JP6244931B2 - 液体調合装置 - Google Patents
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Description
ここでいう液体は、流動性を有し、容器の収容空間にその収容空間に応じた形で収容され得るものである。
調合する液体は、飲料,薬剤,インキ等であり、例えば、特許文献1に、印刷用インキを調合する液体調合装置の例が調色充填装置として記載されている。
そして、ターンテーブルの回転により、検出器及び容器を、調合するベースインキが収容された供給タンクに対応する充填ノズルの位置に順次移動させ、ポンプ,配管,及び充填ノズルを介して複数種類のベースインキをそれぞれ所定量で容器に収容することで、ベースインキの調色ができるようになっている。
従来の液体調合装置をさらに小型化する場合、隣接する充填ノズル同士をより接近させることが検討される。
また、調合液体を多量に作る場合、流路内径及び充填ノズルの開口径を大きくして流量を増加させることが検討される。これに伴い、充填ノズルから吐出する大流量の液体を収容する容器として開口の大きな容器を利用できれば、作業が簡便となり好ましい。
そこで、小型化のために隣接する充填ノズルをより接近させ、さらに多量調合のために、流路内径及び充填ノズルの開口径の大きなノズルを用いると共に、大開口の容器を利用可能とする多量調合用の小型液体調合装置が検討される。
上述の小型液体調合装置において、調合計測中の液体を吐出する充填ノズルの隣の充填ノズルに液垂れが生じると、垂れた液体は容器内に落下してしまう。このとき、液垂れした液体の混入量は検出されないので、調合精度が低下するという問題が生じ得る。
そのため、液体調合装置として、小型化と多量調合と高精度の調合とを実現する工夫が求められていた。
1) 液体を収容可能な収容部を有する複数の収容容器体を着脱可能とした収容容器体装着部と、
前記複数の収容容器体それぞれに対応して備えられ、前記収容容器体に収容された前記液体を開閉弁を介して吐出口から吐出する複数のノズル部を着脱可能としたノズル装着部と、
前記複数のノズル部から選択された一つのノズル部から吐出された液体を収容するための容器を載置する試料載置部と、
を備え、
前記ノズル装着部は、
前記選択された一つのノズル部の前記吐出口を、前記試料載置部に載置された容器の開口部の上方に位置させる吐出位置と前記容器の開口部の上方から退避させた待機位置との間で移動させるよう構成されており、
前記ノズル部が待機位置にあるときの前記吐出口の直下に、インキパンが配設されている液体調合装置である。
2) 前記ノズル部は、前記吐出口として、第1の流路面積を有する第1の吐出口と、前記第1の流路面積よりも大きい第2の流路面積を有する第2の吐出口を有し、前記開閉弁は、少なくとも前記第1の吐出口と前記第2の吐出口とを、選択的に開閉可能、又は同時にそれぞれ独立して開閉可能とされていることを特徴とする1)に記載の液体調合装置である。
3) 前記収容部は、その内部圧力を調整するための圧力制御部に接続されており、
前記圧力制御部は、前記液体の吐出において、前記収容部の内部圧力を、液体の粘度が高いほど高くすることを特徴とする1)又は2)に記載の液体調合装置である。
4) 前記収容部は、その内部圧力を調整するための圧力制御部に接続されており、
前記圧力制御部は、前記液体の吐出の停止動作と連動して、前記収容部の内部圧力を負圧にすることを特徴とする1)又は2)記載の液体調合装置である。
5) 前記収容部と前記開閉弁との間に、前記液体を、少なくとも前記吐出口に向け移送可能なポンプを備えていることを特徴とする1)〜4)のいずれか一つに記載の液体調合装置である。
6) 前記ノズル部の前記吐出口が開口する面に、前記吐出口を囲む周溝を有していることを特徴とする1)〜5)のいずれか一つに記載の液体調合装置である。
7) 前記液体は、印刷用インキであることを特徴とする1)〜6)のいずれか一つに記載の液体調合装置である。
実施の形態に係る液体調合装置の実施例は、液体調合装置51である。
液体調合装置51は、複数種類の印刷用ベースインキ(以下、単にインキとも称する)を調合又は調色するための装置である。ベースインキは、例えばフレキソインキである。
まず、液体調合装置51の構成について、図1,図2,及びブロック図である図10を参照して説明する。
図1は、液体調合装置51をその前方のやや左上方から見た斜視図であり、図2は、液体調合装置51を右上方から見た斜視図である。図2では、後述する上扉1b及び下扉1cを開いた状態が示されている。図1及び図2には、説明上便宜的に定めた上下左右前後の方向を矢印で示してある。
本体部1は、前面側が開放された箱状の筐体1aを有する。筐体1aには、その上面の概ね中央を回動中心とし、上面の手前側と前面の上方側とを塞ぐ閉状態と、上方へ回動して開けた開状態と、の間で開閉する上扉1bと、筐体1aの前面の下方側において左右に開閉する下扉1cと、が取り付けられている。
上扉1b及び下扉1cには、それぞれ透明の窓1ba及び窓1caが設けられている。上扉1b及び下扉1cが閉じられている状態で、透明の窓1ba及び窓1caを通して内部が視認できるようになっている。
ケース2aの内部には、画像表示部2bの表示内容を含め、この液体調合装置51の全体動作を制御する制御部2cと、情報やプログラムなどを記憶する記憶部MRと、が備えられている。
画像表示部2bは、タッチパネルとなっており、作業者が表示内容に応じて画面をタッチすることで、所定の入力ができるようになっている。入力された情報J1は、制御部2cに向け送出される。
液体計量部EKにおける左方側には、電源や動作用回路などの電気系と、後述する収容容器体5の内部空間Vaを加圧又は減圧する圧力制御部C(図10参照)などの空調系と、を含む設備3が収容されている。圧力制御部Cは外部に配置されていてもよい。
棚板4の上面には、液体を収容する収容容器体5の複数個を、左右方向に並べてほぼ隙間なく載置して装着できるようになっている。この例では、十個の収容容器体5を載置して装着できる。
すなわち、棚板4は、収容容器体5の装着部(収容容器体装着部)として機能する。棚板4における各収容容器体5の載置位置は、ガイド部材や凹凸嵌合により位置決めされるようになっている。
図3は、収容容器体5の斜め上方から見た斜視図であり、図4は縦断面図である。図4では、後述する蓋体5bを開けた状態が示されている。図3及び図4に示される上下左右前後の方向は、収容容器体5が棚板4に装着された状態での方向を示している。
すなわち、本体部5aは、その内部空間Vaに、液体(例えば印刷用のベースインキ)を収容可能とされている。すなわち、本体部5aは、液体を収容可能な収容部5akを有している。
蓋体5bの上面には、手で把持するためのハンドル5bbが取り付けられている。
蓋体5bの前面には、閉状態でロックするための蓋止めの一方側であるキーパ5bcが取り付けられている。
蓋体5bの上面の後方側には、内部空間Va内の圧力を調整する圧力制御部Cと接続するためのエア用のコネクタ5bdが取り付けられている。
本体部5aの底壁5aeには、内部空間Vaに収容した液体を下方へ排出させるためのホースを接続するコネクタ5afが設けられている。
また、底壁5aeの後方側には、棚板4に設けられた係合部(図示せず)に係合して位置決めがなされるフック5agが設けられ、コネクタ5afの直後位置には、棚板4に立ち上げられた係止板(図示せず)に当接する係止プレート5ahが設けられている。
係止プレート5ahには、棚板4の係止板に形成された孔に、係合及び係合解除が可能なファスナ5ajが取り付けられている。使用者が、ファスナを、係止板に対し、係合又は係合解除させることで、係止プレート5ahと係止板とを一体化又は分離できるようになっている。
すなわち、フック5agを係合部に引っ掛け、ファスナを係止板に係合させることで、収容容器体5を棚板4に取り付けることができる。
また、ファスナと係止板との係合を解除することで、収容容器体5を棚板4から取り外すことができる。
ホース6と、ホース6で接続された収容容器体5とノズルユニット7とで、図5に示される吐出ユニットTUが構成される。
吐出ユニットTUは、収容容器体5の本体部5a内に液体を収容していない状態及び液体を収容した状態のいずれにおいても、ハンドル5bbを把持し、手によって一体的に持ち運ぶことができる。従って、取り扱いが極めて容易である。
また、収容容器体5とノズルユニット7との両方が、本体部1内の液体吐出部ETに取り付けられる。従って、収容容器体5とノズルユニット7とを接続するホース6の長さが、短くて済む。これにより、吐出ユニットTUの取り扱いがさらに容易となる。
液体調合装置51は、この吐出ユニットTUを、十組、並べて装着できるようになっている。
ノズルユニット7は、略直方体状に形成され前後方向に延在し後方側に開口する穴7aaを有する本体部7aと、穴7aaに挿入され、その穴7aaの軸線である回動軸線CL2まわりに回動可能とされ、前方側に貫通孔7baを有する棒状の開閉弁である回動弁7bと、本体部7aの上面に設けられたコネクタ7cと、を有する。
下流路孔7acは、本体部7aの下面7adに吐出口7agとして開口し、その端部には面取り部7aeが形成されている。
本体部7aの下面7adの後方側は、前方側よりも一段突出した基準面部7afが形成されている。基準面部7afは、ノズルユニット7の姿勢の基準となる平面であり、ノズルユニット7を固定するレール8a(後述)に密着する部位である。
本体部7aの後部7ahの上方側には、マグネット7eが、埋め込まれるように取り付けられている。
ここで、回動弁7bの貫通孔7baは、上流路孔7ab及び下流路孔7acに対応した位置に設けられている。
そのため、回動弁7bが回動軸線CL2まわりに概ね90°回動すると、貫通孔7baが上流路孔7ab及び下流路孔7acと連通し、コネクタ7cから供給された液体(インキK)が吐出口7agから下方に吐出される。
回動弁7bの後方側端部には、後述するノズル開閉ユニットNKの係合シャフト14の係合部14aに係合し、係合シャフト14から回動力が伝達される係合部7dが設けられている。
図7は、吐出部TB及びその近傍を、左方のやや上前方向から見た斜視図である。図8は、ノズルユニット7のレール8a(後述)への装着方法を説明するための部分斜視図である。図9は、ノズルユニット7をレール8aに装着した状態を説明するための縦断面図である。
さらに吐出部TBは、ブロック8bが固定され、左右方向に延在するベースプレート9と、ベースプレート9の下方側に配置され、上方が開放された扁平箱状のインキパン10と、を有している。
すなわち、吐出部TBは、ノズルユニット7を着脱自在に装着するノズル装着部として機能する。
ノズルユニット7は、収容容器体5との間でホース6で接続された状態で、レール8aに取り付けられる。
尚、図7は、図を見易くするためホース6を二点鎖線で記載している。
レール8aの前方側には、アーチ状のホルダ8cが備えられている。ホルダ8cは、強磁性体材料(例えば鉄)で形成されている。
ホルダ8cは、ノズルユニット7の後方側端部を、微小クリアランスで嵌め込むことができる寸法及び形状に形成されている。
詳しくは、図8に示されるように、ノズルユニット7を、ホルダ8cの前方側から基準面部7afをレール8aの上面8aaに当接させながら後方側に押し込むことで(矢印DR3)、ホルダ8cの内側に嵌合させることができる。
ホルダ8cは、この嵌合状態でノズルユニット7の本体部7aに設けられたマグネット7eに対向するように形成された当接壁8caを有している。
すなわち、ノズルユニット7は、ホルダ8c内に嵌合した状態で、左右上下方向がホルダ8cにより規定され、前後方向が、当接壁8caとマグネット7eとの磁気的吸引により、後端面7akが当接壁8caに当接することにより規定されている。
図9は、ノズルユニット7の図6に対応した姿勢での断面図であり、レール8a及びホルダ8cなどが合わせて示されている。この状態をノズルユニット7の装着状態とも称する。
すなわち、吐出口7agの下方側は開放されており、回動弁7bが開状態にあって、収容容器体5からコネクタ7cを介して供給された液体(例えばインキK)は、レール8aに干渉することなく下方に吐出させることができる(図9の矢印K参照)。
ベースプレート9の後方側には、左右方向に延在し、ベースプレート9を左右方向(矢印DR3参照)に移動可能に支持する移動部11が設けられている。
リニアガイド8のレール8aは、図示しない付勢手段(コイルバネ等)により、ブロック8bに対し、自然状態で、前後方向の移動範囲の内の後方端側に位置するように付勢されている。
一方、レール8aがブロック8bに対し移動範囲の最も前方側に移動した位置を吐出位置と称する。
すなわち、待機位置において吐出口7agから下方(鉛直下方)に液体が吐出された場合及び液体が液垂れした場合、インキパン10に収容される。
この待機位置でのノズルユニット7に対するインキパン10の概略位置は、図9に(イ)として二点鎖線で示されている。
一方、吐出位置でのノズルユニット7に対するインキパン10の概略位置は、図9に(ロ)として二点鎖線で示されている。
吐出位置において、吐出口7agから下方(鉛直下方)にインキKを吐出させた場合、インキパン10には収容されず、仕切り板1dの開口部1daに向かって吐出される。
ノズル開閉ユニットNKは、モータ12と、モータ12の回転を減速するギヤボックス13と、ギヤボックス13の出力軸に連結された係合シャフト14と、係合シャフト14の回動位置を検出するエンコーダ15と、を有している。
モータ12及びギヤボックス13は、L字状のブラケット16に支持されている。L字状のブラケット16は、前後方向に延在して本体部1側に設けられたリニアガイド17のブロック17aに固定され、前後方向に移動可能となっている。
係合シャフト14の先端部には、ノズルユニット7の回動弁7bの係合部7dに係合する係合部14aが設けられている。
ブラケット16は、シリンダ18(図10,図14,及び図15参照)のロッド18aに連結され、シリンダ18の駆動に伴い、リニアガイド17よって支持されつつ前後方向に所定のストロークで移動可能とされている。
ブラケット16の下端側部位である当接部16aは、シリンダ18の駆動による前方移動によってレール8aの後端に当接しレール8aを前方に付勢する。従って、ブラケット16の前方移動と共にレール8aも前方に移動する。
また、係合シャフト14の上下方向位置は、ベースプレート9上に配設されたノズルユニット7の回動弁7bの上下方向位置に対応している。
係合シャフト14の回動位置、詳しくは、回動弁7bが開となる位置と閉となる位置との間のどこにあるかは、エンコーダ15からの出力信号SN1(図10参照)に基づいて制御部2cにより、動作状態で常に監視される。
次いで、係合シャフト14を前進させ、その係合部14aを回動弁7bの係合部7dに係合させると共に、さらに前進させてノズルユニット7を押し、待機位置から吐出位置に移動させる。
ノズルユニット7が吐出位置に達したら、係合シャフト14を回動し、回動弁7bを閉位置から開位置に回動させる。
これにより、液体は、ノズルユニット7の吐出口7agから仕切り板1dの開口部1daの概ね中心位置に流れ出る。
液体計量部EKは、質量を測定するいわゆる電子天秤である質量計21と、質量計21が載置される台22と、台22を昇降させると共に筐体1aの内外に前後移動可能な台座部23と、を有している。
すなわち、台座部23には、台22を昇降させる昇降駆動部22a(図10参照)と、前後移動させる水平駆動部22b(図10参照)と、を備えている。昇降駆動部22a及び水平駆動部22bの動作は、制御部2cにより制御される。
図2では、質量計21の試料載置部21aに、使用者により載せられた、ノズルユニット7から吐出された液体を収容する風袋である容器24が記載されている。
この容器の種類は、使用者が適宜選択することができる。ここでは、縦長の紙コップ状の容器が選択されている。
図11(a)〜(c)は、ノズルユニット7Aの図6のS1−S1位置に相当する断面図であり、図11(a)〜(c)は、それぞれ回動弁7Abの回動位置が異なる状態を示している。
下流路孔7Ac及び下流路孔7Adは液体の吐出流路の一部であり、それぞれ吐出口7Aca及び吐出口7Adaで底面に開口している。
回動弁7Abには、回動角度に応じて、図11(a)に示される、下流路孔7Acへの流体流入を禁止し下流路孔7Adへの流体流入を許容する大流量位置と、図11(b)に示される、下流路孔7Acへの液体流入を許容し下流路孔7Adへの流体流入を禁止する小流量位置と、図11(c)に示される両方の下流路孔7Ac,7Adへの液体の流入を規制する閉位置と、を選択的に取り得るようになっている。
吐出ユニットTUAは、吐出ユニットTUに対し、収容容器体5から下流側の流路を、流路面積の異なる二系統にしたものであり、液体調合装置51Aは、その二系統の流路の開閉制御を可能としたものである。
流路の断面形状は、円形に限定されない。以下の説明では、流路の断面形状が円形として説明する。
図12に示されるように、吐出ユニットTUAは、概略、収容容器体5Aとノズルユニット7Bとが、二本のホース6a,6bで接続されて一体化されている。
収容容器体5Aは、収容容器体5に対し、コネクタ5afの替わりに、内径(流路径)の異なるコネクタ5Aaとコネクタ5Abとを備えている点で異なる。コネクタ5Aaの内径は、コネクタ5Abの内径よりも大きい。
吐出流路Rbは、コネクタ7Bbaと、上流路孔7Bbbと、貫通孔7Bbcを有する回動弁7Bbdと、下流路孔7Bbeと、を有し、吐出口7Bbfで下方に開口している。
図13には、吐出流路の開状態が示されている。
また、閉状態では、貫通孔7Bac,7Bbcが回動し、貫通孔7Bac,7Bbcが破線で示されるような水平姿勢となって、上下方向の液体流通を遮断する。
収容容器体5Aのコネクタ5Abとノズルユニット7Bのコネクタ7Bbaとは、ホース6aよりも内径が小さい吐出流路Rbの流路径に対応したホース6bで接続される。
これにより、吐出ユニットTUAは、吐出ユニットTUと同様に取り扱いが容易であり、主に搬送される洗浄場所や液体投入場所と、液体調合装置51Aとの間の搬送が手で楽に行える。
液体調合装置51Aは、液体調合装置51に対し、装着された吐出ユニットTUAの回動弁7Badと回動弁7Bbdとを、それぞれ独立して回動する二つの駆動系を有している点で異なる。
一つの駆動系は、図12における一点鎖線で囲まれた部分に示されているように、係合シャフト14Aとギヤボックス13Aとモータ12Aとからなる。液体調合装置51Aでは、この駆動系が二つ並設されている。
二つのモータ12Aの動作は、それぞれ独立して制御部2cにより制御される。
従って、ノズルユニット7Bの吐出流路Raと吐出流路Rbとは、それぞれ独立して開閉及び流量が制御される
調合インキKTの作成質量を1.00kg、インキK1〜K3の調合量を、次の値とする。
インキK1:200g
インキK2:780g
インキK3:20.0g
また、調合作業は、インキK1,K2,K3の順に吐出するものとし、ノズルユニットとしては、吐出口が一つのノズルユニット7を使用するものとする。
吐出ユニットTUは、収容容器体5とホース6とノズルユニット7Aとが、一組として一体的に管理される。これにより、三つの部材のいずれかが、他の組の吐出ユニットTUのいずれかと混使用されることによって生じる異インキの混入が、経時的に防止される。
同じ組で使用する三つの部材は、共通のマークや色を付すとよい。これにより予期せぬ混在使用が視覚的に容易に発見できる。
作業者は、まず、液体調合装置51の電源を投入する。電源投入により、制御部2cは、所定の作業ガイドを画像表示部2bに表示させる。
作業者は、画像表示部2bにおいて、これから実行する調合プログラムを選択し、実行を指示する。
制御部2cは、選択された調合プログラムを記憶部MRから読み出し、準備動作を実行する。準備動作としては、質量計21への電源投入、係合シャフト14の回動位置がノズルユニット7の回動弁7bの閉位置に対応していない場合は閉位置とする、などである。
制御部2cは、作業ガイドとして、三つの収容容器体5それぞれに収容すべきインキK1〜K3の銘柄指定と収容量及び作業手順を、画像表示部2bに表示する。
このように、作業者は、制御部2cによって画像表示部2bに表示される作業ガイドを確認しながら作業ができる。そのため、作業全体において誤作業が防止される。
次いで作業者は、各吐出ユニットTUのノズルユニット7を、左側から順番にインキK1用〜K3用となるように、レール8aのホルダ8c内に奥まで挿入して取り付ける。ノズルユニット7は、マグネット7eの磁気吸引力により、意図的に取り外さない限り、十分な保持力でレール8aに固定される。
また、開閉弁の開状態で、制御部2cの指示により、収容容器体5の内部空間Vaを、圧縮ガスを供給して正圧にするか、又はガスを吸引して負圧にするか、が選択的に実行される。
内部空間Va内を加圧して正圧にした状態では、特にインキK1〜K3の粘度が高い場合でも吐出が良好となる。調合するインキが、粘度の低い自重で良好に吐出できるインキの場合は、この正圧化は必ずしも必要とされない。
また、制御部2cの指示の下、圧力制御部Cは、インキの粘度が低い場合や、ノズルユニット7の吐出口7agの開口径が大きい場合などにおいて、必要に応じインキK1〜K3の吐出停止時点以降、又は吐出停止直前から以降、内部空間Vaを減圧して負圧とする。これにより液垂れが防止される。
すなわち、制御部2cの指示の下、圧力制御部Cは、インキ等の液体の吐出停止動作と連動して、内部空間Vaの負圧化を実行してもよい。
容器24は、調合量や次工程での作業内容に応じ、容量や開口面積の異なる複数の容器を標準容器として予め登録しておいてもよい。また、各標準容器と、例えば調合量と、を対応づけた容器テーブルを作成し記憶部MRに記憶させておくとよい。
制御部2cは、調合プログラムで指示された調合量から、その調合量に対応する最適な標準容器を、記憶部MRに記憶された容器テーブルを参照して選定し、画像表示部2bに作業ガイドとして表示する。
作業者は、作業ガイドに示された容器24を準備し、試料載置部21aに載せる。このとき、容器24は、仕切り板1dの開口部1daの中央となる位置に載せる。試料載置部21aには、各標準容器に対応した載置位置の目印やガイド部を設けておくとよい。
制御部2cは、入来した出力信号SN2から容器24の質量を把握し、風袋質量として記憶部MRに記憶させる。
ここで、記憶部MRに記憶させている容器テーブルには、各標準容器の基準質量も記憶させておくとよい。
これにより、制御部2cは、出力信号SN2から得られる実際に載置された容器の質量と、容器テーブルから得た載置されるべき容器の質量と、を比較し、違いがある場合に、容器違いの可能性があると判定して警告を出力する。これにより、容器選択違いの作業ミスを防止することができる。
この段階で準備作業は完了する。
準備作業が完了して調合作業を開始する場合に、作業者は、制御部2cにより画像表示部2bの画面に表示されている実行開始のアイコンをタッチする。このインキの調合作業における人為的操作はここまでである。
作業者による実行開始のアイコンのタッチにより、制御部2cは、調合プログラムに従って、以下の調合作業を実行する。
この調合作業について、模式図である図14〜図16を参照する。
図14は、ノズル開閉ユニットNK及び吐出部TBを上方から見た模式図である。左方から三つのノズルユニット7には、理解容易のため、それぞれが吐出するインキK1〜K3を付してある。
図14に示されるように、制御部2cは、移動部11を駆動し、係合シャフト14の前方に最初に吐出するインキのノズルユニット7の回動弁7bが位置するようにベースプレート9を左右方向に移動する(矢印DR4参照)。
この状態で、ノズルユニット7は待機位置にあって、その吐出口7agに対応する位置Gはインキパン10の直上にある。すなわち、容器24の開口部24aから退避した状態にある。
また、制御部2cは、圧力制御部Cに接続されたホースの開閉弁を開とし、圧力制御部Cへの指示により圧縮ガスを内部空間Vaに供給させる。これにより、内部空間Vaの圧力が上昇する。
係合シャフト14と回動弁7bとの左右方向の位置が一致したら、制御部2cは、シリンダ18を駆動し、ノズル開閉ユニットNKを前方に移動させる(矢印DR5参照)。これにより、ブラケット16の当接部16aがレール8aの後端面に当接し、レール8aと共にノズルユニット7が前方に移動する。
また、係合シャフト14の係合部14aが、回動弁7bの係合部7dに係合可能となる。この係合時には、両係合部のすりわりが円滑に係合するよう、モータ12を駆動して係合シャフト14を僅かに回動させるとよい。
吐出位置において、ノズルユニット7の吐出口7agに対応する位置Gは、仕切り板1dの開口部1daの中心C1にある。
ここで、シリンダ18の駆動で前進させるのは、インキK1に対応する左端のノズルユニット7のみである。他のノズルユニット7の吐出口7agは、インキパン10の直上にある。
インキK1を吐出するノズルユニット7が吐出位置に達したら、制御部2cは、モータ12を動作させて回動弁7bを開状態とする。これにより、収容容器体5内のインキK1が吐出口7agから下方に吐出される。この吐出は、収容容器体5内に内部空間Vaの圧力が正圧に高められていることから、スムースに高速で行われる。
この吐出により、質量計21で計測される質量が増加し、その値は連続的に出力信号SN2により制御部2cに送られる。
インキK1の場合は、規定値200gに対し、例えば、所定値を2gとして閾値を198gとする。
質量増分が閾値に達したら、制御部2cは、モータ12を駆動し、回動弁7bを閉状態にすると共にシリンダ18を駆動してノズルユニット7を待機位置に戻す。
いずれにおいても、制御部2cは、容器24以外への液の吐出や液垂れが無い又は最少となるように動作を制御するようになっている。
閾値198gの設定は、インキの物性と過去の経験値とから、回動弁7bへの閉指示に対し、完全に吐出が完了するまで所定量(ここでは約2g)の吐出が生じることにより設定している。
制御部2cは、調合値w1を次に調合するインキK2の調合比率の基準として、インキK2の調合量を算出する。
例えば、調合値w1が規定値200gを超え202gだった場合、次に調合するインキK2の調合量を、780×(202/200)=787.8g とする。
もちろん、後から調合するインキの調合量は、先に吐出したインキの調合値を基に算出により再設定しなくてもよい。
例えば、先に吐出したインキの突出質量によらず、後から吐出するインキを、調合条件として予め設定した調合量を目標値として調合してもよい。
具体的には、インキK1が、設定された調合量200gに対し、実際には210g吐出された場合でも、インキK2を、調合量780gを目標値として調合する。インキK3も、インキK1及びインキK2の実際に吐出した量によらず、設定された調合量20.0gを目標値として調合する。
制御部2cは、いずれの調合方法においても、各インキの実際の吐出質量と、得られた調合インキKTの作成質量とは、調合結果として記憶部MRに記憶させる。
以下の動作は、インキK1の吐出の場合と同様である。
インキK2の調合が完了したら、同様にインキK3の調合を実行する。
インキK3の調合が完了したら、制御部2cは、台22を下降させると共に、下扉1cが開いた状態で台22を前方に移動し、作業者が容器24を取り易くする。
その後、各部材を準備作業段階での位置に戻し、調合作業を終了する。
調合結果として出力される情報には、各調合インキの番号及び実際の調合量、並びに、調合して得られたインキの総量が含まれる。
例えば、同じ内径の吐出口を利用する場合には、インキの粘度が高い程、単位時間あたりの吐出量が少なく、調合時間が長くなる。
そこで、粘度が高いインキを吐出する場合、粘度が低い場合よりも内部空間Va内の圧力を正圧で高くする。これにより、粘度が低い場合の単位時間あたりの吐出量の減少度合いが抑制され、粘度が低い場合の調合時間との時間差を小さくすることができる。そのため、調合効率の低下が抑制される。
この場合、制御部2cは、例えばインキの調合量とインキの粘度との組み合わせに応じて、吐出流路を選択すると共に、吐出時の収容容器体5の内部空間Vaに付与する圧力の程度を制御する。
図16は、その組み合わせと、選択する吐出流路及び付与圧力と、について示した表である。
また、インキの粘度が高い場合(インキK7が該当)は、加圧値を正圧で高くし、粘度が低い場合(インキK4及びインキK5が該当)は、加圧値を正圧で低くするか又は加圧無し(外気と同じ)とする。
調合量が少なく、粘度が中程度のインキK6は、例えば流路面積小の吐出流路を選択し、加圧値を高くする。調合量が多く粘度が高いインキK7は、流路面積大の吐出流路を選択し加圧値を高くする。
これは一例であり、実際にはインキの物性や調合量などに応じて適宜変更してよい。この制御により、吐出しにくい粘度の高いインキの吐出量が増加し、調合効率が向上する。加圧不要な流動性を有するインキの場合は、加圧をせずその分の消費電力を低減する。
この場合、制御部2cは、例えばインキの調合量とインキの粘度との組み合わせに応じて、吐出流路を選択すると共に、吐出時の収容容器体5の内部空間Vaに付与する圧力の程度を制御する。
この制御は、ノズルユニット7Aを用いた場合の図16に示される制御と同様に行うことができる。
図17は、液体をインキKとして吐出時間の経過に伴う吐出流路の選択を説明する図であり、モード1とモード2の二つの方法が示されている。
図17のグラフは、横軸が経過時間であり、縦軸が吐出量である。
そして、規定値Qaに達したら(時間t3)、吐出流路Rbを閉じて吐出を終了する。
そして、規定値Qaに達したら(時間t5)、吐出流路Rbを閉じて吐出を終了する。
これにより、調合量が多い場合にも、効率よく短時間に吐出を終了させることができる。また、調合量、すなわち容器24へ収容させる量を、規定値Qaに対して高い精度で制御することができる。
調合をより短時間に終了させる場合は、モード1を選択するとよい。
例えば、図16に示された、選択する使用吐出流路を、吐出の開始時点から吐出の終了近くまでの流路とし、吐出の最終段階は、いずれのインキにおいても、流路面積の小さい(図16では小径)流路を選択するようにするとよい。
これにより、設定された吐出量に対して差の少ない高精度の吐出量が得られる。
図18(a)は、ノズルユニット7の別の変形例における図6のS1−S1に対応した断面図であり、図18(b)は、その部分下面図である。
本体部7aにおいて、液体吐出を停止する回動弁7bの閉動作後、回動弁7bと下面7adとの間の下流路孔7ac内に液体が残留する。この残留液体は、その自重或いは吐出位置から待機位置への移動に伴う振動等により、下方に落下する虞がある。
下流路孔7acの出口縁部に面取り部7aeを形成することで、残留液体と下流路孔7acの出口縁部との接触が、90°の尖った角度ではなく、鈍角で滑らかなものとなる。そのため、残留液体は本体部7aに付着し易くなって留まり、本体部7aからの離脱(落下)が抑制される。
これにより、収容容器体5への液体の収容作業が容易になり、吐出ユニットTU(TUA)を構成する三つの部材の他の吐出ユニットTU(TUA)との混在使用がなくなり、調合の失敗が防止され、高精度の調合が行える。
これにより、吐出ユニットTU(TUA)の扱いが容易となり、主に搬送される洗浄場所や液体投入場所と、液体調合装置51(51A)との間の搬送が楽に行える。
これにより、ドライバ等の工具が不要であり、扱いが極めて簡単で誰でも作業ができる。
これにより、調合する液体に対応したノズルユニット以外のノズルユニットから液垂れしても、調合のための容器に混入しない。そのため、調合が高精度となる。
さらに、ノズルユニットとして異径の吐出口を複数有するノズルユニット7A(7B)を用いれば、大量の調合を行う場合に、大径の吐出口を利用できる。これにより、高精度の調合を高効率で行うことができる。
ノズルユニット7,7A(7B)の吐出口7ag,7Aca,7Ada(7Baf,7Bbf)の縁部に面取り部が形成されている。これにより、非吐出時の液垂れが効果的に抑制される。
さらに、ノズルユニットの吐出口7ag,7Aca,7Ada(7Baf,7Bbf)に近接してそれを囲む周溝である溝7ajを形成することで、非吐出時の液垂れがより効果的に抑制される。
ポンプ19は、例えば、図5に( )付き符号で示される。図5では、単に設ける位置が示されており、ポンプ19の形状や大きさなどはこの図の記載に限定されない。
ポンプ19は、例えば一軸ねじポンプを用いることができる。
ポンプ19を一軸ねじポンプとした場合、ロータの正逆回転が可能とされる。正逆回転は、制御部2cの制御により選択的に実行される。
例えば、正回転は、吐出口7agからの液体の吐出のために実行される。また、逆回転は吐出停止動作と連動して実行され、吐出口7agからの液垂れを防止するように液体の引き込みを行う。
ポンプ19の動作による液体の移送は、液体の粘度などの物性に応じ、必要な場合に圧力制御部Cによる内部空間5akの圧力制御と併用して、又は独立的に実行される。
液体調合装置51は、ポンプ19と圧力制御部Cとの両方を備えてなくてよい。ポンプ19のみ備えて、液体の移送をポンプ19のみで行ってもよい。
ポンプ19の具備は、液体調合装置51に限定されず、液体調合装置51Aにも適用できる。
従って、ポンプ19の具備は、吐出ユニットTU及び吐出ユニットTUAに適用される。吐出ユニットTUAへの適用例は、図12に( )付き符号で示される。図12では、図5と同様に、単に設ける位置が示されており、ポンプ19の形状や大きさなどはこの図の記載に限定されない。
1a 筐体、 1b 上扉、 1ba 窓、 1c 下扉
1ca 窓、 1d 仕切り板、 1da 開口部
2 操作部
2G アーム群、 2a ケース、 2b 画像表示部
2c 制御部
3 設備
4 棚板
5,5A 収容容器体
5a 本体部、 5aa 開口部、 5ab ヒンジ
5ac 前壁、 5ad ロックベース(蓋止めの他方)、 5ae 底壁
5af,5Aa,5Ab コネクタ、 5ag フック、 5ah 係止プレート
5aj ファスナ、 5ak 収容部、 5b 蓋体
5ba パッキン、 5bb ハンドル、 5bc キーパ(蓋止めの一方)
5bd コネクタ
6,6a,6b ホース
7,7A,7B ノズルユニット
7a 本体部、 7aa 穴、 7ab,7Bab,7Bbb 上流路孔
7ac,7Ac,7Ad,7Bae,7Bbe 下流路孔、 7ad 下面
7ae 面取り部、 7af 基準面部
7ag,7Aca,7Ada,7Baf,7Bbf 吐出口
7ah 後部、 7aj 溝、 7ak 後端面
7b,7Ab,7Bad,7Bbd 回動弁、 7ba,7Bac,7Bbc 貫通孔
7c,7Baa,7Bba コネクタ
7d 係合部、 7e マグネット
8 リニアガイド
8a レール、 8b ブロック、 8c ホルダ、 8ca 当接壁
9 ベースプレート
10 インキパン
11 移動部
12,12A モータ
13,13A ギヤボックス
14,14A 係合シャフト、 14a 係合部
15 エンコーダ
16,16A ブラケット、 16a 当接部
17 リニアガイド、 17a ブロック
18 シリンダ、 18a ロッド
19 ポンプ
21 質量計、 21a 試料載置部
22 台、 22a 昇降駆動部、 22b 水平駆動部
23 台座部
24 容器、 24a 開口部
51,51A 液体調合装置
C 圧力制御部、 C1 中心、 CL1,CL2 回動軸線
EK 液体計量部、 ET 液体吐出部
K,K1〜K7 インキ(液体)
J1 情報
MR 記憶部
NK ノズル開閉ユニット
R,Ra,Rb 流路
SN1,SN2 出力信号
TB 吐出部、 TU,TUA 吐出ユニット
Va 内部空間
w1 調合値
Claims (7)
- 液体を収容可能な収容部を有する複数の収容容器体を着脱可能とした収容容器体装着部と、
前記複数の収容容器体それぞれに対応して備えられ、前記収容容器体に収容された前記液体を開閉弁を介して吐出口から吐出する複数のノズル部を着脱可能としたノズル装着部と、
前記複数のノズル部から選択された一つのノズル部から吐出された液体を収容するための容器を載置する試料載置部と、
を備え、
前記ノズル装着部は、
前記選択された一つのノズル部の前記吐出口を、前記試料載置部に載置された容器の開口部の上方に位置させる吐出位置と前記容器の開口部の上方から退避させた待機位置との間で移動させるよう構成されており、
前記ノズル部が待機位置にあるときの前記吐出口の直下に、インキパンが配設されている液体調合装置。 - 前記ノズル部は、前記吐出口として、第1の流路面積を有する第1の吐出口と、前記第1の流路面積よりも大きい第2の流路面積を有する第2の吐出口を有し、前記開閉弁は、少なくとも前記第1の吐出口と前記第2の吐出口とを、選択的に開閉可能、又は同時にそれぞれ独立して開閉可能とされていることを特徴とする請求項1記載の液体調合装置。
- 前記収容部は、その内部圧力を調整するための圧力制御部に接続されており、
前記圧力制御部は、前記液体の吐出において、前記収容部の内部圧力を、液体の粘度が高いほど高くすることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の液体調合装置。 - 前記収容部は、その内部圧力を調整するための圧力制御部に接続されており、
前記圧力制御部は、前記液体の吐出の停止動作と連動して、前記収容部の内部圧力を負圧にすることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の液体調合装置。 - 前記収容部と前記開閉弁との間に、前記液体を、少なくとも前記吐出口に向け移送可能なポンプを備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の液体調合装置。
- 前記ノズル部の前記吐出口が開口する面に、前記吐出口を囲む周溝を有していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の液体調合装置。
- 前記液体は、印刷用インキであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の液体調合装置。
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