(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体材料が収容された材料容器と、該材料容器内に収容された流体材料を吸引して吐出するポンプと、該ポンプを前記材料容器に着脱させる材料容器装着機構とによって少なくとも構成され、前記ポンプが、シリンダと、シリンダ内を上下してシリンダ内の空間の容積を変化させるプランジャと、前記シリンダに開口し、前記プランジャの吸引行程において前記流体材料が吸引される開口部と、該開口部の周囲に形成される弁座と、前記プランジャの吸引行程において前記開口部を開口し、前記プランジャの吐出行程において前記弁座に着座して前記開口部を閉鎖する弁体と、前記シリンダ内の空間に開口し、前記プランジャの吐出行程において前記空間内に吸引された流体材料を吐出する吐出部とを具備する流体材料供給装置において、
前記シリンダ内の空間と逆止弁を介して連通し、前記材料容器内の流体材料の残量が所定値以下になった場合に、所定圧の流体材料を前記シリンダ内の空間に供給する所定量の流体材料が収容された補助カートリッジを具備することを特徴とする流体材料供給装置。
【請求項２】
前記材料容器内の流体材料の残量が所定値以下となったか否かを判定する残量判定手段と、
該残量判定手段が材料容器内の流体材料の残量が所定値以下となったと判定した場合に、前記補助カートリッジに収容された流体材料の所定の圧力を付与する圧力付与手段と、
前記材料容器装着機構によって前記ポンプを前記材料容器から離脱させて、新しい材料容器に前記ポンプを装着する材料容器着脱手段と、
材料容器着脱手段によって前記ポンプが新材料容器の装着された場合に前記圧力付与手段の作動を停止する作動停止手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の流体材料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、生産ラインにポンプで、流体材料を供給する流体材料供給装置に関し、特に輪転機等の大型印刷機にインキを供給する流体材料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、グラビア印刷機の稼働率を向上させるために、極めて簡便且つ短時間に、版胴及び印刷インキを交換できる装置を提供するもので、台車と、該台車に昇降可能に保持された版胴支持装置と、前記台車に収容されたインキ供給装置とで構成した版胴運搬件インキ供給装置において、前記インキ供給装置が、昇降可能に支持されたインキパンと、該インキパンにインキを供給するインキポンプ、及びインキを貯蔵するインキタンクとで構成されることを開示する。また、前記インキ供給装置のインキパンが印刷インキを定量蓄え、このインキパンの印刷インキに前記版胴の下部が浸漬するものであり、前記インキパンに一定量の印刷インキを供給するために、印刷インキを貯蔵するインキタンクと、インキパンに印刷インキを供給するインキポンプが台車に設けられていることが開示されている。
【０００３】
特許文献２は、インキ交換の際の準備時間の短縮化を図ることを目的としたもので、インキ材料容器内のインキを、インキ供給管に設けられたポンプの駆動によってアニロックスロールとドクタロール管の溝に供給し、両ロールの両端部下方に溝の両端から流れ落ちる余剰インキの回収用のインキ受けを設け、各インキ受けにインキ流路切換弁を介して第１戻り管と第２戻り管の上部に設けられた枝管を接続し、インキ受け内に流れ落ちる余剰インキを一方の戻り管からインキ材料容器内に戻し、他方の戻り管を交換用インキタンク内に挿入してインキ交換の準備をし、各戻り管に排水切換弁を介して洗浄液配水管を接続し、管路長の長い戻り管内のインキの回収時に、インキ供給管内、アニロックスロールとドクタロールの表面及びインキ受け内を洗浄し得るようにするものである。
【０００４】
特許文献３は、基板上に塗布されるインキ供給システムが、インキを供給するインキ供給材料容器と、このインキ供給タンクに、インキ供給ライン及び三方弁により連結された流路切替装置を介して連結された一対のシリンジポンプとを備え、流路切替装置に、インキ吐出ラインを介して、基板に対して一方の第１のシリンジポンプから送られるインキを吐出するインキ吐出ノズルが連結され、三方弁とインキ排出タンクとの間にインキ排出ラインが連結されていることが開示される。また、一対のシリンジポンプの内の一方、例えば第１シリンジポンプからインキ吐出ノズルを介して基板に対してインキが吐出されている間、他方の第２シリンジポンプにはインキ供給タンクからインキが供給され、第１シリンジポンプ内のインキの残量が少なくなった場合、流路切替装置が操作されてインキ吐出ラインにインキが充填された第２シリンジポンプが流体連通されて、インキ吐出ノズルから吐出されるインキを途切れなく連続的に吐出させることが可能となるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３４８７４号公報
【特許文献２】特開２００１−３２８２４２号公報
【特許文献３】特開２０１１−２３１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２で開示されているように、印刷インキを交換する時間を最小限にすることは、従来からの課題である。このため、特許文献３に開示されているように、少なくとも２つのインキ供給用システムを設け、稼働する一方のインキ供給用システムのインキ材料が少なくなった場合には、他方のインキ供給システムに切り換えて作業の中断を防止していた。特に生産ラインでポンプから材料を供給する場合、複数のポンプを準備し材料交換等に対応し、生産ラインが停止しないようにしている。
【０００７】
しかしながら、連続したポンプによる材料の供給を図るために、複数のポンプを用いることとなり、またこれに付帯する設備が必要なるため、装置全体が大型化するという不具合がある。
【０００８】
このため、本願発明は、材料供給用の１台のポンプを連続して稼働させながら、材料容器を交換することができる流体材料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、本願発明は、流体材料が収容された材料容器と、該材料容器内に収容された流体材料を吸引して吐出するポンプと、該ポンプを前記材料容器に着脱させる材料容器装着機構とによって少なくとも構成され、前記ポンプが、シリンダと、シリンダ内を上下してシリンダ内の空間の容積を変化させるプランジャと、前記シリンダに開口し、前記プランジャの吸引行程において前記流体材料が吸引される開口部と、該開口部の周囲に形成される弁座と、前記プランジャの吸引行程において前記開口部を開口し、前記プランジャの吐出行程において前記弁座に着座して前記開口部を閉鎖する弁体と、前記シリンダ内の空間に開口し、前記プランジャの吐出行程において前記空間内に吸引された流体材料を吐出する吐出部とを具備する流体材料供給装置において、前記シリンダ内の空間と逆止弁を介して連通し、前記材料容器内の流体材料の残量が所定値以下になった場合に、所定圧の流体材料を前記シリンダ内の空間に供給する所定量の流体材料が収容された補助カートリッジを具備することにある。尚、前記逆止弁は、シリンダ内の空間側から補助カートリッジ側への流通を止める方向に配置されるものである。また、補助カートリッジへの流体材料の交換は、材料容器の交換後若しくは材料容器への流体材料の充填の後に行うものである。さらに、補助カートリッジ内に収容する流体材料の量は、材料交換の時間内で消費する材料量＋αである。
【００１０】
これによって、材料容器内の流体材料の残量が所定値以下となった場合に、前記補助カートリッジから所定圧の流体材料が前記シリンダ内の空間に流れ込むため、この流体材料の圧力によって前記弁体が押圧されて弁座に着座して開口部を閉鎖すると同時に、プランジャの作動が中止されないため、補助カートリッジから供給される流体材料は継続して吐出される。この間に、新しい材料容器の交換することができるため、流体材料の吐出を滞ることなく継続して実施できるものである。
【００１１】
また、本願発明の流体材料供給装置は、前記材料容器内の流体材料の残量が所定値以下となったか否かを判定する残量判定手段と、該残量判定手段が材料容器内の流体材料の残量が所定値以下となったと判定した場合に、前記補助カートリッジに収容された流体材料の所定の圧力を付与する圧力付与手段と、前記材料容器装着機構によって前記ポンプを前記材料容器から離脱させて、新しい材料容器に前記ポンプを装着する材料容器着脱手段と、材料容器着脱手段によって前記ポンプに新材料容器が装着された場合に前記圧力付与手段の作動を停止する作動停止手段とを具備するものである。
【００１２】
このように、残量判定手段によって材料容器内の流体材料の残量が所定値以下であると判定された場合に、圧力付与手段によって補助カートリッジ内の流体材料に所定の圧力が付与されるため、所定の圧力の流体材料がシリンダ内の空間に流れ込んで弁体が開口部を閉鎖すると共に、プランジャの稼働が継続するために、流体材料は吐出され続ける。この間に材料容器着脱手段によってポンプが新しい材料容器に装着され、作動停止手段によって圧力付与手段が停止するために、通常のプランジャの往復動による吸引吐出作業が行われるものである。また、補助カートリッジ内の流体材料への圧力の付与は、前記プランジャの吸引行程においてのみ実行されるようにしても良いものである。
【００１３】
尚、前記流体材料としては、インキ、オイル、グリス、ゲル等、高粘度の流体であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明によれば、１台のポンプで材料の交換作業の間も、途切れることなく材料を供給することができるので、生産に支障をきたすことなく、設備を縮小することが可能となり、生産設備のコスト低減を達成できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本願発明に係る流体材料供給装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本願発明に係る流体材料供給装置の材料容器交換制御を示したフローチャート図である。
【図３】図３は、ポンプの通常の動作を示した説明図であり、（ａ）はプランジャの吸引行程、（ｂ）はプランジャの吐出行程である。
【図４】図４は、材料容器交換時のポンプの動作を示した説明図であり、（ａ）はプランジャの吸引行程、（ｂ）はプランジャの吐出行程である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施例について、図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１７】
本願発明に係る流体材料供給装置１は、流体材料が収容される材料容器２と、この材料容器２内に収容された流体材料を吸引して吐出するポンプ３と、このポンプ３を前記材料容器２に着脱させる材料容器着脱機構とを具備する。この材料容器着脱機構は、前記ポンプ３を吊下支持するフレーム部６とこのフレーム部６を昇降させる昇降機構７とによって構成される。
【００１８】
また、前記ポンプ３は、シリンダ３０と、シリンダ３０内を上下してシリンダ内の空間の容積を変化させるプランジャ（この実施例ではロッド３１及びピストン３５）と、前記シリンダ３０に開口し、前記ピストン３５の吸引行程において前記流体材料が吸引される開口部３８と、この開口部３８の周囲に形成される弁座３３と、前記ピストン３５の吸引行程において前記開口部３８を開口し、前記ピストン３５の吐出行程において前記弁座３３に着座して前記開口部３８を閉鎖する弁体３４と、前記シリンダ３０内の空間３６に開口し、前記ピストン３５の吐出行程において前記空間３６内に吸引された流体材料を吐出する吐出部３７とを少なくとも具備する。さらに、前記ポンプ３の下端部分には、前記材料容器２の上方開口部から材料容器２に収容される流体材料の表面に密着して流体材料の表面の降下と共に降下するインダクタプレート４が取り付けられる。
【００１９】
尚、このインダクタプレート４には、インダクタプレート４が前記材料容器の底部に接触したこと（流体残量が所定値以下、言い換えるとゼロに近くなったこと）を検出する検出機構４０が設けられる。さらに、前記ロッド３１の下端には、材料容器２に収容された流体材料を掻き上げるためのプレートシャベル３２が取り付けられるものである。また、前記ロッド３１は駆動機構５によって往復動されるものである。また、ポンプ３、インダクタプレート４及びフレーム部６によってポンプユニットが構成される。
【００２０】
以上の構成により、例えば図３（ａ）に示すように、ピストン３５が上昇する吸引行程において、ピストン３５の上昇によって空間３６の容積が増大するため、材料容器２内の流体材料が弁体３４を押し上げて開口部３８から空間３６へ吸引される。また、吐出行程は、図３（ｂ）で示すように、ピストン３５が下降する吐出行程では、ピストン３５の下降によって空間３６の圧力が増大するために、弁体３４が開口部３８を閉鎖すると共に、流体材料が吐出部３７へ吐出されるものである。
【００２１】
本願発明に係る流体材料供給装置１は、上述した構成に加えて、連通路５１と、この連通路を介して前記空間３６と連通する補助カートリッジ５０を具備する。尚、連通路５１には、前記空間３６からの流体材料の流出を阻害するための逆止弁５２及び連通路５１を流れる流体材料の量を調整するための調整弁５３が設けられる。また、前記補助カートリッジ５０には圧力付与機構５４が設けられる。この圧力付与機構５４は、前記補助カートリッジ５０内の流体材料に所定の圧力を付与するプランジャ５５と、このプランジャ５５を作動させる操作手段（操作電磁弁）５６とを具備する。尚、前記補助カートリッジ５０には、材料容器２の交換時間内で消費される流体材料の量＋αの量が充填される。また、前記補助カートリッジ５０への圧力の付与は、前記ピストン３５の吸引行程においてのみ行うようにしても良いものである。
【００２２】
以下、この流体材料供給装置１における材料容器交換制御を、図２に示されるフローチャート図に従って説明する。尚、材料容器交換制御を含む全体的な制御についてはコントロールユニット６０において実行されるものである。
【００２３】
ステップ１００から開始される材料容器交換制御において、ステップ１１０において流体材料の残量が所定値（α）以下であるか否かが判定される。これは、インダクタプレート４に装着された検出機構４０からの信号に基づいて判定される。このステップ１１０の判定において流体材料の残量が所定値（α）以下、例えばゼロに近い状態であると判定された場合には、材料容器２を新しい材料容器２に交換する必要がある。
【００２４】
このため、ステップ１２０において、前記圧力付与機構５４を稼働させる。具体的には、前記操作電磁弁５６を操作して前記プランジャ５５によって前記補助カートリッジ５０内の流体材料を加圧する。この圧力は、前記ポンプ３の吸引行程においても、前記空間３６内に供給される流体材料の圧力が前記弁体３４を弁座３３に押圧して開口部３８の閉鎖を維持する圧力である。
【００２５】
これによって、前記ピストン３５の往復動が継続されたままとなるので、前記ピストン３５の上昇（吸引）行程において、前記空間３６内に連通路５１から流体材料が空間３６に流入し（図４（ａ））、さらに前記ピストン３５の下降（吐出）行程において、前記空間３６から前記吐出部３７へ連吐出される（図４（ｂ））ものである。
【００２６】
この後、ステップ１３０において前記昇降機構７によって前記ポンプユニット（３，４，６）を上昇させ、ポンプ３を材料容器２から離脱させ、ステップ１４０において材料容器を交換するものである。この材料容器交換については、例えばポンプ３の材料容器２からの離脱が完了した時に材料容器交換可能ランプを点灯させて、作業者がこのランプを確認後、材料容器２を交換して又は材料容器２へ流体材料を充填した後、交換若しくは充填完了スイッチを投入して交換作業の完了をコントロールユニット６０に知らせるようにしても良いし、この動作をロボットによって自動的に実行しても良いものである。
【００２７】
ステップ１４０において、材料容器２の交換が完了した場合に、ステップ１５０に進んで、昇降機構７によって前記ポンプユニット（３，４，６）を降下させて、前記インダクタプレート４を備えたポンプ３を前記材料容器２の装着するものである。この装着作業には、エア抜き等の作業も含まれる。ステップ１５０のポンプユニットの装着が完了すると、ステップ１６０に進んで前記操作電磁弁５６を介して圧力付与機構５４の稼働を停止する。これによって、連通路５１からの流体材料の流入が停止するため、上述した通常のポンプ３の吸引／吐出動作が復活するものである。
【００２８】
尚、前記流体材料供給装置１が通常の動作に移行した後に、前記補助カートリッジ５０を交換若しくは流体材料の充填を行うことによって、次の材料容器交換作業時にも同様の制御を行うことが可能となるものである。
【００２９】
以上の構成及び動作によって、本願発明に係る流体材料供給装置１は、１台のポンプの連続稼働を可能にすると共に、流体材料を収容する材料容器の交換も円滑に実施することができるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１  流体材料供給装置
２  材料容器
３  ポンプ
４  インダクタプレート
５  駆動機構
６  フレーム部
７  昇降機構
３０  シリンダ
３１  ロッド
３２  プレートシャベル
３３  弁座
３４  弁体
３５  ピストン
３６  空間
３７  吐出部
３８  開口部
４０  検出機構
５０  補助カートリッジ
５１  連通路
５２  逆止弁
５３  調整弁
５４  圧力付与機構
５５  プランジャ
５６  操作電磁弁
６０  コントロールユニット
【図１】
0005421329.tif 000002
【図２】
0005421329.tif 000003
【図３】
0005421329.tif 000004
【図４】
0005421329.tif 000005