(57)【要約】デコレータ温度制御システムは、溶液を再循環させるように構成された再循環ループおよび再循環ループから溶液を受け、該溶液をデコレータ上の少なくとも一つのインクローラに送り出すように構成されたフィーダラインを含む。フィード弁が、再循環ループとフィーダラインとの間でデコレータに隣接して位置し、再循環ループからフィーダラインへの溶液の流れを制御するように構成されている。該弁は、デコレータから離れた場所から制御される。2009533239.tif 000003
2009533239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液を再循環させるように構成された再循環ループと、
該再循環ループから溶液を受け、該溶液をデコレータ上の少なくとも一つのインクローラに送り出すように構成されたフィーダラインと、
該再循環ループと該フィーダラインとの間に位置し、該デコレータに隣接し、該再循環ループから該フィーダラインへの溶液の流れを制御するように構成されたフィード弁
とを含み、
該フィード弁が、該デコレータから離れた場所から制御されるように構成されている、
デコレータ温度制御システム。
【請求項２】
少なくとも一つのインクローラ上のインクの温度を計測するための温度センサをさらに含む、請求項1記載のシステム。
【請求項３】
フィード弁が、少なくともインクの温度に基づいて制御される、請求項2記載のシステム。
【請求項４】
再循環ループ中の溶液が実質的に一定の温度および実質的に一定の圧力に維持される、請求項1記載のシステム。
【請求項５】
少なくとも一つのインクローラを出る溶液の流れを制御するように構成された流れ制御装置をさらに含む、請求項1記載のシステム。
【請求項６】
流れ制御装置が複数の戻し弁を含む、請求項5記載のシステム。
【請求項７】
複数の戻し弁が並列に配置されている、請求項6記載のシステム。
【請求項８】
複数の戻し弁がデコレータから離れた場所に位置する、請求項7記載のシステム。
【請求項９】
フィード弁および戻し弁がコンピュータによって制御される、請求項8記載のシステム。
【請求項１０】
デコレータの作動速度を計測するように構成された速度センサをさらに含む、請求項1記載のシステム。
【請求項１１】
フィード弁が作動速度に基づいて制御される、請求項10記載のシステム。
【請求項１２】
フィード弁を制御するコンピュータをさらに含む、請求項11記載のシステム。
【請求項１３】
溶液温度がインクの温度よりも実質的に高い、請求項2記載のシステム。
【請求項１４】
溶液温度がインクの温度よりも実質的に低い、請求項2記載のシステム。
【請求項１５】
あるインク温度でインクを延ばすように構成された複数のインクローラと、
インク温度よりも実質的に高い温度の加熱溶液を有する加熱溶液フィードループと、
インク温度よりも実質的に低い温度の冷却溶液を有する冷却溶液フィードループと、
インク温度に基づいて該加熱溶液および該冷却溶液の一方を該複数のインクローラに提供するように構成された溶液フィーダライン
とを含むデコレータ。
【請求項１６】
加熱溶液の温度が少なくとも華氏120度であり、冷却溶液の温度が最大で華氏60度である、請求項15記載のデコレータ。
【請求項１７】
加熱溶液フィードループと冷却溶液フィードループとの間に圧力差が維持される、請求項15記載のデコレータ。
【請求項１８】
圧力差を維持するための少なくとも一つの可変速度ポンプをさらに含む、請求項17記載のデコレータ。
【請求項１９】
少なくとも一つの可変速度ポンプが可変周波数駆動装置によって制御される、請求項18記載のデコレータ。
【請求項２０】
圧力差が平方インチあたり少なくとも15ポンドである、請求項19記載のデコレータ。
【請求項２１】
インク温度センサをさらに含む、請求項15記載のデコレータ。
【請求項２２】
インク温度センサが非接触センサである、請求項21記載のデコレータ。
【請求項２３】
各ローラが入口および出口を有し、該出口から流れる溶液が弁システムによって制御される、請求項15記載のデコレータ。
【請求項２４】
弁システムがデコレータから離れた場所に位置している、請求項23記載のデコレータ。
【請求項２５】
弁システムがコンピュータによって制御される、請求項24記載のデコレータ。
【請求項２６】
コンピュータがインク温度に基づいて弁システムを制御する、請求項25記載のデコレータ。
【請求項２７】
コンピュータがさらにデコレータの作動速度に基づいて弁システムを制御する、請求項26記載のデコレータ。
【請求項２８】
デコレータで使用されるインクの温度を制御する方法であって、
少なくとも一部分がデコレータに隣接する溶液再循環フィードループを提供する工程、
該デコレータの少なくとも一つのインクローラの表面のインクの温度をモニタリングする工程、および
該インクの温度が許容可能な温度範囲外にある場合、溶液が、該再循環フィードループの、該デコレータに隣接する一部分から該少なくとも一つのインクローラの中を流れることを許す工程
を含む方法。
【請求項２９】
少なくとも一つの弁を提供する工程をさらに含み、ここで溶液が流れることを許す工程が該少なくとも一つの弁を開かせることを含む、請求項28記載の方法。
【請求項３０】
インクの温度を計測するために非接触温度センサを提供する工程をさらに含む、請求項29記載の方法。
【請求項３１】
インクの温度に関連するデータを受信し、
溶液を少なくとも一つのインカに送るための送り出し時期および送り出し期間を決定し、ならびに
少なくとも一つの弁を制御して、該送り出し時期に該送り出し期間にわたって溶液を少なくとも一つのローラに送り出す
ように構成されたコンピュータを提供する工程をさらに含む、請求項30記載の方法。
【請求項３２】
少なくとも一つの弁が、デコレータから離れて位置する複数の弁を含む、請求項31記載の方法。
【請求項３３】
コンピュータがデコレータから離れて位置する、請求項32記載の方法。
【請求項３４】
デコレータの予想される将来の作動速度をモニタリングする工程、
該デコレータの予想される将来の作動速度に基づいてインク温度の変化の将来の時点を予測する工程、
該将来の時点よりも前の時点で溶液が少なくとも一つのインカに流れることを許す工程
をさらに含む、請求項28記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は概して、物体にインクを塗布するために使用されるデコレータの分野に関し、より具体的には、デコレータで使用されるインクの温度を制御するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
缶または他の円柱形容器は、多くの場合、デコレータとして知られる機械を使用して装飾される。デコレータは典型的には、缶を回転させながらインクを装填された印画ブランケットに通すことによってマルチカラーインクパターン、すなわち印画を缶に塗布する。デコレータは、多くの場合、高速で作動して、通常で1分あたり2000個を超える缶を処理する。
【０００３】
従来、デコレータは、マンドレルホイールからなり、マンドレルホイールの周囲に沿って多数のマンドレルが配置されている。各マンドレルは、個々の缶を支持するように構成されており、缶は、マンドレルホイールの軸を中心に絶えず回転する。同時に、ブランケットホイールがマンドレルホイールと同調しながら回転する。ブランケットホイールは典型的には、ブランケットホイールの周囲に配置された多数の印画ブランケットを有する。各印画ブランケットは、回転しながら一つまたは複数のインカを通過し、各インカが最終的な印画のために異なる色を塗布する。
【０００４】
印画ブランケットは、回転しながらインカを通過したのち、回転しながら缶を通過し、缶と接触して、缶に装飾を刷り込む。そして、缶はワニス含浸・硬化機に送られ、印画ブランケットはブランケットホイールとともに回転し続け、プロセスを繰り返す。
【０００５】
様々なインカからのインクを印画ブランケットに正しく供給するために、各インカは、インクをインクトレーまたはインク溜めからブランケットホイール上の印画ブランケットに移すために互いに同調しながら働く多数のローラを含む。インク溜めホイールがインクトレーからインクをピックアップすると、その後、インクは、個々の軸を中心に回転することに加えて軸方向に振動することもできる、多数のインクローラを含む一連のローラの上を通過する。最終的に、インクは印画プレートシリンダに移され、この印画プレートシリンダが他方で画像を印画ブランケットに転写する。
【０００６】
比較的高い速度(たとえば1分あたり2000個またはそれ以上)で缶を処理するためには、ローラが高速回転して、回転する印画ブランケットが絶えずインクを供給されている状態を維持することが必要である。
【０００７】
そのような高速でデコレータを使用することに伴う一つの課題は、インクを適切な温度に維持することである。インクが正しく缶に塗布されるためには、インクは、実質的に一定の温度(たとえば華氏90度)に維持されなければならない。温度が過度に上昇(たとえば高い機械速度とともに)または低下(たとえば低い機械速度とともに、または始動時に)するならば、インク画像は損なわれ、印画された缶はスクラップに終わる。これが製造プロセスの効率を落とし、製造費を増大させる。理想的には、印画される缶の刷り損じを避けるために、インクの温度が適切なレベルに維持されるべきである。
【０００８】
インク温度に伴うもう一つの課題は、インクが浮遊することを避けることである。インクの温度が上昇するにつれ、インク溜めローラによって引き上げられ、種々のローラの間で転写されるインクは、浮遊する傾向が高くなる(たとえばインクミストまたは小滴として)。これは、結果として、インクの損失を招くだけでなく、浮遊するインク粒子が正しく捕獲されないならば、機械およびプラントメンテナンスにとってさらなる問題を引き起こすおそれがある。
【０００９】
理想的には、温度制御システムが、インクの温度が所望の範囲の外にある時間の量を最小限にするべきである。理想的には、インク温度を速やかに許容可能なレベルに戻すために、温度制御システムがインク温度と加熱／冷却液との間に大きな温度差を生じさせるべきである。
【００１０】
さらには、温度制御システムは、デコレータに隣接する利用可能な床面積を最大限にし、可能ならば構成要素の遠隔配置を可能にするように構成されるべきである。
【００１１】
また、インクの過熱または過冷を避けるために、インク温度およびデコレータ作動速度の一方または両方に基づいて所定量の加熱または冷却液をデコレータに送り出すための行き止まり流れシステムの必要性がある。
【００１２】
したがって、これらまたは他の有利な特徴の一つまたは複数を提供する、または上記で特定した必要性の一つまたは複数に対処するシステムおよび／または方法を提供することが望ましい。他の特徴または利点は本明細書から明らかになるであろう。開示される教示は、上記で特定した必要性の一つまたは複数を達成するかどうかにかかわらず、請求の範囲に入る態様に及ぶ。
【発明の開示】
【００１３】
発明の概要
本発明は、溶液を再循環させるように構成された再循環ループおよび再循環ループから溶液を受け、その溶液をデコレータ上の少なくとも一つのインクローラに送り出すように構成されたフィーダラインを有するデコレータ温度制御システムに関する。フィード弁が、再循環ループとフィーダラインとの間でデコレータに隣接して位置し、再循環ループからフィーダラインへの溶液の流れを制御するように構成されている。フィーダ弁は、デコレータから離れた場所から制御されるように構成されている。
【００１４】
本発明はさらに、あるインク温度のインクを延ばすように構成された複数のインクローラ、インク温度よりも実質的に高い温度の加熱溶液を有する加熱溶液フィードループおよびインク温度よりも実質的に低い温度の冷却溶液を有する冷却溶液フィードループを有するデコレータに関する。溶液フィーダラインは、インク温度に基づいて加熱溶液および冷却溶液の一方を複数のインクローラに提供するように構成されている。
【００１５】
本発明はさらに、デコレータで使用されるインクの温度を制御する方法に関する。方法は、少なくとも一部分がデコレータに隣接する溶液再循環フィードループを提供する工程、デコレータの少なくとも一つのインクローラの表面上のインクの温度をモニタリングする工程、およびインクの温度が許容可能な温度範囲の外にあるならば、溶液が、再循環フィードループの、デコレータに隣接する一部分から少なくとも一つのインクローラの中を流れることを許す工程を含む。
【００１６】
本発明は、他の態様が可能であり、様々なやり方で実施または実行されることができる。代替の例示的態様は、請求の範囲で一般に列記されるような他の特徴および特徴の組み合わせに関する。
【００１７】
同じ参照番号が同種の要素を参照する添付図面と併せて以下の詳細な説明を読むことにより、本発明がより良く理解されるであろう。
【００１８】
好ましい態様の詳細な説明
図1を参照すると、デコレータ温度制御システムの例示的態様が示されている。デコレータ10は、ブランケットホイール14の周囲に配置された多数のインカ12を含む。ブランケットホイール14は、ブランケットホイール14の周囲に等間隔で設けられた多数のインク付けまたは印画ブランケット16を有する。ブランケットホイール14は、印画ブランケット16が一つまたは複数のインカ12からインク画像を受け、続いて完全なインク画像を缶18に刷り込むよう、回転する。缶18はマンドレル20によって保持され、このマンドレルは逆に、ブランケットホイール14とは反対方向に回転するマンドレルホイール22に取り付けられている。
【００１９】
図2を参照すると、温度制御システムは、二つの連続するフィードループを含む。ホットフィードループ30が熱い溶液(図示せず)の連続的供給をデコレータ10に提供する。コールドフィードループ50が冷たい溶液(図示せず)の連続的供給をデコレータ10に提供する。好ましい態様で、溶液は水である。
【００２０】
ホットフィードループ30はホットタンクまたは液溜め34を含む。タンク34は、熱い溶液を実質的に一定の温度(たとえば華氏120度)に維持する加熱ユニット36を含むか、それに接続されている。ポンプ38が熱い溶液をタンク34から抜き出し、それをホットフィードライン32に汲み入れる。ポンプ38は可変速度ポンプであり、可変周波数駆動装置(図示せず)によって制御される。可変周波数駆動装置は、以下に説明するように溶液がフィードライン32から別経路で送られる間でさえホットフィードライン32の至るところで実質的に一定の圧力を維持するように、ポンプ38の動作を制御する。フィードライン32は熱い溶液をデコレータ10に運び、そこで、熱い溶液は各インカ12に沿って誘導される。図1および2に示すように、フィードライン32は、デコレータ10に固着された、熱い溶液を各インカ12に延ばすように構成された熱い溶液用マニホルド44を含む。
【００２１】
インカ12に送られない熱い溶液はホットフィードライン32に沿ってタンク34に戻る。流れ絞り機構42がホットフィードライン32と並列に位置し、熱い溶液の流量を所定の最大速度(たとえば毎分3ガロン(GPM))未満に維持する。図1および2に見てとれるように、ホットフィードループ30は、実質的に一定の圧力(たとえば平方インチあたり85ポンド(PSI))および温度(たとえば華氏120度)値で絶えず熱い溶液をフィードライン32に通してマニホルド44に循環させ、タンク34に戻す再循環ループである。
【００２２】
コールドフィードループ50は、ホットフィードループ30と同様に構成されており、コールドフィードライン52、コールドタンクまたは液溜め54および冷却ユニット56を含む。さらには、コールドフィードループ50は、ポンプ58、可変周波数駆動装置(図示せず)、流れ絞り機構62および冷たい溶液用マニホルド64を含む。コールドフィードループの構成要素は、ホットフィードループ30に関して本明細書で開示した類似の構成要素と同じ概ねの役割を果たす。図1および2に示すように、コールドフィードループ50は、実質的に一定の圧力(たとえば60PSI)および温度(たとえば華氏50度)値で絶えず冷たい溶液をフィードライン52に通してマニホルド64に循環させ、タンク54に戻す再循環ループである。
【００２３】
ホットフィードループ30は、熱い溶液を、ホットフィード弁70として図示するホットフィード弁を介してインカフィードライン80の一つまたは複数に供給することができる。図1および2に示すように、コールドフィードループおよびホットフィードループを使用して溶液をデコレータ10に供給する場合、ホットフィード弁70は停止弁(たとえばソレノイド弁)であり、この弁は、以下さらに説明するように、コンピュータ制御装置(たとえばプログラム可能論理制御装置(PLC)、たとえば図6に示すPLC160)によって遠隔制御することができる。同様に、コールドフィードループ50は、冷たい溶液を、コールドフィード弁72として図示するコールドフィード弁を介してインカフィードライン80の一つまたは複数に供給することができる。フィード弁72は、溶液がインカフィードライン80からコールドフィードライン52に逆流することを防ぐ逆止め弁である。好ましい態様では、ホットフィード弁70およびコールドフィード弁72は、弁70、72それぞれがデコレータ10から3フィート以内になるよう、インカ12、ひいてはデコレータ10に隣接して位置する。
【００２４】
図3および4を参照すると、ひとたび溶液(熱いまたは冷たい)がホットフィード弁70またはコールドフィード弁72のいずれかを通過すると、その溶液はインカフィードライン80に進入する。インカフィードライン80はヘッダまたは分散ボックス98に接続されている。図3および4に示す態様では、分配ボックス98はリンカ12の側面に固着されている。または、分配ボックス98は、リンカ12に隣接する任意の適当な場所に固着されていてもよい。分配ボックス98は、溶液をローラフィードライン82、84および86に送り、ローラ戻しライン88、90および92から戻すように働く。溶液は分配ボックス98に進入し、ローラフィードライン82、84および86に導かれる。図示するように、本明細書で説明する態様では、三つのローラフィーダライン、ローラおよびローラ戻しラインが使用されている。または、デコレータ、冷却要件および他の要因に依存して、より少数またはより多数の各構成要素を使用してもよい。ローラフィードライン82、84および86は溶液をインクローラ100、102および104の内部に送る。
【００２５】
ローラ100、102および104は、インク供給源またはトレー(図示せず)からブランケットホイール14 (図1および2を参照)上の印画ブランケット16へのインク108の分配および転写を促進するインカローラである。非接触センサ(たとえば赤外線温度センサ)110が一つまたは複数のローラ100、102および104の表面上のインク108の温度をモニタリングする。センサ110はPLC160 (図6を参照)に結合され、インクがローラ100、102および104の上を通過するときのインク108の温度に関する入力を提供する。熱い溶液または冷たい溶液のいずれかをローラの内部に提供することにより、ローラと溶液との間に温度差が生じ、ローラ(ひいてはインク)の温度は、熱い／冷たい溶液の流量を制御することによって相応に調節することができる。本明細書に記載する好ましい態様は、熱い／冷たい溶液とインクとの間で華氏30度またはそれ以上の実質的な温度差を使用して、ずっと小さな温度差しか使用せず、そのため、インク温度の偏差を本発明よりも低速でしか修正しない多くの従来システムに対して利点を提供するということが注目されよう。使用される実際の温度差は、具体的な用途および構成要素の配置に適合するように変化させることができる。
【００２６】
好ましい態様では、インクローラ100、102および104の表面上のインク108の温度を制御する際に使用することができる実質的な温度差のおかげで、インクがインク溜めローラ(図示せず)の上を通過するときのインク108の温度は、本明細書に記載する温度制御システムとは別個の温度制御システムによって制御される。
【００２７】
図4に示すように、熱い／冷たい溶液はローラ100、102および104の同じ側から出入りする。溶液がローラの中を通過したのち、ローラ戻しライン88、90および92が溶液をローラ100、102および104の内部から分配ボックス98に送り返す。そして、分配ボックス98がその溶液をインカ戻しライン94に送る。
【００２８】
図4および5を参照すると、戻し弁74、76および78として示される戻し弁が、インカ戻しライン94と主戻しライン96との間の溶液の流れを制御するように配置されている。本明細書で示し、説明するように、戻し弁74、76および78は停止弁(たとえばソレノイド弁)であり、インカ戻しライン94と主戻しライン96との間に並列に配置されている。
【００２９】
図1および3で概略的に表すように、戻し弁74、76および78はそれぞれのインカ12に隣接して位置するということが注目されよう。しかし、図5に示すように、戻し弁74、76および78は、インカ12およびデコレータ10から離れて位置してもよい。たとえば、代替態様では、戻し弁74、76および78は、デコレータ10とは別の部屋に位置していてもよいし、またはデコレータ10から50フィートまたはそれ以上のところに位置していてもよい。これは、デコレータ10のすぐ周囲の区域にさらなる使用可能空間を提供し、戻し弁74、76および78の配置に融通を利かせる。さらには、戻し弁74、76および78を統合された離れた場所、たとえば図5に示すような場所に位置させることは、システムのモニタリングおよびメンテナンスをより容易かつ効率的にする。
【００３０】
戻し弁74、76および78の一つまたは複数を任意の所与の時点で開かせることができる。戻し弁の一つまたは複数が開くと、溶液はローラ100、102、104ならびに戻し弁を通過して主戻しライン96に流れ込む。以下さらに詳細に説明するように、戻し弁74、76および78の一つまたは複数が開くと、同じく弁70が開いているならば熱い溶液がローラの中を流れ、弁70が閉じているならば冷たい溶液がローラの中を流れる。そして、主戻しライン96が溶液をホットおよびコールドタンク34、54の一つまたは両方に送り返す。
【００３１】
さらに図1および2を参照すると、温度制御システムは、ホットフィードループおよびコールドフィードループの両方を有するものとして示されている。代替態様(図示せず)では、温度制御システムは、ホットフィードループまたはコールドフィードループのいずれか一方のみを含むこともできる。システムは、ホットおよびコールドフィードループの一方だけしか使用されないことを除き、図1および2に関して説明したシステムと実質的に同じになり、フィーダループとインカフィードライン80との間の流れを調整するために一つのフィーダ弁(たとえば、コールドフィーダ弁72に類似した逆止め弁)しか要らないであろう。残りの構成要素は、図1および2に関して説明した様態で使用される構成要素に類似するであろう。
【００３２】
図6を参照すると、温度制御システムは、コンピュータ制御ユニットまたはプログラム可能論理制御装置(PLC)160をさらに含む。PLC160は、デコレータ10および温度制御システムの他の構成要素から様々な入力162を受信する。入力162は、とりわけ、温度センサ110からのインク108の温度、速度センサ(図示せず)からの缶速度ならびに本明細書に記載する様々なフィードライン沿いの場所からの温度および圧力データを含むことができる。PLC160は、入力162を処理し、出力164を生成する。出力164は、とりわけ、ホットフィード弁70への開閉のための信号、戻し弁74、76および／または78への開閉のための信号、周波数駆動装置40、60への、ポンプ38、58の速度を変えるための信号ならびに加熱／冷却ユニット36、56への、熱い／冷たい溶液の温度を所定の温度または所定の範囲内に維持するように作動させるための信号を含むことができる。
【００３３】
戻し弁74、76および78に関して、PLC160は、デコーダ10から離れた場所にあり、それにより、デコレータ10に隣接する区域に利用可能な床面積を確保して、デコレータに隣接するところで実質的な床面積の使用を要する従来のシステムに対してさらなる利点を提供することもできる。
【００３４】
本発明の例示的態様として本明細書に記載する種々の温度制御システムは、従来の温度制御システムよりも大きな、インク温度に対する制御を提供することを意図する温度制御手法の実行で使用することができる。
【００３５】
まず、本明細書に記載される温度制御システムの各種構成要素が提供され、デコレータ上に正しく設置される。本明細書に記載する温度制御システムは、既存のデコレータに設置されるレトロフィットシステムであってもよいことが注目されよう。代替態様では、本発明は、本発明の温度制御システムを含む完全なデコーダシステムを具現化する。
【００３６】
熱いフィード溶液がホットフィードループ30中に提供される。熱い溶液は、ポンプ38の作動により、ホットフィードライン32を絶えず循環させられる。図1〜4に関して説明したように、ポンプ38は、ホットフィードループ内の圧力を一定のレベル(たとえば85PSI)に維持することを意図する可変周波数駆動装置によって駆動される。ホットフィードライン32の圧力は、コールドフィードライン52の圧力よりも15〜25PSI大きい。熱い溶液の温度はまた、加熱ユニット36の作動により、実質的に一定(たとえば華氏120度)に維持される。センサが、ホットフィードライン32に沿って一つまたは複数の場所に設けられ、熱い溶液の温度および圧力データをPLC160に提供する。PLC160は、デコレータ10から離れて位置していてもよい。PLC160は、ホットフィードライン32沿いのセンサから温度および圧力データを受信し、ポンプ38および加熱ユニット36の動作を制御して、ホットフィードライン32の温度および圧力を所定のレベルに維持する。また、流れ絞り機構42が熱い溶液の流量を設定最大値(たとえば3GPM)未満に制限する。
【００３７】
冷たいフィード溶液がコールドフィードループ50に提供される。冷たい溶液は、ポンプ58の作動により、コールドフィードライン52を絶えず循環させられる。図1〜4に関して説明したように、ポンプ58は、コールドフィードループ内の圧力を一定のレベル(たとえば60PSI)に維持することを意図する可変周波数駆動装置によって駆動される。また、冷たい溶液の温度は、冷却ユニット56の作動により、実質的に一定(たとえば華氏50度)に維持される。センサが、コールドフィードライン52に沿って一つまたは複数の場所に設けられ、冷たい溶液の温度および圧力データをPLC160に提供する。PLC160は、デコレータから離れて位置していてもよい。PLC160は、コールドフィードライン52沿いのセンサから温度および圧力データを受信し、ポンプ58および冷却ユニット56の動作を制御して、コールドフィードライン52の温度および圧力を所定の範囲内に維持する。また、流れ絞り機構が冷たい溶液の流量を設定最大速度(たとえば3GPM)未満に制限する。
【００３８】
ホットフィードループ30およびコールドフィードループ50それぞれが熱い／冷たい溶液を再循環させるとき、センサ110が、インクがローラ100、102および104の上を通過するときのインク108の温度をモニタリングする。インク温度データがセンサ110からPLC160に送られる。PLC160は、ローラ100、102および104上のインク108の温度を所定の温度範囲内(たとえば華氏90度)に維持するようにプログラムされている。インク108の温度が許容可能な温度範囲の外にあるならば、PLC160は、ホットフィード弁70および／または戻し弁74、76および78に命令して、所定量の熱いまたは冷たい溶液のいずれかを相応にローラ100、102および104に提供させてローラ100、102および104ならびにひいてはインク108を加熱または冷却する。送り出される溶液の正しい量は、とりわけ、現在のインク温度、所望のインク温度、溶液温度および関連する各種構成要素の熱伝導特性を考慮することによって決定される。以下さらに詳細に説明するように、戻し弁74、76および78の一つまたは複数の開いたとき、熱い溶液がローラの中を流れるのか、冷たい溶液がローラの中を流れるのかは、ホットフィード弁70が開いているのか閉じているのかに依存する。弁70が開いているときは熱い溶液がローラに流れ、弁70が閉じているときは冷たい溶液がローラに流れる。
【００３９】
インク108の温度が許容可能な温度範囲を超えるならば、温度制御システムは、所定量の冷却溶液をローラに提供する。インク108の温度に依存して、PLC160は、通常は閉じている戻し弁74、76および78の一つまたは複数を開かせる。戻し弁が開くと、コールドフィードライン52中の圧力が冷たい溶液をコールドフィード弁72 (たとえば逆止め弁)に押し通す。インクの冷却が望まれるとき、ホットフィード弁70は閉じたままであり、熱い溶液がローラ100、102および104の中を流れることを防ぐ。コールドフィード弁72を通過する冷たい溶液は、インカフィードライン80の中を流れて分配ボックス98に達する。分配ボックス98は、冷たい溶液をローラフィードライン82、84および86の中に送り、これらのフィードラインがそれぞれローラ100、102および104に溶液を供給する。
【００４０】
冷たい溶液はローラ100、102および104の中を流れ、冷たい溶液とローラの内部との間に温度差を生じさせる。熱がローラから冷たい溶液に伝達されて、それにより、ローラを冷却し、ひいてはインク108の温度を下げる。冷たい溶液は、ローラ100、102および104の中を流れたのち、ローラ戻しライン88、90および92の中を流れて分配ボックス98に戻る。分配ボックスは冷たい溶液をインカ戻しライン94に送る。冷たい溶液は、インカ戻しライン94から、戻し弁74、76および78の一つまたは複数の中を流れて主戻しライン96に達する。主戻しライン96は冷たい溶液をホットタンク34またはコールドタンク54の一方または両方に戻す。
【００４１】
PLC160は、冷たい溶液がコールドフィード弁72に押し通されるとき、ポンプ58に接続された可変周波数駆動装置を同時並行的に制御して、コールドフィードライン52内に一定の圧力を維持する。正しい量の冷たい溶液がコールドフィード弁72に通されたのち、戻し弁74、76および78は閉止位置に戻り、冷たい溶液にとって行き止まりを形成し、さらなる冷たい溶液がローラ100、102および104に流れることを防ぐ。従来のローラ加熱／冷却システムとは違って、本発明は、冷たい溶液が絶えずローラ100、102および104の中を流れるわけではない行き止まりシステムを使用してローラに溶液を供給するということが注目されよう。これは、インクが許容可能な温度にあるかどうかにかかわらず溶液が絶えずローラの中を流れる場合に起こる一般的なインクの過熱／過冷問題を回避させる。
【００４２】
インク108の温度が許容可能な温度範囲未満であるならば、温度制御システムは所定量の熱い溶液をローラに提供する。熱い溶液の必要性を感知すると、PLC160は、ホットフィード弁70を常閉位置から開放位置に動かす。そして、PLC160は、インク108の温度に依存して、通常は閉じている戻し弁74、76および78の一つまたは複数を開かせる。戻し弁が開くと、ホットフィードライン52中の圧力が熱い溶液をホットフィード弁70に押し通す。ホットフィードライン32は、コールドフィードライン52の圧力よりも典型的には15〜25PSI高い定圧力に維持されているため、ホットフィード弁70が開くと、より高圧の熱い溶液が、冷たい溶液がコールドフィード弁72を通過することを防ぐ。ホットフィード弁70を通過する熱い溶液はインカフィードライン80の中を流れて分配ボックス98に達する。分配ボックス98は、熱い溶液をローラフィードライン82、84および86の中に送り、これらのフィードラインがそれぞれローラ100、102および104に溶液を供給する。
【００４３】
熱い溶液はローラ100、102および104の内部を流れて、熱い溶液とローラの内部との間に実質的な温度差を生じさせる。熱が熱い溶液からローラに伝達されて、それにより、ローラを加熱し、ひいてはインク108の温度を上げる。熱い溶液は、ローラ100、102および104の中を流れたのち、ローラ戻しライン88、90および92の中を流れて分配ボックス98に戻る。分配ボックス98は熱い溶液をインカ戻しライン94に送る。熱い溶液は、インカ戻しライン94から、戻し弁74、76および78の一つまたは複数の中を流れて主戻しライン96に達する。主戻しライン96は熱い溶液をホットタンク34またはコールドタンク54の一方または両方に戻す。
【００４４】
PLC160は、熱い溶液がホットフィード弁70に押し通されるとき、ホットフィードライン32内に一定の圧力を維持するように、ポンプ38に接続された可変周波数駆動装置を同時並行的に制御する。ホットフィードライン32の圧力の維持は、フィード弁70ならびに戻し弁74、76および78の一つまたは複数が開いたとき、冷たい溶液がコールドフィード弁72を通過することを防ぐ。正しい量の熱い溶液がホットフィード弁70に通されたのち、戻し弁74、76および78は閉止位置に戻り、熱い溶液にとって行き止まりを形成し、さらなる熱い溶液がローラ100、102および104に流れることを防ぐ。そして、同じくホットフィード弁70が閉じられる。従来のインク加熱／冷却システムとは違って、本発明は、溶液が絶えずローラ100、102および104を通過するわけではない行き止まりシステムを使用してローラに溶液を供給するということが注目されよう。
【００４５】
代替態様では、缶速度センサ(図示せず)がデコレータ10に設けられる。インク温度は缶速度およびデコレータ作動速度とともに変化するため、缶速度のモニタリング(または缶速度の予想)は、インク温度を制御するための予見的手法を提供する。缶速度センサは缶速度データをPLC160に提供し、すると、PLCはその缶速度データを温度制御システムの適切な制御の計算に組み入れる。たとえば、缶速度の増大が予想されるならば、PLC160は、インク温度の将来の増大を予想し、インク温度だけがモニタリングされる場合よりも速やかに適切な量の冷たい溶液をローラ100、102および104に提供することができる。これは、冷却システムの制御において温度の履歴データのみに頼る従来の冷却システムに対してさらなる利点を提供する。
【００４６】
本明細書に記載する方法のさらに別の態様では、コールドフィードループまたはホットフィードループのいずれかである一つの再循環ループだけが使用される。その場合、システムは、別々のホット／コールドフィード弁70、72に代えて一つのフィード弁(たとえば逆止め弁)しか要らないであろう。他の点では、システムの動作は、ホットフィードループ30およびコールドフィードループ50の両方を使用するシステムの動作と同様であり、溶液の流れは戻し弁(たとえば戻し弁74、76および78)の作動によって制御されるであろう。
【００４７】
詳細な図面および本明細書で記した具体例は様々な例示的態様を説明するが、それらは例を示す役割を果たすに過ぎない。本発明が、その適用において、前記詳細な説明で述べられた、または図面に描かれた構造の詳細および構成要素の配置に限定されないということが理解されなければならない。温度制御システムの構成要素および／またはアセンブリは、当技術分野で公知の種々の材料から構築することができることが注目されよう。さらには、いくつかの例は缶デコレータに関して本発明を示すが、本発明は、本明細書に含まれる態様では記載されていない他の印画装置にも適用可能である。さらには、本発明の様々な態様を使用する温度制御手順に関して記載された方法の工程の実行順序が異なってもよい。さらには、請求の範囲に明示された発明の範囲を逸することなく、例示的な態様の設計、作動条件および配置において他の代替、改変、変更および省略を加えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】デコレータに取り付けられた温度制御システムの一部分の立面図である。
【図２】温度制御システムの略図である。
【図３】図2の温度制御システムの部分略図である。
【図４】図1の温度制御システムの部分斜視図である。
【図５】温度制御システムで使用される戻し弁の群の略図である。
【図６】プログラム可能論理制御装置との間を行き来する入出力を示す流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年4月15日(2009.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液を再循環させるように構成された再循環ループと、該再循環ループから溶液を受け、該溶液をデコレータ上の少なくとも一つのインクローラに送り出すように構成されたフィーダラインと、該再循環ループと該フィーダラインとの間に位置し、該デコレータに隣接し、該再循環ループから該フィーダラインへの溶液の流れを制御するように構成されたフィード弁と、該デコレータの作動速度を計測するように構成された速度センサとを含み、
該フィード弁が、該デコレータから離れた場所から作動速度に基づいて制御されるように構成されている、
デコレータ温度制御システム。
【請求項２】
少なくとも一つのインクローラ上のインクの温度を計測するための温度センサをさらに含む、請求項1記載のシステム。
【請求項３】
フィード弁が、少なくともインクの温度に基づいて制御される、請求項2記載のシステム。
【請求項４】
溶液温度がインクの温度よりも実質的に高い、請求項2記載のシステム。
【請求項５】
溶液温度がインクの温度よりも実質的に低い、請求項2記載のシステム。
【請求項６】
再循環ループ中の溶液が実質的に一定の温度および実質的に一定の圧力に維持される、請求項1記載のシステム。
【請求項７】
少なくとも一つのインクローラを出る溶液の流れを制御するように構成された流れ制御装置をさらに含む、請求項1記載のシステム。
【請求項８】
流れ制御装置が複数の戻し弁を含む、請求項7記載のシステム。
【請求項９】
複数の戻し弁が並列に配置されている、請求項8記載のシステム。
【請求項１０】
複数の戻し弁がデコレータから離れた場所に位置する、請求項9記載のシステム。
【請求項１１】
フィード弁および戻し弁がコンピュータによって制御される、請求項10記載のシステム。
【請求項１２】
フィード弁を制御するコンピュータをさらに含む、請求項1記載のシステム。
【請求項１３】
あるインク温度でインクを延ばすように構成された複数のインクローラと、インク温度よりも実質的に高い温度の加熱溶液を有する加熱溶液フィードループと、インク温度よりも実質的に低い温度の冷却溶液を有する冷却溶液フィードループと、インク温度に基づいて該加熱溶液および該冷却溶液の一方を該複数のインクローラに提供するように構成された溶液フィーダラインと、加熱溶液フィードループと冷却溶液フィードループとの間の圧力差を維持する少なくとも一つの可変速度ポンプとを含むデコレータ。
【請求項１４】
加熱溶液の温度が少なくとも華氏120度であり、冷却溶液の温度が最大で華氏60度である、請求項13記載のデコレータ。
【請求項１５】
少なくとも一つの可変速度ポンプが可変周波数駆動装置によって制御される、請求項13記載のデコレータ。
【請求項１６】
圧力差が平方インチあたり少なくとも15ポンドである、請求項15記載のデコレータ。
【請求項１７】
インク温度センサをさらに含む、請求項13記載のデコレータ。
【請求項１８】
インク温度センサが非接触センサである、請求項17記載のデコレータ。
【請求項１９】
各ローラが入口および出口を有し、該出口から流れる溶液が弁システムによって制御される、請求項13記載のデコレータ。
【請求項２０】
弁システムがデコレータから離れた場所に位置している、請求項19記載のデコレータ。
【請求項２１】
弁システムがコンピュータによって制御される、請求項20記載のデコレータ。
【請求項２２】
コンピュータがインク温度に基づいて弁システムを制御する、請求項21記載のデコレータ。
【請求項２３】
コンピュータがさらにデコレータの作動速度に基づいて弁システムを制御する、請求項22記載のデコレータ。
【請求項２４】
デコレータで使用されるインクの温度を制御する方法であって、少なくとも一部分がデコレータに隣接する溶液再循環フィードループを提供する工程；  該デコレータの少なくとも一つのインクローラの表面のインクの温度をモニタリングする工程；および該インクの温度が許容可能な温度範囲外にある場合のみ、溶液が、該再循環フィードループの、該デコレータに隣接する一部分から該少なくとも一つのインクローラの中を流れることを許す工程；  溶液が流れることを許す工程が該少なくとも一つの弁を開かせることを含む、少なくとも一つの弁を提供する工程 ；ならびに  インクの温度に関連するデータを受信し、溶液を少なくとも一つのインカに送るための送り出し時期および送り出し期間を決定し、ならびに少なくとも一つの弁を制御して、該送り出し時期に該送り出し期間にわたって溶液を少なくとも一つのローラに送り出すように構成されたコンピュータを提供する工程を含む方法。
【請求項２５】
少なくとも一つの弁が、デコレータから離れて位置する複数の弁を含む、請求項24記載の方法。
【請求項２６】
コンピュータがデコレータから離れて位置する、請求項25記載の方法。
【請求項２７】
デコレータの予想される将来の作動速度をモニタリングする工程；  該デコレータの予想される将来の作動速度に基づいてインク温度の変化の将来の時点を予測する工程；  該将来の時点よりも前の時点で溶液が少なくとも一つのインカに流れることを許す工程をさらに含む、請求項24記載の方法。
【国際調査報告】
2009533239.tif 000010