(57)【要約】【課題】部品点数が少なくて低価格であり、耐磨耗性、耐食性に優れて書き味も良好な万年筆用ペン先を提供する。【解決手段】ステンレスの板材で成形された万年筆用ペン先において、ペン先の表面に、高硬度、高耐食性、低摩擦係数の特性を有するダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）の薄膜を形成することにより、十分な耐磨耗性を有し、水性インキを使用するにもかかわらず腐食することがなく、かつ滑らかな筆記感を得ることができる。更には、先端に超硬合金のペンポイントを溶接する必要がなく、かつペン先をステンレスの板材で形成するので、部品点数が少なくて低価格なペン先とすることができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレスの板材で成形された万年筆用ペン先において、表面にダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）の薄膜が形成されたことを特徴とする万年筆用ペン先。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は万年筆用のペン先に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
万年筆は水性インキを使用するので、そのペン先は耐磨耗性以外に優れた耐食性が要求される。そこで、耐食性の優れた金合金やステンレスなどの板材にて成形されている。そして、耐磨耗性を確保するために、筆記時に紙面に接触するペン先の先端に超硬合金からなるペンポイントを溶接している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、耐磨耗性を確保するためにペン先の先端に超硬合金からなるペンポイントを溶接しているので、部品点数が多く、製造工程も多い。また、ステンレスの板材にて成形されたペン先は、低価格で耐食性に優れているものの、弾力性が小さいために書き味が重くて硬く感じられる不具合がある。一方、金合金の板材で成形されたペン先は、弾性と曲げ強さを有するので書き味が優れているが材料価格が高い不具合がある。
【０００４】
そこで本発明は、部品点数が少なくて低価格であり、耐磨耗性、耐食性に優れて書き味も良好な万年筆用ペン先を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、ステンレスの板材で成形された万年筆用ペン先において、ペン先の表面にダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）の薄膜を形成する。
【０００６】
ＤＬＣは、ダイヤモンドに近い特性を有するアモルファス炭素であり、その薄膜は、高硬度、高耐食性であり、かつ低摩擦係数である。従って、ステンレスの板材で成形したペン先の表面にＤＬＣの薄膜を形成した万年筆用のペン先は、先端に超硬合金のペンポイントを溶接しなくても、十分な耐磨耗性を有する。そして、水性インキを使用するにもかかわらず腐食することがなく、かつ滑らかな筆記感を得ることができる。更には、先端に超硬合金のペンポイントを溶接する必要がなく、かつペン先をステンレスの板材で形成するので、部品点数が少なくて低価格なペン先とすることができる。
【０００７】
ＤＬＣの薄膜は、例えばプラズマＣＶＤ法、アークイオンプレーティング法、電子ビーム蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパッタリング法、レーザアブレーション法、プラズマを基本としたイオン注入法などで形成することができる。つまり、ダイヤモンド薄膜を形成する方法と類似した方法で形成することができるが、ダイヤモンド薄膜の形成に比べ、ＤＬＣの薄膜は低温で形成でき、かつ大面積の基板や三次元的に複雑な形状の基板などにも容易に形成することができ、工業的に有利である。従って、ステンレスの板材で形成されたペン先の表面には、前記の方法で、高硬度、高耐食性であり、かつ低摩擦係数であるＤＬＣの薄膜を極めて容易に形成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、ステンレスの板材で形成されたペン先の表面にイオン化蒸着法および直流グロー放電法でＤＬＣの薄膜を形成した実施例１および実施例２、比較例として、ステンレスの板材で形成されたペン先の表面にＤＬＣの薄膜を形成しない比較例１および金合金の板材で形成されたペン先の表面にＤＬＣの薄膜を形成しない比較例２を説明する。
【０００９】
〔実施例１〕
図１はイオン化蒸着装置を模式的に示すが、真空チャンバー１内の上部に基板電極２を配置し、基板電極２の下面にワークであるペン先Ｐを取り付ける。ペン先Ｐは、ステンレス（ＳＵＳ３０４）の板材で万年筆のペン先の形状に成形したものであり、先端には超硬合金からなるペンポイントは溶接されていない。また、真空チャンバー１内の下部にはタンタル線からなるフィラメント３およびイオン化電極４を配置する。
【００１０】
真空ポンプ接続口６に接続されたロータリーポンプおよび拡散ポンプにより真空チャンバー１内を１０−５Ｔｏｒｒに減圧し、アルゴンガスでボンバードした後、ガス注入口５からＤＬＣの原料として炭化水素系ガスであるベンゼンガスを注入する。原料ガスとしては、ベンゼンガスの他に、アセチレン、メタンなどの炭化水素系ガスを使用することができる。
次に、基板電極２には基板電源により−１ｋＶの電圧を印加するとともに、フィラメント３にはフィラメント電源により１０Ｖの電圧を印加し、イオン化電極４にはイオン化電源により１００Ｖの電圧を印加する。フィラメント３で発生する負に帯電した熱電子は正に帯電したイオン化電極４により加速され、ベンゼンガスをプラズマ化する。つまり、ベンゼンガスの構成原子である炭素と水素がイオン化される。生成したプラズマ中のイオンは１ｋＶで加速されて負に帯電した基板電極２に取り付けられたペン先Ｐの表面に付着し、膜厚が約１ミクロンのＤＬＣの薄膜が形成される。そして、このペン先Ｐを万年筆のメカに組込み、万年筆を完成した。
【００１１】
〔実施例２〕
図２は直流グロー放電装置を模式的に図示したものであるが、真空チャンバー１内の上部に基板電極２を配置し、基板電極２の下面にワークであるペン先Ｐを取り付ける。ペン先Ｐは、実施例１と同じく、ステンレス（ＳＵＳ３０４）の板材で万年筆のペン先の形状に成形したものであり、先端には超硬合金からなるペンポイントは溶接されていない。
【００１２】
真空ポンプ接続口６に接続されたロータリーポンプにより真空チャンバー１内を１０−２Ｔｏｒｒに減圧し、アルゴンガスでボンバードした後、ガス注入口５からＤＬＣの原料として炭化水素系ガスであるベンゼンガスを注入する。次に、基板電極２には、基板電源により、真空チャンバー１を＋側にして−１ｋＶの電圧を印加すると、真空チャンバー１内にグロー放電が発生し、ベンゼンガスをプラズマ化する。そして、生成したプラズマ中のイオンは１ｋＶで加速されて負に帯電した基板電極２に取り付けられたペン先Ｐの表面に付着し、膜厚が約１ミクロンのＤＬＣの薄膜が形成される。そして、このペン先Ｐを万年筆のメカに組込み、万年筆を完成した。
【００１３】
〔比較例１〕
ステンレス（ＳＵＳ３０４）の板材で万年筆のペン先の形状に成形し、表面にＤＬＣの薄膜を形成しないペン先をメカに組込んだ万年筆を用意した。
【００１４】
〔比較例２〕
金合金（１４Ｋ）の板材で万年筆のペン先の形状に成形し、表面にＤＬＣの薄膜を形成しないペン先をメカに組込んだ万年筆を用意した。
【００１５】
以上の４種類の万年筆を、ＪＩＳ　Ｓ　６０２５で規定されるペン先の耐磨耗性試験を行うと共に、筆記感の官能試験を行った。
ペン先の耐磨耗性試験は、供試の万年筆をペン取り付け角度が６０°になるように所定の試験機にセットし、筆圧荷重０．５Ｎ、筆記速度０．４秒／１往復で筆記幅１０ｍｍを１００００回往復させて磨耗度μ（＝ｂ２／ｂ１）を算出した。　ここで、
ｂ１：筆記開始から１ｍまでの任意の５点の線の太さの平均値（ｍｍ）
ｂ２：筆記の終了位置から１ｍさかのぼった任意の５点の線の太さの平均値（ｍｍ）
測定したｂ１、ｂ２、μの値を表１に示す。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
表１から判るように、いずれの実施例も比較例に比べて耐磨耗性は優れていた。とりわけ、イオン化蒸着法で膜厚が約１ミクロンのＤＬＣの薄膜を形成した実施例１は、先端に超硬合金からなるペンポイントを溶接していないにもかかわらず、耐磨耗性が極めて優れていた。
また、ＤＬＣの薄膜は摩擦係数が低いために、いずれの実施例も、ペン先がステンレスの板材で成形しているにもかかわらず、実際に筆記した筆記感はきわめて滑らかであった。そして、ＤＬＣの薄膜は高耐食性であるので、長期間使用しても水性インキによって腐食することがない。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ステンレスの板材で成形された万年筆用ペン先において、ペン先の表面にＤＬＣの薄膜を形成するので、部品点数が少なくて低価格であり、耐磨耗性、耐食性に優れて書き味も良好な万年筆用ペン先とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】イオン化蒸着装置におけるＤＬＣ薄膜形成法の説明図である。
【図２】直流グロー装置におけるＤＬＣ薄膜形成法の説明図である。
【符号の説明】
１　　真空チャンバー
２　　基板電極
３　　フィラメント
４　　イオン化電極
５　　ガス注入口
６　　真空ポンプ接続口
Ｐ　　ペン先
【図１】
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【図２】
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