JP2007098857A

JP2007098857A - Ink filling device and ink filling method

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Publication number: JP2007098857A
Application number: JP2005293975A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fukushima; 隆史福島; Toshihiko Ujita; 敏彦氏田; Masanori Takenouchi; 雅典竹之内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2007-04-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and extensively applicable ink filling device which can refill ink easily to various ink tanks improved in a load characteristic and in an ink usage rate, using a magnetic force generating means in an ink containing part. <P>SOLUTION: An ink injection device 10 is used to fill ink to the ink tank provided with the magnetic force generating means 5, 6 which generate the magnetic force in a direction shrinking the ink containing space, while urging the ink containing member 3 in a direction expanding the ink containing space with an elastic member 7. The ink injection device 10 is provided with an ink injection mechanism 20 which injects ink into the ink containing member 3, and an inverse magnetic field generating means 30 which applies the inverse magnetic field for relatively reducing the magnetic force generated by the magnetic force generating means 5, 6 in injecting ink into the ink containing member 3. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェット記録装置にインクを供給するインクタンクへのインクの再充填を行うインク充填方法、およびインク充填装置に関する。 The present invention relates to an ink filling method for refilling ink into an ink tank that supplies ink to an ink jet recording apparatus, and an ink filling device.

インクジェット記録装置に対するインク供給源としては、交換作業において使用者の手間を省くことができ、インク汚れや漏出の危険性を排除することができる交換型のインクタンク（以下、インクカートリッジと呼ぶ）が採用されている。
このインクカートリッジをインクを貯留する手段によって大別すれば、スポンジに代表される毛管構造物質でインクを吸収する通称”スポンジ方式”と、インクを袋や密封容器に直接貯留する、通称”生インク方式”とがある。 As an ink supply source for the ink jet recording apparatus, there is an exchangeable ink tank (hereinafter referred to as an ink cartridge) that can save the user trouble in replacement work and can eliminate the risk of ink contamination and leakage. It has been adopted.
This ink cartridge can be broadly classified by means for storing ink, the so-called “sponge method” that absorbs ink with a capillary structure material represented by sponge, and the so-called “raw ink” that stores ink directly in a bag or a sealed container. There is "method".

さらに、生インク方式の中には、図８に示すように、ケース２の中にインクを収容する可撓性のインク袋３を設けると共に、そのインク袋３の中に金属製のバネ７を収納した、通称スプリングバック方式が知られている。このスプリングバック方式を採るインクカートリッジＣは、バネ７の付勢力によってインク袋３を常時拡大方向へと付勢することによって、インク袋３内に負圧を発生させるようになっている。この方式のインクカートリッジは、バネ定数とバネ自由長を設定することにより、比較的容易に設計することが可能である。
しかしながら、このスプリングバック方式は、負圧の厳密な制御が行いにくいという問題に加え、インクを最後まで使い切ることが困難になることが多いという問題がある。 Further, in the raw ink system, as shown in FIG. 8, a flexible ink bag 3 for containing ink is provided in the case 2, and a metal spring 7 is provided in the ink bag 3. A so-called spring-back method is known. The ink cartridge C adopting this spring back system generates a negative pressure in the ink bag 3 by constantly urging the ink bag 3 in the enlargement direction by the urging force of the spring 7. This type of ink cartridge can be designed relatively easily by setting the spring constant and the spring free length.
However, this springback method has a problem that it is difficult to use up the ink to the end in addition to the problem that it is difficult to strictly control the negative pressure.

これに対し、特許文献１、２および３には、上記のような問題を解消するための機構を備えたインクカートリッジが開示されている。
すなわち、特許文献１では、一定負圧に達したとき、インク袋に形成した穴を開放してインク袋内部の圧力を下げることが開示されている。また、特許文献２では、機械的に袋に掛かる応力を緩和させることが開示されている。さらに、特許文献３では、複雑なバネ機構を設けることによって圧力を緩和させる手段が開示されている。 On the other hand, Patent Documents 1, 2, and 3 disclose ink cartridges having a mechanism for solving the above problems.
That is, Patent Document 1 discloses that when a certain negative pressure is reached, a hole formed in the ink bag is opened to reduce the pressure inside the ink bag. Patent Document 2 discloses that the stress applied to the bag is mechanically relaxed. Further, Patent Document 3 discloses a means for relaxing the pressure by providing a complicated spring mechanism.

しかしながら、各特許文献に記載のインクカートリッジは、構造が複雑になる、インク漏れなどに関して信頼性が低い、あるいは動作そのものの信頼性を確保するための設計が困難になる、などの課題を抱えている。このため、従来の機構を採用した場合には、インクカートリッジがコスト高になると共に、サイズが大型化してインクの使用効率が上らないという問題が生じている。 However, the ink cartridges described in each patent document have problems such as complicated structure, low reliability with respect to ink leakage, etc., or difficulty in designing to ensure the reliability of the operation itself. Yes. For this reason, when the conventional mechanism is adopted, there is a problem that the cost of the ink cartridge is increased and the size of the ink cartridge is increased so that the ink use efficiency is not increased.

そこで、本出願人は、前述のスプリングバッグ方式のインクカートリッジに対して磁石および磁性体を相対向して配置する構成を提案している。この構成では、磁石と磁性体との間に生じる磁力を利用することでスプリングバッグ方式の負圧特性およびインク使用効率を、簡単かつ廉価な構造で、確実に改善することが可能になる。 Therefore, the present applicant has proposed a configuration in which a magnet and a magnetic body are arranged opposite to each other with respect to the above-described spring bag type ink cartridge. In this configuration, it is possible to reliably improve the negative pressure characteristic and ink use efficiency of the spring bag system by using a magnetic force generated between the magnet and the magnetic body with a simple and inexpensive structure.

また、現在のインクカートリッジは、内部のインクがなくなると廃棄されてしまい、インクカートリッジへの再充填は行われないことが多い。これは、品質管理上の問題、部品回収やインク再充填等に手間を要するという問題、あるいは流通経路の構築の問題など、実施する上で障害となる事項が多いためである。さらに、殆どのメーカーにとって、インクカートリッジへのインクの再充填は、コスト的に合わないことも原因となっている。 In addition, current ink cartridges are discarded when the ink in them is exhausted, and the ink cartridge is often not refilled. This is because there are many problems that impede implementation, such as a problem in quality control, a problem that it takes time to collect parts and refill ink, or a problem of establishing a distribution channel. Furthermore, for most manufacturers, refilling the ink cartridge with ink is also not cost effective.

しかしながら近年では、環境、資源問題、およびゴミ処理問題などのエコロジー問題が指摘されるようになり、インクカートリッジの再利用が注目され始めている。メーカーサイドおよび行政サイドでもコストや手間の問題のみを考慮すべきでないことに気付き始め、何らかの再使用への道を見つけ出す必要に迫られてきている。このため、インクカートリッジへのインクの再充填を、簡便で効率良く実現する方法が求められている。 However, in recent years, ecological problems such as environment, resource problems, and dust disposal problems have been pointed out, and the reuse of ink cartridges has begun to attract attention. Manufacturers and governments are starting to realize that they should not consider cost and effort issues alone, and are finding it necessary to find a way to reuse them. For this reason, there is a need for a simple and efficient method for refilling the ink cartridge with ink.

こうした要求に応える技術として、特許文献４には、形状記憶合金をスプリングに使用するインクカートリッジが開示されている。これは、インク使用時には、形状記憶合金のひずみ−応力特性を利用してインク袋内の負圧を略一定に保つと共に、形状記憶合金の復元力を用いて再充填の容易化を図ろうとするものである。 As a technology that meets these requirements, Patent Document 4 discloses an ink cartridge that uses a shape memory alloy for a spring. This is because when using ink, the negative pressure in the ink bag is kept substantially constant by utilizing the strain-stress characteristic of the shape memory alloy, and refilling is facilitated by using the restoring force of the shape memory alloy. Is.

特開平４−６４０７５２号公報JP-A-4-640752 特開平１０−２７８５４２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-278542 特開平２００１−１５１６２２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-151622 特開２００２−３７０３７０号公報JP 2002-370370 A

しかしながら、特許文献４に開示されたインクカートリッジにあっては、スプリングの反発力、圧縮力が非常に大きい場合には対応できず、実施すべきインクカートリッジの仕様によっては設計が困難になるいという課題がある。 However, the ink cartridge disclosed in Patent Document 4 cannot cope with the case where the spring repulsion force and compression force are very large, and it is difficult to design depending on the specifications of the ink cartridge to be implemented. There are challenges.

本発明は、インク収容部に磁力発生手段を用いて負圧特性およびインク使用率を改善した種々のインクタンクに対し、容易にインクを再充填することができる廉価で適用範囲の広いインク充填装置およびインク充填方法の提供を目的とする。 The present invention provides an inexpensive and widely applicable ink filling apparatus capable of easily refilling various ink tanks whose negative pressure characteristics and ink usage rate are improved by using magnetic force generating means in the ink containing portion. And an ink filling method.

上記従来の課題を解決するため、本発明は、以下の構成を有する。
すなわち、本発明の第１の形態は、インクジェット記録装置に供給するインクを収容する可撓性のインク収容部材と、該インク収容部材が拡大する方向に付勢する弾性部材と、前記弾性部材の付勢力に抗して前記インク収容空間を縮小させる方向に前記インク収容部材を付勢するよう磁力を発生させる磁力発生手段と、を設けたインクタンクに対しインクを注入するインク充填装置であって、前記インク収容部材にインクを注入するインク注入機構と、前記インク注入機構から前記インク収容部材内へのインク注入時において前記磁力発生手段の発生する磁力を相対的に減少させるための逆磁界を前記インク収容部の外部より印加する逆磁界発生手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above conventional problems, the present invention has the following configuration.
That is, according to a first aspect of the present invention, a flexible ink containing member that contains ink to be supplied to an ink jet recording apparatus, an elastic member that urges the ink containing member in an expanding direction, and the elastic member An ink filling device for injecting ink into an ink tank provided with magnetic force generating means for generating a magnetic force so as to bias the ink containing member in a direction to reduce the ink containing space against an urging force. An ink injection mechanism for injecting ink into the ink storage member, and a reverse magnetic field for relatively reducing the magnetic force generated by the magnetic force generation means when ink is injected from the ink injection mechanism into the ink storage member. And a reverse magnetic field generating means applied from the outside of the ink container.

また、本発明の第２の形態は、インクジェット記録装置の記録ヘッドに供給すべきインクを収容する可撓性のインク収容部材と、このインク収容部材を拡大する方向に付勢する弾性部材と、前記弾性部材の付勢力に抗して前記インク収容部材のインク収容空間を縮小させる方向に前記インク収容部材を付勢するよう磁力を発生させる磁力発生手段と、を備え、インク使用後には前記インク収容部材が前記磁力発生手段の磁力によって縮小状態に保たれるインクタンクに対し、前記インクを注入するインク充填方法であって、前記インク収容部材内へのインク注入時において前記磁力発生手段の発生する磁力を相対的に減少させるための逆磁界を前記インク収容部材の外部より印加することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a flexible ink storage member that stores ink to be supplied to a recording head of an ink jet recording apparatus, an elastic member that biases the ink storage member in an expanding direction, Magnetic force generating means for generating a magnetic force to urge the ink containing member in a direction to reduce the ink containing space of the ink containing member against the urging force of the elastic member, and after using the ink An ink filling method for injecting the ink into an ink tank in which a containing member is kept in a contracted state by the magnetic force of the magnetic force generating means, wherein the magnetic force generating means is generated when ink is injected into the ink containing member. A reverse magnetic field for relatively reducing the magnetic force to be applied is applied from the outside of the ink containing member.

本発明によれば、インク収容部材のインク収容空間を拡大する方向に付勢する弾性部材の付勢力を磁力発生手段によって抑制するようにしたインクタンクにインクを容易かつ効率的にインクを充填することができる。すなわち、本発明によれば、インク充填時においてインクタンクに設けられた磁力発生手段が発生する磁力を逆磁界発生手段にて相対的に減少させるため、インクの漏れや逆流などを生じることなく、小さな注入圧で効率的に充填することができる。 According to the present invention, ink is easily and efficiently filled into an ink tank in which the urging force of the elastic member that urges the ink containing member in the direction of expanding the ink containing space is suppressed by the magnetic force generating means. be able to. That is, according to the present invention, the magnetic force generated by the magnetic force generating means provided in the ink tank at the time of ink filling is relatively reduced by the reverse magnetic field generating means, so that no ink leakage or reverse flow occurs. It can be filled efficiently with a small injection pressure.

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図１ないし図４に基づき説明する。
図１および図２は、本発明の第１の実施形態におけるインク充填装置に使用するインクカートリッジを示す図、図３および図４は、本発明の第１の実施形態におけるインク充填装置を示す図である。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 and 2 are diagrams showing an ink cartridge used in the ink filling apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing the ink filling apparatus according to the first embodiment of the present invention. It is.

まず、図１および図２に基づき、この第１の実施形態に使用するインクカートリッジを説明する。ここに示すインクカートリッジ１は、熱可塑性樹脂などよって成形されたケース２によってその外殻が構成されている。このケース２の内部には、可撓性の樹脂フィルムで構成されたインク袋（インク収容部材）３が配置され、その内部にはインクが収容される。また、このインク袋３には、内部のインクを記録ヘッドへと供給するための管状のインク供給管４が連結されており、このインク供給管４のインク注入口４ａはケース２の外方へと突出している。 First, the ink cartridge used in the first embodiment will be described with reference to FIGS. The ink cartridge 1 shown here has an outer shell constituted by a case 2 formed of a thermoplastic resin or the like. An ink bag (ink storage member) 3 made of a flexible resin film is disposed inside the case 2, and ink is stored therein. The ink bag 3 is connected to a tubular ink supply tube 4 for supplying the ink inside to the recording head. An ink injection port 4 a of the ink supply tube 4 extends outward from the case 2. And protruding.

インク袋３の外面には、平面形状を有する第１の圧力板５と第２の圧力板６とが互いに向かい合うように固定されている。ここで、第１の圧力板５はインク袋３の外面にのみ固定されているが、第２の圧力板は、その一方の面がインク袋３の外面に固定されると共に、他方の面がケース２の内面に固定されている。各圧力板５および６は、磁性体または永久磁石（以下、単に磁石とも言う）によって形成されている。この実施形態では、第１の圧力板５は永久磁石によって形成され、第２の圧力板６は磁性材によって構成され、両圧力板５と６の間には、互いに引き合う方向に磁力（吸引力）が発生する。なお、この両圧力板５および６によって磁力発生手段が構成されている。 A first pressure plate 5 and a second pressure plate 6 having a planar shape are fixed to the outer surface of the ink bag 3 so as to face each other. Here, the first pressure plate 5 is fixed only to the outer surface of the ink bag 3, but one surface of the second pressure plate is fixed to the outer surface of the ink bag 3 and the other surface is fixed to the outer surface of the ink bag 3. It is fixed to the inner surface of the case 2. Each of the pressure plates 5 and 6 is formed of a magnetic body or a permanent magnet (hereinafter also simply referred to as a magnet). In this embodiment, the first pressure plate 5 is formed of a permanent magnet, the second pressure plate 6 is formed of a magnetic material, and a magnetic force (attraction force) is formed between the pressure plates 5 and 6 in a direction that attracts each other. ) Occurs. The pressure plates 5 and 6 constitute a magnetic force generating means.

また、両圧力板５と６の間には、コイル状の押しバネ（弾性部材）７が配置されている。この押しバネ７は、第１の圧力板５と第２の圧力板６との間隔を増大させる方向、すなわち、インク袋３内のインク収容空間を拡大させる方向に付勢する付勢手段として機能する。なお、押しバネ７の配置場所は、インク袋内に限らず、インク袋外であってもよい。但し、インク袋３外に固定する場合にも、各圧力板５または６のいずれか一方は、インク袋３を介してケース２の内面に固定しておくことが望ましい。 A coil-shaped push spring (elastic member) 7 is disposed between the pressure plates 5 and 6. The push spring 7 functions as an urging unit that urges the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6 in the direction in which the distance between the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6 is increased, that is, in the direction in which the ink containing space in the ink bag 3 is expanded. To do. The location of the push spring 7 is not limited to the inside of the ink bag, but may be outside the ink bag. However, even when fixing outside the ink bag 3, it is desirable that either one of the pressure plates 5 or 6 is fixed to the inner surface of the case 2 via the ink bag 3.

次に、上記構成を有するインクカートリッジの作用を説明する。
前述のように、インクカートリッジ１内の第２の圧力板６は、ケース２の内面に固定されており、第1の圧力板５はケース２には固定されておらず、インク袋３にのみ固定されている。このため、インクの消費に伴い、第１の圧力板５が第２の圧力板６に近づいていくこととなる。第１の圧力板５と第２の圧力板６の磁界の作用による磁力（吸引力）は、両圧力板５と６の間の距離の二乗の逆数に比例して増大する。この物理法則に従えば、インク袋３にインクが十分入っているときは、第１の圧力板５と第２の圧力板６との間に大きな距離が保たれているため磁力で引き合う力は弱くなる。また、インクが少なくなって行き、第１の圧力板５と第２の圧力板６の距離が近づくにつれて磁力は非常に強力になる。 Next, the operation of the ink cartridge having the above configuration will be described.
As described above, the second pressure plate 6 in the ink cartridge 1 is fixed to the inner surface of the case 2, and the first pressure plate 5 is not fixed to the case 2 but only to the ink bag 3. It is fixed. For this reason, the first pressure plate 5 approaches the second pressure plate 6 as the ink is consumed. The magnetic force (attraction force) due to the action of the magnetic field of the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6 increases in proportion to the reciprocal of the square of the distance between the two pressure plates 5 and 6. According to this physical law, when there is sufficient ink in the ink bag 3, a large distance is maintained between the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6, so that the force attracted by the magnetic force is become weak. In addition, the magnetic force becomes very strong as the ink decreases and the distance between the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6 approaches.

図１はインク袋３内にインクが略満杯に収容されたインクカートリッジを示している。この状態では、第１の圧力板５と第２の圧力板６との間には弱い引力が働いている。図２は記録動作によってインクが略完全に使用されたインクカートリッジを示している。この状態では、第１の圧力板５と第２の圧力板６との間に強い引力が働いている。 FIG. 1 shows an ink cartridge in which ink is contained almost completely in an ink bag 3. In this state, a weak attractive force is acting between the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6. FIG. 2 shows an ink cartridge in which ink is used almost completely by a recording operation. In this state, a strong attractive force is acting between the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6.

一方、押しバネ７の応力はインク消費に伴って増大して行き、インク残量が０に近づくときには急激に増大する。上記の磁力発生手段を持たない従来のスプリングバッグ方式のインクカートリッジでは、この急激な負圧の増大によってインク袋３内に残留しているインクを供給できなくなるという状態が発生している。 On the other hand, the stress of the push spring 7 increases as the ink is consumed, and rapidly increases when the ink remaining amount approaches zero. In the conventional spring bag type ink cartridge having no magnetic force generating means, there is a state in which the ink remaining in the ink bag 3 cannot be supplied due to this sudden increase in negative pressure.

しかしながら、この第１の実施形態では、インク残量が０に近づいてきたときには、第１の圧力板５と第２の圧力板６との間に発生する磁力Ｆ（吸引力）が増大し、その磁力が第１の圧力板５と第２の圧力板６とに作用する。このため、インク袋１０２内に過大な負圧が発生するのを防止することができ、インク袋３内のインクを略全て使い切ることができる。 However, in the first embodiment, when the remaining amount of ink approaches 0, the magnetic force F (attraction force) generated between the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6 increases, The magnetic force acts on the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6. For this reason, it is possible to prevent an excessive negative pressure from being generated in the ink bag 102, and almost all the ink in the ink bag 3 can be used up.

但し、上記インクカートリッジ１においてインクを使い切った場合、磁石である第１の圧力板２７と磁性体である第２の圧力板２８との間には磁力（吸引力）が生じているため、インク袋３は容易に広がり難い状態となっている。従って、この磁力が発生した状態のまま、使用済みのインクカートリッジ１内にインク注入口４ａからインクを再充填するには、インク注入機構によるインクの注入圧をかなり強くする必要がある。このため、インク注入機構２０には、高圧力を発生し得る能力が必要となり、注入装置のコストが増大するという問題が生じる。また、両圧力板５と６との間の吸引力が強過ぎた場合、無理にインクを充填しようとすると、インク圧によってインク袋３が破裂してしまう虞もある。 However, when the ink in the ink cartridge 1 is used up, a magnetic force (attraction force) is generated between the first pressure plate 27 that is a magnet and the second pressure plate 28 that is a magnetic body. The bag 3 is not easily spread. Accordingly, in order to refill the used ink cartridge 1 with ink from the ink injection port 4a while the magnetic force is generated, it is necessary to considerably increase the ink injection pressure by the ink injection mechanism. For this reason, the ink injection mechanism 20 is required to have a capability of generating a high pressure, which causes a problem that the cost of the injection device increases. In addition, if the suction force between the pressure plates 5 and 6 is too strong, the ink bag 3 may be ruptured by the ink pressure when forcibly filling the ink.

そこで、本出願人は上記のような優れた負圧特性を得ることができるインクカートリッジの再使用を実現するため、以下のようなインク充填装置を開発するに至った。
まず、この第１の実施形態におけるインク充填装置１０の構成を説明する。
本実施態におけるインク充填装置１０は、インクが略完全に消費された上記のインクカートリッジ１にインクを再充填するものであり、図３および図４に示すような構成を有している。なお、図３は本実施形態におけるインク充填装置１０の全体構成を示す模式図、図４は、図３に示した逆磁界発生部２２の概略構成を示す説明側面図である。 Accordingly, the present applicant has developed the following ink filling device in order to realize reuse of the ink cartridge capable of obtaining the above-described excellent negative pressure characteristics.
First, the configuration of the ink filling device 10 in the first embodiment will be described.
The ink filling device 10 in the present embodiment refills the ink cartridge 1 in which the ink is almost completely consumed, and has a configuration as shown in FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of the ink filling device 10 in the present embodiment, and FIG. 4 is an explanatory side view illustrating a schematic configuration of the reverse magnetic field generation unit 22 illustrated in FIG. 3.

図３において、インク充填装置１０は、インク注入機構２０と、逆磁界発生装置３０とを有している。インク注入機構２０には、前記インクカートリッジ２８へ充填するためのインクを収容したインク貯留部１１が設けられている。このインク貯留部１１には内部に収容されたインクを導出するインク流路１２が連結され、その先端部には逆磁界発生装置３０に装着されたインクカートリッジ１のインク注入口４ａに着脱可能に連結されるインク注出口１５が設けられている。インク流路１２にはインクの逆流を防止するインク注入弁１４およびインク供給圧を調整する圧力調整部１３が連結されている。また、１６はカートリッジのインク袋３内の空気を外部へ排出する排気口である。 In FIG. 3, the ink filling device 10 includes an ink injection mechanism 20 and a reverse magnetic field generation device 30. The ink injection mechanism 20 is provided with an ink reservoir 11 that contains ink for filling the ink cartridge 28. The ink reservoir 11 is connected to an ink flow path 12 for leading the ink contained therein, and the tip of the ink reservoir 11 is detachable from the ink inlet 4a of the ink cartridge 1 mounted on the reverse magnetic field generator 30. An ink outlet 15 to be connected is provided. An ink injection valve 14 that prevents back flow of ink and a pressure adjustment unit 13 that adjusts ink supply pressure are connected to the ink flow path 12. Reference numeral 16 denotes an exhaust port for discharging the air in the ink bag 3 of the cartridge to the outside.

一方、逆磁界発生装置３０には、図３に示すようにインクカートリッジを着脱可能に保持するカートリッジ装着台２１が設けられている。このカートリッジ装着台２１には、カートリッジ装着部２１に装着されたインクカートリッジ１の第１の圧力板５と第２の圧力板６との間に生じる磁界に対し逆磁界を与える逆磁界発生部２２とが設けられている。この逆磁界発生部２２には電源２３からの直流電流が供給される。また、２４は圧力調整部１３によるインクの圧力、供給量の制御、インク注入弁１４の開閉および電源２３から供給する電流の値及び方向などを制御する制御部である。 On the other hand, the reversed magnetic field generator 30 is provided with a cartridge mounting base 21 for detachably holding the ink cartridge as shown in FIG. The cartridge mounting table 21 has a reverse magnetic field generating unit 22 that applies a reverse magnetic field to the magnetic field generated between the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6 of the ink cartridge 1 mounted on the cartridge mounting unit 21. And are provided. The reverse magnetic field generator 22 is supplied with a direct current from a power source 23. Reference numeral 24 denotes a control unit that controls the pressure and supply amount of ink by the pressure adjusting unit 13, the opening and closing of the ink injection valve 14, and the value and direction of the current supplied from the power supply 23.

図４は、逆磁界発生装置３０の概略構成を示す図である。
本発明に適用する逆磁界発生部は、前述の逆磁界を発生する電磁石あるいは磁石などによって構成される。本実施形態における逆磁界発生部２２は、電磁石を用いた場合を示している。すなわち、本実施形態における逆磁界発生装置は、断面Ｕ字状をなす強磁性体からなるコア２５と、このコア２５の底部２６に捲装された導線からなるコイル２９とを有する。コイル２９は電源２３に接続されている。また、コア２５は、所定の間隔を介して対向する平板状の一対の磁極部２７、２８と、この両磁極部の下端部を連結する底部２６とを強磁性体で一体に形成したものとなっている。そして、コア２５の各磁極部２７と２８は、装着台２１に装着されたインクカートリッジ２の左右両側面にそれぞれ対向する。なお、以下の説明において、一方の磁極部２７を第１の磁極部、他方の磁極部２８を第２の磁極部と称す。また、図３の実線矢印はインクの注入方向、破線矢印はカートリッジ内のエアーの排気方向を示している。 FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the reversed magnetic field generator 30.
The reverse magnetic field generator applied to the present invention is constituted by the above-described electromagnet or magnet that generates a reverse magnetic field. The reverse magnetic field generation unit 22 in the present embodiment shows a case where an electromagnet is used. That is, the reversed magnetic field generator in the present embodiment includes a core 25 made of a ferromagnetic material having a U-shaped cross section, and a coil 29 made of a conducting wire mounted on the bottom portion 26 of the core 25. The coil 29 is connected to the power source 23. The core 25 is formed by integrally forming a pair of flat magnetic pole portions 27 and 28 facing each other at a predetermined interval and a bottom portion 26 connecting the lower end portions of both magnetic pole portions with a ferromagnetic material. It has become. The magnetic pole portions 27 and 28 of the core 25 face the left and right side surfaces of the ink cartridge 2 mounted on the mounting base 21, respectively. In the following description, one magnetic pole portion 27 is referred to as a first magnetic pole portion, and the other magnetic pole portion 28 is referred to as a second magnetic pole portion. Also, the solid line arrow in FIG. 3 indicates the ink injection direction, and the broken line arrow indicates the air exhaust direction in the cartridge.

次に、上記構成を有するインク充填装置の動作を説明する。
いま、例えば、インクカートリッジ１の可動側である第１の圧力板５のインク袋側の磁極５ａの極性がＳ極、固定側である第２の圧力板６のインク袋側の磁極６ａの極性がＮ極であるとする。なお、この場合、第１の圧力板５の反対側の磁極５ｂはＮ極、第２の圧力板６の反対側の磁極６ｂはＳ極となる。ここで、本実施形態におけるインク注入機構１０では、コア２５の第１の磁極部２８がＳ極となるようにコイル２９に電流を流す。つまり、第１の圧力板２の磁極（Ｓ極）と、第２の磁極部２８の磁極（Ｓ極）との間に反発力２８が生じるような磁界（逆磁界）を発生させる。これにより、第１の圧力板５と第２の圧力板６との間に形成される磁界による吸引力２９を弱める。これにより、インク注入機構２０からのインク注入圧を低く設定することが可能となり、インク袋３に対して容易にインクを注入することができる。 Next, the operation of the ink filling apparatus having the above configuration will be described.
Now, for example, the polarity of the magnetic pole 5a on the ink bag side of the first pressure plate 5 which is the movable side of the ink cartridge 1 is the S pole, and the polarity of the magnetic pole 6a on the ink bag side of the second pressure plate 6 which is the fixed side. Are N poles. In this case, the magnetic pole 5b on the opposite side of the first pressure plate 5 is an N pole, and the magnetic pole 6b on the opposite side of the second pressure plate 6 is an S pole. Here, in the ink injection mechanism 10 in the present embodiment, a current is passed through the coil 29 so that the first magnetic pole portion 28 of the core 25 becomes the S pole. That is, a magnetic field (reverse magnetic field) that generates a repulsive force 28 between the magnetic pole (S pole) of the first pressure plate 2 and the magnetic pole (S pole) of the second magnetic pole portion 28 is generated. Thereby, the attractive force 29 by the magnetic field formed between the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6 is weakened. As a result, the ink injection pressure from the ink injection mechanism 20 can be set low, and ink can be easily injected into the ink bag 3.

以下、本実施形態におけるインク充填装置によって、インクカートリッジ１９にインクを注入する際の手順を説明する。
まず、カートリッジ装着台２１にインクカートリッジ１を装着・固定し、インクカートリッジ１のインク注入口４ａとインク注入機構２０のインク注出口１５とを連結可能な位置に設定する。次に制御部２４で圧力調整部１３におけるインク注入量および注入圧を設定する。この設定の後、インク注出口１５をカートリッジのインク注入口７に連結させる。このとき、インク充填と共に排気がスムーズに行われるように、インク袋３内の空気を外部へ排出する排気口１６も同時にインク袋３に連通させる。 Hereinafter, a procedure for injecting ink into the ink cartridge 19 by the ink filling device in the present embodiment will be described.
First, the ink cartridge 1 is mounted and fixed on the cartridge mounting base 21, and the ink inlet 4a of the ink cartridge 1 and the ink outlet 15 of the ink injection mechanism 20 are set to a connectable position. Next, the control unit 24 sets the ink injection amount and the injection pressure in the pressure adjusting unit 13. After this setting, the ink spout 15 is connected to the ink inlet 7 of the cartridge. At this time, the exhaust port 16 for discharging the air in the ink bag 3 to the outside is also communicated with the ink bag 3 at the same time so that the air is smoothly exhausted together with the ink filling.

次に、逆磁界発生装置３０に制御部２４から制御信号を送り、電源２３からコイル２９へと所定の電流を流し、コア２５の第２の磁極部２８とインクカートリッジ１の第１の圧力板との間に前述の逆磁界を発生させる。その結果、カートリッジに備えられた第１の圧力板５と第２の圧力板６との間に生じた吸引力Ｆは、第２の磁極部２８と第１の圧力板５との間に生じた反発力Ｆ２によって低下する（Ｆ１となる）。この状態で、制御部２４はインク注入弁１４を開き、インク袋３へのインクの注入を開始する。そして、インクの注入が開始された後は、所定のタイミングで制御部２４より電源２３へと制御信号を送り、コイル２９への電流を遮断し、コア２５における磁界の発生を停止させる。すなわち、インク注入開始後はインク袋３内に注入されたインクによって両圧力板５の６の間隔が拡大し、両圧力板５と６との間の吸引力は低下するため、コア２５の磁界の発生を停止させる。 Next, a control signal is sent from the control unit 24 to the reverse magnetic field generating device 30, and a predetermined current is supplied from the power source 23 to the coil 29, so that the second magnetic pole portion 28 of the core 25 and the first pressure plate of the ink cartridge 1 are sent. The aforementioned reverse magnetic field is generated between the two. As a result, the attractive force F generated between the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6 provided in the cartridge is generated between the second magnetic pole portion 28 and the first pressure plate 5. The repulsive force F2 decreases (becomes F1). In this state, the control unit 24 opens the ink injection valve 14 and starts injecting ink into the ink bag 3. After the ink injection is started, a control signal is sent from the control unit 24 to the power source 23 at a predetermined timing, the current to the coil 29 is cut off, and the generation of the magnetic field in the core 25 is stopped. In other words, after the start of ink injection, the distance between the pressure plates 5 is increased by the ink injected into the ink bag 3 and the attractive force between the pressure plates 5 and 6 is reduced. Stop the occurrence of

なお、以上の注入手順では、インク注入口１５をカートリッジ１のインク供給口４ａに差し込むと共に、排気口１６を開いた状態でインク供給を開始するようにした。しかし、本実施形態のインク充填装置１０においては、その他の手順でインク充填動作を行うことも可能である。例えば、排気口１６をインク注出口１５をインクカートリッジ１のインク供給口４ａに差し込み、排気口１６を閉めた状態で、逆磁界発生装置３０によって逆磁界を発生させながらインク供給を行うようにしても良い。この場合、インク袋３内が負圧になるため、インクの充填をより容易に行うことができる。 In the above injection procedure, the ink supply port 15 is inserted into the ink supply port 4a of the cartridge 1, and the ink supply is started with the exhaust port 16 opened. However, in the ink filling device 10 of the present embodiment, the ink filling operation can be performed by other procedures. For example, when the exhaust port 16 is inserted into the ink supply port 4a of the ink cartridge 1 and the exhaust port 16 is closed, the ink is supplied while the reverse magnetic field generator 30 generates a reverse magnetic field. Also good. In this case, since the inside of the ink bag 3 has a negative pressure, ink can be filled more easily.

また、インク注出口１５は重力方向に対し、上方に設置することが望ましい。この場合、重力方向に対し上方にインク袋３内の空気を排気口１３から大気中へと放出するようにすれば、インクが重力に従い下部から順にインクが注入されていき、同時に空気が抜けていくため、良好なインク充填率を得ることができる。 Further, it is desirable that the ink outlet 15 is installed above the direction of gravity. In this case, if the air in the ink bag 3 is discharged from the exhaust port 13 to the atmosphere upward with respect to the direction of gravity, the ink is sequentially injected from the bottom according to the gravity, and at the same time the air is released. Therefore, a good ink filling rate can be obtained.

また、逆磁界発生部２２によって発生させる磁力の設定は以下のようにして行う。
まず、インク注入機構の印加する磁界により発生する力は次の式で表される。
力（Ｎ）＝電流（Ａ）×磁場密度（Ｗｂ／ｍ）×導線の長さ（ｍ）×電流と磁界のなす角（Ｓｉｎθ）
ここで、磁場密度（Ｔ）は、
磁場密度（Ｔ）＝真空の透磁率（Ｈ／ｍ）×磁場の強さ（Ａ／ｍ）
で表される。 The magnetic force generated by the reverse magnetic field generator 22 is set as follows.
First, the force generated by the magnetic field applied by the ink injection mechanism is expressed by the following equation.
Force (N) = Current (A) x Magnetic field density (Wb / m) x Conductor length (m) x Angle between current and magnetic field (Sinθ)
Here, the magnetic field density (T) is
Magnetic field density (T) = vacuum permeability (H / m) × magnetic field strength (A / m)
It is represented by

また、磁性体と磁石の吸引力は、以下の式に表されるように距離の二乗に反比例する。
磁石間の吸引力（Ｎ）＝磁石の吸引力定数／（磁性体と磁石間の距離）^２
従って、逆磁界発生部２２によってカートリッジの外部から印加する磁界、言い換えるとインク袋３内の第１の圧力板５と逆磁界発生装置３０の第２の磁極部２８との間に発生させる反発力は、次のようなパラメータによって変化させることができる。すなわち、コイル２９に加える電流量、磁場密度（磁性体材料の持つ透磁率）、コイルの巻き線の長さ、第１の圧力板５（磁石）と第１の磁極部２８との角度または距離で変化させることができる。但し、印加する電流値の制御、あるいは第１の圧力板５と磁極部２８との角度または距離をインク充填装置１０で機械的に制御することが現実的である。 Further, the attractive force of the magnetic body and the magnet is inversely proportional to the square of the distance as represented by the following equation.
Attraction force between magnets (N) = magnet attraction force constant / (distance between magnet and magnet) ²
Accordingly, the magnetic field applied from the outside of the cartridge by the reverse magnetic field generator 22, in other words, the repulsive force generated between the first pressure plate 5 in the ink bag 3 and the second magnetic pole part 28 of the reverse magnetic field generator 30. Can be changed by the following parameters. That is, the amount of current applied to the coil 29, the magnetic field density (the magnetic permeability of the magnetic material), the length of the coil winding, and the angle or distance between the first pressure plate 5 (magnet) and the first magnetic pole portion 28. Can be changed. However, it is realistic to control the current value to be applied, or to mechanically control the angle or distance between the first pressure plate 5 and the magnetic pole portion 28 with the ink filling device 10.

逆磁界発生装置３０によって発生させるべき磁力は、第１の圧力板５と第２の圧力板６との間の吸引力の大きさによって設定値が変わる。現在流通しているインク袋を使用したインクカートリッジ１では、インクジェット記録装置への適性を考慮して、インク出口部分（インク注入口４ａ付近）のインク圧力を、−４０［ｍｍＡｑ］〜−１８０［ｍｍＡｑ］に設定していることが多い。そのため、インクジェット記録装置にインクカートリッジ１が装着された際のインク出口部分の水頭が、１５［ｍｍＡｑ］であるとすると、インク圧力は、−５５［ｍｍＡｑ］〜−１９５［ｍｍＡｑ］の範囲に設定する。 The set value of the magnetic force to be generated by the reversed magnetic field generator 30 varies depending on the magnitude of the attractive force between the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6. In the ink cartridge 1 using the currently distributed ink bag, the ink pressure at the ink outlet (near the ink inlet 4a) is set to −40 [mmAq] to −180 [in consideration of suitability for the ink jet recording apparatus. [mmAq] is often set. Therefore, if the water head at the ink outlet when the ink cartridge 1 is mounted on the ink jet recording apparatus is 15 [mmAq], the ink pressure is set in the range of −55 [mmAq] to −195 [mmAq]. To do.

このインク袋３内に必要とされる負圧は
力（Ｎ）＝圧力（ｍｍＡｑ）×断面積（ｍ^２）＝バネ定数（Ｎ／ｍ）×長さ（ｍ）
で算出される。ここで、第１の圧力板５と第２の圧力板６のそれぞれの面積が、仮に２５［ｍｍ］×５０［ｍｍ］＝１，２５０［ｍｍ^２］（＝１２．５［ｃｍ^２］）に設定されているとする。この場合、第１の圧力板５に掛けるべき押しバネ７の反発力は、インクに印加される圧力が原理上パスカルの法則に従うことから、１２．５×５．５〜１２．５×１９．５＝６９［ｇｆ］〜２４３［ｇｆ］となる。 The negative pressure required in the ink bag 3 is: force (N) = pressure (mmAq) × cross-sectional area (m ² ) = spring constant (N / m) × length (m)
Is calculated by Here, each area of the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6 is assumed to be 25 [mm] × 50 [mm] = 1,250 [mm ² ] (= 12.5 [cm ² ]). Is set to. In this case, the repulsive force of the push spring 7 to be applied to the first pressure plate 5 is 12.5 × 5.5 to 12.5 × 19.19 because the pressure applied to the ink follows Pascal's law in principle. 5 = 69 [gf] to 243 [gf].

そして、インク袋３が満杯状態のときに−８０［ｍｍＡｑ］、空に近いときに−１２０［ｍｍＡｑ］をそれぞれ設定するとすれば、満杯時の押しバネ７の応力は１００［ｇｆ］〜１５０［ｇｆ］となる。なお、バネ定数は１０ｍｍ変位あたり５０ｇｆである。 Then, assuming that −80 [mmAq] is set when the ink bag 3 is full and −120 [mmAq] is set when the ink bag 3 is nearly empty, the stress of the push spring 7 when full is 100 [gf] to 150 [ gf]. The spring constant is 50 gf per 10 mm displacement.

いま、インク袋３として機能すべき最低負圧を発生させるために、押しバネ７がインク袋３を膨らませる反発力をＦｍｉｎ、インク袋３として機能する最大負圧を発生させるために押しバネ７がインク袋３を膨らませる反発力をＦｍａｘとする。また、バネ定数をｋ、インク袋３の厚さ変化量（各圧力板５と６の距離の変化量）をＬとする。さらに、インク最大充填時のインク袋３に対する押しバネ７の反発力をＦ０、インク袋３の最小厚さ時の磁石（第１の圧力板５）と磁性体（第２の圧力板６）の吸引力をＦｍとする。このとき、
Ｆｍａｘ＞（Ｆ０＋ｋ×Ｌ）−Ｆｍ＞Ｆｍｉｎ
という条件を守れば、カートリッジ１による効果は不具合なく達成可能となる。すなわち、インク袋３内のインクを無駄なく使い切ることが可能になる。 Now, in order to generate the minimum negative pressure that should function as the ink bag 3, the repulsive force that causes the press spring 7 to inflate the ink bag 3 is Fmin, and in order to generate the maximum negative pressure that functions as the ink bag 3, the press spring 7. Let Fmax be the repulsive force that inflates the ink bag 3. The spring constant is k, and the thickness change amount of the ink bag 3 (change amount of the distance between the pressure plates 5 and 6) is L. Further, the repulsive force of the push spring 7 with respect to the ink bag 3 at the time of maximum ink filling is F0, and the magnet (first pressure plate 5) and the magnetic body (second pressure plate 6) at the minimum thickness of the ink bag 3 are used. The suction force is Fm. At this time,
Fmax> (F0 + k × L) −Fm> Fmin
If the above condition is observed, the effect of the cartridge 1 can be achieved without problems. That is, the ink in the ink bag 3 can be used up without waste.

従って、両圧力板５と６の間に発生させる最大吸引力は、
Ｆｍ＝（Ｆ０＋ｋ×Ｌ）−Ｆｍａｘ
となる。従って、本実施形態のインク充填装置では、インクカートリッジに対して印加する磁界の大きさは、Ｆｍより大きいことが望ましい。 Therefore, the maximum suction force generated between the pressure plates 5 and 6 is
Fm = (F0 + k × L) −Fmax
It becomes. Therefore, in the ink filling device of this embodiment, it is desirable that the magnitude of the magnetic field applied to the ink cartridge is larger than Fm.

また、インク充填装置１０によるインク充填時のインク袋３の圧力をＰｍ、インク注出口１５からのインク注入圧をＰｉとすると、両者の関係は、Ｐｍ＜Ｐｉであることが望ましい。ここで、圧力Ｐｍは、インク充填装置１０から発生した逆磁界により緩和された両圧力板５と６の間に生じる吸引力Ｆ１によって、インク袋６内に生じる圧力である。 Further, when the pressure of the ink bag 3 at the time of ink filling by the ink filling device 10 is Pm and the ink injection pressure from the ink spout 15 is Pi, the relationship between the two is preferably Pm <Pi. Here, the pressure Pm is a pressure generated in the ink bag 6 by the suction force F1 generated between the pressure plates 5 and 6 that is relaxed by the reverse magnetic field generated from the ink filling device 10.

さらに、可撓性のインク袋３が破断する時の破断応力Ｐｄをも考慮するとすれば、Ｐｍ＜Ｐｉ＜Ｐｄの関係に保つことが望ましい。 Furthermore, if the breaking stress Pd when the flexible ink bag 3 breaks is also taken into consideration, it is desirable to maintain the relationship Pm <Pi <Pd.

この関係であれば、第１の圧力板５と第２の圧力板６との間の引力に負けることなく、カートリッジ１内へインクを注入することができ、インク注出口１５からのインク漏れ、インクの逆流の発生を防止することができる。しかも少ない抵抗でインク袋３へとインクを注入することができ、さらには、インク圧によるインク袋６の破裂も防止できる。 With this relationship, ink can be injected into the cartridge 1 without losing the attractive force between the first pressure plate 5 and the second pressure plate 6, and ink leakage from the ink spout 15 can be achieved. Ink backflow can be prevented. In addition, the ink can be injected into the ink bag 3 with a small resistance, and furthermore, the ink bag 6 can be prevented from rupturing due to the ink pressure.

また、この第１の実施形態におけるインク注入機構１０では、コイル２９とコア２５とからなる電磁石によって磁界を発生させている。このため、磁界の向きは、加える電流の向き（＋−の向き）を切り換えることにより、瞬時に磁界の向きを逆転させることができる。また、磁場の持つ磁力の制御は電極間の電力量で制御可能である。従って、逆磁界を印加してインクの注入を開始した後、前述のように、コイル７への電流の供給を遮断して磁界の発生を停止させたり、インクの注入途中でコア２５に発生する磁界の向きを切り換えることも可能である。このように、インクの注入途中で磁界の向きを切り換えるようにすれば、より円滑にインクの注入動作を行うことが可能になる。 In the ink injection mechanism 10 in the first embodiment, a magnetic field is generated by an electromagnet composed of the coil 29 and the core 25. For this reason, the direction of the magnetic field can be instantaneously reversed by switching the direction of the applied current (the direction of +-). The magnetic force of the magnetic field can be controlled by the amount of power between the electrodes. Therefore, after applying the reverse magnetic field and starting the ink injection, as described above, the supply of current to the coil 7 is interrupted to stop the generation of the magnetic field, or the ink is generated in the core 25 during the ink injection. It is also possible to switch the direction of the magnetic field. Thus, if the direction of the magnetic field is switched during the ink injection, the ink injection operation can be performed more smoothly.

例えば、図４に示すインクカートリッジ１では、第１の圧力板５の外側の磁極（インク袋３に面していない方の磁極）５ａがＮ極となっている。また、インク注入開始時において、インク充填装置１０の第１の磁極部２７はＮ極となっている。このため、インクの注入が始まり、第１の圧力板５が第１の磁極部２７に近づいて行くと、第１の圧力板５と第１の磁極部２７との間には第１の圧力板５を離間させようとする磁力（反発力）が発生する。この反発力はインクの充填を妨げるため、上述の注入手順では、電流を遮断し、コア２６からの磁力の発生を停止させている。これも有効な方法である。しかし、第１の圧力板５と第１の磁極部２７との距離が一定値以下に達した時点で、電流の向きを切り換え、コア２６の磁極の極性をＳ極に切り換えれば、第１の磁極部２７と第１の圧力板２７との間に吸引力が発生する。従って、インク袋３内に所定量のインクが注入された後、コアの磁極を切り換えれば、この吸引力によってインク袋６に負圧を発生させながらインク注入を継続することができ、より円滑なインク注入動作を行うことができる。 For example, in the ink cartridge 1 shown in FIG. 4, the outer magnetic pole (the magnetic pole not facing the ink bag 3) 5a of the first pressure plate 5 is an N pole. At the start of ink injection, the first magnetic pole portion 27 of the ink filling device 10 is an N pole. For this reason, when the ink injection starts and the first pressure plate 5 approaches the first magnetic pole portion 27, the first pressure plate 5 and the first magnetic pole portion 27 have a first pressure between them. A magnetic force (repulsive force) for separating the plates 5 is generated. Since this repulsive force prevents ink filling, in the above-described injection procedure, the current is interrupted and the generation of magnetic force from the core 26 is stopped. This is also an effective method. However, when the distance between the first pressure plate 5 and the first magnetic pole portion 27 reaches a certain value or less, the direction of the current is switched, and the polarity of the magnetic pole of the core 26 is switched to the S pole. An attraction force is generated between the magnetic pole portion 27 and the first pressure plate 27. Therefore, if the core magnetic pole is switched after a predetermined amount of ink is injected into the ink bag 3, the ink injection can be continued while generating a negative pressure in the ink bag 6 by this suction force, and smoother. Ink injection operation can be performed.

なお、以上の説明においては、第１の圧力板５を磁化された磁性体（永久磁石）とし、第２の圧力板６を磁化されていない磁性体としたインクカートリッジを例に挙げて説明した。しかし、第１の圧力板５を磁性体、第２の圧力板６を永久磁石としたインクカートリッジ、あるいは両圧力板５を永久磁石としたインクカートリッジにも、本実施形態におけるインク充填装置は適用可能である。 In the above description, the first pressure plate 5 is a magnetized magnetic material (permanent magnet), and the second pressure plate 6 is an ink cartridge that is not magnetized. . However, the ink filling device in the present embodiment is also applied to an ink cartridge using the first pressure plate 5 as a magnetic material and the second pressure plate 6 as a permanent magnet, or an ink cartridge using both the pressure plates 5 as a permanent magnet. Is possible.

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図５に基づき説明する。なお、図５中、図１ないし図４に示したものと同一もしくは相当部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。
この第２の実施形態に示すインク充填装置４０は、上記第１の実施形態における逆磁界発生装置２２を、永久磁石３５を用いた構成の逆磁界発生装置３２に置き換えたものである。すなわち、カートリッジ１に逆磁界を印加するには、電磁石でなく磁石を用いることも可能である。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the same or corresponding parts as those shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
The ink filling device 40 shown in the second embodiment is obtained by replacing the reverse magnetic field generator 22 in the first embodiment with a reverse magnetic field generator 32 having a configuration using a permanent magnet 35. That is, to apply a reverse magnetic field to the cartridge 1, it is possible to use a magnet instead of an electromagnet.

また、この第２の実施形態では、磁石３５によって発生させる磁界密度の大きさを、インクカートリッジ１に対する磁石３５の位置を変更することによって調整するようになっている。すなわち、磁石３５とインクカートリッジ１内の磁性体（第２の圧力板６）との間に発生させる磁界の磁界密度は、磁石３５と第１の圧力板５との距離の二乗に比例する。このため、この第２の実施形態では、第１の圧力板５と磁石３５との距離を制御することによって、第１の圧力板５と磁石３５との間に生じる磁界密度を制御し得るようになっている。また、第１の圧力板５と磁石３５との間に生じる磁界密度の制御は、第１の圧力板５に対する磁石３５の角度を調整することによっても磁界密度を変化させることができる。 Further, in the second embodiment, the magnitude of the magnetic field density generated by the magnet 35 is adjusted by changing the position of the magnet 35 with respect to the ink cartridge 1. That is, the magnetic field density of the magnetic field generated between the magnet 35 and the magnetic body (second pressure plate 6) in the ink cartridge 1 is proportional to the square of the distance between the magnet 35 and the first pressure plate 5. Therefore, in this second embodiment, the magnetic field density generated between the first pressure plate 5 and the magnet 35 can be controlled by controlling the distance between the first pressure plate 5 and the magnet 35. It has become. Further, the control of the magnetic field density generated between the first pressure plate 5 and the magnet 35 can also change the magnetic field density by adjusting the angle of the magnet 35 with respect to the first pressure plate 5.

この第２の実施形態における逆磁界発生装置３２では、磁石３５とインクカートリッジ１との距離および／または角度を制御する磁石移動機構３６を備えている。この磁石移動機構３６の制御は制御部２４で行う。また、図５では、インクカートリッジ１の片側にのみに磁石３５が設置されているが、両側に設置するようにしても良い。 The reversed magnetic field generator 32 in the second embodiment includes a magnet moving mechanism 36 that controls the distance and / or angle between the magnet 35 and the ink cartridge 1. The control of the magnet moving mechanism 36 is performed by the control unit 24. In FIG. 5, the magnet 35 is installed only on one side of the ink cartridge 1, but it may be installed on both sides.

また、この第２の実施形態においても、カートリッジ１を保持固定するカートリッジ装着台２１が設けられている。このカートリッジ装着台２１は、インク充填装置４０の磁石３５とカートリッジ１の第１の圧力板５との間に生じる反発力でカートリッジ１の位置が移動しないよう定位置に保持できるものとなっている。 Also in the second embodiment, a cartridge mounting base 21 for holding and fixing the cartridge 1 is provided. The cartridge mounting base 21 can be held at a fixed position so that the position of the cartridge 1 does not move due to the repulsive force generated between the magnet 35 of the ink filling device 40 and the first pressure plate 5 of the cartridge 1. .

なお、この磁石移動機構３６としては、例えば、モータの駆動力によって磁石を保持する保持部材を直線方向へと平行移動させる直線移動機構や、磁石を所定の回動支点を中心に回転させる回転機構などを用いて構成することができる。但し、本発明はこれに限定されるものではない。また、前記直線移動機構と前記回動機構の両者を組み合わせても良い。 As the magnet moving mechanism 36, for example, a linear moving mechanism that translates a holding member that holds a magnet in a linear direction by a driving force of a motor, or a rotating mechanism that rotates a magnet around a predetermined rotation fulcrum. Etc. can be used. However, the present invention is not limited to this. Moreover, you may combine both the said linear movement mechanism and the said rotation mechanism.

次に、この第２の実施形態におけるインク充填装置４０によるインク充填手順を説明する。なお、ここでは磁石３５が直線移動のみを行う場合を例に採り説明する。
まず、カートリッジ装着台２１にカートリッジ１を固定し、カートリッジ１のインク注入口７とインク注入機構２０のインク注出口１５との位置を固定する。次に制御部でインク注入量、注入圧および磁石の移動位置（インクカートリッジ１の第１の圧力板５と磁石３５との距離）を設定する。この移動位置は、インクカートリッジ１の第１の圧力板５と磁石３５との間に発生させるべき磁場密度に応じて設定される。ここでは、磁石３５の強さと、磁石３５と第１の圧力板５との距離のみで磁場密度を制御するため、第１の圧力板５に平行でかつカートリッジ１に最も近接した状態が最大の磁場密度となる。 Next, an ink filling procedure by the ink filling device 40 in the second embodiment will be described. Here, a case where the magnet 35 performs only linear movement will be described as an example.
First, the cartridge 1 is fixed to the cartridge mounting base 21, and the positions of the ink injection port 7 of the cartridge 1 and the ink outlet 15 of the ink injection mechanism 20 are fixed. Next, the control unit sets the ink injection amount, the injection pressure, and the moving position of the magnet (the distance between the first pressure plate 5 of the ink cartridge 1 and the magnet 35). This moving position is set according to the magnetic field density to be generated between the first pressure plate 5 and the magnet 35 of the ink cartridge 1. Here, since the magnetic field density is controlled only by the strength of the magnet 35 and the distance between the magnet 35 and the first pressure plate 5, the state that is parallel to the first pressure plate 5 and closest to the cartridge 1 is the largest. Magnetic field density.

制御部２４での設定を行った後、インク注出口１５をインクカートリッジのインク注入口４ａに連通させる。このとき、インク充填と共に排気がスムーズに行われるように、インクカートリッジ１内の空気を外部へ排出する排気口１３も同時にカートリッジ１に連通させる。次に制御部２４からの制御信号によって磁石移動機構２７を駆動し、磁石２６をインクカートリッジ１の第１の圧力板２へと近づけて行き、予め設定された位置で停止させる。これにより、磁石３５と第１の圧力板５との間には所定の逆磁界が発生し、カートリッジ１に備えられた第１の圧力板２と第２の圧力板５との間に生じる吸引力が低下する。この後、インク注入を開始することにより、インク袋３には円滑かつ適正にインクが充填される。 After setting by the control unit 24, the ink spout 15 is communicated with the ink inlet 4a of the ink cartridge. At this time, an exhaust port 13 for discharging the air in the ink cartridge 1 to the outside is also communicated with the cartridge 1 at the same time so that the ink is smoothly exhausted together with ink filling. Next, the magnet moving mechanism 27 is driven by a control signal from the control unit 24, the magnet 26 is moved closer to the first pressure plate 2 of the ink cartridge 1, and stopped at a preset position. As a result, a predetermined reverse magnetic field is generated between the magnet 35 and the first pressure plate 5, and the attraction generated between the first pressure plate 2 and the second pressure plate 5 provided in the cartridge 1. Power is reduced. Thereafter, by starting ink injection, the ink bag 3 is filled with ink smoothly and appropriately.

（実施例３）
次に、本発明の第３の実施形態を図６を参照しつつ説明する。
この第３の実施形態は、２色のインクを一つのケース内に収納した２色一体型のインクカートリッジ１Ａに対して各インクを充填するものとなっている。この２色一体型のインクカートリッジ１Ａは、一つのケース内に２個の収容室を形成し、各収容室Ｒ１，Ｒ２内に、上記第１の実施形態と同様にインク袋３および第１、第２の圧力板５、６などを設けたものである。 (Example 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, each ink is filled into a two-color integrated ink cartridge 1A in which two colors of ink are stored in one case. This two-color integrated ink cartridge 1A has two storage chambers in one case, and in each of the storage chambers R1 and R2, the ink bag 3 and the first, The second pressure plates 5 and 6 are provided.

また、この２色一体型のインクカートリッジ１Ａを用いるインク充填装置には、異なる種類のインクを各インク袋３に注入するインク注入機構（図示せず）が２組設けられている。各インク注入機構は、上記第１の実施形態に示したものと同様であるので、ここでは図示を省略している。また、逆磁界発生装置３０およびその他の構成は、上記第１の実施形態と略同様であるので、その説明の詳細は省く。 The ink filling device using the two-color integrated ink cartridge 1A is provided with two sets of ink injection mechanisms (not shown) for injecting different types of ink into the ink bags 3. Since each ink injection mechanism is the same as that shown in the first embodiment, the illustration is omitted here. Further, the reverse magnetic field generation device 30 and other configurations are substantially the same as those in the first embodiment, and therefore, detailed description thereof is omitted.

この２色一体型のインクカートリッジ１Ａに対してインクを充填する場合、収容室Ｒ１の第１の圧力板６とインク充填装置の第１の磁極部２８との間、および収容室Ｒ２の第１の圧力板５と第２の磁極部２８との間にそれぞれ逆磁界を発生させる。すなわち、インク袋３を拡大させる磁力を発生させる磁界を発生させる。この際、第１の磁極部２７と、第２の磁極部２８とは互いに異なる極性となる。従って、収容室Ｒ１の第１の圧力板５のインク袋３に面する磁極と、収容室Ｒ２の第１の圧力板５のインク袋３に面する磁極とは、互いに異なる極性に設定する。これによれば、各収容室内におけるインク袋３に対し、各インク注入機構から円滑かつ適正にインクを充填することができる。 When ink is filled into the two-color integrated ink cartridge 1A, the first pressure plate 6 in the storage chamber R1 and the first magnetic pole portion 28 of the ink filling device, and the first in the storage chamber R2 are used. A reverse magnetic field is generated between the pressure plate 5 and the second magnetic pole portion 28. That is, a magnetic field that generates a magnetic force for expanding the ink bag 3 is generated. At this time, the first magnetic pole portion 27 and the second magnetic pole portion 28 have different polarities. Therefore, the magnetic poles of the first pressure plate 5 in the storage chamber R1 facing the ink bag 3 and the magnetic poles of the first pressure plate 5 in the storage chamber R2 facing the ink bag 3 are set to have different polarities. According to this, the ink bag 3 in each storage chamber can be filled with ink smoothly and appropriately from each ink injection mechanism.

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を図７を参照しつつ説明する。
この第４の実施形態は、３色のインクを一つのケース内に収納した３色一体型のインクカートリッジ１Ｂに対して各インクを充填するものとなっている。この３色一体型のインクカートリッジ１Ｂは、一つのケース内にＴ字状の隔壁２ｂによって３個の収容室を形成し、各収容室Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３内に、上記第１の実施形態と同様にインク袋３および第１、第２の圧力板５、６などを設けたものである。 (Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the fourth embodiment, each ink is filled into a three-color integrated ink cartridge 1B in which three color inks are stored in one case. The three-color integrated ink cartridge 1B has three storage chambers formed by a T-shaped partition wall 2b in one case, and each of the storage chambers R1, R2, and R3 has the same structure as that of the first embodiment. Similarly, an ink bag 3 and first and second pressure plates 5, 6 are provided.

なお、ここでは特に図示しないが、この３色一体型のインクカートリッジ１Ｂを用いるインク充填装置には、異なる種類のインクを各インク袋３に注入するインク注入機構が、３組設けられている。各インク注入機構の構成は、上記第１の実施形態に示したものと同様である。 Although not particularly shown here, the ink filling device using the three-color integrated ink cartridge 1B is provided with three sets of ink injection mechanisms for injecting different types of ink into the ink bags 3. The configuration of each ink injection mechanism is the same as that shown in the first embodiment.

一方、インク充填装置の逆磁界発生装置４０は、コア２５とコイル２９とを有する構成となっており、この点では上記第１の実施形態と同様である。但し、この実施形態におおけるコア２５は、同一の極性を示す第１の磁極部２５Ａと第２の磁極部２５Ｂとを有すると共に、第１、第２の磁極部２５Ａ、２５Ｂとは異なる磁極を示す第３の磁極部２５Ｃを有している。第１の磁極部２５Ａと第２の磁極部２５Ｂとは直角に屈曲している。そして、コア２５の各磁極部は、装着されるインクカートリッジ１Ｂの各収容室の外側壁に対向しするようになっている。なお、その他の構成は上記第１の実施形態と同様である。 On the other hand, the reverse magnetic field generation device 40 of the ink filling device has a configuration including a core 25 and a coil 29, and this is the same as the first embodiment. However, the core 25 in this embodiment has a first magnetic pole part 25A and a second magnetic pole part 25B having the same polarity, and a magnetic pole different from the first and second magnetic pole parts 25A, 25B. The third magnetic pole portion 25C is shown. The first magnetic pole part 25A and the second magnetic pole part 25B are bent at a right angle. Each magnetic pole portion of the core 25 is opposed to the outer wall of each storage chamber of the mounted ink cartridge 1B. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

このインク充填装置では、各収容室Ｒ１の第１の圧力板６と第１の磁極部２８との間、収容室Ｒ２の第１の圧力板５と第２の磁極部２８との間、および収容室Ｒ２の第１の圧力板５と第２の磁極部２８との間にそれぞれ逆磁界を発生させる。すなわち、インク袋３を拡大させる磁力を発生させる磁界を発生させる。この際、第１、第２の磁極部２５Ａ、２５Ｂと、第３の磁極部２５Ｃとは互いに異なる極性となる。従って、収容室Ｒ１、Ｒ２の第１の圧力板５のインク袋３に面する磁極と、収容室Ｒ３の第１の圧力板５のインク袋３に面する磁極とは、互いに異なる極性に設定する。これによれば、各収容室内におけるインク袋３に対し、各インク注入機構２０から円滑かつ適正にインクを充填することができる。 In this ink filling device, between the first pressure plate 6 and the first magnetic pole portion 28 of each storage chamber R1, between the first pressure plate 5 and the second magnetic pole portion 28 of the storage chamber R2, and A reverse magnetic field is generated between the first pressure plate 5 and the second magnetic pole portion 28 in the storage chamber R2. That is, a magnetic field that generates a magnetic force for expanding the ink bag 3 is generated. At this time, the first and second magnetic pole portions 25A and 25B and the third magnetic pole portion 25C have different polarities. Accordingly, the magnetic poles facing the ink bag 3 of the first pressure plate 5 in the storage chambers R1 and R2 and the magnetic poles facing the ink bag 3 of the first pressure plate 5 in the storage chamber R3 are set to have different polarities. To do. According to this, the ink bag 3 in each storage chamber can be filled with ink smoothly and appropriately from each ink injection mechanism 20.

なお、上記各実施形態では、第１の圧力板を可動側とし、第２の圧力板をケースの外側壁に固定した場合を示したが、第１の圧力板を固定側とし、第２の圧力板を可動側とすることも可能である。この場合、可動側である第２の圧力板と第２の磁極部との間には、反発力ではなく、吸引力を発生させれば良い。 In each of the above embodiments, the first pressure plate is the movable side and the second pressure plate is fixed to the outer wall of the case. However, the first pressure plate is the fixed side, and the second pressure plate is the fixed side. It is also possible to make the pressure plate movable. In this case, it is only necessary to generate an attractive force instead of a repulsive force between the second pressure plate on the movable side and the second magnetic pole portion.

本発明の第１の実施形態におけるインク充填装置に使用するインクカートリッジを模式的に示す斜視図であり、インクがインク袋に十分に充填されている状態を示している。FIG. 2 is a perspective view schematically showing an ink cartridge used in the ink filling device according to the first embodiment of the present invention, and shows a state where ink is sufficiently filled in an ink bag. 本発明の第１の実施形態におけるインク充填装置に使用するインクカートリッジを模式的に示す斜視図であり、インク袋内のインクが殆ど消費された状態を示している。FIG. 2 is a perspective view schematically showing an ink cartridge used in the ink filling device according to the first embodiment of the present invention, and shows a state in which ink in the ink bag is almost consumed. 本発明の第１の実施形態におけるインク充填装置の全体構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the whole structure of the ink filling apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 図３に示したインク充填装置の逆磁界発生装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the reverse magnetic field generator of the ink filling apparatus shown in FIG. 本発明の第２の実施形態におけるインク充填装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the ink filling apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態におけるインク充填装置の逆磁界発生装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the reverse magnetic field generator of the ink filling apparatus in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態におけるインク充填装置の逆磁界発生装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the reverse magnetic field generator of the ink filling apparatus in the 4th Embodiment of this invention. 従来のスプリング方式のインクカートリッジを模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional spring type ink cartridge typically.

Explanation of symbols

１インクカートリッジ
２ケース
３インク袋
４インク注入管
４ａインク注入口
５第１の圧力板
６第２の圧力板
７押しバネ
１０インク充填装置
１１インク貯留部
１２インク流路
１３圧力調整部
１４インク注入弁
１５インク注出口
１６排気口
２０インク注入機構
２１カートリッジ装着台
２２逆磁界発生部
２３電源
２４制御部
２５コア
２５Ａ第１の磁極部
２５Ｂ第２の磁極部
２５Ｃ第３の磁極部
２７第１の磁極部
２８第２の磁極部
３０逆磁界発生装置
３５磁石
３６磁石移動機構
４０逆磁界発生装置
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３収容室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink cartridge 2 Case 3 Ink bag 4 Ink injection pipe 4a Ink injection port 5 1st pressure plate 6 2nd pressure plate 7 Push spring 10 Ink filling apparatus 11 Ink storage part 12 Ink flow path 13 Pressure adjustment part 14 Ink injection Valve 15 Ink outlet 16 Exhaust port 20 Ink injection mechanism 21 Cartridge mounting base 22 Reverse magnetic field generator 23 Power supply 24 Controller 25 Core 25A First magnetic pole part 25B Second magnetic pole part 25C Third magnetic pole part 27 First Magnetic pole portion 28 Second magnetic pole portion 30 Reverse magnetic field generator 35 Magnet 36 Magnet moving mechanism 40 Reverse magnetic field generator R1, R2, R3

Claims

A flexible ink containing member that contains ink to be supplied to the ink jet recording apparatus, an elastic member that urges the ink containing space inside the ink containing member in a direction to expand, and a biasing force of the elastic member. An ink filling device for injecting ink into an ink tank provided with a magnetic force generating means for generating a magnetic force to urge the ink containing member in a direction to reduce the ink containing space,
An ink injection mechanism for injecting ink into the ink containing member;
A reverse magnetic field generating means for applying a reverse magnetic field that relatively reduces the magnetic force generated by the magnetic force generating means when ink is injected from the ink injection mechanism into the ink storage member. An ink filling device.

The magnetic force generation means of the ink tank includes a first magnetic body and a second magnetic body that generates a magnetic force against the urging force of the elastic member between the first magnetic body,
2. The ink filling according to claim 1, wherein the reverse magnetic field generating unit generates a magnetic field that relatively reduces a magnetic force generated between the first magnetic body and the second magnetic body. apparatus.

In the biasing direction by the elastic member, the relationship between the magnetic flux density (Fm) of the magnetic field generated by the magnetic force generating means and the magnetic flux density (Fe) of the reverse magnetic field generated by the reverse magnetic field generating means is Fm <Fe. The ink filling apparatus according to claim 1, wherein the ink filling apparatus is provided.

The magnetic force generated between the first magnetic body and the second magnetic pair is reduced by the reverse magnetic field generating means, whereby the pressure (Pm) generated in the ink containing member at the time of ink injection, and the ink injection The relationship between the ink injection pressure (Pi) from the mechanism to the ink containing member and the breaking stress (Pd) of the ink bag when the flexible ink bag breaks is Pm <Pi <Pd. The ink filling device according to claim 1, wherein

The ink filling device according to claim 1, wherein the ink injection mechanism is connected to an upper portion in the gravity direction in the ink containing member.

2. The reverse magnetic field generating means stops the generation of the reverse magnetic field when a certain amount of ink is stored in the ink storage member after ink injection into the ink storage member is started. Or an ink filling device according to any one of 5 to 5;

The ink filling apparatus according to claim 1, wherein the reverse magnetic field generation unit includes a control unit that controls a relative decrease amount of the magnetic force generated by the magnetic force generation unit.

The reverse magnetic field generating means has a magnetic pole portion arranged to face at least one of the first and second magnetic bodies provided in the ink containing member, and the magnetic field portion facing the magnetic pole portion The ink filling apparatus according to claim 1, wherein the reverse magnetic field is generated between them.

The reverse magnetic field generating means includes a ferromagnetic material forming the magnetic pole portion, a coil for generating the reverse magnetic field in the magnetic pole portion of the ferromagnetic material by passing an electric current, and a control means for controlling the current in the coil. The ink filling device according to claim 8, comprising:

The reverse magnetic field generating means includes: a ferromagnetic body that forms the magnetic pole part; and a control means that controls at least one of a distance and an angle between the magnetic pole part and the magnetic body. The ink filling device according to claim 8 or 9.

A flexible ink containing member that contains ink to be supplied to a recording head of an ink jet recording apparatus, an elastic member that urges the ink containing space in the ink containing member to expand, and an urging force of the elastic member And a magnetic force generating means for generating a magnetic force so as to urge the ink containing member in a direction to reduce the ink containing space. After the ink is used, the ink containing member is caused by the magnetic force of the magnetic force generating means. An ink filling method for injecting the ink into an ink tank kept in a reduced state,
An ink filling method, wherein a reverse magnetic field that relatively reduces the magnetic force generated by the magnetic force generating means when ink is injected into the ink containing member is applied from the outside of the ink containing member.