2023-57965 文字又は図形を印す印字装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023057965

(43)【公開日】2023-04-24

(54)【発明の名称】文字又は図形を印す印字装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20230417BHJP

   F16K 1/42 20060101ALI20230417BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 607

F16K1/42 F

F16K1/42 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021167750

(22)【出願日】2021-10-12

(71)【出願人】

【識別番号】390002808

【氏名又は名称】マークテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090893

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 敏

(72)【発明者】

【氏名】松本 謙二

【テーマコード（参考）】

2C057

3H052

【Ｆターム（参考）】

2C057AG01

2C057AG76

2C057BB04

2C057BF04

3H052AA01

3H052BA22

3H052BA35

3H052CB18

3H052CB19

3H052EA16

(57)【要約】

【課題】バルブシートの変形を抑制し、印字、マーキングの乱れを防止することを可能とするとともに、省エネルギーな文字又は図形を印す印字装置を提供する。
【解決手段】文字又は図形を印す印字装置１は塗料室２、球状の弁体３，多層のバルブシート４，１０４を備え、バルブシート４，１０４は内側層１１，外側層１２を備え、バルブシート１０４は更に中間層１４を備え、文字又は図形を印す印字装置１は更に弁体３の周りを取り囲むように弁体３をガイドするガイド部８０を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

塗料室、可動鉄心、弁体、バルブシート、吐出ノズルを備えた文字又は図形を印す印字装置であって、前記可動鉄心の先端に備えられた球状の前記弁体が前記バルブシートから離れ、前記塗料室からの吐出をする開状態と、前記弁体が前記バルブシートを押圧して前記塗料室からの吐出を停止する閉状態とを有し、また被印字対象物に対して相対的に移動させながら前記開状態及び前記閉状態に交互に移行することでドットにより文字又は図形を印すことが可能である文字又は図形を印す印字装置において、
前記バルブシートは前記弁体と接触する接触面が略平面状であるか、又は該接触面が押圧されて変形し略球帯状に形成されており、また前記バルブシートは前記接触面の中心を貫き前記吐出ノズルに接続して形成される円筒状の塗料流路を備えており、さらに前記バルブシートは該塗料流路の周りを取り囲む外周が円形の内側層と、該内側層の外周面と接してこれを取り囲む外側層の２つの層からなり、前記塗料流路と、前記内側層と前記外側層の境を形成する境界は前記接触面側からみて略同心円状であり、前記外側層は、前記内側層よりも硬く形成されることを特徴とする、文字又は図形を印す印字装置。

【請求項2】

前記内側層と前記外側層の間にはさらに１つまたは複数の中間層が設けられ、前記内側層と１つまたは複数の前記中間層と前記外側層との各境界及び複数の前記中間層同士の各境界はいずれも略同心円状であることを特徴とする、請求項１に記載の文字又は図形を印す印字装置。

【請求項3】

前記弁体の前記開状態と前記閉状態を交互に繰り返す動作をガイドするため前記弁体の周りに筒状に形成されるガイド部を備えたことを特徴とする、請求項１乃至２に記載の文字又は図形を印す印字装置。

【請求項4】

前記バルブシート内周部の硬度は、デュロメータータイプAにおいて硬さが40以上70以下であり、前記バルブシート外周部の硬度は、デュロメータータイプDにおいて硬さが50以上90以下であることを特徴とする、請求項１乃至３に記載の文字又は図形を印す印字装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼鉄材料等の製品にドットマークにより印字及び図形を描画するためのドット状マーキング及び印字装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、この種のドット状マーキング及び印字装置は、スプレーノズルを備えており、スプレーノズル先端にドット状印字に適した吐出ノズルを備え、その外側にアトマイズノズルを備えた二重構造を有し、この吐出ノズルの内方に弁座と球体弁体からなる吐出制御弁が形成される構造が知られている。この球体弁体はロッドを介して振動機構の、例えば電磁ソレノイドの可動鉄心に一体的に連結される。弁座と球体弁体の周辺には加圧された塗料が充満する塗料室が設けられ、可動鉄心の往復運動により吐出制御弁が開閉して吐出ノズルよりドット状液体塗料が断続的に吐出される。可動鉄心の往復運動により吐出制御弁が開閉する際に、球状弁体の弁座への接触する。この際球状弁体は弁座へ押圧する形で接触し、塗料室と吐出ノズルを区切るようにシールする。この際に上記の構成では、弁座の変形により、可動鉄心の往復運動の際の移動距離であるストロークが変化することがあった。その結果、メンテナンス性や、メンテナンスを頻繁に行わない場合、塗料が吐出されにくくなってしまう、また塗料の吐出が乱れてしまう、などの問題があった。

【0003】

たとえば特許文献１においては、ドット状印字装置は、吐出ノズルの周囲にこれを取り囲む圧縮空気噴出口を有する二重管ノズルを設け、かつ吐出ノズルが圧縮空気噴出口より所定の距離だけ長く突出しているようにして、吐出されたドット状液体塗料の微粒子を乱さずにテーリングの成長を防止できるようなドット状印字装置が開示されている。特許文献１に開示されるドット状印字装置では、テーリングの成長は防止することができる点は優れる。しかし、弁座は従来の単層構造を使用している。このため、使用とともにストロークが変化し、塗料の吐出が乱れる、そのためドット状印字装置の内部のメンテナンスが必要となってしまう、といった諸点について解決されていない、という課題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５－１８５５９１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ドット状印字の際に弁体により頻繁に押圧されるバルブシートが、その押圧による変形を少なくすることで、ストロークをより長い間一定に保ち、メンテナンス性を向上させた文字又は図形を印す印字装置を提供することにその目的がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

そこで本発明は、塗料室、可動鉄心、弁体、バルブシート、吐出ノズルを備えた文字又は図形を印す印字装置であって、前記可動鉄心の先端に備えられた球状の前記弁体が前記バルブシートから離れ、前記塗料室からの吐出をする開状態と、前記弁体が前記バルブシートを押圧して前記塗料室からの吐出を停止する閉状態とを有し、また被印字対象物に対して相対的に移動させながら前記開状態及び前記閉状態に交互に移行することでドットにより文字又は図形を印すことが可能である文字又は図形を印す印字装置において、
前記バルブシートは前記弁体と接触する接触面が略平面状であるか、又は該接触面が押圧されて変形し略球帯状に形成されており、また前記バルブシートは前記接触面の中心を貫き前記吐出ノズルに接続して形成される円筒状の塗料流路を備えており、さらに前記バルブシートは該塗料流路の周りを取り囲む外周が円形の内側層と、該内側層の外周面と接してこれを取り囲む外側層の２つの層からなり、前記塗料流路と、前記内側層と前記外側層の境を形成する境界は前記接触面側からみて略同心円状であり、前記外側層は、前記内側層よりも硬く形成されることを特徴とする。

【0007】

また、本発明は、前記内側層と前記外側層の間にはさらに１つまたは複数の中間層が設けられ、前記内側層と１つまたは複数の前記中間層と前記外側層との各境界及び複数の前記中間層同士の各境界はいずれも略同心円状であることを特徴とする。

【0008】

また、本発明は、前記弁体の前記開状態と前記閉状態を交互に繰り返す動作をガイドするため前記弁体の周りに筒状に形成されるガイド部を備えたことを特徴とする。

【0009】

さらに、本発明は、前記バルブシート内周部の硬度は、デュロメータータイプAにおいて硬さが40以上70以下であり、前記バルブシート外周部の硬度は、デュロメータータイプDにおいて硬さが50以上90以下であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明は塗料室、可動鉄心、弁体、バルブシート、吐出ノズルを備えた文字又は図形を印す印字装置であって、可動鉄心の先端に備えられた球状の弁体がバルブシートから離れ、塗料室からの吐出をする開状態と、弁体がバルブシートを押圧して塗料室からの吐出を停止する閉状態とを有し、また被印字対象物に対して相対的に移動させながら開状態及び閉状態に交互に移行することでドットにより文字又は図形を印すことが可能である文字又は図形を印す印字装置において、バルブシートは弁体と接触する接触面が略平面状であるか、又は該接触面が押圧されて変形し略球帯状に形成されており、またバルブシートは接触面の中心を貫き吐出ノズルに接続して形成される円筒状の塗料流路を備えており、さらにバルブシートは塗料流路の周りを取り囲む外周が円形の内側層と、内側層の外周面と接してこれを取り囲む外側層の２つの層からなり、塗料流路と、内側層と外側層の境界を形成する境界は接触面側からみて略同心円状であり、外側層は、内側層よりも硬く形成されることを特徴とするので、ドット状印字の際に弁体により頻繁に押圧されるバルブシートが、その押圧による変形を少なくすることができ、ストロークをより長い間一定に保ち、またメンテナンス性を向上させた文字又は図形を印す印字装置とすることができる。

【0011】

また、本発明は、内側層と外側層の間にはさらに１つまたは複数の中間層が設けられ、内側層と１つまたは複数の中間層と外側層との各境界及び複数の中間層同士の各境界はいずれも略同心円状であることを特徴とするので、ドット状印字の際に頻繁にバルブシートを押圧する弁体のストロークの軌道のずれを防止することができ、印字の乱れを防止した印字装置とすることができる。

【0012】

また、本発明は、弁体の開状態と閉状態を交互に繰り返す動作をガイドするため弁体の周りに筒状に形成されるガイド部を備えたことを特徴とするので、ドット状印字の際に頻繁にバルブシートを押圧する弁体のストロークの軌道のずれを防止することができ、印字の乱れを防止した文字又は図形を印す印字装置とすることができる。

【0013】

さらに、本発明は、バルブシート内周部の硬度は、デュロメータータイプAにおいて硬さが40以上70以下であり、バルブシート外周部の硬度は、デュロメータータイプDにおいて硬さが50以上90以下であることを特徴とするので、ドット状印字の際に弁体により頻繁に押圧されるバルブシートが、その押圧による変形を少なくすることができ、ストロークをより長い間一定に保ち、またメンテナンス性を向上させた文字又は図形を印す印字装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態に係る文字又は図形を印す印字装置１の一例が示された概略断面図である。

【図2】本実施形態に係る他の一例である、文字又は図形を印す印字装置１０１が示された概略断面図である。

【図3】図１のドット状マーキング及び印字装置１の斜視図で、一部を切り取って内部を露出させた説明図である。

【図4】（Ｘ）は、弁体が開状態の際のバルブシート４の断面図、（Ｙ）は弁体が閉状態の際のバルブシート４の断面図である。

【図5】本発明に係る実施形態の他の一例として文字又は図形を印す印字装置１，１０１に、バルブシート４に代えてバルブシート１０４を用いる際のバルブシート１０４の断面図であり、（Ｘ）は、弁体が開状態の際のバルブシート１０４の断面図、（Ｙ）は弁体が閉状態の際のバルブシート１０４の断面図である。

【図6】（Ｘ）はバルブシート４の断面図と上面図、（Ｙ）はバルブシート１０４の断面図と上面図である。

【図7】本実施形態に係る文字又は図形を印す印字装置１、１０１の、吐出ノズル１８から吐出される塗料をアトマイズするための圧縮空気の通り道である圧縮空気流路３０近傍が示された概略断面図である。

【図8】図１の本実施形態に係る文字又は図形を印す印字装置１が複数備えられた文字又は図形を印す印字システム１０２の一部を切り取って内部を露出させた斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。まず、本実施形態に係る文字又は図形を印す印字装置１について説明する。図１は、本実施形態に係る文字又は図形を印す印字装置１の一例が示された概略断面図である。説明のため塗料室２近傍に絞って図示している。図２は図１の本実施形態に係る他の一例である、ガイド部８０を備えた文字又は図形を印す印字装置１０１が示された概略断面図である。図２もまた説明のため塗料室２近傍に絞って図示している。（Ｘ）は弁体３が閉状態の際を、（Ｙ）は弁体３が開状態の際を図示したものである。図３は、図１のドット状マーキング及び印字装置１の斜視図で、一部を切り取って内部の断面を露出させた説明図である。図４（Ｘ）は、弁体が開状態の際のバルブシート４の断面図、（Ｙ）は弁体が閉状態の際のバルブシート４の断面図である。図５は、本発明に係る実施形態の他の一例として文字又は図形を印す印字装置１，１０１に、２層構造のバルブシート４の代わりに３層構造のバルブシート１０４を用いる際のバルブシート１０４の断面図であり、（Ｘ）は、弁体が開状態の際のバルブシート１０４の断面図、（Ｙ）は弁体が閉状態の際のバルブシート１０４の断面図である。図６の（Ｘ）はバルブシート４の、（Ｙ）はバルブシート１０４の断面図と上面図をそれぞれについて示している。図７は図１や図２に示される本実施形態に係る文字又は図形を印す印字装置１、１０１の、吐出ノズル１８から吐出される塗料をアトマイズするための圧縮空気の通り道である圧縮空気流路３０近傍が示された概略断面図である。図８は、図１の本実施形態に係る文字又は図形を印す印字装置１が複数備えられた文字又は図形を印す印字システム１０２の一部を切り取って内部の断面を露出させた斜視図である。なお、本開示においては、説明の便宜上、単に上側とのみ表すときは図１、図２、図４、図５において上側を指す。上側を基準として他方向も同様とする。

【0016】

まず、図１を示しつつ、本実施形態に係る文字又は図形を印す印字装置１について説明する。文字又は図形を印す印字装置１は、振動機構２４，塗料室２を備え、塗料室２内に可動鉄心２３，弁体３とバルブシート４又はこれに代えてバルブシート１０４を備え、更に吐出ノズル１８、圧縮空気通路１５を備える。圧縮空気通路１５より下側は図１では省略されており、図７を示す際に説明する。

【0017】

まず、図１を参照しつつ文字又は図形を印す印字装置１の構造について詳述する。まず、塗料室２は、吐出ノズル１８の内部に備えられた塗料流路７に塗料を圧送するために設けられており、圧送を制御するため弁体３及びバルブシート４又は１０４を備える。図１ではバルブシート４と示しているが、この部分はバルブシート１０４に置き換えてもよい。図２、図３，図８も同様である。塗料室２には、吐出ノズル１８を通じてドット印字をするために吐出するのに使用する塗料が満たされている。塗料室２と、後に説明する塗料流路７の間は、図１の閉状態では、球状の弁体３により密封され、遮られている。可動鉄心２３は棒状で、一端を振動機構２４に固設されており、他端の先端に、弁体３を固定している。閉状態の弁体３は塗料室２において、バルブシート４、１０４を押圧して塗料室２の塗料が漏れることのないようにシールしている。バルブシート４、１０４はゴムや樹脂等弾力性のある素材を用いるのが好ましい。バルブシート４，１０４の中央には、バルブシート４、１０４を上下に貫くように塗料流路７が設けられている。塗料流路７は吐出ノズル１８の内部と接続して形成されている。具体的には、まず、塗料流路７はバルブシート４、１０４の中央部を貫通している。そして、このバルブシート４，１０４を貫通した管路である塗料流路７が吐出ノズル１８の内部に接続して形成されている。この、吐出ノズル１８の内部の管路も、塗料流路７に含まれる。但し、バルブシート４，１０４の塗料流路７の塗料室２側の入り口は、弁体３により開閉可能となっている。より詳細には、弁体３はバルブシート４，１０４の塗料流路７の入り口をふさぐようにバルブシート４、１０４を押圧することにより、閉状態とし、塗料流路７の入り口から離れることで塗料流路７の入り口が開状態とすることが、可能なように設けられている。吐出ノズル１８は、下側において、図７に示すようにアトマイズのために設けられた圧縮空気流路３０に囲まれている。

【0018】

次に図２（Ｘ）（Ｙ）を示しつつ文字又は図形を印す印字装置１０１を説明する。図２（Ｘ）は文字又は図形を印す印字装置１０１の、弁体３が閉状態の際の断面図であり、（Ｙ）は弁体３が開状態の際の断面図である。まず、文字又は図形を印す印字装置１０１の構成を説明する。図１に示す文字又は図形を印す印字装置１０１は、ガイド部８０が設けられていることを除いて文字又は図形を印す印字装置１と同様である。ガイド部８０は、図２において弁体３が上下に往復運動をする際にこれをガイドする役割を果たすため設けられる。そのため、球状の弁体３のまわりを円筒状に取り囲むように、またガイド部８０と弁体３の周面の距離が、往復運動の際に全周にわたって等距離になるように設けられている。図２（Ｘ）（Ｙ）いずれにおいても、ガイド部８０と弁体３の周面の最短距離は等距離である。ガイド部８０が設けられていることで、弁体３がより高速な往復運動をする場合であっても、弁体３のバルブシート４，１０４と接触する位置がずれることを防止することができ、好適である。

【0019】

次に図２（Ｘ）（Ｙ）を示しつつ、弁体３の往復運動について詳述する。振動機構２４に可動鉄心２３を介して連設される弁体３は、振動機構２４の動作により、図２において上下に往復運動をする。図２（Ｘ）において下に動いた状態が示され、これを弁体３が閉状態となっている、図２（Ｙ）において上に動いた状態が示され、これを弁体３が開状態となっている、ということとする。文字又は図形を印す印字装置１０１は、弁体３が開状態と閉状態を繰り返すことで、塗料を塗料室２から塗料流路７に一定量流通させ、これによりドット印字を行う。この開状態と閉状態に交互に移行する往復運動は、印字装置１についても同様になされる。

【0020】

次に、図３を示しつつ、弁体３とバルブシート４又は１０４の関係について説明する。図３は文字又は図形を印す印字装置１の一部を説明のため切り出して内部の断面を露出させた説明図であるが、図２（Ｘ）の文字又は図形を印す印字装置１０１と同様の閉状態を示している。ドット印字をする際においては、図３に示されるように、バルブシート４、１０４は球状の弁体３に、下側に押圧されている。往復運動によりバルブシートが図２（Ｙ）の状態になり、またその後図２（Ｘ）ないし図３のような状態になるよう高速で往復運動が行われる。このため、回数を重ねるごとに従来のバルブシートであれば大きく変形してしまう。ここで、バルブシート４又は１０４が大きく変形してしまうと、弁体３の開状態から閉状態に移行する際に移動する距離であるストロークが長くなったり短くなったり変化してしまう。そうすると、塗料が吐出されなくなってしまうことがある。本発明はこの点を鑑みてなされたものである。

【0021】

文字又は図形を印す印字装置１、１０１の全くの未使用時は、本発明のバルブシート４，１０４は接触面１３が略平面状に形成されるが、検査など初期動作によりバルブシート４、１０４は凹むことがある。このため、本発明のバルブシート４，１０４は接触面１３が略平面状又は、略平面状だったものが押圧されて変形し、略球帯状に形成されている。なお、反発力を維持する観点から押圧される前の段階では略平面状であることが好ましい。

【0022】

また、バルブシート４、１０４は塗料室２と弁体３に遮られる際に、弁体３に押圧されるが、このとき十分に密閉を行うために、バルブシート４が例えば従来の単層のバルブシートであった場合、ある程度柔軟性を備える必要がある。しかし、柔軟性を備えて十分にシールしようとすると、塗料流路７の接触面１３上にある入り口が、バルブシートの接触面の中央からずれてしまい、弁体３の閉状態になった際のバルブシートによる位置決め精度が低下してしまう。そのため弁体３の閉状態の際の位置ずれにより、ドット印字に乱れが生じてしまうおそれがあり、またストロークの方向に乱れが生じてしまうおそれもあった。

【0023】

次に図４、図５を示しつつ、本発明に係る文字又は図形を印す印字装置１、１０１に用いられるバルブシート４、１０４について詳述する。図４は塗料流路７を取り囲むようにバルブシート４に設けられた内側層１１，さらに内側層１１を取り囲むように外側層１２が設けられている。内側層１１と外側層１２は、バルブシート４が共押出し法等により射出成形されて形成されてもよい。内側層１１と外側層１２は接着するように設けられている。

【0024】

図４（Ｘ）は図２（Ｙ）において示された弁体３が開状態である際の、バルブシート４の断面図を図示している。この際バルブシート４は初期動作等行っていない全くの未使用状態であり、弁体３に押圧されていない状態である。また、図４（Ｘ）に破線で示されるのは、接触面１３が初期動作等で弁体３に押圧されたため変形している際の、弁体３が接触面１３に接触していない開状態の様子である。また、図４（Ｙ）は図２（Ｘ）において示された弁体３が閉状態である際の、バルブシート４を図示している。この際バルブシート４は弁体３に押圧されて凹んでいる状態である。

【0025】

図５（Ｘ）は図２（Ｙ）において示された弁体３が開状態である際の、バルブシート１０４を図示している。この際バルブシート１０４は初期動作が終了した後であるが、弁体３に押圧されていない状態である。検査、試運転等の初期動作が終了する前は、図５においても接触面１３は略平面状である。また、図５（Ｙ）は図２（Ｘ）において示された弁体３が閉状態である際の、バルブシート１０４を図示している。この際バルブシート１０４は弁体３に押圧されて凹んでいる状態である。

【0026】

図４（Ｙ）において示される距離αは、弁体により押圧されたバルブシート４の最大の変化をした際の、変化した接触面１３と、変化のない図４（Ｘ）の際の接触面との距離を表したものである。これによりどの程度バルブシート４が変化しているのかを示す。また、図５（Ｙ）において示される距離βは、弁体により押圧されたバルブシート１０４の最大の変化をした際の、変化した接触面１３と、変化のない図５（Ｘ）の際の接触面１３との距離を表したものである。これによりどの程度バルブシート１０４が変化しているのかを示す。

【0027】

図４（Ｙ），図５（Ｙ）いずれにおいても、バルブシート４，１０４は凹んだ状態であるが、αよりβのほうが距離が短いこととなっており、省エネの観点からも好適である。

【0028】

バルブシート４は前述したようにゴムや樹脂等で形成されるが、図４（Ｘ）（Ｙ）に示す内側層１１は外側層１２に比して柔らかく、外側層１２は内側層１１に比して硬い材質で形成されている。弁体３が図２の（Ｙ）のような開状態から図２の（Ｘ）のような閉状態に移行する際に、弁体３はまずバルブシート４の内側層１１に接触するように形成される。その後に外側層１２に接触するように形成されている。

【0029】

また前述したように図２の（Ｘ）のように弁体３が一番下側にバルブシート４を押し込んだ位置においては、図４（Ｙ）に示すようにαの距離分変化しており、これがバルブシート４における閉状態になった際に最大に変化している部分である。内側層１１は、接触面１３において、外側層１２に対し２分の１程度の幅の広さであるとともに、その境界である境界線９０は平面状である接触面１３に対し垂下するように図４（Ｘ）の断面視においても直線状であることが好ましい。第一の境界線９１，第二の境界線９２や他の中間層１４が複数ある場合のその層同士の境界についても同様である。このように形成することで、弁体３が開状態から閉状態となるときに弁体３に対し均等にバルブシート４，１０４の反発力がかかることとなり位置ずれを防止することができる。

【0030】

バルブシート１０４も前述したようにゴムや樹脂等で形成されるが、図４（Ｘ）（Ｙ）に示す内側層１１は外側層１２に比して柔らかく、外側層１２は内側層１１に比して硬い材質で形成されており、また内側層１１と外側層１２の間に中間層１４が設けられている。中間層１４は内側層１１より硬く形成され、かつ外側層１２より柔らかく形成される。また、中間層１４は内側層１１と外側層１２の間に複数設けられてもよい。この場合、中間層は内側層１１に近い層ほど柔らかく、外側層１２に近い層ほど硬く、かつ内側層１１より硬く形成され、かつ外側層１２より柔らかく形成される。

【0031】

図４を示しながら弁体３とバルブシート４、１０４の関係について詳述する。弁体３が図２の（Ｙ）のような開状態から図２の（Ｘ）のような閉状態に移行する際に、弁体３はまずバルブシート４の内側層１１に接触するように形成される。その後に外側層１２に接触するように形成されている。また前述したように図２の（Ｘ）のように弁体３が一番下側にバルブシート４を押し込んだ位置においては、図４（Ｙ）に示すようにαの距離分変化しており、これがバルブシート４における閉状態になった際に最大に変化している部分である。

【0032】

次に図５を示しながらバルブシート１０４について詳述する。図５の（Ｘ）には、バルブシート１０４の断面図が示されている。バルブシート１０４の接触面１３は全くの未使用時には平面であるが、検査や初期動作等によって、図５（Ｘ）に示されるように凹んでいる。文字又は図形を印す印字装置１、１０１が図２（Ｘ）のような閉状態になる際においては、図５（Ｙ）に示されるバルブシート１０４のように、さらに接触面１３が凹んだ状態となる。
バルブシート１０４は中央に塗料流路７を備え、その周りを順に内側層１１、中間層１４、外側層１２が取り囲んでいる。内側層１１と中間層１４，中間層１４と外側層１２はそれぞれ第一の境界線９１、第二の境界線９２において接着している。接着には既存の積層に関する技術を用いてもよい。

【0033】

次に図６を示しつつ、弁体３とバルブシートの位置関係について更に詳述する。図６（Ｘ）の上の図は図４（Ｘ）と同様のバルブシートの断面図であり、下の図はバルブシートを接触面１３側から見た図である。弁体３は点線で示されている。その他の構成は説明のため省略している。弁体３は開状態から閉状態に移行する際に、まず初めに図６（Ｘ）の上の図に示されるように、塗料流路７に接することとなる。その次に内側層１１に接触し、これを押圧する。図示しないが外側層１２に接触する場合は、その押圧される順番は最後となる。また、図６（Ｘ）の下の図が示すように、塗料流路７の縁と、内側層１１と外側層１２の境界である境界線９０及び、バルブシート４の外縁は、いずれも原点Оを中心として、同心円状に形成されている。このように形成されているので、弁体３がバルブシート４を押圧する際、均等に弁体３に力がかかり好適である。

【0034】

また、図６（Ｘ）に示す内側層１１は外側層１２より柔らかく、両者は接着されているので、弁体３が開状態から閉状態に移行する際に、まず内側層１１において弁体３の勢いを弱めて弁体３を受け、その後に、内側層１１の接触面１３上に加わった、内側層１１の接触面１３が凹むように下側にかかる力に対し、外側層１２において、反対に押し戻そうとする力が加わる事となる。この、バルブシート４が弁体３の押圧に対して反発力を有する構成とすることにより、弁体３の移動距離であるストロークを維持することができることとなる。この反発力を確保するため、外側層１２の硬度は、デュロメータータイプＤによる計測において、５０以上９０以下であることがより好ましい。これは図６（Ｙ）に示すバルブシート１０４の内側層１１と中間層１４，中間層１４と外側層１２の関係においても同様である。

【0035】

また、内側層１１の硬度がデュロメータータイプＡでの計測で４０以上７０以下と、十分に柔らかく構成されることにより、バルブシート１０４が単層で全体がより硬く構成された場合よりも、シール性が良くなる。シール性が良くなると、弁体の押し付け力が弱くても十分なシール性を保つことができることとなる。そのため、弁体３を閉状態から開状態に移行させる際に、弁体３を持ち上げる距離であるストロークをより短く設計してもよくなる。このように構成することで、弁体３のバルブシート１０４への押し付け力が弱くできるため、振動エネルギーが少なくなり、エネルギー消費が低い省エネ型の印字装置１、１０１とすることができる。

【0036】

次に図６（Ｙ）を用いてバルブシート１０４と弁体３の位置関係について詳述する。図６（Ｙ）の上の図は図５（Ｘ）と同様のバルブシートの断面図であり、図６（Ｙ）の下の図はバルブシートを接触面１３側から見た図である。弁体３は点線で示されている。その他の構成は説明のため省略している。弁体３は開状態から閉状態に移行する際に、まず初めに図６（Ｙ）の上の図に示されるように、弁体３の下端が位置Ｖの位置までバルブシート１０４に向かって下降する。位置Ｖまで下降した際に、弁体３は塗料流路７に接することとなる。その次に内側層１１に接触し、これを押圧する。その次に中間層１４に接することとなり、これを押圧する。図６（Ｙ）において、この際の弁体３は、位置Ｗに達した場合として同様に点線で示されている。図示しないが外側層１２に接触する場合は、その押圧される順番は最後となる。

【0037】

さらに、中間層１４が複数の層である場合、塗料流路７に近い、内側の方から順番に、弁体３が中間層１４の各層に接触する。また、図６（Ｙ）の下の図が示すように、塗料流路７の縁と、内側層１１と中間層１４の境界である第一の境界線９１、中間層１４が複数ある場合は、それらの境界である１つ又は複数の境界線、中間層１４と外側層１２の境界である第二の境界線９２及び、バルブシート４の外縁は、いずれも原点Оを中心として、同心円状に形成されている。このように形成されているので、弁体３がバルブシート４を押圧する際、均等に弁体３に力がかかり好適である。

【0038】

バルブシート４，１０４の材質は、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジェンゴムなどゴムであれば幅広く用いることができる。またシリコンや樹脂を使用することもできる。

【0039】

このように、バルブシート４，１０４の材質はゴムや樹脂等であるが、その硬度は、内側層１１、中間層１４，外側層１２の順番に増していくように形成されている。そのため、弁体３が開状態から閉状態に移行する際に、まず内側層１１において弁体３の勢いを弱めて弁体３を受ける。次に中間層１４に弁体３が接することになり、更に勢いを弱める。その後に外側層１２において内側層１１の接触面１３上に加わり内側層１１の接触面１３が凹んだ形で変形するように加わる力に対し、反対に押し戻そうとする力が加わる事となる。

【0040】

この、図６（Ｙ）に示すバルブシート１０４が弁体３の押圧に対して反発力を有する構成とすることにより、弁体３の移動距離であるストロークを維持することができることとなる。この反発力を確保するため、外側層１２の硬度は、デュロメータータイプＤによる計測において、５０以上９０以下であることがより好ましい。また、内側層１１の硬度がデュロメータータイプＡでの計測で４０以上７０以下と、十分に柔らかく構成されることにより、バルブシート１０４が単層で全体がより硬く構成された場合よりも、シール性が良くなる。シール性が良くなると、弁体の押し付け力が弱くても十分なシール性を保つことができることとなる。

【0041】

そのため、弁体３を閉状態から開状態に移行させる際に、弁体３を持ち上げる距離であるストロークをより短く設計することが可能となる。このため、エネルギー消費が低い省エネ型の印字装置１、１０１とすることができる。以上の説明は、中間層１４が複数あり、閉状態において弁体３と接しない中間層がある場合や、反対に外側層１２にも弁体３が接することとなる場合でも同様に当てはまる。この、中間層１４を有する構成とすることにより、バルブシート４の場合よりもさらにシール性を容易に確保でき、外側層１２の硬度もより硬いものすることができることから、弁体３に対するバルブシート１０４の位置決め精度をさらに上げることができ、より好適となる。

【0042】

次に図７に示す印字装置１の圧縮空気通路１５と圧縮空気流路３０について詳述する。圧縮空気通路１５は、図示しない圧縮空気供給源である、エアコンプレッサー等からノズルプレート１６内に圧縮空気を導入するための通路である。圧縮空気通路１５は、吐出ノズル１８と同数設けられる圧縮空気流路３０と連通しており、圧縮空気は圧縮空気通路１５から圧縮空気流路３０へと流れ込む構造となっている。また、圧縮空気通路１５の形成方法は、吐出ノズル１８にノズルプレート１６をはめ込み、その間に形成される隙間を圧縮空気通路１５とするものであってもよい。この場合、はめ込みにより形成された圧縮空気通路１５の気密性を確保する必要から、パッキンの機能を持つ図１では点線で示されるシート２５を図示しない塗料室２側の壁に密着するように装着している。

【0043】

圧縮空気流路３０は、アトマイズ部４０、吐出ノズル保持部４１、エアー導入部４２から構成されている。また、圧縮空気流路３０は、アトマイズノズル１７により囲まれており、吐出ノズル１８を取り囲んでいる。このように、アトマイズノズル１７は二重構造となっている。図３では図示していないが、図７のエアー導入部４２は、圧縮空気通路１５から圧縮空気を圧縮空気流路３０へと導入する導入部分である。エアー導入部４２は管路抵抗を低減するため円管状であることが好ましく、また吐出ノズル１８の設計上の要求により、設けないとしても構わない。

【0044】

次に、吐出ノズル保持部４１を説明する。後に詳述するが、図１に点線で示されるように、吐出ノズル保持部４１は、圧縮空気の流路方向に対し、尻すぼみのすり鉢状に設けられて吐出ノズル１８を圧縮空気流路３０の略中央に保持している。また、吐出ノズル保持部４１は複数の突起３３を備える。図１に示されるように圧縮空気の流路方向に対し、吐出ノズル保持部４１を斜めに形成することで、管路抵抗を減らすことができ、圧縮空気消費量を減らすことにつながり、好適である。

【0045】

次に、アトマイズ部４０について説明する。アトマイズ部４０は、塗料を吐出ノズル１８が吐出及び圧縮空気で霧化させるための部位である。アトマイズ部４０は、圧縮空気流路３０の他の部位よりも、その断面積が狭いことが好ましい。このように形成することにより、圧縮空気がアトマイズ部４０において加速され、吐出ノズル１８から塗料が吐出される際に塗料の滴をより少ない圧縮空気で霧化できることとなり好適である。

【0046】

次に、２つの圧縮空気流路３０同士を遮る壁である壁部３１について述べる。壁部３１は、従来、圧縮空気流路３０ごとにその両側に設けていたが、そのように構成すると、となりあう圧縮空気流路３０の間に壁３１を２つ設ける構成となり、スペースに無駄が生じていた。壁部３１が、２つの圧縮空気流路３０を遮る１枚の壁として、ノズルプレート１６に設けられることで、吐出ノズル１８間のピッチの幅を従来に比して大きく減らせることとなる。

【0047】

ノズルプレート１６についてさらに詳述する。圧縮空気通路１５は外部から図示しないエアコンプレッサー等により空気を導入するための穴を有している。図７に示されるように圧縮空気通路１５は複数の圧縮空気流路３０と連通していると好ましい。ただ、図８のように連通していない構成とすることもできる。

【0048】

圧縮空気通路１５は、図７の下側から順に、圧縮空気流路３０の圧縮空気導入部４２と接続し、さらに他のスプレーノズルである、圧縮空気流路３０の圧縮空気導入部４２と接続していく。この圧縮空気通路１５が、複数の圧縮空気流路３０と連通する構成により、１つの圧縮空気供給源で、多数の圧縮空気流路３０に圧縮空気を一度に供給することができる。

【0049】

吐出ノズル１８は印字装置１の性質上、圧縮空気流路３０の中央から位置が変わったり、ぐらつくと、霧化が適切に行われず、印字性能が落ちるため、しっかりと保持される必要がある。このため、吐出ノズル１８を保持する突起３３は３個以上８個以下であることが好ましい。

【0050】

圧縮空気導入部４２は省略されてもよい。また可能な限り圧力損失を少なく形成することで必要とされる圧縮空気の量を減らすことができることから、圧縮空気導入部４２は円管状であることが好ましい。

【0051】

図８は印字装置１を複数備えた印字システム１０２を示したものである。図示したものは塗料室２が分かれているが、塗料室２はそれぞれがつながっていても構わない。印字システム１０２はその全体が被印字物に対して相対的に動くことで、ドットにより文字又は図形を印字することができる構成となっている。

【実施例0052】

次に、ドット状マーキング及び印字装置１において、実際に行われた本発明の実施例の条件の一例を示す。
実施例１は、本開示の図２のような、塗料室２，可動鉄心２３，振動装置２４，球状の弁体３、バルブシート４、ガイド部８０を備えた構成であった。実施例２は、塗料室２、可動鉄心２３、振動装置２４，球状の弁体３、ガイド部８０を備えた点は実施例１と同様であるが、バルブシート４に代えてバルブシート１０４を備えた構成であった。

【0053】

比較例では、塗料室２，可動鉄心２３，振動装置２４，球状の弁体３を備えた点は同様だが、本開示のバルブシート４に相当する部分は、内側層や外側層等を備えず、単層のバルブシートとして構成した。そして、以下の条件で試験を行った。

【0054】

［耐久性試験］
実施例１，２と比較例で、耐久性を確認するためドット状印字試験を７００時間行った。以下の条件で、ドット状印字を行った。そして、ドット印字の乱れ具合やバルブシートの変形量を官能評価により評価した。
塗料圧力 ０．１～０．７ＭＰａ
塗料吐出速度 ０．５～２０ｍ／ｓｅｃ
塗料吐出ノズル口径 ０．１～０．３ｍｍ
印字速度 ０．５～３ｍ／ｓeｃ
ドット間ピッチ ３～５ｍｍ

【0055】

実施例１、２共にドット印字の乱れを防ぐことができていた。ただ、耐久性としては比較例に対してはバルブシートの変形量が少なかったが、実施例２ではバルブシート変形量が特に少なく優れていた。
比較例においては、２００時間程度経過した際に印字の乱れがみられた。また、実施例１，２に比べてバルブシート変形量が大きかった。そのため位置決め精度が悪かったといえる。
これは実施例１，２に比してバルブシートの材質が柔らかすぎたためだと思われる。

【0056】

本開示は、検査された被印字物に印字ないしマーキングをする目的で、好適に用いることができる。しかしこれに限られず、ドット状のマーキング及び印字が必要なパッケージや検定済の部品等において、広く用いることができる。

【符号の説明】

【0057】

１、１０１ 文字又は図形を印す印字装置
２ 塗料室
３ 弁体
４、１０４ バルブシート
７ 塗料流路
１１ 内側層
１２ 外側層
１３ 接触面
１４ 中間層
１５ 圧縮空気通路
１６ ノズルプレート
１７ アトマイズノズル
１８ 吐出ノズル
２３ 可動鉄心
２４ 振動機構
２５ シート
３０ 圧縮空気流路
３１ 壁部
３３ 突起
４０ アトマイズ部
４１ 吐出ノズル保持部
４２ 圧縮空気導入部
８０ ガイド部
１０２ 印字システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】