JP7268977B2 - Method and apparatus for manufacturing pressure regulating unit - Google Patents
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Description
本発明は、液体吐出ヘッドに供給される液体を負圧に維持するための圧力調整ユニットの製造方法および製造装置に関する。 1. Field of the Invention The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a pressure adjusting unit for maintaining negative pressure in liquid supplied to a liquid ejection head.
インクジェット記録ヘッド等の液体吐出ヘッドの液体吐出部は、メニスカスを保持して液体漏れを抑制するために負圧に維持される必要がある。このため、液体吐出ヘッドの液体吐出動作が可能な範囲で適切な負圧を生じさせる圧力調整ユニットが用いられている。特許文献1には、バネ(弾性体)が内部に収納された容器と、容器開口を塞ぐように接合された可撓性のシート(フィルム)とを有し、弾性体の伸縮によって容器内部(液体収容空間)の負圧を維持する圧力調整ユニットが開示されている。この圧力調整ユニットは以下のようにして製造される。まず、治具によってフィルムを張力が付与された平坦な状態に保持する。そして、ヒートヘッドを下降させ、弾性体を圧縮した状態でフィルムを容器の開口縁部に当接させる。そして、ヒートヘッドによってフィルムと容器の開口縁部とを加熱し、開口縁部に沿ってフィルムを熱溶着(熱圧着)する。このとき、フィルムは、加熱により全体的に柔らかくなるため、弾性体の復元力によって押し上げられ、平坦な状態から外側に撓んだ状態に変形して固定される。その後、容器の外側にある余分なフィルムを切断することで圧力調整ユニットが完成する。
A liquid ejection portion of a liquid ejection head such as an inkjet recording head needs to be maintained at a negative pressure in order to hold a meniscus and suppress liquid leakage. For this reason, a pressure adjustment unit is used that generates an appropriate negative pressure within a range in which the liquid ejection head can perform the liquid ejection operation.
圧力調整ユニットの性能を安定して発揮させるためには、弾性体が設計通りに伸縮することが重要である。しかしながら、特許文献1に記載の製造方法では、熱圧着時にフィルムを押し上げる弾性復元力の違いによってフィルムの変形量にばらつきが生じ、液体収容空間の容積にばらつきが生じる可能性がある。その結果、弾性体が設計通りに伸縮することができず、液体収容空間の負圧を適切に維持することができなくなり、記録画像の品質が低下するおそれがある。
そこで、本発明の目的は、性能のばらつきが少なく信頼性の高い圧力調整ユニットの製造方法および製造装置を提供することである。
In order to stably exhibit the performance of the pressure adjustment unit, it is important that the elastic body expands and contracts as designed. However, in the manufacturing method described in
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for manufacturing a highly reliable pressure regulating unit with little variation in performance.
上述した目的を達成するために、本発明の圧力調整ユニットの製造方法は、凹部と凹部の開口の周縁部から突出する接合部とを有する本体部と、開口を塞ぐように接合部に接合された可撓性のフィルムと、本体部とフィルムとの間に形成された空間に収容され、本体部とフィルムとの間で所定の長さに圧縮された弾性体と、を有する圧力調整ユニットの製造方法であって、本体部とフィルムとの間で弾性体を所定の長さよりも短い長さに圧縮した状態で、フィルムを接合部に接合する工程と、短い長さに圧縮された弾性体の復元力によってフィルムを変形させる工程と、フィルムを変形させる際に、弾性体が所定の長さを超える長さにならないように弾性体の復元を規制する工程と、弾性体の復元を規制した状態で、フィルムを冷却してフィルムの変形を停止させる工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明の圧力調整ユニットの製造装置は、凹部と凹部の開口の周縁部から突出する接合部とを有する本体部と、開口を塞ぐように接合部に接合された可撓性のフィルムと、本体部とフィルムとの間に形成された空間に収容され、本体部とフィルムとの間で所定の長さに圧縮された弾性体と、を有する圧力調整ユニットの製造装置であって、フィルムを加熱して軟化させることで、本体部とフィルムとの間で所定の長さよりも短い長さに圧縮された状態で接合部に接合されていた弾性体の復元力によって、フィルムを変形させる加熱手段と、フィルムが変形する際に弾性体が所定の長さを超える長さにならないように、フィルムを介して弾性体に当接して弾性体の復元を規制するストッパ部材と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the method of manufacturing a pressure regulating unit of the present invention includes: a main body having a recess and a joint projecting from the peripheral edge of the opening of the recess ; and an elastic body accommodated in a space formed between the main body and the film and compressed to a predetermined length between the main body and the film. wherein the elastic body is compressed to a length shorter than a predetermined length between the main body and the film, and the film is joined to the joining portion; A step of deforming the film by the restoring force of the body, a step of regulating the restoration of the elastic body so that the length of the elastic body does not exceed a predetermined length when deforming the film, and a step of regulating the restoration of the elastic body. and cooling the film in this state to stop deformation of the film.
Further, the apparatus for manufacturing a pressure regulating unit of the present invention includes a main body portion having a concave portion and a joint portion projecting from the peripheral edge portion of the opening of the concave portion , and a flexible film joined to the joint portion so as to close the opening. and an elastic body housed in a space formed between the main body and the film and compressed to a predetermined length between the main body and the film, wherein By heating and softening the film, the film is deformed by the restoring force of the elastic body that is joined to the joining portion while being compressed to a length shorter than a predetermined length between the main body and the film. and a stopper member that abuts against the elastic body through the film and restricts restoration of the elastic body so that the length of the elastic body does not exceed a predetermined length when the film is deformed. characterized by
本発明によれば、性能のばらつきが少なく信頼性の高い圧力調整ユニットの製造方法および製造装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the manufacturing method and manufacturing apparatus of a highly reliable pressure regulation unit with little variation in performance.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1(a)は、第1の実施形態に係る圧力調整ユニットの構成を示す平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA-A線に沿った断面図である。なお、図1(a)では、簡単のために、フィルム2および弾性体受け3の図示を省略している。
圧力調整ユニット100は、液体吐出ヘッドに供給される液体を負圧に維持するものであり、本体部5と、可撓性のフィルム2と、弾性体1とを有している。本体部5には、凹部6と、凹部6の開口7の周縁部から円筒状に突出する接合部8が形成され、フィルム2は接合部8の頂部8aに接合されている。これにより、液体を収容可能な液体収容空間Sが本体部5とフィルム2との間に形成される。接合部8の頂部8aは、フィルム2が良好に接合されるために平面状であることが好ましい。弾性体1は液体収容空間Sに収容されている。本実施形態では、弾性体1はコイルばねであり、本体部5とフィルム2との間、より詳細には、フィルム2の下面2aに熱圧着された弾性体受け3との間で圧縮されている。本体部5および弾性体受け3にはそれぞれ、円筒状の窪み14,15が形成され、弾性体(コイルばね)1はこれら窪み14,15に嵌合して位置決めされている。弾性体1は、弾性復元力によって液体収容空間Sの容積が増えるようにフィルム2を弾性変形させることができれば、板ばね等であってもよい。
(First embodiment)
FIG. 1(a) is a plan view showing the configuration of the pressure regulating unit according to the first embodiment, and FIG. 1(b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1(a). . In FIG. 1(a), the illustration of the
The
本体部5の内部には液体導入路10と液体導出路11が形成されている。液体導入路10と液体導出路11はそれぞれ、一端が本体部5の側面に開口し、他端が液体収容空間Sに開口している。液体導入路10が液体収容空間Sに開口する部分には、当該開口を開閉する弁体21が設けられている。弁体21の開閉動作は、液体収容空間Sの液体の圧力と弾性体22の付勢力とのバランスに基づいて行われる。弁体21と弾性体22は、本体部5に圧入された弁ホルダ23によって保持されている。液体導出路11はインクジェット記録ヘッド等の液体吐出ヘッドの液体吐出部と連通している。
フィルム2は、可撓性とバリア性と液体に対する耐性を有する材料からなる層と、耐熱性を有する材料からなる層とを含む多層構造を有していれば、いかなる材料で形成されていてもよい。本実施形態では、本体部5(特に接合部8)と弾性体受け3は熱可塑性材料からなり、そのような熱可塑性材料として、例えばポリプロピレン(PP)を用いることができる。これに対し、フィルム2としては、フィルム2を本体部5に熱圧着するために、熱可塑性材料からなる層と、この熱可塑性材料よりも融点が高い耐熱性材料からなる層とを含む2層構造を用いることができる。フィルム2の熱可塑性材料として、例えばポリプロピレン(PP)を用いることができ、耐熱性材料として、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)を用いることができる。フィルム2の熱可塑性材料は、本体部5および弾性体受け3の熱可塑性材料と同じであっても同じでなくてもよい。
A
The
本実施形態の圧力調整ユニット100は以下のように作動する。インク等の液体は、液体導入路10から供給され、液体収容空間Sを通って液体導出路11から排出される。このとき、液体収容空間Sの液体はポンプ(図示せず)によって引かれており、圧縮状態にある弾性体1の復元力がフィルム2に作用する。この結果、フィルム2は、液体収容空間Sの容積を増やす方向、すなわち押し広げられる方向に変形し、液体収容空間Sに負圧を発生させる。液体収容空間Sの負圧を適切に維持することで、液体吐出部に形成されるメニスカスを維持し、液体吐出部における液体漏れを抑制することができる。
本実施形態では、弾性体受け3が円形の平面形状を有し、円筒状の接合部8と同軸上に設けられている。このため、弾性体受け3から接合部8の頂部8aまでの距離が周方向で一定である。したがって、弾性体1は安定して伸縮し、フィルム2に均等な張力を印加することが可能になり、所望の負圧を維持することが可能になる。
The
In this embodiment, the
次に、図2および図3を参照して、本実施形態の圧力調整ユニットの製造方法について説明する。図2および図3は、それぞれ本実施形態の製造方法の各工程における圧力調整ユニットの概略断面図である。なお、図3(b)は、図3(a)の円Aで囲まれた領域の拡大図である。 Next, a method for manufacturing the pressure regulating unit of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 and 3 are schematic cross-sectional views of the pressure regulating unit in each step of the manufacturing method of this embodiment. In addition, FIG.3(b) is an enlarged view of the area|region enclosed by the circle A of Fig.3 (a).
まず、位置決め治具(図示せず)に本体部5を固定し、治具置き台16の内側に本体部5を配置する。弾性体1は本体部5に予め設置され、窪み14に嵌合している。また、PPとPETの2層構造のフィルム2を用意する。フィルム2のPPからなる層には予め弾性体受け3が熱圧着されている。
次に、図2(a)に示すように、フィルム2を外側から保持した状態で、凹部6の開口7に対向するように本体部5から離れた位置に配置する。具体的には、円筒状のフィルム保持治具9の中央開口9b部分にフィルム2を挟んで固定し、ある程度の張力が付与された状態に保持する。そして、フィルム2のPPからなる層(弾性体受け3が熱圧着された層)が本体部5を向くように治具置き台16に設けられたピン16aとフィルム保持治具9に設けられた穴9aを嵌め合わせることで、治具置き台16の上にフィルム保持治具9を設置する。ここで、治具置き台16は、治具置き台16の上に設置される円筒状のフィルム保持治具9が同じく円筒状の接合部8と同軸になるように配置されている。また、治具置き台16は、フィルム保持治具9を治具置き台16の上に設置した際に、フィルム保持治具9に保持されたフィルム2に弛みや皺があっても、フィルム2が接合部8の頂部8aに接触しないような高さを有している。これは、フィルム2が接合部8の頂部8aに接触すると、後述する工程においてフィルム2を押し込んでフィルム2を塑性変形させることができず、フィルム2に張力Tを与えることができないためである。一例では、接合部8の突出高さは0.5mm、接合部8の頂部8aからフィルム保持治具9によって保持されるフィルム2まで高さは1.5mmである。この過程で、弾性体1は本体部5および弾性体受け3の窪み14,15に嵌合し、安定した姿勢で圧縮される。
First, the
Next, as shown in FIG. 2( a ), the
次に、図2(b)に示すように、フィルム2の開口7に対向する領域を開口7に向けて押し込み、フィルム2に張力Tを付与しながらフィルム2を塑性変形させて、開口7の周縁部、すなわち接合部8の頂部8aに当接させる。具体的には、フィルム保持治具9の中央開口9bを通じて円柱状のヒートヘッド12を下降させ、フィルム2の開口7に対向する領域に押し付ける。フィルム2は、本体部5から離れた位置でフィルム保持治具9に保持されているため、ヒートヘッド12によって開口7の周縁部、すなわち接合部8の頂部8aに当接する。これにより、フィルム2に張力Tが付与されるとともに塑性変形が生じる。フィルム2は張力Tを付与されながら塑性変形するため、それまでの過程でフィルム2に不均一な張力が存在していても、その張力が均一化され、皺や弛みが除去または軽減され、かつその状態が固定化される。円柱状のヒートヘッド12は円筒状のフィルム保持治具9および接合部8と同軸上にあるため、フィルム2に対して周方向に均等に張力Tが付与される。この過程で、本体部5および弾性体受け3の窪み14,15に嵌合した弾性体1はさらに圧縮される。
Next, as shown in FIG. 2B, the area of the
そして、弾性体1を上述のように圧縮した状態で、フィルム2を本体部5に接合する。具体的には、ヒートヘッド12に内蔵されたヒータ13に通電し、フィルム2と本体部5との当接部分およびその周縁部を加熱する。その結果、フィルム2と本体部5との当接部分が溶融し、その当接部分(接合部8)でフィルム2は本体部5に熱圧着される。
その後、図2(c)に示すように、ヒートヘッド12を上昇させて退避させる。こうしてフィルム2が冷却されて本体部5に固定されると、図2(d)に示すように、フィルム保持治具9によるフィルム2の保持を解除する。具体的には、本体部5の外側にあるフィルム2を刃物、レーザ等で切断し、フィルム2をフィルム保持治具9から切り離す。こうして、皺や弛みがなく均一な張力Tが付与された状態でフィルム2が本体部5の接合部8に接合される。
Then, the
After that, as shown in FIG. 2(c), the
次に、図3(a)に示すように、ヒートヘッド(加熱手段)12を再度下降させ、フィルム2と本体部5との接合部分である接合部8に当接させる。このとき、ヒートヘッド12の温度は、ヒータ13の通電量を調節することで、フィルム2の熱可塑性材料(PP)の融点以上かつ耐熱性材料(PET)の融点未満の温度に調節される。これにより、フィルム2が再加熱されて軟化するとともに、PPからなる接合部8も加熱されて再溶融される。その結果、図3(b)に示すように、接合部8が変形するのと同時に、フィルム2も弾性体1の復元力Fによって持ち上げられるように変形する。なお、フィルム2の熱可塑性材料の融点以上、かつ耐熱性材料の融点未満の温度で接合部8を加熱することができれば、加熱方法として、ヒートヘッド12の代わりに、例えばヒートブローなどを用いることもできる。また、フィルム2と本体部5に異なる熱可塑性材料が用いられ、それらの融点が異なる場合、そのときの加熱温度は、少なくともフィルム2が軟化すればよいため、フィルム2の熱可塑性材料の融点以上であればよい。本実施形態では、PPとPETの2層構造のフィルム2を使用しているため、ここでの加熱温度は160℃~180℃である。
Next, as shown in FIG. 3A, the heat head (heating means) 12 is lowered again and brought into contact with the
こうしてフィルム2は変形し始めるが、このとき、フィルム2の高さが所定の高さよりも高くならないように、すなわち弾性体1が所定の長さを超える長さになるまで復元しないように弾性体1の復元を規制する。具体的には、図3(c)に示すように、接合部8の頂部8aからヒートヘッド12のストッパ部材12aまでの距離が所定の距離Hになる位置までヒートヘッド12を上昇させる。ストッパ部材12aは、ヒートヘッド12のフィルム2に対向する面に形成された凹部12b内に設けられている。ここでフィルム2の高さHは、フィルム2と本体部5により形成される液体収容空間Sの容積が液体吐出ヘッドの必要負圧に応じた容積となる高さである。フィルム2の変形が進行すると、弾性体1がフィルム2および弾性体受け3を介してストッパ部材12aに当接し、弾性体1の復元が規制される。それと同時に、接合部8およびフィルム2は、ヒートヘッド12から離間していることで自然冷却される。接合部8およびフィルム2が十分に冷却されると、フィルム2の張力が弾性体1の復元力を上回り、フィルム2の変形は停止する。その結果、フィルム2の高さが所定の高さHに維持され、液体収容空間Sの容積も所定の容積に維持される。
フィルム2の変形が停止した後、図3(d)に示すように、ヒートヘッド12を上昇させて退避させることで、圧力調整ユニット100が完成する。こうして本実施形態では、弾性体1の復元力によってフィルム2を変形させる際に、弾性体1の復元を規制することでフィルム2の変形量をほぼ一定にすることができる。これにより、圧力調整ユニット100ごとに液体収容空間Sの容積が異なることが抑制され、圧力調整ユニット100の性能のばらつきを少なくすることができる。
In this way, the
After the deformation of the
(第2の実施形態)
図4および図5を参照して、第2の実施形態に係る圧力調整ユニットの製造方法について説明する。図4および図5は、それぞれ本実施形態の製造方法の各工程における圧力調整ユニットの概略断面図である。
本実施形態の製造方法は、フィルム2を保持するフィルム保持手段として、フィルム保持治具9の代わりに、フィルム置き台26とシリンダ20が用いられている点で第1の実施形態と異なっている。また、本実施形態では、弾性体1の復元力によってフィルム2を変形させる工程も第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態と異なる工程のみ説明する。
(Second embodiment)
A method of manufacturing a pressure regulating unit according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 and 5 are schematic cross-sectional views of the pressure regulating unit in each step of the manufacturing method of this embodiment.
The manufacturing method of this embodiment differs from that of the first embodiment in that instead of the
まず、図4(a)に示すように、位置決め治具(図示せず)によってフィルム置き台26の内側に本体部5を配置した後、フィルム置き台26に設けられた吸着機構にフィルム2を吸着させる。そして、図4(b)に示すように、フィルム置き台26の上方に設けられたシリンダ20を下降させ、フィルム2をフィルム置き台26に押し付けて固定する。ここで、フィルム置き台26は、第1の実施形態の治具置き台16と同様に、フィルム置き台26とシリンダ20により保持されたフィルム2に弛みや皺があっても、フィルム2が接合部8の頂部8aに接触しないような高さを有している。こうしてフィルム2は、第1の実施形態と同様に、外側から保持された状態で、凹部6の開口7に対向するように本体部5から離れた位置に配置される。
次に、図4(c)に示すように、ヒータ(図示せず)に通電することで加熱されたヒートヘッド12を下降させ、第1の実施形態と同様の手順で、フィルム2を本体部5に向けて押し込むことで、フィルム2に張力Tを付与しながらフィルム2を塑性変形させる。それと同時に、ヒートヘッド12によりフィルム2が接合部8に押し付けられることで、フィルム2および本体部5のうちヒートヘッド12が当接している部分が加熱されて溶融する。
First, as shown in FIG. 4( a ), after the
Next, as shown in FIG. 4(c), the heater (not shown) is energized to lower the
その後、図5(a)に示すように、シリンダ20を上昇させ、フィルム2の保持を解除する。そして、図5(b)に示すように、接合部8の頂部8aからヒートヘッド12のストッパ部材12aまでの距離が所定の距離Hになる位置までヒートヘッド12を上昇させる。これにより、フィルム2と本体部5の溶融部分が自然冷却され、フィルム2が本体部5に熱圧着される。その過程で、ヒートヘッド(加熱手段)12の加熱により全体的に軟化したフィルム2は、弾性体1の復元力によって上方に撓むように変形する。ただし、ストッパ部材12aによって弾性体1の復元が規制されるため、第1の実施形態と同様に、フィルム2の高さが所定の高さHに維持され、液体収容空間Sの容積も所定の容積に維持される。
フィルム2が十分に冷却され変形が停止した後、ヒートヘッド12を上昇させて退避させる。最後に、本体部5の外側にあるフィルム2を刃物、レーザ等で切断することで、第1の実施形態と同様の圧力調整ユニット100が完成する。本実施形態では、フィルム保持治具9を使用していない分、製造工程が簡略化され、第1の実施形態と比べて製造コストを低減することができる。
なお、本実施形態では、加熱されたヒートヘッド12を下降させてフィルム2に当接しているが、ヒートヘッド12の加熱(ヒータ13への通電)は少なくともヒートヘッド12がフィルム2に当接している間だけ行われればよい。そのため、第1の実施形態と同様に、ヒートヘッド12を下降させてフィルム2に当接した後で、ヒータに通電してもよい。
After that, as shown in FIG. 5(a), the
After the
In this embodiment, the
(第3の実施形態)
図6および図7を参照して、第3の実施形態に係る圧力調整ユニットの製造方法について説明する。図6および図7は、それぞれ本実施形態の製造方法の各工程における圧力調整ユニットの概略断面図である。
本実施形態の製造方法は、ストッパ部材34がヒートヘッド33と別体に設けられている点で上述した実施形態と異なっている。なお、本実施形態では、弾性体1の復元力によってフィルム2を変形させる工程は第1の実施形態と同様であり、フィルム2を保持するフィルム保持手段として、フィルム置き台26とシリンダ20が用いられている点は第2の実施形態と同様である。以下、第1および第2の実施形態と異なる工程のみ説明する。
(Third embodiment)
A method of manufacturing the pressure regulating unit according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 and 7 are schematic cross-sectional views of the pressure regulating unit in each step of the manufacturing method of this embodiment.
The manufacturing method of this embodiment differs from the above-described embodiment in that the
まず、第2の実施形態と同様の手順で、図6(a)および図6(b)に示すように、フィルム置き台26にフィルム2を吸着させた後、シリンダ20を下降させ、フィルム2をフィルム置き台26に押し付けて固定する。
次に、図6(c)に示すように、円筒状のヒートヘッド33を下降させ、第1の実施形態と同様の手順で、フィルム2を本体部5に向けて押し込むことで、フィルム2に張力Tを付与しながらフィルム2を塑性変形させる。そして、ヒートヘッド33のヒータ(図示せず)に通電し、ヒートヘッド33に押し付けられたフィルム2と接合部8とを加熱することで、熱圧着によりフィルム2を本体部に接合する。その後、ヒートヘッド33を上昇させて退避させる。
First, in the same procedure as in the second embodiment, as shown in FIGS. 6A and 6B, after the
Next, as shown in FIG. 6(c), the
次に、図7(a)に示すように、シリンダ20を上昇させ、フィルム2の保持を解除するのと同時に、シリンダからなるストッパ部材34を、接合部8の頂部8aからの距離が所定の距離Hになる位置まで下降させる。その後、図7(b)に示すように、フィルム2の熱可塑性材料の融点以上、かつ耐熱性材料の融点未満の温度に調節したヒートヘッド33を再度下降させ、接合部8を再溶融するとともにフィルムを再加熱して軟化させる。その結果、弾性体1の復元力によってフィルム2の変形が開始される。
そして、図7(c)に示すように、ヒートヘッド33を上昇させて退避させ、フィルム2が十分に冷却され変形が停止するまで、ストッパ部材34を待機させる。これにより、本実施形態においても同様に、フィルム2の高さが所定の高さHに維持され、液体収容空間Sの容積も所定の容積に維持される。最後に、ストッパ部材34を上昇させて退避させ、本体部5の外側にあるフィルム2を刃物、レーザ等で切断することで、第1および第2の実施形態と同様の圧力調整ユニット100が完成する。本実施形態では、ストッパ部材34がヒートヘッド33と別体に設けられているため、フィルム2の変形時にフィルム2に余分な熱が加わることがなくなり、フィルム2の変形量をより均一にすることができる。
Next, as shown in FIG. 7(a), the
Then, as shown in FIG. 7(c), the
(第4の実施形態)
図8および図9を参照して、第4の実施形態に係る圧力調整ユニットの製造方法について説明する。図8は、本実施形態の製造方法の各工程における圧力調整ユニットの概略断面図であり、図9は、本実施形態の製造方法の各工程における圧力調整ユニットの概略平面図である。なお、図9では、フィルム2および弾性体受け3の図示を省略している。
本実施形態の製造方法は、弾性体1の復元力によってフィルム2を変形させる際に、フィルム2を再加熱しながら液体収容空間Sとなる空間に圧縮空気を供給する点で、第1の実施形態と異なっている。これに伴い、フィルム2を再加熱する方法も第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態と異なる工程のみ説明する。
(Fourth embodiment)
A method for manufacturing a pressure regulating unit according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the pressure regulating unit in each step of the manufacturing method of this embodiment, and FIG. 9 is a schematic plan view of the pressure regulating unit in each step of the manufacturing method of this embodiment. 9, illustration of the
The manufacturing method of the present embodiment is different from the first embodiment in that, when the
まず、第1の実施形態の図2(a)から図2(d)に示す工程と同様の手順で、フィルム2を本体部5に熱圧着する。
次に、図8(a)に示すように、ヒータ13に通電することで加熱されたヒートヘッド12を下降させ、接合部8の頂部8aからストッパ部材12aまでの距離が所定の距離Hになる位置まで下降させる。これにより、フィルム2はヒートヘッド12からの輻射熱により再加熱されて軟化する。
そして、ヒートヘッド12によりフィルム2の再加熱を開始してから所定時間経過した後、図8(b)および図9(a)に示すように、エア流入ノズル35を通じて、液体収容空間Sとなる空間に圧縮空気を供給する。これにより、軟化したフィルム2は弾性体1の復元力と共に圧縮空気の圧力を受けて変形が促進される。なお、圧縮空気の供給は、図示した例では液体導入路10と液体導出路11の両方から行われているが、少なくとも一方から行われればよい。そして、圧縮空気の供給を開始してからさらに所定時間経過した後、図8(c)および図9(b)に示すように、エアブローノズル36によりフィルム2を所定時間冷却する。具体的には、フィルム2とヒートヘッド12との間の空間に対して四方を取り囲むように設置したエアブローノズル36からエアブローを行うことで、フィルム2を冷却する。フィルム2を十分に冷却した後、エアブローノズル36によるフィルム2の冷却を停止するのと同時に、ヒートヘッド12を上昇させて退避させるとともに、エア流入ノズル35による液体収容空間Sへの圧縮空気の供給を停止する。こうして、フィルム2の変形が停止し、第1の実施形態と同様に、フィルム2の高さが所定の高さHに維持され、液体収容空間Sの容積も所定の容積に維持された圧力調整ユニット100が完成する。
First, the
Next, as shown in FIG. 8(a), the
After a predetermined period of time has elapsed since the
一例として、本実施形態の製造方法における装置設定条件は以下の通りである。フィルム2の熱圧着時のヒートヘッド12の設定温度は160℃、再加熱時のヒートヘッド12の設定温度は80℃である。また、エア流入ノズル35からの圧縮空気の圧力は0.08MPa、エアブローノズル36からのエアブローの圧力は0.5MPa、流量は100L/minである。ヒートヘッド12を下降させてから液体収容空間Sに圧縮空気を供給するまでの時間は5秒、圧縮空気の供給を開始してからフィルム2の冷却を開始するまでの時間は5秒、その冷却時間は10秒である。すなわち、本実施形態ではフィルム2の変形に要する時間は20秒であり、フィルム2の変形に40秒ほどの時間を要した第1の実施形態と比べて大幅な短縮が可能になる。
本実施形態では、上述の通り、ヒートヘッド12の設定温度がフィルム2の熱圧着時と再加熱時で異なるため、温度の変更に時間を要することがある。そのため、熱圧着用のヒートヘッドと再加熱用のヒートヘッドを個別に用意してもよい。また、本実施形態では、常温の圧縮空気を用いてフィルム2の変形を行っているが、エア流入ノズル35にヒータを設置し、そのヒータにより加熱された圧縮空気を液体収容空間Sに供給するようにしてもよい。これにより、フィルム2の温度を予め上昇させてフィルム2の変形時間をさらに短縮することができる。圧縮空気の加熱温度は、一例として50±10℃である。
As an example, the apparatus setting conditions in the manufacturing method of this embodiment are as follows. The set temperature of the
In the present embodiment, as described above, the set temperature of the
1 弾性体
2 フィルム
5 本体部
100 圧力調整ユニット
S 液体収容空間
REFERENCE SIGNS
Claims (11)
前記本体部と前記フィルムとの間で前記弾性体を前記所定の長さよりも短い長さに圧縮した状態で、前記フィルムを前記接合部に接合する工程と、前記短い長さに圧縮された弾性体の復元力によって前記フィルムを変形させる工程と、前記フィルムを変形させる際に、前記弾性体が前記所定の長さを超える長さにならないように前記弾性体の復元を規制する工程と、前記弾性体の復元を規制した状態で、前記フィルムを冷却して該フィルムの変形を停止させる工程と、を含むことを特徴とする、圧力調整ユニットの製造方法。 a main body having a recess and a joint projecting from a peripheral edge of an opening of the recess ; a flexible film joined to the joint so as to close the opening ; and the main body and the film. and an elastic body that is housed in a space formed between and compressed to a predetermined length between the main body and the film, the method comprising:
bonding the film to the bonding portion in a state where the elastic body is compressed to a length shorter than the predetermined length between the body portion and the film ; deforming the film by a restoring force of a body; restricting restoration of the elastic body so that the length of the elastic body does not exceed the predetermined length when the film is deformed; and a step of cooling the film to stop deformation of the film in a state in which restoration of the elastic body is restricted.
前記フィルムを接合する工程が、前記フィルムを前記接合部に熱圧着することを含む、請求項1に記載の圧力調整ユニットの製造方法。 the body portion is made of a thermoplastic material, and the film comprises a layer made of a thermoplastic material;
2. The method of manufacturing a pressure regulating unit according to claim 1, wherein the step of bonding the film includes thermocompression bonding the film to the bonding portion.
前記フィルムの再加熱は、前記フィルムに当接させた加熱手段により、前記フィルムの前記熱可塑性材料の融点以上かつ前記耐熱性材料の融点未満の温度で行われる、請求項3に記載の圧力調整ユニットの製造方法。 The film further comprises a layer made of a heat-resistant material having a higher melting point than the thermoplastic material,
4. The pressure adjustment according to claim 3, wherein the reheating of the film is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic material of the film and lower than the melting point of the heat-resistant material by a heating means brought into contact with the film. How the unit is made.
前記フィルムは、前記接合部との当接部分で熱圧着される、請求項2から7のいずれか1項に記載の圧力調整ユニットの製造方法。 disposing the film at a position away from the main body so as to face the opening while being held from the outside; further comprising a step of plastically deforming the film to abut against the joint while applying tension to the elastic body, and compressing the elastic body to the short length;
The method of manufacturing a pressure regulating unit according to any one of claims 2 to 7, wherein the film is thermocompression bonded at a contact portion with the joint portion.
前記フィルムを加熱して軟化させることで、前記本体部と前記フィルムとの間で前記所定の長さよりも短い長さに圧縮された状態で前記接合部に接合されていた前記弾性体の復元力によって、前記フィルムを変形させる加熱手段と、
前記フィルムが変形する際に前記弾性体が前記所定の長さを超える長さにならないように、前記フィルムを介して前記弾性体に当接して前記弾性体の復元を規制するストッパ部材と、を有することを特徴とする、圧力調整ユニットの製造装置。 a main body having a recess and a joint projecting from a peripheral edge of an opening of the recess ; a flexible film joined to the joint so as to close the opening ; and the main body and the film. and an elastic body that is housed in a space formed between and compressed to a predetermined length between the main body and the film, wherein
By heating and softening the film, the restoring force of the elastic body joined to the joint portion in a state of being compressed to a length shorter than the predetermined length between the main body portion and the film. a heating means for deforming the film by
a stopper member that abuts against the elastic body through the film and restricts restoration of the elastic body so that the elastic body does not exceed the predetermined length when the film is deformed; A manufacturing apparatus for a pressure regulating unit, characterized by comprising:
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