JPH1199790A

JPH1199790A - 筆記具

Info

Publication number: JPH1199790A
Application number: JP9262203A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ishikawa; 真一石川; Morio Akiyama; 守雄秋山
Original assignee: Zebra Pen Corp
Current assignee: Zebra Pen Corp
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ペン先に掛かるインキの流動圧を一定圧に制御
した筆記具を提供する。【解決手段】インキ２を流動的に直接収容し且つ後端を
開口させた内筒３と、この内筒３との間に空気交換溝８
を介して外部と流通する所要の断面積の空間５が確保さ
れるように該内筒３を同軸遊嵌状に内設し且つ後端を閉
鎖させた外筒４と、この外筒４と前記内筒３との前端開
口に備えるペン先１とを有し、所要の収容長さＬＡにて
流動的に収容されている内筒３内空間のインキ２との界
面９から連ねた状態でその後部側に、インキ２より比重
が小さいバランス液体Ａ6-1 を所要の収容長さＬＢにて
流動的に収容する一方、このバランス液体Ａ6-1 との界
面10から連ねた状態で外筒４内空間５の後部側に、イン
キ２と同程度の比重のバランス液体6-2 を所要の収容長
さＬＣにて収容する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、水性、油性インキ
がニュートン粘性のインキや非ニュートン粘性のインキ
を流動的に直接収容し、先端には該インキを回転により
筆記面に転写する転写ボールを回転可能に保持するペン
先を備えてなるボールペン並びにそのレフィール、又は
インキを毛細管現象により筆記面に転写する繊維等から
なるペン先を備えてなるマーカーペン並びにそのレフィ
ール等の筆記具に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、筆記具、例えば転写ボールを抱
持するペン先を先端に接続具備するボールペン等におい
てはペン先を下向きにした通常の下向き筆記において、
重力によるインキの流動力がペン先に掛かり、流動力に
よりインキがペン先に供給され、インキがペン先の先端
内部に回転可能に抱持されている転写ボールの回転によ
り筆記面に吐出転写されるように構成されている。又、
直液式マーカーペン等においては温度（外気温）、気圧
等の変化によるインキの吐出量を制御する蛇腹方式のイ
ンキ吐出制御体を介して先端にペン先を具備してなるも
の（例えば、実開平３−106087号、特開平６−127186号
公報等参照）、或いは筆圧により後退するペン体により
開弁する開閉弁体を有する弁機構を介してペン先を進退
可能に具備してなるものがある（例えば、実開昭60−41
284号、実公平４−35190 号公報等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、筆記姿勢と
しては前述したペン先側を下に向けた下向き筆記姿勢に
限らず、ペン先を斜め上方に向ける等のその筆記姿勢は
使用者によって様々である。この様に、ペン先を上向き
にした上向き筆記姿勢においては重力によるインキの流
動力がペン先側に掛からず、逆に重力による流動圧がイ
ンキ収容管等の後端側に掛かり、該後端側に向けてイン
キが流動するインキの逆流が起こる。従って、従来では
上向き筆記姿勢を取ると、ペン先へのインキの供給が不
十分となり、インキが掠れる等の不書きが生じたり、逆
流したインキが外部に流出し、手や衣服を汚す等の虞れ
があった。

【０００４】又、従来のボールペンにおいては上向き筆
記時において重力によるインキの逆流を防止すべく、ペ
ン先を接続保持する継ぎ手内に設けた弁室に弁ボールを
内臓し、上向き筆記姿勢を取った際に弁ボールが弁室の
弁座に着座し、該弁座のインキ導入孔を閉弁せしめるこ
とで、インキの逆流を防止する逆流防止構造を具備した
筆記具が知られている（例えば、特開平７−276876号公
報等参照）。ところが、この従来の筆記具においてはイ
ンキが外部に流出する等を防ぐインキの逆流は防止でき
る反面、どうしても上向き筆記姿勢においてはインキの
ペン先側に掛かる流動圧が下向き筆記姿勢に比べて減少
し、結果として前述したようにペン先へのインキの供給
が不十分となり、インキが掠れる等の不書きを生じ、最
終的には筆記不能になってしまうものであった。

【０００５】又、従来では上向き筆記姿勢において、イ
ンキが掠れる等の不書きを防ぐべく、インキが収容され
ているインキ収容部内のインキ後方に高圧の空気やガス
を封入し、上向き筆記姿勢において空気圧又はガス圧に
よりインキのペン先側に掛かる流動圧の減少を防いでイ
ンキがペン先に確実に供給されるようにした加圧式の筆
記具が知られている（例えば、特公昭50−35857 号、特
公昭50−35858 号公報等参照）。しかし乍ら、斯る従来
の筆記具においては外気温度の変化、そしてインキの減
少（消耗）等の変化に対応できず、実用化には至ってい
ないのが現状である。例えば、封入された空気やガスが
外気温度の変化により膨脹し、その結果としてインキの
ペン先に掛かる流動圧が必要以上に高くなり、インキが
ペン先から必要以上に吐出してしまうと言ったボタ落ち
現象等を引き起こす要因となる等の不具合が生じ、実用
化に難点を有するものであった。

【０００６】本発明はこの様な従来事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とする処は、下向き筆記は勿論、上
向き筆記等の各筆記姿勢、そしてインキの減少（消耗）
等に関わらずペン先に掛かるインキの流動圧を一定圧に
制御し得るように改良した筆記具を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を達成するための手段】課題を達成するために本
発明は、インキを流動的に直接収容し且つ後端を開口さ
せた内筒と、この内筒との間に空気交換手段を介して外
部と流通する所要の断面積の空間が確保されるように該
内筒を同軸遊嵌状に内設し且つ後端を閉鎖させた外筒
と、この外筒と前記内筒との前端開口に備えるペン先と
を有し、内筒内空間に収容されているインキの界面から
連ねた状態で外筒内の前記空間の後部側に、ペン先に掛
かるインキの流動圧を一定圧に制御するバランス液体を
流動的に収容してなり、該バランス液体が、インキより
比重が小さいバランス液体Ａと、インキと同程度の比重
のバランス液体Ｂとの二種からなり、バランス液体Ａを
ペン先から内筒内の空間の前部側に所要の収容長さにて
収容されているインキの界面から連ねた状態で内筒内空
間の後端開口に至るその後部側に所要の収容長さにて流
動的に収容する一方、バランス液体Ｂを前記バランス液
体Ａの界面から連ねた状態で内筒内空間の後端開口を介
して連絡する外筒内空間の後部側に所要の収容長さにて
流動的に収容してなる事を要旨とする。斯る技術的手段
によれば、ペン先を下向きにした下向き筆記姿勢を取る
と、内筒内空間のインキとバランス液体Ａが重力により
ペン先側に流動する動きを成すと同時に、バランス液体
Ａと連なった状態で外筒内空間の後部側に収容されてい
るバランス液体Ｂも重力により該空間の前部側に流動す
る動きを成す。即ち、内筒内空間とこの空間の後端開口
を介して連絡する外筒内空間とには内筒内空間のインキ
とバランス液体Ａとの合成単位面積当たりの重力と、外
筒内空間のバランス液体Ｂの単位面積当たりの重力とが
互いに相殺し合う重力の釣り合いが生まれる。それによ
り、内筒内空間のインキの単位面積当たりの重力が小さ
くなり、ペン先に掛かるインキの流動圧は軽減される。
一方、ペン先を上向きにした上向き筆記姿勢を取ると、
内筒内空間のインキとバランス液体Ａが重力により該内
筒内空間の後部側に流動する動きを成すと同時に、外筒
内空間のバランス液体Ｂも重力により内筒の後端開口を
介して連絡する外筒内空間の後端側に流動する動きを成
す。即ち、内筒内空間のインキとバランス液体Ａが重力
により後退するその動きが同じく重力により後退する外
筒内空間のバランス液体Ｂの動きにより制止され且つイ
ンキをペン先側に押し上げる押動力として作用する。こ
れにより、内筒内空間のインキは逆流することなく、ペ
ン先に掛かる流動圧は一定圧に制御される。そして、筆
記により内筒内空間のインキが減少（消耗）すると、減
少したインキの減少量と等量のバランス液体Ｂが内筒内
空間にその後端開口から流入する。これにより、内筒内
空間のインキとバランス液体Ａの重力と該内筒内空間に
流入したバランス液体Ｂの一部の重力との合成単位面積
当たりの重力と、外筒内空間のバランス液体Ｂの単位面
積当たりの重力とが互いに相殺し合い、内筒内空間のイ
ンキの重力が小さくなり、ペン先側に掛かるインキの流
動圧は軽減される。インキは毛細管現象によりペン先の
先端まで流動し、筆記に供される。

【０００８】又、本発明では上記内筒内の空間の断面積
と、内筒との間に確保された外筒内の空間の断面積との
比を、に設定したことを要旨とする。斯る技術的手段によれ
ば、所要の収容長さにて収容されている内筒内空間のイ
ンキが筆記により減少（消耗）し、減少したインキの減
少量と等量のバランス液体Ｂが内筒内空間にその後端開
口から流入し、流入した分、外筒内空間におけるバラン
ス液体Ｂの収容長さも減少する。即ち、外筒内空間に所
要の収容長さにて収容されているバランス液体Ｂの該収
容長さは、筆記で減少する内筒内空間のインキの収容長
さの２分の１〜200 分の１に軽減される。これにより、
内筒内空間のインキの収容長さ、バランス液体Ａの収容
長さ、インキの減少量と等量にて流入したバランス液体
Ｂの収容長さによるその合成単位面積当たりの重力と、
外筒内空間のバランス液体Ｂの収容長さによるその単位
面積当たりの重力とが互いに相殺し合う重力の釣り合い
が生まれて、ペン先に掛かるインキの流動圧は一定圧に
制御される。

【０００９】又、本発明では上記内筒内の空間並びに外
筒内の空間に、インキ、バランス液体Ａ、バランス液体
Ｂの軸方向における収容配列形態を崩さずに流動的に保
つ密に装填する細長い管体、又は内筒内の空間並びに外
筒内の空間を周方向並びに径方向に細分割するように軸
方向に設けた各仕切り壁間の空隙からなる細管構造を具
備してなり、且つ該細管構造を構成する細長い管体内個
々又は空隙個々の断面積を、0.0078〜0.283 平方センチ
メートルの範囲に設定した事を要旨とする。斯る技術的
手段によれば、インキより比重が小さい内筒内空間の後
部側に収容されるバランス液体Ａが上向き筆記時におい
て、比重差によりインキ中を通過して上向きのペン先側
に移動すると言った逆転現象、又はインキ中に移動・混
入すると言った混入現象が起きたり、そして、下向き筆
記時において、比重差によりバランス液体Ａがバランス
液体Ｂ中を移動・混入すると言った混入現象が起きた
り、更には下向き筆記時において、バランス液体Ｂの開
放表面が崩れて流動落下して先口等に開口されている空
気交換手段から外部に流出すると言った流出現象が起こ
る。この様な逆転現象、混入現象、流出現象が起き得な
いように阻止することができる。

【００１０】又、本発明ではインキを流動的に直接収容
し且つ後端を開口させた内筒と、この内筒との間に空気
交換手段を介して外部と流通する所要の断面積の空間が
確保されるように該内筒を同軸遊嵌状に内設し且つ後端
を閉鎖させた外筒と、この外筒と前記内筒との前端開口
に備えるペン先とを有し、内筒内空間に収容されている
インキの界面から連ねた状態で該内筒内空間の後端開口
を介して連絡する外筒内の前記空間の後部側に、25℃に
おける粘度が1.0 〜30.000mpa・s のニュートン粘性を有
する物質、又はＪＩＳＫ−２２２０における混和ちょ
う度が 500〜50の非ニュートン粘性を有する物質からな
るバランス液体を流動的に収容して、このバランス液体
によりペン先に掛かるインキの流動圧を一定圧に制御す
るようにしてなり、且つバランス液体が、インキより比
重が小さいバランス液体Ａと、インキと同程度の比重の
バランス液体Ｂとの二種からなり、バランス液体Ａをペ
ン先から内筒内空間の前部側に所要の収容長さにて収容
されているインキの界面から連ねた状態で該内筒内空間
の後端開口に至るその後部側に所要の収容長さにて流動
的に収容する一方、バランス液体Ｂを前記バランス液体
Ａの界面から連ねた状態で内筒内空間の後端開口を介し
て連絡する外筒内空間の後部側に所要の収容長さにて流
動的に収容してなる事を要旨とする。斯る技術的手段に
よれば、ペン先を下向きにした下向き筆記、ペン先を上
向きにした上向き筆記等の各筆記姿勢、そして筆記によ
り内筒内のインキが減少（消耗）に関わらず前述したよ
うに、ペン先に掛かる流動圧は一定圧に制御することが
できる。そして、25℃における粘度が1.0 〜30.000mpa・
s のニュートン粘性を有する物質、又はＪＩＳＫ−２
２２０における混和ちょう度が 500〜50の非ニュートン
粘性を有する物質からなるバランス液体Ａ、バランス液
体Ｂを利用して前述した逆転現象、混入現象、流出現象
を起き得ないように阻止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の具体例を図面に基
づいて説明する。図１乃至図７は転写ボール1-2 を回転
可能に抱持するペン先１（通称、チップと称している）
を先端に備えるボールペンの例を示した本発明筆記具の
縦断面図で、インキ２を収容すると共に先口７を介して
ペン先１を先端に備える内筒３を、有底筒状の外筒４内
に同軸遊嵌状に内設すると共に、内筒３内空間に収容さ
れているインキ２の界面９から連ねた状態で該内筒３と
の間に所要の断面積にて確保される外筒４内空間５の少
なくとも後端側にバランス液体６を収容して、下向き筆
記、上向き筆記等の各筆記姿勢、そしてインキ２の減少
（消耗）に関わらずペン先１に掛かるインキ２の流動力
を一定圧に制御し得るように形成してなる。

【００１２】ペン先１は、先端側を先細状に形成した長
さが11mmの洋白製細管1-1 の先端内部に、直径φが 0.7
mmの超硬合金製転写ボール1-2 を回転可能に抱持させて
なり、ポリプロピレン等の所望の合成樹脂材料からなる
先口７を介して内筒３内空間の先端開口に接続備えて、
下向き筆記、上向き筆記等の各筆記姿勢において、イン
キ２はペン先１に接触し、更に接触したインキ２が毛細
管現象により先端の転写ボール1-2 まで供給されるよう
になっている。

【００１３】図中８は、先口７の１乃至数カ所に縦断面
略Ｌ字形の溝状に設けた空気交換手段（以後、空気交換
溝と言う）であり、この空気交換溝８によって内筒３と
の間に確保されている外筒４内空間５が外部と流通状態
に保たれるようになっている。つまり、筆記等に伴う内
筒３内空間のインキ２の減少（消耗）等に応じて前記外
筒４内の空間５に収容されているバランス液体６の後述
するバランス液体Ｂ6-2 が流動し得るようになってい
る。

【００１４】内筒３は、ポリプロピレン等の所望の合成
樹脂材料にて内径Ｄ１が３mm程度、外径Ｄ２が５mm程度
（図２参照）、そして長さを120mm 程度とする前後端を
開口させた筒状に形成され、その内部空間の前端開口に
先口７を介して前述構成のペン先１を接続備えると共
に、内部空間の前部側にインキ２を、後部側にバランス
液体６の後述するバランス液体Ａ6-1 を所要の収容長さ
にて夫々流動的に収容してなる。

【００１５】外筒４は、ポリプロピレン等の所望の合成
樹脂材料にて内径Ｄ３が11mm程度、外径Ｄ４が13mm程度
（図２参照）、そして長さを127mm 程度とする後端を閉
鎖した有底筒状に形成され、その前端開口から内筒３が
同軸遊嵌状に内設されることで、該内筒３の外周面並び
にその後端開口との間に確保される空間５におけるその
後部側にバランス液体Ｂ6-2 を所要の収容長さにて流動
的に収容し得るように形成してなる。

【００１６】バランス液体６は、下向き筆記、上向き筆
記等の各筆記姿勢、そしてインキ２の減少（消耗）に関
わらず筆記時にペン先１に掛かるインキ２の流動力を常
に一定圧に制御する。即ち、筆記行為によって回転する
ペン先１の転写ボール1-2 の回転により吐出するインキ
２の吐出量を一定量に制御する役目を成すもので、イン
キ２の比重より比重が小さいバランス液体Ａ6-1 と、イ
ンキ２の比重と同程度の比重のバランス液体Ｂ6-2 との
二種からなり、バランス液体Ａ6-1 とバランス液体Ｂ6-
2 とによって各筆記姿勢、そしてインキ２の減少（消
耗）等に関わらずペン先１に掛かる内筒３内空間のイン
キ２の流動力を一定圧に制御保持するものである。

【００１７】バランス液体Ａ6-1 は、前述した内径と長
さを有する内筒３内の空間に、ペン先１の後端開口から
該空間の前部側に所要の収容長さＬＡにて収容されてい
るインキ２との界面９から連ねた状態で該空間の後端開
口に至るその後部側に所要の収容長さＬＢにて流動的に
収容され（図１乃至図２参照）、ペン先１を下向きにし
た通常の下向き筆記姿勢において、バランス液体Ｂ6-2
との連繋（協動）でペン先１に掛かるインキ２の流動力
を一定圧に制御する。即ち、インキ２が収容長さＬＡに
て収容されている購入初期時から筆記に伴い減少（消
耗）するインキ２量の変化に関わらずペン先１に掛かる
該インキ２の流動力を、バランス液体Ｂ6-2 との連繋
（協動）で一定圧に制御する役目を成すもので、インキ
２の比重より小さい比重の物質、例えばスクアラン、ス
クアレン、流動パラフィン、ポリブデン、シリコンオイ
ル、ワセリン、αオレフィンのオリゴマー、鉱物油、植
物油、高級アルコール、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステ
ル等の物質の内、一種又は選択されたに二種以上の複合
混合体とし、目的の比重、粘性又は混和ちょう度に調整
して使用するものである。又、このバランス液体Ａ6-1
は、インキ２及びバランス液体Ｂ6-2 に対して非相溶
性、非混合性、非化学反応性であることが必要である。

【００１８】バランス液体Ｂ6-2 は、前述した外径と長
さを有する内筒３と同じく前述した内径と長さを有する
外筒４との間に所要の断面積にて確保される空間５の後
部側に前記バランス液体Ａ6-1 との界面10から連ねた状
態で所要の収容長さＬＣにて流動的に収容され（図１乃
至図２参照）、下向き筆記からペン先１を上向きにした
上向き筆記等の各筆記方向の筆記姿勢において、内筒３
内空間のインキ２とバランス液体Ａ6-1 との合成単位面
積当たりの重力と、バランス液体Ｂ6-2 の単位面積当た
りの重力との釣り合いによってペン先１に掛かるインキ
２の流動力を一定圧に制御する。特に、インキ２が収容
長さＬＡにて収容されている購入初期時から筆記に伴い
減少（消耗）するインキ２量の変化に関わらずペン先１
に掛かる該インキ２の流動力を内筒３内空間のインキ２
とバランス液体Ａ6-1 と流入したバランス液体Ｂ6-2 と
の合成単位面積当たりの重力と、バランス液体Ｂ6-2 の
単位面積当たりの重力との釣り合いによって一定圧に制
御保持する役目を成すもので、インキ２の比重と同程度
の比重の物質、例えばトリクレジルホスフェートを代表
とする無機酸エステル、フタル酸ヂメチルを代表とする
有機酸エステル、又はアルコールの単体及びそのエステ
ル等の適宜選択される比重の小さい流動性物質に、フェ
ノール樹脂を代表とする比重の大きい樹脂、テトラフェ
ニール錫を代表とする有機金属化合物、塩化亜鉛を代表
とする溶媒に可溶性無機物の内、一種又は選択された二
種以上の複合混合体とし、目的の比重、粘性又は混和ち
ょう度に調整して使用するものである。図１における長
さＬＤは、内筒３内空間のインキ２とバランス液体Ａ6-
1 との合成単位面積当たりの重力と、外筒４内空間５の
バランス液体Ｂ6-2 の単位面積当たりの重力との釣り合
いによって該空間５の前部側に作られる前記インキ２と
バランス液体Ａ6-1 との双方の収容長さＬＡ＋ＬＢとバ
ランス液体Ｂ6-2 の収容長さＬＣとの差を意味するもの
である。

【００１９】そして、本発明においてインキ２よりも比
重の小さい前述した例えばスクアラン等の物質からなる
バランス液体Ａ6-1 並びにインキ２と同程度の比重の前
述した例えばトリクレジルホスフェートを代表とする無
機酸エステル等の物質からなるバランス液体Ｂ6-2 の物
理的・化学的特性を考慮する事が重要である。然るに、
インキ２より比重が小さく該インキ２との界面９から連
なった状態で内筒３内空間の後部側に収容長さＬＢにて
収容されるバランス液体Ａ6-1 が上向き筆記時におい
て、比重差によりインキ２中を通過して上向きのペン先
１側に移動すると言った逆転現象、又はインキ２中に移
動・混入すると言った混入現象が起こる。そして、バラ
ンス液体Ｂ6-2 より比重が小さいバランス液体Ａ6-1 が
下向き筆記時において、比重差によりバランス液体Ｂ6-
2 中を移動・混入すると言った混入現象が起こる。更に
は下向き筆記時において、バランス液体Ｂ6-2 の開放表
面11が崩れて流動落下し先口７に開口されている空気交
換溝８から外部に流出すると言った流出現象が起こる。
この様な逆転現象、混入現象、流出現象が起き得ないよ
うにすることが本発明を成立させる上で重要であり、そ
の防止策として例えば内筒３内空間並びに外筒４内空間
５に断面形状が丸形や三角、四角、五角、六角等の多角
形、図４に例示したように丸形筒状の細長い管体12を密
に装填せしめた細管構造を構設具備し、各細長い管体12
に流入せしめた状態で内筒３内空間並びに外筒４内空間
５に収容されたバランス液体Ａ6-1 とインキ２との界面
９、そしてバランス液体Ａ6-1 とバランス液体Ｂ6-2 と
の界面10での内筒３内空間並びに外筒４内空間５の内面
に作用する付着力と界面張力、更にバランス液体Ｂ6-2
の開放表面11での空間５の内面に作用する付着力と表面
張力とにより前述した逆転現象、混入現象、流出現象を
防止するようにしてなる。

【００２０】又、図５に例示したように、直径が前述し
た細長い管体12の直径より太く、本数を減らした状態で
該管体12と同じく内筒３内の空間並びに外筒４内の空間
５に密に装填し得るように形成した管体13内に周方向を
含めたその筒内全面を碁盤目状に細分割するように軸方
向に伸びる仕切り壁14を設けて、この仕切り壁14間の空
隙15に前述したバランス液体Ａ6-1 とインキ２との界面
９、そしてバランス液体Ａ6-1 とバランス液体Ｂ6-2 と
の界面10での空隙15の内面に作用する付着力と界面張
力、更にバランス液体Ｂ6-2 の開放表面11での空隙15の
内面に作用する付着力と表面張力とによりバランス液体
Ａ6-1 ，バランス液体Ｂ6-2 の逆転現象、混入現象、流
出現象を防止するようにすると良い。尚、この仕切り形
態を用いた逆転現象、混入現象、流出現象の防止構造は
管体13の成形（押出し成形）時に仕切り壁14を同時成形
により一体に設けることができることから、生産性の向
上が期待できる。又、この管体13を内筒３として利用す
ることは勿論自由である。

【００２１】又、図６（イ）に例示したように、この仕
切り形態を外筒４内の空間５を周方向並びに径方向に碁
盤目状に細分割するように軸方向に伸びる内向き仕切り
壁16を設けて、各内向き仕切り壁16間の空隙17内のバラ
ンス液体Ａ6-1 とバランス液体Ｂ6-2 との界面10での空
隙17の内面に作用する付着力と界面張力、そしてバラン
ス液体Ｂ6-2 の開放表面11での空隙17の内面に作用する
付着力と表面張力とによりバランス液体Ｂ6-2 の流出現
象を防止するようにすると良い。この場合、二点鎖線で
示したように、外筒４内の空間５を周方向に仕切る各仕
切り壁16の内向き突端が、外筒４内の軸芯に組み込み内
設される内筒３の外周面を支持する役目を成すと共に、
外筒４の強度を強化する役目を成す。そして、前述した
管体13と同じく、外筒４の成形時に仕切り壁16を同時成
形により一体に設けることができることから、生産性の
向上が期待できる。又、図６（ロ）に例示したように、
内筒３も同時成形により一体に内設することで、その組
み込み作業が不要となり、より一層の生産性の向上が期
待でき、ひいては、コストの削減も期待できるものであ
る。

【００２２】更に、本発明では前述した内筒３内の空間
の断面積と、外筒４内の空間５の断面積との比を、に設定する事が、本発明を成立させる上で重要である。
然るに、購入初期時において前述した収容長さＬＡにて
収容されている内筒３内空間のインキ２は筆記により減
少（消耗）して行く。そして、減少したインキ２の減少
量と等量のバランス液体Ｂ6-2 が内筒３内空間にその後
端開口から流入し、バランス液体Ｂ6-2 が外筒４内空間
５から内筒３内空間に流入した分、該空間５におけるバ
ランス液体Ｂ6-2 の収容長さＬＣも減少する。即ち、外
筒４内の空間５のバランス液体Ｂ6-2 の収容長さＬＣ
は、筆記で減少する内筒３内空間のインキ２の収容長さ
ＬＡの２分の１〜200 分の１に軽減される。これによ
り、下向き筆記又は上向き筆記でも内筒３内空間のイン
キ２の収容長さＬＡ-1、バランス液体Ａ6-1 の収容長さ
ＬＢ、インキ２の減少量と等量にて流入したバランス液
体Ｂ6-2 の収容長さＬＣ-2による合成単位面積当たりの
重力と、外筒４内空間５のバランス液体Ｂ6-2 の収容長
さＬＣ-1によるその単位面積当たりの重力とが互いに相
殺し合う重力の釣り合いが生まれる（図７の状態）。従
って、ペン先１に掛かるインキ２の流動圧は内筒３内の
インキ２が筆記により減少しても一定圧に制御される。

【００２３】又、内筒３内の細管構造を構成する各細長
い管体12又は各空隙15，17個々の断面積と、外筒４内空
間５の細管構造を構成する各細長い管体12又は各空隙1
5，17個々の断面積を、0.0078〜0.283 平方センチメー
トルの範囲に設定する事が、本発明を成立させる上で重
要であり、この場合、断面積が0.0078平方センチメート
ルでは細管12の直径が１mmであり、断面積が0.283 平方
センチメートルでは細管12の直径が６mmである。

【００２４】又、前述したバランス液体Ａ6-1 ，バラン
ス液体Ｂ6-2 の逆転現象、混入現象、流出現象を防止す
る他の方法として、インキ２、バランス液体Ａ6-1 、バ
ランス液体Ｂ6-2 これら液体間の非相溶性、非混合性等
の物理的・化学的特性を考慮し、インキ２とバランス液
体Ａ6-1 との界面９、バランス液体Ａ6-1 とバランス液
体Ｂ6-2 との界面10、そして開放するバランス液体Ｂ6-
2 の開放表面11が衝撃等により崩れたりしないようにす
る意味合いを含めて、25℃における粘度が1.0〜30.000m
pa・s のニュートン粘性を有する物質、又はＪＩＳＫ
−２２２０における混和ちょう度が 500〜50の非ニュー
トン粘性を有する物質を用いることで可能となる。この
場合、ニュートン粘性を有する物質の粘度、又は非ニュ
ートン粘性を有する物質の混和ちょう度は内筒３内空間
並びに外筒４内空間５の断面積の大きさ等の関係によっ
て適宜選択設定されるものである

【００２５】次に、下記に示す条件からなるペン先、内
筒、外筒、インキ、バランス液体Ａ、バランス液体Ｂを
用いて構成した筆記具（以後、本製品と言う）と従来周
知の筆記具（以後、従来品と言う）との下向き筆記、上
向き筆記における筆記性能テストの試験結果を説明す
る。

【００２６】実施例１（油性ボールペン）１．ペン先長さが11mmの洋白製細管の先端内部に、直径φが 0.7mm
の超硬合金製転写ボールを回転可能に抱持させ、ポリプ
ロピレン製先口を用いて内筒内空間の先端開口に接続備
える。２．内筒ポリプロピレン製で、内径Ｄ１が３mm、外径Ｄ２が５m
m、長さが120mm ３．外筒ポリプロピレン製で、内径Ｄ３が11mm、外径Ｄ４が13m
m、長さが127mm ４．インキ油性ボールペン用黒色インキで、内筒内空間への収容長
さＬＡが65mm ５．バランス液体Ａ（非ニュートン粘性）スクアラン98.8％（日光ケミカルズ（株））とゲルオー
ルＴ 1.2％（新日本理化（株））との複合混合体
で、内筒内空間への収容長さＬＢが100mm ６．バランス液体Ｂ（非ニュートン粘性）トリクレジルホスフェート95.5％（（株）大八化学工業
所）とゲルーオルＤ0.5％（新日本理化（株））との
複合混合体で、外筒内空間への収容長さＬＣが 136mm ７．インキ、バランス液体Ａ、バランス液体Ｂの比重、
垂直時の内筒内空間、外筒内空間の重力並びに内筒内空
間の断面積と外筒内空間の断面積の比ａ．インキの比重 1.15 ｂ．バランス液体Ａの比重 0.81 ｃ．バランス液体Ｂの比重 1.15 ｄ．内筒内空間のインキとバランス液体Ａとの合成単位面積当たりの重力 15.6g/cm² ｅ．外筒内空間のバランス液体Ｂの単位面積当たりの重力 15.6g/cm² 以上の条件にて構成した本製品と周知の油性ボールペン
である従来品（ゼブラ株式会社製、油性ボールペン、商
品名：ハードクリスタル、黒色インキ）とを下向き筆
記、上向き筆記の両筆記姿勢にてレポート用紙に直径が
15mm程度の単円を筆記し、その単円の数と筆跡の品質を
調べ、その結果を表１と表２に示す。尚、ここで、表１
は下向き筆記の試験結果であり、表２は上向き筆記の試
験結果である。

【００２７】表１から明らかなように、下向き筆記の場
合において従来品並びに本製品共に筆跡の品質には全く
問題がなく、 500以上の単円を筆記し得た。一方、上向
き筆記の場合においては表２から明らかなように、本製
品は単円を500以上筆記してもインキが掠れる等の不書
きが生じると言った筆跡の品質には全く問題がなく、一
定量のインキが転写ボールの回転にて吐出し、レポート
用紙に転写されることが分かった。これに対し、従来品
においては３〜７の単円を筆記し得たが、単円の数が７
を越えた時点でインキが掠れる等の不書き現象が生じ、
以後は筆記不能となった。これは上向き筆記姿勢を取っ
た時点でインキが逆流し、ペン先に掛かるインキの流動
圧が減圧され、ペン体へのインキの供給が閉ざされた結
果である。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】実施例２（直液式水性マーカーペン）１．ペン先長さが13mmで、太さが２mmの先端先細形のアクリル繊維
収束体をポリプロピレン製先口を用いて内筒の先端開口
に直接備える。２．内筒ポリプロピレン製で、内径Ｄ１が３mm、外径Ｄ２が５m
m、長さが120mm ３．外筒ポリプロピレン製で、内径Ｄ３が11mm、外径Ｄ４が13m
m、長さが127mm ４．インキ水性マーカー用青色インキで、内筒内空間への収容長さ
ＬＡが66mm ５．バランス液体Ａ（非ニュートン粘性）スクアラン98.8％（日光ケミカルズ（株））とゲルオー
ルＴ 1.2％（新日本理化（株））との複合混合体
で、内筒内空間への収容長さＬＢが51mm ６．バランス液体Ｂ（非ニュートン粘性）ジブチルフタレート95.5％（（株）大八化学工業所）と
ゲルーオルＤ 0.5％（新日本理化（株））との複合
混合体で、外筒内空間への収容長さＬＣが 106mm ７．インキ、バランス液体Ａ、バランス液体Ｂの比重、
垂直時の内筒内空間、外筒内空間の重力並びに内筒内空
間の断面積と外筒内空間の断面積の比ａ．インキの比重 1.05 ｂ．バランス液体Ａの比重 0.81 ｃ．バランス液体Ｂの比重 1.05 ｄ．内筒内空間のインキとバランス液体Ａとの合成単位面積当たりの重力 11.1g/cm² ｅ．外筒内空間のバランス液体Ｂの単位面積当たりの重力 11.1g/cm² 以上の条件にて構成した本製品と従来品（ゼブラ株式会
社製、水性マーカー、蛇腹方式、商品名：シーサイン、
青色インキ）とを下向き筆記、上向き筆記の両筆記姿勢
にてレポート用紙に直径が15mm程度の単円を筆記し、そ
の単円の数と筆跡の品質を調べ、その結果を表３と表４
に示す。尚、ここで表３は下向き筆記の試験結果であ
り、表４は上向き筆記の試験結果である。

【００３１】表３から明らかなように、下向き筆記の場
合において従来品並びに本製品共に筆跡の品質には全く
問題がなく、 500以上の単円を筆記し得た。一方、上向
き筆記の場合においては表４から明らかなように、本製
品は単円を500以上筆記してもインキが掠れる等の不書
きが生じると言った筆跡の品質には全く変化がなく、一
定量のインキがペン先から吐出し、レポート用紙に転写
されることが分かった。これに対し、従来品においては
ペン体に既に浸透されているインキ量にて58〜76の単円
を筆記し得たが、単円の数が58〜76を越えた時点でイン
キが掠れる等の不書き現象が生じ、以後は筆記不能とな
った。これは上向き筆記姿勢を取った時点でインキがペ
ン体から離れ、ペン体へのインキの供給が閉ざされた結
果である。

【００３２】

【表３】

【００３３】

【表４】

【００３４】而して、前述構成の本実施例の直液式マー
カーペンによれば、インキのペン先からの吐出量をイン
キより小さい比重のバランス液体Ａとインキと同程度の
比重のバランス液体Ｂとの二種からなるバランス液体に
より制御し得るようにしてなることから、従来の直液式
マーカーペンのように、合成樹脂材料を用いて成形する
インキ吐出制御体、そして、開閉弁体を含めて数種類の
部品からなり且つ組み立てが必要となる弁機構が不要と
なることから、この種の筆記具分野において製造メーカ
ーの最大限の課題とされている生産コストの大幅な削減
が期待でき、有益である。

【００３５】図８は、他の実施例としてボールペンの軸
筒18内に交換が可能に装填するレフィールの例を示し、
斯る実施例は前述した内筒３と外筒５との先端開口に接
続備える先口19の構成形態を変えた以外の構成において
は前述した実施例詳述と基本的に同じ事から同じ構成部
分に同じ符号を用いる事でその詳細は省略する。斯る実
施例における先口19は、ポリプロピレン等の所望の合成
樹脂材料から成形され、外筒４の先端開口並びに軸筒18
の先端開口を当接させるその鍔部20に、外筒４内空間５
を外部と流通状態に保つ空気交換溝21を１乃至数カ所に
縦断面略Ｌ字形に設けると共に、同鍔部20から前方に向
けた周方向数カ所には芯出し凸片22を設けてなる。図中
23は、レフィールを軸筒18内にその先端開口から挿入装
填した後に、該先端開口にネジ式により備える先金であ
り、24は、軸筒18の後端開口に圧入により嵌着する尾栓
である。

【００３６】

【発明の効果】本発明の筆記具は叙上の如く構成してな
るから、下記の作用効果を奏する。．請求項１乃至２によれば、ペン先を下向きにした下
向き筆記姿勢を取ると、内筒内空間とこの内筒内空間の
後端開口を介して連絡する外筒内空間とには内筒内空間
のインキとバランス液体Ａとの合成単位面積当たりの重
力と、外筒内空間のバランス液体Ｂの単位面積当たりの
重力とが互いに相殺し合う重力の釣り合いが生まれる。
それにより、内筒内空間のインキの単位面積当たりの重
力が小さくなり、ペン先に掛かるインキの流動圧は軽減
される。一方、ペン先を上向きにした上向き筆記姿勢を
取ると、内筒内空間のインキとバランス液体Ａが重力に
より後退するその動きを同じく重力により後退する外筒
内空間のバランス液体Ｂの動きにより制止され且つイン
キをペン先側に押し上げる押動力として作用する。これ
により、内筒内空間のインキは逆流することなく、ペン
先に掛かるインキの流動圧は一定圧に制御される。そし
て、筆記により内筒内空間のインキが減少（消耗）する
と、減少したインキの減少量と等量のバランス液体Ｂが
内筒内空間にその後端開口から流入する。これにより、
内筒内空間のインキとバランス液体Ａの重力と該内筒内
空間に流入したバランス液体Ｂの一部の重力との合成単
位面積当たりの重力と、外筒内空間のバランス液体Ｂの
単位面積当たりの重力とが互いに相殺し合い、内筒内空
間のインキの重力が小さくなり、それにより、ペン先側
に掛かるインキの流動圧はバランス液体の重力により軽
減される。

【００３７】．請求項３によれば、外筒内空間に所要
の収容長さにて収容されているバランス液体Ｂの該収容
長さは、筆記で減少（消耗）する内筒内空間のインキの
収容長さの２分の１〜200 分の１に軽減される。これに
より、内筒内空間のインキの収容長さ、バランス液体Ａ
の収容長さ、インキの減少量と等量にて流入したバラン
ス液体Ｂの収容長さによるその合成単位面積当たりの重
力と、外筒内空間のバランス液体Ｂの収容長さによるそ
の単位面積当たりの重力とが互いに相殺し合う重力の釣
り合いが生まれて、ペン先に掛かるインキの流動圧は一
定圧に制御される。

【００３８】．請求項４乃至７によれば、インキより
比重が小さい内筒内空間の後部側に収容されるバランス
液体Ａが上向き筆記時において、比重差によりインキ中
を通過して上向きのペン先側に移動する逆転現象、又は
インキ中に移動・混入すると言った混入現象が起きた
り、そして、下向き筆記時において、比重差によりバラ
ンス液体Ａがバランス液体Ｂ中を移動・混入する混入現
象が起きたり、更には下向き筆記時において、バランス
液体Ｂの開放表面が崩れて流動落下して先口等に開口さ
れている溝等からなる空気交換手段から外部に流出する
流出現象が起こる。この様な逆転現象、混入現象、流出
現象を起き得ないように阻止することができる。

【００３９】．請求項８乃至９によれば、インキより
比重が小さく、インキが所要の収容長さＬＡにて前部側
に収容されている内筒内空間のその後部側に収容長さＬ
Ｂにて収容されるバランス液体Ａが上向き筆記時におい
て、比重差によりインキ中を通過して上向きのペン先側
に移動する逆転現象、又はインキ中に移動・混入すると
言った混入現象が起きたり、そして、下向き筆記時にお
いてバランス液体Ａが、インキと同程度の比重で前述し
たニュートン粘性を有する物質、又は非ニュートン粘性
を有する物質からなるバランス液体Ｂ中を移動・混入す
る混入現象が起きたり、更には下向き筆記時において、
バランス液体Ｂの開放表面が崩れて流動落下して先口等
に開口されている溝等からなる空気交換手段から外部に
流出する流出現象が起こるこの様な逆転現象、混入現
象、流出現象を、25℃における粘度が1.0 〜30.000mpa・
s のニュートン粘性を有する物質、又はＪＩＳＫ−２
２２０における混和ちょう度が 500〜50の非ニュートン
粘性を有する物質からなるバランス液体Ａ、バランス液
体Ｂを用いる事により阻止することができる。

【００４０】従って、本発明によれば、下向き筆記は勿
論、上向き筆記等の各筆記姿勢、そしてインキの減少
（消耗）等に関わらずペン先に掛かるインキの流動圧を
バランス液体との重力の釣り合いにより一定圧に制御し
得ることから、従来のようにペン先からインキが必要以
上に吐出するインキのボタ落ち現象、そして、インキが
重力により後退するインキの逆流現象等を起こす事な
く、下向き筆記は勿論、上向き筆記等の各筆記姿勢、そ
してインキの減少等に関わらず常に一定量のインキをペ
ン先から継続的に吐出させることができる。故に、筆跡
等の品質の向上を図った今までにはない筆記具を提供す
る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ボールペンの例を示した本発明筆記具の縦断
面図

【図２】図１のII−II線拡大横断面図

【図３】図１の III−III 線拡大横断面図

【図４】内筒内に細長い管体を密に装填せしめて構設
した細管構造の一例を示した要部の拡大横断面図

【図５】軸方向に延びる仕切り壁を碁盤目状に設けて
細分割した例を更に拡大して示した同横断面図

【図６】外筒内の空間に軸方向に延びる仕切り壁を設
けて構設した細管構造の一例を示した要部の拡大横断面
図で、（イ）は内筒を外筒内に同軸状に支持内設するよ
うに軸方向に延びる仕切り壁を外筒内の空間に碁盤目状
に設けた状態、（ロ）は内筒と共に軸方向に延びる仕切
り壁を外筒内の空間に碁盤目状に設けた状態

【図７】内筒内のインキの減少（消耗）により該内筒
内にバランス液体Ｂの一部が流入した状態の本発明筆記
具の縦断面図

【図８】ボールペンのリフィールの例を示した本発明
筆記具の縦断面図

【符号の説明】

１…ペン先２…インキ３…内筒４…外筒５…空間６…バランス液体 6-1 …バランス液体Ａ 6-2 …バランス液体Ｂ７，19…先口８，21…空気交換溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インキを流動的に直接収容し且つ後端を
開口させた内筒と、この内筒との間に空気交換手段を介
して外部と流通する所要の断面積の空間が確保されるよ
うに該内筒を同軸遊嵌状に内設し且つ後端を閉鎖させた
外筒と、この外筒と前記内筒との前端開口に備えるペン
先とを有し、内筒内空間のインキの界面から連ねた状態
で該内筒内空間の後端開口を介して連絡する外筒内の前
記空間の後部側に、ペン先に掛かるインキの流動圧を一
定圧に制御するバランス液体を流動的に収容してなる事
を特徴とする筆記具。
【請求項２】請求項１記載の筆記具において、バランス液体が、インキより比重が小さいバランス液体
Ａと、インキと同程度の比重のバランス液体Ｂとの二種
からなり、バランス液体Ａをペン先から内筒内空間の前
部側に所要の収容長さにて収容されているインキの界面
から連ねた状態で該内筒内空間の後端開口に至るその後
部側に所要の収容長さにて流動的に収容する一方、バラ
ンス液体Ｂを前記バランス液体Ａの界面から連ねた状態
で内筒内空間の後端開口を介して連絡する外筒内空間の
後部側に所要の収容長さにて流動的に収容してなる事を
特徴とする筆記具。
【請求項３】請求項１又は２記載の筆記具において、内筒内の空間の断面積と、内筒との間に確保された外筒
内の空間の断面積との比を、に設定した事を特徴とする筆記具。
【請求項４】請求項２又は３記載の筆記具において、内筒内の空間並びに外筒内の空間に、インキ、バランス
液体Ａ、バランス液体Ｂの軸方向における収容配列形態
を崩さずに流動的に保つ細管構造を具備してなる事を特
徴とする筆記具。
【請求項５】請求項４記載の筆記具において、細管構造が、細長い管体を内筒内の空間並びに外筒内の
空間に密に装填してなる事を特徴とする筆記具。
【請求項６】請求項４記載の筆記具において、細管構造が、内筒内の空間並びに外筒内の空間を少なく
とも周方向に細分割するように軸方向に設けた各仕切り
壁間の空隙である事を特徴とする筆記具。
【請求項７】請求項５又は６記載の筆記具において、細管構造を構成する細長い管体個々又は空隙個々の断面
積が、0.0078〜0.283平方センチメートルである事を特
徴とする筆記具。
【請求項８】インキを流動的に直接収容し且つ後端を
開口させた内筒と、この内筒との間に空気交換手段を介
して外部と流通する所要の断面積の空間が確保されるよ
うに該内筒を同軸遊嵌状に内設し且つ後端を閉鎖させた
外筒と、この外筒と前記内筒との前端開口に備えるペン
先とを有し、内筒内空間のインキの界面から連ねた状態
で該内筒内空間の後端開口を介して連絡する外筒内の前
記空間の後部側に、25℃における粘度が1.0 〜30.000
mpa・s のニュートン粘性を有する物質、又は混和ちょう
度が 500〜50の非ニュートン粘性を有する物質からなる
バランス液体を流動的に収容して、このバランス液体に
よりペン先に掛かるインキの流動圧を一定圧に制御する
ようにした事を特徴する筆記具。
【請求項９】請求項８記載の筆記具において、バランス液体が、インキより比重が小さいバランス液体
Ａと、インキと同程度の比重のバランス液体Ｂとの二種
からなり、バランス液体Ａをペン先から内筒内空間の前
部側に所要の収容長さにて収容されているインキの界面
から連ねた状態で該内筒内空間の後端開口に至るその後
部側に所要の収容長さにて流動的に収容する一方、バラ
ンス液体Ｂを前記バランス液体Ａの界面から連ねた状態
で内筒内空間の後端開口を介して連絡する外筒内空間の
後部側に所要の収容長さにて流動的に収容してなる事を
特徴とする筆記具。