(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側端部に孔部を形成した筒状部材と、
該筒状部材に挿嵌されることによって、前記孔部に連通するインク室を前記筒状部材内に形成するピストンと、
該ピストンの前記インク室とは反対側に接続され、前記筒状部材の長手方向に沿って延びる送りネジと、
該送りネジに螺合するように環状歯車によって構成されて前記筒状部材の表面に露出した作動部とを備え、
前記筒状部材は、前記ピストン及び前記送りネジを覆って同軸的に連結される一対の部材から構成されていることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載のインクカートリッジを着脱可能に支持する支持体と、
前記インクカートリッジが前記支持体に装着されたときに前記孔部に接続されるインク供給孔部と、
該インク供給孔部に連通されインクを貯留するインクタンクと、
前記インクカートリッジが前記支持体に装着されたときに前記作動部を回転させ、前記インクタンク内のインクを前記インクカートリッジ内に充填するインク充填制御手段とを備えたことを特徴とするインク充填装置。
【請求項３】
前記支持体上に設けられたモータと、
該モータの回転軸に接続されたモータ歯車と、
前記回転軸に接続されたアーム部と、
該アーム部上に回転軸を有し、前記モータ歯車に噛合され、前記作動部を駆動可能な作動部駆動歯車と、
前記アーム部によって前記作動部駆動歯車が前記作動部に噛合したことを検出する噛合検出手段とを備え、
前記インク充填制御手段は、前記アーム部が回転し前記噛合検出手段が前記噛合を検出したときに、前記インクタンク内のインクを前記インクカートリッジ内に充填することを特徴とする請求項２に記載のインク充填装置。
【請求項４】
前記モータは、ステップモータであることを特徴とする請求項３に記載のインク充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクカートリッジ及びインク充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のインクカートリッジとしては、例えば、下記特許文献１に記載のインクジェット記録ヘッド用インク容器が提案されている。このインク容器は、筒体本体を備えており、この筒体本体の一側壁には、インク流出孔が形成されている。また、当該インク容器は、ピストンを備えており、このピストンは、筒体本体内に摺動可能に嵌装されている。
【０００３】
これによれば、インク容器にインクを充填するにあたっては、ピストンが、筒体本体の上記一側壁から離れる方向に摺動することで、インクを、当該筒体本体内にインク流出孔を通し充填する構成が考えられる。
【０００４】
また、下記特許文献２に記載された包装機の充填量調節装置においては、ピストンが、充填シリンダー内に往復動可能に嵌装されており、このピストンは、充填シリンダーから下方へ延出するピストンロッド及びロッドを介し、Ｌ字状レバーのネジ軸に嵌装した駒体に連結されている。このレバーは、充填シリンダーの直下において揺動軸を中心にして揺動可能に支持されている。
【０００５】
このような構成によれば、液状充填物を充填シリンダー内に充填するにあたっては、レバーを、その揺動軸を中心として、充填シリンダーから離れる方向に揺動させることで、ピストンを充填シリンダー内にて下動させ、液状充填物を充填シリンダー内にその上壁開孔部を通し充填させることができる。
【特許文献１】特開平５−３３８１９８号公報
【特許文献２】実開平５−４４８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した充填量調節装置では、ピストンロッド及びロッドが相互に回動自在に連結されているため、ピストンロッド及びロッドのピストンに対する位置が、レバーの揺動角に対し、一義的にならない。
【０００７】
このため、ピストンの移動量、ひいては、ピストン内における充填物の充填容量が、レバーの揺動角に対し、一義的に対応せず、精度の低下を招く。
【０００８】
また、ピストンのレバーに対する連結は、ピストンを、ピストンロッド、ロッド及び駒体を介しレバーのネジ軸に連結するという構造でもってなされているため、当該構造が複雑になる。
【０００９】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、筒体内にピストンを移動可能に嵌装する構成に対し送りネジを活用することで、簡単な構成にて、精度よく、インクを充填するようにしたインクカートリッジ及びインク充填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】
【００１０】
上記課題の解決にあたり、本発明に係るインクカートリッジは、請求項１の記載によれば、
一側端部に孔部を形成した筒状部材と、該筒状部材に挿嵌されることによって、上記孔部に連通するインク室を筒状部材内に形成するピストンと、該ピストンの上記インク室とは反対側に接続され、筒状部材の長手方向に沿って延びる送りネジと、該送りネジに螺合するように環状歯車によって構成されて筒状部材の表面に露出した作動部とを備え、
筒状部材は、ピストン及び送りネジを覆って同軸的に連結される一対の部材から構成されていることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、筒状部材の表面に露出した作動部を回すだけで、ピストンを移動させることができ、簡単な構成にて、容易にインクカートリッジ内にインクを充填することができる。
ここで、作動部が環状歯車であるので、外部のモータによる駆動力が正確に伝達され、充填するインクの量を精度よくすることができる。また、筒状部材は、ピストン及び送りネジを覆って同軸的に連結される一対の部材から構成されているので、作動部を回転させたとしても、送りネジが筒状部材の外部に突出することがなく、人に安全である。
【００１６】
また、本発明に係るインク充填装置は、請求項２の記載によれば、請求項１に記載のインクカートリッジを着脱可能に支持する支持体と、インクカートリッジが支持体に装着されたときに上記孔部に接続されるインク供給孔部と、該インク孔部に連通されインクを貯留するインクタンクと、インクカートリッジが支持体に装着されたときに作動部を回転させ、インクタンク内のインクをインクカートリッジ内に充填するインク充填制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
このように、インク充填制御手段がインクカートリッジが支持体に装着されたときに作動部を回転させ、インクタンク内のインクをインクカートリッジ内に充填するので、簡単な構成で、インクを容易に、かつ精度よくインクカートリッジ内に充填させることができる。
【００１８】
また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項２に記載のインク充填装置において、支持体上に設けられたモータと、該モータの回転軸に接続されたモータ歯車と、上記回転軸に接続されたアーム部と、該アーム部上に回転軸を有し、モータ歯車に噛合され、作動部を駆動可能な作動部駆動歯車と、アーム部によって作動部駆動歯車が作動部に噛合したことを検出する噛合検出手段とを備え、インク充填制御手段は、アーム部が回転し噛合検出手段が上記噛合を検出したときに、インクタンク内のインクをインクカートリッジ内に充填することを特徴とする。
【００１９】
このように、インク充填制御手段は、アーム部がモータによって回転し噛合検出手段が上記噛合を検出したときに、インクタンク内のインクをインクカートリッジ内に充填するので、より精度よくインクカートリッジ内にインクを充填させることができる。
【００２０】
また、本発明は、請求項４の記載によれば、請求項３に記載のインク充填装置において、モータは、ステップモータであることを特徴とする。
【００２１】
このように、モータは、ステップモータであるので、ステップ数のカウントのみによって、精度よくインクカートリッジ内にインクを充填させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を図面により説明する。図１は、本発明に係るインク充填装置の一実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。なお、図１及び図２において、図示左側及び右側がインク充填装置の前側及び後側に相当するものとする。
【００２３】
当該インク充填装置は、インクカートリッジＫにインクを充填するために用いられるもので、このインク充填装置は、図１に示すごとく、支持体Ｓ、インクタンクＴ及び回転駆動制御機構Ｄを備えている。
【００２４】
支持体Ｓは、図１に示すごとく、平板状の台座１０、支柱２０、支持台３０及び受け部材４０を備えており、支柱２０は、台座１０の前側左右方向中間部位からこれに直交するように上方へ延出されている。
【００２５】
支持台３０は、底壁３１と、左右両側壁３２、３３とでもって構成されており、この支持台３０は、底壁３１の中央部にて、支柱２０の延出端部に支持されている。
【００２６】
底壁３１は、台座１０に平行に位置しており、この底壁３１の前側中間部位には、インクカートリッジＫを挿入するための挿入穴部３１ａが形成されている。ここで、この挿入穴部３１ａは、太鼓の縦断面形状（太鼓の軸を通る断面形状）と同様の形状の開口面を有するように形成されている（図３及び図４参照）。
【００２７】
左側壁３２は、図１に示すごとく、底壁３１の左側後部から後端部にかけてＬ字状に延出するとともに当該左側後部及び後端部から上方に向け立設されており、この左側壁３２のうち底壁３１の後端部側への延出端部は、後述するアーム部材７０に対する一側ストッパ部３２ａとして機能する（図３及び図４参照）。
【００２８】
また、右側壁３３は、図１に示すごとく、底壁３１の右側後部から上方に向け立設されており、この右側壁３３の内面後端部は、一側ストッパ部３２ａに対向して位置し、アーム部材７０に対する他側ストッパ部３３ａとして機能する（図３及び図４参照）。
【００２９】
受け部材４０は、インクカートリッジＫを下方から受けるためのもので、この受け部材４０は、半円筒状の基部４０ａと、円柱状受け部４０ｂとでもって構成されている。ここで、基部４０ａは、その内周面にて後方を臨むようにして、台座１０の前端側左右方向中間部位上に立設されている。受け部４０ｂは、図２に示すごとく、基部４０ａの上端部から後方へＬ字状に延出しており、この受け部４０ｂには、挿入孔部４１が形成されている。
【００３０】
インクタンクＴは、インクを蓄えるタンク部５０ａ及びインク供給管５０ｂ（インク供給孔部）を備えており、タンク部５０ａは、台座１０の後部上に立設されている。インク供給管５０ｂは、タンク部５０ａの前壁５１の左側下端部から前方へ延出されており、このインク供給管５０ｂは、その先端部にて、受け部材４０の基部４０ａ内に位置している。なお、インク供給管５０ｂは、インクタンクＴとは別体のものであってもよく、この場合には、タンク部５０ａは、インクタンクとして把握するようにしてもよい。
【００３１】
回転駆動制御機構Ｄは、図１及び図２に示すごとく、ステップモータ６０（モータ）を備えており、このステップモータ６０は、モータ本体６１にて、支持台３０の左右両側壁３２、３３の間にて底壁３１上に載置固定されている。また、当該ステップモータ６０は、出力軸６２（モータの回転軸）を有しており、この出力軸６２は、モータ本体６１の上端面から上方に向け延出している。
【００３２】
また、当該回転駆動制御機構Ｄは、図１及び図２に示すごとく、長手状のアーム部材７０（アーム部）を備えており、このアーム部材７０は、図２に示すごとく、その長手方向中間部位に形成した貫通穴部７１にて、ステップモータ６０の出力軸６２に嵌装されている。本実施形態では、貫通穴部７１は、出力軸６２の外径よりも大きな穴径を有している。このため、アーム部材７０は、貫通穴部７１にて、ステップモータ６０の出力軸６２に相対回転自在に連結されている。
【００３３】
また、アーム部材７０は、図２に示すごとく、両アーム７２、７３を有しており、これら両アーム７２、７３は、貫通穴部７１から互いに逆方向に延出している。ここで、アーム７２は、その延出端部にて、支持台３０の両ストッパ部３２ａ、３３ａの間に位置している（図３及び図４参照）。
【００３４】
しかして、アーム部材７０は、図３に示すように、図示反時計方向への回動に伴い、アーム７２の先端部により、他側ストッパ部３３ａに係止し、また、図４に示すように、図示時計方向への回動に伴い、アーム７２の先端部により、一側ストッパ部３２ａに係止する。
【００３５】
また、当該回転駆動制御機構Ｄは、ピニオン８０ａ（モータ歯車）及び駆動歯車８０ｂ（作動部駆動歯車）を備えており、ピニオン８０ａは、アーム部材７０のアーム７２の上側にて、ステップモータ６０の出力軸６２に同軸的に支持されている。これにより、ピニオン８０ａは、ステップモータ６０の正転（図３及び図４にて図示時計方向回転）又は逆転（図３及び図４にて図示反時計方向回転）に伴い、当該ステップモータ６０と同一方向に回転する。
【００３６】
駆動歯車８０ｂは、図２及び図５に示すごとく、アーム部材７０のアーム７３の先端部から上方に延出する支持軸８１（作動部駆動歯車の回転軸）に、相対回転可能に同軸的に支持されており、この駆動歯車８０ｂは、ピニオン８０ａと噛合している。このため、当該駆動歯車８０ｂは、ピニオン８０ａの正転又は逆転に伴い、当該ピニオン８０ａとは逆方向に回転する。
【００３７】
当該駆動歯車８０ｂとアーム７３の先端部との間においては、ワッシャ形状のバネ９０ａが、図５に拡大して示すごとく、支持軸８１に嵌装されている。
【００３８】
ここで、当該バネ９０ａは、断面山形状に湾曲しており、このバネ９０ａは、予圧を付与して駆動歯車８０ｂとアーム７３の先端部との間に介装されている。このため、バネ９０ａは、その弾力により、駆動歯車８０ｂを、三角推台状摩擦部材９０ｂ（図５参照）に向けて付勢する。
【００３９】
当該摩擦部材９０ｂは、図５に示すごとく、支持軸８１の先端部に同軸的に支持されており、この摩擦部材９０ｂの下面は、摩擦面９１として形成されている。このため、摩擦部材９０ｂは、摩擦面９１にて、バネ９０ａによる上記付勢のもと、駆動歯車８０ｂの上面中央部と摩擦接触する。本実施形態では、摩擦部材９０ｂの駆動歯車８０ｂに対する摩擦力は、ステップモータ６０の回転力よりも小さく設定されている。
【００４０】
インクカートリッジＫは、図１、図２、図６及び図７に示すごとく、インク容器としての筒体１００（筒状部材）を備えており、この筒体１００は、両筒部材１１０、１２０（一対の部材）及び環状補助部材１３０でもって構成されている。
【００４１】
両筒部材１１０、１２０は、図１、図２及び図６に示すごとく、環状補助部材１３０を介し同軸的に組み付けられている。筒部材１１０は、帯状部１１１及び両突起部１１２を備えており、帯状部１１１は、筒部材１１０の外周面の基端部にその周方向に沿い帯状に形成されている。両突起部１１２は、帯状部１１１の外表面から径方向に沿い互いに逆向きに突出形成されている。
【００４２】
また、当該筒部材１１０は、両脚部１１３及び両突起部１１４を備えている。両脚部１１３は、帯状部１１１から筒部材１１０の先端側に向け軸方向に沿い延出するように筒部材１１０の外周面に形成されており、これら両脚部１１３は、筒部材１１０の外周面の周方向において１８０°ずれて形成されている。両突起部１１４は、両脚部１１３の各延出端部から径方向に沿い互いに逆向きに突出形成されている。
【００４３】
これにより、当該筒部材１１０は、その両突起部１１２及び両突起部１１４でもって、支持台３０の挿入穴部３１ａを挟持するようにして、台座１０上に立設される。
【００４４】
また、筒部材１１０は、図２に示すごとく、開口部１１５を備えており、この開口部１１５は、筒部材１１０の基端部に形成されている。また、当該筒部材１１０は、インク流入出孔部１１６（孔部）を有しており、このインク流入出孔部１１６は、筒部材１１０内に連通するように当該筒部材１１０の先端部に形成されている。
【００４５】
これにより、筒部材１１０のインク流入出孔部１１６は、台座１０の受け部材４０の挿入孔部４１に挿入されてインクタンクＴのインク供給管５０ｂに接続される。
【００４６】
筒部材１２０は、帯状部１２１及び両突起部１２２を備えており、帯状部１２１は、筒部材１２０の外周面の基端部にその周方向に沿い帯状に形成されている。両突起部１２２は、帯状部１２１の外表面から径方向に沿い互いに逆向きに突出するとともに環状補助部材１３０側に向けてその軸方向に沿い延出するように形成されている。
【００４７】
また、当該筒部材１２０は、両脚部１２３及び両突起部１２４を備えている。両脚部１２３は、帯状部１２１から筒部材１２０の先端側に向け軸方向に沿い延出するように筒部材１２０の外周面に形成されており、これら両脚部１２３は、筒部材１２０の外周面の周方向において１８０°ずれて形成されている。両突起部１２４は、両脚部１２３の各延出端部から径方向に沿い互いに逆向きに突出形成されている。
【００４８】
また、筒部材１２０は、図２に示すごとく、開口部１２５を備えており、この開口部１２５は、環状補助部材１３０を介し、筒部材１１０の開口部１１５に対向するように、筒部材１２０の基端部に形成されている。
【００４９】
環状補助部材１３０は、環状部１３１及び両突起部１３２を備えており、環状部１３１は、両筒部材１１０、１２０の各開口部１１５、１２５の間に同軸的に介装されている。また、両突起部１３２は、環状部１３１の外周面から互いに逆方向に突出形成されており、当該両突起部１３２は、筒部材１１０の両突起部１１２と筒部材１２０の両突起部１２２との間に、複数のネジの締着でもって挟持されている。
【００５０】
また、当該インクカートリッジＫは、図２及び図７に示すごとく、送りネジ機構１４０及びゴムからなるピストン１５０を備えている。送りネジ機構１４０は、ボールネジ１４１（送りネジ）及び環状歯車１４２（作動部）を備えており、ボールネジ１４１は、環状補助部材１３０の中空部に軸動可能に挿通されて、両筒部材１１０、１２０の各内部に亘り嵌装されている。
【００５１】
環状歯車１４２は、その中空部内周面にて、内側噛合部１４２ａを有しており、この内側噛合部１４２ａはボールネジ１４１に螺合している。これにより、環状歯車１４２は、その回転に伴い、ボールネジ１４１に対し送りネジ動作を発揮して当該ボールネジ１４１を移動させる。また、当該環状歯車１４２の外周面には、外側噛合部１４２ｂが形成されており、この外側噛合部１４２ｂは、環状補助部材１３０と筒部材１２０との各対向面の間から外部に露出している。
【００５２】
ピストン１５０は、ボールネジ１４０の筒部材１１０側先端部に、筒部材１１０内にて摺動可能に同軸的に支持されて、当該筒部材１１０内に、インク室１１７を、インク流入出孔部１１６と連通するように区画形成している。
【００５３】
次に、当該インク充填装置の電気回路構成について図８を参照して説明する。光センサ１６０（噛合検出手段）は、フォトインタラプタからなるもので、この光センサ１６０は、図３及び図４に示すごとく、支持台３０の左側壁３２の端部から外方に突出する突起部に設けられている。しかして、アーム部材７０がそのアーム７２にてストッパ部３２ａに係止したとき、当該光センサ１６０は、アーム７２を検出する。このことは、光センサ１６０は、駆動歯車８０ｂが環状歯車１４２の外側噛合部１４２ｂに噛合したことを検出することを意味する。
【００５４】
制御回路１７０は、バスライン１７１を介し、インターフェース（以下、Ｉ／Ｆという）１７２、ＣＰＵ１７３、ＲＯＭ１７４、ＲＡＭ１７５及びＩ／Ｆ１７６を接続して構成されている。ＣＰＵ１７３は、図９に示すフローチャートで特定されるプログラムに従い、光センサ１６０の検出出力の入力処理、駆動回路１８０の駆動処理等の種々の処理を行う。なお、上記プログラムは、ＣＰＵ１７３により読み出し可能にＲＯＭ１７４に予め記憶されている。ＲＡＭ１７５には、種々のデータが記憶される。
【００５５】
駆動回路１８０は、例えば、一相励磁方式の駆動回路からなるもので、この駆動回路１８０は、ＣＰＵ１７３による制御のもと、ステップモータ６０を１ステップずつ正転又は逆転させるようにパルス駆動する。
【００５６】
以上のように構成した本実施形態において、上述のように構成したインクカートリッジＫの当該インク充填装置に対する取り付けは、次のようにして行う。
【００５７】
まず、インクカートリッジＫの筒体１００を、その筒部材１１０から支持台３０の挿入穴部３１ａに挿入する。そして、筒部材１１０の両突起部１１４が挿入穴部３１ａに達したとき、両突起部１１４の各外端面を、挿入穴部３１ａの円弧状内面に合わせるようにして、筒部材１１０を挿入穴部３１ａにさらに挿入する。
【００５８】
然る後、筒部材１１０の両突起部１１２が挿入穴部３１ａの外周部に当接したとき、筒体１００を９０°回転させる。これにより、筒部材１１０は、その両突起部１１２及び両突起部１１４でもって、支持台３０の挿入穴部３１ａを挟持するようにして、支持台３０の台座１０上に立設される。
【００５９】
このとき、筒部材１１０のインク流入出孔部１１６を、台座１０の受け部材４０の挿入孔部４１に挿入してインクタンクＴのインク供給管５０ｂに接続する。これにより、インクカートリッジＫの当該インク充填装置に対する取り付けが終了する。
【００６０】
このようにしてインクカートリッジＫを当該インク充填装置に取り付けた後、制御回路１７０を作動状態におけば、ＣＰＵ１７３は、上記プログラムに従い図９のフローチャートのステップ２００にて、所定の充填量ＡをＲＯＭ１７４から読み出し、ステップ２０１において、所定の充填量ＢをＲＯＭ１７４から読み出す。なお、現段階では、駆動歯車８０ｂは、図３に示すごとく、インクカートリッジＫの環状歯車から解離するとともにアーム部材７０は、そのアーム７２にて、ストッパ部３３ａに係止しているものとする。
【００６１】
ここで、上記所定の充填量Ａは、インクカートリッジＫに充填されるインクの最大量を表す。また、上記所定の充填量Ｂは、ステップモータ６０の単位ステップ（単位回転角に相当）あたりにインクカートリッジＫに充填されるインクの量を表す。なお、両充填量Ａ、Ｂは、ＲＯＭ１７４に予め記憶されている。
【００６２】
然る後、ステップ２０２における目標ステップ数Ｎの算出処理がなされる。この算出処理では、当該目標ステップ数Ｎが、次の式（１）に基づき、両ステップ２００、２０１にて読み出した充填量Ａ及び充填量Ｂに応じて算出される。
【００６３】
Ｎ＝Ａ／Ｂ                    ・・・（１）
ここで、目標ステップ数Ｎは、インクカートリッジＫに充填量Ａだけインクを充填するに要するステップモータ６０のステップ数を表す。
【００６４】
ステップ２０２の処理が終了すると、次のステップ２０３において、計数データＣが、Ｃ＝０とクリアされる。ここで、当該計数データＣは、ステップモータ６０の実際のステップ数を表す。
【００６５】
ついで、ステップ２１０における１ステップ正転駆動処理において、ステップモータ６０を１ステップだけ正転させるための正転駆動パルス信号が、ＣＰＵ１７３によって、駆動回路１８０に出力される。すると、駆動回路１８０は、当該正転駆動パルス信号に基づきステップモータ６０を１ステップだけ正転させる。
【００６６】
このため、ピニオン８０ａが、ステップモータ６０の１ステップ正転に相当する回転角だけ当該ステップモータ６０と同一方向に正転し、この正転に応じて駆動歯車８０ｂが逆転する。
【００６７】
ここで、上述のごとく、アーム部材７０は、ステップモータ６０の出力軸６２に対し相対回転自在に連結されているため、駆動歯車８０ｂは、上述したピニオン８０ａとの噛合及び摩擦部材９０ｂの駆動歯車８０ｂに対する摩擦力のもとに、ピニオン８０ａの周りをステップモータ６０の出力軸６２を中心として図３にて図示時計方向に回動する。このため、駆動歯車８０ｂと一体的なアーム部材７０が、当該駆動歯車８０ｂと共に、環状歯車１４２に接近する方向に回動する。なお、このとき、アーム部材７０のアーム７２は、ストッパ部３３ａから解離する。
【００６８】
上述のようにステップ２１０の処理がなされると、次のステップ２１１において、計数データＣが加算される。
【００６９】
然る後、ステップ２２０において、光センサ１６０の検出出力の有無が判定される。現段階では、アーム部材７０のアーム７２は、ストッパ部３３ａから解離した直後であってストッパ部３２ａから離れて位置するため、ステップ２２０における判定はＮＯとなる。
【００７０】
ついで、ステップ２３０において、計数データＣ＝所定の上限ステップ数Ｌか否かが判定される。ここで、当該上限ステップ数Ｌは、アーム部材７０のアーム７２を両ストッパ部３２ａ、３３ａの一方の位置から他方の位置まで回動させるに要するステップモータ６０のステップ数よりも若干大きなステップ数に設定されている。
【００７１】
現段階では、Ｃ＝１＜Ｌであることから、ステップ２３０においてＮＯと判定される。以後、各ステップ２１０、２１１、２２０及び２３０を循環する処理が繰り返される。このような状態においては、ステップモータ６０が、駆動回路１８０からの正転駆動パルス信号毎に、１ステップずつ正転し、これに伴いピニオン８０ａが正転し、駆動歯車８０ｂが、逆転し、アーム部材７０と共に、当該ピニオン８０ａの周りをステップモータ６０の出力軸６２を中心として図３にて図示時計方向に回動する。
【００７２】
然る後、図４に示すごとく、駆動歯車８０ｂが環状歯車に噛合するとともにアーム部材７０がそのアーム７２にてストッパ部３２ａに係止し、光センサ１６０が、アーム７２のストッパ部３２ａとの係止を検出する。
【００７３】
すると、このような光センサ１６０の検出出力に基づきステップ２２０においてＹＥＳと判定され、次のステップ２２１において、計数データＣが、Ｃ＝０とクリアされる。ついで、ステップ２４０において、計数データＣがＣ＝Ｎか否かが判定される。現段階では、Ｃ＜Ｎであることから、ステップ２４１において、１ステップ正転駆動処理がなされる。  ここでは、ステップモータ６０の回転力が上述のごとく摩擦部材９０ｂによる摩擦力よりも大きいことから、アーム部材７０のストッパ部３２ａに対する係止状態のまま、ステップモータ６０が駆動回路１８０からの正転駆動パルス信号に基づき１ステップだけ正転する。
【００７４】
このため、ピニオン８０ａが、ステップモータ６０の１ステップ正転に相当する回転角だけ当該ステップモータ６０と同一方向に正転して、駆動歯車８０ｂを逆転させる。従って、環状歯車１４２が、ステップモータ６０と同一方向に正転し、送りネジ作動でもって、ボールネジ１４１を筒部材１２０の上端部に向けて移動させる。
【００７５】
ステップ２４１における１ステップ正転駆動処理の後、ステップ２４２において、計数データＣが、加算され、以後、各ステップ２４０、２４１及び２４２を循環する処理が繰り返される。
【００７６】
このような状態においては、ステップモータ６０が、駆動回路１８０からの正転駆動パルス信号毎に、１ステップずつ正転し、これに伴いピニオン８０ａが正転し、駆動歯車８０ｂが逆転して環状歯車１４２を正転させる。このため、環状歯車１４２が、その送りネジ作動のもと、ボールネジ１４１を筒部材１２０の上端部にむけてさらに移動させる。
【００７７】
従って、インクが、インクタンクＴのタンク部５０ａからインク供給管５０ｂ及びインク流入出孔部１１６を通しインク室１１７内に吸引されて充填されていく。
【００７８】
然る後、ステップ２４２における最新の計数データＣが、ステップ２０２にて算出した目標ステップ数Ｎに達すると、インクがカートリッジＫ内に上記所定の充填量Ａだけ充填されたことから、ステップ２４０においてＹＥＳと判定される。なお、回転駆動制御機構Ｄ、各ステップ２２０、２２１、２４０、２４１及び２４２は、インク充填制御手段に対応する。
【００７９】
上述のようなステップ２４０におけるＹＥＳとの判定に伴い、ステップ２４３において、ステップモータ６０の逆転駆動処理がなされる。この逆転駆動処理では、ステップモータ６０を１ステップずつ逆転させるための逆転パルス信号がＣＰＵ１７３により駆動回路１８０に順次出力される。このため、駆動回路１８０は、当該各逆転パルス信号に基づきステップモータ６０を１ステップずつ逆転させる。
【００８０】
従って、ピニオン８０ａが、ステップモータ６０の１ステップ逆転毎に当該ステップモータ６０と同一方向に逆転し、駆動歯車８０ｂが、ピニオン８０ａの逆転に伴い正転する。  ここで、上述のごとく、アーム部材７０は、ステップモータ６０の出力軸６２に対し相対回転自在に連結されているため、駆動歯車８０ｂは、ピニオン８０ａとの噛合及び摩擦部材９０ｂによる摩擦力のもと、当該ピニオン８０ａの周りをステップモータ６０の出力軸６２を中心として図４にて図示反時計方向に回動する。これに伴い、駆動歯車８０ｂと一体的なアーム部材７０が、ストッパ部３２ａから解離して、駆動歯車８０ｂを環状歯車１４２から解離させるように回動し、アーム部材７０がアーム７２にてストッパ部３３ａに係止する。これにより、環状歯車１４２及びアーム部材７０のさらなる回動が規制される。
【００８１】
なお、上述のような各ステップ２１０、２１１、２２０及び２３０を循環する処理の過程において、ステップ２２０においてＹＥＳと判定される前に、ステップ２３０においてＹＥＳと判定された場合には、当該インク充填装置に何らかのエラーが発生したことから、ステップ２３１において、停止処理がなされる。このため、ＣＰＵによる処理が停止する。
【００８２】
以上説明したように、インクカートリッジＫにおいては、送りネジ機構１４０の環状歯車１４２が、その外側噛合部１４２ｂでもって、筒体１００の筒部材１２０の開口部と環状補助部材１３０との間から外部に露出している。従って、当該環状歯車１４２を回転駆動制御機構Ｄによりその駆動歯車８０ｂでもって回転させるだけで、筒体１００内にてピストン１５０をボールネジ１４１でもって移動させることができ、簡単な構成にて、インクをインクカートリッジＫのインク室内に容易に充填し得る。
【００８３】
ここで、環状歯車１４２が、ステップモータ６０の駆動力を、ピニオン８０ａ及び駆動歯車８０ｂを介し、ボールネジ１４１に正確に伝達するので、インクカートリッジＫに対するインクの充填量が精度よく確保され得る。
【００８４】
また、ボールネジ１４１及びピストン１５０は、筒体１００内に嵌装されているので、環状歯車１４２を回転させたとしても、ボールネジ１４１が筒体１００の外部に突出することがなく、人にとって安全である。
【００８５】
また、光センサ１６０が、アーム部材７０のアーム７２の一側ストッパ部３２ａとの係止を検出したとき、換言すれば、光センサ１６０が、駆動歯車８０ｂの環状歯車１４２との噛合を検出したときに、回転駆動制御機構Ｄが、上述のように、インクタンクＴ内のインクをインクカートリッジＫ内に充填するので、より一層精度よく、インクカートリッジＫ内にインクを充填し得る。
【００８６】
また、上述のように回転駆動制御機構Ｄの駆動手段として、ステップモータ６０を採用するので、当該ステップモータ６０の実際のステップ数を計数するだけで、インクをインクカートリッジＫ内に精度よく充填し得る。
【００８７】
なお、本発明の実施にあたり、上記実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態にて述べた環状歯車の外周部は、噛合部に限ることなく、手動でもって回転可能なように、凹凸形状に形成した凹凸部であってもよい。
（２）インクカートリッジは、上方を引き抜くことでなく、横方向に外すようにしてもよい。この場合、切り換え歯車をアームと共に回動させる必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係るインク充填装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１にてＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】アーム部材が他側ストッパ部に係止した状態における上記インク充填装置の平面図である。
【図４】アーム部材が一側ストッパ部に係止した状態における上記インク充填装置の平面図である。
【図５】バネ及び摩擦部材の配設位置を示すインク充填装置の部分拡大図である。
【図６】図１のインクカートリッジの斜視図である。
【図７】当該インクカートリッジの分解斜視図である。
【図８】当該インク充填装置の回路ブロック図である。
【図９】図８のＣＰＵの作用を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
５０ａ…タンク部、５０ｂ…インク供給管、６０…ステップモータ、６２…出力軸、
７０…アーム部材、８０ａ…ピニオン、８０ｂ…駆動歯車、８１…支持軸、
１００…筒体、１１０、１２０…筒部材、１１６…インク流入出孔部、
１１７…インク室、１４１…ボールネジ、１４２…環状歯車、１５０…ピストン、
１６０…光センサ、Ｄ…回転駆動制御機構、Ｋ…インクカートリッジ、Ｓ…支持体、
Ｔ…インクタンク。
【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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