(57)【要約】【課題】簡素化した構造の装置でありながら、複数の容器に充填することを想定した場合であっても作業時間が短く、また、容器を汚す虞がないインク充填装置を提供する。【解決手段】本発明に係るインク充填装置は、吸引手段３１、充填手段３２、及び駆動手段３３を備え、吸引手段３１及び充填手段３２それぞれには、インク充填用の容器に挿入するように構成された水平方向に伸長しているノズル６，７が設けられており、ノズル６，７にはその鉛直方向の上側に、容器の内部と連通する開口部６ａ，７ａが形成されている。ノズル６，７同士は、互いの伸長方向を平行にして、鉛直方向に上下に並んで配置されており、駆動手段３３は、ノズル６，７同士を一体的に鉛直方向に上下に移動させるように構成されている。【選択図】図１
2010228224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを収容するための容器の内部にある気体を吸引する吸引手段と、当該容器の内部にインクを充填する充填手段とを備えたインク充填装置であって、
上記吸引手段及び上記充填手段はそれぞれ、上記容器に挿入するように構成されている水平方向に伸長したノズルを一端に配したノズル配管を有しており、
上記ノズルにおける鉛直方向の上側には、上記容器の内部と連通する開口部が形成されており、
各上記ノズル同士は、互いの伸長方向を平行にして、鉛直方向に上下に並んで配置されており、
上記インク充填装置は更に、上記ノズル同士を一体的に鉛直方向に上下に移動させて、上記吸引手段の上記ノズルを上記容器に挿入した後で引き抜き、続いて、上記充填手段の上記ノズルが当該容器に挿入されるように駆動する駆動手段を備えていることを特徴とするインク充填装置。
【請求項２】
複数の上記容器を鉛直方向に並べて収納することができるように構成された収納手段を更に備えており、
上記収納手段に収納された各上記容器は、当該容器の充填口が水平方向に開口しているように配置されることを特徴とする請求項１に記載のインク充填装置。
【請求項３】
各上記容器は、各上記充填口が上記ノズルの先端と対向するように、上記収納手段に収納されており、
隣接する上記容器同士の上記充填口と上記充填口との間の長さは、上記吸引手段の上記ノズルと上記充填手段の上記ノズルとの間の長さと等しいことを特徴とする請求項２に記載のインク充填装置。
【請求項４】
上記収納手段は、上記ノズルの先端との対向側とは反対側から各上記容器を挿入できるように構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のインク充填装置。
【請求項５】
上記充填手段の上記ノズルは、上記吸引手段の上記ノズルよりも鉛直方向の下方に配置されていることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載のインク充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に用いるインクが収容可能な容器にインクを充填する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出させるインクジェット記録装置のインク供給源として、インクを交換可能とするインクカートリッジが使用されている。このインクカートリッジは通常、インクを収容するための可撓性を有するインク収容袋と、同インク収容袋を内蔵し、固定及び収容するインクカートリッジケースによって構成されている。インクカートリッジ内のインク収容袋はアルミラミネートフィルムからなる四角形形状を成しており、インク収容袋の一辺は高い弾性材料で構成された樹脂及びシリコンゴム製の充填口（スパウト）が熱溶着されている。インク充填装置はこの充填口からインクカートリッジ内のインク収容袋にインクを充填する。インク収容袋にインクを充填後、インクカートリッジをインクジェット記録装置に搭載する。インクジェット記録装置のインク供給配管に付属したノズル、または中空ニードルをインク収容袋の充填口に挿入して記録ヘッドと連通させることによって、記録ヘッドにインクを供給している。そして、インク収容袋内のインク量が無くなる、またはインクが劣化して品質が低下、つまりインクの寿命が近づくことで新規のインクカートリッジと交換し、インクジェット記録装置が長期に及んでインクを吐出させることを可能としている。
【０００３】
ところで、記録ヘッドにインクを供給する時に、インクが含有する気体の溶存量が多ければ、記録ヘッドまでの流路や記録ヘッド内インク室で気泡が発生し、不吐出の発生や記録精度の劣化を引き起こすという不都合がある。
【０００４】
そこで、インク充填装置によってインクカートリッジ内のインク収容袋にインクを充填する際には、気体溶存量を十分に低減させた脱気インクを充填するという対策が取られている。更には脱気インクの充填に先立って、インク収容袋内部に封止された残存気体をインク充填装置内で吸引して排出する工程をとることで、インク収容袋に残存する気体を除去し、インク収容袋に充填された脱気インクの気体溶存量が増加することを防ぐ対策がとられている。
【０００５】
インク充填前にインク収容袋内の残存気体を排出する方法として、例えば、特許文献１に示すような対策が提案されている。
【０００６】
図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す液体充填装置は、特許文献１の構成を示した図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す液体充填装置は、液体充填用の液体容器１０１（すなわち上記インク収容袋）に液体Ｌを充填するための充填部１１０と、液体容器１０１に結合して、液体容器１０１内の気体を吸引するための吸引部１２０とを備えている。充填部１１０は、充填する液体Ｌが収容された液体タンク１１１と、その液体Ｌを送出し、その液体Ｌが気体と接しないチューブポンプ等の液送ポンプ１１２と、その液体Ｌ中に含まれた気体を物理的に除去する脱気膜（脱気手段）１１３と、充填部１１０を液体容器１０１に結合するノズル１１４等とから構成されている。脱気膜１１３は、充填部１１０における液体Ｌを充填する経路中にであって、液送ポンプ１１２とノズル１１４の間に挿入されており、例えば、中空糸膜などが用いられている。吸引部１２０は、液体容器１０１と真空ポンプ１２３とを連結する管の途中に設けられ、液体の逆流防止と真空ポンプ１２３の保護に用いるトラップ１２１と、そのトラップ１２１を通して、液体容器１の真空吸引を行う真空ポンプ１２３等とから構成されている。
【０００７】
このような構成において、液体容器１０１へ液体Ｌを充填封入するときに、先ず、図５（ａ）に示すように、真空ポンプ１２３によって、トラップ１２１を通して液体容器１０１の真空吸引を行う。これにより、充填前に液体容器１０１内の気体を排気される。次に、図５（ｂ）に示すように、中空糸膜等の脱気膜１１３により、溶存酸素濃度を減らした液体Ｌを液体容器１０１に充填する。この充填のためには、液体Ｌが気体と接しないチューブポンプ等の液送ポンプ１１２を使用する。最後に、図５（ｃ）に示すように、液体Ｌを充填後に、真空ポンプ１２３によって、液体容器１０１内の液体Ｌの一部と共に気体をトラップ１２１を介して吸引し、液体容器１０１外に排出するという過程を経て、液体容器１０１内への液体Ｌの充填が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−９４６８７号公報（２００３年４月３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の構成では、装置が大型化するという問題がある。すなわち、特許文献１に開示されている構成では、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、先ずは吸引部１２０のノズル１２４が液体容器１０１に接近、連結されて吸引が完了すると、そのノズル１２４を液体容器１０１から引き離し、続いて、充填部１１０のノズル１１４が液体容器１０１に接近、連結されてノズル１１４から液体が充填される。そして、液体の充填が完了すると、そのノズル１１４を液体容器１０１から引き離し、ノズル１１４が退去した後、再び、吸引部１２０のノズル１２４を液体容器１０１に接近、連結させて排気した後、吸引部１２０のノズル１２４を引き離して液体容器への液体の充填作業が完了する。すなわち、吸引部１２０及び充填部１１０が各々、別々に駆動されることになるため、それぞれの設置スペースが必要になり、また、各々の動きを互いに連動しつつ動作させるための駆動系及び制御系が必要となり、装置全体として占有スペースを広く確保しなければならない。
【００１０】
また、複数の液体容器に充填することを想定した場合、１つ１つの液体容器に対して、ノズル１２４の連結及び引き抜き、続いて、ノズル１１４の連結及び引き抜き、続いて、ノズル１２４の連結及び引き抜きという作業を繰り返さなければならず、作業時間が長期に及ぶという問題がある。
【００１１】
また、特許文献１の構成では、液体容器１０１の上面が液体充填作業中に液体によって汚染される虞がある。すなわち、特許文献１に開示されている構成では、液体容器１０１の上方に充填部１１０のノズル１１４が位置する構成となっているため、ノズル１１４からの液体充填の完了直後にノズル１１４を液体容器１０１の上面に設けられた充填口（不図示）から外す際、ノズル１１４から液体が落ちて液体容器１０１の上面が汚れる虞がある。これは、吸引部１２０のノズル１２４においても同様のことが言える。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、従来構成に比べて簡素化した構造の装置でありながら、複数の容器に充填することを想定した場合であっても作業時間が短く、また、容器を汚す虞がないインク充填装置を提供することである。
【００１３】
すなわち、本発明に係るインク充填装置は、上記の課題を解決するために、インクを収容するための容器の内部にある気体を吸引する吸引手段と、当該容器の内部にインクを充填する充填手段とを備えたインク充填装置であって、上記吸引手段及び上記充填手段はそれぞれ、上記容器に挿入するように構成されている水平方向に伸長したノズルを一端に配したノズル配管を有しており、上記ノズルにおける鉛直方向の上側には、上記容器の内部と連通する開口部が形成されており、各上記ノズル同士は、互いの伸長方向を平行にして、鉛直方向に上下に並んで配置されており、上記インク充填装置は更に、上記ノズル同士を一体的に鉛直方向に上下に移動させて、上記吸引手段の上記ノズルを上記容器に挿入した後で引き抜き、続いて、上記充填手段の上記ノズルが当該容器に挿入されるように駆動する駆動手段を備えていることを特徴としている。
【００１４】
上記の構成によれば、上記駆動手段がノズル同士を一体的に鉛直方向に上下に移動させることができる。すなわち、上記吸引手段のノズルと、上記充填手段のノズルとが別々に駆動されるのではなく、１つの駆動系及び制御系を用いるだけで、インクを収容するための容器の内部にある気体を吸引し、且つ、当該容器の内部にインクを充填することができる。そのため、上記吸引手段のノズルと、上記充填手段のノズルとが別々に駆動される従来構成と比較して、装置の構造を簡素化し、装置の大型化を防ぐことが可能となる。
【００１５】
また、本発明のインク充填装置の構成によれば、上記吸引手段のノズルと、上記充填手段のノズルとが、鉛直方向に上下に並んで配置されていて、これを一体的に鉛直方向に上下に移動させる構成となっている。そのため、鉛直方向に複数の容器を配置すれば、一体的に鉛直方向に移動させるという比較的単純な動作により、複数の容器を一度に処理（気体吸引及びインク充填）することができる。
【００１６】
また、上記の構成によれば、水平方向に伸長したノズルが容器に挿入するように構成されているノズル配管を有していることから、容器を汚す虞がない。これは、ノズルの鉛直方向の下方に容器が配置されていないためである。すなわち、容器に挿入された当該ノズル配管のノズルを、容器から退去させた際に、仮にノズルからインクが垂れ落ちることがあっても、当該容器はノズルのほぼ水平方向に位置しているため、鉛直方向の下方に垂れ落ちるインクは容器に付着しない。
【００１７】
また、そもそも、本発明のインク充填装置に設けられた充填手段のノズルには、そのノズルにおける鉛直方向の上流側に上記開口部が形成されている。これにより、当該ノズルの開口部から容器内にインクの排出（充填）が完了した後や、ノズルが鉛直方向に移動している際などに、上記充填手段のノズルの開口部からインクが不都合に垂れる虞がない。
【００１８】
すなわち、本発明の構成によれば、装置を汚染する虞も少なく、よって、インク汚染により生じる不都合な事態を回避することができる。
【００１９】
また、本発明に係るインク充填装置は、上記の構成に加えて、複数の上記容器を鉛直方向に並べて収納することができるように構成された収納手段を更に備えており、上記収納手段に収納された各上記容器は、当該容器の充填口が水平方向に開口しているように配置されることが好ましい。
【００２０】
これにより、上記駆動手段による上記吸引手段のノズル配管と、上記充填手段のノズルとの一体的な鉛直方向移動に沿って、複数の容器にインクを充填することが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係るインク充填装置は、上記の構成に加えて、各上記容器は、各上記充填口が上記ノズルの先端と対向するように、上記収納手段に収納されており、隣接する上記容器同士の上記充填口と上記充填口との間の長さは、上記吸引手段の上記ノズルと上記充填手段の上記ノズルとの間の長さと等しいことが好ましい。
【００２２】
これにより、上記駆動手段による上記吸引手段のノズルと、上記充填手段のノズルとの一体的な鉛直方向移動に沿って、複数の容器に連続してインクを充填することが可能となる。すなわち、収納手段に収納された連続する３つの容器（容器Ａ、Ｂ、Ｃがこの順で配置されているとする）のうち、まず、容器Ａが気体を吸引されている間に、容器Ｂにインクを充填され、次に駆動手段が上記吸引手段のノズルと上記充填手段のノズルとを一体的に鉛直方向に移動させれば、容器Ｂに充填手段のノズル配管が挿入されてインクの充填が行われ、その間に、容器Ｃの気体を吸引することができる。これにより、複数の容器に効率的にインク充填を実施することができる。
【００２３】
また、本発明に係るインク充填装置は、上記の構成に加えて、上記収納手段が、上記ノズルの先端との対向側とは反対側から各上記容器を挿入できるように構成されていることが好ましい。
【００２４】
これにより、駆動手段によって上記吸引手段のノズルと、上記充填手段のノズルとが一体的に鉛直方向に移動している間に、すなわち移動を中断させることなく、インク充填が完了した容器を収納手段から取り出して空の容器に交換することができる。よって、インクの充填タクトを向上させることができる。
【００２５】
また、本発明に係るインク充填装置は、上記の構成に加えて、上記充填手段の上記ノズルは、上記吸引手段の上記ノズルよりも鉛直方向の下方に配置されていることが好ましい。
【００２６】
これにより、万が一、上記充填手段の上記ノズルからインクが液垂れしたとしても、当該ノズル配管の鉛直方向下方に吸引手段のノズルが配置されていないため、吸引手段のノズルを汚すことがない。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るインク充填装置は、以上のように、インクを収容するための容器の内部にある気体を吸引する吸引手段と、当該容器の内部にインクを充填する充填手段とを備えたインク充填装置であって、上記吸引手段及び上記充填手段はそれぞれ、上記容器に挿入するように構成されている水平方向に伸長したノズルを一端に配したノズル配管を有しており、上記ノズルにおける鉛直方向の上側には、上記容器の内部と連通する開口部が形成されており、各上記ノズル同士は、互いの伸長方向を平行にして、鉛直方向に上下に並んで配置されており、上記インク充填装置は更に、上記ノズル同士を一体的に鉛直方向に上下に移動させて、上記吸引手段の上記ノズルを上記容器に挿入した後で引き抜き、続いて、上記充填手段の上記ノズルが当該容器に挿入されるように駆動する駆動手段を備えていることを特徴としている。
【００２８】
これにより、従来構成に比べて簡素化した構造の装置でありながら、複数の容器に充填することを想定した場合であっても作業時間が短く、また、容器を汚す虞がないインク充填装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るインク充填装置の一実施形態の構成を示す側面図である。
【図２】本発明に係るインク充填装置の要部の一つであるノズル配管のノズルの構造を示した拡大側面図である。
【図３】図２に示したノズル配管のノズルが容器に挿入されている状態を示した拡大図である。
【図４】本発明に係るインク充填装置の要部の一つであるノズル配管の構成を示した側面図である。
【図５】従来の装置構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
〔実施の形態１〕
以下、本発明に係るインク充填装置の第１の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００３１】
本実施形態におけるインク充填装置は、インクカートリッジに内蔵されたインク収容袋にインクを送液して充填するために用いることができる。
【００３２】
ここで先ずインクカートリッジの構成について説明する。インクカートリッジ１（容器）は、図１に示すように、可撓性を有するインク収容袋３（容器）を内蔵している。インク収容袋３はアルミラミネートフィルムからなる四角形形状を成しており、開口部である充填口２を圧着する面及び容器として形成させるための３辺を熱圧着して密閉空間を有した充填口２付の袋パックを使用している。また充填口２はシリコンゴムといった弾性部材によって成形されており、インク充填時のノズル挿入やインクジェット記録装置への搭載時に記録装置のインク供給針を繰り返し挿し込まれても、その封止状態を維持できるものである。
【００３３】
ところでインク収容袋３はその製造過程において、密閉されたインク収容袋の内部にある程度の気体を取り込んだまま封止されている。この状態のままインクを充填すると、インク収容袋３内で残存気体がインクに溶解し、インクの気体溶存量が増加する。このためインクの充填に先立ってインク収容袋３内の残存気体を充填口２から吸引して排出する必要がある。
【００３４】
そこで、本実施形態におけるインク充填装置を用いることにより、インク収容袋３の内部にある気体を吸引した後で、インク収容袋３の内部にインクを液送することで、インクの気体溶存量を増加させることなく充填することを実現することができる。そのために、本実施形態におけるインク充填装置は、図１に示すように、インクカートリッジ１に内蔵されたインク収容袋３の内部に存在する気体を吸引する吸引手段３１と、インク収容袋３の内部にインクを液送して充填する充填手段３２と、吸引手段３１及び充填手段３２を駆動する駆動手段３３と、インクカートリッジ１を収納し保持するカートリッジホルダ４（収納手段）とを備えている。
【００３５】
本実施形態の主な特徴は、吸引手段３１に具備された気体吸引ノズル６と、充填手段３２に具備されたインク充填ノズル７とが、互いに水平に伸長しており、且つ、互いが一体的に鉛直方向に移動する構成となっている点にある。
【００３６】
以下、吸引手段３１と、充填手段３２と、駆動手段３３と、カートリッジホルダ４とについて構造及び機能を説明する。
【００３７】
＜吸引手段３１＞
上記吸引手段３１は、インクカートリッジ１に内蔵されたインク収容袋３の内部に存在する気体を吸引するために、気体吸引ノズル６と、気体吸引ノズル６に接続されたニードルホルダ８と、気体吸引ノズル６に連通する気体排出配管１０とを有しており、更に、気体吸引ノズル６から気体排出配管１０途中にバルブ１８及びインクトラップ１７を経由して、減圧手段１４を具備している。
【００３８】
上記気体吸引ノズル６は、中空穴を形成したネジに、先端が尖った中空ニードルを溶接した構造である。
【００３９】
図２は、気体吸引ノズル６の拡大側面図である。気体吸引ノズル６は、上記中空ニードルの側面に開口部が形成されている。当該開口部が、インク収容袋３の内部に存在する気体を吸引する吸引口６ａとなる。
【００４０】
上記気体排出配管１０は、減圧手段１４からインク充填ノズル７までを繋ぐ配管である。
【００４１】
上記減圧手段１４は、例えばダイアフラムポンプ等を具備し、気体吸引ノズル６及び気体排出配管１０を介して、インク収容袋３から残存気体の吸引を開始し、インク収容袋３内を真空状態にする構成となっている。
【００４２】
上記バルブ１８は、充填機稼働中に誤って気体排出配管１０およびインクトラップ１７にインクが浸入し、インクトラップ１７に設置された図示しない液面検知センサによってインクを検知した場合において、上記バルブ１８を閉塞することによって気体排出配管１０の管路を遮断する機能を有する。上記手段によって、人為的操作ミス等によってカートリッジホルダ４にインクが充填済のインクカートリッジ１が設置された場合においても、上記気体排出工程時にインクを誤吸引して、誤吸引したインク量がインクトラップ１７の容積量を超過した場合においても減圧手段１４を損壊させる虞がない。
【００４３】
＜充填手段３２＞
上記充填手段３２は、インクボトル１６から脱気インク１５を送液してインク充填ノズル７から脱気インク１５を送出するシステムとなっている。具体的には、充填手段３２は、インクカートリッジ１に隣接する位置にあるインク充填ノズル７と、インク充填ノズル７に接続されたニードルホルダ８と、インク充填ノズル７と連通するインク充填配管１１とを備え、更に、インク送液手段１３と、バルブ１９と、流量コントローラ２０とを備えている。
【００４４】
上記インク充填ノズル７は、気体吸引ノズル６と同じく、中空穴を形成したネジに、先端が尖った中空ニードルを溶接した構造である。インク充填ノズル７は図２に示した気体吸引ノズル６と同様の形状及び構造であり、図２に示した吸引口６ａが、インク充填ノズル７の場合には、インク収容袋３の内部に脱気インク１５を送出する送出口となる。
【００４５】
上記インク充填配管１１は、インクボトル１６からインク充填ノズル７までを繋ぐ配管である。
【００４６】
上記インク送液手段１３は、インクボトル１６からインク充填ノズル７までの途中に配設することができ、例えばダイアフラムポンプやチューブポンプ等を用いることができる。インク送液手段１３を配設することにより、インクボトル１６から脱気インク１５を汲み上げて脱気インク１５を送液することができる。
【００４７】
また、上記バルブ１９及び上記流量コントローラ２０は、インク送液手段１３からインク充填ノズル７までの間に配設されており、インク収容袋３に所望の流量の脱気インク１５を送液することができるように構成されている。
【００４８】
＜駆動手段３３＞
上記駆動手段３３は、吸引手段３１に具備された気体吸引ノズル６と、充填手段３２に具備されたインク充填ノズル７とを、それぞれ独立して水平方向に移動させることができるとともに、且つ、ノズル同士を一体的に鉛直方向に移動する構成となっている。具体的には、駆動手段３３は、気体吸引ノズル６側の水平スライダー２１と、インク充填ノズル７側の水平スライダー２３と、鉛直スライダー２２と、支持体２４とを有している。
【００４９】
気体吸引ノズル６側の水平スライダー２１は、気体吸引ノズル６に溶接されたニードルホルダ８に隣接して配設されており、エアシリンダや単軸ステージを用いることができる。水平スライダー２１によって、気体吸引ノズル６は、水平方向に移動して、インク収容袋３の充填口２に挿入したり、挿入を解除したりすることができる。
【００５０】
ここで図３を用いて、気体吸引ノズル６がインク収容袋３の充填口２から挿入された状態を説明する。図３は、この状態を示す拡大図である。図３に示すように、気体吸引ノズル６（インク充填ノズル７も同じ）は、吸引口６ａ（インク充填ノズル７の場合は送出口）が鉛直方向の上側に位置するように、インク収容袋３の充填口２に挿入される。図３のように吸引口を上向きにすることにより、特にインク充填ノズル７の場合は送出口の場合に、重力に従って、インクがインク収容袋３の内部に不都合に垂れ落ちることを回避することができる。
【００５１】
また、インク充填ノズル７側の水平スライダー２３は、インク充填ノズル７に溶接されたニードルホルダ８に隣接して配設されており、水平スライダー２１と同じくエアシリンダや単軸ステージを用いて構成することができる。水平スライダー２３によって、インク充填ノズル７は、水平方向に移動して、インク収容袋３の充填口２に挿入したり、挿入を解除したりすることができる。
【００５２】
水平スライダー２１と水平スライダー２３とは互いに独立して駆動する。従って、気体吸引ノズル６とインク充填ノズル７とは互いに独立して移動し、インク収容袋３への挿入・解除を実現することができる。
【００５３】
上記鉛直スライダー２２は、連結部２２ａと、単軸昇降ステージ２２ｂとを有している。
【００５４】
上記連結部２２ａは、気体吸引ノズル６及びインク充填ノズル７それぞれに設けられた水平スライダー２１，２３と連結する。これにより、気体吸引ノズル６及びインク充填ノズル７が一体となる。ここで、連結部２２ａは、上述したように、気体吸引ノズル６がインク充填ノズル７よりも鉛直方向の上側に位置するように、水平スライダー２１を水平スライダー２３よりも鉛直方向の上側に位置にするように支持している。
【００５５】
上記単軸昇降ステージ２２ｂは、連結部２２ａと連結しており、且つモーターを内蔵している。当該モーターの駆動によって、連結部３３ａを鉛直方向に上下に移動して、気体吸引ノズル６及びインク充填ノズル７を鉛直方向に上下に移動させる。またインクカートリッジ１を装置内で連続して充填する場合においては、例えばリニアガイドを併用したサーボーモータやスライダー機構を使用すれば、高精度にインク充填ノズル７をインクカートリッジ１の充填口２の隣接位置にまで連続的に位置決めすることが可能となり、併せてインク充填ノズル７の左右駆動動作と関係付けることにより、連続的にインクカートリッジ１に脱気インク１５を充填することができる。
【００５６】
上記支持体２４は、上記単軸昇降ステージ２２ｂと接続しており、気体吸引ノズル６及びインク充填ノズル７を支持することができるように構成されている。
【００５７】
上記カートリッジホルダ４は、鉛直方向に配列した複数のインクカートリッジ１を保持することができるように構成されている。カートリッジホルダ４に保持されたインクカートリッジ１は、図１に示すように、充填口２が、気体吸引ノズル６及びインク充填ノズル７と隣接する側に設けられているように配置される。
【００５８】
また、カートリッジホルダ４は、ノズルとの対向側とは反対側が開放しており、開放部分から各インクカートリッジ１を所定位置に挿入できるように構成されている。このように構成することにより、吸引及び／または充填の作業を中断することなく、インク充填が完了したインクカートリッジ１をカートリッジホルダ４から取り出してインクカートリッジ１に交換することができる。よって、インクの充填タクトを向上させることができる。
【００５９】
以上のような構成を具備する本実施形態におけるインク充填装置を用いたインク充填方法を説明する。
【００６０】
先ず、水平スライダー２１及び鉛直スライダー２２によって、気体吸引ノズル６をインクカートリッジ１の充填口２に向けて移動させ、インクカートリッジ１の充填口２に気体吸引ノズル６が挿入させる。すると、インクカートリッジ１内のインク収容袋３と気体排出配管１０とが連通する。連通後、減圧手段１４の稼動によりインク収容袋３から残存気体の吸引を開始し、インク収容袋３内を真空状態にする（気体吸引工程）。インク収容袋３の気体除去工程の終了後、水平スライダー２１によって、気体吸引ノズル６を後方に移動させて気体吸引ノズル６充填口２から引き離す。充填口２は弾性変形により完全に封止され、インク収容袋３内は真空状態が維持される。
【００６１】
次に、鉛直スライダー２２が作動し、先に気体吸引が行われたインクカートリッジ１の充填口２とインク充填ノズル７とを位置合せする。次いで、水平スライダー２３を直動させてインク充填ノズル７を充填口２に挿入する。挿入後、インクボトル１６から脱気インク１５を送液してインク充填配管１１内を通り、インク充填ノズル７から脱気インク１５の送出を開始する。インク収容袋３に脱気インク１５が充填されると、インク充填ノズル７からの脱気インク１５の送出が完了する（インク充填工程）。充填された否かは、インク収容袋３の容積が予め分かっているため、上記流量コントローラ２０によって流量を計測して、インク収容袋３の容積との関係から導出すれば良い。インク充填工程の終了後、水平スライダー２３によって、インク充填ノズル７を後方に移動させてインク充填ノズル７を充填口２から引き離す。充填口２は弾性変形により完全に封止され、インク収容袋３内は真空状態が維持される。この後、インクカートリッジ１をカートリッジホルダ４から取り出すことができる。
【００６２】
以上のように、本実施形態のインク充填装置によれば、吸引手段３１及び充填手段３２にそれぞれ、水平方向に伸長していて、インク収容袋３に挿入できるように構成されたノズル（気体吸引ノズル６、インク充填ノズル７）を有したノズル配管（気体排出配管１０、インク充填配管１１）を備えており、且つ、ノズルにおける鉛直方向の上側にインク収容袋３の内部と連通する開口部（吸引口６ａ、送出口７ａ）が形成されている。これにより、当該ノズル配管の開口部から容器内にインクの排出（充填）が完了した後や、ノズル配管が鉛直方向に移動している際などに、上記充填手段のノズル配管の開口部からインクが不都合に垂れることを防ぐことができる。
【００６３】
インク充填ノズル７が水平方向に伸長していることから、インクカートリッジ１を汚す虞がない。これは、インク充填ノズル７の鉛直方向の下方にインクカートリッジ１が配置されていないためである。すなわち、インクカートリッジ１に挿入されたインク充填ノズル７を、インクカートリッジ１から退去させた際に、仮にインク充填ノズルからインクが垂れ落ちることがあっても、インクカートリッジ１はインク充填ノズル７と水平方向にほぼ同じ高さの位置にあるため、鉛直方向の下方に垂れ落ちるインクは容器に付着しない。
【００６４】
また、各上記ノズル（気体吸引ノズル６、インク充填ノズル７）は、鉛直方向に上下に並んで配置されており、気体吸引ノズル６よりも重力方向の下方にインク充填ノズル７が配置されている。これにより、万が一、上記充填手段の上記ノズルからインクが液垂れしたとしても、当該ノズルの重力方向下方に吸引手段のノズルが配置されていないため、吸引手段のノズルを汚すことがない。
【００６５】
また、本実施形態のインク充填装置は更に、ノズル同士を一体的に鉛直方向に上下に移動させて、上記吸引手段のノズルを上記容器に挿入し退去させた後で、上記充填手段のノズルが当該容器に挿入されるように駆動する駆動手段を備えていることから、１つの駆動系及び制御系を用いるだけで、インクを収容するための容器の内部にある気体を吸引し、且つ、当該容器の内部にインクを充填することができる。そのため、上記吸引手段のノズルと、上記充填手段のノズルとが別々に駆動される従来構成と比較して、装置の構造を簡素化し、装置の大型化を防ぐことが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、気体吸引ノズル６とインク充填ノズル７とが、鉛直方向に上下に並んで配置されていて、これを一体的に鉛直方向に上下に移動させる構成となっているため、鉛直方向に複数の容器を配置すれば、一体的に鉛直方向に移動させるという比較的単純な動作により、複数の容器を一度に処理（気体吸引及びインク充填）することができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、インク充填に先立ったインク収容袋３の残存気体排出時に専用の気体排出配管１０を設けているため、気体吸引ノズル６を充填口２に挿入し配管と連通しても、配管経路をインクが流通することがなく、気体吸引ノズル６を充填口２に挿入する過程で気体溶存量の多いインクがインク収容袋３内に誤って浸入することがない。同様に挿入後の気体排出時においても、気体排出配管１０内に残留インクの付着はないため、インクの蒸発に必要とする時間を無くすことができ、気体排出時間を短縮することができる。
【００６８】
また、専用のインク充填配管１１を設けているため、インク充填ノズル７の開口部を除いて一切の気体を接触することがなく、脱気インク１５の気体溶存量が増加することはない。またインク充填ノズル７の開口部はインク充填配管に対して極めて微小であり、開口部からの気体の溶融の影響は小さい。長期に亘りインク充填装置の稼動を停止していた場合には、インク充填ノズル７内の容積分のインクを廃棄すればよく、復帰に関しても経済的に優れている。
【００６９】
尚、本実施形態においては、吸引手段３１にインクトラップ１７を配設した構成となっているが、吸引手段３１は、インク収容袋３にインクが充填された後で脱気を目的とする吸引は行わない。しかしながら、装置のトラブル等の不測の事態に誤って気体排出配管１０にインクが侵入した場合、インクが減圧手段１４に入り込んで減圧手段１４を損壊する虞があるため、本実施形態では、吸引手段３１にインクトラップ１７を配設している。
【００７０】
〔実施の形態２〕
本発明に係る他の実施形態について、図４に基づいて説明すれば以下の通りである。尚、本実施形態では、上記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【００７１】
図４は、本発明に係る気相成長装置の第２形態の構成における構成を示す側面図である。
【００７２】
図４は、上記カートリッジホルダ４に収納された隣り合う２つのインクカートリッジ１（インク収容袋３）の充填口２間の長さと、気体吸引ノズル６の先端とインク充填ノズル７の先端との間の長さを等しく構成している。これにより、気体吸引ノズル６とインク充填ノズル７とを一体的に水平移動させて、隣り合う２つのインク収容袋３にそれぞれ挿入し、一方のインク収容袋３において気体の吸引を行う間に、他方のインク収容袋３においてインクの送出・充填を行うことができる。
【００７３】
また、例えば、カートリッジホルダ４に収納された連続する３つの容器（重力方向の下流側から容器Ａ、Ｂ、Ｃがこの順で配置されているとする）のうち、まず、吸引手段３１の気体吸引ノズル６によって容器Ａの気体吸引が完了すると、気体吸引ノズル６は容器Ａから引き抜かれる。続いて、駆動手段３３が吸引手段３１の気体吸引ノズル６と充填手段３２のインク充填ノズル７とを一体的に鉛直方向の上方（重量方向とは反対方向）に向けて移動させると、気体吸引ノズル６は容器Ｂに挿入される。気体吸引ノズル６が容器Ｂに挿入して気体吸引を開始し、これと略同時に、インク充填ノズル７が容器Ａに挿入されてインクの充填が行われる。そして、容器Ａのインク充填と、容器Ｂの気体吸引とが完了すると、容器Ａ及び容器Ｂからそれぞれノズルが引き抜かれる。そして、再び駆動手段３３が気体吸引ノズル６とインク充填ノズル７とを一体的に鉛直方向の上方（重量方向とは反対方向）に向けて移動させると、気体吸引ノズル６が容器Ｃに挿入して気体吸引を開始し、これと略同時に、インク充填ノズル７が容器Ｂに挿入されてインクの充填が行われる。このように本実施形態の構成によれば、複数の容器に短時間でインク充填を実施することができる。
【００７４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明に係るインク充填装置は、インクジェット記録装置に用いるインクが収容可能な容器にインクを充填する装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  インクカートリッジ（容器）
２  充填口
３  インク収容袋（容器）
４  カートリッジホルダ（収納手段）
６  気体吸引ノズル
６ａ  吸引口
７  インク充填ノズル
８  ニードルホルダ
１０  気体排出配管
１１  インク充填配管
１３  インク送液手段
１４  減圧手段
１５  脱気インク
１６  インクボトル
１７  インクトラップ
１８  （気体排出配管側の）バルブ
１９  （インク充填配管側の）バルブ
２０  流量コントローラ
２１  （気体排出配管側の）水平スライダー
２２  鉛直スライダー
２３  （インク充填配管側の）水平スライダー
２４  支持体
３１  吸引手段
３２  充填手段
３３  駆動手段
３３ａ  連結部
３３ｂ  鉛直スライダー
３３ｃ  駆動モーター
【図１】
2010228224.tif 000003
【図２】
2010228224.tif 000004
【図３】
2010228224.tif 000005
【図４】
2010228224.tif 000006
【図５】
2010228224.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月25日(2010.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に開口している充填口を有するインクを収容するための容器の内部にある気体を吸引する吸引手段と、当該容器の内部にインクを充填する充填手段とを備えたインク充填装置であって、
上記吸引手段及び上記充填手段はそれぞれ、上記容器に挿入するように構成されている水平方向に伸長したノズルを一端に配したノズル配管を有しており、
上記ノズルにおける鉛直方向の上側には、上記容器の内部と連通する開口部が形成されており、
各上記ノズル同士は、互いの伸長方向を平行にして、鉛直方向に上下に並んで配置されており、
上記インク充填装置は更に、上記吸引手段の上記ノズルと上記充填手段の上記ノズルとを互いに独立して水平方向に移動させることができるとともに、且つ、上記ノズル同士を一体的に鉛直方向に上下に移動させる駆動手段を備えており、
上記駆動手段は、
上記容器の上記充填口と上記吸引手段のノズルとが水平方向に沿って隣接する位置になるように上記ノズル同士を一体的に鉛直方向に上下に移動させた後、当該吸引手段のノズルを水平方向に移動することにより当該ノズルを当該充填口から上記容器に挿入させた後で引き抜き、続いて、
上記充填手段の上記ノズルと、上記吸引手段のノズルの上記容器への挿入および引き抜きがおこなれた当該容器の充填口とが水平方向に沿って隣接する位置になるように上記ノズル同士を一体的に鉛直方向に上下に移動させた後、当該充填手段のノズルを水平方向に移動することにより当該ノズルを当該充填口から上記容器に挿入させるように駆動する構成となっていることを特徴とするインク充填装置。
【請求項２】
複数の上記容器を鉛直方向に並べて収納することができるように構成された収納手段を更に備えており、
上記収納手段に収納された各上記容器は、当該容器の充填口が水平方向に開口しているように配置されることを特徴とする請求項１に記載のインク充填装置。
【請求項３】
各上記容器は、各上記充填口が上記ノズルの先端と対向するように、上記収納手段に収納されており、
隣接する上記容器同士の上記充填口と上記充填口との間の長さは、上記吸引手段の上記ノズルと上記充填手段の上記ノズルとの間の長さと等しいことを特徴とする請求項２に記載のインク充填装置。
【請求項４】
上記収納手段は、上記ノズルの先端との対向側とは反対側から各上記容器を挿入できるように構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のインク充填装置。
【請求項５】
上記充填手段の上記ノズルは、上記吸引手段の上記ノズルよりも鉛直方向の下方に配置されていることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載のインク充填装置。