JP2008302683A - 無段階吐出ノズル及びインキ調色機 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出量を無段階で調整することができる無段階吐出ノズルを提供すると共に、この無段階吐出ノズルを使用した小型自動調色機を提供する。
【解決手段】モーター１１、モーター１１の軸に接続された継手１２、継手１２の他端には雄ネジを有する軸１３が接続され、雄ネジを有する軸１３の他端は、内部に雌ネジが形成されたシリンダー軸１４に螺合されており、シリンダー軸１４の他端は吐出ピン１５に接続され、吐出ピン１５には吐出弁１６が接続され、吐出ノズル先端部の側壁には標準色インキカートリッジから標準色インキを搬送するパイプが接続されるパイプ接続口１７が設けられ、吐出ノズルの先端には吐出口１８が開口されてなる大量から微量の吐出量を無段階で調整できる無段階吐出ノズル、及びこの無段階吐出ノズルを使用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インキ調色機などに使用される液体吐出量を無段階で調整することができる無段階吐出ノズル及びこの無段階液体吐出ノズルを使用した自動インキ調色機に関し、より詳細には無段階にインキ吐出量を調整することができ、より適切な調色を可能とする自動インキ調色機に関する。

印刷業で使用される標準色以外のインキ（特色インキ）は、標準色インキを配合（調色）して作り出すものである。しかしながら、この標準色インキの調合（配合割合）が熟練を要する作業であり、極めて微量の配合割合の差で違った色の特色インキとなってしまうものであった。

したがって、特色インキの調色に際しては、標準色インキの微妙な配合量の違いによる不適合インキ製造を回避するため正確な量を計測することが求められ、長年の経験を有する熟練工でなければできないものであった。

近年では自動調色機が開発され、熟練工に代わり目的とする色合いの特色インキを、コンピュータを使用して、カラーサンプルで測色し、標準色インキの配合量を求め、これらの標準色インキを混合し、得られた特色インキを展色し、自動的に特色インキを製造できるようになってきた。

このような自動調色機としては、図４に示されているようなものが知られている。この自動調色機では８色（標準色インキは８色に限られず複数色を使用するものであれば何色でも良い）の標準色インキを使用し、調色用コンピュータにより求められた各標準色インキの配合割合に従って８色の標準色インキを自動的に配合することで特色インキを調色するものである。

図４示された自動調色機３は、８色の各標準色インキが収容された円筒形のインキカートリッジ３２ａ〜３２ｈ（図では３２ａと３２ｈだけを符号表示）がほぼ直線状に配置され、それぞれのインクカートリッジにはパイプが接続されており、パイプの先端にはノズル３３ａ〜３３ｈ（図では３３ａと３３ｈだけが符号表示）が取り付けられ、各インキカートリッジには、標準色インキを押し出すためのシリンダー３１ａ〜３１ｈ（図では３１ａと３１ｈだけが符号表示）が取り付けられている。直線状に配置されたインクカートリッジとほぼ平行にスライドテーブルが配置されており、スライドテーブル上には秤が配置され、秤の上には容器が配置されているものである。

調色用コンピュータにより求められた重量の第１の標準色インキがインキカートリッジ３２ａからシリンダーにより押し出され、パイプを通してノズル３３ａ（ここでは３段階ノズルを使用した例を示す）から容器３５に注入される。注入量は容器下部の秤３４で量られるが、最初は大口径ノズルから注入され、漸次中口径ノズル、小口径ノズルに切り替えられ、できるだけ正確に計量されるように構成されているものである。この操作を８色の標準色インキについて連続して行われる。

この操作が第８の標準色インキまで繰り返され、全ての標準色について計量が終了した後に配合された８色の標準色インキが攪拌され調色が完了するものである。しかしながら、ノズルが３段階切り替えのために、微量な誤差が生じ、求める特色インキとは微妙に異なる色になってしまうものである。この微妙な色を修正しなければならず、経験豊かな熟練工による調整が必要になってしまうものであった。

図４に示す従来の調色機において、標準色インキカートリッジからノズルまで標準色インキを送るパイプにギアポンプを取り付け、ギアポンプにより吐出量を制御するものもあるが、ギアポンプでの制御は標準色インキを容積で制御するために、重量を容積換算しなければならず、この換算での誤差と３段階ノズルでの微量誤差が発生するために、やはり目的とする特色インキは得られず、熟練工による調整が必要となってしまうものであった。

特色インキの色精度を上げることが色むらのない特色インキを作り出す大きなポイントであり、そのためには標準色インキの吐出量を微量調整することがキーポイントとなるが、上記したような従来の自動調色機で使用されている吐出ノズルは、大小もしくは大中小の２〜３段階でしか吐出量を調整できず、微量な標準色インキの調合ができず、目的とする特色インキとは微妙な差異が生ずるという問題があった。

またパイプにサーボモーターで駆動するギアポンプが配設した調色機においては、サーボモーターやギアポンプを配置するスペースが必要となり、自動調色機が大型化してしまうという問題があった。

更に、従来の調色機を使用した場合には、熟練工による調整が必要であるために、誰にでも特色インキの製造ができるものではなく、したがって作り置きが必要であったり、熟練工の退職（２００７年問題）などによりリピートオーダーへの対応ができない等の問題も発生するものである。

更には、作り置きにより使用しなかった特色インキは廃棄しなければならず、環境問題が生じるものであり、特色インキの製造に時間がかかってしまうという問題もあり、また少量の特色インキ製造も困難なものであった。

この発明は、上記した従来の自動調色機の問題点を解決するものであり、液体吐出量を無段階で調整することができる無段階吐出ノズルを提供すると共に、この無段階吐出ノズルを使用した小型自動調色機を提供することにより、従来技術の有する上記課題を解決するものである。

本願発明の無段階吐出ノズル１は、液体吐出量を無段階で調整できるように、吐出ピンを全開から閉鎖までコンピュータで制御されるものである。図１に示すように、この無段階吐出ノズルは、モーター１１、モーター１１の軸に接続された継手１２、継手の他端には雄ネジを有する軸１３が接続され、雄ネジを有する軸１３の他端は、内部に雌ネジが形成されたシリンダー軸１４に螺合されており、シリンダー軸の他端は吐出ピン１５に接続され、吐出ピン１５には吐出弁１６が接続され、吐出ノズル先端部の側壁には標準色インキカートリッジから標準色インキを搬送するパイプが接続されるパイプ接続口１７が設けられ、吐出ノズルの先端には吐出口１８が開口されてなるものである。モーター１１としてはステッピングモーターやサーボモーターが使用可能である（比較的少量の特色インキ製造の場合にはステッピングモーターを使用するのが好ましいが、比較的大量の特色インキを製造する場合にはサーボモーターを使用するのが好ましい）。

モーター１１の駆動によりモーター１１の軸が回転し、この回転は継手１２を介して雄ネジを有する軸１３に伝わり、雄ネジを有する軸１３の回転により、内部に雌ネジを有するシリンダー軸１４が吐出口側に押し出され、吐出ピン１５を介して吐出弁１６が吐出口側に無段階で移動し、吐出量を吐出弁の移動距離に応じて少量にすることができるものである。例えば吐出弁の先端部分は吐出口１８側に向けて直径が漸次小さくなる円錐体となっており、また吐出ノズルの先端部内壁部分は前記吐出弁先端部分の円錐体が密着嵌合する形状に構成されているものである。したがって、吐出弁が吐出口側に移動すると、吐出弁の先端部分の円錐体と吐出ノズル先端部内壁部分との隙間が漸次狭くなり、吐出量を無段階で大量から微量まで調整できるものである。吐出弁を吐出口側に移動させた時は、円錐体の外側が吐出ノズル先端部内壁にピッタリ嵌合し、隙間がなくなるので吐出量が０になるものである。吐出弁の先端部分は円錐体以外に四角錐体などの多角錐体であっても良いし、更には楕円錐体であっても良いものであり、その場合には吐出ノズルの先端部内壁部分は前記吐出弁先端部分が密着嵌合する形状に構成されるものである。
また、モーター１１を逆回転させることにより、吐出弁１６をモーター１１側に移動させ、吐出量を無段階で大量にすることができるものである。

軸１３の雄ネジとシリンダー軸１４の雌ネジのピッチを小さくすることにより、吐出弁を微移動させることが可能で、更に吐出量を微量調整することができ、インキ、液体調味料など複数種類の液体を調合する場合に、より正確に調合することができるものである。

また、図２に示すようにシリンダー軸１４にマグネットなどの検知素子２０を取り付けると共に、シリンダー１４’の外壁部にセンサー１９を取り付け、センサー１９が検知素子２０を検知した時にモーター１１が停止するようにして、シリンダー軸１４が過移動して吐出ノズルが故障してしまうのを防止できるようにするのが好ましい。

本発明の無段階吐出ノズル１を使用した調色機２の一例は、図３に示されているように１０色の標準色インキ（標準色インキは１０色に限られず複数色を使用するものであれば何色でも良い）を使用し、調色用コンピュータによって求められた各標準色インキの配合割合に従って１０色の標準色インキを自動的に配合することにより目的とする特色インキを熟練工の手を借りずに製造するものである。

自動調色機２は、調色用コンピュータにより求められた標準色インキの配合割合にしたがって配合することで特色インキを調色するものであり、自動調色機２には、標準色インキとして１０色が備えられている。

自動調色機２には、１０色の標準色インキが収容された円筒形の標準色インキカートリッジ２２ａ〜２２ｊがほぼ円形に配置され、各標準色インキカートリッジにはシリンダー２１ａ〜２１ｊが配置されており、また標準色インキカートリッジの中心位置下方に秤２４が配置され、秤２４上には容器２５が配置されている。シリンダーとしてはエアシリンダーや油圧シリンダーが使用できる。

容器２５の内側上部には、各標準色インキ用の無段階吐出ノズル１０本２３ａ〜２３ｊ（２３ａ、２３ｊだけを符号表示）がほぼ円形状に配置されており、標準色インキカートリッジ２２ａ〜２２ｊの下端から容器２５の上部に延びた各パイプの先端は無段階吐出ノズルのパイプ接続口に接続されている。

各標準色インキカートリッジ２２ａ〜２２ｊに配置されたシリンダーの作動により下方に加圧されるプランジャー２６ａ〜２６ｊ（２６ａ、２６ｊだけを符号表示）が各標準色インキカートリッジ内の標準色インキをパイプに送り出し、パイプから各標準色インキは無段階吐出ノズル２３ａ〜２３ｊに送られ、無段階吐出ノズルの吐出口１８から容器２５に流入されるものである。

無段階吐出ノズルのモーター１１はコンピュータにより制御されており、各標準色インキの配合量データに基づき吐出弁の位置を自動的に決定し、各標準色インキの吐出量を制御するものである。つまり配合量の多い標準色インキについては、吐出弁を、よりモーター１１側に位置させて吐出量を多くし、配合量の少ない標準色インキについては、吐出弁を、より吐出口側に位置させて吐出量を少なくするようにコンピュータで自動制御されているものである。

特色インキの製造に当たっては、各標準色インキが必要な設定量に合わせて、最適な条件（時間）で誤差のない状態をコンピュータ制御により自動的に無段階吐出ノズルの吐出弁を漸次吐出口側に移動させ（吐出弁の円錐部分の傾斜側壁と、ノズル先端部内壁との隙間を漸次狭くさせながら）、各標準色インキの吐出量を無段階で漸次微量に調整し、より正確な特色インキを製造することもできるものである。

更には、無段階吐出ノズルを使用しているので、少量の特色インキを製造する場合でも、各標準色インキの吐出量を無段階で調整することができるので、正確な特色インキを製造することができるものである。

容器２５に必要量の各標準色インキが配合された後に、攪拌して特色インキができあがるものであるが、攪拌は従来のように攪拌翼を使用して攪拌するものでも良いが、振動攪拌で混合するのが好ましい。攪拌翼による攪拌の場合には、攪拌翼に特色インキが付着してしまうので、特色インキを多めに製造しなければならず、また攪拌翼を洗浄するという工程が必要になり効率的でないばかりでなく、洗浄した液を廃棄しなければならず環境問題も発生するものである。

本願発明の無段階吐出ノズルは、モーター１１をコンピュータで制御し、必要な液体量のデータに基づきモーター１１を作動させ、モーター軸の回転を、継手１２を介して雄ネジを有する軸１３を必要量回転させ、内部に雌ネジを有するシリンダー軸１４を吐出口方向に移動させ、吐出量に適した位置に吐出弁１６を移動させることにより、適正に液体を吐出させることができるものである。また、必要な液体量に合わせて最適条件（時間）で誤差のない状態をコンピュータ制御することにより、自動的に吐出量を微量にするように吐出弁１６を更に吐出口側に液体吐出を中断することなく連続的に移動させて調整できるものである。したがって、複数種類の液体を調合する場合には、調合する液体ごとに無段階吐出ノズルを使用することにより、従来の２段階もしくは３段階調整しかできない吐出ノズルを使用した場合に比べて、極めて正確な調合を短時間ですることができるという効果を得ることができるものである。

本発明の自動調色機においては、目的とする特色インキの印刷用カラーサンプルを分光測色器で測色（印刷用カラーサンプルに用いられる色と印刷用カラーサンプルの紙色の分光反射率を測定）し、コンピュータにより各標準色インキの必要量のデータを求め、このデータに基づき調色用コンピュータで各標準色インキに使用される上記本発明の無段階吐出ノズルの吐出弁の位置を制御することにより、各標準色インキの吐出量を微量調整でき正確な調合が可能であり、正確な特色インキを得ることができるものである。

本発明の自動調色機を使用すれば、何時でも誰でも正確な特色インキを製造可能であり、また少量の特色インキを製造する場合であっても、正確な特色インキの製造が可能であり、必要な特色インキを必要な量で正確に製造できるものである。したがって、従来のように熟練工による微量調整の必要もなく、熟練工の退職などにより正確な特色インキの製造ができなくなるなどの問題は発生しないし、特色インキを作り置きしておきながら使用しなかった特色インキを廃棄しなければならないなどの環境問題も発生しないものである。

さらに本発明の自動調色機においては無段階吐出ノズルを使用し、これらを容器の内側上部に配置し、調色に必要な複数の標準色インキの必要量を吐出して調色することができるので、短時間で正確な特色インキを製造できるだけでなく、自動調色機を小型化することができ、工場のスペースを有効に活用できるものである。

上述したように本発明の無段階吐出ノズルは、液体の吐出量を大量から微量までを無段階で調整することができるものであり、特色インクの製造、液体調味料の製造などのように複数の液体原料を調合する場合に極めて正確に配合することができるので、液体原料の調合を経験豊富な熟練工による微量調整の必要性がなく、経験の少ない人でも正確な調合を短時間で行うことができ、また少量の特色インキや液体調味料を正確に調合することができるので、作り置きの必要がなく、廃インキなどの環境問題も解決することができるばかりでなく、リピートオーダーがあった場合でも前回納品したものと全く同じものを短時間で正確に製造できるものであり、複数の液体を調合して製品を製造する産業に利用できるものである。

本発明の無段階吐出ノズルの一例を示す説明図である。 本発明の無段階吐出ノズルの別の態様を示す説明図である。 本発明の無段階ノズルを使用した調色機の一例を示す説明図である。 従来の３段階ノズルを使用した調色機を示す説明図である。

符号の説明

１，１’：本発明の無段階吐出ノズル
２：本発明の自動調色機
３：従来の自動調色機
１１：モーター
１２：継手
１３：雄ネジを有する軸
１４：内部に雌ネジを有するシリンダー軸１４
１４’：シリンダー
１５：吐出ピン
１６：吐出弁
１７：パイプ接続口
１８：吐出口
１９：センサー
２０：マグネット
２１ａ〜２１ｊ：シリンダー
２２ａ〜２２ｊ：標準色インキカートリッジ
２３ａ〜２３ｊ：無段階吐出ノズル
２４：秤
２５：容器
２６ａ〜２６ｊ：プランジャー
３１ａ〜３１ｊ：シリンダー
３２ａ〜３２ｊ：標準色インキカートリッジ
３３ａ〜３３ｊ：三段階切り替え吐出ノズル
３４：秤
３５：容器

Claims (3)

1. モーター、モーターの軸に接続された継手、継手の他端には雄ネジを有する軸が接続され、雄ネジを有する軸の他端は、内部に雌ネジが形成されたシリンダー軸に螺合されており、シリンダー軸の他端は吐出ピンに接続され、吐出ピンには吐出弁が接続され、吐出ノズル先端部の側壁には標準色インキカートリッジから標準色インキを搬送するパイプが接続されるパイプ接続口が設けられ、吐出ノズルの先端には吐出口が開口されてなる無段階吐出ノズル。
2. モーター、モーターの軸に接続された継手、継手の他端には雄ネジを有する軸が接続され、雄ネジを有する軸の他端は、内部に雌ネジが形成されたシリンダー軸に螺合されており、シリンダー軸には検知素子が取り付けられると共にシリンダーには検知素子を検知するセンサーが取り付けられており、シリンダー軸の他端は吐出ピンに接続され、吐出ピンには吐出弁が接続され、吐出ノズル先端部の側壁には標準色インキカートリッジから標準色インキを搬送するパイプが接続されるパイプ接続口が設けられ、吐出ノズルの先端には吐出口が開口されてなる無段階吐出ノズル。
3. 複数色の標準色インキカートリッジが容器外周に配置され、中心部には秤が配置されると共に、秤には容器が載置されており、容器の上方には容器内に標準色インキが流入されるように各標準色インキ用の無段階吐出ノズルが配置されており、無段階吐出ノズルのパイプ接続口には標準色インキを無段階吐出ノズル送り込むためのパイプが接続され、パイプの他端は標準色インキカートリッジに接続されており、標準色インキカートリッジには標準色インキをパイプに送り出すためのプランジャーを有するシリンダーが配置され、無段階吐出ノズルは各標準色インキの必要量に応じて吐出量を調整できるようにコンピュータで制御されてなる調色機。

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