JP4471277B2 - 塗布具用チップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、水性ボールペン等に使用する塗布具用チップの製造方法に関するものである。

従来より、先端にボールを有し、前記ボールを押しつけて、ボールに付着した塗布液を塗布対象に塗布する塗布具が知られている。そして、この塗布具の例としては、塗布液にインキを用いたボールペンがある。さらに、インキとしては、染料、顔料等の色材を水を主溶媒とした水性インキがあり、このインキを内蔵した水性ボールペンが知られている。また、インキとして、ゲル化した水性ゲルインキも用いられている。なお、水性ゲルインキ等を用いたボールペンには、吐出量が多いものがある。

ボールペンに採用されるボールペンチップは、チップ本体の中に筆記用ボールが回転可能に保持されたものである。そして、ボールペンの使用時には、インキ収納部内のインキを筆記用ボールに導き、筆記用ボールの回転に応じてインキを紙等に付着させることができる。

図２３は、従来技術のボールペンチップ１２０の先端部分の断面図である。
従来技術のボールペンチップ１２０は、ボールペンチップ本体１００とボール１０２によって構成されている。先端の構造は図２３に示されており、ボールペンチップ本体１００の外形は先端側が円錐状をしている。ボール１０２はボールハウス１０３内に挿入され、さらにボール１０２はボールペンチップ本体１００の先端部１０１で挟持されている。

図２３に示されるように、ボールペンチップ本体１００の内部の構造は、先端側に凹状のボールハウス１０３があり、後端側に中心孔１１０が設けられている。また、ボールハウス１０３には円錐内面状の座面１０５が設けられている。ボールペンチップ本体１００には、座面１０５側につながる放射状の溝１０７が設けられている。この溝１０７は、ボールペンの使用時に、塗布液の排出をスムーズにするものであり、塗布液は中心孔１１０側から溝１０７を介して、先端部１０１側に流れる。したがって、ボールペンの使用時にボール１０２が座面１０５側に押しつけられても塗布液の流路が確保され、塗布液をスムーズに塗布することができる。

また、ボールペンチップ１２０を製造する方法は以下のように行われている。まず、図２０に示されるように、ボールペンチップ本体１００の内部及び外部を所定の形状に切削して、内部にボールハウス１０３、中心孔１１０、溝１０７を形成する。そして、図２１に示されるように、ボールハウス１０３にボール１０２を収納する。さらに、図２２に示されるように、複数のかしめ工具１１４で先端部１０１をボール１０２側に変形させるようにかしめる。

さらに、座打ちが行われる。座打ちは、ボール１０２を座面１０５側に押し下げる（叩く）加工である。座打ちを行うことにより、図２３に示されるように、座面１０５となる部分の表面がボール１０２の形状に合わせて凹変する。そして、座打ちを行うと、筆記の際に、ボール１０２は軸方向に移動可能となり、ボールペンチップ本体１００の先端部１０１とボール１０２との間に隙間Ｓ１が形成される。隙間Ｓ１は、ボール１０２とチップ本体１００の開口部との間に形成されるものであり、座打ちを大きくすることにより隙間Ｓ１が大きくなるので、塗布液を多く塗布する場合には都合がよい。

そして、ボールペンチップ１２０を用いたボールペンを用いて筆記（塗布）する場合には、ボール１０２を紙などの筆記対象に押しつけて、この状態でボールペンを移動し、ボール１０２を回転させることにより内部の塗布液を筆記対象に塗布する。

上記のような座打ちを行ったボールペンチップ１２０では、ボール１０２が軸方向に移動可能であるので、筆記時には、ボール１０２が筆記対象によって押されて軸の後端側に移動する。そのため、ボールペンを用いて筆記対象に筆記する場合に、ボールペンチップ本体１００の先端部１０１が内部のボール１０２に対して相対的に前へ移動する。その結果、ボールペンを傾斜して筆記する場合などには、ボールペンチップ１２０の先端部１０１が筆記対象に接触しやすく、ボールペンチップ１２０の先端部１０１が筆記対象に接触すると、引っ掛かってスムーズな筆記ができないという問題があった。

ボールペンを傾斜した状態で筆記した場合に、ボールペンチップ本体１００の先端部１０１が筆記対象と接触し難くするには、ボールペンチップ本体１００の先端部１０１の厚みを薄くすることが望ましい。

そして、先端部１０１の厚みを薄くすると、ボールペンを傾斜した状態で筆記しても先端部１０１が筆記対象に接触し難くなるが、その反面、先端部１０１のかしめ工程での加工が難しく、また、かしめによって不必要なところまで変形させるおそれがあった。そこで、先端部１０１の厚みが薄い場合であっても、かしめ加工後の形状がばらつくことなく、安定した形状となる製造方法が望まれていた。

特に、ボール１０２の外径が小さい場合には、先端部１０１の厚みをより薄くしなければ、傾斜して塗布する場合に、先端部１０１が塗布対象に接触しやすい。そのため、ボール１０２の外径が小さいものほど先端部１０１の厚みが薄くなって、先端部１０１の加工が難しい。

また、座打ちを行ったボールペンチップ１２０では、前記したように、ボールペンを使用する際にボール１０２が軸の後端側に移動する。このとき、ボール１０２の該後端側への移動量が同じであっても、ボールペンチップ本体１００の先端部１０１の内側面Ｋ（図２３）の傾きが大きいほど、ボール１０２との隙間Ｓ１が大きくなる。したがって、塗布液の吐出量を多くする場合には、先端部１０１の内側面Ｋの傾きを大きくする方が好ましい。そして、先端部１０１の内側面Ｋの傾きを大きくするためには、図２２に示すように、傾斜部１１４ａの傾きを大きいかしめ工具１１４を用いて、先端部１０１のかしめによる変形部分の傾斜角度を大きくする必要がある。しかし、この場合、かしめ工程の際に変形する変形の程度が大きくなるので、かしめ工具１１４が接触しない部分も変形するおそれがあった。

そこで、先端部１０１の加工性が安定し、製造しやすい塗布具用チップの製造方法を提供することを課題とする。

本発明の製造方法によって製造される塗布具用チップは、先端側が開口状であるボールハウスを備えた塗布具用チップ本体と、ボールハウス内で保持されたボールとを有している。そして、本発明の製造方法では、外部加工工程と、内部加工工程と、ボール収納工程と、先端変形工程と、周状削り工程とを有している。
外部加工工程は塗布具用チップ本体の外側の形状を略円錐状に加工するものであり、内部加工工程は塗布具用チップ本体の内側にボールハウスを形成するものであり、ボール収納工程はボールハウスにボールを収納するものであり、先端変形工程は塗布具用チップ本体の先端部をボール側に変形させるものである。そして、本発明の製造方法の周状削り工程は、外部加工工程の後、塗布具用チップ本体の先端付近の外側を周状に削ることで円錐台側面である第１の面と、前記第１の面とは異なる円錐台側面又は円柱側面であって前記第１の面よりも先端側に位置する第２の面とを形成するものであり、先端変形工程は、傾斜部を有する加工具を前記塗布具用チップ本体の軸方向に、前記傾斜部が前記第１の面の先端側の縁または後端側の縁に接触するまで押しつけることにより、前記第２の面の全部又は一部を前記傾斜部に沿うようにボール側に変形させることを特徴としている。

本発明によれば、塗布具用チップ本体の外側の先端付近を周状に削る周状削り工程を有し、前記先端変形工程において、前記周状に削った部分をボール側に変形させるので、削った部分が変形しやすくなり、変形を行う場所だけを変形させることが容易となり、製造時の加工が安定する。

また、前記周状削り工程では、円錐台の側面状である第１の面と、前記第１の面とは異なる円錐台の側面状又は円柱側面状であって先端側に位置する第２の面とを形成するように加工するものであり、前記先端変形工程において塗布具用チップの軸を通る断面における前記第１の面と前記第２の面となす角度を大きくするように加工する。ここで、円錐台とは、円錐形の先端部分がない形状であって、軸方向に平行な断面が台形であるものであり、台形回転体状である。

この製造方法によれば、周状に削る作業が容易であり、先端変形工程での加工も容易である。

また、前記先端変形工程において傾斜部を有する加工具を塗布具用チップ本体の軸方向に、前記傾斜部が前記第１の面に接触するまで押しつけることにより、前記第２の面の全部又は一部を前記傾斜部に沿うように変形させるように加工するようにしてもよい。ここで、「傾斜部が第１の面に接触するまで押しつける」とは、傾斜部の一部が第１の面の一部に接触するまで押しつければよいということを意味するものであり、第１の面の全部に接触するまで押しつけなくてもよい。

この製造方法によれば、第１の面が位置決めのための基準として機能し、かしめ加工具を第１の面に接触させるように押しつけることで位置決めが容易となり、加工が安定する。

また、前記先端変形工程において塗布具用チップの軸を通る断面における前記第１の面と前記第２の面となす角度が１７０°〜１９０°となるように加工してもよく、好ましくは、１８０°となるように加工して、第１の面と第２の面による面がほぼ同一面状となるように加工しても良い。
ここで、「塗布具用チップの軸を通る断面における第１の面と第２の面となす角度」は周状に削った側の角度であり、塗布具用チップの外側の角度である。

この製造方法によれば、第２の面の全域にかしめ加工具を押しつけて位置決めができるので、位置決めが容易となり、加工が安定する。

また、前記先端変形工程において、当該工程により形成される塗布具用チップ本体の先端部の外側の表面であるかしめ表面部は円錐台の側面状であり、前記第１の面の後端側の縁が、前記かしめ表面部の仮想面上となるように加工してもよい。

この製造方法によれば、かしめ治具を押しつけて先端変形工程の加工を行う場合に第１の面の後端側の縁を当てることにより、位置決めが容易となり、安定して製造することができる。

周状削り工程において、第１の面の形状を外側に向かって突出する曲面状に加工し、第１の面の後端側の縁を連続面としてもよい。かかる場合には、後端側の縁が引っ掛かることが無く、筆記感を悪くすることがない。

また、塗布具用チップ本体の先端側の内側を、ボールハウス内部の内径よりも大きい内径とするように加工する縁部拡径工程を有してもよい。

この製造方法によれば、塗布具用チップ本体の先端側の内側を、ボールハウス内部の内径よりも大きい内径とするように加工する縁部拡径工程を有するので、先端のかしめ加工の際の先端部の傾きを大きくすることができ、先端のかしめ後のボールハウス内部の空間をより大きくすることができる。

また、前記縁部拡径工程においては、姿バイトを用いて加工してもよく、かかる場合には、縁部拡径工程による加工を容易に行うことができる。

また、前記ボールハウスの後端側に軸方向に伸びる溝を形成する溝加工工程を有してもよい。この製造方法によれば、より多くの塗布液を流出させることができる。

また、前記ボールを先端側から押圧して、前記ボールハウスの後端側を変形させる座面変形工程を有するものでもよい。この製造方法によれば、ボールが軸方向に移動可能となり、塗布具の使用時に、先端部の隙間を大きくして、より多くの塗布液を流出させることができる。

さらに、内部加工工程において、先端側に突出している座面側加工面を形成するように加工し、座面変形工程において、前記座面側加工面を変形させて座面を形成することもできる。この方法によれば、座面変形工程による座面の形成を小さい力で行うことができる。

また、内部加工工程において、座面側加工面の内側を先端側に突出させるように加工することができる。この方法によれば、押圧変形表面部を形成する加工を行いやすい。

さらに、内部加工工程において、座面側加工面の形状は頂点を先端側とする円錐台の側面の形状に加工することができ、かかる場合には、内部加工工程での加工を行いやすい。

また、上記の方法により製造された塗布具用チップや、当該塗布具用チップを用いた塗布具を用いることができる。そして、ボールは先端側に付勢されていてもよい。さらに、前記塗布具の塗布液として水性インキ又は水性ゲルインキを用いたボールペンとしてもよい。

本発明の塗布具用チップの製造方法では、先端部１０１の加工性が安定し、製造しやすい。

以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態におけるボールペンチップを用いた芯の断面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）に示した芯を用いたボールペンの正面図である。図２は、本発明の実施形態におけるボールペンチップの断面図である。図３は、図２のボールペンチップの先端付近の断面図である。図４は、図２のボールペンチップの先端部分を拡大した断面図である。図５は、本発明の第１の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。図６は、図５のＡの部分を拡大した図である。図７は、本発明の第１の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。図８は、図７のＢの部分を拡大した図である。図９は、本発明の第１の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。図１０は、図９のＣの部分を拡大した図である。図１１は、本発明のボールペンチップの先端部分の断面図である。

本発明の第１の実施形態のボールペンチップ（塗布具用チップ）１を用いた芯７は図１（ａ）に示されている。そして、芯７の先端にボールペンチップ１が、取り付けられている。また、図１（ｂ）に示されるように、ボールペンチップ１は、水性ゲルインキであるインキ５を内部に有するインキ筒（塗布液収納部）６と接合されている。そして、芯７は、図１（ｂ）に示されるように、ボールペン１８の軸筒１９の内部に装着されて使用される。

このボールペン１８は、ボールペンチップ１の先端に有するボール１０を押圧しながら移動させることによってボール１０が回転し、塗布液として用いられているインキ５がボールペンチップ１の内部を通って、ボール１０に適当量付着しながら流出し、筆記することができる。

ボールペンチップ１は、図２に示されるように、ボールペンチップ本体（塗布具用チップ本体）１１、ボール１０及びボール付勢部材１２からなる。

ボールペンチップ本体１１は、先端側の外形が略円錐形状であり、後端側の外形が略円柱形状であり、外観全体はロケットのような形状である。そして、ボールペンチップ本体１の先端側には円錐部２５を有し、後端側には円筒部２６を有している。また、円筒部２６の後端側は、やや外径が縮径しているインキ筒結合段部２６ａを有して、インキ筒結合段部２６ａはインキ筒６との接続に用いられる。ボールペンチップ本体１１の内側にはボールハウス１５、中心孔１６及びバック孔１７が設けられてこれらが連通し、インキ５の一連の流路となっている。さらに、バック孔１７の後端側には、後端側開口２８を有している。

図４に示されるように、ボールハウス１５は、円筒内部の形状をした側壁である円筒壁４１と、円筒壁４１の後端側に位置する座面４５及び接続面７１を有している。接続面７１は、円筒壁４１と座面４５を接続する面である。座面４５は、後述するように、ボール１０を先端側から後端側に向けて押圧する座打ちにより形成される。接続面７１の形状は、円錐台の側面の内側の形状である。

さらに、図３、図４に示されるように、ボールペンチップ本体１１の中心孔１６の周りには、放射状に配置された、いわゆる矢溝と呼ばれる溝４７が設けられている。溝４７は、本実施形態では３カ所設けられている。そして、溝４７はボールハウス１５側とつながっており、インキ５は中心孔１６から溝４７に入って、さらに、溝４７のボールハウス１５側の出口部６１を通過して、ボールハウス１５側に流出することができる。

図２に示されるように、ボール付勢部材１２はコイル状のばねである付勢力発生部２２と棒状部２３が設けられている。そして、棒状部２３の先端２３ａがボール１０に接触している。

ボール付勢部材１２はボールペンチップ本体１１の内部に設けられている。そして、ボール付勢部材１２が圧縮状態となっており、ボール付勢部材１２によって先端側に向かってボール１０を付勢している。このため、ボールペン１８が使用されない場合には前記付勢によりインキ５の外部の流出を防止し、ボールペン１８を使用する際には、筆記圧によりボール１０が後端に移動して、インキ５の流出が可能となる。

ボール１０は球状である。そして、ボール１０はボールペンチップ本体１１のボールハウス１５に回転可能に保持されている。すなわち、ボール１０の後端側は座面４５により、側面側は円筒壁４１により、先端側は内側に変形した先端部４３により、ボール１０が保持されている。先端部４３は、後述するように、ボール１０の挿入後にボールペンチップ本体１１の先端を内側に向かって変形するようにかしめられる。

次に、ボールペンチップ１の製造方法について図５〜図１０を用いて説明する。
まず、ボールペンチップ本体１１を、円柱状であるステンレスなどの金属材料を用いて形成する。なお、この円柱状の材料の材質は切削が可能である金属材料が用いられ、快削用ステンレス（例えばＤＳＲ６Ｆ（大同特殊鋼製））、快削洋白、真ちゅうなどを使用する。そして、後述する外部加工工程、周状削り工程、内部加工工程、溝加工工程では、前記円柱材料の外側と内側とを切削して加工する。加工されるとボールペンチップ本体１１の先端付近は図５に示された状態となる。

ボールペンチップ本体１１の外側の加工は以下の通りである。
ボールペンチップ本体１１の先端側に仮想的な頂点がある円錐面状の円錐部２５を設け、また、図２に示される円筒部２６やインキ筒結合段部２６ａなどの他の部分についても上記したような形状とする（外部加工工程）。

そして、前記外部加工工程の加工を行った後、ボールペンチップ本体１１の円錐部２５の先端付近の外側の一部を削り取り、周状削り部５５を形成する（周状削り工程）。周状削り部５５は、全周に形成されて周状となっている。

図５に示されるように、周状削り部５５を形成することにより、ボールペンチップ本体１１の表面には第１の面５６と第２の面５７が形成される。
第１の面５６の形状は頂点が先端側である円錐台側面状であり、円錐部２５よりも傾斜が緩やかな面である。また、第２の面５７は、第１の面５６の先端側に位置しており、第２の面５７の形状は円柱の側面状である。したがって、第２の面５７付近のボールペンチップ本体１１の先端部付近の形状は円筒状となり、全周において、ほぼ同じ幅の厚みとなる。

このボールペンチップ本体１１の先端の厚みは、周状削り部５５を形成したことにより、薄くなる。図５に示されるように、第２の面５７付近の厚みＴ１は、３５μｍ〜４５μｍである。かかる範囲であれば、加工がしやすい。また、第２の面５７の長さは、ボール１０の外径や、ボール１０とボールハウス１５との隙間などのより、所定の長さとする。

ボールペンチップ本体１１の内側の加工は以下の通りである。
先端側からドリル等で軸方向に削り取り、ボールハウス１５及び中心孔１６を形成する（内部加工工程）。加工後におけるボールハウス１５及び中心孔１６の軸方向の垂直な断面は円形である。また、ボールハウス１５の先端側は開口状である。また、ボールハウス１５には円筒壁４１が形成され、円筒壁４１と中心孔１６をつなぐように座面側加工面４８が形成される。また、図２に示されるバック孔１７は後端側から削って形成する。

なお、ボールペンチップ本体１１の円錐部２５の先端付近の外側の一部を削り取り、周状削り部５５を形成する周状削り工程と、ボールハウス１５の形成を行う内部加工工程とは、別工程で行っても良く、同時に行っても良い。周状削り工程と内部加工工程とを同時に削って加工を行う場合には、中心を同一としながら加工を行うことが容易となるので、第２の面５７付近の厚みを薄くする加工を行う場合に加工が行いやすい。

また、溝４７を形成する（溝加工工程）。溝４７は、中心孔１６とつながり、中心孔１６の壁面を外側に向かって削ることにより形成される。図３に示されるように、溝４７は、間隔が同じとなるように３カ所設けられている。また、図４に示されるように、溝４７の外側の壁４７ａの面と、前記ボールハウス１５の円筒壁４１の面とはほぼ同一面である。

次に、ボールハウス１５にボール１０を収納する（ボール収納工程）。さらに、図７、図９などに示されるように、ボールペンチップ本体１１の先端をボール１０側に変形させて先端部４３を変形させる（先端変形工程）。この工程は、図７、図９に示されるように、傾斜部４４ａを有するかしめ工具４４を用いて行われる。具体的には、ボール１０を座面側加工面４８に接触させている状態で、かしめ工具４４の傾斜部４４ａをボールペンチップ本体１１の先端に接触させ、かしめ工具４４を軸方向に押しつけて行われる。なお、かしめ工具４４を用いて加工する場合、従来技術の説明で用いた図２１、図２２に示されるように、複数のかしめ工具が用いられるが、本発明の実施形態の説明で用いる図においては、１カ所のみを示して他を省略する。

そして、先端変形工程により先端部４３を変形させて、先端部４３の内側面Ｋを傾斜させる。先端変形工程では、先端部４３をかしめ工具４４によってボール１０側に押さえるようにしてボールペンチップ本体１１の先端を変形させる。このとき、先端部４３の内側面Ｋの先をボール１０に接触するまで押さえるので、先端変形工程の加工直後の状態は、先端部４３の内側面Ｋの先とボール１０との間にはほとんど隙間がない状態である。そのため、この状態ではボール１０は軸方向にほとんど移動しない。

ボールペンチップ本体１１の先端付近を拡大した図６、図８、図１０を用いて先端変形工程について詳しく説明する。
先端変形工程の加工前のボールペンチップ本体１１の状態は、図６、図８に示されており、特に、図８では、かしめ工具４４を完全に押しつけた位置との関係を示している。そして、本実施形態では、ボールペンチップ１の軸を通る断面における、かしめ工具４４の傾斜部４４ａの傾斜と、第１の面５６の傾斜がほぼ等しい。すなわち、図９に示されるように、ボールペンチップ１の軸に対する傾斜部４４ａの傾きα（図８）と、ボールペンチップ１の軸に対する第１の面５６の傾きβ（図６）とは同じである。

そのため、かしめ工具４４を押しつけると、図１０に示されるように、ボールペンチップ本体１１の先端付近がボール１０側に変形し先端部４３が変形する。このとき、第２の面５７の全体が傾斜部４４ａに沿うように変形して、ボールペンチップ１の軸を通る断面における第１の面５６と第２の面５７となす角度が大きくなるように変形する。

そして、傾斜部４４ａが第１の面５６に接触する位置まで移動すると、第１の面５６と第２の面５７とがほぼ同一面となる。すなわち、ボールペンチップ１の軸を通る断面における第１の面５６と第２の面５７となす角度はほぼ１８０°となって、第１の面５６と第２の面５７とは円錐台の側面の同一面状となり、先端変形工程が完了する。なお、この第１の面５６と第２の面５７となす角度は、１７０〜１９０°の範囲であっても良く、また、第１の面５６が曲面であってもよい。

次に、ボール１０を先端側から押圧する「座打ち」により、球内面状に変形させて座面４５を形成する。具体的には、図９に示される状態から、ボール１０を先端側から押しつけて、ボール１０の後端側で接触している座面側加工面４８の一部を変形させて座面４５を形成させて、図４に示されるような状態に加工する。

ボール１０の硬さは１５００〜２０００Ｈｖであり、ボールハウス１５の硬さは２００〜２８０Ｈｖであり、ボール１０の方がボールハウス１５よりも硬い材料が用いられているので、ボールハウス１５の座面側加工面４８がボール１０の形状に合う形となるように変形する。そのため、座面４５の形状は全体がボール１０の曲面に合わせた形状となる。そして、ボールペンチップ１は、図４に示されるような状態となって完成する。

本実施形態のボールペンチップ１では、座打ちが行われるので、図４に示されるように、ボール１０は軸方向に長さＬだけ移動することが可能である。また、図４に示されるように、ボール１０が後端側に移動した状態では、ボール１０とボールペンチップ本体１１の先端部４３との間には隙間Ｓ１が形成される。そして、ボールペン１８を筆記する場合などには、ボール１０が座面４５側に押されるので隙間Ｓ１が形成された状態となる。

そして、図２に示すように、ボール付勢部材１２を取り付けてボール１０先端側に付勢し、図１（ａ）に示すように、インキ筒６を取り付け、インキ５を充填して、芯７が完成する。さらに、図１（ｂ）に示されるように、芯７を軸筒１９に入れることにより、ボールペン１が完成する。なお、芯７のインキ筒６内の後端にはインキフォロア８を設けられている。

このインキフォロア８は、不揮発性又は難揮発性有機液状物をゲル化したもので構成されるものを用いることができる。さらに、前記不揮発性又は難揮発性有機液状物として、シリコーンオイル、鉱物油及びポリブテンの群から選ばれる１種又は２種以上の有機液状物を用いることができる。このような成分のインキフォロア８は、インキの吐出量が大きい場合にも、安定的に追随させることができる。

ボールペン１８を用いて筆記する場合には、ボール１０を紙などの筆記対象に押しつけた状態でボールペン１８を移動するが、筆記対象に押しつけられたボール１０は座面４５側に移動した状態でボール１０が回転する。そして、インキ５は、中心孔１６から溝４７を経て、ボールハウス１５を経て、隙間Ｓ１から外部に流出し、筆記対象に付着する。

本実施形態のボールペンチップの製造方法では、ボールペンチップ本体１１に周状削り部５５が設けられているので、先端部４３を変形させる際に、変形させる位置がずれにくく、安定した加工を行うことができる。

そして、周状削り部５５付近のボールペンチップ本体１１の厚みは他の部分よりも薄いので、先端変形工程での加工の際には、周状削り部５５付近は他の部分よりも変形させやすい。そのため、先端部４３を大きく変形させる場合や、全体の厚みが薄いために変形させる位置がずれやすい場合にも、先端変形工程の加工を容易に行うことができる。

特に、本実施形態のボールペンチップ１では、先端部４３の長さが短く、先端部４３の内側面Ｋの傾斜する角度を大きくし、インキ５の流出性を良くしているので、本実施形態による方法を用いることにより安定して加工することができる。

このことを、図１１、図１２を用いて説明する。
図１１には、本実施形態のボールペンチップ１の隙間Ｓ１付近の状態が示されている。そして、先端部４３の径方向の距離Ｘに対して、軸方向の長さＹが小さく、先端部４３の内側面Ｋがボールペンチップ１の軸に対してより傾斜している。

図１２は、従来技術のボールペンチップ１２０の隙間Ｓ１付近を拡大した図である。そして、従来技術のボールペンチップ１２０は、図示していないが、傾斜部４４ａの傾斜角度が同じであるかしめ工具４４を用いて加工される。しかしながら、従来技術のボールペンチップ１２０には、図１１に示される本実施形態のボールペンチップ１には設けられる周状削り部５５がなく、先端部４３の変形部分が大きくなる。この結果、従来技術のボールペンチップ１２０では、内側面Ｋの傾斜角度が小さくなり、内側面Ｋの先端部４３の径方向の距離Ｘに対して軸方向の長さＹが大きくなる。そのため、ボール１０の移動長さＬが同じ場合に、隙間Ｓ１が小さく、また、ボールハウス１５内の空間が小さくなって、使用時のインキ５の流出性が悪くなる。

一方、本実施形態のボールペンチップ１では、内側面Ｋの傾斜が大きく、隙間Ｓ１を大きくすることができ、また、ボールハウス１５内の空間６６が大きいので、使用時のインキ５の流出性が良い。また、先端変形工程の加工を、上記した方法を用いることにより、安定して加工することができる。

さらに、本実施形態のボールペンチップ１では、ボール１０の移動長さＬが小さくても隙間Ｓ１を大きくすることができるので、図４に示されるように、使用時のインキ５の流れを、ボールハウス１５の側壁面４１とボール１０が最も接近する隙間Ｓ２により規制することもできる。この場合には、精度よく加工できるボール１０の径と側壁面４１の径により定まる隙間Ｓ２により流量の調節を行うことができるので、吐出量の製品間のばらつきを軽減することができる。

また、本実施形態では、先端変形工程により先端部４３を形成する際、かしめ工具４４の移動量のばらつきを低減することができる。すなわち、かしめ工具４４の傾斜部４４ａが第１の面５６に接触する位置までかしめ工具４４を押しつけて、かしめ加工を行うことができるので、傾斜部４４ａが第１の面５６に接触する位置で止めることができる。

次に、変形例を説明する。図１３は、本発明のボールペンチップの製造方法の第２の実施形態における加工段階での先端部分の拡大断面図であり、（ａ）及び（ｂ）は、かしめ加工前の断面図、（ｃ）は、かしめ加工後の断面図である。図１４は、本発明のボールペンチップの製造方法の第３の実施形態における加工段階での先端部分の拡大断面図であり、（ａ）及び（ｂ）は、かしめ加工前の断面図、（ｃ）は、かしめ加工後の断面図である。図１５は、本発明のボールペンチップの製造方法の第４の実施形態における加工段階での先端部分の拡大断面図であり、（ａ）及び（ｂ）は、かしめ加工前の断面図、（ｃ）は、かしめ加工後の断面図である。

図１３〜図１５には、上記した実施形態のボールペンチップ本体１１とは異なるボールペンチップ本体７０、７１、７２が示されている。
そして、ボールペンチップ本体７０、７１を用いる第２及び第３の実施形態ボールペンチップの製造方法では、上記した実施形態と比較して、かしめ工具４４の傾斜部４４ａの傾きαと、周状削り部５５の第１の面５６の傾きβとの角度を変えて、ボールペンチップ１を製造するものである。また、ボールペンチップ本体７２を用いるボールペンチップの製造方法では、上記した実施形態と比較して、縁部拡径工程によって内側削り部７９を形成してボールペンチップ１を製造するものである。なお、第２〜第４の実施形態に用いるボールペンチップ本体７０、７１、７２の先端部４３以外の形状については、ボールペンチップ本体１１と同様の形状である。

以下、個別に詳細に説明する。
第２の実施形態におけるボールペンチップ１の製造方法は、図１３（ａ）に示されるボールペンチップ本体７０を用いて製造される。図１３（ｂ）、図１３（ｃ）に示されるように、先端部４３を変形させる先端変形工程において使用するかしめ加工具４４の傾斜部４４ａは、ボールペンチップ本体７０の周状削り部５５の第１の面５６と傾きが異なっている。そして、ボールペンチップ１の軸に対する、傾斜部４４ａの傾斜が、第１の面５６の傾斜よりも大きい。すなわち、ボールペンチップ１の軸に対する傾斜部４４ａの傾きαは、ボールペンチップ１の軸に対する第１の面５６の傾きβより大きい。

そして、第２の実施形態におけるボールペンチップ１の製造方法により、先端変形工程により先端部４３を変形させると、図１３（ｃ）に示されるように、傾斜部４４ａが第１の面５６の先端側の縁８０に接触し、第２の面５７が傾斜部４４ａに沿うような形状に変形して、先端部４３が変形する。

このとき、第２の面５７の傾斜は、第１の面５６の傾斜よりも大きい。そして、ボールペンチップ１の軸を通る断面における第１の面５６と第２の面５７となす角度は１８０°以上である。

第３の実施形態におけるボールペンチップ１の製造方法は、図１４（ａ）に示されるボールペンチップ本体７１を用いて製造される。そして、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）に示されるように、先端部４３を変形させる先端変形工程において使用するかしめ加工具４４の傾斜部４４ａは、ボールペンチップ本体７０の周状削り部５５の第１の面５６と傾きが異なっている。そして、ボールペンチップ１の軸に対する傾斜部４４ａの傾斜が、第１の面５６の傾斜よりも小さい。すなわち、ボールペンチップ１の軸に対する傾斜部４４ａの傾きαは、ボールペンチップ１の軸に対する第１の面５６の傾きβより小さい。

そして、第３の実施形態におけるボールペンチップ１の製造方法により、先端変形工程により先端部４３を変形させると、図１４（ｃ）に示されるように、傾斜面４４ａが第１の面５６の後端側の縁７５に接触し、第２の面５７が傾斜部４４ａに沿うような形状に先端部４３が変形する。

このとき、第２の面５７の一部が傾斜部４４ａに沿うような形状に変形してかしめ表面部を形成する。また、先端部４３の外形形状は円錐台の側面状であり、第１の面５６の後端側の縁７５がこのかしめ表面部の仮想面上に位置している。

そして、先端変形工程において、かしめ加工具４４の傾斜部４４ａに第１の面５６の後端側の縁７５に接触することにより、かしめ加工具４４の位置決めを行うことができる。

第４の実施形態におけるボールペンチップ１の製造方法は、図１５（ａ）に示されるボールペンチップ本体７２を用いて製造される。ボールペンチップ本体７２は、第１の実施形態におけるボールペンチップ本体１１と同様に加工し、さらに、縁部拡径工程により内側削り部７９を設けてボールペンチップ本体７２の先端側の内径をボールハウス１５側の内径よりも大きい内径としている。縁部拡径工程は、半月バイトなどの姿バイトやその他の切削工具により、削ることにより形成することができる。

この縁部拡径工程を、上記したボールハウス１５を形成する内部加工工程と同時に行ってもよい。具体的な方法として、ボールペンチップ１内部を加工する加工ツールの先を円筒壁４１の内径に合わせ、根元側を内側削り部７９の内径に合わせたものを用い、これによって削ることによって加工される。この方法を採用することにより、２つの工程を同時に行うことができるので、工程の簡略化を図ることができる。さらに、縁部拡径工程により形成した内側削り部７９の中心軸と、内部加工工程により形成した円筒壁４１の中心軸とを合わせることが容易となり、精密な加工を行うことができる。

そして、ボールペンチップ本体７２を用いて、第１の実施形態の先端変形工程と同様にかしめ加工具４４を用いて先端部４３を変形させる。
なお、図１５（ｂ）、図１５（ｃ）に示されるように、ボールペンチップ本体７２のボールペンチップ１の軸に対する傾斜部４４ａの傾きαは、ボールペンチップ１の軸に対する第１の面５６の傾きβと同じとしている。

第４の実施形態におけるボールペンチップ１の製造方法により、先端部４３を変形する先端変形工程により加工すると、図１５（ｃ）に示されるように、第２の面５７が傾斜部４４ａに沿うような形状に変形して、先端部４３が変形する。

先端変形工程を行う前の状態では、図１５（ｂ）に示されるように、内側削り部７９によって、先端部４３とボール１０との距離をより大きくすることができる。したがって、図１５（ｃ）に示されるように、先端変形工程により先端部４３を変形させる場合に、先端部４３の内側面Ｋの傾斜をより大きくすることができる。

上記した実施形態の周状削り部５５により形成される第１の面５６及び第２の面５７は、円錐台の側面又は円柱側面であり、ボールペンチップ１の軸を含む断面形状は、直線状であったが、先端変形工程において、周状に削った部分をボール側に変形させることができればどのような形状でも良く、ボールペンチップ１の軸を含む断面形状が曲線状であってもよい。

また、第５の実施形態のボールペンチップ製造方法は、図１６、図１７に示されるように、ボールペンチップ本体８５を用いてボールペンチップ８４を製造するものである。
図１６は、本発明の第５の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。図１７は、本発明の第５の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。

ボールペンチップ本体８５には、上記した実施形態のボールペンチップ本体１１、７０、７１、７２とは異なる座面側加工面４８を内部加工工程によって形成されるものである。そして、図１６に示されるように、座面側加工面４８の形状は頂点を塗布具用チップの先端側とする円錐台の側面の形状である。また、座面側加工面４８の内側端部４８ａ側が突出している。なお、ボールペンチップ本体８５の座面側加工面４８以外の形状については、上記した実施形態のボールペンチップ本体１１と同様であり、周状削り部５５を有している。

そして、上記した実施形態と同様に、ボール１０をボールハウス１５に入れて、先端部４３を変形させ、さらに、ボール１０を押圧して座面４５を形成して、図１７に示されるような状態とする。
座面側加工面４８の内側端部４８ａ側が突出しているボールペンチップ本体８５を用いて、ボールペンチップ８４を製造するので、座面変形工程を小さい力で行うことができる。

また、図１８、図１９に示されるボールペンチップ本体７４を用いることができる（第６の実施形態）。図１８は、本発明の第６の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。図１９は、本発明の第６の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。

上記した、第１〜第５の実施形態のボールペンチップ本体１１、７０、７１、７２、８５では、周状削り部５５の第１の面５６の形状は円錐台の側面状であり、図１４（ｂ）などに示されるように第１の面５６の後端側の縁７５の部分で角が立っている。そのため、第１〜第５の実施形態のボールペンチップ１を用いて筆記する場合に、後端側の縁７５が筆記対象に引っ掛かり、筆記感を悪くするおそれがある。

第６の実施形態のボールペンチップ本体７４では、周状削り部５５の第１の面５６の形状が、外側に向かって突出する曲面状である。そして、第１の面５６の後端側の縁７５には角がなく、第１の面５６の後端側の縁７５はなめらかにつながって、連続面となっている。したがって、ボールペンチップ本体７４により製造されたボールペンチップ１を用いて筆記する場合に、引っ掛かることはなく、筆記感を悪くするおそれがない。

また、上記した実施形態は、溝加工工程、座面変形工程及び縁部拡径工程を有するものであったが、これらの全部又は一部の工程を有さない製造方法であってもよい。
上記した実施形態の水性インキ及び水性ゲルインキであるインキ５として、吐出量を多くすることが適しているインキ５を用いることが好ましい。一例として、以下のようなインキ５を用いることが用いることができる。
１）立体造膜成分としての粘着性合成樹脂エマルション及び水を少なくとも含んでいるインキ。
２）前記インキにおいて、前記粘着性合成樹脂エマルションがインキ全量に対して少なくとも３０重量％含まれているインキ。
３）前記インキにおいて、粘度が５ｍＰａ・ｓ以上、１００ｍＰａ・ｓ未満（ＥＬＤ型粘度計、１°３４′コーンローター、１０ｒｐｍ、２０℃）のインキ。
４）前記インキにおいて、粘着性合成樹脂エマルションの樹脂粒子が複数の粒度分布を持つ樹脂粒子群で構成されるインキ。
５）前記インキにおいて、粘着性合成樹脂エマルションは最低造膜温度（ＭＦＴ）２５℃以下の合成樹脂エマルションであるインキ。
６）前記インキにおいて、最低造膜温度（ＭＦＴ）が５℃以下の粘着性合成樹脂エマルションと、最低造膜温度（ＭＦＴ）が５０℃以上の粘着性合成樹脂エマルションとが含まれているインキ。
７）前記インキにおいて、着色剤を有するインキ。
８）前記着色剤として金属を含む顔料が含まれ、かつさらに増粘剤が含まれているインキ。
９）前記インキにおいて、粘着性合成樹脂エマルションがアクリル系合成樹脂エマルション及びスチレン系合成樹脂エマルションの群から少なくとも選ばれたインキ。
１０）前記インキにおいて、前記樹脂エマルションの造膜樹脂を可塑化する性質を持つ物質である造膜助剤を含むインキ。
１１）前記インキにおいて、香料を含むインキ。

上記した実施形態のインキ５として、水性インキや、油性インキや修正液などその他の塗布液を用いることができる。
また、このボールペン１８を用いて筆記する場合のインキの吐出量Ｚを、少なくとも１００ｍｇ／１０ｍとすることができる。

さらに、ボール１０の外径Ｄ（ｍｍ）、筆記によって形成された筆跡の厚みＨ（μｍ）ラ１０³、筆記の際のインキの吐出量Ｚ（ｍｇ／１０ｍ）の関係が、以下の１）〜３）の１又は２以上が成立するボールペン１８も採用することができる。なお、インキの吐出量Ｚ（ｍｇ／１０ｍ）は、１０ｍ筆記したときの吐出量（ｍｇ）を示すものである。
１）ボール径Ｄ（ｍｍ）に対して、筆記によって形成された筆跡の厚みＨ（μｍ）ラ１０³の比であるＨ／Ｄが１５以上であるボールペン。
２）ボール径Ｄ（ｍｍ）に対する前記ペン先からの前記水性インキ組成物の吐出量Ｚ（ｍｇ／１０ｍ）の比であるＺ／Ｄが１２５以上であるボールペン。
３）ボール径Ｄ（ｍｍ）に対して、筆記によって形成された筆跡の厚みＨ（μｍ）ラ１０³の比であるＨ／Ｄが１５以上であり、ボール径Ｄ（ｍｍ）に対する吐出量Ｚ（ｍｇ／１０ｍ）の比であるＺ／Ｄが１２５以上であるボールペン。
上記の範囲のボールペン１８は、インキの成分、粘度等及びボール径等を調整して製造することができる。

また、本発明の第１の実施形態では、ボール付勢部材１２が設けられているが、ボール付勢部材１２を設けなくともよい。

なお、本出願には、特願２００３−１４９５１２号、特願２００３−１４９４９１号及び特願２００３−１４９６４０号それぞれの日本国出願に記載の発明内容が全て含まれる。

以上説明したように、塗布具のチップの製造方法に用いることができ、製造時の加工性が安定し、製造しやすい。

（ａ）は、本発明の実施形態におけるボールペンチップを用いた芯の断面図である。（ｂ）は図１（ａ）に示した芯を用いたボールペンの正面図である。 本発明の実施形態におけるボールペンチップの断面図である。 図２のボールペンチップの先端付近の断面図である。 図２のボールペンチップの先端部分を拡大した断面図である。 本発明の第１の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。 図５のＡの部分を拡大した図である。 本発明の第１の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。 図７のＢの部分を拡大した図である。 本発明の第１の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。 図９のＣの部分を拡大した図である。 本発明のボールペンチップの先端部分の断面図である。 従来技術のボールペンチップの先端部分の断面図である。 本発明のボールペンチップの製造方法の第２の実施形態における加工段階での先端部分の拡大断面図であり、（ａ）及び（ｂ）は、かしめ加工前の断面図、（ｃ）は、かしめ加工後の断面図である。 本発明のボールペンチップの製造方法の第３の実施形態における加工段階での先端部分の拡大断面図であり、（ａ）及び（ｂ）は、かしめ加工前の断面図、（ｃ）は、かしめ加工後の断面図である。 本発明のボールペンチップの製造方法の第４の実施形態における加工段階での先端部分の拡大断面図であり、（ａ）及び（ｂ）は、かしめ加工前の断面図、（ｃ）は、かしめ加工後の断面図である。 本発明の第５の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。 本発明の第５の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。 本発明の第６の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。 本発明の第６の実施形態の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。 従来技術の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。 従来技術の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。 従来技術の製造方法におけるボールペンチップの加工段階での先端部分の断面図である。 従来技術のボールペンチップの先端部分の断面図である。

符号の説明

１、８４ ボールペンチップ（塗布具用チップ）
１０ ボール
１１、７０、７１、７２、７４、８５ ボールペンチップ本体（塗布具用チップ本体）
１５ ボールハウス
１８ ボールペン
４３ 先端変形部
４４ かしめ加工具
４４ａ 傾斜部
４７ 溝
４８ 座面側加工面
５５ 周状削り部
５６ 第１の面
５７ 第２の面

Claims (16)

1. 先端側が開口状であるボールハウスを備えた塗布具用チップ本体と、ボールハウス内で保持されたボールとを有する塗布具用チップの製造方法において、
   塗布具用チップ本体の外側の形状を略円錐状に加工する外部加工工程と、塗布具用チップ本体の内側にボールハウスを形成する内部加工工程と、前記ボールハウスにボールを収納するボール収納工程と、塗布具用チップ本体の先端部をボール側に変形させる先端変形工程を有し、さらに、前記外部加工工程の後、塗布具用チップ本体の先端付近の外側を周状に削る周状削り工程を有し、前記先端変形工程において前記周状に削った部分をボール側に変形させ、
   前記周状削り工程では、円錐台側面である第１の面と、前記第１の面とは異なる円錐台側面又は円柱側面であって前記第１の面よりも先端側に位置する第２の面とを形成するように加工するものであり、前記先端変形工程において塗布具用チップの軸を通る断面における前記第１の面と前記第２の面とがなす角度を大きくするように加工し、
   傾斜部を有する加工具を前記塗布具用チップ本体の軸方向に、前記傾斜部が前記第１の面の先端側の縁または後端側の縁に接触するまで押しつけることにより、前記第２の面の全部又は一部を前記傾斜部に沿うように変形させることを特徴とする塗布具用チップの製造方法。
2. 先端側が開口状であるボールハウスを備えた塗布具用チップ本体と、ボールハウス内で保持されたボールとを有する塗布具用チップの製造方法において、
   塗布具用チップ本体の外側の形状を略円錐状に加工する外部加工工程と、塗布具用チップ本体の内側にボールハウスを形成する内部加工工程と、前記ボールハウスにボールを収納するボール収納工程と、塗布具用チップ本体の先端部をボール側に変形させる先端変形工程を有し、さらに、前記外部加工工程の後、塗布具用チップ本体の先端付近の外側を周状に削る周状削り工程を有し、前記先端変形工程において前記周状に削った部分をボール側に変形させ、
   前記周状削り工程では、円錐台側面である第１の面と、前記第１の面とは異なる円錐台側面又は円柱側面であって前記第１の面よりも先端側に位置する第２の面とを形成するように加工するものであり、前記先端変形工程において塗布具用チップの軸を通る断面における前記第１の面と前記第２の面とがなす角度を大きくするように加工し、
   前記先端変形工程において傾斜部を有する加工具を塗布具用チップ本体の軸方向に、前記傾斜部が前記第１の面に接触するまで押しつけることにより、前記第２の面の全部又は一部を前記傾斜部に沿うように変形させるように加工することを特徴とする塗布具用チップの製造方法。
3. 前記先端変形工程において、当該工程により形成される塗布具用チップ本体の先端部の外側の表面であるかしめ表面部は円錐台の側面状であり、前記第１の面の後端側の縁が、前記かしめ表面部の仮想面上となるように加工するものであることを特徴とする請求項２に記載の塗布具用チップの製造方法。
4. 周状削り工程において、第１の面の形状を外側に向かって突出する曲面状に加工し、第１の面の後端側の縁が連続面となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の塗布具用チップの製造方法。
5. 塗布具用チップ本体の先端側の内側を、ボールハウス内部の内径よりも大きい内径とするように加工する縁部拡径工程を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の塗布具用チップの製造方法。
6. 前記縁部拡径工程において、姿バイトを用いて加工することを特徴とする請求項５に記載の塗布具用チップの製造方法。
7. 縁部拡径工程は、内部加工工程と同時に行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の塗布具用チップの製造方法。
8. 前記ボールハウスの後端側に軸方向に伸びる溝を形成する溝加工工程を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の塗布具用チップの製造方法。
9. 前記ボールを先端側から押圧して、前記ボールハウスの後端側を変形させる座面変形工程を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の塗布具用チップの製造方法。
10. 内部加工工程において、先端側に突出している座面側加工面を形成するように加工し、座面変形工程において、前記座面側加工面を変形させて座面を形成することを特徴とする請求項９に記載の塗布具用チップの製造方法。
11. 内部加工工程において、座面側加工面の内側を先端側に突出させることを特徴とする請求項１０に記載の塗布具用チップの製造方法。
12. 内部加工工程において、座面側加工面の形状は頂点を先端側とする円錐台の側面の形状に加工することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の塗布具用チップの製造方法。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の塗布具用チップの製造方法を用いて製造された塗布具用チップ。
14. 請求項１３記載の塗布具用チップを用いたことを特徴とする塗布具。
15. 塗布液として水性インキ又は水性ゲルインキを用いているボールペンであることを特徴とする請求項１４に記載の塗布具。
16. ボールは先端側に付勢されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の塗布具。

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