JP2004175055A - Liquid storage container and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペン先や塗布先、プリンタヘッドなどの吐出口を通じて吐出されるための内容液を、繊維収束体等の液吸蔵物質に吸蔵させない所謂自由状態で収容し得る、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、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、インキ界面にフォロワー流体を層状に配置して、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したものが知られている。例えば、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)や筆記具(特許文献2参照)である。
【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】
実案登録第2590375号公報(第2頁右欄第4行〜第3頁左欄第3行、図1〜図3)
【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など容器は、特にその内径が大きい場合、フォロワー流体をインキの界面上に層状に配置させることに困難があった。即ち、容器内に収容されているインキは粘度や表面張力があまり高いとは言えず、外力によって容易に変形するものであるところ、この界面にフォロワー流体を充填ノズル等によって注ぎ込むと、インキの界面へ部分的に、圧力及びフォロワー流体の重量が付与され、インキの界面が変形されてしまい、平坦となり難いものであった。特に、通常は充填ノズルの吐出口外径はインキの界面となる容器の面積よりも小さいものであり、インキの界面は大気と連通している。よって、インキの界面上にフォロワー流体を充填したときの圧力及びフォロワー流体の重量によって、インキの界面は自在に変形し、この現象は顕著に現れるものである。インキとフォロワー流体の界面が平坦でないと、インキ消費に伴って移動するインキの界面にフォロワー流体が追従しなかったり、衝撃が加えられたり環境温度が高温になった場合など、フォロワー流体の層の壁を超えてインキが洩れ出してしまったりすることが懸念されるものであった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、吐出口を有する容器本体と通気孔を有する蓋体とからなり、容器内に吐出口から外部に吐出させるための内容液を自由状態で収容すると共に、この内容液の界面に内容液と実質的に相溶しなく、比重が内容液の値以下であるフォロワー流体を、内容液の吐出による容積減少に伴う界面の移動に追従して移動するように層状に配置した液収容容器において、前記蓋体が、前記フォロワー流体が収容配置される体積以上の容積を有する一時的フォロワー流体収容室を有する液収容容器を要旨とし、前記蓋体の一時的フォロワー流体収容室にフォロワー流体を充填した後、内容液を充填した容器本体に設置し、蓋体の通気孔を内側に位置させた状態で回転させて遠心力を付与し、内容液の界面とフォロワー流体とを接触させ、この内容液とフォロワー流体との間に介在する気体をフォロワー流体の通気孔側に排出する液収容容器の製造方法を要旨とする。
【0006】
【作用】
容器内に内溶液とフォロワー流体とを充填するに当たって、内容液の界面上にフォロワー流体を直接的には充填しないようにする。即ち、一時的フォロワー流体収容室にフォロワー流体を充填した蓋部を、内容液を収容した液収容部に取り付け、遠心処理によって内容液の界面とフォロワー流体とを接触させる。遠心力は両者の比重差による分離性を強く発揮させる力となり、また、力がより全体的に均一に付与されることになることから、平坦な界面を形成することができるものと推察される。
【0007】
【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、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を想定している。このインキカートリッジは、基本的にインキ1の吐出口2aを有するタンク本体2と通気孔3aを有する蓋体3とから構成されている。いずれも気体透過性が低く光透過性の高いポリプロピレン樹脂の射出成形品であり、互いの接合部分は周状の当接を確保する突起同士の乗り越え嵌合としてある。その他、超音波による融着や接着剤等による結合などが例示できる。内部には、
インキ1(比重:約1.07)が約25cc、このインキ1のフォロワー流体として、インキの界面と接触させて高粘度ゲル状流体4(比重:約0.88)が2.6cc収容されている。
【0008】
インキ吐出口2aには、内側から順にフィルター5、弁体6が配置されており、インキ1中に存在し得る顔料やその他配合物の凝集物や反応物等の粗大粒子や高粘度ゲル状流体4、またインキ1中に残存してしまった気泡などがプリンタヘッドやプリンタヘッドへの連絡通路に入り込むことを抑制している。
弁体6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6aを開放することができる。フィルター5は、綾畳織で、厚み0.06mm、3000MESHのステンレス製の金網である。金網は、この他に平畳織、綾むしろ織、縦撚線平織、共撚線織、平織、綾織、杉綾織等を用いることができ、厚みは0.06mm〜2.00mm、メッシュは1200MESH〜3500MESHが好適である。図示はしないが、このフィルター5と弁体6との機能を、骨格部分が互いに接触するように熱圧縮された連通多孔性のポリウレタンやポリエチレン樹脂製の板状部材によって備えさせることも可能である。
【0009】
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、水を主媒体とした水性染料インキを想定しているが、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。高粘度ゲル状流体4は実質的にインキ1と相溶しないものであることが必要である。油性インキを使用する場合には、水を媒体とした水性系の高粘度ゲル状流体4を使用することができる。但し、水性系の高粘度ゲル状流体は気体透過性が高くなったり、乾燥しやすかったりするので、更にその上に有機溶剤を媒体とした油性系の逆流・透過・乾燥防止剤組成物の層を形成しても良い。
【0010】
ポリプロピレン樹脂の射出成形品であるタンク本体2の内壁面は、平均分子量630のポリブテンを基材とし、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し、粘弾性を付与し透明性を有する高粘度ゲル状流体4によって、高粘度ゲル状流体4との接触角が58゜(25℃)に設定されており、高粘度ゲル状流体4の層が移動するに際して各インキ室の内壁面に付着して残存してしまう高粘度ゲル状流体を極力少なくしている。また、高粘度ゲル状流体4の粘度は1960000mPa・s(25℃)とし、高粘度ゲル状流体4の移動を円滑なものとなるように、但し、各インキ室の内壁面との間に層の切れ目が形成されない程度のものとしている。また、インキ吐出口2aを上向き又は横向きにした状態で環境温度が上昇した時に、高粘度ゲル状流体4が通気孔3aから流出せず、その高粘度ゲル状流体4の形状を維持できるものとしている。
特に、高粘度ゲル状流体4と各インキ室の内壁面との接触角は30°以上90°以下となることが好ましい。30°未満の場合、高粘度ゲル状流体4が各インキ室の内壁面に極めて強く付着した状態となり、高粘度ゲル状流体4の層の移動が阻害される可能性がある。また、移動しても各インキ室の内壁面に付着して残留してしまう高粘度ゲル状流体4が多くなる。高粘度ゲル状流体4に逆流防止効果及びその持続性を得るためには大量の高粘度ゲル状流体4を配置しなくてはならず、容積的にもコスト的にも不経済である。また、90°を越える場合、各インキ室の内壁面に極めて濡れ難い状態となり、逆流防止機能が有効に発揮されない可能性がある。さらに、インキ1の吐出抵抗が低すぎてプリンタヘッドにインキ1が付着した状態となることが懸念される。プリンタヘッドにインキ1が付着した状態では、次に印字する際に制御されない不要なインキ1が使用される懸念があり、印字品質に影響を及ぼす可能性がある。
この接触角及び粘度は、高粘度ゲル状流体4の配合、タンク本体1の材質、壁面の表面状態などで調節することが可能である。本例のほか、基材として、平均分子量300〜3700で低分子量のポリブテンやαオレフィンなどが好適に使用できる。
【0011】
図2〜図3にて本例のインキタンクの製造方法について述べる。
まず、図2のように、通気孔3aを下向きにして蓋体3を置き、この状態の蓋体3内に、充填ノズル7を移動させながら高粘度ゲル状流体4を必要量充填する。高粘度ゲル状流体4を充填後、蓋体3を、インキ1を充填したタンク本体2に被せて嵌着し、容器を閉じる(図3)。この後、吐出口2aを外側に、通気孔3aを内側にした状態で遠心処理を施す。インキ1と高粘度ゲル状流体4との間に介在する空気よりも高粘度ゲル状流体4の比重が重たいため、高粘度ゲル状流体4は前記空気と位置を交換しインキ1の界面方向に移動して図1の状態を得ることができる。
【0012】
尚、高粘度ゲル状流体4を充填するノズルの形状は、図示したもの以外に比較的小径の吐出口を複数有した充填ノズルを用いて、一度に高粘度ゲル状流体4をタンク蓋体3に充填するようなしたものでもよい。但し、いずれのものにおいても充填時に空気を巻き込むと、蓋体3に充填可能な高粘度ゲル状流体4の量が減少してしまうので、極力空気の巻き込みがないように注意されるべきである。
【0013】
図4に蓋体3の他の一例を示す。
この蓋体3は、高粘度ゲル状流体4を充填する際に、蓋体3の向きを変える必要がないものである。通気孔3aをタンクの内部側に配置し、この通気孔3aから遠心処理によって、高粘度ゲル状流体4をタンク内へ充填できるようにしている。これにより、蓋体3をタンク本体2に被せるまでにおける、高粘度ゲル状流体4の接触角や粘度による流出を極力抑制するようなしてある。よって、高粘度ゲル状流体4の接触角や粘度の範囲を、製造後のインキ1の吐出機能などでのみ設定することができ好適である。
【0014】
図5に他の一例を示す。
図5に示したものは、1つのインキカートリッジに4色のインキを充填したものの一例である。タンク本体2に一体に形成された壁部2bにより4つのインキ室に仕切られている。各インキ室にはブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各インキ1(比重:約1.06)が約10cc、このインキ1のフォロワー流体として、インキの界面と接触させて高粘度ゲル状流体4(比重:約0.89)が2.0cc収容されている。
【0015】
本例のポリプロピレン樹脂の射出成形品である各インキ室の内壁面は、平均分子量420の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し、粘弾性を付与し透明性を有する高粘度ゲル状流体4によって、高粘度ゲル状流体4との接触角が69゜(25℃)に設定されている。高粘度ゲル状流体4の層が移動するに際して各インキ室の内壁面に付着して残存してしまう高粘度ゲル状流体4を極力少なくしている。また、高粘度ゲル状流体4の粘度は1240000mPa・s(25℃)とし、高粘度ゲル状流体4の移動を円滑なものとなるように、但し、各インキ室の内壁面との間に層の切れ目が形成されない程度のものとしている。
【0016】
I−I’線断面矢視図である図6にも示すように、本例の蓋体3の内部には、通気孔3aのほか、しきり壁3bが形成されており、互いに連通している小空間が形成されるようなされている。タンク蓋体3の通気孔3aを上向き状態にしても、しきり壁3bによって形成された小空間の毛管力と、高粘度ゲル状流体4のタンク蓋体3の内壁面との接触角及び高粘度ゲル状流体4の粘度によって、高粘度ゲル状流体4をタンク蓋体3に保持される。これにより、製造において、蓋体3の向きを変えたとしても、蓋体3をタンク本体2に被せるまでに、蓋体3から高粘度ゲル状流体4が流出することを極力抑制するようなしてある。
【0017】
図7に他の一例を示す。
図7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9が液容器であるインキ筒8の先端開口部に圧入固定されている。また、インキ筒8は、インキ1の収容される部分の内径が約8mmの略円筒形状としてあり、気体の非透過性に優れ且つ透明性を有する合成樹脂であるポリプロピレンの射出成形品としてあり、インキの残量が目視可能である。
インキ筒8の内部には、自由状態の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1(比重:1.10)が2cc、このインキ3の界面と接触して高粘度ゲル状流体4(比重:0.90)が0.2cc収容されている。
【0018】
高粘度ゲル状流体4に一部浸漬してコップ型の浮体10が配置されている。浮体10は、横断面をインキ筒8の内壁横断面に沿った形状(即ち、インキ筒8の横断面が円形なら円形、四角形なら四角形)を有しており、その周囲であるインキ筒8の内壁との隙間部分を高粘度ゲル状流体4にて満たしている。この浮体10は、使用中における、高粘度ゲル状流体4の層の形状を安定に保つことを容易とし、インキ1と高粘度ゲル状流体4との境界面が傾くなどしてインキが洩れやすくなる事態を抑制する役割がある。また、浮体10がコップ型であることによって、使用される樹脂材料の量を少なくすることができコスト的に有利であると共に、全体の肉厚を極力均一となして成形時の「ひけ(樹脂の収縮速度の部分的な違いや非均一性によって外面に凹みが形成される現象)」が極力発生しないようになしている。但し、内実の塊状としてもよい。
【0019】
このインキ筒8の後部開口部には、色表示としてインキ色に着色若しくは染色された合成樹脂であるポリプロピレンの射出成形品の尾栓11が圧入固定されている。この尾栓11には、空気流通路としての通気孔11aが形成されており、高粘度ゲル状流体4の後部に外気を連通させている。また、尾栓11の通気孔11aに延在して、ガイド部11bが配置されている。
【0020】
インキ筒8の内壁面は、高粘度ゲル状流体4との接触角が43゜(25℃)で、粘度が380000mPa・s(25℃)に設定されている。ボールペンチップ9を上向き又は横向き状態にし、且つ、環境温度が上昇した時に、通気孔11aから高粘度ゲル状流体4が流出せずインキ筒8に充填された高粘度ゲル状流体4の形状を維持するものとしている。
本例の接触角及び粘度も、インキジェットプリンタ用インキカートリッジの例と同様、高粘度ゲル状流体4の配合、インキ筒8の材質、壁面の表面状態などで調節することが可能である。本例の高粘度ゲル状流体4は、平均分子量1250の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し、粘弾性を付与し透明性を有するものである。
【0021】
本例の筆記具の製造方法は、通気孔11aを下向きにした尾栓11の内部へ、浮体10を、ガイド部11bによって軸方向に配置させてから、浮体10を高粘度ゲル状流体4に、一部浸漬させるように充填する(図8)。次に、尾栓11の通気孔11aを上向き状態にして、インキ1を充填したインキ筒8に被せて嵌着(図示省略)し、容器を閉じる。この後、遠心処理を施すと、高粘度ゲル状流体4がインキ1の界面方向に移動し、尾栓11の通気孔11aより気体が除去されて図7の状態の容器を得ることができる。
【0022】
【発明の効果】
以上により、本発明によれは、内容液とフォロワー流体との界面を、平坦で安定な形状とすることができ、内容液の消費に伴ってフォロワー流体が追従しなかったり、フォロワー流体の層の壁を超えて内容液が洩れ出してしまう問題を極力抑制するものを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一例を示す縦断面図。
【図2】製造方法を説明する断面図。
【図3】製造方法を説明する断面図。
【図4】他の一例を示す図2相当断面図。
【図5】他の一例を示す縦断面図。
【図6】図5のI−I‘線断面矢視図。
【図7】他の一例を示す縦断面図。
【図8】製造方法を説明する断面図。
【符号の説明】
1 インキ
2 タンク本体
2a 吐出口
2b 壁部
3 蓋体
3a 通気孔
3b しきり壁
4 高粘度ゲル状流体
5 フィルター
6 弁体
6a インキ通路
7 充填ノズル
8 インキ筒
9 ボールペンチップ
10 浮体
11 尾栓
11a 通気孔
11b ガイド部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is a writing implement or applicator, which can contain a liquid content to be discharged through a discharge port of a pen tip, a coating destination, a printer head or the like in a so-called free state in which a liquid occluding substance such as a fiber convergence body is not absorbed. The present invention relates to a container for storing a discharged liquid such as a cosmetic container or an ink tank cartridge of an ink jet printer.
[0002]
[Prior art]
In ink tanks, such as writing instruments, applicators, and ink jet printer ink tanks, ink can be stored directly and freely in a free state, and if it is possible to secure an abundant amount of ink, follower fluids are arranged in layers at the ink interface. Then, a negative pressure means for holding the ink in the ink tank and a device which prevents the ink from directly contacting the atmosphere and prevent the air from being dissolved in the ink are known. For example, an ink jet printer ink tank (see Patent Document 1) and a writing instrument (see Patent Document 2) connected to an ink jet printer.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-301191 A (
[Patent Document 2]
Japanese Utility Model Registration No. 2590375 (
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, containers such as ink tanks for ink jet printers and writing implements disclosed in the above-mentioned prior art publications have difficulty in arranging follower fluid in a layer on the interface of ink, especially when the inside diameter is large. Was. In other words, the viscosity and surface tension of the ink contained in the container cannot be said to be too high, and the ink is easily deformed by an external force. In some cases, the pressure and the weight of the follower fluid were applied, and the interface of the ink was deformed, making it difficult for the ink to become flat. In particular, usually, the outer diameter of the discharge port of the filling nozzle is smaller than the area of the container at the interface of the ink, and the interface of the ink communicates with the atmosphere. Therefore, the interface of the ink is freely deformed by the pressure when the follower fluid is filled on the interface of the ink and the weight of the follower fluid, and this phenomenon appears remarkably. If the interface between the ink and the follower fluid is not flat, the follower fluid will not follow the interface of the ink that moves as the ink is consumed, or if the impact is applied or the ambient temperature rises, the follower fluid layer It was feared that the ink would leak out beyond the wall.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention comprises a container body having a discharge port and a lid having a ventilation hole, and accommodates, in a free state, a content liquid to be discharged from the discharge port to the outside in the container, and an interface of the content liquid. Liquid that is substantially incompatible with the content liquid and has a specific gravity equal to or less than the value of the content liquid, and is arranged in a layered manner so as to move following an interface movement accompanying a decrease in volume due to discharge of the content liquid. In the storage container, the lid may be a liquid storage container having a temporary follower fluid storage chamber having a volume equal to or larger than the volume in which the follower fluid is stored and arranged, and the follower may be inserted into the temporary follower fluid storage chamber of the lid. After filling the fluid, it is installed in the container body filled with the content liquid, and is rotated with the vent hole of the lid positioned inside to apply a centrifugal force to bring the interface of the content liquid into contact with the follower fluid. ,this And gist a method for manufacturing a liquid container for discharging gas interposed vent side of the follower fluid between the volumes liquid and follower fluid.
[0006]
[Action]
In filling the inner solution and the follower fluid into the container, the interface of the content liquid is not directly filled with the follower fluid. That is, the lid part filled with the follower fluid in the temporary follower fluid storage chamber is attached to the liquid storage part storing the content liquid, and the interface of the content liquid is brought into contact with the follower fluid by centrifugation. The centrifugal force is a force that strongly exerts the separability due to the difference in specific gravity between the two, and since the force is more uniformly applied overall, it is presumed that a flat interface can be formed. .
[0007]
【Example】
Hereinafter, an example will be described with reference to the drawings.
The one shown in FIG. 1 assumes an ink cartridge that is replaceably attached to a printer body (not shown). This ink cartridge basically includes a
About 25 cc of ink 1 (specific gravity: about 1.07) and 2.6 cc of high-viscosity gel-like fluid 4 (specific gravity: about 0.88) as a follower fluid of
[0008]
A
The
[0009]
The
[0010]
The inner wall surface of the
In particular, the contact angle between the high-viscosity gel-
The contact angle and the viscosity can be adjusted by the composition of the high-
[0011]
A method for manufacturing the ink tank of this embodiment will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 2, the
[0012]
In addition, the shape of the nozzle for filling the high-viscosity gel-
[0013]
FIG. 4 shows another example of the
This
[0014]
FIG. 5 shows another example.
FIG. 5 shows an example in which one ink cartridge is filled with four colors of ink. The ink chamber is partitioned into four ink chambers by a
[0015]
The inner wall surface of each ink chamber, which is an injection-molded article of the polypropylene resin of this example, is based on an α-olefin having an average molecular weight of 420, is gelled by fine particle silica and dextrin fatty acid ester, imparts viscoelasticity, and has high transparency. The contact angle with the high
[0016]
As shown in FIG. 6 which is a cross-sectional view taken along the line II ′, an inner wall of the
[0017]
FIG. 7 shows another example.
FIG. 7 shows an example of a so-called raw ink type writing instrument in which
Inside the ink cylinder 8, a dye is used as a colorant in a free state, and 2 cc of an aqueous dye ink 1 (specific gravity: 1.10) using water as a main medium is brought into contact with the interface of the
[0018]
A cup-shaped floating
[0019]
At the rear opening of the ink cylinder 8, a
[0020]
The inner wall surface of the ink cylinder 8 has a contact angle of 43 ° (25 ° C.) with the high-
The contact angle and the viscosity in this example can be adjusted by the composition of the high-viscosity gel-
[0021]
In the method for manufacturing the writing instrument of this example, after the floating
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the interface between the content liquid and the follower fluid can be formed into a flat and stable shape, and the follower fluid does not follow with the consumption of the content liquid, or the layer of the follower fluid does not follow. It is possible to obtain a device that minimizes the problem that the content liquid leaks out over the wall.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing method.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing method.
FIG. 4 is a sectional view corresponding to FIG. 2, showing another example.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another example.
FIG. 6 is a sectional view taken along line II ′ of FIG. 5;
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing another example.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing method.
[Explanation of symbols]
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