JP2004209936A - ボールペン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前記ボール抱持室におけるインキ通路としてのボール抱持室内壁とボールとによって形成される隙間の横断面積の最大値をAとし、前記ボールが最も後退した際に、前記放射状溝の前記ボール抱持室への開口部分の投影面積の合計をBとし、前記放射状溝の前記中心孔への開口部分の投影面積の合計をCとした時、0.279A≦B≦0.424A、且つ、1.718B≧Cとする。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、筆記部材としてのボールと、このボールを回転自在に抱持するボールホルダーとからなり、ボールが配置されるボール抱持室にインキ通路としての中心孔とこの中心孔と連通する放射状溝とを連通してなるボールペンチップをインキタンクに接続してなるボールペンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ボールペンは、インキタンクに収容したインキをボールペンチップ内に連通し、紙面等の被筆記面に押しつけられながら移動することによって回転するボールの回転と共にボールとボールホルダーの隙間からインキを吐出して筆記線を形成するものであるが、主にボールに付着したインキが被筆記面に転写されることで筆記線を形成するのでボールの周囲に豊富にインキが存在していることがより有利であると言える。しかし、ボールから被筆記面に転写されなかったインキはボールホルダーの外面に付着することがあり、このインキがたまるとある時被筆記面に落ちて所謂ボテとなるので、ボールの周囲に存在するインキは適切なインキ量である必要がある。勿論インキ量が少なければ筆記線の途切れやカスレ、筆記線の中心部分が線状に抜ける中抜けなどが発生する場合がある。
【0003】
これらの問題を解決しようとして、ボールペンチップの各部の寸法関係などを調整して最適なインキ供給・インキ吐出を得ようとした発明が種々提案されている。例えば、先端部分の角度を指定した特開平9−169188(特許文献1)に記載の発明や、ボール表面の算術平均粗さを指定した特開2000−43465公報(特許文献2)に記載の発明である。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−169188号公報
【特許文献2】
特開2000−43465公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、十分に筆記線のカスレやボテを解消したものがいまだ得られておらず、特に筆記方向を変えたときにその切り返し部分に筆記線の中抜けや途切れが発生するものが散見されるものであった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、筆記部材としてのボールと、このボールを回転自在に抱持するボールホルダーとからなり、ボールが配置されるボール抱持室にインキ通路としての中心孔とこの中心孔と連通する放射状溝とを連通してなるボールペンチップをインキタンクに接続してなるボールペンにおいて、前記ボール抱持室におけるインキ通路としてのボール抱持室内壁とボールとによって形成される隙間の横断面積の最大値をAとし、前記ボールが最も後退した際に、前記放射状溝の前記ボール抱持室へ開口している縁部分の投影面積をBとし、前記放射状溝の前記中心孔へ開口している縁部分の投影面積をCとした時、0.279A≦B≦0.424A、且つ、1.718B≧Cの関係が成り立つボールペンを要旨とするものである。
【0007】
以下、図面に基づいて詳細に説明する。リフィル全体図である図1に示すように、ポリプロピレン樹脂の押出成形パイプ1をインキタンクとし、一端にボールペンチップ2を圧入固定している。パイプ1内には油性インキ3とこの油性インキ3の界面に接触してインキフォロワー組成物4が収容されている。インキフォロワー組成物4の後方のボールペンチップを接続しないパイプ1の端部は開放されているが、インキの洩れだし防止のために尾栓を取り付けてもよい。但し、空気流通のための空気孔は必要である。また、図示はしないが、パイプ1の内径が大きい場合にはインキフォロワー組成物4に、このインキフォロワー組成物と同等以下の比重を有する樹脂製浮体を浸漬配置して、インキの逆流防止機能を高めることもできる。
【0008】
ボールペンチップ2の要部拡大断面図である図2に示すように、ボールペンチップ2はボールホルダー5とボール6とで構成されている。
ボール6の材質としては、超硬合金、セラミックなどを使用することができる。また、ボールホルダー5の材質としては、ステンレス、洋白、真鍮などを使用することができる。
【0009】
ボールホルダー5は、ボール6が回転自在に設置される大径に形成したボール抱持室5aを有しており、その先端開口部を小径にかしめ加工することによって、ボール6を一部突出して抱持している。ボール抱持室5aにはインキ通路として中心孔5bとこれに連通する放射状溝5cが開口しており、その中心孔5bと放射状溝5cが開口する面はすり鉢状の傾斜面5d(傾斜角度120°)であり、また、ボール抱持後、ボールの縦方向へのガタが大きくならないようにボール6に衝撃打を加えて傾斜面5dにボールの曲率に近似した形状の座部5eを形成している。
【0010】
筆記時には、ボール6が被筆記面に押しつけられることにより後退し、座部5eに接触して図示のような状態になっていると考えられる。その結果、中心孔5bはボール6で塞がれ、ボール抱持室5aに供給されるインキは放射状溝5cの外側部分を通ることとなる。
【0011】
ボール抱持室5aの内壁とボール6とによって形成される隙間の横断面積の最大値であるAについて説明する。
Aは図2においてボール抱持室5aの内壁面とボール6の外周面の位置関係によって決まるもので、図示のようにボール6が座部5eに押しつけられている状態で検討する。Aが最大となる横断面部分は、ボール抱持室5aの内壁からボール6までの距離が最も大きい部分である。本例においては、図2にてX−X’線での横断面における隙間が最大であり、図2のX−X’線断面矢視図である図3にて塗りつぶした部分の面積となるが、当該横断面におけるボール抱持室5aの内径a1による面積からとボール6の横断面の径a2による横断面面積を差し引いた面積である。
【0012】
放射状溝5cの前記ボール抱持室5aへの開口部分の投影面積の合計Bについて図4にて説明する。図4は図3に相当する断面において説明の都合上ボールを省略した図としてある。実際はボール6が座部5eに当接している為、インキの吐出口となる部分は座部5eの外側(図面上の塗りつぶし部分B’)であり、Bはその開口部を先端側から見た投影面積の合計である。尚、b1は座部5eの直径、b2は中心孔5bの中心から放射状溝5cの最深部までの長さ、b3は放射状溝5cの幅である。
【0013】
投影面積Cについて図5を持って説明する。図5は図4の中心孔の中心を通るY−Y’線で縦方向に半割りにした断面矢視図である。
投影面積Cは、個々の放射状溝の中心孔への開口部分の投影面積の合計であり、個々の放射状溝5cの中心孔5bに対する開口した孔の面積を考慮すると曲面に形成した孔であるためにその計算は複雑となるが、放射状溝5c中心孔5bに開口している部分を横から投影して見た長方形の面積(図面上塗りつぶした部分C’)にて近似している。尚、c1は放射状溝、c2は幅放射状溝の開口部の深さである。
【0014】
これらA、B、Cを0.279A≦B≦0.424A、且つ、1.718B≧Cの関係とする。
【0015】
また、使用するインキは、25℃における表面張力が36.0mN/m以上40.0mN/m以下、25℃における粘度が1000mPa・s以上5000mPa・s以下(剪断速度3.5sec−1)の油性インキが好適である。更には曳糸性樹脂を0.5%以下含有する顔料インキに好適である。尚、曳糸性樹脂とは高重合度のポリビニルピロリドンやポリビニルブチラールが一般的であるが、曳糸性を示す性質をもつ樹脂であれば、使用できるのはこの限りではない。
【0016】
【作用】
ボール抱持室5aに供給されるインキ量を適切なものとすることができ、筆記線の中抜け、線割れおよびボテを抑制することができるものと推察される。尚、0.279A>B、又は1.718B<Cにするとボール抱持室5aに十分なインキ量が供給されなくなり、筆記時のボール6の回転方向が切り替わる時にインキの追従が追いつかず中抜け、線割れの現象が発生してしまう現象が観察される。また、B<0.424Aにするとボール抱持室5aへのインキ供給過多となりボール6が必要以上のインキを乗せて筆記してしまうため、紙面等の筆記面に転写されなかったインキが小口でボールホルダー内部に戻りきれず小口外周部に付着してしまいボテとなってしまう現象が観察される。
【0017】
【実施例】
種々の寸法となるボールペンチップを製造した。各ボールペンチップの状態を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
表1中のa1、a2、b1、b2、b3、c1、c2、c3は図2及び図3、図4に示す各部分の長さを示し、単位は、いずれもmmである。また、断面積A、投影面積B、投影面積Cの各単位は(mm2)である。
【0020】
これらの実施例について下記試験を行った。結果を表2に示す。
上記実施例を用いて中抜け性、ボテについて評価を行った。中抜け性の評価としては筆記用紙に丸書き、文字書きを行いその筆記線を目視にて確認し「○」「△」「×」の3段階にて評価を行った。各評価の判断基準としては次の通り。
「○」→はっきりと筆記線か確認できるもの
「△」→一部筆記線が途切れているが確認できるもの
「×」→ほとんどの部分で筆記線が途切れており確認しにくいもの
【0021】
また、ボテの評価としては筆記用紙に丸書き、文字書きを行いチップ先端に付着したインキ量、筆記用紙に落ちたインキ量を目視で確認し「○」「△」「×」の3段階にて評価を行った。各評価の判断基準としては次の通り。
「○」→ほとんどチップ先端へのインキ付着が無く、筆記用紙にもインキが落ちていないもの
「△」→多少チップ先端にインキが付着しているが、筆記用紙にはインキが落ちていないもの
「×」→チップ先端に多くのインキが付着しており、筆記用紙にもインクが落ちているもの
【0022】
試験に使用したインキは次のものである。
カーボンブラック♯750(三菱化学(株)製) 25.0部
ソルパース12000(顔料誘導体:青色、アビシア(株)製) 2.5部
ソルパース20000(高分子顔料分散剤、アビシア(株)製)10.0部
エチレングリコールモノフェニルエーテル 40.1部
ベンジルアルコール 10.0部
レジンSK(ケトン樹脂、ヒュルス社製) 12.0部
PVP K−90(曳糸性樹脂、ポリビニルピロリドン、SPジャパン社製) 0.4部
上記成分中カーボンブラックとソルパース12000、PVP K−90を除いた成分を加熱攪拌し、ソルパース12000を添加して1時間攪拌後カーボンブラックを添加し、80℃で1時間攪拌し黒色インキの組成物を得た。このインキの表面張力は38.0mN/m、粘度は2600mPa・s(剪断速度3.5sec−1)であった。
【0023】
【表2】
【0024】
B/Aが0.424より大きくなっているものはボテにおいて評価が「×」になっている。これはボール抱持室に対して開口している投影面積が大きい為、必要以上のインキを供給してしまい、筆記に必要なインキより多くのインキが出ていることでボテに繋がっている。
【0025】
また、B/Aが0.279より小さくなっているものは中抜けにおいての評価が「△」になっている。これはボール抱持室に対して開口している投影面積が小さい為、筆記に必要なインキが供給できず、中抜けに繋がっている。
【0026】
しかし、B/Aが0.279を満たしていたとしても実施例では中抜け性の評価が「×」「△」になっているものがあるが、C/Bを1.718以上にすることで中抜け性は改善されている。これは放射状溝内に対して中心孔側に開口している投影面積が小さく、放射状溝内に必要なインキが供給されていない為、同時にボール抱持室内に必要なインキが供給されていないことを示している。その為、中抜けに繋がっているのである。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば適度なインキ量が供給され中抜け、ボテの改善することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】一例を示す要部縦面図。
【図2】ボールペンチップの要部縦面図。
【図3】図2におけるX−X’横断面矢視図。
【図4】図3のボールを省略した横断面矢視図。
【図5】図4のY−Y’線縦断面矢視図。
【符号の説明】
1 パイプ
2 ボールペンチップ
3 油性インキ
4 インキフォロワー組成物
5 ボールホルダー
6 ボール
5a ボール抱持室
5b 中心孔
5c 放射状溝
5d 傾斜面
5e 座部
a1 ボール抱持室5aの内径
a2 ボール6の横断面の径
b1 座部5eの直径
b2 中心孔5bの中心から放射状溝5cの最深部までの長さ
b3 放射状溝5cの幅
c1 放射状溝の幅
c2 幅放射状溝の開口部の深さ
Claims (3)
- 筆記部材としてのボールと、このボールを回転自在に抱持するボールホルダーとからなり、ボールが配置されるボール抱持室にインキ通路としての中心孔とこの中心孔と連通する放射状溝とを連通してなるボールペンチップをインキタンクに接続してなるボールペンにおいて、前記ボール抱持室におけるインキ通路としてのボール抱持室内壁とボールとによって形成される隙間の横断面積の最大値をAとし、前記ボールが最も後退した際に、前記放射状溝の前記ボール抱持室への開口部分の投影面積の合計をBとし、前記放射状溝の前記中心孔への開口部分の投影面積の合計をCとした時、0.279A≦B≦0.424A、且つ、1.718B≧Cの関係が成り立つボールペン。
- 前記インキタンクに収容されるインキが25℃における表面張力が36.0mN/m以上40.0mN/m以下、25℃における粘度が1000mPa・s以上5000mPa・s以下の油性インキである請求項1記載のボールペン。
- 前記インキタンクに収容されるインキが、着色剤としての顔料と含有量が0.5%以下の曳糸性樹脂とを含む油性インキである請求項1又は請求項2に記載のボールペン。
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