(57)【要約】【課題】インク袋に脱気したインクを簡単な装置構成で溶存気体量を低く抑えたまま充填することができない。【解決手段】インク袋１の保持部材３に設けたインク充填口部１３からインクを充填する充填ノズル１２８と、インク充填口部１３を溶着封止する溶着ヘッド１４１、１４２と、充填ノズル１２８を接続したノズル３方弁１２７及びワーク真空待機開方弁１３２を備え、充填ノズル１２８からインクを充填するに先立ってインク袋１の袋本体２内を減圧吸引で排気した後、充填ノズル１２８からインクを袋本体２内に充填し、溶着ヘッド１４１、１４２でインク充填口部１３を溶着封止する。【選択図】  図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を内部に充填するための液体充填口部を有する液体収容袋に液体を充填する液体充填方法において、前記液体収容袋の中の空気を減圧吸引により排気した後、前記液体収容袋内に液体を注入することを特徴とする液体収容袋の液体充填方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体充填方法において、液体充填後、前記液体充填口部を熱溶着により液噛み状態で封止することを特徴とする液体収容袋の液体充填方法。
【請求項３】
請求項２に記載の液体収容袋の液体充填方法において、前記液体充填口部を溶着する過程で、前記液体を充填するための充填ノズルを大気解放することを特徴とする液体収容袋の液体充填方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の液体収容袋の液体充填方法において、前記液体充填口部の溶着完了後、減圧吸引しながら前記液体を充填するための充填ノズルと液体充填口部とを分離することを特徴とする液体収容袋の液体充填方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の液体収容袋の液体充填方法において、前記液体充填口部に液体を充填するための充填ノズルとして先端部がテーパ形状である充填ノズルを使用することを特徴とする液体収容袋の液体充填方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の液体収容袋の液体充填方法において、前記液体充填口部の先端内側がテーパ形状に形成されている液体収容袋に液体を充填することを特徴とする液体収容袋の液体充填方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の液体収容袋の液体充填方法において、気体透過膜を利用した脱気装置を用いて液体を循環しながら脱気した液体を充填することを特徴とする液体収容袋の液体充填方法。
【請求項８】
液体を内部に充填するための液体充填口部を有する液体収容袋に液体を充填する液体充填装置において、前記液体収容袋の中の空気を減圧吸引により排気する手段と、この手段で空気が減圧吸引された前記液体収容袋内に液体を注入する手段とを備えていることを特徴とする液体収容袋の液体充填装置。
【請求項９】
液体を内部に充填するための液体充填口部を有する液体収容袋に液体を充填する液体充填装置において、前記液体収容袋に液体充填後、前記液体充填口部を熱溶着により液噛み状態で封止する手段を備えていることを特徴とする液体収容袋の液体充填装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の液体収容袋の液体充填装置において、前記前記液体充填口部を溶着する過程で、前記液体を充填するための充填ノズルを大気解放する手段を備えていることを特徴とする液体収容袋の液体充填装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の液体収容袋の液体充填装置において、前記液体充填口部の溶着完了後、減圧吸引しながら前記液体を充填するための充填ノズルと液体充填口部とを分離することを特徴とする液体収容袋の液体充填装置。
【請求項１２】
請求項８ないし１１のいずれかに記載の液体収容袋の液体充填装置において、前記液体充填口部に液体を充填するための充填ノズルの先端部がテーパ形状であることを特徴とする液体収容袋の液体充填装置。
【請求項１３】
請求項８ないし１１のいずれかに記載の液体収容袋の液体充填装置において、前記液体収容袋の液体充填口部の先端内側がテーパ形状に形成されていることを特徴とする液体収容袋の液体充填装置。
【請求項１４】
請求項８ないし１３のいずれかに記載の液体収容袋の液体充填装置において、気体透過膜を利用した脱気装置を用いて液体を循環しながら脱気する手段を備えていることを特徴とする液体収容袋の液体充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は液体収容袋の液体充填方法及び装置に関する。
【０００２】
【特許文献１】特開平１０−２０２９０１号公報
【特許文献２】特開平１０−２０２９００号公報
【特許文献３】特開平１０−１９３６３５号公報
【０００３】
【従来の技術】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置（或いは画像記録装置ともいう。）として、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、記録ヘッドから用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、画像が形成されるものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙などとも称される。）にインクを吐出して記録を行うものであり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００４】
このようなインクジェット記録装置として、インクタンク（インクカートリッジ）をキャリッジに搭載し記録ヘッドとともに一体的に記録媒体に沿って往復運動するシャトルタイプのものが一般的であったが、このようなキャリッジ搭載型インクカートリッジでは内蔵できるインクの量に限界があるため、大量に印刷を行う機種ではインクカートリッジを本体の固定部に設置し、キャリッジまで柔軟性のあるパイプなどを通してインクを供給するインクカートリッジ本体設置タイプのインクジェット記録装置が使われている。
【０００５】
ところで、インクカートリッジとしては、キャリッジ搭載型ではカートリッジ内に入れた多孔質体の毛管力によりインクを吸収させて、多孔質体の孔径とインクの充填量を管理することにより、記録ヘッドに供給するインクの圧力を負圧に制御する構成のものが広く使用されている。
【０００６】
これに対し、インクカートリッジ本体設置型では記録ヘッドへ供給するインク圧力を制御する機能を装置本体のキャリッジに持っているため、インクカートリッジとしてはインク収容量が多く、密閉状態でのインク供給が可能なインク袋タイプが有利であり実用化されている。
【０００７】
このようなインクカートリッジとしては、例えば【特許文献１】に記載されているように、堅い長方形のシェルからなる筐体内にインクを充填したもの、【特許文献２】に記載されているように、インク出口を設けた可撓性を有する袋状のインク槽と、このインク槽を出し入れ可能な開口部を有するシャシ部（筐体）とを備え、インク槽をシャシ部に出し入れ可能にしたものも知られている。
【０００８】
さらに、図２０に示すように、インクを収納するインク収納部５０１と、インク収納部５０１を収納する筒状のケース５０２と、筒状ケース５０２の前面を覆う蓋部材５０３とを備え、インク収納部５０１に一体的に設けた保持部材５０４にインク充填用の封止された筒状のインク充填口部５０５、インク供給用の筒状のインク供給口部５０６等を備え、この保持部材５０４を筒状ケース５０２内に押し込んで筒状ケース５０２の壁面途中に設けた係止孔５０２ａに保持部材５０４の突起部５０４ａを係合させて、筒状ケース５０２に保持部材５０４を固定保持し、更に筒状ケース５０２の開口部に蓋部材５０３を嵌め込むようにしたインクカートリッジも知られている。
【０００９】
ここで、インク収納部５０１は、保持部材５０４と一体に枠体５１１を成形し、この枠体５１１の外側に内面側が樹脂フィルムで外面側がアルミフィルムからなるフィルム状部材５１２を溶着して形成している。
【００１０】
ところで、インクジェット記録装置において使用するインクとしては、主に水性インクが用いられている。水性インクは原材料を混合・分散する工程と濾過工程により製造されるが、製造されたインクをそのままインクタンクに充填して記録を行うと、インク中に溶存している窒素、酸素、炭酸ガス等各種の気体が記録ヘッドまでのインク流路や記録ヘッド内のインク流路で気泡となりドット抜け等の記録不良を引き起こす。
【００１１】
そこで、インクタンクにインクを充填する前にインク中の溶存気体を減らす脱気処理を行っている。脱気処理の方法としては、インクを圧力容器中で減圧しながら攪拌する方法や、気体分離膜を用いた脱気装置により脱気する方法が用いられる。なお、脱気装置や方法に関しては、特開平５−１７７１２号公報、特開平１０−６０３３９号公報、特開平１０−２９８４７０号公報にも開示されている。
【００１２】
そして、このような方法で脱気したインクを、袋の中に空気を巻き込むことなく充填・封止することが求められる。そこで、従来、【特許文献３】に記載されているように、インク袋を減圧室に入れ、インク袋の周囲を減圧状態にした状態でインクを注入し、そのまま袋を熱溶着することによりインク袋内に空気を含むことなく封入する方法が知られている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した【特許文献１】に開示された方法では、減圧室を設け、この減圧室内にインク袋を溶着封止するための機構を組み込む必要があり、インク充填封止装置全体が複雑で高価なものになり、また、減圧する容積が大きくなるために減圧に要する時間が長くなり、生産性が低下するという課題がある。
【００１４】
そこで、前述した図２０で説明したようにインク排出口部（インクを外部に供給するインク供給口部である。）及び内部にインクを充填するためのインク充填口部を設け、排出口部から内部の気体を排出し、充填口部からインクを充填した上で、充填口部を封止することで、気体排出量も少なく、封止部分も小さくなり信頼性を向上させた上で生産性も確保できるが、このようなインク袋を用いた場合でも、脱気処理したインクの溶存気体量を少なく抑えたまま充填口部からインクを充填しなければならないという課題が残っている。
【００１５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液体中の溶存気体量を少なく抑えたまま液体を液体収容袋に充填できる充填方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し目的を達成するため、本発明に係る液体収容袋の液体充填方法及び装置は、液体収容袋の中の空気を減圧吸引により排気した後、液体収容袋内に液体を注入する構成とした。
【００１７】
ここで、液体充填後、液体充填口部を熱溶着により液噛み状態で封止することが好ましく、この場合、液体充填口部を溶着する過程で、液体を充填するための充填ノズルを大気解放することが好ましく、また、液体充填口部の溶着完了後、減圧吸引しながら液体を充填するための充填ノズルと液体充填口部とを分離することが好ましい。
【００１８】
また、液体充填口部に液体を充填するための充填ノズルとして先端部がテーパ形状である充填ノズルを使用することが好ましく、液体充填口部の先端内側がテーパ形状に形成されていることが好ましい。
【００１９】
さらに、気体透過膜を利用した脱気装置を用いて液体を循環しながら脱気した液体を充填することが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。先ず、本発明に係る充填装置で液体であるインクを充填する液体収容袋であるインク袋の一例について図１ないし図５を参照して説明する。なお、図１は同インク袋の側面説明図、図２は同インク袋にインクを充填した状態を説明する図１を下側から見た説明図、図３は同インク袋の袋本体を構成するアルミラミネートフィルムの断面説明図、図４は同インク袋の保持部材の側面説明図、図５は同インク袋のインク充填口部の拡大説明図、図６は図４の保持部材を背面側から見た説明図、図７は図４の保持部材を前面側から見た説明図、図８は同インク袋のインク排出口部の要部断面説明図である。
【００２１】
インク袋１は、図１及び図２に示すように、アルミラミネートフィルムからなる略四角形状（ここでは長方形状）の可撓性を有する袋本体２の長辺の一辺に樹脂製の保持部材３を固着（溶着）してなる。
【００２２】
袋本体２は、図３に示すように、ＬＤＰＥ２５上にドライラミネーション２６、アルミ膜２７、ドライラミネーション２８、ＰＡ２９を順次積層した構造のをアルミラミネートフィルム３０を用いて、図１及び図２に示すように、２枚のアルミラミネートフィルム３０、３０の周囲（図１に斜線を施した領域）を互いに、また保持部材３に溶着して袋状に形成したものである。この袋本体２は内部に形状を維持するための従前のような枠体がなく、全体として可撓性を有しているので、インクの使い残しが極めて少なくなる。
【００２３】
なお、ここでは、アルミラミネートフィルム３０から袋本体２を形成しているが、袋本体２を形成する部材の材質はこれに限るものではない。ただし、少なくともアルミラミネートフィルムを含む部材で形成することが好ましい。
【００２４】
保持部材３は、フランジ部１１の一方面側に袋本体２を熱溶着する連結部１２を一体形成し、フランジ部１１の他方面側に中空状のインク充填口部１３（図４では融着封止前の状態で図示、図２及び図５は融着封止後の状態で図示）及び中空状のインク排出口部１４を一体形成している。
【００２５】
ここで、連結部１２は図６に示すように両端部（保持部材３の長手方向端部）をテーパ状に形成して略菱型形状とし、また外周面に凹部１２ａを形成している。これにより、袋本体２を形成するアルミラミネートフィルム３０、３０を隙間なく連結部１２の周面に確実に溶着することができる。
【００２６】
インク充填口部１３の内部にはフランジ部１１及び連結部１２を貫通するインク充填用通孔１５を形成し、このインク袋１の袋本体２内にインクを充填した後、インク充填口部１３の一部を熱融着して封止している。ここで、図５に示すように、インク充填口部１３の熱融着による封止部分（溶融部分）は、インク充填口部１３が相対する両側から溶かされ、この溶かされた溶融部分１６ａ、１６ｂの形状が左右非対称の形状になっている。
【００２７】
このように、インク充填口部１３を熱融着して封止することにより封止を確実にしかも容易に行うことができる。この場合、本発明者らの実験によると、融着封止部分の形状を左右対称になるように融着封止を行ったところ、封止が完全でなくなるという現象が生じ、この点について鋭意研究した結果、封止部の溶融部分の形状を非対称形状にすることで、封止が完全に行われる（歩留まりが向上する）ことが確認された。
【００２８】
また、インク排出口部１４の内部にはフランジ部１１及び連結部１２を貫通するインク排出用通孔１７を形成し、先端部にはインク排出用通孔１７をシールするための弾性部材を嵌め込む開口部１８を形成し、更に外周面には弾性部材を保持するキャップ部材を装着するための段差部１９を形成している。
【００２９】
そして、このインク排出口部１４の先端部には、図８に示すように、弾性部材２１を嵌め込んでキャップ部材２２で保持している。この弾性部材２１としては、シリコン、フッ素、ブチル等のゴム材料からなることが好ましい。この弾性部材２１は記録装置本体側から中空で針状の供給針（インクを記録装置本体側に導入するためのインク導入手段である。）が刺し込まれたときに、密閉状態を維持したままで記録装置本体側へのインク供給を可能にするとともに、供給針が抜かれたときに復元して封止状態を維持するためのものである。
【００３０】
また、キャップ部材２２をインク排出口部１４の先端部に嵌め込むことにより図８に示すように係止片３８がインク排出口部１４の段差部１９に係合して抜けなくなる。
【００３１】
さらに、保持部材３には、後述するインクカートリッジの筐体側に設けられる係止爪に係合する係合部４１、４２を一体的に形成している。そして、これらの係合部４１、４２に対応する部分にはフランジ部１１の側面に溝部１１ａ、１１ｂを形成している。
【００３２】
このように、このインク袋１は、可撓性を有する略四角形の袋本体２の一辺に保持部材３を固着してなり、保持部材３には、袋本体２内にインクを充填するためのインク充填口部１３と袋本体内のインクを排出するためのインク排出口部１４とを有するとともに、インク充填口部１３の一部を熱融着によって封止し、かつ、封止部分の相対する部分の形状が非対称形状である構成としたので、簡単かつ容易に、しかも確実にインク充填口部を封止することができる。
【００３３】
次に、このインク袋を収納するインクカートリッジについて図９を参照して簡単に説明する。なお、同図は同インクカートリッジの外観斜視説明図である。
【００３４】
このインクカートリッジ５１は、インクを充填するインク袋１と、このインク袋１を収納するための筐体５３とを有する。この筐体５３は、第１筐体５４と、第２筐体５５と、第３筐体５６とから構成され、第１筐体５４と第２筐体５５とでインク袋１の側面を保護する保護カバーとなる筐体部分を構成している。すなわち、筐体５３はインク供給方向（インク排出方向）に平行な面でインク袋１を収納する第１筐体５４と第２筐体５５とに分割している。
【００３５】
そして、インクカートリッジ５１の筐体５３は、分割された略相似形の第１筐体５４と第２筐体５５を合わせて、その前面下側部分に第３筐体５６を嵌め込んで略直方体に組み立ててなり、組み立てた状態で、前面側に装置本体へのインク排出口部１４が臨む開口７３が形成される。
【００３６】
次に、本発明に係る液体充填装置について図１０及び図１１を参照して説明する。なお、図１０は同充填装置の全体構成説明図、図１１は同充填装置の封止機構部の説明図である。
この充填装置は、ストック容器１０１にストックされた脱気したインク１００をカプラ１０２を介してクッションタンク１０３に送り、このクッションタンク１０３からカプラ１０４を介してインクを脱気装置１０５に送り込む。なお、クッションタンク１０３内はエアーフィルタ１０３ａを介して大気に接続され、またバルブ１０３ｂが接続されている。
【００３７】
この脱気装置１０５は、循環経路１０６内に循環ポンプ１０７、気体透過膜膜を内蔵した脱気モジュール１０８、バルブ１０９、１１０を含み、脱気モジュール１０８には脱気真空ポンプ１１１及び脱気真空開放弁１１２がそれぞれ接続され、インク１０１を循環ポンプ１０７によって循環経路１０６内で循環させながら、脱気真空ポンプ１１１を作動させて脱気モジュール１０８によってインク１００の脱気を行う。なお、この脱気装置１０５の循環経路１０８にはバルブ１１３、バルブ１１４と１１５の直列回路もそれぞれ接続されている。
【００３８】
そして、この脱気装置１０５の循環経路１０６を経路１２０によってボールバルブ１２１を介してシリンジ３方弁１２２の入口側１２２ａに接続している。このシリンジ３方弁１２２の共通側１２２ｃにはシリンジ計量ポンプ１２３を接続している。なお、経路１２０にはバルブ１２４を接続している。
【００３９】
さらに、シリンジ３方弁１２２の出口側１２２ｂは経路１２５及びフィルタ１２６を介してノズル３方弁１２７の供給側１２７ａに接続し、このノズル３方弁１２７の共通側１２７ｃにはインク袋１へのインク１００の充填を行うための充填ノズル１２８を接続している。また、ノズル３方弁１２７の真空側１２７ｂには経路１３１及び大気３方弁１３２を介してトラップ手段１３３に接続し、このトラップ手段１３３にはワーク真空ポンプ１３４を接続している。
【００４０】
ここで、図１１をも参照して、充填ノズル１２８はノズル保持部材１４０に取り付け保持されている。そして、この充填ノズル１２８の下側にはインク袋１のインク充填口部１３を２つの相対する側から融着するための溶着ヘッド１４１、１４２をそれぞれ図１１で矢示方向に進退自在に配設している。
【００４１】
これらの溶着ヘッド１４１、１４２は先端部が１４１ａ、１４２ａを略三角形状に形成し、温度センサ装着用穴１４３が設けられて内部に温度センサが装着されている。また、溶着ヘッド１４１、１４２の内部にはヘッドを加熱するためのヒータ１４４、１４４が埋め込まれている。
【００４２】
さらに、これらの溶着ヘッド１４１、１４２の下方側にはインク袋１の排気を行うためのクランパ１５１、１５２を図１１で矢示方向に進退自在に配設している。ここで、インク充填は、インク袋１をインクカートリッジ５１の第１筐体５４に保持した状態で行うので、第１筐体５４をクランパ１５１で押圧し、インク袋１の袋本体２をクランパ１５２で押圧する構成とし、このクランパ１５２の押圧部は積層構造の弾性部材１５２ａ、１５２ｂと剛性部材１５２ｃとで構成している。
【００４３】
ここで、充填ノズル１２８は金属製部材で形成して、図１２に示すように、先端部１２８ａの外周側を先端が小径になる方向のテーパ形状に形成し（外周面を円錐形状に形成し）ている。また、インク袋１のインク充填口部１３はポリエチレンなどの樹脂製部材で形成し、同図に示すように、先端部１３ａをインク充填用穴１５が外側に向かって広がり開く方向のテーパ形状に形成している。
【００４４】
このように、充填ノズル１２８を金属製の円錐形状とし、樹脂部材からなる充填口部１３に押しつけることによって、接触部の樹脂部材が変形し、充填ノズル１２８と充填用穴１５の開口を密閉接続することができる。これにより、充填ノズル側にゴムパッキン等を設置して密閉する方法と比較して、装置が単純、安価であり、ゴムパッキンのメンテナンスを不要にすることができる。
【００４５】
また、充填装置の製作にあたり、充填ノズルを充填口に押しつけるためのバネ等を利用した可動機構のガタ、インク袋を装置にセットする際のガタが避けられないため、場合によっては充填ノズルと充填口が密閉接続できなくなるという問題が発生する。
【００４６】
そこで、上述したように充填口部１３の先端部内側にテーパを設けることで、テーパの幅の範囲で充填ノズル１２８と充填用穴１５の開口の位置ずれが生じても、ノズル先端が充填口のテーパに沿って滑りながらセットされるため、位置ずれにより密閉性を確保できなくなる問題を防止することができる。
【００４７】
図１０に戻って、溶着後のインク袋１のインク充填口部１３を冷却するための冷却ブローノズル１６１を配設し、この冷却ブローノズル１６１による冷却ブローを開閉するためのエアーブローバルブ１６２を設けている。
【００４８】
このように構成した充填装置の動作について図１３ないし図１９をも参照して説明する。
先ず、図１３の時点ｔ１で同図（ａ）に示すようにボールバルブ１２１を開き、同図（ｃ）に示すようにシリンジ３方弁１２２の入口側１２２ａを開く。そして、同図（ｌ）に示すようにシリンジ計量ポンプ１２３を徐々に下動させてシリンジ計量ポンプ１２３内にインクを吸引する。
【００４９】
一方、同図（ｉ）に示すように、図示しないワークホルダを上動させて、図１４に示すようにワークである第１筐体５４に装着したインク袋１を上動させて充填ノズル１２８をインク充填口部１３にセットする。
【００５０】
そして、図１３（ｊ）に示すようにワーククランプ１５１、１５２の閉動作（図１４で矢示方向への移動）を開始して、図１５に示すようにインク袋１を第１筐体５４を介してワーククランパ１５１、１５２で押圧することにより、インク袋１の袋本体２の排気を行い、図１６に示すようにワーククランパ１５１、１５２を元に戻す。う。
【００５１】
このワーククランプ１５１、１５２によるクランプの開始に応じて、図１３の時点ｔ２で同図（ｅ）に示すようにワーク真空大気開放弁１３２を一旦開き、同図の時点ｔ３で同図（ｇ）に示すようにノズル３方弁１２７の真空側１２７ａを開いて、インク袋１の袋本体２内を減圧吸引して排気する。
【００５２】
このように、インク充填に先立ってインク袋１ないの空気を減圧吸引により排気することにより、従来のようにインクを充填すべきインク袋と封止機構全体をカバーする減圧室が不要になるため、充填装置の小型化、低価格化を図ることができるとともに、インクの溶存気体量を低く抑えたまま充填することができる。
【００５３】
具体的には、インク袋に充填したインクの脱気度合いとして測定している溶存酸素量は２ｍｇ／Ｌ未満を実現することができた。なお、装置内にて脱気装置１０５で循環脱気されたインクの溶存酸素量は１ｍｇ／Ｌ程度であり、充填前に上記のようにインク袋１中の空気を減圧吸引にて排気するが、全量を完全に抜ききることはできないため、袋内に微量の気泡が残留する。充填完了時インク袋内に残留した気泡は、放置することによりインクに溶け込むため、溶存酸素量を２ｍｇ／Ｌ程度まで上昇させることになるが、この程度の溶存酸素量は十分に実用限度内である。
【００５４】
また、減圧すべきインク袋１の体積が小さいため、減圧所要時間は５秒程度で収まる。これにより、充填装置の動作開始〜溶着完了までの動作時間は２０秒程度で済み、ワーク交換作業を含む充填タクトとして２５秒程度を実現することができた。
【００５５】
そして、図１３の時点ｔ４において、同図（ｇ）に示すようにノズル３方弁１２７の真空側１２７ｂを閉じるとともに、同図（ｄ）に示すようにシリンジ３方弁１２２の出口側１２２ｂを開き、ノズル３方弁１２７の供給側１２７ａを開いた後、シリンジ計量ポンプ１２３を上動させて、図１７に示すように充填ノズル１２８からインクを吐出させてインク袋１のインク充填口１３から袋本体２内にインクを充填する。
【００５６】
ここまでの間、図１３（ｍ）に示すように、溶着ヘッド１４１、１４２のヒータ電源はオン状態にしてヒータ１４４に通電しておくことにより、インク袋１のインク充填口部１３を予備加熱しておく。
【００５７】
そして、図１３の時点ｔ５において、図１８にも示すように溶着ヘッド１４１、１４２を同図の矢示方向に移動させてインク充填口部１３を相対する両側から押し当ててインク充填口部１３を融着して封止する。
【００５８】
このように、インク袋へ所定量のインクを充填後、充填口部１３内にインクが満たされた状態で、充填口部１３を構成する樹脂部材の外側から熱を加えながら加圧・変形・封止することで、充填口部１３を封止する際の気泡の混入をゼロにすることができる。熱溶着方式では充填口部１３の対向する両側から一定温度に加熱した溶着ヘッドを押しつけるだけの簡単な工程で封止が可能であり、装置の小型・低価格化を実現できる。
【００５９】
ここで、充填口部１３の溶着封止を行うとき、図１３の時点ｔ６で同図（ｅ）に示すようにワーク大気開放弁１３２を開状態にしている。
【００６０】
すなわち、充填口部１３を熱溶着で封止する際、溶着部付近のインクが加熱されることにより発泡し、溶着部とノズル３方弁１２７の間の内部圧力が上昇、溶着部が破裂してインクが飛散するおそれがある。そこで、充填口部１３の溶着を開始し、充填口部１３の流路が閉塞した時点でワーク真空大気解放弁１３２を解放することで、内圧の上昇を防ぎ、溶着部の破裂を抑制することができる。
【００６１】
その後、図１３の時点ｔ７において、同図（ｍ）に示すようにヒータ電源をオフ状態にするとともに、エアーブローバルブ１６２を開き、インク充填口部１３に向かってエアーを吹き付け、インク充填口部１３の融着部を冷却を開始し、図１３の時点ｔ８において、図１９にも示すように溶着ヘッド１４１、１４２を同図の矢示方向に移動退避させ、図１３（ｅ）に示すようにワーク大気開放弁１３２を閉じるとともにノズル３方弁１２７の真空側１２７ｂを開状態にし、次いで同図（ｍ）に示すようにヒータ電源をオン状態にするとともにエアーブローバルブ１６２を閉じ、ノズル３方弁１２７の真空側１２７ｂを閉状態にした後、ホルダを下降させる。
【００６２】
ここで、充填、封止完了後に充填ノズル１２８から充填口部１３を分離させるとき、充填口部１３の端部にインクが付着した状態となり、周囲をインクで汚すおそれがある。
【００６３】
そこで、ここではインクの充填完了後、充填ノズル１２８から充填口部１３を分離する以前からノズル３方弁１２７の真空側１２７ｂを開状態にして充填ノズル１２８の減圧吸引を開始し、外れた直後まで吸引を継続することで充填口部１３の周辺のインクを吸引できるようにしている。これにより、残インクで周囲及び製品を汚す問題を防止することができる。
【００６４】
次に、溶着ヘッド１４１、１４２による溶着（融着）条件とノズル充填口部１３の溶着封止部分の形状について説明する。
先ず、インク充填口部１３を表１に示す物性値を示す材質Ａ、Ｂ、Ｃの材料でそれぞれ形成した。なお、材質Ａとしては日本ポリケム社製のノバテックＨＪ３６０（商品名）、材質Ｂとしては日本ポリケム社製のノバテックＨＪ５６０（商品名）、材質Ｃとしては三井住友ポリオレフィン社製のウルトラゼックス４５７０（商品名）をそれぞれ使用し、物性値はいずれもメーカーの公表値である。
【００６５】
【表１】
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【００６６】
（実施例１〜９）
表２に示すように、溶着ヘッド１４１（左ヘッド）及び溶着ヘッド１４２（右ヘッド）の各ヘッド温度に１０℃〜４０℃の範囲内で差が生じるように制御して材質Ａ（実施例１〜５）、材質Ｂ（実施例６）、材質Ｃ（実施例７〜９）のインク充填口部１３の融着封止を行った。
【００６７】
なお、溶着時間及び予備加熱の有無についても変化させた。ここで、予備加熱有りでは、ヘッド１４１、１４２とノズル充填口部１３との距離を１．５ｍｍとしてヘッドからの輻射熱で溶着前に約１０秒間加熱した。また、予備加熱無しでは、ヘッド１４１、１４２とノズル充填口部１３との距離を１５ｍｍ以上離してヘッドからの輻射熱による加熱効果がない状態にした。
【００６８】
（比較例１、３）
表２に示すように、溶着ヘッド１４１（左ヘッド）及び溶着ヘッド１４２（右ヘッド）の各ヘッド温度に６０℃の差が生じるように制御して、材質Ａ（比較例１）、材質Ｂ（比較例３）のノズル充填口部１３の融着封止を行った。
【００６９】
（比較例２、４）
表２に示すように、溶着ヘッド１４１（左ヘッド）及び溶着ヘッド１４２（右ヘッド）のヘッド温度の差が「０」になるように制御して、材質Ａ（比較例２）、材質Ｂ（比較例４）のノズル充填口部１３の融着封止を行った。
【００７０】
そして、これらの実施例１〜９及び比較例１〜４で封止を行ったインク袋に３ｋｇの錘を載せて、インク充填口部１３からのインクの漏れを観察し、１〜５の５段階で評価した。なお、漏れが発生しない実用レベルは３以上である。この結果を表２に併せて示している。
【００７１】
【表２】
2004338146.tif 000004
【００７２】
この結果から、左右の溶着ヘッドに温度差を付けた実施例１〜９においては、いずれも溶着効果として実用レベルである３以上の評価を得られたが、左右のヘッドに温度差がない比較例２、４にあっては、いずれも溶着効果として実用レベルである３以上の評価を得られなかった。
【００７３】
これは、左右の溶着ヘッドの温度に差を付けることで、充填口部１３の材質の軟化、溶融のタイミングがずれることになり、溶着部の接着強度が確保されるものと考える。このように溶着ヘッドの温度に差を付けて融着封止した場合、充填口部１３の溶融部分の形状は図５で説明したように左右で非対称形状になり、言い換えれば、充填口部１３の溶融部分の形状を非対称形状にすることによってより確実な封止を行うことができる。
【００７４】
これに対して、左右の溶着ヘッドの温度差をなくした場合、充填口部１３の材質の軟化、変形は十分に進むが、接着強度が確保されず、袋の中のインクの圧力により接着面が剥離し、インクが進入することで封止不十分となり、結果としてインク漏れとなることが考えられる。
【００７５】
また、左右の溶着ヘッドに温度差を付け、この温度差を１０〜４０℃の範囲内にした実施例１〜９においては、いずれも溶着効果として実用レベルである３以上の評価を得られたが、左右のヘッドに温度差を付け、この温度差を６０℃にした比較例１、３にあっては、いずれも溶着効果として実用レベルである３以上の評価を得られなかった。
【００７６】
このことから、左右の溶着ヘッドの温度差は１０〜４０℃の範囲にすることが好ましいことが分かる。温度差が４０℃を越える場合には、低温側の軟化が進みにくくなるため溶着の確実性が低下するものと考えられる。
【００７７】
次に、脱気装置１０５について説明しておくと、本実施形態の充填装置においては、インク充填を間欠的に行うため、脱気前インク容器〜インク脱気装置〜シリンジ計量ポンプの配管を直列接続した場合は、減圧環境中の気体透過膜中にインクを通すことで脱気を行う仕組みの脱気モジュールに間欠的にインクが流れることとなり脱気の効率が悪い。
【００７８】
そのため、単位時間あたりのインク処理量と得られる脱気度が同じ脱気装置を設計する場合、脱気装置にインクを連続通液する場合と比較し、間欠脱気では容量の大きい脱気モジュールを選定するか、複数の脱気モジュールを直列に配置する等の配慮が必要であり、装置の小型化、低コスト化の妨げとなる。
【００７９】
そこで、本実施形態においては、脱気モジュールに常時インクを循環させる循環方式の脱気装置１０５を備えており、これにより脱気モジュール１０８の能力を最大限活用することが可能となって、小型の装置で必要な脱気度（１ｍｇ／Ｌ以下）を得ることができるようになる。
【００８０】
本発明者らは、一定条件での脱気装置１０５の脱気能力を確認した。
条件  通液速度：１Ｌ／分、モジュール内圧力：−９０ｋＰａ、モジュール：現行品
この条件で脱気モジュール１０８に新インク（約８ｍｇ／Ｌ）を通液した場合の脱気度は約２ｍｇ／Ｌ（１パス目）であり、このインクを再度脱気モジュール１０８に通液した場合の脱気度は約１ｍｇ／Ｌ（２パス目）で、必要な脱気度（１ｍｇ／Ｌ以下）を得ることができることを確認できた。
【００８１】
なお、上記実施形態においては、本発明をインク袋の充填方法及び装置で説明したが、レジストあるいはＤＮＡ試料などの液体を収容する液体収容袋の充填方法及び充填装置にも適用することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液体収容袋の充填方法及び装置によれば、、液体収納袋内の空気を減圧吸引により排気した後液体を充填するようにしたので、液体の溶存気体量を少なく抑えたまま液体を充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による充填装置で液体を充填する液体収容袋であるインク袋の一例を示す側面説明図
【図２】同インク袋にインクを充填した状態を説明する図１を下側から見た説明図
【図３】同インク袋の袋本体を構成するアルミラミネートフィルムの断面説明図
【図４】同インク袋の保持部材の溶着封止前の状態の側面説明図
【図５】同インク袋の溶着封止状態の説明に供する側面拡大説明図
【図６】図５の保持部材を背面側から見た説明図
【図７】図５の保持部材を前面側から見た説明図
【図８】同インク袋のインク排出口部の要部断面説明図
【図９】同インク袋を収納するインクカートリッジの一例を示す外観斜視説明図
【図１０】本発明に係る充填装置の全体構成説明図
【図１１】同充填装置の封止機構部の説明図
【図１２】同充填装置の充填ノズル及び充填口部の形状を説明する説明図
【図１３】同充填装置の作用説明に供するタイミング説明図
【図１４】同充填装置の動作説明に供する排気動作開始前の状態の説明図
【図１５】同充填装置の動作説明に供する排気動作中の状態の説明図
【図１６】同充填装置の動作説明に供する排気動作終了後の状態の説明図
【図１７】同充填装置の動作説明に供するインク充填中の状態の説明図
【図１８】同充填装置の動作説明に供する溶着封止中の状態の説明図
【図１９】同充填装置の動作説明に供する溶着封止完了後の状態の説明図
【図２０】従来のインクカートリッジの一例を示す分解斜視説明図
【符号の説明】
１…インク袋、２…袋本体、３…保持部材、１３…インク充填口部、１４…インク排出口部、５１…インクカートリッジ、１０１…ストック容器、１０５…脱気装置、１０８…脱気モジュール、１２２…シリンジ３方弁、１２３…シリンジ計量ポンプ、１２７…ノズル３方弁、１２８…充填ノズル、１３２…ワーク真空大気開方弁、１４１、１４２…溶着ヘッド、１５１、１５２…ワーククランパ。
【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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【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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