JP4542426B2 - 改善されたインク吐出性を備える毛細リザーバを有する筆記具 - Google Patents

Description

本発明は、インクが毛細リザーバに貯められている筆記具に関する。本発明は、特に、改善されたインク吐出性を備えるこのタイプの筆記具に関する。

毛細リザーバを有する筆記具において、毛細コネクタによって、インクがこの毛細リザーバから、独立した部分又はコネクタの前端部として構成することが可能な筆記ヘッドへ移送される。前記毛細リザーバは、通常、ファイバアレイから構成される。ファイバは、例えば、アセテートやポリエステルファイバとすることができる。

筆記具の使用時、筆記ヘッドから消費されるインクは、毛細リザーバからのインクによって置き換えられる。このタイプの筆記具の主要な欠点は、筆記具の製造時に毛細リザーバに注入されるインクの全部が筆記のために吐出されるものではないということにある。筆記具の寿命の最後において、リザーバの毛細アレイ中に含まれているインクの或る程度の部分がそこに残ってしまうことが判っている。吐出されないインクの部分は、一般に約２０％であると推定されている。

これは１つ以上の理由で欠点である。第１に、未消費のインクによって筆記具のコストが増大する。第２に、残留インクによって環境が汚染される。最後に、残留インクは、使用済み筆記具のリサイクルに関して問題を生じる。

本発明の課題は、そのような筆記具のインク吐出性を改善することによって、毛細リザーバを有する筆記具の上述した欠点を克服することにある。

上記課題は、公知のものと同様に、本体と、インクを収納するとともに前記本体内に収納される主リザーバと、前記本体の前方部分から突出する筆記ヘッドと、前記主リザーバから前記筆記ヘッドへインクを移送する毛細コネクタとを含む筆記具によって完全に達成される。その特徴構成として、本発明に拠れば、前記筆記具は、更に、インクキャリア液を収納する副リザーバと、該副リザーバから前記液体を、この液体が前記主リザーバに流入して前記インクを前記コネクタに向けて放出するように放出するためのアクチュエータ手段とを有する。

前記アクチュエータ手段は、ユーザによって、このユーザが筆記具によって作り出される筆記が劣化しつつあることに気づいた時に、普通に操作される。前記キャリア液の作用は、筆記具の通常の使用中においては移動しないリザーバの毛細アレイ中に含まれているインクを、前記コネクタに向けて移動させることにある。前記キャリア液によって運ばれるインクはコネクタに達し、その後、全部のインクが消費されるまで筆記具を引き続き利用することができる。

上記作用を提供する前記キャリア液は、好ましくは、インク溶剤を含有する。特に、水性インクの場合、それは水を含有する。

前記主リザーバに注入されたキャリア液はそのリザーバ中に残っている残留インクを移動させるが、しかし、それとともに混合されることによってインクの元来の筆記特性が劣化するかもしれない。この問題を解決するために、前記キャリア液が、前記インクに対してその筆記特性を与え、かつ、前記キャリア液中のその存在によって、前記キャリア液と混合される残留インクの元来の筆記特性が保持されることを可能にする、インクの成分の全部又はその一部を含むことが好ましい。

例えば、水性インクを使用する筆記具の場合、前記キャリア液は、当該技術において、水性インクのある種の構成成分の水中での溶解性を増加させるのに使用される、或る程度の割合のグリコール、特に、約２０％〜３０％のグリコール、を含有する。

例えば、ドライワイプインク（dry-wipe ink）を使用する筆記具の場合、前記キャリア液は、当該技術においてそのドライワイプ（乾燥拭き取り）特性をインクに与えるために使用される樹脂を含有する。

前記キャリア液は、その作用を促進させる添加剤、特に、表面活性剤、を含むことができる。

一実施例において、前記副リザーバもファイバ材から形成され、前記アクチュエータ手段が操作される時、前記副リザーバは前記主リザーバの後方部分と接触される。

この変形構成において、前記主及び副リザーバは、好ましくは、共に、前記筆記具の本体内に同じ長手方向に配置される。従って、それらが互いに接触状態とされると、前記副リザーバの前面が、主リザーバの後面に当てられる。それらが互いに接触状態とされた時、前記副リザーバ中に含まれる前記キャリア液は、毛細管現象によって主リザーバ内へと拡散する。

好ましくは、前記副リザーバの毛細管力（capillarity）は、前記主リザーバの毛細管力（capillarity）よりも低い。この構成の利点は、それによって、それらが互いに接触状態にされる時の、副リザーバから主リザーバへのキャリア液の移送の開始が容易になることである。

別実施例において、前記副リザーバは、前記キャリア液が含浸されたスポンジ塊から形成される。前記アクチュエータ手段が操作された時、前記スポンジ塊が圧縮されて、それによって、それが含むキャリア液を放出させる。

更に別の実施例において、前記キャリア液は、前記副リザーバ内において液体状態にある。前記筆記具は、前記アクチュエータ手段が操作された時に、前記副リザーバを開放して前記キャリア液を放出させるための手段を有する。

構造的観点から、前記副リザーバは、どのような種類のものであれ、例えば、前記主リザーバと、前記コネクタと前記筆記ヘッドとを収納している前記筆記具の前記本体の部分に対して摺動するように構成されたアクチュエータ部材内に収納される。尚、キャリア液の放出を開始させるこのアクチュエータ部材の移動は、筆記具の長さの減少に反映され、これは、副リザーバが操作されたことをユーザが一目で判るという利点を有する。

本発明は、添付の図面を参照して、改善されたインク吐出性を有する筆記具の以下の非限定的実施例の説明から、より良く理解されるであろう。これら図面において、図１−図４は、前記筆記具の主要操作の４つの工程を略示しており、そして、図５及び図６は、主及び副ファイバリザーバを備える筆記具の長手方向断面図であって、前記副リザーバは前記筆記具の本体の後方部分に摺動自在に取り付けられ、かつ、図５においては非作用位置、そして図６においては作用位置にある状態で図示されている。

ユーザは、リザーバからのインクの流れの相対的減少によって起こる、筆記の色の強度の低下に気づいて使用中の筆記具が寿命が切れかけていることを知る。これは、特に、インクが毛細リザーバ、特に、ファイバリザーバに貯められる筆記具に当てはまる。現在、これに気づいたユーザにとって、恐らく、なんらかの最低許容可能な色強度に達した時に、その筆記具を捨てるしか選択の余地はない。

これらの極端な条件下において、毛細リザーバには、まだ、そのファイバアレイ中に貯められてはいるが、筆記具の通常の使用中には筆記の目的のために吐出されないインクが残っていることが判っている。

本発明は、実質的に全部のインクが消費されるまで、毛細リザーバ中に含まれている残留インクを放出させるためにキャリア液を利用することによって筆記具のインク吐出性を改善するものであって、前記キャリア液は、ユーザが筆記の色強度が低下していることに気づいた時にアクチュエータ手段を操作することによって放出される。

従って、前記キャリア液を収納している副リザーバは、筆記具の通常使用における非作用位置と、キャリア液を放出させる作用位置とを有するアクチュエータ部材と協働する。前記非作用位置において、インクは、主リザーバから筆記ヘッドへと搬送され、そして前記作用位置において、前記副リザーバに収納されているキャリア液が前記主リザーバへと搬送されて、それがまだ含んでいる残留インクを放出させ、これによってインクはコネクタの方に向かう。

図１−図４は、本発明の一特定的実施例において本発明の特徴であるこの一般原理を図示している。

本発明のこの実施例は、本体２と、主リザーバ３と、本体２の前方部分２ａを超えて突出し筆記ヘッド５として作用する端部を有する移送チップ４とを有する筆記具１から成る。

前記筆記具の本体２は、この本体２の主部分８に対して摺動するように構成された後方部分７を有する。本発明の特徴構成であるアクチュエータ部分を構成するこの後方部分７は、副リザーバ６のためのハウジングを提供する。ここに図示されている実施例において、前記後方部分７は、それが摺動する時に、シール状態を維持しながら、後方部分７が前記主部分８内の空間へ突入するように、主部分８の内径との関係において選択された外径を有する。

前記主リザーバ３は、前記筆記具１に適した筆記インクを収納している。前記副リザーバは、毛細管作用によって主リザーバ内へと移動して、そこに含まれている残留インクを前記移送ポイント４に向けて放出させるように構成されたキャリア液を収納している。このキャリア液は、水性インクの場合には、水であるところのインク溶剤と、種々の添加剤、特に、前記液の前記主リザーバ内への移動時に、インクの流れを促進するように構成された界面活性剤、とを含有している。

前記二つのリザーバ３，６は、共に、従来式にファイバ材から形成されている。

その前端部が筆記ヘッド５を構成する前記移送チップ４は、前記主リザーバ３の前方部分のファイバ内へと突入する後端部４ａを有している。

図１は、前記筆記具の通常の使用中における前記主リザーバ３と前記副リザーバ６との夫々の部分を図示している。これらの二つのリザーバは、互いから所定距離離間している。詳しくは、筆記具１が、その先端が底部にある位置にある時、凸縁（system of tongue）９が副リザーバ６を前記後方部分７の後端部に向けて押して、副リザーバ６が主リザーバ３と接触することを防止する。

筆記具１の使用中において前記筆記ヘッド５によって消費されるインクは、主リザーバ３内に収納され前記移送チップ４によって前記筆記ヘッド５へと移送されるインクによって置き換えられる。前記リザーバ３内に収納されているインクの大部分が消費された時、筆記媒体に届くインクの量の減少によって、ユーザは、筆記の質が低下しつつあることに気づく。図２は、筆記具の使用のこの特定の段階を図示しており、主リザーバ３と移送チップ４上の多数のシェーディング線はある量のインクがまだ主リザーバに残ってはいるが、良好な筆記質を提供するには不十分であることを示している。これによってユーザに対して副リザーバ６を作動させるように知らせる。

これは、単に、前記本体２の後方部分７の後端部７ａに圧力をかけることによって行われ、これによりこの後方部分７が矢印Ｆの方向に移動し、後方部分７が主要部分８内部に部分的に侵入する。この移動中、副リザーバ６の前面６ａは、主リザーバ３の後面３ａと接触する。そして、副リザーバ６内に収納されている前記キャリア液が、毛細管作用によって主リザーバ３内に移動して、それが含んでいる残留インクを前記移送チップ４側、従って、筆記ヘッド５側へと放出する。このキャリア液の毛細管的拡散を最適化するために、主リザーバ３の毛細管力が副リザーバ６のそれよりも高いことが好ましく、この毛細管力の差を提供することは、これら二つのリザーバ６，３間の境界によって課せられるかもしれないバリアに打ち勝つ単純な方法である。ファイバリザーバの場合、このような毛細管力の差は、例えば、副リザーバ内のファイバの密度を主リザーバのそれと比較して低くすることによって得ることができる。前記副リザーバ６は、好ましくは、主リザーバのファイバ密度の８０％〜９５％のファイバ密度を有する。例えば、マーカーにおいては、主リザーバのファイバ密度として立方センチメートル当たり０．２３グラム（ｇ／ｃｍ^３）、そして、副リザーバには約０．２０ｇ／ｃｍ^３のファイバ密度が選択される。

従って、二つのリザーバ３，６間の接触により、筆記具１を再び通常状態で、但し、主リザーバ３内のインクの残留量に依存する限られた時間、使用することが可能となる。

図３は、副リザーバ６から主リザーバ３へのキャリア液の移送を伴うこの連続使用状態を図示しており、図４は、インクの全部が消費され、従って、その筆記具を捨てなければならない筆記具１の寿命の最後を図示している。

前記副リザーバ６内に収納されるキャリア液の量は、前記主リザーバ３に注入される最初のインクの量の平均で約２０％〜４０％である（使用されるインクのタイプにも依存するが）主リザーバ３内に収納されている残留量のインクを放出させるのに丁度十分なものでなければならない。

この場合、副リザーバ６内のキャリア液の量は、好ましくは、筆記具の主リザーバ内のインクの量の約２０％〜４０％である。

主リザーバ３内に収納されている残留インクを消費することによって筆記具の寿命を一時的に長引かせるこのオプションとは別に、前記後方部分７の操作は、筆記具１の本体に、ユーザに対してこの筆記具が、その寿命をそれ以上長引かせることが出来ないその使用の最終段階にあることを知らせる変形を起こさせる。この操作、即ち、後方部分７の本体２の主部分８内への押し込みによって、筆記具１の本体２の長さが減少する。そして、筆記具の本体上の適当な箇所に、ユーザに対して後方部分７の前記作用位置と非作用位置とを知らせ、後方部分７が前記作用位置まで移動された時には代わりの筆記具を入手することが重要であるという情報が提供される。

勿論、前記筆記具の本体２には、通常の使用中において前記後方部分７を前記非作用位置に保持し、その後、それを操作して最終的にそれを内側の位置に保持するための手段が設けられなければならない。

図５及び図６は、このように後方部分７を本体２の主部分８に対して保持するための１つの具体的構成を図示している。

ほぼ円筒状である前記後方部分７は、後端部７ａでは閉じられ、反対側の端部は副リザーバ６を挿入するために開口している。その開口端部の近傍に、前記後方部分７は、筆記具の前端部に向かって面する傾斜表面を備える、その外周部が実質的に切頭円錐形状の環状ショルダ１４を有する。前記本体２の主部分８は、その内周部に４つの環状ショルダ１０−１３を有する。前記第１ショルダ１０は、主部分８の端部のエッジ８ａから筆記具の内部に向けて延出している。前記第２ショルダ１１は、第１ショルダ１０から小距離離間し、前記後方部分７のショルダ１４のそれと相補形の切頭円錐形状を有する。より詳しくは、そして、図５から明らかなように、前記後方部分７のショルダ１４は、第１の二つのショルダ１０，１１の間に配置され、後方部分７のショルダ１４の傾斜面が、主部分８の第２ショルダ１１の傾斜面に対して押し付けられている。図５に図示されている前記非作用位置において、後方部分７のショルダ１４は、主部分８の第１の二つのショルダ１０，１１間に仮固定されている。しかしながら、前記両ショルダ１４，１１の相補形状と、使用されている材料の変形性とにより、後方部分７のショルダ１４を主部分８の第２ショルダ１１を超えて強制移動させ、後方部分７を主部分８に対して移動させるには、部分７の後端部７ａに適当な圧力を付与することで十分である。

前記主部分８の第３ショルダは、前記第２ショルダ１１と同じ形状を有する。同様に、前記第４ショルダ１３は、第１ショルダ１０と同じ形状を有する。従って、後方部分７が移動すると、後方部分７のショルダ１４は、主部分の第３ショルダのところで停止されるが、ここでも又、それが、この障害に打ち勝って第４ショルダ１３との最終当接係合状態となるには、ユーザが適当な圧力を加えることで十分である。前記副リザーバ６の作用位置に対応するこの最終位置が図６に図示されており、ここで、後方部分７のショルダ１４は、主部分８の第３及び第４ショルダ１２，１３間に抜け出し不能な状態で捕捉されている。

前記ショルダ１４が前記非作用位置（図５）と前記作用位置（図６）との間で移動する距離は、前記作用位置において、副リザーバ６の前面６ａが主リザーバ３の後面３ａに約１ミリメートル（ｍｍ）侵入して、キャリア液のリザーバ６からリザーバ３への移送を可能にし、かつ、筆記具の使用の最終段階の視覚的表示を提供するように、決定される。

前記筆記具１の通常の使用中にリザーバ６を後方部分７の後端部７ａに取り付けるには、後方部分７の移動中に、部分７の内面の舌９を前面６ａに押し付けると、主リザーバ３によって押し戻され、これによって、それは二つのリザーバ３，６間の接触を阻止する。

勿論、これが本発明の唯一の可能な実施例ではない。後方部分７を主部分８に対して固定するその他の方法も可能であり、そして長手方向だけでなく回転も含む移動等の他の移動態様も考えられ、これは、主部分８の内周部に、前記後方部分７がいわばそれにねじ込まれて、それが主部分８に突入する螺旋状の溝を設けることによって達成され、前記螺旋溝は、相補形の前記切頭円錐状ショルダに類似の戻り防止手段を備える。

二つのファイバ材リザーバ３，６の場合、前記主リザーバ３の直径は、好ましくは、前記副リザーバ６の直径よりも大きい。これによって、たとえこれら二つのリザーバの相対的中心が完全でなくとも、副リザーバ６の前面６ａの全部が、主リザーバ３の後面３ａに確実に押し付けられるようになる。

本発明の１つの非限定的実施例において、前記主リザーバ３は、１３．３ｍｍの直径と、３７ｍｍの長さとを有し、３グラム（ｇ）のインクを収納し、０．２３４ｇ／ｃｍ^３のファイバ密度を有するものであった。前記副リザーバ６は、１１．４ｍｍの直径と、２９ｍｍの長さとを有し、１．５ｇのキャリア液を収納し、０．２３ｇ／ｃｍ^３のファイバ密度を有するものであった。

前記副リザーバは、ファイバリザーバを構成することのない毛細リザーバ、例えば、焼結粉体から成るリザーバとして構成することができ、或いは、それは、そのスポンジ塊を圧縮することによって吐出させることが可能なある量のインクを吸収したスポンジ塊から構成することが出来る。この場合、前記後方部分７の前記相対移動は、必要な圧縮作用を得るのに十分な距離以上でなければならない。

前記副リザーバは、同様に、液体インクを含有する小袋として構成することも可能である。この場合、前記後方部分７とすることが可能な前記アクチュエータ部に、前記小袋を開放する手段、例えば、それらの部分の相対移動時に、前記小袋を貫通して、そこに収納されているキャリア液が流出することを可能にする単数又は複数のテーパーされた突起（lug）を設けなければならない。この小袋は、前記後方部分の後側に位置し、主リザーバ３の後面３ａに当接して保持される。

ここに提供した全ての具体例において、前記アクチュエータ部は、筆記具１の対称軸心の方向で長手方向に移動可能である。但し、本発明の実施例はこれのみに限定されない。例えば、キャリア液を収納するスポンジ塊の形態をとる副リザーバの場合、アクチュエータ部は、副リザーバを収納し、それを圧縮又は捻ることによって変形可能な材料から形成され、かつ、好ましくは、その変形が恒久的である筆記具の本体の一部から構成することができる。その場合、ユーザは筆記具のこの部分に適度の力を加えてそれを変形させ、それによって、ファイバ又はスポンジ塊を圧縮し、副リザーバからキャリア液を放出させるだけで十分である。この場合、筆記具の寿命の終わりの視覚的表示を提供するのは、筆記具の本体のこの部分の物理的変形である。

本発明に係る筆記具の主要操作工程を示す図 本発明に係る筆記具の主要操作工程を示す図 本発明に係る筆記具の主要操作工程を示す図 本発明に係る筆記具の主要操作工程を示す図 本発明に係る筆記具の長手方向断面図 本発明に係る筆記具の長手方向断面図

Claims (16)

1. 本体と、インクを収納するとともに前記本体内に収納される主リザーバと、前記本体の前方部分から突出する筆記ヘッドと、前記主リザーバから前記筆記ヘッドへインクを移送する毛細コネクタとを含む筆記具であって、前記筆記具が、更に、インクキャリア液を収納する副リザーバと、該副リザーバから前記液体を、この液体が前記主リザーバに流入して前記インクを前記コネクタに向けて放出するように放出するためのアクチュエータ手段とを有しており、前記主リザーバと前記副リザーバは、共にファイバ材リザーバであり、前記アクチュエータ手段の操作時、前記副リザーバは前記主リザーバと接触することを特徴とする筆記具。
2. 請求項１の筆記具であって、前記キャリア液はインク溶剤を含有する。
3. 請求項２の筆記具であって、前記インクは水性タイプであり、前記インク溶剤は水である。
4. 請求項１の筆記具であって、前記キャリア液は、前記主リザーバ内の前記インクの成分の全部又は一部を含有し、これにより、前記キャリア液によって搬送される前記インクの元来の筆記特性が保持される。
5. 請求項４の筆記具であって、前記インクは水性タイプであり、前記キャリア液は、グリコールを含有する。
6. 請求項４の筆記具であって、前記インクはドライワイプタイプであり、前記キャリア液は、前記インクに対してそのドライワイプ特性を与える樹脂を含有する。
7. 請求項１の筆記具であって、前記キャリア液は、少なくとも１つの表面活性剤を含有する。
8. 請求項１の筆記具であって、前記キャリア液の量は、前記主リザーバ内に収納されるインクの量の約２０％〜４０％である。
9. 請求項１の筆記具であって、前記主リザーバと前記副リザーバとは、共に、前記筆記具の前記本体内に同じ長手方向に配置され、それらが互いに接触状態とされると、前記副リザーバの前面が、前記主リザーバの後面に押し付けられる。
10. 請求項１の筆記具であって、前記副リザーバの毛細管力（capillarity）は、前記主リザーバの毛細管力（capillarity）よりも低い。
11. 請求項１０の筆記具であって、前記副リザーバのファイバ密度は、前記主リザーバのファイバ密度の８０％〜９５％である。
12. 請求項１の筆記具であって、前記主リザーバの直径は、前記副リザーバの直径よりも大きい。
13. 請求項１の筆記具であって、前記副リザーバは、前記主リザーバ、前記毛細コネクタ及び前記筆記ヘッドを収納する前記筆記具の前記本体の主部分に対して摺動するように取り付けられた後方部分に収納され、前記アクチュエータ手段は前記後方部分である。
14. 請求項１３の筆記具であって、前記筆記具の前記本体は、前記後方部分を、非作用位置に一時的に保持するとともに、前記後方部分の操作時に、それを作用位置へと移動し、かつ、それを前記作用位置に抜け出し不能に保持するように構成された手段を有する。
15. 請求項１４の筆記具であって、前記後方部分を保持する前記手段は以下を有する、
    ａ）前記後方部分の外周部に設けられた実質的に切頭円錐状の環状ショルダ、そして
    ｂ）前記本体の前記主部分の内周部で前記ショルダに面して設けられる４つの環状ショルダ、これらショルダの内、第１ショルダと第４ショルダとは、これらのショルダを越えて前記ショルダが移動することを許可しない最終当接部（definitive abutments）を形成し、前記後方部分の前記ショルダの形状に対して相補的な切頭円錐形状を有する第２ショルダと第３ショルダとは、これらのショルダを越えて前記ショルダが移動することを許可する仮当接部（temporary abutments）を形成する。
16. 請求項１４の筆記具であって、前記後方部分は、前記主部分の内周部に設けられた螺旋溝によって長手及び回転移動し、これによって前記後方部分が前記主部分内に突入することを許容し、前記溝は戻り防止手段を備える。

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