(57)【要約】【課題】スプレーバルブ付きのプランジャーを調整し、均等な噴射量に個別に調整するための方法及び装置に関する。【解決手段】湿り量で指令された値を次の指令パネルから変更指令がでるまで１つの段階の値が保持し、データセレクター（１）を通して出力され、ノズルに対応した補正値をデータセレクター（２）で読み出し、ノズルを解放するパルス幅のデータを生成し、このデータに、選択しているノズルの補正係数をデータセレクター（３）により読み出し掛け合わせ、ノズルのばらつきを補正したノズルを解放するパルス幅のデータとして生成し、このデータをパルス発生器に送り、駆動パルスを発生し、このパルスをタイミング回路によりゲートを通しノズルのドライバーに信号を与え、ノズルのプランジャーを駆動することによって、スプレーパルプ付きプランジャーのばらつきを補正した噴射を行なわせる。【選択図】        図６
2004358412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿しローラの長手方向に沿ってそれぞれ均等に複数個のノズルを配列し、スプレーバルブからこれらノズルを介して液体を前記湿しローラに向けて噴射し、この際これらノズルから噴射される液体が噴射口から前記湿しローラの長手方向に平行な線状となって扇形に広がるようにし、かつ各ノズルから噴射される液体の量を個別に変更調節可能とするものにおいて、前記ノズル毎に噴射される液体の量を計測し、入力された計測値で装置の設計時点で定めた標準値の噴射量を除し、前記計測値と標準値の違いを比率で求め、スプレーバルブに対応したメモリーに記憶させて補正値テーブルを作成する事を特徴とするスプレーダンプナーの噴射量調整方法。
【請求項２】
湿り量で指令された値を次の指令パネルから変更指令がでるまで１つの段階の値が保持し、データセレクター（１）を通して出力され、タイミング回路により、ノズルを順次選択し、選択したノズルに対応した補正値をデータセレクター（２）で読み出し、継続的にデータセレクター（１）から読み出されている噴射量の基準値と掛け合わせて選択しているノズルを解放するパルス幅のデータを生成し、このデータに、選択しているノズルの補正係数をデータセレクター（３）により読み出し掛け合わせ、ノズルのばらつきを補正したノズルを解放するパルス幅のデータとして生成し、生成されたパルス幅のデータをパルス発生器に送り、駆動パルスを発生し、このパルスをタイミング回路により選択されたゲートを通し選択されたノズルのドライバーに信号を与え、選択されたノズルのプランジャーを駆動することによって、順次、スプレーパルプ付きプランジャーのばらつきを補正した噴射を行なわせることを特徴とするスプレーダンプナーの噴射量調整方法。
【請求項３】
湿しローラの長手方向に沿ってそれぞれ均等に複数個のノズルを配列し、スプレーバルブからこれらノズルを介して液体を前記湿しローラに向けて噴射し、この際これらノズルから噴射される液体が噴射口から前記湿しローラの長手方向に平行な線状となって扇形に広がるようにし、かつ各ノズルから噴射される液体の量を個別に変更調節可能とするものにおいて、湿しローラの長手方向に沿ってそれぞれ配列された複数個のノズルが均一加工されていて均一な噴射口を有し、かつこれら複数個のノズルにそれぞれ連結されているスプレーバルブ付きのプランジャーがそれぞれ均一な液量を送り出すことができるようにしたことを特徴とするスプレーダンプナーの噴射量調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は均等に配列されている複数個のノズルで湿しローラの全面に湿りを与えることができるように、各々のスプレーバルブ付きのプランジャーを調整するための方法及び装置に関し、さらに均等な噴射量に個別に調整できるようにすることを特徴とする方法と装置を提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術の一環として、図１ないし図４に示す、ノズルアッセンブリ、湿しローラに対するノズルの配設状況について説明する。
【０００３】
【発明の実施の形態】
図１に示すノズルアッセンブリ１において、２はプランジャーであり、このプランジャー２は電磁コイル３と、ハウジング４の開口内のアマチュア５とからなり、アマチュア５の先端部には鍔状の縁部６が形成されており、この縁部６にはバネ７の一端が縮設されていてアマチュア５の先端スプレーバルブ８を、スプレーボディ９内の弁室１０に形成された弁座１１に押し付けるようになっている。
【０００４】
スプレーボディ９には前記弁座１１に連通する通路１２が形成され、この通路１２はノズル１３の通孔１４を介して噴射口１５を有するノズル１６に至り、このノズル１６から液体１７を噴霧するのである。なお１８はノズル１６をスプレーボディ９に装着するためのキャップナットである。前記弁室１０には液体の供給口１９が開口しており、前記プランジャー２の電磁コイル３が励磁されるとアマチュア５がバネ７の力に抗して引き込まれ、スプレーバルブ８が弁座１０から離されて液体１７は供給口１９から通路１２、通孔１４を通り噴射口１５に至るのである。
【０００５】
液体中のアマチュア５の動きは、図１に示すように、液体がアマチュア５とハウジング４との間の隙間２０を通って押し出され、また吸いこまれるため、アマチュア５の速度に比例する抵抗が生じる。
【０００６】
次に、スプレーダンプナーの噴射の状況を示す図２において、湿しローラ２１の長手方向に沿ってそれぞれ均等に複数個のノズルアッセンブリ１を配列し、スプレーバルブ８からこれらノズルアッセンブリ１のノズル１６を介して液体１７を前記湿しローラ２１に向けて噴射し、この際、これらノズル１６から噴射される液体１７が噴射口１５から前記湿しローラ２１の長手方向に平行な線状となって扇形に広がるように構成する。
【０００７】
図３及び図４は、複数個のノズルアッセンブリ１を、湿しローラ２１に相対して、その長手方向に沿って均等な間隔で配設した態様の一部を示すもので、これらノズルアッセンブリ１を連結管２２をもって接続した態様を示し、前記ノズルアッセンブリ１のノズル１６は湿しローラ２１に向かってほぼ１０５°の広がりをもって噴射させるものとする。
【０００８】
従来の制御方法を概念的に示す図５において、湿しローラの湿り量を制御するために、湿り量を１０〜２０段階に分け、その湿り状態に対する液体の噴射量と噴射時間を関係づける表を作成し、要求されている湿り量に対応した噴射時間を呼び出し、スプレーバルブ付きのプランジャーを駆動している。
【０００９】
制御コンピューターを概念パネル２３として用い、設計時点で決めた湿り量と駆動パルスの幅の入力テーブル２４を設定し、「湿り量指令値を入力」すなわち１〜２０段階のうちの一つを選択し、基準値を１として０．５倍から１．５倍までの補正値をノズル単位でノズルの数だけ入力テーブル２４を作成することで、ノズル単位の補正値を入力する。
【００１０】
次に前記図１〜図４による装置を始動し、運転中の流れとして、湿り量で指令された値は次に指示パネル２３から変更指令がでるまで１つの段階の値が保持され、データセレクター（１）２５を通して出力される。すなわち、印刷状況に応じて湿り量を指令し、１〜２０のうちの１つを基準のプランジャー駆動パルスの幅として読み出すのである。
【００１１】
タイミング回路２６により、ノズル番号セレクター２７を介してノズル１６を順次選択し、選択したノズル１６に対応した補正値を、湿り量とプランジャー駆動時間の関係を示すテーブル２８にもとづきデータセレクター（２）２９で読み出し、継続的にデータセレクター（１）２５から読み出されている噴射量の基準値と掛け合わせて選択しているノズル１６を解放するパルス幅のデータを生成し、かけ算機３０、パルス発生機３１を介してゲート３２から各ドライバー３３を経てバルブ付きプランジャー２を駆動する。
【００１２】
液体１７の圧力低下を防ぐため、タイミングによってアマチュア５を順次開放する方法で噴射を行なうため、データセレクター（２）２９とゲート１〜ｎによって１つずつのプランジャー２の計算をタイミングをずらして行なうため、かけ算機３０とパルス発生機３１は各々１つしかない。
【００１３】
【特許文献】
特開２００２−１０３５７１
【００１４】
図６は、図１で示した従来の技術による概念図に対して、この発明の構成を示す概念図であって、従来の図１と同等または同一の部分には同じ符号を付してあり、設計時点で決めた湿り量と駆動パルスの幅のテーブル２４にもとづいて印刷状況に応じて湿り量を指示し、対応したプランジャー駆動パルスを読み出すデータセレクター（１）２５と、印刷物に応じて変えるノズル単位の増減指令のテーブル２８とこれにもとづくデータセレクター（２）２９に加えて、この発明においては、スプレーバルブに対応した補正係数テーブルとして以下に記述する定量噴射（ｔ）で得られた噴射量（ｈ’ｎ）を制御コンピュータに入力することにより生成される補正係数をノズル１６と対応させて収容した補正値テーブル３２と、これにもとづくデータセレクター（３）３３をそれぞれかけ算機（１）３４とかけ算機（２）３５からパルス発生機３６を経て、ゲート３７からドライバ３８を介してスプレーバルブ付きプランジャーへ接続されるものである。
【００１５】
なおデータセレクター（２）２９とゲート３７は同時に同じノズル番号を選び出すようになっており、タイミング回路３８からノズル番号セレクター３９を経て、順次１からｎまでのパルス幅を計算して稼動させるようになっている。
【００１６】
運転中の流れとしては、
（ｉ）湿り量で指令された値は次の指令パネルから変更指令がでるまで１つの段階の値が保持され、データセレクター（１）２５を通して出力される。
（ｉｉ）タイミング回路により、ノズル１６を順次選択し、選択したノズル１６に対応した補正値をデータセレクター（２）２９で読み出し、継続的にデータセレクター（１）２５から読み出されている噴射量の基準値と掛け合わせて選択しているノズル１６を開放するパルス幅のデータを生成する。
（ｉｉｉ）上記（ｉｉ）で生成されたデータに、選択しているノズル１６の補正係数をデータセレクター（３）３３により読み出し、掛け合わせ、ノズルのばらつきを補正したノズル１６を開放するパルス幅のデータとして生成する。
（ｉｖ）生成されたパルス幅のデータをパルス発生機３６に送り、駆動パネルを発生する。
（ｖ）発生されたパルスをタイミング回路３８により選択されたゲート３７を通し、選択されたノズル１６のドライバー３８に信号を与え、選択されたノズルのプランジャーを駆動することによって、順次、バルブ付きプランジャー２のばらつきを補正した噴射を行なわせる。
【００１７】
この発明において基本的な機能である均一な湿りを得るためには、１）複数個のノズルが均一加工されていて均一な噴射口であることと、２）複数個のノズルにそれぞれ連結しているバルブ付きのプランジャーが均一な液量を送り出せることが必要である。
【００１８】
噴射量は、液体の圧力をＰ、ノズルの開口面積をＳ、噴射している時間をＴとすると、噴射量をＶとして
Ｖ＝ｋ×Ｐ×Ｓ×Ｔ  ・・・・（１）
で表わされる。但し、ｋは液体の粘性、開口部の形状で決まる係数とする。
【００１９】
各ノズルに供給される液体は共通の配管から供給されているので、ノズル毎にかかる圧力は等しいと考えられるので、噴射のばらつきの補正を考える場合は、圧力Ｐは常数として扱うことができる。
【００２０】
上述したように、製作当初のノズルは機械的な加工精度により、均一性を許される範囲にすることは容易であり、装置の製作時の検査で均一な開口面積Ｓが得られるので、噴射のばらつきの補正を考える場合は、開口面積Ｓを常数として扱うことができる。そこで、噴射量のばらつきを補正する手段では、噴射している時間Ｔのみを可変要素として補正を行なう。
【００２１】
ただし、長時間使用している間に噴射口に汚れが付着し不均一な状態が生じることがあるが、比較的大きな異物が詰まった場合には、該当するノズルの噴射パターンに偏りを生じるため、容易に判別できるので、ノズルの清掃によって障害を解消する必要があり、この発明による噴射時間の補正によってばらつきを補正する方法では対処しないものとする。
【００２２】
一方、長時間かけて付着するノズルの内側の汚れでは一般的に比較的均等な汚れの付着で、噴射パターンに偏りを生じることもなく、開口部の面積の減少が徐々に進行するのであるから、定期的な清掃で製造当初の開口面積で復元できるのであるが、噴射時間を変化させて噴射量のばらつきを補正できる範囲では、時間Ｔで補正することもできる。
【００２３】
上述したように、噴射量の式（１）に対して、ｋ、ｐ、ｓはそれぞれ定数として扱えるから、ばらつきの原因はＴのみに置き換えて考えるとして以下に補正方法を詳細に説明する。
【００２４】
一般的にＩＣ回路技術によって、特定の幅の電気パルスを発生させることは容易で、さらにパルスの幅ｔを長時間にわたって安定に保つことが容易であることは衆知である。しかし、プランジャーのアマチュアに与えられた電気パルス幅ｔとアマチュアの開閉特性によりバルブが開いている時間Ｔの関係は、アマチュアに質量があるので一般的にオン信号から遅れて開状態になり、オフ信号から遅れて閉状態になるため、Ｔとｔは等しくないことも衆知である。
【００２５】
この発明の装置では、プランジャーのアマチュアは液体の中で動くため液体の抵抗でさらに動きは遅くなる。この発明の装置に用いているプランジャーの作動に要する時間は空気中で１０〜２０ｍｓ、液中では１００〜２００ｍｓである。
【００２６】
アマチュアの空気中の動きと液中の動きを図８で示す。
液中で動くプランジャーのばらつきの状態を図９で示す。この図９において、（Ａ）スムーズに動くプランジャーの場合、すなわちプランジャーのアマチュアの滑り面とアマチュア間の隙間で液体が流れやすい状態の場合では、駆動パルス信号がＯＮの状態の間にバルブは全開状態に近くなるが、バルブは全開に至る前に駆動信号はＯＦＦとなり閉じ始める。（Ｂ）抵抗の大きいバルブ付きのプランジャーの場合には、ＯＮ信号の間にスプレーバルブは中程まで開いたところで信号がＯＦＦになりスプレーバルブは閉じ始める。
【００２７】
スプレーダンプナーでは、高速の印刷に対応するため高速に回転する湿しローラに切れ目なく霧状の湿し水を散布するので、パルス間隔を短くする必要があり、結果的にパルス幅は数十ミリセコンドと短い時間に制限される。その結果、液中で作動させるバルブの機能を備えたアマチュアは、閉の状態から回の状態へ変位する過程でアマチュアの電流は切れて閉の状態に移行することになる。スプレーバルブの閉→開の１回の課程で噴射される水量の時間的変化は、アマチュアの時間的変化と同じとはいえないが、対応していると思われるので仮に１パルス当たりの水の噴射量は、アマチュアの変位を湿すグラフの時間軸に対して積分した値、すなわち、図９の斜線で示した面積ｈ、ｈ’に定数をかけた値として考えることにすると、Ｔ＝ａｈまたはＴ＝ａｈ’となる。
【００２８】
噴射量のばらつきは、駆動信号であるｔに対してＴがばらついているからであるが、Ｔはａｈ、ａｈ’で表現され、Ａは定数であるからｈのばらつきを論じ補正することでＴを補正することになるので、今後はｈについてのばらつきと、その補正方法を説明する。噴射量のばらつきを直すには、図９の抵抗が多いプランジャーに対して、Ｔの代わりに補正を加えた時間ｔ’を用いてｔで駆動した場合はｈより小さいｈ’に△Ｈの噴射量の積分を与えて
ｈ’＋△ｈ＝ｈとなるようなｔ’を生成してやればよい。この関係を図１０に示す。
【００２９】
次に、噴射量のばらつきを補正するためにｔ’を生成する方法を説明する。
スプレーダンプナーでは、ｔは０〜５０ｍｓであり、水中でのアマチュアの閉→開の動作時間は数百ｍｓであるから、動きのスムーズなプランジャー（Ａ）と、抵抗の多いプランジャー（Ｂ）とに、パルス幅ｔのパルスを与えたときのｈ及びｈ’の値をｔを０〜５０ｍｓの変数として示すと図１１のようなグラフになる。このグラフで読み取れるように、全域で、ｈ、ｈ’は直線である。
【００３０】
空気中のプランジャーの動きはハウジング内のコイルがアマチュアを兼ねるプランジャーを引き込む時の電磁力をＦとして、プランジャーの移動した距離を１とすると、１＝１／２×Ｆｔで、図８イ．のようにｔに関して２次曲線を示す。
また、プランジャーのアマチュアの電磁力が切れた後はＦの代わりにバネにより押し返される力で、１＝−１／２×Ｆ’ｔで図２ロ．のように２次曲線になる。
【００３１】
次に図１に示すノズルアッセンブリ１において、２はプランジャーであり、このプランジャー２は電磁コイル３とハウジング４の開口内のアマチュア５とから構成されており、このアマチュア５の先端部には鍔状の縁部６が形成されており、この縁部６にはバネ７の一端が縮設されていてプランジャーのアマチュア５の先端のスプレーバルブ８を、スプレーボディ９内の弁室１０に形成された弁座１１に押し付けるようになっている。
【００３２】
スプレーボディ９には前記弁座１１に連通する通路１２が形成され、この通路１２はノズルピン１３の通孔１４を介して噴射口１５を有するノズル１６に至り、このノズル１６から液体１７を噴霧するのである。なお１８はノズル１６をスプレーボディ９に装着するためのキャップナットである。前記弁室１０には液体の供給口１９が開口しており、前記電磁コイル３が励磁されるとアマチュア５がバネ７の力に抗して引き込まれ、スプレーバルブ８が弁座１０から離されて液体１７は供給口１９から通路１２、通孔１４を通り噴射口１５に至るのである。
【００３３】
液体中のアマチュア５の動きは、図１に示すように、液体がアマチュア５とハウジング４との間の隙間２０を通って押し出され、また吸いこまれるため、アマチュア５の速度に比例する抵抗が生じる。そこで、アマチュア５にかかる力ｆは、ｆ＝Ｆ−ｋｔ−Ｒとなる。但しＲは摩擦による抵抗、ここで、ｋｔ及びＲが大きい場合、ｆ＝Ｆ−ｋｔ−Ｒ＝０となるので、アマチュア５の加速度は０となり等速運動となる。この発明に用いているアマチュア５のようにハウジング４とアマチュア５の隙間２０が少ない場合のアマチュア５の動きは、ほぼ一定の速度となるため、図２ハ．に示したように通電時間ｔとアマチュア５の変位の関係はほぼ直線に近いグラフとなる。
【００３４】
また、
2004358412.tif 000003
であるから、ｈ’＋△ｈ＝ｈを実現するようなｔ’を求めるには、ｈ’＋△ｈとｈ’の比率を定めｔを補正することとなる。
2004358412.tif 000004
すなわち、図１１のｈ’の斜線を変えてｈと平行にすることになる。抵抗の大きいプランジャーに、この補正方法でｔの代わりにｔ’を用いて噴射量を計測してプロットし、新たに描くとｈと平行な線となるのであるが、ｔが０に近いところで遅れが補正されないため僅かにずれを生じるが、実用上はこの補正で十分である。
【００３５】
図７は噴射量のばらつきを測定する方法に関するもので、前記複数個のノズルアッセンブリ１の各ノズル１６の各々に相対して、噴射された液体を受け止める部材４０を有するメスシリンダ４１を備え、スプレーバルブ８から一定時間噴射されたノズル１６毎に、噴射された液体１７を回収し、それらを前記メスシリンダ４１で計測するものであって、入力された計測値で装置の設計時点で定めた標準値の噴射量を除し、前記計測値と標準値の違いを比率で求め、スプレーバルブ８に対応したメモリーに記憶させて補正値テーブルを作成するものとする。
【００３６】
上記構成のこの発明の方法及び装置において、補正係数を求める作業及び指令パネル操作に関しては、次の手順によるものとする。すなわち、
１）補正係数を求める作業
（ｉ）すべてのノズルの補正値を１に設定し、中央付近の基準の値（例えば、湿り量１０に設定する）で一定時間噴射を継続し、各ノズルの噴射した噴射量を計測する。
（ｉｉ）ノズル毎に計測した噴射量を制御コンピューターに入力して、
（ｈ’＋△ｈ’）／ｈ’＝ｔ’／ｔとして補正係数ｔ’をノズルの数だけ求める。
（ｉｉｉ）ノズル番号に対応した補正係数のテーブルを作成する。
２）指令パネル操作
〈制御コンピューターを指令パネルとして用いる〉
（ｉ）湿り量指令値を入力
〈１〜２０段階のうちの一つを選択〉
（ｉｉ）ノズル単位に噴射量の補正値を入力
〈基準値を１として０．５倍から１．５倍までの補正値をノズル単位でノズルの数だけ入力〉
【００３７】
【発明の効果】
この発明は、均等に配列されている複数個のノズルで湿しローラ全面に均一に湿りを与えることができるように各々のノズルとスプレーバルブ付きプランジャーの調整が可能であると共に、均等な噴射量に調整された複数個のノズルのうち、任意のノズルの噴射量を個別に調整できるようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】液体中で作動するアマチュアとハウジングの隙間を流れる液体の説明図である。
【図２】スプレーダンプナーの噴射の状況を示す図である。
【図３】湿しローラに対するこの発明の構成の要部平面図である。
【図４】図３に示す部分の側面図である。
【図５】従来の制御方法を示す概念図である。
【図６】この発明の、スプレーバルブ付きプランジャーのばらつきを補正するようにした制御機構ブロック図である。
【図７】噴射量のばらつきを測定する方法の説明図である。
【図８】空気中と水中のアマチュアの動きの比較図である。
【図９】液体中でのアマチュアの動きのばらつきと噴射量の関係を示す図である。
【図１０】プランジャーの動きのばらつきによる噴射量の違いと補正の状況を示す図である。
【図１１】パルス幅ｔと噴射量ｈ、ｈ’の関係を示す図である。
【符号の簡単な説明】
１      ノズルアッセンブリ
２      プランジャー
３      電磁コイル
５      アマチュア
８      スプレーバルブ
１６    ノズル
１９    供給口
２１    湿しローラ
２３    指示パネル
２６    データセレクター（１）
２９    データセレクター（２）
３３    データセレクター（３）
３７    ゲート
３８    ドライバー
４０    部材
４１    メスシリンダー
【図１】
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【図２】
2004358412.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004358412.tif 000010
【図７】
2004358412.tif 000011
【図８】
2004358412.tif 000012
【図９】
2004358412.tif 000013
【図１０】
2004358412.tif 000014
【図１１】
2004358412.tif 000015