JPH1058887A - 水性インキを直詰めしたボールペンレフィル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チップを下向き状態で携行するノック式ボー
ルペンに適用できる、滑らかな筆記感触で鮮明な筆跡が
得られ、チップ先端からインキ漏出が無く、衝撃が加わ
ってもボール脱落の心配の無いボールペンレフィルを得
る。 【構成】 チップホルダー部材９とインキ収容部材１０
とから成るインキ収容筒１に、剪断減粘性を付与した水
性インキ２と該インキの後部にインキフォロアー３を収
蔵し、その先端孔９ａにボール６を抱持する先端縁４ｂ
のかしめ部内壁面４ｆをボールと同形の球面に形成した
ボールペンチップ４を嵌着すると共に、かしめ部内壁面
にボールを常に押圧するコイルスプリング７を可動部材
８を介して配設し、その後端に通気手段を設けた尾栓５
を嵌着させて成るボールペンレフィルで、チップホルダ
ー部材９のインキ収容部材１０との嵌合部９ｄに、イン
キの流通量を規制するインキ流通路と後端面９ｃを含む
隔壁部９ｇを形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、先端孔と連通する
インキ流通孔を有するチップホルダー部材とインキ収容
部材を合体させて成るインキ収容筒に又は、先端で開口
する小径部と後端で開口する大径部を有するインキ収容
筒に、静的な状態では高い粘度を有するがボールの回転
で粘度が低下する剪断減粘性を付与した水性インキと、
該インキの後部にインキの消費に追従し且つインキの逆
流を防止するインキフォロアーを収蔵し、その先端孔に
ボールペンチップを後端に通気手段を設けた尾栓を嵌着
させて成るボールペンレフィルに関し、更に詳しくは、
ボールペンチップのボールを抱持する先端縁のかしめ部
内壁面にボールを常に押圧するコイルスプリングを、直
接又は可動部材を介してチップ内孔からインキ収容筒の
先端孔内に配設し、チップ先端部からのインキ乾燥やイ
ンキ漏出の防止を意図したボールペンレフィルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７に示すボールペンレフィルは実開平
６−８３３７９号公報に開示されたものである。すなわ
ち、インキ収容筒１はボールペンチップ４がその先端孔
９ａに嵌着するチップホルダー部材９と筒状のインキ収
容部材１０とから成り、内部に静的な状態では高い粘度
を有するがボール６の回転で粘度が低下する剪断減粘性
を付与したインキ２と、該インキの後部にインキの消費
に追従し且つインキの逆流を防止するインキフォロアー
３を収蔵し、インキ収容部材の後端に通気手段を設けた
尾栓５を嵌着してボールペンレフィルを構成している。

【０００３】又、図８に示すボールペンレフィルは特開
平７−２５１５９１号公報に開示されたものである。す
なわち、インキ収容筒１は先端で開口する小径部１ｃと
後端で開口する大径部１ｄを有し一体形成されており、
その先端孔１ａにボールペンチップ４を嵌着させると共
に、ボール６を抱持する先端縁４ｂのかしめ部内壁面４
ｆにボールを常に押圧するコイルスプリング７を直接又
は可動部材を介して配設し、内部に剪断減粘性を付与し
たインキ２と、該インキの後部にインキフォロアー３を
収蔵し、その後端に通気手段を設けた尾栓５を嵌着して
ボールペンを構成している。

【０００４】例示したそれぞれのタイプのインキ収容筒
は、いずれも大容積のインキ収容部を得る手段として周
知であるが、実開平６−８３３７９号公報及び特開平７
−２５１５９１号公報は、これに剪断減粘性を付与した
インキを直詰めしたボールペンレフィル又はボールペン
の構成を開示したものであり更に、特開平７−２５１５
９１号公報はこれに加えてチップ先端からのインキ乾燥
やインキ漏出を防止する手段として、これも周知技術で
あるボールを抱持するチップ先端縁のかしめ部内壁面に
ボールを常に押圧するコイルスプリングを直接又は可動
部材を介して配設したボールペンの構成を示したもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、低粘度インキ
（水性インキ）を用いたボールペンは、綿状の繊維をフ
ィルム状の外皮で被覆したインキ吸蔵体にインキを吸蔵
させ中継芯によりインキをチップ先端部へ誘導する中綿
式水性ボールペンや、インキ収容筒にインキを直詰めす
るものの櫛溝，インキ溝，空気溝によるインキ出調整機
能を有するペン芯部材を用いるペン芯式水性ボールペン
のようにそれぞれに複雑な構成を必要とするものであっ
た。低粘度インキと同様に滑らかな筆記感触で鮮明な筆
跡が得られる剪断減粘性を付与したインキを収蔵して成
るボールペンは、静的な状態ではインキが高い粘度に保
たれるが、ボールが回転するとボール面に接触している
インキに剪断作用が生じ瞬時に粘度が低下し流動性のあ
るインキに変化するものであるから、インキ収容筒にイ
ンキを簡便に直詰めできる利点がある。

【０００６】しかし反面、衝撃力がレフィルやボールペ
ンに加わった状態を想定すると、従来例で示した図８の
タイプのようなレフィルやボールペンの形態では、イン
キの性質上インキ収容筒とインキの接触面で剪断作用が
生じてインキ全体が揺動し、インキの自重がチップを上
向きにした状態ではインキフォロアーに又、チップを下
向きの状態にした時はボールに衝撃力となって加圧され
ることになる。インキフォロアーの場合はその粘稠度と
インキ収容筒内側面との漏れ性等物理的性能で補える
が、ボールへの衝撃荷重を支えるものはボールを抱持す
る先端縁のかしめ加工による抱持力のみであるから、衝
撃力がボール抱持力を上回るとボールが先端縁を押し拡
げて外方へ脱落することになる。

【０００７】従って、剪断減粘性を付与したインキをイ
ンキ収容筒に直詰めして用いるボールペンとしては、衣
服に係脱できるように設けたクリップを有するキャップ
で筆記部を被覆した、チップを上向きにした状態で携行
されるキャップ式ボールペンとして用いる場合は問題な
く又、そのように用いられているが、これがレフィルと
して、チップが下向き状態で軸筒内に収納され押圧部材
への押圧操作で筆記部を軸筒の先端開口部より出没させ
るノック式ボールペンに使用されると、出没作動時の衝
撃や携行時の衝撃でボールがチップ先端から外方に脱落
する危惧があり、ボールが脱落してしまうとインキがチ
ップ先端から流出し軸筒や衣服を汚すことになるので、
これまでノック式ボールペンのレフィルとして用いるこ
とはなかった。

【０００８】本発明の目的は、インキの組成面とインキ
の性質を補完するレフィル構造面の両面から、筆記部が
外気に晒された状態にあっても良好な筆記性能を保ち且
つ、チップが下向き状態にあってもチップ先端からのイ
ンキ漏出（垂れ下がり）を完全に防止し更に、衝撃力に
よるボール脱落を防止し加えて、万が一ボールが脱落し
た場合においてもチップ先端からのインキ流出を阻止す
るようにして、安心してノック式ボールペンに用いるこ
とのできる水性インキを直詰めしたボールペンレフィル
を得ようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる状態に鑑
みてなされたものであって、筆記部が外気に晒された状
態にあっても良好な筆記性能を保ち且つ、チップが下向
き状態にあってもチップ先端からインキが漏出（垂れ下
がり）しない性能を持たせるための手段として、まずイ
ンキについて、染料２〜１０重量％，保湿湿潤剤２０〜
３０重量％，尿素５〜１０重量％，架橋型アクリル酸重
合体０．２〜０．４重量％，キサンタンガム０．０５〜
０．２重量，ソルビット１．０〜５．０重量％，残部水
によって組成する。すなわち、色材として染料を用いる
ことで良好な書き出し性能が得られ、架橋型アクリル酸
重合体とキサンタンガムが互いの欠点を補い、更に尿
素，ソルビットの添加によるこれ等の相乗効果で、筆記
時の泣き，ボテ，カスレがない良好な筆記性能を実現し
且つ、耐ドライアップ性能を有しインキ垂れ下がりが起
きにくい剪断減粘性を有するインキ組成としたものであ
る。

【００１０】一方、剪断減粘性を付与したことによって
逆作用する衝撃力によるボール脱落の防止手段について
は、インキ収容筒がチップホルダー部材とインキ収容部
材を合体したものについてはチップホルダー部材に又、
チップが嵌着する小径部とインキが収蔵される大径部と
から成るインキ収容筒にあっては小径部と大径部の連接
部内に別部材として配設するインキ隔壁部材に、それぞ
れのインキ流通路をインキ流通孔に通ずる径方向を軸心
に向って穿設した横溝と、該横溝と後端面に連通してイ
ンキ流通路となる軸心方向に延びるインキの流通量を規
制する縦溝とで形成するものである。これにより、衝撃
が加わって揺動したインキの衝撃圧はチップホルダー部
材又はインキ隔壁部材の後端面でその大部分を受け止め
ることになり又、インキの流通量を規制した縦溝の開口
部からのインキ荷重も縦溝と横溝で形成した屈折したイ
ンキ流通路により衝撃荷重は更に減殺されることになっ
て、ボールに加わる衝撃圧をごく微圧にとどめることに
なる。

【００１１】更に、筆記部が外気に晒された状態にあっ
ても良好な筆記性能を保ち且つチップ先端からのインキ
漏出（垂れ下がり）を完全に防止するレフィル構造面で
の手段として、ボールペンチップのボールを抱持する先
端縁のかしめ加工を、ボールにかしめ部を圧接させる圧
延かしめにより、かしめ部内壁面をボールと同形の球面
に形成するものである。これにより、ボールを抱持する
ボールペンチップのかしめ部内壁面にコイルスプリング
の弾発力を受けてボールが当接するチップ先端部の弁機
構において互いに面接触が得られ、その密閉機能の完全
を果したものである。

【００１２】加えて、チップ先端縁の摩耗等の事由から
万が一ボールが脱落した時に、チップ先端からインキの
流出を阻止する手段として、上記のボールペンチップの
加工において、後部孔に貫通するインキ導通孔を軸心方
向に所定長さに設けて後部孔との開口部が真円に保たれ
るように形成すると共に、可動部材のボール押圧部にあ
って、先端部がインキ整流部に向って当該先端部より径
大の芯部に連結する連結部をテーパー面に形成するもの
である。これにより、ボールが脱落した時、可動部材が
先端方向に移動し、チップのインキ導通孔開口部と可動
部材の連結部が当接する新たな弁機構が作用して、チッ
プ先端からのインキ流出が阻止されることになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以上のそれぞれの手段を講じた本
発明の第一の実施の形態は、チップホルダー部材が先端
孔に連通した後端面には達しないインキ流通孔を有し、
インキ収容部材が嵌着する嵌合部に、インキ流通孔に通
ずる径方向に穿設した横溝と該横溝と後端面に連通して
インキ流通路となる軸心方向に延びる縦溝を設け、該縦
溝を通るインキの流通量を規制する後端面を含む隔壁部
を形成して成り、当該チップホルダー部材の嵌合部にイ
ンキ収容部材を合体させたインキ収容筒に、染料２〜１
０重量％，保湿湿潤剤２０〜３０重量％，尿素５〜１０
重量％，架橋型アクリル酸重合体０．２〜０．４重量
％，キサンタンガム０．０５〜０．２重量％，ソルビッ
ト１．０〜５．０重量％，残部水から成るインキと、該
インキの後部にインキフォロアーを収蔵し、ボールを抱
持する先端縁のかしめ部内壁面をボールと同形の球面に
形成し加えて、後部孔に貫通するインキ導通孔を軸心方
向に所定長さに設けて後部孔との開口部を真円に形成し
て成るボールペンチップをチップホルダー部材の先端孔
に嵌着させると共に、チップのかしめ部内壁面にボール
を常に押圧するコイルスプリングを、ボール面に当接す
る先端部と該先端部の後方且つ近傍に位置する先端部よ
り径大の芯部に連結する連結部をテーパー面に形成した
ボール押圧部と、インキ通路をその外周上に設けたイン
キ整流部とから成る可動部材を介して配設し、インキ収
容部材の後端に通気手段を設けた尾栓を嵌着させて成る
水性インキを直詰めしたボールペンレフィルである。

【００１４】次に第二の実施の形態は、先端で開口する
小径部と後端で開口する大径部を有する金属材料から成
るインキ収容筒の小径部と大径部が連なる連接部内に、
先端面をボールを押圧するコイルスプリングの後端を支
承するバネ受部とし、軸心方向に貫通するインキ流通路
を、先端面で開口し後端面には達しないインキ流通孔
と、該インキ流通孔に通ずる径方向を軸心に向って穿設
した横溝と、該横溝と後端面に連通するインキの流通量
を規制し軸心方向に延びる縦溝とで形成したインキ隔壁
部材を配設し、当該インキ収容筒内に、染料２〜１０重
量％，保湿湿潤剤２０〜３０重量％，尿素５〜１０重量
％，架橋型アクリル酸重合体０．２〜０．４重量％，キ
サンタンガム０．０５〜０．２重量％，ソルビット１．
０〜５．０重量％，残部水から成るインキと、該インキ
の後部にインキフォロアーを収蔵し、ボールを抱持する
先端縁のかしめ部内壁面をボールと同形の球面に形成し
加えて、後部孔に貫通するインキ導通孔を軸心方向に所
定長さに設けて後部孔との開口部を真円に形成して成る
ボールペンチップをインキ収容筒の先端孔に嵌着させる
と共に、チップのかしめ部内壁面にボールを常に押圧す
るコイルスプリングを、ボール面に当接する先端部と該
先端部の後方且つ近傍に位置する先端部より径大の芯部
に連結する連結部をテーパー面に形成したボール押圧部
と、インキ通路をその外周上に設けたインキ整流部とか
ら成る可動部材を介して配設し、インキ収容筒の後端に
通気手段を設けた尾栓を嵌着させて成る水性インキを直
詰めしたボールペンレフィルである。

【００１５】以上の如く構成されたボールペンレフィル
は、チップが下向き状態でしかも筆記部が外気に晒され
た状態で軸筒内に収納され、押圧部材への押圧操作で筆
記部を軸筒の先端開口部より出没させるノック式ボール
ペンに安心して使用が可能となった。すなわち、インキ
の組成面から書き出し性能に優れ、筆記時の泣き，ボ
テ，カスレのない良好な筆記性能を有し且つチップが下
向き状態に置かれてもインキがチップ先端から漏出（垂
れ下がり）しにくいインキに改善を図ると共に、レフィ
ル構造面において、インキの性質から衝撃が加わるとイ
ンキ全体が揺動してボールに衝撃荷重となって作用しな
いようにチップホルダー部材又はインキ隔壁部材にイン
キの緩衝構造を設け更に、チップ先端からのインキ漏出
を完全に防止するためボールを抱持するチップ先端縁の
かしめ部内壁面をボールと同形の球面に形成して押圧さ
れたボールが密接するように配慮し加えて、万が一ボー
ルが脱落した場合にチップのインキ導通孔開口部とコイ
ルスプリングに弾発されボールを押圧する可動部材のボ
ール押圧部による新たな弁機構によりチップ先端からの
インキ流出を阻止するそれぞれの改善が図られ、先記の
如く安心してノック式ボールペンに用いることのできる
レフィルに完成させたものである。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施の形態を実施例を示した
図面を基に詳説する。なお、先記の先行技術例の説明に
用いた部材および部位を示す符号と同じものについては
同符号を用いて説明する。

【００１７】図１は本発明の第一実施例であるノック式
ボールペンに装着できる剪断減粘性を付与した水性イン
キを直詰めしたボールペンレフィルを縦断面図で示した
ものである。本発明のボールペンレフィルは、プラスチ
ック材料から成るチップホルダー部材９とインキ収容部
材１０を合体したインキ収容筒１に、静的な状態で高い
粘度を有するがボールの回転で粘度が低下する剪断減粘
性を付与した水性インキ２と、該インキの後部にインキ
の消費に追従し且つインキの逆流を防止するペースト状
のインキフォロアー３を収蔵し、チップホルダー部材の
先端孔９ａにステンレス線材より加工したボールペンチ
ップ４を嵌着させると共に、ボール６を抱持するかしめ
部内壁面４ｆにボールを常に押圧するコイルスプリング
７を可動部材８を介して配設し、インキ収容部材の後端
に通気手段を設けた尾栓５を嵌着させて構成したもので
ある。

【００１８】図２は本発明の第二実施例で第一実施例と
同様にノック式ボールペンに装着できる剪断減粘性を付
与した水性インキを直詰めしたボールペンレフィルを縦
断面図で示したものである。本発明のボールペンレフィ
ルは、先端で開口する小径部１ｃと後端で開口する大径
部１ｄを有するステンレス材を成形加工して成るインキ
収容筒１に、インキ隔壁部材１１をその小径部と大径部
の連接部１ｂ内に配設し更に、剪断減粘性を付与した水
性インキ２と、該インキの後部にインキフォロアー３を
収蔵し、小径部の先端孔１ａにステンレス線材より加工
したボールペンチップ４を嵌着すると共に、ボール６を
抱持するかしめ部内壁面４ｆにボールを常に押圧するコ
イルスプリング７を可動部材８を介して配設し、大径部
の後端に通気手段を設けた尾栓５を嵌着させて構成した
ものである。

【００１９】次に、本発明の実施例に用いる剪断減粘性
を付与した水性インキの組成並びに特性について詳述す
る。

【００２０】インキの組成は、 ダイレクトブラック１５４ ７．５ 重量％ エチレングリコール ２０．０ 重量％ 尿素 １０．０ 重量％ ソルビット １．０ 重量％ 防錆潤滑剤（燐酸エステル系界面活性剤） ０．５ 重量％ ｐＨ調整剤（トリエタノールアミン） ０．５ 重量％ 防菌剤（ＸＬ−２） １．０ 重量％ 架橋型アクリル酸重合体 ０．２５重量％ キサンタンガム ０．１５重量％ イオン交換水 残部 イオン交換水とエチレングリコールを混合し、次いで尿
素，ソルビット，染料，防錆潤滑剤，ｐＨ調整剤，防菌
剤を加え攪拌混合して次に架橋型アクリル酸重合体，キ
サンタンガムを添加し混合してインキとした。

【００２１】上記内容で組成したインキは、筆記性能に
おいて筆跡の泣き，ボテ，カスレがなく良好な結果を示
し、耐ドライアップ性について５０℃，３０％ＲＨの環
境下に横向き状態で３ケ月放置後、室温に戻して直線書
きした時３ｃｍ以内で線飛び，カスレなどが発生せずに
良好に書き出せる性能にあり、インキ安定性について５
０℃，０％ＲＨの環境下に横向き状態で３ケ月放置後、
インキ中に析出物がなく粘度上昇率が３０％以内の良好
な性能を示すものである。

【００２２】本発明に用いるインキの第１の特徴は、色
材として顔料でなく染料を使う点にある。着色剤として
染料を用いると、例えインキ中の水分が蒸発しチップ先
端のインキが固化したとしても筆記の際、インキが供給
されると再溶解し書き出しに問題なく筆記可能となる利
点がある。なお、染料の使用割合は２〜１０重量％であ
る。２重量％以下では筆跡が淡く、１０重量％以上では
ドライアップ時の固化が激しく書き出し性能が悪くな
る。

【００２３】本発明に用いるインキの第２の特徴は、イ
ンキに剪断減粘性を付与するために架橋型アクリル酸重
合体とキサンタンガムを併用する点にある。架橋型アク
リル酸重合体はインキ中の水分が蒸発しても著しく増粘
したり造膜することはない。しかし、揺変度が小さく筆
記時に所望の粘度に低下させ且つ、静止時に高い粘度に
保つことが難しく、剪断減粘作用が充分でない問題があ
る。又、キサンタンガムは揺変度が大きく剪断減粘性も
大きいのでボールペンに使用したときインキがボールペ
ンから垂れ下がることがなく、筆記したとき良好な筆跡
となる粘度に調整することが容易であるが、インキ中の
水分蒸発に伴う著しい増粘やチップ先端での造膜のため
に筆記不能となる問題を有している。本発明に用いるイ
ンキは、水分蒸発による筆記性能の劣化を防止するた
め、架橋型アクリル酸重合体を主たる剪断減粘性付与剤
として使用し、インキ垂れ下がり防止と静止時の高粘度
維持に不足するところをキサンタンガムの添加で補い、
これらの相乗作用により筆跡に泣き，ボテ，カスレ等が
なく良好な筆記性能を実現し更に、インキ中の水分が蒸
発した際にも著しい増粘や造膜がなく、耐ドライアップ
性能も良好となしたものである。なお、架橋型アクリル
酸重合体の使用割合は０．２〜０．４重量％である。
０．２重量％以下では所望のインキ粘度とならず筆記性
能に支障をきたし、耐ドライアップ性も劣り、０．４重
量％以上では筆記時ボールの回転の剪断力により充分に
粘度が低下せず筆記性能が良好にならない。又、キサン
タンガムの使用割合は０．０５〜０．２重量％である。
０．０５重量％以下では所望の粘度が得られず性能が低
下し、０．２重量％以上ではチップ先端での造膜が強く
なり書き出しが悪くなるばかりでなく、チップ内部にお
いてもドライアップ時に析出物が発生しインキが不安定
となる。

【００２４】本発明に用いるインキの第３の特徴は尿素
を添加する点にある。尿素には水分蒸発抑制作用と共に
染料溶解能を併せ持ち、インキ中の水分が蒸発し染料が
固化した場合の再溶解に対して溶解助剤として大きな働
きを持っており、着色剤として染料を使った場合、尿素
との組み合わせにより耐ドライアップ性向上と再溶解に
大きく寄与するものである。なお、尿素の使用割合は５
〜１０重量％である。５重量％以下では保湿性能や染料
溶解能が低下し耐ドライアップ性が良好とならず、１０
重量％以上では剪断力が加えられた時と加えられない時
の粘度の差が小さくなり良好な筆記性能が得られない。
又、水分蒸発の際尿素の結晶が析出しインキの流通を阻
害する。

【００２５】本発明に用いるインキの第４の特徴は、ソ
ルビットを添加する点にある。ソルビットは吸湿性に富
み、インキ中の水分保持に大きな働きを持ち、ドライア
ップによるソルビットの増粘率も比較的小さいことか
ら、経時的なボールペン性能維持に大きく寄与する。な
お、ソルビットの使用割合は１．０〜５．０重量％であ
る。１．０重量％以下では保湿性が欠如し耐ドライアッ
プ性に欠け、５．０重量％以上ではドライアップ時のイ
ンキ増粘率が上昇し耐ドライアップ性を低下させる。

【００２６】保湿湿潤剤は２価アルコール，３価アルコ
ール，これらのアルコール誘導体から選んだ１または２
以上である。具体的にはエチレングリコール，ポリエチ
レングリコール，グリセリンから選んだ１または２以上
である。なお、保湿湿潤剤の使用割合は２０〜３０重量
％である。２０％以下では耐ドライアップ性が低くチッ
プ先端でインキの固化が生ずる。３０％以上では耐ドラ
イアップ性は良好となるが、筆跡ににじみや泣き，ボテ
が生ずる。

【００２７】このほか、防錆潤滑剤０．２〜２．０重量
％，ｐＨ調整剤を０．５〜２．０重量％，防菌剤を１．
０〜２．０重量％を添加することができる。防錆剤は燐
酸エステル系界面活性剤，ベンゾトリアゾール，脂肪酸
エステルから選んだ１または２以上である。ｐＨ調整剤
はトリエタノールアミンが又、防菌剤は１，２−ベンゾ
イソチアゾリン−３−オン（ＸＬ−２：ゼネカ（株）
製）が挙げられる。

【００２８】以上の組成による本発明に用いるインキ
は、チップ先端を下向き状態でしかも外気に晒した状態
で携行するノック式ボールペンに装着されるボールペン
レフィルに用いることを意図して組成したものである。
従って、剪断減粘性を付与したインキであるから、静的
状態では高い粘度を維持するが筆記時のボールの回転で
剪断力が与えられると瞬時に粘度が低下し流動性のある
インキとなるので、滑らかな筆記感触で鮮明な筆跡が得
られる利点がある。しかし反面、衝撃がレフィルに加え
られるとインキ収容筒とインキとの接触面に剪断力が作
用しインキ全体が揺動しインキ重量が衝撃力となって、
ボールやインキフォロアーを直撃する性質があるので、
レフィルの構造面でこの性質に対応する手段を必要とす
るものである。

【００２９】本発明の第一実施例のボールペンレフィル
（図１参照）のインキ収容筒１は、プラスチック材料か
ら成るチップホルダー部材９の嵌合部９ｄに筒状のイン
キ収容部材１０を嵌着して成り、チップホルダー部材は
先記の剪断減粘性を付与した本発明に用いるインキ２の
性質を補うため次のように構成してある。チップホルダ
ー部材９は図３の拡大図に示すように、ステンレス線材
より加工したボールペンチップ４が嵌着する先端孔９ａ
に連通し後端面９ｃ迄は貫通しないインキ流通孔９ｂを
有し、外周上にインキ収容部材１０の先端面に当接する
突当鍔部９ｈと、該突当鍔部より後部をインキ収容部材
との嵌合部９ｄに形成し、当該嵌合部にはインキ流通孔
に通ずる径方向に穿設した横溝９ｅと、該横溝と後端面
に連通してインキ流通路となる軸心方向に延びる縦溝９
ｆを設け、インキの流通量を規制する後端面９ｃを含む
隔壁部９ｇを形成してある。なお、インキの流通量を規
制する後端面で開口する縦溝の横断面積は最小で０．２
ｍｍ² あれば良く、必要以上に大きくしないことが肝要
である。

【００３０】本発明の第二実施例のボールペンレフィル
（図２参照）のステンレス材を成形加工して成るインキ
収容筒１には、プラスチック材料から成るインキ隔壁部
材１１をその小径部１ｃと大径部１ｄの連接部１ｂ内に
配設し、第一実施例のチップホルダー部材９の隔壁部９
ｇと同様に、本発明に用いるインキ２の性質を補う手段
とするものである。すなわち、インキ隔壁部材１１は図
４の拡大図に示すように、インキ収容筒１の小径部１ｃ
内に位置する先端部１１ａと大径部１ｄ内に位置する後
端部１１ｂから成り、先端部１１ａはその先端面をコイ
ルスプリング７の後端を支承するバネ受部１１ｃとし、
先端面で開口し後端面１１ｄまでは貫通しないインキ流
通孔１１ｅが後端部１１ｂへと連通しており、後端部に
はインキ流通孔に通ずる径方向に穿設した横溝１１ｆ
と、該横溝と連通して後端面で開口するインキの流通量
を規制する縦溝１１ｇが設けてある。なお、第一実施例
のチップホルダー部材９においても同様であるが、イン
キ流通路の横溝と縦溝を径方向対称位置に複数設けたも
のを示してあるが、一方のインキ流通路に目詰まり等の
不具合が生じた場合でも性能面にその影響が及ばない点
又、樹脂材料を射出成形加工する部品加工面において、
インキ流通孔の片持コアーピンを上・下両サイドから挟
持し安定させる等の利点がある。又、インキ収容筒１に
配設したインキ隔壁部材１１は、その配設位置において
インキ収容筒の外側から軸心に向け点又は線状に塑性変
形させた変形部１ｅによって、インキ収容筒に一体的に
固着することが好ましい。固着手段としては、圧入等別
途に方法はあるが経時的に位置づれすることがないよう
一体的に固着することが肝要である。

【００３１】以上の第一及び第二実施例の手段によりチ
ップ先端が下向きの状態において、レフィルに衝撃力が
加わると、インキ収容筒１内で揺動したインキによる衝
撃荷重の殆どは第一実施例の場合はチップホルダー部材
９の後端面９ｃで又、第二実施例の場合はインキ隔壁部
材１１の後端面１１ｄで受け止めることになり、後端面
でそれぞれ開口する縦溝９ｆ，１１ｇを通るインキ荷重
も横溝９ｅ，１１ｆで受け止められるので、ボール６に
加わるインキの衝撃荷重はインキ流通孔９ｂ，１１ｅか
らボールまでの極く微量のインキ荷重にとどまりボール
を外方へ押し出す衝撃力とはなり得ず、依ってレフィル
に加わる衝撃力によってボールが外方に脱落する事故が
防止できたものである。

【００３２】本発明で用いるステンレス線材を加工した
ボールペンチップ４は、通常のボールペンチップと略同
様の加工手段で求められるものであるが、図５のチップ
先端部製造図に示すようにボールハウス４ａ内に挿入さ
れたボール６は、ボールハウス底部に複数条のインキ溝
４ｇを刻設したボール座４ｃに支承され、他方先端縁４
ｂにかしめ治具Ｔを押し当てボールに圧接させる圧延か
しめが行なわれ、かしめ部内壁面４ｆをボールと同形の
球面に形成し、しかる後、先端縁から露出するボール上
面をハンマーロッドＨでハンマーリングし、ボール座を
所定量後端部方向に塑性変形させて、ボールハウス内に
おけるボールとのクリアランスＱを確保するように製造
されたものである。

【００３３】更に、ボールペンチップ４は、ボールハウ
ス４ａと後部孔４ｄに連通するインキ導通孔４ｅの長さ
を通常のボールペンチップより若干長目に設定してあ
り、ボール座４ｃに刻設するインキ溝４ｇの加工や先端
縁４ｂの圧延かしめ後ボール上面をハンマーリングして
ボール座部を塑性変形させる加工の際に、インキ導通孔
に変形が起こる影響が及ばない所定長さにインキ導通孔
の長さを設定し、後部孔で開口する開口部４ｈが真円に
形成されるように製造されたものである。

【００３４】本発明は、以上の如く形成されたボールペ
ンチップ４を第一実施例ではチップホルダー部材９の先
端孔９ａに又、第二実施例ではインキ収容筒１の先端孔
１ａに嵌着させると共に、ボール６を抱持する先端縁４
ｂのかしめ部内壁面４ｆにボールを常に押圧するコイル
スプリング７を可動部材８を介して第一実施例ではチッ
プホルダー部材の先端孔で又、第二実施例ではインキ隔
壁部材１１のバネ受部１１ｃでその後端を支承し配設し
てある。

【００３５】ボール６とコイルスプリング７の間に介在
させた可動部材８は、図３及び図４に示すように、ボー
ル面にその先端面が当接するチップ４のインキ導通孔４
ｅの径より小径の先端部８ｃを含むボール押圧部８ａ
と、インキ通路８ｆをその外周上に設け後端面８ｅをコ
イルスプリング７に接するインキ整流部８ｂとで形成し
更に、ボール押圧部８ａは先端部８ｃがインキ整流部８
ｂに向って先端部より径大の芯部８ｄに連結する連結部
８ｈをテーパー面に、インキ整流部８ｂは芯部の外周上
にその外接円がチップ後部孔４ｄ径より小径の複数枚の
リブ状羽根部８ｇで円周を等間隔に区画しインキ通路８
ｆを形成してある。なお、実施例ではインキ通路をリブ
状羽根部で区画したものを用いたが、これに限るもので
はなく要はコイルスプリングの配設位置を通過したイン
キが乱流を起すことなくスムーズにチップ先端部に流動
することに配慮すべきものである。

【００３６】本発明は先記のボールペンチップ４とコイ
ルスプリング７で押圧される上記可動部材８の係わりに
よって、レフィルがチップを下向き状態で携行又は放置
される場合において、チップ先端からのインキ漏出（垂
れ下がり）を防止すると共に、筆記によるチップ先端縁
の摩耗等の事由により万が一ボールが外方に脱落した
際、チップ先端からのインキの流出が阻止できるように
構成したものである。

【００３７】すなわち、ボールペンチップ４のボール６
を抱持する先端縁４ｂのかしめ部内壁面４ｆがボールと
同形の球面に形成されたものであるから、コイルスプリ
ング７の弾発力により可動部材８を介して押圧されたボ
ールとの相互の接触面は、当然ながら線的接触でなく面
的接触をするので、チップ先端からのインキ漏出防止が
構造面で確実性を増大させたものである。又、これに付
言すれば、筆記に伴い紙等の繊維がかしめ部内壁面とボ
ールの当接面に付着して一時的にかしめ部内壁面とボー
ル面の密接度が損なわれ且つ筆記部が外気に晒された状
態におかれても、先記した本発明に用いる水性インキ２
の改善された特性すなわち耐ドライアップ性と相まっ
て、チップ先端からのインキ漏出に対する不安や筆記性
能が劣化する不安が解消できたものである。

【００３８】更に、図６に示すようにボールペンチップ
４のインキ導通孔４ｅが後部孔４ｄで開口する開口部４
ｈを真円に形成し、可動部材８のボール押圧部８ａの先
端部８ｃに近接して芯部８ｄに連結する連結部８ｈをテ
ーパー面に形成することにより、ボールが脱落すると可
動部材が先端方向に移動しチップ４の開口部４ｈと可動
部材８の連結部８ｈが当接して、チップ先端からのイン
キ流出を阻止する新たな弁機構が作用するように構成し
たものである。なお、ボールが脱落した時インキ流出を
阻止する本発明の新たな弁機構の構成については実施例
において一つの構成を例示したものであって、ボールペ
ンチップ４のインキ導通孔４ｅが後部孔４ｄで開口する
開口部４ｈ周辺と、可動部材８のボール押圧部８ａの先
端部８ｃ近傍に連結部８ｈに替る弁部（図示せず）を設
けて他の構成による新たな弁機構を構成することができ
ることは勿論のことである。

【００３９】なお、本発明のボールペンレフィルはノッ
ク式ボールペンに装着することを前提としたものである
が、キャップ式ボールペンの軸筒内に収納して使用して
も別に問題はない。但し、キャップ式ボールペンに使用
するレフィルの中には筆記で消費するインキに見合う空
気の補給用空気孔がチップ先端側（本発明の実施例にお
ける空気取入口は尾栓）にあり空気孔からのインキ蒸発
をキャップを嵌めて防止を図るタイプのものがある。こ
のタイプのレフィルは図３に示すチップホルダー部材９
を用いるものであれば、突当鍔部９ｈが相手の軸筒の段
部と当接して、前後方向の外気流通が遮断され、図４に
示すインキ収容筒１では小径部１ｃと大径部１ｄの連接
部１ｂが軸筒の段部と当接して、前後方向の外気流通が
遮断される。従って、この種のキャップ式ボールペンに
も適用できるようにするには、例えば図３に示すチップ
ホルダー部材９を用いるものについては、突当鍔部９ｈ
に軸心方向に延び外周面で開口する空気溝９ｊを設けて
おくとよい。これにより、キャップを軸筒に嵌める時に
加圧される空気は、空気溝９ｊを通り容積の大きい後部
軸筒の方に流入するので、レフィルの性能面に弊害をも
たらすことが回避されることになる。

【００４０】本発明のボールペンレフィルは以上の如
く、インキの組成面とインキの性質を補完するレフィル
構造面の両面から適切な手段を講じ、筆記部が外気に晒
された状態にあっても良好な筆記性能を保ち且つ、チッ
プが下向き状態にあってもチップ先端からのインキ漏出
を完全に防止し更に、衝撃力によるボール脱落を防止し
加えて、万が一ボールが脱落した場合においてもチップ
先端からのインキ流出を阻止することにより、安心して
ノック式ボールペンに用いることのできる水性インキを
直詰めしたボールペンレフィルを現出させたものであ
る。

【００４１】

【発明の効果】剪断減粘性をインキに付与すると、静的
な状態では高い粘度を保有しているので、インキ出調整
機能をもつインキ吸蔵体や中継芯又はペン芯等の部材を
用いずインキ収容筒にインキを直詰めでき且つ、筆記時
にはボールの回転でインキの粘度が瞬時に低下して、滑
らかな筆記感触で鮮明な筆跡が得られる利点があって、
チップ先端部からのインキ漏出や衝撃によってボールが
脱落する問題点については、キャップ内にチップ先端部
をシールしておくシール部材（シリコーンゴム等の弾性
を有する部材を用いる）を嵌着して対応を図ったキャッ
プ式ボールペンが先に商品化されて、市場評価は極めて
良好である。従って、筆記部が外気に晒された状態でし
かも、チップが下向き状態で軸筒内に収納され、押圧部
材への押圧操作で筆記部を軸筒の先端開口部より出没さ
せるノック式ボールペンに適用できるボールペンレフィ
ルに完成させた本発明の効果は、性能面において先に商
品化されたキャップ式のものと何ら変わることなく、こ
れをノック式に用いることによりキャップを取ったり嵌
めたりする煩わしさから開放されて、機能性，便利性が
一段と付加されるものであって、これによりノック式ボ
ールペン等の新たな商品の展開が画せることになり又、
その効果は計り知れなく大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例であるボールペンレフィル
の縦断面図である。

【図２】本発明の第二実施例であるボールペンレフィル
の縦断面図である。

【図３】第一実施例のレフィル先端部を切欠拡大した縦
断面図である。

【図４】第二実施例のレフィル先端部を切欠拡大した縦
断面図である。

【図５】本発明のボールペンチップの製造方法を例示し
たチップ先端部のみを切欠縦断面図した工程図である。

【図６】ボール脱落時の状態を示すチップ先端部を一部
切欠縦断面した説明図である。

【図７】従来例のボールペンレフィルを示す縦断面図で
ある。

【図８】従来例のボールペンを示す縦断面図である。

【符号の説明】１ インキ収容筒 １ａ 先端孔 １ｂ 連接部 １ｃ 小径部 １ｄ 大径部 ２ 水性インキ ３ インキフォロアー ４ ボールペンチップ ４ａ ボールハウス ４ｂ 先端縁 ４ｃ ボール座 ４ｄ 後部孔 ４ｅ インキ導通孔 ４ｆ かしめ部内壁面 ４ｈ 開口部 ５ 尾栓 ６ ボール ７ コイルスプリング８ 可動部材 ８ａ ボール押圧部 ８ｂ インキ整流部 ８ｃ 先端部 ８ｄ 芯部 ８ｅ 後端面 ８ｆ インキ通路 ８ｈ 連結部９ チップホルダー部材 ９ａ 先端孔 ９ｂ インキ流通孔 ９ｃ 後端面 ９ｄ 嵌合部 ９ｅ 横溝 ９ｆ 縦溝 ９ｇ 隔壁部 １０ インキ収容部材１１ インキ隔壁部材 １１ｃ バネ受部 １１ｄ 後端面 １１ｅ インキ流通孔 １１ｆ 横溝 １１ｇ 縦溝 Ｈ ハンマーロッド Ｑ クリアランス Ｔ かしめ治具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 和彦 群馬県伊勢崎市長沼町1744−２ 株式会社 パイロット伊勢崎工場内 (72)発明者 大野 貴史 群馬県伊勢崎市長沼町1744−２ 株式会社 パイロット伊勢崎工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端孔と連通するインキ流通孔を有する
   チップホルダー部材の嵌合部に筒状のインキ収容部材を
   合体させたインキ収容筒に、静的な状態では高い粘度を
   有するがボールの回転で粘度が低下する剪断減粘性を付
   与した水性インキと、該インキの後部にインキの消費に
   追従し且つインキの逆流を防止するインキフォロアーを
   収蔵し、ボールペンチップをその先端孔に嵌着させると
   共に、ボールを抱持する先端縁のかしめ部内壁面にボー
   ルを常に押圧するコイルスプリングを直接又は可動部材
   を介して配設し、その後端に通気手段を設けた尾栓を嵌
   着させて成る水性インキを直詰めしたボールペンレフィ
   ルにおいて、剪断減粘性を付与した前記水性インキ
   （２）が、染料２〜１０重量％，保湿湿潤剤２０〜３０
   重量％，尿素５〜１０重量％，架橋型アクリル酸重合体
   ０．２〜０．４重量％，キサンタンガム０．０５〜０．
   ２重量％，ソルビット１．０〜５．０重量％，残部水か
   ら成るインキであって、前記チップホルダー部材（９）
   が前記ボールペンチップ（４）が嵌着する先端孔（９
   ａ）に連通した後端面（９ｃ）には達しないインキ流通
   孔（９ｂ）を有し、前記インキ収容部材（１０）が嵌着
   する嵌合部（９ｄ）に、インキ流通孔に通ずる径方向に
   穿設した横溝（９ｅ）と該横溝と後端面に連通してイン
   キ流通路となる軸心方向に延びる縦溝（９ｆ）を設け、
   該縦溝を通るインキの流通量を規制する後端面を含む隔
   壁部（９ｇ）を形成したことを特徴とする水性インキを
   直詰めしたボールペンレフィル。
2. 【請求項２】 先端で開口する小径部と後端で開口する
   大径部を有するインキ収容筒に、静的な状態では高い粘
   度を有するがボールの回転で粘度が低下する剪断減粘性
   を付与した水性インキと、該インキの後部にインキの消
   費に追従し且つインキの逆流を防止するインキフォロア
   ーを収蔵し、ボールペンチップをその先端孔に嵌着させ
   ると共に、ボールを抱持する先端縁のかしめ部内壁面に
   ボールを常に押圧するコイルスプリングを直接又は可動
   部材を介して配設し、その後端に通気手段を設けた尾栓
   を嵌着させて成る水性インキを直詰めしたボールペンレ
   フィルにおいて、剪断減粘性を付与した前記水性インキ
   （２）が、染料２〜１０重量％，保湿湿潤剤２０〜３０
   重量％，尿素５〜１０重量％，架橋型アクリル酸重合体
   ０．２〜０．４重量％，キサンタンガム０．０５〜０．
   ２重量％，ソルビット１．０〜５．０重量％，残部水か
   ら成るインキであって、前記インキ収容筒（１）を金属
   材料で形成し且つ当該インキ収容筒のボールペンチップ
   （４）が嵌着する小径部（１ｃ）とインキを収蔵する大
   径部（１ｄ）の連接部（１ｂ）内に、軸心方向に貫通す
   るインキ流通路を有し先端面を前記コイルスプリング
   （７）の後端を支承するバネ受部（１１ｃ）と成し、イ
   ンキの流通量を規制するインキ流通路の開口部を後端面
   （１１ｄ）として形成したインキ隔壁部材（１１）を配
   設すると共に、当該インキ隔壁部材のインキ流通路を、
   先端面で開口し後端面には達しないインキ流通孔（１１
   ｅ）と、該インキ流通孔に通ずる径方向を軸心に向かっ
   て穿設した横溝（１１ｆ）と、該横溝と後端面に連通す
   る軸心方向に延びる縦溝（１１ｇ）とで形成したことを
   特徴とする水性インキを直詰めしたボールペンレフィ
   ル。
3. 【請求項３】 前記ボールペンチップ（４）がボールハ
   ウス（４ａ）内にボール（６）を位置させた状態で先端
   縁（４ｂ）にかしめ治具（Ｔ）を押し当て、ボールにか
   しめ部を圧接させる圧延かしめを行ない、かしめ部内壁
   面（４ｆ）をボールと同形の球面に形成し、しかる後、
   先端縁から露出するボール上面をハンマーロッド（Ｈ）
   でハンマーリングし、ボール座（４ｃ）を所定量後端部
   方向に塑性変形させてボールハウス内におけるボールと
   のクリアランス（Ｑ）を確保すると共に、後部孔（４
   ｄ）に貫通するインキ導通孔（４ｅ）を軸心方向に所定
   長さに設けて後部孔との開口部（４ｈ）が真円に保たれ
   るように形成したことを特徴とする請求項１又は請求項
   ２に記載の水性インキを直詰めしたボールペンレフィ
   ル。
4. 【請求項４】 ボール（６）面にその先端面を当接する
   チップ４のインキ導通孔（４ｅ）径より小径の先端部
   （８ｃ）を含むボール押圧部（８ａ）と、インキ通路
   （８ｆ）をその外周上に設け後端面（８ｅ）をコイルス
   プリング（７）に接するインキ整流部（８ｂ）とで形成
   した前記可動部材（８）のボール押圧部にあって、先端
   部がインキ整流部に向ってインキ導通孔径より径大の芯
   部（８ｄ）に連結する連結部（８ｈ）をテーパー面に形
   成したことを特徴とする請求項３に記載の水性インキを
   直詰めしたボールペンレフィル。