(57)【要約】制御された少量ずつ繰り返し供与される高価格または取扱いに注意を要する液体の使用量を監視する方法および装置を、供与、パージング、プライミング、クリーニングステップの回数および液体の供給および循環ポンプの使用回数を含むパラメータを監視および記録することにより提供する。監視パラメータは液体の全使用量の記録を表わす。液体ポンプの使用回数の記録は、他のパラメータが示す量と照合されて、使用された全液量のそれぞれの表示の間に存在するいかなる相違も強調され、それによりユーザーに対し潜在的な動作上の問題について警告して迅速な補修処置をとるよう促すことができる。
2004529795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パージング、プライミングおよびクリーニングステップを行う供与装置から、制御下で少量ずつ繰り返し供与される液体の使用量を監視する方法であって、前記装置は液体の供給または循環用の少なくとも１個の液体ポンプを有し、前記方法においては、使用量のパラメータが監視されて送信可能な形式で記録され、監視される該パラメータが、供与回数、パージング、プライミングおよびクリーニングステップの回数、並びに各液体ポンプの使用期間を含むようになっている、方法。
【請求項２】
前記監視パラメータが、前記装置内のスイッチおよび制御バルブのオンオフ動作の回数をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記液体が、特定の初期液量を収容する交換可能な容器から供給される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記容器が、補充のために正規の業者に返却される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
内容物のすり替えを防止するために、前記容器が、正規に補充された後で密封される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記容器が、液体を使用する前記装置の一体部分を形成する、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
各要素の量および／または関連動作が、少なくとも１個のマイクロプロセッサにより監視および制御される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記マイクロプロセッサが前記供与装置内に収容される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
１個のマイクロプロセッサが前記装置の一部を形成し、別のマイクロプロセッサが遠隔配置される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記マイクロプロセッサがいずれも、直接配線接続、専用電話線、無線接続またはインターネット接続のうちの一つ以上により電子的にデータを受信するように構成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記マイクロプロセッサが警告信号を送信するように構成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記容器にシリアル番号が記録され、該シリアル番号が前記マイクロプロセッサにも送信できるようになっている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記マイクロプロセッサは、前記容器が正規のシリアル番号を有すると認識された場合に限り、前記装置の動作を許可するようにプログラムされる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記マイクロプロセッサは、前記装置を交換容器に対して開く前に、パスワードを要求するようにプログラムされる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記容器に関連付けられたホーミング機器がそれ自体の所在を示す信号を送信する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
制御下で少量ずつ繰り返し供与される液体の使用量を監視する装置であって、パージング、プライミングおよびクリーニングステップを行うとともに、液体の供給または循環用に少なくとも１個の液体ポンプを有し、使用量のパラメータを監視して送信可能な形式で記録し、監視される該パラメータが、供与回数、パージング、プライミングおよびクリーニングステップの回数、並びに各液体ポンプの使用期間を含むようになっている、装置。
【請求項１７】
マイクロプロセッサをさらに有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
特定の初期液量を収容する交換可能な容器を有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
それ自体の所在を示す信号を送信するホーミング機器を有する、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の装置を備えたインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体使用量の監視に関する。特に、高価格または潜在的に取扱いに注意を要する液体の使用量を高レベルの精度で監視することに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体物質の使用量を監視する必要がある各種の多様なプロセスおよび手続がある。最も簡単な場合として、例えば車両用の燃料タンク等の貯蔵容器において必要とされる役割を果たすために十分な液体が存在することを保証するニーズがある。そのような用途では、精度が高くないにせよフロートその他の液位インジケータが液量を監視して、液量が低液位に下がったことを示す信号を発信することができる。
【０００３】
幾分より正確な監視は、例えば液体導管にローターまたはタービンを含んでいて、直接または間接的に信号発信要素および制御要素に接続可能な流量メーターにより実現されている。体積流量を示す信号を生成するために回転数がカウントされて利用される。この種の回転式メーターは燃料ポンプの分野、特に車両給油所向けに好適に開発されていて、比較的大量の液量を供給する際に十分正確な測定が可能である。この種のポンプの電気制御回路向けに各種の機能が採用されている。例えば米国特許第３,９９０,６０７号は、注入動作の後でポンプを通常動作に復帰させる前にキー作動スイッチの瞬時閉鎖が必要なガソリンポンプのリレー制御回路に関するものである。
【０００４】
特定の液体について、ガソリン等の商品よりも高レベルの監視精度が必要とされる。これらの液体には薬剤、特定の化学プロセスエージェント、放射性または有毒物質、および例えばインクジェットプリンタで用いる専用印刷インクのような特定用途の物質が含まれる。一般に、このような物質は一使用分量ずつ供与される、すなわち貯蔵容器（ｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）から制御された少量ずつ繰り返し供与され、液体が消費されるにつれて貯蔵容器が補充または交換される。
【０００５】
インクジェット印刷の分野において、交換用カートリッジを入れる時期についてユーザーに警告するように供給カートリッジのインクの残量を監視することは常識である。最も簡単な場合、監視はカートリッジの点検用小窓により行なわれる。より洗練された監視が特定の事例で提案されている。米国特許第６,０４５,２０６号にインクジェットプリンタの動作方法が開示されていて、メンテナンス処置のタイミングを制御するメンテナンスアルゴリズムを用いるステップと、一定期間にわたるプリンタの動作特性の履歴ログを取得するステップと、履歴ログに基づいてプリンタが以後利用するようにメンテナンスアルゴリズムを変更するステップと、を含んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液体物質の使用量の完全な記録は、動作特性および直接供与した量の認識だけではなく、液体の供与に使用する装置のプライミング（ｐｒｉｍｉｎｇ）、パージング（ｐｕｒｇｉｎｇ）、クリーニング（ｃｌｅａｎｉｎｇ）等のステップの結果生じるあらゆる損失についても必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によって、パージング、プライミング、クリーニングステップを提供する供与装置から制御された少量ずつ繰り返し供与される液体の使用量を監視する方法を提供する。該装置は液体を供給または循環させる１個以上の液体ポンプを含み、該方法において使用量のパラメータが監視されて送信可能な形式で記録され、監視パラメータは供与回数、パージング、プライミング、クリーニングステップの回数、および各液体ポンプの使用期間を含む。
【０００８】
本発明はさらに、制御された少量ずつ繰り返し供与される液体の使用量を監視する装置を提供し、該装置はパージング、プライミング、クリーニングステップを提供するとともに液体の供給または循環を行なう１個以上の液体ポンプを含み、使用量のパラメータが監視されて送信可能な形式で記録され、監視パラメータは供与回数、パージング、プライミング、クリーニングステップの回数、および各液体ポンプの使用期間を含む。
【０００９】
本目的は、監視パラメータが液体使用量の実質的に完全な記録を表わすことを保証することである。個々の供与毎に用いる典型的な液量がわかっている前提で、供与回数の記録は供与により直接消費された量を示す。間接的に消費された量、および損失と見なし得る量は、装置のパージング、プライミング、クリーニングで消費されるあらゆる量の合計で示される。損失量は、例えば装置のクリーニングに用いた吸収材料の重量増加を測定して直接測定することも、あるいはパージング、プライミング、クリーニングステップの回数をカウントしてこれらのステップで定常的に消費される量を乗ずることにより間接的に測定することもできる。
【００１０】
本発明の特に有利な点は、液体取扱い容量も決定可能な液体ポンプの使用量を記録することで液体の全使用量が示され、他のパラメータが示す量と照合可能なことである。液体の全使用量のそれぞれの表示の間に何らかの不一致があった場合、例えば装置のエラーや誤動作等、動作上の問題がある可能性をユーザーに警告し、補修処置をとるように促すことができる。
【００１１】
使用量の監視精度のレベルを上げるために、または使用量をさらに照合できるようにするために、例えば装置のスイッチおよび制御バルブのオンオフ操作の回数を含む他のパラメータを監視することも望ましいであろう。
【００１２】
各要素の量および／または付随する処置は好適には１個以上のマイクロプロセッサ、例えばプログラム可能ロジックコントローラにより監視および制御される。マイクロプロセッサは供与装置の内部に組み込みまたは外付け可能であるが、リモート設置されていてもよい。一好適な構成において、１個のマイクロプロセッサが装置の一部を形成し、別の１個のマイクロプロセッサがリモート設置されている。リモート設置されている場合、現地要員による現場での点検時間を短縮することができ、複数の供与ステーションを一箇所から監視および制御できる点で有利である。マイクロプロセッサは、直接配線接続、専用電話線、無線接続あるいはインターネット接続等の送信ルートにより電子的にデータを受信するように構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一好適な実施形態において、液体は規定された初期液量を保持する交換可能な容器から供給される。容器の初期液量および正確な消費量が共にわかっているため、操作者はいつ容器の内容物が無くなるかを判定して、交換の手配をすることができる。精度が高いことで、個々の容器の内容物を実質的に使い切ることができ、それにより容器交換の周期を最大化して、かなりの液量が残った状態で使用済み容器が返却される可能性をなくすこともできる。
【００１４】
本発明は特別な注意を必要とするあらゆるタイプのプロセス液体に応用可能である。液体は単体で使用されても、ある場合には溶液中または懸濁液中に成分が含有されていてもよい。実際には、液体の使用量を注意深く監視することを必要とする特異な特性を与えるのは溶解または懸濁成分である。例えば、液体またはその成分が高価格であるため、経済的な理由で小出しに使われるかもしれない。従ってそのような物質は所定の目的のために必要最小限の量だけを使い、プロセスで直接使用しなかった物質は効率的に廃棄することが望ましい。
【００１５】
取扱いに注意を要する物質、特にそれらが変質しやすい性質を有する場合、容器の内容物を使い切る前に交換が必要であるかもしれない。これは容器の「有効期限」を記録しておいて、液体を供与する前に有効期限を過ぎていない旨を確認することで実現できる。確認は、有効期限が迫っていることを操作者に警告するようにマイクロプロセッサをプログラムすることにより実行可能である。マイクロプロセッサはまた、有効期限に液体の供給を止めるようプログラムすることができる。本発明は、潜在的に有害な特性を有する恐れのある物質をこのように確認および制御可能にする点でさらに有利である。
【００１６】
正規の業者に補充させるように使用済み容器を返却することが望ましいだろう。これにより、交換用液体は正規の品質であって、うまく監視するために好都合な正確な補充量であることが保証される。容器は好適には、内容物の不法なすり替えを防止するために正規の補充の後で密封される。密封は、ユーザーが物質に接触するのを守る点で、敏感または危険な物質を扱う際に特に適切である。
【００１７】
本発明の別の実施形態において、液体容器は液体を使用する装置の一体部分を形成していてよい。この実施形態において、容器およびそれが一部を形成する装置の部分の両方が液体補充のために正規の業者に返却されなければならない。返却可能なユニットは好適には、ユーザーが内容物の液体に接触するのを防止するために密封されていてよい。
【００１８】
何らかの印刷目的で、特に取扱いに注意を要するインクを用いる場合、特に補充のために業者に返却された際に監視すべき主要なパラメータは、供与された画像の枚数とシステムの動作記録である。これらは操作者に対し、生産およびマーク付けされた製品の個数、並びに補充のためにシステムを返却すべき頻度に関して有用なデータを提供する。
【００１９】
任意に、送信された記録の監視は自動的に行なわれる。マイクロプロセッサは、例えば容器の液体を使い切りそうな場合に警報を発するように設定することができる。
【００２０】
個々の容器は１個以上のシリアル番号または符号でマーク付けすることができる。これは特定の容器とその内容物を識別するのに役立つ。本発明の一好適な実施形態において、シリアル番号はマイクロプロセッサへも送信できるように容器に記録される。これによりマイクロプロセッサはどの容器が供与装置に装填されていて、さらに交換容器をいつ供給する必要があるかを容易にリモート制御可能にする。必要に応じてマイクロプロセッサは、容器が正規のシリアル番号が付与されていると認識された場合に限り装置の動作を許すようにプログラムすることができ、それにより非正規の容器が装置へ装填されるのを防ぎ、従って非正規の動作液体が使用されるのを防ぐことができる。認識手段は、例えばバーコードまたは無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグであってよい。
【００２１】
交換容器装填のために装置を開く前にマイクロプロセッサが操作者からパスワードを要求するのがさらに望ましい。これは、適切な有資格者だけが交換容器を装填できることを保証するのに役立つ。このオプションは、取扱いに高度の注意を要する液体、例えば潜在的に危険な（放射性等）物質の使用に特に重要である。
【００２２】
特に取扱いに注意を要する物質の場合、容器およびそれが一部を形成する任意の装置に、所在を示す信号を送信するホーミング（ｈｏｍｉｎｇ）機器を装備することが望ましい。ホーミング機器は、容器が周知の許容された場所から遠方へ移された場合に、警告信号を発信または送信するようにプログラム可能であり、このときも該信号はＲＦＩＤ信号であってよい。
【００２３】
本発明に基づく監視システムのあるバージョンに適合されたインクジェットプリンタの印刷ヘッドの、一部が断面を表わす側面概略図である添付図面を参照しつつ本発明についてさらに記述する。本発明がこの用途に関係するのは、印刷プロセスで用いる特定のインクの特異かつ取扱いに注意を要する特性のためである。本発明がこの用途または記述されたシステムの特定のバージョンに限定されず、このバージョンで示された構成要素のすべてが本発明の本質的な特徴の表わす訳ではない点を強調しておく。
【００２４】
一例として、インクジェットプリンタで用いられるインクは１種以上の染料または固体粒子状物質から選択された特別なマーカーを含んでいてよい点に留意されたい。マーカーは、析出された画像に対し、日光または従来の人工照明で可視的な着色を与えるものであっても、あるいは日光または従来の人工照明では顕著な色を持たないが例えば紫外線またはＬＥＤ光源からの特別な照明の下で発色するタイプのものであってよい。あるいは、マーカーは磁気的、電子的、または分光学的手段を適用することで存在を顕にする顔料または添加剤であってよい。
【００２５】
インクジェットプリンタ用インクで用いられる顔料のタイプの例として、遷移および希土類金属酸化物を含む金属薄、フェライトその他の金属酸化物で構成される無機物質、有機金属錯体、およびアントラキノン、アリルアミドおよびキナクリドン等の高分子量の芳香族化合物を含む有機物質がある。一般に用いられる顔料の具体例として、磁鉄鉱、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト、酸化鉄、二酸化チタン、銅フタロシアニンおよびカーボンブラックが含まれる。
【００２６】
インクジェットプリンタにより、レタリング、数字、図形、写真、絵画、ロゴ、識別マーク、上述の「販売期限」や「有効期限」日、バッチ番号、詳細な住所および一般テキストを含む広範な画像を生成することができる。必要とされる画像精度の程度は印刷ヘッドの目的と精密さに依存する。
【００２７】
図示するシステムは、生産ライン上の製品に対し、例えばバッチ番号等の詳細な符号を工業的に付与することを意図している。これはハウジング２０の前部に取り付けられた「トライデントウルトラヘッド（Ｔｒｉｄｅｎｔ  Ｕｌｔｒａｊｅｔ）」として市販されているタイプの印刷ヘッド１０を含む。印刷ヘッド１０はインク排出ノズル１１を備えた多数の内部毛細溝を有する。印刷ヘッド１０の内部で各毛細管には、全体で所望の画像を形成するインク液滴を排出するようにエネルギーパルスにより制御される圧電性要素が関連付けられている。
【００２８】
インクの主な容器の役割を果たす主液槽１４は、入口管１６、出口管１８および液位センサー１５を有する。入口管１６はインク転写速度を監視する流量メーター１２およびオンオフ弁１３を含む。
【００２９】
出口管１８におけるインク供給ポンプ１７は、任意のインク固体の完全な供与を保証するようにインラインの静的ミキザー１９を通してインクを移送する。管１８はミキサー１９から、主液槽１４より高い位置にある第二の液槽２２へ続く。
【００３０】
第二の液槽２２は、ポンプ１７とともに第二の液槽２２内のインク量を一定液位に維持するインク液位センサー２３を有する。液槽２２からの出口ライン２５はプライミングポンプ３０および流量メーター３１へ通じている。
【００３１】
印刷ヘッド１０は、シャフト３８に回転可能に配置された成形キャッピングアーム３６およびバネ仕掛けパッド付きキャッピングプレート４０が搭載されていてノズル１１を閉じて蓋をする。
【００３２】
ワイパーブレード３９が図示された位置３９に配置されていて、印刷ヘッド１０本体部の幅全体にわたり伸長する。ワイパーブレード３９は、電気駆動ホイール４２により動かされる相互接続されたレバーを含むレバーフレーム４１上に搭載されている。フレーム４１上の一組のレバーが印刷ヘッド本体１０の図における手前側に見えるが、同種のレバーが奥側に配置されている。吸収パッド４５がノズル１１の下に配置されていて、ワイパーブレード３９の動作によりノズル１１から撥ねられたインクを受容し、ワイパーブレード３９が残留インクをすべて除去するように静止位置へ戻る際にそれに接触する。
【００３３】
印刷動作の開始時点において、ポンプ３０が起動されてインクにより印刷ヘッド１０のプライミングを行なう。液槽１４、２２は、高さの相違に起因してインクがサイフォン効果により印刷ヘッド１０を通過して、印刷ヘッド１０が均一かつ低いインク供給圧力で一定のインク流を受容することが保証されるように相対的に配置されている。初期プライミングが終わればポンプ３０をスイッチオフすることができ、次いでサイフォン効果およびインク供給ポンプ１７の動作だけでインク循環が実現される。
【００３４】
プログラム可能ロジックコントローラ５０がハウジング２０内で最上部の近くに配置されていて（破線５２で示す）回路配線によりシステムの各要素に接続されている。コントローラ５０は付随するリモートコントローラ（図示せず）からコネクタを受容するための外部ポート５１を有する。
【００３５】
印刷実行に先立ち、印刷ヘッド１０は図に示すように、キャッピングアーム３６がキャッピングプレート４０をノズル１１に対して確実に保持した状態で静止している。キャッピングアーム３６は遠方へ動かされて、次いで駆動ホイール４２が起動されて、ワイピングブレード３９を静止位置からノズル１１のやや上方の上側位置まで動かすようレバーフレーム４１を動作する。印刷ヘッド１０は次いでプライミングされて、プライミングポンプ３０の動作によりノズル１１がパージングされる。
【００３６】
ワイパーブレード３９は次いで駆動ホイール４２の連続回転により動作を開始し、フレーム４１にワイパーブレード３９を下向き垂直にノズル１１の上を引かせてそこにあるインクをすべて除去する。ワイパーブレード３９の拭き取り動作によりヘッド面上にあるインクの大部分が撥ねられて、吸収パッド４５上に堆積する。ワイパーブレード３９が静止位置へ戻る際に吸収性のパッド４５と接触して残留インクが除去される。ワイパーブレード３９により除去されたインク量は吸収パッド４５により簡単に取り込まれ、従ってシステムから効率的に除去される。残留インクは、例えば無許可の者により誤用されることがないようにパッド４５内に閉じ込められる。パッド４５は一定回数印刷が実行された後、新しいパッドと交換される。
【００３７】
ワイパーブレード３９およびブレードレバーフレーム４１が静止位置に戻った状態で、プリンタは印刷実行の準備ができている。実行終了時点でキャッピングアーム３６は図のキャッピング位置に戻される。
【００３８】
キャッピングプレート４０が所定位置にある場合、コントローラ５０は拭き取り動作が起動されるのを防ぎ、逆に、拭き取り動作が進行中の場合、キャッピングアーム３６が動作するのを防ぐ。
【００３９】
リモートコントローラは、例えば印刷ヘッド１０に制御された電圧を送ることにより、印刷ヘッド１０内の圧電性要素を活性化することにより画像パターンを把握する。このように、生成された画像の数を効率的に監視する。コントローラ５０と合わせて、印刷に付随するこれらおよび他のすべての動作を監視することができる。すなわち、オンオフバルブ１３の初期開栓、キャッピングアーム３６のキャッピングおよびアンキャッピング動作、パージングおよびプライミングのステップ、ワイパーブレード３９の拭き取り動作、液体ポンプの起動回数およびそれらの動作時間長、メーター１２および３１を通る流速、液位センサー１５および２３が示す液位である。コントローラはさらに、データが抽出される事象を監視するようにプログラム可能である。付与されたマークの個数のカウントは、各々バッチ番号や販売期限日等のマークを付与される製品の生産工程において特に好都合であるが、その理由は、カウントにより所定の実行において生産された製品の数を即時確認できるためである。監視されたデータの記録はコントローラ５０により行なわれ、遠隔コントローラまたは他の任意の選択された制御ユニットにより問い合わせることができる。
【００４０】
液位センサー１５は液槽１４内のインク液位が、補充が必要なレベルまで下がっていることを警告する。これはまた、インクの直接または間接的な使用量を認識して、コントローラ５０が計算した残量の変動のあらゆる調整も可能にする。使用率を認識することでまた、インクを使い切る時点、従って補充する必要性が迫っていることを正確に予測することができる。
【００４１】
補充は、主液槽１４内へ新しいインクを直接注入することにより、あるいは液槽１４またはユニット全体を取り外して補充ステーションへ移動させることにより実行できる。取扱いに注意を要するか潜在的に危険な特性を有するインクの場合、制御された状態の下で適切に熟練した担当者により補充が行なわれる点で、液槽１４またはユニットを取り外す方が好適なオプションであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】液体使用量監視システムの概略図である。
【国際公開パンフレット】
2004529795.tif 000003
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2004529795.tif 000013
2004529795.tif 000014
2004529795.tif 000015
2004529795.tif 000016
2004529795.tif 000017
【国際調査報告】
2004529795.tif 000018
2004529795.tif 000019
2004529795.tif 000020