(57)【要約】【課題】本発明の課題は、インキ逆流によるインキ漏れがなく、且つ筆跡が良好で、組立性の良い筆記具用レフィルと、その筆記具用レフィルを配設した筆記具または電子ペンを提供することである。【解決手段】インキ収容筒内に筆記具用インキを充填し、先端に筆記体を配設した筆記具用レフィルにおいて、前記筆記具用インキの後方に、前記インキ収容筒に配設した状態での前記インキ逆流防止栓を透過する空気流量を特定範囲とすることを特徴とする筆記具用レフィルと、その筆記具用レフィルを装着した筆記具または電子ペンである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インキ収容筒内に筆記具用インキを充填し、先端に筆記体を配設した筆記具用レフィルにおいて、前記筆記具用インキの後方に、高分子多孔質体からなるインキ逆流防止栓を前記筆記具用インキと離間して配設するとともに、前記インキ収容筒に配設した状態での前記インキ逆流防止栓を透過する空気流量が、２０℃、１０ｋＰａ加圧において、０．５ｍｌ／ｍｉｎ以上、３００ｍｌ／ｍｉｎ以下であることを特徴する筆記具用レフィル。
【請求項２】
前記高分子多孔質体がエステル系ポリウレタンからなることを特徴とする請求項１に記載の筆記具用レフィル。
【請求項３】
前記高分子多孔質体が、セル膜を有する高分子多孔質体であることを特徴する請求項１または２に記載の筆記具用レフィル。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の筆記具用レフィルを装着した筆記具。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の筆記具用レフィルを装着した電子ペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筆記具用レフィルの後端からのインキ漏れ等がない筆記具用レフィルに関し、さらに詳しくは筆記具用インキの後方に特定の多孔質体からなるインキ逆流防止栓を配設した筆記具用レフィル及びその筆記具用レフィルを装着した筆記具または電子ペンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールペン等の筆記具や電子ペンを上向きにして筆記したり、誤って落下させること等の衝撃により筆記具用インキが逆流し、さらにはインキ漏れによって発生する汚損は問題であり、また特に電子ペンにおいてはインキの逆流漏れは内部の電子装置部品等の故障原因になってしまうという大きな問題があった。
【０００３】
そのため従来から、筆記具用インキの後方にインキの逆流漏れ防止用の栓として、スポンジ等の多孔質体による栓を配設することを特徴とした筆記具が多く提案されている。
【０００４】
こうした筆記具用インキの後方にスポンジ等の多孔質体を配設することを特徴としたインキ逆流防止栓としては以下のような提案がある。実公昭３５−２６９１６号公報「ボールペンの中具」、実公昭３８−８２５１号公報「ボールペンのインキ収容管又はインキ収容室のインキ逆流止め装置」では、インキ逆流防止栓の材質が金属や天然ゴム、合成ゴム等を用いたもの、実公昭４５−６２７０号公報「ボールペンのインク逆流防止装置」ではスポンジ等に潤滑剤を含浸させたもの、特開２００４−１２２６０４号公報「インク逆流防止栓」では繊維束芯を用いたものが開示されている。また、電子ペンにおいてはＷＯ０２／０６４３８０号公報「筆記具」で加圧ボールペンを電子ペンに装着したものが開示されている。
【特許文献１】「実公昭３５−２６９１６号公報」
【特許文献２】「実公昭３８−８２５１号公報」
【特許文献３】「実公昭４５−６２７０号公報」
【特許文献４】「特開２００４−１２２６０４号公報」
【特許文献５】「ＷＯ０２／０６４３８０号公報」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１、２、３のようにインキ逆流防止栓の材質が金属や天然ゴム、合成ゴム等を用いたもの、スポンジに潤滑剤を含浸させたものでは、インキ収容筒内と外界との密閉度が高すぎて、空気交替が妨げられ、インキ追従性が悪くなってしまう結果、筆跡が悪くなり書き味が悪化し、さらには筆記ができなくなるといった新たな問題を抱えている。
【０００６】
さらに、特許文献４のように、インキ逆流防止栓に繊維束を用いる場合には、繊維を束ねるために接着等の加工を行う必要があり、この表面処理部は硬質で弾性に乏しいため、インキ収容筒の内壁と繊維束芯の表面との間に微少な隙間が発生するという問題があった。
【０００７】
また近年、特許文献５のように、特定の点群を印刷した専用紙上に、例えば光学的検出手段として赤外線CCDカメラを内蔵したペンを用いて文字や図形等を書き、前記赤外線CCDカメラにより読み取った紙上の点群映像データを基に、ペンの移動方向及び距離を算出し、筆跡情報をデジタル入力できるような電子ペンによる手書き文字または図形読み取りシステムが開発されている。このシステムでは、文字や図形等の読み取ったデータをパソコンや携帯情報端末に電送して処理することも可能になっている。
【０００８】
その中には、手書き文字や図形をリアルタイムでペンに内蔵したメモリーに記憶させて、読み取った手書き文字や図形のデータをコードを繋がずに電子ペンから直接、パソコンや携帯情報端末に送信することができるものもある。さらに電子ペンに通信器を内蔵させれば簡単にデータを遠方に送信することができる。このような技術については、専用紙に書いた文字や図形等がそのままデジタルデータとなるので、例えば手書きのメモデータをパソコンや携帯電話へ送信可能となるものである。さらに、筆記具用レフィルを装着しているので専用紙上へ筆記した筆跡も残すことができる。
【０００９】
ところが、電子ペンは軸筒内部に電子基板やバッテリー、メモリー等の電子部品等を搭載している。その中でインキの逆流漏れを起こしてしまった電子ペンは、内部の電子装置部品の故障を引き起こし、修理不可能となり、さらにはメモリーに内蔵されたデータも消失するという重大な欠陥となってしまう問題があった。
【００１０】
特許文献５には、筆記具用レフィルと電子部品が接触している電子ペンに装着する筆記具用レフィルとして、インキの逆流漏れが原因による、内部の電子装置部品の故障を防止するために、筆記具用レフィルの後端を完全に密閉した加圧ボールペンを具備することが開示されている。しかし、加圧ボールペンは、チップ先端からのインキ漏れを防止するために、インキ粘度の高い筆記具用インキを充填する必要があり、結果として、書き味を犠牲にしているのが現実である。
【００１１】
本発明の目的は、インキ逆流によるインキ漏れがなく、且つ筆跡が良好な筆記具用レフィル及びその筆記具用レフィルを装着した筆記具または電子ペンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために、特定の高分子多孔質体からなるインキ逆流防止栓を配設した筆記具用レフィルと、その筆記具用レフィルを装着した筆記具または電子ペンとしたこと等を特徴とする。すなわち、本発明は、
「１．インキ収容筒内に筆記具用インキを充填し、先端に筆記体を配設した筆記具用レフィルにおいて、前記筆記具用インキの後方に、高分子多孔質体からなるインキ逆流防止栓を前記筆記具用インキと離間して配設するとともに、前記インキ収容筒に配設した状態での前記インキ逆流防止栓を透過する空気流量が、２０℃、１０ｋＰａ加圧において、０．５ｍｌ／ｍｉｎ以上、３００ｍｌ／ｍｉｎ以下であることを特徴する筆記具用レフィル。
２．前記高分子多孔質体がエステル系ポリウレタンからなることを特徴とする第１項に記載の筆記具用レフィル。
３．前記高分子多孔質体が、セル膜を有する高分子多孔質体であることを特徴する第１項または第２項に記載の筆記具用レフィル。
４．第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の筆記具用レフィルを装着した筆記具。
５．第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の筆記具用レフィルを装着した電子ペン。」
である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、インキ逆流によるインキ漏れがなく、且つ筆跡が良好な筆記具用レフィルと、さらに上記構成とすることで、電子ペン内部の部品等の故障原因を防止した電子ペンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の特徴のひとつは、インキ逆流防止栓として高分子多孔質体を用いるとともに、インキ収容筒に配設した状態での前記インキ逆流防止栓を透過する空気流量を２０℃、１０ｋＰａ加圧において、０．５ｍｌ／ｍｉｎ以上、３００ｍｌ／ｍｉｎ以下にしたことである。
【００１５】
高分子多孔質体は、三次元網目構造で形成されており、筆記具用インキが逆流しても容易に流通しない構造体である。また、インキ逆流防止栓を透過する空気流量は、インキ収容筒に配設した状態で、２０℃、１０ｋＰａ加圧において、０．５ｍｌ／ｍｉｎを下回ると、インキ後端への空気の供給量が少なくなり、空気交替が妨げられることで、筆跡が悪くなり書き味が悪化し、さらには筆記ができなくなるおそれがある。その一方で、前記空気流量が３００ｍｌ／ｍｉｎを上回ると、インキ逆流が発生した場合に、外部へのインキ漏れを防止し難しくなる。従って、インキ逆流防止栓を透過する空気流量は、２０℃、１０ｋＰａ加圧において、０．５ｍｌ／ｍｉｎ以上、３００ｍｌ／ｍｉｎ以下とすることが好ましく、さらに好ましくは、６０ｍｌ／ｍｉｎ以上、２１５．０ｍｌ／ｍｉｎ以下とする方がより好ましい。
【００１６】
本発明のインキ逆流防止栓を配設するにあたっては、高分子多孔質体からなるインキ逆流防止栓を筆記具用インキと離間して配設しなければならない。これは、インキ逆流防止栓が筆記具用インキと接している場合、高分子多孔質体に筆記具用インキが含浸して空気流量が減少し空気交替が妨げられるため、筆記できなくなるといった不具合が発生するおそれがあるからである。従って、具体的なインキ逆流防止栓の配設位置は、筆記具用インキの後方に、筆記具用インキと離間した位置となり、その位置であれば、その大きさや形状等はインキ逆流防止栓としての機能を損なわない限りにおいて、特に限定されない。
【００１７】
また、インキ逆流防止栓を筆記具用インキの後方に圧縮して配設するが、過度な圧力を加えない状態で圧縮配設する。これは、過度な圧力等を加えた状態で圧縮配設すると、必要以上に空気流量が低減されて筆記追従性を損なったり、ひねりやねじりなど、部分的に圧力をかける不均衡な圧縮配設となり、ひねりにより生じてしまったスパイラル溝などの不均衡な圧縮部分による毛細管現象などが生じ、インキ漏れを生じてしまう原因となることがあるためである。具体的には、用いる高分子多孔質体の密度によっても異なるが、圧縮配設した後のインキ逆流防止栓の体積が、配設前のインキ逆流防止栓の体積の１／２０より小さいと体積変化率が大きく、前述した過度な圧力による不具合が発生するおそれがあり、圧縮配設した後のインキ逆流防止栓の体積が、配設前のインキ逆流防止栓の体積の１／２より大きいと、配設後のインキ逆流防止栓が衝撃等によって移動するおそれや、インキ収容筒の内壁とインキ逆流防止栓の表面との間に微少な隙間が形成されるおそれがあるため、圧縮配設した後のインキ逆流防止栓の体積は、配設前のインキ逆流防止栓の体積の１／２０以上、１／２以下とすることが好ましく、さらに好ましくは１／１５以上、１／７以下とする方がより好ましい。
【００１８】
本発明に用いることができる高分子多孔質体からなるインキ逆流防止栓としては、エステル系ポリウレタン、エーテル系ポリウレタン等のポリウレタンフォームが例示できる。エステル系ポリウレタンは、ウレタンフォームの主原料であるポリオールの高分子鎖がエステル結合からなるものであり、エーテル系ポリウレタンは、ウレタンフォームの主原料であるポリオールの高分子鎖がエーテル結合からなるものである。一般にエステル結合とエーテル結合は、結合エネルギーの強さ、分子鎖の柔軟性、分子鎖の分子間相互作用等に違いがあり、両者には強度、硬さ、耐水性、耐油性等が相違する。そのため、筆記具用インキとして油性インキを用いる場合には、耐油性が良好なエステル系ポリウレタンを用いることが好ましい。
【００１９】
また、ポリウレタンフォームには、セル膜を有するものとセル膜を有してないものがあり、セル膜を有するものは、筆記具用インキが逆流してきた際に、セル膜がインキ流路を阻害するよう働くため、インキの逆流漏れを防止するには、セル膜を有する高分子多孔質体を用いることが好ましい。このセル膜とは、三次元網目構造で形成された高分子多孔質体において、網目の一部に薄膜が張られた部分を確認できることがあり、これをセル膜という。本発明に有用なセル膜は、高分子多孔質体製造時の発泡工程において生成させることができるものであり、一般的にミラーと称されることもあるものである。
【００２０】
また、高分子多孔質体には連続気泡を有するものと独立気泡を有するものがあるが、独立気泡を有するものは空気が透過しないため空気交替が妨げられ、筆記できなくなるといった不具合が発生するおそれがある。従って、一定の空気流量が得られる連続気泡を有する高分子多孔質体を用いることが好ましい。
【００２１】
本発明で用いる電子ペンとは、メモリーに手書き文字や図形のデータを記憶させて、読み取ったデータを、携帯情報端末やパソコンに送信することができる電子ペン等、軸筒内部に電子基板やバッテリー、メモリー等の電子部品等を搭載したものが挙げられる。
【００２２】
また、本発明で用いる筆記具用レフィルを電子ペンに装着する場合には、筆記具用インキとして、有機溶剤、着色剤、樹脂、潤滑剤、防錆剤、曳糸性付与剤等を配合した油性インキが好ましい。これは、油性インキを用いた筆記具用レフィルは、中綿や中継芯、液栓等が必須でなく、インキ収容筒を細径にし、省スペース化が可能であるためである。さらに、油性インキの粘度は、２０℃、ずり速度１０ｓｅｃ−１においては、４０００ｍＰａ・ｓ以上、３００００ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。インキの粘度が４０００ｍＰａ・ｓ以下だとインキ逆流防止栓の効果が薄れるおそれがあり、３００００ｍＰａ・ｓ以上だと筆跡が悪くなるおそれがある。
【００２３】
また、本発明で用いる筆記具用レフィルのインキ収容筒は、材質は特に問わないが、金属製のものや樹脂製のものが挙げられ、ポリプロピレン、エチレンビニルアルコール共重合体等のインキ残量を視認できる透明又は半透明の樹脂製のもので形成するとより好ましい。
【００２４】
次に図面を参照しながら、本発明の筆記具用レフィルの実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２５】
実施例１
図１に示す実施例１の筆記具用レフィル１は、金属製のインキ収容筒２内に２０℃、ずり速度１０ｓｅｃ−１において１５０００ｍＰａ・ｓの油性インキ５を充填するとともに、インキ収容筒の先端に、筆記体としてボール４を回転自在に抱持したボールペンチップ３を装着してある。油性インキ５及びボールペンチップ３を装着した後、遠心機（図示せず）にて筆記具用レフィル１内の空気を排出し、油性インキの後方で油性インキの後端と離間した位置にセル膜を有する密度５５ｋｇ／ｍ３の連続気泡型エステル系ポリウレタンからなるインキ逆流防止栓６を配設して本発明の筆記具用レフィルを得ている。
【００２６】
具体的には、インキ収容筒の内径がφ１．８５ｍｍ、インキ逆流防止栓の全長が４ｍｍ、インキ後端からインキ逆流防止栓までの間隙が９ｍｍとしてある。また、インキ逆流防止栓は、長さ、幅、高さが５ｍｍの立方体のエステル系ポリウレタンからなるインキ逆流防止栓を圧縮配設してある。この時のインキ逆流防止栓を透過する空気流量は、２０℃、１０ｋＰａ加圧において、０．６ｍｌ／ｍｉｎであった。また、圧縮配設した後のインキ逆流防止栓の体積は、配設前のインキ逆流防止栓の体積の約１／１２であった。
【００２７】
実施例２〜７
表１に示すように、実施例２〜６は２０℃、１０ｋＰａ加圧において、インキ逆流防止栓を透過する空気流量の異なる複数のインキ逆流防止栓に変更し、実施例７は、さらにセル膜を有していない高分子多孔質体にし、密度の異なるものにした以外は、実施例１と同様に実施例２〜７の筆記具用レフィルを作製し、以下の試験及び評価を行った。評価の結果は表１に示す通りである。
【表１】
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【００２８】
比較例１〜３
表２に示すように、２０℃、１０ｋＰａ加圧において、インキ逆流防止栓を透過する空気流量及び密度の異なるインキ逆流防止栓に変更した以外は、実施例１と同様に比較例１〜３の筆記具用レフィルを作製し、以下の試験及び評価を行った。評価の結果は表２に示す通りである。
【表２】
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【００２９】
インキ逆流試験：筆記具用インキがインキ逆流防止栓に接触するまで予め逆流させた後、チップ上向き倒立状態で６０℃、３日間放置して観察した。
インキ逆流防止栓の後端までインキが含浸していないのもの                ・・・◎
インキ逆流防止栓の後端までインキが含浸しているが、インキ漏れがないもの・・・○
インキ漏れが発生したもの                                              ・・・×  とした。
【００３０】
筆記性能試験：筆記後の筆跡を目視にて観察した。
筆跡が極めて良好なもの        ・・・◎
実用上において気にならないもの・・・○
筆記できないもの              ・・・×  とした。
【００３１】
配設作業性：インキ逆流防止栓を筆記具用レフィル後方に配設時の組み立て作業性を評価した。
組み立て作業性良いもの・・・・○
組み立て作業性悪いもの・・・・×  とした。
【００３２】
尚、２０℃、１０ｋＰａ加圧において、インキ逆流防止栓を透過する空気流量は、インキ逆流試験および筆記性能試験と同様の方法で空のインキ収容筒内に高分子多孔質体を配設したものについて、株式会社コスモ計器製エアリークテスタＬＳ-１８４２により、２０℃の環境下で等価内容積２４０ｍｌ、テスト圧+１０ｋＰａ、検出時間０．３ｓにおいて測定したものである。
【００３３】
実施例１〜７に示したように本発明のインキ逆流防止栓を用いたものでは、インキ漏れが発生するものはなく、インキ逆流防止栓としての効果があった。これは、三次元網目構造の高分子多孔質体を用いるとともに、２０℃、１０ｋＰａ加圧において、インキ逆流防止栓を透過する空気流量を本発明の規定範囲内としたため、インキ漏れが防止できたものと考えられる。また、筆記後、かすれもなく良好な筆跡が得られた。これはインキ後端へ適度な空気量が供給される構成であったため、空気交替がスムーズでインキ追従性が良好であったためと考えられる。
【００３４】
また、セル膜を有する高分子多孔質体を用いたものは、インキ逆流が発生した場合に、セル膜によってインキ流路を阻害し、高分子多孔質体内を筆記具用インキが通過しにくくなり、インキ漏れの防止効果が向上した。尚、実施例１〜６では、密度が同一の高分子多孔質体を使用し、圧縮方法や圧縮力の変化（体積変化率）によって前記空気流量を変化させてある。
【００３５】
また、実施例７は、セル膜を有していない高分子多孔質体を用いたものであり、所望の前記空気流量を得るために高密度の高分子多孔質体を用いている。そのため、柔軟性に乏しく、配設時に筆記具用レフィル後端部に引っかかる等、インキ逆流防止栓の配設の難度が上がるため、配設作業性を考慮すると、セル膜を有する高分子多孔質体を用いることが最も好ましい。
【００３６】
表２に示すように比較例１では、前記空気流量が多過ぎるため、筆記具用レフィル後端からのインキ漏れが発生してしまった。
【００３７】
比較例２は、前記空気流量が少な過ぎ、空気交替がスムーズに行われなかったため、筆記できなかった。
【００３８】
比較例３は、セル膜を有していない低密度の高分子多孔質体を用いたところ、前記空気流量が多過ぎるため筆記具用レフィル後端からのインキ漏れが発生してしまった。
【００３９】
実施例８〜１４
実施例１〜７の筆記具用レフィルを、内部に電子装置等が内蔵された電子ペンに装着し、電子的な読み取り等の作用と筆記の両方が出来る実施例８〜１４の電子ペンを得た。
該電子ペンは、上記の本発明の筆記具用レフィルを装着した構成であるので、上記のようにインキの逆流漏れ等が無く、電子部品を破損させない良好な評価を得られるものであった。
【００４０】
比較例４〜６
比較例１〜３の筆記具用レフィルを、実施例８〜１４に用いた内部に電子装置等が内蔵された電子ペンに装着し、比較例４〜６の電子ペンを得た。該電子ペンは、問題のある筆記具用レフィルを装着した構成であるので、比較例４及び６はインキの逆流漏れ等が発生し、電子部品を汚損させ、比較例５は筆記できないものであった。
【００４１】
本実施例では便宜上、インキ収容筒の後端内部にインキ逆流防止栓を筆記具用インキの後端と離間した位置に配設してあるが、図２の筆記具用レフィル１１に示すようにインキ逆流防止栓１６の後端部をインキ収容筒２の後端より外方に突出した状態に挿着しても良い。さらに、図示はしていないが、インキ収容筒の後端に嵌着する内外を連通する空気孔を有する尾栓にインキ逆流防止栓を配設する等、インキ逆流防止栓の配設方法は、筆記具用インキの後方で、且つ筆記具用インキと離間して配設してあれば特に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
インキ逆流によるインキ漏れがなく、且つ筆跡が良好なキャップ式、ノック式のボールペン等に用いることのできる筆記具用レフィルまたは筆記具として広く利用可能であり、内部に電子装置等が内蔵された電子ペンにおいて、該筆記具用レフィルを装着した構成であれば、電子部品を破損させないなどの点で特に有用に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１の筆記具用レフィルを示す一部省略した外観図である。
【図２】インキ逆流防止栓の後端部をインキ収容筒の後端より外方に突出した状態に挿着した外観図である。
【符号の説明】
【００４４】
１、１１  筆記具用レフィル
２  インキ収容筒
３  ボールペンチップ
４  ボール
５  筆記具用インキ
６、１６  インキ逆流防止栓
Ｌ  ４ｍｍ
Ｍ  ９ｍｍ
Ｎ  φ１．８５ｍｍ
【図１】
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【図２】
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