JP2005059405A - 液体収容容器の製造方法及び液体収容容器 - Google Patents

液体収容容器の製造方法及び液体収容容器 Download PDF

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Abstract

【課題】液体収容容器において、ケースの大きさを変えることなく、液体収容部を大きくし、かつ液体の溶媒や大気のシール性を確保する。
【解決手段】液体収容容器の製造方法において、可撓性を有する樹脂フィルムを準備するフィルム準備ステップと、樹脂フィルムに金属層を蒸着する蒸着ステップと、内面に凹部を有するケースを準備する準備ステップと、金属層を蒸着した樹脂フィルムの周縁部をケースの凹部の外周部に溶着し、樹脂フィルムとケースの凹部の間に液密の液体収容部を形成する収容部形成ステップと、液体収容部に液体を注入する注入ステップとを有する。
【選択図】図6

Description

本発明は、液体収容容器の製造方法及び液体収容容器に関する。特に本発明は、液体の品質を維持することができる液体収容容器の製造方法及び液体収容容器に関する。
インクジェット式記録装置等の液体噴射装置は、記録ヘッド等の液体噴射ヘッドから、記録用紙等の被記録物にインク等の液体を噴射して記録を行う。液体噴射装置は、液体噴射装置の本体に脱着可能なインクカートリッジ等の液体収容容器を有する。液体収容容器は内部に収容している液体を液体噴射ヘッドに供給する。液体収容容器は、例えば樹脂ケースの内部に、ケース及び樹脂フィルムで形成された液密の空間である液体収容部を有している(例えば特許文献1参照)。
特開2003−145799(図1)
液体の品質を維持するためには、液体の溶媒(例えば水)が液体収容部を形成する樹脂フィルムを透過して蒸発する量を少なくする必要がある。また空気が樹脂フィルムを透過して液体に溶け込む量を少なくする必要がある。
本発明の第1の形態によると、被記録物に液体を噴射して記録を行う液体噴射装置に用いられ、ケースと樹脂フィルムにより形成された液体収容部を有する液体収容容器の製造方法であって、可撓性を有する樹脂フィルムを準備するフィルム準備ステップと、樹脂フィルムに金属層を蒸着する蒸着ステップと、内面に凹部を有するケースを準備する準備ステップと、金属層を蒸着した樹脂フィルムをケースの凹部の外周部に溶着することにより、樹脂フィルムとケースの凹部の間に液密の液体収容部を形成する収容部形成ステップと、液体収容部に液体を注入する注入ステップとを有する液体収容容器の製造方法を提供する。樹脂フィルムには、金属層が蒸着されているため、液体の溶媒や空気を透過させにくい。従って、内部に収容している液体の溶媒が樹脂フィルムを透過して蒸発する量は少なくなる。また、空気が樹脂フィルムを透過して液体に溶け込む量は少なくなる。
蒸着ステップと収容部形成ステップの間に、金属層を蒸着した樹脂フィルムを、ケースの凹部に沿う形状に成形するフィルム成形ステップを更に備え、収容部形成ステップにおいて、樹脂フィルムの成形した部分をケースの凹部と重ねた状態で樹脂フィルムをケースに溶着してもよい。金属層は蒸着により樹脂フィルムの上に形成されているため、金属箔を樹脂フィルムの上に貼り付ける場合と比べてフィルムの成形時に裂けにくい。従って樹脂フィルムをケースの凹部に沿うように成形しても、樹脂フィルムは、液体の溶媒や空気を透過させにくいままである。また樹脂フィルムをケースの凹部に沿う形状に成形したため、樹脂フィルムが凹部に沿う形状になるまで、液体を供給することができる。従って液体収容容器が供給できる液体の量を増やすことができる。
ケースは、2つのケース形成部品を組み合わせて形成され、2つのケース形成部品は、互いに対向する一面に、互いに面対称な形状を有する凹部をそれぞれ有しており、収容部形成ステップにおいて、樹脂フィルムを一方のケース形成部品の一面に溶着し、2つのケース形成部品を、凹部が面対称に対向するように組み合わせてもよい。このようにすると、液体収容部は、樹脂フィルムが、他方のケース形成部品の凹部に接するまで液体を収容することができる。また樹脂フィルムが、一方のケース形成部品の凹部に接するまで液体を排出することができる。従って、さらに液体収容容器が供給できる液体の量を増やすことができる。
蒸着ステップにおいて、樹脂フィルムを蒸着源に複数回さらすことにより、金属層を複数回に分けて蒸着してもよい。この場合、金属層を厚くかつ均一に形成することができる。従って、樹脂フィルムは、いずれの部分においても、液体の溶媒や空気を透過させにくい。
ここで、蒸着ステップにおいて、金属層の厚さが2000オングストローム以上になるまで金属層を複数回蒸着すると、樹脂フィルムは特に液体の溶媒や空気を透過させにくくなる。
蒸着ステップと収容部形成ステップの間に、樹脂フィルムの金属層の上に、樹脂フィルムより軟化点が高く、かつ金属層を保護する保護層を形成するステップを更に備えてもよい。この場合、金属層は、外部に露出しないため、樹脂フィルムから剥離しにくくなる。また保護層は樹脂フィルムより軟化点が高いため、樹脂フィルムをケースに溶着するときに軟化しない。
本発明の第2の形態は、被記録物に液体を噴射して記録を行う液体噴射装置に装着される液体収容容器であって、内面に凹部を有するケースと、樹脂層及び当該樹脂層の上に蒸着された金属層を有し、樹脂層がケースの凹部の外周部に溶着された樹脂フィルムと、ケースの凹部と樹脂フィルムの間に形成され、液体を収容する液体収容部とを備える、液体収容容器を提供する。第2の形態によれば、第1の形態と同様の効果を得ることができる。
樹脂フィルムは、金属層が蒸着された後に、ケースの凹部に沿うように成形されており、この成形された部分の外周がケースの凹部の外周に溶着されてもよい。この場合、ケースは、2つのケース形成部品を組み合わせて形成され、2つのケース形成部品は、一面に、互いに面対称であり互いに対向する凹部をそれぞれ有しており、樹脂フィルムは、一方のケース形成部品の一面に溶着されてもよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、本発明の一実施形態であるインクカートリッジ10を裏面側から見た斜視図である。インクカートリッジ10は液体収容容器の一例であり、記録用紙などに記録を行うインクジェット式記録装置に装着され、このインクジェット式記録装置にインクを供給する。インクカートリッジ10は、略直方体の樹脂ケース20、並びに樹脂ケース20の長手方向の一端面に形成されているインク供給口22及び空気流入口24を有する。樹脂ケース20は、インク側ケース30及び空気側ケース40を有する。インク側ケース30及び空気側ケース40は、ケース形成部品の一例である。樹脂ケース20は、予めインクを内部に収容しており、内部のインクをインク供給口22からインクジェット式記録装置に供給する。このとき、空気流入口24から樹脂ケース20の内部に空気が流入する。
図2はインクカートリッジ10の分解斜視図である。インクカートリッジ10は、インク側ケース30及び空気側ケース40に加え、インク封止樹脂フィルム50及び空気封止樹脂フィルム60を有する。インク封止樹脂フィルム50は、本発明の樹脂フィルムの一例である。
インク側ケース30は、平面形状が略長方形の枠体34を、裏面側から蓋体32により封止して形成されており、空気側ケース40と対向する面すなわち内面に、インク収容凹部70a、バッファ凹部72aを有する。また底面側に、枠体34と蓋体32の間隙として形成されている流路部74を有する。流路部74はインク収容凹部70aとバッファ凹部72aを連通している。
インク封止樹脂フィルム50は、可撓性を有しており、インク収容凹部70aの内面に沿うように成形されている収容部凸部52、及びバッファ凹部72aの内面に沿うように成形されているバッファ凸部54を有する。収容部凸部52及びバッファ凸部54はフィルム側成形部の一例である。
インク封止樹脂フィルム50は、収容部凸部52及びバッファ凸部54をそれぞれインク収容凹部70a及びバッファ凹部72aに重ねるように配置されている。インク封止樹脂フィルム50において、収容部凸部52の外周部及びバッファ凸部54の外周部は、インク側ケース30の内面に溶着されており、それぞれ、インク収容凹部70aとの間に液密のインク収容部70を、バッファ凹部72aとの間に液密のインクバッファ室72を形成している。インクバッファ室72はインク供給口22に連通している。インク収容部70に収容されているインクは流路部74及びインクバッファ室72を介してインク供給口22からインクジェット式記録装置に供給される。
空気側ケース40は、平面形状が略長方形であり、インク側ケース30と対向する面に空気凹部80a及び検出機構収容凹部82aを有する。空気凹部80a及び検出機構収容凹部82aは、それぞれインク収容凹部70aに対向する位置及びバッファ凹部72aに対向する位置に設けられている。空気凹部80aはインク収容凹部70aと略面対称であり、空気流入口24に連通している。検出機構収容凹部82aは、インクバッファ室72におけるインクの残量を検出する検出機構を収容する。空気封止樹脂フィルム60は、可撓性を有しており、空気凹部80aの内面に沿うように成形されている空気凸部62を有する。空気封止樹脂フィルム60は、空気凸部62が空気凹部80aに重なった状態で、空気側ケース40の内面に溶着されており、空気凹部80aとの間に気密の空気室80を形成している。インク側ケース30と空気側ケース40が組み合った状態において、空気封止樹脂フィルム60の空気凸部62は、インク封止樹脂フィルム50の収容部凸部52に密着している。この状態においてインク収容部70からインクが供給されると、インク封止樹脂フィルム50の収容部凸部52は空気封止樹脂フィルム60の空気凸部62を押し下げ、空気室80に空気を流入させる。
図3(A)は、インクが充填されているインクカートリッジ10の長手方向の縦断面図である。本図においてインクカートリッジ10は、空気流入口24を通るように縦に切断されている。上記したようにインク側ケース30のインク収容凹部70a、及び空気側ケース40の空気凹部80aは互いに略面対称である。またインク封止樹脂フィルム50は可撓性を有していてインク収容凹部70aの内面に沿うように成形されており、空気封止樹脂フィルム60は可撓性を有していて空気凹部80aの内面形状に沿うように成形されている。このため、インク収容部70にインクを充填したときには、インク封止樹脂フィルム50は空気封止樹脂フィルム60を押し上げて空気凹部80aに沿う形状になる。このため、インク収容凹部70a及び空気凹部80aを合わせた空間のほぼ全てをインク収容部70として用いることができる。
図3(B)は図3(A)において鎖線で囲んだ領域を拡大した拡大図である。インク封止樹脂フィルム50及び空気封止樹脂フィルム60は、インク側ケース30及び空気側ケース40に溶着する側から順に、溶着側フィルム本体91、金属層92、接着層93及び保護側フィルム本体94を有する。
溶着側フィルム本体91は、インク封止樹脂フィルム50又は空気封止樹脂フィルム60をインク側ケース30又は空気側ケース40に溶着させるために設けられており、インク側ケース30及び空気側ケース40と同系列の材料で形成されている。例えばインク側ケース30及び空気側ケース40がポリプロピレンで形成されている場合、溶着側フィルム本体91はCPP(無延伸ポリプロピレン)で形成されている。金属層92は空気がインク封止樹脂フィルム50及び空気封止樹脂フィルム60を透過しにくくする。また金属層92はインクの溶媒(例えば水)がインク封止樹脂フィルム50及び空気封止樹脂フィルム60を透過しにくくする。金属層92は、蒸着によって形成され、例えばアルミニウム層である。金属層92は2000オングストローム以上の厚さを有するのが好ましい。接着層93は保護側フィルム本体94を金属層92の上にドライラミネートで接着させる。保護側フィルム本体94は保護層の一例であり、金属層92を保護する。保護側フィルム本体94は溶着側フィルム本体91より耐熱性が高く軟化点が高い樹脂、たとえば 無延伸ナイロンで形成されている。
図4は、インク収容部70に収容していたインクをほぼ全て供給し終わった状態における、インクカートリッジ10の縦断面図である。本図は、図3と同じ断面を示す。図4において、インク封止樹脂フィルム50はインク側ケース30のインク収容凹部70aの内面全体に接している。このため、インク収容部70に収容されていたインクをほぼ全てインク供給口22から排出することができる。なお、空気室80に空気流入口24から十分な量の空気が流入しているため、空気封止樹脂フィルム60はインク封止樹脂フィルム50を介してインク収容凹部70aの内面全体に沿っている。
図5は、シート状の溶着側フィルム本体91に金属層92を蒸着する蒸着槽200を上面から見た断面図である。シート状の溶着側フィルム本体91には、蒸着槽200により金属層92が蒸着された後に、図3(B)に示した接着層93及び保護側フィルム本体94が貼り付けられ、その後に図2に示したインク封止樹脂フィルム50の収容部凸部52及びバッファ凸部54、並びに空気封止樹脂フィルム60の空気凸部62がそれぞれ複数成形される。蒸着槽200は、容器201の内部に保持ローラ202、送出側テンショナー203、メインローラ204、引出側テンショナー205、引出ローラ206、蒸着源210及び仕切板220を有する。保持ローラ202は、ロール状に巻かれたシート状の溶着側フィルム本体91を送り出し可能に保持する。引出ローラ206は、送出側テンショナー203、メインローラ204及び引出側テンショナー205を介して保持ローラ202が保持している溶着側フィルム本体91を引き出して巻き取る。送出側テンショナー203及び送出側テンショナー205は、溶着側フィルム本体91の張力を一定に保つ。メインローラ204は、溶着側フィルム本体91の一面を蒸着源210にさらし、この一面のほぼ全面に金属を蒸着させ、金属層92を形成する。このとき、溶着側フィルム本体91の他面はメインローラ204に密着しているため、金属は溶着側フィルム本体91の他面に蒸着しない。なお、保持ローラ202、送出側テンショナー203、引出側テンショナー205、及び引出ローラ206は、仕切板220によって蒸着源210にさらされないように囲われている。またメインローラ204も、蒸着源210にさらされないように仕切板220に囲われているが、メインローラ204の一部は溶着側フィルム本体91の一面に金属層を蒸着させるために、蒸着源210にさらされている。
図6は、インクカートリッジ10の製造方法を示すフローチャートである。まずインク側ケース30及び空気側ケース40を準備する(S10)。そしてロール状に巻かれたシート状の溶着側フィルム本体91を蒸着槽200の保持ローラ202にセットする(S20)。そして蒸着槽200を動作させ、シート状の溶着側フィルム本体91の一面全体に金属層92を蒸着し、蒸着後の溶着側フィルム本体91を引出ローラ206に巻き取る(S40)。このとき溶着側フィルム本体91の他面に金属は蒸着しない。金属層92の厚さが予め定められた厚さ以上になるまで溶着側フィルム本体91を蒸着源210に複数回さらし、蒸着を複数回行う(S60)。これにより、金属層92は均一に厚く形成される。金属層92の厚さを例えば2000オングストローム以上にする場合、金属を500オングストローム蒸着させる工程を4回以上繰り返す。
金属層92を予め定められた厚さ以上蒸着した後、溶着側フィルム本体91を蒸着槽200の引出ローラ206から取り出す(S80)。そして溶着側フィルム本体91において金属層92の上に接着層93を形成する。そして保護側フィルム本体94を接着層93を介して金属層92の上にドライラミネート接着する(S100)。そして圧空を用いてシート状の溶着側フィルム本体91の一部を金型に押しつけ、インク封止樹脂フィルム50の収容部凸部52及びバッファ凸部54を成形する(S120)。またシート状の溶着側フィルム本体91の他の部分に空気凸部62を成形する(S120)。金属層92は蒸着されているため、予め用意されていた金属箔を溶着側フィルム本体91に貼り付ける場合と比べて溶着側フィルム本体91及び保護側フィルム本体94とともに伸びやすい。従って金属層92は成形時に裂けにくい。金属層92を2000オングストローム以上の厚さにすると、特に金属層92は裂けにくくなり、また伸びた後にもインクの溶媒や空気を遮断するのに十分な厚さを有する。
その後シート状の溶着側フィルム本体91から収容部凸部52及びバッファ凸部54を含む領域をインク封止樹脂フィルム50として切り出し、空気凸部62を含む領域を空気封止樹脂フィルム60として切り出す。そしてインク封止樹脂フィルム50の収容部凸部52の外周部及びバッファ凸部54の外周部をインク側ケース30に溶着してインク収容部70及びインクバッファ室72を形成する(S140)。また空気封止樹脂フィルム60の空気凸部62の外周部を空気側ケース40に溶着して空気室80を形成する(S140)。このとき、溶着側フィルム本体91は一面にのみ金属層92を有しており、他面は露出しているため、他面をインク側ケース30及び空気側ケース40に溶着させることにより、確実にインク封止樹脂フィルム50及び空気封止樹脂フィルム60をインク側ケース30及び空気側ケース40に溶着することができる。
そしてインク側ケース30に空気側ケース40を組み付けて樹脂ケース20を形成した後、インクをインク収容部70に注入し、インクを充填する(S160)。
上記説明から明らかなように、インク封止樹脂フィルム50及び空気封止樹脂フィルム60は金属層92を有するため、インクの溶媒や空気を透過しにくい。また溶着側フィルム本体91に金属層92を蒸着により形成したため、インク封止樹脂フィルム50の収容部凸部52及びバッファ凸部54、並びに空気封止樹脂フィルム60の空気凸部62をシート状の溶着側フィルム本体91に成形するときに、金属層92は裂けにくい。従って、インク封止樹脂フィルム50及び空気封止樹脂フィルム60をインク側ケース30のインク収容凹部70aの内面及び空気側ケース40の空気凹部80aの内面に沿う形状に成形した後においても、インクの溶媒や空気は、インク封止樹脂フィルム50及び空気封止樹脂フィルム60を透過しにくい。
なお、上記実施形態においてインク封止樹脂フィルム50及び空気封止樹脂フィルム60の双方に金属層92を設けたが、空気封止樹脂フィルム60には金属層92を設けなくてもよい。
またインク封止樹脂フィルム50及び空気封止樹脂フィルム60は、図3(B)に示した構成に限られず、インク側ケース30及び空気側ケース40に溶着する側から順に、溶着側フィルム本体91の一例としての無延伸ポリプロピレン層、ドライラミネート接着層、エチレン−ビニル−アルコール共重合体層、金属層92(例えばアルミニウム層やインジウム層)、接着層93、及び保護側フィルム本体94の一例としての無延伸ナイロン層を有してもよい。
またインクジェット式記録装置は、液体噴射装置の一例である。しかしながら、液体噴射装置はこれに限られない。液体噴射装置の他の例は、液晶ディスプレイのカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置である。この場合、色材を収容するカートリッジが液体収容容器の一例である。液体噴射装置のさらなる他の例は、有機ELディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の電極を形成する電極形成装置である。この場合、電極形成装置の電極材(電導ペースト)を収容するカートリッジが液体収容容器の一例である。液体噴射装置のさらなる他の例は、バイオチップを製造するバイオチップ製造装置である。この場合、バイオチップ製造装置の生体有機物および試料を収容するカートリッジが液体収容容器の一例である。本発明の液体噴射装置は、産業用途を有するその他の液体噴射装置も含む。被記録物は、液体が噴射されることにより記録が行われる物であり、記録用紙の他に、ディスプレイの電極等の回路パターンが記録される回路基板、ラベルが印刷されるCD−ROM、DNA回路が記録されるプレパラートが含まれる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
インクカートリッジ10を裏面側から見た平面斜視図 インクカートリッジ10の分解斜視図 (A)は、インクが充填されているインクカートリッジ10の長手方向の縦断面図、(B)は(A)において破線で囲んだ領域を拡大した図 インクを供給し終わったインクカートリッジ10の縦断面図 蒸着槽200を上面から見た断面図 インクカートリッジ10の製造方法を示すフローチャート
符号の説明
10…インクカートリッジ、20…樹脂ケース、22…インク供給口、24…空気流入口、30…インク側ケース、40…空気側ケース、50…インク封止樹脂フィルム、52…収容部凸部、54…バッファ凸部、60…空気封止樹脂フィルム、62…空気凸部、70…インク収容部、70a…インク収容凹部、72…インクバッファ室、72a…バッファ凹部、74…流路部、80a…空気凹部、80…空気室、82a…検出機構収容凹部、91…溶着側フィルム本体、92…金属層、93…接着層、94…保護側フィルム本体、200…蒸着槽、201…容器、202…保持ローラ、203…送出側テンショナー、204…メインローラ、205…引出側テンショナー、206…引出ローラ、210…蒸着源、220…仕切板

Claims (9)

  1. 被記録物に液体を噴射して記録を行う液体噴射装置に用いられ、ケースと可撓性を有する樹脂フィルムにより形成された液体収容部を有する液体収容容器の製造方法であって、
    前記樹脂フィルムに金属層を蒸着する蒸着ステップと、
    内面に凹部を有する前記ケースを準備する準備ステップと、
    前記金属層を蒸着した前記樹脂フィルムを前記ケースの前記凹部の外周部に溶着することにより、前記樹脂フィルムと前記ケースの前記凹部の間に液密の前記液体収容部を形成する収容部形成ステップと、
    前記液体収容部に前記液体を注入する注入ステップと
    を有する液体収容容器の製造方法。
  2. 前記蒸着ステップと前記収容部形成ステップの間に、前記樹脂フィルムを、前記ケースの前記凹部に沿う形状に成形するフィルム成形ステップを更に備え、
    前記収容部形成ステップにおいて、前記樹脂フィルムの成形した部分を前記ケースの前記凹部に重ねた状態で、前記樹脂フィルムを前記ケースの前記凹部の前記外周部に溶着する、請求項1に記載の液体収容容器の製造方法。
  3. 前記ケースは、2つのケース形成部品を組み合わせて形成され、
    前記2つのケース形成部品は、互いに対向する一面に、面対称な形状を有する前記凹部をそれぞれ有しており、
    前記収容部形成ステップにおいて、前記樹脂フィルムを一方の前記ケース形成部品の前記一面に溶着し、前記2つのケース形成部品を、前記凹部が面対称に対向するように組み合わせる、請求項2に記載の液体収容容器の製造方法。
  4. 前記蒸着ステップにおいて、前記樹脂フィルムを蒸着源に複数回さらすことにより、前記金属層を複数回に分けて蒸着する、請求項1に記載の液体収容容器の製造方法。
  5. 前記蒸着ステップにおいて、前記金属層の厚さが2000オングストローム以上になるまで前記金属層を複数回蒸着する、請求項4に記載の液体収容容器の製造方法。
  6. 前記蒸着ステップと前記収容部形成ステップの間に、前記樹脂フィルムの前記金属層の上に、前記樹脂フィルムより軟化点が高く、かつ前記金属層を保護する保護層を形成する保護層形成ステップを更に備える、請求項1に記載の液体収容容器の製造方法。
  7. 被記録物に液体を噴射して記録を行う液体噴射装置に装着される液体収容容器であって、
    内面に凹部を有するケースと、
    樹脂層、及び当該樹脂層の上に蒸着された金属層を有し、前記樹脂層が前記ケースの前記凹部の外周部に溶着された樹脂フィルムと、
    前記ケースの前記凹部と前記樹脂フィルムの間に形成され、前記液体を収容する液体収容部と
    を備える、液体収容容器。
  8. 前記樹脂フィルムは、前記金属層が蒸着された後に、前記ケースの前記凹部に沿うように成形されており、この成形された部分の外周が前記ケースの前記凹部の外周に溶着されている、請求項7に記載の液体収容容器。
  9. 前記ケースは、2つのケース形成部品を組み合わせて形成され、
    前記2つのケース形成部品は、一面に、互いに面対称であり互いに対向する凹部をそれぞれ有しており、
    前記樹脂フィルムは、一方の前記ケース形成部品の前記一面に溶着される、請求項8に記載の液体収容容器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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