JP3935470B2 - 流体分与カートリッジ用安全キャップ - Google Patents

Description

本特許は、流体分与カートリッジのノズルの上に取り付ける安全キャップに関する。より厳密には、本発明は、自動平版印刷機に使用されるインクカートリッジの分与器具上に取り付けられる安全キャップに関する。

印刷機用の最近のインクカートリッジは、通常、中空の管状本体と、一方の端部に挿入された可動プランジャと、反対側の端部に取り付けられた静止分与器具とを備えている。分与器具は、管状本体の分与用端部を覆い、カートリッジを開閉するための組み込み式ノズルを有している。プランジャが、手動、又は一般的には空気圧によって分与用端部に向けて押されると、ノズルを通してインクが押し出される。通常、カートリッジは、分与用端部を下に向けて置き、開いているプランジャー用端部からインクを注入して一杯に充填し、それからプランジャを挿入する。出荷及び保管時には、インクカートリッジは、分与用端部を下向きにしておくのが望ましい。

分与器具は、管状本体の分与用（上）端部内に密封係合状態で装着されており、カバー部分と、カバー部分から伸張するノズルとを備えている。ノズルには幾つかの機能があり、即ち（１）プランジャ作動時に、カートリッジからのインクの流れを案内し、（２）充填時、輸送時、保存時、印刷機への装着時を含め、プランジャ作動時以外の全ての場合にインクが流れ出ないようにし、（３）カートリッジ内への空気の侵入を防ぐ働きをする。

従来型のインクカートリッジで起こりうる１つの問題は、使用している間に、インクがノズルから分与器具外に漏れ出ることである。そうなると、インクは、乾燥し剥がれ落ちて、カートリッジの下のインクリザーバを汚すことになりかねない。

従来型のインクカートリッジで起こりうるもう１つの問題は、ノズルが突出しているため、カートリッジは、充填、搬送、保管の目的で分与用端部を下にして立てておくには、保持容器又は固定具を使って、カートリッジを直立状態に安定して保持しなければならない。

従来型のインクカートリッジで起こりうる更にもう１つの問題は、カートリッジ内に空気が侵入することである。分与用端部を上に向けた状態でインクカートリッジを保管又は搬送すると、重力によってインクが下に下がることになる。分与ノズルのシールが気密になっていないと、インクが下がることで空気がカートリッジ内に吸い込まれ、インクが硬化し始めることになりかねない。硬化するとインクの品質が劣化し、分与性能が低下する危険性が大きくなる。

従って、本発明の目的は、インクカートリッジで使用する、インクが分与ノズルのシールを通過して流れるのを防ぐ安全キャップを提供することである。
本発明のもう１つの目的は、インクが分与ノズルのシールを通過してしまった際に、インクがキャップの外側に流れ出るのを防ぐ安全キャップを提供することである。

本発明の更にもう１つの目的は、カートリッジを保持する助けとして保持容器又は固定具を使う必要なしに、分与用端部を下に向けた状態でインクカートリッジを直立状態にセットすることのできる安全キャップを提供することである。

本発明の又もう１つの目的は、分与ノズルをきれいに保ち、搬送と取り扱いの間に損傷を受けないようにする安全キャップを提供することである。
この他の、そして追加の目的は、以下の説明と添付図面から明らかになるであろう。

本発明は、分与用端部に取り付けられた分与器具から伸張するノズルを有するインクカートリッジで使用する安全キャップを提供する。本安全キャップは、インクがカートリッジから流れ出るのを防ぎ、又は、インクが分与ノズルのシールを通過してしまった際に、インクがキャップの外側に流れ出るのを防ぐ。本キャップを使えば、更に、カートリッジを保持する助けとして保持容器又は固定具を使う必要なしに、分与用端部を下に向けた状態でインクカートリッジを直立状態にセットすることができるようになる。

本キャップは、ハブ部と、ハブ部を取り囲む実質的に円筒形の外壁と、ハブ部を外壁に接続する環状壁とを備えている。ハブ部は、分与器具のノズル上に密接嵌合するように構成されており、ドーム型の上壁と、下向きに伸張しシールリップで終端するスカート部とを備えている。シールリップは、分与器具上に安全キャップを装着すると、分与器具とともに密封状態を形成するようになっている。キャップの外壁は、装填、保管、運搬時にカートリッジを上に立たせておくことのできる上部リムを有している。ハブのスカート部は、内向きに伸張するロック要素を有しており、ロック要素は、分与器具上の相補的ロック要素と係合させ、或いは係合解除させることができるようになっている。

図１−２に本発明の一実施形態を示しており、これは、平版印刷機用のインクカートリッジ又は他の流体分与容器に使用するための安全キャップ１０である。図３及び４に示すように、安全キャップ１０は、分与器具１４に安全キャップを取り付けるために使用できるロック要素１２又は他の取り付け手段を有している。プランジャ１６とカートリッジ本体（図示せず）は、インクカートリッジ組立体のこの他の構成要素を構成している。

インクカートリッジ組立体では、カートリッジ本体は、押し出し可能なインクの供給源を保持し、分与用端部とプランジャ用端部とを有している。プランジャ１６は、プランジャ用端部に挿入され、通常は空圧力で押されてカートリッジ本体内を進み、分与器具１４のノズル部分を通してインクを押し出すピストンとして働く。無駄になるインクの量を最小限にするため、プランジャ１６は、インクカートリッジの全長に亘って押されて進む際に、分与器具１４と密に嵌合している。分与器具１４は、カートリッジの分与用端部にしっかりと取り付けられているか、又は分与用端部と一体になっている。

分与器具１４は、多様な形態を取ることもできるが、好適な実施形態について以下に説明する。図４に示すように、分与器具１４は、２つの別々に成形されたプラスチック部品、即ち内側（嵌合）構成要素１８と外側構成要素２０を備えていることに留意されたい。

内側嵌合構成要素１８は、円筒形の側壁２２と、ブリッジ２６で側壁２２に接続されたドーム型のシール部分２４とを備えている。後に詳しく説明するが、インクの圧力によって分与ノズルが開かれると、インクは、ブリッジの間の空間を通って流れる。内側構成要素１８は、外側構成要素２０の内側にしっかりと取り付けられ、これと密に嵌合して、インクが内側構成要素及び外側構成要素間に達することを防止している。

外側構成要素２０は、インクカートリッジの分与用端部を覆うためのカバー部分３０と、カバー部分３０の外周から下向きに伸張するスカート３２と、カバー部分３０の中央に設けられた開口を覆うように取り付けられている上向きに伸張するノズル部分３４とを備えている。スカート３２は、インクカートリッジ本体（図示せず）の分与用端部内にぴったりと嵌まる。スカート３２の上端から、フランジ３６が半径方向外向きに伸張し、分与器具１４をカートリッジ本体内に挿入する際のストッパを形成している。

分与器具１４のノズル部分３４は、カバー部分３０から上向きに伸張する側壁３８と、ノズル側壁３８の上縁部から半径方向内向きに伸張し剛性のある環状リム４２で終端している環状の可撓性弁部分４０とを備えている。ノズル側壁３８から外向きにロックねじ４４が突出し、安全キャップ１０を受け入れるように構成されている。

ノズル３４の可撓性弁部分４０は、十分に薄肉で、圧力が掛かると閉位置から開位置へと撓むことができる形状寸法になっている。プランジャ１６がカートリッジの分与用端部に向けて押されると、インクによって圧力が加えられる。図４に示す閉位置では、環状リム４２が内側構成要素２４のドーム型のシール部分２４に押し付けられており、インクカートリッジを密封状態に保っている。この密封状態を、以後、一次シールと呼ぶ。開位置では、可撓性部分４０が上方外向きに撓み、リム４２とシール部分２４の間に環状の開口を作り出し、そこを通ってインクが流れるようになる。

上記の分与器具１４は、可撓性弁にカートリッジ内のインクによる内圧が加えられていない場合にインクが漏れないように設計されている一次シールを有してはいるが、インクカートリッジ組立体に安全キャップを付けて、更にインクの漏れを防ぎ、且つ分与用端部を下にしてインクカートリッジを立てた状態にすることのできる手段を提供できれば好都合なことが分かっている。本発明の安全キャップ１０は、この要求を満たしている。

安全キャップ１０は、好ましくは一体モールド成形のプラスチック部品であり、好適な実施形態では、中央に配置されたハブ部分５０と、環状壁５２と、実質的に円筒形の外壁５４とを備えている。環状壁５２は、ハブ部分１８から外壁５４まで半径方向外向きに伸張している。随意的に、均等な間隔を空けて、フィン５６が、ハブ部分５０から外壁５４まで半径方向外向きに伸張し、付加的な構造的支持部を形成している。フィン５６に代えて、又はこれに追加して、例えば同心的に間隔を空けて設けられた補強リングのような、安全キャップ１０の支持と安定化を助ける他の構造を使ってもよい。

ハブ部分５０は、分与器具のノズル３４を覆って密に嵌るよう構成されており、ドーム状の上壁６０と、下向きに伸張しシールリップ６４で終端するスカート部分６２とを備えている。後に詳しく説明するが、シールリップ６４は、安全キャップ１０を分与器具１４に装着した場合、分与器具のカバー部分３０に対して密封状態を形成する。

安全キャップのロック要素１２は、内向きに突出する戻り止めの形をしており、スカート部分６２の内壁回りに均等な間隔を置いて配置されている。安全キャップ１０を分与器具１４に装着するには、キャップ１０を、ロック用戻り止め１２がノズルのロックねじ４４の間の空間の上に来るように向け、軸方向に分与器具１４上に押し付け、ロック用戻り止め１２がねじ４４と完全に係合するまで回す。

安全キャップ１０をこの様に装着すると、ハブ部分の上壁６０がノズル３４の可撓性環状部分４０を押し下げ、環状リム４２をシール部分２４に押し付け、更に確実にインクがノズル４４から漏れないようにする。この一次シールが漏れを生じた場合でも、安全キャップ１０の上壁６０が環状部分４０に押し付けられる環状領域４５が、二次シールとして働く。

分与器具を上に向けてカートリッジを保管すると、重力によって内容物が下に下がることになる。ノズルが気密状態に密封されていなければ、インクが下がることによってカートリッジ内に空気が吸い込まれ、インクを駄目にしかねない。ハブ部分上壁６０によって可撓性環状部分４０に加えられる圧力も、カートリッジ内に空気が吸い込まれないことを保証する。

安全キャップ１０は、シールリップ６４が分与器具１４のカバー部分３０と接触するノズル３４の基部近くの環状領域において、分与器具１４との第３のシールを形成する。この様に、安全キャップ１０と分与器具１４は、協働して２つの追加のシールを形成し、インクがキャップ１０の外に流れ出るのを防ぐ。

安全キャップ１０の外壁５４は、ハブ部分５０が上方に突出することのない面を画成する頂部リム６６を有しているので、カートリッジは、充填、搬送、保管の間に、分与用端部を下に向けてリム６６の上に直立させておくことができる。外壁の頂部リム６６の直径は、分与用端部を下にしてカートリッジを置いた際にインクカートリッジ用の安定した基部を形成するだけの大きさがあり、望ましくはインクカートリッジの直径とほぼ同じ大きさであるのが望ましい。

外壁５４の下部６８は、分与器具のカバー部分３０上にその周辺部近くで嵌合し、器具を側方衝撃から保護する助けとなっている。外壁５４の外面上には、垂直方向に向いた尾根状の把持要素７０が設けられ、安全キャップ１０が回し易くなっている。

以上、インクカートリッジ等のための、上記分与器具１４又は同様な器具上に装着する安全キャップ１０について説明してきた。安全キャップ１０は、３つの基本的機能、即ち（１）分与機構上に圧力を掛けることによってノズル３４を閉状態にしたときには、インクがカートリッジから漏れ出ないようにする、（２）分与用端部を上に向けてカートリッジを保管しても、空気をカートリッジ内に吸い込まないようにする、（３）出荷、充填、運送、保管の間、分与用端部を下にしてカートリッジを立てておけるようにする、という機能を実現する。

この他にも、上記教示及び特許請求の範囲により定義される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び代替実施形態が考えられる。本発明の範囲に含まれるその様な変更は全て、請求項によって包含されるものである。

本発明による安全キャップの上部斜視図である。 本発明による安全キャップの底部斜視図である。 図１の安全キャップの断面斜視図であり、インクカートリッジの分与器具及びプランジャと共に示している。 図３の、安全キャップ、分与器具、及びプランジャの断面図である。

Claims (6)

1. 流体分与カートリッジ用の安全キャップ（１０）であって、分与器具（１４）がカートリッジに取り付けられているか、又は、分与器具（１４）がカートリッジの分与用端部と一体になっており、前記分与器具（１４）が開位置及び閉位置を有するノズル（３４）を備えており、前記分与器具（１４）に装着できるように構成されている安全キャップ（１０）において、
   上壁（６０）及び下向きに伸張しているスカート部分（６２）を備えているハブ部分（５０）と、
   前記安全キャップ（１０）を前記分与器具（１４）に取り付けるための手段と、
   前記ハブ部分（５０）を取り囲むとともに、頂部リム（６６）を有しており、前記カートリッジが前記頂部リム（６６）の上に立っていることができる、円筒形の外壁（５４）と、
   前記スカート部分（６２）から前記外壁（５４）まで半径方向外向きに伸張している、環状壁（５２）とを備えており、
   前記安全キャップ（１０）が前記分与器具（１４）に装着されて前記ノズル（３４）が閉位置に維持されているとき、前記ハブ部分（５０）の前記上壁（６０）が前記ノズル（３４）の環状部分（４０）に押し付けられて、前記ハブ部分（５０）と前記ノズル（３４）の環状部分（４０）とは、密封状態を形成する、安全キャップ。
2. 前記取り付け手段は、前記ハブ部分（５０）の前記スカート部分（６２）から内向きに伸張するロック要素（１２）を備えており、前記ロック要素（１２）は、前記分与器具（１４）上の相補形のロック要素（４４）と係合及び係合解除させることができるようになっている、請求項１に記載の安全キャップ。
3. 前記ロック要素（１２）は、内向きに突出する戻り止めの形態をしており、前記スカート部分（６２）の内側の回りに均等に配置されている、請求項２に記載の安全キャップ。
4. 前記外壁（５４）は、一体型の把持要素（７０）を有している、請求項１乃至３の何れか１項に記載の安全キャップ（１０）。
5. 垂直方向に配向され、前記ハブ部分（５０）から半径方向外向きに伸張し、前記ハブ部分（５０）を前記外壁（５４）に接続している、複数のフィン（５６）を更に備えている、請求項１乃至４の何れか１項に記載の安全キャップ。
6. 前記スカート部分（６２）は、シールリップ（６４）で終端しており、前記シールリップ（６４）が、前記安全キャップ（１０）が前記流体分与カートリッジに装着されたとき、前記分与器具（１４）のカバー部分（３０）とともにシールを形成する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の安全キャップ。

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