JP2002192879A - 直液式筆記具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外気圧の急激な変化、又はインキタンク内の
空気の急激な膨張、収縮変化の繰り返しに対してもペン
先からのインキ吹き出しを十分に抑制すると共に、イン
キタンク内の空気の急激な膨張時の流出インキを極めて
少なくすると同時に筆記時においても十分な筆記流量を
確保できる直液式筆記具を提供すること。 【解決手段】筆記具の軸体内部にインキタンクと一時イ
ンキ貯溜部とが隔壁で仕切られて設けられると共に、該
隔壁にペン芯が貫挿され、上記インキタンク内の圧力上
昇時に、上記ペン芯を通じて該インキタンク内から流出
する流出インキを上記インキ貯溜部で一時貯溜する直液
式筆記具において、上記インキタンク内に開口を有する
空気置換路が設けられると共に、上記ペン芯に該ペン芯
の後端部から先端部に向けて穴部が形成されることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インキタンク内の
圧力上昇時の流出インキを一時的に貯溜するインキ貯溜
部を有する直液式筆記具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インキタンクと通じているインキ
誘導芯（又はペン芯）より径方向で外側にインキ誘導芯
と分離して配置された櫛歯状の一時インキ貯溜体やイン
キ誘導芯と連通している多孔体よりなる一時インキ貯溜
体（特表平６−５１０４９１）を備えて、インキタンク
の空間部の内圧上昇時にインキタンクのインキを一時貯
溜してインキがペン先側から吹き出すのを防止している
直液式筆記具などが知られている。

【０００３】このような直液式筆記具において、インキ
タンク内の空気の膨張収縮が非常に緩慢な変化において
は、インキタンク中の空間体積に応じた体積膨張分のイ
ンキを一時インキ貯溜体に貯溜して、一時インキ貯溜体
に貯溜されたインキを再びタンク側に戻すことができ
る。しかし、外気圧の急激な変化、或いはインキタンク
内の空気の膨張、収縮が急激になってくると、一時イン
キ貯溜体に一度貯溜されたインキはインキタンクに全て
戻る前に、外気導入路から空気がインキタンク側へ流入
してしまい、一時インキ貯溜体にインキが貯溜されたま
まの状態になってしまう。その結果、再び空気の膨張、
収縮が繰り返されると一時インキ貯溜体に残留するイン
キの量が次第に増加し、最終的には一時インキ貯溜体が
インキで満杯になり、ペン先側より吹き出してしまう問
題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、外気圧の急
激な変化、又はインキタンク内の空気の急激な膨張、収
縮変化の繰り返しに対してもペン先からのインキ吹き出
しを十分に抑制すると共に、インキタンク内の空気の急
激な膨張時の流出インキを極めて少なくすると同時に筆
記時においても十分な筆記流量を確保できる直液式筆記
具を提供することを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【０００５】本発明は、筆記具の軸体内部にインキタン
クと一時インキ貯溜部とが隔壁で仕切られて設けられる
と共に、該隔壁にペン芯が貫挿され、上記インキタンク
内の圧力上昇時に、上記ペン芯を通じて該インキタンク
内から流出する流出インキを上記インキ貯溜部で一時貯
溜する直液式筆記具において、上記インキタンク内の空
気置換路が設けられると共に、上記ペン芯に該ペン芯の
後端部から先端部内にまで穴部が形成されることを特徴
とする直液式筆記具。

【０００６】尚、上記ペン芯はインキ誘導芯であり先端
が筆記部であり、繊維束体や焼結体等を含む多孔体から
なるインキを誘導することができる材料からなる。ま
た、上記ペン芯は先端部と後端部とが分かれたニ部材以
上から形成されていても良く、一部材に限る必要はな
い。上記インキ貯溜部には通常、インキ貯溜体等が配せ
られるが、インキ貯溜体は毛細管現象が生じる多孔質の
多孔体や葉状材を所定間隔離して重畳した枚葉体或いは
櫛歯状物等を挙げることができるが、ペン芯から流出イ
ンキを一時的に保留できる限り、インキ貯溜部のインキ
貯溜体とすることができる。特に、上記一時インキ貯溜
体としては、公知文献（特開平１０−５８８８６号公
報）で示されるような葉状材を所定間隔おいて重畳した
毛細管現象を有する枚葉体からなり、上記ペン芯の周壁
に当接して配されている枚葉体コレクターが望ましい。

【０００７】本発明に係る直液式筆記具によれば、通常
の使用において、筆記中にペン芯先端部から適宜インキ
が供出され、インキタンク内のインキはインキ誘導可能
なペン芯から流出する。インキタンク内のインキが徐々
に緩慢に流出すると、上記空気置換路から徐々に空気が
インキタンク内へと置換される。これにより、筆記時に
十分な流量を確保することができ、上記インキタンク内
と外気圧（上記ペン芯の先端部外の周囲環境）との差圧
がなく安定状態となる。

【０００８】上記インキタンク内と外気圧との間に急激
に大きな差圧が生じる場合、例えば、航空機等に搭乗し
て本発明に係る直液式筆記具を使用した場合は、外気圧
が０．８気圧程度の低い圧力状態となるため、キャップ
を外すと上記インキタンク内の空間部の空気に急激な膨
張を伴う。このとき、従来の筆記具と異なり、本発明に
係る直液式筆記具では、上記インキタンク内の膨張空気
は上記ペン芯の穴部を介して外気に一時的に放出され
る。

【０００９】特に、本発明に係る直液式筆記具におい
て、上記ペン芯先端部を下向きにした際に、上記穴部の
開口面が上記インキタンク内のインキ液面より上位にあ
ることを特徴とする場合には、筆記具の上記ペン先下向
きにおいては、上記ペン芯の穴部を通じてインキタンク
内の空気がペン先から開放される。一方、上記ペン先上
向きにおいて、上記穴部の開口面が上記インキタンク内
のインキ液面内にある場合には、空気置換孔路からイン
キタンク内の空気が外界に開放される。また、上記穴部
の開口面が上記インキタンク内のインキ液面より上位に
ある場合には、上記ペン芯の穴部を通じてインキタンク
内の空気がペン先から開放される。このため、上記イン
キタンク内が急激に陽圧化したとしても、上記インキタ
ンク内から流出するインキを極端に減少させることがで
きる。

【００１０】次に、本発明に係る直液式筆記具にキャッ
プをして、そのまま外気圧が１気圧の所に戻り、再びキ
ャップを外すと、上記インキタンク内の圧力は外気圧よ
り小さくなる。この場合、上記空気置換路に流入して来
る外気量よりも、一時貯溜部側に貯溜していたインキが
上記ペン芯の穴部を介して容易に上記インキタンク側に
戻ることができる。

【００１１】特に、本発明に係る直液式筆記具におい
て、上記空気置換路が、上記隔壁から上記一時インキ貯
溜部の先端面までの連通路で形成されると共に、該連通
路が５ｃｍ以上の管路からなることを特徴とする場合に
は、上記インキタンク内の空気の急激な膨張、収縮に際
して、一時インキ貯溜部にインキを貯溜しているとき、
空気置換路の長い管路に満たされたインキが該管路を流
れ、インキタンク側へ全て戻る時間より、一時貯溜部に
貯溜されたインキが上記ペン芯の先端部付近まで来てい
る穴部を介してインキタンク内に全て戻る時間の方が短
い。このため、外気が上記空気置換路から先行してイン
キタンク内に流入することはなく、一時貯溜部に流出イ
ンキが溜まってしまうことはない。尚、上記連通路の長
さは、５ｃｍ以上、特に、１０ｃｍ乃至１５ｃｍの範囲
にあることが望ましい。上記範囲を超えると、上記管路
の一時インキ貯溜部への配設が難しくなり、また、目詰
まりを起こす虞がある。

【００１２】更に、本発明に係る直液式筆記具によれ
ば、上記ペン芯は、上述したように上記隔壁を貫通して
インキタンク側及び上記一時貯溜部側に配される中空状
のインキ誘導芯と、上記一時貯溜部側のインク誘導芯を
収容する収容穴が形成されたペン先部とからなり、且つ
上記インキ誘導芯の中空部が上記ペン芯の穴部となる二
部材構造とすることができる。そして、上記ペン先部の
断面積をＳ１、該収容穴の断面積をＳ２としたときにＳ
１とＳ２の比が１＜Ｓ１／Ｓ２＜１００の関係にあり、
また上記インキ誘導芯の断面積をＳ３、上記穴部の断面
積をＳ４としたときにＳ３とＳ４の比が１＜Ｓ３／Ｓ４
＜１００の関係にあることを特徴とする。特に、Ｓ１／
Ｓ２の比が１＜Ｓ１／Ｓ２＜４０の関係にあり、Ｓ３と
Ｓ４の比が１＜Ｓ３／Ｓ４＜４０の関係にあることが望
ましい。

【００１３】このような構成にあって、上記ペン芯に形
成される穴部がこのような関係にあれば、インキ誘導芯
からペン先部間を流れるインキの時間が更に短縮し、上
記効果が確実に現れる。

【００１４】これに対して、簡単な外気導入孔のみが設
けられた従来の直液式筆記具にあっては、航空機等の搭
乗によりインキタンク内が陽圧状態となって、インキが
流出しても一時的にはインキ貯溜部で保持される。しか
し、地上に戻ったとき、筆記具の外気導入孔がイン開放
状態であるので、キャップを外したとき、空気導入孔か
ら空気が先行してインキタンク内に流入してしまい一時
インキ貯溜部にはインキが貯溜されたまま圧力の平衡状
態になる。このため、急激な圧力変化を再び何回か繰り
返すと最終的には一時インキ貯溜部は満杯に成り、やが
てペン先から直液やボタ落ちなどが生じる。

【００１５】従って、本発明に係る直液式筆記具は、上
記インキタンク内の空気が急激に膨張したときに、膨張
した空気が先行して上記ペン芯の穴部、例えば、インキ
誘導芯の穴部を通過し更にはペン芯の先部を介して外気
に開放されるため上記インキタンク中から流出する量を
極端に少なくすることができる。即ち、一時インキ貯溜
体にはほとんどインキが貯溜されない。また、これによ
り、安定した流出量を確保できる。そして、上記インキ
タンク内の空気の膨張、収縮が急激、緩慢に拘わらず、
膨張、収縮変化を何回繰り返してもペン先側からのイン
キ吹き出しを十分に抑制することができ、かつインキタ
ンク内の急激な圧力上昇時の流出インキを極端に少なく
することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る直液式筆記具
の好ましい実施形態を添付図面に従って詳述する。尚、
本発明に係る直液式筆記具は以下の実施形態に限るもの
ではない。図１は、本発明に係る直液式筆記具の第１実
施形態の要部断面図である。図２は、図１に示す直液式
筆記具の説明概略図である。図３は、本発明に係る直液
式筆記具の第２実施形態の要部断面図である。

【００１７】図１及び図２に示すように、第１実施形態
の直液式筆記具１０は、密封されたインキタンク１４と
一時インキ貯溜部１６とが、筆記具の軸体１２の内部に
隔壁２４で仕切られて設けられると共に、隔壁２４にペ
ン芯１８が貫挿されている。直液式筆記具１０はインキ
タンク１４内の圧力上昇によりペン芯１８を通じてイン
キタンク１４内から流出する流出インキ２０をインキ貯
溜部１６で一時貯溜する。上記インキタンク１４内の隔
壁２４に開口４０を有する空気置換路３８が設けられる
と共に、上記ペン芯１８にペン芯後端部１８Ａから先端
部１８Ｂ内にまで穴部２５が形成される。

【００１８】第１実施形態の直液式筆記具１０を更に具
体的に説明すると、筆記具１０の筆記具の軸体１２は筒
体からなり、軸体１２内は隔壁２４によって仕切られて
いる。即ち、軸体１２内は隔壁２４で仕切られ、インキ
タンク１４と一時インキ貯溜部１６のそれぞれのチャン
バーが形成されている。一時インキ貯溜部１６内には一
時インキ貯溜体２６が配され、インキ貯溜体２６は枚葉
体で形成されている。また、インキ貯溜体２６は略リン
グ状或いはドーナツ状に形成されて、ペン芯１８が貫挿
された状態になっている。

【００１９】図２に示すように、上記隔壁２４には空気
置換路３８の開口４０が形成され、空気置換路３８は一
時貯溜部１６の先端部材４２の開口４４までスパイラル
状の連通路で形成されている。かかる連通路の長さは５
ｃｍ以上となっている。

【００２０】また図２に示すように、上記隔壁２４は軸
体１２の内周壁に機密に固着され、上記隔壁２４中央部
にはペン芯１８が貫通されている。ペン芯１８は、隔壁
２４から一時貯溜部２６内を貫通して配されるペン先部
２８と、隔壁２４を貫通してインキタンク１４内及び一
時貯溜部１６内に跨って配される管状のインキ誘導芯３
０とからなる。上記ペン先部２８には収容穴３２が形成
され、収容穴３２には上記インキ誘導芯３０の先端部が
挿入されて、ペン先部２８とインキ誘導芯３０とが連結
されている。

【００２１】そして、上記ペン先部２８の断面積をＳ
１、該収容穴３２の断面積をＳ２としたときにＳ１とＳ
２の比が１＜Ｓ１／Ｓ２＜１００の関係にあり、またイ
ンキ誘導芯３０の断面積をＳ３、上記穴部２５の断面積
をＳ４としたときにＳ３とＳ４の比が１＜Ｓ３／Ｓ４＜
１００の関係にあるように構成される。

【００２２】従って、管状のインキ誘導芯３０の中空部
は、一端が閉止された上記ペン芯１８の穴部２５となっ
ている。また、インキ誘導芯３０の後端部１８Ａの穴部
２５における開口面３４は、筆記具１０のペン芯１８の
先端部１８Ｂを下向きにした際に、インキタンク１４内
のインキの液面３６より上位にある。

【００２３】即ち、第１実施形態の筆記具１０におい
て、インキタンク１４の容積を２．５ｃｃとし、インキ
タンク１４内に表面張力が３３ｍＮ／ｍで、密度が１．
０９ｃｃ／ｇの水性インキを１ｃｃ充填する。一時イン
キ貯溜部１６に配した貯溜体２６には葉間０．１５ｍ
ｍ、インキ貯溜容積０．３ｃｃの枚葉体コレクター２６
を使用し、リング状の枚葉体コレクター２６にはインキ
誘導芯３０と連結しているペン先部２８を貫装させる。

【００２４】上記空気置換路３８は、内径０．１３ｍｍ
の円管１５０ｍｍをスパイラル状に成形し、一端を隔壁
２４に挿通してインキタンク１４側に僅かに出してこれ
を開口４０とし、他端を一時インキタンク貯溜体２６の
先端部材４２に設けてこれを開口４４とする。

【００２５】上記ペン芯１８のペン先部２８は、ポリエ
ステルからなる繊維束芯からなり、外径２ｍｍで内径
１．５ｍｍの収容穴３２があいているものを用い、イン
キ誘導芯３０はポリエステル繊維束芯からなり、外径
１．５ｍｍで内径１．０ｍｍの穴部２５が断面方向に貫
通しているものを用いた。従って、空気置換路の長さ：
１５０ｍｍ、Ｓｌ／Ｓ２＝１．７８、Ｓ３／Ｓ４＝２．
２５となった。

【００２６】このような構成に係る第１実施形態の直液
式筆記具１０あって、外気圧をインキタンク１４の内圧
より０．２５気圧低い圧力状態にして、ペン芯１８の下
向きにおいてキャップ４８を外すとインキタンク１４内
の空気が膨張するが、膨張した空気が先行しインク誘導
芯３０の穴部２５を通過し、更にはペン先部３０の収容
穴３２を介して外気に開放される。このためインキタン
ク１４中から流出するインキ量は極端に少なく、またペ
ン先側からの吹き出しもなかった。

【００２７】次に、この状態で急激に外気圧を０．２５
気圧上昇させたとき一時インキ貯溜体２６に貯溜された
インキは殆どインキタンク１４側へ戻った。この操作を
１０回程度繰り返しても一時インキ貯溜部１６、即ち枚
葉体からなる一時インキ貯溜体２６に残留するインキは
極僅かで、ペン先側からのインキ吹き出しは全く見られ
なかった。

【００２８】また、外気圧を０．２５気圧だけ緩慢に圧
力減少させたときは、インキタンク１４内の空気の膨張
分に相当するインキが全て一時インキ貯溜体２６に貯溜
され、ペン先側からのインキの吹き出しは見られなかっ
た。この状態から逆にゆっくり外気圧を０．２５気圧上
昇させると、一時インキ貯溜体２６にあるインキは全て
インキタンク１４側に戻った。

【００２９】更に、ゆっくりと一時インキ貯溜体２６に
インキを貯溜させた後に急激に外気圧を上昇させても一
時インキ貯溜体２６に貯溜されているインキは殆どがイ
ンキタンク１４に戻った。この操作を１０回程度繰り返
しても、一時インキ貯溜体２６に残留するインキは極僅
かでペン先側からのインキの吹き出しは全く見られなか
った。従って、一時インキ貯溜部１６或いは一時インキ
貯溜体２６をコンパクトにすることもできる。

【００３０】次に、本発明に係る直液式筆記具の第２実
施形態について簡単に説明する。図３に示す第２実施形
態の直液式筆記具５０は、図１に示す筆記具１０と略同
様な部材及び構成からなり、その同一又は類似部材につ
いては図１と同様な符号を付して、その詳しい説明を省
略する。

【００３１】図３に示す第２実施形態の直液式筆記具５
０は、密封されたインキタンク１４と一時インキ貯溜部
１６とが、筆記具の軸体１２の内部に隔壁２４で仕切ら
れて設けられると共に、隔壁２４にペン芯１８が貫挿さ
れている。直液式筆記具１０はインキタンク１４内の圧
力上昇によりペン芯１８を通じてインキタンク１４内か
ら流出する流出インキ２０をインキ貯溜部１６で一時貯
溜する。上記インキタンク１４内の空気置換路が設けら
れると共に、上記ペン芯１８にペン芯の後端部から先端
部に向けて穴部２５が形成される。

【００３２】第２実施形態の直液式筆記具５０は、上記
の点において、第１実施形態の直液式筆記具１０と同様
である。異なる点は以下の部分にある。筆記具４０の一
時インキ貯溜部１６には櫛歯状の貯溜体５２が形成さ
れ、櫛歯状の貯溜体５２はインキ誘導体であるペン芯１
８を介して、インキタンク１４内の流出インキを効率良
く貯溜する。また、一時インキ貯溜部１６の先端部材４
２にはキャップ受け用の弾性ゴムが取り付けられ、弾性
ゴムとペン芯１８の先端との間に、空気置換路の開口４
４が形成されている。かかる空気置換路も５ｃｍ以上に
形成されている。また、ペン芯１８は第１実施形態の筆
記具１０と類似したペン先部とインキ誘導芯との二部材
からなっている。このため、インキ誘導芯における穴部
２５の面積径の条件等は第１実施形態と同様な範囲に設
定されている。

【００３３】従って、 このように構成された第２実施
形態の直液式筆記具５０にあっては、第１実施形態の直
液式筆記具１０と同様な作用効果を奏する。

【００３４】尚、上記第１及び第２実施形態の筆記具１
０、５０では、空気置換路を隔壁と一時インキ貯溜部１
６の先端部材４２との間に設けたが、これに限るもので
はなく、空気置換路の長さが十分に確保でき、設置や加
工が簡単であれば、軸体１２中に、或いは軸体１２外等
に設けてもよい。

【００３５】上記第１実施形態及び第２実施形態の一時
インキ貯溜部１６の貯溜体２６、５２を櫛歯状体及び枚
葉体としたが、ペン芯１８からの流出インキ２０を速や
かに吸収して一時保留できるものであれば、その他の構
造の貯溜体、例えば多孔体を一時インキ貯溜部１６に形
成、或いは配することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上、説明したように本発明に係る直液
式筆記具によれば、上記インキタンク内に開口を有する
空気置換路が設けられると共に、上記ペン芯に該ペン芯
の後端部から先端部に向けて穴部が形成されるので、外
気圧の急激な変化、又はインキタンク内の空気の急激な
膨張、収縮変化の繰り返しに対してもペン先からのイン
キ吹き出しを十分に抑制すると共に、インキタンク内の
空気の急激な膨張時の流出インキを極めて少なくすると
同時に筆記時においても十分な筆記流量を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る直液式筆記具の第１実施
形態の要部断面図である。

【図２】図２は、図１に示す直液式筆記具の説明概略図
である。

【図３】図３は、本発明に係る直液式筆記具の第２実施
形態の要部断面図である。

【符号の説明】

１０ 直液式筆記具 １２ 筆記用軸 １４ インキタンク １６ 一時インキ貯溜部 １８ ペン芯 ２０ 流出インキ ２４ 隔壁 ２６ 貯溜体（枚葉体） ２８ ペン先部 ３０ インキ誘導芯 ３２ 穴部の開口面 ３８ 空気置換路 ４０ 開口 ４４ 開口 ５０ 直液式筆記具 ５２ 貯溜体（櫛歯状体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 切田 和久 群馬県藤岡市立石1091番地 三菱鉛筆株式 会社群馬研究開発センター内 Ｆターム(参考） 2C350 GA04 HA15 HC05 KA01 NA07 NA10 NC02 NC03 NC20 NC28 NC29 NC30

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筆記具の軸体内部にインキタンクと一時
   インキ貯溜部とが隔壁で仕切られて設けられると共に、
   該隔壁にペン芯が貫挿され、上記インキタンク内の圧力
   上昇時に、上記ペン芯を通じて該インキタンク内から流
   出する流出インキを上記インキ貯溜部で一時貯溜する直
   液式筆記具において、上記インキタンク内の空気置換路
   が設けられると共に、上記ペン芯に該ペン芯後端部から
   先端部に向けて穴部が形成されることを特徴とする直液
   式筆記具。
2. 【請求項２】 上記ペン芯は繊維束体、或いは焼結体か
   らなる多孔体であることを特徴とする請求項１記載の直
   液式筆記具。
3. 【請求項３】 上記ペン芯の先端部を下向きにした際
   に、上記穴部の開口面が上記インキタンク内のインキ液
   面より上位にあることを特徴とする請求項１又は２記載
   の直液式筆記具。
4. 【請求項４】 上記空気置換路は、上記隔壁から上記一
   時インキ貯溜部の先端面までの連通路で形成されると共
   に、該連通路が５ｃｍ以上の管路からなることを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれかに記載の直液式筆記具。
5. 【請求項５】 上記ペン芯は、上記隔壁を貫通してイン
   キタンク側及び上記一時貯溜部側に配される中空状のイ
   ンキ誘導芯と、上記一時貯溜部側のインク誘導芯を収容
   する収容穴が形成されたペン先部とからなり、且つ上記
   インキ誘導芯の中空部が上記ペン芯の穴部となり、上記
   ペン先部の断面積をＳ１、該収容穴の断面積をＳ２とし
   たときにＳ１とＳ２の比が１＜Ｓ１／Ｓ２＜１００の関
   係にあり、また上記インキ誘導芯の断面積をＳ３、上記
   穴部の断面積をＳ４としたときにＳ３とＳ４の比が１＜
   Ｓ３／Ｓ４＜１００の関係にあることを特徴する請求項
   １乃至４のいずれかに記載の直液式筆記具。
6. 【請求項６】 上記一時インキ貯溜部内に一時インキ貯
   溜体が配され、該インキ貯溜体は、毛細管現象が生じる
   多孔質の多孔体、或いは葉状材を所定間隔離して重畳し
   た枚葉体或いは断面櫛葉状成形体からなり、上記ペン芯
   の周壁に当接して配されていることを特徴とする請求項
   １乃至５のいずれかに記載の直液式筆記具。