自動染色装置
【課題】 多様な染色を迅速に効率良く行うことができる自動染色装置を提供する。
【解決手段】 被染物及び染液が収容された容器を個別に回転させて被染物を染色する複数の回転染色手段１と、搬入ステーションＳ１にある容器を把持していずれかの回転染色手段１に搬送すると共に、被染物の染色が終了した容器を把持して回転染色手段１から搬出ステーションＳ３に搬送する容器搬送手段５０とを備える自動染色装置１００。
【解決手段】 被染物及び染液が収容された容器を個別に回転させて被染物を染色する複数の回転染色手段１と、搬入ステーションＳ１にある容器を把持していずれかの回転染色手段１に搬送すると共に、被染物の染色が終了した容器を把持して回転染色手段１から搬出ステーションＳ３に搬送する容器搬送手段５０とを備える自動染色装置１００。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動染色装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
染液を貯留したポット内に生地を収容して、このポットを回転させることにより生地を染色するポット式の染色機が従来から知られている。例えば、特許文献１には、図１１に示すように、被染物及び染液を収容する染色容器２００と、染色容器２００を回転させる回転軸２０２とを備え、回転軸２０２に固定された駆動用プーリ２０４を介して回転軸２０２に回転力を伝達するように構成されたユニット２１０を複数配置してなる染色機が開示されている。各ユニット２１０において、染色容器２００の開口は上蓋２０６により閉じられ、上蓋２０６は取付部材２０８を介して回転軸２０２に取り付けられており、回転軸２０２の回転により染色容器２００が回転し、生地を染色することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３０９４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の染色機は、染色容器２００に生地及び染液を収容した後、取付部材２０８を介して回転軸２０２に取り付ける作業が必要になり、染色後は取付部材２０８から染色容器２００を取り外し、上蓋２０６を開けて生地を取り出す作業が必要になるため、このような作業を複数のユニット２１０のそれぞれに対して行うことは煩雑で長時間を要するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、多様な染色を迅速に効率良く行うことができる自動染色装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の前記目的は、被染物及び染液が収容された容器を個別に回転させて被染物を染色する複数の回転染色手段と、搬入ステーションにある前記容器を把持していずれかの前記回転染色手段に搬送すると共に、被染物の染色が終了した前記容器を把持して前記回転染色手段から搬出ステーションに搬送する容器搬送手段とを備える自動染色装置により達成される。
【０００７】
この自動染色装置において、前記回転染色手段は、上部が開口する前記容器を回転可能に搭載する回転台と、前記容器に対して上方から蓋体を押圧することにより前記容器を回転可能に密閉する押圧手段と、密閉された前記容器を傾倒させる傾倒手段と、前記容器を傾倒状態で回転させる回転駆動手段とを備えることが好ましく、前記容器搬送手段は、前記回転台が水平な状態で前記回転台と蓋体との間に前記容器を水平方向に挿入するように構成することが好ましい。
【０００８】
また、前記容器搬送手段は、前記容器を把持するチャック部材と、前記チャック部材を互いに直交する３軸方向に沿って駆動する３軸駆動手段と、前記チャック部材を開閉するチャック開閉手段とを備えることが好ましい。
【０００９】
また、前記容器の重量を検出する重量検出手段を前記搬入ステーションに備えることが好ましい。
【００１０】
また、被染物が染色途中の前記容器を前記容器搬送手段により搬送して一時的に仮置きする中間ステーションを備える構成にすることが可能であり、この構成においては、前記容器内に染色助剤を添加する添加手段を前記中間ステーションに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の自動染色装置によれば、多様な染色を迅速に効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動染色装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す自動染色装置の回転染色装置を矢示Ａ方向に見た斜視図である。
【図３】図２に示す回転染色装置のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図２に示す回転染色装置のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図４に示す回転染色装置の容器傾倒前の状態を示す側面図である。
【図６】図４に示す回転染色装置の要部拡大図である。
【図７】図１に示す自動染色装置の容器搬送装置を矢示Ａ方向に見た斜視図である。
【図８】図７に示す容器搬送装置のチャック部材を拡大して示す斜視図であり、（ａ）は閉じた状態、（ｂ）は開いた状態をそれぞれ示している。
【図９】図８に示すチャック部材を下方から見た斜視図である。
【図１０】図２に示す回転染色装置の他の実施形態を示す要部斜視図である。
【図１１】従来の染色機の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自動染色装置の全体構成を示す斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、自動染色装置１００は、被染物及び染液が収容された容器を個別に回転させて被染物を染色する複数の回転染色装置１と、各回転染色装置１に対して容器を搬送する容器搬送装置５０とを備えている。各回転染色装置１は、本実施形態においては水平方向（Ｘ方向）に並列配置された３つを１つのユニットとして、各ユニットが上下方向（Ｚ方向）に４段に設けられることで、マトリクス状に配置されている。
【００１５】
図２は、図１に示す回転染色装置の１つのユニットを矢示Ａ方向に見た斜視図であり、図３及び図４は、それぞれ図２のＢ−Ｂ断面図、及び、Ｃ−Ｃ断面図である。各回転染色装置１は、それぞれ上部に開口を有する容器２を搭載可能に構成されており、図２から図４に示すように、それぞれ回転台１０、押圧装置２０及び傾倒装置３０を備えている。図２は、容器２を略水平（図１のＹ方向）に傾倒した後の状態を示している。
【００１６】
回転台１０は、円板状に形成されており、取付フレーム４に軸受装置６を介して回転自在に支持されている。
【００１７】
押圧装置２０は、取付フレーム４に取り付けられたエアシリンダなどの押圧用シリンダ２１と、この押圧用シリンダ２１のロッド２１ａの先端に連結板２２を介して一端側が取り付けられた伝達シャフト２３と、伝達シャフト２３の他端側に取り付けられた板状の押圧体２４とを備えている。押圧用シリンダ２１及び伝達シャフト２３は、回転台１０の回転軸と略平行に配置されており、押圧体２４は回転台１０と対向するように配置されている。図４に示すように、押圧体２４には、固定軸２５が固定されている。
【００１８】
固定軸２５は、軸線に沿って中空部２５ａが形成されており、回転台１０の回転軸と軸線が一致するように押圧体２４を貫通して設けられている。中空部２５ａの回転台１０に面した一端側には圧力開放管２６が接続されており、中空部２５ａの他端側は連通口２５ｂを介して外部と連通している。圧力開放管２６は、図４に示す容器２の傾倒状態で上方に延びるように配置されている。また、中空部２５ａには、他端側から熱電対２９が挿入されており、熱電対２９は、測温部２９ａが中空部２５ａの一端側を経て下方に延びるように配置されている。なお、固定軸２５に対する熱電対２９の挿入部には、容器２内の染液が漏出しないように液密に封止されている。圧力開放管２６及び熱電対２９は、後述する蓋体２７に設けられたプレート２７ａにより覆われており、染色中に被染物Ｃが圧力開放管２６や熱電対２９に引っ掛かることが防止される。
【００１９】
また、押圧装置２０は、容器２の開口を密閉する蓋体２７を備えており、蓋体２７の表面中央には軸受装置２８が固定されている。押圧体２４の回転軸２５は、軸受装置２８を介して蓋体２７の中央に形成された開口に挿通されており、蓋体２７を回転可能に支持している。軸受装置２８は、環状のケース２８ａ内に転がり軸受２８ｂが収容されて構成されており、押圧体２４が軸受装置２８のケース２８ａに接して蓋体２７を押圧することにより、蓋体２７が容器２の周縁に密着する。図６に拡大図で示すように、押圧体２４と軸受２８ｂとの間にはワッシャ２０１が介在されており、押圧体２４に矢示方向に作用する押圧力により、ワッシャ２０１、軸受２８ｂ及びケース２８ａを介して蓋体２７が押圧される。固定軸２５の一端側には環状のパッキン２０２が外嵌されており、このパッキン２０２により固定軸２５と蓋体２７との間が液密にシールされる。
【００２０】
押圧装置２０の構成は、容器２を蓋体２７により密閉して容器２及び蓋体２７を回転可能に挟持するものであればよく、例えば、コ字状フレームの対向面の一方に回転台１０を回転可能に支持し、他方に駆動シリンダを介して押圧体２４を進退可能に支持する構成であってもよい。容器２や蓋体２７など染液と接触する部位は、ステンレス材など耐腐食性の材質からなることが好ましい。
【００２１】
傾倒装置３０は、支持フレーム３１に取り付けられたエアシリンダなどの傾倒用シリンダ３２を備えており、傾倒用シリンダ３２のロッド３２ａの先端が取付フレーム４に固定されている。取付フレーム４は支持フレーム３１に対して回転可能となるように回転軸３３により支持されており、傾倒用シリンダ３２のロッドを進退させることにより取付フレーム４が回動して、容器２の姿勢を図５に示す起立状態と図４に示す傾倒状態との間で変化させることができる。
【００２２】
また、回転染色装置１は、回転台１０に装着された容器２を回転させる回転駆動装置４０を備えている。回転駆動装置４０は、支持フレーム３１に取り付けられた駆動プーリ４１及び従動プーリ４２と、これら駆動プーリ４１及び従動プーリ４２に巻き掛けられた無端状の駆動ベルト４３とを備えている。駆動ベルト４３には、支持フレーム３１に取り付けられたテンションローラ４４により張力が付与されている。駆動プーリ４１は、駆動モータ４５の回転軸に連結されており、駆動ベルト４３を一方向に回転駆動する。従動プーリ４２は、外周面に沿って溝部４２ａが形成されている。駆動ベルト４３は、容器２をそれぞれ傾倒させることにより、従動プーリ４２の溝部４２ａにおいて下面側が回転台１０の外周縁と接するように配置されており、回転台１０を摩擦によって回転駆動する。本実施形態においては、３つの回転染色装置１における容器２の回転駆動を１つの回転駆動装置４０により行うことで、構成のコンパクト化を図っているが、回転染色装置１毎に回転駆動装置４０を設けてもよい。
【００２３】
また、回転染色装置１は、傾倒状態の容器２の軸線に沿って延びるように回転台１０の左右両側に配置された遠赤外線ヒータ等の加熱ヒータ８をそれぞれ備えている。加熱ヒータ８は、容器２を効率良く加熱できるように反射板８ａで覆われており、ステー（図示せず）を介して支持フレーム３１に取り付けられている。
【００２４】
更に、回転染色装置１は、図４においてのみ図示するように、傾倒状態の容器２の側面に冷却水を供給する冷却水ノズル９を備えている。冷却水ノズル９は、不図示の冷却水タンクからポンプ及び流路内に配設された電磁弁の作動により容器２の側面に冷却水を供給することができるように、傾倒する容器２と干渉しない近傍位置で支持フレーム３１に固定されている。冷却水ノズル９の先端には、冷却水ノズル９の軸線を挟んで両側から斜め下方に向けて冷却水を噴射する２つの冷却水噴出孔９ａ，９ａが形成されており、容器２の軸線に沿って広範囲に冷却水を供給することができる。
【００２５】
また、容器搬送装置５０は、図１及び図７に示すように、複数の垂直コラム６１及び複数の水平ビーム６２からなる支持フレーム６０と、支持フレーム６０に左右方向（Ｘ方向）に移動可能に支持された水平移動体７０と、水平移動体７０に上下方向（Ｚ方向）に昇降可能に設けられた昇降体８０と、昇降体８０に前後方向（Ｙ方向）に進退可能に設けられたチャック部材９０とを備えている。支持フレーム６０は、左右方向（Ｘ方向）に延びる一対のガイドレール６３，６３が、垂直コラム６１の下端に連結された水平ビーム６２上に設けられている。
【００２６】
水平移動体７０は、上側ブロック７１及び下側ブロック７２が上下方向（Ｚ方向）に延びる一対のガイドロッド７３，７３により連結されて構成されており、下側ブロック７２の両側下部が一対のガイドレール６３，６３に係合している。
【００２７】
昇降体８０は、図８（ａ）に拡大図で示すように、左右（Ｘ方向）両側に配置された一対のブラケット８１，８１が、上下（Ｚ方向）に配置された一対のステー８２ａ，８２ａ、及び、前後（Ｙ方向）に配置された一対の連結板８２ｂ，８２ｂにより連結されて構成されており、一対のブラケット８１，８１の対向する内面側に、チャック部材９０を案内するガイド部材８３，８３がそれぞれ設けられている。また、各ブラケット８１，８１の外面側には、ガイドロッド７３，７３が挿通される挿通ブロック８４，８４が固定されている。
【００２８】
チャック部材９０は、同じく図８（ａ）に示すように、上下に配置された板状の一対のベース部材９１，９１の両側部に、２つの回転軸９２，９２がそれぞれ回転可能に介在されている。各回転軸９２，９２には、把持爪９３，９３の端部が結合されており、回転軸９２，９２の回動と共に把持爪９３，９３が回動して、把持爪９３，９３の開閉が行われる。また各回転軸９２，９２には、板状のレバー部材９４，９４の一端側が連結されており、レバー部材９４，９４の他端側同士は、レバー部材９４，９４に回転可能に設けられた突部９４ａ，９４ａ（図８（ｂ）参照）が、ブロック状の結合具９５に形成された溝部９５ａ，９５ａに係合している。溝部９５ａ，９５ａは、レバー部材９４，９４の長手方向に沿って延びており、チャック部材９０の開閉時に突部９４ａ，９４ａが溝部９５ａ，９５ａに沿って移動可能に形成されている。
【００２９】
また、容器搬送装置５０は、図７に示すように、水平移動体７０、昇降体８０及びチャック部材９０を、それぞれＸ方向、Ｚ方向及びＹ方向に駆動する水平駆動装置５２、昇降駆動装置５４及び進退駆動装置５６を備えており、更に、チャック部材９０を開閉するチャック開閉装置（図示せず）を備えている。
【００３０】
水平駆動装置５２は、同じ高さ位置に配置されるタイミングプーリ５２ａ，５２ｂを対として備えており、この一対のタイミングプーリ５２ａ，５２ｂは、支持フレーム６０の上部及び下部の水平ビーム６２にそれぞれ取り付けられている。一対のタイミングプーリ５２ａ，５２ｂ間には、無端状のタイミングベルト５２ｃが左右方向（Ｘ方向）に沿って懸架されており、上下のタイミングベルト５２ｃ，５２ｃには、水平移動体７０の上側ブロック７１及び下側ブロック７２がそれぞれ固定されている。また、上下にそれぞれ配置された一対のタイミングプーリの一方同士５２ａ，５２ａは、連結軸５２ｄによって一体的に回転するように連結されており、上側のタイミングプーリ５２ａは、サーボモータ５２ｅの出力軸に設けられたタイミングプーリ５２ｆとの間に、別のタイミングベルト５２ｇが巻き掛けられている。水平駆動装置５２は、このような構成を備えることにより、サーボモータ５２ｅの作動によって上下のタイミングベルト５２ｃ，５２ｃが同期して駆動され、水平移動体７０が一対のガイドレール６３，６３に沿ってＸ方向に移動する。
【００３１】
昇降駆動装置５４は、水平移動体７０の上側ブロック７１及び下側ブロック７２に、それぞれタイミングプーリ５４ａ，５４ｂを対として備えており、この一対のタイミングプーリ５４ａ，５４ｂは、水平移動体７０の左右方向（Ｘ方向）に沿った両側にそれぞれ設けられている。一対のタイミングプーリ５４ａ，５４ｂ間には、無端状のタイミングベルト５４ｃが上下方向（Ｚ方向）に沿って懸架されており、左右のタイミングベルト５４ｃ，５４ｃには、昇降体８０の両側のブラケット８１，８１がそれぞれ固定されている（図８参照）。また、一対のタイミングプーリの上側同士５４ａ，５４ａは、連結軸５４ｄによって一体的に回転するように連結されており、一方のタイミングプーリ５４ａは、サーボモータ５４ｅの出力軸に設けられたタイミングプーリ５４ｆとの間に、別のタイミングベルト５４ｇが巻き掛けられている。昇降駆動装置５４は、このような構成を備えることにより、サーボモータ５４ｅの作動によって左右のタイミングベルト５４ｃ，５４ｃが同期して駆動され、昇降体８０が一対のガイドロッド７３，７３に沿ってＺ方向に移動する。
【００３２】
進退駆動装置５６は、図９に斜め下方から見た図で示すように、一対のブラケット８１，８１間の前後に配置された一対の連結板８２ｂ，８２ｂの間に固定された、ロッドレスシリンダから構成されている。進退駆動装置５６の内部には、ピストン及びマグネット（図示せず）が収容されており、両端のエア導入部から圧縮空気を選択的に導入することにより、ピストン及びマグネットが前後（Ｙ方向）に移動し、チャック部材９０の後方側に備えるマグネットを吸着してチャック部材９０を連動させることができる。進退駆動装置５６は、このような構成により、チャック部材９０を前後方向に駆動することができる。
【００３３】
チャック開閉装置は、図８及び図９では図示を省略したエアシリンダにより構成されており、このエアシリンダのロッドを結合具９５に結合させることにより、結合具９５を前後（Ｙ方向）に進退させることができる。チャック開閉装置は、チャック部材９０を図８（ａ）に示す状態から、図８（ｂ）に示すように前後方向（Ｙ方向）に進出させた後、結合具９５を更に前方に駆動することで、把持爪９３，９３を開放し、チャック部材９０に把持されていた容器２を回転染色装置１に載置することができる。また、回転染色装置１における染色終了後は、これと逆の動作を行うことで、回転染色装置１上の容器２を再び把持することができる。
【００３４】
このように、水平駆動装置５２、昇降駆動装置５４及び進退駆動装置５６は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｚ軸及びＹ軸）方向に沿ってチャック部材９０を駆動する３軸駆動手段として機能する。これら水平駆動装置５２、昇降駆動装置５４及び進退駆動装置５６は、チャック開閉装置や回転染色装置１と共に不図示の制御装置によって作動が制御される。
【００３５】
また、自動染色装置１００は、図１に示すように、容器搬送装置５０による容器２の搬送が可能な領域内に、搬入ステーションＳ１、中間ステーションＳ２及び搬出ステーションＳ３をそれぞれ備えている。搬入ステーションＳ１及び中間ステーションＳ２には、上下方向に隣接して配置されており、搬送された容器２が載置される重量計５１ａ，５１ｂがそれぞれ設けられている。搬入ステーションＳ１には、不図示の搬入コンベアにより、カラーキッチン等の前処理装置（図示せず）から、被染物及び染液が収容された容器２が順次搬送される。重量計５１ａ，５１ｂは、被染物及び染液を含む容器２の全体重量を検出して、検出量に応じた信号を出力可能であればよく、例えば、圧電素子や、ひずみゲージ式、静電容量式の重量センサなどを使用することができる。
【００３６】
また、自動染色装置１００は、芒硝やソーダ灰などの染色助剤を添加する添加装置を更に備えており、添加装置の供給ノズル５３が中間ステーションＳ２の上方に配置されて、容器２の上部開口から染色助剤を添加することができるように構成されている。
【００３７】
搬出ステーションＳ３には、ベルトコンベア等の搬出コンベア５１ｃが設けられており、載置された容器２は、搬出コンベア５１ｃにより中和や洗浄を行う後処理装置（図示せず）に向けて搬送される。
【００３８】
次に、上記構成を備える自動染色装置１００の作動を説明する。各容器２には、綿や、ナイロン、ポリエステル（カチオン可染）、アクリル等の化学繊維からなる被染物が収容されると共に、当該被染物に適した染液や助剤が予め注入される。こうして、被染物及び染液を収容した容器２は、上部が開口した状態で搬入コンベア（図示せず）に載置される。この容器２は、搬入ステーションＳ１の近傍位置に順次搬送された後、プッシャ（図示せず）等により搬入ステーションＳ１の重量計５１ａに載置される。制御装置は、重量計５１ａの検出信号が入力されると、予め設定された重量値との比較により染液等が適量収容されているか否かを判定し、判定結果が不合格の場合には、アラーム音などを出力して動作を一時停止する。判定結果が合格の場合、制御装置は、水平駆動装置５２及び昇降駆動装置５４を作動させ、チャック部材９０を搬入ステーションＳ１に移動する。そして、進退駆動装置５６の作動によりチャック部材９０で容器２を把持した後、停止状態にある回転染色装置１を検出していずれかを選択し、当該回転染色装置１に搬送する。
【００３９】
水平駆動装置５２及び昇降駆動装置５４の作動による水平移動体７０及び昇降体８０の移動速度は、搬入ステーションＳ１のＸ−Ｚ面における座標位置と、目的地となる回転染色装置１のＸ−Ｚ面における座標位置とに基づいて、それぞれ個別に設定することができ、水平移動体７０及び昇降体８０を同時に作動させることで、チャック部材９０を回転染色装置１まで直線的に移動させることができる。
【００４０】
回転染色装置１は、非使用状態においては、押圧装置２０及び傾倒装置３０の作動により、回転台１０が水平な状態で、回転台１０と蓋体２７との間隔が予め拡げられている。容器２を回転染色装置１まで搬送したチャック部材９０は、進退駆動装置５６の作動によって、容器２を回転台１０と蓋体２７との間に挿入した後、チャック開閉装置の作動により把持爪９３，９３の先端部を互いに拡げることで、容器２を回転台１０に載置する。
【００４１】
回転染色装置１は、回転台１０に容器２が搭載されたことをセンサ等により検知すると、押圧装置２０を作動させて、蓋体２７を容器２に対して上方から押圧する。これにより容器２は蓋体２７により密閉され、容器２及び蓋体２７は、回転台１０と押圧体２４との間に回転可能に挟持される。この後、傾倒装置３０を作動させて、図４に示すように容器２を傾倒させる。本実施形態においては、容器２を軸線が略水平となるように傾倒させているが、斜め上方または斜め下方に傾斜するように容器２を傾倒させてもよい。容器２の傾倒状態では、圧力開放管２６が容器２内で上方に延びており、圧力開放管２６の開口端が染液の液面よりも上方に露出して、容器２の内部空間が容器２の外部と連通されている。一方、熱電対２９は容器２内で下方に延びており、染液の温度を測定する。
【００４２】
容器２が傾倒状態になると、加熱ヒータ８により容器２内が加熱されると共に、回転台１０の外周縁が駆動ベルト４３に当接し、回転台１０が回転を開始する。このように、駆動装置４０は、駆動ベルト４３により容器２の傾倒動作と連動して各容器２を自動的に回転駆動することができると共に、複数の回転台１０を個別に回転駆動することができる。
【００４３】
こうして、容器２が蓋体２７と共に回転して、図４に破線で示すように、収容された被染物Ｃが染液Ｌにより染色される。染液Ｌの貯留量は、通常は傾倒状態の容器２の軸線よりも液面が若干下方に位置するように設定される。圧力開放管２６は、容器２の回転中も常に上方を向いており、容器２の内部温度の上昇に伴う内圧上昇を開放する。
【００４４】
染液の温度は、熱電対２９の測定に基づき加熱装置の出力を制御することにより、予め設定された温度制御パターンに沿って制御することができる。本実施形態においては、加熱ヒータ８の他に、容器２の外表面に冷却水を散布する冷却装置を備えているため、染色中に染液の温度低下が必要な場合に設定温度に迅速に移行することができ、ＰＩＤ制御など公知の制御手法を用いて所望の温度制御パターンに沿った染色が可能である。例えば、緩やかな温度低下が必要な場合は加熱ヒータ８の出力制御で対応可能である一方、温度低下を急激に行う場合には、加熱ヒータ８の出力抑制と共に、冷却水ノズル９から冷却水を供給する。冷却水の流量は本実施形態では一定としているが、目標温度に応じて流量制御するようにしてもよい。
【００４５】
こうして、所定時間の経過により被染物の染色が終了した後は、傾倒装置３０を再び作動させて、容器２を図５に示す起立状態に戻した後、押圧装置２０を作動させて蓋体２７を上昇させ、容器２の密閉状態を開放する。制御装置は、このような作動に伴い、水平駆動装置５２及び昇降駆動装置５４の作動によりチャック部材９０を回転染色装置１まで移動させ、進退駆動装置５６及びチャック開閉装置の作動により容器２を再び把持した後、搬出ステーションＳ３まで移動させる。そして、搬出ステーションＳ３において搬出コンベア５１ｃ上に容器２を載置し、中和や洗浄などを行う後処理装置に向けて移送する。回転染色装置１は、容器２が取り出されたことをセンサ等により検出すると、非使用状態であることを示す信号を制御装置に出力し、新たな容器２を受け入れ可能な状態になる。
【００４６】
本実施形態の自動染色装置１００によれば、被染物を染色する複数の回転染色装置１に対して、容器搬送手段５０が、回転台１０と蓋体２７との間に容器２を水平方向に挿入するように構成されているので、各回転染色装置１は、受け入れた容器２内の被染物の染色を迅速に開始することができ、順次搬送される容器２に対して染色を迅速に効率良く行うことができる。
【００４７】
また、回転染色装置１毎に染色液の種類、染色温度、染色時間などの染色条件を任意に変えて染色することができるので、多品種少量（小ロット）型の染色にフレキシブルに対応することができる。更に、各回転染色装置１における染色時間が異なる場合であっても、回転染色装置１への容器２の投入順序とは無関係に、いずれかの回転染色装置１で染色が終了次第、容器２を新たな容器２と入れ替えて次の染色を開始することができるので、生産リードタイムの短縮を図ることができる。
【００４８】
また、本実施形態のように、チャック部材９０を、水平駆動装置５２、昇降駆動装置５４及び進退駆動装置５６により３軸駆動できるように構成することで、多数の回転染色装置１が配置される場合においても、各回転染色装置１に対する容器２の搬送を迅速・容易に行うことができる。
【００４９】
上記実施形態の説明では、搬入ステーションＳ１に搬入された容器２を、容器搬送装置５０により搬送していずれかの回転染色装置１に投入し、被染物の染色後に、再び容器搬送装置５０により搬出ステーションＳ３まで搬送するようにしているが、例えば、綿やキュプラ等のセルロース繊維からなる被染物に濃色を染色する場合には、回転染色装置１における被染物の染色後に、容器搬送装置５０により中間ステーションＳ２に搬送し、一時的に仮置きするようにしてもよい。中間ステーションＳ２においては、容器２の上方に配置された添加装置の供給ノズル５３からソーダ灰などを添加することができ、所定量が添加されたことを重量計５１ｂにより検出すると、制御装置は、停止状態にある回転染色装置１に容器２を再度搬送し、所定時間の染色処理を続行した後、容器搬送装置５０により容器２を搬出ステーションＳ３まで搬送する。このように、本実施形態の自動染色装置１００は、被染物の染色途中に染色助剤の添加が必要になる場合においても、迅速な対応が可能である。
【００５０】
また、回転染色装置１の構成は、本実施形態のものに限定されず、開口が蓋体により予め密閉された容器内の被染物を染色するものであってもよい。例えば図１０に示すように、回転染色装置１１０は、開口が蓋体２ａにより閉じられた容器２を軸線が水平な状態で搭載する回転自在な複数の支持ローラ１１１と、容器２の上方において上下動自在に支持されモータ（図示せず）により回転駆動される駆動ローラ１１２と、容器２の天面及び底面にそれぞれ当接して容器２を回転可能に挟持する一対のストッパ１１３，１１４とを備え、容器２の天面に当接する一方のストッパ１１３が容器２の軸線に沿って進退可能な構成にすることができる。この回転染色装置１１０は、被染物Ｃ及び染液Ｌが収容された容器２を予め蓋体２ａにより密閉して容器搬送装置（図示せず）により搬送し、支持ローラ１１１上に搭載すると、これをセンサ（図示せず）により検知して、一方のストッパ１１３を進出させて他方のストッパ１１４との間に容器２を挟持すると共に、駆動ローラ１１２を降下させて容器２の胴部に当接させ、回転駆動力を伝達する。こうして、容器２は蓋体２ａが密閉された状態で回転し、被染物Ｃの染色が行われる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 回転染色装置
２ 容器
８ 遠赤外線ヒータ
８ａ 反射板
９ 冷却ノズル
１０ 回転台
２０ 押圧装置
２４ 押圧体
２５ 固定軸
２５ａ 中空部
２６ 圧力開放管
２７ 蓋体
３０ 傾倒装置
４０ 駆動装置
４３ 駆動ベルト
５０ 容器搬送装置
５１ａ，５１ｂ 重量計
５２ 水平駆動装置
５３ 供給ノズル
５４ 昇降駆動装置
５６ 進退駆動装置
６０ 支持フレーム
７０ 水平移動体
８０ 昇降体
９０ チャック部材
１００ 自動染色装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動染色装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
染液を貯留したポット内に生地を収容して、このポットを回転させることにより生地を染色するポット式の染色機が従来から知られている。例えば、特許文献１には、図１１に示すように、被染物及び染液を収容する染色容器２００と、染色容器２００を回転させる回転軸２０２とを備え、回転軸２０２に固定された駆動用プーリ２０４を介して回転軸２０２に回転力を伝達するように構成されたユニット２１０を複数配置してなる染色機が開示されている。各ユニット２１０において、染色容器２００の開口は上蓋２０６により閉じられ、上蓋２０６は取付部材２０８を介して回転軸２０２に取り付けられており、回転軸２０２の回転により染色容器２００が回転し、生地を染色することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３０９４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の染色機は、染色容器２００に生地及び染液を収容した後、取付部材２０８を介して回転軸２０２に取り付ける作業が必要になり、染色後は取付部材２０８から染色容器２００を取り外し、上蓋２０６を開けて生地を取り出す作業が必要になるため、このような作業を複数のユニット２１０のそれぞれに対して行うことは煩雑で長時間を要するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、多様な染色を迅速に効率良く行うことができる自動染色装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の前記目的は、被染物及び染液が収容された容器を個別に回転させて被染物を染色する複数の回転染色手段と、搬入ステーションにある前記容器を把持していずれかの前記回転染色手段に搬送すると共に、被染物の染色が終了した前記容器を把持して前記回転染色手段から搬出ステーションに搬送する容器搬送手段とを備える自動染色装置により達成される。
【０００７】
この自動染色装置において、前記回転染色手段は、上部が開口する前記容器を回転可能に搭載する回転台と、前記容器に対して上方から蓋体を押圧することにより前記容器を回転可能に密閉する押圧手段と、密閉された前記容器を傾倒させる傾倒手段と、前記容器を傾倒状態で回転させる回転駆動手段とを備えることが好ましく、前記容器搬送手段は、前記回転台が水平な状態で前記回転台と蓋体との間に前記容器を水平方向に挿入するように構成することが好ましい。
【０００８】
また、前記容器搬送手段は、前記容器を把持するチャック部材と、前記チャック部材を互いに直交する３軸方向に沿って駆動する３軸駆動手段と、前記チャック部材を開閉するチャック開閉手段とを備えることが好ましい。
【０００９】
また、前記容器の重量を検出する重量検出手段を前記搬入ステーションに備えることが好ましい。
【００１０】
また、被染物が染色途中の前記容器を前記容器搬送手段により搬送して一時的に仮置きする中間ステーションを備える構成にすることが可能であり、この構成においては、前記容器内に染色助剤を添加する添加手段を前記中間ステーションに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の自動染色装置によれば、多様な染色を迅速に効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動染色装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す自動染色装置の回転染色装置を矢示Ａ方向に見た斜視図である。
【図３】図２に示す回転染色装置のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図２に示す回転染色装置のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図４に示す回転染色装置の容器傾倒前の状態を示す側面図である。
【図６】図４に示す回転染色装置の要部拡大図である。
【図７】図１に示す自動染色装置の容器搬送装置を矢示Ａ方向に見た斜視図である。
【図８】図７に示す容器搬送装置のチャック部材を拡大して示す斜視図であり、（ａ）は閉じた状態、（ｂ）は開いた状態をそれぞれ示している。
【図９】図８に示すチャック部材を下方から見た斜視図である。
【図１０】図２に示す回転染色装置の他の実施形態を示す要部斜視図である。
【図１１】従来の染色機の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自動染色装置の全体構成を示す斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、自動染色装置１００は、被染物及び染液が収容された容器を個別に回転させて被染物を染色する複数の回転染色装置１と、各回転染色装置１に対して容器を搬送する容器搬送装置５０とを備えている。各回転染色装置１は、本実施形態においては水平方向（Ｘ方向）に並列配置された３つを１つのユニットとして、各ユニットが上下方向（Ｚ方向）に４段に設けられることで、マトリクス状に配置されている。
【００１５】
図２は、図１に示す回転染色装置の１つのユニットを矢示Ａ方向に見た斜視図であり、図３及び図４は、それぞれ図２のＢ−Ｂ断面図、及び、Ｃ−Ｃ断面図である。各回転染色装置１は、それぞれ上部に開口を有する容器２を搭載可能に構成されており、図２から図４に示すように、それぞれ回転台１０、押圧装置２０及び傾倒装置３０を備えている。図２は、容器２を略水平（図１のＹ方向）に傾倒した後の状態を示している。
【００１６】
回転台１０は、円板状に形成されており、取付フレーム４に軸受装置６を介して回転自在に支持されている。
【００１７】
押圧装置２０は、取付フレーム４に取り付けられたエアシリンダなどの押圧用シリンダ２１と、この押圧用シリンダ２１のロッド２１ａの先端に連結板２２を介して一端側が取り付けられた伝達シャフト２３と、伝達シャフト２３の他端側に取り付けられた板状の押圧体２４とを備えている。押圧用シリンダ２１及び伝達シャフト２３は、回転台１０の回転軸と略平行に配置されており、押圧体２４は回転台１０と対向するように配置されている。図４に示すように、押圧体２４には、固定軸２５が固定されている。
【００１８】
固定軸２５は、軸線に沿って中空部２５ａが形成されており、回転台１０の回転軸と軸線が一致するように押圧体２４を貫通して設けられている。中空部２５ａの回転台１０に面した一端側には圧力開放管２６が接続されており、中空部２５ａの他端側は連通口２５ｂを介して外部と連通している。圧力開放管２６は、図４に示す容器２の傾倒状態で上方に延びるように配置されている。また、中空部２５ａには、他端側から熱電対２９が挿入されており、熱電対２９は、測温部２９ａが中空部２５ａの一端側を経て下方に延びるように配置されている。なお、固定軸２５に対する熱電対２９の挿入部には、容器２内の染液が漏出しないように液密に封止されている。圧力開放管２６及び熱電対２９は、後述する蓋体２７に設けられたプレート２７ａにより覆われており、染色中に被染物Ｃが圧力開放管２６や熱電対２９に引っ掛かることが防止される。
【００１９】
また、押圧装置２０は、容器２の開口を密閉する蓋体２７を備えており、蓋体２７の表面中央には軸受装置２８が固定されている。押圧体２４の回転軸２５は、軸受装置２８を介して蓋体２７の中央に形成された開口に挿通されており、蓋体２７を回転可能に支持している。軸受装置２８は、環状のケース２８ａ内に転がり軸受２８ｂが収容されて構成されており、押圧体２４が軸受装置２８のケース２８ａに接して蓋体２７を押圧することにより、蓋体２７が容器２の周縁に密着する。図６に拡大図で示すように、押圧体２４と軸受２８ｂとの間にはワッシャ２０１が介在されており、押圧体２４に矢示方向に作用する押圧力により、ワッシャ２０１、軸受２８ｂ及びケース２８ａを介して蓋体２７が押圧される。固定軸２５の一端側には環状のパッキン２０２が外嵌されており、このパッキン２０２により固定軸２５と蓋体２７との間が液密にシールされる。
【００２０】
押圧装置２０の構成は、容器２を蓋体２７により密閉して容器２及び蓋体２７を回転可能に挟持するものであればよく、例えば、コ字状フレームの対向面の一方に回転台１０を回転可能に支持し、他方に駆動シリンダを介して押圧体２４を進退可能に支持する構成であってもよい。容器２や蓋体２７など染液と接触する部位は、ステンレス材など耐腐食性の材質からなることが好ましい。
【００２１】
傾倒装置３０は、支持フレーム３１に取り付けられたエアシリンダなどの傾倒用シリンダ３２を備えており、傾倒用シリンダ３２のロッド３２ａの先端が取付フレーム４に固定されている。取付フレーム４は支持フレーム３１に対して回転可能となるように回転軸３３により支持されており、傾倒用シリンダ３２のロッドを進退させることにより取付フレーム４が回動して、容器２の姿勢を図５に示す起立状態と図４に示す傾倒状態との間で変化させることができる。
【００２２】
また、回転染色装置１は、回転台１０に装着された容器２を回転させる回転駆動装置４０を備えている。回転駆動装置４０は、支持フレーム３１に取り付けられた駆動プーリ４１及び従動プーリ４２と、これら駆動プーリ４１及び従動プーリ４２に巻き掛けられた無端状の駆動ベルト４３とを備えている。駆動ベルト４３には、支持フレーム３１に取り付けられたテンションローラ４４により張力が付与されている。駆動プーリ４１は、駆動モータ４５の回転軸に連結されており、駆動ベルト４３を一方向に回転駆動する。従動プーリ４２は、外周面に沿って溝部４２ａが形成されている。駆動ベルト４３は、容器２をそれぞれ傾倒させることにより、従動プーリ４２の溝部４２ａにおいて下面側が回転台１０の外周縁と接するように配置されており、回転台１０を摩擦によって回転駆動する。本実施形態においては、３つの回転染色装置１における容器２の回転駆動を１つの回転駆動装置４０により行うことで、構成のコンパクト化を図っているが、回転染色装置１毎に回転駆動装置４０を設けてもよい。
【００２３】
また、回転染色装置１は、傾倒状態の容器２の軸線に沿って延びるように回転台１０の左右両側に配置された遠赤外線ヒータ等の加熱ヒータ８をそれぞれ備えている。加熱ヒータ８は、容器２を効率良く加熱できるように反射板８ａで覆われており、ステー（図示せず）を介して支持フレーム３１に取り付けられている。
【００２４】
更に、回転染色装置１は、図４においてのみ図示するように、傾倒状態の容器２の側面に冷却水を供給する冷却水ノズル９を備えている。冷却水ノズル９は、不図示の冷却水タンクからポンプ及び流路内に配設された電磁弁の作動により容器２の側面に冷却水を供給することができるように、傾倒する容器２と干渉しない近傍位置で支持フレーム３１に固定されている。冷却水ノズル９の先端には、冷却水ノズル９の軸線を挟んで両側から斜め下方に向けて冷却水を噴射する２つの冷却水噴出孔９ａ，９ａが形成されており、容器２の軸線に沿って広範囲に冷却水を供給することができる。
【００２５】
また、容器搬送装置５０は、図１及び図７に示すように、複数の垂直コラム６１及び複数の水平ビーム６２からなる支持フレーム６０と、支持フレーム６０に左右方向（Ｘ方向）に移動可能に支持された水平移動体７０と、水平移動体７０に上下方向（Ｚ方向）に昇降可能に設けられた昇降体８０と、昇降体８０に前後方向（Ｙ方向）に進退可能に設けられたチャック部材９０とを備えている。支持フレーム６０は、左右方向（Ｘ方向）に延びる一対のガイドレール６３，６３が、垂直コラム６１の下端に連結された水平ビーム６２上に設けられている。
【００２６】
水平移動体７０は、上側ブロック７１及び下側ブロック７２が上下方向（Ｚ方向）に延びる一対のガイドロッド７３，７３により連結されて構成されており、下側ブロック７２の両側下部が一対のガイドレール６３，６３に係合している。
【００２７】
昇降体８０は、図８（ａ）に拡大図で示すように、左右（Ｘ方向）両側に配置された一対のブラケット８１，８１が、上下（Ｚ方向）に配置された一対のステー８２ａ，８２ａ、及び、前後（Ｙ方向）に配置された一対の連結板８２ｂ，８２ｂにより連結されて構成されており、一対のブラケット８１，８１の対向する内面側に、チャック部材９０を案内するガイド部材８３，８３がそれぞれ設けられている。また、各ブラケット８１，８１の外面側には、ガイドロッド７３，７３が挿通される挿通ブロック８４，８４が固定されている。
【００２８】
チャック部材９０は、同じく図８（ａ）に示すように、上下に配置された板状の一対のベース部材９１，９１の両側部に、２つの回転軸９２，９２がそれぞれ回転可能に介在されている。各回転軸９２，９２には、把持爪９３，９３の端部が結合されており、回転軸９２，９２の回動と共に把持爪９３，９３が回動して、把持爪９３，９３の開閉が行われる。また各回転軸９２，９２には、板状のレバー部材９４，９４の一端側が連結されており、レバー部材９４，９４の他端側同士は、レバー部材９４，９４に回転可能に設けられた突部９４ａ，９４ａ（図８（ｂ）参照）が、ブロック状の結合具９５に形成された溝部９５ａ，９５ａに係合している。溝部９５ａ，９５ａは、レバー部材９４，９４の長手方向に沿って延びており、チャック部材９０の開閉時に突部９４ａ，９４ａが溝部９５ａ，９５ａに沿って移動可能に形成されている。
【００２９】
また、容器搬送装置５０は、図７に示すように、水平移動体７０、昇降体８０及びチャック部材９０を、それぞれＸ方向、Ｚ方向及びＹ方向に駆動する水平駆動装置５２、昇降駆動装置５４及び進退駆動装置５６を備えており、更に、チャック部材９０を開閉するチャック開閉装置（図示せず）を備えている。
【００３０】
水平駆動装置５２は、同じ高さ位置に配置されるタイミングプーリ５２ａ，５２ｂを対として備えており、この一対のタイミングプーリ５２ａ，５２ｂは、支持フレーム６０の上部及び下部の水平ビーム６２にそれぞれ取り付けられている。一対のタイミングプーリ５２ａ，５２ｂ間には、無端状のタイミングベルト５２ｃが左右方向（Ｘ方向）に沿って懸架されており、上下のタイミングベルト５２ｃ，５２ｃには、水平移動体７０の上側ブロック７１及び下側ブロック７２がそれぞれ固定されている。また、上下にそれぞれ配置された一対のタイミングプーリの一方同士５２ａ，５２ａは、連結軸５２ｄによって一体的に回転するように連結されており、上側のタイミングプーリ５２ａは、サーボモータ５２ｅの出力軸に設けられたタイミングプーリ５２ｆとの間に、別のタイミングベルト５２ｇが巻き掛けられている。水平駆動装置５２は、このような構成を備えることにより、サーボモータ５２ｅの作動によって上下のタイミングベルト５２ｃ，５２ｃが同期して駆動され、水平移動体７０が一対のガイドレール６３，６３に沿ってＸ方向に移動する。
【００３１】
昇降駆動装置５４は、水平移動体７０の上側ブロック７１及び下側ブロック７２に、それぞれタイミングプーリ５４ａ，５４ｂを対として備えており、この一対のタイミングプーリ５４ａ，５４ｂは、水平移動体７０の左右方向（Ｘ方向）に沿った両側にそれぞれ設けられている。一対のタイミングプーリ５４ａ，５４ｂ間には、無端状のタイミングベルト５４ｃが上下方向（Ｚ方向）に沿って懸架されており、左右のタイミングベルト５４ｃ，５４ｃには、昇降体８０の両側のブラケット８１，８１がそれぞれ固定されている（図８参照）。また、一対のタイミングプーリの上側同士５４ａ，５４ａは、連結軸５４ｄによって一体的に回転するように連結されており、一方のタイミングプーリ５４ａは、サーボモータ５４ｅの出力軸に設けられたタイミングプーリ５４ｆとの間に、別のタイミングベルト５４ｇが巻き掛けられている。昇降駆動装置５４は、このような構成を備えることにより、サーボモータ５４ｅの作動によって左右のタイミングベルト５４ｃ，５４ｃが同期して駆動され、昇降体８０が一対のガイドロッド７３，７３に沿ってＺ方向に移動する。
【００３２】
進退駆動装置５６は、図９に斜め下方から見た図で示すように、一対のブラケット８１，８１間の前後に配置された一対の連結板８２ｂ，８２ｂの間に固定された、ロッドレスシリンダから構成されている。進退駆動装置５６の内部には、ピストン及びマグネット（図示せず）が収容されており、両端のエア導入部から圧縮空気を選択的に導入することにより、ピストン及びマグネットが前後（Ｙ方向）に移動し、チャック部材９０の後方側に備えるマグネットを吸着してチャック部材９０を連動させることができる。進退駆動装置５６は、このような構成により、チャック部材９０を前後方向に駆動することができる。
【００３３】
チャック開閉装置は、図８及び図９では図示を省略したエアシリンダにより構成されており、このエアシリンダのロッドを結合具９５に結合させることにより、結合具９５を前後（Ｙ方向）に進退させることができる。チャック開閉装置は、チャック部材９０を図８（ａ）に示す状態から、図８（ｂ）に示すように前後方向（Ｙ方向）に進出させた後、結合具９５を更に前方に駆動することで、把持爪９３，９３を開放し、チャック部材９０に把持されていた容器２を回転染色装置１に載置することができる。また、回転染色装置１における染色終了後は、これと逆の動作を行うことで、回転染色装置１上の容器２を再び把持することができる。
【００３４】
このように、水平駆動装置５２、昇降駆動装置５４及び進退駆動装置５６は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｚ軸及びＹ軸）方向に沿ってチャック部材９０を駆動する３軸駆動手段として機能する。これら水平駆動装置５２、昇降駆動装置５４及び進退駆動装置５６は、チャック開閉装置や回転染色装置１と共に不図示の制御装置によって作動が制御される。
【００３５】
また、自動染色装置１００は、図１に示すように、容器搬送装置５０による容器２の搬送が可能な領域内に、搬入ステーションＳ１、中間ステーションＳ２及び搬出ステーションＳ３をそれぞれ備えている。搬入ステーションＳ１及び中間ステーションＳ２には、上下方向に隣接して配置されており、搬送された容器２が載置される重量計５１ａ，５１ｂがそれぞれ設けられている。搬入ステーションＳ１には、不図示の搬入コンベアにより、カラーキッチン等の前処理装置（図示せず）から、被染物及び染液が収容された容器２が順次搬送される。重量計５１ａ，５１ｂは、被染物及び染液を含む容器２の全体重量を検出して、検出量に応じた信号を出力可能であればよく、例えば、圧電素子や、ひずみゲージ式、静電容量式の重量センサなどを使用することができる。
【００３６】
また、自動染色装置１００は、芒硝やソーダ灰などの染色助剤を添加する添加装置を更に備えており、添加装置の供給ノズル５３が中間ステーションＳ２の上方に配置されて、容器２の上部開口から染色助剤を添加することができるように構成されている。
【００３７】
搬出ステーションＳ３には、ベルトコンベア等の搬出コンベア５１ｃが設けられており、載置された容器２は、搬出コンベア５１ｃにより中和や洗浄を行う後処理装置（図示せず）に向けて搬送される。
【００３８】
次に、上記構成を備える自動染色装置１００の作動を説明する。各容器２には、綿や、ナイロン、ポリエステル（カチオン可染）、アクリル等の化学繊維からなる被染物が収容されると共に、当該被染物に適した染液や助剤が予め注入される。こうして、被染物及び染液を収容した容器２は、上部が開口した状態で搬入コンベア（図示せず）に載置される。この容器２は、搬入ステーションＳ１の近傍位置に順次搬送された後、プッシャ（図示せず）等により搬入ステーションＳ１の重量計５１ａに載置される。制御装置は、重量計５１ａの検出信号が入力されると、予め設定された重量値との比較により染液等が適量収容されているか否かを判定し、判定結果が不合格の場合には、アラーム音などを出力して動作を一時停止する。判定結果が合格の場合、制御装置は、水平駆動装置５２及び昇降駆動装置５４を作動させ、チャック部材９０を搬入ステーションＳ１に移動する。そして、進退駆動装置５６の作動によりチャック部材９０で容器２を把持した後、停止状態にある回転染色装置１を検出していずれかを選択し、当該回転染色装置１に搬送する。
【００３９】
水平駆動装置５２及び昇降駆動装置５４の作動による水平移動体７０及び昇降体８０の移動速度は、搬入ステーションＳ１のＸ−Ｚ面における座標位置と、目的地となる回転染色装置１のＸ−Ｚ面における座標位置とに基づいて、それぞれ個別に設定することができ、水平移動体７０及び昇降体８０を同時に作動させることで、チャック部材９０を回転染色装置１まで直線的に移動させることができる。
【００４０】
回転染色装置１は、非使用状態においては、押圧装置２０及び傾倒装置３０の作動により、回転台１０が水平な状態で、回転台１０と蓋体２７との間隔が予め拡げられている。容器２を回転染色装置１まで搬送したチャック部材９０は、進退駆動装置５６の作動によって、容器２を回転台１０と蓋体２７との間に挿入した後、チャック開閉装置の作動により把持爪９３，９３の先端部を互いに拡げることで、容器２を回転台１０に載置する。
【００４１】
回転染色装置１は、回転台１０に容器２が搭載されたことをセンサ等により検知すると、押圧装置２０を作動させて、蓋体２７を容器２に対して上方から押圧する。これにより容器２は蓋体２７により密閉され、容器２及び蓋体２７は、回転台１０と押圧体２４との間に回転可能に挟持される。この後、傾倒装置３０を作動させて、図４に示すように容器２を傾倒させる。本実施形態においては、容器２を軸線が略水平となるように傾倒させているが、斜め上方または斜め下方に傾斜するように容器２を傾倒させてもよい。容器２の傾倒状態では、圧力開放管２６が容器２内で上方に延びており、圧力開放管２６の開口端が染液の液面よりも上方に露出して、容器２の内部空間が容器２の外部と連通されている。一方、熱電対２９は容器２内で下方に延びており、染液の温度を測定する。
【００４２】
容器２が傾倒状態になると、加熱ヒータ８により容器２内が加熱されると共に、回転台１０の外周縁が駆動ベルト４３に当接し、回転台１０が回転を開始する。このように、駆動装置４０は、駆動ベルト４３により容器２の傾倒動作と連動して各容器２を自動的に回転駆動することができると共に、複数の回転台１０を個別に回転駆動することができる。
【００４３】
こうして、容器２が蓋体２７と共に回転して、図４に破線で示すように、収容された被染物Ｃが染液Ｌにより染色される。染液Ｌの貯留量は、通常は傾倒状態の容器２の軸線よりも液面が若干下方に位置するように設定される。圧力開放管２６は、容器２の回転中も常に上方を向いており、容器２の内部温度の上昇に伴う内圧上昇を開放する。
【００４４】
染液の温度は、熱電対２９の測定に基づき加熱装置の出力を制御することにより、予め設定された温度制御パターンに沿って制御することができる。本実施形態においては、加熱ヒータ８の他に、容器２の外表面に冷却水を散布する冷却装置を備えているため、染色中に染液の温度低下が必要な場合に設定温度に迅速に移行することができ、ＰＩＤ制御など公知の制御手法を用いて所望の温度制御パターンに沿った染色が可能である。例えば、緩やかな温度低下が必要な場合は加熱ヒータ８の出力制御で対応可能である一方、温度低下を急激に行う場合には、加熱ヒータ８の出力抑制と共に、冷却水ノズル９から冷却水を供給する。冷却水の流量は本実施形態では一定としているが、目標温度に応じて流量制御するようにしてもよい。
【００４５】
こうして、所定時間の経過により被染物の染色が終了した後は、傾倒装置３０を再び作動させて、容器２を図５に示す起立状態に戻した後、押圧装置２０を作動させて蓋体２７を上昇させ、容器２の密閉状態を開放する。制御装置は、このような作動に伴い、水平駆動装置５２及び昇降駆動装置５４の作動によりチャック部材９０を回転染色装置１まで移動させ、進退駆動装置５６及びチャック開閉装置の作動により容器２を再び把持した後、搬出ステーションＳ３まで移動させる。そして、搬出ステーションＳ３において搬出コンベア５１ｃ上に容器２を載置し、中和や洗浄などを行う後処理装置に向けて移送する。回転染色装置１は、容器２が取り出されたことをセンサ等により検出すると、非使用状態であることを示す信号を制御装置に出力し、新たな容器２を受け入れ可能な状態になる。
【００４６】
本実施形態の自動染色装置１００によれば、被染物を染色する複数の回転染色装置１に対して、容器搬送手段５０が、回転台１０と蓋体２７との間に容器２を水平方向に挿入するように構成されているので、各回転染色装置１は、受け入れた容器２内の被染物の染色を迅速に開始することができ、順次搬送される容器２に対して染色を迅速に効率良く行うことができる。
【００４７】
また、回転染色装置１毎に染色液の種類、染色温度、染色時間などの染色条件を任意に変えて染色することができるので、多品種少量（小ロット）型の染色にフレキシブルに対応することができる。更に、各回転染色装置１における染色時間が異なる場合であっても、回転染色装置１への容器２の投入順序とは無関係に、いずれかの回転染色装置１で染色が終了次第、容器２を新たな容器２と入れ替えて次の染色を開始することができるので、生産リードタイムの短縮を図ることができる。
【００４８】
また、本実施形態のように、チャック部材９０を、水平駆動装置５２、昇降駆動装置５４及び進退駆動装置５６により３軸駆動できるように構成することで、多数の回転染色装置１が配置される場合においても、各回転染色装置１に対する容器２の搬送を迅速・容易に行うことができる。
【００４９】
上記実施形態の説明では、搬入ステーションＳ１に搬入された容器２を、容器搬送装置５０により搬送していずれかの回転染色装置１に投入し、被染物の染色後に、再び容器搬送装置５０により搬出ステーションＳ３まで搬送するようにしているが、例えば、綿やキュプラ等のセルロース繊維からなる被染物に濃色を染色する場合には、回転染色装置１における被染物の染色後に、容器搬送装置５０により中間ステーションＳ２に搬送し、一時的に仮置きするようにしてもよい。中間ステーションＳ２においては、容器２の上方に配置された添加装置の供給ノズル５３からソーダ灰などを添加することができ、所定量が添加されたことを重量計５１ｂにより検出すると、制御装置は、停止状態にある回転染色装置１に容器２を再度搬送し、所定時間の染色処理を続行した後、容器搬送装置５０により容器２を搬出ステーションＳ３まで搬送する。このように、本実施形態の自動染色装置１００は、被染物の染色途中に染色助剤の添加が必要になる場合においても、迅速な対応が可能である。
【００５０】
また、回転染色装置１の構成は、本実施形態のものに限定されず、開口が蓋体により予め密閉された容器内の被染物を染色するものであってもよい。例えば図１０に示すように、回転染色装置１１０は、開口が蓋体２ａにより閉じられた容器２を軸線が水平な状態で搭載する回転自在な複数の支持ローラ１１１と、容器２の上方において上下動自在に支持されモータ（図示せず）により回転駆動される駆動ローラ１１２と、容器２の天面及び底面にそれぞれ当接して容器２を回転可能に挟持する一対のストッパ１１３，１１４とを備え、容器２の天面に当接する一方のストッパ１１３が容器２の軸線に沿って進退可能な構成にすることができる。この回転染色装置１１０は、被染物Ｃ及び染液Ｌが収容された容器２を予め蓋体２ａにより密閉して容器搬送装置（図示せず）により搬送し、支持ローラ１１１上に搭載すると、これをセンサ（図示せず）により検知して、一方のストッパ１１３を進出させて他方のストッパ１１４との間に容器２を挟持すると共に、駆動ローラ１１２を降下させて容器２の胴部に当接させ、回転駆動力を伝達する。こうして、容器２は蓋体２ａが密閉された状態で回転し、被染物Ｃの染色が行われる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 回転染色装置
２ 容器
８ 遠赤外線ヒータ
８ａ 反射板
９ 冷却ノズル
１０ 回転台
２０ 押圧装置
２４ 押圧体
２５ 固定軸
２５ａ 中空部
２６ 圧力開放管
２７ 蓋体
３０ 傾倒装置
４０ 駆動装置
４３ 駆動ベルト
５０ 容器搬送装置
５１ａ，５１ｂ 重量計
５２ 水平駆動装置
５３ 供給ノズル
５４ 昇降駆動装置
５６ 進退駆動装置
６０ 支持フレーム
７０ 水平移動体
８０ 昇降体
９０ チャック部材
１００ 自動染色装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被染物及び染液が収容された容器を個別に回転させて被染物を染色する複数の回転染色手段と、
搬入ステーションにある前記容器を把持していずれかの前記回転染色手段に搬送すると共に、被染物の染色が終了した前記容器を把持して前記回転染色手段から搬出ステーションに搬送する容器搬送手段とを備える自動染色装置。
【請求項２】
前記回転染色手段は、上部が開口する前記容器を回転可能に搭載する回転台と、前記容器に対して上方から蓋体を押圧することにより前記容器を回転可能に密閉する押圧手段と、密閉された前記容器を傾倒させる傾倒手段と、前記容器を傾倒状態で回転させる回転駆動手段とを備え、
前記容器搬送手段は、前記回転台が水平な状態で前記回転台と蓋体との間に前記容器を水平方向に挿入する請求項１に記載の自動染色装置。
【請求項３】
前記容器搬送手段は、前記容器を把持するチャック部材と、前記チャック部材を互いに直交する３軸方向に沿って駆動する３軸駆動手段と、前記チャック部材を開閉するチャック開閉手段とを備える請求項１または２に記載の自動染色装置。
【請求項４】
前記容器の重量を検出する重量検出手段を前記搬入ステーションに備える請求項１から３のいずれかに記載の自動染色装置。
【請求項５】
被染物が染色途中の前記容器を前記容器搬送手段により搬送して一時的に仮置きする中間ステーションを備え、
前記容器内に染色助剤を添加する添加手段を前記中間ステーションに備える請求項１から４のいずれかに記載の自動染色装置。
【請求項１】
被染物及び染液が収容された容器を個別に回転させて被染物を染色する複数の回転染色手段と、
搬入ステーションにある前記容器を把持していずれかの前記回転染色手段に搬送すると共に、被染物の染色が終了した前記容器を把持して前記回転染色手段から搬出ステーションに搬送する容器搬送手段とを備える自動染色装置。
【請求項２】
前記回転染色手段は、上部が開口する前記容器を回転可能に搭載する回転台と、前記容器に対して上方から蓋体を押圧することにより前記容器を回転可能に密閉する押圧手段と、密閉された前記容器を傾倒させる傾倒手段と、前記容器を傾倒状態で回転させる回転駆動手段とを備え、
前記容器搬送手段は、前記回転台が水平な状態で前記回転台と蓋体との間に前記容器を水平方向に挿入する請求項１に記載の自動染色装置。
【請求項３】
前記容器搬送手段は、前記容器を把持するチャック部材と、前記チャック部材を互いに直交する３軸方向に沿って駆動する３軸駆動手段と、前記チャック部材を開閉するチャック開閉手段とを備える請求項１または２に記載の自動染色装置。
【請求項４】
前記容器の重量を検出する重量検出手段を前記搬入ステーションに備える請求項１から３のいずれかに記載の自動染色装置。
【請求項５】
被染物が染色途中の前記容器を前記容器搬送手段により搬送して一時的に仮置きする中間ステーションを備え、
前記容器内に染色助剤を添加する添加手段を前記中間ステーションに備える請求項１から４のいずれかに記載の自動染色装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−６３９０２（Ｐ２０１１−６３９０２Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１４４２７（Ｐ２００９−２１４４２７）
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]