JP6161684B2 - 流体塗布デバイスおよびその使用法 - Google Patents

Description

本発明は、流体塗布デバイスおよびその使用法に関するものである。

流体塗布デバイスの構造にもよるが、貯蔵部内に収容された流体を、当該流体を供給するためのデバイスと連通状態にするさまざまな方法が存在する。

自由インクのための貯蔵部を備えるデバイスの多くにおいて、インクは、流体供給デバイスと直接または間接的に接触する。筆記時に当該インクは、特に流体供給デバイスの先端に配置される回転ボールを用いて、または例えばフォームアプリケータまたはブラシタイプアプリケータなどの繊維状や多孔質の先端部あるいは押出成型された先端部を含むことができる毛細管システムを用いて、筆記面上に広げられる。流体塗布デバイスの先端部は、機械的バルブまたはローラなどを含んでもよい。

第１のタイプの既存のデバイスでは、自由インクを収容する主要貯蔵部が、流体塗布デバイスの先端部へ向けられた開口を有しており、当該開口は、温度変化および／または圧力変化が生じた場合もしくはキャップの上下運動（つまりキャップの反復的な着脱）が生じた場合に、漏出を引き起こす可能性がある。これらデバイスは、基本的に、シケイン（バッフル）の形態のプラスチックからなる要素と協働する。その目的は、貯蔵部に収容された自由インクからベントオリフィスを人為的に離間させることによって、漏出のリスクを低減させることである。そうしたデバイスは、そのコストやその成型および反復可能な処理によって示される実際の技術的課題はさておき、当該システムの信頼性を保証するものではない。事実、そうしたデバイスは、結果的に発生するインクの漏出の発生を先延ばしにするに過ぎない。最終的に、開放された貯蔵部を有するこのタイプのデバイスは、その貯蔵部に収容される流体の蒸発を避けるために漏出防止キャップの使用が必須となる。

第２のタイプのデバイスは、自由インク貯蔵部と流体供給デバイスとの間に機械的バルブを有する。このシステムの目的は、漏出を防止する様式で自由インク貯蔵部を閉鎖すること、および消費者によるバルブの作動時に要求に応じてインクを供給するためである。そのインクは、その都度、流体供給デバイスへの供給前に第２の繊維状貯蔵部に蓄えられる。この機械的バルブシステムは、多数の構成要素に特有の問題を数多く有する：製造および組み立ての費用が高く、寸法変動が大きくかつ／または、バルブに機能的な問題（目詰まり、機械的な破損またはインクの漏出）を引き起こし得るバルブの構成要素の成型／機械加工に欠点がある。さらに、特定の場合においては、機械的バルブを備えるシステムは第２の貯蔵部を備えておらず、それにより、負荷がかかっている状態（例えば航空機の加圧雰囲気中でキャップが取り外されている間など）で筆記する場合に、漏出問題または主要な流れにおける問題が生じる。

自由インクの貯蔵のための第３のデバイスは、単一の貯蔵部によって実現される。当該貯蔵部は、最低限の２つの領域へと仕切られているが、筆記デバイスの範囲まで延在する連続的な毛細管接続部を介して互いに連結されている。自由インク貯蔵部に関するこのシステムは、常に開放状態となっており（バルブまたはシール膜はない）、そのため温度変化および圧力変化中に漏出するインクを吸収する第２の多孔質の貯蔵部を設けることが必要とされる。このシステムは、注意深く組み立てる必要があるとともに毛細管接続部が通過する領域において完璧な寸法調整を要求する多数のプラスチック構成要素を含む。それにもかかわらず、このタイプの高価なシステムは、激しい温度変化および圧力変化が生じた際にその機能が発揮されず、それらの制限下では作動するようである。

さらに、インクカートリッジの寿命の終わりにおける、カートリッジの取り外しがペンのハウジングの内部または使用者の手を汚損するという問題を解決するための取り組みに関し、特許文献１および２には、ゴム製ストッパーによってシールされるインクカートリッジを使用したペンが開示されている。このカートリッジが初めに使用される際に、ストッパーは中空先端部によって穿孔される。ペンは、カートリッジの全使用期間中、つまりカートリッジが実質的に空となるまで、ストッパーが穿孔された状態で維持される。カートリッジがペンから取り外される場合、ゴムの弾性によりストッパーは再び閉じられ、カートリッジ内に貯留するインクが流出することが防止される。したがって、これら特許文献によれば、このストッパーは、満たされたカートリッジの使用中に一度きりの機会において穿孔される。特許文献１によれば、２回以上もの回数にわたって、カートリッジ自体が再び空となると、空のカートリッジを詰め替えることができる。

引用文献１および２に開示されるデバイスは、ペンの使用寿命全体にわたる漏出のリスクに対する解決法を提供するものではない。実際に、カートリッジの使用中に、膜ひいては貯蔵部は永続的に解放されたままとなっている。

独国特許第５７８，０８４号明細書 米国特許第２，０５３，８９２号明細書

したがって、（部品点数を減らして、組み立てを容易にし、かつ製造における再現性を良好にする）容易な工業化生産の実現性をもたらし、激しい圧力変化および温度変化中でも流体のための貯蔵部からの流体の漏出を皆無にすることを保証し、それと同時に使用者のニーズに応じて流体塗布デバイスから流体を信頼性のある様式で供給できる流体塗布デバイスを実現することが望まれている。さらに、漏出防止キャップがなくても貯蔵部内に収容される流体の蒸発が防止され得る流体塗布デバイスを提供することが望まれている。

広範囲の調査の結果、本願の発明者は上述の要求を満たすことができる自己修復材料を含むバルブを備える流体塗布デバイス、特に筆記のための流体塗布デバイスを考案した。

このバルブは、流体塗布デバイスが使用されるたびごとに穿孔され、かつ、筆記の中止によってまたは使用者の行為によって使用が終わるたびごとに、かつ貯蔵部が空となるまで、バルブ自体が再閉鎖する。

こうした理由から、本発明は、その対象として、自由流体を収容するよう意図された貯蔵部と流体供給デバイスとを備える流体塗布デバイスであって、
− 貯蔵部が、自己修復材料を含むバルブによってシールされ；
− 流体塗布デバイスが、
・ バルブを穿孔するための、かつ同時に貯蔵部からの流体を流体供給デバイスと連通状態にするための、筒状手段と；
・ 筒状穿孔手段へ向かうバルブのための相対移動のための手段と；
を備えており、
その結果として、流体塗布デバイスが使用されるたびごとに、筒状穿孔手段が流体を貯蔵部から流体供給デバイスへ解放することができる、流体塗布デバイスを提供する。

本発明は同様に、その対象として、筆記および休止の複数の段階を含む筆記方法であって、
− 上述の流体塗布デバイスを提供するステップと、
− 筆記のために、使用者が、筒状穿孔手段へ向かうバルブの相対移動によってバルブを穿孔し、それによって筆記段階中に、流体が貯蔵部から流出可能となるステップと、
− 休止段階に対応する筆記の中止時には、筒状穿孔手段がバルブから後退させられ、当該バルブが、貯蔵部を閉じるために自己修復により閉鎖される、筆記方法を提供する。したがって、当該貯蔵部は、インクが漏出することなく、圧力変化に耐え得るものとなる。

筆記は、通常は、筆記面上で、例えば紙面上で行われる。

休止段階後に、使用者が流体塗布デバイスを再度使用することを望んだ場合、使用者は、再び上述のように筆記を開始する。実際にバルブは、貯蔵部の能力を上回る非常に多くの回数にわたって上述のプロセスを繰り返し可能な自己修復材料から形成される。

本出願においては、その数が規定されていない要素は、文中に別段の記載（「１つの」または「単一の」）がなければ、慣習的かつ全般的に複数（「少なくとも１つ」または「１つ以上」）であると考えるべきであることに留意されたい。そのため、例えばバルブが自己修復材料を含むと記載されているならば、それは１つの自己修復材料または複数の自己修復材料を意味するよう意図されている。

本明細書の他の部分では、「遠位部分」との表現は、流体塗布デバイスのうち、使用者からもっとも離れる部分を参照するよう使用される。「近位部分」との表現は、慣習的に、使用者にもっとも近接する部分を参照するよう使用される。「中間部分」との表現は、遠位部分と近位部分との間に位置する部分を参照するよう使用される。

本出願においては、「流体塗布デバイス」との表現は、貯蔵部内に収容された流体を、流体供給デバイスにより、筆記面に供給できるようにするデバイスを意味する。

流体塗布デバイスの一例として、ボールペン、万年筆、マジックペン、カラーフェルトペン、油性マーカーペン、消去可能なマーカー、修正ペンなどが挙げられる。

本発明の好ましい実施形態によれば、流体塗布デバイスは、カラーフェルトペン、蛍光ペン、油性マーカーまたは水性マーカーなどの繊維状の先端部を有するシステムである。

貯蔵部は、好ましくは、流体塗布デバイスをコンパクトにするために細長チューブである。そのため、貯蔵部は、流体塗布デバイスの慣習的形式に追従する。

貯蔵部は、流出オリフィスを備える。「流出オリフィス」との表現は、貯蔵部がバルブによってシールされるところを示す。

「流体供給デバイス」との表現は、流体供給デバイスのうち筆記時に筆記面と接触する遠位部分のみだけでなく、使用者には見えないが流体塗布デバイスの遠位部分内に配置される流体供給デバイスの中間部分および近位部分も意味する。筆記面は、さまざまな種類のものであってよく、最もありふれたものとして紙または厚紙が挙げられる。

「流体」との表現は、着色された液体または無職の液体を意味する。そうした流体は、使用に適した粘度を有する。例えばインク、水、溶剤などの粘度の低い液体、または修正液あるいは塗料などのより粘度の高い流体が挙げられる。さらに流体は、ＵＶまたは空気などに感応するものであってもよい。

本発明の好ましい実施形態によれば、流体はインクである。

「自由流体」との表現は、流体が容器内を自由に流動できることを意味する。

本発明によれば、「シールされた」との表現は、流体貯蔵部とバルブとによって構成されるシステムが通常の使用状況下で液密状態となっていることを意味する。

本発明によれば、「バルブ」との表現は、流体が貯蔵部から漏出することを防止するために貯蔵部を閉じたまま維持することができる装置を意味する。

バルブは、さまざまな形態のものであってもよい。好ましいバルブは、ディスク形態、つまり平坦なシリンダ形態のものである。なお、他の形態としては、立方体、平行六面体、または球状の形態のものが挙げられる。

一実施形態によれば、バルブは、流出オリフィスの表面積と同じ表面積を有する。

別の実施形態によれば、バルブは、流出オリフィスの表面積より大きな表面積を有する。

そのため、一実施形態においては、バルブの表面積は、使用される自己修復材料の量を制限するために、０．７から２９００ｍｍ^２、好ましくは７から１３００ｍｍ^２、より好ましくは、１９から３１５ｍｍ^２である。

バルブは、厚さ「ｅ」によって特徴付けられるが、当該厚さは、必ずしもバルブの表面積全体にわたって均一ではない。

厚さが十分にない場合、バルブは、その高い弾性が原因となって穿孔が困難となることがある。

その一方で、厚すぎる場合でも、バルブは同様にその穿孔が困難となることがある。

そのため、一実施形態においては、バルブの厚さは、過度に制限されることなくバルブを穿孔できるようにするために、均一であるとともに０．１から１０ｍｍ、好ましくは１から５ｍである。

このバルブは、特に貯蔵部をシールするために周縁リップ同士の間に挿入されてもよい。バルブはまた、接着されていても、あるいははんだ付けされていてもよい。バルブはまた、オーバーモールディング、バイインジェクションまたはマルチインジェクションによって実現されてもよい。

「自己修復材料」との表現は、穿孔によって損傷された後に、特にその流体の不透過性を完全に取り戻すまで自己治癒可能な材料を意味する。

穿孔後に材料の弾性が穿孔部位を再閉鎖する（その物理的な不浸透性は、圧力差が小さい場合に限定される）ゴムなどの材料とは異なり、自己修復材料は、穿孔前のその元の構成を復元する（物理化学的復元性は、高い圧力差が掛けられた場合でさえもその不透過性を保障する）。

本発明によれば、その自己治癒は、好ましくは、非常に迅速なシーリングを実現するためにほぼ瞬間的なものである。

自己修復材料、回復材料または自己治癒材料との表現は、以下では同じ意味で使用される。

本発明によれば、自己修復材料は、特に、多機能脂肪酸、アクリル系モノマーまたはポリマー、ポリエーテル系ポリウレタンおよびコポリマーからなる群から、好ましくはポリマー鎖の機動性が低温の時でさえも損傷の迅速な自己修復を可能にするためポリエーテル系ジブロックポリマーから、選択される。

一実施形態によれば、バルブは、自己修復材料によってその全体が構成されおり、それによりバルブの製造が容易となる。

別の実施形態によれば、バルブの製造コストを下げるために、バルブのうち少なくとも一部分が自己修復材料によって構成されており、かつバルブの少なくとも一部分が、非自己修復材料によって構成されている。そのため、自己修復材料によって構成される部分は、より詳細には、穿孔手段によって穿孔されるために配置される。

それゆえ、特定の一実施形態によれば、バルブは、自己修復材料から形成される中央部と、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリメチルメタクリレートなどの非自己修復材料から形成される周縁部とによって構成される。

そうした場合において、バルブのうち、自己修復材料から形成される部分の表面積は、バルブの全表面積のうち、例えば１％から９９％であり、好ましくは５％から８０％であり、さらに好ましくは１０％から６０％である。

別の実施形態によれば、使用される自己修復材料の最大量を低減するために、バルブのうち自己修復材料から形成される部分は、全体的に、穿孔手段の穿孔部分と整列するよう配置されていてもよい。これら領域は、回転構造であってもそうでなくてもよく、また非自己修復材料にオーバーモールドされていても、もしくは非自己材料内に挿入（クリップ留め、圧入により閉塞するなど・・・）されていてもよい。

さらに別の実施形態によれば、バルブは、（特に二層構造または三層構造の）多層構造体である。当該バルブは、自己修復材料からなる少なくとも１つの層と、非自己修復材料からなる少なくとも１つの層とを備える。バルブが二層構造体（１つの層が自己修復材料でありもう１つの層が非自己修復材料である）の場合、非自己修復材料は、所望の機械的特性に基づいて貯蔵部側あるいはその反対側に配置されてもよい。バルブが三層構造体の場合、自己修復材料からなる層が、非自己修復材料からなる２つの層の間に配置され、穿孔中の十分な機械的剛性が保障される。この実施形態によれば、非自己修復材料から形成される１つ以上の層は、部分的にあるいはその全体で、自己修復材料から形成される層の表面をカバーする。異なる材料間の接点は、単純な重ね合わせによって、または接着にもしくははんだ付けによって、あるいは使用されるさまざまな材料に適したさらに他の手段よって実現されてもよい。

この実施形態によれば、非自己修復材料は、特に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミドおよびポリメチルメタクリレートからなる材料によって構成される群から選択されてもよい。

特定の一実施形態によれば、バルブのうち自己修復材料から形成される部分の厚さおよび非自己修復材料から形成される部分の厚さは異なっている。

さらに別の実施形態によれば、バルブの材料は、自己修復材料と非自己修復材料を含む混合物によって構成される。この混合物は、最終的に、その混合物が自己治癒特性（つまり自己修復特性）を有するような方法で実現される。

そのため、本発明の特定の一実施形態によれば、バルブの材料は、１つ以上の自己修復材料を４０％から１００％未満まで、好ましくは６０％から９５％まで、さらには７５％から９０％まで含むとともにその残りが１つ以上の非自己修復材料によって構成される混合物によって構成される。

本発明によれば、自己修復材料と混合される非自己修復材料は、特に、エラストマー、ポリオレフィン、ポリメタクリレート、およびスチレン系ポリマーからなる群から選択されてもよく、好ましくは自己修復材料との化学的適合性を向上させるためにエラストマーが選択されてもよい。

「筒状穿孔手段」との表現は、１つ以上の位置においてバルブの穿孔を引き起こすことが可能な、好ましくは移動可能な、筒状手段を意味する。

本発明によれば、筒状穿孔手段の数は１以上である。

一実施形態によれば、穿孔手段の数が２つ以上の場合、これら穿孔手段は互いから離間されていても、あるいは互いに付着されていてもよい。

本発明によれば、筒状穿孔手段は、１つの中空部、または仕切り壁で区切られた複数の中空部を有する。

特有の中空部を有する１つ以上の針を、穿孔手段の一例として挙げることができる。

この筒状穿孔手段は、円形断面、四角形断面または三角形断面などのさまざまな断面を有してもよく、特に円形断面の場合、筒状穿孔手段は、好ましくはバルブの損傷を制限するとともに修復工程を促進させるために穿孔手段の穿孔先端部において先細形状になされている。

穿孔の筒状穿孔手段は、さまざまな材料で、好ましくは流体に含まれる化学物質に対して化学作用を起こさないステンレススチールで、実現可能である。

一実施形態によれば、穿孔手段は、流体の通過を促進するためにあるいは促進させないためにその内面が処理されたものであってもよく、かつ／または外面の腐食を制限するためにその外面が処理されたものであってもよい。

本発明によれば、穿孔手段は、多孔質および／または毛細管システムを含有することができる。

一実施形態によれば、筒状手段は、まったく流体塗布デバイスのサイズが不釣り合いなほど大きくすることなく、液状インクのための貯蔵部内への十分な穿孔を保証するために、５ｍｍから３０ｍｍの、好ましくは１０から２０ｍｍの長さ「ｌ」を有する。

上述の実施形態に組み合わせることが可能な別の実施形態によれば、筒状穿孔手段が円形断面を有する場合、その筒状穿孔手段は、内径Ｄｉと外径Ｄｅとによって特徴付けられる。

「内径」との表現は、針の壁を伴わない中空部の直径を意味する。

「外径」との表現は、針の壁を伴う中空部の直径を意味する。

内径は、流体の流量に直接的に関連する。そのため、小さな内径は、低い流体の流量をもたらし、一方で大きな内径は高い流体の流量を引き起こす。

こうした理由から、一実施形態によれば、穿孔手段の内径は、０．１から１．２ｍｍ、好ましくは０．２ｍｍから０．８ｍｍである。

したがって、一実施形態によれば、穿孔手段の外径は、穿孔手段に高い機械的強度を付与するとともに穿孔サイクルの過程で自己修復材料を損傷することを避けるために、０．２ｍｍから１．５ｍｍ、好ましくは０．２５から０．９０ｍｍである。

別の好ましい実施形態によれば、穿孔手段は少なくとも２つの針からなる場合、これら針は、同じ長さ、同じ内径および同じ外径を有する。

特定の一実施形態によれば、穿孔手段が少なくとも２つの針からなる場合、一方の針の内径および／または外径および／または長さは、他方の針とは異なっている。

本発明の好ましい実施形態によれば、バルブを穿孔するための手段は、断面が円形の複数の筒状針であり、それら針は、同じ長さ、同じ内径および同じ外径を有しており、バルブを穿孔するよう意図された先端部は先細形状になされている。

本発明によれば、これら筒状デザインの性質により、穿孔手段は、同様に、貯蔵部内の流体を流体供給デバイスと連通状態にする機能を確実なものとする。

そのため、本発明の流体塗布デバイスは、筆記時に流体を供給することができる。

筆記を可能にする流量の範囲は、特に、穿孔手段の数および／またはその内径によって規定されてもよい。特に、穿孔手段がさまざまな長さのものからなる場合、流量は接触圧力によって調整されてもよい。

本発明のデバイスはまた、筆記時に、制御された様式で、より少量の流体を供給することもできる。

したがって、別の実施形態によれば、流体塗布デバイスは、流体を流体供給デバイスと連通状態にすることが近位部分および遠位部分を有するバッファ貯蔵部によって実現されるように、バッファ貯蔵部をさらに備える。バッファ貯蔵部の近位部分は、穿孔手段の遠位部分と接触して配置され、かつバッファ貯蔵部の遠位部分は、流体供給デバイスの近位部分と接触して配置される。

この実施形態によれば、バルブが穿孔手段によって穿孔されると、貯蔵部から流出した自由インクは、流体供給デバイスに直接接触するのではなくバッファ貯蔵部に吸収される。バッファ貯蔵部は、制御された様式で少量の流体を流体供給デバイスへ供給できる。

バッファ貯蔵部との表現は、例えば全体的に相互連結されかつ開放された空孔を有する繊維またはフォームを含む多孔質の貯蔵部を意味する。その空孔容積は、十分に自由に使用できる容積と衝撃時のインクの良好な封じ込めとを保障するために、５０％から９５％、好ましくは６５％から８５％である。

本発明によれば、筒状穿孔手段へ向かうバルブの相対移動のための手段は、アクチュエータに加えられる外力によって作動できる。

アクチュエータは、使用者の要求に応じた貯蔵部から流体供給デバイスへの流体の供給を確実なものとするために、流体塗布デバイスの外装を介してアクセス可能である。

したがって、本発明によれば、バルブの穿孔および貯蔵部内に収容された流体の解放を引き起こすためには、筒状手段へ向けてバルブを移動させる手段に外力を加えることが必要となる。

一実施形態によれば、バルブは固定されており、かつ穿孔手段は移動可能である。

この実施形態においては、穿孔手段は、好ましくは、流体供給デバイスが筆記面に接触するときに使用者によって引き起こされる力によって作動し、流体供給デバイスがアクチュエータの機能を果たす。

別の実施形態によれば、バルブは移動可能であり、かつ穿孔手段は固定される。

この実施形態においては、バルブは、使用者が流体塗布デバイスの外から使用可能なアクチュエータによって移動させられる。このアクチュエータは、筆記しようとする使用者によって圧力が加えられた時にバルブを変形できるステムに接続されていてもよい。それによって、穿孔手段によるバルブの穿孔が引き起こされ、その後、バルブは固定される。使用者が圧力をかけるのをやめると、バルブは、バルブがもはや穿孔されないバルブ本来のポジションへ戻る。自己修復が行われると、バルブは再び無傷の状態となる。

アクチュエータの一例として、（流体塗布デバイスの近位先端部に配置される）プッシュボタンが挙げられる。プッシュボタンは、バルブが穿孔手段によって穿孔されるまでバルブを移動させるためにバルブと接触するステムによって伸長される。アクチュエータはまた、流体塗布デバイスの側壁に配設することもできる：例えば使用者によってもたらされる単純な横方向の押圧による作動時のプッシュボタンの移動はバルブの移動を引き起こす。

一実施形態によれば、アクチュエータがもはや外力にさらされなくなると、穿孔手段はバルブから後退され（あるいはバルブは穿孔手段から後退される）、バルブは好ましくは即座に再度閉じられ、そしてシステムはその平衡状態へ戻り、その際にバルブの流体の不透過性が完全に取り戻される。

このため、流体塗布デバイスは、らせん状スプリングまたは弾性フレキシブル帯片などのスプリングの機能を果たす要素をさらに備えていてもよい。このスプリング要素は、固定バルブに対する穿孔手段の離間および穿孔の中断を引き起こす。スプリング要素は、好ましくは、アクチュエータと流体供給デバイスとの間に配置される。

特定の実施形態によれば、アクチュエータが流体供給デバイスではない場合、外力は、筆記時にアクチュエータに対して連続的な様式で加えられない。実際に、使用者は、穿孔手段によるバルブの穿孔と流体を供給するためのデバイスへの流体の流動とを引き起こすデバイスのアクチュエータに力をかけることができる。続いて、使用者は、流体塗布デバイスがその平衡状態に復帰する場合つまりバルブがバルブ自体を修復する場合でさえも、筆記面上で筆記を続けつつ、力を掛けるのをやめることができる。最終的に、使用者は、筆記できるようにするために十分な様式で流体が流体供給デバイスに供給されなくなるとすぐに再度アクチュエータに力を加えることができる。

この実施形態は、流体塗布デバイスがバッファ貯蔵部を備える場合に特に適している。なぜならバッファ貯蔵部は、より長い時間間隔にわたって流体を供給できるからである。

別の実施形態によれば、アクチュエータは、通常の閉鎖ポジションにある自己修復バルブから穿孔手段を後退させることができる。アクチュエータに外力を加えることは、穿孔手段を自己修復バルブから後退させ、その結果として貯蔵部からの流体供給デバイスへの流体の流動を中断させる効果を有する。特定の一実施形態によれば、このアクチュエータは、流体塗布デバイスに再度キャップを取り付ける時に係合されてもよい。そのため、例えば使用者による流体供給デバイスからのキャップの後退は、穿孔手段の、バルブの穿孔を引き起こす。使用者が流体供給デバイスの使用をやめる場合、使用者はキャップをもとに戻し、それにより、バルブの穿孔のための手段の後退が引き起こされる。バルブはバルブ自体を修復して効果的に流体貯蔵部を閉じる。

本発明の流体塗布デバイスは、要求に応じて、貯蔵部内に収容された流体を流体供給デバイスへ供給できる。特定の実施形態によれば、流体塗布デバイスはまた、デバイスがもはや使用されなくなると、自由流体を収容する貯蔵部のシーリングできる。このシーリングは、バルブの自己修復特性に起因して非常に迅速かつ非常に効果的に実施できる。

したがって、流体供給デバイスは、筆記中および筆記段階以外のいずれにおいても、自由流体と永続的に接触するものではない。休止段階中に漏出防止様式で自己修復バルブによって閉鎖される自由インクのための貯蔵部を使用することにより、効果的に、温度変化や圧力変化が生じた際の漏出のリスクを、こうした変化がかなり大きい場合であっても、避けることができる。さらに、流体塗布デバイスが第２の多孔質貯蔵部を備える場合には、使用状況に関係なく、インクの流量が一定に保たれる。最終的に、自由インク貯蔵部と第２の多孔質貯蔵部との間のインクの移送が、自己修復バルブの短い穿孔時間中だけに実施されることを考慮すると、その場合の漏出のリスクが非常に制限される。このシステムは、従来のシステムのように漏出を遅らせるものではない：本システムは、単純かつ信頼性のある様式で漏出を防止するものである。

このため、本出願はまた、その対象として、筆記、マーキング、着色、ハイライト、修正、ペイントのための上述の流体塗布デバイスの使用法、特に上述されたような筆記方法を提供するものである。なお筆記との表現は、マーキングやカラーリング、ハイライトをつけて強調するなどの前述のさまざまな用途を含む。

別の実施形態によれば、流体塗布デバイスの使用は複数の用途を意図している。

本出願は、その対象として、要求に応じて、貯蔵部から流体供給デバイスへ流体を供給するための方法であって：
（ｉ） 自由流体を収容することを意図した貯蔵部と流体供給デバイスとを備える流体塗布デバイスを提供するステップであって、
− 貯蔵部はバルブによってシールされており、
− バルブは、自己修復材料を備えており、
− 流体塗布デバイスは、バルブを穿孔するためかつ貯蔵部と流体供給デバイスとの間で流体を連通状態にするための手段と、筒状穿孔手段へ向けてバルブを相対移動させるための手段と、を備えており、その結果、筒状穿孔手段は、流体を貯蔵部から流体供給デバイスへ向けて解放できる、ステップと、
（ｉｉ） 筆記段階中に、筒状穿孔手段によるバルブの穿孔を引き起こすために力を加えるステップであって、その結果として流体が流体供給デバイスに到達するために筒状手段を介して通過する、ステップと、
（ｉｉｉ） 休止段階中に力を加えることを中断するステップであって、その結果として、自己治癒バルブが閉じて、流体供給デバイスへの供給が停止する、ステップと、
を含む方法を提供する。

なお、後者のステップは、特に以下の二つの様式、すなわち、
− 筆記時には使用者が（例えば紙面上にペンの先端部を押し付けることによって）力を加え、使用者が力を加えることをやめるとバルブのシーリングが引き起こされる様式、および、
− 筆記のために使用者がキャップを取り外すかまたは例えば筆記用具の把持領域にある側方アクチュエータを押圧する様式、
を含むことに留意されたい。
この動作は、バルブに、バルブが筒状穿孔手段によって穿孔されるポジションまで移動する反応を引き起こし、そして使用者がキャップをもとに戻すかあるいは側方アクチュエータに力を加えることをやめた場合には、バルブは再度、自己治癒によってバルブが閉じられるポジションまで移動する。

上述の方法の実施に好ましい状態において、バルブの穿孔を引き起こすのに必要な力は、バルブを穿孔するための筒状手段をバルブから離間しまま保持するためのスプリングの役目を果たす要素によってもたらされる力に対向する。

上述の方法の実施に好ましい他の状況では、筒状穿孔手段によるバルブの穿孔を引き起こすのに必要な力は、使用者が流体供給デバイスを面上に押し付けることによって発生する。

上述の筆記デバイスの実施に関する好ましい状況は、同様に、上述の本発明の他の対象に、特に流体を貯蔵部から流体供給デバイスへ供給するための上記方法に適用できる。

本発明は、添付の図面を参照することにより、より良く理解されよう。

バルブが移動可能でありかつ穿孔手段が固定された実施形態に基づく流体塗布デバイスの長手方向断面図である。 バルブが固定されかつ穿孔手段が移動可能な実施形態に基づく流体塗布デバイスの長手方向断面図である。 穿孔手段の長さが異なる実施形態に基づく流体塗布デバイスの長手方向断面図である。 アクチュエータが本発明の流体塗布デバイスの側方部分に配置される実施形態に基づく流体塗布デバイスの長手方向断面図である。 一実施形態に基づく混合バルブの直径方向断面（図５ａ）およびその対応する長手方向断面（図５ｂ）を示す図である。 一実施形態に基づく混合バルブの直径方向断面（図６ａ）およびその対応する長手方向断面（図６ｂ）を示す図である。 一実施形態に基づく混合バルブの直径方向断面（図７ａ）およびその対応する長手方向断面（図７ｂ）を示す図である。 一実施形態に基づく混合バルブの直径方向断面（図８ａ）およびその対応する長手方向断面（図８ｂ）を示す図である。

図１および図２には、繊維質のポイントマーカタイプの流体塗布デバイス（１；１１）を図示する。当該デバイスは、貯蔵部（８；１８）の流出オリフィスに設置されたバルブ（５；１５）によってシールされる自由インク貯蔵部（６；１６）を備える。バルブ（５；１５）は、自己修復材料から形成される。流体塗布デバイス（１；１１）は、穿孔手段として、皮下注射針と同様のタイプの筒状針（３；１３）を２つ備える。これら針は、図１および図２では、同じ長さ、同じ内径および同じ外径で示される。バルブ（５；１５）の穿孔を意図した先端部は、先細形状になされている。２対の針（３；１３）は、バッファ貯蔵部（４；１４）を介して流体供給デバイス（２；１２）に接続される。針（３；１３）のうち先細形状になされていない部分（遠位部分）は、バッファ貯蔵部（４；１４）の近位部分に挿入されており、かつ流体供給デバイス（２；１２）の近位部分は、バッファ貯蔵部（４；１４）の遠位端に挿入されている。

図１および図２に図示されるデバイスはそれぞれ、アクチュエータを備える。

バルブが移動可能でありかつ穿孔手段が固定されている図１では、アクチュエータはプッシュボタン７ａである。アクチュエータは円錐帽子形状の形態のものであり、その先端は外側へ向けられている。アクチュエータは弾性プラスチック材料から形成される。例えば親指を用いて加えられる圧力によって、コーン形状部の降下が引き起こされ（破線で図示される位置を参照）、コーン形状部は、親指により加えられる圧力がなくなると弾性的に復元する。退出ポジションへのコーン形状部の復元性を増幅させるために、デバイス１はバネ７ｃを備える。

円錐形プッシュボタン７ａは、その中央部で、バルブ５を針３の先細形状部へ向けて移動させるステム７ｂに接続される。

バルブ５は、プッシュボタン７ａと同様に、近位リップおよび遠位リップによって規定される円形溝に圧入することにより設置される。

図２に示される実施形態では、アクチュエータは、流体供給デバイス１２である。この場合、当該デバイスは、バルブ１５の遠位部分と流体共有デバイス１２の近位部分との間に設置されるスプリング１７を備える。スプリング１７は、図２に図示されるようにバルブ１５に支持され得るが、そうでなくともよい。スプリングがバルブ１５に支持されない場合は、スプリング１７は、流体塗布デバイス（１；１１）の内壁に、例えばバルブ１５のための保持溝の遠位リップに支持され得る。

図１に図示される実施形態において、アクチュエータ７に加えられる圧力は、アクチュエータが針３によるバルブ５の穿孔を引き起こすまでバルブ５の中央を変位させる効果を有する。インクは、バッファ貯蔵部４を介した流体供給デバイス２への供給のために、重力によってまたは毛細管作用によって針を通って流出する。

アクチュエータ７が外力によってもはや作動されなくなるとすぐに、スプリング７ｃにより、バルブ５からの各針３の後退が実施される。バルブは、ほぼ即座にバルブ自体を修復して、バルブの流体不透過性を完全に取り戻す。このシステムは、当該システムの平衡状態を復元させる。

図２に図示される実施形態においては、流体供給デバイス１２を筆記面に押し付けることによって発生する圧力が、針１３を内部へ向けて押し込む効果を有する。加えられる圧力に応じて、１つの針１３または一対の針が、バッファ貯蔵部１４を介して流体供給デバイス１２への提供のために、バルブ１５を穿孔し、針を通るインクの流出を可能にする。

筆記時つまり使用者によって加えられる圧力が発生する時に、スプリング１７は、流体供給デバイスを跳ね返し、それによりバルブ１５からの針１３の後退が引き起こされる。バルブ１５は、ほぼ即座にバルブ自体を修復し、バルブの流体不透過性を完全に取り戻す。このシステムは、当該システムの平衡状態を復元させる。

幅広い用途にわたって流体供給デバイスを実現することが所望された場合には、安定したポジションとなる２つの末端ポジションを提供することができる。例えば流体塗布デバイスが、図１において破線で図示されるポジションにあるとき、円錐形プッシュボタン７ａを引き寄せることにより、流体供給デバイスの、図１の実線で図示されるポジションへの復元が引き起こされる。このため、円錐形プッシュボタン７ａの中央には、プッシュボタン７ａをより簡単に把持できるようにするために、図示されるものよりも長いニップルを設けることができる。

図３には、流体塗布デバイスの一部の長手方向断面図が図示されており、当該デバイスにおける穿孔手段２３は、その長さは異なるが外径も内径も同じである。図３の下方へ向けられた、ステム２７ｂに作用する力は、スプリング２７を介してバルブ２５を屈曲させて、破線で図示されるような穿孔手段２３によるバルブ２５の穿孔を引き起こす。

図４には、流体塗布デバイス３１の一部の長手方向断面図が図示されており、当該デバイスにおいては、アクチュエーションシステム３７ａがデバイス３１の側方部分に配置されている。アクチュエーションシステム３７ａに加えられる圧力は、穿孔手段３３によるバルブの穿孔が実施されるまで、破線で図示されるようなバルブ３５の変形を引き起こし、それによりバッファ貯蔵部３４を介した貯蔵部３１から流体供給デバイス（図４には図示せず）への流体の流動が引き起こされる。

スプリング２７ｃ（図３）またはスプリング３７ｃ（図４）は、バルブが再度閉じる平衡ポジションへの復元に寄与する。

図５から図８には、混合ディスク形状バルブの直径方向断面図（図５ａから図８ａ）と、対応する長手方向断面図（図５ｂから図８ｂ）と、が図示される。

図５において、混合バルブが非自己修復材料から形成される部分４５ｂと、自己修復材料から形成されるとともに穿孔手段４３で穿孔されるよう意図された２つのディスク形状部分４５ａと、によって構成されることが示される。部分４５ａの直径は、穿孔手段４３の直径よりもわずかに大きい。

図６には、穿孔手段６３によって穿孔されることを意図された自己修復材料から形成される部分６５ａが、非自己修復材料から形成された部分６５ｂを取り囲んでおり、それにより穿孔サイクル中のより良好な機械的把持が保障される事例が図示される。部分６５ａは例えばディアボロの形態のものである。

図７には、混合バルブが、非自己修復材料から形成される同じ直径のディスク５５ｂ同士の間に保持される自己修復材料から形成される部分５５ａによって構成される三層構造であることが示される。

図８には、混合バルブが、ディスクによって構成される実施形態が図示されており、当該ディスクの周縁部は、非自己修復材料７５ｂから形成されており、かつ穿孔手段によって穿孔されることを意図される中央部は、自己修復材料７５ａから形成される。

１、１１、２１、３１、４１、６１、７１ 流体塗布デバイス
２、１２ 流体供給デバイス
３、１３、２３、３３、４３、５３、６３、７３ 筒状穿孔手段
４、１４、２４、３４ バッファ貯蔵部
５、１５、２５、３５ バルブ
６、１６、２６、３６ 自由流体

Claims (17)

1. 自由流体（６；１６；２６；３６）を収容するよう意図された貯蔵部と、流体供給デバイス（２；１２）とを備える流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）であって、
   − 前記貯蔵部は、穿孔する前の物理化学的流体不透過性を完全に取り戻すのに適した自己修復材料を具備してなるバルブ（５；１５；２５；３５）によってシールされており；
   − 前記流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）は、
   ・ 前記バルブを穿孔するための、かつ同時に前記貯蔵部からの流体を前記流体供給デバイスと連通状態にするための、筒状手段（３；１３；２３；３３；４３；５３；６３；７３）と；
   ・ 前記筒状穿孔手段（３；１３；２３；３３；４３；５３；６３；７３）へ向けて前記バルブを相対移動させるための手段と；
   を備えており、
   その結果として、前記流体塗布デバイスが使用されるたびごとに、前記筒状穿孔手段（３；１３；２３；３３；４３；５３；６３；７３）は、前記流体を前記貯蔵部（６；１６；２６；３６）から前記流体供給デバイス（２；１２）へ向けて解放できることを特徴とする流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
2. 前記バルブ（５；１５；２５；３５）は、その全体が、自己修復材料によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
3. 前記バルブ（５；１５；２５；３５）は、自己修復材料から形成される少なくとも１つの部分によって、かつ非自己修復材料から形成される少なくとも１つの部分によって、構成されており、自己修復材料から形成される前記部分は、より具体的には、前記穿孔手段（３；１３；２３；３３；４３；５３；６３；７３）によって穿孔されるために配置されることを特徴とする請求項１に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
4. 前記バルブ（５；１５；２５；３５）のうち、自己修復材料から形成される表面積は、前記バルブの表面積全体の１％から９９％であることを特徴とする請求項３に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
5. 前記バルブ（５；１５；２５；３５）の材料は、自己修復材料と非自己修復材料とを含む混合物によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
6. 前記混合物は、自己修復材料を、当該混合物の全重量に対して４０％から１００％未満の重量で含み、その残りが、１以上の非自己修復材料によって構成されることを特徴とする請求項５に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
7. 前記バルブは、多層構造体からなり；当該バルブは、自己修復材料からなる少なくとも１つの層と、非自己修復材料からなる少なくとも１つの層とを備えることを特徴とする請求項１に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
8. 自己修復材料は、多機能脂肪酸、アクリル系モノマーまたはポリマー、ポリウレタンおよびポリエーテル系コポリマーからなる群から選択されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
9. 非自己修復材料は、エラストマー、ポリオレフィン、ポリメタクリレートおよびスチレン系ポリマーからなる群から選択されることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
10. 非自己修復材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、およびポリメチルメタクリレートからなる群から選択されることを特徴とする請求項３、請求項４または請求項７に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
11. 前記筒状穿孔手段（３；１３；２３；３３；４３；５３；６３；７３）は１つ以上の針を備えており、当該針は、５から３０ｍｍの長さｌと、０．１から１．２ｍｍの内径Ｄｉと、０．２から１．５ｍｍの外径Ｄｅと、を有することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
12. バッファ貯蔵部（４；１４；２４；３４）をさらに備えており、
    近位部分と遠位部分とを有する前記バッファ貯蔵部によって、流体を前記流体貯蔵部（２；１２）と連通状態にすることが実現され、
    前記バッファ貯蔵部の前記近位部分は、前記穿孔手段（３；１３；２３；３３；４３；５３；６３；７３）の遠位部分と接触して配置されており、かつ前記バッファ貯蔵部の遠位部分は、前記流体供給デバイス（２；１２）の近位部分と接触して配置されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
13. 前記筒状穿孔手段（３；１３；２３；３３；４３；５３；６３；７３）へ向けて前記バルブ（５；１５；２５；３５）を相対移動させるための前記手段は、アクチュエータに加えられる外力によって作動可能であることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
14. 前記バルブ（５；１５；２５；３５）は固定されており、かつ前記穿孔手段（３；１３；２３；３３；４３；５３；６３；７３）は移動可能であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
15. 前記バルブ（５；１５；２５；３５）は移動可能であり、かつ前記穿孔手段（３；１３；２３；３３；４３；５３；６３；７３）は固定されていることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の流体塗布デバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）。
16. 筆記、マーキング、着色、ハイライトでの強調、修正、およびペイントのための、請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載のデバイス（１；１１；２１；３１；４１；６１；７１）の使用法。
17. 複数の筆記段階および休止段階を含む筆記方法であって、
    − 請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載される流体塗布デバイスを提供するステップと、
    − 筆記のために、使用者が、前記筒状穿孔手段へ向かう前記バルブの相対移動によって、前記バルブを穿孔させ、それによって筆記段階中に前記貯蔵部から前記流体を流出可能にする、ステップと、
    − 休止段階に対応する筆記の中止時に、前記筒状穿孔手段が、前記貯蔵部を閉鎖するために自己修復によって閉じる前記バルブから後退させられる、ステップと、
    を含むことを特徴とする筆記方法。

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