(57)【要約】  注出中に、および、測定装置の較正を確実に行なうことができないときに、リザーバからの材料の消費量を高い精度で測定するために、本発明は、注出される材料の量を測定するための装置および方法を提案する。注出装置は、材料の少なくとも一部を注出するための注出ユニットと、注出される材料を収容するリザーバと、リザーバと注出ユニットの間のコネクタと、リザーバの下側の計器であり、該計器からの電子信号を処理するとともに信号を重量測定値へ変換するためのプロセッサに接続されるようになっている、計器と、リザーバ内に挿入されるチューブであり、リザーバ内へおよびリザーバから材料を運び、i．コネクタを取り囲む可撓性膜を通じて、ii．コネクタと注出ユニットとの間の可撓性チューブ部分を用いて、iii．リザーバに対してスライドするリザーバキャップを通じて、のうちの１つによってリザーバ内へ挿入される、チューブとを有する。【選択図】図２１
2016500820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注出される材料の量を測定するための注出装置を形成する方法であって、
前記注出装置が、前記材料の少なくとも一部を注出するための注出ユニットを有し、
前記注出装置が、注出される前記材料を収容するリザーバを有し、
前記注出装置が前記リザーバと前記注出ユニットとの間にコネクタを更に有し、
前記方法は、
前記リザーバの下側に計器を配置するステップであって、前記計器が、該計器からの電子信号を処理するとともに前記電子信号を重量測定値へ変換するためのプロセッサに接続されるようになっている、ステップと、
前記リザーバ内にチューブを挿入するステップであって、前記チューブが前記リザーバ内へおよび前記リザーバから前記材料を運び、前記リザーバ内への前記チューブの挿入が、以下のうちの１つによって、すなわち、
i．前記コネクタを取り囲む可撓性膜を通じて、
ii．前記コネクタと前記注出ユニットとの間の可撓性チューブ部分を用いて、および、
iii．前記リザーバに対してスライドするリザーバキャップを通じて、
のうちの１つによって行なわれる、ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
注出される材料の量を測定するための注出装置であって、前記注出装置は、
前記材料の少なくとも一部を注出するための注出ユニットと、
注出される前記材料を収容するリザーバと、
前記リザーバと前記注出ユニットとの間のコネクタと、
前記リザーバの下側の計器であって、前記計器が、該計器からの電子信号を処理するとともに前記電子信号を重量測定値へ変換するためのプロセッサに接続されるようになっている、計器と、
前記リザーバ内に挿入されるチューブであって、前記チューブが前記リザーバ内へおよび前記リザーバから前記材料を運び、前記チューブが、以下のうちの１つによって、すなわち、
i．前記コネクタを取り囲む可撓性膜を通じて、
ii．前記コネクタと前記注出ユニットとの間の可撓性チューブ部分を用いて、および、
iii．前記リザーバに対してスライドするリザーバキャップを通じて、
のうちの１つによって前記リザーバ内へ挿入される、チューブと、
を有する、注出装置。
【請求項３】
前記材料がインクまたは溶媒であり、前記リザーバがプリンタ内に収容される、請求項１に記載の方法または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記計器がロードセルである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法または装置。
【請求項５】
前記ロードセルがプロセッサに接続され、前記プロセッサは、前記ロードセルからの前記電子信号をフィルタリングして処理し、前記電子信号を、注出中に重量を記録するために注出アプリケーション制御論理に送られる重量測定値へ変換する、請求項４に記載の方法または装置。
【請求項６】
前記チューブが前記リザーバキャップを通じて前記リザーバ内へ挿入され、円筒状の円滑な乾燥支持部が前記リザーバキャップに堅固に取り付けられる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法または装置。
【請求項７】
前記チューブが前記リザーバキャップを通じて前記リザーバ内へ挿入され、前記リザーバが、押し込みチューブを強固に保持するチューブホルダを更に含み、前記円筒状の円滑な乾燥支持部が前記チューブホルダに沿って垂直に自由にスライドできる、請求項６に記載の方法または装置。
【請求項８】
前記円筒状の円滑な乾燥支持部が、前記チューブホルダの周りで回転する状態で自由にスライドできる、請求項７に記載の方法または装置。
【請求項９】
前記チューブは、前記コネクタと前記注出ユニットとの間の前記可撓性チューブ部分を用いて前記リザーバ内へ挿入され、前記リザーバがキャップを含み、前記注出装置が前記チューブホルダおよびリザーバホルダのうちの少なくとも一方を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法または装置。
【請求項１０】
前記キャップが押し込みチューブを含み、前記可撓性チューブ部分の一方の末端が前記押し込みチューブに接続される、請求項９に記載の方法または装置。
【請求項１１】
前記可撓性チューブ部分の第２の末端が、前記チューブホルダに結合される硬質チューブに接続される、請求項９または１０に記載の方法または装置。
【請求項１２】
前記チューブホルダが前記注出装置の本体に接続される、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法または装置。
【請求項１３】
前記注出装置がチューブホルダおよびリザーバホルダを含み、前記リザーバホルダが前記計器によって前記チューブホルダに接続される、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法または装置。
【請求項１４】
前記可撓性チューブ部分が前記チューブホルダに結合され、前記可撓性チューブ部分の第２の末端が、前記リザーバホルダに結合される可撓性チューブに接続される、請求項１３に記載の方法または装置。
【請求項１５】
前記チューブが前記可撓性膜を通じて前記リザーバ内へ挿入され、前記可撓性膜は、前記リザーバの口部に対して、該口部の側面の厚さの全体にわたってシールにより固定される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法または装置。
【請求項１６】
前記チューブが前記可撓性膜を通じて前記リザーバ内へ挿入され、前記チューブは、前記可撓性膜を穿孔するための形状部、および、前記可撓性膜を穿孔するための鋭利な尖端を含むキャップのうちの一方を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法または装置。
【請求項１７】
前記チューブが前記可撓性膜を通じて前記リザーバ内へ挿入され、前記可撓性膜は、前記チューブが挿入される場所を示すマークを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法または装置。
【請求項１８】
前記マークの付近の前記可撓性膜は、周囲の膜材料よりも薄い、請求項１７に記載の方法または装置。
【請求項１９】
前記注出装置から注出される前記材料の消費量を求めるための、請求項２〜１８のいずれか一項に記載の装置の使用。
【請求項２０】
前記注出ユニットが動作している間に前記材料の消費量が求められる、請求項１９に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リザーバと注出システムの他の構成要素との間で材料を運ぶとともに電気信号を伝える接続チューブおよび導管によりリザーバに及ぼされる外力に起因する摂動を軽減することによって、動作中に、リザーバからの材料の消費率を高い精度まで重量センサを使用して監視するための方法を提案する。
【背景技術】
【０００２】
気泡センサ、圧力センサ、差圧センサ、レーダーセンサ、超音波センサ、レーザ干渉センサ、リニアフォトセンサ、容量プローブおよび導電プローブ、プランジャ、フローター、および、計器など、リザーバ内の材料（液体、固体、または、気体）の高さ、重量、レベルまたは量を測定するための多くのタイプのセンサが知られている。これらのセンサの多くは、必要とされる確度のセンサが必要とされる用途で使用するにはあまりにも高価な場合があり、あまりにも複雑な場合があり、あるいは、あまりにも脆弱な場合があるため、高い精度が必要とされるときにリザーバから注出される材料の消費率を監視するために工業用途で容易に使用することができない。
【０００３】
例えば、リザーバ内に収容される材料の１ｋｇの消費量を±１グラムの精度まで監視することが望ましい場合がある。材料のレベルを測定することによって消費量が監視される場合、レベルの変化は、リザーバ形状によって決まるとともに、狭い断面を有する非常に高いリザーバを形成することによって最大化され得る。しかしながら、これは、工場内の機器に関する空間制約に起因して、常に可能であるとは限らない。多くの場合、リザーバは小さなコンパクトな形状を有し、また、材料の量の１グラム変化は、一般に、リザーバ内の材料のレベルの０．０５ｍｍ以下の変化に対応する。そのようなレベルの小さい変化を測定することは、非常に高性能で高価なレベルメーターを必要とする場合がある。また、材料の高さ、あるいはレベルを測定することは、多くの他の問題も起こし易い。すなわち、液体の表面が平坦でない場合があり、また、リザーバが傾いている場合には、少なくとも３つのポイントが測定されなければならない。更に、液体が化学物質を含む場合には、感知装置の損傷または腐食を回避するためにセンサを化学物質と接触しないように保護することが必要な場合がある。
【０００４】
リザーバ内の材料の量を測定するための既知の他のタイプのセンサは、歪みメーターまたは計器である。この解決策は、センサをリザーバの外側に配置し、そのため、センサが内容物から保護されるという利点を有する。また、このとき、測定は、リザーバの形状および方向、または、リザーバ内に収容される材料の化学相に依存しない。このタイプの計器の１つの例は、ホイートストンブリッジ原理に基づくＶｉｓｈａｙ  Ｔｅｄｅａ−Ｈｕｎｔｌｅｉｇｈ，  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｉｎｔ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ，  Ｍｏｄｅｌ  １０２２などのロードセルである。このロードセルは、歪みの変化を高い精度まで測定できる低コストセンサである。このセンサに負荷が課されると、センサに垂直な変形が生じる。変形の大きさは、負荷の重量の指標を与える。このロードセルを用いると、例えば、リザーバが注出装置の残りの部分から分離された場合には、先の例におけるリザーバのようなリザーバの重量を±０．０１グラムの精度まで測定することができる。
【０００５】
材料がリザーバから注出されている間にロードセルを使用してリザーバの内容物の重量を求めることは、米国特許第７，７７０，４４８号明細書に記載される。この特許に記載される解決策は、化学的タイプまたは化学相にかかわらずキャニスタ内に収容される化学物質の使用量を測定するという課題を解決するが、キャニスタが注出装置内への挿入前に充填されるときには、存在していない場合があるコネクタからキャニスタに作用する力の差を考慮するためにオペレータがキャニスタの自重を計ることができるようにする風袋計測機能が必要とされるという欠点を有する。
【０００６】
動作中にコネクタの位置が変化する場合、または、動作が中断されてリザーバが移動され、あるいは取り外されて再接続される場合には、コネクタによってリザーバに及ぼされる力が変化する場合があり、また、連続測定が途切れてしまう。この途切れは、測定される材料消費量の最小変化よりも高い程度の大きさ（、あるいはそれ以上）となり得る材料の測定量の急激な変化として解釈される場合がある。より大きな力をリザーバに及ぼすようにコネクタの位置が変化すれば、それはあたかも材料がリザーバに対して突然に加えられたかのようになる。より小さな力がリザーバに及ぼされたかのようにコネクタの位置が変化すれば、それは材料がリザーバから突然に除去されたかのようになる。後者の場合、消費量を監視するオペレータは、漏れが存在したと誤って判断するかもしれない。
【０００７】
このため、米国特許第７，７７０，４４８号明細書に記載される発明は手動風袋計測機能を含むが、手動で再び風袋計測することは、オペレータの介入を要し、したがって、コネクタ位置の変化がオペレータの知識を伴わずに生じる場合には問題を解決しない。また、再風袋計測のためのそのような介入は、時間がかかり、注出の停止を必要とし、それにより、製造効率の低下をもたらす。作業員が注意深くない場合には、作業効率が更に低下される。
【０００８】
ある場合には、消費される材料が非常に貴重である。注出装置が動作している状態でリザーバが注出装置内に挿入される前および装置が停止されてリザーバが除去されるときのいずれかにおいて、材料が適切に考慮されるようにする、あるいは材料が注出中に漏れないようにするために、監視が望ましい場合がある。この場合、リザーバが注出機器から除去されるときにどのくらいの量の材料がリザーバ内に残存されるのかを知ることが重要である。
【発明の概要】
【０００９】
既存の解決策は、注出中に、および、測定装置の較正を確実に行なうことができないときに、リザーバからの材料の消費量を高い精度まで正確に測定するための方法を与えない。
【００１０】
これらの理由のため、注出動作中に、あるいはメンテナンス手続きを行なう間に風袋計測のための手動操作介入を要することなく正確な測定を可能にする解決策を見出すことが必要である。
【００１１】
リザーバの重量の正確な測定は、注出動作が完了されるまでコネクタによってリザーバに及ぼされる外力の大きさ、あるいは方向が変化しない限り、注出ユニットが動作している間に可能となる。コネクタが可撓性材料から構成されるときには、チューブの長さの弾力性の限界内でコネクタが移動されれば、あるいはコネクタの位置が変化すれば、材料が外力を受けて変形し、また、チューブによってリザーバに及ぼされる力の変化を無視できる。
【００１２】
しかしながら、チューブは、注出される材料をリザーバからシステムの他の構成要素まで搬送するための導管としての役目を果たすため、チューブは、しばしば、材料の流れを停止させて注出ユニットを遮断し得るキンクを防止するために硬質または半硬質である。リザーバを除去する際または機械のメンテナンスを行なう際に柔軟性をもたせるため、または、コストの理由により、チューブはしばしば半硬質であり、したがって、チューブを容易に移動できるが、チューブは、位置の変化に応じて部分的にのみ変形できる。この場合、チューブが可変力をリザーバに及ぼすことを防止するために、力が排除され、あるいは一定にされなければならない。
【００１３】
ロードセルなどの適正な精度の計器を使用すると、後述する実施形態のうちの１つで実施される際に外部摂動からの影響を伴うことなくリザーバ内の材料の量を高い精度まで測定することができる。
【００１４】
例示的な実施形態において、歪みメーターまたはロードセルなどの計器は、注出される材料を収容するリザーバの下側に配置される。材料がインクまたは溶媒であってもよく、また、リザーバがプリンタ内に収容されてもよい。ロードセルはプロセッサに接続され、プロセッサは、ロードセルからの電子信号をフィルタリングして処理し、それにより、注出中に重量を記録するために信号を注出アプリケーション制御論理に送られる重量測定値へ変換する。注出される材料を注出装置（例えばプリンタ）内のリザーバ内へおよびリザーバから運ぶチューブは、後述する３つの方法のうちの１つによってリザーバ内へ挿入され、それぞれの方法は、接続チューブによってリザーバに及ぼされる変化する外力の問題を解決する。このようにして、記録された重量は、ソフトウェアアプリケーションまたは注出制御ユニットコントローラによってログされてもよく、随意的にスクリーン上でオペレータに対して表示されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である（図２の断面Ａ−Ａ）。
【図２】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である。
【図３】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である（図１の詳細Ｃ）。
【図４】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である（図１の詳細Ｄ）。
【図５】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である。
【図６】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である（図７の断面Ｂ−Ｂ）。
【図７】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である。
【図８】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である。
【図９】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である。
【図１０】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である。
【図１１】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である（図８の詳細Ｆ）。
【図１２】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である（図６の詳細Ｅ）。
【図１３】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である。
【図１４】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である（図１５の断面Ｇ−Ｇ）。
【図１５】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である。
【図１６】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である。
【図１７】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である。
【図１８】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である。
【図１９】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である（図１４の詳細Ｈ）。
【図２０】コネクタを取り囲む可撓性膜の実施形態を示す図である。
【図２１】コネクタと注出ユニットとの間の可撓性チューブ部分の実施形態を示す図である。
【図２２】コネクタと注出ユニットとの間の可撓性チューブ部分の実施形態を示す図である（図２１の詳細Ｉ）。
【図２３】コネクタと注出ユニットとの間の可撓性チューブ部分の実施形態を示す図である。
【図２４】コネクタと注出ユニットとの間の可撓性チューブ部分の実施形態を示す図である。
【図２５】コネクタと注出ユニットとの間の可撓性チューブ部分の実施形態を示す図である（図２４の詳細Ｊ）。
【図２６】コネクタと注出ユニットとの間の可撓性チューブ部分の実施形態を示す図である。
【図２７】スライドキャップの実施形態を示す図である。
【図２８】スライドキャップの実施形態を示す図である（図２７の詳細Ｋ）。
【図２９】スライドキャップの実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
リザーバと注出ユニットとの間のコネクタによりリザーバに及ぼされる力の変化の問題を解決するために、以下の３つの解決策について説明する。
１．コネクタを取り囲む可撓性膜（図１〜図２０）
２．コネクタと注出ユニットとの間の可撓性チューブ部分（図２１〜図２６）
３．スライドキャップ（図２７〜図２９）
【００１７】
１．コネクタを取り囲む可撓性膜（この段落における全ての番号は図１〜図２０を参照する）
材料リザーバに作用する外力は、リザーバの開口部内に直接にコネクタ（チューブ、ケーブル、針など）を配置することによって排除されてもよいが、材料が蒸発または昇華を起こし易い場合、あるいは、本明細書中では容器とも呼ばれるリザーバが他の理由のために閉じられたままでなければならない場合、あるいは、材料が有害である、あるいは変性を起こし易い場合には、そのような解決策は実現不可能である。この場合、リザーバの開口は、チューブをリザーバ内に挿入して材料の注出または補充を可能にするためにチューブが押し込まれる、弾力性が低くてもよい適切な材料（例えば、テフロン（登録商標）ＦＥＰ、ＰＦＡ、および、ＴＦＥ；ポリプロピレンＰＰ、ポリプロピレン共重合体ＰＰＣＯ）から形成されるシール、膜、フィルム、または、箔によって閉じられてもよい。
【００１８】
シールを使用することは、リザーバが注出ユニット内へ配置される前の配送中および倉庫保管中に不正開封防止機能を与えるという更なる利点を有する。材料を除去しようとする、あるいは材料をリザーバ内へ挿入しようとする試みは殆どの場合にシールを破壊し、それにより、明らかな痕跡が膜に残る。図１は、シールされた開口３を有するとともに注出される材料２を収容するリザーバ１を示す。
【００１９】
チューブは、図６に示されるように、チューブを膜内へ押し込むことによってリザーバ内へ挿入される。例示目的のために１つのチューブだけが示されるが、実際には、異なるタイプの材料を加えなければならない、あるいは除去しなければならない場合には、幾つかのチューブが膜を貫通して挿入されてもよい。１つのチューブがリザーバから材料を注出するために使用されてもよく、一方、他のチューブが未使用の材料をリザーバへ戻すために使用されてもよい。幾つかの用途では、特定の粘度を維持するために溶媒を材料に加えることが必要な場合があり、その場合には、更なるチューブが必要とされてもよい。リザーバ内に配置されるセンサに接続されて注出装置の制御ユニットおよびセンサへならびに制御ユニットおよびセンサからデータまたは電気信号などの他の信号を送信するためのケーブルまたは導管などの他のタイプのコネクタが、膜を通じてリザーバ内へ挿入されてもよい。
【００２０】
膜３は、接着によって、あるいはヒートシールまたは超音波シールなどのシール方法によってリザーバの口部に固定される。図３は、開口の側面の全体にわたってシール３によりリザーバに取り付けられる膜２の縁部の拡大図を示す。選択されたシール方法は、開口の側面からシールを引き離すことなくチューブを挿入できるように、膜がチューブによって穿孔されるときに加えられる力に耐えるのに十分強力なシールをもたらす。また、耐密なシールは、容器が上下をひっくり返される場合にシールが破壊しないようにする。注出される材料が腐食性である場合、膜は、内側の材料と接触することによって脆弱化される、あるいは損傷されることを避けるために、リザーバ内に収容される材料の腐食作用に耐性がある材料から形成されてもよい。例えば、多くの工業用溶剤は、シール膜として一般に使用される幾つかのタイプの材料に対して損傷を与えることが知られている。
【００２１】
チューブの端部は、図９および図１０に示されるように穿孔のための特別な形状を有するように形成されてもよく、あるいは、挿入を助けるために、例えば鋭利な金属尖端または同様の形状を有する特別なキャップが取り付けられてもよい。チューブがリザーバ内へ挿入されると、膜が部分的に裂け、それにより、チューブは容器内の材料中へ押し入ることができる。開口は、図８に示されるダイヤモンド形状などの特徴的パターンを有してもよく、その場合、円形チューブがダイヤモンドの辺の中心と接触する。この例では、シールが完全ではなく、また、図１１に示されるような隅にある隙間を通じて少量の空気がリザーバに対して出入りする場合がある。
【００２２】
１つの実施形態において、膜の材料は、チューブが挿入される場所を示すマークを含むように形成される。図２に示されるようにチューブが膜に押し込まれるときに膜全体が引き裂かれないように引き裂き位置を制御するため、マーク付近の膜の領域が周囲の材料より薄くてもよい。１つの実施形態において、マークされた領域は、円形リングによって取り囲まれる十字形状を含み、これは膜の製造中に予め形成される。用意された膜の断面が図４に示されており、図中、十字形の長いバーが６で示される。リング５の薄い部分は、チューブが十字に押し込まれるときに膜が裂けるが、チューブが円形リングに達するときには裂けが停止するように引き裂きを制限して膜が完全に破壊するのを避ける。
【００２３】
チューブは、チューブと膜との間の静止摩擦によって支持される。チューブに作用する印加力がチューブと膜との間の静止摩擦係数に打ち勝つのに不十分である限り、膜の材料が補償するように僅かに変形し、また、チューブは所定位置にとどまる。力が材料の変形により吸収され得るよりも大きなって静止摩擦係数よりも大きくなると、チューブが滑り、それにより、摩擦係数に再び達するまでチューブに作用する更なる力が緩和される。したがって、このスティックスリップ現象によって可変外力がほぼ排除される。
【００２４】
チューブが膜を通じてリザーバ内へ挿入されるときに更に耐密なシールがチューブの周囲で必要とされる場合には、膜がその最初の形状へ戻ろうとする弾性材料から形成されてもよく、それにより、チューブがリザーバ内へ押し込まれる時点でチューブの周囲に耐密なシールが形成される。接続するチューブからの変化する力に応じた弾性膜の変形は、ロードセルによって測定される重量に対する変化する力の影響を弱める。
【００２５】
これが図１４〜図１９に示される。チューブが弾性膜に押し込まれ、その結果、チューブによる穿孔後に弾性膜がその最初の形状へ戻ろうとする際にチューブの周囲にシールを形成する（図１９）。チューブに作用する力が変化するにつれ、膜は、力の変化に応じて上方へ、あるいは下方へ変形する（図１７〜図１８）。リザーバに及ぼされる力の垂直成分は、膜が変形されるにつれて垂直成分と水平成分とに分けられ、それにより、ロードセル測定値に影響を及ぼすリザーバに作用する垂直力は、レバーアームの長さ、すなわち、膜の半径に比例する分だけ減衰される。膜がその最小量および最大量だけ移動されるときに押し込みチューブに対して膜により加えられる力の垂直成分の結果的な差は、所望の測定確度に相当する量の材料が加えられ、あるいは除去されるときに重量センサに加えられる力よりも小さい。
【００２６】
膜の特性に関する先の所見が当てはまる。すなわち、材料は、膜を穿孔するときに加えられる力とリザーバが上下をひっくり返される場合の内側の材料の重量とを支える接着によって、あるいはヒートシールまたは超音波シールなどのシール方法によってリザーバの口部に固定される。注出される材料が腐食性である場合、膜の材料は、内容物と接触することによって脆弱化される、あるいは損傷されることを避けるため、リザーバ内に収容される材料のタイプによる損傷に耐性を示すように選択される。しかしながら、この場合、弾性膜は、チューブがリザーバ内へ挿入されるときに裂けるが、膜は、接続するチューブからの圧力の変化により破壊することなくほぼ完全に変形する。
【００２７】
２．コネクタと注出ユニットとの間の可撓性チューブ部分（この段落における全ての番号は図２１〜図２６を参照する）
図２１および図２４に示されるように、重量センサ６、例えばロードセルは、リザーバ１、リザーバの内容物２、リザーバキャップ３、チューブホルダ１７、押し込みチューブ１３、押し込みセンサ１４、可撓性チューブ１１、チューブ内容物１２、センサ配線８、および、注出ユニットアセンブリに関連する他の部品の重量を測定するために使用される。重量センサは、データリンク１６を使用してコントローラ７に接続される。リザーバ１から注出される材料２は、インク、溶媒、または、これらの両方の混合物を含む任意のタイプまたは相（気体、液体、または、固体）を成すことができる。
【００２８】
材料の全てが注出された場合には、空のリザーバが交換され、あるいは補充されてもよい。交換作業または補充作業は、一般に、リザーバキャップ３を取り外して、リザーバ１を他の容器と交換することを必要とする。リザーバ１、リザーバキャップ３、押し込みチューブ１３、押し込みセンサ１４、または、センサ６に重量を課す任意の部品の取り外し、交換、補充、検査、または、他の操作の最中に、チューブ１１およびケーブル８によりリザーバに加えられる力が変化する場合がある。この変化は、特に、操作の前後で正確に同じ位置にないチューブ１１およびケーブル８の動きに起因する。また、チューブ１１および／またはケーブル８は、リザーバから注出される材料の流れを妨げる可能性があるキンクを防止しつつ、メンテナンス中に破壊を伴わずに操作を可能にする可撓性または部分的に可撓性の材料から形成される。これらの特性により、チューブ１１およびケーブル８は、望ましくない可変力をキャップ３に対して、したがって重量センサ６に対して加え、それにより、リザーバから注出される材料２の量が不変のままであるということにもかかわらず、重量の変化が記録される場合がある。重量センサ６の末端の動きは、一般に、全負荷で数ミリ未満である。
【００２９】
前述した問題を克服するために、チューブ１１およびケーブル８は、屈曲時に非常に低い力をもたらす非常に可撓性がある材料から形成されてもよい。センサ末端６の小さい動きに起因して、キャップ３に加えられてチューブおよび／またはケーブルの位置に依存する望ましくない力の大きさが減少される。
【００３０】
この実施形態（図２１〜図２３）において、可撓性チューブ１１およびケーブル８の第１の末端は、例えば標準的なチューブ固定具またはケーブル固定具を使用して、押し込みチューブ１３およびセンサ１４に接続される。可撓性チューブ１１およびケーブル８の第２の末端は硬質のチューブ９およびケーブル１０に接続され、硬質のチューブ９およびケーブル１０はいずれもチューブ固定機構またはケーブル固定機構１５を使用してチューブホルダ５に結合され、固定機構１５は、例えば、チューブを互いに圧着する穴、または、市販の標準的なチューブ結合システムまたはケーブル結合システムであるが、これらに限定されない。硬質のチューブ９およびケーブル１０の第２の末端は、通常、注出ユニット、例えばプリンタまたはプリンタヘッド（図示せず）と接続される。固定具１５は、チューブ９またはケーブル１０により加えられる力をシステム本体４に接続されるチューブホルダ５に伝える。チューブ１１およびケーブル８の長さ、方向、および、位置は、リザーバ１、リザーバキャップ３、押し込みチューブ１３またはセンサ１４の取り外し、交換、補充、検査、または、他の操作の最中にほぼ同じままであり、また、チューブ１１およびケーブル８の材料の可撓性は、任意の操作の前後での結果として生じる力の変化を減少させる。
【００３１】
他の実施形態（図２４〜図２６）において、可撓性チューブ１１およびケーブル８の第１の末端は、例えば標準的なチューブ固定具またはケーブル固定具を使用して、押し込みチューブ１３およびセンサ１４に接続される。チューブ１１およびケーブル８の第２の末端は可撓性チューブ１９および可撓性ケーブル１８に接続され、チューブ１９およびケーブル１８はいずれもチューブ固定機構またはケーブル固定機構２１を使用して容器ホルダ２２，２３に結合され、固定機構２１は、例えば、チューブを互いに圧着する穴、または、市販の標準的なチューブ結合システムまたはケーブル結合システムであるが、これらに限定されない。可撓性チューブ１９および可撓性ケーブル１８の他方の末端は、硬質のチューブ９およびケーブル１０に接続され、硬質のチューブ９およびケーブル１０はいずれもチューブ固定機構またはケーブル固定機構１５を使用してチューブホルダ５に結合され、固定機構１５は、例えば、チューブを互いに圧着する穴、または、市販の標準的なチューブ結合システムまたはケーブル結合システムであるが、これらに限定されない。
【００３２】
固定具１５は、チューブ９またはケーブル１０により加えられる力をシステム本体４に接続されるチューブホルダ５に伝える。チューブ１９およびケーブル１８の長さ、方向、および、位置は、リザーバ１、リザーバキャップ３、押し込みチューブ１３またはセンサ１４の取り外し、交換、補充、検査、または、他の操作の最中に同じままであり、また、チューブ１９およびケーブル１８の材料の可撓性は、システム本体４に対するリザーバホルダ２２，２３の小さな動きに起因して、結果として生じる力の変化を減少させる。
【００３３】
ケーブル８、チューブ１１、および、チューブ内に収容される材料１２によってキャップ３に加えられる力は、重量センサ６によって行なわれる測定を妨げない。これは、関連する力ループが重量センサ６を通らずにリザーバホルダ２２，２３内に封じ込められるからである。したがって、重量センサ６により測定される部品に加えられる外力は、注出される材料の重量と可撓性チューブ１９およびケーブル１８によって加えられる力との和にすぎない。これらのチューブおよびセンサは、決して操作されず、僅かに移動するにすぎないため、それらにより加えられる力は、再現性があり、リザーバ１、リザーバキャップ３、押し込みチューブ１３またはセンサ１４に対する操作が行なわれるときに変化しない。
【００３４】
３．スライドキャップ（この段落における全ての番号は図２７〜図２９を参照する）
他の実施形態において、重量センサ６は、リザーバ１、リザーバ内に収容される材料２、リザーバキャップ３、および、円筒状の円滑な乾燥支持部２０の重量を測定するために使用される。
【００３５】
更なる実施形態において、押し込みチューブ１３および押し込みセンサ１４はチューブホルダ１７によって強固に保持される。チューブホルダ１７はチューブホルダ５に対して更に強固に取り付けられる。チューブ１１およびケーブル８の第１の末端は、例えば標準的なチューブ固定具またはケーブル固定具を使用して、押し込みチューブ１３およびセンサ１４に接続される。チューブ１１およびケーブル８の第２の末端は硬質のチューブ９およびケーブル１０に接続され、硬質のチューブ９およびケーブル１０はいずれもチューブ固定機構またはケーブル固定機構１５を使用してチューブホルダ５に結合され、固定機構１５は、例えば、チューブを互いに圧着する穴、または、市販の標準的なチューブ結合システムまたはケーブル結合システムであるが、これらに限定されない。固定具１５は、チューブ９またはケーブル１０により加えられる力をシステム本体４に接続されるチューブホルダ５に伝える。重量センサ６は、データリンク１６を使用してコントローラ７に接続される。リザーバ１から注出される材料２は、インク、溶媒、または、これらの両方の混合物を含む任意のタイプまたは相を成すことができる。
【００３６】
チューブホルダ１７は、キャップ３に堅固に取り付けられる円筒状の円滑な乾燥支持部２０に対して取り付けられない。円筒状の円滑な乾燥支持部２０は、チューブホルダの周りで回転する状態でチューブホルダ１７に沿って垂直に自由にスライドできる。
【００３７】
重量センサ６上に配置される、あるいは重量センサ６から除去される重量は、重量の大きさに比例する垂直な変形をもたらす。したがって、リザーバ１の中身を排出する（または、充填する）間、押し込みチューブ１３を通じて、リザーバ１の垂直位置が変化する。リザーバ１の垂直位置が変化すると、（リザーバキャップ３内の）円筒状の円滑な乾燥支持部２０がチューブホルダ１７に沿って（チューブホルダの周囲で）自由に（垂直に、および、回転状態で）スライドする。
【００３８】
このようにすると、それ自体がシステム本体４に強固に接続されるチューブホルダ５に対してそれ自体が堅固に取り付けられるチューブホルダ１７に対して押し込みチューブ１３、押し込みセンサ１４、チューブ１１、および、ケーブル８の全てが堅固に強固に取り付けられるため、リザーバ１、リザーバキャップ３、または、センサ６に重量を課す任意の部品の取り外し、交換、補充、検査、または、他の操作の最中に、押し込みチューブ１３、押し込みセンサ１４、チューブ１１、および、ケーブル８によって力が加えられない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図５−ａ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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