特許 7591913 ドット状マーキング及び印字装置及びその洗浄方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-21

(45)【発行日】2024-11-29

(54)【発明の名称】ドット状マーキング及び印字装置及びその洗浄方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/165 20060101AFI20241122BHJP

   B41J 2/14 20060101ALI20241122BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20241122BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20241122BHJP

   B05B 1/02 20060101ALI20241122BHJP

   B05B 12/28 20180101ALN20241122BHJP

   B05B 15/55 20180101ALN20241122BHJP

   B05B 12/36 20180101ALN20241122BHJP

【ＦＩ】

B41J2/165 201

B41J2/14 501

B05C5/00 101

B05C11/10

B05B1/02 102

B05B12/28

B05B15/55

B05B12/36

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020202084

(22)【出願日】2020-12-04

(65)【公開番号】P2022089578

(43)【公開日】2022-06-16

【審査請求日】2023-12-05

(73)【特許権者】

【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

【審査官】上田 正樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２０４９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０４９２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０４７６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２４３７２７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／１６５

Ｂ４１Ｊ ２／１４

Ｂ０５Ｃ ５／００

Ｂ０５Ｃ １１／１０

Ｂ０５Ｂ １／０２

Ｂ０５Ｂ １２／２８

Ｂ０５Ｂ １５／５５

Ｂ０５Ｂ １２／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドット状液体塗料を吐出するための吐出ノズル、洗浄剤通路、塗料室、洗浄剤保持ノズルを備えるドット状マーキング及び印字装置であって、前記吐出ノズルの塗料の流路に設けられた弁座及び弁体からなる吐出制御弁を備えたドット状マーキング及び印字装置において、
前記ドット状マーキング及び印字装置はさらに電極部材で構成される電極部を備え、前記電極部は前記吐出ノズルに対し、前記吐出制御弁近傍で当接して設けられ、
前記洗浄剤保持ノズルは洗浄剤流路と吐出ノズル保持部を備え、前記洗浄剤流路は前記洗浄剤通路と連通しており、前記吐出ノズル保持部は前記吐出ノズルを前記洗浄剤保持ノズルの略中心に保持し、
前記吐出ノズルは抵抗を有する部材で構成され、
前記電極部材と前記吐出ノズル、前記吐出ノズル保持部を電気が通過するようにパルス通電が可能に構成されていることを特徴とする、ドット状マーキング及び印字装置。

【請求項2】

前記ドット状マーキング及び印字装置は更にノズルプレートを備え、前記洗浄剤保持ノズルは前記ノズルプレートにおいて設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のドット状マーキング及び印字装置。

【請求項3】

前記吐出ノズルの先端は薄肉状であることを特徴とする、請求項１乃至２に記載のドット状マーキング及び印字装置。

【請求項4】

ドット状液体塗料を吐出するための吐出ノズル、洗浄剤通路、塗料室、洗浄剤保持ノズルを備えるドット状マーキング及び印字装置の洗浄方法であって、
前記ドット状マーキング及び印字装置が備える前記洗浄剤保持ノズルは洗浄剤流路を備え、前記洗浄剤流路は前記洗浄剤保持ノズルの内側の流路部分であり、前記洗浄剤流路は前記洗浄剤通路と連通しており、吐出ノズル保持部は前記吐出ノズルを前記洗浄剤保持ノズルの略中心に保持し、
前記洗浄剤流路は少なくとも複数設けられ、
前記 洗浄剤流路は、洗浄剤保持ノズル下部、前記吐出ノズル保持部、洗浄剤導入部を備え、
前記洗浄剤保持ノズル下部は、前記吐出ノズル保持部、前記洗浄剤導入部よりも流路断面が狭く構成され、
前記洗浄剤保持ノズル下部は、毛細管現象により洗浄剤を保持可能な程度の細さで構成され、
前記洗浄剤通路は外部からエアー及び前記洗浄剤を直接導入可能に構成され、
前記洗浄剤通路には圧縮空気を供給するための圧縮空気接続口が設けられ、
前記洗浄剤保持ノズルに前記洗浄剤を流入させることにより前記洗浄剤で満たす工程と、
前記洗浄剤の流入を終了し、前記洗浄剤保持ノズルを前記洗浄剤で満たした状態を、前
記洗浄剤保持ノズルの洗浄剤排出口での表面張力現象を利用して維持し、塗料の乾燥防止及び吐出ノズルを冷却する工程と、
前記洗浄剤保持ノズルに前記エアーを流入させて前記洗浄剤を除去する工程とを有することを特徴とする、ドット状マーキング及び印字装置の洗浄方法。

【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状印字をするためのドット状マーキング及び印字装置及びその洗浄方法に関する。

【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、その先端にドット状印字に適した吐出ノズルを有し、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る。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。しかし、このような構成ではドット状印字の乾燥時間が長くなってしまう。また、従来より消防法、有機則による規制がなく環境負荷が少ない水性塗料が印字の塗料として用いられてきた。水性塗料は人間にも優しく、その使用が望まれているが、ドット状マーキング及び印字装置においては、乾燥時間が長く、印字効率が良くないという問題点がある。このような事情により、従来の構成では、そもそも乾燥時間が長くなる構成であるのに、水性塗料を用いる場合、さらに乾燥時間が長くなってしまう、という問題があった。

【0003】

たとえば特許文献１においては、吐出ノズルの周囲にこれを取り囲む洗浄剤排出口を有するノズル二重管構造により構成され、かつ吐出ノズル先端が洗浄剤排出口より１～２０ミリメートル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テーリングの成長を防止できるようなドット状マーキング及び印字装置が開示されている。

【0004】

ただ、特許文献１に開示されるドット状マーキング及び印字装置では、テーリングの成長を防止できるものの、複数のノズルを設けようとした場合、吐出ノズルにそれぞれ別々の経路より洗浄剤を流通させ、複数のノズルのそれぞれが独立した二重管を設けることとなる。これによりドット状印字のピッチが広くなってしまう問題があった。また、複数の吐出ノズル及び洗浄剤排出口を設ける場合、洗浄剤をより多く使うことになるが、この点が考慮されているドット状マーキング及び印字装置の技術はなく、洗浄剤も圧力損失に改善の余地のある構造であり、このような構造により水性塗料によるドット状印字の乾燥時間もまた、長くなる傾向にあった。

【0005】

また、水性塗料は、水の蒸発速度が遅いため、乾燥時間が溶剤塗料と比して極端に遅い。このため、塗料が乾燥する前に他の材料と接触し印字が転写したり、不鮮明となり判読できなくなることがあった。このため、塗料をホットホースで加熱して供給する等の対策が従来取られてきたが、吐出ノズル先端でのペイントの乾燥時間が早くなり、印字の乱れが起きやすくなっていた。そのため、吐出ノズルに導入される前の塗料温度は常温とし、また、吐出ノズル先端を適切に冷却し、その乾燥を防止することで、塗料の詰まりのない安定した印字を可能とするドット状マーキング及び印字装置及びその使用方法を見出すことができないかが検討されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平５－１８５５９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ドット状マーキング及び印字のドット間のピッチをより狭くすることで効率のよいドット状マーキング及び印字を実現し、かつ洗浄剤の通る管の圧力損失を大幅に改善するとともに、吐出ノズルを加熱可能とすることで、ドット状マーキング、及び印字の乾燥時間を大幅に削減したドット状マーキング及び印字装置を提供するとともに、ホース内ではなく、吐出ノズル内の塗料のみを加熱する、また、吐出ノズル先端部を適切に冷却することで、塗料による詰まりを防止し安定した印字を可能とする、ドット状マーキング及び印字装置及びその洗浄方法、使用方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

そこで本発明は、ドット状液体塗料を吐出するための吐出ノズル、洗浄剤通路、塗料室、洗浄剤保持ノズルを備えるドット状マーキング及び印字装置であって、前記吐出ノズルの塗料の流路に設けられた弁座及び弁体からなる吐出制御弁を備えたドット状マーキング及び印字装置において、
前記ドット状マーキング及び印字装置はさらに電極部材で構成される電極部を備え、前記電極部は前記吐出ノズルに対し、前記吐出制御弁近傍で当接して設けられ、
前記洗浄剤保持ノズルは洗浄剤流路と吐出ノズル保持部を備え、前記洗浄剤流路は前記洗浄剤通路と連通しており、前記吐出ノズル保持部は前記吐出ノズルを前記洗浄剤保持ノズルの略中心に保持し、
前記吐出ノズルは抵抗を有する部材で構成され、
前記電極部材と前記吐出ノズル、前記吐出ノズル保持部を電気が通過するようにパルス通電が可能に構成されていることを特徴とする。

【0009】

また、本発明は、前記ドット状マーキング及び印字装置は更にノズルプレートを備え、前記洗浄剤保持ノズルは前記ノズルプレートにおいて設けられていることを特徴とする。

【0010】

さらに、前記吐出ノズルの先端部は薄肉状であることを特徴とする。

【0011】

更に、本発明のドット状マーキング及び印字装置の洗浄方法は、ドット状液体塗料を吐出するための吐出ノズル、洗浄剤通路、塗料室、洗浄剤保持ノズルを備えるドット状マーキング及び印字装置の洗浄方法であって、前記ドット状マーキング及び印字装置が備える前記洗浄剤保持ノズルは洗浄剤流路を備え、前記洗浄剤流路は前記洗浄剤保持ノズルの内側の流路部分であり、前記洗浄剤流路は前記洗浄剤通路と連通しており、吐出ノズル保持部は前記吐出ノズルを前記洗浄剤保持ノズルの略中心に保持し、前記洗浄剤流路は少なくとも複数設けられ、前記 洗浄剤流路は、洗浄剤保持ノズル下部、前記吐出ノズル保持部、洗浄剤導入部を備え、前記洗浄剤保持ノズル下部は、前記吐出ノズル保持部、前記洗浄剤導入部よりも流路断面が狭く構成され、前記洗浄剤保持ノズル下部は、毛細管現象により洗浄剤を保持可能な程度の細さで構成され、前記洗浄剤通路は外部からエアー及び前記洗浄剤を直接導入可能に構成され、前記洗浄剤通路には圧縮空気を供給するための圧縮空気接続口が設けられ、前記洗浄剤保持ノズルに前記洗浄剤を流入させることにより前記洗浄剤で満たす工程と、前記洗浄剤の流入を終了し、前記洗浄剤保持ノズルを前記洗浄剤で満たした状態を、前記洗浄剤保持ノズルの洗浄剤排出口での表面張力現象を利用して維持し、塗料の乾燥防止及び吐出ノズルを冷却する工程と、前記洗浄剤保持ノズルに前記エアーを流入させて前記洗浄剤を除去する工程とを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明はドット状液体塗料を吐出するための吐出ノズル、洗浄剤通路、塗料室、洗浄剤保持ノズルを備えるドット状マーキング及び印字装置であって、前記吐出ノズルの塗料の流路に設けられた弁座及び弁体からなる吐出制御弁を備えたドット状マーキング及び印字装置において、
前記ドット状マーキング及び印字装置はさらに電極部材で構成される電極部を備え、前記電極部は前記吐出ノズルに対し、前記吐出制御弁近傍で当接して設けられ、
前記洗浄剤保持ノズルは洗浄剤流路と吐出ノズル保持部を備え、前記洗浄剤流路は前記洗浄剤通路と連通しており、前記吐出ノズル保持部は前記吐出ノズルを前記洗浄剤保持ノズルの略中心に保持し、
前記吐出ノズルは抵抗を有する部材で構成され、
前記電極部材と前記吐出ノズル、前記吐出ノズル保持部を電気が通過するようにパルス通電が可能に構成されていることを特徴とするので、ホットホースなどの技術に比して、吐出ノズル内の塗料のみを温めることができ、水性塗料を使用した際のドット印字の乾燥時間を著しく減らすことができる。

【0013】

また、本発明は、前記ドット状マーキング及び印字装置は更にノズルプレートを備え、前記洗浄剤保持ノズルは前記ノズルプレートにおいて設けられていることを特徴とするので、吐出ノズル同士の幅を狭く構成することができ、マーキング及び印字において、ドット間のピッチをより狭くすることができるとともに、簡易な構成とすることができる。

【0014】

さらに、前記吐出ノズルの先端部は薄肉状であることを特徴とするので、吐出ノズルの先端部が保持する熱量を減らすことができ、塗料詰まりを起こしやすい塗料先端部の冷却を容易にすることができる。

【0015】

更に、本発明のドット状マーキング及び印字装置の洗浄方法は、ドット状液体塗料を吐出するための吐出ノズル、洗浄剤通路、塗料室、洗浄剤保持ノズルを備えるドット状マーキング及び印字装置の洗浄方法であって、前記ドット状マーキング及び印字装置が備える前記洗浄剤保持ノズルは洗浄剤流路を備え、前記洗浄剤流路は前記洗浄剤保持ノズルの内側の流路部分であり、前記洗浄剤流路は前記洗浄剤通路と連通しており、吐出ノズル保持部は前記吐出ノズルを前記洗浄剤保持ノズルの略中心に保持し、前記洗浄剤流路は少なくとも複数設けられ、前記 洗浄剤流路は、洗浄剤保持ノズル下部、前記吐出ノズル保持部、洗浄剤導入部を備え、前記洗浄剤保持ノズル下部は、前記吐出ノズル保持部、前記洗浄剤導入部よりも流路断面が狭く構成され、前記洗浄剤保持ノズル下部は、毛細管現象により洗浄剤を保持可能な程度の細さで構成され、前記洗浄剤通路は外部からエアー及び前記洗浄剤を直接導入可能に構成され、前記洗浄剤通路には圧縮空気を供給するための圧縮空気接続口が設けられ、前記洗浄剤保持ノズルに前記洗浄剤を流入させることにより前記洗浄剤で満たす工程と、前記洗浄剤の流入を終了し、前記洗浄剤保持ノズルを前記洗浄剤で満たした状態を、前記洗浄剤保持ノズルの洗浄剤排出口での表面張力現象を利用して維持し、塗料の乾燥防止及び吐出ノズルを冷却する工程と、前記洗浄剤保持ノズルに前記エアーを流入させて前記洗浄剤を除去する工程とを有することを特徴とするので、一次的には吐出ノズルの冷却は塗料による冷却を図るものの、二次的な手段として洗浄剤により吐出ノズルを効率的に冷やし、また毛細管現象により、吐出ノズル先端部近傍の洗浄剤保持ノズル内部も洗浄剤を満たした状態を維持することができ、吐出ノズルを効果的に冷却することが可能となるため、吐出ノズル先端部のノズル詰まりによる故障を防止することができ、また吐出ノズル先端の乾燥を防止することで印字品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係るドット状マーキング及び印字装置の一例が示された概略断面図である。

【図2】（Ｘ）は、本実施形態に係るドット状マーキング及び印字装置１が備えるノズルプレート１０等を示した上面図、（Ｙ）はその側面図、（Ｚ）はその正面図をそれぞれ示す。

【図3】図２のノズルプレート１０等の斜視図を説明のため一部切り取り中身を露出させた図である。

【図4】（Ｘ）は、図１の洗浄剤保持ノズル下部４０近傍の拡大説明図、（Ｙ）はその斜視図である。

【図5】（Ｘ）は滴７３が被印字物８０に付着する際の正面図、（Ｙ）はその上面図、（Ｚ）はその斜視図である。

【図6】（Ｘ）は吐出ノズル１１の断面図、（Ｙ）は図６（Ｘ）のＡ領域の拡大斜視図、（Ｚ）は図６（Ｘ）のＡ領域拡大図である。

【図7】電極板７０の上面図及び正面図である。

【図8】本実施形態に係るドット状マーキング及び印字装置の他の一例が示された概略断面図である。

【図9】（Ｘ）図８のノズルプレート１１０の部分の図であって、ノズルプレート１１０がノズルプレート上部７１とノズルプレート下部７２に分割し、電極板７０を挟み込むように組み立てることを示す組立斜視図である。（Ｙ）（Ｘ）の組み立てをした後のノズルプレート１０の斜視図である。

【図10】図８の吐出ノズル１１及びノズルプレート１１０を取り出し、ノズルプレート１０を説明のため一部切り出した、斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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、本実施形態に係るドット状マーキング及び印字装置について説明する。図１は、ドット状マーキング及び印字装置１の内部構造の概略を示した説明図である。図２（Ｘ）は、ドット状マーキング及び印字装置１にはめ込んで使用するノズルプレート１０の要部の上面図、（Ｙ）はその側面図、（Ｚ）はその正面図である。図３はノズルプレート１０における洗浄剤流路３０を説明のため露出するように、ノズルプレート１０を一部切り取り開いた説明図である。図４（Ｘ）は、図１のドット状マーキング及び印字装置の洗浄剤保持ノズル下部４０近傍の拡大図であり、ドット状マーキング及び印字装置１からドット状印字塗料の滴７３が射出される際の概略図である。図４（Ｙ）は図４（Ｘ）のノズルプレート１０を一部説明のため切り取った説明用斜視図である。図５（Ｘ）はドット状マーキング及び印字装置１から射出されたドット状印字塗料の滴７３が被印字物８０に塗布される際の様子を示した正面図である。（Ｙ）はその上面図、（Ｚ）はその斜視図である。図６については、（Ｘ）は吐出ノズル１１の断面図、（Ｙ）は図６（Ｘ）のＡ領域の拡大斜視図、（Ｚ）は図６（Ｘ）のＡ領域拡大図である。図７は、図１とは別の実施形態に係る電極板７０の上面図及び正面図である。図８は本発明に係るドット状マーキング及び印字装置１００を示したものであって、電極板７０を使った実施形態であり、図１の本発明の実施形態の他の一例である。図９（Ｘ）は、図８のノズルプレート１１０の部分の図であり、ノズルプレート１１０がノズルプレート上部７１とノズルプレート下部７２に分割した際の組立図である。そして、ノズルプレート上部７１とノズルプレート下部７２電極板７０を挟み込むように組み立てることを示す組立斜視図である。図９（Ｙ）は、（Ｘ）の組み立てをした後のノズルプレート１１０の斜視図である。図１０は図８の吐出ノズル１１とノズルプレート１１０を取り出して一部を説明のため切り出し、斜視した図である。なお、本開示においては、説明の便宜上、上側とは図１、図８において右側を指し、下側とは左側を、水平方向とは図１、図８において縦方向を指すものとする。

【0018】

図１に示すドット状マーキング及び印字装置１は、塗料室２、洗浄剤通路３及びノズルプレート１０、洗浄剤通路３と塗料室２を遮る壁、吐出ノズル１１により構成されている。まず、塗料室２は、吐出ノズル１１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吐出制御弁２２を備える。吐出制御弁２２は、図１に示されるように、弁体２１と弁座２０からなり、弁座２０の間に挟まれた吐出ノズル１１に塗料を圧送する間隔を、弁体２１が弁座２０に圧着し、または間隙を有するように動作することにより、制御している。弁体２１は、図１に示される棒状の可動鉄心２３と接続しており、可動鉄心２３の他の一端は、振動機構２４に接続され、振動機構２４が上記の弁体が弁座と圧着または間隙を有することとなるような動作を制御している。これにより加圧された塗料が吐出ノズル１１から吐出されることとなる。また、吐出ノズル１１の吐出制御弁２２近傍には、電極部４が設けられている。電極部４の吐出ノズルに当接する位置は、のちに述べる通電による吐出ノズル１１の加熱の必要上、塗料が吐出ノズル１１に注入された後、その吐出ノズル１１の広い範囲を温めるのが好ましいことから、吐出制御弁２２から洗浄剤通路３に吐出ノズル１１が達する前までの位置、つまり吐出ノズル上部１３に当接することが必要である。しかし吐出制御弁２２から洗浄剤通路３に吐出ノズル１１が達するまでの間においては、洗浄剤により吐出ノズル１１を冷却することが出来ず、加熱回数を重ねると、吐出ノズル上部１３が過度に熱されてしまうこととなり、吐出ノズル１１内部の塗料において過度に加熱されてしまう部分がでてくることとなり、詰まりの原因等となってしまう危険性がある。このため、吐出ノズル上部１３の少なくとも一部は、吐出ノズル１１の他の部分よりも太く構成されることが好ましい。吐出ノズル上部１３全体が吐出ノズル１１の他の部分よりも太く構成されれば、より好ましい。吐出ノズル１１は抵抗を有する部材で構成されていることから、太い部分においては、抵抗値が低くなり、発熱量が小さくなる。よって、洗浄剤による冷却がないことによる吐出ノズル上部１３の内部の塗料において過度な加熱がなされることを防ぐことができる。

【0019】

次に洗浄剤通路３と洗浄剤流路３０について詳述する。洗浄剤通路３は、図示しないタンク等からノズルプレート１０、１１０内に洗浄剤を導入するための通路である。また、洗浄剤の排出時に、これとは別の経路で洗浄剤を排出するためのエアーを洗浄剤通路３に流入させる。洗浄剤通路３は、吐出ノズル１１と同数設けられる洗浄剤流路３０と連通しており、洗浄剤は洗浄剤通路３から洗浄剤流路３０へと流れ込む構造となっている。また、洗浄剤通路３は、ノズルプレート１０，１１０をはめ込み、その間隙に通路が構成される構造のため、洗浄剤５をドット状マーキング及び印字装置１の外部に漏れることを防ぐ必要があることから、パッキンの機能を持つシート２５を洗浄剤通路３の塗料室２側の壁に密着するように装着している。シート２５は洗浄剤５が外に漏れないようにパッキンの機能を果たす。そのため、洗浄剤通路３の外側に、これを囲むように設けられればよい。図１の洗浄剤流路３にシート２５を迂回するように図示しないエアーコンプレッサーや洗浄剤用ポンプと接続する流路が設けられている。

【0020】

洗浄剤流路３０は、洗浄剤保持ノズル下部４０、吐出ノズル保持部４１、洗浄剤導入部４２から構成されている。また、洗浄剤流路３０は、洗浄剤保持ノズル１２により囲まれており、吐出ノズル１１を取り囲む形となっている。洗浄剤導入部４２は、洗浄剤通路３から洗浄剤を洗浄剤流路３０へと導入する導入部分である。洗浄剤導入部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１１の設計上の要求により、設けないとしても構わない。

【0021】

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、流路方向に対し、尻すぼみのすり鉢状に設けられている。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、好適である。

【0022】

次に、洗浄剤保持ノズル下部４０について説明する。洗浄剤保持ノズル下部４０は、塗料を吐出ノズル１１から吐出をし、また洗浄剤５を保持、排出するための部位である。洗浄剤保持ノズル下部４０の太さを０．１ミリメートル～１．５ミリメートル程度と細くすることで、洗浄剤５を洗浄剤流路３０に満たした際に、毛細管現象により洗浄剤５を洗浄剤保持ノズル４０より上に保持することができる。

【0023】

次に、２つの洗浄剤流路３０同士を遮る壁である壁部３１について述べる。壁部３１は、洗浄剤流路３０ごとに設けるのではなく、２つの洗浄剤流路３０を遮る１枚の壁として、ノズルプレート１０に、一体的に形成され設けられている。このため、吐出ノズル間のピッチＺの幅を従来に比して大きく減らせることとなる。

【0024】

次に、図２を用いてノズルプレート１０についてさらに説明する。洗浄剤通路３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、またポンプ等で圧送される洗浄剤５を導入するための洗浄剤通路３を有している。図１や図２（Ｘ）及び（Ｚ）に示されるが、洗浄剤流路３は、ノズルプレート１０と、洗浄剤通路３と塗料室との壁の間に、図２には図示していないシート２５に囲まれて形成されている。洗浄剤通路３は洗浄剤流路３０に洗浄剤を流通させつつ次の洗浄剤流路３０へと続いており、１つの洗浄剤通路３につき、多数の洗浄剤流路３０及びこれに対となって設けられる吐出ノズル１１を設けることができる。図２に示す例では２つの吐出ノズル１１及び洗浄剤流路３０が示されているが、これに限定されるもではなく、３つでも４つでも、２列でも３列でも設計上可能な限り増減することが可能である。この場合洗浄剤通路３は適宜設計される。

【0025】

次に、図３を示しつつノズルプレート１０につきさらに詳述する。図３では説明の便宜上、ノズルプレート１０の洗浄剤流路３０の内部を露出させるようにノズルプレート１０を切り取って図示している。洗浄剤流路３０の一部である吐出ノズル保持部４１は、洗浄剤を流通させるため、図示するような洗浄剤流通管６０及び洗浄剤を導入するための洗浄剤流通口６１を備えることとしてもよい。また、吐出ノズル保持部４１は突起３３を複数備える。

【0026】

洗浄剤流通口６１は、曲線により構成されていることが好ましい。また、製造上の観点からは、洗浄剤流通口６１は、それぞれが円弧状であることが好ましい。このように構成することで、ドリル等で穴を開けるように製造ができることとなり、容易に製造を行うことができる。また、吐出ノズル１１は、洗浄剤保持ノズル１２の水平方向における略中心に、複数の突起３３により保持されている。また、ノズルプレート１０のうち少なくとも吐出ノズル保持部４１の部分は、電極部材で構成されていることが好ましい。このようにすることで、後に述べる電気回路を形成する機能と、吐出ノズル１１を保持する機能との両方を、吐出ノズル保持部４１に持たせることができる。

【0027】

次に、図４を示しながら洗浄剤５の満たされた洗浄剤保持ノズル下部４０近傍について述べる。洗浄剤保持ノズル下部４０近傍には、吐出ノズルの下部である吐出ノズル先端部２６が設けられる。また、吐出ノズル先端部２６のさらに先端には、吐出ノズル先端５１が設けられる。吐出ノズル先端５１の位置は、洗浄剤５の出口である洗浄剤排出口５２近傍より内側であることが好ましい。具体的には洗浄剤５が表面張力現象を起こし、洗浄剤排出口５２の外側に、図４に示されるように楕円形にせり出す形となる。この表面張力現象が起きてせり出した洗浄剤５の、洗浄剤排出口５２で表面張力現象が起きている場合において、吐出ノズル先端５１が洗浄剤５に浸されるような位置に設けられると、吐出ノズル先端５１を冷やし、また乾燥を防ぐ点で好適である。これはノズルプレート１０を用いたドット状マーキング及び印字装置１だけでなくノズルプレート１１０を用いたドット状マーキング及び印字装置１００についても同様である。

【0028】

当然のことながら、洗浄剤流路３０と吐出ノズル１１は同数設けられる。

【0029】

次に図５を用いて本発明に係るドット状マーキング及び印字装置１から吐出された滴７３の印字の際について詳述する。図５（Ｘ）（Ｚ）に示されるように、吐出ノズル先端５１よりほぼ真っ直ぐに吐出された滴７３は、すぐに被印字物８０に到達し、被印字物８０の的８１に印字される。従来のノズルプレート１０、１１０を用いない構成では、吐出ノズル１１間の幅が広かったため、一度に吐出する滴７３を図５の（Ｙ）のβの間隔程度に収めることはできなかった。βとは、的８１の中央同士の距離である。本発明に係るノズルプレート１０、１１０を用いて、更に吐出ノズルの長さを０．７～５ｍｍ程度に構成することで、吐出ノズル同士の幅である、図１に示されるノズルピッチＺを０．８～６ｍｍほどとすることができる。上記のような数値で本開示のドット状マーキング及び印字装置１のように構成することにより、より幅の狭いドットピッチβとすることができる。具体的には従来３～５ｍｍ程度のドットピッチであったが、本発明のように構成することによりドットピッチβは１ｍｍとすることが可能である。これについても、ノズルプレート１０を用いたドット状マーキング及び印字装置１についてだけでなくノズルプレート１１０を用いたドット状マーキング及び印字装置１００についても当てはまる説明である。

【0030】

次に本実施形態における洗浄剤流路３０の断面及び本発明に係るこの断面の他の例について述べる。洗浄剤保持ノズル下部４０において、洗浄剤流路３０の断面は円形である。吐出ノズル１１の内側には塗料の通り道である塗料流路３２が設けられている。

【0031】

また、吐出ノズル保持部４１の突起３３は、図１～３に示されるように、吐出ノズル１１を、洗浄剤流路３０の略中央ないし中央に位置するように保持しており、かつ洗浄剤流路３０を遮らないように、略円管状の洗浄剤流通管６０を備えている。この洗浄剤流通管６０の断面は、曲線状により形成されることが好ましく、花びら状であることが好ましい。このように構成されることにより、圧力損失を極力減らすことができる。吐出ノズル１１はドット状マーキング及び印字装置１の性質上、洗浄剤流路３０の略中央から位置が変わったり、ぐらつくと、吐出が適切に行われず、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１１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。突起３３が４つ設けられている例に限定されるものではなく、突起３３が３個のもの、突起３３が５個のものなどでも断面が曲線状であり、花びら状に形成されている。突起３３は洗浄剤の障害とならないよう、上面視で細長く、横方向からみると広い、壁状であることが好ましい。突起３３は吐出ノズル１１を保持するものの、あまりきつく保持するのではなく、また、突起３３を上面視で細い形状とすることで、突起３３を横方向（水平方向）にやや撓ませることができるように構成することが好適である。具体的には、洗浄剤流通口６１同士の間に一定の幅を有する太さで突起３３を形成する。この一定の幅を細く形成することで、突起３３が撓むことが可能になり、様々な太さの吐出ノズル１１を保持することが可能になる。ここで一定の幅とは、図２（Ｘ）に示される洗浄剤流通口６１同士の間隔のうち最小のものを表す。そのため、この一定の幅は、０．０３ミリメートルから０．０５ミリメートルであることが好ましい。上記の幅は、洗浄剤流通管６０同士の距離でもある。また、突起３３は、洗浄剤流通口６１と一体となって、すり鉢に形成されている。このように形成されていることで、圧力損失を減らすことや、製造時に吐出ノズル１１を突起３３同士の間に挿入する際に、ガイドの役目を果たし、製造を容易とすることができる。

【0032】

また、洗浄剤導入部４２は省略されてもよく、従って可能な限り圧力損失を少なく形成することが好ましいことから、円管状であることが好ましい。

【0033】

次に吐出ノズル１１の材質・サイズについて説明する。吐出ノズル１１は、抵抗値が０．５Ω～１００Ω程度を有することが好ましい。このため、吐出ノズル１１は抵抗を有する部材を使用することが好ましい。抵抗を有する部材としては、電熱線（ニクロム線等）、ステンレス鋼線（ＳＵＳ３０４）、ピアノ線・硬鋼線、バネ用りん青銅線、胴めっき鋼線、黄銅線、ベリリウム銅線等が好ましい。吐出ノズル１１は、１ドットあたりの吐出量を保持するように作られるため、吐出ノズル１１の内径や長さに関してはあまり大きく作成することはできない。また、外径等を大きくする方法で体積を大きくすると、今度は熱を過剰に保持してしまう問題が生じる。熱を過剰に保持してしまうと、塗料を吐出ノズル１１から熱を持たせて噴射し、その後再び吐出ノズル１１に再充填された際にも吐出ノズル１１の余熱が塗料に伝わってしまい、この状態から吐出ノズル１１に再び加熱することになるので塗料を過剰に熱してしまい、吐出ノズル１１の管の詰まりなどの故障の原因となる。

【0034】

従って、吐出ノズル１１の材質としては、特に導電率が低いステンレス鋼線（ＳＵＳ３０４）が好ましい。また吐出ノズル１１は全体が薄肉状に形成されることが好ましく、具体的には肉厚を一定として、０．０２～０．２ミリメートルとすることがより好ましい。

【0035】

ただ、部材選択や抵抗値などの設計の都合上この範囲に吐出ノズル１１の管の肉厚を大きくしなければならない場合もある。この場合でも、吐出ノズル１１の先端部２６の幅Σを少なくした薄肉状とすることで、吐出ノズル１１の管の詰まりやすい先端部２６の部分を、洗浄剤により十分冷却することができることとなり、先端部２６での、噴射後に残ってしまった塗料の固形化を防止できることとなる。具体的には幅Σは０．０２～０．２ミリメートルであると好ましい。これ以上細いと強度に問題が生じ、これより太いと撓みずらい場合がある。また、図６に示すようにテーパー状であり先端部２６の端部である吐出ノズル先端５１の肉厚自体を幅Σ、０．０２～０．２ミリメートルの吐出ノズル１１としてもよい。もちろん、吐出ノズル１１の先端部２６だけでなく、吐出ノズル上部１３を除く吐出ノズル１１全体を薄肉状、つまり０．０２～０．２ミリメートルに構成してもよい。このようにすれば、熱容量を小さく構成することができるので、スムーズに冷却を行うことができる。

【0036】

このように吐出ノズル１１は抵抗を有する部材で構成されており、電極部４が吐出ノズル１１の吐出ノズル上部１３に当接し、これにより電極部４から電流が吐出ノズル１１に流れ、また同じく吐出ノズル先端部２６より上側で吐出ノズル１１と接する突起３３へと、吐出ノズル１１から電流が流れていく。突起３３、１３３は電極部材で構成されている。このように、電極部４から吐出ノズル１１を通って、突起３３、１３３へと流れる電気回路が形成されている。電流の方向は逆でも構わない。

【0037】

ノズルプレート１１や、少なくともその突起３３、１３３は、電極部材で構成されていることが好ましい。電極部材としては、導電率の高い金属であればよい。具体的には銀、軟銅、クロム銅、アルミニウムなどが好ましい。

【0038】

また、電極部４には、図１に示している電極棒の他、電極箔、電極板等が好適である他、電極の性質を持つ公知の部材を用いても構わない。

【0039】

図７は電極板７０の上面図及び正面図を図示したものである。図７に示すように、吐出ノズル保持部４１の突起１３３は電極板７０の一部として構成されていても構わない。この場合突起１３３は中央に穴を設け、十字にスリットを開けた、そのスリットとスリットに囲まれた部分である。そして、図７の円状の点線部分は吐出ノズル１１の挿入予定位置である。

【0040】

この場合、図示するように、吐出ノズル保持部４１は吐出ノズル１１の径よりも小さい大きさの穴を中央に設けていると好ましい。このようにすることで、吐出ノズルを後に挿入した際に棒状の突起１３３が下にしなり、しっかりと吐出ノズル１１に当接して固定することができ、またさまざまなサイズの吐出ノズル１１に対応することができる。

【0041】

図８に、本実施形態に係るドット状マーキング及び印字装置の他の一例を示す。図１の場合と同様に示される点は同様の構造であるが、異なる点としては、吐出ノズル保持部４１及び突起１３３が、電極板７０を用いて構成されているという点である。これにより、後述するように組み立てが簡易となり好適である。この突起１３３及びスリットは４個ずつに限られるものではなく、複数以上で中央に吐出ノズル１１を保持できる程度あればよい。

【0042】

次に図９を用いながら電極板７０を用いたノズルプレート１１０の組み立てを説明する。図９（Ｘ）に示されるようにノズルプレート上部７１とノズルプレート下部７２が電極板７０を挟み込むように位置しており、それぞれＸ方向に挟み込むことで、図９（Ｙ）に示すような形態となる。このように、組立を考慮すると、ノズルプレート１１０などに穴をあける構成よりも簡易に組み立てることができることとなる。

【0043】

次に図１０に示されるノズルプレート１１０に吐出ノズル１１を挿入した図で説明する。
吐出ノズル１１を上部から挿入すると、棒状の吐出ノズル保持部４１が斜め下方にしなり、吐出ノズル１１が固定される。吐出ノズル先端５１が洗浄剤排出口５２近傍より内側に位置する点については図１の場合と全く同様である。

【0044】

次に、本発明の実施形態において用いることのできる洗浄方法について説明する。まず、洗浄剤流路３を利用し、洗浄剤５を洗浄剤保持ノズル１２内に導入する（ステップ１）。その後洗浄剤保持ノズル内を洗浄剤５で満たした状態とする（ステップ２）。このステップ２において、洗浄剤５を満たした状態を１～３秒間維持することも好適である。最後に、圧縮空気等のエアーで洗浄剤保持ノズル１２内の洗浄剤５を洗浄剤排出口５２から排出する（ステップ３）。ステップ２において、洗浄剤５で洗浄剤保持ノズル１２内を満たすことで、吐出ノズル１１及びその先端部２６においては、洗浄剤５で満たされた際に表面張力現象で、下側である洗浄剤排出口５２より内側に洗浄剤５が留まることになる。これにより、洗浄がなされるとともに、余分な熱を取って冷却することができる。この際に、吐出ノズル先端５１が洗浄剤排出口５２より大きく突出していると、先端部２６を洗浄剤５に浸すことが困難になる。よって、洗浄剤吐出口５２近傍ないし内側に吐出ノズル先端５１が位置することが好ましい。

【0045】

次に、本発明の実施形態のドット状マーキング及び印字装置の使用方法について説明する。図１に示される電極部４に、図示しない電源と接続している。これにより吐出ノズル１１に電流を流すが、吐出ノズル１１に流す電流は、図示しないソレノイドコイルと同期をとって通電する。これにより通電時間を調整し、温度上昇の程度を調節することができる。通電電圧は定電圧電源を使用する。このため、一定となり、時間的にソレノイドコイルから通電するよりも前から、パルス通電を始めることとなる。

【0046】

吐出ノズル１１からは、突起３３、１３３に接続している。突起３３は電極部材を用いることが好ましい。突起１３３は電極板の一部として構成され、電極板は電極部材であることが好ましい。また、突起３３、あるいは突起１３３を含む電極板が図示しない電源へと接続されていることにより、吐出ノズル１１は通電が可能となっている。吐出ノズル１１が通電することで、吐出ノズル１１は抵抗を有する部材で構成されることから、熱をもつことになる。これにより塗料を温めることが可能となる。また、パルス通電とすることで、塗料を温める工程と、温めずに吐出ノズル１１を塗料等で冷やす工程とを設けることができる。

【0047】

この使用方法の工程としては、まず吐出制御弁２２により、吐出ノズル１１内部に塗料を吐出する。（ステップ１）ステップ１と一部並行して吐出ノズル１１に通電し、吐出ノズル１１を加熱する。これにより塗料を加熱する。（ステップ２）。吐出ノズル１１の通電を終了する（ステップ３）。吐出制御弁２２により、吐出ノズル内部に塗料を吐出する。これにより、既存の吐出ノズル１１内部の塗料が吐出され、ドット印字を行う（ステップ３）。この後ステップ２とステップ３を繰り返す。

【実施例】

【0048】

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。

【0049】

実施例では、本開示のような構成、突起１３３が設けられ、突起１３３により吐出ノズル１１が洗浄剤保持ノズル１２の略中心に支持されている、吐出ノズル先端５１が洗浄剤排出口５２より内側に位置する、電極部４を備え、吐出ノズル１１と電極部４、突起１３３が通電可能に構成され、また突起１３３は電極板７０を用いて構成され、吐出ノズルはステンレス材（ＳＵＳ３０４）を用いる等の特徴を備えていた。

【0050】

比較例では、吐出ノズル１１を備え、洗浄剤保持ノズル１２を備えるものの、電極部４を備えず、吐出ノズル１１も抵抗を有する部材では構成されず、ノズルプレートも用いられず、通電可能にも構成されていない、吐出ノズル先端が洗浄剤排出口より外側に位置するなどの本開示の特徴を有していなかった。その他の構成は同様であった。

【0051】

実施例と比較例で、ドット状印字試験を行った。以下の条件で、ドット状印字を行った。そして、水性塗料の乾燥時間を計測した。
塗料圧力 ０．１～０．７ＭＰａ
塗料吐出速度 ０．５ｍ～２０ｍ／ｓｅｃ
洗浄剤圧力 ０．２～０．６МＰａ
吐出ノズル口径 ０．１～０．３ｍｍ
ノズル電流 １５Ａ
ノズル通電時間 ０．３～１．５ｍｓｅｃ
塗料温度上昇 ４０℃
印字速度 ０．５～３ｍ／ｓｅｃ
ドット間ピッチ ３～５ｍｍ
ノズル肉厚 ０．０４ｍｍ
実施例では、ドット印字の乾燥時間が３０秒であった。比較例では、ドット印字の乾燥時間は約１２０秒であった。実施例のほうが比較例に比して水性インクにおいてドット印字の乾燥時間を大幅に削減することができていた。

【産業上の利用可能性】

【0052】

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】

【0053】

１、１００ ドット状マーキング及び印字装置
２ 塗料室
３ 洗浄剤通路
４ 電極部
５ 洗浄剤
１０、１１０ ノズルプレート
１１ 吐出ノズル
１２ 洗浄剤保持ノズル
１３ 吐出ノズル上部
２０ 弁座
２１ 弁体
２２ 吐出制御弁
２３ 可動鉄心
２４ 振動機構
２６ 先端部
３０ 洗浄剤流路
３１ 壁部
３２ 塗料流路
３３、１３３ 突起
４０ 洗浄剤保持ノズル下部
４１ 吐出ノズル保持部
５１ 吐出ノズル先端
５２ 洗浄剤排出口
６０ 洗浄剤流通管
６１ 洗浄剤流通口
７０ 電極板
７１ ノズルプレート上部
７２ ノズルプレート下部
７３ 滴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】