(57)【要約】【課題】本発明は、モバイルプリンタ用インクカートリッジ等のインクの収容部分の高さが低いインクカートリッジであってもインク漏れを起こさないインク注入装置及びインク注入方法を提供することを目的とする。【解決手段】インクが貯留されるインク貯留部と、連通路を介してインク貯留部から流入されたインクが貯留されるインク注入部と、インク注入部のインクの貯留量を制御する制御部と、制御部によって制御されインク貯留部に貯留されたインクを移動させる移動手段と、制御部によって開閉を制御されインク注入部がインクを放出するように開放される開閉弁と、インク注入部から放出されたインクをインク吐出口へ供給するチューブとを備え、インク注入部に貯留されたインクの液面の高さが、インク吐出口の高さよりも高い位置となるように構成する。【選択図】 図１
2018020520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質体からなる負圧発生部材と、前記負圧発生部材が収容される負圧形成室が内部に形成された筐体と、前記負圧形成室の上部に設けられた空気連通部に連通する前記筐体の上部に備えられた大気開放口と、前記負圧形成室の底部に設けられたインク吐出口と、を備えたインクカートリッジへのインク注入装置であって、
前記インク注入装置は、インクが貯留されるインク貯留部と、連通路を介して前記インク貯留部から流入されたインクが貯留されるインク注入部と、前記インク注入部の前記インクの貯留量を制御する制御部と、前記制御部によって制御され前記インク貯留部に貯留された前記インクを移動させる移動手段と、前記制御部によって開閉を制御され前記インク注入部が前記インクを放出するように開放される開閉弁と、前記インク注入部から放出された前記インクを前記インク吐出口へ供給するチューブとを備え、前記インク注入部に貯留された前記インクの液面の高さが前記インク吐出口の高さよりも高い位置となるように構成されることを特徴とするインク注入装置。
【請求項２】
前記移動手段は前記制御部によって制御され前記インク注入部の前記インクが第１の貯留量になるまで前記インク貯留部に貯留された前記インクを移動させ、前記開閉弁は前記制御部によって開閉を制御され前記インク注入部が前記インクを第２の貯留量になるまで放出するように開放され、前記インク注入部に貯留された前記インクの液面の高さが前記インク吐出口の高さよりも３５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲で高い位置にあるように構成されることを特徴とする請求項１のインク注入装置。
【請求項３】
前記筐体固定部は自在回転支持板上に固定され、前記インクカートリッジを前記筐体固定部に固定する際は前記筐体固定部が前記自在回転支持板の上側にあり、前記インクカートリッジを前記筐体固定部に固定した後は前記筐体固定部が前記自在回転支持板の下側になるように前記自在回転支持板を自在回転させるようにしたことを特徴とする請求項１または２のインク注入装置。
【請求項４】
多孔質体からなる負圧発生部材と、前記負圧発生部材が収容される負圧形成室が内部に形成された筐体と、前記負圧形成室の上部に設けられた空気連通部に連通する前記筐体の上部に備えられた大気開放口と、前記負圧形成室の底部に設けられたインク吐出口と、を備えたインクカートリッジへのインク注入方法であって、
インク貯留部からインク注入部へ前記インク注入部に貯留されたインクが第１の貯留量になるまで前記インクを移動させる第１工程と、前記インク注入部から前記インク注入部に貯留された前記インクの液面よりも低い位置にあるインク吐出口を介して前記インクカートリッジ内部へ前記インク注入部に貯留された前記インクが第２の貯留量になるまで前記インクを注入させる第２工程とからなることを特徴とするインク注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式プリンタに搭載されるインクカートリッジにインクを注入するインク注入装置及びインク注入方法に関し、さらに詳しくは、モバイルプリンタ用インクカートリッジ等のインクの収容部分の高さが低いインクカートリッジにインクを注入するインク注入装置及びインク注入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷装置の一例として挙げられるインクジェット式プリンタは、通常、装置内のインクカートリッジ装着部に装着されたインクカートリッジに貯留されているインクをインク吐出口から記録ヘッドへ送り込み、この記録ヘッドが用紙等の被記録媒体にインクを噴射・塗布することで、画像や文字の記録を行う。
【０００３】
インクカートリッジの内部にはインクを吸収する液体吸収体が備えられ、液体吸収体の吸引力によってインクカートリッジの内部にインクを貯留することができる。このインクカートリッジの内部にインクを注入する注入装置が知られている。
【０００４】
このインク注入装置は、真空ポンプと連通する真空室の減圧を用いてインクタンクからインクカートリッジにインクを注入するインク注入装置であって、真空ポンプと真空室を連通し、且つ真空室とインクカートリッジを非連通とした状態で、真空ポンプを駆動して真空室のみを所定の減圧状態とする真空手段と、真空ポンプと真空室を非連通とし、且つ真空室とインクカートリッジとを連通し、さらにインクカートリッジとインクタンクとを連通して前記減圧状態となった真空室の減圧により前記インクタンクからインクカートリッジにインクを注入するインク注入手段からなることを特徴としている（例えば特許文献１）。
【０００５】
また、インク供給孔及び大気連通孔を有し内部にインク含浸部材が充填されてなるインクカートリッジにインクを注入するインクカートリッジのインク注入装置を前提とするものでは、真空チャンバ内にインクカートリッジをセットする真空手段と、上記真空チャンバ内を真空に近い状態とし、上記インクカートリッジ内にインクを注入するインク注入手段と、上記真空に近い状態で上記インクカートリッジのインク供給孔及び大気連通孔をシール材にて密閉するシール密閉手段とを備えることを特徴とするインク注入装置が知られている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２００１３号公報
【特許文献２】特開平９−２２０８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献では、インクカートリッジの内部を減圧してインク注入を行うためインク注入速度が速く、モバイルプリンタ用インクカートリッジ等のインクの収容部分の高さが低いインクカートリッジにインクを注入すると、インクがインク供給口や大気開放口から漏れ出てしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、モバイルプリンタ用インクカートリッジ等のインクの収容部分の高さが低いインクカートリッジであってもインク漏れを起こさないインク注入装置及びインク注入方法を提供することを目的とする。
【０００９】
この目的は、特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また、従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
即ち、本発明の第１の発明は、多孔質体からなる負圧発生部材と、前記負圧発生部材が収容される負圧形成室が内部に形成された筐体と、前記負圧形成室の上部に設けられた空気連通部に連通する前記筐体の上部に備えられた大気開放口と、前記負圧形成室の底部に設けられたインク吐出口と、を備えたインクカートリッジへのインク注入装置であって、前記インク注入装置は、インクが貯留されるインク貯留部と、連通路を介して前記インク貯留部から流入されたインクが貯留されるインク注入部と、前記インク注入部の前記インクの貯留量を制御する制御部と、前記制御部によって制御され前記インク貯留部に貯留された前記インクを移動させる移動手段と、前記制御部によって開閉を制御され前記インク注入部が前記インクを放出するように開放される開閉弁と、前記インク注入部から放出された前記インクを前記インク吐出口へ供給するチューブとを備え、前記インク注入部に貯留された前記インクの液面の高さが前記インク吐出口の高さよりも高い位置となるように構成されることを特徴とするインク注入装置である。
【００１１】
本発明の第２の発明は、第１の発明に記載の前記移動手段は前記制御部によって制御され前記インク注入部の前記インクが第１の貯留量になるまで前記インク貯留部に貯留された前記インクを移動させ、前記開閉弁は前記制御部によって開閉を制御され前記インク注入部が前記インクを第２の貯留量になるまで放出するように開放され、前記インク注入部に貯留された前記インクの液面の高さが前記インク吐出口の高さよりも３５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲で高い位置にあるように構成されることを特徴とする請求項１のインク注入装置である。
【００１２】
本発明の第３の発明は、第１の発明または第２の発明に記載の前記筐体固定部は自在回転支持板上に固定され、前記インクカートリッジを前記筐体固定部に固定する際は前記筐体固定部が前記自在回転支持板の上側にあり、前記インクカートリッジを前記筐体固定部に固定した後は前記筐体固定部が前記自在回転支持板の下側になるように前記自在回転支持板を自在回転させるようにしたことを特徴とする請求項１または２のインク注入装置である。
【００１３】
本発明の第４の発明は、多孔質体からなる負圧発生部材と、前記負圧発生部材が収容される負圧形成室が内部に形成された筐体と、前記負圧形成室の上部に設けられた空気連通部に連通する前記筐体の上部に備えられた大気開放口と、前記負圧形成室の底部に設けられたインク吐出口と、を備えたインクカートリッジへのインク注入方法であって、インク貯留部からインク注入部へ前記インク注入部に貯留されたインクが第１の貯留量になるまで前記インクを移動させる第１工程と、前記インク注入部から前記インク注入部に貯留された前記インクの液面よりも低い位置にあるインク吐出口を介して前記インクカートリッジへ前記インク注入部に貯留された前記インクが第２の貯留量になるまで前記インクを注入させる第２工程とからなることを特徴とするインク注入方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の発明であるインク注入装置は、多孔質体からなる負圧発生部材と、負圧発生部材が収容される負圧形成室が内部に形成された筐体と、負圧形成室の上部に設けられた空気連通部に連通する筐体の上部に備えられた大気開放口と、負圧形成室の底部に設けられたインク吐出口と、を備えたインクカートリッジへのインク注入装置であって、インク注入装置は、インクが貯留されるインク貯留部と、連通路を介してインク貯留部から流入されたインクが貯留されるインク注入部と、インク注入部のインクの貯留量を制御する制御部と、制御部によって制御されインク貯留部に貯留されたインクを移動させる移動手段と、制御部によって開閉を制御されインク注入部がインクを放出するように開放される開閉弁と、インク注入部から放出されたインクをインク吐出口へ供給するチューブとを備え、インク注入部に貯留されたインクの液面の高さがインク吐出口の高さよりも高い位置となるように構成している。本発明は、上記の構成としているので、インク注入部に貯留されたインクの液面とインク吐出口の水頭差を用いてインクを注入するため、インクカートリッジ内部を減圧も加圧も行わず自然落下によりインク注入を行うことができる。このため、モバイルプリンタ用インクカートリッジ等のインクの収容部分の高さが低いインクカートリッジにインクを注入する場合でも、インク供給口や大気開放口からインクが漏れ出ないようにすることができる。
【００１５】
本発明の第２の発明であるインク注入装置は、移動手段は制御部によって制御されインク注入部のインクが第１の貯留量になるまでインク貯留部に貯留されたインクを移動させ、開閉弁は制御部によって開閉を制御されインク注入部がインクを第２の貯留量になるまで放出するように開放され、インク注入部に貯留されたインクの液面の高さがインク吐出口の高さよりも３５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲で高い位置にあるように構成している。本発明は、上記の構成としているので、インク注入部に貯留されたインクの液面とインク吐出口の高さとの水頭差を適切な範囲で制御することで、インク注入できるだけの圧力をインクに与えると共に、圧力が強過ぎてインク供給口や大気開放口からインクが漏れ出ることがないようにすることができる。
【００１６】
本発明の第３の発明であるインク注入装置は、筐体固定部が自在回転支持板上に固定され、インクカートリッジを筐体固定部に固定する際は筐体固定部が自在回転支持板の上側にあり、インクカートリッジを筐体固定部に固定した後は筐体固定部が自在回転支持板の下側になるように自在回転支持板を自在回転させるようにした構成にしている。本発明は、上記の構成としているので、インクの収容部分の高さや負圧発生部材の吸引力が異なるインクカートリッジにインクを注入する場合でも、インクカートリッジに適した方法でインク注入を行うことができるため、インクカートリッジのインク供給口や大気開放口からインクが漏れ出ないようにすることができる。
【００１７】
本発明の第４の発明であるインク注入方法は、多孔質体からなる負圧発生部材と、負圧発生部材が収容される負圧形成室が内部に形成された筐体と、負圧形成室の上部に設けられた空気連通部に連通する筐体の上部に備えられた大気開放口と、負圧形成室の底部に設けられたインク吐出口と、を備えたインクカートリッジへのインク注入方法であって、インク貯留部からインク注入部へインク注入部に貯留されたインクが第１の貯留量になるまでインクを移動させる第１工程と、インク注入部からインク注入部に貯留されたインクの液面よりも低い位置にあるインク吐出口を介してインクカートリッジ内部へインク注入部に貯留されたインクが第２の貯留量になるまでインクを注入させる第２工程とからなる方法にしている。本発明は、上記の方法としているので、インク注入部に貯留されたインクの液面とインク吐出口の水頭差を用いてインクを注入するため、インクカートリッジ内部を減圧も加圧も行わず自然落下によりインク注入を行うことができる。このため、モバイルプリンタ用インクカートリッジ等のインク収容部分の高さが比較的に低いインクカートリッジにインクを注入する場合でも、インク供給口や大気開放口からインクが漏れ出ないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の１実施形態におけるインク注入装置である。
【図２】インク注入部とインク吐出口との水頭差の説明図である。
【図３】本発明のインク注入装置でインク注入を行う１実施形態のインクカートリッジである。
【図４】本発明のインク注入装置のインクカートリッジを固定するための筐体固定部である。
【図５】本発明の他の実施形態におけるインク注入装置である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の１実施形態について図面を参照して説明するが、本発明はこの事例に限られるものではなく、適宜選択が可能である。
【実施例１】
【００２０】
図１から図４に示すように、多孔質体からなる負圧発生部材１０３と、負圧発生部材１０３が収容される負圧形成室１０２が内部に形成された筐体１０１と、負圧形成室１０２の上部に設けられた空気連通部１０４に連通する筐体１０１の上部に備えられた大気開放口１０５と、負圧形成室１０２の底部に設けられたインク吐出口１０６と、を備えたインクカートリッジ１００へのインク注入装置１であって、インク注入装置１は、インク２が貯留されるインク貯留部３と、連通路１１を介してインク貯留部３から流入されたインク２が貯留されるインク注入部４と、インク注入部４のインク２の貯留量を制御する制御部５と、制御部５によって制御されインク貯留部３に貯留されたインク２を移動させる移動手段６と、制御部５によって開閉を制御されインク注入部４がインク２を放出するように開放される開閉弁７と、インク注入部４から放出されたインク２をインク吐出口１０６へ供給するチューブ１０とを備え、インク注入部４に貯留されたインク２の液面の高さが、インク吐出口１０６の高さよりも高い位置にある構成となっている。
【００２１】
図１に示すように、移動手段６は、例えばポンプ等の吸引装置であり、インク貯留部３とインク注入部４との間の連通路１１に空気弁１２を介して接続され、連通路１１内部を吸引することでインク貯留部３からインク注入部４へのインク２の移動を行うように構成される。
【００２２】
インク注入部４にはレーザーや金属板等を用いた液面センサ１３が備えられ、インク注入部４内に注入されたインク２の液面の高さが所定の高さになったことを検知することができる。インク貯留部３からインク注入部４へインク２を移動する際には、第１の液面の高さまでインク２が移動されたことを液面センサ１３が検知して制御部５へ信号を送信し、制御部５が移動手段６を停止させてインク２の移動を止めることによって、インク２の量を第１の貯留量に設定することができる（第１工程）。インク２の移動が完了した後は、移動手段６の吸引によって変化した気圧を自然状態に戻すために、例えば移動手段６に備えられた開口からインク注入装置外部の空気を取り入れるようにする。なお、本実施例では液面センサ１３を用いてインク２の液面の高さによってインク２の量を設定したが、タイマを用いて時間的にインク２の移動量を設定しても良い。
【００２３】
また、インク注入部４からチューブ１０を介してインクカートリッジ１００へインク２を注入する際には、第２の液面の高さまでインク２が放出されたことを液面センサ１３が検知して制御部５へ信号を送信し、制御部５がチューブ１０内のインク流路を開閉する開閉弁７を閉じるように制御することによって、インク２の量を第２の貯留量に設定することができる（第２工程）。この開閉弁７は、電気的に制御可能な電動開閉弁を用いることが望ましい。なお、タイマを用いて時間的にインク２の放出量を設定しても良い。
【００２４】
この時、インク注入部４内のインク２の液面がインク吐出口１０６よりも高い位置にあると、水頭差を用いてインク注入を行うことができるため、インクカートリッジ１００内部を減圧も加圧もせずに自然落下によって緩やかにインク注入を行うことができ、モバイルプリンタ用インクカートリッジ等の比較的容量が少ないインクカートリッジでもインクが漏れないようにすることができる。なお、水頭差が大き過ぎてもインク漏れが生じる可能性があるため、水頭差ｈは３５０ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内であることが望ましい。より望ましくは、第１の液面の高さとインク吐出口１０６との水頭差を４５０ｍｍ程度とするのが良く、第２の液面の高さは第１の液面の高さよりも１００ｍｍ以内の範囲で低くするのが良い。
【００２５】
図３に示すように、インクカートリッジ１００は、多孔質体からなる負圧発生部材１０３と、負圧発生部材１０３が収容される負圧形成室１０２が内部に形成された筐体１０１と、負圧形成室１０２の上部に設けられた空気連通部１０４に空気連通路１０７を介して連通する筐体１０１の上部に備えられた大気開放口１０５と、負圧形成室１０２の底部に設けられたインク吐出口１０６と、負圧形成室１０２の上部に形成され負圧発生部材１０３を抑えるための内面リブ１０８と、印刷装置（図示せず）に係合するための係合凸部１０９及び係合凹部１１０と、印刷装置へ装着した時に印刷装置の制御回路と接続して印刷装置側と通信可能な回路基板１１１とを備えている。
【００２６】
図３及び図４に示すように、インクカートリッジ１００は、筐体１０１の係合凸部１０９及び係合凹部１１０が、筐体固定部９の被係合部１５及び被係合凸部１６に係合することで固定され、中央に設けられた穴１７にチューブ１０が挿通されたインク注入口８にインク吐出口１０６が接合することで、インクカートリッジ１００へインク供給が可能となる。インク注入口８は、例えば弾性変形可能な樹脂製とすることで、インク吐出口１０６に密着して隙間からインク２が外部へ漏れないようにすることが望ましい。
【００２７】
また、筐体固定部９を自在回転支持板１４上に設け、上下に反転可能に構成しても良い。この構成にすることで、インク２の収容部分の高さや負圧発生部材１０３の材質が異なるインクカートリッジ１００にインク２を注入する場合でも、インク２注入時のインクカートリッジ１００の特性に合わせてインクカートリッジ１００の向きを適宜選択できるようになる。具体的には、インク２の収容部分の高さが高い、あるいは、負圧発生部材１０３の毛管力が高い場合には、インク吐出口１０６を上向きにすることで、インク注入速度を速めるようにすることができる。
【実施例２】
【００２８】
また、図５に示すように、移動手段６は、例えば電動で開閉する開閉弁としても良く、インク貯留部３とインク注入部４との間の連通路１１の途中に移動手段６を設け、連通路１１を開放することで自然落下によりインク貯留部３からインク注入部４へのインク２の移動を行うように構成されても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１…インク注入装置
２…インク
３…インク貯留部
４…インク注入部
５…制御部
６…移動手段
７…開閉弁
８…インク注入口
９…筐体固定部
１０…チューブ
１１…連通路
１２…空気弁
１３…液面センサ
１４…自在回転支持板
１５…被係合部
１６…被係合凸部
１７…穴
１００…インクカートリッジ
１０１…筐体
１０２…負圧形成室
１０３…負圧発生部材
１０４…空気連通部
１０５…大気開放口
１０６…インク吐出口
１０７…空気連通路
１０８…内面リブ
１０９…係合凸部
１１０…係合凹部
１１１…回路基板
【図１】
2018020520.tif 000003
【図２】
2018020520.tif 000004
【図３】
2018020520.tif 000005
【図４】
2018020520.tif 000006
【図５】
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