(57)【要約】【課題】インクの吐出量を均一にすることができ、インク詰まりやインクのかすれを防止することができるボールペンのボール受け台およびペン先を提供する。【解決手段】ボールペンのペン先は、ボールと、ボールを受ける（ボールに当接する）ボール受け台４と、ボールをボール受け台４に回転自在に保持するボール保持部材と、ボール受け台４を保持する受け台保持部材とを有している。ボール受け台４の先端部には、ボールが当接する凹部が形成されており、ボールの一部分は、この凹部内に位置している。また、ボール受け台４には、前記凹部に連通し、隔壁４３で仕切られた４つのインク流路（貫通孔）４２が形成されている。また、ボール受け台４の横断面での面積をＳ０、インク流路４２の横断面での面積をＳ１としたとき、ボール受け台４は、Ｓ１／Ｓ０≧０．３の関係を満たすよう構成される。【選択図】図２
2004050603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールが当接する凹部と、
前記凹部に連通し、隔壁で仕切られた４以上のインク流路とを
有することを特徴とするボールペンのボール受け台。
【請求項２】
ボールが当接する凹部と、
前記凹部に連通し、隔壁で仕切られた複数のインク流路とを有するボールペンのボール受け台であって、
当該ボール受け台の横断面での面積をＳ０、前記インク流路の横断面での面積をＳ１としたとき、Ｓ１／Ｓ０≧０．３の関係を満たすよう構成されている
ことを特徴とするボールペンのボール受け台。
【請求項３】
前記インク流路は、４以上形成されている請求項２に記載のボールペンのボール受け台。
【請求項４】
前記インク流路は、等角度間隔で配置されている請求項１ないし３のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【請求項５】
前記インク流路の横断面での形状は、略扇形をなしている請求項１ないし４のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【請求項６】
前記隔壁の平均厚さは、０．０１〜０．３ｍｍである請求項１ないし５のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【請求項７】
前記隔壁の厚さは、略一定である請求項１ないし６のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【請求項８】
当該ボール受け台のビッカース硬度は、１５０以上である請求項１ないし７のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【請求項９】
当該ボール受け台のビッカース硬度は、前記凹部に当接するボールのビッカース硬度の８０％以下である請求項１ないし８のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【請求項１０】
当該ボール受け台は、粉末射出成形法により得られたものである請求項１ないし９のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載のボール受け台と、
ボールと、
前記ボールを前記ボール受け台に回転自在に保持するボール保持部材とを
有することを特徴とするボールペンのペン先。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールペンのボール受け台およびペン先に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ボールペンのペン先は、ボールと、ボールを受ける（ボールが当接する）ボール受け台と、ボールをボール受け台に回転自在に保持するボール保持部材とを有している。
【０００３】
図５は、従来のボールペンのペン先におけるボール受け台の横断面図である。同図に示すように、従来のボールペンのペン先のボール受け台１１０には、隔壁１３０で仕切られた３つのインク流路（貫通孔）１２０が形成されている。ボールペンの使用の際は、インクは、各インク流路１２０を先端側に流れ、ボールへ到達する。
【０００４】
このボール受け台１１０の各インク流路１２０は、機械加工で形成される。機械加工で隔壁１３０の厚さが０．３ｍｍ以下の厚さになるように加工することは困難であり、このため、隔壁１３０の厚さは、０．３ｍｍより厚く設定されている。
【０００５】
また、前記インク流路１２０の加工上の制約から、使用できるボール受け台１１０の構成材料は、一部の比較的軟らかいステンレス鋼に限られている。
【０００６】
このような従来のボールペンのペン先では、ボール受け台１１０の隔壁１３０の厚さが厚いので、インク流路１２０の横断面での面積が小さくなってしまい、これにより、インク詰まりが発生したり、また、インクの吐出量が不均一になる。
【０００７】
また、使用できるボール受け台１１０の構成材料では硬度が低いため、ボールペンを使用しているうちに（特に長期間の使用で）、ボールとの摩擦により、ボール受け台１１０のボールへの当接部が磨耗し、これにより、ボールが円滑に回転しなくなり、インクのかすれ等が発生する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、インクの吐出量を均一にすることができ、インク詰まりやインクのかすれを防止することができるボールペンのボール受け台およびペン先を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１１）の本発明により達成される。
【００１０】
（１）　ボールが当接する凹部と、
前記凹部に連通し、隔壁で仕切られた４以上のインク流路とを
有することを特徴とするボールペンのボール受け台。
【００１１】
（２）　ボールが当接する凹部と、
前記凹部に連通し、隔壁で仕切られた複数のインク流路とを有するボールペンのボール受け台であって、
当該ボール受け台の横断面での面積をＳ０、前記インク流路の横断面での面積をＳ１としたとき、Ｓ１／Ｓ０≧０．３の関係を満たすよう構成されている
ことを特徴とするボールペンのボール受け台。
【００１２】
（３）　前記インク流路は、４以上形成されている上記（２）に記載のボールペンのボール受け台。
【００１３】
（４）　前記インク流路は、等角度間隔で配置されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【００１４】
（５）　前記インク流路の横断面での形状は、略扇形をなしている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【００１５】
（６）　前記隔壁の平均厚さは、０．０１〜０．３ｍｍである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【００１６】
（７）　前記隔壁の厚さは、略一定である上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【００１７】
（８）　当該ボール受け台のビッカース硬度は、１５０以上である上記（１）ないし（７）のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【００１８】
（９）　当該ボール受け台のビッカース硬度は、前記凹部に当接するボールのビッカース硬度の８０％以下である上記（１）ないし（８）のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【００１９】
（１０）　当該ボール受け台は、粉末射出成形法により得られたものである上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のボールペンのボール受け台。
【００２０】
（１１）　上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のボール受け台と、
ボールと、
前記ボールを前記ボール受け台に回転自在に保持するボール保持部材とを
有することを特徴とするボールペンのペン先。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のボールペンのボール受け台およびペン先を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明のボールペンのペン先の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１に示すボールペンのペン先におけるボール受け台の図１中のＡ−Ａ線での断面図、図３は、図２中のＢ−Ｂ線での断面図、図４は、図１に示すボールペンのペン先におけるボール受け台の平面図である。なお、図１および図３中、上側を「先端」または「上」、下側を「基端」または「下」として説明する。
【００２３】
図１に示すように、ボールペンのペン先１は、ボール２と、ボール２を受ける（ボール２に当接する）ボール受け台４と、ボール２をボール受け台４に回転自在に保持するボール保持部材３と、ボール受け台４を保持する受け台保持部材５とを有している。以下、これらの各構成要素について順次説明する。
【００２４】
図１に示すように、ボール２は、略球状をなしており、硬質材料、特に、硬質の金属材料で形成されている。
【００２５】
このボール２の直径は、特に限定されないが、０．０５〜２ｍｍ程度であるのが好ましく、０．２〜１ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００２６】
図１〜図４に示すように、ボール受け台４の全体形状は、略円柱状をなしている。
【００２７】
このボール受け台４は、例えば、各種金属材料やセラミックス材料等で形成され、特に、インクに対する耐食性が高く、後述するような、硬さ（ビッカース硬度Ｈｖ）が比較的硬い材料で形成されるのが好ましい。
【００２８】
金属材料としては、例えば、Ｆｅ、Ｆｅ−Ｃ、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ等のうちの少なくとも１種、あるいはこれらのうちの少なくとも１種を含む（主とする）合金が挙げられる。
【００２９】
このなかでも特に、ＳＵＳ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ａｌのうちの少なくとも１種、あるいはこれらのうちの少なくとも１種を含む（主とする）合金が好ましい。
【００３０】
また、セラミックス材料としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、ＺｒＯ２（部分安定化ジルコニアを含む）、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯ、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等の酸化物系セラミックスや、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＶＮ、ＴａＮ、ＮｂＮ、ＣｒＮ、Ｃｒ２Ｎ等の窒化物系セラミックス、グラファイト、ＳｉＣ、ＺｒＣ、Ａｌ４Ｃ３、ＣａＣ２、ＷＣ、ＴｉＣ、ＨｆＣ、ＶＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ等の炭化物系のセラミックス等の非酸化物系セラミックス、あるいは、これらのうちの２以上を任意に組合せた複合セラミックスが挙げられる。
【００３１】
このなかでも特に、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＷＣ、あるいは、これらのうちの２以上を任意に組合せた複合セラミックスが好ましい。
【００３２】
ボール受け台４の外径（直径）は、特に限定されないが、０．１〜３ｍｍ程度であるのが好ましく、０．３〜２ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００３３】
ボール受け台４の先端部には、ボール２が当接する凹部４１が形成されており、ボール２の一部分（下側の端部）は、凹部４１内に位置している。この凹部４１は、ボール受け台４の外周側から中心に向って傾斜している。
【００３４】
また、ボール受け台４には、凹部４１に連通し、隔壁４３で仕切られた複数のインク流路（貫通孔）４２が形成されている。各インク流路４２は、隔壁４３の外面と、外壁４４の内面とで形成されている。
【００３５】
このインク流路４２の数は、４以上であるのが好ましく、４〜６程度であるのがより好ましい。
【００３６】
インク流路４２の数を４以上にすることにより、横断面におけるインク流路４２の面積を大きくすることができ、これにより、インク詰まりを防止することができ、また、インクの吐出量を均一にすることができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、インク流路４２は、４つ形成されている。
インク流路４２の横断面での形状は、略扇形をなし、そのインク流路４２は、等角度間隔で配置されている。
【００３８】
なお、インク流路４２の形状は、図示の形状に限定されず、また、インク流路４２の形状は、異なっていてもよい。
【００３９】
また、インク流路４２の間隔は、異なっていてもよく、また、インク流路４２は、不規則に配置されていてもよい。
【００４０】
また、ボール受け台４の横断面での面積をＳ０、インク流路４２の横断面での面積をＳ１としたとき、ボール受け台４は、Ｓ１／Ｓ０≧０．３の関係を満たすよう構成されている。
【００４１】
すなわち、横断面におけるボール受け台４に対するインク流路４２の面積比Ｓ１／Ｓ０は、０．３以上であり、０．３〜０．８程度であるのが好ましく、０．４〜０．７程度であるのがより好ましい。
【００４２】
これにより、インク詰まりを防止することができ、また、インクの吐出量を均一にすることができる。
【００４３】
面積比Ｓ１／Ｓ０が前記下限値より小さいと、例えば、インク流路４２の形状や数等の条件によっては、インク詰まりが生じたり、また、インクの吐出量が不均一になることがある。
【００４４】
ここで、前記面積Ｓ０とは、ボール受け台４の横断面において、最外周の輪郭で囲まれる全体の面積のことである。
【００４５】
また、前記面積Ｓ１とは、ボール受け台４の横断面において、すべてのインク流路４２の面積の合計値のことである。
【００４６】
また、隔壁４３の平均厚さは、特に限定されないが、０．０１〜０．３ｍｍ程度であるのが好ましく、０．０５〜０．２５ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００４７】
隔壁４３の平均厚さが前記上限値を超えると、例えば、インク流路４２の形状や数等の条件によっては、インク詰まりが生じたり、また、インクの吐出量が不均一になることがある。
また、隔壁４３の平均厚さが前記下限値未満であると、強度が低くなる。
【００４８】
また、隔壁４３の厚さは、略一定であるが、本発明では、一定でなくてもよい。
【００４９】
ボール受け台４のビッカース硬度Ｈｖは、１５０以上であるのが好ましく、２００〜１２００程度であるのがより好ましい。
【００５０】
ボール受け台４のビッカース硬度Ｈｖが前記下限値より小さいと、長期間の使用で、ボール２との摩擦により凹部４１が磨耗し、これにより、ボール２が円滑に回転しなくなり、インクのかすれ等が発生することがある。
【００５１】
また、ボール受け台４のビッカース硬度Ｈｖは、ボール２のビッカース硬度Ｈｖの８０％以下であるのが好ましく、２０〜７０％程度であるのがより好ましい。
【００５２】
ボール受け台４のビッカース硬度Ｈｖが前記上限値を超えると、長期間の使用で、凹部４１との摩擦によりボール２が磨耗し、これにより、ボール２が円滑に回転しなくなり、インクのかすれ等が発生することがある。
【００５３】
図１に示すように、受け台保持部材５は、ボール受け台４の基端側に設置されており、前記ボール受け台４を保持している。
【００５４】
また、図１に示すように、ボール保持部材３は、略円筒状をなしており、その先端部の外径（直径）は、先端側に向って漸減している。
【００５５】
前記ボール受け台４および受け台保持部材５は、それぞれ、このボール保持部材３内に設置されている。
【００５６】
また、前記ボール２は、その半分を超える部分がボール保持部材３内に位置し、ボール受け台４の凹部４１に当接した状態で、ボール保持部材３により、すべての方向（任意の方向）に回転自在に保持されている。
【００５７】
このボール保持部材３の先端の内径（直径）は、ボール２の直径より若干小さく設定されており、これにより、ボール２の凹部４１からの離脱が阻止される。
【００５８】
なお、前記ボールペンにおいて使用されるインクは、油性と、水性のいずれでもよい。
【００５９】
また、前記使用されるインクの粘度は、０．２〜２０ｃｐ程度であるのが好ましく、０．５〜１０ｃｐ程度であるのがより好ましい。
【００６０】
次に、ボールペンのペン先１のボール受け台４の製造方法を説明する。
前記ペン先１のボール受け台４の製造方法は、特に限定されないが、粉末射出成形法（ＰＩＭ：Ｐｏｗｄｅｒ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　Ｍｏｌｄｉｎｇ）を用いるのが好ましい。すなわち、ボール受け台４は、粉末射出成形法により得られたものであるのが好ましい。以下、粉末射出成形法を用いた製造方法について説明する。
【００６１】
＜１＞使用する主材料
［粉体］
粉体（粉末）としては、いかなるものを用いてもよいが、好ましくは、金属粉末やセラミックス粉末等が用いられる。
【００６２】
金属粉末を構成する金属材料としては、例えば、Ｆｅ、Ｆｅ−Ｃ、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ等のうちの少なくとも１種、あるいはこれらのうちの少なくとも１種を含む（主とする）合金が挙げられる。
【００６３】
セラミックス粉末を構成するセラミックス材料としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、ＺｒＯ２（部分安定化ジルコニアを含む）、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯ、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等の酸化物系セラミックスや、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＮ、ＢＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＶＮ、ＴａＮ、ＮｂＮ、ＣｒＮ、Ｃｒ２Ｎ等の窒化物系セラミックス、グラファイト、ＳｉＣ、ＺｒＣ、Ａｌ４Ｃ３、ＣａＣ２、ＷＣ、ＴｉＣ、ＨｆＣ、ＶＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ等の炭化物系のセラミックス等の非酸化物系セラミックス、あるいは、これらのうちの２以上を任意に組合せた複合セラミックスが挙げられる。
【００６４】
粉体の平均粒径は、特に限定されないが、０．０５〜５００μｍであるのが好ましく、０．１〜３００μｍであるのがより好ましく、０．１〜１００μｍであるのがさらに好ましい。
【００６５】
特に、粉体として金属粉末を用いた場合、粉体の平均粒径は、１〜２００μｍであるのが好ましく、２〜１００μｍであるのがより好ましい。
【００６６】
また、粉体としてセラミックス粉末を用いた場合、粉体の平均粒径は、０．１〜５０μｍであるのが好ましい。
【００６７】
また、粉体として、組成の異なる２種類以上の粉末を混合したものを用いた場合、各粉末の平均粒径が異なっていてもよい。
【００６８】
粉体の平均粒径が前記上限値を超えると、混練時、成形時等における混練物の流動性が低くなり、成形性が低下することがある。また焼結性が低下し、焼結体の密度が低くなることがある。一方、粉体の平均粒径が前記下限値未満であると、混練物の流動性を確保するのに必要なバインダーの量が増える可能性がある。このようにバインダーの量が増えると、脱バインダーに要する時間が長くなるため、生産性が低下し、成形体の収縮量にもムラを生じ易くなる。また、焼結時等に変形を生じ易くなり、焼結体の寸法精度が低下することがある。また、粉末の活性が高くなるため、発火等の危険性が高くなる場合もある。
【００６９】
なお、金属粉末の製造方法は、特に限定されず、例えば、水またはガスアトマイズ法、還元法、カルボニル法、粉砕法、回転噴霧法等により製造されたものを用いることができるが、アトマイズ法が好ましい。金属粉末の製造方法としてアトマイズ法を用いた場合、流動性の高い球形状の金属粉末を容易に得ることができ、また、不純物の混入も少なくなる。
【００７０】
また、セラミックス粉末の製造方法は、特に限定されず、例えば、粉砕、噴霧熱分解法、共沈法、ガラス結晶化法、ゾル−ゲル法により製造されたものを用いることができる。
【００７１】
［混合粉末］
粉体は、１種類の粉末で構成されるものであってもよいが、２種以上の粉末を含む混合粉末で構成されるものであってもよい。すなわち、粉体は、例えば、合金組成、平均粒径等が異なる２種以上の粉末を含むものであってもよい。
【００７２】
このように、紛体が２種以上の粉末で構成されることにより、例えば、混合粉末を構成する各粉末の利点を併有することができる。また、混合粉末が平均粒径の異なる２種以上の粉末で構成される場合、焼結体中の空孔率を小さくすることができる。その結果、焼結体の機械的強度等が向上する。
【００７３】
［バインダー］
バインダーは、いかなるものであってもよいが、比較的分解開始温度の低い材料で構成されているのが好ましい。また、分解開始温度の異なる２種以上の材料で構成されているのが好ましい。
【００７４】
このようなバインダーとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、ポリエステル、ポリエーテル、ポリビニルアルコール等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等や、カルナバワックス等の各種ワックス、パラフィン、高級脂肪酸（例：ステアリン酸）、高級アルコール、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００７５】
また、バインダー中には、例えば、可塑剤、酸化防止剤、脱脂促進剤、界面活性剤等の各種添加物等が含まれていてもよい。可塑剤としては、例えば、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル等が挙げられる。
【００７６】
また、バインダーは、１種の成分で構成されるものであってもよいが、融点または分解温度の異なる２種以上の成分を含有するものであるのが好ましい。これにより、焼結体の寸法精度が向上する。
【００７７】
＜２＞粉体とバインダーとの混練
前述したような粉体とバインダーとを含む材料を混練することにより、混練物を製造する。なお、材料中には、粉体、バインダー以外の成分（各種添加剤等）が含まれていてもよい。
【００７８】
材料中における粉体の含有量は、特に限定されないが、４０〜９０ｖｏｌ％であるのが好ましく、４５〜８０ｖｏｌ％であるのがより好ましい。材料中における粉体の含有量が前記下限値未満であると、脱バインダー時、焼結時等に変形を生じ易くなり、焼結体の寸法精度が低下することがある。一方、材料中における粉体の含有量が前記上限値を超えると、成形体の成形性が低下し、複雑な形状の成形体を得るのが困難となる場合がある。
【００７９】
材料の混練には、通常、混練装置が用いられる。混練を行う混練装置としては、例えば、ニーダーやバッチ式の三軸ロール、連続式２軸スクリュー押出機、連続２軸ロール、ホイールミキサー、ブレード型ミキサー等が挙げられるが、この中でも特に、連続式２軸スクリュー押出機、連続２軸ロールが好ましい。このような混練装置を用いることにより、製造工程のライン化を容易に達成することができ、混練物、成形体、焼結体の生産性が向上する。
【００８０】
また、混練は、バインダーの軟化点以上の温度で行われるのが好ましい。特に、バインダーの軟化点をＴ℃としたとき、混練は、Ｔ〜（Ｔ＋８０）℃で行われるのが好ましい。軟化点は、例えば、ＪＩＳ　Ｋ　７２３４で規定される環球法や、ＡＳＴＭＤ　３４６１で規定されるメトラー法等で測定される。
【００８１】
また、粉体が酸化し易いものである場合、混練は、アルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で行われるのが好ましい。
【００８２】
このようにして得られた混練物は、例えば、必要に応じ、ペレット化されてもよい。ペレットの平均粒径は、例えば、０．５〜１０ｍｍ程度とされる。
【００８３】
＜３＞成形体の製造（成形）
上述したような混練物（ペレットを含む）を粉末射出成形法により成形し、成形体を得る。
【００８４】
この粉末射出成形法は、比較的小型のものや、複雑で微細な形状の成形体（焼結体）を成形することができ、用いる粉体の特性を十分に生かすことができるという利点を有している。
【００８５】
粉末射出成形法による成形条件は、用いる粉体の組成や粒径、バインダーの組成およびこれらの配合比等の諸条件により異なるが、その一例を挙げれば、材料温度は、好ましくは１００〜３００℃程度、射出圧力は、好ましくは３０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２程度、金型温度は、好ましくは５〜５０℃程度とされる。
【００８６】
なお、成形体の形状、寸法は、以後の脱バインダーおよび焼結による成形体の収縮分を見込んで決定される。
【００８７】
＜４＞焼結体の製造（脱バインダー処理、焼結）
このようにして得られた成形体を脱バインダー、加熱することにより、焼結体が得られる。
【００８８】
焼結体を製造する場合、成形体の焼結に先立ち、成形体に対して脱バインダー処理を施し、脱脂体（脱バインダー体）とするのが好ましい。
【００８９】
この脱バインダー処理は、有機溶媒や超臨界ガスを用いた抽出により行う方法もあるが、後の焼結工程で加熱することから、加熱して脱バインダーする方法が一般にとられている。その処理は、特に限定されないが、非酸化性雰囲気、例えば減圧（真空）状態下（例えば１×１０２〜１×１０−６Ｔｏｒｒ）、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガス中、またはアルゴン−水素混合ガス中のように還元雰囲気中で熱処理を行うことによりなされる。
【００９０】
この熱処理の条件は、用いる粉体の組成や粒径、バインダーの組成およびこれらの配合比等の諸条件により異なるが、その一例を挙げれば、好ましくは温度１５０〜７５０℃程度で、０．５〜４０時間程度、より好ましくは温度２５０〜６５０℃程度で、１〜２４時間程度とされる。
【００９１】
また、このような熱処理による脱脂（脱バインダー）は、種々の目的（例えば脱脂時間の短縮の目的）で、複数の工程（段階）に分けて行われてもよい。この場合、例えば、前半を低温で、後半を高温で脱脂処理するような方法や、低温と高温を繰り返し行う方法とが挙げられる。
【００９２】
また、前述の熱処理と組合わせ、脱脂における雰囲気の圧力を複数の工程（段階）に分けて行われてもよい。この場合、例えば、前半を減圧（例えば、１×１０−３Ｔｏｒｒ）状態下で、後半を常圧で脱脂処理するような方法や、減圧と常圧を繰り返し行う方法とが挙げられる。
【００９３】
熱処理と雰囲気の圧力を組合わせることにより、成形体に対しより効率的に脱バインダー処理を行うことができる。
【００９４】
なお、この脱バインダー処理は、他の方法、例えば、バインダーや添加剤中の特定成分を所定の溶媒（液体、気体）を用いて溶出させることにより行ってもよい。脱バインダー工程はバインダーが軟化状態になり自重での変形がおきやすい工程であるが、この脱バインダーが不十分だとバインダー成分が残留し、焼結工程での変形、欠陥の発生をひきおこし易いので、十分な脱バインダー処理を施す。
【００９５】
このような脱バインダー処理の後、得られた脱バインダー体を焼結することにより、焼結体が得られる。
【００９６】
焼結により、粉体は、元素の拡散により、接合、粒成長し、結晶粒となる。この工程で製品の最終強度が決定される。焼結が不十分だと製品中に空孔が残り、強度を著しく低下させる。
【００９７】
焼結における焼結温度は、例えば、粉体の組成がＮｉまたはＮｉ系合金の場合、好ましくは９５０〜１５００℃程度、より好ましくは１０００〜１４５０℃程度とされ、ＦｅまたはＦｅ系合金の場合、好ましくは１０００〜１５００℃程度、より好ましくは１０５０〜１４５０℃程度とされ、ＴｉまたはＴｉ系合金の場合、好ましくは９５０〜１５００℃程度、より好ましくは１０００〜１４５０℃程度とされる。
【００９８】
また、粉体の組成が酸化物系セラミックスの場合、好ましくは１３００〜２０００℃程度、より好ましくは１４００〜１８５０℃程度とされ、炭化物系セラミックスの場合、好ましくは１４００〜２１５０℃程度、より好ましくは１５００〜２１５０℃程度とされ、窒化物系セラミックスの場合、好ましくは１３００〜１９００℃程度、より好ましくは１４００〜１８５０℃程度とされる。
【００９９】
なお、焼結温度は、前述した範囲内または範囲外で、経時的に変動（上昇または下降）してもよい。
【０１００】
焼結時間は、前述したような焼結温度の場合、好ましくは０．５〜８時間程度、より好ましくは１〜５時間程度とされる。
【０１０１】
また、焼結雰囲気は、粉体が金属粉末の場合、特に限定されないが減圧（真空）下または非酸化性雰囲気とされるのが好ましい。これにより、金属の酸化による特性劣化を効果的に防止することができる。粉体が酸化物系セラミックスの場合、大気下または不活性ガス雰囲気とされるのが好ましい。粉体が炭化物系セラミックスまたは窒化物系セラミックスの場合、不活性ガス雰囲気とされるのが好ましい。
【０１０２】
好ましい焼結雰囲気としては、粉体が金属粉末の場合、１Ｔｏｒｒ以下（より好ましくは１×１０−２〜１×１０−６Ｔｏｒｒ）の減圧（真空）下、または１〜７６０Ｔｏｒｒの窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気、または１〜７６０Ｔｏｒｒの水素ガス雰囲気であるのが好ましい。粉体が酸化物系セラミックスの場合、１〜７６０Ｔｏｒｒの窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気、または１〜７６０Ｔｏｒｒの大気雰囲気であるのが好ましい。粉体が炭化物系セラミックスまたは窒化物系セラミックスの場合、１〜７６０Ｔｏｒｒの窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気であるのが好ましい。
【０１０３】
なお、焼結雰囲気は、焼結の途中で変化してもよい。例えば、最初に１×１０−２〜１×１０−６Ｔｏｒｒの減圧（真空）下とし、途中で前記のような不活性ガスに切り替えることができる。
【０１０４】
以上のような条件で焼結を行うことにより、特に優れた寸法精度で焼結体を得ることができる。また、得られる焼結体の機械的強度も向上する。
【０１０５】
また、焼結は、２段階またはそれ以上で行ってもよい。例えば、焼結条件の異なる１次焼結と２次焼結を行うことができる。この場合、２次焼結の焼結温度を、１次焼結の焼結温度より高い温度とすることができる。これにより、焼結の効率がさらに向上し、焼結体の機械的強度の更なる向上を図ることができる。
【０１０６】
必要に応じ、得られた焼結体の表面に、例えば、ショットブラスト、ホーニング等の研磨、エッチング、湿式メッキ、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング、ＣＶＤ、容射等の表面処理を施す。
【０１０７】
このようにして、ボール受け台４が得られ、このボール受け台４を用いてペン先１が製造される。
【０１０８】
以上説明したように、このペン先１およびボール受け台４によれば、横断面におけるインク流路４２の面積を大きくすることができ、これにより、インク詰まりを防止することができ、また、インクの吐出量を均一にすることができる。
【０１０９】
また、ボール受け台４のビッカース硬度Ｈｖを前述した値に設定することにより、ボール受け台４の凹部４１の摩耗が抑制または防止され、耐久性が向上する。すなわち、長期間使用しても、ボール２が円滑に回転し、インクのかすれ等を防止することができる。
【０１１０】
また、ボール受け台４を粉末射出成形法で成形して製造するので、任意の形状（例えば、複雑で微細な形状）、任意の寸法（例えば、小型）のボール受け台４を容易かつ確実に製造することができる。特に、インクに対する耐食性が高く、かつ硬いボール受け台４を製造する場合でも、容易かつ確実に、隔壁１３０の厚さを薄くして、各インク流路４２の横断面での面積をそれぞれ大きくしたり、また、インク流路４２の数を多くすることができる。これにより、横断面におけるボール受け台４に対するインク流路４２の面積比Ｓ１／Ｓ０を大きくすることができ、インク流路４２の横断面での面積Ｓ１を大きくすることができる。
【０１１１】
また、ボール受け台４を粉末射出成形法で成形して製造するので、ボール受け台４の構成材料の選択範囲が広く、このため、インクに対する耐食性の高い材料や硬い材料を選択することができ、また、例えば鋳造では製造することができない組成のものでも容易かつ確実に製造することができる。すなわち、組成の自由度が高く、このため、ボール受け台４のインクに対する耐食性を高くしつつ、硬さを自由に設定することができる。
【０１１２】
【実施例】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
【０１１３】
（実施例１）
図１〜図４に示す形状の、４つのインク流路を有するボール受け台を前述した粉末射出成形法で成形して製造し、そのボール受け台を用いて図１に示すペン先を製造し、そのペン先を用いてボールペンを製造した。使用した混練物（コンパウンド）の組成および製造条件は、下記の通りである。
【０１１４】
2004050603.tif 000003
【０１１５】
▲２▼成形条件
射出圧力：１１０ｋｇｆ／ｃｍ２
金型温度：３０℃
材料温度：１５０℃
【０１１６】
▲３▼脱バインダー条件
７６０Ｔｏｒｒ（常圧）の窒素雰囲気で、５００℃×１時間
【０１１７】
▲４▼焼結条件
Ａｒガス雰囲気で、１２７０℃×３時間
得られたボール受け台（焼結体）の密度、ビッカース硬度Ｈｖ、各部の寸法は、下記の通りであった。
ボール受け台の密度：７．５ｇ／ｃｍ２
ボール受け台のビッカース硬度Ｈｖ：２８０（ボールのＨｖの３３％）
ボール受け台の外径（直径）：０．８ｍｍ
ボール受け台の隔壁の平均厚さ：０．０８ｍｍ
ボール受け台の横断面での面積Ｓ０：０．５ｍｍ２
インク流路の横断面での面積Ｓ１：０．２５ｍｍ２
面積比Ｓ１／Ｓ０：０．５
また、ボールの構成材料は、ダイス鋼、ボールの直径は、０．５ｍｍ、ボールのビッカース硬度Ｈｖは、８５０であった。
また、ボールペンには、粘度が２ｃｐの水性インクを用いた。
【０１１８】
（実施例２）
混練物の組成および製造条件を下記のように変更した他は、実施例１と同様にして、ボール受け台を製造し、そのボール受け台を用いてペン先を製造し、そのペン先を用いてボールペンを製造した。
【０１１９】
2004050603.tif 000004
【０１２０】
▲２▼成形条件
射出圧力：１１０ｋｇｆ／ｃｍ２
金型温度：３０℃
材料温度：１３０℃
【０１２１】
▲３▼脱バインダー条件
７６０Ｔｏｒｒ（常圧）の窒素雰囲気で、４５０℃×１時間
【０１２２】
▲４▼焼結条件
Ａｒガス雰囲気で、１４５０℃×３時間
得られたボール受け台（焼結体）の密度、ビッカース硬度Ｈｖ、各部の寸法は、下記の通りであった。
ボール受け台の密度：６．０ｇ／ｃｍ２
ボール受け台のビッカース硬度Ｈｖ：１１００（ボールのＨｖの７６％）
ボール受け台の外径（直径）：１．０ｍｍ
ボール受け台の隔壁の平均厚さ：０．０７ｍｍ
ボール受け台の横断面での面積Ｓ０：０．７９ｍｍ２
インク流路の横断面での面積Ｓ１：０．４９ｍｍ２
面積比Ｓ１／Ｓ０：０．６２
【０１２３】
（比較例）
機械加工で加工し、図５に示す形状の、３つのインク流路を有するボール受け台を得、その他は、実施例１と同様にしてそのボール受け台を用いてペン先を製造し、そのペン先を用いてボールペンを製造した。
【０１２４】
ボール受け台の構成材料、ビッカース硬度Ｈｖ、各部の寸法は、下記の通りであった。
ボール受け台の構成材料：ＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）
ボール受け台のビッカース硬度Ｈｖ：１３０（ボールのＨｖの１５％）
ボール受け台の外径（直径）：０．８ｍｍ
ボール受け台の隔壁の平均厚さ：０．３ｍｍ
ボール受け台の横断面での面積Ｓ０：０．５ｍｍ２
インク流路の横断面での面積Ｓ１：０．１ｍｍ２
面積比Ｓ１／Ｓ０：０．２
【０１２５】
＜評価＞
（１）乾燥した室内に、実施例１、２および比較例で作成したボールペン各２０本をキャップを外して２週間放置した。その後、各ボールペンにて線を描画し、インク詰まりの有無を確認した。
【０１２６】
その結果、実施例１および２では、２０本全てにインク詰まりは無く、使用可能であった。
【０１２７】
一方、比較例は８本が使用可能であったが、１２本はインク詰まりにより描画できなくなっていた。
【０１２８】
（２）ボールペンを、そのボールが円滑に回転しなくなり、インクのかすれが発生するまで使用し、そのインクのかすれが発生するまでの時間を測定した。
【０１２９】
その結果、実施例１および２では、インクが無くなるまでインクのかすれは発生しなかった。
【０１３０】
また、比較例では、インクのかすれが発生するまでの時間は、３２時間であった。
【０１３１】
以上の結果から、実施例１および２は、横断面におけるインク流路の面積が大きいため、インク詰まりを防止することができるとともに、インクの吐出量を均一にすることができ、しかもボール受け台が硬いため、ボール受け台のボールとの当接部分の摩耗が防止され、長期間使用しても、ボールが円滑に回転し、インクのかすれを防止することができることが判る。
【０１３２】
これに対し、比較例は、横断面におけるインク流路の面積が小さいため、インク詰まりが生じるとともに、インクの吐出量が不均一になり、しかもボール受け台の硬さが不十分なため、ボール受け台のボールとの当接部分が摩耗し、それによりボールが円滑に回転しなくなり、インクのかすれが生じることが判る。
【０１３３】
以上、本発明のボールペンのボール受け台およびペン先を、図示の実施形態および実施例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、横断面におけるインク流路の面積を大きくすることができ、これにより、インク詰まりを防止することができ、また、インクの吐出量を均一にすることができる。
【０１３５】
また、ボール受け台のビッカース硬度Ｈｖを１５０以上に設定することにより、ボール受け台の凹部の摩耗が抑制または防止され、耐久性が向上する。すなわち、長期間使用しても、ボールが円滑に回転し、インクのかすれ等を防止することができる。
【０１３６】
また、ボール受け台の製造において粉末射出成形法を用いる場合には、任意の形状、任意の寸法、任意の組成のボール受け台を容易かつ確実に製造することができる。すなわち、横断面におけるインク流路の面積が大きく、インクに対する耐食性が高く、かつ好適な硬さのボール受け台を容易かつ確実に製造することができ、そのボール受け台およびそのボール受け台を有するペン先により、前述した効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のボールペンのペン先の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すボールペンのペン先におけるボール受け台の図１中のＡ−Ａ線での断面図である。
【図３】図２中のＢ−Ｂ線での断面図である。
【図４】図１に示すボールペンのペン先におけるボール受け台の平面図である。
【図５】従来のボールペンのペン先におけるボール受け台の横断面図である。
【符号の説明】
１・・・ボールペンのペン先、２・・・ボール、３・・・ボール保持部材、４・・・ボール受け台、４１・・・凹部、４２・・・インク流路、４３・・・隔壁、４４・・・外壁、５・・・受け台保持部材、１１０・・・ボール受け台、１２０・・・インク流路、１３０・・・隔壁
【図１】
2004050603.tif 000005
【図２】
2004050603.tif 000006
【図３】
2004050603.tif 000007
【図４】
2004050603.tif 000008
【図５】
2004050603.tif 000009