JP2593159Y2 - インキの制御供給装置 - Google Patents
インキの制御供給装置Info
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Description
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は遠隔の位置に配置したイ
ンキ滴形成ノズルへインキを制御可能に供給するインキ
の制御供給装置に関するものである。更に詳細には本考
案はインキを滴又は物質流の形で種々の表面にマーキン
グする目的で付着する液体マーキング用のインキ制御供
給装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】かかるインキ制御供給装置は必要に応じ
てインキ滴噴射装置又はインキ噴射装置又はインキマー
キング装置又は印刷装置とも称される。かかる装置では
典型的に、インキは加圧され、ノズルを押し出されて、
滴を作り、これらの滴を静電式に又はその他の手法で制
御して、マーク付けすべき品物に滴を当てる場所と時間
が決められる。必要に応じて滴を噴射する装置（Drop o
n demand system ）は滴を作ってそれをマーク付けすべ
き時にみマーク付けすべき品物に向けて放出する。 【０００３】本考案のインキ制御供給装置又はインキ噴
射装置は、例えば食物・飲料包装ラインにおける日付コ
ーディング、あて先書きマガジンラベル等の如き多くの
工業用マーキングに使われる。かかる装置にとって重要
な要件は、マーキング材料の滴又は流れを作るインキノ
ズル又はオリフィスをもつプリントヘッドをインキ供給
部と制御電子装置から遠く離して配置することである。
従って、プリントヘッドは普通は１０乃至３０フィート
（約３．０５〜９．１４ｍ）程の長さの可撓性導管を経
て中央インキ供給部からインキを供給される。 【０００４】有効なインキ制御供給装置又はインキ噴射
装置はノズルへのインキ供給を急速にかつ精密に制御
（オン、オフの切り換え）することができなければなら
ない。更に、制御装置又はしゃ断装置は、これは通常は
弁であるが、印刷の品質に悪影響を与える１つの現象を
防止しなければならない。その第一の現象は“垂れ”と
称されるものである。これは非印刷期間中に減圧された
インキ供給ラインが有効にしゃ断されないで、ノズルか
らインキがしたたり落ちる結果、ノズルが作業を再開し
たとき、不良品の印刷物を作ることになる。第二の現象
は第一のものとは逆である。背圧によってノズル内に空
気が入り、この結果情報不足を含む不良作業が行われる
ことになる。 【０００５】従来、ノズルへのインキの流入を制御する
幾つかの試みが行われた。その従来の試みの１つ（米国
特許第４，０６７，０２０号参照）はノズルの近くに空
気圧制御弁を配置することである。分離した空気圧源に
よって制御されるこの弁は許容しうるインキ流の通過制
御（gating）を行うが、その寸法、構造の複雑さに起因
して、プリントヘッドの大きさを最小にするという要求
を妨げる。 【０００６】第二の従来の試みはインキ弁をプリントヘ
ッドから遠く離して置くことである。しかしこの試みで
は、インキ供給部をノズルに連結する可撓性導管の壁に
加わる圧力を考慮する必要がある。インキ流が止まった
とき、可撓性導管壁に蓄積されたエネルギーは消散させ
なければならなず、さもないとインキ垂れが生じて、特
に静電系の場合には、プリントヘッドを汚す。導管壁に
蓄積したエネルギーを処理するために、従来技術では三
方弁を使用し、これはインキ流が止まったときに逃がし
ポートが開き、インキがこのポートを通るようにするこ
とによって、導管壁中の圧力を消散させる。しかしこの
試みは、ノズルに対する弁の位置を固定したままにしな
ければならないので、完全に満足なものではない。もし
それを固定したままにしなければしゃ断サイクルが遅く
なり、インキの垂れ及び／又は吸引が起こるだろう。 【０００７】第三の従来技術（米国特許第４，２３４，
８８５号参照）はインキ弁をプリントヘッドの近くより
はむしろインキ供給部に配置している。可撓性導管壁へ
のエネルギー蓄積を防止するために、圧力ジャケットを
前記導管の周囲に設ける。この装置は幾分複雑で、高価
になる。 【０００８】前記従来技術はすべて、前記欠点に加わえ
て、電気式又は空気圧式制御装置の如き別個の制御手段
を備えなければならないという欠点をもつ。 【０００９】 【考案が解決しようとする課題】従って、本考案の目的
はこれらの欠点を解消する、プリントヘッドへのインキ
供給を制御する改良したインキの制御供給装置を提供す
ることにある。詳細には、インキ噴射ノズルの近くに、
好適にはそれに隣接して設けられる小形の高速弁を備え
たインキ制御供給装置を提供することにある。かかる装
置によれば、インキ導管を囲む圧力ジャケットを必要と
せず、プリントヘッドの寸法を小さくでき、このためイ
ンキ噴射マーキング装置を多くの用途に容易に使用可能
となすことができる。本考案の他の目的は、低コストで
あるが、高性能の小形の簡単な弁を備えたインキ制御供
給装置提供することにある。本考案の他の目的は、イン
キ噴射ノズルの近くに設けられ、別個の制御手段を要せ
ず、インキ供給導管内の圧力に応答して作動する如き弁
を備えたインキ制御供給装置を提供することにある。更
に他の目的は、インキ垂れを防止するための高いクラッ
キング圧力をもち、弁前後間での圧力降下が無視し得る
程度になる如き弁を備えたインキ制御供給装置を提供す
ることにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本考案は、遠隔の位置に配置したインキ滴形成ノズ
ルへインキを制御可能に供給するインキの制御供給装置
において：供給インキを入れるインキタンクと；インキ
タンクから遠隔の位置に配置されて流体導管によってそ
れと連通したインキ滴形成ノズルを含むプリントヘッド
と；前記インキタンクからインキ滴形成ノズルへのイン
キの送りを制御するための、圧力源と三方弁からなる前
記タンクを選択的に加圧、減圧する手段と；前記流体導
管内の流体圧力が選択値より下でそれに近似した値にな
ったときにインキの流れとノズル垂れを防止するため及
び流体圧力が前記選択値より上でそれに近似した値にな
ったときにインキをノズルへ流すために、前記流体導管
内の圧力変化のみに応答する前記プリントヘッドの上流
側にそれと隣接して配置したインキ弁とを備え；前記イ
ンキ弁は：インキが流れる弁チャンバを有する下部ハウ
ジングと上部ハウジングとを含み、前記下部ハウジング
はインキを運んで弁チャンバに入れる入口ポートとそれ
を出す出口ポートとを備え、弁チャンバは密封面を有す
る隆起部分と、それを囲む低下部分とを含み、前記隆起
部分は前記入口ポートと出口ポートのうちの一方と連通
し、前記低下部分は前記入口ポートと出口ポートのうち
の他方と連通し；前記弁チャンバ上に配置されかつイン
キを前記弁チャンバを通して流す第１位置とインキの流
れを阻止するよう前記密封面に掛合する第２位置との間
で撓み得るダイヤフラムを備え、前記上部ハウジングは
前記ダイヤフラムを前記第２位置に偏倚させる偏倚手段
を含み、前記偏倚手段は、流体圧力が前記ダイヤフラム
の片側のみに生じてクラッキング圧力損を大幅に減らす
ようにインキ通路の外に配置されている；ことを特徴と
する。 【００１１】本考案は高速・高精度でプリントヘッドへ
のインキ流を停止したり開始したりするインキ弁を備え
るインキ制御供給装置である。かかるインキ弁は簡単
で、コンパクトであって、ノズルを含むプリントヘッド
に隣接して設けられる。前記インキ弁は加圧された供給
インキが通過する入口ポートと出口ポートをもつ。入口
ポートと出口ポート間に密封状に配置した可撓性ダイヤ
フラムが密封面と協働してインキ流を中断させる。この
ダイヤフラムは通常は流体経路の外に置いたばねによっ
て密封位置に偏倚せしめられる。本質的に、偏倚手段は
大気圧であって、この流体の流動系内の圧力変化に影響
されない。 【００１２】インキ弁の作動は該装置中の流動圧力を調
節することによって行われ、圧力がばねの偏倚力（これ
は普通は弁のクラッキング圧力と称する）を超えたと
き、ダイヤフラムが密封面から離れて、インキ弁を通る
流れを生ぜしめる。一旦開放位置へ偏倚せしめられる
と、ダイヤフラムの表面積が大きいために、インキ流は
容易にダイヤフラムを開放位置に保ち、その際の圧力降
下は無視し得る程度となる。弁を閉鎖するためには、イ
ンキ導管内の圧力をクラッキング圧力又はばねの偏倚力
以下に下げるだけでよい。そのときダイヤフラムは密封
面に対してぱっと閉じる。本考案の目的と利点は以下の
説明から明らかになるだろう。 【００１３】 【実施例】第１図において、インキ制御供給装置又はイ
ンキマーキング装置は、インキ滴１６を作るノズルを含
むプリントヘッド１４へ可撓性導管１２を経てインキを
供給する遠隔装置１０を使用する。インキ滴１６はいろ
いろな技術によってマークすべき表面に送られる。これ
に関しては、例えば米国特許第４，１２１，２２２号及
び第４，２３４，８８５号を参照されたい。本考案によ
れば、遠隔装置１０からプリントヘッド１４へのインキ
供給は、好適にはプリントヘッド近くに置いた高速作動
するインキ弁１８によって制御する。好適実施例では、
インキ弁１８は小さな寸法（１立方インチ程度即ち約１
６．３９ｃｍ3 程度）に作られて、プリントヘッド１４
の直ぐ上流側に置かれる。勿論前記インキ弁は該装置中
のどこに置いても、本考案の利益を得ることができる。
例えば所望に応じて、前記インキ弁は遠隔装置１０の付
近に置くことができ、その場合は、導管にエネルギーが
蓄積するのを防止するために、導管１２の回りに圧力ジ
ャケットを設ける必要がある（これに関しては例えば米
国特許第４，２３４，８８５号を参照されたい）。 【００１４】本考案のインキ弁１８を操作するのに外部
の電気制御装置又は空気圧系統を必要としないことは認
められるだろう。このインキ弁はとちらかといえば、導
管１３中の圧力変化のみによって作動されるインキライ
ン弁（in line valve ）である。インキ噴射装置の一実
施例では、インキは４０ psig （約２．８１kg/cm2ゲー
ジ圧）程度の圧力でプリントヘッド１４に供給する。急
速応答性をもつためには、本考案の弁は比較的高いクラ
ッキング（cracking）圧力をもつ必要がある。例えば、
本考案の満足なインキ弁は２０ psig （約１．４１kg/c
m2ゲージ圧）程度のクラッキング圧力（密封力）をもつ
ように構成する。しかしながら、逆止弁とは異なり、こ
のクラッキング圧力はインキ弁の前後間に実質的な圧力
降下を生ぜしめない。例えば本考案の典型的な構造で
は、入口側対出口側の圧力降下は１又は２ psig （約
０．０７０３又は約０．１４１kg/cm2ゲージ圧）程度に
なる。 【００１５】第２，３図は本考案のインキ弁を用いるイ
ンキ噴射装置の特定の実施例を示す。第２図の装置で
は、インキ供給タンク２０は三方弁２４を経て圧力源２
２から加圧される。インキ滴をプリントヘッド１４から
放出したいときには、圧力源２２がタンク２０を、次い
で導管１２を加圧するように三方弁２４を配置する。導
管１２内の圧力がインキ弁１８のクラッキング圧力を超
えたとき、ダイヤフラムがぱっと開いてインキをプリン
トヘッドへ流してインキ滴を作らせる。この流れは圧力
源２２からの圧力を大気に逃がすように三方弁２４の位
置を調節することによって止められる。こうすることに
よって、インキ弁１８は、導管内の圧力がクラッキング
圧力以下に低下すると直ちにインキ流を中断させる。 【００１６】第３図には別の実施例の装置を示す。タン
ク２０から機械ポンプ２６によってインキがくみ出され
る。このポンプはインキを三方弁２８を介して導管１２
へ供給する。インキ流を止めたいときは三方弁がインキ
をタンク２０へ戻し、導管１２の圧力を急速に低下さ
せ、インキ弁１８がノズルへの流れを止めるようにな
す。 【００１７】第４図には本考案の好適実施例のインキ弁
の詳細を示す。この弁は、高品位のプラスチック材料又
は金属から作られ、上部ハウジング３０と下部ハウジン
グ３２を有する。下部ハウジング内には入口ポート３４
を出口ポート３６を配置する。前記入口ポートと出口ポ
ートか導管３８、弁チャンバ４０及び導管４２を経て連
通する。 【００１８】好適には、第４図に示す弁チャンバ４０は
環状の低下部分４６に囲まれた中央隆起部分に密封面４
４をもつ。導管３８は低下部分を通って前記チャンバに
入り、導管４２は隆起部分の密封面４４からチャンバを
出る。 【００１９】チャンバ４０上に配置した可撓性ダイヤフ
ラム４８は下部ハウジングと上部ハウジングの間に密封
状に定着する。適当なエラストマー材料で作ったこのダ
イヤフラムは密封面４４に向かって曲がったり離れたり
して、導管４２を密封し、又はこの導管への流れを生ぜ
しめる。 【００２０】好適実施例による偏倚素子は上部ハウジン
グ３０内に設けたばね組立体とする。このばね組立体は
コイルばね５０を含み、このばねの上端はハウジングに
定着する。前記ばねを囲んだカップ形の押部材５２は適
当な大きさの開口内で上部ハウジング３０に相対的に動
く。押部材５２はダイヤフラム４８の中央部分の上に配
置し、後述の如く、上部と下部のハウジングがしっかり
接合したとき、押部材は下向きの密封力をダイヤフラム
４８に及ぼす。この力の大きさはばね５０のパラメータ
の関数であり、これは注意深く種々の仕方で制御するこ
とができる。普通は、背圧に抗して出口を十分に密封で
きる力をもつばねを選択するだけで十分である。しかし
必要ならば、ばね力を増す手段を用いて、例えばねじ・
板組立体を上部ハウジングの頂部に設けて、ばねを収容
しているスぺースを小さくすることによって追加の調節
を行わせることができる。 【００２１】何れの場合にも、押部材５２はダイヤフラ
ムを加圧して、それをチャンバ４０の密封面４４に接触
させる。かくして、前記インキ弁は通常は閉じていて、
入口ポートと出口ポート間の流れを許さない。好適には
密封面４４は隆起しているが、環状の低下部分４６と同
じレベルにあって、所望の機能を果たすことができる。
押部材５２に対向するチャンバ面の部分は密封面をな
す。 【００２２】供給導管内のインキが十分に加圧されてそ
のクラッキング圧力（密封面４４に作用するばね５０に
より生じる力）を超えたときに、弁は開く。特に、イン
キ圧力が前記ばね力を超えたとき、ダイヤフラムは密封
面４４から離れて、インキをノズルへ流れさせる。ダイ
ヤフラムの表面積は特定の入口圧力が、選択されたばね
力を打ち負かすように選択される。ダイヤフラムは入口
の直ぐ近くで自由に曲がってチャンバ４０内に入らなけ
ればならない。かくしてインキ圧力は周知の液圧原理に
従ってダイヤフラムの大部分に作用せしめられる。チャ
ンバ４０は圧力損失を最小にするように設計する。 【００２３】導管内の供給インキが減圧されたとき、ダ
イヤフラムはぱっと閉じて、インキの逆流を防止する。
この逆流が起これば、空気がノズルに入ってインキ流を
更に前進させる結果、インキ垂れをもたらすことにな
る。 【００２４】本考案のインキ弁は（典型的な装置では１
０ psig ，即ち約０．７０３kg/cm2を超える）高いクラ
ッキング圧力をもつが、弁前後間の圧力降下は最小にし
なければならない。この弁はまた、作動していないとき
に垂れや吸引を起こすために弁を閉じたままに保つ偏倚
素子をもたねばならない。 【００２５】逆止弁の如き従来の弁はばね偏倚手段をも
つが、それは加圧流体の経路内にある。それ故、そのば
ねは弁が開いた後に流体の前進流に対して無視できない
程の抵抗を与える結果、入口ポートと出口ポート間に弁
のクラッキング圧力にほぼ等しい圧力降下をもたらす。
このことは、インキ噴射装置に必要な圧力は比較的安定
していなければならないという理由から、本考案の目的
にとって極めて望ましくない。要するに、逆止弁は静的
密封を行うためにばねを使用し、そのばね力が圧力降下
という不変の欠点をもたらし、このためプリントヘッド
に所要圧力を得るためには導管内にずっと高い圧力を必
要とすることになる。このことによってインキ噴射装置
は望ましくないヒステリシスをもつことになる。ばね偏
倚手段のない従来の弁は垂れ及び／又は空気吸引を防止
するための高いクラッキング圧力を与えることはできな
い。 【００２６】本考案は高いクラッキング圧力を用いる
が、一旦弁がぱっと開いても、このクラッキング圧力は
弁前後間にそれ程大きな圧力降下を生ぜしめない。実際
上、本考案は流体経路外にばね偏倚手段を保持する結
果、チャンバ４０を介して圧力降下は無視し得る如き高
効率の弁がもたらされる。以上、本考案の実施例につき
説明したが、本考案上記実施例に限定されるものではな
く、請求の範囲によってのみ限定されるものである。
ンキ滴形成ノズルへインキを制御可能に供給するインキ
の制御供給装置に関するものである。更に詳細には本考
案はインキを滴又は物質流の形で種々の表面にマーキン
グする目的で付着する液体マーキング用のインキ制御供
給装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】かかるインキ制御供給装置は必要に応じ
てインキ滴噴射装置又はインキ噴射装置又はインキマー
キング装置又は印刷装置とも称される。かかる装置では
典型的に、インキは加圧され、ノズルを押し出されて、
滴を作り、これらの滴を静電式に又はその他の手法で制
御して、マーク付けすべき品物に滴を当てる場所と時間
が決められる。必要に応じて滴を噴射する装置（Drop o
n demand system ）は滴を作ってそれをマーク付けすべ
き時にみマーク付けすべき品物に向けて放出する。 【０００３】本考案のインキ制御供給装置又はインキ噴
射装置は、例えば食物・飲料包装ラインにおける日付コ
ーディング、あて先書きマガジンラベル等の如き多くの
工業用マーキングに使われる。かかる装置にとって重要
な要件は、マーキング材料の滴又は流れを作るインキノ
ズル又はオリフィスをもつプリントヘッドをインキ供給
部と制御電子装置から遠く離して配置することである。
従って、プリントヘッドは普通は１０乃至３０フィート
（約３．０５〜９．１４ｍ）程の長さの可撓性導管を経
て中央インキ供給部からインキを供給される。 【０００４】有効なインキ制御供給装置又はインキ噴射
装置はノズルへのインキ供給を急速にかつ精密に制御
（オン、オフの切り換え）することができなければなら
ない。更に、制御装置又はしゃ断装置は、これは通常は
弁であるが、印刷の品質に悪影響を与える１つの現象を
防止しなければならない。その第一の現象は“垂れ”と
称されるものである。これは非印刷期間中に減圧された
インキ供給ラインが有効にしゃ断されないで、ノズルか
らインキがしたたり落ちる結果、ノズルが作業を再開し
たとき、不良品の印刷物を作ることになる。第二の現象
は第一のものとは逆である。背圧によってノズル内に空
気が入り、この結果情報不足を含む不良作業が行われる
ことになる。 【０００５】従来、ノズルへのインキの流入を制御する
幾つかの試みが行われた。その従来の試みの１つ（米国
特許第４，０６７，０２０号参照）はノズルの近くに空
気圧制御弁を配置することである。分離した空気圧源に
よって制御されるこの弁は許容しうるインキ流の通過制
御（gating）を行うが、その寸法、構造の複雑さに起因
して、プリントヘッドの大きさを最小にするという要求
を妨げる。 【０００６】第二の従来の試みはインキ弁をプリントヘ
ッドから遠く離して置くことである。しかしこの試みで
は、インキ供給部をノズルに連結する可撓性導管の壁に
加わる圧力を考慮する必要がある。インキ流が止まった
とき、可撓性導管壁に蓄積されたエネルギーは消散させ
なければならなず、さもないとインキ垂れが生じて、特
に静電系の場合には、プリントヘッドを汚す。導管壁に
蓄積したエネルギーを処理するために、従来技術では三
方弁を使用し、これはインキ流が止まったときに逃がし
ポートが開き、インキがこのポートを通るようにするこ
とによって、導管壁中の圧力を消散させる。しかしこの
試みは、ノズルに対する弁の位置を固定したままにしな
ければならないので、完全に満足なものではない。もし
それを固定したままにしなければしゃ断サイクルが遅く
なり、インキの垂れ及び／又は吸引が起こるだろう。 【０００７】第三の従来技術（米国特許第４，２３４，
８８５号参照）はインキ弁をプリントヘッドの近くより
はむしろインキ供給部に配置している。可撓性導管壁へ
のエネルギー蓄積を防止するために、圧力ジャケットを
前記導管の周囲に設ける。この装置は幾分複雑で、高価
になる。 【０００８】前記従来技術はすべて、前記欠点に加わえ
て、電気式又は空気圧式制御装置の如き別個の制御手段
を備えなければならないという欠点をもつ。 【０００９】 【考案が解決しようとする課題】従って、本考案の目的
はこれらの欠点を解消する、プリントヘッドへのインキ
供給を制御する改良したインキの制御供給装置を提供す
ることにある。詳細には、インキ噴射ノズルの近くに、
好適にはそれに隣接して設けられる小形の高速弁を備え
たインキ制御供給装置を提供することにある。かかる装
置によれば、インキ導管を囲む圧力ジャケットを必要と
せず、プリントヘッドの寸法を小さくでき、このためイ
ンキ噴射マーキング装置を多くの用途に容易に使用可能
となすことができる。本考案の他の目的は、低コストで
あるが、高性能の小形の簡単な弁を備えたインキ制御供
給装置提供することにある。本考案の他の目的は、イン
キ噴射ノズルの近くに設けられ、別個の制御手段を要せ
ず、インキ供給導管内の圧力に応答して作動する如き弁
を備えたインキ制御供給装置を提供することにある。更
に他の目的は、インキ垂れを防止するための高いクラッ
キング圧力をもち、弁前後間での圧力降下が無視し得る
程度になる如き弁を備えたインキ制御供給装置を提供す
ることにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本考案は、遠隔の位置に配置したインキ滴形成ノズ
ルへインキを制御可能に供給するインキの制御供給装置
において：供給インキを入れるインキタンクと；インキ
タンクから遠隔の位置に配置されて流体導管によってそ
れと連通したインキ滴形成ノズルを含むプリントヘッド
と；前記インキタンクからインキ滴形成ノズルへのイン
キの送りを制御するための、圧力源と三方弁からなる前
記タンクを選択的に加圧、減圧する手段と；前記流体導
管内の流体圧力が選択値より下でそれに近似した値にな
ったときにインキの流れとノズル垂れを防止するため及
び流体圧力が前記選択値より上でそれに近似した値にな
ったときにインキをノズルへ流すために、前記流体導管
内の圧力変化のみに応答する前記プリントヘッドの上流
側にそれと隣接して配置したインキ弁とを備え；前記イ
ンキ弁は：インキが流れる弁チャンバを有する下部ハウ
ジングと上部ハウジングとを含み、前記下部ハウジング
はインキを運んで弁チャンバに入れる入口ポートとそれ
を出す出口ポートとを備え、弁チャンバは密封面を有す
る隆起部分と、それを囲む低下部分とを含み、前記隆起
部分は前記入口ポートと出口ポートのうちの一方と連通
し、前記低下部分は前記入口ポートと出口ポートのうち
の他方と連通し；前記弁チャンバ上に配置されかつイン
キを前記弁チャンバを通して流す第１位置とインキの流
れを阻止するよう前記密封面に掛合する第２位置との間
で撓み得るダイヤフラムを備え、前記上部ハウジングは
前記ダイヤフラムを前記第２位置に偏倚させる偏倚手段
を含み、前記偏倚手段は、流体圧力が前記ダイヤフラム
の片側のみに生じてクラッキング圧力損を大幅に減らす
ようにインキ通路の外に配置されている；ことを特徴と
する。 【００１１】本考案は高速・高精度でプリントヘッドへ
のインキ流を停止したり開始したりするインキ弁を備え
るインキ制御供給装置である。かかるインキ弁は簡単
で、コンパクトであって、ノズルを含むプリントヘッド
に隣接して設けられる。前記インキ弁は加圧された供給
インキが通過する入口ポートと出口ポートをもつ。入口
ポートと出口ポート間に密封状に配置した可撓性ダイヤ
フラムが密封面と協働してインキ流を中断させる。この
ダイヤフラムは通常は流体経路の外に置いたばねによっ
て密封位置に偏倚せしめられる。本質的に、偏倚手段は
大気圧であって、この流体の流動系内の圧力変化に影響
されない。 【００１２】インキ弁の作動は該装置中の流動圧力を調
節することによって行われ、圧力がばねの偏倚力（これ
は普通は弁のクラッキング圧力と称する）を超えたと
き、ダイヤフラムが密封面から離れて、インキ弁を通る
流れを生ぜしめる。一旦開放位置へ偏倚せしめられる
と、ダイヤフラムの表面積が大きいために、インキ流は
容易にダイヤフラムを開放位置に保ち、その際の圧力降
下は無視し得る程度となる。弁を閉鎖するためには、イ
ンキ導管内の圧力をクラッキング圧力又はばねの偏倚力
以下に下げるだけでよい。そのときダイヤフラムは密封
面に対してぱっと閉じる。本考案の目的と利点は以下の
説明から明らかになるだろう。 【００１３】 【実施例】第１図において、インキ制御供給装置又はイ
ンキマーキング装置は、インキ滴１６を作るノズルを含
むプリントヘッド１４へ可撓性導管１２を経てインキを
供給する遠隔装置１０を使用する。インキ滴１６はいろ
いろな技術によってマークすべき表面に送られる。これ
に関しては、例えば米国特許第４，１２１，２２２号及
び第４，２３４，８８５号を参照されたい。本考案によ
れば、遠隔装置１０からプリントヘッド１４へのインキ
供給は、好適にはプリントヘッド近くに置いた高速作動
するインキ弁１８によって制御する。好適実施例では、
インキ弁１８は小さな寸法（１立方インチ程度即ち約１
６．３９ｃｍ3 程度）に作られて、プリントヘッド１４
の直ぐ上流側に置かれる。勿論前記インキ弁は該装置中
のどこに置いても、本考案の利益を得ることができる。
例えば所望に応じて、前記インキ弁は遠隔装置１０の付
近に置くことができ、その場合は、導管にエネルギーが
蓄積するのを防止するために、導管１２の回りに圧力ジ
ャケットを設ける必要がある（これに関しては例えば米
国特許第４，２３４，８８５号を参照されたい）。 【００１４】本考案のインキ弁１８を操作するのに外部
の電気制御装置又は空気圧系統を必要としないことは認
められるだろう。このインキ弁はとちらかといえば、導
管１３中の圧力変化のみによって作動されるインキライ
ン弁（in line valve ）である。インキ噴射装置の一実
施例では、インキは４０ psig （約２．８１kg/cm2ゲー
ジ圧）程度の圧力でプリントヘッド１４に供給する。急
速応答性をもつためには、本考案の弁は比較的高いクラ
ッキング（cracking）圧力をもつ必要がある。例えば、
本考案の満足なインキ弁は２０ psig （約１．４１kg/c
m2ゲージ圧）程度のクラッキング圧力（密封力）をもつ
ように構成する。しかしながら、逆止弁とは異なり、こ
のクラッキング圧力はインキ弁の前後間に実質的な圧力
降下を生ぜしめない。例えば本考案の典型的な構造で
は、入口側対出口側の圧力降下は１又は２ psig （約
０．０７０３又は約０．１４１kg/cm2ゲージ圧）程度に
なる。 【００１５】第２，３図は本考案のインキ弁を用いるイ
ンキ噴射装置の特定の実施例を示す。第２図の装置で
は、インキ供給タンク２０は三方弁２４を経て圧力源２
２から加圧される。インキ滴をプリントヘッド１４から
放出したいときには、圧力源２２がタンク２０を、次い
で導管１２を加圧するように三方弁２４を配置する。導
管１２内の圧力がインキ弁１８のクラッキング圧力を超
えたとき、ダイヤフラムがぱっと開いてインキをプリン
トヘッドへ流してインキ滴を作らせる。この流れは圧力
源２２からの圧力を大気に逃がすように三方弁２４の位
置を調節することによって止められる。こうすることに
よって、インキ弁１８は、導管内の圧力がクラッキング
圧力以下に低下すると直ちにインキ流を中断させる。 【００１６】第３図には別の実施例の装置を示す。タン
ク２０から機械ポンプ２６によってインキがくみ出され
る。このポンプはインキを三方弁２８を介して導管１２
へ供給する。インキ流を止めたいときは三方弁がインキ
をタンク２０へ戻し、導管１２の圧力を急速に低下さ
せ、インキ弁１８がノズルへの流れを止めるようにな
す。 【００１７】第４図には本考案の好適実施例のインキ弁
の詳細を示す。この弁は、高品位のプラスチック材料又
は金属から作られ、上部ハウジング３０と下部ハウジン
グ３２を有する。下部ハウジング内には入口ポート３４
を出口ポート３６を配置する。前記入口ポートと出口ポ
ートか導管３８、弁チャンバ４０及び導管４２を経て連
通する。 【００１８】好適には、第４図に示す弁チャンバ４０は
環状の低下部分４６に囲まれた中央隆起部分に密封面４
４をもつ。導管３８は低下部分を通って前記チャンバに
入り、導管４２は隆起部分の密封面４４からチャンバを
出る。 【００１９】チャンバ４０上に配置した可撓性ダイヤフ
ラム４８は下部ハウジングと上部ハウジングの間に密封
状に定着する。適当なエラストマー材料で作ったこのダ
イヤフラムは密封面４４に向かって曲がったり離れたり
して、導管４２を密封し、又はこの導管への流れを生ぜ
しめる。 【００２０】好適実施例による偏倚素子は上部ハウジン
グ３０内に設けたばね組立体とする。このばね組立体は
コイルばね５０を含み、このばねの上端はハウジングに
定着する。前記ばねを囲んだカップ形の押部材５２は適
当な大きさの開口内で上部ハウジング３０に相対的に動
く。押部材５２はダイヤフラム４８の中央部分の上に配
置し、後述の如く、上部と下部のハウジングがしっかり
接合したとき、押部材は下向きの密封力をダイヤフラム
４８に及ぼす。この力の大きさはばね５０のパラメータ
の関数であり、これは注意深く種々の仕方で制御するこ
とができる。普通は、背圧に抗して出口を十分に密封で
きる力をもつばねを選択するだけで十分である。しかし
必要ならば、ばね力を増す手段を用いて、例えばねじ・
板組立体を上部ハウジングの頂部に設けて、ばねを収容
しているスぺースを小さくすることによって追加の調節
を行わせることができる。 【００２１】何れの場合にも、押部材５２はダイヤフラ
ムを加圧して、それをチャンバ４０の密封面４４に接触
させる。かくして、前記インキ弁は通常は閉じていて、
入口ポートと出口ポート間の流れを許さない。好適には
密封面４４は隆起しているが、環状の低下部分４６と同
じレベルにあって、所望の機能を果たすことができる。
押部材５２に対向するチャンバ面の部分は密封面をな
す。 【００２２】供給導管内のインキが十分に加圧されてそ
のクラッキング圧力（密封面４４に作用するばね５０に
より生じる力）を超えたときに、弁は開く。特に、イン
キ圧力が前記ばね力を超えたとき、ダイヤフラムは密封
面４４から離れて、インキをノズルへ流れさせる。ダイ
ヤフラムの表面積は特定の入口圧力が、選択されたばね
力を打ち負かすように選択される。ダイヤフラムは入口
の直ぐ近くで自由に曲がってチャンバ４０内に入らなけ
ればならない。かくしてインキ圧力は周知の液圧原理に
従ってダイヤフラムの大部分に作用せしめられる。チャ
ンバ４０は圧力損失を最小にするように設計する。 【００２３】導管内の供給インキが減圧されたとき、ダ
イヤフラムはぱっと閉じて、インキの逆流を防止する。
この逆流が起これば、空気がノズルに入ってインキ流を
更に前進させる結果、インキ垂れをもたらすことにな
る。 【００２４】本考案のインキ弁は（典型的な装置では１
０ psig ，即ち約０．７０３kg/cm2を超える）高いクラ
ッキング圧力をもつが、弁前後間の圧力降下は最小にし
なければならない。この弁はまた、作動していないとき
に垂れや吸引を起こすために弁を閉じたままに保つ偏倚
素子をもたねばならない。 【００２５】逆止弁の如き従来の弁はばね偏倚手段をも
つが、それは加圧流体の経路内にある。それ故、そのば
ねは弁が開いた後に流体の前進流に対して無視できない
程の抵抗を与える結果、入口ポートと出口ポート間に弁
のクラッキング圧力にほぼ等しい圧力降下をもたらす。
このことは、インキ噴射装置に必要な圧力は比較的安定
していなければならないという理由から、本考案の目的
にとって極めて望ましくない。要するに、逆止弁は静的
密封を行うためにばねを使用し、そのばね力が圧力降下
という不変の欠点をもたらし、このためプリントヘッド
に所要圧力を得るためには導管内にずっと高い圧力を必
要とすることになる。このことによってインキ噴射装置
は望ましくないヒステリシスをもつことになる。ばね偏
倚手段のない従来の弁は垂れ及び／又は空気吸引を防止
するための高いクラッキング圧力を与えることはできな
い。 【００２６】本考案は高いクラッキング圧力を用いる
が、一旦弁がぱっと開いても、このクラッキング圧力は
弁前後間にそれ程大きな圧力降下を生ぜしめない。実際
上、本考案は流体経路外にばね偏倚手段を保持する結
果、チャンバ４０を介して圧力降下は無視し得る如き高
効率の弁がもたらされる。以上、本考案の実施例につき
説明したが、本考案上記実施例に限定されるものではな
く、請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案のインキ制御供給装置を一般化したブロ
ック図である。 【図２】図１の装置の好適実施例のブロック図である。 【図３】図１の装置の別の実施例のブロック図である。 【図４】本考案のインキ制御供給装置に用いられるイン
キ弁の横断面図である。 【符号の説明】 １０ 遠隔装置 １２ 可撓性導管 １４ プリントヘッド １６ インキ滴 １８ インキ弁 ２０ タンク ２２ 圧力源 ２８ 三方弁 ３０ 上部ハウジング ３２ 下部ハウジング ３４ 入口ポート ３６ 出口ポート ３８ 導管 ４０ 弁チャンバ ４２ 導管 ４４ 隆起部分の密封面 ４６ 低下部分 ４８ 可撓性ダイヤフラム ５０ コイルばね ５２ 押部材
ック図である。 【図２】図１の装置の好適実施例のブロック図である。 【図３】図１の装置の別の実施例のブロック図である。 【図４】本考案のインキ制御供給装置に用いられるイン
キ弁の横断面図である。 【符号の説明】 １０ 遠隔装置 １２ 可撓性導管 １４ プリントヘッド １６ インキ滴 １８ インキ弁 ２０ タンク ２２ 圧力源 ２８ 三方弁 ３０ 上部ハウジング ３２ 下部ハウジング ３４ 入口ポート ３６ 出口ポート ３８ 導管 ４０ 弁チャンバ ４２ 導管 ４４ 隆起部分の密封面 ４６ 低下部分 ４８ 可撓性ダイヤフラム ５０ コイルばね ５２ 押部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)考案者 ジョージ アーウエイ
アメリカ合衆国 イリノイ州 ノーリッ
ヂ ウエスト アーガイル アベニュー
8260
(72)考案者 フランク エラマイティ
アメリカ合衆国 イリノイ州 ハノーバ
ー パーク バーシャイア コート
7811
(72)考案者 タン ミン フアン
アメリカ合衆国 イリノイ州 エルク
グローヴ ヴィレッジ リーズ レーン
1240
(56)参考文献 特開 昭55−90368（ＪＰ，Ａ)
実開 昭58−99564（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭55−19177（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- (57)【実用新案登録請求の範囲】 １．遠隔の位置に配置したインキ滴形成ノズルへインキ
を制御可能に供給するインキの制御供給装置において： （ａ）供給インキを入れるインキタンク（２０）と； （ｂ）インキタンク（２０）から遠隔の位置に配置され
て流体導管（１２）によってそれと連通したインキ滴形
成ノズルを含むプリントヘッド（１４）と； （ｃ）前記インキタンク（２０）からインキ滴形成ノズ
ルへのインキの送りを制御するための、圧力源（２２、
２６）と三方弁（２４、２８）からなる前記タンクを選
択的に加圧、減圧する手段と； （ｄ）前記流体導管（１２）内の流体圧力が選択値より
下でそれに近似した値になったときにインキの流れとノ
ズル垂れを防止するため及び流体圧力が前記選択値より
上でそれに近似した値になったときにインキをノズルへ
流すために、前記流体導管（１２）内の圧力変化のみに
応答する前記プリントヘッド（１４）の上流側にそれと
隣接して配置したインキ弁（１８）とを備え； 前記インキ弁（１８）は： (i) インキが流れる弁チャンバ（４０）を有する下部
ハウジング（３２）と上部ハウジング（３０）とを含
み、前記下部ハウジング（３２）はインキを運んで弁チ
ャンバ（４０）に入れる入口ポート（３４）とそれを出
す出口ポート（３６）とを備え、弁チャンバ（４０）は
密封面（４４）を有する隆起部分と、それを囲む低下部
分（４６）とを含み、前記隆起部分は前記入口ポート
（３４）と出口ポート（３６）のうちの一方と連通し、
前記低下部分は前記入口ポートと出口ポートのうちの他
方と連通し； (ii) 前記弁チャンバ上に配置されかつインキを前記弁
チャンバを通して流す第１位置とインキの流れを阻止す
るよう前記密封面に掛合する第２位置との間で撓み得る
ダイヤフラム（４８）を備え、前記上部ハウジング（３
０）は前記ダイヤフラム（４８）を前記第２位置に偏倚
させる偏倚手段（５０、５２）を含み、前記偏倚手段
は、流体圧力が前記ダイヤフラムの片側のみに生じてク
ラッキング圧力損を大幅に減らすようにインキ通路の外
に配置されている； ことを特徴とするインキの制御供給装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| US06/524,658 US4555719A (en) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | Ink valve for marking systems |
Publications (2)
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|---|---|
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Family
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Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59170508A Pending JPS6058865A (ja) | 1983-08-19 | 1984-08-17 | 高効率弁構造 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59170508A Pending JPS6058865A (ja) | 1983-08-19 | 1984-08-17 | 高効率弁構造 |
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|---|---|
| US (1) | US4555719A (ja) |
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| JP (2) | JPS6058865A (ja) |
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