JP3065594B2

JP3065594B2 - 筆記具

Info

Publication number: JP3065594B2
Application number: JP10337376A
Authority: JP
Inventors: 二郎堀
Original assignee: 有限会社堀開発設計事務所
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-07-17
Anticipated expiration: 2018-11-27
Also published as: JP2000158880A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペン体へのインク
の供給を制御した筆記具に関する。さらに特定すれば、
本発明はインク室からペン体へのインク供給経路の途中
の内部に空気等の気体が封入された小容積の遮断室を設
け、この遮断室に封入された気体によりインクの供給を
制御するインク制御機構を備えた筆記具において、この
インク制御機構の作動をより正確かつ確実とした筆記具
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インク室内に液体状のインクを
貯溜する形式の筆記具においては、このインク室からペ
ン体に供給されるインクの流量や圧力を制御する必要が
ある。このようなインク制御の最も簡単な形式として
は、インク室とペン体との間に繊維を固めた多孔質の中
継芯と称される部材を介在させ、その毛細管力によりイ
ンク室からインクを引出すとともに、この中継芯内をイ
ンクが流通する際の抵抗により、インクの供給量を制御
するものがある。

【０００３】ところで、ペン体がたとえば繊維を固めた
いわゆるフエルトチップの場合にはその繊維の間の微細
な間隙、ボールチップの場合にはボールとボールホルダ
との間の微細な隙間、の毛細管力により、これらペン体
自体にもインクを引出すいわゆるインク引出力および引
き出されたインクを保持するインク保持力がある。

【０００４】このため、上記のような中継芯のみによる
制御では、インクの供給を安定させることはできなかっ
た。すなわち、上記の中継芯の密度を低くしてインクの
流動抵抗を少なくすると、非筆記時において上記のよう
なペン体のインク引出力によりインク室内のインクが引
出され、このペン体に飽和状態まで大量のインクが含ま
れ、いわゆるインクリッチの状態となる。このため、筆
記の初期において、筆跡が不所望に濃くなる不具合があ
る。特に、水性インクを使用するボールチップでは、そ
のインク引出力やインク保持力が水頭圧で数十ｍｍ〜１
００ｍｍ程度しかないので、たとえばこの筆記具を立て
た状態、すなわちボールチップを下向きにした状態で
は、インク室からこのボールチップまでのインクの水頭
圧により、微量のインクがボールとボールホルダとの間
の隙間から押し出されることがある。このような状態で
筆記を開始すると、筆跡の線の始端部がカンマ（，）状
となってしまう不具合がある。

【０００５】このような不具合を防止するためには、上
記の中継芯の密度を高くし、その毛細管力および内部で
の流動抵抗を大きくすれば良いが、このようにするとこ
の中継芯の内部を流通するインクの流動抵抗が過大とな
る。このため、早く筆記した場合等には、インクの供給
が不足してこのペン体に含まれるインクの量が過少とな
るいわゆるインクプアの状態となり、筆跡がかすれる等
の不具合を生じることがある。

【０００６】このような不具合を防止するために、従来
から各種のインク制御機構が考えられている。その一つ
は、インク室とペン体との間に、所定の差圧で開弁する
小形の機械的な弁機構を設けたものがある。このもの
は、非筆記時にはこの弁機構が閉弁しており、ペン体へ
の過剰のインク供給を防止している。そして、筆記の際
には、このペン体のインク引出力により発生する差圧で
この弁機構が開弁し、インク室からペン体にインクを供
給する。

【０００７】しかし、上記のような弁機構は、水頭圧で
数十ｍｍ程度の微少差圧で開閉作動する必要があるとと
もに、きわめて小形に形成する必要もあり、その製造や
品質管理等が面倒となる不具合がある。また、このペン
体が前述したような水性インクを使用するボールチップ
の場合には、そのインク引出力が低いので、このような
弁機構の開閉圧力の設定が極めて微妙となり、その製造
や品質管理が困難となる等の不具合がある。

【０００８】また、このインク制御の別の形式として、
インク室とペン体との間に、空気を封入した小室を設け
た、いわゆるエアチャンバ形のものがある。一般に、小
さな断面積の液体通路内に空気が存在していると、この
空気が気泡となって通路を閉塞し、液体の流通を遮断す
るいわゆるベーパーロックと称される現象があり、この
エアチャンバ形のものは、その原理を利用して一種の弁
機構を構成するものである。

【０００９】このようなエアチャンバ形のものは、弁体
等の機械的な可動部分を本質的に必要とせず、構造が簡
単でまた製造も容易であるという利点がある。しかし、
このようなエアチャンバ形のものは、当然ながら筆記の
際には内部の気泡によって遮断されていたインクを流通
させる機構を必要とするが、その作動の安定性を確保す
ることが困難であるという問題がある。

【００１０】このようなエアチャンバ形の筆記具の例と
して、米国特許明細書Ｎｏ．３，３９７，９３９に
開示されているものがある。このものは、インク室から
ペン体に至るインク通路の途中に、内部に空気が封入さ
れた小室を形成し、この小室の上部にはインク室に連通
した通路が開口し、またこの小室の下部には多孔質のフ
ィラーが充填され、このフィラーはペン体側に連通して
いる。

【００１１】この米国特許のものは、非筆記時には上記
の多孔質のフィラーにインクがほぼ飽和状態で含まれて
おり、小室内に封入された空気によりインクの流通が遮
断されている。そして、筆記により上記のフィラー内に
含まれていたインクが消費されてこの多孔質のフィラー
がインクプアの状態となると、上記の小室内の空気がこ
の多孔質のフィラー内に吸入される。このように小室内
の空気がフィラーに吸い込まれることにより、上記の通
路からこの小室内にインクが流入し、このインクはフィ
ラー内に吸収される。そして、このフィラーにインクが
吸収されてインクリッチの状態になると、このフィラー
内に吸い込まれていた空気が小室内に放出され、インク
の流入が遮断される。

【００１２】この米国特許に開示されているものは、機
械的な可動部分がなく、構造が簡単であるとともに、ペ
ン体のインク引出力が低い場合でもインクの流通を確実
に制御できる。しかし、上記の多孔質のフィラー内に吸
い込まれた空気は、このフィラーに新たにインクが吸い
込まれても、その全量が放出されない場合がある。そし
て、このフィラー内に残留した空気は、筆記によるこの
フィラー内のインクの流れとともに流動し、この残留空
気がペン体に達すると、このペン体のインク引出力が損
なわれ、筆記不能または筆記に支障が生じる。

【００１３】この米国特許のものは、上記のような不具
合を防止するために、小室内の上部を円錐形に形成し、
インク室に連通する通路からインクが流入した場合に、
このインクが小室の内周面を伝わって流れ落ち、この小
室の下部に充填されているフィラーの周辺部に吸収され
るように構成されている。このような構成により、イン
クはこのフィラーの周辺部から中心部に向けて浸透し、
このフィラー内部に吸い込まれている空気を中心部に集
めて放出するように構成されている。

【００１４】しかし、本発明者等の実験によれば、上記
のように構成しても、多孔質のフィラー内に一旦吸い込
まれた空気の全量を新たなインクの吸収により放出する
ことは困難であり、このフィラー内に空気が残留するこ
とを確実に防止することは困難であった。

【００１５】したがって、上記のようなエアチャンバ形
のインクの制御機構を設けた筆記具においては、その内
部に封入された空気とインクとがフイラー内部等で混合
しないように、常時この空気とインクとが確実に分離さ
れた状態で作動するように構成する必要がある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情に
基づいてなされたもので、機械的な可動部分を必要とせ
ず構造が簡単であるとともに微少差圧でも開閉作動する
エアチャンバ形のインク制御機構を採用するとともに、
封入された気体とインクとが常に分離した状態で作動
し、これらが多孔質のフィラー内等で混合するのを防止
した筆記具を提供するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、インクを貯留するインク室と、筆記具の先端部に設
けられたペン体と、上記のインク室とペン体との間に設
けられたインク制御機構とを備えた筆記具であって、上
記のインク制御機構は、内部にインクを液柱状に保持可
能な内径を有するとともに内部に所定量の気体が封入さ
れた遮断室と、この遮断室の一端部と上記のインク室と
を連通するインク室側通路と、この遮断室の他端部と上
記のペン体とを連通するペン体側通路と、この遮断室内
にその他端部側から突出し基端部が上記のペン体側通路
と連通するとともに先端部が先鋭に形成されこの遮断室
内に液柱状に保持されたインクの自由表面に近接して配
置され、この自由表面に接触することによりそのインク
の一部を上記のペン体側通路に移送するインク中継体と
を備えたことを特徴とするものである。

【００１８】したがって、非筆記時には、この遮断室内
に封入された気体によりインク室側通路のインクとペン
体側通路のインクとが遮断され、ペン体への不所望なイ
ンクの供給が停止されている。そして、筆記によりペン
体側通路のインクが消費されると、その分だけ遮断室内
の空間部分の容積が増大し、封入されている気体の圧力
が低下して液柱状に保持されているインクが移動し、そ
の自由表面が上記のインク中継体の先端部に接触し、イ
ンクの一部がペン体側通路に移送される。これにより、
遮断室内の空間部の容積が減少して気体の圧力が上昇
し、液柱状に保持されているインクの自由表面が後退し
てインク中継体の先端から離れ、インクの供給が停止す
る。したがって、筆記時のみ、所定量のインクを供給す
ることができる。

【００１９】上記のインク室側通路からこの遮断室内に
侵入したインクは、上記のように液柱状に保持されるの
で、その先端部に明確な自由表面を形成するとともに、
上記のインク中継体の先端部は尖鋭に形成されているの
で、この先端部を上記の液柱状に保持されているインク
の自由表面に近接して配置することが可能である。よっ
て、ペン体側通路のインクが僅かでも消費されると、こ
の自由表面がインク中継体の先端部に接触してペン体側
にインクが移送されるので、このインク中継体からペン
体に至るインクの流路内は常時インクで満たされた状態
を維持し、この流路内に遮断室の気体が侵入してインク
と混合することはない。よって、この気体がインクとと
もにペン体まで送られてしまうことが確実に防止され
る。

【００２０】また、請求項２に記載の本発明は、前記の
インク中継体は、毛細管力により前記のインクをペン体
側通路に移送するものである。したがって、このインク
を確実にペン体側通路まで移送することができる。

【００２１】また、請求項３に記載の本発明は、前記の
インク中継体は、表面の濡れ性により前記のインクをペ
ン体側通路に移送するものである。よって、このインク
を確実にペン体側通路まで移送することができる。

【００２２】また、請求項４に記載の本発明は、前記の
インク中継体の先端部は、円錐形をなしていることを特
徴とするものである。したがって、この先端部を前記の
液柱状に保持されているインクの自由表面の中心部に正
確に近接させて配置することができ、作動の信頼性が高
い。

【００２３】また、請求項５に記載の本発明は、前記の
インク中継体の先端部は、先端部が斜めに切除された形
状をなしていることを特徴とするものである。したがっ
て、その先端部を前記の液柱状に保持されているインク
の自由表面の周辺部に正確に近接させて配置することが
でき、作動の信頼性が高い。

【００２４】また、請求項６に記載の本発明は、前記の
インク中継体の先端部は、細径の突部が突設されている
ことを特徴とするものである。したがって、この細径の
突部の先端を前記の液柱状に保持されているインクの自
由表面に正確に近接させて配置することができ、作動の
信頼性が高い。

【００２５】なお、本明細書において、インク中継体の
先端部の形状の「尖鋭」なる用語は、上記のように先端
部が円錐形の形状、斜めに切除された形状、細径の突部
が突設されている形状、等の態様を含むものであるとと
もに、このインク中継体の先端部が、先端にゆくに従っ
て断面積が順次または段階的に減少してゆく任意の形状
を含むものとする。

【００２６】また、請求項７に記載の本発明は、前記の
インク中継体は、多孔質の材料で形成されていることを
特徴とするものである。したがって、その先端が前記の
液柱状に保持されているインクの自由表面に接触した場
合に、その毛細管力によりインクの一部を確実にペン体
側通路まで移送することができ、作動の信頼性がより高
くなる。

【００２７】また、請求項８に記載の本発明は、前記の
インク中継体の先端部には、毛細管力によりインクを先
端側から基端側に移送可能な中継溝が形成されているこ
とを特徴とするものである。したがって、その先端が前
記の液柱状に保持されているインクの自由表面に接触し
た場合に、この中継溝の毛細管力によりインクの一部を
確実にペン体側通路まで移送することができ、作動の信
頼性をより高くすることができる。また、この場合に
は、インク中継体を必ずしも多孔質の材料で形成する必
要はなく、このインク中継体を中実の材料で形成するこ
とが可能となり、このインク中継体の内部に遮断室の気
体が侵入する可能性を確実に排除することができる。

【００２８】また、請求項９に記載の本発明は、前記の
インク中継体の先端部の外周面と前記の遮断室の内周面
との間には、毛細管力によりインクをこのインク中継体
の先端側から基端側に移送可能な中継間隙が形成されて
いることを特徴とするものである。したがって、その先
端が前記の液柱状に保持されているインクの自由表面に
接触した場合に、この中継間隙の毛細管力によりインク
の一部を確実にペン体側通路まで移送することができ、
作動の信頼性をより高くすることができる。また、この
場合には、インク中継体を必ずしも多孔質の材料で形成
する必要はなく、このインク中継体を中実の材料で形成
することが可能となり、このインク中継体の内部に遮断
室の気体が侵入する可能性を確実に排除することができ
る。

【００２９】また、請求項１０に記載の本発明は、前記
のインク中継体の円錐形の先端部の基部外周面と前記の
遮断室の内周面との間には、断面楔状の環状のインク溜
り部が形成されていることを特徴とするものである。し
たがって、このインク溜り部には、液体状のインクが保
持され、筆記によりインクが消費されると、このインク
溜り部のインクが優先的に消費され、これにより遮断室
の空間部の容積が増大する。よって、この遮断室内の気
体がインク中継体やペン体側通路内等に侵入してインク
と混合する可能性をより少なくすることができる。

【００３０】また、請求項１１に記載の本発明は、前記
のインク中継体の先端部の斜めに切除された部分の基部
と前記の遮断室の内周面との間には、断面楔状のインク
溜り部が形成されていることを特徴とするものである。
したがって、このインク溜り部には、液体状のインクが
保持され、筆記によりインクが消費されると、このイン
ク溜り部のインクが優先的に消費され、これにより遮断
室の空間部の容積が増大する。よって、この遮断室内の
気体がインク中継体やペン体側通路内等に侵入してイン
クと混合する可能性をより少なくすることができる。

【００３１】また、請求項１２に記載の本発明は、前記
のインク中継体の先端部の突部の根元部に、インク溜り
部が形成されていることを特徴とするものである。した
がって、このインク溜り部には、液体状のインクが保持
され、筆記によりインクが消費されると、このインク溜
り部のインクが優先的に消費され、これにより遮断室の
空間部の容積が増大する。よって、この遮断室内の気体
がインク中継体やペン体側通路内等に侵入してインクと
混合する可能性をより少なくすることができるものであ
る。

【００３２】また、請求項１３に記載の本発明は、前記
のインク室側通路には、多孔質の中継芯が挿入されてい
ることを特徴とするものである。したがって、この筆記
具を製造する場合に、この中継芯が乾燥した状態で筆記
具をペン体を下向きにして保持し、インク室内にインク
を注入すれば、インクは遮断室の上部に液柱状に保持さ
れ、この遮断室内の気体が乾燥状態の中継芯を介して排
出され、これに伴って液柱状に保持されたインクが下降
してゆく。そして、このインクの自由表面が上記のイン
ク中継体に接触すると、このインク中継体によりインク
が多孔質の中継芯に一瞬にして移送されてこの中継芯に
インクが浸透し、遮断室内の気体の排出が停止する。こ
れにより、インク中継体の先端にインクの表面が近接し
た状態を維持するような所定量の気体が正確に遮断室内
に封入され、作動が正確でかつ安定した筆記具を容易に
製造することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
形態を説明する。図１ないし図８には本発明の第１の実
施形態を示す。この実施形態のものは、水性インクを使
用するボールチップを備えた使い捨て形の筆記具であ
る。

【００３４】図中の１は、この筆記具の軸筒であって、
この軸筒１内には水性インクを貯溜するインク室２が形
成されている。このインク室２内には、液体状のインク
が貯溜されているとともに、スライド栓３が挿入され、
このインクと空気とを区画している。

【００３５】このスライド栓３の外周面とインク室２の
内周面との間には隙間が形成され、このスライド栓３は
インク室２の内周面と非接触状態を維持しており、実質
的に摺動抵抗が零となるように設定されている。なお、
このスライド栓３とインク室２の内周面との間にはイン
クの液膜が介在して直接的な接触を防止するとともに、
シール性を維持している。

【００３６】また、このスライド栓３は、たとえば中空
に形成されてその比重がインクより小さく形成されてお
り、インクに対して浮遊性を有している。したがって、
この筆記具を正立させた状態でもこのスライド栓３は沈
降せず、また筆記具を倒立させた状態でもシール性があ
るためインクおよびこのスライド栓３は下降せず、常時
このインク室２内のインクと空気とを確実に区画してい
る。

【００３７】そして、インクの膨脹、収縮等に対応して
このスライド栓３が移動してその膨脹、収縮を補償する
とともに、インクが消費されるにしたがってこのスライ
ド栓３が前進する。なお、このインク室２の尾端部側は
尾栓６により閉塞され、この尾栓６に形成された大気連
通筒７を介してこのインク室２の空気側が大気に連通し
ている。したがって、このインク室２内のインクの圧力
は、常に大気圧と等しい圧力に維持される。なお、この
インク室２の空気側の内部には、シールを確実にするた
めに少量のシリコーン油等が封入され、このシリコーン
油は上記の大気連通筒７により外部への漏出が防止され
ている。

【００３８】またこの軸筒１の先端部側には、ペン体ホ
ルダ４が取り付けられ、このペン体ホルダ４の先端部に
はペン体、この実施形態では水性のボールチップ５が取
り付けられている。また、この軸筒１の先端部には、キ
ヤップ８が着脱自在に嵌合されている。そして、上記の
ペン体たとえばボールチップ５とインク室２とは以下の
ようなインク制御機構１０を介して連通されている。

【００３９】図２には、このインク制御機構１０の部分
を拡大して示す。このインク制御機構１０は、小容積の
遮断室１１を備えている。この実施形態では、上記のペ
ン体ホルダ４の中心部に軸方向に沿った直線状の貫通孔
が形成されており、この貫通孔の中央部が上記の遮断室
１１として形成されている。また、この遮断室１１の上
側の貫通孔は前記のインク室２に連通し、インク室側通
路１２として構成されている。また、この遮断室１１の
下側の貫通孔は、前記のボールチップ５に連通してお
り、ペン体側通路１３として構成されている。そして、
この遮断室１１内には、所定量の気体、この実施形態で
は空気が封入されている。

【００４０】また、上記のインク室側通路１２内には、
インク室側中継芯１４が挿入されている。このインク室
側中継芯１４は、たとえば繊維を棒状に固めた多孔質の
もので、これらの繊維間の微細な隙間の毛細管力により
インク室２からインクを引出すとともに、内部を流通す
るインクに所定の流動抵抗を与えるように構成されてい
る。

【００４１】また、上記の遮断室１１の上側部分とこの
インク室側通路１２との間は、インクを保持することが
できるインク保持手段としてのインク保持通路１８に形
成されている。このインク保持通路１８は、この実施形
態では上記の遮断室１１と連続した同径の部分であり、
その内部に流入したインク１９は、その下面に表面張力
による自由表面２０が形成され、液柱状に保持される。

【００４２】このインク保持通路１８は、小径であるた
め、液柱状に保持されたインク１９の下端は自由表面２
０の表面張力により保持されており、この液柱状のイン
ク１９の一部が遮断室１１内の空気と入れ替わってこの
遮断室１１内に流入することがないように構成されてい
る。このような保持作用を達成するには、このインク保
持通路１８の内径はたとえば３ｍｍ以下に設定すること
が好ましい。なお、この値は水性インクを使用する場合
のものであり、使用するインクの種類によりこの内径は
相違するが、一般的にはこのインク保持通路１８の内径
は６ｍｍ以下であれば、空気とインクとの入れ替わりを
防止し、インクを液柱状に保持することができるもので
ある。

【００４３】また、上記のペン体側通路１３内には、ボ
ールチップ５にインクを供給するためのペン体側中継芯
２１が挿入され、このペン体側中継芯２１も上記のイン
ク室側中継芯１４と同様な材料で形成されている。そし
て、この実施形態では、このペン体側中継芯２１の上部
は上記の遮断室１１内の下部内に突出し、中継体１５と
して形成されており、この中継体１５がインク中継手段
を構成している。

【００４４】この中継体１５は、その先端部が尖鋭な円
錐部１６に形成されている。そして、この中継体１５の
外周面と、この遮断室１１の内周面との間には、わずか
な隙間が形成されている。また、この中継体１５の円錐
部１６の基端部外周面と遮断室１１の内周面との間に
は、断面が楔形の環状の間隙が形成されており、この間
隙部分がインク溜り部１７として形成されている。

【００４５】また、この実施形態では、上記のインク室
側中継芯１４の密度は、上記のペン体側中継芯２１の密
度より大きく形成されており、したがって、このインク
室側中継芯１４内をインクが流通する際の流動抵抗は、
上記のペン体側中継芯２１内をインクが流通する際の流
動抵抗より大きく設定されている。

【００４６】次に、上記の第１の実施形態の作用を図３
ないし図５を参照して説明する。図３は、この筆記具の
非筆記状態を示す。上記の遮断室１１内には、所定量の
少量の空気が封入されており、インク室側通路１２内の
インクと、ペン体側通路１３内のインクとを遮断してい
る。なお、この場合には、上記のインク室側通路１３内
からインク保持通路１８内にインクが流入しているが、
前述のように、このインク１９はその下面に表面張力に
より自由表面２０が形成され、液柱状に保持されてい
る。また、上記のペン体側中継芯２１およびその上部の
中継体１５の部分には、ほぼ飽和状態のインクが含ま
れ、いわゆるインクリッチの状態となっている。また、
この中継体１５の円錐部１６の基部のインク溜り部１７
には、毛細管力により所定量の液状のインクが貯溜、保
持されている。

【００４７】このような状態、すなわち非筆記時の状態
では、上記のインク保持通路１８内のインクは遮断室１
１内の空気により遮断され、前述したように所定の位置
に保持されている。そして、この場合には、インク室側
通路１２内のインクと、ペン体側通路１３内のインクと
は、その連通を遮断されており、インク室２内のインク
が不所望にペン体すなわちボールチップ５に供給される
ことはない。このため、このボールチップ５に余剰のイ
ンクが含まれることが防止される。

【００４８】次に、この筆記具により筆記がなされる
と、ペン体側中継芯２１内のインクが消費される。この
場合に、このペン体側中継芯２１の上部の中継体１５の
基部の周囲のインク溜り部１７には、液状のインクが貯
溜、保持されているので、このインク溜り部１７のイン
クが優先的に消費される。

【００４９】すなわち、飽和状態の多孔質体、すなわち
この場合はペン体側中継芯２１や中継体１５内のインク
が消費された場合に、これらの表面に飽和状態で存在し
ているインクが、この多孔質の中継体１５の表面から内
部に引き込まれる際には、ある程度の負圧が必要とな
る。しかし、インク溜り部１７に貯溜、保持されている
インクは、この中継体１５の基部の外周面に接触してお
り、このインクの接触部分ではこの中継体１５の基部表
面はインク中に浸漬され、飽和状態である。したがっ
て、この中継体１５内のインクが消費されると、最も抵
抗の少ない部分、すなわちインク溜り部１７からインク
を吸入するので、このインク溜り部１７のインクが優先
的に消費される。

【００５０】このようにしてこのインク溜り部１７のイ
ンクが消費されると、その分だけ遮断室１１内の空間部
の容積が増大するので、この遮断室１１内に封入されて
いた空気の圧力が低下する。これによって、図４に示す
ように、この圧力低下を補償するように、前記のインク
保持通路１８内に保持されていた液柱状のインク１９が
下降してゆく。そして、この液柱状のインク１９の自由
表面２０が中継体１５の円錐部１６の先端部に接触する
と、この円錐部１６の表面はインクで濡れているので、
自由表面２０の表面張力の一部が破れ、インクの一部が
この円錐部１６の表面を伝わって上記のインク溜り部１
７まで移送される。

【００５１】そして、このインク溜り部１７にインクが
溜ると、その分だけ遮断室１１内の空間部の容積が減少
し、この空間部に封入されている空気の圧力が上昇し、
上記のインク保持通路１８内の液柱状のインク１９を押
し上げる。これにより、図５に示すように、再び自由表
面２０が円錐部１６から離れ、図３に示すような状態に
戻る。

【００５２】また、筆記が続いた場合には、再びインク
溜り部１７のインクが消費され、上記の作動を繰り返
し、インク室２内のインクがボールチップ５に供給され
る。なお、この遮断室１１内の容積は小さく、また中継
体１５等の寸法も小さいので、上記のインク保持通路１
８内のインク１９の自由表面２０が中継体１５の円錐部
１６の先端に接触した場合には、きわめて短時間でイン
ク１９の一部がインク溜り部１７に移送される。

【００５３】上記のような作動は、基本的には間欠的な
作動である。したがって、筆記を連続している間は、上
記のような間欠作動によりインクが間欠的にボールチッ
プ５に供給されることになる。しかし、上記のように、
この間欠的なインク供給作動は極めて短い周期で繰り返
されるとともに、ペン体側中継芯２１にはある程度のイ
ンク貯留能力があるので、ボールチップ５には連続して
安定したインクの供給がなされ、筆跡に濃淡が生じるこ
とはない。

【００５４】また、この実施形態では、上記のペン体側
中継芯２１に対して、インク室側中継芯１４の密度が高
く、その内部のインクの流動抵抗が大きく設定されてい
る。そして、これによって、ボールチップ５に供給され
たインクの引き戻し作動がなされる。

【００５５】すなわち、ボールチップでは、ボールの回
転により、このボールの表面に付着したインクが紙面等
の筆記面に転写される。このインクは、前述のようにボ
ールとこのボールを回転自在に抱持したボールホルダと
の間の微少な隙間内に毛細管力により保持されている
が、このボールホルダ内のボール抱持部分にも液体状の
インクが保持されている。したがって、上記のようにイ
ンクの供給を制御したとしても、筆記を終了してボール
の回転が急に停止したような場合には、このボールとボ
ールホルダとの間の隙間から、微量ではあるがインクが
押し出されることがある。このように、ボールの周囲に
押し出された余剰のインクが存在していると、次に筆記
を開始した場合に、前述のように筆跡の線の始端部がカ
ンマ（，）状となり、筆跡の体裁を損なうという問題が
生じる。

【００５６】この実施形態では、筆記によりインクが消
費している間は、常にインク溜り部１７のインクが消費
され続けるので、遮断室１１内の圧力は負圧となってい
る。そして、筆記を終了した場合には、この遮断室１１
内の負圧により、インク室側通路１２およびペン体側通
路１３内からインクがこの遮断室１１内に流入する。こ
の場合に、上記のインク室側通路１２内のインク室側中
継芯１４の流動抵抗はペン体側中継芯２１の流動抵抗よ
り大きく設定されているので、このインク室側通路１２
から遮断室１１内にインクが流入する前に、ペン体側通
路１３側から遮断室１１内にインクが逆流する。

【００５７】このようなインクの逆流により、ボールチ
ップ５のボールホルダ内のインクが引き戻されるので、
上記のようにボール回りに余剰のインクが押し出される
ことがなく、よって筆跡の線の始端部にカンマ（，）状
の部分が生じることを確実に防止できる。なお、上記の
遮断室１１内の容積は小さく、上記のように引き戻され
るインクの量は微量であるが、ボールチップ５のボール
ホルダ内のインクも微量であるため、上記のようなボー
ルホルダ内のインクの引き戻し作動を行わせるには十分
である。

【００５８】また、この実施形態において、上記のよう
なインクの制御作動を行わせるには、上記の遮断室１１
内に封入されている空気の量を正確に設定する必要があ
る。すなわち、この封入されている空気の量が多すぎる
と、インク保持通路１８内に保持されている液柱状のイ
ンク１９の自由表面２０と中継体１５の円錐部１６の先
端との間の距離が長くなる。したがって、インク溜り部
１７のインクが消費され、液柱状のインク１９が下降し
ても、その自由表面２０が上記の円錐部１６の先端に接
触しない場合が生じる。このような状態で筆記を続ける
と、多孔質の中継体１５の内部のインクが消費されてゆ
き、この中継体１５内に含まれるインクの量が少なくな
り、インクプァの状態となり、この多孔質の中継体１５
内に空気が吸入される可能性がある。このように多孔質
の中継体１５内に一旦空気が吸入されると、前述のよう
にこの中継体１５に新たにインクが吸収されても、空気
が確実には排除されず、インクとともにこの空気がボー
ルチップ５まで送られ、このボールチップ５の筆記に支
障が生じる。

【００５９】また、この遮断室１１内に封入されている
空気の量が少ないと、インク溜り部１７のインクがわず
かに消費されただけの状態で、液柱状のインク１９の自
由表面２０が円錐部１６の先端に接触してしまう。この
ためインクの遮断作動ができず、インク室２内のインク
がボールチップ５と常時連続した状態となり、このボー
ルチップ５に過剰のインクが供給され、筆記に支障を生
じる。

【００６０】この実施形態では、この遮断室１１内に正
確に所定量の空気を封入するために、以下のようなイン
クの充填を行う製造方法を採用している。以下、図６な
いし図８を参照して、この製造方法を説明する。

【００６１】まず、上記のような筆記具を組み立てる。
この場合に、上記のインク室側中継芯１４、ペン体側中
継芯２１および中継体１５等は、すべてインクを含まな
い乾燥状態としておく。また、上記のボールチップ５、
スライド栓３および尾栓６は未装着の状態としておく。

【００６２】そして、この筆記具をボールチップ５側を
下向きにして略鉛直の姿勢に保持し、インク室２にイン
クを注入する。この注入されたインクは、重力および毛
細管力により上記のインク室側中継芯１４内を通過し、
インク保持通路１８内に流入し、図６に示すように、液
柱状のインク１９となってこのインク保持通路１８内に
保持される。

【００６３】この場合に、上記のペン体側中継芯２１お
よび中継体１５は、まだインクを含んでいない乾燥状態
であり、その内部を空気が通過可能である。したがっ
て、遮断室１１内の空気は、このペン体側中継芯２１お
よび中継体１５内を通過してペン体ホルダ４の先端部か
ら排気される。そして、この空気の排気に伴って、上記
のインク保持通路１８内の液柱状のインク１９は下降し
てゆく。

【００６４】そして、図７に示すように、この液柱状の
インク１９の自由表面２０が中継体１５の円錐部１６の
先端部に接触すると、このインクが毛細管力によりこの
中継体１５内に吸収される。なお、この中継体１５の寸
法は小さいものであるから、一瞬にしてこの中継体１５
およびペン体側中継芯２１にインクが吸収される。この
中継体１５およびペン体側中継芯２１にインクが吸収さ
れると、この中継体１５内を空気が通過することが不可
能となり、この状態で遮断室１１内に残存していた空気
はそのまま遮断室１１内に封入される。

【００６５】次に、この中継体１５およびペン体側中継
芯２１全体にインクが飽和状態まで吸収されてインクリ
ッチの状態となると、図８に示すように、インクがこの
中継体１５を伝わってインク溜り部１７に溜る。これに
より、遮断室１１の空間部の容積が減少するので、封入
されている空気の圧力が上昇し、上記の液柱状のインク
１９を押し上げ、その自由表面２０が中継体１５の円錐
部１６の先端から離れる。これにより、インクの流入は
停止し、前述の図３に示すような非筆記状態となる。次
に、上記の未装着の部品を装着してこの筆記具を完成す
る。

【００６６】このような方法は、この筆記具を略鉛直に
保持し、インク室２にインクを注入するだけの簡単な工
程により、遮断室１１に必要とされる正確な量の空気を
確実に封入することができる。

【００６７】なお、中継体１５およびペン体側中継芯２
１は、その径が比較的細いとともに、上端の円錐部１６
の先端部からインクが吸収されるので、これらの内部の
空気はインクの浸透とともにペン体ホルダ４の先端側に
押し出され、これらの内部でインクと空気が混合するこ
とはない。

【００６８】また、上記の方法では、上記の遮断室１１
内に空気を封入する場合について説明したが、封入する
気体は空気には限らない。たとえば、酸素と反応するよ
うな特殊なインクを使用する場合には、この遮断室１１
内には窒素または不活性ガスを封入することがある。こ
のような場合には、上記のような工程に先立って、この
筆記具内をこのような気体に置換しておけば良い。

【００６９】なお、本発明は上記のような実施形態には
限定されない。たとえば図９には本発明の第２の実施形
態の筆記具を示す。

【００７０】この第２の実施形態では、上記の中継体１
５の先端部は斜めに切断された斜め切断部２５に形成さ
れている。そして、この斜め切断部２５の基部の切断面
と、遮断室１１の内周面との間に断面が楔状のインク溜
り部１７が形成される。また、インク保持通路１８内を
下降してきた液柱状のインク１９の自由表面２０は、こ
の斜め切断部２５の先端部に接触する。

【００７１】この第２の実施形態のものは、上記の点以
外は前記の第１の実施形態と同様な構成であり、図９中
で第１の実施形態と対応する部分には同じ符号を付して
その説明は省略する。

【００７２】この第２の実施形態のものは、その作動お
よび製造方法等は前記の第１の実施形態と同様である。
この２の実施形態のものは、中継体１５を構成する多孔
質材料の棒状部材を斜めに切断するだけで斜め切断部２
５を形成できるので、製造がより容易である。

【００７３】また、図１０には本発明の第３の実施形態
を示す。このものは、ペン体側中継芯２１の上端部に、
別部材の中継体３５を設けたものである。この中継体３
５は、多孔質の材料以外の中実の材料で形成されてい
る。この中継体３５は、その先端部に円錐状をなして尖
鋭に形成された円錐部３６が形成されている。そして、
この中継体３５は、上記のペン体側中継芯２１の上端部
に取り付けられ、遮断室１１内に挿入されている。ま
た、この中継体３５の外周面と遮断室１１の内周面との
間には隙間が形成され、この隙間および上記の円錐部３
６の根元部と遮断室１１の内周面との間の楔状の隙間が
インク溜り部１７として形成されている。

【００７４】この中継体３５は、インクに対して濡れ性
を有する材料で形成されるか、またはその表面にインク
に対して濡れ性を有する被膜または表面処理を行ったも
のである。また、この実施形態では、インクを確実に導
くために、この円錐部３６の周面に母線に沿って細い中
継溝３７が形成されている。

【００７５】なお、この第３の実施形態は、上記の点以
外は前記の第１の実施形態と同様な構成で、図１０中で
第１の実施形態と対応する部分には同じ符号を付してそ
の説明は省略する。

【００７６】この実施形態のものは、インク保持通路１
８内の液柱状のインク１９の自由表面２０がこの中継体
３５の円錐部３６の先端に接触した場合に、この表面の
濡れ性および上記の中継溝３７の毛細管力により、この
インクをインク溜り部１７まで移送する点を除いては、
前記の第１の実施形態と同様な作用をなす。

【００７７】この実施形態は、中継体３５が多孔質の材
料ではないので、万一上記のインク溜り部１７のインク
が完全に消費された後も液柱状のインク１９の自由表面
２０がこの中継体３５に接触しない場合が生じても、こ
の中継体３５内に空気が吸入されることはない。また、
繊維を固めたような多孔質の材料を加工する必要がな
く、この中継体３５の製造が容易でかつ正確な形状に加
工することができる。

【００７８】また、図１１には本発明の第４の実施形態
を示す。このものは、ペン体側中継芯２１の上端部に、
別部材の中継体４５を設けたものである。この中継体４
５は、多孔質の材料以外の中実の材料で形成されてい
る。この中継体４５は、その先端部が斜めに切除された
斜め切断部４６に形成され、尖鋭に形成されている。そ
して、この中継体４５は、上記のペン体側中継芯２１の
上端部に取り付けられ、遮断室１１内に挿入されてい
る。また、この中継体４５の外周面と遮断室１１の内周
面との間には隙間が形成され、この間隙がインクを中継
する中継間隙４７として構成されている。

【００７９】また、この中継体４５の基端部外周には複
数の細い環状の溝４８が形成されて蛇腹状に形成され、
この蛇腹部分および上記の斜め切断部４６の根元部と遮
断室１１の内周面との間の楔状の間隙がインク溜り部１
７として形成されている。そして、上記の中継間隙４７
は、このインク溜り部１７に連通している。

【００８０】この中継体４５は、前記の第３の実施形態
と同様に、インクに対して濡れ性を有する材料で形成さ
れるか、またはその表面にインクに対して濡れ性を有す
る被膜または表面処理を行ったものである。

【００８１】なお、この第４の実施形態は、上記の点以
外は前記の第１の実施形態と同様な構成で、図１１中で
第１の実施形態と対応する部分には同じ符号を付してそ
の説明は省略する。

【００８２】この実施形態のものは、インク保持通路１
８内の液柱状のインク１９の自由表面２０がこの中継体
４５の斜め切断部４６の先端および中継間隙４７の先端
に接触した場合に、この表面の濡れ性および上記の中継
間隙４７の毛細管力により、このインクをインク溜り部
１７まで移送する点を除いては、前記の第３の実施形態
と同様な作用をなす。

【００８３】また、図１２には本発明の第５の実施形態
を示す。このものは、中継体５５の先端部に、その中心
部から径の細い突部５６を突設したものである。この突
部５６は、上記の中継体５５と一体に形成された多孔質
のもので、その先端は上記の液柱状に保持されたインク
１９の自由表面２０に近接して配置されている。また、
この実施形態では、上記の突部５６の根元部の周囲と、
遮断室１１の内周面との間に環状のインク溜り部１７が
形成される。

【００８４】なお、この実施形態は上記の点以外は前記
の第１の実施形態と同様の構成であり、図１２中で第１
の実施形態と対応した部分には同じ符号を付してその説
明は省略する。また、この実施形態の作用は前述の第１
の実施形態と同様である。この実施形態のものは、突部
５６の径が細いので、万一この突部５６内に空気が吸い
込まれた場合でも、新たにインクが吸収された場合に、
この空気を容易に排除することができる。

【００８５】なお、本発明は前記の実施形態には限定さ
れず、各種の変形が可能である。たとえば、インクの中
継体の先端部の尖鋭な形状は、上記のような各種の形状
には限定されず、先端にゆくに従って断面積が順次また
は段階的に減少してゆくような任意の形状のものとする
ことができる。

【００８６】また、上記の実施形態では、構造を簡単に
するため、直線状の貫通孔の内部に遮断室、インク保持
通路、インク室側通路、ペン体側通路を形成したもので
あるが、これらはたとえば径や形状の相違する別々の室
または通路として構成してもよい。

【００８７】また、インク室側通路やペン体側通路に
は、必ずしも多孔質の中継芯を挿入する必要はない。な
お、インクの供給量の制御、筆記終了時のインクの引き
戻し作用等を行わせるため、または前述のような製造方
法を実施するために、これら通路に流動抵抗や毛細管力
を与える必要のある場合には、上記のような多孔質の中
継芯の代わりに、これらの通路を細径に形成し、所定の
流動抵抗や毛細管力を与えるようにしても良い。

【００８８】また、本発明は前記のようなボールチップ
を用いる筆記具には限らず、その他フエルトチップ等、
任意の形式のペン体を用いたものでもよく、またインク
の種類も水性インクには限定されず、その他の任意のイ
ンクを用いるものでも良いことはもちろんである。

【００８９】

【発明の効果】上述のごとく本発明の筆記具は、非筆記
時には上記の遮断室内に封入された空気等の気体によ
り、インク室とペン体とのインクの連通が遮断されてお
り、このペン体に不所望にインクが供給されることが防
止される。また、筆記によりペン体側通路のインクが消
費されると、インクの一部がペン体側通路に移送され、
ペン体側に所定量のインクを供給することができる。

【００９０】そして、遮断室内に侵入したインクは液柱
状に保持されて明確な自由表面を形成するとともに、上
記のインク中継体の先端部は尖鋭に形成されてこの自由
表面に近接しているので、ペン体側通路のインクが僅か
でも消費されると自由表面がインク中継体の先端部に接
触してペン体側にインクが移送され、インク中継体から
ペン体に至るインクの流路内は常時インクで満たされた
状態を維持する。よって、この流路内に遮断室の気体が
侵入してインクと混合することはなく、正確でかつ確実
な作動を行うことができるとともに、構造も簡単で製造
も容易である等、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の筆記具の第１の実施形態の全体の縦断
面図。

【図２】本発明の筆記具の第１の実施形態のインク制御
機構の部分の縦断面図。

【図３】本発明の筆記具の第１の実施形態の作動の説明
図。

【図４】本発明の筆記具の第１の実施形態の作動の説明
図。

【図５】本発明の筆記具の第１の実施形態の作動の説明
図。

【図６】本発明の筆記具の製造方法の説明図。

【図７】本発明の筆記具の製造方法の説明図。

【図８】本発明の筆記具の製造方法の説明図。

【図９】本発明の筆記具の第２の実施形態のインク制御
機構の部分の縦断面図。

【図１０】本発明の筆記具の第３の実施形態のインク制
御機構の部分の縦断面図。

【図１１】本発明の筆記具の第４の実施形態のインク制
御機構の部分の縦断面図。

【図１２】本発明の筆記具の第５の実施形態のインク制
御機構の部分の縦断面図。

【符号の説明】

２インク室５ボールチップ１１遮断室１５，３５，４５，５５中継体１６円錐部１７，５７，７７インク溜り部１８インク保持通路５６突部

───────────────────────────────────────────────────── 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 - 8/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを貯留するインク室と、筆記具の
先端部に設けられたペン体と、上記のインク室とペン体
との間に設けられたインク制御機構とを備えた筆記具で
あって、上記のインク制御機構は、内部にインクを液柱状に保持
可能な内径を有するとともに内部に所定量の気体が封入
された遮断室と、この遮断室の一端部と上記のインク室
とを連通するインク室側通路と、この遮断室の他端部と
上記のペン体とを連通するペン体側通路と、この遮断室
内にその他端部側から突出し基端部が上記のペン体側通
路と連通するとともに先端部が先鋭に形成されこの遮断
室内に液柱状に保持されたインクの自由表面に近接して
配置され、この自由表面に接触することによりそのイン
クの一部を上記のペン体側通路に移送するインク中継体
とを備えたことを特徴とする筆記具。
【請求項２】前記のインク中継体は、毛細管力により
前記のインクをペン体側通路に移送するものであること
を特徴とする請求項１の筆記具。
【請求項３】前記のインク中継体は、表面の濡れ性に
より前記のインクをペン体側通路に移送するものである
ことを特徴とする請求項１の筆記具。
【請求項４】前記のインク中継体の先端部は、円錐形
をなしていることを特徴とする請求項１の筆記具。
【請求項５】前記のインク中継体の先端部は、先端部
が斜めに切除された形状をなしていることを特徴とする
請求項１の筆記具。
【請求項６】前記のインク中継体の先端部は、細径の
突部が突設されているものであることを特徴とする請求
項１の筆記具。
【請求項７】前記のインク中継体は、多孔質の材料で
形成されていることを特徴とする請求項１の筆記具。
【請求項８】前記のインク中継体の先端部には、毛細
管力によりインクを先端側から基端側に移送可能な中継
溝が形成されていることを特徴とする請求項１の筆記
具。
【請求項９】前記のインク中継体の先端部の外周面と
前記の遮断室の内周面との間には、毛細管力によりイン
クをこのインク中継体の先端側から基端側に移送可能な
中継間隙が形成されていることを特徴とする請求項１の
筆記具。
【請求項１０】前記のインク中継体の円錐形の先端部
の基部外周面と前記の遮断室の内周面との間には、断面
楔状の環状のインク溜り部が形成されていることを特徴
とする請求項４の筆記具。
【請求項１１】前記のインク中継体の先端部の斜めに
切除された部分の基部と前記の遮断室の内周面との間に
は、断面楔状のインク溜り部が形成されていることを特
徴とする請求項５の筆記具。
【請求項１２】前記のインク中継体の先端部の突部の
根元部に、インク溜り部が形成されていることを特徴と
する請求項６の筆記具。
【請求項１３】前記のインク室側通路には、多孔質の
中継芯が挿入されていることを特徴とする請求項１の筆
記具。