JP2008026096A - 開閉機構付カップ粘度計 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者の個人差による計測誤差を小さくし、高い精度でインキ粘度（流出の所要時間）を計測することができるカップ粘度計を提供する。
【解決手段】カップ粘度計において、液体が前記オリフィス孔からそれ以外の流動抵抗を受けることなく流出する開状態と、液体がオリフィス孔から流出しない閉状態とを切替えるための開閉部材と、粘度を計測する時にカップ粘度計を支える手の指によって操作可能に配置された開閉レバーと、開閉レバーの動作を開閉部材に伝達することによって、開閉部材の切替え動作を行わせる伝達手段とを備えるようにした開閉機構付カップ粘度計。
【選択図】 図１

Description

本発明は粘度を簡易計測する技術分野に属する。特に、カップ粘度計を使用する粘度計測において測定作業の個人差、作業のぶれ、等による計測値の誤差を小さくすることできる開閉機構付カップ粘度計に関する。

グラビア印刷のように溶剤系のインキを用いて印刷を行うときには、インキ成分の中の溶剤が飛散する。溶剤の飛散はインキパンとインキタンクを結ぶインキ循環系統の外気に開口した部位において起きる。溶剤が飛散することによってインキ循環系統におけるインキの組成が変化し印刷濃度が変化する。印刷が長時間に渡るときには、そのままでは印刷物における印刷色の濃度変化は許容範囲から外れてしまう。その回避のために、飛散する溶剤の量に等しい量の溶剤をインキタンクに補給することによって溶剤の成分比率を一定に保つことが行われている。インキは、溶剤の成分比率が大きいときにはインキ粘度が低く、溶剤の成分比率が小さいときにはインキ粘度が高いという性質を有している。インキがそのような性質を有することから、インキ粘度を一定に保つように溶剤を補給することにより溶剤の成分比率を一定に保つことができる。すなわち、溶剤の適正な補給はインキ粘度を測定することによって行われる。

インキタンク等において自動測定したインキ粘度に応じて溶剤を自動補給し、インキ粘度を一定に保持する自動粘度制御機構を備えたインキングシステムが知られている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、）。しかし、印刷品目の切替えにともなうインキの切替えが頻繁なときには、精密な自動粘度制御機構を洗浄作業する負荷、それを良好な状態に管理する負荷、等が大きくなる。そのため、より簡易な方法として、カップ粘度計を使用する粘度計測が広く行われている。カップ粘度計は、底部にオリフィス孔が設けられ上側が開放されたカップ状容器と、手の指に引っ掛けてそのカップ状容器を垂直に保持するためループ状取手を備えている。
特開昭６１−２４５０４０ 特開平０４−２４８４４４ 特開平０８−３２３９６１

使用するときには、まず、カップ状容器をインキタンクに浸漬し、カップ状容器にインキを充たす。次に、ループ状取手に右手の指を引っ掛けて引き上げると同時に左手に保持したストップウォッチによる計時を開始する。引き上げられたカップ状容器は垂直に保持され、底部のオリフィス孔からはインキが流出する。インキの流出状態を目視し、滑らかな線状の連続状態からインキ滴に分離する離散状態（流出終了）に変化し始めたら計時を終了する。そのときの時間（数十秒）によってインキ粘度を計測する。時間は国際単位系（ＳＩ）における粘度の計量単位ではないが、粘度を相対的に比較するときには問題がない。すなわち、印刷開始時において良好な印刷が行えるインキ組成等の印刷条件が設定されるが、そのときの時間を基準値とし、印刷中に計時された時間と対比することによりインキ粘度の状態を判定する。また印刷品目がリピート品であるときには、前回において良好な印刷が行われたインキにおいて計時された時間となるように調整されたインキが印刷開始前に作成される。

このカップ粘度計は単純な構造による頑丈さや操作・取扱いの容易さ、価格の安さといった面で優れており、塗料を使用する現場等での簡易なインキ粘度調整に多く使用されている。しかしながら、カップを浸漬して引き上げるときの態様、流出開始時点と終了時点の判断、ストップウォッチのボタン操作タイミング、等における個人差が精度に直接影響するという問題がある。特に同粘度の塗料を複数の作業者が作製する場合等ににおいて、個々の作業者が作製するときに計測された所要時間は同じでも、作製されたインキの実際の粘度は大きくばらつくといった問題がある。

本発明は上記の問題を解決するために成されたものである。その目的は、作業者の個人差による計測誤差を小さくし、高い精度でインキ粘度（流出の所要時間）を計測することができるカップ粘度計を提供することにある。

本発明の請求項１に係る開閉機構付カップ粘度計は、底部にオリフィス孔が設けられ上側が開放されたカップ状容器を備え、そのカップ状容器の内部を液体で満たした後に、前記オリフィス孔からの前記液体の流出にかかる所要時間を時間計測手段によって計測し、時間を計量単位とする粘度を計測するためのカップ粘度計において、前記液体が前記オリフィス孔からそれ以外の流動抵抗を受けることなく流出する開状態と、前記液体が前記オリフィス孔から流出しない閉状態とを切替えるための開閉部材と、前記粘度を計測する時に前記カップ粘度計を支える手の指によって操作可能に配置された開閉レバーと、前記開閉レバーの動作を前記開閉部材に伝達することによって、前記開閉部材の前記切替え動作を行わせる伝達手段とを備えるようにしたものである。

本発明の請求項１に係る開閉機構付カップ粘度計によれば、カップ粘度計において、開閉レバーと伝達手段と開閉部材とを備えている。開閉レバーは粘度を計測する時にカップ粘度計を支える手の指によって操作可能に配置されており、伝達手段はその開閉レバーの動作を開閉部材に伝達する。また開閉部材は、液体がオリフィス孔からそれ以外の流動抵抗を受けることなく流出する開状態と、液体がオリフィス孔から流出しない閉状態とを切替えるためのものである。そして、手の指によって操作された開閉レバーの動作が伝達手段を介して開閉部材に伝達されると、開閉部材において前述の開状態と閉状態とを切替える動作が行われる。このとき、閉状態から開状態に切替える開閉レバーの操作とストップウォッチの計時を開始する操作が行われる。この操作は左右の手による類似した操作であって、同時に行うことが極めて容易な操作であるため個人差が起き難い。したがって、作業者の個人差による計測誤差を小さくし、高い精度でインキ粘度（流出の所要時間）を計測することができるカップ粘度計が提供される。

次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。本発明の開閉機構付カップ粘度計における構成の一例を図１に示す。図１において、１はカップ部、２はオリフィス孔、３は保持部、４は押込レバー、５は蓋アーム、６は蓋部、７はばねである。
カップ部１は粘度を計測する対象の液体（たとえばグラビアインキ）を充たす容器の部分である。カップ部１は、図１に示すように、上側が円形の開口面となっており、その上側開口面から液体をカップ部１の内部に導いて充たす。粘度を計測するときの開閉機構付カップ粘度計の姿勢において、カップ部１は、その上側開口面を水平面と一致させることが容易な配置となっている。液体をカップ部１の内部に充たしたとき、その液体の表面は重力の作用により水平面となり、その水平面と上側開口面とを一致させることで、液体の計量が正確に行われる。

オリフィス孔２は、カップ部１の底部に設けられたオリフィス孔である。オリフィス孔２は、カップ部１をその上側開口面からオリフィス孔２に至る管路とみなしたときに、その管路の断面積を狭める部分である。すなわち、長さが断面寸法に比べて比較的短い管路の絞りであるオリフィスそのものである。オリフィス孔２は、図１に示す一例においては、円筒形状のカップ部１の円筒軸上、すなわち底部の中心位置に設けられている。カップ部１に充たされた液体はオリフィス孔２を通して流出する。このとき、オリフィス孔２の形状にしたがって液体の流れが制約され速度勾配が生じる。流出速度が増加すると、速度勾配が大きくなり、粘度に応じたずり応力が大きくなり、流動抵抗が大きくなる。流出速度が低下すると、速度勾配が小さくなり、粘度に応じたずり応力が小さくなり、流動抵抗が小さくなる。したがって、一定の重力ポテンシャル下においては、液体の粘度によって決まる所定の速度で液体が流出することとなる。

保持部３は、液体の粘度を測定するとき等において、開閉機構付カップ粘度計を作業者が手で保持するための部分である。保持部３は、図１に示す一例においては、手で握り易い寸法の円筒形状である。作業者はその円筒形状の部分を通常は左手で握って開閉機構付カップ粘度計を保持し、計時手段であるストップウォッチを通常は右手で握って保持する。この保持部３を手で握る態様は、ストップウォッチを手で握る態様に対応しており、類似する対応となっている。そのため、作業者にとっては、左手と右手を同期させた動作を正確に行うことが容易となる。

押込レバー４は、オリフィス孔２を開閉するための開閉レバーである。押込レバー４は、粘度を計測するときに、開閉機構付カップ粘度計を支える手の指によって操作可能に配置されている。押込レバー４は、作業者の手の通常は親指によって、押込む操作を加えたときの押込み状態と、押込む操作を加えないときの非押込み状態の２つの状態を取ることができる。押込レバー４は、図１に示す一例においては、手の指を受けるボタン状の指受部分４１、その指受部分４１を支持しその指受部分の押込み動作を蓋アーム５に伝達する軸部分４２、その軸部分４２を軸方向に移動可能に支持する軸支持部４３ａ，４３ｂ、軸部分４２に移動範囲を制限するストッパー４４、押込む操作を加えないときに非押込み状態に戻すためのばね７、等から構成される。軸支持部４３ａ，４３ｂは円筒形状である保持部３の上下の円形部分に形成されており、ばね７は保持部３の内部に収容されている。ばね７は、図１に示すように、押込レバー４の軸部分４２に固定支持されるストッパー４４と保持部３の軸支持部４３ｂとの間隔を広げるように力を作用させる圧縮ばねである。

蓋アーム５は、押込レバー４の動作を開閉部材である蓋部６に伝達することによって、その蓋部６を動作させる伝達手段である。蓋アーム５は、図１に示す一例においては、テコ棒とテコ支点とからなるテコ構造を有している。そのテコ棒に当る部分の一方の端に押込レバー４の軸部分が、指受部分を支持しない方の端において回動自在に連結している。図１に示す一例のように、テコ棒がテコ支点を中心とする円弧を描き、押込レバー４の軸部分が直進する構造であるときには、この連結している部分は逃げを有する連結構造（たとえば長孔に軸を通して連結する等）とする。また、テコ棒に当る部分の他方の端にその延長形態として蓋部６が形成されている。そして、そのテコ支点に当る部分は、開閉機構付カップ粘度計におけるフレームに設けられ、テコ棒に当る部分を回動自在に支持する支持体である。フレームは、図１に示す一例においては、カップ部１と保持部を連結して固定する２本の剛性を有する線材からなる線材フレームである。

蓋部６は、液体がオリフィス孔２からそれ以外の流動抵抗を受けることなく流出する開状態と、液体がオリフィス孔２から流出しない閉状態とを切替えるための開閉部材である。蓋部６は、図１に示す一例においては、蓋アーム５の一端にその延長形態として形成されている。蓋アーム５がそれを支持する支持体を中心として外側に（図１における反時計回りに）回転したときに（図２参照）、回転中心がオリフィス孔２の右外側にあるから蓋部６はオリフィス孔２を開状態とする。蓋部６は、液体が流出する開状態のときには、オリフィス孔２から流出する液体の流路を遮らない位置に退避した状態となる。逆に、蓋アーム５が内側に（図１における時計回りに）回転したときに、蓋部６はオリフィス孔２を閉状態とする。蓋部６は、閉状態のとき、オリフィス孔２の開口面と平行な蓋部６の平面によってオリフィス孔２の開口面を塞ぎ液体が流出しない状態となる。

以上の構成において、次に、本発明の開閉機構付カップ粘度計における動作について図１とともに図２を参照して説明する。
まず、ステップＳ１（準備作業）において、作業者は、開閉機構付カップ粘度計を左手に、ストップウォッチを右手に持つ。
次に、ステップＳ２（液体充填）において、作業者は、インキタンク等の測定対象の液体が貯められている容器において、開閉機構付カップ粘度計のカップ部１を液体に浸漬し、カップ部１に液体を充たす。その後、カップ部１を液体から引き上げて、カップ部１の液面が水平となるように開閉機構付カップ粘度計の姿勢を垂直にして保持する。

次に、ステップＳ３において（計測開始）、作業者は、開閉機構付カップ粘度計の押込レバーに左手の親指を当て、ストップウォッチのボタンに右手の親指を当てる。そして、両親指によって押込レバーとボタンを同時に操作し計測を開始する。

このときの押込レバーの操作は、図２に矢印→で示すように、押込む操作、すなわち指受部分４１を押し下げる操作である。指受部分４１を押し下げると、軸部分４２が図１、図２における下方に移動する。軸部分４２のこの移動にともなって、ストッパー４４が押し下げられ、図２に示すように、ばね７が圧縮される。また、軸部分４２の指受部分を支持しない方の端で回動自在に連結している蓋アーム５の一方の端が、この移動にともなって回転する。この回転は、蓋アーム５を支持する支持体を中心とする回転である。したがって、図２に示すように、蓋アーム５は支持体を中心として反時計回りに回転し、蓋アーム５の一端に形成された蓋部６はオリフィス孔２を開状態とする。その結果、液体がオリフィス孔２から流出する。なお、作業者は、粘度を計測するときには、閉状態から開状態への移行を速やかに行うようにし、中間状態が保持されないようにする。中間状態においては、カップ部１に充たされた液体がオリフィス孔２を通して流出するときに、オリフィス孔２だけでなく、開閉機構の蓋部６による抵抗を受けて計測誤差の要因となる。

次に、ステップＳ４（計測終了）において、作業者は、カップ部１から流出する液体の流出する様子を観測する。インキの流出状態が滑らかな線状の連続状態からインキ滴に分離する離散状態（流出終了）に変化し始める瞬間が来るのを観測し待機する。そして、その瞬間が来たことを観測したときに、作業者は、ストップウォッチのボタンの操作を行う。ストップウォッチはボタンを二回操作する間の時間間隔を計時しており、その計時した時間が、時間を計量単位とする液体の粘度である。その後（ボタンの操作と同時でなくてよい）、作業者は、開閉機構付カップ粘度計の押込レバーを押下げている左手の親指を押込レバーから開放する操作を行う。

このときの押込レバーの操作は、指受部分４１を押し下げる力を解放する操作である。この操作により、ばね７は圧縮状態から、ストッパー４４が軸支持部４３ａに当接するまで伸びる。このとき軸部分４２が図１、図２における上方に移動する。そのため、図２に矢印→で示した方向に対して逆方向に指受部分４１が移動する。また、軸部分４２の指受部分４１を支持しない方の端で回動自在に連結している蓋アーム５の一方の端が、この移動にともなって回転する。蓋アーム５は支持体を中心として、図２に示す回転方向に対して反対方向の時計回りに回転し、蓋アーム５の一端に形成された蓋部６はオリフィス孔２を閉状態とする。すなわち、図２に示すの状態から図１に示す状態に戻る。

本発明の開閉機構付カップ粘度計における構成の一例および閉状態を示す図である。 本発明の開閉機構付カップ粘度計における構成の一例および開状態を示す図である。

符号の説明

１ カップ部
２ オリフィス孔
３ 保持部
４ 押込レバー
５ 蓋アーム
６ 蓋部
７ ばね
４１ 指受部分
４２ 軸部分
４３ａ，４３ｂ 軸支持部
４４ ストッパー

Claims (1)

1. 底部にオリフィス孔が設けられ上側が開放されたカップ状容器を備え、そのカップ状容器の内部を液体で満たした後に、前記オリフィス孔からの前記液体の流出にかかる所要時間を時間計測手段によって計測し、時間を計量単位とする粘度を計測するためのカップ粘度計において、
   前記液体が前記オリフィス孔からそれ以外の流動抵抗を受けることなく流出する開状態と、前記液体が前記オリフィス孔から流出しない閉状態とを切替えるための開閉部材と、
   前記粘度を計測する時に前記カップ粘度計を支える手の指によって操作可能に配置された開閉レバーと、
   前記開閉レバーの動作を前記開閉部材に伝達することによって、前記開閉部材の前記切替え動作を行わせる伝達手段と、
   を備えることを特徴とする開閉機構付カップ粘度計。
   
   

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