(57)【要約】【課題】  筆記圧の小さい使用者、例えば、子供や老人などが使用する場合に適した熱変色性筆記具を提供する。【解決手段】先端に筆記部であるボールペンチップを備えた熱変色性インクを有するリフィル１０に、前記ボールペンチップ１４は筆記ボール１６と、該筆記ボール１６を先端に抱持するホルダー１７と、を備え、筆記ボール１６の１００回転あたりのインク流出量が１．５ｍｇ以上、４．５ｍｇ以下であることとした。さらに加圧機構４０を筆記具の後部であるリフィル１０の後端に設けることが好適である。【選択図】  図１
2017200748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に筆記部であるボールペンチップを備えたリフィルと、
該リフィルを収容する軸本体と、
該リフィル内に熱変色性インクを有する筆記具であって、
前記ボールペンチップは筆記ボールと、該筆記ボールを先端に抱持するホルダーと、を備え、
前記ホルダーの先端には前記筆記ボールを抱持するカシメ部が設けられ、該ホルダーの内部空間には、該ホルダーの先端に設けられるとともに前記筆記ボールが挿入されるボールハウス、該ホルダーの後端から先端方向へ該ボールハウスの近傍まで設けられたバック孔、及び該バック孔とボールハウスとを連結するインク誘導孔が形成されており、
前記ボールハウスは軸心とほぼ平行な円筒面と、該円筒面に連続して後方へ向かって縮径する円錐面である底面と、該底面に前記筆記ボールの曲面が転写されたボール受座と、を有しており、
前記インク誘導孔の周囲に等配された複数箇所には、前記ボールハウス側から後方に向かって穿設された放射状の溝であるインク溝が形成されており、
筆記ボール１００回転あたりのインク流出量が１．５ｍｇ以上、４．５ｍｇ以下であることを特徴とする熱変色性筆記具。
【請求項２】
先端に筆記部であるボールペンチップを備えたリフィルと、
該リフィルを収容する軸本体と、
該リフィルを後方へ付勢するコイルスプリングと、
該軸本体の後部に設けられるとともに、該リフィルの後方に配置され、該リフィルと連動するノック部と、
該リフィル内に熱変色性インクを有し、
該ノック部を前方に押圧してリフィルを前記軸本体の先端から突出させることによって筆記位置となる筆記具であって、
前記ボールペンチップは筆記ボールと、該筆記ボールを先端に抱持するホルダーと、を備え、
前記ホルダーの先端には前記筆記ボールを抱持するカシメ部が設けられ、該ホルダーの内部空間には、該ホルダーの先端に設けられるとともに前記筆記ボールが挿入されるボールハウス、該ホルダーの後端から先端方向へ該ボールハウスの近傍まで設けられたバック孔、及び該バック孔とボールハウスとを連結するインク誘導孔が形成されており、
前記ボールハウスは軸心とほぼ平行な円筒面と、該円筒面に連続して後方へ向かって縮径する円錐面である底面と、該底面に前記筆記ボールの曲面が転写されたボール受座と、を有しており、
前記インク誘導孔の周囲に等配された複数箇所には、前記ボールハウス側から後方に向かって穿設された放射状の溝であるインク溝が形成されており、
前記バック孔内には、前記筆記ボールを先端方向に付勢する弾発部材が挿入されており、該弾発部材の先端部分は、先端方向に直線状に伸び前記インク誘導孔を通って前記筆記ボールの後端に当接、又は受け部材を介して、これを付勢する付勢部として形成されており、
筆記ボール１００回転あたりのインク流出量が１．５ｍｇ以上、４．５ｍｇ以下であることを特徴とする熱変色性筆記具。
【請求項３】
筆記具後部に加圧機構を備えたことを特徴とする請求項２記載の熱変色性筆記具。
【請求項４】
弾発部材のボール押し荷重は、軸重より低いことを特徴とする請求項２又は３記載の熱変色性筆記具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱変色性インクを収容する熱変色性筆記具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特許文献１に開示された熱変色性筆記具においては、摩擦熱で描線を無色にすることのできるため、書き間違えを容易に書き直すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４０５０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された熱変色性筆記具においては、子供や老人などの力の弱い使用者では一般的に軽い筆記圧で筆記することからインクの流出が十分ではなく満足のいく書き味を得ることが難しい。
【０００５】
そこで、子供や老人などの筆記圧の弱い使用者でも十分なインク流出を得ることができる熱変色性筆記具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、以下の発明を完成するに至った。
【０００７】
先端に筆記部であるボールペンチップを備えたリフィルと、該リフィルを収容する軸本体と、該リフィル内に熱変色性インクを有する筆記具であって、前記ボールペンチップは筆記ボールと、該筆記ボールを先端に抱持するホルダーと、を備え、前記ホルダーの先端には前記筆記ボールを抱持するカシメ部が設けられ、該ホルダーの内部空間には、該ホルダーの先端に設けられるとともに前記筆記ボールが挿入されるボールハウス、該ホルダーの後端から先端方向へ該ボールハウスの近傍まで設けられたバック孔、及び該バック孔とボールハウスとを連結するインク誘導孔が形成されており、前記ボールハウスは軸心とほぼ平行な円筒面と、該円筒面に連続して後方へ向かって縮径する円錐面である底面と、該底面に前記筆記ボールの曲面が転写されたボール受座と、を有しており、前記インク誘導孔の周囲に等配された複数箇所には、前記ボールハウス側から後方に向かって穿設された放射状の溝であるインク溝が形成されており、筆記ボール１００回転あたりのインク流出量が１．５ｍｇ以上、４．５ｍｇ以下であることを特徴とする。筆記ボールの１００回転あたりのインク流出量が１．５ｍｇ未満である場合、子供や老人などの筆記圧の弱い使用者では十分な濃さの筆跡を得ることができない。また、４．５ｍｇより多くした場合、紙面等に書いた後の筆跡の乾きが遅く手が汚れてしまうことと、消去の際にインクが消えにくくなるため熱変色性筆記具として不適である。
【０００８】
また、先端に筆記部であるボールペンチップを備えたリフィルと、該リフィルを収容する軸本体と、該リフィルを後方へ付勢するコイルスプリングと、該軸本体の後部に設けられるとともに、該リフィルの後方に配置され、該リフィルと連動するノック部と、該リフィル内に熱変色性インクを有し、該ノック部を前方に押圧してリフィルを前記軸本体の先端から突出させることによって筆記位置となる筆記具であって、前記ボールペンチップは筆記ボールと、該筆記ボールを先端に抱持するホルダーと、を備え、前記ホルダーの先端には前記筆記ボールを抱持するカシメ部が設けられ、該ホルダーの内部空間には、該ホルダーの先端に設けられるとともに前記筆記ボールが挿入されるボールハウス、該ホルダーの後端から先端方向へ該ボールハウスの近傍まで設けられたバック孔、及び該バック孔とボールハウスとを連結するインク誘導孔が形成されており、前記ボールハウスは軸心とほぼ平行な円筒面と、該円筒面に連続して後方へ向かって縮径する円錐面である底面と、該底面に前記筆記ボールの曲面が転写されたボール受座と、を有しており、前記インク誘導孔の周囲に等配された複数箇所には、前記ボールハウス側から後方に向かって穿設された放射状の溝であるインク溝が形成されており、前記バック孔内には、前記筆記ボールを先端方向に付勢する弾発部材が挿入されており、該弾発部材の先端部分は、先端方向に直線状に伸び前記インク誘導孔を通って前記筆記ボールの後端に当接、又は受け部材を介して、これを付勢する付勢部として形成されており、筆記ボール１００回転あたりのインク流出量が１．５ｍｇ以上、４．５ｍｇ以下であることを特徴とする。筆記ボール１００回転あたりのインク流出量が１．５ｍｇ未満である場合、軽い力で筆記した際にインクが薄くなってしまい力の弱い使用者では十分な濃さの筆跡を得ることができない。また、４．５ｍｇより多くした場合、紙面等に書いた後の筆跡の乾きが遅く手が汚れてしまうことと、消去の際にインクが消えにくくなるため熱変色性筆記具として不適である。上記の構成とすることで手軽なノック式筆記具を提供することができる。
【０００９】
また、筆記具後部に加圧機構を備えたことを特徴とする。加圧機構を備えることで、リフィル内のインクが少なくなった際でも、筆記時において、リフィルの後部からの圧力がインクに掛かるため、リフィル内のインクが無くなるまで快適な筆記を得ることができる。
【００１０】
また、弾発部材のボール押し荷重は、軸重より低いことを特徴とする。ボール押し荷重が、軸重より低いことで子供や老人などの力の弱い使用者でも快適な筆記を得ることができる。
【００１１】
なお、ボールペンチップは、前記筆記ボールの直径をＡ（ｍｍ）、前記インク誘導孔のボールハウス側の開口部の半径をＢ（ｍｍ）、前記ボール受け座の半径をＣ（ｍｍ）、前記インク誘導孔の中心から前記インク溝の最深部までの距離をＤ（ｍｍ）、前記インク溝の幅をＥ（ｍｍ）としたときに、（１）０．９≦Ａ≦１．５、（２）０．９５≦（２×Ｄ）／Ａ、（３）０．５０≦（２×Ｃ）／Ａ≦０．６０、（４）０．６０≦Ｅ／（２×Ｂ）≦０．８０、（５）Ｆ／Ａ≦０．５０の（１）〜（５）のいずれかを満たすことが好適、更に（１）〜（５）全てを満たすことがより好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、子供や老人などの力の弱い使用者でも十分なインク流出を得ることができる熱変色性筆記具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る熱変色筆記具のリフィルの全体図である。
【図２】本発明に係る弾発部材を取り除いたボールペンチップの要部断面図である。
【図３】図２のボールを取り除いた状態における図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】本発明に係るボールハウスの底面部（１）、インク誘導孔のボールハウス側の開口部（２）、インク溝のボールハウス側の開口部（３）、及びボール受け座（４）を示す概念図。
【図５】図１のリフィルを軸筒に収容した形態における未筆記時の状態を示す部分断面説明図である。
【図６】図１のリフィルを軸筒に収容した形態における筆記時の状態を示す部分断面説明図である。
【図７】本発明に係る流動体塗布具の実施形態における加圧機構を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る熱変色性インクが収容された筆記具のリフィルの全体図であり、図１（ａ）は本発明に係る，熱変色筆記具の実施形態におけるリフィルを示す部分断面説明図であり、図１（ｂ）はペン先の部分拡大断面図である。図１に示すように、リフィル１０は、熱変色性インク１１が充填される透明のインク収容管１２と、このインク収容管１２の先端部に連通して装着され、筆記時に軸本体１の開口した前部から突出する筆記部であるボールペンチップ１４とから構成される。
【００１６】
熱変色性インク１１は、常温（例えば２５℃）で所定の色彩（第１色）を維持し、所定温度（例えば６０℃）まで昇温させると別の色彩（第２色）へと変化し、その後、所定温度（例えば−５℃）まで冷却させると、再び元の色彩（第１色）へと復帰する性質を有するインクを言う。熱変色性インクを用いたノック式筆記具１では上記第２色を無色とし、第１色（例えば赤）で筆記した描線を昇温させて無色とすることを、ここでは「消去する」ということとする。したがって、描線が筆記された筆記面等に対して摩擦体によって擦過して摩擦熱を生じさせ、それによって描線を無色に変化、すなわち消去させる。なお、当然のことながら上記第２色は、無色以外の有色でもよい。
【００１７】
熱変色性色材となる熱変色性マイクロカプセル顔料としては、摩擦熱等の熱により変色するもの、例えば、有色から無色、有色から有色、無色から有色などとなる機能を有するものであれば、特に限定されず、種々のものを用いることができ、少なくともロイコ色素、顕色剤、変色温度調整剤を含む熱変色性組成物を、マイクロカプセル化したものが挙げられる。
【００１８】
用いることができるロイコ色素としては、電子供与性染料で、発色剤としての機能するものであれば、特に限定されものではない。具体的には、発色特性に優れるインクを得る点から、トリフェニルメタン系、スピロピラン系、フルオラン系、ジフェニルメタン系、ローダミンラクタム系、インドリルフタリド系、ロイコオーラミン系等従来公知のものが、単独（１種）で又は２種以上を混合して（以下、単に「少なくとも１種」という。）用いることができる。具体的には、６−（ジメチルアミノ）−３，３−ビス[４−（ジメチルアミノ）フェニル]−１（３Ｈ）−イソベンゾフラノン、３，３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−６−ジメチルアミノフタリド、３−（４−ジエチルアミノフェニル）−３−（１−エチル−２−メチルインドール−３−イル）フタリド、３−（４−ジエチルアミノ−２−エトキシフェニル）−３−（１−エチル−２−メチルインドール−３−イル）−４−アザフタリド、１，３−ジメチル−６−ジエチルアミノフルオラン、２−クロロ−３−メチル−６−ジメチルアミノフルオラン、３−ジブチルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン、３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン、３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−キシリジノフルオラン、２−（２−クロロアニリノ）−６−ジブチルアミノフルオラン、３，６−ジメトキシフルオラン、３，６−ジ−ｎ−ブトキシフルオラン、１，２−ベンツ−６−ジエチルアミノフルオラン、１，２−ベンツ−６−ジブチルアミノフルオラン、１，２−ベンツ−６−エチルイソアミルアミノフルオラン、２−メチル−６−（Ｎ−ｐ−トリル−Ｎ−エチルアミノ）フルオラン、２−（Ｎ−フェニル−Ｎ-−メチルアミノ）−６−（Ｎ−ｐ−トリル−Ｎ−エチルアミノ）フルオラン、２−（３’−トリフルオロメチルアニリノ）−６−ジエチルアミノフルオラン、３−クロロ−６−シクロヘキシルアミノフルオラン、２−メチル−６−シクロヘキシルアミノフルオラン、３−ジ（ｎ−ブチル）アミノ−６−メトキシ−７−アニリノフルオラン、３，６−ビス（ジフェニルアミノ）フルオラン、メチル−３’，６’−ビスジフェニルアミノフルオラン、クロロ−３’，６’−ビスジフェニルアミノフルオラン、３−メトキシ−４−ドデコキシスチリノキノリン、などが挙げられる。これらのロイコ染料は、ラクトン骨格、ピリジン骨格、キナゾリン骨格、ビスキナゾリン骨格等を有するものであり、これらの骨格（環）が開環することで発色を発現するものである。
【００１９】
用いることができる顕色剤は、上記ロイコ色素を発色させる能力を有する成分となるものであり、例えば、フェノール樹脂系化合物、サリチル酸系金属塩化物、サリチル酸樹脂系金属塩化合物、固体酸系化合物等が挙げられる。具体的には、ｏ−クレゾール、ターシャリーブチルカテコール、ノニルフェノール、ｎ−オクチルフェノール、ｎ−ドデシルフェノール、ｎ−ステアリルフェノール、ｐ−クロロフェノール、ｐ−ブロモフェノール、ｏ−フェニルフェノール、ヘキサフルオロビスフェノール、ｐ−ヒドロキシ安息香酸ｎ−ブチル、ｐ−ヒドロキシ安息香酸ｎ−オクチル、レゾルシン、没食子酸ドデシル、２，２−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）プロパン、４，４−ジヒドロキシジフェニルスルホン、１，１−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４’−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、１−フェニル−１，１−ビス（ ４’−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）−３−メチルブタン、１，１−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）−２−メチルプロパン、１，１−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）ｎ−ヘキサン、１，１−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）ｎ−ヘプタン、１，１−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）ｎ−オクタン、１，１−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）ｎ−ノナン、１，１−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）ｎ−デカン、１，１−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）ｎ−ドデカン、２，２−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）エチルプロピオネート、２，２−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）−４−メチルペンタン、２，２−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）ｎ−ヘプタン、２，２−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）ｎ−ノナンなどの少なくとも１種が挙げられる。用いる顕色剤の使用量は、所望される色彩濃度に応じて任意に選択すればよく、特に限定されるものではないが、通常、上述したロイコ色素１質量部に対して、０．１〜１００質量部程度の範囲内で選択するのが好適である。
【００２０】
用いることができる変色温度調整剤は、上記ロイコ色素と顕色剤の呈色において変色温度をコントロールする物質である。用いることができる変色温度調整剤は、従来公知のものが使用可能である。具体的には、アルコール類、エステル類、ケトン類、エーテル類、酸アミド類、アゾメチン類、脂肪酸類、炭化水素類などが挙げられる。より具体的には、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタンジカプリレート（Ｃ７Ｈ１５）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタンジラウレート（Ｃ１１Ｈ２３）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタンジミリステート（Ｃ１３Ｈ２７）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルエタンジミリステート（Ｃ１３Ｈ２７）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタンジパルミテート（Ｃ１５Ｈ３０）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタンジベヘネート（Ｃ２１Ｈ４３）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルエチルヘキシリデンジミリステート（Ｃ１３Ｈ２７）等の少なくとも１種が挙げられる。この変色温度調整剤の使用量は、所望されるヒステリシス幅及び発色時の色彩濃度等に応じて適宜選択すればよく、特に限定されるものではないが、通常、ロイコ色素１質量部に対して、１〜１００質量部程度の範囲内で使用するのが好ましい。
【００２１】
熱変色性マイクロカプセル顔料は、少なくとも上記ロイコ色素、顕色剤、変色温度調整剤を含む熱変色性組成物を、平均粒子径が０．２〜３μｍとなるように、マイクロカプセル化することにより製造することができる。マイクロカプセル化法としては、例えば、界面重合法、界面重縮合法、ｉｎｓｉｔｕ重合法、液中硬化被覆法、水溶液からの相分離法、有機溶媒からの相分離法、融解分散冷却法、気中懸濁被覆法、スプレードライニング法などを挙げることができ、用途に応じて適宜選択することができる。例えば、水溶液からの相分離法では、ロイコ色素、顕色剤、変色温度調整剤を加熱溶融後、乳化剤溶液に投入し、加熱攪拌して油滴状に分散させ、次いで、カプセル膜剤として、樹脂原料などを使用、例えば、アミノ樹脂溶液、イソシアネート系樹脂溶液などを徐々に投入し、引き続き反応させて調製後、この分散液を濾過することにより目的の熱変色性のマイクロカプセル顔料を製造することができる。これらのロイコ色素、顕色剤、変色温度調整剤の含有量は、用いるロイコ色素、顕色剤、変色温度調整剤の種類、マイクロカプセル化法などにより変動するが、当該色素１に対して、質量比で顕色剤０．１〜１００、変色温度調整剤１〜１００である。また、カプセル膜剤は、カプセル内容物に対して、質量比で０．１〜１である。
【００２２】
熱変色性マイクロカプセル顔料は、上記ロイコ色素、顕色剤及び変色温度調整剤の種類、量などを好適に組み合わせることにより、各色の発色温度（例えば、０℃以上で発色）、消色温度（例えば、５０℃以上で消色）を好適な温度に設定することができ、摩擦熱等の熱により有色から無色となることが好ましい。熱変色性マイクロカプセル顔料では、描線濃度、保存安定性、筆記性の更なる向上の点から、壁膜がウレタン樹脂、ウレア／ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、あるいはアミノ樹脂で形成されることが好ましい。ウレタン樹脂としては、例えば、イソシアネートとポリオールとの化合物が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂とアミンの化合物が挙げられる。アミノ樹脂としては、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などが挙げられる。マイクロカプセル色材の壁膜の厚さは、必要とする壁膜の強度や描線濃度に応じて適宜決められる。熱変色性マイクロカプセル顔料の平均粒子径は、着色性、発色性、易消色性、安定性、インク中での流動性の点、並びに、筆記性への悪影響を抑制、後述する光変色性マイクロカプセル顔料との相用性などの点から、好ましくは、０．２〜５μｍ、さらに好ましくは、０．３〜３μｍである。なお、ここで規定する「平均粒子径」は、粒度分析計〔マイクロトラックＨＲＡ９３２０−Ｘ１００（日機装社製）〕にて、平均粒子径（５０％径）を測定（屈折率１．８）した値である。この平均粒子径が０．２μｍ未満であると、十分な描線濃度が得られず、一方、５μｍを越えると、筆記性の劣化、熱変色性マイクロカプセル顔料の分散安定性の低下、振動によるインクバックが発生しやすくなり好ましくない。さらには９０％径が８μｍ以下、好ましくは６μｍ以下である。径が大きい粒子が一定割合以上存在すると、上述した影響がより顕著になる傾向がみられる。なお、上述した平均粒子径の範囲（０．２〜５μｍ）となるマイクロカプセル顔料は、マイクロカプセル化法により変動するが、水溶液からの相分離法などでは、マイクロカプセル顔料を製造する際の攪拌条件を好適に組み合わせることにより調製することができる。熱変色性マイクロカプセル顔料の比重は、０．９〜１．３、好ましくは１．０〜１．２の範囲である。比重がこの範囲外であると、マイクロカプセル顔料の分散安定性が低下しやすい。また、比重が１．３を超えるマイクロカプセル顔料は、振動によってインクバックが発生しやすい。
【００２３】
筆記具用水性インク組成物において、上記熱変色性マイクロカプセル顔料の他、残部として溶媒である水（水道水、精製水、蒸留水、イオン交換水、純水等）の他、各筆記具用（ボールペン用、マーキングペン用等）の用途に応じて、その効果を損なわない範囲で、水溶性有機溶剤、増粘剤、潤滑剤、防錆剤、防腐剤もしくは防菌剤などを適宜含有することができる。用いることができる水溶性有機溶剤としては、例えば、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、３−ブチレングリコール、チオジエチレングリコール、グリセリン等のグリコール類や、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、単独或いは混合して使用することができる。これらのうち、インクバックによる筆記部でのインク固化を抑制する目的として、グリセリンを用いることが好ましく、その添加量はインク全量に対して１〜１０質量％であることが好ましい。グリセリンによる作用のメカニズムは不明だが、乾燥状態における顔料及びインク成分との凝集力を低下させる効果があるものと推察される。用いることができる増粘剤としては、例えば、合成高分子、セルロースおよび多糖類からなる群から選ばれた少なくとも一種が好ましい。具体的には、アラビアガム、トラガカントガム、グアーガム、ローカストビーンガム、アルギン酸、カラギーナン、ゼラチン、キサンタンガム、ウェランガム、サクシノグリカン、ダイユータンガム、デキストラン、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプングリコール酸及びその塩、アルギン酸プロピレングリコールエステル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸及びその塩、カルボキシビニルポリマー、ポリエチレシオキサイド、酢酸ビニルとポリビニルピロリドンの共重合体、架橋型アクリル酸重合体及びその塩、非架橋型アクリル酸重合体及びその塩、スチレンアクリル酸共重合体及びその塩などが挙げられる。これらのうち、多糖類を使用することが好ましい。多糖類はそのレオロジー特性から、振動による流動性への影響を受けにくい傾向があり、インクバックに起因する筆記不良等の不具合が生じにくい。特にキサンタンガムは、筆記具インクに要求されるその他の特性とのバランスに優れており好ましい。
【００２４】
潤滑剤としては、顔料の表面処理剤にも用いられる多価アルコールの脂肪酸エステル、糖の高級脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン高級脂肪酸エステル、アルキル燐酸エステル、高級脂肪酸アミドのアルキルスルホン酸塩、アルキルアリルスルホン酸塩、ポリアルキレングリコールの誘導体やフッ素系界面活性剤、ポリエーテル変性シリコーンなどが挙げられる。また、防錆剤としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ジシクロへキシルアンモニウムナイトライト、サポニン類などが挙げられる。防腐剤もしくは防菌剤としては、フェノール、ナトリウムオマジン、安息香酸ナトリウム、ベンズイミダゾール系化合物などが挙げられる。
【００２５】
この筆記具用水性インク組成物を製造するには、従来から知られている方法が採用可能であり、例えば、上記熱変色性、光変色性マイクロカプセル顔料の他、上記水性における各成分を所定量配合し、ホモミキサー、もしくはディスパー等の攪拌機により攪拌混合することによって得られる。さらに必要に応じて、ろ過や遠心分離によってインク組成物中の粗大粒子を除去してもよい。筆記具用水性インク組成物の粘度値は、２５℃、剪断速度３．８３／ｓにおいて、５００〜２０００ｍＰａ・ｓ、剪断速度３８３／ｓにおいて２０〜１００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。上記粘度範囲に設定することによって、筆記性と経時安定性に優れたインクとすることができる。さらに、Ｓ＝αＤn（但し、１＞ｎ＞０）（Ｓは剪断応力（ｄｙｎ／ｃｍ2）、Ｄは剪断速度（ｓ-1）、αは非ニュートン粘性係数）で示される粘性式で求められる非ニュートン粘性指数ｎが、０．２〜０．６であることが好ましい。上記粘度範囲に加えて非ニュートン粘性指数ｎを上記範囲とすることで、振動に対するインクの流動性を適切に設定することが可能となり、インクバックの発生を防止することが可能となる。筆記具用水性インク組成物の表面張力は、２５〜４５ｍＮ／ｍ、さらには３０〜４０ｍＮ／ｍであることが好ましい。この範囲内であれば、ペン先内部とインクの濡れ性のバランスが適切となり、インクバックの発生を防止することが可能となる。
【００２６】
インク収容管１２は、合成樹脂等の所定の材料を使用して細長い中空の断面略凸字形に成形され、その内径が１．５〜１０ｍｍのものが用いられ、また、光線透過率が３０％〜１００％に設定されている。この先細りのインク収容管１２は、材質、構造（単層又は多層）等が特に限定されるものではないが、熱変色性インク１１の残量確認等に優れる観点から、ＡＳＴＭ  Ｄ７９２による光線透過率３０％以上が好ましい。
【００２７】
上記インク収容管（リフィル）１２の材質としては、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ７９２による光線透過率３０％以上となるポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、環状ポリオレフィン、ポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ナイロン樹脂（ポリアミド）、ポリエチレンイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、脂肪族ポリケトン、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、シリコーンエラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。熱変色性インクが修正液の場合は、耐溶剤性、視認性、経済性の観点から、単層又は複合層となるナイロン樹脂（ポリアミド）、ＥＶＯＨ等が望ましい。
【００２８】
インク収容管１２は、その後部に上述の構成となるインク追従体１３が充填され、末端部が開口して開放される。インク追従体１３は、熱変色性インク１１の後方に位置して追従し、熱変色性インク１１の溶剤揮発を抑制防止するよう機能する。
【００２９】
インク追従体１３を構成する材料としては、少なくとも、不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤と、増粘剤とにより構成することができる。インク追従体１３に使用する不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤は、インク追従体１３の基油として用いるものであり、例えば、流動パラフィンが用いられる。流動パラフィンには、鉱物油、化学合成油が用いられ、化学合成油としては、ポリブテン、ポリα−オレフィン、エチレンα−オレフィンオリゴマーなどを用いることができる。用いることができる具体的な鉱物油としては、例えば、市販品のダイアナプロセスオイルＮＳ−１００、ＰＷ−３２、ＰＷ−９０、ＮＲ−６８、ＡＨ−５８（出光興産社製）などが挙げられる。用いることができる具体的なポリブテンとしては、例えば、市販品のニッサンポリブテン２００Ｎ、ポリブテン３０Ｎ、ポリブテン１０Ｎ、ポリブテン５Ｎ、ポリブテン３Ｎ、ポリブテン０１５Ｎ、ポリブテン０６Ｎ、ポリブテン０Ｎ（以上、日本油脂社製）、ポリブテンＨＶ−１５（日本石油化学社製）、３５Ｒ（出光興産社製）などが挙げられる。用いることができる具体的なポリα−オレフィンとしては、例えば、市販品のバーレルプロセス油Ｐ−２６、Ｐ−４６，Ｐ−５６、Ｐ−１５０，Ｐ−３５０，Ｐ−１５００、Ｐ−２２００、（Ｐ−１００００、Ｐ−３７５００）（松村石油社製）などが挙げられる。用いることができる具体的なエチレンα−オレフィンオリゴマーとしては、例えば、市販品のルーカント  ＨＣ−１０、ＨＣ−２０、ＨＣ−１００、ＨＣ−１５０、（ＨＣ−６００、ＨＣ−２０００）（以上、三井化学社製）などが挙げられる。これらの不揮発性若しくは難揮発性有機溶剤は、１種または２種以上を合わせて使用することができる。インク追従体１３に使用する増粘剤としては、例えば、リン酸エステルのカルシウム塩、微粒子シリカ、ポリスチレン−ポリエチレン／ブチレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマー、ポリスチレン−ポリエチレン／プロピレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマー、水添スチレン−ブタジエンラバー、スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶のブロックコポリマー、オレフィン結晶−エチレンブチレン−オレフィン結晶のブロックコポリマー及びアセトアルコキシアルミニウムジアルキレートなどが挙げられ、これらは１種もしくは２種以上用いることができる。用いることができるリン酸エステルのカルシウム塩の好ましい市販品としては、ＣｒｏｄａｘＤＰ−３０１ＬＡ（クローダジャパン社製）等が挙げられる。用いることができる微粒子シリカは、親水性微粒子シリカと疎水性微粒子シリカがあり、親水性シリカの好ましい市販品としては、ＡＥＲＯＳＩＬ−３００、ＡＥＲＯＳＩＬ−３８０（日本アエロジル社製）等が挙げられ、また、疎水性シリカの好ましい市販品としては、ＡＥＲＯＳＩＬ−９７４Ｄ、ＡＥＲＯＳＩＬ−９７２（日本アエロジル社製）等が挙げられる。また、ポリスチレン−ポリエチレン／ブチレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマーの好ましい市販品としては、クレイトンＧＦＧ−１９０１Ｘ、クレイトンＧＧ−１６５０（以上、シェルジャパン社製）、セプトン８００７、セプトン８００４（以上、クラレ社製）などが挙げられる。さらに、��リスチレン−ポリエチレン／プロピレンゴム−ポリスチレンのブロックコポリマーの好ましい市販品としては、クレイトンＧＧ−１７３０（シェルジャパン社製）、セプトン２００６、セプトン２０６３（以上、クラレ社製）などが挙げられる。水添スチレン−ブタジエンラバーの好ましい市販品としては、ＤＹＮＡＲＯＮ１３２０Ｐ、ＤＹＮＡＲＯＮ１３２１Ｐ（以上、ＪＳＲ社製）、タフテックＨｌ０４１、タフテックＨｌ１４１（以上、旭化成工業社製）などが挙げられる。スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶のブロックコポリマーの好ましい市販品としては、ＤＹＮＡＲＯＮ４６００Ｐ（ＪＳＲ社製）等が挙げられ、オレフィン結晶−エチレンブチレン−オレフィン結晶のブロックコポリマーの好ましい市販品としては、ＤＹＮＡＲＯＮ６２００Ｐ、ＤＹＮＡＲＯＮ６２０１Ｂ（ＪＳＲ社製）等が挙げられる。アセトアルコキシアルミニウムジアルキレートの好ましい市販品としては、プレンアクトＡＬ−Ｍ（味の素ファインテクノ社製）などが挙げられる。これらの増粘剤の中で、本発明の効果をさらに発揮させる点から、スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶のブロックコポリマー、オレフィン結晶−エチレンブチレン−オレフィン結晶のブロックコポリマーなどの熱可塑性オレフィン系エラストマーの使用が好ましい。
【００３０】
本発明では、さらに、インクバックの発生を防止するインク追従体１３を得る点から、周波数領域１〜６３ｒａｄ／ｓで指数関数的に増加させながら周波数毎に測定したｔａｎδ値の平均値が１．０以上とすることが好ましく、１．７〜３．４とすることがさらに好ましい。ここで、ｔａｎδは、損失弾性率／貯蔵弾性率を意味する値であり、従来では、周波数領域「１〜６３ｒａｄ／ｓ」で指数関数的に増加させながら周波数毎に測定したｔａｎδ値の平均値が１．０以下のものが好ましいことが知られていた。本発明では、上記１〜６３ｒａｄ／ｓで各周波数毎に測定したｔａｎδ値の平均値が１．０以上とすることにより、振動を吸収してインクバックの発生を防止することが可能となる。なお、インク追従体１３は、インク収容管１２の内径が大きい場合には、上述の材料の中にポリプロピレン等からなる樹脂製のフロートが適宜充填することもできる。
【００３１】
ボールペンチップ１４は、インク収容管１２の細長い先端部に嵌着される先細りの先端カバー１５を備え、この先端カバー１５には、回転可能な筆記ボール１６を出没可能に嵌合支持するホルダー１７が内蔵される。このインク収容管１２に連通したホルダー１７の筆記ボール１６には、弾発部材であるＳＵＳ製の押し棒１６ａが付勢スプリング１６ｂにより後方から圧接され、この押し棒１６ａの圧接作用により、筆記ボール１６がホルダー１７の開口した先端部を未筆記時に閉塞するよう機能する。なお、押し棒１６ａと付勢スプリング１６ｂを一体にして、付勢スプリング１６ｂが筆記ボール１６に直接当接する構造としてもよい。弾発部材の筆記ボール１６への押し荷重は、後述する熱変色性筆記具の軸重より低く設定することで、老人や子供等の筆記圧の低い使用者でも、快適に筆記することができる。
【００３２】
ボールペンチップ１４について、さらに詳細に説明する。図２は、ボールペンチップ１４の要部断面図、図３は、筆記ボール１６を取り除いた状態における図２のＩ−Ｉ線断面図、図４は、底面１８０、インク誘導孔１５０、インク溝１６０及びボール受座１９０の概念図である。
【００３３】
筆記ボール１６は、筆記面にインクを塗布するためのものである。
この筆記ボール１６は、超硬合金、ステンレス、焼入鋼、又はセラミックなどを用いて形成されている。
【００３４】
図２に示すホルダー１７は、筆記ボール１６を保持するためのものである。ホルダー１７は、ステンレス製の線材を用いて形成されている。また、このホルダー１７は、筆記ボール１６を収納するためのボールハウス１４０と、ボールハウス１４０に収納された筆記ボール１６にインクを供給するためのインク誘導孔１５０と、ボールハウス１４０に収納された筆記ボール１６にインクが十分に供給されるようにするための３本のインク溝１６０と、ボールハウス１４０に収納した筆記ボール１６が外部に飛び出さないようにするためのカシメ部１００とを有している。なお、ホルダー１７は、ステンレス製の線材を用いて形成される場合に限られず、例えば、ステンレス製のパイプ材を用いて形成することもできる。
【００３５】
ボールハウス１４０は、ホルダー１７の一方側の端部近辺に設けられている。また、このボールハウス１４０は、筆記ボール１６の直径よりも０．０２ｍｍ〜０．１０ｍｍ大きい円筒状の側面部１７０と、そのインク誘導孔１５０側に位置し、インク誘導孔１５０側へ向けて内径を次第に小さくする円錐状の底面１８０とを有している。そして、このボールハウス１４０は、線材の一方側から他方側へ向けて、線材の軸心に回転軸を一致させたドリルで切削することによって形成されている。
【００３６】
底面１８０は、インク誘導孔１５０の開口部の周囲に、筆記ボール１６のインク誘導孔１５０側が当接するボール受座１９０を有している。また、前記ボール受座１９０は、その表面を、筆記ボール１６の曲率とほぼ同一の曲率を有する凹球面状に形成されている。そして、このボール受座１９０は、ボールハウス１４０に筆記ボール１６を収納した後に、ハンマーで筆記ボール１６をボールハウス１４０側へ向けて押圧することによって形成されている。
【００３７】
インク誘導孔１５０は、ホルダー１７の反ボールハウス１４０側の端部からボールハウス１４０まで貫通している。また、このインク誘導孔１５０は、反ボールハウス１４０側からボールハウス１４０側へ向けて、内径を順次小さくする階段状に形成されている。そして、このインク誘導孔１５０は、線材の反ボールハウス１４０側の端部からボールハウス１４０側へ向けて、線材の軸心に回転軸を一致させたドリルで切削することによって形成されている。
【００３８】
インク溝１６０は、インク誘導孔１５０の最小径部分の内周面に、インク誘導孔１５０の中心からみて放射状に設けられている。また、このインク誘導孔１５０は、インク誘導孔１５０の最小径部分の内周面に、そのボールハウス１４０側から反ボールハウス１４０側まで貫通するように設けられている。そして、このインク誘導孔１５０は、線材のボールハウス１４０側から反ボールハウス１４０側へ向けて、ブローチ加工を施すことによって形成されている。なお、インク溝１６０は、ボールハウス１４０側から反ボールハウス１４０側まで貫通せず、インク誘導孔１５０の途中で係止してもよい。
【００３９】
カシメ部１００は、ホルダー１７のボールハウス１４０側の端部に設けられている。また、このカシメ部１００は、その最小径部分の内径を、筆記ボール１６の直径よりも小さく形成されている。そして、このカシメ部１００は、ボールハウス１４０に筆記ボール１６を収納した後に、線材のボールハウス１４０側の端部に圧延加工を施すことによって形成されている。
【００４０】
なお、図４（１）中の黒塗り部分は、ボールハウス１４０の底面１８０を、図４（２）中の黒塗り部分は、インク誘導孔１５０のボールハウス１４０側の開口部を、図４（３）中の黒塗り部分は、インク溝１６０のボールハウス１４０側の開口部を、図４（４）中の黒塗り部分は、ボール受座１９０を、それぞれ概念的に示したものである。また、インク溝１６０の本数は、３本が好適であるが、３本に限定されるものではなく、例えば、２本や４本とすることもできる。
【００４１】
ボールペンチップ１４は、筆記ボール１６の直径をＡ、インク誘導孔１５０のボールハウス１４０側の開口部の半径をＢ、ボール受座１９０の半径をＣ、インク誘導孔１５０の中心から前記インク溝１６０の最深部までの距離をＤ、インク溝１６０の幅をＥ、インク溝１６０のボールハウス１４０側の端部から反ボールハウス１４０側の端部までの長さをＦ、としたときに、（１）０．９≦Ａ≦１．５、（２）０．９５≦（２×Ｄ）／Ａ、（３）０．５０≦（２×Ｃ）／Ａ≦０．６０、（４）０．６０≦Ｅ／（２×Ｂ）≦０．８０、（５）Ｆ／Ａ≦０．５０、の（１）〜（５）のいずれか、より好ましくは（１）〜（５）全てを満たすように形成されている。
【００４２】
即ち、インク誘導孔１５０の中心からインク溝１６０の最深部までの距離の２倍は、筆記ボール１６の直径に対して９５％以上となるように形成されている。また、ボール受座１９０の直径は、筆記ボール１６の直径に対して５０％以上６０％以下となるように形成されている。また、インク溝１６０の幅は、インク誘導孔１５０のボールハウス１４０側の開口部の直径に対して６０％以上８０％以下となるように形成されている。更に、インク溝１６０のボールハウス１４０側の端部から反ボールハウス１４０側の端部までの長さは、筆記ボール１６の直径に対して５０％以下となるように形成されている。
そして、上記（１）〜（５）をいずれか、より好ましくは（１）〜（５）全て満たすように形成することにより、筆記ボール１６に熱変色性インク１１が十分に供給されるようにしつつも、筆記具としての耐久性を向上させることができるのである。
【００４３】
また、０．９５＞（２×Ｄ）／Ａにすると、即ち、インク誘導孔１５０の中心からインク溝１６０の最深部までの距離の２倍を、筆記ボール１６の直径に対して９５％未満にすると、インク溝１６０の加工はしやすくなるものの、筆記ボール１６への熱変色性インク１１の供給量が低下し、また、インク溝１６０に熱変色性インク１１が詰まりやすくなってしまう。このため、描線がかすれやすくなり、最悪の場合には、筆記不能となってしまうのである。
【００４４】
また、０．５０＞（２×Ｃ）／Ａにすると、即ち、ボール受座１９０の直径を、筆記ボール１６の直径に対して５０％未満にすると、筆記ボール１６に熱変色性インク１１が十分に供給されるようにすることはできるものの、ボール受座１９０が磨耗しやすくなってしまう。このため、使用開始から比較的早い時期に、筆記ボール１６の引っ掛かりが感じられたり、あるいは筆記ボール１６の回転が重く感じられたりするなどの不具合が生じてしまうこととなるのである。
【００４５】
一方、（２×Ｃ）／Ａ＞０．６０にすると、即ち、ボール受座１９０の直径を、筆記ボール１６の直径に対して６０％超にすると、ボール受座１９０が磨耗しにくくはなるものの、筆記ボール１６へのインクの供給量が低下してしまう。このため、描線が薄くなったり、あるいは描線がかすれやすくなってしまうのである。また、０．６０＞Ｅ／（２×Ｂ）にすると、即ち、インク溝１６０の幅を、インク誘導孔１５０のボールハウス１４０側の開口部の直径に対して６０％未満にすると、ボール受座１９０が磨耗しにくくなり、また、インク溝１６０の加工もしやすくなるものの、筆記ボール１６への熱変色性インク１１の供給量が低下し、また、インク溝１６０に熱変色性インク１１が詰まりやすくなってしまう。このため、描線がかすれやすくなり、最悪の場合には、筆記不能となってしまうのである。
【００４６】
一方、Ｅ／（２×Ｂ）＞０．８０にすると、即ち、インク溝１６０の幅を、インク誘導孔１５０のボールハウス１４０側の開口部の直径に対して８０％超にすると、筆記ボール１６へのインクの供給量を増加させることができ、また、インク溝１６０にインクが詰まりにくくなるようにすることはできるものの、ボール受座１９０が磨耗しやすくなってしまう。このため、使用開始から比較的早い時期に、筆記ボール１６の引っ掛かりが感じられたり、あるいは筆記ボール１６の回転が重く感じられたりするなどの不具合が生じてしまうこととなるのである。
【００４７】
また、Ｆ／Ａ≦０．５０にすることが望ましいが、Ｆ／Ａ＞０．５０にすると、即ち、インク溝１６０のボールハウス１４０側の端部から反ボールハウス１４０側の端部までの長さを、筆記ボール１６の直径に対して５０％超にすると、使用可能ではあるものの、インク溝１６０の長さが比較的長くなることにより、インク溝１６０に熱変色性インク１１が詰まりやすくなってしまうのである。
【００４８】
上記のリフィル１０は、筆記ボール１６の１００回転あたりのインク流出量が１．５ｍｇ以上、４．５ｍｇ以下として形成されている。１００回転あたりのインク流出量が１．５ｍｇ未満である場合、筆記した際に熱変色性インク１１の色が薄くなってしまい力の弱い使用者では十分な筆跡の濃さを得ることができない。また、４．５ｍｇより多くした場合、紙面等に書いた後の筆跡の乾きが遅く手が汚れてしまうことと、消去具を用いての消去の際にインクが消えにくくなるため熱変色性筆記具として不適である。
【００４９】
図５〜図６は、リフィル１０を軸筒に収容した熱変色性筆記具を示したものである。熱変色性筆記具は、二分割可能な細長い軸本体１と、この軸本体１内に交換可能に収容されてその軸方向に進退動可能なリフィル１０と、軸本体１に設けられる所謂カーン式のノック機構２０と、リフィル１０とノック機構２０の回転子２２との間に介在する加圧機構４０とを備え、この加圧機構による加圧力は内圧として外圧より５０〜３００ｍｍＨｇに高く設定されており、この熱変色性インク１１の流出量は、通常の筆記においては、１０秒間で３．５〜１０ｍｇに設定されており、この流出量の熱変色性インク１１により塗布されて使用に供される。
【００５０】
軸本体１は、図５や図６に示すように、相互に螺嵌する先軸２と後軸４とを備え、ポリカーボネート等からなる所定の合成樹脂を使用して中空の透明に成形され、気体である外気の流入を許容するよう機能する。軸本体１は、ＡＳＴＭ  Ｄ７９２による光線透過率８０％以上となる視認性に有する樹脂であるポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、環状ポリオレフィン、ポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などを使用すれば、視認性に有するインク収容管１４に充填される熱変色性インク１１の残量が更に簡単に視認することができる。また、先軸２は、その開口した前部が先細りの円筒形に成形され、開口した後部が薄肉に形成されてその外周面には締結用の螺子溝３が周方向に螺刻される。
【００５１】
後軸４は、円筒形に成形され、前部内周面には、先軸２の螺子溝３と着脱自在に螺合する螺子溝３Ａが周方向に螺刻されており、後部外周面には、クリップ５が軸方向に向けて一体成形される。この後軸４の内周面には、螺子溝３Ａの後方に位置する略楕円形の脱落防止リブが半径内方向に向けて突設され、この脱落防止リブが所定の間隔で周方向に複数並設される。
【００５２】
ノック機構２０は、図５、図６に示すように、軸本体１とインク収容管１２との間に介在される復帰スプリング２１と、インク収容管１２の末端部に隙間を介しスライド可能に嵌入される回転子２２と、この回転子２２の外周面に間隔をおいて突設される複数のカム３４と、軸本体１の内周面後部に間隔をおいて突設される複数の条体３６とから構成される。また、本実施形態では、ノックのストロークは１５ｍｍに設定されている。
復帰スプリング２１は、コイルスプリングからなり、インク収容管１２の先端部に嵌入されて軸本体１の開口した前部周縁に接触し、インク収容管１２を軸本体１の後部方向に弾圧付勢する。
【００５３】
回転子２２は、ポリアセタール、ポリオキシメチレン、ポリホルムアルデヒド等からなる合成樹脂を使用して略有底円筒形に成形され、閉じた底部には、軸本体１の開口した後部から露出するノック棒２３が着脱自在・相対回転可能に嵌合されており、このノック棒２３には、ノック操作用の天冠２４が嵌着される。この回転子２２は、拡径部２５と縮径部２６とを連続して備えた中空の略凸字形に形成され、内部が外気（空気）用の加圧室（体積減少空間）２２ａに形成されるとともに、内周面が開口方向から閉じた底部方向にかけて最拡径面２７、拡径面２８、縮径面２９、及び最縮径面３０に形成されており、軸本体１からの脱落が後軸４の脱落防止リブにより有効に規制される。回転子２２の拡径部２５と縮径部２６との段差面には、連続した複数の鋸歯３１が周方向に周設される。
【００５４】
ノック棒２３は、ＡＢＳ樹脂等を用いて円筒形に形成され、回転子２２の段差面に接触する対向接触面に、鋸歯３１と完全又は不完全に噛合する複数の駆動歯３２が周方向に連続して周設される。このノック棒２３の外周面には、複数のガイドリブ３３が所定の間隔をおいて突設され、各ガイドリブ３３が複数の条体３６間にスライド可能に挿入されるとともに、軸本体１後部の内周縁に係合してノック棒２３の軸本体１後部からの脱落を有効に規制する。各カム３４は、回転子２２の軸方向に略線条に形成され、末端面が周方向に直線的に切り欠かれて係合爪３５に傾斜形成される。また、各条体３６は、軸本体１の軸方向に向けてガイド機能を果たすよう略線条に形成され、先端面が周方向に切り欠かれて係合歯を形成しており、この係合歯がカム３４の係合爪３５と噛合する。
【００５５】
ノック操作用の天冠２４は、熱変色性インク１１を摩擦熱によって消去可能な摩擦部として機能することが好適である。その場合、天冠２４は、ＪＩＳ  Ｋ７１６１に準拠する試験方法において、弾性率が７００ＭＰａ未満かつ粘弾性を有しない樹脂材料とすることで、ノック操作の繰り返しによる天冠２４への手指からの汚れを防ぎ、かつ保管時での天冠２４への大気中からの汚れの付着を防ぐことができる。
【００５６】
このようなノック機構２０は、図５や図６に示すように、筆記時には、ノック棒２３の駆動歯３２が回転子２２の鋸歯３１に圧接して駆動力を付与することにより、回転子２２が複数の条体３６に案内されつつインク収容管１２方向にスライドして所定の角度（例えば、３０°以下）で回転し、カム３４の係合爪３５と条体３６の係合歯とが噛合し、軸本体１の前部から突出したリフィル１０の筆記部１４を後退不能とするとともに、回転子２２の加圧室２２ａからインク収容管１２に外気を導くよう機能する。これに対し、未筆記時には、回転した回転子２２が所定の角度（例えば、３０°以下）でさらに回転し、カム３４が条体３６の係合歯を乗り越えて噛合を解除し、回転子２２が反インク収容管１２方向にスライドして各カム３４を複数の条体３６間に位置させ、軸本体１の前部から突出した筆記部１４を後退可能とする。
【００５７】
加圧機構４０は、図５、図６、図７に示すように、ノック機構２０の回転子２２内にスライド可能に嵌入されてインク収容管１２の末端面に対向するゴムホルダ４１と、このゴムホルダ４１と回転子２２との間に介在する加圧スプリング４２と、ゴムホルダ４１の外周面に嵌合され、インク収容管１２の末端面に接離可能に対向接触する気密確保用のシールゴム４３と、ゴムホルダ４１の外周面に嵌合され、筆記時には回転子２２の内周面に密接して外気を回転子２２内に流入不能とし、未筆記時には回転子２２の内周面から離れて外気を回転子２２内に流入可能とする気密確保用のＯリング４４とから構成され、その加圧力は内圧として外圧より５０〜３００ｍｍＨｇ高く設定すること、または、加圧機構を用いて塗布液収容管中の空気を６．５〜４０％圧縮することが好適である。その際の熱変色性インク１１の流出量は、筆記ボール１４を押圧して、筆記ボール１４が底面１８０に当接した状態における１０秒間の流出量が３．５〜１０ｍｇであることが好適である。
【００５８】
ゴムホルダ４１は、ポリアセタール、ポリオキシメチレン、ポリホルムアルデヒド等からなる合成樹脂を使用して略円筒形に成形され、外周面には、複数の嵌合溝が周方向に切り欠かれる。加圧スプリング４２は、弾発力が復帰スプリング２１よりも大きいコイルスプリングからなり、ゴムホルダ４１内と回転子２２の縮径部２６内とに取付リブを介し密嵌状態で接続されており、ゴムホルダ４１をインク収容管１２の末端部方向に弾圧付勢するよう機能する。
【００５９】
加圧スプリング４２と復帰スプリング２１とは、ノック機構２０のノック操作終了後に軸本体１から突出した筆記部１４のボール１６を押圧してリフィル１０を後退させる場合における反発力が３〜１５Ｎ、好ましくは５Ｎに設定される。これは、加圧スプリング４２と復帰スプリング２１の反発力が３〜１５Ｎの範囲内ならば、筆記時に筆記部１４が筆記圧でフワフワすることがなく、しっかりとした筆記感を使用者に与えることができるからである。
シールゴム４３は、弾性のシリコーンゴムやＮＢＲ等を使用してエンドレスのリングに成形され、ゴムホルダ４１のリフィル１０側の嵌合溝に嵌合される。このシールゴム４３は、インク収容管１２やゴムホルダ４１に対する密着性、摺動性、耐磨耗性、耐ヨジレ性、耐クリープ性、耐亀裂性の観点から、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠するデュロメータＡ硬度が５０〜８０に設定される。
【００６０】
さらに、Ｏリング４４は、ゴム弾性のシリコーンゴムやＮＢＲ等を使用してエンドレスのリングに成形され、ゴムホルダ４１の回転子２２側の嵌合溝に嵌合される。このＯリング４４は、回転子２２やゴムホルダ４１に対する密着性、摺動性、耐磨耗性、耐ヨジレ性、耐クリープ性、耐亀裂性の観点から、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠するデュロメータＡ硬度が５０〜８０に設定される。このようなＯリング４４は、筆記時には、回転子２２の拡径面２８に変形密接して軸本体１内の外気を回転子２２内に流入不能とし、この回転子２２の加圧室２２ａからインク収容管１２の末端部に対して圧縮された外気を流入させる。そして、未筆記時には、回転子２２の拡径面２８に隙間を介して対向し、外気を回転子２２内に流入可能とする。
【００６１】
上記構成において、図５に示される筆記しない場合には、回転子２２の拡径面２８とゴムホルダ４１のＯリング４４とが相互に離隔して外気の流通路を区画形成するので、軸本体１の内部と回転子２２の加圧室２２ａとが相互に連通する。この連通作用により、回転子２２の加圧室２２ａやインク収容管１２は加圧されることがない。筆記する場合には、ノック機構２０の天冠２４をノック操作してノック棒２３をスライドさせれば良い。すると、ノック棒２３、加圧機構４０を内蔵した回転子２２、及びリフィル１０が軸本体１の前部方向にそれぞれスライドする。このスライドの際、インク収容管１２の末端部にゴムホルダ４１がシールゴム４３を介して密接しているが、回転子２２の拡径面２８とゴムホルダ４１のＯリング４４とが未だ離隔して外気を流通させるので、軸本体１の内部と回転子２２の加圧室２２ａとが相互に連通する。
【００６２】
次いで、図６に示されるようにインク収容管１２が復帰スプリング２１を圧縮しながら徐々に進出し、軸本体１の前部から筆記部１４が突出し、熱変色性インク１１による筆記が可能な状態となる。この際、軸本体１の前部にインク収容管１２の先端部が接触して停止すると、ノック棒２３、加圧機構４０を内蔵した回転子２２のみが軸本体１の前部方向にそれぞれスライドし、回転子２２の拡径面２８とゴムホルダ４１のＯリング４４とが密接して外気の流通を遮断し、軸本体１と回転子２２の連通が規制されて回転子２２の加圧室２２ａが加圧可能な密閉状態となる。こうして軸本体１と回転子２２の連通が規制された後、ノック棒２３、加圧機構４０を内蔵した回転子２２のみが軸本体１の前部方向にさらにスライドすると、加圧室２２ａの外気が徐々に加圧され、圧縮された加圧室２２ａの外気がインク収容管１２の末端部にゴムホルダ４１内を経由して流入し、インク収容管１２の内圧が増加する。この際、回転子２２が複数の条体３６よりも前方に位置して所定の角度で回転し、カム３４の係合爪３５と条体３６の係合歯３７とが噛合し、軸本体１の前部から突出した筆記部１４が後退不能となる。
【００６３】
また、十分な濃さの筆跡を得られなくなった場合には、筆記面に筆記部１４を圧接してインク収容管１２と回転子２２をさらに接近させれば良い。すると、インク収容管１２が後退して嵌合した回転子２２の加圧室２２ａにおける外気を加圧し、圧縮された加圧室２２ａの外気がインク収容管１２の末端部にゴムホルダ４１内を経由して流入し、インク収容管１２の内圧が増加することとなる。
【００６４】
次に、熱変色性筆記具の使用を終了する場合には、ノック機構２０の天冠２４を再度ノック操作してノック棒２３をスライドさせれば良い。こうすれば、熱変色性筆記具は、圧縮された復帰スプリング２１の復帰作用、及びカム３４の係合爪３５と条体３６の係合歯との噛合解除により、図６の筆記状態から図５の未筆記状態に復帰し、インク収容管１２への加圧が解除される。
【００６５】
熱変色性筆記具のリフィル１０を交換したい場合には、後軸４を回して先軸２と後軸４とを分離し、先軸２の中から使用済みのリフィル１０を復帰スプリング２１と共に取り出せば、リフィル１０を簡単に交換することができる。また、インク収容管１２の加圧に際し、加圧ガスを封入する必要が全くないので、製造設備を簡素化し、コスト低減を図ることができる。
【００６６】
また、インク収容管１２を常時加圧する必要がないので、例え筆記部１４のシール性に問題のある場合でも、未筆記時のインク漏れを招くおそれが実に少ない。また、熱変色性インク１１を消費し、最後までインクの濃さを得たい場合には、筆記面に筆記部１４を圧接してインク収容管１２と回転子２２を接近させれば、加圧室２２ａの外気を加圧することができる。これにより、加圧を十分に高めることができ、熱変色性インクの漏れを招くおそれを有効に排除することが可能になる。
【００６７】
また、使用者が遊び等で筆記に関係なくノック操作を繰り返す場合、ノック操作の度にインク収容管１２が加圧されたり、加圧が解除されるので、インク収容管１２が連続的に加圧されることがない。したがって、熱変色性インク１１が未使用時に漏れ出すことなるという問題をきわめて有効に解消することが可能になる。さらに、ノック機構２０の回転子２２に加圧機構４０が支持され、リフィル１０の末端部に加圧機構４０、嵌着部材、又は被覆部材等が何ら一体的に設けられることがないので、リフィル１０が著しく安価となり、しかも、リフィル１０の交換の容易化が大いに期待できる。
【符号の説明】
【００６８】
１  軸本体
２  先軸
４  後軸
１０  リフィル
１１  熱変色性インク
１２  インク収容管
１３  インク追従体
１４  ボールペンチップ
１６  筆記ボール
１７  ホルダー
２０  ノック機構
２１  復帰スプリング
２２  回転子（ノック機構の一部）
２２ａ  加圧室
２４  天冠（摩擦部）
３４  カム
３５  係合爪
３６  条体
４０  加圧機構
４１  ゴムホルダ（ホルダ）
４３  シールゴム
４４  Ｏリング（密封体）
１００  カシメ部
１４０  ボールハウス
１５０  インク誘導孔
１６０  インク溝
１７０  側面部
１８０  底面
１９０  ボール受座
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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