(57)【要約】【課題】可撓性シートにダメージを与えることなく弾性機構の組み込みが可能となり、液漏れ防止が可能となる、液体収納容器の製造方法および液体収納容器を提供する。【解決手段】本発明の液体収納容器の製造方法は、凹形状のフレーム１１内でバネユニット１５を圧縮させておいてから、可撓性のシート１０６を、フレーム１１の内面形状に成形してフレーム１１に結合することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹形状のフレームと、該フレーム内に設けられた負圧発生用の弾性機構と、前記フレームの開口を塞ぎ、前記弾性機構によって付勢される可撓性シートとを有する液体収納容器の製造方法において、
前記フレーム内で前記弾性機構を圧縮させておいてから、当該弾性機構を圧縮させた状態で、前記可撓性シートを前記フレームの内面形状に成形して前記フレームに結合することを特徴とする液体収納容器の製造方法。
【請求項２】
前記可撓性シートを延伸させながら前記弾性機構を圧縮させる、請求項１に記載の液体収納容器の製造方法。
【請求項３】
前記弾性機構を、位置決め部材によって位置精度を保持した状態で圧縮させる、請求項１または２に記載の液体収納容器の製造方法。
【請求項４】
前記フレームと前記可撓性シートとを熱溶着によって結合させる、請求項１ないし３のいずれか1項に記載の液体収納容器の製造方法。
【請求項５】
凹形状のフレームと、該フレーム内に設けられた負圧発生用の弾性機構と、前記フレームの開口を塞ぎ、前記弾性機構によって付勢される可撓性シートとを有し、請求項１ないし４のいずれか1項に記載の製造方法により製造された液体収納容器であって、
前記弾性機構が、円錐バネと、前記円錐バネの前記可撓性シートに対応する側に設けられた圧力板とを有する液体収納容器。
【請求項６】
前記圧力板は、前記円錐バネに係合することで前記円錐バネの圧縮状態を保持し、圧縮状態において前記圧力板に前記可撓性シートが接する側から前記圧力板に垂直方向の力が印加されると前記円錐バネとの係合が解除されて前記円錐バネを開放状態とする第１の係合部を有する、請求項５に記載の液体収納容器。
【請求項７】
前記圧力板は、前記フレームに係合することで前記円錐バネの圧縮状態を保持し、圧縮状態において前記圧力板に前記可撓性シートが接する側から垂直方向の力が印加されると前記フレームとの係合が解除されて前記円錐バネを開放状態とする第１の係合部を有する、請求項５に記載の液体収納容器。
【請求項８】
前記円錐バネが圧縮状態と圧縮が解除された開放状態とのいずれの場合においても前記円錐バネに係合する第２の係合部を有する、請求項６または７に記載の液体収納容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体収納容器の製造方法および液体収納容器に関するものである。より詳細には、本発明は、例えば、記録部としてペンあるいはインクジェット記録ヘッドなどの外部装置に、負圧を利用して液体収納容器内からインクなどの液体を供給するための液体収納容器とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクタンクにおいては、インクの安定供給やインクの漏れ防止などを図るために、インクタンク内のインクに所定の負圧を付与する構成が採用されている。その構成の一つとしては、インクタンク内にインク吸収体を備え、そのインク吸収体のインク保持力を利用してインクに負圧を付与する構成がある。また、特許文献１には、可撓性シートを取付けた密閉系のインクタンクが記載されている。このインクタンクは弾性機構を内部に備え、その弾性部材によって、可撓性シートを外側に膨張させる方向に付勢することによってインクタンク内を負圧にする構成になっている。このインクタンクの製造方法としては、フレームに可撓性シートを溶着してから可撓性シートをフレーム内で成形し弾性機構の組立てを行い、更にカバーをフレームに接合することで、インク貯蔵部が形成されている。
【特許文献１】米国特許第６２５０７５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載のインクタンクは、弾性機構を内部に備えることにより、比較的大きなインク吸収体を内部に備えるインクタンクに比べて、インクの収容量を大きく設定して小型化を図る上において有利ではあるものの、次の点で問題を生じる場合がある。
【０００４】
すなわち、可撓性シートをフレーム内で成形後、弾性機構およびカバーを組み込むため、弾性機構の位置ズレ、曲がりが生じ、可撓性シートに対して不均一な力が作用して、インクの安定供給が損なわれるおそれがあり、場合によっては、破損して中のインクが漏れてしまう。
【０００５】
また、インク貯蔵部は、フレームと可撓性シートおよびカバーによって構成されるため、フレームと可撓性シートの接合およびフレームとカバーとの接合が必要とされる。このどちらの接合においても、完全なシール性を達成できなければインク漏れが発生してしまう。したがって、インク貯蔵部を作る構成部品が多くなれば、接合部も増え、さらには工程も増えて不良となる要因も多くなってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、可撓性シートにダメージを与えることなく弾性機構の組み込みが可能となり、液漏れ防止が可能となる、液体収納容器の製造方法および液体収納容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の液体収納容器の製造方法は、凹形状のフレームと、該フレーム内に設けられた負圧発生用の弾性機構と、前記フレームの開口を塞ぎ、前記弾性機構によって付勢される可撓性シートとを有する液体収納容器の製造方法において、フレーム内で弾性機構を圧縮させておいてから、当該弾性機構を圧縮させた状態で、可撓性シートをフレームの内面形状に成形してフレームに結合することを特徴とする。
【０００８】
本発明の液体収納容器は、凹形状のフレームと、該フレーム内に設けられた負圧発生用の弾性機構と、前記フレームの開口を塞ぎ、前記弾性機構によって付勢される可撓性シートとを有し、本発明の製造方法により製造された液体収納容器であって、弾性機構が、円錐バネと、円錐バネの可撓性シートに対応する側に設けられた圧力板とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、弾性機構を圧縮させておいてから可撓性シートを成形、結合するため、弾性機構のズレによる可撓性シートの傾き、シワ等の発生を回避することができる。したがって、弾性機構の形状に左右されずに、良好な可撓性シートの成形および溶着が可能となり、液体収納容器のシール性を向上させることができると同時に、安定的に大量生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づき本発明の液体収納容器の製造方法および液体収納容器の実形態を説明する。
（実施形態１）
図１に本発明により製造される液体収納容器の一例の断面図を示す。
【００１１】
液体収納容器１０は、凹形状のフレーム１１および凸形状に成形された凸形シート１２からなる密閉構造の液体収納部５０を有する。液体収納部５０のフレーム１１内にはバネユニット１５が内蔵されており、可撓性の凸形シート１２はフレーム１１に取付けられている。バネユニット１５は、バネ１４と圧力板１３とによって構成されている。圧力板１３はバネ１４の凸形シート１２側に取り付けられており、凸形シート１２に対して液体収納部５０内から押出力をかけている。フレーム１１の側部には、液体供給口５１が形成されている。
【００１２】
図２（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す液体収納容器の製造工程を説明する図であり、各工程を液体収納容器の断面を用いて示している。
【００１３】
図２（ａ）は可撓性のシート可撓性１０６の加熱工程を示している。シート１０６を固定治具１０２にクランプ（把持）させた状態で、シート加熱装置１０１により熱を加えてシート１０６を軟化させる。フレーム１１は吸引枠１０３内にセットされ、更に、フレーム１１内にはバネユニット１５が位置決め配置されている。
【００１４】
凸形シート１２の成形素材としてのシート１０６は、原材料から凸形シート１２よりも大きなサイズのシート状に成形されたものである。シート１０６は、製造される液体収納容器１０の性能に対して重要なファクターを占める。このシート１０６には、気体と液体成分の透過度が低く、かつ可撓性を持ちつつ繰り返し変形に対する耐久性が要求される。その良好な材料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ナイロンなどがあげられる。また、複合材料として、前記材料にアルミニウムやシリカを蒸着したものなどを用いることもでき、さらに、これらを積層化して用いてもよい。特に、耐薬品性に優れたＰＰやＰＥと、気体・水蒸気遮断性能に優れたＰＶＤＣやＥＶＯＨを積層して用いることにより、優れた液体収納性能を発揮することができる。また、シート材料１０６の厚さは、柔軟性や耐久性に鑑みて、１０μｍ〜１００μｍ程度が適する。シート材料１０６の厚さが１００μｍを超えると、シートのコシが強くなり、凸形状に成形したシートにおいては、凸部の変形性が悪くなり、負圧利用の液体収納容器として好ましいものではない。このことから、可撓性の機能を充分に利用するため、なるべく薄い膜厚のシートを利用することが好ましい。
【００１５】
なお、本実施形態では、シート１０６を任意のサイズにカットされたもので説明するが、シート１０６はロール形態で供給されてもよい。
【００１６】
図２（ｂ）はアシスト軸１０４によるバネユニット１５の圧縮工程を示している。軟化したシート材料１０６の上方からアシスト軸１０４が下降すると共に、吸引枠１０３およびバネユニット１５が配置されたフレーム１１がシート１０６の固定治具１０２の位置まで上昇する。アシスト軸１０４はシート１０６と接触しバネユニット１５を圧縮し始めると共に、シート１０６を延伸させ、バネユニット１５が完全に圧縮される位置で停止する。このとき軟化したシート材料１０６は、フレーム１１の外接面１５２および吸引枠１０３の外接面１５３とに接触する。
【００１７】
また、アシスト軸１０４の軸中心と、バネ１４の圧縮方向の中心は同一直線上であり、圧縮でのバネユニット１５の傾きを防止している。更に、シート１０６と圧力板１３との摩擦力によってバネユニット１５を保持することでバネユニット１５の圧縮による回転方向のずれを防止している。
【００１８】
図２（ｃ）は空気吸引工程を示している。真空吸引ポンプ（不図示）を用いて、吸引枠１０３に形成された吸引口１５４から吸引枠１０３とシート１０６との間の空間に存在する空気を吸引排除する。シート１０６とフレーム１１との間に存在する空気は液体供給口５１を通り吸引通路１５１から吸引口１５４へ排除される。これにより、軟化したシート１０６は、変形し、フレーム１１の略内面形状に成形され、凸形シート１２が形成される。このとき、吸引枠１０３とフレーム１１とに囲まれる部分の空気を排除することでフレーム外接面１５２にシート１０６がシワなく形成され、後述の溶着での不良を防止できる。
【００１９】
図２（ｄ）はシート１０６とフレーム１１との結合工程を示している。本工程においても、図２（ｃ）と同様に連続して吸引口１５４から空気を吸引することで凸形シート１２が成形された状態を保持している。これは、凸形シート１２のシワおよびたるみを防止するためである。さらには、バネユニット１５の付勢力により凸形シート１２が膨らんでシート溶着装置１０５と接近することで凸形シート１２がダメージを受けてしまうのを回避するためである。
【００２０】
この状態で、上方より熱源を持った溶着装置１０５が下降し、フレーム外接面１５２においてシート１０６と溶着される。このときシート溶着装置１０５は、フレーム外接面１５２において一体であることが望ましい。これは、分割された構成の場合、フレーム外接面１５２においてシート１０６のシワが発生し、溶着不良を起こしやすいためである。
【００２１】
また、使用されるシート１０６とフレーム１１のシート溶着面側は同一材料であるため、成形時に、軟化したシート１０６とフレーム１１とが溶着することが予想される。これを回避する手段としては、成形時に、シート１０６と密着するフレーム１１の表面に予め離型材等を塗ることが考えられる。もっとも、シート１０６の厚みが１０μｍ〜１００μｍであるのに対して、フレーム１１の厚みは１〜２ｍｍと、厚みが異なるため、フレーム１１に伝導される熱は少ない。このことから、フレーム１１の軟化はほとんど考えられず、したがって、特に、上記のような回避処理を取らなくても密着することはない。
【００２２】
最後に、シート材料１０６は、所定のサイズに切断され（不図示）、シート１０６の不要部分が除去される。
【００２３】
以上述べた製造工程を経て、図１に示す液体収納容器１０が完成する。
【００２４】
本実施形態の製造方法は、まずフレーム１１内においてバネユニット１５のバネ１４を圧縮させておき、その後シート１０６を凸形シート１２に成形し、凸形シート１２とフレーム１１とを溶着する。このように、本実施形態によれば、凸形シート１２の成形、溶着の前にバネユニット１５を圧縮しておくことでバネユニット１５のズレによる凸形シート１２の傾き、シワ等の発生を回避することができる。したがって、バネユニット１５の形状に左右されずに、凸形シート１２を破損することなく良好な成形および溶着が可能となり、液体収納容器１０のシール性を向上させることができると同時に、安定的に大量生産することができる。
（実施形態２）
図３（ａ）〜（ｇ）は、本実施形態における液体収納容器の製造工程を説明する図であり、各工程を液体収納容器の断面を用いて示している。
【００２５】
本実施形態においては、実施形態１の製造方法と基本的には同様であるが、バネユニット１５の位置決めを位置決めプレート２０を用いて行った点で異なる。
【００２６】
図３（ａ）に示されるように、フレーム１１とは非接触な状態で、バネユニット１５の圧力板１３を位置決めプレート２０にセットする。位置決め方法は、圧力板１３を位置決めプレート２０に対して突き当てて位置決めし、圧力板１３を吸引することで位置決めプレート２０に対してバネユニット１５をクランプ保持させたが、別な手段であってもかまわない。
【００２７】
次に図３（ｂ）に示すように、吸引枠１０３およびバネユニット１５が上昇してバネ１４を若干圧縮させた状態で停止する。このとき、位置決めプレート２０によるバネユニット１５のクランプ力は、バネ１４の反力以上である。
【００２８】
次に図３（ｃ）に示すように、アシスト軸１０４を下降させ、シート１０６を介して圧力板１３と接触した時点で停止させる。次に位置決めプレート２０によるバネユニット１５のクランプを解除する。さらに、バネ１４の反力によって圧力板１３が位置決めプレート２０から離脱するまでアシスト軸１０４を上昇させる。なお、アシスト軸１０４の上昇量は、図３（ｂ）でのバネ１４の圧縮量より小さい。次に、位置決めプレート２０をフレーム１１外へ退避させる。
【００２９】
以降、図３（ｄ）〜（ｆ）に示す各工程は、実施形態１における図２（ｂ）〜（ｄ）と同様である。
【００３０】
本実施形態によれば、バネユニット１５を、位置ズレを生じることなくフレーム１１により正確に装着することができる。
（実施形態３）
図４に本実施形態の圧力板の形状を示す平面図および側面図を示す。図４（ａ）は、圧力板１３の平面図であり、図４（ｂ）は圧縮状態の圧力板１３の側面図、図４（ｃ）は開放状態の圧力板１３の側面図である。
【００３１】
バネ１４は、円錐コイルバネであって、線径まで圧縮可能となっている。圧力板１３は、凸形シート１２に対する面側（実施形態１および２の図１〜３参照）が全体として凸形状に形成されている。圧力板１３は、その中心に円弧部１３ｅが形成されており、円弧部１３ｅの外周部分に斜面部１３ｄが形成されている。円弧部１３ｅは斜面部１３ｄより突出して形成されている。
【００３２】
また、バネ１４に対する面側（実施形態１および２の図１〜３参照）には打ち抜きによって内爪１３ａおよび外爪１３ｂが形成されている。内爪１３ａはバネ１４の最小径部１４ａの内径側より外側に向けて形成されており、内爪１３ａが最小径部１４ａに係合することで圧力板１３がバネ１４に固定される。内爪１３ａはバネ１４が圧縮あるいは開放のいずれの状態であってもバネ１４に係合している。外爪１３ｂはバネ１４の最大径部１４ｂの外径側より内側に向けて形成されている。外爪１３ｂを最大径部１４ｂに係合させることでバネ１４の圧縮状態を維持し、外爪１３ｂと最大径部１４ｂとの係合が解除されることでバネ１４が開放される。
【００３３】
図５は、図４の構成によるバネ圧縮の解除を説明する図である。図５（ａ）に示すように、凸形シート１２を介して、凸形状の圧力板１３の円弧部１３ｅに、凸形シート１２に対して垂直方向の力を加えると円弧部１３ｅは凹形状となり、さらに斜面部１３ｄも平面または凹形状となる。つまり、円弧部１３ｅを凸形シート１２側から垂直に押して圧力板１３が反り返るように変形させることで外爪１３ｂが跳ね上げられ、バネ１４の最大径部１４ｂに引っかかっていた外爪１３ｂが外れる。外爪１３ｂが外れることで、図５（ｂ）に示すようにバネ１４は圧縮から開放され圧力板１３が上昇する。
【００３４】
本実施形態によれば、フレーム１１および凸形シート１２からなる密閉構造内に圧縮状態で配置されたバネユニット１５を、凸形シート１２を介して圧力板１３に垂直に力をかけるだけで開放状態とすることができる。つまり、シート１０６を凸形シート１２に成形し、凸形シート１２とフレーム１１とを溶着する前に、フレーム１１内においてバネユニット１５のバネ１４を圧縮係合させておくことができる。これにより、バネユニット１５のズレによる凸形シート１２の傾き、シワ等の発生を回避することができる。
（実施形態４）
図６に本実施形態の圧力板の平面図および本実施形態の圧力板によるバネの圧縮、開放を説明するための液体収納容器の側面図を示す。図６（ａ）は圧力板１１３の平面図であり、図６（ｂ）はバネ１４が開放された状態の側面図であり、図６（ｃ）はバネ１４が圧縮された状態の側面図である。
【００３５】
実施形態３の圧力板１３が凸形シート１２に対して凸形状であったのに対し、本実施形態の圧力板１１３は平板形状である。圧力板１１３のバネ１４に対する面側には打ち抜きによって内爪１１３ａおよびクサビ１３ｂが形成されている。内爪１１３ａは実施形態３と同様にバネ１４の最小径部の内径側より外側に向けて形成されており、内爪１１３ａが最小径部に係合することで圧力板１１３がバネ１４に固定される。内爪１１３ａはバネ１４が圧縮あるいは開放のいずれの状態であってもバネ１４に係合している。クサビ１１３ｂはバネ１４の最大径部よりも外側に形成されている。クサビ１１３ｂは、バネ１４に係合せず、フレーム１１に形成された後述するＶ溝１１ａ内に嵌め込まれて係合することで、バネ１４を圧縮する。
【００３６】
フレーム１１には、クサビ１１３ｂが嵌り込むＶ溝１１ａが形成されている。また、クサビ１１３ｂよりも外側部分には圧力板１１３の外端部１１３ｃを押し込むことができる逃げ溝１１ｂが形成されている。
【００３７】
バネ１４が固定された圧力板１１３をフレーム１１に組込み（図６（ｂ））、圧力板１１３上部から力を加えると、バネ１４が圧縮され、クサビ１１３ｂがＶ溝１１ａに係合し、嵌り込む（図６（ｃ））。この際のクサビ１１３ｂとＶ溝１１ａとの係合力はバネ１４のバネ１４の反力以上である。
【００３８】
本実施形態におけるバネ１４の圧縮の解除方法は以下のとおりである。図６（ｃ）に示すように、圧力板１１３の外端部１１３ｃ両側を凸形シート１２側から、凸形シート１２に対して垂直方向の力を加える。圧力板１１３の外端部１１３ｃが逃げ溝１１ｂ内に入り込み、圧力板１１３は撓む。圧力板１１３が撓むことによってＶ溝１１ａに嵌り込んでいたクサビ１１３ｂがＶ溝１１ａから引き抜かれる。これにより、クサビ１１３ｂとＶ溝１１ａとの係合が解除されることでバネ１４の圧縮は開放され、バネ力によって圧力板１１３が上昇する。
【００３９】
本実施形態も実施形態３と同様に、フレーム１１および凸形シート１２からなる密閉構造内に圧縮状態で配置されたバネユニット１５を、凸形シート１２を介して圧力板１１３に垂直に力をかけるだけで開放状態とすることができる。つまり、シート１０６を凸形シート１２に成形し、凸形シート１２とフレーム１１とを溶着する前に、フレーム１１内においてバネユニット１５のバネ１４を圧縮係合させておくことができる。これにより、バネユニット１５のズレによる凸形シート１２の傾き、シワ等の発生を回避することができる。
【００４０】
なお、本発明の説明に際し、バネユニット１５の圧縮とシート１０６の延伸を同時に行う例について説明したが、これに限定されるものではなく、バネユニット１５の圧縮を予め行っておき、その後にシート１０６の延伸を行うものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明により製造される液体収納容器の一例の断面図である。
【図２】本発明の実施形態１における液体収納容器の製造工程を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態２における液体収納容器の製造工程を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態３におけるバネユニットを説明する図である。
【図５】図４に示すバネユニットの接合の解除を示した図である。
【図６】本発明の実施形態４におけるバネユニットを説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０    液体収納容器
１１    フレーム
１２    凸形シート（可撓性）
１５    バネユニット
１０６  シート（可撓性）
【図１】
2007152842.tif 000003
【図２】
2007152842.tif 000004
【図３】
2007152842.tif 000005
【図４】
2007152842.tif 000006
【図５】
2007152842.tif 000007
【図６】
2007152842.tif 000008