JPH0520135B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は種々の液体を調合するための調液装置
に関するものであり、特にインキ、塗料、化粧品
等の（２〜３ポイズから数百ポイズの範囲）の高
粘度の液状物質の調合に好適な高粘度用調液装置
に関する。

従来の技術 近年、化学試験分析の分野やインキ、塗料、染
料に関する分野において、従来人手を介していた
試料または原料の調合作業をマイクロコンピユー
ター制御で自動化することが種々提案されてい
る。

例えば、特開昭55−122068号公報には、種々の
染料溶液等を貯留した原料タンクと調液用容器と
の間にパイプ等の液体経路を設け、該液体経路の
途中に配置した分注器をマイクロコンピユーター
の指令によつて制御して各原料の所望量を調液用
容器に供給するようにした自動調液装置が開示さ
れている。

また、特開昭56−159342号公報には、原液容器
から流出管を通つて受け入れ容器に供給される原
液の重量変化を検出し、流出管に設けたバルブを
マイクロコンピユーターで制御するようにした染
液自動調合装置が開示されている。

また、特開昭57−66171号公報には、必要に応
じて複数のデイスペンサをテーブルの周辺に固定
配置してなる染色浴自動調整装置が開示されてい
る。

また、本願の出願人が先に出願した特願昭58−
147352号（特開昭60−41533号）及び特願昭58−
154272号（特開昭60−52668号）には、ピペツタ
ーを用いて原料を原料タンクより吸入し、受け入
れ容器に注出する自動調液装置が開示されてい
る。

発明が解決しようとする問題点 しかし、特開昭55−122068号公報及び特開昭59
−159342号公報に開示された装置では、各原料に
対して配管、分注器またはバルブ等の供給系を設
けるため装置構造が複雑になり容器の取り出しが
困難になること、配管内部に原料が付着して洗浄
が困難かつ面倒であること、液体の粘度が大きい
と移送、計量が難しくなること等の問題点があ
る。また、特開昭57−66171号公報に開示された
装置では、デイスペンサを設けるものの、この装
置では調液用容器の出し入れにパイプ配管の場合
と同様な不便を有し、前記発明と同様な問題を有
する。さらにまた、特開昭60−41533号公報及び
特開昭60−52668号公報に開示された装置では、
パイプ配管による問題はないものの、染液作業に
使われることを想定して発明されたものであるた
め、高粘度の液体に対しては、効率の良い調液は
望めないものであつた。すなわち、染液より粘度
の高い印刷インキ等の調液作業に前記調液装置を
使用すると、洗浄作業に時間がかかる一方多くの
洗浄液を必要とするため、作業性、経済面で十分
なものではなかつた。さらに印刷インキの調液で
は、色によつて比重が異なり、従来から重量によ
る調液が行われてきたため、前記調液装置を使用
すると、重量を体積に換算する必要があり、更に
手間のかかるものであつた。本発明は、このよう
な従来技術の問題点を解決するために成されたも
のであり、高粘度の液体でも正確で迅速に調液で
きる高粘度用調液装置を提供することを目的とす
る。

問題点を解決するための手段 このため本発明に従う高粘度用調液装置は、 複数個の原料タンクと、それぞれの原料タンク
に対応して取り付けられた着脱可能なピペツター
と、を保持し、分注作業装置まで移動させる原料
タンク・ピペツター保持移動装置と、 該原料タンク・ピペツター保持移動装置に取り
付けられたピペツターを受け取り、原料を吸引
し、それぞれの受け入れ容器に注出し、当該注出
作業終了後、ピペツターを原料タンク・ピペツタ
ー保持移動装置装置に戻す分注装置と、 複数個の受け入れ容器が上下動可能に保持さ
れ、注出作業位置まで移動させる受け入れ容器移
動装置と、 注出作業位置まで移動させた受け入れ容器を受
け入れ容器移動装置から持ち上げ、注出された原
料を秤量した計量信号を制御部に送る重量計量装
置と、 原料タンク及びピペツターの選択及び移動、分
注装置のピペツターの受け渡しと、受け入れ容器
の選択及び移動と、を制御するとともに、重量計
量装置からの計量信号に基づいて注出量を制御す
るための制御装置と、 を備えている。

実施例 以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の垂直断面図であ
り、第２図は平面図である。原料タンク・ピペツ
ター保持移動装置１００と、受け入れ容器移動装
置３００と、重量計量装置４００と、は調液台１
に設置されている。また分注装置２００は固定壁
２に取り付けられている。制御装置５００は調液
台とは別の台に設置されている（図示せず）。第
３図は原料タンク・ピペツター保持移動装置の一
部分の具体的構成例を示す断面図である。原料タ
ンク・ピペツター保持移動装置１００は主として
原料タンクテーブル１１０、原料タンク１２０、
ピペツターテーブル１３０、ピペツター１４０、
テーブル移動機構１５０、原料タンク昇降機構１
６０から構成される。

原料タンクテーブル１１０が円形であり、その
テーブルの外周付近には位置を検知するためのイ
ンデツクス１１３がある。原料タンクテーブル１
１０のは複数個の穴１１１が開いており、穴１１
１には原料タンク１２０が乗せることが出来る大
きさで、取り外し可能なタンク受け皿１１２が取
り付けられている。タンク受け皿１１２は原料タ
ンクテーブル１１０が回転しても滑り落ちないよ
うに、穴１１１に契合するようになつており、そ
の上に原料タンクテーブル１２０が滑り落ちない
ように乗せることができるようになつている。原
料タンク１２０には、二重に蓋が締まるようにな
つており、第３図に示すように内蓋１２１は原料
タンク１２０に直に取り付けられている。内蓋１
２１は円形で１ケ所に小孔１２２が開いており、
その小孔１２２にゴム等でできた逆円錐上の液切
り片１２３を取り付けてある。小孔１２２、液切
り片１２３は、原料タンク１２０が上昇する時に
ピペツター１４０のノズル１４３が液切り片１２
３の内部を支障なく通過できる位置に設ける。外
蓋１２４は、タンク受け皿１１２の近くに外蓋支
持棒１２５を原料タンクテーブル１１０に直に取
り付け、その外蓋支持棒１２５の上端に、蝶つが
い１２６等によつて外蓋１２４を取り付けるもの
である。そして原料タンク１２０の上昇と同時に
開き、下降と同時に閉じるようになつている。調
液に使用されている原料タンク以外の位置にある
原料タンク１２０の置かれている原料タンクテー
ブル１１０の下部には、必要に応じ攪拌部材とし
て例えばマグネテイツクスターラー１７１とする
ことも出来る。再び第１図を参照すると、原料タ
ンクテーブル１１０の上部には同じ回転軸１０１
に取り付けられ、原料タンクテーブル１１０と同
時に動くピペツターテーブル１３０がある。原料
タンク１２０に対応してピペツター１４０は初期
状態では全て保持部１３２を介してピペツターテ
ーブル１３０にそれぞれ取り付けられている。保
持部１３２にはピペツター１４０の受け渡しを正
確に行うために電磁石１３３が取り付けられてい
る。（第４図参照）。保持部１３２にはセンサー１
３４が取り付けられていて、ピペツター１４０の
受け渡しを検知する。

ピペツター１４０はシリンダ１４１とピストン
１４２とノズル１４３とピストン頭部１４４から
なり、シリンダ１４１の外周には鉄片１４５が取
り付けられている。第１図を参照すると、初期状
態におけるピペツター１４０の下部にあたる原料
タンクテーブル１１０には保湿部材設置台１７２
が設けられ、ピペツターのノズル１４３の先が少
し触れるようにそれぞれスポンジ等の保湿部材１
７３を設置されている。保湿部材１７３は、水そ
の他の湿潤液体で湿らせてある。

原料タンクテーブル１１０とピペツターテーブ
ル１３０が取り付けられている回転軸１０１には
駆動モーター１５１からなるテーブル移動機構１
５０が取り付けられており、これによつて原料タ
ンクテーブル１１０とピペツターテーブル１３０
が回軸する。

注入作業位置にある原料タンク１２０の置かれ
ている原料タンクテーブル１１０の下部には原料
タンク昇降機構１６０があり、モーター１６１と
モーター１６１により上下する支持棒１６２と支
持棒１６２の上端に支持棒１６２によつて支えら
れる支持台１６３から構成される。支持台１６２
は原料タンクテーブル１１０に開けられた穴１１
１を十分に通過できる大きさであり、原料吸入時
には、ピペツター１４０のノズル１４３が原料タ
ンク内の所定深さに達するまで支持台１６３を上
昇させることができるものである。調液台１の支
持台１６３と接触する部分には、センサ１６４が
取り付けられており（第３図参照）、支持台１６
３が最下端に達したことを検知するものである。

第４図は分注装置の拡大断面図である。

分注装置２００は主としてピペツター移動機構
２１０と保持片駆動機構２２０とピストン駆動機
構２３０から構成される。

ピペツター移動機構２１０に関しては、固定壁
２に保持片駆動機構２２０を移動させるための駆
動モーター２１２が載置される（第２図参照）。
駆動モーター２１２は駆動ネジ２１３を回転さ
せ、案内棒２１４により案内された摺動部２１５
を水平方向に駆動する（第２図参照） 保持片駆動機構２２０は、摺動部２１５に取り
付けられている。摺動部２１５には保持片駆動装
置２２２が取り付けられ、保持片駆動装置２２２
には左右対の保持片２２４が取り付けられてい
る。電磁石２２５が取り付けられ、調液時にはピ
ペツター１４０に取り付けられた鉄片１４５と電
気的に結合し、ピペツター１４０をピペツターテ
ーブル１３０に返納するときには磁気的に消磁す
る。保持片駆動装置２２２に取り付けられた保持
片２２４はピペツターテーブル１３０に取り付け
られた保持部１３２によつて把持されないシリン
ダ部分を把持するように構成される。これによ
り、ピペツター１４０の受け渡しの際、保持片２
２４と保持部１３２が互いに干渉することなくピ
ペツター１４０を把持または解放出来る。保持片
操作装置２２３にはセンサ２２６が取り付けられ
ていて、ピペツター１４０の受け渡しを検知す
る。

ピストン駆動機構はステツピングモーター２３
１とステツピングモーター２３１によつて回転す
る駆動ネジ２３２と駆動ネジ２３２に螺合し、か
つ案内棒２３３，２３４によつて案内されるピス
トン駆動部２３５とピストン駆動部２３５に取り
付けられた接合部２３６からなる。接合部２３６
は電磁石からなり、ピストン１４２の昇降時には
電流を流し、ピストン頭部１４４と磁気的に結合
する。ピストン１４２がシリンダ１４１からはず
れることがなく、またピストン１４２が最下端ま
で押し下げることができるように駆動ネジ２３２
を調整する。２３７，２３８は例えばリミツトス
イツチからなる位置センサであり、ピストン駆動
部２３５が最上端及び最下端の位置に達したこと
をそれぞれ検出し、検出信号を制御装置５００に
送る（図示せず）。

第２図を参照すると、受け入れ容器移動装置３
００は、駆動モーター３０１と駆動モーター３０
１で回転させる駆動ネジ３０２と駆動ネジ３０２
に螺合し、かつ案内棒３０３，３０４により案内
される受け容器搬送ステージ３０５と受け入れ容
器搬送ステージ３０５に載せられた受け容器３０
６からなる（第１図参照）。受け容器搬送ステー
ジ３０５には穴３０７が複数ケ所あり、逆円錐台
形の受け容器３０６が嵌め込まれている。

重量計量装置４００はモーター４０１とモータ
ー４０１によつて回転する駆動ネジ４０２と駆動
ネジ４０２が螺合する固定台４０３と駆動ネジ４
０２の上端に取り付けられた秤支持台４０４と秤
支持台４０４の上部に載せられ、例えば２本の案
内棒４０５、４０６によつて上下に案内される秤
載置台４０７と秤載置台４０７が最上端位置及び
最下端位置に達したことを検知する位置センサー
４０８、４０９と秤載置台４０７の上に設置した
秤４１０から構成される。初期状態では秤４１０
は最下端位置にあり、重量測定時には、秤４１０
は上昇し、受け容器３０６は受け容器搬送ステー
ジ３０５から離れ、受け容器３０６の重量は全て
秤４１０にかかる。重量値の信号は制御部に送ら
れる。

実施例においては、原料タンク、ピペツターが
回転テーブルに保持された場合を示しているが、
ベルトコンベアー等の他の移動手段でもつて保持
され、移動するものであつても良い。また逆に原
料タンク、ピペツターが固定されており、分注装
置が所定のピペツターの保持位置まで移動し、ピ
ペツターを受け取るような方法であつても良いも
のである。要は、原料タンク、ピペツターと分注
装置とが、相対的に移動し、目的とするピペツタ
ーを受け取り、受け入れ容器に原料を注出するこ
とが出来るならば、構造上の変更は可能なもので
ある。また、原料の攪拌について、マグネツトス
ターラーの例を示したが、個々の原料タンクに攪
拌用の回転羽根等を設置しておき、調液に使用さ
れていない場所に設置された回転羽根用の駆動モ
ーターに回転羽根の軸を係合せしめることによつ
て原料の攪拌を行うことも出来るものである。

第５図は制御装置を構成するデバイスのブロツ
ク図である。

制御装置５００は、演算処理等を行う制御部５
０１と、一連の調液作業を指示する調液プログラ
ムを記憶させた記憶装置５０２と、キーボードか
らなる入力装置５０３からなる。制御部５０１と
記憶装置５０２と入力装置５０３はマイクロコン
ピユター５０４を用い、マイクロコンピユーター
５０４の入出力ポート５０５には必要数のパラレ
ルインターフエース５０６を取り付け各装置のセ
ンサー及びモ制御装置と接続する。

第６図乃至第７図には本発明に従う高粘度用調
液装置の動作を制御する各種プログラムのフロー
チヤートを示す。そして、これらのフローチヤー
トを参照して第１図−第５図に示した高粘度用調
液装置の動作を次に説明する。

入力処理１（第６図Ａ）では原料タンク番号に
従つて原料及び調液に関する情報を入力装置５０
３より入力し、記憶装置５０２にロードする（ス
テツプS1−S4）これら入力された情報は調液の
際、原料情報として利用され、原料の選択、残量
管理等に用いられる。原料残量が不足した場合
も、この入力処理１を用いて原料情報を再入力す
る。

入力処理２（第６図Ｂ）では受け入れ容器番号
にしたがつて、原料タンク番号、調液量など、調
液に関する情報を入力装置５０３より入力し、記
憶装置５０２にロードする（ステツプS10−
S20）。

入力が完了すると、使用する原料の残量と、使
用量を演算比較し、残量が不足する場合は警報を
発する。

第７図は調液作業の全体的な流れを示すフロー
チヤートである。この図に示されるように制御プ
ログラムは、装置の各部分の動作を制御する複数
の制御プログラムモジユールとそれらを統轄管理
する主制御プログラム（MAIN）から成り、こ
れによつて各部の動作が同時並行的に行われる。

まず、MAINを実行するタスクが起動される
と各タスク等で用いるパラメータの初期値が設定
され（ステツプS30）、つぎに制御プログラム
TNKCTRL１を実行するタスク（TNKCTRL１
タスク）が起動される（ステツプS31）。この
TNKCTRL１タスクは調液動作が長時間行われ
ない場合、一定時間毎に原料を攪拌する。

次に、入力処理２（第６図Ｂ）により調液すべ
き情報が記憶されているか否かが調べられ（ステ
ツプS32）、記憶されていたならTNKCTRL１タ
スクを終了し、制御プログラムRCUPCTRL、
TNKCTRL２、PPETCTRLのそれぞれを実行
するタスク（RCUPCTRL、TNKCTRL２、
PPETCTRLタスク）を起動する（ステツプS33
−S35）。これらタスクはそれぞれ受け入れ容器
移動装置３００、原料タンク・ピペツター保持移
動装置１００、分注装置２００なとの動作を制御
する。

RCUPCTRLタスクが起動されると、受け入れ
容器移動装置３００を作動させ空の受け入れ容器
を秤４１０の位置に移動する（ステツプS56）そ
の後、重量計量装置４００を作動され、秤４１０
を上昇し、空容器の重量を０にリセツトする。リ
セツトが完了するとPPETCTRLタスクにリセツ
ト完了信号を渡し、自らは次の動作指示があるま
で待ち状態に入る。

TNKCTRL２タスクが起動されると、原料タ
ンクテーブル１３０を回転させ、調液すべき原料
タンクを原料吸入位置に移動する。（ステツプ
S40）移動が完了するとその完了信号を
PPETCTRLタスクに渡し、次の動作指示がある
まで待ち状態に入る。

PPETCTRLタスクが起動されると、ピペツタ
ー移動機構２１０を作動させ、ピペツター保持駆
動機構２２０を、ピペツター受け渡し位置へ移動
する（ステツプS42）。移動が完了すると、前記
TNKCTRL２タスクからの原料タンク移動完了
信号を確認した後（ステツプS43）、ピペツター
１４０の受け渡しを行う（ステツプS44）。受け
渡しが完了すると、該ピペツター内の原料残量
と、調液量を演算比較し（ステツプS45）不足す
る場合、原料タンク１２０内の原料を吸入する
（ステツプS46）。その後、再びピペツター移動機
構２１０を作動させ、ピペツター１４０を秤４１
０の位置へ移動する（ステツプS50）とともに、
TNKCTR２タスクの待ち状態を解除する。

TNKCTRL２タスクでは、待ち状態が解除さ
れると、全ての調液予定が終了したか否かを調
べ、終了していればTNKCTRL２タスクを終了
し（ステツプS47）、終了していなければ、次に
調合する予定の原料タンクを原料タンクテーブル
１３０を回転させ、攪拌位置へ移動する。（ステ
ツプS48）ここで、一定時間攪拌した後、再び原
料タンクテーブル１３０を回転させ、元の位置ま
で戻し（ステツプS49）、TNKCTRL２タスクを
終了する。

PPETCTRLタスクではピペツター１４０が秤
４１０の位置移動完了すると（ステツプS50）
RCUPCTRLタスクよりのゼロリセツト信号が送
られていることを確認した後、（ステツプS51）
ピペツター内の原料を、ピストン駆動機構２３０
を作動させ注出する（ステツプS52）。注出され
た原料は受け入れ容器に入れられ、その重量は秤
４１０によつて計量されその計量信号は制御部５
００の入出力ポート５０５を介して制御部５０１
に送られる。

原料の注出が所望量に達するとピストン駆動機
構２３０は停止され、再びピペツター移動機構２
１０が作動し、ピペツター１４０をピペツター受
け渡し位置に戻される（ステツプS53）。また、
このときRCUPCTRLタスクの待ち状態が解除さ
れる。

ピペツター１４０がピペツター受け渡し位置に
戻ると（ステツプS54）ピペツター１４０はピペ
ツターテーブル１３０に戻され（ステツプS55）
PPETCTRLタスクを終了する。

RCUPCTRLタスクでは待ち状態が解除される
と、全ての配合が終了したか否かが調べられ（ス
テツプS59）、終了していなければ再び自らのタ
スクを待ち状態にする。終了していれば重量軽量
装置４００が作動され、秤４１０を下降する（ス
テツプS60）。下降が完了すると、全受け容器分
の調液作業が終了したか否かが調べられ、終了し
ていなければRCUPCTRLタスクを終了する（ス
テツプS61）。終了していれば受け入れ容器移動
装置３００が作動し、全受け入れ容器を元の位置
に戻し（ステツプS62）RCUPCTRLタスクを終
了する。

MAINタスクは、TNKCTRL２タスク、
PPETCTRLタスクが終了するまでその実行は待
機状態となる（ステツプS36）。上記２つのタス
クが終了すると、全ての配合が終了したか否かが
調べられ、終了していなければつぎの原料の調合
のため再びTNKCTRL２、PPETCTRLタスク
が起動される（ステツプS37）。終了していれば
RCUPCTRLタスクが終了するまで待機し（ステ
ツプS38）、その後、全受け入れ容器分の調合が
終了したか否かが調べられる。もし、終了してい
なければ次の受け入れ容器についての調液を開始
するために再びRCUPCTRLタスクが起動される
（ステツプS39）。全受け入れ容器分の調合が終了
したならば再びステツプS31に戻りTNKCTRL
１タスクを起動する。

この様に、MAINのタスクが他の４つのタス
クを管理し、それぞれのタスクでは、処理の確認
信号（フラグ等）を用いて、同期を取る事により
各動作が同時並行的に行われ、一連の調液作業の
効率化、スピードアツプが図られる。

発明の効果 上記のような構成の調液装置を使用することに
より、高粘度の液体でも、正確で迅速な調液がで
きるものである。すなわち、本発明に係る高粘度
用調液装置を用いる調液作業は、原料タンクにそ
れぞれピペツターを用いるため、調液中に洗浄処
理を必要とせず、必要な場合においても簡単に速
く行う事ができる。そして、たとえ比重が異なる
原料を使用したとしても、原料の注出量を重量で
検知するため、正確な定量が出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例による高
粘度用調液装置の全体図で、第１図は側面図、第
２図は平面図であり、第３図は原料タンク・ピペ
ツター保持移動装置の一部分の具体的構成例を示
す断面図であり、第４図は分注装置の具体的構成
例を示す側面図であり、第５図は制御装置を構成
するデバイスを示すブロツク図であり、第６図Ａ
及びＢは第１図及び第２図に示した本発明の実施
例における入力処理の動作を制御するプログラム
のフローチヤートであり、第７図Ａ及びＢは第１
図及び第２図に示した本発明の実施例における調
液作業の制御プログラムのフローチヤートであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の原料タンクと、それぞれの原料タン
   クに対応して取り付けられた着脱可能なピペツタ
   ーと、を保持し、分注作業位置まで原料タンク及
   びピペツターを移動させる原料タンク・ピペツタ
   ー保持移動装置と、 前記装置に取り付けられたピペツターを受け取
   り、原料を吸引し、それぞれの受け入れ容器に注
   出し、当該注出作業終了後ピペツターを前記装置
   にもどす分注装置と、 複数個の受け入れ容器が上下動可能に保持さ
   れ、注出作業位置まで移動させる受け入れ容器移
   動装置と、 注出作業位置まで移動させた受け入れ容器を受
   け入れ容器移動装置から持ち上げ、注出された原
   料を秤量して計量信号を制御部に送る重量計量装
   置と、 原料タンク及びピペツターの選択及び移動、分
   注装置のピペツターの受け渡しと、受け入れ容器
   の選択及び移動と、を制御するとともに、重量計
   量装置からの計量信号に基づいて注出量を制御す
   るための制御装置と、を備えることを特徴とする
   高粘度用調液装置。