JP2007326256A - インクカートリッジのインク充填方法、およびインクカートリッジの再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 残存インクを少なくするとともに、物流時のインク漏れを防止できるような、インクカートリッジのインク充填方法を提供する。
【解決手段】 最初にインク供給孔６からインクをインク供給孔６近傍に注入する（第１のインク注入工程）。次に通気孔７およびインク供給孔６を封止した状態で、インク注入孔１１からインク容器本体１内を排気して予め定める圧力まで減圧した後に、減圧状態となったインク保持体収容室２およびインク貯留室３の減圧によりインクを吸引することによって、インク保持体５にインクを含浸させる（第２のインク注入工程）。減圧時の負圧の大きさを調節することによって、液面１９の形状をインク保持体５のインク供給孔６近傍と仕切り壁４の連通路１４と離間する部位部分とにわたるようにすることができる。このとき、インクはインク保持体５に毛管力によって保持されるので、液面１９の形状はインクの自重によって変化しない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェットプリンタ用のインクカートリッジへのインク充填方法、およびそのインク充填方法を用いたインクカートリッジの再生方法に関する。

近年、インクジェットプリンタは、レーザープリンタに比べて安価であることから、家庭用として広く普及している。インクジェットプリンタでは、インク液滴を吐出するノズルが複数配列されたインクジェットヘッドが設けられ、これら複数のノズルから吐出されたインク液滴が紙などの記録媒体に付着することによって文字や画像が形成される。

前記インクジェットプリンタは、前記インクジェットヘッドのノズルに供給されるインクを貯留するためのインク容器を有する。このインク容器は、記録媒体への記録時に、必要量のインクを供給するためのインク供給孔が前記インク容器の下壁に設けられ、このインク供給孔を介してインクジェットヘッドにインクを円滑に供給することができるように、前記インク容器の上壁には、インクの供給と同時にインク容器内に大気が導入するための通気孔が設けられている。

このようなインク容器は、インクジェットヘッドに一体に組み込まれたものと、インクを費消したときにインクの再充填が可能なように、インクジェットヘッドに対して交換可能なカートリッジの構造となっているいわゆるインクカートリッジとが周知である。

良好な印字品質が得られるためには、記録時において、前記インク容器からインクジェットヘッドに円滑にインクの供給がされるようにし、また非記録時において、インクジェットヘッドのノズルからのインク漏れが生じないようにする必要がある。このため、前記インク容器内にはインクを吸収保持するためのインク保持体が設けられている（たとえば、特許文献１参照）。

前記インク保持体としては、たとえば、ポリウレタンフォームなどの多孔質材料、およびポリエチレンなどのオレフィン系樹脂の繊維をフェルト状に成形したものが用いられる。これらの材料は、多数の毛細管の集まりとみなすことができ、毛細管内に吸収されたインクの毛管力によって、インクがインク保持体に保持される。

前記インク容器では、インクを保持するインク保持体が収容されているので、インク容器内に充填することができるインクの充填量が少なく、多くの印刷を連続して行う場合には、インク容器を頻繁に交換しなければならないため、インク容量の大きなインク容器が所望されている。

このような課題を解決する従来のインク容器として、インク容器内のインク容量を増やすために、インクを貯留するためのインク貯留室が、インク保持体を収容するインク保持体収容室と仕切り壁を介して設けられたインクカートリッジが広く使用されている（たとえば、特許文献２参照）。

前記仕切り壁には、インク保持体収容室とインク貯留室とを連通するための連通孔が設けられ、インク保持体収容室のインクが消費されると、この連通孔を通してインクがインク貯留室から補填される。前記インク保持体収容室へのインクの補填によって、インク保持体がインクを保持した状態が保たれ、インクジェットヘッドにインクが良好に供給されるように構成されている。

前記特許文献２に記載される従来技術においては、連通孔を通じて、インク貯留室からインク保持体収容室へインクが供給されるときには、通気孔から導入された空気が、連通孔を通じてインク貯留室に導入される。このようなインクと空気の入れ替わり（以下「気液交換」という）を容易にするために、インク保持体収容室側の仕切り壁の連通孔近傍に大気導入溝が設けられる。また、インク保持体収容室の通気孔の近傍には、インク容器内への大気の導入を容易にするためにインク保持体によって占有されない空間であるバッファ室が設けられる。

前記インクカートリッジとして販売されているインク容器（以下、「インクカートリッジ」という場合がある）は、インクが費消された時点で新たなインク容器に交換されて廃棄される消耗品として流通しているが、インクが費消された後の空のインク容器は再利用可能なものである。そこで、使用済みのインクカートリッジを回収し、空のインクカートリッジを洗浄してから、インクを充填して再利用するリサイクルが広く行われている。このようなインクカートリッジのリサイクルは、資源の循環的な利用という地球環境保護の観点から望ましいものである。

インク保持体収容室およびインク貯留室が設けられたインクカートリッジを再生する手順としては、先ずインク容器本体の上壁のうちインク貯留室に臨む側に、洗浄およびインク注入用のインク注入孔を形成する。なお、インクカートリッジの種類によっては、開口部が予め設けられていて、その開口部がプラスチックのボール状の封止部材によって塞がれているものがある。この場合は、当該封止部材を取り除くことによって、インク注入孔を形成することができる。

続いて、インク容器本体内を洗浄液で洗浄してから乾燥する洗浄工程が行われる。洗浄工程では、使用済みのインクカートリッジ内で乾燥し固着した残存インクを、ほぼ完全に除去するような洗浄方法が要求される。

洗浄工程の後に、インク容器本体内にインクを充填するインク充填工程が行われる。インク充填工程では、インク保持体に含浸されるインクに空気の泡が混入しないようにしながら、できるだけ短時間でインクを充填することが望ましい。インクの充填工程は新品の製造と同様であるので、その技術はリサイクル品に限るものでない。比較的短時間で注入できる方法として、インク容器内を真空にしてからインクを吸引して供給する方法が周知である（たとえば、特許文献３参照）。

特開平６−１５８３９号公報 特許第３２７８４１０号公報 特開平３−２２７６５６号公報

前述の従来の技術の問題点を列挙すると、第１に使用済みのインクカートリッジにはまだかなりのインクが残存しているために、インクの無駄が多いということが挙げられる。使用済みのインクカートリッジに残存してインクは、インク貯留室内の壁面、インク保持体内、およびインク供給孔などに付着している。これらの残存インクのうちの大部分は、インク保持体内に含浸されたインクである。本件発明者らが調査した結果によると、未使用状態における初期充填量が約３０ｇのインクカートリッジでは約６〜７ｇのインクが残存し、初期充填量が約１５ｇのインクカートリッジでは約２〜３ｇのインクがインクカートリッジ内に残存しており、約２割のインクが使用されずに無駄に廃棄されている。

第２に、インクカートリッジの使用開始前の物流時において、通気孔近傍のバッファ室にインクが溢れ出る場合があるという問題が挙げられる。この物流時のインク漏れの問題は、再生インクカートリッジに限らず、新品のインクカートリッジについても起こり得る問題である。たとえば前述の特許文献２では、インク保持体を２層構造にし、さらにその界面を圧接した構造が開示されている。しかし、本件発明者らの経験では、特許文献２記載の方法が用いられているインクカートリッジにおいても、物流時のインク漏れが生じる場合がある。

また、インクカートリッジのリサイクル上の問題として、使用済みインクカートリッジ内の残存インクなどの残留物を除去することは容易でないという問題がある。インク保持体内部に乾燥し固着したインクが残存すると、インクを吸収し保持するインク保持体の機能が妨げられ、その結果、インクジェットヘッドへのインクの供給を阻害することになる。そのため、残存インクなどのカートリッジ内の残存物は確実に取り除かなければならない。しかも、インク保持体収容室とインク貯留室との２室を有し、それら２室は比較的狭い連通孔で連通している構造のインクカートリッジでは、内部構造が複雑であるので、完全な洗浄が容易でない。さらに、インクカートリッジのリサイクルを行う上では、比較的簡単な方法で、大量の使用済みインクカートリッジを短時間で完全に洗浄する必要がある。

本発明の目的は、印字品質を維持した上で、残存インクを少なくするとともに、物流時のインク漏れを防止することができるインクカートリッジのインク充填方法およびそのようなインク充填方法を用いるインクカートリッジの再生方法を提供することである。

また本発明の目的は、インクカートリッジの再生するに際して、残存インクなどの残存物を確実に除去することができる洗浄方法を提供することである。

本発明は、（ａ）インクカートリッジのインク充填方法であって、
（ａ１）中空のインク容器本体と、前記インク容器本体内の空間を第１空間と第２空間とに仕切る仕切り壁とを備え、
（ａ２）前記インク容器本体は、前記第１空間に臨み、第１空間からインクジェットヘッドにインクを供給するためのインク供給孔が形成される第１壁部と、前記第１空間に臨み、第１空間に大気を導入するための通気孔が形成される第２壁部と、前記第２空間に臨み、インク容器本体の外部から前記第２空間にインクを注入するためのインク注入孔が形成される第３壁部とを有し、
（ａ３）前記仕切り壁には、前記第１空間と前記第２空間とを連通する連通路が、前記インク供給孔に近接して設けられ、
（ａ４）前記第１空間には、インクを吸収して保持するためのインク保持体が、前記インク供給孔および前記連通路間にわたりかつインク供給孔および連通路を覆うように収容されるインクカートリッジのインク充填方法であって、
（ｂ）前記第１空間に、前記インク供給孔からインクを注入して、前記インク保持体のインク供給孔近傍領域にインクを含浸させる第１のインク注入工程と、
（ｃ）前記インク供給孔および通気孔が封止された状態で、前記インク注入孔から排気して予め定める圧力まで減圧した後に、前記減圧による吸引力によって第２空間にインク注入孔を介してインクを吸引し、かつ前記第２空間から前記連通路を介して前記第１空間にインクを浸入させ、前記第１空間内のインクの液面がインク供給孔近傍から前記仕切り壁の前記連通路と離間した部位にわたるまで前記インク保持体に含浸させて、前記インク保持体に含浸されたインクを自重によって移動しない状態で保持する第２のインク注入工程とを含むことを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法である。

また本発明のインクカートリッジのインク充填方法では、前記第２のインク注入工程は、前記第１空間内のインクの液面がインク供給孔近傍から前記仕切り壁とインク保持体の前記第２壁部に臨む表面との交点よりも第１壁部寄りの部位にわたるまで前記インク保持体に含浸させることを特徴とする。

また本発明は、（ａ）インクが残存するインクカートリッジであって、
（ａ１）中空のインク容器本体と、前記インク容器本体内の空間を第１空間と第２空間とに仕切る仕切り壁とを備え、
（ａ２）前記インク容器本体は、前記第１空間に臨み、第１空間からインクジェットヘッドにインクを供給するためのインク供給孔が形成される第１壁部と、前記第１空間に臨み、第１空間に大気を導入するための通気孔が形成される第２壁部と、前記第２空間に臨む第３壁部とを有し、
（ａ３）前記仕切り壁には、前記第１空間と前記第２空間とを連通する連通路が、前記インク供給孔に近接して設けられ、
（ａ４）前記第１空間には、インクを吸収して保持するためのインク保持体が、前記インク供給孔および前記連通路間にわたりかつ前記インク供給孔および連通路を覆うように収容されるインクカートリッジを用意し、
（ｂ）前記インク容器本体の第３壁部に、インク容器本体の外部から前記第２空間にインクを注入するためのインク注入孔を形成する注入孔形成工程と、
（ｃ）前記インク供給孔、通気孔およびインク注入孔のいずれかから前記第１空間および第２空間へ洗浄液を注入した後、第１空間および第２空間に残留した洗浄液を排出して洗浄する洗浄工程と、
（ｄ）前記洗浄後のインクカートリッジの第１空間に、前記インク供給孔からインクを注入して、前記インク保持体のインク供給孔近傍領域にインクを含浸させる第１のインク注入工程と、
（ｅ）前記インク供給孔および通気孔が封止された状態で、前記インク注入孔から排気して予め定める圧力まで減圧した後に、前記減圧による吸引力によって前記第２空間にインク注入孔を介してインクを吸引し、かつ前記第２空間から前記連通路を介して前記第１空間にインクを浸入させ、前記第１空間内のインクの液面がインク供給孔近傍から前記仕切り壁の前記連通路と離間した部位にわたるまで前記インク保持体に含浸させて、前記インク保持体に含浸されたインクを自重によって移動しない状態で保持する第２のインク注入工程と、
（ｆ）前記第２のインク注入工程でインクが注入されたインク容器本体のインク注入孔を封止するインク注入孔封止工程とを含むことを特徴とするインクカートリッジの再生方法である。

また本発明のインクカートリッジの再生方法では、前記洗浄工程は、前記洗浄液の注入箇所および排出箇所が、前記インク供給孔、通気孔およびインク注入孔のいずれかの相互に異なる箇所に選択された第１選択状態と、前記注入箇所および排出箇所が、前記インク注入孔、通気孔およびインク注入孔の前記第１選択状態と異なる箇所に選択された第２選択状態とに切り換えることを特徴とする。

また本発明のインクカートリッジの再生方法では、前記インク容器本体は、透光性材料からなることを特徴とする。

本発明のインクカートリッジのインク充填方法によれば、第１のインク注入工程において、インク供給孔からインクが注入されて、インク保持体のインク供給孔近傍領域にインクが含浸される。また、第２のインク注入工程において、インク注入孔を介して前記第１空間および第２空間にインクが注入される。以下、インク保持体が収容される第１空間を「インク保持体収容室」といい、インクが貯留される第２空間を「インク貯留室」という。

第１のインク注入工程におけるインクの注入によって、インク保持体のインク供給孔近傍がインクで満たされるまで、インク供給孔からインクが注入される。第１のインク注入工程のインク注入方法は、加圧による注入、あるいは浸透、あるいはインク保持体収容室を減圧してから吸引する方法のいずれによってもよい。

次の第２のインク注入工程では、予め定める圧力まで減圧されたインク保持体収容室およびインク貯留室の圧力と大気圧との圧力差による吸引力によって、インク注入孔からインクが吸引される。吸引されたインクは連通路を介してインク保持体収容室に浸入し、連通路の近傍から拡がるようにインク保持体に浸入する。ここで、インク保持体収容室の通気孔およびインク供給孔は封止されていることから、インク保持体収容室内にインクが浸入するにつれ、インク保持体収容室内に残存する空気の圧力は大気圧よりも低い減圧状態から正圧側へ徐々に増加する。やがて、インク保持体収容室内に残存する空気の圧力がほぼ大気圧に等しくなった時点で、インク保持体へのインクの浸入は停止する。インク貯留室内に貯留するインクについても同様に、インクが貯留するにつれてインク貯留室内の空気の圧力が増加して大気圧にほぼ等しくなった時点でインクの吸引は停止する。

ここで、インク保持体は、物理的には多数の毛細管の集まりとみなすことができることから、インク保持体では、毛細管内に吸収されたインクに毛管力が作用するため、自重によるインクの移動が阻止され、インク保持体によってインクが保持された状態に保たれる。この結果、含浸されたインクに作用する毛管力を大幅に上回る衝撃力をインクカートリッジに加えたり、インク容器本体の側壁に押圧力が作用したりしない限り、インク保持体内でインクが容易に移動することが防がれ、インクの液面の形状がほとんど変化せずに維持されることになる。

たとえば、インクカートリッジ使用前の物流時には、車両運送中の振動および貨物の積替えなどによって外力がインクカートリッジに加わることが考えられるが、このような外力がインク保持体に含浸されたインクに作用しても、前述の自重が作用した場合と同様に、インクへの毛管力の作用によって、インクの移動が阻止され、インク保持体に含浸されたインクの液面の形状はほとんど変化しない。

また上述の工程によれば、第２のインク注入過程の最初の減圧時の負圧の大きさによって、インク容器本体内に吸引されるインクの量が決定され、またインク保持体に含浸されるインクの量も決定される。したがって、減圧時の負圧を予め定める圧力に調節することによって、インクの液面がインク供給孔近傍から仕切り壁のうち連通路と離間した部位にわたるようにインク保持体にインクが含浸された状態で、インクの浸入を停止することができる。

このようにインクの充填方法によって、インク保持体に含浸されたインクの液面の形状が決まり、その後の物流時においてもその形状が維持される。したがって、インク充填方法を工夫することによって、本発明の目的である、印字品質を損なうことなく、残存インクによるインクの無駄を減らし、また物流時におけるインク漏れを防ぐようなインクカートリッジのインク充填方法を可能にすることができる。

前述したように、本発明においては、第１のインク注入工程と第２のインク注入工程とによって、インク保持体の連通路を臨む部分およびインク供給孔を臨む部分、ならびに両部分にわたる領域がインクによって含浸される。インクカートリッジの使用時には、インク貯留室からインク供給孔に至る領域がインクの流れる流路として機能することになるので、この結果、インク貯留室からインクヘッドへとインクが安定して供給され、良好な印字品質で印刷を行うことが可能になる。

また、インク保持体のうち連通路に臨む領域にはインクが含浸されているので、この領域に保持されるインクによって、連通路を介して空気がインク貯留室に入り込むことが阻止されて、物流時のインク漏れを防止することができる。

さらに、インク保持体に含浸されるインクの液面がインク供給孔近傍から仕切り壁のうち連通路と離間した部位にわたるようにインクが注入されるので、インク供給孔を挟んで連通路と離反する側のインク保持体にはインクが含浸されない領域が存在する。この領域は、前述したインク貯留室からインク供給孔に至るインクの流路から離れているので、使用済みのインクカートリッジにおいてインクが残存する量が多いと考えられる。したがって、この領域がインクによって含浸されずに残ることによって、残存インクを減らし、インクの無駄をなくすことができる。

また、前記通気孔が設けられる第２壁部に臨むインク保持体の表面のうち少なくとも一部にも、インクの含浸されない領域が存在する。仮に、インクカートリッジに毛管力を大きく超える外力が加わった場合は、インク保持体の第２壁部に臨む表面で保持されているインクはインク保持体から離脱することになり、インクカートリッジの使用時に通気孔を開封するとき、離脱したインクが通気孔から漏れ出す原因となり得る。しかし、本発明ではインク保持体の表面にインクの含浸されない領域が存在するので、いったん離脱したインクはインクが含浸されていないインク保持体の表面で浸透によって再吸収されることになる。したがって、仮に、物流時においてインクカートリッジに毛管力を大きく超える想定外の衝撃力が加えられたとしても、通気孔からインクが溢れ出ることが抑制される。

また本発明のインクカートリッジのインク充填方法によれば、前記第２のインク注入工程では、インク保持体収容室内のインクの液面が、インク供給孔近傍から前記仕切り壁とインク保持体の前記第２壁部に臨む表面との交点よりも第１壁部寄りの部位にわたるようにインクをインク保持体に含浸させる。この場合には、インクの液面は、インク保持体の前記第２壁部に臨む表面に達しておらず、前記第２壁部に臨む表面とインクの液面との間のインク保持体には、インクが含浸されない領域が存在する。したがって、仮に、インクカートリッジに毛管力を大きく超える外力が加わってインクが移動したとしても、インクがインク保持体の前記第２壁部に臨む表面に達しない限り、インク保持体から離脱することはないので、インク漏れの発生がより一層確実に抑制されることになる。

また本発明のインクカートリッジの再生方法によれば、注入孔形成工程、洗浄工程、第１のインク注入工程、第２のインク注入工程、およびインク注入孔封止工程を少なくとも含む工程によってインクカートリッジが再生される。

注入孔形成工程では、インク容器本体内の洗浄、およびインク容器本体内へのインクの注入に使用するためにインク注入孔が形成される。インク注入用の開口が予め設けられ、その開口が封止部材によって塞がれているインクカートリッジについては、封止部材を取り除くことによって、インク注入孔を形成することができる。

洗浄工程では、インク供給孔、通気孔およびインク注入孔のうちいずれかからインク容器本体内へ洗浄液が注入され、注入された洗浄液が排出されることによって、インク容器本体内に残存したインクが洗浄液とともに除去される。使用後のインクカートリッジが大気中で放置された場合は、インク容器本体内でインクが乾燥して固着しているので、この固着したインクが洗浄工程において除去される。ここで、洗浄液の注入は、注入する側から加圧することによって行ってもよいし、排出する側から吸引することによって行ってもよい。また、洗浄液の注入および排出を複数回繰り返してもよい。

こうしてインク容器本体内に残存したインクを除去した後には、インク容器本体内に残留した洗浄液も取り除かれる。洗浄液を除去する方法としては、たとえばインク容器本体内に空気または温風を流す方法、インク容器本体を真空に引く方法、またはインクカートリッジ全体を加温する方法があり、それらを組み合わせて繰り返してもよい。洗浄液を完全に除去することは、インク注入工程に注入されるインクと洗浄液が交じり合う結果として生じる印字品質の劣化を起こさないようにするために重要である。

洗浄工程の後、前述した第１のインク注入工程と第２のインク注入工程を少なくとも経て、インク容器本体内にインクが充填される。ここで、第２のインク注入工程の前に、インク供給孔と通気孔とを封止する必要がある。インク供給孔の封止は第１のインク注入工程の後に行う必要があるが、通気孔の封止は第１のインク注入工程の前であっても後であってもよい。前述したように第１のインク注入工程と第２のインク注入工程によって、インク保持体のうち連通路からインク供給孔に至る領域がインクによって含浸されるので、インクカートリッジの使用時にはインク貯留室からインクヘッドへインクを安定して供給することができる。また、インク保持体のうち連通路に臨む領域に保持されるインクによって、インク貯留室への空気の進入が阻止されることによって、物流時のインク漏れを防止することができる。さらに、インク供給孔を挟んで連通路と離反する側のインク保持体にインクが含浸されない領域が残ることによって、残存インクを減らしてインクの無駄をなくすことができる。さらに、インク保持体の前記第２壁部に臨む表面にインクが含浸されない領域が存在することによって、物流時のインク漏れを確実に抑制することができる。

インク注入孔封止工程では、インク注入孔に栓をするなど、封止部材によってインク注入孔を封止することによって、インク貯留室が再び密閉状態になる。なお、第２のインク注入工程の後で、インク注入孔封止工程の前に、前記インク室内にインク注入孔からインクを補充する第３のインク注入工程を含ませてもよい。

以上の工程によって、印字品質を維持した上で、残存インクを少なくするとともに、物流時のインク漏れを防止できるような、インクカートリッジのインク充填方法を具備するインクカートリッジの再生方法を提供するという本発明の目的が達成される。

また本発明のインクカートリッジの再生方法によれば、前記洗浄工程において、インク供給孔、通気孔およびインク注入孔のうちのいずれかを洗浄液の注入箇所とし、注入箇所を除く残余うちのいずれかを洗浄液の排出箇所とすることによって、インク容器本体内が洗浄液によって洗浄される。洗浄液の注入箇所および排出箇所を第１選択状態から第２選択状態へと切り換えることによって、インク容器本体内の残存するインクなどの残存物を確実に除去することができる。なお、洗浄液の注入箇所および排出箇所として、さらにいくつかの選択状態を組み合わせることができる。

また本発明のインクカートリッジの再生方法によれば、インクカートリッジが、透光性材料からなる場合には、インク容器本体内を外から視覚的に確認することができるので、洗浄工程において残存インクなどの残存物が確実に取り除けているか否かを目視によって検査することができる。また、第１および第２インク注入工程において、インク保持体のうちインクによって含浸された領域の形状を確認することができる。

図１は、本発明の実施の一形態としての、インクカートリッジのインク充填方法を（１）〜（６）の順に示す説明図である。また図２は、図１に示すインク充填方法によってインクが充填された状態のインクカートリッジ１００ａの一例を示す断面図である。また図３は、図１に示すインク充填方法によってインクが充填された状態が異なるインクカートリッジ１００ｂを示す断面図である。図２と図３とはインクの充填量が異なり、インク容器本体１は同一のものである。以下、最初に図２，３に基づいて、本発明が対象とする代表的なインクカートリッジ１００ａ，１００ｂ（以下、総称するときは「インクカートリッジ１００」と記す）の構造について説明し、さらにインク保持体に含浸されたインクの性質について説明した後、図１〜図３に基づいて本発明に係るインクカートリッジ１００のインク充填方法について説明する。

図２において、インクカートリッジ１００ａは、略直方体の形状のインク容器本体１によって構成される。インク容器本体１内の空間は、第１空間であるインク保持体収容室２と、第２空間であるインク貯留室３とに仕切り壁４によって仕切られている。インク容器本体１および仕切り壁４の材料にはアクリル、ポリプロピレンおよびポリカーボネートなどの透光性硬質樹脂が用いられているので、インク保持体収容室２内およびインク貯留室３内を外部から視覚的に確認することができる。

インク容器本体１の上壁１０１には、インク保持体収容室２に臨む側に大気導入用の通気孔７が設けられ、インク貯留室３に臨む側にインク注入用のインク注入孔１１が形成される。栓部材で封止されたインク注入孔１１が予め上壁１０１に設けられている場合もある。図２において、上壁１０１が第２壁部および第３壁部に対応する。また、インク容器本体１の下壁１０２には、インク保持体収容室２に臨む側に円筒形の突出部１０３が設けられ、突出部１０３の底面にインクジェットヘッドと接続するためのインク供給孔６が設けられる。図２において、下壁１０２が第１壁部に対応する。なお、インクカートリッジ１００ａの使用状態においては、インクカートリッジ１００ａは、図２に示すようにインク供給孔６が鉛直下方になり、通気孔７が鉛直上方になるような位置関係で設置される。以下、上下方向は、インクカートリッジ１００ａの使用状態の位置関係を基準にする。

インク保持体収容室２に収納されるインク保持体５ａ，５ｂ，５ｃ（以下、総称するとき「インク保持体５」と記す）は、ポリウレタンフォームなどの気泡材料、またはポリエチレンなどのオレフィン系樹脂の繊維をフェルト状に成形したものなどで形成される。これらの材料の内部に存在する多数の微細な間隙は、物理的には毛細管の集まりとみなすことができ、インクは、毛細管内に吸収されたインクの毛管力によってインク保持体５の内部に保持される。図２に示すインクカートリッジ１００ａでは、インク保持体５は、インクの吸収性が異なる複数のインク保持体５ａ，５ｂ，５ｃの組み合わせによって構成されている。インク保持体収容室２内では、インク供給孔６に近接する側に吸収力が大きい第１のインク保持体５ａが設けられ、インク供給孔６と離反する側に吸収力が小さい第２のインク保持体５ｂが設けられる。第１のインク保持体５ａは、前記仕切り壁４および下壁１０２と接し、第２のインク保持体５ｂと境界面１０４で接する。また下壁１０２の突出部１０３内に第１のインク保持体５ａと接するように、より微細な間隙を有する第３のインク保持体５ｃが設けられる。第３のインク保持体５ｃは第１のインク保持体５ａおよび第２のインク保持体５ｂよりもインクの吸収性が良くなっている。

また、第２のインク保持体５ｂの上面（上壁１０１に臨む表面）１０５とインク保持体収容室２側の上壁１０１との間には、大気の導入を促進するためのバッファ室８が設けられる。このためインク保持体収容室２側の上壁１０１には、インク保持体収容室２内に突出する複数本のリブ９が形成されている。

仕切り壁４のうちインク供給孔６に近接する部位である、仕切り壁４の下端部には、連通孔１２が設けられ、インク保持体収容室２とインク貯留室３とは連通孔１２によって連通している。仕切り壁４の連通孔１２の近傍には、連通孔１２につながる溝（大気導入溝１３）がインク保持体収容室２側に形成されている。連通孔１２と大気導入溝１３とはインク保持体５ａによって覆われている。本明細書において、連通孔１２と大気導入溝１３とを併せて連通路１４という。

上述したインク供給孔６、通気孔７およびインク注入孔１１は、インクカートリッジ１００ａ使用前においては、封止部材１５，１６，１７ａ，１７ｂによって封止されている。本実施の形態では、インク供給孔封止部材１５として、シリコンゴムからなるキャップが用いられ、通気孔封止部材１６として、通気孔７を覆うように貼られた樹脂製の熱融着テープが用いられる。またインク注入孔封止部材１７ａ，１７ｂ(以下、総称するとき「インク注入孔封止部材１７」と記す）として、インク注入孔１１を閉塞するためのシリコンゴムなどから成る栓部材１７ａが用いられ、さらにインク注入孔１１を覆うように熱融着テープ１７ｂが貼られる。

以上の構造のインクカートリッジ１００ａにおいて、インク１０は、インク貯留室３内に貯留されるとともに、インク保持体５の一部に含浸されている。ここで、インク保持体５のうちインクによって含浸される領域１８（以下「インク含浸領域１８」という）とインクによって含浸されていない領域（以下「非インク含浸領域」という）との境界（以下「液面１９」という）の形状は、図２の場合には、略楕円弧状になっている。すなわち、インク保持体５に含浸されたインクは、仕切り壁４側では、液面１９が境界面１０４を超えて連通路１４から高い領域まで達しており、仕切り壁４からインク供給孔６近傍に到達するにつれて、しだいに液面１９の高さが減少して境界面１０４より低くなる形状を有している。図２の場合、インク含浸領域１８は、第２のインク保持体５ｂの上面１０５までは達しておらず、仕切り壁４側のインクの液面１９は、第２のインク保持体５ｂの上面１０５と仕切り壁４との交点１０６よりも低い部位１０７までしか達していない。

一方、図３では、インクの液面１９は、仕切り壁４側では、第２のインク保持体５ｂの上面１０５まで達している。インク液面１９が、仕切り壁４からインク供給孔６近傍に到達するにつれて、しだいに液面１９の高さが減少し、境界面１０４よりも低くなる点については、図２と同様である。したがって、図３の場合にもインク保持体５の連通孔１２と離反する側にはインクの含浸されない領域が存在する。このような液面１９の形状は、後述するようにインクの充填方法によって決定される。

ここで、図２および図３において、インクカートリッジ１００の使用時には、インク供給孔６からインクジェットヘッドにインクが供給されるにつれて、インク保持体５の液面１９のレベルが低下する。そして、液面１９のレベルが大気導入溝１３の上端に達すると、インク貯留室３と大気との気液交換が生じてインク貯留室３内のインクが消費され始める。

一方、インクカートリッジ１００の使用前の状態では、液面１９の形状はほとんど変化しない。この理由は、多数の毛細管の集まりとみなされるインク保持体５においては、重力とインクの毛管力がつりあっているためと考えられる。

図４は、鉛直方向に設置される半径Ｒの毛細管１１０に高さＨの液体柱１１１が引っかかって止まっている状態を模式的に示す断面図である。図４では、液体柱１１１の上端１１２において接触角θ１で液体柱１１１と毛細管１１０とが接し、液体柱１１１の下端１１３において接触角θ２で液体柱１１１と毛細管１１０とが接している。この場合、液体の表面張力をγ、液体の密度をρ、重力加速度をｇとすると、
２γ（ｃｏｓθ_１−ｃｏｓθ_２）／Ｒ＝ρｇＨ …（１）
のつりあいの式が成立する。いま、液体柱１１１の高さＨが増加した場合には、上式でθ_１が減少し、θ_２が増加することによって、θ_１およびθ_２が臨界値に達するまでつりあいの関係が保たれる。このようなつりあいの関係が保たれるθ_１の臨界値を後退接触角θ_Ｒといい、θ_２の臨界値を前進接触角θ_Ａという。したがって、角度の臨界値θ_Ａとθ_Ｒとの差が大きいほど、液体柱１１１の高さＨが増加しても、液体柱１１１は、自重によって落下せずに垂直な毛細管１１０に閉じ込められた状態で止まることができる。定性的には、清浄な毛細管１１０の表面では、角度差θ_Ａ−θ_Ｒは小さく、凹凸した表面や汚れた表面では、この角度差θ_Ａ−θ_Ｒは大きくなる。

多数の毛細管の集まりとみなされるインク保持体５においても、インクの表面張力γ、インクの密度ρ、等価的な毛細管１１０の半径Ｒ、前進接触角θ_Ａと後退接触角θ_Ｒとの角度差、および液体柱の等価的な高さＨによって、インクがインク保持体５内で自重によって移動しないかどうかが決まるものと考えられる。

インクカートリッジ１００の場合、インクの表面張力γは、インクジェットヘッドから安定してインクが吐出でき、記録媒体である普通紙に対して浸透性が確保される観点から選択され、通常２０〜４０ｍＮ／ｍである。また、インクの密度は、主溶媒として水を含有する水系インクの場合は約１ｇ／ｃｍ^３である。また、等価的な毛細管１１０の半径Ｒは、インクジェットヘッドに安定してインクを供給するという観点から選ばれ、インク保持体５が繊維質の場合には繊維の太さおよびインク保持体５の空隙率などによって決まる。本件発明者らが、市販のインクカードリッジのインク保持体を観察した結果によると、概ね２Ｒ＝５０〜１００μｍである。また、等価的な液体柱１１１の高さＨは、インク保持体５の外形寸法で決まり、概ねＨ＝３〜４ｃｍである。これらのパラメータの値を、前記つりあいの式（１）に代入すると、ｃｏｓθ_１−ｃｏｓθ_２の値は、０．０９２〜０．４９と求まる。

図５は、図４に示す毛細管１１０内の液体柱１１１において、インクカートリッジにおける前述の表面張力γ、液体密度ρ、毛細管半径Ｒおよび液体柱１１１の高さＨを用いたときに、式（１）のつりあいが成立する接触角θ_１と接触角の角度差（θ_２-θ_１）との関係を示す図である。図５で横軸は上端１１２の接触角θ_１［度］を示し、縦軸は下端１１３の接触角θ_２と上端１１２の接触角θ_１との角度差θ_２-θ_１［度］を示す。図５の斜線部１１５においてつりあいの式（１）が成立している。

図５において、たとえばθ_１が２０度で濡れ性が比較的良い場合は、角度差θ_２-θ_１がおよそ１２〜４３度でつりあいの式（１）が成立する。この場合、前進接触角θ_Ａと後退接触角θ_Ｒとの角度差θ_Ａ−θ_Ｒが、このつりあいの式（１）が成立する角度差θ_２-θ_１よりも大きいときに、液体柱１１１であるインクがインク保持体５に保持される。また、たとえばθ_１が６０度で濡れ性が比較的悪い場合は、角度差θ_２-θ_１がおよそ６〜３０度でつりあいの式（１）が成立する。この場合にインクがインク保持体５に保持されるには、前進接触角θ_Ａと後退接触角θ_Ｒとの角度差θ_Ａ−θ_Ｒは、このつりあいの式（１）が成立するθ_１＝６０度における角度差θ_２-θ_１よりも大きければよい。このように濡れ性が悪い場合は、濡れ性が良い場合に比べて、小さな角度差θ_Ａ−θ_Ｒでもインクがインク保持体５に保持されることになる。

実際の前進接触角θ_Ａと後退接触角θ_Ｒとの角度差θ_Ａ−θ_Ｒは、インク保持体５の表面状態によって大きく変わるので、実験的に決定するしかない。本件発明者らの検討結果では、市販のインクカートリッジを用いて後述する洗浄工程および乾燥工程を行った後、インクカートリッジにインクを再充填した場合、インク保持体５に含浸されたインクが自重によって移動することはなかった。すなわち、故意にインクカートリッジに衝撃を加えたり、インク貯留室３の側壁を押圧したりしない限り、液面１９の形状はそのまま維持される。したがって、市販のインクカートリッジに用いられるインク保持体とインクとの組合せでは、前進接触角θ_Ａと後退接触角θ_Ｒとの角度差θ_Ａ−θ_Ｒが比較的大きな値になっているか、またはインクのインク保持体への濡れ性が良くないか、あるいは両方の状況になっていると考えられる。

また後述するように、インク供給孔６、通気孔７、およびインク注入孔１１が封止された使用前の状態で、物流時に想定される衝撃および温度によって、インク保持体５に含浸されたインクが移動しないかを具体的に確認するため、落下試験および加熱試験を行ったところ、インクカートリッジ１００のインク保持体収容室２の液面１９の形状が変化することはなかった。したがって、インク充填後のインク保持体５のうちインクが含浸していない部分は、インクによって着色されない非着色部分となっているが、この非着色部分は、物流および販売を経て使用者によってインクが使用された後においても、非着色のまま残ることになる。

上述のように、インク充填時の液面１９の形状が物流時においてそのまま維持されることから、インク充填時の段階でその後の物流時および使用時を想定して、インク保持体５のうちインク含浸領域１８と非インク含浸領域とが所望の形状に区分されるように充填することが可能になる。そこで、本発明においては、良好な印字品質の維持、使用後の残存インクの削減、および物流時のインク漏れの防止という本発明の目的に照らして、以下の条件を満たすようにインク含浸領域１８の形状を決めている。

第１に、インク保持体５のうち連通路１４に臨む領域は、十分な量のインクによって含浸される必要がある。この領域に保持されるインクによって空気とインク貯留室３内のインクとの気液交換が阻止される。この結果、物流時にインク貯留室３から多量のインクがインク保持体５に浸入することがなく、インク保持体５からバッファ室８へインクが溢れ出すことを防止することができる。

第２に、インク保持体５のインク供給孔６近傍領域２０（第３のインク保持体５ｃ、および第１のインク保持体５ａのうちインク供給孔６に臨む領域）および連通路１４に臨む領域、ならびにインク供給孔６近傍領域２０と連通路１４に臨む領域とにわたる領域にはインクが含浸される必要がある。これらの領域がインクによって含浸されることによって、使用時における連通孔１２からインク供給孔６に至るインクの流路が形成され、インクジェットヘッドへ安定してインクが供給される。物流時の振動などによって、含浸されたインクが移動するおそれのないように、これらの領域には十分な量のインクが含浸される必要がある。

第３に、インク保持体５のうち、インク供給孔６を挟んで連通路１４と離反する側の領域は、上述した物流時のインク漏れの防止および使用時のインクの流路とは無関係であるので、インクをなるべく含浸させないほうがよい。この部分に含浸されたインクも一部は印字に使用されるのであるが、使用後に残存する無駄なインクを減らすという本発明の目的からはインクがなるべく含浸されないようにする。

第４に、インク保持体５のうち、バッファ室８に臨む第２のインク保持体５ｂの上面１０５にはインクがなるべく含浸されないようにする。好ましくは、図２のように、第２のインク保持体５ｂの上面１０５とインクの液面１９との間のインク保持体５ｂにインクによって含浸されない領域が存在するのがよい。なぜなら、仮に、インクカートリッジ１００ａに毛管力を大きく超える外力が加わってインクが移動したとしても、インクがインク保持体５から離脱するには、まず第２のインク保持体５ｂの上面１０５に達する必要があるからである。したがって、仮に、物流時においてインクカートリッジ１００ａに重力を大きく超える想定外の衝撃力が加えられたとしても、使用時に通気孔７を開封するとき通気孔７からインクが漏れ出すことが抑制されることになる。

また、図３のように、仕切り壁４側で第２のインク保持体５ｂの上面１０５にインクが達していても、仕切り壁４から離反した第２のインク保持体５ｂの上面１０５に、インクの含浸されない領域が存在すれば、インク漏れは抑制できる。なぜなら、この場合にインクカートリッジ１００ｂに毛管力を大きく超える外力が加わったときには、第２のインク保持体５ｂの上面１０５で保持されているインクは第２のインク保持体５ｂから離脱することになるが、離脱したインクはインクが含浸されていない第２のインク保持体５ｂの上面１０５で浸透によって再吸収されるからである。

本発明は、上述した第１〜第４の条件が満足されるようなインク充填方法を提供するものである。以下、図１を用いて、以上の条件が満たされるようにインクカートリッジ１００へインクを充填する方法について説明する。

まず、図１（１）のように、インク保持体収容室２の通気孔７を熱融着テープなどの通気孔封止部材１６で封止した後、インク供給孔６からインク保持体５のインク供給孔近傍領域２０（第３のインク保持体５ｃおよび第１のインク保持体５ａのインク供給孔６近傍）にインクを注入する（第１のインク注入工程）。本実施の形態では、インクの注入は加圧による注入または浸透による。なお、通気孔封止部材１６による通気孔７の封止は第１のインク注入工程の後に行うこともできる。

次に、図１（２）のように、インク供給孔６をシリコンゴムのキャップなどのインク供給孔封止部材１５で封止する。この結果、インク容器本体１の開口は、インク注入孔１１を除いて閉鎖されることになる。

次に、図１（３）のように、配管２１をインク注入孔１１に気密に接続し、真空ポンプを用いてインク容器本体１内を予め定める圧力まで減圧する。このためインク注入孔１１に挿入される配管２１の挿入部２１ａの外径はインク注入孔１１の内径よりわずかに小さく設計され、インク注入孔１１との接触部分である挿入部２１ａの外周にシール部材が設けられる。配管２１は分岐されて、分岐した配管２１の一方は第１開閉弁２２を介してインクが貯留されるインクタンク（不図示）と接続され、分岐した配管２１の他方は第２開閉弁２３を介して真空ポンプ（不図示）と接続される。ここで、インク容器本体１内を減圧するために、第１開閉弁２２を閉鎖し、第２開閉弁２３を開放して真空ポンプとインク容器本体１内とを連通させる。この結果、真空ポンプによってインク容器本体１内が排気される（図１（３）の排気方向２４を参照）。

予め定める圧力まで排気した後に、第２開閉弁２３を閉鎖し、第１開閉弁２２を開放して、インクタンクとインク容器本体１内とを連通する。すると、図１（４）のように、インク容器本体１内の減圧によって、インクタンクからインク容器本体１へインクが吸引される（図１（４）のインク注入方向２５を参照）。なお、インクタンクには開口が設けられており、吸引されるインクと入れ替わりに空気がインクタンク内に導入される。

吸引されたインク１０の一部はインク貯留室３に貯留されるとともに、連通孔１２を介してインク保持体５に浸入する。インク保持体５に浸入したインクは連通路１４からインク保持体５内部に拡がる。インクがインク保持体５に含浸するにつれ、インク保持体収容室２内に残留する空気は、その体積が徐々に減少するのでその圧力が減圧状態から徐々に増加する。やがて、インク保持体収容室２内に残留する空気の圧力がほぼ大気圧に等しくなる時点で、インク保持体５へのインクの浸入は停止する（第２のインク充填工程）。

このようにインク保持体収容室２に残留する空気と大気との圧力差がなくなった時点で、インクの浸入が停止するので、図１（３）における減圧時の負圧の絶対値を調節することによって、インク保持体５のインク含浸領域１８の形状を制御することができる。本発明においては、連通孔１２からインク保持体５に浸入したインクが、インク供給孔６の近傍に到達した時点でインクの含浸が停止するように、減圧時の負圧の絶対値を調節する。その結果、第１および第２のインク注入工程によって、インク供給孔近傍領域２０、インク保持体５の連通路１４に臨む領域、および両者をわたる領域に十分にインクが含浸される。一方、インク保持体５のうち、インク供給孔６を挟んで連通路１４と離反する領域、およびバッファ室８の近傍領域にはインクが含浸されないようにすることができる。

なお、図１（３）において十分に排気すれば、インク保持体５の内部の隅々までインクを行き渡らせることができるので、第２のインク充填工程だけによって下壁１０２の突出部１０３内の第３のインク保持体５ｃまでインクが含浸される。しかし、本発明のように、インク保持体５のインク含浸領域１８の形状を調節する場合には、第２のインク注入工程によるインクの注入だけではインク供給孔近傍領域２０に十分にインクを浸入させることができない。そこで、予め第１のインク注入工程において、インク供給孔近傍領域２０にインクを注入している。

次に、図１（５）のように、インク注入機２６を用いてインク貯留室３のインクを補充する（第３のインク注入工程）。図１（４）のおいては、インク貯留室３内に貯留するインクについても、インク１０が貯留するにつれてインク貯留室３内の空気の圧力が増加して大気圧にほぼ等しくなった時点でインクの吸引が停止する。したがって、第２のインク注入工程によってインク貯留室３へ注入されるインク１０が不足する場合には、インク補充管２６ａをインク注入孔１１に挿入して、インク貯留室３のインクを補充する。

最後に、図１（６）のように、インク貯留室３のほぼ全域がインクで満たされると、すぐにインク注入孔１１をシリコンゴム栓および熱融着テープなどのインク注入孔封止部材１７で封止する。インク貯留室３に補充されたインクの水頭圧によって、インク保持体５に含浸されたインクが移動する場合があるので、インク貯留室３にインクを補充した後には、すぐにインク注入孔１１を封止する必要がある。こうして、インク貯留室３が密閉されることによって、インク容器本体１へのインクの充填の各工程は終了する。

図６は、インク容器本体１内の排気による減圧時の負圧の大きさと、その減圧によってインク容器本体１内に吸引されるインクの注入量との関係の一例を示す図である。また、図７は、図６に示す各点における含浸されたインクの形状を示す写真である。図６において縦軸は、インク保持体５のインクの含浸量（ｇ）を表し、横軸は大気圧を０ｋＰａとするときの、圧力（単位ｋＰａ）を表す。なお、圧力の測定はインク容器本体１から真空ポンプに至る経路の途中で行っているので、実際のインク容器本体１内の減圧時の負圧の絶対値は、グラフに表示される値よりも小さいと考えられる。

図６および図７において、減圧時の負圧の大きさと注入されるインクの質量の関係は実験によって求めたものである。すなわち、インク注入量は、インク充填後のインクカートリッジ１００の質量から、空のインクカートリッジ１００の質量とインク貯留室３に貯留されるインクの質量を減じることによって求められる。ここで、減圧によるインク保持体５へのインク含浸量だけを求めるために、図６および図７においては、図１に示す各工程にうち、第２のインク注入工程と第３のインク注入工程を行い、第１のインク注入工程を行っていない。

図６に示すように、インク容器本体１内が減圧時の負圧の絶対値が増加するにつれて、インク保持体５に含浸されるインクの量は増加する。また、実際に含浸されたインクの形状については、図７（１）に示すように、減圧の負圧の大きさが−２０ｋＰａのときには、連通路１４の近傍にのみインクが浸入している。次に図７（２）のように、−４０ｋＰａまで減圧すると、連通孔１２から放射状にインクが浸入する結果、液面１９はインク供給孔６近傍まで達する。図７（３）のように、−６０ｋＰａまで減圧すると、仕切り壁４の近傍では、第２のインク保持体５ｂの上面１０５までインクが到達するようになる。さらに、図７（４）のように、−８０ｋＰａまで減圧すると、仕切り壁４に対向する壁部にまでインクが到達し、連通孔１２と離反する側の一部の領域を除いてインク保持体５のほぼ全域にインクが含浸されるようになる。このように、インク容器本体１内の減圧の大きさを調節することによって、インク容器本体１内に注入されるインクの量を制御することができる。その結果、インク保持体５のインク含浸領域１８の形状も調節することができる。図２に示すインクカートリッジ１００ａの場合は、図６および図７において−４０ｋＰａまで減圧する場合に相当し、図３に示すインクカートリッジ１００ｂの場合は、図６および図７において−６０ｋＰａまで減圧する場合に相当する。

図８は、図１に示すインク充填方法のうち、図１（３），（４）の第２のインク注入工程に用いられるインク注入装置３９の構成図である。インク注入装置３９は、インク注入用として、インクタンク３１および流量制御弁２８を備え、インク容器本体１の排気用として、真空ポンプ３７、バッファタンク３４および真空計３５を備える。また、経路切替え用として第１開閉弁２２および第２開閉弁２３を備える。これらは第１〜第５配管２７，２９，３０，３３，３６によって相互に接続される。さらにインク注入装置３９は、真空計３５の計測値に基づいて、各開閉弁２２，２３および真空ポンプ３７の駆動状態を制御するための制御手段３８を備える。

図８において、インク容器本体１内には、第１のインク注入工程によって、インク保持体５のインク供給孔近傍領域２０にインクが既に含浸されている。さらにインク容器本体１の通気孔７およびインク供給孔６は封止部材１５，１６によって封止されている。前述したように、インク注入孔１１には、第１配管２７の一端部に設けられた挿入部２７ａが挿入される。第１配管２７の挿入部２７ａの外径は、インク注入孔１１の内径よりもわずかに小さく設計され、さらに挿入部２７ａの外周にシール材が設けられることでインク容器本体１の気密性が保たれている。第１配管２７の他端部は流量制御弁２８の一端に接続される。

流量制御弁２８はインク容器本体１へ注入されるインクの流量を調節するために設けられるものである。流量制御弁２８の他端に接続される第２配管２９は分岐し、それぞれ第１開閉弁２２と第２開閉弁２３とに接続される。第１開閉弁２２および第２開閉弁２３は、インク容器本体１の排気とインク容器本体１へのインクの注入との切替えに用いられる。

第１開閉弁２２には、第３配管３０の一端部が接続され、第３配管３０の他端部に設けられる挿入部３０ａがインクタンク３１の開口に挿し込まれる。挿入部３０ａの先端はインクタンク３１に貯留されるインク３２の中に浸っていて、挿入部３０ａの先端からインクが吸引される。インクが吸引されると同時にインクタンク３１内には、開口から空気が導入される。

第２開閉弁２３は、第４配管３３を介してバッファタンク３４と接続され、さらにバッファタンク３４は第５配管３６を介して真空ポンプ３７と接続される。バッファタンク３４には真空計３５が設けられ、バッファタンク３４内の圧力が測定される。ここで、バッファタンク３４を介してインク容器本体１を排気することによって、インク容器本体１の排気時の圧力の減少が緩やかになって安定化するので、圧力の制御性を向上させることができる。また、複数のインク容器本体１を交換しながらインクの注入を繰り返すときに、インクが第１配管２７および第２配管２９に残留しているおそれがあるので、インク容器本体１内の排気時に第１配管２７，２９に残留するインクを回収するために、バッファタンク３４が設けられている。

第１開閉弁２２および第２開閉弁２３には電磁式開閉弁が用いられ、その開閉は制御手段３８によって制御される。各開閉弁２２，２３の開閉のタイミングは真空計３５の計測値に基づいて行われる。

図９は、図８に示すインク注入装置３９において、各開閉弁２２，２３および真空ポンプ３７の駆動状態を示すタイミングチャートである。図９において、横軸は基準時間からの経過時間を表し、縦軸は各開閉弁２２，２３の駆動状態を表す。以下、制御手段３８の動作について、図９のタイミングチャートに基づいて説明する。

基準時刻ｔ０では、インク容器本体１はインク注入装置３９に装着され、インク容器本体１のインク注入孔１１には第１配管２７の挿入部２７ａが挿入されている。また第１開閉弁２２および第２開閉弁２３ともに閉鎖され、真空ポンプ３７は停止状態である。流量制御弁２８はインク注入方向２５の流量を制御するためのもので、インク注入時にインク内に気泡が混入しないように流量が絞られている。

時刻ｔ１において、制御手段３８によって第２開閉弁２３が開放された後、時刻ｔ２において、制御手段３８によって真空ポンプ３７が起動される。この結果、インク容器本体１内が、流量制御弁２８、第２開閉弁２３およびバッファタンク３４を介して真空ポンプ３７によって排気される。

バッファタンク３４に設置された真空計３５の計測値が予め定める圧力になった時刻ｔ３の時点で、制御手段３８によって、第２開閉弁２３が閉鎖される。第２開閉弁２３が閉鎖されると、すぐに制御手段３８によって第１開閉弁２２が開放され（時刻ｔ４）、第１開閉弁２２および流量制御弁２８を介してインクタンク３１内のインクがインク容器本体１内に吸引される。なお、真空ポンプ３７は、第２開閉弁２３の閉鎖後の時刻ｔ５において、制御手段３８によって停止され、真空ポンプ３７およびバッファタンク３４内はリークされて大気圧に戻る。このため、バッファタンク３４にはリーク弁１２０が設けられ、制御手段３８によって開閉が制御される。

予め設定される時間である（ｔ６−ｔ４）が経過した時刻ｔ６において、制御手段３８によって第１開閉弁２２が閉鎖される。この時間（ｔ６−ｔ４）は、インク容器本体１内へのインクの吸引が停止する時間を見込んで設定され、本実施の形態では１〜１００秒である。これによって、第２のインク注入工程によるインクの充填が完了する。

以上のとおり、本発明のインク充填方法によれば、インク保持体５のインク含浸領域１８の形状を調節することができ、その結果、印字品質を維持した上で、残存インクを少なくするとともに、物流時のインク漏れを防止するという本発明の目的が達成される。次に、前述したインクカートリッジ１００へのインク充填方法を用いた使用済みインクカートリッジ１００の再生方法について説明する。

図１０は、本発明の実施の一形態としての、インクカートリッジの再生方法を概略的に示すフローチャートである。

最初に、使用済みのインクカートリッジを回収した後（ステップｓ１）、インクカートリッジの品種ごとに分別する（ステップｓ２）。以下、本発明が対象としているインクカートリッジ１００について説明する。分別の後、インクカートリッジ１００に損傷がないか検査する（ステップｓ３）。インクカートリッジ１００に損傷がある場合には（ステップｓ３のＮＯ）、燃料化のための廃棄処分などの不合格処理（ステップｓ４）を行い、インクカートリッジ１００に損傷がない場合には（ステップｓ３のＹＥＳ）、次のインク注入孔形成工程（ステップｓ５）に進む。

インク貯留室３にインク注入孔１１を形成した（ステップｓ５）後、洗浄工程を行う。本実施の形態では、洗浄工程は、インク容器本体１内に洗浄液を注入して洗浄する洗浄液注入工程（ステップｓ６）と、乾燥機を用いてインク容器本体１内を乾燥する乾燥工程（ステップｓ７）とを含む。詳細については後述する。

洗浄工程の後、インク容器本体１内に残留物がないかを目視にて確認する（ステップｓ８）。ここで、残留物がある場合（ステップｓ８のＮＯ）には、インク容器本体１の洗浄（ステップｓ６）に戻る。残留物がない場合には（ステップｓ８のＹＥＳ）、前述した実施の形態のインクの充填が行われる。概略的に説明すると、最初に通気孔７を封止した（ステップｓ９）後、インク供給孔６近傍にインクを注入する第１のインク注入工程が行われる（ステップｓ１０）。続いて、インク供給孔６を封止してから（ステップｓ１１）、インク注入孔１１よりインク容器本体１内を予め定める圧力まで減圧し、この減圧によってインク供給孔６からインクを吸引する第２のインク注入工程が行われる（ステップｓ１２）。さらにインク貯留室３内にインクを補充する第３のインク注入工程が行われる（ステップｓ１３）。以上の第１〜第３のインク注入工程の後、インク注入孔１１を封止する（ステップｓ１４）ことによって、インクの充填が完了する。

インク容器本体１へのインク充填後、製品の外観検査を行う。インク容器本体１に損傷がないかを検査し（ステップｓ１５）、損傷がある場合（ステップｓ１５のＮＯ）には、不合格処理を行う（ステップｓ４）。損傷がない場合（ステップｓ１５のＹＥＳ）には、次にインク容器本体１内に残留物がないかを目視にて確認する（ステップｓ１６）。ここで、残留物がある場合（ステップｓ１６のＮＯ）には、インク容器本体１の洗浄（ステップｓ６）に戻る。残留物がない場合には（ステップｓ１６のＹＥＳ）、インクの充填量が適正か否かを検査し（ステップｓ１７）、充填量が適正でない場合には（ステップｓ１７のＮＯ）、第３のインク注入工程（ステップｓ１３）に戻り、インクを補充する。

外観検査の後、インクが充填されたインク容器本体１の包装を行ってから（ステップｓ１８）、出荷前の最終検査として、あらためてインク容器本体１に損傷がないかを検査し（ステップｓ１９）、損傷がある場合には（ステップｓ１９のＮＯ）、不合格処理（ステップｓ４）にまわす。損傷がない場合には（ステップｓ１９のＹＥＳ）には、包装状態がよいか確認し（ステップｓ２０）、包装状態が不備の場合には（ステップｓ２０のＮＯ）、再び包装工程（ステップｓ１８）に戻り、包装状態が良好な場合（ステップｓ２０のＹＥＳ）には、製品として出荷される（ステップｓ２１）。

以下、上記の工程のうち、洗浄液注入工程（ステップｓ６）、乾燥工程（ステップｓ７）および通気孔封止工程（ステップｓ９）についてさらに詳しく説明する。

図１１は、図１０に示すフローチャートの各工程のうち、洗浄液注入工程（ステップｓ６）に用いられる洗浄装置４０の構成図である。洗浄液注入工程（ステップｓ６）では、洗浄液が注入されることによってインク容器本体１内が洗浄されるとともに、空気が通風されることによってインク容器本体１内の洗浄液が除去される。この目的のため、図１１において、洗浄液および空気の経路の最下流側には排液タンク４１を介して真空ポンプ４２が設けられる。また経路の最上流側は分岐され、一方には洗浄液タンク４３が設けられ、他方はエアフィルタ４４を介して大気に開放される。そして最上流に配置される洗浄液タンク４３からは第１配管４５を通して洗浄液タンク４３に貯留される洗浄液４６が吸引され、エアフィルタ４４からは浄化された空気が第２配管４７を通して吸引される。ここで洗浄液と空気との切り換えは、第１配管４５に接続された第１開閉弁４８、および第２配管４７に接続された第２開閉弁４９の開閉によって行われる。第１開閉弁４８と第２開閉弁４９とは下流側で第３配管５０に接続されて、洗浄液および空気の経路が合流する。この第３配管５０を通してインク容器本体１内へ洗浄液および空気のいずれかが供給されることになる。なお本実施の形態では、洗浄液には水または温水が用いられる。

前述のとおり、インク容器本体１には、インク容器本体１の下壁１０２にインク供給孔６が設けられ、上壁１０１に通気孔７およびインク注入孔１１が設けられている。図１１に示す洗浄装置４０では、これらインク供給孔６、通気孔７およびインク注入孔１１の３つの開口のうちいずれの開口から洗浄液または空気を流入させ、いずれの開口から排出させるかの経路の選択を行うため、第３〜第８開閉弁５１，５２，５４，５５，６０，６１が設けられる。このうち第３〜第６開閉弁５１，５２，５４，５５によって、洗浄液及び空気の経路を、上壁１０１に設けられる通気孔７およびインク注入孔１１から下壁１０２に設けられるインク供給孔６へ向かう経路にするか、逆に下壁１０２側から上壁１０１側へ向かう経路にするかの上下方向の選択を行う。また、第７および第８開閉弁６０，６１によって、上壁１０１に設けられる通気孔７およびインク注入孔１１のうちいずれを使用するかの選択を行う。

具体的に各開閉弁５１，５２，５４，５５，６０，６１とインク容器本体１との接続について説明する。先ず、インク容器本体１内の上下方向の経路の選択を行うために、上流側では第３配管５０が分岐して第３開閉弁５１と第４開閉弁５２とに接続され、下流側では排液タンク４１に接続される第４配管５３が分岐して第５開閉弁５４と第６開閉弁５５とに接続される。これらのうち上流側の第３開閉弁５１と下流側の第５開閉弁５４とが第５配管５６によって接続され、さらに第５配管５６はインク供給孔６と第１挿入管５７を介して接続される。インク容器本体１の気密性を保つために、インク供給孔６に挿入される第１挿入管５７の周囲にはシール部材が設けられる。また上流側の第４開閉弁５２と下流側の第６開閉弁５５とは第６配管５８によって接続される。第６配管５８には第７配管５９の一端部がさらに接続され、第７配管５９の他端部は分岐して第７開閉弁６０と第８開閉弁６１とに接続される。第７開閉弁６０は第２挿入管６２を介して通気孔７に接続され、第８開閉弁６１は第３挿入管６３を介してインク注入孔１１に接続される。ここで第２挿入管６２および第３挿入管６３の周囲にもシール部材が設けられることによって、インク容器本体１の気密性が保たれる。

上述した第１〜第８開閉弁４８，４９，５１，５２，５４，５５，６０，６１には、電磁式開閉弁が用いられ、これら電磁式開閉弁の開閉と真空ポンプ４２の起動および停止とを制御するための制御手段６４が設けられる。次に制御手段６４の動作について説明する。

図１２は、図１１に示す洗浄装置４０において、各開閉弁４８，４９，５１，５２，５４，５５，６０，６１の駆動状態を示すタイミングチャートである。また図１３は、図１１に示す洗浄装置４０を用いた洗浄液注入工程を（１）〜（６）の順に示す説明図である。図１２において、横軸は基準時間からの経過時間を表し、縦軸は各開閉弁４８，４９，５１，５２，５４，５５，６０，６１の駆動状態を表す。また図１３において、洗浄液の経路６５を実線で示し、空気の経路６６を破線で示す。

図１２に示す基準時刻ｔ０で、制御手段６４によって真空ポンプ４２が起動される。各開閉弁４８，４９，５１，５２，５４，５５，６０，６１は閉鎖状態である。

時刻ｔ１において、制御手段６４によって、第１開閉弁４８、第３開閉弁５１、第６開閉弁５５および第８開閉弁６１が開放される。こうして、洗浄液タンク４３から洗浄液４６が吸引され、インク容器本体１のインク供給孔６から洗浄液が流入し、インク注入孔１１から洗浄液が排出されることによって、インク貯留室３の洗浄が行われる。この状態は図１３（１）に対応し、時刻ｔ２まで続く。本実施の形態ではｔ１〜ｔ２の時間は１５秒に設定される。

次に時刻ｔ２において、制御手段６４によって、第７開閉弁６０が開放される。これによって、インク容器本体１のインク供給孔６から注入された洗浄液は、通気孔７とインク注入孔１１の両方から排出され、インク保持体収容室２とインク貯留室３が洗浄される。この状態は図１３（２）に対応し、時刻ｔ３まで続く。本実施の形態ではｔ２〜ｔ３の時間は１５秒に設定される。

次に時刻ｔ３において、制御手段６４によって、第３開閉弁５１と第６開閉弁５５と第８開閉弁６１とが閉鎖され、第４開閉弁５２と第５開閉弁５４とが開放されることによって、洗浄液タンク４３から吸引された洗浄液４６は、通気孔７から注入されて、インク供給孔６から排出される。このように洗浄液の経路を換えることによって、インク保持体収容室２が洗浄される。この状態は図１３（３）に対応し、時刻ｔ４まで続く。本実施の形態ではｔ３〜ｔ４の時間は１０秒に設定される。

次に時刻ｔ４において、制御手段６４によって、第８開閉弁６１が開放され、インク注入孔１１からも洗浄液が注入される。これは、インク貯留室３内がインク保持体収容室２内よりも圧力が低くなることによって、インク貯留室３内に洗浄液が滞留するのを防止するためである。本実施の形態では、すぐに次の時刻ｔ５の状態に移る。ｔ４〜ｔ５の状態は図１３（４）に対応する。

次に時刻ｔ５において、制御手段６４によって、第１開閉弁４８と第７開閉弁６０が閉鎖され、第２開閉弁４９が開放される。これによって、エアフィルタ４４によって浄化された空気が吸気されてインク注入孔１１から流入し、インク供給孔６から排気されることによって、インク貯留室３内の洗浄液が除去される。この状態は図１３（５）に対応し、時刻ｔ６まで続く。インク保持体収容室２内よりも先行してインク貯留室３内の洗浄液を除去するのは、インク貯留室３内に洗浄液が滞留するのを防止するためであり、本実施の形態では、すぐに次の時刻ｔ６に移る。

次に時刻ｔ６において、制御手段６４によって、第７開閉弁６０が開放されることによって、エアフィルタ４４を通して吸引された空気は、通気孔７とインク注入孔１１の両方から流入し、インク供給孔６から排出される。こうして、インク保持体収容室２とインク貯留室３との両方の洗浄液が除去される。この状態は図１３（６）に対応し、時刻ｔ７まで続く。本実施の形態ではｔ６〜ｔ７の時間は２０秒に設定される。

時刻ｔ７において、各開閉弁４９，５２，５４，６０，６１が閉鎖されて、洗浄装置４０を用いる洗浄液注入工程が完了する。

このように本実施の形態における洗浄液注入工程では、洗浄液の注入箇所と洗浄液の排出箇所を、インク供給孔６、通気孔７およびインク注入孔１１のいずれかに選択的に変更することによって、インク容器本体１内の洗浄液の通過経路が切り換えられる。こうすることで、比較的短時間で、インク容器本体１内の残存インクを確実に除去することができる。またインク容器本体１が透光性材料から成るので、インク容器本体１内の残存インクが確実に除去できたか否かを視覚的に確認することができる。

次に、図１０に示すフローチャートのうちステップｓ７の乾燥工程について説明する。図１４は、図１０に示すフローチャートの各工程のうち、乾燥工程（ステップｓ７）に用いられる乾燥装置６７の構成図である。乾燥工程（ステップｓ７）は、インク容器本体１内、特にインク保持体５に吸着されている洗浄液を完全に除去するための工程である。洗浄液が残存した場合には、続くインク注入工程で注入されるインクと洗浄液とが混合するおそれがあるので、乾燥工程は良好な印字品質を得るために重要である。

図１４において、乾燥装置６７は、乾燥容器６８と、真空ポンプ６９と、温風機７０と、ドレンタンク７１と、ドレンポンプ７２と、制御手段８０とを含む。このうち乾燥容器６８は、真空ポンプ６９によって真空排気が可能なように気密性が保たれている。また、乾燥容器６８内の圧力を測定するために真空計８１が設けられる。

洗浄後のインク容器本体１は乾燥容器６８内に収納される。インク容器本体１を乾燥するために、先ず、真空ポンプ６９によって、乾燥容器６８内を減圧し、インク容器本体１内に付着した洗浄液（本実施の形態では水である）を蒸発させる減圧乾燥が行われる。蒸発によって生じた水蒸気は真空ポンプ６９によって排気される。続いて、温風機７０によって、乾燥容器６８内に温風を送り込み、乾燥容器６８内の水蒸気を凝縮させてドレン水として乾燥容器６８外に排出する温風乾燥が行われる。

上記減圧乾燥では、インク容器本体１内に残存する水が蒸発するときに、蒸発潜熱がインク容器本体１から奪われ、インク容器本体１の温度が低下する。インク容器本体１の温度が低下すると、蒸気圧または昇華圧が低下するので、水が蒸発し難くなる。さらに温度が低下して残存する水が氷になると、インク容器本体１の表面の水分が飽和状態になるので、ますます水が蒸発し難い。そこで、水の蒸発効率を高めるため、減圧乾燥の後に温風乾燥を行って、蒸発潜熱分の熱量を供給する。本実施の形態では、減圧乾燥と温風乾燥とが交互に繰り返して行われるので、インク容器本体１内に残存する洗浄液である水が効率よく除去される。

上述した乾燥容器６８と真空ポンプ６９とは、第１開閉弁７３を介して第１配管７４によって接続され、乾燥容器６８と温風機７０とは、第２開閉弁７５を介して第２配管７６によって接続され、乾燥容器６８とドレンタンク７１とは、第３開閉弁７７を介して第３配管７８によって接続される。さらにドレンタンク７１とドレンポンプ７２とが第４配管７９によって接続される。第１〜第３開閉弁７３，７５，７７には電磁式開閉弁が用いられ、各開閉弁７３，７５，７７の開閉、ならびに真空ポンプ６９、温風機７０およびドレンポンプ７２の動作状態は制御手段８０によって制御される。次に制御手段８０の動作について説明する。

図１５は、図１４に示す乾燥装置６７において、各開閉弁７３，７５，７７の駆動状態を示すタイミングチャートである。また図１６は、図１４に示す乾燥装置６７を用いた乾燥工程を（１）〜（３）の順に示す説明図である。図１５において、横軸は基準時間からの経過時間を表し、縦軸は各開閉弁７３，７５，７７の駆動状態を表す。また図１６において、空気の流れの方向８２を破線で示す。

図１２に示す基準時刻ｔ０で、制御手段８０によって、真空ポンプ６９、温風機７０およびドレンポンプ７２が起動される。各開閉弁７３，７５，７７は閉鎖状態である。

時刻ｔ１において、制御手段８０によって、第１開閉弁７３が開放されて、乾燥容器６８内が減圧されることによって、インク容器本体１内に残る洗浄液である水が蒸発して水蒸気となり取り除かれる。この状態は図１６（１）に対応し、時刻ｔ２まで続く。本実施の形態では、ｔ１〜ｔ２の時間は１〜１２０分の間で選択され、標準的な時間は１０分である。

次に時刻ｔ２において、制御手段８０によって、第１開閉弁７３が閉鎖され、第２開閉弁７５および第３開閉弁７７が開放される。これによって、温風機７０から温風が乾燥容器６８内に送り込まれ、乾燥容器６８内の水蒸気が凝縮してドレンとなる。発生したドレンはドレンタンク７１を介してドレンポンプ７２よって排出される。この状態は図１６（２）に対応し、時刻ｔ３まで続く。本実施の形態では、ｔ２〜ｔ３の時間は１〜１２０分の間で選択され、標準的な時間は５分である。また温風機７０によって乾燥容器６８内に送り込まれる暖気の温度は２０〜１２０℃の間で設定され、標準的な設定温度は７５℃である。

上述したｔ１〜ｔ２の時間の減圧乾燥とｔ２〜ｔ３の時間の温風乾燥とは、時刻ｔ４まで複数回繰り返される。本実施の形態では、繰り返しの延べ時間（ｔ１〜ｔ４）は４〜３０時間の間で設定される。

時刻ｔ４において、温風乾燥が終了して各開閉弁７３，７５，７７が閉鎖された後、時刻ｔ５において、制御手段８０によって第２開閉弁７５が開放されて、乾燥容器６８内に大気が導入される。乾燥容器６８内の圧力は真空計８１によって計測され、大気圧になった時刻ｔ６の時点で、制御手段８０によって第２開閉弁７５が閉鎖される。時刻ｔ５〜ｔ６の状態は、図１６（３）に対応する。

全工程が終了した後、インク容器本体１は乾燥容器６８内から取り出されてその重量が測定される。予め定める重量以下になっていれば乾燥工程によって残留する洗浄液が十分に取り除けたものと判断される。このように本実施の形態における乾燥工程では、減圧乾燥と温風乾燥とを繰り返すことによって、インク容器本体１内に残留する洗浄液を確実に除去することができる。

図１７は、図１０に示すフローチャートの各工程のうち、通気孔封止工程（ステップｓ９）を（１）〜（３）の順に示す説明図である。図１７において、通気孔封止部材１６として樹脂製の熱融着テープが用いられる。なお、以下の説明では「熱融着テープ１６」という場合がある。

最初に図１７（１）のように、熱融着テープ１６の長手方向の一端部をインク保持体収容室２に臨む上壁１０１のうちインク貯留室３に近接する部分８３に仮留めする。

この状態でインク容器本体１をシール機に取り付けた後、図１７（２）に示すように、インク保持体収容室２に臨む上壁１０１に沿って熱融着テープ１６が貼られる。このとき熱融着テープ１６の前記長手方向の他端部には剰余の部分８４が生じる。本実施の形態では融着温度は１００〜２００℃の間で選択され、標準的には１８０℃に設定される。また融着時間は１〜３０秒の間で選択され、標準的には７秒に設定される。また融着圧力は０．１〜１ＭＰａの間で選択され、標準的には０．６ＭＰａに設定される。

シール機からインク容器本体１を取り外した後、テープの融着に位置ずれがないか検査する。続いて図１７（３）に示すように、熱溶着テープが剥がれないように、熱融着テープ１６の剰余の部分８４をインク保持体収容室２の側壁８５に折止めする。

なお、上述したシール機の設定条件は、インク充填後にインク注入孔１１を覆うように熱融着テープを貼ることによってインク注入孔１１を封止する場合の条件と同様である。

以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
実施例１では、インク充填後で使用前のインクカートリッジ１００ａを６０℃の温度雰囲気下で１５時間放置した場合に、インク保持体収容室２の液面１９の形状は変化しないことを確認した。この実験に用いるため、図１０に示すフローチャートにしたがって再生インクカートリッジ１００ａを試作した。インク容器本体１には、「キヤノン純正」として販売されているインクカートリッジ（型番：ＢＣＩ−３ｅＣ，ＢＣＩ−３ｅＹ，ＢＣＩ−３ｅＭ）を用いた。

具体的な工程として、ステップｓ６の洗浄液注入工程は、図１１〜図１３に関して行った説明と同様の工程によった。ステップｓ７の乾燥工程は、図１４〜図１６に関して行った説明と同様の工程によった。ここで、減圧乾燥の時間は１０分に設定し、温風乾燥の時間は５分で設定温度は７５℃とした。また、減圧乾燥と温風乾燥とを交互に合計で１５時間の間繰り返した。ステップｓ１０，ｓ１２，ｓ１３の第１〜第３のインク注入工程は図１，図８，図９に関して行った説明と同様の工程によった。ここで、第２のインク注入工程における減圧時の負圧の大きさは−４０ｋＰａに設定した。

充填したインクの色として、シアン、マゼンタおよびイエローを用い、インクカートリッジ回収時に残存していたインクと同色のインクをインクカートリッジ１００ａに充填した。各色のインクの粘度を測定した結果、シアンは２．５ｍＰａ・ｓとなり、マゼンタは２．３ｍＰａ・ｓとなり、イエローは２．５ｍＰａ・ｓとなった。粘度の測定装置として東機産業製のＴＶ−２２型粘度計を用い、測定温度２５℃、ロータのコーン角度４８’×Ｒ２４、回転数５０ｒｐｍの測定条件で測定した。

また、各色のインクの表面張力を測定した結果、シアンは２８．４ｍＮ／ｓとなり、マゼンタは２８．０ｍＮ／ｓとなり、イエローは２８．２ｍＮ／ｓとなった。表面張力の測定装置として協和界面科学株式会社製 自動表面張力計 ＣＢＶＰ−Ｚ型を用い、２５℃の試料温度で、白金プレートを用いたプレート法によって測定した。

また、各色のインクの密度を測定した結果、シアンは１．０２ｇ／ｃｍ^３となり、マゼンタは１．００ｇ／ｃｍ^３となり、イエローは１．０２ｇ／ｃｍ^３となった。密度の測定は、メスシリンダーによって１００ｍｌを計量して、その重量を日本シイベルヘグナー（株）製電子天秤 METTLER TYPE TP600によって、２０〜２５℃の試料温度で測定した。

洗浄（ステップｓ６）および乾燥工程（ステップｓ７）後で、インク充填工程の前のインク容器本体１のインク保持体５の表面を、Ｘ線分析顕微鏡を用いて撮影した。図１８は、洗浄および乾燥を行ったインク容器本体１の側面の写真である。図１９は、図１８において、インク保持体収容室２に臨むインク容器本体１の壁部のうち破線の部分（約５ｍｍ幅）を切除してから、図１８の観察箇所１〜３をＸ線分析顕微鏡（(株）日立製作所製 型式：Ｓ−２１５０）を用いて３０倍に拡大して撮影した写真である。図１９において、（１）は図１８の観察箇所１である第２のインク保持体５ｂに対応し、（２）は図１８の観察箇所２である第１のインク保持体５ａと第２のインク保持体５ｂとの境界面１０４に対応し、（３）は図１８の観察箇所３である第１のインク保持体５ａに対応する。

図１９に示すように、第２のインク保持体５ｂの繊維層は太く粗い構造であったのに対し、第１のインク保持体５ａの繊維層は細かく密集した構造であった。また、境界面１０４に特別な構造は観察されなかった。インク保持体５の空隙の大きさは、第１のインク保持体５ａが概ね５０μｍ程度、第２のインク保持体５ｂが概ね１００μｍ程度と見積もることができる。

上述した工程を経たインクカートリッジ１００ａにおいて加熱試験を行った。図２０は、インク供給孔６を鉛直下方にした使用状態の姿勢で、使用前の状態のインクカートリッジ１００ａを６０℃の温度雰囲気下で１５時間放置する前後のインクカートリッジ１００ａの側面の写真である。また、図２１は、インク貯留室３をインク保持体収容室２に対して鉛直上方にした姿勢で、使用前の状態のインクカートリッジ１００ａを６０℃の温度雰囲気下で１５時間放置する前後のインクカートリッジ１００ａの側面の写真である。図２０および図２１の各図において、（１）および（２）がシアンのインクを充填した同一のインクカートリッジ１００ａについて、６０℃の温度雰囲気下で放置する前の側面の写真である（１）と、６０℃の温度雰囲気下で放置した後の側面の写真である（２）とを対比して示したものである。同様に（３）および（４）がマゼンタのインクを充填した同一のインクカートリッジ１００ａについて、６０℃の温度雰囲気下で放置する前である（３）と、６０℃の温度雰囲気下で放置した後である（４）とを対比して示したものである。また、（５）および（６）がイエローのインクを充填した同一のインクカートリッジ１００ａについて、６０℃の温度雰囲気下で放置する前の（５）と、６０℃の温度雰囲気下で放置した後の（６）とを対比して示したものである。

図２０および図２１から明らかなように、使用前の状態のインクカートリッジ１００ａを６０℃の温度雰囲気下で１５時間放置した場合に、液面１９の形状は変化しないことが確認された。また、インクカートリッジ１００ａの姿勢を変えても同様に、液面１９の形状は変化しなかった。

（実施例２）
実施例２では、インクカートリッジ１００ａを梱包した状態でＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｚ ０２０２ 包装貨物−落下試験方法）のレベルＩＩの流通条件に基づいて高さ６０ｃｍから落下させた結果、インク保持体収容室２の液面１９の形状が変化しないことを確認した。この実験に用いたインクカートリッジ１００ａは、前述した実施例１と同様の工程で試作した。

梱包は、先ず外寸１２０ｍｍ×１１０ｍｍ、厚み６０μｍのポリプロピレン製の袋にカートリッジを入れた。次に、その袋を外寸３２ｍｍ×７６ｍｍ×９５ｍｍ、厚さ４５０μｍの箱に入れた。

図２２は、梱包したインクカートリッジ１００ａを６０ｃｍの高さから落下させる前後の、インクカートリッジ１００ａの側面の写真である。図２２において、（１）および（２）がシアンのインクを充填した同一のインクカートリッジ１００ａについて、落下させる前の側面の写真である（１）と、落下させた後の側面の写真である（２）とを対比して示したものである。同様に（３）および（４）がマゼンタのインクを充填した同一のインクカートリッジ１００ａについて、落下させる前である（３）と、落下させた後である（４）とを対比して示したものである。また、（５）および（６）がイエローのインクを充填した同一のインクカートリッジ１００ａについて、落下させる前の（５）と、落下させた後の（６）とを対比して示したものである。

図２２から明らかなように、インクカートリッジ１００ａを梱包した状態でＪＩＳ規格に基づいて高さ６０ｃｍから落下させた結果、液面１９の形状が変化しないことが確認された。したがって、実施例１および実施例２によって、輸送時に想定される温度変化および衝撃力の作用によって、インク保持体収容室２内でインク保持体５に含浸されたインクは移動しないことが確認された。

上述した実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえば、図８に示すインク注入装置３９および図１１に示す洗浄装置４０において、流体の経路を切り換えるために複数の開閉弁を用いているが、三方弁からなる切換弁によって流体の経路を切り換えてもよい。

また、上述の実施の形態では、１個のインク容器本体１を処理する場合について説明しているが、複数のインク容器本体１を同時に処理できるように、インク注入装置３９、洗浄装置４０および乾燥装置６７を構成することもできる。

また、上述の実施の形態では、第１のインクの注入工程において、インク供給孔６近傍のインク保持体５ａ，５ｃにインクを加圧注入または浸透によって含浸させたが、これをインク保持体収容室２の減圧後に、減圧による負圧によってインク吸引させることにより含浸させてもよい。

本発明の実施の一形態としての、インクカートリッジのインク充填方法を（１）〜（６）の順に示す説明図である。 図１に示すインク充填方法によってインクが充填された状態のインクカートリッジ１００ａの一例を示す断面図である。 図１に示すインク充填方法によってインクが充填された状態が異なるインクカートリッジ１００ｂを示す断面図である。 鉛直方向に設置される半径Ｒの毛細管１１０に高さＨの液体柱１１１が引っかかって止まっている状態を模式的に示す断面図である。 図４に示す毛細管１１０内の液体柱１１１において、インクカートリッジにおける表面張力γ、液体密度ρ、毛細管半径Ｒおよび液体柱１１１の高さＨを用いたときに、液体柱１１１が重力とつりあう場合の接触角θ_１と接触角の角度差（θ_２-θ_１）との関係を示す図である。 インク容器本体１内の排気による減圧時の負圧の大きさと、その減圧によってインク容器本体１内に吸引されるインクの注入量との関係の一例を示す図である。 図６に示す各点における含浸されたインクの形状を示す写真である。 図１に示すインク充填方法のうち、図１（３），（４）の第２のインク注入工程に用いられるインク注入装置３９の構成図である。 図８に示すインク注入装置３９において、各開閉弁２２，２３および真空ポンプ３７の駆動状態を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の一形態としての、インクカートリッジ１００の再生方法を概略的に示すフローチャートである。 図１０に示すフローチャートの各工程のうち、洗浄液注入工程に用いられる洗浄装置４０の構成図である。 図１１に示す洗浄装置４０において、各開閉弁４８，４９，５１，５２，５４，５５，６０，６１の駆動状態を示すタイミングチャートである。 図１１に示す洗浄装置４０を用いた洗浄液注入工程を（１）〜（６）の順に示す説明図である。 図１０に示すフローチャートの各工程のうち、乾燥工程に用いられる乾燥装置６７の構成図である。 図１４に示す乾燥装置６７において、各開閉弁７３，７５，７７の駆動状態を示すタイミングチャートである。 図１４に示す乾燥装置６７を用いた乾燥工程を（１）〜（３）の順に示す説明図である。 図１０に示すフローチャートの各工程のうち、通気孔封止工程を（１）〜（３）の順に示す説明図である。 洗浄および乾燥を行ったインク容器本体１の側面の写真である。 図１８において、インク保持体収容室２に臨むインク容器本体１の壁部の一部を切除してから、Ｘ線分析顕微鏡を用いて３０倍に拡大して撮影した写真である。 インク供給孔６を鉛直下方にした使用状態の姿勢で、使用前の状態のインクカートリッジを６０℃の温度雰囲気下で１５時間放置する前後のインクカートリッジ１００ａの側面の写真である。

インク貯留室３をインク保持体収容室２に対して鉛直上方にした姿勢で、使用前の状態のインクカートリッジ１００ａを６０℃の温度雰囲気下で１５時間放置する前後のインクカートリッジ１００ａの側面の写真である。 梱包したインクカートリッジを６０ｃｍの高さから落下させる前後の、インクカートリッジ１００ａの側面の写真である。

符号の説明

１ インク容器本体
２ インク保持体収容室
３ インク貯留室
４ 仕切り壁
５ インク保持体
５ａ 第１のインク保持体
５ｂ 第２のインク保持体
５ｃ 第３のインク保持体
６ インク供給孔
７ 通気孔
１０ インク
１１ インク注入孔
１２ 連通孔
１３ 大気導入溝
１４ 連通路
１５ インク供給孔封止部材
１６ 通気孔封止部材
１７（１７ａ，１７ｂ） インク注入孔封止部材
１９ 液面
３９ インク注入装置
４０ 洗浄装置
６７ 乾燥装置
１００（１００ａ，１００ｂ） インクカートリッジ
１０１ 上壁
１０２ 下壁

Claims (5)

1. （ａ）インクカートリッジのインク充填方法であって、
   （ａ１）中空のインク容器本体と、前記インク容器本体内の空間を第１空間と第２空間とに仕切る仕切り壁とを備え、
   （ａ２）前記インク容器本体は、前記第１空間に臨み、第１空間からインクジェットヘッドにインクを供給するためのインク供給孔が形成される第１壁部と、前記第１空間に臨み、第１空間に大気を導入するための通気孔が形成される第２壁部と、前記第２空間に臨み、インク容器本体の外部から前記第２空間にインクを注入するためのインク注入孔が形成される第３壁部とを有し、
   （ａ３）前記仕切り壁には、前記第１空間と前記第２空間とを連通する連通路が、前記インク供給孔に近接して設けられ、
   （ａ４）前記第１空間には、インクを吸収して保持するためのインク保持体が、前記インク供給孔および前記連通路間にわたりかつインク供給孔および連通路を覆うように収容されるインクカートリッジのインク充填方法であって、
   （ｂ）前記第１空間に、前記インク供給孔からインクを注入して、前記インク保持体のインク供給孔近傍領域にインクを含浸させる第１のインク注入工程と、
   （ｃ）前記インク供給孔および通気孔が封止された状態で、前記インク注入孔から排気して予め定める圧力まで減圧した後に、前記減圧による吸引力によって第２空間にインク注入孔を介してインクを吸引し、かつ前記第２空間から前記連通路を介して前記第１空間にインクを浸入させ、前記第１空間内のインクの液面がインク供給孔近傍から前記仕切り壁の前記連通路と離間した部位にわたるまで前記インク保持体に含浸させて、前記インク保持体に含浸されたインクを自重によって移動しない状態で保持する第２のインク注入工程とを含むことを特徴とするインクカートリッジのインク充填方法。
2. 前記第２のインク注入工程は、前記第１空間内のインクの液面がインク供給孔近傍から前記仕切り壁とインク保持体の前記第２壁部に臨む表面との交点よりも第１壁部寄りの部位にわたるまで前記インク保持体に含浸させることを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジのインク充填方法。
3. （ａ）インクが残存するインクカートリッジであって、
   （ａ１）中空のインク容器本体と、前記インク容器本体内の空間を第１空間と第２空間とに仕切る仕切り壁とを備え、
   （ａ２）前記インク容器本体は、前記第１空間に臨み、第１空間からインクジェットヘッドにインクを供給するためのインク供給孔が形成される第１壁部と、前記第１空間に臨み、第１空間に大気を導入するための通気孔が形成される第２壁部と、前記第２空間に臨む第３壁部とを有し、
   （ａ３）前記仕切り壁には、前記第１空間と前記第２空間とを連通する連通路が、前記インク供給孔に近接して設けられ、
   （ａ４）前記第１空間には、インクを吸収して保持するためのインク保持体が、前記インク供給孔および前記連通路間にわたりかつ前記インク供給孔および連通路を覆うように収容されるインクカートリッジを用意し、
   （ｂ）前記インク容器本体の第３壁部に、インク容器本体の外部から前記第２空間にインクを注入するためのインク注入孔を形成する注入孔形成工程と、
   （ｃ）前記インク供給孔、通気孔およびインク注入孔のいずれかから前記第１空間および第２空間へ洗浄液を注入した後、第１空間および第２空間に残留した洗浄液を排出して洗浄する洗浄工程と、
   （ｄ）前記洗浄後のインクカートリッジの第１空間に、前記インク供給孔からインクを注入して、前記インク保持体のインク供給孔近傍領域にインクを含浸させる第１のインク注入工程と、
   （ｅ）前記インク供給孔および通気孔が封止された状態で、前記インク注入孔から排気して予め定める圧力まで減圧した後に、前記減圧による吸引力によって前記第２空間にインク注入孔を介してインクを吸引し、かつ前記第２空間から前記連通路を介して前記第１空間にインクを浸入させ、前記第１空間内のインクの液面がインク供給孔近傍から前記仕切り壁の前記連通路と離間した部位にわたるまで前記インク保持体に含浸させて、前記インク保持体に含浸されたインクを自重によって移動しない状態で保持する第２のインク注入工程と、
   （ｆ）前記第２のインク注入工程でインクが注入されたインク容器本体のインク注入孔を封止するインク注入孔封止工程とを含むことを特徴とするインクカートリッジの再生方法。
4. 前記洗浄工程は、前記洗浄液の注入箇所および排出箇所が、前記インク供給孔、通気孔およびインク注入孔のいずれかの相互に異なる箇所に選択された第１選択状態と、前記注入箇所および排出箇所が、前記インク注入孔、通気孔およびインク注入孔の前記第１選択状態と異なる箇所に選択された第２選択状態とに切り換えることを特徴とする請求項３記載のインクカートリッジの再生方法。
5. 前記インク容器本体は、透光性材料からなることを特徴とする請求項３または４記載のインクカートリッジの再生方法。