(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを収容したインクタンクと該インクタンク内のインクを前記インクタンク外のインク供給面に供給するインク供給体とを有するインク供給部と、微細な貫通孔が形成され、前記インク供給体のインク供給面側に配置された振動自在な振動板と該振動板を振動させる振動駆動源とを有する霧化振動部と、前記振動駆動源への駆動信号を生成する制御部を有する駆動信号生成部と、前記霧化振動部を少なくとも内部に収容し、操作者が握持して操作可能なケースと、を備えた描画装置であって、
前記インク供給部に、前記振動板より後方に噴射されるインクを捕獲し、この捕獲したインクを前記インク供給体に戻すインク回収手段を設け、このインク回収手段は、前記インク供給面より後方の位置で前記インク供給体に密着され、前記インク供給体の外周に広がるように配置されたインク捕獲プレートであり、このインク捕獲プレートの前面に、前記インク供給体に連通する回収溝が形成されていることを特徴とする描画装置。
【請求項２】
請求項１記載の描画装置であって、
前記インク捕獲プレートの外周に、前方に突出し、且つ、可撓性に優れた弾性体のスカート部が設けられていることを特徴とする描画装置。
【請求項３】
インクを収容したインクタンクと該インクタンク内のインクを前記インクタンク外のインク供給面に供給するインク供給体とを有するインク供給部と、微細な貫通孔が形成され、前記インク供給体のインク供給面側に配置された振動自在な振動板と該振動板を振動させる振動駆動源とを有する霧化振動部と、前記振動駆動源への駆動信号を生成する制御部を有する駆動信号生成部と、前記霧化振動部を少なくとも内部に収容し、操作者が握持して操作可能なケースと、を備えた描画装置であって、
前記インク供給部に、前記振動板より後方に噴射されるインクを捕獲し、この捕獲したインクを前記インク供給体に戻すインク回収手段を設け、このインク回収手段は、前記インク供給面より後方の位置で前記インク供給体に密着され、前記インク供給体の外周に広がるように配置された多孔質材の多孔質インク捕獲部材であり、この多孔質インク捕獲部材の外周に、前方に突出し、且つ、可撓性に優れた弾性体のスカート部が設けられていることを特徴とする描画装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを霧化（微細な粒状化）し、この霧化インクを噴射することにより描画する描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の描画装置として、エアブラシや缶スプレーがある。エアブラシは、コンプレッサで作成した圧搾空気をインクに吹き付け、霧化されたインクを噴射することによって描画するものである。また、缶スプレーは缶内に予め圧搾空気あるいは、フロン・ＬＰＧ等の液化ガスを有し、この圧搾空気又は気化したガスにより霧状にインクを噴射することによって描画するものである。
【０００３】
このようなエアブラシや缶スプレーによる描画は、霧化インクを吹き付けた中心から外側に向かって次第に色がぼやけていくようなパターン（グラデーション等）に描画され、一種独特の表現力を有する。
【０００４】
しかしながら、前記従来のエアブラシでは、圧搾空気を作るためのコンプレッサが必要不可欠であるため、装置が高価であり、コンプレッサの騒音が大きいという問題がある。また、エアブラシにはコンプレッサではなく圧搾空気や液化ガスを溜めてあるボンベを使用したものもあるが、このタイプのエアブラシはランニングコストが高くつくと共にコンプレッサタイプほどではないが圧搾空気を噴射するため騒音が大きいという問題がある。さらに、前記従来の缶スプレーも同様に、圧搾空気を噴射するため騒音が大きいという問題がある。
【０００５】
そこで、本出願人は、装置及びランニングコストが共に低価で、且つ、騒音を発生させることなくエアブラシと同等の描画表現ができる描画装置を先に提案した（特願２００１−９０５０４号等の出願書類参照）。この描画装置を簡単に説明すると、図１８に示すように、インク１００を収容したインクタンク１０１と該インクタンク１０１内のインク１００をインクタンク外のインク供給面１０２ａに供給するインク供給体１０２とを有するインク供給部１０３と、微細な貫通孔が形成され、インク供給体１０２のインク供給面１０２ａ側に配置された振動自在な振動板１０４と該振動板１０４に振動させる圧電素子１０５とを有する霧化振動部１０６とを備えている。
【０００６】
そして、圧電素子１０５の駆動により振動板１０４が振動すると、インク供給体１０２の接触位置で微細な貫通孔にインク１００が入り込み、この入り込んだインク１００が振動板１０４の振動による圧力変動により振動板１０４より飛ばされ、これが繰り返されることにより霧化インクが連続的に前方方向に噴射される。即ち、単に振動板１０４を振動させるだけで霧化インクを噴射できるため、装置及びランニングコストが共に低価で、且つ、騒音を発生させることなくエアブラシと同等の描画表現ができるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記振動板１０４の微細な貫通孔に入り込んだ全てのインク１００が、各貫通孔より前方に飛ばされるわけではなく、インク供給面１０２ａの周辺ではニジミ出したインクが振動板１０４の振動により両面に噴射され、図１９に示すように、その一部は後方に飛ばされる。即ち、霧化インクの逆噴射流が発生し、この逆噴射された霧化インクは、装置内部に滞留するため、インク汚れの原因になる。また、インクタンク１０１の表面等に付着したインク粒は、表面張力によって互いに集合してインク滴１０７を形成し、このインク滴１０７が自重等により流下してインク漏れやインク垂れの原因になる。
【０００８】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、逆噴射された霧化インクに起因する装置内部のインク汚れやインク漏れ・インク垂れを極力防止することができる描画装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、インクを収容したインクタンクと該インクタンク内のインクを前記インクタンク外のインク供給面に供給するインク供給体とを有するインク供給部と、微細な貫通孔が形成され、前記インク供給体のインク供給面側に配置された振動自在な振動板と該振動板を振動させる振動駆動源とを有する霧化振動部と、前記振動駆動源への駆動信号を生成する制御部を有する駆動信号生成部と、前記霧化振動部を少なくとも内部に収容し、操作者が握持して操作可能なケースと、を備えた描画装置であって、前記インク供給部に、前記振動板より後方に噴射されるインクを捕獲し、この捕獲したインクを前記インク供給体に戻すインク回収手段を設け、このインク回収手段は、前記インク供給面より後方の位置で前記インク供給体に密着され、前記インク供給体の外周に広がるように配置されたインク捕獲プレートであり、このインク捕獲プレートの前面に、前記インク供給体に連通する回収溝が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この描画装置では、振動板が振動すると、各貫通孔に入り込んだインクが振動板の振動による圧力変動により前方に飛ばされ、前方に霧化インクの噴射流が形成される一方、インク供給面の周辺では振動板の振動により両面に噴射され、後方に霧化インクの逆噴射流が形成されるが、この逆噴射流の霧化インクはインク捕獲プレートにより捕獲され、インク供給体に戻される。特に、霧化インクの逆噴射流の大部分は、振動板がインク供給面に接触する外周近傍で発生し、この地点で発生した霧化インクはインク捕獲プレートに向かって噴射されることからインク捕獲プレートに衝突して付着する。また、インク捕獲プレート上で成長したインク滴は、毛細管現象でインク供給体に迅速、且つ、確実に導かれる。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載の描画装置であって、前記インク捕獲プレートの外周に、前方に突出し、且つ、可撓性に優れた弾性体のスカート部が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
この描画装置では、請求項１の発明の作用に加え、逆噴射流の霧化インクの中でインク捕獲プレートより外側方向に飛んだものもスカート部で捕獲される。また、スカート部に振動板が誤って接触してもスカート部が容易に撓むため、振動の阻害が最小限に抑えられる。
【００２３】
請求項３の発明は、インクを収容したインクタンクと該インクタンク内のインクを前記インクタンク外のインク供給面に供給するインク供給体とを有するインク供給部と、微細な貫通孔が形成され、前記インク供給体のインク供給面側に配置された振動自在な振動板と該振動板を振動させる振動駆動源とを有する霧化振動部と、前記振動駆動源への駆動信号を生成する制御部を有する駆動信号生成部と、前記霧化振動部を少なくとも内部に収容し、操作者が握持して操作可能なケースと、を備えた描画装置であって、前記インク供給部に、前記振動板より後方に噴射されるインクを捕獲し、この捕獲したインクを前記インク供給体に戻すインク回収手段を設け、このインク回収手段は、前記インク供給面より後方の位置で前記インク供給体に密着され、前記インク供給体の外周に広がるように配置された多孔質材の多孔質インク捕獲部材であり、この多孔質インク捕獲部材の外周に、前方に突出し、且つ、可撓性に優れた弾性体のスカート部が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
この描画装置では、霧化インクの逆噴射流の大部分は、振動板がインク供給面に接触する外周近傍で発生し、この地点で発生した霧化インクはインク捕獲プレートに向かって噴射され、この逆噴射された霧化インクは多孔質インク捕獲部材に衝突して付着し、この付着した霧化インクは多孔質インク捕獲部材内に吸収され、毛細管現象でインク供給体に導かれる。特に、逆噴射流の霧化インクの中で多孔質インク捕獲部材より外側方向に飛んだものもスカート部で捕獲される。また、スカート部に振動板が誤って接触してもスカート部が容易に撓むため、振動の阻害が最小限に抑えられる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１〜図６は本発明の第１実施形態を示し、図１は描画装置の概略断面図、図２（ａ）は描画装置の要部の断面図、図２（ｂ）は描画装置の要部の斜視図、図３（ａ）はインク噴射時の振動板と圧電素子の正面図、図３（ｂ）はインク噴射時の振動板とインク供給体をマクロ的に見た場合の説明図、図３（ｃ）はインク噴射時の振動板とインク供給体をミクロ的に見た場合の説明図、図４は描画装置の回路ブロック図、図５（ａ）はインク供給面とインク捕獲プレートとの間隔が狭い場合の要部の断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ部分の拡大断面図、図６（ａ）はインク供給面とインク捕獲プレートとの間隔が広い場合の要部の断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ部分の拡大断面図、図７はインク供給面とインク捕獲プレートとの間隔等の相違による遮蔽効果（捕獲効果及び回収効果）を示す図である。
【００３３】
図１に示すように、この第１実施形態の描画装置１Ａはガンタイプであり、そのケース２は、ケース本体３とこのケース本体３に装着されたカバー４とから構成されている。ケース本体３は、操作者が握持可能な握持部３ａと、この握持部３ａの上端に固定された筒部３ｂとからガン形状を有し、この筒部３ｂの先端にカバー４が設けられている。そして、このようなケース２内にインク供給部５と霧化振動部６及び駆動信号生成部７が全て収納されている。具体的には、ケース本体３の筒部３ｂ内にインク供給部５が、カバー４内に霧化振動部６が、ケース本体３の握持部３ａ内に駆動信号生成部７が、それぞれ収納されている。
【００３４】
インク供給部５は、インク１０が収容されたインクタンク１１と、このインクタンク１１内に一端側が配置され、他端側がインクタンク１１より露出されたロッド状のインク供給体１２と、インクタンク１１内に配置されたリング状のインク補助供給体１３とを備えている。
【００３５】
インクタンク１１は、インク供給体１２が外部に露出する部分を除いて密閉されており、インクタンク１１をどの方向に向けても内部のインク１０が漏れないようになっている。インク供給体１２は、アセテート繊維集積体等の多孔質部材にて構成され、インク供給体１２の一端はインクタンク１１の底面１１ａに達し、インクタンク１１より露出した他端は、カバー４内に突出されており、この他端面がインク供給面１２ａとして構成されている。インク供給面１２ａのインク１０が消費されると、インク供給体１２の毛細管現象によりインクタンク１１内のインク１０がインク供給面１２ａに供給される。インク補助供給体１３は、内周側がインク供給体１２に密着し、外周側がインクタンク１１の側面１１ｂに密着し、インク供給体１２のインク浸透量が不足すると、毛細管現象によりインク供給体１２にインク１０を供給する。インク補助供給体１３の材質は、インク供給体１２と同じ性質のものが使用される。
【００３６】
また、インク供給部５には、後述する振動板１４より後方に噴射される霧化インクを捕獲し、この捕獲した霧化インクをインク供給体１２に戻すインク回収手段８が付加されている。
【００３７】
霧化振動部６は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、インク噴射時にインク供給体１２のインク供給面１２ａにミクロ的に見ると離間しているがマクロ的に見ると接触している振動板１４と、この振動板１４の基端側に固定された振動駆動源である圧電セラミックス製の圧電素子１５とから構成されている。振動板１４は微細な貫通孔１４ａが等間隔で配列され、振動板１４と圧電素子１５からなる多孔板型超音波振動子により振動自在に配置されている。圧電素子１５は、駆動信号の電圧値に応じて変位し、この変位によって振動板１４に振動力を作用させる。尚、振動板１４を最も効率よく振動させるために、振動板１４と圧電素子１５が互いに共鳴するように設計する。これにより、素子全体が特定周波数で共振現象を起こし、交流電流を効率よく機械振動に変換するようになっている。また、図３（ｃ）及び図３（ｂ）に示すように、インク噴射時に、振動板１４とインク供給体１２のインク供給面１２ａはミクロ的に見ると離間しているが、マクロ的に見ると接触している。即ち、図３（ｃ）に示すように、基本的に振動板１４とインク供給体１２のインク供給面１２ａとに接触部Ｓがないとインク噴射は行えない。
【００３８】
この霧化振動部６が配置されたカバー４内にはインク吸収体１６が設けられている。このインク吸収体１６は、インク１０を吸収する部材、即ち、インク１０と親和性を持ち、且つ、インク１０を保持する部材であり、例えば、スポンジ、フェルト等の多孔質部材が部材として好適である。このインク吸収体１６は、カバー４に着脱自在に設けることが清掃や交換を容易にでき好ましい。
【００３９】
また、カバー４には振動板１４によって霧化される霧化インクが噴射される霧化インク噴射孔４ａが設けられている。そして、この霧化インク噴射孔４ａの位置はケース２の握持部３ａを握持した操作者が自由に操作することができるようになっている。
【００４０】
駆動信号生成部７は、電源部である乾電池１７と、この乾電池１７の電源で前記圧電素子１５への駆動信号を生成する制御部１８とから構成されている。制御部１８は、図４に示すように、信号発振部１９と信号制御部２０と出力信号増幅部２１とから成る。振動発振部１９は、霧化量が最大になる周波数（超音波領域の振動板１４の共振周波数）の信号を発振し、この発振信号を信号制御部２０に出力する。信号制御部２０は、発振信号より所望パルス幅の信号を生成し、このパルス信号を出力信号増幅部２１に出力する。信号制御部２０の作成するパルス幅は調整可能であり、パルス幅を調整することによって霧化量を調整することができるようになっている。具体的には、パルス幅を大きくするとインク噴射量が大きく、パルス幅を小さくするとインク噴射量が小さくなる。出力信号増幅部２１は、入力パルス信号の振幅を増幅して駆動信号（駆動電圧）とし、この駆動信号（駆動電圧）を圧電素子１５に出力する。出力信号増幅部２１の信号増幅量は調整可能であり、パルス信号の振幅を調整することにより霧化量を調整することができるようになっている。具体的には、振幅を大きくするとインク噴射量が大きく、振幅を小さくするとインク噴射量が小さくなる。
【００４１】
図１に示すように、電源スイッチ２２は、ケース本体３の筒部３ｂの上方に設けられ、電源スイッチ２２がオンされると乾電池１７から電源が制御部１８に供給されて装置起動状態になる。
【００４２】
噴射スイッチ２３は、ケース本体３の握持部３ａに設けられ、電源スイッチ２２がオン状態にあって噴射スイッチ２３が図１の矢印Ａ方向に押下されると、マイクロスイッチ（図示省略）がオンされる。操作者が噴射スイッチ２３の押下を解除すると、図示しないバネによって元の位置に戻り、これによってマイクロスイッチがオフされる。マイクロスイッチのオン時には制御部１８より駆動信号が圧電素子１５に出力される。
【００４３】
安全スイッチ２４は、噴射スイッチ２３の近傍に配置され、解除位置とロック位置とに操作可能に設けられている。安全スイッチ２４が解除位置であると、噴射スイッチ２３の押下操作（図１の矢印Ａ方向）が可能であり、安全スイッチ２４がロック位置であると、噴射スイッチ２３の押下操作（図１の矢印Ａ方向）ができないようになっている。尚、この第１実施形態では、安全スイッチ２４は、メカニカルなスイッチにて構成されているが、電気的に噴射スイッチ２３のオン・オフを禁止したり許容したりできる電気的スイッチであっても良い。
【００４４】
また、ケース本体３の筒部３ｂの電源スイッチ２２の近傍にはインジケータ２５が設けられており、このインジケータ２５は噴射スイッチ２３のオン状態で点灯し、噴射スイッチ２３のオフ状態で消灯することによってインク噴射の有無を表示する。
【００４５】
次に、インク回収手段８を説明する。図２（ａ），（ｂ）に示すように、インク回収手段８は、インク供給面１２ａより後方の位置までインク供給体１２に挿入された円板状のインク捕獲プレート２６にて構成され、このインク捕獲プレート２６の貫通孔２６ａの内周面がインク供給体１２に密着され、且つ、インク供給体１２の外周に広がるように配置されている。インク捕獲プレート２６は、例えば、ポリスチレン材にて形成され、インク供給体１２に挿入された円筒支持部２７を介してインクタンク１１に支持されている。そして、インク捕獲プレート２６は、振動する振動板１４に接触せず、且つ、インク供給面１２ａに近接した位置に配置されている。
【００４６】
次に、上記描画装置１Ａの動作を説明する。操作者が電源スイッチ２２をオンすると、装置が起動状態になる。そして、安全スイッチ２４が解除位置であり、噴射スイッチ２３が押下操作され、マイクロスイッチがオンされると、制御部１８から所定パルス幅の駆動信号が圧電素子１５に出力される。この駆動信号により圧電素子１５が超音波振動し、圧電素子１５の振動で振動板１４が同じく超音波振動すると共にインジケータ２５が点灯される。振動板１４が振動するとインク１０が霧化され、霧化されたインク１０が噴射される。
【００４７】
振動板１４が振動すると、インク供給体１２の接触位置で微細な貫通孔にインク１０が入り込み、この入り込んだインク１０が振動板１４の振動による圧力変動により飛ばされ、これが繰り返されることにより霧化インク（微細な粒状化したインク）が連続的に霧化インク噴射孔４ａより噴射される。
【００４８】
このように霧化インクの前方噴射流が形成される一方、インク供給面１２ａの周辺では振動板１４の振動により両面に噴射され、霧化インクの逆噴射流が形成される。この逆噴射流の霧化インクは、インク捕獲プレート２６に衝突して付着し、この付着したインク粒が互いに合体してインク滴２８（図５及び図６に示す）に成長してインク供給体１２に接触すると、インク供給体１２に吸収される。従って、逆噴射された霧化インクに起因する装置内部のインク汚れやインク漏れ・インク垂れを極力防止することができる。また、逆噴射した霧化インクがインク供給体１２に回収されるため、インク利用効率の向上になる。
【００４９】
前記第１実施形態では、インク回収手段８は、インク供給面１２ａより後方の位置でインク供給体１２に密着され、インク供給体１２の外周に広がるように配置されたインク捕獲プレート２６にて構成されている。霧化インクの逆噴射流の大部分は、振動板１４がインク供給面１２ａに接触する外周近傍で発生し、この地点で発生した霧化インクはインク捕獲プレート２６に向かって噴射され、この噴射された霧化インクがインク捕獲プレート２６に衝突して付着するため、シンプルな構造で、逆噴射された霧化インクの大部分を捕獲できる。
【００５０】
また、前記第１実施形態では、インク捕獲プレート２６は、振動する振動板１４に接触せず、且つ、インク供給面１２ａに近接した位置に配置されているので、霧化インクがインク供給体１２の近傍エリアでインク捕獲プレート２６に付着し、付着したインク粒が互いに合体してインク滴２８に成長するが、図５（ａ），（ｂ）に示すように、そのインク滴２８がインク供給体１２の近傍で成長することからインク供給体１２に接触し吸収されるため、逆噴射された霧化インクの大部分が回収される。ここで、インク捕獲プレート２６がインク供給面１２ａより遠く離間した位置に配置されている場合には、図６（ａ），（ｂ）に示すように、霧化インクがインク供給体１２より離れたエリアでインク捕獲プレート２６に付着し、付着したインク滴２８がインク供給体１２に接触しない状態で成長し続け、最終的には自重に耐えきれずに落下してインク漏れやインク垂れの原因となることになる。
【００５１】
図５（ｂ）に示すように、インク捕獲プレート２６がインク供給面１２ａの近接位置に配置されている場合には、インク滴２８の形成範囲が狭くインク滴２８が大きく成長する前にインク供給体１２に吸収されるため、インク滴２８が自重により落下することなく回収され、一方、図６（ｂ）に示すように、インク捕獲プレート２６がインク供給面１２ａの離れた位置に配置されている場合には、インク滴２８の形成範囲が広くインク滴２８が大きく成長できるため、インク供給体１２に吸収される前に自重により落下し、回収されない。
【００５２】
即ち、インク捕獲プレート２６は、インク供給面１２ａにより近接した位置に配置する必要があり、その配置条件の具体例について説明する。インク供給体１２の径が５ｍｍ、インク捕獲プレート２６の厚さが０．８ｍｍでポリスチレン板である場合にあって、インク捕獲プレート２６とインク供給面２ａとの間隔Ｄ、及び、インク捕獲プレート２６の幅Ｓを可変したときの霧化インクの遮蔽効果、つまり、捕獲効果及び回収効果の結果を図７に示す。図７に示すように、捕獲については間隔Ｄが３ｍｍ以下で、且つ、幅Ｓが８ｍｍ以上とすれば効果があるが、回収できない場合もある。そして、間隔Ｄは１ｍｍ以下の場合に幅Ｓに拘わらず捕獲効果及び回収効果が認められ、好ましい。また、インク滴２８をインク供給体１２の十分近傍で成長させることができることから、間隔Ｄは０．５から１ｍｍの間とすることがより好ましい。
【００５３】
また、第１実施形態では、振動駆動源は圧電素子１５にて構成されている。圧電素子１５は低電力で振動し、駆動信号のパルス周波数及びパルス振幅に応じて振動するため、低電力で、且つ、所望の振動数及び振幅の振動を容易に発生させることができる。さらに、ケース２の内部に霧化振動部６と共にインク供給部５と駆動信号生成部７とを収容したので、全ての部品がケース２内に収容されるため、取り扱いが容易であり、携帯に便利である。
【００５４】
また、第１実施形態では、ケース２は操作者が握持できる部分を有するケース本体３と、このケース本体３に装着され、振動板１４の周囲を覆うと共に振動板１４によって霧化される霧化インクが噴射される霧化インク噴射孔４ａを有するカバー４とを備えたので、カバー４によって振動板１４が保護されると共に霧化インクの噴射が外気流によって乱されず噴射整流が確保できる。さらに、カバー４内にはインク１０を吸収するインク吸収体１６を設けたので、噴射しきれなかったインク１０がインク吸収体１６によって吸収されるため、外部へのインク１０の垂れを防止することができる。
【００５５】
さらに、第１実施形態では、インク供給体１２は多孔質部材であり、この多孔質部材のインク供給体１２が外部に露出する部分を除いてインクタンク１１が密閉されているので、インクタンク１１内のインク１０が使用されてインクタンク１１内が減圧になると、インクタンク１１が気密構造でもインク供給体１２の多孔により外気がインクタンク１１内に流入して外気圧との圧力バランスが取れてインク供給体１２によるインク供給面１２ａへのインク供給が連続的になされると共に、インクタンク１１が気密構造であることからどのような姿勢でもインク漏れを起こすことないため、使い勝手が良い。
【００５６】
また、第１実施形態では、インク供給体１２の一端はインクタンク１１内の底面１１ａに達し、且つ、インクタンク１１内にはインク供給体１２とインクタンク１１内の側面１１ｂとにそれぞれ接触する多孔質部材のインク補助供給体１３が設けられているので、インクタンク１１内のインク１０が残存していればインクタンク１１がどのような方向の姿勢でもインク供給体１２又はインク補助供給体１３が残存インクに浸され、毛細管現象でインク１０をインク供給面１２ａに供給する。従って、描画装置１Ａがどのような姿勢でもインクタンク１１内に残存インクがある限りインク１０がインク供給面１２ａに供給される。従って、インクタンク１１内のインク１０を最後まで確実に使い切ることができる。
【００５７】
また、第１実施形態では、圧電素子１５に供給する駆動信号の電圧及びパルス幅を制御できるので、振動板１４の振動が可変されることから、霧化されるインクの量や霧化インクの噴射力を自由に調整できる。尚、この第１実施形態では、ユーザが圧電素子１５に供給する駆動信号の電圧及び／又はパルス幅を調整できるようになっていないが、ユーザ用の電圧調整つまみやパルス幅調整つまみを設けることによって、ユーザが霧化されるインク１０の量や霧化インクの噴射力を自由に調整できる。尚、この第１実施形態では、振動発振部１９は所定の発振振動数を出力するよう構成されているが、発振振動数を可変できるように構成すれば、発振周波数によっても霧化インクの噴射状態を調整できる。但し、振動板１４は、その共振周波数で振動させることが低電圧で、且つ、大振幅で振動するため好ましい。
【００５８】
また、第１実施形態では、インジケータ２５がインク噴射の有無を表示するので、操作者はインク噴射音がなくてもインク噴射の有無を認識できる。このインジケータ２５が点灯しているにもかかわらずインク１０が噴射されない場合には、一般的にインクタンク１１内のインク１０が空のときである。さらに、噴射スイッチ２３をロックできる安全スイッチ２４が設けられているので、この安全スイッチ２４をロック位置とすることにより意図しない噴射動作を防止することができる。
【００５９】
図８は前記第１実施形態のインク回収手段の第１変形例であり、図８（ａ）はその第１変形例を適用した描画装置の要部の断面図、図８（ｂ）は同じく描画装置の要部の斜視図である。
【００６０】
図８（ａ），（ｂ）に示すように、第１変形例のインク回収手段８Ａは、第１実施形態のものと同様にインク捕獲プレート２６にて構成されている。そして、インク捕獲プレート２６の前面には多数の回収溝２６ｂが形成されている。多数の回収溝２６ｂはラジアル方向に等間隔に形成され、各回収溝２６ｂの内周端はインク供給体１２に連通されている。他の構成は前記第１実施形態と同一であるため、同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６１】
この第１変形例でも、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。また、インク捕獲プレート２６の前面には、インク供給体１２に連通する回収溝２６ｂが形成されているので、インク捕獲プレート２６上で成長したインク滴は、毛細管現象でインク供給体２６に迅速、且つ、確実に導かれるため、インク滴の回収効率を向上させることができる。
【００６２】
尚、前記第１変形例の回収溝２６ｂは、ラジアル方向、つまり、インク供給体１２を中心とした放射状に形成されているが、交差・分岐しながら最終的にインク供給体１２に至る形状であっても良い。
【００６３】
図９は前記第１実施形態のインク回収手段の第２変形例であり、図９（ａ）はその第２変形例を適用した描画装置の要部の断面図、図９（ｂ）は同じく描画装置の要部の斜視図である。
【００６４】
図９（ａ），（ｂ）に示すように、この第２変形例のインク回収手段８Ｂは、第１実施形態と同様にインク捕獲プレート２６にて構成されている、そして、インク捕獲プレート２６は、ゴム状弾性体によってパノラマ形状（椀形状）に形成されている。また、インク捕獲プレート２６の外周には、前方に突出したスカート部２９が一体的に設けられており、このスカート部２９は薄肉形状であることから可撓性に優れている。他の構成は前記第１実施形態と同一であるため、同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６５】
この第２変形例でも、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。また、インク捕獲プレート２６の外周に、前方に突出し、且つ、可撓性に優れた弾性体のスカート部２９が設けられているので、逆噴射流の霧化インクの中でインク捕獲プレート２６より外側方向に飛んだものもスカート部２９で捕獲されるため、捕集効率を向上させることができる。さらに、スカート部２９に振動板１４が誤って接触してもスカート部２９が容易に撓むため、振動の阻害を最小限に抑えることができる。
【００６６】
尚、前記第２変形例では、スカート部２９は、インク捕獲プレート２６に一体的に設けられているが、別体に構成しても良い。また、インク捕獲プレート２６の前面には、前記第１変形例のように回収溝２６ｂを形成しても良く、回収溝２６ｂを形成した方が還流効率が向上する。
【００６７】
図１０は前記第１実施形態のインク回収手段の第３変形例であり、図１０（ａ）はその第３変形例を適用した描画装置の要部の断面図、図１０（ｂ）は同じく描画装置の要部の斜視図である。
【００６８】
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、この第３変形例のインク回収手段８Ｃは、前記第１実施形態と異なり、インク供給面１２ａより後方の位置までインク供給体１２に挿入された円柱状の多孔質インク捕獲部材３５にて構成されている。多孔質インク捕獲部材３５は、スポンジ、フェルト等の多孔質材にて形成され、この多孔質インク捕獲部材３５の貫通孔３５ａの内周面がインク供給体１２に密着され、且つ、インク供給体１２の外周に広がるように配置されている。多孔質インク捕獲部材３５の後面がインクタンク１１に固定されている。また、多孔質インク捕獲部材２６は、振動する振動板１４に接触せず、且つ、インク供給面１２ａに近接した位置に配置されている。他の構成は前記第１実施形態と同一であるため、同一構成部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６９】
この第３変形例では、霧化インクの逆噴射流の大部分は、振動板１４がインク供給面１２ａに接触する外周近傍で発生し、この地点で発生した霧化インクは多孔質インク捕獲部材３５に向かって噴射されることから多孔質インク捕獲部材３５に衝突して付着する。この付着した霧化インクは多孔質インク捕獲部材３５内に吸収され、毛細管現象でインク供給体１２に迅速、且つ、確実に導かれる。従って、シンプルな構造で逆噴射された霧化インクの大部分を回収できる。
【００７０】
また、この第３変形例では、多孔質インク捕獲部材３５は、振動する振動板１４に接触せず、且つ、インク供給面１２ａに近接した位置に配置されているので、逆噴射流された霧化インクは、確実に多孔質インク捕獲部材３５で捕獲し、回収される。さらに、多孔質インク捕獲部材３５が振動板１４の振動を阻害することがない。従って、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７１】
図１１（ａ），（ｂ）は前記第１実施形態のインク回収手段の第４変形例であり、図１１（ａ）はその第４変形例を適用した描画装置の要部の断面図、図１１（ｂ）は同じく描画装置の要部の斜視図である。
【００７２】
図１１（ａ），（ｂ）に示すように、この第４変形例のインク回収手段８Ｄは、前記第３変形例と同様に多孔質インク捕獲部材３５にて構成されている。そして、この多孔質インク捕獲部材３５の外周には、前方に突出し、且つ、可撓性に富んだ弾性体のスカート部２９が設けられている。他の構成は前記第３変形例と同一であるため、同一構成部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７３】
この第４変形例でも、前記第３変形例と同様の作用・効果が得られる。また、多孔質インク捕獲部材３５の外周に、前方に突出し、且つ、可撓性に優れた弾性体のスカート部２９が設けられているので、逆噴射流の霧化インクの中で多孔質インク捕獲部材３５より外側方向に飛んだものもスカート部２９で捕獲されるため、捕集効率を向上させることができる。さらに、スカート部２９に振動板１４が誤って接触してもスカート部２９が容易に撓むため、振動の阻害を最小限に抑えることができる。
【００７４】
図１２（ａ），（ｂ）は前記第１実施形態のインク回収手段の第５変形例であり、図１２（ａ）はその第５変形例を適用した描画装置の要部の断面図、図１２（ｂ）は同じく描画装置の要部の斜視図である。
【００７５】
図１２（ａ），（ｂ）に示すように、この第５変形例のインク回収手段８Ｅは、第１実施形態と同様にインク捕獲プレート２６にて構成されている。そして、インク捕獲プレート２６は、インクタンク１１から前方に突出された外周支持部３６で外周を被うように支持されている。他の構成は前記第１変形例と同一であるため、同一構成部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００７６】
この第５変形例でも、前記第１変形例と同様の作用・効果が得られる。また、インク捕獲プレート２６は、インクタンク１１から前方に突出された外周支持部３６で外周を被うように支持されているので、インク供給部５の構造がシンプルになり、インク供給体１２の突き出し量のバラツキを低く抑えることができる。
【００７７】
尚、この第５変形例でも、インク捕獲プレート２６の前面には、図１２（ｂ）にて仮想線で示すように、前記第２変形例のような回収溝２６ｂを形成しても良く、回収溝２６ｂを形成した方が還流効率が向上する。
【００７８】
図１３（ａ），（ｂ）は前記第１実施形態のインク回収手段の第６変形例であり、図１３（ａ）はその第６変形例を適用した描画装置の要部の断面図、図１３（ｂ）は同じく描画装置の要部の斜視図である。
【００７９】
図１３（ａ），（ｂ）に示すように、この第６変形例のインク回収手段８Ｆは、第３変形例と同様に多孔質インク捕獲部材３５にて構成されている。そして、多孔質インク捕獲部材３５は、インクタンク１１から前方に突出された外周支持部３６で外周を被うように支持されている。他の構成は前記第３変形例と同一であるため、同一構成部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８０】
この第６変形例でも、前記第３変形例と同様の作用・効果が得られる。また、多孔質インク捕獲部材３５は、インクタンク１１から前方に突出された外周支持部３６で外周を被うように支持されているので、インク供給部５の構造がシンプルになり、インク供給体１２の突き出し量のバラツキを低く抑えることができる。
【００８１】
図１４及び図１５は本発明の第２実施形態を示し、図１４はインク供給部を装着した状態の描画装置の概略断面図、図１５はインク供給部を取り外した状態の描画装置の概略断面図である。
【００８２】
図１４及び図１５に示すように、この第２実施形態の描画装置１Ｂは、前記第１実施形態のものと比較して、ケース本体３の筒部３ｂがインク供給部５の全周囲を被っておらず切欠部３０が形成されており、また、筒部３ｂの底面にはインク供給部５の着脱が自在なタンクホルダ一３１が設けられている。タンクホルダー３１には切欠部３０を利用して外部よりインク供給部５を装着することができ、この装着されているインク供給部５を切欠部３０を利用してタンクホルダー３１より外部に取り外しできるようになっている。他の構成はインク回収手段８をも含めて前記第１実施形態と同様であるため、同一構成部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８３】
この第２実施形態にあっても前記第１実施形態と同様な作用・効果が得られる。また、インク供給部５はケース２に着脱自在に設けられているので、インクタンク１１内のインク１０が空になった場合にはインク供給部５を交換することで再度の利用ができ、また、描画するインク色を交換したい場合には所望の色インクのインク供給部５に交換することで色替えを簡単に行うことができる。さらに、使用しない時にはインク供給部５をケース２より取り外し、図１５に示すように、インクタンク１１より露出したインク供給体１２の部分をキャップ３２で塞ぐことでインク供給体１２の露出部の乾燥を防止でき、適切な保存ができる。
【００８４】
また、色替えする場合には、先の色インクが振動板１４の貫通孔に入り込んでいるが、わずかな量に過ぎないので、基本的には洗浄作業が不要である。
【００８５】
尚、前記第２実施形態にあって、インク回収手段８の構成は、前記第１変形例から第６変形例のものを選択的に適用しても良い。
【００８６】
図１６及び図１７は本発明の第３実施形態を示し、図１６は噴射スイッチを操作する前のスタンバイ状態の描画装置の概略断面図、図１６は噴射スイッチを操作してインク噴射状態の描画装置の概略断面図である。
【００８７】
図１６及び図１７に示すように、この第３実施形態の描画装置１Ｃは、前記第１及び第２実施形態のものと異なり、ペンタイプである。この描画装置１Ｃのケース４０は、操作者が握持可能でストレートな筒形状のケース本体４１と、このケース本体４１の先端に装着されたカバー４２とから構成され、カバー４２の先端には霧化インク噴射孔４２ａが設けられている。そして、ケース４０内にインク供給部５と霧化振動部６及び駆動信号生成部７が全て収納されている。具体的には、カバー４２内に霧化振動部６が、ケース本体４１内にインク供給部５及び駆動信号生成部７が、それぞれ収納されている。
【００８８】
また、カバー４２はケース本体４１に着脱自在に設けられており、ケース本体４１よりカバー４２を取り外すことによってケース本体４１内のインク供給体５を外部に取り出し、外部のインク供給体５をケース本体４１内に装着できるようになっている。インク回収手段８をも含めたインク供給部５、霧化振動部６及び駆動信号生成部７の構成は、前記第１、第２実施形態のものと同一であるため、同一構成部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８９】
さらに、ケース本体４１の後面には電源スイッチ２２が、ケース本体４１の先端側の上面には噴射スイッチ２３及び安全スイッチ２４が、カバー４２にはインジケータ２５が、それぞれ設けられている。電源スイッチ２２は、図１６の矢印Ｂ方向にスライドすることによってオンされ、噴射スイッチ２３は、図１６の矢印Ｂ方向に押下することによって図示しないマイクロスイッチがオンされる。電源スイッチ２２と噴射スイッチ２３と安全スイッチ２４及びインジケータ２５の機能は、前記第１及び第２実施形態のものと同一であるため、その説明を省略する。
【００９０】
この第３実施形態にあっても前記第１及び第２実施形態と同様な作用・効果が得られる。そして、ペンタイプであるため、筆記用具のペン或いは筆と同様の操作感で描画を行える。
【００９１】
また、この第３実施形態でも、前記第２実施形態と同様に、インク供給部５はケース４０に着脱自在に設けられたので、インクタンク１１内のインク１０が空になった場合にはインク供給部５を交換することで再度の利用ができ、描画するインク色を交換したい場合には所望の色インクのインク供給部５に交換することで色替えを簡単に行うことができる。さらに、使用しない時にはインク供給部５をケース２より取り外し、図１７に示すように、インクタンク１１より露出したインク供給体１２の部分をキャップ３２で塞ぐことでインク供給体１２の露出部の乾燥を防止でき、適切な保存ができる。また、色替えする場合には、先の色インクが振動板１４の貫通孔に入り込んでいるが、わずかな量に過ぎないので、基本的には洗浄作業が不要である。
【００９２】
尚、第３実施形態にあって、インク回収手段８の構成は、前記第１変形例から第６変形例のものを選択的に適用しても良い。また、前記第１実施形態及びその各変形例では、種々のインク回収手段８，８Ａ〜８Ｆの具体例を示したが、インク回収手段は、振動板１４より後方に噴射されるインク１０を捕獲し、この捕獲したインク１０をインク供給体１２に戻すものであれば良い。
【００９３】
尚、前記各実施形態によれば、振動駆動源は圧電素子１５にて構成されているが、振動板１４に振動力を作用させることができるものであれば良い。また、電源部は乾電池１７にて構成されているが、蓄電池、ＡＣ入力内蔵ＤＣ電源、ＡＣアダプターによるＤＣ入力であっても良い。さらに、ケース２，４０の内部には霧化振動部６と共にインク供給部５と駆動信号生成部７とを収容したが、ケース２，４０には霧化振動部６のみを収容し、インク供給部５と駆動信号生成部７とをケース２，４０とは別体に設けても良い。また、ケース２，４０には霧化振動部６及びインク供給部５を収容し、駆動信号生成部７をケース２，４０とは別体に設けても良い。さらに、ケース２，４０には霧化振動部６及び駆動信号生成部７を収容し、インク供給部５をケース２，４０とは別体に設けても良い。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、振動板が振動すると、各貫通孔に入り込んだインクが振動板の振動による圧力変動により前方に飛ばされ、前方に霧化インクの噴射流が形成される一方、インク供給面の周辺では振動板により両面に噴射され、後方に霧化インクの逆噴射流が形成されるが、この逆噴射流の霧化インクはインク捕獲プレートにより捕獲され、インク供給体に戻される。従って、逆噴射された霧化インクに起因する装置内部のインク汚れやインク漏れ・インク垂れを極力防止することができる。この際に、霧化インクの逆噴射流の大部分は、振動板がインク供給面に接触する外周近傍で発生し、この地点で発生した霧化インクはインク捕獲プレートに向かって噴射されることからインク捕獲プレートに衝突して付着するため、シンプルな構造で逆噴射された霧化インクの大部分を捕獲することができる。特に、インク捕獲プレート上で成長したインク滴は、毛細管現象でインク供給体に迅速、且つ、確実に導かれるため、インク滴の回収効率を向上させることができる。
【００９８】
請求項２の発明によれば、逆噴射流の霧化インクの中でインク捕獲プレートより外側方向に飛んだものもスカート部で捕獲されるため、捕集効率を向上させることができる。また、スカート部に振動板が誤って接触してもスカート部が容易に撓むため、振動の阻害を最小限に抑えることができる。
【０１０１】
請求項３の発明によれば、霧化インクの逆噴射流の大部分は、振動板がインク供給面に接触する外周近傍で発生し、この地点で発生した霧化インクはインク捕獲プレートに向かって噴射され、この逆噴射された霧化インクは多孔質インク捕獲部材に衝突して付着し、この付着した霧化インクは多孔質インク捕獲部材内に吸収され、毛細管現象でインク供給体に導かれる。従って、シンプルな構造で逆噴射された霧化インクの大部分を回収することができる。特に、逆噴射流の霧化インクの中で多孔質インク捕獲部材より外側方向に飛んだものもスカート部で捕獲されるため、捕集効率を向上させることができる。また、スカート部に振動板が誤って接触してもスカート部が容易に撓むため、振動の阻害を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、描画装置の概略断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は描画装置の要部の断面図、（ｂ）は描画装置の要部の斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示し、（ａ）はインク噴射時の振動板と圧電素子の正面図、（ｂ）はインク噴射時の振動板とインク供給体をマクロ的に見た場合の説明図、（ｃ）はインク噴射時の振動板とインク供給体をミクロ的に見た場合の説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態を示し、描画装置の回路ブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態を示し、（ａ）はインク供給面とインク捕獲プレートとの間隔が狭い場合の要部の断面図、（ｂ）は図５（ａ）のＡ部分の拡大断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態を示し、（ａ）はインク供給面とインク捕獲プレートとの間隔が広い場合の要部の断面図、（ｂ）は図６（ａ）のＢ部分の拡大断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態を示し、インク供給面とインク捕獲プレートとの間隔等の相違による遮蔽効果（捕獲効果及び回収効果）を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態のインク回収手段の第１変形例を示し、（ａ）は当該変形例のインク回収手段を適用した描画装置の要部の断面図、（ｂ）は同じく描画装置の要部の斜視図である。
【図９】本発明の第１実施形態のインク回収手段の第２変形例を示し、（ａ）は当該変形例のインク回収手段を適用した描画装置の要部の断面図、（ｂ）は同じく描画装置の要部の斜視図である。
【図１０】本発明の第１実施形態のインク回収手段の第３変形例を示し、（ａ）は当該変形例のインク回収手段を適用した描画装置の要部の断面図、（ｂ）は同じく描画装置の要部の斜視図である。
【図１１】本発明の第１実施形態のインク回収手段の第４変形例を示し、（ａ）は当該変形例のインク回収手段を適用した描画装置の要部の断面図、（ｂ）は同じく描画装置の要部の斜視図である。
【図１２】本発明の第１実施形態のインク回収手段の第５変形例を示し、（ａ）は当該変形例のインク回収手段を適用した描画装置の要部の断面図、（ｂ）は同じく描画装置の要部の斜視図である。
【図１３】本発明の第１実施形態のインク回収手段の第６変形例を示し、（ａ）は当該変形例のインク回収手段を適用した描画装置の要部の断面図、（ｂ）は同じく描画装置の要部の斜視図である。
【図１４】本発明の第２実施形態を示し、インク供給部を装着した状態の描画装置の概略断面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態を示し、インク供給部を取り外した状態の描画装置の概略断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態を示し、インク供給部を装着した状態の描画装置の概略断面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態を示し、インク供給部を取り外した状態の描画装置の概略断面図である。
【図１８】先行例の描画装置の要部の断面図である。
【図１９】先行例の描画装置のインク噴射状態を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｃ  描画装置
２，４０  ケース
３，４１  ケース本体
４，４２  カバー
４ａ，４２ａ  霧化インク噴射孔
５  インク供給部
６  霧化振動部
７  駆動信号生成部
８，８Ａ〜８Ｆ  インク回収手段
１０  インク
１１  インクタンク
１２  インク供給体
１２ａ  インク供給面
１４  振動板
１５  圧電素子（振動駆動源）
１７  乾電池（電源部）
１８  制御部
２６  インク捕獲プレート
２６ｂ  回収溝
２９  スカート部
３５  多孔質インク捕獲部材
３６  外周支持部
【図１】
0003939535.tif 000002
【図２】
0003939535.tif 000003
【図３】
0003939535.tif 000004
【図４】
0003939535.tif 000005
【図５】
0003939535.tif 000006
【図６】
0003939535.tif 000007
【図７】
0003939535.tif 000008
【図８】
0003939535.tif 000009
【図９】
0003939535.tif 000010
【図１０】
0003939535.tif 000011
【図１１】
0003939535.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0003939535.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003939535.tif 000016
【図１６】
0003939535.tif 000017
【図１７】
0003939535.tif 000018
【図１８】
0003939535.tif 000019
【図１９】
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