JP3477130B2 - 直液式筆記具 - Google Patents

直液式筆記具

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    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K8/00—Pens with writing-points other than nibs or balls
    • B43K8/02—Pens with writing-points other than nibs or balls with writing-points comprising fibres, felt, or similar porous or capillary material
    • B43K8/04—Arrangements for feeding ink to writing-points

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  • Pens And Brushes (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は直液式筆記具に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、いわゆる生インクを用いた直液式
筆記具においては減圧、温度上昇の際にインクタンク内
の空気の膨張によるペン先からのインクの流出を防ぐた
めに毛細管現象を利用したインク保留体、例えば羽状調
節体のものや一時保留できる繊維束が用いられているこ
とは知られている。
【０００３】インク保留体を用いた筆記具においてはペ
ン先側からのインクの漏れだしである直流を確実に抑え
るため、インクタンク容積から算出した膨張量の最大を
基準としてインク保留体の設計が行われている。よっ
て、インク保留体のサイズの設計はインクタンクの大き
さに依存し、インクタンクが大きくなるほどインク保留
体を大きくする必要がある。
【０００４】しかし、インク保留体を大きくするほど成
形するときのコストがかかるという欠点がある。又、イ
ンク保留体が太いほど外観の面においてスマートさが失
われるという欠点がある。更にはインク保留体の長さが
長い場合はインク保留体の内部を貫通し、筆記部までイ
ンクを誘導する中芯等の誘導手段の長さが長くなるた
め、その分のインクの自重が筆記部によりかかるため、
直流に対し不利になるという欠点を有している。
【０００５】一般的にはインク保留体のインク保留容積
をインクタンク容積の１０％から３０％とすればよいと
いうことは知られているが、インクタンクの大きさをそ
のままにしてインク保留体を小さくしたいという要望
や、またインク保留体の大きさをそのままにしてインク
タンクの大きさを大きくしたいという要望がある。
【０００６】従来、インクタンク内にインク吸蔵体を設
けたものとして特開平４−２２７８８６がある。これは
筆記部先端にインクを供給する中芯等にインク吸蔵体で
ある毛管液体溜め、及び空気供給管を設けたものであ
る。かかる従来例は液体吸上げ装置が筆記部をほぼ下向
きにしたときの位置で途切れていることを特徴とするも
のであり、即ち、通常の筆記時のようにペン先が下向き
の状態では液体吸上げ装置に対しインクの供給が一切な
く、筆記のためのインク供給が液体吸上げ装置に蓄えら
れたインク量のみとなってしまい、筆記距離が短くなっ
てしまうという問題がある。
【０００７】更には、特開平４−２２７８８６の中には
空気供給管１３は、液体１７の流出量に相当する空気容
量を液体容器１１内の内部に補充する作用をなす旨及び
空間２７詳しくは該空間２７に設けられた媒体２６によ
って、液体１７が大気１４の方に向き空気供給管１３に
形成された開口部から流入するのを防止する旨が述べら
れている。このことは当該空気供給管１３へはインクが
入らず、筆記部へインクを供給する作用がなく、筆記部
へのインクの供給は毛管液体溜め１５に収納された液体
１７のみにより行われることを示しているものである。
よって、この場合も上述の通り、当該従来例ではインク
の供給が毛管液体溜めに収納されているインクのみによ
り行われるため、筆記距離が短くなる。
【０００８】又、特開平４−２２７８８６中に示された
実施例図４に示された構造を有するときは液体１７は液
体容器１１の内部構造２５に収納された収縮可能なチュ
ーブ２４に収納されることが示されており、これによ
り、内部空間２５のほぼ全体に液体１７が充填される旨
が示されている。このことは収縮可能なチューブを用い
ない場合は内部空間２５の全体には液体１７、即ちイン
クを充填できないことを示している。内部空間全体に液
体１７を充填できず、約半分までしか入れられないこと
は他の実施例を示す図１及び図５から図８をみれば明ら
かであり、よってインクタンクの容器全体にインクを充
填するためには当該チューブが必須となる。 従って、
当該チューブを用いない構造では内部空間２５、即ちイ
ンクタンク全体にインク充填が出来ないという欠点を有
していた。更に、チューブを用いて内部空間２５、即ち
インクタンクにインクを充填する場合は以下のような問
題がある。まず、当該チューブを弾力性のあるゴム等に
した場合、常にゴム等の収縮による圧力が液体１７、即
ちインクにかかっておりペン先が上向きの状態において
もこの状態は変わらない。そうすると、特開平４−２２
７８８６に示されている図１、図４即ちペン先が上向き
のときには、弁手段２０の作用により液体１７が毛管液
体溜め１５に入る状態になっているため、圧力のかかっ
たインクが毛管液体溜め１５に浸入し、先端１２から漏
れだしてしまうという欠点がある。また、チューブを弾
力性のないものとした場合は、弾力によるインクへの圧
がかからないために、液体１７の消費とともに、消費さ
れたインク量の体積を補うべく、チューブ２４内に空気
が入り込み空間を形成する。このように空間が生じた場
合、温度上昇、減圧等の作用で当該空間の膨張がある
と、先端１２、即ちペン先が上向きの状態では、液体１
７が毛管液体溜め１５に入ることができる状態にあるの
で、この場合も毛管液体溜め１５を介して、インクが先
端１２まで到達し、最終的に当該先端から液体１７が漏
れてしまうという欠点がある。仮に先端１２、即ちペン
先が上向きのときのインク漏れを防止するため先端１２
付近に空気抜きを設けたとしても先端１２が下向きの状
態になったとき、今度は弁手段２０から毛管液体溜め１
５にはインク、空気が一切入り込めない構造となってい
るため、温度上昇、減圧による空気膨張時には、先端１
２付近に設けた該空気抜きからインクが漏れてしまうと
いう問題がある。よって、実使用上特開平４−２２７８
８６に示されたチューブを用いた構造でインクタンク全
体にインクを充填した筆記具とすることは困難である。
従って、特開平４−２２７８８６に示された発明におい
ては、インクをインクタンク全体に充填するには必ず問
題点があり、インクタンク全体へのインク充填が出来な
いという欠点を有している。
【０００９】更には、特開平４−２２７８８６中の各実
施例が示された図ではペン先が下向きの場合、空気供給
管１３に形成された開口部がインクに埋まらず、常に開
口し、大気と連通していることを示している。このよう
に内部空間２５が大気と連通している場合で、毛管液体
溜め１５の気孔率が高い場合のようにインクの保持力が
低い状態ではペン先からインクが漏れだす直流が発生し
てしまうという欠点を有している。ここでこの直流を防
止するため毛管液体溜めの気孔率を低くするとインクの
保持力が高くなり、ペン先からのインクの吐出が困難と
なり、筆記具においては筆記に最適なインクの供給がな
されず、描線が薄くなる等の欠点を有していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解決すること、すなわち、インクタンク容積が同じ場合
に従来のものよりも小さいインク保留体を用いた直液式
筆記具を提供すること又は、同一の大きさのインク保留
体でありながらもインクの搭載量をより多くできるよう
にした直液式筆記具を提供することを課題とする。ま
た、従来例として存していたインクタンク内にインク吸
蔵体を設けたものが有していた問題点、即ち筆記距離が
短くなる、インクタンク全体にインクを充填できない及
び空気供給管の開口による大気との連通に伴う直流が発
生する、を解決した直液式筆記具を提供することを課題
とする。
【００１１】更には、ペン先が下向きの状態において、
流路管端部よりもインクが上方にあるときは流路管を介
してインクの連続供給が可能であり、また流路管端部よ
りも下部のときはインク吸蔵体と流路管に保持されたイ
ンクの供給が可能であり、従来から存するものよりも筆
記距離を延ばした直液式筆記具を提供することを課題と
するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】 かかる目的を達成する
ために、本発明は、先端に筆記部を有したペン先と、常
温での粘度が２から１００ｍＰａ・Ｓの比較的低粘度イ
ンクを直接保蔵するインクタンクと、インクタンク内部
の内圧を調整する毛細管現象を利用したインク保留体
と、インクタンクから筆記部までインクを誘導する中芯
等の誘導手段とを備えた直液式筆記具において、インク
誘導手段である中芯等に接続したインク吸蔵体と、イン
ク保留体とインクタンクとを接続する流路管とを備え、
前記インク吸蔵体と流路管以外からはインク誘導手段で
ある中芯等にインクの供給をすることができず、かつ、
前記インク吸蔵体が流路管の内部に配置されたことを特
徴とするものである。また、先端に筆記部を有したペン
先と、常温での粘度が２から１００ｍＰａ・Ｓの比較的
低粘度インクを直接保蔵するインクタンクと、インクタ
ンク内部の内圧を調整する毛細管現象を利用したインク
保留体と、インクタンクから筆記部までインクを誘導す
る中芯等の誘導手段とを備えた直液式筆記具において、
インク誘導手段である中芯等に接続したインク吸蔵体
と、インク保留体とインクタンクとを接続する流路管
と、流路管を支持する流路管支持部材とを備え、インク
吸蔵体は、ペン先側からインクタンク底部に向かい少な
くとも流路管と同じ高さまで非吸液性の外皮で包まれて
おり、また、前記外皮と流路管支持部材はシールされ、
また、流路管支持部材は流路管及び軸とシールされ、前
記インク吸蔵体と流路管以外からはインク誘導手段であ
る中芯等にインクの供給をすることができないことを特
徴とするものである。又、上記流路管にインク貯留部を
設ける、上記流路管の内部にインク吸蔵体を設ける、上
記インク吸蔵体が非吸液性の外皮に覆われている、イン
ク吸蔵体が少なくともインクタンクの底部付近まで位置
している及び上記流路管がインクタンク全長の略半分若
しくはそれ以上の長さであることを特徴するものであ
る。更には、インク保留体には気液交換部となるインク
溝を設け、インク溝にインクを導くインク誘導部をイン
クタンク側のインク保留体端面に設ける及びインクタン
ク内部の内圧を調整する毛細管現象を利用したインク保
留体の羽間と、中芯等のインク誘導手段が貫通する連通
孔とが連通するような細孔を設けたことを特徴とするも
のである。
【００１３】本発明を有効にする手段を説明する。イン
クは常温（２３℃前後）での粘度が２から１００ｍＰ
ａ．Ｓの低（又は中）粘度インクである。静置状態では
粘度がやや高く先端からインクがしみ出す直流を防止
し、筆記によって剪断や移動が起こると粘度が低下して
スムーズな筆記が可能となる擬塑性インク（ゲルインク
とも呼ばれる）を応用したインクでも良い。またインク
のベースとなる溶剤としては一般的な水のみではなく、
低級アルコール、高級アルコール、キシレン等の有機溶
剤、エチレングリコールなどのグリコール類、それらの
エステルなどの筆記具として使用できる各種のインクが
適宜使用可能である。
【００１４】本発明に使用するインク吸蔵体については
従来のもののように短繊維又は長繊維の糸を外皮の中へ
柔らかく固定したものや長繊維の糸を外皮なしで接着剤
や熱溶着により形状維持した繊維束や雪結晶状の断面を
押し出しによって成形したプラ芯や、小粒子を熱や接着
剤によって空間を維持しながら固定した焼結芯や、スポ
ンジなど、インクをある程度以上保持する性能が有れば
よいものである。
【００１５】また、以下に示す各実施例においては、流
路管支持部が軸との間で形成されているが、インク保留
体との間で形成してもよいことはもちろんであり、更に
流路管支持部材を設けず、流路管を直接、軸もしくはイ
ンク保留体に固定してもよいことはもちろんである。。
本発明で用いられるインクを収納する軸については、収
納できるインクが直液であるという性質上、インク消費
量が見える方が望ましい。従って、軸には透明性を有す
るポリプロピレン等を用いることが望ましい。
【００１６】また、本発明は前記インク吸蔵体と流路管
以外からはインク誘導手段である中芯等にインクの供給
をすることができないことを特徴とするものであるが、
上記インク吸蔵体と流路管以外からはインク誘導手段で
ある中芯等にインクの供給をすることができないように
するには様々な方法が有るが、流路管を軸に接着する方
法や圧入してとめる方法、また流路管を軸と一体成型す
る方法等がある。
【００１７】流路管の形状、特に断面については様々形
状が考えられるが、空気またはインクの流通の容易さを
考慮すると形状を円形とすることが望ましい。
【００１８】インク吸蔵体は、インクタンクのインクを
最後まで消費するにはインクタンク底部まで配されてい
ることが望ましい。インク誘導部の形状は凸状や凹状等
インク溝にインクを誘導出来る形ならばどのようなもの
でもよい。尚、インク吸蔵体内のインクをインク保留体
へ有効に導くためにはインク誘導部をインク吸蔵体若し
くは誘導芯に触れさせておくことが望ましく、またイン
ク吸蔵体が外皮で覆われている場合はインク誘導部を凸
状とし、外皮内のインク吸蔵体と直接触れさせておくこ
とが更に望ましい。尚、本発明においては図６に示すよ
うに、流路管が直接、インク保留体につながっているタ
イプではなく、例えば図１に示すようにインク溜まりが
形成されている場合にあっては、流路管のインク保留容
積には当該インク溜まりの容積も含むものとする。即
ち、インク溜まりが存する場合、流路管のインク保留容
積とは流路管自体のインク保留容積とインク溜まりの容
積との合計をいう。
【００１９】
【実施例】以下に、図示した実施例について作用ととも
に詳説する。図１０に従来例を、それ以外に今回の実施
例を示す。図１０は従来から存する三菱鉛筆製の羽状調
節体であるインク保留体（インク保留容積約０．３ｃｍ
3）を用いた水性ボールペンＵＢ−１５０である。な
お、インク保留体の一例として、以下、羽状調節体のイ
ンク保留体を用いて説明するが、インク保留体が羽状調
節体のものに限定されないことはいうまでもない。ＵＢ
−１５０のインク搭載総量は約２．０ｃｍ3である。
【００２０】以下に示す実施例の条件は、インクタンク
を室温である２０℃付近から約５０℃まで加温したとき
のものである。日常の使用状態においては気温、筆記具
を使用する者の体温等でインクタンクの温度が３０から
３５℃付近に達する。しかし、夏期の気候状態によって
は５０℃付近まで達すると考えられ、この温度付近での
吹き出し量が最大になるため、約５０℃まで加温するこ
ととした。また、インク、インク保留体、誘導芯等は上
記ＵＢ−１５０に用いられているもので評価を行った。
【００２１】図１０の従来例においては、インクがある
程度消費されインクタンク１内の膨張空間が大きい場合
で、かつ、残留インクの量がインク保留体６の保留容積
よりも大きい場合に、減圧、温度上昇によりインクタン
ク内の空気が膨張すると、吹き出す危険性が最も高くな
る。具体的にはインク保留体６のインク保留容積が０．
３ｃｍ3（０．３ｃｃ）である場合にインク残量が０．
５ｃｍ3、その際のインクタンク１内の空間容積が１．
５ｃｍ3程度である場合に吹き出す可能性が高くなる。
即ち、０．３ｃｍ3の保留容積を有するインク保留体で
はインクタンク１の容量が２ｃｍ3程度が限界である。
【００２２】本発明の吹き出し防止及び筆記をするため
の原理を図３、図４を用いて説明する。図３は図１に示
す実施例のペン先７が下向きの場合のインクタンク１内
の状態を（Ａ）〜（Ｄ）の４段階で示す説明図、図４は
図１に示す実施例のペン先７が上向きにおけるインクタ
ンク１内の状態を（Ａ）〜（Ｄ）の４段階で示す説明図
である。図３は（Ａ）から（Ｄ）まで順にインクが消費
されていった図を示している。図４においても同様であ
る。
【００２３】尚、図１のインクタンク内部には、図２に
も示すように中空の流路管２とインク吸蔵体４と外皮３
が配されている。更に、誘導芯５、中芯１２、ペン先７
へのインク１０の供給はインク吸蔵体４からのみではな
く、流路管２を介して行われる。
【００２４】図３、図４の（Ａ）から（Ｄ）のいずれに
おいてもインク吸蔵体４はポリプロピレン等の非吸液性
の外皮３で包まれており、また外皮３と流路管支持部材
２ｂは完全にシールされ、また流路管支持部材２ｂは流
路管２及び軸２０と完全にシールされているため誘導芯
５へのインクの供給はインク吸蔵体４と流路管２からの
みとなっている。
【００２５】図３は図１に示す実施例のペン先７が下向
きの場合のインクタンク１内の状態を（Ａ）〜（Ｄ）の
４段階で示す説明図である。図３（Ａ）はインクの液面
が流路管の端部２ａよりも上の場合であり、筆記のため
のインクの供給はインク吸蔵体４に含浸されたインク、
流路管２に貯留されたインク及び流路管の端部２ａより
も上方にあるインクにより行われる。
【００２６】この場合の吹き出しを防止する原理は次の
通りである。ペン体周りが温度上昇や減圧等の影響を受
けるとインクタンク１内の膨張空間９が膨張を開始す
る。このように膨張が起こると膨張分のインクが流路管
２を介してインク保留体６へ入っていく。その際、イン
ク保留体６のインク保留容積を越えて流路管２からイン
クが供給されてしまうと吹き出しが発生してしまう。よ
って、ペン先７がほぼ下向きの状態で、インクの液面が
流路管の端部２ａよりも上にある場合において、吹き出
しを有効に防止するためには、室温から約５０℃まで温
度上昇させたとき、膨張空間９の膨張量がインク保留体
６のインク保留容積以下であることが必要である。
【００２７】この場合のペン先７へのインクの供給であ
るが、流路管の端部２ａよりもインクの液面が上方にあ
るため、インクの液面が流路管の端部２ａに達するま
で、流路管２を介してインクの供給が可能となる。従っ
て、この場合はペン先を上方に向けなくてもインクの連
続供給が可能となる。なお、この場合の筆記に伴う空気
置換はインク保留体６のインク溝（細溝）１４で行わ
れ、発生した気泡が流路管２をインクタンク１まで上が
っていく。
【００２８】次に図３（Ｂ）のようにインク量が流路管
の端部２ａとほぼ同じ場合はインク保留体６に入るイン
ク量は、インク吸蔵体４の気孔率が低くインクの保持力
がある場合においては、ほぼ流路管２に保留されたイン
クであり、そこでこの流路管２に蓄えられるインクを
０．３ｃｍ3以下としておけば、外皮３及び流路管２周
りのインク量の多少に関わらず吹き出しを抑えることが
可能となる。図３（Ｃ）、（Ｄ）においても吹き出し防
止の原理は図３（Ｂ）の場合と同じである。インク吸蔵
体４の気孔率が低く、インクの保持力がある場合のイン
ク保留体６へ入るインクは、ほぼ流路管２に保留された
インクであるためこの量を０．３ｃｍ3以下にしておけ
ば吹き出しを抑えることができる。従って、インク吸蔵
体の気孔率が低くインク保持力がある場合において、吹
き出しを有効に防止するためには、流路管のインク保留
容積をインク保留体６のインク保留容積以下としておく
必要がある。
【００２９】なお、インク吸蔵体４の気孔率が高い場合
のように、インク吸蔵体４のインク保持力が低い場合は
インクタンク１内の空気膨張時にインク吸蔵体４に保持
されているインクの一部がインク保留体６に浸入してく
る場合もある。そこで、このインク吸蔵体４からのイン
ク保留体６へのインク浸入量を考慮し、流路管２のイン
ク保留容積を減らしておくことが望ましい。又、より確
実に吹き出しを防止するためには、流路管２及びインク
吸蔵体４のインク保留容積の合計を、インク保留体６の
保留容積以下としておくことが更に望ましい。この場合
の筆記のためのインクの供給はインク吸蔵体４中のイン
ク、流路管２に蓄えられたインクにより行われる。従っ
て、流路管２のインク量だけ従来のもの（特開平４−２
２７８８６）よりも筆記距離を長くすることができる。
【００３０】次にペン先が上向きの場合の吹き出し防止
原理を図４を用いて説明する。図４も図３と同様に
（Ａ）から順にインクが消費されていった状態を示して
いる。図４（Ａ）から説明すると、この場合も熱、減圧
の作用があるとインクの液面よりも上方にある空気が膨
張し、この空気は逃げ道がないため、この膨張分のイン
クが押し上げられながら流路管２及びインク吸蔵体４を
介してインク保留体６に浸入することになる。尚、流路
管の端部２ａよりも上方（ペン先７側）のインクが搭載
できる空間を約２．２ｃｍ3としており、下方（インク
タンク底部１ａ側）のインクが搭載できる空間よりも大
きくしてある。例えば、流路管の端部２ａよりも上側に
あるインク量を０．５ｃｍ3とすると空間の容積は１．
７ｃｍ3となる。この状態で約５０℃まで加温を行う
と、空気の膨張量は約０．２ｃｍ3となり、またインク
の蒸発による膨張も考えられるが、このとき空気の膨張
量とインクの蒸発による膨張量の合計がインク保留体６
の保留容積とほぼ等しいかわずかに上回っていても吹き
出しは抑えることができる。なお、ペン先上向きの場
合、膨張量の合計がインク保留体６の保留容積とほぼ等
しいかわずかに上回っていても吹き出しを抑えられるの
は、後述するようにインク保留体の羽６ａの間のみなら
ず、軸２０とインク保留体６との隙間も有効に活用出来
ること及びインク自身の自重が抵抗になることによるも
のである。尚、この状態からペン先を下向きにして筆記
を行う場合は、図３（Ａ）と同じ状態になるので、図３
（Ａ）で説明したのと同じ原理でインクの供給が行われ
る。
【００３１】次に図４（Ｂ）について説明する。図４
（Ｂ）において熱、減圧等の作用が加わると、この場合
も流路管の端部２ａよりも上方にある空間が膨張する。
その際、流路管の端部２ａに接しているインクが流路管
２を介してインク保留体６へ浸入するがやがて浸入分の
インクだけインク液面が低下するために流路管の端部２
ａから液面が離れることになる。そうすると、今度は流
路管の端部２ａが空気に接し、膨張した空気がここから
インク保留体６のインク溝１４を介して外部へ排出され
ることになり、それ以上のインク保留体６へのインクの
浸入は停止することになる。よってこの場合もインク保
留体６への浸入は極めて少ないため吹き出しは発生しな
い。
【００３２】更に、図４（Ｃ）のようにインクが消費さ
れ、完全にインク液面が流路管の端部２ａから離れると
熱、減圧による膨張空気のみが流路管端部２ａから逃
げ、流路管２にわずかに残っているインクだけがインク
保留体６へ浸入するため吹き出しを抑えることが出来
る。
【００３３】更に図４（Ｄ）のようにインクがほとんど
消費された状態では流路管２に残っているインクのみが
インク保留体６へ浸入するが、この場合も図４（Ｃ）の
場合と同様に吹き出しを抑えることが出来る。よって、
吹き出しを有効に防止するためには、流路管２のインク
貯留容積が、インク保留体のインク保留容積と、軸とイ
ンク保留体との隙間に形成される空間の容積との合計と
略同一もしくはそれ以下であることが必要がある。な
お、この場合の筆記のためのインク供給の原理は図３
（Ｂ）から（Ｄ）で説明したものと同様である。
【００３４】尚、理論上流路管２の長さはインクタンク
１の全長の半分で上記原理を達成出来るが、実際はペン
先の上向き、下向きでのインク保留体のインクを保留で
きる量が異なるため、流路管２の長さをインクタンク１
の直液保蔵部分の長さの半分以上とすることが望まし
い。即ち、ペン先が下向きの場合インク保留体６でのイ
ンクの保留はインク保留体６中のインク保留体の羽６ａ
間のみで行われるが、ペン先が上向きの場合当該羽間の
みならず、軸２０とインク保留体６との隙間までも満た
しながら保留を行う。即ちペン先下向きのときよりも上
向きの方がインクを保留できる量が多くなる。更にはペ
ン先が上向きのときはインク保留体６へ浸入するインク
には常に自重分の重さがかかっておりこれがインク保留
体６へのインク浸入の抵抗となる。よって、ペン先が下
向きのときよりも上向きの方が吹き出しに対する安全が
高まることになる。
【００３５】また、インクタンク１内にインク吸蔵体４
が入っておりこの分インクタンク１内の空気の膨張空間
が減少するため吹き出しに対し、より安全になる。尚、
図３（Ｂ）から（Ｄ）で流路管２及びインク吸蔵体４の
インクが完全に消費され、筆記が不可能になった場合は
ペン先７を一度上向きにしてインク吸蔵体の端部４ａか
らインク吸蔵体４にインクを供給するか、若しくは流路
管２へインクを流入させる必要がある。従って、インク
タンク１内のインクを完全に消費するためにはインク吸
蔵体の端部４ａをインクタンク底部付近に配すること、
即ちインク吸蔵体４の長さをインクタンク１の全長と略
同一の長さとすることや、流路管２へインクを入りやす
くする手段を設けることが望ましい。
【００３６】インク吸蔵体４は中綿、スポンジ等のイン
クを毛管力で保持できるものにより構成される。インク
吸蔵体４は外皮３によりすべてを覆われている必要はな
く、ペン先７側からインクタンク底部１ａに向かい流路
管２ａと同じ高さまで覆われていれば上記吹き出し及び
筆記のためのインク供給の原理は達成される。
【００３７】次に図５、図６の各実施例について説明す
る。図５、図６とも吹き出し防止の原理及び筆記のため
のインク供給の原理は図１の実施例と同様である。図５
は本発明の第２実施例であり、流路管２の内部にインク
吸蔵体４を配したものである。流路管２が軸中心よりも
偏心して設けられており、インク吸蔵体４との間に形成
された隙間をインク、空気が流通する。この場合のイン
ク吸蔵体４は流路管２で覆われているため、必ずしも外
皮３で覆う必要はない。また、図６は本発明の第３の実
施例であり、インク吸蔵体４の周り全体を流路管２とし
たものである。この場合もインク吸蔵体４との間に形成
された隙間をインク、空気が流通する。インク吸蔵体の
外皮は流路管２で覆われているので、必ずしも外皮で覆
う必要はない。また、第３実施例は流路管２がインク保
留体６に直接、接続しているタイプである。なお、実施
例２及び３とも流路管２と軸２０との間は流路管２及び
インク吸蔵体４以外からはインク誘導手段である中芯等
にインクの浸入がないようにシールされている必要があ
る。
【００３８】上記に示した実施例においては、ペン先下
向きの状態において、インク量の液面が流路管の端部２
ａ以下のとき流路管２へのインクの供給が困難となる。
図７は本発明の第４の実施例であり、流路管２へのイン
クの供給を容易にするものであり、ペン先を１度上向き
にしてから再度下向きにすることにより流路管インク貯
留部２ｄにインクタンク１の壁面をインクがつたわって
インクが溜まり、流路管２にインクの供給を可能とする
ものである。尚、この貯留部２ｄにインクを確実に供給
するために、インクタンク内壁にインクを誘導するリブ
等を設けることが望ましい。
【００３９】また、図７に示す第４実施例ではインクタ
ンク１と貯留部２ｄが一部でしか接していないが、貯留
部２ｄの形状はインクを貯留できれば適宜選択が可能で
ある。
【００４０】上記各実施例ではインク保留体６のインク
保留体の羽６ａ間と誘導芯等のインク誘導手段５，１２
が貫通する連通孔１９が連通するように１以上の細孔１
７を設けることが望ましい。例えば、図３（Ｃ）、
（Ｄ）の状態では加温、減圧で流路管２を介して膨張し
た空気が外部へ排出されるが、加温、減圧の速度が緩慢
な場合、インクタンク１の空気の膨張は極めて遅い。こ
の場合インク保留体６のシール面１６に形成されている
インクのメニスカスを膨張した空気は壊すことが難しく
なる。この場合、空気が外部へ排出される代わりにイン
ク吸蔵体４に保持されているインクが空気の膨張体積分
だけ誘導芯５を経由してペン先より外部へ排出されるこ
とになる。その結果ペン先７からインクが垂れる状態に
なる直流が発生し、衣服等を汚す場合がある。この細孔
１７を設けておくと誘導芯５を経由してきたインクは当
該細孔１７を通り、インク保留体の羽６ａの間に入って
いくことになる。ペン先７のようにいわゆるボールペン
のタイプではボール自体が栓の役目を果たしており、イ
ンク保留体の羽６ａの間の毛管力も作用しているため、
インクがペン先に流れるよりも細孔１７側へ流れ、直流
することがない。
【００４１】更に、直流を有効に防止するためには図８
及び図９に示すインク誘導部１８を設けることが有効で
ある。このインク誘導部１８は本実施例においてはイン
ク保留体の端面６ｂと直接つながっており２枚の板状の
間に０．０５から０．３ｍｍのスリットが形成されてい
る。この場合も、例えば、図３（Ｃ）、（Ｄ）の状態で
は加温、減圧で流路管２を介して膨張した空気が外部へ
排出されるが、加温、減圧の速度が緩慢な場合、インク
タンク１の空気の膨張は極めて遅い。この場合インク保
留体６のシール面１６に形成されているインクのメニス
カスを膨張した空気が壊すことが難しくなる。その結
果、上述同様インクタンク１内の膨張した空気の体積分
だけインク吸蔵体４に含浸されたインクが誘導芯５、中
芯１２を介して直流が発生する可能性が大きくなる。し
かし、インク誘導部１８がある場合、このスリット幅は
十分に小さいため毛管力を有する。その結果、インク吸
蔵体４に含浸されたインクはこのインク誘導部１８へ導
かれインク保留体６へ接続することになり、ペン先７方
向へのインクの浸入を減らすことが可能になる。よっ
て、このインク誘導部１８があることで直流を減らすこ
とが可能となる。
【００４２】上記の図１及び図３から図８に示した実施
例のインク搭載総量は約３．５ｃｍ 3である。又、イン
ク保留体６のインク貯留容積は従来例のＵＢ−１５０と
同様、約０．３ｃｍ3である。よって、従来例の直液式
筆記具のインク容量約２．０ｃｍ3と比較してインク保
留体６の保留容積が同じながらもインク搭載量が約１．
７５倍となっており、インクタンク１の容積が同じ場合
に従来のものよりも小さいインク保留体６を用いた直液
式筆記具を提供すること又は、同一の大きさのインク保
留体６でありながらもインクの搭載量をより多くできる
ようにした直液式筆記具の提供が可能となる。
【００４３】いずれの実施例においても上記の吹き出し
及び筆記の原理からインクタンク１全体にインクの充填
が可能であり、従来例（特開平４−２２７８８６）では
半分しか入れることが出来なかったインクのフル充填が
可能となった。尚、実際の組立等においては、組立時の
インクの溢れ等を防止するためインクタンク内に完全に
インク充填を行うのではなく、やや空気を残し充填する
ことも考えられる。また、流路管２からインク保留体６
の気液交換部となるインク溝（細溝）１４にインクの供
給が可能であり、その結果当該インク保留体６の気液交
換部を濡らすことが出来るため、従来例で問題であった
直流の発生を抑えることが可能である。更には、インク
誘導部１８を設けることで気液交換部となるインク溝
（細溝）１４にインク供給が確実に出来、確実に濡らし
ておくことが可能となり、直流の発生防止をより確実な
ものとすることが出来る。
【発明の効果】本発明の構成は以上の如くであり、イン
クタンクの容積が同じ場合に従来のものよりも小さいイ
ンク保留体を用いた直液式筆記具を提供すること又は、
同一の大きさのインク保留体でありながらもインクの搭
載量をより多くできるようにした直液式筆記具の提供が
可能となる。また、従来のインク保留体よりも小さいも
のをにすると外観もスマートになるという点も有してい
る。更に、従来のものよりも成形におけるコスト低減、
成形の容易化という利点も有している。また、ペン先が
下向きの状態において、流路管端部よりもインクが上方
にあるときは流路管を介してインクの連続供給が可能で
あり、また流路管端部よりも下部のときはインク吸蔵体
と流路管に保持されたインクの供給が可能であり、従来
から存するものよりも筆記距離を延ばした直液式筆記具
を提供することが可能である。また、更には空気供給管
の開口による大気との連通に伴う直流等の発生を抑えた
直液式筆記具の提供を可能とするものである。そして、
従来例（特開平４−２２７８８６）では困難であったイ
ンクタンク全体へのインクの充填を可能とした直液式筆
記具の提供を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例である筆記具の全体を示
す縦断面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 図１に示す第１実施例のペン先下向きにおけ
るインクタンク内の状態を（Ａ）〜（Ｄ）の４段階で示
す説明図である。
【図４】 図１に示す第１実施例のペン先上向きにおけ
るインクタンク内の状態を（Ａ）〜（Ｄ）の４段階で示
す説明図である。
【図５】 本発明の第２実施例である筆記具の全体を示
す縦断面図である。
【図６】 本発明の第３実施例である筆記具の全体を示
す縦断面図である。
【図７】 本発明の第４実施例である筆記具の全体を示
す縦断面図である。
【図８】 本発明の第５実施例である筆記具の全体を示
す縦断面図である。
【図９】 図８に示した第５実施例におけるインク保留
体の平面図である。
【図１０】 従来例の筆記具の全体を示す縦断面図であ
る。
【符号の説明】
１ インクタンク １ａ インクタンク底部 ２ 流路管 ２ａ 流路管端部 ２ｂ 流路管支持部材 ２ｃ 流路管支持部 ２ｄ 流路管インク貯留部 ３ 外皮 ４ インク吸蔵体 ４ａ インク吸蔵体端部 ５ 誘導芯 ６ インク保留体 ６ａ インク保留体羽 ６ｂ インク保留体端面 ７ ペン先 ８ 口プラ ９ 膨張空間 １０ インク １１ インク溜まり １２ 中芯 １３ 継ぎ手 １４ インク溝（細溝） １５ 尾栓 １６ シール面 １７ 細孔 １８ インク誘導部 １９ 連通孔 ２０ 軸
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B43K 5/00 - 8/24

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 先端に筆記部を有したペン先と、常温で
    の粘度が２から１００ｍＰａ・Ｓの比較的低粘度インク
    を直接保蔵するインクタンクと、インクタンク内部の内
    圧を調整する毛細管現象を利用したインク保留体と、イ
    ンクタンクから筆記部までインクを誘導する中芯等の誘
    導手段とを備えた直液式筆記具において、インク誘導手
    段である中芯等に接続したインク吸蔵体と、インク保留
    体とインクタンクとを接続する流路管と、を備え、前記
    インク吸蔵体と流路管以外からはインク誘導手段である
    中芯等にインクの供給をすることができず、かつ、前記
    インク吸蔵体が流路管の内部に配置されたことを特徴と
    する直液式筆記具。
  2. 【請求項２】 先端に筆記部を有したペン先と、常温で
    の粘度が２から１００ｍＰａ・Ｓの比較的低粘度インク
    を直接保蔵するインクタンクと、インクタンク内部の内
    圧を調整する毛細管現象を利用したインク保留体と、イ
    ンクタンクから筆記部までインクを誘導する中芯等の誘
    導手段とを備えた直液式筆記具において、インク誘導手
    段である中芯等に接続したインク吸蔵体と、インク保留
    体とインクタンクとを接続する流路管と、流路管を支持
    する流路管支持部材とを備え、 インク吸蔵体は、ペン先側からインクタンク底部に向か
    い少なくとも流路管と同じ高さまで非吸液性の外皮で包
    まれており、また、前記外皮と流路管支持部材はシール
    され、また、流路管支持部材は流路管及び軸とシールさ
    れ、 前記インク吸蔵体と流路管以外からはインク誘導手段で
    ある中芯等にインクの供給をすることができないことを
    特徴とする直液式筆記具。
  3. 【請求項３】 流路管にインク貯留部を設けたことを特
    徴とする請求項１又は２に記載の直液式筆記具。
  4. 【請求項４】 前記インク吸蔵体が非吸液性の外皮に覆
    われたことを特徴とする請求項１に記載の直液式筆記
    具。
  5. 【請求項５】 前記インク吸蔵体は少なくともインクタ
    ンク底部周辺まで配したことを特徴とする請求項１ない
    し４のいずれかの項に記載の直液式筆記具。
  6. 【請求項６】 前記流路管はインクタンク全長の略半分
    若しくはそれ以上の長さであることを特徴とする請求項
    １ないし５のいずれかの項に記載の直液式筆記具。
  7. 【請求項７】 インク保留体には気液交換部となるイン
    ク溝を設け、インク溝にインクを導くインク誘導部をイ
    ンクタンク側のインク保留体端面に設けたことを特徴と
    する請求項１ないし６のいずれかの項に記載の直液式筆
    記具。
  8. 【請求項８】 インクタンク内部の内圧を調整する毛細
    管現象を利用したインク保留体の羽間と、中芯等のイン
    ク誘導手段が貫通する連通孔とが連通するような細孔を
    設けたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかの
    項に記載の直液式筆記具。
  9. 【請求項９】ペン先がほぼ下向きの状態で、インクの液
    面が流路管の端部よりも上にある場合において、インク
    タンクの温度を室温から約５０℃まで上昇させた場合
    に、膨張空間の膨張量がインク保留体のインク保留容積
    以下であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれ
    かの項に記載の直液式筆記具。
  10. 【請求項１０】ペン先がほぼ上向きの状態で、インクの
    液面が流路管の端部よりも上にある場合において、イン
    クタンクの温度を室温から約５０℃まで上昇させた場合
    に、膨張空間の膨張量が、インク保留体のインク保留容
    積と、軸とインク保留体との隙間に形成される空間の容
    積との合計と略同一もしくはそれ以下であることを特徴
    とする請求項１ないし９のいずれかの項に記載の直液式
    筆記具。
  11. 【請求項１１】 前記流路管のインク保留容積がインク
    保留体の保留容積以下であることを特徴とする請求項１
    ないし１０のいずれかの項に記載の直液式筆記具。
  12. 【請求項１２】 前記流路管及びインク吸蔵体のインク
    保留容積の合計がインク保留体の保留容積以下であるこ
    とを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかの項に記
    載の直液式筆記具。
  13. 【請求項１３】 インクタンクのほぼ全体にインクを充
    填できることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれ
    かの項に記載の直液式筆記具。
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