ボールペンの仕組みは？小さな筒の中に隠された驚くべき技術とは

ボールペンの仕組みを知るためには、構造を知る必要がある。ボールペンの構造は6つのパーツに分けることができ、それぞれ重要な役割を担っている。

キャップは、ペン先を保護する働きがある。ボールペンのペン先は、非常にデリケートなので、落として傷つけると書けなくなってしまうこともある。ペン先を守る仕組みとしては、キャップ式のほかにもノック式、回転式といったボールペンもある。

ボールペンの仕組みにおいて重要なパーツの1つであるチップは、ペン先にある部分で金属製の台座にボールが回転できるように固定されている。チップの反対側にはインクの詰まったリフィル（替え芯）がセットされている。このチップの働きで文字を書くことができる、いわばボールペンの心臓部である。

ボールペンのボディは、軸になる部分だ。ボディの形状によって持ったときの感覚や使用感が違ってくる。デザインにも大きくかかわってくるため、各メーカーも力を入れている部分だ。太さや重さ、素材などいろいろなボールペンがある。重さに関しては、長時間書くときには軽い方が疲れにくい。重いボールペンは安定感があるので、短時間なら書きやすい。

ボールペンのグリップは、指の当たる部分だ。グリップの太さによって、書くときの指への負担を軽くしたり、ペンだこなどをできにくくしたりする。さまざまなバリエーションがあるので、実際にボールペンで書いてみて指の当たりや力の入り具合などを確認しよう。

ボールペンのリフィル（替え芯）は、インクの入った筒状のものだ。ここから先端にインクが供給される仕組みになっている。使い捨てのボールペンもあるが、リフィルを交換することでボディをそのまま再利用することができるボールペンもある。お気に入りのボールペンを長く使うなら、リフィルが交換できるものを選ぼう。

ボールペンのペン尻は、リフィルを固定するためのフタの役割をしている。また、ペン尻を個性的なデザインにしてあるボールペンもあり、消せるボールペンでは、専用の消しゴムをペン尻に取り付けてある。

ボールペンの構造的仕組みがわかったところで、今度はボールペンで字が書ける仕組みを紹介しよう。

ボールペンは、ペン先に装着されているボールにインクが付着し、そのインクを紙に転写することによって文字を書くことができる仕組みだ。羽ペンなどは、ペン先にインクを付けながら文字を書かなくてはならないが、ボールペンはボールが回転することでインクが押し出され、リフィルの中のインクが無くなるまで文字が書ける持続性がある。

書くための仕組みの中で、とくに重要な役割を果たすのがチップと呼ばれるペン先だ。チップはボールとホルダーで構成されており、このパーツが精密であればあるほど書き心地が滑らかになる。

ペン先のチップには、大きく分けて「コーンチップ」と「ニードルチップ」がある。コーンチップは、高筆圧に対して強度があり、安定感がある。ニードルチップは、針のように細いチップで筆記線が見やすくなっており、細かい字を書くのに適している。

ノック式ボールペンは、ペン尻をノックするだけで、ペン先を出したり、引っ込めたりできる。その仕組みはどのようになっているのだろう。

ノック式ボールペンの仕組みは「ノックカム機構」と呼ばれている。「カム本体」「ノック棒」「回転子」というパーツで構成されている。この3つのパーツが連動することによって、必ず同じ方向に回り続けることができる。

とくに回転子は、ノックペンの仕組みに欠かせない。一度ノックして回転子が回転しながら外カムの高さの違う溝に収まるとペン先が出た状態で「ロック」。もう一度押すことで「ロック解除」が行われ、ペン先が引っ込む。この繰り返しがノック式ボールペンの基本的な仕組みだ。