(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インキが充填されたインキ収納室を有する本体に、金属製のペン先チップが取り付けられ、該ペン先チップにはインキ導通穴が形成され、しかも、前記本体には、インキ収納室とペン先チップのインキ導通穴とを連通する弁室が設けられ、該弁室内に弁体が移動可能に収納され、ペン先チップを上向きに位置させた際には弁体は弁座と当接してインキの逆流を阻止するようにした塗布具のインキ逆流防止機構において、前記弁体は非磁性体からなり、
前記ペン先チップの後端部には、前記弁体が当接した際に、本体側のインキの流出を許容するインキ流通手段が設けられており、
前記弁体の材質が、オーステナイト系ステンレス鋼からなる塗布具のインキ逆流防止機構。
【請求項２】
前記ペン先チップの材質が、フェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼からなる請求項１に記載の塗布具のインキ逆流防止機構。
【請求項３】
前記インキの粘度が１０ｓｅｃ-1以下のせん断速度で１００ｍＰａ・ｓ以上である請求項１又は２に記載の塗布具のインキ逆流防止機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水性インキのような比較的粘度の低いインキを内蔵するボールペンやマーカー等の塗布具のインキ逆流防止機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旧来のボールペンでは、専ら油性インキが内蔵されていたが、近年、油性インキに代わって、より低粘度の水性インキを内蔵するものが開発されている。ところで水性インキを使用したボールペンは、インキの流出量が多くて濃い線が描ける反面、かすれやすいという問題がある。
【０００３】
即ち、水性インキは、油性インキに比べて粘度が低いため、ペン先チップを上にして放置すると、筆記用ボール側のインキは、下方のインキ収納室側に逆流してしまう。その結果、ボール側のインキが空になり、書き出しの際にインキがかすれてしまうのである。
【０００４】
そこでインキの逆流を防止する手段として、弁を内蔵する構成のボールペンが知られている。即ち、従来のボールペンは、図５（イ）に示す如くボールペン本体１０１内にインキが充填されたインキ室１０２が設けられ、該ボールペン本体１０１の先端には、金属製のペン先チップ１０３が取り付けられ、該ペン先チップ１０３は、先端に筆記用ボール１０９が転動自在に設けられていると共に、該ボール１０９にインキを供給するためのインキ導通穴１０５が形成されている。
【０００５】
しかも、前記ボールペン本体１０１には、インキ収納室１０２とペン先チップ１０３のインキ導通穴１０５とを連通する連通穴１１０が設けられ、該連通穴１１０内に弁座１１１が設けられていると共に、該弁座１１１と当接する弁体１０８が、弁座１１１とペン先チップ１０３との間で形成される弁室１１５に移動可能に収納されている。尚、ペン先チップ１０３の後端部には、前記弁体１０８が当接した際に、本体１０１側のインキの流出を許容するインキ溝１０５ａが形成されている。
【０００６】
そして、前記ボールペンでは、ペン先チップ１０３を上方向に向けると、弁体１０８が弁座１１１に当接して弁座１１１の開口を塞ぐ。そのためペン先チップ１０３内のインキの逆流は阻止される。
【０００７】
一方、ペン先チップ１０３を下方向に向けると、弁体１０８は弁座１１１を離れ、ペン先チップ１０３に当接するが、インキ収納室１０２内のインキは、インキ導通穴１０５を介してペン先チップ１０３側に流れ込む。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術のボールペンは、ペン先チップ１０３は切削加工が施されるため、その材質としてフェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４４０Ｃ）が採用されているのが一般的である。
【０００９】
かかる材質のペン先チップ１０３は、その切削加工時に磁性を帯びてしまう場合がある。また、従来では、ペン先チップ１０３と弁体１０８との着磁性につては何ら考慮されておらず、弁体１０８は磁性を有する金属製のものが採用されているのが現状である。このように磁性を帯びたペン先チップ１０３を、筆記後に上方向に向けた際に、弁体１０８がペン先チップ１０３に磁力により吸着してしまい、弁座１１１側に落下しなくなり、インキの逆流防止機能が図れなくなる問題がある。
【００１０】
上記問題を解消するボールペンとして、図５（ロ）に示すものが公知である。該ボールペンは、前記弁体１０８がペン先チップ１０３に直接に当接しないように、ボールペン本体１０１を構成する接続部材１０７の連通穴１１０の内周面に突起１１３が設けられたものである。
【００１１】
しかしながら、該ボールペンは、接続部材１０７の連通穴１１０の内壁をもって弁体１０８を収納する弁室１１５の外周部を構成するものであるため、弁室１１５の成形精度が低下する欠点がある。
【００１２】
すなわち接続部材１０７は、射出成形によって成形することとなるが、その内周面に突起１１３が設けられた構成であるため、弁室１１５には、脱型の際に無理な力がかかり、寸法が安定せず、寸法精度に限界があり、弁室１１５と弁体１０８とのクリアランスを最適に設定することは困難である。そのためボールペンは、クリアランスが小さ過ぎて弁体１０８が移動する途中で引っ掛かったり、逆にクリアランスが大きすぎて弁体１０８がガタツキ、弁座１１１との密着が不十分になるといった不具合があった。
【００１３】
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に鑑み、内部構造の簡素化を図り成形性を向上することにより、弁体の移動性が良好となり、逆流防止機能及びインキ流出機能を損なうことがない塗布具のインキ逆流防止機構を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そして上記した課題を解決するために講じた技術的手段は、インキが充填されたインキ収納室を有する本体に、金属製のペン先チップが取り付けられ、該ペン先チップにはインキ導通穴が形成され、しかも、前記本体には、インキ収納室とペン先チップのインキ導通穴とを連通する弁室が設けられ、該弁室内に弁体が移動可能に収納され、ペン先チップを上向きに位置させた際には弁体は弁座と当接してインキの逆流を阻止するようにした塗布具のインキ逆流防止機構において、前記弁体は非磁性体からなることにある。
【００１５】
本発明の塗布具は、弁体が非磁性体からなるため、ペン先チップが切削加工すること等により、磁性を帯びても弁体が該ペン先チップに磁力により吸着することはない。この結果、ペン先チップを上方に向けた際には、ペン先チップに当接していた弁体は、自重により落下して弁座に当接し、インキの逆流を確実に阻止する。
【００１６】
尚、塗布具とは、ペン先からインキをにじませる道具の総称で、例えば、ボールペン等の筆記具を含む概念である。
また、非磁性体とは、ペン先チップに対して全く着磁性を有しないものは無論、ペン先チップから確実に離間する程度の着磁性を有する場合も含む。
【００１７】
また、前記ペン先チップの後端部には、前記弁体が当接した際に、本体側のインキの流出を許容するインキ流通手段が設けられているのが好ましい。
【００１８】
しかも、前記弁体の材質が、オーステナイト系ステンレス鋼からなり、且つ、前記ペン先チップの材質が、フェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼からなるのが好ましい。
【００１９】
更に、前記インキの粘度が１０ｓｅｃ-1以下のせん断速度で１００ｍＰａ・ｓ以上であるのが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図３は本発明の一実施の形態を示し、同図において、１は、本発明の実施形態の塗布具としてのボールペンを示す。該ボールペン１は、ボールペン本体３と、該本体３に取り付けられたペン先チップ５と、球状の弁体８とからなる。ボールペン本体３は、筒状の本体軸２と、接続部材６及びインキ筒（インキ収納部材）７によって主構成されている。
【００２１】
前記ペン先チップ５は例えば、比較的切削性能に優れたフェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼等の金属素材を切削加工して作られている。ペン先チップ５の外形形状は、先端部分１７が円錐形をしており、後側１８は円柱状をしている。
【００２２】
ペン先チップ５の先端部分には、筆記用のボール１０が転動自在に収納され、該ボール１０にインキを供給するためのインキ導通穴１２が、ペン先チップ５の長手方向で且つ後端側に連通するように設けられている。
【００２３】
ペン先チップ５におけるインキ導通穴１２の後端開口の近傍部分には、図２及び図３に示す如く拡径部１３が設けられており、インキ導通穴１２の内部に段差部（弁体係止部）１５が形成されている。
【００２４】
弁体係止部１５の内周面には、インキ流通手段としての切り溝１６が複数間隔をおいて設けられている。従って、前記弁体８が拡径部１３の中に入った状態の時、弁体８は弁体係止部１５の一部と当接して先端側への移動が阻止され、さらに、弁体８と拡径部１３の内周の間にインキが通過するクリアランスが確保されることとなる。
【００２５】
前記弁体８は、オーステナイト系ステンレス鋼、セラミック、銅合金またはガラス等の非磁性を有する球体で、且つある程度の重量を有するものである。尚、弁体８としては、硬度及び比重が大でしかも球形状に加工し易いオーステナイト系ステンレス鋼を材料とするのが好ましく。例えば、ＳＵＳ２０１〜ＳＵＳ３８５の範囲が好ましく、更に具体的には、ＳＵＳ３０４またはＳＵＳ３１６が好ましい。
【００２６】
前記接続部材６は、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂を素材とする射出成形によって成形されたものであり、その先端部２０側が円錐形をしており、該先端部２０に前記ペン先チップ５が挿入保持されている。また後端側は二段の円筒形状になっており、大径部２１と小径部２２が順次設けられ、大径部２１は本体軸２に、小径部２２はインキ収納部材７にそれぞれ内嵌されている。そして接続部材６の中心には、前記インキ導通穴１２とインキ収納部材７内のインキ収納室７ａとを連通する連通穴２３が軸方向に貫通して設けられている。
【００２７】
該連通穴２３の先端側には、前記ペン先チップ５の拡径部１３の内径と略等しい内径の大径部２８が形成され、大径部２８の基端には段差部が形成され、該段差部の表面が、前記弁体８が当接して連通穴２３を閉塞するための弁座２５が形成される。そして、弁座２５とペン先チップ５の弁体係止部１５との間で、弁体８を移動自在に収納する弁室２７が構成されている。
【００２８】
前記インキ筒７は、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等を素材として押し出し成形によって作られたものであり、インキ収納室７ａ内に水性インキが内蔵されている。尚、水性インキはその粘度が１０ｓｅｃ-1以下のせん断速度で１００ｍＰａ・ｓ（ＥＬＤ型粘度計、５ｒｐｍ以下、２０°Ｃ）以上のものが好ましく、水性インキの後端部分は、ポリブテン等よりなる逆流防止剤により封止されている。
【００２９】
次に本実施形態のボールペン１の作用を説明する。
本実施形態のボールペン１は、ペン先チップ５を上に向けた姿勢にすると、図２に示す如く、弁体８は自重により、弁座２５と液密に当接し、ペン先チップ５側からのインキの逆流が阻止される。
【００３０】
次に筆記のためにボールペン１を天地逆転させ、ペン先チップ５が下方を向く姿勢とすると、弁体８は自重によって落下し、図３に示す如くペン先チップ５の拡径部１３に円滑に移動し、弁体８の一部はペン先チップ５の弁体係止部１５と当接する。
【００３１】
ここでペン先チップ５の弁体係止部１５には、切り溝１６が設けられているので、インキ筒７内のインキは、拡径部１３の内周壁と弁体８との間のクリアランスを流れ、切り溝１６内を経てペン先チップ５側に流れ込み、筆記用ボール１０に供給される。
【００３２】
また筆記を終えて、再度ペン先チップ５を上に向けると、弁体８は弁体係止部１５を離れて弁座２５と当接することとなる。
【００３３】
上記の実施形態のボールペン１は、ペン先チップ５の素材として、フェライト系ステンレス鋼又はマルテンサイト系ステンレス鋼等を採用しているため、その加工時に磁性を帯びる場合がある。しかしながら、弁体８の材料として、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性体を採用しているため、弁体８は、筆記時にペン先チップ５に当接するが、弁体８はペン先チップ５に磁力により吸着されることはない。
【００３４】
尚、例えば、ペン先チップ５を磁石に接触させる場合にも、ペン先チップ５が磁性を帯びるが、かかる場合であっても、弁体８はペン先チップ５から磁力に影響されることはなく、弁室２７内を自由に移動することができる。従って、筆記終了時にペン先チップ５を上向けると、弁体８はペン先チップ５から確実に離間して落下し、弁座２５と当接し、弁座２５の開口を確実に閉止する。
【００３５】
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、図４に示す如く前記ペン先チップ５には、切目を形成することより、ペン先チップ５の中心側を向く折り曲げ部３１を形成し、該折り曲げ部３１に弁体８を当接するようにしても、あるいは、従来技術で例示したようにペン先チップ５にはインキ溝を設けても良く、インキ流通手段は特に限定されるものではない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の塗布具は、弁体が非磁性体からなるので、ペン先チップが磁性を帯びた場合であっても、弁体はペン先チップに吸着してしまうことはないため、磁力による影響を受けることなく弁体の移動を良好に行なえ、インキの逆流を防止する機能とインキの流出機能を損なうことがない。
【００３７】
しかも、従来と異なり本体を構成する部材に、弁体がペン先チップに当接しないように突起を設ける必要もないため、該部材の成形が容易で且つ内部構造が簡素となり、成形性の向上も図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるボールペンの断面図である。
【図２】ペン先チップを上方向に向けた状態におけるペン先チップと接続部材との接合部分の拡大断面図である。
【図３】ペン先チップを下方向に向けた状態におけるペン先チップと接続部材との接合部分の拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態におけるボールペンの断面図である。
【図５】（イ）及び（ロ）は従来技術におけるボールペンの断面図である。
【符号の説明】
１  ボールペン
２  本体軸
３  ボールペン本体（本体）
５  ペン先チップ
６  接続部材
８  弁体
１２  インキ導通穴
２３  連通穴
２５  弁座
２７  弁室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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