(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク充填口と大気連通口を有し、インクを吸収保持する多孔質体を内蔵するインクカートリッジへインクを充填する方法であって、インク充填口には停止弁を介し密閉構造のインク供給タンクを設置し、大気連通口にはインクオーバーフロータンクを設置し、前記オーバーフロータンクは密閉系で、三方弁を通した真空ポンプによるオーバーフロータンクからの減圧吸引によりインクカートリッジ及びオーバーフロータンクを減圧した後、前記停止弁を開けてから、前記供給タンクをインクカートリッジと同じ減圧条件下に保持した後、インク供給タンクのインクをインク充填口からインクカートリッジに充填し、該インクカートリッジからあふれたインクを、オーバーフロータンクで保持した後、前記三方弁を開放してインクカートリッジを常圧に戻すことにより該オーバーフロータンク内のインクをインクカートリッジに充填することを特徴とするインク充填方法。
【請求項２】
インク充填口と大気連通口を有し、インクを吸収保持する多孔質体を内蔵するインクカートリッジへインクを充填する方法であって、インク充填口には停止弁を介し密閉構造のインク供給タンクを設置し、大気連通口にはインクオーバーフロータンクを設置し、前記オーバーフロータンクは開放系で、インクカートリッジ、オーバーフロータンクを減圧容器内に設置し、前記減圧容器を三方弁を通して真空ポンプで減圧することにより、インクカートリッジ及びオーバーフロータンクを減圧した後、前記停止弁を開けてから、前記供給タンクをインクカートリッジと同じ減圧条件下に保持した後、インク供給タンクのインクをインク充填口からインクカートリッジに充填し、該インクカートリッジからあふれたインクを、オーバーフロータンクで保持した後、前記三方弁を開放して、減圧容器内を大気圧に戻して、インクカートリッジを常圧に戻すことにより該オーバーフロータンク内のインクをインクカートリッジに充填することを特徴とするインク充填方法。
【請求項３】
前記インク供給タンクは密閉構造で、シリンダーを有する容積可変な構造であり、インク供給タンク内の充填前のインクを、前記停止弁を開くことによりインクカートリッジと同じ減圧条件下に保持した後、前記シリンダーを押しながらカートリッジへ充填する請求項１または２に記載のインク充填方法。
【請求項４】
前記インク供給タンクは大気開放弁を有し、インク供給タンク内の充填前のインクを、前記停止弁を開くことによりインクカートリッジと同じ減圧条件下に保持した後、前記大気開放弁を開けることによりカートリッジへ充填する請求項１または２に記載のインク充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンターのインク供給カートリッジなどのインクカートリッジにインクを充填する方法に関し、さらに詳しくは、インク充填口と大気連通口とを有し、インクを吸収保持する多孔質体を内蔵するインクカートリッジの新品だけでなく、インクが残留している使用済みの中古のカートリッジにもインクを充填することができる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンター用のインクは液体であるため、インクを供給するカートリッジには、インクがこぼれず、取り扱いが容易であり、カートリッジの交換の際に手や衣服が汚れない、等の特性が要求される。これらの要求を満足するカートリッジとして、インクを吸収保持する多孔質体を内蔵したインクカートリッジが提案され、使用されている。これらカートリッジには、インクを供給するためのインク供給口と、大気連通口が設けられているのが、一般的である。
【０００３】
多孔質体へインクを吸収させるには、多孔質体が保持している空気とインクとを置換する必要があり、そのような方法として、例えば、（１）多孔質体を予め圧縮しておき、開放時にインクを吸収させる方法、（２）インクを加圧してカートリッジへ注入する方法、（３）カートリッジ内の多孔質体から減圧により空気を除去した後、インクを注入する方法、などが提案されている。
【０００４】
カートリッジを減圧してインクを充填する方法として、特開平３−２２７６５６号公報には、発泡体からなるインク吸収部材を有するインクカートリッジ内の空気を吸引し、真空状態にした後、インクを注入する充填方法が提案されている。この方法においては、三方切替弁を通して真空ポンプへつながれた配管を第１の接続口へ接続し、第２の配管を介してインクタンクからインクを供給するインク注入装置が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この方法では、発泡体中の空気を除去した後、インクを注入するので、インク充填の効率が高いという利点がある。しかしながら、真空ポンプからの配管が直接カートリッジへ接続されているため、カートリッジ内にインクが残留している使用済みカートリッジでは、空気と一緒にインクも真空系へ吸い込まれてしまうので、使用済みカートリッジには適用できない、という問題点を有している。また、この方法では、充填効率を高めるために、発泡体内の空気を完全に除去してからインクの充填を行わなければならなかった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、新規カートリッジへの充填は元より、カートリッジ内にインクが残留している使用済みのカートリッジへの再充填においても、インクを効果的に多孔質体へ吸収保持させることができるインクの充填方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
インクを吸収保持する多孔質体を内蔵するカートリッジへの減圧下においてインクを充填するには、多孔質体が保持している空気とインクとを置換する必要がある。高真空の条件でインクを注入すれば空気との置換を円滑に行えるものの、高真空を実現できる充填装置が必要となる。また、カートリッジの内部のみを真空とし充填するには、圧力差に耐えられる強度のカートリッジが必要となる。更に、インクが残留した使用済みカートリッジでは、高真空によるインクの沸騰や泡立ちが避けられない。
【０００８】
減圧条件を緩くするとインクの沸騰や泡立ちを防止できるが、多孔質体が保持している空気とインクとの置換が不十分となるため、インクの充填が不完全となる。減圧下の多孔質体は常圧へ戻る際に最もインクを吸収することから、緩い減圧条件下で多孔質体が十分に吸収保持できずあふれてきたインクを１度オーバーフロータンクで受けておき、常圧に戻す際に多孔質体へ吸収させる方法を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、（Ｉ）インク充填口と大気連通口を有し、インクを吸収保持する多孔質体を内蔵するインクカートリッジへの減圧下にインクを充填する方法において、大気連通口にインクオーバーフロータンクを設置するインク充填方法を提供する。
【００１０】
また、本発明は上記課題を解決するために、（II）充填前のインクをインクカートリッジと同じ減圧条件下に保持した後にカートリッジへ充填する上記（Ｉ）記載のインク充填方法を提供する。
【００１１】
また、本発明は上記課題を解決するために、（III） インクカートリッジ、オーバーフロータンクを減圧下に設置し、インクを充填する上記（Ｉ）又は（II）項記載のインク充填方法を提供する。
【００１２】
さらに、本発明は上記課題を解決するために、（IV）インクカートリッジ及びオーバーフロータンクを常圧下に設置し、オーバーフロータンクからの減圧吸引により、インクカートリッジ内を減圧としながら、インクカートリッジ内にインクを充填する上記（Ｉ）又は（II）項記載のインク充填方法を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のオーバーフロータンクは、大気連通口に接続するタンクであり、カートリッジ・オーバーフロータンクを減圧下に設置する充填方法の場合は開放系、オーバーフロータンクから吸引しカートリッジ内を減圧とする充填方法の場合は密閉系の構造とする。
【００１４】
オーバーフロータンクの容量は、新品のカートリッジへの充填の場合はインク充填量の２倍程度あれば良い。使用済みカートリッジへの充填の場合は、残留するインクが減圧により泡立つために溢れやすく、インク充填量の４倍以上の容量が好ましい。また、オーバーフロータンクから吸引しカートリッジ内を減圧とする充填方法の場合は、オーバーフロータンクの容量は更に大きくする必要があり、インク充填量の１０倍以上の容量が好ましい。
【００１５】
本発明のインク充填口、大気連通口はカートリッジの外側と内側とを結ぶ口を指しており、その位置および形状は特に指定はない。また、口の数についても２カ所以上であれば良く、構造上使いやすい位置の口をインク充填口、大気連通口として適宜決めれば良い。この場合、他の口は栓やテープ等でふさいでおく必要がある。
【００１６】
インクカートリッジ、オーバーフロータンクを減圧下に設置し、インクを充填する場合、インクカートリッジは真空チャンバーのような減圧容器内に設置し、減圧容器は三方弁を介して真空ポンプへ接続する。三方弁は減圧容器内を大気圧へ戻すときの開放弁である。減圧容器内の圧力は適宜決定すれば良い。
【００１７】
インク充填口からの配管を減圧容器の外へ導き出し、停止弁を介してインク供給タンクへと接続する。本充填方法では、インク供給タンクの構造は開放構造、密閉構造どちらも採用できる。
【００１８】
インクカートリッジ、オーバーフロータンクは常圧下に設置し、オーバーフロータンクからの吸引によりインクカートリッジ内を減圧しインクを充填する場合、インク充填口及びオーバーフロータンクとカートリッジとの接続部は、空気もれが生じないような構造としなければならない。オーバーフロータンクは吸引口を備えた密閉構造であり、吸引口は三方弁を介して真空ポンプへ接続される。三方弁はカートリッジ内を常圧に戻すための大気開放弁である。容器内の圧力は適宜決定すれば良い。
【００１９】
インク充填口からの配管は、停止弁を介してインク供給タンクへと接続する。本発明の充填方法においても、インク供給タンクの構造は、開放構造、密閉構造どちらも採用できる。
【００２０】
インク供給タンクが密閉構造の場合、減圧容器内を減圧し停止弁を開放するとインク供給タンクの圧力を減圧容器内と同じにできる。この状態からインクを注入すると、インクカートリッジ内でインクが発泡することなく充填ができるので好ましい。カートリッジへのインク注入を常圧で行うと、減圧下にあるインクカートリッジ内に注入された瞬間に圧力差によりインクが泡立ってしまう。
【００２１】
密閉構造のインク供給タンクとしては、例えば、（１）シリンダーの如き容積可変な構造とし、インクを押し出しながら注入する方法、（２）容積可変でない場合は、大気開放弁を備えた構造とし、大気開放弁を徐々に開けてカートリッジとの間に生じる圧力差によってインクを注入する方法が挙げられる。開放構造のインク供給タンクの場合は、沸騰・泡立ちを抑制するため、インクカートリッジとの間の停止弁に流量調節機能を持たせるか停止弁とは別に流量調節機能を追加することが好ましい。
【００２２】
大気開放弁を備えた密閉構造のインク供給タンク、開放構造のインク供給タンクは、インクの供給後に、空気がカートリッジへ入らないように注意する必要がある。インク充填後のカートリッジに空気が入ると、カートリッジからインクが吹き出す場合がある。シリンダーの如き容積可変な構造の場合には、インク供給後に空気がカートリッジへ入らない構造であり好ましい。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例の範囲に限定されるものではない。
【００２４】
（実施例１）
図１に示した充填装置を使用して、市販のインクカートリッジ「ＭＪＩＣ８」（セイコーエプソン（株）社製）にインクを充填した。カートリッジは、インクを空になるまで使い切った使用済みカートリッジであり、充填するインクは必要量を新品のカートリッジから抜き出した。
【００２５】
カートリッジ下面のプリンターへのインク供給口を密栓し、上面のラベルを剥がして２ヶ所ある大気連通口の片方にインク供給口を、他方にオーバーフロータンクを取り付け減圧チャンバー内へ設置する。インクオーバーフロータンクの容量は６０ｍｌとし、インク供給タンクはシリンダー構造を採用し１５ｍｌのインクを充填した。
【００２６】
チャンバー内の圧力を２６５ｈＰａとし、停止弁を開いて数秒間保持した後にシリンダーのピストンを動かしインクを充填した。この時インクカートリッジからあふれたインクがオーバーフロータンクで保持された。３方弁を開けチャンバー内を常圧に戻す際に、オーバーフロータンク内のインクは全量カートリッジ内の多孔質体へ吸収された。
【００２７】
充填したカートリッジをインクジェットプリンター「ＭＪ９３０Ｃ」（セイコーエプソン（株）社製）に搭載して印刷を実施したところ、ドット欠けもなく良好な印刷が可能であった。
【００２８】
（実施例２）
図２に示した充填装置を使用して、市販のインクカートリッジ「ＭＪＩＣ８」（セイコーエプソン（株）社製）にインクを充填した。カートリッジはインクを空になるまで使い切った使用済みカートリッジであり、充填するインクは必要量を新品のカートリッジから抜き出した。
【００２９】
カートリッジ下面のプリンターへのインク供給口を密栓し、上面のラベルを剥がして２ヶ所ある大気連通口の片方にインク供給口を、他方にオーバーフロータンクを取り付けた。インクオーバーフロータンクの容量は２００ｍｌとし、インク供給タンクはシリンダー構造を採用し１５ｍｌのインクを充填した。
【００３０】
インクカートリッジ内の圧力を２６５ｈＰａとし、停止弁を開いて数秒間保持した後にシリンダーのピストンを動かしインクを充填した。この時インクカートリッジからあふれたインクがオーバーフロータンクで保持された。３方弁を開けインクカートリッジ内を常圧に戻す際に、オーバーフロータンク内のインクは全量カートリッジ内の多孔質体へ吸収された。
【００３１】
充填したカートリッジをインクジェットプリンター「ＭＪ９３０Ｃ」（セイコーエプソン（株）社製）に搭載して印刷を実施したところ、ドット欠けもなく良好な印刷が可能であった。
【００３２】
（比較例１）
実施例１において、インクオーバーフロータンクを設置しなかった以外は、実施例１と同様にして、インクの充填を行った。充填途中でカートリッジからインクがあふれ、準備したインクの全量を充填することができなかった。
【００３３】
（比較例２）
実施例２において、インクオーバーフロータンクを設置せずに真空ポンプからの配管を直接カートリッジへ接続した以外は、実施例２と同様にして、インクの充填を行った。充填途中でインクがあふれ、準備したインクの全量を充填することができなかった。また、あふれたインクが真空配管を通り真空ポンプまで汚染してしまった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のインク充填方法は、新規カートリッジへの充填は元より、カートリッジ内にインクが残留している使用済みのカートリッジへの再充填においても、インクを効果的にカートリッジ内の多孔質体へ吸収保持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクカートリッジ及びインクオーバーフロータンクを減圧下に設置した実施例１で用いた装置の概念図である。
【図２】インクカートリッジ及びインクオーバーフロータンクを常圧下に設置した実施例２で用いた装置の概念図である。
【符号の説明】
１  インクカートリッジ
２  インクオーバーフロータンク
３  シリンダー
４  停止弁
５  真空計
６  真空ポンプ
７  三方弁（大気解放系）
８  真空チャンバー
【図１】
0004714960.tif 000002
【図２】
0004714960.tif 000003