(57)【要約】【課題】インク消費に伴って可動蓋が下降するインク室に空気溜まりを発生させることなくインクを充填できるインク充填方法を提案すること。【解決手段】インク充填装置５０の密閉容器５１内に未完成状態のインクカートリッジ１０Ａを入れて、密閉容器内を減圧状態に保持し、可動蓋３３を下降位置まで押し下げた状態で、インク取り出し口１５（１）〜１５（４）から所定量のインクを注入する。注入したインクは可動蓋３３の外周面とインク室内周側面の隙間３７に入りこみ、インクメニスカスを形成する。可動蓋３３の裏面側の凹部３３ｃには空気溜まりが形成される。この後に、密閉容器５１を大気開放すると、空気溜まりの空気が大気圧状態に戻って収縮して小さな気泡８０となり、凹部３３ｃが実質的にインクで満たされた状態になる。この後にインクを充填することにより、凹部３３ｃに空気溜まりが発生することなく、インク室１３（１）〜１３（４）にインクを充填できる。【選択図】      図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面にインク取り出し口が形成され、上端が開口している少なくとも一つのインク室と、前記インク室の内周側面に沿って昇降可能な状態で前記インク室に挿入されている可動蓋と、前記可動蓋を常時上方に付勢しているばね部材とを有し、前記インク室における前記可動蓋の下側空間にインクが充填され、前記可動蓋は、天板部分と、前記天板部分の外周縁から前記インク室の底面側に延びている筒状の側板部分とを備え、前記側板部分の外周面と前記インク室の内周側面との間にインクメニスカスが形成され、前記インク取り出し口から取り出されるインク量に応じて前記可動蓋が下降するように構成されているインクカートリッジのインク充填方法であって、
インク充填前の前記インク室を所定の減圧状態にする減圧工程と、
前記減圧工程に先立って、あるいは、前記減圧工程と同時に、または、前記減圧工程の後に、前記可動蓋を強制的に所定距離だけ下降した下降位置に保持する可動蓋押し下げ工程と、
前記インク室にインクを注入して、前記可動蓋の前記外周面と前記インク室の前記内周側面との間にインクメニスカスを形成するインクメニスカス形成工程と、
前記インク室を大気圧状態に戻す大気開放工程と、
前記大気開放工程に先立って、あるいは、前記大気開放工程と同時に、または、前記大気開放工程の後に、前記可動蓋の押し下げを解除する可動蓋開放工程と、
前記可動蓋が予め設定した上昇位置に到るまで、前記インク室における前記可動蓋の下側空間にインクを注入するインク注入工程と、
を含むことを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記減圧工程では、前記インクカートリッジを密閉容器内に入れ、当該密閉容器の内部を減圧雰囲気にすることにより前記インク室を所定の減圧状態にすることを特徴とするインクカートリッジの充填方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記減圧工程では、前記インク室の上端開口を密閉し、この状態で当該インク室の内部を所定の減圧状態にすることを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項４】
請求項１、２または３において、
前記可動蓋押し下げ工程では、前記インク室の上端開口から挿入した押し下げ棒によって前記可動蓋を前記下降位置まで押し下げ、前記押し下げ棒によって前記可動蓋を前記下降位置に保持することを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
前記インクメニスカス形成工程では、前記インク室の上端開口から所定量のインクを注入することを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項６】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
前記インクメニスカス形成工程では、前記インク取り出し口から前記インク室に所定量のインクを注入することを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のうちのいずれかの項において、
前記インク注入工程では、前記インク室の上端開口からインクを注入することを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項８】
請求項１ないし６のうちのいずれかの項において、
前記インク注入工程では、前記インク取り出し口から前記インク室にインクを注入することを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のうちのいずれかの項において、
前記インクカートリッジは、前記インク室の上端開口を封鎖している封鎖板を備え、前記インク室における前記可動蓋と前記封鎖板で仕切られた上側空間が、前記封鎖板に形成した大気連通口を介して大気開放されており、
前記インクメニスカス形成工程では、前記大気連通口から前記インク室内の前記上側空間にインクを注入することを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項１０】
請求項１ないし８のうちのいずれかの項において、
前記インクカートリッジは、前記インク室の上端開口を封鎖している封鎖板を備え、前記インク室における前記可動蓋と前記封鎖板で仕切られた上側空間が、前記封鎖板に形成した大気連通口を介して大気開放されており、
前記インク注入工程では、前記大気連通口から前記インク室内の前記上側空間にインクを注入することを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項１１】
底面にインク取り出し口が形成され、上端が開口している少なくとも一つのインク室と、前記インク室の内周側面に沿って昇降可能な状態で前記インク室に挿入されている可動蓋と、前記可動蓋を常時上方に付勢しているばね部材とを有し、前記インク室における前記可動蓋の下側空間にインクが充填され、前記可動蓋は、天板部分と、前記天板部分の外周縁から前記インク室の底面側に延びている筒状の側板部分とを備え、前記側板部分の外周面と前記インク室の内周側面との間にインクメニスカスが形成され、前記インク取り出し口から取り出されるインク量に応じて前記可動蓋が下降するように構成されているインクカートリッジのインク充填方法であって、
前記インク室の前記内周側面における前記底面の近傍部位に、前記可動蓋を前記下降位置まで押し下げると、当該可動蓋における前記筒状の側板部分の下端が嵌り込む嵌合面を形成して、前記インクカートリッジの組立て時に、前記可動蓋を押し下げて前記嵌合面に嵌め込まれた状態にしておく可動蓋嵌め込み工程と、
インク充填前の前記インク室を所定の減圧状態にする減圧工程と、
記インク室にインクを注入して、前記可動蓋の前記外周面と前記インク室の前記内周側面との間にインクメニスカスを形成するインクメニスカス形成工程と、
前記インク室を大気圧状態に戻す大気開放工程と、
所定のインク注入圧および／またはインク注入速度でインクを注入して前記可動蓋を前記嵌合面との嵌合から開放すると共に、前記可動蓋が予め設定した上昇位置に到るまで、前記インク室における前記可動蓋の下側空間にインクを注入するインク注入工程と、
を含むことを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記減圧工程では、前記インクカートリッジを密閉容器内に入れ、当該密閉容器の内部を減圧雰囲気にすることにより前記インク室を所定の減圧状態にすることを特徴とするインクカートリッジの充填方法。
【請求項１３】
請求項１１において、
前記減圧工程では、前記インク室の上端開口を密閉し、この状態で当該インク室の内部を所定の減圧状態にすることを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項１４】
請求項１１ないし１３のうちのいずれかの項において、
前記インクメニスカス形成工程では、前記インク室の上端開口から所定量のインクを注入することを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項１５】
請求項１１ないし１３のうちのいずれかの項において、
前記インクメニスカス形成工程では、前記インク取り出し口から前記インク室に所定量のインクを注入することを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項１６】
請求項１１ないし１４のうちのいずれかの項において、
前記インク注入工程では、前記インク取り出し口から前記インク室にインクを注入することを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
【請求項１７】
請求項１に記載のインク充填方法に用いるインクカートリッジのインク充填装置であって、
インク充填前の前記インク室を所定の減圧状態にする減圧手段と、
前記可動蓋を強制的に所定距離だけ下降した下降位置に保持する可動蓋押し下げ手段と、
前記インク室にインクを注入して、前記可動蓋の前記外周面と前記インク室の前記内周側面との間にインクメニスカスを形成するために、前記インク室にインクを注入する第１のインク注入手段と、
前記インク室を大気圧状態に戻す大気開放手段と、
前記可動蓋の押し下げを解除する可動蓋開放手段と、
前記可動蓋が予め設定した上昇位置に到るまで、前記インク室における前記可動蓋の下側空間にインクを注入する第２のインク注入手段と、
を有していることを特徴とするインクカートリッジのインク充填装置。
【請求項１８】
請求項１に記載のインク充填方法によりインクの充填を行うインクカートリッジのインク充填装置において、
密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置されているインクカートリッジ装着部と、
前記密閉容器の内部雰囲気を減圧状態および大気開放状態に制御可能な圧力制御手段と、
前記インクカートリッジ装着部に装着された前記インクカートリッジの前記インク室における前記上端開口から挿入して前記可動蓋を押し下げ可能な押し下げ棒と、
前記押し下げ棒を昇降させる昇降機構と、
前記インクカートリッジ装着部に装着された前記インクカートリッジの前記インク室にインクを注入するインク注入手段と、
を有していることを特徴とするインクカートリッジのインク充填装置。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記圧力制御手段は、真空ポンプと、連通管と、前記連通管を大気開放可能状態に切り替え可能な大気開放弁とを有し、前記連通管の一端が前記密閉容器に接続され、前記連通管の他端が前記真空ポンプの吸引口に接続され、前記大気開放弁が前記連通管に介挿されていることを特徴とするインクカートリッジのインク充填装置。
【請求項２０】
請求項１８または１９において、
前記インク注入手段は、外側から前記インク取り出し口に差し込み可能なインク供給針と、前記インク供給針にインクを供給するインク注入器とを有し、
前記インク供給針は、前記インクカートリッジ装着部に底面に上向き状態に配置され、前記インクカートリッジ装着部に前記インクカートリッジを装着すると、前記インク供給針が前記インク取り出し口に差し込まれた状態が形成されることを特徴とするインクカートリッジのインク充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上端が開口したインク室に昇降可能に挿入した可動蓋と、この可動蓋の外周面とインク室内周側面の間に形成したインクメニスカスとによってインク貯留部を形成し、インク室底面に形成されたインク取り出し口から取り出されるインクの消費に伴って可動蓋が下降するように構成されたインクカートリッジにインクを充填するインク充填方法およびインク充填装置に関するものである。さらに詳しくは、可動蓋の裏面側に形成されている凹部が空気溜まりとなってインク未充填状態のままになってしまうことを確実に防止可能なインクカートリッジのインク充填方法およびインク充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタのインクカートリッジとしては、インクが充填された可撓性のインク袋を剛性のプラスチックケースに収納した構成の袋式インクタンクや、インクを吸収保持したフォームやフェルトを剛性のプラスチックケースに収納した構成のフォーム式インクタンクが知られている。しかしながら、袋式インクタンクやフォーム式インクタンクは充填されているインクの取り出し効率が悪いという問題点がある。また全容量に対するインクの充填効率が低いので、インクタンクの小型化が困難であるとう問題点がある。さらに、袋式インクタンクでは、インク袋のインクシール不良によるインク漏れ、輸送時におけるインク袋とこれが収納されているプラスチックケースとの擦れに起因するインク袋の破れによるインク漏れなどの危険性がある。擦れや破れを防止するためにはインク袋を構成している可撓性材料の剛性、強度を高くすればよいが、このようにすると、インク供給用の負圧が増加してしまい、また、インク残量が増加する、インク残量のばらつきが増加するなどの弊害が発生してしまう。さらには、フォーム式インクタンクの場合には、フォームにインクを吸収保持させているので、ここから供給されるインク中に異物が混入する危険性が高く、異物がインクジェットヘッドの側に侵入してヘッド詰まりなどの弊害を引き起こす危険性が高い。
【０００３】
本願人は、このような問題点に鑑みて、構造が簡単でコンパクトに構成でき、しかも、インク取り出し効率およびインク充填効率の高いインクカートリッジを提案している。例えば、下記の特許文献においてかかるインクカートリッジを提案している。
【０００４】
【特許文献】
特願２００２−２３８４９１号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１５にはこの特許文献に記載された形式のインクカートリッジを示してある。この図に示すように、インクカートリッジ１００は、カートリッジケース１０１の内部に、上端が開口した４つのインク室１０２（１）〜１０２（４）が並列配置され、これらの上側部分から側方部分に掛けてＬ状に廃インク室１１０が形成されている。
【０００６】
各インク室１０２（１）〜１０２（４）は、そられの内周側面１０２ａに沿って上下に移動可能な可動蓋１０３（１）〜１０３（４）と、各インク室１０２（１）〜１０２（４）の底面に形成したインク取り出し口１０４（１）〜１０４（４）とを備えている。また、インク室底面１０２ｂとインク室内周側面１０２ａと各可動蓋１０３（１）〜１０３（４）によりインク貯留部１０５が区画形成されており、ばね部材１０６によって可動蓋１０３（１）〜１０３（４）が常に上方に付勢され、これにより、インク貯留部１０５が負圧状態に保持されている。そして、インク室内周側面１０２ａと各可動蓋１０３（１）〜１０３（４）の隙間に形成されているインクメニスカスの強度は、インク取り出し口１０４（１）〜１０４（４）に作用するインクジェットヘッド側のインク吸引力によって破壊することの無い強度に設定されている。
【０００７】
また、可動蓋１０３（１）〜１０３（４）は、天板部分１０３ａと、この天板部分１０３ａの外周縁からインク室底面側に向けて直角に延びている筒状の側板部分１０３ｂから形成されており、筒状の側板部分１０３ｂを所定長さにしておくことにより、可動蓋のがたつきを防止でき、また、衝撃や振動が加わった場合においてもインクメニスカスの破壊を防止できる。
【０００８】
この構成のインクカートリッジ１００は、例えば、独立した各インク室１０１（１）〜１０１（４）に異なる色のインクを貯留した多色用のインクカートリッジとして用いることができる。
【０００９】
ここで、この構成のインクカートリッジ１００において、インク充填前においては、ばね部材１０６によって可動蓋１０３（１）〜１０３（４）は上方に押し上げられた状態になっている。可動蓋の下側空間であるインク貯留部１０５にインクを充填するためには、インク室内を減圧して、例えばインク取り出し口１０４（１）〜１０４（４）からインクを充填する方法が考えられる。
【００１０】
インクを注入すると、注入量の増加に伴って、可動蓋１０３（１）〜１０３（４）が上昇すると共に、可動蓋の筒状の側板部分１０３ｂとインク室内周側面の隙間にインクが進入してインクメニスカスが形成される。ここで、可動蓋１０３には、天板部分１０３ａの裏面と、筒状の側板部分１０３ｂとによって、その裏面側に凹部１０３ｃが形成されている。従って、インクを注入していくと、図１５（ｂ）に示すように、可動蓋１０３の裏面側の凹部１０３ｃに空気が封入され、ここが空気溜まりとなってしまう。インクの注入に伴って、空気溜まりが形成された状態のままで可動蓋１０３が上昇し、ここにインクを充填することができない。
【００１１】
本発明の課題は、この点に鑑みて、可動蓋の裏面側の凹部が空気溜まりのまま残ってしまうことを防止可能なインクカートリッジのインク充填方法およびインク充填装置を提案することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、
底面にインク取り出し口が形成され、上端が開口している少なくとも一つのインク室と、前記インク室の内周側面に沿って昇降可能な状態で前記インク室に挿入されている可動蓋と、前記可動蓋を常時上方に付勢しているばね部材とを有し、前記インク室における前記可動蓋の下側空間にインクが充填され、前記可動蓋は、天板部分と、前記天板部分の外周縁から前記インク室の底面側に延びている筒状の側板部分とを備え、前記側板部分の外周面と前記インク室の内周側面との間にインクメニスカスが形成され、前記インク取り出し口から取り出されるインク量に応じて前記可動蓋が下降するように構成されているインクカートリッジのインク充填方法であって、
インク充填前の前記インク室を所定の減圧状態にする減圧工程と、
前記減圧工程に先立って、あるいは、前記減圧工程と同時に、または、前記減圧工程の後に、前記可動蓋を強制的に所定距離だけ下降した下降位置に保持する可動蓋押し下げ工程と、
前記インク室にインクを注入して、前記可動蓋の前記外周面と前記インク室の前記内周側面との間にインクメニスカスを形成するインクメニスカス形成工程と、
前記インク室を大気圧状態に戻す大気開放工程と、
前記大気開放工程に先立って、あるいは、前記大気開放工程と同時に、または、前記大気開放工程の後に、前記可動蓋の押し下げを解除する可動蓋開放工程と、
前記可動蓋が予め設定した上昇位置に到るまで、前記インク室における前記可動蓋の下側空間にインクを注入するインク注入工程と、
を含むことを特徴としている。
【００１３】
本発明のインク充填方法では、インク室を減圧状態にした後に、ばね力に逆らって可動蓋を下降位置まで押し下げ、この状態でインクを所定量だけ注入してインクメニスカスを形成している。この状態では、可動蓋の裏面側の凹部（その天板部分の裏面と筒状の側板部分の内周面とによって区画されている下側に開口した凹部）は、減圧状態の空気が封入された空気溜まりとなっており、インクが未充填状態のままである。
【００１４】
次に、インク室を大気開放すると、可動蓋裏面側の凹部に封入されている減圧状態の空気の体積が収縮して大気圧状態になる。これに伴って可動蓋が下降すると共に、凹部内にインクが入り込み、当該凹部が実質的にインクで満たされた状態が形成される。この後に、インクを注入すると、インク注入量に応じて可動蓋はその上昇位置まで上昇する。
【００１５】
このようにして、可動蓋の裏面側の凹部にインクを充填できる。よって、可動蓋の裏面側の凹部が空気溜まりのまま残ってしまうという弊害を防止でき、インク充填量の低減を防止できる。
【００１６】
本発明の前記減圧工程では、前記インクカートリッジを密閉容器内に入れ、当該密閉容器の内部を減圧雰囲気にすることにより前記インク室を所定の減圧状態にする方法を採用できる。この代わりに、前記インク室の上端開口を密閉し、この状態で当該インク室の内部を所定の減圧状態にする方法を採用することができる。インク室のみを減圧にする方法は密閉容器を用いる必要がないので簡便な方法である。しかるに、密閉容器を用いる方法では、インクカートリッジの全体が減圧雰囲気内に置かれるので、インク室のみを減圧状態にした場合に発生する惧れのあるインクカートリッジの変形という問題が起きないという利点がある。
【００１７】
本発明の前記可動蓋押し下げ工程では、前記インク室の上端開口から挿入した押し下げ棒によって前記可動蓋を前記下降位置まで押し下げ、前記押し下げ棒によって前記可動蓋を前記下降位置に保持する方法を採用することができる。
【００１８】
本発明の前記インクメニスカス形成工程では、前記インク室の上端開口から所定量のインクを注入する方法を採用することができる。この場合には、可動蓋の上側空間に注入されたインクが、可動蓋とインク室内周側面の隙間を通って、可動蓋の下側空間に回り込む。この代わりに、前記インク取り出し口から前記インク室に所定量のインクを注入する方法を採用することもできる。すなわち、可動蓋の下側空間にインクを注入して、可動蓋とインク室内周面の隙間にインクを充填してもよい。
【００１９】
同様に、本発明の前記インク注入工程においても、前記インク室の上端開口からインクを注入する方法を採用できる。より短時間で所定量のインクを注入できるようにするためには、前記インク取り出し口から前記インク室にインクを注入する方法を採用すればよい。
【００２０】
ここで、前記インクカートリッジが、前記インク室の上端開口を封鎖している封鎖板を備え、前記インク室における前記可動蓋と前記封鎖板で仕切られた上側空間が、前記封鎖板に形成した大気連通口を介して大気開放されている場合には、前記インクメニスカス形成工程では、前記大気連通口から前記インク室内の前記上側空間にインクを注入する方法を採用できる。勿論、上記のように、インク室の上端開口からインクを注入してもよい。すなわち、封鎖板が取り付けられる前の未完成状態のインクカートリッジにインクを注入する方法を採用することもできる。
【００２１】
同様に、封鎖板を備えているインクカートリッジの場合には、前記インク注入工程においても、前記大気連通口から前記インク室内の前記上側空間にインクを注入する方法を採用できる。勿論、この構成のインクカートリッジの場合においても、前述のように、インク室の上端開口から直接インクを注入してもよい。すなわち、封鎖板が取り付けられる前の未完成状態のインクカートリッジにインクを注入するようにしてもよい。
【００２２】
次に、本発明のインク充填方法は、前記インク室の前記内周側面における前記底面の近傍部位に、前記可動蓋を前記下降位置まで押し下げると、当該可動蓋における前記筒状の側板部分の下端が嵌り込む嵌合面を形成して、前記インクカートリッジの組立て時に、前記可動蓋を押し下げて前記嵌合面に嵌め込まれた状態にしておく可動蓋嵌め込み工程と、
インク充填前の前記インク室を所定の減圧状態にする減圧工程と、
記インク室にインクを注入して、前記可動蓋の前記外周面と前記インク室の前記内周側面との間にインクメニスカスを形成するインクメニスカス形成工程と、
前記インク室を大気圧状態に戻す大気開放工程と、
所定のインク注入圧および／またはインク注入速度でインクを注入して前記可動蓋を前記嵌合面との嵌合から開放すると共に、前記可動蓋が予め設定した上昇位置に到るまで、前記インク室における前記可動蓋の下側空間にインクを注入するインク注入工程と、
を含むことを特徴としている。
【００２３】
このインク充填方法によれば、可動蓋が予め押し下げられているので、可動蓋押し下げ工程を省略できる。また、インク注入工程において可動蓋を開放することができるので、工程数を少なくできる。
【００２４】
この場合において、前記減圧工程では、前記インクカートリッジを密閉容器内に入れ、当該密閉容器の内部を減圧雰囲気にすることにより前記インク室を所定の減圧状態にする方法を採用できる。この代わりに、前記インク室の上端開口を密閉し、この状態で当該インク室の内部を所定の減圧状態にする方法を採用してもよい。
【００２５】
前記インクメニスカス形成工程では、前記インク室の上端開口から所定量のインクを注入する方法を採用できる。この代わりに、前記インク取り出し口から前記インク室に所定量のインクを注入する方法を採用してもよい。
【００２６】
前記インク注入工程においては、前記インク取り出し口から前記インク室にインクを注入する方法を採用できる。
【００２７】
次に、本発明のインク充填方法によりインクの充填を行うインクカートリッジのインク充填装置は、
インク充填前の前記インク室を所定の減圧状態にする減圧手段と、
前記可動蓋を強制的に所定距離だけ下降した下降位置に保持する可動蓋押し下げ手段と、
前記インク室にインクを注入して、前記可動蓋の前記外周面と前記インク室の前記内周側面との間にインクメニスカスを形成するために、前記インク室にインクを注入する第１のインク注入手段と、
前記インク室を大気圧状態に戻す大気開放手段と、
前記可動蓋の押し下げを解除する可動蓋開放手段と、
前記可動蓋が予め設定した上昇位置に到るまで、前記インク室における前記可動蓋の下側空間にインクを注入する第２のインク注入手段と、
を有していることを特徴としている。
【００２８】
また、本発明のインクカートリッジのインク充填装置は、
密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置されているインクカートリッジ装着部と、
前記密閉容器の内部雰囲気を減圧状態および大気開放状態に制御可能な圧力制御手段と、
前記インクカートリッジ装着部に装着された前記インクカートリッジの前記インク室における前記上端開口から挿入して前記可動蓋を押し下げ可能な押し下げ棒と、
前記押し下げ棒を昇降させる昇降機構と、
前記インクカートリッジ装着部に装着された前記インクカートリッジの前記インク室にインクを注入するインク注入手段と、
を有していることを特徴としている。
【００２９】
ここで、前記圧力制御手段として、真空ポンプと、連通管と、前記連通管を大気開放状態に切り替え可能な大気開放弁とを有し、前記連通管の一端が前記密閉容器に接続され、前記連通管の他端が前記真空ポンプの吸引口に接続され、前記大気開放弁が前記連通管に介挿された構成のものを採用することができる。
【００３０】
また、前記インク注入手段として、外側から前記インク取り出し口に差し込み可能なインク供給針と、前記インク供給針にインクを供給するインク注入器とを有し、前記インク供給針を、前記インクカートリッジ装着部に底面に上向き状態に配置し、前記インクカートリッジ装着部に前記インクカートリッジを装着すると、前記インク供給針が前記インク取り出し口に差し込まれた状態が形成される構成のものを採用することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したインクカートリッジのインク充填方法およびインク充填装置の実施の形態を説明する。
【００３２】
（インクカートリッジの構成）
インク充填方法およびインク充填装置の説明に先立って、インク充填対象のインクカートリッジの構造を説明する。
【００３３】
図１（ａ）〜（ｄ）はインクカートリッジ１０を示す平面図、正面図、左側側面図および右側側面図であり、図２はその斜視図であり、図３はその分解斜視図である。また、図４（ａ）および（ｂ）は図１のＡ−Ａで切断した部分を示す断面図および拡大部分断面図である。
【００３４】
インクカートリッジ１０は、横に長い扁平な矩形筒状のカートリッジケース１２と、この内部を仕切ることにより形成されている４個のインク室１３（１）〜１３（４）および１個の廃インク室１４とを備えている。カートリッジケース１２は、ケース本体１２ａと、このケース本体１２ａの上端開口を封鎖しているケース蓋板１２ｂから構成されており、ケース蓋板１２ｂは薄板状で、裏面はほぼ平坦面となっている。ケース本体１２ａの底板部分２１には、各インク室１３（１）〜１３（４）からインクを取り出すためのインク取り出し口１５（１）〜１５（４）と、廃インクを廃インク室１４に回収するための廃インク回収口１６が形成されている。
【００３５】
次に、インクカートリッジ１０の各部分を詳細に説明する。カートリッジケース１２のケース本体１２ａは、インク取り出し口１５（１）〜１５（４）および廃インク回収口１６が形成されている底板部分２１と、この底板部分２１の長辺側の縁から直角に起立している一対の側板部分２２、２３と、底板部分２１の短辺側の縁から垂直に起立している一対の端板部分２４、２５から構成されている。本実施の形態では、端板部分２５は円弧形状をしており、前後の端板部分２２、２３に滑らかに連続している。
【００３６】
カートリッジケース１２のケース本体１２ａの内部には、一対の側板部分２２、２３の間に掛け渡した状態に形成した４ヶ所の仕切り板部分２６、２７、２８、２９によって、上端が開口している４個の円形断面のインク室１３（１）〜１３（４）が形成されている。各インク室１３（１）〜１３（４）の上端開口部１３ａは一枚のプラスチック製などの素材ならなる封鎖板２０によって封鎖されている。
【００３７】
ここで、図５はこの封鎖板２０を上側および裏面側から見た場合の斜視図である。これらの図に示すように、封鎖板２０の裏面には、各インク室１３（１）〜１３（４）の上端開口部１３ａの円環状縁端面１３ｂ（図３参照）に対応した４つの円環状突起２０ａが形成されている。円環状縁端面１３ｂに対して当該突起２０ａを熱融着することにより、当該円環状端面１３ｂに封鎖板２０が接合されている。
【００３８】
また、封鎖板２０における各円環状突起２０ａの中心には、当該封鎖板２０を厚さ方向に貫通している大気連通口２０ｂが形成されている。各大気連通口２０ｂの裏面側の外周縁部分には垂直に突出させた円筒状突起２０ｃが形成されている。
【００３９】
再び、図１〜４を参照して説明すると、封鎖板２０とケース蓋板１２ｂの間には、横方向に延びる細長い空間が形成されており、この空間から端板部分２４と封鎖板２６の間の空間に至るＬ状の空間が廃インク室１４とされている。この廃インク室１４にはフォーム、フェルトなどのインク吸収体１７が充填されている。ケース蓋板１２ｂにおけるインク室１３（１）よりも横方の部位には大気開放孔１２ｄが形成され、廃インク室１４はこの大気開放孔１２ｄを介して大気開放されている。
【００４０】
ここで、廃インク室１４において、封鎖板２０の各大気連通口２０ｂが位置している部分にはインク吸収体１７が存在しない円形断面の空所１４ａがそれぞれ形成されている。これにより、大気連通口２０ｂは当該空所１４ａによってインク吸収体１７から隔てられている。
【００４１】
次に、インク室１３（１）〜１３（４）の構造を説明する。これらのインク室１３（１）〜１３（４）には、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインクおよびイエローインクがそれぞれ充填されている。これらのインク室１３（１）〜１３（４）の構造は同一であるので、インク室１３（２）の構造を以下に説明し、それ以外のインク室１３（１）、１３（３）、１３（４）の説明に当たっては対応する部分には同一符号を付して説明するものとする。
【００４２】
インク室１３（２）は、底板部分２１と、一対の側板部分２２、２３と、一対の仕切り板部分２７、２８とによって構成されている円筒状容器部分３１を備えている。この円筒状容器部分３１の上端開口部、すなわちインク室１３（２）の上端開口部１３ａは、上記のように封鎖板２０によって封鎖されている。円筒状容器部分３１の内部には、封鎖板２０を熱融着するのに先立って上端開口部１３ａからコイルばね３４および可動蓋３３が挿入されている。可動蓋３３は、コイルばね３４によって上方に付勢されている。円筒状容器部分３１の底面中心部分にはインク取出し口１５（２）が形成されている。
【００４３】
円筒状容器部分３１の底面部分３１ｂと、その内周面部分３１ａと、可動蓋３３によって、インクが貯留されているインク貯留部３５が区画形成されている。可動蓋３３の上側空間３８は、封鎖板２０に形成されている大気連通口２０ｂを介して、大気開放されている廃インク室１４に連通している。
【００４４】
可動蓋３３は、円筒状容器部分３１の内周面３１ａに沿って上下に往復移動可能であり、円盤状の天板部分３３ａと、この外周縁から下方に延びている一定長さの円筒状側板部分３３ｂとを備えている。従って、可動蓋３３の裏面側（下側）には、天板部分３３ａの裏面と、円筒状側板部分３３ｂの内周面とによって区画された下方に開口した凹部３３ｃが形成されている。
【００４５】
インク貯留部３５にインクを充填すると、可動蓋３３の円筒状側板部分３３ｂと、インク室の円筒状容器部分３１の内周面３１ａとの隙間３７にインクが進入してインクメニスカスを形成する。この隙間３７を適切な寸法に設定することにより、インク取出し口１５（２）に作用するインク吸引力よりも当該隙間３７に形成されるインクメニスカスの強度を大きくして、インク吸引時においてもインクメニスカスが壊れることの無い様にすることができる。
【００４６】
例えば、可動蓋３３の円筒状側板部分３３ｂの外径寸法がインク室の円筒状容器部分３１の内周面３１ａの内径寸法よりも約０．１ｍｍ小さくなるように形成されている。この場合、可動蓋３３が円筒状容器部分３１に同心状態に挿入されると、これらの間には幅０．０５ｍｍの隙間３７が円環状に形成されることになる。
【００４７】
また、コイルばね３４による可動蓋３３の押し上げ力によって、インク貯留部３５は常に所定の負圧状態に保持されているので、インク取り出し口１５（２）にインク吸引力が作用しない状態においても、インク貯留部３５からインク取出し部１５（２）を介してインクが外部に漏洩することがない。
【００４８】
さらに、コイルばね３４による可動蓋３３の押し上げ力はインクメニスカスの強度およびインク取出し孔１５ｂに作用するインク吸引力よりも小さくなるように設定されているので、コイルばね３４の押し上げ力でインクメニスカスを壊して気泡がインク貯留部３５に進入することなく、インク取り出し口１５（２）からインクが吸引されると、インク吸引量に応じて可動蓋３３がインク取り出し口１５（２）の側に移動することになる。
【００４９】
ここで、上記のように、各インク室１３（１）〜１３（４）の上端開口部１３ａの中心部分に対応する封鎖板２０の裏面部分には下方に僅かに突出した円筒状突起２０ｃがそれぞれ形成されている（図５参照）。可動蓋３３の上面中央部分は平坦な面とされているので、可動蓋３３が上昇すると、円形突起２０ｃに実質的に線接触状態で当接して、当該可動蓋３３がそれ以上上昇することはない。
【００５０】
また、図４（ｂ）に示すように、各インク室１３（１）〜１３（４）におけるインク貯留部３５の内周面部分３１ａの底面３１ｂの近傍部分は、下方に向かうに連れて内径寸法が漸減しているテーパ状内周面部分３１ｄとされている。また、このテーパ状内周面部分３１ｄの下端１３ｅの内径寸法は可動蓋３３の外径寸法と同一とされ、これよりも下側部分は円弧状の湾曲内周面部分１３ｆとされ、この湾曲内周面部分１３ｆの下端が底面部分１３ｂに滑らかに連続している。従って、可動蓋３３が下降して底面部分１３ｂに接近すると、可動蓋３３と内周面３１ａの隙間が狭くなり、従って、そこに形成されるインクメニスカス強度が高くなる。可動蓋３３の下端がテーパ状内周面部分３１ｄの下端に至ると、可動蓋３３が当該内周面部分に嵌り込み、ロックされた状態が形成されている。
【００５１】
次に、本例のインク取り出し口１５（２）の構造を説明する。円筒状容器部分３１の底面中心には円形開口４１が形成され、この外周縁部分からは底板部分２１の下方に突出した円筒枠４２が形成されている。この円筒枠４２には円盤状のゴムパッキン４３が装着されており、その中心に開けた貫通孔がインク取出し孔１５ｂとして機能する。円形開口４１のインク貯留部側の外周縁部分からも円筒枠４４が上方に突出しており、この中心開口部分がインク取出し孔１５ｂとインク貯留部３５とを連通する連通路４５とされている。この連通路４５には、インク取出し孔１５ｂを封鎖可能な弁４６が配置されており、この弁４６は常にコイルばね４７によってゴムパッキン４３の背面に押し付けられ、インク取出し孔１５ｂを封鎖している。
【００５２】
インク貯留部３５内に突出している円筒枠４４の上端開口には異物除去用のフィルタ４９が取り付けられている。従って、インク貯留部３５からインク供給針７（２）の側に供給されるインクに混入している異物がこのフィルタ４９によって捕捉され、インクジェットヘッド４の側に入り込むことを防止できる。
【００５３】
（インク供給動作）
インクカートリッジ１０のインク供給動作を説明する。図４に示すように、インク室１３（１）〜１３（４）のインク貯留部３５内に各色のインクが充填されている状態では可動蓋３３が封鎖板２０の側に偏位している。すなわち、可動蓋３３は円筒状容器部分３１の上端位置近傍（上昇位置）に位置している。
【００５４】
また、可動蓋３３と円筒状容器部分３１の内周面３１ａとの隙間３７にはインクメニスカスが形成されているので、廃インク室１４に通じている可動蓋３３の背面側の上側空間３８とインク貯留部３５とは当該可動蓋３３によって仕切られた状態にある。さらに、コイルばね３４によって可動蓋３３が押し上げられているので、インク貯留部３５は所定の負圧状態に保持されている。
【００５５】
インク取り出し孔１５ｂに、不図示のインクジェットプリンタのインクジェットヘッドの側からインク吸引力が作用すると、可動蓋３３はコイルばね３４のばね力に逆らってインク取り出し孔１５ｂの側に移動するので、所定量のインクがインク取り出し孔１５ｂからインクジェットヘッドの側に供給される。
【００５６】
ここで、移動する可動蓋３３と円筒状容器部分３１の内周面３１ａの隙間３７に形成されているインクメニスカスの強度はインク吸引力よりも大きいので、インク吸引力によってインクメニスカスが破壊されることはない。よって、可動蓋３３の上側から当該隙間３７を介して気泡がインク貯留部３５の側に進入することはない。また、当該隙間３７を介してインク貯留部３５の側から可動蓋３３の上側にインクが漏れ出ることもない。
【００５７】
各インク室１３（１）〜１３（４）におけるインクエンドの状態では、各可動蓋３３が円筒状容器部分３１の底面に当たる位置まで下降し、インク貯留部３５の容積が最小となる。可動蓋３３が円筒状容器部分３１の底面近傍まで下降して、円筒状容器部分３１のテーパ状内周面部分３１ｄに到った後は、図５（ｂ）を参照して説明したように、可動蓋３３の下降に伴って、可動蓋３３とテーパ状内周面部分３１ｄの隙間３７が漸減する。この結果、可動蓋３３の下降に伴って、隙間３７に形成されているインクメニスカスの強度が大きくなる。可動蓋３３が下降すると、コイルばね３４が圧縮され、可動蓋３３の押し上げ力が増加するので、インクメニスカスが壊れ易くなる。
【００５８】
しかしながら、上記のように、可動蓋３３の下降に伴ってインクメニスカス強度が大きくなるので、インクメニスカスが破壊されることを確実に回避できる。よって、インク残量が少なくなった状態においても、インクメニスカスが壊れて気泡がインク貯留部３５に侵入することを防止できる。
【００５９】
なお、可動蓋３３がテーパ状内周面部分３１ｄの下端３１ｅに至ると、その部分の内径寸法は可動蓋３３の外径寸法と同一であるので、可動蓋３３はここに嵌り込み、ロックされた状態になる。
【００６０】
ここで、この構成のインクカートリッジ１０を誤って落下させた場合、あるいはインクカートリッジ１０に衝撃力が加わった場合について説明する。この場合には、可動蓋３３が振動して、一時的に隙間３７のインクメニスカスが壊れるなどして、可動蓋３３の背面側にインクが流出することがある。可動蓋３３の背面側の空間３８は、可動蓋３３と仕切り板２０とによって、各インク室１３（１）〜１３（４）毎に独立した空間となっている。
【００６１】
従って、ここに流出したインクが、他のインク室から流出したインクと混じ合ってしまうことがない。また、インクが廃インク室１４の側に直接に漏れ出てしまうこともない。よって、流出したインクの混色を防止できる。また、廃インク室１４に充填されているインク吸収材１７に接触して異物などがインクに混入することもない。従って、流出したインクが再び可動蓋３３と内周側面３１ａの隙間３７を通ってインク貯留部３５に戻っても、インクには混色、異物混入などの弊害が発生しない。
【００６２】
さらには、大量のインクが流出して空間３８がインクで充たされた場合において、当該空間３８と廃インク室１４を連通している大気連通口２０ｃにはインク吸収体１７が接していないので、当該大気連通口２０ｃから流出したインクがインク吸収体１７に吸い上げられてしまうこともない。よって、大気連通口２０ｃから廃インク室１４に漏れ出たインクのみがインク吸収体１７に吸収されるだけであるので、無駄インクの発生を極力抑えることができる。
【００６３】
さらにまた、可動蓋３５は、封鎖板２０の円筒状突起２０ｄに当接した状態になるので、可動蓋３５の上面が封鎖板２０に面接触して当該封鎖板２０に貼りついてしまう危険性もない。
【００６４】
これに加えて、インク残量が少なくなり、可動蓋３５が底面部分に接近した場合には、隙間３７が漸減しているので、インクメニスカス強度が増加する。よって、可動蓋３５に作用しているコイルばね３４の押し上げ力が増加しても、インクメニスカスが壊れて、気泡がインク貯留部に侵入することも確実に防止される。
【００６５】
なお、インクカートリッジ１０は４つのインク室を備えているが、単一のインク室を備えている場合、あるいは５つ以上のインク室を備えている場合も同様に構成することができる。
【００６６】
（インク充填装置）
図６は、インクカートリッジ１０にインクを充填するために用いるのに適したインク充填装置の一例を示す概略構成図である。本例のインク充填装置５０は、密閉容器５１と、この密閉容器５１の内部に配置されているインクカートリッジ装着部５２と、密閉容器５１の内部雰囲気を減圧状態および大気開放状態に制御可能な圧力制御機構５３と、インクカートリッジ装着部５２に装着されたインクカートリッジ１０の各インク室の可動蓋を押し下げ可能な押し下げ機構５４と、インクカートリッジ装着部５２に装着されたインクカートリッジ１０の各インク室にインクを注入するためのインク注入機構５５と、圧力制御機構５３、押し下げ機構５４およびインク注入機構５５を駆動制御するための制御部５６とを有している。
【００６７】
インクカートリッジ装着部５２は密閉容器５１の底面に配置されており、インクカートリジ１０を上側から垂直に当該インクカートリッジ装着部５２に装着可能である。インク注入機構５５は、このインクカートリッジ装着部５２の底面に垂直姿勢で一定間隔に配列された４本のインク供給針６１（１）〜６１（４）と、４本のインク供給路６２（１）〜６２（４）と、各色のインクを供給するためのインク注入器６３（１）〜６３（４）と、これらインク注入器６３（１）〜６３（４）を駆動する駆動機構６４とを備えている。インク供給路６２（１）〜６２（４）はそれぞれ、密閉容器５１の底板部分５１ａを貫通して延びる供給路部分６２ａと、底板部分５１ａの裏面から突出している供給管部分６２ｂとを備えており、この供給管部分６２ｂは、開閉弁６５を介して、対応するインク注入器６３（１）〜６３（４）に接続されている。
【００６８】
圧力制御機構５３は、密閉容器５１の天板部分５１ｂの隅に形成された連通口５１ｃに一端が接続されている連通管６６と、この連通管６６の他端に吸引口が接続されている真空ポンプ６７と、連通管６６に介挿されている三方切り替え弁６８とを備えている。三方切り替え弁６８は、密閉容器５１を真空ポンプ６７の側および大気開放口６９の側のいずれかに切り替えるためのものである。
【００６９】
各可動蓋を押し下げるための押し下げ機構５４は、密閉容器５１の天板部分５１ｂを気密状態で上下に摺動可能に貫通している昇降シャフト７１を有し、密閉容器５１内に突出している昇降シャフト７１の下端には水平ベース７２が形成されており、この水平ベース７２の水平な下面からは、下方に向けて垂直に突出している４本の押し下げ棒７３（１）〜７３（４）が取り付けられている。昇降シャフト７１は空気圧式あるいは油圧式などの昇降機構７４によって昇降可能となっている。各押し下げ棒７３（１）〜７３（４）を下降させると、各押し下げ棒を、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１０の各インク室の上端開口部１３ａの中心から各インク室内に差し込み可能となっている。
【００７０】
（インク充填動作）
このように構成されているインク充填装置５０は、その制御部５６によって押し下げ機構５４、圧力調整機構５３およびインク注入機構５５が駆動制御され、次のようにしてインクカートリッジ１０の各インク室にインクを充填する。
【００７１】
まず、密閉容器５１の天板部分５１ｂを開き、インクカートリッジ装着部５２に未完成状態のインクカートリッジ１０Ａを装着する。未完成状態のインクカートリッジ１０Ａは、図６に示すように、ケース蓋１２ｂ、封鎖板２０およびインク吸収体１７が装着される前のものである。
【００７２】
この後は、次の各工程（ａ）〜（ｆ）を実行して、インクカートリッジ１０Ａの各インク室内にインクが充填される。
（ａ）インク充填前のインク室を所定の減圧状態にする減圧工程
（ｂ）可動蓋を強制的に所定距離だけ下降した下降位置に保持する可動蓋押し下げ工程
（ｃ）インク室にインクを注入して、可動蓋の円筒状側板部分の外周面とインク室の内周側面との間にインクメニスカスを形成するインクメニスカス形成工程
（ｄ）インク室を大気圧状態に戻す大気開放工程
（ｅ）可動蓋の押し下げを解除する可動蓋開放工程
（ｆ）可動蓋が予め設定した上昇位置に到るまで、インク室における可動蓋の下側空間（インク貯留部）にインクを注入するインク注入工程
インク充填後の未完成状態のインクカートリッジ１０Ａは、密閉容器５１から取り出された後に、封鎖板２０の取り付け、インク吸収体１７の装着、およびケース蓋１２ｂの取り付けが行われて、完成状態のインクカートリッジ１０が得られる。
【００７３】
まず、減圧工程では、図７に示すように、可動蓋押し下げ機構５４の昇降シャフト７１は上昇位置にあり、各押し下げ棒７３（１）〜７３（４）はインクカートリッジ１０Ａの各インク室１３（１）〜１３（４）の上端開口１３ａの直上に位置している。また、インク注入機構５５の開閉弁６５は閉じ状態にある。この状態において、圧力制御機構５３の三方切り替え弁６８を切り替えて密閉容器５１を真空ポンプ６７の側に連通させ、真空ポンプ６７を駆動して、密閉容器５１内から空気を吸引して、所定の減圧雰囲気を形成する。
【００７４】
次の可動蓋押し下げ工程では、密閉容器５１内を所定の減圧状態に保持した状態において、可動蓋押し下げ機構５４を駆動して、昇降シャフト７１を予め設定されている下降位置まで下降させ、その下端に取り付けられている各押し下げ棒７３（１）〜７３（４）を、インクカートリッジ１０Ａの各インク室１３（１）〜１３（４）の上端開口部１３ａからインク室内に挿入して、各可動蓋３３を、コイルばね３４のばね力に逆らって所定距離だけ押し下げる。この結果、図８に示すように、各可動蓋３３が予め設定されているその下降位置まで押し下げられる。この後は、押し下げ棒７３（１）〜７３（４）をその位置に保持して、各可動蓋３３をその下降位置に保持する。ここで、この状態では、押し下げ棒７３（１）〜７３（４）が取り付けられている水平ベース７２の水平な裏面７２ａの両端部分が、インクカートリッジ装着部５２の両側に立設されている支持部材７５の水平な上面に当接した状態になる。
【００７５】
次のインクメニスカス形成工程では、図９（ａ）に示すように、密閉容器５１内を所定の減圧状態に保持したまま、インク注入機構５５の開閉弁６５を開けて、各インク注入器６３（１）〜６３（４）を駆動して、予め定められた量のインクを、予め設定された注入速度で、各インク取り出し口１５（１）〜１５（４）を介して、各インク室１３（１）〜１３（４）のインク貯留部（可動蓋の下側空間）３５に注入する。注入されたインクは、各インク室１３（１）〜１３（４）において、図９（ｂ）において矢印示す経路に沿って流れ込み、可動蓋の外周面とインク室内周面の隙間３７を通って可動蓋３３の上側空間に流れ込む。
【００７６】
ここで、図９（ｃ）に示すように、可動蓋３３の裏面側の凹部３３ｃには空気が閉じ込められて空気溜まりが形成され、ここにはインクが充填されない。注入インク量を適切に設定しておき、可動蓋３３の上側に所定量のインクが回り込むようにしておけば、可動蓋３３とインク室内周面３１ａの隙間３７に確実にインクメニスカスを形成することができる。
【００７７】
次の大気開放工程においては、圧力制御機構５３の三方向切り替え弁６８を制御して、密閉容器５１を大気開放口６９を介して大気開放する。この結果、密閉容器５１内が大気圧状態に戻る。これにより、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、インク室１３（１）〜１３（４）の可動蓋３３の裏面側の凹部３３ｃに捕捉されていた減圧状態にあった空気の体積が収縮して大気圧状態に戻り、小さな気泡状態８０になる。これと同時に、可動蓋３３が僅かに下降して、空気溜まりであった凹部３３ｃ内にインクが回り込み、実質的に凹部３３ｃ内がインクで充填された状態になる。
【００７８】
次の可動蓋押し下げ解除工程では、図１１に示すように、可動蓋押し下げ機構の昇降シャフトをその上昇位置まで上昇させる。
【００７９】
しかる後に行われるインク注入工程では、インク注入機構５５を駆動して開閉弁６５を開き、インク取り出し口１５（１）〜１５（４）を介してインクの注入を行う。インクの注入は、インク室１３（１）〜１３（４）を大気圧状態に保持し、インク注入機構５５によってインクを加圧状態で注入してもよいし、インク室１３（１）〜１３（４）の側を僅かに減圧状態にし、インク注入機構５５の側からインク室１３（１）〜１３（４）内にインクを吸引するようにしてもよい。いずれにせよ、インク注入機構５５の側と、インク室１３（１）〜１３（４）の側との間に僅かな差圧状態を形成すればよい。インクの注入に応じて、各可動蓋３３は上昇して、図１２に示すように、可動蓋３３がその上昇位置に達したインク充填状態が形成される。
【００８０】
以上説明したように、本例のインク充填装置５０を用いたインク充填方法によれば、インク室１３（１）〜１３（４）を減圧状態にし、可動蓋３３を予め定めた下降位置まで押し下げ、この状態でインクを注入して可動蓋３３とインク室内周面３１ａの間にインクメニスカスを形成し、しかる後に、インク室１３（１）〜１３（４）を大気開放するようにしている。大気開放によって、可動蓋３３の裏面側の凹部３３ｃに捕捉されている減圧状態の空気が収縮して、実質的に当該凹部３３ｃがインクで満たされた状態が形成される。よって、可動蓋３３の裏面側の凹部３３ｃにインクが充填されずに残ってしまうという弊害を確実に防止できる。
【００８１】
なお、上記のインク充填動作においては、密閉容器５１内を減圧状態にした後に可動蓋３３を押し下げるようにしているが、可動蓋３３を押し下げた後に密閉容器５１内を減圧状態にしてもよい。あるいは、減圧工程と可動蓋押し下げ工程を同時に行うようにしてもよい。
【００８２】
また、インクメニスカス形成後に、密閉容器５１を大気開放した後に可動蓋３３の押し下げを解除しているが、可動蓋３３の押し下げを解除した後に密閉容器５１を大気開放してもよい。あるいは、大気開放工程と可動蓋開放工程を同時に行うようにしてもよい。
【００８３】
さらに、封鎖板２０が取り付けられる前のインクカートリッジ１０Ａにインクを充填しているが、封鎖板２０を取り付けた後のインクカートリッジにインクを充填することも可能である。この場合には、図５に示す封鎖板２０の大気連通孔２０ｂに各押し下げ棒７３（１）〜７３（４）を挿入して各可動蓋３３を押し下げるようにすればよい。そのためには、大気連通孔２０ｂに押し下げ棒７３（１）〜７３（４）を差し込むことができるように、これらの大きさを設定すればよい。
【００８４】
さらには、完成状態のインクカートリッジ１０にインクを充填することも可能である。この場合には、ケース蓋１２ｂにおける封鎖板２０の大気連通孔２０ｂに対応する部位に大気連通孔を形成しておき、ケース蓋１２ｂの各大気連通孔および封鎖板２０の大気連通孔２０ｂに各押し下げ棒７３（１）〜７３（４）を差し込むことにより、各可動蓋３３を押し下げることができる。
【００８５】
次に、本例のインクカートリッジ１０では、各インク室１３（１）〜１３（４）の底面側の内周面部分には可動蓋３３をロック可能なテーパ状内周面部分３１ｄが形成されている。そこで、インクカートリッジ１０の組立て時に、各可動蓋３３を押し下げてテーパ状内周面部分３１ｄに嵌め込み、当該位置にロックしておけば、上記の可動蓋押し下げ工程が不要になり、また、インク充填装置５０から可動蓋押し下げ機構５４を省略できる。
【００８６】
この場合には、可動蓋３３をインク室内周面のテーパ状内周面部分３１ｄにロックした状態でインクカートリッジ１０を組立て、完成後のインクカートリッジ１０を密閉容器５１内のインクカートリッジ装着部５２に装着した後は、減圧工程、インクメニスカス形成工程、大気開放工程を実行する。しかる後に、インク注入工程を実行し、このインク注入工程において、インク注入圧力あるいはインク注入速度を高めて、可動蓋３３のロック状態を解除すればよい。
【００８７】
（その他の実施の形態）
上記のインク充填装置５０では、インクカートリッジ装着部５２の底面にインク供給針６１（１）〜６１（４）を配置し、インクメニスカス形成工程およびインク注入工程では、各インク室１３（１）〜１３（４）に対してその底面に形成されているインク取り出し口１５（１）〜１５（４）からインクを注入するようにしている。この代わりに、図１３に示すように、インク注入機構５５Ａとして、密閉容器５１の天板部分５１ｂを貫通する状態に配置した４本のインク供給管８１〜８４を備えたものを採用し、インクカートリッジ１０Ａのインク室１３（１）〜１３（４）の上端開口部１３ａからインクを供給してもよい。インク室１３（１）〜１３（４）の上端開口部１３ａからインクを供給する場合には、インク取り出し口１５（１）〜１５（４）が汚れるなどの弊害が起きないという利点がある。
【００８８】
次に、インク充填装置５０は密閉容器５１を備え、この中でインクカートリッジ１０、１０Ａを減圧状態にしている。密閉容器５１を用いずにインクの充填を行うようにすることも可能である。
【００８９】
図１４には、そのために用いるインク充填装置の一例を示してある。このインク充填装置８５は、インクカートリッジ装着部８６と、ここに装着された未完成状態のインクカートリッジ１０Ａのインク室を密閉するためのシール板８７と、シール板８７によって密閉された各インク室１３（１）〜１３（４）の内部を減圧状態および大気開放状態にするための圧力制御機構８８と、シール板８７を介して可動蓋３３を押し下げる可動蓋押し下げ機構８９と、各インク室１３（１）〜１３（４）にインクを注入するためのインク注入機構９０とを有している。インクカートリッジ装着部８６、圧力制御機構８８、可動蓋押し下げ機構８９およびインク注入機構９０としては、上記のインク充填装置５０における場合と同様な構成のものを採用すればよい。このインク充填装置８５では、密閉容器が不要であるので、装置を小型でコンパクトにできるという利点がある。なお、このインク充填装置においても、インク注入機構９０の代わりに、図１３に示すようにインク室１３（１）〜１３（４）の上端開口１３ａの側から行うインク注入機構を用いることも可能である。
【００９０】
一方、上記の各例は、４個のインク室が構成されているインクカートリッジについてのものであるが、インク室が１個の場合、２個あるいは３個の場合、また、５個以上の場合のインクカートリッジに対しても本発明を同様に適用可能なことは勿論である。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインク充填方法およびインク充填装置では、減圧状態においてインク室の可動蓋を押し下げて、インクを注入することにより、可動蓋とインク室内周側面の間にインクメニスカスを形成し、しかる後に、インク室を大気圧状態に戻すことにより、可動蓋の裏面側の凹部にインクが充填された状態を形成し、この後に、所定量のインクをインク室内に注入するようにしている。従って、本発明によれば、可動蓋の裏面側の凹部が空気溜まりのまま残ってしまい、ここにインクを充填できないという弊害を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、本発明によるインク充填方法によりインクを充填可能なインクカートリッジを示す平面図、正面図、左側側面図、および右側側面図である。
【図２】図１のインクカートリッジを示す斜視図である。
【図３】図１のインクカートリッジを示す分解斜視図である。
【図４】（ａ）は図１のインクカートリッジをＡ−Ａで切断した部分の断面図であり、（ｂ）はその部分拡大断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１のインクカートリッジにおける封鎖板を上側および下側から見た場合の斜視図である。
【図６】図１のインクカートリッジにインクを充填するために用いるインク充填装置の一例を示す概略構成図である。
【図７】インク充填装置による減圧工程を示す説明図である。
【図８】インク充填装置による可動蓋押し下げ工程を示す説明図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、インク充填装置によるインクメニスカス形成工程を示す説明図、当該工程において注入されたインクの流れを示す説明図、およびインクメニスカス形成後のインク充填状態を示す説明図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、インク充填装置による大気開放工程を示す説明図、および大気開放後におけるインクの充填状態を示す説明図である。
【図１１】インク充填装置による可動蓋開放工程を示す説明図である。
【図１２】インク充填装置によるインク注入工程を示す説明図である。
【図１３】本発明によるインク充填装置の別の例を示す説明図である。
【図１４】本発明によるインク充填装置の更に別の例を示す説明図である。
【図１５】本発明の前提となる可動蓋を備えたインクカートリッジを示す説明図である。
【符号の説明】
１０  完成状態のインクカートリッジ、１０Ａ  未完成状態のインクカートリッジ、１２  カートリッジケース、１２ａ  ケース本体、１２ｂ  ケース蓋板、１３（１）〜１３（４）  インク室、１３ａ  インク室の上端開口部、１５（１）〜１５（４）  インク取り出し口、２０  封鎖板、２０ｂ  大気連通口、３１  円筒状容器部分、３１ａ  内周面部分（インク室の内周側面）、３１ｂ  底面部分、３１ｄ  テーパ状内周面部分、３３  可動蓋、３３ａ  天板部分、３３ｂ  円筒状側板部分、３３ｃ  可動蓋の裏面側の凹部、３４  コイルばね、３５  インク貯留部（可動蓋の下側空間）、３７  隙間、３８  可動蓋の上側空間、５０インク充填装置、５１  密閉容器、５１ｃ  連通口、５２  インクカートリッジ装着部、５３  圧力制御機構、５４  押し下げ機構、５５、５５Ａ  インク注入機構、５６  制御部、６１（１）〜６１（４）  インク供給針、６３（１）〜６３（４）  インク注入器、６４  駆動機構、６５  開閉弁、６６  連通管、６７  真空ポンプ、６８  三方切り替え弁、６９  大気開放口、７１  昇降シャフト、７３（１）〜７３（４）  押し下げ棒、８１〜８４  インク供給管、８５  インク充填装置、８６  インクカートリッジ装着部、８７  シール板、８８  圧力制御機構、８９  可動蓋押し下げ機構、９０  インク注入機構
【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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