JP2022119608A - 筆記具 - Google Patents

Abstract

【課題】 筆記部内の加圧状態を解消可能にして筆記部からのインクの漏れ出しを防止可能な筆記具を提供する。【解決手段】 筆記部がその先端への筆記圧によって軸筒に対して先後に摺動することによって軸筒後部のインク収容部内に収容されたインクが供給される筆記具であって、前記インク収容部と前記筆記部との間に収容された空気置換部材の外周に軸線に沿った直線状の溝が形成された筆記具。【選択図】図３

Description

本発明は筆記具に関する。

従来、筆記具においてペン先へのインク流量を調整可能にする提案がある。

その種の筆記具において、軸筒周壁に弾性壁部を有し、弾性壁部が押されることにより軸筒内の弁部材を開閉動してインク流量を調整するインク流量調整機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、筆記具において、ペン先と弁室を繋ぐインク搬送路の一部を筆記荷重によって内部容積が弾性収縮するようにしてインクを筆記チップから吐出可能なポンプ機能が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２－２８３７８６号公報 特開２０１３－１９３２７２号公報

しかしながら、前述の筆記具は、筆記後に、筆記部内に加圧状態が残った場合、筆記部からインクが漏れ出る可能性が有った。

本発明は、斯かる実情に鑑み、筆記部内の加圧状態を解消可能にして筆記部からのインクの漏れ出しを防止可能な筆記具を提供しようとするものである。

本発明は、筆記部がその先端への筆記圧によって先後に摺動することによって軸筒後部のインク収容部内に収容されたインクが供給される筆記具であって、前記インク収容部と前記筆記部との間に収容された空気置換部材の外周に軸線に沿った直線状の溝が形成されたことを特徴とする筆記具である。

本発明において、筆記部の先端外周には、軸筒と接続する口金を備え、前記空気置換部材と前記筆記部との間には、前記筆記部の移動に伴って圧縮可能な継手が装着され、前記筆記部の垂直状態の筆記時において、前記継手の圧縮部が当接する以前に口金が筆記面に当接することが好適である。

本発明においては、少なくとも、（メタ）アクリル酸シクロヘキシルモノマーと、塩基性染料又は油溶性染料とで構成される着色樹脂微粒子であって、前記（メタ）アクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量が着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、３０質量％以上であると共に、前記塩基性染料又は油溶性染料の含有量が全ポリマー成分に対して、１５質量％以上である着色樹脂微粒子が水に分散されていることを特徴とする水性インク用着色樹脂微粒子の分散液と、水溶性有機溶剤と、水とを含有する筆記具用水性インク組成物を収容したことが好適である。

本発明の筆記具によれば、筆記部内の加圧状態を解消可能にして筆記部からのインクの漏れ出しを防止可能な筆記具を提供するという優れた効果を奏し得る。また、筆記描線の濃淡を容易に表現することができる。

実施形態に係るボールペンのキャップを外した状態の説明図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）が全体縦断面図である。 図１のボールペンにおいて筆記圧の掛からない状態の説明図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）が全体縦断面図、（ｃ）がコレクターから筆記部を中心した要部の縦断面図である。 図１のボールペンにおいて筆記圧が掛かった状態の説明図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）が全体縦断面図、（ｃ）がコレクターから筆記部を中心した要部の縦断面図である。 コレクターの部品図であって、（ａ）が前方からの斜視図、（ｂ）が前方からの視図、（ｃ）がスリット形成側から見た正面図、（ｄ）が（ｃ）から周方向に９０度回転させ空気置換用の溝を下方に向けた図、（ｅ）が（ｃ）のＥ－Ｅ線に沿う断面図、（ｆ）が（ｄ）から周方向に９０度回転させて空気置換用の溝側から見た図、（ｇ）が後方からの斜視図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

実施形態は、筆記具として内部にコレクターを有するボールペン１を例に説明する。なお、実施形態において、筆記具及びその構成部品についての「前方」とは筆記具の先端側を表し、「後方」とは後端側を表す。

〔ボールペン１の全体構造〕
図１に示すように、ボールペン（筆記具）１は、図１に示すように、先端に筆記ボール５０を抱持したボールペンチップ（筆記部）４０と、ボールペンチップ４０にインクを供給するインク供給部３０と、ボールペンチップ４０及びインク供給部３０を繋ぐ継手６０と、ボールペンチップ４０、継手６０及びインク供給部３０を内部に収納する軸筒１０と、軸筒１０先端に装着され、ボールペンチップ４０の外周を覆うアウター（口金）２０とを備えている。

ボールペン１は、ボールペンチップ４０がその先端への筆記圧によって先後に摺動することによって軸筒１０の後部の後軸で覆われたインクタンク（インク収容部）１３内に収容されたインクが供給されるものであって、インクタンク１３とボールペンチップ４０との間に収容されたコレクター（空気置換部材）３１の外周に後部が直線状となり前部でやや折れ曲がった空気置換溝３１ｃが形成されたものである。

〔軸筒１０〕
図１～図３に示すように、軸筒１０は、後端が閉鎖している筒形状のインクタンク１３と、筒形状で先端は先細り形状をしており、後端の内周にインクタンク１３の先端が嵌入している先軸１１と、後端が閉鎖している筒形状で、先端の内周に先軸１１の後端が嵌入している後軸１２とを有する。

インクタンク１３の外径は、先軸１１後端の内径と略同径である。インクタンク１３の外周には、インクタンク１３の先端から約１／３ほどの位置に、外方へ突出した突起が設けられ、この突起が先軸１１内に係止してインクタンク１３を固定する。また、インクタンク１３には図示しないインクが充填されている。

先軸１１は略筒状で、先端は先細り形状をしている。先軸１１の外周には、外径が後軸１２の外径と略同径で、後軸１２の先端が当接するフランジ１５が設けられている。

図１～図３の各（ｂ）に示すように、先軸１１はフランジ１５を境に、後方の略円筒状をした先軸後部１４と、前方の先細り形状をした先軸前部１６とからなる。先軸後部１４内にインクタンク１３が嵌入した際に先軸後部１４の内周の凹凸部がインクタンク１３の外周の凹凸部に係合してインクタンク１３が先軸１１に着脱可能に固定される。また、先軸後部１４の外周には、後軸１２内部の凹凸部と係合する凹凸部が形成され、凹凸部同士が係合して後軸１２が先軸に着脱可能に固定される。

図２、図３の各（ｂ）に示すように、先軸前部１６の内周には、先細りし始める位置にインク供給部３０と係合するリング状に形成された先軸前部内方突起１６ａが形成されている。また、先軸前部１６の前方には、継手６０の先端が挿入できるように縮径され、前方に連設しているアウター２０が挿入されるアウター挿入孔１６ｂが設けられている。

〔インク供給部３０〕
図２及び図３に示すように、インク供給部３０は、略筒状で複数の羽根部３１ａが外周に櫛歯状に形成されたコレクター（一時インク保溜体）３１と、棒状のポリエステルファイバーから成り、コレクター３１を軸方向に貫通しており、かつ先端部３２ａがボールペンチップ４０の後端内に嵌入しているコレクター芯３２とを有している。図４に示すように、コレクター３１の先端には、内径が拡径している先端保持部３４が形成されている。

〔コレクター３１〕
図４に示すように、コレクター３１においては、先端保持部３４の外周に、リング状であって、先方側に向かうほど外径が段階を経て縮径するコレクター鍔部３４ａが形成される。このコレクター鍔部３４ａは、図２、図３に示すように、先軸前部１６の内周に形成された先軸前部内方突起１６ａに係合して先軸前部１６から抜け止めされている。

また、図４に示すように、コレクター３１は、インクタンク１３の溢流インクを複数の羽根部３１ａ間に一時保留する機能を有する。軸方向に複数配列された羽根部３１ａを通してスリット３１ｂが形成されており、スリット３１ｂは一時保留しているインクを毛細管力によってコレクター芯３２側に誘導する機能を奏する。

また、スリット３１ｂの軸を挟んで反対側には、太幅の溝の空気置換溝３１ｃが形成されている。空気置換溝３１は、インクタンク１３内の圧力変動が生じた際に、空気置換溝３１ｃをとおしてスムーズな空気の流通を確保してインクタンク１３内から適切に空気置換しインクがコクレター芯３２を介してボールペンチップ４０先端に過剰な供給を防ぐ機能を奏する。

コレクター３１の後端は先軸前部１６内の空間に位置し、その空間を介してインクタンク１３と連通している。

また、コレクター芯３２の後方はインクタンク１３内に突出しており、前方は継手６０の後端から継手６０を通過してボールペンチップ４０内に挿入されている。

〔ボールペンチップ４０〕
図２、図３に示すように、ボールペンチップ４０は、概略円筒形状のホルダー４２と、ホルダー４２に保持される筆記ボール５０とを有している。ホルダー４２内には、後端開口からコレクター芯３２の棒状の先端部３２ａが挿入される。ホルダー４２の先端には、小口を内方に押圧して縮径変形されたカシメ部４２ａが形成されている。そして、筆記ボール５０の先端は、カシメ部４２ａの先端縁から露出するようになっている。コレクター芯３２の先端部３２ａは筆記ボール５０の直後に達しており、コレクター芯３２に浸透したインクを吸収して筆記ボール５０にインクを供給する。さらに、ボールペンチップ４０は、先端から約１／３程度がアウター２０に保持される。

なお、コレクター芯３２は、使用するインクの粘度等の性状に応じて、適切なポリエステルファイバーの気孔率や表面形状を選択して形成される。

〔継手６０〕
図２、図３に示すように、継手６０は、略筒状の中心部材６１と、中心部材６１後方の外周にコレクター３１における先端保持部３４の厚さ分の空隙６４を有するように、中心部材６１の後端から約１／４から約１／３あたりまでに成形された略筒状の周辺部材６２と、周辺部材６２の先端から中心部材６１の先端から約１／３の位置までを覆うように形成された介在部材６３とからなる。中心部材６１の内部の挿入孔６１ａには、後方からコレクター芯３２が挿入され前方に突出し、先端部３２ａがボールペンチップ４０内に挿入される。また、中心部材６１と周辺部材６２との間に形成された空隙６４内に先端保持部３４が嵌合される。

図２、図３に示すように、中心部材６１の内周には、後端にコレクター芯３２と略同径の挿入孔６１ａが設けられている。中心部材６１の外周には、中心部材６１の挿入孔６１ａの先端からほぼ１／３より後方で、周辺部材６２の先端よりも前方に位置し、先端保持部３４の外径よりも径が小さい、リング状の中心部材鍔部６１ｂが形成されている。

ここで、中心部材鍔部６１ｂより後方の後方円柱部後部６１ｃの外径は先端保持部３４の内径と略同径である。

周辺部材６２の内径はコレクター３１の先端保持部３４の外径と略同径である。周辺部材６２の内周は後端部が僅かに拡径している。ここで、周辺部材６２の拡径した後端部の径はコレクター当接部３４ｃの径よりも小さく、先端保持部３４を挿入しやすくするために設けられている。

図２及び図３に示すように、介在部材６３は、周辺部材６２の先端まで覆っており、周辺部材の先方部と係合している。介在部材６３の内周は中心部材６１及び周辺部材６２の外周に沿うように形成されており、中心部鍔部６１ｂに後方側の細径になる連結部（クッション部）６３ａとなる。連結部６３ａの後端に位置する内径は、周辺部材６２の内径と同じであり、連結部６３ａの前方に位置する内径は、介在部材６３の内径から、中心部材鍔部６１ｂの外径となり、その先方で中心部材６１に外周に接するような形状を有している。

〔二色成形〕
継手６０は二色成形により成形された部品であり、中心部材６１及び周辺部材６２を一次成形で成形し、これら中心部材６１及び周辺部材６２に対し介在部材６３を二次成形により一体成形している。介在部材６３は連結部６３ａにおいて、撓りをもたせるため、弾性樹脂材料によって形成される。前記弾性材料としては、成型工程において、金型を用いて、高温下で行うため熱可塑性のエラストマーが望ましい。一次成形体である中心部材６１及び周辺部材６２の材質はポリアセタール樹脂等の硬質樹脂が望ましい。

〔アウター２０〕
図２、図３に示すように、アウター２０は円筒状のアウター固定部２１と、このアウター固定部２１に連設する略円錐形状のアウターテーパー部２２とからなる。アウターテーパー部２２の先端には面取りされたアウター先端部２３が設けられている。また、アウター２０には、後端から先端に向けて内部に孔２４ａ、２４ｂが形成されており、アウター固定部２１の内面には、後部挿入孔２４ａが設けられ、アウターテーパー部２２の先端付近の内面には、後部挿入孔２４ａよりも小径の前部挿入孔２４ｂが設けられている。アウター固定部２１は先軸前部１４のアウター挿入孔１６ｂに装着されることで、先軸１１に固定される。そして、アウター２０はボールペンチップ４０を被覆する。この際、コレクター芯３２の先端部３２ａがボールペンチップ４０内に挿入され、前部挿入孔２４ｂには、ボールペンチップ４０が進退動可能に挿入される。図２、図３に示すように、アウター先端部２３から、筆記ボール５０と、筆記ボール５０を覆うカシメ部４２ａとが露出している。

〔筆記部（ボールペンチップ４０）の機能〕
筆記部（ボールペンチップ４０）の先端外周には、軸筒１０と接続する口金（アウター２０）を備え、空気置換部材（コレクター３１）と筆記部（ボールペンチップ４０）との間には、筆記部（ボールペンチップ４０）の移動に伴って圧縮可能な継手（中心部材６１、周辺部材６２、及び介在部材６３を有する継手６０）が装着されることから、ボールペンチップ４０の垂直状態の筆記時において、継手６０の圧縮部（介在部材６３）が当接する以前に口金アウター３０が筆記面に当接する機能を奏する。

〔インクの製造例１～２：インクの着色微粒子の分散易（粒子）〕
ボールペン１に使用するインクに含有する各各色微粒子は、次の製造例で製造した。以下「部」は質量部を表す。また、製造例における各成分の全量（全計量）は５００部である。

〔製造例１〕
２リットルのフラスコに、撹拌機、還流冷却器、温度計、窒素ガス導入管、モノマー投入用１０００ｍｌ分液漏斗を取り付け、温水槽にセットし、蒸留水３２９．５部、グリセリンモノメタクリレート〔ブレンマーＧＬＭ、日油社製〕５部、メタクリル酸２－スルホエチルナトリウム〔アクリルエステルＳＥＭ－Ｎａ、三菱ケミカル社製〕５部、重合性界面活性剤〔ＡＤＥＫＡ社製、アデカリアソープＳＥ－１０Ｎ、エーテルサルフェート〕２０部及び過硫酸アンモニウム０．５部を仕込んで、窒素ガスを導入しながら、内温を５０℃まで昇温した。

一方、メタクリル酸シクロヘキシルモノマー５５部と、他のモノマーとして、メタクリル酸ｎ－ブチル３５部とからなる混合モノマーに、油溶性染料〔サビニールブルーＧＬＳ、クラリアント社製〕４０部、架橋剤〔トリアリルイソシアヌレート、日本化成社製、「タイク（ＴＡＩＣ）」〕１０部を混合した液を調製した。

この調製液を上記分液漏斗から温度５０℃付近に保った上記フラスコ内に撹拌下で３時間にわたって添加し、乳化重合を行った。さらに５時間熟成して重合を終了し、水性インク用着色樹脂微粒子の分散液（粒子１）を得た。

前記メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は、着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、５０．０質量％、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、３６．４質量％であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、４０ｎｍであった。

〔製造例２〕
上記製造例１において、蒸溜水を３４０．５部とし、メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの量を３０部とし、メタクリル酸ｎ－ブチルの量を４５部とし、また、染料として、油溶性染料〔バリファーストピンク２３１０Ｎ、オリエント化学工業社製〕２０部、油溶性染料〔オイルピンク ３１４、オリエント化学工業社製〕１２部、油溶性染料〔バリファース レッド ３３１２、オリエント化学工業社製〕１２部を用いた以外は、上記製造例１と同様にして、水性インク用着色微粒子水性分散液（粒子２）を得た。

前記メタクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量は着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、３１．６質量％、前記油溶性染料の含有量は全ポリマー成分に対して、４６．３質量％であった。また、着色樹脂微粒子の平均粒子径は、８２ｎｍであった。

上記製造例１～２で得た各水性インク用着色樹脂微粒子の分散液は、樹脂固形分は２０～４０質量％であった。

〔筆記具用水性インク組成物の調製〕
上記製造例１～２により製造した各着色樹脂微粒子の分散液（粒子１～２）を用いて、下記に示す配合組成（全量１００質量％）により常法により各筆記具用水性インク組成物を調製した。

インク組成：（全量１００質量％）
各水性インク用着色樹脂微粒子の分散液 ２０質量％
ｐＨ調整剤（トリエタノールアミン） １質量％
水溶性有機溶剤（エチレングリコール） ５質量％
イオン交換水 ７４質量％

〔実施形態のボールペン１の作用効果〕
このボールペン１は、継手６０が３部材からなり、周辺部材６２と中心部材６１とが、同一の一次成形体でありながら、互いに一次成形体としては連続していないため、介在部材６３の連結部６３ａ付近が変形し、継手６０が撓りやすい構造となっている。

非筆記時から筆記圧が軽い時には、図２に示すように、軸筒１０装着のアウター２０先端からボールペンチップ４０先端が突出しており、ボール５０の先端が露出している。ボール５０の露出した状態で筆記した場合、ボール５０によって制御される線幅での筆記ができる。

筆記圧をさらに掛けた筆記時には、図３に示すように、介在部材６３の連結部６３ａが弾性変形し、ボールペンチップ４０が後方に引っ込む。さらに筆記圧力がかかると、アウター先端部２３が紙面等の筆記面に当接して、ボールペンチップ４０の引っ込みが停止する。その際、ボール５０と共にアウター先端部６３ａにもインクが渡り筆記幅を太くするように作用する。

したがって、実施形態のボールペン１によれば、筆記圧力をかける具合によって万年筆のような線幅を制御可能な筆記を簡単に得ることができる。

また、筆記の際の力の入れ具合によって、コレクター３１とコレクター芯３２とが撓り、アウター２０及びインク供給部３０を軸筒１０の中心軸から傾けることができ、万年筆のようなやわらかい筆記感を得ることができる。特にアウター２０の後部挿入孔２４ａ内にボールペンチップ４０外周との間に空間が取れるため、 コクレター芯３２の撓りを容易に可能にして筆記感の向上を図ることができる。

また、筆記圧力を変化させてボールペンチップ４０及びコレクター芯３２が進退動することによって、介在部材６３の連結部６３ａ内の空間が非圧縮と圧縮が繰り替えされてポンプ作用が生じるので、インクがコレクター芯３２を介してボールペンチップ４０にスムーズに供給されることを可能にし、筆記描線の濃淡を容易に表現することができる。筆記描線の濃淡とは、通常染色下において肉眼判定で明瞭に色差が認められる程度以上である。具体的には、筆記速度２５０ｍｍ／３ｓｅｃ、筆記角度７５°、 筆記荷重１５０ｇの条件下で５０ｍｍ筆記し、先頭から１～２ｍｍの部分の描線色相および、先頭から１０～２０ｍｍの部分の描線の色相を、日本電色工業社製 微小面分光色差計ＶＳＳ７７００にて分光反射率を測定孔０．５ｍｍにて測定を行い、下記条件式
（先頭１～２ｍｍ部分の描線のL*値）／（先頭から１０～２０ｍｍ部分の描線のL*値）
が、０．８未満であることをもって、描線に濃淡差があると判定した。

実施形態は筆記具の例としてボールペンを説明したが、筆記具はボールペンに限定されず、誘導溝を形成したインク誘導芯や繊維形成芯を備えた筆記具で実施することもできる。

この発明は、ボールペンやマーカーペンなどの筆記具に利用することができる。

１０ 軸筒
１１ 先軸
１２ 後軸
１３ インクタンク
１５ フランジ
２０ アウター（口金）
２１ アウター固定部
２２ アウターテーパー部
２３ アウター先端部
２４ａ 後部挿入孔
２４ｂ 前部挿入孔
３０ インク供給部
３１ コレクター
３２ コレクター芯
３２ａ コレクター芯先端部
３４ 先端保持部
３４ａ コレクター鍔部
４０ ボールペンチップ
４２ ホルダー（口金）
４２ａ カシメ部
５０ 筆記ボール
６０継手
６１ 中心部材
６１ａ 挿入孔
６１ｂ 中心部材鍔部
６２ 周辺部材
６３ 介在部材
６３ａ 連結部
６４ 空隙

Claims (3)

1. 筆記部がその先端への筆記圧によって軸筒に対して先後に摺動することによって軸筒後部のインク収容部内に収容されたインクが供給される筆記具であって、前記インク収容部と前記筆記部との間に収容された空気置換部材の外周に軸線に沿った直線状の溝が形成されたことを特徴とする筆記具。
2. 前記筆記部の先端外周には、前記軸筒と接続する口金を備え、前記空気置換部材と前記筆記部との間には、前記筆記部の移動に伴って圧縮可能な継手が装着され、前記筆記部の垂直状態の筆記時において、前記継手の圧縮部が当接する以前に口金が筆記面に当接することを特徴とする請求項1に記載の筆記具。
3. 少なくとも、（メタ）アクリル酸シクロヘキシルモノマーと、塩基性染料又は油溶性染料とで構成される着色樹脂微粒子であって、前記（メタ）アクリル酸シクロヘキシルモノマーの含有量が着色樹脂微粒子を構成する全ポリマー成分に対して、３０質量％以上であると共に、前記塩基性染料又は油溶性染料の含有量が全ポリマー成分に対して、１５質量％以上である着色樹脂微粒子が水に分散されていることを特徴とする水性インク用着色樹脂微粒子の分散液と、水溶性有機溶剤と、水とを含有する筆記具用水性インク組成物を収容した請求項１又は２記載の筆記具。

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