JP2024030280A - 液体カートリッジの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体カートリッジの液体収容室内の液体を排出することなく、空気を排出する。【解決手段】液体カートリッジは、液体と気体を収容し拡張と収縮が可能な液体収容室と、多孔質部材とメッシュ状のシート部材を備え、それらを介して液体収容室内の液体を液体カートリッジの外部に供給する液体供給部と、液体収容室の壁に対して液体収容室が拡張する向きに力を加えるバネと、液体収容室に空気を導入する大気導入路と、液体収容室が第１状態のとき大気導入路を遮断し、第１状態より液体収容室の容積が小さい第２状態のとき大気導入路を導通させる、弁部と、を備える。方法は、液体供給部に液体を供給することにより液体収容室を第１状態とする第１工程と、液体収容室が液体供給部より下になる姿勢に液体カートリッジを配した状態で、環境圧力を低下させることにより、液体収容室内の空気の一部を液体収容室内から排出する第２工程と、を備える。【選択図】図７

Description

本開示は、液体を収容している液体カートリッジの製造方法に関する。

従来、プリンターに液体を供給する液体カートリッジが存在する。特許文献１の液体カートリッジにおいては、液体収容室の外縁の一部を画定する受圧板を備える。受圧板は、可撓性を有するシート部材に、支持されている。シート部材は、受圧板とともに液体収容室の外縁の一部を画定している。受圧板は、液体収容室の内部空間を挟んで対向壁と向かい合うように配されている。シート部材が変形することにより、受圧板は、対向壁に対して変位することができる。

受圧板は、液体収容室内に配されたコイルばねによって、対向壁から離れる方向に押圧されている。その結果、液体収容室内の圧力は、液体カートリッジの周囲の圧力以下の圧力に保たれている。液体収容室は、液体カートリッジ内部の大気開放口および空気室、ならびに大気導入口および大気連通口を介して液体カートリッジの外部と連通している。大気開放口は、通常、大気弁によって塞がれている。液体収容室内の液体が消費されて液体収容室内の液体の量が少なくなると、コイルばねの力に抗して、受圧板が対向壁に近づく。受圧板が対向壁に近づき大気弁を対向壁に向かって押すと、大気弁は大気開放口を開通させる。すると、大気開放口を介して、液体カートリッジの外部から液体収容室内に空気が導入される。その結果、コイルばねの力によって受圧板が対向壁から遠ざかり、大気弁が閉じる。その後、液体収容室内の液体がさらに消費されると、液体カートリッジ内の各機構は、上記と同様に動作する。

特許文献１の液体カートリッジは、外部に液体を供給するための液体供給口に、フォームとシート部材を備える。フォームは、可撓性を有する合成樹脂製の多孔質部材である。シート部材は、可撓性を有し液体を透過する合成樹脂製のメッシュである。液体カートリッジがプリンターに取り付けられて印刷が行われた後の状態において、フォームとシート部材には、液体が浸透している。すなわち、フォーム内の連続した空隙、およびシート部材内のメッシュの開口、すなわち網目は、液体によって塞がれている。プリンターの液体供給管は、液体カートリッジのシート部材に接触している。プリンターにおいて液体が消費されると、液体供給管内の圧力が低下する。すると、液体供給管は、フォームとシート部材に浸透している液体を吸引する。その結果、フォーム内の連通孔内の連続した空隙およびシート部材内の網目の開口を通って、液体カートリッジの液体収容室内の液体が、プリンターに供給される。

特許文献１の技術においては、以下のように液体カートリッジに液体が補充される。液体カートリッジ内の空気室に通じる大気連通口がふさがれる。液体カートリッジの液体供給口が注入キットの収容部材によって覆われ、収容部材のシール部材によって液体供給口の開口端が封止される。注入キットのチューブおよび収容部材、ならびに液体カートリッジの液体供給口を介して、注入キットの排出ポンプによって、液体カートリッジの液体収容室内の空気および液体が、液体カートリッジの外部に排出される。その後、注入キットのチューブに設けられている切替ユニットが切り換えられる。そして、注入キットのチューブおよび収容部材、ならびに液体カートリッジの液体供給口を介して、注入キットの加圧ポンプによって、液体カートリッジの液体収容室内に、注入キットの液体供給源から液体が供給される。

特開２０１４－１３９０２６号公報

しかし、特許文献１の技術においては、液体カートリッジに液体を供給するために、液体カートリッジの液体供給口を覆う収容部材であって、シール部材を備えた収容部材が必要である。液体供給口にフォームを備える液体カートリッジに対して、より簡易な構成で、外部から液体を供給できる技術が求められていた。

また、特許文献１の技術においては、注入キットの排出ポンプによって、液体カートリッジの液体収容室内の空気および液体が、液体カートリッジの外部に排出される。その際、液体カートリッジの液体収容室内の液体を排出することなく、空気のみを液体カートリッジの外部に排出することが容易ではなかった。

本開示の一形態によれば、使用済みの液体カートリッジに液体を充填することより液体カートリッジを製造する方法が提供される。液体カートリッジは、液体および気体を収容することができ、拡張および収縮が可能な液体収容室と、連続した空隙を備える多孔質部材とメッシュ状のシート部材とを備え、連続した空隙とメッシュ状のシート部材の網目とを介して液体収容室内の液体を液体カートリッジの外部に供給する液体供給部と、液体収容室を構成する壁に対して液体収容室が拡張する向きに力を加えるバネと、液体収容室内に空気を導入する大気導入路と、液体収容室が第１状態にあるときに大気導入路を遮断し、第１状態よりも液体収容室の容積が小さい第２状態にあるときに大気導入路を導通させる、弁部と、を備える。方法は、液体供給部に液体を供給することにより、連続した空隙と網目とを介して液体収容室内に液体を供給して、液体収容室を第１状態とする第１工程と、第１工程の後に、液体収容室が液体供給部よりも下になる姿勢に液体カートリッジを配した状態で、液体カートリッジの周囲の環境の圧力を、第１工程における液体カートリッジの周囲の環境の圧力よりも低下させることにより、連続した空隙と網目とを介して、液体収容室内の空気の一部を液体収容室内から排出する第２工程と、を備える。

印刷システムＰＳを示す斜視図である。 印刷装置ＰＲのホルダー５１２の斜視図である。 液体カートリッジＩＣの斜視図である。 図３とは異なる角度から見た液体カートリッジＩＣの斜視図である。 液体カートリッジＩＣ内の構造を模式的に示す説明図である。 液体カートリッジＩＣ内の構造を模式的に示す説明図である。 使用済みの液体カートリッジＩＣに液体Ｉｋを充填することより液体カートリッジＩＣを製造する方法を示すフローチャートである。 ステップＳ１００の処理を示す説明図である。 ステップＳ１００の処理を示す説明図である。 ステップＳ２００の処理を示す説明図である。 ステップＳ３００の処理を示す説明図である。

Ａ．実施形態：
Ａ１．印刷システムの構成：
図１は、印刷システムＰＳを示す斜視図である。印刷システムＰＳは、印刷装置ＰＲと、複数の液体カートリッジＩＣとを含む。

複数の液体カートリッジＩＣは、互いに異なる色の液体を収容している。複数の液体カートリッジＩＣは、印刷装置ＰＲに着脱可能に装着されて、印刷装置ＰＲに液体を供給する。本実施形態においては、印刷装置ＰＲは、６個の液体カートリッジＩＣを着脱可能であるように構成されている。

印刷装置ＰＲは、印刷媒体ＰＭに液滴を吐出して、印刷媒体ＰＭ上に液体による複数のドットを形成する。印刷媒体ＰＭ上に形成された複数のドットは、文字や絵を構成する。印刷媒体ＰＭ上に形成された複数のドットは、互いに繋がっている場合もある。

印刷装置ＰＲは、キャリッジ５１０と、主走査機構５２０と、副走査機構５３０と、制御部５９０と、を備える。

キャリッジ５１０は、主走査方向に沿って往復動されつつ、液滴を吐出する（図１の下段中央部参照）。キャリッジ５１０は、ホルダー５１２と、印刷ヘッド５１４と、を備える。ホルダー５１２は、６個の液体カートリッジＩＣを着脱可能に装着されるように構成されている。印刷ヘッド５１４は、ホルダー５１２に装着された６個の液体カートリッジＩＣから液体を供給されて、液滴の形態で印刷媒体ＰＭに向けて吐出する。

主走査機構５２０は、キャリッジ５１０を、主走査方向に沿って往復動させる。主走査機構５２０は、キャリッジモーター５２２と、駆動ベルト５２４と、を備える（図１の中段右部および上段左部参照）。

キャリッジモーター５２２は、電力を供給されて、回転力を出力する。キャリッジモーター５２２は、時計方向および反時計方向の回転力を出力することができる。駆動ベルト５２４は、無端ベルトである。駆動ベルト５２４は、キャリッジモーター５２２の出力軸に接続されている。駆動ベルト５２４は、キャリッジモーター５２２の回転力によって、時計方向および反時計方向に回転される。駆動ベルト５２４には、キャリッジ５１０が固定されている。キャリッジ５１０は、駆動ベルト５２４が時計方向および反時計方向に回転されるのに応じて、往復動される。

副走査機構５３０は、印刷媒体ＰＭを、副走査方向に搬送する。副走査方向は、主走査方向に対して垂直な方向である。

本実施形態においては、副走査方向のうち、印刷媒体ＰＭが最初に印刷ヘッド５１４と向かい合う位置まで搬送される方向を、Ｘ軸正方向とする。印刷を行う際に印刷装置ＰＲが置かれる状態において、鉛直上方と一致する方向を、Ｚ軸正方向とする。主走査方向のうち一方を、Ｙ軸正方向とする。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、左手系を構成する。本願の明細書に添付する図１～図４において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を示す。

副走査機構５３０は、搬送モーター５３２と、搬送ローラー５３４と、を備える（図１の中段右部および下段左部参照）。搬送モーター５３２は、電力を供給されて、回転力を出力する。搬送モーター５３２は、時計方向および反時計方向の回転力を出力することができる。搬送ローラー５３４は、印刷媒体ＰＭを支持しつつ、副走査方向に搬送する。搬送ローラー５３４は、搬送モーター５３２の出力軸に接続されている。搬送ローラー５３４は、搬送モーター５３２の回転力によって、時計方向および反時計方向に回転される。その結果、印刷媒体ＰＭは、Ｘ軸正方向およびＸ軸負方向に搬送される。

制御部５９０は、キャリッジ５１０と、主走査機構５２０と、副走査機構５３０と、を制御する（図１の上段右部参照）。制御部５９０は、キャリッジ５１０の印刷ヘッド５１４に、フレキシブルケーブル５９７を介して、駆動電力および制御信号を供給する。

図２は、印刷装置ＰＲのホルダー５１２の斜視図である。ホルダー５１２は、レバー５１２２と、液体供給管５１２４と、接点機構５１２６と、を備える。

レバー５１２２は、ホルダー５１２に装着された液体カートリッジＩＣを保持する（図２の上段右部参照）。レバー５１２２がユーザーによって操作されることにより、液体カートリッジＩＣは、ホルダー５１２から取り外されることができる。

液体供給管５１２４は、ホルダー５１２に装着された液体カートリッジＩＣに押しつけられる（図２の中段左部参照）。より具体的には、レバー５１２２によって液体カートリッジＩＣがＺ軸負方向に押圧されることにより、液体供給管５１２４の先端部５１２４ｔが、液体カートリッジＩＣの液体供給部１６０に押しつけられる。液体カートリッジＩＣ内の液体は、液体カートリッジＩＣの液体供給部１６０および液体供給管５１２４を介して、印刷装置ＰＲに供給される。

接点機構５１２６は、ホルダー５１２に装着された液体カートリッジＩＣに押しつけられる（図２の上段右部参照）。より具体的には、レバー５１２２によって液体カートリッジＩＣがＺ軸負方向に押圧されることにより、接点機構５１２６の端子が、液体カートリッジＩＣの回路基板の端子に押しつけられる。液体カートリッジＩＣの回路基板は、接点機構５１２６の端子を介して、印刷装置ＰＲから電力および制御信号を供給される。

図３は、液体カートリッジＩＣの斜視図である。図４は、図３とは異なる角度から見た液体カートリッジＩＣの斜視図である。液体カートリッジＩＣの筐体４００は、大まかには、略直方体の形状を有する。液体カートリッジＩＣの筐体４００の略直方体の形状は、第１面４０１、第２面４０２、第３面４０３、第４面４０４、第５面４０５、および第６面４０６から構成される。印刷を行う際に印刷装置ＰＲが置かれる状態にある印刷装置ＰＲに対して、液体カートリッジＩＣが取りつけられた状態を基準として、以下で、液体カートリッジＩＣの構成について説明する。

第１面４０１は、液体カートリッジＩＣの底面である。第２面４０２は、液体カートリッジＩＣの上面である。第３面４０３は、印刷装置ＰＲのホルダー５１２のレバー５１２２と向かい合う面である（図２の上段右部参照）。第４面４０４は、略直方体の液体カートリッジＩＣにおいて、第３面４０３とは逆の位置にある面である。第５面４０５および第６面４０６は、それぞれ第１面４０１～第４面４０４にその外縁を囲まれている面である。第５面４０５および第６面４０６は、略直方体の液体カートリッジＩＣの筐体４００において、互いに逆の位置にある面である。

第１面４０１と第３面４０３の間には、第７面４０７と、第８面４０８と、が配されている（図４の中段左部参照）。第７面４０７は、第１面４０１に隣接しており、第３面４０３と略平行な面である。第８面４０８は、第３面４０３と第７面４０７の間に配されている面である。第８面４０８は、第３面４０３と第７面４０７のいずれとも異なる角度で配されている。第８面４０８は、印刷装置ＰＲのホルダー５１２の接点機構５１２６と向かい合う面である（図２の上段右部参照）。第８面４０８には、液体カートリッジＩＣの回路基板４１５が設けられている。

図５は、液体カートリッジＩＣ内の構造を模式的に示す説明図である。図５においては、液体カートリッジＩＣ内の構造は、図１～図４に示したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って示されてはいない。すなわち、図５は、液体カートリッジＩＣの各部の寸法および位置関係を正確に表すものではない。

液体カートリッジＩＣは、液体収容室１００と、液体供給部１６０と、第１バネ１７０と、大気弁１８０と、第２バネ１９０と、空気室２００と、を備える。

液体収容室１００は、液体Ｉｋおよび空気Ａｒを収容することができ、拡張および収縮が可能な空間である（図５の中央部参照）。液体収容室１００は、受圧板１１０と、シート部材１２０と、隔壁１３０，１４０，１５０と、によって、画定されている。

受圧板１１０は、液体収容室１００の内部空間を挟んで隔壁１３０と向かい合うように配されている（図５の上段中央部参照）。受圧板１１０は、シート部材１２０によって、支持されている。より具体的には、シート部材１２０が液体収容室１００と空気室２００とを仕切っている。受圧板１１０がシート部材１２０の液体収容室１００側に置かれている。受圧板１１０の外周がシート部材１２０に接続されていてもよい。

シート部材１２０は可撓性を有する。シート部材１２０の外周は、隔壁１４０，１５０に接続されている。液体カートリッジＩＣの使用が開始される前の状態においては、液体収容室１００内には液体Ｉｋが収容されている。その状態において、シート部材１２０は、受圧板１１０の周囲において折りたたまれた状態にある（図５の上段参照）。

シート部材１２０が変形することにより、受圧板１１０は、向かい合う隔壁１３０に対して変位することができる。受圧板１１０が隔壁１３０から遠ざかるとき、液体収容室１００は拡張する。受圧板１１０が隔壁１３０に近づくとき、液体収容室１００は収縮する。

隔壁１４０は、液体収容室１００の内部空間を挟んで隔壁１３０と向かい合うように配されている（図５の上段左部参照）。隔壁１５０は、隔壁１４０と隔壁１３０とを接続している（図５の中段左部および中段右部参照）。隔壁１３０，１４０，１５０は、液体カートリッジＩＣの筐体４００の一部である。

液体供給部１６０は、筐体４００に設けられた流路を介して、液体収容室１００に接続されている（図５の下段右部参照）。液体供給部１６０は、液体収容室１００内の液体Ｉｋを液体カートリッジＩＣの外部に供給する。液体供給部１６０は、筐体４００の第１面４０１に設けられた壁部４８０に囲まれている（図３の下段左部および図４の下段右部参照）。技術の理解を容易にするため、図５において、壁部４８０は示されていない。液体供給部１６０は、フォーム１６２と、シート部材１６４と、を備える。

フォーム１６２は、連続した空隙を備える弾性変形可能な多孔質部材で構成されている。フォーム１６２は、連続した空隙により、空気Ａｒおよび液体Ｉｋを透過させることができる。フォーム１６２の連続した空隙は、フォーム１６２に液体Ｉｋが浸透することによって塞がれる。

シート部材１６４は、空気Ａｒおよび液体Ｉｋを透過させることができるフィルターである。シート部材１６４は、網目状の構成を有するシート状の部材である。シート部材１６４は、網目に液体Ｉｋを保持する。シート部材１６４の網目状の構成の空隙は、シート部材１６４に液体Ｉｋが浸透することによって塞がれる。その状態において、シート部材１６４の両側の圧力差があらかじめ定められた値未満の場合に、シート部材１６４は、空気Ａｒを流通させないが、それ以上の圧力差が生じた場合に、網目を通じて、空気Ａｒを流通させる。このような機能を有することにより、シート部材１６４は、実質的に弁として機能する。本明細書において、シート部材１６４の網目状の構成が有する個々の空隙を「網目」とも表記する。

液体供給部１６０は、液体カートリッジＩＣの外部に露出し、かつ略平坦な表面１６０ｓを備える（図５の下段右部、および図４の下段右部参照）。液体供給部１６０の表面１６０ｓは、ＸＹ平面に略平行な平面である。液体供給部１６０の表面１６０ｓのＸ軸方向の最大寸法は、液体供給部１６０の表面１６０ｓのＹ軸方向の最大寸法よりも大きい。液体供給部１６０の表面１６０ｓは、シート部材１６４に覆われている。シート部材１６４を挟んで液体供給部１６０の外部とは逆の側には、フォーム１６２が配されている。

本明細書において液体供給部１６０の表面１６０ｓが「略平坦」であるとは、液体供給部１６０の表面１６０ｓのうち、Ｚ方向について最もへこんでいる部位と、Ｚ方向について最も突出している部位と、の位置の差が、ＸＹ平面内における液体供給部１６０の最大寸法の１／２０以下であること、を意味する。ＸＹ平面内における液体供給部１６０の最大寸法は、本実施形態においては、液体供給部１６０のＸ軸方向についての最大寸法である。

液体カートリッジＩＣが印刷装置ＰＲのホルダー５１２に装着されると、液体供給部１６０の表面１６０ｓは、液体供給管５１２４の先端部５１２４ｔに押しつけられる（図２および図４参照）。液体カートリッジＩＣ内の液体は、液体カートリッジＩＣの液体供給部１６０および液体供給管５１２４を介して、印刷装置ＰＲに供給される。図４において、液体カートリッジＩＣが印刷装置ＰＲのホルダー５１２に装着される方向を矢印ＳＤで示す。

空気室２００は、液体収容室１００内に空気Ａｒを導入する（図５の上段および右部参照）。空気室２００は、液体カートリッジＩＣの筐体４００内において、受圧板１１０と、シート部材１２０と、隔壁１４０，１５０と、によって、液体収容室１００に対して仕切られている。空気室２００は、隔壁１４０に設けられた大気開放口１４２を介して、液体収容室１００と連通している。空気室２００は、液体カートリッジＩＣの筐体４００に設けられた大気連通口２１０，大気導入口２２０を介して、液体カートリッジＩＣの外部と連通している（図４の下段右部も参照）。

液体収容室１００内には、第１バネ１７０と、大気弁１８０と、第２バネ１９０と、が配されている。

第１バネ１７０は、液体収容室１００を構成する受圧板１１０および隔壁１３０に対して液体収容室１００が拡張する向きに力を加える。第１バネ１７０は、受圧板１１０と隔壁１３０との間に配されている（図５の中央部参照）。第１バネ１７０は、シート部材１２０によって変位可能に支持されている受圧板１１０が、向かい合う隔壁１３０から遠ざかる向きに、受圧板１１０および隔壁１３０に力を加える。その結果、液体収容室１００内の圧力Ｐｉは、液体カートリッジＩＣの外部の圧力Ｐｅ以下に保たれている。

大気弁１８０は、液体収容室１００が第１状態Ｃｎ１にあるときに空気室２００を遮断する。図５は、液体収容室１００が第１状態Ｃｎ１にある液体カートリッジＩＣを示す。大気弁１８０は、第１状態Ｃｎ１よりも液体収容室１００の容積が小さい第２状態Ｃｎ２にあるときに空気室２００を導通させる。すなわち、第１状態Ｃｎ１と第２状態Ｃｎ２とは、液体収容室１００の容積に関する状態である。第１状態Ｃｎ１は、第２状態Ｃｎ２よりも液体収容室１００の容積が大きい状態である。大気弁１８０の一部１８２は、隔壁１４０の大気開放口１４２と、第２バネ１９０との間にある（図５の上段左部参照）。大気弁１８０の他の一部１８４は、受圧板１１０と隔壁１３０との間にある（図５の下段中央部参照）。

第２バネ１９０は、大気弁１８０と隔壁１３０との間に配されている（図５の下段左部参照）。液体収容室１００が第１状態Ｃｎ１にあるとき、大気弁１８０は、第２バネ１９０に押圧されて、隔壁１４０の大気開放口１４２を塞いでいる。

液体収容室１００内の液体Ｉｋが消費されて液体収容室１００内の液体Ｉｋの量が少なくなると、第１バネ１７０の力に抗して、受圧板１１０が隔壁１３０に近づく。受圧板１１０と隔壁１３０との距離があらかじめ定められた値以下になると、受圧板１１０は、大気弁１８０の他の一部１８４に接触する。

図６は、液体カートリッジＩＣ内の構造を模式的に示す説明図である。図６においても、液体カートリッジＩＣ内の構造は、図１～図４に示したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って示されてはいない。すなわち、図６は、液体カートリッジＩＣの各部の寸法および位置関係を正確に表すものではない。図６は、液体収容室１００が第２状態Ｃｎ２にある液体カートリッジＩＣを示す。

受圧板１１０と隔壁１３０との距離がさらに小さくなると、受圧板１１０は、大気弁１８０の他の一部１８４を、隔壁１３０に向かって押す。このとき、液体収容室１００は、第１状態Ｃｎ１よりも容積が小さい第２状態Ｃｎ２にある。第２状態Ｃｎ２において、大気弁１８０は、受圧板１１０に押されることにより、第２バネ１９０の力に抗して変位し、隔壁１４０の大気開放口１４２を連通させる。その結果、空気室２００が導通される（図６の上段左部参照）。

空気室２００が導通されると、空気室２００を介して、液体カートリッジＩＣの外部から液体収容室１００内に空気Ａｒが導入される（図６の矢印Ａｎ参照）。その結果、受圧板がコイルばねの力によって対向壁から遠ざかり、大気弁が閉じる。

その後、液体収容室１００内の液体Ｉｋがさらに消費されると、液体カートリッジＩＣ内の各構成は、ふたたび上記と同様に動作する。その結果、液体収容室１００内の圧力Ｐｉは、液体カートリッジＩＣの外部の圧力Ｐｅ以下に保たれる。

Ａ２．使用済みの液体カートリッジへの液体の充填：
前述のように、液体カートリッジＩＣが外部である印刷装置ＰＲに液体Ｉｋを供給しているときには、液体供給部１６０が備える多数の連通孔を介して、液体Ｉｋが印刷装置ＰＲに供給される。このため、使用済みの液体カートリッジＩＣにおいては、液体供給部１６０が備える多数の連通孔内は液体Ｉｋで塞がれている。本明細書において、フォーム１６２の連続した空隙とシート部材１６４の網目とをまとめて、液体供給部１６０の「連通孔」と呼ぶ。

液体カートリッジＩＣから外部としての印刷装置ＰＲに液体が供給された結果、液体収容室１００が収縮し、液体収容室１００が第２状態になると、空気室２００が導通される（図６参照）。すると、空気室２００を介して液体収容室１００内に空気Ａｒが導入され、第１バネ１７０によって液体収容室１００が拡張される。液体収容室１００が第１状態Ｃｎ１になると、大気弁１８０により、空気室２００が遮断される（図５参照）。このため、液体の供給を行っていない状態の、使用済みの液体カートリッジＩＣにおいては、液体収容室１００は第１状態Ｃｎ１にあり、大気弁１８０により、空気室２００は遮断されている。

図７は、使用済みの液体カートリッジＩＣに液体Ｉｋを充填することより液体カートリッジＩＣを製造する方法を示すフローチャートである。図７の処理により、使用済みの液体カートリッジＩＣに液体Ｉｋを充填することより液体カートリッジＩＣを製造する方法が、実現される。

ステップＳ１００において、液体供給部１６０に液体Ｉｋを供給することにより、フォーム１６２の連続した空隙とシート部材１６４の網目とを介して液体収容室１００内に液体Ｉｋが供給される。その結果、液体収容室１００は、第１状態Ｃｎ１となる。

図８および図９は、ステップＳ１００の処理を示す説明図である。図８および図９においても、液体カートリッジＩＣ内の構造は、図１～図４に示したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って示されてはいない。すなわち、図８および図９は、液体カートリッジＩＣの各部の寸法および位置関係を正確に表すものではない。図１０および図１１も同様である。

図７のステップＳ１００においては、使用済みの液体カートリッジＩＣが、液体収容室１００が液体供給部１６０よりも下になる姿勢に配される（図８参照）。本明細書において、「液体収容室１００が液体供給部１６０よりも下になる姿勢」とは、液体収容室１００の下端が液体供給部１６０の下端よりも下になる姿勢である（図８参照）。使用済みの液体カートリッジＩＣは、液体収容室１００内に未使用の液体を保持している可能性がある。しかし、図８においては、技術の理解を容易にするため、液体収容室１００内の未使用の液体の図示を省略している。

ステップＳ１００においては、液体収容室１００が液体供給部１６０よりも下になる姿勢に液体カートリッジＩＣを配した状態で、液体供給部１６０に液体Ｉｋが供給される（図９参照）。具体的には、重力を利用して、補充タンク７５０から液体供給部１６０に、液体Ｉｋが滴下される（図９の矢印Ａｉ参照）。その結果、液体供給部１６０が備える連通孔を介して液体Ｉｋが液体カートリッジＩＣ内に浸透し、液体収容室１００内に液体Ｉｋが供給される。その間、液体供給部１６０が備える連通孔は、液体Ｉｋで満たされている。

このような処理を行うことにより、液体供給部１６０全体を覆いシール機能を有する部材を使用することなく、簡易な構成で、液体収容室１００内に液体Ｉｋを供給することができる。

ステップＳ１００において、液体収容室１００内に液体Ｉｋが追加的に供給されるため、液体収容室１００は拡張される。ステップＳ１００において、空気室２００は、一貫して大気弁１８０によって遮断されている。ステップＳ１００において、液体供給部１６０の連通孔内において液体Ｉｋのメニスカスは維持される。このため、ステップＳ１００において、液体供給部１６０の連通孔を介して液体収容室１００内に空気Ａｒが出入りすることはない。ステップＳ１００後の状態において、液体収容室１００内には、ステップＳ１００の前の状態において液体収容室１００内にあった空気Ａｒと、ステップＳ１００の前の状態において液体収容室１００内にあったかもしれない液体Ｉｋと、ステップＳ１００において、液体収容室１００に供給された液体Ｉｋとが存在する。

図１０は、ステップＳ２００の処理を示す説明図である。図７のステップＳ２００において、液体収容室１００が液体供給部１６０よりも下になる姿勢に液体カートリッジＩＣを配した状態で、液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅを、ステップＳ１００における液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅ１よりも低下させる。その結果、液体供給部１６０の連通孔を介して、液体収容室１００内の空気Ａｒの一部が液体収容室１００内から排出される。より具体的には、液体カートリッジＩＣは、減圧チャンバ８００内に配される。減圧チャンバ８００内の空気が減圧チャンバ８００の排出口８１０から排出されることにより、液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅが低下される。本実施形態において、減圧チャンバ８００内の圧力は、大気圧の１／１０まで低減される。

図７のステップＳ２００において、液体供給部１６０の連通孔内が液体で塞がれている段階においては、液体収容室１００内の圧力Ｐｉは低下しない。このため、液体収容室１００は、第１状態Ｃｎ１にある。すなわち、この段階において、空気室２００は、大気弁１８０によって遮断されている。

液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅが、液体収容室１００内の圧力Ｐｉよりも、ある程度以上低下すると、液体供給部１６０の連通孔の一部において、連通孔内の液体のメニスカスが破壊され、連通孔が開通する。その結果、それらの連通孔を介して、液体収容室１００内の空気Ａｒが外部に流出する。

その後、液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅと、液体収容室１００内の圧力Ｐｉとの差が、ある程度以下になると、開通していた連通孔内において液体のメニスカスが形成され、連通孔が塞がれる。この段階において、液体収容室１００内の圧力Ｐｉは、液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅ近傍にまで低下している。

ステップＳ２００においては、液体収容室１００内の圧力Ｐｉと、液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅとが、同程度に低下する。このため、ステップＳ２００の前後において、液体収容室１００内において空気Ａｒが占めている空間の体積は、一定である。すなわち、ステップＳ２００において、液体収容室１００内において液体の液面が上昇することはなく、液体供給部１６０から液体が排出されることはない。

ステップＳ２００後の状態において、液体収容室１００内には、ステップＳ１００の前の状態において液体収容室１００内にあったかもしれない液体Ｉｋと、ステップＳ１００において液体収容室１００に供給された液体Ｉｋと、ステップＳ１００の前の状態において液体収容室１００内にあった空気ＡｒのうちステップＳ２００において排出されずに残った空気Ａｒと、が存在する。

図１１は、ステップＳ３００の処理を示す説明図である。図７のステップＳ３００において、液体収容室１００が液体供給部１６０よりも下になる姿勢に液体カートリッジＩＣが配された状態で、液体収容室１００が第１状態Ｃｎ１に保られつつ、液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅが、ステップＳ１００における液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅに戻される。より具体的には、減圧チャンバ８００の排出口８１０から減圧チャンバ８００内に空気が導入されることにより、液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅが、ステップＳ１００における液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅに戻される。その後、液体カートリッジＩＣは、減圧チャンバ８００から出される（図１１参照）。その結果、液体収容室１００内の圧力Ｐｉは、大気圧に近似した圧力となる。

ステップＳ３００においては、一次的に、液体収容室１００内の圧力Ｐｉは、液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅよりも低くなる。すると、液体収容室１００がわずかに収縮し、液体収容室１００内の圧力Ｐｉは、液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅと同程度になる。すなわち、液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力ＰｅがステップＳ１００における圧力Ｐｅ１に近づくのに応じて、液体収容室１００が収縮する（図１０、および図１１参照）。ステップＳ３００においては、液体収容室１００は、第１状態Ｃｎ１を維持される。よって、空気室２００は、大気弁１８０によって遮断されている。

また、液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力Ｐｅと、液体収容室１００内の圧力Ｐｉとの差は、ある程度以上、拡大しない。このため、液体供給部１６０の連通孔内の液体のメニスカスは破壊されず、連通孔は開通しない。すなわち、液体カートリッジＩＣの周囲の環境の圧力ＰｅがステップＳ１００における圧力Ｐｅ１に戻される過程において、液体収容室１００への空気Ａｒの流入、ならびに液体収容室１００からの空気Ａｒの流出は、ない。その結果、収縮した液体収容室１００内には、ステップＳ１００の前の状態において液体収容室１００内にあったかもしれない液体と、ステップＳ１００において液体収容室１００に供給された液体と、ステップＳ１００の前の状態において液体収容室１００内にあった空気ＡｒのうちステップＳ２００において排出されずに残った空気Ａｒと、が存在する（図１１参照）。

ステップＳ２００において、減圧チャンバ８００内の圧力は、大気圧の１／１０まで減圧されている。このため、ステップＳ３００後の状態において、ステップＳ２００において排出されずに残った空気Ａｒが占める体積は、ステップＳ２００後の状態のその体積の１／１０となる（図１１の上段参照）。

図７のステップＳ３５０において、液体収容室１００内の液体Ｉｋの量が、あらかじめ定められた閾値を超えたか否かが判定される。液体収容室１００内の液体Ｉｋの量は、液体Ｉｋを含む液体カートリッジＩＣ全体の重量に基づいて判定することができる。液体収容室１００内の液体の量が、閾値を超えた場合には、処理は終了する。液体収容室１００内の液体の量が、閾値を超えていない場合には、処理は、ステップに戻る。その結果、ステップＳ１００以下の処理が実行される。すなわち、液体収容室１００内の液体Ｉｋの量が、あらかじめ定められた閾値を超えるまで、ステップＳ１００、ステップＳ２００、およびステップＳ３００の処理が、その順に繰り返し実行される。

ステップＳ１００、ステップＳ２００、およびステップＳ３００をｎ回（ｎは正の整数）繰り返すと、液体収容室１００内の空気の量は、図７の処理か開始される前の量に対して、（１／１０）のｎ乗の量となる。このため、ステップＳ１００、ステップＳ２００、およびステップＳ３００をより多く繰り返すほど、ステップＳ１００の処理によって多くの液体が液体収容室に供給され、保持されることができる。ステップＳ３５０の判定処理を経て、ステップＳ１００、ステップＳ２００、およびステップＳ３００の処理が、その順に繰り返し実行される工程を、図７においてステップＳ４００として示す。

図７の処理においては、ステップＳ３５０において、液体収容室１００内の液体の量が、あらかじめ定められた閾値を超えるまで、ステップＳ１００、ステップＳ２００、およびステップＳ３００が、その順に繰り返し実行される。

本実施形態によれば、使用済みの液体カートリッジＩＣに液体Ｉｋを再充填する際に、液体収容室１００内に残存する液体Ｉｋを液体カートリッジＩＣから流出させることなく、液体収容室１００内から空気Ａｒを排出することができる（図７のＳ２００，Ｓ３００、ならびに図１０および図１１参照）。

本実施形態においては、ステップＳ２００の後にステップＳ１００の処理を行って液体収容室１００に液体Ｉｋを供給することにより、ステップＳ２００で排出された空気Ａｒが液体収容室１００内で占めていた空間に、追加的に液体Ｉｋを収容させることができる。そして、ステップＳ２００における減圧の程度を制御することにより、その後、ステップＳ１００の処理において使用済みの液体カートリッジＩＣに供給するインクの量を、適切に制御することができる。

本実施形態におけるフォーム１６２を、「多孔質部材」とも呼ぶ。第１バネ１７０を、「バネ」とも呼ぶ。空気室２００を、「大気導入路」とも呼ぶ。大気弁１８０を、「弁部」とも呼ぶ。ステップＳ１００を、「第１工程」とも呼ぶ。ステップＳ２００を、「第２工程」とも呼ぶ。ステップＳ３００を、「第３工程」とも呼ぶ。ステップＳ４００を、「第４工程」とも呼ぶ。

Ｂ．他の実施形態：
Ｂ１．他の実施形態１：
（１）上記実施形態においては、液体供給部１６０は、フォーム１６２と、シート部材１６４と、を備える（図５の下段中央部参照）。しかし、液体供給部は、多孔質部材としてのフォームと、シート部材との一方を備え、他方を備えない態様とすることもできる。

（２）上記実施形態においては、図７のステップＳ１００において、重力を利用して、液体供給部１６０に液体Ｉｋが滴下される（図９の上段参照）。しかし、液体カートリッジへの液体の供給に際しては、液体は、たとえばポンプによって、連続的に液体供給部に供給されてもよい。

（３）上記実施形態においては、図７のステップＳ２００において、減圧チャンバ８００内の圧力は、大気圧の１／１０まで減圧される（図７のＳ２００、および図１１の上段参照）。しかし、減圧チャンバ８００内の減圧の程度は、大気圧の１／５や、１／２０など、他の程度とすることができる。すなわち、第２工程としてのステップＳ２００は、第１工程としてのステップＳ１００の後に、液体カートリッジの周囲の環境の圧力を、第１工程における液体カートリッジの周囲の環境の圧力よりも低下させることにより、連続した空隙と網目とを介して、液体収容室内の空気の一部を液体収容室内から排出するものであればよい。

（４）上記実施形態においては、図７のステップＳ２００において、減圧チャンバ８００内の空気Ａｒが、ポンプで吸引される（図１０参照）。しかし、減圧チャンバ内の空気の吸引は、人間が操作するシリンダーなど、他の方法で行われてもよい。

（５）上記実施形態においては、図７のステップＳ３５０において、液体収容室１００内の液体Ｉｋの量は、液体Ｉｋを含む液体カートリッジＩＣ全体の重量に基づいて決定される。しかし、液体収容室１００内の液体Ｉｋの量は、液体収容室１００内内設けられたセンサで決定することもでき、液体収容室１００を画定する隔壁に設けられた窓を通じて測定されることもできる。

Ｂ２．他の実施形態２：
上記実施形態においては、図７のステップＳ３５０において、液体収容室１００内の液体Ｉｋの量が、あらかじめ定められた閾値を超えていない場合には、処理は、ステップに戻る。その結果、ステップＳ１００以下の処理が実行される（図７のＳ３５０およびＳ４００参照）。しかし、使用済みの液体カートリッジＩＣに液体Ｉｋを充填することより液体カートリッジＩＣを製造する方法は、図７の処理中、ステップＳ３５０を備えず、他の処理を備える態様とすることもできる。そのような態様においても、使用済みの液体カートリッジに液体を再充填する際に、液体収容室内の液体を流出させることなく、液体収容室内から空気を排出することができる。

Ｂ３．他の実施形態３：
上記実施形態においては、液体収容室１００内の液体Ｉｋの量が、あらかじめ定められた閾値を超えるまで、ステップＳ１００、ステップＳ２００、およびステップＳ３００の処理が、その順に繰り返し実行される（図７のＳ３５０およびＳ４００参照）。しかし、図７のステップＳ３５０において、液体収容室１００内の液体の量が、あらかじめ定められた閾値を超えていない場合に、その後、たとえば、１回、３回など、あらかじめ定められた回数、ステップＳ１００，Ｓ２００，Ｓ３００の処理が行われる態様とすることもできる。そのような態様においても、ステップＳ２００の後に実行されるステップＳ１００において、液体収容室１００に液体を供給することにより、ステップＳ２００で排出された空気が液体収容室内で占めていた空間に、追加的に液体を収容させることができる。

Ｂ４．他の実施形態４：
本開示の技術は、インクを収容しているインクカートリッジや、インク以外の他の液体を収容する任意の液体カートリッジに適用することができる。たとえば、以下のような各種の液体カートリッジに適用可能である。なお、本明細書において「カートリッジ」とは、容器であって、容器内に収容された物質を使用する装置に、着脱可能に装着される容器を意味する。
（１）ファクシミリ装置等の画像記録装置に装着され、インクを収容しているカートリッジ。
（２）液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射装置に装着され、色材を収容しているカートリッジ。
（３）有機ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレイや、面発光ディスプレイ(Field Emission Display、ＦＥＤ)等の電極形成に用いられる電極材噴射装置に装着され、電極色材を収容しているカートリッジ。
（４）バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を噴射する液体噴射装置に装着され、生体有機物を含む液体を収容しているカートリッジ。
（５）精密ピペットとしての試料噴射装置に装着され、試料を収容しているカートリッジ。
（６）潤滑油の噴射装置に装着され、潤滑油を収容しているカートリッジ。
（７）樹脂液の噴射装置に装着され、樹脂液を収容しているカートリッジ。
（８）時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置に装着され、潤滑油を収容しているカートリッジ。
（９）光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置に装着され、透明樹脂液を収容しているカートリッジ。
（１０）基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を噴射する液体噴射装置に装着され、エッチング液を収容しているカートリッジ。
（１１）他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体消費ヘッドを備える液体噴射装置に装着され、液体を収容しているカートリッジ。

Ｃ．他の形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、使用済みの液体カートリッジに液体を充填することより液体カートリッジを製造する方法が提供される。前記液体カートリッジは、前記液体カートリッジは、液体および気体を収容することができ、拡張および収縮が可能な液体収容室と、連続した空隙を備える多孔質部材とメッシュ状のシート部材とを備え、前記連続した空隙と前記メッシュ状のシート部材の網目とを介して前記液体収容室内の前記液体を前記液体カートリッジの外部に供給する液体供給部と、前記液体収容室を構成する壁に対して前記液体収容室が拡張する向きに力を加えるバネと、前記液体収容室内に空気を導入する大気導入路と、前記液体収容室が第１状態にあるときに前記大気導入路を遮断し、前記第１状態よりも前記液体収容室の容積が小さい第２状態にあるときに前記大気導入路を導通させる、弁部と、を備える。前記方法は、前記液体供給部に液体を供給することにより、前記連続した空隙と前記網目とを介して前記液体収容室内に液体を供給して、前記液体収容室を前記第１状態とする第１工程と、前記第１工程の後に、前記液体収容室が前記液体供給部よりも下になる姿勢に前記液体カートリッジを配した状態で、前記液体カートリッジの周囲の環境の圧力を、前記第１工程における前記液体カートリッジの周囲の環境の圧力よりも低下させることにより、前記連続した空隙と前記網目とを介して、前記液体収容室内の空気の一部を前記液体収容室内から排出する第２工程と、を備える。
この態様によれば、使用済みの液体カートリッジに液体を再充填する際に、液体収容室内の液体を流出させることなく、液体収容室内から空気を排出することができる。

（２）上記形態の方法において、前記第２工程の後に、前記液体収容室が前記液体供給部よりも下になる姿勢に前記液体カートリッジを配した状態で、前記液体収容室を前記第１状態に保ちつつ、前記液体カートリッジの周囲の環境の圧力を、前記第１工程における前記液体カートリッジの周囲の環境の圧力に戻す第３工程と、前記第３工程の後に、前記第１工程を実行する第４工程と、を備える、態様とすることもできる。
このような態様においては、第２工程の後に液体収容室に液体を供給することにより、第２工程で排出された空気が液体収容室内で占めていた空間に、追加的に液体を収容させることができる。

（３）上記形態の方法において、前記第２工程の後に、前記液体収容室が前記液体供給部よりも下になる姿勢に前記液体カートリッジを配した状態で、前記液体収容室を前記第１状態に保ちつつ、前記液体カートリッジの周囲の環境の圧力を、前記第１工程における前記液体カートリッジの周囲の環境の圧力に戻す第３工程と、前記第１工程、第２工程、および第３工程を、その順に繰り返し実行する第４工程と、を備える、態様とすることもできる。
このような態様においては、第１工程、第２工程、および第３工程をより多く繰り返すほど、多くの液体を液体収容室に保持させることができる。

本開示は、液体カートリッジの製造方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、液体カートリッジの再生方法や液体の再充填方法、それらの方法を実行する装置、それらの方法で製造された液体カートリッジ等の形態で実現することができる。

１００…液体収容室、１１０…受圧板、１２０…シート部材、１３０…隔壁、１４０…隔壁、１４２…大気開放口、１５０…隔壁、１６０…液体供給部、１６０ｓ…表面、１６２…フォーム、１６４…シート部材、１７０…第１バネ、１８０…大気弁、１８２…大気弁の一部、１８４…大気弁の他の一部、１９０…第２バネ、２００…空気室、２１０…大気連通口、２２０…大気導入口、４００…筐体、４０１…第１面、４０２…第２面、４０３…第３面、４０４…第４面、４０５…第５面、４０６…第６面、４０７…第７面、４０８…第８面、４１５…回路基板、４８０…壁部、５１０…キャリッジ、５１２…ホルダー、５１４…印刷ヘッド、５２０…主走査機構、５２２…キャリッジモーター、５２４…駆動ベルト、５３０…副走査機構、５３２…搬送モーター、５３４…搬送ローラー、５９０…制御部、５９７…フレキシブルケーブル、７５０…補充タンク、８００…減圧チャンバ、８１０…排出口、５１２２…レバー、５１２４…液体供給管、５１２４ｔ…先端部、５１２６…接点機構、Ａｉ…液体が送出される向き、Ａｎ…液体収容室内に空気が流入する向き、Ａｒ…空気、Ｃｎ１…第１状態、Ｃｎ２…第２状態、ＩＣ…液体カートリッジ、Ｉｋ…液体、ＰＭ…印刷媒体、ＰＲ…印刷装置、ＰＳ…印刷システム、Ｐｅ…液体カートリッジの外部の圧力、Ｐｉ…液体収容室内の圧力、ＳＤ…液体カートリッジの装着方向。

Claims (3)

1. 使用済みの液体カートリッジに液体を充填することより液体カートリッジを製造する方法であって、
   前記液体カートリッジは、
   液体および気体を収容することができ、拡張および収縮が可能な液体収容室と、
   連続した空隙を備える多孔質部材とメッシュ状のシート部材とを備え、前記連続した空隙と前記メッシュ状のシート部材の網目とを介して前記液体収容室内の前記液体を前記液体カートリッジの外部に供給する液体供給部と、
   前記液体収容室を構成する壁に対して前記液体収容室が拡張する向きに力を加えるバネと、
   前記液体収容室内に空気を導入する大気導入路と、
   前記液体収容室が第１状態にあるときに前記大気導入路を遮断し、前記第１状態よりも前記液体収容室の容積が小さい第２状態にあるときに前記大気導入路を導通させる、弁部と、を備え、
   前記方法は、
   前記液体供給部に液体を供給することにより、前記連続した空隙と前記網目とを介して前記液体収容室内に液体を供給して、前記液体収容室を前記第１状態とする第１工程と、
   前記第１工程の後に、前記液体収容室が前記液体供給部よりも下になる姿勢に前記液体カートリッジを配した状態で、前記液体カートリッジの周囲の環境の圧力を、前記第１工程における前記液体カートリッジの周囲の環境の圧力よりも低下させることにより、前記連続した空隙と前記網目とを介して、前記液体収容室内の空気の一部を前記液体収容室内から排出する第２工程と、を備える、液体カートリッジの製造方法。
2. 請求項１記載の液体カートリッジの製造方法であって、
   前記第２工程の後に、前記液体収容室が前記液体供給部よりも下になる姿勢に前記液体カートリッジを配した状態で、前記液体収容室を前記第１状態に保ちつつ、前記液体カートリッジの周囲の環境の圧力を、前記第１工程における前記液体カートリッジの周囲の環境の圧力に戻す第３工程と、
   前記第３工程の後に、前記第１工程を実行する第４工程と、を備える、液体カートリッジの製造方法。
3. 請求項１記載の液体カートリッジの製造方法であって、
   前記第２工程の後に、前記液体収容室が前記液体供給部よりも下になる姿勢に前記液体カートリッジを配した状態で、前記液体収容室を前記第１状態に保ちつつ、前記液体カートリッジの周囲の環境の圧力を、前記第１工程における前記液体カートリッジの周囲の環境の圧力に戻す第３工程と、
   前記第１工程、第２工程、および第３工程を、その順に繰り返し実行する第４工程と、を備える、液体カートリッジの製造方法。

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