JP4565684B2

JP4565684B2 - ボールペンチップの製造方法

Info

Publication number: JP4565684B2
Application number: JP36241199A
Authority: JP
Inventors: 佳秀石井
Original assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2019-12-21
Also published as: JP2001171280A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベンジルアルコール、フェノキシエタノール、カービトール類、セロソルブ類などの溶剤を単独または２種以上混合して用いており、３０００〜１５０００ｍＰａ．ｓの粘度を有する油性インキを使用した、いわゆる油性ボールペン用のボールペンチップに関するものであり、ボールペンとしての筆記品質を損なうことのないインキ流出量及び描線濃度を確保することが可能な油性インキ用ボールペンチップの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボールペンは、ボールペンチップにおける、カシメ加工により形成されたカシメ部内壁面とボールとの隙間（ボール表面にホルダー先端部内側が当接される部分）よりインキを吐出するので、前記隙間の形状によりインキ流出量及び描線濃度などが変化し、完成体（ボールペン）の品質に大きく影響する。
油性インキは水性インキに比較して高粘度であるため、紙面への転写機構としては、ボール表面にのったインクのみを転写していく。そのため、描線幅はインキ流出量の影響を受けにくく、幅値自体は大きく変化しない。よって、インキ流出量が少なければ描線は薄いものが得られ、また、インキ流出量が多ければ描線幅はそれだけ濃いものが得られると言うことになる。
描線幅の濃度を決定するインキ流出量は、前記したように、カシメ部内壁面とボールとの形成する隙間形状により大きく左右され、該隙間が大きすぎたり、カシメ部内壁面幅（前記隙間の軸線方向長）が短すぎると、流量が多くなり濃い描線が得られる代わりに、紙面にのれなかったインキがチップカシメ部付近に蓄積されて、紙面又はペン先汚れの原因となってしまう。
また、前記隙間が適切に成形できた場合でも、カシメ部内壁面幅が長くなると、インキ流出量低下により、描線は薄いものになってしまい、さらに受け座摩耗の促進の原因となってしまう。
このように、カシメ部内壁面とボールとの形成する隙間及び、カシメ部内壁面幅は、それぞれインキ流出量を決定する上で、重要な因子である。
【０００３】
従来の油性インキ用ボールペンチップは、ボールを抱持するために、ボールペンチップのインキ誘導孔・放射状溝及びボール抱持部を切削加工などにより形成した後、一般に、１工程ないし２工程のタタキ加工を行うことにより、ボール受座部を塑性変形させた後に、カシメ加工具によりホルダー先端部内側をボールに当接させながら内方に塑性変形させることにより、ホルダー先端部内面にカシメ部内壁面を形成し、該カシメ部内壁面とボールとの隙間をごく小さくした状態で、ボール抱持部を形成する方法が知られている。
また、インキ流出量の微妙な調節の方法としては、従来は、ホルダー先端からのボールの突出量やカシメ加工具の角度を変化させることにより、カシメ加工工程において、カシメ部内壁面とボールとの間に形成されるカシメ部内壁面幅を調節することにより行っていた。
【０００４】
上記従来製造方法で作製した油性インキ用ボールペンチップの場合、ボール径サイズが０．７ｍｍ以上であると、ホルダー先端部に剛性がある事で、スプリングバックという現象により、塑性変形域に達しなかった組織がもとの形状に戻ろうとするため、結果的にカシメ部内壁面とボールとの間には、前記に挙げた様な、ある程度の隙間が形成されるので、結果的にボールの縦ガタが発生し、前記手法によるインキ流量の調節が可能であった。
さらに、ボール径が大きいために、インク流出量も十分確保できるので、描線濃度についても満足の得られる濃さを実現可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ボール径が０．２〜０．６ｍｍの場合、ホルダー先端部の肉厚はさらに薄肉化し、剛性が無くなるため、スプリングバック現象も微少な組織域でしか発生しないため、カシメ工程後にはボールの縦ガタがほとんどゼロに近くなり、前記隙間部分も限りなくゼロに近くなる。そのため、従来手法による調整を施しても、油性ボールペン品質を損なわない範囲のインキ流出量を確保することが困難になり、その結果、描線濃度も非常に薄くなってしまう。
場合により、カシメ具合をゆるめることで、所定のインキ流出量が確保できたとしても、逆に不安定さが顕著になってしまうため、筆感の低下や、インキ流出量のバラツキが増大してしまう。
そして、以上の現象は、ボール径が小さければ小さいほど顕著になる。
【０００６】
よって、本発明は、タタキ工程を行い、カシメ工程の後に更にタタキ工程を行うことにより、カシメ部内壁面とボールとの間に適切な隙間を作り、油性ボールペン品質に見合ったインキ流出量及び描線濃度を確保することが可能になり、かつ、インキ流出量の調整の幅を広げることが可能な、０．２〜０．６ｍｍの油性インキ用ボールペンチップの製造方法を提供することを目的とする。本発明は、０．４ｍｍ以下のボールサイズを有する油性インキ用ボールペンチップに、特に有効である。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、油性インキ用ボールペンチップにおいて、インキ誘導孔・放射状溝及びボール抱持部を切削加工などにより形成した後、ボール抱持部内にボールを挿入し、タタキ加工具によりボールを押圧してボール抱持部底面を塑性変形させて、ボールの曲率と同等の曲率を持ったボール受座部を形成した後、カシメ加工具により、ホルダー先端部をボールに当接させながらカシメ加工を行うことにより、前記先端部にボールの曲率と同等の曲率及び、全周にわたってある一定の幅を有したカシメ部内壁面を形成する。この時、カシメ加工は従来と同様に加工を行うため、筆感などの筆記品質は全く変わらない。その後に、タタキ加工具によりボールを押圧する事により、ボール抱持部底面を塑性変形させて、ボールの曲率と同等の曲率を持ったボール受座部を形成すると同時に、カシメ加工により形成されたカシメ部内壁面とボールに適切な隙間を形成し、ボールの縦ガタを５〜３０μｍ有するようにする。これにより、カシメでの筆記品質に加えて、油性ボールペン品質を損なうことのないインキ流出量及び描線濃度を確保する事が可能になる。以上のように、本発明は、タタキ工程によりボールの縦ガタを５〜３０μｍ有することを特徴とする、０．２〜０．６ｍｍの油性インキ用ボールペンチップの製造方法を提供するものである。
【０００８】
【実施例】
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１はカシメ工程後のボールペンチップの縦断面である。右上には、カシメ部分の拡大図を示してある。
先端に筆記部となるボール１を外部に臨出するように回転可能に抜け止めされており、ボール１下には、適宜寸法に設定されたインキ誘導孔２と、それを中心にして配置された複数本の放射状溝３が配置されている。
カシメ加工後には、ホルダー４先端部内側に、ボール１の曲率と同等な曲率と全周にわたってある一定の幅Ｓを有したカシメ部内壁面６が形成される。この時、図１の拡大図からも見て取れる通り、カシメ部内壁面６とボール１の間にはきわめて小さな隙間しかできないために、ボールの縦ガタＣはゼロに限りなく近い値になる。
その結果、この状態であると、油性ボールペン性能に必要なインク流出量及び描線濃度を得ることは困難になる。
【０００９】
図２にはタタキ工程後のボールペンチップの縦断面図を示す。これは本発明に於ける最終形態である。右上には図１同様、カシメ部の拡大図を示している。カシメ工程後には、ボール１をタタキツールＨｍにより上方より押圧し、ボール抱持部５底面を塑性変形させることにより、ボール１の曲率と同等な曲率を持ったボール受座部７を形成すると同時に、カシメ部内壁面６とボール１との間に適切な隙間間隔Ｔを発生させ、ボールに５〜３０μｍの縦ガタＣを与える。
【００１０】
ボールが小径の場合、単位面積当たりにかかる力はボール径に対して飛躍的に増加するので、常に一定の筆記品質を保つためには、受け座の表面積は大きい方が良好である。さらに、十分なインキ流出量を得るためには、ボール抱持部５の容積を大きくすることが良好である。これらの条件は各部の寸法及び数量に密接に関わってくるために、加工的な意味合いからも、各部寸法及び数量は以下のような範囲にすることが現実的である。
縦ガタＣ … ５μｍ〜３０μｍ
インキ誘導孔径２ … ボール径の４０％〜７０％
放射状溝３の幅 … ０．０３ｍｍ〜０．１０ｍｍ
放射状溝３の本数 … ２〜８本
ボール抱持部５の径 … ボール径の１０１〜１１０％
ボール受け座部７の角度 … ９０゜〜１５０゜
さらに望ましくは、以下の範囲の寸法及び数量にするのが良い。これにより、諸性能において、均整のとれたボールペンチップを得ることが可能になる。
縦ガタＣ … １０μｍ〜２５μｍ
インキ誘導孔径２ … ボール径の５０％〜６０％
放射状溝３の幅 … ０．０３ｍｍ〜０．１０ｍｍ
放射状溝３の本数 … ３〜６本
ボール抱持部５の径 … ボール径の１０１〜１０５％
ボール受け座部７の角度 … １２０゜〜１４０゜
また、本発明において、放射状溝３については、ボール１側から後方へと貫通させることにより、インキの流路が広がるため、効果的に本発明を実施することができる。
【００１１】
また、本発明のもう一つの利点としては、従来はカシメ工程でインキ流出量を微調整していたが、本発明の製造方法によると、カシメ工程及び２回のタタキ工程の３工程において、インキ流出量の微調整が可能なために、調整の自由度が向上するという点も挙げられる。
【００１２】
更に本発明においては、カシメ工程以前にもタタキ工程を入れることにより、本発明をより効果的に利用することが可能になる。１つには、最終タタキ工程で得られるボール受座部７の大きさ以上の径が必要な場合である。これは主にボール受座摩耗対策に起因してくる事項であり、カシメ工程以前にタタキ工程を入れることにより必要とされるボール受座径７をより大きく形成可能になる。２つ目には、カシメ加工中のボール１位置の安定化をさせたい場合である。これは主に描線方向性対策に起因してくる事項で、タタキ工程後にはボール１と同等の曲率面を持ったボール受座面７がボール抱持部５底面に形成されるために、カシメ加工中にはボール１が安定して同じ位置に落ち着いてられるために、全周に、より均一なカシメ加工を施す事が可能になるために、カシメ部内壁面幅Ｓを均一形成することにつながり、カシメ工程の安定化をはかることができる。
【００１３】
図４は、テストに用いた油性ボールペンの形態を示している。
インキ収容管８の内部には油性インキ９が充填されており、その先端にボ−ルペンチップ１０が圧入されている。ボールペンチップ１０はボール１が前端側はカシメ加工で抜け止めされており、ホルダー４先端部には、カシメ加工により、ボール１の曲率と同等の曲率と全周にわたってある一定の幅Ｓを有したカシメ部内壁面６が形成されている。
また、後端側はボール受座７により抜け止めされており、ボール１が回転可能に遊嵌されている。ボール１の後方には、インク誘導孔２及び放射溝３を有しており、インキ９の流路はそれらにより確保されている。
【００１４】
以下に実施例とその比較例について示す。
［チップ仕様］：
ボール径＝φ０．３８ｍｍ
ボール１押圧量＝１５μｍ
インキ誘導孔径２＝０．２ｍｍ
放射状溝３の幅＝０．０５ｍｍ／４本
ボール抱持部５の径＝０．４１０ｍｍ
ボール受け座部７の角度＝１００゜
カシメ部内面幅Ｓ＝３０〜４０μｍ
ボール・カシメ内面壁間隙間Ｔ＝３〜７μｍ
［インキ］：
インキＡ：インク粘度＝１００００[ｍＰａ・ｓ]
インキＢ：インク粘度＝７５００[ｍＰａ・ｓ]
（インキ組成）
バリーファーストブラック＃１８０２（オリエント工業製）１５．０重量％
スピロンバイオレットＣ−ＲＨ（保土ヶ谷化学製）１０．０重量％
バリーファーストイエローＡＵＭ（保土ヶ谷化学製）５．０重量％
フェノキシエタノールＡ：３９．０，Ｂ：４３．０重量％
ベンジルアルコール１０．５重量％
ハイラック＃１１０Ｈ（日立化成製）Ａ：１８．０，Ｂ：１４．０重量％
ＰＶＰＫ−９０（ＩＳＰ製）０．５重量％オレイン酸２．０重量％
ここで、Ａ・Ｂインキの粘度差は、フェノキシエタノール及びハイラック＃１１０Ｈの配合割合を変更することで作製している。
［実施例１］：（工程）タタキ→カシメ→タタキ、製品クリアランスＣ＝１５μｍ、インキ＝Ａ
［実施例２］：（工程）タタキ→カシメ→タタキ、製品クリアランスＣ＝１５μｍ、インキ＝Ｂ
その他仕様は実施例１と同等。
［比較例１］：（工程）タタキ→カシメ製品クリアランスはほぼＣ＝０μｍ、インキ＝Ａ
その他仕様は実施例１と同等。
［比較例２］：（工程）タタキ→カシメ製品クリアランスはほぼＣ＝０μｍ、インキ＝Ｂ
その他仕様は実施例１と同等。
書味：手書き筆記による官能評価
流量：ＪＩＳ機械筆記の０〜１００ｍの初期流量[mg]の測定数ｎ＝１０平均値
摩耗：距離１０００ｍまでのＪＩＳ機械筆記の結果評価は３段階評価、○：良、△：使用可、×：不可、とした。
流量書味描線濃度方向性受座摩耗
実施例１１７ △ ○ ○ ○
実施例２２３ ○ ○ ○ ○
比較例１３ × × △ ×
比較例２５ × × △ ×
【００１５】
本発明により、従来の製造工程では困難であった、油性ボールペンの筆記品質を損なうことのない、インキ流量及び描線濃度を確保することが可能な０．２〜０．６ｍｍの小径ボールの油性インキ用ボールペンチップを実現することが可能となる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように本発明のボールペンチップの製造方法によれば、油性インキ用ボールペンチップに０．２〜０．６ｍｍの小径ボールを用いた場合でも、油性ボールペンの品質を損なわないインキ流出量及び描線濃度を確保でき、かつ、より確実に所定のインキ流出量を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であるボールペンチップの、カシメ加工時の状態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施例であるボールペンチップの、タタキ加工時の状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施例であるボールペンチップの、タタキ加工後の縦断面図である。
【図４】テストで用いた油性ボールペンの縦断面図である。
【符号の説明】
１ボール
２インキ誘導孔
３放射状溝
４ホルダー
５ボール抱持部
６カシメ部内壁面
７ボール受座部
８インク収容筒
９油性インキ
１０ボールペンチップ
Ｓｐカシメ加工具
Ｈｍタタキ加工具
Ｃボールの縦ガタ
Ｓカシメ部内壁面幅
Ｔボールとカシメ部内壁面間の隙間

Claims

先端に筆記部となるボールが外部に臨出するように回転可能に抜け止めされており、ボール抱持部の底面中心に開けられたインキ誘導孔と、それを中心として放射状に配置された複数本の放射状溝を有しており、ボール及びホルダーとから構成されて成るボールペンチップの製造方法において、
複数本の放射状溝をボール把持部の底面から後方へと貫通し、ボールをボール把持部に投入した後、ボールを先端より押圧し、ボールの曲率をボール把持部底面に転写させて、ボール受座を形成させるタタキ工程を入れた後、ホルダー先端部をボールに当接させながら内方へ縮径させることにより、ホルダー先端部内周面にボールの曲率と同等な曲率を持ち、全周にわたってある一定の幅Ｓを有したカシメ部内壁面を形成するカシメ加工を施した後に、ボールを先端より押圧し、ボールの曲率をボール抱持部底面に転写させて、ボール受座を形成させるタタキ工程を入れることにより、ボールの縦ガタを５〜３０μｍ有することを特徴とした、ボール径が０．２〜０．６ｍｍのベンジルアルコール、フェノキシエタノール、カービトール類、セロソルブ類などの溶剤を単独または２種以上混合して用いており、３０００〜１５０００ｍＰａ．ｓの粘度を有する油性インキ用ボールペンチップの製造方法。