(57)【要約】【課題】従来の製造方法を変えず、設計時において、カシメスキマ形状をインキ流出量がばらつかない様にコントロールしておく事により、ボールペンチップの大量生産におけるインキ流出量バラツキの安定化が可能なボールペンチップを提供する。【解決手段】カシメ部内壁面７のボールペンチップ軸線方向長さをＬとし、カシメ部内壁面７とボール１とによって形成される水平方向のスキマをｈとする。前記Ｌ範囲内における最小カシメスキマをｈｍｉｎ、最小カシメスキマｈｍｉｎ部分のボールペンチップ軸線方向先端側からの位置をＬ（ｈｍｉｎ）とする時に、Ｌ（ｈｍｉｎ）＜０．３Ｌを満たし、さらに、カシメスキマｈを、最小カシメスキマｈｍｉｎ部分からボールペンチップの反先端部に向かって徐々に大きくする。【選択図】　図１
2004034425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールペンチップにおいて、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、ボールが脱落しないように且つ、回転可能に所望の縦ガタを持たせるようにカシメ加工された、ホルダー及びボールから構成されて成るボールペンチップにおいて、カシメ加工により塑性変形される事により形成されたカシメ部内壁面のボールペンチップ軸線方向長さをＬとし、カシメ部内壁面とボールとによって形成される水平方向のカシメスキマをｈとし、前記Ｌの範囲内における最小カシメスキマをｈｍｉｎ、最小カシメスキマｈｍｉｎ部分のボールペンチップ軸線方向先端側からの位置をＬ（ｈｍｉｎ）とする時に、
Ｌ（ｈｍｉｎ）＜０．３Ｌ
を満たし、さらに、カシメスキマｈが、最小カシメスキマｈｍｉｎ部分からボールペンチップの反先端部に向かって徐々に大きくなることを特徴としたボールペンチップ。
【請求項２】
ボール抱持孔径とボール径とにより形成される最小クリアランスの、ボール径に対する割合をｄとするとき、３％≦ｄ≦１０％の範囲にある事を満たした請求項１記載のボールペンチップ。
【請求項３】
２５℃における、剪断速度３８．４ｓｅｃ−１での粘度が２０ｍＰａ・ｓｅｃ以上６００ｍＰａ・ｓｅｃ以下、且つ３８４ｓｅｃ−１での粘度が１０ｍＰａ・ｓｅｃ以上１２０ｍＰａ・ｓｅｃ以下の剪断減粘性を有した水性インキを用いた請求項１又は２記載のボールペンチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
大量生産においても安定したインキ流出量及び十分な品質のボールペン初期性能を確保することが可能な中・低粘度水性インキ用ボールペンチップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下に、ボールペンチップの一般的な製造方法を述べる。
一般的な中・低粘度水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、ボール受座部を塑性変形させるタタキ加工、さらに、カシメ加工具によりホルダー先端部を内方に塑性変形させることにより、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に形成するカシメ加工を、順不同に施す方法が知られている。
【０００３】
ボールペンのインキ流出量は、もちろん前述したボールペンチップの各種加工により得られる形状及び、インキ配合、機構なども含めたかたちで決定されるものである。しかし、本発明において問題にしている大量生産時のインキ流出量バラツキは、微少な変動であり、これは、ボールペンチップにおける最も流体抵抗の大きい部分、すなわち、カシメ内壁面形状の変動により発生する。加工方法の違いにより、そのカシメ内壁面形状には大きく分けて２通りあり、そのうちの一つは、カシメ加工時に、カシメ部内壁面をボールに当接させずに行う方法である。この方法によると、インキ流路はかせげるものの、ボールに当接させずにカシメ部の塑性変形を行うため、スプリングバックの影響が出やすく、個々の縦ガタにバラツキが発生しやすい傾向がある。そしてもう一つの方法は、カシメ加工時にカシメ部内壁面をボールに当接させてしまう方法によるものであるが、この場合、カシメ部内壁面に凸部が形成され、インキ流出量は急激に減少してしまうため、多くのインキ流出量を求めるコンセプトの中・低粘度水性インキ用ボールペンには適さない。またそのようなカシメ加工品においては、タタキ加工により縦ガタを発生させ、インキ流出量を確保するという方法もあるが、当方法は、ボール受け座部径が大きく形成されてしまうため、筆感の悪化等の問題が発生しやすい。よって、水性インキ用ボールペンチップにおいては、一般的に、前者の加工方法が用いられる場合が多い。
【０００４】
また、インキ流出量の微妙な調節の方法、又は、ボテ、耐直流性、耐乾燥性などのボールペン初期性能を向上するための方法としては、単に、ホルダー先端からのボール突出量やカシメ加工具の角度（一般に、水性系インキ用ボールペンチップの場合は、インキ流出量確保目的のため、６０°以上９０°以下の範囲を使用）に代表されるカシメ加工条件等の寸法を変化させ、各部の寸法を組み合わせることにより行っている。
【０００５】
また、生産現場においては、ボールペンチップ生産中に、縦ガタも含めたボールペンチップ外観において測定可能な各部寸法値から推測することで、インキ流量をある程度予想し、品質管理をおこなっているのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、前記従来のボールペンチップは、ボールペン品質に影響の無い範囲で初期性能を満たしており、必要とされるインキ流出量を得る事ができるだろう。しかし、大量生産においては、生産機の状態、部材の寸法や素材のバラツキ、加工上のバラツキなどの多くの条件が絡み合っており、ボールとカシメ部内壁面により形成される、カシメスキマ形状はミクロン単位で常時変動しているのが実状である。特に、カシメ及びタタキ加工は塑性変形加工であり、スプリングバック現象を伴うため、前記のバラツキ条件の影響をうけやすい。このように、大量生産においては、ボールペンチップ各部寸法に影響する多くの変動要因が存在するため、個々のボールペンチップのインキ流出量はただでさえ変動しやすく、安定的に大量生産を行う事は、以前から重要な課題になっている。こうしたインキ流出量変動を抑えるには、ボールペンチップの生産現場において、ボールペンチップ外観から測定可能な箇所をしっかり管理していれば防止できるかというと、そうではないのである。
【０００７】
ボールペンチップの生産現場において管理されているボールペンチップ寸法の中で、最もインキ流出量と相関が強いパラメータに、縦ガタが挙げられる。縦ガタとは、ボールがホルダー内でボールペンチップ軸線方向に移動可能な量を言う。しかし、前提条件として、この縦ガタで推測可能なカシメ部内壁面の形状変化は、ボールをボ−ルペンチップ軸線方向前方へ移動させたときに、ボールとホルダーが接触する部分の変形だけであり、その接触部分よりもインキ誘導孔側のカシメスキマ形状の変動を知る事はできない。実際にカシメスキマ形状を観察するとなると、精密技術及び調整時間を有するため、ボールペンチップを短時間で、かつ、正確に縦半断面する事は不可能に近い。よって、生産現場においては、カシメスキマ形状の観察及び測定はできないのが実状である。
【０００８】
現在においても、インキ流量バラツキは重要な問題であり、実際に、ボールとホルダーとの接触部分よりもインキ誘導孔側における、カシメ内壁面の形状の変化によって発生している事例も多々見られる。上記現象が、インキ流出量の品質管理を非常に難しくしている。
ここで重要になってくるのが、設計時におけるカシメスキマ形状のコントロールである。
【０００９】
カシメスキマ部分は、ボールペンチップのその他部分に比較して、最も形状抵抗が大きくなっているため、ボールペンチップ個々のインキ流出量を最終的に決定している。このカシメスキマ形状のバラツキを抑えない事にはインキ流出量のバラツキは抑えられない。しかし、工程においては、カシメスキマ形状をリアルタイムに観察又は測定する術は見いだされていない。よって、設計時において、カシメスキマ形状を安定的なものにしておくことが重要になってくるのである。
【００１０】
ボ−ルペンチップの設計寸法は、そのボールペンチップを搭載するボールペンのコンセプトにより決定されるが、その際に、狙いのインキ流出量及びボテの発生等の初期性能を得ることのみ検討されていたため、形成されるカシメスキマ形状は各部寸法の組み合わせにより形成される成り行きの形状であり、流量バラツキを発生しやすい形状になってしまう場合が多かった。このように、カシメスキマ形状の変化が与える流量バラツキに関しては十分検討がなされていないのが実状である。
【００１１】
本発明は、前期従来の問題点を解決するものであって、従来の製造方法を変えず、設計時において、カシメスキマ形状をインキ流出量がばらつかない様にコントロールしておく事により、ボールペンチップの大量生産におけるインキ流出量バラツキの安定化が可能なボールペンチップを提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、狙いのインキ流出量及びボテの発生等のボールペン初期性能を満たしているボールペンチップの大量生産において、各部寸法を管理しているにも関わらずインキ流出量バラツキの発生を抑えられない点に着目し、鋭意研究を重ねた結果、ついに、従来の製造方法を変えることなく、ボールペンチップ設計時にカシメスキマ形状８をコントロールすることにより、インキ流出量と縦ガタＣの相関性を十分なものとし、大量生産においての管理を容易にすることで、インキ流出量のバラツキを抑え、安定的に大量生産を行う事を可能とすることを見いだした。
【００１３】
すなわち、以下の条件を満たす事により、大量生産におけるインキ流出量の安定性を得ることが可能になる。
ボール抱持部５の底面中心に開けられたインキ誘導孔４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３を有しており、ボール１が脱落しないように且つ、回転可能に所望の縦ガタＣを持たせるようにカシメ加工された、ホルダー２及びボール１から構成されて成るボールペンチップにおいて、カシメ加工により塑性加工された部分のボールペンチップ軸線方向の長さをＬとし、それにより形成されたカシメ部内壁面７とボール１とによって形成される水平方向のカシメスキマをｈとする。さらに、前記Ｌ範囲内における、最小カシメスキマをｈｍｉｎ、最小カシメスキマｈｍｉｎ部分のボールペンチップ軸線方向先端側からの位置をＬ（ｈｍｉｎ）とする時に、まずは、「Ｌ（ｈｍｉｎ）＜０．３Ｌ」を満たす事を要件とする。
【００１４】
水性インキ用ボールペンチップにおいては、インキ流出量確保目的のために、一般に用いられているカシメ角度αは６０°≦α≦９０°であり、カシメ加工時には、カシメ部内壁面７がボール１に当接しない。このような場合、ホルダー２の最先端部は最もカシメ加工量が多く、また、端部になっているため応力が解放しやすい。よって、スプリングバック量が多くなり、ホルダー２の最先端部分のカシメスキマは最小とはならず、最小カシメスキマｈｍｉｎは必ず、その下方へ存在する。つまり、カシメ加工を施されたホルダー２の最先端部はやや開いた形状となり、直接はインキ流出量を左右することは無い。さらに、カシメを強くしても、同様にホルダー２の最先端部のカシメスキマは最小とはならずに、最小カシメスキマｈｍｉｎ部は、カシメが強くなる分、さらにインキ誘導孔４の方向へと移動していくことになる。
【００１５】
このように、ボールペンチップにおいて、最小カシメスキマ部ｈｍｉｎの位置と、ボールペンチップの縦ガタＣを測定する際の、ボール１と、ホルダー２のカシメ部内壁面７との接触部分は必ずしも一致しない。よって、ボール１の縦ガタＣは同じ値であっても、インキ流出量の異なるボールペンチップが出来てしまう事になる。
【００１６】
つまり、最小カシメスキマｈｍｉｎ部の位置が「Ｌ（ｈｍｉｎ）＞０．３Ｌ」の場合、前記のボール１とホルダー２の接触部分付近よりもインキ誘導孔４側で、カシメスキマ形状８が変形していくため、縦ガタＣとインキ流出量の相関性が鈍くなってしまい、ボールの縦ガタＣ測定により得られた値から、インキの流出量を推測する事は困難になるのである。
【００１７】
しかも、前述したとおり、実際にカシメスキマ形状を観察するとなると、精密技術及び調整時間を要するため、ボールペンチップを短時間で、かつ、正確に縦半断面することは不可能に近いため、設計の時点で、流量がばらつきにくい形状を施す事は、非常に重要なのである。
次に、カシメスキマｈが、最小カシメスキマｈｍｉｎ部分からボールペンチップの反先端部に向かって徐々に大きくなることを満たす事を要件とする。
【００１８】
初期状態において、カシメスキマ形状８が前述の条件を満たす事により、大量生産においてもカシメ部内壁面６の形状の変化が起こりにくくなり、また、流体抵抗も徐々に増えていく格好になるので、カシメスキマ最小部ｈｍｉｎでのインキ流出量決定が支配的になり、縦ガタＣとの相関性も向上する。前述の条件を満たさない場合、例えば、カシメ部内壁面７の最小カシメスキマ部分Ｌ（ｈｍｉｎ）よりもインキ誘導孔４側に複数の凸部を有する場合等は、縦ガタＣに影響しない部分での流体抵抗変化が発生するため、流体抵抗の変化が複雑化、縦ガタＣとの相関性低下を招く事となり、大量生産においてのインキ流出量の安定化は非常に困難になる。
【００１９】
また、本発明における効果を得るためには、ボールペンチップにインキが直接供給される機構のものが適しており、製品形態で言えば、剪断減粘性を有した水性インキを搭載したボールペンが、これにあたる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明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。実施例１及び２はこれにあたる。また、図２は、カシメ加工時にカシメ部内壁面７をボール１に当接させないタイプの従来のボールペンチップの断面図である。比較例１及び３はこれにあたる。図３は、カシメ加工時にカシメ部内壁面７をボール１に当接させるタイプの従来のボールペンチップの断面図である。比較例２がこれにあたる。図１同様に、図２及び図３の右上にはカシメ部分の拡大図を示している。
【００２１】
先端に、ボール１が脱落しないように且つ、回転可能に所望の縦ガタＣを持たせており、ボール１の下には、ボール抱持部５の底面中心に開けられたインキ誘導孔４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。
カシメ部は、カシメ部内壁面７がボール１に当接しないようにカシメ加工されている。タタキ加工については実施の有無は特に限定しないが、図１にはタタキ加工においてボール受座部６を形成したボールペンチップ図を示している。
【００２２】
カシメスキマ形状８とは、ボールペンチップの全製造工程が終了した状態での、ボール１と、ホルダー２のカシメ部内壁面７との間の空間のことを指している。この部分が、ボールペンのインキ流出量を決定付ける重要な要因になっている。
カシメスキマ形状８を形成する主な要素は、カシメ角度α、ボール突出量Ｂ及びボール抱持孔径Ａである。それらについて、よく用いられている範囲及びその理由を以下に説明する。
【００２３】
水性ボールペンにおいて、一般的に用いられているカシメ角度αは、６０°以上９０°以下である。カシメ角度αが、６０°よりも鋭角でカシメ加工を施した場合には、ホルダー２の先端部のより下方まで縮径されてしまうため、加工時にカシメ部内壁面７がボール１に当接しやすくなってしまう。すると、インキの流路が狭くなり、先に述べたようにインキ流出量が急激に減少してしまうため、カシメ加工時にカシメ部内壁面７をボール１に当接させない安全性を考慮した場合、カシメ角度αは６０°以上が望ましい。また、９０°よりも鈍角でカシメ加工を施した場合は、ホルダー２の先端を十分に内方へ縮径させることが困難になるため、ボール飛びが懸念されてしまう。ボール飛びが発生しないような安全性を考慮した場合、カシメ角度αは、９０°以下が望ましい。よって、双方とも考慮した場合は、カシメ角度αは６０°以上９０°以下の範囲が望ましいと言うことになる。
【００２４】
ボール突出量Ｂは、その量により、カシメ部内壁面７付近に相対するボール１部分の曲率が変化してくるために、重要な要因である。また、ボール突出量Ｂは、ボールペンとしての書き味に直接関与する項目でもあることから、従来から広く用いられているように、ボール径の２８％以上３２％以下の範囲内で設定されることが望ましい。
【００２５】
ボール抱持孔径Ａについては、前記のカシメ角度αやボール突出量Ｂに比較し、インキ流出量の調節という観点からは、従来は重要視されていなかった。しかし、本発明において、ボール抱時孔径Ａはカシメスキマ形状８を左右する重要な要素であり、カシメスキマ形状８を徐々に先細りの形状にするためには、ボール抱持孔径Ａとボール１の径により形成される最小クリアランスの、ボール１の径に対する割合ｄを３％以上１０％以下の範囲内になる様にすることが望ましい。ここで、ｄ＝（（ボール抱持孔径／ボール径）−１）＊１００で示してある。ｄ＜３％であると、もともとのボール１とホルダー２との最小クリランスが小さいため、カシメスキマ形状８が細長くなってしまい、本発明におけるカシメスキマ形状８が得にくくなり、効果を得にくい。また、ｄ＞１０％であると、もともとのボール１とホルダー２との最小クリアランスが大きくなり、本発明におけるカシメスキマ形状８は得られるが、塑性加工量が増加するため、カシメ加工自体が不安定になり、インキ流出量も含めた筆記品質のバラツキやボール飛び現象が発生してしまう。
【００２６】
もちろん、前述したカシメ角度α、ボール突出量Ｂ、ボール抱持孔径Ａの３要素全てが、上記に挙げた範囲内に無ければ本発明のカシメスキマ形状８を得られないわけでは無い。カシメの強弱やカシメ工程後にタタキ加工を行う事でもカシメスキマ形状８は変化する。上記範囲は、ボールペン初期性能を低下させることなく、本発明で提唱するカシメスキマ形状８を得やすくすることが可能な範囲であり、それらの中でも、ｄは、カシメスキマ形状を決定づける重要なパラメータであることから、ボール１の径に対するｄの割合を、３％≦ｄ≦１０％にすることが望ましい。
【００２７】
ボールペンチップにおいて、インキ流出量を決定付ける箇所は、カシメ部内壁面７とボール１間で最終的に形成されるカシメスキマ形状８であるため、もちろん、ボール１及びホルダー２の材質に関しては特に制限されず、例えばボール１の材質では超硬合金、セラミック等、ホルダー２の材質ではステンレス鋼、洋白等の公知のもの全てが使用できる。
【００２８】
本発明においては、ボールペンチップ以外の他のボールペン部品構成については、インキがインキ収容管よりボールペンチップへと至る過程で、毛細管作用を発生させる中継芯等の媒体を搭載していないボールペンが望ましい。すなわち、剪断減粘性を有した水性インキを搭載したボールペンが望ましい。
剪断減粘性を有しないニュートン流体である水性インキを搭載しているボールペンにおいては、毛細管作用を発生させる中継芯等を搭載しているため、インキ流出量がその部分である程度制御されてしまうことにより、カシメスキマ形状８においての流出量依存性は低くなってしまう。よって、本発明の効果は薄くなるためである。
【００２９】
本発明のボールペンチップに搭載可能なインキの種類としては、中・低粘度の水性インキが望ましい。
本発明に最も適した代表的なボールペン形態は、インキ収容管からボールペンチップに直接的にインキを供給する構造であって、Ｅ型回転粘度計における２５℃の測定における、剪断速度３８．４ｓｅｃ−１での粘度が２０ｍＰａ・ｓｅｃ以上６００ｍＰａ・ｓｅｃ以下、且つ３８４ｓｅｃ−１での粘度が１０ｍＰａ・ｓｅｃ以上１２０ｍＰａ・ｓｅｃ以下の範囲内にある剪断減粘性を有した水性インキを搭載したボールペンである。以下の実施例では、この形態での例を示す。
【００３０】
【実施例】
図４に本発明の実施例である代表的な中粘度水性インキボールペンを図示しており、図に従って以下に詳述する。
インキ収容管１１の内部には剪断減粘性を有した中粘度水性インキ１２が充填されており、その後端には、インキ追従体１５が充填されている。リフィールの先端はボ−ルペンチップ１３が圧入されている。インキ収容管１１とボールペンチップ１３の間には継ぎ手１４があり、継ぎ手１４の内部にはインキ１２の逆流防止のために逆流防止ボール１６が挿入されている。
【００３１】
ボールペンチップの先端には、ボール１が脱落しないように且つ、回転可能に所望の縦ガタＣを持たせており、ボール抱持部５の底面中心には、適宜の寸法に設定されたインキ誘導孔４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。
以下に本発明の実施例及びその比較例について下記に示す。
【００３２】
［チップ仕様］（実施例１及び２並びに比較例１から３までのいずれも共通）
ボール１の径：φ０．７０ｍｍ
インキ誘導孔４：０．４２ｍｍ
放射状溝３：幅０．１０ｍｍ、５本
ボール抱時部５の角度：１２０゜
［インキの配合］（実施例１及び２並びに比較例１から３までのいずれも共通）
イオン交換水：６６．５重量％
（着色剤）カーボンブラック　プリンテックス２５（テグサ社）：７．０重量％
（分散材）スチレンマレイン酸樹脂アンモニウム塩：２．０重量％
（液体媒体）プロピレングリコール：１８．０重量％
（揮発抑制剤）マルチトール：５．０重量％
（界面活性剤）カリセッケン：０．５重量％
（界面活性剤）パーフルオロアルキル燐酸エステル：０．２重量％
（防腐剤）ナトリウムオマジン：０．１重量％
（防錆剤）サポニン：０．１重量％
（ｐＨ調整剤）アミルメチルプロパノール：０．３重量％
（粘度調整剤）キサンタンガム（三唱株式会社）：０．３重量％
［インキの粘度（２５℃）］（実施例１及び２並びに比較例１から３までのいずれも共通）
剪断速度３８．４ｓｅｃ−１：１３０ｍＰａ・ｓｅｃ
剪断速度３８４ｓｅｃ−１：２５ｍＰａ・ｓｅｃ
［実施例１］
ボール抱持孔径Ａ：０．７３ｍｍ（ｄ＝４．３％）
ボール突出量Ｂ：０．２１ｍｍ（ボール１の径の３０％）
カシメ角度α：７０°
Ｌ（ｈｍｉｎ）＜０．３Ｌ
（Ｌ＝０．０９ｍｍ，Ｌ（ｈｍｉｎ）＝０．０１ｍｍ）
カシメスキマｈ：最小カシメスキマｈｍｉｎ部分からボールペンチップの反先端部に向かって徐々に大きくなっている。
【００３３】
［実施例２］
ボール抱持孔径Ａ：０．７３ｍｍ（ｄ＝４．３％）
ボール突出量Ｂ：０．２１ｍｍ（ボール１の径の３０％）
カシメ角度α：８５°
Ｌ（ｈｍｉｎ）＜０．３Ｌ
（Ｌ＝０．０９ｍｍ，Ｌ（ｈｍｉｎ）＝０．０１ｍｍ）
カシメスキマｈ：最小カシメスキマｈｍｉｎ部分からボールペンチップの反先端部に向かって徐々に大きくなっている。
【００３４】
［比較例１］
ボール抱持孔径Ａ：０．７２ｍｍ（ｄ＝２．９％）
ボール突出量Ｂ：０．２１ｍｍ（ボール１の径の３０％）
カシメ角度α：６０°
Ｌ（ｈｍｉｎ）＞０．３Ｌ
（Ｌ＝０．１３ｍｍ，Ｌ（ｈｍｉｎ）＝０．０７ｍｍ）
カシメスキマｈ：最小カシメスキマｈｍｉｎ部分からボールペンチップの反先端部に向かって、小さくなっている部分有り。
【００３５】
［比較例２］
ボール抱持孔径Ａ：０．７３ｍｍ（ｄ＝４．３％）
ボール突出量Ｂ：０．２２ｍｍ（ボール１の径の３１％）
カシメ角度α：６０°
Ｌ（ｈｍｉｎ）＞０．３Ｌ
（Ｌ＝０．１４ｍｍ，Ｌ（ｈｍｉｎ）＝０．０５ｍｍ）
カシメスキマｈ：最小カシメスキマｈｍｉｎ部分からボールペンチップの反先端部に向かって、小さくなっている部分有り。
【００３６】
［比較例３］
ボール抱持孔径Ａ：０．７２ｍｍ（ｄ＝２．９％）
ボール突出量Ｂ：０．２１ｍｍ（ボール１の径の３０％）
カシメ角度α：８５°
Ｌ（ｈｍｉｎ）＜０．３Ｌ
（Ｌ＝０．１１ｍｍ，Ｌ（ｈｍｉｎ）＝０．０３ｍｍ）
カシメスキマｈ：最小カシメスキマｈｍｉｎ部分からボールペンチップの反先端部に向かって徐々に大きくなっている。
【００３７】
まずは、最も生産量の多いボール径φ０．７ｍｍについて、本発明の効果を調査した。
図５に上記の実施例及び比較例の仕様で作成したボールペンチップのカシメスキマ形状８模式図を示す。各曲線は、模式図であるため、カシメ長やカシメスキマの絶対的な量を表すものではない。
【００３８】
ここで、本発明で必要とされる３条件を以下の記号で表している。
Ｌ（ｈｍｉｎ）＜０．３Ｌ（▲１▼）
カシメスキマｈが、最小カシメスキマｈｍｉｎ部分からボールペンチップ先端部に向かって徐々に大きくなっている（▲２▼）
３％≦ｄ≦１０％（▲３▼）
図５中の「実施例」曲線は、実施例１及び２のカシメスキマ形状８のタイプを意味しており、条件▲１▼から▲３▼までを全て満たしている。また、「条件▲１▼のみ」曲線は、上式の条件▲１▼のみを満足していることを意味しており、同様に「条件▲２▼のみ」曲線は、上式の条件▲２▼のみを満足していることを意味している。さらに、「該当無」曲線は、条件▲１▼及び▲２▼双方とも満たしていないことを意味し、比較例１及び２のカシメスキマ形状８のタイプを表している。
【００３９】
さらに、条件▲３▼についてみてみると、比較例２がそれを満たしており、比較例１及び３は満たしていない。
なお、カシメスキマ形状８の測定は、ボールペンチップを熱硬化性樹脂内に埋め込み、固化後に研磨機により、縦半断面に精密研磨することにより、可能になる。
【００４０】
図６には、まず、実施例１及び２並びに比較例１から３までのボールペンチップにおける、インキ流出量と縦ガタＣの相関関係を調査した結果を示す。
縦軸の縦ガタＣとは、ボール１がホルダー２内において、ボールペンチップ軸線方向に移動可能な距離を示しており、これがカシメスキマ形状８と相関関係にあることは先に述べたとおりである。また、横軸のインキ流出量は、ＪＩＳ機械筆記の０ｍ以上１００ｍ以下の初期流量（ｍｇ／１００ｍ）を示している。それぞれ１対１対応の調査を行い、両者の相関直線及び相関直線式を求めた。いずれのケースにおいても相関係数は十分であるため、インキ流出量と縦ガタＣの関係を如実に現している。
【００４１】
上記、相関直線式から算出された、縦ガタＣの１μｍ当たりのインキ流出量変化量は下記に示すとおりである。
実施例１：６．３０ｍｇ
実施例２：５．７３ｍｇ
比較例１：１０．６６ｍｇ
比較例２：８．８６ｍｇ
比較例３：７．２５ｍｇ
本発明による実施例１及び２とも、比較例１から３までに比較し、縦ガタＣの１μｍ当たりのインキ流出量変化量が少なくなっており、特に実施例２においては、比較例１よりもインキ流出量の変化率を約４７％分、抑えることができた。
【００４２】
これらの結果から、ボールペンチップの設計時には、ボール突出量Ｂやカシメ加工の具合等で初期のインキ流出量及びボールペン初期性能を調節するだけでは不十分であり、大量生産での安定性を考慮した場合、設計時におけるカシメスキマ形状８のコントロールが重要になってくる。
また、他のボール径を有したボールペンチップにおいても同様なことが言える。
【００４３】
例として、実施例３及び比較例４において、ボール１の径０．５０ｍｍのボールペンチップの場合を示す。実験に用いたインキは、前例に用いたものと同一である。
実施例３は、本発明の条件▲１▼から▲３▼までを満たしており、比較例３は、それらの３条件とも満たしていない例である。
【００４４】
［チップ仕様］（実施例３及び比較例４で共通）
ボール１の径：φ０．５０ｍｍ
インキ誘導孔４：０．２５ｍｍ
放射状溝３：幅０．０５ｍｍ、５本
ボール抱時部の５角度：１２０゜
ボール突出量Ｂ：０．１６０ｍｍ（ボール１の径の３０％）
カシメ角度α：７０°
［実施例３］
ボール抱持孔径Ａ：０．５３ｍｍ（ｄ＝６．０％）
Ｌ（ｈｍｉｎ）＜０．３Ｌ
（Ｌ＝０．０８ｍｍ，Ｌ（ｈｍｉｎ）＝０．０２ｍｍ）
カシメスキマｈ：最小カシメスキマｈｍｉｎ部分からボールペンチップの反先端部に向かって徐々に大きくなっている。
【００４５】
［比較例４］
ボール抱持孔径Ａ：０．５１ｍｍ（ｄ＝２．０％）
Ｌ（ｈｍｉｎ）＞０．３Ｌ
（Ｌ＝０．０９ｍｍ　，　Ｌ（ｈｍｉｎ）＝０．０４ｍｍ）
カシメスキマｈ：最小カシメスキマｈｍｉｎ部分からボールペンチップの反先端部に向かって、小さくなっている部分有り。
【００４６】
上記の実施例３及び比較例４について、図５と同様に、インキ流出量と縦ガタＣの関係をプロットした相関直線図を図７に示す。また、前記実施例１及び２と同様に、各ボ−ル径のボールペンチップにおける、縦ガタＣの１μｍの変化に対するインキ流出量の変化量を示す。
実施例３：３．５１ｍｇ
比較例４：５．１０ｍｇ
縦ガタＣの１μｍ当たりのインキ流出量の変化率の結果より、実施例３においては、比較例４よりもその変化率を３１％抑える事ができている。よって、ボール１の径が小さくなった場合においても、本発明の効果が得られる事が分かる。
【００４７】
本発明により、従来、大量生産においてインキ流出量のバラツキが発生しやすかった中・低粘度水性インキ用ボールペンチップにおいて、インキボテ等のボールペン初期性能品質を低下させることなく、安定的に大量生産可能な中・低粘度ボールペンチップを実現することが可能となる。
特に、剪断速度３８．４ｓｅｃ−１での粘度が２０ｍＰａ・ｓｅｃ以上６００ｍＰａ・ｓｅｃ以下、且つ３８４ｓｅｃ−１の粘度が１０ｍＰａ・ｓｅｃ以上１２０ｍＰａ・ｓｅｃ以下（２５℃）の剪断減粘性を有した水性インキを用いたボールペン形態に適している。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、最終的なインキ流出量を決定するボールペンチップのカシメスキマ形状を、設計段階において、本発明の条件に合うようにコントロールすることにより、従来のボールペンにおける初期性能を保ちつつ、大量生産においても安定したインキ流出量を供給できる、中・低粘度水性インキ用ボールペンチップが可能になる。
【００４９】
また、剪断速度３８．４ｓｅｃ−１での粘度が２０ｍＰａ・ｓｅｃ以上６００ｍＰａ・ｓｅｃ以下、且つ３８４ｓｅｃ−１での粘度が１０ｍＰａ・ｓｅｃ以上１２０ｍＰａ・ｓｅｃ以下（２５℃）の剪断減粘性を有した水性インキを用いた場合は特に、上記効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るボールペンチップの縦断面図である。カシメ部を拡大している。
【図２】カシメ加工時にカシメ部内壁面をボールに当てずに加工した、従来のボールペンチップの縦断面図である。カシメ部を拡大している。
【図３】カシメ加工時にカシメ部内壁面をボールに当てて加工した、従来のボールペンチップの縦断面図である。カシメ部を拡大している。
【図４】実施例におけるテストで用いたリフィールの縦断面図である。
【図５】ボールペンチップにおけるカシメスキマ形状をグラフで示したものである。
【図６】ボール径０．７ｍｍのボールペンチップにおけるインキ流出量と縦ガタとの関係をグラフで示したものである。
【図７】ボール径０．５ｍｍのボールペンチップにおけるインキ流出量と縦ガタとの関係をグラフで示したものである。
【符号の説明】
１　ボール　　　　　　　　２　ホルダー
３　放射状溝　　　　　　　４　インキ誘導孔
５　ボール抱持部　　　　　６　ボール受座部
７　カシメ部内壁面　　　　８　カシメスキマ形状
１１　インキ収容管　　　　１２　中粘度水性インキ
１３　ボールペンチップ　　１４　継ぎ手
１５　インキ追従体　　　　１６　逆流防止ボール
Ａ　ボール抱持孔径　　　　Ｂ　ボール突出量
Ｃ　縦ガタ
α　カシメ角度
ｄ　ボール抱持孔径からボール径を差し引いたときのクリアランスの、ボール径に対するクリアランス部割合（％）
ｈ　ボールとホルダーのカシメ部内壁面によって形成される水平方向のスキマ（カシメスキマ）
Ｌ　カシメ部内壁面のボールペンチップ軸線方向長さ
ｈｍｉｎ　最小カシメスキマ
Ｌ（ｈｍｉｎ）　　最小カシメスキマ部分のボールペン軸線方向先端側からの距離
【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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