JP2005153247A

JP2005153247A - インクジェット装置

Info

Publication number: JP2005153247A
Application number: JP2003393321A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Yamanaka; 博文山中; Hitoshi Katsuta; 均勝田; Yasuhiro Mori; 靖洋森
Original assignee: Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd
Current assignee: KMEW Co Ltd
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】ロッドとの摩擦によるスプリングの破断を防止するとともに、スプリングの交換が容易なインクジェット装置を提供することにある。【解決手段】内部にピストン３が摺動自在に組み込まれているシリンダ１ａを有するとともに、インクを吐出するための開口部１ｂを備えたインク溜まり１と、この開口部１ｂに嵌合される吐出ノズル２と、棒状部材の一端が支柱を介してピストン３と連結されるピストン支持プレート５及びこのピストン支持プレート５を駆動するソレノイド４とからなり、前記ピストン３をシリンダ１ａ内において摺動駆動させるアクチュエータ１４と、前記ピストン３に対して吐出方向にばね負荷を付勢するスプリング１０を具備するばね付勢手段１５と、を備えてなることを特徴とするインクジェット装置であって、前記ばね付勢手段１５は、前記インク溜まり１の外部に配されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエータによりピストンを駆動させることによって、インク溜まりに貯蔵されるインクをノズルから吐出させるインクジェット装置に関するものである。

従来の液体塗布装置においては、図２に示すような、液体流通孔３１により連結されるシリンダ３２とその上の液体容器３３と、シリンダ３２の内面との間に若干の間隙３６が設けられたシリンダ３２内を往復するピストン３４と、ピストン３４の上部に設けられるピストン３４より径小のピストン桿３７、及び更に径小の被塗布筒保持用芯棒３８と、ピストン３４の下面を上方に押圧するスプリング３５とよりなり、ピストン３４が最上昇位置にあるときピストン３４により液体流通孔３１の周辺部の流通間隔３２が閉塞されるよう構成されるものが知られている。（特許文献１）
この図２のように液体が充填されたロッド内にピストンおよびスプリングを有する従来のインクジェット装置としては、図３に示すような、内部にインクが貯蔵されて先端側がインクの吐出ノズル２になっているとともに、内部にピストン３が摺動自在に組み込まれているシリンダ１ａを有するインク溜まり１と、板状部材の一端が支柱７を介してピストン３と連結されるピストン支持プレート５とこのピストン支持プレート５を駆動するソレノイド４とを有するインクジェット装置が知られている。このソレノイド４を駆動させて、ピストン支持プレート５を同図の上下方向に移動させる。同図に示す状態からソレノイド４を駆動させると、ピストン支持プレート５の一端５ａはソレノイド４側に吸引される。その結果、ピストン保持プレート５の他端５ｂはプレート押さえゴム９を支点として図３における上側に移動する。この他端５ｂ近傍には、支柱７が連結されており、支柱７の下側の先端にはピストン３が固着されているので、シリンダ１ａ内のピストン３は上側に移動する。

シリンダ１ａ内の上部側の、底部１ｂとピストン３の間には、支柱７を覆うようにスプリング部２０が介在されている。そのため、ピストン３が上部に移動した状態においては、スプリング部２０の長さが収縮し、ピストン３にはスプリング部２０によるばね負荷が付勢される。ソレノイド４の駆動を停止させると、ピストン支持プレート５はソレノイド４に吸引されなくなるため、ピストン３はスプリング部２０により付勢されたばね負荷により下側に移動し、その際インク溜まり１に貯蔵されたされたインクが吐出ノズル２より外部へ吐出される。このようなインクジェット装置においては、上記の動作を繰り返すことにより、対象物に対して連続的にインクの供給を行なうことができる。

しかし、かかるインクジェット装置においては、インクの貯蔵量を最大限にする等の事情によりシリンダ１ａの内径とスプリング部２０の外径とのクリアランスが小さい場合には、スプリング部２０の外周部とシリンダ１ａの内壁が接触し、この状態でピストン３を駆動させると、スプリング部２０のシリンダ１ａとの接触部に摩擦が生じて破断する場合が生じ得る。特に、スプリング部２０はインク内に浸漬された状態であるため、擦過腐食が生じやすいといった問題を有していた。また、スプリング部２０がシリンダ内にあるため、一旦スプリング部２０が破断してしまうと交換作業が煩雑であるという別の問題点も有していた。
実開平６−８１６５５号公報

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ロッドとの摩擦によるスプリングの破断を防止するとともに、スプリングの交換が容易なインクジェット装置を提供することである。

上記した課題を解決するために、本発明の請求項１に係るインクジェット装置は、内部にピストンが摺動自在に組み込まれているシリンダを有するとともに、インクを吐出するための開口部を備えたインク溜まりと、この開口部に嵌合される吐出ノズルと、棒状部材の一端が支柱を介してピストンと連結されるピストン支持プレート及びこのピストン支持プレートを駆動する駆動手段とからなり、前記ピストンをシリンダ内において摺動駆動させるアクチュエータと、前記ピストンに対して吐出方向にばね負荷を付勢するスプリングを具備するばね付勢手段と、を備えてなることを特徴とするインクジェット装置であって、前記ばね付勢手段は、前記インク溜まりの外部に配されてなることを特徴とする。

本発明の請求項２に係るインクジェット装置は、前記ばね付勢手段が、スプリングと、中心部に前記支柱を挿通させるとともに前記スプリングが外嵌されるホルダーと、前記スプリング及び前記ホルダーを収納するガイドとを具備するものであることを特徴とする。

本発明の請求項１に係るインクジェット装置によると、ばね付勢手段がインク溜まりの外部に配されているので、ばね付勢手段を構成するスプリングがシリンダの内部には存在しなくなってシリンダとの摩擦による破断を防止することができる上に、インクに浸漬された状態ではないため、擦過腐食による破断をも防止することができる。また、スプリングが破断した場合であっても、シリンダ内から取り出して交換する必要がなく、交換作業の煩雑さが解消される。

本発明の請求項２に係るインクジェット装置によると、請求項１の効果に加えて、ばね付勢手段が、スプリングと、中心部に前記支柱を挿通させるとともに前記スプリングが外嵌されるホルダーと、前記スプリング及び前記ホルダーを収納するガイドとを具備するものであるので、インク溜まり外部へのばね付勢手段の取り付けが容易になるとともに、ガイドの内部にスプリングとホルダーが収納されているので、外部からの接触や外部環境によるスプリングの損傷を防止することができるため、スプリングの寿命を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。同図において、１はインク溜まり、１ａはシリンダ、１ｂは開口部、１ｃは主貯蔵部、２は吐出ノズル、３はピストン、４はソレノイド、４ａは吸引部、５はピストン支持プレート、５ａ、５ｂはピストン支持プレート５の端部、６はプレート振幅調整機構、７は支柱、８はシール用ゴムパッキン、９はプレート押さえゴム、１０はスプリング、１１はスプリング１０のホルダー、１２はばね付勢手段、１３はスプリング１０の押さえプレート、１４はアクチュエータ、１５はばね付勢手段、１６はワッシャー、１７はナット、１８は取付用枠体、１８ａは取付用枠体１８の断面コ字状部、１８ｂは取付用枠体１８の収納壁部、１８ｃは取付用枠体１８の底部、１９は接着剤、２１は基台である。

図１は、本実施形態におけるインクジェット装置の概要を示す説明図であり、同図（ａ）は上面図であり、同図（ｂ）は側面図である。図１に示すように、本実施形態におけるインクジェットは、内部にピストン３が摺動自在に組み込まれているシリンダ１ａを有するとともに、インクを吐出するための開口部１ｂを備えたインク溜まり１と、この開口部１ｂに嵌合される吐出ノズル２と、ピストン３をシリンダ１ａ内において摺動駆動させるアクチュエータ１４と、前記ピストンに対して吐出方向にばね負荷を付勢するばね付勢手段１５とを具備している。

インク溜まり１は、内部にインクが貯蔵されるものであって、平型中空容器状の主貯蔵部１ｃと、この主貯蔵部１ｃの上面側主面の中央部から突設する中空円筒状のシリンダ１ａが一体に形成されている。このシリンダ１ａの底面部１ｅの中央部には、後述する支柱７を挿通させるための挿通孔が設けられている。また、主貯蔵部１ｃの下面側主面のシリンダ１ａの軸線上に開口部１ｂを有し、この開口部１ｂに円形の吐出孔を有するリング状の吐出ノズル２が嵌合されている。

ピストン３は円柱状部材からなり、底面部１ｅの中心部にロッド状部材からなる支柱７が固着されている。このピストン３はシリンダ１ａの内部に配され、ピストン３に固着される支柱７は挿通孔を挿通して、外部（上部）に延設され、この支柱７を上下動させることにより、ピストン３はシリンダ１ａ内を摺動させることが可能となる。この挿通孔からのインク漏れを防ぐために、シリンダ１ａの底面部１ｅには、支柱７を挿通させるための挿通部を長手方向に設けたシール用ゴムパッキン８が取り付けられている。このシール用ゴムパッキン８は平板状部材からなる基台２１に組み込まれて固定されている。

ソレノイド４は、枠体１８の断面コ字状部１８ａ及び基台２１と接合している底部１８ｃから立設される収納壁部１８ｂとから形成されるスペースに収納されており、一端に吸引部４ａが備えられている。この吸引部４ａと対向する枠体１８の位置にプレート振幅調整スクリュー６が螺設されており、この吸引部４ａとプレート振幅調整スクリュー６が適当な間隔に調整された上で、プレート振幅調整スクリュー６が接着剤１９により枠体１８に固定されている。

収納壁部１８ｂの一端は、所定の間隔を有して断面コ字状部１８ａの上部側と対向し、ピストン支持プレート挿入用のスペースＳを形成している。このスペースＳの断面コ字状部１８ａ側には、プレート押えゴム９が設置されている。アクチュエータ１４は、ソレノイド４、ピストン支持プレート５、プレート振幅調整スクリュー６、プレート押えゴム９、枠体１８から構成される。

基台２１上には、シール用ゴムパッキン８の上端部を覆うように、開口部を有した箱型容器状のガイド１２が、開口部が基台に接合する様に設けられている。このガイド１２の内部には大径部と小径部からなる円柱状のホルダー１１が中心部に支柱７を挿通して収納されている。ガイド１２の上面側には、ホルダー１１をガイド１２の外部に突出させる突出孔が設けられる。

また、ガイド１２内には、ホルダー１１の小径部にはステンレス製のスプリング１０が外嵌されており、ばね付勢手段１５は、このスプリング１０及びガイド１２、ホルダー１１から構成されている。上記のガイド１２の突出孔には、外側からばね押さえプレート１３が設けられて、ホルダー１１の小径部のみが突出孔から突出し、スプリング１０は突出孔から突出しないように形成されている。ばね付勢手段１５をこのような構成にすることにより、インク溜まり１外部へのばね付勢手段の取り付けが容易になるとともに、ガイド１２の内部にスプリングとホルダー１１が収納されているので、外部からの接触や外部環境によるスプリング１０の損傷を防止することができるため、スプリングの寿命を向上させることができる。

さらに、ガイド１２の一部もしくは全部をアクリル等の樹脂やガラス等の透明部材としてガイド１２の外側からスプリング１０の外観を目視で確認できるようにしておけば、スプリング１０の疲労状態を容易に確認することができ、スプリング１０の交換を適切なタイミングで行なうことができる。

支柱７は、前述したように、一端がピストン３に固着され、他端の近傍にはワッシャー１６及びボルト１７により棒状部材からなるピストン支持プレート５の一端部５ｂが接合されている。このような構成において、図１に示す状態からソレノイド４を駆動させると、ピストン支持プレート５の一端５ａはソレノイド４側に吸引される。その結果、ピストン保持プレート５の他端５ｂはプレート押さえゴム９を支点として上側に移動する。この他端５ｂ近傍には、支柱７が連結されており、支柱７の下側の先端にはピストン３が固着されているので、シリンダ１ａ内のピストン３は上側に移動し、同時にガイド１２内のホルダー１１も上側に移動する。このときホルダー１１の小径部の一部はガイド１２から突設するが、スプリング１０は突設しないためスプリング１０の長さが収縮し、ホルダー１１にはスプリング１０によるばね負荷が付勢される。ソレノイド４の駆動を停止させると、ピストン支持プレート５の一端部５ｂはソレノイド４に吸引されなくなるため、ホルダー１１はスプリング１０により付勢されたばね負荷により下側に移動し、それにともなって支柱７、ピストン３も下側に移動するので、インク溜まり１に貯蔵されたされたインクが吐出ノズル２より外部へ吐出される。このような一連の動作を繰り返すことにより、対象物に対して連続的にインクの供給を行なうことができる。

このように、ばね付勢手段がインク溜まり１の外部に配される構成にすることによって、ばね付勢手段を構成するスプリング１０がシリンダの内部には存在しなくなってシリンダとの摩擦による破断を防止することができ、また、スプリング１０はインクに浸漬された状態ではないため、擦過腐食による破断をも防止することができるのでスプリング１０の寿命を延ばすことができる。さらに、スプリング１０が破断した場合であっても、シリンダ内から取り出して交換する必要がなく、交換作業の煩雑さが解消される。

（実施例）
ＳＵＳ３０４からなり、線形０．２ｍｍ、外径１．８ｍｍ、自由長１３．５ｍｍ、ばね定数０．１８２〜０．１９１Ｎ／ｍｍのスプリング１０を用いて、図３における構成と本実施形態における構成とを比較した結果、スプリング１０の断線までの寿命（ソレノイド駆動の繰り返し回数で評価）が、図３の構成における７５００万ドットから、３億５０００万ドットになり、スプリング１０の寿命が約４．６倍の向上することが確認された。

また、スプリング１０の破断後の交換作業も、図３の構成における４時間から、２次間に短縮されることが確認された。

本実施形態におけるインクジェット装置の概要を示す説明図である。従来例を示す概略図である。従来例を示す別の概略図である。

符号の説明

１インク溜まり
１ａソレノイド
１ｂ開口部
２吐出ノズル
３ピストン
４ソレノイド
５ピストン支持プレート
１０スプリング
１４アクチュエータ
１５ばね付勢手段

Claims

内部にピストンが摺動自在に組み込まれているシリンダを有するとともに、インクを吐出するための開口部を備えたインク溜まりと、この開口部に嵌合される吐出ノズルと、棒状部材の一端が支柱を介してピストンと連結されるピストン支持プレート及びこのピストン支持プレートを駆動する駆動手段とからなり、前記ピストンをシリンダ内において摺動駆動させるアクチュエータと、前記ピストンに対して吐出方向にばね負荷を付勢するスプリングを具備するばね付勢手段と、を備えてなることを特徴とするインクジェット装置であって、
前記ばね付勢手段は、前記インク溜まりの外部に配されてなることを特徴とするインクジェット装置。
前記ばね付勢手段は、スプリングと、中心部に前記支柱を挿通させるとともに前記スプリングが外嵌されるホルダーと、前記スプリング及び前記ホルダーを収納するガイドとを具備するものであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置。