(57)【要約】  【課題】 加熱溶融した被覆樹脂をチップ先端に付着した際、被覆樹脂の熱がチップ内に伝わり、インキ中の水分がチップ先端の隙間から蒸発することによるインキの増粘やインキの乾燥、またシール部材による嵌着動作にて、シール部材内が高圧になりチップ内に空気が侵入してしまうことによる筆記カスレを抑制させる。  【解決手段】 筆記部材としてのボールと、このボールを貫通孔の先端開口部から一部突出して抱持するボールホルダーとから少なくともなるボールペンチップを先端に備え、インキ収容部と直接又は接続部材を介して接続したボールペン体に、少なくともボールペンチップ先端が覆われるように熱可塑性材料からなる筒状部材を圧入状に被せた後、当該筒状部材の非圧入端部を熱により密着させて液密、気密に閉鎖する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筆記部材としてのボールと、このボールを貫通孔の先端開口部から一部突出して抱持するボールホルダーとから少なくともなるボールペンチップを先端に備え、インキ収容部と直接又は接続部材を介して接続したボールペン体に、少なくともボールペンチップ先端が覆われるように熱可塑性材料からなる筒状部材を圧入状に被せた後、当該筒状部材の非圧入端部を熱により密着させて液密、気密に閉鎖するボールペンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筆記部材としてのボールと、このボールを貫通孔の先端開口部から一部突出して抱持するボールホルダーとから少なくともなるボールペンチップと、このボールペンチップに直接又は接続部材を介してインク収容部を接続させたボールペンの製造方法に関する。詳細には、ボールペンチップを液密、気密に保護する部材を装着させたボールペンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、筆記チップの先端からの空気の混入やチップの先端からのインキの蒸発や漏れを防止するためにボールペンチップの筆記ボールを覆うようにホットメルト剤（加熱溶融した被覆樹脂）を取り付けたものが知られている（特許文献１）。
このようなホットメルト剤では、加熱溶融した被覆樹脂をチップ先端に付着した際、被覆樹脂の熱がチップ内に伝わり、チップ内のインキが変色することがあるので、ホットメルト剤を使わずにボールペンチップ先端に弾性材料からなるシール部材を嵌着し、前記シール部材によってチップ先端を密封してなるものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４３０５６０１号公報
【特許文献２】特開２０１１−０８８３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発明では、加熱溶融した被覆樹脂をチップ先端に付着した際、この被覆樹脂の熱が直接ボールペンチップ内に伝わり、インキ中の水分がボールペンチップ先端の隙間から蒸発することによる増粘や乾燥による筆記カスレや、変色性インキにおいては熱によりインキが変色してしまう問題が発生することがあった。
また、特許文献２においては、熱源を使用していないために、ボールペンチップ内のインキの熱影響による筆記カスレやインキの変色は改善できるかもしれないものの、ボールペンチップ先端を密封させる際に、シール部材の内圧が高圧になってしまい、ボールペンチップ内部に侵入してしまうことで、筆記部材であるボール近傍にインキが存在しない状態となり、使用開始時に筆記カスレが発生してしまうことがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、筆記部材としてのボールと、このボールを貫通孔の先端開口部から一部突出して抱持するボールホルダーとから少なくともなるボールペンチップを先端に備え、インキ収容部と直接又は接続部材を介して接続したボールペン体に、少なくともボールペンチップ先端が覆われるように熱可塑性材料からなる筒状部材を圧入状に被せた後、当該筒状部材の非圧入端部を熱により密着させて液密、気密に閉鎖するボールペンの製造方法を要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、熱可塑性材料からなる筒状部材の非圧入端部を熱により密着させて液密、気密に閉鎖するので、使用する熱源が、ボールペンチップよりも離れた位置となることからボールペンチップ内部のインキは熱の影響を受けにくいものとなり、インキの蒸発による増粘や乾燥による筆記カスレやインキが変色してしまう問題が発生しにくい。
また、筒状部材の内容積は殆ど変化しないことから、空気がボールペンチップ内部に侵入することが抑制でき、筆記カスレが発生しにくいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明により製造したボールペンの一例を示す図。
【図２】図１の要部拡大縦断面図。
【図３】工程の一例における工程（ａ）の要部拡大部縦断面図。
【図４】工程の一例における工程（ｂ）の要部拡大部縦断面図。
【図５】工程の一例における工程（ｃ）の要部拡大部縦断面図。
【図６】他の工程の一例における工程（ａ）の要部拡大部縦断面図。
【図７】他の工程の一例における工程（ｂ）の要部拡大部縦断面図。
【図８】他の工程の一例における工程（ｅ）の要部拡大部縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明において、熱可塑性材料とは、熱により変形接着が可能な材料を指し、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、シリコーンゴム、ポリフッ化ビニリデン、エチレンプロピレンゴム等の素材からなる。市販されている具体的な製品名としては、たとえば住友電工株式会社製のスミチューブ、三菱樹脂株式会社製のヒシチューブ、西日本電線株式会社製のニシチューブなどが挙げられ、その熱収縮温度は、材質や肉厚や内径外径の寸法等により異なるが、一般的には８０℃〜３３０℃程度である。
熱伝導にてボールペンチップ内のインキが影響を受け難くするためにも、熱収縮温度が８０℃程度の低温側である例えばポリオレフィン系素材のものが好ましい。
また、熱可塑性材料からなる筒状部材の肉厚は、０．３〜０．６ｍｍ程度が好ましい。肉厚が０．３ｍｍ未満であると、経時により水分やインキ成分が透過しやすくなることから、インキ乾燥が促進される虞がある。また、前記肉厚の厚さが０．６ｍｍを超えると熱及び外力を付与する前の元の形状に戻ろうとする力が働くことや、熱及び外力が達しにくいため密閉ができないか又は衝撃等が加わった際に開口してしまうといった不具合が発生する虞がある。
更に、筒状部材の熱収縮率（収縮前内径と収縮後内径との差分を収縮後内径で除した値。内径収縮率。）が、４０〜７０％程度となっているものでは、完全に閉塞させるために外力も加える必要があり、開口部を扁平状に押し潰すなどして確実に閉塞させる必要がある。この時、ボールペンチップに熱の影響を与えないように考慮し、ボールペンチップよりも先端側の離れた位置となることが肝要であるが、その位置が離れすぎると材料使用量が増えコストアップすることもあるため、ボールペンチップの先端より先端側に向かって約１ｍｍ〜３ｍｍ程度の範囲とすることが好ましい。また、外見識別性の向上の目的で、筒状部材に着色または予め着色した筒状部材を用い、これをインキ収容部内のインキ色と同色とすることもできる。
【０００９】
ボールホルダーの先端に配置されているボールは、タングステンカーバイドなどの超硬合金や、シリコンカーバイドなどのセラミックス焼結体などで形成される。そのボールの直径は０．２ｍｍから２．０ｍｍ程度のものを使用することができ、研磨加工によって表面状態の算術平均粗さＲａの数値を小さくして、ボールの回転を滑らかにして筆記感を向上させたり、または、ボールに含まれる結合金属などを溶解する液による化学研磨などの粗し加工によって表面状態の算術平均粗さＲａの数値を大きくして、ボール表面へのインキの濡れ性を向上させて筆記線のスキップを低減させるなど、筆記条件又はインキに合わせて調整したものを使用している。
【００１０】
ボールホルダーは、インキ通路としての貫通孔にボールの後退規制部分として内方突出部を備え、ボールホルダーの先端のボール抱持部内にボールを配置した後に、ボールホルダーの先端開口部を外側から内側に向かってボールの直径よりも小径に縮径加工を施し、ボールの一部が突出した状態で、ボールが回転自在に抱持された状態を形成している。この加工の際にボールホルダーの内面をボールに押し当てることによって、該部に全周帯状のボール転写部を形成させている。
内方突出部には、インキをボール側に供給する通路として、内方突出部の中心孔と、隣り合った内方突出部間に形成される放射状の溝が形成されている。また、インキ流量を促進する意味で、放射状溝の最外側部分を、ボールの内方突出部との接触部分より外側に開口したり、内方突出部を貫通して内方突出部の前方に位置するボール抱持部と、後方に位置する後孔と連通することも適宜なされる。
更に、筆記時にボールの回転をスムーズにして筆記感を向上させる目的で、ボールの回転軸を保つために内方突出部のボール側の表面にボールの表面形状とほぼ同形の円弧上の凹部が形成されている。この凹部は、ボールの挿入前に、ボールと同曲率のピン状治具を内方突出部に打ち付けたり、ボール挿入後にボールを内方突出部に向かって叩き、そのボール表面の圧痕として凹部を形成することができる。
尚、ボールホルダーの材質としては、ステンレスや真鍮、洋白といった金属製のものが使用でき、予め中孔のあるパイプ材や、コイル線材の前端側と後端側からドリル等の刃具で貫通孔を形成したものを使用して作ることができる。また、ポリオキシメチレンのような、エンジニアリングプラスチックと呼ばれる耐磨耗性の高い合成樹脂を使用することもできる。尚、このボールホルダー内にコイルスプリングを配置して、未筆記時にボールをバネの弾撥力にて前方へ押圧付勢させることも可能である。
【００１１】
インキは、水を主媒体とした水性インキ、アルコールなどの有機溶剤を主媒体とした油性インキのいずれも使用可能であり、これに着色成分である顔料及び／または染料、凍結防止などのための高沸点有機溶剤、被筆記面への定着性を付与する樹脂成分、表面張力や粘弾性、潤滑性などを調整する界面活性剤や多糖類、防錆・防黴剤などが配合されたものであり、誤字修正などを目的とした酸化チタンなどの白色隠蔽成分を配合したものであってもよい。また、熱により変色を伴う変色インキであってもよい。
【００１２】
インキを収容するインキ収容部は、内部に繊維集束体などのインキ吸蔵部材を備えるものとしても、そのようなインキを保持する部材を備えず、自由状態でインキを収容するものとしてもよいが、後端を開放したパイプ材をそのまま使用したり、インキ界面に高粘度流体を逆流防止体として配置してもよい。また、インキ収容部内に圧縮空気を封入するなどしてインキを押して吐出支援するものでもよい。
インキ収容部の部材を構成する材質は、ポリアミド樹脂や、塩化ビニル樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンナフタレート等の樹脂やステンレス等の金属など種々の材質が使用可能であるが、製造の容易さやインキ色の視認性、蒸気透過性などを考慮する必要がある。また、この押出成形パイプに、着色を施したり、顔料や体質材などを配合することなども適宜である。また、ユーザーの把持感の向上等の目的でインキ収容部の外側に外装体を装着することも可能である。
【００１３】
また、インキ収容部とボールペンチップとを接続する接続部材を使用する場合、接続部材を構成する材質としては、ポリアミド樹脂や、塩化ビニル樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンナフタレート等の樹脂やステンレス等の金属など種々の材質が使用可能であり、製造の容易さやインキ色の視認性、蒸気透過性などを考慮する必要がある。
【実施例】
【００１４】
以下、図面に基づき一例を説明する。
図１及び図１のＩ部拡大図である図２に示したものは、筆記部材としてのボール１を、先端開口部２より一部突出した状態で回転自在に抱持してなるボールホルダー３とで構成されたボールペンチップ４と、非筆記時にボールを前方に押圧付勢させるための弾撥体５と、ポリプロピレン樹脂の押し出し成形パイプであるインキ収容部６が、ポリブチレンテレフタレート樹脂で形成された接続部材７で接合されてなるボールペンの一例である。尚、外装体に収容されて使用される、所謂リフィルと称されるものとして示してあるが、外装についての図示及び説明は省略する。
ボールホルダー３の後端側が接続部材７の前端挿入孔７ａの底面部７ｂに当接されており、ボールペンチップの後方移動規制をなした状態となっている。
インキ収容部６内には、インキ８が収容されており、インキ８の後端界面に接して、インキ８と相溶しない高粘度流体である逆流防止体組成物９が配置されている。特に、低粘度のインキ８を使用した場合には、インキ８が後方に移動することを抑制するために逆流防止体組成物９を配置することは有効である。
また、インキ収容部６の内径が大きい場合は、インキ収容部の壁面より遠い部分における逆流防止機能が低下するので、浮子（図示せず）と呼ばれる合成樹脂の成型品を逆流防止体組成物９内に浮遊状態となるように配置してこれを補強することもできる。
【００１５】
ボールペンチップ４には、熱可塑性材料からなる筒状部材１０が圧入されている。この時、筒状部材１０の内径はボールペンチップ４の後端外径よりも小径であるため、圧入部分は液密状態となっている。そして反圧入側にあって、ボールペンチップ４よりも先端側に位置する開口端部１０ａの断面積を熱及び外力にて次第に小さくさせ閉塞する。
【００１６】
以下に本発明のボールペンの一例の製造方法について説明する。（図３〜図５参照）
尚、以下の説明においては、アルファベットの順に工程が移行するものとする。
（実施例１）
工程（ａ）（図３参照）
予め適度な長さに切断されたパンドウイットコーポレーション製（型番ＨＳＴＴ１２−４８−Ｑ、収縮率５０％、収縮後肉厚０．５ｍｍ、材質ポリオレフィン）の筒状部材１０を、ボールペンチップ４の後端まで圧入する。この時、筒状部材１０の内径は、ボールペンチップ後端の外径よりも小径となっているために、双方が圧入関係となっている。
工程（ｂ）（図４、図５参照）
一端を蝶番で閉じた２本の加熱棒状体１２にて筒状部材１０を挟み、先端部を片側から徐々に押し潰しながら挟み、熱及び外力にて密着させて閉塞させる。尚、図４及び図５は、図３の矢印方向のから見た図を示している。
【００１７】
（実施例２）
工程（ａ）（図６参照）
予め適度な長さに切断された筒状部材１０の先端開口部１０ａ内に、直径が０．２５ｍｍのピン１１を設置する。この時、ピン１１の他端が筒状部材１０の端面より露出している。
工程（ｂ）（図７参照）
一端を蝶番で閉じた２本の加熱棒状体１２にて筒状部材１０を挟み、筒状部材１０を介してピン１１を挟んだ形にする。
工程（ｃ）（図示せず）
前記ピン１１を抜き取り、微小な断面積である微小開口部１０ｂを確保する。この時ピンの直径は０．２５ｍｍであるから、微小開口部１０ｂの断面積は０．０４９ｍｍ２となっている。
工程（ｄ）（図示せず）
微小開口部１０ｂが形成された筒状部材１０を、ボールペンチップ４後方のインキ収容部６の先端に圧入する。
工程（ｅ）（図８参照）
再び加熱棒状部材１２にて筒状部材１０の前記微小開口部１０ｂを熱及び外力にて閉塞させる。
【符号の説明】
【００１８】
１      ボール
２      先端開口部
３      ボールホルダー
４      ボールペンチップ
５      弾撥体
６      インキ収容部
７      接続部材
７ａ    前端挿入孔
７ｂ    底面部
８      インキ
９      逆流防止体組成物
１０    筒状部材
１０ａ  開口端部
１０ｂ  微小開口部
１１    ピン
１２    加熱棒状体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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