JP2012091078A - Spray device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属ホーンと圧電素子からなる超音波振動子を用い、金属ホーンの先端から発生する超音波により金属ホーンに近接して設けられたインクリボンに含浸されるインクを霧化して飛翔させることにより例えば記録用紙のような被塗装物への塗装を行えるスプレー装置に関する。 The present invention uses an ultrasonic vibrator composed of a metal horn and a piezoelectric element, and atomizes and injects ink impregnated in an ink ribbon provided in the vicinity of the metal horn by ultrasonic waves generated from the tip of the metal horn. For example, the present invention relates to a spray device capable of coating an object to be coated such as recording paper.
従来から、エアブラシ描画に使用されるスプレー装置として、エアガンが使用されている。このエアガンでは、塗料をエアガンの先端から飛翔させることにより、エアブラシとして描画を行うようになっている(例えば、特許文献1等参照)。 Conventionally, an air gun has been used as a spray device used for airbrush drawing. With this air gun, drawing is performed as an air brush by flying paint from the tip of the air gun (see, for example, Patent Document 1).
また、超音波霧化技術を使用したスプレー装置も知られている。このスプレー装置では、塗料を超音波霧化機構により噴霧ノズルから噴霧させることで、塗料を塗布するものである(例えば、特許文献2等参照)。 A spray device using an ultrasonic atomization technique is also known. In this spray device, the coating material is applied by spraying the coating material from the spray nozzle by an ultrasonic atomizing mechanism (see, for example, Patent Document 2).
また、超音波霧化器を利用したスプレー装置も知られている。このようなスプレー装置は、超音波振動子を固着したホーンをもつ超音波霧化器を有し、スポンジなどで容器の液体を吸い上げて霧化し、ホーンの先端から飛翔させるものである(例えば、特許文献3等参照)。
A spray device using an ultrasonic atomizer is also known. Such a spray device has an ultrasonic atomizer having a horn to which an ultrasonic vibrator is fixed, and sucks and atomizes the liquid in the container with a sponge or the like to fly from the tip of the horn (for example, (See
しかし、上述した従来から知られているスプレー装置では、以下のような問題をもつものであった。 However, the above-described conventionally known spray devices have the following problems.
例えば、特許文献1、特許文献2に示されるようなスプレー装置では、エアガン、噴射ノズル等が使用されており、これらの該エアガン、噴射ノズルでは塗料、インク等を飛翔させるためのコンプレッサーが必要となり、装置の大型化および騒音といった問題を生じる。
For example, in the spray devices shown in
また、これらの特許文献1,2による装置では、色を変更する場合は、カップ、ノズル内のインクを除去、洗浄を行わないと混色の問題が発生する。さらに、色替えのために複数個のエアガンを用意することもあるが、エアガンを複数個用意する必要があり、コストアップの原因になっている。
In addition, in the apparatuses according to
特許文献3のような超音波霧化器を利用したスプレー装置にあっても、上述した従来例と同様に、単色での作業しかできないという問題があり、またスポンジなどによる吸水シートの汚れによる吸水不良といった不具合をもつものである。さらに、このような吸水シートの使用は、色替えが困難であるのと同時に、吸水シートに、インクの乾燥固着の問題が生じる可能性もある。
Even in the spray device using an ultrasonic atomizer as in
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構造により、所要の状態でインク等を飛翔させ得るとともに、その色替えを容易に行うことができるスプレー装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to obtain a spray device capable of causing ink or the like to fly in a required state and easily changing the color with a simple structure. And
このような目的に応えるために本発明(請求項1記載の発明)に係るスプレー装置は、圧電素子と金属ホーンとで構成されるスプレー装置において、前記金属ホーンの先端にインク供給手段を移動可能な状態で配設し、前記金属ホーンの先端から発生する超音波により前記インク供給手段に保持されているインクを飛翔させるように構成したことを特徴とする。 To meet such an object, the spray device according to the present invention (the invention according to claim 1) is a spray device composed of a piezoelectric element and a metal horn, and the ink supply means can be moved to the tip of the metal horn. It is arranged in such a manner that the ink held by the ink supply means is caused to fly by ultrasonic waves generated from the tip of the metal horn.
本発明(請求項2記載の発明)に係るスプレー装置は、請求項1において、インク供給手段は、インクリボンにより構成されていることを特徴とする。
The spray device according to the present invention (invention according to claim 2) is characterized in that, in
本発明(請求項3記載の発明)に係るスプレー装置は、請求項2において、インク供給手段としてのインクリボンは、複数色のインクを個々に保持するように構成されていることを特徴とする。
The spray device according to the present invention (the invention described in claim 3) is characterized in that, in
以上説明したように本発明に係るスプレー装置によれば、圧電素子と金属ホーンとを利用することによる超音波振動によってインク供給手段からインクを飛翔させるように構成したので、簡単な構成であるにもかかわらず、インク供給手段でのインクの色を替えることにより、簡単にしかも確実に色替えを行うことができるスプレー方式による装置を提供することができる。 As described above, according to the spray device according to the present invention, since the ink is ejected from the ink supply means by the ultrasonic vibration using the piezoelectric element and the metal horn, the structure is simple. Nevertheless, by changing the color of the ink in the ink supply means, it is possible to provide a spray-type device that can easily and reliably change the color.
このような本発明装置によれば、インク供給手段としてのインクリボン中のインクが固着しても、新たなインク層を使用することができるものであり、作業を中断することがない。 According to such an apparatus of the present invention, even if the ink in the ink ribbon as the ink supply means is fixed, a new ink layer can be used, and the operation is not interrupted.
また、従来のようなスプレーガンでの色替えに必要だった、カップ、ノズル等の色替えのための洗浄が不要になる。さらに、スプレーガン方式で必要なコンプレッサーを必要としないので、装置の小型化および装置の騒音の低減が図れる。 Further, it is not necessary to clean the cups, nozzles, etc. for color change, which was necessary for color change with a conventional spray gun. Furthermore, since the compressor required for the spray gun method is not required, the apparatus can be downsized and the noise of the apparatus can be reduced.
また、従来のようなスポンジ等の吸水シートを使用した超音波スプレーでは不可能であった色替えが容易に行えるという種々優れた効果をもつものである。 Further, it has various excellent effects that color change can be easily performed, which is impossible with the conventional ultrasonic spray using a water-absorbing sheet such as sponge.
図1は本発明に係るスプレー装置の一実施形態を示す。
同図において、本実施形態では、超音波振動を使用したスプレー装置であって、該超音波振動によってインク供給手段としての塗料を含浸させたインクリボン4から所要の色のインクを飛翔させ、所要の記録パターンをインク付着対象物としての例えば記録用紙5上に作成できるような構成となっている。
FIG. 1 shows an embodiment of a spray device according to the present invention.
In this figure, in the present embodiment, the spray device uses ultrasonic vibration, and the ink of the required color is ejected from the
これを詳述すると、このスプレー装置は、超音波振動子を備えている。この超音波振動子は、圧電体2と金属ホーン1によって構成される。
More specifically, this spray device includes an ultrasonic vibrator. This ultrasonic transducer is composed of a
前記圧電体2には高周波電源等の電源装置3が接続され、必要な高周波電圧を圧電体2に供給する。電源装置3には不図示のスイッチが接続されており、作業者からの指示により、圧電体2に高周波電圧がオンオフされるように構成される。
A
ここで、前記圧電体2は、ボルト締めランジュバン型等が使用されている。また、前記金属ホーン1は、アルミ等で構成される。
Here, the
前記金属ホーン1の先端には、移動可能なインク供給手段としてのインクリボン4が接触するように配置される。このインクリボン4は、両端に巻き取り装置が配置され、記録内容に応じて、インクリボン4が移動する構成になっている。ここで、このインクリボン4は、インパクトプリンタで使用されるインクリボンとほぼ同等の構成であり、基材として布等が使用され、基材にインクが含浸されている。
An
作業者の指示によりスプレーを開始する場合、不図示のスイッチにより電源装置3から高周波電圧が圧電体2に印加され圧電体2に連結される金属ホーン1から超音波が発生する。圧電体2で発生した超音波は金属ホーン1を伝播し、金属ホーン1の先端に放射圧を生じる。
When spraying is started by an operator's instruction, a high-frequency voltage is applied to the
この金属ホーン1の先端近傍には、塗料としてのインクが含浸されているインクリボン4が配置されているので、超音波の振動により、インクリボン4中のインクが霧化し、放射圧により霧化したインクがインクリボン4より放出され、インクが飛翔しスプレー動作を行うことができる。
Since the
なお、この実施形態では、被塗装部材の一例である記録用紙5にインクが飛翔し記録が行われることを示しているが、このようなインク付着対象物は上記の記録用紙5に限らず、用途に応じて変更してもよい。
In this embodiment, the
図2はインク供給手段としてのインクリボン4の構成を示し、以下に詳述する。
すなわち、インクリボン4は、両端に巻き取り装置が装着された構成になっている。このインクリボンの基材は布等で構成されインクが含浸される構造となっている。
FIG. 2 shows the configuration of the
That is, the
インクリボン4は、M(マゼンタ),C(シアン),Y(イエロー)の3色のインクを保持できる構成となっている。この実施形態では、M,C,Yの3色となっているが、色の数には制限はない。例えば、M,C,Y以外にBK(ブラック)を用いる場合等もあり、必要に応じて適宜設定すればよい。
The
インクリボン4の基材は布等で構成され、該布等にインクを含浸している。その両端の巻き取り装置には、インクが乾燥しないような密閉構造となっている。
The base material of the
作業者の指示により高周波電源等の電源装置3がONされ、金属ホーン1の先端に放射圧が発生するとインクリボン4上のインクが超音波の振動により霧化し、霧化したインクは放射圧によってインク付着対象物である記録用紙5の方向に飛翔する。
When the
異なる色を得たい場合、図2に示すように、インクリボン4には異なる色のインクが所定長の範囲に含浸された部分が連続して配置されているので、必要な色の部分が金属ホーン1の先端に接触するようにインクリボン4を移動させる。この動作により、異なる色も簡易な構成でスプレー塗布することが可能になる。
When it is desired to obtain different colors, as shown in FIG. 2, the
また、同じ色を続けて使用する場合にも、使用している色のインクが不足した場合には、新たに同じ色のインクが金属ホーン1上に配置されるようにインクリボン4を移動させる。
Even when the same color is continuously used, if the ink of the color being used is insufficient, the
このように巻き取り装置によって移動可能なインクリボン4を金属ホーン1の先端に配置することにより、色替え動作が容易なスプレー装置を得ることが可能になる。
By disposing the
すなわち、従来のスプレー装置であるスプレーガン方式であれば、色替えをする場合にカップ内部のインクを排出し、カップおよびノズル内部のインクを洗浄する必要があり、作業性が非常に悪かったが、本発明によるスプレー装置では、色替えが簡単な構成で行うことが可能なスプレー装置を得ることができるものである。 That is, in the case of the spray gun system which is a conventional spray device, it is necessary to discharge the ink inside the cup and clean the ink inside the cup and the nozzle when changing colors, and the workability is very bad. In the spray device according to the present invention, it is possible to obtain a spray device that can be changed in color with a simple configuration.
さらに、本発明では、インクを微粒化(霧化)する手段として超音波を使用しているので、ノズルを使用していないので、ノズル目詰まりの心配もない。また、本発明では、コンプレッサーを使用しないので、装置の小型化が図れる。 Furthermore, in the present invention, since ultrasonic waves are used as means for atomizing (atomizing) ink, nozzles are not used, so there is no concern about nozzle clogging. In the present invention, since the compressor is not used, the apparatus can be reduced in size.
また、本発明によれば、インクリボン4は移動可能であるから、何らかの不具合によりインクリボン4の一部が固着しインク飛翔が不可能になったとしても、インクリボン4の移動により新たなインクリボンが金属ホーン1の先端に供給することが可能になるので、前述した特許文献3のような吸水シートを用いることで生じていたインクの乾燥固着問題等の不具合を生じる虞れもない。
In addition, according to the present invention, since the
ここで、本発明で使用した圧電体2は、85Khzで駆動され超音波振動を発生し、金属ホーン1に接続されている。この場合、スプレー粒子サイズは、30μm前後となる。また、必要な粒径は、圧電体2の共振周波数を変更することにより調整可能である。
Here, the
前記インク供給手段としてのインクリボン4には、Y(イエロー)インクが含浸された部分、M(マゼンタ)インクが含浸された部分、C(シアン)インクが含浸された部分が所定長さずつ繰り返し設けられ、リボンとして巻き込まれた構造となっている。したがって、色の変更に合わせて、このリボン4の巻き取り量を制御して、色を変更することになる。
The
スプレー作業中にも、少しずつリボン4が巻きとられ、インク吐出量が減少しないようにリボンを徐々に移動させるものである。ここで、リボン4の色の境目に来ても同じ色のスプレー作業が続く場合には、次の同じ色のインクの含浸部分までリボンをスキップ巻き取り(あるいは巻き戻し)させて同じ色の噴霧作業が可能なようにリボン巻き取り制御するようになっている。
During the spraying operation, the
勿論、スキップした(使用されていない色の)インク部分は、後で、巻き戻して必要な時にもう一度利用するように構成するとよい。 Of course, the skipped (unused color) ink portion may be configured to be rewound later and used again when needed.
所定の色の作業途中で、色変更が指示された場合には、次の指定された色の含浸部分まで、リボン4を巻きとり/巻き戻し、色の切替変更を行うとよい。途中まで使った色の含浸部分は、半端な使い方でも使用済みとなって、再利用はしない構成とする。これは、使用済み部分の正確な位置を探して巻き戻し制御するのが面倒となるからである。
When a color change is instructed during the operation of a predetermined color, the
したがって、リボン4の色ごとの巻き取り位置が正確に分かるように、リボン4の端部などにマークが付与されており、センサーで読み取って、各色のリボンがどの辺の位置にあることは、正確に分かるように制御されている。
Therefore, the end of the
例えばY色の開始位置と終了位置、M色の開始位置と終了位置、C色の開始位置と終了位置に、識別マークが設けられている。また、リボン4上で出現する各色の1回目の部分、2回目の部分・・・は、マークをカウントして識別するように制御される。このような色替え等のリボン4の制御は、例えばカラーサーマルプリンタにおけるリボン制御として従来から用いられている方法を採用すればよい。
For example, identification marks are provided at the start position and end position of Y color, the start position and end position of M color, and the start position and end position of C color. Further, the first portion, the second portion,... Of each color appearing on the
上述した構成によるスプレー装置によれば、圧電素子2と金属ホーン1とを利用することによる超音波振動によってインク供給手段であるインクリボン4からインクを飛翔させ得ることから、インクリボンでのインクの色を替えるだけで、簡単にしかも確実に色替えを行うことができる。
According to the spray device having the above-described configuration, the ink can be ejected from the
さらに、このような構成では、たとえインクリボン4中のインクが固着しても、新たなインク層を使用できるから、インク飛翔によるスプレー作業を中断することがない等の利点もある。
Further, with such a configuration, even if the ink in the
図3はインクリボンのインクの色を切り替える別の方法を説明するためのものである。
同図において、インクリボン4は、例えば、3色の色を変える場合、3列の色の異なるリボンが並んだ形に構成され、色の指定に応じた位置に金属ホーン1の位置がスライドするように構成されることにより、色を自由に変えることができる。
FIG. 3 is a diagram for explaining another method of switching the ink color of the ink ribbon.
In the figure, for example, when changing the color of three colors, the
勿論、これとは逆に、インクリボン4の位置を、リボン幅方向に金属ホーン1に対してシフト移動させる構成でも色の変更は可能である。
Of course, on the contrary, the color can be changed even in a configuration in which the position of the
図4はインク含浸タイプのインクリボンを説明するためのものであって、同図において、このインク含浸タイプのインクリボン4は、インクを含浸する繊維状の含浸層4bと、その周囲を隔離する保護層4aとから構成されている。
FIG. 4 is a view for explaining an ink impregnation type ink ribbon. In FIG. 4, the ink impregnation
そして、このインクリボン4は、リボンが図示しない巻きとりロールに巻きとられた状態で、インク液が、リボン表面にはにじみ出てこないよう保護層4bで被覆されている。また、色の異なる含浸層4aとも隔離するために、同じ材質の保護層4aで、隣接する異色の含浸層4bと隔離されている。よって、リボン4の通常状態ではインクが混ざったり表面ににじみ出て、付着したり混濁したりしないように保護されている。
The
ここで、表面の保護層4bの厚みは非常に薄く数ミクロン〜数十ミクロンの薄膜状のもので、液体は自由に透過できるよう構成されている。但し、後述する理由から、自然状態では、液体は保護層内を移動しないようになっている。 Here, the thickness of the protective layer 4b on the surface is a very thin film of several microns to several tens of microns, and the liquid can be freely transmitted. However, for reasons described later, in the natural state, the liquid does not move in the protective layer.
このようなインク含浸タイプのインクリボン4によれば、スプレー作業の際に金属ホーン1の先端から超音波が発生すると、超音波は、インクリボン4の保護層4aを透過し、含浸層4b内のインクに作用して、インクは保護層4bを透過して表面層から分離し、記録用紙等のインク付着対象物の塗装面方向に飛翔する動きをする。
According to such an ink impregnated
ここで、保護層4bは、細かい繊維材料で形成されるとともに、撥水性の材料が保護層4bを構成する繊維に含まれているため水性インクは隔離される状態に維持される。 Here, the protective layer 4b is formed of a fine fiber material, and since the water-repellent material is contained in the fibers constituting the protective layer 4b, the water-based ink is maintained in an isolated state.
また、用いられるインクが油性の場合には、撥油性の材料が保護層4bを構成する繊維に含まれており、この場合もインクを隔離することができるようになっている。しかし、スプレー作業の際には、金属ホーン1の先端から発生する超音波により、超音波が保護層4bを通して含浸層4aを透過し、インク液に飛翔する力を与えるので、霧状のインク滴の飛翔を発生させることが可能となるものである。
When the ink used is oily, an oil repellent material is contained in the fibers constituting the protective layer 4b, and in this case also, the ink can be isolated. However, when spraying, the ultrasonic wave generated from the tip of the
なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、スプレー装置を構成する各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
たとえばインクリボン4に3色、つまりイエロー、マゼンダ、シアン供給部4Y,4M,4Cを連続して並べるように形成した場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、適宜の色を保持させたインク供給手段であってもよい。
Needless to say, the present invention is not limited to the structure described in the above-described embodiment, and the shape, structure, and the like of each part constituting the spray device can be appropriately modified and changed.
For example, the case where the
1 金属ホーン
2 圧電体(圧電素子)
3 電源装置(高周波電源)
4 インクリボン(インク供給手段)
4Y,4M,4C イエロー、マゼンダ、シアン供給部
4a 保護層
4b インク含浸層
5 記録用紙(インク付着対象物)
1
3 Power supply (high frequency power supply)
4 Ink ribbon (ink supply means)
4Y, 4M, 4C Yellow, magenta,
Claims (3)
前記金属ホーンの先端にインク供給手段を移動可能な状態で配設し、
前記金属ホーンの先端から発生する超音波により前記インク供給手段に保持されているインクを飛翔させるように構成したことを特徴とするスプレー装置。 In a spray device composed of a piezoelectric element and a metal horn,
An ink supply means is disposed in a movable state at the tip of the metal horn,
A spray apparatus characterized in that the ink held by the ink supply means is caused to fly by ultrasonic waves generated from the tip of the metal horn.
前記インク供給手段は、インクリボンにより構成されていることを特徴とするスプレー装置。 The spray device according to claim 1.
The spray device, wherein the ink supply means is constituted by an ink ribbon.
前記インク供給手段としてのインクリボンは、複数色のインクを個々に保持するように構成されていることを特徴とするスプレー装置。 The spray device according to claim 2.
An ink ribbon as the ink supply means is configured to individually hold a plurality of colors of ink.
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