JP5588304B2 - 熱変色性筆記具 - Google Patents

Description

本発明は、熱変色性筆記具に関する。更には、摩擦体を備えた軸筒内にレフィルを収容する熱変色性筆記具に関する。

従来、熱変色性インキを内蔵する筆記具においては、筆跡を摩擦するための摩擦体が設けられており、一本の筆記具で筆記と筆跡の摩擦による熱変色が可能な構成となっている。
前記熱変色性筆記具として、摩擦体を軸筒後端に配設し、該軸筒内に熱変色性インキを内蔵するレフィルを収容するタイプの熱変色性筆記具が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
前記熱変色性筆記具は、インキ収容管の後端に弾性変形可能な尾栓を設けることで、レフィル収容時に、レフィルと軸筒の軸方向の寸法ばらつきを吸収することができるものである。
しかしながら、尾栓の追加により部品点数が増加するため、製造工程が複雑となると共にコストアップに繋がるものであった。

また、レフィルを収容する一般筆記具において、軸筒後端から軸筒内部に延設されるテーパー状の合成樹脂製ボスを一体に成形し、該ボスを軟質パイプ状のインキ収容管後端に挿入する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
前記筆記具は、軟質材料からなるインキ収容管の孔部内にボスを挿入した際、圧入されるにつれて前記孔部が径方向に広がってボスが深く挿入される。孔部が拡開しつつ挿入されることでレフィルと軸筒の軸方向の寸法ばらつきを吸収するものである。そのため、インキ収容管への硬質樹脂や金属等の硬材の適用や、肉厚パイプの適用ができない技術であり、高粘度の油性インキを内蔵するボールペンレフィル等、肉厚が薄く外径が細い軟質樹脂製レフィルに使用が限定されてしまうものであった。

特開２００８−２９０２６７号公報 実開昭６４−４６８２号公報

本発明は、前記従来の問題点を解決するものであって、インキ収容管の材質や肉厚を限定することや尾栓等の部品を追加することなく、軸筒内へのレフィル収容時に、レフィルと軸筒の軸方向の寸法ばらつきを吸収することができる熱変色性筆記具を提供するものである。
尚、本発明において「先」とは、ペン先側を示し、「後」とは、摩擦体側を示す。

本発明は、先端にペン先３が接続されたインキ収容管２１に熱変色性インキ４を内蔵するレフィル２を軸筒６内に収容し、前記熱変色性インキ４の筆跡を摩擦した際に生じる摩擦熱で前記筆跡が熱変色する弾性材料からなる摩擦体８を軸筒後端に設けた熱変色性筆記具１であって、
前記摩擦体８が先端８１を軸筒内部に配設するとともに後端８２を軸筒外部に突出し、
前記摩擦体先端８１がインキ収容管２１後端から挿入されてレフィル２と摩擦体８が接触状態９となる熱変色性筆記具１を要件とする。
更に、前記インキ収容管２１後端と摩擦体８の間９に空気流通路が形成されること、前記摩擦体先端８１が外面をテーパー状とする略円錐筒状（テーパー部８１１）であり、前記テーパー部８１１とインキ収容管２１後端が接触すること、前記摩擦体先端８１が複数の分割片８１２で形成されること、前記軸筒６が、レフィル収容時に螺合又は嵌合される筒状の二部品６１，６２からなることを要件とする。

本発明の熱変色性筆記具１は、請求項１により、インキ収容管２１の材質や肉厚を限定することや尾栓２３等の部品を追加することなく、軸筒６内へのレフィル収容時に、レフィル２と軸筒６の軸方向の寸法ばらつきを吸収することができるので、製造工程の複雑化やコストアップを伴うことなく熱変色性筆記具１を構成できる。また、従来尾栓２３が設けられていた位置までインキ収容管２１を延長できるため、内蔵する熱変色性インキ４の収容量を増加させることが可能となる。更に、軸筒後端側から落下した際には、レフィル２にかかる衝撃を緩和できると共に、高筆圧筆記時には摩擦体８による荷重吸収が可能となる。

請求項２により、インキ収容管２１の側壁や軸筒外部に突出する摩擦体８に連通孔を設ける必要がなくなるため、外観デザインを損なうことなく筆記時のインキ追従性を確保できる。

請求項３により、インキ収容管後端の孔部と摩擦体８が確実に接触されると共に、軸筒内径寸法が大きい場合であってもレフィル２の径方向の移動を規制できる。

請求項４により、摩擦体先端８１が軸方向の撓みに加えて径方向にも撓むため、各部品に大きな変形負荷を掛けることなく、より効率的にレフィル２と軸筒６の軸方向の寸法ばらつきを吸収できる。更に、各分割片８１２の間を空気流通路として利用できるため、摩擦体８に空気流通路用の追加工をする必要がなくなる。

請求項５により、軸筒６内へレフィル２を収容する時に、レフィル２が後方に大きく移動させられるため、本発明の構成がより有用に作用し、軸筒６やレフィル２の軸方向の寸法ばらつきに伴ってレフィル２や摩擦体８が過度に形状変化することを抑制できる。

従来の形態の筆記具の断面図である。 図１の要部拡大断面図である。 本発明の実施の形態の一例を示す要部拡大断面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 熱変色性インキの変色挙動を示す説明図である。

本発明の熱変色性筆記具１の構成を図１乃至５を用いて説明する。尚、図１は従来の熱変色性筆記具を示す図であるが、本発明の熱変色性筆記具１を構成する部材として、尾栓２３を除いた共通の構成（従来技術図２に対して図３の形態としたもの）が適用できるため、筆記具全体の構成は図１に準じて説明する。

本発明の熱変色性筆記具１は、ペン先３が先端に接続されたインキ収容管２１に熱変色性インキ４を内蔵するレフィル２を筆記具外装である軸筒６の内部に収容しており、該軸筒６の後端には、前記熱変色性インキ４の筆跡を摩擦熱で変色させる摩擦体８が設けられている。図１ではペン先３を被覆するために、ゴムシールを内設するキャップ７（外面にクリップを有する）が嵌合されるキャップ式形態の筆記具が示されるが、ペン先の耐乾燥性が高いレフィル２を収容するものであれば、キャップを有しないデスクペン等の形態であってもよい。

・レフィル
前記レフィル２は、インキ収容管２１の先端に直接又はホルダー２２を介してペン先３が接続されている（本実施形態では合成樹脂の射出成形物であるホルダー２２が適用される）。前記インキ収容管２１には熱変色性インキ４が充填されると共に、該インキの後端には所望によりインキ追従体５が配設される（本実施形態ではグリース状の液栓が配設される）。
図１及び図２で示す従来の熱変色性筆記具では、レフィル２の後端に尾栓２３がインキ収容管２１の孔部に圧入するように設けられており、図３で示す本実施形態では、図２の尾栓後端位置までインキ収容管２１が延設されている。

・インキ収容管
前記インキ収容管２１は、金属製細管や筒状樹脂成形体からなり、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂からなる成形体が特に好適に用いられる。その際、インキ残量等を確認できることから透明、着色透明、或いは半透明の成形体が好適である。また、インキ収容管２１の側壁には、後端を封鎖された際にも筆記時のインキ追従を可能にする空気流通路を形成することができる。
前記インキ収容管２１を用いた場合、内蔵するインキ４の後端にはインキ追従体５を充填することができる。前記インキ追従体５としては、液状、固体状のいずれを用いることもでき、液状のインキ追従体５としては、ポリブテン、シリコーン油等の不揮発性媒体が挙げられ、所望により前記媒体中にシリカ、珪酸アルミニウム等を添加することもできる。また、固体状のインキ追従体５としては樹脂成形物が挙げられ、前記液状及び固体状のインキ追従体５を併用することもできる。

・ペン先
前記ペン先３としては、繊維チップ、フェルトチップ、プラスチックチップ等のマーキングペン用ペン先、又は、金属製のパイプの先端近傍を外面より内方に押圧変形させたボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、金属材料をドリル等による切削加工により形成したボール抱持部にボールを抱持してなるチップ、金属製のパイプや金属材料の切削加工により形成したチップに抱持するボールをバネ体により前方に付勢させたチップ等のボールペン用ペン先が適用できる。尚、ボールペンチップに用いられるボールは、超硬合金、ステンレス鋼、ルビー、セラミック等が適用できる。
本実施形態では、金属材料を切削加工により形成したボール抱持部に超硬合金ボールを抱持し、該ボールをバネ体により前方に付勢させたボールペン用ペン先３が適用されている。

・熱変色性インキ
前記レフィル２に内蔵される熱変色性インキ４には、可逆熱変色性、不可逆熱変色性のいずれのタイプを用いることができるが、ユーザーが所望時に消去、変色させた筆跡を元の筆跡に戻すことが可能であることから可逆熱変色性インキが好ましい。前記可逆熱変色性インキは、発色状態から加熱により消色する加熱消色型、発色状態または消色状態を互変的に特定温度域で記憶保持する色彩記憶保持型、または、消色状態から加熱により発色し、発色状態からの冷却により消色状態に復する加熱発色型等、種々のタイプを単独または併用して構成することができる。

また、前記可逆熱変色性インキに含有される色材は、従来から公知の（イ）電子供与性呈色性有機化合物、（ロ）電子受容性化合物、及び（ハ）前記両者の呈色反応の生起温度を決める反応媒体、の必須三成分を少なくとも含む可逆熱変色性組成物をマイクロカプセル中に内包させた可逆熱変色性顔料が好適に用いられる。

本実施の形態では、図５に示すように、温度変化による着色濃度の変化をプロットした曲線の形状が、温度を変色温度域より低温側から上昇させていく場合と逆に変色温度域より高温側から下降させていく場合とで異なる経路を辿って変色し、完全発色温度（ｔ_１）以下の低温域での発色状態、または完全消色温度（ｔ_４）以上の高温域での消色状態が、特定温度域〔ｔ_２〜ｔ_３の間の温度域（実質的二相保持温度域）〕で記憶保持できる色彩記憶保持型熱変色性インキ（ゲルインキ）が適用される。図５において、ΔＨは、ヒステリシスの程度を示す温度幅（即ちヒステリシス幅）を示す。ΔＨの値が小さいと、変色前後の両状態のうち一方の状態しか存在しえない。ΔＨの値が大きいと、変色前後の各状態の保持が容易となる。

本実施の形態では、摩擦体８の摩擦熱による前記熱変色性インキ４の変色温度は、２５℃〜９５℃（好ましくは３６℃〜９５℃）に設定される。即ち、本発明では、前記高温側変色点〔完全消色温度（ｔ_４）〕を、２５℃〜９５℃（好ましくは、３６℃〜９０℃）の範囲に設定し、前記低温側変色点〔完全発色温度（ｔ_１）〕を、−３０℃〜＋２０℃（好ましくは、−３０℃〜＋１０℃）の範囲に設定することが有効である。それにより、常態（日常の生活温度域）で呈する色彩の保持を有効に機能させることができるとともに、可逆熱変色性インキ４による筆跡を摩擦体８による摩擦熱で容易に変色することができる。

・軸筒
前記レフィル２を収容する軸筒６は、ペン先３を先端から突出し、後端に摩擦体８を配設する筒状体であり、金属加工体や合成樹脂成形体から形成される。特に前軸６１と後軸６２の二部品により構成し、螺合又は嵌合により接続する構成においては、軸筒形成時にレフィル２後端が摩擦体先端８１と接触状態となった後、更にレフィル２が後方に移動するため、本発明の構成がより有用なものとなる。
本実施の形態では、ポリカーボネート樹脂中に着色材を添加した樹脂材料を射出成形することで得られる前軸６１（二色成形によるエラストマー製グリップを有する）と、後端に摩擦体８が圧入嵌合される後軸６２の二部品から構成されており、レフィル２収容状態で螺合されるものである。尚、後軸６２の後方の内部には、摩擦体８前方に形成される環状溝部（段部）で摩擦体８を係止する係止突起が形成されており、摩擦体８の脱落や移動を制限している。

・摩擦体
前記摩擦体８は、先端８１を軸筒内部に配設するとともに後端８２を軸筒外部に突出するように、嵌合、二色成形等の手段で軸筒後端に形成され、先端８１をレフィル２との接触箇所、後端８２を摩擦箇所とするものである。また、前記摩擦体には、インキ収容管後端を封鎖した場合にも筆記時のインキ追従を可能にする空気流通路を連通形成することができる。尚、摩擦体８の「先端」、「後端」とは端部の一点を示すものではなく、端部近傍を示す。
摩擦体８の材質としては、弾性を有する樹脂（ゴム、エラストマー）により構成することが好ましく、例えば、シリコーン樹脂、ＳＢＳ樹脂（スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＳＥＢＳ樹脂（スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体）、フッ素系樹脂、クロロプレン樹脂、ニトリル樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等が挙げられる。前記摩擦体８を構成する弾性材料は、高摩耗性の弾性材料（例えば、消しゴム等）からなるものよりも、摩擦時に磨耗屑が生じない低摩耗性の弾性材料からなることが好ましい。

・レフィルと摩擦体の接触構造
本発明においては、前記摩擦体先端８１がインキ収容管２１後端から孔部に挿入されてレフィル２と摩擦体８が接触状態（接触部９を形成）となることで、インキ収容管２１の材質や肉厚を限定することや尾栓２３等の部品を追加することなく、軸筒内へのレフィル収容時（組立時）に、レフィル２と軸筒６の軸方向の寸法ばらつきを摩擦体８の弾性効果によって吸収することができる。

更に、前記インキ収容管２１後端と摩擦体８の間（接触部９）には、溝状、切欠状等の空気流通路を形成することができる。この場合、筆記具外装やレフィル外装として視認される外観部への通気孔形成が不要となるため外観を損なうことがなくなる。また、摩擦体８に軸方向の貫通孔を形成する必要がなくなるため、摩擦時に高強度を維持できる。
本実施の形態では、摩擦体先端８１を外面がテーパー状８１１である略円錐筒状に形成し、更に先端８１の略円錐筒状部分に軸方向の切欠部８１３を形成することで、先端８１が複数の分割片８１２（具体的には４個）で形成されている（図４参照）。前記形状とすることで、分割片８１２の外面（テーパー部８１１）とインキ収容管２１後端（孔部内縁）とが接触する構成（接触部９）となっている。その際、切欠部８１３によってインキ収容管２１の内部がレフィル２を収容する軸筒６の内部と連通されるため、筆記時に安定したインキ吐出性を維持できる。また、前軸６１、後軸６２の螺合による軸筒形成時には、レフィル２後端が摩擦体先端８１（テーパー部８１１）と接触状態となり、更にレフィル２が後方に移動することで分割片８１２が無理なく内方に変形するため、レフィル２と軸筒６の軸方向の寸法ばらつきを高い弾性効果でより効果的に吸収できる。

１ 熱変色性筆記具
２ レフィル
２１ インキ収容管
２２ ホルダー
２３ 尾栓
３ ペン先（ボールペンチップ）
４ 熱変色性インキ
５ インキ追従体
６ 軸筒
６１ 前軸
６２ 後軸
７ キャップ
８ 摩擦体
８１ 先端部
８１１ テーパー面
８１２ 分割片
８１３ 切欠部
８２ 後端部
９ 接触部
ｔ_１ 完全発色温度
ｔ_２ 発色開始温度
ｔ_３ 消色開始温度
ｔ_４ 完全消色温度
ΔＨ ヒステリシス幅

Claims (5)

1. 先端にペン先が接続されたインキ収容管に熱変色性インキを内蔵するレフィルを軸筒内に収容し、前記熱変色性インキの筆跡を摩擦した際に生じる摩擦熱で前記筆跡が熱変色する弾性材料からなる摩擦体を軸筒後端に設けた熱変色性筆記具であって、
   前記摩擦体が先端を軸筒内部に配設するとともに後端を軸筒外部に突出し、
   前記摩擦体先端がインキ収容管後端から挿入されてレフィルと摩擦体が接触状態となる熱変色性筆記具。
2. 前記インキ収容管後端と摩擦体の間に空気流通路が形成される請求項１記載の熱変色性筆記具。
3. 前記摩擦体先端が外面をテーパー状とする略円錐筒状であり、前記テーパー状の外面とインキ収容管後端が接触する請求項１又は２に記載の熱変色性筆記具。
4. 前記摩擦体先端が複数の分割片で形成される請求項３記載の熱変色性筆記具。
5. 前記軸筒が、レフィル収容時に螺合又は嵌合される筒状の二部品からなる請求項１乃至４のいずれかに記載の熱変色性筆記具。

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