JP2002254885A

JP2002254885A - 塗布具

Info

Publication number: JP2002254885A
Application number: JP2001055783A
Authority: JP
Inventors: Norio Yamada; 矩生山田; Susumu Mochizuki; 進望月
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】筆記に呼応して弁機構が開閉するインキの自
動吐出制御ができ、使用環境変化でもインキ漏洩しにく
い弁機構の筆記具を提供する。【解決手段】軸内に生インキタンクを形成し、軸先部
にペン体を配置し、生インキタンクとペン体先端とを連
通するインキ流通経路内に、筆記に呼応するペン体のイ
ンキ吸収作用によって開閉する弁機構を配置し、弁体と
弁座との圧接部近傍にシール剤溜部を形成し、このシー
ル剤溜部内に、弁体又は弁座には濡れやすく、インキに
は不溶で濡れにくい、流動性を有する有機物よりなるシ
ール剤を配置すると共に、生インキタンク内インキの落
差水頭圧＜弁機構の弁と弁座の封鎖圧（水頭圧換算）＜
ペン体の毛管浸透圧（水頭圧換算）≦ペン体接続口部の
毛管浸透圧（水頭圧換算）となしたもの

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水性・油性の筆記
用インキ類、アイライナー等の化粧液、塗料や薬剤など
の塗布液といった液料（以下インキという）の収納用生
インキタンクを備え、塗布或いは筆記に呼応し、インキ
が自動的に吐出制御される機構を備えた塗布具に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、軸筒内に生インキタンクを備え、
収納したインキが、筆記又は塗布で使用消耗されるに従
って筆記体（ペン体）に順次補給され、連続的に筆記又
は塗布ができるようにした生インキ自動吐出制御の筆記
具が知られている。例えば、特公平２−１４２００号公
報に、軸筒と、この軸筒先端部に設けられたペン体と、
この軸筒内に形成された主インキ室内に摺動自在に設け
られたスライド栓と、上記主インキ室と上記ペン体との
間に形成された小容積の副インキ室と、上記主インキ室
と副インキ室との間に設けられ上記ペン体の筆記の際の
インキの吸い出し圧力以下の所定の差圧だけ上記副イン
キ室内の圧力が低下した場合に上記主インキ室から副イ
ンキ室にインキを流す弁機構とを具備した筆記具を要旨
とする発明が記載されている。上記筆記具は、軸内の生
インキタンクとペン体先端との間のインキ流通経路を弁
機構で分断し、筆記に呼応するペン体の毛管内インキ移
動圧力（毛管浸透圧）によって、この弁機構を開きイン
キを流通させ、連続的に筆記ができる生インキ吐出制御
機構を有するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記筆記具
の弁機構は、ペン先よりのインキ導出にともなう微小な
圧力変化に応動して弁機構を開閉するものであるが、製
作可能ではあっても、微小な圧力で液密に閉じ、筆記で
開いて再び液密に閉じるような断続的な使用状態で確実
に機能する信頼性を得る上で難しく、また、特に長期間
にわたる圧着状態や落下による衝撃などで弁体と弁座と
の圧接部がいわゆる食いつき状態になり、初期の開弁力
が変化してしまうことなど、実用化に問題があった。ま
た、この種の筆記具については、保存中や使用上の諸々
の使用環境条件下でも、ボタ落ちなどインキ漏洩をせ
ず、適切なインキ吐出を維持する品質が求められている
が、この点についても、十分な品質を有しているとはい
えず、特定の環境下においてインキ漏洩の発生があっ
た。因みに、インキ漏洩は、以下の３つの要因が主なも
のである。（１）筆記具内のインキが消費され空気と置き換わる構
造の場合、温度や気圧の環境変化で内部空気が、膨張又
は収縮の容積変化を繰り返す。（２）使用環境の上向き、下向き、横向きの状態におい
て、落下などの加速度変化を受けるような不定常な環境
状態。（３）弁の密閉力が、生インキタンク内インキの落差水
圧（水頭圧）を阻止できない。本発明は、前記インキ流出発生要因（１）（２）（３）
に対応して、弁機構が漏れなく液密を保ち、意図する水
頭圧で確実に開閉機能を有し、実用的に製作しやすく、
弁体と弁座の長期間の圧着や落下衝撃などにより圧接部
が食いつきを起こしにくい弁機構を設けた生インキ自動
吐出制御の塗布具を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、軸内に直接生
インキを収容する生インキタンクを形成し、軸先部にペ
ン体を配置し、生インキタンクとペン体先端とを連通す
るインキ流通経路内に、筆記に呼応するペン体のインキ
吸収作用（毛管浸透圧）によって弁体と弁座とが離間開
閉する弁機構を配置してなる塗布具において、前記弁体
と弁座との圧接部近傍にシール剤溜部を形成し、このシ
ール剤溜部内に、弁体又は弁座には濡れやすく、インキ
には不溶で濡れにくい、流動性を有する有機物よりなる
シール剤を配置すると共に、生インキタンク内インキの
落差水頭圧＜弁機構の弁と弁座の封鎖圧（水頭圧換算）
＜ペン体の毛管浸透圧（水頭圧換算）≦ペン体接続口部
の毛管浸透圧（水頭圧換算）となしたことを特徴とする
塗布具を要旨とする。

【０００５】

【作用】本発明の塗布具は、生インキタンク接続口とペ
ン体接続口の間を弁体が弁座に離間開閉可能に弾発圧接
して区画し、弁体と弁座との圧接部近傍にシール剤溜部
を形成し、このシール剤溜部内に、弁体又は弁座には濡
れやすく、インキには不溶で濡れにくい、流動性を有す
る有機物よりなるシール剤を配置することにより液密を
保ち、課題を達成した。

【０００６】また、生インキタンク内インキの落差水頭
圧＜弁機構の弁と弁座の封鎖圧（水頭圧換算）＜ペン体
の毛管浸透圧（水頭圧換算）≦ペン体接続口部の毛管浸
透圧（水頭圧換算）となしたことによって、弁機構が漏
れなく液密を保ち、意図する水頭圧で開閉する機能を確
実に可能としている。即ち、ペン体の毛管浸透圧で弁機
構を開弁できることを前提として、生インキタンク内イ
ンキの落差水頭圧＜弁機構の弁と弁座の封鎖圧（水頭圧
換算）＜ペン体の毛管浸透圧（水頭圧換算）とすると、
インキの自然落下による漏洩を封鎖できるが、ペン体内
毛管に空気が入ると毛管浸透作用が減退して働かず、弁
機構が開弁しなくなる問題があるので、このようにペン
体内に空気が進入する場合であっても、弁機構の開閉が
確実に機能するように、ペン体の毛管浸透圧（水頭圧換
算）≦ペン体接続口部の毛管浸透圧（水頭圧換算）の関
係となして、ペン体内に空気が存在する場合であっても
開弁が確実にできるようにしたものである。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面を参照し
ながら、詳細に説明する。実施例１実施例１を添付図面１、２に示す。この実施例は、固定
容積の生インキタンクで、筆記によるインキ消費で軸後
方部から外気を吸入する形式である。参照符号１は軸筒
で、軸後方の内部空間を生インキタンク２とし、生イン
キタンク２には、中空状で内壁に長手状の内壁リブ７ｂ
を備えた膨張収納室７が挿入されている。膨張収納室７
は、前方に細径パイプ７ａを連設し、後端部に嵌合筒部
７ｃを設けて外径が軸後端内壁２ａに液密状態に固定さ
れている。膨張収納室７の中空内部には、インキ吸収体
８が、内壁リブ７ｂにより外気に連通する通気間隙７ｄ
を形成した状態で挿入している。膨張収納室７の嵌合筒
部７ｃの内壁に通気尾栓９の外径部を圧入し、インキ吸
収体８の後部を固定している。通気尾栓９には通気孔９
ａを設けているので軸の内外は連通している。インキ吸
収体としては、繊維収束体や連続気泡体や焼結多孔質体
など適宜用いればよい。更に、膨張収納室７の細径パイ
プ７ａの前端部は、生インキタンク２の中央から前方の
生インキタンク接続口３ａまでの間に配置しており、細
径パイプ７ａの後部は、インキ吸収体８の前端に潜る状
態にしてある。

【０００８】生インキタンク２の前方軸内には、側周を
軸内壁に液密に取り付けた弁座３を配置している。弁座
３は、その中心にインキ出口である生インキタンク接続
口３ａが形成され、その凸部形前部に圧接端部３ｂが形
成されており、この圧接端部３ｂと、弁体４の圧接面４
ａとがバネ弾発体５によって圧接している。また、弁座
３の圧接端部３ｂと、弁体４の圧接面４ａとの圧接部近
傍には弁座３の凸部先端圧接部３ｂ外径部と弁体４の圧
接面４ａとの間にできる間隙があり、この間隙がシール
剤溜部１１を形成している。

【０００９】シール剤溜部１１には、シール剤１０を配
置している。シール剤１０は、弁体４又は弁座３には濡
れやすく、インキには不溶で濡れにくい、流動性を有す
る有機物を用いる。シール剤１０としては、シリコンオ
イルＫＦ−９６（信越シリコン（株）製）、シリコンオ
イルＳＨ２００（東レダウコーニング（株）製）、シリ
コンオイルＴＳＦ４５１−１ＭＡ（東芝シリコン（株）
製）などのシリコン系オイルや共石プロセスＲ１０００
（ナフテン系オイル、出光興産（株）製）、共石プロセ
スＲ５００（パラフィン系オイル、出光興産（株）
製）、共石プロセスＸ５０（アロマ系オイル、出光興産
（株）製）、ダフニーＫＰ−１００（パラフィン系オイ
ル、出光興産（株）製）、日石ポリブテンＨＶ１５（パ
ラフィン系オイル、日本石油化学（株）製）などの鉱物
油系オイルやテフロン（登録商標）系オイルなどの液状
性質を示す物質が挙げられる。

【００１０】また、静置状態では定形物であり外力が加
えられると変形する練り歯磨き剤のような性質のグリー
スＳＨ４５（東レダウコーニング（株）製）、グリース
ＴＳＫ５５０（東芝シリコン（株）製）、シリコングリ
ースＳＣＧ−１００Ｃ（大澤ワックス（株）製）などの
シリコン系グリースや、モリブテングリースＭＧ−１０
０Ｃ（大澤ワックス（株）製）などの鉱物油系グリース
や、天然ワックスなどの中のホホバ油、ラノリンなどと
いったものが挙げられる。

【００１１】このシール剤１０は、シール剤溜部１１に
配置されることにより、弁座３の凸部先端圧接部３ｂと
隣接する生インキタンク接続口部とその外径部、及び、
弁体圧接面４ａを濡らした状態になっている。円錐形の
軸筒前方部１ａには、繊維芯のペン体６を配置してい
る。軸筒前方部１ａは、筒状になっており、内部中心部
にペン体６を圧入するペン体接続口１ｂを設けている。
また軸筒前方部１ａは、ペン体接続口１ｂに連接して前
方にペン体６を挿入するインキ捕捉リブ溝１ｃを長手方
向に形成している。

【００１２】ペン体６の後方は、上記ペン体接続口１ｂ
内に、その内部毛管を圧縮状態にして固定されている。
一方、ペン体６の前方は、インキ捕捉リブ溝１ｃにより
ペン体の外周部に毛管間隙を形成した状態で挿入されて
いる。そのため、ペン体６の後方部は密度が高く、前方
部は相対的に密度が低い状態の圧入となっている。従っ
て、筆記でペン体先端部のインキが消費されたとき、先
端部毛管内に外部空気が入ることがあっても、後方には
空気が入りにくく、インキタンクからインキを吸収しや
すいものになっている。

【００１３】バネ弾性体５は、弁体４を弾発するように
軸の前方段部に固定している。そのため、生インキタン
ク２とペン体６とは、弁座３に圧接された弁体４によっ
てインキ流通経路が分断された状態にある。

【００１４】実施例１記載の塗布具は、軸先部を吸引す
るなどの手段で生インキタンク２のインキをペン体６に
導出して、初期筆記を可能としている。その後の筆記に
ついては、以下の通りである。即ち、筆記に応じて、ペ
ン体６前方部の毛管空隙内のインキが消費され、それを
補充するためにペン体後方部よりインキを吸い出そうと
するので、その毛管浸透圧で弁座３に圧接していた弁体
４が開き、生インキタンクからインキが流出し、連続的
な筆記ができる。生インキタンクのインキ流出は、移動
慣性力などで過剰吐出する場合があるため、ペン体外周
にはインキ捕捉リブ溝１ｃを設けており、過剰流出イン
キを一時的に吸収し、吐出が抑制される。このような作
用をもたらす弁座３と弁体４の圧接封鎖は、弁体４を押
すバネ弾発体５の適宜な弾発力とペン体６の毛管浸透圧
との関係、及び生インキタンク内のインキ落差を加味し
て、適切に調整可能である。更に弁座３と弁体４の圧接
だけでは、完全に液密にならない可能性があるので、弁
座３の凸部先端圧接部３ｂ外径部と弁体４の圧接面４ａ
との間にできる間隙部にシール剤溜部を形成し、そこ
に、シール剤１０を配置することによって、インキの流
出漏洩が確実に阻止されている。

【００１５】筆記でペン先６からインキを消費すると、
それに伴って弁体４が開弁し、インキが通過流出する。
その際、シール剤１０は、一時的にシール溜部１１内で
剥離又は遊離する状態になる。しかし、シール剤１０
は、インキの流れが止まると、再びシール剤の自己凝集
力でシール溜部１１に再凝集するので、繰り返しのイン
キ吐出によっても流出しにくく、低い圧接力で封鎖性を
維持し、筆記に呼応するインキの自動吐出が可能となっ
ている。一方、弁体４の圧接封鎖力が大きく、相対的に
ペン体６の毛管浸透圧が小さい場合などでは、開弁する
ことができず、ペン体毛管空隙内に外部空気が吸入され
てカスレる問題が発生するので、ペン体６後部をペン体
接続口１ｂに圧入し、ペン体後方部を前方部より高い密
度にすることにより、ペン体６後部に空気が吸入されな
いようにすることが必要である。

【００１６】次に、生インキタンク２は、筆記により消
費したインキの分だけ減圧する。それに伴い、外部空気
が、通気尾栓９の側面通気孔９ａ→膨張収納室内（内壁
リブ７ｂと収納したインキ吸収体８内を含む）→細形パ
イプ部７ａの流入経路で生インキタンク内に吸入され
る。また、吸入空気が、増量すると、環境条件変化によ
る生インキタンク内の膨張・収縮量も増し、軸内部でイ
ンキや空気の移動が発生する。このようなインキや空気
の移動が起きる場合であっても、この実施例の構造で
は、吸入される空気の流入経路と反対向きの経路でイン
キが流出するようにしたのでインキ漏洩が起こらない。
即ち先ず、ペン先が下向きからほぼ横向き状態で保管さ
れた場合、生インキタンク内の内部膨張により、インキ
が移動するが、ペン先方向に流出しようとするインキの
圧力は、弁機構によって封鎖されている。そのため、細
形パイプ７ａ内から膨張収納室７内方向にインキが流出
し、インキ吸収体８によって吸収されるから、軸外への
インキ漏洩が防止される。再び生インキタンク内の空気
が収縮する場合には、インキ吸収体８に入ったインキが
生インキタンク内の減圧によって吸い戻されるので、イ
ンキ吸収体８は再びインキを吸収する能力を回復し、繰
り返される膨張・収縮にもインキ漏洩が起こらない。次
に、ペン先方向が上向き状態で保管された場合、生イン
キタンク内の内部膨張が起きることによって、細形パイ
プ７ａの口部周辺にインキが存在しておれば、生インキ
タンク２内には、インキが多く、空気量が少量状態にあ
ることを意味する。従ってこの状態では、空気膨張によ
る移動変化は少なく、インキが移動したとしても、イン
キ吸収体８によって十分に捕捉されて漏洩が起きない。
一方、細形パイプ７ａ口部周辺に空気が存在する場合
は、生インキタンク２内に空気が多くなっていることを
意味し、この状態では、膨張した空気だけが細形パイプ
７ａから膨張収納室７の通気間隙７ｄを経て外部に出て
いくので、この場合もインキ漏洩が防止される。この様
に、下、横、上向きのすべての方向において、インキ流
出漏洩が起きにくい構造になっている。

【００１７】更に、筆記具が、落下衝撃を受ける場合、
ペン先が下向き方向ならば、弁体４と弁座３との圧接
は、落下衝撃で弁体４が開くが、瞬間的であるので、イ
ンキ漏洩は防止できる。逆にペン先が上向き状態で落下
するときは、弁が閉まる方向に封鎖し、生インキタンク
２内は細形パイプ７ａやインキ吸収体８がインキの流出
を防止しているので、漏洩が起こりにくい。この様に実
施例１は、生インキタンク内に空気が吸入されるタイプ
の筆記具形式において、上述課題とした（１）（２）
（３）のインキ流出要因に対し、インキ漏洩が起きにく
い構造である。

【００１８】実施例２図３に本発明の実施例２を示す。この実施例は、生イン
キタンク内に空気とインキを区画する隔離部を設けた筆
記具構造の例である。軸前方の構造は、実施例１と同様
に、筆記でペン先のインキが消費されると、ペン体内部
の毛管が後方のインキを吸引するので、弁座を封鎖した
弁体が開弁し、生インキタンクのインキが、ペン体に流
出して連続的な筆記が可能となる構造である。生インキ
タンク２内には、軸内壁２ａに沿って、後方から前方へ
摺り合わせ状に移動可能な隔壁体１２を設けており、筆
記で生インキタンク２内のインキがペン体６に流出し、
インキ水位面が下がっていくのに合わせて、隔壁体１２
が、空気を入れないように移動し、同時に軸後方からの
インキ蒸発を抑制するものである。

【００１９】より詳細に説明すると、インキを充填した
インキタンク内のインキの水面部（メニスカス）に、イ
ンキとほぼ同比重のプラスチック隔壁栓１２ａを軸内前
方に摺動可能に浮かせ、軸内壁とのシール性を得るため
に、グリス状物質１２ｂ（油剤や低分子量樹脂を成分と
する）を隔壁栓１２ａの周囲部に配置している。このグ
リス状物質１２ｂが、摺動可能に隔壁栓１２ａと軸内壁
２ａとの間隙を塞ぎ、生インキタンク２内のインキが自
重落差で外部に漏洩するのを防止している。この筆記具
構造は、インキ消費に従い生インキタンク内の隔壁栓１
２ａが、前方に移動して行くので、生インキ存在部には
空気が入らず、実施例１のような空気膨張・収縮に備え
た膨張収納室７を必要としない。しかし反面、この実施
例は、生インキタンク２にインキを満杯充填した状態で
は、実施例１に比較して落差水圧が大きいので、その
分、弁座３と弁体４の圧接封鎖力を増したバネ弾発体５
を用いている。この実施例は、ペン先が下向き、横向
き、上向きのいずれの保管、使用状態においても、実施
例１とほぼ同様に連続筆記可能な吐出制御ができ、流出
漏洩しにくい筆記具である。

【００２０】実施例３図４に本発明の実施例３の要部拡大図を示す。実施例３
は、実施例１において、シール剤溜部１１を、弁体４と
弁座１０３との圧接部１０３ｂの外周部に形成し、且
つ、軸芯外部に拡開するよう形成したこと以外は実施例
１と同じである。実施例３は、シール剤溜部１１を軸芯
外部に拡開するよう形成することによって、弁を開いた
ときにシール剤１１が剥離又は遊離しても、再凝集後、
毛管力が軸芯内側に働くので、圧接部が確実にシール剤
１１で濡れている状態を作り出すことができる。

【００２１】実施例４図５に本発明の実施例４を示す。実施例４は、実施例３
において、弁体２０４を、凹型形状とし、弁座圧接部２
０３ｂを包囲するような外管部２０４ｂを形成し、その
内面には外管内リブ溝２０４ｃが設けてある以外は、実
施例３と同じである。実施例４は、ペン先６のインキ消
費により、弁体２０４が開弁する。それに伴い、シール
剤１０は、通過流出するインキによって一時的に剥離又
は遊離する状態になる。しかし、剥離又は遊離したシー
ル剤１０は、凹形弁体の外管内リブ溝２０４ｃなどに付
着して留まり、筆記をやめてインキの流れが止まると、
再びシール剤の自己凝集力でシール剤溜部に再凝集する
ので、繰り返しのインキ吐出によっても流出しにくく、
低い圧接力で封鎖性を維持し、筆記に呼応するインキの
自動吐出が可能となっている。

【００２２】

【発明の効果】本発明によって、課題とした筆記具の各
種のインキ流出要因に対して安定な生インキ自動吐出制
御性のよい筆記具を提供できることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の縦断面図である。

【図２】実施例１の要部拡大縦断面図である。

【図３】第２実施例の縦断面図である。

【図４】第３実施例の要部拡大縦断面図である。

【図５】第４実施例の要部拡大縦断面図である。

【符号の説明】

１軸筒１ａ軸先部１ｂペン体接続口部１ｃインキ捕捉リブ溝２生インキタンク２ａ生インキタンク内壁３弁座３ａ生インキタンク接続口３ｂ圧接端部４弁体４ａ圧接端面４ｂ弁体外管部４ｃ外管内リブ溝５バネ弾発体６ペン体６ａペン体前方部７膨張収納室７ａ細径パイプ部７ｂ内壁リブ７ｃ軸嵌合部７ｄ通気間隙８インキ吸収体９通気尾栓９ａ通気孔１０シール剤１１シール剤溜部１２ａプラスチック隔壁栓１２ｂグリス状物質

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C350 GA04 HA15 KA07 KA09 KA10 KC02 KC16 KD01 KD09 KD10 KF03 NA07 NA10 NA11 3B040 AE02 AE07 3E014 PA01 PB03 PD30 PE03 PE05 PE25 PF10 4F042 AA01 FA22 FA23 FA30 FA40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸内に直接生インキを収容する生インキ
タンクを形成し、軸先部にペン体を配置し、生インキタ
ンクとペン体先端とを連通するインキ流通経路内に、筆
記に呼応するペン体のインキ吸収作用（毛管浸透圧）に
よって弁体と弁座とが離間開閉する弁機構を配置してな
る塗布具において、前記弁体と弁座との圧接部近傍にシ
ール剤溜部を形成し、このシール剤溜部内に、弁体又は
弁座には濡れやすく、インキには不溶で濡れにくい、流
動性を有する有機物よりなるシール剤を配置すると共
に、生インキタンク内インキの落差水頭圧＜弁機構の弁
と弁座の封鎖圧（水頭圧換算）＜ペン体の毛管浸透圧
（水頭圧換算）≦ペン体接続口部の毛管浸透圧（水頭圧
換算）となしたことを特徴とする塗布具。
【請求項２】前記シール剤溜部を、弁体と弁座との圧
接部の外周部に形成し、且つ、軸芯外部に拡開するよう
形成したことを特徴とする請求項１記載の塗布具。
【請求項３】前記弁体を、凹型形状とし、弁座を包囲
するような外管部の内面に外管内リブ溝を設けたことを
特徴とする請求項１又は２記載の塗布具。