JP4718888B2 - インクカートリッジの再生方法およびインク充てん装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタに着脱される使用済みのインクカートリッジに新たなインクを充てんして再生するためのインクカートリッジの再生方法と、前記再生方法を実施するためのインク充てん装置とに関するものである。

特に、パーソナルコンピュータ用の印刷手段として、いわゆるオンデマンド型のインクジェットプリンタが広く普及している。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インクカートリッジを着脱自在に装備し、当該インクカートリッジからインクジェットヘッドに供給されたインクを、インクジェットヘッドにおいて、微小な液滴として吐出させることで、紙等の表面に画像を印刷している。

インクカートリッジとしては、インクジェットプリンタに供給するインクが充てんされるインク室と、当該インク室を大気と連通させるための大気連通孔と、インク室内のインクをインクジェットプリンタに供給するためのインク供給孔とを有するものが用いられる。また、インクの液面を安定させる等の目的で、インク室内には、スポンジ等の、インクを含浸して保持するための多孔質体が収容される。

しかし、使用済みのインクカートリッジに、新たなインクを充てんし直して再生する際には、多孔質体それ自体や、あるいは、多孔質体中に含まれる空気がインクを含浸する妨げとなって、インク室内に、規定量のインクを充てんするのが容易でないという問題がある。
また、それでも無理に、規定量のインクをインク室内に充てんしようとすると、多孔質体の、大気連通孔の近傍に含浸されたインクや、多孔質体中に含浸されずに、大気連通孔の付近に滞留しているインク等が、例えば、インクカートリッジの保存時に、高温の熱履歴を受ける等した際に、多孔質体中に含まれる空気の熱膨張等によって押し出されて、大気連通孔から漏れ出すといった不具合を生じるおそれもある。

さらに、印刷時には、多孔質体それ自体や、多孔質体中に含まれる空気が、当該多孔質体中でのインクの、自由な流動を妨げる流動抵抗として機能するため、インク室内に残存して印刷に使用されないインクの量が増加するという問題もある。
そこで、特許文献１には、インク室内を減圧して、多孔質体中に含まれる空気をある程度、除去した状態で、インクを充てんすること、減圧状態で多孔質体が含浸できる量を超える量のインクをインク室内に充てんした後、大気連通孔付近のインクを、当該大気連通孔を通して吸引して除去すること、が記載されている。

上記の方法によれば、インク室内を減圧して、多孔質体中に含まれる空気をある程度、除去した状態で、インクを充てんしていることから、インクの充てんを、これまでよりもスムースに行うことができる。また、インクを充てんした後、大気連通孔付近のインクを除去していることから、インクカートリッジが熱履歴を受けた際等に、余剰のインクが大気連通孔から漏れ出すのを防止すると共に、通常は、インク供給口から最も遠い位置にある大気連通孔付近のインクが印刷に使用されずに残存するのを減らすことができる。

しかし、上記の方法では、一旦、インク室内に充てんしたインクの一部を吸引して除去する工程を必要とし、工程数が増加するため、使用済みのインクカートリッジを再生する場合に、その再生処理の効率が低下するという問題がある。
また、インクカートリッジを交換する手間や、インクジェットプリンタのランニングコスト等を少しでも低減するためには、インク室内に充てんするインクの充てん量を、少しでも多くすることが望ましいが、上記の方法では、一旦、充てんしたインクの一部を除去して、インクの漏れ等を生じないインクの分布を現出させていることから、基本的に、現状よりもインクの充てん量を多くすることは困難である。

また、少しでも、インクの充てん量を多くするために、減圧状態でインクカートリッジに充てんするインクの量を多くしたり、充てん後、インクカートリッジから除去するインクの量を少なくしたりした場合には、上記の分布が崩れて、大気連通孔の近傍に、より多くのインクが存在することになるため、先に説明したメカニズムによって、インク漏れが発生したり、印刷に使用されずに残存するインクの量が増加したりする。

特許文献２には、まず、大気連通孔を閉じた状態で、インク供給孔を通して、インク室内の空気を吸引して減圧した後、大気連通孔を閉じた状態を維持しながら、インク供給孔を通して、インク室内にインクを充てんすることが記載されている。この方法では、やはり、インク室内を減圧して、多孔質体中に含まれる空気をある程度、除去した状態で、インクを充てんしていることから、インクの充てんを、これまでよりもスムースに行うことができる。

また、大気連通孔を閉じた状態で、インク供給孔のみを通して、インク室内にインクを充てんしており、主に多孔質体の流動抵抗によって、充てんされたインクの量を、インク供給孔側でより多く、大気連通孔側でより少なくできるため、大気連通孔からインクが漏れ出すのを防止したり、印刷に使用されずに残存するインクの量を減らしたりすることもできる。

しかし、上記の方法では、大気連通孔を閉じた状態で、インク供給孔のみを通して、インク室内を減圧しており、インク室内が所定の減圧度まで減圧されるのに要する時間が長くかかるため、使用済みのインクカートリッジを再生する場合に、その再生処理の効率が低下するという問題がある。

特許文献３には、真空チャンバ内にインクを収容した容器を配設し、この容器内のインク中に空のインクカートリッジを沈めた状態で、真空チャンバ内を減圧状態として、インク室内の空気を除去した後、真空チャンバ内を大気圧に戻す際に、インクをインク室内に充てんすることが記載されている。
この方法では、大気連通孔やインク供給孔を所定の手順に従って順に開閉したりする手間を省いて、上記のように簡単な操作を行うだけで、インク室内にインクを充てんすることができるため、インクの充てん作業を簡略化することができる。

しかし、この方法では、インクが、例えば、インクカートリッジを形成する複数の樹脂成形品の、外面側の合わせ面等の微細な隙間に入り込んで、インク充てん後のインクカートリッジの外観を汚すという問題がある。また、インクカートリッジを、インクを収容した容器ごと減圧するには、容器を収容して真空引きすることができる上記真空チャンバを備えた、インクカートリッジのインク室内だけを減圧するよりも大掛かりな設備が必要であるため、設備のイニシャルコストおよびランニングコストが高くつくという問題もある。
特開平３−１０１９７０号公報（特許請求の範囲第１項、第２項、第３頁左下欄第３行〜同欄第１１行、同頁右下欄第９行〜第４頁左上欄第９行） 特開平４−２５００６８号公報（請求項１、５、第０００９欄、第００１４欄〜第００１６欄） 特開平９−２２６１４０号公報（請求項１、第０００５欄、第０００７欄）

本発明の目的は、インクカートリッジの外観を汚すことなしに、また、インク室内のみ減圧できるため大掛かりな設備を必要とせずに、しかも、より少ない工程数で、短時間で、効率よく、インク室内にインクを充てんすることができ、使用済みのインクカートリッジを効率よく再生できる再生方法と、前記再生方法を実施するためのインク充てん装置とを提供することにある。

請求項１記載の発明は、インクジェットプリンタに供給するインクが充てんされるインク室と、インク室内を大気と連通させる大気連通孔と、インク室内のインクをインクジェットプリンタに供給するインク供給孔と、インク室内に収容されて、当該インク室内に充てんされるインクを含浸して保持する多孔質体とを有する使用済みのインクカートリッジのインク室に、新たなインクを充てんして再生するインクカートリッジの再生方法であって、
大気連通孔とインク供給孔とを通して、同時に、インク室内の空気を吸引することで、当該インク室内のみを減圧する工程と、インク室内に洗浄液を供給する工程と、供給した洗浄液でインク室内を洗浄後、洗浄液をインク室外に排出させる工程とを経てインク室内を洗浄したのち、
大気連通孔とインク供給孔とを通して、同時に、インク室内の空気を吸引することで、当該インク室内のみを減圧する工程と、大気連通孔を閉じた状態で、インク供給孔を通して、インク室内にインクを充てんする工程とを経てインク室内に新たなインクを充てんすることを特徴とするインクカートリッジの再生方法である。

請求項２記載の発明は、インク室内にインクを供給する工程において、減圧状態で多孔質体が含浸できる量を超える量のインクをインク室内に供給した後、インク供給孔を下にして開放した状態で、大気連通孔を通してインク室内に圧を加えて、余剰のインクを、インク供給孔を通してインク室外に排出させる工程を含む請求項１に記載のインクカートリッジの再生方法である。

請求項３記載の発明は、インク室内に洗浄液を供給する工程において、減圧状態で多孔質体が含浸できる量を超える量の洗浄液をインク室内に供給した後、洗浄液をインク室外に排出させる工程において、インク供給孔を下にして開放した状態で、大気連通孔を通してインク室内に圧を加えて、洗浄液を、インク供給孔を通してインク室外に排出させる請求項１または２に記載のインクカートリッジの再生方法である。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクカートリッジの再生方法によって、インクカートリッジにインクを充てんして再生するためのインク充てん装置であって、インク室内を減圧するための減圧手段と、この減圧手段と、インクカートリッジの大気連通孔とを繋ぐ第１の減圧経路と、この第１の減圧経路の途中に設けられて、第１の減圧経路を開閉するための開閉弁と、減圧手段と、インクカートリッジのインク供給孔とを繋ぐ第２の減圧経路と、インク室内に充てんするインクを供給するためのインク供給部と、このインク供給部と第２の減圧経路とを繋ぐインク供給経路と、第２の減圧経路とインク供給経路との合流点に設けられて、インク供給孔を、減圧手段に接続するか、インク供給部に接続するかを切り替える切替弁と、インク室内を洗浄する洗浄液を供給するための洗浄液供給部と、この洗浄液供給部とインク供給経路とを繋ぐ洗浄液供給経路と、両経路の合流点に設けられて、インク供給孔を、洗浄液供給部に接続するか、インク供給部に接続するかを切り替える切替弁とを備えることを特徴とするインク充てん装置である。

請求項５記載の発明は、インク室内に圧を加えるための加圧手段と、この加圧手段と第１の減圧経路とを繋ぐ加圧経路と、第１の減圧経路と加圧経路との合流点に設けられて、大気連通孔を、減圧手段に接続するか、加圧手段に接続するかを切り替える切替弁をも備える請求項４記載のインク充てん装置である。

請求項１記載の発明においては、大気連通孔とインク供給孔とを通して、同時に、インク室内の空気のみを吸引しているため、前記真空チャンバを含む大掛かりな設備を必要とせずに、これまでよりも短時間で、インク室内を、所定の減圧度まで減圧することができる。また、この減圧した状態で、インク供給孔を通して、所定量のインクを、インクカートリッジの外面と接触させることなしに、インク室内に充てんすることができる。
したがって、請求項１記載の発明によれば、インクカートリッジの外観を汚すことなしに、また、インク室内のみ減圧できるため大掛かりな設備を必要とせずに、しかも、より少ない工程数で、短時間で、効率よく、インク室内にインクを充てんすることができる。

また、請求項１記載の発明によれば、減圧したインク室内に、大気連通孔を閉じた状態で、インク供給孔を通してインクを充てんしており、当該インク室内の多孔質体の流動抵抗によって、充てんされたインクの量を、インク供給孔側で多く、大気連通孔側で少なくすることができる。そのため、大気連通孔からインクが漏れ出すのを防止したり、印刷に使用されずに残存するインクの量を減らしたりすることもできる。
さらに、インクの充てんに先立って、古いインクを洗い落とすための洗浄液を、同様の手順で、すなわち、大気連通孔とインク供給孔とを通して、同時に、インク室内の空気のみを吸引して、インク室内を減圧した状態で、当該インク室内に供給できるため、大掛かりな設備を必要とせずに、しかも、より少ない工程数で、短時間で、効率よく、インク室内を洗浄することができる。
したがって、請求項１記載の発明によれば、使用済みのインクカートリッジを、より効率よく再生することが可能となる。

また、請求項２記載の発明によれば、上記のようにインクの充てん量に分布を生じさせることによって、大気連通孔からインクが漏れ出すのを防止すると共に、印刷に使用されずに残存するインクの量を減らす効果を維持しながら、インク室内に充てんされるインク量を、これまでよりも多くすることができる。
発明者の検討によると、特許文献１に記載された充てん方法でインクを充てんした場合、減圧状態として、多孔質体中の空気をある程度、除去した状態で、インクを、多孔質体中に含浸させているため、先に説明したように、減圧しない場合よりは、インクを、スムースに含浸させることができると共に、その含浸量を増やすことができる。

しかし、多孔質体中には、インク室内でのインクの流れ方によって、依然としてインクが含浸されない領域や、インクの含浸量が十分でない領域を生じやすい。しかも、特許文献１の充てん方法には、これらの領域を解消して、インクを、多孔質体中に、十分に含浸させる工程は含まれていない。
そのため、大気連通孔からインクが漏れ出すのを防止したり、印刷に使用されずに残存するインクの量を減らしたりするために、大気連通孔の近傍のインクを吸引除去すると、全体としてのインクの充てん量が少なくなり、それを解消するために無理にインクを充てんしようとすると、大気連通孔の近傍のインク量が増えて、大気連通孔からインクが漏れ出したり、印刷に使用されずに残存するインクの量が増加したりする。

これに対し、請求項２記載の発明では、インク室内に、減圧状態で多孔質体が含浸できる量を超える多量のインクを供給した後、インク供給孔を下にして開放して、余剰のインクを、インク供給孔を通してインク室外に排出できるようにした状態で、大気連通孔を通して圧を加えているため、インクの全体を、この圧によって、インク供給孔の方向へ移動させると共に、多孔質体中に、インクが含浸されない領域や、インクの含浸量が十分でない領域がある場合は、それを解消して、インクを、多孔質体中に十分に含浸させることができる。

そのため、直接に圧を加えた大気連通孔の近傍の領域の多孔質体中の、インクの含浸量を、他の領域よりも少なくして、大気連通孔からインクが漏れ出すのを防止すると共に、印刷に使用されずに残存するインクの量を減らす効果を維持しながら、当該他の領域におけるインクの含浸量をこれまでよりも増加させて、全体としてのインク量を増加させることが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、減圧状態で多孔質体が含浸できる量を超える量の洗浄液を、多孔質体中にまんべんなく行き渡らせて、当該多孔質体中に残存する古いインク等を、より効率よく洗浄して除去することができる。また、大気連通孔を通して加えた圧と、重力とによって、インクカートリッジの、下にして開放したインク供給孔から、洗浄後の洗浄液を、よりスムースに排出させて、その排出時間を短縮することができる。

また、単に重力のみで洗浄液を排出させる場合には、多孔質体中に含浸された洗浄液まで、完全に排出させることは難しいが、上記のように、重力だけでなく圧を加えれば、多孔質体中に含浸された洗浄液のほぼ全量を排出させて、洗浄液の残存量を、インク充てん後の印刷濃度に影響を生じないレベルまで少なくすることができるため、その後の乾燥工程を省略することもできる。

請求項４、５記載の発明によれば、第１の減圧経路をインクカートリッジの大気連通孔に接続すると共に、第２の減圧経路をインク供給孔に接続した状態で、減圧手段、加圧手段、開閉弁、切替弁を順に操作することで、インク供給部から供給されるインクを、本発明のインク充てん方法によって、インク室内に充てんすることができる。また、請求項４記載の発明によれば、本発明のインクカートリッジの再生方法によって、洗浄液供給部から供給される洗浄液をインク室内に供給して洗浄後、インク供給部中のインクをインク室内に充てんすることができる。

図１は、本発明のインクカートリッジの再生方法を実施するためのインク充てん装置の、実施の形態の一例を説明する図である。また、図２は、上記装置を用いてインクが充てんされるインクカートリッジの一例の、内部構造を示す断面図である。
図２を参照して、この例のインクカートリッジＩＪは、内部にインク室ＩＪ１を有する筐体ＩＪ２と、この筐体ＩＪ２の、図において上面に設けられた、インク室ＩＪ１を大気と連通させるための大気連通孔ＩＪ３と、上記筐体ＩＪ２の、図において下面から下方へ突設された凸部ＩＪ４を貫通するように設けられた、インク室ＩＪ２内のインクをインクジェットプリンタ（共に図示せず）に供給するためのインク供給孔ＩＪ５とを備えている。また、インク室ＩＪ１内には、当該インク室ＩＪ１内に充てんされるインクの液面を安定させる等の目的で、インクを含浸して保持するための多孔質体ＩＪ６が収容されている。

上記のうち、筐体ＩＪ２は、従来同様に、各種の樹脂からなる成形品を組み立てる等して形成される。また、多孔質体ＩＪ６としては、各種の樹脂からなるスポンジやフェルト等が挙げられる。
図１を参照して、この例のインク充てん装置は、インクカートリッジＩＪのインク室ＩＪ１内を減圧するための減圧手段としての減圧用ポンプＰ１と、インク室ＩＪ１内に圧を加えるための加圧手段としての加圧用ポンプＰ２と、インク室ＩＪ１内に充てんするインクを供給するためのインク供給部Ｔ１と、インク室ＩＪ１内を洗浄する洗浄液としての温水を供給するための、洗浄液供給部としての温水供給部Ｔ２とを備えている。

上記のうち、減圧用ポンプＰ１は、第１の減圧経路１を介して、インクカートリッジＩＪの大気連通孔ＩＪ３と繋がれる。第１の減圧経路１の途中には、減圧用ポンプＰ１側から順に、真空トラップＣ１と、第１の減圧経路１を開閉するための２つの開閉弁Ｖ１、Ｖ２と、切替弁Ｖ３とが配設されている。また、インク供給部Ｔ１は、図示していないが、供給するインクを貯留するためのインク槽と、インク槽に貯留したインクを供給するためのポンプとを備えている。同様に、温水供給部Ｔ２は、図示していないが、供給する温水を貯留するための温水槽と、温水槽に貯留した温水を供給するためのポンプとを備えている。

真空トラップＣ１は、減圧用ポンプＰ１の作動によって吸引されてインク室ＩＪ１から排出された温水やインクを捕捉して、作動中の減圧用ポンプＰ１に達するのを防止するためのものである。この真空トラップＣ１を設けることにより、減圧用ポンプＰ１に温水やインクが入り込んで故障の原因となるのを防ぐことができる。また、真空トラップＣ１は、減圧用ポンプＰ１を始動させた際に、インク室ＩＪ１内が急激に減圧されて、インクカートリッジＩＪが破損するのを防止するための、いわゆるアキュムレータとしても機能する。

減圧用ポンプＰ１は、上記第１の減圧経路１の、開閉弁Ｖ１、Ｖ２の間の部分から分岐する第２の減圧経路２を介して、インクカートリッジＩＪのインク供給孔ＩＪ５とも繋がれる。第２の減圧経路２の途中には、切替弁Ｖ４が配設されている。
また、第１および第２の減圧経路１、２は、それぞれを、インクカートリッジＩＪの大気連通孔ＩＪ３、およびインク供給孔ＩＪ５と接続した際に、当該インクカートリッジＩＪを、図に示すように、インク供給孔ＩＪ５を下にした状態で保持することができるように配設されている。

加圧用ポンプＰ２は、加圧経路３を介して、切替弁Ｖ３と繋がれている。切替弁Ｖ３は、大気連通孔ＩＪ３を、第１の減圧経路１を介して減圧用ポンプＰ１に接続するか、加圧経路３を介して加圧用ポンプＰ２に接続するか、あるいは、このいずれとも接続せずに閉じるかを切り替えるためのものである。
インク供給部Ｔ１は、インク供給経路４を介して、切替弁Ｖ４と繋がれている。また、インク供給経路４の途中には、切替弁Ｖ５が配設されており、この切替弁Ｖ５には、温水供給経路５を介して温水供給部Ｔ２が繋がれている。切替弁Ｖ４は、インク供給孔ＩＪ５を、第２の減圧経路２を介して減圧用ポンプＰ１に接続するか、インク供給経路４を介して、インク供給部Ｔ１または温水供給部Ｔ２に接続するかを切り替えるためのものである。また、切替弁Ｖ５は、切替弁Ｖ４をインク供給経路４側に切り替えた状態で、インク供給孔ＩＪ５を、インク供給部Ｔ１に接続するか、温水供給部Ｔ２に接続するかを切り替えるためのものである。

第１の減圧経路１の、第２の減圧経路２との分岐部分には、さらに、廃液室Ｃ２と繋ぐための廃液経路６が繋がれていると共に、この廃液経路６の途中には、当該廃液経路６を開閉するための開閉弁Ｖ６が配設されている。
上記各部を備えた、図の例のインク供給装置を用いて、本発明の再生方法によって、使用済みのインクカートリッジＩＪを再生するためには、まず、第１の減圧経路１の先端を、インクカートリッジＩＪの大気連通孔ＩＪ３に気密状態で接続すると共に、第２の減圧経路２の先端を、インク供給孔ＩＪ５に、やはり気密状態で接続する。両減圧経路２を、それぞれの孔に気密状態で接続するためには、例えば、その中心に減圧経路１または２を貫通させた状態で、大気連通孔ＩＪ３またはインク供給孔ＩＪ５に圧入されるゴム栓等を使用すればよい。

次に、開閉弁Ｖ１、Ｖ２を開くと共に、切替弁Ｖ３を、大気連通孔ＩＪ３が減圧用ポンプＰ１に接続される側に切り替える。また、切替弁Ｖ４を、インク供給孔ＩＪ５が減圧用ポンプＰ１に接続される側に切り替えると共に、開閉弁Ｖ６を閉じる。
次に、減圧用ポンプＰ１を作動させて、大気連通孔ＩＪ３、およびインク供給孔ＩＪ５と、それぞれの孔に接続された第１および第２の減圧経路１、２とを通して、インク室ＩＪ１内の空気を吸引することで、当該インク室ＩＪ１内を減圧する。

詳しくは、減圧用ポンプＰ１を作動させることで、インク室ＩＪ１内の空気を、大気連通孔ＩＪ３、切替弁Ｖ３、開閉弁Ｖ２、Ｖ１、および真空トラップＣ１を経由する第１の減圧経路１と、インク供給孔ＩＪ５、および切替弁Ｖ４を経由して、切替弁Ｖ１、Ｖ２の間の位置で第１の減圧経路１と合流する第２の減圧経路２とを介して、吸引して除去することで、インク室ＩＪ１内を所定の減圧度まで減圧する。

これにより、インク供給孔ＩＪ５のみからインク室ＩＪ１内の空気を吸引して減圧する場合よりも、減圧に要する時間を短縮して、使用済みのインクカートリッジＩＪを再生する際の、再生処理の効率を向上することができる。
また、インク室ＩＪ１内にインクが残っている場合は、上記の減圧を行うことで、残ったインクを除去することができる。除去したインクは、真空トラップＣ１によって捕捉される。

インク室ＩＪ１内をどの程度の真空度まで減圧するかは特に限定されないものの、大気圧を０としたゲージ圧で表して、−９０ｋＰａ以下の高真空すなわち低圧になるまで減圧するのが好ましい。この範囲より真空度が低い、つまり圧が高い場合には、多孔質体ＩＪ６中に残存する空気の抵抗によって、洗浄液としての温水を、多孔質体ＩＪ６中にスムースに含浸させて、多孔質体ＩＪ６中を良好に洗浄できないおそれがある。なお、真空度は、空気を除去して抵抗を低減する効果がある程度、得られる範囲内であればよく、減圧に要する時間を短縮して洗浄の作業性を向上すること等も併せ考慮すると、上記の範囲内でも、特に、−９０〜−１００ｋＰａであるのがさらに好ましい。

次に、インク室ＩＪ１内が所定の減圧度まで減圧された段階で、開閉弁Ｖ１を閉じると共に、減圧用ポンプＰ１を停止する。また、開閉弁Ｖ２は開を維持し、切替弁Ｖ３は、大気連通孔ＩＪ３が減圧用ポンプＰ１に接続される側に切り替えた状態を維持しながら、開閉弁Ｖ６を開き、かつ、切替弁Ｖ４、Ｖ５を、インク供給孔ＩＪ５が、温水供給部Ｔ２に接続される側に切り替えると共に、温水供給部Ｔ２のポンプを作動させる。

そうすると、洗浄液としての温水を、温水供給部Ｔ２から、インク供給孔ＩＪ５を通して、インク室ＩＪ１内に連続的に供給して、減圧されているため空気の抵抗を受けることなく、よりスムースに、多孔質体ＩＪ６中を通過させると共に、通過して大気連通孔ＩＪ３から排出された温水を、第１の減圧経路１と、排水経路６とを通して、廃液室Ｃ２に連続的に回収しながら、インク室ＩＪ１内、および多孔質体ＩＪ６中を、通過する多量の温水でくまなく洗浄することができる。

次に、温水供給部Ｔ２のポンプを停止させると共に、切替弁Ｖ３を、大気連通孔ＩＪ３が加圧用ポンプＰ２に接続される側、切替弁Ｖ４を、インク供給孔ＩＪ５が減圧用ポンプＰ１に接続される側に切り替え、かつ開閉弁Ｖ２を閉じる。また、開閉弁Ｖ１は閉、Ｖ６は開の状態を維持しておく。
そして、この状態で、加圧用ポンプＰ２を作動させて、インク室ＩＪ１内に、大気連通孔ＩＪ３側から圧を加えると、加えた圧と、重力とによって、インク室ＩＪ１内の温水を、当該インク室ＩＪ１内の多孔質体ＩＪ６中に含浸されたものも含めて、前記のように、インク供給孔ＩＪ５を下にして保持したインクカートリッジＩＪの、下にして開放したインク供給孔ＩＪ５を通して、インク室ＩＪ１外へ、よりスムースに、短時間で排出させることができる。

また、上記のように、重力だけでなく圧を加えることで、多孔質体ＩＪ６中に含浸された温水のほぼ全量を排出させて、温水の残存量を、インク充てん後の印刷濃度に影響を生じないレベルまで少なくすることができるため、その後の乾燥工程を省略することもできる。
インク供給孔ＩＪ５から排出された温水は、第２の減圧経路２と、廃液経路６とを通して、廃液室Ｃ２に回収される。

インク室ＩＪ１にどの程度の圧をかけるかは特に限定されないが、温水を、インク室ＩＪ１内、および多孔質体ＩＪ６中から十分に、しかも速やかに除去することと、インクカートリッジＩＪの筐体ＩＪ２に悪影響を及ぼさない（亀裂や接着部分の剥がれ等を生じない）こととを併せ考慮すると、大気圧を０としたゲージ圧で表して、０．２〜０．５ＭＰａであるのが好ましい。

以上の操作を行うことで、使用済みのインクカートリッジＩＪのインク室ＩＪ１内、およびこのインク室ＩＪ１内に収容された多孔質体ＩＪ６を、温水によって洗浄して、インクカートリッジＩＪを再使用可能な状態とすることができる。
次に、上記インクカートリッジＩＪに新たなインクを供給して再生するためには、当該インクカートリッジＩＪが、図１に示すようにインク充てん装置に接続された状態を維持しながら、開閉弁Ｖ１、Ｖ２を開くと共に、切替弁Ｖ３を、大気連通孔ＩＪ３が減圧用ポンプＰ１に接続される側に切り替える。また、切替弁Ｖ４を、インク供給孔ＩＪ５が減圧用ポンプＰ１に接続される側に切り替えると共に、開閉弁Ｖ６を閉じる。

また、インクカートリッジＩＪに、最初にインクを充てんする際には、新しいインクカートリッジＩＪを用意し、それを、上記と同様にしてインク充てん装置に接続して、各弁を所定の状態となるように操作する。
次に、減圧用ポンプＰ１を作動させて、大気連通孔ＩＪ３、およびインク供給孔ＩＪ５と、それぞれの孔に接続された第１および第２の減圧経路１、２とを通して、インク室ＩＪ１内の空気を吸引することで、当該インク室ＩＪ１内を所定の減圧度まで減圧する。

これにより、インク供給孔ＩＪ５のみからインク室ＩＪ１内の空気を吸引して減圧する場合よりも、減圧に要する時間を短縮して、使用済みのインクカートリッジＩＪを再生する際の、再生処理の効率を向上することができる。
また、インクカートリッジＩＪが再生品で、先に洗浄されたものである場合は、この減圧工程を行うことで、インク室ＩＪ１内、および多孔質対ＩＪ６中に残存する洗浄液としての温水を、さらに徹底的に、除去することができる。除去した温水は、真空トラップＣ１によって捕捉される。

インク室ＩＪ１内をどの程度の真空度まで減圧するかは特に限定されないものの、大気圧を０としたゲージ圧で表して、−９０ｋＰａ以下の高真空すなわち低圧になるまで減圧するのが好ましい。この範囲より真空度が低い、つまり圧が高い場合には、多孔質体ＩＪ６中に残存する空気の抵抗によって、インクを、多孔質体ＩＪ６中にスムースに含浸させることができないおそれがある。なお、真空度は、空気を除去して抵抗を低減する効果がある程度、得られる範囲内であればよく、減圧に要する時間を短縮してインク充てんの作業性を向上すること等も併せ考慮すると、上記の範囲内でも、特に、−９０〜−１００ｋＰａであるのがさらに好ましい。

次に、インク室ＩＪ１内が所定の減圧度まで減圧された段階で、開閉弁Ｖ１を閉じると共に、減圧用ポンプＰ１を停止する。また、切替弁Ｖ３を、大気連通孔ＩＪ３が、減圧用ポンプＰ１、加圧用ポンプＰ２のいずれとも接続せずに閉じられた状態に切り替える。さらに、切替弁Ｖ４、Ｖ５を、インク供給孔ＩＪ５が、インク供給部Ｔ１に接続される側に切り替えると共に、インク供給部Ｔ１のポンプを作動させて、インクを、インク供給孔ＩＪ５を通して、インク室ＩＪ１内に供給する。

次に、所定量のインク、具体的には、減圧状態で多孔質体ＩＪ６が含浸できる量を一定量だけ超える量のインクをインク室ＩＪ１内に供給した時点で、インク供給部Ｔ１のポンプを停止させる。そうすると、インク室ＩＪ１内の多孔質体ＩＪ６の流動抵抗によって、充てんされたインクの量を、インク供給孔ＩＪ５側で多く、大気連通孔ＩＪ３側で少なくできるため、大気連通孔ＩＪ３からインクが漏れ出すのを防止したり、印刷に使用されずに残存するインクの量を減らしたりすることができる。

次に、切替弁Ｖ４を、インク供給孔ＩＪ５が減圧用ポンプＰ１に接続される側に切り替え、かつ開閉弁Ｖ２を閉じると共に、開閉弁Ｖ６を開いて、インク供給孔ＩＪ５を、下にして開放された状態とする。また、切替弁Ｖ３を、大気連通孔ＩＪ３が加圧用ポンプＰ２に接続される側に切り替える。開閉弁Ｖ１は、閉の状態を維持しておく。
そして、この状態で、加圧用ポンプＰ２を作動させて、インク室ＩＪ１内に、大気連通孔ＩＪ３側から圧を加えると共に、下にして開放された状態のインク供給孔ＩＪ５から余剰のインクが排出されはじめた時点で、切替弁Ｖ４を、インク供給孔ＩＪ５がインク供給部Ｔ１に接続される側に切り替えるか、もしくは、開閉弁Ｖ６を閉じると共に、加圧用ポンプＰ２を停止する。

そうすると、インク室ＩＪ１内のインクの全体を、大気連通孔ＩＪ３側から加えた圧によって、インク供給孔ＩＪ５の方向へ移動させると共に、多孔質体ＩＪ６中に、インクが含浸されない領域や、インクの含浸量が十分でない領域がある場合は、それを解消して、インクを、多孔質体中に十分に含浸させることができる。
そのため、直接に圧を加えた大気連通孔ＩＪ３の近傍の領域の多孔質体ＩＪ６中の、インクの含浸量を、他の領域よりも少なくして、大気連通孔ＩＪ３からインクが漏れ出すのを防止すると共に、印刷に使用されずに残存するインクの量を減らす効果を維持しながら、当該他の領域におけるインクの含浸量をこれまでよりも増加させて、全体としてのインク量を増加させることが可能となる。

インク室ＩＪ１にどの程度の圧をかけるかは特に限定されないが、インクを、多孔質体ＩＪ６中の、インクが含浸されていない領域や十分に含浸されていない領域に十分に行き渡らせることと、インクカートリッジＩＪの筐体ＩＪ２に悪影響を及ぼさない（亀裂や接着部分の剥がれ等を生じない）こととを併せ考慮すると、大気圧を０としたゲージ圧で表して、０．２〜０．５ＭＰａであるのが好ましい。

この後、第２の減圧経路２の先端と、インクカートリッジＩＪのインク供給孔ＩＪ５との接続を解除して、インク供給孔ＩＪ５を、凸部ＩＪ４に着脱自在に被せるキャップや、はく離可能なシール等で閉じると共に、第１の減圧経路１の先端と、大気連通孔ＩＪ３との接続を解除して、大気連通孔ＩＪ３をヒートシール等して閉じると、本発明の再生方法によって再生された、または、本発明のインク充てん方法によってインクが充てんされた新規の、インクカートリッジＩＪが得られる。

なお、本発明の構成は、以上で説明した図の例のものには限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を施すことができる。

実施例１：
図２に示すように、内部にインク室ＩＪ１を有する筐体ＩＪ２の上面に、大気連通孔ＩＪ３、下面から下方へ突設された凸部ＩＪ４に、当該凸部ＩＪ４を貫通してインク供給孔ＩＪ５が形成されていると共に、内部に、多孔質体ＩＪ６としてのスポンジが収容された、市販の、使用済みのインクカートリッジＩＪを用意した。

そして、このインクカートリッジＩＪを、図１に示すインク充てん装置に接続して、インク室ＩＪ１内、および多孔質体ＩＪ６中を、先に説明した手順で、まず、４０℃の温水によって洗浄した。温水を注入する前の、インク室ＩＪ１の減圧度は、ゲージ圧で表して−９５ｋＰａに設定した。
次に、大気連通孔ＩＪ３側から、０．４ＭＰａ（ゲージ圧）の圧を加えて、インク供給孔ＩＪ５を通して、温水を、インク室ＩＣ１の外へ排出させた後、先に説明した手順でブラックインクを充てんした。インクを注入する前の、インク室ＩＪ１の減圧度（ゲージ圧）は、−９５ｋＰａに設定した。また、インクを注入後に余剰のインクを排出させるために、大気連通孔ＩＪ３側から加える圧はゲージ圧で表して０．３ＭＰａとした。

そして、圧を加えることで、下にして開放されたインク供給孔ＩＪ５から余剰のインクが排出され始めた時点で、当該インク供給孔ＩＪ５を閉じると共に、圧を加えるのを停止した後、インク供給孔ＩＪ５を、凸部ＩＪ４に着脱自在のキャップを被せて閉じ、また、大気連通孔ＩＪ３をヒートシールして閉じて、インクカートリッジＩＪを再生させた。
比較例１：
洗浄時、およびインク充てん時に、インク室ＩＪ１を減圧する作業を、大気連通孔を閉じて、インク供給孔のみから行ったこと以外は実施例１と同様にして、インクカートリッジＩＪを再生させた。

比較例２：
インクを注入後に余剰のインクを排出させるために、大気連通孔を通してインクを吸引除去したこと以外は実施例１と同様にして、インクカートリッジＩＪを再生させた。
比較例３：
洗浄に使用した温水を、下にして開放したインク供給孔から、単に重力のみで排出させたこと以外は実施例１と同様にして、インクカートリッジＩＪを再生させた。

処理効率の評価：
実施例１と比較例１について、１時間あたりに再生処理できるインクカートリッジの個数を計数した。そうしたところ、比較例１は、１時間あたり１２個のインクカートリッジしか処理できないのに対し、実施例１は、１時間あたり２０個のインクカートリッジを処理できることがわかった。そして、このことから、実施例１の再生方法によれば、再生処理の効率を向上できることがわかった。

インク漏れの評価：
インク室内へのインクの充てん量を、２８．０ｇ、３０．０ｇおよび３２．０ｇと違えながら、実施例１および比較例２の再生処理を行った。そして、再生した、実施例１の各充てん量ごと、比較例２の各充てん量ごとの、それぞれ１０個ずつのインクカートリッジを、６０℃で２週間、保存した後、ヒートシールした大気連通孔の部分でインク漏れが発生しているか否かを観察した。評価は、１０個のインクカートリッジの全てでインク漏れが発生していなかったものを○（インク漏れなし）、１つでもインク漏れが発生していたものを×（インク漏れあり）とした。結果を、表１に示す。

表より、比較例２では、インクの充てん量が３０．０ｇで、インク漏れが発生したのに対し、実施例１では、同じインクの充てん量で、インク漏れが発生していないことがわかった。そして、このことから、実施例１の再生方法によれば、インク漏れ等が発生するのを防止しながら、これまでよりも、インクの充てん量を増加できることがわかった。
印刷試験：
実施例１、比較例３の再生処理をしたインクカートリッジを、それぞれ、インクジェットプリンタに装着して、黒ベタ画像を印刷した。そして、この黒ベタ画像の画像濃度を、反射濃度計〔グレタグマクベス社製のマクベスＲＤ９１４〕を用いて測定したところ、比較例３は、画像濃度が１．７と低いのに対し、実施例１は、新しいインクカートリッジを使用した場合と同じ２．１であった。そして、このことから、実施例１の再生方法によれば、洗浄液としての温水を、インク室内、および多孔質体中からほぼ完全に除去して、温水の残存量を、インク充てん後の印刷濃度に影響を生じないレベルまで少なくできることがわかった。

本発明のインクカートリッジの再生方法を実施するためのインク充てん装置の、実施の形態の一例を説明する図である。 上記装置を用いてインクが充てんされるインクカートリッジの一例の、内部構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 第１の減圧経路
２ 第２の減圧経路
４ インク供給経路
３ 加圧経路
５ 温水供給経路（洗浄液供給経路）
Ｐ１ 減圧用ポンプ（減圧手段）
Ｐ２ 加圧用ポンプ（加圧手段）
Ｔ１ インク供給部
Ｔ２ 温水供給部（洗浄液供給部）
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ６ 開閉弁
Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５ 切替弁
ＩＪ インクカートリッジ
ＩＪ１ インク室
ＩＪ３ 大気連通孔
ＩＪ５ インク供給孔
ＩＪ６ 多孔質体

Claims (5)

1. インクジェットプリンタに供給するインクが充てんされるインク室と、インク室内を大気と連通させる大気連通孔と、インク室内のインクをインクジェットプリンタに供給するインク供給孔と、インク室内に収容されて、当該インク室内に充てんされるインクを含浸して保持する多孔質体とを有する使用済みのインクカートリッジのインク室に、新たなインクを充てんして再生するインクカートリッジの再生方法であって、
   大気連通孔とインク供給孔とを通して、同時に、インク室内の空気を吸引することで、当該インク室内のみを減圧する工程と、インク室内に洗浄液を供給する工程と、供給した洗浄液でインク室内を洗浄後、洗浄液をインク室外に排出させる工程とを経てインク室内を洗浄したのち、
   大気連通孔とインク供給孔とを通して、同時に、インク室内の空気を吸引することで、当該インク室内のみを減圧する工程と、大気連通孔を閉じた状態で、インク供給孔を通して、インク室内にインクを充てんする工程とを経てインク室内に新たなインクを充てんすることを特徴とするインクカートリッジの再生方法。
2. インク室内にインクを供給する工程において、減圧状態で多孔質体が含浸できる量を超える量のインクをインク室内に供給した後、インク供給孔を下にして開放した状態で、大気連通孔を通してインク室内に圧を加えて、余剰のインクを、インク供給孔を通してインク室外に排出させる工程を含む請求項１に記載のインクカートリッジの再生方法。
3. インク室内に洗浄液を供給する工程において、減圧状態で多孔質体が含浸できる量を超える量の洗浄液をインク室内に供給した後、洗浄液をインク室外に排出させる工程において、インク供給孔を下にして開放した状態で、大気連通孔を通してインク室内に圧を加えて、洗浄液を、インク供給孔を通してインク室外に排出させる請求項１または２に記載のインクカートリッジの再生方法。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクカートリッジの再生方法によって、インクカートリッジにインクを充てんして再生するためのインク充てん装置であって、インク室内を減圧するための減圧手段と、この減圧手段と、インクカートリッジの大気連通孔とを繋ぐ第１の減圧経路と、この第１の減圧経路の途中に設けられて、第１の減圧経路を開閉するための開閉弁と、減圧手段と、インクカートリッジのインク供給孔とを繋ぐ第２の減圧経路と、インク室内に充てんするインクを供給するためのインク供給部と、このインク供給部と第２の減圧経路とを繋ぐインク供給経路と、第２の減圧経路とインク供給経路との合流点に設けられて、インク供給孔を、減圧手段に接続するか、インク供給部に接続するかを切り替える切替弁と、インク室内を洗浄する洗浄液を供給するための洗浄液供給部と、この洗浄液供給部とインク供給経路とを繋ぐ洗浄液供給経路と、両経路の合流点に設けられて、インク供給孔を、洗浄液供給部に接続するか、インク供給部に接続するかを切り替える切替弁とを備えることを特徴とするインク充てん装置。
5. インク室内に圧を加えるための加圧手段と、この加圧手段と第１の減圧経路とを繋ぐ加圧経路と、第１の減圧経路と加圧経路との合流点に設けられて、大気連通孔を、減圧手段に接続するか、加圧手段に接続するかを切り替える切替弁をも備える請求項４記載のインク充てん装置。

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