JP2014500168A - 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、インクカートリッジ充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インク漏れを防止したインクカートリッジ充填装置を提供する。
【解決手段】 本発明のインクカートリッジ充填装置は、（Ａ）インクカートリッジ（２）に充填するインクを貯留するインクタンク（１０）と、（Ｂ）前記インクタンク（１０）と連通し、前記インクタンク（１０）内部のインクを前記インクカートリッジ（２）に送るインク注入流路（１１）と、（Ｃ）前記インクタンク（１０）と連通し、前記インクタンク（１０）内に空気を補充する空気注入流路（１２）と、（Ｄ）前記インクカートリッジ（２）内部の空気を吸い出す吸引器（１３）と、（Ｅ）前記インクカートリッジ（２）を密封する第１密封部（１４１，１４２）と、前記空気注入流路（１２）を密封する第２密封部（１４３，１４４）とを有する蓋部品（１４）とを有する。
【選択図】 図４ａ

Description

本発明は、インクジェット技術分野、特に負圧状態においてインクカートリッジに対し再充填する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およびインクカートリッジ充填方法に関わる。

インクジェットプリントヘッドは、インクジェットプリンターにとって必要不可欠な一部であり、当該プリントヘッドは、インクジェットプリンター内部で往復移動するキャリッジの上に設置され、キャリッジの移動とともに、記録媒質にインクを吹き付けて画像を形成する。インクカートリッジは、インクを貯留する容器として、プリントヘッドにインクを供給する役割を果たしているが、インクカートリッジの貯留できるインクの容量に限りがあるため、その内部のインクを使い切ると、使用者はそのインクカートリッジを取り替える必要がある。しかし、従来のプラスチック、チップ等で作られる古いインクカートリッジの殆どは、自然分解できず、そのままに廃棄処分すると、資源のムダ使いや環境汚染等につながり、使用者の印刷コストを増やしかねないという問題点がある。このために、古いインクカートリッジにもう一度インクを充填して利用価値を蘇らせることが、最も経済的で環境に優しい方法となってくる。実際でもこの需要を睨んで様々な構造をインクカートリッジ充填装置が開発されている。

中国特許CN200620061311.Xは、負圧式インクカートリッジ充填装置を公開した。当該充填装置は、空気ポンプとインク注入機構を含み、このうち空気ポンプは空気入れとピストンから構成され、空気入れは、密封タンクと前記密封タンクを外部とつなぐ接続部を含む。ピストンは、前記密封タンク内部に位置する。インク注入機構は、インクタンクおよびインクタンクを外部とつなぐインク注入口から構成され、インクタンクは導管を通じて空気入れ密封タンクの接続部と対応するピストン以外の部分と連通する。前記負圧式インクカートリッジ充填装置を用いたインクの充填方法は次の通り。あらかじめインクカートリッジ充填装置のインクタンク内にインクを吸い込み、次に接続部とインク注入口をそれぞれインクカートリッジの空気吸引口とインク注入口と接続させることで、インクカートリッジ内からの空気の吸い出しとインクカートリッジ内へのインク注入を同時に行うことができる。

上記からもわかるように、逆止弁でインクの流動方向を制限するインクカートリッジにとって、上記方法のほうが便利である。しかし、スポンジでインクカートリッジ内部の負圧状態を保つインクカートリッジにとっては、上記方法だと次のような欠陥が存在する。スポンジ室内のスポンジは、インクが注入されると、過度の飽和状態になりやすく、この時にインクを注入したインクカートリッジをそのまま取り外すと、インク漏れが発生し、周囲や使用者の手、衣服等を汚してしまう恐れがある。

本発明は、従来のインクカートリッジ充填装置に見受けられるインクを充填するとインクカートリッジにインク漏れが起きる技術的課題を解決できるインクカートリッジ充填装置を提供するものである。

上記目的を実現する本発明において採用した技術方案は次の通り。

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に充填するインクを貯留するためのインクタンク。

前記インクタンクと連通し、前記インクタンク内部のインクを充填待ちインクカートリッジに送るためのインク注入流路。

前記インクタンクと連通し、前記インクタンク内に空気を補充するための空気注入流路。

充填待ちインクカートリッジ内部の空気を吸い出すための吸引器。

充填待ちインクカートリッジを密封するための第１密封部と前記空気注入流路を密封するための第２密封部が設けられていること特徴とする蓋部品。

前記インクカートリッジ充填装置にはさらに充填待ち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、回転軸によって前記蓋部品と接続されている。

前記第１密封部は前記第２密封部よりも前記回転軸に近い。

前記第１密封部は前記蓋部品の第１弾性クッション上に設置され、前記第２密封部は前記蓋部品の第２弾性クッション上に設けられている。

前記第１密封部は、前記蓋部品から突き出る突起部とそれとセットの弾性クッションから構成されている。

前記第２密封部は、前記蓋部品から突き出る延長部とその延長部と協働する密封部品から構成されている。

前記インクカートリッジ充填装置にはさらに前記第２密封部が前記空気注入流路を開けでも前記第１密封部がなお充填待ちインクカートリッジの密封状態を保持できる遅延機能付部品が設けられている。

前記遅延機能付部品は、前記第１密封部と協働する弾性部品である。

前記第１弾性クッションの変形幅が前記第２弾性クッションの変形幅より大きい。

前記弾性スリーブの変形幅が前記密封部品より大きい。

前記蓋部品には延長ホックが、前記位置調整機構には前記延長ホックと協働するスロットが設けられている。

本発明における上記の課題をすべて解決するインクカートリッジ充填システムおよびそのインクカートリッジ充填方法。

前記充填待ちインクカートリッジは、インクを貯留するためのインクタンク、前記タンクに内蔵されたインクカートリッジ内部の負圧状態を保つためのスポンジ、インクタンク内のインクをインクカートリッジ外部に送るためのインク吐出口、インクタンクに空気を補充するための空気注入口およびインクタンクにインクを注入するためのインク注入口を含む。

前記収容室は、インクを貯留するためのインク室とスポンジを収容するための負圧室に分かれている。

前記第１密封部は、蓋部品と前記充填待ちインクカートリッジの空気注入口と対応する場所に設けられている。

前記蓋部品の前記充填待ちインクカートリッジのインク注入口と対応する場所に部品穴が設けられている。

前記部品穴には前記インク注入口にある密封部品を除去するための一つの可動アームが設けられている

本発明における上記の課題をすべて解決するインクカートリッジ充填方法：

次のステップを含む前記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を充填する方法。

A、 前記充填待ちインクカートリッジと前記空気注入流路を密封し、充填待ちインクカートリッジと前記インクカートリッジ充填装置との間に一つの密封空間を形成させるステップ。

B、 吸引器を用いて充填待ちインクカートリッジ内部の空気を吸い出すステップ。

C、 前記空気注入流路を開き、前記充填待ちインクカートリッジの密封を解除するステップ。

前記ステップAに先立ち、次のようなステップがある：前記充填待ちインクカートリッジのインク注入口を開き、前記インク注入口の中にゴム栓を装入する。

前記ステップCの時に、まず空気注入流路を開け、次に充填待ちインクカートリッジの密封を解除する。

前記ステップCの時に、空気注入流路を開けると同時に充填待ちインクカートリッジの密封を解除する。

前記ステップCの後にさらに次のステップがある：充填待ち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取り外してから前記空気注入流路を再び密封する。

上記技術的手段を採用した場合、蓋部品には、充填待ちインクカートリッジを密封の第１密封部と空気注入流路を密封する第２密封部が設けられているため、インクを注入する時、まず密封されたインクカートリッジの中の空気を吸出し、インクタンクの中のインクがその中に流入するようにし、インクタンク内部を負圧状態にし、その負圧状態を保ちながら、インクをインクカートリッジに送ることで、インクカートリッジへのインク注入とインクタンクへの空気注入を別々に行えるようになり、インクカートリッジの充填が終わった後、インクカートリッジ充填装置内部の負圧状態になるようにし、充填装置を開けた時に、スポンジに染みこんだ余分なインクを取り除くことができる。従来のインクカートリッジ充填装置にインクを注入すると、インクカートリッジにインク漏れが発生する技術的課題を解決した。

本発明に係る実施例１と実施例２のインクカートリッジの外観を示す説明図である。図１ｂは、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１のインクカートリッジ充填装置の外観を示す説明図である。図２ｂは、インクカートリッジ充填装置を開けたときの状態を示す説明図である。 本発明に係る実施例１の吸引器を分解したときの状態を示す説明図である。 本発明に係る実施例１のインクカートリッジ充填装置とインクカートリッジの状態を示す説明図1である。「インクカートリッジを装着したとき」 本発明に係る実施例１のインクカートリッジ充填装置とインクカートリッジの状態を示す説明図2である。「吸引器を装入したとき」 本発明に係る実施例１のインクカートリッジ充填装置とインクカートリッジの状態を示す説明図３である。「吸引ステップ」 本発明に係る実施例１のインクカートリッジ充填装置とインクカートリッジの状態を示す説明図４である。「インク注入が完了したとき」である。 本発明に係る実施例１のインクカートリッジ充填装置とインクカートリッジの状態を示す説明図５である。「充填装置を起動させたとき」である。 図４eにおけるインクカートリッジ内の流体の流動を示す説明図である。 本発明に係る実施例２のインクカートリッジ充填装置を示す説明図である。 本発明に係る実施例３を示す説明図である。

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：蓋部品には、充填待ちインクカートリッジを密封する第１密封部と空気注入流路を密封する第２密封部が設けられており、これによりインクカートリッジ充填装置でインクカートリッジを充填するときに、インクカートリッジ充填装置とインクカートリッジとの間に一つの密封空間が形成され、外部の空気がインクタンクに入れなくなる。インクカートリッジはインクが注入されると負圧状態となり、インクカートリッジ充填装置を開けると、外部の空気がインクカートリッジ内に進入し、インクカートリッジ内の余分なインクがインク漏れを発生することなくすべてインクタンクに流れ込むことができる。

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。

インクジェットプリンター上で自由に装着/取り外し可能で、インクジェットプリンターのプリントヘッドにインクを供給して記録媒質上で画像或いは文字を形成させるインクカートリッジ１。図1aは、本実施例における充填待ちインクカートリッジ2の外観を示す説明図で、図1bはその構造を示す説明図である。

図1aに示すように、インクカートリッジ2はカートリッジ本体とカートリッジ蓋から構成され、二つの部分はいずれもプラスチック製で、溶接によって結合されて一つの密封容器を形成する。図1bに示すように、前記密封容器は、仕切り板29によって負圧室21とインク室20に分けられ、負圧室21とインク室20は、仕切り板29の下に設けられた連通口291によって連通されている。このうち，インク室20の中は印刷用のインクが貯留されており，しかもインク室21は連通口291を除いては、殆ど密封空間となっている。負圧室21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多孔性素材製で、本実施例においては、スポンジ211を優先的に採用している。すなわちスポンジ211は、その毛管力でインクを吸い込み・貯留し、インクカートリッジ2内部の負圧状態を制御することができる。負圧室21の底壁にはインクカートリッジ2の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22が、負圧室21の頂壁には外部の空気をインクカートリッジ2内部に吸い込むための空気注入口23が設けられている。このため、負圧室21内のインクが印刷で消耗されていくにつれ、インク室20内のインクが前記連通口291を通じて負圧室21に流れ込み、同時に負圧室21内の空気も連通口291を通じてインク室20の中に流れ込んでいく。即ちインク室20のインクと負圧室21の空気が連通口291のところで液空気置換が行われる。前記液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23から継続的にインクカートリッジ2の中に流れ込んでいく。

図1bに示すように、インク吐出口22にはさらに一つのウィック221があり、その密度は負圧室21内のスポンジ211よりも高く、しかもインクカートリッジ2がプリンターに装着されると、プリンター上のインク供給口と接触し、インクをインク吐出口22に導いて前記インク供給口からプリントヘッドに供給していく。このほかにもインクカートリッジ2にはインクカートリッジ2にインクを注入するためのインク注入口24があり、本実施例の場合、インク室20の上の方に設置されており、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によるインクカートリッジ2のインク漏れを防ぐことができる。さらに図1bに示すように、インク室20の底壁にはインクカートリッジ2のインク残留状態をチェックするためのプリズム27が設けられている。プリズム27を用いて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1aおよび1bに示すように、インクカートリッジ2の両側壁の上にはさらに第1結合部251を持つ可動アーム25と第2結合部26があり、さらに底壁上の可動アーム25に近いところに、プリンターに装着されたインクカートリッジ2をプリンターのロック機関とかみ合ってインクカートリッジ2をプリンターの中に固定する一つの凹部28がある。

図2aは、本実施例におけるインクカートリッジ充填装置1の外観を示す図である。図2bは本実施例におけるインクカートリッジ充填装置1を開けた状態を示す図である。図2a及び図2bに示すように、インクカートリッジ充填装置1には次のものが含まれている。充填作業を行う時に前記充填待ちインクカートリッジ2に注入するためのインクを貯留するインクタンク10。インクタンク10の中にあるインクタンク10内のインクをインクカートリッジ2中に送るためのインク注入流路11。インク注入流路11は、前記インクカートリッジ2のインク吐出口22と接続する出口端111およびインクをインクタンク10から流路に導くための入口端112を含む。インクタンク10の上方に位置し、外部から空気をインクタンク10の中に取り入れるための空気注入流路12。空気注入流路12は、外部空気と接触できる空気入口端121とインクタンク10と連通する空気出口端122を含む。インクカートリッジ2のインク注入口23と連通し、インクカートリッジ2の空気を吸い出す吸引器13。図3に示すように、管体131、ピストン132、ピストン棒133、シリンダー蓋134、取っ手135、排気ノズル136から構成され、このうち排気ノズル136と管体131は一体型となっており、管体131とシリンダー蓋134は接続により一つの密封空間を形成し、ピストン132はピストン棒133と固定接続し、取っ手135はピストン棒133と接続する。使用者は、取っ手135を握りピストン棒133を引っ張ることで、ピストン132を動かして管体131の中で移動させて空気の吸い出し或いは排出を行うことができる。インクカートリッジ2を填充装置1の上に固定するためのインクカートリッジ位置調整機構15。図2bに示すように、その上にはインクカートリッジ2の第1結合部251、第2結合部26と対応する部分があり、その底壁の上にはインクカートリッジ2の底壁と抵接する支持部153およびインクカートリッジ2の前記凹部28と対応する定位棒152がある。これによりインクカートリッジ2を正確に填充装置1の中で固定できることがわかる。また、インクカートリッジ位置調整機構15とインクタンク10は、係り止め或いは溶接で一体化することができる。本実施例では、加工手間を減らすため、インクタンク10とは溶解を使った一体化を優先的に採用している。図2bに示すように、インクカートリッジ位置調整機構15の両側壁にはそれぞれスロット151a、151bが設けられている。インクタンク10の上方に位置し、インクカートリッジ2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蓋部品14。本実施例において、蓋部品14と前記インクカートリッジ位置調整機構15との接続には回転軸を優先的に採用している。図2bに示すように、正確にいうと、蓋部品14の片端はインクカートリッジ位置調整機構の回転軸と接続する接続端147で、即ち蓋部品14はインクカートリッジ位置調整機構15を中心にして一定の角度で回転することができる。もう片端は自由端148で、当該自由端148の近くにはその内側から伸びるインクカートリッジ位置調整機構15の前記2つのスロット151a、151bとかみ合う2本の延長ホック145a、145bが設けられており、これによりインクカートリッジ2をインクカートリッジ位置調整機構15に装着した後、蓋部品14はそれをインクカートリッジ充填装置1の上に固定することができる。

図2b及び図4aに示すように、蓋部品14にはさらに充填作業中にインクカートリッジ2及び填充装置1を密封する第１密封部と第2密封部が設けられている。第１密封部は、蓋部品14とインクカートリッジ空気注入口23と対応する位置にある弾性クッションで、その厚さにあっては、蓋部品14内側とインクカートリッジ2の頂壁との間の間隔によって決められる。本実施例では、インクカートリッジ2の密封性を確保するために、突起部141と弾性スリーブ142で第１密封部を構成させる手段を採用している。突起部141は、蓋部品14内側を起点に、蓋部品14内側とインクカートリッジ2の空気注入口23と対応する場所に位置し、正確にいうと、蓋部品14とインクカートリッジ位置調整機構15がかみ合うと、突起部141は空気注入口23を覆うことができる。弾性スリーブ142はシリカゲル、ゴム等の弾性素材で作られ、そのサイズは突起部141と同じで、前記突起部141を覆うのに用いられる。第2密封部は同じく蓋部品14の空気注入流路12と対応する位置にある弾性クッションであっても構わないが、空気注入流路12の密封性と操作可能性を確保するために、本実施例では蓋部品14から伸びる延長部143と密封部品144で第2密封部を構成させる手段を優先的に採用している。延長部143は蓋部品14の内側の空気注入流路12と対応する位置にあり、正確にいうと、蓋部品14とインクカートリッジ位置調整機構15がかみ合うと、延長部143は空気注入流路12の空気入口端121を覆う或いは包むことができる。密封部品144は弾性スリーブ142と同様、弾性素材で作られている。その上には一つの凹部があり、凹部の直径は空気注入流路の入口端121の外径と同じで、密封部品144の外径は延長部143の内径と同じである。即ち通常の時は、密封部品144は延長部133の中に装着され、蓋部品14とインクカートリッジ位置調整機構15が互いにかみ合うと、空気注入流路12を直接密封することができる。本技術分野の一般技術者には次のことを理解されたい。上記密封部品144は、延長部143が空気注入流路12と接触する端面の上に溶接された、延長部143の端面の面積と同じ密封クッションでも構わない。同じように前記密封部品144は延長部143と協働するシリカゲルスリープでも構わない。

前記第１密封部と第2密封部の構造に関する説明からもわかるように、インクカートリッジ2を填充装置1に装入し、蓋部品14がインクカートリッジ位置調整機構15を中心に回転してインクカートリッジ2を固定すると、第１密封部はインクカートリッジ2の空気注入口23を，第2密封部が填充装置1の空気注入流路12をそれぞれ密封し、インクカートリッジ2及びインクタンク10の中への外部空気の流入を防ぐことで、インクカートリッジ2とインクタンク10の間で一つの密封空間を形成させて、外部との接触を遮断することができる。また、上記第１密封部と第2密封部は、填充装置1上でのインクカートリッジ2の移動を制限することもでき、即ち上方向への移動を阻止し、インクカートリッジ2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ことができる。

図2bに示すように、延長部143は2つの延長ホック145a、145bの間に設けられ、2つのホックよりも自由端148に近い場所に位置する。これに対し突起部141は、延長部143よりも前記自由端148から少し離れた場所に位置し、即ち第１密封部は第2密封部よりも接続端147に近い場所にある。蓋部品14は軸を中心に一定の角度で回転移動するため、前記延長部143と突起部141の位置分布からもわかるように、インクカートリッジ2を填充装置1に装着してインクを充填するとき、蓋部品14が時計回りでインクカートリッジ位置調整機構自由端15とかみ合って填充装置1をすべて密封すると、突起部141と弾性スリーブ142は先にインクカートリッジ2を密封し、次に延長部143と密封部品144が空気注入流路12を密封する。インクカートリッジ2のインク充填が終了すると、蓋部品14は反時計回りでインクカートリッジ位置調整機構15とのかみ合いを解除して填充装置1の密封を解消し、延長部143と密封部品144が先に空気注入流路12から離れ、次に突起部141と弾性スリーブ142がインクカートリッジ2から離れる。即ち空気注入流路12を先に開けてから、インクカートリッジ2の密封を解消する。これにより、インク注入を終えて填充装置1を開けると、空気が先にインクタンク10に入り、次にインクカートリッジ2に入って余分なインクを押し出し、インクカートリッジ2内のインクが必要以上にインクタンク10に戻るのを防ぐことができる。延長部143と突起部141との間の距離については、インクカートリッジの構造に応じて決めても構わない。

また、第１密封部と第2密封部の開く順番を保持するために、本実施例では弾性スリーブ142の変形量を密封部品144の変形量よりも大きいように設計し、これにより第2密封部が空気注入流路12を開けた後、第１密封部がインクカートリッジ2を密封し続けることができる。この部分についても、本技術分野の一般技術者には次のことを理解されたい。第１密封部および第2密封部がそれぞれ蓋部品に設けられた第１弾性クッションと第２弾性クッションである場合には、第１密封部の変形量は同様に第2密封部を上回り、これにより第２弾性クッションが開いた後も、第1弾性クッションが引き続き密封されることを確保する。即ち第１密封部の厚さは第2密封部よりも厚いことになる。

図2aに示すように、蓋部品14とインクカートリッジ2のインク注入口24と対応する場所に一つの部品穴146が設けられており、同部品穴146の直径はインク注入口24の直径と同じで、充填を行う時は、吸引器13の排気ノズル136は前記部品穴146によってインク注入口24と連通される。また、インク注入流路11の出口端111にはシリカゲル、ゴム等の弾性素材で作られ、普通の密封栓として充填する時に取り外し、充填が終了すると装着できる一つの密封クッション113がある。本実施例では、自閉式密封クッションを優先的に採用している。クッションの上には自閉隙間があり、即ち通常のときは閉鎖状態にあって、インクカートリッジ2とインクタンク10の両側の圧力差が所定値に達した時だけ開くものである。図2aに示すように、蓋部品14の自由端148の上にはさらに数本の凹凸溝からなる滑り止め16があり、その目的は、使用者の手と蓋部品14との間の摩擦力を高め、使用者が蓋部品14を握って填充装置1を開閉する際に滑りにくくするためである。

使用者にインクカートリッジの充填状況をよりはっきりとわかってもらえるよう、本実施例ではインクカートリッジ充填装置1に透明素材を優先的に採用している。

次に図4a〜4eを用いてインクカートリッジ充填装置1を使ってインクカートリッジ2にインクを充填する過程について説明する。
（1）
インクカートリッジ充填装置1を平らな場所に置き、既存の穴あけ工具でインクカートリッジ2のインク注入口24を開けて、その中に一つのゴム栓18を入れる。
（2）
図4aに示すように、前記インクカートリッジ2をインクカートリッジ充填装置1の中に装入すると、インクカートリッジ2の第1結合部251、第2結合部26、凹部28および底壁がそれぞれインクカートリッジ位置調整機構15上の対応する部分とかみ合い、インク吐出口22がインク注入流路11の出口端111と連通し、蓋部品14が時計回りしてその延長ホック145a、145bがインクカートリッジ位置調整機構15のスロット151a、151bとかみ合い、蓋部品14の突起部141および弾性スリーブ142がインクカートリッジ2のカートリッジ蓋と抵接して空気注入口23を密封し、延長部143が密封部品144と空気注入流路12を密封する。このとき、インクカートリッジ2とインクカートリッジ充填装置1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）
図4bに示すように、事前に用意した吸引器13を部品穴146経由にインク注入口24に挿入し、ゴム栓18経由にインクカートリッジ2と連通する。次に吸引器13の取っ手135を握り、図4cに示すように、図に示す方向Aに沿って、上方向にピストン棒133を引っ張ってピストン132を上方向に移動させると、インクカートリッジ2の中の空気が図4cに示す矢印に沿って吸引器13に流れ込む。このときインクカートリッジ2内部の圧力が低下して一定の負圧を形成し、即ちインクタンク10との間に圧力差が発生し、密封クッション113の自閉隙間がこの圧力差の影響で開き、インクタンク10の中のインクが圧力差の力で図4cに示す矢印に沿ってインクカートリッジ2の中に流れ込んでいく。このとき、空気注入流路12は閉鎖状態を保ち、インクカートリッジ2も密封状態を保っている。
（4）
図4dに示すように、インクカートリッジ2の中のインクが満杯になったことを確認した後、吸引器13を取り外し、蓋部品14の延長ホック145a、145bとインクカートリッジ位置調整機構15のスロット151a、151bとのかみ合いを解除し、蓋部品14を反時計回りに回して、インクカートリッジ充填装置1とインクカートリッジ2の密封空間を開放空間に切り換える。図4eに示すように、空気注入流路12が開けられると、空气が空気入口端121、空気出口端122からインクタンク10の中に入り、インクカートリッジ2の密封が解除され、空気が空気注入口23からインクカートリッジ2の中に送られる。このときインクカートリッジ2とインクタンク10は圧力平衡を保っており、密封クッション113の自閉隙間が閉鎖している。
（5）
インクカートリッジ2を取り外して、蓋部品14を再び回してインクカートリッジ位置調整機構15とかみ合わせ、再び空気注入流路12を密封してインクカートリッジ充填装置1を密封状態にして放置する。

インク注入口24に装入する前記ゴム栓18は、ごく普通の弾性密封栓でも構わない。本実施例では、ンクカートリッジ内部とインクカートリッジ外部との圧力差に応じて開閉できる自閉密封栓を優先的に採用している。吸引器13を挿入すると開放状態となり、吸引器13が挿入されていないときは、閉鎖状態を保つ。

本技術分野の一般技術者には次のことを理解されたい。インク充填するときは、たいていの場合「質量均衡の法則」に沿っており、即ち容器から流出した物質の質量と流出先の容器の物質の質量が同じという法則である。例えば背景技術において紹介した填充工具の場合、そのインクタンクから流出するインクの量は補充された空気の量と同じである。しかし、本技術案の場合、前記充填過程からもわかるように、抽吸するとき、インクタンク10は密封状態を保っているため、その中に空気がまだ注入されていない。つまりインクカートリッジ2のインク注入作業は、インクタンク10の圧力の不均衡を引き起こし、インクタンク10のこの圧力不均衡の状態でインクカートリッジ2にインク注入を続けている。即ち、インクカートリッジへのインク注入は、インクタンクへの空気補充という2つのプロセスは同時に行われていない。このような手段をとった理由は、従来の技術だと、インクを注入した後、インクカートリッジ2内のスポンジ211およびウィック221はたいていの場合、過度の飽和状態となり、即ち負圧室21の中に必要以上のインクが残り、このときにインクカートリッジ2を取り外すとインク漏れが発生する恐れがある。これに対して本技術案の場合、インクを充填するとき、インクカートリッジ2とインクタンク10の間に一つの密封空間が形成され、インクタンク10に空気を注入せずにインクカートリッジ2の空気を吸い出してインクタンク10のインクをインクカートリッジ2に注入すると、インクタンク10の中で大きな負圧が発生、インクタンク10がインクカートリッジ2と連通しているため、このときインクカートリッジ2の中でも同じように負圧が発生する。この蓋部品14を開けると、負圧の力で外部の空気がインクタンク10の中に吸い込まれ、同時にインクカートリッジ2の中にも吸い込まれる。正確にいうと、空気は、空気注入口23経由に負圧室21の中に入り、このとき質量均衡の法則により、スポンジ211及びウィック221内の余分なインクがインクタンク10に流れ込み、図4fに示すように、スポンジ211及びウィック
221の飽和状態が解消され、インクカートリッジ2を取り外しても、インク漏れが発生することはない。

不必要な道具購入コストを減らし、使用者がより簡単に操作できるよう、本実施例では、実施例１をベースにさらに「穴あけ」機能を追加した。図5は、本実施例におけるインクカートリッジ充填装置を開いた状態を示す説明図である。本実施例では、同じ部品に対して実施例１と同じような符号をつけている。

図5に示すように、蓋部品14の部品穴146にはインク注入口24を密封する鋼球を移動させる為の一本の突出し棒17があり，突出し棒17の頂部にはインク注入口24の鋼球と協働する凹面があり、しかも突出し棒17の側面には長さの異なる数本の細い溝が設けられており、これにより凹面と側面は複数の刃部を持つ端を形成する。本実施例では、突出し棒17は可動式となっており、正確にいうと、蓋部品14の上でスライドでき、即ち突出し棒17は穴あけ位置と非穴あけ位置の間でスライドすることができる。本技術分野の一般技術者には次のことを理解されたい。突出し棒17は蓋部品14から取り外すこともでき、即ち穴あけ動作が終了した後、それを取り外してインク充填道具でインクを充填し、充填し終えた後に、元に戻す。

本実施例の場合、インクカートリッジ充填装置のその他の構造は実施例１と類似するため、ここでの説明は省略する。

次に本実施例のインクカートリッジ充填装置を用いてインクカートリッジにインクを注入するプロセスについて説明する。
（1）
インクカートリッジ充填装置1を平らな場所に置き、インクカートリッジ2をインクカートリッジ充填装置1の中に装入し、即ちインクカートリッジ2の第１結合部および第2結合部251、26、凹部28等がそれぞれインクカートリッジ位置調整機構15にある対応する部分とかみ合わせ、インク吐出口22がインク注入流路11の出口端111と連通し、このとき、突出し棒が穴あけ位置に位置し、次に蓋部品14を時計回りに回して突出し棒17にインク注入口24の中の鋼球と協働させ、自由端148から力で蓋部品14を押し下げ、突出し棒17がインク注入口24の中の鋼球をインクカートリッジ2に押し込み、インク注入口24が開けられる。次に突出し棒17を非穴あけ位置までスライドさせ、即ちインク注入口24と対応する場所から離れさせた後、インク注入口24に一つのゴム栓18を装入する。
（2）
蓋部品14をインクカートリッジ位置調整機構15とかみ合わせ、蓋部品14の突起部141および弾性スリーブ142がインクカートリッジ2のカートリッジ蓋と抵接して空気注入口23を密封する。延長部143は密封部品144と空気注入流路12を密封する。このとき、インクカートリッジ2とインクカートリッジ充填装置1の間で一つの密封空間が形成され、2つの部分は一つのインクカートリッジ補充システムを形成する。
（3）
予め用意した吸引器13をインク注入口24の中に挿入し、ピストン132を上方向に引っ張ると、インクカートリッジ2内の空気が吸引器13に吸い込まれ、このときインクカートリッジ2内部の圧力が低下して一定の負圧を発生する。即ちインクタンク10との間に圧力差が発生し、密封クッション113の自閉隙間がこの圧力差の影響で開き、インクタンク10の中のインクが圧力差の力でインクカートリッジ2の中に流れ込む。このとき、空気注入流路12は閉鎖状態を保ち、インクカートリッジ2も密封状態を保ち続けている。
（4）
インクカートリッジ2の中のインクが満杯になったことを確認した後、吸引器13を取り外して、蓋部品14とインクカートリッジ位置調整機構15とのかみ合いを解除し、蓋部品14を反時計回りに回して、インクカートリッジ充填装置1とインクカートリッジ2の密封空間を開放空間に切り換える。空気注入流路12が開けられると、空气が空気入口端121、空気出口端122からインクタンク10の中に送られ、インクカートリッジ2の密封が解除され、空気が空気注入口23からインクカートリッジ2の中に送られる。このときインクカートリッジ2とインクタンク10はいずれも圧力平衡を保っており、密封クッション113の自閉隙間が閉鎖する。
（5）
インクカートリッジ2を取り外し、蓋部品14を再び回してインクカートリッジ位置調整機構15とかみ合わせ、再び空気注入流路12を密封してインクカートリッジ充填装置1を密封状態にして放置する。

実施例では、インクを充填する時に、先に空気注入流路を開けてからインクカートリッジの密封を解除する順番を実現できるよう、実施例１と実施例2をベースにさらに第2密封部が先に空気注入流路を開き、第１密封部がそのまま充填待ちインクカートリッジを密封することができる一つの遅延機能付部品を追加した。

本実施例では、当該遅延機能付部品は、第１密封部と協働する一つの弾性部品であり、図６に示すように、本実施例の場合、当該弾性部品は一つの巻きばね19となっている。前記構造を採用したインクカートリッジ充填装置でインクを注入すると、即ち蓋部品15が時計回りで回すと、巻きばね１９は圧縮され、第１密封部と空気注入口23との緊密な協働を推進できる一つの圧縮力を発生する。インク注入が終了し、蓋部品15を反時計回りで回すと、前記圧縮力によって第2密封部は空気注入流路12を開けても、第１密封部はそのまま空気注入口23を密封し続けることができる。蓋部品15を一定の角度まで回した場合のみ、巻きばね19が蓋部品15の移動とともに上方向に移動し、圧縮力が解消され、第１密封部が空気注入口23から離れる。上記構造を採用することで、インクカートリッジの密封を解消した後も、わずかながらもインクカートリッジ2の中に一定の負圧を残し、インク漏れの原因となるスポンジ211とウィック221の過度な飽和状態を引き起こすことなく、より多くインクを貯留することができる。上記の説明における第１密封部の構造は前記第１弾性クッション、前記突起部分と弾性スリーブ、或いはその他類似する密封部品でも構わない。種類が多いため、ここでの説明は省略する。

本実施例のその他構造については実施例1或いは実施例2と類似するため、ここでの説明を省略する。

本技術分野の一般技術者には次のことを理解されたい。前記インクカートリッジはインクが入っていないスポンジだけのインクカートリッジでも構わない。つまり前記填充装置、填充方法はこのようなインクカートリッジへのインク填充にも適している。

本技術分野の一般技術者には次のことを理解されたい。前記延長ホックの数は一本でも数本でも構わない。スロットの位置および数量にあっては前記延長ホックに応じて決まる。

本技術分野の一般技術者には次のことを理解されたい。前記蓋部品は、インクカートリッジ位置調整機構を中心に上下平行移動するタイプでも構わない。この場合において、蓋部品とインクカートリッジ位置調整機構は、同じように延長ホックとスロットとの協働により相互接続を実現することができる。

本技術分野の一般技術者には次のことを理解されたい。前記蓋部品にある第1密封部と第2密封部による密封と密封解除を同時に行うことができる。即ちインクを注入した後の空気注入流路を開ける作業とインクカートリッジの密封を解除する作業を同時に行うことができる。これによりスポンジにある余分なインクをインクタンクに戻し、インク漏れを効果的に防ぐことができる。

本技術分野の一般技術者には次のことを理解されたい。インクカートリッジ充填装置は、不透明な素材で作られたものでも構わない。この場合において、インクを注入するときに、吸引器にインクがあることを確認した時点で、インクカートリッジがほぼ満杯に充填されたと判断することができる。充填が終了した後、吸引器にある余分なインクを再びインクタンクに戻して作業の終了とする。

以上のとおり、上記方法を採用することで、インクを注入するときにインクタンク及びインクカートリッジを圧力不均衡状態にして、充填が終わった後に平衡の状態に戻すことができ、即ち、インクカートリッジにインクを充填する作業とインクタンクに空気を注入する作業は同時に行われていないため、インクカートリッジ内のスポンジおよびウィックにある余分のインクを取り除き、インク漏れを効果的に防ぐことができる。

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、本技術分野の一般技術者は、本発明の構想から離脱しないことを前提に、ある程度改良・加工することはできるが、それでもそれらの成果はすべて本発明の特許の保護範囲に属する。

1インクカートリッジ充填装置, 10 インクタンク, 11 インク注入流路, 111 出口端, 112 入口端, 113 密封栓, 12 空気注入流路, 121 空気入口端, 122 空気出口端, 13 吸引器, 131 管体, 132 ピストン, 133 ピストン棒, 134 シリンダー蓋, 135 取っ手, 136 排気ノズル, 14 蓋部品, 141 突起部, 142 弾性スリーブ, 143 延長部, 144 密封部品, 145 延長ホック, 146 部品穴, 147 接続端, 148 自由端, 15 インクカートリッジ位置調整機構, 151 スロット, 152 定位棒, 153 支持部, 16 滑り止め, 17 突出し棒, 18 ゴム栓, 19 巻きばね, 2 インクカートリッジ, 20 インク室, 21 負圧室, 211 スポンジ, 22 インク吐出口, 221 ウィック, 23 空気注入口, 24 インク注入口, 25 可動アーム, 251 第1結合部, 26 第2結合部, 27 プリズム, 28 凹部, 29 仕切り板, 291 連通口, A吸引器引っ張り方向。

Claims (22)

1. 空のインクカートリッジ（２）にインクを注入する負圧式のインクカートリッジ充填装置において、
   （Ａ）インクカートリッジ（２）に充填するインクを貯留するインクタンク（１０）と、
   （Ｂ）前記インクタンク（１０）と連通し、前記インクタンク（１０）内部のインクを前記インクカートリッジ（２）に送るインク注入流路（１１）と、
   （Ｃ）前記インクタンク（１０）と連通し、前記インクタンク（１０）内に空気を補充する空気注入流路（１２）と、
   （Ｄ）前記インクカートリッジ（２）内部の空気を吸い出す吸引器（１３）と、
   （Ｅ）前記インクカートリッジ（２）を密封する第１密封部（１４１，１４２）と、前記空気注入流路（１２）を密封する第２密封部（１４３，１４４）とを有する蓋部品（１４）と
   を有すること特徴とするインクカートリッジ充填装置。
2. （Ｇ）前記インクカートリッジ（２）を、前記インクカートリッジ充填装置（１）に固定するインクカートリッジ位置調整機構（１５）を含み、
   前記インクカートリッジ位置調整機構（１５）は、回転軸によって前記蓋部品（１４）と連結されている
   ことを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ充填装置。
3. 前記第１密封部（１４１，１４２）は、前記第２密封部（１４３，１４４）よりも、前記回転軸に近い場所に配置されている
   ことを特徴とする請求項２記載のインクカートリッジ充填装置。
4. 前記第１密封部（１４１，１４２）は、前記蓋部品（１４）の第１弾性クッション上に設置され、
   前記第２密封部（１４３，１４４）は、前記蓋部品（１４）の第２弾性クッション上に設置されている
   ことを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載のインクカートリッジ充填装置。
5. 前記第１密封部（１４１，１４２）は、前記蓋部品（１４）から突き出る突起部（１４１）と、前記突起部（１４１）に配置される弾性クッション（１４２）とから構成される
   ことを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載のインクカートリッジ充填装置。
6. 前記第２密封部（１４３，１４４）は、前記蓋部品（１４）から突き出る延長部（１４３）と、前記延長部（１４３）と協働する密封部品（１４４）とから構成される
   ことを特徴とする請求項１−５のいずれかに記載のインクカートリッジ充填装置。
7. 前記インクカートリッジ充填装置（１）は、さらに前記第２密封部（１４３，１４４）が前記空気注入流路を開けでも前記第１密封部（１４１，１４２）がなおインクカートリッジの密封状態を保持できる遅延機能付部品が設けられている
   ことを特徴とする請求項１−６のいずれかに記載のインクカートリッジ充填装置。
8. 前記遅延機能付部品は、前記第１密封部（１４１，１４２）と協働する弾性部品である
   ことを特徴とする請求項７記載のインクカートリッジ充填装置。
9. 前記第１弾性クッションの変形幅が、前記第２弾性クッションの変形幅より大きい
   ことを特徴とする請求項４記載のインクカートリッジ充填装置。
10. 前記弾性スリーブ（１４２）の変形幅が、前記密封部品（１４４）より大きい
    ことを特徴とする請求項６記載のインクカートリッジ充填装置。
11. 前記蓋部品（１４）には、延長ホック（１４５）が設けられ、
    前記インクカートリッジ位置調整機構（１５）には、前記延長ホック（１４５）と協働するスロット（１５１）が設けられている
    ことを特徴とする請求項１−１０のいずれかに記載のインクカートリッジ充填装置。
12. インクカートリッジ（２）と、請求項１ないし１１記載のいずれかに記載のカートリッジ充填装置を含む負圧式のインクカートリッジ充填システム。
13. 前記インクカートリッジ（２）は、インクを貯留するインクタンク（１０）と、前記インクタンク（１０）に内蔵されたインクカートリッジ内部の負圧状態を保つスポンジ（２１１）と、前記インクタンク（１０）内のインクをインクカートリッジ（２）外部に送るインク吐出口（２２）と、前記インクタンク（１０）に空気を補充する空気注入口（２３）と、前記インクタンク（１０）にインクを注入するインク注入口（２４）と
    を含む
    ことを特徴とする請求項１２記載のインクカートリッジ充填システム。
14. 前記インクカートリッジ（２）は、インクを貯留するインク室（２０）と、前記スポンジ（２１１）を収容する負圧室（２１）に分かれる
    ことを特徴とする請求項１３記載のインクカートリッジ充填システム。
15. 前記第１密封部（１４１，１４２）は、前記蓋部品（１４）と前記インクカートリッジ（２）の空気注入口（２３）に対応する場所に設けられている
    ことを特徴とする請求項１２−１４のいずれかに記載のインクカートリッジ充填システム。
16. 前記蓋部品（１４）の前記インクカートリッジ（２）のインク注入口（２４）に対応する場所に、部品穴（１４６）が設けられている
    ことを特徴とする請求項１５記載のインクカートリッジ充填システム。
17. 前記部品穴（１４６）には、前記インク注入口にある密封部品を除去する可動アーム（２５）が設けられている
    ことを特徴とする請求項１６記載のインクカートリッジ充填システム。
18. 請求項１２−１７のいずれかに記載のしたインクカートリッジ充填システム（１）を利用して、インクで、空のインクカートリッジ（２）を充填する方法において、
    （Ａ）前記インクカートリッジ（２）と前記空気注入流路（１２）を密封し、前記インクカートリッジ（２）と前記インクカートリッジ充填装置（１）との間に一つの密封空間を形成するステップと、
    （Ｂ）吸引器（１３）を用いて、前記インクカートリッジ（２）内部の空気を吸い出すステップと、
    （Ｃ）前記空気注入流路（１２）を開き、前記インクカートリッジ（２）の密封を解除するステップと、
    を有する
    ことを特徴とするインクカートリッジを充填する充填方法。
19. 前記ステップ（Ａ）の前に
    （Ｘ）前記インクカートリッジ（２）のインク注入口を開き、前記インク注入口の中にゴム栓（１８）を装入するステップ
    を更に有する
    ことを特徴とする請求項１８記載の充填方法。
20. 前記ステップ（C）の実行時に、まず前記空気注入流路（１２）を開け、次に前記インクカートリッジ（２）の密封を解除する
    ことを特徴とする請求項１８記載の充填方法。
21. 前記ステップ（C）の実行時に、前記空気注入流路（１２）を開けると同時に、前記インクカートリッジ（２）の密封を解除する
    ことを特徴とする請求項１８記載の充填方法。
22. 前記ステップ（C）の後に、
    （Ｄ）インクカートリッジ（２）を前記インクカートリッジ充填装置（１）から取り外してから前記空気注入流路（１２）を再び密封するステップ
    を更に有する
    ことを特徴とする請求項１９−２１のいずれかに記載の充填方法。
    

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