(57)【要約】【課題】液体中に吐出される空気を液面上方に安定して逃がす流通状態を一定に保つようにし、液面レベルの検知を高精度に行うことのできる液面検出装置を提供すること。【解決手段】インキＩを収納してなるインキタンク１１にノズル２１が配置され、当該ノズル２１の開口部２１ＡよりインキＩ中に空気Ａが吐出されるようになっている。ノズル２１内の背圧Ｐ１はセンサー２５で検出され、この背圧Ｐ１の変化を検出することによって液面位置が検出できるようになっている。ノズル２１の開口部２１Ａは、当該ノズル２１の軸線に対して傾斜した方向に開口しており、このノズル２１を略鉛直姿勢で保持することで前記開口部２１Ａが液面Ｌに対して傾いた状態に設定される。【選択図】　　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収納してなる容器内にノズルを配置するとともに、当該ノズルの開口部より液体中に空気を吐出してノズル内の背圧を検出することで液面位置を検出する液面検出装置において、
前記ノズルの開口部は、液面に対して傾いた状態に設けられていることを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記ノズルの開口部は、当該ノズルの軸線方向に対して傾斜した方向に開口していることを特徴とする請求項１記載の液面検出装置。
【請求項３】
前記ノズルの開口部は、当該ノズルの軸線方向に対して略直交する方向に開口し、前記ノズルは、その軸線が前記液面に対して傾いて配置されていることを特徴とする請求項１記載の液面検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液面検出装置に係り、特に、粘性のある液体の液面位置を高精度に検出することのできる液面検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、フレキソ印刷機等の印刷装置は、インキパン内に収納されたインキにファンテンロールが浸されるように配置され、このファンテンロールの外周面に付着したインキがアニロックスロール及び版胴を介して印刷用紙に印刷されるようになっている。従って、印刷量の進行に伴い、インキパン内のインキは、経時的に減少することとなり、その液面が一定レベルを下回ったときに、インキを補充する必要がある。
【０００３】
前記印刷装置におけるインキパン内の液面検出は、例えば、図６に示されるように、インキパン５０内に配置されたノズル５１よりインキＩ内に空気を吐出できるようにし、その背圧若しくは戻り圧をセンサーで検出することによって行われる構成が知られている。これを更に詳述すると、ノズル５１は、その開口部５１Ａが液面Ｌよりも下方に浸る状態でインキパン５０内に配置され、当該ノズル５１に供給された空気Ａは、前記開口部５１ＡからインキＩ内を通じて液面Ｌの上方に抜けるように構成されている。従って、ノズル５１の開口部５１Ａが液面Ｌ以下にあるときは、空気の抜けが悪い状態となるため、ノズル５１の背圧Ｐ１が高い状態となり、この背圧Ｐ１の高い状態を、インキＩの補充を必要としないレベルにあると捉えることができる。この一方、液面Ｌがノズル５１の開口部５１Ａ以下になると、急速に空気の抜けが良くなるため、前述した背圧Ｐ１は低くなる。従って、この背圧Ｐ１の低下を条件として液面Ｌが一定レベル以下になったと捉えることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フレキソ印刷機のような印刷装置においては、インキＩの粘度が高いものを採用する場合も多いため、前述したノズル５１では背圧Ｐ１の監視による液面レベルを高精度に検出できないという不都合がある。これはノズル５１の開口部５１Ａから吐出される空気Ａが、開口部５１Ａよりも下方で一つにまとまった大きな空気溜まりＡ１を形成する傾向をもたらすことに起因する。そして、この空気溜まりＡ１は上方に逃げ場がないため開口部５１Ａより下に次第に膨張してしまい、空気の抜けが良くなった状態と同じような背圧Ｐ１が検出されることとなり、実際にはインキＩの補充を必要としないレベル以上にインキＩがあるにも拘わらず、図示しないポンプが作動してインキＩを供給してしまい、これによって、インキパン５０外へのインキ流出を惹起せしめてしまう、という不都合を招来する。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、ノズルの開口部から液体中に吐出される空気を液面上方に安定して逃がす通気状態を一定に保つようにし、液面レベルを高精度に行うことのできる液面検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、液体を収納してなる容器内にノズルを配置するとともに、当該ノズルの開口部より液体中に空気を吐出してノズル内の背圧を検出することで液面位置を検出する液面検出装置において、
前記ノズルの開口部は、液面に対して傾いた状態に設けられる、という構成を採っている。このような構成により、空気が流れる方向が開口部の傾斜方向に向かって常に一定となり、鉛直方向を横切る方向に空気の流出を生じさせ、開口部より下方に大きな空気溜まりを形成してしまうおそれを回避しつつ、液面上方に空気を逃がすことが可能となる。従って、液体の補充を必要としない状態、すなわち、液面が一定レベル以上にある状態で液体を容器内に供給してしまうような従来の不都合を解消することができる。
【０００７】
本発明において、前記ノズルの開口部は、当該ノズルの軸線方向に対して傾斜した方向に開口するように設けることができる。このような構成とすれば、ノズルの軸線を略鉛直向きにして配置することができるため、容器内におけるノズルの配置スペースが小さい場合に対応することが容易となる。
【０００８】
また、前記ノズルの開口部は、当該ノズルの軸線方向に対して略直交する方向に開口し、前記ノズルは、その軸線が前記液面に対して傾いて配置される、という構成も採用することができる。このような構成では、既存のノズルを利用することができるため、部品コストを抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液面検出装置がフレキソ印刷機の印刷ユニットに適用された実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１には、前記印刷ユニットの概略側面図が示されている。この図において、印刷ユニット１０は、フレームＦ内に配置されるとともに内部にインキ（液体）Ｉを収容する容器としてのインキパン１１と、このインキパン１１内に配置されて外周面にインキＩが付着するように設けられたファンテンロール１３と、当該ファンテンロール１３を介して版胴１５にインキＩを転写するアニロックスロール１６と、前記版胴１５に対峙して配置された圧胴１７とを備え、この圧胴１７と版胴１５との間に印刷用紙Ｐを通過させることで当該印刷用紙Ｐに所定の印刷が行われるようになっている。
【００１１】
前記インキパン１１内には液面検出装置２０を構成するノズル２１と、インキパン１１内にインキＩを供給するためのインキ供給パイプ２２が配置されている。液面検出装置２０は、図２に示されるように、コンプレッサー２３よりノズル２１に供給される供給圧力Ｐ２とノズル２１内の背圧Ｐ１を検出するセンサ２５を含んで構成されており、当該センサ２５の出力に対応してポンプＰがＯＮ−ＯＦＦ制御されるようになっている。従って、ポンプ２６が作動したときに、タンク２７内のインキＩがインキ供給パイプ２２を介してインキパン１１内に供給されることとなる。
【００１２】
前記ノズル２１は、図２及び図３に示されるように、保持部材３０を介してインキパン１１の上部に装着されており、略直線状に延びる管状のパイプ材により構成されている。このノズル２１は、先端すなわち下端の開口部２１Ａが、ノズル２１の軸線方向に対して傾斜した方向に開口した形状に設けられ、これにより、開口部２１ＡよりインキＩ内に吐出される空気Ａが、前記軸線方向に対して横方向に向かって一定に流れるようになっている。
【００１３】
前記ノズル２１の反開口部側はセンサー２５に接続され、これにより、ノズル２１内に生ずる背圧Ｐ１がセンサー２５で検出されるようになっている。この一方、コンプレッサー２３から供給される空気はセンサー２５にも供給されるようになっており、当該センサー２５は、コンプレッサー２３からの空気供給圧力Ｐ２を検出し、この供給圧力Ｐ２と、前記背圧Ｐ１とを比較してノズル２１から吐出される空気Ａの通気状態を監視するようになっている。
【００１４】
次に、本実施形態における液面検出方法について説明する。
【００１５】
図３に示されるように、ノズル２１の開口部２１Ａが液面Ｌよりも下方に位置している場合には、インキパン１１内のインキＩが必要量あるものとし、インキＩの供給は必要でないものとして予め設定される。この状態で、コンプレッサー２３から空気Ａを供給すると、当該供給空気は、ノズル２１の開口部２１ＡよりインキＩ内に吐出されると同時に、センサー２５で供給圧力Ｐ２が検出されることとなる。ノズル２１から吐出される空気Ａは、インキＩの存在によって一定の抵抗を受けてノズル２１内に一定の背圧Ｐ１を生じさせるものとなる。この背圧Ｐ１は、センサー２５で検出された供給圧力Ｐ２と比較され、当該センサー２５にて、予め設定された圧力比が維持されているかどうかが判定される。ノズル２１の開口部２１Ａは、前述したように、ノズル２１の軸線方向に対して傾いた方向に開口しているため、空気Ａは、横方向に吐出され、液面Ｌから泡状となって液面Ｌ上にぶくぶく漏れ出ることがあるが、一定の背圧Ｐ１が生じる限りセンサー２５の動作に影響しない。
【００１６】
印刷が進むにつれて、インキパン１１内におけるインキＩの量が減少すると、液面Ｌ位置は下降することとなる（図４参照）。この状態では、ノズル２１の開口部２１Ａから吐出される空気流通抵抗は急激に小さくなり、従って、前記背圧Ｐ１も下がることとなる。このとき、センサー２５では、背圧Ｐ１と、供給圧力Ｐ２との圧力比の変化を検出することとなり、前記ポンプＰに対してインキＩの供給信号を出力し、これによって、タンク２７内のインキＩがインキ供給パイプ２２を通じてインキパン１１内に供給される。このインキ供給は、背圧Ｐ１と供給圧力Ｐ２との圧力比が予め設定した値になるまで継続される。
【００１７】
なお、インキＩの補充タイミング、すなわち、背圧Ｐ１と空気Ａの供給圧力Ｐ１との比は、本実施形態では、開口部２１Ａが全て液面Ｌ上に表れたときの比を基準にして設定することができるが、本発明はこれ限定されるものではない。例えば、開口部２１Ａが液面Ｌの上方に半分程度表れたときの背圧Ｐ１と供給圧力Ｐとの比に応じて設定してもよい。
【００１８】
従って、このような実施形態によれば、ノズル２１から吐出される空気Ａがインキパン１１内で一つの大きな空気溜まりを形成することがないため、特に、粘性のあるインキＩを用いた場合に生じ得るポンプ２６の誤作動を確実に防止することが可能となる。
【００１９】
なお、前記実施形態では、ノズル２１の開口部２１Ａが、当該ノズル２１の軸線方向に対して傾斜した方向に設けられた場合を図示、説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図５に示されるように、開口部２１Ａがノズル２１の軸線方向と略直交する方向に形成されていても、ノズル２１自体を傾斜姿勢にするとともに、開口部２１Ａが液面Ｌ側に開口する向きとなるようにノズル２１を傾斜姿勢に保持する構成としてもよい。このような構成によっても、実質的に、前記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２０】
また、ノズル２１の途中に小さな抜き孔を設けることもできる。例えば、インキ供給を停止若しくは開始するときの液面Ｌのレベルとして、前記開口部２１Ａの上部開口領域が僅かに液面上に位置したレベルと仮定した場合、当該上部開口領域の開口断面積との相対関係における背圧Ｐ１によってインキ供給が停止若しくは開始される条件の設定が可能となる。従って、ノズル２１の途中に抜き孔を設けておけば、例えば、インキＩの供給が必要でないレベルに液面があるとした場合、つまり、開口部２１Ａの全体が液面以下にあるとした場合、抜き孔から空気が外部に吐出される状態となり、これに対応した前述の背圧Ｐ１が常に検出される状態となる。従って、ノズル２１に抜き穴を設けることで、誤ってインキＩが供給されてしまう誤動作を一層確実に防止することが可能となる。
【００２１】
また、前記実施形態では、センサー２５にコンプレッサー２３からの空気Ａを供給して供給圧力Ｐ２を検出させる構成を採用したが、センサー２５への空気供給を省略してもよい。この場合、センサー２５にインキ供給タイミングを決定する基準圧力値を設定しておき、ノズル２１内の背圧Ｐ１を基準圧力値と比較することによってポンプ２６をＯＮ−ＯＦＦ動作させるようにしてもよい。このような構成とすれば、回路構成を簡略化することが可能となる。
【００２２】
また、前記実施形態では、フレキソ印刷機の印刷ユニットにおけるインキパンに本発明を適用した場合を説明したが、液体量が経時的に変化する場合の液面検出装置として一般的に適用することも勿論可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ノズルの開口部が液面に対して傾いた状態に設けられた液面検出装置として構成したから、空気が流れる方向が開口部の傾斜方向に向かって常に一定となる空気吐出を実現することができる。従って、鉛直方向を横切る方向に空気が吐出し、開口部が液面と略平行となる従来例のように、ノズルの開口部より下方に大きな空気溜まりを形成してしまうことなく液面上方に空気を逃がすことが可能となる。このため、液面が一定レベル以上にある状態で液体を容器内に供給してしまうような従来の不都合を確実に解消することができ、容器外への液体流出を未然に防止することが可能となる。
【００２４】
また、ノズルの開口部が軸線方向に対して傾斜した方向に開口する構成によれば、ノズルの軸線を略鉛直向きにして配置することができ、ノズルの配置スペースが小さい場合に対応することが容易となる。
【００２５】
更に、ノズルの開口部が軸線方向に対して略直交する方向に開口し、その軸線が前記液面に対して傾いて配置される構成とした場合には、既存のノズルを利用することができるため、部品コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液面検出装置がフレキソ印刷機の印刷ユニットに適用された場合を示す概略側面図。
【図２】前記液面検出装置のシステム概略構成図。
【図３】液面が一定レベル以上にある場合のノズル位置を示す概略側面図。
【図４】液体の補充が必要となる場合のノズル位置を示す概略側面図。
【図５】ノズルの変形例を示す概略側面図。
【図６】従来の液面検出装置におけるノズルの作用を示す概略側面図。
【符号の説明】
１０　印刷ユニット
１１　インキパン（容器）
２０　液面検出装置
２１　ノズル
２１Ａ　開口部
２２　インキ供給パイプ
２５　センサー
２６　ポンプ
Ａ　空気
Ｉ　インキ
Ｌ　液面
Ｐ１　背圧
Ｐ２　供給圧力
【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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