KR100963317B1

KR100963317B1 - 도포구

Info

Publication number: KR100963317B1
Application number: KR1020047017493A
Authority: KR
Inventors: 야마다노리오; 오타류스케
Original assignee: 펜텔 가부시기가이샤
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2010-06-11
Also published as: US6997631B2; EP1541371A4; US20050169691A1; WO2003101760A1; EP1541371B1; CN100402315C; AU2003241882A1; CN1655954A; TW200400129A; TWI260280B; EP1541371A1; KR20050007355A

Abstract

여러 가지의 사용 환경 조건하에서도 잉크를 누설하지 않고, 유성 잉크에도 적합하며, 적절한 잉크 토출을 유지하고, 저렴히 제작할 수 있는 도포구를 제공한다. 본 발명의 도포구는 생잉크식 자동 토출형의 도포구에 있어서, 도포체 하향 상태로, 잉크 수용부의 잉크 접속구보다 하부에 도포체측 잉크 유통로, 상부에 잉크 흡수체측 유통로와 통기용 간극을 배치하는 동시에, 잉크 흡수체는 상기 잉크 수용부내의 잉크는 잉크 접속구의 개구만으로 연통하도록 구획되어 있고, 잉크의 유통로에서 잉크 흡수체측 유통로 후방부의 밀도를 A, 잉크 흡수체측 유통로 전방부의 밀도를 B, 도포체측 잉크 유통로의 밀도를 C로 했을 때, A < B < C의 관계를 지니고 있는 도포구이다.

Description

도포구{APPLICATOR}

본 발명은 수성·유성의 필기 도구용 잉크류, 제트 프린터용 잉크류, 아이라이너 등의 화장액, 도료나 약제 등의 도포액인 액료(이하 잉크라 함)를 수용하는 생잉크 탱크를 구비하고, 도포 또는 필기, 기록에 호응하여 잉크가 자동적으로 토출 제어되는 기구를 구비한 도포구에 관한 것이다.

종래, 축통내에 잉크 수용부를 구비하고, 수용한 잉크가 필기 또는 도포를 위해 사용되고 소모됨에 따라서 도포체(펜체)에 순차 보급되어, 연속적으로 필기 또는 도포를 할 수 있도록 하는 생잉크 자동 토출 제어의 필기 도구가 알려져 있다. 예컨대, 일본 실용공고 소60-69690호 공보에 축 내의 잉크 수용부와 도포체 선단 사이에 있는 잉크 유통 경로에 잉크 흡수체를 배치하고, 필기에 호응하는 도포체 모세관 내의 잉크 이동 압력(모세관 침투압)으로 잉크를 유통시켜, 연속적으로 필기를 할 수 있는 생잉크 토출 제어 기구가 기재되어 있다.

종래의 생잉크를 수용하는 도포구의 토출 제어 기구에 있어서는, 잉크 흡수체를 이용하는 것은 생잉크 수용부에서 잉크가 배어나온 경우에 잉크를 흡수하여 도포체부 등으로부터 흘러나오지 않도록 제어하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.

이 종류의 잉크 흡수체의 종래 일반적인 사용법은 단면이 중공형 형상(도우 넛형) 등인 잉크 흡수체를 잉크 수용부에서 도포체에 이르는 잉크 유통로에 대하여 병렬형 또는 직렬형으로 배치하여, 잉크 흡수체를 잉크 유통로의 상측으로부터 하측을 따라서 접촉시키거나 또는 상측부만 접촉시키는 구조에서의 사용법이 많다.

이 배치 상태에서는, 잉크 수용부에서 도포체 선단에 이르는 잉크 유통로의 긴 치수와, 잉크 흡수체의 긴 치수를 대비하면, 잉크 유통로의 거리가 당연히 길다. 이와 같은 경우, 일정 내경 수치의 축 내에 동일한 재질의 잉크 흡수체를 설치하는 조건으로 잉크 흡수체의 용적·용량을 늘리고 싶을 때에는 긴 쪽의 치수를 길게 할 수밖에 없고, 그것을 위해서는 잉크 유통로의 길이도 합쳐서 길게 해야만 하는 관계에 있다.

여기서, 일반적인 물리적 현상으로서 직경이 가는 잉크 유통로 부분이 길어지면, 내부를 통과하는 잉크의 점도 저항이 증가하기 때문에 잉크 수용부에서 도포체에 공급하는 잉크의 유통이 둔해지기 쉬운 문제가 있다. 그리고, 그 개선을 위해서 잉크 유통로의 직경을 굵게 하고자 하면, 축 내경·횡단면 내에서의 잉크 흡수체의 부착 면적이 작아져서, 상대적으로 잉크 흡수 용량이 적어지거나 또는 잉크 흡수체의 단면 형상을 제조하기 어려워지는 등의 폐해가 발생하여, 일정 굵기로 설정된 생잉크가 들어간 도포구에 있어서, 잉크 흡수체의 용적을 늘리거나, 잉크 용량이 많은 도포구를 제조하기 위해서는 잉크 흡수체의 구성에 많은 난점이 있었다. 또한, 이와 같은 잉크 흡수체를 이용한 구조에서는 잉크가 흘러나오는 것을 방지하는 성능 등도 아직 충분하지 않고, 많은 문제가 확인되었다.

다음과 같은 주된 문제가 되는 현상이 있어서, 해소가 요구되는 과제가 되었 다.

(1) 일반적으로 잉크 흡수체는 잉크 유통 경로의 잉크와 접촉 상태로 부착하기 위해서 통상의 보관 상태에서도 잉크 수용부의 잉크를 자연스럽게 흡수하여, 흡수 포화량에 가깝게 충만하기 쉽다. 이와 같은 경우에, 환경 변화로 축 내에 기체 팽창이 발생하여, 잉크 수용부로부터 잉크가 밀려나오면, 잉크 흡수체는 배어나오는 잉크를 흡수할 능력이 부족하여 잉크가 흘러나오게 된다.

(2) 사용 환경에서는 기압이나 온도 변화가 반복적으로 일어나고 있기 때문에, 이 변화로 인해 잉크 수용부 내의 기체 등이 팽창·수축을 반복하고 있다. 따라서, 팽창시에 밀려나온 잉크를 잉크 흡수체가 흡수할 수 있더라도, 수축의 경우에 흡수한 잉크가 잔류하여 나머지 흡수전의 상태로 복원할 수 없는 경우에는, 상기 (1)과 같은 문제가 발생한다.

(3) 잉크 수용량이 많은 제품 또는 유성 잉크 등으로 증기압이 높은 잉크의 충전 제품을 만드는 경우 등에서는 잉크 수용부 내의 기체 팽창 변화량도 증대한다. 이와 같을 때, 예컨대 축에 장착되어 밀폐하고 있었던 캡을 분리하면 단숨에 축 내부가 팽창하여 잉크가 배어나와, 흡수체가 잉크를 흡수 포착할 수 없어서 잉크가 흘러나온다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 감안하여 수성 잉크는 물론, 유성 잉크를 사용하는 경우라도 보존중이나 사용상의 여러 가지의 사용 환경 조건하에서 잉크가 흘러나오는 것 등 잉크를 누설하지 않고, 특히 빠른 필기 속도에도 적절한 잉크 토 출을 유지하는 품질을 구비한 도포구를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 상기 과제를 추구함에 있어서, 연속적인 필기를 할 때 등에 잉크 용기내의 잉크가 일시적으로 도포체(펜체)에 공급되지 않아서 글씨가 희미해지는 문제점이 발생하는 경우도 있어, 이 문제점을 함께 해소하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 충전한 잉크가 내부 유동 가능한 생잉크 수용부와, 이 잉크 수용부 내의 잉크가 과잉 유출하는 것을 제어하기 위한 잉크 흡수체와, 잉크를 도포하기 위한 도포체를 구비하고, 잉크 수용부의 잉크를 유도하는 잉크 유통로가 도포체측 잉크 유통로와 잉크 흡수체측 유통로에 분기되어 있는 자동 토출형의 도포구에 있어서, 도포체를 하향으로 한 상태로 상기 잉크 수용부의 잉크 유통로 출구인 잉크 접속구보다 하측에 내부를 도포체측 잉크 유통로로 한 도포체 유통관을 배치하고, 상측에 내부를 잉크 흡수체측 유통로로 한 내관과 통기용의 외관으로 이루어지는 이중관을 배치하며, 상기 내관에는 그 내부에 잉크 흡수체를 배치하고 흡배기 공극이 형성되어 있고, 상기 흡배기 공극은 통기용 외관을 통해 도포체 외주부에 접속하고 있는 외기구에 우회 접속되며, 상기 잉크 흡수체는 상기 잉크 수용부 내의 잉크와는 잉크 접속구만으로 연통하도록 구획되어 있고, 해당 잉크 접속구의 개구 내는 축 횡단면의 외주측에서 내주측을 향하여 개구 면적을 작게 한 개구 형상으로 하거나 또는 개구 내주벽부에 간극이 넓은 부분과 좁은 부분을 형성하는 요철부를 설치함으로써 개구 내에서 모세관 작용이 강한 부분과 약한 부분을 형성한 것으로 이루어지고, 더욱 잉크의 유통로에서 잉크 흡수체측 유통로 후방부인 내관 대직경부 내의 잉크 흡수체의 밀도(또는 모세관력)를 A, 잉크 흡수체측 유통로 전방부인 내관 소직경부 내에 배치한 모세관 부재의 밀도(또는 모세관력)를 B, 도포체측 잉크 유통로인 도포체 유통관 내에 배치한 모세관 부재의 밀도(또는 모세관력)를 C로 했을 때, A < B < C의 관계를 지닌 도포구를 요지로 한다.

본 발명에 따른 도포구는, (1) 잉크 흡수체가 잉크 수용부의 잉크를 자연 흡수하여, 포화 흡수 상태에 이르는 현상을 방지하고, (2) 잉크 수용부 내의 팽창·수축 변화에 있어서, 잉크 흡수체가 일단 흡수한 잉크를 다시 잉크 수용부 내에 복귀하는 작용을 반복할 수 있는 것을 가능하게 함으로써, 상기 과제를 달성했다. 즉, 본 발명에 따른 도포구의 작용은 이하와 같다.

전술한 종래의 잉크 흡수체의 사용법에 대하여 본 발명의 잉크 흡수체의 사용법(잉크 흡수체측 유통로)은 잉크가 배오나올 때, 잉크 접속구를 통해 잉크 흡수체의 하측으로부터 상측을 향하여 잉크가 흡수되도록 고안하고 있기 때문에, 전술한 바람직한 기능·작용을 얻은 것이지만, 그 주된 이유는 이하와 같다.

(1) 본 발명에 따른 도포구의 구조는 도포체측 잉크 유통로인 도포체 유통관체 부문을 잉크 흡수체가 동일 단면에 존재하지 않는 전방측에 설치하고 있다. 그 때문에, 도포체 선단에 이르는 잉크 유통로의 형성은 잉크 흡수체의 영향을 받지 않고 짧고 굵은 유통로로 하는 것이 가능하고, 잉크 수용부의 잉크가 도포체 선단에 이르는 저항이 적어 토출량을 많게 할 수 있다.

(2) 본 발명에 따른 도포구의 구조는 잉크 접속구의 상측의 내관 내를 잉크 흡수체측 잉크 유통로로 하고, 그 내부에 잉크 흡수체를 배치하는 동시에 흡배기 공극을 형성한 구조이기 때문에, 잉크가 배어나올 때에는 잉크 흡수체 중에 조속히 침투하여 흡수되도록 잉크 흡수체 내의 공기 배출을 하기 쉽게 한 것이다. 이것에 따라, 잉크 수용부 내의 팽창 일출(溢出)이 끝나고 다시 기체가 수축하여 감압(減壓) 상태로 변할 때에 잉크 흡수체가 일단 흡수한 일출(溢出) 잉크를 다시 잉크 접속구를 통해 잉크 수용부에 되돌아가기 쉽게 하는 작용을 향상할 수 있다.

즉, 잉크 수용부가 감압 상태가 되었을 때에 상기 도포체 외주부에 접속하고 있는 외기구로부터 잉크 흡수체측 둘레부의 흡배기 간극을 지나서 잉크 접속구를 향하는 외부 공기의 흐름이 생긴다. 이 때, 잉크 흡수체 내는 밀려나온 잉크를 많이 흡수한 상태에 있기 때문에, 이 흡수된 잉크가 외부 공기보다도 먼저 잉크 수용부로 빨려 들어갈 필요가 있다. 이러한 작용을 얻기 위해서 잉크 흡수체를 잉크 접속구의 상측에 배치하고 있다.

즉, 도포체가 하향 자세의 보관 상태에서는 잉크 흡수체가 흡수한 잉크는 그 자신의 중량에 의해서 하측의 잉크 접속구부에 모이는 경향이 있기 때문에, 모인 잉크보다도 가벼운 공기가 먼저 잉크 수용부의 속에 흡입되는 현상이 적어져, 잉크 수용부에 잉크가 빨려 들어가는 작용의 효율이 좋은 상태가 발생되어 있다.

(3) 본 발명에 따른 도포구의 구조에 있어서 흘러나온 잉크는 잉크 흡수체측과 도포체측으로 분기되어 나가지만, 잉크 수용부 내가 현저히 팽창한 경우에 잉크 흡수체측에서 흡수할 수 없는 일출(溢出) 잉크는 넘쳐 흘러서, 상기 우회한 통기 간극을 경유하여, 도포체측 둘레부의 공간을 지나서, 최종적으로 도포체 선단에 합류할 수 있게 되어 있다.

본 구조는 도포구 내외를 연통하는 외기구를 전체 축 선단의 도포체측 둘레부에만 형성하고 있기 때문에, 전체 축에 캡을 부착하여 외기구를 밀폐함으로써 외부로 나가는 잉크와 공기의 흐름을 간단히 멈출 수 있고, 넘쳐 흐른 잉크가 도포체측 둘레부에 저장되는 경우가 있더라도 잉크 수용부의 팽창이 가라앉아 감압을 향할 때에는 저장된 잉크가 도포체를 통하여, 잉크 수용부에 빨려 들어가는 작용을 얻을 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 도포구의 구조는 전술한 바와 같은 바람직한 작용 효과를 얻을 수 있지만, 잉크 흡수체가 장기간의 자연 방치 환경 등으로 잉크 수용부의 잉크를 흡수하여 충만해지는 경향에 있어서는, 아직 충분하지 않기 때문에 잉크의 유통로에서 잉크 흡수체측 유통로 후방부인 내관 대직경부 내의 잉크 흡수체의 밀도(또는 모세관력)를 A, 잉크 흡수체측 유통로 전방부인 내관 소직경부 내에 배치한 모세관 부재의 밀도(또는 모세관력)를 B, 도포체측 잉크 유통로인 도포체 유통관 내에 배치한 모세관 부재의 밀도(또는 모세관력)를 C로 했을 때, A < B < C의 관계를 지닌 구성을 채용했다.

그 작용을 설명한다. 우선, 잉크 흡수체가 접속구를 통해 접속한 잉크 수용부 내의 잉크를 자연 흡수하는 상태에 있는 것은 그 잉크 흡수 분량에 적당한 외부 공기가 잉크 수용부 내에 흡입되는(공기 교환되는) 상태일 때이기 때문에, 반대로 이러한 공기 이동을 억제하여, 잉크가 잉크 흡수체의 전체에 자연 흡수되어, 충만하지 않도록 상기 관계로 했다.

즉, 내관 대직경부 내(내관 후방부)의 잉크 흡수체의 밀도(또는 모세관력) A보다 내관 소직경부(내관 전방부)의 모세관 부재인 잉크 흡수체 밀도(또는 모세관력) B를 높게 한 것으로, 밀도 B부 근방은 국부적으로 강한 모세관력이 작용하고, 항상 잉크를 저축한 액밀 상태를 유지한다. 이 때문에, 모세관 작용이 상대적으로 약한 잉크 흡수체부가 잉크 수용부 내의 잉크를 흡수하려고 해도 이 액밀 상태가 잉크 수용부내에 들어가고자 하는 외부 공기의 흡입을 억제하기 때문에 잉크 흡수체 내는 잉크가 충만하지 않고 미흡수 상태를 계속 유지한다.

이러한 액밀 상태에 의한 공기 흡입의 차단 작용은 모세관 작용이 더욱 강한 도포체가 잉크를 소비하여 밀도 C의 도포체에 잉크가 흡수 이동되는 데 연동하여, 잉크 수용부 내가 감압화 됨으로써 해소되고, 외부의 공기가 통과할 수 있게 되기 때문에 연속적인 필기가 가능하다.

이상의 작용에 의해, 잉크 흡수체는 잉크 흡수 가능한 미흡수 상태를 장기간 유지하여, 보존중이나 사용중의 여러 가지의 사용 환경 조건하에서 부정적인 잉크 일출이 있을 때에 구비할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 도포구에 있어서 사용중 등에 잉크 수용부 내의 공기가 팽창하여 잉크 수용부로부터 잉크가 강제적으로 일출한 경우, 일출 잉크는 잉크 접속구를 통해 도포체측 잉크 유통로와 잉크 흡수체측 유통로의 양방향을 향하고자 하지만, 도포체측 잉크 유통로는 가장 밀도가 높기(C) 때문에 잉크의 통과 저항이 커서 유출하기 어려운 한편, 잉크 흡수체 내에는 잉크를 미흡수한 공간이 있어, 측면 둘레부는 외기로 이어지는 흡배기 간극이 있어 공기 배출도 원활하게 할 수 있 기 때문에 잉크가 우선적으로 유입되고, 도포체부 측에서의 잉크가 흘러나오는 것을 막을 수 있다.

다시 잉크 수용부 내의 공기가 팽창 상태로부터 원래의 상태로 수축 복귀하는 경우, 도포체측 잉크 유통로는 밀도가 높고, 모세관력이 강하기 때문에 이 방향으로부터 외부 공기가 잉크 수용부 내로 흡입되는 것을 저지하고, 따라서 잉크 흡수체 내에 흡수된 잉크가 잉크 흡수체측 유통로에서 잉크 수용부 내로 빨려 들어가기 때문에 잉크 흡수체는 다시 잉크를 흡수할 능력을 회복하여, 반복되는 팽창·수축 환경에서도 잉크가 누설되지 않는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 실시예 1의 도포구의 종단면도이다.

도 2는 실시예 1의 도 1의 90도 회전 방향의 종단면도이다.

도 3은 도 1의 A-A선을 따라 파단한 횡단면도이다.

도 4는 실시예 1에 있어서의 도포구의 주요부의 사시도이다.

도 5는 본 발명에 의한 실시예 2의 도포구의 종단면도이다.

도 6은 본 발명에 의한 실시예 3에 있어서의 이음관의 주요부 확대도이다.

도 7은 실시예 3의 도 6의 정면 확대도이다.

도 8은 본 발명에 있어서의 실시예 4의 잉크 접속구의 개구 형상의 정면 확대도이다.

도 9는 본 발명에 있어서의 실시예 5의 도포구의 종단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

실시예 1

도 1, 도 2, 도 3 및 도 4에 본 발명의 실시예 1을 도시한다. 도 1은 본 실시예의 종단면도이며, 도 2는 도 1을 축심을 따라서 90도 회전시킨 도면, 도 3은 도 1의 선A-A 단면 확대도이며, 도 4는 본 실시예의 이음 부재의 사시도이다. 참조 부호 1은 후축(後軸)으로, 후방부를 폐쇄하여 내부를 잉크 수용실(1a)로 하여 잉크를 충전하고, 전단부에 전축(前軸)(2)의 외경부(外徑部)(2a)가 밀폐식으로 장착되어 있다.

이 전축(2)은 상세한 내용을 후술하는 이음관(3)의 칸막이 플랜지부(3a)를 내경부에 밀폐식으로 장착하여, 후축부를 잉크 수용부로 하고, 전축부를 도포체(4)의 부착부로서 구획하고 있다. 전축(2) 내의 도포체(4)의 부착은 내주에 세로 리브(2b)를 설치하여, 도포체의 측면 둘레부를 압입하여 고정하고 있고, 이 때문에 외기구(2c)가 형성되고, 축 내는 외기와 연통하고 있다.

상기 이음관(3)은 다음의 구성 부재로 되어 있다. 칸막이 플랜지부(3a)의 전방부측에 단관(單官)의 도포체 유통관(3b)를 연달아 설치하여, 관내에 도포체 후방부(4a)를 압입하고, 도포체측 잉크 유통로로 하고 있다. 후방부측은 통기용의 외관(3c)과 내관(3d)으로 이루어지는 이중관을 연달아 설치하고 있고, 내관(3d)에 잉크 흡수체(6)를 배치하여 잉크 흡수체측 유통로로 하고 있다. 외관(3c)과 내관(3d) 사이를 통기 간극(3e)으로 하고 있다. 이 외관(3c)의 내주부에는 후방부를 폐쇄한 흡수체 보호관(5)의 전방부 외경(5a)을 밀폐식으로 부착하여, 내관(3d)에 배치한 잉크 흡수체(6)를 수납하고, 잉크 수용부(1a)의 충전 생잉크와 구획하고 있다.

축 내와 외기를 연결시키는 통기로의 형성으로서, 흡수체 보호관(5)의 내부에는 관 내벽에 잉크 흡수체(6)의 측면 둘레부를 고정하는 복수의 세로 리브(5b)를 설치하여, 잉크 흡수체(6) 측면 둘레부와의 사이에 흡배기 간극(5c)을 형성하고, 이 흡배기 간극(5c)은 상기 외관(3c)과 내관(3d) 사이의 통기 간극(3e)에 연통하고, 이 통기 간극(3e)은 칸막이 플랜지부(3a)의 횡단면부에 관통 형성한 통기 간극 구멍(3f)으로부터 전축(2) 내의 도포체 유통관(3b)의 외측에 연통하고 있고, 더욱 전축(2) 내는 상기 외기구(2c)에 의해서 외기에 연통하고 있다.

도포체 유통관(3b)의 관 내는 잉크 흡수체측 유통로의 내관(3d)의 전방부 관내에 연통되어 있다. 내관(3d)은 축 길이 방향으로 직경이 변화하고 전방부 근방은 소직경부(3d1), 후방부는 대직경부(3d2)로 되어 있고, 내벽에 후단에 닿은 세로 리브(3i)를 형성하고 있다. 이 때문에 내관에 배치한 잉크 흡수체(6)는 소직경부(3d1)로 직경이 압축되어 있다. 또한, 대직경부(3d2)에서는 세로 리브(3i)의 사이의 내관 내벽과 잉크 흡수체(6) 외벽에 둘러싸인 흡배기 간극(3g)이 형성되어 있다. 이 흡배기 간극(3g)은 흡수체 보호관(5) 내부와 연통하고 있고, 상기 통기 간극(3e)에 우회형으로 접속 연통되어 있다.

또한, 상기 칸막이 플랜지부(3a)의 후방부측에 연결시킨 외관(3c)에는 외주부에서 내관(3d) 내부로 통하는 잉크 접속구(3h)가 개구로 형성되어 있다.

이 잉크 접속구(3h)는 통기 간극(3e) 단면의 일부를 가로막는 격벽(3j)으로 외관(3c)의 외주부와 내관(3d)을 직경 방향으로 연결시킨 관통 개구이다. 외관(3c)에 접한 생잉크는 이 잉크 접속구(3h) 개구부에 의해 통기 간극(3e)에는 접하지 않고, 내관(3d) 내부와 연통하고 있다. 따라서, 잉크 수용부(1a) 내에 충전된 생잉크는 외관(3c)의 잉크 접속구(3h)의 개구 내부만을 통해 내관(3d) 내부와 연통하고 있다.

이 내관(3d) 내부에 있어서 잉크 흡수체(6) 전방부가 소직경부(3d1)에 압축하여 장착되고, 상기 잉크 접속구(3h)에 닿아 잉크에 접하고 있다. 한편, 잉크 접속구(3h)에는 도포체 유통관(3b)에 삽입한 도포체 후방부(4a)도 닿고 있다. 이 때문에, 후축(1) 내에 충전된 생잉크는 잉크 유동로(2d)로부터 유동하고, 잉크 접속구(3h) 내부에 있어서 전방의 도포체 후방부(4a)와 후방의 잉크 흡수체(6)의 양측에 분기되어 접촉한다.

전술한 잉크 흡수체(6)는 종래에 일반적으로 공지된 필기구 등에 채용되고 있는 것을 사용할 수 있지만, 상기 내관(3d)에 삽입하여 외부 직경을 적절히 압축하여 밀도를 높게 변경할 수 있는 재질이 바람직하다. 이와 같은 것으로서, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리올레핀, 아세테이트, 나일론, 폴리우레탄 등의 합성 섬유를 수속한 소위 중면(中綿)이나 소결체나 발포 스폰지 등의 다공질재·발포재를 이용할 수 있다.

또한, 본 실시예는 종래 일반의 생잉크 필기구에 이용하고 있는 단면이 중공 형상(도우넛형)인 것이 아니고, 단면이 원형이나 다각형인 잉크 흡수체를 이용할 수 있기 때문에 제작 가공이 간단하고, 비용도 싼 것을 사용할 수 있다. 도포체 (4)도 종래 일반의 필기구에 채용하고 있는 모세관 작용이 있는 펜체류를 적용할 수 있다. 즉, 섬유를 수속(收束)한 섬유 코어, 펠트, 소결체·발포체 등의 다공질 펜재, 단면에 모세관 홈부를 형성한 성형 코어 재료, 볼펜 칩, 단면에 모세관 슬릿을 형성한 금속펜 등을 사용하여, 제품을 완성할 수 있다.

보다 더욱, 본 실시예에 있어서의 잉크의 유통로에 있어서 잉크 흡수체측 유통로 후방부인 내관 대직경부(3d2) 내의 잉크 흡수체(6)의 밀도(또는 모세관력)를 A, 잉크 흡수체측 유통로 전방부인 내관 소직경부(3d1) 내의 잉크 흡수체 압축부(6a)의 밀도(또는 모세관력)를 B, 도포체측 잉크 유통로인 도포체 유통관 내의 도포체 후방부(4a)의 밀도(또는 모세관력)를 C로 했을 때, A < B < C의 관계를 지닌 것이 필요하다.

이러한 구조로 구성한 본 실시예는 다음 같은 기능과 작용을 나타냈다. 후축(1) 내부에 충전한 생잉크는 잉크 유동로(2d)를 유동하여 흘러, 잉크 접속구(3h) 개구 내부를 통해 도포체 유통관(3b)에 압입 고정한 도포체 후방부(4a) 및 내관(3d)의 전방부 소직경부(3d1)에 장착되어 압축된 잉크 흡수체 압축부(6a)에 접촉하고 있다. 이 때문에, 잉크 접속구(3h)에서 도포체(4) 선단을 직결하여 잉크를 공급할 수 있고, 굵은 도포체 후방부(4a)도 부착되어 잉크 토출성이 양호하다.

잉크 흡수체(6) 내부에 존재하는 공기는 외주부의 흡배기 간극(3g)에서 우회하고, 통기 간극(3e)과 연통하여, 더욱 통기 간극 구멍(3f)에 의해서 전축 내에 이어지고, 외기구(2c)에서 외기와 통기하고 있기 때문에 순조롭게 흡배기를 할 수 있고, 잉크 흡수체(6)는 잉크의 흡수 포착성이 좋다.

여기서, 잉크 흡수체(6)가 잉크 접속구(3h)로부터 잉크를 자연 흡수하면, 잉크 흡수체(6) 내에 잉크가 충만하지만, 본 실시예는 잉크 흡수체(6)가 내관 전방 소직경부(3d1)에서 압축되어 밀도가 높고(B), 후방은 압축하고 있지 않기 때문에 상대적으로 밀도가 낮게(A) 되어 있고, 밀도가 높은 소직경부(3d1) 내는 국부적으로 강한 모세관력이 기능하여 잉크가 침투하여 충만하지만, 밀도가 낮은 후방부는 잉크가 침투하기 어려운 상태로 만들어져 있다. 즉, 잉크 흡수체(6)가 잉크 접속구(3h) 내에 접한 잉크를 흡수하려고 해도 잉크 수용부(1a) 내의 잉크를 빨아내기 위해서는 흡수하는 잉크 분량과 동일한 양의 외부 공기가 잉크 수용부(1a)에 흡입되지 않는 한 잉크를 흡수할 수 없다. 즉, 소직경부(3d1) 내부는 강한 모세관력(B)으로 잉크를 흡수하고 있고, 상대적으로 모세관력이 약한(A) 상태에 있는 대직경부(3d2)내의 잉크 흡수체(6)가 잉크를 흡수하려고 해도 소직경부(3d1) 내에서 외부 공기의 통과가 저지되기 때문에 대직경부(3d2) 내부에 잉크가 흡수되기 어려운 상태이다. 이 때문에, 잉크 흡수체(6) 내에 분포되는 많은 모세관 공극은 흡수 능력을 보유한 상태이기는 하지만, 잉크를 흡수하기 어렵게 되어 있다.

한편, 도포체 후방부(4a)의 모세관력(C)은 소직경부(3d1) 내부에서 압축된 잉크 흡수체 부분의 모세관력(B)보다 더욱 강한 상태로 되어 있기 때문에, 도포체(4)로 필기하는 경우에는 잉크 접속구(3h)에서 잉크가 순조롭게 공급된다. 이 잉크 소비에 대응하여 잉크 수용부(1a) 내부가 감압하기 때문에, 소직경부(3d1) 내에도 흡배기 간극(3g)을 통하여 외부 공기가 흡입되고, 자동 제어된 연속적인 필기가 가능해지는 것이다. 필기를 진행하여 잉크가 소비되고, 잉크 수용부(1a)에 흡입된 외부 공기의 양이 증가하여, 이 때 온도 변화 등이 발생하면 물리적으로 기체 팽창량이 증대한다.

본 실시예는 잉크 수용부(1a) 내의 기체 팽창에 의해서 잉크가 밀려나올 때는 일출 잉크가 잉크 접속구(3h) 개구 내를 통해 잉크 흡수체측(내관의 소직경부)과 도포체측(도포체 유통관내)의 양방향으로 분기되어 나간다. 이 때, 도포체측[도포체 유통관(3b) 내]은 밀도가 높고, 흡수체측[소직경부(3d1) 내]보다 유로가 좁기 때문에 잉크 통과 저항이 크다. 한편, 흡수체측은 대직경부(3d2)에 미흡수의 모세관부가 많고, 공기 배출성도 좋기 때문에 통과 저항도 도포체측보다 적고, 일출 잉크가 흡수되기 쉬운 상태로 유지되어 있기 때문에 잉크 흡수체가 조속히 잉크를 흡수하여, 도포선측으로부터 잉크가 흘러나오는 것을 기능성 좋게 막을 수 있다.

온도 변화가 가라앉고, 잉크 수용부(1a) 내에서 팽창하고 있었던 기체가 수축을 시작할 때, 도포체측 유통로는 모세관 작용이 강하고, 이 잉크 유통로를 외부 공기는 통과하기 어려운 한편, 잉크 흡수체측 유통로는 상대적으로 모세관 작용이 약하기 때문에 잉크 흡수체 내에 흡수된 잉크가 내관 소직경부(3d1)에 모여 잉크 접속구(3h) 개구 내를 통해 잉크 수용부(1a)에 흡인되어 되돌아가기 때문에 잉크 흡수체(6) 내에는 다시 미흡수의 모세관부가 증가하여, 다음의 팽창에 대비할 수 있다. 즉, 연속적인 팽창, 수축에 대해서도 대응할 수 있는 도포구 구조로서 바람직한 작용을 나타낸다. 또, 잉크 수용부의 기체 팽창이 과격히 발생하는 경우 등 잉크 흡수체(6)에 흡수할 수 없을 때는 넘쳐 흘러서, 전축(2) 내의 도포체(4)로도 유출하게 되지만, 본 실시예는 외부로 나가는 통로가 도포체측 둘레부로 되어 있기 때문에 전축 외주부만을 캡으로 밀폐하는 등의 통상의 수단으로 잉크가 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.

또한, 전축(2) 내에 일시적으로 잉크가 저장된 경우에도, 도포체(4)에 접촉한 잉크는 잉크 수용부(1a) 내의 기체가 수축하여 감압 상태가 될 때에는 도포체(4)로부터 잉크가 흡인되기 쉬운 잉크 유통로에 있기 때문에, 잉크가 흘러나오는 것을 방지하는 신뢰성도 높고, 잉크 토출성이 좋으며, 대용량의 잉크를 충전하더라도 큰 잉크 흡수체의 부착 설계가 용이하기 때문에 매우 바람직한 도포구를 제공할 수 있다.

실시예 2

본 발명의 실시예 2를 도 5에 도시한다. 도 5는 본 실시예의 종단면도이다. 이 실시예 2는 실시예 1에 따른 잉크 유통로의 사용 부재를 일부 변경한 것이다. 얻어지는 기능·작용은 실시예 1과 마찬가지지만, 사용하는 부품 부재의 가공 치수 정밀도와 모세관력(또는 밀도)의 정밀도 향상 등, 제조상의 선택지를 넓게 할 수 있는 사례로서 나타낸 것이다. 또, 실시예 1과 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여했다.

후축(1)은 후방부를 폐쇄하여 내부를 잉크 수용실(1a)로서 잉크를 충전하고, 전단부에 전축(2)이 밀폐식으로 장착되어 있다. 이 전축(2)은 내경부에 이음관(3)의 칸막이 플랜지부(3a)를 밀폐식으로 장착하여, 후축부를 잉크 수용부로 하고, 전축부를 도포체(4)의 부착부로서 구획하고 있다. 전축(2) 내의 도포체(4)의 부착은 내주에 세로 리브(2b)를 설치하여, 도포체의 측면 둘레부를 압입하여 고정하고 있고, 이 때문에 외기구(2c)가 형성되어 축 내는 외기와 연통하고 있다.

상기 이음관(3)은 칸막이 플랜지부(3a)의 전방부측에 단관의 도포체 유통관(3b)을 연달아 설치하여, 관 내에 중계 모세관체(4ax)를 삽입하고, 이를 도포체측 잉크 유통로로 하여, 상기 도포체(4)의 후방부에 접촉하고 있다. 후방부측은 외관(3c)과 내관(3d)으로 이루어지는 이중관을 연달아 설치하고 있고, 내관(3d)의 전방부 개구부에 침투체(6ax)를 삽입 고정하여, 잉크 흡수체측 유통로로 하고 있다. 외관(3c)과 내관(3d) 사이를 통기 간극(3e)으로 하고 있다. 이 외관(3c)의 내주부에는 후방부를 폐쇄한 흡수체 보호관(5)의 전방부 외경(5a)이 밀폐식으로 부착되어, 내관(3d)에 배치한 잉크 흡수체(6)를 수납하고, 잉크 수용부(1a)의 충전 생잉크와 구획하고 있다. 축 내외를 통기하는 통기로의 구성은 실시예 1과 마찬가지다.

도포체 유통관(3b)의 관 내는 내관(3d)의 전방부 관 내와 연통하고 있고, 소직경 개구(3d1)에 잉크 흡수체보다 모세관력이 강한 상기 침투체(6ax)를 삽입 고정하고 있다. 내관(3d)은 축 길이 방향으로 직경이 변화하여 전방부 근방은 소직경부(3d1), 후방부는 대직경부(3d2)로 하고 있고, 내벽에 후단에 닿은 세로 리브(3i)를 형성하고 있다. 이 때문에 내관(3d) 내의 전방부 소직경부(3d1)를 제외한 후방의 대직경부(3d2) 내는 세로 리브(3i)의 사이의 내관 내벽과 잉크 흡수체(6) 외벽에 둘러싸인 흡배기 간극(3g)이 형성되어 있다. 이 흡배기 간극(3g)은 흡수체 보호관(5) 내부에 연통하고 있고, 상기 통기 간극(3e)에 우회형으로 접속 연통되어 있다.

또한, 상기 외관(3c)에는 외주부로부터 내관(3d) 내부로 통하는 잉크 접속구(3h)가 형성하고 있다. 이 잉크 접속구(3h)는 통기 간극(3e)의 단면의 일부를 가로막는 격벽(3j)에 의해 통기용의 외관(3c)의 외주부와 내관(3d)을 직경 방향으로 연결시킨 관통 개구를 형성하고 있다. 따라서, 이 잉크 접속구(3h)에 의해 외관(3c)에 접한 생잉크가 통기 간극(3e)에는 접하지 않고, 내관(3d) 내부로 연통하고 있다.

여기서, 잉크 수용부(1a) 내에 충전된 생잉크는 외관(3c)의 개구된 잉크 접속구(3h) 내부만을 통과하여 내관(3d) 내부와 연통하고 있다. 이 내관(3d) 내부에는 전방부의 소직경부(3d1)에 삽입 고정한 침투체(6ax)의 전방부가 상기 잉크 접속구(3h)에 닿아 잉크에 접하며, 후방부는 후방의 잉크 흡수체에 접속되어 있다.

한편, 잉크 접속구(3h)에는 전방의 도포체 유통관(3b)에 삽입한 중계 모세관체(4ax)도 닿아 있다. 따라서, 후축 내에 충전한 생잉크는 잉크 유동로(2d)로부터 흘러, 이 잉크 접속구(3h) 내부에 있어서 후축 내에 충전한 생잉크는 전방의 중계 모세관체(4ax)와, 후방의 침투체(6ax)의 양측으로 분기되어, 이들과 접촉하고 있다.

사용하는 잉크 흡수체(6)의 재질 및 도포체(4)의 재질은 실시예 1과 마찬가지인 것을 채용할 수 있다. 중계 모세관체(4ax), 및 침투체(6ax)의 재질로서는 일반적으로 공지된 합성 섬유 등을 수속하여 수지 경화제로 굳힌 섬유 코어, 펠트, 다공질재(발포체, 소결체 등), 단면에 모세관홈을 형성한 성형 코어체 등, 모세관 공극의 형성에 변동이 적고, 가공 치수 정밀도와 탄성 등이 좋은 것을 적절히 선택하여 채용할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서의 잉크의 유통로에서 잉크 흡수체측 유통로 후방부인 내관 대직경부(3d2) 내의 잉크 흡수체(6)의 밀도(또는 모세관력)를 A, 잉크 흡수체측 유통노 전방부인 내관 소직경부(3d1) 내의 침투체(6ax)의 밀도(또는 모세관력)를 B, 도포체측 잉크 유통로인 도포체 유통관 내의 중계 모세관체(4ax)의 밀도(또는 모세관력)를 C로 했을 때, A < B < C의 관계를 지니고 있는 것이 필요하다. 이러한 구조 구성으로 한 본 실시예는 실시예 1에 나타낸 내용과 마찬가지인 기능·작용을 얻을 수 있다.

여기서, 잉크의 도포체측 유통로인 도포체 유통관(3b) 내에 사용하는 중계 모세관체(4ax)에 관해서, 그 재질에 있어서, 표면이 단단하고, 내부가 연질인 수지 경화 섬유 수속 코어 재료와 같은 것, 내부와 외부의 모세관 형성 상태가 다른 것과, 도포체 내의 모세관력이 불균일한 재질을 사용하는 경우 등에서는 실시예 1과 같이 도포체 후방부를 직접 사용하는 것보다, 본 실시예 쪽이 바람직한 것이다. 또한, 잉크 흡수체의 재질에 관해서도 실시예 1과 같이 잉크 흡수체를 압축하여 이용할 때에, 품질에 있어서 변동이 발생하기 쉬운 재질의 경우 등에서는 본 실시예 쪽이 바람직한 것이다.

실시예 3

본 발명의 실시예 3을 도 6에 도시한다. 도 6은 실시예 3에 있어서의 이음 관의 주요부 확대도이다. 잉크 접속구(3h)는 통기 간극(3e) 단면의 일부를 가로막는 격벽(3j)으로 외관(3c)의 외주부와 내관(3d)을 직경 방향으로 연결시킨 관통 개구이며, 이 개구 형상은 도 6과 도 7에 도시한 바와 같이 개구벽 중앙 상부에 요철 리브를 형성하고, 볼록부(3h1)는 간극이 좁게, 오목부(3h2)는 간극을 넓게 하여, 볼록부(3h1)는 모세관 작용이 강하게, 오목부(3h2)는 모세관 작용이 약한 상태로 하고 있고, 또한 잉크 접속구(3h)의 외주는 개구의 폭이 넓게, 잉크 접속구(3h)의 내부(안쪽부)는 서서히 좁아지는 형상으로 하고 있다. 잉크 접속구(3h)를 이러한 형상으로 함으로써 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

연속적인 필기 중에 흡입된 외부 공기의 기포 입자가 잉크 접속구(3h) 등에 저장되면, 잉크 수용부의 잉크와 도포체 후방부의 유통이 저해되어 글씨가 희미해지지만, 본 실시예의 잉크 접속구(3h) 내의 형상은 개구 간극이 넓은 오목부(3h2)(모세관 작용이 약한 부분)와 좁은 볼록부(3h1)(모세관 작용이 강한 부분)가 형성되어 있기 때문에 모세관부가 강한 부분에는 공기가 모이지 않아, 항상 도포체 후방부로 잉크를 공급할 수 있어, 연속적인 필기의 토출성이 안정된다.

실시예 4

본 발명의 실시예 4를 도 8에 도시한다. 도 8은 본 실시예의 잉크 접속구의 개구 형상의 정면 확대도이다. 이 실시예 4는 실시예 3에 도시한 잉크 접속구의 개구 형상을 다른 형상으로 변경한 사례이다. 이와 같이, 잉크 접속구의 개구 형상을 변경했을 때, 잉크 접속구의 외주부 및 내주부와 연통하는 개구 내에 모세관 작용이 강하게 작동하는 간극이 좁은 부분[협폭부(3h1)]과 모세관 작용이 약한 간 극이 넓은 부분[광폭부(3h2)]을 형성하면, 연속적인 필기 중에 기포 입자가 개구 내에 모이지 않아서, 실시예 3과 같은 작용·기능을 얻을 수 있는 것으로, 본 실시예는 개구부에 따른 부품 제조상의 선택지를 넓히는 것으로서 예시한 것이다.

또한, 필요에 따라 횡단면 360도의 복수 개소에 잉크 접속구를 설치하여도 본 발명의 작용·기능을 마찬가지로 얻을 수 있는 것이었다.

실시예 5

본 발명의 실시예 5를 도 9에 도시한다. 도 9는 본 실시예에 도시하는 도포구의 종단면도이다. 본 실시예는 지금까지 도시한 구조를 이용하여, 후축(1)의 상부에도 상부 전축(2e), 상부 이음관(3k), 상부 도포체(4b)를 배치하여 트윈 타입의 도포구로 한 것이다. 잉크 흡수체 보호관(5d)을 상부와 하부를 잇는 1개의 관으로 하고, 그 속에 하부 잉크 흡수체(6)와 상부 잉크 흡수체(6b)를 배치하여, 잉크 흡수체 칸막이(7)를 양쪽 잉크 흡수체의 사이에 배치하고 있다. 이 잉크 흡수체 칸막이(7)를 배치함으로써 양쪽 잉크 흡수체의 도포체(4, 4b)로부터 떨어진 측으로부터의 공기의 진입이 용이해져, 양쪽 잉크 흡수체 내에서 잉크의 이동을 순조롭게 행할 수 있다.

도 9에는 흡수체 보호관(5)을 상하로 관통시켜 하나의 부품으로 한 것을 도시했지만, 실시예 1 내지 실시예 4와 같은 흡수체 보호관(5)을 상하 따로따로 독립된 것으로 해도 좋다. 또한, 잉크 흡수체(6)로서 스폰지나, 또는 필름 등으로 코팅하지 않는 섬유 다발 등, 측면으로부터도 공기의 진입이 가능한 것을 이용한 경우에는 상부과 하부의 잉크 흡수체를 공통으로 하여 1개의 잉크 흡수체로 해도 잉 크 흡수체 중에 공기의 진입이 가능하기 때문에 잉크 흡수체 칸막이(7)를 이용하여 잉크 흡수체를 나눌 필요가 없어진다.

본 발명은 이상에 나타낸 구조 및 그 작용으로 전술한 과제를 해소하여, 충분한 잉크 토출성을 지니고, 잉크가 흘러나오는 것에 대한 신뢰성이 높고, 비용도 저렴한 부재를 이용하여 생잉크 도포구의 제품을 제공할 수 있는 것이다.

또, 본 발명은 제품 조립시에 잉크 수용부에 잉크를 거의 가득 충전해 두고, 동시에 잉크 흡수체에도 잉크를 미리 충전해 두는 것이 가능하다. 이와 같이 잉크 수용부와 잉크 흡수체의 양측에 잉크를 충전함으로써 종래의 것보다 잉크 충전량이 많은 제품을 제공하는 것이 가능해졌다.

Claims

충전한 잉크가 내부에서 유동 가능한 생잉크 수용부와, 이 잉크 수용부 내의 잉크가 과잉 유출하는 것을 제어하기 위한 잉크 흡수체와, 잉크를 도포하기 위한 도포체를 구비하고, 잉크 수용부의 잉크를 유도하는 잉크 유통로가 도포체측 잉크 유통로와, 잉크 흡수체측 유통로로 분기되어 있는 자동 토출형 도포구에 있어서,

도포체를 하향으로 한 상태로, 상기 잉크 수용부의 잉크 유통로 출구인 잉크 접속구보다 하부에 내부를 도포체측 잉크 유통로로 구성한 도포체 유통관을 배치하고, 상부에 내부를 잉크 흡수체측 유통로로 구성한 내관과 통기용 외관으로 이루어지는 이중관을 배치하며, 상기 내관에는 그 내부에 잉크 흡수체를 배치하고 흡배기 공극이 형성되어 있고, 상기 흡배기 공극은 통기용 외관을 통해 도포체 외주부에 접속하고 있는 외기구에 우회 접속되며, 상기 잉크 흡수체는 상기 잉크 수용부 내의 잉크와는 잉크 접속구만으로 연통하도록 구획되어 있고, 잉크의 유통로에서 잉크 흡수체측 유통로 후방부인 내관 대직경부 내의 잉크 흡수체의 모세관력을 A, 잉크 흡수체측 유통로 전방부인 내관 소직경부 내에 배치한 모세관 부재의 모세관력을 B, 도포체측 잉크 유통로인 도포체 유통관내에 배치한 모세관 부재의 모세관력을 C로 했을 때, A < B < C의 관계를 지니고 있는 도포구.
제1항에 있어서, 내관과 통기용의 외관의 이중관으로 이루어지는 상부와, 도 포체 유통관으로 이루어지는 하부가 일체로 성형되어, 통기용 외관의 외주로부터 내관 내부를 향하여 개구한 잉크 접속구가 설치되고, 통기용 외관의 내벽과 내관의 외벽을 따라서 형성되는 통기 간극이 잉크 접속구를 제외하고 외관 내부 및 도포체 유통관 외주와 연통 가능하게 설치되어 있는 이음관을 이용한 도포구.
제2항에 있어서, 상기 이음관으로서 해당 잉크 접속구의 개구 안은 축 횡단면의 외주측으로부터 내주측을 향하여 개구 면적을 작게 한 개구 형상으로 하거나 또는 개구 내주 벽부에 간극이 넓은 부분과 좁은 부분을 형성하는 요철부를 설치함으로써, 개구 내에서 모세관 작용이 강한 부분과 약한 부분을 형성한 이음관을 이용하여 이루어지는 도포구.