JPS6139198B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は水性インキ等の低粘性インキを用い
る筆記具に関するものである。

低粘性インキを用いる筆記具はペン体とインキ
室を備え、両者をインキ通路で結んでインキ室内
のインキをペン体に供給し、消費したインキの量
に等しい量の空気をインキ室に導入させることに
よりインキ出を制御するようになつており、しか
もインキ室の内圧上昇にともなつて押し出される
インキを貯留部に貯えて、後でこの貯留インキを
筆記消費することによりインキが外部にふき出さ
ないように構成されている。この代表的な一例と
して、特公昭42−7164号公報に開示されているよ
うな万年筆のペン芯機構が知られているが、これ
はインキ貯留部として形成したペン芯の空洞部に
インキ室（インキ筒）の内圧上昇でインキが押出
された場合、その空洞貯留インキは筆記によつて
消費されるだけで、ペン下向きの保持状態でイン
キ室（インキ筒）の内圧が下降しても、空気が空
気溝を通つてインキ室に入るため前記貯留インキ
がインキ室側に帰ることはない。

ところで、上記空洞内の貯留インキを筆記によ
つて消費する場合、１回の筆記使用で空洞内の貯
留インキ全部を空にすることは少なく、実際には
前記空洞内に常にインキが残つていることが多
い。例えば１c.c.前後のインキ室をもつ万年筆の場
合で説明すると、全量（１c.c.）のインキを消費す
るには500ｍ〜1000ｍの筆記距離があるため、も
し30度Ｃの温度変化で約10％即ち0.1c.c.のインキ
が前記空洞内に一度で貯留されたとすると、これ
を筆記によつて空にするには50ｍ〜100ｍ筆記し
なければならない。しかしながら万年筆を取出し
て筆記する長さは通常１ｍにも満たない場合が多
いので、前記空洞内には常にインキが残つている
状態となる場合が多い。

従つて貯留インキを筆記使用によつて空にし、
次の内圧上昇に備えるという考え方に基いた従来
の万年筆ではペン芯空洞部に貯留インキが残つた
まま、次の内圧上昇によつて新たにインキが押し
出される事態が生じ、それが繰返えしの温度変化
によつて何回も生じると貯留インキ量が次第に増
加してインキの溢れ出、所滑インキのボタ落を起
す。特に自動作画機とかレコーダー用筆記具とし
て使用する場合には常にペン先が下向きの状態に
保持されるから、前記のようなボタ落は致命的な
欠陥となる。

この発明は上記のような事情に鑑みなされたも
ので、その第１の目的はインキ室の内圧上昇で押
し出された貯留インキを、前記インキ室の内圧下
降によつて吸上げてインキ室に戻すようにしたペ
ン下向き状態でインキボタ落が起らない新規な構
造の筆記具を提供することにあり、また第２の目
的は筆記具の保持状態或いは放置状態がどのよう
な向き（ペン上向き状態、ペン横向き状態等）に
あつても前記貯留インキがインキ室の内圧下降に
よつて確実にインキ室に戻されるようにしたすべ
ての向きでインキ溢出を防止できる新規な構造の
筆記具を提供することにある。

而して上記第１の目的を達成するために、この
発明（第１発明）に係る低粘性インキを用いる筆
記具は、該筆記具本体のペン体取付部の内側に、
毛細管の強いインキ吸蔵体を前記ペン体とインキ
導通可能に接続して設けたこと、このインキ吸蔵
体と離間した内方位置に本体内部を小容量の空室
と大容量のインキ室に区画する仕切り部を設けた
こと、このインキ吸蔵体を貫通して上記インキ室
とインキ吸蔵体間をインキ導通可能に接続した気
液交換通路（この気液交換通路は通常時、インキ
によつて塞がれ筆記時のインキ吸出によつて空気
がインキ室に入るように開口する毛細管作用が強
弱二様に働く通路として形成される）を設けたこ
と、この気液交換通路の先端部に該通路と前記空
室をインキ吸蔵体の近くで空気導入可能に連通さ
れた切欠部を設けたこと、前記筆記具本体の先端
部に前記空室に外気を取入れる通気管を、その開
口内端部が前記空室に押し出されたふき出し貯留
インキによつて閉塞されないように位置させて設
けたことを特徴とするものである。また上記第２
の目的を達成するための第２発明に係る筆記具
は、上述した第１発明の筆記具における仕切り部
と本体内壁面との間に、常時はインキで閉塞され
て前記空室の空気がインキ室へ入るのを阻止する
作用と、本体インキ室の内圧上昇で前記空室に押
出されたふき出し貯留インキを、インキ室の内圧
下降時にペン上向き状態及びペン横向き状態にお
いてインキ室側に戻す作用をなす毛細管作用の強
い１個又は複数個の貯留インキリターン通路を設
けたことを特徴とする。

以下、この発明の実施例を図面に従い説明す
る。第１図は手書き用の筆記具に適用した実施例
で、インキ（低粘性インキ）が充填されていない
使用前の状態を中央縦断面図で示しており、また
第２図及び第３図は第１図の−線及び−
線に沿う部分の横断面図を示している。これらの
図面において符号１で示される筆記具本体は、円
形断面の細長い軸筒として形成され、先端部には
ペン体２が取付けられていると共に、後端開口部
には着脱自在に密栓された尾栓３を備えている。
なお上記ペン体２はボール２ａを回転自在に保持
して筆記具本体１の先端孔に嵌着されたボールホ
ルダ２ｂと、このボールホルダ２ｂのボール保持
部に連通する中心孔に嵌挿されて前記ホルダ後端
部から内方に突出するインキ中継芯（繊維集束
芯）２ｃとから構成されているが、このようなボ
ールペンチツプ形式のペン体以外に、強い毛細管
作用でインキを筆記端に引き出す繊維製ペン体、
プラスチツク多孔ペン体、パイプペン体等を用い
ることもできる。４は上記筆記具本体１のペン体
取付部の内側穴１ａに嵌装したインキ吸蔵体で、
上記ペン体２のインキ中継芯２ｃが中心孔に嵌挿
されて、このペン体中継芯２ｃとインキ導通可能
に接続されている。このインキ吸蔵体４はインキ
を飽和状態まで吸収すると毛細管作用、吸着力、
付着力等でインキ滴下を阻止することができる毛
細管作用の強い（但し前記ペン体中継芯２ｃの毛
細管より少し弱い）中綿と称するインキ吸収材が
用いられている。５は上記本体１の内部を小容量
の空室６と大容量のインキ室１０に区画する仕切
り部で、前記本体１内のインキ吸蔵体４と離間す
る内方位置に嵌合固定された円板状の合成樹脂部
品で構成されている。７はこの仕切り部５を貫通
して上記インキ室１０とインキ吸蔵体４間をイン
キ導通可能に接続した気液交換通路で、該通路７
は前記仕切り部５から一体に突設され先端開口部
がインキ吸蔵体４に当接する小径なパイプ８内に
芯棒９を嵌挿して、該芯棒９の外周切欠平面９ａ
と上記パイプ８の内壁面とで囲まれた断面略Ｄ形
状の孔として第５図の如く形成される。なおこの
気液交換通路７は楕円形の芯棒９′とパイプ８の
内壁面との間に形成した第７図のような断面略
三ヶ月状の孔であつてもよいし、また第８図のよ
うな溝形状のものであつてもよいが、いずれの場
合も通常時はインキによつて孔全体が閉塞され、
筆記時のインキ吸出によつて毛細管作用の弱い部
分（第５図、第７図の場合は孔の中央部分、第８
図の場合は溝の開口拡巾部分）が空気通路として
開口する毛細管作用が強弱二様に働く通路孔とし
て形成されている。８ａは上記パイプ８の先端部
に設けた切欠部で、これは上記気液交換通路７と
前記空室６をインキ吸蔵体４の近くで空気導入可
能に連通させている。１１は上記筆記具本体１の
先端部に設けた外気取入れ用の通気管で、インキ
吸蔵体４の外周部を貫通して前記空室６内に突出
し、その突出内方部分は第１図の如く屈曲して、
その開口内端が前記空室６に押し出されたふき出
し貯留インキによつて塞がれないように、前記空
室６の径方向及び長さ方向に対する中央部位置に
開口している。１２は上記仕切り部５と本体１内
壁面との間に設けた毛細管作用が強く働く１個又
は複数個（図示例では３個）の細隙開口部からな
る貯留インキリターン通路で、このリターン通路
１２は仕切り部５の外周に第５図、第６図の如き
切欠１２′を設けることによつて形成される。な
おこの切欠で形成された貯留インキリターン通路
１２は強い毛細管で保持されたインキによつて閉
塞されて、前記空室６の空気がこの通路１２を介
してインキ室１０へ入るのを阻止しているが、第
１５図のようなペン上向き状態及び第１８図、第
１９図のようなペン横向き状態でインキ室１０の
内圧が下降した時に、前記空室６の貯留インキ
（インキ室１０の内圧上昇で空室６内にふき出し
流入する）をインキ室１０側に戻す作用をなす。

第９図は本体インキ室１０に低粘性インキＷを
収容した使用時の状態を示す説明図であつて、こ
の状態ではインキ室１０のインキＷの一部がイン
キ吸蔵体４及びペン体２側に毛細管作用で引出さ
れて、気液交換通路７と細隙連通路１２が導入イ
ンキによつて閉塞されていると共に、インキ吸蔵
体４は飽和状態までインキを吸収して、その毛細
管作用、吸着力、付着力等でインキの滴下を防止
している。即ちインキ吸蔵体４が毛細管作用でイ
ンキＷを飽和状態まで吸収すると、インキ重量と
内圧が釣合つて安定する。この時のインキ溢出に
関係する水頭は前記空室６が空の場合のHo及び
空室６に第１２図の如くインキが押出された時の
Hmaxであり、ペン体２及びインキ吸蔵体４の構
造、材質によつて異なるも、ペン体２が図のよう
なボールペン体であり、インキ吸蔵体４がアクリ
ル繊維集束体である場合には前記水頭Hmaxは25
mm程度まで許容され、この許容範囲に上記水頭
Hmaxを押えるように、保証温度差に応じて本体
インキ室１０の容量と、空室６の容量を例えば
10：２位の割合に設定すればインキがペン体２か
ら滴下することはない。

而して、上記インキ吸蔵体４に飽和状態まで吸
収されているインキをペン体２で筆記消費する
と、インキ吸蔵体４にはインキを吸込む余力が生
じ、気液交換通路７内のインキを吸い込むから、
これによつて気液交換通路７の毛細管作用の弱い
部分のインキが吸い取られて該通路中心部に第１
１図の如き空気流入通路７′が形成され、この空
気流入通路７′を通つて空室６の空気がインキ室
１０に第１０図の如く入つて空気とインキの気液
交換が行なわれる。そして、上記インキ吸蔵体４
が吸収インキで再び飽和状態になると、第１１図
の如く開放した気液交換通路７（空気流入通路
７′）はインキによつて自動的に閉じられてイン
キ室１０への空気侵入とインキ吸蔵体４へのイン
キ供給が停止される。第１２図はペン下向き状態
で本体インキ室１０が内圧上昇した時の状態を示
しており、この時はインキ室１０内のインキＷが
気液交換通路７とリターン通路１２を介して空室
６に押し出され、このふき出し貯留インキW′の
量に見合つた量の空気が空室６内から通気管１１
を介して外方に排出される。この時インキ吸蔵体
４は飽和状態にインキを吸収しているから、イン
キ室１０の内圧上昇で押出されたインキをペン体
２側に圧力作用させないように遮断して空室６内
に導入させる。このためインキ室１０の内圧上昇
によるペン体２からのインキボタ落は確実に防止
される。

第１３図は空室６に第１２図の如く貯留された
インキW′が本体インキ室１０の内圧下降によ
り、ペン下向き状態でインキ室１０側に戻される
状態を示している。この場合は温度降下により本
体インキ室１０の内圧が低下すると、空室６のふ
き出し貯留インキW′が気液交換通路７を通つて
インキ室１０内に吸い上げられ、これと入れ換え
に外気が通気管１１を通つて空室６に流入する。
この時、インキリターン通路１２は強い毛細管作
用によるインキの保持で閉塞されているため、空
室６内の空気が前記リターン通路１２を介してイ
ンキ室１０に入ることなく、このため前記貯留イ
ンキW′を効率よくインキ室１０に吸上げること
ができる。

第１４図はペン上向き状態でインキ室１０が内
圧上昇した時の状態を示しており、この時は気液
交換通路７内にあるインキが空室６に押し出され
て、気液交換通路７が空気孔として開口し、この
空気孔→空室６→通気管１１の経路で内圧が外に
逃げるのでペン体２からのインキ溢出の問題は起
らない。

第１５図は空室６の貯留インキW′（第１２図
のようにペン下向き状態で流入したインキ又は第
１６図、第１７図のようなペン横向き状態で流入
したインキ）が、ペン上向き状態におけるインキ
室１０の内圧下降によつてインキ室１０側へ戻さ
れる状態を示しており、この時は仕切り部５の室
底側に貯留されているインキW′がリターン通路
１２を介してインキ室１０内に吸入されると共
に、これと入れ換えに外気が通気管１１を介して
空室６に流入する。

第１６図及び第１７図はペン横向き状態でイン
キ室１０の内圧上昇があつた場合の状態を示して
おり、第１６図の状態ではインキ室１０の内圧上
昇で気液交換通路７内のインキが空室６に押し出
されて、該通路７が空気孔として開口し、この空
気孔（開口した気液交換通路７）→空室６→通気
管１１の経路で内圧が外に逃げるため、ペン体２
からのインキ溢出は起らない。また第１７図の状
態は１つのインキリターン通路１２が上にあり、
他のリターン通路１２と気液交換通路７が下側に
あるから、インキ室１０の内圧上昇によつて該室
内インキＷの一部が下側に位置するインキリター
ン通路１２と気液交換通路７を介して空室６に押
し出される。この時上側に位置するリターン通路
１２はインキで閉塞された状態を維持し、且つ空
室６内の空気は通気管１１を介して外に排出され
る。従つてこのペン横向き状態においても内圧上
昇によるふき出しインキは空室６に貯留されるの
で、ペン体２或いは通気管１１から溢出すること
はない。

第１８図、第１９図は空室６の貯留インキ
W′（第１２図の如きペン下向き状態で流入した
インキ又は第１６図、第１７図の如きペン横向き
状態で流入したインキ）が、ペン横向き状態にお
けるインキ室１０の内圧下降によりインキ室１０
側へ戻される状態を示している。この第１８図の
状態は気液交換通路７が上にあり、インキリター
ン通路１２の１つが下側に位置しているペン横向
き状態であつて、この状態でインキ室１０が内圧
降下すると、空室６の貯留インキW′が下側に位
置するリターン通路１２からインキ室１０へと戻
される（このリターン作用は内圧下降による吸引
力で行なわれる）。この場合、上記気液交換通路
７を介して少量の空気がインキ室１０に入ること
がある。第１９図の状態は第１８図の状態にある
ペンを軸心まわりに180度反転させたペン横向き
状態であつて、この状態でインキ室１０が内圧下
降すると、空室６内の貯留インキW′が気液交換
通路７及び下側に位置するインキリターン通路１
２を介してインキ室１０側に吸引されると共に、
このインキリターン作用にともなつて外気が通気
管１１を介して空室６内に導入される。

第２０図は上記仕切り部５にインキリターン通
路１１２が設けられていない場合の変形例を示
し、この実施例のものはペン先下向きに保持使用
される自動作画機やレコーダー用等の筆記具に適
用される。

第２１図、第２２図は前記リターン通路１２の
変形例を示すもので、仕切り部５の外周部に設け
た複数個の大きな切欠開口部１２ａと、この各切
欠開口部を閉塞するように前記仕切り部５の空室
６側面に嵌合固定した毛細管作用の強く働くイン
キ吸収蓋１２ｂとでリターン通路１２を構成して
いる。なお、上記インキ吸収蓋１２ｂは強い毛細
管作用でインキＷを吸収保持して、インキ室１０
のインキＷが空室６に滴下すると、空室６内の空
気がインキ室１０へ入るのを防止しており、また
第１３図、第１５図及び第１８図、第１９図のよ
うにインキ室１０の内圧が下降した時には空室貯
留インキW′をインキ室１０側へ戻す作用をな
す。

この発明の筆記具は以上述べたような構造のも
のであるから、インキ室の内圧上昇で押し出され
たインキを本体インキ室と仕切られた空室に一時
貯留し、この貯留インキを内圧上昇の次に生じる
内圧下降によつてインキ室に全部戻すことができ
るので、ペン体側からのインキ溢出の問題を確実
に解消することができる。特に第２発明に係る筆
記具の場合にはペンが上向き、横向き等のどのよ
うな方向に保持され、或いは置かれていても、前
記の効果を奏することができるので、手書き用の
筆記具としてすぐれた実用上の効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例に係る筆記具を
インキ末注入の状態で示した縦断面図、第２図及
び第３図は第１図の−線及び−線に沿う
横断面図、第４図は本体仕切りと気液交換通路の
構成部材を示した縦断面図、第５図は第４図−
線部分の拡大断面図、第６図は第４図の−
線断面図、第７図及び第８図は気液交換通路の変
形例を示す第５図相当部分の断面図、第９図は筆
記具本体内にインキを収容した使用状態の縦断面
図、第１０図は筆記時の気液交換状態を示す作用
説明図、第１１図は第１０図の気液交換状態を該
通路部分の拡大横断面図で示した作用説明図、第
１２図及び第１３図はペン下向き状態で内圧上昇
と内圧下降が生じた場合の作用説明図、第１４図
及び第１５図はペン上向き状態で内圧上昇と内圧
下降が生じた場合の作用説明図、第１６図及び第
１７図はペン横向き状態で内圧上昇が生じた場合
の作用説明図、第１８図及び第１９図はペン横向
き状態で内圧下降が生じた場合の作用説明図、第
２０図は本体仕切り部にインキリターン通路が設
けられていない実施例を示す要部断面図、第２１
図はインキリターン通路の変形例を示す要部断面
図、第２２図は第２１図の−線部分の断面図
である。 １……筆記具本体、２……ペン体、４……イン
キ吸蔵体、５……仕切り部、６……空室、７……
気液交換通路、８……パイプ、９……芯棒、１０
……インキ室、Ｗ……インキ室内のインキ、
W′……空室貯留インキ、１１……外気取入れ用
の通気管、１２……空室貯留インキのリターン通
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低粘性インキを用いる筆記具において、該筆
   記具本体のペン体取付部の内側に該ペン体とイン
   キ導通可能に接続した毛細管作用の強いインキ吸
   蔵体を設け、且つこのインキ吸蔵体と離間した内
   方位置に本体内部を小容量の空室と大容量のイン
   キ室に区画する仕切り部を設けると共に、この仕
   切り部を貫通して上記インキ室とインキ吸蔵体間
   をインキ導通可能に接続した通常時はインキによ
   つて塞がれ筆記時のインキ吸出によつて開口する
   毛細管作用が強弱二様に働く気液交換通路を設
   け、またこの気液交換通路の先端部に該通路と前
   記空室をインキ吸蔵体の近くで空気導入可能に連
   通させる切欠部を設けると共に、前記筆記具本体
   の先端部には前記空室に外気を取入れる通気管
   を、その開口内端部が前記空室に押し出されたふ
   き出し貯留インキによつて閉塞されないように位
   置させて設けたことを特徴とする筆記具。 ２ 低粘性インキを用いる筆記具において、該筆
   記具本体のペン体取付部の内側に該ペン体とイン
   キ導通可能に接続した毛細管作用の強いインキ吸
   蔵体を設け、且つこのインキ吸蔵体と離間した内
   方位置に本体内部を小容量の空室と大容量のイン
   キ室に区画する仕切り部を設けると共に、この仕
   切り部を貫通して上記インキ室とインキ吸蔵体間
   をインキ導通可能に接続した、通常時はインキに
   よつて塞がれ筆記時のインキ吸出によつて開口す
   る毛細管作用が強弱二様に働く気液交換通路を設
   け、またこの気液交換通路の先端部に該通路と前
   記空室をインキ吸蔵体の近くで空気導入可能に連
   通させる切欠部を設けると共に、前記筆記具本体
   の先端部には前記空室に外気を取入れる通気管
   を、その開口内端部が前記空室に押し出されたふ
   き出し貯留インキによつて閉塞されないように位
   置させて設け、更に上記仕切り部と本体内壁面と
   の間に毛細管作用が強く働く１個又は複数個の貯
   留インキリターン通路を設けてなる筆記具。