JP2007320137A - 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内に油性インキを収容した場合であっても、インキ漏れや栓体外れが生じることがなく、筆記具装着時にペン先側へのインキ流入をスムーズに行うことができる筆記具用インキカートリッジ及びそれを用いた筆記具を提供する。
【解決手段】 一端が開口され且つ他端が閉鎖された容器２と、該容器２の開口部に嵌着される栓体３とからなり、前記容器２の開口部に栓体３を嵌着することによって内部にインキ収容部２１を構成してなる筆記具用インキカートリッジ１であって、前記インキ収容部２１内に油性インキ４を収容してなり、該油性インキ４がインキ収容部２１の全容積のうち７０〜９５％収容される。前記筆記具用インキカートリッジ１を装着してなる油性筆記具５。
【選択図】 図１

Description

本発明は筆記具用インキカートリッジ及びそれを用いた筆記具に関する。更には、油性インキを収容した筆記具用インキカートリッジ及びそれを用いた油性筆記具に関する。

従来より筆記具に用いられるインキカートリッジとしては、水性インキを収容した容器の上方開口部に、球状、湾曲板状等の栓体（パッキング）を嵌着した簡易な構造で構成されたものが用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。
実公昭３７−２１９０６号公報 実公昭４７−２５６１３号公報

前記カートリッジは簡易な構造で構成されているが、単体での保管時に栓体が外れ難く、筆記具装着時には栓体が押圧されることで容易に外れるように形成されるものである。
しかしながら、水性インキに比べて蒸気圧が高い油性インキをカートリッジ内に収容した場合、保管時には温度や気圧の変化に伴って内圧が上昇し、栓体がずれたり外れることでインキ漏れが生じることがある。また、筆記具装着時には栓体の開放状態によって、ペン先側へのインキ流入がスムーズに行われないことがある。

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内に油性インキを収容した場合であっても、インキ漏れや栓体外れが生じることがなく、筆記具装着時にペン先側へのインキ流入をスムーズに行うことができる筆記具用インキカートリッジ及びそれを用いた筆記具を提供するものである。

本発明は、一端が開口され且つ他端が閉鎖された容器と、該容器の開口部に嵌着される栓体とからなり、前記容器の開口部に栓体を嵌着することによって内部にインキ収容部を構成してなる筆記具用インキカートリッジであって、前記インキ収容部内に油性インキを収容してなり、該油性インキがインキ収容部の全容積のうち７０〜９５％収容されることを要件とする。
更に、前記油性インキが、アルコール、ケトン、エステル、炭化水素、グリコールエーテルから選ばれるいずれか一種以上を主溶剤とすること、前記油性インキに用いられる主溶剤の蒸気圧が２０℃において５ｍｍＨｇ〜８０ｍｍＨｇの範囲にあること、前記インキ収容部の容積が３ｃｍ^３以上であること、前記容器及び栓体がポリプロピレン、ポリエチレン、ケトンのいずれかで構成されること、前記栓体のインキ収容部内側からの抜力が、１．５ｋｇ／ｃｍ^２以上であることを要件とする。
更には、前記筆記具用インキカートリッジを装着してなる油性筆記具を要件とする。

本発明により、容器の開口部分に栓体を取り付けた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、油性インキを収容した際に生じ易い内圧上昇に伴う栓体外れやインキ漏れが生じることがなく、筆記具に装着した際にインキをペン先側へスムーズに流入できる筆記具用インキカートリッジと該カートリッジを装着した油性筆記具が得られる。

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、栓体を嵌着することで形成されるインキ収容部内に油性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壁（閉鎖部分）を他端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。特に、油性インキ（有機溶剤）に対して変形や溶解がされ難いことからポリプロピレンやポリエチレンが用いられる。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、栓体の組付性能が高い円形が好適である。
また、前記容器は透明、不透明等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。

前記容器内壁面の上方部分（開口部近傍）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、溝部等を形成することが好ましい。これにより、栓体取付時の挿入性を向上させたり、栓体の取付位置が明確になると共に、嵌着力を強固にすることができる。

前記インキ収容部（容器内の栓体嵌着部下方）には、全容積のうち７０％〜９５％の範囲で油性インキが収容される。インキの収容量を前記範囲とすることで、インキが収容されない空間が確保されると共に、大容量のインキを収容できるので、容器への栓体取付時（カートリッジ組立時）に内圧の上昇によってインキ漏れが生じることがないと共に、カートリッジを筆記具に取り付けた際には、栓体が確実に開放されてインキ流路を確保できるので、ペン先側へスムーズにインキを流入させることができる。
７０％未満では、栓体開放時のインキ収容部側からの押力（内圧）が小さいため、栓体が十分な隙間で開放され難く、ペン先側へのインキ流入がスムーズに行われず、また、９５％より多いと、容器に栓体を取り付ける際の内圧上昇が大きくなりすぎてインキ漏れを生じ易くなる。
特に前記条件は、インキ収容部の容積が大きい場合（従来不利であった構造）であっても有効であり、３ｃｍ^３以上の容積を有する際にも、より高い効果を発現するものである。

前記栓体としては、開口部内に嵌着可能な大きさで開口部を密閉できる形状の樹脂成形物や金属加工物が用いられ、特に、油性インキ（有機溶剤）に接触しても変形や溶解がされ難い材質が適用される。
前記栓体は、容器嵌着時において、インキ収容部内側からの抜け力が１．５ｋｇ／ｃｍ^２以上になるように設定されることが好ましい。これにより、内圧変化が大きい場合であっても、内側からの押力で栓体が外れることを確実に防止できる。

前記インキカートリッジに収容される油性インキとしては、主溶剤にアルコール、ケトン、エステル、炭化水素、グリコールエーテル等の有機溶剤が用いられる。
前記有機溶剤として具体的には、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−アミルアルコール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ベンジルグリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノフェニルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノフェニルエーテル、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メチルイソブチルケトン、メチルｎ−プロピルケトン、メチルｎ−ブチルケトン、ジ−ｎ−プロピルケトン、ギ酸ｎ−ブチル、ギ酸イソブチル、酢酸メチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸プロピル等を例示できる。
前記有機溶剤は一種又は二種以上を混合して用いてもよく、インキ組成中３０〜９０重量％の範囲で用いられる。

特に、前記有機溶剤のうち、２０℃における蒸気圧が５ｍｍＨｇ〜８０ｍｍＨｇの範囲のものが好適である。前記蒸気圧であれば、筆記具用油性インキとしてのバランスを損なうことなく、カートリッジ収容時においてもインキ漏れを生じることなく保存できる。

更に、前記油性インキ中には、染料、顔料等の着色剤、樹脂等、従来よりインキを構成するものが添加される他、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ボールペンやマーキングペン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）やボールペンが挙げられる。

前記筆記具には、インキカートリッジを取り付けた際に栓体の特定位置を押圧するための突起部を設けることが好ましい。これにより、小さい押圧力で容易に栓体を外すことが可能なものとなる。

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は筆記具に装着した状態を表す断面図である。尚、「上」とは、容器の開口方向を示し、「前」とは、筆記具のペン先側を示し、「後」とは、筆記具の軸筒側を示す。

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容器２の上方開口部分の内側壁面に栓体３が嵌着されている。前記容器２内には、油性インキ４が直接収容されるインキ収容部２１（内径１．４ｃｍ、容積６ｃｍ^３）が設けられると共に、栓体３と嵌着される環状突部２２が設けられている。

前記栓体３はポリプロピレン樹脂成形物からなる円盤状物であり、径方向への弾性を付与するために、容器２と当接する部分（円周状端部）の上下両端が薄肉状に形成される。これにより、カートリッジの組立時に容器２内に挿入された栓体３を押圧嵌着した際、インキ収容部２１の十分な気密が得られる。特に、栓体３が当接する容器２内側の壁面部分に２本の環状突部２２を設け、該環状突部２２間に栓体３を嵌着することで、栓体３をより確実に嵌着保持することができる。

前記栓体３により密閉されるインキ収容部２１内には、油性インキ４が充填され、インキの上方に空間部２１１が形成されている。
前記油性インキ４は５．４ｃｍ^３注入されており、インキ収容部２１の全容積の９０％(即ち、空間部２１１が１０％)を占めている。
空間部２１１の割合を５％以上３０％未満とすることで、温度や気圧の変化によるインキ収容部２１内の体積膨張が生じても栓体３を嵌着状態で保持できることはもちろん、容器２への栓体３取付時（カートリッジ組立時）に内圧上昇によってインキ漏れを生じることがなく、カートリッジ１を筆記具５に取り付けた際に栓体３が確実に開放されてインキ流路を確保してペン先６側へスムーズにインキ４を流入できるものとなる。

尚、前記栓体３は、インキ収容部２１内側から押圧された際の抜力が４ｋｇ／ｃｍ^２以上に設定されているため、内圧変化に伴う栓体３の外れやずれがより生じ難くなっており、インキ漏れを確実に防止できるものとなる。

前記油性インキ４は、溶剤としてエタノール（２０℃における蒸気圧：４５ｍｍＨｇ）とイソプロピルアルコール（２０℃における蒸気圧：３２．４ｍｍＨｇ）を用いて、顔料、樹脂、剥離剤等の添加剤を含有する筆記板用油性インキであり、筆記時の筆跡乾燥性及び消去性に優れたものである。

前記インキカートリッジ１を取り付けて使用する油性筆記具５（直液式筆記具）は、ペン先６と、前記ペン先６後端に接続されるインキ吸蔵体７と、前記インキ吸蔵体７の後方に配置される中間部材８（該中間部材８の後方にインキカートリッジ１（容器２）が配置される）と、前端部で前記ペン先６を保持し且つ内部に前記インキ吸蔵体３、前記中間部材５、及び前記インキカートリッジ１を収容する軸筒９と、前記軸筒９の後端開口部に着脱自在に螺着される尾栓１０とからなる。

前記ペン先６は、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。前記ペン先６の前端は、砲弾状に研削される。前記ペン先６の後端部外周面は、テーパ状に面取りされる。

前記インキ吸蔵体７は、円柱状の合成樹脂製繊維（例えば、ポリエステル繊維）の加工体よりなる。前記インキ吸蔵体７の外周面には、円筒状の外皮が被覆されている。前記外皮は、合成樹脂製フィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート製フィルム）よりなる。前記インキ吸蔵体７の前端面の軸心にペン先６の後端が突き刺し挿入され、前記ペン先６の後端が前記インキ吸蔵体７の内部前方に位置される。

前記軸筒９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筒状体である。前記軸筒９は、ペン先７外周面を保持する先細部９１と、該先細部９１より後方に連設され、インキ吸蔵体７及び中間部材８及びインキカートリッジ１が収容される本体部９２とからなる。

前記軸筒９の内面には、前後方向に延びる複数本のリブが一体に形成されており、該リブにインキ吸蔵体７の外周面が圧接保持される。前記先細部９１内面のリブにより、ペン先６の外周面が圧接保持される。
前記リブにより、インキ吸蔵体７の外周面と本体部９２の内面との間、インキ吸蔵体７の前端面と軸筒９内面との間、及びペン先６外周面と先細部９１内面との間に、空気通路が形成される。

前記中間部材８は、合成樹脂（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等）の射出成形より得られる。前記中間部材８は、前記インキ吸蔵体７とインキカートリッジ１とを区画する隔壁８１と、前記隔壁８１の前面より前方に突出され且つインキ吸蔵体７の内部に突き刺し接続される複数本（具体的には２本）の連通管８２（軸方向に流通路を備える）と、前記隔壁８１の後面より後方に突出され且つインキカートリッジ１の前端開口部に挿着される接続管８３と、前記隔壁８１の後面より後方に突出し且つ軸筒９内面（本体部９２内面）に固着される取付筒部８４とを備える。軸筒９及び隔壁８１によって形成される空間（即ち吸蔵体収容部）に、インキ吸蔵体７が収容される。本実施の形態において、前記取付筒部８４は接続管８３の基部外周を包囲している。前記接続管８３には栓体３の片側を押圧するため突片８３１が一体に形成される。前記隔壁８１は円板状であり、前記各々の連通管８２、前記接続管８３、前記取付筒部８４は円筒状である。
前記隔壁８１、各々の連通管８２、接続管８３、及び取付筒部８４は一体に連設される。即ち、中間部材８により、隔壁８１、連通管８２、接続管８３、及び取付筒部８４が１部品を構成できる。

前記中間部材８の接続管８３外面には、インキカートリッジ１（容器２）の前端開口部内面が着脱自在に嵌着される。前記インキカートリッジ１のインキ４が消費され筆記不能となった場合、前記インキカートリッジ１を接続管８３から取り外し、内部にインキ４が充填された新たなインキカートリッジ１の前端開口部に接続管８３を挿着する。それにより、再び、筆記可能となる。前記新たなインキカートリッジ１の前端開口部は、栓体３により閉鎖されている。接続管８３をインキカートリッジ１の前端開口部に挿着した際、前記栓体３を接続管８３の突片８３１により後方に押圧し、栓体３を外し、インキカートリッジ１の前端開口部が開栓される。

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装着した筆記具の縦断面図である。

符号の説明

１ 筆記具用インキカートリッジ
２ 容器
２１ インキ収容部
２１１ 空間部
２２ 環状突部
３ 栓体
４ 油性インキ
５ 直液式筆記具
６ ペン先
７ インキ吸蔵体
８ 中間部材
８１ 隔壁
８２ 連通管
８３ 接続管
８３１ 突片
８４ 取付筒部
９ 軸筒
９１ 先細部
９２ 本体部
１０ 尾栓

Claims (7)

1. 一端が開口され且つ他端が閉鎖された容器と、該容器の開口部に嵌着される栓体とからなり、前記容器の開口部に栓体を嵌着することによって内部にインキ収容部を構成してなる筆記具用インキカートリッジであって、前記インキ収容部内に油性インキを収容してなり、該油性インキがインキ収容部の全容積のうち７０〜９５％収容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. 前記油性インキが、アルコール、ケトン、エステル、炭化水素、グリコールエーテルから選ばれるいずれか一種以上を主溶剤とすることを特徴とする請求項１記載の筆記具用インキカートリッジ。
3. 前記油性インキに用いられる主溶剤の蒸気圧が２０℃において５ｍｍＨｇ〜８０ｍｍＨｇの範囲にあることを特徴とする請求項１又は２記載の筆記具用インキカートリッジ。
4. 前記インキ収容部の容積が３ｃｍ^３以上であることを特徴とする請求項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。
5. 前記容器及び栓体がポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロンのいずれかで構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の筆記具用インキカートリッジ。
6. 前記栓体のインキ収容部内側からの抜力が、１．５ｋｇ／ｃｍ^２以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の筆記具用インキカートリッジ。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の筆記具用インキカートリッジを装着してなる油性筆記具。

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