JP4105799B2 - インク補給具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタ用のインクカートリッジなどにインクを補給するためのインク補給具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェット方式のプリンタが広く普及してきている。
【０００３】
この種のインクジェットプリンタにおいては、インクを充てんした着脱自在のインクカートリッジを装備し、このインクカートリッジから、インクを印字ヘッドに供給している。
【０００４】
インクカートリッジは、基本的に充てんしたインクを使い切った時点で使い捨てされるのが実状である。
【０００５】
しかしながらインクカートリッジはかなりの高価格であり、ユーザーにとっては、このような高価なインクカートリッジを頻繁に交換することは経済的な負担が大きい。また近年の、省資源や環境保護の動きに反する行為をすることになるため、ユーザーに、無用の罪悪感を抱かせることにもなる。
【０００６】
とくにフルカラー用のインクカートリッジは、たとえばシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色の、あるいは最近ではそれ以上の多色のインクを、一つのインクカートリッジ内を区切って収容しているため、１色ずつのインクの収容量が少ない上に、各色の消費量にどうしてもばらつきが生じるため、消費量の少ないインクがまだ残っているにもかかわらず交換が必要となる場合もあり、より一層、上記の感が強い。
【０００７】
しかもインクカートリッジは、収容していたインクが単になくなっただけのものであって、それ自体はまだまだ十分に使用可能である。
【０００８】
そこで、使い終わったインクカートリッジにインクを補給して再使用することが考えられており、たとえば図４に示すインク補給具９などが一部で市販されている。
【０００９】
かかるインク補給具９は、蛇腹状で伸縮自在な合成樹脂製のインク容器９１の下部に取り付けた、注射針状の注入部材９２を、インクカートリッジ２の上部に設けられている、製造時のインク充てん用の穴２０（通常はフィルムなどを貼って閉じられている）に差し込むなどした状態で、図中白矢印で示すようにインク容器９１を指で押圧して、インクカートリッジ２内にインクを注入するものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
印刷時における、インクカートリッジから印字ヘッドへのインクの供給量を調整したり、あるいはインクカートリッジ内でのインクの自由な移動（波うちなど）やインク漏れを抑制したりするために、図中二点鎖線で示すように、インクカートリッジ２内に、インクをしみこませたフェルト３を詰めたタイプのインクカートリッジがある。
【００１１】
ところがこのようなタイプのインクカートリッジ２に、前記図のインク補給具９を用いてインクを補給しようとすると、とくにフェルト３が高圧縮されている場合に、補給されたインクが、フェルト３内の空気によって邪魔されて、当該フェルト３内に十分に浸透できずに、その上にあふれてしまって、十分な量のインクを補給できないおそれがある。
【００１２】
またフェルト３の下の方、つまりインクカートリッジ２の、インクの出口２１に近い方には空気が残っているために、上記出口２１からインクがすぐに出ない状態になっており、インクカートリッジ２を再びインクジェットプリンタに装着して使用を再開した初期の時点で、インク切れの不良などが生じて正しい印刷が行えないといった問題を生じるおそれもある。
【００１３】
なおインク切れの不良は、ヘッドのクリーニングを２〜３回程度、繰り返すことによって解消されるが、クリーニングは主として、多量のインクを吐出することによって行われるため、クリーニングの回数が増えるほどヘッドとインクの消耗が激しくなり、ヘッドの寿命が通常よりも短くなるという問題も生じる。
【００１４】
本発明の目的は、たとえばフェルトを詰めたタイプのインクカートリッジなどにも補給用のインクを良好に補給することができる、新規なインク補給具を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明のインク補給具は、所定量の補給用のインクが充てんされるシリンダと、当該シリンダに設けられ、インクカートリッジに接続されて、前記補給用のインクをインクカートリッジに補給するインクの補給孔と、当該シリンダに挿抜自在とされたピストンとを備えるインク補給具であって、上記シリンダおよびピストンのうちの少なくとも一方に、シリンダ内の空間のうちインクの液面より上方の領域を外部と接続する通気孔を設けるとともに、当該通気孔を開閉する開閉部材を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
かかる本発明のインク補給具においては、所定量の補給用のインクをシリンダ内に充てんし、かつシリンダを、インクの補給孔を介してインクカートリッジに接続するとともに、通気孔を開閉部材で塞いだ状態で、ピストンをシリンダから引き出してやると、インクカートリッジ内の空気が吸引されて、シリンダ内の、インクによってインクカートリッジ内の空間と仕切られた、インクの液面より上方の領域に収容され、その結果としてインクカートリッジ内が減圧される。
【００１７】
そしてこの状態で、開閉部材で塞いでいた通気孔を開いて、シリンダ内の空間のうちインクの液面より上方の領域を外部と接続してやると、減圧されたインクカートリッジ内との圧力差によって、シリンダ内のインクがインクカートリッジ内に自動的に供給される。またこの際、ピストンをシリンダから抜き取ってやると、インクの供給をさらに速やかに行うことができる。
【００１８】
あるいはまた本発明のインク補給具によれば、たとえば通気孔を開閉部材で塞いだままで、ピストンを手で押すか、あるいは内外の圧力差によって自動的に前進させても、シリンダ内のインクをインクカートリッジ内に供給することができる。
【００１９】
したがって本発明によれば、たとえばインクカートリッジ内に高圧縮されたフェルトが詰められていても、上記の減圧によって、そのフェルト内を含む、インクカートリッジ内の空気の大部分を除去した状態でインクを補給できるので、十分な量のインクを速やかに、フェルト内のすみずみまで浸透させることができる。
【００２０】
あるいはまた本発明のインク補給具によれば、たとえば所定量の補給用のインクをシリンダ内に充てんし、かつシリンダを、インクの補給孔を介してインクカートリッジに接続した状態で、開閉部材で塞いでいた通気孔を開いてやることによって、シリンダ中のインクを、自然落下によってインクカートリッジ内に補給することも可能である。
【００２１】
したがって本発明によれば、インクカートリッジに、その種類に拘わらず種々の方法によって、十分な量のインクを、使用を再開した初期の段階でインク切れの不良などを生じないように、良好に補給することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を、その実施の形態の一例を示す図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１にみるように、この例のインク補給具１は、ともに合成樹脂などで形成された、シリンダ１０と、当該シリンダ１０に挿抜自在とされたピストン１１とを備えた注射器状に形成されている。
【００２４】
すなわちシリンダ１０は、全体が円筒状に形成されているとともに、その先端が、たとえば金属パイプ製の注入部材１２を着脱自在に接続できるように、主体部よりも小径とされており、この小径部に、インクの補給孔１０ａを備えている。
【００２５】
またピストン１１は、その先端に、シリンダ１０との気密を維持しつつ当該シリンダ１０内を摺動しうる、ゴムなどの柔軟な材料にて形成されたパッキン１１ａを備え、かつその長手方向の他端に、当該ピストン１１をシリンダ１０に対して挿抜操作する際の取手となるフランジ部１１ｂを備えた略柱状に形成されている。
【００２６】
上記のうちピストン１１には、パッキン１１ａの先端面からフランジ部１１ｂの後端面にかけて、その径方向の中心部を貫通させることで、シリンダ１０内の空間のうち、インクの液面より上方の領域を外部と接続するための通気孔１１ｃが形成されている。
【００２７】
そして上記通気孔１１ｃは、そのフランジ部１１ｂ側の開口に、開閉部材としての栓体１３を着脱することで、前記のように外部に対して開閉されるように構成されている。すなわち栓体１３を、たとえば図２に示すようにフランジ部１１ｂ側の開口に圧入すると、通気孔１１ｃが塞がれ、図１に示すように上記開口から抜き取ると、通気孔１１ｃが開放される。 かかる栓体１３は、上記開口に圧入された際に通気孔１１ｃを確実に塞ぐために、その全体が、たとえばポリエチレンなどの軟質の合成樹脂、またはゴムなどで形成される。
【００２８】
なお栓体１３には、たとえば図１中に一点鎖線で示すように、当該栓体１３を通気孔１１ｃの開口から抜き取った際になくさないように、ピストン１１につなぎとめて保持するための、係留部材１３ａを設けてもよい。かかる係留部材１３ａは、栓体１３と同材料にて一体形成すればよい。
【００２９】
また、前記のようにシリンダ１０の先端の小径部に接続される注入部材１２は、その途中に、ゴムなどの柔軟な材料にて形成されたパッキン１２ａを備えている。
【００３０】
そしてかかるパッキン１２ａを、図２に示すように、インクカートリッジ２の上面に設けられている、製造時のインク充てん用の穴２０に圧入することで、シリンダ１０内の空間と、インクカートリッジ２内とが、補給孔１０ａと、注入部材１２の通孔（図示せず）とを介して、減圧時の気密を維持しつつ接続されるように構成されている。
【００３１】
なお注入部材１２は、図の例の場合、インクカートリッジ２内のフェルト３に差し込まれて、インクカートリッジ２の底の近傍まで達する長さに形成されている。このように注入部材１２の長さを長くしておくと、補給用のインクＩを、インクカートリッジ２の底の方まで、さらに良好に補給することができ、前述したようにインクカートリッジ２の使用を再開した初期の時点での、インク切れの不良などの発生をさらに確実に防止することができる。
【００３２】
ただし注入部材１２の長さは、インクカートリッジ２の構造や、あるいはインク補給の方法などに応じて、適宜の長さに設定できる。
【００３３】
上記各部を備えたこの例のインク補給具１を用いて、たとえば図２にみるように高圧縮のフェルト３が詰められたインクカートリッジ２にインクを補給するには、まずインクの出口２１をシールなどで塞ぐとともに、前記のようにインクカートリッジ２の上面に設けられている、製造時のインク充てん用の穴２０を、当該穴を塞ぐために貼りつけられた、図示しないフィルムに穴を開けるか、あるいはフィルムを、上記穴２０の部分のみ剥がすことによって露出させる。
【００３４】
またインクカートリッジ２の本体は通常、上下別体に作製したものを、その内部にフェルト３を詰めた後、溶着などして形成されるが、溶着が不完全である場合は、その界面２２から空気が侵入してカートリッジ２内を十分に減圧できないおそれがある。そこで、たとえばインク補給具１を用いて少し吸引してみるなどして、界面２２から空気が侵入するようであれば、当該界面２２をシールテープなどで塞いでやればよい。
【００３５】
つぎに、補給用の所定量のインクＩがシリンダ１０内に充てんされたインク補給具１を用意する。
【００３６】
インクＩは、その所定量をあらかじめシリンダ１０内に充てんしておいてもよいが、インク補給具１を未使用の状態で保管中にインクが漏れたり、あるいはピストン１１の先端のパッキン１１ａが劣化したりするのを防止するために、別に用意したインク容器（図示せず）から、使用のたびごとに、所定量のインクＩをシリンダ１０内に充てんしてやるのが好ましい。
【００３７】
所定量のインクＩをシリンダ１０内に充てんするには、注射器の要領で、シリンダ１０の一番下までピストン１１を押し込んだインク補給具１の、注入部材１２の先端を、インク容器内のインクの液面より下に浸漬し、ついでピストン１１を引き出して、インクをシリンダ１０内に吸入してやればよい。
【００３８】
なおこの際には、言うまでもなく通気孔１１ｃを、栓体１３を圧入して塞いでおく必要がある。
【００３９】
またインク吸入の際には、補給孔１０ａを通して、シリンダ１０内にできるだけ空気が入らないように注意する。多少の量の空気であればさほど問題はないが、空気が入るとその分だけ、次工程で、ピストン１１をシリンダ１０から引き出すことによってインクカートリッジ２内から吸引できる空気の量が減って、減圧の度合いが低くなるからである。
【００４０】
また、だれでもほぼ一定量のインクＩをシリンダ１０内に充てんできるようにするためには、シリンダ１０の外面に、インク吸入の際にピストン１１を引き上げる位置の目安となる標線を設けておくのが好ましい。
【００４１】
つぎに、上記のインク補給具１を、前記のごとくパッキン１２ａの穴２０への圧入によって、減圧時の気密を維持しうるように、インクカートリッジ２に接続し、ついでインク補給具１をほぼ垂直に立てた状態で、図２および図３(a) に白矢印で示すように、ピストン１１をシリンダ１０から上方へ引き出す。
【００４２】
そうすると、カートリッジ２内の空気が吸引されて、注入部材１２を通り、ついでインクＩ内を気泡Ｂとなって上昇して、シリンダ１０内の、インクＩによってインクカートリッジ２内の空間と仕切られた、インクＩの液面より上方の領域Ａに収容される（図３ (a)(b) ）。そしてそれによって、カートリッジ２内が減圧状態とされる。
【００４３】
なお、だれでもほぼ一定量の空気を吸引できるようにするためには、前記インクの場合と同様に、シリンダ１０の外面に、空気吸引の際にピストン１１を引き上げる位置の目安となる標線を設けておくのが好ましい。
【００４４】
ここまでの工程は、通気孔１１ｃを、栓体１３を圧入して塞いだ状態で行う。
【００４５】
つぎに図３(b)に示すように、栓体１３を抜き取って通気孔１１ｃを開放してやると、同図中に二点鎖線の矢印で示すように、外部から、通気孔１１ｃを通してシリンダ１０内の、インクＩの液面より上方の領域Ａに空気が流れ込んで、当該領域Ａ内が大気圧となり、減圧状態となったカートリッジ２内との圧力差によって、シリンダ１０内のインクＩが下方へ押圧されて、注入部材１２を通して、減圧状態のインクカートリッジ２内に補給される。
【００４６】
またこの際、引き上げたピストン１１をシリンダ１０から完全に抜き取ってやると、インクＩの補給がさらに速やかに行われる。
【００４７】
補給されたインクＩは、インクカートリッジ２内が減圧状態となっているために、十分な量が、たとえ高圧縮されたフェルト３であっても空気に邪魔されることなく、その内部のすみずみまで、とくにインクカートリッジ２の、インクＩの出口２１付近まで、速やかに浸透する。
【００４８】
所定量のインクＩが補給されたあとは、インク補給具１をインクカートリッジ２から取り外し、別途、用意しておいたシール（図示せず）を、穴２０をふさぐように、インクカートリッジ２の上面に貼りつけてやればよい。
【００４９】
以上のごとく、図の例のインク補給方法によれば、あらかじめ所定量のインクＩを充てんしたインク補給具１のピストン１１を所定量、引き上げたのち、栓体１３を抜き取って通気孔１１ｃを開放するだけで、あるいは栓体１３を抜き取ったのち、さらにピストン１１を抜き取るだけで、インクカートリッジ２内に、インクＩを良好に補給することができる。
【００５０】
よって、インクＩが補給されたインクカートリッジ２を用いることによって、その使用を再開した初期の段階からインク切れの不良などを生じることなく、良好な印刷を行うことが可能となる。
【００５１】
なお、たとえば女性などの、力の弱い人にとっては、通気孔１１ｃを栓体１３で塞いだままのピストン１１を引き上げて、インクカートリッジ２内を減圧状態にするのが容易でない場合もある。また、たとえば高圧縮のフェルト３が収容されていない場合には、あえてインクカートリッジ２内を減圧状態とする必要がない。
【００５２】
そこでこれらの場合には、所定量のインクＩを充てんしたインク補給具１を、たとえば図２にみるようにインクカートリッジ２に接続した状態で、直ちに栓体１３を抜き取って通気孔１１ｃを開放してやると、インクＩが自然落下して、インクカートリッジ２内に補給される。
【００５３】
なおこの場合には、注入部材１２のパッキン１２ａを、インクカートリッジ２の穴２０に圧入せずに隙間を作っておくなどして、インクＩの補給にともなってインクカートリッジ２の内圧が高まるのを防止するようにすると、よりスムーズにインクを補給することができる。
【００５４】
以上のように、この例のインク補給具１によれば、インクカートリッジ２に、その種類に拘わらず種々の方法によって、十分な量のインクを、使用を再開した初期の段階でインク切れの不良などを生じないように、良好に補給することが可能となる。
【００５５】
なお本発明のインク補給具の構成は、以上で説明した図の例のものには限定されない。
【００５６】
たとえば通気孔は、ピストンでなくシリンダに設けられていてもよい。またピストンとシリンダの両方に、通気孔を設けてもよい。
【００５７】
開閉部材は栓体には限られず、弁などを採用することもできる。
【００５８】
その他、要するに、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々の変更を施すことが可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、たとえばフェルトを詰めたタイプのインクカートリッジなどに、その種類に拘わらず種々の方法によって、十分な量のインクを、使用を再開した初期の段階でインク切れの不良などを生じないように良好に補給できる新規なインク補給具を提供できるという特有の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインク補給具の、実施の形態の一例を示す部分切り欠き正面図である。
【図２】上記例のインク補給具を、インクカートリッジに接続した状態を示す部分切り欠き正面図である。
【図３】同図(a)(b)はそれぞれ、上記インク補給具を用いて、インクカートリッジにインクを補給する工程の一例を示す部分切り欠き正面図である。
【図４】従来のインク補給具の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
１ インク補給具
１０ シリンダ
１１ ピストン
１１ｃ 通気孔
１３ 栓体（開閉部材）
２ インクカートリッジ
Ｉ インク

Claims (3)

1. 所定量の補給用のインクが充てんされるシリンダと、当該シリンダに設けられ、インクカートリッジに接続されて、前記補給用のインクをインクカートリッジに補給するインクの補給孔と、当該シリンダに挿抜自在とされたピストンとを備えるインク補給具であって、上記シリンダおよびピストンのうちの少なくとも一方に、シリンダ内の空間のうちインクの液面より上方の領域を外部と接続する通気孔を設けるとともに、当該通気孔を開閉する開閉部材を備えたことを特徴とするインク補給具。
2. 開閉部材が、通気孔を塞ぐ栓体である請求項１記載のインク補給具。
3. シリンダに、当該シリンダの補給孔と連通する、インクカートリッジの底の近傍まで達する長さを有する注入部材が、着脱自在に接続される請求項１記載のインク補給具。

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