JP3613346B2 - Ink cartridge filling method - Google Patents

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Description

本発明は、キャリッジにインクジェット式記録ヘッドとインクカートリッジを搭載し、インクの補給をカートリッジの交換で行うインクジェット式プリンタに適したインクカートリッジへのインクの充填方法に関する。   The present invention relates to a method of filling ink into an ink cartridge suitable for an ink jet printer in which an ink jet recording head and an ink cartridge are mounted on a carriage and ink is replenished by cartridge replacement.

インクジェット式記録ヘッドを搭載したキャリッジにインク収容体を搭載する形式のインクジェット式プリンタにあっては、キャリッジの移動によるインクの揺動に起因する水頭圧の変動や、泡立ちによる印字不良を防止するために、特許文献1に記載されたようにインク収容容器に多孔質体を収容し、多孔質体を介してインクを供給すること行われている。これによれば、インクの揺動に起因する不都合を可及的に防止することができる。
欧州特許出願公開第581531号明細書
In an ink jet printer of a type in which an ink container is mounted on a carriage having an ink jet recording head, in order to prevent fluctuations in water head pressure caused by ink oscillation due to movement of the carriage and printing defects due to foaming. to have been made to accommodate the multi-porous body in the ink container as described in Patent Document 1, supplying the ink through the multi-porous body. According to this, it is possible to prevent as much as possible the inconvenience caused by the oscillation of the ink.
European Patent Application No. 581531

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本発明は、このような多孔質体を収容したインクカートリッジに確実にインクを充填するための方法を提案することである。 The present invention is to propose a method for reliably filling ink into an ink cartridge containing such a porous body .

このような問題を解消するために本発明においては、フォーム室を備えた本体容器と、前記本体容器の底面に前記フォーム室に連通するように形成されたインク供給口と、前記本体容器の開口部を封止するとともに前記フォーム室に対向する位置に形成された2つの通孔と、前記インク供給口に密着し、前記蓋体との間で空間を形成するように収容されたインクの吸収が可能な多孔質体と、からなるインクカートリッジのインクの充填方法において、前記フォーム室の前記多孔質体と前記蓋体とにより形成された前記空間に、排気手段に接続する排気用の中空針を一方の前記通孔から挿入し、他方の前記通孔から前記多孔質体内部に到達するようにインク供給用の中空針を挿入する工程と、前記インク供給用の中空針とインク供給手段との接続を遮断した状態で、前記排気用の中空針により前記カートリッジを排気する工程と、排気終了後に排気状態を維持しつつ前記インク供給用の中空針を前記インク供給手段に連通させてインクを注入する工程と、所定量のインク注入後に前記排気用の中空針及びインク供給用の中空針を引き抜く工程と、前記通孔にシール材を貼着してカートリッジを封止する工程と、を備える。 In order to solve such a problem, in the present invention, a main body container provided with a foam chamber, an ink supply port formed on the bottom surface of the main body container so as to communicate with the foam chamber, and an opening of the main body container Absorption of ink accommodated so as to form a space between the two through holes formed at positions facing the foam chamber and the ink supply port, and to form a space with the lid In the ink filling method of an ink cartridge comprising a porous body capable of being discharged, an exhaust hollow needle connected to an exhaust means in the space formed by the porous body and the lid in the foam chamber insert the from one of the holes, inserting a hollow needle for the ink supply to reach the other of said holes in said porous body portion, a hollow needle and an ink supply means for the ink supply Contact While blocking the, injecting a step of exhausting the cartridge by the hollow needle for the exhaust, the ink hollow needle communicated with the ink supply means for the ink supply while maintaining the evacuated state after the exhaust ends And a step of drawing out the exhaust hollow needle and the ink supply hollow needle after injecting a predetermined amount of ink, and a step of sealing a cartridge by sticking a sealing material to the through hole.

下部となるインク供給口から順次、インクが上昇するため、インクの充填中に空気を上部空間に追い出しつつインクを充填でき、インク供給口近傍の多孔質材に空気を残存させることなくインクを充填できる。これにより、インクが十分に残存しているのに関らずインクを記録ヘッドに供給できなくなるといった不良を防止することができる。   Since ink rises sequentially from the lower ink supply port, it is possible to fill ink while expelling air to the upper space during ink filling, and ink is filled without leaving air in the porous material near the ink supply port it can. As a result, it is possible to prevent a defect such that the ink cannot be supplied to the recording head regardless of whether the ink remains sufficiently.

図1(a)、(b)は、それぞれ本発明のインク充填方法が対象とするインクカートリッジの一実施例を示すものであって、図中符号1は、本体容器で、仕切り板2、3より3つの部屋4、5、6に分割され、また各部屋4、5、6はそれれぞれ中仕切り10、10、10によりインクを吸収するに適した弾性材料からなる多孔質体20を収容するフォーム室11と、インクをそのまま収容するインク室12に分離されている。   FIGS. 1A and 1B show an embodiment of an ink cartridge targeted by the ink filling method of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a main body container, and partition plates 2, 3 The chambers 4, 5, 6 are divided into three chambers 4, 5, 6, and each of the chambers 4, 5, 6 has a porous body 20 made of an elastic material suitable for absorbing ink by the partition 10, 10, 10. It is separated into a foam chamber 11 for storing ink and an ink chamber 12 for storing ink as it is.

またこの容器1は、少なくともインク室12が透明、または半透明となるように構成されていて、外部からインク室12のインク量が目視で確認できるように構成されている。   The container 1 is configured so that at least the ink chamber 12 is transparent or translucent, and is configured so that the amount of ink in the ink chamber 12 can be visually confirmed from the outside.

そして多孔質体20は、フォーム室11に収容される前の体積がフォーム室11の容積よりも大きいものが選ばれていて、フォーム室11に圧縮された状態で収容されている。   The porous body 20 is selected such that the volume before being accommodated in the foam chamber 11 is larger than the volume of the foam chamber 11, and is accommodated in a compressed state in the foam chamber 11.

各フォーム室11の下端には記録ヘッドのインク供給針と係合するインク供給口13、13、13が設けられ、また容器本体1の開口はフォーム室11に対向する位置にそれぞれ排気用の通孔14と、インク注入用の通孔15を備えた蓋体16で封止されている。   At the lower end of each foam chamber 11, ink supply ports 13, 13, 13 that engage with the ink supply needles of the recording head are provided. It is sealed with a lid 16 having a hole 14 and a through hole 15 for ink injection.

蓋体16の裏面のフォーム室11に位置する領域には、通孔14、15を取り囲むように突起16a、16bが形成されていて、これら突起16a、16bにより多孔質体20がインク供給口13の形成されている底面に押圧されている。   Protrusions 16 a and 16 b are formed in a region located in the foam chamber 11 on the back surface of the lid body 16 so as to surround the through holes 14 and 15, and the porous body 20 is connected to the ink supply port 13 by these protrusions 16 a and 16 b. Is pressed against the bottom surface on which is formed.

そしてこれら突起16a、16bの内、インク供給口13に対向する方の突起16aを、インク供給口13から離れた方の突起16bよりも下方側に位置するように長く形成して、インク供給口13近傍を最も高い圧力で圧縮するようになっている。   Of these protrusions 16 a and 16 b, the protrusion 16 a facing the ink supply port 13 is formed long so as to be positioned below the protrusion 16 b far from the ink supply port 13. The vicinity of 13 is compressed with the highest pressure.

各フォーム室11の底部には、多孔質体20を蓋体16と協同して圧縮するための凸部22が形成されていて、その上端に一定の開口面積を有する空室を形成する凹部23と、この凹部23に連通し、他端が後述するパッキング部材に連通する通孔24とが設けられている。   A convex portion 22 for compressing the porous body 20 in cooperation with the lid body 16 is formed at the bottom of each foam chamber 11, and a concave portion 23 forming an empty chamber having a certain opening area at the upper end thereof. And a through hole 24 communicating with the recess 23 and having the other end communicating with a packing member described later.

凹部23の上端にはインク通過部の面積が15平方mm乃至30平方mmのフィルタ25が固定されている。また通孔24の下端には弾性材料で形成されて上方に拡開するパッキング部材30が装着されている。   A filter 25 having an ink passage area of 15 square mm to 30 square mm is fixed to the upper end of the recess 23. A packing member 30 formed of an elastic material and expanding upward is attached to the lower end of the through hole 24.

30は、前述のインク供給口13の下端に設けられたパッキンング部材で、図4に示したようにゴム等の弾性材料で形成されて上方に拡開するテーパ部32を持つロート状のパッキンとして構成されている。そしてテーパ部32の大径側にはテーパ部32との境界に薄肉の接続部34を介して他の部分に比較して厚肉の筒状部31が設けられ、テーパ部32の周縁上端33をインク供給口13の奥段部13aに当接させてインク供給口に嵌装されている。またテーパ部32の開口32aの内径は、インク供給針50の外径より若干小さくなるように選択されている。   A packing member 30 provided at the lower end of the ink supply port 13 is a funnel-shaped packing having a tapered portion 32 formed of an elastic material such as rubber and expanding upward as shown in FIG. It is configured as. A thick cylindrical portion 31 is provided on the large diameter side of the tapered portion 32 at the boundary with the tapered portion 32 via a thin connecting portion 34 as compared with other portions. Is fitted into the ink supply port so that it is in contact with the back step portion 13a of the ink supply port 13. The inner diameter of the opening 32 a of the tapered portion 32 is selected to be slightly smaller than the outer diameter of the ink supply needle 50.

これにより、筒状部31によりインク供給口13に確実に保持され、また周縁上端33が奥段部13aで上方に移動するのを阻止されるため、インク供給針50の着脱に際してインク供給口13にしっかりと固定されることになる。またインク供給針50との気密性を確保するテーパ部32は薄肉の接続部34によりインク供給口13に固定されているから、変形を来すことなく或程度移動可能となり、このため、インク供給針50との相対的な位置ずれを吸収しつつ、インク供給針50との気密性を確保することができる。   Thus, the cylindrical portion 31 is securely held in the ink supply port 13 and the peripheral upper end 33 is prevented from moving upward at the back step portion 13a. It will be firmly fixed to. Further, since the taper portion 32 that secures airtightness with the ink supply needle 50 is fixed to the ink supply port 13 by the thin connection portion 34, the taper portion 32 can be moved to some extent without causing deformation. The airtightness with the ink supply needle 50 can be secured while absorbing the relative positional deviation with respect to the needle 50.

一方、フォーム室11とインク室12を区分している中仕切り10は、容器の底面から一定の高さまで連続した長孔を形成して気液交換用の連通孔19が設けられ、この連通孔19に一部が接し、この連通孔19に或程度弾圧された状態でフォーム室11に多孔質体20が収容されている。   On the other hand, the partition 10 that divides the foam chamber 11 and the ink chamber 12 is provided with a communication hole 19 for gas-liquid exchange by forming a continuous hole extending from the bottom surface of the container to a certain height, and this communication hole. A porous body 20 is accommodated in the foam chamber 11 in a state where a part thereof is in contact with 19 and is pressed to some extent by the communication hole 19.

多孔質体20は、凸部22によって、容器1の底面から5乃至10mm程度上方に圧縮されている。これにより、図中符号A方向の張力を受けることになり、連通孔19近傍の領域Bの圧縮率が低下し、連通孔19における空気とインク室12のインクとの置換に障害を来す虞がある。   The porous body 20 is compressed upward by about 5 to 10 mm from the bottom surface of the container 1 by the convex portion 22. As a result, the tension in the direction of symbol A in the figure is applied, the compression rate of the region B in the vicinity of the communication hole 19 is lowered, and the replacement of the air in the communication hole 19 with the ink in the ink chamber 12 may be hindered. There is.

このため、本実施例では凸部22と連通孔19との距離Cを凸部22の高さの1.5倍以上に設定して、多孔質体20が連通孔19に確実に密着するように構成されている。   For this reason, in the present embodiment, the distance C between the convex portion 22 and the communication hole 19 is set to 1.5 times or more the height of the convex portion 22 so that the porous body 20 is firmly attached to the communication hole 19. It is configured.

このような構成を採ることにより、多孔質体20は、凸部22の上端のフィルタ25近傍における圧縮率が最も高くなり、連通孔19に向けて圧縮率が徐々に低下し、これに対応して毛細管力が連通孔19から凸部22の上端に向けて徐々に大きくなるから、インク室12のインクを通孔24に確実に導くことができる。   By adopting such a configuration, the porous body 20 has the highest compression rate in the vicinity of the filter 25 at the upper end of the convex portion 22, and the compression rate gradually decreases toward the communication hole 19. Thus, the capillary force gradually increases from the communication hole 19 toward the upper end of the convex portion 22, so that the ink in the ink chamber 12 can be reliably guided to the hole 24.

図2は前述した蓋体16の一実施例を示すもので、図中符号14、15は、前述の通孔で、多孔質体が収容されている領域に形成されており、一方の通孔、この実施例では通孔14には、蛇行した溝40、40、40を介して大気連通口41、41、41に接続されている。   FIG. 2 shows an embodiment of the lid 16 described above. In the figure, reference numerals 14 and 15 denote the above-described through holes formed in a region in which the porous body is accommodated. In this embodiment, the through hole 14 is connected to the atmosphere communication ports 41, 41, 41 through meandering grooves 40, 40, 40.

これら溝40、40、40は、後述するインク注入作業が終了した段階で、通孔14、15、及び大気連通口41を覆うシール43が貼着されたときにキャピラリチューブを形成するようになっている。このシール43には大気連通口41近傍に切断線44が予め設けられていて、舌片45を引き上げることにより大気連通口40を簡単に露出できるように構成されている。   These grooves 40, 40, 40 form a capillary tube when a seal 43 covering the through holes 14, 15 and the air communication port 41 is attached at the stage where the ink injection operation described later is completed. ing. The seal 43 is provided with a cutting line 44 in the vicinity of the atmosphere communication port 41 so that the atmosphere communication port 40 can be easily exposed by pulling up the tongue piece 45.

次に本発明のインクの充填方法について説明する。
このように構成されたカートリッジは、図3に示したようにインク供給口24をフィルム46により封止された状態で負圧の環境に収容される。この状態で排気用の通孔14とインク注入用の通孔15に封止部材S、Sで気密性を保持して、一方の注入針N1をフォーム室11の上部空間に、また他方の注射針N2を多孔質体20を貫通させて底部近傍で、かつ可能な限り連通孔19の近くに到達するように挿入する。そして一方の注入針N1を排気手段Pを接続し、また他方の注入針N2を弁V1により閉塞する。
Next, the ink filling method of the present invention will be described.
The cartridge thus configured is accommodated in a negative pressure environment with the ink supply port 24 sealed by the film 46 as shown in FIG. In this state, the sealing member S, S maintains airtightness in the exhaust hole 14 and the ink injection hole 15, and the one injection needle N1 is placed in the upper space of the foam chamber 11 and the other injection. The needle N2 is inserted through the porous body 20 so as to reach the bottom portion and as close to the communication hole 19 as possible. One injection needle N1 is connected to the exhaust means P, and the other injection needle N2 is closed by the valve V1.

この状態で排気手段Pを作動させると、フォーム室11、及びインク室12がさらに減圧される。所定の圧力まで減圧した段階で、排気手段Pを停止させて所定の圧力を維持させる。その後、他方の注入針N2の弁V1を開放して計量管Kを連通させると、計量管Kに収容されているインクが多孔質体20に吸収され、ついで連通孔19を経由してインク室12に流入する。   When the exhaust means P is operated in this state, the pressure in the foam chamber 11 and the ink chamber 12 is further reduced. At a stage where the pressure is reduced to a predetermined pressure, the exhaust means P is stopped to maintain the predetermined pressure. Thereafter, when the metering tube K is communicated by opening the valve V1 of the other injection needle N2, the ink accommodated in the metering tube K is absorbed by the porous body 20, and then the ink chamber via the communication hole 19. 12 flows in.

計量管Kで規定されたインクがカートリッジ内に流入し終わった段階で、注入針N2の弁V1を閉じ、排気手段Pを大気に開放してフォーム室11及びインク室12を大気圧に戻し、注入針N1及びN2を通孔14、15から抜く。   When the ink defined by the metering tube K has finished flowing into the cartridge, the valve V1 of the injection needle N2 is closed, the exhaust means P is opened to the atmosphere, and the foam chamber 11 and the ink chamber 12 are returned to atmospheric pressure. The injection needles N1 and N2 are removed from the through holes 14 and 15.

この状態では計量管Kは減圧状態を維持しているから、弁V2を開放することにより、インクが計量管Kに流入させることができる。そして弁V2を閉じて次のカートリッジへのインクの注入に備える。   In this state, the metering tube K maintains a reduced pressure state, so that the ink can flow into the metering tube K by opening the valve V2. Then, the valve V2 is closed to prepare for the injection of ink into the next cartridge.

一方、インクの注入が行われたカートリッジを減圧下において、蓋体16の表面にシール42を貼着して注入口14、15及び蛇行溝40、及び大気連通口41を封止する。   On the other hand, under reduced pressure, the cartridge into which the ink has been injected is attached with a seal 42 to the surface of the lid 16 to seal the inlets 14 and 15, the meandering groove 40, and the air communication port 41.

これによりフォーム室11、及びインク室12が減圧状態に維持され、したがって注入されたインクも脱気状態が維持される。このように、多孔質体20を経由してインク室12にインクを注入するため、多孔質体20の細孔に余すことなくインクを充填できて、しかもカートリッジ全体が減圧状態で保管されて、温度上昇による過度な圧力上昇を防止できるため、インクの充填率を高めてカートリッジの小型化を図ることが可能となる。   As a result, the foam chamber 11 and the ink chamber 12 are maintained in a reduced pressure state, and thus the injected ink is also maintained in a deaerated state. Thus, since ink is injected into the ink chamber 12 via the porous body 20, the ink can be filled without leaving the pores of the porous body 20, and the entire cartridge is stored under reduced pressure. Since excessive pressure increase due to temperature rise can be prevented, the ink filling rate can be increased and the cartridge can be downsized.

このように構成されたカートリッジは、その使用に際して蓋体16の舌片45を剥がすと、フォーム室の通孔14が溝40とシール43により形成されるキャピラリを介して大気連通口41に連通するので、インクの蒸発を防止しつつ、記録ヘッドとの水頭差に関わりなくノズル開口からのインクの漏れだしを防止する。   In the cartridge configured as described above, when the tongue piece 45 of the lid 16 is peeled off in use, the through hole 14 of the foam chamber communicates with the air communication port 41 through the capillary formed by the groove 40 and the seal 43. Therefore, it is possible to prevent ink from leaking from the nozzle opening regardless of the water head difference from the recording head while preventing ink evaporation.

この状態でインクカートリッジのインク供給口13を記録ヘッドのインク供給針50に位置合わせして押し込むと、図4に示したようにインク供給針50は、そのテーパ部51がフィルム46を貫通してパッキング部材30の孔に当接する。パッキング部材30は、上方に拡開しているため、インク供給針50のテーパ部51に弾圧されて弾性変形しながら、パッキング部材30を貫通する。   In this state, when the ink supply port 13 of the ink cartridge is positioned and pushed into the ink supply needle 50 of the recording head, the ink supply needle 50 has its tapered portion 51 penetrating the film 46 as shown in FIG. It contacts the hole of the packing member 30. Since the packing member 30 is expanded upward, the packing member 30 penetrates the packing member 30 while being elastically deformed by being elastically pressed by the tapered portion 51 of the ink supply needle 50.

このようなインク供給針50をパッキング部材30に挿通する形態で使用すれば、たとえ記録ヘッドのインク供給針とパッキング部材30の中心との間に水平方向に若干の位置ずれが存在しても、インク供給針50の先端がパッキング部材30の孔に係合しさえすれば、テーパ部32が弾性によりインク供給針50に追従するため、インク供給口13とインク供給針50とを確実に封止することができる。   If such an ink supply needle 50 is used in a form of being inserted into the packing member 30, even if there is a slight misalignment in the horizontal direction between the ink supply needle of the recording head and the center of the packing member 30, As long as the tip of the ink supply needle 50 engages with the hole of the packing member 30, the tapered portion 32 follows the ink supply needle 50 by elasticity, so that the ink supply port 13 and the ink supply needle 50 are securely sealed. can do.

印刷によりインクが消費されると、多孔質体20のインク量が少なくなって水頭圧が低下するから、インク室12の圧力が連通孔19近傍の多孔質体20のインク保持力に打勝って連通孔19からインク室12に気泡が侵入する。これによりインク室12の圧力が上昇してインクがフォーム室11に流れ込む。   When ink is consumed by printing, the amount of ink in the porous body 20 decreases and the water head pressure decreases, so the pressure in the ink chamber 12 overcomes the ink holding force of the porous body 20 in the vicinity of the communication hole 19. Air bubbles enter the ink chamber 12 from the communication hole 19. As a result, the pressure in the ink chamber 12 rises and the ink flows into the foam chamber 11.

フォーム室11に流れ込んだインクは多孔質体20に吸収されてフォーム室11のインク液位を若干上昇させ、連通孔19近傍における多孔質体20のインク保持力とインク室12の圧力とが平衡した時点で、インク室12からフォーム室11ヘのインクの流れ込みが停止する。   The ink flowing into the foam chamber 11 is absorbed by the porous body 20 and slightly raises the ink liquid level in the foam chamber 11, and the ink holding force of the porous body 20 in the vicinity of the communication hole 19 and the pressure in the ink chamber 12 are balanced. At that time, the flow of ink from the ink chamber 12 to the foam chamber 11 stops.

図5はこの過程を示すもので、図中符号Aはフォーム室11の多孔質体20の水頭圧を、また符号Bはインク室12のインク量を示しており、この図から明らかなように多孔質体20に当初充填されているインクが一定量w1まで消費されて多孔質体20の水頭圧が所定の値、つまりインク室12の圧力が連通孔19近傍の多孔質体20のインク保持力に打勝つ程度まで低下すると、連通孔19近傍の多孔質体20のインク保持力がインク室12の圧力とバランスを回復するまで段階的にインク室12のインクがフォーム室11に徐々に流れ込む。   FIG. 5 shows this process. In the figure, symbol A indicates the water head pressure of the porous body 20 in the foam chamber 11, and symbol B indicates the amount of ink in the ink chamber 12. As is apparent from FIG. The ink initially filled in the porous body 20 is consumed up to a predetermined amount w1, and the water head pressure of the porous body 20 is a predetermined value, that is, the pressure of the ink chamber 12 is retained in the porous body 20 in the vicinity of the communication hole 19. When the pressure is reduced to overcome the force, the ink in the ink chamber 12 gradually flows into the foam chamber 11 until the ink holding force of the porous body 20 in the vicinity of the communication hole 19 recovers the pressure and balance of the ink chamber 12. .

したがって、インク室12のインク量が徐々に低下するものの、多孔質体20の水頭圧はほぼ一定に維持され、記録ヘッドに一定の圧力差でもってインクを供給することが可能となる。   Accordingly, although the amount of ink in the ink chamber 12 gradually decreases, the water head pressure of the porous body 20 is maintained substantially constant, and ink can be supplied to the recording head with a constant pressure difference.

記録ヘッドにより所定量w2までインクが消費されると、インク室12のインクが無くなるものの、多孔質体20には依然としてインク室12からフォーム室11に間断的にインクが供給されていた時と同等のインクが残っているから、多孔質体20に吸収されているインク量でもって更に印刷が可能となる。そして規定量w3のインクが消費されてしまうと、多孔質体20からのインクの供給が不能となる。   When ink is consumed up to a predetermined amount w2 by the recording head, the ink in the ink chamber 12 disappears, but the porous body 20 is still equivalent to the case where ink is still intermittently supplied from the ink chamber 12 to the foam chamber 11 Thus, further printing is possible with the amount of ink absorbed in the porous body 20. When the specified amount w3 of ink is consumed, the supply of ink from the porous body 20 becomes impossible.

ところで、インク室12のインクが全て多孔質体20に吸収された時点から印刷が不能となるまでになお一定量Δwのインクを記録ヘッドに供給することができるので、本発明においてはこの特性を積極的に利用するため、フォーム室11、及びインク室12に収容するインク量を、フォーム室11側が1乃至3倍の範囲になるようにフォーム室11とインク室12の容積比が選択されている。   By the way, since the ink of a certain amount Δw can still be supplied to the recording head from the time when all the ink in the ink chamber 12 is absorbed by the porous body 20 until printing becomes impossible, this characteristic is achieved in the present invention. For active use, the volume ratio of the foam chamber 11 and the ink chamber 12 is selected so that the amount of ink stored in the foam chamber 11 and the ink chamber 12 is in the range of 1 to 3 times on the foam chamber 11 side. Yes.

すなわち、多孔質体20の液吸収率が例えば80%の場合には、フォーム室11とインク室12の容積比を2対1となるように設定すると、初期に全充填インク量の約20%がフォーム室11側から消費され、次ぎにインク室12に充填されている全充填インク量の約40%全てが徐々にフォーム室11に吸収されて消費され尽くす。   That is, when the liquid absorption rate of the porous body 20 is 80%, for example, if the volume ratio of the foam chamber 11 and the ink chamber 12 is set to be 2: 1, about 20% of the total filled ink amount in the initial stage. Is consumed from the side of the foam chamber 11 and then about 40% of the total amount of ink filled in the ink chamber 12 is gradually absorbed into the foam chamber 11 and consumed.

そしてインク室12のインクが全て消費されてしまうと、フォーム室11には全充填インク量の40%が残ることになるが、その内の全充填インク量に換算して30%分のインクが消費されて、最終的に全充填インク量の約10%がフォーム室11に残存する。   When all of the ink in the ink chamber 12 is consumed, 40% of the total amount of filled ink remains in the foam chamber 11, but 30% of the ink is converted into the total amount of filled ink in the foam chamber 11. As a result, about 10% of the total amount of filled ink remains in the foam chamber 11 finally.

これにより、3色のインクを1つのカートリッジで提供する場合、各色インクの消費量のアンバランスに起因するインク室液面のばらつきを視覚的に無くして、インクの残存量に対する消費者の無用な心配を無くすることができる。   As a result, when three color inks are provided in one cartridge, the variation in the ink chamber liquid level due to the imbalance of the consumption amount of each color ink is visually eliminated, and the consumer's uselessness with respect to the remaining amount of ink is eliminated. You can eliminate worry.

また、カートリッジ廃棄時には、インクが多孔質体20に吸収されていてインク室12に液の状態では存在しないから、すべてのインク室12のインクが無くなった時点でカートリッジを交換するようにとのアナウンスを行っておきさえすれば、カートリッジからのインクの流れ出しを可及的に防止して環境の保護を図ることができる。   When the cartridge is discarded, the ink is absorbed in the porous body 20 and does not exist in the ink chamber 12 in a liquid state. Therefore, an announcement is made to replace the cartridge when all the ink in the ink chamber 12 runs out. As long as this is performed, it is possible to protect the environment by preventing the flow of ink from the cartridge as much as possible.

さらには、インク室12のインクの有無がカートリッジ全体のインクのニアエンドを表示することになるから、この段階で新しいカートリッジを準備すれば速やかにインク切れを招かずに新しいインクを補給することが可能となる。   Furthermore, since the presence or absence of ink in the ink chamber 12 indicates the near end of ink in the entire cartridge, if a new cartridge is prepared at this stage, it is possible to replenish new ink without causing ink shortage. It becomes.

図6は、インク供給針を封止するパッキング部材の第2の実施例を示すものであって、柔軟な樹脂材により形成され、内径がインク供給針50の外径より若干小さな断面円形のリング状の針回りシール部60と、外径がインク供給口13の内径より若干大きな断面円形のリング状の口回りシール61とを、口回りシール61がインク供給針挿入側となるように2つのシール60、61を一体に接続する短い薄肉コーン状連結リング62とで調芯リングとして構成されている。   FIG. 6 shows a second embodiment of a packing member for sealing the ink supply needle, which is formed of a flexible resin material and has a circular ring with a cross section that is slightly smaller in inner diameter than the outer diameter of the ink supply needle 50. And a ring-shaped mouth seal 61 having a circular cross section whose outer diameter is slightly larger than the inner diameter of the ink supply port 13, and two so that the mouth seal 61 is on the ink supply needle insertion side. A short thin cone-shaped connecting ring 62 that connects the seals 60 and 61 together is configured as a centering ring.

この針回りシール60の外周面には、インク供給口13の奥部の内径より小径の断面L字状の可動ブッシュ64がこのシール60の外径の拡大を防止するために装着されている。また口回りシール61の内側にはインク供給針50の挿入案内をなす断面L型の固定ブッシュ65が針回りシール60に接触しないように装着して、可動ブッシュ64を供給口13の内奥段部13aに摺接させるように、かつ口回りシール61をインク供給口13に填め込むようにして取り付けられている。   On the outer peripheral surface of the needle seal 60, a movable bush 64 having an L-shaped cross section smaller than the inner diameter of the inner part of the ink supply port 13 is mounted to prevent the outer diameter of the seal 60 from expanding. Further, a fixed bushing 65 having an L-shaped cross section that guides the insertion of the ink supply needle 50 is mounted on the inner side of the mouth seal 61 so as not to come into contact with the needle seal 60, and the movable bush 64 is connected to the inner depth of the supply port 13. It is attached so as to be in sliding contact with the portion 13 a and so as to fit the mouth seal 61 into the ink supply port 13.

また、可動ブッシュ64にはインク供給口13の内奥段部13aと摺接する面に放射状の突起66が形成され、これから突条66の間に複数の通孔67が形成されていて、カートリッジ本体の内部を負圧にした状態でインクを注入した際に、内部の空気を突条66の間から通孔67を通して調芯リングの外側に逃がすように構成されている。   The movable bush 64 is formed with a radial projection 66 on the surface that is in sliding contact with the inner back step portion 13a of the ink supply port 13, and a plurality of through holes 67 are formed between the protrusions 66 from the radial projection 66. When the ink is injected in a state where the inside is negative, the air inside is escaped from between the protrusions 66 to the outside of the alignment ring through the through hole 67.

インク供給針50をインク供給口13に合わせてカートリッジを挿入すると、インク供給針50はインク供給口13を封止しているフィルム46を破って内部に陥入し、可動ブッシュ64と密嵌しつつ通孔内に貫入する。インク供給針50は、その先端のテーパ部51によって針回りシール60を内奥段部に沿わせて、かつ薄肉コーン状の連結リング62を変形させながら径方向の一方に変位させて、針回りシール60自体に大きな変形を生じさせることなくインク供給針50の外周を密封させる。   When the ink supply needle 50 is aligned with the ink supply port 13 and the cartridge is inserted, the ink supply needle 50 breaks the film 46 that seals the ink supply port 13 and enters into the inside, and is closely fitted to the movable bush 64. It penetrates into the through hole. The ink supply needle 50 is displaced along one of the radial directions while deforming the thin cone-shaped connecting ring 62 along the inner periphery step portion of the needle periphery seal 60 by the tapered portion 51 at the tip thereof. The outer periphery of the ink supply needle 50 is sealed without causing a large deformation in the seal 60 itself.

図7は、インク供給針50を封止するパッキング部材の第3の実施例を示すものであって、インク供給口13の内奥段部13aに当接する弾性材からなる断面円形の環状シール70と、フィルム46側に位置する弾性材からなる断面円形の環状シール71と、これら2つのシール70、71を弾接させた状態でインク供給口13に固定するブッシュ73とから構成されている。   FIG. 7 shows a third embodiment of a packing member for sealing the ink supply needle 50, and an annular seal 70 having a circular cross section made of an elastic material that comes into contact with the inner and rear step portion 13 a of the ink supply port 13. And an annular seal 71 made of an elastic material located on the film 46 side, and a bush 73 fixed to the ink supply port 13 in a state where these two seals 70 and 71 are elastically contacted.

これら2つのシール70、71の内径は、インク供給針50の外径よりも若干小さくなるように選択され、またシール70、71の外径は、インク供給口13に弾接するようにインク供給口13の内径よりも若干大きく選択されている。   The inner diameters of these two seals 70, 71 are selected to be slightly smaller than the outer diameter of the ink supply needle 50, and the outer diameters of the seals 70, 71 are ink supply ports so as to elastically contact the ink supply port 13. It is selected to be slightly larger than the inner diameter of 13.

カ−トリッジのインク供給口をインク供給針50に位置決めしてカ−トリッジを押し込むと、インク供給針50はフィルム46を貫通し、第2のシール71、第1のシール70を通過する。この時フィルム46の一部がインク供給針50に押されてインク供給口13内に進入するが、下方に位置する第2のシール71に扱かれて第2のシール71より上方に進入するのが阻止される。これにより第1のシール70がインク供給針50の周囲を確実に密封する。   When the ink supply port of the cartridge is positioned at the ink supply needle 50 and the cartridge is pushed in, the ink supply needle 50 passes through the film 46 and passes through the second seal 71 and the first seal 70. At this time, a part of the film 46 is pushed by the ink supply needle 50 and enters the ink supply port 13, but is handled by the second seal 71 positioned below and enters above the second seal 71. Is blocked. As a result, the first seal 70 reliably seals the periphery of the ink supply needle 50.

図(a)、(b)は、それぞれ本発明のインクカートリッジの一実施例を示す断面図である。FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views showing an embodiment of the ink cartridge of the present invention. 図(a)、(b)は、それぞれ蓋体のフォーム室側の上面の構造を示すものであって、図(a)はシールを貼着する前の状態を、また図(b)はシールを貼着した後の状態を示す図である。Figures (a) and (b) show the structure of the upper surface of the lid on the foam chamber side. Figure (a) shows the state before sticking the seal, and Figure (b) shows the seal. It is a figure which shows the state after sticking. 本発明のカートリッジへのインクの充填方法を実施するための充填装置の一実施例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows one Example of the filling apparatus for enforcing the ink filling method to the cartridge of this invention. インクカートリッジを記録ヘッドに装着したときのインクカートリッジのパッキング部材とインク供給針との接合状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a bonding state between a packing member of an ink cartridge and an ink supply needle when the ink cartridge is mounted on a recording head. インクの消費量と水頭圧、及びインク室のインク量との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the ink consumption, water head pressure, and the ink amount of an ink chamber. インク供給針を封止するパッキング部材の他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other Example of the packing member which seals an ink supply needle | hook. インク供給針を封止するパッキング部材の他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other Example of the packing member which seals an ink supply needle | hook.

符号の説明Explanation of symbols

1 カートリッジ本体、 2、3 仕切り板、 10 中仕切り、 11 フォーム室、 12 インク室、 13 インク供給口、 14、15 インク注入用の孔、 16 蓋体、 19 連通孔、 20 多孔質体、 24 通孔、 30 パッキン、 41 大気連通口、 42 シール、 N1 排気用の中空針、 N2 インク供給用の中空針     DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cartridge body, 2, 3 Partition plate, 10 Middle partition, 11 Foam chamber, 12 Ink chamber, 13 Ink supply port, 14, 15 Ink injection hole, 16 Cover body, 19 Communication hole, 20 Porous body, 24 Through hole, 30 packing, 41 Air communication port, 42 seal, N1 hollow needle for exhaust, N2 hollow needle for ink supply

Claims (5)

フォーム室を備えた本体容器と、前記本体容器の底面に前記フォーム室に連通するように形成されたインク供給口と、前記本体容器の開口部を封止するとともに前記フォーム室に対向する位置に形成された2つの通孔と、前記インク供給口に密着し、前記蓋体との間で空間を形成するように収容されたインクの吸収が可能な多孔質体と、からなるインクカートリッジのインクの充填方法において、
前記フォーム室の前記多孔質体と前記蓋体とにより形成された前記空間に、排気手段に接続する排気用の中空針を一方の前記通孔から挿入し、他方の前記通孔から前記多孔質体内部に到達するようにインク供給用の中空針を挿入する工程と、
前記インク供給用の中空針とインク供給手段との接続を遮断した状態で、前記排気用の中空針により前記カートリッジを排気する工程と、
排気終了後に排気状態を維持しつつ前記インク供給用の中空針を前記インク供給手段に連通させてインクを注入する工程と、
所定量のインク注入後に前記排気用の中空針及びインク供給用の中空針を引き抜く工程と、
前記通孔にシール材を貼着してカートリッジを封止する工程と、
からなるインクカートリッジへのインクの充填方法。
A main body container provided with a foam chamber, an ink supply port formed on the bottom surface of the main body container so as to communicate with the foam chamber, and an opening of the main body container is sealed and at a position facing the foam chamber Ink of an ink cartridge comprising two formed through holes and a porous body that is in close contact with the ink supply port and is capable of absorbing ink accommodated so as to form a space between the lid body In the filling method of
The said space a porous body and formed by said lid of said foam chamber, the hollow needle for exhaust gas connected to an exhaust means inserted from one of the holes, the porous from the other of said hole Inserting a hollow needle for ink supply so as to reach the inside of the body;
Evacuating the cartridge with the exhaust hollow needle in a state where the connection between the ink supply hollow needle and the ink supply means is interrupted;
A step of injecting ink by communicating the hollow needle for ink supply with the ink supply means while maintaining an exhaust state after exhausting; and
Pulling out the exhaust hollow needle and the ink supply hollow needle after injecting a predetermined amount of ink;
A step of adhering a sealing material to the through hole and sealing the cartridge;
A method for filling ink into an ink cartridge comprising:
前記フォーム室に連通孔を介して連通し、かつインクを収容するインク室が形成され、前記連通孔を介して前記インク室が前記インク供給口に連通されている請求項1に記載のインクカートリッジへのインクの充填方法。 The communicated via a communicating hole to form chambers, and ink chamber for containing ink is formed, the ink cartridge according to claim 1, wherein the ink chamber via the communication hole is communicated with the ink supply port How to fill the ink. インクを溜めるインク室と、前記インク室に連通孔を介して連通し、前記インクを吸収する多孔質体を収容するとともに、中空針挿入用の2つの通孔が設けられたフォーム室と、記録ヘッドに連通するインク供給口とを有し、前記インク室のインクを前記多孔質体を経由させて記録ヘッドに供給するインクカートリッジへのインクの充填方法において、
排気手段に接続する排気用の中空針を前記フォーム室の空間に、また前記連通孔近傍に到達するようにインク供給用の中空針を挿入する工程と、
前記インク供給用の中空針とインク供給手段との接続を遮断した状態で、前記排気用の中空針により前記カートリッジ全体を排気する工程と、
排気終了後に排気による圧力を維持した状態でインクを注入する工程と、
所定量のインク注入後に前記排気用の中空針及びインク供給用の中空針を引き抜く工程と、
前記通孔にシール材を貼着してカートリッジを封止する工程と、
からなるインクカートリッジへのインクの充填方法。
An ink chamber for storing ink, a foam chamber that communicates with the ink chamber via a communication hole, stores a porous body that absorbs the ink, and is provided with two through holes for insertion of a hollow needle; An ink supply port that communicates with a recording head; and a method of filling ink into an ink cartridge that supplies ink in the ink chamber to the recording head via the porous body.
Inserting a hollow needle for supplying ink so that a hollow needle for exhaust connected to the exhaust means reaches the space of the foam chamber and in the vicinity of the communication hole;
Exhausting the entire cartridge with the exhaust hollow needle in a state where the connection between the ink supply hollow needle and the ink supply means is interrupted;
A step of injecting ink in a state where the pressure by the exhaust is maintained after the exhaust is completed;
Pulling out the exhaust hollow needle and the ink supply hollow needle after injecting a predetermined amount of ink;
A step of adhering a sealing material to the through hole and sealing the cartridge;
A method for filling ink into an ink cartridge comprising:
前記カートリッジは、負圧環境下でシール材によりシールされる請求項1、または請求項3に記載のインクカートリッジへのインクの充填方法。 The cartridge loading method of the ink into the ink cartridge according to claim 1 or claim 3, is sealed by sheet Lumpur material under a negative pressure environment. 注入された前記インクが、前記フォーム室に流れ込み、ついで前記インク室に流れ込む請求項2または請求項3に記載のインクカートリッジへのインクの充填方法。 The method of filling ink into an ink cartridge according to claim 2 or 3, wherein the injected ink flows into the foam chamber and then into the ink chamber.
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