JP4601213B2 - マーキング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマーキング装置に関する。さらに詳しくは、インク等のマーキング液をノズルから吐出することによって鋼材等の表面にマーキングを施したり線を描いたりするマーキング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄鋼、非鉄分野において金属材料の被破壊検査で探知された傷の存在位置にマーキングを施すことがなされている。それにより、下流工程において傷の識別を容易にし、結果的に傷の除去作業などを容易に行えるようにしている。マークとしては、一般に、傷のある位置の識別、傷のない場合のＯＫマーク、その他、廃棄処分とするためのＮＧマークなどが適宜選択される。
【０００３】
そして、マーキング用インクとしては、水溶性インク、有機溶剤によって溶解して用いる溶剤型など、液体のインクが用いられている。これら液体インクをポンプなどによって吐出ノズルまで圧送して対象材料に噴射吹き付けを行うのである。
【０００４】
しかし、水溶性インクや溶剤形インクを用いる場合、インクを吐出しないとき（非マーキング時）には吐出ノズルの吐出口にインクが詰まることがある。これはインクの水分が蒸発したり溶剤が揮発するためである。
【０００５】
従来、かかる問題を解消するための技術が提案がなされている。たとえば、特公昭５５−４７８１３号公報、特公昭５８−２０６７１号公報、特公昭５８−２５５０４号公報等に開示された技術である。これらは、非マーキング時には吐出ノズルの先端をマシン油や有機溶剤などインク凝固防止液の液溜まりに浸漬しておき、マーキング時にはこの液溜まりから吐出ノズルを突出するようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、マーキング装置で線引きを行う場合、対象材料の搬送速度が遅い場合には線が太くなる傾向があり、また、線の両側部が乱れて明確な線引きが困難となることがある。これは、マーキング装置の吐出インク量を対象材料の搬送速度に合わせて調節することが困難だからである。そこで、吐出ノズルの構造に工夫をこらし、インクの吐出と併せて吐出されるインクの周囲にエアーカーテンのごとく空気を噴射させる（以下、アトマイジングともいう）ことによって上記問題を解消する技術が考案されている。この空気の噴射によって吐出インクの幅が広がるのを抑制するとともに、この噴射空気によってインクの溶剤を揮発させてインクの体積を減少させるものである。
【０００７】
しかしながら、このアトマイジングを伴うマーキング装置では、前述の吐出ノズル先端のインクの凝固を防止する機構を備えることは困難であり、従来、知られていない。
【０００８】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、アトマイジングを伴う上記マーキング装置であっても、非マーキング時にインクの凝固を防止しうるマーキング装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一のマーキング装置は、マーキング液を吐出するための内ノズルと、この内ノズルに流体通路用間隔をおいて外嵌された外ノズルと、上記間隔に連通した噴出気体用通路およびシール液用通路とを備えており、上記外ノズルの先端が、非マーキング時には内ノズルの先端より先方に突出した作用位置に移動してシール液溜まりを形成し、マーキング時には後方の非作用位置に移動してマーキング液の吐出および気体の噴出がなされるように構成されている。
【００１０】
この第一のマーキング装置によれば、マーキング時には内ノズルからインク等のマーキング液が吐出するとともに、外ノズルからマーキング液の周囲にアトマイジングエア（噴射空気ともいう）が噴出するので吐出したマーキング液の拡散が防止される。したがって、マーキング対象材料の搬送速度に拘わらず明確な細い線引きが可能となる。併せて、非マーキング時には外ノズルの先端内部にシール液溜まりが形成されるため、内ノズル内のマーキング液が凝固することが防止される。それゆえ、マーキング液として速乾性のインクを使用することも可能となる。
【００１１】
なお、後方の非作用位置とは、たとえば、内ノズルの先端位置かまたはこれより若干後方であるのが一般的であるが、内ノズルより若干先方（前方）であってもよい。要するに、液溜まりが解消されるような位置であればよい。
【００１２】
そして、上記第一のマーキング装置であって、シリンダを構成する本体と、この本体内に、先端方向に付勢された状態で後方に摺動駆動可能に内嵌されたピストン部材とを備えており、このピストン部材から上記外ノズルが突設されており、上記内ノズルが上記ピストン部材の内部空洞をその中心軸に沿って貫入するように本体に突設されており、ピストン部材に、外ノズル内部に連通するシール液供給口および噴出気体供給口が形成され、本体に内ノズル内部に連通するマーキング液供給部が配設されており、上記シール液供給口および噴出気体供給口のピストン部材内部空洞への連通が切り換えられるように構成されてなるマーキング装置にあっては、
マーキング時には内ノズルからマーキング液を吐出して外ノズルからアトマイジングエアを噴射し、非マーキング時には切り換えて上記外ノズルからシール液を吐出してシール液溜まりを形成することができる。このように、二重管という簡易な構成によってアトマイジング作用とマーキング液の凝固防止という作用を奏することができるので好ましい。
【００１３】
本発明の第二のマーキング装置は、マーキング液を吐出するための内ノズルと、この内ノズルに、噴出気体通路用の間隔をおいて外嵌された中間ノズルと、この中間ノズルに、シール液通路用の間隔をおいて外嵌された外ノズルとを備えており、
この外ノズルの先端が、非マーキング時には内ノズルの先端および中間ノズルの先端より先方に突出した作用位置に移動してシール液溜まりを形成し、マーキング時には後方の非作用位置に移動してマーキング液の吐出および気体の噴出がなされるように構成されている。
【００１４】
なお、後方の非作用位置とは、たとえば、内ノズルの先端位置かまたはこれより若干後方であるのが一般的であるが、内ノズルより若干先方（前方）であってもよい。要するに、液溜まりが解消されるような位置であればよい。
【００１５】
このマーキング装置によれば、上記第一のマーキング装置と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、マーキング時には内ノズルからマーキング液が吐出するとともに、中間ノズルからマーキング液の周囲にアトマイジングエアが噴出するので吐出したマーキング液の拡散が防止される。また、非マーキング時には外ノズルの先端内部にシール液溜まりが形成されるため、内ノズル内のマーキング液が凝固することが防止される。
【００１６】
また、上記第二のマーキング装置であって、シリンダを構成する本体と、この本体内に、先端方向に付勢された状態で後方に摺動駆動可能に内嵌されたピストン部材とを備え、このピストン部材から上記外ノズルが突設されて、上記中間ノズルおよび内ノズルが上記ピストン部材の内部空洞をその中心軸に沿って貫入するように本体に突設され、ピストン部材に、外ノズル内部に連通するシール液供給口が形成され、本体に、中間ノズル内部に連通する噴出気体供給口が形成され、且つ、内ノズル内部に連通するマーキング液供給部が配設されてなるマーキング装置にあっては、
装置内のアトマイジングエア用の空間とシール液用の空間とが隔離されるので好ましい。
【００１７】
如上のマーキング装置のうちピストン部材を備えたマーキング装置であって、上記ピストン部材が本体内に先端方向に付勢された状態で内嵌されており、本体とピストン部材との間の空間に、ピストン部材を後方に移動させるための作動流体が供給されるように構成されたマーキング装置にあっては、
たとえば作動流体として空気を用いることとすればアトマイジングエアの供給源を共用することができ、また、電気等の他のエネルギ源を用いる必要がないので好ましい。
【００１８】
如上のマーキング装置であって、内ノズルの外周面に、内ノズルと外ノズル（中間ノズルを有するものにあっては中間ノズル）との偏心を制限するための偏心制限部が形成されてなるマーキング装置が好ましい。
【００１９】
内ノズルと外ノズル（または中間ノズル）とが相対偏心しようとしても、偏心制限部が外ノズル等の内周に当接するため、内ノズルの先端では外ノズル等との間に間隙が確保され、空気が偏らずに内ノズルの周囲から噴射されるからである。したがって、ノズル先端からの空気の噴射が均一となり、インクの霧化が均一となる。
【００２０】
また、少なくとも上記マーキング液の吐出と、外ノズルの非作用位置への移動と、上記気体の噴出とを制御する制御装置を備えており、
該制御装置の指示により、マーキング液の吐出に先立って、外ノズルの非作用位置への移動と上記気体の噴出とがなされるように構成されてなるマーキング装置が好ましい。吐出開始時のマーキング液にシール液が混入するおそれがないからである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示された実施形態を参照しながらを本発明のマーキング装置を説明する。
【００２２】
図１は本発明のマーキング装置の一実施形態を示す断面図である。図２は図１のマーキング装置へのインク等の流体圧送経路の一例を示すブロック図である。
図３は本発明のマーキング装置の他の実施形態を示す断面図である。
【００２３】
図１に示すマーキング装置１は、マーキング液等を吐出する吐出ガン２とこの吐出ガン２にマーキング液としてのインクを圧送するインク圧送ユニット３とを備えている。
【００２４】
まず、吐出ガン２を説明する。吐出ガン２はシリンダを形成する本体４とこの本体内の空洞に入れ子式に且つ着脱可能に挿入されたピストン部５とを有している。ピストン部５には内部空洞５ａが形成され、ピストン部５の先端には内部空洞５ａに連通する外ノズル６が突設されている。したがって、外ノズル６のサイズ変更やメンテナンスの時に交換が容易である。さらに、ピストン部５にはその内部空洞５ａにシール液を供給するためのシール液供給口７が形成されている。
【００２５】
本体４は、ピストン部５の基部が摺動可能に貫入した分割可能なシリンダ部８と、シリンダ部８の内部に固設された円筒部９を有している。図示のごとく、このシリンダ部８を分割することによってピストン部５を取り外すことができる。円筒部９は分割可能な前後二つの円筒部材からなり、この両円筒部材の間にその後部を閉鎖するように円盤状の内ノズル固定部９ａが挟持されている。内ノズル固定部９ａには内ノズル１０が突設されている。したがって、内ノズルは着脱可能となってそのサイズ変更、交換およびメンテナンスが容易となる。この内ノズル１０は円筒部９の内部空洞９ｂからピストン部５の内部空洞５ａを通して外ノズル６の内部に貫入している。一方、内ノズル１０の基端部は内ノズル固定部９ａを後方に貫通して、内ノズル１０の内部が後述するインク圧送ユニット３の内部に連通している。固定されている内ノズル１０に対してピストン部５および外ノズル６が前後に移動することになる。内ノズル１０の外面と外ノズル６の内面との間にはアトマイジングエアおよびシール液の通路となるように空間が形成されている。
【００２６】
ピストン部５はシリンダ部８の内面によって摺動が案内される。ピストン部５の外面とシリンダ部８の内面とシリンダ部８内面の前方段部８ａとピストン部５外面の後方段部５ｃとによってシリンダ空間５ｂが形成されている。シリンダ部８にはピストン部５を駆動するための作動空気を上記シリンダ空間５ｂに供給するための給気口１１が形成されている。また、ピストン部５は、その内部に圧縮状態で配設されたコイルばね１２によって前方に付勢されている。この状態では、外ノズル６の先端が内ノズル１０の先端より若干寸法（後述のＬよりわずかに小さい寸法）だけ先方へ突出している。この突出によって形成される、外ノズル６の内部であって内ノズル１０の先方の空間Ｓが後述するように、シール液の液溜まりとなる。
【００２７】
シリンダ部８の内部にはピストン部５の後端と対向する後方段部８ｂが形成されており、ピストン部５の外面にはシリンダ部８の前方段部８ａと対向する前方段部５ｄが形成されている。そして、ピストン部が前方に付勢された状態で、この後方段部８ｂとピストン部５の後端との間にはピストン部５の作動ストロークを規定する間隔Ｌが形成されている。この後方段部８ｂとピストン部５の後端との間の空間は大気開放にされている。マーキング時に作動空気によってピストン部５がＬだけ後退させられると、外ノズル６の先端は内ノズル１０の先端よりわずかに後退することになり、上記液溜まりＳが消滅する。ピストン部５の外面におけるシリンダ空間５ｂの前後には、シリンダ部８の内面との間で外部からシールするためのシール部材１３配設されている。また、ピストン部５を貫通してピストン部５の内部にアトマイジング用の空気を供給するための噴射空気供給口１４が形成されている。そして、シール液供給口７および噴射空気供給口１４が形成されているピストン部５の内部空洞５ａと、上記コイルばね１２が収容された円筒部９の内部空洞９ｂとは、ピストン部５の内面と内ノズル１０の外面との間に配設されたシール部材５ｅによって気密、液密に隔離されている。
【００２８】
かかる構成により、外ノズル６と内ノズル１０との間の空間は、シール液の通路となり且つ噴射空気の通路ともなる。噴射空気はマーキング時に必要なものであり、シール液は非マーキング時に必要なものであるから、後述するように必要に応じてこれらの供給を切り換えるようにしている。
【００２９】
次ぎに、マーキング液供給部としてのインク圧送ユニット３を説明する。インク圧送ユニット３は、円筒状の本体１５と、この本体１５の前部に突設されたノズル部１６と、本体１５内部に配設されてその先端がノズル部１６内部に至るニードル弁体１７と、このニードル弁体１７をノズル部１６に向けて付勢するばねユニット１８とを備えている。このインク圧送ユニット３は、そのノズル部１６および上記円筒部９の雄ねじに螺合する接続リング１９によって吐出ガン２に接続される。
【００３０】
ノズル部１６には弁座２０が形成されており、上記ニードル弁体１７の進退により、内ノズル１０へ連通するインク通路２１の流路断面積が調節され、供給インク量が調節される。
【００３１】
本体１５の内部空洞は、ニードル弁体１７が貫通した隔壁２２によって前後の二室１５ａ、１５ｂに分けられている。隔壁２２の前部室１５ａ側には二室間をシールするためのシール部材２３ａが圧縮ばね２４によって押圧されており、後部室１５ｂ側にもシール部材２３ｂが配設されている。後部室１５ｂの後端は、ニードル弁体１７に取り付けられたシール板２５によって後方外部に対して閉鎖されている。シール板２５の周縁は柔軟なシール部材を構成し、このシール部材が後部室の内面に当接しており、その結果、ニードル弁体１７の移動が可能となっている。前部室１５ａにはインクを供給するためのインク供給口２６が二個所に形成されている。これは、供給するインクを循環させることによってインクに攪拌効果を生じさせるためである。しかし、低粘度のインクや沈降の少ないインク等、拡販する必要がないインクを用いる場合はインク供給孔は一つで十分である。後部室１５ｂにはニードル弁体１７を後方に移動させる作動空気を供給するための給気口２７、およびドレン口２８が形成されている。供給されるインクの圧力は作動空気の圧力より高くされている。
【００３２】
ばねユニット１８は、本体１５の後端に取り付けられた調節機構を備えたハウジング２９と、このハウジング２９内に装着されて上記シール板２５を介してニードル弁体１７をノズル部１６に向けて押圧する圧縮コイルばね３０とを備えている。この圧縮コイルばね３０によって通常はニードル弁体１７が弁座２０に当接させられ、インクの通路は閉止されている。マーキング時には供給される作動空気によってニードル弁体１７が後退させられ、インクの通路が開かれて吐出ガン２にインクが供給される。
【００３３】
ハウジング２９の調節機構は、本体１５に着脱可能に取り付けられたハウジング本体２９ａと、このハウジング本体２９ａの内周に螺着されるリフト調節筒７１と、リフト調節筒７１の内周に螺着されるばね力調節筒７２とから構成されている。各調節筒７１、７２の構造および機能を個別に説明する。なお、図中の符号７３ａ、７３ｂはロックナットである。
【００３４】
リフト調節筒７１はニードル弁対１７のリフト（全開時の開度）を規定するものであり、円筒状を呈している。一方、上記ニードル弁体１７の図中右部にリフト調節筒７１の先端（図中の左端）に当接するストッパ７４が形成されている。したがって、リフト調節筒７１をねじ回すことによってこの先端位置が変化し、ニードル弁体１７のリフトが変化する。リフトは図１中に符号Ｄで示す。かかる構成によってインクの吐出量を変化させることができる。
【００３５】
ばね力調節筒７２は圧縮コイルバネ３０の一方のばね座を構成しており、このばね力調節筒７２をねじ回すことによって圧縮コイルバネ３０の初期たわみを変更するものである。したがって、ニードル弁体１７を作動させるための一定の供給圧力に対して、圧縮コイルバネ３０の初期たわみを変えることにより、リフトＤの範囲内でニードル弁体１７の開度を変化させることが可能である。
【００３６】
両調節筒７１、７２を備えることにより、たとえばリフト調節筒７１によってリフトを変更したとき、良好なインク吐出を可能にするためにばね力調節筒７２によってばね力を変更するという調節ができる。このように、上記リフト調節筒７１によってニードル弁体１７のリフトを変更し、ばね力調節筒７２によってばね力を調節することにより、インクの粘度、インクの供給圧、マーキング対象物の移動速度等に対応してインクの吐出量を変化させることが可能となる。また、マーキングの濃さや線幅の調節も可能となる。
【００３７】
図２には外ノズル６の先端および内ノズル１０の先端（図１のＡ部）が示されている。内ノズル１０の先端から若干寸法（本実施形態では約１０ｍｍ）だけ本体１５寄りに、リング部材７５が外周に嵌着されている。もちろん、１０ｍｍ以上内側に嵌着してもよい。このリング部材７５は、マーキング装置１が作動したときに空気圧等に起因して外ノズル６と内ノズル１０とが相対的に偏心することを制限するためのものである。リング部材の外径は外ノズル６の内径よりも小さくして噴射空気が良好に流れるようにしている。図２（ａ）および図２（ｂ）は偏心していない状態を示し、図２（ｃ）および図２（ｄ）は偏心した状態を示している。
【００３８】
図２（ｃ）および図２（ｄ）に示すように、相対偏心しようとしてもリング部材７５が外ノズル６の内周に当接するため、内ノズル１０の先端では外ノズル６との間に間隙が確保され、空気が偏らずに内ノズル１０の周囲から噴射される。したがって、インクの霧化が均一となる。もし、リング部材７５等の策が施されず、偏心によって内ノズル１０の先端が外ノズル６に当接したとすれば、ノズル先端からの空気の噴射が不均一となり、インクの霧化が不均一となる。
【００３９】
図３に示すように、リング部材に代えて内ノズル１０の外周に突起物を設けてもよい。突起物の方が空気の流通がより良好となる。図３（ａ）では、内ノズルの所定部位における外周に金属製帯７６を巻き付け、その先端７６ａを突出させて突起物としたものである。これを数カ所設ければ内ノズル１０の断面周方向に複数個の突起物を形成することが可能である。図３（ｂ）は内ノズル１０の所定部位における外周を工具によって塑性加工を施して突起物７７を形成したものである。ノズルの径に応じた偏心制限物を形成すればよい。
【００４０】
図４には上記マーキング装置１を作動させるための必要流体の供給経路を示している。図４において、マーキング装置１の使用時にはマーキング時か非マーキング時かに拘わらず、インクタンク３１からポンプ３２によってインク圧送ユニット３のインク供給口２６を通して前部室１５ａにインクが圧送されている。この経路をインク経路３３と呼ぶ。
【００４１】
また、ブロアー等の空気圧送手段を備えた第一エアタンク３４からは電磁開閉弁３５を通して、インク圧送ユニット３の給気口２７から後部室１５ｂに対し、ニードル弁体１７駆動用の作動空気を供給するとともに、吐出ガン２の給気口１１からシリンダ空間５ｂに対して外ノズル６移動用の作動空気が供給される。この共通経路をマーキング時空気経路３６と呼び、分岐後に一方の給気口２７に至る経路をニードル弁体駆動空気経路３７と呼び、他方の給気口１１に至る経路をノズル駆動空気経路３８と呼ぶ。
【００４２】
ブロアー等の空気圧送手段を備えた第二エアタンク３９からは、電磁開閉弁４０を通して、シリンダ部８の噴射空気供給口１４から外ノズル６と内ノズル１０との間の空間にアトマイジング用の噴射空気が供給される。この経路をアトマイジング経路４１と呼ぶ。アトマイジング経路４１における電磁開閉弁４０の下流には、霧化調整のための空気量調整を行うためにスピードコントローラ４２が配設されている。
【００４３】
シール液タンク４３からは、ポンプ４４によってピストン部５のシール液供給口７を通して外ノズル６と内ノズル１０との間の空間にシール液が圧送されている。この経路をシール液経路４５と呼ぶ。
【００４４】
アトマイジング経路４１における給気口１４への接続部、および、シール液経路４５におけるシール液供給口７への接続部には、それぞれ逆止弁４６が配設されている。
【００４５】
また、上記電磁開閉弁３５、４０の開閉、および、シール液経路４５のポンプ４４のオンオフのタイミングを制御するための制御装置４７が配設されている。この制御装置４７の機能を含めて、以下に本マーキング装置１の作動を説明する。
【００４６】
まず、マーキング装置１の使用を開始すると、インク経路３３のポンプ３２が作動してインクタンク３１からマーキング装置１の前部室１５ａにインクが圧送される。しかし、この状態で両電磁開閉弁３５、４０は閉弁し、シール液経路４５のポンプは停止しているので、マーキング装置にはいずれの空気経路３７、３８、４１からも圧縮空気が送られず、シール液も圧送されない。したがって、ニードル弁体１７がインク通路２１を閉鎖しているので内ノズル１０の先端からインクは吐出されない（非マーキング状態）。また、外ノズル６が先方へ突出し、それによって形成されている液溜まりＳには前回充填されたシール液が存在している。
【００４７】
マーキング装置１を含むシステムのいずれかから制御装置３７にマーキング開始の信号が送られると、制御装置３７は両電磁開閉弁３５、４０を開弁する。そうすることによって、外ノズル６が後退し、ニードル弁体１７がインク通路２１を開放し、アトマイジング用空気が圧送される。その結果、液溜まりＳが消滅し、インクが吐出され、吐出インクの周囲にアトマイジングエアが噴射される。このアトマイジングエアの噴射によってノズル先端に滞っていたシール液が吹き飛ばされる。そして、マーキング装置が図示しない駆動装置によって所定経路に沿って移動させられ、対象材料の表面に線引きがなされる。また、対象材料が移動する場合はマーキング装置１は移動しない。
【００４８】
線引きを断続的に行ったり点状のマークを施す場合には、インクの吐出も断続的に行う必要がある。この場合には制御装置３７が両電磁開閉弁３５、４０の開閉を同期させて断続的に行う。
【００４９】
上記システムのいずれかから制御装置３７にマーキング終了の信号が送られると、制御装置３７はインク経路３３のポンプ３２の作動を停止するとともに、両電磁開閉弁３５、４０を閉弁する。その結果、インクの供給が停止されると同時にニードル弁体１７がインク通路２１を閉鎖するのでノズル先端からのインクの吐出は完全に停止する。また、これと同時にアトマイジングエアの噴射も停止する。さらに、内ノズル１０が先方へ突出して液溜まりＳが形成される。また、制御装置３７はシール液経路４５のポンプ４４を所定時間作動させてシール液を上記液溜まりＳに充填する。
【００５０】
図５（ａ）には図４における流体経路から若干変更した経路が示されており、図５（ｂ）にはこの経路を用いた各機器の動作順序が示されている。図５（ｂ）における線の凸部が作動時間帯を示す。
【００５１】
図５（ａ）の経路が図４の経路と異なる点は、まず、ノズル駆動空気経路３８を第一エアタンク３４ではなく、第二エアタンク３９からのアトマイジング経路４１から分岐させて給気口１１に接続した点である。こうすることにより、外ノズル６の後退作動とアトマイジングエアの噴射とを同時に行いやすくした。この目的は後述する。さらに、このノズル駆動空気経路３８には独自の電磁開閉弁４０ａを設け、制御装置４７の信号によってアトマイジング経路４１の電磁開閉弁４０と同時作動するようにした。同時作動をするためだけの場合には、上記電磁開閉弁４０ａを省略し、アトマイジング経路４１からの分岐点の上流に上記電磁開閉弁４０を一個だけ取り付けてもよい。
【００５２】
つぎに、図５（ｂ）について説明する。前述したとおりマーキング装置１の作動開始時にはノズル先端の液溜まりＳにシール液が存在している。上記説明ではこのシール液をインクとともにアトマイジングエアによって吹き飛ばすことにしている。しかし、図５ではインクを吐出する前にアトマイジングエアによって予めシール液を吹き飛ばしておくのである。まず、外ノズル６が後退すると同時にアトマイジングエアを噴射してシール液を吹き飛ばす。若干遅れてインクの吐出が開始される。ノズル後退とアトマイジングエアの噴射とはもちろん継続される。マーキング動作が終了させるときにはノズル後退とアトマイジングエアの噴射を停止し、シール液の充填を行う。なお、インクの吐出を二段階に分けているのは、まず短時間だけ試し吐出を行っているものである。もちろん、この試し吐出を行わなくてもよい。かかる経路および制御によって吐出開始時のインクにシール液が混入するおそれがない。外ノズル６の後退とアトマイジングエアの噴射とを同時としているが、とくにこのように限定する必要はない。要するに、インクの吐出の前に外ノズル６の後退とアトマイジングエアの噴射とがなされればよい。したがって、外ノズル６後退はアトマイジングエア噴射の前でも後でもよい。
【００５３】
図６には異なるマーキング装置５１が示されている。
【００５４】
このマーキング装置５１は、マーキング液等を吐出する吐出ガン５２とこの吐出ガン５２にマーキング液としてのインクを圧送するインク圧送ユニット３とを備えている。インク圧送ユニット３は図１に示すものと同一の構成であり、同一の機能を有しているため、その図示および説明を省略する。
【００５５】
吐出ガン５２を説明する。本装置５１の吐出ガン５２は、図１の吐出ガン２が二重管のノズルを備えているのに対し、三重管のノズルを備えている点で異なっている。つまり、インクの吐出通路と、アトマイジングエアの噴射通路と、シール液の吐出通路とがそれぞれ独立している。この吐出ガン５２はシリンダを形成する本体５４とこの本体内の空洞に入れ子式に且つ着脱可能に挿入されたピストン部５５とを有している。ピストン部５５はその内部に空洞５５ａを有し、その先端にはシール部材５６ａを介して着脱可能な外ノズル取り付け部５６ｂを有している。この外ノズル取り付け部５６ｂには内部空洞５５ａに連通する外ノズル５６が突設されている。したがって、外ノズル５６は着脱可能となってそのサイズ変更、交換およびメンテナンスが容易となる。さらに、ピストン部５５にはその内部空洞５５ａにシール液を供給するためのシール液供給口５７が形成されている。
【００５６】
本体５４は、ピストン部５５の基部が摺動可能に貫入した分割可能なシリンダ部５８と、シリンダ部５８の内部に固設された円筒部５９を有している。図示のごとく、このシリンダ部５８を分割することによってピストン部５５を取り外すことができる。上記円筒部５９は、前筒部６０、後筒部６１、前筒部６０と後筒部６１との間に位置する円筒状スペーサ６２、前筒部６０とスペーサ６２とに挟まれた中間ノズル固定部６３、および、スペーサ６２と後筒部６１とに挟まれた内ノズル固定部６４とを有している。図示のごとく、これら円筒部５９を構成する部材は全て分離可能であり着脱可能にされている。すなわち、接続リング１９を外せば順番に後方に抜き取ることができるようにされている。その結果、後述の内ノズル６７および中間ノズル６５は着脱可能となるので、そのサイズ変更、交換およびメンテナンスが容易となる。
【００５７】
中間ノズル固定部６３には中間ノズル６５が突設されている。この中間ノズル６５は円筒部５９の内部空洞５９ａからピストン部５５の内部空洞５５ａを通して外ノズル５６の内部に貫入している。一方、中間ノズル６５の基端部は中間ノズル固定部６３を貫通して、その内部がスペーサ６２が挟持されている空間６２ａに連通している。この空間６２ａにはシリンダ部５８およびスペーサ６２を貫通してアトマイジング用の噴射空気供給口６６が形成されている。
【００５８】
また、内ノズル固定部６４には内ノズル６７が突設されている。この内ノズル６７は円筒部５９のスペーサ６２の内部空洞を通して中間ノズル６５の内部に貫入している。一方、内ノズル６５の基端部は内ノズル固定部６４を貫通して、内ノズル６７の内部が上記インク圧送ユニット３の内部に連通している。
【００５９】
かかる構成により、内ノズル６７内はインクの吐出通路となり、内ノズル６７と中間ノズル６５との間の空間はアトマイジングエアの通路となり、中間ノズル６５と外ノズル５６との間の空間はシール液の吐出通路となる。
【００６０】
図示しないが、本マーキング装置５１の内ノズル６７の先端近傍の外周面にも前述したと同様の偏心制限物が形成されている。作用は前述したものと同様である。
【００６１】
ピストン部５５はシリンダ部５８の内面によって摺動が案内される。ピストン部５５の外面とシリンダ部５８の内面とシリンダ部５８内面の前方段部５８ａとピストン部５５外面の後方段部５５ｃとによってシリンダ空間５５ｂが形成されている。シリンダ部５８にはピストン部５５を駆動するための作動空気を上記シリンダ空間５５ｂに供給するための給気口６８が形成されている。また、ピストン部５５は、その内部に圧縮状態で配設されたコイルばね６９によって前方に付勢されている。この状態では、外ノズル５６の先端が内ノズル６７の先端および中間ノズル６５の先端より後述のＬ寸法よりわずかに小さい寸法だけ先方へ突出している。この突出によって形成される外ノズル５６の先端内部にシール液の液溜まりＳが形成される。
【００６２】
シリンダ部５８の内部にはピストン部５５の後端と対向する後方段部５８ｂが形成されており、ピストン部５５の外面にはシリンダ部５８の前方段部５８ａと対向する前方段部５５ｄが形成されている。そして、ピストン部５５が前方に付勢された状態で、この後方段部５８ｂとピストン部５５の後端との間にはピストン部５５の作動ストロークを規定する間隔Ｌが形成されている。この後方段部５８ｂとピストン部５５の後端との間の空間は大気開放にされている。マーキング時に作動空気によってピストン部５５がＬだけ後退させられると、外ノズル５６の先端は内ノズル６７の先端および中間ノズル６５の先端よりわずかに後退することになり、上記液溜まりＳが消滅する。ピストン部５５の外面におけるシリンダ空間５５ｂの前後には、シリンダ部５８の内面との間で外部からシールするためのシール部材７０が配設されている。そして、シール液供給口５７が形成されているピストン部５５の内部空洞５５ａと、上記コイルばね６９が収容されたシリンダ部５８の内部空洞５８ｃとは、図示のごときシール部材５５ｅによって気密、液密に隔離されている。
【００６３】
本マーキング装置５１の作動も図４および図５に示す制御装置４７および流体経路を用いて行われる。図２には各流体経路３８、４１、４５が接続される本吐出ガン５２への接続口（供給口）５７、６６、６８も併記されている。図４および図５におけるインク経路３３およびニードル弁体駆動空気経路３７はインク圧送ユニット３の供給口に接続されるが、この供給口は図１のマーキング装置１におけると同一の符号２６、２７を付した供給口である。
【００６４】
以下、図４を参照しつつ本マーキング装置５１の作動を簡単に説明する。
【００６５】
マーキング装置５１の使用を開始すると、インク経路３３を通してインク圧送ユニット３の前部室１５ａにインクが圧送される。ここで両電磁開閉弁３５、４０は閉弁し、シール液経路４５のポンプも停止しているため、ノズルの先端からはシール液もインクもアトマイジングエアも噴出しない（非マーキング状態）。また、外ノズル５６の先端の液溜まりＳには前回充填されたシール液が存在している。
【００６６】
マーキングが開始されると両電磁開閉弁３５、４０が開弁し、ニードル弁体１７を後退させるための空気が供給口２７に送られ、外ノズル５６を後退させるための空気が供給口６８に送られ、アトマイジングエアが供給口６６に送られる。そうすると、外ノズル５６が後退し、ニードル弁体１７がインク通路２１を開放し、アトマイジング用空気が圧送される。その結果、液溜まりＳが消滅し、インクが吐出され、吐出インクの周囲にアトマイジングエアが噴射される。このアトマイジングエアの噴射によってノズル先端に滞っていたシール液が吹き飛ばされる。この状態でマーキング作動がなされる。
【００６７】
マーキングが終了すると、インク経路３３のポンプ３２の作動が停止し、両電磁開閉弁３５、４０が閉弁する。その結果、インクの吐出は完全に停止し、同時にアトマイジングエアの噴射も停止する。さらに、内ノズル６７が先方へ突出して液溜まりＳが形成される。そして、シール液を上記液溜まりＳに充填する。
【００６８】
以上説明した実施形態では、ピストン部５、５５の駆動を圧縮空気で行っているが、本発明ではかかる構成に限定されない。たとえば、シリンダ部にソレノイドコイルを配設し、ピストン部を鉄心として励磁および消磁によってピストン部を進退させるようにしてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、マーキング時にはマーキング液が吐出するとともに、このマーキング液の周囲にアトマイジングエアが噴出するので吐出したマーキング液の拡散が防止される。したがって、マーキング対象材料の搬送速度に拘わらず明確な細い線引きが可能となる。これに併せて、非マーキング時にはノズルの先端内部にシール液溜まりが形成されるため、ノズル内のマーキング液が凝固することが防止される。それゆえ、マーキング液として速乾性のインクを使用することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマーキング装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図２（ｂ）は図１のマーキング装置のＡ部拡大図であり、図２（ａ）は図２（ｂ）のＩＩａ−ＩＩａ線断面図であり、図２（ｄ）はノズル偏心時の図１のマーキング装置のＡ部拡大図であり、図２（ｃ）は図２（ｄ）のＩＩｃ−ＩＩｃ線断面図である。
【図３】図３（ａ）は図１のマーキング装置のＡ部の他の例を示し、図３（ｂ）は図１のマーキング装置のＡ部のさらに他の例を示す、上記図２（ａ）に相当する断面図である。
【図４】図１のマーキング装置へのインク等の流体圧送経路の一例を示すブロック図である。
【図５】図５（ａ）は図１のマーキング装置へのインク等の流体圧送経路の他の例を示すブロック図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の経路を用いたマーキング装置の作動順序を示すグラフである。
【図６】本発明のマーキング装置の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・マーキング装置
２・・・・吐出ガン
３・・・・インク圧送ユニット
４・・・・本体
５・・・・ピストン部
５ａ・・・（ピストン部の）内部空洞
５ｂ・・・シリンダ空間
５ｃ・・・（ピストン部の）後方段部
５ｄ・・・（ピストン部の）前方段部
５ｅ・・・シール部材
６・・・・外ノズル
７・・・・シール液供給口
８・・・・シリンダ部
８ａ・・・（シリンダ部の）前方段部
８ｂ・・・（シリンダ部の）後方方段部
９・・・・円筒部
９ａ・・・内ノズル固定部
９ｂ・・・（円筒部の）内部空洞
１０・・・・内ノズル
１１・・・・（ピストン部駆動用）給気口
１２・・・・コイルばね
１３・・・・シール部材
１４・・・・噴射空気供給口
１５・・・・本体
１５ａ・・・（本体の）前部室
１５ｂ・・・（本体の）後部室
１６・・・・ノズル部
１７・・・・ニードル弁体
１８・・・・ばねユニット
１９・・・・接続リング
２０・・・・弁座
２１・・・・インク通路
２２・・・・隔壁
２３ａ、２３ｂ・・・シール部材
２４・・・・圧縮ばね
２５・・・・シール板
２６・・・・インク供給口
２７・・・・（ニードル弁駆動用）給気口
２８・・・・ドレン口
２９・・・・ハウジング
２９ａ・・・ハウジング本体
３０・・・・圧縮コイルばね
３１・・・・インクタンク
３２・・・・ポンプ
３３・・・・インク経路
３４・・・・第一エアタンク
３５・・・・電磁切り換え弁
３６・・・・マーキング時空気経路
３７・・・・ニードル弁体駆動空気経路
３８・・・・ノズル駆動空気経路
３９・・・・第二エアタンク
４０、４０ａ・・・・電磁開閉弁
４１・・・・アトマイジング経路
４２・・・・スピードコントローラ
４３・・・・シール液タンク
４４・・・・ポンプ
４５・・・・シール液経路
４６・・・・逆止弁
４７・・・・制御回路
５１・・・・マーキング装置
５２・・・・吐出ガン
５４・・・・本体
５５・・・・ピストン部
５５ａ・・・（ピストン部の）内部空洞
５５ｂ・・・シリンダ空間
５５ｃ・・・（ピストン部の）後方段部
５５ｄ・・・（ピストン部の）前方段部
５５ｅ・・・シール部材
５６・・・・外ノズル
５６ａ・・・シール部材
５６ｂ・・・外ノズル取り付け部
５７・・・・シール液供給口
５８・・・・シリンダ部
５８ａ・・・（シリンダ部の）前方段部
５８ｂ・・・（シリンダ部の）後方方段部
５８ｃ・・・（シリンダ部の）内部空洞
５９・・・・円筒部
６０・・・・前筒部
６１・・・・後筒部
６２・・・・スペーサ
６２ａ・・・（スペーサ部分の）空間
６３・・・・中間ノズル固定部
６４・・・・内ノズル固定部
６５・・・・中間ノズル
６６・・・・噴射空気供給口
６７・・・・内ノズル
６８・・・・（ピストン部駆動用）給気口
６９・・・・コイルばね
７０・・・・シール部材
７１・・・・リフト調節筒
７２・・・・ばね調節筒
７３ａ、７３ｂ・・・ロックナット
７４・・・・ストッパ
７５・・・・リング部材
７６・・・・金属帯
７６ａ・・・（金属帯の）先端
７７・・・・突起物
Ｄ・・・・（ニードル弁体の）リフト
Ｓ・・・・液溜まり

Claims (8)

1. マーキング液を吐出するための内ノズルと、
   該内ノズルに流体通路用間隔をおいて外嵌された外ノズルと、
   上記間隔に連通した噴出気体用通路およびシール液用通路と
   を備えており、
   上記外ノズルの先端が、非マーキング時には内ノズルの先端より先方に突出した作用位置に移動してシール液溜まりを形成し、マーキング時には内ノズルの先端位置かまたはこれより後方の非作用位置に移動してマーキング液の吐出および気体の噴出がなされるように構成されてなるマーキング装置。
2. シリンダを構成する本体と、
   該本体内に、前後方向に摺動駆動可能に内嵌されたピストン部材とを備えており、
   該ピストン部材から上記外ノズルが突設されており、上記内ノズルが上記ピストン部材の内部空洞をその中心軸に沿って貫入するように本体に突設されており、ピストン部材に、外ノズル内部に連通するシール液供給口および噴出気体供給口が形成され、本体に内ノズル内部に連通するマーキング液供給部が配設されており、
   上記シール液供給口および噴出気体供給口のピストン部材内部空洞への連通が切り換えられるように構成されてなる請求項１記載のマーキング装置。
3. 上記内ノズルの外周面に、内ノズルと外ノズルとの偏心を制限するための偏心制限部が形成されてなる請求項１記載のマーキング装置。
4. マーキング液を吐出するための内ノズルと、
   該内ノズルに、噴出気体通路用の間隔をおいて外嵌された中間ノズルと、
   該中間ノズルに、シール液通路用の間隔をおいて外嵌された外ノズルと
   を備えており、
   該外ノズルの先端が、非マーキング時には内ノズルの先端および中間ノズルの先端より先方に突出した作用位置に移動してシール液溜まりを形成し、マーキング時には内ノズルの先端位置かまたはこれより後方の非作用位置に移動してマーキング液の吐出および気体の噴出がなされるように構成されてなるマーキング装置。
5. シリンダを構成する本体と、
   該本体内に、前後方向に摺動駆動可能に内嵌されたピストン部材とを備えており、
   該ピストン部材から上記外ノズルが突設されており、上記中間ノズルおよび内ノズルが上記ピストン部材の内部空洞をその中心軸に沿って貫入するように本体に突設されており、ピストン部材に、外ノズル内部に連通するシール液供給口が形成され、本体に、中間ノズル内部に連通する噴出気体供給口が形成され、且つ、内ノズル内部に連通するマーキング液供給部が配設されてなる請求項４記載のマーキング装置。
6. 上記ピストン部材が本体内に先端方向に付勢された状態で内嵌されており、本体とピストン部材との間の空間に、ピストン部材を後方に移動させるための作動流体が供給されるように構成された請求項２または５記載のマーキング装置。
7. 上記内ノズルの外周面に、内ノズルと中間ノズルとの偏心を制限するための偏心制限部が形成されてなる請求項４記載のマーキング装置。
8. 少なくとも上記マーキング液の吐出と外ノズルの非作用位置への移動と上記気体の噴出とを制御するための制御装置を備えており、
   該制御装置の指示により、マーキング液の吐出に先立って、外ノズルの非作用位置への移動と上記気体の噴出とがなされるように構成されてなる請求項１または４記載のマーキング装置。

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