JPS60184889A

JPS60184889A - ペン先

Info

Publication number: JPS60184889A
Application number: JP4164384A
Authority: JP
Inventors: 隆久原; 和男加藤; 田村　貴
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 1984-03-05
Filing date: 1984-03-05
Publication date: 1985-09-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はに空蒸着法による耐摩耗性皮膜を少くとも筆記
当接部に有してなるペン先に関する。

筆記面との摩擦による摩耗を抑えるためにペン先の表面
を耐摩耗性皮膜の被覆物とすることは既によく知られた
ところとなっている１、皮膜形成の方法としては昔から
知られている電気化学的鍍金法などのほか１種々金属や
その酸化物、窒化物。

炭化物など高硬度物質の皮膜も形成できるとして近年着
目されている真空蒸着法もある１、ところが、イオンブ
レーティングやスパッタリングなどの物理蒸着法とかプ
ラズマＯＶＤ、サーマルＯＶＤなどの化学蒸着法といつ
たような種類によらず、真空蒸着法によって皮膜を形成
したものは、ペン先にとって耐摩耗性と同様に重要な特
性である書き味を損う傾向にある。この傾向は特に小径
細筆防用のペン先の場合に強いのであるが。

硬くて尖ったものであるがゆえと言える。

そこで、皮膜形成されるペン先基材は当然の結果として
予め丸みを帯びたものとされることになる。射出成形な
どのようにペン先基材の成形時に丸みをつけておくこと
もあるが、サンドブラスト。

バレル研摩、切削、電解研摩など後加工によることも多
い。

寸法径の大きなものならば上述のような方法を必要に応
じて複数種組み合わせることによって十分に使用できる
製品を得ることができる。

しかし、小径のペン先に所望形状の丸みを形成すること
は結構面倒なことであり＋また往々にして反りバリなど
を生じてしまう。

本発明は上述したところに鑑み、ペン先基材自体が十分
な丸みを有していなくても皮膜を形成されたペン先その
ものが十分な丸みを有しておれば耐摩耗性と同時に書き
味も満足されるとの考えから出発してなされたものであ
る。即ち本発明は、真空蒸着法による１ｌｌｒｊ摩耗性
皮膜を少くとも筆記当接部に有してなるペン先において
。

１）１１記皮膜が形成されるペン先基材は前記筆記当接
部に相当する部分として平坦部と角部とを有し、捷だ、
前記皮膜は前記ペン先基材の前記平坦部には厚く形成さ
れているとともに前記角部には、あるいは、前記角部に
かけてｉ薄く形成されており、ペン先の筆記当接部とし
ては前記ペン先基材の前記角部に相当する部分に丸みを
有していることを特徴とするぺ／先を要旨とするもので
ある。

まず、皮膜の材質について一例を挙げると、アルミニウ
ム、チタン、クロム、モリフテン、タンタル、タングス
テン、ロジウム、銀、白金、金。

ｍ、を鉛、ジルコニウム、八ツニウム、珪素、ボロン、
インジウムなどの金属や、これらの炭化物。

酸化物、窒化物などであり、１種もしくは２種以上の混
合物たり得るが、炭素のように通常の概念では決して耐
摩耗性があるとは考えられないものも真空蒸着法によっ
て耐摩耗性を有する皮膜となる。

一方、ペン先基材の方はより広いｉｌｉα囲から材質を
選択することができる。即ち、前述した皮膜の材質例な
どを含めて各種金属９合金、金属化合物などのほかにも
、アセタール系、アミド系、アリル系などの種々合成樹
脂やこれらの焼結、焼成物などである。従って、セラミ
ックスなども適用できる。皮膜と同じ材質であることも
、また。

皮膜よりも硬いものであることもできる。硬いものほど
一般に精密な成形が困難であり８本発明のペン先におけ
る耐摩耗性皮膜は整形の機能も有するからである。

更に電気化学的鍍金法などによる皮膜を有するものや改
質を受けたものであることもできる。

以下、添付Ｍ面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図、第２図のペン先１１は、しばしば中心孔ｉ　ｉ
　、ａ内に摺動線材を配備されることのある小管式筆記
具のペン先の例である。ストレートなパイプ状であるこ
とも多いが、細筆防用の場合には図のテーパー状小径部
１１ｂのように適宜小径化されることも多い。このペン
先１１はペン先基材１２と耐摩耗性皮膜１６とよりなる
（第２図参照）。ペン先基材１２は先端に平面部１２’
ａを有し、この平面部１２ａの内周縁部＋２ｂ、外周縁
部１２’ｃは角ばっている。本発明でいうペン先基材の
平坦部、角部は本例においては平面部１２ａ、内・外周
縁部＋　２ｂ　、＋　２０が該蟲するので、ここで詳し
く述べると、平坦部とは完全な平面である場合に限られ
ず、まだ、角部も鋭利であって実質的に曲率半径が零で
あると着像される場合に限らない。つまり。

平坦部も角部も曲率半径を有するものであってよいし、
その為の加工が施されていてもよい訳である。要は、耐
摩耗性皮膜によって、ペン先基材が全く丸みを有さない
場合にはペン先としくＦｉ丸みを有することになり、ま
だペン先基（Ａか丸みを有する場合にペン先としてはよ
り丸み、を有することになり、これによって書き味良好
たり得ることである。ちなみに第２図においてペン先基
材１２の外周縁部１２Ｃに小さいながらも曲率半径を付
与して描いであるのもここで述べたことを示すためであ
る。一方、１制摩耗性皮膜１３はペン先基材１２の平面
６部１２ａ上に形成された厚肉部１３ａとペン先基材１
２の外周縁部１２ｃから更に後方（図面上方）にかけて
形成された薄肉部１３１〕とよりなる。これによって、
ペン先１１としてはペン先基材１２の平面部１２ａに比
べると小面積の平面部ｔ　１　ｃを先端に有するとと如
なり、また、ペン先基材１２の内・外周縁部１２ｂ、１
２ｃに比べると相当する部分に丸みを有するものとなっ
てｂるが、ここに本発明のペン先における耐摩耗性皮膜
の役割が存しているので次に説明する。

耐摩耗性皮膜の役割は、ペン先の＋Ｉｉ４摩耗性が不址
しているときはペン先に耐摩耗性を伺与するなど前提的
な役割を別にすれば、ペン先の形状をペン先基材の形状
と実際上達えることなく。

丸みを付は加えることにあると言える。即ち。

丸みを＋Ｊけ加えるという物点では１例えば万年筆のペ
ン先の先端に溶着される所謂ペンポイントも同様の役割
を果すであろうが、そもそもペン先基材はその種類に応
じて最も好ましい形状に少くとも近づけて作られるもの
であり、耐摩耗性皮膜がより良い方向への作用を及ぼす
ことがあっても逆作用を及ぼすことは避けなければなら
ないのである。第２図において、ペン先１１がペン先基
材１２に比べると小面積化しながらも平面部ｊ１ｃを有
することやテーノく一状小径部ｉｉｂ上の耐摩耗性皮膜
１６が薄肉部１３ｂとなっているのもこの理由ゆえのも
のであり。

垂直状態での筆記を意図されるペン先１１であるから、
ペン先基材１２も平面部１２ａを有しまた。耐摩耗性皮
膜１６の薄肉部１５ｂが文字通り薄肉であるから、ペン
先基材１２の本来の形状を維持できているのである。む
しろ耐摩耗性皮膜１３の薄肉部１３ｂは無くてもよいと
言え、それゆえに本発明では１角部には、あるいは、前
記角部にかけては」という表現を取っている。ちなみに
、核部にわける耐摩耗性皮膜は平坦部におけるのと比べ
て１７３以下、より好ましくは１７４以下とするのがよ
く、また、平坦部においても耐摩耗性皮膜は厚すぎる必
要はなく。

数１０　／ｌｌｎ以下、より好ましくは１〜１０μｍｎ
のオーダーで形成し、この範囲で丸みを十分にできるよ
う、ある程度はペン先基材に丸みイ；」けしておく方が
よい。

次に第３図乃至第５図のペン先２１について説明する。

全体形状は例えば万年筆のペン先状とされるペン先２１
のペン先基＋Ａ２２には、前例のペン先基材１２の場合
と同様に理解し易いよう平面状に描かれた平坦部が２つ
形成され′ている。前方平坦部２２ａと斜方平坦部２２
１〕である。そして、耐摩耗性皮膜２３は前方平坦部２
２；１には薄ぐ、斜方平坦部２２１〕には厚く形成され
ている１、従って１本例では両平坦部２２ａ、２２ｂの
臨接部２２ｃが角部に当る１、これは本例のペン先２１
が斜めに維持されての亀ｄＣを５に図されたものである
ことによる。即ち１本１９すを示した理由は、筆記のだ
めのそれぞれの道具や装置のペン先にはそれぞれの用途
に応じ蛇形状がイづ与される訳であるから、１１１例に
おいて述べた諸条件を満足させながらその用途に合致す
る耐摩耗性皮膜被覆物たらしめることか必要であって、
平坦部や角部が複Ｅ！！Ｓるからといってその全てに厚
く、あるいは薄く耐摩耗性皮膜を形成する必要はないこ
とを述べるためである尚、参照符号２４はインキ通路で
あり、ｔた１本ペンのパイプ状チップやパイプスライド
式ンヤープペンンルのスライドパイプなど種々筆記具並
びに自動整図機やプリンターなどの種々装置のペン先を
挙げることができる。

次に本発明のペン先を製造する方法例について述べる１
、本質的には種々の真空蒸着法において、蒸着卆させる向き午蒸着源から距離、あるいは蒸着させる範囲
を絞るための窓格子の使用といった如く１条件や冶具な
どについて適宜選定すれば可能ではあるが、とりわけ効
率的と思えるのはノくイアススバッタリング法による場
合である。ノ（イアススバッタリング法は被蒸着物にバ
イアスをかけて電位を与え、これ尾よって蒸着エネルギ
ーを高め、もって良好な皮膜を形成することを目的とす
るスパッタリングの一方法であるが。

本発明者らは、被蒸着物の曲率半径の小さな部分には電
界密度が犬きぐなることに着目し、イオン化した雰囲気
ガスが核部においてイオンボンバードと同等の作用をな
して皮膜形成を抑えないかと考え実施してみたところ、
実際良好な結果を得たものである。

壕だ、添付第６図は装置例の概念図である。

参照符号６１がチタン、クロムなどよりなるターゲット
、即ち、必要に応じて槽内に導入されル酸素、　窒素、
アンモニア、メタン、エタン。

亜硫酸ガスなどによって酸化物、窒化物、炭化物、硫化
物などの皮膜を形成する母体、Ｆ１６２が皮膜形成され
るペン先基材（サンプル）６６を載置するサンプルホル
ダー、同６４がターゲツト６１背面の磁石、同６５がプ
ラズマ放電を安定化させるコイル、同６６がターゲット
６１とサンプルホルダー６２との間に蒸着を阻害しない
よう配したリング状のアノード。

同６７がサンプル加熱ヒーター、同６Ｂ、６．９が電源
であり、電源６８によってアノード６６に対するサンプ
ルホルダー６２．サンプル６３の電位が負になされてい
る。

以下１本発明のペン先の有する長所の説明を兼ねて実施
の一例を述べる。

準備したサンプルは第１図、第２図に示した如きパイプ
状のペン先基材である。平面部直径０．１２Ｗｘ、小径
化されない外径０．３０肱。

中心孔直径０．ｏ９ｍ、長さ７Ｍのステンレス製で、内
周縁部、外周縁部としてアール近似でそれぞれ約６μｍ
、約３２μｍｎ　の曲率半径の角部を有している。つま
り、予め研摩を施したものであるが不十分で、このペン
先基材だけでは小管式筆記具に組立てて紙に鎖記しても
中心孔内に紙屑などを詰め易く、また、ガリガリした感
触で滑らかな書き味を得られない。

しかし、これをサンプルホルダー上に平面部がチタンの
ターゲットに向くよう垂直に載置し。

アルゴンガスによるイオンボンバード洗浄後。

２アルゴンガス圧力１Ｘ　１０　Ｔｏｒｒ　＋　ザンプル
加熱温度３００　’Ｃ，直流電圧４５０Ｖ、直流電流１
６Ａ、コイル電流１０Ａ（垂直磁界７２Ｇａｕｓｓ　）
　、バイアス電圧−７５Ｖの条件で、平面部における膜
厚が約２μ口１のチタン皮膜を形成後、アルゴンガス圧
力Ｂ　ｘ　１０　Ｔｏｒｒ＋窒素ガス圧力２　Ｘ　１０
　”Ｔ’ｏｒｒ　、直流電圧５００Ｖ。

直流電流１．４　Ａと条件の一部を変えて、同じく約２
μＩｎの窒化チタン皮膜を形成したものはテーパー状小
径部上の膜厚（２層和）が最大で約１　／Ｊｌ１１で、
　また、内周縁部、外周縁部に相当する部分の曲率半径
がそれぞ訃約５４μＩｎ　、約８０μｍｎ　となってお
り、これを小管式筆記具に組立てて筆記したところ１紙
屑など詰まり難く、また、滑らかな筆記感触が得られ、
速度変化が付随する手書き試験においても筆跡の幅変化
はほとんど見られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部縦断面図、第２図
は第１図のＡ１部分の拡大図。第６図は他の一実施例を示す要部縦断面図。第４図は同斜視図、第５図は第３図のＡ２部分の拡大図
、第６図はバイアススパッタリング装置の一例を示す概
念図である。１１．１２・・・・・・ペン先１２．２２・・・・・・ペン先基材１２　ａ、２２　ａ、２２　ｂ・・・・・・ペン先基材
の平坦部１２ｃ、２２ｃ・・・・・ペン先基材の角部１３．２３
・・・・・・耐摩耗性皮膜。特許出願人　ぺんてる株式会社第３図４第４図第５図２ノ

Claims

【特許請求の範囲】真空蒸着法による耐摩耗性皮膜を少くとも筆記当接部に
有してなるペン先において、的記皮膜が形成されるペン
先基材は前記筆記当接部に相当する部分として平坦部と
角部とを有し、また、前記皮膜は前記ペン先基材の前記
平坦部には厚く形成されているとともに前記角部には。あるいは、前記角部にかけては薄く形成されており、ペ
ン先の筆記当接部としては前記ペン先基材のｒ＋１１記
角部に相当する部分に丸みを有していることを特徴とす
るペン先３．