JP4160054B2 - インク・カートリッジ・ホルダ - Google Patents

Description

本発明は、印刷機のインクシステムにインクを送るためのインク・カートリッジ・ホルダに関するものであり、インク・カートリッジ・ホルダを密閉し、カートリッジからインクを押し出すためにホルダ内で圧縮空気の生成を可能にするためのカバーと、カバーを閉位置にロックし、またカバーが開放されたときロックを解除するためのロッキング機構と、さらにホルダ内に対する空気供給と抽気を制御するためのバルブを有し、前記バルブが前記カバーのロックまたはアンロック位置に応じて機能することを特徴とする印刷機のインクシステムにインクを送るためカートリッジ・ホルダに関する。

ほんの少量のインク必要とする場合に印刷インクを供給するためには、適当な装置を用いてそこからインクを押し出すカートリッジを用いるのが一般的である。上記の目的に適する従来技術によるいろいろな形の押し出し装置があり、たとえばカバーにより密封することのできるカートリッジ・ホルダなどがある。ホルダを密閉した後に、圧縮空気が導入され、ホルダのオープンベースを通って、カートリッジからインクが押し出される。本発明はインクを押し出すための装置として機能するこのようなタイプのホルダに関するものである。

ＤＥ １９６ ３２ ７１７ Ｃ２には上記のタイプの空気圧式カートリッジ押し出し装置が開示されている。カバーはバヨネット式ロックにより管状のホルダ上に固定することができる。カバーの内側には、それを通してカバーの下に位置するホルダの上部に圧縮空気を導入することができる吸気口が設けられている。引き続き送られてくる圧縮空気の層によりカートリッジのピストンがおさえられ、下に押し下げられるため、インクがカートリッジから押し出される。この公報では特に、カートリッジがホルダにきちんと収まらない場合にカートリッジとホルダの間に生じる可能性のある環状の間隙を密封するための手段について記述されている。特に記載がないので、カバーは手でホルダにセットし、圧縮空気は手動で給気、抽気するものと考えることができる。

ＤＥ ２９６ ０２ ８０１ Ｕ１もまた、カートリッジからインクを押し出すための装置に関する。この公報もまた、カバーによって密封することができるホルダが主題である。その目的は、異なる方式のカートリッジからインクを押し出すために、密封の問題を解決することである。カバーを閉じ、圧縮空気を制御する操作は明らかに手動である。

ＥＰ ７１６ ９２３ Ｂ１は、それに対して圧縮空気ラインを接続することができるフラップカバーによって密封することができる円筒状のホルダを具備するカートリッジのための別の押し出し装置について記述している。明らかにフラップカバーは手で開閉するものと思われる。圧縮空気を給気、抽気する方法もまた手動である。

ＤＥ １９８ ５４ ４９４ Ｃ２は、カートリッジ・ホルダを密封するためのカバーと、カバーを通して圧縮空気を送るためのバルブを備えた別のカートリッジ・ホルダについて記述している。この公報は主として操作の安全に主眼が置かれている。すなわち、この趣旨は、カバーが確実に閉じられている場合のみ、圧縮空気が送られ、カバーが開かれる前に圧縮空気の層を確実に低減させるということを主眼とする。このために、空気を調整するためのバルブを設け、前記バルブは制御装置を介してカバーに接続され、その結果、前記バルブはカートリッジ・ホルダがカバーにより閉じられている時に操作することができる。

これらすべての従来技術によるカートリッジ押し出し装置は、カートリッジを交換する際には、程度の差はあるものの、手動による介入を必要とする。これはすなわちオペレータが常に印刷機を監視する必要があるということを意味する。１つのカートリッジに含まれる量以上のインクを常にストックしておくということは、限られた時間内であっても可能ではない。
ＤＥ １９６ ３２ ７１７ Ｃ２ ＤＥ ２９６ ０２ ８０１ Ｕ１ ＥＰ ７１６ ９２３ Ｂ１ ＤＥ １９８ ５４ ４９４ Ｃ２

本発明は、カートリッジ交換操作をほとんど自動で行なうことができるように、インク・カートリッジ・ホルダを設計するという課題に基づいている。

この課題を解決するために、カバーを開閉を独立して行なうためのピボット・アクチュエータを具備し、前記アクチュエータは、第１段階の動作でカバーを閉位置に動かし、ついで、第２段階の動作でカバーをロックし、エアバルブを切り替え、また、開プロセス中は反対の操作を行うような設計とする。

本発明によるインク・カートリッジ・ホルダは、全自動でインク供給を保証するシステムに用いるのに適している。たとえば、いくつかのインク・カートリッジを収納装置内に準備しておき、本出願によるインク・カートリッジ・ホルダのカバーを開いた後に、空のカートリッジを新しいカートリッジと交換することが可能である。カバーの開閉、カバーのロックおよびロック解除、エアの給気、抽気のプロセスは単一の同じピボット・アクチュエータにより行なわれるので、３つのプロセスは連携され、安全な操作レベルが確保される。これに関する詳細についてはさらに以下の記載で開示する。

ピボット・アクチュエータは、インク・カートリッジ・ホルダと接続され、コンソールに固定された延長ピストン・ロッドを備えた駆動シリンダを具備し、またその上にはカバー用のヒンジ機構を第１ピボット軸に対して配置することが好ましい。

ヒンジ機構は縦穴のついたヒンジ・アームを具備し、穴の中にはピストン・ロッドと接続されたクロス・ボルトが設置されており、これは縦穴の後端位置でロックすることができ、カバーが閉じるまでロックされたままである。

第１段階の動作で、クロス・ボルトはヒンジ・アームの中、即ち、ヒンジ・アームの縦穴中に、動かないように固定される。ピストン・ロッドの助けにより、ヒンジ・アームはこのようにクロス・ボルトを介して回転し、その結果、カバーが開位置から閉位置へと移動する。この位置が確保され、カバーになんらの影響も与えることなくクロス・ボルトが縦穴の中を前に移動することができるようになるまで、クロス・ボルトのロックは解除されない。

第２段階と称するこの動作の段階において、クロス・ボルトの動きにより、カバーがロックされ、バルブが切り替えられる。

詳細には、ヒンジ・アームに取り付けられ、ピボット・アームと一緒に回転するベアリング・ベースが設置され、またベアリング・ベース上には第１ピボット軸に平行で、ベアリング・ベース内に設けられた第２ピボット軸内にピボット・レバーが装備され、その結果、上記の動作が起こることが好ましい。ヒンジ・アームにしっかりと接続されたベアリング・ベースには縦穴が設けられ、その中にもクロス・ボルトが貫通している。この縦穴はヒンジ・アームの縦穴に適合している。クロス・ボルトのロックが解除された後、クロス・ボルトはまたベアリング・ベースの縦穴の中を前方に移動する。この移動により、ピボット・レバーがベアリング・ベースに対して回転する。ピボット・レバーは、一方がカバー・ロッキング機構と接続され、もう一方がエア・コントロール・バルブと接続されている。

クロス・ボルトは、ベアリング・ベースに対してピボット・レバーをロックすることによりロックされるようにすることが好ましい。クロス・ボルトはピボット・レバーにかたく接続されているため、これによりクロス・ボルトが適所に固定され、ベアリング・ベースの縦穴の中でもヒンジ・アームの縦穴の中でも動くことができない。

ヒンジ・アームとベアリング・ベースを備えた全配列構造は、コンソール上の連続した１本の軸、第１ピボット軸に取り付けられる。カバーが閉じられると、この配列構造は前方向にたたまれる。これがたたまれると、ロッキング作用を確実に行なうためのロッキング・ピンは、コンソール上に設けたアンロッキング・エレメント（ｕｎｌｏｃｋｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）により後方に押し下げられ、クロス・ボルトのロックが解除される。

本発明の好ましい実施形態を添付した図を参照して以下に詳細に説明する。
図１は本発明によるインク・カートリッジ・ホルダのカバーを示し、その全体を１０としてあらわす。カバー１０は、第１ピボット軸１２を介してコンソール１４上に取り付けられ、図示されている直立位置から左方向にたたむことが可能であり、左方向にたたまれると、ホルダ（図示されていない）を密封する。ホルダの位置は、一部が図示されている接続プレート１６のアーチ型のエッジラインで示している。接続プレートはホルダによりコンソール１４にしっかりと取り付けられている。

カバー１０の周辺には４つのロッキング・ジョー（ｌｏｃｋｉｎｇ ｊａｗ）１８，２０，２２，２４が配置されており、ロッキング・ジョーは、ホルダ（図示されていない）の上端のエッジ・エレメント（図示されていない）上を爪のようにつかみ、その結果、ホルダ上にカバーを固定する。このロッキング機構については以下にさらに詳細を述べる。

第１ピボット軸１２はコンソール１４の全幅にわたって伸びており、両端のベアリング２６、２８に取り付けられている。この２つのベアリングの間にはヒンジ・アーム３０が位置し、図１にその一部が見られるように、ヒンジ・アームは下部ロッキング・ジョー２２の開口部を通してカバー１０にしっかりと接続されている。

ヒンジ・アームはスロット３２、３４で分けられた３つの平行エレメントを具備し、スロット３２、３４にはフォーク・クラウン３６の２本のフィンガ（ｆｉｎｇｅｒ）が通り（図４）、前記フォーク・クラウンは空気圧シリンダ４０（図５）のピストン・ロッド３８の端に位置し、空気圧シリンダはカバーの開閉とカバーのロック、ロック解除、ホルダに対する給気、抽気の動力源を構成する。

ヒンジ・アーム３０はベアリング・ベース４２と一体構造を構成し、これはヒンジ・アームと同様に、ベアリング・ベースに平行に、第１ピボット軸１２の周りにピボット可能な共通のベースエレメント４４から延びている。

ヒンジ・アーム３０とベアリング・ベース４２は、適合する縦穴４６、４８を有し、穴にはクロス・ボルト５０がヒンジ・アームとベアリング・ベースを含む配列構造の全長にわたって通っている。

ピストン・ロッド３８のフォーク・クラウン３６を介して、クロス・ボルト５０は一定の条件の下で、縦穴４６、４８の中で、その縦軸に対して横方向に動くことができる。この詳細については以下に説明する。

カバー１０が開いているとき、ピストン・ロッド３８は後退位置にあり、クロス・ボルト５０はヒンジ・アーム３０とベアリング・ベース４２の縦穴４６、４８の後端位置にある。この位置にある時、本発明によるピボット機構の第１段階の動作中で、クロス・ボルトはロックされている。従って、クロス・ボルトはヒンジ・アーム３０の中で動かないように固定され、その結果、ピストン・ロッド３８が伸びると、第１ピボット軸１２の周りをヒンジ・アーム３０が回転し、それによりカバー１０は閉位置にたたまれる。

第２段階の動作を行なうために、ピボット・レバー５２が具備されており、これは、ベアリング・ベース４２に対してピボット可能なように、第１ピボット軸１２と平行に走る第２ピボット軸５４に取り付けられている。レバー５２が回転すると、クロス・ボルト５０はベアリング・ベース４２の縦穴４８内を移動する。縦穴４８と、従って縦穴４６もまた第２ピボット軸５４の周りに円弧を描く。

縦穴４６、４８の中にその軸に交差するように、また移動可能なように配置されたクロス・ボルト５０を縦穴４６、４８に対してロックするために、ベアリング・ベース４２に対するピボット・レバー５２のピボット運動を阻止することができる。図１と図６にこれを行う方法を示す。

ピストン・ロッド３８が伸びた時、コンソール１４上にたたまれた状態のベアリング・ベース４２の側面には、ウインドウ５６が付いており、その中にはロッキング・ボルト５８が見えており、ロッキング・ボルトは加圧スプリング６０により図６の右方向に向かって押さえられている。前進位置では、ロッキング・ボルトの比較的細いチップ６２が、ベアリング・ベース４２を通って、ピボット・レバー５２の穴６４に貫通する。これにより、ピボット・レバー５２はベアリング・ベース４２に対してロックされ、その結果、クロス・ボルト５０は縦穴４８の中で動くことができない。すなわちクロス・ボルト５０もまたヒンジ・アーム３０の縦穴４６に対してロックされることとなる。

コンソール１４の表面には、図示されていない溝を有するアンロッキング・ブロック６６が具備されており、ベアリング・ベース４２がコンソール１４の表面にたたまれた時には、これとロッキング・ボルト５８が接する。この部分において、ロッキング・ボルトは形が変化する途中の円錐台型の変化表面６８を有し、この表面は図示されていない溝の左端と接し、そのために加圧スプリング６０により加えられた圧力に対抗して、図６の左方向にアンロッキング・ブロック６６により押し戻される。このため、ベアリング・ベース４２に対するピボット・レバー５２のロックが解除される。クロス・ボルト５０と共にピストン・ロッド３８がさらに前に移動すると、クロス・ボルトは縦穴４６、４８の中を前に向かって移動する。この移動はヒンジ・アーム３０およびカバー１０に対して影響を及ぼさない。しかし、これにより、ピボット・レバー５２が、図３、図４に図示の時計回りに第２ピボット軸５４の周りを回転する。すると、クロス・ボルト５０は、ベアリング・ベース４２の縦穴４８を通り抜け、同時にヒンジ・アーム３０の縦穴４６を通って、その縦方向に対し交差する方向に動く。しかし、これらの縦穴内での移動は何の影響も及ぼさず、カバーは閉位置のままである。

ピボット・レバー５２の上部には、ボール・ジョイント７２を介してプル・ロッド７０が固定されており、プル・ロッド７０は、別のボール・ジョイント７４を介してもう一方の側を調整リング７６に接続されている。調整リング７６はカバー１０にピボット可能な形で取り付けられている（これについては詳細を図示していない）。そのため、ピボット・アクチュエータの第２段階の動作においては、プル・ロッド７０は図３および図４に図示の右側に引っ張られる。調整リング７６に固定されて、ガイドボルト７８、８０、８２、８４が具備されており、これらは調整リングから垂直に上向きに突起しており、ロッキング・ジョー１８、２０、２２、２４の内向きのフランジ９４、９６、９８、１００の上部の縦長のガイド穴８６、８８、９０、９２内に伸びる。ロッキング・ジョー１８、２０、２２、２４は、カバーの外周の水平軸１０２（図４）においてスイベル取り付けとなっている。前述のように調整リング７６が回転すると、ロッキング・ジョー１８、２０、２２、２４がホルダに固定され、図示されていない、カウンタ・エレメント（ｃｏｕｎｔｅｒ ｅｌｅｍｅｎｔ）とかみ合う。

一方、調整リングが反対の方向に動くと、ガイドボルト７８、８０、８２、８４は、まず縦長ガイド穴８６、８８、９０、９２の同心部分を移動し、その後、経路は外側に反れて、ロッキング・ジョーを開放する。

すなわち、この開放運動中、前記機構は、カバーを開放する前に、まず最初の行程を実行する。これについて以下に詳述する。

ピストン・ロッド３８が伸びる第１段階の動作の間に、ヒンジ・アーム３０とベアリング・ベース４２が前方向にたたまれると、ベアリング・ベース４２は、コンソール１４の表面に近づき、ピボット・レバー５２の下側に設けられた溝１０４を介して、コンソール１４の表面に移動可能に設置されたスライドのＬ字型の端１０６と接触する（図５）。このスライドにより、ホルダ内への給気とホルダ内からの抽気を制御する三方／二方バルブ１１０が制御される。

調整リングの説明において前述したように、調整リングの開放運動中は、ピボット・レバー５２と縦長ガイド穴８６、８８、９０、９２は各々、最初は、カバーのロックを解除することなく、その運動の一部を行なわなければならない。

一方、ピボット・レバー５２が回転すると、すぐにスライド１０８が移動し始め、この移動によりすぐに三方／二方バルブの切り替えが始まる。このため、カバーのロックが解除される前に、ホルダ内の圧力が開放される。従って、カバーが突然、外れて飛び出し、傷害を起こすなどという危険を防止することができる。

図５は、空気圧シリンダが、2つのベアリング１１４、１１６を介してコンソール１４上のピボット軸１１２に対してピボット可能に取り付けられていることを明示する。ピストン・ロッド３８とそれとともにフォーク・クラウン３６は、なんらの緊張状態も引き起こすことなく、縦穴４６、４８の中のクロス・ボルト５０の運動、およびヒンジ・アーム３０のピボット運動に追随する。

ピストン・ロッド３８の後退運動中に、クロス・ボルト５０が縦穴４６、４８の後端位置に達すると、クロス・ボルト５０はヒンジ・アーム３０、またそれと一緒にベアリング・ベース４２および関係するベース部分４４を持ち上げ始める。ベアリング・ベース４２が持ち上げられ、コンソールの表面を離れると、ロッキング・ボルト５８がアンロッキング・ブロック６６から開放され、その結果、加圧スプリング６０によって前に押し出される。すると、ロッキング・ボルトの細いチップ６２がピボット・レバー５２の穴６４の中に入る。ピボット・レバー５２と、それと一緒にクロス・ボルト５０が縦穴４６、４８の後端位置にロックされる。

三方／二方バルブ１１０の働きについては詳しく述べる必要はない。バルブには、空気を圧縮するためのインレット（図示されていない）と圧縮する空気をカートリッジ・ホルダに送るためのアウトレットと、さらにホルダ内の圧縮された空気の層を周囲圧力に相当する圧力まで下げるための第３のアウトレットが設けられている。これらの目的を達するために適当な接続が行なわれる（図示されていない）。

本発明による開位置にあるカートリッジ・ホルダのカバーを示す透視図である。 閉操作中のカバーを示す同様の図である。 閉位置にあるカバーを示す図である。 本発明によるカバーのピボット・アクチュエータの主要部品を示すカバーの透視図である。 カバーのピボット・アクチュエータの主要部品を示すカバーの透視図と平面図である。 カバーのピボット・アクチュエータの主要部品の一部を切り欠いた透視図である。

符号の説明

１０ カバー
１２ 第１ピボット軸
１４ コンソール
１６ 接続プレート
１８ ロッキング・ジョー
２０ ロッキング・ジョー
２２ ロッキング・ジョー
２４ ロッキング・ジョー
２６ ベアリング
２８ ベアリング
３０ ヒンジ・アーム
３２ スロット
３４ スロット
３６ フォーク・クラウン
３８ ピストン・ロッド
４０ 空気圧シリンダ
４２ ベアリング・ベース
４４ ベースエレメント
４６ 縦穴
４８ 縦穴
５０ クロス・ボルト
５２ ピボット・レバー
５４ 第２ピボット軸
５６ ウインドウ
５８ ロッキング・ボルト
６０ 加圧スプリング
６２ 細いチップ
６４ ピボット・レバーの穴
６６ アンロッキング・ブロック
６８ 円錐台型の表面
７０ プル・ロッド
７２ ボール・ジョイント
７４ ボール・ジョイント
７６ 調整リング
７８ ガイドボルト
８０ ガイドボルト
８２ ガイドボルト
８４ ガイドボルト
８６ 縦長のガイド穴
８８ 縦長のガイド穴
９０ 縦長のガイド穴
９２ 縦長のガイド穴
９４ フランジ
９６ フランジ
９８ フランジ
１００ フランジ
１０２ 円周の水平軸
１０４ 溝
１０６ スライドのＬ字型の端
１０８ スライド
１１０ バルブ
１１２ ピボット軸
１１４ ベアリング
１１６ ベアリング

Claims (2)

1. インク・カートリッジ・ホルダを密閉し、カートリッジからインクを押し出すためにホルダ内に圧縮空気の生成を行なうことを可能にするカバー（１０）と、カバーを閉位置にロックし、またカバーが開放された時ロックを解除するためのロッキング機構と、さらにホルダ内に対する空気供給と抽気を制御するための前記カバーのロックまたはアンロック位置に応じて機能する、バルブ（１１０）を有する印刷機のインクシステムにインクを供給するためのインク・カートリッジ・ホルダにおいて、独立してカバー（１０）の開と閉を行なうため、ピボット・アクチュエータ（３０、４０、４２、５２）と、コンソール（１４）上に設置された延長ピストン・ロッド（３８）を備えた駆動シリンダ（４０）とを具備しており、
   コンソール（１４）上には、第１ピボット軸（１２）に対してカバー（１０）のためのヒンジ機構（３０、３６）が設置されており、前記ヒンジ機構は、縦穴（４６）を有するヒンジ・アーム（３０）を備えており、縦穴（４６）中には駆動シリンダ（４０）のピストン・ロッド（３８）と接続されたクロス・ボルト（５０）が配置されており、前記クロス・ボルトが縦穴（４６、４８）の後端位置にある時にロックされ、カバーが閉じられるまではロック状態を続け、
   ヒンジ・アーム（３０）に対して当該ヒンジ・アームと共にピボット可能なベアリング・ベース（４２）が取り付けられており、当該ベアリング・ベース上にはピボット・レバー（５２）が第２ピボット軸（５４）に取り付けられおり、第２ピボット軸が第１ピボット軸（１２）に平行に、ベアリング・ベース（４２）内に配置され、
   ピボット・レバー（５２）の上部と、カバー（１０）に対してピボット可能な形で取り付けられている調整リング（７６）は、プル・ロッド（７０）を介して接続され、
   スプリングの圧力によりベアリング・ベース（４２）とピボット・レバー（５２）をつなぐために円錐台型の変化表面（６８）を有するロッキング・ボルト（５８）が設置され、
   延長ピストン・ロッド（３８）が伸びカバー（１０）が閉位置にたたまれると、ヒンジ・アーム（３０）とベアリング・ベース（４２）を備えた配列構造がコンソール（１４）上にたたまれ、ロッキング・ボルト（５８）の円錐台型の変化表面（６８）とアンロッキング・ブロック（６６）の溝の端と接することによりロッキング・ボルト（５８）のロックが解除されることにより調整リング（７６）が回転し、カバー（１０）の周辺に配置されたロッキング・ジョー（１８、２０、２２、２４）が前記ホルダに固定されることを特徴とするインク・カートリッジ・ホルダ。
2. 請求項１に記載のインク・カートリッジ・ホルダにおいて、ヒンジ・アーム（３０）とベアリング・ベース（４２）を備えた配列構造がたたまれた時、ピボット・レバー（５２）がコンソール（１４）の表面上でスライド（１０８）とかみ合い、ピボット・レバー（５２）が回転すると、スライド（１０８）が縦方向の運動を行い、これによりバルブ（１１０）が制御されることを特徴とするインク・カートリッジ・ホルダ。

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