JP3521296B2 - インク注入方法及びインク注入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タの印字ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ
にインクを注入するインク注入方法およびインク注入装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェットにおけるイン
クジェットヘッドに対してインクの供給を行うインクカ
ートリッジにインクを注入するために、各種のインク注
入方法及び装置が提案されている。例えば、特開平５−
３３８１９６号公報には、インクタンクと記録ヘッドと
を一体に結合させた後に記録ヘッドの吐出口を閉塞し、
三方切換弁を切り換えることによりインクタンクと真空
ポンプとを接続してカートリッジ内を真空状態とした
後、更に再度三方切換弁を切り換えてインクタンクと注
入インクを収納したタンクとを接続して真空ポンプによ
り真空吸引することによりカートリッジ内にインクを注
入するインク注入方法、及び、その装置が記載されてい
る。

【０００３】このようなインク注入方法、装置によれ
ば、インクの注入時間を短縮して、インクタンクと記録
ヘッドとを結合する際にも結合部等において空気残留が
発生することを防止できるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平５−３３８１９６号公報に記載されたインク注入方
法、装置では、三方切換弁を切り換えた後、真空ポンプ
を介してカートリッジ内を真空状態にする前段階、及
び、再度三方切換弁を切り換えてカートリッジ内にタン
クからインクを注入する後段階が必要となる。このよう
に、カートリッジ内にインクを注入するに際して、２つ
の段階が必要となることから、インクの注入に時間がか
かってしまい、インク注入の時間短縮を行うについてま
だまだ不十分であるという問題がある。

【０００５】また、前記従来のインク注入装置は複雑な
配管構成を有しており、これに起因して装置全体の真空
度を上昇させるのは容易でなく、また、カートリッジ内
を真空状態にする際には高い真空度（１０Ｔｏｒｒ）に
真空吸引する必要がある。従って、真空ポンプとして大
型のポンプを設けなければならず、装置設備も大型化し
てしてコストが高騰してしまうという問題がある。

【０００６】本発明は前記従来の問題点を解消するため
になされたものであり、インクカートリッジへのインク
注入時間を短縮することができるとともに、真空ポンプ
の小型化を図り、低コストで確実なインク注入方法及び
インク注入装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の請求項１では、インクジェットプリンタの印
字ヘッドに対してインクを供給するインクカートリッジ
にインクを注入するに際して、真空ポンプと連通する真
空室の減圧を用いてインクタンクからインクカートリッ
ジにインクを注入するインク注入方法であって、真空ポ
ンプと真空室とを連通し、且つ真空室とインクカートリ
ッジとを非連通とした状態で、真空ポンプを駆動して真
空室のみを所定の減圧状態とする第一工程と、真空ポン
プと真空室とを非連通とし、且つ真空室とインクカート
リッジとを連通し、且つインクカートリッジとインクタ
ンクとを連通して、前記減圧状態となった真空室の減圧
により前記インクタンクからインクをインクカートリッ
ジに注入する第二工程とからなることを特徴とする。

【０００８】請求項２では、前記第二工程で、インクカ
ートリッジとインクタンクとが連通した時点から時間を
カウントし、所定時間に達したときに、インクカートリ
ッジとインクタンクとの連通を遮断することを特徴とす
る。

【０００９】請求項３では、一端側にエア抜き孔、他端
側にインク供給孔が形成されたインクカートリッジと、
インクカートリッジのエア抜き孔に第１接続パイプを介
して接続された真空室と、前記真空室に第２接続パイプ
を介して接続された真空ポンプと、インクカートリッジ
のインク供給孔に第３接続パイプを介して接続されたイ
ンクタンクとを有し、前記真空ポンプによりインクタン
ク内のインクをインクカートリッジに注入するインク注
入装置であって、前記第１接続パイプに配設された第１
弁部材と、前記第２接続パイプに配設された第２弁部材
と、前記第３接続パイプに配設された第３弁部材と、前
記第１弁部材、前記第２弁部材及び前記第３弁部材の開
閉を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記
第１弁部材を閉鎖し、前記第２弁部材を開放し、真空ポ
ンプを駆動して、真空室を所定の減圧状態とした後、前
記第２弁部材を閉鎖し、前記第１弁部材及び前記第３弁
部材を開放して、真空室の前記所定減圧によりインクタ
ンクからインクカートリッジにインク注入を行なうこと
を特徴とする。

【００１０】請求項４では、前記第３弁部材が開放され
た時点からの時間をカウントするタイマーを備え、前記
制御手段は、タイマーが所定時間をカウントしたとき
に、第一弁部材を閉鎖することを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記の構成を有する本発明のインク注入方法で
は、まず、真空ポンプと真空室とを連通し、且つ真空室
とインクカートリッジとを非連通とした状態で、真空ポ
ンプを駆動して真空室のみを所定の減圧状態とし、次
に、真空ポンプと真空室とを非連通とし、且つ真空室と
インクカートリッジとを連通し、且つインクカートリッ
ジとインクタンクとを連通することによって、前記減圧
状態となった真空室の減圧によりインクカートリッジ内
が減圧となり、インクタンクからインクがインクカート
リッジ内に注入される。

【００１２】また、本発明のインク注入装置では、前記
制御手段が、前記第１弁部材を閉鎖し、前記第２弁部材
を開放し、真空ポンプを駆動して、真空室を所定の減圧
状態とする。その後、制御手段が、前記第２弁部材を閉
鎖し、前記第１弁部材及び前記第３弁部材を開放して、
真空室の前記所定減圧によりインクカートリッジ内が減
圧となり、インクタンクからインクカートリッジがイン
ク注入される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るインク注入方法及びイン
ク注入装置について、本発明を具体化した実施例に基づ
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施例
に係るインク注入装置の全体構成について図１に基づき
説明する。ここに、図１はインク注入装置の全体構成を
模式的に示す説明図である。

【００１４】図１において、インク注入装置Ａは、基本
的に、真空ポンプ１、真空室２、インクカートリッジ３
０、インクタンク７を備えており、また、真空ポンプ１
と真空室２とは第二接続パイプ１３を介して、真空室２
とインクカートリッジ３０とは第一接続パイプ１４を介
して、インクカートリッジ３０とインクタンク７とは第
三接続パイプ１５を介して、それぞれ接続されている。

【００１５】ここに、真空ポンプ１は、真空室２の内部
を所定の真空度に吸引するポンプであり、真空度は第二
接続パイプ１３に配設されたレギュレータ１２により検
出される。因みに、本実施例のインク注入装置Ａでは、
真空室２の内部の真空度が２６０Ｔｏｒｒ〜６０Ｔｏｒ
ｒ程度に吸引されれば十分であり、従って、真空ポンプ
１としては小型のポンプを使用することが可能となる。

【００１６】また、第二接続パイプ１３は、真空ポンプ
１と真空室２とを相互に接続するものであり、真空ポン
プ１の近傍位置には、第２電磁弁５が配設されている。

【００１７】更に、第一接続パイプ１４は、真空室２と
インクカートリッジ３０とを相互に接続するものであ
り、その一端は真空室２の下部に、他端はインクカート
リッジ３０のエア抜き孔９に接続されている。また、第
一接続パイプ１４においてエア抜き孔９の近傍位置に
は、第１電磁開閉弁４が配設されている。第１電磁開閉
弁４及び第２電磁開閉弁５は、後述する制御部１６を介
して、その開閉が制御される。

【００１８】インクカートリッジ３０において、その一
端（図１中上端）にはエア抜き孔９が形成され、また、
他端（図１中下端）にはインク供給孔８が形成されてい
る。ここで、かかるインクカートリッジ３０の構造につ
いて図２及び図３に基づき説明する。図２はインクカー
トリッジ３０の斜視図、図３はインクカートリッジ３０
の側断面図である。

【００１９】図２、図３において、インクカートリッジ
３０は直方体形状を有しており、その底壁部３０Ａには
円形のインク供給孔８が形成され、また、底壁部３０Ａ
と対向する側は開放されて開口３０Ｂとされている。か
かる開口３０Ｂにはインクカートリッジ蓋１１が嵌合さ
れており、このインクカートリッジ蓋１１にはインク供
給孔８よりも小さなエア抜き孔９が設けられている。こ
こに、インク供給孔８は、効率良くインクカートリッジ
３０内にインク３を供給可能とすべく比較的大きな孔径
とされており、一方、エア抜き孔９は、インクカートリ
ッジ３０内の空気を排出できれば十分であることから小
さな孔径とされている。

【００２０】係るインクカートリッジ３０の内部には、
図３に示すように、発泡性のインク保持体１０が若干圧
縮した状態で収納されている。かかるインク保持体１０
は、インクタンク７、第三接続パイプ１５からインク供
給孔８を介して供給されるインク３をその内部に含浸し
て保持するためのものである。インク保持体１０として
は、例えば、スポンジ等のような発泡体が使用される。
また、インクカートリッジ蓋１１においてインク保持体
１０と対向する側（図３中左側）には、複数の押圧壁部
１１Ａが形成されており、これらの各押圧壁部１１Ａ
は、インクカートリッジ蓋１１の内面が直接インク保持
体１０に接触することを防止して、インクカートリッジ
蓋１１の内面とインク保持体１０間に間隙Ｂを形成する
ものである。かかる構成により、インク保持体１０に含
浸保持されたインク３が、エア抜き孔９から第一接続パ
イプ１４に吸引されることを極力防止することができ
る。

【００２１】第三接続パイプ１５は、インクカートリッ
ジ３０とインクタンク７とを相互に接続するパイプであ
り、その一端はインク供給孔８に、他端はインクタンク
７の下部に接続されている。また、第三接続パイプ１５
においてインク供給孔８の近傍位置には、第３電磁開閉
弁６が配設されている。かかる第３電磁開閉弁６は、後
述する制御部１６を介して、その開閉が制御される。ま
た、インクタンク７内には、インクカートリッジ３０内
のインク保持体１０に含浸保持させるインク３が貯留さ
れている。

【００２２】次に前記のように構成されたインク注入装
置Ａにおいて行われるインク注入制御を行う制御装置に
ついて図４に基づき説明する。図４はインク注入装置Ａ
の制御系を示す制御ブロック図である。

【００２３】図４において、制御装置は基本的に制御部
１６から構成されており、制御部１６には、インク注入
装置Ａにインクカートリッジ３０が装着されているか否
かを検出するカートリッジ検出器１７と、真空室２内の
圧力を測定するレギュレータ１２と、真空室２を減圧す
るための真空ポンプ１と、第１電磁開閉弁４の開閉を行
なう第１電磁開閉弁制御回路１８と、第２電磁開閉弁５
の開閉を行なう第２電磁開閉弁制御回路１９と、第３電
磁開閉弁６の開閉を行なう第３電磁開閉弁制御回路２０
と、時間をカウントするタイマー２０とが接続されてい
る。

【００２４】制御部１６は、後述する制御プログラムに
従って、真空ポンプ１、第１電磁開閉弁４、第２電磁開
閉弁５、第３電磁開閉弁６等の制御を行う。かかる制御
部１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭから構成されてお
り、ＲＯＭには後述の制御プログラムの他インク注入装
置Ａの制御に必要な各種のプログラムが記憶され、ま
た、ＲＡＭはＣＰＵにより演算された演算結果を一時的
に記憶する作用を行う。

【００２５】制御部１６は、はじめに、第１電磁開閉弁
４と第３電磁開閉弁６を閉じ、第２電磁開閉弁５を開い
た状態で真空ポンプ１を駆動させて真空室２を減圧し、
レギュレータ１２により検出された圧力（真空度）が所
定の圧力（真空度）になったら第２電磁開閉弁５を閉じ
る。次に、カートリッジ検出器１７でインクカートリッ
ジ３０を検出し、インクカートリッジ３０がインク注入
装置Ａに装着されたことを確認した後、第１電磁開閉弁
４を開放し、インクカートリッジ３０内の空気をエア抜
き孔９を介して真空室２内に放出してインクカートリッ
ジ３０内の減圧を行う。また、制御部１６は、第３電磁
開閉弁６を開放し、この第３電磁開閉弁６の開放時点か
らタイマー２０による計時を開始する。更に、制御部１
６は、タイマー２０により所定時間が計時された時に
は、第１電磁開閉弁４及び第３電磁開閉弁６を閉じる。
この後、インク３が充填されたインクカートリッジ３０
がインク注入装置Ａから取り外されたことをカートリッ
ジ検出器１７により検出した時点でインク注入制御を終
了する。

【００２６】続いて、前記制御部１６により行われるイ
ンク注入制御動作について図５に基づき説明する。図５
はインク注入制御プログラムのフローチャートである。

【００２７】図５において、先ず、ステップ（以下、Ｓ
と略記する）１において、第１電磁開閉弁４及び第３電
磁開閉弁６を閉じ、第２電磁開閉弁５を開く。次に、真
空ポンプ１が駆動される（Ｓ２）。

【００２８】そして、Ｓ３において、真空室２の真空度
が所定の真空度になったかどうか検出される。所定真空
度となっていない場合（Ｓ３：Ｎｏ）には所定真空度と
なるまで真空ポンプ２の動作が続行される一方、所定真
空度となった場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）には、第２電磁開閉
弁５を閉じると共に真空ポンプ１を停止する（Ｓ４）。
次に、カートリッジ検出器１７を介してインクカートリ
ッジ３０がインク注入装置Ａに取り付けられたかどうか
判断される。カートリッジ検出器１７を介してインクカ
ートリッジ３０の取付が検出された場合（Ｓ５）には、
Ｓ６で第１電磁開閉弁４を開く。これにより、インクカ
ートリッジ３０内の空気がエア抜き孔９から第一接続パ
イプ１４等を介して真空室２内に放出され、インク注入
可能な減圧状態となる。Ｓ６と同時に行なわれるＳ７に
おいて第３電磁開閉弁６が開放される。

【００２９】この時点において、第１電磁開閉弁４及び
第３電磁開閉弁６は、共に開放されており、従って、第
３電磁開閉弁６を開放した時点で、インクタンク７内は
第三接続パイプ１５を介してインクカートリッジ３０と
連通され、インクタンク７内のインク３が減圧されたイ
ンクカートリッジ３０へと流入する。この時、第２電磁
開閉弁５は閉じられているので、インク３がインクカー
トリッジ３０に注入されていくにつれて真空室２とイン
クカートリッジ３０の内部の真空度は低下していく。真
空室２の容積と真空度を適切に選べば、注入開始直後は
真空度が高く、終了時にはエア抜き孔９からインク３が
漏れ出さない程度にまで真空度が下がるようにすること
ができ、所定量のインク３を正確に注入することができ
る。

【００３０】また、第３電磁開閉弁６の開放に対応し
て、タイマー２０による計時が開始され（Ｓ８）、タイ
マー２０により第３電磁開閉弁６の開放時間が計時され
る。Ｓ９においては、タイマー２０により所定時間が計
時されたかどうか判断され、所定時間が計時されていな
い場合（Ｓ９：Ｎｏ）には、所定時間を計時するまで計
時動作が続行される一方、所定時間が計時された場合
（Ｓ９：Ｙｅｓ）には、第１電磁開閉弁４及び第３電磁
開閉弁６が共に閉じられる（Ｓ１０）。これにより必要
以上のインク３がインクタンク７から流出し、真空室２
に流入することが防止される。尚、第１電磁開閉弁４が
閉じられると、タイマー２０はリセットされる。

【００３１】この後、カートリッジ検出器１７を介して
インクカートリッジ３０が注入装置Ａから取り外された
ことを検出した（Ｓ１１）時点で、インクカートリッジ
３０に対するインクの注入制御が終了する。

【００３２】以上詳細に説明した通り、本実施例のイン
ク注入装置Ａでは、インク３が注入されるにつれて、真
空室２とインクカートリッジ３０からなる系の真空度は
低下していくので、真空室２の容積と真空度を適切に設
定すれば、インク３を注入した後に真空室２内にインク
が漏れ出すことはない。このため、インクタンク７から
余分なインクを消費することがなく、インク注入の効率
がよい。かかる真空室２を配設することにより、正確に
一定量のインク３を注入できるだけでなく、真空ポンプ
１の寿命を長くすることが可能となる。

【００３３】また、インクカートリッジ３０の減圧を行
うと同時に、インクタンク７からインクカートリッジ３
０内へのインク３の供給を行うように構成したので、イ
ンクカートリッジ３０の減圧動作とインクカートリッジ
３０へのインク注入動作を２段階で行う前記従来の注入
装置の場合に比して、インクカートリッジ３０へのイン
ク注入時間を格段に短縮することができる。

【００３４】また、本実施例のインク注入装置では、全
体の構成を簡単化できることから、真空ポンプ１による
真空度は２６０〜６０Ｔｏｒｒ程度でよく、これにより
真空ポンプ１の小型化を図って装置全体のコストを低減
することができる。

【００３５】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改
良、変形が可能であることは勿論である。例えば、前記
実施例においては、真空室２を所定の真空度にするため
の真空ポンプ２の駆動および第２電磁開閉弁５の開閉を
レギュレータ２による測定結果に基づいて行なわれてい
たが、真空室２が所定真空度になるまでの時間を予め計
測しておき、真空室２の減圧動作をタイマーによって制
御してもよい。

【００３６】また、前記実施例においては、エア抜き孔
９がインクカートリッジ３０の他端側に嵌合されたイン
クカートリッジ蓋１１に設けられているが、かかるエア
抜き孔９の形成位置は、インクカートリッジ蓋１１以外
の位置であってもよく、例えば、インクカートリッジ３
０の他端側においてインク保持体１０の長手方向の長さ
の１割以内でインクカートリッジ３０の側壁に形成され
てもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、イン
クジェットプリンタの印字ヘッドに対してインクを供給
するインクカートリッジにインクを注入する際に、真空
ポンプで減圧された真空室の減圧を用いてインクカート
リッジの減圧を行なうと同時にインクタンクからインク
をインクカートリッジに注入することにより、インクカ
ートリッジへのインク注入時間を短縮することができる
とともに、インクがエア抜き孔から漏れてしまうことが
ないため、インクタンクから余分なインクを消費するこ
とがなく、インク注入の効率がよく、正確にインクを注
入する事ができる。また、装置が簡略化され、コストを
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるインク注入装置の全体
構成を模式的に示す説明図である。

【図２】前記インク注入装置に用いられるインクカート
リッジの斜視図である。

【図３】前記インク注入装置に用いられるインクカート
リッジの側断面図である。

【図４】前記インク注入装置の制御系を示す制御ブロッ
ク図である。

【図５】前記インク注入装置のインク注入動作を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ 真空ポンプ ２ 真空室 ３ インク ４ 第１電磁開閉弁 ５ 第２電磁開閉弁 ７ インクタンク ８ インク供給孔 ９ エア抜き孔 １０ インク保持体 １１ インクカートリッジ蓋 １３ 第二接続パイプ １４ 第一接続パイプ １５ 第三接続パイプ １６ 制御部 ３０ インクカートリッジ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェットプリンタの印字ヘッドに
   対してインクを供給するインクカートリッジにインクを
   注入するに際して、真空ポンプと連通する真空室の減圧
   を用いてインクタンクからインクカートリッジにインク
   を注入するインク注入方法であって、 真空ポンプと真空室とを連通し、且つ真空室とインクカ
   ートリッジとを非連通とした状態で、真空ポンプを駆動
   して真空室のみを所定の減圧状態とする第一工程と、 真空ポンプと真空室とを非連通とし、且つ真空室とイン
   クカートリッジとを連通し、且つインクカートリッジと
   インクタンクとを連通して、前記減圧状態となった真空
   室の減圧により前記インクタンクからインクをインクカ
   ートリッジに注入する第二工程とからなることを特徴と
   するインク注入方法。
2. 【請求項２】 前記第二工程で、インクカートリッジと
   インクタンクとが連通した時点から時間をカウントし、
   所定時間に達したときに、インクカートリッジとインク
   タンクとの連通を遮断することを特徴とする請求項１に
   記載のインク注入方法。
3. 【請求項３】 一端側にエア抜き孔、他端側にインク供
   給孔が形成されたインクカートリッジと、インクカート
   リッジのエア抜き孔に第１接続パイプを介して接続され
   た真空室と、前記真空室に第２接続パイプを介して接続
   された真空ポンプと、インクカートリッジのインク供給
   孔に第３接続パイプを介して接続されたインクタンクと
   を有し、前記真空ポンプによりインクタンク内のインク
   をインクカートリッジに注入するインク注入装置であっ
   て、 前記第１接続パイプに配設された第１弁部材と、 前記第２接続パイプに配設された第２弁部材と、 前記第３接続パイプに配設された第３弁部材と、 前記真空ポンプの駆動制御と、前記第１弁部材、前記第
   ２弁部材及び前記第３弁部材の開閉を制御する制御手段
   とを備え、 前記制御手段は、前記第１弁部材を閉鎖し、前記第２弁
   部材を開放し、真空ポンプを駆動して、真空室を所定の
   減圧状態とした後、前記第２弁部材を閉鎖し、前記第１
   弁部材及び前記第３弁部材を開放して、真空室の減圧に
   よりインクタンクからインクカートリッジにインク注入
   を行なうことを特徴とするインク注入装置。
4. 【請求項４】 前記第３弁部材が開放された時点からの
   時間をカウントするタイマーを備え、前記制御手段は、
   タイマーが所定時間をカウントしたときに、第一弁部材
   を閉鎖することを特徴とする請求項３に記載のインク注
   入装置。