JP2003011566A - 液体供給体及びペン先又はペン用中継芯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気孔率が高くても毛細管力が大きく、インク
保持能力と強度も優れ、毛細管力やインク流抵抗の調整
が容易で、気孔率に関係なく強度の調整が容易な液体供
給体を提供する。 【解決手段】 中心部から外方向に放射状に延びるリブ
間に溝状の液体導通路１３を有する芯体１１と、内周面
に軸心方向に突設した複数のリブ間に溝状の液体導通路
１４を形成した外筒体１２で構成される多重構造とし、
芯体１１と外筒体１２の少なくもいずれかを、軸線に対
して捻りを加え、芯体１１又は外筒体１２に形成されて
いる溝状の液体導通路１３を、螺旋状のものに変更し、
かつ芯体１１と外筒体１２に、それぞれ形成された溝状
の液体導通路１３，１４間を液体が自在に流通できる構
造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、筆記用のペン
先、パーマネントマーカ、ブラッシュマーカ、ペイント
マーカ、カリグラフィー、線引用ペンあるいはプロッタ
ーやコスメチック用のペン先や中継芯、誘導芯あるいは
流量制御管として用いられる、芯体と外筒体から構成さ
れる多重構造の液体供給体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、前記のような用途に使用される液
体供給体は、軸心方向にリブを設けることにより溝を形
成させ、その溝を液体導通路とする液体供給体を、合成
樹脂を用いて押出成形加工により製造する方法が広く採
用されている。

【０００３】より具体的に説明すると、前記の液体供給
体は、例えば、特公昭６１−２１８３８号公報に示され
ているように、ダイスから所要の横断面構造（中空構
造）を有する棒状体として押出成形する方法、あるいは
特公昭５３−２７９７３号公報に示されているようにダ
イスから設定された多数のフィラメントを押出成形し、
加熱状態のフィラメントの融着性を利用して、所要の横
断面構造（中空構造）を有する棒状体とする方法等によ
って製造されている。

【０００４】これらの成形体においては、インクなどの
流れる液体導通路は、常に一定の断面形状をなすもの
で、具体的には、軸線方向対して平行に形成された直線
状であって、対象物に対して液体（インク）を直線的に
供給する構造であるため、気孔率が高くて、液体（イン
ク）の保持力の高いものは製造が難しく、一般に、気孔
率の高いものは、成形体自身の強度低下があり、また、
毛細管力が弱く、液体（インク）保持力が弱いものであ
った。

【０００５】そこで、成形体の強度を上げるために、液
体導通路の形成に際し、リブ同士を結合すること、特
に、断面の中心部に接合部（中心核）を設けることがよ
く行われるが、リブの結合は、結果として液体導通路を
分割させ、各々が独立した液体導通路を形成することに
なり、目詰まりが起こった場合や、使用する形態によっ
ては、すべての液体導通路を同時に液体の排出に使うこ
とが困難になり、結果として液体の排出性（流出性）が
低下するという問題を発生させている。

【０００６】また、先端の細い水性ボールペンなどで
は、液体供給体として、繊維束芯と上記のようにして得
られたプラスチック成形体からなる芯の２組以上の異な
る中継芯が用いられ、インク流量の調整は、これら中継
芯の組合せによって行っているが、その調整は容易でな
く、かなりの労力を必要とし、部品のコストも無視し得
ないものである。

【０００７】例えば、ニードルローラーの先端パイプ部
分は、内径が０．５ｍｍ程度と非常に細く、深さも６ｍ
ｍ程度であるため、繊維束芯では対応が困難なため、こ
の部分にはプラスチック成形体（剥き出しのリブ）の中
継芯を用い、該プラスチック成形体の後に、通常、繊維
束芯を接続しているが、異なる中継芯を使用すると、芯
の組合せや、接続の具合によってインク流量が変化する
上、プラスチック成形体のパイプ内先端までの挿入は、
繊維束芯の押し込みにより行われているが、先端への挿
入長さに正確性を欠くことが多く、満足し得る筆記性能
を有する水性ボールペンを得ることを困難にしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】発明者らはかかる現状
に鑑み、鋭意検討の結果、液体供給体を芯体と外筒体か
ら構成される多重構造とし、芯体と外筒体の少なくとも
いずれかを、軸線に対して捻りを加え、芯体又は外筒体
に形成されている溝状の液体導通路を、軸線方向に対し
て平行に形成された直線状のものから、螺旋状のものに
変更し、かつ、芯体と外筒体に、それぞれ形成された溝
状の液体導通路間を液体が自在に流通できる構造とする
ことにより、上記の問題を解消し得ることを見出し、こ
の発明を完成したのである。

【０００９】この発明の第１の目的は、気孔率が高くて
も毛細管力が大きく、インク保持能力に優れ、強度にも
優れる液体供給体を提供することにあり、第２には、毛
細管力やインク流抵抗の調整が容易な、また、気孔率に
関係なく強度の調整が容易な液体供給体を提供すること
である。

【００１０】さらに、この発明は、従来の水性ボールペ
ンなどにおける中継芯などとは異なり、変動の少ない良
好なインク流出量が得られ、ボールペンチップ内先端の
中継芯の困難な位置決めを不要とし、組み立ての労力
や、部品のコストを低減する、一本化した中継芯へ応用
することにも可能性を有する液体供給体を提供すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、この発明の請求項１に記載の発明は、軸線方向に対
して、螺旋状でかつ溝状の液体導通路を有することを特
徴とする液体供給体である。

【００１２】この発明の請求項２に記載の発明は、芯体
と外筒体からなるものであって、前記芯体に形成された
溝状の液体導通路と、外筒体に形成された溝状の液体導
通路が、それらの表面において斜交状態で接触している
ことを特徴とする液体供給体である。

【００１３】この発明の請求項３に記載の発明は、請求
項２に記載された液体供給体において、前記芯体に形成
された溝状の液体導通路が、芯体の中心部から外側に向
けて成形された複数のリブにより形成されたものである
ことを特徴とする液体供給体である。

【００１４】この発明の請求項４に記載の発明は、請求
項２に記載の液体供給体において、前記外筒体に形成さ
れた溝状の液体導通路が、外筒体の内周面から軸心方向
に向けて成形された複数のリブにより形成されたもので
あることを特徴とする液体供給体である。

【００１５】この発明の請求項５に記載の発明は、請求
項１又は２に記載の液体供給体からなることを特徴とす
るペン先である。

【００１６】この発明の請求項６に記載の発明は、請求
項１又は２に記載の液体供給体からなることを特徴とす
るペン用中継芯。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の液体供給体と、
この液体供給体を使用したペン先ならびにペン用中継芯
について、添付の図面を参照しながら具体的に説明す
る。

【００１８】従来の液体供給体１ａは、図３に示すよう
に、外周部から軸心方向に突出する複数のリブ２により
形成された軸線方向に平行な溝状の液体導通路３を有す
るもので、その断面は図４に示される通りのものであ
る。

【００１９】この液体導通路３の形状については種々の
提案がなされているが、それら形状の変化のみでは、前
記問題を解消することが困難であるとともに、形状によ
って液体供給体１ａの特性を変化させるためには、必然
的に形状を複雑化させることになる。

【００２０】図５に示す液体供給体１ｂは、強度を持た
せるために、外周部から軸心方向に突出する複数のリブ
２によって、軸線方向に平行な溝状の液体導通路３を形
成するに際し、中心に接合部（芯）４を設けたもので、
この図５から明らかなように、中心に接合部（芯）４を
設けたことにより、液体導通路３が分割され、多数の独
立した液体導通路３，３・・・が形成されている。

【００２１】それら独立した液体導通路３，３・・・が
使用の際、つまり筆記に際して、全て液体導通路として
利用されれば問題はないが、通常、筆記に際しては、一
部の液体導通路のみが使用される状態となり、全体とし
てみたとき、インク等の流出量の低下をきたし、さらに
悪いことは、そのような状態では、液体導通路の目詰ま
りを生じることがあり、強度の面では満足できても、未
だ問題の多い液体供給体と言わざるを得ないものであ
る。

【００２２】一方、図６に示される液体供給体１ｃは、
軸心方向に突出する複数のリブ２，２・・・・を有する
円筒状の外筒体５と、この外筒体５内に設けられる芯体
６とで液体導通路３，３・・・を構成した公知の多重構
造の液体供給体（例えば、実開昭５７−１３８６８８号
公報にも同様の構成の複合ペン体が開示）で、多様な書
味、細書き用に好適な耐久性とインク流出性に優れたも
のである。

【００２３】しかしながら、従来の液体供給体１ｃは、
芯体から突出するリブ（突出片）６ａの一部を自由端に
しているため、この液体供給体１ｃを使用して筆記した
とき、芯体６が微妙に揺動するため軟らかい筆記感のも
のしか得られず、硬い筆感のものを得ようとすると、芯
体６と外筒体（外部材）５を接着すると、液体導通路３
の分割となり、上記問題が発生するようになり、さら
に、液体導通路３が軸線方向に平行に直線的に設けられ
ているため、気孔率を高くすると、インク保持力が弱く
なり、ペン等を上向きに放置したとき、インクが下方に
戻るというドレインバック現象を起こすおそれがある。

【００２４】この発明の液体供給体１０は、図１に示さ
れるように、基本的に中心部から外方向に放射状に延び
るリブ間に溝状の液体導通路１３を有する芯体１１と、
内周面に軸心方向に突設した複数のリブ間に溝状の液体
導通路１４を形成した外筒体１２で構成される多重構造
とし、芯体１１と外筒体１２の少なくもいずれか（図１
においては、芯体１１）を、軸線に対して捻りを加え、
芯体１１又は外筒体１２に形成されている溝状の液体導
通路１３を、従来のような軸線方向対して平行に形成さ
れた直線状のものから、螺旋状のものに変更し、かつ芯
体１１と外筒体１２に、それぞれ形成された溝状の液体
導通路１３，１４間を液体が自在に流通できる構造とし
たものである。

【００２５】この発明の溝状の液体導通路１３を有する
芯体１１と、同じく溝状の液体導通路１４を有する外筒
体１２からなる多重構造の液体供給体１０は、従来公知
の方法で製造することができ、その一例を示せば以下の
とおりである。

【００２６】図２に示されるような断面形状を有する芯
体６と外筒体５を、ポリアセタールやポリアミドなどの
熱可塑性樹脂から、公知の押出成形により調製し、押出
成形により得られた軸線方向に平行に直線状の溝状の液
体導通路３を有する芯体６もしくは外筒体５に与える捻
りは、押出成形機で成形中または成形後の加熱された状
態のものに与えてもよく、延伸冷却後、再度加熱して捻
り冷却固定する方法で行ってもよい。

【００２７】このようにして調製された芯体６を、外筒
体５内に挿通することによりこの発明の液体供給体１０
とすることができる。

【００２８】なお、この発明の液体供給体は、以上の例
以外にも、芯体と外筒体とを押出成形で一体成形するこ
とによって、成形済み芯体に外筒体を押出成形で被覆成
形することによって、あるいは芯体と外筒体を射出成
形、又は機械加工し組合せることによって、さらには機
械加工と押出成形を組合せる等の方法により調製するこ
とが可能である。

【００２９】芯体及び外筒体の材質としては、上記以外
に、ポリイミド、ポリブチレンテレフタレート、メタク
リル、ノニル、弗化ビニリデン、ポリオレフィン系樹脂
等の熱可塑性樹脂、複合強化プラスチック、セラミック
成形体、ステンレス、真鍮、洋白、超硬等の金属材を用
いることが可能である。

【００３０】さらに、外筒体として、液体供給体を取付
けるペンなどの本体又は取付治具、一時的インク溜部材
（ジャバラ）、メタルホルダー、プラスチックホルダー
などを、内面に溝のあるものはそのまま、溝のないもの
は溝を設けて、それらの溝を液体導通路として利用する
ことにより代替することができ、それらに捻りを入れて
螺旋状で且つ溝状の液体導通路を設けた芯体を挿通する
ことにより、この発明の液体供給体を用いたペンなどに
することができる。

【００３１】この発明においては、図２に示されるよう
な溝状の液体導通路３，３・・を有する芯体６と外筒体
５のいずれか、又は芯体６と外筒体５を捻ることによ
り、図１に示されるような両者の液体導通路１３、１４
が、液体供給体１０の全体に亘って斜めに交差し、網目
状の毛細管が形成され、芯体１１と外筒体１２に形成さ
れている液体導通路が立体的に一体化され、両者間での
液体の流通が自由自在に行われるようになる。

【００３２】このようにして形成された網目状の毛細管
におけるスリット幅、網目の大きさは、芯体と外筒体の
捻り具合（交差状態）により変化させることができる。
すなわち、捻りを強くすれば交差点が多くなり、両者間
の液体導通路が増え、捻りが緩ければ交差点が少なくな
り液体導通路が減り、それにより、毛細管力、気孔率、
インク排出量などが容易に調製することができるのであ
る。

【００３３】上記のような交差状態を形成するには、芯
体又は外筒体のいずれかを捻る、両者を異なる回転数で
捻る、または両者を反対方向に捻ればよく、最も効果的
に網目状の毛細管状態を形成させるには、両者を逆方向
に捻ることである。

【００３４】この発明の液体供給体自体の強度を上げた
いときは、芯体及び外筒体を部分的に接着すればよく、
液体導通路が網目状の毛細管状態となっているため、部
分的な接着による悪影響は全くなく、また、強度を上げ
るためには、捻り回数を多くし交差部分を増やしたり、
両者をきつく組合せるという手段を採用することも好ま
しい。なお、接着は、部分的に行われ、接着剤を用いて
もよく、熱融着、超音波融着などの手段で行われる。

【００３５】但し、この発明の液体供給体を、水性ボー
ルペン用の中継芯として使用する場合、芯体と外筒体は
接着乃至融着させず、芯体をスライド可能な程度にゆる
く外筒体に挿通し、芯体の先端及び後端には外筒体を設
けず、先端はボールペンチップ内先端まで挿入し、後端
をインクタンク底まで延長させると、芯体にスプリング
効果が発生するとともに、常に芯体がインクに触れてい
るため、ドレインバック現象の発生を防止することが可
能となる。

【００３６】通常、この発明の液体供給体は芯体と外筒
体は一対になって、ペン先や中継芯として用いられる
が、用途や目的に応じては、一つの外筒体に複数の芯体
を挿通し、例えば、カリグラフィーに用いられる、断面
形状が長方形のペン芯には、長方体の外筒体に複数の芯
体を挿通し、さらには、それを一対として複数組合せた
後、必要な加工を施して、ペン先や中継芯として用いる
ことが可能である。

【００３７】

【作用】この発明の液体供給体は、通常、軸線に平行に
形成されている芯体と外筒体の溝状の液体導通路を、液
体供給体の全体に亘って斜めに交差させることによって
網目状の毛細管が形成され、液体導通路が立体的に一体
化され、両者間での液体の流通が自由自在に行われるも
ので、しかも、それらは、芯体や外筒体を捻るという簡
単な操作でなされ、かつ、網目状の毛細管におけるスリ
ット幅、網目の大きさも、芯体と外筒体の捻り具合によ
り、毛細管力、気孔率、インク排出量、さらには強度や
液体流量などが容易に調製することができ、ペン先とし
てもしっかりとした筆記感を与え、良好なインク流出量
が示されるのである。

【００３８】この発明の液体供給体を、水性ボールペン
用中継芯として用いる際は、従来のものと異なり一本化
できるため、インクは安定した変動の少ない流出性を示
し、さらには、芯材を外筒体に緩く挿通し、後端をイン
クタンク底まで延長させ、芯材にスプリング効果を付与
すると、ボールペン先端パイプ内の中継芯の位置決めが
正確に行うことができ、ドレインバック現象も防止でき
る。

【００３９】

【実施例】以下、この発明の液体供給体の具体的な実施
例について説明する。 ＜実施例１＞ポリアセタール樹脂を使用し、図２の断面
図に示される形状の芯体６と外筒体５（外径φ１．５ｍ
ｍ、φ２．３ｍｍ）、からなる液体供給体を、まず芯体
を押出成形により調製し、得られた芯体に捻り（回数：
１．３〜４．８／２０ｍｍ、１．０〜３．０／４０ｍ
ｍ）を与えた後加熱して捻りを固定した。捻りを固定し
た芯体を円筒体に挿入し調製した。得られた形状の異な
る液体供給体に５００ｍｍＡｑの水圧を掛けたときの流
量を測定し、その結果を下記表１、表２に示した。但
し、表１は外筒体の外径φ１．５ｍｍ、長さ２０ｍｍ、
表２は外筒体の外径φ２．３ｍｍ、長さ４０ｍｍのもの
の結果である。表から明らかな様に、単に捻りを加える
ことにより、流量容易に調整することできる。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】＜実施例２＞実施例１で得られた液体供給
体について、先端部分を加工し、プラスチックペン（プ
ラペン）のペン先とし、図5に示される構造のペン先と
の性能を筆記試験により比較した。筆記試験は筆記角度
７０°、筆記荷重１００ｇ、筆記速度９．０ｍ／分、筆
記用紙にはBaumgertner Paperを用いて行った結果を表
３に示した。表から明らかなように、この発明の液体供
給体を用いたペン先とするプラスチックペンは、図5に
示される構造のペン先と比較して、インク流量が多く、
またその調製も容易である。

【００４３】

【表３】

【００４４】

【発明の効果】この発明の液体供給体は、軸線方向に対
して、螺旋状でかつ溝状の液体導通路を形成すること、
より具体的には、芯体と外筒体からなるものであって、
芯体に形成された溝状の液体導通路と、外筒体に形成さ
れた溝状の液体導通路が、それらの表面において斜交状
態で接触させるという、簡易な手段によって今までに成
しえなかった、気孔率が高く毛細管力も大きいという特
性が付与されたものである。

【００４５】特に、この液体供給体は、インク保持能力
に優れ、強度にも優れる上、毛細管力やインク流抵抗の
調整が容易で、また、気孔率に関係なく強度の調整が容
易な優れたものである。

【００４６】また、この発明の液体供給体を用いた水性
ボールペンなどにおける中継芯は、変動の少ない良好な
インク流出量が得られ、ボールペンチップ内先端の中継
芯の困難な位置決めを不要とし、組み立ての労力や、部
品のコストを低減させ、一本化した中継芯を可能とす
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る液体供給体の一例を示す一部切
欠き斜視図である。

【図２】図1に示す液体供給体の断面図である。

【図３】従来の液体供給体の一例を示す斜視図である。

【図４】図３に示す液体供給体の断面図である。

【図５】従来の液体供給体の他の一例を示す断面図であ
る。

【図６】従来の多重構造型の液体供給体の一例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ 従来の液体供給体 ２ リブ ３，１３，１４ 液体導通路 ４ 接合部（芯） ５ 外筒体 ６ 芯体 １０ この発明の液体供給体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸線方向に対して、螺旋状でかつ溝状の液
   体導通路を有することを特徴とする液体供給体。
2. 【請求項２】芯体と外筒体からなるものであって、 芯体に形成された溝状の液体導通路と、外筒体に形成さ
   れた溝状の液体導通路が、それらの表面において斜交状
   態で接触していることを特徴とする液体供給体。
3. 【請求項３】前記芯体に形成された溝状の液体導通路
   は、 前記芯体の中心部から外側に向けて成形された複数のリ
   ブにより形成されたものであることを特徴とする請求項
   ２に記載の液体供給体。
4. 【請求項４】前記外筒体に形成された溝状の液体導通路
   は、 前記外筒体の内周面から軸心方向に向けて成形された複
   数のリブにより形成されたものであることを特徴とする
   請求項２に記載の液体供給体。
5. 【請求項５】請求項１又は２に記載の液体供給体からな
   ることを特徴とするペン先。
6. 【請求項６】請求項１又は２に記載の液体供給体からな
   ることを特徴とするペン用中継芯。