JPH11268471A - 筆記具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の直液式筆記具の改良であり、筆記時の
インク流路を確保すると共に、逆流、直流、筆記性特に
初筆性の問題の改良を目的とする。特に低粘度インクの
場合にも確実かつ安価で性能の良い筆記具を製造上や長
期保存性にも問題のない筆記具を提供する事を目的とす
る。 【構成】 サイフォン方式の機構を有する筆記具に於い
て、その内部に低粘度インクを直接保蔵し、ペン先には
毛細管力を有しペン先までインクを誘導する誘導芯を固
定し、かつ誘導芯を接続した後方には誘導芯よりも強い
毛細管力を発揮する断面形状とインク誘導する狭い空間
とを持った保持芯を設けたことを特徴とする筆記具。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、筆記部であるペン先を
有しており、インクタンクにインク等液体を直接保蔵す
るタイプの筆記具または筆記具状の化粧品、塗布具等に
おいてしばしば問題となる、筆記しない時やペン先を上
向きにした時に、インクが後端側へ流れ、空気孔から漏
れ出す所謂逆流やペン先からインクが漏れ出す直流を防
止する機構を有する筆記具に関する改良であって、特殊
なインクを必要とせず、特に低粘度で筆記性の良いイン
クを搭載可能で実使用の問題のない機構に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、筆記具や筆記具に類似した化粧品
や塗布具等では、インク等の液体（以後インクと呼ぶ）
を中綿と呼ばれる繊維束に吸蔵させて、毛細管力の差を
利用してペン先にインクを導出させる機構が多く用いら
れてきたが、中綿体積が大きく最終的に中綿が吐き出さ
ないインクの残量が多く、インクが見えず、インク流量
が初期は多いが使用に従って薄くなっていく等の欠点が
あり、従来は一般的な油性ボールペンのみの機構であっ
たインクを直接インクタンクに保蔵するタイプの筆記具
で中程度の粘度を有する油性、中性ボールペンが各種発
明されて上市されている。

【０００３】しかしこのインクを直接保蔵する中粘度タ
イプでは、ペン先を上向きにして長期保管したり、振動
を与えたり、上向きで筆記した場合は逆流と呼ばれるイ
ンクが後端の空気孔から漏れだして服を汚したり、ペン
先から空気が入り込むとインキが切れてしまって筆記異
常となる問題があることが知られている。これを解決す
るためにインクを低剪断下での粘度を５００ｍＰａ〓Ｓ
以上の中高粘度としたり、後端にグリス状のフォロワー
をさらに設けたりした物も見られるがこれらは根本的な
解決とはなっておらず、逆流防止機構と呼ばれるボール
と弁の組み合わせやスプリングと筆記するボールの組み
合わせなどの発明を本出願人及び発明者は開示してい
る。

【０００４】これらの発明は既に製品として市販されて
いるもの及びその発展改良の発明であるが、インクのヘ
ッドが直接ペン先にかかってしまうため、直流を防止し
筆記流量をコントロールするためには粘度を中程度以上
に高めたインクとしなければならないため、特殊な場合
でインクの導出が困難となってしまう事や手の油が付い
た紙では粘度がやや高めである事から低粘度のインクよ
りもインクの紙面へののりが悪くなってしまうことや、
擬塑性（剪断減粘性やチクソトロピック性とも呼ばれ
る）を有するインクでは非筆記時には高粘度となってお
り、紙面への書き始めにカスレが生じる初筆が悪く、書
き込むとインク粘度が低下して初期よりもインク流量が
増加してしまう違和感のある筆記状態になってしまう問
題が生じる場合が発生してきた。

【０００５】低粘度の水性インクをインクタンクに直接
保蔵し、羽状複数の細かいスリットを有するコレクター
（インク調節保留体）を利用した万年筆などで見られる
機構を応用した機構も存在しているが、インクタンクを
閉空間として大気圧よりも僅かに減圧された状態でペン
先からの直流を防止する機構であることから、航空機な
どによる０．８気圧程度までの大気圧の変化や温度変化
によるインクタンク内の空気膨張によって、調節体では
保留しきれずに空気孔からインクが吹き出してしまう問
題があり、インク量を軸サイズに対してかなり小さくし
て保留率を上げれば解決できるが、寿命が短くなってし
まう問題もしくは軸が極端に太くなる問題や、複雑な調
節体の羽形状や調節体とインクの濡れをコントロールす
るという高度な構成が必要であり、安価に製造しにくい
構造かつ安全性にやや不安があるメカニズムを有してい
る。

【０００６】これらを解決する目的で実公昭６２−２３
７８５の直液サイフォン方式の考案が開示されている
が、該考案の小径筒が通常の直管であることから、イン
キの消費に伴って可動栓までの距離であるインクヘッド
が高くなってしまい、インク消費した寿命後半ではペン
先を下向きにしたときには従来の中性ボールペンとまっ
たく同じインクヘッドが直にペン先までかかってしま
い、低粘度インクでは使用できない構造となっている。
つまりこの考案ではその内容で説明されている様に中性
ボールペンの擬塑性インクが必須であり、紙面への初筆
性の悪さを解決することはできない。

【０００７】粘度は中程度であっても濡れ性を良くした
インクも考えられるが、濡れが良くなると直流が発生し
やすくなる上に紙面へのニジミが発生してしまうため静
置状態での粘度を極端に高めなければならないことで逆
に筆記性が悪化するという矛盾に突き当たってしまう。

【０００８】また筆記具を上向きにした場合の逆流（ペ
ン先からの空気の巻き込み）の問題も中性ボールペンと
同じ様な逆流防止機構が必要であり、従来の中性ボール
ペンと同性能であるため小筒の必要ない従来の中性ペン
の方がコストの点で有利であるだけでなく、インクタン
クのインクをすべて消費した後の小筒内には油性ボール
ペンであれば筆記具の初期のインク搭載量に相当するほ
どのインクが十分に残っており、不経済であるばかりで
なく、筆記性の異常な状態が長く続いてしまい最後のイ
ンクまで使用できない終筆性の欠点をも有している。

【０００９】さらには、特開平９−１０４１９３の改良
型サイフォン式筆記具の発明も開示されているが、基本
的には上述の考案の同様の技術思想であり、１）キャッ
プの開閉によるポンピング現象の改良については、直
流、逆流、初筆性、終筆性の問題解決とはならず、低粘
度のインクを搭載することはできない、２）インキ消費
による減圧で開口する弁装置については、減圧するまで
はインクが流出せず初筆性については極端に悪化してし
まう上、キャップをはずすときや落下衝撃時の負圧で弁
が開いてペン先からインクが引き出されてしまう問題も
有している、３）環状の可動栓に関する改良については
１）同様に直流、逆流、初筆性、終筆性の改良はできて
いない。

【００１０】また同様に特開平９−１０４１９５も、
１）逆流防止弁を追記した構造であり、逆流は押さえら
れるが、直流、初筆性、終筆性についての改良はなされ
ていない、２）通気路に関する改良でも同様に直流、逆
流、初筆性、終筆性に関する改良はなされていない。こ
の発明の明細書中でも「中粘度インキが好ましく剪断速
度３８４Ｓｅｃ-1での粘度が１０から１５０ｍＰａ〓
Ｓ、好ましくは３０から１００ｍＰａ〓Ｓの剪断減粘性
が好ましい・・・」と述べられており、実際に実験した
ところではこの発明では３８４Ｓｅｃ-1での粘度が３０
ｍＰａ〓Ｓ以下、かつ静置状態に近い３．８Ｓｅｃ-1で
の粘度が筆記性に悪影響が少なくあまり高くない１００
ｍＰａ〓Ｓ以下の粘度のインクでは、インクヘッドのか
かる筆記後半で直流が発生してしまうという既に述べた
公知の考案と同じ問題を有している。

【００１１】既に知られているように、インクが揮発し
やすい筆記具では、空気孔からのインクの揮発を押さえ
る為に空気孔をシールする必要があるが、直液タイプの
筆記具ではキャップにより内圧が変化して空気を巻き込
んだりインクを吸いだしてしまうポンピング現象は防止
する必要がある。ペン先先端にゴム状の弾性体である先
端シールを潜り込ませてシールする方法も見られるが、
中程度以上のインクの筆記具では問題とならない僅かな
シールモレでも低粘度インクの場合ではインクが浸みだ
してしまう問題が生じることが多く、インクを漏らさな
いためにペン先の潜り込み量を増大させると先端シール
が破れたり異常変形したりして、インク漏れやペン先の
乾きなどの不具合を発生させる場合がある。

【００１２】また、従来の油性ボールペン式や中粘度式
などの機構の様にインクタンクが直管となっている場合
にはインクタンク内の空気を脱泡かつペン先までのイン
ク流出性を確保しておかなければ安定した性能を維持で
きない。特にサイフォン方式の筆記具では遠心脱泡等で
はペン先側とは逆に遠心脱泡する必要があり、上述の考
案の機構では小筒内は遠心脱泡によりペン先にはまった
くインクが接触しない構成となっているため、何らかの
脱泡とインク誘導手段が必要である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、主に
普及型の筆記具の改良を目的としており、インクの逆流
の問題を解決するだけではなく、各種のインクとの組み
合わせでも筆記性の問題を発生させない上、ペン先から
インクがしみ出す直流の問題や、組立性や、性能安定性
や、終筆性などを考慮して複雑な機構とならない安価な
筆記具を提供すると共に寿命やインクの流動性や保存安
定性を確保するという課題を解決する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】筆記部であるペン先を有
しており、インクタンクにインク等液体を直接保蔵する
タイプの筆記具または筆記具状の化粧品や塗布具等にお
いて、上記の課題解決を達成する為に、本発明の筆記具
は、まずペン先からインクを消費すると他端にあるイン
クの最終端界面（空気又はフォロワーとの界面）がペン
先より後方方向に上がっていく所謂サイフォン方式を採
用した。

【００１５】具体的には、空気置換孔をペン先先端とイ
ンクタンク内のインクのペン先側先端との間に設けて、
ペン先には軸後端付近まで延びたインク誘導芯でインク
タンクの後方のインクから消費する様にした。つまり、
通常の筆記具と違って、インクタンクのインクのうちペ
ン先側のインクは空気孔に近く消費されるのは最後にな
り、インクタンク後方にあるインクは初期段階で消費さ
れる様な構造になっている。筆記によって減少した体積
はインクタンクのペン先側にあるインクと空気（または
フォロワー）との界面が軸後方に移動して内圧が常に外
気と同じ圧力に保たれる。

【００１６】インク誘導芯は、外皮が非吸収性の断面方
向には連通していない内部に雪結晶状で毛細管力を有し
た断面を持つ押し出し成形品や、スライバーと呼ばれる
繊維束芯に外皮を一体化した物や、トウと呼ばれる短繊
維を外皮で束ねた中綿等により製造されるやや細い芯で
ある。インク流路は適宜形状の溝やリブやインク漏れを
防ぐ圧入などによって、筆記具からのインク漏れない状
態で連続してインクを供給して筆記可能な流路構成が設
けられている。

【００１７】さらに本発明ではインク誘導芯の後端に接
続する保持芯を設けた。保持芯はインク誘導芯よりも強
い毛細管力を有する雪結晶状の断面形状押し出し管や繊
維束やスポンジや細く狭く毛管力を有する形状の部品、
等である。保持芯はペン先に接続されるインク誘導芯の
後方かつインクタンクの中央部よりも後方であれば、イ
ンク性能やインクタンク形状によっては保持芯の後方に
さらに別の短いインク誘導芯を追加しても良い。つまり
ペン先に接続されるインク誘導芯よりも強い毛細管力を
発揮する保持芯がペン先側のインク誘導芯との毛細管力
のバランスにより直流、逆流を防止するように構成し
た。

【００１８】インクタンクとインク誘導部が左右に分離
してＵ字管の形状の物でも、中心部のインク誘導芯とそ
の外部にインク保持部とインクタンク外皮が同心円状に
構成されたものでも良いが、同心円状の方が体積を有効
に利用でき、かつ組立性に有利である。空気孔について
はインク面前端面またはフォロワーよりも前であればイ
ンクタンクの横や、ペン先を把持している継手の中や、
これらの組合せ圧入部や、ペン先と継手の間など、いず
れにしてもインクの漏れのない場所にあれば良い。

【００１９】上向き、下向きなど筆記具の向きや環境条
件によって筆記性が変化したりインク切れを起こして筆
記不能になることを防ぐため、インクタンク内の空気は
十分に脱泡されていることが望ましいが、インクタンク
保持空間の断面積よりも大きな断面積を有する気泡がな
ければ問題ない。ただしインク誘導芯内部については毛
細管力が強い設計であればある程度の大きさまでなら気
泡の影響はなく筆記が可能であるが、この部分もできれ
ば脱泡されていることが望ましい。

【００２０】特にインク粘度が数ｍＰａ〓Ｓの低粘度の
物やインクが水性で揮発しやすい物などでは、インクの
消費時の最後尾となる空気孔側には、不揮発性または難
揮発性で、粘度がインクよりも高く、かつ比重がインク
と同等かそれ以下のグリス状のフォロワーをインクに接
触した状態で設けてある。フォロワーの部分も含めて脱
泡処理することが望ましい。この場合の筆記具では後端
空気孔周辺からの揮発はフォロワーにより押さえられる
ことから、空気孔を密閉する必要はない。むしろキャッ
プ時の加減圧によりインクタンク部やペン先に加減圧さ
れるとインクが移動したり空気を巻き込むポンピング現
象の可能性があるためキャップシールしないまたはキャ
ップ自体が存在しない構成とした方が有利である。

【００２１】さらに応用した物としては、先端に転動可
能なボールを遊嵌したペン先が、キャップ内に弾性があ
り非吸収面を有する先端シールに潜り込んでシール状態
となるボールペンとした場合に、先端シールの硬度が十
分にシールしやすく押し込み力が高くなりすぎたり先端
シ−ルが破れない様に、ゴム硬度ショアーＡが３０゜か
ら６５゜であると共に、先端シールへのペン先の潜り込
み量がペン先のボール径の１．２倍から３倍である様に
構成した。

【００２２】

【実施例】以下、図示した実施例について詳説する。図
１から図３は本発明の第１実施例を示している。図に示
すように透明または半透明樹脂製のインクタンク３の内
部にインク７を保蔵する筆記具である。擬塑性といわれ
る剪断減粘性を付与した比較的粘度が低い中低粘度イン
ク、擬塑性のない低粘度の水をベースとしたインク、低
粘度の油性（アルコール等溶剤をベースとした物）イン
クなどであり、リフィール後方には揮発しにくいグリス
状のフォロワー８とフォロワーに浮遊するようにフォロ
ワーと略同等の比重を有するＰＰやＰＥ等の樹脂製のフ
ォロワー体９とを内蔵し、筆記部となる筆記ボール１４
を保持するチップ１には内部に筆記ボール１４を円周状
のカシメ部によって抜け止めされるとともに筆記ボール
を回転自在に遊嵌してペン先内部は筆記に必要な流路を
確保してある。インクタンク３先端側には継手２が圧入
されているボールペンである。

【００２３】ここで使用しているインク７は、一般的な
中粘度インクで２３℃のインクの粘度を高剪断時３８３
Ｓｅｃ-1で２から３０ｍＰａ〓Ｓ、低剪断時３．８３Ｓ
ｅｃ-1で２から３００ｍＰａ〓Ｓの剪断減粘性を有する
インク、もしくは通常の低粘度水性インクで、ほぼどの
剪断域でも粘度２から３０ｍＰａ〓Ｓのインクとした。
このような低粘度のインクから中低粘度のインクまでに
対応させるためには、中綿式では１０ｍＰａ〓Ｓを越え
るとインクの粘度が高すぎて筆記に影響が出てしまう事
と、従来例（図８）に見られるような中粘度筆記具の機
構では特に数ｍＰａ〓Ｓの低い粘度では筆記時のインク
流量が多くなりすぎたり、直流や逆流に対応するために
は何らかのインクヘッドを減らす工夫をしたインク保持
機構が必要であるが、直流防止性を発揮して筆記性を悪
化させることなくインク流量を過大でなくさせる発明は
なされていない。

【００２４】本発明では、先端側にペン先１を、後端側
にパイプ状のインクタンク３をそれぞれ圧入保持して内
部にインク誘導芯４を略中央にガイドする内径を有する
継手２と、インクタンク３の最後端には内部のインク流
路を確保しつつインク誘導芯４の最後部を略中央にガイ
ドするリブを有しインク漏れないように圧入した尾栓６
を設けた。

【００２５】インクタンク３、尾栓６、継手２など外気
に触れる部品はインク７の主溶剤の揮発性が少ない材質
が望ましい。具体的には水性インクではポリプロピレン
やポリエチレンやポリメチルペンテンなどの結晶性オレ
フィン系樹脂、非結晶性のポリオレフィン樹脂、変性ポ
リフェニレンエーテルやアクリロニトリルスチレン樹脂
など非結晶ポリスチレン系樹脂、結晶性のポリスチレン
樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、等々及び上
記の材質をベースとしてゴム分や他の樹脂とのアロイな
どの改質種であるコポリマーやブロックコポリマーやラ
ンダムコポリマー等樹脂や、金属、無機物などの単独ま
たはこれらの混合、組合せなどが考えられる。インクが
有機溶剤ベースであればナイロンやポリブチレンテレフ
タレートなど各溶剤の揮発しにくい材質が適宜選択され
る。

【００２６】インク誘導芯４はインク非吸収性の外皮を
有して、内部にはインクを誘導する雪結晶状の断面を持
つ押し出し成形品の樹脂製または繊維束芯を用いて、ペ
ン先１の先端までインク流路を確保し、誘導する様に研
削加工等により成形しペン先後端のカシメまたは圧入に
よって固定してある。ここでインク誘導芯４はその後端
部を軸後方まで延ばして、後端部周辺のインク７をペン
先１まで誘導するように構成してある。つまりインクタ
ンク３の後端（筆記時の上部）のインク７がペン先１に
供給され、それよりも前方（筆記時の下部）の空気孔１
０又はフォロワー８近傍のインクは最後に消費される様
に構成した。

【００２７】インクタンク３とインク誘導芯４は毛管力
の強弱の差はあるもののそれぞれ２重のパイプ状となっ
ており、筆記時にはペン先１にはヘッドＨ、またはイン
クヘッドＨから誘導芯４と保持芯５（以後誘導芯等と呼
ぶ）の毛細管力を差し引いた相対的なヘッドがかかり、
従来例のインクヘッドＪＨよりは少なく、かつ重いイン
クタンク中のインクの方が筆記具の重量方向とは逆方向
にかかっていることと誘導芯等の毛管力によって中綿式
筆記具のようにインク７を誘導芯等付近に保持してバラ
ンスする機構となっている。筆記時にインク７を消費す
るとサイフォンの原理で容易にインク７がタンク３から
供給されるうえ誘導芯等はインク７を保持しようとしな
がらも内部をインクが通過していくので、筆記をやめる
とペン先１のボール周辺の強い毛管力と誘導芯等の毛管
力でインクが移動するのを防止してサイフォンの原理も
利用したヘッドをバランスさせた状態となって直流や逆
流を防ぐことができるものである。

【００２８】形状としてはＵ字管を密着させた機構でも
良いが、ペン先がセンターからずれており筆記具を書く
ときに持つ向きが限定されたり、組立時に組み立てにく
いという欠点があるため、ペン先１とインク誘導芯４を
中心として、その外部にインク保持空間を、さらにその
外部にインクタンク３の外皮を、それぞれ同心円状に配
置した物の方が上記の問題が無い。

【００２９】サイフォンの原理を確実に作動させるため
には、インク７中に気泡や空気の層がないことが望まし
く、遠心脱泡や真空（減圧）脱泡やインク中での組立な
どの製造方法で脱泡処理されていることが望まれる。だ
だし、製造時や長期経時してインク中の溶存空気が出て
きた場合など気体が少量残存していてもインクタンク３
からペン先１までのインク７が切れない状態であれば問
題ない。

【００３０】インク消費された後半でインクヘッドが上
がった場合にも逆流や直流を防止するために本発明では
インク誘導芯４の後方にインク誘導芯４よりも強い毛細
管力を有する保持芯５を設けた。具体的には誘導芯４よ
りも繊維束の本数を増やして気孔率を下げたものや、細
い線束芯を多量に束ねた物や毛管力の小さなスポンジな
どである。つまり保持芯５にはヘッドでインク７が流れ
ようとする力とインク誘導芯４からインクを吸い上げよ
うとする力がバランスしてインクを保持しているが、保
持芯５はタンク３の上部に固定されているので下向きで
もインクヘッドはほとんどかかっておらずかつ直液のイ
ンク７に浸積された状態であることから筆記時にインク
誘導芯４側に流れが生じるとインクタンク３からインク
７を吸い上げて誘導芯４にインクを渡す役目をして連続
的に筆記が可能となる。

【００３１】図９の様に、保持芯５をインクタンク３略
中央より前方のペン先１近傍に配置した物では保持芯５
にインクヘッドＨ２がかかってしまい毛細管力を発揮し
てもヘッドを打ち消す事ができず、直流が発生しやすく
なってしまう。本発明では筆記具の中間部以降の後方に
配置したので保持芯５にはインクヘッドがかからないか
ごく少なくなるため保持芯５はその下部にあるインク誘
導芯４からインク７をある程度吸い上げて保持しようと
する毛細管力が有効に働くようになり、インク消費した
後半でも直流が発生しなくなる。

【００３２】インク７の消費される最後尾（インクタン
クの最上部ではなく空気孔周辺）の界面には、不揮発性
または難揮発性の鉱油、パラフィン油、シリコンオイ
ル、ポリブテン、グリセリンやエチレングリコールなど
のグリコール類、グリコールエーテル類、高級アルコー
ルなど単体やそれらに金属石鹸やシリカ、樹脂粉、金属
粉、タルクなどの粉体等と適宜添加剤を混合したグリス
状のフォロワー８をインク界面に接触して脱泡した状態
で設けた場合には、落下衝撃性やインク７のクリアドレ
イン性やインク７の揮発抑制などが期待できる。難揮発
性インクでは不要な場合もあるが、低剪断下での粘度が
３０ｍＰａ〓Ｓを切ったインクや揮発性のあるインクの
場合には特に有効である。

【００３３】既に述べたように製造時には脱泡処理が必
要となるが、遠心脱泡する場合にはグリス状のフォロワ
ー８の物性としてはインク７と同等以下望ましくはイン
ク７よりも比重（混合物の場合は全体の見かけ比重）の
軽いもので、遠心Ｇにより容易に分離しない組成である
ことが望ましい。上述のオイル類のほとんどは水よりも
比重が軽く、添加する物質の比重と添加量に注意をして
組成を決定する必要がある。

【００３４】インクタンク３形状に合わせた円筒形やパ
イプ状などの固形体でかつインクよりも比重の軽い材質
又は比重は重くてもコップ状としてフォロワー８に浮か
んだ状態となる形状やスポンジ状のフォロワー体９をフ
ォロワー８中に遊設した場合には、さらに落下衝撃性や
ノック衝撃性やフォロワー８の安定性が向上できる。従
来知られている、逆流防止ボールと弁室による逆流防止
機構や、ペン先内部のボールを常に弱い荷重で前方へ押
しているスプリングを有した逆流直流防止機構のボール
ペンなどと組み合わせても本発明の効果をさらに有効に
することが可能となる。

【００３５】本発明の他の実施例としては、図４と図５
に示すようにインクタンク３を射出成形製として継手２
と一体化したり、もしくは尾栓６と一体化したり、イン
ク誘導芯４の内部をスライバーと呼ばれる繊維束に外皮
を設けた物や、中綿と呼ばれる短繊維の束に外皮を設け
た物のやや細い径とした物や、弱い擬塑性を有した低粘
度インクなどでは細いパイプ内径部にやや弱い毛管力を
発揮させた突起や溝を有する押し出し管であっても良
い。

【００３６】先端シール１１の弾性については、ショア
ーＡ硬度が３０゜よりも軟らかいと形状安定性と耐熱変
形性が満足できず、６５゜よりも硬いとペン先１の押し
込み力が強くなりすぎる上にシール性能が十分でなくな
る。またペン先１の潜り量、硬度でシール性と先端シー
ル１１の破れ性を調査したところ、先端ボール１４の径
に相関する知見が得られた。つまり、潜り量はボール径
１４の１．２倍よりも少ないとシール性不良となり、潜
り量が３倍よりも多いと先端シール１１が破れたり亀裂
が入ってシールできなくなった。中粘度以上のインクで
は微小亀裂があってもインクが漏れ出ることはない場合
が多かったが、本発明の低粘度インクでは問題となる場
合が多く、硬度と潜り量を最適にする必要があることが
発見された。

【００３７】

【作用】実施例に於いて、本発明の作用を説明する。本
発明ではサイフォンの原理を利用した直液式の筆記具で
あり、ペン先下向きの時には図２に示すヘッドＨのイン
ク滴下方向の圧力が加わっているが、ペン先先端部の毛
細管力の方が高くなる為ペン先からインクが漏れ出す直
流が発生することはない。筆記時にペン先が紙面に接触
するとペン先の毛細管力が無くなり、紙面の方向へヘッ
ドが加わってインクが流出される。

【００３８】図８に示すように一般的な中性ボールペン
のインクヘッドＪＨよりも本発明のインクヘッドＨは低
い場合が多い上、インクの重量の大きいインクタンク内
のインクが下向きに移動する方向へヘッドが加わってい
ることと、ペン先とインク誘導芯及び保持芯は、先端部
からインクタンクの軸方向後方まで毛管力が高くなって
おり、結果的に中性ボールペンの機構や旧来のサイフォ
ン式筆記具よりも直流しにくい構成となっていることか
ら従来の機構では直流してしまう数ｍＰａ〓Ｓの低粘度
のインクでも搭載可能となり、初期の筆記カスレなどの
問題のない筆記具となる。

【００３９】やや強い毛管力を有する誘導芯や保持芯の
機構に擬塑性の強い中性インクを搭載するとインクの流
動性がなくなってしまうが、本発明では低粘度のインク
を搭載しているので流動性は従来の中綿式に近く、サイ
フォンのヘッドがかかっていることから中綿式では流出
しにくい３０ｍＰａ〓Ｓ程度のインクまでであればイン
ク粘度と毛細管力を適宜選択すれば筆記に関しての問題
はない筆記具となる。

【００４０】ペン先を上向きにした場合には、インクは
筆記具後方へヘッドが加わるが空気孔は上部にある上、
後方にはインクが漏れる部分はない構成としているた
め、直液式の筆記具でしばしば発生する逆流して服を汚
す重大な問題は皆無となる。インク面からペン先までは
インクがドロップする方向に移動する力が加わっている
が、従来の中綿式と同様にペン先とインク誘導芯により
インクが吸い上がる方向へ毛細管力が働いており、イン
クの特性に合わせた毛細管力を発揮する断面形状や素材
を適宜選択すれば、逆止機構などの特別な手段を採用す
ることなく逆流やインクドロップによるペン先先端部へ
の空気の入り込みによるカスレの現象が発生しない機構
となる。

【００４１】従来のコレクター式の筆記具では、航空機
内など減圧や加圧を繰り返す場所や加温や冷却を繰り返
す場合などではインクタンク内の圧力変化を吸収する調
節体の容量を超えてしまい、空気孔からインクが吹き出
す問題があるが、本発明ではインクタンク内に膨張する
空気がほとんど無いこと、少量の気泡があっても膨張量
が少なく、かつフォロワーが圧力によって移動する事で
内圧を常に大気圧とバランスさせる構造のために、圧力
変化でもインクの吹き出しやカスレは発生しない。

【００４２】本発明では、上述のような優れた作用を有
するが、インクを直接内蔵している筆記具の優位点であ
る、インクの残量が見える、インクの流量が最後まで安
定して低下しない、顔料インクではインクそのもので色
表示が可能な外観となる、インクを直接タンクに搭載で
きるためインク容量が多く寿命が長い、などの作用も同
時に有しており、さらにはインクの消費と共にインクタ
ンクの最後端面（空気孔付近）が徐々に重力に逆らって
上昇していくところを視認できるというユニークな外観
を提供できる作用を有している。

【００４３】本発明をさらに応用すると、組立時のイン
クを遠心や減圧（真空）によって脱泡処理してインクタ
ンク部には大きな気体が無い様に処理することが望まし
く、これにより安定した筆記性や保存安定性を有する筆
記具とすることができる。空気孔近傍のインク界面にフ
ォロワーを設けた場合には、インクの流れだしの防止や
揮発の抑制や耐衝撃性を向上させる作用も有するように
なるうえ、筆記具の空気孔を密閉しないキャップまたは
キャプレスとすることで、キャップをしたときのポンピ
ング現象を防止することが可能となる作用を有するよう
になる。

【００４４】また、弾性先端シールでペン先をシール
し、その潜り込み量を規定したボールペンとした場合に
は、ペン先からの揮発、直流、逆流、インクドロップの
防止効果と共にペン先への空気の入り込みを防いでカス
レを防止する作用や、確実なシール性と弾性先端シール
の破れを防止する作用を同時に有する作用が発揮できる
ものである。

【００４５】

【発明の効果】本発明の筆記具の構成及び作用は以上の
如くであり、服を汚す逆流や直流など重大な事故にはな
らない筆記具を提供できる効果があり、安全性の高い筆
記具の機能を満足させるだけではなく、低粘度のインク
を使用できる機構となることで優れた筆記性と安定性を
有した上でユーザーの使用が簡便に行える使いやすい筆
記具を提供することが可能となる。

【００４６】さらに製造上の問題も少なく、インク種に
よって各種の部品を組み合わせる必要がないすべてのイ
ンクで共通した筆記具とすることが可能となって、部品
構成が簡略化されるだけでなく、安価で機能性の良い長
期の耐久性と保存安定性を考慮された安定した製品を提
供できる効果も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である筆記具の全体を示す
縦断面図である。

【図２】本発明の第１実施例である筆記具の初期状態下
向き時を示す縦断面図である。

【図３】本発明の第１実施例である筆記具のインク消費
した下向きの状態を示す縦断面図である。

【図４】本発明の第２実施例である筆記具の先端部詳細
縦断面図である。

【図５】本発明の第３実施例である筆記具の後端部詳細
縦断面図である。

【図６】本発明の筆記具のペン先部材内部を示す縦断面
図である。

【図７】本発明の筆記具のインク誘導芯断面を示す横断
面図である。

【図８】従来例の中性ボールペンを示す縦断面図であ
る。

【図９】保持芯を前方へ配置した場合の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ペン先 ２ 継手 ３ インクタンク ４ インク誘導芯 ５ 保持芯 ６ 尾栓 ７ インク ８ フォロワー ９ フォロワー体 １０ 空気孔 １１ 先端シール １２ キャップ １３ キャップ通気路 １４ 筆記ボール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペン先の後方にインクタンクを設けて空
   気置換孔をペン先の先端とインクタンク内のインクのペ
   ン先側前方との間に設け、インクタンクの略中央よりも
   後方からのみインクを誘導する様に非浸透性の外皮を有
   した誘導芯により、ペン先からのインクの消費と共にイ
   ンクの最後尾の界面は空気孔付近からインクタンク後方
   に上っていく、所謂サイフォン方式の機構を有する筆記
   具に於いて、その内部に２３℃、３８３Ｓｅｃ-1での粘
   度が３０ｍＰａ〓Ｓ以下望ましくは３から１５ｍＰａ〓
   Ｓの低粘度インクを直接保蔵し、ペン先には雪結晶状や
   溝や突起の組合せの芯や細い繊維を束ねた繊維束芯や短
   繊維を束ねた細長い中綿などの毛細管力を有しペン先ま
   でインクを誘導する誘導芯を固定し、かつ誘導芯を接続
   した後方には誘導芯よりも強い毛細管力を発揮する断面
   形状とインク誘導する狭い空間とを持った保持芯を設け
   たことを特徴とする筆記具。
2. 【請求項２】 インクタンク内のインクの最後尾の界面
   （空気孔周辺）から保持芯までの間を脱泡処理を行い、
   インクタンクのインク保持空間断面積よりも大きな断面
   を有する空気等気体の層が無く、筆記時にはインクの最
   後尾の界面からペン先までインクが切れることがないこ
   とを特徴とする請求項１に記載の筆記具。
3. 【請求項３】 インクタンク部の断面では、中心には、
   毛細管力を発揮する断面形状や繊維束芯によるインク流
   路とその周囲に外皮を有したインク誘導芯をペン先から
   インクタンクの軸方向後方まで連通するように設け、そ
   の外部にインクを保蔵する空間となるインク収容部を、
   さらにその外周部にインクタンク外皮を設けた略同心円
   状の断面を有しているサイフォン式筆記具に於いて、イ
   ンクタンク内のインクの前端には不揮発性又は難揮発性
   でインクよりも高い粘度かつインクと同等以下の比重を
   有するグリス状のフォロワーがインクと接触状態で設け
   られており、筆記具先端部には、空気孔部を密閉しない
   キャップを有する、またはキャップ自体が存在しないキ
   ャップレス（ノック式、回転繰り出し式など）であるこ
   とを特徴とする請求項１及び２に記載の筆記具。
4. 【請求項４】 キャップ内には弾性があり非吸収面を有
   する先端シールを保持しており、先端に転動可能なボー
   ルを遊嵌したペン先が先端シールに潜り込んでシール状
   態となるキャップを有するボールペンに於いて、先端シ
   ールの硬度がゴム硬度ショアーＡが３０゜以上６５゜以
   下であると共に、先端シールへのペン先の潜り込み量が
   ペン先のボール径の１．２倍から３倍である事を特徴と
   する請求項１、２及び請求項３に記載の筆記具。