液体喷出装置及液体喷出方法与流程

本发明涉及液体喷出装置及液体喷出方法

背景技术：

作为喷出液体的液体喷出装置的一个方式，已知喷出油墨来制作印刷物的喷墨打印机、或喷出液体材料来对立体物进行造型的3d打印机等。例如，下述专利文献1的喷墨打印机通过设置在喷嘴部分的发热单元(激光)使在喷嘴形成的墨液的液柱的粘度发生变化，通过使该液柱产生脉冲，从而连续地形成墨粒。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-64161号公报

然而，在专利文献1记载的技术中，由于在喷出墨液的喷嘴部分设置发热单元，干燥后的油墨附着在喷嘴的边缘并堆积，可能会降低喷嘴的油墨喷出性能。以往，在喷墨打印机中，就寻求能够抑制油墨在喷嘴附近堆积的技术，以便于能够稳定地喷出油墨。另外，在喷墨打印机中，寻求能够更高效地喷出油墨的技术。这个问题不限于印刷物的制作中使用的喷墨打印机，是具备能喷出液体的构成的各种液体喷出装置共同的技术问题。特别地，在喷出液体材料制作立体物的3d打印机等中，存在使用粘度相对高的液体材料的情况，关于改善液体材料的喷出技术的需求很大。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题的至少一部分而作出的，能够以如下方式来实现。

(1)根据本发明的第一方式，提供一种液体喷出装置。该液体喷出装置具备头部、液滴生成部以及方向变更部。所述头部从多个喷嘴分别喷出液体而垂下液柱。所述液滴生成部从与所述多个喷嘴分离的位置向所述液柱照射激光来使液滴从所述液柱分离。所述方向变更部向所述液滴赋予能量而变更所述液滴的飞行方向。所述头部包括第一喷嘴列和第二喷嘴列，所述第一喷嘴列和所述第二喷嘴列分别排列有所述多个喷嘴。当从所述液滴生成部射出所述激光的位置沿着朝向所述头部的方向观察所述头部时，所述第一喷嘴列位于所述第二喷嘴列的前面，并且所述第二喷嘴列所包含的各个所述喷嘴相对于所述第一喷嘴列所包含的各个所述喷嘴位于在水平方向上错开的位置。根据该方式的液体喷出装置，由于从与各喷嘴分离的位置向从各喷嘴垂下的液柱照射激光，因此能够抑制液体在各喷嘴的喷出口附近干燥而堆积，抑制液体喷出性能的降低。另外，由于排列头部的多个喷嘴，使得能够对多个液柱从相同方向照射激光，因此，更加高效化通过激光的照射来生成液滴。

(2)在上述方式的液体喷出装置中，可以是，所述液滴生成部通过至少一束所述激光来照射从所述第一喷嘴列垂下的所述液柱、以及从所述第二喷嘴列垂下的所述液柱。根据该方式的液体喷出装置，通过从第一喷嘴列的喷嘴垂下的液柱彼此间穿过的激光，照射从第二喷嘴列的喷嘴垂下的液柱，因此，抑制了用于生成液滴的光能的浪费。

(3)在上述方式的液体喷出装置中，可以是，所述激光具有在水平方向上的横向宽度大于在铅垂方向上的纵向宽度的聚光形状，并横跨从所述第一喷嘴列和所述第二喷嘴列分别垂下的多个所述液柱来进行照射。根据该方式的液体喷出装置，由于能够通过一次激光的照射而从第一喷嘴列和第二喷嘴列垂下的多个液柱同时生成液滴，因此是更加高效的。

(4)在上述方式的液体喷出装置中，可以是，所述液滴生成部扫描所述激光，以便照射从所述第一喷嘴列和所述第二喷嘴列分别垂下的多个所述液柱。根据该方式的液体喷出装置，通过激光的扫描，能够高效地向从第一喷嘴列和第二喷嘴列垂下的多个液柱赋予用于生成液滴的光能。另外，通过缩小激光的点径，能够提高赋予液滴的能量密度。

(5)在上述方式的液体喷出装置中，可以是，所述方向变更部通过激光的照射向所述第一喷嘴列和所述第二喷嘴列分别生成的所述液滴赋予作为所述能量的光能。根据该方式的液体喷出装置，提高液滴的飞行方向的控制性。

(6)在上述方式的液体喷出装置中，可以是，所述方向变更部通过至少一束所述激光来照射在所述第一喷嘴列生成的所述液滴和在所述第二喷嘴列生成的所述液滴。根据该方式的液体喷出装置，高效地执行液滴的飞行方向的变更。

(7)在上述方式的液体喷出装置中，可以是，所述头部具备：第一液体室，与构成所述第一喷嘴列的所述多个喷嘴分别连通，并储存所述液体；以及第二液体室，与构成所述第二喷嘴列的所述多个喷嘴分别连通，并储存所述液体。根据该方式的液体喷出装置，使对多个喷嘴的液体的供给更加高效化。

(8)在上述方式的液体喷出装置中，可以是，储存于所述第一液体室的所述液体为第一液体，储存于所述第二液体室的所述液体是包含与所述第一液体不同的成分的第二液体。根据该方式的液体喷出装置，由于能够同时处理至少两种液体，因此是高效的。

(9)在上述方式的液体喷出装置中，可以是，所述液滴生成部生成第一尺寸的液滴和比所述第一尺寸大的第二尺寸的液滴。根据该方式的液体喷出装置，由于能够喷出对应于用途的尺寸的液滴，因此使印刷物或立体物的造型更加容易。

(10)上述方式的液体喷出装置还可以具备回收部，所述回收部回收所述第一尺寸的液滴或所述第二尺寸的液滴而再次供给到所述头部。根据该方式的液体喷出装置，由于能够回收液滴而再次利用，因此能够高效地利用液体。

(11)在上述方式的液体喷出装置中，可以是，所述方向变更部变更所述第一尺寸的液滴的飞行方向，而不变更所述第二尺寸的液滴的飞行方向，所述回收部不回收变更了飞行方向的所述第一尺寸的液滴，而回收未变更飞行方向的所述第二尺寸的液滴。根据该方式的液体喷出装置，由于能够控制相对较小的第一尺寸的液体的飞行方向进行印刷或造型，因此能够提高图像形成或立体物造型的精度。

(12)在上述方式的液体喷出装置中，可以是，所述方向变更部变更所述第一尺寸的液滴的飞行方向，而不变更所述第二尺寸的液滴的飞行方向，所述回收部不回收变更了飞行方向的所述第一尺寸的液滴，而回收未变更飞行方向的所述第二尺寸的液滴。根据该方式的液体喷出装置，由于能够变更相对较小的第一尺寸的液滴的飞行方向并回收，因此，比变更第二尺寸的液滴的飞行方向并回收，能够更加高效地回收液滴。

(13)在上述方式的液体喷出装置中，上述方式的液体喷出装置还可以具备能量赋予部，所述能量赋予部向着落在预定的对象物上的所述液滴赋予能量。根据该方式的液体喷出装置，例如，能够进行将着落的液滴固定于对象物等的加工处理。

(14)在上述方式的液体喷出装置中，可以是，所述液体是包含粉末和溶剂的流动性组合物，所述能量赋予部通过向着落的所述液滴赋予能量而将所述液滴中的所述粉末烧结或者使所述液滴中的所述粉末熔融之后固化。根据该方式的液体喷出装置，通过烧结或固化液体中的粉末，能够将着落的液滴固定于对象物。

上述本发明的各方式所具有的多个构成成分并非全部是必须的，为了解决上述技术问题的一部分或者全部，或者为了实现本说明书所记载的效果的一部分或者全部，能够适当地对所述多个构成成分的一部分进行变更、删除、与新的其它构成成分的替换、以及限定内容的一部分删除。另外，为了解决上述技术问题的一部分或者全部，或者为了实现本说明书记载的效果的一部分或者全部，可以使上述本发明的一方式所包含的技术特征的一部分或者全部与上述本发明的其它方式所包含的技术特征的一部分或者全部进行组合而成为本发明的独立的一方式。

本发明可以以液体喷出装置以外的各种形式实现。例如，能够作为喷出液体的方法来实现。除此之外，能够以实现立体物造型装置或立体物造型方法、图像形成装置、图像形成方法、印刷装置、印刷方法、所述各装置的控制方法、所述各方法及控制方法的计算机程序、以及非临时性储存该计算机程序的记录介质等方式实现。

附图说明

图1是示出第一实施方式的液体喷出装置的概略构成的说明图。

图2是示出对立体物造型时执行的处理工序的流程的说明图。

图3是示出头部的构成的概略截面图。

图4是示意性示出头部、液滴生成部、方向变更部和造型台的位置关系的概略立体图。

图5是用于说明头部的喷嘴的配置构成及向液柱照射激光的示意图。

图6是示出液滴生成部射出的激光的聚光形状的一个例子的概略图。

图7是示出液滴生成部射出的激光的聚光形状的其它例的概略图。

图8是用于说明第二实施方式的液体喷出装置的构成的概略图。

图9是用于示出第三实施方式的液体喷出装置的构成的概略图。

图10是用于说明第四实施方式的液体喷出装置的构成的概略图。

附图标记说明：

100、100a～100c…液体喷出装置；101…控制部；102…cpu；103…存储器；105(105a、105b)…液体供给部；110(110a、110b)…头部；112…液体储存部；113…液体室；114…喷嘴；115a、115b…喷嘴列；120、120b、120c…液滴生成部；130、130a…方向变更部；140(140a、140b)…回收部；141…接受部；150…能量赋予部；160…造型台；170…加压泵；180…粘度调节罐；182…溶剂供给罐；190…移动机构；200…计算机；axa、axb…轴线；cx…中心轴；cs…聚光形状；g…铅垂方向；l1、l2…第一液滴和第二液滴；lc…液柱。

具体实施方式

a.第一实施方式：

图1是示出本发明的第一实施方式的液体喷出装置100的概略构成的说明图。图1中图示出箭头g，所述箭头g示出在通常的使用状态下配置液体喷出装置100时的重力方向(铅垂方向)。表示铅垂方向的箭头g在后面参照的各附图中也适当地示出。

本实施方式的液体喷出装置100是所谓的3d打印机，将液体材料从头部110向造型台160喷出，并在该造型台160上层叠使该原材料固化后的层而制造立体物。液体喷出装置100除了所述头部110及造型台160之外，具备控制部101、液体供给部105、液滴生成部120、方向变更部130、回收部140、能量赋予部150以及移动机构190。

控制部101控制液体喷出装置100的整体。控制部101由至少具备cpu102、存储器103的微型计算机构成。cpu102通过读取并执行在存储器103的程序，从而控制液体喷出装置100整体的动作。该程序例如可以记录在各种的记录介质。

计算机200连接于控制部101。控制部101从计算机200接收用于对立体物进行造型的数据md。该数据md中包含表示在沿立体物的高度方向被层叠的各层上的液体材料的喷出位置的数据。控制部101也可以不是从计算机200，而是经由网络或记录介质等直接获取数据。关于立体物造型时的控制部101对液体喷出装置100的控制流程，在后面叙述。

本实施方式的液体喷出装置100具备第一和第二头部110a、110b来作为头部110，从各个头部110a、110b喷出材料成分不同的液体材料。两个头部110a、110b具有彼此相同的构成。在以下的说明中，当称作头部110时是指两个头部110a、110b这两者。头部110具备液体储存部112和喷嘴114。液体储存部112由能够储存液体材料的中空容器构成，将液体材料储存于内部的液体室113。在本实施方式中，液体储存部112由不锈钢构成。关于本实施方式的液体喷出装置100中所使用的液体材料，在后面叙述。

储存于液体储存部112的液体材料经由喷嘴114喷出至外部。在本实施方式中，喷嘴114连通于液体储存部112的内部空间的下端，并设有朝向头部110的铅垂下方的区域开口的贯通孔。喷嘴114的开口直径例如可以为5μm～100μm左右。刚从喷嘴114喷出之后的液体材料从喷嘴114垂下而形成液柱lc。在本实施方式中，形成直径约10μm～100μm左右的液柱lc。在图1中，为了方便起见，仅图示出一个喷嘴114，但在本实施方式中，在液体储存部112设有排列成一列的多个喷嘴114。关于头部110的详细构成，在后面叙述。

本实施方式的液体喷出装置100具备第一和第二液体供给部105a、105b来作为液体供给部105。第一液体供给部105a向第一头部110a供给液体材料，第二液体供给部105b向第二头部110b供给液体材料。第一和第二液体供给部105a、105b具有彼此相同的构成。在以下的说明中，当称作液体供给部105时是指两个液体供给部105a、105b这两者。液体供给部105向头部110的液体储存部112供给液体材料，并向液体材料赋予用于使液体材料从喷嘴114喷出的压力。液体供给部105具备加压泵170、粘度调节罐180以及溶剂供给罐182。

液体材料储存于粘度调节罐180，液体材料的溶剂成分储存于溶剂供给罐182。粘度调节罐180接受由溶剂供给罐182供给的溶剂。另外，如后所述，粘度调节罐180接受从回收部140被回收的液体材料的供给。粘度调节罐180将自身所储存的液体材料与从溶剂供给罐182供给的溶剂混合来调节液体材料的粘度。控制部101控制来自溶剂供给罐182的溶剂的供给量，以使液体材料保持为预定的粘度。在本实施方式中，粘度调节罐180以液体材料的粘度在50mpa·s以上而调节。

粘度调节罐180的液体材料通过加压泵170的驱动而被供给到头部110的液体储存部112。通过加压泵170加压，从而从头部110的喷嘴114喷出液体材料。控制部101通过压力计(未图示)监视头部110中的液体材料的压力，反馈控制加压泵170施加于液体材料的压力。由此，调节液体材料的流速，以使液体材料从喷嘴114呈液柱状垂下。液体材料的流速优选考虑液体材料的粘度来确定。在本实施方式中，控制部101调节液体材料的压力，以使从喷嘴114喷出的液体材料的流速为10m/秒～20m/秒。

液滴生成部120通过从与头部110分离的位置对从头部110的多个喷嘴114分别垂下的液体材料的液柱lc赋予能量，从而由该液柱lc生成液体材料的液滴。在本实施方式中，液滴生成部120由激光装置构成，向液体材料的液柱lc照射激光来赋予光能。液滴生成部120至少包括激光光源以及聚光透镜，所述聚光透镜使从激光光源射出的激光聚光于液柱状的液体材料。省略关于液滴生成部120的内部构成的图示。

本实施方式的液滴生成部120将能量周期性变化的脉冲激光向从喷嘴114垂下的液柱lc照射。如果这样向液柱lc照射激光，则液柱lc中的液体材料的流动方向(液柱lc垂下的方向)会产生温度高的部分和温度低的部分。由于在液柱lc产生这种温度梯度，液柱lc的直径产生变小且变细的部位，液柱lc在该部位断开，从而生成液滴。生成的液滴由于重力的作用而沿铅垂方向落下。这样，是通过激光向液体材料的液柱lc赋予光能的构成即可，即使是利用适于立体物的形成的粘度高的液体材料的情况下，也能够使用于液柱lc充分地液滴化的温度梯度产生。

在此，从液柱lc分离而飞行的液滴的尺寸由液体材料的特性、液滴生成部120的激光的照射时机、激光赋予于液柱lc的能量的大小(激光的波长或强度)而确定。在本实施方式中，控制部101通过控制液滴生成部120的激光的照射时机，生成具有第一尺寸的第一液滴l1、以及具有比第一尺寸的液滴l1大的第二尺寸的第二液滴l2。在本说明书中，液滴的尺寸是指液滴的体积。然而，液滴的尺寸也可以解释为液滴的重量。在本实施方式中，液滴的尺寸通过使向液柱lc照射的激光的照射间隔不同来进行调节。例如，如果缩短激光的照射间隔，则能够生成相应地小尺寸的液滴，相反地，如果增长激光的照射间隔，则能够生成相应地大尺寸的液滴。在本实施方式中，控制部101使生成第一液滴l1时的激光的照射间隔短于生成第二液滴l2时的激光的照射间隔。此外，也可以控制部101通过控制激光的照射时间或照射输出、波长、照射范围来生成不同尺寸的液滴。

在本实施方式中，液滴生成部120在与喷嘴114分离预定距离的位置，对液体材料的液柱lc照射激光。喷嘴114与激光的照射位置之间的距离例如可以为0.3mm～0.7mm左右。在本实施方式中，在从喷嘴114向铅垂下方分离0.5mm的位置，向液体材料的液柱lc照射激光。另外，在本实施方式中，液滴生成部120从相对于头部110上的喷嘴114的排列方向倾斜交叉的方向，向沿喷嘴114的下方垂下的液柱lc射出激光。液滴生成部120射出的激光具有能够一次照射从各喷嘴114垂下的多个液柱lc的宽度。关于液滴生成部120的激光的射出方向及该激光的形状，在后面详细叙述。此外，在本说明书中，激光的射出方向是指与激光的光轴平行的方向。

方向变更部130设置在液滴生成部120的下方。方向变更部130通过液滴生成部120生成，通过向沿铅垂方向飞行的液滴中至少一部分的液滴赋予能量，变更其飞行方向。在本实施方式中，方向变更部130由激光装置构成，对具有第一尺寸的第一液滴l1赋予光能。方向变更部130至少包括激光光源以及聚光透镜，所述聚光透镜使从激光光源射出的激光聚光于液滴。省略关于方向变更部130的内部构成的图示。

在本实施方式中，方向变更部130能够并列地照射出多个激光，对一个喷嘴114射出一束激光。方向变更部130从相对于液滴的飞行方向垂直的方向射出激光。另外，在本实施方式中，方向变更部130从相对于头部110中的喷嘴114的排列方向垂直的方向射出激光。通过液滴生成部120向飞行中的液滴照射激光的位置可以为例如从头部110沿铅垂下方分离0.8mm～1.2mm左右的位置。在本实施方式中，头部110与方向变更部130的激光的照射位置之间的距离为1mm左右。

如果向飞行中的液滴照射激光，则通过液滴中的溶剂的至少一部分瞬间气化而产生气体，通过该气体的压力来变更液滴的飞行方向。更具体而言，液滴的飞行方向被弯曲成方向变更部130的激光的射出方向。激光的照射能量越高，或液滴的尺寸越小，液滴的飞行方向的变更程度也越大。方向变更部130按液滴穿过方向变更部130的时机照射激光。在本实施方式中，控制部101将通过方向变更部130的激光照射的时机与通过液滴生成部120生成第一液滴l1的时机联动来确定。方向变更部130射出的激光的强度或波长可以根据液体材料的特性或第一液滴l1的尺寸而预先确定，也可以由控制部101控制。这样，如果是激光，由于能够瞬间地向液滴赋予用于变更飞行方向的能量，因此提高了液滴的飞行方向的控制性。另外，在本实施方式中，方向变更部130能够对一个喷嘴114射出一束激光，因此能够对从各喷嘴114中喷出的液滴中选择的液滴赋予光能，进一步提高液滴的飞行方向的控制性。

除此之外，通过赋予光能来进行液滴的飞行方向的变更，能够得到以下的效果。例如，在采用使液滴带电而通过静电力变更飞行方向的构成的情况下，需要使用能够带电的液体材料。相对于此，是本实施方式的液体喷出装置100即可，由于使用光能来变更液体的飞行方向，因此，即使为不能使其带电，或者使其带电困难的液体材料也能够使用。因此，能够拓宽用于立体物的制作的液体材料的选择的范围。

通过方向变更部130而变更飞行方向的第一液滴l1着落于从喷嘴部110沿铅垂下方配置的造型台160。造型台160由水平延伸的平板的板状部件构成，配置在从头部110沿铅垂下方分离1.5mm～3mm左右的位置即可。在本实施方式中，造型台160与头部110之间的距离约为2mm。另外，在本实施方式中，造型台160通过移动机构190相对于头部110及能量赋予部150在相对地水平方向及铅垂方向上位移。移动机构190具备用于使造型台160移动的电动机或辊、传动轴以及各种致动器等。通过移动机构190的造型台160的移动由控制部101控制。此外，在其它实施方式中，也可以构成为固定造型台160的位置，头部110及能量赋予部150相对于造型台160位移。

能量赋予部150对着落于造型台160的液滴赋予能量而使其固化。在本实施方式中，能量赋予部150由激光装置构成，通过激光的照射，对液滴赋予光能。能量赋予部150至少包括(未图示)激光光源、用于使从激光光源射出的激光聚光于已着落的液滴的聚光透镜、以及用于扫描激光的检流镜。能量赋予部150通过激光扫描造型台160上的液滴着落位置，通过激光的光能，使液滴中的材料粉末烧结。或者，暂且使液滴中的材料粉末熔融之后使其固化。由此，粒子被固定在造型台160上，所述粒子构成作为制作对象的立体物或者用于支承该立体物的支承部。

在本实施方式中，通过液滴生成部120生成的液滴中的通过方向变更部130飞行方向未变更的第二液滴l2由回收部140回收。回收部140也称作“墨槽(gutter)”。本实施方式的液体喷出装置100具备第一和第二回收部140a、140b来作为回收部140。第一回收部140a回收从第一头部110a喷出的液滴，并且第二回收部140b回收由第二头部110b喷出的液滴。两个回收部140a、140b具有相同的构成。在以下的说明中，当称作回收部140时是指第一和第二回收部140a、140b这两者。回收部140具有用于回收该液滴l2的接受部141。接受部141配置在喷嘴114的下方，以使能够接住沿铅垂方向飞行的液滴。第一回收部140a的接受部141配置在第一头部110a的下方，第二回收部140b的接受部141配置在第二头部110b的下方。为了抑制第二回收部140b的接受部141错误地回收来自第一头部110a的液滴，优选第二回收部140b的接受部141位于第一回收部140a的接受部141的下方。被接受部141接住的液滴通过吸引泵等的吸引装置(未图示)而集中，并向对应的液体供给部105a、105b的粘度调节罐180输送。通过这样的方式，在本实施方式的液体喷出装置100中，通过回收部140回收的液滴被再利用，因此，抑制了液体材料的浪费。

特别地，在本实施方式中，如上所述，通过方向变更部130的激光变更尺寸较小的第一液滴l1的飞行方向，使该液滴l1着落于造型台160。因此，能够更加细腻且精细地生成立体物。另外，在本实施方式中，通过回收部140回收较大尺寸的第二液滴l2，因此能够提高液体材料的回收效率，从而能够高效地再利用液体材料。而且，在本实施方式中，通过方向变更部130变更尺寸较小的第一液滴l1的飞行方向，因此，相比于变更尺寸较大的第二液滴l2的飞行方向，能够更大程度地变更飞行方向。因此，抑制应着落于造型台160的液滴被回收部140错误地回收。

如上所述，在本实施方式的液体喷出装置100中，从第一和第二头部110a、110b分别喷出不同材料成分的液体材料。本实施方式的液体喷出装置100中使用的两个液体材料均为包含粉末和溶剂的流动性组合物。两种液体材料分别可以为例如，镁(mg)、铁(fe)、钴(co)、铬(cr)、铝(al)、钛(ti)、铜(cu)、镍(ni)的单体粉末，或者将包含一种以上这些金属的合金(高镍合金钢、不锈钢、钴铬钼合金、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金)等的混合粉末作成包含溶剂和粘合剂的糊状或浆状的混合材料。另外，也可以是熔融聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯等的通用工程塑料等的树脂。除此之外，也可以是聚砜、聚醚砜树脂、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺、聚乙醚醚酮等的工程塑料等的树脂。通过这种方式，液体材料并未特别地限定，能够使用上述金属以外的金属或陶瓷、树脂等。液体材料的溶剂，可以为例如水；乙二醇单甲基醚、乙二醇乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚等的(聚)亚烷基二醇烷基醚类；醋酸乙基、醋酸正-丙基、醋酸异-丙基、醋酸正-丁基、醋酸异-丁基等的醋酸酯类；苯、甲苯、二甲苯等的芳烃类；甲乙酮、丙酮、甲基异丁基甲酮、乙基-正-丁基酮、二异丙基铜、乙酰丙酮等的酮类；乙醇、丙醇、丁醇等的醇类；四烷基乙酸铵类；二甲基亚砜、二乙基亚砜等的亚砜类溶剂；吡啶、γ-甲基吡啶、2,6-二甲基砒啶等的甲基吡啶类溶剂；四烷基乙酸铵(例如四丁基乙酸铵等)等的离子液体，或从其中选择一种或两种以上组合。另外，粘合剂可以是例如丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、纤维素类树脂、合成树脂或其它合成树脂或pla(聚乳酸)、pa(聚酰胺)、pps(聚苯硫醚)或者其它热可塑性树脂。

在本实施方式中，可以例如从第一头部110a喷出用于造型立体物的主体部的液体材料，从第二头部110b喷出用于形成支承部的液体材料，所述支承部支承该主体部且在主体部的造型结束后被除去。另外，也可以从第一头部110a和第二头部110b分别喷出用于造型在立体物上颜色或质感、硬度、刚性等物性不同的部位的液体材料。

图2是表示造型立体物时在控制部101的控制下通过液体喷出装置100执行的处理工序的流程的说明图。当造型立体物时，控制部101根据程序，使液体喷出装置100重复执行以下的工序。在步骤s10中控制部101控制液体供给部105的加压泵170，从各头部110a、110b的多个喷嘴114呈液柱状喷出液体材料。控制部101根据从计算机200接收的数据md事先确定从哪个头部110a、110b在何时喷出液体材料。在步骤s20中，控制部101控制液滴生成部120，向从头部110的多个喷嘴114分别垂下的液柱lc照射激光而生成液滴。另外，控制部101根据从计算机200接收的数据md事先确定照射激光的时机。

在步骤s30中，控制部101控制方向变更部130，向生成的液滴中的第一液滴l1照射激光，变更液滴的飞行方向。另外，在步骤s30中，控制部101根据数据md，控制移动机构190而使造型台160移动。由此，调节飞行方向变更后的液滴在造型台160上的着落位置。此外，如上所述，飞行方向未变更的第二液滴l2被回收部140回收，返回液体供给部105。

在步骤s40中，控制部101控制能量赋予部150，向着落于造型台160上的液体材料照射激光，使该液体材料固化而固定于该着落位置。重复步骤s10～s40的工序，通过重叠固化的材料粒子，从而在造型台160上形成立体物。

图3是示出在包含多个喷嘴114的各中心轴cx的假想平面中切断时的第一头部110a的构成的概略截面图。在本实施方式的液体喷出装置100中，第一头部110a具有多个喷嘴114在预定的排列方向上呈一列排列的第一喷嘴列115a。在图3中，方便起见，图示出四个喷嘴114。在本实施方式中，第一喷嘴列的115a的各喷嘴114在沿铅垂方向观察的情况下排列于一条直线上。第一喷嘴列115a的各喷嘴114大致等间隔排列。各喷嘴114的中心轴cx间的距离例如为100μm～200μ0。

各喷嘴114连通于液体储存部112的液体室113。也就是说，在本实施方式中，各喷嘴114共用液体室113。由此，从液体储存部112向各喷嘴114大致均匀地供给大致相同压力的液体材料，从而从各喷嘴114形成大致相同状态的液柱lc。这样，根据本实施方式的液体喷出装置100，通过控制部101对第一液体供给部105a的加压泵170的控制，由于能够在第一头部110a的多个喷嘴114同时高效地形成多个液柱lc，因此是高效的。另外，由于从第一头部110a的多个喷嘴114同时喷出液体材料，因此能够提高立体物的造型速度。

第二头部110b和第一头部110a同样地，具有排列多个喷嘴114的第二喷嘴列115b、以及形成与各喷嘴114连通的液体室113的液体储存部112。在第二头部110b也能够得到如上述在第一头部110a得到的相同的作用效果。但是，作为第一头部110a和第二头部110b，各喷嘴列115a、115b中的喷嘴114的位置沿排列喷嘴114的排列方向彼此错开。在后面进行详细地叙述。

图4是示意性示出液体喷出装置100的头部110、液滴生成部120、方向变更部130和造型台160的位置关系的概略立体图。在图4中示意性地示出从第一和第二头部110a、110b的各喷嘴114喷出液体材料，液滴生成部120和方向变更部130一同照射激光的状态。另外，在图4中图示出表示各喷嘴114的中心轴cx、示出第一喷嘴列和第二喷嘴列115a、115b各自的排列方向的轴线axa、axb。

在本实施方式的液体喷出装置100中，在铅垂方向依次配置头部110、液滴生成部120、方向变更部130以及造型台160。第一和第二头部110a、110b以第一喷嘴列和第二喷嘴列115a、115b成为彼此并列的位置关系的方式，沿着正交于各喷嘴列115a、115b中的喷嘴114的排列方向的方向相邻地排列。关于构成第一喷嘴列和第二喷嘴列115a、115b的各喷嘴114的位置关系，在后面叙述。

液滴生成部120设于相对于头部110，沿与喷嘴114的排列方向正交的方向分离的位置，射出从该位置向头部110呈直线状延伸的一束激光。液滴生成部120射出的激光向着形成液体材料的液柱lc的头部110的下方区域，在一条直线上带状或平板状延伸。液滴生成部120射出的激光的横向宽度大于其纵向宽度，其横向宽度是能够一次照射从头部110的各喷嘴114垂下的多个液柱lc的宽度。在本说明书中，激光的横向宽度是水平方向的激光的直径，激光的纵向宽度是铅垂方向的激光的直径。根据本实施方式的液体喷出装置100，通过具有横向宽度广的聚光形状的激光的照射，由于从多个液柱lc同时生成液滴，因此是高效的。此外，关于本实施方式的液滴生成部120射出的激光的详细的聚光形状，在后面叙述。

方向变更部130位于液滴生成部120的下方，从该位置向与喷嘴114的排列方向正交的方向并列地射出多个激光。方向变更部130射出与头部110具有的喷嘴114的个数对应的个数的激光。方向变更部130射出的激光分别与沿铅垂方向延伸的各喷嘴114的中心轴cx的任一条正交。优选方向变更部130射出的各激光的点径根据由液体材料的特性、液滴生成部120生成的液滴的尺寸而预先确定。

参照图5，说明头部110中的多个喷嘴114的配置构成及通过液滴生成部120对从各喷嘴114垂下的液柱lc的激光的照射状态。图5中示意性地示出沿着铅垂方向从下方观察液体喷出装置100时的头部110和液滴生成部120。在图5中示意性地示出通过液滴生成部120射出的激光照射各喷嘴114生成的液柱lc的状态。并且，图5图示出各喷嘴114的中心轴cx的位置，并且也与图4相同地图示出表示排列方向的轴线axa、axb。

在本实施方式的液体喷出装置100中，从液滴生成部120射出激光的位置(以下，也简称为“激光射出位置”)观察时，第一头部110a位于第二头部110b的前面。另外，如上所述，第一和第二头部110a、110b，第一喷嘴列和第二喷嘴列115a、115b排列成在排列喷嘴114的方向彼此并列。

在本实施方式的液体喷出装置100中，当从激光射出位置向头部110的方向观察时，第二喷嘴列115b的各喷嘴114相对于第一喷嘴列115a的各喷嘴114位于在水平方向上错开的位置。更具体而言如以下。在本实施方式中，构成各喷嘴列115a、115b的喷嘴114的个数相等，各喷嘴列115a、115b中的喷嘴114的排列间隔大致相等。第二喷嘴列115b的构成第二喷嘴列115b的各喷嘴114的位置相比于第一喷嘴列115a对应的喷嘴114的位置在排列方向上错开。更具体而言，第二喷嘴列115b的各喷嘴114相对于第一喷嘴列115a对应的喷嘴114的位置位于仅错开第一喷嘴列115a中喷嘴114的排列间隔的大致一半左右距离的位置。由此，观察所述方向时，在第一喷嘴列115a中相邻配置的喷嘴114彼此之间分别逐一配置构成第二喷嘴列115b的喷嘴114。即，在本实施方式中，能够解释为在头部110中多个喷嘴114在相对于照射激光的方向交叉的方向呈交错状排列。

如上所述，液滴生成部120对于各喷嘴列115a、115b，从正交于由轴线axa、axb表示的喷嘴114的排列方向的方向照射激光。另外，在本实施方式中，液滴生成部120射出的激光的横向宽度比位于喷嘴114的排列方向的头部110的两端的喷嘴114之间的距离大。因此，通过液滴生成部120射出的一束激光，能够全部照射从第一喷嘴列和第二喷嘴列115a、115b垂下的液柱lc。

如此，根据本实施方式的液体喷出装置100，通过对头部110从相同方向射出激光，从而能够向从第一喷嘴列和第二喷嘴列115a、115b垂下的液柱lc赋予用于生成液滴的光能。另外，根据本实施方式的液体喷出装置100，能够横跨从第一喷嘴列115a垂下的多个液柱lc而照射用于生成液滴的激光，因此是更加高效的。除此之外，通过从第一喷嘴列115a垂下的各液柱lc之间穿过的激光，由于能够照射到从第二喷嘴列115b垂下的各液柱lc，因此降低穿过头部110的光能。由此，抑制用于生成液滴的能量的浪费。

参照图6及图7说明液滴生成部120射出的激光的聚光形状。在图6及图7中示意性地示出与液滴生成部120射出的激光的射出方向垂直的截面中作为该激光的形状的聚光形状cs的例子。液滴生成部120可以通过聚光透镜，将激光的聚光形状，成形为如在图6中例示的那样的横向宽度大于纵向宽度的大致椭圆形状而射出。或者，液滴生成部120也可以由将光纤以直线状并列排列而从各光纤以相互重合的状态射出并列的激光的光纤集成型激光装置构成。在这种情况下，如图7例示的那样，激光的聚光形状成为多个大致圆形形状在水平方向上相连的形状。此外，液滴生成部120射出的激光的聚光形状并不限定于图6及图7的形状。

如上所述，在本实施方式的液体喷出装置100中，在与各喷嘴114分离的位置，通过液滴生成部120对液体材料赋予用于液滴化的能量。因此，抑制液体材料或其含有成分在各喷嘴114的附近干燥而堆积，并阻碍液体材料从喷嘴114的喷出，使液体材料的喷出性能稳定化。另外，如本实施方式，是从头部110的外部赋予用于生成液滴的能量的构成即可，能够省略头部110的用于液滴生成的机构。因此，能够简化头部110的构造，并能够容易地提高头部110的耐压性，从而能够使用更高粘度的液体材料。

除此之外，在本实施方式的液体喷出装置100中，通过头部110具有第一喷嘴列和第二喷嘴列115a、115b，可以增加在头部110的作为每单位面积存在的喷嘴114的个数的喷嘴密度。另外，通过液滴生成部120射出的激光，能够照射从第一喷嘴列和第二喷嘴列115a、115b垂下多个液柱lc。通过这样的方式，如上所述，抑制光能的浪费，提高用于液滴化的能量效率。除此之外，根据本实施方式的液体喷出装置100，能够实现本实施方式中说明的各种作用效果。

b.第二实施方式：

图8是用于说明本发明的第二实施方式的液体喷出装置100a的构成的概略图。图8与图4相同地示出第二实施方式的液体喷出装置100a具备的头部110、液滴生成部120、方向变更部130a以及造型台160。第二实施方式的液体喷出装置100a除了与方向变更部130a的构成不同的点之外，与第一实施方式的液体喷出装置100大致相同。在第二实施方式的液体喷出装置100a中，方向变更部130a与液滴生成部120同样地射出具有横向宽度广的聚光形状的激光。方向变更部130a通过一束激光能够一次照射第一喷嘴列和第二喷嘴列115a、115b分别生成的全部液滴。根据第二实施方式的液体喷出装置100a，通过一次激光的照射，由于能够变更多个液滴的飞行方向，因此是更加高效的。另外，由于通过在第一喷嘴列115a生成的液滴的列之间穿过的激光，照射到第二喷嘴列115b生成的各液滴，因此抑制方向变更部130a的激光漏出而浪费。除此之外，根据第二实施方式的液体喷出装置100a，能够实现第一实施方式中说明的同样的各种作用效果。

c.第三实施方式：

图9是用于说明本发明的第三实施方式的液体喷出装置100b的构成的概略图。图9与图8相同地示出第三实施方式的液体喷出装置100b具备的头部110、液滴生成部120b、方向变更部130a以及造型台160。第三实施方式的液体喷出装置100b除了与液滴生成部120b的构成不同的点之外，与第二实施方式的液体喷出装置100a大致相同。在第三实施方式的液体喷出装置100b中，液滴生成部120b与第一实施方式说明的方向变更部130同样地并列射出多个激光。液滴生成部120b能够射出与头部110的喷嘴114的个数相同个数的激光，对从各喷嘴114垂下的一个液柱lc逐一射出激光。在第三实施方式中，控制部101对从液滴生成部120b射出的各激光调节其射出间隔或波长、强度等，从而生成针对每个喷嘴114而尺寸不同的液滴。根据第三实施方式的液体喷出装置100b，能够控制每个喷嘴114生成的液滴的尺寸。另外，与在第二实施方式说明的相同，通过方向变更部130a射出的激光，由于能够一次变更多个液滴的飞行方向，因此是更加高效的。除此之外，根据第三实施方式的液体喷出装置100b，能够实现与上述各实施方式中说明的同样的各种作用效果。

d.第四实施方式：

图10是用于说明本发明的第四实施方式的液体喷出装置100c的构成的概略图。图10与图5同样地示意性地示出沿着铅垂方向从下方观察液体喷出装置100时的头部110和液滴生成部120。第四实施方式的100c的构成除了与液滴生成部120c的构成不同的点之外，与第一实施方式说明的液体喷出装置100的构成大致相同。第四实施方式的液滴生成部120c从与第一实施方式的液滴生成部120同样的位置射出激光。液滴生成部120c使用检流镜或数字微镜设备，沿着喷嘴114的排列方向以水平的方式扫描从一个激光光源射出的激光。当沿铅垂方向观察时，液滴生成部120c以包含各喷嘴列115a、115b的喷嘴114的全部的照射范围的方式扫描激光。此外，优选从液滴生成部120c的激光射出位置观察头部110时，以各喷嘴列115a、115b的各喷嘴114彼此不重合的方式而确定喷嘴114的配置位置。液滴生成部120c通过一束激光连续性地照射从多个喷嘴114垂下的多个液柱lc，对多个液柱lc连续地赋予用于生成液滴的光能。此外，液滴生成部120c射出的激光的点径可以大于液柱lc的直径。但是，在激光的照射效率的点上优选该点径等于或小于液柱lc的直径。根据第四实施方式的液体喷出装置100c，能够实现与上述各实施方式中说明的同样的各种作用效果。

e.变形例：

e1.变形例1：

上述各实施方式的液体喷出装置100、100a～100c构成为喷出液体材料而形成立体物的3d打印机。相对于此，上述各实施方式的液体喷出装置100、100a～100c也可以构成未例如喷出油墨而形成图像的喷墨打印机。在这种情况下，将印刷介质或记录介质作为使液滴着落的对象物来喷出油墨滴来代替造型台160。另外，也可以省略能量赋予部150。在上述各实施方式的液体喷出装置100、100a、100b中，将造型台160作为液体材料着落的对象物。相对于此，液体材料着落的对象物不限定于造型台160。液体喷出装置100、100a、100b可以将在造型台160上能够移除地设置的金属板、材料粉末烧结后的立体物、材料粉末熔融之后固化的立体物等作为对象物而喷出液体材料来代替造型台160。

e2.变形例2：

上述各实施方式中说明的头部110的喷嘴114的排列构成不限定于上述各实施方式的构成。例如，头部110可以在两个喷嘴列115a、115b进一步追加一个以上的喷嘴列。另外，在头部110中，也可以不以交错状排列多个喷嘴114。例如，当从激光的射出位置观察时，可以在第一喷嘴列115a中彼此相邻的两个喷嘴114彼此之间配置构成第二喷嘴列115b的两个以上的喷嘴114。另外，当从激光的射出位置观察时，第一喷嘴列115a的喷嘴114与第二喷嘴列115b的喷嘴114具有彼此重合的部分，并且在喷嘴114的排列方向彼此位置错开。在各喷嘴列115a、115b，喷嘴114可以不以等间隔的方式排列，例如，可以以随机间隔排列。在各喷嘴列115a、115b上的喷嘴114可以不排列于一条直线上，例如，可以以描绘曲线的方式排列。另外，各喷嘴列115a、115b可以不以彼此并列的方式配置，例如以与排列喷嘴114的方向彼此交叉的方式排列。

e3.变形例3：

在上述各实施方式中，液滴生成部120、120b、120c构成为以一束激光同时照射头部110全部从喷嘴114垂下的液柱lc。相对于此，液滴生成部120、120b、120c也可以构成为以一束激光仅照射头部110的一部分的从多个喷嘴114垂下的液柱lc。在这种情况下，液滴生成部120、120b、120c也可以构成为例如通过从多个光源射出的多束激光能够向从头部110垂下的全部液柱lc赋予光能。在上述各实施方式中，液滴生成部120、120b、120c从相对于第一喷嘴列和第二喷嘴列115a、115b的喷嘴114的排列方向正交的方向射出激光。相对于此，也可以从各喷嘴列115a、115b的喷嘴114的排列方向正交的方向之外的、从交叉的方向射出激光。

e4.变形例4：

在上述各实施方式中，各喷嘴列115a、115b喷出不同种类的液体材料，在从第一喷嘴列115a喷出的液体材料和从第二喷嘴列115b喷出的液体材料中，形成的立体物的比例、或含有的材料成分的成分不同。相对于此，可以从各喷嘴列115a、115b喷出相同种类的液体材料。在这种情况下，例如在第一喷嘴列和第二喷嘴列115a、115b以不同的压力或温度喷出液体材料等，可以变更液体材料的物理性的喷出条件。另外，在上述各实施方式中，第一喷嘴列115a的喷嘴114和第二喷嘴列115b的喷嘴114分别连通于不同的液体室113。相对于此，第一喷嘴列和第二喷嘴列115a、115b的喷嘴114可以连通于共同的液体室113。

e5.变形例5：

在上述各实施方式的液体喷出装置100、100a～100c中，调节液滴生成部120、120b、120c的激光照射时机，生成两种不同尺寸的液滴l1、l2。相对于此，液体喷出装置100、100a～100c也可以构成为连续生成单一尺寸的液滴。在这种情况下，控制部101从单一尺寸的液滴中选择应着落于造型台160的液滴，根据该液滴生成的时机，执行方向变更部130的激光照射。液体喷出装置100、100a～100c也可以构成为生成三种以上的尺寸的液滴。另外，控制部101为了生成尺寸不同的液滴，则也可以例如调节激光的强度或波长来代替激光的照射间隔。

e6.变形例6：

在上述各实施方式的液体喷出装置100、100a～100c中，方向变更部130、130a对尺寸小的第一液滴l1赋予光能，变更其飞行方向。相对于此，方向变更部130、130a对尺寸较大的第二液滴l2赋予光能，变更其飞行方向。另外，方向变更部130、130a也可以构成为不论尺寸大小，变更由控制部101选择的液滴的飞行方向。

e7.变形例7：

在上述各实施方式的液体喷出装置100、100a～100c中，方向变更部130、130a通过激光照射赋予液滴光能，变更其飞行方向。相对于此，方向变更部130、130a可以通过赋予光能之外的其它能量，变更液滴的飞行方向。方向变更部130、130a可以例如通过激光赋予液滴能量，变更其飞行方向。另外，方向变更部130也可以产生空气等的气流赋予液滴运动能量，变更其飞行方向。另外，在上述各实施方式中，方向变更部与第四实施方式的液滴生成部120c同样地，可以构成为通过扫描激光，连续地变更多个液滴的飞行方向。在上述各实施方式中，由方向变更部130、130a照射的激光的聚光位置能够变更液滴的飞行方向即可，可以不进行精密地调节。例如，不是在液滴点状聚光，也可以照射沿与液滴的飞行方向垂直的面的平面状的激光，变更液滴的飞行方向。方向变更部130、130a也可以射出脉冲激光。

e8.变形例8：

在上述各实施方式的液体喷出装置100、100a～100c中，通过方向变更部130、130a变更飞行方向的液滴着落于造型台160，未通过方向变更部130、130a变更飞行方向的液滴由回收部140回收。相对于此，也可以通过方向变更部130、130a未变更飞行方向的液滴着落于造型台160，通过方向变更部130、130a变更飞行方向的液滴由回收部140回收。

e9.变形例9：

在上述变形例8的构成中，回收部140的接受部141可以例如在控制部101的控制下，通过具备传动轴或电机的致动器而能够在水平方向移动的构成。这种情况下，控制部101也可以例如直到方向变更部130开始激光的照射为止，使回收部140的接受部141向喷嘴的铅垂下方移动，在方向变更部130照射激光的期间远离喷嘴114的铅垂下方的区域。通过这样的方式，构成为回收部140的接受部141能够移动即可，则能够抑制不需要的液滴着落于造型台160而浪费。

e10.变形例10：

在上述各实施方式的液体喷出装置100、100a～100c中，通过回收部140至少回收由液滴生成部120、120b、120c生成的液滴的至少一部分，从而再次供给到头部110。相对于此，由回收部140回收的液体材料也可以不再次供给头部110，例如，可以就那样废弃。或者，在上述各实施方式的液体喷出装置100、100a～100c中，也可以省略回收部140。

e11.变形例11：

在上述各实施方式的液体喷出装置100、100a～100c中，液体供给部105可以构成为能向头部110供给高压的液体材料，其构成可以任意变更。

e12.变形例12：

在上述各实施方式的液体喷出装置100、100a～100c中，能量赋予部150每当液滴着落时，对液滴进行烧结或固化。相对于此，能量赋予部150例如在着落后能维持形状的左右的粘度高的液体材料的成形结束后，通过加热炉等过热等来赋予能量而可以进行烧结或固化。并且，能量赋予部150赋予的能量不限于激光，与液体的特性对应地，例如可以通过加热器赋予热能，也可以赋予紫外线等的光能，或者微波等的电磁能。

e13.变形例13：

上述实施方式中，通过软件实现的功能及处理的一部分或全部可以通过硬件实现。另外，通过硬件实现的功能及处理的一部分或全部也可以通过软件实现。作为硬件，例如能够使用集成电路、离散电路、或者组合这些电路的电路模块等各种电路。

本发明不限于上述的实施方式或实施例、变形例，在不脱离其主旨的范围内，能够通过各种构成来实现。例如，与发明内容栏内所记载的各方式中的技术特征相对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征，为了解决上述技术问题的一部分或全部，或者为了实现上述的效果的一部分或全部，能够适宜地进行替换、组合。并且，只要该技术特征在本说明书中未作为必须要素说明，就能够进行适宜地删除。