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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022068412
(43)【公開日】2022-05-10
(54)【発明の名称】金属ペン
(51)【国際特許分類】
B43K 1/00 20060101AFI20220427BHJP
【ＦＩ】
B43K1/00 100
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020177063
(22)【出願日】2020-10-22
(71)【出願人】
【識別番号】314012685
【氏名又は名称】有限会社シオン
(74)【代理人】
【識別番号】100181250
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 信介
(72)【発明者】
【氏名】山田 健
【テーマコード（参考）】
2C350
【Ｆターム（参考）】
2C350GA11
2C350NA05
2C350NC02
2C350NC10
(57)【要約】
【課題】品質にばらつきがなく、衝撃に強い金属ペンを提供する。
【解決手段】円錐形又は角錐形に形成されたペン先部１０と、ペン先部１０の底面側に、円柱状又は角柱状に形成された軸部２０と、軸部２０からペン先部１０にかけて、複数箇所に軸部２０及びペン先部１０の軸方向に直線状に形成された溝３２であって、表面が親水性を有するように改質処理された第１溝部３０と、軸部２０に形成された複数の溝４２であって、複数の溝４２のそれぞれが、第１溝部３０の複数の溝３２のうち少なくとも１つに交差するように形成され、表面が親水性を有するように改質処理されるとともに、深さが第１溝部３０よりも浅い第２溝部４０を備えている金属ペン１。
【選択図】図１
【解決手段】円錐形又は角錐形に形成されたペン先部１０と、ペン先部１０の底面側に、円柱状又は角柱状に形成された軸部２０と、軸部２０からペン先部１０にかけて、複数箇所に軸部２０及びペン先部１０の軸方向に直線状に形成された溝３２であって、表面が親水性を有するように改質処理された第１溝部３０と、軸部２０に形成された複数の溝４２であって、複数の溝４２のそれぞれが、第１溝部３０の複数の溝３２のうち少なくとも１つに交差するように形成され、表面が親水性を有するように改質処理されるとともに、深さが第１溝部３０よりも浅い第２溝部４０を備えている金属ペン１。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
円錐形又は角錐形に形成されたペン先部と、
前記ペン先部の底面側に、円柱状又は角柱状に形成された軸部と、
前記軸部から前記ペン先部にかけて、複数箇所に前記軸部及び前記ペン先部の軸方向に直線状に形成された溝であって、表面が親水性を有するように改質処理された第１溝部と、
を備えることを特徴とする金属ペン。
前記ペン先部の底面側に、円柱状又は角柱状に形成された軸部と、
前記軸部から前記ペン先部にかけて、複数箇所に前記軸部及び前記ペン先部の軸方向に直線状に形成された溝であって、表面が親水性を有するように改質処理された第１溝部と、
を備えることを特徴とする金属ペン。
【請求項2】
請求項１に記載の金属ペンにおいて、
前記軸部に形成された複数の溝であって、該複数の溝のそれぞれが、前記第１溝部の前記複数の溝のうち少なくとも１つに交差するように形成され、表面が親水性を有するように改質処理されるとともに、深さが前記第１溝部よりも浅い第２溝部を備えていることを特徴とする金属ペン。
前記軸部に形成された複数の溝であって、該複数の溝のそれぞれが、前記第１溝部の前記複数の溝のうち少なくとも１つに交差するように形成され、表面が親水性を有するように改質処理されるとともに、深さが前記第１溝部よりも浅い第２溝部を備えていることを特徴とする金属ペン。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の金属ペンにおいて、
前記第１溝部及び／又は前記第２溝部は、
電子ビーム加工により改質処理が行われていることを特徴とする金属ペン。
前記第１溝部及び／又は前記第２溝部は、
電子ビーム加工により改質処理が行われていることを特徴とする金属ペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ペン先をインクに浸して、ペン先部分にインクを蓄積して文字や模様を描くことができる金属ペンに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、軸方向に複数の溝が形成されたガラスの棒材を加熱しながら両端方向に伸ばしつつひねりを加え、最終的に軸方向の略中央部で切断し、切断部をペン先として形成したガラスペンがある。このガラスペンは、その製法からも分かるように、ペン先にらせん状の溝が形成されるため、インク瓶に入っているインクにペン先を浸すことにより、毛細管現象を利用して、溝にインクを含有させて文字や模様を描くことができるようになっている。
【0003】
また、万年筆のように、ガラスペンの胴部を中空にし、中空部分にインクカートリッジを装着して、インクをガラス製のペン先に供給するようにして、インクを長持ちさせるようにしたガラスペンもある(例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実用新案登録第３２１８８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが上記ガラスペンは、いわゆる職人が一本一本手作りするものであるため、出来上がったガラスペンは、ペン先の形状や尖度、溝の深さなどにばらつきがあり、描く文字や模様の太さ、描ける時間（つまり、溝でのインクの含有量）など、ペンとしての品質にばらつきがあるという課題があった。また、ペン先がガラスでできているため衝撃が加わると割れやすいという課題もあった、
本発明は、こうした課題に鑑みなされたもので、品質にばらつきがなく、衝撃に強い金属ペンを提供することを目的とする。
本発明は、こうした課題に鑑みなされたもので、品質にばらつきがなく、衝撃に強い金属ペンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。なお、本欄における括弧内の参照符号や補足説明などは、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。
【0007】
［適用例１］
適用例１に記載の発明は、
円錐形又は角錐形に形成されたペン先部（１０）と、
前記ペン先部（１０）の底面側に、円柱状又は角柱状に形成された軸部（２０）と、
前記軸部（２０）から前記ペン先部（１０）にかけて、複数箇所に前記軸部（２０）及び前記ペン先部（１０）の軸方向に直線状に形成された溝（３２）であって、表面が親水性を有するように改質処理された第１溝部（３０）と、
を備えることを要旨とする金属ペン（１）である。
適用例１に記載の発明は、
円錐形又は角錐形に形成されたペン先部（１０）と、
前記ペン先部（１０）の底面側に、円柱状又は角柱状に形成された軸部（２０）と、
前記軸部（２０）から前記ペン先部（１０）にかけて、複数箇所に前記軸部（２０）及び前記ペン先部（１０）の軸方向に直線状に形成された溝（３２）であって、表面が親水性を有するように改質処理された第１溝部（３０）と、
を備えることを要旨とする金属ペン（１）である。
【0008】
このような金属ペン（１）では、軸部（２０）からペン先部（１０）にかけて、その軸方向に複数の溝（３２）が直線状に形成されている（第１溝部（３０））。また、その第１溝部（３０）の表面は、親水性を有するように改質処理されている。したがって、水溶性の顔料や染料を溶かしたインクや墨汁などにペン先部（１０）を浸すと、毛細管現象で第１溝部（３０）にインクなどが蓄積され、文字や模様を描くことが可能となる。
【0009】
また、従来のガラスペンは、製作者の手作りで、ガラス棒の先端を加熱し、軸方向に伸ばしつつ、ひねりを加えて溝のあるペン先部（１０）を形成している。したがって、出来上がったガラスペンには、ペン先部（１０）の形状や尖度、溝の深さなどにばらつきがあり、描く文字や模様の太さ、描ける時間（つまり、溝でのインクの含有量）など、ペンとしての品質にばらつきがあった。
【0010】
これに対し、金属ペン（１）は、ペン先部（１０）や溝（３２）を金属加工により形成するため、ペン先部（１０）の形状、尖度、溝の深さなどが常に一定であり、描く文字や模様の太さ、描ける時間の一定であるなど、ペンとしての品質を一定にすることができる。
【0011】
さらに、ペン先部（１０）が金属製であるため、衝撃が加わっても割れることがなく、衝撃に強いペンとなる。
【0012】
［適用例２］
適用例２に記載の金属ペン（１）は、
適用例１に記載の金属ペン（１）において、
前記軸部（２０）に形成された複数の溝（４２）であって、該複数の溝（４２）のそれぞれが、前記第１溝部（３０）の前記複数の溝（３２）のうち少なくとも１つに交差するように形成され、表面が親水性を有するように改質処理されるとともに、深さが前記第１溝部（３０）よりも浅い第２溝部（４０）を備えていることを要旨とする。
適用例２に記載の金属ペン（１）は、
適用例１に記載の金属ペン（１）において、
前記軸部（２０）に形成された複数の溝（４２）であって、該複数の溝（４２）のそれぞれが、前記第１溝部（３０）の前記複数の溝（３２）のうち少なくとも１つに交差するように形成され、表面が親水性を有するように改質処理されるとともに、深さが前記第１溝部（３０）よりも浅い第２溝部（４０）を備えていることを要旨とする。
【0013】
このような金属ペン（１）は、ペン先部（１０）の軸方向に形成された直線状の第１溝部（３０）に加え、複数の溝から成る第２溝部（４０）を備えている。
この第２溝部（４０）は、軸部（２０）に形成された複数の溝（４２）であって、その複数の溝（４２）のそれぞれが、第１溝部（３０）の複数の溝（３２）のうち少なくとも１つに交差するように形成されている。
この第２溝部（４０）は、軸部（２０）に形成された複数の溝（４２）であって、その複数の溝（４２）のそれぞれが、第１溝部（３０）の複数の溝（３２）のうち少なくとも１つに交差するように形成されている。
【0014】
また、第１溝部（３０）の溝（３２）と同様に表面が親水性を有するように改質処理されるとともに、深さが第１溝部（３０）の溝（３２）の深さよりも浅くなっている。したがって、ペン先部（１０）及び軸部（２０）をインク等に浸すと第１溝部（３０）とともに第２溝部（４０）にもインク等が毛細管現象で蓄積される。
【0015】
ここで、第１溝部（３０）の深さよりも第２溝部（４０）の深さの方が浅いので、第１溝部（３０）にインク等が少なくなると、第２溝部（４０）に蓄積されたインク等は、毛細管現象により第１溝部（３０）と交差している部分から第１溝部（３０）へ流入する。
つまり、金属ペン（１）としては、インク等の蓄積量が多くなるため、インク等に１回浸すことにより文字などをより多く書けるようになる。
つまり、金属ペン（１）としては、インク等の蓄積量が多くなるため、インク等に１回浸すことにより文字などをより多く書けるようになる。
【0016】
［適用例３］
適用例３に記載の金属ペン（１）において、
適用例１又は適用例２に記載の金属ペン（１）において、
前記第１溝部（３０）及び／又は前記第２溝部（４０）は、
電子ビーム加工により改質処理が行われていることを要旨とする。
適用例３に記載の金属ペン（１）において、
適用例１又は適用例２に記載の金属ペン（１）において、
前記第１溝部（３０）及び／又は前記第２溝部（４０）は、
電子ビーム加工により改質処理が行われていることを要旨とする。
【0017】
このような金属ペン（１）では、容易に溝（３２，４２）の表面が親水性を有するように改質することができる。
金属表面に親水性を持たせるためには種々の改質加工方法がある。例えば、金属表面を薬品やブラストなどを用いて物理的に表面状態を変化させ、表面積を増やすことで物理的な接着効果（アンカー効果）狙った処理方法、あるいは、プラズマ処理、ＵＶ処理、フレーム処理など官能基によって科学的結合を変化させて接着効果を狙った処理方法などがあるが、電子ビームを照射する方法（電子ビーム加工）を用いることにより、簡易で短時間に改質処理が可能となる。
金属表面に親水性を持たせるためには種々の改質加工方法がある。例えば、金属表面を薬品やブラストなどを用いて物理的に表面状態を変化させ、表面積を増やすことで物理的な接着効果（アンカー効果）狙った処理方法、あるいは、プラズマ処理、ＵＶ処理、フレーム処理など官能基によって科学的結合を変化させて接着効果を狙った処理方法などがあるが、電子ビームを照射する方法（電子ビーム加工）を用いることにより、簡易で短時間に改質処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【0020】
［第１実施形態］
（金属ペン１の構成）
図１に基づき、金属ペン１の構成について説明する。図１は、金属ペン１の概略の構成を示す外観図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）及び図１（ｃ）はペン先部の先端部分を軸方向から見た拡大図である。
（金属ペン１の構成）
図１に基づき、金属ペン１の構成について説明する。図１は、金属ペン１の概略の構成を示す外観図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）及び図１（ｃ）はペン先部の先端部分を軸方向から見た拡大図である。
【0021】
図１（ａ）に示すように、金属ペン１は、ペン先部１０、軸部２０及び結合部５０を備えている。
【0022】
ペン先部１０は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼、Ａ２０２４やＡ７０７５などのアルミニウム合金、真鍮などの銅合金、あるいは、６４合金と呼ばれるチタン合金や純チタンなどの金属の棒材を円錐形に削り出しで形成した部分である。また、円錐形のペン先部１０の最先端部分に極細の円柱状のペンポイント部１２が形成されている。
【0023】
本実施形態では、底面の直径７ｍｍ、底面から円錐の先端までの長さが１０ｍｍであり、ペンポイント部１２は直径０．８ｍｍ、長さ１．２５ｍｍとなっている。
【0024】
軸部２０は、円錐状に形成されたペン先部１０の底面側に、中心軸がペン先部１０の中心軸と同軸となるように形成された円柱状の部分であり、ペン先部１０と同じ金属材料を一体として削り出して形成した部分である。本実施形態では、各部の寸法は、直径７ｍｍ、長さ１６．５ｍｍとなっている。
【0025】
第１溝部３０は、軸部２０からペン先部１０にかけて、複数箇所に軸部２０及びペン先部１０の中心軸方向に直線状に形成された溝３２である。本実施形態では、第１溝部３０では、断面が６０°のＶ字形状で深さが０．１５ｍｍの溝３２が、ペン先部１０の中心軸に対して平行に８本形成されている、
【0026】
また、第１溝部３０の溝３２は、その表面（Ｖ字を形成している面の表面）が親水性を有するように電子ビームを照射することにより改質処理されている。
【0027】
第２溝部４０は、軸部２０に形成された複数の溝４２であって、それら複数の溝４２のそれぞれが、第１溝部３０の複数の溝４２のうち少なくとも１つに交差するように形成されている。本実施形態では、第２溝部４０は、断面が６０°のＶ字形状で深さが０．６５ｍｍの溝４２が、軸部２０の中心軸に対して、ピッチ１４、条数６のらせん状に形成されている。
【0028】
また、第２溝部４０の複数の溝は、第１溝部３０の溝３２と同様に、その表面（Ｖ字を形成している面の表面）が親水性を有するように電子ビームを照射することにより改質処理されている。
【0029】
結合部５０は、金属ペン１を別途準備される胴部分と連結するために、軸部２０の後端部分（ペン先部１０と反対端側）に、中心軸が軸部２０の中心軸と同軸となるように、ペン先部１０及び軸部２０と同じ金属材料を一体として円柱状に削り出して形成した部分である。本実施形態では、直径４．５ｍｍ、長さ７．２５ｍｍで後端部には、長さ３．７５でＭ６のネジが形成されている。
【0030】
（金属ペン１の特徴）
以上のような金属ペン１では、ペン先部１０から軸部２０にかけて、その軸方向に８本の溝３２が直線状に形成されている。
以上のような金属ペン１では、ペン先部１０から軸部２０にかけて、その軸方向に８本の溝３２が直線状に形成されている。
【0031】
また、溝３２の表面は、親水性を有するように改質処理されている。したがって、水溶性の顔料や染料を溶かしたインクや墨汁などにペン先部１０を浸すと、毛細管現象で溝３２にインクなどが蓄積され、文字や模様を描くことが可能となる。
【0032】
また、金属ペン１は、金属加工によりペン先部１０や溝３２を形成するため、ペン先部１０の形状、尖度、溝の深さなどが常に一定であり、描く文字や模様の太さ、描ける時間の一定であるなど、ペンとしての品質を一定にすることができる。さらに、ペン先部１０が金属製であるため、衝撃が加わっても割れることがなく、衝撃に強いペンとなる。
【0033】
また、軸部２０において、らせん状の複数の溝４２のそれぞれが第１溝部３０の複数の溝３２に交差するように形成されている。この溝４２は、溝３２と同様に表面が親水性を有するように改質処理されるとともに、深さが溝３２の深さよりも浅くなっている。
【0034】
したがって、ペン先部１０とともに軸部２０をインク等に浸すと溝３２とともに溝４２にもインク等が毛細管現象で蓄積されため、溝３２のインク等が少なくなると、溝４２に蓄積されたインク等は、毛細管現象により溝３２と交差している部分から溝３２へ流入する。つまり、金属ペン１としては、インク等の蓄積量が多くなるため、インク等に１回浸すことにより文字などをより多く書けるようになる。
【0035】
【0036】
図２に示すように、第２実施形態における金属ペン２は、第１実施形態における金属ペン１とペン先部１０及び軸部２０は同じ構成であるため、同じ構成部品には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【0037】
金属ペン２は、金属ペン１の結合部５０の代わりにペンの胴部６０が形成されている。この胴部６０は、ペン先部１０及び軸部２０と同じ金属材料を一体として六角柱形状になるように削り出して形成した部分である。本実施形態では、胴部６０は、直径１０．０ｍｍ、長さ１１０ｍｍで軸部２０との境界部分が長さ２０ｍｍで中心軸側に凹状の湾曲面となるように加工されている。
【0038】
このような金属ペン２は、ペン先部１０、軸部２０及び胴部６０が同じ金属材料で一体成型されているため、加工しやすく安価にできる。
【0039】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
【0040】
（１）上記実施形態では、溝３２，４２に電子ビームを照射することにより表面が親水性を有するように改質していたが、他の改質方法、例えば、薬品やブラストにより金属表面を変化させ、表面積を増やすことで物理的な接着効果を狙った方法、あるいは、ＵＶ処理、フレーム処理など官能基によって科学的結合を変化させて接着効果を狙った処理方法などによって改質をしてもよい。
【0041】
（２）また、電子ビームを照射して、溝３２，４２の表面を改質する場合の方法の一つとして、幅が５０μｍ以下の任意のパターンの微細な溝を電子ビームの照射により形成することで改質するようにしてもよい。
【0042】
（３）上記実施形態では、溝３２，４２の表面が親水性を有するように改質していたが、第１溝部３０や第２溝部４０において溝３２，４２の表面以外の部分、つまり、第１溝部３０や第２溝部４０における溝３２，４２以外の部分の表面を改質するようにしてもよい。
【0043】
（４）上記実施形態では、ペン先部１０を円錐形状、軸部２０を円柱形状としていたが、ペン先部１０を角錐形状、軸部２０を角柱形状にしてもよい。
【0044】
（５）上記実施形態における各部（ペン先部を含む）の寸法は、一例であり、金属ペン１，２の用途に合わせて変更してもよい。
【0045】
（６）上記実施形態では、第２溝部４０を複数のらせん状の溝４２で構成していたが、軸部２０の中心軸に対して周方向に形成された溝であればらせん状でなくてもよい。
（７）上記実施形態では、溝３２，４２の断面がＶ字形状になるように形成していたが、断面形状が凹状になど他の形状となるようにしてもよい。
（７）上記実施形態では、溝３２，４２の断面がＶ字形状になるように形成していたが、断面形状が凹状になど他の形状となるようにしてもよい。
【符号の説明】
【0046】
１… 金属ペン １０… ペン先部 １２… ペンポイント部 ２０… 軸部 ３０… 第１溝部 ３２… 溝 ４０… 第２溝部 ４２… 溝 ５０… 結合部 ６０… 胴部。
【図1】
【図2】
