JPS6140876B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気付勢により流体路を開閉する電磁
弁に関し、特に、インクの印写記録をおこなうイ
ンクジエツトヘツドへの加圧インクの供給制御を
おこなう電磁弁に関する。

電磁弁を用いる従来のインクジエツト記録装置
の構成の一例を第１図に示す。第１図において、
２はモータを内蔵するギアボツクスでありその出
力軸３に偏心カム４が固着されている。偏心カム
４はポンプ５のピストンロツド５ａの切欠きの壁
に当接している。ピストンロツド５ａにはスプリ
ング５ｂにより常時左方向に向かう力が附与され
ている。したがつてモータの駆動によりギアボツ
クス２の出力軸３が回転し偏心カム４が回動する
と、ピストンロツド５ａが左右方向に往復動す
る。ポンプ５の、シリンダ室を有する本体部に
は、ボール５ｃ，５ｄおよびスプリング５ｅ，５
ｆが内蔵されており、これらのボール５ｃ，５ｄ
およびスプリング５ｅ，５ｆならびにピストンロ
ツド５ａの動作によりインクタンク６よりポンプ
５内にインクが吸入され、そしてフイルタ７を通
して脈動除去装置である蓄圧器８にインクが供給
される。蓄圧器８は図に示すように加圧ガス空間
８ａを有する。蓄圧器８においては、ポンプ５よ
りその吐出行程において供給されるインクの圧力
で加圧ガス収納空間８ａ内の空気又はその他の気
体が圧縮され、ポンプ５が吸入行程にあるときそ
の蓄積圧力が蓄圧器８内のインクに加わつてい
る。したがつてポンプ５より蓄圧器８に供給され
るインクにおいてはピストンの往復動による大き
な圧力変動（脈動）があるが、蓄圧器８より電磁
弁１０を介してインクジエツトヘツド９に与えら
れるインクにおいては圧力変動が少ない。

従来の電磁弁１０の概略構造を第２ａ図および
第２ｂ図に示す。なお第２ａ図はソレノイド１０
ａに通電していない状態を示し、第２ｂ図はソレ
ノイド１０ａに通電した状態を示す。この電磁弁
１０においては、第２ａ図に示すように、ソレノ
イド１０ａが消勢状態のときに、スプリング１０
ｂの力でプランジヤ（弁体）１０ｃがインク流出
口１０ｄを閉じており、電磁弁１０は閉状態にあ
る。ソレノイド１０ａが付勢されていると、第２
ｂ図に示すように、スプリング１０ｂの力に抗し
てプランジヤ１０ｃがソレノイド１０ａに吸引さ
れてインク流出口１０ｄを開いており、これによ
りインク流入口１０ｅに供給されている加圧イン
クがインク流出口１０ｄに流れる。

このような電磁弁１０をインクジエツト記録装
置に用いた場合の問題点の１つは、ソレノイド１
０ａのコイル巻回数を多くするか、および／又
は、ソレノイド１０ａの通電電流値を比較的に大
としなければ、プランジヤ１０ｃを第２ｂ図に示
すような弁開位置に安定して維持し得ないこと、
ならびに弁開を維持するために常時保持電流を通
電する必要があることである。その結果、たとえ
保持電流が吸引電流よりも小さいとしても、弁開
としてから次第にソレノイド１０ａの温度が上昇
し、電磁弁１０を流れるインクの温度が次第に上
昇し、インク温度が一定温度に安定するまでに長
い時間がかかる。一方、インクジエツトヘツド９
より噴射されるインク粒子の粒径（質量）および
飛翔速度はインク温度によつて変化し、インク粒
子を荷電して偏向させる場合にはインク粒子の偏
向量が変化する。その結果、インク温度が安定す
るまで、記録画像濃度や印写倍率（画像の伸び縮
み）が変化することになり、これは記録装置とし
て大きな問題である。他方、ソレノイド１０ａ
に、記録動作中に常時通電しなければならないの
で、電力消費が大きいという問題もある。

本発明は電力消費を低減し得る電磁弁を提供す
ることを第１の目的とし、弁部材を開閉するソレ
ノイドによる、弁装置内の流体の温度上昇が少い
電磁弁を提供することを第２の目的とする。

上記目的を達成するために本発明においては、
軸を中心に回転可能に作動部材を支持し；該作動
部材の一部にスプリングの一端を係合させ、該軸
に関して該一端と反対側の位置において該スプリ
ングの他端を固定して、該作動部材を前記軸と該
他端を結ぶ死点を境に該軸を中心に時計方向およ
び反時計方向に回転強制し；該作動部材に弁部材
を一体にして；該作動部材の時計方向および反時
計方向の回転の一方により該弁部材により流体口
を閉じるものとし；第１のソレノイドで該作動部
材を反時計方向に回転駆動し；第２のソレノイド
で該作動部材を時計方向に回転駆動する；構成と
する。

これによれば例えば、スプリングが作動部材を
反時計方向に回転強制し弁部材が流体口を閉じて
いる状態で、第２のソレノイドを付勢して作動部
材を時計方向に回転駆動すると、作動部材が時計
方向に回転して死点を越えた所で、スプリングが
作動部材を時計方向に回転強制する。この状態で
第２のソレノイドの付勢を停止しても、スプリン
グの力で作動部材は常時時計方向に回転強制さ
れ、弁部材は流体口から離れ、流体口を開いた状
態となる。したがつて、弁部材で流体口を閉じて
いるときには、第２のソレノイドに一時的に通電
することにより、流体口が開になる。

流体口が開になつている状態（作動部材がスプ
リングで時計方向に回転強制されている状態）で
第１ソレノイドを付勢して作動部材を反時計方向
に回転駆動すると、作動部材が反時計方向に回転
して死点を越えた所で、スプリングが作動部材を
反時計方向に回転強制する。この状態で第１のソ
レノイドの付勢を停止しても、スプリングの力で
作動部材は常時反時計方向に回転強制され、弁部
材が流体口を閉じる。したがつて、弁部材が開い
ているときには、第１のソレノイドに一時的に通
電することにより、流体口が閉になる。

したがつて、流体口を閉から開にするには第２
ソレノイドに、作動部材が時計方向の回転で死点
を越えるに十分な時間の間のみ通電、すなわちパ
ルス通電、すればよい。また、流体口を開から閉
にするには第１ソレノイドに、作動部材が反時計
方向の回転で死点を越えるに十分な時間の間のみ
通電、すなわちパルス通電、すればよい。このよ
うに、パルス通電で流体口を閉から開に、および
開から閉に切換え得るので、従来のように、流体
口を開にしている間連続してソレノイドに通電す
る必要はなく、したがつて、電磁弁の開閉駆動電
力が大幅に低減する。通電時間が極くわずかであ
るので、第１および第２のソレノイドの発熱が極
く小さく、したがつてケース部材の中の流体が、
ソレノイドの発熱で加温されることが実質上なく
なる。

本発明の好ましい実施例では、第１および第２
のソレノイドは、ケース部材の流体通流空間の外
部に設置する。これによれば、ソレノイドが一時
的に発熱しても、熱がケース外部に放散され、ケ
ース部材の中の流体の加温防止が、より一層徹底
する。

第３ａ図〜第３ｃ図に、本発明の一実施例を示
す。なお第３ａ図は弁閉（流体口閉）状態を示し
第３ｂ図は弁開（流体口開）状態を示し、第３ｃ
図は分解斜視図を示す。これらの図面において、
２０が死点を境にしてスプリング２１の引張力に
より、反時計方向（第３ａ図）と、これとは逆の
時計方向（第３ｂ図）に回転強制される磁性体の
作動部材である。この作動部材２０は、弧状部２
０ａ、中央部の水平上、下アーム２０b₁，２０
b₂、および、弧状部２０ａの両端において垂直に
立つた直立アーム２０c₁，２０c₂で構成されてい
る。水平上、下アーム２０b₁，２０b₂にはピン２
２を通す穴２３が形成されており、それらの先端
部にピン２４が固着されている。ピン２４の先端
部にはスプリング２１の一端が係合しており、ス
プリング２１の他端はピン２５に係合している。
ピン２４は作動部材２０と一体であり、ピン２５
はケース下本体２８_２と一体であるので、スプリ
ング２１の一端は作動部材２０に、他端はケース
下本体２８_２に係合していることになる。直立ア
ーム２０c₁の下端部には弾性弁部材２６が固着さ
れているが、直立アーム２０c₂の下端部には開口
２７が形成されている。この電磁弁の内空間は、
合成樹脂製の上、下本体２８_１，２８_２ならびに
それらの間に介挿されたパツキング２９で形成さ
れており、これらの３者はねじ３０_１〜３０_４で
一体に気密に結合されている。電磁弁の内空間に
ある直立アーム２０c₁および２０c₂の上端部側面
に、上本体２８_１の外部においてそれぞれコア３
１b₁および３１b₂の端面が対向するように、コア
３１b₁および３１b₂に巻回された第１および第２
のソレノイド３１a₁および３１a₂が、それぞれね
じ３２_１〜３２_４および３３_１〜３３_４で上本体
２８_１に固着されている。

下本体２８_１には、弁部材２６に対向する位置
にインク流出口１０ｄが、また、直立アーム２０
c₂の下端部の開口に対向する位置にインク流入口
１０ｅが形成されており、これらの口１０ｄおよ
び１０ｅの部分にはそれぞれ接続用のパイプ３４
および３５が固着されている。

第３ｃ図に示す各構成要素を第３ａ図又は第３
ｂ図に示すように組立てるには、まず作動部材位
置決め用のスリーブ３６をピン２２にはめ込み、
次いでピン２２を穴２３に通しながら、しかもス
プリング２１の一端をピン２５に係合させて、作
動部材２０を下本体２８_２の内空間に挿入する。
そしてピン２５を穴２９ａに通す形でパツキング
２９を下本体２８_２の上端面に乗せ、ピン２５の
先端を穴２８₁aに差し込みながら上本体２８_１を
パツキング２９上に乗せ、上本体２８_１の穴にね
じ３０_１〜３０_４を差し込んでそれらの下端部を
下本体２８_２のねじ穴に螺合させ、ねじ３０_１〜
３０_４を締め付けることにより上本体２８_１を下
本体２８_２に一体に固着する。次いで、上本体２
８_１の側面部にねじ３２_１〜３２_４および３３_１
〜３３_４でソレノイド３１a₁および３１a₂を固着
する。

このように組立てた電磁弁においては、作動部
材２０は第３ａ図又は第３ｂ図に示すように、ス
プリング２１で反時計方向（第３ａ図）又は時計
方向（第３ｂ図）に強制されている。いずれにし
ても第１のソレノイド３１a₁に一瞬通電すること
により、第３ａ図に示す状態となり、弁部材２６
がインク流出口１０ｄを閉じる。なお、組立時に
第３ａ図に示す配置で作動部材２０を組込むよう
に定めてもよい。

この実施例の電磁弁は、パイプ３４をインクジ
エツトヘツド９に接続し、パイプ３５を蓄圧器８
に接続する。そして接続を終わつた後に念のため
第１のソレノイド３１a₁に一瞬通電する。これに
より、内部の作動部材２０は、第３ａ図に示す如
く、それに固着した弁部材２６がインク流出口１
０ｄを閉じスプリング２１がこの弁部材２６をイ
ンク流出口１０ｄに押し付ける位置にある（弁閉
状態）。この状態でポンプ５を駆動すると蓄圧器
８を通して電磁弁の内部に加圧インクが供給され
る。そして第２のソレノイド３１a₂に一瞬通電す
ると、作動部材２０が第３ｂ図に示す位置に駆動
され、インク流出口１０ｄが開かれ、蓄圧器８よ
りのインクがインク流入口１０ｅ−内空間−イン
ク流出口１０ｄの経路でインクジエツトヘツド９
に与えられる。第１のソレノイド３１a₁に一瞬通
電することにより、第３ａ図に示す弁閉状態とな
る。

作動部材２０は、ピン２２と２５を結ぶ直線上
にピン２４が位置するときにスプリング２１が最
も伸びており、反時計方向又は時計方向のいずれ
に回動するか不安定である。つまり、作動部材２
０はピン２２と２５を結ぶ直線を思案点すなわち
死点としており、この死点を越えることにより、
後はスプリング２１の力で弁開状態又は弁閉状態
に安定して維持される。したがつて弁開閉は前述
の如く第１および第２のソレノイド３１a₁および
３１a₂の一瞬の通電でよい。したがつて、ソレノ
イド３１a₁，３１a₂がインクを加熱することはな
く、電力消費もきわめて少ない。また、ソレノイ
ド３１a₁，３１a₂が上、下本体２８_１，２８_２の
外部にあつて外部空気と接触するので、ソレノイ
ド３１a₁，３１a₂によるインクの加熱は実用上無
視しうる。

上述した本発明の電磁弁は、切換弁の形として
も構成しうる。たとえば第４図に示すように、下
本体２８_２に作動部材２０によつて開閉されない
開口を作成してそれにパイプ３７を結合し、作動
部材２０の直立アーム２０c₂の下端部に、弁部材
２６と同様な弁部材を固着すればよい。このよう
にした電磁弁においては、たとえばパイプ３７を
蓄圧器８に接続し、パイプ３４をインクジエツト
ヘツド９に接続し、パイプ３５をインク槽６に接
続する。このようにすると、第１のソレノイド３
１a₁に一瞬通電すると、加圧インクがヘツド９に
供給され、第２のソレノイド３１a₂に一瞬通電す
ると、蓄圧器８および電磁弁のインクがインク槽
６に流れ、インクジエツトヘツド９に対しては閉
となる。

以上の通り本発明の電磁弁では、パルス通電で
流体口を閉から開に、および開から閉に切換え得
るので、従来のように、流体口を開にしている間
連続してソレノイドに通電する必要はなく、した
がつて、電磁弁の開閉駆動電力が大幅に低減す
る。通電時間が極くわずかであるので、第１およ
び第２のソレノイドの発熱が極く小さく、したが
つてケース部材の中の流体が、ソレノイドの発熱
で加温されることが実質上なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインクジエツト記録装置を示す
側面図、第２ａ図および第２ｂ図は従来の電磁弁
を示す概略断面図である。第３ａ図および第３ｂ
図は本発明の一実施例を示す平面図、第３ｃ図は
その分解斜視図であり、第３ａ図は弁閉状態を示
し、第３ｂ図は弁開状態を示す。第４図は本発明
の他の実施例を示す斜視図である。 ２：ギアボツクス、３：出力軸、４：偏心カ
ム、５：ポンプ、６：インク槽、７：インクフイ
ルタ、８：蓄圧器、９：インクジエツトヘツド、
１０：電磁弁、１０ａ：ソレノイド、３１a₁：第
１のソレノイド、３１a₂：第２のソレノイド、１
０ｄ：インク流出口（流体口）、１０ｅ：インク
流入口、１０ｂ，２１：スプリング、２０：作動
部材、２２：ピン（軸）、２４，２５：ピン、２
６：弁部材、２７：開口、２８_１：ケース上本
体、２８_２：ケース下本体（ケース部材）、２
９：パツキング、３０_１〜３０_４，３２_１〜３２
_４，３３_１〜３３_４：ねじ、３４，３５，３７：
パイプ、３６：スリーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸を中心に回転可能に支持された作動部材； 該作動部材の一部に一端が係合し、該軸に関し
   て該一端と反対側の位置において他端が固定さ
   れ、該作動部材を前記軸と該他端を結ぶ死点を境
   に該軸を中心に時計方向および反時計方向に回転
   強制するスプリング； 該作動部材に一体の弁部材： 該作動部材の時計方向および反時計方向の回転
   の一方により該弁部材により閉じられる流体口； 該作動部材を反時計方向に回転駆動する第１の
   ソレノイド；および 該作動部材を時計方向に回転駆動する第２のソ
   レノイド； を備える電磁弁。 ２ 第１および第２のソレノイドを、前記ケース
   部材の流体通流空間の外部に設置した前記特許請
   求の範囲第１項記載の電磁弁。