JPH09169120A - インク充填方法、インクカートリッジの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク保持部材中の残量空気層を安定して減
らし、インク充填の収率を向上できるとともに、充填に
要する時間を大幅に短縮できるインク充填方法、およ
び、そのようなインク充填工程を含むインクカートリッ
ジの製造方法および製造装置を提供する。 【解決手段】 インクカートリッジにインクを充填する
際に、インクを含浸保持するインク保持部材４を装填す
る前に、このインク保持部材４が収納されるインクカー
トリッジ本体１にあらかじめ所定量のインクを充填す
る。そして、インク保持部材４をインクカートリッジ本
体１内に挿入し、インクをこのインク保持部材４内に充
填させる。その後、蓋５を装着してインクカートリッジ
が完成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット方
式の記録装置において、インクジェットヘッドにインク
を供給するためのインクカートリッジへのインク充填方
法、および、インクカートリッジの製造方法と製造装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置においては、イ
ンクを吐出するノズルを負圧に保持するため、内部にイ
ンク保持部材を設けたインクカートリッジが開発されて
いる。このようなインク保持部材を内蔵したインクカー
トリッジにおいて、インク保持部材へのインクの充填量
は、インク保持部材の毛細管力が働き、内部が負圧に保
たれるように、インクが充填される部分の容積の７０〜
８０％程度にしなければならない。そのため、インクカ
ートリッジに収容可能なインク量は、インク保持部材が
収容されるインク室内の容積よりも少なくなる。実際に
インク保持部材を用いたインクカートリッジにインクを
充填した場合、インク室内に空気が残留し、収容可能な
インク量までインクを充填できないのが現状である。

【０００３】収容されているインク量が少ないと、イン
クカートリッジの交換頻度が増加し、交換の手間と、ラ
ンニングコストの増大を招く。インクカートリッジを大
型化すれば収容されるインク量が増加するが、近年の記
録装置の小型化からインクカートリッジは小型化してお
り、インクカートリッジを大型化せずに収容されている
インク量を増加させることが望まれる。

【０００４】上述のインク保持部材を用いたインクカー
トリッジにインクを充填する方法として、従来より種々
の方法が考えられている。例えば、特開平７−２３７２
９９号公報の従来例で示されているように、インク保持
部材内に針状の突起物であるインク充填針を差し込み、
先端よりインクを一定量送り出し、インクを充填する方
法がある。しかしながら、この方法では、インク保持部
材へのインクの浸透性によって充填を行なうので、イン
ク充填針の周りのみにしかインクが充填されず、周囲に
まで均一に充填することができなかった。そのために、
インク保持部材内部に空気の層が残留している状態も見
受けられた。また、この方法においては、残留空気層と
インク充填層がはっきり分かれてしまい、インク充填層
では１００％近い状態に充填されてしまうために、一度
インクを充填した後、余分なインクを除去して内部が負
圧に保たれるようにしなければならなかった。さらにこ
の方法では、インク充填針を使用するため、充填口の大
きさが制約されるので、充填速度を上げることができな
かった。

【０００５】特開平７−２３７２９９号公報に開示され
ているインクの充填方法では、インク保持部材を圧縮し
た上で注入を開始し、注入されたインクの圧力に基づき
インク保持部材の圧縮状態を徐々に解除していくことに
よりインクを充填している。この方法においては、イン
ク保持部材が圧縮された状態でインクが充填されるた
め、残留空気層の量をを減らすことができる。しかしな
がらこの方法においては、圧縮されたインク保持部材を
インクの圧力に基づき引き上げるため、この工程に時間
がかかる。さらに、インクを含んだ幅の薄いインク保持
部材は圧縮復元性が乏しく、安定して引き上げることが
難しい。さらに、インク保持部材の下部に中間室を有す
るような構造のインクカートリッジにおいては、この方
法では、中間室にインクを充填するのが困難である。

【０００６】インク保持部材を圧縮させることなく、残
留空気層の量を減らすインク充填方法として、例えば、
特開平６−２５０５１０号に記載されている方法があ
る。この方法では、組み上げられたインクカートリッジ
を逆立ち状態になるように固定し、下面となる上蓋に設
けられた大気連通孔から針を差し込み、インクを注入し
ていく。このとき、インクカートリッジに振動を加え、
この振動によって、気泡を上面となる底部に設けられた
インクの供給口から放出することによって残留空気層の
量を減らすことができる。しかし、この充填方法では、
充填時の残留空気層のバラツキにより、振動を与えても
空気を除去できない場合があるという問題がある。

【０００７】この文献に記載されているインクカートリ
ッジは、主インク室とともに中間室を設けた２室構造の
インクカートリッジである。このような構造のインクカ
ートリッジにインクを充填するとき、この方法において
は、インクは、主インク室内の毛細管部材の大気連通孔
側から充填されていき、主インク室内にインクが充満し
た後、中間室にインクが充填されていく。そして、イン
クの供給口までインクが充填されることになる。

【０００８】なおこの充填工程において、インク充填時
インクカートリッジを逆立ちさせるのは、正立状態で大
気連通側から充填させた場合、主インク室に充填後、中
間室の先端部に滞留する空気のためにインクは中間室に
侵入しないので、中間室を充分満たすことなくインクの
供給口まで満たされることになる。したがって、正立状
態での充填では中間室内に多くの空気を残してしまう。
このインクカートリッジでは、中間室内のインク量によ
ってインク切れを検知できるように構成しているので、
この中間室に空気を残すことは、インクが消費される前
からインク切れを示しているような状態を生じ、インク
の残留検知が機能しなくなる。さらに、中間室内に多量
の空気を残すと、所定のインク充填量が得られないこと
に加え、残存した空気が温度上昇、大気圧の低下等の環
境変動を受けた際に膨張し、このためインクがインクの
供給口より漏れるという問題を起こす。

【０００９】さらに、この充填方法は、主インク室内を
１００％に近い状態で充填した後、中間室等を充填する
ため、インクの充填後に、大気連通孔からの充填をや
め、主インク室内のインクが所定の負圧値になるよう所
定の量のインクをインクの供給口から除去する工程が必
要になる。大気連通孔から除去したのでは、インクの供
給口から空気が入り、中間室内に空気を取り込んでしま
うため、インクの供給口からインクを除去することにな
る。

【００１０】さらに、この充填方法では、インクの充填
を大気連通孔から行なうが、大気連通孔はインク中の水
分蒸発をおさえるため、通常、直径が０．５ｍｍ〜１．
０ｍｍ程度にしか開孔されていないので、インク充填時
の抵抗が大きく、充填速度を上げることができない。

【００１１】また、別のインクの充填方法として、例え
ば、特開平３−２２７６５６号公報に記載されているよ
うに、インクカートリッジ内の空気を吸引してインクカ
ートリッジ内を真空状態にした後、インクカートリッジ
内にインクを供給する充填方法がある。この方法によれ
ば、残留空気層の量を安定して減らすことはできる。し
かし、上述の方法と同じく、インク充填層は１００％に
近い状態に充填されてしまうため、一度インクを充填し
た後、余分なインクを除去して内部が負圧に保たれるよ
うにしなければならない。さらに、インクは大気との差
圧の力でインク保持部材に直接浸透させていくため、充
填工程に要する時間は、まだかなり長い。

【００１２】さらに別のインクの充填方法として、例え
ば、特開平３−１０１９７０号公報に記載されているよ
うに、インク保持部材が保持できるインク量を越えてイ
ンクをインクカートリッジ内に充填した後、インク保持
部材の大気連通孔側部分のインクのみインク排出側領域
よりもインク保持量が小さくなるように吸引除去する方
法がある。この方法は、インク保持部材の大気連通孔側
領域がインク供給口領域に比較して、印字によりインク
が消費されたときインクが残りやすく、インク残量が多
いため、収納したインクを効率よく使うことができない
ことを改良したものである。しかしながら、この方法に
おいても、一度インクを充填した後、余分なインクを除
去する必要があり、工程に時間がかかるという問題があ
る。さらに、除去したインクが再充填に使用できないと
すると収率が悪くなるという問題がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、インク保持部材中の残量空
気層を安定して減らし、インク充填の収率を向上できる
とともに、余分なインクを除去する工程を入れず、充填
に要する時間を大幅に短縮できるインク充填方法、およ
び、そのようなインク充填工程を含むインクカートリッ
ジの製造方法および製造装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、インクを含浸保持するインク保持部材がインク室内
に装填されるインクカートリッジにインクを充填するイ
ンク充填方法において、前記インク保持部材を装填する
前に、前記インク室内に所定量のインクを注入し、その
後前記インク保持部材をインクに浸漬させて前記インク
保持部材にインクを充填させることを特徴とするもので
ある。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のインク充填方法において、前記所定量のインクの充填
の前にインクカートリッジ内部を大気よりも低い気圧に
してから、前記インクカートリッジ内へのインクの注入
を開始することを特徴とするものである。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
のインク充填方法において、前記インクカートリッジ
は、前記インク室とともに、中間インク室と、前記イン
ク室と前記中間インク室を結ぶ連通路を有しており、前
記インクカートリッジ内部を大気よりも低い気圧に減圧
後、前記中間インク室と前記連通路にインクを注入し、
大気圧に解放して前記インク室へインクを注入すること
を特徴とするものである。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のインク充填方法において、前記インクカートリッジ内
部を大気よりも低い気圧に減圧後、前記中間インク室と
前記連通路を封止し、前記中間インク室と前記連通路に
インクを注入することを特徴とするものである。

【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
のインク充填方法において、前記インクカートリッジ
は、前記インク室とともに、中間インク室と、前記イン
ク室と前記中間インク室を結ぶ連通路を有しており、前
記所定量のインクの充填前に前記中間インク室と前記連
通路を大気よりも低い気圧に減圧後、前記中間インク室
と前記連通路にインクを注入し、大気圧に解放して前記
インク室へインクを注入することを特徴とするものであ
る。

【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項１に記載
のインク充填方法において、前記インク保持部材をイン
クに浸漬させた後、さらに前記インク保持部材を押圧し
て変形させ、押圧力を解除して前記インク保持部材の弾
性力によって所定の形状に復元させることを特徴とする
ものである。

【００２０】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
のインク充填方法において、前記インク保持部材をイン
クに浸漬させる際に、前記インク保持部材の断面形状を
前記インク室の断面形状よりも小さく変形させて前記イ
ンク室内に挿入することを特徴とするものである。

【００２１】請求項８に記載の発明は、インクを含浸保
持するインク保持部材と、該インク保持部材を収容する
インク室を少なくとも含むインクカートリッジ本体と、
カバーを具備するインクカートリッジの製造方法におい
て、前記インク室内に所定量のインクを充填し、前記イ
ンク保持部材を前記インク室内に装填して前記インク保
持部材にインクを浸漬させ、その後前記カバーを装着す
ることを特徴とするものである。

【００２２】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
のインクカートリッジの製造方法において、前記インク
カートリッジ本体は、前記インク保持部材を収納するイ
ンク室とともに、中間インク室と、前記インク室と前記
中間インク室を結ぶ連通路を有しており、前記所定量の
インクの充填前に前記インクカートリッジ本体内を大気
よりも低い気圧に減圧し、その後前記所定量のインクの
充填を行ない、前記中間インク室内にもインクを充填す
ることを特徴とするものである。

【００２３】請求項１０に記載の発明は、請求項８に記
載のインクカートリッジの製造方法において、前記イン
クカートリッジ本体は、前記インク保持部材を収納する
インク室とともに、中間インク室と、前記インク室と前
記中間インク室を結ぶ連通路を有しており、前記所定量
のインクの充填前に前記インクカートリッジ本体内を大
気よりも低い気圧に減圧し、前記中間インク室と前記連
通路へのインクの充填を行ない、その後大気圧に解放し
て前記インク室へのインクの充填を行なうことを特徴と
するものである。

【００２４】請求項１１に記載の発明は、請求項１０に
記載のインクカートリッジの製造方法において、前記所
定量のインクの充填前に前記インクカートリッジ本体内
を大気よりも低い気圧に減圧した後、前記中間インク室
と前記連通路を封止してから前記中間インク室と前記連
通路へのインクの充填を行なうことを特徴とするもので
ある。

【００２５】請求項１２に記載の発明は、請求項８に記
載のインクカートリッジの製造方法において、前記イン
クカートリッジ本体は、前記インク保持部材を収納する
インク室とともに、中間インク室と、前記インク室と前
記中間インク室を結ぶ連通路を有しており、前記所定量
のインクの充填前に前記中間インク室および前記連通路
を大気よりも低い気圧に減圧し、前記中間インク室およ
び前記連通路へのインクの充填を行ない、その後大気圧
に解放して前記インク室へのインクの充填を行なうこと
を特徴とするものである。

【００２６】請求項１３に記載の発明は、請求項８に記
載のインクカートリッジの製造方法において、前記イン
ク保持部材をインク室に装填する際に、前記インク保持
部材を所定位置まで挿入後さらに押圧して変形させ、押
圧力を解除して前記インク保持部材の弾性力によって所
定の形状に復元させることを特徴とするものである。

【００２７】請求項１４に記載の発明は、請求項８に記
載のインクカートリッジの製造方法において、前記イン
ク保持部材をインク室に装填する際に、前記インク保持
部材の断面形状を前記インク室の断面形状よりも小さく
変形させて前記インク室内に挿入することを特徴とする
ものである。

【００２８】請求項１５に記載の発明は、インクを含浸
保持するインク保持部材と、該インク保持部材を収容す
るインク室を少なくとも含むインクカートリッジ本体
と、カバーを有するインクカートリッジの製造装置にお
いて、前記インク保持部材を装填する前に前記インク室
内に所定量のインクを注入するインク充填手段と、前記
インク保持部材を前記インクカートリッジ内に挿入して
インクを浸漬させるインク保持部材装填手段と、前記カ
バーを装着するカバー装着手段を設けたことを特徴とす
るものである。

【００２９】請求項１６に記載の発明は、請求項１５に
記載のインクカートリッジの製造装置において、前記イ
ンク充填手段は、インクカートリッジ内部を大気よりも
低い気圧に減圧する減圧手段と、前記インクカートリッ
ジ内へインクを注入する注入手段を有し、減圧手段によ
る減圧後、注入手段によるインクの注入を開始すること
を特徴とするものである。

【００３０】請求項１７に記載の発明は、請求項１６に
記載のインクカートリッジの製造装置において、前記イ
ンクカートリッジ本体は、前記インク室とともに、中間
インク室と、前記インク室と前記中間インク室を結ぶ連
通路を有しているものであり、前記インク充填手段は、
前記注入手段によって前記中間インク室および前記連通
路にインクを注入後、前記減圧手段による減圧を解除
し、前記注入手段によって前記インク室内にインクを注
入することを特徴とするものである。

【００３１】請求項１８に記載の発明は、請求項１７に
記載のインクカートリッジの製造装置において、前記イ
ンク充填手段は、前記中間インク室および前記連通路を
封止する封止手段を有し、前記減圧手段による減圧後、
前記封止手段によって前記中間インク室および前記連通
路を封止し、前記注入手段による前記中間インク室およ
び前記連通路へのインクの注入を開始することを特徴と
するものである。

【００３２】請求項１９に記載の発明は、請求項１５に
記載のインクカートリッジの製造装置において、前記イ
ンクカートリッジ本体は、前記インク室とともに、中間
インク室と、前記インク室と前記中間インク室を結ぶ連
通路を有しているものであり、前記インク充填手段は、
前記中間インク室および前記連通路内部を大気よりも低
い気圧に減圧する減圧手段と、前記インクカートリッジ
内へインクを注入する注入手段を有し、前記減圧手段に
よって前記中間インク室および前記連通路内を減圧後、
前記注入手段によって前記中間インク室および前記連通
路にインクを注入し、前記減圧手段による減圧を解除し
て前記注入手段によって前記インク室にインクを注入す
ることを特徴とするものである。

【００３３】請求項２０に記載の発明は、請求項１５に
記載のインクカートリッジの製造装置において、前記イ
ンク保持部材装填手段は、前記インク保持部材を押圧す
る押圧手段を有し、該押圧手段は、前記インク保持部材
を所定位置まで挿入後さらに押圧して変形させ、その後
押圧力を解除して前記インク保持部材の弾性力によって
所定の形状に復元させることを特徴とするものである。

【００３４】請求項２１に記載の発明は、請求項１５に
記載のインクカートリッジの製造装置において、前記イ
ンク保持部材装填手段は、前記インク保持部材の断面形
状を前記インク室の断面形状よりも小さく変形させて前
記インク室内に挿入することを特徴とするものである。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のインク充填方法
の第１の実施の形態の説明図である。図中、１はインク
カートリッジ本体、２はインク供給口、３はメニスカス
形成部材、４はインク保持部材、５は蓋、６は大気連通
口である。ここでは、１室構成のプリントヘッドについ
てまず説明する。

【００３６】インクカートリッジ本体には、図示しない
プリントヘッドへインクを供給するためのインク供給口
２が設けられている。また、インク供給口２にはメニス
カス形成部材３が設けられている。メニスカス形成部材
３には、微小な開口が無数に設けられている。インクカ
ートリッジが取り外されている状態では、開口に形成さ
れるインクのメニスカスの表面張力によって、インクカ
ートリッジ本体１内のインクが漏れ出さないように保持
する。また、インクカートリッジが記録装置に装着され
た状態では、メニスカス形成部材３はフィルタとして機
能し、インク中のゴミや気泡などをトラップし、これら
がプリントヘッドへ侵入するのを防ぐ。インク保持部材
４は、毛細管力によりインクを保持可能な材料で構成さ
れている。蓋５には、インクカートリッジ本体１内に空
気を導入するための大気連通口６が設けられている。

【００３７】図１（Ａ）に示すように、インクカートリ
ッジ本体１内に、所定量のインクを充填する。このと
き、インク供給口２からインクが漏れ出さないように、
インク供給口２をシールしておくとよい。次に、図１
（Ｂ）に示すように、インク保持部材４をインクカート
リッジ本体１内に挿入する。インク保持部材４にインク
が浸透して行き、充填したインクはインク保持部材４に
吸収される。このとき、インクがインク保持部材４に吸
収される前に外へあふれてしまわないように、ゆっくり
と挿入するとよい。最後に、図１（Ｃ）に示すように、
蓋５をインクカートリッジ本体１に取り付ける。

【００３８】このように、インクをインクカートリッジ
本体１内に充填し、インク保持部材４をインクカートリ
ッジ本体１内に挿入するだけで、インクの充填を行なう
ことができる。このとき、インク保持部材４をインク中
に挿入するので、空気の残留を少なくすることができ、
また、余計なインクは注入していないので、インクを引
き出すなどの工程は不要である。さらに、インクカート
リッジ本体１内へのインクの充填は短時間で行なうこと
ができ、インク保持部材４の挿入にもそれほど時間がか
からないので、全体としてインクの充填に要する時間を
大幅に短縮することができる。

【００３９】次に、本発明のインク充填方法の第２の実
施の形態について説明する。ここでは、２室構成のイン
クカートリッジの場合について説明する。図２は、本発
明のインク充填方法の第２の実施の形態を用いて組み立
てられたインクカートリッジの一例の断面図、図３は、
インク保持部材の形状の一例を示す断面図である。図
中、１１はインクカートリッジ本体、１２は主インク
室、１３はインク保持部材、１４は中間インク室、１５
は連通路、１６は大気連通口、１７は連通孔、１８は第
１のメニスカス形成部材、１９はメニスカス保持部材、
２０は第２のメニスカス形成部材、２１はインク供給
口、２２は上蓋、２３は底蓋である。

【００４０】インクカートリッジは、インクカートリッ
ジ本体１と、上蓋２２、底蓋２３から構成され、内部に
インク保持部材１３を有している。インクカートリッジ
本体１１の内部には、主インク室１２と、その側方に中
間インク室１４が設けられている。インクカートリッジ
の筐体は、剛性を持ち、長期のインク保持を可能にする
ため、耐インク性の良い材料が選択される。インク供給
口２１において、図示しないプリントヘッドと接続され
る。主インク室１２内のインクは、連通路１５を通過
し、このインク供給口２１を介してプリントヘッドへイ
ンクが供給される。

【００４１】主インク室１２の下部には、連通孔１７が
設けられており、連通路１５を介して中間インク室１４
およびインク供給口２１と連通している。連通孔１７の
断面形状としては、円形、楕円形、多角形、星形、十字
形、スリット形状等、種々の形状とすることができる。
また、主インク室１２の底面は、連通孔１７を最低部と
するような斜面で形成されている。

【００４２】主インク室１２の内部には、インク保持部
材１３が配置されている。このインク保持部材１３は、
毛細管力によりインクを保持し、記録ヘッドにおける負
圧を維持している。インク保持部材１３の材料として
は、２次元構造を持つ繊維状材料、３次元構造を持つ多
孔質体材料、繊維状材料を３次元状に紡績したフェルト
および不織布材料等を使用することができる。具体的に
は、例えば、ポリエステル繊維を一方向に束ねた中綿材
を使用することができる。この中綿材としては、例え
ば、密度（＝重量／体積）が５％〜１５％の間のものを
用いることができる。また、ポリエステル繊維を３次元
状に紡績したポリエステルフェルトを使用することもで
きる。このポリエステルフェルトの密度としては、０．
０５ｇ／ｃｍ³ 〜０．１ｇ／ｃｍ³ のものが適当であ
る。インクとの毛細管力や流体抵抗の観点から、この程
度の密度のものが好適である。なお、材料の構成はポリ
エステル繊維に限定されるものではなく、適度な毛細管
力を有し、インク耐性のある材料であれば、他の材料を
用いることができる。この実施例においては、密度が
０．０５ｇ／ｃｍ³ （主インク室内装填時）程度のポリ
エステルフェルトを用いている。

【００４３】このインク保持部材１３の形状を、図３に
示している。１３ａは凸状部分である。インク保持部材
１３の周囲形状は、主インク室１２の内部と同じ形状で
あり、若干寸法が大きくなっている。さらに、第１のメ
ニスカス形成部材１８によって形成された連通孔に接す
る部分３ａが凸状に形成されている。例えば、主インク
室１２の寸法が厚さ１０ｍｍ、深さ５０ｍｍ、上部の幅
４８．８ｍｍ、下部の幅４７．３ｍｍのとき、インク保
持部材１３の寸法は、厚さ１２ｍｍ、凸状部分１３ａを
除く高さ５８ｍｍ、幅５０ｍｍ、凸状部分１３ａの高さ
４ｍｍ程度とすることができる。

【００４４】このような形状のインク保持部材１３を、
主インク室１２に装填すると、第１のメニスカス形成部
材１８の上面で凸状部分１３ａが圧縮され、特に高密度
な部分が形成される。また、主インク室１２の側壁によ
って側方部分においても圧縮されており、これらの高密
度な部分では毛細管力が強くなって空気などの侵入を防
止することができる。

【００４５】主インク室１２の上部には、大気連通口１
６が設けられた上蓋２２が取り付けられている。この上
蓋２２は、インクカートリッジ本体１１に対して、例え
ば、超音波融着等の方法により固着される。固着方法は
超音波融着に限らず、振動融着、接着等、インク、空気
に対して密閉が保たれる方法であれば何でもよい。この
上蓋２２により、主インク室１２は、大気連通口１６お
よび連通孔１７を除き、密閉される。この実施例では、
大気連通口１６の径は、インク保持部材１３の孔もしく
は繊維間の隙間より大きく構成されている。インク保持
部材１３は、その上部で大気と連通し、大気圧に解放さ
れている。プリントヘッドへのインク供給時には、イン
ク保持部材１３内のインクは大気圧により押され、ま
た、インク保持部材１３の下方から負圧により連通路１
５側へ引き出されるため、効率よくインク保持部材１３
のインクを使用することができる。このとき、インク保
持部材１３の毛細管力により、プリントヘッドにおける
負圧は一定に保たれる。大気連通口１６からインクが飛
び出さないように、インクは通さず、空気を透過させる
シートを大気連通口１６に設けることも可能である。ま
たは、大気連通口１６を、インクが流出しない微細孔を
多数配すことにより構成することもできる。

【００４６】主インク室１２の底面に設けられた連通孔
１７には、第１のメニスカス形成部材１８が配置されて
いる。第１のメニスカス形成部材１８には、インク保持
部材１３の底部が圧接されて配置される。第１のメニス
カス形成部材１８としては、例えば、金網や樹脂製の網
等の網目状体や、多孔質体等を用いることができる。網
目状体の具体例としては、金属メッシュフィルタや、金
属繊維、例えば、ＳＵＳの細線をフェルト状にし、さら
に、圧縮焼結させたものを基材としたフィルタ、エレク
トロフォーミング金属フィルタ等を使用することができ
る。また、例えば、畳綾織などの樹脂繊維や金属の編み
物であるフィルタや、レーザビーム加工、電子ビーム加
工等による高精細な穴径を有するフィルタを用いること
ができる。形状は、連通孔１７を覆える形状であればよ
く、円形や長方形、その他の形状とすることができる。

【００４７】インク保持部材１３内にインクが含浸され
ているときは、インクは第１のメニスカス形成部材１８
を通過して中間インク室１４に移動する。第１のメニス
カス形成部材１８は、インク保持部材１３にインクがな
くなった場合でも、中間インク室１４への不要な空気の
侵入を防ぐ。さらにインクが消費されると、大気連通口
１６から入って来た空気は、インク保持部材１３を通過
し、主インク室１２内の負圧の増加により、インク保持
部材１３に接した第１のメニスカス形成部材１８に形成
されている微細孔に張っているインクのメニスカスを押
し、表面張力に打ち勝ってこれを通過し、気泡となる。
発生した気泡は、連通路１５を通り、中間インク室１４
へ移動する。気泡が発生する際の圧力（バブルポイント
圧）は、第１のメニスカス形成部材１８の濾過粒度に依
存する。この濾過粒度を最適にすることによって、イン
クカートリッジ本体１１内の負圧、すなわち、プリント
ヘッドへのインクの供給圧を一定に保つことができる。
第１のメニスカス形成部材１８の濾過粒度としては、例
えば、４０μｍ〜７０μｍ程度のものを使用することが
できる。

【００４８】第１のメニスカス形成部材１８の一部をメ
ニスカス保持部材１９として連通路１５の底面まで延在
させてもよい。このメニスカス保持部材１９は、連通孔
１７の径よりも小さい断面寸法を有している。第１のメ
ニスカス形成部材１８の下面に気泡が溜り、空気の層が
できてしまったり、あるいは、主インク室１２内のイン
クがなくなり、連通路７の高さよりもインクの液面が低
下すると、このメニスカス保持部材１９が連通路１５の
底部よりインクを吸い上げて第１のメニスカス形成部材
１８にインクを供給することにより、第１のメニスカス
形成部材１８を常に濡れた状態に保ち、負圧を保つこと
ができる。これにより、インクを使いきるまで、最良の
状態を維持することができる。メニスカス保持部材１９
の形状は任意であり、スリット状や、直方体、三角柱な
どの角柱、円筒形状、楕円柱状であってもよい。延在部
を複数設けることもできる。

【００４９】このメニスカス保持部材１９は別の部材と
して構成し、第１のメニスカス形成部材１８と接触する
ように、第１のメニスカス形成部８に直接取り付ける構
成としたり、あるいは、図２に示すように連通孔１７の
側壁からリブにより固定される構成とすることもでき
る。このとき、メニスカス保持部材１９の材料として
は、第１のメニスカス形成部材１８と同一の材料でなく
ともよく、毛細管力によりインクを第１のメニスカス形
成部材１８へ上げることができる材料であればよい。例
えば、ポリエステル繊維を一方向に束ねた中綿材や、ポ
リウレタン、メラミンフォーム等の多孔質性部材、２次
元、３次元状の繊維構造体等を使用することができる。

【００５０】連通路１５は、中間インク室１４、主イン
ク室１２、インク供給口２１をこの順で連通している。
連通路１５の上壁は、平らに構成してもよいが、図２に
示すように、中間インク室１４に向かって次第に高くな
るように斜めに構成することができる。これにより、連
通孔１７に発生した気泡をスムースに中間インク室１４
へ移動させることができる。この斜面は中間インク室１
４と主インク室１２を結ぶ区間のみでもよいが、主イン
ク室１２とインク供給口２１を結ぶ区間も上面を斜面と
することによって、インク供給口２１から導入される気
泡を中間インク室へスムースに移動させることができ
る。連通路１５の底面は、水平であってもよいが、残留
するインク量をなるべく減らすため、この実施例では中
間インク室１４と主インク室１２を連通する区間だけ斜
面で形成されている。

【００５１】中間インク室１４は、初期状態ではインク
により満たされている。そして、主インク室１２から第
１のメニスカス形成部材１８を通過して連通路１５に侵
入した気泡が集積される。中間インク室１４の大きさ
は、主インク室１２内のインクがなくなるまでにまれに
侵入する気泡を集積できる大きさがあればよく、小さな
室で構成することができる。また、気泡を集積するた
め、中間インク室１４の上面は主インク室１２の連通孔
１７よりも高さが上となるように構成する必要がある。
主インク室１２内のインクが無くなると、この中間イン
ク室１４内のインクが消費される。このときには第１の
メニスカス形成部材１８を通過した気泡がインクの消費
とともに中間インク室１４内に蓄積される。そのため、
このような状態になると中間インク室１４内のインク液
面の低下が速くなる。このインク液面の低下を検知する
ことによって、インク切れを検知することが可能であ
る。

【００５２】インクカートリッジ本体１１の底部には、
図示しないプリントヘッドにインクを供給するためのイ
ンク供給口２１が設けられた底蓋２３が装着される。こ
の底蓋２３は、インクカートリッジ本体１１に対して、
例えば、超音波融着等の方法により固着される。固着方
法は超音波融着に限らず、振動融着、接着等インク、空
気に対して、密閉が保たれる方法であれば何でもよい。
この底蓋２３が中間インク室１４および連通路１５の底
面を形成する。底蓋２３によって、インク供給口２１お
よび連通孔１７を除き、中間インク室１４および連通路
１５を密閉状態としている。

【００５３】インク供給口２１には、第２のメニスカス
形成部材２０が設けられている。インクカートリッジが
取り外されて放置された状態においては、この第２のメ
ニスカス形成部材２０に設けられた微細孔に形成される
インクの表面張力によって、中間インク室１４および連
通路１５内のインクがインク供給口２１から漏れ出すこ
とはない。また、インクカートリッジを記録装置に装着
する際には、装着時の圧力によってインク供給口２１に
残留してしまう空気を第２のメニスカス形成部材２０の
インク膜を通過させ、中間インク室１４に移動させる。
そのため、プリントヘッドに気泡が混入するのを低減さ
せることができる。さらに、インクカートリッジが装着
されている状態では、インクカートリッジにかかる振動
および衝撃、加速度による圧力変動、および、プリント
ヘッドのノズル側からの気泡混入を防止する。第２のメ
ニスカス形成部材２０の材料としては、例えば、メニス
カス開口径が１０μｍから５０μｍとなるようなＳＵＳ
メッシュ、もしくは、ＳＵＳの細線をフェルト状にし、
さらに、圧縮焼結させたものを基材としたフィルタ等を
使用することができる。メニスカス開口径は、インク保
持部材１３やインクの特性、インクカートリッジ本体１
１の寸法などによって決定され、インクカートリッジ本
体１１が取り外された状態でインクを漏らさず、また、
インクカートリッジ本体１１を逆さにされた場合でも、
空気の侵入を防ぐように設計される。

【００５４】次に、上述のようなインクカートリッジの
製造工程の一例を説明する。図４は、本発明のインク充
填方法の第２の実施の形態を用いるインクカートリッジ
一例の分解斜視図である。上述のようなインクカートリ
ッジは、インクカートリッジ本体１１に第１のメニスカ
ス形成部材１８およびメニスカス保持部材１９を装着
し、また、第２のメニスカス形成部材２０の装着された
底蓋２３をインクカートリッジ本体１１に融着する。そ
の後、インクカートリッジ本体１１にインクを充填し、
インク保持部材１３を挿入し、最後に上蓋２２を取り付
ける。これらの工程を以下に説明する。

【００５５】図５は、本発明のインク充填方法の第２の
実施の形態におけるインク充填の第１の工程の一例の説
明図である。図中、３１は封止部材、３２は上部封止部
材、３３はインク充填管、３４は空気吸引管である。

【００５６】インクカートリッジは、図５に示すよう
に、インク保持部材１３、上蓋２２を除き、組み上がっ
た状態になっている。したがって、インクカートリッジ
本体１１の上部が大きく開いた状態になっている。この
インクカートリッジ本体１１の上部に上部封止部材３２
を当接する。また、インク供給口２１にも封止部材３１
を当接する。これらの封止部材３１、上部封止部材３２
によって、インクカートリッジの内部が密閉される。上
部封止部材３２は、インク充填管３３と空気吸引管３４
を備えている。インク充填管３３と空気吸引管３４は、
図示しないバルブによりそれぞれ閉開動作が可能なよう
に構成されている。

【００５７】インクの充填工程は、まずインクカートリ
ッジ内部の空気を空気吸引管１７から吸引し、インクカ
ートリッジ内を真空に近い状態にした後、インク充填管
１４の切り換え弁を切り換え、インクカートリッジ内部
に所定量のインクを注入する。注入されるインク量は完
成状態でインクカートリッジに充填される量に等しく、
中間インク室１４と連通路１５の容積の１００％分と、
インク保持部材１３が収納される主インク室１２の容積
の７０％〜８０％である。例えば、上述の主インク室１
２の寸法が厚さ１０ｍｍ、深さ５０ｍｍ、上部の幅４
８．８ｍｍ、下部の幅４７．３ｍｍのインクカートリッ
ジでは、約１９ｍｌのインクを充填すればよい。注入さ
れたインクは、インクカートリッジ内部が真空に近い状
態であるため、中間インク室１４、連通路１５を満た
し、主インク室１２の上部を残して、インクカートリッ
ジを満たす。

【００５８】図６は、本発明のインク充填方法の第２の
実施の形態におけるインク充填装置の一例を示す構成図
である。図中、４１はワーク圧着ユニット、４２は材料
タンク、４３は補充バルブ、４４は計量シリンダ、４５
は注入バルブ、４６は真空バルブ、４７は真空ポンプ、
４８は大気解放バルブである。

【００５９】ワーク圧着ユニット４１は、インク保持部
材１３、上蓋２２を除き、組み上がった状態のインクカ
ートリッジが固定され、そのインクカートリッジを上昇
させて上部封止部材３２に当接させ、またインクの充填
終了後にインクカートリッジを下降させる。材料タンク
４２には、充填するインクが貯留されている。補充バル
ブ４３は、材料タンク４２内のインクを計量シリンダ４
４に補充する際に解放される。計量シリンダ４４は、イ
ンクカートリッジに充填する量のインクを計り、一時保
持する。注入バルブ４５は、計量シリンダ４４に計り取
られているインクをインクカートリッジに充填する際に
解放される。真空バルブ４６は、インクカートリッジ内
の空気を吸引する際に解放される。真空ポンプ４７は、
インクカートリッジ内の空気を吸引する。大気解放バル
ブ４８は、インクカートリッジ内を大気に解放する際に
開けられる。

【００６０】図７は、本発明のインク充填方法の第２の
実施の形態を示すフローチャートである。図６に示すイ
ンク充填装置を用いたインクの充填方法の一例について
説明する。Ｓ７１において、インク保持部材１３、上蓋
２２を除き、組み上がった状態のインクカートリッジを
ワーク圧着ユニット４１に固定する。このとき、Ｓ７２
で封止部材３１によってインク供給口２１が封止され
る。Ｓ７３において、この状態でインクカートリッジを
上昇させ、上部封止部材３２に当接して図５に示すよう
な状態にする。

【００６１】Ｓ７４において真空バルブ４６を開き、Ｓ
７５において真空ポンプ４７によってインクカートリッ
ジ内の空気を吸引する。このとき、注入バルブ４５およ
び大気解放バルブ４８は閉じておく。Ｓ７６において内
部が所定の圧力に減圧されたか否かを判定し、所定の圧
力に減圧されたところで、Ｓ７９において真空バルブ４
６を閉じる。

【００６２】インクカートリッジ内が減圧されるまでの
間に、Ｓ７７において補充バルブ４３を開き、Ｓ７８に
おいて材料タンク４２内のインクを所定量だけ計量シリ
ンダ４４へ供給し、補充バルブ４３を閉じておく。イン
クカートリッジ内の減圧が完了すると、Ｓ８０において
注入バルブ４５を開き、Ｓ８１で計量シリンダ４４内の
インクをインクカートリッジ内へと注入する。Ｓ８２に
おいて所定量のインクが注入されたか否かを判定し、所
定量のインクの注入が終了すると、Ｓ８３において大気
解放バルブ４８を解放し、インクカートリッジへのイン
クの充填を終了する。以後、ワーク圧着ユニット４１を
降下させ、次の工程へと進む。

【００６３】なお、インクが充填された後、主インク室
１２内を大気圧に解放しても、第２のメニスカス保持部
材２０に形成されるインクのメニスカスの表面張力によ
ってインクの流出は防止される。そのため、インク充填
後は封止部材３１は必ずしも装着しておく必要はない。

【００６４】図８は、本発明のインク充填方法の第２の
実施の形態の変形例を示すフローチャートである。真空
に近い状態にされたインクカートリッジにインクを充填
する際に、真空に近い状態で注入するインクの量は、中
間インク室１４、連通路１５の容積を満たす量だけと
し、主インク室１２に充填するインクは、真空状態を解
除させた後、注入するようにしてもよい。図８ではこの
場合の手順を示している。真空状態でのインク注入は、
インクの発泡が起きるため、この状態でのインクの充填
量を減らし、真空状態にしなくてもインクの充填が行な
える主インク室１２へのインクの充填は、真空状態の解
除後に行なう方が能率的である。

【００６５】Ｓ７１〜Ｓ７９までのステップ、すなわ
ち、インクカートリッジ内を減圧し、また計量シリンダ
４４に所定量のインクを供給するまでは、図７に示した
手順と同様である。Ｓ８０において注入バルブ４５を開
き、Ｓ９１において中間インク室１４、連通路１５の容
積を満たす量だけのインクを注入する。Ｓ９２において
大気解放バルブ４８を開いてインクカートリッジ内を大
気に解放し、さらにＳ９３において主インク室１２に充
填するインクを注入する。

【００６６】このようなインク充填方法では、上部封止
部材３２によってインクカートリッジを封止しているの
で、真空充填の際にインクカートリッジ内でインクが沸
騰すると、その際のインクの泡立ちが上部封止部材３２
まで達し、上部封止部材３２を汚すことがある。図８に
示す手順では、真空状態でのインクの注入量が中間イン
ク室１４、連通路１５の容積を満たす量だけであり、少
量であるが、その場合でもインクの沸騰による上部封止
部材３２の汚損は発生する。このような上部封止部材３
２の汚れにより、インクカートリッジ全体が汚れたり、
あるいはインクカートリッジが複数色のインクを一体化
した型のインクカートリッジの場合には他の色のインク
と混色を起こすなどの問題がある。これを回避するた
め、インク充填の都度、上部封止部材３２の汚れを拭き
取ることが考えられるが、作業量が増加し、コストが高
くなるといった問題も発生する。また、図８に示す手順
においてインクが沸騰しないように中間インク室１４、
連通路１５を満たすためには、中間インク室１４、連通
路１５の大きさを制限してしまうことになる。次に示す
インク充填方法では、この問題を解決する方法を示して
いる。

【００６７】図９、図１０は、本発明のインク充填方法
の第２の実施の形態の別の変形例を示すフローチャート
および説明図である。図中、図７、図８と同様のステッ
プには同じ符号を付してある。３５は連通孔封止部材で
ある。連通孔封止部材３５は、インク充填管３３の先端
部付近に設けられており、第１のメニスカス形成部材１
８上から連通孔１７を封止し、中間インク室１４、連通
路１５を密閉する。

【００６８】Ｓ７９までのステップにおいて、図１０
（Ａ）に示すように、インク保持部材１３、上蓋２２を
除き、組み上がった状態のインクカートリッジをワーク
圧着ユニット４１に固定してインク供給口２１を封止部
材３１で封止し、ワーク圧着ユニット４１を上昇させて
インクカートリッジを上部封止部材３２に当接させる。
そして、真空バルブ４６を開いてインクカートリッジ内
部の空気を吸引し、所定の圧力に減圧後、真空バルブ４
６を閉じる。

【００６９】図１０（Ｂ）に示すように、Ｓ１０１にお
いて、連通孔封止部材３５を降下させ、第１のメニスカ
ス形成部材１８を封止して中間インク室１４、連通路１
５を密封する。

【００７０】一方、Ｓ１０２において、補充バルブ４３
を開き、Ｓ１０３において、材料タンク４２内のインク
を中間インク室１４と連通路１５を満たす分だけ計量シ
リンダ４４へ供給し、補充バルブ４３を閉じる。この計
量シリンダ４４へのインクの供給は、図７、図８に示す
ように、インクカートリッジ内の減圧と並行して行なっ
てもよい。

【００７１】図１０（Ｃ）に示すように、連通孔封止部
材３５によって第１のメニスカス形成部材１８を封止し
た状態でＳ１０４において注入バルブ４５を開き、Ｓ１
０５において計量シリンダ４４内のインクをインクカー
トリッジの中間インク室１４および連通路１５内へ注入
する。このとき、中間インク室１４および連通路１５内
へのインクの注入は減圧状態で行なわれるため、インク
の沸騰が発生する場合もある。しかし、連通孔封止部材
３５で第１のメニスカス形成部材１８を封止しているの
で、インクによる汚損は連通孔封止部材３５のみであ
り、この時点で上部封止部材３２が汚損することはな
い。

【００７２】その後、Ｓ１０６において大気解放バルブ
４８を解放し、インクカートリッジ内を大気圧に戻す。
一方、Ｓ１０７において補充バルブを開き、Ｓ１０８に
おいて、材料タンク４２内のインクを主インク室１２の
分だけ計量シリンダ４４へ供給し、補充バルブ４３を閉
じる。そして図１０（Ｄ）に示すようにワーク圧着ユニ
ット４１を下降させ、Ｓ１１０において注入バルブを開
き、Ｓ１１１で計量シリンダ４４内のインクをインクカ
ートリッジの主インク室１２内に注入する。このとき、
インクカートリッジ内は大気圧であり、減圧時のような
インクの沸騰などの問題は発生しない。そのため、上部
封止部材３２は汚損することはない。このようにして主
インク室１２内にインクが注入され、インクカートリッ
ジへのインク充填が完了する。

【００７３】このように、この例では上部封止部材３２
はインクの沸騰などによって汚れることはないので、例
えば、複数色のインクを一体化した型のインクカートリ
ッジの場合でも、他の色のインクと混色を起こすことは
なく、また、インクカートリッジ全体が汚れも回避で
き、インク充填の都度、上部封止部材３２の汚れを拭き
取るなどの作業量の増加を回避できる。また、特に減圧
時のインクの沸騰はインクの充填量によるため、従来で
はインクの沸騰を抑えられるだけしか中間インク室１４
および連通路１５の容積をとれなかったが、連通孔封止
部材３５によって中間インク室１４および連通路１５の
容積によらずに充填することが可能になった。

【００７４】上述の第１の工程において、上部封止部材
３２にインク充填管３３と空気吸引管３４の２つが備え
られているが、これを１つだけの管とし、上部に切り換
え弁を備え、切り換えて動作させることもできる。

【００７５】図１１は、本発明のインク充填方法の第２
の実施の形態のさらに別の変形例の説明図である。例え
ば、図１０に示したインク充填方法では、インク充填管
３３と空気吸引管３４を１本の管とすることによって、
図１１に示すように上部封止部材３２を用いずにインク
の充填を行なうことが可能となる。すなわち、図１１
（Ａ）に示すように、ワーク圧着ユニット４１を上昇さ
せて上部封止部材３２に当接させる代わりに連通孔封止
部材３５によって第１のメニスカス形成部材１８を封止
して空気を吸引し、中間インク室１４および連通路１５
内のみを減圧する。そして図１１（Ｂ）に示すように、
吸引に用いた同じ管を用いてインクを中間インク室およ
び連通路１５内に注入する。その後、図１１（Ｃ）に示
すように、ワーク圧着ユニット４１を下降させて主イン
ク室１２内にインクを注入する。このようなインク充填
方法を用いても、上部封止部材３２の汚損による不具合
を解決することができる。なお、図１１に示した方法に
おいて、連通孔封止部材３５にインク充填管３３と空気
吸引管３４の２本の管を別に設ける構成とすることも可
能である。

【００７６】図１２は、本発明のインク充填方法の第２
の実施の形態におけるインク充填の第２の工程のインク
保持部材挿入時の一例の説明図である。図中、５１はイ
ンク、５２は治具、５３はピストンである。図１２に示
すように、インクカートリッジ内にインク３５が充填さ
れた後、主インク室１２の上部よりインク保持部材１３
を挿入させていく。このとき、治具５２を用いて挿入す
る。治具５２は、その上部ではインク保持部材１３の断
面形状よりも大きく、また、その下部では主インク室１
２の断面形状よりも小さく構成されている。インク保持
部材１３を治具５２の上部からピストン５３によって押
しながら挿入することによって、インク保持部材１３は
次第に圧縮されて主インク室１２内へと挿入される。

【００７７】インク保持部材１３の下降にともない、イ
ンク保持部材１３は、その先端部より、主インク室１２
内のインク３５と接していき、これによりインク保持部
材１３は、インクを含浸していく。このとき、インク保
持部材１３の降下速度にインクの含浸が間に合わない部
分の体積と、インク保持部材１３の繊維質などの部分の
体積の分だけ、インクが押しのけられてインク液面が上
昇する。上述のように、インク保持部材１３は主インク
室１２の断面形状よりも小さく圧縮されて挿入される。
そのため、押しのけられたインクはインク保持部材１３
の周囲の空間から逃げるので、インクに不要な加圧力が
かからず、インク供給口２１からインクが流出すること
はない。

【００７８】図１３は、本発明のインク充填方法の第２
の実施の形態におけるインク充填の第２の工程のインク
保持部材圧縮時の一例の説明図である。インク保持部材
１３は、ピストン５３によって押されながら主インク室
１２内に挿入されるが、インク保持部材１３の先端が主
インク室１２の底部に届いた後もピストン５３によって
押され続ける。その結果、インク保持部材１３は主イン
ク室内で押圧されて圧縮される。この状態を図１３に示
している。これによって、インク保持部材１３内の気泡
は追い出される。ピストン５３は、この状態となるまで
インク保持部材１３を押圧するため、その形状は治具５
２の開口と同等あるいはそれ以下の大きさになってい
る。

【００７９】その後、ピストン５３を上昇させる。イン
ク保持部材１３は、弾性力によってピストン５３の上昇
とともに復元し、インク保持部材１３内にインクが浸透
して行く。このようにして、第１の工程で充填したイン
クはインク保持部材１３に均一に保持されることにな
る。このとき、充填されているインク量は、インク保持
部材１３が負圧を保って保持できるインク量であるた
め、不要のインクの吸引などの工程を行なう必要はな
い。また、一度圧縮されているので、気泡などの混入は
少なく、良好な状態でインクが保持される。

【００８０】具体的には、例えば、上述の主インク室１
２の寸法が厚さ１０ｍｍ、深さ５０ｍｍ、上部の幅４
８．８ｍｍ、下部の幅４７．３ｍｍのインクカートリッ
ジに、厚さ１２ｍｍ、凸状部分１３ａを除く高さ５８ｍ
ｍ、幅５０ｍｍの寸法のインク保持部材１３を挿入する
場合、インク保持部材１３を約５．２ｍｍ／ｓｅｃの速
さで降下させ、主インク室１２の上端から２６ｍｍ程度
まで挿入圧縮し、さらに約８．６ｍｍ／ｓｅｃの速さで
ピストン５３を引き上げる。このような工程によって、
インク保持部材１３に良好にインクが浸透し、保持され
る。この工程に要する時間は３〜４秒程度である。

【００８１】なお、上述の例では治具５２を用いてイン
ク保持部材１３を挿入したが、治具５２を用いなくても
よい。この場合には、インク保持部材１３へのインクの
浸透速度に応じてインク保持部材１３を主インク室１２
内へ挿入すればよい。

【００８２】図１４は、本発明のインク充填方法の第２
の実施の形態におけるインク充填の第３の工程（上蓋融
着工程）の一例の説明図である。図中、６１は上蓋融着
部である。上述の第２の工程によりインクが充填され、
インク保持部材４の装填がなされたインクカートリッジ
に対し、この工程ではインクカートリッジ本体１１の上
面と、上蓋２２とを全周に渡り、上蓋融着部３６にて融
着を行なう。融着方法は超音波融着、振動融着等を用い
ることができる。また、接着剤による接着等でもよく、
インク、空気に対して密閉が保たれる方法であれば何で
もよい。

【００８３】これにより、インクカートリッジの充填及
び組立は終了する。この充填方法を採用することによ
り、従来に比較して、インク充填工程で１つのカートリ
ッジ当たり３０ｓｅｃ程度以上の充填時間の短縮を実現
することができた。また、インクの充填後の状態も、従
来に比較して気泡の混入など内部に残存する空気の層を
少なくして良好にインクの充填を行なうことができ、理
想的に最後までインクを使いきることができる効率のよ
いインクカートリッジを得ることができた。

【００８４】上述の各実施の形態においては、プリント
ヘッドと分離型のインクカートリッジを示しているが、
プリントヘッド一体型のインクカートリッジでも、同様
にしてインクの充填およびインクカートリッジの製造を
行なうことができる。

【００８５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インクカートリッジにインクを充填する際
に、インクを含浸保持するインク保持部材を装填する前
に、このインク保持部材が収納されるインク室にあらか
じめインクを充填しておき、その後、このインク保持部
材を浸漬させて、インクをこのインク保持部材内に充填
させることにより、短時間にインク充填が行なえ、組立
て工程時間が短縮されて、インクカートリッジの大量生
産が可能になる。また、インクの充填を行なった後、従
来必要であったインクを吸引除すする工程が不要である
ので、インクの収率を向上させ、短時間で安価に製造す
ることができる。さらに、インク保持部材へのインクの
充填を均一に、しかも残留する空気の量を減少させるこ
とができるので、効率の良いインクカートリッジを製造
することができるという効果がある。

【００８６】さらに、請求項２，９，１６に記載の発明
のように、インクカートリッジ内を減圧してからインク
を充填することによって、例えば、密閉された中間イン
ク室を有するような構造のインクカートリッジでも、中
間インク室にインクを充填することができる。このと
き、請求項３，１０，１７に記載の発明のように、中間
インク室および連通路の部分にのみ減圧時にインクを充
填し、インク室には大気圧に解放してからインクを充填
することによって、インクの沸騰を最小限に抑えること
ができる。さらに請求項４，１１，１８に記載の発明の
ように、中間インク室および連通路を封止してインクを
充填することによって、中間インク室などの容量によら
ず、インクの沸騰によるインクカートリッジの汚損を防
止して工数を低減でき、また、多色一体型のインクカー
トリッジにおいては混色を防止することができる。

【００８７】また、請求項５，１２，１９に記載の発明
のように、中間インク室および連通路の部分のみ、減圧
してインクを充填し、その後大気圧でインク室にインク
を充填することもできる。これによっても、中間インク
室などの容量によらずにインクの沸騰によるインクカー
トリッジの汚損を防止して工数を低減でき、また、多色
一体型のインクカートリッジにおいては混色を防止する
ことができる。

【００８８】さらに、請求項６，１３，２０に記載の発
明のように、インク保持部材をインクに浸漬させた後、
さらにインク保持部材を押圧して変形させ、押圧力を解
除してインク保持部材の弾性力によって所定の形状に復
元させることにより、残留する空気の量をさらに減ずる
ことができ、さらに良好なインクカートリッジを得るこ
とができる。

【００８９】さらに、請求項７，１４，２１に記載の発
明のように、インク保持部材をインクに浸漬させる際
に、インク保持部材の断面形状をインク室の断面形状よ
りも小さく変形させてインク室内に挿入することによ
り、インクに不要な加圧力を与えず、インク保持部材の
挿入時にインクの漏れなどを防止することができる。こ
のように、本発明によれば種々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のインク充填方法の第１の実施の形態
の説明図である。

【図２】 本発明のインク充填方法の第２の実施の形態
を用いて組み立てられたインクカートリッジの一例の断
面図である。

【図３】 インク保持部材の形状の一例を示す断面図で
ある。

【図４】 本発明のインク充填方法の第２の実施の形態
を用いるインクカートリッジ一例の分解斜視図である。

【図５】 本発明のインク充填方法の第２の実施の形態
におけるインク充填の第１の工程の一例の説明図であ
る。

【図６】 本発明のインク充填方法の第２の実施の形態
におけるインク充填装置の一例を示す構成図である。

【図７】 本発明のインク充填方法の第２の実施の形態
を示すフローチャートである。

【図８】 本発明のインク充填方法の第２の実施の形態
の変形例を示すフローチャートである。

【図９】 本発明のインク充填方法の第２の実施の形態
の別の変形例を示すフローチャートである。

【図１０】 本発明のインク充填方法の第２の実施の形
態の別の変形例の説明図である。

【図１１】 本発明のインク充填方法の第２の実施の形
態のさらに別の変形例の説明図である。

【図１２】 本発明のインク充填方法の第２の実施の形
態におけるインク充填の第２の工程のインク保持部材挿
入時の一例の説明図である。

【図１３】 本発明のインク充填方法の第２の実施の形
態におけるインク充填の第２の工程のインク保持部材圧
縮時の一例の説明図である。

【図１４】 本発明のインク充填方法の第２の実施の形
態におけるインク充填の第３の工程（上蓋融着工程）の
一例の説明図である。

【符号の説明】

１…インクカートリッジ本体、２…インク供給口、３…
メニスカス形成部材、４…インク保持部材、５…蓋、６
…大気連通口、１１…インクカートリッジ本体、１２…
主インク室、１３…インク保持部材、１４…中間インク
室、１５…連通路、１６…大気連通口、１７…連通孔、
１８…第１のメニスカス形成部材、１９…メニスカス保
持部材、２０…第２のメニスカス形成部材、２１…イン
ク供給口、２２…上蓋、２３…底蓋、３１…封止部材、
３２…上部封止部材、３３…インク充填管、３４…空気
吸引管、３５…連通孔封止部材、４１…ワーク圧着ユニ
ット、４２…材料タンク、４３…補充バルブ、４４…計
量シリンダ、４５…注入バルブ、４６…真空バルブ、４
７…真空ポンプ、４８…大気解放バルブ、５１…イン
ク、５２…治具、５３…ピストン、６１…上蓋融着部。

フロントページの続き (72)発明者 白石 光夫 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 藤井 克幸 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 米山 武志 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを含浸保持するインク保持部材が
   インク室内に装填されるインクカートリッジにインクを
   充填するインク充填方法において、前記インク保持部材
   を装填する前に、前記インク室内に所定量のインクを注
   入し、その後前記インク保持部材をインクに浸漬させて
   前記インク保持部材にインクを充填させることを特徴と
   するインク充填方法。
2. 【請求項２】 前記所定量のインクの充填の前にインク
   カートリッジ内部を大気よりも低い気圧にしてから、前
   記インクカートリッジ内へのインクの注入を開始するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のインク充填方法。
3. 【請求項３】 前記インクカートリッジは、前記インク
   室とともに、中間インク室と、前記インク室と前記中間
   インク室を結ぶ連通路を有しており、前記インクカート
   リッジ内部を大気よりも低い気圧に減圧後、前記中間イ
   ンク室と前記連通路にインクを注入し、大気圧に解放し
   て前記インク室へインクを注入することを特徴とする請
   求項１に記載のインク充填方法。
4. 【請求項４】 前記インクカートリッジ内部を大気より
   も低い気圧に減圧後、前記中間インク室と前記連通路を
   封止し、前記中間インク室と前記連通路にインクを注入
   することを特徴とする請求項３に記載のインク充填方
   法。
5. 【請求項５】 前記インクカートリッジは、前記インク
   室とともに、中間インク室と、前記インク室と前記中間
   インク室を結ぶ連通路を有しており、前記所定量のイン
   クの充填前に前記中間インク室と前記連通路を大気より
   も低い気圧に減圧後、前記中間インク室と前記連通路に
   インクを注入し、大気圧に解放して前記インク室へイン
   クを注入することを特徴とする請求項１に記載のインク
   充填方法。
6. 【請求項６】 前記インク保持部材をインクに浸漬させ
   た後、さらに前記インク保持部材を押圧して変形させ、
   押圧力を解除して前記インク保持部材の弾性力によって
   所定の形状に復元させることを特徴とする請求項１に記
   載のインク充填方法。
7. 【請求項７】 前記インク保持部材をインクに浸漬させ
   る際に、前記インク保持部材の断面形状を前記インク室
   の断面形状よりも小さく変形させて前記インク室内に挿
   入することを特徴とする請求項１に記載のインク充填方
   法。
8. 【請求項８】 インクを含浸保持するインク保持部材
   と、該インク保持部材を収容するインク室を少なくとも
   含むインクカートリッジ本体と、カバーを具備するイン
   クカートリッジの製造方法において、前記インク室内に
   所定量のインクを充填し、前記インク保持部材を前記イ
   ンク室内に装填して前記インク保持部材にインクを浸漬
   させ、その後前記カバーを装着することを特徴とするイ
   ンクカートリッジの製造方法。
9. 【請求項９】 前記インクカートリッジ本体は、前記イ
   ンク保持部材を収納するインク室とともに、中間インク
   室と、前記インク室と前記中間インク室を結ぶ連通路を
   有しており、前記所定量のインクの充填前に前記インク
   カートリッジ本体内を大気よりも低い気圧に減圧し、そ
   の後前記所定量のインクの充填を行ない、前記中間イン
   ク室内にもインクを充填することを特徴とする請求項８
   に記載のインクカートリッジの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記インクカートリッジ本体は、前記
    インク保持部材を収納するインク室とともに、中間イン
    ク室と、前記インク室と前記中間インク室を結ぶ連通路
    を有しており、前記所定量のインクの充填前に前記イン
    クカートリッジ本体内を大気よりも低い気圧に減圧し、
    前記中間インク室と前記連通路へのインクの充填を行な
    い、その後大気圧に解放して前記インク室へのインクの
    充填を行なうことを特徴とする請求項８に記載のインク
    カートリッジの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記所定量のインクの充填前に前記イ
    ンクカートリッジ本体内を大気よりも低い気圧に減圧し
    た後、前記中間インク室と前記連通路を封止してから前
    記中間インク室と前記連通路へのインクの充填を行なう
    ことを特徴とする請求項１０に記載のインクカートリッ
    ジの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記インクカートリッジ本体は、前記
    インク保持部材を収納するインク室とともに、中間イン
    ク室と、前記インク室と前記中間インク室を結ぶ連通路
    を有しており、前記所定量のインクの充填前に前記中間
    インク室および前記連通路を大気よりも低い気圧に減圧
    し、前記中間インク室および前記連通路へのインクの充
    填を行ない、その後大気圧に解放して前記インク室への
    インクの充填を行なうことを特徴とする請求項８に記載
    のインクカートリッジの製造方法。
13. 【請求項１３】 前記インク保持部材をインク室に装填
    する際に、前記インク保持部材を所定位置まで挿入後さ
    らに押圧して変形させ、押圧力を解除して前記インク保
    持部材の弾性力によって所定の形状に復元させることを
    特徴とする請求項８に記載のインクカートリッジの製造
    方法。
14. 【請求項１４】 前記インク保持部材をインク室に装填
    する際に、前記インク保持部材の断面形状を前記インク
    室の断面形状よりも小さく変形させて前記インク室内に
    挿入することを特徴とする請求項８に記載のインクカー
    トリッジの製造方法。
15. 【請求項１５】 インクを含浸保持するインク保持部材
    と、該インク保持部材を収容するインク室を少なくとも
    含むインクカートリッジ本体と、カバーを有するインク
    カートリッジの製造装置において、前記インク保持部材
    を装填する前に前記インク室内に所定量のインクを注入
    するインク充填手段と、前記インク保持部材を前記イン
    クカートリッジ内に挿入してインクを浸漬させるインク
    保持部材装填手段と、前記カバーを装着するカバー装着
    手段を設けたことを特徴とするインクカートリッジの製
    造装置。
16. 【請求項１６】 前記インク充填手段は、インクカート
    リッジ内部を大気よりも低い気圧に減圧する減圧手段
    と、前記インクカートリッジ内へインクを注入する注入
    手段を有し、減圧手段による減圧後、注入手段によるイ
    ンクの注入を開始することを特徴とする請求項１５に記
    載のインクカートリッジの製造装置。
17. 【請求項１７】 前記インクカートリッジ本体は、前記
    インク室とともに、中間インク室と、前記インク室と前
    記中間インク室を結ぶ連通路を有しているものであり、
    前記インク充填手段は、前記注入手段によって前記中間
    インク室および前記連通路にインクを注入後、前記減圧
    手段による減圧を解除し、前記注入手段によって前記イ
    ンク室内にインクを注入することを特徴とする請求項１
    ６に記載のインクカートリッジの製造装置。
18. 【請求項１８】 前記インク充填手段は、前記中間イン
    ク室および前記連通路を封止する封止手段を有し、前記
    減圧手段による減圧後、前記封止手段によって前記中間
    インク室および前記連通路を封止し、前記注入手段によ
    る前記中間インク室および前記連通路へのインクの注入
    を開始することを特徴とする請求項１７に記載のインク
    カートリッジの製造装置。
19. 【請求項１９】 前記インクカートリッジ本体は、前記
    インク室とともに、中間インク室と、前記インク室と前
    記中間インク室を結ぶ連通路を有しているものであり、
    前記インク充填手段は、前記中間インク室および前記連
    通路内部を大気よりも低い気圧に減圧する減圧手段と、
    前記インクカートリッジ内へインクを注入する注入手段
    を有し、前記減圧手段によって前記中間インク室および
    前記連通路内を減圧後、前記注入手段によって前記中間
    インク室および前記連通路にインクを注入し、前記減圧
    手段による減圧を解除して前記注入手段によって前記イ
    ンク室にインクを注入することを特徴とする請求項１５
    に記載のインクカートリッジの製造装置。
20. 【請求項２０】 前記インク保持部材装填手段は、前記
    インク保持部材を押圧する押圧手段を有し、該押圧手段
    は、前記インク保持部材を所定位置まで挿入後さらに押
    圧して変形させ、その後押圧力を解除して前記インク保
    持部材の弾性力によって所定の形状に復元させることを
    特徴とする請求項１５に記載のインクカートリッジの製
    造装置。
21. 【請求項２１】 前記インク保持部材装填手段は、前記
    インク保持部材の断面形状を前記インク室の断面形状よ
    りも小さく変形させて前記インク室内に挿入することを
    特徴とする請求項１５に記載のインクカートリッジの製
    造装置。