JP6261892B2

JP6261892B2 - 繰出式熱変色性筆記具

Info

Publication number: JP6261892B2
Application number: JP2013136808A
Authority: JP
Inventors: 靖志小松; 満岩間
Original assignee: Pilot Corp KK
Current assignee: Pilot Corp KK
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: JP2015009458A

Description

本発明は、熱変色性筆記具に関する。詳細には、熱変色性インキが吐出可能なペン先と、前記熱変色性インキの筆跡を摩擦しその際に生じる摩擦熱で該筆跡を熱変色可能な低磨耗性の弾性材料からなる摩擦部とを備えた熱変色性筆記具に関し、軸筒に設けた操作部を操作することにより、軸筒の前方に設けた開口部からペン先を出没させることができる繰出式熱変色性筆記具に関する。

従来、熱変色性インキを用いて紙面に筆記した筆跡を、摩擦した際の摩擦熱で熱変色させる摩擦部付の熱変色性筆記具は知られており、例えば特許文献１には、可逆熱変色性インキを内蔵させた筆記具の軸筒の後端部や筆記具用キャップの頂部に摩擦体を設けた構造が記載されており、筆記具で筆記した熱変色性インキによる筆跡を、その筆記具に設けた摩擦体で熱変色する構造が開示されている。この熱変色性筆記具は、非常に便利な性質を有しており、筆記具で紙に筆記した筆跡を、同じく筆記具に設けた摩擦部で摩擦して消色させることができるものが実際に製品化され、幅広い利用者層で満足されている。

一方、特許文献２に記載されているように、手で持って使用する薄形のタッチパネル形式の入力装置が市場で人気を得ており、静電入力方式の入力装置の入力画面に指先で触れて入力を行ったり、特許文献３で開示されているように、導電性ゴムで形成された入力部を前方に設けた入力ペンで、入力装置の入力画面を紙と同じように扱い、絵を描いたり文字を書いたりすることができる入力ペンの需要が高くなっている。

ところで市場には、軸筒の一端側に入力部を設け、他端側にはボールペンなどのペン先を設けた構成にして、入力装置への入力だけでなく、紙への筆記を行うことができる両頭構造の筆記具が存在している。しかしながら、このような構造では、紙へ筆記を行うペン先の反対側には、入力装置へ入力を行うための入力部が専用に設けてあることから、前述した熱変色性筆記具における実施を考えた場合には、筆記具とは別に筆跡を摩擦するための摩擦具を用意する必要があり、利便性に欠けるものとなってしまった。

また、特許文献４に記載の熱変色性筆記具では、熱変色性インキを摩擦熱で熱変色させる擦過部材（摩擦部）を導電性材料で形成すると共に、擦過部材（摩擦部）を保持する軸筒やキャップも導電性材料で形成して、静電入力方式の入力装置の入力画面に対し、前記熱変色性筆記具の擦過部材を入力部として摺動させることで、入力装置に入力を行う構造が開示されている。しかしながら、紙面に対しては摩擦抵抗があって摩擦熱が発生した方がよい擦過部材（摩擦部）と、入力装置の入力画面に対しては摩擦抵抗がなく滑らかに摺動した方がよい擦過部材（入力部）との関係についての考慮はされておらず、紙面に対して摩擦するために使用した際において、擦過部材が滑って摩擦熱が生じにくくなったり、入力画面に対して線や文字を書くために使用した際において、擦過部材が摩擦抵抗で入力画面に引っ掛かって入力しにくかったりするという問題が生じていた。

尚、前記熱変色性筆記具の中でも、軸筒の内部に、前方に熱変色性インキが吐出可能なペン先を有したボールペンレフィルなどの筆記体を収容し、軸筒に設けた操作部を操作することにより、軸筒の前方に設けた開口部からペン先を出没させることができる、繰出式熱変色性筆記具はその便利さから人気があり、軸筒の中に配設した複数の例えば色違いの熱変色性インキを収容したボールペンレフィルを選択して出没させることができる繰出式熱変色性筆記具は、特に人気が高く、このような繰出式熱変色性筆記具においても、静電入力方式の入力装置の入力画面に対して入力を行うことができるものが求められている。

特開２００４−１４８７４４号公報特開２０１１−８１８２５号公報特許第４１４２７７６号公報特開２０１２−１６２０１９号公報

本発明では、熱変色性筆記具として筆記が行えるペン先と、その筆跡を摩擦で熱変色させることができる摩擦部と、そして静電式入力装置への入力を行うことができる入力部とを備えた繰出式熱変色性筆記具を提供することを目的とする。

本発明は、
「軸筒の内部に、前方に熱変色性インキが吐出可能なペン先を本体軸の先端に有した筆記体と、導電性材料からなる入力チップを本体軸の先端に有した入力チップ体とを収容し、前記軸筒の後方に、前記熱変色性インキの筆跡を摩擦しその際に生じる摩擦熱で当該筆跡を熱変色可能な低磨耗性の弾性材料からなる摩擦部を設け、前記軸筒の把持部および前記開口部の近傍を、入力画面を入力ペンや指によって操作し、前記入力画面の操作部分の位置を静電容量方式で検出する入力装置へ入力を行う導電性材料からなる入力体で被覆し、前記軸筒に設けた操作部を操作することにより、前記軸筒の前方に設けた開口部から前記筆記体のペン先または前記入力チップ体の入力チップを出没させ、前記入力チップが前記軸筒の開口部から突出した状態において、前記軸筒の開口部に位置する入力体と、前記入力チップ体の入力チップとが当接することを特徴とした繰出式熱変色性筆記具。」である。

熱変色性インキを吐出させるペン先は、ボールペンチップや多孔質ペン体などを用いることができ、この場合、熱変色性インキに含有させる熱変色性マイクロカプセル粒子の平均粒子径は、０．１〜５．０μｍ、好ましくは、０．５〜３μｍの範囲のものが好適である。平均粒子径が３．０μｍを越える系では、ボールペンチップやマーキングペンチップの毛細間隙からの流出性が低下し、平均粒子径が０．５μｍ未満の系では高濃度の発色性を示し難くなる。
尚、本発明で規定する「平均粒子径」は、堀場製作所製レーザー式粒度分布測定機ＬＡ−３００（体積基準）を使用し、そのメジアン径を平均粒子径とした値である。

また、熱変色性インキとしては、可逆、不可逆を問わず汎用のものが適用でき、摩擦熱による筆跡の加温によって、筆跡の色相を変化させることや、消色、着色させることができるものが選択的に適用できる。
特に、前記筆跡の変化は、熱変色性組成物をマイクロカプセルに内包させることで、組成変化を生じることなく長期間安定して発現できるものとなる。
マイクロカプセル顔料に内包される熱変色性組成物としては、繰り返しの使用性、温度変化の正確性等の点から、（イ）電子供与性呈色性有機化合物、（ロ）電子受容性化合物、（ハ）前記両者の呈色反応の生起温度を決める反応媒体からなる可逆熱変色性組成物が好適である。

具体的に、可逆熱変色性組成物を内包させたマイクロカプセル顔料としては、特公昭５１−４４７０６号公報、特公昭５１−４４７０７号公報、特公平１−２９３９８号公報等に記載された、所定の温度（変色点）を境としてその前後で熱変色し、高温側変色点以上の温度域で消色状態、低温側変色点以下の温度域で発色状態を呈し、両状態のうち常温域では特定の一方の状態しか存在せず、もう一方の状態は、その状態が発現するのに要した熱または冷熱が適用されている間は維持されるが、熱または冷熱の適用がなくなれば常温域で呈する状態に戻る、ヒステリシス幅が比較的小さい特性（ΔＨ＝１〜７℃）を有する加熱消色型の可逆熱変色性組成物を内包したマイクロカプセル顔料を適用できる。
さらに、特公平４−１７１５４号公報、特開平７−１７９７７７号公報、特開平７−３３９９７号公報、特開平８−３９９３６号公報等に記載されている比較的大きなヒステリシス特性（ΔＨ＝８〜５０℃）を示すものも適用できる。

また、特開２００６−１３７８８６号公報、特開２００６−１８８６６０号公報、特開２００８−４５０６２号公報、特開２００８−２８０５２３号公報等に記載されている大きなヒステリシス特性を示す、即ち、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大きく異なる経路を辿って変色し、完全発色温度以下の低温域での発色状態、または完全消色温度以上の高温域での消色状態が、特定温度域（実質的二相保持温度域）で色彩記憶性を有する可逆熱変色性組成物を内包させたマイクロカプセル顔料を用いることもできる。

尚、本発明の繰出式熱変色性筆記具に適用される、色彩記憶性を有する可逆熱変色性組成物として具体的には、完全発色温度を冷凍室、寒冷地等でしか得られない温度、即ち−５０〜０℃、好ましくは−４０〜−５℃、より好ましくは−３０〜−１０℃、且つ、完全消色温度を摩擦体による摩擦熱、ヘアドライヤー等身近な加熱体から得られる温度、即ち５０〜９５℃、好ましくは５０〜９０℃、より好ましくは６０〜８０℃の範囲に特定し、ΔＨ値を４０〜１００℃に特定することにより、常態（日常の生活温度域）で呈する色彩の保持に有効に機能させることができる。

また、熱変色性インキは、筆記具の軸体の内部に直接収容させるよりも、ボールペンレフィルのような筆記体に収容させた上で筆記具の軸体の内部に収容させる方が、インキがなくなった際にレフィル交換ができるようになり、またインキが漏れ出さない構造とすることも容易となり好ましい形態である。

また本発明の摩擦体は、弾性を有する合成樹脂（ゴム、エラストマー）が好ましく、例えば、シリコン樹脂、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−ブチレン−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）等があげられ、高摩耗性の弾性材料（例えば、消しゴム等）からなるものではなく、摩擦時に摩耗カス（消しカス）が殆ど生じない低摩耗性の弾性材料で構成する。
また本発明の入力体および入力チップは、樹脂に炭素繊維や金属繊維を混ぜ込んだ導電性樹脂で形成することが好ましく、特に、弾性を有したエラストマー樹脂に導電性繊維を混ぜ込んだ導電性エラストマーにより成形することで、摩擦体と同様に弾力性を有するものが得られ、入力体を入力装置へ接触させた際の入力画面の傷つきを防止し、入力体を誤って紙面に接触させてしまった場合でも紙面が傷つき難いものとなり、入力体を軸筒の把持部として把持した時の感触がよくなる。

軸筒内に収容した筆記体を出没させる繰出機構としては、軸筒の外方に突出させた摺動体を前後動させることにより、当該摺動体に連接した筆記体を連動させて軸筒の先端から筆記先端を出没させるスライド繰出機構や、前軸に対して回動可能に連接した後軸を前記前軸に対して回動させることで後軸内に形成したカム山を回転して、後軸内に配設した摺動体を前後動させることにより、当該摺動体に連接した筆記体を連動させて軸筒の先端からペン先を出没させる回転繰出機構などがある。

軸体を導電性材料で成形する場合には、その材質として、ステンレス、アルミニウム、真鍮、鉄などの金属材料や、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あげられる。

本発明により、熱変色性筆記具として筆記が行えるペン先と、その筆跡を摩擦で熱変色させることができる摩擦部と、そして静電式入力装置への入力を行うことができる入力部とを備えた繰出式熱変色性筆記具を得ることができた。

図１は本実施例の繰出式熱変色性筆記具を示す斜視図である。図２は縦断面図である。図３は本実施例の繰出式熱変色性筆記具で静電容量方式の入力装置へ入力を行っている状態の図である。図４は入力チップを突出させた状態の縦断面図である。図５は本実施例の繰出式熱変色性筆記具で静電容量方式の入力装置へ入力を行っている他の状態の図である。図６はボールペンチップを突出させた状態の縦断面図である。図７は本実施例の繰出式熱変色性筆記具で筆記を行っている状態の図である。図８は本実施例の繰出式熱変色性筆記具で熱変色を行っている状態の図である。

次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（以下、実施例と記載する）を
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
また、説明を分かりやすくするために、図面中の同様の部材、同様の部分については同じ番号を付してある。本実施例の説明においては、ペン先がある側を前方と表現し、その反対側を後方と表現する。
また本実施例では、筆記体の出没機構として操作体の突部を前進させることで筆記体の先端を突出させる構造のスライド繰出機構を採用しているが、繰出機構を特に限定するものではなく、回転カムを利用した回転繰出機構などで筆記体の先端を繰り出す構造を採用することも可能である。

図１は本実施例の繰出式熱変色性筆記具を示す斜視図であり、図２は縦断面図である。
本実施例の繰出式熱変色性筆記具１は、軸筒２を前軸３と後軸４とで構成してあり、前軸３の把持部３ａおよび先口に形成した開口部３ｂの近傍を、ＪＩＳ−Ｋ６２５３：２００６により求めたショアＡ硬度が７０のシリコン系熱可塑性エラストマーに炭素粉末を混練した導電性エラストマーによって形成した入力体５で被覆してある。尚、入力体５の前方部５ａは前軸３の前方形状に沿って形成してあり、端部５ｂは前軸３の開口部３ｂの内側に突出するように形成してある。

図２に示すように、軸筒２の内部には、紙への筆記を行うボールペン体６および入力装置に用いる入力チップ体７を収容してあり、それぞれの後方に連結した操作体８，９の突部８ａ，９ａを、後軸４の後方に軸心に沿って形成した３つの切欠窓４ａからそれぞれ突出させている。ボールペン体６は、透明な樹脂材で成形した本体軸６ａの前方に、紙面への筆記を行うためのボールペンチップ６ｂを挿着してあり、本体軸６ａの後方に操作体８の前方小突起８ｂを挿着して一体的に連結してある。入力チップ体７は、透明な樹脂材で成形した本体軸７ａの前方に、ＪＩＳ−Ｋ６２５３：２００６により求めたショアＡ硬度が９０のシリコン系熱可塑性エラストマーに炭素粉末を混練した導電性エラストマーによって形成した入力チップ７ｂを挿着してあり、本体軸７ａの後方に操作体９の前方小突起９ｂを挿着して一体的に連結してある。
詳述はしないが、本実施例では、前述の操作体８，９と同様の操作体１１が透明な樹脂材で成形した本体軸１０ａの後方に連結され、紙面への筆記を行うためのボールペンチップ部１０ｂが本体軸１０ａの前方に連結されたボールペン体１０を、軸筒２の内部に収容できるようにしてある（図１参照）。尚、ボールペン体６のインキ色とボールペン体１０のインキ色とは異なる色である。
また、いずれのボールペン体６，１０も、本体軸６ａ，１０ａの内部には、完全発色温度が−２０℃、完全消色温度が６４℃、ΔＨ値が７０℃である熱変色性組成物を内包した平均粒子径が３μｍのマイクロカプセル顔料を、水性媒体中に分散した熱変色性インキ（図示せず）が収容されている。

また、後軸４の後方部には、後軸４の側面に配したクリップ１２の基部１２ａを延設してあり、クリップ１２の基部１２ａには、蓋体１３の蓋本体部１３ａに延設した脚部１３ｂを回動可能に保持させてある。尚、蓋本体部１３ａの上面には二つの掛止孔１３ｃを設けてあり、蓋本体部１３ａを閉じた状態においては、後軸４に形成した二つの掛止爪４ｂを蓋本体部１３ａの掛止孔１３ｃに掛止させて、図２に示す軸筒２内のスプリング１４，１５で後方に弾発された操作体８，９が飛び出さないように、蓋本体部１３ａで押さえるようにしてある。したがって本実施例の繰出式熱変色性筆記具１は、蓋体１３を開閉することにより、内部のボールペン体６や入力チップ体７やボールペン体１０などを必要に応じて交換することが容易な構造となっている。

また、蓋体本体部１３ａの後方には凹部１３ｄを形成してあり、凹部１３ｄに、ＪＩＳ−Ｋ６２５３：２００６により求めたショアＡ硬度が９０のスチレン系熱可塑性エラストマーによって形成した摩擦体１６を装着してある。摩擦体１６は、頂部にドーム形状の摩擦部１６ａを形成してあり、その反対側に小径の挿着部１６ｂを形成して、蓋体本体部１３ａの凹部１３ｄへ圧入により挿着してある。

図３は本実施例の繰出式熱変色性筆記具で静電容量方式の入力装置に入力を行っている状態の図であり、前軸３の把持部３ａに被覆した入力体５の前方部５ａを、静電容量方式の入力装置１２０における入力画面１２０ａに接触させて摺動させると、使用者が把持した入力体５を通して入力画面１２０ａに静電容量変化を生じさせ、画像作成ソフトウェアの画面に線１２０ｂを描くことができた。

次に図４を用いて、繰出式熱変色性筆記具の入力チップの繰出操作について説明を行う。図に示すように、操作体９の突部９ａをスライドしてスプリング１５を圧縮させながら入力チップ体７の入力チップ７ｂを前軸３の開口部３ｂから突出させると、操作体９の後端部に形成した係止突起９ｃが、後軸４の内面に形成した係止受部４ｃに係止され、入力チップ７ｂが前軸３の開口部３ｂから突出された状態で維持することができる。この時、入力チップ７ｂが入力体５の端部５ｂを弾性変形させながら当接するため、入力体５と入力チップ７ｂとの電気的な導通状態を確実にすることができた。

図５は繰出式熱変色性筆記具の入力チップで静電容量方式の入力装置に入力を行っている状態の図で、前軸３の開口部３ｂから突出された入力チップ７ｂを、静電容量方式の入力装置１２０における入力画面１２０ａに接触させて摺動させると、使用者が把持した入力体５と入力チップ７ｂとを通して入力画面１２０ａに静電容量変化を生じさせ、画像作成ソフトウェアの画面に線１２０ｃを描くことができた。

次に図６を用いて、繰出式熱変色性筆記具のボールペンチップの繰出操作について説明を行う。図４の状態から、操作体８の突部８ａを内側に押圧しながらスプリング１４を圧縮させて前方へスライドすることで、操作体８に形成した係止解除突起８ｄにより係止受部４ｃに係止してある係止突起９ｃを解除して、スプリング１５の弾発力により入力チップ体７の入力チップ７ｂを軸筒２の内部に没入させ、さらに操作体９を前進させることにより、操作体８の後端部に形成した係止突起８ｃを係止受部４ｃに係止させ、図６に示すように、ボールペン体６のボールペンチップ６ｂが前軸３の開口部３ｂから突出した状態で維持することができる。

次に、図７を用いて、本実施例の繰出式熱変色性筆記具１で、紙面に筆記する状態について説明を行う。図に示すように、繰出式熱変色性筆記具１は、前軸３の開口部３ｂより突出させたボールペンチップ６ｂから熱変色性インキを吐出させて、紙１１０に文字１１０ａを書くことができた。
次に、図８を用いて、本実施例の繰出式熱変色性筆記具１で、紙面に筆記された熱変色性インキによる筆跡を熱変色で消去する状態について説明を行う。図に示すように、繰出式熱変色性筆記具１は、後軸４の蓋体１３に挿着した摩擦体１６の摩擦部６ａで紙１１０を摩擦することにより、前記熱変色性インキで筆記された筆跡を摩擦熱で消色して、文字１１０ａを消去することができた。

１…繰出式熱変色性筆記具、
２…軸筒、
３…前軸、３ａ…把持部、３ｂ…開口部、
４…後軸、４ａ…切欠窓、４ｂ…二つの掛止爪、４ｃ…係止受部、
５…入力体、５ａ…前方部、５ｂ…端部、
６…ボールペン体、６ａ…本体軸、６ｂ…ボールペンチップ、
７…入力チップ体、７ａ…本体軸、７ｂ…入力チップ、
８…操作体、８ａ…突部、８ｂ…前方小突起、８ｃ…係止突起、
８ｄ…係止解除突起、
９…操作体、９ａ…突部、９ｂ…前方小突起、９ｃ…係止突起、
９ｄ…係止解除突起、
１０…ボールペン体、１０ａ…本体軸、１０ｂ…ボールペンチップ、
１１…操作体、
１２…クリップ、１２ａ…基部、
１３…蓋体、１３ａ…蓋本体部、１３ｂ…脚部、
１３ｃ…二つの掛止孔、１３ｄ…凹部、
１４…スプリング、１５…スプリング、
１６…摩擦体、１６ａ…摩擦部、１６ｂ…挿着部、
１１０…紙、１１０ａ…文字
１２０…静電容量方式の入力装置、１２０ａ…入力画面、
１２０ｂ，１２０ｃ…画像作成ソフトウェアの画面に描かれた線。

Claims

軸筒の内部に、前方に熱変色性インキが吐出可能なペン先を本体軸の先端に有した筆記体と、導電性材料からなる入力チップを本体軸の先端に有した入力チップ体とを収容し、前記軸筒の後方に、前記熱変色性インキの筆跡を摩擦しその際に生じる摩擦熱で当該筆跡を熱変色可能な低磨耗性の弾性材料からなる摩擦部を設け、前記軸筒の把持部および前記開口部の近傍を、入力画面を入力ペンや指によって操作し、前記入力画面の操作部分の位置を静電容量方式で検出する入力装置へ入力を行う導電性材料からなる入力体で被覆し、前記軸筒に設けた操作部を操作することにより、前記軸筒の前方に設けた開口部から前記筆記体のペン先または前記入力チップ体の入力チップを出没させ、前記入力チップが前記軸筒の開口部から突出した状態において、前記軸筒の開口部に位置する入力体と、前記入力チップ体の入力チップとが当接することを特徴とした繰出式熱変色性筆記具。