(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側シリンダおよび該外側シリンダよりも小径な内側シリンダからなる２重シリンダと、２重シリンダの内側シリンダ内に摺動自在に嵌挿されたピストンと、２重シリンダの底部およびピストンの底部にそれぞれ設けられ、インクカートリッジ内部の空気を内側シリンダおよびピストンを経て外界に至る方向へのみ通流可能な逆流阻止手段と、２重シリンダの外側シリンダおよび内側シリンダとの間に空気の流路と独立して設けられ、インクカートリッジに充填されるインクを収容するインク収容部と、インク収容部に摺動自在に設けられ、インク充填前において、インク収容部の排出孔を封止するとともに、インク充填時において、インク収容部の排出孔の封止を解除可能な栓部材と、から構成され、ピストンが２重シリンダの内側シリンダの軸方向に沿って挿抜移動することにより、逆流阻止手段を経てインクカートリッジ内部の空気を吸引して減圧する一方、栓部材が軸方向に沿って移動することにより、インク収容部とインクカートリッジとの差圧に基づいてインク収容部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装置。
【請求項２】
前記栓部材は、インク充填前において、インク収容部が気密状態となる位置に該栓部材を保持する固定部と、インク充填時において、インクの排出孔の封止を解除する位置でインク収容部からの抜け出しを阻止する抜け止め部とを備えることを特徴とする請求項１記載のインク充填装置。
【請求項３】
外側シリンダおよび該外側シリンダよりも小径な内側シリンダからなる２重シリンダと、２重シリンダの内側シリンダ内に摺動自在に嵌挿されたピストンと、２重シリンダの底部およびピストンの底部にそれぞれ設けられ、インクカートリッジ内部の空気を内側シリンダおよびピストンを経て外界に至る方向へのみ通流可能な逆流阻止手段と、２重シリンダの外側シリンダおよび内側シリンダとの間に空気の流路と独立して設けられ、インクカートリッジに充填されるインクを収容するインク収容部と、インク収容部に摺動自在に設けられ、インク充填前において、インク収容部の排出孔を封止するとともに、インク充填時において、インク収容部の排出孔の封止を解除可能な栓部材と、栓部材を案内しつつ軸方向に移動させてインク収容部の排出孔を封止し、または封止を解除する案内手段と、から構成され、ピストンが２重シリンダの内側シリンダの軸方向に沿って挿抜移動することにより、逆流阻止手段を経てインクカートリッジ内部の空気を吸引して減圧する一方、栓部材が案内手段に案内されて軸方向に移動することにより、インク収容部とインクカートリッジとの差圧に基づいてインク収容部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装置。
【請求項４】
前記案内手段は、ピストンのフランジの周方向に形成された長孔と、該長孔の端縁に沿ってその一端から他端にかけて高さが漸増するように形成された壁部とを備えたことを特徴とする請求項３記載記載のインク充填装置。
【請求項５】
前記栓部材は、インク充填前において、インク収容部が気密状態となる位置に該栓部材を保持する固定部を備えたことを特徴とする請求項３記載のインク充填装置。
【請求項６】
前記栓部材は、案内手段に案内される被案内部材を備えたことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載のインク充填装置。
【請求項７】
前記被案内部材は、上下方向に間隔をおいて２個の突出部を有し、該被案内部材の２個の突出部の間で案内手段を狭持することを特徴とする請求項６記載のインク充填装置。
【請求項８】
前記長孔は、栓部材に設けられる被案内部材が挿通可能な拡幅部と、被案内部材が当接可能な狭幅部とを有することを特徴とする請求項４記載のインク充填装置。
【請求項９】
前記壁部は、その狭幅部において、先端が内側に突出する壁フランジ部を備えたことを特徴とする請求項８記載のインク充填装置。
【請求項１０】
前記２重シリンダは、ピストンを係止する係止部材を備え、また、ピストンは、係止部材と係合可能な係合部を備え、係合部が係止部材に係合してピストンの軸方向の移動を規制することを特徴とする請求項３記載のインク充填装置。
【請求項１１】
前記係合部は、前記ピストンの外周面に設けた溝部であることを特徴とする請求項１０記載のインク充填装置。
【請求項１２】
前記逆流阻止手段は、２重シリンダの底部に設けられた第１逆止弁およびピストンの底部に設けられた第２逆止弁であることを特徴とする請求項１または請求項３記載のインク充填装置。
【請求項１３】
前記２重シリンダには、インクカートリッジと連通して空気を排出する一方、インク収容部のインクを注入する注入排出部材を備えたことを特徴とする請求項１または請求項３記載のインク充填装置。
【請求項１４】
前記注入排出部材には、インクカートリッジ内部を気密状態に保持する気密部材が設けられたことを特徴とする請求項１３記載のインク充填装置。
【請求項１５】
前記気密部材は、インクカートリッジに密着可能な円錐形状の密着円錐体であることを特徴とする請求項１４記載のインク充填装置。
【請求項１６】
前記インク収容部には、インクの排出孔と注入排出部材とを連通する連通管が設けられたことを特徴とする請求項１または請求項３記載のインク充填装置。
【請求項１７】
前記ピストンには、その内部と外界とを連通する通気孔が形成されたことを特徴とする請求項１または請求項３記載のインク充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタに収容されるインクカートリッジにインクを充填するインク充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェットプリンタに収容されるインクカートリッジにインクを充填するインク充填装置が提案されている（例えば、特開平１１−２０７９８９号公報および特開平１１−３２０９０３号公報参照）。
【０００３】
このうち、前者のインク充填装置は、インクカートリッジ内部を気密状態に保持してインク補給具の注入部材をフェルトに突き刺し、ピストンをシリンダから引き出すことによって、インクカートリッジ内部の空気を吸引して減圧する。その後、ピストンから手を離すことにより、シリンダ内部とインクカートリッジ内部との圧力差で、シリンダに貯留されたインクがインクカートリッジ内部に注入されるものである。
【０００４】
また、後者のインク充填装置は、ピストンにシリンダ内部と連通する通気孔を設けるとともに、この通気孔を封止することが可能な栓体を設けている。そして、栓体が通気孔を封止した状態で、インクカートリッジ内部を気密状態に保持してインク補給具の注入部材をフェルトに突き刺した後、ピストンをシリンダから引き抜いて、インクカートリッジ内部の空気を吸引して減圧する。吸引した空気はシリンダ上部に収容され、インクはシリンダ下部に収容される。次いで、栓体を外すと、外界からの空気がシリンダ内部に入り、シリンダ内部とインクカートリッジ内部との圧力差により、減圧されたインクカートリッジにシリンダに貯留されたインクが注入されるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、インクカートリッジ内部を減圧する際、ピストンの引き上げに大きな力を必要とするとともに、予めインクがシリンダ内部に貯留されている場合、インク注入時以外にピストンを押すとインクが漏れるという問題点がある。さらに、後者のインク充填装置においては、吸引されたインクカートリッジ内部の空気がシリンダに貯留されたインクに混入し、インク注入時に通気孔から泡状のインクが逆流するという問題点もある。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、インクカートリッジ内部の減圧および空気の混入のないインクの充填を簡単に行うことができるインク充填装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外側シリンダおよび外側シリンダよりも小径な内側シリンダからなる２重シリンダと、２重シリンダの内側シリンダ内に摺動自在に嵌挿されたピストンと、２重シリンダの底部およびピストンの底部にそれぞれ設けられ、インクカートリッジ内部の空気を内側シリンダおよびピストンを経て外界に至る方向へのみ通流可能な逆流阻止手段と、２重シリンダの外側シリンダおよび内側シリンダとの間に空気の流路と独立して設けられ、インクカートリッジに充填されるインクを収容するインク収容部と、インク収容部に摺動自在に設けられ、インク充填前において、インク収容部の排出孔を封止するとともに、インク充填時において、インク収容部の排出孔の封止を解除可能な栓部材と、から構成され、ピストンが２重シリンダの内側シリンダの軸方向に沿って挿抜移動することにより、逆流阻止手段を経てインクカートリッジ内部の空気を吸引して減圧する一方、栓部材が軸方向に沿って移動することにより、インク収容部とインクカートリッジとの差圧に基づいてインク収容部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ものである。
【０００８】
この発明によれば、ピストンと逆流阻止手段とを有しており、ピストン断面積を充分小さくできるので、抜気工程におけるピストンの引き上げに要する力は、従来のピストンの引き上げに要する力の数分の一となる。そのため、インクカートリッジ内部の減圧が十分に行われ、空気が残留した状態でインク充填工程が行われることはない。したがって、充填直後の印字性能は良好になる。また、インク収容部が、空気の流路と独立して、外側シリンダと内側シリンダとの間の空間に設けられているので、インク充填工程前において、不意にピストンを押し込んでも、インクがインク充填装置から漏れ出すことはない。さらに、栓部材が、インク充填前は、インク収容部の排出孔を封止し、インク充填時には、排出孔の封止を解除するので、充填工程以前にインク充填装置が転倒したり、ピストンが押圧されても、インクがインク充填装置やインクカートリッジの外部に漏れ出す心配がない。
【０００９】
この発明において、栓部材が、インク充填前において、インク収容部が気密状態となる位置に栓部材を保持する固定部と、インク充填時において、インクの排出孔の封止を解除する位置でインク収容部からの抜け出しを阻止する抜け止め部とを備えると、固定部でインク収容部をインク充填前には気密状態に保持し、インク充填時にはインクの排出孔の封止を解除するので、作業者は栓部材を移動させるだけでインク充填作業を行うことができる。また、抜け止め部は、栓部材のインク収容部からの抜け出しを防止することができる。
【００１０】
この発明において、逆流阻止手段が、２重シリンダの底部に設けられた第１逆止弁およびピストンの底部に設けられた第２逆止弁であると、簡単な構造で確実にインクカートリッジ内部の空気の逆流を阻止することができる。
【００１１】
この発明において、２重シリンダには、インクカートリッジと連通して、空気を排出する一方、インク収容部のインクを注入する注入排出部材を備えると、空気およびインクは所定の流路に沿って案内される。
【００１２】
この発明において、注入排出部材には、インクカートリッジ内部を気密状態に保持する気密部材が設けられていると、インクカートリッジ内部の抜気を確実に行うことができる。
【００１３】
この発明において、気密部材は、インクカートリッジに密着可能な円錐形状の密着円錐体であると、密着円錐体の斜面がインクカートリッジの貫通孔に密着し、インクカートリッジ内の減圧を確実に行うことができる。
【００１４】
この発明において、前記インク収容部には、インクの排出孔と注入排出部材とを連通する連通管が設けられていると、インクカートリッジ内の空気の流路がインク収容部を通ることがなく、よってインク充填工程時にインクと空気とが混ざって泡が発生することがなく、泡が発生することが原因でインクが逆流することもない。
【００１５】
この発明において、ピストンには、その内部と外界とを連通する通気孔が形成されていると、ピストン内部と外界とが連通し、ピストン内部が大気圧に保持される。
【００１６】
また、本発明は、外側シリンダおよび外側シリンダよりも小径な内側シリンダからなる２重シリンダと、２重シリンダの内側シリンダ内に摺動自在に嵌挿されたピストンと、２重シリンダの底部およびピストンの底部にそれぞれ設けられ、インクカートリッジ内部の空気を内側シリンダおよびピストンを経て外界に至る方向へのみ通流可能な逆流阻止手段と、２重シリンダの外側シリンダおよび内側シリンダとの間に空気の流路と独立して設けられ、インクカートリッジに充填されるインクを収容するインク収容部と、インク収容部に摺動自在に設けられ、インク充填前において、インク収容部の排出孔を封止するとともに、インク充填時において、インク収容部の排出孔の封止を解除可能な栓部材と、栓部材を案内しつつ軸方向に移動させてインク収容部の排出孔を封止し、または封止を解除する案内手段と、から構成され、ピストンが２重シリンダの内側シリンダの軸方向に沿って挿抜移動することにより、逆流阻止手段を経てインクカートリッジ内部の空気を吸引して減圧する一方、栓部材が案内手段に案内されて軸方向に移動することにより、インク収容部とインクカートリッジとの差圧に基づいてインク収容部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ものである。
【００１７】
この発明によれば、ピストンと逆流阻止手段とで抜気でき、ピストン断面積を充分小さくできるので、抜気時におけるピストンの引き上げに要する力は、従来のピストンの引き上げに要する力の数分の１となる。そのため、インクカートリッジ内部の減圧が十分に行われ、空気が残留した状態でインク充填工程が行われることはなく、充填直後の印字性能は良好となる。また、インク収容部が空気の流路と独立して外側シリンダと内側シリンダとの間の空間に設けられるので、インク充填前において、不意にピストンを押し込んでも、インクがインク充填装置から漏れ出すことはない。さらに、栓部材は、インク充填前はインク収容部の排出孔を封止し、インク充填時には排出孔の封止を解除するので、充填前にインク充填装置が転倒したり、ピストンが押圧されても、インクがインク充填装置やインクカートリッジの外部に漏れ出す心配がない。また、栓部材を案内移動させる案内手段を有しているので、インク充填時にインク収容部の排出孔の封止を解除して、インクを袋体内へ充填することができ、インクの充填が終了したときには、栓部材を移動させて栓部材の先端が排出孔を封止して、インクの充填を停止させることができる。
【００１８】
この発明において、案内手段は、ピストンのフランジの周方向に形成された長孔と、長孔の周縁に沿ってその一端から他端にかけて高さが漸増するように形成された壁部とを備えると、ピストンを軸中心に回転させるという簡単な操作で栓部材は壁部によって案内されて移動され、インク収容部の排出孔を封止し、または封止を解除することができる。
【００１９】
この発明において、栓部材は、インク充填前において、インク収容部が気密状態となる位置に栓部材を保持する固定部を備えると、インク充填前において、固定部がインク収容部を気密状態に保持するので、作業者は栓部材を移動させるだけでインク充填作業をすることができる。
【００２０】
この発明において、栓部材が、案内手段に案内される被案内部材を備えていると、作業者が直接排出孔を封止したり、封止を解除する作業をする必要がない。
【００２１】
この発明において、被案内部材が、上下方向に間隔をおいて２個の突出部を有し、被案内部材の２個の突出部の間で案内手段を狭持すると、被案内部材が壁部に摺動しながら上方に案内されて、栓部材が引き上げられて排出孔の封止を解除できるとともに、インク充填工程終了後には、被案内部材が壁部に摺動しながら下方に押圧案内されて栓部材が押し下げられて排出孔を封止することができる。
【００２２】
この発明において、壁部が、栓部材に設けられる被案内部材が挿通可能な拡幅部と、被案内部材が当接可能な狭幅部とを有すると、抜気工程時には栓部材が拡幅部に位置してピストンと栓部材とが干渉するのを防ぎ、インク充填工程時には、ピストンを回転させることで栓部材と狭幅部とを当接させて、栓部材を上下方向に移動させることができる。
【００２３】
この発明において、壁部は、その狭幅部において、先端部が内側に突出する壁フランジ部を備えると、被案内部材が壁フランジ部により、壁部に摺動しながら上方に案内されて、栓部材が引き上げられ、排出孔の封止を解除できるとともに、インク充填工程終了後には、被案内部材が壁部に摺動しながら下方に案内されて栓部材が押し下げられ、排出孔を封止することができる。
【００２４】
この発明において、２重シリンダは、ピストンを係止する係止部材を備え、また、ピストンは、係止部材と係合可能な係合部を備え、係合部が係止部材に係合してピストンの軸方向の移動を規制すると、インク充填工程時に、ピストンが引き上げ方向に動かされるのを制限して、インクが内側シリンダ内部に流れ込むのを防ぐことができる。
【００２５】
この発明において、係合部がピストンの外周面に設けた溝部であると、簡単な構成でピストンの移動を制限することができる。
【００２６】
この発明において、逆流阻止手段が、２重シリンダの底部に設けられた第１逆止弁およびピストンの底部に設けられた第２逆止弁であると、簡単な構造で確実に逆流を阻止することができる。
【００２７】
この発明において、２重シリンダには、インクカートリッジと連通して、空気を排出する一方、インク収容部のインクを注入する注入排出部材を備えると、空気およびインクは所定の流路に沿って案内される。
【００２８】
この発明において、注入排出部材には、インクカートリッジ内部を気密状態に保持する気密部材が設けられていると、インクカートリッジ内部の抜気を確実に行うことができる。
【００２９】
この発明において、気密部材は、インクカートリッジに密着可能な円錐形状の密着円錐体であると、密着円錐体の斜面がインクカートリッジの貫通孔に密着し、インクカートリッジ内の減圧を確実に行うことができる。
【００３０】
この発明において、前記インク収容部には、インクの排出孔と注入排出部材とを連通する連通管が設けられていると、インクカートリッジ内の空気の流路がインク収容部を通ることがなく、よってインク充填工程時にインクと空気とが混ざって泡が発生することがなく、泡が発生することが原因でインクが逆流することもない。
【００３１】
この発明において、ピストンには、その内部と外界とを連通する通気孔が形成されていると、ピストン内部と外界とが連通し、ピストン内部が大気圧に保持される。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図を参照して説明する。
【００３３】
図１は、インク充填装置１がインクカートリッジａ内部に収容されたフレキシブルな袋体ｄに突き刺された状態を示す概略構成断面図である。インク充填装置１は、内側シリンダ１４と外側シリンダ１６とからなる２重シリンダ１３を備えている。内側シリンダ１４は外側シリンダ１６より小径であって、外側シリンダ１６内部において、外側シリンダ１６と同軸上に設けられている。２重シリンダ１３内部には、外側シリンダ１６と内側シリンダ１４とで囲まれる空間にインク収容部７が形成され、インク収容部７内部には補充用のインク１５が収容されている。
【００３４】
インク収容部７の上部には、栓部材挿通孔５が設けられ、下部には栓部材挿通孔５と同軸上にインク１５の排出孔８が設けられている。そして、栓部材挿通孔５には、その内周面に溝部５ａが設けられている。
【００３５】
また、インク収容部７の栓部材挿通孔５には、棒状の栓部材３が摺動自在に挿入され、栓部材３の先端部で排出孔８を封止している。また、栓部材３の他端部には、固定部としての密閉部４が設けられており、該密閉部４が溝部５ａに嵌り込むことにより栓部材挿通孔５を閉鎖している。
【００３６】
これにより、インク収容部７に収容されたインク１５は気密状態に保たれ、栓部材３が上方へ引き上げられるまで、インク１５はインク収容部７から排出されることはない。
【００３７】
栓部材３の先端部と密閉部４との間の中間部には、インク１５をインクカートリッジａ内に充填する際、引き上げられた栓部材３がインク収容部７から抜け出ることを防止する抜け止め部６が設けられている。
【００３８】
栓部材３の先端部は、排出孔８に挿入されたとき、隙間を生じない形状に形成される。また、栓部材３は、密閉部４、抜け止め部６および先端部を除いて、栓部材挿通孔５との間に隙間を生じる径に形成されている。このため、インク充填時において、この隙間から外界の空気が流入することにより、インク１５の充填速度が上昇する。
【００３９】
２重シリンダ１３の底部には、注入排出部材としての注入管１０が内側シリンダと連通して設けられている。注入管１０は、空気をインクカートリッジａ内から２重シリンダ１３内部に案内するとともに、後述する連通管９を介して、インク１５を２重シリンダ１３内部からインクカートリッジａ内部に案内する。注入管１０の先端部は、後述するインクカートリッジａに設けられた封止部材ｂを突き刺して袋体ｄ内部に挿入されている。
【００４０】
注入管１０は、２重シリンダ１３と同一部材で成型してもよいが、２重シリンダ１３の成型を容易にするため、２重シリンダ１３と別体に成型されることが好ましい。
【００４１】
なお、本実施形態では、注入管１０は後述する袋体ｄ内部に設けられる発泡体ｃに突き刺されていないものとする。
【００４２】
２重シリンダ１３の底部と注入管１０との連結部には内側シリンダ１４内からインクカートリッジａ内部への空気の流入を阻止し、その逆方向の空気の通流のみを可能とする第１逆止弁１１が設けられている。
【００４３】
注入管１０の長手方向中間部とインク収容部７の排出孔８にはそれらを連通する連通管９が設けられ、インク収容部７に収容されているインク１５を注入管１０に案内する。
【００４４】
なお、連通管９は、インク充填装置１の成型を容易にするため、２重シリンダ１３、注入管１０と別体に成型されることが好ましい。
【００４５】
内側シリンダ１４の内側には、ピストン１８が内側シリンダ１４の軸方向に摺動可能に嵌挿されている。そして、ピストン１８と内側シリンダ１４とで囲まれる空間と外界とは、気密状態となるように、図示しないシール部材がピストン１８の外周面に設けられている。
【００４６】
ピストン１８の底部には、空気が外界から内側シリンダ１４に流入するのを阻止し、その逆方向の空気の通流を可能とする第２逆止弁１２が設けられている。
【００４７】
さらに、ピストン１８の上端には、フランジ１７が設けられ、作業者はフランジ１７を持ってピストン１８を引き上げることができる。
【００４８】
一方、インクカートリッジａは、図示しないインクキャリッジ等に保持されるインクカートリッジ本体ｅを備え、その内部には柔軟な材質（例えば、樹脂フィルム）からできたインクを収容する袋体ｄを備えている。袋体ｄの内部にはインクをしみ込ませるための発泡体ｃ（具体的には、連泡性発泡体）が設けられている。
【００４９】
インクカートリッジａの上部開口部には、インクカートリッジａ内部が気密状態となるように弾性体、例えば、ゴムなどで形成された封止部材ｂが設けられている。封止部材ｂの内側面には、袋体ｄの上部開口部が溶着され、袋体ｄは封止部材ｂにより密閉されている。
【００５０】
次に、上記構成のインク充填装置１による抜気工程について図２および図３を参照して説明する。
【００５１】
なお、本実施形態において、「抜気」とは、インクカートリッジａ内に設けられた袋体ｄ内部の空気を吸い出して、その内部を減圧することをいう。
【００５２】
まず、図２に示すように、ピストン１８を２重シリンダ１３から矢印Ａに示す方向に引き上げると、内側シリンダ１４内部に負圧が発生する。ピストン１８内部は通気孔２により外界と通じているため、ピストン１８内部は大気圧である。このため、内側シリンダ１４内部とピストン１８内部との圧力差により、第２逆止弁１２は下方へ引き込まれて閉鎖される。
【００５３】
一方、内側シリンダ１４内部に発生した負圧によって、内側シリンダ１４内部と袋体ｄ内部との間に圧力差が発生し、この圧力差によって第１逆止弁１１は押し上げられ、袋体ｄ内部の空気が注入管１０を通って、矢印Ｂに示す方向に流れ、内側シリンダ１４内部に流入する。
【００５４】
次いで、図３に示すように、ピストン１８を矢印Ｃに示す方向に押し下げると、内側シリンダ１４内部の空気が圧縮される。このため、第１逆止弁１１は下方へ押し下げられて閉鎖される。一方、ピストン１８の押し下げにより圧縮された内側シリンダ１４内部の空気は、ピストン１８内部との圧力差により、矢印Ｄに示す方向に通流し、第２逆止弁１２を押し上げ、ピストン１８内部に流入する。ピストン１８においては、内側シリンダ１４から流入した空気の体積と同じ体積の空気が、矢印Ｅに示す方向に、通気孔２を通して外界に排出される。
【００５５】
このようにして、袋体ｄ内部にある空気は、注入管１０、第１逆止弁１１、内側シリンダ１４、第２逆止弁１２およびピストン１８を経て外界へ至る方向へのみ通流することができ、その逆方向への通流は阻止される。従って、内側シリンダ１４内部の空気が袋体ｄ内部に逆流することはなく、また、ピストン１８内部の空気が内側シリンダ１４内部に逆流することもない。
【００５６】
上記の抜気工程を複数回繰り返すことによって、袋体ｄ内部の空気は矢印Ｂ、Ｄ、Ｅに示す方向に流れて外界に排出され、袋体ｄ内部は負圧状態となる。
【００５７】
次に、インク充填装置１によるインク充填工程について図４を参照して説明する。
【００５８】
抜気工程が終了すると、内側シリンダ１４内部の空気をできるだけ少なくするため、ピストン１８をその底部が第１逆止弁１１に接近するように２重シリンダ１３の下方へ押し下げる。
【００５９】
次に、栓部材３の外部に突き出している部分を引き上げて、抜け止め部６を栓部材挿通孔５の下面位置まで移動させる。これにより、栓部材３の先端部は排出孔８を封止する位置から上方に移動し、インク収容部７の排出孔８は開放される。排出孔８が開放されると、インク収容部７内部が、連通管９および注入管１０を介して袋体ｄ内部と連通した状態になる。ここに、袋体ｄ内部は負圧に保持されているので、大気圧に保持されているインク収容部７内部との間に圧力差が発生し、その結果、インク収容部７に収容されたインク１５が、矢印Ｆに示す方向に連通管９、注入管１０を通って袋体ｄ内部に吸い込まれるように流れ込む。このようにして、袋体ｄ内部が大気圧近くになるまで、あるいはインク収容部７内部のインク全部が袋体ｄ内部に注入されるまで、インクカートリッジａにインク１５を充填することができる。
【００６０】
インク１５の充填が終了すれば、再度、栓部材３の密閉部４を栓部材挿通孔５の溝部５ａに嵌め込むとともに、栓部材３の先端部を排出孔８に嵌め込んで封止する。栓部材３を押し下げることにより、インク収容部７内部に残留したインク１５が充填後に漏れて、インクカートリッジａの外側や作業者の手を汚すことを防止できる。
【００６１】
この結果、ピストン断面積を充分小さくできるので、内側シリンダ１４内部の圧力変化は小さくなる。これにより、ピストン１８を引き上げる際、ピストン１８を吸引する力は弱められる。したがって、抜気工程におけるピストン１８の移動に要する力は、従来のピストン１８の移動に要する力より小さくなる。
【００６２】
また、作業者は袋体ｄ内部を十分に減圧することができ、発泡体ｃ内部や袋体ｄ内部に多量の空気が残留した状態でインク１５が充填されるのを防止できる。
【００６３】
一方、インク１５の充填が開始されるまで、インク収容部７のインクの排出孔８は、栓部材３によって封止されている。このため、インク充填開始前にインク充填装置１が転倒しても、インク１５がインク充填装置１やインクカートリッジａ外に漏れ出すことはない。
【００６４】
また、インク１５の排出はピストン１８と独立して動作する栓部材３によって制御されるため、インク充填装置１をインクカートリッジａに挿入する前において、不意にピストン１８を押し下げたとしても、注入管１０からインクが漏れ出すことがない。
【００６５】
さらに、インク１５の流入経路と空気の排出経路が異なることおよびインク１５が流入するタイミングと空気が排出されるタイミングとが異なることから、インク１５の充填工程時にインク１５と空気とが混合せず、インクに泡は発生しない。このため、泡が発生することによるインク１５の逆流も発生しない。
【００６６】
本発明は上記実施の形態以外に、以下に示す他の実施形態でも実施可能である。この他の実施形態について、図５を参照して説明する。
【００６７】
インクカートリッジａは、柔軟な材質（例えば、樹脂フィルム）からできた袋体ｄと、袋体ｄ内部に設けられた発泡体ｃに代えて、インクカートリッジ本体ｅ内部に発泡体ｃを設け、インクカートリッジ本体ｅ内部にインクを収容する形態であってもよい。
【００６８】
この場合、インクカートリッジ本体ｅ内部を減圧するために、注入管１０の長手方向中間部に弾性部材からなる略円錐形状の密着円錐体２５が気密部材として用いられている。注入管１０挿入時に密着円錐体２５を穴に押圧密着させると、注入管１０の位置決めができるとともにインクカートリッジ本体ｅ内部が気密状態となる。この状態で上記抜気工程、インク充填工程を行えば、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
なお、密着円錐体２５の寸法は、その斜面がインクカートリッジａの貫通孔ｆに当接できる大きさであればよい。
【００７０】
さらに、インクカートリッジａは、上記実施形態における袋体ｄ内部に発泡体ｃを設けた構成以外に、例えば、特開平５−２０１０１９号公報に記載されるように、収縮自在なインクバッグ内部に圧縮ばねを使用し、負圧を維持するインクカートリッジにも適用できる。
【００７１】
また、注入管１０に使用する材料については、上記実施形態では２重シリンダ１３と同一部材としているがそれに限らず、別の材料、例えば、金属材料であってもよい。
【００７２】
連通管９に使用する材料についても、上記実施の形態では限定していないが、インク収納部７に収容されたインクを注入管１０に供給することができる形状に加工または成型できるものであればよい。また、２重シリンダ１３と同一の材料であってもよい。
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態を図を参照して説明する。
【００７３】
図６は、インク充填装置２０が、インクカートリッジａに収容されているフレキシブルな袋体ｄに突き刺された状態を示す概略構成断面図である。
【００７４】
インク充填装置２０の主要な構成要素は、先に説明したインク充填装置１と同一であるため、同一の構成要素については同一の番号を付すものとし、その説明は省略する。
【００７５】
まず、栓部材３およびピストン１８に付設されたフランジ１７の構造を図７、図８および図９を参照して説明する。
【００７６】
栓部材３は、インク収容部７が気密状態となる位置に該栓部材３を保持する密閉部（固定部）４を備え、インク充填前には、インク収容部７のインクの排出孔を封止し、インク収容部７が気密状態となる位置に該栓部材３を保持し、インク充填時においては、インク収容部７のインクの排出孔８の封止を解除する。
【００７７】
また、栓部材３の他端部には、設定間隔をおいて、外周方向に突出された突出部３６，３７からなる当接部２１が設けられている。この当接部２１の突出部３６、３７は、後述するように、案内部材２２を構成する壁部２６の壁フランジ部３５を狭持するように設定されている。
【００７８】
図７（ａ）および図８（ａ）は、フランジ１７の上面図である。図７（ｂ）および図８（ｂ）は、２重シリンダ１３およびピストン１８の側面図である。図９は、図８に示すインク充填装置２０の概略構成図である。なお、図７、図８においては、インク充填工程を明確に説明するために、２重シリンダ１３およびフランジ１７、ピストン１８の主要部分のみを示す。
【００７９】
ピストン１８のフランジ１７近傍の外周面には、段差部３４を設けることにより、ピストン１８の軸方向である垂直方向に延びる第１溝部２９と、ピストン１８の周方向で且つ水平方向に延びる第２溝部３０とからなる逆Ｌ字状の案内溝部２３が形成されている。この案内溝部２３に２重シリンダ１３の上面から立設される係止部材としてのフック２４の先端部が案内される。
【００８０】
インク充填工程時に、ピストン１８を軸方向に移動させようとすると、フック２４が第２溝部３０の段差部３４と係合してピストン１８の軸方向の移動を制限する。一方、ピストン１８のフランジ１７の上面には、その周方向に栓部材３を案内して上下方向に移動させる案内手段としての案内部材２２が設けられている。案内部材２２は、フランジ１７を貫通して形成された長孔３２と、長孔３２の端縁に沿って一端から他端にかけて高さが漸増するように形成された壁部２６とから構成されている。
【００８１】
案内部材２２の長孔３２の一端部の幅寸法ａは、栓部材３の当接部２１の径より十分大きくなるように拡幅部３３に形成されている（図８（ａ））。このため、インクカートリッジａ内部の抜気を行う際、当接部２１はフランジ１７と干渉することがない。
【００８２】
一方、案内部材２２の長孔３２の一端部に形成された拡幅部３３を除く幅寸法ｂは、栓部材３の当接部２１の径より小さくなるように形成されている（図７（ａ））。
【００８３】
更に、長孔３２の幅寸法がｂの領域において、壁部２６の縦断面形状を図９に示す。壁部２６には、互いに内側に突出した壁フランジ部３５が設けられている。この壁フランジ部３５は、栓部材３の当接部２１の突出部３６と突出部３７との間に狭持されている。
【００８４】
したがって、ピストン１８を時計回り方向に回転させると、当接部２１の突出部３６と突出部３７との間に壁部２６の壁フランジ部３５が嵌り込み、さらに回転させると当接部２１が壁部２６に沿って上方に案内される。これにより、栓部材３は、上方に引き上げられ、栓部材３の先端部による排出孔８の封止は解除される。
【００８５】
次に、第２実施形態の作動について説明する。
【００８６】
まず、初期状態においては、長孔３２の拡幅部３３が栓部材３の当接部２１と対向する位置にあり、栓部材３の当接部２１が拡幅部３３を挿通可能な状態にある。これにより、フランジ１７を上下方向に移動させるとき、栓部材３と干渉することがない。また、フック２４は、第１溝部２９にあって、第２溝部３０に係合されていない。このため、ピストン１８は、軸方向の移動を規制されず自由に移動できる状態にある。この状態でピストン１８を引き上げれば、フランジ１７はその長孔３２の拡幅部３３を通して、栓部材３の当接部２１と干渉することなく引き上げることができる。
【００８７】
続いて、インクカートリッジ内部を抜気する。ここで、ピストン１８の引き上げによるインクカートリッジａ内部の抜気工程は、上記第１実施形態において説明したものと同一であるため、説明を省略する。この結果、袋体ｄ内部の空気は外界に排出され、袋体ｄ内部の圧力は負圧となる。
【００８８】
次に、上記構成のインク充填装置２０によるインク充填工程について図７、図８および図９を参照して説明する。
【００８９】
抜気終了後、まずフック２４を第１溝部２９内に位置させ（図７（ｂ））、さらに内側シリンダ１４内部の空間をできるだけ少なくするようにピストン１８をその底部が第１逆止弁１１に接近するまで押し下げる。このとき、フック２４は第１溝部２９と第２溝部３０との交差部２７に位置する。
【００９０】
同時に栓部材３の当接部２１は案内部材２２の長孔３２の拡幅部３３から上方に突出する位置にある（図７（ａ））。次に、フランジ１７を時計回り方向に回転させると、フック２４は交差部２７から第２溝部３０に沿って移動する（図８（ｂ））。同時に、案内部材２２が回動し、栓部材３の当接部２１に対して相対移動する（図８（ａ））。
【００９１】
移動途中において、壁フランジ部３５が、当接部２１の突出部３６と突出部３７との間に嵌り込む。壁部２６は、高さが漸増するため、壁フランジ部３５によって当接部２１を上方へ案内し、それによって栓部材３は上方に引き上げられ、栓部材３の先端部が排出孔８の封止を解除する（図８（ｂ）、図９）。
【００９２】
排出孔８が、開放されることにより、インク収容部７が、連通管９および注入管１０を介して袋体ｄ内部と連通した状態になる。袋体ｄ内部は抜気工程によって負圧に保持されているので、大気圧に保持されているインク収容部７内部との間に圧力差が発生する。
【００９３】
この結果、インク収容部７に収容されたインクが、図９に示す矢印Ｆの方向に、連通管９、注入管１０を通って袋体ｄ内部に吸い込まれるように流れ込む。そして、袋体ｄ内部が大気圧近くになるまで、あるいはインク収容部７内部のインク全部が袋体ｄ内部に注入されるまで、インクが充填される。
【００９４】
充填終了後、フランジ１７を反時計回り方向に回転させると、栓部材３は、当接部２１の突出部３６および突出部３７が、案内部材２２の壁フランジ部３５に沿って押し下げられ、その先端部が排出孔８を封止する（図６の状態）。栓部材３の当接部２１が案内部材２２の一端部に到達すると栓部材３の当接部２１は拡幅部３３に位置し、案内部材２２との当接が解除される（図７（ｂ））。同時に、密閉部４は栓部材挿通孔５の溝部５ａに嵌め込まれる。
【００９５】
この結果、ピストン１８のフランジ１７の上面に案内部材２２が設けられ、案内部材２２には、長手方向の一端から他端にかけて高さが漸増するように壁部２６が設けられている。このため、栓部材３の当接部２１が壁フランジ部３５に案内されて上下方向に移動するので、インク充填工程時にフランジ１７を時計回り方向に回転させるだけで、インク収容部７の排出孔８の封止を解除してインク１５を袋体ｄ内へ充填することができ、充填工程が終了したときには、フランジ１７を反時計回り方向に回転させるだけで、栓部材３の先端部が排出孔８を封止することができる。
【００９６】
また、ピストン１８のフランジ１７近傍の外周面には段差部３２による、ピストン１８の軸方向に延びる第１溝部２９とピストン１８の周方向に延びる第２溝部３０とからなる逆Ｌ字状の案内溝部２３が形成され、この案内溝部２３に２重シリンダ１３の上面から立設されるフック２４の先端部が案内可能に設けられている。このため、インク充填工程時、即ちフック２４が第２溝部３０に位置しているときに、ピストン１８が軸方向に動かされるのを規制して、インクが内側シリンダ１４内に流れ込むのを防止できる。
【００９７】
なお、案内部材２２の一端及び他端の位置を作業者がわかりやすくするため、フランジ１７上、その位置の近傍にマーク等をつけることが好ましい。
【００９８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、ピストンと逆流阻止手段とにより、インクカートリッジ内部から空気を外界へ排出させる。２重シリンダにおいては、２重シリンダの底部に設けられた逆流阻止手段が、空気をインクカートリッジ内部から内側シリンダへ流入させ、逆流を阻止し、ピストンにおいては、ピストンの底部に設けられた逆流阻止手段が空気を内側シリンダからピストン内部を通じて外界へ排出させ、逆流を阻止する。
【００９９】
これにより、ピストン断面積を充分小さくできるので、ピストンの移動に要する力を、従来のピストンの移動に要する力より小さくすることができる。
【０１００】
このため、インクカートリッジ内部の減圧を十分に行うことができ、多量の空気がインクカートリッジ内部に残留した状態でインクが充填されるのを防止できる。また、栓部材が、インク充填前はインク収容部の排出孔を封止し、インク充填時には排出孔の封止を解除する。
【０１０１】
また、本発明は、インク収容部に摺動自在に設けられ、インク充填前において、インク収容部の排出孔を封止するとともに、インク充填時において、インク収容部の排出孔の封止を解除可能な栓部材を備えている。
【０１０２】
これにより、インク充填前にインク充填装置が転倒したり、ピストンが押圧されたときでも、インクがインク充填装置やインクカートリッジ外に漏れ出すことがない。また、インクカートリッジ内部を抜気した後、栓部材によって、抜気と別個にインクの充填が行われるので、空気とインクの混合が生じず、インクに泡が発生するのを防止できる。
【０１０３】
また、本発明によれば、案内手段によって、ピストンを中心軸を中心として回転させることにより栓部材を移動させることができる。これにより、インク充填の際、ピストンを軸方向に移動させることなく、インクをインクカートリッジに充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インク充填装置の第１実施形態をインクカートリッジとともに示す概略図である。
【図２】図１のインク充填装置のピストン引き上げによる抜気工程を示す説明図である。
【図３】図１のインク充填装置のピストン押し下げによる抜気工程を示す説明図である。
【図４】図１のインク充填装置によるインク充填工程を示す説明図である。
【図５】本発明のインク充填装置の第１実施形態の変形例を示す概略図である。
【図６】本発明のインク充填装置の第２実施形態をインクカートリッジとともに示す概略図である。
【図７】本発明のインク充填装置のフランジ周辺の構成を示す概略図である。
【図８】本発明のインク充填装置のフランジ周辺の構成を示す概略図である。
【図９】本発明のインク充填装置の第２実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１、２０  インク充填装置
２  通気孔
３  栓部材
４  密閉部（固定部）
５  栓部材挿通孔
５ａ  溝部
６  抜け止め部
７  インク収容部
８  排出孔
９  連通管
１０  注入管
１１  第１逆止弁
１２  第２逆止弁
１３  ２重シリンダ
１４  内側シリンダ
１５  インク
１６  外側シリンダ
１７  フランジ
１８  ピストン
２１  当接部
２２  案内部材
２３  案内溝部
２４  フック
２５  密着円錐体
２６  壁部
２７  交差部
２８  狭幅部
２９  第１溝部
３０  第２溝部
３２  長孔
３３  拡幅部
３４  段差部
３５  壁フランジ部
３６、３７  突出部
ａ  インクカートリッジ
ｂ  封止部材
ｃ  発泡体
ｄ  袋体
ｅ  インクカートリッジ本体
【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】
0003802360.tif 000006
【図６】
0003802360.tif 000007
【図７】
0003802360.tif 000008
【図８】
0003802360.tif 000009
【図９】
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