JP5111252B2 - インクタンク及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクタンク及びその製造方法に関する。

合成樹脂部材同士を溶着接合する場合、一方の部材の溶着面に溶着リブを形成して、溶着リブを加熱溶融して加圧することで、溶着面同士を接合するのが一般的である。

このとき、溶融した樹脂が押しつぶされ溶着面からはみ出し、溶着面にはバリが発生する。このバリは、外観を損なうなどの問題となるが、インクジェット記録ヘッドに供給するインクを収納するインクタンクの形成に溶着接合を用いる場合では、タンク内部に発生したバリが不具合の原因となりうる。それは、インクを保持してタンク内部に収納されるインク保持部材の挿入を妨げて変形を引き起こしたり、保持部材挿入の際に内部に落下してゴミとなったりして、インクタンクの機能を低下させる可能性があるためである。

溶着によるバリの発生を抑えるための対策として、溶着リブの周辺に凹凸を形成するなどして、溶着面をバリが外へはみ出しにくいような形状にする提案がなされている。
特開平６−２８５９９４号公報 特開２００５−８１７３６号公報

しかし、上述の提案では、溶着リブの周辺に凹凸を形成するだけの比較的広い面積を有する溶着面が必要となる。そのため、比較的小型の部材であるインクタンクに上述の提案を適用するのは困難である。また、溶着接合する２つの部材の溶着面の両方にあらかじめ凹凸を形成しておく必要があるため、凹凸の形成されていない既存部材は利用することができず、消耗品であるインクタンクの既存部材の再利用を考慮すると、コスト面からも好ましくない。

そこで本発明は、溶着によりバリが発生しても、インクタンクの機能を低下させるような、バリによる不具合を回避するインクタンク及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の一態様のインクタンクは、上部が開口した第１のタンク部材と、上部および下部が開口した第２のタンク部材と、蓋部材と、インクジェット記録ヘッドに供給するインクを保持するインク保持部材と、を有し、前記第１のタンク部材の開口を形成する開口端面と前記第２のタンク部材の下部開口を形成する下部開口端面とが溶着接合されてインク収納部が形成され、前記インク保持部材が前記インク収納部に収納され、前記蓋部材と前記第２のタンク部材の上部開口を形成する上部開口端面とが溶着接合されて前記インク収納部が閉塞されたインクタンクにおいて、前記第２のタンク部材の前記下部開口端面の内周縁部の少なくとも一部が、前記第１のタンク部材の前記開口端面の内周縁部よりタンク内方に位置していることを特徴とする。
本発明の他の態様のインクタンクは、第１の開口を形成する第１開口形成面を備えた第１部材と、第２の開口を形成する第２開口形成面と前記第２の開口に連通する第３の開口を形成する第３開口形成面とを備えた第２部材と、蓋部材と、インクを保持するインク保持部材と、を有し、前記第１開口形成面と前記第２開口形成面とが溶着接合されて形成されたインク収納部に前記インク保持部材が収納され、前記蓋部材と前記第３開口形成面とが溶着接合されて前記インク収納部が閉塞されたインクタンクであって、前記第２開口形成面の内周縁部の少なくとも一部が、前記第１開口形成面の内周縁部よりタンク内方に位置していることを特徴とする。

また、本発明の一態様のインクタンクの製造方法は、上部が開口した第１のタンク部材と、上部および下部が開口した第２のタンク部材と、インクと、前記インクを保持するインク保持部材とを用意する工程と、前記第２のタンク部材の下部開口を形成する下部開口端面の内周縁部の少なくとも一部が、前記第１のタンク部材の開口を形成する開口端面の内周縁部よりタンク内方に位置するように、前記第１のタンク部材の前記開口端面と、前記第２のタンク部材の前記下部開口端面と、を溶着接合してインク収納部を形成する工程と、前記インク収納部に前記インク保持部材を収納する工程と、前記インク保持部材が収納された前記インク収納部に前記インクを注入する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明の他の態様のインクタンクの製造方法は、第１の開口を形成する第１開口形成面を備えた第１部材と、第２の開口を形成する第２開口形成面と前記第２の開口に連通する第３の開口を形成する第３開口形成面とを備えた第２部材と、蓋部材と、インクを保持するインク保持部材と、を用意する工程と、前記第２開口形成面の内周縁部の少なくとも一部が、前記第１開口形成面の内周縁部よりタンク内方に位置するように、前記第２開口形成面と前記第１開口形成面とを溶着接合してインク収納部を形成する工程と、前記インク保持部材を前記第３の開口から前記インク収納部内に挿入する工程と、前記蓋部材と前記第３開口形成面とを溶着接合して、前記インク保持部材が挿入された前記インク収納部を閉塞する工程と、を有することを特徴とするインクタンクの製造方法。

以上、本発明によれば、溶着によりバリが発生しても、インクタンクの機能を低下させるような、バリによる不具合を回避するインクタンク及びその製造方法を提供することができる。

［第１の実施形態］
以下に、図を参照しながら、本発明のインクタンクの実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態におけるインクタンク１０を示す概略斜視図である。図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態におけるインクタンク１０の概略断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）において円で囲まれた領域付近の拡大断面図であり、第１のタンク部材１および第２のタンク部材２の接合部分を示している。

第１の実施形態におけるインクタンク１０は、上部が開口した箱状に形成された第１のタンク部材１と、上部および下部が開口した箱状に形成された第２のタンク部材２と、蓋部材３とを有している。本実施形態では、第１のタンク部材１および第２のタンク部材２は、共にほぼ直方体状で、開口面における外寸が互いにほぼ等しくなるように形成されている。また、蓋部材３は、第２のタンク部材２の上部開口を閉塞できるような形状に形成されており、ここでは概ね板状となっている。

第１のタンク部材１および第２のタンク部材２は、第１のタンク部材１の開口端面１１と第２のタンク部材２の下部開口端面２１とが溶着によって接合されて、インク収納部４を形成している。インク収納部４には、インクを保持するインク保持部材５が収納されている。蓋部材３は、第２のタンク部材２の上部開口端面２２に溶着接合されて、インク収納部４を閉塞することになる。蓋部材３には、インク注入口（図示せず）が設けられており、後述するインクタンク１０の製造方法によっては、インクタンク１０にインクを注入するために用いられる。

箱状の第１のタンク部材１の底部には、インク排出口（図示せず）が設けられている。本実施形態のインクタンク１０は、インクジェット記録ヘッドに装着可能に構成されているか、あるいはインクジェット記録ヘッドと一体に構成されていてよい。したがって、インクタンク１０がインクジェット記録ヘッドに装着されている場合、インク排出口は、インク収納部４内のインクをインクジェット記録ヘッドへ供給するインク供給口となる。一方で、インクタンク１０がインクジェット記録ヘッドと一体に形成されている場合、インク排出口は、記録ヘッドを通じて記録媒体にインク適を吐出するインク吐出口となる。

図２（ｂ）に示すように、第２のタンク部材２において、第１のタンク部材１との溶着接合面となる下部開口端面２１には、全周にわたって、溶着リブ２３が設けられている。また、溶着リブ２３は、第１のタンク部材１の開口端面１１の出来るだけタンク内方側と対向するような位置に形成されている。

第１のタンク部材１と第２のタンク部材２との接合は、この溶着リブ２３が設けられた第２のタンク部材２を、固定されている第１のタンク部材１に対して所定の押圧力をかけながら微小な横振動を加えることで行われる。この微小振動により、溶着リブ２３は、対向する第１のタンク部材１の開口端面１１に対する摩擦熱で溶融されて、開口端面１１に接合することになる。

このとき、この接合部分には、全周にわたって最大１ミリ程度のバリが発生し、インクタンク１０の内方および外方側へ向かって共に突出することになる。溶着リブ２３をタンク内方側へ配置したため、インクタンク１０の内部、すなわちインク収納部５には、溶着接合面から最大で１ミリ程度のバリ６がはみ出すことになる。このタンク内部に発生するバリ６による不具合は、第２のタンク部材２の下部開口端面２１の内周縁部が、第１のタンク部材１の開口端面１１の内周縁部よりもタンク内方側に位置するように溶着を行うことで、回避可能である。本実施形態では、第２のタンク部材２の壁厚を第１のタンク部材１の壁厚よりも厚く形成して、２つのタンク部材１、２の外周が一致するように接合することで、上記の構成は達成されている。

図３は、本実施形態における第２のタンク部材２の、下部開口端面２１側から見た概略斜視図であり、陰影部分は第１のタンク部材１の開口端面１１と接合される溶着接合面を表している。

第２のタンク部材２の下部開口端面２１において、内周縁部（図中太線参照）が、第１のタンク部材１の開口端面１１の内周縁部（図中破線参照）よりもタンク内方に位置していることがわかる。これにより、図２（ｂ）からもわかるように、第１のタンク部材１と第２のタンク部材２との接合部分には、段差が形成されることになる。この段差がインク収納部４に突出するバリ６の突出量と同程度の高さになるように、２つのタンク部材１、２の壁厚を適切に選択してやれば、バリ６はインク収納部５の上部開口側から見て、第２のタンク部材２の下に隠れることとなる。

その結果、インク保持部材５がインク収納部４の上部開口から挿入される際に、バリ６とインク保持部材５とは接触しなくなる。このため、バリ６とインク保持部材５との接触によって生じる、バリ６がタンク内部へ落下することや、インク保持部材５がめくれて変形したりキズがついたりすることを防止することが可能となる。このようにして、溶着により発生したバリ６がインク収納部４にはみ出しても、インクタンク１０としての機能が低下するといった不具合を回避することが可能となる。

なお、タンク外方側に突出するバリは、タンク内方側に配置した溶着リブ２３を完全に潰さずに溶融量を調節して溶着を行うことで、タンク外側にははみ出さないようにすることができる。それは、２つの開口端面１１、２１の間にタンク外方側に多少の隙間が形成され、溶着によって発生したバリがこの隙間を埋めるためである。これにより、本実施形態では、バリが外観を損ねるという問題は生じ得ない。

第１のタンク部材１と第２のタンク部材２との接合部分に形成される段差は、上記の不具合の回避のほか、インク保持部材５がインク収納部４内で浮き上がろうとするのを抑える役目も果たす。

インク保持部材５は、インク収納部４に収納された状態でその底面に密接している必要があるため、インク収納部４底面に押圧して収納されることになる。そのため、収納後に押圧状態を開放すると、インク保持部材５にはインク収納部４の底面から離れようとする力が働く。しかし、上述の段差があることで、インク収納部４から浮き上がろうとするインク保持部材５はこの段差と当接して、浮き上がりが抑えられることになる。したがって、この段差によって、インク保持部材５をインク収納部４から抜けにくくする効果も与えることができる。

次に、図４を参照しながら、本実施形態におけるインクタンク１０の製造方法を説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、第１のタンク部材１の開口端面１１と第２のタンク部材２の下部開口端面２１とを溶着接合して、インク収納部４を形成する。ここで、それぞれの開口端面１１、２１の外周縁部、つまり２つのタンク部材１、２の外周が互いにほぼ一致するように溶着を行う。

さらに、図４（ｂ）に示すように、形成されたインク収納部４に、インク収納部４の上部開口からインク保持部材５を収納する。その後、インク収納部４へ所定のインクの注入を行う。このインク注入工程は、蓋部材３でインク収納部４を閉塞する前に、第２のタンク部材の上部開口から行うことができ、また、蓋部材３でインク収納部４を閉塞した後に、蓋部材３に設けられたインク注入口（図示せず）からでも行うことができる。蓋部材３によるインク収納部４の閉塞は、蓋部材３と第２のタンク部材２の上部開口端面２２とを溶着接合することによって行う。このようにして、図４（ｃ）に示すように、本実施形態のインクタンク１０が製造される。

また、内部にインク保持部材を収納した本実施形態の第１のタンク部材１で構成され、インクジェット記録ヘッドにインクを供給するために使用されていたインクタンクを再利用することでも、本実施形態のインクタンク１０を製造することが可能である。

この場合、第１のタンク部材１に収納されていたインク保持部材を取り出し、第１のタンク部材１と第２のタンク部材２とを溶着接合した後、第１のタンク部材１から取り出したインク保持部材とは別のインク保持部材を収納することができる。あるいは、第１のタンク部材１に収納されていたインク保持部材を取り出さずに、第１のタンク部材１と第２のタンク部材２とを溶着接合した後で、さらに別のインク保持部材を追加収納してもよい。

このように、例えば、２つ以上のインク保持部材がインク収納部４に収納される場合では、インク収納部４の底面と収納される最下部のインク保持部材との圧接、および収納されるインク保持部材同士の圧接が重要となる。この場合でも、第１のタンク部材１と第２のタンク部材２との接合部分に形成された段差が有効に作用する。

図５に示すように、収納される最上部のインク保持部材５２が段差に当接するような構成にすることで、収納されるすべてのインク保持部材５１、５２の浮き上がりを抑制可能となる。これにより、インク収納部４の底面と最下部のインク保持部材５１との圧接状態、および収納されるインク保持部材５１、５２同士の圧接状態を保持することが可能となる。

本実施形態におけるインクタンクの製造方法は、バリの発生を抑える形状を溶着接合される２つの部材両方に形成する必要はなく、一方は既存の部材をそのまま利用することができ、それに合わせて、新たに１つの部材を準備するだけでよい。そのため、新規部材製作のコストを抑えることが可能となる他、上述のように、使用済みの既存製品をリサイクルして、新たな製品を製作できる点でも有利となる。

［第２の実施形態］
インク収納部４内部に突出するバリによる不具合を回避する上述の段差を形成するためには、開口方向すべてにわたって、第２のタンク部材２の壁厚を第１のタンク部材１の壁厚よりも厚くする必要はない。少なくとも、溶着接合面近傍、例えば下部開口端面２１から数ミリ程度の範囲においてのみ、第２のタンク部材２の壁厚が第１のタンク部材１の壁厚よりも厚くなるように形成されていればよい。

図６は、本発明の第２の実施形態におけるインクタンク１０の概略断面図である。

本実施形態では、第２のタンク部材２ａの下部開口端に、タンク内方に突出したフランジ状の突出部７ａが設けられている。これにより、溶着接合面に発生するバリをインク収納部４の開口部から見て突出部７ａの下に隠すことができ、バリとインク保持部材５との接触を防ぐことができる。さらに、この突出部７ａは、ある意味くさびの役割を果たすこととなり、インク収納部４からインク保持部材５をより抜けにくくする効果もある。

また、図７に示すように、フランジ状の突出部７ｂ、７ｃの上部開口側が、下部開口方向にかけて徐々に突出する曲面状に形成されているか、またはテーパー状に形成されていてよい。また、図８に示すように、フランジ状の突出部７ｄの先端を曲面状に形成したり、突出部７ｅの断面を三角形状に形成したりすることも可能である。

フランジ状の突出部７ａ−７ｅの断面形状をこのような形状にすることで、インク保持部材５の挿入性を損なうことなくバリによる不具合を回避して、さらに、インク保持部材５のインク収納部４からの浮き上がりをより抑えることが可能となる。特に、図９に示すように、インク収納部４にインク保持部材５１、５２を２つ以上収納する場合は、特に有効である。

なお、上記構成以外のインクタンク１０の構成や製造方法については、第１の実施形態と同様である。

［第３の実施形態］
上記の実施形態において、第１のタンク部材１と第２のタンク部材２との接合部分における段差は、図３において太線と破線に囲まれた領域であるように、インク収納部４の内周すべてに形成されている。しかし、本発明では、全周にわたって段差が形成されている以外にも、部分的に形成されていてもよく、その場合も上述のバリによる不具合を回避する効果がある。部分的に段差を形成する場合には、インク収納部４の内周各辺に、少なくとも１つ以上の段差を形成する必要がある。その際、段差が形成されない箇所にインク保持部材５が入り込まないように、それぞれの段差の長さや、各段差間の間隔を適切に設定する必要がある。

なお、このような段差を形成するための第２のタンク部材２の構成は、第１および第２の実施形態と同様であり、インクタンク１０の製造方法は、第１の実施形態と同様である。

本発明の第１の実施形態におけるインクタンクを示す概略斜視図である。 本発明の第１の実施形態におけるインクタンクを示す概略断面図である。 本発明の第１の実施形態における第２のタンク部材を示す概略斜視図である。 本発明の第１の実施形態におけるインクタンクの製造方法を説明するための概略断面図である。 本発明の第１の実施形態におけるインクタンクにインク保持部材を２つ収納した状態を示す概略断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるインクタンクを示す概略断面図である。 本発明の第２の実施形態の別の変形例におけるインクタンクを示す概略断面図である。 本発明の第２の実施形態の別の変形例におけるインクタンクを示す概略断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるインクタンクにインク保持部材を２つ収納した状態を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 第１のタンク部材
１１ 開口端面
２、２ａ−２ｅ 第２のタンク部材
２１ 下部開口端面
２２ 上部開口端面
３ 蓋部材
４ インク収納部
５、５１、５２ インク保持部材
７ａ−７ｅ 突出部
１０ インクタンク

Claims (16)

1. 上部が開口した第１のタンク部材と、上部および下部が開口した第２のタンク部材と、蓋部材と、インクジェット記録ヘッドに供給するインクを保持するインク保持部材と、を有し、前記第１のタンク部材の開口を形成する開口端面と前記第２のタンク部材の下部開口を形成する下部開口端面とが溶着接合されてインク収納部が形成され、前記インク保持部材が前記インク収納部に収納され、前記蓋部材と前記第２のタンク部材の上部開口を形成する上部開口端面とが溶着接合されて前記インク収納部が閉塞されたインクタンクにおいて、
   前記第２のタンク部材の前記下部開口端面の内周縁部の少なくとも一部が、前記第１のタンク部材の前記開口端面の内周縁部よりタンク内方に位置していることを特徴とするインクタンク。
2. 前記第２のタンク部材は、タンク内方に突出した突出部を有し、
   前記突出部は、前記下部開口端面の前記内周縁部を有することを特徴とする、請求項１に記載のインクタンク。
3. 前記突出部は、前記上部開口端面側から前記下部開口端面側に向かうに従ってタンク内方への突出量が徐々に大きくなる曲面を有することを特徴とする、請求項２に記載のインクタンク。
4. 前記突出部の前記上部開口端面側がテーパー状に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のインクタンク。
5. 前記突出部の先端が曲面状に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のインクタンク。
6. 前記突出部は、前記上部開口端面側から前記下部開口端面側に向かうに従ってタンク内方への突出量が徐々に大きくなる斜面を有することを特徴とする、請求項２に記載のインクタンク。
7. 前記第２のタンク部材の前記下部開口端面の内周縁部が、全周にわたって、前記第１のタンク部材の前記開口端面の内周縁部よりタンク内方に位置していることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載のインクタンク。
8. 前記インク保持部材が前記インク収納部に２つ以上収納されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のインクタンク。
9. 前記インクタンクが、前記インクジェット記録ヘッドに着脱可能に構成されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載のインクタンク。
10. 前記インクタンクが、前記インクジェット記録ヘッドと一体に構成されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載のインクタンク。
11. 上部が開口した第１のタンク部材と、上部および下部が開口した第２のタンク部材と、インクと、前記インクを保持するインク保持部材とを用意する工程と、
    前記第２のタンク部材の下部開口を形成する下部開口端面の内周縁部の少なくとも一部が、前記第１のタンク部材の開口を形成する開口端面の内周縁部よりタンク内方に位置するように、前記第１のタンク部材の前記開口端面と、前記第２のタンク部材の前記下部開口端面と、を溶着接合してインク収納部を形成する工程と、
    前記インク収納部に前記インク保持部材を収納する工程と、
    前記インク保持部材が収納された前記インク収納部に前記インクを注入する工程と、
    を有することを特徴とするインクタンクの製造方法。
12. 前記インクを注入する工程の後に、蓋部材と前記第２のタンク部材の上部開口を形成する上部開口端面とを溶着接合して前記インク収納部を閉塞する工程をさらに有し、前記インクを注入する工程において、前記第２のタンク部材の上部開口から前記インクを注入することを特徴とする、請求項１１に記載のインクタンクの製造方法。
13. 前記インクを注入する工程の前に、蓋部材と前記第２のタンク部材の上部開口を形成する上部開口端面とを溶着接合して前記インク収納部を閉塞する工程をさらに有し、前記インクを注入する工程において、前記蓋部材に設けられたインク注入口から前記インクを注入することを特徴とする、請求項１１に記載のインクタンクの製造方法。
14. 前記インク保持部材を収納する工程において、前記インク収納部に前記インク保持部材を２つ以上収納することを特徴とする、請求項１２または１３に記載のインクタンクの製造方法。
15. 第１の開口を形成する第１開口形成面を備えた第１部材と、第２の開口を形成する第２開口形成面と前記第２の開口に連通する第３の開口を形成する第３開口形成面とを備えた第２部材と、蓋部材と、インクを保持するインク保持部材と、を有し、前記第１開口形成面と前記第２開口形成面とが溶着接合されて形成されたインク収納部に前記インク保持部材が収納され、前記蓋部材と前記第３開口形成面とが溶着接合されて前記インク収納部が閉塞されたインクタンクであって、
    前記第２開口形成面の内周縁部の少なくとも一部が、前記第１開口形成面の内周縁部よりタンク内方に位置していることを特徴とするインクタンク。
16. 第１の開口を形成する第１開口形成面を備えた第１部材と、第２の開口を形成する第２開口形成面と前記第２の開口に連通する第３の開口を形成する第３開口形成面とを備えた第２部材と、蓋部材と、インクを保持するインク保持部材と、を用意する工程と、
    前記第２開口形成面の内周縁部の少なくとも一部が、前記第１開口形成面の内周縁部よりタンク内方に位置するように、前記第２開口形成面と前記第１開口形成面とを溶着接合してインク収納部を形成する工程と、
    前記インク保持部材を前記第３の開口から前記インク収納部内に挿入する工程と、
    前記蓋部材と前記第３開口形成面とを溶着接合して、前記インク保持部材が挿入された前記インク収納部を閉塞する工程と、
    を有することを特徴とするインクタンクの製造方法。

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