JP2004209936A

JP2004209936A - ボールペン

Info

Publication number: JP2004209936A
Application number: JP2003002651A
Authority: JP
Inventors: Hirokatsu Hatsuya; 洋勝初谷
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】筆記中にインキが途切れてしまう中抜け現象やボテ現象がない良好な筆記がえられる油性ボールペンチップを提供する。
【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

【０００１】
【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（ｍｍ^２）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
ＰＶＰＫ−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、ＰＶＰＫ−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

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。