飛ばすに斜め方向に飛んだり、液体が割れて飛び散るなどの吐出不良が生じることがある。このため、通常は、所定の回数の吐出毎に液体吐出動作を停止して吐出口２２ｄの周囲の清掃を行い、付着した液体を汚れとして除去している。

【0063】

一方、本実施形態においては、液体を吐出する工程において吐出口２２ｄが液体の膜Ｍで覆われているため、従来技術のように、吐出口２２ｄの周囲に液体が汚れとして付着するということがない。このため、液滴は上下方向に沿って吐出され、液体が飛び散ることが防止され、安定した液体の吐出が可能となる。

【0064】

また、貯留室２１と液体供給部１００との水頭圧の差により、貯留室２１にある液体が吐出口２２ｄから自然と漏れ出てくる場合がある。従来技術においては、液体吐出動作後、次の液体吐出動作までの間が例えば５秒程度と長い場合には、吐出口２２ｄから漏れ出る液体の量が多くなり、吐出口２２ｄの周囲に付着する液体の量が多くなる。多くの液体が付着した後に液体吐出動作を行うと、吐出口２２ｄから出た液体が吐出口２２ｄの周囲に付着している液体と合わさって液滴Ｂ２となって吐出するため、予め定められた一回当たりの吐出量Ｃ１よりも液滴Ｂ２の体積が多くなることがある。しかし、本実施形態によれば、液体保持部６０は常に液体の膜Ｍが保持された状態を保っており、液体吐出動作後、次の液体吐出動作までの間に漏れ出た液体は液体の膜Ｍの一部となる。漏れ出た液体が加わることで液体の膜Ｍの体積Ｃ２は大きくなるものの、既にある液体の膜Ｍにさらに漏れ出た液体が加わるために液体の膜Ｍの体積Ｃ２が増える割合は小さい。このため、従来技術に比べて、吐出される液滴Ｂ２の体積は吐出口２２ｄから漏れ出た液体の影響を受けにくく、液滴Ｂ２の体積が大きく増えることがない。

【0065】

（液体を吐出する工程および液体供給工程の他の実施形態）
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。例えば、液体を吐出する工程および液体供給工程は上記の方法に限定されない。上記の工程では、電磁バルブ１０２を開いて液体供給部１００から貯留室２１へ液体を供給した後、電磁バルブ１０２を閉じ、液体吐出動作を行っている。すなわち、液体供給動作毎に電磁バルブ１０２を開閉している。しかし、この工程に限定されず、例えば、電磁バルブ１０２を開とした状態で、加圧部材１３の第１の位置と第２の位置との間の往復動作を繰り返して液体吐出動作を行ってもよい。この方法によれば、電磁バルブ１０２の開閉動作を行う必要がないため、液滴Ｂ２の吐出を早く複数回連続して行うことができ、吐出サイクルを短くすることができる。

【0066】

（液体保持部６０の他の実施形態）
図５に液体保持部６０の他の実施形態を示す。液体保持部６０は、吐出口を含む部分６２と、環状窪み部６３を備えている。吐出口を含む部分６２は、平面からみて円形状の平坦面であり、中央に吐出口２２ｄが開口しており、液体保持部６０の周囲の位置よりも下方向に突出している。言い換えると、図５において、吐出口を含む部分６２は第２部材４１の下面４１ｂよりも下側の位置にある。環状窪み部６３は吐出口を含む部分６２を囲み、液体保持部６０の周囲の位置、すなわち第２部材４１の下面４１ｂよりも上方向に陥入している。吐出口を含む部分６２の液体保持部６０の周囲の位置に対する突出長さをａ（下方向を正とし、突出長さａは常に正の値となる）、吐出口２２ｄの径をｂとしたときに、ａ／ｂは０より大きく、２以下に設定されている。本実施形態において、液体保持部６０の内径Ｌ１とは環状窪み部６３の外側の側面６０ｂの径（外径）をいい、吐出口を含む部分６２の径をＬ３とすると、Ｌ３／Ｌ１は、０．１以上、０．３以下に設定されている。環状窪み部６３の外側の側面６０ｂ（外周壁）は規制部６１を構成している。環状窪み部６３の深さＬ４は環状窪み部６３の底面６３ａと第２部材４１の下面４１ｂとの間の距離である。

【0067】

液体保持部６０に液体の膜Ｍを形成して保持する工程において、液体は吐出口２２ｄから出た液体は、吐出口を含む部分６２に広がり、吐出口を含む部分６２の外縁に到達する。吐出口を含む部分６２の外縁で液体の広がりが規制され、吐出口を含む部分６２にいったん液体の膜Ｍが形成される。液体の膜Ｍに含まれる液体の体積がさらに増えると、吐出口を含む部分６２に保持できなくなる。すると、液体は吐出口を含む部分６２の外縁を超えて環状窪み部６３の内側の側面６３ｂ（環状窪み部６３の底面６３ａと吐出口を含む部分６２との上下方向の位置の差により生じる側面）および環状窪み部６３の底面６３ａに沿って広がる。環状窪み部６３の外側の側面６０ｂである規制部６１に到達すると、これ以上の外側への広がりが規制され、液体の膜Ｍが上下方向に厚くなるように液体が保持されていき、表面張力により液体の膜Ｍが形成される。液体の膜Ｍの厚みｄは、吐出口２２ｄの中央と膜の外面との間の長さの最小値である。また、液体保持部６０の面積Ｓ１とは、液体保持部６０の内径Ｌ１を直径とする円の面積であり、吐出口を含む部分６２の平面からみた面積（吐出口を含む部分６２の径Ｌ３を直径とする円の面積）を含んでいる。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。

【0068】

上記の構成によれば、環状窪み部６３の深さＬ４を調整することで液体保持部６０には所望の体積Ｃ２の液体の膜Ｍを形成することができる。また、吐出口を含む部分６２の液体の膜Ｍの厚みｄを薄くすることができる。吐出口を含む部分６２の液体の膜Ｍの厚みｄが薄く、環状窪み部６３は吐出口を含む部分６２よりも上側に位置しているため、貯留室２１から出た液体の一部は、吐出口を含む部分６２を覆う液体の膜Ｍの一部と合わさって液塊Ｂ１となり、環状窪み部６３にある液体は液塊Ｂ１には含まれない。このため、液塊Ｂ１が吐出しても、環状窪み部６３にある液体は液体保持部６０に確実に残り、液体の吐出直後に吐出口を含む部分６２に移動して吐出口２２ｄを覆い、液体の膜Ｍを形成することができる。

【0069】

図６に液体保持部６０の他の実施形態を示す。以下、図５の実施形態と異なる点のみを説明する。液体保持部６０の吐出口を含む部分６２の端部６２ａは断面において円弧状に面取りされており、環状窪み部６３の内側の側面６３ｂと連続する。端部６２ａの曲率半径は０．１以上、３以下である。また、規制部６１、すなわち環状窪み部６３の外側の側面６０ｂは断面において上下方向に対して斜め方向に傾斜している。環状窪み部６３の外径は下方向に沿って大きくなっており、環状窪み部６３の外側の側面６０ｂの径の最大値を液体保持部６０の内径Ｌ１とする。その他の構成については、図５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。

【0070】

吐出口を含む部分６２の端部６２ａが面取りされていない場合には、液体保持部６０に液体の膜Ｍを形成して保持する工程において、液体の広がりが端部６２ａでいったん規制されて吐出口を含む部分６２に液体の膜Ｍが形成される。さらに液体の膜Ｍの体積が増えると、端部６２ａを超えて液体は環状窪み部６３に広がる。しかし、上記の実施形態によれば、吐出口を含む部分６２の端部６２ａは円弧状に面取りされているため、吐出口を含む部分６２に広がった液体は端部６２ａで広がりが規制されずに吐出口を含む部分６２の外縁から環状窪み部６３の内側の側面６３ｂ、および環状窪み部６３の底面６３ａに沿って広がりやすい。

【0071】

なお、図６に示す実施形態においては、液体保持部６０の吐出口を含む部分６２の端部６２ａ、規制部６１のうちの少なくとも一つが図６に示す実施形態の形状となっており、その他は図５に示す実施形態と同様の形態としてもよい。また、後述する図７～図１２の実施形態において、吐出口を含む部分６２の端部６２ａの形状、環状窪み部６３の外側の側面６０ｂである規制部６１の延在する方向の少なくとも一つを、図６の実施形態と同様の形態としてもよい。

【0072】

図７に液体保持部６０の他の実施形態を示す。図７の実施形態においては、ノズルプレート本体２４の第２部材４１の下面４１ｂに撥水層６６が形成されている。撥水層６６は、吐出口２２ｄおよび環状窪み部６３を露出させるための孔６６ａを有している。孔６６ａは、平面からみて円形であって、環状窪み部６３の外側の側面６０ｂの下端と同一形状を有しており、孔６６ａの内面６６ｂが環状窪み部６３の外側の側面６０ｂの下端に連続している。孔６６ａは液体保持部６０の一部を構成する。孔６６ａの内面６６ｂは液体保持部６０の規制部６１の一部であり、環状窪み部６３の外側の側面６０ｂとともに液体保持部６０の規制部６１を構成している。撥水層６６は、例えばフッ素系の撥水剤から構成され、既知の塗布工法またはメッキ工法により形成される。塗布工法の場合、撥水層６６の厚みは０．００１μｍ以上、０．０２μｍ以下に形成されることが多く、メッキ工法では２μｍ以上、２０μｍ以下に形成されることが多い。しかし、撥水層６６の素材、厚みは本実施形態に限定されない。その他の構成については、図６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。

【0073】

図７に示す本実施形態によれば、規制部６１の下端に撥水層６６が形成されているため、液体の膜Ｍの表面が撥水層６６の孔６６ａの内面６６ｂに位置しているときに、撥水層６６の撥水力が液体の膜Ｍの表面張力に作用する。このため、液体保持部６０が保持することが可能な液体の膜Ｍの体積Ｃ２を大きくすることができる。なお、撥水層６６は、図１～５に示す実施形態、後述する図８、図９に示す実施形態のノズルプレート２０に設けられていてもよい。

【0074】

図８に液体保持部６０の他の実施形態を示す。液体保持部６０の吐出口を含む部分６２は、液体保持部６０の周囲すなわち第２部材４１の下面４１ｂと同じ位置にあり、上下方向の高さが揃っている。その他の構成については、図５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。図８に示す実施形態によれば環状窪み部６３が形成されるようにノズルプレート２０の第２部材４１の下面４１ｂを削るだけで液体保持部６０を形成することができ、液体保持部６０を形成する際の加工が容易である。

【0075】

図９に液体保持部６０の他の実施形態を示す。液体保持部６０の吐出口を含む部分６２は、液体保持部６０の周囲の位置よりも陥入している。言い換えると、図９において、吐出口を含む部分６２は第２部材４１の下面４１ｂよりも上側の位置にある。吐出口を含む部分６２の液体保持部６０の位置に対する陥入長さをｃ（下方向を正とし、陥入長さｃは常に負の値となる）、吐出口２２ｄの径をｂとしたときに、ｃ／ｂが－１以上、０以下に設定される。なお、ｃ／ｂが０のときには図８に示す実施形態となる。その他の構成については、図５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。

【0076】

図１０に液体保持部６０の他の実施形態を示す。液体保持部６０は、液体保持部６０の周囲の位置から突出した凸部である。すなわち、液体保持部６０は第２部材４１の下面４１ｂよりも下側に突出している。凸部の端部（外縁）が規制部６１を構成している。吐出口２２ｄから出た液体は、液体保持部６０の下面６０ｃに広がり、外縁に到達するとこれ以上の外側への広がりが規制され、液体保持部６０の下面６０ｃを覆うように表面張力により液体の膜Ｍが形成される。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１０においては、液体保持部６０の下面６０ｃは平坦面であるが、下に凸となる湾曲面であってもよい。

【0077】

図１１に液体保持部６０の他の実施形態を示す。液体保持部６０は、液体保持部６０の周囲の位置から突出した環状凸部６４と、環状凸部６４に囲まれ環状凸部６４から突出した吐出口を含む部分６５とを備えている。すなわち、環状凸部６４は第２部材４１の下面４１ｂよりも下側に突出し、吐出口を含む部分６５は環状凸部６４よりもさらに突出長さｅだけ下側に突出している。環状凸部６４の端部（外縁）が規制部６１を構成している。吐出口２２ｄから出た液体は、吐出口を含む部分６５に広がり、吐出口を含む部分６５の外縁に到達する。そして、環状凸部６４と吐出口を含む部分６５との上下方向の位置により生じる側面に沿って広がり、環状凸部６４の外縁である規制部６１に到達すると、これ以上の外側への広がりが規制され、表面張力により液体の膜Ｍが形成される。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。

【0078】

図１２に液体保持部６０の他の実施形態を示す。図１２の実施形態においては、図１～図１１の実施形態のように、ノズルプレート本体２４の第２部材４１の下面４１ｂに窪み部や、環状窪み部６３、環状凸部６４等を備えておらず、下面４１ｂは平坦面であり、吐出口２２ｄが開口している。第２部材４１の下面４１ｂには撥水層６６が形成されている。撥水層６６は、吐出口２２ｄを露出させるための孔６６ａを有している。孔６６ａは、平面からみて円形であって、吐出口２２ｄの径ｂよりも大きい径を有している。この孔６６ａの内部が液体保持部６０を構成し、孔６６ａの内面６６ｂは液体保持部６０の規制部６１となる。撥水層６６は、例えばフッ素系の撥水剤から構成され、既知の塗布工法またはメッキ工法により形成される。塗布工法の場合、撥水層６６の厚みは０．００１μｍ以上、０．０２μｍ以下に形成されることが多く、メッキ工法では２μｍ以上、２０μｍ以下に形成されることが多い。しかし、撥水層６６の素材、厚みは本実施形態に限定されない。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。

【0079】

上記の実施形態においては、平坦面であるノズルプレート本体２４の下面４１ｂに孔６６ａを有する撥水層６６を形成するだけの簡単な工程で、ノズルプレート２０に液体保持部６０を設けることができる。

【0080】

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。例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。例えば、「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。例えば、四角形状や円筒形状等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。

【0081】

また、本明細書において「端部」及び「端」等のように、「…部」の有無で区別した表現が用いられている。例えば、「端部」とは、「端」を含む一定の範囲を持つ部分を意味する。他の「…部」を伴った表現についても同様である。

【符号の説明】

【0082】

１０ 液体吐出装置
１１ 加圧部
２１ 貯留室
２２ｃ 吐出流路
２２ｄ 吐出口
２４ ノズルプレート本体
６０ 液体保持部
６１ 規制部
６２ 吐出口を含む部分
６３ 環状窪み部
６４ 環状凸部
６５ 吐出口を含む部分
６６ 撥水層
Ｍ 液体の膜
Ｓ１ 液体保持部の面積
Ｓ２ 吐出口の面積
Ｃ１ 液体の一回当たりの吐出量
Ｃ２ 液体の膜の体積
ａ 吐出口を含む部分の突出長さ
ｂ 吐出口の径
ｃ 吐出口を含む部分の陥入長さ
ｄ 液体の膜の厚み

【要約】

【課題】吐出口から空気を吸い込みにくいノズルプレート、液体吐出装置および液体吐出方法を提供する。
【解決手段】本発明のノズルプレート２０は、ノズルプレート本体２４に、液体が収容される貯留室２１と、貯留室２１と連通する吐出流路２２ｃと、吐出流路２２ｃの端部に設けられ液体を吐出する吐出口２２ｄとを有するものである。ノズルプレート２０は、吐出口２２ｄを覆うように形成される液体の膜Ｍを保持し、液体の膜Ｍの広がりを制限する規制部６１によって囲まれる液体保持部６０を備え、平面から見て、液体保持部６０の面積をＳ１、吐出口２２ｄの面積をＳ２としたときに、Ｓ１／Ｓ２は、２５より大きく、２５００より小さい、
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】