JP2006289875A - 加圧式の筆記具 - Google Patents

Abstract

【目的】
粘度が低いインキを使用した場合のペン先からのインキのボタ落ち防止や、高固形分濃度で粘度が高く、剪断減粘性を有するインキ、などのインキを使用可能とし、インキの粘度が所定以上に高かったり、あるいは着色微粒子が所定以上に大きい場合であってもペン先が詰まって筆記不可となる問題等を加圧作用を利用して正常に筆記可能とする。
【構成】
先端にサインペンまたはマーカー等のペン芯を有し、後方のインキ収容部にインキとインキの後方に加圧機構が設けられてなる加圧式の筆記具に於いて、
軸筒前方の先軸部開口にインキを導通する芯体とその外側にインキを導通可能とする外郭体が形成されてなるペン芯が嵌着され、インキの後端に所定の加圧力が掛かったときに、インキ収容部側からインキが前記外郭体を疎通して芯体に導通可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、先端にサインペンまたはマーカー等のペン芯を有した筆記具であって、初期筆記でインキ切れしやすいインキを使用したもの、インキに種々のフィラーが混入されたもの、紙面に筆記した筆跡が消しゴムでの擦過により容易に消去できるインキが充填されたもの、誤記等を白色のインキで隠蔽することで修正可能とするもの、などの加圧式の筆記具に関する。

実公平６−３２２２０ 特開平８−１０８６８３ 特開２００４−２９１５７６ 特開２００１−０９６９６８

（特許文献１）
多孔質体からなるペン芯、繊維集合体あるいは連通多孔質体からなる塗布液吸蔵体等で構成され、毛細管力によってインキが導出される。このものは、インキの粘度が低すぎる場合にペン先からインキがボタ落ちする問題がある。また反面、インキの粘度が所定以上に高かったり、あるいは着色微粒子が所定以上に大きい場合にペン先が詰まって筆記不可となる問題が存在する。
（特許文献２）
インキ収容部とペン先との間に前後２箇所の弁部を設けて、弁部と弁部の間に弁室を形成し、ペン先を押圧後退させた時に弁室の圧縮によって前方の弁部が開口してペン先側にインキが吐出され、押圧を解除してペン先が戻るときに吸引作用により後方の弁部が開口してインキ収容部から弁室内にインキが補充される。このものは、ペン先を押圧してインキが吐出されるため、塗布には適するが通常の筆記等に使用する場合にはインキの吐出量を安定させることが難しく、また構造がやや複雑で安価に提供しえない問題が存在する。 （特許文献３）
先端にサインペンまたはマーカー等のペン芯を有し、後方のインキ収容部にインキとインキの後端にインキと追随するフォロアが配設され、更にその後方にポンピング式の加圧機構が設けられてなる加圧式の筆記具である。この加圧機構は、外周部が後軸筒の内周部に密接し、前後退可能に後軸筒に係止されるノック機構部と、そのノック機構部の前方に加圧空気を疎通させる弁機構が設けられて、ノック機構部を前進させた時に空間部が圧縮されてフォロアの後端が加圧されるように構成されている。
（特許文献４）
ペン先本体における断面構造が、多孔質の芯体と、この芯体の外側の非透水性仕切り体と、この仕切り体の外側の多孔質の筒状外郭体とからなる内外３層構造で、チゼル状の筆先における筆先縁部が、芯体による内側筆先部と、外郭体による外側筆先部と、この内外の筆先部分間の仕切り部とからなる５層構造で、且つ、内側筆先部と外側筆先部とにより２色３層のラインを筆記可能にしてあることを特徴とする多色ペン用ペン先が示されている。

先端に連続気孔を有した多孔質体、軸方向に複雑な毛細管が形成されて成る所謂プラ芯、繊維集合体、などからなるペン芯をペン先としたサインペン、マーカー等の筆記具に於いて、粘度が低いインキを使用した場合のペン先からのインキのボタ落ち防止や、紙面に筆記した筆跡が消しゴムでの擦過により容易に消去できるインキ、誤記等を白色で隠蔽する所謂修正インキ、メタリックカラーインキ、ラメを配したインキ、パール調インキ、顔料粒子、高分子粒子、金属粉、金属箔、雲母などをインキ中に含み、高固形分濃度で粘度が高く、剪断減粘性を有するインキ、などのインキを使用可能とし、インキの粘度が所定以上に高かったり、あるいは着色微粒子が所定以上に大きい場合であってもペン先が詰まって筆記不可となる問題等を加圧作用を利用して正常に筆記可能とする。

本発明は、上記課題を達成する為に以下の構成を有する。
請求項１に記載の発明に係る加圧式の筆記具は、先端にサインペンまたはマーカー等のペン芯を有し、後方のインキ収容部にインキとインキの後方に加圧機構が設けられてなる加圧式の筆記具に於いて、軸筒前方の先軸部開口にインキを導通する芯体とその外側にインキを導通可能とする外郭体が形成されてなるペン芯が嵌着され、インキの後端に所定の加圧力が掛かったときに、インキ収容部側からインキが前記外郭体を疎通して芯体に導通可能となる。

請求項２に記載の発明に係る加圧式の筆記具は、請求項１に記載の加圧式の筆記具に於いて、加圧機構は、インキの後方に所定の加圧で弁部が開口して加圧空気が流入可能となる弁体が配設されると共に、更にその後方に軸筒内を前後動可能に重りが配設されてなり、軸筒を振ったときの慣性で、重りが前進したときに、前記弁体の後端との間の空間が圧縮・加圧されてインキのペン芯側への流動性が支援されるように構成されてなる。

請求項３に記載の発明に係る加圧式の筆記具は、請求項１に記載の加圧式の筆記具に於いて、加圧機構は、重りが弁体側に前進したときに、重りの前端と弁体の後端との間の空間が圧縮・加圧されてインキのペン芯側への流動性が支援可能となり、重りが軸筒の後端側に移動したときには、重りの前端と弁体の後端との間の空間が外気と連通した状態となるように設けられてなる。

本発明の加圧式の筆記具は、先端に連続気孔を有した多孔質体、軸方向に複雑な毛細管が形成されて成る所謂プラ芯、繊維集合体、などからなるペン芯をペン先としたサインペン、マーカー等の筆記具に於いて、粘度の低いインキのボタ落ち防止や、紙面に筆記した筆跡が消しゴムでの擦過により容易に消去できるインキ、誤記等を白色で隠蔽する所謂修正インキ、メタリックカラーインキ、ラメを配したインキ、パール調インキ、顔料粒子、高分子粒子、金属粉、金属箔、雲母などをインキ中に含み、高固形分濃度で粘度が高く、剪断減粘性を有するインキ、などのインキを使用可能とし、インキの粘度が所定以上に高かったり、あるいは着色微粒子が所定以上に大きい場合であってもペン先が詰まって筆記不可となる問題が回避可能である。
また、本発明の加圧式の筆記具は、筆記中あるいは塗布中に圧力不足でインキの流出に支障が生じてもいちいち軸筒を持ち替えなくても軸筒を振るだけで加圧が促進されるように構成することが可能であり、その場合、使い勝手が極めて良い。

図１乃至図５は本発明の実施形態である加圧式の筆記具を示している。
加圧式の筆記具は、軸筒１、ペン芯３、インキ５、加圧機構を主要素として構成され、通常、筆記具の最終形態としては軸筒前方の先軸部に被嵌するキャップ（図示せず）が設けられる。

軸筒１は樹脂成形品（通常は透明樹脂）で、先方に先軸部２が一体または螺子接合等で気密状に接合されてなる。
先軸部２の軸心には、前端にペン先を突出させてペン芯３が嵌着され、そのペン芯３の後方にインキ５が充填されている。

ペン先の形態は上記実施形態に限定されず、基本的には、通常のサインペンやマーカー等で構成される形態で対応可能である。また必要によって、ペン芯３は、積極的な係止部によって軸筒に固着されて、ペン芯３の外周部と軸筒の挿通孔周面との間にインキ漏れ防止等のインキ保持体４が設けられている。
また、ペン芯３は、軸心の芯体３ｂと芯体３ｂの外周を被覆した外郭体３ａで形成されており、芯体３ｂはインキ５が浸透しインキ５を軸方向に導通する作用を有する。
また、外郭体３ａはインキ５に所定の加圧力が掛かったときにインキ５が疎通可能となるように形成されている。

軸筒１は、ペン芯３後端の後方にインキ収容部を有しており、そのインキ収容部内には、ペン先からインキがボタ落ちしやすい低い粘度のインキや、反対に紙面に筆記した筆跡が消しゴムでの擦過により容易に消去できるインキ、誤記等を白色で隠蔽する所謂修正インキ、メタリックカラーインキ、ラメを配したインキ、パール調インキ、顔料粒子、高分子粒子、金属粉、金属箔、雲母などをインキ中に含み、高固形分濃度で粘度が高く、剪断減粘性を有するインキ、など低粘度や高粘度のインキや剪断減粘性を有するインキが充填されている。

次に、加圧機構の実施形態について説明する。加圧機構は、図２に示すように軸筒１内にインキ５の後端に対接してゴム等の弾性体よりなる弁体７が配設され、更に後方で、軸筒の後端から脱出しない状態で軸筒内を前後動可能な重り９が配設されてなり、軸筒１を振ったときの慣性で、重り９が前進したときに重り９の前端と弁体７との間の空間が圧縮・加圧されると共に、所定圧力で弁体７が開口してインキ５の後端に加圧空気が流入してペン芯３側への流動性が支援されるようになされている。また、重り９が軸筒１の後端側に移動したときには、重り９の前端と弁体７の後端との間の空間が外気と連通した状態となるようになされている。
実施形態の弁体７は、シリコンゴムや他のゴム等の弾性体あるいは軟質樹脂成形品などの弾性材よりなり、中央に適宜スリット部が穿設された弁部７ａが設けられている。重り９が前進したときに重り９の前端と弁体７との間の空間が圧縮・加圧されると共に、所定圧力で弁体７が微小に開口してインキ５の後端に加圧空気が流入する。また、弁体７は固定具６によって軸筒内の所定位置に固定されている。尚、弁体は実施例の形態に限定されず設けることが可能である。

また、弁体を連続通気性を有する多孔質状となして、定圧では連続性を有する孔の一部が閉塞され、所定の加圧を受けたときに閉塞部が開口するように変形されて、加圧空気が疎通可能となすことができる。また、必要により、弁体に撥インキ性を有する素材を選択したり、撥インキ性を有する処理を施して、インキが弁体の後端側に漏れないようにすることも可能である。
撥インキ性とは、インキが水性系の場合には撥水性を示し、油性系の場合には撥油性を示す性質であり、弁部に対して定圧ではインキが疎通しにくく、所定圧以上に加圧された状態でインキが疎通可能となるものである。

重り９は、前方外周部に周状の凹部９ａが形成され、また、重り９の前端から軸心に孔９ｂが形成され、その孔９ｂの側面から前記凹部９ａの後方側に連通した孔９ｃが形成されている。また、凹部９ａ内には一例としてゴム等の弾性体や弾性のある成形樹脂などより成るシールリング１０装着されている。シールリング１０は、機密性、滑り性のよいものが選択される。また、他潤滑剤を介在させるなど配慮される。

また、軸筒１の略後端の側面には窓部１ｂが穿設されており、尾栓１１は、その外周部に形成された突状の係止部１１ａを窓部１ｂに弾性的に係合させて固着されている。
尚、尾栓の固着手段は上記に限定されず設けることが可能である。

次に、ペン芯の機能について説明する。
例えば、消しゴムで容易に消去可能とするインキの場合、インキの着色微粒子が小さいと紙の繊維内に染みこんで消去性が悪くなる問題がある。また、大きすぎる場合、着色微粒子の分散安定性が低下してペン先が詰まったり、発色が悪く、鮮明な色の描線が得られないなどの問題があり、着色微粒子の粒径は１〜２０μ、望ましくは２〜１０μ程度と言われている。

また、インキの粘度は、粘度が低すぎると着色微粒子が分離しやすく、粘度が高すぎるとペン先を出したまま放置しておくと極めて短時間でペン芯が詰まって筆記不可となる問題があり、インキの粘度は５〜３５ｍｐａ．ｓｅｃ程度、繊維集合体よりなるペン芯は１０ｍｐａ．ｓｅｃ以下にすべきとも言われている。

本発明に使用されるペン芯３は、芯体３ｂと外郭体３ａからなる。芯体３ｂは、連続気孔を有した多孔質体（ウレタン状のものもしくは硬質の焼結体）、押出し成形等で軸方向に針葉状の複雑な毛細管が形成される所謂プラ芯、繊維集合体、などからなり、インキの基本的な流出機能としてインキの自重や毛管作用に依存しているが、目詰まりを生じない気孔を設け、必要に応じて、インキの濡れを低下させる。（例えば、インキの表面張力より小さく、インキをはじく状態となるようにペン芯の材質選定や表面処理を施す。撥インキ性。）一方、外郭体３ａは、インキの基本的な流出機能としてインキの自重や毛管作用に依存せず、インキをはじく状態となるように材質選定や表面処理が施されており、インキに所定の加圧力が掛かることによってインキが疎通可能となる。
以上によって、通常のペン芯に適用するインキの粘度範囲の上限を超えたものや、着色微粒子の粒径の上限を超えたインキの対応が可能となる。すなわち、撥インキ性を有したペン芯を使用することで、インキのボタ落ち防止やペン先に目詰まりを生じない大きな気孔を設けることなどが可能となる。
実施形態に示されるペン芯３は、軸心の芯体３ｂの外周全体を被覆した状態で外郭体３ａが形成されているが、ペン先部は被覆されないように設けられてもよい。

（作用）
先ず、加圧しない状態では、弁体７の弁部７ａが閉口しているのでインキのボタ落ち等が防止される。軸筒１を振ることによって、重り９が前進したときに弁部７ａが開口してインキ５の後端が加圧される。

加圧機構の作用を以下に詳説する。
軸筒１を振ったときの慣性で、重り９は弁体７の後端（固定具６の後端）と尾栓１１の前端との間で前後動可能となる。
重り９の外周と軸筒１の内周との間には適宜隙間が設けられ、シールリング１０の外周と軸筒の内周とが気密状に僅かに密接した状態となされている。重り９が弁体７側に前進したときには、シールリング１０が軸筒内面との摩擦によって凹部９ａの後端側に寄った状態となり、シールリング１０によって孔９ｃが閉塞された状態で重り９が摺動し、重り９の前端と弁体７の後端との間の空間が圧縮・加圧される。
そのとき、所定の加圧力で弁体７の弁部７ａが微小に開弁してインキ５の後端に加圧空気が流入すると共に重り９の前端部が固定具６の後端に当接した状態で加圧が終了する。 （図２参照）また、重り９が軸筒１の後端側に移動したときには、シールリング１０が軸筒内面との摩擦によって凹部９ａの前端側に寄った状態となり、そのとき、孔９ｃの閉塞状態が開放されて、重り９の前端と弁体１２の後端との間の空間が外気と連通した状態となるので、重り９の前端と弁体７の後端との間の空間が減圧されること無く重り９が後退し、また、弁部７ａは閉じた状態でインキ５の後端は所定時間加圧状態が維持される。 また、重り９の後端部が尾栓の前端に当接した状態で後退が終了する。（図３参照）
上記加圧作用によって、インキ５の後端が加圧されてインキのペン芯側への流動性が支援され、連続的なインキの流出がとぎれるのを防止して円滑な筆記を可能とする。

また、図４及び図５は加圧機構の別の実施形態を示している。
重り１２は、前方外周部に周状の凹部１２ａが形成され、また、凹部１２ａの前端側所要箇所に溝１２ｂが形成されて、重り１２の前進で、シールリング１０が凹部１２ａの後端側に寄ったときには重り１２の前端と弁体７の後端との間の空間が加圧可能となり、（図４参照）また、重り１２の後退で、シールリング１０が凹部１２ａの前端側に寄ったときには溝１２ｂを通じて、重り１２の前端と弁体７の後端との間の空間が外気と連通した状態となるので、重り１２の前端と弁体７の後端との間の空間が減圧されること無く重り１２が後退する。

（その他の実施形態）
インキの後端にインキの消耗と共にインキと追随するグリース状のフォロアを設けることもできる。フォロアはインキと相溶性が無く、インキの蒸発を防止する性能を有する。 また、必要に応じてフォロア内にフォロアと略同等の比重を有する樹脂製のフォロア棒を浸漬してもよい。また更に、フォロアは例えばシリコンゴム等の追従体とすることも可能である。フォロアを設けることで、上述した実施形態の加圧機構でインキが弁体の後端側に漏れる虞が確実に防止可能となる。
また、加圧機構は、弁機構部と、弁機構部の後方に形成される空間部を圧縮するように設けられたノック機構部とで構成することもできる。
また、ポンピング式の加圧機構の弁機構部やノック機構部は設計都合によって種々の形態が採用可能である。

本発明の実施形態である加圧式の筆記具の前方部を示す縦断面図である。 本発明の実施形態ある加圧式の筆記具の後方部を示す縦断面図で、重りが前進した状態を示している。 本発明の実施形態ある加圧式の筆記具の後方部を示す縦断面図で、重りが後退した状態を示している。 加圧機構の別の実施形態を示した縦断面図で、重りが前進した状態を示している。 加圧機構の別の実施形態を示した縦断面図で、重りが後退した状態を示している。

符号の説明

１ 軸筒
１ａ 段部
１ｂ 窓部
２ 先軸部
３ ペン芯
３ａ 外郭体
３ｂ 芯体
４ インキ保持体
５ インキ
６ 固定具
７ 弁体
７ａ 弁部
９ 重り
９ａ 凹部
９ｂ 孔
９ｃ 孔
１０ シールリング
１１ 尾栓
１１ａ 係止部
１２ 重り
１２ａ 凹部
１２ｂ 溝

Claims (3)

1. 先端にサインペンまたはマーカー等のペン芯を有し、後方のインキ収容部にインキとインキの後方に加圧機構が設けられてなる加圧式の筆記具に於いて、
   軸筒前方の先軸部開口にインキを導通する芯体とその外側にインキを導通可能とする外郭体が形成されてなるペン芯が嵌着され、インキの後端に所定の加圧力が掛かったときに、インキ収容部側からインキが前記外郭体を疎通して芯体に導通可能となるように構成されたことを特徴とする加圧式の筆記具。
2. 加圧機構は、インキの後方に所定の加圧で弁部が開口して加圧空気が流入可能となる弁体が配設されると共に、更にその後方に軸筒内を前後動可能に重りが配設されてなり、軸筒を振ったときの慣性で、重りが前進したときに、前記弁体の後端との間の空間が圧縮・加圧されてインキのペン芯側への流動性が支援されるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の加圧式の筆記具。
3. 加圧機構は、重りが弁体側に前進したときに、重りの前端と弁体の後端との間の空間が圧縮・加圧されてインキのペン芯側への流動性が支援可能となり、重りが軸筒の後端側に移動したときには、重りの前端と弁体の後端との間の空間が外気と連通した状態となるように設けられてなる請求項１に記載の加圧式の筆記具。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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