JP2012176613A - タンク及び、タンクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクタンクを大容量化した場合においても、溶着稜線の長さを長くすることなく、インクタンクのシール性の信頼性を保持する。
【解決手段】インクタンクは、インクを収納するインク収納部と、前記インクを供給する開口部を形成する前記インクタンクの筐体の一側面と、接続部材と係合するジョイント部材120と、を具え、ジョイント部材120は、前記一側面に対して前記開口部の周縁の部位に沿って溶着され、位置決めのための前記接続部材を内部に挿入して係合するための位置決め孔123を形成する中空部を有し、前記中空部は、略円形状の溶着部121の円の外側に設けられて、且つ、前記一側面に対して溶着されずに当接する。
【選択図】図３

Description

本発明は、インクジェット式記録装置で用いられるインクを収納するタンク、及びその製造方法に関する。

インクジェット記録装置に用いられるインクタンクは、インク消費時の交換を容易にするため記録装置に対して着脱自在に構成されている。
このようなインクタンクは、例えば、図７に示す特開２００９−２９８１５３号公報におけるインクタンク５００のように、インクを収納する筺体５０１と、記録装置本体に接続するジョイント部材５０２とを有する。インクタンク５００は、ジョイント部材５０２の外周縁がインクタンクの筐体５０１に溶着されることで固定されている。

このように従来のインクタンクのジョイント部材は、その外周縁をもって溶着されることで外周縁に沿った「溶着稜線」を形成するために、インクタンクの大きさが大きくなるとそれに伴って「溶着稜線」が長くなる傾向がある。

特開２００９−２９８１５３号公報

しかしながら、このようにジョイント部材の外周縁を「溶着稜線」として、記録装置の接続部材との係合部を該「溶着稜線」の内側に配置するものは、インクタンクを大容量化した際に「溶着稜線」を形成する外周縁の長さが長くなる分、溶着部のシール性の信頼性が低下する。溶着部のシール性の信頼性が低下すると、落下時の衝撃に耐えられずにインク漏れを発生させるなどの問題が生じ得る。

本発明の目的の一つは、インクタンクを大容量化した場合においても、溶着稜線の長さを長くすることなく、インクタンクのシール性の信頼性を保持することである。

上記の目的を達成するため、本発明は、インクジェット記録装置に装着されて該インクジェット記録装置にインクを供給するインクタンクであって、前記インクを収納するインク収納部と、前記インクを前記インクジェット記録装置へ供給するための開口部を形成する前記インクタンクの筐体の一側面と、前記インクジェット記録装置の接続部材と係合することで前記インクジェット記録装置と前記一側面とをジョイントするためのジョイント部材と、を具え、前記ジョイント部材は、前記一側面に対して前記開口部の周縁の部位に沿って溶着されるための該部位に対応した溶着部と、ジョイントする前記インクジェット記録装置と前記一側面との相対位置を定める位置決めのための前記接続部材を内部に挿入して係合するための位置決め孔を形成する中空部と、を有し、前記中空部は、前記溶着部の外側に設けられて、且つ、前記一側面に対して溶着されずに当接することを特徴とする。

本発明によれば、インクタンクを大容量化した場合においても、溶着稜線の長さを長くすることなく、インクタンクのシール性の信頼性を保持できる。

（ａ）は一実施例におけるインクタンクの分解斜視図、（ｂ）は本実施例におけるインクタンクの斜視図である。 図１（ａ）におけるジョイント部材のＢ部拡大図である。 図１（ａ）におけるインクタンクのＡ−Ａ断面の模式図である。 一実施例におけるインクタンクと記録装置の係合状態を示した模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本実施例におけるジョイント部材とインクタンク筐体を溶着する工程を示す模式図である。 別の実施例における、ジョイント部材溶着のための加熱工程を示した図である。 従来技術におけるインクタンクを示した斜視図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（インクタンクの構成について）
図１を用いて、本実施例のインクタンクの構成について説明する。図１（ａ）は本実施例におけるインクタンクの斜視図であり、図１（ｂ）はインクタンクの分解図斜視図である。

図１（ｂ）に示すように、インクタンクは、主に、インクを収納する筺体１１０、記録装置本体と接続するジョイント部材１２０、およびジョイント部材１２０を保護するカバー１８０で構成されている。ジョイント部材１２０によりインクタンクは記録装置に装着可能である。

なお、記録装置本体については一部のインクタンクと接続される接続部材のみを図示して本体の構成は図示しない。

図３に示すように、記録装置の接続ユニット２００はインクタンクを装着する際にインクタンクとの相対位置を定めるための接続部材２０２（位置決めのための接続部材）と、インクタンクのインクを供給するための開口部１１１に対して挿入されるインク供給針２０１と、を備える。

インクタンクからインク供給針２０１によって記録装置に供給されるインクは、該記録装置の不図示のインク吐出ヘッドから記録媒体に向かって吐出されて該記録媒体上に記録画像を形成する。

以下、上記インクタンクの主要な構成部材の各々について、詳述する。

筐体１１０
筺体１１０は、インクなどの液体を直に収納可能な容器であり、ブロー成形によって製造されている。筐体１１０を構成する樹脂については、本実施例ではポリエチレンを用いているが、ポリプロピレンなどでもよく、インクに溶出しない樹脂であれば構わない。

図１に示すように、筺体１１０はインクを収納するインク収納部１００を形成し、記録装置と接続される側の一側面においてインク収納部１００に収納されるインクを供給するための開口部１１１を有する。さらに、開口部１１１の周縁において、ジョイント部材１２０と溶着するために側面から記録装置側へ突出する円形のリブ１１１ａを有する。

ジョイント部材１２０
ジョイント部材１２０は、射出成形によって製造される部材であり、本実施例では筺体１１０の成形と同様にポリエチレンを用いている。なお、この製造に用いる樹脂については筺体１１０の成形と同様に、ポリプロピレンや、この他の樹脂を用いても良いが、筺体１１０と同じ樹脂を用いことが好ましい。

筐体１１０と同じ樹脂を用いて後述する製造方法で筐体１１０とジョイント部材１２０とを溶着することで、溶着後に異なる樹脂同士の界面において裂け目が生じて割れを生じることが抑制される。

図１に示すように、ジョイント部材１２０には、インクの物性やインクの残量などのインク収納部に収納されるインクに関する情報を記憶して外部との情報伝達を可能とする情報記憶媒体１７０が取り付けられている。

本実施形態の技術的要点となる構成の一つ目は、ジョイント部材１２０が筐体１１０の一側面に形成される、インクを供給するための開口部１１１の周縁で溶着されることである。

図３において、図１（ａ）のＡ−Ａ断面でのインクタンクとこれに係合する記録装置側の接続ユニット２００を模式的に示す。ジョイント部材１２０は開口部１１１の周縁の部位に設けられるリブ１１１ａに対応する略円形状の溶着部１２１を有し、溶着部１２１で筐体１１０の一側面に対して溶着されて略円形状の「溶着稜線」を形成する。

筐体１１０に溶着されたジョイント部材１２０は、略円形状に形成される「溶着稜線」の内側に、インク収納部１００に収納されるインクを記録装置に供給するためのインク供給部であるインク供給部１２２を形成する。ここでいう「内側」とは、略円形状に形成される溶着稜線の円の内部を「内側」、円の外部を「外側」としたものである。

本実施形態の技術的要点となる一つ目の構成に伴って、ジョイント部材１２０は、略円形状の溶着部１２１によってなる「溶着稜線」の外側に記録装置とインクタンクとの相対位置を定める位置決めのための接続部材２０２を挿入する位置決め孔１２３を備える。
ここでいう「外側」とは、略円形状に形成される溶着稜線の円の内部を「内側」、円の外部を「外側」としたものである。

なお、図１に示した２つの位置決め孔（１２３、１２４）のうち一方のみ図示するが、位置決め孔１２４側においても、上記と同様の構成である。

図３に示すように、ジョイント部材１２０の溶着部１２１をもって形成される「溶着稜線」の外側に位置決め孔１２３が配置されている。

本実施形態の技術的要点となる構成の二つ目は、ジョイント部材１２０における位置決め孔１２３を形成するものが筐体１１０の一側面に対して溶着されずに当接する構成である。

具体的には、位置決め孔１２３を構成する中空部の端部１２３ｄが溶融変形されることで筐体１１０の一側面に対する当接面を形成するものの、非溶着状態で該一側面に当接する構成となる。

このように位置決め孔１２３を構成する中空部の端部１２３ｄが筐体１１０に対して固定されていないことで、インクタンクの記録装置への装着時において記録装置側の位置決めのための接続部材２０２が位置決め孔１２３に挿入された際、該位置決め孔１２３の内側側面と接続部材２０２の外側側面とが擦れ合うことでインクタンクに機械的ストレスが加わってヒビ割れを生じることが抑制される。

このように本実施形態は、ジョイント部材１２０とインクタンクの筐体１１０とをインクを供給するための開口部１１１の周縁で溶着し、開口部１１１に沿って「溶着稜線」を形成することで、該「溶着稜線」の外側に位置決め孔１２３を配置する。さらに、位置決め孔１２３を形成する中空部の端部１２３ｄは筐体１１０に対して溶着されずに当接する。このような構成をとることで、開口部１１１の周縁長さをもって「溶着稜線」の全長となって「溶着稜線」の長さを短くするとともに、位置決め孔１２３に挿入される位置決めのための接続部材２０２との摺動による接続部の破損を抑制することが可能となる。

すなわち、本実施形態のような構成によって、大容量化したインクタンクにおいても「溶着稜線」の長さを最小限に保持すると同時に、インク漏れの原因となる破損を抑制し、且つ、インクタンクのシール性を著しく向上させる効果を有する。

「溶着稜線」の内側に設けられるインク供給部１２２は、ジョイント部材１２０に形成される筒状の枠体１３５を備える。枠体１３５は、開口部１１１の内方へ延在するようにしてインク収納部１００の内部に配置されている。

枠体１３５は、ジョイント部材１２０を貫通するための記録装置側に開口する第１の開口部が形成され、枠体１３５の筒側面には、枠体１３５の内部をインク収納部１００の内部に連通させる第二の開口が形成されている。この枠体１３５の内部に、開口部１１１を開閉可能な弁機構を構成するバネ１３０、バルブ１４０、およびシール部材１５０が組み込まれている。

図３に示すように、インクタンクが記録装置本体に接続されていないときは、枠体１３５内において、バルブ１４０が、シール部材１５０の穴を塞ぐためにバネ１３０により付勢されてシール部材１５０へと押し付けられている。

このようにバネ１３０の力でシール部材１５０が抜け出ないようにキャップ１６０が被せられており、これによって、シール部材１５０が固定されている。キャップ１６０の中心にはインク供給針２０１が貫通可能な開口部が形成されている。

このようにシール部材１５０をジョイント部材１２０に固定して、バルブ１４０をシール部材１５０に確実に押し付けることで、筐体１１０内からのインク漏れならびに蒸発等によるインクの変性を抑制している。

図２は、図１（ｂ）の位置決め孔１２３であるＢ部を拡大した拡大図を示す。図２に示すように、本実施例では、位置決め孔１２３と係合する記録装置側の位置決めのための接続部材（図中に点線で示す部分）が円柱状である。これに対し、記録装置側の位置決めのための接続部材２０２との摺動抵抗を低減するため、位置決め孔１２３の開口は、位置決めのための接続部材２０２より僅かに大きな略円形状を採用している。

カバー１８０
図１（ｂ）に示されるように、筺体１１０のジョイント部材１２０が溶着されている側にカバー１８０が取り付けられている。カバー１８０は、インクタンクの落下時にカバー１８０側が床等に衝突した場合でもジョイント部材１２０のインク供給部１２２および、位置決め孔１２３に直接衝撃が加わらないように、ジョイント部材１２０の外周部と接していないほうが好ましい。そのため、インク漏れや位置決め孔１２３の位置ズレが抑制される。

（記録装置本体に対するインクタンクの装着について）
次に、図４を用いて、記録装置本体にインクタンク１の装着される様子について説明する。図４は、インクタンクにおけるジョイント部材１２０のインク供給部１２２および位置決め孔１２３と、これらと係合する記録装置本体の接続ユニット２００とが係合した状態を示す模式図である。

図４に示すように、記録装置側の接続ユニット２００は、ジョイント部材１２０の位置決め孔１２３に挿入される位置決めのための接続部材２０２と、インクタンクから記録装置側へインクを供給するためインク供給部１２２に挿入されるインク供給針２０１とを備えている。さらに、図示しないが、接続ユニット２００には、位置決め孔１２４（図１参照）と係合する位置決めのための接続部材２０２も備えられている。水平方向に沿って並んで位置する２つの位置決めのための接続部材２０２が、各々が対応する位置決め孔１２３、１２４に挿入されることでインクタンクの記録装置に対する相対位置が定まって、インク供給針２０１もインク供給部１２２の位置に正確に挿入される。尚、位置決め孔１２４は、位置決め孔１２３と同様の構成であるので、以下では位置決め孔１２３として説明する。

位置決め孔１２３は、位置決めのための接続部材２０２が挿入される被挿入部１２３ａとしての中空部を形成する部位と、該中空部に挿入された位置決めのための接続部材２０２が突き当たって位置決めされる突き当て部１２３ｂとを有する。一方、位置決めのための接続部材２０２は、被挿入部１２３ａの穴に挿入される挿入部２０２ａと、挿入部２０２ａよりも広い径で形成されていて被挿入部１２３ａへの挿入時に突き当て部１２３ｂに突き当たって位置を定める被突き当て部２０２ｂとを有する。位置決め孔１２４においても、位置決め孔１２３と同様の構成である。

図４における白抜き矢印が示す方向にインクタンクを記録装置に装着すると、記録装置側の位置決めのための接続部材２０２の挿入部２０２ａと、ジョイント部材１２０の位置決め孔１２３における被挿入部１２３ａとが係合する。これによって、インクタンクと記録装置との相対位置が定まる。

位置決め孔１２３は筺体１１０の一側面に対して当接することで所定の位置で支持されているため、位置決めのための接続部材２０２が位置決め孔１２３に挿入されてそれらが係合することで、インクタンクは記録装置に対して十分に精度良く位置決めされる。

（ジョイント部材１２０の溶着方法について）
上述したジョイント部材１２０と筐体１１０とを溶着する方法をいくつか例示する。

「ジョイント部材の溶着方法１」
図５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、筺体１１０とジョイント部材１２０の溶着方法の一例を説明する。

図５（ａ）〜（ｃ）は、ジョイント部材１２０をインクタンクの筺体１１０に溶着する工程を模式的に示した図であり、（ａ）はジョイント部材１２０と筺体１１０を加熱している状態、（ｂ）はジョイント部材１２０を筺体１１０に押しつけている状態、（ｃ）は溶着後の状態をそれぞれ示したものである。尚、図１に示した２つの位置決め孔のうち、位置決め孔１２３のみを図示するが、位置決め孔１２４においても、以下の説明と同様の状態であるものとする。

図５（ａ）に示すように、ジョイント部材１２０は、位置決め孔１２３の被挿入部１２３ａの端部において位置決め孔１２３の他の箇所よりも肉薄の突起部１２３ｃを有する。

筐体１１０は、リブ１１１ａが設けられている側を上方にして固定され、ジョイント部材１２０はその上方に保持される。このとき、図５（ａ）に示すように、保持パーツ４００によりジョイント部材１２０を保持し、ジョイント部材１２０の溶着部１２１と筺体１１０のリブ１１１ａをヒーターブロック３００で加熱すると同時に、位置決め孔１２３の突起部１２３ｃを別のヒーターブロック３０１で加熱する。

このようにして、溶着部１２１およびリブ１１１ａを溶融する側と、位置決め孔１２３の突起部１２３ｃを溶融する側との溶融ヒ―タを別々にすることで、それぞれが個別に温度調整を行うことが可能となる。このような構成により、溶着部１２１よりも加熱温度よりも突起部１２３ｃに対する加熱温度を高くする制御を可能として、突起部１２３ｃを十分に溶融変形させることが可能となる。このように、突起部１２３ｃをより十分に溶融させることで、保持パーツ４００を図の鉛直方向に沿って下降させるのに伴って溶着部１２１とリブ１１１ａとを溶着して接合する際に、突起部１２３ｃの形状が変形しやすく、図５（ｃ）に示される、溶融変形した突起部１２３ｃと被挿入部１２３ａとの累積高さＣを精緻に調整することが可能となる。

本実施例においては、ヒーターブロック３００、３０１への樹脂の付着を避けるため、ジョイント部材１２０の溶着部１２１および突起部１２３ｃ、ならびに筺体１１０のリブ１１１ａをヒーターブロック３００、３０１に接触させず、輻射熱によって加熱する。しかし、ヒーターブロック３００、３０１に樹脂が付着しないようなコーティングを施して、ジョイント部材１２０の溶着部１２１および突起部１２３ｃ、ならびに筺体１１０のリブ１１１ａをヒーターブロック３００、３０１に接触させて加熱しても良い。

加熱温度については樹脂の融点以上に設定し、加熱時間に関しては、加熱温度に応じて十分に溶融させるために必要な時間を設定すれば良い。また、樹脂の融点に対し加熱温度を十分に高くすることで、溶融に必要な加熱時間が短くなるので、工程時間を短くすることができる。

本実施例においては、溶着部１２１およびリブ１１１ａの加熱温度を４５０度、突起部１２３ｃの加熱温度を４８０度に設定し、ヒーターブロック３００、３０１に対するリブ１１１ａの加熱時間を１０秒とし、ジョイント部材１２０の溶着部１２１および突起部１２３ｃの加熱時間を６秒とした。ジョイント部材１２０の加熱時間が筺体１１０の加熱温度よりも短いのは、ジョイント部材１２０をヒーターブロック３００、３０１の上方に保持するため、ヒーターブロック３０１からの輻射熱が筺体１１０よりも伝わりやすいためである。

また、このような加熱時において、筺体１１０における突起部１２３ｃと、ヒーターブロック３０１との距離を十分に開けることが好ましい。こうすることで、筺体側１１０における突起部１２３ｃがヒーターブロック３０１に直接に接触することがなく、形成される溶融面１２３ｄは十分に溶融されない。本実施例においては、ヒーターブロック３０１と筺体１１０の突起部１２３ｃに溶融面１２３ｄとの距離を約６．５ｍｍ開けている。これにより、筺体１１０の突起部１２３ｃに溶融面１２３ｄは、筺体１１０の原材料であるポリエチレンの融点まで加熱されることはなく十分に溶融しない。

次に、図５（ｂ）に示すように、保持パーツ４００が筺体１１０に向かって下降し、これによって、ジョイント部材１２０が筺体の一側面に形成される開口部１１１のリブ１１１ａに対して押し付けられる。この結果、ジョイント部材１２０の溶着部１２１と、筺体１１０のリブ１１１ａ（図５（ａ）参照）とはそれぞれ溶融しているため、互いに溶着される。突起部１２３ｃの溶融面１２３ｄは上述したように十分に溶融していないために筺体１１０に対して溶着されずに当接する。

更に、本実施例においては、溶着部１２１とリブ１１１ａを十分に相溶させるため、保持パーツ４００が下降端に達してから２秒間、ジョイント部材１２０の筐体１１０側への押しつけた状態を保持しながら、溶着部１２１の冷却が行われる。このため、リブ１１１ａと相溶した状態で溶着部１２１が硬化し、溶着部１２１に十分な強度が得られる。

ジョイント部材１２０において、溶着後の、筺体１１０における突起部１２３ｃに溶融面１２３ｄから、溶融変形した突起部１２３ｃと被挿入部１２３ａとの累積高さＣ（図５（ｃ）参照）は、溶着前の位置決め孔１２３の高さＡ＋Ｂ（図５（ａ）参照）より低くなるようにする。

「ジョイント部材の溶着方法２」
次に、ジョイント部材１２０を筐体１１０に溶着する他の方法を説明する。本例では、上述した「ジョイント部材の溶着方法１」における溶着方法での装置構成を簡略化するため、図６に示すように、溶着部１２１側のヒーターブロックと、位置決め孔１２３側のヒーターブロックを一体化したもの３０２を用いて各々を等しい加熱温度で加熱する。

また、本実施例においては、上述した溶着方法１に示した位置決め孔１２３の突起部１２３ｃ（図５（ａ）参照）を、溶着方法１で使用したものよりも薄くする（図６の突起部１２３ｅ参照。）。つまり、突起部１２３ｅを、上記の溶着方法例２の突起部１２３ｃと比べて、非常に溶融変形しやすい肉厚および形状にする。この事により、ヒーターブロック３０２による加熱温度が一定であっても、突起部１２３ｃを確実に、かつ溶着部１２１とリブ１１１ａの接合に影響が出ないよう容易に溶融変形させることが可能となる。

１１０ 筺体
１１１ 開口部
１１１ａ リブ
１２０ ジョイント部材
１２１ 溶着部
１２３ 位置決め孔

Claims (4)

1. インクジェット記録装置に装着されて該インクジェット記録装置にインクを供給するインクタンクであって、
   前記インクを収納するインク収納部と、
   前記インクを前記インクジェット記録装置へ供給するための開口部を形成する前記インクタンクの筐体の一側面と、
   前記インクジェット記録装置の接続部材と係合することで前記インクジェット記録装置と前記一側面とをジョイントするためのジョイント部材と、を具え、
   前記ジョイント部材は、前記一側面に対して前記開口部の周縁の部位に沿って溶着されるための該部位に対応した溶着部と、
   ジョイントする前記インクジェット記録装置と前記一側面との相対位置を定める位置決めのための前記接続部材を内部に挿入して係合するための位置決め孔を形成する中空部と、を有し、
   前記中空部は、前記溶着部の外側に設けられて、且つ、前記一側面に対して溶着されずに当接することを特徴とするインクタンク。
2. 前記インク収納部は、前記インクタンクの一側面の前記開口部の内側に配置された枠体と、該枠体の内部に挿入されて前記開口部を開閉可能にする弁機構と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. インクジェット記録装置に装着されて該インクジェット記録装置にインクを供給するインクタンクであって、
   前記インクを収納するインク収納部と、
   前記インクを前記インクジェット記録装置へ供給するための開口部を形成する前記インクタンクの筐体の一側面と、
   前記インクジェット記録装置の接続部材と係合することで前記インクジェット記録装置と前記一側面とをジョイントするジョイント部材と、を具え、
   前記ジョイント部材は、前記一側面に対して前記開口部の周縁の部位に沿って溶着されるための該部位に対応した略円形状の溶着部と、
   ジョイントする前記インクジェット記録装置と前記一側面との相対位置を定める位置決めのための前記接続部材を内部に挿入して係合するための位置決め孔を形成する中空部と、を有する前記インクタンクの製造方法において、
   前記一側面に形成される前記開口部の周縁の部位、および前記ジョイント部材の前記溶着部の端部および前記中空部の端部を加熱する工程と、
   溶融された前記開口部の周縁の部位と前記ジョイント部材における前記溶着部とを溶着させる工程と、
   溶融された前記中空部の端部を変形させて前記一側面に対して溶着されずに当接するための当接面を形成する工程と、
   を有することを特徴とするインクタンクの製造方法。
4. 前記中空部を溶融するために加熱する加熱温度は、前記溶着部を溶融するために加熱する加熱温度よりも高温であることを特徴とする請求項３に記載のインクタンクの製造方法。

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