JP2020164230A - 液体収容ボトルおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
スピン溶着による樹脂部材の接合では、溶着時に生じる異物(溶融樹脂)が外部にはみ出して製品の見栄えを低下させたり利用者の手に引っかかって製品の機能を低下させたりすることを抑制するための対策が必要になる。特許文献1には、2つの樹脂部材の軸方向端面同士をスピン溶着により接合する際に、溶着部の外周側にはみ出す溶融樹脂を掻き取るために、樹脂部材を保持する治具と一体に設けられたスクレーパを溶着部の外周に沿って移動させる技術が記載されている。
そこで、本発明の目的は、生産性を良好に維持しながら、製品の外観や機能を損ねることもない液体収容ボトルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明の液体収容ボトルの製造方法は、ボトル本体と、ボトル本体に接合され、ボトル本体に収容された液体を注入するノズルとを有し、ボトル本体が、樹脂からなる第1の円筒部を有し、ノズルが、樹脂からなり、第1の円筒部の外周側で第1の円筒部に溶着された第2の円筒部を有する、液体収容ボトルの製造方法であって、外周面と、外周面の軸方向端部から半径方向外側に延びる第1の環状面とを有する第1の円筒部を用意する工程と、内周面と、内周面の軸方向端部から半径方向外側に延びる第2の環状面とを有する第2の円筒部を用意する工程と、第1および第2の環状面のうち一方の環状面の半径方向外側に、軸方向に突出する周壁部を形成する工程と、第1の円筒部の外周面と第2の円筒部の内周面を接触させるか、第1の円筒部の第1の環状面と第2の円筒部の第2の環状面を接触させながら、第2の円筒部に対して第1の円筒部を相対的に回転させ、ボトル本体とノズルをスピン溶着により接合する工程と、を含み、接合する工程では、第1の円筒部と第2の円筒部との摩擦熱により溶融した樹脂が、第1の環状面と第2の環状面との間を通って周壁部に到達して付着する。
液体吐出装置1は、シリアル型のインクジェット記録装置であり、筐体11と、筐体11の内部に配置された大容量の液体タンク12とを有している。液体タンク12は、記録媒体(図示せず)に対して吐出される液体であるインクを収容するものである。
液体吐出装置1は、記録媒体(図示せず)を搬送する搬送ローラ13と、液体を吐出する記録ヘッド14が設けられたキャリッジ15と、キャリッジ15を駆動するキャリッジモータ16とを有している。記録媒体としては、例えば紙などが挙げられるが、記録ヘッド14から吐出された液体によって画像が形成されるものであれば、特に限定されない。記録媒体は、搬送ローラ13が間欠的に回転駆動されることで、間欠的に搬送される。キャリッジモータ16の回転駆動に伴い、キャリッジ15が記録媒体の搬送方向と交差する方向に往復運動し、この往復走査中に、記録ヘッド14に設けられた吐出口から記録媒体に液体が吐出されることで、その記録媒体に画像などが記録される。
液体は、液体タンク12に収容され、液体流通路17を通じて記録ヘッド14に供給される。液体として、4色のインク(例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック)が使用され、液体タンク12として、それぞれが各色のインクを収容する4つの液体タンク12a〜12dが設けられている。4つの液体タンク12a〜12dはそれぞれ、筐体11の内部における液体吐出装置1の前面部に配置されている。
液体タンク12は、液体を収容するタンク本体121と、タンク本体121内の液体収容室に連通する注入口122と、注入口122を覆うようにタンク本体121に装着可能なタンクカバー123とを有している。液体タンク12への液体の補充は、タンク本体121からタンクカバー123を取り外し、それにより露出した注入口122を通じて行われる。液体の補充後、タンク本体121内の液体収容室からのインクの蒸発を抑制するために、タンクカバー123をタンク本体121に取り付け、タンク本体121内の液体収容室を密閉する。
図4は、本発明の第1の実施形態に係る液体収容ボトルの平面図である。図5は、図4に示す液体収容ボトルの分解平面図である。
液体収容ボトル2は、液体タンク12に液体を補充するための円筒状の容器であり、液体を収容するボトル本体21と、ノズル22と、キャップ23とを有している。ノズル22は、ボトル本体21に固定され、ボトル本体21に収容された液体を注入する機能を有している。キャップ23は、ノズル22の後述する注入口22bを開閉するようにノズル22に装着可能であり、ボトル本体21の内部を外気から遮蔽して液体収容ボトル2を密封する機能を有している。ボトル本体21とノズル22は共に樹脂部品であり、両者の隙間から液体が漏れ出すことを抑制するために、溶着により接合されている。
ボトル本体21の上部には、円筒状のボトル溶着部24が形成され、ノズル22の下部には、同じく円筒状のノズル溶着部25が形成されている。ノズル22は、ノズル溶着部25の内周面または底面がボトル溶着部24に溶着されることで、ボトル本体21に接合される。本実施形態では、この接合にスピン溶着が用いられる。ノズル22の中央部には、外周面に雄ネジが形成されたノズルネジ部22aが形成され、キャップ23の下部には、内周面に雌ネジが形成されたキャップネジ部23aが形成されている。キャップ23は、ノズルネジ部22bの雄ネジがキャップネジ部23aの雌ネジと螺合することで、ノズル22に装着される。また、ノズル22には、液体を注入する注入口22bが形成されている。
ボトル本体21とノズル22のスピン溶着による接合は、以下のようにして行われる。まず、ボトル本体21とノズル22に、それぞれ次のような形状のボトル溶着部24(第1の円筒部)とノズル溶着部(第2の円筒部)25とを用意する。すなわち、ボトル溶着部24(第1の円筒部)には、外周面24aと、外周面24aの軸方向端部から半径方向外側に延びる第1の環状面24bとが形成されている。また、ノズル溶着部(第2の円筒部)25には、内周面25aと、内周面25aの軸方向端部から半径方向外側に延びる第2の環状面25bとが形成されている。そして、ボトル溶着部24の外周面24aとノズル溶着部25の内周面25aが対向するようにボトル溶着部24をノズル溶着部25に挿入し、ボトル溶着部24の第1の環状面24bとノズル溶着部25の第2の環状面25bを接触させる。この状態でボトル本体21とノズル22を相対的に回転させると、第1の環状面24bと第2の環状面25bとの間で摩擦熱が発生し、この摩擦熱を利用して樹脂を溶融させることで、ボトル本体21とノズル22が溶着より接合される。こうして、ノズル溶着部(第2の円筒部)25がボトル溶着部24(第1の円筒部)の外周側でボトル溶着部24に溶着された液体収容ボトル2の製造が完了する。
ボトル溶着部24をノズル溶着部25に挿入して相対的に回転させると、上述したように、ボトル溶着部24の第1の環状面24bとノズル溶着部25の第2の環状面25bとの間で摩擦熱が発生し、この摩擦熱により樹脂が溶融する。このとき発生する溶融樹脂26は、ボトル溶着部24とノズル溶着部25との相対回転による遠心力を受けて、第1の環状面24bと第2の環状面25bとの間を半径方向外側へと移動する(図7(a)中の矢印参照)。この溶融樹脂26が液体収容ボトル2の外部にはみ出ると、製品の見栄えを低下させたり利用者の手に引っかかって製品の機能を低下させたりするおそれがある。また、溶融樹脂26が液体収容ボトル2から飛散すると、生産ラインにゴミとして残り、装置故障の原因にもなる。
周壁部27による溶融樹脂26の堰き止め効果を高めるために、周壁部27の内周面27aは、遠心力に対して垂直であることが好ましく、すなわち、ノズル22の軸方向Xに平行であることが好ましい。また、液体収容ボトル2の外形を滑らかに保持するために、第1の環状面24bの半径方向外側には、周壁部27を収容する凹部29が設けられていることが好ましい。
周壁部27は、必ずしも周方向に連続して形成されている必要はなく、図8(a)に示すように、周方向に間隔を置いて複数形成されていてもよい。この場合、溶融樹脂26の移動方向(遠心力の方向)に対して周壁部27の側面27bを垂直に衝突させることができるため、溶融樹脂26の移動方向の変更が容易になり、溶融樹脂26のボトル本体21またはノズル22への付着を促進することができる。さらに、図8(b)に示すように、隣接する周壁部27の間に、周壁部27を接続するリブ28が形成されていてもよい。この場合、周壁部27に付着した溶融樹脂26が外部に露出しなくなるため、液体収容ボトル2の外観をより良好に維持することができる。
なお、周壁部27は、第1の環状面24bと第2の環状面25bのうち一方の環状面の半径方向外側に設けられていればよく、図8(c)に示すように、第1の環状面24bの半径方向外側に設けられていてもよい。また、この場合にも、液体収容ボトル2の外形を滑らかに保持するために、第1の環状面24bと第2の環状面25bのうち他方の環状面、すなわち、第2の環状面25bの半径方向外側には、周壁部27を収容する凹部29が設けられていてもよい。
図9は、本発明の第2の実施形態に係るボトル本体およびノズルの断面図である。以下、第1の実施形態と同様の構成については、図面に同じ符号を付してその説明を省略し、第1の実施形態と異なる構成のみ説明する。
本実施形態は、ボトル溶着部24とノズル溶着部25との溶着箇所が第1の実施形態と異なっており、具体的には、ボトル溶着部24の外周面24aとノズル溶着部25の内周面25aが溶着されている点で第1の実施形態と異なっている。すなわち、本実施形態では、ボトル溶着部24の外周面24aとノズル溶着部25の内周面25aを接触させながらボトル本体21とノズル22を相対的に回転させ、ボトル溶着部24をノズル溶着部25に挿入する。このとき、ボトル溶着部24の外周面24aとノズル溶着部25の内周面25aとの間で摩擦熱が発生し、その摩擦熱を利用して樹脂を溶融させることで、ボトル本体21とノズル22が溶着より接合される。
このような溶着過程において、溶融樹脂26は、ボトル溶着部24とノズル溶着部25との隙間(外周面24aと内周面25aとの間)から外側に溢れ出て、第1の環状面24bと第2の環状面25bとの間に侵入する。このとき、溶融樹脂26には、第1の実施形態と同様に、ボトル溶着部24とノズル溶着部25との相対回転による遠心力により半径方向外側への力が作用する。これに対し、本実施形態においても、第2の環状面25bの半径方向外側に周壁部27が形成されているため、溶融樹脂26がそれ以上半径方向外側に移動することを抑制することが可能になる。
本実施形態においても、周壁部27は、図10(a)に示すように、周方向に間隔を置いて複数形成されていてもよく、隣接する周壁部27の間には、図10(b)に示すように、周壁部27を接続するリブ28が形成されていてもよい。また、周壁部27は、第1の環状面24bと第2の環状面25bのうち一方の環状面の半径方向外側に設けられていればよく、図10(c)に示すように、第1の環状面24bの半径方向外側に設けられていてもよい。
図11は、本発明の第3の実施形態に係るボトル本体およびノズルの断面図である。以下、上述の実施形態と同様の構成については、図面に同じ符号を付してその説明を省略し、上述の実施形態と異なる構成のみ説明する。
本実施形態は、第2の環状面25bの半径方向外側に形成された周壁部27に応じて、第1の環状面24bの半径方向外側に、周壁部27を収容する凹部29が形成されている点で、第2の実施形態と異なっている。これにより、本実施形態では、ボトル溶着部24の外周面24aとノズル溶着部25の内周面25aが溶着される過程で、第1の環状面24bと第2の環状面25bが当接するようになる。そのため、ボトル本体21とノズル22との位置決め制御が可能になり、溶着状態を安定させることが可能になる。また、本実施形態では、周壁部27に付着した溶融樹脂26により、第1の環状面24bと第2の環状面25bを接合することも可能になり、ボトル本体21とノズル22との接合強度を向上させることも可能になる。
ボトル溶着部24とノズル溶着部25の溶着時に当接する第1の環状面24bと第2の環状面25bは、必ずしも軸方向Xに垂直である必要はなく、図12(a)に示すように、軸方向Xに垂直な面に対して傾斜していてもよい。また、互いに溶着されるボトル溶着部24の外周面24aとノズル溶着部25の内周面25aは、軸方向Xに平行でなくてもよく、図12(b)に示すようにテーパ状であってもよく、図12(c)に示すように階段状であってもよい。
21 ボトル本体
22 ノズル
24 ボトル溶着部
25 ノズル溶着部
27 周壁部
Claims (16)
- ボトル本体と、前記ボトル本体に接合され、前記ボトル本体に収容された液体を注入するノズルとを有し、前記ボトル本体が、樹脂からなる第1の円筒部を有し、前記ノズルが、樹脂からなり、前記第1の円筒部の外周側で該第1の円筒部に溶着された第2の円筒部を有する、液体収容ボトルであって、
前記第1の円筒部が、外周面と、該外周面の軸方向端部から半径方向外側に延びる第1の環状面とを有し、
前記第2の円筒部が、前記第1の円筒部の前記外周面に対向する内周面と、該内周面の軸方向端部から半径方向外側に延び、前記第1の円筒部の前記第1の環状面に対向する第2の環状面とを有し、
前記第1および第2の環状面のうち一方の環状面の半径方向外側には、前記軸方向に突出する周壁部が形成されていることを特徴とする液体収容ボトル。 - 前記周壁部が、前記軸方向に平行な内周面を有する、請求項1に記載の液体収容ボトル。
- 前記周壁部は、周方向に間隔を置いて複数形成されている、請求項1または2に記載の液体収容ボトル。
- 隣接する前記周壁部の間に、前記周壁部を接続するリブが形成されている、請求項3に記載の液体収容ボトル。
- 前記周壁部は、周方向に連続して形成されている、請求項1または2に記載の液体収容ボトル。
- 前記第1の円筒部と前記第2の円筒部は、前記第1の環状面と前記第2の環状面で溶着されている、請求項1から5のいずれか1項に記載の液体収容ボトル。
- 前記第1および第2の環状面のうち他方の環状面の半径方向外側には、前記周壁部を収容する凹部が形成されている、請求項6に記載の液体収容ボトル。
- 前記第1の円筒部と前記第2の円筒部は、前記外周面と前記内周面で溶着されている、請求項1から5のいずれか1項に記載の液体収容ボトル。
- 前記第1の環状面と前記第2の環状面は接合されている、請求項8に記載の液体収容ボトル。
- 前記第1および第2の環状面のうち他方の環状面の半径方向外側には、前記周壁部を収容する凹部が形成されている、請求項8または9に記載の液体収容ボトル。
- 前記外周面および前記内周面は階段状に形成されている、請求項8から10のいずれか1項に記載の液体収容ボトル。
- 前記外周面および前記内周面はテーパ状に形成されている、請求項8から10のいずれか1項に記載の液体収容ボトル。
- 前記第1および第2の環状面は、前記軸方向にそれぞれ垂直である、請求項1から12のいずれか1項に記載の液体収容ボトル。
- ボトル本体と、前記ボトル本体に接合され、前記ボトル本体に収容された液体を注入するノズルとを有し、前記ボトル本体が、樹脂からなる第1の円筒部を有し、前記ノズルが、樹脂からなり、前記第1の円筒部の外周側で該第1の円筒部に溶着された第2の円筒部を有する、液体収容ボトルの製造方法であって、
外周面と、該外周面の軸方向端部から半径方向外側に延びる第1の環状面とを有する前記第1の円筒部を用意する工程と、
内周面と、該内周面の軸方向端部から半径方向外側に延びる第2の環状面とを有する前記第2の円筒部を用意する工程と、
前記第1および第2の環状面のうち一方の環状面の半径方向外側に、軸方向に突出する周壁部を形成する工程と、
前記第1の円筒部の前記外周面と前記第2の円筒部の前記内周面を接触させるか、前記第1の円筒部の前記第1の環状面と前記第2の円筒部の前記第2の環状面を接触させながら、前記第2の円筒部に対して前記第1の円筒部を相対的に回転させ、前記ボトル本体と前記ノズルをスピン溶着により接合する工程と、を含み、
前記接合する工程では、前記第1の円筒部と前記第2の円筒部との摩擦熱により溶融した前記樹脂が、前記第1の環状面と前記第2の環状面との間を通って前記周壁部に到達して付着することを特徴とする液体収容ボトルの製造方法。 - 第1の部材と、前記第1の部材に接合された第2の部材とを有し、前記第1の部材が、第1の円筒部を有し、前記第2の部材が、前記第1の溶着部の外周側で該第1の円筒部に溶着された第2の円筒部を有する、樹脂部品であって、
前記第1の円筒部が、外周面と、該外周面の軸方向端部から半径方向外側に延びる第1の環状面とを有し、
前記第2の円筒部が、前記第1の円筒部の前記外周面に対向する内周面と、該内周面の軸方向端部から半径方向外側に延び、前記第1の円筒部の前記第1の環状面に対向する第2の環状面とを有し、
前記第1および第2の環状面のうち一方の環状面の半径方向外側には、軸方向に突出する周壁部が形成されていることを特徴とする樹脂部品。 - 第1の部材と、前記第1の部材に接合された第2の部材とを有し、前記第1の部材が、第1の円筒部を有し、前記第2の部材が、前記第1の溶着部の外周側で該第1の円筒部に溶着された第2の円筒部を有する、樹脂部品の製造方法であって、
外周面と、該外周面の軸方向端部から半径方向外側に延びる第1の環状面とを有する前記第1の円筒部を用意する工程と、
内周面と、該内周面の軸方向端部から半径方向外側に延びる第2の環状面とを有する前記第2の円筒部を用意する工程と、
前記第1および第2の環状面のうち一方の環状面の半径方向外側に、軸方向に突出する周壁部を形成する工程と、
前記第1の円筒部の前記外周面と前記第2の円筒部の前記内周面を接触させるか、前記第1の円筒部の前記第1の環状面と前記第2の円筒部の前記第2の環状面を接触させながら、前記第2の円筒部に対して前記第1の円筒部を相対的に回転させ、前記ボトル本体と前記ノズルをスピン溶着により接合する工程と、を含み、
前記接合する工程では、前記第1の円筒部と前記第2の円筒部との摩擦熱により溶融した前記樹脂が、前記第1の環状面と前記第2の環状面との間を通って前記周壁部に到達して付着することを特徴とする樹脂部品の製造方法。
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