JP2015120278A - 筆記具用インキカートリッジ及びそれを用いた筆記具 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構造で構成されるインキカートリッジであっても、落下等の衝撃、温度や気圧の変化に伴う内圧上昇等によって栓体が外れることを抑制でき、更に、使用済みカートリッジを筆記具本体から取り外して交換する際に、容器開口部が上向きではない場合であっても、使用済みカートリッジ内の残留インキが漏れ出すことを確実に防止できる筆記具用インキカートリッジとそれを用いた筆記具を提供する。【解決手段】 一端を開口し他端を閉鎖底部とする容器２と、容器内に収容されるインキ５と、容器の開口部を密栓する栓体３とからなり、筆記具取付時に、前記栓体３が筆記具本体に形成される槍体によって押圧開放されることで筆記具にインキを供給する筆記具用インキカートリッジ。前記容器内に弾発体４が収容され、前記栓体３が弾発体４により容器底部側から開口部方向に押圧される。前記インキカートリッジを接続取付してなる筆記具。【選択図】 図１

Description

本発明は筆記具用インキカートリッジに関する。更には、カートリッジ交換時等のインキ漏れを防止できる筆記具用インキカートリッジとそれを用いた筆記具に関する。

従来、筆記具に用いられるインキカートリッジとしては、インキを収容した容器の上方開口部に、球状、円盤状等の栓体（パッキング）を嵌着した構造が用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。

前記カートリッジは簡易な構造で構成されるため、筆記具装着時には筆記具本体の接続部分に形成される槍体によって、前記栓体が押圧され容易に開放できるものである。そのため単体での保管時には、落下等の衝撃や、温度や気圧の変化に伴う内圧上昇によって容器から栓体が外れ易く、インキ漏れを生じる虞がある。
また、筆記具本体に取り付けられたインキカートリッジをインキ消費後に交換する際、開口部が上向きでない場合には、容器内に残留するインキが漏れ出して周囲を汚染することがある。

特開２００１−２８７４９４号公報 実公平６−１８３０号公報

本発明は前記問題を解消するものであって、簡易な構造で構成されるインキカートリッジであっても、落下等の衝撃、温度や気圧の変化に伴う内圧上昇等によって栓体が外れることを抑制でき、更に、使用済みカートリッジを筆記具本体から取り外して交換する際に、容器開口部が上向きではない場合であっても、使用済みカートリッジ内の残留インキが漏れ出すことを確実に防止できる筆記具用インキカートリッジとそれを用いた筆記具を提供するものである。

本発明は、一端を開口し他端を閉鎖底部とする容器と、容器内に収容されるインキと、容器の開口部を密栓する栓体とからなり、筆記具取付時に、前記栓体が筆記具本体に形成される槍体によって押圧開放されることで筆記具にインキを供給する筆記具用インキカートリッジであって、前記容器内に弾発体が収容され、前記栓体が弾発体により容器底部側から開口部方向に押圧されることを特徴とする筆記具用インキカートリッジを要件とする。
更に、前記容器の開口部が、栓体よりも小さく形成されること、前記開口部の下方内面と、栓体の上方外面とが気密接触することを要件とする。
更には、前記いずれかに記載の筆記具用インキカートリッジを接続取付してなる筆記具を要件とし、前記槍体が容器開口部の内周と気密接続されるインキ誘導筒であり、栓体と接触した状態でインキを導入するインキ導入部が設けられることを要件とする。
尚、本発明において「上」とは、容器の開口方向を示し、「下」とは、容器の底部（閉鎖部）側を示し、「前」とは、筆記具のペン先側を示し、「後」とは、筆記具の軸側を示す。

本発明により、簡易な構造で構成されるインキカートリッジであっても、落下等の衝撃、温度や気圧の変化に伴う内圧上昇等によって栓体が外れることなく封鎖状態を維持し、更に、使用後のカートリッジを筆記具本体から取り外して交換する際には、栓体が開口部を瞬時に再封鎖できるため、不用意にカートリッジ内のインキが漏れ出すことを確実に防止できる。そのため、カートリッジ単体での保管性及び筆記具状態での交換性に優れたものとなる。

本発明の筆記具用インキカートリッジの一実施例を示す縦断面図である。 図１の筆記具用インキカートリッジを接続した筆記具の一例を示す縦断面図である。 筆記具用インキカートリッジの他の実施例を示す縦断面図である。 筆記具用インキカートリッジの他の実施例を示す縦断面図である。 筆記具用インキカートリッジの他の実施例を示す縦断面図である。

本発明の筆記具用インキカートリッジは、容器の一端に設けられた開口部分に封鎖用の栓体を配設することで、容器内に形成されるインキ収容部に、水性インキ、油性インキ等の筆記具インキを収容してなる簡易構造の筆記具用インキカートリッジに対して、栓体を上方に弾性押圧（即ち、容器内の底部側から開口部側への押圧）する弾発体を設けたものである。

前記容器は、一端（上方）を開口し、内部にインキ収容部を形成するための底部（閉鎖部分）を他端（下方）に備えた筒状物であり、金属、樹脂等から形成されるものであるが、成形性が高く、安価に得られることから樹脂が好適である。また、径方向断面形状としてはどのような形状であってもよいが、栓体等の組付性能が高い円形が好適である。
前記容器は透明、不透明のいずれであってもよいが、外側からインキ収容量が視認できるように、透明性を有する材質で形成することが好ましい。
更に、容器の内壁面には、軸方向に伸びるリブや溝を設けることができる。これにより、筆記具接続時のインキの誘導性を高めたり、透明性を有する場合には外側からの視認性を高めることが可能となる。尚、前記リブは、栓体の径方向のガタを防止する支持部としても作用し、溝は、インキ流通路として作用する構造とすることもできる。

また、前記容器の開口端や開口部近傍（内壁面の上方部分等）には、栓体を挿入保持するために用いられるテーパー、リブ、溝部等を容器と一体又は別部材により形成することが好ましい。これにより、密栓状態を形成するとともに、栓体が容器内の底部側から開口部側に押圧された状態であっても、栓体が外方へ外れてしまうことを確実に抑制できる。
尚、栓体取付時の挿入性や容器の成形性等の観点から、別部材からなる栓体保持部を取り付けることが好ましい。その際、前記保持部により容器開口部を小径化することで、筆記具本体（接続部や槍体）との接続部分を兼ねることが容易となるとともに、栓体による密封状態が維持し易いものとなる。

前記栓体としては、容器内に収容可能な大きさで開口部（保持部）を密閉できる形状（円板状、球状、円錘台等）の樹脂成形物や金属加工物が用いられ、長期間インキに接触しても変形や溶解がされ難い材質が適用される。また、弾発体により底部側から開口部側に押圧されるため、弾発体による押圧で変形し難い形状、材質等が好適である。

前記栓体を底部側から開口部方向に押圧する弾発体としては、スプリングや弾性樹脂等、汎用の弾性材料や蛇腹状、板バネ状等の形状が適用できる。また、前記弾発体は栓体と一体にすることや、容器（底部や壁面）と一体にすることで、部品点数を減らして組立性を向上させることも可能である。尚、弾発体はインキと接触した状態で容器内に配設されるため、材質に応じてコーティング等の防錆手段を施すことが好ましい。
また、前記弾発体は、容器側（底部や壁面から延設されるリブ等）の特定位置に配設されるように、位置決め用の係止部を容器や弾発体に形成することができる。これにより、弾発体が所望位置からずれることで生じる栓体押圧不良を抑制できる。
更に、栓体の特定位置に接触するような位置決め係止部を設けることで、弾発体が栓体の所望位置からずれることで生じる栓体押圧不良を抑制できる。

前記インキ収容部には水性インキ又は油性インキのうち、適用する筆記具に応じたインキが内蔵される。
前記インキは、溶媒となる水又は有機溶剤中に染料、顔料等の着色剤、樹脂等の従来からインキを構成する組成物が添加される他、必要に応じて、酸化防止剤、耐ドライアップ性付与剤、紫外線吸収剤、防錆剤、潤滑剤、粘度調整剤、剥離剤、顔料分散剤、消泡剤、剪断減粘性付与剤、界面活性剤等の各種添加剤を用いることができる。

前記筆記具用インキカートリッジを取り付けて使用する筆記具としては、構造や形状を特に限定することなく、汎用の槍体（接続部）を備えたカートリッジ式のボールペンやマーキングペン、万年筆等の形態で使用できる。
例えば、繊維ペン体、フェルトペン体、プラスチックペン体、万年筆型金属ペン体等のマーキングペンチップや、ボールペンチップをペン先として軸筒前方の筆記先端部に装着し、軸筒内部に筆記先端部と接続状態に収容した繊維束からなるインキ吸蔵体に、インキカートリッジ内のインキを誘導し、該インキを筆記先端部に供給する構造、筆記先端部後方に櫛溝状のインキ流量調節部材や繊維束からなるインキ流量調節部材を介在させ、該インキ流量調節部材の後方にインキカートリッジを取り付ける構造、軸筒内部の筆記先端部とインキカートリッジとの間に弁機構を設け、前記筆記先端部に所定量のインキを供給する構造のマーキングペン（サインペン、フェルトペン、筆ペン等）、ボールペン、万年筆が挙げられる。

尚、前記筆記具に設けられる槍体とは、インキカートリッジを取り付けた際に栓体を押圧開放できる形状、構造であればどのようなものであってもよく、例えば、栓体の特定位置を押圧するための突起片や、球状等の栓体の略中心を押圧するための円柱や円筒部等が適用できる。また、前記槍体を、カートリッジを取り付ける接続部と兼用することもできる。この場合、容器開口部と気密嵌合できるような構造とするとともに、栓体押圧状態で容器内のインキをペン先へ誘導するためのインキ導入部を形成することが好ましい。

また、前記カートリッジ式筆記具では、筆記具本体に接続された前述のインキカートリッジ（容器）を後軸として直接使用できる他、筆記具本体後方に着脱可能な軸筒や尾栓を備え、その内部にカートリッジを収容させたものを適用できる。

本発明の実施例を以下の図面に従って説明する。
図１は本発明の第一の形態の筆記具用インキカートリッジを表す断面図であり、図２は図１の筆記具用インキカートリッジを取付収容したマーキングペンを表す断面図である。また、図３は第二の形態の筆記具用インキカートリッジ、図４は第三の形態の筆記具用インキカートリッジ、図５は第四の形態の筆記具用インキカートリッジを表す断面図である。

実施例１（図１，２参照）
筆記具用インキカートリッジ１は、上端を開口し下端が閉鎖された有底円筒状体であり、合成樹脂（具体的にはポリプロピレン樹脂）の射出成形またはブロー成形により得られる成形物を容器２とし、上方開口部分の内側壁面にドーナツ状の保持部２３を嵌合することで、小径化された開口部２４を形成している。前記保持部２３はポリエチレン樹脂成形物からなり、栓体接触部分（開口部下側の窪み）と槍体接続部分（ドーナツ状孔部）が若干の弾性を有するため、いずれも気密状態を確保し易い構成である。
前記容器２の内部には、保持部２３の下方内面（下側の窪み）と気密接触する球状の栓体３が収容され、更に、前記栓体３下方と底部２５との間に、弾発体としてコイルスプリング４が栓体３を上方弾発状態に配設される。
また、栓体３の下方部分は、水性インキ５が直接収容されるインキ収容部２１として適用される略円筒有底体であり、インキ収容部２１内周には、軸方向に四本のリブ２２が等間隔に延設されている。リブ２２は、栓体３の径方向のガタツキを抑制するとともに、インキ収容部２１内のインキ誘導性を高めている。更に、その上端部分が、前記保持部２３の係止位置となり、それ以上内部に移動しない構造となっている。

前記栓体３はステンレス製ボールにより構成されるがこの限りではなく、開口部２４を密閉できるものであればゴム材や樹脂製のもの、中空のもの等限定されることなく適用できる。尚、金属を用いる場合、インキ５との接触状態での安定性を考慮し、防錆処理を施すことが好ましい。

前記弾発体として用いられるコイルスプリング４はステンレス製の巻きバネが適用されており、その上端が球体（栓体３）の下側を包み込んで円状に接触するとともに、下端が底部２５と面接触しているため、自身が容器内で安定保持され、更に栓体３を上方へ垂直に押圧している。前記弾発体は、前述のコイルスプリング４に限定されるものではなく、板バネ等の他形状のバネや、樹脂バネ、ゴム材等、栓体３を上方へ弾発押圧して密栓できるものであればいずれも適宜使用することができる。

前記構成の筆記具用インキカートリッジ１は、向きを限定することなく、容器内側から栓体３を一定の弾発力で常に押圧することができるため、保管時には開口部２４を強固に封鎖しており、落下等の衝撃で開栓することを防止するとともに、使用時には槍体で栓体３を下方に押圧することで容易に開栓できるものである。また、インキ５使用後に槍体を引き抜く場合、開口部２３の向きによらず、常に槍体の移動に追従して開口部２４を確実に封鎖するため、カートリッジ交換時の残留インキ漏れを抑制できる。

筆記具（図２参照）
前記筆記具用インキカートリッジ１を接続収容した筆記具６を図２により説明する。尚、筆記具６はキャップ式マーキングペンであるが、図２はキャップを外した状態の図面である。

前記筆記具６は、ペン体７６とペン芯（インキ流量調整部材）７５とカートリッジ接続部７３（槍体）を備えた前軸７に、インキカートリッジ１を接続した後、被覆収容する後軸８が螺合されることで構成されたマーキングペンである。
前記ペン体７６は、インキカートリッジ１の接続時に、カートリッジ内のインキ５（図示せず）を筆記先端に供給するインキ誘導芯と一体に形成されており、合成樹脂製繊維（例えば、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維等）の樹脂加工により得られる棒状体である。尚、筆記先端となる前端は砲弾状に研削され、インキ供給する後端部外周面はテーパー状に面取りされている。

前記ペン芯７５は、インキ流量調整部材とも呼ばれるものであり、多数の円盤体が櫛溝状の間隔を開け並列配置され、前記円盤体を軸方向に縦貫するスリット状のインキ誘導溝及び該溝より太幅の通気溝が設けられ、軸心に前記インキ誘導芯（ペン体７６）が配置される。更に、ペン芯７５には、インキカートリッジ１（保持部２３）の開口部２４に接続される円筒状のインキ誘導筒（接続部７３）が後方に延設されており、その軸心に前記ペン体７６が延設配置されている。更に、前記接続部７３となるインキ誘導筒には、軸方向のスリットがインキ導入路７４として形成されており、ペン体７６へのインキ導入をより確実に行える構造となっている。尚、前記接続部７３は、カートリッジ接続時に栓体３を押圧開放するための槍体を兼ねている。
前記ペン芯の材質としては、多数の円盤体を櫛溝状とした構造に射出成形できる合成樹脂であれば汎用のポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等いずれを用いることもできる。そのため、延設される前述の接続部７３も同様の材料で一体成形されている。

前記前軸７は、合成樹脂（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等）の射出成形により得られる略筒状体である本体７１に、ペン芯７５及びペン体７６を内設しており、接続部７３となる円筒部分が後端から突出するように配置される。また、ペン体７６は樹脂製のホルダー７７によって前方で保持されている。
更に、前記本体７１の後方には、後軸８が螺合される円筒状の螺合部７２が突出するように一体成形されている。尚、螺合部７２の後端は後軸８螺合時に、接続状態のインキカートリッジ１の前端と接触することで、後軸内のリブとともにカートリッジ１の移動を抑制している。

前記前軸７後方の螺合部７２には、接続部７３が開口部２４を貫通した状態でインキカートリッジ１を収容する後軸８が螺着される。
前記後軸８は、底部となる一端を封鎖する樹脂製筒状部材であり、開口部内壁に螺着用溝が形成されるとともに、インキカートリッジ１の底部２５を支持するリブが二本対向する位置に形成されている。そのため、後軸８が螺着された状態（筆記具形態）では、インキカートリッジ１はリブ上端と螺合部７２の後端とで挟持され、所望位置での接続状態が保持されるので、ペン先への安定したインキ供給を継続的に行うことができる。

筆記具使用時には、後軸８を外した前軸７の後端に突出する接続部７３を、弾発体の弾発力より大きな力で開口部２４内に挿入することで栓体３が押圧開放される。その際、接続部７３と開口部２４が気密状態で挿嵌され、インキ４が漏れることなくペン体７６（インキ誘導芯）に供給される（ペン先横向き〜下向き時）。前記接続状態で後軸８を再び螺合部７２に螺着することで螺合部７２後端とインキカートリッジ１前端が接触保持され筆記状態となる。
その後、筆記具用インキカートリッジ１内のインキ５を消費した後に、カートリッジ交換をする場合、後軸８を外してインキカートリッジ１を接続部７３から抜き取る際には、コイルスプリング４に押圧された栓体３が即座に接続部７３の移動に追従し、開口部２４を封鎖するため、抜き取り時の向きを気にすることなく、残留インキの漏れ出しを確実に抑制し、インキによる周囲の汚染を防止できる。

実施例２（図３参照）
本実施例の筆記具用インキカートリッジ１は、栓体３とコイルスプリング４の保持方法以外は実施例１と同様の形態で構成されている。

前記容器２は、リブ２２に代えて円筒状の係止突起２６を底部２５に一体成形している。前記係止突起２６の外周にコイルスプリング４の後端内周を嵌着することで配設位置が固定されるため、栓体３を常に一定押圧することができる。
また、容器２の開口部分に嵌合される保持部２３は、内側段付円筒状とすることで、上方の開口部２４を小径化してボール状の栓体３で密栓可能とするとともに、下方の広径部を栓体３の外径に合わせることで、栓体３のガタツキを抑制できる構造となっている。

前記構成の筆記具用インキカートリッジ１は、容器内側から栓体３を一定の弾発力で常に押圧することができるため、保管時には開口部２４を強固に封鎖しており、落下等の衝撃で開栓することを防止するとともに、使用時には槍体（接続部７３）で栓体３を下方に押圧することで容易に開栓できるものである。また、インキ５使用後に槍体を引き抜く場合、開口部２３の向きによらず、常に槍体の移動に追従して開口部２４を確実に封鎖するため、カートリッジ交換時の残留インキ漏れを抑制できる。

実施例３（図４参照）
本実施例の筆記具用インキカートリッジ１は、栓体３とコイルスプリング４以外は実施例１と同様の形態で構成されている。

前記栓体３は、円錐台の樹脂成形物であり、樹脂バネであるコイルスプリング４により上方へ垂直に弾性押圧されることで、開口部２４を内側から密栓している。
また、インキ収容部２１内周の四本のリブ２２が、円錐台下端の大径部分に合わせた高さであるため、栓体３の径方向のガタツキを抑制している。
尚、容器２、栓体３、コイルスプリング４がすべて樹脂成形物であるため、コイルスプリング４を容器２や栓体３と一体に形成することが可能であり、部品点数を減らして製造コストを下げることもできる。

前記構成の筆記具用インキカートリッジ１は、容器内側から栓体３を一定の弾発力で常に押圧することができるため、保管時には開口部２４を強固に封鎖しており、落下等の衝撃で開栓することを防止するとともに、使用時には槍体で栓体３を下方に押圧することで容易に開栓できるものである。また、インキ５使用後に槍体を引き抜く場合、開口部２３の向きによらず、常に槍体の移動に追従して開口部２４を確実に封鎖するため、カートリッジ交換時の残留インキ漏れを抑制できる。

実施例４（図５参照）
本実施例の筆記具用インキカートリッジ１は、内蔵するコイルスプリング４の長さを短くした形態であり、各部品の材質は実施例１と同様に構成される。
容器２内の軸方向に延設される四本のリブ２２は、インキ収容部２１全長の約半分程度の長さ（軸方向）に設定されるとともに、各リブ２２の高さ（径方向）を高くすることでコイルスプリング４の後端を等間隔な四箇所の位置で均等に支持している。更に、前記リブ２２の壁面近傍（軸方向上端部分）が、保持部２３の係止位置となり、それ以上内部に移動しない構造となっている。
保持部２３は、内側段付円筒状とすることで、上方の開口部２４を小径化してボール状の栓体３で密栓可能とするとともに、下方の広径部を栓体３の外径に合わせることで、栓体３のガタツキを抑制できる構造となっている。

前記構成の筆記具用インキカートリッジ１は、容器内側から栓体３を一定の弾発力で常に押圧することができるため、保管時には開口部２４を強固に封鎖しており、落下等の衝撃で開栓することを防止するとともに、使用時には槍体（接続部７３）で栓体３を下方に押圧することで容易に開栓できるものである。また、インキ５使用後に槍体を引き抜く場合、開口部２３の向きによらず、常に槍体の移動に追従して開口部２４を確実に封鎖するため、カートリッジ交換時の残留インキ漏れを抑制できる。

１ 筆記具用インキカートリッジ
２ 容器
２１ インキ収容部（本体）
２２ リブ
２３ 保持部
２４ 開口部
２５ 底部
２６ 係止突起
３ 栓体
４ コイルスプリング
５ 水性インキ
６ 筆記具
７ 前軸
７１ 前軸本体
７２ 螺合部
７３ 接続部（槍体，インキ誘導筒）
７４ インキ導入路（インキ導入部）
７５ ペン芯
７６ ペン体
７７ ホルダー
８ 後軸

Claims (5)

1. 一端を開口し他端を閉鎖底部とする容器と、容器内に収容されるインキと、容器の開口部を密栓する栓体とからなり、筆記具取付時に、前記栓体が筆記具本体に形成される槍体によって押圧開放されることで筆記具にインキを供給する筆記具用インキカートリッジであって、
   前記容器内に弾発体が収容され、前記栓体が弾発体により容器底部側から開口部方向に押圧されることを特徴とする筆記具用インキカートリッジ。
2. 前記容器の開口部が、栓体よりも小さく形成される請求項１記載の筆記具用インキカートリッジ。
3. 前記開口部の下方内面と、栓体の上方外面とが気密接触する請求項２記載の筆記具用インキカートリッジ。
4. 前記請求項１乃至３のいずれかに記載の筆記具用インキカートリッジを接続取付してなる筆記具。
5. 前記槍体が容器開口部の内周と気密接続されるインキ誘導筒であり、栓体と接触した状態でインキを導入するインキ導入部が設けられることを特徴とする請求項４記載の筆記具。

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