(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状のボールハウジングと、ボールハウジング内に保持され、一部がボールハウジングから露出したボールとを備えたボールペンチップ及びボールペンチップに連通しインキが充填されたインキタンクを有し、ボールとボールハウジングとの間に、ボールハウジングの中心軸に対して垂直であってボールの中心を通る平面で切った位置からボールの露出側に隙間が形成され、当該隙間がインキの流通路として機能するするボールペンにおいて、
ボールがボールハウジングの座面と当接すると共に、ボールハウジングの中心軸上にボールの中心が位置するとき、インキは扁平形顔料粒子を含有し、前記隙間の最小隙間は、扁平形顔料粒子の短径の最大値より大きく、かつ扁平形顔料粒子の長径の最大値より小さく、
ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さは、扁平形顔料粒子の長径の最大値より大きく、且つ扁平形顔料粒子の長径の４．７５倍以上であることを特徴とするボールペン。
【請求項２】
扁平形顔料として、ガラスフレーク顔料、金属被覆無機顔料、金属光沢顔料、樹脂系フレーク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に記載のボールペン。
【請求項３】
扁平形顔料として、アルミフレーク顔料を含むことを特徴とする請求項２に記載のボールペン。
【請求項４】
扁平形顔料を含有するインキを用いるためのボールペンチップにおいて、略円筒状のボールハウジングと、ボールハウジング内に保持され、一部がボールハウジングから露出したボールとを備え、
ボールがボールハウジングの座面と当接すると共に、ボールハウジングの中心軸上にボールの中心が位置するとき、ボールとボールハウジングとの間に、ボールハウジングの中心軸に対して垂直であってボールの中心を通る平面で切った位置からボールの露出側に隙間が形成され、
前記隙間の最小隙間は、扁平形顔料粒子の短径の最大値より大きく、かつ扁平形顔料粒子の長径の最大値より小さく、
ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さは、扁平形顔料粒子の長径の最大値より大きく、
扁平形顔料粒子の長径の４．７５倍以上であることを特徴とするボールペンチップ。
【請求項５】
扁平形顔料として、ガラスフレーク顔料、金属被覆無機顔料、金属光沢顔料、樹脂系フレーク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４に記載のボールペンチップ。
【請求項６】
扁平形顔料として、アルミフレーク顔料を含むことを特徴とする請求項５に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】
本発明は、ボールペン又はボールペンチップに係り、詳しくは、顔料を含有するインキを用いたボールペン又はボールペンチップに係る。
【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８（ａ）（ｂ）のように、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。また中央の細孔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が設けられることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本出願人は、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、顔料の平均粒子径は２０〜５０μｍ程度が推奨されている。このような粒子径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】
しかし、粒子径が大きい光輝性顔料を用いるのは、インキ詰まりの不安があり、実際には使用し難いと考えられていた。
即ち、粒子径が大きいと、筆記途中でインキが詰まり、筆記不能の事態に陥るおそれがあった。そのため、粒子径の最大値はボールペンチップの最小隙間より小さくすべきであると考えられていた。通常、粒子径の最大値は平均粒子径の２〜３倍程度になることが多く、ボールペンチップの最小隙間は大きくても６０μｍ程度であるので、平均粒子径を３０μｍ以上とするのは危険と考えられていた。
ボールペンチップの最小隙間をもっと大きくすればもっと粒子径の大きい顔料を用いることができるが、ボールが不安定になり、極端な場合は脱落するという問題があるので、最小隙間を大きくすることにも限界があった。
【０００６】
そこで本発明は、ボールペンチップの最小隙間を大きくしすぎないで、粒子径の大きい光輝性顔料を含有するインキを、ボールペンチップの詰まりの心配なく使用し、強い光輝感、立体感を有する筆跡乃至塗膜を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、扁平なフレーク状の顔料を使用する場合、顔料粒子の長径がボールペンチップの最小隙間より大きくてもインキの詰まりが生じないことがあることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
本発明の請求項１に記載された発明は、略円筒状のボールハウジングと、ボールハウジング内に保持され、一部がボールハウジングから露出したボールとを備えたボールペンチップ及びボールペンチップに連通しインキが充填されたインキタンクを有し、ボールとボールハウジングとの間に、ボールハウジングの中心軸に対して垂直であってボールの中心を通る平面で切った位置からボールの露出側に隙間が形成され、当該隙間がインキの流通路として機能するするボールペンにおいて、ボールがボールハウジングの座面と当接すると共に、ボールハウジングの中心軸上にボールの中心が位置するとき、インキは扁平形顔料粒子を含有し、前記隙間の最小隙間は、扁平形顔料粒子の短径の最大値より大きく、かつ扁平形顔料粒子の長径の最大値より小さく、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さは、扁平形顔料粒子の長径の最大値より大きく、且つ扁平形顔料粒子の長径の４．７５倍以上であることを特徴とするボールペンである。
【０００９】
ここで、「長径」とは、投影面に対する粒子の方向を種々変化させながら粒子を投影面に投影したときの最長の長さであり、「短径」とは、長径方向に平行な投影面に粒子を投影しながら粒子の方向を種々変化させたときの投影図における長径方向に直交する方向に計測した粒子の最大幅のうち最小値をいう。例えば、図３に示すように、球状の粒子であれば長径（Ｌ）も短径（Ｄ）も球の直径となり、円盤状の粒子であれば長径（Ｌ）は円盤の直径、短径（Ｄ）は円盤の厚みとなり、円柱状の粒子であれば長径（Ｌ）はほぼ円柱の長さ、短径（Ｄ）は円柱の直径となる。顔料粒子の長径、短径の大きさは個々の粒子により異なるので、その分布における最大値が問題となる。
【００１０】
このボールペンにおいて、インキは扁平形顔料粒子を含有し、扁平形顔料粒子の長径（Ｌ）の最大値（Ｌmax）は、ボールペンチップの最小隙間（ａ）より大きく、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さ（ｂ）より小さく、かつ、扁平形顔料粒子の短径（Ｔ）の最大値(Ｔmax)はボールペンチップの最小隙間（ａ）より小さくなるように、ボールペンチップの寸法と扁平形顔料粒子の寸法が選択されている。
【００１１】
本発明の請求項２に記載された発明は、扁平形顔料として、ガラスフレーク顔料、金属被覆無機顔料、金属光沢顔料、樹脂系フレーク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に記載のボールペンである。
【００１２】
本発明の請求項３に記載された発明は、扁平形顔料として、アルミフレーク顔料を含むことを特徴とする請求項２に記載のボールペンである。
【００１３】
本発明の請求項４に記載された発明は、扁平形顔料を含有するインキを用いるためのボールペンチップにおいて、略円筒状のボールハウジングと、ボールハウジング内に保持され、一部がボールハウジングから露出したボールとを備え、ボールがボールハウジングの座面と当接すると共に、ボールハウジングの中心軸上にボールの中心が位置するとき、ボールとボールハウジングとの間に、ボールハウジングの中心軸に対して垂直であってボールの中心を通る平面で切った位置からボールの露出側に隙間が形成され、前記隙間の最小隙間は、扁平形顔料粒子の短径の最大値より大きく、かつ扁平形顔料粒子の長径の最大値より小さく、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さは、扁平形顔料粒子の長径の最大値より大きく、扁平形顔料粒子の長径の４．７５倍以上であることを特徴とするボールペンチップである。
【００１４】
本発明の請求項５に記載された発明は、扁平形顔料として、ガラスフレーク顔料、金属被覆無機顔料、金属光沢顔料、樹脂系フレーク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４に記載のボールペンチップである。
【００１５】
本発明の請求項６に記載された発明は、扁平形顔料として、アルミフレーク顔料を含むことを特徴とする請求項５に記載のボールペンチップである。
【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、金属被覆無機顔料、金属光沢顔料、又は樹脂系フレーク顔料を含有する。勿論、これらのもののうち２種以上を含有するものであってもよい。
【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や半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。なお、半金属としては、例えば、ビスマス、アンチモン、灰色ヒ素などを用いることが可能である。
図４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、扁平であり、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、その長径は、図４のようにある程度のばらつきがある。
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、平均長径が２０μｍ以上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長径が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。
【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、その平均長径を中心として、それよりも長径の大きな粒子の顔料や長径の小さな粒子の顔料がインキ中に含まれることとなる。平均長径が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程度の長径を有する粒子が含まれる。従って、光輝感と立体感を表出させるためには、長径の最大値で表せば４０μｍ以上のものを選択することが適切である。
【００１９】
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。
これらガラスフレーク顔料は、１種又は２種以上で使用することができる。
【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。
これら金属被覆無機顔料も、１種又は２種以上で使用することができる。
【００２４】
上記の金属被覆無機顔料も、ガラスフレーク顔料と同様の理由から、平均長径では２０μｍ以上、長径の最大値では４０μｍ以上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】
金属光沢顔料としては、アルミニウム粉、真鍮粉、銅粉、金粉、銀粉を使用することができる。アルミニウム粉顔料は、リーフィングタイプであってもよく、ノンリーフィングタイプであってもよい。具体的には、東洋アルミニウム株式会社製の商品名「アルペーストＷＸＭ１４４０」、「アルペーストＷＸＭ１４１５」、「アルペーストＷＸＭ７４９３」、「アルペーストＷＸＭ５４２２」、「アルペーストＷＪＰ−Ｕ７５Ｃ」、「アルペーストＷＥ１２００」、「アルペーストＷＸＭ７６７５」、「アルペーストＷＸＭ０６３０」、昭和アルミニウム社製の商品名「１１１０Ｗ」、「２１７２ＳＷ」、旭化成社製の商品名「ＡＷ−８０８Ｃ」、「ＡＷ−７０００Ｒ」を例示できる。また、昭和アルミニウム社製の商品名「Ｆ５００−ＲＧ」、「Ｆ５００ＢＧ−Ｗ」、「Ｆ７０１ＲＥ−Ｇ」等の着色アルミニウム系顔料を用いることもできる。
その他の金属粉顔料として、真鍮粉顔料の具体例を挙げると、東洋アルミニウム（株）製の商品名「ＢＳ−６０５」、「ＢＳ−６０７」、中島金属箔粉工業（株）製の「ブロンズパウダーＰ−５５５」、「ブロンズパウダーＰ−７７７」がある。
これら金属光沢顔料も、１種又は２種以上で使用することができる。
【００２６】
上記の金属光沢顔料も、ガラスフレーク顔料と同様の理由から、平均長径では２０μｍ以上、長径の最大値では４０μｍ以上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。
【００２７】
次に、樹脂系フレーク顔料について説明する。樹脂系フレーク顔料とは、樹脂のみ又は樹脂と金属から構成される多層構造の顔料であり、樹脂層のみ又は樹脂層と金属層から構成される多層のフィルムを打ち抜きや裁断等により粉末状としたものである。この樹脂系フレーク顔料に用いられる樹脂は自由な着色が可能であり、色調を自由に選ぶことができる。樹脂系フレーク顔料は多重層の構造であるため、光の屈折により水晶のような発色が可能である。金属層を含むものでは、金属面での光の反射により、さらに複雑な発色となる。また、さらに複雑な光の反射をさせるため、樹脂層又は金属層に凹凸を付けたものも用いることができる。
具体的には、尾池工業社製の商品名「エルジーカラー＃２００」、「エルジーカラー＃３２５」、ダイヤ工業社製、「クリスタルカラーＸ−５」、「レインボーフレークＮｏ．５５」、「ダイヤモンドピースＮｏ．５５」、「ダイヤモンドピースＨ２５」、「ダイヤモンドピースＨ５５」、「ダイヤホログラムＨＧ−５ＥＰ」が挙げられる。特に、「エルジーカラー＃２００」や「エルジーカラー＃３２５」では、樹脂層に色が付いており、インクの色との関係で光輝感や立体感の優れる顔料を選ぶことができる。また「ダイヤホログラムＨＧ−５ＥＰ」は、顔料自体にホログラム性を有しているので、「ダイヤホログラムＨＧ−５ＥＰ」を使用した場合には、筆跡及至塗膜が見る角度により発色が変化し、立体的な輝きを付与することができる。
これら樹脂系フレーク顔料も他の顔料と同様に１種又は２種以上で使用することができる。
【００２８】
上記の樹脂系フレーク顔料も、ガラスフレーク顔料と同様の理由から、平均長径では２０μｍ以上、長径の最大値では４０μｍ以上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。
【００２９】
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。
本発明の実施形態のボールペンの物理的構造は、基本的には従来のものと大差はない。
図２は、本発明の実施形態に係るボールペン１を示す。図１（ａ）は、図２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。
【００３０】
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。
【００３１】
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１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。
【００３２】
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１（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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１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。
【００３５】
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〜１２０μｍ大きい。すなわち筆記用ボール１０を図１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２０〜６０μｍの隙間４８ができる。
【００３６】
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２０〜６０μｍ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６０μｍ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。なお、ボール１０の動作の安定性のためには隙間４８は４０μｍ以下であれば、より望ましい。
なお、以上説明したチップの形状・構造は、あくまで一例であり、他の実施形態も可能である。例えば、溝４７の数は３本、５本等でもよい。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、その内部に上述したチキソトロピー性を有する水性インキ３０が充填されている。
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
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、扁平形顔料粒子が通過するに十分な大きさとされているので、筆記用ボール１０とボール収納室４０の間をガラスフレーク顔料等が円滑に通過する。
【００４２】
【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。
扁平形（鱗片状）の粒子からなる顔料を含むインキを調製してボールペンに充填し、その筆記性の評価を判定した。鱗片状の色材としては、アルミニウムペーストを用いた。
インキの組成は下表のとおりである。
【００４３】
【表１】
0004831590.tif 000002
【００４４】
鱗片状の粒子からなる顔料の詳細は下表のとおりである。ここで、Ｌ50とは、扁平形顔料粒子の長径の分布の中央値である。
【００４５】
【表２】
0004831590.tif 000003
【００４６】
比較対照用に、球状の粒子からなる顔料を含むインキを調製した。その組成は下表のとおりである。
【００４７】
【表３】
0004831590.tif 000004
【００４８】
球状の粒子からなる顔料の詳細は下表のとおりである。ここで、Ｌavとは、球状粒子の直径の平均値である。
【００４９】
【表４】
0004831590.tif 000005
【００５０】
これらのインキをボールペンのインキタンクに充填し、筆記性を連続筆記試験及び手書きによる官能試験により評価した。
実験に用いたチップの詳細を下表に示す。ソケットは快削ステンレス鋼製、ボールはブラックサファリン製である。
なお、扁平形顔料粒子の短径は１μｍ程度であるので、どのチップにおいても最小隙間（ａ）は扁平形顔料粒子の短径の最大値(Ｔmax)より十分に大きい。
【００５１】
【表５】
0004831590.tif 000006
【００５２】
ここで、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さ（ｂ）は、図１の関係から、次式によって算出したものである。
【００５３】
【数１】
0004831590.tif 000007
【００５４】
チップとして、「２９−４」チップを用い、インキの種類を変えて筆記性評価を行った。その結果を下表に示す。○は筆記可能、×は筆記不能である。このとき、ボールペンチップの最小隙間（ａ）は５１．２μｍ、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さ（ｂ）は４５０μｍである。
【００５５】
【表６】
0004831590.tif 000008
【００５６】
この結果から見られるように、扁平形顔料粒子の長径の最大値Ｌmaxが８０μｍと、ボールペンチップの最小隙間ａ（５１．２μｍ）より大きくても筆記は可能である。一方、Ｌmaxが１５０μｍとなると筆記不能となっている。ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さｂは４５０μｍなので、単純に考えると筆記可能なようであるが、実際には顔料粒子相互の絡み合いによって詰まりを生ずると考えられる。ここで、ｂ／Ｌmax＝３．０のときは詰まり、ｂ／Ｌmax＝５．６３のときは詰まらない。
【００５７】
上記の実験結果では、Ｌmaxが８０μｍと１５０μｍの間にしきい値があったので、Ｌmaxを８０μｍ及び１５０μｍとしてボール直径を変えずにボールペンチップの寸法を変えて同様の筆記性評価を行った。その結果を下表に示す。なお、球状粒子を含むインキについても筆記性評価を行った。
【００５８】
【表７】
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【００５９】
上表より明らかなように、扁平状粒子を含むインキについて、Ｌmax＝８０μｍでもチップの開口が小さくなると詰まり、Ｌmax＝１５０μｍでもチップの開口が大きくなると詰まらなくなる。具体的には、Ｌmax＝８０μｍについては、ｂ＝３５０μｍ（ｂ／Ｌmax＝４．３８）のときに詰まり、ｂ＝３８０μｍ（ｂ／Ｌmax＝４．７５）のときには詰まらない。Ｌmax＝１５０μｍについては、ｂ＝４５０μｍ（ｂ／Ｌmax＝３．００）のときに詰まり、ｂ＝４７０μｍ（ｂ／Ｌmax＝３．１３）のときには詰まらない。
球状粒子を含むインキについては、Ｌmaxがボールペンチップの最小隙間ａより大きければ詰まり、小さければ詰まらない。
【００６０】
チップとして、ボール直径０．８ｍｍの「０．８」チップを用い、扁平形粒子を含有するインキの種類を変えて同様の筆記性評価を行った。その結果を下表に示す。このとき、ボールペンチップの最小隙間（ａ）は３４．７μｍ、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さ（ｂ）は３３０μｍである。
【００６１】
【表８】
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【００６２】
この結果においても、扁平形顔料粒子の長径の最大値Ｌmaxが８０μｍと、ボールペンチップの最小隙間ａ（３４．７μｍ）より大きくても筆記は可能である。一方、Ｌmaxが１５０μｍとなると筆記不能となっている。上記線分の長さｂは３３０μｍなので、単純に考えると筆記可能なようであるが、実際には顔料粒子相互の絡み合いによって詰まりを生ずると考えられる。ここで、ｂ／Ｌmax＝２．２０のときは詰まり、ｂ／Ｌmax＝４．１３のときは詰まらない。
【００６３】
球状粒子を含有するインキについて、チップとして、同じく「０．８」チップを用い、インキの種類を変えて同様の筆記性評価を行った。その結果を下表に示す。
【００６４】
【表９】
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【００６５】
この結果において、球状顔料粒子の直径の最大値Ｌmaxが４０．３μｍと、ボールペンチップの最小隙間ａ（３４．７μｍ）より大きくなると筆記不能となっている。扁平形粒子においてＬmaxが８０μｍでも筆記可能であるのと対照的である。
【００６６】
顔料粒子の径の分布と筆記性との関連を調べるために実験を行った。インキ用顔料として、比較的小粒径の「ＷＸＭ０６５０」顔料と比較的大粒径の「ＷＸＭ７４９３」顔料を用いた。それぞれの顔料における粒子の長径の分布を図５，６に示す。「ＷＸＭ０６５０」顔料を４％含有するインキ（Ａ）、「ＷＸＭ７４９３」顔料を４％含有するインキ（Ｂ）、「ＷＸＭ０６５０」顔料と「ＷＸＭ７４９３」顔料を２％ずつ含有するインキ（Ｃ）、「ＷＸＭ７４９３」顔料を２％含有するインキ（Ｄ）を調製した。インキ（Ｃ）における粒子の長径の分布を図７に示す。これらのインキについて「２９−４」チップを用いて筆記を行った。その結果を下表に示す。
【００６７】
【表１０】
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【００６８】
上表におけるインキ（Ｂ）とインキ（Ｃ）、インキ（Ｂ）とインキ（Ｄ）の比較からわかるように、Ｌmax及びｂ／Ｌmaxの値が同じであっても、大径粒子の存在割合が減少すれば流出可能となる。
【００６９】
これは、大径粒子の顔料の間に小径粒子が入り込み、大径粒子間にすき間ができるためであると考えられる。
【００７０】
上記のごとく、扁平形顔料粒子を含有するインキを用いたときは、顔料粒子の長径の最大値Ｌmaxがボールペンチップの最小隙間ａより大きくてもボールペンチップは詰まらず、筆記は可能である。
ボールペンチップが筆記時に詰まるか否かは、ボールペンチップの各部寸法と顔料粒子の径の分布との関係によると考えられる。そのしきい値の定量的な算出法については未だ不明なところがあるが、ｂ／Ｌmaxの値が重要なファクターとなるようである。
実験データから帰納すれば、詰まりのおそれを十分に低減するには、ボールペンチップの正面視においてボール又はボールハウジングと交差しないように引いた最長の線分の長さ（ｂ）は、扁平形顔料粒子の長径の最大値（Ｌmax）の３倍より大きいことが好ましく、詰まりのおそれを確実に除くには、扁平形顔料粒子の長径の最大値（Ｌmax）の５倍より大きいことが好ましいと考えられる。
【００７１】
以下の樹脂系フレーク顔料を用い、アルミニウムフレーク顔料と同様に筆記性評価を行った。使用した樹脂系フレーク顔料と評価結果を下表に示す。なお、インクの配合は、表１の組成において、アルミニウムペーストを添加せず、樹脂系フレーク顔料を同量（３．９９重量％）添加した。
【００７２】
【表１１】
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【００７３】
上表より明らかなように、樹脂系フレーク顔料を用いた場合でも、アルミフレーク顔料の場合と同様に、扁平形顔料粒子を含有するインキを用いたときは、顔料粒子の長径の最大値Ｌmaxがボールペンチップの最小隙間ａより大きくてもボールペンチップは詰まらず、筆記は可能である。
【００７４】
以上説明した実施例は、いずれもアルミニウムフレーク顔料又は樹脂系フレーク顔料を含有するインキを使用したものであるが、ガラスフレーク顔料や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。
【００７５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、扁平状の顔料粒子とボールペンチップとの組合せにより、ボールペンチップの最小隙間を大きくしすぎないで粒子径の大きい光輝性顔料を含有するインキを、ボールペンチップの詰まりの心配なく使用することができ、強い光輝感、立体感を有する筆跡乃至塗膜を得ることができる。
また、扁平状の顔料粒子を用いることにより、球状の顔料粒子を用いたときよりも、同粒径で詰まりにくく、大粒径の粒子を用いることができるので、強い光輝感、立体感を有する筆跡乃至塗膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は、本発明の一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２】  図１のボールペンの要部縦断面図である。
【図３】  粒子の長径および短径を表す説明図である。
【図４】  扁平形顔料粒子を概念的に示した説明図である。
【図５】  アルミニウム粉顔料「アルペーストＷＸＭ０６５０」の粒子の長径の分布を示すグラフである。
【図６】  アルミニウム粉顔料「アルペーストＷＸＭ７４９３」の粒子の長径の分布を示すグラフである。
【図７】  アルミニウム粉顔料「アルペーストＷＸＭ０６５０」と「アルペーストＷＸＭ７４９３」を混合した顔料の粒子の長径の分布を示すグラフである。
【図８】  （ａ）は、本発明の一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。
【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）
【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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