JP2004130712A - 液体補給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容易かつ確実に液体の補給を行い、また確実かつ安全に補給装置の廃棄が行うことのできる液体補給装置を提供すること。
【解決手段】シリンダと、ピストンと、注入部材とを有し、注射器構造の液体補給装置であって、前記シリンダの前記ピストン上方側に液体溜め部が構成され、前記ピストンに挿通して該ピストンと一体的に前記注入部材が配設され、液体の補給終了後、前記注入部材が前記シリンダ内に収納されることを特徴とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、注入部材からインク等の液体を補給する、注射器構造の液体補給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インク等の液体を吐出して記録媒体に対して記録を行う記録装置が普及している。インクを記録媒体に噴射して記録を行うインクジェット装置においては、小型化の要望が強くなっている。そのため、従来記録装置のキャリッジ上と記録装置本体側とに別々に設けられていた記録手段としての記録ヘッドと液体を貯蔵するインクカートリッジとを、一体的にキャリッジ上に配置することで小型化が図られている。
【０００３】
キャリッジ上に記録ヘッドやインクカートリッジを配置する場合の形態としては、記録ヘッドとインクカートリッジが一体構造となっているもの、記録ヘッドとインクカートリッジが分離可能なものがある。以下、インクカートリッジとは特に説明しない限り双方の形態を意味するものとする。
【０００４】
上述のインクカートリッジは、通常、記録ができなくなった段階で新規のインクカートリッジと交換される。しかし、記録ヘッドを有するインクカートリッジでは記録ヘッド側にインク供給がされなくなった状態でも、記録ヘッド自体はまだその吐出性能を十分に発揮することができる。従って、インクがなくなった時に新規のインクカートリッジに交換することは、記録ヘッドの本来の製品寿命まで使用しないことになり、コストパフォーマンスの観点から改善の余地があった。
【０００５】
そこで、インクがなくなったインクカートリッジに対して、シリンダに装着固定された注射針をインクカートリッジ内にあるスポンジ等の吸収体に突き刺し、ピストン加圧によりインクを充填する、医療用注射器構造の液体補給装置がある。該液体補給装置を利用することで、インクを再充填して繰り返しインクカートリッジの使用を可能とし、記録ヘッド本来の製品寿命程度まで使用する（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。インクカートリッジにインクを充填するための補給装置として注射器構造よりも簡便な構成の補給装置はない。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０８−２９０５８２号公報（図１３）
【特許文献２】
特開平１１−３２０９０３号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、注射器構造の補給装置を使用した場合、注射針部分の扱いは危険であり、法的には注射針の廃棄処理は再使用不可能とせねばならず、扱いにくいといった問題もある。
【０００８】
また、インクの充填時にインクカートリッジ内の充填状況が分かり難く、インクカートリッジ内の吸収体に均一にインクを拡散させつつ充填することは困難であった。この結果、インクがインクカートリッジより溢れたり、反面インクカートリッジに充填しきれなかったりすることがあった。このため、インクの充填時には注射針の位置を変化させたり、長時間費やしてゆっくりと注入する必要があった。
【０００９】
更に、インクの充填時に針位置を固定して充填すると、スポンジが針穴に詰まったり、針穴周辺部の充填インクの拡散が遅かったりすると、インク充填のために過大な操作力が必要になる。このため、操作者は絶えず針位置を変化させつつ、充填作業を行なわなければならなかった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、容易かつ確実に液体の補給を行い、また安全に補給装置の廃棄を行うことのできる液体補給装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、本発明の代表的な構成は、シリンダと、ピストンと、注入部材とを有し、注射器構造の液体補給装置であって、前記シリンダの前記ピストン上方側に液体溜め部が構成され、前記ピストンに挿通して該ピストンと一体的に前記注入部材が配設され、液体の補給終了後、前記注入部材が前記シリンダ内に収納されることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を用いて説明する。図１は第１実施形態における液体補給装置の断面図である。図１に示すように液体補給装置Ａは、液体としてのインク４を貯蔵するシリンダ１と、インク４を注入するためのピストン２と、ピストン２に取り付けられインク４を注入する注射針状の注入部材３と、を有する。
【００１３】
液体補給装置Ａの未使用時において、シリンダ１には、ピストン２上方側に液体溜め部が構成され、補給する液体であるインク４と空気又は不活性ガス等の気体５とが封入されている。また、注入部材３はピストン２の下方から上方に貫通して取り付けられている。このため液体補給装置Ａは、使用時にピストン２を引き抜くことで、ピストン２の上方に封入されているインク４が注入部材３を通って注入される構成になっている。
【００１４】
具体的に説明すると、液体補給装置Ａの使用時には、まず、液体補給装置Ａの注入部材３をインクカートリッジ１１内にあるフェルトやスポンジ等の吸収体１２へ差し込む。そして取手部２ａを持って軸部２ｂを通じてピストン２を上昇させると、ピストン２は、シリンダ１のガイド部１ａに周囲をガイドされつつ上昇する。ピストン２が上昇して、シリンダ１内のピストン２より上方側の容積が小さくなるとピストン２上方側の内圧が上昇し、インク４は注入部材３を通過して、記録装置のインクカートリッジ１１内の吸収体１２内に注入される。
【００１５】
この際、ピストン２を上昇させてピストン２の下方側に空間ができた時、シリンダ１の下方へ外気が入るように大気連通部１ｂが設けられている。このため、ピストン下方が真空状態になることを防ぎ、ピストン２を上昇させやすい。また、ピストン２にはゴム又はプラスチック製のＯリング２ｃが付帯されているため、ピストン２の上昇時にインク４がピストン２とシリンダ１内壁との隙間から漏れ出てしまうことはない。
【００１６】
このように、液体補給装置Ａによりインクをインクカートリッジ１１に充填する際には、注入部材３が上昇しつつインクが注入される。このため、操作者が操作力軽減のために意図的に注入部材３の先端である注入口３ａの位置を変化させる必要はなく、簡単で速やかにインクの充填を行うことが出来る。また、注入部材３が動きつつインク４を注入するため、注入口３ａに吸収体１２の一部が詰まるという不具合を防止することもできる。
【００１７】
注入部材３は、ピストン２がシリンダ１の上端にあるとき、シリンダ１内に収容されるような長さ寸法に構成されている。このためインクの充填が進み、シリンダ１内のインク４が完全に充填されると、注入部材３はシリンダ１に収容される。
【００１８】
図２は図１の右側面から見た断面図である。図２に示すように、シリンダ１内部側の上端には突起部１ｃが、ピストン２の上側には突起部２ｄが、それぞれ設けられている。
【００１９】
上述のようにインク４を完全に充填した後、注入部材３がシリンダ１に収容されるが、このとき突起部１ｃと突起部２ｄとが当接する。図１に示すように注入部材３はピストン２に偏心して（ピストン軸中心から離れた位置に）取り付けられており、図２に示すように両突起部１ｃ、２ｄはカム状になっているため、突起部１ｃと突起部２ｄとが当接すると、シリンダ１の突起部１ｃはピストン２をねじり、注入部材３を弾性的に変形させる。
【００２０】
そして更にピストン２が上昇すると、注入部材３の先端にある注入口３ａは、シリンダ１のガイド部１ａから外れる。すると、注入部材３がシリンダ１の内部で変形前の形状に復元するため、注入口３ａはシリンダ１の内壁に刺さって固定される。このように注入部材３は、確実に固定されるため、再びガイド部１ａに戻ることはなく、液体補給装置Ａの使用後の安全性が確保される。
【００２１】
尚、インクの充填後、ピストン２の上部に残留した気体５は、ピストン２のねじり動作が行われるときに排出されるため、ピストン２の上昇抵抗が少なくて済む。また気体５は、インク４の充填時にはエアダンパの機能をも果たすため、注入圧力衝撃が少なくなる。
【００２２】
更に、シリンダ１上部に封入された気体５は、インク４を完全に充填し終わるまでインク４を下方に押し続ける。このため、インク４全量を余すことなく使い切ることができる。また、インクカートリッジ１１より注入部材３が抜けてからのインク４のタレを防止することができる。
【００２３】
以上のように本発明の液体補給装置は、注射器構造であるため、インクカートリッジにインクを充填するためには最も簡便な構成である。また、インクの補給過程において注入口の位置を上昇させつつインクを充填する。注入部材の移動量とインクの補給量とは比例することから、インクカートリッジの吸収体にインクを均一に吸収させることができ、インク充填量に見合った量のインクを容易かつ確実に充填することができる。また、補給後には注入部材が確実にシリンダ内に収納されて固定される構成としたため、安全に液体補給装置を廃棄することが可能となる。
【００２４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図面を用いて説明する。図３は第２実施形態における液体補給装置の断面図である。前述した実施形態と同様の構成については同様の符号を付し説明を省略する。
【００２５】
図３に示すように、本実施形態の液体補給装置Ｂは、シリンダ１内壁の上部にピストン２の戻りを防止する戻り防止突起１ｄを設ける。このため、インク４をインクカートリッジ１１に充填した後、気体５を排出し、ピストン２の上昇が終了する位置にくると、Ｏリング２ｃのある位置に戻り防止突起１ｄが嵌入し、ピストン２の動きを止める。すると、ピストン２と一体的に構成されている注入部材３が再びガイド部１ａから注入口３ａを出すことはなく、安全である。
【００２６】
尚、本実施形態においても、シリンダ１内でピストン２の上部にはインク４及び気体５を封入するが、気体５の量をおよそ戻り防止突起１ｄの位置にするのが好ましい。ピストン２が上昇して戻り防止突起１ｄに当たると操作者にかかる負荷は増えるが、一方インク４を補給していた注入部材３が気体５の排出をし始める時には負荷が減り、これらの負荷は相殺する関係にある。このため、戻り防止突起１ｄの位置に気体５があると、操作者がピストン２を上昇させる際に戻り防止突起１ｄがあっても、負荷を感じることなく操作を行なうことができる。
【００２７】
（他の実施形態）
第２実施形態においては、シリンダ１内壁の上部に戻り防止突起１ｄを形成したが、これに限るものではなく、インク４の補給終了後に注入部材３がシリンダ１に収納された位置でピストン２を固定すればよい。このため、例えば図４に示すように軸部２ｂに戻り防止突起２ｅを配設し、インク４の補給が終了した後にピストン２の軸部２ｂをシリンダ１から引き抜くと、戻り防止突起２ｅがピストン２の戻りをとめる構成にしてもよい。
【００２８】
その他、本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００２９】
［実施態様１］
シリンダと、ピストンと、注入部材とを有し、注射器構造の液体補給装置であって、前記シリンダの前記ピストン上方側に液体溜め部が構成され、前記ピストンに挿通して該ピストンと一体的に前記注入部材が配設され、液体の補給終了後、前記注入部材が前記シリンダ内に収納されることを特徴とする液体補給装置。
【００３０】
［実施態様２］
実施態様１に記載の液体補給装置であって、前記ピストンが前記シリンダの上端に近づくと、前記注入部材は、該注入部材をガイドする前記シリンダのガイド部から外れる長さ寸法であることを特徴とする液体補給装置。
【００３１】
［実施態様３］
実施態様１又は２に記載の液体補給装置であって、前記注入部材が、前記ピストンの軸中心から離れた位置に配置されることを特徴とする液体補給装置。
【００３２】
［実施態様４］
実施態様１乃至３のいずれかに記載の液体補給装置であって、前記液体溜め部には、気体と補給する液体とが２層に封入されることを特徴とする液体補給装置。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、シリンダのピストン上方側に液体溜め部を構成し、前記ピストンに挿通して該ピストンと一体的に前記注入部材を配設し、液体の補給終了後に、前記注入部材を前記シリンダ内に収納する。
【００３４】
補給終了後に注入部材をシリンダ内に収納するため、液体補給装置は安全に廃棄することができる。また、ピストンを上昇させながら液体を注入することで注入部材の位置を絶えず変化させつつ液体の補給ができるため、例えばインクカートリッジ内に対して、均一に液体を補給することができる。このため、容易かつ確実に液体の補給を行い、また安全に補給装置の廃棄を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における液体補給装置の断面図である。
【図２】図１の右側面から見た断面図である。
【図３】第２実施形態における液体補給装置の断面図である。
【図４】他の実施形態における液体補給装置の断面図である。
【符号の説明】
Ａ　…液体補給装置、Ｂ　…液体補給装置、
１　…シリンダ、
１ａ　…ガイド部、１ｂ　…大気連通部、
１ｃ　…突起部、１ｄ　…戻り防止突起、
２　…ピストン、
２ａ　…取手部、２ｂ　…軸部、２ｃ　…Ｏリング、
２ｄ　…突起部、２ｅ　…戻り防止突起、
３　…注入部材、３ａ　…注入口、
４　…インク、５　…気体、
１１　…インクカートリッジ、１２　…吸収体

Claims (1)

1. シリンダと、ピストンと、注入部材とを有し、注射器構造の液体補給装置であって、
   前記シリンダの前記ピストン上方側に液体溜め部が構成され、
   前記ピストンに挿通して該ピストンと一体的に前記注入部材が配設され、
   液体の補給終了後、前記注入部材が前記シリンダ内に収納されることを特徴とする液体補給装置。

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