JP5121087B2 - ボールペン及びボールペンチップ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、周知の筆記具であり、ボールペンチップの中に筆記用ボールが回転可能に保持され、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ものである。
ここでボールペンチップの形状に注目すると、ボールペンチップは図６（ａ）（ｂ）の様に、チップ本体１００と筆記用ボール１０２によって構成され、チップ本体１００の外形は先端１０１が円錐状をしており、ボール１０２はボール収納室１０３内に挿入され、さらにボール１０２はチップ本体１００の先端１０１で挟持されている。
【０００３】
ボールペンチップの内側の構造は、先端に凹状のボール収納室１０３があり、後端にインキ導通開口が設けられている。また中央の細穴１１０は、ボール収納室１０３とインキ導通開口を貫通している。またボール収納室１０３の座面１０５には矢溝と称される放射状の溝１０７が設けられている。
従来技術のボールペンでは、上記した放射状の溝１０７は、幅がいずれも０．１４ｍｍ以下であった。またボール１０２とボール収納室１０３の内壁との隙間は、いずれも１５μｍ以下であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本願出願人は、特願平１１−７６８６８号において、ガラスフレーク顔料や金属被覆無機顔料等の光輝性顔料を含む水性インキ組成物を開示している。この水性インキ組成物において、推奨される顔料の平均粒子径は２０〜５０μｍ程度である。即ち平均粒子径が２０〜５０μｍ程度の光輝性顔料を用いた水性インキ組成物によれば、従来公知の光輝性顔料を用いた水性インキ組成物と比較して、より強い光輝感を有するとともに、強い立体感を併せ持つ筆跡乃至塗膜を得ることができる。
【０００５】
そして本発明者は、上記した水性インキ組成物をボールペンに採用しようと試み、従来技術の構造を持つボールペンに、上記したガラスフレーク顔料等を含有する水性インキを充填した。そしてこのボールペンについて連続筆記テストを試みたところ、筆記途中でインキが詰まり、筆記不能の事態に陥った。
そこで本発明は上記した実情に鑑み、ガラスフレーク顔料等を含む水性インキを使用しても、インキ詰まりが生じず、なめらかな筆記感を呈するボールペンを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記した事態に際し、インキが詰まる箇所と、何が詰まるのかという点を調査したところ、インキ組成物中の顔料が矢溝１０７の部分で詰まってしまうためであることが判明した。また詰まっていた顔料を取り出して調べたところ、１８０μｍ程度の最大径を有するものが含まれており、このような巨大な粒子がインキを詰まらせる原因であった。そこで本発明者は、矢溝の幅、深さ、数、筆記用ボールの径、隙間等が異なるおびただしい数のボールペンチップを試作し、上記したインキ組成物を使用して数々の実験を行った。この知見に基づく本発明は、インキ収納部と、当該インキ収納部に接続され筆記用ボールが一部露出した状態で回転可能に保持されたボールペンチップを有し、ボールペンチップはインキ収納部と連通するインキ導通孔と、当該インキ導通孔に連通し筆記用ボールが収納されるボール収納室を備え、ボール収納室はボールを保持する座面を有するボールペンにおいて、前記ボールペンチップは、快削鋼、快削ステンレス鋼、真鍮のいずれかを切削加工して作られたものであり、前記座面は傾斜を持つテーパ面であって中央の孔に収斂し、前記座面には放射状の溝が設けられており、前記溝は、ボール収納室側からインキ導通孔側に０．１５ｍｍ以上の深さを有し、溝の幅は一定幅であって幅の大きさは筆記用ボールの直径の２５％〜３５％であり、前記インキ収納部には、チキソトロピー性を有する水性インキであって１７５〜２００μｍの最大粒子径の顔料を含むインキが充填されており、前記筆記用ボールの直径は０．８〜１．１ｍｍであり、前記放射状の溝の中央には、インキ導通孔とボール収納室とを連通させる直径０．３〜０．５ｍｍの前記孔が設けてあり、筆記用ボールが座面に着座した際における、筆記用ボールの赤道から露出側の部位であってボール収納室内にある部分とボール収納室の間の隙間が、どの部位においても２０〜４０μｍであることを特徴とするボールペンである。
【０００７】
本発明のボールペンは、上記の構成を備えているので、ガラスフレーク顔料等を含んでいても、ボールペンチップ内におけるインキの流れは円滑であり、詰まらない。
【０００８】
さらに請求項２に記載の発明は、インキ収納部には、粒子径にばらつきを有していて平均の粒子径が２０〜５０μｍの顔料を含有する水性インキが充填されていることを特徴とする請求項１に記載のボールペンである。
【０００９】
またさらに請求項３に記載の発明は、顔料として、ガラスフレーク顔料又は金属被覆無機顔料の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のボールペンである。
【００１０】
請求項２，３に記載の発明は、請求項１の構成と合致したインキを内蔵するものである。
【００１１】
また請求項４に記載の発明は、放射状の溝が、ボール収納室からインキ導通孔に貫通していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のボールペンである。
【００１２】
また請求項５に記載の発明は、座面が傾斜を持つテーパ面であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のボールペンである。
【００１３】
また請求項６に記載の発明は、筆記用ボールと、チップ本体を有し、チップ本体はインキ収納部からインキが導入される開口が設けられていると共に当該開口と連通するボール収納室を備え、筆記用ボールは、前記ボール収納室に回転可能に収納され、筆記用ボールの一部はボール収納室から露出しているボールペンチップにおいて、前記ボールペンチップは、快削鋼、快削ステンレス鋼、真鍮のいずれかを切削加工して作られたものであり、前記座面は傾斜を持つテーパ面であって中央の孔に収斂し、ボール収納室は先端が開放されていると共にボールを保持する座面側に放射状の溝が設けられ、前記溝は、ボール収納室側からインキ導通孔側に０．１５ｍｍ以上の深さを有し、溝の幅は一定幅であって幅の大きさは筆記用ボールの直径の２５％〜３５％であり、前記筆記用ボールの直径は０．８〜１．１ｍｍであり、前記放射状の溝の中央には、前記開口とボール収納室とを連通させる直径０．３〜０．５ｍｍの前記孔が設けてあり、筆記用ボールが座面に着座した際における、筆記用ボールの赤道から露出側の部位であってボール収納室内にある部分とボール収納室の間の隙間が、どの部位においても２０〜４０μｍであり、チキソトロピー性を有する水性インキであって１７５〜２００μｍの最大粒子径の顔料を含むインキがインキ収納部に充填されて使用されることを特徴とするボールペンチップである。
【００１４】
請求項６に記載のボールペンは、筆記用ボールとボール収納室との間に十分な隙間が確保されているので、光輝性顔料等を含んでいてもインキの流れは円滑であり、線飛び等が生じない。
【００１５】
本発明のボールペンチップは、ボール収納室の座面側に設けられた溝は幅広く、且つ筆記用ボールとボール収納室の内壁との間にも大きなインキ流通路が確保されている。さらに筆記用ボールは直径が０．８〜１．１ｍｍと大きく、放射状の溝の中央には、前記開口とボール収納室とを連通させる直径０．３〜０．５ｍｍの孔が設けてあり、筆記用ボールが座面に着座した際における、筆記用ボールの赤道から露出側の部位であってボール収納室内にある部分とボール収納室の間の隙間が、どの部位においても２０〜４０μｍであるので、１７５〜２００μｍの粒子径の顔料を含む水性インキのくみ出しが良好である。そのため本発明のボールペンチップは、光輝性顔料等の粒径が大きい顔料を含む水性インキを使用するボールペンに特に好適であり、詰まりの発生が少ない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本実施形態のボールペンは、特殊なインキを使用することを前提としたものであるので、ボールペンの物理的構造の説明に先立って、使用するインキの性状等について説明する。
本実施形態のボールペンに用いられるインキは、チキソトロピー性を有する水性インキであり、ガラスフレーク顔料又は金属被覆無機顔料を含有する。またインキに含有されるガラスフレーク顔料又は金属被覆無機顔料は、粒子径（全長）が極めて大きいものを含む。
【００１７】
ここでガラスフレーク顔料とは、フレーク状ガラスが金属などで被覆された構造からなる顔料を指し、光輝感と立体感を有する。
図１は、ガラスフレーク顔料の粒子を概念的に示した説明図である。
ガラスフレーク顔料の粒子は、偏平であり、その厚さは１μｍ程度である。しかしながら、インキ組成物として配合するガラスフレーク顔料の粒子を個々に見ると、その径（全長）は、図１の様にある程度のばらつきがある。
そこでガラスフレーク顔料の粒子の大きさを表すには、平均の粒子径やメジアンの粒子径で表示するのが適切である。そして光輝感と立体感を表出させるために、ボールペンのインキ中にガラスフレーク顔料を配合する場合には、平均粒子径が２０〜５０μｍのものを選択することが適切である。即ちガラスフレーク顔料の平均粒子径が２０μｍ未満の場合は、フレーク粒子が小さすぎるために光輝性に劣りインキ中に配合する価値がない。一方、平均粒子径が５０μｍを超える場合は、粒子が余りにも大きすぎ、どうしても詰まってしまう。
【００１８】
前記した様に、配合されるガラスフレーク顔料の粒子径にばらつきがあるため、その平均粒子径を中心として、それよりも大きな粒子の顔料や小さな粒子の顔料がインキ中に含まれることとなる。具体的には、上記した平均粒子径の下限たる２０μｍのガラスフレーク顔料であれば、最大のものとして一般的に４０μｍ程度の径を有する粒子が含まれる。また上記した平均粒子径の上限たる平均粒子径が５０μｍのガラスフレーク顔料であれば、一般的に２００μｍの径の粒子が含まれる。
【００１９】
以上は、ガラスフレーク顔料の一般的性質であるが、現在市販されているガラスフレーク顔料としては、フレーク状ガラスが無電解メッキ法により金属で被覆されたものがある。具体例として、銀で被覆された東洋アルミニウム社製の商品名「メタシャインＲＥＦＳＸ−２０１５ＰＳ」、「メタシャインＲＥＦＳＸ−２０２５ＰＳ」及び「メタシャインＲＥＦＳＸ−２０４０ＰＳ」が挙げられる。
【００２０】
また、フレーク状ガラスがスパッタリング法により金属で被覆された顔料もガラスフレーク顔料の一例である。これには銀で被覆された東洋アルミニウム社製の商品名「クリスタルカラーＧＦ２１２５」、「クリスタルカラーＧＦ２１２５−Ｍ」、「クリスタルカラーＧＦ２１４０」、「クリスタルカラーＧＦ２１４０−Ｍ」がある。また、ニッケル・クロム・モリブデンで被覆された同社製の商品名「クリスタルカラーＧＦ２５２５」、「クリスタルカラーＧＦ２５２５−Ｍ」、「クリスタルカラーＧＦ２５４０」、「クリスタルカラーＧＦ２５４０−Ｍ」がある。また、真鍮で被覆された同社製の商品名「ＧＦ２５０」、銀合金で被覆された同社製の商品名「ＧＦ１３４５」、チタンで被覆された同社製の商品名「ＧＦ１４４５」がある。
【００２１】
上記したガラスフレーク顔料は、インキ組成物全量中０．１〜２０．０重量％含まれる。即ち上記ガラスフレーク顔料がインキ組成物全量中０．１重量％未満の場合は光輝性及び立体感が十分でない。ガラスフレーク顔料がインキ組成物全量中２０．０％を超えると、インキとしては粘度が上がりすぎ、流動性が低下する。ガラスフレーク顔料の最適配合量は１．０〜１０．０重量％である。
【００２２】
次に金属被覆無機顔料について説明する。金属被覆無機顔料とは、金属及び金属酸化物のうち少なくともいずれか一つの物質が被覆された無機顔料を総称するものである。
金属被覆無機顔料は、例えば金属蒸着等で金属及び／又は金属酸化物が被覆された無機顔料として構成されたものであり、光輝性顔料として用いることができるものである。市販されているものに酸化鉄（III ）が被覆されたアルミニウムがあり、例えば、ＢＡＳＦ株式会社製の商品名「Paliocrom Gold L2000/L2002」、「Paliocrom Gold L2020/L2022」、「Paliocrom Gold 2025 」、「Paliocrom Orange L2800」が例として挙げられる。
【００２３】
また、酸化鉄（III ）が被覆された雲母も金属被覆無機顔料の一つとして知られている。例えば、ＢＡＳＦ株式会社製の商品名「Paliocrom Red Gold L2500」、「Paliocrom Red L4000 」がある。また他に、アルミ−マンガン被覆の雲母状酸化鉄（III ）もあり、この例としてＢＡＳＦ株式会社製の商品名「Paliocrom Copper L3000」及び「Paliocrom Copper L3001」がある。また、還元二酸化チタンが被覆された雲母も金属被覆無機顔料の一つとして知られている。さらに二酸化チタンが被覆された雲母も金属被覆無機顔料の一つである。
【００２４】
上記の金属被覆無機顔料の平均粒径も、ガラスフレーク顔料と同様の理由から、２０μｍ〜５０μｍのものが好適である。また配合量も、前記したガラスフレーク顔料と同等である。
【００２５】
次に本発明の実施形態のボールペンの物理的構造について説明する。
図２は、本発明の実施形態に係るボールペン１を示す。図３（ａ）は、図１のボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図２に示した本発明の実施形態のボールペン１は、筒状の本体軸２と、インキ芯３とを備えている。また、インキ芯３は、筆記用ボール１０が回転可能に保持されたボールペンチップ５を有し、該チップ５が、継手部材６を介してインキ収納管（インキ収納部）７の先端に取付けられたものである。継手部材６内部には球状の弁体８が設けられている。
【００２６】
上記ボールペンチップ５は、チップ本体１１と筆記用ボール１０によって構成され、チップ本体１１の先端に筆記用ボール１０が設けられたものである。チップ本体１１は、快削鋼等の金属材料を切削加工して作られている。チップ本体１１の材料は、他に例えば快削ステンレス鋼（Free Cutting Stainless Steel）や真鍮を用いることが可能である。
チップ本体１１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。また後端側の部位には段差１９が設けられており、段差１９よりも更に後端側はやや小径に作られている。
ボールペンチップの内部の概略形状は、図２の通りであり、先端部分に筆記用ボール１０が収納されるボール収納室４０を持ち、ボール収納室４０から後端側に連通するインキ導通孔１２が設けられている。
【００２７】
インキ導通孔１２の後端開口の近傍部分に弁受けが形成されている。
チップ本体１１のボール収納室４０には、筆記用ボール１０が回転可能に収納されているが、ボール収納室４０部分の詳細は図３の通りである。すなわちボール収納室４０は、端部が開放された凹形状であり、円筒壁４１を持つ。また開放端は、ややかしめられていて窄んでいる。
【００２８】
ボール収納室４０の開放側に対向する部位には、座部４５が設けられている。座部４５は、３０°程度の傾斜を持つテーパ面であり、中央の孔４６に収斂し、インキ導通孔１２と連通している。ここでボール収納室４０の中央の孔４６は、直径が０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。
また座部４５の座面には十字の放射状に延びる溝４７が設けられている。本実施形態のボールペン１では、インキ導通孔１２の先端部分は、ボール収納室４０の内径と略同一の内径を持ち、図３（ｂ）の様に、前記した溝４７はボール収納室４０からインキ導通孔１２まで貫通している。
そして本実施形態のボールペン１では、溝４７の幅Ｗは通常のものよりも広く、０．１５〜０．５ｍｍであり、より望ましくは０．２０〜０．３５ｍｍである。
また溝４７の幅Ｗは、筆記用ボール１０の直径ｄの１５％〜５０％、より好ましくは２５％〜３５％程度が適当である。
【００２９】
筆記用ボール１０は、直径が０．３〜１．２ｍｍの球であるが、本実施形態のボールペンは、後記する様に粒径が比較的大きい顔料を含む水性インキが使用されるので、ボール１０の直径は０．８〜１．１ｍｍであることが望ましい。またより推奨される範囲は、０．９〜１．１ｍｍである。
また筆記用ボール１０の素材には特に限定がなく、ステンレススチールやアルミナ焼結体、ジルコニア、ＳｉＣ、ＷＣその他公知のものが使用できる。
【００３０】
そして筆記用ボール１０は、ボールペンチップのボール収納室４０内に回転可能に保持され、その一部がボール収納室４０の開口から露出している。
筆記用ボール１０の露出量Ｈは、図３の様に筆記用ボールがボール収納室の座面と当接すると共に、ボール収納室の中心軸上に筆記用ボールの中心が位置するとき、ボールの直径ｄの２０％〜３５％であり、より望ましくは２５％〜３０％である。
【００３１】
筆記用ボール１０の直径ｄとボール収納室４０の円筒壁４１の内径Ｄとの関係は、円筒壁４１の内径Ｄがボール１０の直径ｄに比べて４０μｍ〜８０μｍ大きい。すなわち筆記用ボール１０を図３の位置に置いたとき、筆記用ボール１０の赤道（ボール収納室の中心軸に対して垂直であってボール１０の中心を通る平面で切った位置：ｄの寸法線の位置の外周部）部分において、筆記用ボール１０とボール収納室４０の間に２０〜４０μｍの隙間４８ができる。
【００３２】
また前記した様にボール収納室４０の開口部分はかしめられており、筆記用ボール１０の赤道から露出側の部位であってボール収納室４０内にある部分は、どの部分においても２０〜４０μｍの隙間４８が確保されている。
筆記用ボール１０とボール収納室４０の間の隙間４８は、インキ流通路として機能するが、本実施形態のボールペンは、後記する様に粒径が比較的大きい顔料を含む水性インキが使用されるので、通常のボールペンよりも広い間隔が設けられている。筆記用ボール１０とボール収納室４０の間の隙間４８の下限は、平均粒子径２０〜５０μｍの顔料を使用する場合に適切な例であり、隙間４８がこれよりも小さい場合は、顔料がボール収納室４０内で詰まる。一方、筆記用ボール１０とボール収納室４０の間の隙間４８が上限たる４０μｍを越えると、ボール１０の動作は安定性を欠き、甚だしい場合は、筆記用ボール１０がボール収納室４０から飛び出してしまう。
【００３３】
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作られたものであり、外形形状は公知のものと大差無い。すなわち、接続部材６は先端部２０が円錐形をしている。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が順次設けられている。接続部材６の中心には、軸方向に貫通する連通孔２３が設けられている。この連通孔２３の中間部分には弁座２５が設けられている。連通孔２３の先端側には位置決め用の段差３１が設けられている。
【００３４】
弁体８は、ステンレススチールや超硬合金或いはセラミックス等の錆びにくく、且つ、ある程度の重量を有する素材で作られた球である。
【００３５】
インキ収納管（インキ収納部）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出成形によって作られたものであり、その内部にガラスフレーク顔料を含有する光輝性の水性インキ３０が充填されている。配合されたガラスフレーク顔料の平均粒子径は、２０〜５０μｍである。またこの中には、粒子径が２０〜５０μｍのものを中心としてそれよりも大きい粒子径のものや小さい粒子径のものが含まれる。そして配合されたガラスフレーク顔料のばらつきの中で、径が最大のものとして、４０〜１８０μｍのものが含まれる。
本実施形態で用いた光輝性水性インキ３０の粘度は１０００〜１００００ｍＰａ・ｓである（株式会社トキメック製ＥＬＤ型粘度計 ３°Ｒ１４コーン、回転数：０．５ｒｐｍ、２０℃）。水性インキ３０の後端部分は、ポリブテン等のゲル状封止剤（図示せず）により封止されている。
【００３６】
インキ芯３は、図２に示すように、ボールペンチップ５とインキ収納管７が接続部材６を介して繋がれたものであり、ボールペンチップ５は、接続部材６の連通孔２３の先端側に内挿され、インキ収納管７は接続部材６の後端部の小径部２２に外装されている。そして、接続部材６内であって、ボールペンチップ５の弁受け１５と、弁座２５の間に、弁体８が軸方向に移動可能に挿入されている。本実施形態のボールペン１は、上記したインキ芯３の接続部材６の大径部２１に本体軸２が外装されたものである。
【００３７】
本実施形態のボールペン１を用いて文字等を筆記するとき、水性インキ３０は、インキ収納管７からボールペンチップ５のボール収納室４０に入り、筆記用ボール１０を介して紙等に塗布される。ここで本実施形態のボールペン１では、ボール収納室４０の座部（座面）４５に設けられた放射状の溝４７の溝幅Ｗが広いので、ガラスフレーク顔料の巨大径の粒子でも円滑に通過する。
また本実施形態のボールペン１では、筆記用ボール１０とボール収納室４０の間の隙間４８が広く、十分なインキ流通路が確保されているから、筆記用ボール１０とボール収納室４０についてもガラスフレーク顔料等が円滑に通過する。
【００３８】
【実施例】
次に、本発明の効果を確認するために行った実験について説明する。
本発明の実施例として、図２の構造のボールペンを試作した。実施例で採用した筆記用ボールの直径は、１．０ｍｍである。座部（座面）４５に設けられた放射状の溝４７の溝幅Ｗは、０．２ｍｍと０．３ｍｍの二種類のものを試作した。また実施例のボールペンでは、円筒壁４１の内径Ｄは、ボール１０の直径ｄに比べて４０μｍ大きい。
インキは、ガラスフレーク顔料を含有する光輝性の水性インキを使用した。配合されたガラスフレーク顔料の平均粒子径は、４０μｍである。またこの中で粒子径が最大のものは、１７５μｍであった。
【００３９】
一方、比較例として試作したボールペンは、ボール収納室４０の座部４５の溝４７の幅が０．１４ｍｍであり、その他の構成及びインキは上記実施例と全く同一である。
そして実施例及び比較例のボールペンを使用して筆記試験を行ったところ、実施例のボールペンは、インキの流出が円滑であった。これに対して比較例のボールペンでは、書きはじめから線飛びが生じ、ついにはインキが全く出ない状態となった。
【００４０】
また他の比較例として、筆記用ボール１０の直径ｄとボール収納室４０の円筒壁４１の内径Ｄとの関係が、円筒壁４１の内径Ｄがボール１０の直径ｄに比べて３５μｍ大きく、その他の構成は上記実施例と全く同一に構成されたボールペンを試作し、同様の試験を行った。すなわち筆記用ボールとボール収納室内壁との隙間の大きさの限界を確認するため、前記した実施例よりもボール収納室４０が小さいボールペンチップを製作し、実施例と比較した。その結果、この比較例のボールペンもインキ詰まりが生じた。この比較例では、筆記用ボールとボール収納室の内壁との間に、１７．５μｍのインキ流通路が存在するが、インキの流れは悪いものであった。
【００４１】
また本発明の変形実施例として、図４の様に座部４５に設けられた放射状の溝４７がインキ導通孔１２側に貫通しないボールペンチップを使用し、その他の構成は上記実施例と全く同一に構成されたボールペンを試作し、同様の試験を行ったところ、インキ詰まりがなく、且つ、良好な書き味を示した。
しかしながら、溝４７の深さが０．１５ｍｍ未満である場合は、書き味は極端に低下し、インキ詰まりが発生した。
【００４２】
さらに本発明の他の変形実施例として、図５の様に溝４７の数が３本のものを試作したが、インキ詰まりや線飛びがなく、且つ、良好な書き味を示した。溝４７の幅は、十字形の溝と同様であり、インキ詰まりが生じない範囲は、０．１５〜０．５ｍｍであり、さらに０．２０〜０．３ｍｍの範囲が良好であった。
【００４３】
次に、筆記用ボールの直径と、溝４７の幅Ｗがそれぞれ異なるボールペンを試作した。具体的には、筆記用ボールの直径が０．８ｍｍであって、溝幅Ｗが０．１ｍｍ，０．２０ｍｍ，０．３ｍｍのものを製作した。また筆記用ボールの直径が１．０ｍｍであって、溝幅Ｗが０．１ｍｍ，０．２ｍｍ，０．３ｍｍのものを製作した。溝の形状は図５の様であり、３本である。
そしてこれらに、先の実験と同一のインキを充填し、筆記試験を行った。その結果は、次の表の通りであり、溝幅は、０．１ｍｍと０．２ｍｍの間を境としてインキ流出の良否が分かれ、先の実験と同様に０．１５ｍｍ以上のものが良好であることが追認された。また筆記用ボールとインキ流出の良否との関係は、０．８ｍｍと１．０ｍｍの中間（０．９ｍｍ）が良否の境界と見られる。ただし、筆記用ボールの直径が０．８ｍｍであっても、溝幅Ｗが０．２０ｍｍ以上である場合は、線飛びはあるものの、目詰まり状態にはならない。
最も望ましい組み合わせは、筆記用ボールの直径が１．０ｍｍ以上であり、溝幅が０．２ｍｍ以上であるボールペンである。
【００４４】
【表１】
【００４５】
以上説明した実施例は、いずれもガラスフレーク顔料を含有するインキを使用したが、金属被覆無機顔料を使用する場合においても同様の効果が得られる。また本発明は、アルミ粉顔料等の他の顔料を含むインキであって、粒子径が４０〜２００μｍの顔料が含まれる場合や、平均の粒子径が２０〜５０μｍの顔料を含有する水性インキを使用する場合にも効果がある。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明では、ボール収納室の放射状の溝の溝幅が、一定幅であって幅の大きさは筆記用ボールの直径の２５％〜３５％であるので、ガラスフレーク顔料や金属被覆無機顔料などの１７５〜２００μｍの最大粒子径の巨大粒子を含む顔料含有するチキソトロピー性を有する水性インキを用いた場合であっても、筆跡飛びの無い鮮明な筆跡が得られ、書き味も良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガラスフレーク顔料の粒子を概念的に示した説明図である。
【図２】 本発明の一実施例に係るボールペンの要部縦断面図である。
【図３】 （ａ）は、図１のボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】 本発明の他の実施例に係るボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である
【図５】 本発明のさらに他の実施例に係るボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図６】 （ａ）は、従来技術のボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１ ボールペン
５ ボールペンチップ
７ インキ収納管（インキ収納部）
１０ 筆記用ボール
３０ 水性インキ
４５ 座部
４７ 溝
４８ 隙間（インキ流通路）
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、周知の筆記具であり、ボールペンチップの中に筆記用ボールが回転可能に保持され、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ものである。
ここでボールペンチップの形状に注目すると、ボールペンチップは図６（ａ）（ｂ）の様に、チップ本体１００と筆記用ボール１０２によって構成され、チップ本体１００の外形は先端１０１が円錐状をしており、ボール１０２はボール収納室１０３内に挿入され、さらにボール１０２はチップ本体１００の先端１０１で挟持されている。
【０００３】
ボールペンチップの内側の構造は、先端に凹状のボール収納室１０３があり、後端にインキ導通開口が設けられている。また中央の細穴１１０は、ボール収納室１０３とインキ導通開口を貫通している。またボール収納室１０３の座面１０５には矢溝と称される放射状の溝１０７が設けられている。
従来技術のボールペンでは、上記した放射状の溝１０７は、幅がいずれも０．１４ｍｍ以下であった。またボール１０２とボール収納室１０３の内壁との隙間は、いずれも１５μｍ以下であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本願出願人は、特願平１１−７６８６８号において、ガラスフレーク顔料や金属被覆無機顔料等の光輝性顔料を含む水性インキ組成物を開示している。この水性インキ組成物において、推奨される顔料の平均粒子径は２０〜５０μｍ程度である。即ち平均粒子径が２０〜５０μｍ程度の光輝性顔料を用いた水性インキ組成物によれば、従来公知の光輝性顔料を用いた水性インキ組成物と比較して、より強い光輝感を有するとともに、強い立体感を併せ持つ筆跡乃至塗膜を得ることができる。
【０００５】
そして本発明者は、上記した水性インキ組成物をボールペンに採用しようと試み、従来技術の構造を持つボールペンに、上記したガラスフレーク顔料等を含有する水性インキを充填した。そしてこのボールペンについて連続筆記テストを試みたところ、筆記途中でインキが詰まり、筆記不能の事態に陥った。
そこで本発明は上記した実情に鑑み、ガラスフレーク顔料等を含む水性インキを使用しても、インキ詰まりが生じず、なめらかな筆記感を呈するボールペンを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記した事態に際し、インキが詰まる箇所と、何が詰まるのかという点を調査したところ、インキ組成物中の顔料が矢溝１０７の部分で詰まってしまうためであることが判明した。また詰まっていた顔料を取り出して調べたところ、１８０μｍ程度の最大径を有するものが含まれており、このような巨大な粒子がインキを詰まらせる原因であった。そこで本発明者は、矢溝の幅、深さ、数、筆記用ボールの径、隙間等が異なるおびただしい数のボールペンチップを試作し、上記したインキ組成物を使用して数々の実験を行った。この知見に基づく本発明は、インキ収納部と、当該インキ収納部に接続され筆記用ボールが一部露出した状態で回転可能に保持されたボールペンチップを有し、ボールペンチップはインキ収納部と連通するインキ導通孔と、当該インキ導通孔に連通し筆記用ボールが収納されるボール収納室を備え、ボール収納室はボールを保持する座面を有するボールペンにおいて、前記ボールペンチップは、快削鋼、快削ステンレス鋼、真鍮のいずれかを切削加工して作られたものであり、前記座面は傾斜を持つテーパ面であって中央の孔に収斂し、前記座面には放射状の溝が設けられており、前記溝は、ボール収納室側からインキ導通孔側に０．１５ｍｍ以上の深さを有し、溝の幅は一定幅であって幅の大きさは筆記用ボールの直径の２５％〜３５％であり、前記インキ収納部には、チキソトロピー性を有する水性インキであって１７５〜２００μｍの最大粒子径の顔料を含むインキが充填されており、前記筆記用ボールの直径は０．８〜１．１ｍｍであり、前記放射状の溝の中央には、インキ導通孔とボール収納室とを連通させる直径０．３〜０．５ｍｍの前記孔が設けてあり、筆記用ボールが座面に着座した際における、筆記用ボールの赤道から露出側の部位であってボール収納室内にある部分とボール収納室の間の隙間が、どの部位においても２０〜４０μｍであることを特徴とするボールペンである。
【０００７】
本発明のボールペンは、上記の構成を備えているので、ガラスフレーク顔料等を含んでいても、ボールペンチップ内におけるインキの流れは円滑であり、詰まらない。
【０００８】
さらに請求項２に記載の発明は、インキ収納部には、粒子径にばらつきを有していて平均の粒子径が２０〜５０μｍの顔料を含有する水性インキが充填されていることを特徴とする請求項１に記載のボールペンである。
【０００９】
またさらに請求項３に記載の発明は、顔料として、ガラスフレーク顔料又は金属被覆無機顔料の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のボールペンである。
【００１０】
請求項２，３に記載の発明は、請求項１の構成と合致したインキを内蔵するものである。
【００１１】
また請求項４に記載の発明は、放射状の溝が、ボール収納室からインキ導通孔に貫通していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のボールペンである。
【００１２】
また請求項５に記載の発明は、座面が傾斜を持つテーパ面であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のボールペンである。
【００１３】
また請求項６に記載の発明は、筆記用ボールと、チップ本体を有し、チップ本体はインキ収納部からインキが導入される開口が設けられていると共に当該開口と連通するボール収納室を備え、筆記用ボールは、前記ボール収納室に回転可能に収納され、筆記用ボールの一部はボール収納室から露出しているボールペンチップにおいて、前記ボールペンチップは、快削鋼、快削ステンレス鋼、真鍮のいずれかを切削加工して作られたものであり、前記座面は傾斜を持つテーパ面であって中央の孔に収斂し、ボール収納室は先端が開放されていると共にボールを保持する座面側に放射状の溝が設けられ、前記溝は、ボール収納室側からインキ導通孔側に０．１５ｍｍ以上の深さを有し、溝の幅は一定幅であって幅の大きさは筆記用ボールの直径の２５％〜３５％であり、前記筆記用ボールの直径は０．８〜１．１ｍｍであり、前記放射状の溝の中央には、前記開口とボール収納室とを連通させる直径０．３〜０．５ｍｍの前記孔が設けてあり、筆記用ボールが座面に着座した際における、筆記用ボールの赤道から露出側の部位であってボール収納室内にある部分とボール収納室の間の隙間が、どの部位においても２０〜４０μｍであり、チキソトロピー性を有する水性インキであって１７５〜２００μｍの最大粒子径の顔料を含むインキがインキ収納部に充填されて使用されることを特徴とするボールペンチップである。
【００１４】
請求項６に記載のボールペンは、筆記用ボールとボール収納室との間に十分な隙間が確保されているので、光輝性顔料等を含んでいてもインキの流れは円滑であり、線飛び等が生じない。
【００１５】
本発明のボールペンチップは、ボール収納室の座面側に設けられた溝は幅広く、且つ筆記用ボールとボール収納室の内壁との間にも大きなインキ流通路が確保されている。さらに筆記用ボールは直径が０．８〜１．１ｍｍと大きく、放射状の溝の中央には、前記開口とボール収納室とを連通させる直径０．３〜０．５ｍｍの孔が設けてあり、筆記用ボールが座面に着座した際における、筆記用ボールの赤道から露出側の部位であってボール収納室内にある部分とボール収納室の間の隙間が、どの部位においても２０〜４０μｍであるので、１７５〜２００μｍの粒子径の顔料を含む水性インキのくみ出しが良好である。そのため本発明のボールペンチップは、光輝性顔料等の粒径が大きい顔料を含む水性インキを使用するボールペンに特に好適であり、詰まりの発生が少ない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本実施形態のボールペンは、特殊なインキを使用することを前提としたものであるので、ボールペンの物理的構造の説明に先立って、使用するインキの性状等について説明する。
本実施形態のボールペンに用いられるインキは、チキソトロピー性を有する水性インキであり、ガラスフレーク顔料又は金属被覆無機顔料を含有する。またインキに含有されるガラスフレーク顔料又は金属被覆無機顔料は、粒子径（全長）が極めて大きいものを含む。
【００１７】
ここでガラスフレーク顔料とは、フレーク状ガラスが金属などで被覆された構造からなる顔料を指し、光輝感と立体感を有する。
図１は、ガラスフレーク顔料の粒子を概念的に示した説明図である。
ガラスフレーク顔料の粒子は、偏平であり、その厚さは１μｍ程度である。しかしながら、インキ組成物として配合するガラスフレーク顔料の粒子を個々に見ると、その径（全長）は、図１の様にある程度のばらつきがある。
そこでガラスフレーク顔料の粒子の大きさを表すには、平均の粒子径やメジアンの粒子径で表示するのが適切である。そして光輝感と立体感を表出させるために、ボールペンのインキ中にガラスフレーク顔料を配合する場合には、平均粒子径が２０〜５０μｍのものを選択することが適切である。即ちガラスフレーク顔料の平均粒子径が２０μｍ未満の場合は、フレーク粒子が小さすぎるために光輝性に劣りインキ中に配合する価値がない。一方、平均粒子径が５０μｍを超える場合は、粒子が余りにも大きすぎ、どうしても詰まってしまう。
【００１８】
前記した様に、配合されるガラスフレーク顔料の粒子径にばらつきがあるため、その平均粒子径を中心として、それよりも大きな粒子の顔料や小さな粒子の顔料がインキ中に含まれることとなる。具体的には、上記した平均粒子径の下限たる２０μｍのガラスフレーク顔料であれば、最大のものとして一般的に４０μｍ程度の径を有する粒子が含まれる。また上記した平均粒子径の上限たる平均粒子径が５０μｍのガラスフレーク顔料であれば、一般的に２００μｍの径の粒子が含まれる。
【００１９】
以上は、ガラスフレーク顔料の一般的性質であるが、現在市販されているガラスフレーク顔料としては、フレーク状ガラスが無電解メッキ法により金属で被覆されたものがある。具体例として、銀で被覆された東洋アルミニウム社製の商品名「メタシャインＲＥＦＳＸ−２０１５ＰＳ」、「メタシャインＲＥＦＳＸ−２０２５ＰＳ」及び「メタシャインＲＥＦＳＸ−２０４０ＰＳ」が挙げられる。
【００２０】
また、フレーク状ガラスがスパッタリング法により金属で被覆された顔料もガラスフレーク顔料の一例である。これには銀で被覆された東洋アルミニウム社製の商品名「クリスタルカラーＧＦ２１２５」、「クリスタルカラーＧＦ２１２５−Ｍ」、「クリスタルカラーＧＦ２１４０」、「クリスタルカラーＧＦ２１４０−Ｍ」がある。また、ニッケル・クロム・モリブデンで被覆された同社製の商品名「クリスタルカラーＧＦ２５２５」、「クリスタルカラーＧＦ２５２５−Ｍ」、「クリスタルカラーＧＦ２５４０」、「クリスタルカラーＧＦ２５４０−Ｍ」がある。また、真鍮で被覆された同社製の商品名「ＧＦ２５０」、銀合金で被覆された同社製の商品名「ＧＦ１３４５」、チタンで被覆された同社製の商品名「ＧＦ１４４５」がある。
【００２１】
上記したガラスフレーク顔料は、インキ組成物全量中０．１〜２０．０重量％含まれる。即ち上記ガラスフレーク顔料がインキ組成物全量中０．１重量％未満の場合は光輝性及び立体感が十分でない。ガラスフレーク顔料がインキ組成物全量中２０．０％を超えると、インキとしては粘度が上がりすぎ、流動性が低下する。ガラスフレーク顔料の最適配合量は１．０〜１０．０重量％である。
【００２２】
次に金属被覆無機顔料について説明する。金属被覆無機顔料とは、金属及び金属酸化物のうち少なくともいずれか一つの物質が被覆された無機顔料を総称するものである。
金属被覆無機顔料は、例えば金属蒸着等で金属及び／又は金属酸化物が被覆された無機顔料として構成されたものであり、光輝性顔料として用いることができるものである。市販されているものに酸化鉄（III ）が被覆されたアルミニウムがあり、例えば、ＢＡＳＦ株式会社製の商品名「Paliocrom Gold L2000/L2002」、「Paliocrom Gold L2020/L2022」、「Paliocrom Gold 2025 」、「Paliocrom Orange L2800」が例として挙げられる。
【００２３】
また、酸化鉄（III ）が被覆された雲母も金属被覆無機顔料の一つとして知られている。例えば、ＢＡＳＦ株式会社製の商品名「Paliocrom Red Gold L2500」、「Paliocrom Red L4000 」がある。また他に、アルミ−マンガン被覆の雲母状酸化鉄（III ）もあり、この例としてＢＡＳＦ株式会社製の商品名「Paliocrom Copper L3000」及び「Paliocrom Copper L3001」がある。また、還元二酸化チタンが被覆された雲母も金属被覆無機顔料の一つとして知られている。さらに二酸化チタンが被覆された雲母も金属被覆無機顔料の一つである。
【００２４】
上記の金属被覆無機顔料の平均粒径も、ガラスフレーク顔料と同様の理由から、２０μｍ〜５０μｍのものが好適である。また配合量も、前記したガラスフレーク顔料と同等である。
【００２５】
次に本発明の実施形態のボールペンの物理的構造について説明する。
図２は、本発明の実施形態に係るボールペン１を示す。図３（ａ）は、図１のボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図２に示した本発明の実施形態のボールペン１は、筒状の本体軸２と、インキ芯３とを備えている。また、インキ芯３は、筆記用ボール１０が回転可能に保持されたボールペンチップ５を有し、該チップ５が、継手部材６を介してインキ収納管（インキ収納部）７の先端に取付けられたものである。継手部材６内部には球状の弁体８が設けられている。
【００２６】
上記ボールペンチップ５は、チップ本体１１と筆記用ボール１０によって構成され、チップ本体１１の先端に筆記用ボール１０が設けられたものである。チップ本体１１は、快削鋼等の金属材料を切削加工して作られている。チップ本体１１の材料は、他に例えば快削ステンレス鋼（Free Cutting Stainless Steel）や真鍮を用いることが可能である。
チップ本体１１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。また後端側の部位には段差１９が設けられており、段差１９よりも更に後端側はやや小径に作られている。
ボールペンチップの内部の概略形状は、図２の通りであり、先端部分に筆記用ボール１０が収納されるボール収納室４０を持ち、ボール収納室４０から後端側に連通するインキ導通孔１２が設けられている。
【００２７】
インキ導通孔１２の後端開口の近傍部分に弁受けが形成されている。
チップ本体１１のボール収納室４０には、筆記用ボール１０が回転可能に収納されているが、ボール収納室４０部分の詳細は図３の通りである。すなわちボール収納室４０は、端部が開放された凹形状であり、円筒壁４１を持つ。また開放端は、ややかしめられていて窄んでいる。
【００２８】
ボール収納室４０の開放側に対向する部位には、座部４５が設けられている。座部４５は、３０°程度の傾斜を持つテーパ面であり、中央の孔４６に収斂し、インキ導通孔１２と連通している。ここでボール収納室４０の中央の孔４６は、直径が０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。
また座部４５の座面には十字の放射状に延びる溝４７が設けられている。本実施形態のボールペン１では、インキ導通孔１２の先端部分は、ボール収納室４０の内径と略同一の内径を持ち、図３（ｂ）の様に、前記した溝４７はボール収納室４０からインキ導通孔１２まで貫通している。
そして本実施形態のボールペン１では、溝４７の幅Ｗは通常のものよりも広く、０．１５〜０．５ｍｍであり、より望ましくは０．２０〜０．３５ｍｍである。
また溝４７の幅Ｗは、筆記用ボール１０の直径ｄの１５％〜５０％、より好ましくは２５％〜３５％程度が適当である。
【００２９】
筆記用ボール１０は、直径が０．３〜１．２ｍｍの球であるが、本実施形態のボールペンは、後記する様に粒径が比較的大きい顔料を含む水性インキが使用されるので、ボール１０の直径は０．８〜１．１ｍｍであることが望ましい。またより推奨される範囲は、０．９〜１．１ｍｍである。
また筆記用ボール１０の素材には特に限定がなく、ステンレススチールやアルミナ焼結体、ジルコニア、ＳｉＣ、ＷＣその他公知のものが使用できる。
【００３０】
そして筆記用ボール１０は、ボールペンチップのボール収納室４０内に回転可能に保持され、その一部がボール収納室４０の開口から露出している。
筆記用ボール１０の露出量Ｈは、図３の様に筆記用ボールがボール収納室の座面と当接すると共に、ボール収納室の中心軸上に筆記用ボールの中心が位置するとき、ボールの直径ｄの２０％〜３５％であり、より望ましくは２５％〜３０％である。
【００３１】
筆記用ボール１０の直径ｄとボール収納室４０の円筒壁４１の内径Ｄとの関係は、円筒壁４１の内径Ｄがボール１０の直径ｄに比べて４０μｍ〜８０μｍ大きい。すなわち筆記用ボール１０を図３の位置に置いたとき、筆記用ボール１０の赤道（ボール収納室の中心軸に対して垂直であってボール１０の中心を通る平面で切った位置：ｄの寸法線の位置の外周部）部分において、筆記用ボール１０とボール収納室４０の間に２０〜４０μｍの隙間４８ができる。
【００３２】
また前記した様にボール収納室４０の開口部分はかしめられており、筆記用ボール１０の赤道から露出側の部位であってボール収納室４０内にある部分は、どの部分においても２０〜４０μｍの隙間４８が確保されている。
筆記用ボール１０とボール収納室４０の間の隙間４８は、インキ流通路として機能するが、本実施形態のボールペンは、後記する様に粒径が比較的大きい顔料を含む水性インキが使用されるので、通常のボールペンよりも広い間隔が設けられている。筆記用ボール１０とボール収納室４０の間の隙間４８の下限は、平均粒子径２０〜５０μｍの顔料を使用する場合に適切な例であり、隙間４８がこれよりも小さい場合は、顔料がボール収納室４０内で詰まる。一方、筆記用ボール１０とボール収納室４０の間の隙間４８が上限たる４０μｍを越えると、ボール１０の動作は安定性を欠き、甚だしい場合は、筆記用ボール１０がボール収納室４０から飛び出してしまう。
【００３３】
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作られたものであり、外形形状は公知のものと大差無い。すなわち、接続部材６は先端部２０が円錐形をしている。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が順次設けられている。接続部材６の中心には、軸方向に貫通する連通孔２３が設けられている。この連通孔２３の中間部分には弁座２５が設けられている。連通孔２３の先端側には位置決め用の段差３１が設けられている。
【００３４】
弁体８は、ステンレススチールや超硬合金或いはセラミックス等の錆びにくく、且つ、ある程度の重量を有する素材で作られた球である。
【００３５】
インキ収納管（インキ収納部）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出成形によって作られたものであり、その内部にガラスフレーク顔料を含有する光輝性の水性インキ３０が充填されている。配合されたガラスフレーク顔料の平均粒子径は、２０〜５０μｍである。またこの中には、粒子径が２０〜５０μｍのものを中心としてそれよりも大きい粒子径のものや小さい粒子径のものが含まれる。そして配合されたガラスフレーク顔料のばらつきの中で、径が最大のものとして、４０〜１８０μｍのものが含まれる。
本実施形態で用いた光輝性水性インキ３０の粘度は１０００〜１００００ｍＰａ・ｓである（株式会社トキメック製ＥＬＤ型粘度計 ３°Ｒ１４コーン、回転数：０．５ｒｐｍ、２０℃）。水性インキ３０の後端部分は、ポリブテン等のゲル状封止剤（図示せず）により封止されている。
【００３６】
インキ芯３は、図２に示すように、ボールペンチップ５とインキ収納管７が接続部材６を介して繋がれたものであり、ボールペンチップ５は、接続部材６の連通孔２３の先端側に内挿され、インキ収納管７は接続部材６の後端部の小径部２２に外装されている。そして、接続部材６内であって、ボールペンチップ５の弁受け１５と、弁座２５の間に、弁体８が軸方向に移動可能に挿入されている。本実施形態のボールペン１は、上記したインキ芯３の接続部材６の大径部２１に本体軸２が外装されたものである。
【００３７】
本実施形態のボールペン１を用いて文字等を筆記するとき、水性インキ３０は、インキ収納管７からボールペンチップ５のボール収納室４０に入り、筆記用ボール１０を介して紙等に塗布される。ここで本実施形態のボールペン１では、ボール収納室４０の座部（座面）４５に設けられた放射状の溝４７の溝幅Ｗが広いので、ガラスフレーク顔料の巨大径の粒子でも円滑に通過する。
また本実施形態のボールペン１では、筆記用ボール１０とボール収納室４０の間の隙間４８が広く、十分なインキ流通路が確保されているから、筆記用ボール１０とボール収納室４０についてもガラスフレーク顔料等が円滑に通過する。
【００３８】
【実施例】
次に、本発明の効果を確認するために行った実験について説明する。
本発明の実施例として、図２の構造のボールペンを試作した。実施例で採用した筆記用ボールの直径は、１．０ｍｍである。座部（座面）４５に設けられた放射状の溝４７の溝幅Ｗは、０．２ｍｍと０．３ｍｍの二種類のものを試作した。また実施例のボールペンでは、円筒壁４１の内径Ｄは、ボール１０の直径ｄに比べて４０μｍ大きい。
インキは、ガラスフレーク顔料を含有する光輝性の水性インキを使用した。配合されたガラスフレーク顔料の平均粒子径は、４０μｍである。またこの中で粒子径が最大のものは、１７５μｍであった。
【００３９】
一方、比較例として試作したボールペンは、ボール収納室４０の座部４５の溝４７の幅が０．１４ｍｍであり、その他の構成及びインキは上記実施例と全く同一である。
そして実施例及び比較例のボールペンを使用して筆記試験を行ったところ、実施例のボールペンは、インキの流出が円滑であった。これに対して比較例のボールペンでは、書きはじめから線飛びが生じ、ついにはインキが全く出ない状態となった。
【００４０】
また他の比較例として、筆記用ボール１０の直径ｄとボール収納室４０の円筒壁４１の内径Ｄとの関係が、円筒壁４１の内径Ｄがボール１０の直径ｄに比べて３５μｍ大きく、その他の構成は上記実施例と全く同一に構成されたボールペンを試作し、同様の試験を行った。すなわち筆記用ボールとボール収納室内壁との隙間の大きさの限界を確認するため、前記した実施例よりもボール収納室４０が小さいボールペンチップを製作し、実施例と比較した。その結果、この比較例のボールペンもインキ詰まりが生じた。この比較例では、筆記用ボールとボール収納室の内壁との間に、１７．５μｍのインキ流通路が存在するが、インキの流れは悪いものであった。
【００４１】
また本発明の変形実施例として、図４の様に座部４５に設けられた放射状の溝４７がインキ導通孔１２側に貫通しないボールペンチップを使用し、その他の構成は上記実施例と全く同一に構成されたボールペンを試作し、同様の試験を行ったところ、インキ詰まりがなく、且つ、良好な書き味を示した。
しかしながら、溝４７の深さが０．１５ｍｍ未満である場合は、書き味は極端に低下し、インキ詰まりが発生した。
【００４２】
さらに本発明の他の変形実施例として、図５の様に溝４７の数が３本のものを試作したが、インキ詰まりや線飛びがなく、且つ、良好な書き味を示した。溝４７の幅は、十字形の溝と同様であり、インキ詰まりが生じない範囲は、０．１５〜０．５ｍｍであり、さらに０．２０〜０．３ｍｍの範囲が良好であった。
【００４３】
次に、筆記用ボールの直径と、溝４７の幅Ｗがそれぞれ異なるボールペンを試作した。具体的には、筆記用ボールの直径が０．８ｍｍであって、溝幅Ｗが０．１ｍｍ，０．２０ｍｍ，０．３ｍｍのものを製作した。また筆記用ボールの直径が１．０ｍｍであって、溝幅Ｗが０．１ｍｍ，０．２ｍｍ，０．３ｍｍのものを製作した。溝の形状は図５の様であり、３本である。
そしてこれらに、先の実験と同一のインキを充填し、筆記試験を行った。その結果は、次の表の通りであり、溝幅は、０．１ｍｍと０．２ｍｍの間を境としてインキ流出の良否が分かれ、先の実験と同様に０．１５ｍｍ以上のものが良好であることが追認された。また筆記用ボールとインキ流出の良否との関係は、０．８ｍｍと１．０ｍｍの中間（０．９ｍｍ）が良否の境界と見られる。ただし、筆記用ボールの直径が０．８ｍｍであっても、溝幅Ｗが０．２０ｍｍ以上である場合は、線飛びはあるものの、目詰まり状態にはならない。
最も望ましい組み合わせは、筆記用ボールの直径が１．０ｍｍ以上であり、溝幅が０．２ｍｍ以上であるボールペンである。
【００４４】
【表１】
以上説明した実施例は、いずれもガラスフレーク顔料を含有するインキを使用したが、金属被覆無機顔料を使用する場合においても同様の効果が得られる。また本発明は、アルミ粉顔料等の他の顔料を含むインキであって、粒子径が４０〜２００μｍの顔料が含まれる場合や、平均の粒子径が２０〜５０μｍの顔料を含有する水性インキを使用する場合にも効果がある。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明では、ボール収納室の放射状の溝の溝幅が、一定幅であって幅の大きさは筆記用ボールの直径の２５％〜３５％であるので、ガラスフレーク顔料や金属被覆無機顔料などの１７５〜２００μｍの最大粒子径の巨大粒子を含む顔料含有するチキソトロピー性を有する水性インキを用いた場合であっても、筆跡飛びの無い鮮明な筆跡が得られ、書き味も良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガラスフレーク顔料の粒子を概念的に示した説明図である。
【図２】 本発明の一実施例に係るボールペンの要部縦断面図である。
【図３】 （ａ）は、図１のボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】 本発明の他の実施例に係るボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である
【図５】 本発明のさらに他の実施例に係るボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図６】 （ａ）は、従来技術のボールペンのボールペンチップの先端部分の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１ ボールペン
５ ボールペンチップ
７ インキ収納管（インキ収納部）
１０ 筆記用ボール
３０ 水性インキ
４５ 座部
４７ 溝
４８ 隙間（インキ流通路）
Claims (6)
- インキ収納部と、当該インキ収納部に接続され筆記用ボールが一部露出した状態で回転可能に保持されたボールペンチップを有し、ボールペンチップはインキ収納部と連通するインキ導通孔と、当該インキ導通孔に連通し筆記用ボールが収納されるボール収納室を備え、ボール収納室はボールを保持する座面を有するボールペンにおいて、前記ボールペンチップは、快削鋼、快削ステンレス鋼、真鍮のいずれかを切削加工して作られたものであり、前記座面は傾斜を持つテーパ面であって中央の孔に収斂し、前記座面には放射状の溝が設けられており、前記溝は、ボール収納室側からインキ導通孔側に０．１５ｍｍ以上の深さを有し、溝の幅は一定幅であって幅の大きさは筆記用ボールの直径の２５％〜３５％であり、前記インキ収納部には、チキソトロピー性を有する水性インキであって１７５〜２００μｍの最大粒子径の顔料を含むインキが充填されており、前記筆記用ボールの直径は０．８〜１．１ｍｍであり、前記放射状の溝の中央には、インキ導通孔とボール収納室とを連通させる直径０．３〜０．５ｍｍの前記孔が設けてあり、筆記用ボールが座面に着座した際における、筆記用ボールの赤道から露出側の部位であってボール収納室内にある部分とボール収納室の間の隙間が、どの部位においても２０〜４０μｍであることを特徴とするボールペン。
- インキ収納部には、粒子径にばらつきを有していて平均の粒子径が２０〜５０μｍの顔料を含有する水性インキが充填されていることを特徴とする請求項１に記載のボールペン。
- 顔料として、ガラスフレーク顔料又は金属被覆無機顔料の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のボールペン。
- 放射状の溝が、ボール収納室からインキ導通孔に貫通していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のボールペン。
- 座面が傾斜を持つテーパ面であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のボールペン。
- 筆記用ボールと、チップ本体を有し、チップ本体はインキ収納部からインキが導入される開口が設けられていると共に当該開口と連通するボール収納室を備え、筆記用ボールは、前記ボール収納室に回転可能に収納され、筆記用ボールの一部はボール収納室から露出しているボールペンチップにおいて、前記ボールペンチップは、快削鋼、快削ステンレス鋼、真鍮のいずれかを切削加工して作られたものであり、前記座面は傾斜を持つテーパ面であって中央の孔に収斂し、ボール収納室は先端が開放されていると共にボールを保持する座面側に放射状の溝が設けられ、前記溝は、ボール収納室側からインキ導通孔側に０．１５ｍｍ以上の深さを有し、溝の幅は一定幅であって幅の大きさは筆記用ボールの直径の２５％〜３５％であり、前記筆記用ボールの直径は０．８〜１．１ｍｍであり、前記放射状の溝の中央には、前記開口とボール収納室とを連通させる直径０．３〜０．５ｍｍの前記孔が設けてあり、筆記用ボールが座面に着座した際における、筆記用ボールの赤道から露出側の部位であってボール収納室内にある部分とボール収納室の間の隙間が、どの部位においても２０〜４０μｍであり、チキソトロピー性を有する水性インキであって１７５〜２００μｍの最大粒子径の顔料を含むインキがインキ収納部に充填されて使用されることを特徴とするボールペンチップ。
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