(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質体からなる液体吸収体が収納され、大気に連通する少なくとも第１の孔と第２の
孔を有するカートリッジに液体を注入する液体注入方法において、
前記第１の孔を通じて前記カートリッジ内を排気することで所定圧力まで減圧し、この減圧状態を保持する減圧工程と、
前記第２の孔を通じて、設定された計時時間に従って液体を注入する注入工程と、
前記注入工程の前記液体の注入過程において、前記第１の孔または他の孔を通じて前記カートリッジ内における前記第１の孔の周辺領域に気体を流入させると共に、その流入の停止または減速を伴って１回を終える減圧緩和動作を、少なくとも１回行う減圧緩和工程と、
前記第２の孔を通じて、設定された計時時間に従って液体を更に注入する工程と
を含むことを特徴とする液体注入方法。
【請求項２】
前記注入工程は、前記カートリッジに注入する前記液体中に含まれる気体を脱気する脱
気工程と、脱気後の前記液体を所定量計量する液体計量工程とを含むことを特徴とする請
求項１に記載の液体注入方法。
【請求項３】
洗浄液を含浸させた清掃部を有する清掃ユニットにより、前記カートリッジに前記液体
を注入するための注入ノズル部を前記清掃部で定期的に清掃する清掃工程を、更に備えた
ことを特徴とする請求項２または３に記載の液体注入方法。
【請求項４】
前記第１の孔が上面側に位置し、且つ前記第２の孔が下面側に位置する状態に配置され
た前記カートリッジに前記液体を注入することを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
か一項に記載の液体注入方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液体注入方法を用いて製造されたことを特徴とするカートリッジ。
【請求項６】
請求項５に記載のカートリッジを搭載したことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質体からなる液体吸収体を備えたカートリッジに液体を注入する液体注入装置および注入方法、これらの液体注入装置および注入方法で液体を充填したカートリッジおよびこのカートリッジを搭載した液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多孔質体からなる液体吸収体を備えたカートリッジに液体を注入する従来の液体注入装置および注入方法としては、次に述べるインクジェットプリンタ等の記録装置に搭載されるインクカートリッジにインクを注入する注入装置および注入方法が知られている。
【０００３】
このインク注入方法は、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方法であって、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第一工程と、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をインクカートリッジに注入する第二工程からなることを特徴としている（特許文献１参照）。
【０００４】
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方法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第１の工程と、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第２の工程と、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第３の工程とを備えること、を特徴とするインク注入方法が知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
また、外部にインクを供給するインク供給孔を備えた収納室内に、外部からインクを注入して、収納室内に配置されている多孔質体にインクを吸収させるインクカートリッジのインク注入方法であって、収納室内へのインクの注入は、収納室内を脱気後、あるいは脱気しつつ行うこと、を特徴とするインク注入方法が知られている（特許文献３参照）。
【０００６】
また、インクを貯留するインク吸収部材を収納した収納部と、該収納部の一部に設けられ前記インク吸収部材にインクを供給するのに用いられるインク供給開口部と、該インク供給開口部から離れた前記収納部に設けられ該収納部内を大気に連通するための大気連通口と、前記収納部の内面に設けられた少なくとも２つのリブからなる突起部とを含むインクタンクにインクを注入する方法であって、前記大気連通口を閉じ、前記インク供給開口部から前記収納部の内部を減圧するステップと、該減圧状態を維持したままで前記収納部の内部に前記インク供給開口部からインクを注入して、前記インク吸収部材表面に前記突起部のリブ間の隙間を通ってインクを行き渡らせるステップと、前記インク供給開口部を閉じ、前記大気連通口を開けて前記収納部の内部を大気に連通させることにより前記インク吸収部材の表面から内部にインクを浸透させるステップとを含むことを特徴とするインク注入方法が知られている（特許文献４参照）。
【０００７】
また、液体の消費状態を検出する圧電素子が取り付けられた液体容器であって前記圧電素子に形成されたキャビティが前記液体容器の内部に連通している液体容器の内部に液体を充填する方法であって、前記液体容器の内部を大気圧よりも低い圧力に減圧するステップと、前記液体容器の内部に液体を充填する液体充填ステップと、を有し、前記減圧ステップでは前記液体容器に形成された開口から液体容器内の空気を吸引除去して減圧し、前記液体充填ステップでは前記開口から液体を充填すること、を特徴とする液体充填方法が知られている（特許文献５参照）。
【０００８】
従来のインク注入装置は、インクタンク（またはインクカートリッジ）内に負圧を発生させる負圧発生手段およびその所定のインク収容量を保持し、これをインクタンクに送給可能なインク送給手段と、インクタンクに対し負圧発生手段とインク送給手段とを切換える供給切換手段と、インクタンク内の負圧がインク収容量を十分吸引可能な負圧以下となったときにインク送給手段に切換えて適切な送給速度でインクを送給するように制御する手段とを具備したこと、を特徴とするインク注入装置が知られている（特許文献６参照）。
【０００９】
【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
【特許文献３】特開平１０−２５８５１７号公報
【特許文献４】特開平１０−２９６９９１号公報
【特許文献５】特開２００２−０６７３５１号公報
【特許文献６】特開平６−１９１０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述の従来技術では、多孔質部材にて液体（インク）を保持する手段と、該多孔質部材を圧縮し保持するためのケースと、ケースに設けられたインクを供給するための大気に連通する開口部と、ケースをシールする蓋と、で構成されるインク収容容器にインクを前記開口部から注入する場合、前記インク収容容器の蓋に形成された孔から前記収容容器内を排気して減圧し、インクを注入すると前記孔側の真空度が高くなるために、インク注入中に前記多孔質部材を通過して、インクが前記孔に向かって流出するため、前記多孔質部材へのインク充填効率が高く、かつ一定量のインクを前記収容容器外に溢れないように注入することが困難であるという課題を有していた。
【００１１】
本発明は、上記のような課題を考慮してなされたものであり、多孔質体からなる液体吸収体を備えたカートリッジに所定量の液体を溢れることなく、且つ液体を高い充填効率で注入する液体注入装置および注入方法、これらの液体注入装置および注入方法で液体を充填したカートリッジおよびこのカートリッジを搭載した液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の液体注入装置は、多孔質体からなる液体吸収体が収納され、大気に連通する少なくとも第1の孔と第２の孔を有するカートリッジに液体を注入する液体注入装置であって、第１の孔に接続してカートリッジ内を排気することで所定圧力まで減圧し、この減圧状態を保持する減圧部と、第２の孔に接続して減圧状態にあるカートリッジ内に所定量の液体を注入する注入部と、液体の注入過程において第１の孔または他の孔を通じてカートリッジ内における第１の孔の周辺領域に気体を流入する減圧緩和部と、減圧部、注入部および減圧緩和部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。尚、減圧状態を保持するとは、所定圧力に保持することに限定されるものではなく、減圧状態に保持されればその圧力値は変化してもよい。
【００１３】
この構成によれば、カートリッジ内を減圧状態として液体を注入する際に、カートリッジに設けられた第１の孔に接続してカートリッジ内を排気し減圧するために第１の孔の周辺領域の真空度が高くなり易く、注入された液体が多孔質体からなる液体吸収体を通過して第１の孔に向かって流れ出し、最悪の場合は第１の孔から溢れることを、減圧緩和部が液体の注入過程においてカートリッジ内における第１の孔の周辺領域に気体を流入することにより防止することができる。
【００１４】
この場合、前記減圧部は、第１の孔に接続される排気ノズル部と、第１の孔から前記排気ノズル部を経由してカートリッジ内を排気するポンプと、双方を接続するためのできるだけ内径の太い接続用配管と、を備えることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、カートリッジに設けられた第１の孔に直接排気ノズル部を接続して前記カートリッジ内をポンプによって排気するため排気効率がよくポンプが小型なもので排気することができる。
【００１６】
さらにこの場合、前記注入部は、１つまたは複数の液体を貯留する貯留部と、第２の孔に挿入される注入ノズル部と、貯留部から液体を所定量吸引して注入ノズル部に供給する液体計量部と、貯留部と液体計量部とを繋ぐ液体供給路上に設けられ前記液体中の気体を脱気する脱気部と、を備えることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、貯留部に貯えられた液体を液体計量部で所定量計量する前に脱気部で液体中に溶解している気体を脱気して注入ノズル部に送ることができる。
【００１８】
またこの場合、前記注入ノズル部は、液体の注入時以外に注入ノズル部から液体が流出することを防止する逆止弁を備えることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、液体を注入ノズル部からカートリッジに注入する前や注入後にカートリッジを取り出すことにより注入ノズル部が剥き出しになっても、この注入ノズル部に備えられた逆止弁によって注入ノズル部から液体が外に漏れることを防ぐことができる。
【００２０】
また本発明の液体注入装置において、前記減圧緩和部は、カートリッジ内における前記第１の孔の周辺領域に気体を流入させると共に、その流入の停止または減速を伴って１回を終える減圧緩和動作を、液体注入過程において少なくとも１回行うことを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、カートリッジ内における前記第１の孔の周辺領域に気体を流入させると共に、その流入の停止または減速を伴って１回を終える減圧緩和動作を、液体の注入過程において１回行うか、あるいは複数回繰り返すことにより、前述のように液体がカートリッジに設けられた第１の孔に向かって流出することを防止することができる。またこれによりカートリッジに収容されている液体吸収体に所定量の液体をより効率よく注入し吸収させることができる。
【００２２】
また本発明の液体注入装置は、洗浄液を含浸させた清掃部を有する清掃ユニットを更に備え、清掃ユニットは、前記注入部が有する注入ノズル部を清掃部により定期的に清掃することが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、液体注入装置が停止してカートリッジが取り付けられていない状態で放置された場合、外気に触れている注入ノズル部内の先端付近に内包されている液体が乾燥して液体中に溶解している固形分が固まることによる注入ノズル部の詰まりを、洗浄液を含浸させた清掃部で定期的に清掃することで取り除くことができる。
【００２４】
また本発明の液体注入装置は、前記第１の孔が上面側に位置し、且つ前記第２の孔が下面側に位置する状態にカートリッジを固定する固定部を備えることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、上記固定部で固定されたカートリッジの上面側に位置した第１の孔に前記排気ノズル部を接続してカートリッジ内を排気し減圧し、また下面側に位置した第２の孔に注入ノズル部を接続して液体を注入するため、液体は必ずカートリッジの第２の孔付近に存在するように注入される。したがって、カートリッジから液体を取り出して用いる場合、カートリッジの下面側に位置した第２の孔から液体を取り出すようにすればカートリッジ内に残存する気体を含まずに安定的に液体を取り出すことができる。また、この第２の孔付近にカートリッジ内の液体を検出する検出機構を設けておけば、液体があるにもかかわらず無しと検出される誤検出を防ぐことができる。
【００２６】
本発明の液体注入方法は、多孔質体からなる液体吸収体が収納され、大気に連通する少なくとも第１の孔と第２の孔を有するカートリッジに液体を注入する液体注入方法において、第１の孔を通じてカートリッジ内を排気することで所定圧力まで減圧し、この減圧状態を保持する減圧工程と、第２の孔を通じて所定量の液体を注入する注入工程と、液体の注入過程において第１の孔または他の孔を通じてカートリッジ内における第１の孔の周辺領域に気体を流入する減圧緩和工程とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
この注入方法によれば、前記減圧工程では、第１の孔を通じてカートリッジ内を排気し減圧するために第１の孔の周辺領域の真空度が高くなり易く、次の注入工程で注入された液体が多孔質体からなる液体吸収体を通過して第１の孔に向かって流れ出し、最悪の場合は第１の孔から溢れることを、液体の注入過程おいて第１の孔または他の孔を通じてカートリッジ内における第１の孔の周辺領域に気体を流入する減圧緩和工程を備えることにより防止することができる。したがって、所定量の液体をカートリッジから溢れることなく確実に充填することができる。
【００２８】
この場合、前記注入工程は、カートリッジに注入する液体中に含まれる気体を脱気する脱気工程と、脱気後の液体を所定量計量する液体計量工程とを含むことが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、カートリッジに液体を注入する前に液体中に溶存する気体を脱気する工程と脱気後の液体を所定量確実に計量する液体計量工程とを備えているため、液体を注入したカートリッジの液体流路に残存する気泡を液体中に取り込み、発泡することを防ぐことができる。ゆえに発泡による気泡がカートリッジの液体供給口となる前記第２の孔を塞ぐことによって起こる液体供給の不具合を防止することができる。また脱気された液体を所定量確実に計量して、カートリッジに注入することができる。
【００３０】
本発明の液体注入方法おいて、前記減圧緩和工程では、カートリッジ内における前記第１の孔の周辺領域に気体を流入させると共に、その流入の停止または減速を伴って１回を終える減圧緩和動作が、液体注入過程において少なくとも１回行われることを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、カートリッジを減圧状態として液体を注入する際に、前述のように液体がカートリッジに設けられた第１の孔に向かって流出する動きを、カートリッジ内における前記第１の孔の周辺領域に気体を流入させると共に、その流入の停止または減速を伴って１回を終える減圧緩和動作を、液体の注入過程において１回行うか、あるいは複数回繰り返すことにより防止することができる。またこれによりカートリッジに収容されている液体吸収体に所定量の液体をより効率よく注入して吸収させることができ、カートリッジの液体充填効率を高めることができる。
【００３２】
また本発明の液体注入方法は、洗浄液を含浸させた清掃部を有する清掃ユニットにより、カートリッジに液体を注入するための注入ノズル部を前記清掃部で定期的に清掃する清掃工程を、更に備えることが好ましい。
【００３３】
この構成によれば、定期的に洗浄液を含浸させた清掃部で前記注入ノズル部を清掃する清掃工程を備えているため、注入ノズル部が外気に触れた状態で長時間放置した場合、注入ノズル部内の液体に溶解している固形分が液体の溶媒蒸発によって析出し注入ノズル部先端を塞いで液体注入に支障をきたさないようにすることができる。尚、定期的とは、液体注入作業の中で一定の時間を置いて行う、または、１日の作業の開始時や終了時等メンテナンスのタイミングで行うこともできる。
【００３４】
また本発明の液体注入方法は、前記第１の孔が上面側に位置し、且つ前記第２の孔が下面側に位置する状態に配置されたカートリッジに液体を注入することを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、カートリッジの上面側に位置した第１の孔を通じてカートリッジ内を排気し減圧し、カートリッジの下面側に位置した第２の孔から所定量の液体を注入するため、第２の孔付近には確実に液体が充填される。したがって、カートリッジから液体を取り出して用いる場合、第２の孔から取り出すようにすればカートリッジ内に残存する気体を含まずに安定的に液体を取り出すことができる。
【００３６】
本発明のカートリッジは、多孔質体からなる液体吸収体が収納され、大気に連通する少なくとも第1の孔と第２の孔を有するカートリッジであって、上記の液体注入装置あるいは液体注入方法を用いて製造されたことを特徴とする。
【００３７】
この構成によれば、所定量の液体が溢れることなく注入され、且つ液体の充填効率が高いカートリッジを提供することができると共に、温度、圧力および振動等の外部応力によってカートリッジ内の液体中に気泡が発生しにくい信頼性の高いカートリッジを提供することができる。
【００３８】
本発明の液滴吐出装置は、上記のカートリッジを搭載したことを特徴とする。これによれば、液体の充填効率が高く、信頼性に優れたカートリッジを搭載しているため液体供給が安定した液滴吐出装置を提供することができる。
【００３９】
尚、本発明の液滴吐出装置とは、液体としてインクを用いたインクジェットプリンタ等の記録装置や液体としてカラーフィルタ材料、発光材料、金属配線材料などの機能液を用いて液滴吐出ヘッドから基板（ワーク）上に吐出して前記機能液からなるカラーフィルタ層、発光層および金属配線等を描画する描画装置を含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
（第１の実施形態）
本発明を適用した一実施形態であるインクカートリッジのインク注入装置（液体注入装置）および注入方法について図１〜図３に基づいて説明する。図１は、インクカートリッジのインク注入装置を表す概略の配管図であり、図２はインクカートリッジの注入状態の断面図を示している。図１において、インクカートリッジ１には、インク注入ノズル部６０が、第２の孔としてのインク供給孔部２１ａに挿入されており、インクカートリッジ１の蓋２２ａに設けられた第１の孔としての通気孔２２ｃに排気ノズル部３６がバネ等の可動式構造により密着している。
【００４１】
また、インク注入ノズル部６０は、インクＯＵＴ側エアオペレーションバルブ１０ｂを介して、インク２５を所定量計量して吐出する定量吐出ポンプ５７に接続されており、定量吐出ポンプ５７にはインクＩＮ側エアオペレーションバルブ１０ａを介して、インクタンク５１が接続されている。このインクタンク５１には、インクカートリッジ１に充填するインク２５が貯留されており、圧縮空気により一定内圧に加圧されている。尚、図１には、図示していないが、インクＩＮ側エアオペレーションバルブ１０ａとインクタンク５１との間には、インク２５を所定量計量する前に脱気を行う脱気モジュールユニット５３とエア抜きユニットとが直列に接続されている。
【００４２】
さらに、排気ノズル部３６には、真空開閉用エアオペレーションバルブ１１を介して接続された真空ポンプ３１ａ、大気開放用エアオペレーションバルブ１３および所定の微量の空気が流れるように調整された空気微量流入用ニードルバルブ１４を介して、大気側開放可能な空気微量流入用エアオペレーションバルブ１２が接続されている。
【００４３】
このような構成のインク注入装置は、まずインクカートリッジ１のインク供給孔部２１ａにインク注入ノズル部６０を挿入してインク供給孔部２１ａの開閉弁（不図示）を開き、かつシールが取れる状態とし、次にインクカートリッジ１の通気孔２２ｃに排気ノズル部３６をバネ等の可動式構造で密着させ、真空開閉用エアオペレーションバルブ１１を開いて、インクカートリッジ１の内部の空気を真空ポンプ３１ａにより吸引排気して減圧する。
【００４４】
所定の真空度に到達後、真空開閉用エアオペレーションバルブ１１を閉じ、インクＯＵＴ側エアオペレーションバルブ１０ｂを開き、定量吐出ポンプ５７を駆動して、インクカートリッジ１にインク２５を注入する。インク注入の過程で、あらかじめ空気流量を調整した空気微量流入用ニードルバルブ１４を介して、空気微量流入用エアオペレーションバルブ１２を所定の時間だけ開くと、インクカートリッジ１の通気孔２２ｃから、一定量の空気が流入する。
【００４５】
さらにインク注入を継続し、定量吐出ポンプ５７が停止した後、大気開放用エアオペレーションバルブ１３を開き、インクカートリッジ１の内部を大気開放して、インクカートリッジ１を取り出す。
【００４６】
次に、本発明のインク注入方法を適用可能なインクカートリッジ１の構造およびインク注入方法について説明を行う。インクカートリッジ１のケース２１には、インク２５を吸収保持する多孔質体からなるフォーム２３が縦あるいは横若しくは、縦横方向に圧縮されて挿入されており、さらにケース２１の開口を封止する蓋２２ａの内側に形成されたリブ２２ｂにより高さ方向にも圧縮されている。ケース２１および蓋２２ａは、一体となるよう接着あるいは溶着により隙間のないように接合されており、ケース２１の底面にはインク供給孔部２１ａ（第２の孔）および蓋２２ａの中央には通気孔２２ｃ（第１の孔）が設けられている。
【００４７】
このような構成のインクカートリッジ１におけるインク注入方法は、インク供給孔部２１ａ（第２の孔）にインク注入ノズル部６０を挿入し気密性を確保した上で、蓋２２ａ上面の通気孔２２ｃ（第１の孔）に排気ノズル部３６を密着させ、空気微量流入用エアオペレーションバルブ１２および大気開放用エアオペレーションバルブ１３を閉じた状態で真空開閉用エアオペレーションバルブ１１を開き、真空ポンプ３１ａによりインクカートリッジ１の内部を吸引排気し減圧する（減圧工程）。所定の真空度に到達した後に、インク注入ノズル部６０から定量吐出ポンプ５７で計量されたインク２５の注入を開始する（注入工程）。
【００４８】
インク注入の開始直後、フォーム２３に充填されたインク２５は、図２(ａ)に示すように通気孔２２ｃに向かってより多く充填され、その周囲に充填されない充填効率の悪い状態となる。これは、通気孔２２ｃ近傍の真空度が高い、すなわちこの部分の内圧が他の部分に比べて低く、且つインク供給孔部２１ａ付近のフォーム２３が内包する空間は前述のとおり圧縮されて毛細管状態となっており、この現象が起きやすい。
【００４９】
所定量のインク２５を充填した後、排気ノズル部３６に接続された空気微量流入用エアオペレーションバルブ１２を所定の時間だけ開くと、空気微量流入用ニードルバルブ１４を介して通気孔２２ｃから僅かの大気がインクカートリッジ１の内部に流入する（減圧緩和工程）。
【００５０】
その結果、他の部分に比して低かった通気孔２２ｃ近傍の圧力が上がることから、インクカートリッジ１内の圧力差が少なくなるので、フォーム２３に充填されたインク２５は、周囲にも充填され図２（ｂ）に示すようになだらかな状態となる。
【００５１】
さらにインク注入を継続すると、インク２５は、図２（ｃ）に示すようにフォーム２３のほぼ全体に充填された状態となり、所定量のインク２５を注入しても、通気孔２２ｃから溢れ出すことがない。この後に大気開放用エアオペレーションバルブ１３を開いてインクカートリッジ１を大気開放し、排気ノズル部３６およびインク注入ノズル部６０をはずしてインクカートリッジ１を取り出す。
【００５２】
この時、フォーム２３に対するインク充填効率を上げ、より多くのインクを注入しようとする場合、本実施形態では、空気微量流入用エアオペレーションバルブ１２の開閉工程をインク注入量の１／４乃至１／２の時期に該バルブの空気流量を０.０１ｃｍ３／ｓ乃至０．１ｃｍ３／ｓ程度で、かつ１乃至２回繰り返してインクカートリッジ１の減圧状態を緩和しながらインク注入を実施することで、通気孔２２ｃあるいはインク供給孔部２１ａ側へのインク漏れのない良好なインク注入結果を得られることが確認されている。
【００５３】
（比較例）
次に上記で説明したインクカートリッジ１に減圧緩和工程を省いた注入方法でインクを注入した比較例について図３に基づいて説明を行う。
【００５４】
図３は上記と同様のインクカートリッジ１の注入状態を示す断面図である。まずインクカートリッジ１内部を吸引排気し減圧する。次に所定の真空度に到達すると同時に、インク注入ノズル部６０から定量吐出ポンプ５７で計量されたインク２５を注入開始する。インク注入開始後は、インク断面形状は図３のようになる。このような状態でインク注入を継続すると、インク２５はより圧力の低い通気孔２２ｃ側に選択的に流出し、フォーム２３の全体に注入されず、通気孔２２ｃから溢れ出す。注入するインク量が少量の場合には前記のようにインク２５が溢れ出すことはないが、インク注入後の断面形状は図３と相似形であることが分かっている。この比較例によるインク注入方法では、インク漏れを起こさないように注入するには、インク注入量が著しく限定されインク充填効率が低い状態となる。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に本発明の他の実施形態について図４〜図１３に基づいて説明する。本実施形態の液体注入装置２は、液体として実施形態１と同じくインク２５を用いて、同時に２つのインクカートリッジ１にインク２５を注入することができ、且つ４つの種類の異なるインク２５を注入できるように構成されている液体注入装置である。
【００５６】
図４〜図６は、液体注入装置２の概略構造を示すそれぞれ正面図、平面図、側面図である。液体注入装置２は、インクカートリッジ１の第１の孔である通気孔２２ｃに接続してインクカートリッジ１内を排気し、所定の圧力まで減圧して、この減圧状態を保持する減圧部３０と、インクカートリッジ１の第２の孔であるインク供給孔部２１ａに接続して所定量の液体（インク）を注入する注入部５０と、液体（インク）の注入過程でインクカートリッジ１に第１の孔である通気孔２２ｃからインクカートリッジ１内の通気孔２２ｃの周辺領域に気体を流入する減圧緩和部４０と、減圧部３０および注入部５０並びに減圧緩和部４０を制御するコントロールボックス７１を備えた制御部７０とで構成されている。またこれらの各構成部は、注入作業をし易くするため、インクカートリッジ１をセットして注入作業を行う部分は、作業台９１の上部に、関連するポンプ類、タンク類を下部に配置している。
【００５７】
図４に示すようにインクカートリッジ１は、作業台９１の上部中央に櫓状に組まれた受け台支持板９４上に配置されたカートリッジ受け台９３に、第１の孔である通気孔２２ｃを上にし、第２の孔であるインク供給孔部２１ａを下にして２個セットすることができる。またセットされたインクカートリッジ１の上方には、受け台支持板９４に立設した４本の支柱９２に支えられスライド軸受け１１３に取り付けられたスライド天板９５が配置されている。このスライド天板９５には、インクカートリッジ１の第１の孔である通気孔２２ｃに接続してインクカートリッジ１内を排気するための２つの排気ノズル部３６がバネ等の可動部材を伴って取り付けられている。
【００５８】
図４〜図６に示すように、スライド天板９５の上方には、スライド天板９５を下方に押し圧するための押圧ローラ９８とこれに連結したハンドル９６が配置されている。図５に示すように受け台支持板９４の後方側面に接合した側板１１１に取り付けられた軸１１２の両端に２つのハンドルアーム９７ａ，９７ｂの片側が軸支され、もう一方の先端に挟まれてハンドル９６がコの字型に固定されている。押圧ローラ９８は、押圧ローラアーム９８ａの先端部に取り付けられ後端部が軸１１２の中央部にハンドルアーム９７ａ，９７ｂと角度を付けて軸支されている。したがって、スライド天板９５は、このハンドル９６を押し下げ、これに連結された押圧ローラ９８がスライド天板９５の上面を押し圧することにより降下する。そして、スライド天板９５に配設された排気ノズル部３６が伴に降下してインクカートリッジ１の通気孔２２ｃに当接し密着する構造となっている。
【００５９】
また本実施形態では、同時に２つのインクカートリッジ１にインク２５を注入できる構造であり、これに対応する２つのインク注入ノズル部６０は、受け台支持板９４に固定され、これを介してカートリッジ受け台９３の下方からインクカートリッジ１の第２の孔であるインク供給孔部２１ａに挿入されている。
【００６０】
図４および図６に示すように、減圧部３０は、作業台９１の下部に設置された真空ポンプ３１ａと、この真空ポンプ３１ａに接続された排気ノズル部３６とで構成されており、排気ノズル部３６に近い部分から分岐して減圧緩和部４０を構成するスローリークバルブ４１とスローリークアジャスタバルブ４２とが接続している。またこの液体注入装置２には、２つの排気ノズル部３６が備えられており、それぞれに上記減圧緩和部４０が接続され、１つの真空ポンプ３１ａに図示しないがエアオペレーションバルブを介して並列に接続されている。
【００６１】
図５および図６に示すように、注入部５０は、作業台９１の下部後方に４種類のインクを貯留する４つのインクタンク５１と、各インクタンク５１それぞれに接続されたエア抜きユニット５２および脱気モジュールユニット５３並びに定量吐出ポンプ５７と、各定量吐出ポンプ５７に繋がれたインク注入ノズル部６０とで構成されている。また脱気モジュールユニット５３には、脱気モジュール５９が内蔵されエア抜きユニット５２を経由してインクタンク５１に接続されており、脱気モジュールユニット５３にバッファータンク５４を介して接続された真空ポンプ３１ｂが脱気モジュールユニット５３内を減圧してインク２５が脱気される。
【００６２】
図４および図５に示すように、制御部７０は、作業台９１の上部左側手前にコントロールボックス７１を備えており、このコントロールボックス７１には、運転状態を表示する表示パネル７５と、インクカートリッジ１内の真空圧力を表示する真空圧力計７６と、注入運転の終了や異常を知らせるブザー７７と、注入運転のスタートから終了までの時間計測を行うタイマ７８を備えており、これらはいずれもコントロールボックス７１に内蔵されたＣＰＵを持つシーケンサ７９に接続されている。また、この他に液体注入装置２には、電源ＳＷ７２、２つのスタートＳＷ７３ａ，７３ｂ、非常停止ＳＷ７４が備えられており、前記シーケンサを含む電気回路に接続されている。このＣＰＵを持つシーケンサ７９の制御機能については後述する。
【００６３】
図７は、一方のインクカートリッジ１にインク２５を注入する部分の要部断面図である。インク２５を吸収保持する多孔質体であるフォーム２３を収容したインクカートリッジ１は、作業台９１の上に立設した受け台支持板９４上に配設されたカートリッジ受け台９３に第１の孔である通気孔２２ｃを上にし、第２の孔であるインク供給孔部２１ａを下にしてセットされる。カートリッジ受け台９３には、インク注入ノズル部６０が、インクカートリッジ１のセットと同時にインク供給孔部２１ａに下方から挿入されるように受け台支持板９４に取り付けられている。
【００６４】
通気孔２２ｃに密着してインクカートリッジ１内を排気する排気ノズル部３６は、スライド天板９５を下向きに貫通し、バネ３６ｂで付勢されて上下動できるように取り付けられている。また、排気ノズル部３６の先端部３６ａは、通気孔２２ｃに確実に密着するようにゴム等の弾性体で構成されている。
【００６５】
スライド天板９５は、受け台支持板９４に立設した４本の支柱９２（図７では１本のみ図示）と、これらを所定の範囲で上下移動させるスライド軸受け１１３で支持されている。またスライド天板９５には、排気ノズル部３６が通気孔２２ｃに密着して、その姿勢を維持できるようインクカートリッジ１を固定するカートリッジ押さえ９９が排気ノズル部３６と同様にバネで付勢されて上下動できるよう吊設されている。
【００６６】
作業者がインクカートリッジ１をカートリッジ受け台９３にセットした後に、ハンドル９６を握って下方に押し下げることにより、押圧ローラ９８がスライド天板９５の上面を押し圧し、スライド天板９５が下降することによって、排気ノズル部３６は、インクカートリッジ１の上面に設けられた通気孔２２ｃに当接して密着する。これとほぼ同時にカートリッジ押さえ９９は、インクカートリッジ１の上面を押し圧固定する。ハンドル９６には、図示しないがカム方式のロック機構が設けられており、排気ノズル部３６がインクカートリッジ１に密着した状態でロックされ、インク注入作業が終了して作業者がハンドル９６を押し上げることで、このロックが解除されて排気ノズル部３６およびカートリッジ押さえ９９をインクカートリッジ１から離開させることができる。
【００６７】
図８は、インク注入ノズル部６０を示す（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図である。インク注入ノズル部６０は、先端部に４個の孔６２が穿たれたニードル６１と、ニードル６１と嵌合するニードルホルダ６７と、ニードル６１のインク通路内にあってバネ６５によって付勢されたステンレスボール６６と、ニードルホルダ６７のインク通路に嵌め込まれたバイトン（R）等のゴムで形成されたＯリング６４とで構成されている。すなわち、このバネ６５とステンレスボール６６およびＯリング６４とによって逆止弁６３をインク注入ノズル部６０の内部に構成している。
【００６８】
バネ６５は、常にステンレスボール６６をＯリング６４に押し圧しており、インク注入ノズル部６０がインクカートリッジ１内に挿入されて減圧状態となっても、プランジャーポンプである定量吐出ポンプ５７（後述する）が、インク２５をインク注入ノズル部６０に送り込む圧力を加えない限り、インク２５は、逆止弁６３を押しのけてニードル６１のインク通路に入ってゆけない構造となっている。尚、この場合、インク注入ノズル部６０は、Ｏリング６４を除いてすべてステンレス等の鋼材で構成されているが、注入される液体の種類に応じて材質を選ぶことができる。
【００６９】
図９は、排気系を示す空圧回路図であり、図１０は、注入系を示す空圧回路図である。以下これらの図９および図１０に基づいて各構成部を説明する。減圧部３０は、図９に示すように通気孔２２ｃに接続される排気ノズル部３６と、排気ノズル部３６を経由してインクカートリッジ１内を排気するロータリー式の真空ポンプ３１ａとで構成されており、排気ノズル部３６と真空ポンプ３１ａとの間にメインバルブ３２、２つの大気開放バルブ３３ａ，３３ｂ、カートリッジ真空バルブ３５およびインクカートリッジ１の減圧状態を検出する真空計３４が設けられている。
【００７０】
減圧緩和部４０は、排気ノズル部３６とカートリッジ真空バルブ３５の間で分岐された配管に接続されており、流量の微量調整可能なスローリークアジャスタバルブ４２と、大気開放可能なスローリークバルブ４１とで構成されている。
【００７１】
メインバルブ３２、２つの大気開放バルブ３３ａ，３３ｂ、カートリッジ真空バルブ３５およびスローリークバルブ４１は、いずれもエアオペレーションバルブで構成されており後述する制御部７０にて開閉を制御されている。
【００７２】
注入部５０は、図１０に示すようにインク供給孔部２１ａに挿入されインク２５を吐出するインク注入ノズル部６０と、所定量のインク２５を計量してインク注入ノズル部６０に送るプランジャーポンプからなる定量吐出ポンプ５７と、インク２５の計量前にインク２５中に溶解する低分子量の気体を減圧分離可能な脱気モジュール５９を内蔵する脱気モジュールユニット５３と、インク２５を貯留する貯留部であり、内部を所定圧力に圧縮空気で加圧されたインクタンク５１とで構成されている。
【００７３】
また脱気モジュールユニット５３には、上記気体の減圧分離のための真空ポンプ３１ｂと、減圧中に脱気モジュールユニット５３内からインク２５を吸引しても真空ポンプ３１ｂに到達する前にこれをトラップするためのバッファータンク５４が接続されている。さらに脱気モジュールユニット５３には圧力センサ５６が設けられており、脱気工程Ｓ１（後述する）の終了検出に用いると共に、内蔵する脱気モジュール５９の交換時期を判断するために用いられている。この脱気モジュール５９の交換等を含めたメンテナンスのために脱気モジュールユニット５３の上部には手動の大気開放バルブ５５ｂおよびドレインバルブ５３ｆが取り付けられており内部に溜まった液体を除去できる。
【００７４】
尚、液体注入装置２の稼動の準備作業として、事前にインク２５を脱気モジュールユニット５３の脱気モジュール５９に送り込んで少なくとも１回は脱気を行っておく。この際のインク２５の送り込み量は、脱気モジュール５９の容量に応じて決められている。このように始めに脱気されたインク２５は、定量吐出ポンプ５７を経てインク注入ノズル部６０から排出され、別に回収して再利用する。これによってこの注入部５０である注入系の配管系統に脱気されたインク２５が充填された状態となって、作業をスタートすることができる。
【００７５】
注入部５０には、定量吐出ポンプ５７の前後にあってインク２５の吸引計量と送りを制御するための２つのインクバルブ５７ａ，５７ｂと、脱気モジュールユニット５３と真空ポンプ３１ｂとの経路にあって脱気を制御するための脱気モジュールユニット真空バルブ５３ｅと、大気開放バルブ５５ａとが設けられている。これらのバルブ５３ｅ，５５ａ，５７ａ，５７ｂもエアオペレーションバルブで構成されており、後述する制御部７０にて開閉を制御されている。
【００７６】
また注入部５０には、その機能を安定的に発揮させるために、インク注入ノズル部６０の直前にあってインク２５中の異物を取り除くラインフィルタ５８と、脱気モジュールユニット５３とインクタンク５１との間に入り込んだ空気を抜くためのエア抜きユニット５２とが設けられている。そして、これらの部品のメンテナンスを考慮して、ラインフィルタ５８の交換のために、インク注入ノズル部６０とインクバルブ５７ｂとの間にあって、この間に入った空気を抜くための手動のエア抜きバルブ５７ｃが設けられ、エア抜きユニット５２の交換のために、このユニットの前後に手動のバルブ５２ａ，５２ｂが設けられている。これらのバルブを開閉して部品の交換を行えば、注入部５０を構成する他の配管中にエアが入り込む量を最小限にすることができ、スムーズなメンテナンス作業を行うことができる。
【００７７】
図４〜図６の液体注入装置２の概略構造を示す各図には、すべて図示していないが、上記の減圧部３０、減圧緩和部４０、注入部５０の各構成部とバルブ類は、テフロン（R）やポリエチレン等のチューブで繋がれている。
【００７８】
図４〜図６に示すように液体注入装置２は、２つのインクカートリッジ１に同時にインク２５を注入でき、且つ４つの種類の異なるインク２５を注入できるように構成されている。したがって、上記の減圧部３０および減圧緩和部４０は２系統備えられ、注入部５０は４系統備えられている。ゆえに、本実施形態の制御部７０は、図９に示す減圧部３０および減圧緩和部４０を２系統と図１０に示す注入部５０を４系統制御できる能力を備えている。
【００７９】
これらの構成は、インクカートリッジ１の生産規模と装置の生産性等を考慮すればいろいろな組み合わせで装置を構成することが可能である。例えば１つのインクカートリッジ１に黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４つのインクを収容する収容室と液体吸収体を備えた構造とすれば、同時にこの４つのインク（液体）を注入することも可能である。
【００８０】
さらに本実施形態の液体注入装置２は、図５に示すように作業台９１上のコントロールボックス７１の背後に清掃ユニット８０を備えている。清掃ユニット８０は、洗浄液を含んだ多孔質部材で構成された清掃部８１が備えてあり、この清掃部８１は、図示しないアクチュエータによって図４のカートリッジ受け台９３上部に進み、突出するインク注入ノズル部６０のニードル６１部分を覆ってこれを洗浄することができる（図７、図８参照）。尚、清掃部８１を構成する部材としては、多孔質部材の他に洗浄液を吸収可能な織物や不織布等も使用することができる。また洗浄液は、インクを溶解することができる溶媒を用いている。
【００８１】
清掃部８１によるインク注入ノズル部６０の清掃工程は、液体注入装置２が稼動している間に定期的に実施される。この清掃のタイミングは、注入運転の回数を制御部７０のシーケンサ７９がカウントし所定の回数が終了した時点で行われる。また液体注入装置２が長時間に渡って停止し、その後再度稼動する前に実施される。その目的は、インク注入ノズル部６０のニードル６１に滞留したインク２５が外気に触れて乾燥し固まることによって、ニードル６１の先端部に穿たれた孔６２を塞ぎインク注入を妨げることを防止するためである。
【００８２】
次に本実施形態の液体注入方法について図１１〜図１３に基づいて説明する。図１１は、液体注入方法の工程フロー図である。図１２は、液体注入方法のタイムチャート図である。また図１３は、制御部７０が制御する１つの排気系と１つの注入系の制御ブロック図である。
【００８３】
制御部７０は、図１３に示すように、前述の減圧部３０と減圧緩和部４０の排気系および前述の注入部５０の注入系についてその動作をシーケンサ７９で制御している。まず制御部７０の入力側には、装置の作動時間を計測するタイマ７８と、インクカートリッジ１内の減圧状態を真空圧として検出する真空計３４と、脱気モジュールユニット５３内の圧力を検出する圧力センサ５６と、定量吐出ポンプ５７に設けられたこのポンプの上止点センサ５７ｄおよび下止点センサ５７ｅとが接続されている。
【００８４】
また制御部７０の出力側には、インクカートリッジ１内を排気して減圧する真空ポンプ３１ａのモータＭ１と、脱気モジュールユニット５３を排気して減圧する真空ポンプ３１ｂのモータＭ２とが接続され、いずれもエアオペレーションバルブである減圧部３０の２つの大気開放バルブ３３ａ，３３ｂと、メインバルブ３２と、排気ノズル部３６に繋がるカートリッジ真空バルブ３５と、減圧緩和部４０のスローリークバルブ４１と、注入部５０の大気開放バルブ５５ａと、脱気モジュールユニット真空バルブ５３ｅと、プランジャーポンプである定量吐出ポンプ５７と、定量吐出ポンプ５７に繋がる２つのインクバルブ５７ａ，５７ｂとが接続されている。
【００８５】
制御部７０は、上記の構成により、真空計３４の入力信号を受けて真空ポンプ３１ａを、圧力センサ５６の入力信号を受けて真空ポンプ３１ｂを、それぞれ駆動および停止させると共に、定量吐出ポンプ５７の上止点センサ５７ｄおよび下止点センサ５７ｅからの入力信号を受けて、定量吐出ポンプ５７を駆動しインク２５の計量と送り出しを行う。また、これらのバルブ３３ａ，３３ｂ，３２，３５，４１、５５ａ，５３ｅ、５７ａ，５７ｂを開閉する。また制御部７０のシーケンサ７９はＣＰＵを備えており、自動運転、手動運転などの運転プログラムが書き込まれている。このプログラムによってシーケンサ７９は、装置の運転状態（自動運転、手動運転、異常停止など）を表示パネル７５に、インクカートリッジ１内の真空度を真空圧力計７６に表示することができる。また、シーケンサ７９は、タイマ７８、真空計３４、各センサ５６，５７ｄ，５７ｅからの各入力信号を受けてインク注入の１サイクルが終了したことや異常検出を知らせるブザー７７を鳴らすことができる。
【００８６】
図１１〜図１３に基づいて液体注入方法および各構成部の動作について詳しく説明する。まず前述したようにインクカートリッジ１をカートリッジ受け台９３にセットし、ハンドル９６を押し下げて排気ノズル部３６を通気孔２２ｃに密着させてロックする。次に作業台９１の手前にあるスタートＳＷ７３ａ，ＳＷ７３ｂを両手で同時に押して液体注入装置２の自動運転を開始する。
【００８７】
すると脱気工程Ｓ１がスタートし、制御部７０のシーケンサ７９が、大気開放バルブ５５ａ、インクバルブ５７ａ，５７ｂを閉じ、脱気モジュールユニット真空バルブ５３ｅを開いて、真空ポンプ３１ｂのモータＭ２を駆動させ脱気モジュールユニット５３が減圧され脱気モジュール５９内の液体（インク）を脱気する。脱気モジュールユニット５３には圧力センサ５６が設けられており脱気モジュールユニット５３内の所定圧力をシーケンサ７９が感知して脱気工程Ｓ１が終了する。
【００８８】
次に減圧工程Ｓ２は、シーケンサ７９が大気開放バルブ３３ａ，３３ｂ、スローリークバルブ４１を閉じ、メインバルブ３２とカートリッジ真空バルブ３５を開いた後に、真空ポンプ３１ａのモータＭ１を駆動させて、第１の孔である通気孔２２ｃに密着した排気ノズル部３６を通じてインクカートリッジ１内を排気し減圧する。シーケンサ７９は、入力に接続された真空計３４の信号を受けて、真空圧力計７６にその圧力を表示する。所定の減圧状態に到達した後は、これを保持できるようにシーケンサ７９は、真空ポンプ３１ａのモータＭ１の駆動および停止を制御する。
【００８９】
液体計量工程Ｓ３は、シーケンサ７９が、インクバルブ５７ｂを閉じインクバルブ５７ａを開けた状態で脱気された液体（インク）をプランジャーポンプからなる定量吐出ポンプ５７を駆動させて所定量吸引計量する。計量は、定量吐出ポンプ５７に備えられたポンプの上止点、下止点を検出するそれぞれのセンサ５７ｄ，５７ｅからの入力信号をシーケンサ７９が受けて行われる。インクカートリッジ１に注入する液体（インク）の量によりセンサの位置は事前に調整されている。
【００９０】
注入工程Ｓ４は、図１２に示すタイムチャートにおいて、インクカートリッジ１内の減圧が所定の圧力となっていることと、インク２５の計量が終了していることをシーケンサ７９が確認すると、コントロールボックス７１に内蔵されたタイマ７８がスタートする。タイマ７８の計時時間がｔ１になるとシーケンサ７９は、インクバルブ５７ａを閉じインクバルブ５７ｂを開けて定量吐出ポンプ５７を駆動し、計量されたインク２５をインク注入ノズル部６０へ送り込む。インク２５は、逆止弁６３を押し圧しながら第２の孔であるインク供給孔部２１ａを通じてインクカートリッジ１内に注入される。注入開始当初のインク２５の充填状態は、通気孔２２ｃ近傍の内圧が低いため、前述の図２（ａ）に示されているように液体吸収体であるフォーム２３のインク供給孔部２１ａ付近に偏在している。
【００９１】
減圧緩和工程Ｓ５は、タイマ７８の計時時間がｔ２になるとシーケンサ７９がカートリッジ真空バルブ３５を閉じてスローリークバルブ４１を開き、第１の孔である通気孔２２ｃを通じて気体（この場合は大気）を流入する減圧緩和動作を始める。これによってインクカートリッジ１内の通気孔２２ｃ近傍の内圧が上昇して、偏在していたインク２５は図２（ｂ）に示されているようにフォーム２３に充填される。本実施形態では、さらにインク２５の充填効率を上げるために、計時時間ｔ３で一旦スローリークバルブ４１を閉じ、カートリッジ真空バルブ３５を再び開けて減圧を保持しながらインク注入を進め、計時時間ｔ４になると再び減圧緩和動作を行っている。これによりインク２５の充填効率は上昇して図２（ｃ）に示されるような状態とすることができる。すなわちインク注入中に通気孔２２ｃやインク供給孔部２１ａからインク２５が溢れたり漏れたりすることなく一定量のインク２５を高い充填効率でインクカートリッジ１に注入できる。
【００９２】
定量吐出ポンプ５７の上止点センサ５７ｄがＯＮして液体（インク）の送り込みが終了し、タイマ７８の計時時間がｔ５になると、シーケンサ７９はインクバルブ５７ｂを閉じてインク２５の注入を終了し、大気開放バルブ３３ａ，３３ｂおよびスローリークバルブ４１を開いてインクカートリッジ１およびこの排気系を大気開放Ｓ６する。そして、シーケンサ７９は、注入の終了をブザー７７で知らせて自動運転を終了する。作業者は、ハンドル９６を押し上げて排気ノズル部３６を離開させ、注入されたインクカートリッジ１を取り出して１サイクルの注入作業は終了する。
【００９３】
尚、減圧状態の真空度、計時時間ｔ１〜ｔ５の設定および減圧緩和工程Ｓ５におけるインクカートリッジ１内への気体流入量を調節するスローリークアジャスタバルブ４２の設定は、注入するインクの種類やインクカートリッジ１のインク収容量に応じて事前に条件出しして決定しておく。この場合、減圧緩和動作は、減圧緩和途中で気体流入を停止または減速することで１回を終了する。例えばインク収容量が大きい場合、インク充填効率を高めるために上記の減圧注入を継続しながら減圧緩和動作を繰り返して行うような設定も可能である。
【００９４】
この場合、減圧緩和は外気すなわち空気を取り入れているが、スローリークバルブ４１の大気開放側に別の気体、例えば不活性ガス等を流入できるようにすることも可能である。これによれば液体が空気に触れることでその性質が変質するような機能液を用いる場合は、変質を防止することができる。
【００９５】
本実施形態のカートリッジは、図２に示されているインクカートリッジ１の実施形態のように少なくとも第１の孔である通気孔２２ｃと、第２の孔であるインク供給孔部２１ａとを有し、カートリッジ内部に液体を吸収保持する多孔質体からなる液体吸収体（フォーム２３）が収納されたカートリッジであって、上記本実施形態の液体注入装置および液体注入方法によって製造されたものである。尚、第２の孔は、カートリッジ内の液体を外部に供給する液体取り出し口（供給孔）である。
【００９６】
本実施形態の液滴吐出装置は、液体としてインクを用いたインクジェットプリンタ等の記録装置や液体としてカラーフィルタ材料、発光材料、金属配線材料などの機能液を用いて液滴吐出ヘッドから基板（ワーク）上に吐出して、前記機能液からなるカラーフィルタ層、発光層および金属配線等を描画する描画装置を含むものであって、上記の本発明のカートリッジを搭載したものである。その一実施形態として図１４に記録装置であるインクジェットプリンタの概略図を示す。
【００９７】
本実施形態のインクジェットプリンタ１００は、主走査方向（Ｘ方向）に移動可能なキャリッジ１０３にインク吐出ヘッド１０１とこれに接続してインクを供給するカートリッジ１０２を搭載し、記録紙１０５を紙送りローラ１０４で副走査方向（Ｙ方向）に送りながら、インク吐出ヘッド１０１をキャリッジ１０３で主走査方向（Ｘ方向）に移動させて、記録紙１０５にインク吐出ヘッド１０１からインクを吐出することにより記録を行うものである。尚、本実施形態では、インク吐出ヘッド１０１の吐出方向を水平としているが、記録紙１０５の送り方向を水平にしてインク吐出方向を垂直方向にすることも可能である。
【００９８】
上記の各実施形態による効果は、以下の通りである。
（１）この液体注入装置２および注入方法によれば、第１の孔である通気孔２２ｃと第２の孔であるインク供給孔部２１ａを有するインクカートリッジ１において、所定量のインクをインクカートリッジ１から溢れたり漏れたりすることなく、且つ充填効率が高い状態で充填することができる。
（２）あらかじめ脱気されたインクを充填されたインクカートリッジ１は、液体流路に残存する気泡が液体中に取り込まれ、インクに溶解した気体が気泡となって発生しにくい。これにより発生した気泡が第２の孔であるインク供給孔部２１ａを塞いで外部へのインク供給を阻害することを防ぐことができる。すなわち安定した外部へのインク供給を行うことができる。
（３）この液体注入装置２に設けられたインク注入ノズル部６０には、その内部に逆止弁が設けられており、インク注入時以外にこのインク注入ノズル部６０からインクが漏れることを防ぐことができる。
（４）この液体注入装置２および注入方法によれば、インク注入ノズル部６０を清掃する清掃ユニット８０を備えており、定期的あるいは適宜、インク注入ノズル部６０を清掃することによりインク注入ノズル部６０の目詰まりを防ぎ、インクカートリッジ１に安定的なインクの注入を行うことができる。
（５）このインクカートリッジ１を搭載した記録装置であるインクジェットプリンタ１００は、インクカートリッジ１から安定したインクの供給を受けてインクを吐出することができる。すなわち信頼性の高い記録装置を提供することができる。
【００９９】
上記の各実施形態の変形例は、以下の通りである。
（１）インクカートリッジ１において、減圧緩和を行う場合、第３の孔（他の孔）をインクカートリッジ１の第１の孔の周辺部に設けて、第３の孔から気体を流入させる液体注入装置および注入方法とすることもできる。
（２）インクカートリッジ１への液体充填効率を高めるために、減圧→注入→減圧緩和→大気開放のサイクルを繰り返して徐々にインクをインクカートリッジに注入するインク注入方法を採用することもできる。
（３）液体注入装置２において、３つ以上のインクカートリッジ１をセットできるカートリッジ受け台９３を有し、それぞれに同一もしくは異なる色のインクを注入できる構成を採用することもできる。
（４）液体注入装置２において、注入される前のインクを脱気する方法として、脱気モジュール５９などの減圧脱気法でなく、インクを加熱する加熱脱気やインク中に溶解する気体を吸着する吸着脱気、あるいはインク中に溶解する気体を電気分解して取り出す電気分解脱気法を用いることもできる。
（５）液体注入装置２において、清掃ユニット８０に設けられた清掃部８１は、インクを溶解することができる洗浄液をあらかじめ含浸されているが、自動的に新しい洗浄液を清掃部８１に送り込み、清掃後には使用済み洗浄液を回収する洗浄液供給回収機構を備えることもできる。
（６）カートリッジに注入される液体は、インクに限定されない。例えば、カラーフィルタや有機ＥＬ表示装置をインクジェット方式で製造する時に吐出する機能液を液体としてカートリッジに注入してもよい。
【０１００】
また、上記の各実施形態と変形例から把握される技術的思想は、以下の通りである。
（１）インクジェット記録ヘッドへ供給されるインクを吸収保持するインク吸収体が収納されたインクカートリッジへのインク注入方法であって、前記インクカートリッジに設けられた第１の孔より前記インクカートリッジ内を減圧する減圧工程と、前記インクカートリッジに設けられた第２の孔より前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工程と、前記インク注入工程中に前記第１の孔から気体を注入して前記インクカートリッジ内の減圧を緩和する工程とを有することを特徴とするインク注入方法。
（２）インクを吸収保持するインク吸収体が収納されたインクカートリッジを取り付け可能な取り付け手段と、前記インクカートリッジに設けられた前記第１の孔より前記インクカートリッジ内部を減圧しその圧力を保持できる減圧手段と、前記インクカートリッジに設けられた第２の孔よりインクを注入するためのインク供給手段と、前記減圧手段が保持している圧力を緩和させる為の減圧緩和手段とを有することを特徴とするインク注入装置。
（３）前記減圧緩和手段は、インク注入中に前記減圧手段の減圧経路内に空気を微量に流入させる空気微量流入用ニードルバルブを有していることを特徴とするインク注入装置。
（４）インクカートリッジの第１の孔を通じて前記インクカートリッジ内を排気し減圧するための排気ノズルを備え、前記第１の孔に押し圧を印加して排気ノズルを密着させるための押圧部材を有していることを特徴とするインク注入装置。
（５）前記減圧緩和手段は、インク注入中に前記減圧経路内に空気を一定の流量に調整して流入させるニードルバルブと、前記ニードルバルブへの空気流入を開閉するエアオペレーションバルブと、減圧中に該エアオペレーションバルブを開閉しても、デッドボリュームにより、インクカートリッジ内の圧力を急激に低下させない手段と、空気の流入時期および流入時間をソフトウェアにて適宜に調整できる手段と、を備えることを特徴とするインク注入装置。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】第１の実施形態のインク注入装置の概略配管図である。
【図２】インク注入状態を示す（ａ）注入開始時と（ｂ）減圧緩和時と（ｃ）注入終了時のインクカートリッジの断面図である。
【図３】比較例の従来技術によるインク注入状態を示すインクカートリッジの断面図である。
【図４】第２の実施形態の液体注入装置の概略正面図である。
【図５】液体注入装置の概略平面図である。
【図６】液体注入装置の概略側面図である。
【図７】液体注入装置の要部断面図である。
【図８】インク注入ノズルを示す（ａ）平面図と（ｂ）正面図である。
【図９】液体注入装置の排気系を示す空圧回路図である。
【図１０】液体注入装置の注入系を示す空圧回路図である。
【図１１】液体注入方法を示す工程フロー図である。
【図１２】液体注入方法を示すタイムチャート図である。
【図１３】第２の実施形態の液体注入方法を示す制御系のブロック図である。
【図１４】記録装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０２】
Ｓ１…脱気工程、Ｓ２…減圧工程、Ｓ３…液体計量工程、Ｓ４…注入工程、Ｓ５…減圧緩和工程、１…インクカートリッジ、２…液体注入装置、２１ａ…第２の孔としてのインク供給孔部、２２ｃ…第１の孔としての通気孔、２３…液体吸収体としてのフォーム、２５…インク、３０…減圧部、３１ａ，３１ｂ…真空ポンプ、３６…排気ノズル部、４０…減圧緩和部、５０…注入部、５１…貯留部としてのインクタンク、５３…脱気部としての脱気モジュールユニット、５７…液体計量部としての定量吐出ポンプ、６０…注入ノズル部としてのインク注入ノズル部、６３…逆止弁、７０…制御部、８０…清掃ユニット、８１…清掃部、９３…固定部としてのカートリッジ受け台、１００…液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタ。
【図１】
0004626156.tif 000002
【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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