JP6251501B2 - Input pen and retractable input pen using the same - Google Patents
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Description
本発明は、操作領域を入力ペンのペン先で触れることにより、静電容量変化に伴う電気量変化によって位置を検出し、カーソル移動ができる入力装置に用いる入力ペンに関するものである。 The present invention relates to an input pen used in an input device capable of detecting a position by a change in electric quantity accompanying a change in capacitance and moving a cursor by touching an operation area with a pen tip of the input pen.
従来、入力ペンのペン先については、ペン先に導電性ゴムを用いたものとしては、導電性金属からなる芯部材と、芯部材の前部外面に取り付けられる導電性ゴムと、芯部材と導電性ゴムの間に充てんされるゲル状物質からなる充てん材により導電性を有するペン先を構成し、このペン先を導電性の軸筒の前端部に取り付けた入力ペンが知られている(特許文献1参照)。
その他、ペン先に導電性繊維を用いたものとしては、可撓性を有する複数本の導電性繊維を束ねたものをペン先に取り付けた入力ペンが知られている。(特許文献2参照)。
Conventionally, as for the pen tip of an input pen, if a conductive rubber is used for the pen tip, a core member made of a conductive metal, a conductive rubber attached to the front outer surface of the core member, a core member and a conductive material are used. An input pen is known in which a pen tip having conductivity is formed by a filler made of a gel material filled between conductive rubbers, and the pen tip is attached to a front end portion of a conductive shaft tube (patent) Reference 1).
In addition, an input pen in which a plurality of flexible conductive fibers are bundled and attached to the pen tip is known as one using conductive fibers for the pen tip. (See Patent Document 2).
しかしながら、前記した入力ペンは、導電性ゴム等の ペン先と、ペン先を装着した軸筒等の筒体を保持する手とが導通することによって、操作領域の操作部分の座標位置を静電容量変化に伴う電気量変化によって検出することが可能となるため、使用する外筒にも導電性の高い材料が必要であった。 However, the input pen described above electrostatically changes the coordinate position of the operation portion of the operation area by causing the pen tip, such as conductive rubber, and the hand holding the cylinder, such as the shaft cylinder, to which the pen tip is attached to conduct. Since it becomes possible to detect by the change in the amount of electricity accompanying the change in the capacity, the outer cylinder to be used also requires a highly conductive material.
ところで、最近では、液晶パネルのようなタッチパネル方式の入力装置が数多く製品化され、その大きさも様々であり、持ち運び性を考慮した細く短い入力ペンや握り易さや操作性を考慮した太さや長さとした入力ペンなども数多く提案されている。その一方で、使用する筒体に導電性の高い材料を用いると、コストが高騰し、製品重量や筒体形状等に制約があることも事実であった。 By the way, recently, many touch panel type input devices such as liquid crystal panels have been commercialized, the sizes of which are various, and thin and short input pens considering portability, thickness and length considering ease of handling and operability. Many input pens have been proposed. On the other hand, when a highly conductive material is used for the cylinder to be used, the cost increases, and it is also a fact that the product weight, the cylinder shape, and the like are limited.
本発明の目的は、使用する筒体の材料及び形状の幅を広げた、導電性が優れた入力ペンを提供することである。 The objective of this invention is providing the input pen excellent in electroconductivity which expanded the width | variety of the material and shape of a cylinder to be used.
本発明は、上記課題を解決するために、
「1.操作領域の操作部分の座標位置を静電容量変化に伴う電気量変化によって検出し、操作部分の座標位置を入力する入力装置に用いる入力ペンであって、前記入力ペンは、中空筒状体の前部に、前記入力装置に接触する導電性を有するペン先を具備するとともに、前記中空筒状体内に、少なくとも電解質としてリン酸エステル系界面活性剤を含む導電性液体組成物を収容し、前記ペン先の少なくとも前記入力装置に接触する先端接触部における表面の算術平均粗さが、0.1〜10.0nmであることを特徴とする入力ペン。
2. 前記ペン先が、前記入力装置の操作時に、前記入力装置と接触面積20 mm2以下の面状または点状で接触する先端接触部を有することを特徴とする第1項に記載の入力ペン。
3.前記導電性液体組成物が、増粘剤として多糖類を含有することを特徴とする第1項または2に記載の入力ペン。
4. 20℃環境下、剪断速度1.92( sec-1)で、前記導電性液体組成物の粘度が500mPa・s以上であることを特徴とする第1項ないし第3項の何れか1項に記載の入力ペン。
5.第1項ないし第4項の何れか1項に記載の入力ペンを外筒内に配設し、前記外筒を把持して入力操作可能としたことを特徴とする入力ペン。
6.第1項ないし第5項の何れか1項に記載の入力ペンを外筒内に配設し、前記入力ペンのペン先が、前記外筒の前端開口部から出没可能としたことを特徴とする入力ペン。 」とする。
In order to solve the above problems, the present invention
“1. An input pen used in an input device that detects a coordinate position of an operation portion in an operation region by a change in electric quantity accompanying a capacitance change and inputs a coordinate position of the operation portion, and the input pen is a hollow cylinder A conductive liquid composition containing at least a phosphate-based surfactant as an electrolyte is accommodated in the hollow cylindrical body, with a pen tip having conductivity in contact with the input device at the front of the cylindrical body And the arithmetic mean roughness of the surface in the front-end | tip contact part which contacts at least the said input device of the said pen point is 0.1-10.0 nm, The input pen characterized by the above-mentioned.
2. 2. The input pen according to claim 1, wherein the pen tip has a tip contact portion that contacts the input device in a surface shape or a spot shape having a contact area of 20 mm 2 or less when the input device is operated.
3. The input pen according to
4). Any one of Items 1 to 3 , wherein the conductive liquid composition has a viscosity of 500 mPa · s or more at a shear rate of 1.92 (sec −1 ) in a 20 ° C. environment. The input pen described.
5). Input pen to no first term is disposed an input pen according to the barrel in any one of the fourth term, characterized by being capable input operation by gripping the outer cylinder.
6). The input pen according to any one of the first to fifth aspects is disposed in an outer cylinder, and a pen tip of the input pen can be projected and retracted from a front end opening of the outer cylinder. Input pen to be used. "
本発明は、使用する筒体の材料及び形状の幅を広げるとともに、ペン先で触れることでスムーズなカーソル移動ができる導電性が優れる入力ペンを提供することができた。 The present invention has been able to provide an input pen with excellent conductivity that allows the cursor to move smoothly by touching with the pen tip while expanding the width of the material and shape of the cylinder used.
本発明の特徴としては、中空筒状体の前部に導電性のペン先を具備した入力ペンにおいて、前記中空筒状体内に、少なくともイオン液体および/または電解質からなる導電性液体組成物を収容することである。 As a feature of the present invention, in an input pen having a conductive nib at the front of a hollow cylindrical body, a conductive liquid composition comprising at least an ionic liquid and / or an electrolyte is accommodated in the hollow cylindrical body. It is to be.
これは、中空筒状体内に、少なくともイオン液体および/または電解質からなる導電性を有する導電性液体組成物を収容することで、中空筒状体自体の導電性を考慮することなく、ペン先から導電性液体組成物を通じて中空筒状体を把持した指に導電、或いは外筒内に入力ペンを収容した場合には、ペン先から導電性液体組成物を通じて中空筒状体を介し、外筒を把持した指に導電するため、導電性に優れた入力ペンとすることが可能となるためである。 This is because the conductive liquid composition having conductivity at least consisting of an ionic liquid and / or an electrolyte is contained in the hollow cylindrical body, so that the conductivity of the hollow cylindrical body itself is not taken into consideration. When a finger holding the hollow cylindrical body is conductive through the conductive liquid composition, or when an input pen is accommodated in the outer cylinder, the outer cylinder is removed from the pen tip through the hollow cylindrical body through the conductive liquid composition. This is because it is possible to provide an input pen with excellent conductivity because it conducts to the gripped finger.
本発明で用いる入力ペンの前部に具備するペン先については、導電性を有するものであれば限定されるものではなく、導電性ゴム、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、チタン、鉄、真鍮、ブロンズなどの金属材料や、炭素繊維材料、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェンおよびポリアニリン等の導電性樹脂材料、非導電性樹脂に無機物質を中心とする導電体を添加して電気・電子機能を与えた複合導電性樹脂材料等を用いることができる。導電性を良好にすることやペン先の損耗を抑制するには、金属材からなるものが好ましい。 The pen tip provided in the front part of the input pen used in the present invention is not limited as long as it has conductivity. Conductive rubber, stainless steel, aluminum, copper, titanium, iron, brass, bronze Metal materials such as carbon fiber materials, conductive resin materials such as carbon fiber materials, polyacetylene, polypyrrole, polythiophene and polyaniline, and composite conductive materials that provide electrical and electronic functions by adding conductors, mainly inorganic substances, to non-conductive resins A functional resin material or the like can be used. In order to improve the electrical conductivity and suppress the wear of the nib, those made of a metal material are preferable.
その中でも、ステンレス鋼は、含有するクロムが空気中で酸素と結合して表面に不動態皮膜を形成しており、耐食性が高いため好ましい。前記導電性を有するペン先が、金属材からなるものを用いる場合は、入力装置の操作面を傷つけないように、前記ペン先、特に入力装置の操作時に、前記入力装置と接触する先端接触部にダイヤモンド様膜(DLC膜)のような炭素質膜で覆うことで滑りやすくして、スムーズにカーソル移動し易くすることが好ましい。また、前記ペン先に導電性のある保護被膜で覆い、入力時のペン先端部の衝撃を和らげることもできる。 Among them, stainless steel is preferable because chromium contained therein is combined with oxygen in the air to form a passive film on the surface and has high corrosion resistance. When the conductive pen tip is made of a metal material, the tip contact portion that contacts the input device when operating the pen tip, particularly the input device, so as not to damage the operation surface of the input device. In addition, it is preferable to make it easy to move the cursor smoothly by covering it with a carbonaceous film such as a diamond-like film (DLC film). Also, the pen tip can be covered with a conductive protective film to reduce the impact of the pen tip during input.
前記ペン先には、ボールペンのように、ステンレス鋼からなるペン先本体の前端部にボールを抱持し、ペン先本体の前端縁部を内側にかしめることで、ボールを回転自在に抱持したボールペンチップタイプとすることが好ましい。これは、ボールが回転することで、スムーズなカーソル移動ができるため好適に用いることができる。さらに、前記ボールを前後動可能に配設し、且つボールの後方に、ボールを常時、押圧する弾発部材を配設することによって、入力時に、前記ボールが後方に移動することで衝撃を和らげるようにする方が好ましい。尚、前記弾発部材は、導電性を有するものが好ましく、また、前記弾発部材の押圧力は30〜300gfが好ましい、これは30gf未満だと衝撃吸収力が劣りやすく、300gfを越えると、ボールが回転しづらくなるためであり、より考慮すれば、50〜200gfが好ましい。前記ボールの前後の移動距離は、20μm未満では衝撃吸収力が小さく、200μmを超えると操作時の感触が低下するため、20μm〜200μmとすることが好ましく、さらに好ましくは、40μm〜100μmである。 Like the ball-point pen, the pen nib holds the ball at the front end of the nib body made of stainless steel, and the front end edge of the nib body is held inside to hold the ball freely. The ballpoint pen tip type is preferable. This can be preferably used because the cursor can move smoothly by rotating the ball. Further, by disposing the ball so that it can move back and forth, and disposing a resilient member that constantly presses the ball behind the ball, the ball moves backward during input to moderate the impact. It is preferable to do so. The elastic member is preferably conductive, and the pressing force of the elastic member is preferably 30 to 300 gf. When the elastic member is less than 30 gf, the impact absorbing power tends to be inferior. This is because it is difficult for the ball to rotate, and in consideration of 50 to 200 gf. If the movement distance of the front and rear of the ball is less than 20 μm, the impact absorbing power is small, and if it exceeds 200 μm, the touch during operation is reduced, so that it is preferably 20 μm to 200 μm, and more preferably 40 μm to 100 μm.
前記ペン先は、入力装置への誤作動を防止するため、前記入力装置との接触面積が20 mm2以下の面状または点状で接触する、先端接触部を設けることが好ましい。尚、先端接触部の形状は、特に限定されるものではないが、略球状又は円弧状として入力装置の操作面を傷つけないようにすることが好ましい。尚、入力装置との接触面積とは、25℃、入力角度70度、入力荷重100gfで、入力ペンのペン先の先端接触部を入力装置に接触した時の面積を示すものである。 In order to prevent malfunction of the pen tip, it is preferable to provide a tip contact portion that makes contact with the input device in the form of a surface or a spot having a contact area of 20 mm 2 or less. The shape of the tip contact portion is not particularly limited, but it is preferable that the tip contact portion is substantially spherical or arcuate so as not to damage the operation surface of the input device. Note that the contact area with the input device indicates an area when the tip contact portion of the pen tip of the input pen is brought into contact with the input device at 25 ° C., an input angle of 70 degrees, and an input load of 100 gf.
前記ペン先の先端接触部は、算術平均粗(Ra)で0.1〜100.0nmが好ましい、これは、100.0nmを越えると、入力装置の操作面を傷つけやすくなってしまうためであり、より考慮すれば、0.1〜10.0nmが好ましい。算術平均粗さ(Ra)とは、(式1)で示すように、表面粗さ測定器(セイコーエプソン社製の機種名SPI3800N)により測定された粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さLだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値である。
(式1)
The tip contact portion of the nib preferably has an arithmetic average roughness (Ra) of 0.1 to 100.0 nm because if it exceeds 100.0 nm, the operation surface of the input device is likely to be damaged. In consideration, 0.1 to 10.0 nm is preferable. Arithmetic average roughness (Ra) is a reference in the direction of the average line from a roughness curve measured by a surface roughness measuring instrument (model name SPI3800N manufactured by Seiko Epson Corporation) as shown in (Equation 1). The length L is extracted, and the absolute values of deviations from the average line of the extracted portion to the measurement curve are summed and averaged.
(Formula 1)
また、前記ペン先は、視認性の観点から入力装置への誤作動を防止するため、より細い方が好ましく、パイプ状や棒線状などであっても良いが、視認性とペン先の強度を得るために、砲弾型、尖頭型、段形状などの先細形状とすることが最も好ましい。ペン先の大きさは、特に限定されないが、最大外径や横断面の最大幅が10mmよりも大きいと視認性が低下しやすく、0.5mmより小さいとペン先の強度が低下しやすいために、0.5〜10mm、より考慮すれば、1〜5mmが好ましい。 In addition, the pen tip is preferably thinner in order to prevent malfunction of the input device from the viewpoint of visibility, and may be a pipe shape or a bar wire shape. In order to obtain this, it is most preferable to use a taper shape such as a bullet shape, a pointed shape, or a step shape. The size of the nib is not particularly limited, but if the maximum outer diameter or the maximum width of the cross section is larger than 10 mm, the visibility tends to decrease, and if it is smaller than 0.5 mm, the strength of the nib tends to decrease. 0.5 to 10 mm, more preferably 1 to 5 mm.
また、本発明で用いる中空筒状体の形状や材料については、導電性の有無に関わらず適宜選択して使用することができ、導電性を有する材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、チタン、鉄、真鍮、ブロンズなどの金属材料や、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェンおよびポリアニリン等の導電性樹脂材料、炭素繊維材、非導電性樹脂に無機物質を中心とする導電体を添加して電気・電子機能を与えた複合導電性樹脂等が挙げられる。また、非導電性材料としては、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ABS樹脂など、導電性のない、或いは極めて少ない導電性の絶縁材料と呼ばれる樹脂等が 挙げられる。コスト面、中空筒状体の生産性、加工性等を考慮すると、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ABS樹脂などの非導電性材料を用いることが好ましい。 In addition, the shape and material of the hollow cylindrical body used in the present invention can be appropriately selected and used regardless of the presence or absence of conductivity. Examples of materials having conductivity include stainless steel, aluminum, copper, and titanium. Electrical / electronic by adding conductive materials, mainly inorganic substances, to metal materials such as iron, brass and bronze, conductive resin materials such as polyacetylene, polypyrrole, polythiophene and polyaniline, carbon fiber materials and non-conductive resins Examples thereof include a composite conductive resin having a function. Examples of non-conductive materials include resins called non-conductive or extremely low conductive insulating materials such as polypropylene, polycarbonate, and ABS resin. In consideration of cost, productivity of the hollow cylindrical body, workability, etc., it is preferable to use a non-conductive material such as polypropylene, polycarbonate, ABS resin.
また、入力ペンの中空筒状体には、前述の通り、導電性の有無に関わらず適宜選択して使用することができるが、中空筒状体として非導電性材料を用いる場合には、中空筒状体の肉厚が、2mmより厚いと、導電性液体組成物による導電性が低下しやすく、0.05mmより薄いと、中空筒状体の強度が低下しやすいため、0.05〜2mm、より考慮すれば、0.1〜1mmが好ましい。さらに、収容する導電性液体組成物の収容量は、特に限定されないが、必要な導電性を得るためには0.1g以上含有する方が好ましい。 Further, as described above, the hollow cylindrical body of the input pen can be appropriately selected and used regardless of the presence or absence of conductivity. However, when a non-conductive material is used as the hollow cylindrical body, If the thickness of the cylindrical body is thicker than 2 mm, the conductivity due to the conductive liquid composition tends to decrease, and if it is thinner than 0.05 mm, the strength of the hollow cylindrical body tends to decrease. In consideration, 0.1 to 1 mm is preferable. Further, the amount of the conductive liquid composition to be stored is not particularly limited, but it is preferable to contain 0.1 g or more in order to obtain necessary conductivity.
入力ペンの中空筒状体は、前端及び/又は後端を開口してあってもよいが、中空筒状体内に導電性液体組成物を収容しやすくするため、両端を開口することが好ましく、両端を開口した中空筒状体においては、収容した導電性液体組成物の液漏れ防止のために、導電性液体組成物の後方に高粘性液栓や固体栓を配設する。また、前述の通り、ペン先は視認性の観点から入力装置への誤作動を防止するため、より細い方が好ましいが、中空筒状体の前端部に、直接、ペン先を装着するには、中空筒状体の前端部のみ又は全体を細くする必要がある。しかし、前者の中空筒状体の前端部を細くするには、製造が困難となり、製造コストが高騰する恐れがあり、後者の中空筒状体の全体を細くすると、前述のように、収容する導電性液体組成物の収容量が少なくなり、導電性が低下する恐れがある。そのため、ペン先と中空筒状体との間に、ペン先ホルダーを介することが好ましい。尚、前記高粘性液栓や固体栓、ペン先ホルダーには導電性を有する材料とすることが好ましい。 The hollow cylindrical body of the input pen may have an opening at the front end and / or the rear end, but in order to make it easier to accommodate the conductive liquid composition in the hollow cylindrical body, it is preferable to open both ends. In the hollow cylindrical body opened at both ends, a highly viscous liquid stopper or a solid stopper is disposed behind the conductive liquid composition in order to prevent leakage of the contained conductive liquid composition. In addition, as described above, the pen tip is preferably thinner in order to prevent malfunction of the input device from the viewpoint of visibility, but in order to attach the pen tip directly to the front end portion of the hollow cylindrical body. It is necessary to make only the front end portion or the whole of the hollow cylindrical body thinner. However, if the front end portion of the former hollow cylindrical body is made thin, it becomes difficult to manufacture and the manufacturing cost may increase. If the latter hollow cylindrical body is thinned as a whole, it is accommodated as described above. There is a possibility that the amount of the conductive liquid composition is reduced and the conductivity is lowered. Therefore, it is preferable to place a pen tip holder between the pen tip and the hollow cylindrical body. The highly viscous liquid stopper, solid stopper, and pen tip holder are preferably made of a conductive material.
本発明におけるイオン液体とは、常温溶融塩または単に溶融塩などとも称されるものであり、常温(室温)を含む幅広い温度域で溶融状態を示す陽イオンと陰イオンの塩である。これは塩を構成するイオンを比較的サイズの大きな有機イオンに置換した場合、融点が低くなり、常温付近でも液体状態で存在するようになるためである。 The ionic liquid in the present invention is also called a room temperature molten salt or simply a molten salt, and is a salt of a cation and an anion showing a molten state in a wide temperature range including room temperature (room temperature). This is because when the ions constituting the salt are replaced with organic ions having a relatively large size, the melting point becomes low, and it exists in a liquid state even near room temperature.
また、本発明で用いるイオン液体については、カチオン成分とアニオン成分からなる塩であるが、カチオン成分は、イミダゾリウム、ピリジニウム、ヒペリジニウム、ピラゾニウム、ピロリジニウム、ピロリニウム、アンモニウム、ホスホニウムなどがあげられる。また、イオン液体化合物のアニオン成分は、ハロゲン(塩素、臭素、ヨウ素など)、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、トリフルオロメタンスルホネート、ビス(フルオロスルホニル)イミド、ビス(トリフルオロスルホニル)イミド、トリ(トリフルオロスルホニル)カルボアニオン、トリフルオロアセテート、ヒドロフッ化物アニオンなどが挙げられる。これらのイオン液体を水などの溶剤に溶解することで、導電性に優れた液体組成物とすることが可能である。これらは、単独または2種以上混合して使用してもよい。 The ionic liquid used in the present invention is a salt composed of a cation component and an anion component, and examples of the cation component include imidazolium, pyridinium, hyperidinium, pyrazonium, pyrrolidinium, pyrrolium, ammonium, phosphonium and the like. In addition, anionic components of ionic liquid compounds include halogen (chlorine, bromine, iodine, etc.), tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, trifluoromethanesulfonate, bis (fluorosulfonyl) imide, bis (trifluorosulfonyl) imide, tri (tri Fluorosulfonyl) carbanion, trifluoroacetate, hydrofluoride anion and the like. By dissolving these ionic liquids in a solvent such as water, a liquid composition having excellent conductivity can be obtained. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.
また、本発明で用いる電解質については、アルカリ金属やアルカリ土類金属の塩化物、フッ化物、臭化物およびヨウ化物などのハロゲン化物が挙げられ、具体的には、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化カリウム、ハロゲン化リチウムなどのアルカリ金属ハロゲン化物、ハロゲン化マグネシウム、ハロゲン化カルシウムなどのアルカリ土類金属ハロゲン化物が挙げられる。これらの電解質を水などの溶剤に溶解することで、導電性に優れた液体組成物とすることが可能である。これらは、単独または2種以上混合して使用してもよい。 Examples of the electrolyte used in the present invention include halides such as chlorides, fluorides, bromides, and iodides of alkali metals and alkaline earth metals. Specific examples include sodium halide, potassium halide, halogen Alkali metal halides such as lithium halide, and alkaline earth metal halides such as magnesium halide and calcium halide. By dissolving these electrolytes in a solvent such as water, a liquid composition having excellent conductivity can be obtained. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.
これらのイオン液体、電解質の中でも、導電性液体組成物中において、イオン液体はコストが高いため、電解質を用いる方が好ましく、特にアルカリ金属イオンを有する化合物は安定性に優れるため、アルカリ金属塩化物、臭化物およびヨウ化物などのアルカリ金属ハロゲン化物を用いる方が好ましい。 Among these ionic liquids and electrolytes, in the conductive liquid composition, since the ionic liquid is expensive, it is preferable to use an electrolyte. In particular, a compound having an alkali metal ion is excellent in stability. It is preferable to use alkali metal halides such as bromide and iodide.
また、電解質溶液の含有量は、導電性液体組成物全量に対し、0.1量%未満だと良好な導電性が得られにくく、30.0質量%以上だと、溶剤に溶解しづらいため、0.1〜30.0質量%が好ましい。さらに、より考慮すれば、0.5〜20.0質量%がより好ましく、最も考慮すれば、3.0〜15.0質量%が最も好ましい。 Further, if the content of the electrolyte solution is less than 0.1% by weight relative to the total amount of the conductive liquid composition, it is difficult to obtain good conductivity, and if it is 30.0% by weight or more, it is difficult to dissolve in the solvent. 0.1 to 30.0% by mass is preferable. Furthermore, if considered more, 0.5-20.0 mass% is more preferable, and if considered most, 3.0-15.0 mass% is most preferable.
また、本発明では溶剤を用いても良く、イオン液体および/または電解質の溶解安定性を考慮して、水や、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリンなどのグリコール系溶剤、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、t−ブタノール、プロパギルアルコール、アリルアルコール、3−メチル−1−ブチン−3−オール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタートやその他の高級アルコール等のアルコール系溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、3−メトキシブタノール、3−メトキシ−3−メチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤などが挙げられる。これらは、単独または2種以上混合して使用してもよい。 In the present invention, a solvent may be used, and water or a glycol system such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, etc. in consideration of dissolution stability of the ionic liquid and / or electrolyte. Solvent, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, isopropanol, isobutanol, t-butanol, propargyl alcohol, allyl alcohol, 3-methyl-1-butyn-3-ol, ethylene glycol monomethyl ether acetate and others Alcohol solvents such as higher alcohols, glycols such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 3-methoxybutanol, 3-methoxy-3-methylbutanol And ether-based solvents. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.
溶剤の含有量は、溶解安定性を考慮すると、導電性液体組成物全量に対し、50.0質量%以上が好ましく、より考慮すれば、70.0質量%以上が好ましい。 The content of the solvent is preferably 50.0% by mass or more with respect to the total amount of the conductive liquid composition in view of dissolution stability, and more preferably 70.0% by mass or more in consideration.
また、中空筒状体内の導電性液体組成物の漏れを防止するために、導電性液体組成物に増粘剤を用いる方が好ましい。これは、導電性液体組成物の粘度を高くすることで、導電性液体組成物の漏れをより防止することが可能であり、仮に、導電性液体組成物の漏れが生じてれば、入力装置の故障の原因となってしまう。 In order to prevent leakage of the conductive liquid composition in the hollow cylindrical body, it is preferable to use a thickener in the conductive liquid composition. It is possible to prevent leakage of the conductive liquid composition by increasing the viscosity of the conductive liquid composition. If the leakage of the conductive liquid composition occurs, the input device Cause a malfunction.
また、増粘剤については、ポリアクリル酸やその架橋型重合体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどの合成高分子や、キサンタンガム、ウェランガム、サクシノグリカン、サイリュウムシュードガム、グアーガム、ローカストビーンガム、ダイユータンガム、アルカシーガム、ゼラチン、アルギン酸、カラギーナンなどの多糖類、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースやその塩などのセルロース類などが挙げられる。その中でも、少量で粘度を高くすることが可能で、導電性液体組成物の漏れ防止効果があるため、多糖類を用いる方が好ましい。これらは、単独または2種以上混合して使用してもよい。 For thickeners, synthetic polymers such as polyacrylic acid and its cross-linked polymers, polyvinylpyrrolidone and polyvinyl alcohol, xanthan gum, welan gum, succinoglycan, sylum pseudogum, guar gum, locust bean gum, and diyutane Examples thereof include polysaccharides such as gum, alkasy gum, gelatin, alginic acid, and carrageenan, and celluloses such as methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and salts thereof. Among these, since it is possible to increase the viscosity with a small amount and to prevent leakage of the conductive liquid composition, it is preferable to use a polysaccharide. You may use these individually or in mixture of 2 or more types.
増粘剤の含有量は、導電性液体組成物全量に対して、0.1質量%未満だと、導電性液体組成物の漏れ防止効果が得られにくく、5.0質量%を越えても導電性液体組成物の漏れ防止効果が変わらないため、0.1〜5.0質量%が好ましい。より考慮すれば、0.3〜3.0質量%が好ましい。 If the content of the thickener is less than 0.1% by mass with respect to the total amount of the conductive liquid composition, it is difficult to obtain the leakage preventing effect of the conductive liquid composition, and even if it exceeds 5.0% by mass. Since the leakage preventing effect of the conductive liquid composition does not change, 0.1 to 5.0% by mass is preferable. Considering more, 0.3 to 3.0% by mass is preferable.
なお、導電性液体組成物の粘度については、限定されるものではないが、導電性液体組成物の漏れ抑制効果を考慮すると、剪断速度1.92sec−1において、500mPa・s以上にする方が好ましく、より考慮すれば、2000mPa・s以上である。 The viscosity of the conductive liquid composition is not limited, but considering the leakage suppressing effect of the conductive liquid composition, it is better to set the viscosity to 500 mPa · s or more at a shear rate of 1.92 sec −1 . Preferably, considering more, it is 2000 mPa · s or more.
また、本発明において、着色剤を含有する方が好ましい。これは、製造工程上、導電性液体組成物を着色することで、中空筒状体内に導電性液体組成物が収容されているかを目視などで管理しやすいためである。着色剤としては、特に限定されないが、顔料については、無機、有機、加工顔料などが挙げられるが、具体的にはカーボンブラック、アニリンブラック、群青、黄鉛、酸化チタン、酸化鉄、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系、キノフタロン系、スレン系、トリフェニルメタン系、ペリノン系、ペリレン系、ギオキサジン系、アルミニウム顔料、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料、補色顔料等が挙げられる。染料については、直接染料、酸性染料、塩基性染料、含金染料、及び各種造塩タイプ染料等が採用可能である。その他、着色樹脂粒子体として顔料を媒体中に分散させてなる着色体を公知のマイクロカプセル化法などにより樹脂壁膜形成物質からなる殻体に内包または、固溶化させたマイクロカプセル顔料を用いても良い。更に、顔料を透明、半透明の樹脂等で覆った着色樹脂粒子などや、また着色樹脂粒子や無色樹脂粒子を、顔料もしくは染料で着色したもの等も用いることもできる。これらの顔料および染料は、単独又は2種以上組み合わせて使用してもかまわない。含有量は、インキ組成物全量に対し、0.1〜20.0質量%が好ましい。 In the present invention, it is preferable to contain a colorant. This is because it is easy to visually control whether the conductive liquid composition is contained in the hollow cylindrical body by coloring the conductive liquid composition in the manufacturing process. The colorant is not particularly limited, and examples of the pigment include inorganic, organic, processed pigments, and the like. Specifically, carbon black, aniline black, ultramarine, yellow lead, titanium oxide, iron oxide, phthalocyanine series, Azo-based, quinacridone-based, quinophthalone-based, selenium-based, triphenylmethane-based, perinone-based, perylene-based, goxazine-based, aluminum pigment, pearl pigment, fluorescent pigment, phosphorescent pigment, complementary color pigment and the like. As the dye, direct dyes, acid dyes, basic dyes, metal-containing dyes, various salt-forming dyes, and the like can be used. In addition, by using a microcapsule pigment in which a colored body in which a pigment is dispersed in a medium as a colored resin particle body is encapsulated in a shell made of a resin wall film-forming substance by a known microencapsulation method or the like, or solidified Also good. Further, colored resin particles in which the pigment is covered with a transparent or translucent resin or the like, or colored resin particles or colorless resin particles colored with a pigment or a dye can also be used. These pigments and dyes may be used alone or in combination of two or more. The content is preferably 0.1 to 20.0 mass% with respect to the total amount of the ink composition.
それらの着色剤の中でも、導電性を考慮すれば、顔料を用いる方が好ましく、より考慮すれば、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックは、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラックが挙げられる。それらのカーボンブラックの中でも、DBP吸油量50〜600ml/100gである方が好ましい。これは、DBP吸油量50ml/100g以上であると、少量で高い導電性が得られやすいが、DBP吸油量が600ml/100gを超えると、カーボンブラックの分散性に影響を及ぼしやすいためである。より導電性を考慮すれば、DBP吸油量300〜600ml/100gである方が好ましい。具体的には、プリンテックス45、プリンテックス60、プリンテックス70、プリンテックス90、プリンテックス95(デグサ(株))、#33、MCF88、#3950B(三菱化成工業(株))などが挙げられる。
なお、カーボンブラックの吸油量は、カーボンブラックのストラクチャーを示す特性であり、乾燥された一定量のカーボンブラックがDBP(ジブチルフタレート)を吸収する量をいいJISK6221に規定される試験方法で測定される。
Among these colorants, it is preferable to use a pigment in consideration of conductivity, and carbon black is preferable in consideration of the conductivity. Examples of carbon black include carbon black such as furnace black, channel black, and acetylene black. Among these carbon blacks, the DBP oil absorption is preferably 50 to 600 ml / 100 g. This is because when the DBP oil absorption is 50 ml / 100 g or more, high conductivity is easily obtained with a small amount, but when the DBP oil absorption exceeds 600 ml / 100 g, the dispersibility of the carbon black is easily affected. In consideration of conductivity, the DBP oil absorption is preferably 300 to 600 ml / 100 g. Specifically, Printex 45, Printex 60, Printex 70, Printex 90, Printex 95 (Degussa Co., Ltd.), # 33, MCF88, # 3950B (Mitsubishi Chemical Industry Co., Ltd.) and the like can be mentioned. .
The oil absorption amount of carbon black is a characteristic indicating the structure of carbon black, and is an amount by which a certain amount of dried carbon black absorbs DBP (dibutyl phthalate) and is measured by a test method defined in JISK6221. .
また、本発明の入力ペンは、外筒内に入力ペンを収容して、前記外筒を把持して入力操作することができる。外筒の材料としては、中空円筒体内に収容した導電性液体組成物によって、導電性の有無に関わらず適宜選択して使用することができる。導電性を有する材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、チタン、鉄、真鍮、ブロンズなどの金属材料や、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェンおよびポリアニリン等の導電性樹脂材料、炭素繊維材、非導電性樹脂に無機物質を中心とする導電体を添加して電気・電子機能を与えた複合導電性樹脂等が挙げられる。また、非導電性材料としては、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ABS樹脂など、導電性のない、或いは極めて少ない導電性の絶縁材料と呼ばれる樹脂等が挙げられる。コスト面、外筒の生産性、成形性、形状の自由性を考慮すると、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ABS樹脂などの非導電性材料を用いることが好ましい。尚、中空円筒体と外筒体は、導電性を考慮して近接又は接触することが好ましい。 Moreover, the input pen of the present invention can accommodate an input pen in an outer cylinder and can perform an input operation by holding the outer cylinder. The material of the outer cylinder can be appropriately selected and used depending on the presence or absence of conductivity depending on the conductive liquid composition contained in the hollow cylinder. Conductive materials include metal materials such as stainless steel, aluminum, copper, titanium, iron, brass, and bronze, conductive resin materials such as polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, and polyaniline, carbon fiber materials, and non-conductive resins. Examples thereof include composite conductive resins that are provided with electrical and electronic functions by adding a conductor mainly composed of an inorganic substance. Examples of the non-conductive material include resins called non-conductive or extremely low conductive insulating materials such as polypropylene, polycarbonate, and ABS resin. In consideration of cost, outer cylinder productivity, moldability, and shape freedom, it is preferable to use non-conductive materials such as polypropylene, polycarbonate, and ABS resin. In addition, it is preferable that a hollow cylinder and an outer cylinder adjoin or contact in consideration of electroconductivity.
次に、実施例を示して本発明を説明する。
図1、図2に示す実施例1の入力ペンは、非導電性樹脂であるポリプロピレンからなる中空円筒体2の先端部に、先端接触部4aとなる表面の算術平均粗さ(Ra)が5.0nmである導電性を有するボール径1.0mmのステンレスボール5をステンレス鋼材からなる導電性を有するペン先本体に回転自在に抱持したペン先4を、導電性を有するペン先ホルダー3の前端部3aに装着し、ペン先ホルダー3の閉鎖した後端部3bを中空円筒体2内に圧入装着してある。中空円筒体2内には、配合例1の導電性液体組成物7及びグリース状の液体栓8を直詰めして入力ペン1を得ている。また、中空円筒体2の後端部には、尾栓を装着してある。さらに、ボール5の後方に、ボール5を常時、押圧する導電性を有する弾発部材(コイルスプリング)9を配設してある。尚、前記弾発部材(コイルスプリング)の押圧力は50gf、前記ボール5の前後の移動距離は、100μmであり、ペン先4の横断面の最大径Lは3mmであった。
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated.
The input pen of Example 1 shown in FIG. 1 and FIG. 2 has an arithmetic average roughness (Ra) of 5 on the surface to be the
実施例1の入力ペン1を使用するには、配合例1の導電性液体組成物7を収容した中空円筒体2を指で把持し、入力装置(図示せず)の操作領域を入力ペン1のペン先4のボール5が触れることにより、ボール5よりペン先4、弾発部材9、ペン先ホルダー3、導電性液体組成物7を介して、中空円筒体2を把持した指に導電して、カーソル操作を行うことができる。
In order to use the input pen 1 of Example 1, the hollow
実施例1の導電性液体組成物7は、水、電解質(塩化ナトリウム)、防腐剤、防菌剤を50℃にて混合攪拌機を用いて攪拌して導電性液体組成物を得た。具体的な配合量は下記の通りである。
The
導電性液体組成物配合例1
水 94.0質量部
電解質(塩化ナトリウム) 5.0質量部
防錆剤(ベンゾトリアゾール) 0.5質量部
防菌剤(1,2ベンゾイソチアゾリン−3−オン) 0.5質量部
Conductive liquid composition formulation example 1
94.0 parts by weight of water
Electrolyte (sodium chloride) 5.0 parts by mass
Rust preventive (benzotriazole) 0.5 parts by mass
Antibacterial agent (1,2 benzoisothiazolin-3-one) 0.5 parts by mass
実施例2〜4
実施例2〜4は、表1に示すように導電性液体組成物を変更した以外は、配合1と同様な手順で得た配合例2〜4の導電性液体組成物を、実施例1と同様にして中空円筒体2内に収容して実施例2〜4の入力ペンを得た。但し、実施例2の導電性液体組成物は、配合最終工程で、増粘剤を投入して加温しながらホモジナイザー攪拌機を用いて均一な状態となるまで充分に混合攪拌した後、濾紙を用い濾過を行って、実施例2に用いる配合例2の導電性液体組成物を得ている。表1に配合例2〜4の導電性液体組成物の配合を示す。
Examples 2-4
In Examples 2 to 4, the conductive liquid compositions of Formulation Examples 2 to 4 obtained in the same procedure as Formulation 1 except that the conductive liquid composition was changed as shown in Table 1, In the same manner, it was accommodated in the hollow
図3に、実施例5の入力ペン21を示す。入力ペン21は、配合例1の導電性液体組成物7を収容した非導電性樹脂であるポリプロピレンからなる中空円筒体2の先端部に、ステンレス鋼材からなる導電性を有するペン先24を、非導電性樹脂であるポリプロピレンからなるペン先ホルダー23を介して具備した以外は、実施例1と同様にして入力ペン21を得ている。尚、ペン先24の横断面の最大径Lは3mmであった。
FIG. 3 shows an input pen 21 according to the fifth embodiment. The input pen 21 has a
図4、図5に、実施例6の出没式の入力ペン31を示す。入力ペン31は、非導電性であるポリプロピレンからなる前外筒32と、非導電性であるポリカーボネートからなる後外筒33とを着脱自在に螺着した外筒本体内に、実施例1の入力ペン1を弾発材34によって後方に付勢して収納してあり、後外筒33内に具備した回転カム36による出没機構によって、ノック体35を押圧することで、入力ペン1のペン先4の前端部を前外筒32の前端開口部32aから出没可能とした出没式の入力ペン31としてある。尚、後外筒33には、クリップ37を配設し、前外筒32の把持には、非導電性であるオレフィン系の熱可塑性エラストマーからなるグリップ38を装着してある。
4 and 5 show a
実施例6の入力ペン31を使用するには、入力ペン1を収納した外筒本体の前外筒32の把持部(グリップ38)を指で把持し、入力装置(図示せず)の操作領域を入力ペン31のペン先4のボール5が触れることにより、ボール5よりペン先4、弾発部材9、ペン先ホルダー3、導電性液体組成物7、前外筒32、グリップ38を介して、グリップ38を把持した指に導電して、カーソル操作を行うことができる。
In order to use the
比較例1〜3
表1に示すように導電性液体組成物を変更した以外は、配合例1と同様な手順で得た配合例5〜7の導電性液体組成物を、実施例1と同様にして中空円筒体に収容して比較例1〜3の入力ペンを得ている。但し、比較例2は、表1に示すように変更した以外は、配合最終工程で、増粘剤を投入して加温しながらホモジナイザー攪拌機を用いて均一な状態となるまで充分に混合攪拌した後、濾紙を用い濾過を行って、比較例2に用いる配合例6の導電性液体組成物を得ている。表1に配合例5〜7の導電性液体組成物の配合を示す。
As shown in Table 1, except that the conductive liquid composition was changed, the conductive liquid compositions of Formulation Examples 5 to 7 obtained by the same procedure as Formulation Example 1 were used in the same manner as in Example 1 to obtain a hollow cylindrical body. The input pens of Comparative Examples 1 to 3 are obtained. However, Comparative Example 2 was sufficiently mixed and stirred using a homogenizer stirrer while adding and thickening the thickener in the final blending step, except that it was changed as shown in Table 1. Then, it filtered using the filter paper and the electroconductive liquid composition of the compounding example 6 used for the comparative example 2 is obtained. Table 1 shows the composition of the conductive liquid compositions of Formulation Examples 5 to 7.
実施例1〜6では、導電性に優れている入力ペンであるため、スムーズなカーソル移動ができ良好であった。入力装置を前記入力ペンで操作を行っているところを観察したところ、前記入力装置と前記導電性を有するペン先端部は点状で接触をしていた。 In Examples 1 to 6, since the input pen is excellent in conductivity, smooth cursor movement can be achieved. As a result of observing the operation of the input device with the input pen, the input device and the conductive pen tip were in contact with each other in the form of dots.
比較例1〜3では、イオン液体および/または電解質が含有していないため、導電性が悪く、入力装置の操作領域を入力ペンのペン先で触れても、カーソル移動ができなかった。 In Comparative Examples 1 to 3, since no ionic liquid and / or electrolyte was contained, the conductivity was poor, and even when the operation area of the input device was touched with the pen tip of the input pen, the cursor could not be moved.
また、ペン先 ホルダーについては、ペン先ホルダーの前後を貫通する内部孔を設けて、中空筒状体内の導電性液体組成物を前記内部孔を通ってペン先に伝えても良いが、導電性液体組成物の漏出防止を考慮すれば、貫通する内部 孔を設けないで、導電性液体組成物がより漏出しづらい漏出防止栓とする方が好ましい。 For the nib holder, an internal hole may be provided to penetrate the front and rear of the nib holder so that the conductive liquid composition in the hollow cylindrical body can be transmitted to the nib through the inner hole. Considering prevention of leakage of the liquid composition, it is preferable to provide a leakage prevention plug without providing a penetrating internal hole and making it more difficult for the conductive liquid composition to leak.
入力ペンの導電性を有するペン先が導電性に優れることでスムーズなカーソル移動ができる入力ペンとして利用可能である。 The pen tip having conductivity of the input pen can be used as an input pen that can move the cursor smoothly by being excellent in conductivity.
1、31 入力ペン
2 中空筒状体
3 ペン先ホルダー
3a、23 a 前端部
3b、23 b 後端部
4、24 ペン先
4 a 、24 a 先端接触部
5 ボール
6 尾栓
7 導電性液体組成物
8 液体栓
9 弾発部材
32 前外筒
32 a 前端開口部
33 後外筒
34 弾発材
35 ノック体
36 回転カム
37 クリップ
38 グリップ
L ペン先24の横断面の最大径
1,31 Input pen
2 Hollow cylindrical body
3 Nib holder
3a, 23 a Front end
3b, 23 b rear end
4, 24 nib
4a, 24a Tip contact area
5 balls
6 Tail plug
7 Conductive liquid composition
8 Liquid stopper
9 bullet members
32 Front outer cylinder
32 a Front end opening
33 Rear outer cylinder
34 bullet material
35 knock body
36 Rotating cam
37 clips
38 grip
L The maximum diameter of the cross section of the
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