JP2013533144A - 負圧型インクカートリッジ充填装置、充填システム及び充填方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、一種の負圧型インクカートリッジ充填装置、システム及び充填方法に関する。このうちインクカートリッジ充填装置は、インクタンク、インクを前記充填待ちインクカートリッジに送るのに用いられ、その片端は前記インクタンク内のインクが前記インク注入流路に入るための入口端、もう片端は前記充填待ちインクカートリッジと接続する出口端であるインク注入流路、吸引器及びインクタンクと連通する吸引流路を含む。吸引流路上に吸引装置と接続する吸引口があり、入口端は前記インクタンク内にあるインクの水平面より上に位置する。入口端は前記インクタンク内にあるインクの水平面より上に位置するため、環境的な要因がどのように変わっても、インクタンク内のインクはインク注入流路から漏れることがないため、使用者が従来の負圧型インクカートリッジ充填装置を初めて使用した時にインクの飛び散りが発生しやすい技術的課題を解決した。
【選択図】図４ａ

Description

本発明は、主にインクカートリッジの再充填に用いるための充填装置、充填システム及び充填方法、とりわけ一種の負圧式インクカートリッジ充填装置、インクカートリッジ充填システム及び充填方法に関する。

インクジェットプリンターの場合、その印刷方法として、通常、インクを収容するインクカートリッジをインク源として使用し、そして所定のインク流路を通じてインクを印刷ヘッドまで送り、印刷信号の駆動のもとでインクを印刷ヘッドに設置されたノズルを介して紙等の記録媒体に噴射して文字や図形を記録している。

記録ヘッドとインクカートリッジの設置状況に応じて、インクジェットプリンターのインクカートリッジは、一体型と分離型の２つのタイプに分けられる。一体型インクカートリッジの記録ヘッドの場合、インクタンクと一体化されており、しかも記録ヘッドはインクカートリッジのインク吐出口の上に設けられている。これに対して分離型インクカートリッジの記録ヘッドはインクタンクと別々になっており、インクタンクはインクだけを収容し、しかも記録ヘッドはインクジェットプリンターのキャリッジの上に設けられている。一体型インクカートリッジの記録ヘッドは壊れやすく、しかも価格が比較的高いため、今では分離型インクカートリッジが幅広く使用されている。

現在市販されている分離型のインクカートリッジの構造は次のようになっている。インクカートリッジは負圧室とインク室を含み、二つの室は１つの連通口で結ばれ、しかも負圧室の中には毛管力を発生させてインクを貯めるスポンジ及びプリンターのインク供給針と接続するインク吐出口が設けられ、インク室の中には１つのインク注入口が設けられている。ここからもわかるように、当該分離型インクカートリッジは、インク切れになり次第、そのまま捨てられてしまうが、その中に含まれるプラスチック、フィルムなどの構成部分の殆どが自然界で分解できないため、資源のムダと環境汚染の原因となっている。それを防ぐためにも、インク切れになったインクカートリッジに対してインクを再度充填して再利用する方法を採用することが望ましい。

中国特許出願第２００９１０１０９２９３．６号は、一種の負圧型インクカートリッジ充填装置を提案した。当該充填装置は、充填用のインクを貯えるインクタンク、インクを充填待ちのインクカートリッジに送るインク供給管、インクタンクの上部にある吸引流路及び吸引器を含み、このうち吸引流路はインクタンクと連通し、しかもインクタンクの空気を吸い出すために吸引器と接続されている。

上記の負圧型インクカートリッジ充填装置を用いて上記の分離型インクカートリッジを充填するプロセスは、次の通りである。充填待ちインクカートリッジを充填装置上に固定し、インクカートリッジのインク吐出口をインク供給管に接続し、インクタンクとインクカートリッジとの間に１つの密閉空間を形成させる。次に、吸引器を吸引流路に接続してインクタンクとインクカートリッジ内部の空気を吸い出す。最後に、吸引装置を開き、この時のインクカートリッジは、気圧差の作用により自然的にインクタンク内部のインクを吸い出し始めるため、インクがインク供給管を経て負圧室に入り、そして連通口を通ってインクタンクに入っていく。

インクカートリッジ充填装置の運搬過程において、温度上昇等の周囲環境の変化により、インクタンク内部の圧力が上昇するが、インク供給管のインク入口端はずっとインクの中にあるため、インクが圧力の作用でインク供給管の中に流れ込んでしまう。この時、もし使用者がインク供給管の密封部品を開けてしまうと、中のインクが飛び散り、周りの環境や使用者の手、衣服と身の回り品を汚してしまう恐れがある。

また、インクカートリッジにインクを充填すると、インク供給管の中のインクの隔離効果の影響で、インクカートリッジ内部が負圧状態になりにくく、インクカートリッジを取り出すと、負圧室のスポンジが飽和状態になり、インク漏れが発生しやすくなる。

本発明は、使用者が従来の負圧型インクカートリッジ充填装置を初めて使用した時にインクの飛び散りが発生しやすい技術的課題を解決できる一種の負圧型インクカートリッジ充填装置、システム及び充填方法に関する。

上記の技術的課題を解決すべく、本発明は次のような技術的手段を採用した。

次のものからなる充填待ちインクカートリッジにインクを注入するための一種の負圧式インクカートリッジ充填装置。

前記充填待ちインクカートリッジに充填されるインクを貯留するためのインクタンク。

インクを前記充填待ちインクカートリッジに送るのに用いられるインク注入流路。その片端は前記インクタンク内のインクの前記インク注入通路の入口端で、もう片端は前記充填待ちインクカートリッジと連通する出口端となっている。

前記インクカートリッジ充填装置内部の空気を吸い出すための吸引器。

前記インクタンクと連通し、さらに吸引器と連通する吸引口が設けられている吸引流路。

前記入口端は、前記インクタンク内のインクの水平面より上に位置する。

前記入口端と前記吸引口は、前記インクタンク上の相応の両側壁に近い所にあるか、もしくはその上に位置する。

さらに前記充填待ちインクカートリッジを前記充填装置の中に固定するためのインクカートリッジ位置調整機構を含み、前記インクカートリッジ位置調整機構は、前記インクタンクと連通する。

前記インクカートリッジ位置調整機構の片側壁上にスロットが設けられている。

前記インクカートリッジ位置調整機構と前記インクタンクは一体型もしくは溶接又は嵌め込み方式で一体化されている。

さらに前記インクカートリッジ位置調整機構と接続する上蓋を含み、前記上蓋上にはさらに前記インクカートリッジを密封する形で前記インクカートリッジ充填装置の中に固定する密封部が設けられている。

前記上蓋の片端は前記インクカートリッジ位置調整機構の片端とヒンジで連結され、もう片端には前記スロットと協働するホックが設けられている。

前記出口端には密封を行う密封部が設けられており、前記密封部は密封ゴム、ゴム栓及びスリーブから構成し、前記密封ゴムの中に１つの凹部があり、前記ゴム栓は前記凹部と、前記スリーブは前記ゴム栓とそれぞれ協働する。

前記吸引口に密封する自閉型密封ゴムが設けられている。

本発明は、充填待ちインクカートリッジと負圧型インクカートリッジ充填装置からなる一種の負圧型インクカートリッジ充填システムを提供する。

前記出口端は、充填の時に前記インクカートリッジのインクが流れていく方向の上流に位置する。

前記出口端は前記充填待ちインクカートリッジのインク吐出口と接続する。

本発明はさらに上記の負圧型インクカートリッジ充填システムを利用してインクを充填する方法を提供し、これによりインクカートリッジが充填された後にインク漏れが発生しやすい課題を解決した。その手順は次の通りである。
Ａ． 前記負圧型充填システムを前記インク注入流路の前記出口端が前記充填待ちインクカートリッジ内のインクの移動方向の上流に位置するまで回す。
Ｂ． 前記吸引器を前記吸引口と接続し、負圧によるインク注入を行う。
Ｃ． 前記負圧型充填装置を前記入口端が前記インクタンク内のインクの水平面より上になるまで回す。

前記手順Ｂはさらに次のような手順で進められる。
ａ． 前記吸引器を引っ張って前記インクタンク内の空気を吸い出す。
ｂ． 前記吸引器を離し、前記充填待ちインクカートリッジが気圧の作用により前記インクタンク内のインクを自動的に吸い始める。

前記手順Ｃの後に、さらに手順Ｄ、即ち前記インクカートリッジを前記インクカートリッジ充填装置から外して、密封部でその出口端を密封する。

上記技術的手段を採用した場合、入口端が前記インクタンクにあるインクの水平面の上方に位置するため、環境要因がどう変わっても、インクタンク内のインクはインク注入流路から漏れることがなく、従来の負圧型インクカートリッジ充填装置だと使用者が初めて使用した時にインクの飛び散りが発生しやすい技術的な課題を解決した。また、充填後の充填装置を入口端がインクタンクにあるインクの水平面より上にあるように回してからインクカートリッジを取りだす仕組みに変えたことで、取り出したインクカートリッジからインクが垂れ落ちるのを防ぐことができる。

本発明に係る実施例又は既存技術における技術手段をよりはっきりと説明するために、次に実施例又は既存技術の説明に必要な図面について簡単に説明する。もちろんのことだが、以下に掲げる図面は、本発明の一部の実施例であり、本技術分野の一般技術者にあっては、革新的な改良がなされた場合を除き、これらの図面をもとに他の図面を獲得しても構わない。

本発明に係る実施例における充填待ちインクカートリッジの構造を示す説明図である。 本発明に係る実施例における充填装置の正面を示す説明図である。 本発明に係る実施例における充填装置の後部を示す説明図である。 本発明に係る実施例における充填待ちインクカートリッジを分解した時の構造を示す説明図である。 本発明に係る実施例における充填待ちインクカートリッジとインクカートリッジ充填装置が協働する状態を示す説明図である。 本発明に係る実施例におけるインクカートリッジ充填装置で充填する時の位置を示す説明図である。 本発明に係る実施例におけるインクカートリッジ充填装置で充填する時の空気を吸引する状態を示す説明図である。 本発明に係る実施例におけるインクカートリッジ充填装置でインクを注入する時の状態を示す説明図である。 本発明に係る実施例におけるインクカートリッジ充填装置を用いて初めてインクをインクカートリッジに注入した後の状態を示す説明図である。 本発明に係る実施例におけるインクカートリッジ充填装置でインクを注入した後の位置を示す説明図である。 本発明に係る実施例においてインクカートリッジの充填が完了し、まだ取り出されていない状態のインクの流れを示す説明図（インクカートリッジ充填装置は省略）である。

本発明に係る実施例の目的、技術手段およびメリットをよりはっきりさせる為に、次に、本発明に係る実施例の説明図を用いて、本発明に係る実施例の技術手段について分かりやすくかつ十分に説明していく。もちろんのことだが、ここで説明される実施例は本発明に係る実施例の一部にすぎず、すべての実施例ではない。革新的な改良がなされた場合を除き、本技術分野の一般技術者が本発明の構想から離脱することなく本発明が例示した実施例に基づき成したその他実施例は、すべて本発明の特許の保護範囲に属する。

本発明における主な技術手段は次の通り：インク注入流路の入口端はインクタンクにあるインクの水平面の上方に位置し、しかも充填待ちインクカートリッジを充填する時に、充填作業を終えるとインクカートリッジ充填装置でインクカートリッジを一定の角度に回して、入口端がインクの中からインクの水平面より上に移す必要がある。もちろんのことだが、上記の技術手段を採用した場合、インクカートリッジ充填装置を運搬する過程で、たとえインクタンクの圧力が上がった場合でも、インクがインク注入流路に流れ込むことがなく、使用者が初めてインクカートリッジを使用する時も、空気しか排出されず、インクが飛び散る心配がない。また、インクカートリッジの中で一定の負圧状態を保つことにより、インクカートリッジを取り出した時も、スポンジに過飽和が発生することはない。

次に説明図と具体的な実施例を用いて、本発明の技術手段について詳しく説明する。

図１は、本実施例にかかる充填待ちインクカートリッジの構造を示す説明図である。図１に示すように、インクカートリッジ１５内部は仕切り板１５３によって負圧室１５１とインク室１５２に分けられ、二つの機構は、仕切り板１５３の下に設けられた連通口１５３１によって連通されており、これによりインク室１５２は連通口１５３１を除いては、殆ど密封空間となっている。このうち負圧室１５１の中にはインクを溜めるための吸収部があり、当該吸収部の殆どはスポンジ１５１１等の多孔性素材製で、しかも負圧室１５１の底壁にはインクをプリンターのプリントヘッドに送るためのインク吐出口１５４が、負圧室１５１の頂壁には外部の空気をインクカートリッジ１５内部に吸い込むための空気注入口１５６が設けられている。このため、負圧室１５１内のインクが印刷で消耗されていくにつれ、インク室１５２内のインクが前記連通口１５３１を通じて負圧室１５１に流れ込み、同時に負圧室１５１内の空気も連通口１５３１を通じてインク室１５２の中に流れ込んでいく。即ちインク室１５２のインクと負圧室１５１の空気が連通口１５３１のところで液空気置換が行われる。前記インクと空気置換が進められるにつれ、外部の空気が前記空気注入口１５６から負圧室１５１の中に流れ込んでいく。

また、インク吐出口１５４にはさらに一つのウィック１５７が設けられている場合が多く、その密度は負圧室１５１内のスポンジ１５１１よりも高く、しかもインクカートリッジ１５がプリンターに装着されると、インクをインク吐出口１５４に導くのに用いられるようになる。このほかにもインクカートリッジ１５のインク室１５２の上の方にはインク注入口１５５があり、通常はインクを初めて注入した後に鋼球を用いて密封することで、持ち運び或いは使用の際のインクカートリッジ１５のインク漏れを防ぐことができる。さらにインクカートリッジ１５にはインク室１５２のインク残留状態をチェックするためのプリズムがインク室１５２の底壁に設けられている。プリズムでインク残量をチェックするプロセスは本分野において幅広く使われる技術であるため、ここでの説明は省略する。また、図１に示すように、インクカートリッジ１５にはさらに第１結合部１５９を持つ可動アーム１５８と第２結合部１６０があり、当該第１結合部１５９と第２結合部１６０は、インクカートリッジ１５がプリンターに装着された時に、プリンターのロック機構とかみ合ってインクカートリッジ１５をプリンターの中に固定することができる。

図２ａは、本発明に係る実施例における充填装置の正面を示す説明図である。図２ｂは、本発明に係る実施例における充填装置の後部を示す説明図である。図３は、本発明に係る実施例における充填装置を分解した時の構造を示す説明図である。図４ａは、本発明に係る実施例における充填待ちインクカートリッジとインクカートリッジ充填装置が協働する状態を示す説明図である。図４ｂは、本発明に係る実施例におけるインクカートリッジ充填装置で充填する時の位置を示す説明図である。図２ａないし図４ａからわかるように、インクカートリッジ充填装置１は次のようなものを含む：前記充填待ちインクカートリッジ１５に充填するインクを貯めるためのインクタンク２、インクタンク２にあるインクをインクカートリッジ１５の中に送るためのインク注入流路３、前記インクカートリッジ１５のインク吐出口１５４と接続する出口端３１及びインクをインクタンク２からインク注入流路３に導く入口端３２を含む。インクタンク２と連通する吸引流路４、充填する際に、インクタンク２及びインクカートリッジ１５の中の空気を吸引してインクタンク２及びインクカートリッジ１５の内部を負圧状態にさせる吸引口４１、吸引流路４の吸引口４１と接続し、インクタンク２及びインクカートリッジ１５の中の空気を吸引する吸引器１２が設けられており、吸引器１２は筒体１２１、ピストン１２３、ピストン棒１２４及び取っ手１２２から構成し、このうちピストン棒１２４とピストン１２３は固定されており、しかもピストン１２３は筒体１２１の中で上下に移動して空気を吸引し又は排出することができる。インクカートリッジ１５をインクカートリッジ充填装置１の中に固定するためのインクカートリッジ位置調整機構５、その上にはインクカートリッジ１５の第１結合部１５９、第２結合部１６０と協働する部分が設けられており、これらはインクタンク２とホック又は溶接により一体化することができる。本実施例において、インクタンク２と優先的溶解プラスチックを型に流し込む方法で一体化を実現している。図３に示すように、インクカートリッジ１５をその中によりきちんと固定できるよう、インクカートリッジ位置調整機構５の内側の一部にさらにリブ５１があり、しかもその片側壁の上に１つのカードスロット５２が設けられている。上蓋６の片端はインクカートリッジ位置調整機構５とヒンジで接続され、即ち上蓋６は、インクカートリッジ位置調整機構５を中心に一定の角度を回転することができる。もう片端にはホック６２があり、インクカートリッジ位置調整機構５の側壁上のカードスロット５２とかみ合わせることで、インクカートリッジ１５をインクカートリッジ位置調整機構５に装着した後、上蓋がそれをインクカートリッジ充填装置１の中に固定することができる。

図４ａに示すように、上蓋６の上にさらにインクカートリッジ１５をインクカートリッジ充填装置１の中に密封して固定する１つの密封部品６１が設けられている。このうち、当該密封部品６１は突起部６１１とシリカゲルカバー６１２から構成されている。上蓋６の内側にある突起部６１１は、インクカートリッジ１５上の空気注入口１５６と向かい合う。正確にいうと、上蓋６とインクカートリッジ位置調整機構５が互いにかみあうと、突起部６１１は空気注入口１５６を覆うことができる。シリカゲルカバー６１２は、弾力性素材製のもので、そのサイズは突起部６１１と同じで、上記突起部６１１を覆うことができる。このため、上蓋６を回してインクカートリッジ１５を固定する際に、密封部品６１で空気注入口１５６を密封してインクカートリッジ１５への外部の空気の進入を防ぎ、インク吐出口１５４とインクタンク２が接続している点を除き、インクカートリッジ１５をほぼ密封した空間にすることができる。正確に説明すると、このときカートリッジ充填装置１及びインクカートリッジ１５が１つの密封した空間となり、言いかえれば、上記の密封部品６１はインクカートリッジ１５に対しても、上への移動を阻止し、インクカートリッジ１５が確実にインクカートリッジ充填装置１の中に固定されることを確保するいわば１つの制限機能があると言える。

図４ａに示すように、インク注入流路３の入口端３２は、インクタンク２にあるインクの水平面より上にあり、その故にインクカートリッジ充填装置１が使用されていない時は、インク注入流路３の中に空気しかなく、インクがまったくないため、運搬する過程で、環境の変化やその他の要因によりインクタンク２の圧力が上昇した場合でも、インクがインク注入流路３に流れ込むことがないため、使用者が初めてインクカートリッジ充填装置１を使用する際に、出口端３１の密封部を抜き出しても、インク注入流路３内の空気が排出されるだけなので、インクが飛び散るようなことがなく、周りや手、衣服等がインクで汚れてしまう事態を防ぐことができる。

図３及び図４ａに示すように、インクカートリッジ充填装置１はさらにインク注入流路３の出口端３１を密封するための密封部を含む。本実施例において、当該密封部は密封ゴム７、ゴム栓８およびスリーブ９から構成されている。このうち、密封ゴム７はシリカゲル、ゴムなどの弾力性素材製のもので、その上に１つの凹部があり、凹部の真ん中には、両側の圧力に応じて開閉できる１つの自閉隙間が設けられ、しかも当該密封ゴム７は出口端３１と協働している。ゴム栓８は上部と下部から構成され、このうち下部の直径は上記の密封ゴム７の凹部と同じで、上部の直径は、スリーブ９の内径と同じであるため、ゴム栓８は密封ゴム７との凹部と協働し、スリーブ９はゴム栓８と協働する仕組みとなっている。このような仕組みにした目的は、インクカートリッジ１５の充填装置が空輸等の運搬過程において、インクタンクと外部の空気との間に生じる圧力差の影響で密封ゴム７の自閉隙間が開いてインクが漏れてしまう事態を防ぐためである。このような仕組みを採用すると、密封ゴム７の自閉隙間が開いても、ゴム８の妨げによりインクが流れ出る心配がない。このうち、スリーブ９はエンジニアリングプラスチック製、ゴム栓８はゴム又はシリカゲル製のものとなっている。このような素材にした理由は、インクカートリッジ充填装置１のコンパクト化を図るために、その上方にあるインクカートリッジ１５を収容するスペースは比較的狭く、ゴム栓８で上記の凹部を密封すると、使用者は取り扱う時に手を狭いスペースに入れてゴム栓８を取り出す必要があり、とても手間がかかる。１つのスリーブ９をつけると、ゴム栓８と一体化できるほか、スリーブ９の長さが比較的に長く、インクカートリッジ位置調整機構５の高さよりやや低いため、使用者は取り扱う際に、スリーブ９を抜き出すだけで、ゴム８を抜き出してインク注入流路３を簡単に開くことができる。

さらに本実施例においては、吸引流路４の吸引口４１は自閉型密封ゴム１０で密封されている。当該自閉密封ゴム１０はシリカゲル製のもので、優れた弾力性を持ち、しかも真ん中に１つの室体があり、当該室体と吸引流路４が連通する壁上には自らを貫通する自閉隙間が設けられている。当該自閉隙間は普段は閉じたままだが、吸引器１２が挿しこまれると自閉隙間が開き、吸引器１２とインクタンク２が連通した状態となる。図２ａに示すように、インクカートリッジ充填装置１上にさらに使用者にインクカートリッジを掴みやすくさせるための握り部１１があり、しかも当該握り部１１は数本のインクカートリッジ充填装置１の外壁と平行な溝から構成されている。当該握り部１１は別の充填装置の外部に前記溝とかみ合う突起部を設ける（図に未記載）だけで、隣接する充填装置との接続部として使用することができ、これにより使用者は異なる色を装着した充填装置を１つにつなげることができる。図２ｂと図３に示すように、上蓋６及びインクタンク２上の吸引流路４と向かい合う側にそれぞれ滑り止めシート１３と１４があり、一定の摩擦力又は抵抗力を持つ素材で作られたこのシートは、インクカートリッジ充填装置でインクを充填する際に滑りやすい問題を解消し、スムーズな充填作業を確保するためのものである。

使用者がよりはっきりとインクカートリッジ充填するときの様子を観察できるよう、本実施例において、インクカートリッジ充填装置１はあえて透明素材のものを使用する。

次に図２ａないし図５を用いてインクカートリッジ充填装置１の使用方法について説明する。
（１） インクカートリッジ充填装置１を平面上に置き、スリーブ９を掴んでゴム栓８を抜き取る。
（２） 図４ａに示すように、上蓋６を開けて、インクカートリッジ１５をインクカートリッジ充填装置１の上に置くと、インクカートリッジ１５の可動アーム１５８、第１結合部１５９及び第２結合部１６０がそれぞれインクカートリッジ充填装置１のインクカートリッジ位置調整機構５上の対応する部分とかみ合ってインクカートリッジ１５がインクカートリッジ充填装置１の上に固定され、インクカートリッジ１５のインク吐出口１５４がインク注入流路３の出口端３１と連通することを確保する。上蓋６を回し、そのホック６２がインクカートリッジ位置調整機構５のスロット５２とかみ合い、上蓋の密封部品６１がインクカートリッジ１５と圧接してその上方の空気注入口１５６を密封し、インクカートリッジ１５がインクカートリッジ充填装置１の中に固定される。このときインクカートリッジ１５の連通口１５３１は出口端３１の下方に位置し、インク注入流路３の入口端３２はインクタンク２にあるインクの水平面より上に位置する。このとき、インクカートリッジ充填装置１とインクカートリッジ１５の間で一つの密封空間が形成され、２の部分が一つのインクカートリッジ填充システムを形成する。
（３） インクカートリッジ充填システム１全体を時計回りに９０°回し、滑り止めシート１３と１４のある表面が上記の平面と接触するようにする。このとき、滑り止めシート１３、１４と平面の間の摩擦効果により、インクカートリッジ充填装置１が上記の平面上でも滑る心配がない。このとき、インク注入流路３の入口端３２はインクの中に浸されており、吸引流路４がインクタンクの２の上方に位置している。最も重要なのは、インクカートリッジ１５のインク吐出口１５４は連通口１５３１の上方に位置していること、即ちインク注入流路３の出口端３１がもうじきインクカートリッジ１５に流れ込もうとしているインクの流れる方向の上流に位置していることである。
（４） 図４ｂに示すように、事前に用意した吸引器１２を吸引流路４の吸引口４１の中に挿入し、自閉密封ゴム１０の自閉隙間を開かせ、吸引器１２をインクタンク２に連通させる。次に吸引器１２の取っ手１２２を握り、ピストン棒１２４を引っ張ってピストン１２３を上方向に移動させると、インクタンク２の中の空気が図４ｃに示す矢印に沿って吸引器１２に流れ込む。このとき密封ゴム７はインクタンク２とインクカートリッジ１５の両側の圧力差の力のもとで、自閉隙間を開き、インクカートリッジ１５内の気体が同じように図に示す矢印に沿ってインク注入流路３を通ってインクタンク２の中に流れ込み、そして吸引器１２に流れ込む。このときインクタンク２とインクカートリッジ１５の中である程度の負圧が生じる。
（５） 図４ｄに示すように、吸引器１２の取っ手１２２を放すと、密封空間の気圧平衡の原理に基づき、ピストン１２３は大気圧の力でゆっくりと下方向へ動作し、インクタンク２内のインクが図の矢印に示す方向、即ちインク入口端３２、出口端３１、インク吐出口１５４を経てインクカートリッジ１５の中に流れ込む。この時、連通口１５３１はインク吐出口１５４の下方に位置するため、インクは重力の作用で連通口１５３１経由でインク室１５２に流れ込み、インク室１５２の下方に溜まっていく。
（６） 再び吸引器１２を引っ張り、空気を吸い出し、図４ｅの矢印に示すように、インク室１５２の上方にある空気が抜き取られた後、吸引器１２を放す。同様に、インクタンク２内のインクがインクカートリッジ１５の中に注ぎ込まれ、そして優先的にインク室１５２の中に注ぎ込まれる。
（７） インクカートリッジ１５内のインクが一杯になるまで上記の手順を繰り返す。このとき吸引器１２を外すと、自閉密封ゴム１０が再び吸引流路４を密封する。図４ｆに示すように、再びインクカートリッジ充填システム全体を時計回りに９０°回し、入口端３２を再びインクタンク２にあるインクの水平面より上にあるようにする。
（８） この時、上蓋６を開けて、インクカートリッジ１５を取り出し、付属のゴム栓、スリーブ等の部品で再び出口端３１を密封すれば完了となる。インクカートリッジ１５上にＩＣチップが搭載されている場合、さらにＩＣチップリセット装置でＩＣチップ内の情報をリセットする必要がある。

上記の充填プロセスからわかるように、インクカートリッジ１５に充填する時は、インクカートリッジ充填システムをインク注入流路３の出口端３２がインクカートリッジ１５のインクの移動方向の上流に位置するまで回す必要がある。即ち出口端３１と接続するインク吐出口１５４は連通口１５３１の上方に位置するようにする。インクを充填すると、インクカートリッジ１５に注入されたインクはその重量がかかる方向に沿ってインク吐出口１５４から連通口１５３１に流れ、インク室１５２に入って、インク室１５２の上方に溜まっていく。インク室１５２の上方で連通口１５３１と接触するのは空気であるため、何回も吸引する場合、吸引器１２はインク室１５２内の空気しか吸引できず、既に注入されたインクが吸い出される心配がないため、インクがインク室１５２に溜まりやすくなり、インクカートリッジが充填しやすいものへと変わる。

上記の充填プロセスからわかるように、インクカートリッジ１５の充填が終了した後、先にそれを「入口端３２がインク容器２にあるインクの水平面より上に位置する」状態になるまで回してからインクカートリッジ１５を取り外す必要がある。その理由は、吸引器１２のピストン１２３と筒体１２１の間に摩擦力が存在するため、インクカートリッジ１５の充填が終わると、ピストン１２３は吸引器１２を使用していない時の位置に戻れないからである。即ちこの時のインクタンク２の中にある程度の負圧が存在している。これに対してインクカートリッジ１５の充填が終わると、インク注入流路３の中にインクしかなく、即ち入口端３２はインクの中にあるため、水の抵抗力のもとで、インクカートリッジ１５の負圧はとても少なく、又はほぼ存在しない。この時にインクカートリッジ１５をそのまま取り外した場合、スポンジ１５１１がまだ飽和又は過飽和状態であるため、インク漏れが発生しやすい。しかし、もし回してからインクカートリッジ１５を外した場合、この時のインク注入流路３に空気しかなく、インクタンク２はインクカートリッジ１５と連通しているため、インクカートリッジ１５の中にも同じような大きいな負圧がかかり、上蓋６を開けると、外部の空気が負圧室１５１の中に入り、その力の影響で、スポンジ１５１１にある余分なインクはインクタンク２に流れ込み、図５に示すように、スポンジ１５１１が不飽和状態となり、この時にインクカートリッジ１５を取り外しても、インク漏れが発生する心配はない。

ここで注意すべきことは、吸引口４１と入口端３２はそれぞれインクタンク２にある向かい合う両側の壁面に近い所又は上に位置しなければならず、即ち吸引口４１と入口端３２は常に向かい合うように設置し、かつインクタンク２の両側に分布されなければならない。このため、上記のインクカートリッジ充填システムでインクカートリッジ１５にインクを充填する時は、充填を始める時の設置方向が時計回り、反時計回りのどちらにしても入口端３２が回された後にインクの中に浸され、そしてインクがインクカートリッジ１５に充填されることを確保することができる。

本技術分野の一般技術者には次のことを理解されたい。上記の充填待ちインクカートリッジはインクのない室でも、スポンジしかないインクカートリッジでも構わない。

上述したように、インク注入流路３の入口端３２をインクタンク２にあるインクの水平面より上に位置させることで、出口端３１が充填する時にインクカートリッジ１５のインクの流れる方向の上流に位置し、しかもインクカートリッジ１５の充填が終わると一旦回してから、インクカートリッジ充填装置１の入口端３２がインクタンク２にあるインクの水平面より上にある状態でインクカートリッジ１５を取りだす操作を設けたため、繰り返し吸引してもこれまで注入したインクを再度吸い出すことなく、そして過度の気泡を残すことなく、インクカートリッジに十分なインクを充填し、インクカートリッジを取り外した時に、スポンジが飽和又は過飽和の状態やインク漏れを防ぎ、長時間の運搬後に使用者が初めて充填装置を使用する場合でもインクの飛び散りが発生しないようにした。

最後に注意して頂きたいのは、上記実施例はあくまで本発明の技術的手段を説明する為に例示したものであり、それに対する制限ではない。上記実施例を通じて本発明について詳しく説明したものの、それでも本技術分野の一般技術者には次のことを理解されたい。前記各実施例に記載された技術的手段をある程度改良・加工したり、或いはその一部の技術的特徴を別のものに置き換えたりすることはできるが、これらはいずれも本発明の構想から離脱しないことを前提に行わなければならない。

１ インクカートリッジ充填装置
２ インクタンク
３ インク注入流路
３１ 出口端
３２ 入口端
４ 吸引流路
４１ 吸引口
５ インクカートリッジ位置調整機構
５１ リブ
５２ スロット
６ 上蓋
６１ 密封部品
６１１ 突起部
６１２ シリカゲルカバー
６２ ホック
７ 密封ゴム
８ ゴム栓
９ スリーブ
１０ 自閉密封ゴム
１１ 握り部
１２ 吸引器
１２１ 筒体
１２２ 取っ手
１２３ ピストン
１２４ ピストン棒
１３、１４ 滑り止めシート
１５ インクカートリッジ
１５１ 負圧室
１５１１ スポンジ
１５２ インク室
１５３ 仕切り板
１５３１ 連通口
１５４ インク吐出口
１５５ インク注入口
１５６ 空気注入口
１５７ ウィック
１５８ 可動アーム
１５９ 第１結合部
１６０ 第２結合部

Claims (15)

1. 充填待ちインクカートリッジにインクを注入するための一種の負圧型インクカートリッジ充填装置であって、
   前記充填待ちインクカートリッジに充填されるインクを貯留するためのインクタンクと、
   インクを前記充填待ちインクカートリッジに送るのに用いられるインク注入流路であって、その片端は前記インクタンク内のインクの前記インク注入通路の入口端で、もう片端は前記充填待ちインクカートリッジと連通する出口端となっているインク注入流路と、
   前記インクカートリッジ充填装置内部の空気を吸い出すための吸引器と、
   前記インクタンクと連通し、さらに吸引器と連通する吸引口が設けられている吸引流路と、を有し、
   前記入口端は、前記インクタンク内のインクの水平面より上に位置することを特徴とする、負圧型インクカートリッジ充填装置。
2. 記入口端と前記吸引口は、前記インクタンク上の相応の両側壁に近い所にあるか、もしくはその上に位置することを特徴とする請求項１記載の負圧型インクカートリッジ充填装置。
3. さらに前記充填待ちインクカートリッジを前記充填装置の中に固定するためのインクカートリッジ位置調整機構を含み、前記インクカートリッジ位置調整機構は、前記インクタンクと連通することを特徴とする請求項１記載の負圧型インクカートリッジ充填装置。
4. 前記インクカートリッジ位置調整機構の片側壁上にスロットが設けられていることを特徴とする請求項３記載の負圧型インクカートリッジ充填装置。
5. 前記インクカートリッジ位置調整機構と前記インクタンクは一体型もしくは溶接又は嵌め込み方式で一体化されていることを特徴とする請求項３記載の負圧型インクカートリッジ充填装置。
6. さらに前記インクカートリッジ位置調整機構と接続する上蓋を含み、前記上蓋上にはさらに前記インクカートリッジを密封する形で前記インクカートリッジ充填装置の中に固定する密封部が設けられていることを特徴とする請求項３、４または５記載の負圧型インクカートリッジ充填装置。
7. 前記上蓋の片端は前記インクカートリッジ位置調整機構の片端とヒンジで連結され、もう片端には前記スロットと協働するホックが設けられていることを特徴とする請求項６記載の負圧型インクカートリッジ充填装置。
8. 前記出口端には密封を行う密封部が設けられており、前記密封部は密封ゴム、ゴム栓及びスリーブから構成し、前記密封ゴムの中に１つの凹部があり、前記ゴム栓は前記凹部と、前記スリーブは前記ゴム栓とそれぞれ協働することを特徴とする請求項１記載の負圧型インクカートリッジ充填装置。
9. 前記吸引口に密封する自閉型密封ゴムが設けられていることを特徴とする請求項１記載の負圧型インクカートリッジ充填装置。
10. 充填待ちインクカートリッジと請求項１ないし９のいずれか記載の負圧型インクカートリッジ充填装置とを有する一種の負圧型インクカートリッジ充填システム。
11. 前記出口端は、充填の時に前記インクカートリッジのインクが流れていく方向の上流に位置することを特徴とする請求項１０記載の負圧型インクカートリッジ充填システム。
12. 前記出口端は前記充填待ちインクカートリッジのインク吐出口と接続することを特徴とする請求項１０記載の負圧型インクカートリッジ充填システム。
13. 請求項１２記載の負圧型インクカートリッジ充填システムを利用してインクを充填する方法であって、
    Ａ． 前記負圧型充填システムを前記インク注入流路の前記出口端が前記充填待ちインクカートリッジ内のインクの移動方向の上流に位置するまで回す手順と、
    Ｂ． 前記吸引器を前記吸引口と接続し、負圧によるインク注入を行う手順と、
    Ｃ． 前記負圧型充填装置を前記入口端が前記インクタンク内のインクの水平面より上になるまで回す手順と、
    を含む、インクの充填方法。
14. 前記手順Ｂは、
    ａ． 前記吸引器を引っ張って前記インクタンク内の空気を吸い出す手順と、
    ｂ． 前記吸引器を離し、前記充填待ちインクカートリッジが気圧の作用により前記インクタンク内のインクを自動的に吸い始める手順と、
    を含むことを特徴とする請求項１３記載の充填方法。
15. 前記手順Ｃの後に、さらに手順Ｄ、即ち前記インクカートリッジを前記インクカートリッジ充填装置から外して、密封部でその出口端を密封する手順を含むことを特徴とする請求項１３又は１４記載の充填方法。

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