JP2001039079A - 液体貯蔵容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性があり、インキ洩れを抑制し得る空気
流通路を形成することが可能な液体吐出具の液体貯蔵容
器を得る。 【解決手段】 容器を空気流通路内に２．９Å＜φＡ≦
０．４ｍｍの最大内接円径φＡを描き得る微細孔を有す
る壁部材と、この壁部材に接触する表面張力αが１０ｄ
ｙｎ／ｃｍ≦α≦７３ｄｙｎ／ｃｍ（２０℃）、粘度β
が１０ｃＰｓ≦β≦１００００００ｃＰｓ（２５℃）の
粘性流体層を配置したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インキ組成物や化
粧料組成物を収容するマーキングペンやサインペン、ボ
ールペンなどの筆記具や塗布具のインキタンク、インキ
ジェットプリンタなどに使用されるカートリッジとして
使用される、内部に液体を収容し、該液体を外部に吐出
する吐出手段と接続して、吐出手段を通じて内容液体が
消費されるに伴って吐出手段に内容液体を供給すると供
に、空気流通路を設けたことによって消費された内容液
体の体積に見合う空気を内部に取り込んで内部圧力を平
衡に保持し得る液体貯蔵容器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体を収容した液体貯蔵容器は、
液体貯蔵容器を密閉せずに外気に連通する空気孔を形成
し、ペン先、塗布先やプリンタの印字ヘッド等の吐出手
段による液体の消費によって液体貯蔵容器内の液体体積
が減少した分の外気を取り込んでいる。即ち、内容液体
の消費によって容器内に残る内容液体の体積は減少する
ので、次第に容器内が負圧となり液体吐出手段に液体が
供給され難くなるため、消費された液体の体積分の空気
を液体貯蔵容器内に取り込み、液体貯蔵容器内の圧力を
常に大気圧と略同じくするように平衡に保ち、容器から
ペン先や印字ヘッド等吐出手段へ内容液体の供給が円滑
になされるようにしている。

【０００３】しかしながら、液体が貯蔵されている容器
に孔を形成することは、内容液体がその孔から漏れる可
能性を作ることになる。インキジェットプリンタのイン
キタンクの例では、特公平６−６９７５０号公報に、内
容液体であるインキが収容されている空間を、インキが
減少するに伴ってインキ界面に追従して移動するゴム製
のスライド栓で閉塞し、インキタンクの中で空気が取り
込まれる空間とインキが存在する空間とを区画するもの
が開示されている。また、同様な機能のスライド栓とし
て、特開平１１-１５１１８７号公報には、粘性流体を
使用した筆記具が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような、内容液
体の体積減少に伴って移動するその界面に追従して移動
するスライド栓を使用したものでは、内容液体（上記で
はインキ）の界面に対するスライド栓の追従性が問題に
なる。即ち、スライド栓が内容液体が洩れ出さない程度
の保持力を有するためには、配置されている部分におけ
る周辺部材との接触（若しくはシリコンオイル等潤滑液
体を介しての見かけ上の接触）が必要であるが、この保
持力の信頼性を高めるためには、高い移動抵抗（摩擦抵
抗）となるような接触状体が好ましいのに対して、筆記
具や塗布具であれば、高速筆記（若しくは塗布）や広い
面を塗る際など、インキジェットプリンタであれば、高
品質印字を高速で行わなくてはならない場合など、内容
液体の体積現象が急激に起こる場合には、速やかにスラ
イド栓が移動しなくては、容器内が負圧になることを抑
制できず、インキ吐出に悪影響を及ぼすことになり、栓
としての保持力を優先させれば吐出に悪影響となるし、
吐出を安定にすることを優先すると洩れに対する信頼性
が低下するという相反する問題を払拭しきれないもので
あった。

【０００５】また、上述の特開平１１-１５１１８７号
公報に記載の発明のごとく、スライド栓として粘性流体
を使用したものでは、この粘性流体が移動する際に、接
触する内壁面に付着残留させてしまい、移動量が長くな
ると粘性流体の量が減量して、栓として、急激な内圧変
化にも内容物が洩れ出さないような一定の保持力が得ら
れなくなることがあるものであった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、内部に
液体を収容し、該液体を外部に吐出する吐出手段と接続
して、吐出手段を通じて内容液体が消費されるに伴って
吐出手段に内容液体を供給すると供に、空気流通路を設
けたことによって消費された内容液体の体積に見合う空
気を内部に取り込んで内部圧力を平衡に保持し得る液体
貯蔵容器において、前記空気流通路内に、前記空気流通
路を内溶液側と外界側とに区画する微細多孔壁を配置す
ると共に、粘性流体を、前記微細多孔壁に接触しつつ、
内部圧力が平衡状態においては前記空気流通路を閉塞す
るように配置したことを特徴とする液体貯蔵容器を要旨
とする。

【０００７】微細多孔壁に形成される微細孔は、その開
口径が２．９Å〜０．４ｍｍ程度のものが好ましい。ま
た、粘性流体の物性は、約１６ｈＰａ程度の圧力で移動
するよう、表面張力αが１０ｄｙｎｅ／ｃｍ≦α≦７３
ｄｙｎ／ｃｍ（２０℃）、粘度βが１０ｃｐ≦β≦１，
０００，０００ｃｐ（２５℃）であることが好ましい。

【０００８】

【作用】容器内に空気を取り込む通り路に固定的に配置
される粘性流体は、容器の内外における圧力差がない場
合には、空気流通孔を塞いだ状態を形成して液体の洩れ
を抑制し、前記圧力差がある値以上になった時には、空
気の流通する孔を一時的に形成して、容器内部に空気を
取り込むように設定されている。即ち、内圧を調整する
孔が形成された状態とは、その孔となった体積分の粘性
流体が他の部分に押しのけられた状態となっており、粘
性流体自身の表面張力等によって押しのけられた粘性流
体は元に戻ろうとするため、圧力差が調節されて内外圧
が平衡に達すると直ちに孔が塞がれることになり、内容
物の吐出に悪影響なく、急激な内圧変化においても内容
液体の洩れを抑制することができる。

【０００９】

【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、内部にインキを自由状態で収容す
る、所謂生インキ式筆記具の一例である。筒体１の先端
部にチップホルダー２を接合してあり、このチップホル
ダー２の貫通孔２ａに繊維集束体製のペン芯３が圧入に
よって取り付けてある。このペン芯３は、チップホルダ
ー２に圧入されることによって締め付けられ、圧入力を
受ける部分にて繊維の密度を他の部分より高くされてお
り、この繊維が高密度となる部分にてある程度のインキ
の導出制御を可能としている。

【００１０】図１のＩ部拡大図である図２に示すよう
に、筒体１は、内径１８ｍｍの円筒形状を有するポリプ
ロピレン樹脂の射出成形品であり、その後端には、同じ
くポリプロピレン樹脂の射出成形品である尾栓４が圧入
止着されている。この尾栓は、筒体１に対する取付筒部
４ａと筒の底となる壁部４ｂとからなっており、この壁
部４ｂにドリル加工により形成した微細孔４ｃが複数形
成されて尾栓４の前後を連通可能としている。尚、壁部
４ｂの壁厚は１．０ｍｍ、そして微細孔４ｃの大きさ
は、約０．３ｍｍである。

【００１１】また、尾栓４は、壁部４ｂで区画される内
部空間として、インキ貯蔵部内に位置する前空間５と外
界側に位置する後空間６を有している。この後空間は、
中心空気孔７ａを有するポリプロピレン樹脂製の蓋部材
７が被せられていおり、内部にポリブテン系ゲル化物が
粘性流体８として収容されている。この粘性流体８は、
前記壁部４ｂの微細孔４ｃを覆うように壁部４ｂに付着
している。前述の蓋部材７は、この粘性流体８が容易に
洩れ出したり、他のものに付着することを抑制するため
のものである。

【００１２】そしてこの粘性流体８が、実質的に筒体１
内部を閉塞する栓部材となっており、尾栓４の微細孔４
ｃに内容液体であるインキが達したとしてもそのインキ
が外に洩れ出さないようになしている。

【００１３】即ち、この粘性流体８で区画される筒体１
内の液体貯蔵部分内と外界との間に圧力差が殆ど無い通
常の状態では、微細孔４ｃを封鎖している粘性流体８の
層が筒体１内の液体貯蔵部分内の閉塞状態を保持するこ
とができ、一定の圧力、（例えば、１６ｈＰａ以上）の
圧力差が生じた場合には、粘性流体８の層に孔が形成さ
れ、筒体１の内部に空気が流入する。

【００１４】このような粘性流体の栓とするために、ポ
リブテン系ゲル化物の物性は、表面張力１８ｄｙｎｅ／
ｃｍ（２０℃）、粘度１００００ｃｐｓ（２５℃）とし
てある。また、微細孔４ｃの内側壁面を構成するポリプ
ロピレン樹脂面との接触角が６０度としてあり、更に、
粘性流体８の層の厚みが０．５０ｍｍとなるようにして
ある。

【００１５】例えば、筒体１内が、インキ消費に伴うイ
ンキの体積減少により減圧されたり、炎天下での車内の
ような高温環境下に置かれることによって空気が膨張し
て加圧されたりすると、前記粘性流体８は、微細孔４ｃ
の開口縁部分では、一時的に盛り上がるように追いやら
れ、空気流通孔となる空間を形成し、筒体１内外に対し
て空気の移動が起こり内外圧力が平衡化される。筒体１
内の圧力が平衡となった時には、粘性流体８の層に一時
的に形成された空気流通孔は、自身の界面張力（凝集エ
ネルギー）によって直ちに塞がれる。

【００１６】図３、図４に他の一例を示す。内部にイン
キを自由状態で収容する、所謂生インキ式筆記具の一例
である点は、上述の一例と同様である。但し、筆記部材
としてボールペンチップ９を取り付けてあり、筒体１
（内径１８ｍｍ）内のインキをボールペンチップ９の先
端部分に連通させる繊維集束体製のインキ中継芯１０
が、その後端部を筒体１内に、先端部をボールペンチッ
プ９内に圧入固定されている。このインキ中継芯１０
は、ボールペンチップ９内に圧入されることにより圧縮
され繊維の密度を他の部分より高されており、ある程度
のインキの導出制御を可能としている。尚、ペン先がボ
ールペンチップであることにより、非筆記時には、先端
が筆記ボールによって封されることになるので、インキ
中継芯１０を必要としないインキ保持能力のインキ中継
芯を採用することもできる。

【００１７】図３のＩＩ部拡大図である図４に示すよう
に、筒体１の後端に止着される尾栓４は、頂部に空気孔
４ｄを有する有底筒体形状を有しており、その内孔に段
部４ｅが形成されている。また、尾栓４の内孔にリング
体１１が圧入固定されており、このリング体１１の内孔
にαオレフィンとポリブテンとを主剤としたゲル化物が
粘性流体８として配置されていると共に、前記段部４ｅ
とリング体１１との間に多孔性４フッ化エチレン樹脂シ
ート１２が挟持固定され、この４フッ化エチレン樹脂シ
ート１２は粘性流体８にて片面を被覆されて状態になっ
ている。尚、段部４ｅには周状の突起４ｆが形成されて
おり、４フッ化エチレン樹脂シートに食い込むようにな
してある。

【００１８】この４フッ化エチレン樹脂シートは、結晶
性樹脂である４フッ化エチレン樹脂を延伸して、その分
子間の結晶格子を伸ばすことによって不規則な微細孔を
形成したものであり、０．０５μｍ程度の微細孔が形成
され、シートの厚さを０．１０ｍｍとしてある。また、
粘性流体８は、表面張力３０ｄｙｎｅ／ｃｍ（２０
℃）、粘度１０００ｃｐｓ（２５℃）、４フッ化エチレ
ン樹脂シートとの接触角が１００度としている。

【００１９】図５に他の一例を示す。図１、図２にて示
した一例と同様に内部にインキを自由状態で収容する生
インキ式の繊維集束体製のペン芯を取り付けた筆記具の
一例であり、本図は図２に相当するものである。

【００２０】尾栓４の後空間６に取り付けられた蓋部材
７に大きな中心空気孔７ａを形成せずに、レーザー加工
によって、５０μｍ程度の微細孔７ｂを複数形成したも
のとし、また、蓋部材７を粘性流体８に接触するように
壁部４ｂの近傍にまで延在している。即ち、尾栓４の壁
部４ｂと蓋部材７とで粘性流体８を挟み込んで固定して
いる。本例においては、壁部４ｂにも蓋部材７と同様な
微細孔４ｃを形成したものであり、内圧変化時の空気交
換は、粘性流体８の層に一時的な孔が空くことで、尾栓
側の微細孔４ｃと蓋部材側の微細孔７ｂとが一時的に連
通してなされる。

【００２１】図４に他の一例を示す。所謂インキジェッ
トプリンタ用のカートリッジの一例であり、内部に自由
状態のインキを収容している。インキの貯蔵部分である
本体の底部１３に内外に突出する筒部１３ａを形成しそ
の内孔を容器内への貫通孔１４としている。筒部１３ａ
の容器内に突出した部分には、スリット１３ｂを形成し
ている。容器内のインキをすべて使い切ることができる
ようにするためである。また、この筒部１３ａの内孔に
は、インキをプリンタヘッド（図示せず）にインキを供
給する繊維集束体製のインキ中継芯体１５がインキ流通
の緩衝壁として圧入固定されている。

【００２２】前記底部１３を含む容器の本体は、箱形形
状を有するポリプロピレン樹脂の射出成形品であり、そ
の開口部には、ポリプロビレン樹脂の射出成形品である
蓋体１６が超音波溶着にて止着されている。図６のＩＩ
Ｉ部拡大図である図７にも示す通り、この蓋体１６に
は、空気流通路となる孔部１７とその周囲を囲む尾栓取
付部１８が形成されている。該部に取り付けられる尾栓
１９は、ポリプロピレン樹脂の射出成形品であり、本体
に対する取付筒部１９ａと内孔を分割する壁部１９ｂと
を有し、取付筒部１９ａが尾栓取付部１８に溶着固定さ
れている。尚、壁部１９ｂの厚みは約０．１ｍｍであ
り、この尾栓自体、ＰＰ樹脂と可塑剤を混合して加熱
し、均一に溶解させたものを成形し、冷却後、可塑剤の
みを抽出することによって、不規則な微細孔を形成した
ものとしてある。

【００２３】また、蓋体１６と尾栓１９との間に、前述
の孔部１７を覆うようにして、尾栓１９と同様に成形し
て微細孔を有する板部材２０が配置されている。そし
て、この板部材２０と尾栓１９の壁部１９ｂとの間の空
間部に粘性流体８が充填されている。この粘性流体８
は、αオレフィンを主剤としたゲル化物からなり、表面
張力３５ｄｙｎｅ／ｃｍ（２０℃）、粘度１００ｃｐｓ
（２５℃）としてあり、インキジェットカートリッジに
要求されるインキ吐出の応答性の早さを満足するために
空気流通孔が開きやすくなっている。

【００２４】

【発明の効果】以上により、本発明の液体貯蔵容器は、
液体貯蔵容器内圧変化時、粘性流体を減少させず、内容
液体を空気流通路から外に洩らすことが抑制でき、容器
内部を常圧に保つことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一例を示す縦断面図。

【図２】図１のＩ部拡大図。

【図３】他の一例を示す縦断面図。

【図４】図３のＩＩ部拡大図。

【図５】更に他の一例を示す縦断面図。

【図６】更に他の一例を示す縦断面図。

【図７】図６のＩＩＩ部拡大図。

【符号の説明】

１ 筒体 ２ チップホルダー ２ａ 貫通孔 ３ ペン芯 ４ 尾栓 ４ａ 取付筒部 ４ｂ 壁部 ４ｃ 微細孔 ４ｄ 空気孔 ４ｅ 段部 ４ｆ 突起 ５ 前空間 ６ 後空間 ７ 蓋部材 ７ａ 中心空気孔 ７ｂ 微細孔 ８ 粘性流体 ９ ボールペンチップ １０ インキ中継芯 １１ リング体 １２ 多孔性４フッ化エチレン樹脂シート １３ 底部 １３ａ 筒部 １３ｂ スリット １４ 貫通孔 １５ インキ中継芯体 １６ 蓋体 １７ 孔部 １８ 尾栓取付部 １９ 尾栓 １９ａ 取付筒部 １９ｂ 壁部 ２０ 板部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ４３Ｋ 7/08 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０２Ｚ Ｂ６５Ｄ 83/00 Ｂ６５Ｄ 83/00 Ｊ (72)発明者 加藤 靖雄 埼玉県草加市吉町４−１−８ ぺんてる株 式会社草加工場内 (72)発明者 川崎 正幸 埼玉県草加市吉町４−１−８ ぺんてる株 式会社草加工場内 (72)発明者 長濱 正光 埼玉県草加市吉町４−１−８ ぺんてる株 式会社草加工場内 Ｆターム(参考） 2C056 KC10 KC11 2C350 GA01 GA03 GA04 GA06 HA08 HA15 KA10 KC02 KC03 KC05 KD10 KF01 KF03 NA07 NA10 NA11 NC04 NC06 NC20 3E014 PA01 PB03 PC03 PE25 4F042 AA01 FA23 FA27 FA29 FA30

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に液体を収容し、該液体を外部に吐
   出する吐出手段と接続して、吐出手段を通じて内容液体
   が消費されるに伴って吐出手段に内容液体を供給すると
   供に、空気流通路を設けたことによって消費された内容
   液体の体積に見合う空気を内部に取り込んで内部圧力を
   平衡に保持し得る液体貯蔵容器において、前記空気流通
   路内に、前記空気流通路を内溶液側と外界側とに区画す
   る微細多孔壁を配置すると共に、粘性流体を、前記微細
   多孔壁に接触しつつ、内部圧力が平衡状態においては前
   記空気流通路を閉塞するように配置したことを特徴とす
   る液体貯蔵容器。
2. 【請求項２】 内容液体と接触する壁面をポリプロピレ
   ン製としたことを特徴とする請求項１記載の液体貯蔵容
   器。
3. 【請求項３】 前記微細多孔壁が有する孔の壁面を構成
   する材質と前記粘性流体との接触角θが９０°≦θ≦１
   ８０°であることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   液体貯蔵容器。
4. 【請求項４】 前記微細多孔壁に形成された微細孔が、
   連通した曲路であることを特徴とする請求項１乃至３の
   何れかに記載の液体貯蔵容器。
5. 【請求項５】 前記空気流通路に前記微細多孔壁を間隔
   を存して複数配置すると共に、この微細多孔壁間に前記
   粘性流体を配置したことを特徴とする請求項１乃至４の
   何れかに記載の液体貯蔵容器。
6. 【請求項６】 前記内容液体の吐出手段への開口部に繊
   維収束体若しくは連通多孔質発泡体の緩衝壁を形成し、
   インキジェットプリンタ用のインキカートリッジとした
   請求項１乃至５の何れかに記載の液体貯蔵容器。
7. 【請求項７】 内容液体の前記吐出手段が、繊維収束体
   若くは連通多孔質発泡体とし、この吐出手段を塗布先と
   して有する塗布具若しくは塗布筆記具のインキタンクと
   した請求項１乃至５の何れかに記載の液体貯蔵容器。
8. 【請求項８】 内容液体の前記吐出手段がボールペンチ
   ップとし、ボールペンのインキタンクとした請求項１乃
   至５の何れかに記載の液体貯蔵容器。