JP2006232309A - 液体充填方法及び液体充填装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 粘度の高い液体であっても、液体調合容器に精度よく液体を充填することができる液体充填方法及び液体充填装置を提供する。
【解決手段】 充填装置１１は、貯留タンク１３から流量の多い第４導出パイプ２５を介してインク原料１４を導出し、調合タンク１５に予備目標充填量の充填した後、流量の少ない第３導出パイプ２３を介してインク原料１４を導出し、開閉弁３３の開放動作によって複数回に分けて目標充填量まで充填した。充填装置１１は第４導出パイプ２５にて予備目標充填量を充填することで充填作業にかかる時間を軽減することができる。さらに、第３導出パイプ２３を介し複数回にてインク原料１４を充填することで、インク原料１４の粘度が高くなっている場合でも調合タンク１５に精度よく目標充填量を充填することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体充填方法及び液体充填装置に関する。

従来、貯留容器に貯留された液体を、導出管を介して導出し液体収容容器内に充填する液体充填装置が知られている。通常、液体充填装置では導出管の途中に設けたバルブ装置によって導出管を連通状態又は非連通状態とすることで貯留容器からの液体の導出量を調整していた。

このような液体充填装置の中には、液体収容容器の重量を計量する計量装置を備え、計量装置の計量結果に基づいて同液体収容容器内に充填された液体の充填量を検出するものがあった（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載の液体充填装置では、液体収容容器内に設定量の液体が充填され、計量装置によって計量される重量が予め設定された設定重量に一致すると、計量装置から制御装置に対して検出信号が出力されるようになっている。制御装置は、検出信号を受信するとバルブ装置を閉じ貯留タンクからの液体の導出を終了するようになっている。
特開平５−２７２６９４号公報

しかしながら、上述した特許文献１の液体充填装置に粘度の高い液体を貯留タンクに貯留させた場合、液体収容容器への充填が終了しバルブ装置を閉じた後にも、導出管のバルブ装置よりも下流側に液体が残留する可能性があった。このように残留した液体は、やがて導出管内を流動し液体収容容器内に入る可能性があった。そして、液体収容容器内に液体が入ると、液体収容容器内の液体の充填量は設定量よりも多くなり過剰充填となる問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、粘度の高い液体であっても、液体調合容器に精度よく液体を充填することができる液体充填方法及び液体充填装置を提供することにある。

本発明の液体充填方法は、貯留容器に貯留された液体原料を、導出流路を介して導出し、同液体原料を調合する液体調合容器に充填する液体充填方法において、前記液体原料を、前記液体調合容器に充填する目標充填量よりも少なく設定された予備目標充填量まで充填する第１の充填ステップと、前記第１の充填ステップが完了し、前記導出流路内から前記液体原料が導出しきる所定の液切時間が経過した後に、前記第１の充填ステップよりも少ない導出量で前記液体原料を充填し前記目標充填量に到達させる第２の充填ステップとを含む。

これによれば、第１の充填ステップの完了後に所定の液切時間を経過させることで、導出流路内に残留する液体原料を導出し液体調合容器内に充填させることができる。そして、液体原料の残留を解消した後に第２の充填ステップにて液体原料を充填することで、残留した液体原料が導出されたことで発生する液体調合容器への過剰充填を抑制することができる。従って、本発明の液体充填方法は、液体原料の粘度が高く導出流路内に残留し易い場合であっても、精度よく目標充填量の液体原料を液体調合容器に充填することができ
る。また、第２の充填ステップにおける導出流路の導出量を、第１の充填ステップにおける導出流路の導出量よりも小さく設定することで、予備目標充填量から目標充填量に至るまで少しずつ液体原料を充填し到達させることができる。これにより、精度よく目標充填量に到達させることができる。また換言すると、第１の充填ステップにおける導出流路の導出量は、第２の充填ステップにおける導出流路の導出量よりも大きく設定されているので、予備目標充填量の充填にかかる時間を軽減することができる。

この液体充填方法の前記第２の充填ステップは、前記液体調合容器に前記液体原料を少なくとも２回に分けて充填し、各充填作業の間に前記所定の液切時間を経過させる液切ステップを含む。

これによれば、液体調合容器に第１の充填ステップにて予備目標充填量を充填した後に、第２の充填ステップにて第１の充填ステップよりも少ない導出量で、少なくとも２回以上に分けて液体原料を充填するので、充填される液体原料を精度よく目標充填量に到達させることができる。さらに、第２の充填ステップにおける各充填作業の間に所定の液切時間を経過させることで、導出流路内に残留する液体原料を解消することができ、より精度よく液体調合容器に目標充填量の液体原料を充填することができる。

この液体充填方法は、前記液体調合容器の重量を検出することで同液体調合容器内に充填された前記液体原料の実充填量を検出する充填量検出ステップと、前記第１の充填ステップの完了後に前記充填量検出ステップにて検出された前記実充填量に基づいて、前記第２の充填ステップにおける前記目標充填量に到達するために必要な充填回数を決定する充填回数決定ステップとを含む。

これによれば、液体調合容器の重量から実充填量を検出することで、液体調合容器への充填作業の時間に基づいて実充填量を検出する場合に比べて、導出流路内に残留した液体原料が充填されたときでも精度よく実充填量を検出することができる。これにより、この実充填量に基づいて充填回数を決定することで、液体調合容器に精度よく目標充填量の液体原料を充填することができる。

この液体充填方法は、前記実充填量と前記目標充填量の誤差である測定誤差を検出する測定誤差検出ステップと、前記測定誤差検出ステップにて検出された前記測定誤差と、前記目標充填量に対して許容される設定誤差とを比較し、前記測定誤差が前記設定誤差以内であるときには、前記第２の充填ステップを終了する誤差比較ステップとを含む。

これによれば、測定誤差が設定誤差以内のときに第２の充填ステップを終了することで、液体調合容器へ目標充填量の液体原料を充填することができる。従って、本発明の液体充填方法は、液体調合容器への液体原料の過剰充填を抑制することができる。

本発明の液体充填装置は、貯留容器に貯留された液体原料を、導出流路を介して導出する導出ポンプと、前記導出流路を連通状態又は非連通状態とする開閉手段と、前記導出ポンプを駆動させるとともに、前記開閉手段により前記導出流路を連通状態とすることで、前記液体原料を調合する液体調合容器に同液体原料を充填させる制御部とを備えた液体充填装置において、前記導出流路の導出量を調整する導出量調整手段と、前記液体調合容器への充填作業を計時する計時手段とを備え、前記制御部は、前記液体原料を前記液体調合容器に充填する目標充填量よりも少なく設定された予備目標充填量まで充填させると、前記導出ポンプを停止するとともに、前記導出量調整手段により前記導出流路の前記導出量を少なく調整し、前記計時手段によって前記導出流路内から前記液体原料が導出しきる所定の液切時間の経過が計時されると、前記導出ポンプを再駆動するように構成された。

これによれば、制御部は、予備目標充填量の完了後に所定の液切時間を経過させることで、導出流路内に残留する液体原料を導出し液体調合容器内に充填させることができる。そして、液体原料の残留を解消した後に導出ポンプを再駆動し充填を再開することで、残留した液体原料が導出されたことで発生する液体調合容器への過剰充填を抑制することができる。従って、本発明の液体充填装置は、液体原料の粘度が高く導出流路内に残留し易い場合であっても、精度よく目標充填量の液体原料を液体調合容器に充填することができる。また、予備目標充填量の充填の後に、導出流路の導出量よりも小さく設定することで、予備目標充填量から目標充填量に至るまで少しずつ液体原料を充填し到達させることができる。これにより、精度よく目標充填量に到達させることができる。また換言すると、予備目標充填量を充填するまでの導出流路の導出量は、充填後の導出流路の導出量よりも大きく設定されているので、予備目標充填量の充填にかかる時間を軽減することができる。

この液体充填装置は、前記導出流路に、第１の流路又は第２の流路の一方を選択し連通させる流路選択手段を備え、前記第２の流路は、前記導出量調整手段によって前記第１の流路よりも導出量を少なく設定され、前記制御部は、前記予備目標充填量を前記第１の流路を介して充填した後、前記計時手段にて前記所定の液切時間が計時されると、前記流路選択手段によって前記導出流路と前記第２の流路を選択して連通させるとともに、前記開閉手段によって前記導出流路を少なくとも２回以上連通状態とし前記目標充填量を充填する。

これによれば、制御部は、液体調合容器に予備目標充填量を充填した後に、予備目標充填量を充填した際よりも少ない導出量で、少なくとも２回以上に分けて液体原料を充填する。これにより、液体充填装置は、液体調合容器に充填する液体原料を精度よく目標充填量に到達させることができる。さらに、各充填作業の間に所定の液切時間を経過させることで、導出流路内に残留する液体原料を解消することができ、より精度よく充填することができる。

この液体充填装置は、前記液体調合容器の重量を検出することで同液体調合容器内に充填された前記液体原料の実充填量を検出する充填量検出手段と、前記第１の流路による充填の完了後に検出された前記実充填量に基づいて、前記目標充填量に到達するために必要な前記第２の流路を連通状態とする予定回数を決定する予定回数決定手段とを備えた。

これによれば、充填量検出手段は、液体調合容器の重量から実充填量を検出することで、液体調合容器への充填作業の時間に基づいて実充填量を検出する場合に比べて、導出流路内に残留した液体原料が充填されたときでも精度よく実充填量を検出することができる。これにより、制御部は、この実充填量に基づいて充填回数を決定することで、液体調合容器に精度よく目標充填量の液体原料を充填することができる。

この液体充填装置は、前記実充填量と前記目標充填量の誤差である測定誤差を検出する測定誤差検出手段と、前記測定誤差検出手段にて検出された前記測定誤差と、前記目標充填量に対して許容される設定誤差とを比較する誤差比較手段とを備え、前記制御部は、前記誤差比較手段によって前記測定誤差が前記設定誤差以内と判定されたときには、前記第２の流路を介した前記液体調合容器への前記液体原料の充填を終了する。

これによれば、制御部は、測定誤差が設定誤差以内のときに第２の流路を介した充填を終了することで、液体調合容器へ目標充填量の液体原料を充填することができる。従って、本発明の液体充填装置は、液体調合容器への液体原料の過剰充填を抑制することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の液体充填装置としての充填装置１１は、貯留容器としての貯留タンク１３内に貯留されたインク原料１４を液体調合容器としての調合タンク１５に充填するためのものである。インク原料１４は、本願請求項に記載の液体原料に相当するものであって、調合タンク１５に充填された後、色材等が調合されインクジェット式プリンタに用いられるインクとして生成されるようになっている。

充填装置１１は、第１導出パイプ１７を備えている。第１導出パイプ１７は、貯留タンク１３の開口部から挿入され、その始端部が貯留タンク１３の底部付近に位置している。そして、第１導出パイプ１７の終端部にはダイヤフラムポンプ等の導出ポンプＰが接続され、導出ポンプＰの駆動によって第１導出パイプ１７を介して貯留タンク１３内からインク原料１４が汲み上げられるようになっている。導出ポンプＰには、第１導出パイプ１７と同一の開口径を有する第２導出パイプ１９の始端部が接続されている。第２導出パイプ１９の終端部には、流路選択手段としての切替器２１を介して、第２の流路としての第３導出パイプ２３の始端部と、第１の流路としての第４導出パイプ２５の始端部がそれぞれ接続されている。第３及び第４導出パイプ２３，２５は、それぞれ第２導出パイプ１９と同一の開口径を有する。切替器２１は、図示しない弁体を備えており、同弁体によって第３導出パイプ２３又は第４導出パイプ２５の一方を選択して第２導出パイプ１９に連通させるようになっている。

また、第３及び第４導出パイプ２３，２５の各終端部には、Ｔ字状に形成されたジョイント２７の第１及び第２ポート２７ａ，２７ｂがそれぞれ接続されている。ジョイント２７の第３ポート２７ｃには、第３及び第４導出パイプ２３，２５と同一の開口径を有する第５導出パイプ２９の始端部が接続されている。即ち、同一の開口径を有する第１〜第５導出パイプ１７，１９，２３，２５，２９は、互いに連通し導出流路を構成している。そして、第５導出パイプ２９は終端部（開口部）を調合タンク１５の開口部に相対向させている。これによって、導出ポンプＰの駆動によって貯留タンク１３内から汲み上げられたインク原料１４は、第１及び第２導出パイプ１７，１９を流動し、切替器２１によって選択された第３導出パイプ２３又は第４導出パイプ２５を流動した後に、第５導出パイプ２９を介して調合タンク１５内に導出される。

また第３導出パイプ２３の途中には、第３導出パイプ２３の導出量を調整する導出量調整手段としての導出量調整バルブ３１が設けられている。導出量調整バルブ３１は、ニードルバルブであって、自身のオリフィスの開度調整を行うことで第３導出パイプ２３の流量を調整するようになっている。本実施形態の第３導出パイプ２３の導出量は、導出量調整バルブ３１にて第４導出パイプ２５の導出量の略半分に設定されている。そして、第３導出パイプ２３には、導出量調整バルブ３１よりも下流側（ジョイント２７側）に開閉手段としての開閉弁３３が設けられている。開閉弁３３は、電磁ソレノイドバルブであって第３導出パイプ２３を連通状態又は非連通状態のいずれかの状態にするようになっている。従って、切替器２１によって第３導出パイプ２３が選択され開閉弁３３により第３導出パイプ２３が連通状態とされているときには、第４導出パイプ２５の略半分の導出量にて第５導出パイプ２９を介してインク原料１４が調合タンク１５内に充填されるようになっている。

そして、本実施形態の充填装置１１では、調合タンク１５にインク原料１４を充填する際に、その大半（後述する予備目標充填量Ｗ５）のインク原料１４を第１の充填ステップとして切替器２１により第４導出パイプ２５を選択し調合タンク１５に充填するようになっている。第１充填ステップの充填が完了すると導出ポンプＰを一端停止し、第２の充填ステップとして切替器２１により第３導出パイプ２３を選択した後、導出ポンプＰを再駆
動させ残りのインク原料１４を調合タンク１５に充填するようになっている。ここで第２充填ステップでは、開閉弁３３の開閉を繰り返すことで複数回に分けてインク原料１４の充填を行うようになっている。

一方、充填装置１１は、調合タンク１５の重量を計量する計量器３５を備えている。計量器３５はステージ３７を備えており、ステージ３７上に載置された調合タンク１５を計量するようになっている。計量器３５は、ステージ３７上に計量値（本実施形態の表示単位はグラム）を逐次表示する表示部３９を備えている。そして、充填装置１１では、ステージ３７上に調合タンク１５が載置された状態で調合タンク１５へのインク原料１４の充填が行われるようになっている。これにより、表示部３９に表示される値（調合タンク１５の重量）から調合タンク１５内に充填されたインク原料１４の充填量を視認できるようになっている。また、計量器３５はブザー４０を備えている。計量器３５は、ブザー４０を鳴動させることで、調合タンク１５へのインク原料１４の過剰充填や充填不良等の異常を知らせるようになっている。
（電気的構成）
次に、上述した充填装置１１の電気的構成について図１に従って説明する。

図１に示すように、充填装置１１は、充填量検出手段、予定回数決定手段、測定誤差検出手段、誤差比較手段及び計時手段を構成し同充填装置１１を制御する制御部４１を備えている。制御部４１は、各種演算処理を実行するＣＰＵ４３（中央演算処理装置）、制御プログラムを記憶したメモリ４５及び入出力回路４７を備えている。制御部４１は、導出ポンプＰ、切替器２１、導出量調整バルブ３１、開閉弁３３、計量器３５、ブザー４０とそれぞれ電気的に接続され、入出力回路４７を介して第１〜第５駆動電流Ｉａ〜Ｉｅを出力することで、それぞれを駆動制御するようになっている。

また制御部４１は、入出力回路４７を介して計量器３５から計量値（調合タンク１５の重量）の情報を含む重量検出信号ＳＧ１を逐次受信するようになっている。図２に示すように制御部４１は、重量検出信号ＳＧ１を受信すると、受信した重量検出信号ＳＧ１に基づいて、計量値であるタンク測定重量Ｗ１を検出し、メモリ４５に記憶し逐次更新する。このタンク測定重量Ｗ１は、液体調合容器の重量に相当するようになっている。さらに、制御部４１は、検出したタンク測定重量Ｗ１に基づいて入出力回路４７から第５駆動電流Ｉｅを出力し、計量器３５の表示部３９に調合タンク１５の重量を表示させるようになっている。つまり、調合タンク１５にインク原料１４が充填されていない、いわゆる空の状態となっているときには、表示部３９に調合タンク１５の重量のみが表示され、インク原料１４の充填が開始されると表示される計量値は上昇する。

また図２に示すように、メモリ４５には空の状態となっている調合タンク１５の重量がタンク基準重量Ｗ２として予め記憶されている。制御部４１は、タンク測定重量Ｗ１を検出すると、検出したタンク測定重量Ｗ１とタンク基準重量Ｗ２とを比較（タンク測定重量Ｗ１からタンク基準重量Ｗ２を除算）し、調合タンク１５に充填されたインク原料１４の充填量である実充填量としてのインク実充填量Ｗ３を検出するようになっている。制御部４１は、インク実充填量Ｗ３を検出するとメモリ４５に記憶し逐次更新するようになっている。

尚、本実施形態では、タンク基準重量Ｗ２は３０００グラムと設定されている。従って、例えばタンク測定重量Ｗ１が５０００グラムと計量された場合、インク実充填量Ｗ３は、５０００グラムからタンク基準重量Ｗ２の３０００グラムを除算した２０００グラムであると検出されメモリ４５に記憶される。

また図２に示すように、メモリ４５には貯留タンク１３から調合タンク１５に充填され
るインク原料１４の総量である目標充填量Ｗ４が予め設定され記憶されている。充填装置１１では、上述したように、この目標充填量Ｗ４を第１及び第２の充填ステップにて分けて充填するようになっている。ここで、第１の充填ステップから第２の充填ステップに移る際に、一旦、導出ポンプＰを停止するようになっているが、導出ポンプＰの駆動を停止した際に第５導出パイプ２９内に残留したインク原料１４が調合タンク１５に滴下することがある。メモリ４５には、導出ポンプＰの駆動停止から、こうした滴下が終了するまでにかかる時間である液切時間Ｔ１が予め実験等によって求められ記憶されている。さらに、メモリ４５には、この液切時間Ｔ１によって滴下するインク原料１４を考慮し、目標充填量Ｗ４よりも値の小さい予備目標充填量Ｗ５が予め実験等によって求められ記憶されている。予備目標充填量Ｗ５は、第１の充填ステップにて調合タンク１５に充填させる必要のある充填量であって、制御部４１はインク実充填量Ｗ３が予備目標充填量Ｗ５に到達すると導出ポンプＰの駆動を停止し第２の充填ステップに移るようになっている。つまり、充填装置１１では、導出ポンプＰの駆動停止後に滴下するインク原料１４を考慮し、目標充填量Ｗ４よりも値の小さい予備目標充填量Ｗ５が調合タンク１５に充填されると第１の充填ステップを完了するようになっている。尚、本実施形態では、目標充填量Ｗ４は１００００グラム、予備目標充填量Ｗ５は９９５０グラム、液切時間Ｔ１は１０秒に設定されている。

また図３に示すように、メモリ４５には導出量調整バルブ３１のバルブ開度Ｖ及び開閉弁３３の開放時間Ｔ２が記憶されている。バルブ開度Ｖは、第３導出パイプ２３の導出量Ｐ１が第４導出パイプ２５の導出量Ｐ２の略半分となるように設定されている。尚、本実施形態では、第４導出パイプ２５の導出量Ｐ２は毎秒２０グラムに設定され、開閉弁３３の開放時間Ｔ２は１秒に設定されている。従って、導出量調整バルブ３１により調整される第３導出パイプ２３の導出量は毎秒１０グラムとなる。このため、開放時間Ｔ２は１秒であるので、第３導出パイプ２３を介して第５導出パイプ２９から導出されるインク原料１４は、開閉弁３３の１回の開放動作毎に１０グラムが導出されるようになっている。これは、１回の開放動作によって液切時間Ｔ１に第５導出パイプ２９から滴下するインク原料１４の量を考慮して設定されている。つまり、図２に示すように、滴下するインク原料１４が５グラムであると実験で検証されている場合、開閉弁３３の１回の開放動作後に液切時間Ｔ１が経過した際に調合タンク１５に実際に充填されるインク原料１４は、実導出量Ｗ６として１５グラムが予定されている。

制御部４１は、図３に示すように、第１の充填ステップが終了し第２の充填ステップに移る際に、第２の充填ステップにて開閉弁３３を開放する充填回数としての予定回数Ｎ１を決定しメモリ４５に記憶するようになっている。そして、制御部４１は、決定した予定回数Ｎ１をメモリ４５に予め記憶された設定回数Ｎ２と比較するようになっている。設定回数Ｎ２は、実験等によって予め求められた第２充填ステップにて必要な開閉弁３３の開放動作の回数である。制御部４１は、予定回数Ｎ１が設定回数Ｎ２以上となっている、即ち調合タンク１５に充填されたインク原料１４が実験時より少ない場合、第１、第２、第４、第５導出パイプ１７，１９，２５，２９、ジョイント２７、導出ポンプＰのいずれかに異常があり、正確にインク原料１４を充填できていない可能性があると判定するようになっている。尚、本実施形態の設定回数Ｎ２は、４回に設定されている。

従って、上述したように、本実施形態では予備目標充填量Ｗ５を９９５０グラムに設定しているが、制御部４１は第１充填ステップ終了後であって液切時間Ｔ１経過後に検出したインク実充填量Ｗ３がインク原料１４の滴下により９９５５グラムとなっている場合、目標充填量Ｗ４に４５グラム足りないと判定する。そして、制御部４１は、第２充填ステップにて開閉弁３３の１回の開放動作で導出される実導出量Ｗ６（１５グラム）に基づいて、予定回数Ｎ１を３回と決定（４５グラムを１５グラムで割算）しメモリ４５に記憶する。ここで制御部４１は、予定回数Ｎ１（３回）と設定回数Ｎ２（４回）を比較し充填装
置１１に異常がないと判定する。

また図４に示すように、メモリ４５には設定誤差Ｂが記憶されている。設定誤差Ｂは、調合タンク１５に充填されたインク実充填量Ｗ３が目標充填量Ｗ４に対して許容される誤差であって予め設定されている。制御部４１は、第１の充填ステップの終了後、インク原料１４の滴下等によってインク実充填量Ｗ３が目標充填量Ｗ４に対してその誤差（以下、測定誤差Ｃという）が設定誤差Ｂ以内となった場合には、調合タンク１５に目標量のインク原料１４が充填されたと判定する。そして、制御部４１は、第２充填ステップには移らず（導出ポンプＰを駆動しない）そのまま調合タンク１５への充填を終了するようになっている。また制御部４１は、第２の充填ステップで開閉弁３３の開放動作による１回の導出が完了する度にインク実充填量Ｗ３を検出し、測定誤差Ｃが設定誤差Ｂ以内となった場合には調合タンク１５に目標量のインク原料１４が充填されたと判定し調合タンク１５への充填を終了するようになっている。さらに、第１充填ステップの終了後、又は第２充填ステップにて検出した測定誤差Ｃが設定誤差Ｂよりも正数として大きくなっている場合には、調合タンク１５へインク原料１４が過剰充填されていると判定し、導出ポンプＰを停止し充填を終了するとともに第５駆動電流Ｉｅを出力してブザー４０を鳴動させ過剰充填を知らせるようになっている。また測定誤差Ｃが設定誤差Ｂよりも負数として大きくなっている場合には、調合タンク１５に目標量（目標充填量Ｗ４）のインク原料１４が充填されていないと判定し第２充填ステップを継続するようになっている。

尚、図４に示すように、本実施形態の設定誤差Ｂは１４グラムに設定されている。従って、通常、予備目標充填量Ｗ５となるように第１の充填ステップを終了させた場合では、測定誤差Ｃは設定誤差Ｂ（１４グラム）よりも負数として大きくなるので、制御部４１は第２の充填ステップを行うようになっている。また制御部４１は、第１充填ステップ終了後又は第２充填ステップにて、インク実充填量Ｗ３が１００００グラムとなり目標充填量Ｗ４に到達している場合（測定誤差Ｃはゼロ）、調合タンク１５に目標量のインク原料１４が充填されていると判定し充填作業を終了するようになっている。また、インク実充填量Ｗ３が９９４６グラム又は１００１４グラムとなっている場合（測定誤差Ｃは１４グラム）、調合タンク１５へ目標量のインク原料１４が充填されていると判定し充填作業を終了するようになっている。またさらに制御部４１は、インク実充填量Ｗ３が１０１００グラムとなり目標充填量Ｗ４（１００００グラム）との測定誤差Ｃ（この場合、１００グラム）が設定誤差Ｂ（１４グラム）よりも正数として大きいときには、調合タンク１５にインク原料１４が過剰充填されていると判定し、充填を終了するとともにブザー４０を鳴動させ過剰充填を知らせる。

次に上述した制御部４１の動作について図５に従って説明する。
図２に示すように、制御部４１は、第１の充填ステップとして第１充填ステップを開始する際に第２駆動電流Ｉｂを切替器２１に出力し、第２導出パイプ１９と第４導出パイプ２５とを連通させる（スタート）。そして、制御部４１は、充填量検出ステップとして計量器３５から重量検出信号ＳＧ１を受信しタンク測定重量Ｗ１を逐次検出するとともに、調合タンク１５に充填されたインク原料１４の充填量であるインク実充填量Ｗ３の検出を開始する（ステップＳ１１）。

次に、制御部４１は、導出ポンプＰに第１駆動電流Ｉａを出力して導出ポンプＰを駆動し、第１導出パイプ１７、第２導出パイプ１９、第４導出パイプ２５、第５導出パイプ２９を介して貯留タンク１３から汲み上げたインク原料１４を調合タンク１５に導出する（ステップＳ１３）。そして制御部４１は、インク実充填量Ｗ３が予備目標充填量Ｗ５に到達したかどうかを判定（ステップＳ１５）し、未到達の場合（ステップＳ１７でＮＯ）には引き続き調合タンク１５へのインク原料１４の充填を行う（ステップＳ１１，Ｓ１３）。

制御部４１は、インク実充填量Ｗ３が予備目標充填量Ｗ５に到達すると（ステップＳ１５でＹＥＳ）、第１駆動電流Ｉａの出力を停止し導出ポンプＰの駆動を停止するようになっている（ステップＳ１７）。そして制御部４１は、導出ポンプＰの駆動を停止した後、液切時間Ｔ１が経過（ステップＳ１９）すると、インク実充填量Ｗ３を目標充填量Ｗ４とを比較し測定誤差Ｃを検出する（ステップＳ２１）。

制御部４１は、検出した測定誤差Ｃと予め設定した設定誤差Ｂとを比較（ステップＳ２３）し、測定誤差Ｃが設定誤差Ｂ以内である場合（ステップＳ２３で設定誤差Ｂ以内）には、目標量のインク原料１４を調合タンク１５に充填したと判定し導出ポンプＰを駆動せず充填作業を終了する（エンド）。また制御部４１は、測定誤差Ｃが正数として設定誤差Ｂよりも大きい場合（ステップＳ２３で正数として設定誤差Ｂより大きい）、調合タンク１５にインク原料１４が過剰充填されたと判定し、導出ポンプＰを駆動せずブザー４０を鳴動させ充填作業の異常を知らせる（ステップＳ２５）。

また制御部４１は、測定誤差Ｃが負数として設定誤差Ｂよりも大きい場合（ステップＳ２３で負数として設定誤差Ｂより大きい）、第２の充填ステップに移り、充填回数決定ステップとして予定回数Ｎ１を決定する（ステップＳ２７）。制御部４１は、決定した予定回数Ｎ１が設定回数Ｎ２未満かどうかを判定する（ステップＳ２９）。制御部４１は、予定回数Ｎ１が設定回数Ｎ２以上のとき（ステップＳ２９でＮＯ）には、充填作業の異常があったと判定しブザー４０を鳴動させる（ステップＳ２５）。

また制御部４１は、予定回数Ｎ１が設定回数Ｎ２未満のとき（ステップＳ２９でＹＥＳ）には、開閉弁３３を開放時間Ｔ２だけ開放しインク原料１４を導出する（ステップＳ３１）。制御部４１は、開閉弁３３を閉じた後、液切時間Ｔ１が経過（ステップＳ３３）すると測定誤差検出ステップとして測定誤差Ｃを検出し、誤差比較ステップとして予め設定した設定誤差Ｂと比較（ステップＳ３５）する。そして、測定誤差Ｃが設定誤差Ｂ以内である場合（ステップＳ３５で設定誤差Ｂ以内）には、目標量のインク原料１４を調合タンク１５に充填したと判定し導出ポンプＰを駆動せず充填作業を終了する（エンド）。また制御部４１は、測定誤差Ｃが正数として設定誤差Ｂよりも大きい場合（ステップＳ３５で正数として設定誤差Ｂより大きい）、調合タンク１５にインク原料１４が過剰充填されたと判定し導出ポンプＰを停止した後、ブザー４０を鳴動させる（ステップＳ２５）。また制御部４１は、測定誤差Ｃが負数として設定誤差Ｂよりも大きい場合（ステップＳ３５で負数として設定誤差Ｂより大きい）、再び開閉弁３３を開放（ステップＳ３１）し調合タンク１５にインク原料１４を導出し、測定誤差Ｃが設定誤差Ｂ以内となるまで繰り返す（ステップＳ３３，３５）。

以上、上記した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態では、第３導出パイプ２３の導出量Ｐ１を第４導出パイプ２５の導出量Ｐ２よりも小さく設定した。そして、第１の充填ステップにて第４導出パイプ２５を介して調合タンク１５に予備目標充填量Ｗ５のインク原料１４を充填した後、第２の充填ステップにて第３導出パイプ２３を介してインク原料１４を導出し、開閉弁３３の開放動作によって複数回に分けて充填するようにした。このように、充填装置１１は導出量の多い第４導出パイプ２５にて予備目標充填量Ｗ５のインク原料１４を充填することで、調合タンク１５へのインク原料１４の充填作業にかかる時間を軽減することができる。そして、充填装置１１は第４導出パイプ２５よりも導出量を小さく設定した第３導出パイプ２３を介して複数回にてインク原料１４を充填することで、粘性の高いインク原料１４を採用した場合や、温度又は湿度の上昇によりインク原料１４の粘度が高くなっている場合でも、インク原料１４を精度よく充填し目標充填量Ｗ４に到達させることができる。この結果、調合タンク１５には精度よくインク原料１４が充填されるので、調合タンク１５内にて調
合され生成されるインクの信頼性を向上することができる。

（２）本実施形態では、第１充填ステップによるインク原料１４の充填が完了し液切時間Ｔ１が経過した後に、インク実充填量Ｗ３と目標充填量Ｗ４を比較し測定誤差Ｃを検出するようにした。これにより、粘性の高いインク原料１４を採用した場合や、温度の上昇又は湿度の低下によってインク原料１４の粘度が上昇した場合であっても、第５導出パイプ２９から滴下するインク原料１４を考慮し正確に測定誤差Ｃを検出することができる。これにより、制御部４１は精度よく予定回数Ｎ１を決定することができるので、充填装置１１は調合タンク１５に精度よくインク原料１４を充填することができ過剰充填を抑制することができる。

（３）本実施形態では、第２の充填ステップにて開閉弁３３の開放動作による１回のインク原料１４の導出が完了すると、液切時間Ｔ１が経過した後に測定誤差Ｃを検出し設定誤差Ｂと比較するようにした。これにより、制御部４１は粘性の高いインク原料１４を採用した場合や、温度の上昇又は湿度の低下によってインク原料１４の粘度が上昇した場合であっても、調合タンク１５内に充填されたインク原料１４の量を正確に判定することができる。従って、充填装置１１は、調合タンク１５に精度よくインク原料１４を充填でき過剰充填を抑制することができる。

（４）本実施形態では、計量器３５から重量検出信号ＳＧ１を受信することでタンク測定重量Ｗ１を検出しインク実充填量Ｗ３を検出するようにした。これにより、第５導出パイプ２９からのインク原料１４の導出時間に基づいてインク実充填量Ｗ３を検出する場合に比べて、湿度又は温度等によりインク原料１４の粘度が変化したときでも正確にインク実充填量Ｗ３を検出することができる。従って、充填装置１１は精度よく調合タンク１５にインク原料１４を充填でき過剰充填を抑制することができる。

（５）本実施形態では、第２導出パイプ１９を、切替器２１を介して第３導出パイプ２３又は第４導出パイプ２５と連通するようにした。これにより、充填装置１１は、第２導出パイプ１９を第３導出パイプ２３又は第４導出パイプ２５の一方と連通させることで、容易に第５導出パイプ２９からのインク原料１４の導出量を変更することができる。従って、充填装置１１は、１本の導出パイプにて貯留タンク１３から調合タンク１５に導出し、その導出パイプの途中に導出量調整バルブを設け導出量を変更する場合に比べ、導出量の変更にかかる時間を軽減できるので、調合タンク１５への充填作業にかかる時間を軽減することができる。

尚、発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、第２導出パイプ１９と第５導出パイプ２９の間に第３及び第４導出パイプ２３，２５を設けたが、第３導出パイプ２３のみ設けてもよい。この場合、第１の充填ステップにおける調合タンク１５へのインク原料１４の導出の際には、導出量調整バルブ３１によって第３導出パイプ２３の導出量Ｐ１を大きく調整し、第２の充填ステップに移る際に導出量Ｐ１を小さくすることが望ましい。
・上記実施形態では、充填装置１１を１つの貯留タンク１３からインク原料１４を汲み上げ、調合タンク１５に充填するようにしたが、複数の貯留タンクからインク原料１４を汲み上げ調合タンク１５に充填するようにしてもよい。
・上記実施形態では、調合タンク１５に対する過剰充填等の充填作業の異常を、ブザー４０を鳴動させることで知らせたが、報知又は警告する手段として他のものを用いてもよい。従って、例えば、ランプを設け点灯させることで充填作業の異常を知らせてもよい。
・上記実施形態では、第２充填ステップにて開閉弁３３の開放動作の度に液切時間Ｔ１を経過させた（ステップＳ３３）が、適宜変更してもよい。従って、例えば、第２充填ステ
ップにて開閉弁３３の１回の開放動作のみについて液切時間Ｔ１を経過させるようにしてもうよい。
・上記実施形態を他の液体を充填するようにしてもよい。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの液体を充填する液体充填装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を充填する液体充填装置であってもよい。

本実施形態の充填装置の概略を説明する構成図。 同充填装置の各設定値を説明する説明図。 同充填装置の各設定値を説明する説明図。 同充填装置の各設定値を説明する説明図。 同充填装置の制御部の動作を説明するフロー図。

符号の説明

１１…液体充填装置としての充填装置、１３…貯留容器としての貯留タンク、１４…液体原料としてのインク原料、１５…液体調合容器としての調合タンク、１７，１９，２３，２５，２９…導出流路を構成する第１〜第５導出パイプ、２１…流路選択手段としての切替器、２３…第２の流路としての第３導出パイプ、２５…第１の流路としての第４導出パイプ、３１…導出量調整手段としての導出量調整バルブ、３３…開閉手段としての開閉弁、４１…充填量検出手段、予定回数決定手段、測定誤差検出手段、誤差比較手段及び計時手段を構成する制御部、Ｂ…設定誤差、Ｃ…測定誤差、Ｎ１…充填回数としての予定回数、Ｐ…導出ポンプ、Ｐ１，Ｐ２…導出量、Ｔ１…液切時間、Ｗ１…液体調合容器の重量としてのタンク測定重量、Ｗ３…実充填量としてのインク実充填量、Ｗ４…目標充填量、Ｗ５…予備目標充填量。

Claims (8)

1. 貯留容器に貯留された液体原料を、導出流路を介して導出し、同液体原料を調合する液体調合容器に充填する液体充填方法において、
   前記液体原料を、前記液体調合容器に充填する目標充填量よりも少なく設定された予備目標充填量まで充填する第１の充填ステップと、
   前記第１の充填ステップが完了し、前記導出流路内から前記液体原料が導出しきる所定の液切時間が経過した後に、前記第１の充填ステップよりも少ない導出量で前記液体原料を充填し前記目標充填量に到達させる第２の充填ステップとを含むことを特徴とする液体充填方法。
2. 請求項１に記載の液体充填方法において、
   前記第２の充填ステップは、前記液体調合容器に前記液体原料を少なくとも２回に分けて充填し、各充填作業の間に前記所定の液切時間を経過させる液切ステップを含むことを特徴とする液体充填方法。
3. 請求項２に記載の液体充填方法において、
   前記液体調合容器の重量を検出することで同液体調合容器内に充填された前記液体原料の実充填量を検出する充填量検出ステップと、
   前記第１の充填ステップの完了後に前記充填量検出ステップにて検出された前記実充填量に基づいて、前記第２の充填ステップにおける前記目標充填量に到達するために必要な充填回数を決定する充填回数決定ステップとを含むことを特徴とする液体充填方法。
4. 請求項３に記載の液体充填方法において、
   前記実充填量と前記目標充填量の誤差である測定誤差を検出する測定誤差検出ステップと、
   前記測定誤差検出ステップにて検出された前記測定誤差と、前記目標充填量に対して許容される設定誤差とを比較し、前記測定誤差が前記設定誤差以内であるときには、前記第２の充填ステップを終了する誤差比較ステップとを含むことを特徴とする液体充填方法。
5. 貯留容器に貯留された液体原料を、導出流路を介して導出する導出ポンプと、
   前記導出流路を連通状態又は非連通状態とする開閉手段と、
   前記導出ポンプを駆動させるとともに、前記開閉手段により前記導出流路を連通状態とすることで、前記液体原料を調合する液体調合容器に同液体原料を充填させる制御部とを備えた液体充填装置において、
   前記導出流路の導出量を調整する導出量調整手段と、
   前記液体調合容器への充填作業を計時する計時手段とを備え、
   前記制御部は、前記液体原料を前記液体調合容器に充填する目標充填量よりも少なく設定された予備目標充填量まで充填させると、前記導出ポンプを停止するとともに、前記導出量調整手段により前記導出流路の前記導出量を少なく調整し、
   前記計時手段によって前記導出流路内から前記液体原料が導出しきる所定の液切時間の経過が計時されると、前記導出ポンプを再駆動するように構成されたことを特徴とする液体充填装置。
6. 請求項５に記載の液体充填装置において、
   前記導出流路に、第１の流路又は第２の流路の一方を選択し連通させる流路選択手段を備え、
   前記第２の流路は、前記導出量調整手段によって前記第１の流路よりも導出量を少なく設定され、
   前記制御部は、前記予備目標充填量を前記第１の流路を介して充填した後、前記計時手
   段にて前記所定の液切時間が計時されると、前記流路選択手段によって前記導出流路と前記第２の流路を選択して連通させるとともに、前記開閉手段によって前記導出流路を少なくとも２回以上連通状態とし前記目標充填量を充填することを特徴とする液体充填装置。
7. 請求項６に記載の液体充填装置において、
   前記液体調合容器の重量を検出することで同液体調合容器内に充填された前記液体原料の実充填量を検出する充填量検出手段と、
   前記第１の流路による充填の完了後に検出された前記実充填量に基づいて、前記目標充填量に到達するために必要な前記第２の流路を連通状態とする予定回数を決定する予定回数決定手段とを備えたことを特徴とする液体充填装置。
8. 請求項７に記載の液体充填装置において、
   前記実充填量と前記目標充填量の誤差である測定誤差を検出する測定誤差検出手段と、
   前記測定誤差検出手段にて検出された前記測定誤差と、前記目標充填量に対して許容される設定誤差とを比較する誤差比較手段とを備え、
   前記制御部は、前記誤差比較手段によって前記測定誤差が前記設定誤差以内と判定されたときには、前記第２の流路を介した前記液体調合容器への前記液体原料の充填を終了することを特徴とする液体充填装置。

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