-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitszufuhr-Ventil, Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung ein Flüssigkeitszufuhr-Ventil, das als Tintentank-Ventil
einer Tintenstrahl-Kopiervorrichtung geeignet ist, zu dem Zweck,
ein Kopierkopfteil aus einer Tinten-Vorratskammer in günstiger Weise mit Tinte in einer
Menge, die der Menge an Tinte entspricht, die zur Zeit des Kopierens
von dem Kopierkopf bzw. Drucker abgegeben wird, zu versorgen.
-
Ein
Flüssigkeitszufuhr-Ventil
für einen
Druckerkopf eines Tintenstrahl-Druckers
des „ink-on-demand"-Typs (Tinte nach
Bedarf), das die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 aufweist,
ist aus der
EP 0 052
914 A bekannt.
-
Eine
Tintenstrahl-Kopiervorrichtung wurde bisher mit einem Tintentank
ausgestattet, die eine Tinten-Vorratskammer, die mit Tinte ausgefüllt wird,
und auch einen Tintenzufuhrteil, der einen Kopierkopfteil mit Tinte
versorgt, aufweist. Beispiele der Typen der Tintentanks schließen einen
Typ, der so aufgebaut ist, dass Tinte einem Kopierkopf, der stationär auf einem
Schlitten angebracht ist, durch überall
in einer Tintenstrahl-Kopiervorrichtung
angeordnete Schläuche
zugeführt
wird, und ein Tintentank ist frei anbringbar an und abnehmbar von
der Vorrichtung, einen Typen, bei dem ein Tintentank einstückig mit
einem Kopierkopf aufgebaut ist, und die resultierende integrierte
Einheit frei anbringbar an und abnehmbar von einem Schlitten ist,
und ähnliche
Typen ein.
-
Im
ersteren Typ des Tintentanks wird dem Kopierkopf Tinte zugeführt, indem
dazwischen eine Wassersäulendifferenz
bereitgestellt wird, während
bei dem letzteren Typ dem Kopierkopf Tinte zugeführt wird, indem der Tintentank
mit einer Unterdruckerzeugungsquelle versehen wird.
-
Es
wurden in den letzten Jahren oftmals die Tintenstrahl-Kopiervorrichtungen
vorgeschlagen, die aus Gründen
der Miniaturisierung der Vorrichtungen sowie der Einfachheit der
Wartungsarbeit den letzteren Typ des Tintentanks einsetzen.
-
Bei
einem solchen Tintentank ist es notwendig, dass er in der Lage ist,
in günstiger
Weise Tinte in einer Menge, die der Menge an Tinte entspricht, die
zur Zeit des Kopierens von dem Kopierkopf abgegeben wird, zuzuführen, und
auch, dass er zur Zeit des Nicht-Kopierens frei von Tintenausfluss
durch eine Abgabeöffnung ist.
-
Als
ein Tintentank, der die oben erwähnten
Anforderungen erfüllt,
ist zum Beispiel ein Tintentank in der Form einer Patrone erhältlich,
die frei anbringbar an und abnehmbar von einem Schlitten ist, und
bei der ein Kopierkopf mit einem Tintentank integriert ist, und
ein Absorptionsmittel (Schaum) ins Innere des Tanks gefüllt ist.
Durch ein solches Absorptionsmittel, das ins Innere des Tanks gefüllt ist,
wird es möglich
gemacht, den Tintenmeniskus bei dem Tintenabgabeteil auf einem stabilen
Pegel zu halten, und gleichzeitig wird es durch die Kapillarkraft
des Absorptionsmittels möglich
gemacht, die Tinte richtig in dem Tintentank aufzubewahren. In diesem
Falle ist es notwendig, dass beinahe das gesamte Innere des Tintentanks
mit dem Absorptionsmittel ausgefüllt
ist. Somit wird, indem man gestattet, dass das Absorptionsmittel
eine Menge an Tinte aufbewahrt, die etwas weniger ist als die maximal
aufbewahrbare Menge davon, die Kapillarkraft des Absorptionsmittels genutzt,
um einen Unterdruck im Innern zu erzeugen. Es wird daher möglich gemacht,
die Menge der Tinte, die durch den Abgabeteil des Kopierkopfes und
durch den Tintentankteil, das mit der Atmosphäre in Kontakt ist, ausfließt, zu minimieren,
sogar in dem Fall, in dem ein mechanischer Stoß, wie etwa Vibration, oder
ein Wärmestoß, wie etwa
eine Temperaturänderung,
dem Kopierkopf und dem Tintentank zugeführt werden.
-
Das
vorgenannte Verfahren, bei dem der Tintentank innen beinahe vollständig mit
einem Absorptionsmittel gefüllt
ist, beinhaltet das Problem, dass der Unterdruck des Absorptionsmittels
damit einhergehend den Tintenverbrauch steigert und die Menge an
Tinte, die in dem Tintentank verbleibt, steigert, ohne, dass sie
dem Kopierkopf zugeführt
wird, wodurch eine geringe Ausnutzungseffizienz der Tinte bewirkt
wird.
-
Um
solche Probleme zu lösen,
wird zum Beispiel eine Patrone für
einen Tintenstrahl-Kopierkopf vorgeschlagen, die so aufgebaut ist,
dass ein Tintenreservoir von einem Hohlraum bei einer Wand, die
mit einer Verbindungsöffnung
auf der unteren Seite eines Tintentanks ausgestattet ist, getrennt
ist, und ein Schirmrückschlagventil
ist beweglich in der Verbindungsöffnung
installiert, um so die Tinte in dem Tintenreservoir in den Hohlraum
abzugeben, indem es sich selbst zu dem Zeitpunkt, zu dem der Druck
der Tinte in dem Tintenstrahl-Kopierkopf verringert wird, öffnet, wodurch
die Tinte dem Tintenstrahl-Kopierkopf zugeführt wird [siehe JP-A-231 759/1987
und EP-A-0 238 829].
-
Gemäß dem oben
genannten Aufbau wird es unnötig,
ein Absorptionsmittel in der Patrone unterzubringen, wodurch man
die wesentliche Unterbringungskapazität des Tintentanks vergrößern kann.
Im Allgemeinen bleibt ein ernstes Problem mit dem oben genannten
Aufbau ungelöst,
nämlich
dass das Schirmrückschlagventil
einen Verschiebungswert aufweist, der zu hoch ist, um die an den
Tintenkopf zuzuführende
Tintenmenge präzise
zu regulieren, wodurch es eine ungünstige Veränderung der zuzuführenden
Tintenmenge und in der Folge eine Verschlechterung der Qualität der gedruckten
Buchstaben verursacht.
-
Es
gibt auch Probleme, dass im Zustand, in dem das Schirmrückschlagventil
geöffnet
ist, der Kopierkopf vollständig
von dem Tintenreservoir isoliert ist, was den Druck in dem Hohlraum
erhöht,
die Dichtung an der Verbindung mit dem Kopierkopf zerstört, und
dadurch einen Tintenausfluss verursacht, wenn die Tinte in dem Hohlraum
volumetrisch durch die Änderung
der Umwelttemperatur um ungefähr
2% bis 5%ausgedehnt wird; und dass in dem Zustand, in dem der Tintentank
auf dem Kopierkopf montiert ist, der erhöhte Druck, wie oben erwähnt, als
solches auf den Kopierkopf wirkt, was es unmöglich macht, einen Unterdruck
zwischen dem Kopierkopf und dem Tintentank aufrecht zu erhalten,
wodurch er einen Tintenausfluss durch den Kopierkopf verursacht.
-
Es
gibt des Weiteren ein Problem, dass, da das Schirmrückschlagventil
um mehrere zehn Millimeter Wassersäule nicht mit einer genügenden Ventilöffnungskraft
versehen ist, die aufrechterhalten werden muss, um den Kopierkopf
stabil mit der Tinte zu versorgen, es eine Befürchtung gibt, dass das Ventil
als Reaktion auf das durch die Bewegung eines Schlittens verursachte
Schwappen der Tinte geöffnet
wird, wodurch es eine minderwertige Stabilität der gedruckten Buchstaben
verursacht.
-
Um
die vorstehenden Probleme, die bei einem solchen Schirmrückschlagventil
unter solchen Bedingungen involviert sind, zu lösen, wird zum Beispiel ein
Versuch gemacht, ein Tintentank-Ventil einzusetzen, das an der Position,
die eine Tinten-Vorratskammer und ein Tinten-Zufuhrteil unterteilt,
installiert wird, das durch die Druckdifferenz zwischen dem Tinten-Vorratstank
und dem Tinten-Zufuhrteil bewegt wird und den Kopierkopf mit der
Tinte, die in die Tinten-Vorratskammer gefüllt ist, versorgt.
-
Durch
die Ausstattung des Tintentanks mit einem solchen Tintentank-Ventil
wird es möglich
gemacht, den Kopiertank sicher mit der Tinte zu versorgen, indem
auf die leichten Druckdifferenzen zwischen dem Tinten-Vorratstank und dem
Kopierkopf reagiert wird, ohne durch das Schwappen der Tinte durch
die Bewegung des Schlittens beeinflusst zu werden, während der
Unterdruck, der zum Drucken gut geeignet ist, zwischen dem Kopierkopf
und einem Kopiermedium aufrechterhalten wird. Es wird des Weiteren
möglich
gemacht, dadurch zu verhindern, dass die Tinte wegen der Temperaturänderung
durch die Tintenzufuhröffnung
oder durch den Kopierkopf ausfließt.
-
Als
Struktur des Tintentank-Ventils, das an einer Position, die die
Tinten-Vorratskammer
und das Tintenzufuhrteil teilt, installiert ist, wurden eine Vielfalt
von Strukturen vorgeschlagen, von denen die Strukturen, wie sie
jeweils in den 1 und 2 gezeigt
werden, bevorzugt als Beispiel dienen.
-
1 ist
eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Tintentank-Ventils
zeigt, während 2 eine teilweise
Querschnittsansicht ist, die ein Beispiel eines scheibenförmigen Ventilkörpers zeigt,
der in dem Tintentank-Ventil verwendet werden soll, Das Tintentank-Ventil
C ist an der Position, die die Tinten-Vorratskammer A und den Tintenzufuhrteil
B teilt, installiert, Der scheibenförmigen Ventilkörper 1,
der in dem Tintentank-Ventil
C verwendet werden soll, besteht aus einem scheibenförmigen elastischen
Material, das in der Mitte eine Tintenzufuhröffnung 3 aufweist,
und dessen umlaufender äußerer Abschnitt
mit einem biegesteifen Material, wie etwa Polypropylen, verstärkt und
daran angebracht ist, Der vorgenannte scheibenförmigen Ventilkörper 1 ist
auf einer bewegbaren Auflage 5 gelagert, die mit einer
Feder 6 ausgestattet ist, und liegt gegen einen feststehenden
Ventilsitz 4 zur Zeit des Nichtkopierens an, während das
Tintentank-Ventil C sich im geschlossenen Zustand befindet, Da die
Tinte in dem Tintenzufuhrteil B zur Zeit des Kopierens dem Kopierkopf zugeführt wird,
wird die Tinte darin verringert, um darin Unterdruck zu erzeugen.
Infolgedessen bewegt sich die bewegbare Auflage 5 auf die
Zusammendrückrichtung
der Feder, und somit wird der scheibenförmigen Ventilkörper 1 von
dem feststehenden Ventilsitz 4 getrennt und bringt das
Tintentank-Ventil C in einen geöffneten
Zustand, wodurch die Tinte in der Tinten-Vorratskammer A dem Tintenzufuhrteil
B durch die Tintenzufuhröffnung 3 zugeführt wird.
Wenn der Unterdruck in dem Tintenzufuhrteil B dadurch beseitigt
wird, liegt der scheibenförmige
Ventilkörper 1 wieder
gegen den feststehenden Ventilsitz 4 durch die Wirkung
der bewegbaren Auflage 5 an und stoppt damit die Zufuhr
von Tinte an das Tintenzufuhrteil B.
-
Bezüglich des
Tintentank-Ventils, das eine solche Struktur aufweist, ist es wichtig,
dass das Tintentank-Ventil in der Lage ist, zur Zeit des Kopierens
Tinte in einer Menge, die der Menge an Tinte entspricht, die zur
Zeit des Kopierens von dem Kopierkopf abgegeben wird, zuzuführen. Um
die vorgenannte Anforderung zu erfüllen, ist es wünschenswert,
die Reaktionskraft im Falle der Deformation des in dem Tintentank-Ventil
zu benutzenden scheibenförmigen
Ventilkörpers
abzuschwächen.
Der in einem herkömmlichen
Tintentank-Ventil zu verwendende scheibenförmige Ventilkörper, der
gewöhnlich
die Struktur, wie sie in 2 gezeigt wird, und ungefähr eine
Wanddicke von 0,4 mm aufweist, hat jedoch Probleme dergestalt mit
sich gebracht, dass die Reaktionskraft nicht notwendiger weise schwach
ist im Falle der Deformation des scheibenförmigen Ventilkörpers, und
gleichzeitig kann die Zufuhr der Tinte der Menge, die aus dem Kopierkopf
abgegeben wird, nicht in genügendem
Maße folgen,
und ähnliche
Probleme.
-
Unter
solchen Umständen
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Flüssigkeitszufuhr-Ventil bereitzustellen,
das als ein Tintentank-Ventil gut geeignet ist, insbesondere in
einer Tintenstrahl-Kopiervorrichtung, zu dem Zweck, einen Kopierkopfteil
aus einer Tinten-Vorratskammer in günstiger Weise mit Tinte in
einer Menge, die der Menge an Tinte entspricht, die zur Zeit des
Kopierens von dem Kopierkopf abgegeben wird, zu versorgen.
-
Als
Ergebnis von intensiver Forschung und Untersuchung, die durch die
Erfinder angesammelt wurden, um die vorgenannten Aufgaben zu erreichen,
wurde herausgefunden, dass die Reaktionskraft zur Zeit der Deformation
eines scheibenförmigen
Ventilkörpers
durch die Verwendung eines scheibenförmigen Ventilkörpers abgeschwächt wird,
bei dem die Dicke des ringförmigen
Zwischenteils zwischen der Flüssigkeitszufuhröffnung und
dem umlaufenden äußeren Abschnitt
in radialer Richtung uneinheitlich gestaltet wurde, gegenüber einem
herkömmlichen
Ventilkörper,
bei dem seine Dicke in der radialen Richtung einheitlich gestaltet
wurde, und dass das Flüssigkeitszufuhr-Ventil, das den scheibenförmigen Ventilkörper verwendet,
den oben erwähnten
Aufgaben der vorliegenden Erfindung entsprechen kann.
-
Des
Weiteren wurde herausgefunden, dass die Reaktionskraft zur Zeit
der Deformation eines scheibenförmigen
Ventilkörpers
durch die Verwendung eines scheibenförmigen Ventilkörpers abgeschwächt wird, der
mit wenigstens einem biegsamen Teil in der radialen Richtung zwischen
der Flüssigkeitszufuhröffnung und dem
umlaufenden äußeren Abschnitt
ausgestattet ist, gegenüber
einem herkömmlichen
Ventilkörper,
der mit keinem biegsamen Teil in der radialen Richtung ausgestattet
ist, und dass das Flüssigkeitszufuhr-Ventil,
das den scheibenförmigen
Ventilkörper
verwendet, den oben erwähnten
Aufgaben der vorliegenden Erfindung entsprechen kann. Die vorliegende
Erfindung wurde mit den vorstehenden Erkenntnissen und Informationen
zustande gebracht.
-
Eine
solche Aufgabe wird durch ein Flüssigkeitszufuhr-Ventil
gelöst,
das das Merkmal des unabhängigen
Anspruchs 1 umfasst.
-
Verbesserungen
und weitere Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche 2 bis
7.
-
Spezifisch
stellt die vorliegende Erfindung ein Flüssigkeitszufuhr-Ventil bereit,
das einen scheibenförmigen
Ventilkörper
umfasst, der in seiner Mitte eine Flüssigkeitszufuhröffnung umfasst
und aus einem elastischen Material besteht, dessen umlaufender äußerer Abschnitt
mit einem biegesteifen Material verstärkt und festgelegt ist, wobei
die Flüssigkeitszufuhröffnung geschlossen
ist, wenn der Ventilkörper
gegen einen feststehenden Ventilsitz anliegt, um so der Flüssigkeitszufuhröffnung gegenüber zu liegen,
und geöffnet
ist, wenn der Ventilkörper
von dem feststehenden Ventilsitz gelüftet ist, wobei die Dicke des
ringförmigen
Zwischenteils zwischen der Flüssigkeitszufuhröffnung und
dem umlaufenden äußeren Abschnitt
bei dem Ventilkörper
in der radialen Richtung nicht einheitlich gestaltet ist.
-
Des
Weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Flüssigkeitszufuhr-Ventil bereit,
das einen scheibenförmigen
Ventilkörper
umfasst, der in seiner Mitte mit einer Flüssigkeitszufuhröffnung ausgestattet
ist und der aus einem elastischen Material besteht, dessen umlaufender äußerer Abschnitt
mit einem biegesteifen Material verstärkt und festgelegt sein ist,
wobei die Flüssigkeitszufuhröffnung geschlossen
ist, wenn der Ventilkörper gegen
einen feststehenden Ventilsitz anliegt, um so der Flüssigkeitszufuhröffnung gegenüber zu liegen,
und geöffnet
ist, wenn der Ventilkörper
von dem feststehenden Ventilsitz gelüftet ist, wobei der Ventilkörper mit
wenigstens einem biegsamen Teil in Umfangsrichtung zwischen dem
Flüssigkeitszufuhröffnung und
dem umlaufenden äußeren Abschnitt
in dem Ventilkörper
ausgestattet ist.
-
Die
Erfindung wird weiter anhand der beigefügten Zeichnungen erklärt, bei
denen
-
1 eine
Querschnittsansicht ist, die ein Beispiel eines Tintentank-Ventils
zeigt;
-
2 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, die ein Beispiel eines scheibenförmigen Ventilkörpers zeigt,
der in dem Tintentank-Ventil verwendet werden soll;
-
3 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, die ein Beispiel eines scheibenförmigen Ventilkörpers zeigt,
der mit einem biegsamen Teil ausgestattet ist, um den Versatz zur
Zeit der Schrumpfung zu erklären;
-
4 eine
schematische Zeichnung ist, die eine Vorrichtung zur Messung der
Reaktionskraft des scheibenförmigen
Ventilkörpers
zeigt;
-
5 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, die ein Beispiel eines scheibenförmigen Ventilkörpers zeigt,
der im Vergleichbeispiel 1 gemacht wurde;
-
6 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, die den scheibenförmigen Ventilkörper zeigt,
der im Beispiel 1 gemacht wurde;
-
7 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, die den scheibenförmigen Ventilkörper zeigt,
der im Beispiel 2 gemacht wurde;
-
8 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, die den scheibenförmigen Ventilkörper zeigt,
der im Beispiel 3 gemacht wurde;
-
9 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, die den scheibenförmigen Ventilkörper zeigt,
der im Beispiel 4 gemacht wurde;
-
10 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, die den scheibenförmigen Ventilkörper zeigt,
der im Beispiel 5 gemacht wurde;
-
1 1
eine teilweise Querschnittsansicht ist, die den scheibenförmigen Ventilkörper zeigt,
der im Beispiel 6 gemacht wurde;
-
12 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, die den scheibenförmigen Ventilkörper zeigt,
der im Beispiel 7 gemacht wurde.
-
Das
Flüssigkeitszufuhr-Ventil
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist mit einer solchen Struktur versehen, dass eine Flüssigkeitszufuhröffnung geöffnet bzw.
geschlossen wird, wenn ein scheibenförmiger Ventilkörper, der
in der Mitte mit der Flüssigkeitszufuhröffnung ausgestattet
ist, an einem feststehenden Ventilsitz anliegt bzw. davon gelüftet wird,
um somit der Flüssigkeitszufuhröffnung gegenüber zu liegen.
Der vorgenannte scheibenförmige
Ventilkörper
ist aus einem elastischen Material aufgebaut, dessen umlaufender äußerer Abschnitt
mit einem biegesteifen Material verstärkt und festgelegt ist.
-
Ein
typisches Beispiel für
das Flüssigkeitszufuhr-Ventil
ist zum Beispiel das Tintentank-Ventil, wie es in 1 in
der vorgenannten Tintenstrahl-Kopiervorrichtung
gezeigt wird.
-
Im
Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung des Flüssigkeitszufuhr-Ventils gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf das zuvor erwähnte Tintentank-Ventil angegeben.
-
Das
Tintentank-Ventil gemäß der vorliegenden
Erfindung, ist an einer Position installiert, die eine Tinten-Vorratskammer
A und ein Tintenzufuhrteil B wie in 1 gezeigt
teilt, und der Funktionsmechanismus davon ist, wie er zuvor hier
beschrieben wurde. Die Dicke des scheibenförmigen Ventilkörpers in
dem Tintentank-Ventil liegt gewöhnlich
im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm, bevorzugt 0,2 bis 0,4 mm, ausschließlich der
dünnwandigen
Teile. Der Durchmesser der Flüssigkeits(tinten)zufuhröffnung liegt
gewöhnlich
im Bereich von 0,5 bis 2 mm.
-
Die
Größe, das
heißt,
der Durchmesser des scheibenförmigen
Ventilkörpers
ist nicht spezifisch beschränkt,
wird aber richtigerweise je nach den verschiedenen Umständen ausgewählt, gewöhnlich im
Bereich von ungefähr
10 bis 30 mm.
-
Bei
dem scheibenförmigen
Ventilkörper
der vorliegenden Erfindung ist es notwendig, die Dicke des ringförmigen Zwischenteils
zwischen der Flüssigkeitszufuhröffnung und
dem umlaufenden äußeren Abschnitt in
der radialen Richtung nicht einheitlich zu gestalten, um die Reaktionskraft
zur Zeit der Deformation des Ventilkörpers abzuschwächen.
-
Das
Verfahren zur nichteinheitlichen Gestaltung der Dicke ist nicht
spezifisch beschränkt,
und es ist geeignet, um wenigstens einen dünnwandigen Abschnitt zu installieren,
der eine richtige Breite aufweist, entlang einer Umfangsrichtung
in dem ringförmigen
Zwischenabschnitt zwischen der Flüssigkeitszufuhröffnung und
dem umlaufenden äußeren Abschnitt,
Ausführungsformen,
die vom Standpunkt des Wirkeffekts besonders bevorzugt sind, sind
(1) Installation eines dünnwandigen
Abschnitts entlang einer Umfangsrichtung in der Nähe des umlaufenden äußeren Abschnitts
(siehe 7); (2) Installation eines dünnwandigen Abschnitts entlang
einer Umfangsrichtung in der Nähe
der Flüssigkeitszufuhröffnung;
und (3) Installation von dünnwandigen Abschnitten
entlang einer Umfangsrichtung in den Nähen des umlaufenden äußeren Abschnitts
bzw. der Flüssigkeitszufuhröffnung (siehe 8).
-
Bei
den oben erwähnten
Ausführungsformen
(1) bis (3) beträgt
die Dicke des dünnwandigen
Abschnitts gewöhnlich
30 bis 70% der Dicke des dickwandigen Abschnitts, während die
Breite des dünnwandigen Abschnitts
nicht spezifisch beschränkt
ist, jedoch üblicherweise
im Bereich von 0,5 bis 20 mm liegt.
-
Indem
man wenigstens einen dünnwandigen
Abschnitt in dem scheibenförmigen
Ventilkörper
in der oben erwähnten
Weise installiert, ist es möglich
gemacht, die Reaktionskraft abzuschwächen, indem die Belastung zur
Zeit der Deformation des Ventilkörper
in den dünnwandigen
Abschnitts konzentriert wird, spezifischer, so wenig wie 80% der
Reaktionskraft im Falle des Fehlens eines dünnwandigen Abschnitts. In dem
Fall, in dem der scheibenförmige
Ventilkörper
insgesamt dünn
gemacht ist, wird, je dünner
die Wanddicke, desto größer die
Schrumpfung in der radialen Richtung zur Zeit des Spritzgießens, und
im Ergebnis wird die Reaktionskraft nicht merklich abgeschwächt. Da
dies der Fall ist, liegt die Breite des dünnwandigen Abschnitts bevorzugt
innerhalb einer Größe, bei
der die Schrumpfung in der radialen Richtung zur Zeit des Spritzgießens vernachlässigbar
ist, insbesondere bevorzugt innerhalb des oben genannten Bereichs.
-
Es
ist bei dem scheibenförmigen
Ventilkörper
der vorliegenden Erfindung vernünftig,
wenigstens einen biegsamen Abschnitt in der radialen Richtung zwischen
der Flüssigkeitszufuhröffnung und
dem umlaufenden äußeren Abschnitt
zu installieren, anstatt des vorgenannten dünnwandigen Abschnitts, um die
Reaktionskraft zur Zeit der Deformation des Ventilkörpers abzuschwächen.
-
Das
Verfahren zur Installation des vorgenannten biegsamen Abschnitts
ist nicht spezifisch beschränkt. Bevorzugt
wird wenigstens ein biegsamer Abschnitt, der insbesondere einen
konkaven oder konvexen Querschnitt aufweist, in der Nähe des umlaufenden äußeren Abschnitts
entlang einer Umfangsrichtung installiert. Ausführungsformen, die vom Standpunkt
des Wirkeffekts besonders bevorzugt sind, sind (1) Installation
eines biegsamen Abschnitts, der einen konkaven Querschnitt aufweist,
entlang einer Umfangsrichtung in der Nähe des umlaufenden äußeren Abschnitts
(siehe 9); (2) Installation von kontinuierlichen zwei
biegsamen Abschnitten, die konkave bzw. konvexe Querschnitte haben,
entlang einer Umfangsrichtung in der Nähe des umlaufenden äußeren Abschnitts
(siehe 10 bis 12).
-
Indem
man wenigstens einen biegsamen Abschnitt in dem scheibenförmigen Ventilkörper in
der oben erwähnten
Weise installiert, ist es möglich
gemacht, die Reaktionskraft abzuschwächen, indem die Belastung zur
Zeit der Deformation des Ventilkörper
in den biegsamen Abschnitts konzentriert wird, spezifischer, so
wenig wie ungefähr
30% der Reaktionskraft im Falle des Fehlens eines biegsamen Abschnitts.
Des Weiteren kann der scheibenförmige
Ventilkörper
der vorliegenden Erfindung mit dem biegsamen Abschnitt ebenso wie
mit dem oben genannten dünnwandigen
Abschnitt ausgestattet sein.
-
Je
nach Aufbau und dergleichen des biegsamen Abschnitts, wird die Deformation
des scheibenförmigen
Ventilkörpers
wegen seiner Zusammenziehung stattfinden, gegebenenfalls zur Zeit
des Spritzgießens, wodurch
ein Versatz in der Mitte des Ventilkörpers verursacht wird (Versatz
aufgrund von Schrumpfung). Da dies so ist, weist der biegsame Abschnitt
bevorzugt den Aufbau auf, der in der Lage ist, den Versatz aufgrund von
Schrumpfung zu minimieren.
-
3 ist
eine teilweise Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines scheibenförmigen Ventilkörpers zeigt,
der mit einem biegsamen Abschnitt ausgestattet ist, um den Versatz
zur Zeit des Schrumpfens zu erklären,
wobei der Abschnitt, der von den gepunkteten Linie umfasst wird,
der Aufbau vor dem Schrumpfen ist, während der Abschnitt, der von
der durchgängigen
Linie umfasst wird, der Aufbau nach dem Schrumpfen ist. In der Erfindung
wird der Versatz aufgrund von Schrumpfung auf den Tintenzufuhrteil
zu als + (plus)-Versatz bezeichnet, und der zur Tinten-Vorratskammer wird
als – (minus)-Versatz
bezeichnet. Das Symbol 2 steht für ein
biegesteifes Materialteil, das den umlaufenden äußeren Abschnitt des scheibenförmigen Ventilkörpers verstärkt und
festlegt, und das Symbol 3 steht für eine (Flüssigkeits)zufuhröffnung.
-
Des
Weiteren ist es bevorzugt, dass der scheibenförmigen Ventilkörper günstige Formtrenneigenschaften
nach dem Spritzgießen
aufweist, und somit, dass der Aufbau des biegsamen Abschnitts so
gewählt wird,
dass er seine Formtrenneigenschaften verbessert.
-
Von
den scheibenförmigen
Ventilkörpern,
von denen jeder einen spezifischen Aufbau aufweist, wie er in den
vorangegangenen 9 bis 12 dargestellt
ist, wird der scheibenförmige
Ventilkörper,
der einen wie in 12 dargestellten Aufbau aufweist,
bevorzugt, wenn man die Reaktionskraft, den Versatz aufgrund von Schrumpfung,
die Formtrenneigenschaften und dergleichen in Betracht zieht.
-
Der
scheibenförmige
Ventilkörper
in dem Flüssigkeitszufuhr-Ventil
in der vorliegenden Erfindung besteht aus einem elastischen Material.
Als das elastische Material wird ein thermoplastisches Elastomer
verwendet, das ein Copolymer umfasst, das aus wenigstens einem Polymerblock,
der eine aromatische Vinylverbindung als einen Hauptbestandteil
enthält,
und wenigstens einem Polymerblock, der eine konjugierte Dien-Verbindung als Hauptbestandteil
enthält,
besteht.
-
Beispiele des thermoplastischem Elastomer
umfassen:
-
- (1) ein Blockcopolymer aus krystallinem Polyethylen
und statistischem Ethylen/Butylen-Styrol-Copolymer, wobei das Polyethylen
hergestellt wird, indem man ein Blockcopolymer aus Polybutadien
und statistischem Butadien-Styrol-Copolymer hydriert, und
- (2) Ein Diblock-Copolymer aus krystallinem Polyethylen und Polystyrol;
ein Triblock-Copolymer aus Styrol-Ethylen/Butylen (SEBS); ein Triblock-Copolymer aus Styrol-Ethylen/Propylen-Styrol
(SEPS); speziell Blockcopolymer aus Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol;
Blockcopolymer aus Styrol-Ethylen/Propylen-Styrol, von denen jedes
hergestellt wurde, indem ein Blockcopolymer aus Polybutadien und
Polystyrol und ein Blockcopolymer aus Polyisopren und Polystyrol
oder ein Blockcopolymer aus Polybutadien oder statistischem Ethylen-Butadien-Copolymer und Polystyrol
hydriert wird.
-
Von
diesen ist im Hinblick auf die Haltbarkeit ein hydriertes Blockcopolymer
bevorzugt, das durch Hydrierung des Blockcopolymers hergestellt
wird, das aus wenigstens einem Polymerblock, der eine aromatische Vinylverbindung
als einen Hauptbestandteil enthält,
und wenigstens einen Polymerblock, der eine konjugierte Dien-Verbindung
als Hauptbestandteil enthält,
besteht, wie es unter (2) enthalten ist, und das einen Zahlenmittelwert
des Molekulargewichts von wenigstens 30.000 aufweist. Die obere
Grenze des Zahlenmittelwerts des Molekulargewichts ist nicht spezifisch
beschränkt,
ist jedoch üblicherweise
ungefähr
400,000.
-
Von
dem bevorzugten hydrierten Blockcopolymer, das durch Hydrierung
des Blockcopolymers hergestellt wird, das aus wenigstens einem (einem
Segment) Polymerblock, der eine aromatische Vinylverbindung als
einen Hauptbestandteil enthält,
und wenigstens einen Polymerblock, der eine konjugierte Dien-Verbindung als
Hauptbestandteil enthält,
besteht, wie oben erwähnt,
ist ein hydriertes Blockcopolymer, das durch Hydrierung des Blockcopolymers
hergestellt wird, das aus wenigstens zwei Polymerblocks, die eine
aromatische Vinylverbindung als einen Hauptbestandteil enthalten,
und wenigstens einen Polymerblock, der eine konjugierte Dien-Verbindung
als Hauptbestandteil enthält,
besteht, noch bevorzugter, wobei als Beispiel für das Blockcopolymer Styrol-Butadien Styrol Blockcopolymer
und Styrol-Isopren Styrol Blockcopolymer dient.
-
Ein
Weichmacher kann wie gewünscht
in das elastische Material, das in der vorliegenden Erfindung verwendet
wird, eingemengt werden, um die Härte des oben erwähnten thermoplastischen
Elastomers zu verringern. Der Weichmacher ist nicht spezifisch beschränkt, sondern
kann zur Verwendung beliebig aus den Weichmachern, die bisher üblicherweise
für Kunststoffe
und Gummi eingesetzt wurden, ausgewählt werden.
-
Bei
dem in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden elastischen Material
ist es bevorzugt, dass das hochmolekulare organische Material, aus
dem dasselbe besteht, eine dreidimensionale kontinuierliche Netzwerk-Skelettstruktur
aufweist. Des Weiteren weist die darin zu bildende dreidimensionale
kontinuierliche Netzwerk-Skelettstruktur einen durchschnittlichen
Durchmesser des Skeletts von höchstens
50 μm, bevorzugt höchstens
30 μm auf,
und einen durchschnittlichen Durchmesser der Zelle (Netzwerk) von
höchstens
500 μm, bevorzugt
höchstens
300 μm,
und einen volumetrischen Anteil an dem hochmolekularen organischen
Material von höchstens
50 %, bevorzugt höchstens
33 % auf, wenn der volumetrische Anteil des hochmolekularen organischen
Material definiert ist als [(Volumen des hochmolekularen organischen
Materials)/(Volumen des hochmolekularen organischen Materials +
Volumen des Weichmachers)] × 100
%.
-
Das
elastische Material in der vorliegenden Erfindung kann mit einer
wohlbekannten Harzkomponente und irgendwelchen verschiedenen Additiven
vermengt werden, um verschiedene Eigenschaften zu verbessern. Als
eine Harzkomponente sind zum Beispiel Poly(Phenylenether)Harz, Polyolefinharz,
Polystyrolharz und dergleichen, alleine oder in Kombination damit
verwendbar. Indem die Harzkomponente und/oder das Additiv hinzugefügt wird,
wird es möglich
gemacht, es fertig zu bringen, den Druckverformungsrest, Verarbeitbarkeit
und Wärmebeständigkeit
des in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden elastischen Materials
zu verbessern.
-
Beispiele
für die
Additive umfassen Flammhemmer, antimikrobielle Wirkstoffe, Lichtstabilisatoren, Ultraviolettstrahlenstabilisatoren,
Antioxidationsmittel, anorganische Füllstoffe, organische Füllstoffe,
Farbstoffe und Silikonöle.
-
Der
in der vorliegenden Erfindung zu verwendende scheibenförmige Ventilkörper ist
mit dem biegesteifen Material in seinem umlaufenden äußeren Abschnitt
verstärkt
und festgelegt, Es gibt keine spezifische Beschränkung für das oben erwähnte biegesteife
Material, und es wird bevorzugt ein Kunststoff wie etwa Polypropylen
verwendet.
-
Als
das Verfahren zur Herstellung des scheibenförmigen Ventilkörpers kann
ein Zweifarben-Spritzgussverfahren angewendet werden, das die Schritte
des Schmelz-Spritzgießens
eines Kunststoffs als das Basismaterial in eine Form, und dann des
Schmelz-Spritzgießens
des oben erwähnten
elastischen Materials auf die Oberfläche des resultierenden Kunststoffgussteils,
um so das elastische Material integral auf die Oberfläche des
Kunststoffgussteil zu laminieren, umfasst, Alternativ kann ein Einsatz-Gussverfahren
angewendet werden, das die Schritte des Schmelz-Spritzgießens eines
Kunststoffs als das Basismaterial in eine Form; dann des Einsetzens
des Gussteils in eine weitere Form; und anschließend des Schmelz-Spritzgießens des oben
erwähnten
elastischen Materials auf die Oberfläche des resultierenden Kunststoffgussteils,
um so das elastische Material integral auf die Oberfläche des
Kunststoffspritzgussteil zu laminieren, umfasst.
-
Das
Flüssigkeitszufuhr-Ventil
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist gut geeignet für
die Verwendung als ein Tintentank-Ventil, insbesondere in einer
Tintenstrahl-Kopiervorrichtung, und ist in der Lage, ein Kopierkopfteil
aus einer Tinten-Vorratskammer in günstiger Weise mit Tinte in
einer Menge, die der Menge an Tinte entspricht, die zur Zeit des
Kopierens von dem Kopierkopf abgegeben wird, zu versorgen.
-
Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme
auf Vergleichsbeispiele und Arbeitsbeispiele beschrieben, die jedoch
niemals die vorliegende Erfindung darauf beschränken sollen.
-
<Verfahren
zur Messung der Reaktionskraft>
-
Messungen
der Reaktionskräfte
der scheibenförmigen
Ventilkörper,
die in den Vergleichs- und Arbeitsbeispielen hergestellt wurden,
wurden gemäß der Prozedur,
wie sie im Folgenden beschrieben wird, durchgeführt.
-
Zunächst wurde
ein scheibenförmiger
Ventilkörper 1 als
ein Muster auf einem Präzisionsbelastungsmesser 11 mit
hoher Messgenauigkeit platziert, wie in 4, einer
schematischen Zeichnung einer Vorrichtung zum Messen der Reaktionskraft
eines scheibenförmigen
Ventilkörpers,
gezeigt. Als nächstes
wurde ein Prüfkörper 12,
der an einer Präzisionsversatzmessvorrichtung
mit hoher Messgenauigkeit befestigt war, abgesenkt, um den Punkt
zu finden, bei dem der Belastungsmesser 11 gerade beginnt,
einen Pluswert anzuzeigen, bei dem der Versatz des Musters als Null
(0) angesehen wurde. Nachfolgend wurde dem scheibenförmigen Ventilkörper 1 mittels
eines Probekörpers 12 ein
vorbestimmter Versatz zugefügt,
als die Belastung gemessen wurde, um die objektive Reaktionskraft
zu bestimmen.
-
Anfertigungsbeispiel 1
-
Ein
elastisches Material, das zur Herstellung von scheibenförmigen Ventilkörpern verwendet
werden sollte, wurde in der folgenden Weise angefertigt. Spezifisch
wurde ein elastisches Material angefertigt, indem 100 Gewichtsanteile
Styrol-Ethylen/Propylen-Styrol-Triblock Copolymer (SEPS) {Zahlenmittelwert
des Molekulargewichts von 100.000, Löslichkeitsparameter (SP-Wert)
von 8,5}, 150 Gewichtsanteile von Öl auf Paraffinbasis {hergestellt
von Idemitsu Kosan Co., Ltd., unter dem Markennamen „PW380", Zahlenmittelwert
des Molekulargewichts von 750, Löslichkeitsparameter
(SP-Wert) von 7,8} und 13 Gewichtsanteile von Polypropylenharz genügend miteinander
verknetet werden. Das so angefertigte elastische Material wies eine
Härte von 20
auf, gemessen gemäß JIS K
6301 (JIS: Japanese Industrial Standard, Japanischer Industrienorm).
-
Vergleichsbeispiel 1
-
Durch
die Verwendung des elastischen Materials, wie es in dem vorangegangen
Anfertigungsbeispiel 1 und aus Polypropylenharz und durch Zweifarben-Spritzgussverfahren
erhalten wurde, wurde ein scheibenförmiger Ventilkörper angefertigt,
der die Querschnittsform, wie sie in 5 gezeigt
wird (eine halbe Querschnittsform), eine Flüssigkeitszufuhröffnung 3,
die in seiner Mitte installiert war, und eine einheitliche Dicke von
0,4 mm aufwies, und dessen umlaufender äußerer Abschnitt verstärkt mit
und befestigt an einem biegesteifen Material 2 war, das
Polypropylenharz umfasste. Somit wurde die Beziehung zwischen dem
Versatz und der Reaktionskraft des resultierenden scheibenförmigen Ventilkörpers erhalten.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 angegeben.
-
Beispiel 1
-
Durch
die Verwendung des elastischen Materials, wie es in dem vorangegangen
Anfertigungsbeispiel 1 und aus Polypropylenharz und durch Zweifarben-Spritzgussverfahren
erhalten wurde, wurde ein scheibenförmiger Ventilkörper angefertigt,
der die Querschnittsform, wie sie in 6 gezeigt
wird (eine halbe Querschnittsform), eine Flüssigkeitszufuhröffnung 3,
die in seiner Mitte installiert war, und einen breiten dünnwandigen
Abschnitt, der eine Breite von 3,5 mm und eine Dicke von 0,2 mm
entlang der Umfangsrichtung aufwies, und dessen umlaufender äußerer Abschnitt
verstärkt
mit und befestigt an einem biegesteifen Material 2 war, das
Polypropylenharz umfasste. Somit wurde die Beziehung zwischen dem
Versatz und der Reaktionskraft des resultierenden scheibenförmigen Ventilkörpers erhalten.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 angegeben.
-
Beispiel 2
-
Durch
die Verwendung des elastischen Materials, wie es in dem vorangegangen
Anfertigungsbeispiel 1 und aus Polypropylenharz und durch Zweifarben-Spritzgussverfahren
erhalten wurde, wurde ein scheibenförmiger Ventilkörper angefertigt,
der die Querschnittsform, wie sie in 7 gezeigt
wird (eine halbe Querschnittsform), eine Flüssigkeitszufuhröffnung 3,
die in seiner Mitte installiert war, und einen dünnwandigen Abschnitt, der eine
Breite von 0,5 mm und eine Dicke von 0,2 mm in der Nähe des umlaufenden äußeren Abschnitts
entlang der Umfangsrichtung aufwies, und dessen umlaufender äußerer Abschnitt
verstärkt
mit und befestigt an einem biegesteifen Material 2 war,
das Polypropylenharz umfasste. Somit wurde die Beziehung zwischen
dem Versatz und der Reaktionskraft des resultierenden scheibenförmigen Ventilkörpers erhalten.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 angegeben.
-
Beispiel 3
-
Durch
die Verwendung des elastischen Materials, wie es in dem vorangegangen
Anfertigungsbeispiel 1 und aus Polypropylenharz und durch Zweifarben-Spritzgussverfahren
erhalten wurde, wurde ein scheibenförmiger Ventilkörper angefertigt,
der die Querschnittsform, wie sie in 8 gezeigt
wird (eine halbe Querschnittsform), eine Flüssigkeitszufuhröffnung 3,
die in seiner Mitte installiert war, und dünnwandige Abschnitte, von denen
jeder eine Breite von 0,5 mm und eine Dicke von 0,2 mm in den Nähen des
umlaufenden äußeren Abschnitts
bzw. des Flüssigkeitszufuhröffnungsabschnitts,
entlang der Umfangsrichtung aufwies, und dessen umlaufender äußerer Abschnitt
verstärkt
mit und befestigt an einem biegesteifen Material 2 war,
das Polypropylenharz umfasste. Somit wurde die Beziehung zwischen
dem Versatz und der Reaktionskraft des resultierenden scheibenförmigen Ventilkörpers erhalten.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 angegeben.
-
-
Wie
aus Tabelle 1 ersichtlich sind die Werte der Reaktionskraft in den
Beispielen 1 bis 3 im Allgemeinen geringer als die Werte der Reaktionskraft
im Vergleichsbeispiel 1, und da der tatsächliche Versatz ungefähr 0, 2
mm beträgt,
werden im Falle dessen, dass der Versatz 0, 2 mm ist, die Werte
der Reaktionskraft im Beispiel 2 verringert, und deutlich im Beispiel
3, jedoch nicht verringert in Beispiel 1.
-
Beispiele 4 bis 7
-
Durch
die Verwendung des elastischen Materials, wie es in dem vorangegangen
Anfertigungsbeispiel 1 und aus Polypropylenharz und durch Zweifarben-Spritzgussverfahren
erhalten wurde, wurden scheibenförmige
Ventilkörper
angefertigt, von denen jeder die Querschnittsformen, wie sie in 9 (eine
halbe Querschnittsform in Beispiel 4), 10 (eine
halbe Querschnittsform in Beispiel 5), 11 (eine
halbe Querschnittsform in Beispiel 6), und 12 gezeigt
werden (eine halbe Querschnittsform in Beispiel 7), eine Flüssigkeitszufuhröffnung 3,
die in seiner Mitte installiert war, und wenigstens einen biegsamen
Abschnitt in der Nähe
des umlaufenden äußeren Abschnitts,
entlang der Umfangsrichtung aufwies, und dessen umlaufender äußerer Abschnitt
verstärkt
mit und befestigt an einem biegesteifen Material 2 war,
das Polypropylenharz umfasste. Somit wurde die Beziehung zwischen
dem Versatz und der Reaktionskraft jedes der resultierenden scheibenförmigen Ventilkörper in
dem Fall, in dem der Versatz 0,2 mm betrug, erhalten, und gleichzeitig
wurde eine Messung des Versatzes aufgrund des Schrumpfens zur Zeit
des Giessens für
jeden der Ventilkörper durchgeführt. Die
Ergebnisse werden in Tabelle 2 angegeben.
-
-
Wie
aus Tabelle 2 ersichtlich, sind die Werte der Reaktionskraft in
den Beispielen 4 bis 7 im Allgemeinen ungefähr 30 % geringer als die Werte
der Reaktionskraft im Vergleichsbeispiel 1; die Versätze aufgrund von
Schrumpfen sind ziemlich groß in
den Beispielen 4 und 6; wenn die Ergebnisse in Beispiel 5 mit denen
in Beispiel 7 verglichen werden, wobei jedes einen kleinen Versatz
aufgrund von Schrumpfen aufweist, sind die Formtrenneigenschaften
in Beispiel 7 denen im Beispiel 5 überlegen, und dementsprechend
führen
die Ergebnisse zu dem Schluss, dass das Beispiel 7 das beste unter
den Beispielen 4 bis 7 ist.
