【手続補正書】
【提出日】平成17年7月7日(2005.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】    プラスチック管の選択的な連結及び分離に使用するウエハー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック管を選択的に連結及び分離する装置に使用するウエハーであって、当該ウエハーは、対向する面を有する加熱可能な平板形式であり、前記面に貫通して設けられた開口と、当該開口に設けられたヒューズ部材とを有し、当該ヒューズ部材は、前記ウエハーの加熱前から開口を覆っており、加熱後も前記開口を覆うように留まるラミネート材から形成されており、前記ウエハーの加熱後に、前記ヒューズ部材が、その光透過特性を増大するようになっているウエハー。
【請求項２】
前記ラミネート材は、第１の光透過特性を有するベース層と、このベース層上の第２の光透過特性を有する第２層とを有し、前記第２層が、前記加熱により収縮して、当該第２層内に、光がこの第２層を透過することなく前記ベース層を直接通過するオープンエリアを形成し、これにより、前記ラミネート材が、前記加熱後にその光透過特性を増大するようにした請求項１に記載のウエハー。
【請求項３】
前記ベース層は、透明材料で作られている請求項２に記載のウエハー。
【請求項４】
前記開口は、前記ベース層に並設されている前記ラミネート材の一方の側にある第１のホールと、前記第２層に並設されている前記ラミネート材の他方の側にある第２のホールとからなり、前記第１のホールは第２のホールより大きな寸法である請求項３に記載のウエハー。
【請求項５】
前記第２層は、前記ベース層に小滴を形成するように収縮し、前記小滴の周りに前記ベース層のクリアーなリングが生じるようにした請求項４に記載のウエハー。
【請求項６】
前記ベース層は、マイラーで作られ、前記第２層は、アルミニウムで作られている請求項５に記載のウエハー。
【請求項７】
前記ヒューズ部材は、加熱前に当該ヒューズ部材を通過する４０％より多く且つ９９．２％より少ない光をブロックするようにした請求項５に記載のウエハー。
【請求項８】
前記加熱前のヒューズ部材は、光学センサーによる信号が０．０４から３．００Ｖｄｃの範囲内にあるようにするものである請求項５に記載のウエハー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の特許明細書に記載されている完全格納溶接装置のような装置に使用されるプラスチック管の選択的な連結及び分離に使用されるウエハーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
ウエハーは、プラスチック管を加熱する部材として、つまり１本の管を２つの管部分に分離した後に、少なくとも１方の管部分を他の管の管部分に溶着するプロセスの一部として使用されている。連結プロセスに使われる場合、ウエハーは、個々の管の端部に熱を加え、それにより管の端部を溶融させ、溶融された端部を互いに押圧して単一の管を形成しうるようにする。
【０００３】
プラスチック管の選択的な連結及び分離は、医療技術においてしばしば行われている。ある状況の下では、ウエハーは、１回のみ使用されるウエハーとすることが必要である。例えば、合衆国食糧医薬品局は、ある状態の下では、ウエハーのような装置の複数回の使用を禁止することを求めている。
【０００４】
米国特許第５，５２５，１８６号には、ウエハーが一度のみ使用されることを確実にする特に有利な方法が開示されている。前記１８６号特許に記載されているように、ウエハーは、センシング材料が設けられた１つの開口を有している。連結作業や分離作業中、このウエハーはセンサーを通過して移動する。このセンサーが開口におけるセンシング材料の存在を検出すれば、プロセスが継続して行なわれる。しかし、もし、このセンシング材料が開口に存在しないと、この材料の不存在がセンシングされ、プロセスは装置の不作動により中断される。前記１８６号特許に開示された特定のセンシング材料は、加熱されることにより溶ける材料である。この場合、ウエハーが最初に使用されるときには、センシング材料は当初開口にあり、センサーによって検知される。その後、ウエハーが加熱されると、センシング材料は溶け、開口にはもはや材料はなくなる。もし同じウエハーを再使用しようとすると、センサーは、材料の欠如又はオープンホール若しくは開口を検出することになる。
【０００５】
【発明の概要】
本発明の目的は、米国特許第５，５２５，１８６号に開示されたタイプのウエハーを提供することであり、一度の使用を保証するためにセンシングされる材料に関して変形させたものである。
【０００６】
本発明に係るセンシング材料は、加熱前の光透過特性と、ウエハーが加熱された後の異なる光透過特性との一組の光透過特性を有しており、ウエハーの開口に設けられる。従って、センサーは、未加熱のウエハーに対して適正な光透過特性をセンシングし、ウエハーの加熱後に生じる異なる光透過特性もセンシングする。
【０００７】
前記１８６号特許に開示された構成と本発明の主な相違は、１８６号特許では、ウエハーが加熱された後に材料が溶け、開口が完全に開放されるが、本発明では、ウエハーが加熱された後にセンシング材料がまだ開口に残っており、にもかかわらず加熱前より持っていた光透過特性とは異なった光透過特性を有するようになることである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、米国特許第５，５２５，１８６号で示されるウエハーの種々のウエハー構造に基づくものであり、その詳細は、参照として本明細書中に組み入れてある。
【０００９】
本発明は、概して、センシング材料の使用であり、このセンシング材料は、プラスチック管の連結／分離の一部としてウエハーを用いる装置の作動を許容したり又は停止したりするヒューズ部材として機能するものである。
【００１０】
図１に示すように、ウエハー１０は、銅のような熱伝達材料よりなる１対の対向する側面１２，１２を有する平板である。このウエハー１０は、切抜き部あるいはノッチ１４を有し、これが、米国特許第５，５２５，１８６号に記載されたようにウエハーのホームポジションにおいて爪と係合する。その詳細は同公報を参照する。
【００１１】
さらに、ウエハー１０は、前記各側面１２上の翼部１６と、この翼部１６とほぼ並んでいる各側面１２上のさじ状部１８とを有している。
【００１２】
これら翼部１６及びさじ状部１８は、ウエハー上の、溶けた管と接触する位置に配置されている。
【００１３】
図１に示すように、ウエハー１０は、ホルダー２０内に載置されているが、この目的は、米国特許第５，２７９，６８５号に記述されているように、ウエハーの初期移動の間に、当該ウエハーをキャリッジに載置するためである。作動時には、ホルダー２０内に載置されたウエハー１０は、下方側に移動される。後に、当該ウエハーは、ホルダーから分離される。加熱作業を行った後に、ウエハーは、装置から取り除かれる。ウエハー１０は、移動中、図４と図６に示されているセンシングステーション２２を通過する。このセンシングステーション２２は、ウエハー１０の開口２６の動作経路に設けられたセンサー２４を有している。センサー２４は、ウエハー、特に開口２６を通る光量即ち光透過量を感知する。このようなセンシングは、例えば、メインのウエハー材料１２の電圧示度と異なり、また完全に開放されたホール即ち開口２６の電圧示度とも異なる電圧示度の観点から行うことができる。もしセンサー２４が、開口２６を通って透過される適正量の光を示す適正な電圧を検出しないならば、装置は不作動とされる。これは、ウエハー１０が以前使用されたものでもはや適正な光透過特性のセンシング材料でないこと、又は製造欠陥があるものでセンシング材料が開口２６の上に載置されていないことを意味するものである。
【００１４】
図３Ａに示すように、センシング材料は、マイラー（ｍｙｌａｒ、ポリエチレングリコールテレフタレートフィルムの商品名）のようなクリアーな材料のベース層３０に、アルミニウム等の制限された光透過特性を有する材料がコーティングされたコーティング層３２を備えたラミネート材（あるいは複合材）２８を有する。開口２６は、銅材料のウエハー材料１２からなる一方の壁部のホール２６Ａと、反対の壁部の第２のホール２６Ｂとを有している。ホール２６Ａと２６Ｂは、互いに同心である。開口２６Ａは、ベース層３０と並列でかつ第２層即ちコーティング層３２から離間しており、開口２６Ｂより大きい。ウエハー１０が、図４に示されているセンシングステーションに配置されると、光は、開口２６Ｂを通過し、それからラミネート材２８を通り、そして最終的に開口２６Ａを通る。しかしながら、アルミニウムのコーティング層３２の光透過特性のために、制限された光量から生じる信号は、図７に示される新しいウエハーとして示される棒の値になる。信号が０．０４と３．００Ｖｄｃの間のようなあるレンジ内にある限り、装置は作動し続ける。ラミネートに使用されたベース層３０は、２方向に指向されるフィルムである。このフィルムは、加熱により縮む傾向をもっている。アルミニウムのコーティング層も、ある比率で縮むが、その比率は図３Ｂに参考数字３６によって示された小滴つまり小円になるようなものである。この小円は、図３Ｂと図５で示されるように、クリアーなベース層のリング状の部分（オープンエリア）によって囲まれる。この結果、ラミネート材２８は、加熱後に、図３Ａに示されている最初の状態のラミネート材が有しているものより大きな光透過特性を有することになる。このように、ウエハーが加熱され、図３Ｂに示すように、アルミニウムの小滴３６が作られた後、光は、小滴３６の周りのクリアーなリング状部分（オープンエリア）を通してラミネート材を容易に通過する。より大きな寸法の開口２６Ａを有することによって、後に記述するようにウエハーを通過する光の干渉を最小にすることが保証される。
【００１５】
図６は、既に加熱されたラミネート材の再利用を試みたときの、センシングステーション２２でのウエハー１０を示す。小滴３６の周りのオープンエリアのために、使用済ウエハーとして図７の棒グラフの棒に示されるように、信号はより高くなる。ここに示されているように、信号は、３．００Ｖｄｃという最大値を越えている。このような状態の下では、装置は不作動になる。また、図７には、開口を有していない従来技術のウエハーをセンシングステーション２２に配置した場合の、発生することになる最小の信号も示されている。この信号は、装置の作動を許容する最小の値より低いものである。
【００１６】
このようにすれば、ウエハー１０は、欠陥ウエハー、つまり以前使われたウエハーが装置に挿入されるとき、装置の作動を停止するヒューズ部材として機能する。装置の作動は、オリジナルの予め加熱した状態のセンシング材料を有する新しい即ち未使用のウエハーを用いてのみ行うことができる。したがって、本発明は、３つのウエハー状態を識別するように機能する。
【００１７】
１．固体ウエハー：光透過を完全にブロックするウエハーとして規定されるものである（ヒューズ部材がない従来技術のウエハーあるいはマスクされたヒューズホールを有するウエハー）。
【００１８】
２．ヒューズ部材を有する新しいウエハー：ヒューズ部材の材料は、ある量の光を伝透過する必要がある。これにより、センサーはヒューズ部材を設けたウエハーを検出しうるようになる。
３．使用済ウエハー：ヒューズ部材の材料が溶融したウエハーであって、光がヒューズ部材の開口を通過するウエハー。
【００１９】
このウエハー検出システムは、１００％の信頼性を有するべきである。上記の条件のすべてがその都度１００％満たされることを要する。したがって、使用済ウエハーの検出に影響を与えるパラメータのすべてを制御しなければならない。
【００２０】
また、ヒューズ部材のあるウエハーは、生産することが経済的でなければならず、このことは、ヒューズ部材の材料と取付け開口との許容誤差の要求を製造者の能力の範囲内にすることを意味する。
【００２１】
本システムでは、５ミル（０．１２７ｍｍ）のベース層（マイラー）３０であって、このベース層３０の一方の側に、０．８％のＬＥＤ光を透過するアルミニウムのコーティング層３２がコーティングされたベース層を用いて作動する。ウエハー１０が３００℃に加熱されるとき、ベース層３０は、部分的に溶けて、そして縮む。アルミニウムのコーティング層３２は、ベース層とともに縮み、ヒューズ部材の中央の小滴３６になり、このアルミニウムの小滴３６の周りにはＰＥＴのクリアーなリング状のオープンエリアを残すことになる。これは、光がアルミニウムの周りを透過することを許容し、検出器が「使用済」ウエハーと読むことを可能にする。
【００２２】
使用済ウエハーの検出に影響を与えるパラメータとしては、次のものがある：（大きい開口／小さい開口）対（ヒューズ部材で覆われたベース層関連）
１．ウエハーの大きい開口は、初期のベース層円盤の直径を決定する。
【００２３】
２．ベース層円盤の直径と厚さは、加熱サイクル中の収縮量を決定する。
【００２４】
３．ベース層の収縮量は、アルミニウムの小滴の大きさを決定する。
【００２５】
４．アルミニウムの小滴の直径は、小さい開口の大きさを決定する。
【００２６】
ただし：小さい開口２６Ｂと大きい開口２６Ａの間の差は、ヒューズ部材の周りからどのような光も漏れないように大きなステップを作るように十分に大きなものとする必要がある。
【００２７】
ラミネート材２８は、どのような適当な形態をとってもよく、本発明のプラクティスの範囲内でどのような適当な手段で開口２６に設けてもよい。図１に破線で示されるように、ラミネート材は、仮に小さなサイズのものを使用する場合に要請されるような、製造時に要求される厳格な許容差を必要としない、開口２６を完全にカバーするに十分なサイズにする。ストリップあるいはフィルムからなるラミネート材２８は、ウエハーとして使用される銅材料の２つの材料１２の間に挿入され、そこで任意の適切な手段、例えば、大きい寸法のホール２６Ａを有する一方の材料１２の範囲内への固定等の方法で固定されている。
【００２８】
また、キャリッジ内に存在している光学的センサー２４は、ヒューズ部材の状態をセンシングするために使用される。装置は、ヒューズ部材のホールの位置を越えてキャリッジを動かし、そして固体ウエハーの基準示度を得る。ウエハーが存在している場合に、センサーがヒューズのホールを通過して開口を走査し、ヒューズ部材のホールの位置を通過する光の信号強度の最大値の変化を記録する。次のテーブルは、出射した光学スケールと限界を表している。
【００２９】
変化増分5.00Vdc ＝100 ％ 透明（ブロック率0 ％） 光学的濃度：0.0000
使用済ウエハー
変化増分 3.00Vdc ＝ 60 ％ 透明（ブロック率40％） 光学的濃度：0.2219
新しいウエハー
変化増分 0.04Vdc ＝0.8 ％ 透明（ブロック率99.2％）光学的濃度：1.398
固体ウエハー
変化増分 0.00Vdc ＝O ％ 透明（ブロック率100 ％）光学的濃度：無限
このスケールは、ベース層にかなり大きい光学的な窓を与えることになる。４０％以上９９．２％以下の光をブロックするものであればどのようなコーティング又は層でも、新しいヒューズ部材（ウエハー）として検知される。
【００３０】
他方のスケールを見ると、ここには、物理的に、狭いギャップがあり、センサーを、使用済ウエハーを示す飽和状態にする。それ故、ヒューズ部材が一貫して縮む限り、狭いギャップが表れ、使用済ウエハーが発見される。しかしながら、この状態は、ヒューズ部材に対しいくつかの厳密な取り付け条件を作ることになる。
【００３１】
ウエハーへの取付後に、光がヒューズ部材を一度もバイパスしないことを保証するために、次の処置を採用しうる。
【００３２】
ベース層３０のアルミニウムのコーティング層３２は、小さいホール２６Ｂに面しているべきである。光学的センサーの発光側は、ウエハーの小さいホール側にある。ベース層の非コーティング側は、ヒューズ部材のエッジに向かって光を反射する光学パイプ的に作用する。
【００３３】
ヒューズ部材は、曲がることなく、光の透過を許容することを確実にするように取り付けられるべきである。
【００３４】
小さい開口２６Ｂに対する大きい開口２６Ａの並びは、光がヒューズ部材をバイパスするのを防止するように制御されるべきである。
【００３５】
開口２６Ａ及び２６Ｂの大きさ並びにベース層及びアルミニウム層の厚さの最も良い組合せの選択は、センシングステーションに未使用のウエハーがあることを示すセンサーによって、装置の動作を許容させるのに受け入れることのできる信号の範囲に応じて決定される。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、プラスチック管を加熱して連結や分離する作業で、１つのみのウエハーの使用が義務づけられているとき、ヒューズ部材を取り付けたウエハーを加熱し、このウエハーの加熱前と加熱後で前記ヒューズ部材が臨まされた開口を通る光の光透過特性が異なるようにしたので、未加熱のもの、使用済のもの、固体ウエハー等を簡単にセンシングでき、また、このウエハーの生産に当たって厳格な許容誤差を要することもなく、製造も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るウエハーの側面図である。
【図２】図１のウエハーの一部の側面図である。
【図３】Ａは図２の３−３線に沿う断面図、Ｂは加熱後のウエハーを示すＡと同様の図である。
【図４】センシングステーションでのウエハーを示す要部断面端面図である。
【図５】図２と同様の加熱後のウエハーの要部側面図である。
【図６】センシングステーションでのウエハーを示す図４と同様の図で、ここでは、ウエハーは既に加熱されている。
【図７】本発明に係る新しいウエハーと、本発明に係る使用済ウエハーと、従来の構成のウエハーを比較する棒グラフである。
【符号の説明】
１０  ウエハー
１２  側面
２４  センサー
２６Ａ  第２のホール
２６Ｂ  第１のホール
２８  ラミネート材
３０  ベース層
３２  第２層（コーティング層、ヒューズ部材）
３６  小滴