JP3658328B2 - 液体収容容器への液体再充填方法および装置 - Google Patents
液体収容容器への液体再充填方法および装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体収容容器への液体再充填方法および装置に関し、特に、液体噴射装置に使用されるインク等の液体を収容する吐出用液体収容容器に対する液体再充填方法および液体再充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置（インクジェット装置）は、インク等の液体を吐出して文字や図形等の画像を記録する液体吐出ヘッドと液体吐出ヘッドに供給するインク等の液体を収容保持する液体収容容器としての液体タンクとを備えており、通常、液体タンクは交換可能とするために着脱自在な構造になっている。液体吐出ヘッドと分離可能な液体タンクを用いる場合には、液体タンク内の液体が使用され空になって印字記録ができなくなると、空になった液体タンクを、液体の入った新しい液体タンクと交換することによって印字記録を再開することができる。一方、液体タンクが液体吐出ヘッドと一体化されている型式のものにおいては、液体タンクの液体がなくなると液体吐出ヘッドの寿命に関わらず液体吐出ヘッドごと交換することが必要であった。したがって、液体吐出ヘッドと分離可能な液体タンクを用いる場合は、一体式に比べ、ランニングコストの面で有利である。さらに、その空になった液体タンクに液体を補充して液体タンクを再使用することができれば、ランニングコストの面で有利となるだけでなく、環境問題の観点からも資源の有効活用が可能となる。
【０００３】
特に、持ち運びが可能な小型のいわゆるモバイルプリンタと呼ばれるものは、プリンタ本体の大きさに対応して液体タンクも小型化されているため、インク等の液体の容量も、通常机上等で固定して使用するプリンタに比べ、液体の容量は極端に少なく、すぐに液体がなくなってしまうので、液体タンクに液体を再充填してタンクを繰り返し使用することが望ましい。
【０００４】
このような液体タンクへの液体の再充填に関しては、いくつかの方法や器具等が既に提案されている。例えば、液体タンクに形成された大気連通口や再充填用の穴といったところから液体を加圧して補充する方法が提案されており、手動で再充填を行う器具はリフィルキットと呼ばれている。また、液体タンク内を減圧して液体を補充する方法もあり、この方法は未使用の空のタンクに液体を充填する際に用いられる一般的な方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したインク等の液体の残量に応じて手動で液体を充填する方式には以下のような問題点がある。第一に、手動で操作するために、操作する人によって充分に充填することができない場合がある。すなわち、手動で液体を加圧しながら液体タンクに補充するために、操作者の加圧状態は一般に過度になる場合が多く、液体タンク内の吸収体への液体の浸透速度よりも液体の供給速度が速くなりすぎて、液体タンク内部に充填されずに液体がタンクからあふれることがある。第二に、操作する人は液体の充填作業をしている間は他の作業を行うことができない。特に、液体の量に応じて加圧を所定の状態に維持する必要があり、拘束時間が長時間になることがほとんどである。つまり、操作者に技能的な能力を要求するため、操作する人によって充填できる液体の量や充填に要する時間にばらつきが生じてしまう。
【０００６】
また、手動で行うことの諸問題を解決するために自動化する装置も提案されているが、液体タンクの内部の状態を検知しながら、圧力や液体を送り込む量を調節していかなければならず、構造が複雑となってしまう。
【０００７】
さらに、液体を加圧して再充填（補充）する方式の中には、再充填用の穴から供給するものがあるが、液体タンクにおいては、元々、液体タンク内の全ての液体が液体取り出し口に集まるように液流路が形成されているので、再充填用の穴から液体を充填するためには、本来の使用には全く関係のない液流路を形成しておくことが必要であり、このような液流路は、液体タンク内に液体の偏りを生じさせて液体取り出し口への液体の供給を円滑に行うことを妨げ、液体タンク本来の性能を低下させる場合がある。
【０００８】
また、液体タンク内を減圧して液体を補充する方法は、本来、未使用の空の液体タンクに対して新規に液体を充填するものであり、液体の再充填に対して適用しようとすると、液体の残量に応じて充填を制御する必要性が生じるため、液体の残量を検知する手段や、残量に応じて減圧の程度を変化させるための手段を必要とし、装置が複雑化するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、前述した従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、液体噴射装置等に用いる液体収容容器に対する液体の再充填を液体の残量に関係なく適確に行うことができ、再充填の際に複雑な制御や構成を必要としない液体再充填方法および液体再充填装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の液体収容容器への液体再充填方法は、液体を保持する液体吸収体を内部に有するとともに、大気に対して内部を連通する大気連通口と、液体吐出ヘッドに連通されて内部の液体を供給する液体取り出し口と、を備えて構成され、前記液体吐出ヘッドによる記録動作によって前記液体が使用された液体収容容器に対する液体再充填方法において、前記液体取り出し口を減圧手段と連通し、前記大気連通口を開放した状態で、前記減圧手段を動作させて、前記液体収容容器内に存在する液体を前記液体取り出し口を介して抜き取る工程と、前記大気連通口を閉鎖した状態で、前記減圧手段を動作させて、前記液体取り出し口を介して前記液体収容容器内を減圧する工程と、前記減圧手段を停止し、前記減圧された液体収容容器の内部との圧力差を利用して補充液体を収容する液体補充タンクから前記液体取り出し口を介して前記液体補充タンク内の液体を前記液体収容容器内に充填する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の液体収容容器への液体再充填方法においては、前記液体収容容器から抜き取った液体を前記液体補充タンクへ還流させることが好ましい。
【００１２】
本発明の液体収容容器への液体再充填方法において、前記液体収容容器内に残留する液体を抜き取る工程は、前記液体収容容器内に残留する液体の量に拘わらず、前記減圧手段を一定時間動作させることで前記液体収容容器内の液体を抜き取ることが好ましく、また、前記液体収容容器の内部を減圧する工程は、前記減圧手段を一定時間動作させることで前記液体収容容器内部を減圧することが好ましい。
【００１３】
本発明の液体収容容器への液体再充填装置は、液体を保持する液体吸収体を内部に有するとともに、大気に対して内部を連通する大気連通口と、液体吐出ヘッドに連通されて内部の液体を供給する液体取り出し口と、を備えて構成され、前記液体吐出ヘッドによる記録動作によって前記液体が使用された液体収容容器に対して前記液体を充填する液体再充填装置において、前記液体収容容器内に対して充填される補充液体を収容する液体補充タンクと、前記液体収容容器の大気連通口を閉鎖・開放できるように構成されたキャップと、前記液体収容容器の液体取り出し口を覆う液体出入口を備えた液体出入管と、前記液体出入管の液体出入口を介して前記液体収容容器の液体取り出し口に負圧を作用させる減圧手段と、を備えており、前記液体収容容器を前記液体再充填装置に投入することで、前記液体収容容器の液体取り出し口を前記液体出入管の液体出入口で覆い、前記大気連通口を開放した状態で前記減圧手段を動作させて前記液体収容容器内に残留する液体を前記液体取り出し口から抜き取り後、前記大気連通口を前記キャップによって閉鎖した状態で前記減圧手段を動作させて前記液体取り出し口を介して前記液体収容容器内を減圧し、その後前記減圧手段を停止して前記減圧された液体収容容器の内部との圧力差を利用して前記液体補充タンクの液体を前記液体出入管の液体出入口を経由して前記液体取り出し口から前記液体収容容器内に充填することを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明の液体収容容器への液体再充填方法および装置によれば、内部に負圧を発生させて液体を保持する多孔質の液体吸収体を有し、液体吐出ヘッドに連通されて内部の液体を液体取り出し口から液体吐出ヘッドに供給するように形成された液体収容容器としての液体タンクへの液体再充填に際して、液体タンク内に残留している液体を、液体取り出し口から抜き取って液体タンクを空にした後に、液体タンクの液体取り出し口から液体タンク内部を減圧し、液体タンクと補充液タンクの圧力差を利用して補充液タンク内の液体を液体取り出し口から液体タンクに液体を再充填することによって、再充填の際に複雑な制御や装置を必要とすることなく、さらに液体タンク内の液体の残量に関係なく、適確に再充填することができる。また、液体の再充填に際し液体取り出し口以外から液体の抜き取りおよび充填をしないことによって、液体取り出し口に向かわない液流路を形成することに起因した液体タンクの本来の性能の低下を防ぐことができる。さらに、操作者は液体の再充填の作業に特別な技術を必要とせずしかも液体の補充に長時間拘束されることもない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１は、本発明の液体再充填方法に基づいて液体タンクに液体の再充填を行うための液体再充填装置の一実施例の概略構成図であり、図２は、本発明の液体再充填方法に用いる液体タンクの模式的断面図である。
【００１７】
本実施例で用いる液体収容容器としての液体タンク１は、液体噴射装置に搭載されて使用されるものであり、図２に図示するように、ほぼ直方体の形状をしており、その上方の面には液体タンク内部と通じる穴である大気連通口２が設けられ、また、液体タンク１の下方の面には筒状に突出した形状で液体供給筒３が設けられており、その先端に液体取り出し口４が形成されている。液体供給筒３には圧接体５が挿入されている。液体タンク１の内部にはウレタンフォーム等の多孔質の液体吸収体としての吸収体６が満たされており、この吸収体６は、上部で大気連通口２を介して大気に連通し、下部で液体取り出し口４に連通する。さらに、吸収体６は、液体タンク１の内部で負圧を発生させ、インク等の液体を吸収保持する。このように構成される液体タンク１は、液体噴射装置に搭載されて液体吐出ヘッド（不図示）に連通され、液体に負圧を発生させる多孔質の吸収体６に吸収保持される液体を液体供給筒３の液体取り出し口４から液体吐出ヘッドに供給する。
【００１８】
次に、前述したような液体タンクに対して液体を再充填する液体再充填装置について図１を用いて説明する。
【００１９】
本実施例における液体再充填装置１０は、図１に図示するように、補充用のインク等の液体を収容する補充液タンク１１と、再充填しようとする液体タンク１内に残っているインク等の液体を抜き取って回収した液体を保持する回収タンク１２が設けられており、回収タンク１２には、再充填切替えバルブ１４ａを備えたタンク減圧管１３ａと回収用バルブ１４ｂを備えた回収管１３ｂが個別に接続され、タンク減圧管１３ａはポンプ１５に接続されている。また、上部に大気連通口１８が形成された補充液タンク１１は、補充液タンク１１内の液体を液体タンク１内へ移送するための液体補充管１３ｃが接続され、液体補充管１３ｃには補充用バルブ１４ｃが設けられている。この液体補充管１３ｃには、液体出入口１６を一端に有する液体出入管１３ｄが接続されている。液体出入口１６は、液体タンク１の液体取り出し口４が形成されている液体供給筒３に接続するためのものであり、液体出入口１６の内径は液体タンク１の液体取り出し口４の外径と略等しくなるように設計されており、液体タンク１の液体供給筒３を液体出入管１３ｄの液体出入口１６に嵌入しうるようになっている。液体出入管１３ｄにはさらに回収管１３ｂも接続されている。また、補充液タンク１１と回収タンク１２において、回収タンク１２はその底面が補充液タンク１１の上面より上方に位置するように配設され、還流用バルブ１４ｅを備えた回収液還流管１３ｅで連結されており、液体タンク１内に残留している液体を回収して一時的に保持する回収タンク１２内の液体を両タンク１１と１２の高低差により補充液タンク１１へ戻すことができるように構成されている。また、液体タンク１の大気連通口２を覆うことができるキャップ１７が液体出入口１６の上方に配設されており、キャップ１７には大気開放用バルブ１４ｆが設けられている。
【００２０】
減圧手段としてのポンプ１５は、再充填切替えバルブ１４ａおよび回収用バルブ１４ｂを開くことにより、タンク減圧管１３ａ、回収タンク１２および回収管１３ｂ、さらに液体出入管１３ｄおよび液体出入口１６を経て液体タンク１の内部に連通され、この状態で、ポンプ１５を駆動させることにより、液体タンク１内に残留している液体を吸引して抜き取ることができ、さらにまた、ポンプ１５を液体タンク１の内部に連通するとともに液体タンク１の大気連通口２をキャップ１７により密閉した状態で、ポンプ１５を駆動させることにより、液体タンク１の内部を減圧することができる。このように液体タンク１の内部を減圧した後に回収用バルブ１４ｂを閉鎖して補充用バルブ１４ｃを開き補充液タンク１１と液体タンク１とを液体補充管１３ｃを介して連通させると、補充液タンク１１と液体タンク１内の圧力差を利用して補充液タンク１１内の液体を液体タンク１に補充させることができる。
【００２１】
なお、図１には液体再充填装置の概略構成を示し、ポンプ１５の駆動手段やバルブ１４（１４ａ〜１４ｆ）の開閉手段およびそれらを制御する手段や再充填工程のプログラムを保存し実行する手段等については図示していないが、これらの手段等も液体再充填装置の構成に含まれるものとする。
【００２２】
また、図１に図示する液体再充填装置１０は一つの液体タンクに対応するものとしているけれども、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー等の４種類のインク等の液体を使用する液体噴射装置（インクジェットプリンタ）に対しては、４つの独立した補充液タンク１１、回収タンク１２、配管１３（１３ａ〜１３ｅ）および流路を遮断することのできるバルブ１４（１４ａ〜１４ｆ）をそれぞれ液体の種類毎に対応するように複数組設けることができる。なお、このとき、ポンプ１５に関しては、複数の液体再充填装置に対して共通に設け、一つのポンプ１５に連通する複数のタンク減圧管１３ａのそれぞれに液体再充填切替えバルブ１４ａを取り付け、再充填する液体タンク毎に液体再充填切替えバルブ１４ａを切り替えて順番に再充填することができるように構成することができる。
【００２３】
次に、以上のように構成される本実施例の液体再充填装置による液体再充填の工程について順次説明する。
【００２４】
液体再充填装置１０の初期状態は、タンク減圧管１３ａの液補充用バルブ１４ａは閉鎖されており、回収管１３ｂの回収用バルブ１４ｂが開放した状態になっている。また、回収液還流管１３ｅの還流用バルブ１４ｅは閉鎖されている。
【００２５】
先ず、液体を再充填しようとする液体タンク１を液体再充填装置１０に投入して、液体タンク１の液体取り出し口４を、液体出入管１３ｄの液体出入口１６にセットする。液体供給筒３を液体出入口１６に押し込むときに生じる圧力と排除される空気は液体出入管１３ｄおよび回収管１３ｂを通じて回収タンク１２に逃げることができるようになっている。なお、液体取り出し口４と液体出入管１３ｄの液体出入口１６は、補充するインク等の液体の種類や色を間違えないように補充する液体の色が判別できるように液体の色の付けたラベル等を貼着して区別できるようにすることが好ましい。
【００２６】
液体タンク１が液体出入管１３ｄの液体出入口１６にセットされた後に、タンク減圧管１３ａの液体再充填切替えバルブ１４ａを開放する。その後、減圧手段としてのポンプ１５を駆動させ、液体出入口１６からポンプ１５までの流路（液体出入管１３ｄ、回収管１３ｂ、回収タンク１２およびタンク減圧管１３ａで構成される流路）の圧力を減圧し、この流路の方を、液体タンク１が通常液体を保持している負圧に比べてさらに低くすることにより、液体タンク１内に残留している液体が液体取り出し口４から抜き取られる。液体タンク１の液体取り出し口４から液体出入口１６を介して抜き取られた液体は、ポンプ１５に到達する前に回収管１３ｂを通り回収タンク１２に一時的に保存される。ここで、回収タンク１２の容量は、液体の再充填が想定されている液体タンクの中で最大の容量をもつ液体タンクの容量と略等しく設定される。回収した液体が回収タンクから溢れてタンク減圧管１３ａ内に進入しないようにするためだけであれば、回収タンク１２の容量は十分に大きいものにしておけばよいが、あえて回収タンク１２の容量を前記のように定義するのは、回収タンク１２の容量が大きければ大きいほど、液体の抜き取りの時に回収タンク１２を含む流路内を減圧するのに要する時間がかかるので、その減圧にかかる時間をなるべく短縮することにある。
【００２７】
液体タンク１から液体を回収するに要する時間は、回収タンク１２および液体出入口１６からポンプ１５までの流路内の気体を排気して減圧するのにかかる時間と、液体タンク１が液体で満杯に充填されている状態から液体タンク１内の液体を全て抜き取るのにかかる時間との合計を、再充填する液体タンクの種類と使用するポンプの性能に基づき、液体の再充填を想定している液体タンクの中で液体の容量が最大の液体タンク内の液体を抜き取るのに充分な時間に固定して、この時間だけポンプ１５を駆動させる。この方法では、液体タンクの種類や液体の残量に関わらず常に一定の時間がかかるものの、液体の残量に応じてポンプの駆動時間を変える方法をとる場合には、液体の残量を検知する手段が必要となって装置が複雑化してしまうけれども、前述した方法ではより単純な構造をとることができる。また、各種類の液体タンクに対して適切な時間で操作することができるように、液体の再充填を想定している液体タンクの種類毎に、各液体タンクに満杯に充填されているときの液体容量を抜き取る時間を記憶しておき、再充填する液体タンク毎に抜き取り時間を使い分けることによって、抜き取りに要する時間を短縮することも可能である。
【００２８】
ポンプ１５を駆動させてから予め決められた時間が経過した時点で、一旦ポンプ１５の駆動を停止し、液体タンク１の大気連通口２をキャップ１７によって密閉する。キャップ１７には、大気連通口２のある液体タンク１の上部とキャップ１７の間を大気圧に開放することのできる大気開放用バルブ１４ｆが取り付けられており、液体タンク１を密閉するときには、大気開放用バルブ１４ｆを一旦開放してキャップ１７で大気連通口２に栓をした後に大気開放用バルブ１４ｆを閉鎖する。
【００２９】
液体タンク１の大気連通口２の密閉が完了したら、再びポンプ１５を駆動させ、液体タンク１の内部を減圧する。減圧に要する時間は、液体を抜き取るときと同様に、再充填する液体タンクの種類と使用するポンプの性能に基づき、液体の再充填を想定している液体タンクにおいて液体タンク内に液体が存在しない時に液体タンク内に存在する気体の容積を減圧するのに充分な時間に固定し、この時間でポンプ１５を駆動させる。また、各種類の液体タンクに対して適切な時間で操作することができるように、液体タンクの種類毎に各液体タンクの減圧に必要な時間を記憶しておき、再充填する液体タンク毎に減圧する時間を使い分けることによって、減圧に要する時間を短縮することも可能である。ポンプ１５を減圧に要する時間だけ駆動させて液体タンク１の内部を減圧した後に、回収管１３ｂの回収用バルブ１４ｂを閉鎖して、ポンプ１５を停止する。
【００３０】
続いて、液体補充管１３ｃの補充用バルブ１４ｃを開けると、補充液タンク１１内の液体は液体補充管１３ｃおよび液体出入管１３ｄを経て液体出入口１６を介し液体タンク１の液体取り出し口４から液体タンク１内に流れ込む。これは補充液タンク１１の上部に設けられた大気連通口１８から補充液タンク１１に大気圧がかかっているのに対して、液体タンク１の内部は大気圧より低い圧力になっているためである。
【００３１】
液体の補充が終わったら、補充用バルブ１４ｃを閉鎖して、キャップ１７に接続された大気開放用バルブ１４ｆを開き、キャップ１７を液体タンク１から外す。
【００３２】
一方、回収タンク１２に一時的に保存される回収液体は、還流用バルブ１４ｅを開放することにより、回収液還流管１３ｅを通って補充液タンク１１に還流される。このとき、回収タンク１２と補充液タンク１１を大気圧に開放しておき、回収タンク１２の液面を補充液タンク１１の液面より上方になるように配置しかつ回収液還流管１３ｅを回収タンク１２の底面と補充液タンク１１の天井に接続することにより、還流用バルブ１４ｅを開くだけで回収タンク１２内の回収液体が補充液タンク１１内に流れるようになる。
【００３３】
本実施例では、再充填に使用する液体タンクの例として、図２に図示するような液体タンク１の内部に吸収体６だけがあるものを用いたが、液体タンクの内部構造が、図３に図示するように、液体タンク１ａ内に液体収納室７と吸収体６を収容する負圧発生部材収納室８を隔壁９で仕切り、液体タンク底部付近で液連通孔９ａを介してのみ連通されている類の液体タンク１ａでもよく、さらに液体タンクの液体の容量が異なるものであっても、液体タンクに再充填する液体の種類と、液体取り出し口（４、４ａ）の外径が等しく、大気連通口（２、２ａ）がキャップ（１７）で密閉可能な構造であれば、再充填する液体タンク毎にポンプを駆動させる時間を記憶させておき、再充填するときにポンプ駆動時間を選択できるようにしておけば液体の再充填は可能である。
【００３４】
また、複数の液体タンクを再充填する場合、液体タンクの容量が等しいものであれば、タンク減圧管１３ａの途中にある再充填切替えバルブ１４ａを全て開放するか、あるいは、再充填切替えバルブの存在しない構成をとることによって、液体の再充填を同じ工程で同時に行うことも可能である。
【００３５】
（実施例２）
図４は、本発明の液体再充填方法に基づいて液体タンクに液体の再充填を行うための液体再充填装置の他の実施例の概略図である。
【００３６】
本実施例の液体再充填装置においては、再充填する液体タンク内の残留液体の抜き取りおよび液体タンク内の減圧に、ピストン３１およびシリンダ３２を使用する点で前述した実施例と相違する。
【００３７】
本実施例における液体再充填装置３０は、図４に図示するように、ピストン３１を備えるシリンダ３２と補充用のインク等の液体を収容する補充液タンク３３が設けられ、補充液タンク３３は、その上面において連通管３４を介してシリンダ３２の下面と連通される。シリンダ３２の最大容量は、液体の再充填を想定している液体タンク１の最大容量に比べて充分大きいものとする。また、補充液タンク３３には、その上面には大気開放用バルブ３５が設けられ、さらに、補充液タンク３３内の液体を液体タンク１内へ移送するための液体出入管３６が接続され、この液体出入管３６の上部には、液体タンク１の液体取り出し口４が形成されている液体供給筒３に接続可能な液体出入口３７が設けられている。この液体出入口３７の内径は液体タンク１の液体取り出し口４の外径と略等しくなるように設計されており、液体タンク１の液体供給筒３を液体出入口３６に嵌入することができるようになっている。また、液体タンク１の大気連通口２を覆うことができるようにキャップ３８が液体出入口３７の上方に配設されている。
【００３８】
次に、以上のように構成される本実施例の液体再充填装置による液体再充填の工程について順次説明する。
【００３９】
本実施例の液体再充填装置の初期状態は、ピストン３１がシリンダ３２の最下部に位置付けられ、補充液タンク３３の上方の面にある大気開放用バルブ３５は開放されている。
【００４０】
先ず、液体を再充填しようとする液体タンク１を液体再充填装置３０に投入して、液体タンク１の液体取り出し口４を液体出入管３６の液体出入口３７にセットする。液体供給筒３を押し込むときに生じる圧力と排除される空気は、液体出入管３６を通じて補充液タンク３３内に逃げるようになっている。液体タンク１がセットされた後に、補充液タンク３３の大気開放用バルブ３５を閉じる。
【００４１】
次に、ピストン３１を上方に移動させると、液体出入口３７からシリンダ３２のピストン３１より下部の領域の圧力（すなわち、シリンダ３２の下方部分に連通する補充液タンク３３および液体出入管３６内の圧力）が、液体タンク１が通常液体を保持している負圧に比べて低くなるために、液体タンク１内に残存している液体は、液体タンク１の液体取り出し口４から抜き取られ、液体出入口３７から液体出入管３６を経て補充液タンク３３へ吸出される。このときに、ピストン３１を上方に移動させる量は、液体タンク１内の液体を抜き取るのに充分な分だけ引き上げるようにする。液体が液体タンク１から抜き取られた時点でピストン３１の移動を停止し、補充液タンク３３上の大気開放用バルブ３５を開放する。続いて、ピストン３１をシリンダ３２の最下部に移動させる。そして、液体タンク１の大気連通口２をキャップ３８により密閉し、その後に、大気開放用バルブ３５を再び閉じる。
【００４２】
そして、再びピストン３１を上方に移動させることにより、液体タンク１の内部を減圧する。ピストン３１は液体を抜き取った後の液体タンク１が充分に減圧される分だけ移動させる。液体タンク１の内部が充分に減圧したら、ピストン３１を停止し、大気開放用バルブ３５を開放する。すると、補充液タンク３３内の液体に大気圧がかかるため、減圧された液体タンク１の内部と圧力差が生じるため、補充液タンク３３内の液体が液体出入管３６を介して液体取り出し口４を経て液体タンク１内部に充填される。液体の充填が終了したら、キャップ３８を液体タンク１の大気連通口２から外し、液体タンク１を取り出す。
【００４３】
なお、ピストン３１の移動手段は手動でもよいし、モーター等の動力を利用してもよい。手動で操作する場合は、液体の再充填の作業を行っている間に操作者は他の作業はできないが、操作する人の技能的な差が生じることなく、従来の手動で加圧を調節していた方法に比べて、再充填に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内部に負圧を発生させて液体を保持する多孔質の液体吸収体を有し、液体吐出ヘッドに連通されて内部の液体を液体取り出し口から液体吐出ヘッドに供給するように形成された液体タンクへの液体再充填に際して、液体タンク内に残留する液体を液吐出ヘッドに液体を供給する液体取り出し口から一旦抜き取り、液体を抜き取った後の液体タンクを液体取り出し口から減圧して、液体タンクと補充液タンクの圧力差を利用して液体取り出し口から液体を再充填することによって、液体タンク内の液体の残量に関係なく適確に再充填することができ、さらに、再充填の際に複雑な制御や構成を必要としない装置で行うことができる。操作者は液体の再充填の作業に特別な技術を必要とせずしかも液体の補充に長時間拘束されることもない。また、液体の再充填に際し液体取り出し口以外から液体の出し入れをしないことによって、液体タンクに再充填された液体は、補充を行っていない液体タンクと同等に液体取り出し口に集まり、液体取り出し口に向かわない液流路を形成することに起因した液体タンクの本来の性能の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の液体再充填方法に基づいて液体タンクに液体の再充填を行うための液体再充填装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】 本発明の液体再充填方法に用いる液体タンクの模式的断面図である。
【図３】 本発明の液体再充填方法に用いる液体タンクにおいて負圧発生部材収納室と液体収納室を有する類の液体タンクの模式的断面図である。
【図４】 本発明の液体再充填方法に基づいて液体タンクに液体の再充填を行うための液体再充填装置の他の実施例の概略構成図である。
【符号の説明】
１、１ａ 液体タンク
２、２ａ 大気連通口
３、３ａ 液体供給筒
４、４ａ 液体取り出し口
５、５ａ 圧接体
６、６ａ 吸収体
７ 液体収納室
８ 負圧発生部材収納室
９ 隔壁
９ａ 液連通孔
１０ 液体再充填装置
１１ 補充液タンク
１２ 回収タンク
１３ａ タンク減圧管
１３ｂ 回収管
１３ｃ 液体補充管
１３ｄ 液体出入管
１３ｅ 回収液還流管
１４ａ 再充填切替えバルブ
１４ｂ 回収用バルブ
１４ｃ 補充用バルブ
１４ｅ 還流用バルブ
１４ｆ 大気開放用バルブ
１５ ポンプ
１６ 液体出入口
１７ キャップ
１８ 大気連通口
３０ 液体再充填装置
３１ ピストン
３２ シリンダ
３３ 補充液タンク
３４ 連通管
３５ 大気開放バルブ
３６ 液体出入管
３７ 液体出入口
３８ キャップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体収容容器への液体再充填方法および装置に関し、特に、液体噴射装置に使用されるインク等の液体を収容する吐出用液体収容容器に対する液体再充填方法および液体再充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置（インクジェット装置）は、インク等の液体を吐出して文字や図形等の画像を記録する液体吐出ヘッドと液体吐出ヘッドに供給するインク等の液体を収容保持する液体収容容器としての液体タンクとを備えており、通常、液体タンクは交換可能とするために着脱自在な構造になっている。液体吐出ヘッドと分離可能な液体タンクを用いる場合には、液体タンク内の液体が使用され空になって印字記録ができなくなると、空になった液体タンクを、液体の入った新しい液体タンクと交換することによって印字記録を再開することができる。一方、液体タンクが液体吐出ヘッドと一体化されている型式のものにおいては、液体タンクの液体がなくなると液体吐出ヘッドの寿命に関わらず液体吐出ヘッドごと交換することが必要であった。したがって、液体吐出ヘッドと分離可能な液体タンクを用いる場合は、一体式に比べ、ランニングコストの面で有利である。さらに、その空になった液体タンクに液体を補充して液体タンクを再使用することができれば、ランニングコストの面で有利となるだけでなく、環境問題の観点からも資源の有効活用が可能となる。
【０００３】
特に、持ち運びが可能な小型のいわゆるモバイルプリンタと呼ばれるものは、プリンタ本体の大きさに対応して液体タンクも小型化されているため、インク等の液体の容量も、通常机上等で固定して使用するプリンタに比べ、液体の容量は極端に少なく、すぐに液体がなくなってしまうので、液体タンクに液体を再充填してタンクを繰り返し使用することが望ましい。
【０００４】
このような液体タンクへの液体の再充填に関しては、いくつかの方法や器具等が既に提案されている。例えば、液体タンクに形成された大気連通口や再充填用の穴といったところから液体を加圧して補充する方法が提案されており、手動で再充填を行う器具はリフィルキットと呼ばれている。また、液体タンク内を減圧して液体を補充する方法もあり、この方法は未使用の空のタンクに液体を充填する際に用いられる一般的な方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したインク等の液体の残量に応じて手動で液体を充填する方式には以下のような問題点がある。第一に、手動で操作するために、操作する人によって充分に充填することができない場合がある。すなわち、手動で液体を加圧しながら液体タンクに補充するために、操作者の加圧状態は一般に過度になる場合が多く、液体タンク内の吸収体への液体の浸透速度よりも液体の供給速度が速くなりすぎて、液体タンク内部に充填されずに液体がタンクからあふれることがある。第二に、操作する人は液体の充填作業をしている間は他の作業を行うことができない。特に、液体の量に応じて加圧を所定の状態に維持する必要があり、拘束時間が長時間になることがほとんどである。つまり、操作者に技能的な能力を要求するため、操作する人によって充填できる液体の量や充填に要する時間にばらつきが生じてしまう。
【０００６】
また、手動で行うことの諸問題を解決するために自動化する装置も提案されているが、液体タンクの内部の状態を検知しながら、圧力や液体を送り込む量を調節していかなければならず、構造が複雑となってしまう。
【０００７】
さらに、液体を加圧して再充填（補充）する方式の中には、再充填用の穴から供給するものがあるが、液体タンクにおいては、元々、液体タンク内の全ての液体が液体取り出し口に集まるように液流路が形成されているので、再充填用の穴から液体を充填するためには、本来の使用には全く関係のない液流路を形成しておくことが必要であり、このような液流路は、液体タンク内に液体の偏りを生じさせて液体取り出し口への液体の供給を円滑に行うことを妨げ、液体タンク本来の性能を低下させる場合がある。
【０００８】
また、液体タンク内を減圧して液体を補充する方法は、本来、未使用の空の液体タンクに対して新規に液体を充填するものであり、液体の再充填に対して適用しようとすると、液体の残量に応じて充填を制御する必要性が生じるため、液体の残量を検知する手段や、残量に応じて減圧の程度を変化させるための手段を必要とし、装置が複雑化するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、前述した従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、液体噴射装置等に用いる液体収容容器に対する液体の再充填を液体の残量に関係なく適確に行うことができ、再充填の際に複雑な制御や構成を必要としない液体再充填方法および液体再充填装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の液体収容容器への液体再充填方法は、液体を保持する液体吸収体を内部に有するとともに、大気に対して内部を連通する大気連通口と、液体吐出ヘッドに連通されて内部の液体を供給する液体取り出し口と、を備えて構成され、前記液体吐出ヘッドによる記録動作によって前記液体が使用された液体収容容器に対する液体再充填方法において、前記液体取り出し口を減圧手段と連通し、前記大気連通口を開放した状態で、前記減圧手段を動作させて、前記液体収容容器内に存在する液体を前記液体取り出し口を介して抜き取る工程と、前記大気連通口を閉鎖した状態で、前記減圧手段を動作させて、前記液体取り出し口を介して前記液体収容容器内を減圧する工程と、前記減圧手段を停止し、前記減圧された液体収容容器の内部との圧力差を利用して補充液体を収容する液体補充タンクから前記液体取り出し口を介して前記液体補充タンク内の液体を前記液体収容容器内に充填する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の液体収容容器への液体再充填方法においては、前記液体収容容器から抜き取った液体を前記液体補充タンクへ還流させることが好ましい。
【００１２】
本発明の液体収容容器への液体再充填方法において、前記液体収容容器内に残留する液体を抜き取る工程は、前記液体収容容器内に残留する液体の量に拘わらず、前記減圧手段を一定時間動作させることで前記液体収容容器内の液体を抜き取ることが好ましく、また、前記液体収容容器の内部を減圧する工程は、前記減圧手段を一定時間動作させることで前記液体収容容器内部を減圧することが好ましい。
【００１３】
本発明の液体収容容器への液体再充填装置は、液体を保持する液体吸収体を内部に有するとともに、大気に対して内部を連通する大気連通口と、液体吐出ヘッドに連通されて内部の液体を供給する液体取り出し口と、を備えて構成され、前記液体吐出ヘッドによる記録動作によって前記液体が使用された液体収容容器に対して前記液体を充填する液体再充填装置において、前記液体収容容器内に対して充填される補充液体を収容する液体補充タンクと、前記液体収容容器の大気連通口を閉鎖・開放できるように構成されたキャップと、前記液体収容容器の液体取り出し口を覆う液体出入口を備えた液体出入管と、前記液体出入管の液体出入口を介して前記液体収容容器の液体取り出し口に負圧を作用させる減圧手段と、を備えており、前記液体収容容器を前記液体再充填装置に投入することで、前記液体収容容器の液体取り出し口を前記液体出入管の液体出入口で覆い、前記大気連通口を開放した状態で前記減圧手段を動作させて前記液体収容容器内に残留する液体を前記液体取り出し口から抜き取り後、前記大気連通口を前記キャップによって閉鎖した状態で前記減圧手段を動作させて前記液体取り出し口を介して前記液体収容容器内を減圧し、その後前記減圧手段を停止して前記減圧された液体収容容器の内部との圧力差を利用して前記液体補充タンクの液体を前記液体出入管の液体出入口を経由して前記液体取り出し口から前記液体収容容器内に充填することを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明の液体収容容器への液体再充填方法および装置によれば、内部に負圧を発生させて液体を保持する多孔質の液体吸収体を有し、液体吐出ヘッドに連通されて内部の液体を液体取り出し口から液体吐出ヘッドに供給するように形成された液体収容容器としての液体タンクへの液体再充填に際して、液体タンク内に残留している液体を、液体取り出し口から抜き取って液体タンクを空にした後に、液体タンクの液体取り出し口から液体タンク内部を減圧し、液体タンクと補充液タンクの圧力差を利用して補充液タンク内の液体を液体取り出し口から液体タンクに液体を再充填することによって、再充填の際に複雑な制御や装置を必要とすることなく、さらに液体タンク内の液体の残量に関係なく、適確に再充填することができる。また、液体の再充填に際し液体取り出し口以外から液体の抜き取りおよび充填をしないことによって、液体取り出し口に向かわない液流路を形成することに起因した液体タンクの本来の性能の低下を防ぐことができる。さらに、操作者は液体の再充填の作業に特別な技術を必要とせずしかも液体の補充に長時間拘束されることもない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１は、本発明の液体再充填方法に基づいて液体タンクに液体の再充填を行うための液体再充填装置の一実施例の概略構成図であり、図２は、本発明の液体再充填方法に用いる液体タンクの模式的断面図である。
【００１７】
本実施例で用いる液体収容容器としての液体タンク１は、液体噴射装置に搭載されて使用されるものであり、図２に図示するように、ほぼ直方体の形状をしており、その上方の面には液体タンク内部と通じる穴である大気連通口２が設けられ、また、液体タンク１の下方の面には筒状に突出した形状で液体供給筒３が設けられており、その先端に液体取り出し口４が形成されている。液体供給筒３には圧接体５が挿入されている。液体タンク１の内部にはウレタンフォーム等の多孔質の液体吸収体としての吸収体６が満たされており、この吸収体６は、上部で大気連通口２を介して大気に連通し、下部で液体取り出し口４に連通する。さらに、吸収体６は、液体タンク１の内部で負圧を発生させ、インク等の液体を吸収保持する。このように構成される液体タンク１は、液体噴射装置に搭載されて液体吐出ヘッド（不図示）に連通され、液体に負圧を発生させる多孔質の吸収体６に吸収保持される液体を液体供給筒３の液体取り出し口４から液体吐出ヘッドに供給する。
【００１８】
次に、前述したような液体タンクに対して液体を再充填する液体再充填装置について図１を用いて説明する。
【００１９】
本実施例における液体再充填装置１０は、図１に図示するように、補充用のインク等の液体を収容する補充液タンク１１と、再充填しようとする液体タンク１内に残っているインク等の液体を抜き取って回収した液体を保持する回収タンク１２が設けられており、回収タンク１２には、再充填切替えバルブ１４ａを備えたタンク減圧管１３ａと回収用バルブ１４ｂを備えた回収管１３ｂが個別に接続され、タンク減圧管１３ａはポンプ１５に接続されている。また、上部に大気連通口１８が形成された補充液タンク１１は、補充液タンク１１内の液体を液体タンク１内へ移送するための液体補充管１３ｃが接続され、液体補充管１３ｃには補充用バルブ１４ｃが設けられている。この液体補充管１３ｃには、液体出入口１６を一端に有する液体出入管１３ｄが接続されている。液体出入口１６は、液体タンク１の液体取り出し口４が形成されている液体供給筒３に接続するためのものであり、液体出入口１６の内径は液体タンク１の液体取り出し口４の外径と略等しくなるように設計されており、液体タンク１の液体供給筒３を液体出入管１３ｄの液体出入口１６に嵌入しうるようになっている。液体出入管１３ｄにはさらに回収管１３ｂも接続されている。また、補充液タンク１１と回収タンク１２において、回収タンク１２はその底面が補充液タンク１１の上面より上方に位置するように配設され、還流用バルブ１４ｅを備えた回収液還流管１３ｅで連結されており、液体タンク１内に残留している液体を回収して一時的に保持する回収タンク１２内の液体を両タンク１１と１２の高低差により補充液タンク１１へ戻すことができるように構成されている。また、液体タンク１の大気連通口２を覆うことができるキャップ１７が液体出入口１６の上方に配設されており、キャップ１７には大気開放用バルブ１４ｆが設けられている。
【００２０】
減圧手段としてのポンプ１５は、再充填切替えバルブ１４ａおよび回収用バルブ１４ｂを開くことにより、タンク減圧管１３ａ、回収タンク１２および回収管１３ｂ、さらに液体出入管１３ｄおよび液体出入口１６を経て液体タンク１の内部に連通され、この状態で、ポンプ１５を駆動させることにより、液体タンク１内に残留している液体を吸引して抜き取ることができ、さらにまた、ポンプ１５を液体タンク１の内部に連通するとともに液体タンク１の大気連通口２をキャップ１７により密閉した状態で、ポンプ１５を駆動させることにより、液体タンク１の内部を減圧することができる。このように液体タンク１の内部を減圧した後に回収用バルブ１４ｂを閉鎖して補充用バルブ１４ｃを開き補充液タンク１１と液体タンク１とを液体補充管１３ｃを介して連通させると、補充液タンク１１と液体タンク１内の圧力差を利用して補充液タンク１１内の液体を液体タンク１に補充させることができる。
【００２１】
なお、図１には液体再充填装置の概略構成を示し、ポンプ１５の駆動手段やバルブ１４（１４ａ〜１４ｆ）の開閉手段およびそれらを制御する手段や再充填工程のプログラムを保存し実行する手段等については図示していないが、これらの手段等も液体再充填装置の構成に含まれるものとする。
【００２２】
また、図１に図示する液体再充填装置１０は一つの液体タンクに対応するものとしているけれども、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー等の４種類のインク等の液体を使用する液体噴射装置（インクジェットプリンタ）に対しては、４つの独立した補充液タンク１１、回収タンク１２、配管１３（１３ａ〜１３ｅ）および流路を遮断することのできるバルブ１４（１４ａ〜１４ｆ）をそれぞれ液体の種類毎に対応するように複数組設けることができる。なお、このとき、ポンプ１５に関しては、複数の液体再充填装置に対して共通に設け、一つのポンプ１５に連通する複数のタンク減圧管１３ａのそれぞれに液体再充填切替えバルブ１４ａを取り付け、再充填する液体タンク毎に液体再充填切替えバルブ１４ａを切り替えて順番に再充填することができるように構成することができる。
【００２３】
次に、以上のように構成される本実施例の液体再充填装置による液体再充填の工程について順次説明する。
【００２４】
液体再充填装置１０の初期状態は、タンク減圧管１３ａの液補充用バルブ１４ａは閉鎖されており、回収管１３ｂの回収用バルブ１４ｂが開放した状態になっている。また、回収液還流管１３ｅの還流用バルブ１４ｅは閉鎖されている。
【００２５】
先ず、液体を再充填しようとする液体タンク１を液体再充填装置１０に投入して、液体タンク１の液体取り出し口４を、液体出入管１３ｄの液体出入口１６にセットする。液体供給筒３を液体出入口１６に押し込むときに生じる圧力と排除される空気は液体出入管１３ｄおよび回収管１３ｂを通じて回収タンク１２に逃げることができるようになっている。なお、液体取り出し口４と液体出入管１３ｄの液体出入口１６は、補充するインク等の液体の種類や色を間違えないように補充する液体の色が判別できるように液体の色の付けたラベル等を貼着して区別できるようにすることが好ましい。
【００２６】
液体タンク１が液体出入管１３ｄの液体出入口１６にセットされた後に、タンク減圧管１３ａの液体再充填切替えバルブ１４ａを開放する。その後、減圧手段としてのポンプ１５を駆動させ、液体出入口１６からポンプ１５までの流路（液体出入管１３ｄ、回収管１３ｂ、回収タンク１２およびタンク減圧管１３ａで構成される流路）の圧力を減圧し、この流路の方を、液体タンク１が通常液体を保持している負圧に比べてさらに低くすることにより、液体タンク１内に残留している液体が液体取り出し口４から抜き取られる。液体タンク１の液体取り出し口４から液体出入口１６を介して抜き取られた液体は、ポンプ１５に到達する前に回収管１３ｂを通り回収タンク１２に一時的に保存される。ここで、回収タンク１２の容量は、液体の再充填が想定されている液体タンクの中で最大の容量をもつ液体タンクの容量と略等しく設定される。回収した液体が回収タンクから溢れてタンク減圧管１３ａ内に進入しないようにするためだけであれば、回収タンク１２の容量は十分に大きいものにしておけばよいが、あえて回収タンク１２の容量を前記のように定義するのは、回収タンク１２の容量が大きければ大きいほど、液体の抜き取りの時に回収タンク１２を含む流路内を減圧するのに要する時間がかかるので、その減圧にかかる時間をなるべく短縮することにある。
【００２７】
液体タンク１から液体を回収するに要する時間は、回収タンク１２および液体出入口１６からポンプ１５までの流路内の気体を排気して減圧するのにかかる時間と、液体タンク１が液体で満杯に充填されている状態から液体タンク１内の液体を全て抜き取るのにかかる時間との合計を、再充填する液体タンクの種類と使用するポンプの性能に基づき、液体の再充填を想定している液体タンクの中で液体の容量が最大の液体タンク内の液体を抜き取るのに充分な時間に固定して、この時間だけポンプ１５を駆動させる。この方法では、液体タンクの種類や液体の残量に関わらず常に一定の時間がかかるものの、液体の残量に応じてポンプの駆動時間を変える方法をとる場合には、液体の残量を検知する手段が必要となって装置が複雑化してしまうけれども、前述した方法ではより単純な構造をとることができる。また、各種類の液体タンクに対して適切な時間で操作することができるように、液体の再充填を想定している液体タンクの種類毎に、各液体タンクに満杯に充填されているときの液体容量を抜き取る時間を記憶しておき、再充填する液体タンク毎に抜き取り時間を使い分けることによって、抜き取りに要する時間を短縮することも可能である。
【００２８】
ポンプ１５を駆動させてから予め決められた時間が経過した時点で、一旦ポンプ１５の駆動を停止し、液体タンク１の大気連通口２をキャップ１７によって密閉する。キャップ１７には、大気連通口２のある液体タンク１の上部とキャップ１７の間を大気圧に開放することのできる大気開放用バルブ１４ｆが取り付けられており、液体タンク１を密閉するときには、大気開放用バルブ１４ｆを一旦開放してキャップ１７で大気連通口２に栓をした後に大気開放用バルブ１４ｆを閉鎖する。
【００２９】
液体タンク１の大気連通口２の密閉が完了したら、再びポンプ１５を駆動させ、液体タンク１の内部を減圧する。減圧に要する時間は、液体を抜き取るときと同様に、再充填する液体タンクの種類と使用するポンプの性能に基づき、液体の再充填を想定している液体タンクにおいて液体タンク内に液体が存在しない時に液体タンク内に存在する気体の容積を減圧するのに充分な時間に固定し、この時間でポンプ１５を駆動させる。また、各種類の液体タンクに対して適切な時間で操作することができるように、液体タンクの種類毎に各液体タンクの減圧に必要な時間を記憶しておき、再充填する液体タンク毎に減圧する時間を使い分けることによって、減圧に要する時間を短縮することも可能である。ポンプ１５を減圧に要する時間だけ駆動させて液体タンク１の内部を減圧した後に、回収管１３ｂの回収用バルブ１４ｂを閉鎖して、ポンプ１５を停止する。
【００３０】
続いて、液体補充管１３ｃの補充用バルブ１４ｃを開けると、補充液タンク１１内の液体は液体補充管１３ｃおよび液体出入管１３ｄを経て液体出入口１６を介し液体タンク１の液体取り出し口４から液体タンク１内に流れ込む。これは補充液タンク１１の上部に設けられた大気連通口１８から補充液タンク１１に大気圧がかかっているのに対して、液体タンク１の内部は大気圧より低い圧力になっているためである。
【００３１】
液体の補充が終わったら、補充用バルブ１４ｃを閉鎖して、キャップ１７に接続された大気開放用バルブ１４ｆを開き、キャップ１７を液体タンク１から外す。
【００３２】
一方、回収タンク１２に一時的に保存される回収液体は、還流用バルブ１４ｅを開放することにより、回収液還流管１３ｅを通って補充液タンク１１に還流される。このとき、回収タンク１２と補充液タンク１１を大気圧に開放しておき、回収タンク１２の液面を補充液タンク１１の液面より上方になるように配置しかつ回収液還流管１３ｅを回収タンク１２の底面と補充液タンク１１の天井に接続することにより、還流用バルブ１４ｅを開くだけで回収タンク１２内の回収液体が補充液タンク１１内に流れるようになる。
【００３３】
本実施例では、再充填に使用する液体タンクの例として、図２に図示するような液体タンク１の内部に吸収体６だけがあるものを用いたが、液体タンクの内部構造が、図３に図示するように、液体タンク１ａ内に液体収納室７と吸収体６を収容する負圧発生部材収納室８を隔壁９で仕切り、液体タンク底部付近で液連通孔９ａを介してのみ連通されている類の液体タンク１ａでもよく、さらに液体タンクの液体の容量が異なるものであっても、液体タンクに再充填する液体の種類と、液体取り出し口（４、４ａ）の外径が等しく、大気連通口（２、２ａ）がキャップ（１７）で密閉可能な構造であれば、再充填する液体タンク毎にポンプを駆動させる時間を記憶させておき、再充填するときにポンプ駆動時間を選択できるようにしておけば液体の再充填は可能である。
【００３４】
また、複数の液体タンクを再充填する場合、液体タンクの容量が等しいものであれば、タンク減圧管１３ａの途中にある再充填切替えバルブ１４ａを全て開放するか、あるいは、再充填切替えバルブの存在しない構成をとることによって、液体の再充填を同じ工程で同時に行うことも可能である。
【００３５】
（実施例２）
図４は、本発明の液体再充填方法に基づいて液体タンクに液体の再充填を行うための液体再充填装置の他の実施例の概略図である。
【００３６】
本実施例の液体再充填装置においては、再充填する液体タンク内の残留液体の抜き取りおよび液体タンク内の減圧に、ピストン３１およびシリンダ３２を使用する点で前述した実施例と相違する。
【００３７】
本実施例における液体再充填装置３０は、図４に図示するように、ピストン３１を備えるシリンダ３２と補充用のインク等の液体を収容する補充液タンク３３が設けられ、補充液タンク３３は、その上面において連通管３４を介してシリンダ３２の下面と連通される。シリンダ３２の最大容量は、液体の再充填を想定している液体タンク１の最大容量に比べて充分大きいものとする。また、補充液タンク３３には、その上面には大気開放用バルブ３５が設けられ、さらに、補充液タンク３３内の液体を液体タンク１内へ移送するための液体出入管３６が接続され、この液体出入管３６の上部には、液体タンク１の液体取り出し口４が形成されている液体供給筒３に接続可能な液体出入口３７が設けられている。この液体出入口３７の内径は液体タンク１の液体取り出し口４の外径と略等しくなるように設計されており、液体タンク１の液体供給筒３を液体出入口３６に嵌入することができるようになっている。また、液体タンク１の大気連通口２を覆うことができるようにキャップ３８が液体出入口３７の上方に配設されている。
【００３８】
次に、以上のように構成される本実施例の液体再充填装置による液体再充填の工程について順次説明する。
【００３９】
本実施例の液体再充填装置の初期状態は、ピストン３１がシリンダ３２の最下部に位置付けられ、補充液タンク３３の上方の面にある大気開放用バルブ３５は開放されている。
【００４０】
先ず、液体を再充填しようとする液体タンク１を液体再充填装置３０に投入して、液体タンク１の液体取り出し口４を液体出入管３６の液体出入口３７にセットする。液体供給筒３を押し込むときに生じる圧力と排除される空気は、液体出入管３６を通じて補充液タンク３３内に逃げるようになっている。液体タンク１がセットされた後に、補充液タンク３３の大気開放用バルブ３５を閉じる。
【００４１】
次に、ピストン３１を上方に移動させると、液体出入口３７からシリンダ３２のピストン３１より下部の領域の圧力（すなわち、シリンダ３２の下方部分に連通する補充液タンク３３および液体出入管３６内の圧力）が、液体タンク１が通常液体を保持している負圧に比べて低くなるために、液体タンク１内に残存している液体は、液体タンク１の液体取り出し口４から抜き取られ、液体出入口３７から液体出入管３６を経て補充液タンク３３へ吸出される。このときに、ピストン３１を上方に移動させる量は、液体タンク１内の液体を抜き取るのに充分な分だけ引き上げるようにする。液体が液体タンク１から抜き取られた時点でピストン３１の移動を停止し、補充液タンク３３上の大気開放用バルブ３５を開放する。続いて、ピストン３１をシリンダ３２の最下部に移動させる。そして、液体タンク１の大気連通口２をキャップ３８により密閉し、その後に、大気開放用バルブ３５を再び閉じる。
【００４２】
そして、再びピストン３１を上方に移動させることにより、液体タンク１の内部を減圧する。ピストン３１は液体を抜き取った後の液体タンク１が充分に減圧される分だけ移動させる。液体タンク１の内部が充分に減圧したら、ピストン３１を停止し、大気開放用バルブ３５を開放する。すると、補充液タンク３３内の液体に大気圧がかかるため、減圧された液体タンク１の内部と圧力差が生じるため、補充液タンク３３内の液体が液体出入管３６を介して液体取り出し口４を経て液体タンク１内部に充填される。液体の充填が終了したら、キャップ３８を液体タンク１の大気連通口２から外し、液体タンク１を取り出す。
【００４３】
なお、ピストン３１の移動手段は手動でもよいし、モーター等の動力を利用してもよい。手動で操作する場合は、液体の再充填の作業を行っている間に操作者は他の作業はできないが、操作する人の技能的な差が生じることなく、従来の手動で加圧を調節していた方法に比べて、再充填に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内部に負圧を発生させて液体を保持する多孔質の液体吸収体を有し、液体吐出ヘッドに連通されて内部の液体を液体取り出し口から液体吐出ヘッドに供給するように形成された液体タンクへの液体再充填に際して、液体タンク内に残留する液体を液吐出ヘッドに液体を供給する液体取り出し口から一旦抜き取り、液体を抜き取った後の液体タンクを液体取り出し口から減圧して、液体タンクと補充液タンクの圧力差を利用して液体取り出し口から液体を再充填することによって、液体タンク内の液体の残量に関係なく適確に再充填することができ、さらに、再充填の際に複雑な制御や構成を必要としない装置で行うことができる。操作者は液体の再充填の作業に特別な技術を必要とせずしかも液体の補充に長時間拘束されることもない。また、液体の再充填に際し液体取り出し口以外から液体の出し入れをしないことによって、液体タンクに再充填された液体は、補充を行っていない液体タンクと同等に液体取り出し口に集まり、液体取り出し口に向かわない液流路を形成することに起因した液体タンクの本来の性能の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の液体再充填方法に基づいて液体タンクに液体の再充填を行うための液体再充填装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】 本発明の液体再充填方法に用いる液体タンクの模式的断面図である。
【図３】 本発明の液体再充填方法に用いる液体タンクにおいて負圧発生部材収納室と液体収納室を有する類の液体タンクの模式的断面図である。
【図４】 本発明の液体再充填方法に基づいて液体タンクに液体の再充填を行うための液体再充填装置の他の実施例の概略構成図である。
【符号の説明】
１、１ａ 液体タンク
２、２ａ 大気連通口
３、３ａ 液体供給筒
４、４ａ 液体取り出し口
５、５ａ 圧接体
６、６ａ 吸収体
７ 液体収納室
８ 負圧発生部材収納室
９ 隔壁
９ａ 液連通孔
１０ 液体再充填装置
１１ 補充液タンク
１２ 回収タンク
１３ａ タンク減圧管
１３ｂ 回収管
１３ｃ 液体補充管
１３ｄ 液体出入管
１３ｅ 回収液還流管
１４ａ 再充填切替えバルブ
１４ｂ 回収用バルブ
１４ｃ 補充用バルブ
１４ｅ 還流用バルブ
１４ｆ 大気開放用バルブ
１５ ポンプ
１６ 液体出入口
１７ キャップ
１８ 大気連通口
３０ 液体再充填装置
３１ ピストン
３２ シリンダ
３３ 補充液タンク
３４ 連通管
３５ 大気開放バルブ
３６ 液体出入管
３７ 液体出入口
３８ キャップ
Claims (5)
- 液体を保持する液体吸収体を内部に有するとともに、大気に対して内部を連通する大気連通口と、液体吐出ヘッドに連通されて内部の液体を供給する液体取り出し口と、を備えて構成され、前記液体吐出ヘッドによる記録動作によって前記液体が使用された液体収容容器に対する液体再充填方法において、
前記液体取り出し口を減圧手段と連通し、
前記大気連通口を開放した状態で、前記減圧手段を動作させて、前記液体収容容器内に存在する液体を前記液体取り出し口を介して抜き取る工程と、
前記大気連通口を閉鎖した状態で、前記減圧手段を動作させて、前記液体取り出し口を介して前記液体収容容器内を減圧する工程と、
前記減圧手段を停止し、前記減圧された液体収容容器の内部との圧力差を利用して補充液体を収容する液体補充タンクから前記液体取り出し口を介して前記液体補充タンク内の液体を前記液体収容容器内に充填する工程と、
を備えることを特徴とする液体収容容器への液体再充填方法。 - 前記液体収容容器から抜き取った液体を前記液体補充タンクへ還流させることを特徴とする請求項１記載の液体収容容器への液体再充填方法。
- 前記液体収容容器内に残留する液体を抜き取る工程は、前記液体収容容器内に残留する液体の量に拘わらず、前記減圧手段を一定時間動作させることで前記液体収容容器内の液体を抜き取ることを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器への液体再充填方法。
- 前記液体収容容器の内部を減圧する工程は、前記減圧手段を一定時間動作させることで前記液体収容容器内部を減圧することを特徴とする請求項１に記載の液体収容容器への液体再充填方法。
- 液体を保持する液体吸収体を内部に有するとともに、大気に対して内部を連通する大気連通口と、液体吐出ヘッドに連通されて内部の液体を供給する液体取り出し口と、を備えて構成され、前記液体吐出ヘッドによる記録動作によって前記液体が使用された液体収容容器に対して前記液体を充填する液体再充填装置において、
前記液体収容容器内に対して充填される補充液体を収容する液体補充タンクと、
前記液体収容容器の大気連通口を閉鎖・開放できるように構成されたキャップと、
前記液体収容容器の液体取り出し口を覆う液体出入口を備えた液体出入管と、
前記液体出入管の液体出入口を介して前記液体収容容器の液体取り出し口に負圧を作用させる減圧手段と、
を備えており、
前記液体収容容器を前記液体再充填装置に投入することで、前記液体収容容器の液体取り出し口を前記液体出入管の液体出入口で覆い、前記大気連通口を開放した状態で前記減圧手段を動作させて前記液体収容容器内に残留する液体を前記液体取り出し口から抜き取り後、前記大気連通口を前記キャップによって閉鎖した状態で前記減圧手段を動作させて前記液体取り出し口を介して前記液体収容容器内を減圧し、その後前記減圧手段を停止して前記減圧された液体収容容器の内部との圧力差を利用して前記液体補充タンクの液体を前記液体出入管の液体出入口を経由して前記液体取り出し口から前記液体収容容器内に充填することを特徴とする液体収容容器への液体再充填装置。
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