(57)【要約】【課題】従来、インキ界面に高粘度流体を配置したものでは、インキの消費と共に、高粘度流体が、少しずつインキタンク内壁面へ付着しながら移動していくので、インキ界面上の高粘度流体の配置量が減少してしまい、インキタンク内壁への高粘度流体の接触面積が減少し、インキのインキタンク内壁面に対する移動抵抗が失われ、且つ、所望の負圧が得られずインキがプリンタヘッド又はペン先から洩れ出してしまい、プリンタ内部や紙面を汚してしまうという問題点があった。【解決手段】内溶液を吸収可能な毛細管表面を有する蓋体を容器内壁面に対する移動抵抗を有する状態で、且つ前記毛細管表面が自由状態で収容される内容液の界面に接触させて配置すると共に、前記移動抵抗が、外気が蓋体よりも内容液側に侵入する抵抗よりも小となる手段を備える吐出液収容容器とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容液を吸収可能な毛細管表面を有する蓋体を容器内壁面に対する移動抵抗を有する状態で、且つ前記毛細管表面が自由状態で収容される内容液の界面に接触して配置される共に、前記移動抵抗が外気の蓋体よりも内容液側に侵入する抵抗よりも小となる手段を備える吐出液収容容器。
【請求項２】
前記毛細管表面が、繊維収束体の繊維間の隙間によるか、又は連通多孔質体の連通多孔によるものである請求項１記載の吐出液収容容器。
【請求項３】
前記蓋体が気体を包容する実質的に非連通な気泡を備える請求項１又は請求項２に記載の吐出液収容容器。
【請求項４】
前記蓋体に対する前記内溶液の濡れが容器内壁に対する前記内溶液の濡れよりも大きい請求項１乃至請求項３に記載の吐出液収容容器。
【請求項５】
前記蓋体の移動抵抗を実質的に決める部材として、少なくとも蓋体と容器内壁面との間に高粘度流体を配置した請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の吐出液収容容器。
【請求項６】
前記内容液の比重が蓋体の比重よりも大きい請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の吐出液収容容器。
【請求項７】
前記内容液が水を含有する水性インキである請求項１乃至求項６のいずれかに記載の吐出液収容容器。
【請求項８】
前記蓋体表面に親内容液性の処理を施した請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の吐出液収容容器。
【請求項９】
前記蓋体がオレフィン系樹脂によって形成されている請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の吐出液収容容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筆記具や塗布具、化粧品容器やインキジェットプリンタのインキタンクカートリッジなど、ペン先や塗布先、プリンタヘッドなどを通じて吐出される内容液を自由状態で収容する吐出液収容容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筆記具や塗布具、インキジェットプリンタのインキタンクカートリッジなどのインキタンク内に、繊維集束体などの吸蔵物質によらずに、直接的に自由状態でインキを収容し、豊富なインキ量を確保できるものには、インキ界面に高粘度流体を配置して、インキタンク内へインキを保持するための負圧手段及びインキと大気が直接接触することを防ぎ、空気がインキに溶解することの防止手段とした、インキジェットプリンタに接続されるインキジェットプリンタ用インキタンク（特許文献１参照）や、インキ界面に高粘度流体を配置し、加圧手段により、筒状のインキタンクの内圧を上昇させ、その圧力によってインキをボールペンチップなどのペン先へ供給するようになした筆記具（特許文献２参照）、が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２００１−３０１１９１号公報（第２頁右欄第３５行〜第３頁右欄第３６行、図１〜図３）
【特許文献２】
特開２００２−２５４８８３号公報（第４頁第６欄第４９行〜第６頁左欄第３３行、図９〜図１０）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術公報に開示されているようなインキジェットプリンタ用インキタンクや筆記具では、インキ界面に高粘度流体を配置しているが、この高粘度流体は、インキの消費に伴う界面の移動と共に、少しずつインキタンク内壁面へ付着しながら移動していくので、移動して行くにつれてインキ界面上に配置されている高粘度流体の量が減少してしまう。これは即ち、高粘度流体の層の高さが低くなるということであり、インキタンク内壁への高粘度流体の接触面積も減少し、インキのインキタンク内壁面に対する移動抵抗が弱くなり、且つ、所望の負圧が得られずインキがプリンタヘッド又はペン先から洩れ出してしまい、プリンタ内部や紙面を汚してしまうという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、内容液を吸収可能な毛細管表面を有する蓋体を容器内壁面に対する移動抵抗を有する状態で、且つ前記毛細管表面が自由状態で収容される内容液の界面に接触して配置される共に、前記移動抵抗が外気の蓋体よりも内容液側に侵入する抵抗よりも小となる手段を備える吐出液収容容器を要旨とする。
【０００６】
内溶液の一例としては、着色剤として染料を使用し、水を主媒体とした水性染料インキの他、顔料インキ、有機溶剤を主媒体とした油性インキ、アイライナー、液状ファンデーション、リップカラーなどの液状化粧料、薬液等が挙げられ、１ｍＰａ・ｓ〜３０００ｍＰａ・ｓのものが好適に使用される。また、内容液の移動抵抗を実質的に決める部材として、少なくとも蓋体と容器内壁面との間に高粘度流体を配置することもでき、この高粘度流体の粘度の最適値は、内容液の吐出量や容器の大きさにより適宜設定できるが、１００００ｍＰａ・ｓ〜２００００００ｍＰａ・ｓのものが、その界面追従性、充填の容易性や液界面との安定性の観点から好ましく使用できる。高粘度流体の一例を挙げると、ポリブテン、α−オレフィン、ポリα−オレフィン、シリコンオイル、ワセリン等の一種若しくは二種以上の混合物や、これらにゲル化剤を添加するなどしてゲル化したものが例示できる。
【０００７】
蓋体は、内容液と接触して配置されていると共に、容器の内壁に対する移動抵抗を形成している。即ち、蓋体が容器内壁に接触して摩擦抵抗が生まれているか、非接触ではあるが両者の隙間に高粘度流体などが介在している状態又はその両方である。そして蓋体は内容液との接触面に、内容液を吸収保持するような毛細管力が発揮される面としてあり、蓋体と液界面とが離れにくくなっている。これらによって内容液の移動を制限する力が発揮されている。
尚、蓋体が内容液中に移動したりして、この移動抵抗を損なってしまったりしないような内容液の界面上への保持性や、内容液の移動抵抗の強化から、内容液に対し、浮力を有する蓋体とすることが好ましい。その蓋体の材質としては、内容液より小さい比重を有する材質が好適に使用され、内容液が、比重が水にほど近い水性インキであり、内容液に対する耐久性の他、リサイクル性、コスト性を考慮すると、ポリプロピレン、ポリエチレンのようなオレフィン系樹脂を用いた繊維集束体や連通多孔質体が好適に例示できる。
【０００８】
蓋体の内容液に接触する部分である毛細管表面は、内溶液を吸収可能な部分であり、繊維集束体の繊維間の隙間や連通多孔質体の連通多孔などが例示できる。また、連通多孔質体を圧縮するなどして、実質的に非連通な独立気泡部分を形成させ気体を包容させたり、これらの蓋体の表面に内容液を塗布したり、シリカコロイドを配置したりして親液性を持たせ、内容液を蓋体の全表面に浸透し易くして内容液で被覆させるようになし内部に空気を包容させることもできる。これらの蓋体内部への空気の包容は、見かけの浮力を高くし、蓋体が内容液中に移動することによる移動抵抗の損失防止のための内容液の界面上への保持性及び、内容液の移動抵抗の強化をより行うことができ好適である。
【０００９】
蓋体が固定されて移動しなければ、蓋体と液界面との間に空気が介在しない限り、液は移動し得ない。反対に蓋体と液界面との間に空気が侵入すると蓋体の存在が液の移動規制として働き難くなる。即ち、蓋体が移動するのに必要な力が、液が移動しようとしたときに蓋体と液界面との間に空気が侵入しようとする力より弱いものとする必要がある。その手段としては、蓋体と容器内壁との直接接触においては蓋体と壁面両方の接触壁面の表面粗さや蓋体の壁面に対する接触圧力を調節して適切な移動抵抗とできるし、蓋体と容器内壁との間に高粘度流体などを介在させる場合には、この高粘度流体の粘度やゲル硬さ、蓋体及び容器内壁面に対する濡れを調節することができる。また、シリコンオイルやフッ素コーティングなどにより、蓋体と容器内壁面との摩擦抵抗を緩和させるなどが例示できる。
【００１０】
【作用】
内溶液の吸蔵能力を有する蓋体を、容器に対して移動抵抗を有する状態で内溶液の界面に接触させて配置することにより、容器の吐出口から出ようとする内溶液の移動を抑制すると共に、容器内の内溶液が収容されている部分の大気圧に対して圧力が低い状態を形成する。
【００１１】
【実施例】
以下図面に基づき一例について説明する。
図１に示したものは、内部に、繊維収束体などのインキ吸蔵体に保持されていない自由状態のインキ１を収容する、所謂生インキ式筆記具の一例である。金属製のボールペンチップ２がインキ筒３の先端開口部に圧入固定されて液容器を構成している。また、インキ筒３は、気体の非透過性に優れ且つ透明性を有するポリプロピレンの合成樹脂の射出成形品としてあり、インキ１の残量が目視可能である。
【００１２】
このインキ筒３の後部開口部には、筆跡の色が表示できるようインキ色に着色若しくは染色された合成樹脂製の尾栓４が圧入固定されて、インキ１の収容される内部を外部と区画している。この尾栓４には、空気流通路としての通気孔４ａが形成されており、インキ筒３内の後述する蓋体５の後部に必要に応じて外気を供給するものである。
【００１３】
インキ筒３に収容されているインキ１は、本例においては着色剤として染料を使用し、水を主媒体とした比重１．１の水性染料インキであるが、顔料インキ、有機溶剤を主媒体とした油性インキとすることもできる。
【００１４】
インキ筒３のインキ１の界面上に浮遊して、蓋体５が配置されている。この蓋体５は、外径４．０ｍｍで比重０．８９のポリプロピレン製の繊維集束体であり、インキ筒３の内径４．０ｍｍに対し、蓋体５とインキ筒３が接触した状態とすることによって、実質的な内容液の移動抵抗を得ている。また、予め蓋体５の表面に、蓋体５が吸蔵可能なインキ１の飽和量に対して４７％のインキ１を表面全体に均一に塗布した後に、この塗布したインキ１を乾燥させることによって、蓋体５の表面に親インキ性を持たせてあるので、インキ１の界面上に蓋体５を配置した際に蓋体５の表面に浸透したインキの層が形成され、蓋体５の内部に空気が包容させるようにすることができる。尚、本例では、親インキ性処理に飽和インキ量の４７％のインキ量のインキ１を用いたが、このインキ量は、飽和インキ量よりも少ないインキ量であれば、蓋体５の内部に空気を包容させることができるので、必ずしもこのインキ量でなくても良い。また、蓋体５の表面への親インキ性処理として、本例では、インキ１を塗布し乾燥させたものを用いたが、インキ１を塗布しインキ１が介在したままで使用しても良いし、インキ１以外の処理剤としては、分岐状及び／又は環状構造を有するシリカコロイド及び／又はアルミナコロイドを単体又は、二種以上混合して使用するものなどが挙げられ、耐インキ性や処理工程等を考慮して適宜選択できる。
この蓋体５の内部に包容された空気と、インキ１との比重によって見かけの浮力を高めている。これにより、蓋体５が使用中又は、放置時において、インキ１中に移動し、移動抵抗を損ないようなインキ１の界面上への保持力を得ている。さらに、インキ筒３の内壁面には、シリコンオイルが塗布されており、蓋体５は、インキ筒３との接触によって生じる移動時における摩擦抵抗を、蓋体５の移動抵抗が、インキ１の消費と共にインキ筒３内に侵入してくる外気がインキ１側に侵入する抵抗よりも小さくなる程度に抑制されるものとしているので、蓋体５が、インキ１の消費と共に、インキ１の界面上に配置された状態で移動することができる。よって、蓋体５は、インキ１の界面上に配置された状態で移動することになるので、インキ１の移動抵抗を維持することとなり、放置状態において、インキ１がペン先から洩れ出すことを抑制し紙面や衣服の汚染を防止し得る。
【００１５】
図２に他の一例を示す。
本例のものは、インキジェットプリンタ用のプリンタ本体（図示せず）に交換可能に取り付けられるインキカートリッジであり、筐体は、気体透過性が低く光透過性の高いポリプロピレン樹脂を箱形に射出成形したものであり、インキ１の残量が目視可能になっている。筐体は、底部にプリンタヘッド（図示せず）にインキを供給するためのインキ吐出口６ａを有する底箱６と、内外気を連通可能な通気孔７ａを有する天箱７とから構成され、底箱６と天箱７との接合部分は、液密な乗り越え嵌合や接着剤等による結合など、インキ１が洩れ出さない接合手段が採用されることが必要であるが、本例のものでは超音波による融着を施したものとしてある。内部は、インキ１及びこのインキ１の界面に接触して、蓋体５及び高粘度流体８が配置され、この高粘度流体８の層内に、浮体９を浸漬配置している。
【００１６】
また、インキ吐出口６ａには、プリンタヘッドの要求に応じてスリット状のインキ通路１０ａを開放してインキ吐出可能となす弁体１０が設置されている。弁体１０はシリコンゴムやブチルゴム、エチレンプロピレンゴムなどの弾性材料からなる弾性弁であり、プリンタヘッドからの吸引力等の要求に対して変形して、一文字スリット状のインキ通路１０ａを開放することができる。
【００１７】
本例の内部に収容されているインキ１は、着色剤として染料を使用し、水を主媒体とした比重１．０８の水性染料インキであるが、ボールペンの例と同様、顔料インキ、有機溶剤を主媒体とした油性インキとすることもできる。
【００１８】
筐体内のインキ１の界面上に浮遊して、蓋体５が配置されている。この蓋体５は、比重０．８８のポリエチレン製の連通多孔質体であり、蓋体５の外気側及び蓋体５と底箱内壁面６ｂとの間に、α−オレフィンを基材とし、微粒子シリカ及びデキストリン脂肪酸エステルによりゲル化された、粘度は、９０００００ｍＰ・ｓの高粘度流体８を配置させ、蓋体５と底箱内壁面６ｂとの間に配置されている高粘度流体８によって、実質的なインキ１の移動抵抗を得ている。また、本例のものは、インキ１の界面上に蓋体５を配置した際に、蓋体５へインキ１が飽和状態になる前に高粘度流体を蓋体５の外気側へ配置しているので、蓋体５内に空気が包容した状態となっており、この蓋体５の内部に包容された空気と、インキ１との比重によって見かけの浮力を高めている。これにより、蓋体５が使用中又は、放置時において、インキ１中に移動し、インキ１の移動抵抗を損ないようなインキ１の界面上への保持力を得ている。さらに、底箱内壁面６ｂは、シリコンオイルが塗布されており、蓋体５が底箱内壁面６ｂに接触しても、摩擦抵抗が極力抑制されるものとしているので、蓋体５の移動抵抗は、インキ１の消費と共に筐体内に侵入してくる外気がインキ１側に侵入する抵抗よりも小さくなっており、蓋体５と蓋体５と底箱内壁面６ｂの間に配置された高粘度流体８が、インキ１の消費と共に、インキ１の界面上に配置された状態で移動することができるので、インキ１の移動抵抗を維持することとなり、インキ１がプリンタヘッドから洩れ出すことを抑制し、プリンタ内部や紙面の汚染を防止し得る。
【００１９】
また、高粘度流体８が温度環境や衝撃によって、天箱７の通気孔７ａから流れ出してしまうことを防止するためにポリプロピレン樹脂製の浮体９を浸漬配置している。
【００２０】
この他、蓋体５が撥高粘度流体性を有すると共に、蓋体５の最小径部分が吐出口６ａに連通する液通路開口径６ｂよりも大きくさせることで、一定の内容液が吐出されたときにこの蓋体５が液通路開口径６ｂの縁周囲に周状当接して高粘度流体８の吐出を実質的に遮断し、プリンタヘッドの損傷を抑制したりすることもできるし、図示はしないが、筐体が円筒形の場合には、特に、蓋体５を略球体とすることによって、蓋体５が、いかなる方向に向いたとしても、吐出口６ａからの高粘度流体８の移動を確実に抑制できるものとして好適である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、容器の吐出口から出ようとする内溶液の移動を抑制すると共に、容器内の内溶液が収容されている部分の大気圧に対して圧力が低い状態を形成し、インキがプリンタヘッド又はペン先から洩れ出してしまうことを抑制し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】一例を示す縦断面図。
【図２】他の一例を示す縦断面図。
【符号の説明】
１  インキ
２  ボールペンチップ
３  インキ筒
４  尾栓
４ａ  通気口
５  蓋体
６  底箱
６ａ  吐出口
６ｂ  底箱内壁面
６ｃ  液通路開口径
７  天箱
７ａ  通気口
８  高粘度流体
９  浮体
１０  弁体
１０ａ  インキ通路
【図１】
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【図２】
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