JP2008100462A - 液体再充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】逆止弁を備える容器に対しても、工業的に大量な容器への液体の注入が可能で、簡単に液体を再充填することができる液体再充填方法を提供すること。
【解決手段】筐体３０に収容され、液体を収容し、収容した液体を導出路４０から導出する袋状の容器２０であって、該導出路４０には外部から容器２０内への液体の流れにより移動する弁体６４の動きにより液体の流路を閉鎖する逆止弁６０が配設されている容器２０の液体再充填方法において、導出路４０に、所定の圧力で液体を供給し、容器２０に液体を再充填する工程を備える液体再充填方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、容器に液体を再充填する液体再充填方法に関し、特に逆止弁を有する容器に液体を充填補充するのに適した液体再充填方法に関する。

インクジェットプリンタなどのプリンタ装置においては、液体のインクを被印刷物に噴射してプリントする。プリンタ装置では、特に家庭用の小型プリンタ装置では、インクをインクカートリッジに貯留し、インクカートリッジからプリンタヘッドにインクを供給しつつ、プリントしている。しかし、装置を小型化する必要性から、プリンタの使用頻度を勘案しても、インクカートリッジ自体を小さなものとしており、その容量も限られたものとなっている。そこで、インクカートリッジの交換、あるいは、インクカートリッジへのインクの補充が、しばしば要求されることになる。

一方、インクカートリッジ内のインクに空気等が混入するのを防止するためインクカートリッジからプリンタヘッドへのインクの導出路に逆止弁を設けたインクカートリッジが使用されている。この逆止弁を備えたインクカートリッジにインクを注入するには、逆止弁の弁体をインクより比重の軽い材料で形成し、インクを注入するときにインク導出路を上向きとして弁体をインク中で浮上させ、逆止弁が作用しないように流速を調整しながらインクを注入する方法が知られている（特許文献１参照）。
特開２００５−１９９５１６号公報（第８、９頁、図７）

しかし、弁体をインクより比重の軽い材料とすることは弁体として使用する材料の選択肢を狭めることになる。また、インクより比重の大きい弁体を使用した逆止弁付きインクカートリッジもあり、これらにインクを注入することは一般的には困難と考えられる。
そこで、本発明は、逆止弁を備える容器に対して、工業的に大量な容器への液体の注入が可能な、あるいは、容易に液体を再充填することができる液体再充填方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意検討した結果、再充填する液体への加圧を適切な範囲にすることによってインク導出路を経由して液体を注入できることを見出した。そこで、請求項１に記載の発明に係る液体再充填方法は、例えば図１および図３に示すように、筐体３０に収容され、液体を収容し、収容した液体を導出路４０から導出する袋状の容器２０であって、該導出路４０には外部から容器２０内への液体の流れにより移動する弁体６４の動きにより液体の流路を閉鎖する逆止弁６０が配設されている容器２０の液体再充填方法において：導出路４０に、所定の圧力で液体を供給し、容器２０に液体を再充填する工程を備える。

このように構成すると、袋状の容器が筐体に収容されているので、容器を自由な方向に向けて保持しつつ液体を再充填することができる。また、所定の圧力で液体を供給することにより液体を再充填するので、液体の再充填を容易に行うことができる。

また、請求項２に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図３に示すように、請求項１に記載の液体再充填方法において、液体を、逆止弁６０を通過させて容器２０に再充填してもよい。

このように構成すると、逆止弁を通過させて液体を容器に再充填するので、容器を改変することなく、液体の再充填を行うことができる。

また、請求項３に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図４に示すように、請求項２に記載の液体再充填方法において、弁体６４は、液体より比重の大きな素材で形成され；逆止弁６０を通過する液体が、鉛直上方に流れるように容器を配置して液体を再充填してもよい。

このように構成すると、弁体が液体より比重の大きな素材で形成され、逆止弁を通過する液体が鉛直上方に流れるように容器を配置して、すなわち、弁体が逆止弁の弁座から離間し易いように配置して、液体を再充填するので、液体を再充填しやすくなる。

また、請求項４に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図５に示すように、請求項２または請求項３に記載の液体再充填方法において、容器を逆止弁６０の弁体６４の移動方向に振動させながら、液体を再充填してもよい。

このように構成すると、逆止弁の弁体が移動方向に振動し、その結果弁座との間に隙間を生じ易くなるので、液体を容器に迅速に再充填することができる。

また、請求項５に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図６に示すように、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液体再充填方法において、所定の圧力が液体の位置水頭により達成されてもよい。

このように構成すると、液体の位置水頭により所定の圧力が得られるので、容易な液体の再充填方法となる。

また、請求項６に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図７に示すように、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液体再充填方法において、所定の圧力が液体を加圧装置１０４により加圧することにより達成されてもよい。

このように構成すると、加圧装置を調整することで所定の圧力を容易に得られる。なおここで、加圧装置とは、各種のポンプであってもよいし、注射器（シリンジ）のようにピストンを手動で押すことにより加圧する装置でもよいし、ピストンを手動で押す代わりにバネ等で押す機構を備えてもよいし、他の所定の圧力を達成できる加圧装置であってもよい。なお、加圧装置として注射器のようなピストンを用いる場合、ピストンに作用する力が同じならば加圧された液体の圧力はシリンダの断面積に逆比例するので、シリンダの断面積が小さいほど圧力が大きくなる、よって、ピストンへの作用力は適正な範囲となるように留意する必要がある。

また、請求項７に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図８に示すように、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液体再充填方法において、所定の圧力が筐体３０内を減圧することにより達成されてもよい。

このように構成すると、筐体内を減圧することにより所定の圧力が達成されるので、液体の流路に加圧される部分が存在せず、たとえ流路に損傷が生じたとしても、液体が飛散することを防止できる。

また、請求項８に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図９に示すように、請求項１に記載の液体再充填方法において、導出路４０には、逆止弁６０をバイパスする流路９０が形成され、バイパス流路９０は閉塞されているが、閉塞を前記液体の圧力により解除して、容器２０に液体を再充填してもよい。

このように構成すると、バイパス流路の閉塞を解除してバイパス流路を介して容器に液体を再充填するので、迅速に液体を容器に再充填することができる。

本発明に係る液体再充填方法によれば、筐体に収容され液体を収容し収容した液体を導出路から導出する袋状の容器であって、該導出路には外部から容器内への液体の流れにより移動する弁体の動きにより液体の流路を閉鎖する逆止弁が配設されている容器の液体再充填方法において、導出路に所定の圧力で液体を供給し容器に液体を再充填する工程を備えるので、所定の圧力で液体を供給することにより液体を再充填することができ、液体の再充填を容易に行うことができる。また、容器が筐体に収容されているので、容器を自由な方向に保持しつつ液体を再充填することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一または相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

図１は、実施の形態として用いるインクカートリッジ１０を説明する図で、（ａ）は上蓋３４を撤去した状態の斜視図で、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図を示す。インクカートリッジ１０では、筐体であるカートリッジケース３０内に、インクを収容する容器としてのインクバッグ２０が収容されている。インクバッグ２０には、インクを導出するためのノズル４０が接続する。ノズル４０は、カートリッジケース３０を貫通し、カートリッジケース３０の外側に開口している。

インクバッグ２０は、ガスバリア性を有する素材で形成された可撓性のある袋である。ガスバリア性を有するので、インクに含まれる揮発成分がインクを貯蔵している間に蒸発することを防止できる。また、可撓性のある袋であるので、インクの流出に伴ってインクバッグ２０内に空気を入れる必要がなく、インクバッグ内にインクだけが収容された状態を維持できる。そのため、インクバッグ２０内におけるインクからの揮発成分の蒸発を防止できる。

カートリッジケース３０は、筐体から上面を取り除いた枡形のカートリッジケース本体３２と、カートリッジケース本体３２の開口部を覆う上蓋３４を有する。カートリッジケース３０（本体３２）はインクバッグ２０を収容し、ノズル４０の開口が位置する面には空気孔３８が形成されている。カートリッジケース３０は、上蓋３４が被せられた状態で、空気孔３８を閉じれば気密状の閉じた空間３６を形成する。カートリッジケース本体３２と上蓋３４とが気密に、また、カートリッジケース本体３２とノズル４０とが気密に接続することにより、閉じた空間３６と外部とを連通するのは空気孔３８だけとなる。カートリッジケース本体３２と上蓋３４とが気密に接続する代わりに、カートリッジケース本体３２の開口部を気密なシートで覆ってもよい。このようにカートリッジケース３０内の閉じた空間３６を気密にすることにより、空気孔３８から吸気することで閉じた空間３６を減圧することができる。また、可撓性のある袋状のインクバッグ２０がカートリッジケース３０に収容されているので、カートリッジケース３０を支持することによりインクバッグ２０を任意の向きに向けて配置し易い。カートリッジケース本体３２と上蓋３４とは、典型的にはプラスチックで形成される。

次に、図２をも参照して、ノズル４０の構成を説明する。図２は、インクカートリッジ１０のノズル４０廻りの部分断面図（図１（ａ）のカートリッジケース３０の底面に平行な平面における断面図）である。ノズル４０は典型的には第１の弁部５０と第２の弁部６０を有する。第１の弁部５０は、ノズル４０の開口側（カートリッジケース３０の外側）に位置し、第２の弁部６０は、インクバッグ２０側に位置する。

第１の弁部５０では、中空筒形の筒部５２の中空部に弁機構が形成される。筒部５２の開口の近くに、ゴムシール５６が配置される。ゴムシール５６は、筒部５２の開口端あるいはその近くで中空部内側に張り出すシール押え５３と、ゴムシール５６を挟んだ位置で中空部内側に張り出すシール押え５４とに挟まれることにより、位置決めされる。ゴムシール５６は、筒部５２の中空部に密着するための外形を有し、ノズル４０の軸と一致する方向に貫通口が形成されている。貫通口は、シール押え５３側では径が大きく、シール押え５４側では径が小さくなり、シール押え５４を越えて張り出している。シール押え５４を越えて張り出しているゴムシール５６に、弁体５８が当接する。弁体５８は、ゴムシール５６に形成された貫通口を覆う面を有する塊体で、スプリング５９によりゴムシール５６側に付勢され、ゴムシール５６の貫通口を閉塞する。スプリング５９は、一端が弁体５８に、典型的には、他端が筒部５２の第２の弁部６０側に当接するコイルバネであり、圧縮された状態で配設され、弁体５８を所定の力でゴムシール５６に押し付ける。

第２の弁部６０は、第１の弁部５０の筒部５２と同じ外形を有し、接続されることにより一体となるボディ６２内に弁機構が形成される。ボディ６２は、第１の弁部５０の筒部５２と接続する。ボディの中央部には、ノズル４０の軸と一致する方向に、中空部が形成される。中空部は典型的には円柱形であるので、以下の説明は円柱形の中空部として説明するが、他の形状であってもよい。中空部は、基本的に両側（円柱形の端面側）は閉じられている。しかし、第１の弁部５０の筒部５２と接続する側では、筒部５２の中空部とボディ６２の中空部とを連接する貫通孔６３が形成される。貫通孔６３は、典型的には中空部の端面に広がる複数の孔で構成される。また、インクバッグ２０側では、インクバッグ２０の内部とボディ６２の中空部とを連接する貫通孔６９が形成される。貫通孔６９は、典型的にはノズル４０の軸と一致した中心軸を有し、例えば中空部の径の２分の１以下の小さな径の孔である。以上の通りに中空部および貫通孔６３、６９が形成されているので、ノズル４０には、第１の弁部５０および第２の弁部６０を介して、インクカートリッジ１０の外部とインクバッグ２０の内部とを連接する流路が通じる。

第２の弁部６０のボディ６２の中空部には、弁体６４が収納される。弁体６４は、中空部をノズル４０の軸方向に移動可能な円板形である。弁体６４は、インクバッグ２０側の中空部端面に密着することにより、貫通孔６９を閉塞する。弁体６４の径が、中空部の径より小さく、中空部内で弁体６４が偏った位置になることにより弁体６４で貫通孔６９を閉塞できなくなってしまうような場合には、図２に示すように、中空部にガイド６６を設け、弁体６４の偏りを制限する。一方、弁体６４が第１の弁５０側の中空部端面に密着しても、貫通孔６３の総てが閉塞されることがないように、貫通孔６３は複数の孔が広がって配置されている。したがって、流れる流体により弁体６４が流されることで、第２の弁部６０は、流体の流れる方向により開閉が切り替わる。すなわち、ノズル４０を通じてインクバッグ２０からインクが流出する方向に流れる場合には弁体６４が貫通孔６３側に移動し、貫通孔６３を閉塞することなくインクが流れるが、インクバッグ２０内にインクが流入する方向に流れる場合には弁体６４が貫通孔６９側に移動し、貫通孔６９を閉塞してインクが流れなくなる。このように、第２の弁部６０は逆止弁となる。なお、弁体６４による貫通孔６９の閉塞をより確実なものとするため、貫通孔６９の周囲を中空部側に突起させ、弁体６４と環状に密着する弁座６８を形成するのが一般的である。なお、弁体６４は高分子フィルムで、弁座６８を始めとするボディ６２はプラスチックで形成されるのが典型である。

以上に説明したインクカートリッジ１０では、インクカートリッジ１０をプリンタ（不図示）に装着しない状態では、第１の弁部５０が閉塞しているので、インクバッグ２０内に貯蔵されたインクが外部に流出することが防止される。インクカートリッジ１０をプリンタに装着すると、プリンタのインク注入口に形成された針（不図示）により第１の弁部５０の弁体５８がインクバッグ２０側にスプリング５９の付勢力に抗して押され、弁体５８とゴムシート５６との間に空隙が生じ、インクが第１の弁５０を通じて流れるようになる。

インクバッグ２０に貯蔵したインクが流出する場合には、前述のように、逆止弁である第２の弁部６０を通じてインクは流れ、インクカートリッジ１０からインクが流出する。一方、外部からインクバッグ２０内にインクが逆流しようとすると、第２の弁部６０で遮断される。したがって、外部からの汚濁を伴ったインクの逆流や空気の混入を防止することができる。

このようなインクカートリッジ１０のインクを使いきった後に、あるいは減少したインクを補充するために、インクを再充填する必要が生ずる。このような場合には、ノズル４０を介してインクを再充填するのが、他の開口を設ける必要がなく、好ましい。しかし、逆止弁である第２の弁部６０のために、一般的にノズル４０を介してのインクの再充填は難しいとされてきた。

そこで、図３に本発明の実施の形態例として、インクカートリッジ１０にインクを注入する様子を表す。図３は、インクを注入する供給針７２が挿入されたノズル４０廻りの部分断面図である。供給針７２は、後述のインク供給装置（図６〜図８参照）におけるインクカートリッジ１０へインクを注入する器具で、先端にインクを流出する孔が形成された剛性の高い中空の管である。ここで、剛性が高いとは、供給針７２の先端で第１の弁部５０の弁体５８を押すことにより、スプリング５９の付勢力に抗して弁体５８をゴムシール５６から離間させることができるような剛性を有することをいう。

供給針７２で弁体５８をゴムシール５６から離間させることにより、第１の弁部５０のゴムシール５６の貫通口が開放され、インクの流通が可能となる。すなわち、第１の弁部５０が開いた状態となる。そこで、供給針７２からインクを流出すると、インクは第１の弁部５０の内部（弁体５８より第２の弁部６０側）へ流入する。第１の弁部５０内へ流入したインクは、貫通孔６３を通り、第２の弁部６０の中空部へ流れる。第２の弁部６０の中空部へ流れたインクは、弁体６４を弁座６８側に押し流し、弁座６８に密着させる。そのために、インクは、貫通孔６９に流れ込めず、そこで滞留する。

第２の弁部６０の弁体６４と弁座６８とは、インクの圧力により弁体６４が弁座６８に押し付けられることにより流体の流れを阻止する。しかし、インクの圧力に押された弁体６４と弁座６８との接触により流れが阻止されているだけであるため、完全にシールされているのではなく、微量の漏れを生じうる。そこで、ある圧力をかけ続けることにより、逆止弁である第２の弁部６０を逆流してインクをゆっくりと流すことができる。すなわち、所定の圧力でインクを供給し続け、時間を掛ければ、ノズル４０を用いて、インクカートリッジ１０にインクを再充填することが可能となる。ここで、インクを供給し続けるときの所定の圧力は、インクカートリッジ１０の種別、特に第２の弁部６０の構造、弁体６４や弁座６８の平面度等により異なるが、本実施の形態のインクカートリッジ１０では１．９６〜９８．１ｋＰａとするのが好ましい。１．９６ｋＰａより小さいとインクがインクカートリッジ１０内にほとんど流れ込まず、実質的にインクカートリッジ１０にインクを再充填できるとはいえなくなる。また、９８．１ｋＰａより大きいと、弁体６４と弁座６８との密着の度合が高くなり、液体が漏れにくくなることもあり、また、インクカートリッジ１０を破損する恐れもある。つまり、第２の弁部６０、液体の種類によって適当な圧力範囲がある。

第２の弁部６０の弁体６４は、高分子フィルムを用いて形成され、その比重はインク等の液体より大きいのが一般的である。すなわち、第２の弁部６０の中空部がインクで充満している場合においても、弁体６４は浮力で浮き上がらず、重力の方向に引っ張られることになる。

そこで、インクカートリッジ１０にインクを注入する場合は、図４に示すように、逆止弁を通過する液体が鉛直上方に流れるように第２の弁部６０を配置するのが好ましい。図４は、第２の弁部６０の拡大断面図であり、図中の上下は第２の弁部６０が配置された鉛直上下と一致し、太い矢印ｉはインクの流れを、破線の矢印ｇは弁体６４に作用する重力の方向を示す。同じインクの流れであっても弁体６４を弁座６８に押し付ける力は、インクの流れｉと重力ｇとが反対向きになることにより小さくなり、すなわち、第２の弁部６０の弁を閉塞する力は弱くなり、インクが漏れ込み易く、つまりインクバッグ２０に注入され易くなる。極端な場合には、インクの圧力により弁体６４を押し上げる力より弁体６４に作用する重力から浮力を減じた力の方が大きければ、弁体６４は弁座６８から離間し、第２の弁部６０により閉塞されずにインクが流れることになるが、弁体６４が弁座６８から離間することは第２の弁部６０をインクが流れるための必須要件ではない。

また、図５に示すように、第２の弁部６０を弁体６４の移動方向に振動させてもよい。この振動の特性（周期、振幅）は、弁体６４を弁座６８から離間させ、あるいは、弁座６４に弁座６８から離間しようとする有意な慣性力を生ずればよく、周期や振幅が一定である必要はない。図５は、第２の弁部６０の拡大断面図であり、矢印ｖは振動方向を示す。第２の弁６０が弁体６４の移動方向に振動することにより、弁体６４は弁座６８から周期的に離間する、あるいは離間しようとする。すなわち、第２の弁部６０のインクの流れの閉塞が周期的に開放され、あるいは、閉塞する力が弱くなり漏れ易くなる。したがって、インクが第２の弁部６０を逆流して流れ易くなる。

ここで、図１に示すように、インクカートリッジ１０がインクを収容するインクバッグ２０とノズル４０とを一体としてカートリッジケース３０に収納していると、筐体であるカートリッジケース３０により第２の弁部６０を支持することができるので、第２の弁部６０の向きを変えたり、あるいは振動させたりすることが容易となる。特に、インクバッグ２０が可撓性のある袋である場合においても、逆さにすると袋が折れ曲がり疲労による損傷を受け易くなったり、振動による変形の繰り返しのために疲労による損傷を受け易くなったりすることが防止される。

続いて、図６〜図８を参照して、インクカートリッジ１０へインクを再充填する方法について説明する。図６は、インクの位置水頭により圧力を得るインクの再充填方法を説明する模式図である。インクを貯留するインクタンク８２をインクカートリッジ１０より高い位置に設置する。インクタンク８２にインクを流出するチューブ８４を連接し、チューブの他端をインクカートリッジ１０に接続する。図６に示す実施例では、複数のインクカートリッジ１０を並べて、チューブ８４から各インクカートリッジ１０へ接続管８６を分岐させ、インクカートリッジ１０と接続する。詳細には、チューブ８４から短管である接続管８６を分岐させ、開閉弁あるいはコック８８を経て、供給針７２につながる。供給針７２がインクカートリッジ１０のノズル４０（図２参照）に挿入される。コック８８は、接続するインクカートリッジ１０にインクを再充填するときは開とし、インクカートリッジ１０を外している間等は閉として、インクの漏洩を防止するのに用いられる。

インクタンク８２をインクカートリッジ１０より高い位置に設置することにより、インクの密度をγ、インクタンク８２とインクカートリッジ１０との高さの差をＨとすると、γＨの位置水頭によりインクカートリッジ１０におけるインクの圧力（ゲージ圧）が生ずる。なお厳密には、インクタンク８２内のインクの液面とインクカートリッジ１０内のインクの液面との差がＨとなる。本実施の形態においては、高さの差Ｈは、０．２ｍ〜１０ｍとする。高さの差Ｈが０．２ｍよりも小さいと、インクカートリッジ１０におけるインクの圧力が小さく、逆止弁である第２の弁部６０（図２参照）を逆流して漏れ流れるインクの量が少なくなりすぎる。ただし、図５で説明したように、第２の弁部６０、すなわちインクカートリッジ１０を弁体６４の移動方向に振動させる場合には、高さの差Ｈを０．０５ｍと小さくしてもインクは漏れ流れる。また、１０ｍよりも大きいとインクカートリッジ１０におけるインクの圧力が大きくなりすぎ、インクカートリッジ１０、特にインクバッグ２０（図１参照）に損傷を生ずる可能性が高まる。また、ある程度高さの差Ｈを大きく取ると、インクタンク８２内のインク液面の低下あるいは、インクカートリッジ１０内の液面上昇による高さの差Ｈの減少も無視できる程度に小さくなる。すなわち、所定の圧力でインクを供給し続けることができる。なお、適切な高さＨが、インクカートリッジ１０の構造、インクの性質（粘性、密度、等）、チューブ８４、接続管８６、コック８８、供給針７２の形状等により影響を受けることは明らかである。

また、インクタンク８２の容量が大きければ、複数のインクカートリッジ１０にインクを供給し続けることが可能である。また、多数のインクカートリッジ１０を接続することにより、同時に所定の圧力で複数のインクカートリッジ１０にインクを再充填することができ、インクカートリッジ１０一つにインクを再充填するのに時間が掛かっても同時に多数のインクカートリッジ１０にインクを再充填できるので、大量のインクカートリッジ１０にインクを再充填でき、工業的に適した方法となる。大量のインクカートリッジ１０にインクを再充填するには、コック８８を閉として、接続する供給針７２からのインクの流出を止めた状態で、該供給針７２にインクカートリッジ１０を装着する。インクカートリッジ１０装着後にコック８８を開としてインクをインクカートリッジ１０に再充填し、再充填終了後、コック８８を閉としてインクカートリッジ１０を取り外す。このように、コック８８の開閉を調整することで、他のインクカートリッジ１０にインクを供給し続けながら、インクカートリッジ１０の着脱が可能となる。

次に、図７を参照して、加圧装置１０４により加圧することで、インクカートリッジ１０に供給されるインクに圧力をかけてインクを再充填する方法について説明する。図７は、加圧装置１０４でインクを加圧してインクをインクカートリッジ１０に再充填する方法を説明する模式図で、（ａ）は加圧装置１０４でインクを吸引し加圧する例、（ｂ）は（ａ）の方法の空気抜きをし易くするように改良した例、（ｃ）はインクボトル１０２を加圧してインクカートリッジ１０に供給されるインクを加圧する例を説明する。なお、図７では加圧装置１０４として注射器のようなシリンダとピストンの構造を示しているが、加圧装置１０４としては、周知の他の装置であってもよい。また、ピストンを人手で操作せず、バネあるいは錘で加圧してもよく、加圧の方法は限定されない。

図７（ａ）は、インクボトル１０２中のインクを加圧装置１０４で吸引し、加圧してインクカートリッジ１０に供給するインク供給装置１１０を用いた例を説明する図である。インクボトル１０２は補充するインクを収容する容器である。加圧装置１０４は、ここでは注射器のようなシリンダとピストンの構成として説明する。加圧装置１０４のノズルにチューブ１１３を接続する。チューブ１１３は供給針７２を介してインクカートリッジ１０のノズル４０（図１参照）に接続する。チューブ１１３には、開閉弁あるいはコック１１５が配設され、さらに、供給針７２の近くに逆止弁１１４が配設される。逆止弁１１４は、加圧装置１０４からインクカートリッジ１０へのインクの流れを許容し、その逆流を阻止する。チューブ１１３からは、インクボトル１０２内の底近くと接続する供給チューブ１１１が、コック１１５と逆止弁１１４との間から分岐する。供給チューブ１１１には、逆止弁１１２が配設され、インクボトル１０２からチューブ１１３へのインクの流れを許容し、その逆流を阻止する。チューブ１１３の加圧装置１０４とコック１１５の間から、回収チューブ１１７が分岐し、インクボトル１０２の上部に接続する。回収チューブ１１７には開閉弁すなわちコック１１８が配設される。

インク供給装置１１０を用いてインクカートリッジ１０にインクを補充するには、図７（ａ）に示すようにセットした後に、コック１１５を開としコック１１８を閉として加圧装置１０４にて吸引する。すると、逆止弁１１４のためにインクカートリッジ１０側からは吸引されないので、供給チューブ１１１およびチューブ１１３を通じてインクボトル１０２からインクが加圧装置１０４内に吸引される。しかし、供給チューブ１１１およびチューブ１１３内に残留していた空気も合わせて吸引される。インクカートリッジ１０すなわちインクバッグ２０（図１参照）中に空気が混入すると、インクジェットプリンタ（不図示）での印刷に支障をきたすことがあるので、空気の混入をできるだけ抑えることが要求される。そこで、コック１１５を閉としコック１１８を開として加圧装置１０４にて加圧（排出）する。すると、空気の混入したインクは、回収チューブ１１７を通じて、インクボトル１０２に戻される。そこで、再度コック１１５を開としコック１１８を閉として加圧装置１０４にて吸引する。このときには、供給チューブ１１１およびチューブ１１３内に空気が残留していないので加圧装置１０４内にはインクだけが吸引される。次に、コック１１５、１１８を切り替えることなく、加圧装置１０４にて加圧する。すると、逆止弁１１２のためにインクはインクボトル１０２へは流れないので、インクカートリッジ１０へ流れようとする。

しかし、インクカートリッジ１０内には逆止弁である第２の弁部６０（図２参照）が設置されているので、スムースに流れ込むことはなく、加圧装置１０４のピストンを押す力に見合う圧力が生ずる。インクに生ずる圧力が所定の圧力となると、前述のように、漏れるように第２の弁部６０を僅かに逆流する。したがって、その状態で時間が経過すると、インクがインクカートリッジ１０に再充填される。このとき、逆止弁１１２からも漏れを生じうるので、かかる漏れを抑制するために供給チューブ１１１に開閉弁あるいはコックを配設してもよい。加圧装置１０４の容量が小さく、１回の吸引・加圧ではインクカートリッジ１０内がインクで満杯とならないときには、コック１１５、１１８を切り替えることなく、加圧装置１０４にて吸引・加圧を繰り返す。このように、インク供給装置１１０は、簡単な構成で、最初の吸引時だけコック１１５、１１８を切り替えることにより、加圧装置１０４で吸引・加圧を繰り返すことにより、容易にインクカートリッジ１０にインクを再充填することができる。

なお、インク供給装置１１０に用いる加圧装置１０４において、インクカートリッジ１０に供給するインクの圧力を１．９６〜９８．１ｋＰａとする場合、人手で注射器に掛けることができる平均的な力である４９Ｎをピストンに掛けるとすると、シリンダの直径を１７．８〜１．１ｃｍとすることになる。直径が１７．８〜０．８ｃｍのシリンダで、１０ｍｌのインクを再充填するためには、シリンダ長で０．０４〜２０ｃｍ分のインクを供給することになる。ここで、直径０．８ｃｍのシリンダとは市販の１ｍｌ用注射器程度であり、市販の５０ｍｌ用注射器が直径２．８ｃｍ程度である。

図７（ｂ）は、インク供給装置１１０を改良して、空気を抜き易くしたインク供給装置１２０を用いた例を説明する図である。インク供給装置１２０では、インクボトル１０２から供給チューブ１２１を通じ逆止弁１２２を経て、分岐にてチューブ１２５に接続し、逆止弁１２６、供給針７２を介してインクカートリッジ１０に至るのは、インク供給装置１１０と同様である。しかし、チューブ１２５との分岐と逆止弁１２２との間の供給チューブ１２１から、加圧装置１０４に至る加圧チューブ１２３が分岐する。加圧チューブ１２３には開閉弁あるいはコック１２４が配設される。加圧装置１０４は、上向きに吸入したインクを排出するように設置される。また、インクカートリッジ１０に接続するチューブ１２５には、開閉弁あるいはコック１２７が供給チューブ１２１との分岐を挟んでインクカートリッジ１０と反対側に配設され、コック１２７の先から回収チューブ１２９が分岐し、回収チューブ１２９はインクボトルの上部に接続する。回収チューブ１２９が分岐した先のチューブ１２５は、ベントとして大気開放される。なお、チューブ１２５は、ベント側を鉛直上方として配置される。ここで、インク供給装置１２０の加圧装置１０４は、インク供給装置１１０の加圧装置１０４と同様であり、重複した説明は省略する。

インク供給装置１２０を用いてインクカートリッジ１０にインクを再充填するには、図７（ｂ）に示すようにセットした後に、コック１２４を開としコック１２７を閉として加圧装置１０４にて吸引する。すると、逆止弁１２６のためにインクカートリッジ１０側からは吸引されないので、供給チューブ１２１および加圧チューブ１２３を通じてインクボトル１０２からインクが加圧装置１０４内に吸引される。しかし、供給チューブ１２１および加圧チューブ１２３内に残留していた空気も合わせて吸引される。また、供給チューブ１２１の全範囲がインクで充満されず、さらにインクカートリッジ１０に至るチューブ１２５にも空気が残留する。そこで、コック１２７を開として加圧装置１０４にて加圧（排出）する。すると、逆止弁１２２のためにインクボトル１０２側には流れないので、空気の混入したインクがチューブ１２５に流れる。インクがチューブ１２５に流れると、上方がベントで開放されているので、徐々に空気は上昇し、ベントから大気開放される。インクがチューブ１２５を上昇すると、インクは回収チューブ１２９側に流れ、インクボトル１０２に回収されるので、急激にインクがチューブ１２５を上昇しない限り、インクがベントから放出されることはない。すなわち、インクが急激にチューブ１２５を上昇しない程度に、加圧装置１０４での加圧を調整すればよい。そこで、空気が抜けたならば、再度コック１２７を閉として、加圧装置１０４にて吸引・加圧を行うことにより、インクカートリッジ１０へのインクを加圧し、再充填する。加圧装置１０４からインクボトル１０２への流れは逆止弁１２２により阻止されるだけであるので、開閉弁（不図示）を配設し、インクボトル１０２へのインクの逆流を抑制してもよい。インク供給装置１２０では、チューブ１２５の空気を確実に抜けると共に、空気を圧縮することがなく、圧縮性流体である空気の圧縮・膨張によるインクの飛散を防止することができる。

次に、図７（ｃ）は、加圧装置１０４で、インクを吸引することなく、インクボトル１０２を加圧することによりインクカートリッジ１０に供給されるインクを加圧するインク供給装置１３０を用いた例を説明する図である。インク供給装置１３０では、加圧装置１０４のノズルに接続する空気チューブ１３１は、逆止弁１３２を介してインクボトル１０２の上部に接続する。逆止弁１３２は、加圧装置１０４からインクボトル１０２への流れを許容し、その逆流を阻止する。加圧装置１０４と逆止弁１３２との間には、空気吸引チューブ１３３が分岐し、空気吸引チューブ１３３は逆止弁１３４を介して大気と連通する。逆止弁１３４は大気からの流れを許容し、その逆流を阻止する。供給チューブ１３５が、インクボトル１０２内の底近くから供給針７２を介してインクカートリッジ１０に接続する。供給チューブ１３５からはベントチューブ１３７が分岐し、大気開放されている。ベントチューブ１３７には、開閉弁あるいはコック１３８が配設される。

インク供給装置１３０を用いてインクカートリッジ１０にインクを再充填するには、図７（ｃ）に示すようにセットした後に、加圧装置１０４にて吸引する。すると、逆止弁１３２のためにインクボトル１０２側からは吸引されないので、空気吸引チューブ１３３を通じて大気から空気が加圧装置１０４内に吸引される。次に、加圧装置１０４にて加圧（排出）すると、逆止弁１３４のために空気吸引チューブ１３３側には空気が流れないので、インクボトル１０２内に空気が送られ、インクボトル１０２内が加圧される。インクボトル１０２内が加圧されると、インクは供給チューブ１３５に押し出される。押し出されたインクには、初期のうちは供給チューブ１３５内の空気が混入するので、コック１３８を開として、空気をベントチューブ１３７から大気に放出する。空気が抜けたならば、コック１３８を閉とする。コック１３８を閉とした後に、加圧装置１０４でインクボトル１０２内に空気を送ることにより、インクカートリッジ１０に供給されるインクが加圧され、インクカートリッジ１０にインクが再充填される。加圧された空気が空気吸引チューブ１３３を逆流しないのは、逆止弁１３４によっているが、開閉弁を配設し、より確実に逆流を阻止してもよい。このように、インク供給装置１３０では、加圧装置１０４にインクが吸引されることがなく、例えば色の異なるインクに対しても、一つの加圧装置１０４を共用することができる。また、加圧装置１０４として、汎用のコンプレッサやブロワを用いることも可能であり、その場合には、空気吸引チューブ１３３および逆止弁１３２、１３４を省略することも可能である。

次に、図８を参照して、インクカートリッジ１０内を減圧することにより、インクを再充填する方法について説明する。図８は、インクカートリッジ１０内を減圧してインクを再充填する方法について説明する模式図である。インクボトル１４２を、供給針７２を介してインクカートリッジ１０のノズル４０（図２参照）に接続する。インクボトル１４２は、供給針７２と直結されてもよく、インクボトル１４２に供給針７２が予め設置されていてもよい。インクカートリッジ１０の空気孔３８（図１参照）には、真空チューブ１４４が接続される。真空チューブ１４４は真空装置１４６に接続し、インクカートリッジ１０内の閉じた空間３６（図１参照）を減圧する。真空装置１４６は、加圧装置１０４と同様の注射器でもよいし、真空ポンプであってもよい。

インクカートリッジ１０内の閉じた空間３６（図１参照）が減圧されると、内部が常圧であるインクバッグ２０（図１参照）が膨らもうとして、第２の弁部６０（図２参照）に差圧が生ずる。すなわち、インクに所定の圧力をかけて供給するのと同じ状態となり、「所定の圧力でインクを供給する」の概念に含まれる。ここで、所定の圧力は、閉じた空間３６の真空度で表され、本実施の形態では−１３．３〜−１０１ｋＰａとする。真空度が−１３．３ｋＰａよりも小さいと、逆止弁である第２の弁部６０を逆流して漏れ流れるインクの量が少なくなりすぎる。また、−１０１ｋＰａよりも大きいと、弁体６４（図２参照）と弁座６８（図２参照）との密着が増して第２の弁部６０を逆流して漏れ流れるインクの量が少なくなり、あるいは、インクカートリッジ１０、特にインクバッグ２０（図１参照）に損傷を生ずる可能性が高まる。このように、インクカートリッジ１０内を減圧してインクを供給すると、真空装置１４６および真空チューブ１４４は、空気しか吸引しないので、例えば色の異なるインクに対しても、一つの真空装置１４６および真空チューブ１４４を共用できる。また、インクが加圧されないので、何らかの理由でインクが外部に漏れても、インクが飛散することを防止できる。

次に、図９を参照して、第２の弁部６０にバイパス流路９０が形成されたインクカートリッジ１２のバイパス流路９０を利用してインクカートリッジ１２にインクを再充填する方法について説明する。図９は、インクカートリッジ１２のノズル４０付近の断面図（図２と同様な平面における断面図）である。以降、図２で説明したインクカートリッジ１０との差異を中心に説明する。第１の弁部５０の内部（弁体５８より第２の弁部６０側）の筒部５２に貫通孔であるバイパス流路９０が形成されている。バイパス流路９０の外側には、シール９２に貼付され、バイパス流路９０は閉塞されている。なお、バイパス流路９０は、インクカートリッジ１２の製造時にインクを注入するのに用いられ、インク注入後シール９２を例えば加熱接着して、バイパス流路９０を閉塞する。バイパス流路９０を経由して、インクバッグ２０にインクを注入するので、インクバッグ２０はバイパス流路９０を包み込む範囲にまで及ぶ。

インクバッグ２０にインクを再充填するには、前述のように逆止弁である第２の弁部６０を通じてインクを再充填する方法だけではなく、バイパス流路９０の閉塞を解除して再充填してもよい。すなわち、バイパス流路９０を閉塞するシール９２を剥がせばよい。シール９２を剥がすためには、供給するインクの圧力を高める。本実施の形態では、９８．１から９８１ｋＰａとする。このような圧力とすることにより、シール９２が剥がれ、バイパス流路９０を経由して、第２の弁部６０を通らずに、インクバッグ２０にインクを再充填することができる。インクの圧力が低いとシール９２が剥がれず、インクの圧力を９８１ｋＰａより大きくし、高くしすぎるとインクバッグ２０に損傷を引き起こしインク漏れを生ずる恐れがある。なお、シール９２が剥がれることにより、以降は第２の弁部６０の機能は使われなくなるが、通常の使用ではインクカートリッジ１２内に空気が混入し支障をきたすことは稀であり、実質的に問題はない。

これまで説明した通り、インク供給装置とは、図７に示したインク供給装置１１０、１２０、１３０のように、インクボトル１０２（図６の例では、インクタンク８２）、供給針７２、それらを繋ぐチューブ、各チューブに配設された弁類を含み、インクカートリッジ１０にインクを再充填するための全ての装置（インクカートリッジ１０は含まない。）を指す。なお、図７の例では加圧装置１０４等を含み、図８の例では真空装置１４６等を含む。また、図７に示したインク供給装置１１０、１２０、１３０を、あるいは、インク供給装置１１０、１２０、１３０からインクボトル１０２を除外したものを、リフィルキットと称することもある。

なお、図６〜図８の例では、インクカートリッジ１０で必ずしも第２の弁６０（図２参照）で鉛直上方にインクが流れるようには図示されていないが、鉛直上方にインクが流れるようにするのが弁体６４の比重がインクより大きいときには好適であり、また、インクカートリッジ１０を弁体６４が動く方向に振動させながらインクを再充填するのが好適である。

これまでの実施の形態では逆止弁である第２の弁６０（図２、図９参照）の弁体６４は、薄い板でインクの流れの方向に自由に動けるものとして説明したが、弁体の一端が弁座に固定され、該固定を中心として弁体が揺動することにより開と閉とが切り替わる構造でもよく、弁体は薄い板ではなく、例えば球状のような塊でもよい。また、第１の弁部５０が備えられていなくてもよい。

使用済みインクカートリッジ（メーカー：エプソン、型式：ＩＣＬＭ３５）を準備し、その重量を測定した。重量は１９ｇだった。インクボトル（メーカー：ＥＬＥＣＯＭ、品名：「エプソン用詰め替えインクキット」のＬＭ）を準備した。このインクボトルのインク取り出し口に予め取り付けられたノズル付の栓をはずした。外形６ｍｍ、内径４ｍｍ、全長０．７ｍの透明な塩化ビニル製チューブの一方の端に、インクカートリッジのインク取り出し口に密封して嵌合させ得る治具（供給針）を、他方の端に、前記インクボトルのインク取り出し口に（予め取り付けられたノズル付の栓をはずした後に）嵌合させ得る治具をそれぞれ装着し、それぞれの両端近傍に開閉弁を装着した。そして、チューブをインクカートリッジとインクが満たされたインクボトルに接続した。次にインクカートリッジのインク取り出し口を下方にし、インクカートリッジ側の開閉弁を閉、インクボトル側の開閉弁を開として前記インクボトルを逆さ（インク取り出し口を下）にし、インクボトルをインクカートリッジの上方０．７ｍの位置に固定し、上部（インクボトルの底部）に空気吸入穴を開けた。その後インクカートリッジ側の開閉弁を開としインク注入を開始した。１２０分後にインクボトルの液面が低下しなくなったのでインクカートリッジをとりはずしてその重量を測定した。インクカートリッジの重量は３１ｇだった。すなわち、１２ｇのインクが再充填された。ちなみに、同種の新品のインクカートリッジの重量は約３２ｇであり、ほぼインクが満杯となった。

インクの比重を約１とすれば０．７ｍの液柱の位置水頭による圧力は約０．０７ｋＰａとなるので、圧力約０．０７ｋＰａでインクを供給することにより、２時間の時間を掛ければ逆止弁を逆流させてインクカートリッジにインクを再充填できることが確認された。

実施例２では、実施例１のインクカートリッジの形式を変更し（メーカー：エプソン、型式：ＩＣＢＫ３５）、チューブの全長を２．３ｍとして、インクボトルをインクカートリッジの上方２．３ｍの位置に固定した。これら以外は、インクカートリッジ側の開閉弁を開としインク注入を開始するまで実施例１と同様にした。インク注入開始前のインクカートリッジ重量は２０ｇであった。インク注入開始１２０分後にインクボトルの液面が低下しなくなったのでインクカートリッジをとりはずしてその重量を測定したところ、インクカートリッジの重量は３２ｇだった。すなわち、１２ｇのインクが再充填された。ちなみに、同種の新品のインクカートリッジの重量は約３２ｇであり、ほぼインクが満杯となった。

実施例１と同じくインクの比重は約１であり２．３ｍの液柱の位置水頭による圧力は約０．２３ｋＰａとなるので、圧力約０．２３ｋＰａでインクを供給することにより、２時間の時間を掛ければ逆止弁を逆流させてインクカートリッジにインクを再充填できることが確認された。

実施例３では、実施例１のチューブの全長を０．４ｍとして、インクボトルをインクカートリッジの上方０．４ｍの位置に固定し、インクを注入している間インクカートリッジを上下に振動（振幅０．１ｍ、振動数１００回／分）させた。これら以外は、インクカートリッジ側の開閉弁を開としインク注入を開始するまでを実施例１と同様にした。インク注入開始前のインクカートリッジ重量は１９．５ｇ、インク注入開始５．５分後にインクボトルの液面が低下しなくなったのでインクカートリッジをとりはずしてその重量を測定した。インクカートリッジの重量は３２ｇだった。すなわち、１２．５ｇのインクが再充填され、ほぼインクが満杯となった。

実施例１と比較し、圧力は約０．００４ｋＰａと低くなっているが、２０分の１以下の時間でほぼ同量のインクを再充填することができることから、インクバッグを振動させることにより、すなわち逆止弁を弁体の移動方向に振動させることにより、逆止弁を逆流させてインクカートリッジにインクを再充填する速さを速めることができることが確認された。

実施例１と同様に、使用済みインクカートリッジ（メーカー：エプソン、型式：ＩＣＬＭ３５）とインクボトル（メーカー：ＥＬＥＣＯＭ、品名：「エプソン用詰め替えインクキット」のＬＭ）を外形６ｍｍ、内径４ｍｍ、開閉弁付の透明な塩化ビニル製チューブで接続した。なお、チューブには一つだけ開閉弁を装着した。なお、インクカートリッジの重量は１９ｇだった。次にインクカートリッジのインク取り出し口を下方にし、透明な塩化ビニル製チューブの開閉弁を開として前記インクボトルを逆さ（インク取り出し口を下）にし、インクボトルをインクカートリッジと同じ水平面に固定し、上部（インクボトルの底部）に空気吸入穴を開けた。そして、インクカートリッジのカートリッジケースの空気孔から注射器にて空気を吸引し、閉じた空間を−６６．７ｋＰａに減圧すると、インクボトルの液面が低下しインクバッグにインクの供給が開始された。その後１２０分後にインクボトルの液面が低下しなくなったのでインクカートリッジをとりはずしてその重量を測定した。インクカートリッジの重量は２８ｇだった。すなわち、９ｇのインクが再充填された。

インクカートリッジのカートリッジケース内を減圧しても、２時間の時間を掛ければ逆止弁を逆流させてインクカートリッジにインクを再充填できることが確認された。

実施例１と同様に、使用済みインクカートリッジ（メーカー：エプソン、型式：ＩＣＬＭ３５）を準備し、その重量を測定した。重量は１９．７ｇだった。インクボトル（メーカー：ＥＬＥＣＯＭ、品名：「エプソン用詰め替えインクキット」のＬＭ）を準備した。注射器（筒内径５ｍｍ、筒長さ５０ｍｍ）にてインクボトルからインクを吸引し、注射器の先端をインクカートリッジのインク取り出し口に治具（供給針）を介して密封嵌合させた後、注射筒を押し込んでインクカートリッジにインクを注入した。注射器によるインク注入は１１回行い、４分かかった。その後インクカートリッジをとりはずしてインクカートリッジの重量を測定した。重量は３２ｇだった。すなわち、１２．３ｇのインクが再充填され、ほぼインクが満杯となった。なお、その後インクカートリッジをカッターで切断して内部をみたところ、逆止弁（第２の弁部）のバイパス流路を閉塞するシールが剥がれ、バイパス流路が通じていた。

供給するインクの圧力を高めると、バイパス流路を閉塞するシールが剥がれ、バイパス流路が通じてインクカートリッジにインクを再充填できることが確認された。

これまでの説明では、インクカートリッジ１０にインクを再充填する方法について説明したが、本発明に係る液体再充填方法は、インクカートリッジ以外の容器に用いてもよく、また、インク以外の液体に用いてもよい。

実施の形態として用いる容器の例としてのインクカートリッジを説明する図で、（ａ）は上蓋を撤去した状態の斜視図で、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図を示す。 インクカートリッジのノズル廻りの部分断面図である。 インクを注入する供給針が挿入されたノズル廻りの部分断面図である。 インクの流れと重力の方向を示している第２の弁部の拡大断面図である。 振動する方向を示している第２の弁部の拡大断面図である。 インクの位置水頭により圧力を得るインクの再充填方法を説明する模式図である。 加圧装置でインクを加圧してインクをインクカートリッジに再充填する方法を説明する模式図で、（ａ）は加圧装置でインクを吸引し加圧する例、（ｂ）は（ａ）の方法の空気を抜き易くするように改良した例、（ｃ）はインクボトルを加圧してインクカートリッジに供給されるインクを加圧する例を説明する。 インクカートリッジ内を減圧してインクを再充填する方法について説明する模式図である。 バイパス流路を利用してインクカートリッジにインクを再充填するインクカートリッジのノズル付近の断面図である。

符号の説明

１０、１２ インクカートリッジ
２０ インクバッグ
３０ カートリッジケース（筐体）
３２ カートリッジケース本体
３４ 上蓋
３６ 閉じた空間
３８ 空気孔
４０ ノズル
５０ 第１の弁部
５２ 筒部
５３、５４ シール押え
５６ ゴムシール
５８ 弁体
５９ スプリング
６０ 第２の弁部（逆止弁）
６２ ボディ
６３、６９ 貫通孔
６４ 弁体
６６ ガイド
６８ 弁座
７２ 供給針
８２ インクタンク
８４ チューブ
８６ 接続管
８８、１１５、１１８、１２４、１２７、１３８ 開閉弁（コック）
９０ バイパス流路
９２ シール
１０２、１４２ インクボトル
１０４ 加圧装置
１１０、１２０、１３０ インク供給装置
１１１、１２１、１３５ 供給チューブ
１１２、１１４、１２２、１２６、１３２、１３４ 逆止弁
１１３、１２５ チューブ
１１７、１２９ 回収チューブ
１２３ 加圧チューブ
１３１ 空気チューブ
１３３ 空気吸引チューブ
１３７ ベントチューブ
１４４ 真空チューブ
１４６ 真空装置
Ｈ 高さの差
ｇ 重力
ｉ インクの流れ
ｖ 振動方向

上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意検討した結果、再充填する液体への加圧を適切な範囲にすることによってインク導出路を経由して液体を注入できることを見出した。そこで、請求項１に記載の発明に係る液体再充填方法は、例えば図１および図３に示すように、筐体３０に収容され、液体を収容し、収容した液体を導出路４０から導出する袋状の容器２０であって、該導出路４０には外部から容器２０内への液体の流れにより移動する弁体６４の動きにより弁体６４が弁座６８と接触する逆止弁６０が配設されている容器２０の液体再充填方法において：外部から導出路４０に、所定の圧力で液体を供給し、該液体の流れにより弁体６４が弁座６８と接触した状態で容器２０に液体を再充填する工程を備える。

また、請求項２に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図４に示すように、請求項１に記載の液体再充填方法において、弁体６４は、液体より比重の大きな素材で形成され；外部から容器２０への液体が、鉛直上方に流れるように容器を配置して液体を再充填してもよい。

このように構成すると、弁体が液体より比重の大きな素材で形成され、逆止弁を通過する液体が鉛直上方に流れるように容器を配置して、すなわち、弁体が逆止弁の弁座から離間し易いように配置して、液体を再充填するので、液体を再充填しやすくなる。

また、請求項３に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図５に示すように、請求項１または請求項２に記載の液体再充填方法において、容器を逆止弁６０の弁体６４の移動方向に振動させ、弁体６４に慣性力を付与して、液体を再充填してもよい。

このように構成すると、逆止弁の弁体が移動方向に振動し、その結果弁体と弁座との間の閉塞する力が弱くなり漏れ易くなり、液体が流れ易くなる。

また、請求項４に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図６に示すように、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液体再充填方法において、所定の圧力が液体の位置水頭により達成されてもよい。

このように構成すると、液体の位置水頭により所定の圧力が得られるので、容易な液体の再充填方法となる。

また、請求項５に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図７に示すように、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液体再充填方法において、所定の圧力が液体を加圧装置１０４により加圧することにより達成されてもよい。

このように構成すると、加圧装置を調整することで所定の圧力を容易に得られる。なおここで、加圧装置とは、各種のポンプであってもよいし、注射器（シリンジ）のようにピストンを手動で押すことにより加圧する装置でもよいし、ピストンを手動で押す代わりにバネ等で押す機構を備えてもよいし、他の所定の圧力を達成できる加圧装置であってもよい。なお、加圧装置として注射器のようなピストンを用いる場合、ピストンに作用する力が同じならば加圧された液体の圧力はシリンダの断面積に逆比例するので、シリンダの断面積が小さいほど圧力が大きくなる、よって、ピストンへの作用力は適正な範囲となるように留意する必要がある。

また、請求項６に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図８に示すように、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液体再充填方法において、所定の圧力が筐体３０内を減圧することで容器２０が膨らもうとすることにより達成されてもよい。

このように構成すると、筐体内を減圧することで容器が膨らもうとすることにより所定の圧力が達成されるので、液体の流路に加圧される部分が存在せず、たとえ流路に損傷が生じたとしても、液体が飛散することを防止できる。

また、請求項７に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図１に示すように、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の液体再充填方法において、容器が、インクカートリッジ１０のインクバッグ２０であり；液体が、インクであり；所定の圧力が、１．９６〜９８．１ｋＰａであってもよい。

このように構成すると、インクカートリッジにインクを再充填するのにインクを入れ易く好適である。

また、請求項８に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図１、図３および図９に示すように、インクを収容するインクバッグ２０と、インクバッグ２０に接続してインクバッグ２０からインクを導出し、第１の弁部５０と第２の弁部６０と第２の弁部６０をバイパスするバイパス流路９０とを有するノズル４０とを備え、第１の弁部５０は、針で弁体５８を押すことで開いた状態となり、プリンタに装着しない状態では閉塞している弁であり、第２の弁部６０は、外部からインクバッグ２０内へのインクの流れにより移動する弁体６４の動きにより弁体６４が弁座６８と接触する逆止弁であり、バイパス流路９０はシール９２が貼付されて閉塞されている、インクカートリッジ１２にインクを再充填する方法であって：第１の弁部５０をインク注入針７２で開いた状態とする工程と；インク注入針７２から前記インクを９８．１〜９８１ｋＰａの圧力で供給して、バイパス流路９０のシール９２を剥がす工程と；インク注入針７２からバイパス流路９０を通じてインクバッグ２０内にインクを注入する工程とを備える。

このように構成すると、バイパス流路の閉塞を解除してバイパス流路を介してインクバッグ内にインクを再充填するので、迅速にインクをインクバッグ内に再充填することができる。

本発明に係る液体再充填方法によれば、筐体に収容され液体を収容し収容した液体を導出路から導出する袋状の容器であって、該導出路には外部から容器内への液体の流れにより移動する弁体の動きにより弁体が弁座と接触する逆止弁が配設されている容器の液体再充填方法において、外部から導出路に所定の圧力で液体を供給し液体の流れにより弁体が弁座と接触した状態で容器に液体を再充填する工程を備えるので、所定の圧力で液体を供給することにより液体を再充填することができ、液体の再充填を容易に行うことができる。また、容器が筐体に収容されているので、容器を自由な方向に保持しつつ液体を再充填することができる。

インクカートリッジ１０内の閉じた空間３６（図１参照）が減圧されると、内部が常圧であるインクバッグ２０（図１参照）が膨らもうとして、第２の弁部６０（図３参照）に差圧が生ずる。すなわち、インクに所定の圧力をかけて供給するのと同じ状態となり、「所定の圧力でインクを供給する」の概念に含まれる。ここで、所定の圧力は、閉じた空間３６の真空度で表され、本実施の形態では−１３．３〜−１０１ｋＰａとする。真空度が−１３．３ｋＰａよりも小さいと、逆止弁である第２の弁部６０を逆流して漏れ流れるインクの量が少なくなりすぎる。また、−１０１ｋＰａよりも大きいと、弁体６４（図２参照）と弁座６８（図２参照）との密着が増して第２の弁部６０を逆流して漏れ流れるインクの量が少なくなり、あるいは、インクカートリッジ１０、特にインクバッグ２０（図１参照）に損傷を生ずる可能性が高まる。このように、インクカートリッジ１０内を減圧してインクを供給すると、真空装置１４６および真空チューブ１４４は、空気しか吸引しないので、例えば色の異なるインクに対しても、一つの真空装置１４６および真空チューブ１４４を共用できる。また、インクが加圧されないので、何らかの理由でインクが外部に漏れても、インクが飛散することを防止できる。

次に、図９を参照して、第２の弁部６０にバイパス流路９０が形成されたインクカートリッジ１２のバイパス流路９０を利用してインクカートリッジ１２にインクを再充填する方法について説明する。図９は、インクカートリッジ１２のノズル４０付近の断面図（図２と同様な平面における断面図）である。以降、図２で説明したインクカートリッジ１０との差異を中心に説明する。第１の弁部５０の内部（弁体５８より第２の弁部６０側）の筒部５２に貫通孔であるバイパス流路９０が形成されている。バイパス流路９０の外側には、シール９２が貼付され、バイパス流路９０は閉塞されている。なお、バイパス流路９０は、インクカートリッジ１２の製造時にインクを注入するのに用いられ、インク注入後シール９２を例えば加熱接着して、バイパス流路９０を閉塞する。バイパス流路９０を経由して、インクバッグ２０にインクを注入するので、インクバッグ２０はバイパス流路９０を包み込む範囲にまで及ぶ。

上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意検討した結果、再充填する液体への加圧を適切な範囲にすることによってインク導出路を経由して液体を注入できることを見出した。そこで、請求項１に記載の発明に係る液体再充填方法は、例えば図１および図３に示すように、 筐体３０に収容されており、液体を収容し、収容した液体を導出路４０から導出する袋状の容器２０であって、該導出路４０には外部から容器２０内への液体の流れにより自由に移動する高分子のフィルム状の弁体６４の動きにより該弁体６４がプラスチックで形成された弁座６８と接触する逆止弁６０が配設されており、かつ、前記弁体６４の外径が前記弁座６８の外径より大きい、容器２０の液体再充填方法において、外部から前記導出路４０に所定の圧力をかけ続けて、前記所定の圧力で前記液体を供給し、該液体の流れにより前記弁体６４が前記弁座６８と接触した状態で前記逆止弁６０を逆流させ、前記容器２０に液体を再充填する工程を備え、前記所定の圧力が、１．９６ｋＰａ以上、９８．１ｋＰａ以下である。

また、請求項２に記載の発明に係る液体再充填方法では、例えば図６に示すように、請求項１に記載の液体再充填方法において、所定の圧力が７ｋＰａ以上であって、液体の位置水頭により達成されてもよい。

本発明に係る液体再充填方法によれば、筐体３０に収容されており、液体を収容し、収容した液体を導出路４０から導出する袋状の容器２０であって、該導出路４０には外部から容器２０内への液体の流れにより自由に移動する高分子のフィルム状の弁体６４の動きにより該弁体６４がプラスチックで形成された弁座６８と接触する逆止弁６０が配設されており、かつ、前記弁体６４の外径が前記弁座６８の外径より大きい、容器２０の液体再充填方法において、外部から前記導出路４０に１．９６ｋＰａ以上、９８．１ｋＰａ以下の所定の圧力をかけ続けて、前記所定の圧力で前記液体を供給し、該液体の流れにより前記弁体６４が前記弁座６８と接触した状態で前記逆止弁６０を逆流させ、前記容器２０に液体を再充填する工程を備えるので、所定の圧力で液体を供給することにより、液体を再充填することができ、液体の再充填を容易に行うことができる。また、容器が筐体に収容されているので、容器を自由な方向に保持しつつ液体を再充填することができる。

そこで、図３に本発明の実施の形態例として、インクカートリッジ１０にインクを注入する様子を表す。図３は、インクを注入する供給針７２が挿入されたノズル４０廻りの部分断面図である。供給針７２は、後述のインク供給装置（図６〜図７参照）におけるインクカートリッジ１０へインクを注入する器具で、先端にインクを流出する孔が形成された剛性の高い中空の管である。ここで、剛性が高いとは、供給針７２の先端で第１の弁部５０の弁体５８を押すことにより、スプリング５９の付勢力に抗して弁体５８をゴムシール５６から離間させることができるような剛性を有することをいう。

インク供給装置１３０を用いてインクカートリッジ１０にインクを再充填するには、図７（ｃ）に示すようにセットした後に、加圧装置１０４にて吸引する。すると、逆止弁１３２のためにインクボトル１０２側からは吸引されないので、空気吸引チューブ１３３を通じて大気から空気が加圧装置１０４内に吸引される。次に、加圧装置１０４にて加圧（排出）すると、逆止弁１３４のために空気吸引チューブ１３３側には空気が流れないので、インクボトル１０２内に空気が送られ、インクボトル１０２内が加圧される。インクボトル１０２内が加圧されると、インクは供給チューブ１３５に押し出される。押し出されたインクには、初期のうちは供給チューブ１３５内の空気が混入するので、コック１３８を開として、空気をベントチューブ１３７から大気に放出する。空気が抜けたならば、コック１３８を閉とする。コック１３８を閉とした後に、加圧装置１０４でインクボトル１０２内に空気を送ることにより、インクカートリッジ１０に供給されるインクが加圧され、インクカートリッジ１０にインクが再充填される。加圧された空気が空気吸引チューブ１３３を逆流しないのは、逆止弁１３４によっているが、開閉弁を配設し、より確実に逆流を阻止してもよい。このように、インク供給装置１３０では、加圧装置１０４にインクが吸引されることがなく、例えば色の異なるインクに対しても、一つの加圧装置１０４を共用することができる。また、加圧装置１０４として、汎用のコンプレッサやブロワを用いることも可能であり、その場合には、空気吸引チューブ１３３および逆止弁１３２、１３４を省略することも可能である。
このように構成すると、加圧装置を調整することで所定の圧力を容易に得られる。なおここで、加圧装置とは、各種のポンプであってもよいし、注射器（シリンジ）のようにピストンを手動で押すことにより加圧する装置でもよいし、ピストンを手動で押す代わりにバネ等で押す機構を備えてもよいし、他の所定の圧力を達成できる加圧装置であってもよい。なお、加圧装置として注射器のようなピストンを用いる場合、ピストンに作用する力が同じならば加圧された液体の圧力はシリンダの断面積に逆比例するので、シリンダの断面積が小さいほど圧力が大きくなる、よって、ピストンへの作用力は適正な範囲となるように留意する必要がある。

これまで説明した通り、インク供給装置とは、図７に示したインク供給装置１１０、１２０、１３０のように、インクボトル１０２（図６の例では、インクタンク８２）、供給針７２、それらを繋ぐチューブ、各チューブに配設された弁類を含み、インクカートリッジ１０にインクを再充填するための全ての装置（インクカートリッジ１０は含まない。）を指す。なお、図７の例では加圧装置１０４等を含む。また、図７に示したインク供給装置１１０、１２０、１３０を、あるいは、インク供給装置１１０、１２０、１３０からインクボトル１０２を除外したものを、リフィルキットと称することもある。

これまでの実施の形態では逆止弁である第２の弁６０（図２参照）の弁体６４は、図示されるように高分子のフィルム状で、前記弁座６８よりも大きな外径であり、薄い板でインクの流れの方向に自由に動けるものとして説明した。また、第１の弁部５０が備えられていなくてもよい。

インクの比重を約１とすれば０．７ｍの液柱の位置水頭による圧力は約７ｋＰａとなるので、圧力約７ｋＰａでインクを供給することにより、２時間の時間を掛ければ逆止弁を逆流させてインクカートリッジにインクを再充填できることが確認された。

実施例１と同じくインクの比重は約１であり２．３ｍの液柱の位置水頭による圧力は約２３ｋＰａとなるので、圧力約２３ｋＰａでインクを供給することにより、２時間の時間を掛ければ逆止弁を逆流させてインクカートリッジにインクを再充填できることが確認された。

実施の形態として用いる容器の例としてのインクカートリッジを説明する図で、（ａ）は上蓋を撤去した状態の斜視図で、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図を示す。 インクカートリッジのノズル廻りの部分断面図である。 インクを注入する供給針が挿入されたノズル廻りの部分断面図である。 インクの流れと重力の方向を示している第２の弁部の拡大断面図である。 振動する方向を示している第２の弁部の拡大断面図である。 インクの位置水頭により圧力を得るインクの再充填方法を説明する模式図である。 加圧装置でインクを加圧してインクをインクカートリッジに再充填する方法を説明する模式図で、（ａ）は加圧装置でインクを吸引し加圧する例、（ｂ）は（ａ）の方法の空気を抜き易くするように改良した例、（ｃ）はインクボトルを加圧してインクカートリッジに供給されるインクを加圧する例を説明する。

１０、１２ インクカートリッジ
２０ インクバッグ
３０ カートリッジケース（筐体）
３２ カートリッジケース本体
３４ 上蓋
３６ 閉じた空間
３８ 空気孔
４０ ノズル
５０ 第１の弁部
５２ 筒部
５３、５４ シール押え
５６ ゴムシール
５８ 弁体
５９ スプリング
６０ 第２の弁部（逆止弁）
６２ ボディ
６３、６９ 貫通孔
６４ 弁体
６６ ガイド
６８ 弁座
７２ 供給針
８２ インクタンク
８４ チューブ
８６ 接続管
８８、１１５、１１８、１２４、１２７、１３８ 開閉弁（コック）
９０ バイパス流路
９２ シール
１０２、１４２ インクボトル
１０４ 加圧装置
１１０、１２０、１３０ インク供給装置
１１１、１２１、１３５ 供給チューブ
１１２、１１４、１２２、１２６、１３２、１３４ 逆止弁
１１３、１２５ チューブ
１１７、１２９ 回収チューブ
１２３ 加圧チューブ
１３１ 空気チューブ
１３３ 空気吸引チューブ
１３７ ベントチューブ
Ｈ 高さの差
ｇ 重力
ｉ インクの流れ
ｖ 振動方向

Claims (8)

1. 筐体に収容され、液体を収容し、収容した液体を導出路から導出する袋状の容器であって、該導出路には外部から容器内への液体の流れにより移動する弁体の動きにより液体の流路を閉鎖する逆止弁が配設されている容器の液体再充填方法において：
   前記導出路に、所定の圧力で液体を供給し、前記容器に液体を再充填する工程を備える；
   液体再充填方法。
2. 前記液体を、前記逆止弁を通過させて容器に再充填する；
   請求項１に記載の液体再充填方法。
3. 前記弁体は、前記液体より比重の大きな素材で形成され；
   前記逆止弁を通過する液体が鉛直上方に流れるように前記容器を配置して液体を再充填する；
   請求項２に記載の液体再充填方法。
4. 前記容器を前記逆止弁の弁体の移動方向に振動させながら、液体を再充填する；
   請求項２または請求項３に記載の液体再充填方法。
5. 前記所定の圧力が前記液体の位置水頭により達成される；
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液体再充填方法。
6. 前記所定の圧力が前記液体を加圧装置により加圧することにより達成される；
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液体再充填方法。
7. 前記所定の圧力が前記筐体内を減圧することにより達成される；
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液体再充填方法。
8. 前記導出路には、前記逆止弁をバイパスする流路が形成され、該バイパス流路は閉塞されているが、該閉塞を前記液体の圧力により解除して、前記容器に液体を再充填する；
   請求項１に記載の液体再充填方法。

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