(57)【要約】【課題】  ホワイトボードなどの筆記板から一番離れた席や位置から、筆記板に筆記された細い筆記線巾や文字などを読み取れない事態と、且つ、ペン先の方向に応じて意識して持ち手を変えなければならない利便性に欠ける筆記具の問題点を解決する。【解決手段】  筆記面から角度８５度傾斜した状態で２００ｇの荷重で筆記面にペン先を押圧した際、筆記面に接触するペン先の接触部が略円形となる凸曲面を有する砲弾状のペン先であると共に、そのペン先の筆記部分の最大外径をＡとすると、前記略円形の直径ＢがＡ／２（Ａ≧１０ｍｍ）以上となる筆記具。【選択図】  図１
2014111345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筆記面から角度８５度傾斜した状態で２００ｇの荷重で筆記面にペン先を押圧した際、筆記面に接触するペン先の先端部が変形して略円形となる凸曲面を有する砲弾状のペン先であると共に、そのペン先の筆記部分の最大外径をＡとすると、前記略円形の直径ＢがＡ／２（Ａ≧１０ｍｍ）以上となる筆記具。
【請求項２】
前記ペン先の凸曲面の曲率半径が、ペン先の筆記部分の最大外径Ａに対してＡ／３以上２Ａ／３以下となる請求項１に記載の筆記具。
【請求項３】
少なくとも前記ペン先の筆記部分が、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に記載のタイプＥデュロメータによるデュロメータ硬さが３０度以上７０度以下となる請求項１乃至請求項２に記載の筆記具。
【請求項４】
少なくとも前記ペン先の筆記部分が、空隙率が６０％以上８０％以下である請求項１乃至請求項３に記載の筆記具。
【請求項５】
少なくとも前記ペン先の筆記部分が、ポリエステル繊維の収束体よりなる連通多孔芯である請求項１乃至請求項４に記載の筆記具。
【請求項６】
少なくとも前記ペン先の筆記部分が、ポリエチレン粉体を焼結してなる連通多多孔芯である請求項１乃至請求項４に記載の筆記具。
【請求項７】
前記ペン先の、筆記具のペン先固定部からの抜き荷重が、１ｋｇｆ以上である請求項１乃至請求項６に記載の筆記具。
【請求項８】
前記ペン先固定部の内面に、前記ペン先の外周面の、少なくとも一部を径方向から押圧可能な、環状若しくは複数本の圧入部を設けた請求項７に記載の筆記具。
【請求項９】
前記ペン先の外周面が、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に記載のタイプＥデュロメータによるデュロメータ硬さが７５度以上となる請求項８に記載の筆記具。
【請求項１０】
前記圧入部の一部に、更に径方向へ突出した、環状若しくは複数本の突起部を設けると共に、この突起部に当接可能な段部を、前記ペン先に設けた請求項８乃至請求項９に記載の筆記具。
【請求項１１】
前記ペン先に、前記突起部との嵌め合いが可能なアンダーカット部を設けた請求項１０に記載の筆記具。
【請求項１２】
前記圧入部の、前記ペン先の挿入側形状が、前記ペン先の挿入方向、且つ、軸心方向に向かって傾斜したテーパ形状若しくはＲ形状である請求項８乃至請求項１１に記載の筆記具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筆記具のペン先を筆記面に押圧した際、筆記面に接触するペン先の先端部が、凸曲面の砲弾状であるペン先を有する筆記具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
筆記具は、メモ帳やノート、段ボール、衣服などの布地、小物類などに筆記することが一般的であるが、その他、会議室や学習塾、学校などの教室では、壁に貼り付けた大きな模造紙や、プロジェクターなどの映像を映しやすい利点のあるホワイトボードなどの筆記板への筆記にも広く使用されている。
【０００３】
多くの人を収容できる室内が広い会議室や学習塾、学校などの教室では、通常、大きな模造紙やホワイトボードなどの筆記板は、室内の端に設置して使用される。このため、筆記板から一番離れた席や位置からは、筆記板に筆記された筆記線巾が細いため、文字などが小さくなったりすると、文字などを読み取れない事態が生じてしまうこととなる。
そこで、この筆記板に筆記された文字などを、筆記板から一番離れた席や位置からでも読み取ることができるように、筆跡が薄くなった際に、ペン先を筆記板へ押し当てることによって、弁部を開口させて所望とするインキをペン先へ供給できるようになしたもの（特許文献１）や、ペン先の先端部を平面状にして、筆記線巾が太い文字が筆記できるようになしたもの（特許文献２）などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３５４８８号公報
【特許文献２】特開２０１０−３６５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、所望とするインキをペン先へ供給することで、薄くなった筆跡を濃くでき、薄い筆跡よりは若干読み取り易くなるものの、小さく細い文字や筆記線巾は変わらず、根本的な筆跡の問題の解消には至らないものであった。
また、筆記の際に、任意の方向で均一な筆跡巾が得られる、先端部が凸曲面の砲弾状であるペン先は、ペン先の先端部と筆記板との接点及び、インキの毛管力が生じるペン先の先端部と筆記板との微少の隙間によって筆跡巾が形成されるため、筆記線巾を太くして文字を大きくするためには、ペン先の径をより大きくし、先端部の凸曲の径を大きくする必要がある。しかし、筆記板から一番離れた席や位置からでも読み取ることができる５ｍｍ以上の、一般的に太いとされる筆記線巾とするためには、ペン先の径だけで約２０ｍｍ以上にしなければならない。ところで、その２０ｍｍ以上のペン先を得る場合には、そのペン先を固定するペン先ホルダー、さらに、ペン先へ供給するだけの十分なインキを収容するインキタンクを考慮すると、筆記具としての径は約３０ｍｍ以上になってしまい、手に把持して使用する筆記具としての域を超えるものとなってしまう。
さらに、特許文献２に記載の発明は、ペン先の先端部を平面状にしているため、ペン先の平面部にて、筆記板へ筆記する際は、筆記線巾が太い文字を筆記することができる。しかしながら、ペン先を平面状にしているため、先端部には筆記しても小さく細い文字や筆記線巾となるエッヂ部分ができてしまい、文字や線の方向に応じて、意識してペン先の平面部が筆記板に当接するように持ち手を変えなければならないものとなり、筆記具としての利便性に欠けるものとなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、筆記面から角度８５度傾斜した状態で２００ｇの荷重で筆記面にペン先を押圧した際、筆記面に接触するペン先の先端部が変形して略円形となる凸曲面の砲弾状のペン先であると共に、そのペン先の筆記部分の最大外径をＡとすると、前記略円形の直径ＢがＡ／２（Ａ≧１０ｍｍ）以上となる筆記具を要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
模造紙やホワイトボードなどの筆記板への筆記は、床面に対して垂直方向へなすので、大気中に浮いた状態での筆記となり、使用者は、製品の落下や重力に対する筆記具の支持を無意識に行う。このため、多少の個人差はあるが、やや持ち上げ気味の筆記面から８０〜９０度（平均８５度）の筆記角度で、ペン先を筆記面へやや押しつけ気味の押圧荷重が約２００ｇによる筆記状態となる。このペン先の筆記面へ筆記角度と押圧荷重による無意識に行う筆記状態で、ペン先の先端部の適正な変形により、筆記に際して、無理のない操作により、筆記線巾が５ｍｍ以上となる太い大きな文字の筆記を実現し得る。
また、これにより、筆記線巾をペン先の先端部の変形によってなし得るため、ペン先の径が大きくなることを極力抑え、手に把持が可能な適正な大きさの筆記具となり得る。
さらに、ペン先の先端部は、筆記面に接触する際に、略円形となる凸曲面の砲弾状であるため、ペン先に方向性がなく、任意のペン先の方向にて、持ち手を変えずに文字を筆記でき、筆記具としての利便性に優れたものとなり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一例を示す縦断面図。
【図２】図１のＩ−Ｉ線横断面図。
【図３】図１の筆記状態を示す縦断面図。
【図４】他の一例を示す図１のＩＩ部相当の縦断面図。
【図５】更に他の一例を示す図１のＩＩ部相当の縦断面図。
【図６】更に他の一例を示す縦断面図。
【図７】図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線横断面拡大図。
【図８】図６のＩＩＩＩ−ＩＩＩＩ線横断面図。
【図９】図６のキャップをインキタンクの後方に嵌着させた状態を示す縦断面図。
【図１０】更に他の一例を示す縦断面図。
【図１１】図１０のキャップをインキタンクの後方に嵌着させた状態を示す縦断面図。
【図１２】図１１のＩＩＩＩＩ−ＩＩＩＩＩ線横断面図。
【図１３】更に他の一例を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の筆記具は、軸筒内にインキを収容し、このインキの吐出部となるペン先が繊維または多孔質体よりなり、このペン先を筆記面に押圧した際、筆記面に接触するペン先の先端部が、凸曲面の砲弾状であるペン先を有する筆記具であればよく、軸筒は、内部に自由状態でインキを収容する、所謂生インキ式と呼ばれるものや、繊維収束体などにインキを吸蔵する、所謂中綿式と呼ばれるものなどとすることができる。生インキ式のものとしては、軸筒に収容したインキの圧力水頭を保持し得る弁部材を配置した弁式のものや、軸筒内部の圧力上昇によるペン先からのインキ洩れを抑制するために、一時的にインキを収容する一時的インキ溜め部を設けたもの、ノックなどの外部からの押圧によって弁部材を開口させて、ペン先からの吐出に必要な量のインキを吸蔵体に供給させるものなどが使用できる。また、中綿式のものとしては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリプロピレン繊維を接着剤や、融点の異なる繊維を溶融することによって収束させた繊維収束体や、ウレタンなどの合成樹脂を発泡や溶出により連通多孔を形成した連通多孔質体、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂などの合成樹脂を小球体や粉末状にして堆積させた粒状物の集合体などのインキ吸蔵体を使用することができる。
【００１０】
軸筒に収容されるインキとしては、水を含有する水性インキ、イソプロピルアルコールなどの有機溶剤を主溶剤とする油性インキ、染料、顔料、又はこれら両方を着色剤として使用したものなどを問わず使用できる。特に、繊維または多孔質体よりなるペン先のインキ供給性を考慮すると、インキ粘度が、１〜１００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計Ｎｏ．３ローター、６０ｒｐｍ、２５℃）であるような比較的低粘度ものが良好である。特に、ホワイトボードなどのような、筆記面がインキを吸収しない所謂非吸収面では、拡張ぬれによって生じる筆跡の両端部分が無作為に乱れるインキがにじむ現象や、浸漬ぬれが悪いことによって生じる筆跡が筆記面へ付着し難いインキをはじく現象を考慮すると、インキの表面張力としては、２０ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍとすることが好ましい。
【００１１】
使用する軸筒としては、軸筒に収容するインキに対して、膨潤、融解、溶解、分解などによる反応によって形状変化を生じないものであれば、特に材質の制約はなく、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリメタクリレート樹脂などの合成樹脂や、金属などをインキの種類、筆記具のデザインや用途に応じて適宜使用できる。例えば、水を主溶媒とする水性インキや、イソプロピルアルコールやエタノールなどの有機溶剤を主溶媒とする油性インキなどでは、インキとの反応性、軸筒内部のインキ蒸発によるインキ減量性、価格、成形性などを考慮すると、汎用的なポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂などの合成樹脂などが好適である。さらに、インキを軸筒に自由状態で収容する、生インキ式の筆記具では、外部からインキ残量が視認できる利点から、透明若しくは半透明の合成樹脂とすることが望ましい。また、合成樹脂の成形法としては、射出成形、押出成形、ブロー成形など適宜利用できる。
【００１２】
軸筒の先端開口部及び、ペン先の先端開口部への取り付け部分は、ペン先が落下や経年変化等により軸筒の先端開口部から外れない、抜き荷重が１ｋｇｆ以上、特に、最大外径が１０ｍｍ以上の太いペン先の場合、ペン先に含浸するインキ量が多くなることによる自重での抜けや、手で摘み易いことによるペン先の故意の引き抜きなどを考慮すると、抜き荷重が２ｋｇｆ以上、使用中のペン先交換などを可能とするものを考慮するならば、抜き荷重が５ｋｇｆ以下となる固定方法であれば、特に限定されず、軸筒の先端開口部のペン先取り付け部の成形性、組立時の軸筒へのペン先の挿入性などの組立性に応じて形状や寸法などを適宜なすことができる。
ペン先が落下や経年変化等により軸筒の先端開口部から外れない固定方法としては、溶着などによる接着固定、圧入による圧着固定などがあり、例えば、溶着などによる接着固定としては、軸筒の先端開口部の一部を、直接または超音波振動による発熱によって生じる熱や、溶剤によって溶融し、溶融した樹脂を、ペン先の一部の繊維間などのインキ通路内に流して冷却することで樹脂を固化し、軸筒の先端開口部とペン先とを固定する熱溶着、超音波溶着、溶剤溶着などが挙げられる。また、圧入による圧着固定としては、軸筒の先端開口部の内面に、ペン先の外周面を径方向に押圧して圧着する、環状または複数本の圧入部を設けることが例示できる。軸筒の先端開口部からのペン先の抜き荷重の要因となる、圧入部からのペン先の外周面への押圧力は、圧入部がペン先の外周面へ食い込むように、ペン先が圧入部へ挿入可能で、且つ、ペン先に形成されている、インキが通過するインキ通路を圧縮してインキの吐出を阻害しない限りの範囲で、ペン先の外周の径よりも、圧入部の径若しくは、複数本の圧入部の内接円の径を小さくするなどして強めることができる。
さらに、圧入部からのペン先の外周面への押圧力に対する反発力を強めることで、軸筒の先端開口部からのペン先の抜き荷重を強めることもできる。圧入部からのペン先の外周面への押圧力に対する反発力を強める手段としては、例えば、ペン先の外周面の硬さを、デュロメータ硬さ（ＪＩＳ−Ｋ６２５３タイプＥデュロメータ）が７５度以上になるように硬くすることなどなせばよい。
これらの固定方法や圧入部は、インキの吐出方式やペン先の形状などによって制約されるものではない。例えば、軸筒内に収容されたインキの吐出に伴って、軸筒内に生じた減圧状態を元に戻す圧力調整ために、外気から軸筒内に空気を取り込む、インキの吐出方式の筆記具では、軸筒の先端開口部内面に、ペン先の外周面に圧着固定する複数本の圧入部により形成される、圧入部と圧入部の間隙を、外気から軸筒内に空気を取り込むための空気流通溝となしてもよいし、空気流通溝を形成する環状の圧入部となしてもよい。また、ペン先が筆記面への押圧によって、軸筒内に没入しないように、ペン先に後方部と前方部とを区画する段部を設けると共に、このペン先の段部が当接するように、軸筒の先端開口部内面に、圧入部の一部を、更に径方向へ突出させた突起部などによって、段部が形成するようになしてもよい。
また、圧入部は、ペン先が落下や経年変化等により軸筒の先端開口部から外れない抜き荷重とすることができるのであれば、必ずしも常に環状となす場合には環状、複数本となす場合には複数本である必要はなく、前述した空気流通溝の形成や段部への当接などにおける、軸筒の先端開口部の成形性やペン先との組立性に応じて、環状と複数本の組合せや本数の違う組合せの圧入部としてもよい。更に、ペン先を挿入した際の、ペン先の挿入性や、後端部などの変形や破損を考慮すると、ペン先挿入における圧入部のペン先と当接する部分と、ペン先との接触抵抗が極力抑えられることが望ましく、圧入部のペン先と当接する部分は、ペン先の挿入方向、且つ、軸心方向に向かって傾斜したテーパ形状若しくはＲ形状とすることが好ましい。
尚、ペン先の圧入部などは、軸筒の先端開口部に一体に形成されるものに限られるものではなく、軸筒の先端開口部にペン先を固定するための別部品を配置してもよいし、軸筒の先端開口部と別の部品とによって、ペン先を挟持して固定するなどなしてもよい。  
【００１３】
ペン先としては、筆記面から角度８５度傾斜した状態で２００ｇの荷重で筆記面にペン先を押圧した際、筆記面に接触するペン先の先端部が変形して略円形となる凸曲面を有する砲弾状で、且つ、この変形した略円形の直径がペン先の筆記部分の最大外径（１０ｍｍ以上）の半分以上となるものであればよい。この変形は、ペン先の先端部のデュロメータ硬さ（ＪＩＳ−Ｋ６２５３タイプＥデュロメータ）が７０度以下のものとすることで生じ得るが、軟質すぎて筆記中にペン先が折れたり、曲がったりすることで、略円形の変形を阻害することを考慮すると、ペン先の先端部のデュロメータ硬さ（ＪＩＳ−Ｋ６２５３タイプＥデュロメータ）は３０度以上７０度以下であることが望ましい。また、ペン先内部のペン先素材の密度が小さい、即ち、空隙率が大きい程、ペン先の素材が変形し易く軟質なペン先となり得るが、特に、筆跡巾が太くなると、単位長さ当たりの筆記面積が広くなり、筆記面に吐出するインキ量が多くなる。ペン先の空隙率を６０％以上とすれば、軸筒から供給されたインキが大量に通過できるだけの空間が確保され、筆記カスレなどを抑制し得るが、空間が大きすぎると、ペン先を形成する繊維間に生じる毛管力が弱まるので、ペン先内部でのインキの保持力が低下し、落下などの衝撃や振動でインキが洩れてしまう。  
したがって、ペン先内部におけるインキの通過及び保持を考慮すると、ペン先の空隙率６０％以上８０％以下であることが望ましい。また、ペン先の凸曲面の曲率半径は、筆記中にペン先が折れたり、曲がったりすることを考慮すると、ペン先の筆記部分の最大外径に対して１／３以上とすることが望ましく、凸曲面が扁平して、筆記面に接触するペン先の先端部に方向性が生じてしまうことを考慮すると、ペン先の筆記部分の最大外径に対して２／３以下とすることが望ましい。
また、ペン先の材質としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリロニトリル繊維などが挙げられ、その形成手段としては、前記の繊維を、所望の径に束ねた後、フェノール、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂などの接着剤や、融点の異なる繊維を溶融することによって接着させ、束ねた繊維の径や、繊維の目付量、接着剤の濃度などにより連通多孔となる繊維収束体を形成し、この繊維収束体を先端部分が凸曲面を有する砲弾状になるように砥石などにより研磨切削したものが挙げられる。
特に、連通多孔性、筆記においてペン先の所望とする変形を得るための先端部の硬さ及び、前述した、ペン先が落下や経年変化等により軸筒の先端開口部から外れない抜き荷重とするための外周面のデュロメータ硬さ、空隙率などを考慮すると、繊維収束体の繊維としては、筆記面への筆記感、使用中の摩耗などより、目付量１５〜２７ｇ／ｍ２のポリエチレンテレフタレート繊維、使用する接着剤としては、接着する際の生産性や、筆記具の各種インキとの反応性などより、ポリウレタン樹脂が好ましく、接着はアセトン、メタノール、酢酸エチルなどを溶媒とした５〜２０％のポリウレタン樹脂の樹脂溶液をポリエステル繊維に含浸した後、熱風乾燥炉などで乾燥するとよい。ペン先の外周面の硬さを硬くする方法としては、乾燥時間を速くして、内部が乾燥するよりも速く外周面を乾燥させることにより、乾燥した外周面に毛管力を生じさせ、乾燥していない内部の樹脂溶液をこの毛管力によって外周面へ移動させ、外周面の樹脂濃度を高くすることでなすことができる。但し、ペン先の外周面の硬さを硬くする方法は、このような方法に限られるものではなく、繊維を樹脂などからなる筒状体の内部に収束させたり、ペン先の外周面を筒状体にて被覆するようになしたりすることもできる。
更に例えば、ペン先としては、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂などのオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂の粉体またはペン先に弾性を持たせるためにこれらの樹脂の粉体にエラストマーを含有させたものを、先端部分が凸曲面を有する砲弾状となる金型にて成形した後、熱処理させ、樹脂の分子量、粒子径などの材料物性により連通多孔を形成して硬化させる焼結体などが挙げられる。特に、焼結体に使用する樹脂としては、軟質性や均質性などを考慮すると、ポリエチレン樹脂が好ましい。
ペン先の形状としては、前述したように、ペン先の先端開口部への取り付け部分としては、ペン先が落下や経年変化等により軸筒より外れない形状などであれば特に限定されず、例えば、前述した軸筒の先端開口部内面に設けた圧入部や突起部の嵌め合いが可能なアンダーカット部をペン先に設け、よりペン先が軸筒の先端開口部から外れないように、抜き荷重を強化させることができる。また、軸筒内のインキを供給する後端部分としては、円筒形状のほか、軸筒の先端開口部へのペン先の挿入性や、ペン先の後端部などの変形や破損を抑えるため、円錐形状や円錐台形状となるように、後端部分の側方部をテーパ状やＲ状などの形状に、インキの物性や筆記時におけるインキの供給量、インキの供給方式に応じて、適宜設定できる。特に、ペン先に含浸するインキ量が多い分、インキの供給量も多くなる最大外径が１０ｍｍ以上の太いペン先の場合では、砥石などによる研磨切削における切削範囲や切削量が多くなるため、研磨部分に摩擦熱が生じ易く、この摩擦熱により、繊維が溶融して結合し、インキの供給を阻害してしまう危険性を考慮すると、ペン先の後端部分は、円筒形状又は側方部がテーパ状やＲ（湾曲）状などの円錐台形状とし、最後端部分を刃物などによる切断面となすことが望ましい。
【００１４】
キャップとしては、キャップ装着時に、ペン先をキャップ内面に非接触状態で被覆させ、軸筒と密閉してペン先の乾燥性を防止するものであり、インキやペン先に含浸したインキの蒸気などによって、膨潤、融解、溶解、分解などによる反応によって形状変化を生じないものであれば、特に材質の制約はなく、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリスチレン、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリメタクリレートなどの合成樹脂やエラストマーによる射出成形品や金属の切削加工品などが例示できる。また、ペン先の乾燥性を防止する機能を満足し得るものであれば、透明性などの視認性やデザイン、用途、仕様などに応じて形状などを適宜設定でき、例えば、二重キャップや安全キャップ、インキを収容する軸筒を収容し、軸筒の収容と同時にペン先を大気と密閉して蓋をする外装体を設けた、所謂キャップレス式のものとしてもよい。
【００１５】
（実施例）
以下、図面に基づき一例について説明する。図１及び図１のＩ−Ｉ線横断面図である図２に示したものは、軸筒である。外部からのインキ１の残量を視認できるように、透明性を有するポリプロピレン樹脂製の射出成形品より形成されているインキタンク２内に、主溶媒であるエタノールに、黒色の顔料を分散させて、表面張力３０．８ｍＮ／ｍで、３ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計Ｎｏ．３ローター、６０ｒｐｍ、２５℃）の低粘度に設定してある、ホワイトボードマーカー用の油性顔料のインキ１を自由状態で７ｃｃ収容し、ノック部３のノックによる押圧によって弁部４を開口させ、吐出に必要なインキ１を、ポリプロピレン製の射出成形品より形成されている前軸５の先端部分に配置しているペン先６へ供給させる、所謂、ノック式ホワイトボードマーカーと呼ばれる筆記具の一例である。
また、本例では、インキ１の主溶剤であるエタノールの反応性がなく、インキタンク２及び前軸５の軸筒からのインキ減量を加味して、水蒸気透過度が比較的低いポリプロピレン樹脂をインキタンク２及び前軸５の材質として使用したが、特に、インキタンク２及び前軸５の材質に制約はなく、使用するインキ１の主溶剤との反応性等に応じて適宜設定できる。
ペン先６は、エラストマーを約３０％含有させたポリエチレン樹脂を、ペン先６の先端部分の曲率半径が６ｍｍの凸曲面を有する砲弾状となる金型にて成形し、熱処理によって連通多孔を形成して硬化させた焼結体であり、ペン先６の先端部のデュロメータ硬さ（ＪＩＳ−Ｋ６２５３タイプＥデュロメータ）が４４．３度、空隙率が７０％、飽和インキ量が２．１ｃｃ、ペン先６の前方部６ａとなる筆記部分の最大外径Ａが１３ｍｍとしている。また、ペン先６は筆記部分の前方部６ａよりも小径の後方部６ｂを段部６ｃにより区画されている。後方部６ｂは、前軸５へのペン先６の組立時の挿入時における変形や破損、後述するインキ吸蔵体７との接続性と、インキタンク２から移動したインキ１の供給し易さを考慮して、円錐台形状となるように、後方部６ｂの側方部をテーパ状になしている。図１のＩ−Ｉ線横断面図である図２にも示すように、前軸５に軸線方向に形成されている８つのリブ５ａに、ペン先６の後方部６ｂが、ペン先６の前軸５からの抜き荷重が１．２ｋｇｆとなる押圧力にて圧着されると共に、リブ５ａの先端段部５ｂにペン先６の段部６ｃが係止し、筆圧などで前軸５の内部へペン先６が没入しない固定となっている。また、８つのリブ５ａの間は、筆記時のペン先６からのインキ１の吐出や、インキタンク２に収容されたインキ１の減少によって生じるインキタンク２内の減圧状態を元に戻す圧力調整のために、ノック部３のノックによる押圧によって弁部４を開口させた際、空気を外気より速やかに取り込むことができる空気流通溝５ｃとしている。
【００１６】
本例のホワイトボードマーカーは、多くの人が収容できる室内が広い会議室や学習塾、学校などの教室での使用を目的としているものであるため、ホワイトボードから一番離れた席や位置からでも読み取ることができる６．５ｍｍの太さの筆跡巾が得られるものとなしている。図３の筆記状態を示す縦断面図のように、会議室などにおけるホワイトボードへの筆記は、床面に対して垂直方向へなすので、大気中に浮いた状態での筆記となり、多くの使用者は、製品の落下や重力に対する筆記具の支持を無意識に行っており、筆記面からやや持ち上げ気味の約８５度の筆記角度で、ペン先６を筆記面へやや押しつけ気味の約２００ｇの押圧荷重により筆記を行う。ペン先６は先端部分が凸曲面を有し、筆記におけるペン先６の方向性がない砲弾状となっており、更に、デュロメータ硬さを４４．３度、空隙率を７０％とし、所望とする変形を容易に行う軟質なものとなっているので、ペン先６の先端部分は、筆記面に当接して扁平し、直径Ｂが６．５ｍｍの略円形となる。
また、本例のものは、６．５ｍｍの太さの筆跡巾が得られるものとなしているため、ペン先６からのインキ１の吐出量が多く、このインキ１の吐出量と同量のインキ１が、再度ペン先６へ供給されて安定した筆記追従性が得るようになしてある。筆記追従性を得るために、ペン先６自身に十分なインキ１が蓄えられるよう、前述したペン先６の変形のし易さと、インキ１のペン先６の内部への保持性を加味して、ペン先６の空隙率を７０％、飽和インキ量を２．１ｃｃとしている。更に、授業などでの連続的な筆記を想定し、さらにペン先６の後方には、インキ１をペン先６に、補充供給するための予備タンクとなる、ポエステル繊維の収束体であり、飽和インキ量が２．０ｃｃとなる、長手方向に１５ｍｍの円柱状のインキ吸蔵体７が、ペン先６と中央部分が筒状に開口した隔壁部８の前方筒部８ａにより挾着固定して配置されている。また、ペン先６内のインキ１の減少に応じて、インキ吸蔵体７から速やかにインキ１がペン先６へ供給されるように、ペン先６よりもインキ吸蔵体７の毛管ぬれがわるくなるように、インキ吸蔵体７の空隙率を９８％としている。
尚、安定した筆記追従性を得るための手段は、本例に限られるものではなく、液体は毛管ぬれなどの毛管力が低いところから高いところへ移動するのという一般的な自然法則を守る構成にしさえすれば、用途や、想定される筆記などに応じて、インキ吸蔵体７の空隙率や飽和インキ量、長手方向の長さや形状、材質、種類、他の成形部材やその突起などによる圧縮、ペン先６とインキ吸蔵体７の一体化、中空化したインキ吸蔵体７の中空部分へのペン先６や他の誘導芯の連通などの適宜構成にて設定することができる。
また、ペン先６の先端部のデュロメータ硬さや空隙率を変えず、ペン先６の変形のし易さを維持しながら、仕様に応じて、本例よりペン先６の毛管ぬれなどの毛管力を強くして、インキ１の吐出量を多くさせることもできる。例えば、シリカ粉末などを用いたペン先６の親インキ処理による毛管ぬれの改質などが挙げられる。親インキ処理の具体的な方法の例としては、本例のような焼結体のペン先６を用いた場合、シリカ粉末などの無機粉末をイソプロピルアルコールで分散させた分散溶液に、ペン先６を直接浸漬して処理したり、ペン先６の原材料となるポリエチレンのペレットを、シリカ粉末の分散溶液に浸漬させ、浸漬した後乾燥し、成形及び熱処理によって作製したりすればよい。また、ペン先６を圧着しているリブ５ａを径方向に軸心側へ延在し、より強い押圧力でペン先６を圧着するようになすことで、ペン先６の先端部以外の毛管力の生じる空隙を小さくして、毛管力を強くすることもできる。
ペン先６の前軸５からの抜き荷重は、上述のように、ペン先６を圧着しているリブ５ａを径方向に軸心側へ延在させることで、ペン先６を圧着する押圧力を高めて強くすることができる。
この他、本例のような焼結体のペン先６を用いた場合、例えば、ペン先６の製造時において、金型のペン先６の前方部６ａとなる部分に、エラストマーを約３０％含有させたポリエチレン樹脂を、ペン先６の後方部６ｂとなる部分に、デュロメータ硬さが７５度以上となるように、ペン先６の先端部６ａよりもエラストマーの含有率が低い若しくは、含有しないポリエチレン樹脂を使用して二層成形するとよい。
二層成形することで、筆記部分となるペン先６の前方部６ａが、所望とする変形を容易に行う軟質なものでありながら、前軸５のリブ５ａで圧着する部分となるペン先６の後方部６ｂを、所望とする硬質なものとすることがでる。これにより、筆記における筆跡巾が６．５ｍｍの太さを得るものとしつつ、ペン先６を圧着するリブ５ａからの押圧力に対する、ペン先６からの反発力を高めることで、ペン先６の前軸５からの抜き荷重を強くし得るものができる。
インキ吸蔵体７は、ポリエステル繊維のほか、例えば、アクリル繊維、ナイロン繊維、レーヨン系繊維、ポリプロピレン繊維などの繊維収束体である中綿や、ポリエチレン樹脂、ウレタン系樹脂などの軟質樹脂の連通多孔を形成した連通多孔質体などが挙げられる。
【００１７】
ペン先６の前方には、ポリプロピレンを射出成形により形成したキャップ９が、キャップ９の内壁面９ａとペン先６が接触しないように被覆し、前軸５へ密嵌装着されている。  
尚、キャップ９は、未筆記状態にてキャップ９の内壁面９ａとペン先６が接触しないような構成でさえあればよく、特別な形状や寸法による構成とする必要性はなく、本例のようにキャップ９を、ペン先６を被覆して前軸５に密封装着する内キャップ９ｂと、前軸５から外れないように嵌合装着する外キャップ９ｃに、空気孔９ｄを設けたリブによって接続してなした安全キャップとしてもよいし、その他、キャップ９を、使用時にノック部３に嵌着できるようになしてノック補助体として使用しできるようになしてもよい。
【００１８】
インキ吸蔵体７の後方には、自由状態でインキ１を収容しているインキタンク２と吸蔵体を区画する中央部分が筒状に開口した隔壁部８が配置され、この隔壁部８の前方筒部８ａに弁座８ｂを形成し、弁部４が、ノック部３を押圧しない限り開口しないように、ノック棒１０及びバネ１１の後方付勢によってこの弁座８ｂに密接させて弁機構を形成させている。ノック棒１０は、その後部がインキタンク２の、略台形型階段状の薄肉部にて形成されている可動部２ａを有する底部の、ノック棒案内部２ｂに挿入され、ノック部３を押圧することで、可動部２ａを変形させると共に、ノック棒１０及びこのノック棒１０と接続している弁部４を開放するようになしてある。
【００１９】
図４に、他の一例を示す。
図１に示した例と同様のインキ１及びインキタンク２、ノック部３、弁部４、隔壁部８、ノック棒１０、バネ１１を使用した、図１のＩＩ部相当の縦断面図である図４に示したものは、ポエステル繊維の収束体よりなるペン先１２と、ペン先１２の後方に、飽和インキ量が４．０ｃｃで長手方向が３０ｍｍとなる円柱状の、ポエステル繊維の収束体よりなるインキ吸蔵体７を、ペン先１２と隔壁部８の前方筒部８ａにより挾着固定して配置したものである。本例では、インキ吸蔵体７が図１の例のものに比べて長手方向の長さが２倍となるため、これに伴って前軸５の長さも長くなることから、本体全体の長さが若干長くなってしまうことになるが、インキ吸蔵体７を挾着固定しているペン先１２と隔壁部８の前方筒部８ａの距離が長くなることで、挾着固定によるインキ吸蔵体７の長手方向の圧縮が極力抑えられ、インキ吸蔵体７の空隙率が挾着固定していない状態とほとんど変わらず９８％に維持される。このため、図１の例に比べ、ペン先１２とインキ吸蔵体７の毛管力の差が大きくなり、インキ吸蔵体７からペン先１２へ供給されるインキ１の移動速度が速くなり、連続的な筆記時のインキ吸蔵体７からペン先１２へのインキ１の供給性能や、インキタンク２からノック部３のノックによる押圧によりインキ吸蔵体７へ移動したインキ１の、ペン先１２への供給性能がより向上する。また、インキ吸蔵体７の飽和インキ量が４．０ｃｃとなるので、ペン先１２へインキ１を供給するための、予備タンクとしてのインキ１の収容量が増すこととなり、連続的な筆記の持続性が更に向上し得る。
【００２０】
ペン先１２は、目付量を２１ｇ／ｍ２のポリエステル繊維を束ね、１２ｍｍの径に成形し、アセトンを溶媒とした１１．８％のポリウレタン樹脂の樹脂溶液を含浸させた後、熱風乾燥炉で乾燥したものを、先端部分の曲率半径が６．０ｍｍの凸曲面を有する砲弾状になるように研磨切削した、連通多孔の繊維収束体のペン先１２としている。また、このペン先１２の先端部のデュロメータ硬さ（ＪＩＳ−Ｋ６２５３タイプＥデュロメータ）は６０．４度、空隙率が７２％、飽和インキ量が１．８ｃｃ、ペン先１２の前方部１２ａとなる筆記部分の最大外径Ａを１２ｍｍとし、筆記時におけるペン先１２の先端部分が、筆記面に当接した際、直径Ｂが７．２ｍｍの略円形となるようになしている。ペン先１２は筆記部分の前方部１２ａと同径の後方部１２ｂを溝部１２ｃにより区画されている。図１の例と同様、後方部１２ｂは、前軸５へのペン先１２の組立時の挿入時における変形や破損、インキ吸蔵体７との接続性を考慮して、後方部１２ｂの側方部を、先端部分と同様に研磨切削によってテーパ状になすと共に、インキタンク２から移動したインキ１の供給し易さを考慮して、後端面１２ｄは刃物により切断して平面状となる円錐台形状としている。尚、本例では、研磨切削における摩擦熱により、繊維が溶融し結合して、インキ１の供給性能が低下する可能性を考慮して、後端面１２ｄの平面を刃物により切断してなしたものとしたが、インキ１の供給仕様、インキ１の種類、製品用途、研磨切削技術に応じて、側方部のテーパ状の形成と同様、後端面１２ｄの平面を研磨切削によってなしてもよい。
また、前軸５には、図１の例と同様、それぞれの間を空気流通溝５ｃとするリブ５ａにて、ペン先１２の前方部１２ａを圧着すると共に、リブ５ａの一部である全周状の突起部５ｄは、ペン先１２に設けたアンダーカット部である溝部１２ｃとの嵌め合いにて係止し固定している。前軸５の突起部５ｄとペン先１２の溝部１２ｃとを嵌め合いにて係止することで、筆圧などによる前軸５の内部へペン先１２の没入及び落下などの衝撃によるペン先１２の脱落を防止するものとなる。また、ペン先１２は、繊維を束ねたものを接着剤となるポリウレタン樹脂により接着させた繊維収束体であり、ポリウレタン樹脂の樹脂溶液を熱風により乾燥させる際、繊維収束体の外周から樹脂溶液が乾燥するため、繊維収束体の内部の乾燥していない樹脂溶液は毛管作用により外周方向へ移動する現象によって、外周部にポリウレタン樹脂が多く残留して硬くなりデュロメータ硬さ８８．５度となる。このため、ペン先１２は、筆記の際には、先端部分が所望とする変形を容易に行う、デュロメータ硬さが７０度以下の軟質なものでありながら、ペン先１２の外周部はデュロメータ硬さが７５度以上の硬質なものであるので、前軸５のリブ５ａからペン先１２の外周部が受ける押圧力に対する反発力が強まり、ペン先１２の前軸５からの脱落がより強化されたものとなっている。
【００２１】
図５に、更に他の一例を示す。
図４に示した例と同様に、図１のＩＩ部相当の縦断面図である図５に示したものは、インキ吸蔵体７を介さず、隔壁部８の前方筒部８ａを接続した前軸５の挿入部５ｅを直接、ペン先１２に挿し込んで取り付けたものである。図１、図４の例では、太い筆跡巾であるため、インキ１の吐出量が多いことから、ペン先１２へインキ１を補充供給するための予備タンクとして、インキ吸蔵体７を用いたが、本例は、インキ吸蔵体７を用いず、ノック部３の押圧による筆記性能の速やかな回復により、筆記性能の持続性を図るものの一例である。ペン先１２は、先端部分の曲率半径が６．０ｍｍの凸曲面を有する砲弾状になるように研磨切削した他は、後端面１２ｄをインキ１の供給性を損なわない刃物による切断面としている。形状以外の繊維の材質や、目付量、収束させた繊維を固める接着剤とその配合率、乾燥などを含めた製法は全て、図４の例のペン先１２と同様のもので、ペン先１２の先端部のデュロメータ硬さは６０．４度、外周部のデュロメータ硬さは８８．５度としてある。ペン先１２は、繊維を束ね外周部を接着剤により固めた繊維収束体であるため、ペン先１２内部の繊維は、筆記部分と同じデュロメータ硬さが７０度以下の軟質な状態となっている。そのため、隔壁部８の前方筒部８ａを接続した前軸５の挿入部５ｅを、ペン先１２の後端面１２ｄから、ペン先１２内部の繊維の配列などによるインキ１の移動経路の状態を極力維持しつつ、挿し込むことができる。本例では、ペン先１２の前軸５への取り付け性を考慮して、前軸５に隔壁部８の前方筒部８ａが接続される挿入部５ｅを設けたが、もちろん、隔壁部８の前方筒部８ａを直接、ペン先１２に挿し込むようになしてもよい。以上のようになすことにより、ノック部３を押圧することによる弁部４の開放にてインキ１はインキタンク２からインキ吸蔵体７を介さずに直接、ペン先１２へ移動するため、ペン先１２へのインキ１の供給速度が速くなり、ノック部３の押圧による筆記性能の速やかな回復を図り得るものとすることができる。また、インキタンク２は、弁部４以外は大気と連通していないため、インキタンク２内のインキ１の、弁部４からの移動は、弁部４からインキタンク２内への、インキ１と同量の空気の置換によって行われている。そのため、ペン先１２が飽和インキ量に到達するまでインキ１は、ペン先１２内の空気の置換により行われ、ペン先１２が飽和インキ量に到達すると、大気との置換により移動しようとする。しかしながら、弁部４と大気との間は、飽和インキ量に到達したペン先１２があり、ペン先１２内のインキ１は毛管力によって保持された、非自由状態のインキ層を形成しているため、大気が弁部４へ移動できず、インキタンク２内への空気の置換が抑制され、ノック部３の押圧を繰り返した際、ペン先１２からインキ１がボタ落ちしてしまうことを抑制し得る。尚、隔壁部８の前方筒部８ａを接続した前軸５の挿入部５ｅの先端部がペン先１２の後端面１２ｄとの間に隙間を形成せず、ペン先１２内部の繊維の配列などによるインキ１の移動経路の状態を極力維持し、接続するものであれば、必ずしも前軸５の挿入部５ｅをペン先１２内部へ挿し込む必要はなく、落下などの衝撃や、ノック部３の押圧によるインキタンク２からのインキ１や空気の圧力が付荷しても、前軸５の挿入部５ｅの先端部とペン先１２の後端面１２ｄとの間に隙間を生じないものであれば、前軸５の挿入部５ｅの先端部とペン先１２の後端面１２ｄを当接させたものであってもよい。また、ペン先１２は繊維収束体よりなるものに限られるものではないが、特に、本例のような、前軸５の挿入部５ｅの挿入方向と同じ、長手方向に繊維が配列している繊維収束体よりなるペン先１２であれば、前軸５の挿入部５ｅの挿入し易さによる組立性の向上、前軸５の挿入部５ｅから移動したインキ１の移動し易さによるインキ１の筆記部分への供給性能の向上が得られるため好適である。
【００２２】
図６及び図７、図８に更に他の一例を示す。
図６及び図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線横断面拡大図である図７、図６のＩＩＩＩ−ＩＩＩＩ線横断面図である図８に示したものは、図１の例と同様のインキ１を、外部からのインキ１の残量を視認できるように、透明性を有するポリプロピレン製の射出成形品より形成されているインキタンク１３内に、インキ１を自由状態で１０ｃｃ収容し、インキ１の移動経路を遮断する弁部材を用いず、ポリプロピレン製の射出成形品より形成されている前軸１４の先端部分に配置している、図４の例のペン先１２と同様の、空隙率が７２％のポエステル繊維の収束体よりなるペン先１２へ直接インキ１を供給する、所謂、直液式ホワイトボードマーカーと呼ばれる筆記具の一例である。
【００２３】
インキタンク１３の後方に、差圧弁部材１５と、差圧弁部材１５にインキ１を供給するインキ誘導芯１６が、差圧弁部材１５の貫通孔１５ａを通り、係止部１５ｂに突き当てて係止している。差圧弁部材１５の貫通孔１５ａとインキ誘導芯１６の側方には、ＩＩＩ−ＩＩＩ線横断面拡大図である図７に示すように、インキ弁形成溝１５ｃが形成されている。このインキ弁形成溝１５ｃは、インキ１に対して毛管力が生じており、インキ誘導芯１６を通じてインキ１が介在し、差圧弁であるインキ弁を形成している。このインキ弁形成溝１５ｃに介在したインキ１によりインキ弁を、常時閉塞する能力を得るため、インキ弁形成溝１５ｃは最小巾が０．０５ｍｍ、最大巾が０．１５ｍｍの四角柱状の孔状となっている。インキ弁形成溝１５ｃは、インキ弁の常時閉塞と、内外気圧差により開放して通気を確保するために、ある程度の開口巾を有する必要があり、インキ弁形成溝１５ｃの巾は表面張力３５．０ｍＮ／ｍのインキに対して、０．０３ｍｍ〜０．２０ｍｍであることが望ましい。
また、このインキ弁形成溝１５ｃの長手方向の長さは、１０．０ｍｍとしており、インキタンク１３内の空気の減圧力及び増圧力が微少な１ｍｍＨ２Ｏ〜５ｍｍＨ２Ｏ程度になった時、このインキタンク１３内の変化した空気の圧力と、元のインキタンク１３内の空気の圧力との圧力差によって、インキ弁形成溝１５ｃに介在したインキ１が、押しのけ可能となるようになしている。インキ弁形成溝１５ｃの長手方向の長さは、インキ弁形成溝１５ｃからのインキ１の押しのけ易さや、インキ１の押しのけ後における、空気の流通性を考慮すると、インキ弁形成溝１５ｃの横断面積０．００７５ｍｍ２に対して、０．２ｍｍ〜２０．０ｍｍとすればよく、更に、インキ誘導芯１６の落下などによる抜け強度を考慮すると、１．０ｍｍ〜１２．０ｍｍとすることが好適である。尚、インキ１を押しのけるための、インキタンク１３内の減圧力や増圧力を、本例のものでは、筆記の際に手で把持し、この手の温度によってインキタンク１３が暖められ、インキタンク１３内の空気が増圧した際における、２０ｍｍＨ２Ｏ以下の圧力を考慮して設定したが、特に、インキ弁形成溝１５ｃに介在したインキ１の押しのけ可能な圧力は限定されるものではなく、各種筆記具の仕様に応じて、適宜設定されるものである。
【００２４】
更に、差圧弁部材１５の後方には、インキ１を通過させず、空気を通過させる、撥インキフィルタ１７ａをインサート成形により組み込んだ栓体１７が圧入配置されている。この栓体１７は、インキ弁形成溝１５ｃに形成されたインキ弁が、インキタンク１３内の圧力変化に応じて開閉する際に移動したインキ１が、誤って、インキタンク１３の外部へ流出してしまうことを防止するものである。この撥インキフィルタ１７ａは、ポリテトラフルオロエチレンを孔径１．０μｍとなる三次元網目構造で形成したものに、フッ素系の添加剤により撥インキ処理を施したものである。この栓体１７は、インキ１が万一、流出した場合に有効な部品であるが、常に設置しているため、撥インキフィルタ１７ａには、インキ弁形成溝１５ｃに形成されたインキ弁が開閉する際には、空気の出入りが可能であることが求められる。したがって、撥インキフィルタ１７ａは、インキ１の経時的な浸透と、空気の出入りの性能を加味すると、孔径としては０．２μｍ〜３．０μｍ、厚みとしては、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であることが好ましい。更に、本例では、撥インキフィルタ１７ａの固定方法としてインサート成形により一部品の栓体１７とし、インキタンク１３と差圧弁部材１５の間に圧入配置したが、必ずしも、インサート成形による栓体１７とする必要はなく、撥インキフィルタ１７ａをインキタンク１３若しくは、差圧弁部材１５に直接、接着、熱溶着、超音波溶着、振動溶着、溶剤溶着などによって取り付けたりするなど適宜なすことができる。
【００２５】
また、ペン先１２とインキタンク１３との間に、中央に貫通孔１８ａを形成する隔壁部１８とを配置し、この隔壁部１８とペン先１２との間には、隔壁部１８の中孔突部１８ｂとペン先１２の後端部１４ａに圧縮されたインキ供給路１９ａと、圧縮によるインキ供給路１９ａとの毛管差によって、常時はインキ１が貯留されない一時的インキ溜め部１９ｂとを形成する、インキ１に対して、膨潤や溶解などの反応性を生じないポリエステル繊維よりなる空隙率９５％のインキ吸蔵体１９を配置している。
前述した通り、インキ弁は、手の把持による温度上昇などに応じて、インキタンク１３内に生じた空気の微少な１ｍｍＨ２Ｏ〜５ｍｍＨ２Ｏ程度の圧力差によって開放し、外部との空気取り込みや排出した後、インキ１の毛管力によって閉塞する瞬間的な開閉作動である。標高差や温度差のある地域に移動するなどの環境変化においては、空気の圧力変化が非常に大きいものとなるため、インキ弁は、外部環境下の空気の圧力と、インキタンク１３内の空気の圧力が安定するまでの間、インキタンク１３内に生じた微少な圧力差に応じて、その都度、活発的に反復する開閉作動を繰り返すことになる。インキタンク１３内に生じる圧力差は１ｍｍＨ２Ｏ〜５ｍｍＨ２Ｏ程度で微少であり、瞬間的で極めて短時間であるものの、インキ弁が閉塞している際は、この微少な圧力が、インキタンク１３内のインキ１の界面１ａ上に付加することになり、微量ではあるが、少なからずインキ１をペン先１２側へ押し下げることになる。一回のインキ弁の開閉作動により、ペン先１２からインキ１が滴り落ちることはないが、飛行機や高地などを想定して、０．８気圧の環境変化が生じたとすると、インキ弁は、５００回〜数千回の開閉作動が行われることになり、その間に、ペン先１２側へ押し下げられる微量のインキ１は増加し、外部環境下の空気の圧力と、インキタンク１３内の空気の圧力が安定するまでの間に、０．０５〜１．０ｃｃ程度のインキ１の洩れの量となる。このインキ１の洩れの量は、後述する隔壁部１８の貫通孔１８ａの径と長さによるインキ１の移動規制によって異なるが、特に、本例のように、単位筆記距離当たりのインキ１の吐出量が、従来の筆記具に対して比較的多くなる広い筆跡巾を得るペン先１２である場合、０．５〜１．０ｃｃ程度のインキ１の洩れの量となる。従って、一時的インキ溜め部１９ｂは、収容可能なインキ１の収容量を１．５ｃｃとしているので、インキ１のペン先１２からの洩れを防止し得る。
インキ供給路１９ａは、空隙率９５％のインキ吸蔵体１９を隔壁部１８の中孔突部１８ｂと、ペン先１２の後端面１２ｄを挾着させて圧縮し形成されている。中孔突部１８ｂの端面近傍の一時的インキ溜め部１９ｂとの境界部分は、空隙率が６０％〜７０％になるように圧縮しつつ、中孔突部１８ｂの内側の貫通孔１８ａの開口部に位置して、インキタンク１３のインキ１をペン先１２へ供給する経路となる部分は、貫通孔１８ａの内部へインキ吸蔵体１９を押し戻して圧縮を緩和させ、空隙率を７５〜８５％となしている。インキ供給路１９ａの一時的インキ溜め部１９ｂとの境界部分の空隙率を６０％〜７０％とすることにより、インキ吸蔵体１９を圧縮せず、空隙率が９５％である一時的インキ溜め部１９ｂより毛管力が強くなり、前述した手の把持による温度上昇や、気圧の環境変化などによって生じた、インキタンク１３内の圧力差によるインキ１の押し下げがない限り、一時的インキ溜め部１９ｂへのインキ１の移動が抑制されるようなしてある。また、空隙率が７２％であるペン先１２よりも毛管力が弱くなるように、インキタンク１３のインキ１をペン先１２へ供給する経路となる部分の空隙率を７５〜８５％となしているため、ペン先１２からのインキ１の吐出阻害を阻止し得る。また、インキタンク１３のインキ１をペン先１２へ供給する経路となる部分の圧縮によって、インキタンク１３の自由状態のインキ１とペン先１２の後端面１２ｄとの、インキ１の供給抵抗の生じる距離が短くなり、できるだけ自由状態に近いみずみずしいインキ１による筆記を可能としている。
尚、本例では、一時的インキ溜め部１９ｂ及びインキ供給路１９ａをインキ吸蔵体１９の圧縮による毛管差によって得るものとしたが、例えば、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体や、ポリアセタール樹脂などを射出成形によって成形した櫛歯状の一時的インキ溜め部とし、この一時的インキ溜め部に、ペン先１２へのインキ供給芯などを配置したものであってもよい。
さらに、隔壁部１８の中孔突部１８ｂは、インキタンク１３からペン先１２へのインキ１の移動を、十分に筆記ができる程度の量に抑える、インキ１の移動規制の機能をなしている。即ち、ダルシー・ワイズバッハの式にも示されるように、貫通孔１８ａの径と長さの設定により、インキ１の移動規制を生じさせ、飛行機や高地などを想定した、０．８気圧の環境変化が生じた際の、インキ弁の開閉作動による、ペン先１２側へ押し下げられる微量のインキ１の量を極力少なくなしている。尚、ダルシー・ワイズバッハの式は、ｈｆ＝ｆ・Ｌ・ｖ２／Ｄ・ｇ（ｈｆ：摩擦損失水頭、ｆ：摩擦損失係数、Ｌ：管の長さ、Ｄ：管の径、ｖ：流速、ｇ：重力加速度）であることより、隔壁部１８の貫通孔１８ａの径と長さを設定することで、インキ１の移動規制を生じさせる摩擦抵抗を得る。
【００２６】
ペン先１２は、図４の例のペン先１２と同様の目付量２１ｇ／ｍ２のポリエステル繊維を束ね、１２ｍｍの径で成形し、アセトンを溶媒とした１１．８％のポリウレタン樹脂の樹脂溶液を含浸させた後、熱風乾燥炉で乾燥したものを、先端部分の曲率半径が６．０ｍｍの凸曲面を有する砲弾状になるように研磨切削した、連通多孔の繊維収束体のペン先１２であり、ペン先１２の先端部のデュロメータ硬さ（ＪＩＳ−Ｋ６２５３タイプＥデュロメータ）は６０．４度、空隙率が７２％、飽和インキ量が２．０ｃｃ、ペン先１２の前方部１２ａとなる筆記部分の最大外径Ａを１２ｍｍとし、筆記時におけるペン先１２の先端部分が、筆記面に当接した際、直径Ｂが７．２ｍｍの略円形となるようになしている。ペン先１２は筆記部分の前方部１２ａよりも小径の後方部１２ｂを溝部１２ｃにより区画し、図４の例と同様、後方部１２ｂは、側方部を研磨切削によってテーパ状となすと共に、後端面１２ｄは刃物により切断して平面状となる円錐台形状としている。また、前軸１４にそれぞれの間を空気流通溝１４ａとするリブ１４ｂにて、ペン先１２の前方部１２ａを圧着すると共に、リブ１４ｂの一部であり、図６のＩＩＩＩ−ＩＩＩＩ線横断面図である図８にも示すように、全周状の突起部１４ｃは、ペン先１２に設けたアンダーカット部である溝部１２ｃとの嵌め合い及び圧着にて係止し固定している。前軸１４の突起部１４ｃとペン先１２の溝部１２ｃとを嵌め合いにて係止することで、筆圧などによる前軸１４の内部へペン先１２の没入を防止させるほか、突起部１４ｃを全周状とすることで、ペン先１２との接触面積が最大の状態でペン先１２を、突起部１４ｃによって圧着するので、ペン先１２の前軸１４からの抜き荷重が約２．３ｋｇｆになり、落下などの衝撃によるペン先１２の脱落を防止するものとなる。また、突起部１４ｃによって全周状にペン先１２を圧着することで、ペン先１２の脱落が防止される他、ペン先１２の収束した繊維が径方向に圧縮されるため、毛管力を生じる空隙が小さくなり、より一層毛管力が強まるので、ペン先１２の筆記部分である前方部１２ａへのインキ１の供給性能が高い、筆記追従性の良好なものとなっている。更に、前軸１４の突起部１４ｃには、組立時におけるペン先１２の挿入方向、且つ、軸心方向に向かって傾斜したテーパ部１４ｄを設けている。これは、前軸１４の突起部１４ｃとペン先１２の溝部１２ｃが嵌め合いにて係止しているため、前軸１４の突起部１４ｃの内径は、ペン先１２の後方部１２ｂの最大外径より小径となっており、組立時のペン先１２の挿入性と、ペン先１２の後方部１２ｂに変形や破損などが生じないように、ペン先１２の後方部１２ｂと前軸１４の突起部１４ｃとの接触抵抗が極力抑えることを考慮してなしたものである。尚、空気流通溝１４ａは、図６にも示すように、８つのリブ１４ｂを全周状の突起部１４ｃと連結することにより形成してある。更に、ペン先１２は、繊維や、収束させた繊維を固める接着剤とその配合率、乾燥などを含めた製法は全て、図４の例のペン先１２と同様のものであるため、ペン先１２の外周部は硬く、デュロメータ硬さ８８．５度となっている。このため、ペン先１２は、図４の例のペン先１２と同様に、筆記の際には、先端部分が所望とする変形を容易に行う、デュロメータ硬さが７０度以下の軟質なものでありながら、ペン先１２の外周部はデュロメータ硬さが７５度以上の硬質なものであるので、前軸１４のリブ１４ｂからペン先１２の外周部が受ける押圧力に対する反発力が強まり、ペン先１２の前軸１４からの抜き荷重が約３．３ｋｇｆに強化されたものとなっている。
【００２７】
本例のように直液式のものでは、インキタンク１３のインキ１が、ペン先１２と直結しているため、ペン先１２の脱落はインキ１の洩れにつながるものであり、強い前軸１４からのペン先１２の抜き荷重が求められることとなるが、図１や図４及び図５の例であるノック式のものに比べ、ノック及びノック作動による弁機構を構成する部品をなくすことで、同外径の軸筒でありながらより多くのインキ１が収容できて長持ちすることができると共に、筆記での煩わしいノック操作がなくなるため、筆跡濃度やカスレを気にせず、会議や授業に集中した使用が実現し得る。
【００２８】
図９に、本例のものの使用時において、キャップ９の紛失を防止するために、キャップ９をインキタンク１３の後方に嵌着させた状態を示す。キャップ９は、内キャップ９ｂと外キャップ９ｃとの間のリブに設けられた空気孔９ｄにより、安全キャップとなっているが、この空気孔９ｄは、本例のように、インキ弁により、インキタンク１３の内部からインキタンク１３の後方より外気へ通気するようになされているものにおいては、キャップ９をインキタンク１３に形成されている通気口１３ａの後方に嵌着させた時、通気口１３ａの外気との遮断を防止する機能をも有している。
【００２９】
図１０、図１１及び図１２に、更に他の一例を示す。
図１０の例は、ペン先１２など本体は基本的に図６に示した例と同様のものであるが、キャップ２１をデザイン上、一つの筒状体により形成したものの例である。
図１１に、図１０の使用時における、一つの筒状体により形成されたキャップ２１をインキタンク１３の後方に嵌着させた状態を示す。
本例においては、インキタンク１３に形成されている通気口１３ａを通過した空気は、キャップ２１の側方に、キャップ２１の開口側へ延在した溝部２１ａを通過し、インキタンク１３とキャップ２１との当接部１３ｂとの間に形成された隙間から外気へ排出されるようになされている。また、本例のキャップ２１は、図１１のＩＩＩＩＩ−ＩＩＩＩＩ線横断面図である図１２にも示すように、机などに放置した際の転がりを防止するために多角形状としており、溝部２１ａからの空気の流通をより効率的なものとするため、比較的肉厚となる角部２１ｃに溝部２１ａを形成している。尚、本例では溝部２１ａを４つ配置すると共に、インキタンク１３との４つの嵌着部２１ｂを交互に、比較的肉厚となる角部２１ｃに対称となるように配置しているが、これは成形性及び耐久性を考慮したものであり、本例の形状に限られるものではない。インキタンク１３に形成されている通気口１３ａを通過した空気が、外気へ排出されるのであれば、溝部２１ａは１つであっても、５つ以上あっても良いし、突起状のものなどとしてもよい。更に、本例では、キャップ２１の外観デザインを損なわない形状とするため、空気の流通経路を確保しつつ、且つ、肉薄部分の形成を抑えてキャップ２１の経時的な耐久性の低下を極力抑制できるように、キャップ２１の内壁面に対して、キャップ２１の開口側方向に拡がるテーパ状となる溝部２１ａとしているが、空気の流通経路を確保し、キャップ２１の開口側へ延在した溝部２１ａであれば、本例のような溝部２１ａの形状に限られるものではない。例えば、キャップ２１の材質やグレードの種類や、外観デザインなどに応じて、キャップ２１の内壁面に対して、略平行なストレート状のものや、段付きの形状となる溝部２１ａとなしてもよい。また、キャップ２１とインキタンク１３の嵌着部２１ｂは、キャップ２１とインキタンク１３が嵌着可能であり、溝部２１ａの通気性を損なわないものになせるのであれば、嵌着部２１ｂの位置や数は適宜設定できる。更に、本例では、キャップ２１にのみ溝部２１ａを形成したが、より通気性を高めるため、インキタンク１３とキャップ２１との当接部１３ｂに溝部を設けるなどなしてもよい。
本例のようなキャップ２１は、インキ弁により、インキタンク１３の内部からインキタンク１３の後方より外気へ通気するようになされているものの他、インキの吐出に伴って、追従するフォロアが配置され、フォロアの移動に伴って、インキタンクの後方から外気を、インキタンクの内部に取り込むようなものなど、インキタンク内と外気の空気を流通させるものに好適であるが、もちろん、インキタンクの後方での内外気の流通を行わないものでも使用できる。
【００３０】
図１３に、更に他の一例を示す。
図１３に示したものは、ペン先１２やキャップ９などの部品や機能及び性能は基本的に図６に示した例と同様のものであるが、図６に示した例に比べ、組立性が向上したものの一例である。
インキタンク１３の後方の通気口１３ａ側から、インキ誘導芯１６を係止部１５ｂに突き当てて係止した差圧弁部材１５を挿入して係止されるように、インキタンク１３に受け部１３ｃを設け、差圧弁部材１５を係止した後、撥インキフィルタ１７ａが組み込まれた栓体１７を取り付け、差圧弁部材１５及び栓体１７の脱落を防止する尾栓２２が、差圧弁部材１５及び栓体１７を被覆して、インキタンク１３に密閉して嵌着するようなしてある。
インキタンク１３のペン先１２側の開口部側から、差圧弁部材１５及び栓体１７を挿入して取り付ける図６に示した例に比べ、尾栓２２が多くなり部品点数が増えることになるが、本例では、差圧弁部材１５及び栓体１７を挿入する距離が短くなり、極めて小さく、本例のインキ１の洩れを制御する機構となるため、密閉性や取り付け精度が要求される、差圧弁部材１５及び栓体１７のインキタンク１３への取り付けが容易となり、生産効率が極めて高いものとすることができる。
【００３１】
（効果の確認）
効果を確認するための試験用として、図６に示した筆記具を使用して、ペン先１２の筆記部分の外径を１０ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍの３種類とし、ペン先１２の先端部の凸曲面の曲率半径をそれぞれ５ｍｍ、６ｍｍ、７．５ｍｍとし、ペン先１２の素材となるポリエステル繊維の目付量、アセトンを溶媒としたポリウレタン樹脂溶液の、繊維の接着剤となるポリウレタン樹脂の含有率を変化させ、ペン先１２の先端部のデュロメータ硬さが異なる、実施例１〜２７及び比較例１〜９のサンプルを得た。尚、実施例１〜実施例９、並びに、比較例１〜比較例３がペン先１２の筆記部分の外径を１０ｍｍとしたサンプルであって、実施例１０〜実施例１８、並びに、比較例４〜比較例６がペン先１２の筆記部分の外径を１２ｍｍとしたサンプルであって、実施例１９〜実施例２７、並びに、比較例７〜比較例９がペン先１２の筆記部分の外径を１５ｍｍとしたサンプルである。
【００３２】
これらの各実施例１〜２７及び比較例１〜９のサンプルについて、図３に示したように筆記面から角度８５度傾斜した状態で、２００ｇの荷重で筆記面にペン先１２を押圧した際に、筆記面と接触したペン先１２の接触部が略円形となるかの確認としての状態確認試験、筆記時の最小筆跡巾となる略円形の最小直径が、ペン先１２の外径の半分となる一般的に太いとされる筆記線巾の５ｍｍ以上であるかの確認としての直径測定試験に対する各試験結果を表１に示す。
【００３３】
状態確認試験  
筆記面から角度８５度傾斜した状態で、２００ｇの荷重で筆記面にペン先を押圧した際において、ペン先の接触面が略円形となるか否か確認した。
【００３４】
直径測定試験
上記試験にて、ペン先の接触面が略円形となったサンプルの、略円形の最小直径を測定した。
その試験結果を表１〜表３に示す。
【００３５】
【表１】
2014111345.tif 000003
【００３６】
【表２】
2014111345.tif 000004
【００３７】
【表３】
2014111345.tif 000005
【００３８】
以上により、本発明によれば、ホワイトボードなどの筆記板から一番離れた席や位置から、筆記板に筆記された文字などを読み取れる、筆記面から角度８５度傾斜した状態で２００ｇの荷重で筆記面にペン先を押圧した際、筆記面と接触したペン先の略円形となる接触部の直径が、ペン先の筆記部分の最大外径の半分以上である太い筆記線巾となる筆記具を、筆記部分をＪＩＳ−Ｋ６２５３に記載のタイプＥデュロメータによるデュロメータ硬さが３０度以上７０度以下であるペン先により得ることができるものである。
【００３９】
尚、図１及び図４、図５の例ではノック式、図６の例では直液式の、インキタンク２，１３に収容したインキ１のペン先６，１２への供給やインキ１の洩れを抑制する機構における、ペン先６，１２、前軸５，１４の例を挙げたが、もちろん、図１及び図４、図５の例の機構にて、図５の例のペン先１２及び前軸１４を用いてもよく、また、図６の例の機構にて、図１及び図４、図５の例のペン先６，１２及び前軸５を用いてもよい。更に、機構の例として、ノック式や直液式の所謂生インキ式と呼ばれるものを挙げたが、繊維収束体などにインキを吸蔵する、所謂中綿式と呼ばれる機構に、例示したペン先６，１２及び前軸５，１４を用いてもよい。また、図１及び図４、図５、図６の例では、軸筒内のインキ１を使い切ると使用できなくなるインキ使い切りタイプの筆記具を挙げたが、このタイプに限られるものではなく、例えば、インキ１を使い切った後、インキタンク２，１３にインキ１を補充するするタイプのものや、インキ１を使い切ったインキタンク２，１３を前軸５，１４から分離し、新品のインキタンク２，１３を螺合や圧入、嵌合などにより、前軸５，１４へ取り付けるカートリッジタイプのもの、インキタンク２，１３及び前軸５，１４よりなる軸筒をリフィルとし、キャップレスのノック繰り出し式機構をもつ本体に収納するものなどが挙げられ、筆記具としての仕様や用途、使用頻度、インキ１の種類、デザインなどに応じて適宜設定することができる。更に、本発明の筆記具は、会議室や学習塾、学校などの教室にて使用するホワイトボードに筆記するホワイトボードマーカーとして好適なものであるが、ホワイトボードマーカーに限定されるものではなく、壁に貼り付けた大きな模造紙へ筆記するための水性及び油性マーカーとしてもよい。更には、筆記線巾が５ｍｍ以上となる太い大きな文字の筆記を行う目的のものであれば、床面に対して垂直方向へ筆記する用途に限定されるものではなく、様々な用途の筆記具へ展開することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  インキ
１ａ  界面
２  インキタンク
２ａ  可動部
２ｂ  ノック棒案内部
３  ノック部
４  弁部
５  前軸
５ａ  リブ
５ｂ  先端段部
５ｃ  空気流通溝
５ｄ  突起部
５ｅ  挿入部
６  ペン先
６ａ  前方部
６ｂ  後方部
６ｃ  段部
７  インキ吸蔵体
８  隔壁部
８ａ  前方筒部
８ｂ  弁座
９  キャップ
９ａ  内壁面
９ｂ  内キャップ
９ｃ  外キャップ
９ｄ  空気孔
１０  ノック棒
１１  バネ
１２  ペン先
１２ａ  前方部
１２ｂ  後方部
１２ｃ  溝部
１２ｄ  後端面
１３  インキタンク
１３ａ  通気口
１３ｂ  当接部
１３ｃ  受け部
１４  前軸
１４ａ  空気流通溝
１４ｂ  リブ
１４ｃ  突起部
１４ｄ  テーパ部
１５  差圧弁部材
１５ａ  貫通孔
１５ｂ  係止部
１５ｃ  インキ弁形成溝
１６  インキ誘導芯
１７  栓体
１７ａ  撥インキフィルタ
１８  隔壁部
１８ａ  貫通孔
１８ｂ  中孔突部
１９  インキ吸蔵体
１９ａ  インキ供給路
１９ｂ  一時的インキ溜め部
２０  キャップ
２１ａ  溝部
２１ｂ  嵌着部
２１ｃ  角部
２２  尾栓
【図１】
2014111345.tif 000006
【図２】
2014111345.tif 000007
【図３】
2014111345.tif 000008
【図４】
2014111345.tif 000009
【図５】
2014111345.tif 000010
【図６】
2014111345.tif 000011
【図７】
2014111345.tif 000012
【図８】
2014111345.tif 000013
【図９】
2014111345.tif 000014
【図１０】
2014111345.tif 000015
【図１１】
2014111345.tif 000016
【図１２】
2014111345.tif 000017
【図１３】
2014111345.tif 000018