KR19990023957A - 직액식 필기구 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 직액식 필기구는 펜촉과 잉크탱크 사이에 배치되는 동시에 다공성 물질로 제조된 잉크저장소와, 상기 잉크저장소와 상기 잉크탱크 사이에 배치되는 동시에 상기 잉크저장소와 상기 잉크탱크를 상호 분리하는 격벽과, 상기 격벽에 형성되어 상기 잉크저장소와 상기 잉크탱크 사이에 연통을 형성하는 연통구멍과, 상기 격벽을 관통하는 한편 상기 잉크탱크로부터 상기 펜촉으로 잉크를 공급하는 막대형 잉크안내부재와, 상기 잉크저장소의 후방단부에 형성되어 다른 부분 보다 더 모세관힘을 강화시키는 압축부를 구비한다.

Description

직액식 필기구

본 발명은 직액식 필기구(直液式筆記具)에 관한 것으로서, 특히 잉크탱크에 직접 잉크를 담는 한편, 펜촉과 잉크탱크 사이에 다공성의 잉크저장소를 배치하여 잉크탱크의 압력이 상승할 때 방출되는 잉크를 이 잉크저장소에 임시로 저장할 수 있는 직액식 필기구에 관한 것이다. 본 명세서에 있어서 이하 전방은 펜촉부근을 나타내고, 후방은 잉크탱크 부근을 나타낸다.

(a) 심사된 일본실용신안공개 제56-33739(이하 공보(a)라함)

공보(a)에 있어서는 배럴 선단에 펜촉이 부착된 필기구를 제안하고 있다. 또, 펜촉의 후방단부와 접촉하는 잉크 저장소는 모세관작용을 하는 것으로서 배럴내면에 삽입되고 외기와 접속된 다공성 통로가 배럴내면에 존재한다. 또, 압축부재가 잉크 저장소 후방단부에 결합되며, 이 결합부분에서 잉크저장소의 모세관공간을 조밀하게 하는 구성을 하고 있다. 또, 잉크탱크의 후방단부 및 배럴의 후방부에 형성된 잉크저장소는 연통구멍을 통해 상호 접속된다.

그러나, 공보(a)의 필기구는 잉크탱크로부터 공급된 잉크가 잉크저장소에 의해 임시 흡수되어 펜촉에 의해 흡수된 잉크를 소모시키는 구조이다. 따라서, 공보(a)의 필기구에 있어서 잉크탱크의 잉크는 잉크안내부재 등에 의해 직접 펜촉에 공급되지 않는다. 그 결과 펜촉으로부터 방출된 잉크의 양이 불충분하여 필체가 너무 가늘고, 흐리거나 연속적이지 못하다.

공보(a)의 필기구가 압축 때문에 잉크저장소의 후방단부에서 조밀한 모세관공간을 가지고는 있지만 다른 주요부는 직선형 모세공간을 가지고 있다. 따라서, 모세관공간의 폭(즉 모세관힘)은 실질적으로 균일하다. 그 결과 펜촉이 하향상태를 유지할 때 잉크저장소의 잉크 대부분은 그 하부(즉 잉크저장소의 전방부)로 쉽게 모이게된다. 그러므로 필기구를 떨어지게 하거나 캡이 제거될 때 그 충격으로 잉크저장소 외부로 누설이 발생한다.

공보(a)의 필기구는 잉크저장소의 전방부로 잉크집중이 쉽게 발생하므로 온도의 변화로 인해 잉크탱크의 압력이 감소할 때 잉크저장소 전방부의 잉크가 잉크탱크로 원활하게 복귀될 수 없다. 따라서, 잉크저장소의 전방부에 잉크가 유지된 상태에서 공기가 쉽게 잉크탱크로 도입될 수 있으며, 이에따라 잉크탱크의 공기가 팽창 및 수축을 반복하면 잉크저장소의 전방부에 남아있는 잉크가 점점더 증대하게 된다. 그러므로 펜촉선단을 통해 잉크의 누설이 발생한다.

더욱 나뿐 것은 공보(a)의 필기구에 있어서는 수집된 잉크의 대부분이 잉크저장소의 전방부에 분포되고, 공기가 쉽게 잉크저장소의 후방부로 유입될 수 있다는 점이다. 따라서 외기에 접속된 공기덕트는 잉크저장소의 외면과 배럴의 내면 사이에 형성되어야 한다. 공기덕트가 빠지면 잉크저장소의 후방부 공기가 예를들어 온도상승으로 팽창할 때 잉크가 바람직하지않게 방출된다. 그러므로 공보(a)의 필기구는 상기 공기덕트를 가지고 있어 잉크저장소의 후방부에 공기가 갇히는 것을 방지하여 잉크의 누설을 방지한다.

그러나, 배럴의 내면과 잉크저장소의 외면 사이에 공기덕트를 쉽게 형성할 수 있는 것은 아니다. 그래서 제조비용이 상승하게된다. 배럴이 포함된 부재가 성형된 합성수지로 제조될 때 공기덕트용 홈 및 리브를 제조하면 표면하강이 배럴외면에 발생한다. 따라서 외관이 나빠지는 동시에 펜촉부분에 캡을 씌울때 기밀성이 만족스럽지 못하다.

(b) 미심사 일본 실용신안공개 제2-48377

공보(b)는 잉크탱크와 펜촉 사이에 잉크안내부재가 배치된 필기구를 제안하고 있다. 이 기술에 따르면 필기구의 잉크를 조절하는 다공성부재(본 발명의 잉크저장소에 해당함)가 잉크안내부재와 접촉하는 동시에 이것을 둘러싸도록 배치되며, 그 모세관힘은 잉크안내부재 부근에서 커진다. 또, 모세관힘은 외부에서 감소된다.

공보(b)의 필기구에 있어서, 잉크저장소의 모세관힘은 반경방향으로 변화하면서 잉크안내부재 부근에서 커지고 외부에서 감소하며, 축방향으로는 균일하다. 따라서, 펜촉이 하향상태를 유지할 때 잉크는 잉크저장소의 전방부로 집중하며, 이것은 공보(a)의 경우와 유사하다. 따라서, 필기구의 낙하나 캡을 제거할 때 발생하는 충격으로 잉크의 누설이 발생할 수 있다.

(c) 심사 일본실용신안공개 37-12939

공보(c)는 잉크실린더를 구비한 만년필형 펠트펜을 개시하고 있으며, 잉크실린더는 잉크탱크, 잉크탱크의 전방부에 배치되는 동시에 펠트칩 또는 솜으로 형성된 잉크저장소, 잉크저장소와 잉크탱크를 상호 절연하는 동시에 작은 연통구멍을 갖는 격벽를 포함한다. 또, 수지가공된 긴 펠트의 잉크안내부재가 격벽 및 잉크저장소를 관통한다.

공보(c)의 직액식 필기구에 있어서 잉크저장소의 전체 모세관힘은 균일하다. 따라서, 펜촉을 하향한 상태로 상기 필기구를 장시간 저장하면 잉크저장소의 전방부로 잉크가 쉽게 집중하게 된다. 따라서, 필기구의 낙하 또는 캡의 제거시 발생하는 충격으로 잉크의 누설이 발생할 수 있다.

더욱 나뿐 것은 공보(c)의 직액실 필기구에 있어 잉크저장소의 전방부로 잉크가 쉽게 집중될 수 있다는 점이다. 또, 잉크안내부재의 외면과 잉크저장소의 내면 사이의 접촉이 안정화되어 예를들어 온도의 변화 등으로 잉크탱크의 압력이 감소할 때 잉크저장소 전방부의 잉크를 잉크탱크로 원활하게 복귀시키기 어렵다. 그 결과 잉크가 잉크저장소의 전방부에 남아 있는 상태에서 공기가 용이하게 잉크탱크에 유입될 수 있다. 잉크탱크의 공기가 팽창 및 수축을 반복하면 잉크저장소 전방부의 정체잉크가 점차 증대한다. 따라서 펜촉의 선단을 통해 잉크의 누설이 발생하게 된다.

공보(c)의 직액식 필기구는 잉크저장소를 제외하고 잉크탱크와 펜촉이 직접 잉크안내부재를 통해 상호 접속하고 있다. 따라서, 잉크안내부재가 잉크저장소를 관통하지 않는 타입과 비교할 때 만족할만한 잉크방출특성을 실현할 수 있다. 그러나, 이와같이 실현된 잉크방출특성은 만족할만한 잉크누설방지특성을 실현하기에는 부족하다.

그 이유는 필요로하는 정밀하고 균일한 모세관공간치수를 실현하기가 어렵기 때문이다. 또 모세관 공간치수는 쉽게 변화할 수 있다. 큰치수의 모세관공간은 임시적인 잉크저장에 적합하지 않다. 과도한 크기의 모세관 공간은 잉크를 저장하기위한 잉크저장소의 전체성능을 악화시킨다. 따라서 바람직하지않은 잉크누설이 쉽게 발생한다. 잉크저장소 전체에 걸쳐 효과적인 잉크저장부분을 형성하기 위해서는 조밀한 모세관공간이 필요하다. 따라서 만족할 만한 잉크누설방지특성을 실현시키기위해 공보(c)의 직액식 필기구는 필연적으로 잉크저장소에 조밀한 모세관공간의 구조를 갖고 있으며, 이러한 구조에 의해 공기는 쉽게 잉크탱크로 유입될 수가 없어 잉크탱크의 압력이 감소한다. 따라서, 펜촉으로부터 잉크방출특성이 악화되어 필체가 너무 가볍고 희미하면서도 중간에 끊어지는 불연속적인 모양이된다.

더욱 나뿐 것은 공보(c)의 직액식필기구는 다공물질로된 간단한 구조의 잉크안내부재를 가지고 있다는 점이다. 따라서 잉크탱크로부터 펜촉으로 신속하고도 충분하게 잉크를 공급하는데 한계가 있다.

(d) 특허출원 평 제6-510491

공보(d)에 있어서는 잉크안내부재가 잉크저장소와 직접 접촉하는 구조를 갖는 직액식 필기구를 개시하고 있다. 또, 잉크안내부재가 격벽의 중앙구멍에 수용되어 있어 중앙구멍을 폐쇄시킨다. 또, 잉크저장소 보다 모세관힘이 크고 공기와 잉크를 교환하는 기능을 갖는 간극(본 발명의 연통구멍에 상당)이 형성되어 있다.

일반적으로, 간극은 간극치수에 의해 잉크탱크와 잉크저장소 사이에서 잉크와 공기의 연통을 제한하는 작용을 하므로 공기와 잉크를 교환하기 위해서는 충분한 정밀도가 요구된다.

간극의 치수가 너무크면 모세관힘이 약화되므로 잉크탱크의 압력이 저하하면 잉크저장소로부터 잉크탱크로 잉크의 복귀가 원활하지 못하다. 따라서 잉크저장소에 잉크가 남아있는 상태에서 외기가 잉크탱크로 유입되고, 이것이 잉크탱크의 압력저하상태를 해체시키는 결과를 초래한다. 잉크탱크의 내압이 상승하면 잉크저장부는 과잉으로 넘치는 잉크를 만족할만하게 저장할 수가 없으므로 펜촉으로부터 잉크의 누설이 발생하게된다.

간극의 치수가 너무 작으면 모세관힘이 강화된다. 따라서, 압력감소상태에서 잉크탱크로의 공기도입이 억제되어 공기의 원활한 교환이 이루어지기 어렵다. 그 결과 잉크탱크에서의 압력감소상태가 해제될 수 없다. 그러므로 잉크를 소비하기시작(즉 글쓰기를 시작)한 후 펜촉으로부터 방출되는 잉크의 양이 점차 감소되어 필체가 너무 가볍고 희미하면서도 중간에 끊어지는 불연속적인 모양이된다.

공보(d)의 직액식 필기구는 다공성물질 즉 섬유물질로된 잉크안내부재를 가지고 있으므로 격벽의 중앙구멍에 수용되는 잉크안내부재에 있어서 그 다수 간극의 치수는 상당히 변화가 심하다. 간극 중에서 가장 큰 간극은 본 발명에 따른 공기덕트용 연통구멍으로서 사용된다.

잉크저장소에 잉크가 남아있으므로 펜촉을 통한 불필요한 잉크누설을 방지하기 위해서는 연통구멍으로서 사용되는 가장 큰 간극이 작아야만 한다. 간극치수의 가변성을 고려하면 중앙구멍에 수용된 잉크안내부재의 모세공간은 상당히 조밀해야한다. 그 결과 연통구멍의 모세관힘이 과도하게 커진다. 따라서 압력이 감소된 상태에서 잉크탱크로 외기가 쉽게 유입될 수 없다. 그러므로 잉크탱크에서의 감소된 압력상태가 충분한 상태로 해제되지 못하여 잉크소비(즉 글쓰기)가 시작된 후 펜촉을 통한 잉크방출특성이 점차 악화된다.

공보(d)의 직액실 필기구에서 그 잉크안내부재는 섬유물질과 같은 다공성 물질이므로 전체적으로 큰 모세관힘을 갖는다. 따라서, 만족할만하게 양의 잉크가 신속하게 펜촉으로 공급될 수 없어 필체가 너무 가볍고 희미하면서도 중간에 끊어지는 불연속적인 모양이된다.

(e) 미심사 일본실용신안 공개 55-32787

공보(e)는 잉크안내부재(즉 섬유다발코어 또는 오픈셀(open cell) 플라스틱 코어로 제조된 펜부재)의 외면과 축방향홈을 갖는 격벽의 중앙구멍 내면 사이에 연통구멍이 형성된 구조를 제안하고 있다.

상기 구조(즉 잉크안내부재의 외면과 축방향홈을 갖는 격벽의 중앙구멍 내면 사이에 연통구멍이 형성된 구조)에 있어서, 잉크안내부재는 오픈셀 합성수지부재와 같은 섬유 또는 다공성 물질로 제조된다. 그러므로 격벽 중앙구멍에 잉크안내부재가 배치되어 고정될 때, 잉크안내부재의 외면은 격벽 중앙구멍 내면의 홈에서 확대된다. 따라서, 연통구멍이 폐쇄 또는 감소되어 적절한 연통구멍의 간극 치수를 얻을 수 없다.

종래 구조에서 발생한 문제점을 해소하기 위해 본 발명은 펜촉을 통한 잉크누설을 방지할 수 있으면서도 동시에 잉크방출특성이 뛰어난 직액식 필기구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히 본 발명의 목적은 적절한 간극치수를 갖는 연통구멍을 정밀하게 형성할 수 있고, 충분한 잉크정체방지특성과 공기의 원활한 유입특성을 동시에 만족할 수 있으며, 또한 제조를 용이하게 할 수 있는 직액식 필기구를 제공하는 것이다.

도 1 - 본 발명의 제1실시예를 나타내는 종단면도.

도 2 - 도 1의 A-A선을 따라 취한 확대단면도.

도 3 - 도 1의 B-B선을 따라 취한 확대단면도.

도 4 - 도 1의 C-C선을 따라 취한 확대단면도.

도 5 - 본 발명의 제2실시예를 나타내는 종단면도.

도 6 - 본 발명의 제3실시예를 나타내는 종단면도.

도 7 - 도 6 실시예의 동작을 나타내는 도면.

도 8 - 본 발명의 제4실시예를 나타내는 종단면도.

도 9 - 본 발명의 제5실시예를 나타내는 종단면도.

도 10 - 도 9의 D-D선을 따라 취한 확대단면도.

도 11 - 본 발명의 제6실시예를 나타내는 종단면도.

도 12 - 본 발명의 제7실시예를 나타내는 종단면도.

도 13 - 도 12의 E-E선을 따라 취한 확대단면도.

도 14 - 도 12의 F-F선을 따라 취한 확대단면도.

도 15 - 도 12의 J-J선을 따라 취한 확대단면도.

도 16 - 도 12의 K-K선을 따라 취한 확대단면도.

도 17 - 본 발명의 제8실시예를 나타내는 종단면도.

도 18 - 본 발명의 제9실시예를 나타내는 종단면도.

도 19 - 본 발명의 제10실시예를 나타내는 종단면도.

(1)본 발명에 따른 직액식 필기구는 펜촉과 잉크탱크 사이에 배치되는 동시에 다공성 물질로 제조된 잉크저장소와, 상기 잉크저장소와 상기 잉크탱크 사이에 배치되는 동시에 상기 잉크저장소와 상기 잉크탱크를 상호 분리하는 격벽과, 상기 격벽에 형성되어 상기 잉크저장소와 상기 잉크탱크 사이에 연통을 형성하는 연통구멍과, 상기 격벽을 관통하는 한편 상기 잉크탱크로부터 상기 펜촉으로 잉크를 공급하는 막대형 잉크안내부재와, 상기 잉크저장소의 후방단부에 형성되어 다른 부분에 비해 보다더 모세관힘을 강화시키는 압축부를 구비한다.

압축부는 잉크저장소의 후방단부의 모세관힘을 강화하므로 펜촉이 하향한 상태에서도 잉크장벽이 형성되어 잉크가 항상 후방단부(즉, 압축부)에 집중할 수 있고, 잉크탱크의 압력이 감소할 때 공기의 유입을 방지할 수 있다.

본 발명의 직액식 필기구에 있어서는 잉크탱크로부터 펜촉으로 잉크를 공급하기 위한 막대형 잉크안내부재가 압축부 및 격벽을 관통한다. 따라서, 강한 모세관힘을 가지는 동시에 그 기능이 뛰어난 잉크안내부재를 통해 잉크저장소를 통과하지 않고도 잉크탱크의 잉크를 펜촉에 공급할 수 있다. 따라서, 충분한 양의 잉크가 펜촉을 통해 방출될 수 있으므로 너무 가볍고 희미하면서도 중간에 끊어지는 불연속적인 모양의 필체가 되지 않는다.

압축부는 반경방향(즉 반경방향 내측 또는 반경방향 외측)으로 잉크저장소의 후방단부를 압축함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 잉크저장소의 후방단부(압축부)에서 그 모세관간극의 폭은 다른 전방부에 비해 감소된다. 그 결과, 모세관힘이 다른 전방부에 비해 강화될 수 있다. 즉, 압축부의 모세관힘은 연통구멍의 모세관힘과 실질적으로 같으며, 그에따라 압력감소시 잉크탱크로의 공기유입이 원활히 이루어질 수 있다. 또, 잉크저장소의 잉크정체를 만족할만하게 방지할 수 있다.

(2) 상기(1)의 직액식 필기구에 있어서 압축부가 반경방향 내측으로 잉크저장소의 후방단부의 외면을 압축하여 형성되며, 압축부의 내면과 잉크안내부재의 외면은 상호 밀접하게 접촉하는 것이 바람직하다.

이에따르면 잉크탱크의 압력이 감소된 상태에서 잉크저장소의 잉크는 압축부와 밀접한 잉크안내부재를 통해 어떠한 공기의 유입없이 잉크탱크 내로 연속적인 형태로 복귀할 수 있다. 따라서, 펜촉부근의 잉크저장소에 많은양의 잉크가 남지 않게되어 불필요한 잉크누설을 방지할 수 있다.

(3)상기(1)의 직액식 필기구에 있어서 연통공을 축방향으로 뻗는 슬릿형으로 형성하는 것이 바람직하다. 이 슬릿을 이용함으로써 모세관힘을 신뢰성있게 설정할 수 있어 제조공정에서 이점을 얻을 수 있다.

연통구멍은 축방향으로 격벽을 관통한다. 압축부 및 잉크탱크는 연통구멍을 통해 상호 연통하며, 이 연통구멍은 잉크와 공기를 교환하는 통로이므로 잉크탱크 및 잉크저장소의 잉크 및 공기가 상호 연통한다. 치수(즉 모세관힘)는 잉크 및 공기의 연통을 제어한다.

본 발명은 연통구멍이 가변성간극을 갖는 다공성 물질로 형성된 것이 아니라 격벽(비다공성물질)으로 형성되므로 적절한 치수(즉 적절한 모세관힘)을 정밀하게 설정할 수 있다.

(4) 상기 (1)의 직액식 필기구는 연통구멍의 폭을 0.02mm - 0.25mm로 구성하는 것이 바람직하다.

연통구멍의 폭이 0.02mm 보다 작으면 연통구멍의 모세관힘이 지나치게 크다. 따라서, 외측으로부터 공기가 원활하게 압력이 낮아진 잉크탱크로 유입되지 않는다. 그러므로 잉크탱크의 압력저하상태가 해제될 수 없어 펜촉을 통해 방출되는 잉크의 양이 불충분하게되며, 그 결과 필체가 흐리고 불연속적이 된다.

연통공의 폭이 0.25mm 보다 크면 연통공의 모세관힘이 지나치게 감소한다. 그 결과 잉크저장소의 잉크대부분이 잉크탱크로 복귀하기 전에 외기가 쉽게 압력이 낮아진 잉크탱크로 유입될 수 있어 잉크가 잉크저장소에 쉽게 잔류하게된다.

잉크가 상대적으로 낮은 표면장력(예를들어 유성잉크)을 가지면, 폭을 0.02mm-0.15mm로 하는 것이 바람직하다. 잉크가 상대적으로 높은 표면장력(예를들어 수성칼라잉크)을 가지면, 폭을 0.03mm-0.2mm로 하는 것이 바람직하다.

잉크가 상대적으로 낮은 표면장력(예를들어 20mN/m - 25mN/m의 표면장력을 갖는 화이트 보드 잉크)을 가지면 폭을 0.03mm - 0.01mm로 하는 것이 바람직하며, 그에따라 공기가 더욱 원활하게 외측으로부터 잉크탱크로 유입되고, 잉크저장소에 잉크가 잔류하는 것을 방지하게된다. 특히 폭을 0.03mm - 0.08mm로 하면 상기 효과를 더욱 신뢰성있게 얻을 수 있다.

(5) 상기 (4)의 직액식 필기구에 있어서 상기 격벽의 외면은 상기 배럴의 내면에 압축으로 끼워지고, 상기 슬릿형 연통구멍은 축방향 및 원주방향으로 배치되는 동시에 상기 배럴의 내면과 상기 격벽의 외면 사이에 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 따라서 2개의 부재(즉 배럴내면과 격벽외면)를 조합하여 연통구멍을 형성하므로 종래와 같이 격벽의 반경방향으로 뻗는 슬릿을 형성할 필요가 없다. 그 결과 종래 기술에서 발생했던 제조상의 어려움(즉 합성수지를 성형하거나 절삭가공을 할 때의 어려움)이 해소된다. 그러므로 폭을 변화시킬 수 있는 정밀연통구멍을 원하는대로 형성할 수 있다. 그리고 연통구멍에 관한 임의의 모세관힘을 쉽게 설정할 수 있으며, 특히 작은 폭을 갖는 정밀연통구멍을 용이하게 형성할 수 있다. 또, 종래와 같이 연통구멍을 형성하는데 사용되는 불안정한 형태의 잉크안내부재를 사용하지 않으므로 필요한 폭을 갖는 연통구멍을 신뢰성있고도 용이하게 얻을 수 있다.

배럴내면과 격벽외면에 의해 연통구멍을 형성하기 위해서는 배럴내면 또는 격벽외면이 가압으로 끼워지는 위치에서 이들 내면과 외면 사이가 전체적으로 접촉하는 것을 방지해야한다. 따라서 2개의 부재는 다른 형상을 가지고 있어야 그들 사이에서 간극을 형성하게 된다.

배럴의 내면은 예를들어 합성수지배럴의 내면에 한 부재가 일체로 형성되는 구조 또는 개별적으로 분리된 부재가 배럴내면에 결합하는 구조로 할 수 있다. 유사하게 격벽외면의 경우도 예를들어 합성수지격벽의 외면에 한 부재가 일체로 형성되는 구조 또는 개별적으로 분리된 부재가 그 외면에 결합하는 구조로 할 수 있다.

연통구멍은 축방향 및 원주방향으로 형성된 슬릿형이다. 즉, 폭은 원주방향의 폭보다 작아서 반경방향의 모세관힘이 원주방향의 모세관힘보다 크게된다.

(6) 상기 (1)에 설명한 직액식 필기구에 있어서 소직경, 직선형 압축부의 후방단부와 격벽의 전방면이 상호 접촉하는 것이 바람직하다. 따라서, 잉크탱크와 압축부 사이에는 연통구멍을 통해 신뢰성있는 잉크의 통과가 가능하다.

(7) 상기(1)에 설명한 직액식 필기구에 있어서 잉크안내부재는 기공부재인 것이 바람직하다. 이 경우 잉크안내부재와 함께 잉크는 잉크저장소의 길이방향을 따라 원활하게 이동하여 잉크탱크로부터 펜촉으로 잉크의 원활한 방출을 낮은 비용으로 실현할 수 있다.

(8) 상기(7)의 직액식 필기구에 있어서 잉크안내부재 내측부에 잉크방출통로를 배치하고, 이 잉크방출통로의 선단부는 상기 펜촉선단 부근에 배치되며, 그 후방단부는 상기 잉크탱크에 개방된 구조가 바람직하다.

상기 직액식 필기구가 잉크방출에 불리한 구조(즉 펜촉을 통한 잉크의 누설을 방지할 수 있고 다공성물질로 제조된 잉크안내부재를 이용하는 구조)를 가지고 있지만 잉크안내부재의 잉크방출통로는 잉크를 충분하고도 신속하게 잉크탱크로부터 펜촉으로 방출한다. 따라서, 적절한 양의 잉크가 지속적으로 펜촉을 통해 방출되어 너무가볍고, 희미하며 불연속적이되는 현상이 발생하지 않게되며, 그에따라 잉크를 저장하는 잉크저장소의 기능이 나빠지지 않는다. 그러므로 펜촉을 통한 잉크누설을 만족할만큼 방지하는 동시에 펜촉을 통한 잉크방출특성이 양호한 직액식 필기구를 제공할 수가 있다.

(9) 상기 (8)의 직액식 필기구에 있어서는 잉크안내부재 외벽의 모세관힘이 잉크저장소의 모세관힘 및 잉크방출통로의 모세관힘보다 크게하는 것이 바람직하다.

잉크안내부재의 외벽이 잉크저장소의 내면과 밀접하므로 잉크저장소의 길이방향이동이 특히 원활해진다. 잉크안내부재의 모세관힘이 잉크저장소의 모세관힘보다 클 때 잉크안내부재에 대한 만족할만한 효과를 얻을 수 있다. 잉크안내부재의 잉크방출통로는 잉크안내부재의 외벽보다 그 모세관힘이 크다. 그 결과 잉크탱크로부터 펜촉으로 잉크를 신속하고도 충분하게 방출하는 기능을 가진다.

따라서, 상기 구조에 있어서 예를들어 필기행위 중에 잉크소모로 인해 잉크탱크의 압력이 감소하였을 때 잉크안내부재의 외벽을 따라 잉크저장소의 잉크가 지속적이고도 원활하게 잉크탱크로 복귀한다. 그러므로 잉크저장소에서의 잉크정체를 방지할 수 있다. 이와 동시에 필기행위가 진행중일 때 잉크방출통로는 잉크탱크로부터 공급된 잉크를 펜촉으로부터 충분하게 방출시킨다.

잉크방출통로는 단순히 외벽보다 모세관힘이 작으면된다. 예를들어 실질적으로 모세관힘이 없는 축방향 구멍(예를들어 간극치수 5mm 이상)이 형성된 구조, 축방향을 구멍을 갖는 개별부재 또는 외벽보다 작은 모세관힘을 갖는 간극치수의 홈에 잉크안내부재의 축을 삽입한 구조, 낮은 조밀성의 다공물질로되고 외벽보다 모세관힘이 작은 개별부재를 잉크안내부재의 축에 삽입한 구조 중 어느 하나를 이용한다.

(10) 상기 (9)의 직액식 필기구에 있어서 잉크방출통로의 후방단부의 개구를 액밀하게 밀봉하는 액체수집부가 잉크안내부재의 후방단부에 배치되는 것이 바람직하다.

잉크는 항상 액체수집부에 수집된다. 수집된 잉크는 잉크방출통로 후방단부의 개구를 액밀하게 밀봉한다. 즉, 잉크탱크의 잔류잉크가 적고 필기구가 수평상태이며, 펜촉이 직립한 상태라 하여도 잉크방출통로 후방단부의 개구가 액밀하게 밀봉된다. 그 결과 잉크방출통로로 공기가 쉽게 유입되지 못하므로 하향한 상태가 아닌 다른 상태에 펜촉이 위치하여도 안정된 잉크방출특성을 유지한다.

특히, 액체수집부의 실린더는 잉크안내부재의 후방단부면(잉크방출통로가 개방되는 곳)을 둘러싸는 바닥부와 이 후방단부면에 연속하는 외면을 가지고 작은 간극(즉 액체수집부)를 형성하게된다.

(11) 상기 (8)의 직액식 필기구에 있어서 다공물질로된 필기구가 잉크안내부재의 선단에 배치되고, 잉크방출통로의 선단으로부터 펜촉의 선단까지의 벽길이가 1mm - 20mm이다(청구항 16)

벽길이가 1mm 이하이면 펜촉을 통해 잉크가 과도하게 방출되고, 짧은 시간에 펜촉이 마모된다. 따라서 펜촉으로 잉크방출통로가 개방되어 잉크방출이 바람직하지 못하게된다. 벽두께가 20mm 보다 크면 펜촉을 통한 잉크방출특성이 악화되므로 필체가 너무 가볍고 희미하며 불연속적이된다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 관하여 첨부도면을 참조로 상세히 설명한다.

(제1실시예)

도 1 - 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 직액식 필기구(直液式筆記具)를 나타낸다. 제1실시예의 직액식 필기구는 잉크저장소(4)를 수용하는 격납실린더(8), 전방부에 격납실린더(8)가 배치되고, 격납실린더(8) 후방에서 격벽(5)에 의해 구분된 잉크탱크(3)가 배치된 배럴(7), 배럴(7) 내의 잉크저장소(4)를 축방향으로 통과하는 한편 후방단부가 잉크탱크(3)에 위치하고 전방단부가 펜촉(2)으로서 외측으로 돌출하는 잉크안내부재(6)를 구비한다.

격납실린더(8)는 원통형으로서 잉크저장소(4)를 수용하는 한편 그 전방부는 펜촉(2)을 유지한다. 격납실린더(8)의 후방단부 내면에는 원통형 소직경부가 부착된다.

잉크저장소는 합성수지다발(예를들면 폴리에스테르 섬유다발에 의해 용융되어 길이방향으로 배향된 것)에 의해 제조된 물질로서 격납실린더(8)의 후방단부개구를 통해 가압으로 끼워진다. 이때 잉크저장소(4)의 후방단부는 감소직경부재(9)에 의해 반경방향 내측으로 가압됨으로써 압축부(41)가 형성된다. 잉크저장소(4)는 격납실린더(8)에 끼워지기 전에는 직선형의 원통형이다. 따라서, 잉크저장소(4)는 균일한 모세관공간을 갖는다(즉, 균일한 모세관 힘을 갖는다). 따라서 잉크저장소(4)의 후단에 압축부(41)는 그 압축 및 변형에 의해 조밀한 모세관 공간을 갖게되어 잉크저장소(4)의 다른 부분에 비해 모세관힘이 크다.

격납실린더(8)는 펜촉(2)을 유지하는 테이퍼형 전방부를 가지고 있으며, 공기의 흐름이 가능하다. 또, 격납실린더(8)의 내면에는 지지리브(81)가 배치되어 잉크저장소(4)의 전방단부와 접촉하면서 이것을 지지하며, 이에따라 잉크저장소(4)의 분리를 방지한다.

잉크저장소(4)의 축방향으로 가공된 합성수지(예를들어 폴리에스테르수지 또는 아크릴수지)제의 막대형상 잉크안내부재(6)를 삽입한다. 이 잉크안내부재(6)는 잉크저장소(4)의 전방부로부터 삽입되어 함께 결합된다. 잉크안내부재(6)의 외측면은 잉크저장소(4)의 내측면과 직접 접한다. 특히 잉크안내부재(6)의 외측면은 압축부(41)에 의해 잉크저장소(4)의 후방단부 내면과 반경방향으로 강하게 접촉하며, 여기서 압축부(41)는 반경방향으로 잉크저장소(4)의 후방단부를 압축 및 변형한다. 그 결과, 잉크저장소(4)의 잉크와 잉크안내부재(6)의 잉크 연계가 안정화되고, 또한 배럴(7)의 전방부로부터 잉크안내부재(6)의 분리를 방지할 수 있다.

잉크안내부재의 후방단부에는 견고한 첨두부재(61)가 부착되어 잉크저장소(4)로의 삽입특성을 향상시키고 있다. 잉크안내부재(6)의 전방단부는 전방 외측으로 돌출하는 한편 펜촉으로서 기능하는 형상이면 어떠한 것도 가능하다.

감소직경부재(9)는 원통형 전방부(91)를 가지고 있어 잉크저장소(4)에서 그 후방단부의 직경을 감소시킬 수 있다. 원통형 후방부(92)는 잉크탱크(3)로 돌출하여 잉크안내부재(6)의 후방단부에서 첨두부재(61)를 유지하게된다. 원통형 후방부(92)에 형성된 개구(94)는 잉크탱크(3)와 잉크안내부재(6) 사이의 연통, 잉크탱크(3)와 격벽(5) 후방면 사이의 연통을 가능하게 한다. 원통형 전방부(91)와 원통형 후방부(92) 사이에는 연속하여 이어지는 플랜지(93)가 형성된다. 이 플랜지(93)는 격납실린더(8)와 배럴(7) 내면의 단차부(71) 사이에서 축방향으로 유지된다.

격벽(5)은 감소직경부재(9)에 가압으로 끼워 고정되는 디스크형 비다공성 물질로 제조된다. 감소직경부재(9)의 내면에는 다수(특히 8개)의 축방향 홈이 형성된다. 감소직경부재(9)의 내면 홈 부위에 격벽(5)이 끼워질 때 격벽(5)의 외면과 소직경부재의 내면 사이에 축방향의 슬릿형 연통구멍(51)이 형성된다. 이 연통구멍(51)의 수평단면은 원호형 또는 균일한 홈의 폭을 갖는 4각형의 긴 구멍이다. 홈폭(즉 반경방향으로의 홈폭)은 0.04mm - 0.07mm로 설정된다. 격벽(5)의 축을 통과하는 중앙구멍(52)이 형성됨으로써 잉크안내부재(6)가 수용된다. 중앙구멍(52)의 전체내면과 잉크안내부재(6)의 전체외면은 상호 접촉한다. 격벽(5)의 전방면과 잉크저장소(4)의 후방단부(즉, 압축부41)는 축방향으로 상호 접촉한다.

제1실시예에 따른 직액식 필기구에 있어서, 잉크탱크(3)의 내압이 상승할 때 그 내부의 잉크는 잉크저장소(4)에 의해 방출 및 흡수된다. 잉크저장소(4)의 전방단부에서의 압축부로부터 압축부 전방단부의 잉크저장소(4) 까지의 영역에 공기의 노출이 없는 상태로 방출된 잉크가 연속하여 유지된다. 이와같이 공기유입이 차단된 상태이므로 잉크탱크(3) 내의 압력이 감소하면 잉크저장소(4)의 전방부로부터 잉크탱크(3) 까지의 잉크 복귀가 원활하게 장애없이 이루어진다.

(제2실시예)

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 직액식 필기구를 나타낸다. 이 실시예는 제1실시예의 변형예로서, 압축부(41)의 전방부에서 잉크저장소(4)의 외면이 테이퍼형상으로 압축되었다는 점이 제1실시예와 다른 점이며, 그 밖의 구성은 제1실시예와 동일하다.

감소직경부재(9)의 원통형 전방부(91)는 격납실린더(8)에 가압으로 끼워져 잉크저장소(4)의 직경을 감소시킨다. 감소직경부재(9)의 전방부(91) 내면은 전방단부개구로부터 후방으로 점차 감속하는 직경을 가진 원추형내면과 원추형내면에 연속하는 직선형 원통형내면을 가지고 있다. 잉크저장소를 수용하는 격납실린더에 원통형전방부(91)가 압축으로 끼워질 때 잉크저장소(4)의 외면은 원통형 전방부(91)의 내면에 의해 반경방향 내측으로 압축된다. 따라서 테이퍼 압축부(42) 및 직선형 압축부(41)가 형성된다.

(제3실시예)

도 6 및 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 직액식 필기구를 나타내며, 도 6은 잉크가 수용되지 않은 상태를 나타내고, 도 7은 잉크가 저장되고, 펜촉이 하향한 상태를 나타낸다.

상기 직액식 필기구(1)는 배럴(7), 잉크저장소(4) 및 잉크안내부재(6)를 가지고 있으며, 배럴(7)의 전방부에는 저장소수용부(73)가, 후방부에는 잉크탱크(3)가 각각 배치되고, 저장소수용부(73)에 잉크저장소(4)가 수용되며, 잉크안내부재(6)는 잉크저장소(4)에 축방향으로 삽입되는 한편 펜촉(2)으로 작용한다.

배럴(7)은 사출성형 합성수지(예들들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등)에 의해 제조되는 원통형부재이다. 감소된 직경 및 테이퍼 내면을 갖는 저장소수용부(73)는 그 직경이 후방으로 가면서 점차감소되며, 배럴(7)의 전방에 형성되어 있다. 저장소수용부(73)의 후방에는 잉크탱크(3)가 격벽으로 구획된 형태로 배치되며, 이 잉크탱크(3)는 잉크를 직접 수용하는 공간이다. 배럴(7) 중에서 그 잉크탱크(3)의 후방단부개구에는 테일 캡(74)이 고정되어 있다.

합성섬유다발(예를들어 폴리에스테르 수지로 제조된 섬유다발)을 용해시킨 물질로 제조된 잉크저장소(4)는 전방단부개구로부터 저장소수용부(73)에 가압으로 끼워진다. 잉크저장소(4)는 저장소수용부(73)에 끼워지기 전에는 직선원통형이므로 균일한 모세관 공간(즉 균일한 모세관힘)을 가지고 있다. 저장소수용부(73)의 내면은 테이퍼형으로 형성되며, 그 직경은 후방단부로 향하면서 점차감소한다. 따라서 잉크저장소(4)는 테이퍼내면을 따라 압축되어 섬유밀도가 전방단부로부터 후방단부로 진행하면서 연속하여 커지게된다. 따라서, 전방단부로부터 후방단부로 점차 확대되는 모세관힘을 갖는 테이퍼압축부(42)가 형성된다. 또, 테이퍼내면의 직경보다 작은 직경을 갖는 직선형 내면이 저장소수용부(73)의 테이퍼내면 후방단부에 형성된다. 따라서 잉크저장소(4)의 후방단부는 직선으로 압축되어 직선형 압축부(41)(액체밀봉부)가 형성된다.

가공된 합성수지(예를들면 폴리에스테르수지 또는 아크릴수지)로 제조된 막대형 잉크안내부재(6)는 잉크저장소(4)의 축으로 삽입되며, 잉크안내부재(6)는 잉크저장소(4)의 전방부로부터 후방으로 삽입되어 잉크저장소(4)에 결합된다. 잉크안내부재(6)의 외면은 잉크저장소(4)의 내면(즉 테이퍼 압축부42 및 직선형 압축부41)과 직접 접한다. 잉크안내부재(6)의 후방단부에는 견고한 첨두부재(61)가 부착된다. 따라서, 잉크저장소(4)의 삽입특성을 개선할 수 있다. 잉크안내부재(6)의 전방단부는 전방외측으로 돌출하는 펜촉으로 형성된다.

잉크안내부재(6)의 후방단부에서 첨두부재(61)를 유지하는 원통형 지지부(72)가 격벽(5)에 배치되며, 이 지지부(72)는 잉크탱크(3) 쪽으로 돌출한다. 축방향으로 뻗는 슬릿형상 연통구멍(51)(홈폭S :0.3mm - 0.1mm)이 원통형지지부(72)에 배치되어 잉크탱크(3)와 잉크안내부재(6) 사이의 연통를 이루는 한편, 잉크탱크(3)와 잉크저장소(4)(직선형 압축부41) 사이의 연통을 이루고 있다.

배럴(7) 전방단부의 개구에 펜촉유지부재(75)가 고착되어 펜촉(2)의 외면을 유지한다. 펜촉유지부재(75) 내면에는 지지리브(81)가 형성되어 잉크저장소(4)의 전방단부와 접촉한다. 따라서, 상기 전방단부는 잉크저장소(4)의 분리가 방지되도록 지지된다.

도 7은 도 6에 나타낸 직액식 필기구(1)의 동작을 보여준다. 펜촉(2)으로부터 잉크저장소(4)의 임의 위치까지의 높이를 H, 잉크저장소(4)의 임의 위치에서의 모세관힘을 T, 상기 높이H에서 펜촉의 수분 헤드를 G라하면, 모세관힘T은 펜촉의 수분헤드G 보다 크다(즉 TG). 또, 모세관힘T와 펜촉의 수분헤드G 사이의 차(T-G)는 잉크저장소(4)의 전방단부로부터 잉크저장소(4)의 후방단부로 진행하면서 점차 커지게된다.

따라서, 잉크탱크(3)가 잉크로 채워지고, 펜촉(2)이 하향하였을 때 잉크탱크(3)의 잉크(10)는 잉크저장소(4)로 방출되어 잉크탱크(3)의 내압에 대응하게된다. 방출된 잉크는 연속하여 잉크저장소(4)의 후방단부에서 그 직선형 압축부(41)에 저장되고, 또, 직선형 압축부(41)의 전방에서의 잉크저장소(4)(즉 테이퍼압축부 42)에 공기가 도입되지 않은 상태로 저장된다. 그 결과 잉크탱크(3)의 압력이 감소되면 잉크저장소(4)로부터 잉크탱크(3)로 잉크귀환이 장애없이 원활하게 이루어진다.

펜촉이 하향한 상태에서 펜촉의 수분헤드G가 펜촉(2)으로부터 잉크저장소(4)의 임의 위치까지의 높이H에 따라 변화한다. 즉, 수분헤드는 G = (잉크 밀도 ρ) × (중력가속도 g) × (높이 H)로 나타낼 수 있다. 수분헤드는 펜촉방향(아랫방향)으로 작용한다. 잉크저장소(4)의 모세관힘T은 다공물질의 간극크기(즉 다공물질의 밀도)에 의해 결정되고, 잉크탱크 방향(윗방향)으로 작용한다.

본 발명과 달리 모세관힘T이 펜촉의 수분헤드G보다 작은 경우(즉 TG), 종래구조와 함께 설명한 바와같이 잉크저장소(4)의 후방부에 앞서 잉크저장소(4)의 전방부에 잉크가 저장된다. 또, 모세관힘T과 펜촉의 수분헤드G 사이의 차이(T-G)가 잉크저장소(4)의 전방부로부터 그 후방부로 향하면서 점차 감소하는 경우 펜촉이 하향하면 종래구조로 설명한 바와같이 잉크저정소(4)의 후방부에 앞서 잉크저장소(4)의 전방부에 잉크가 저장된다.

(제4실시예)

도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 직액식 필기구(1)를 나타낸다.

상기 직액식 필기구(1)는 배럴(7), 잉크저장소(4) 및 잉크안내부재(6)를 가지고 있으며, 배럴(7)의 전방부에는 저장소수용부(73)가 후방부에는 잉크탱크(3)가 각각 배치되고, 저장소수용부(73)에 잉크저장소(4)가 수용되며, 잉크안내부재(6)는 잉크저장소(4)에 축방향으로 삽입되는 한편 펜촉(2)으로 사용된다.

배럴(7)은 사출성형 합성수지(예들들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등)에 의해 제조되는 원통형부재이다. 배럴(7)의 전방부에는 저장소수용부(73)가 배치되며, 이 것은 축방향 전방부로 진행하면서 감소된 직경 및 테이퍼 내면을 갖는 삽입부(76)를 가진다. 잉크를 직접 수용하는 공간이 되는 잉크탱크는 저장소수용부(73)의 후방에 격벽으로 구획된 형태로 배치되며, 배럴(7) 중에서 그 잉크탱크(3)의 후방단부개구에는 테일 캡(74)이 고정되어 있다.

격벽(5)은 슬릿형 연통구멍(51)(홈폭 S : 0.04mm - 0.07mm)을 가지고 있어 잉크탱크(3)와 잉크저장소(4) 사이에서 축방향 및 반경방향으로 뻗는 연통을 이루고 있다. 또, 저장소수용부(73)로 향하여 전방으로 돌출한 삽입부(76)는 격벽(5)과 일체로 형성된다. 삽입부(76)의 베이스는 직선형 외면 및 테이퍼형 외면을 가지고 있으며, 그 직경은 직선형외면에서 전방부로 향하면서 점차 감소한다.

합성섬유다발(예를들어 폴리에스테르 수지로 제조된 섬유다발)을 열에 의해 처리한 물질로 제조된 잉크저장소(4)는 전방단부개구로부터 저장소수용부(73)에 가압으로 끼워진다. 저장소수용부(73)의 축부분에는 삽입부(76)가 배치된다. 그러므로 잉크저장소(4)가 가압으로 끼워질 때 삽입부(76)는 잉크저장소(4)의 축으로 삽입된다. 따라서, 잉크저장소(4)의 축에서 그 내면은 삽입부(76)의 테이퍼외면 및 직선형 외면을 따라 가압을 받는다. 상기 테이퍼외면은 테이퍼압축부(42)를 형성하며, 여기서 모세공간의 간격이 후방부로 향하면서 점자적으로 또한 연속적으로 감소하게되고, 모세관힘은 전방부로부터 후방부로 진행하면서 점차 확대된다. 동시에, 직선형 외면은 직선형 압축부(41)(액체밀봉부)를 형성한다.

합성수지섬유(예를들어 폴리에스테르 섬유, 아크릴 섬유 등)을 가공하여 수지물질을 마련하고, 이 수지물지로 잉크안내부재(6)가 제조되어 삽입부(76)의 축에 삽입된다. 잉크안내부재(6)의 후방단부는 잉크탱크(3)로 돌출하는 반면 펜촉(2)으로 작용하는 잉크안내부재(6)의 전방단부는 배럴(7)의 전방단부를 넘어 외측으로 돌출한다. 잉크안내부재(6)의 외면은 잉크저장소(4)와 접촉한다.

제3실시예와 유사하게, 펜촉유지부재(75)가 배럴(7)의 전방단부개구에 부착되어 펜촉(2)의 외면을 유지한다. 이 펜촉유지부재(75)의 내면에는 지지리브(81)가 배치되며, 이 지지리브(81)는 잉크저장소(4)의 전방단부와 접촉하여 이것을 지지한다. 그 결과 잉크저장소(4)의 분리를 방지하게 된다.

(제5실시예)

도 9 및 도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 직액식 필기구(1)를 나타내며, 이것은 잉크저장소(4)를 수용하는 격납실린더(8), 배럴(7), 잉크안내부재(6)를 포함하며, 배럴(7)의 전방부에는 격납실린더(8)가 배치되고, 그 후방부에는 격벽(5)에 의해 잉크탱크(3)가 형성되며, 잉크안내부재(6)는 축방향으로 배럴(7)의 잉크저장소(4)에 삽입되는 한편 그 후방부는 잉크탱크(3)에 위치하고, 그 전방단부는 외측으로 돌출하는 펜촉(2)으로서 사용된다.

격납실린더(8)는 원통형 부재로서 잉크저장소(4)를 수용하는 역할외에도 그 전방부가 펜촉(2)을 유지하는 작용을 한다. 격납실린더(8)의 후방단부 내면에는 감소직경부재(9)로서도 사용되는 격벽(5)이 부착되어 있다. 격납실린더(8)의 후방부 내경은 감소하는 형태가 된다.

합성섬유다발(예를들어 폴리에스테르 수지로 제조되어 길이방향으로 배향된 섬유다발)을 열에 의해 처리한 물질로 제조된 잉크저장소(4)는 격납실린더(8)에 그 후방단부의 개구를 통해 가압으로 끼워진다. 이때 잉크저장소(4)의 후방단부는 감소직경부재(9)의 전방부(91)에 의해 압축되어 압축부(41)로 된다. 잉크저장소(4)는 격납실린더(8)에 압축으로 끼워지기 전에는 직선형의 원통형이므로 균일한 모세관 공간(즉, 균일한 모세관힘)을 갖는다. 따라서, 잉크저장소(4) 후방단부에서의 압축부(4)의 모세관공간은 그 압축 및 변형으로 인해 밀도가 높게된다. 그러므로, 압축부(41)는 잉크저장소(4)의 다른 부분에 비해 모세관힘이 커지게된다. 중앙구멍(52)의 전체내면 및 잉크안내부재(6)의 전체외면은 상호 접촉하고, 격벽(5)의 전방면 및 잉크저장소(4)의 후방단부(즉 압축부41)는 축방향으로 상호 접촉한다.

격납실린더(8)의 테이퍼형 전방부는 공기가 흐를수 있는 형태로 펜촉(2)을 유지한다. 격납실린더(8)의 내면에는 지지리브(81)가 배치되어 잉크저장소(4)의 전방단부와 접촉한다. 따라서 이 전방단부가 지지됨으로써 잉크저장소(4)의 분리를 방지할 수 있다.

격벽(5)은 원통형전방부(91) 및 플랜지(93)가 일체로 형성된 구조이고, 격벽의 후방단부 내면에는 다수(즉 4개)의 축방향 홈이 형성된다. 홈이 형성된 부분에 격벽(5)의 플랜지(93)가 형성될 때 플랜지(93)의 외면과 격납실린더(8)의 내면 사이에 슬릿형 연통구멍(51)이 형성된다. 이 연통구멍(51)은 원호형의 긴 구멍으로서 그 수평단면은 균일한 홈폭S을 갖는다. 홈폭S(즉 반경방향 홈폭)은 0.04mm-0.07mm이다. 중앙구멍(52)은 격벽(5)의 축을 관통한다. 막대형상의 잉크안내부재(6)(예를들어 폴리에스테르섬유 또는 아크릴섬유와 같은 합성수지섬유의 수지물질)가 중앙구멍(52)에 삽입된다.

제5실시예에 따른 직액식 필기구(1)에 있어서, 잉크탱크(3)의 내압이 상승할 때 잉크탱크(3)의 잉크가 방출된다. 따라서, 잉크저장소(4)에 의해 잉크가 흡수된다. 잉크저장소(4) 후방단부의 압축부(41)로부터 압축부(41) 전방단부의 잉크저장소(4)까지는 공기가 없으므로 방출된 잉크는 연속적으로 저장된다. 따라서, 잉크탱크(3)의 압력이 감소할 때 어떠한 공기의 유입없이 잉크저장소(4)의 전방부로부터 잉크탱크(3)로 잉크의 복귀가 원활하게 이루어진다.

(제6실시예)

도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 직액식 필기구(1)를 나타낸다.

제6실시예는 제4실시예 및 제5실시예의 변형으로서 제5실시예에 따른 슬릿형 연통구멍(51)의 구조를 제4실시예의 구조에 적용시킨 것이다. 즉 배럴(7)의 내면에는 다수의 축방향 홈이 형성된다. 홈이 형성된 부분에 격벽(5)의 외면이 압축으로 끼워져 격벽(5)의 외면와 배럴(7)의 내면 사이에 축방향 및 반경방향으로 슬릿형 연통구멍(51)이 형성된다. 그 밖의 구성은 제4실시예 및 제5실시예의 구성과 유사하다.

(제7실시예)

도 12 및 도 16은 본 발명의 제7실시예에 따른 직액식 필기구(1)를 나타낸다.

제7실시예에 따른 직액식 필기구(1)는 잉크저장소(4)를 수용하는 격납실린더(8), 배럴(7), 잉크안내부재(6)를 포함하며, 배럴(7)의 전방부에는 격납실린더(8)가 배치되고, 그 후방부에는 격벽(5)에 의해 잉크탱크(3)가 형성되며, 잉크안내부재(6)는 축방향으로 배럴(7)의 잉크저장소(4)에 삽입되는 한편 그 후방부는 잉크탱크(3)에 위치하고, 그 전방단부는 외측으로 돌출하는 펜촉(2)으로서 사용된다.

격납실린더(8)는 원통형으로서 그 소직경부(82)와 후방 대직경부(83)가 합성수지 성형에 의해 함께 일체로 형성되어 있다. 소직경부(82)는 펜촉(2)을 유지하는 한편 대직경부(83)는 잉크저장소(4)를 수용한다. 또, 대직경부(83)의 외면은 배럴(7)의 전방부의 내면에 가압으로 끼워짐으로써 고정된다. 대직경부(83)의 전방부 외면에는 플랜지부(84)가 배치되고, 이 플랜지부(84)는 배럴(7)의 개구에지와 접촉한다. 또, 격납실린더(8)의 소직경부(82) 내면에는 지지리브(81)가 배치되며, 이 지지립(81)은 잉크저장소(4)의 전방단부와 접촉하여 전방단부를 지지하므로 잉크저장소(4)의 분리가 방지된다. 또, 격납실린더(8)의 후방부 내면에는 원통형 감소직경부재(9)가 가압으로 끼워져 고정됨으로써 격납실린더(8) 후방부 내면의 내경이 감소한다.

격납실린더(8)에 수용되는 잉크저장소(4)는 합성 섬유다발(예를들어 폴리에스테르수지로 제조되어 길이방향으로 배향된 섬유다발)를 용해하여 제조된다.

감소직경부재(9)는 반경방향으로 잉크저장소(4)의 후방단부를 압축함으로써 압축부(41)가 형성된다. 잉크저장소(4)는 감소직경부재(9)로 끼워지기 전에는 직선형의 원통형이다. 따라서 잉크저장소는 균일한 모세관공간(즉 균일한 모세관힘)을 갖는다. 따라서 잉크저장소(4) 후방단부는 그 압축 및 변형으로 인해 압축부(41)의 모세관공간의 밀도가 높아진다. 따라서 압축부(41)는 잉크저장소(4)의 그 밖의 다른 부분 보다 모세관 힘이 크다.

합성수지섬유(예를들면 폴리에스테르 섬유, 아크릴섬유 등)를 처리하여 수지물질을 마련하고, 이 수지물질로 막대형 잉크안내부재(6)를 제조한 후 잉크저장소(4)의 축에 결합한다. 잉크안내부재(6)는 축방향으로 잉크저장소(4)를 관통하며, 그 외벽은 잉크저장소(4)의 내면과 직접 접촉한다. 특히 잉크저장소(4)의 후방단부에서 내측으로 압축 및 변형된 압축부(41)에 의해 잉크안내부재(6)의 외면은 잉크저장소(4)의 후방단부 내면과 강하게 접촉한다. 그 결과, 잉크저장소(4)의 잉크와 잉크안내부재(6)의 잉크 연계가 안정화될 수 있다. 또, 배럴(7)의 전방부로부터 잉크안내부재(6)가 분리되는 것을 방지할 수 있다.

잉크안내부재(6)의 후방단부는 잉크저장소(4) 및 격벽(5)의 중앙구멍(52)을 관통하여 잉크탱크(3)에 이르게된다. 잉크안내부재(6)의 전방단부는 펜촉(2)으로서 사용될 수 있는 형태가 되어 전방외측으로 돌출한다.

잉크안내부재(6)의 축에는 내경 1mm 의 구멍형태로서 축방향으로 뻗는 잉크방출통로(62)가 형성되어 있다. 이 잉크방출통로(62)의 후방단부는 잉크탱크(3)에 개방되어 있고, 그 후방단부는 펜촉(2)의 전방단부로부터 5mm 떨어진 두께 L 부분에 위치한다(도 12의 펜촉2 부분 참조). 잉크방출통로(62)의 모세관힘은 잉크안내부재(6)의 외벽의 모세관힘보다는 작게되어 있다.

감소직경부재(9)는 원통형 전방부(91) 및 원통형 후방부(92)를 포함하는 것으로서 합성수지에 의해 일체로 성형된 것이다. 원통형 전방부(91)의 외면은 격납실린더(8)에 가압으로 끼워지고, 그 내면은 전방단부로부터 후방단부로 진행하면서 직경이 감소하는 테이퍼내면과 이 테이퍼내면의 후방단부 보다 직경이 작은 직선형내면으로 구성된다. 테이퍼내면에 의해 압축부(41)의 외면에 테이퍼압축부(42)가 형성되고, 잉크용기 후방단부에서 직선형내면은 압축부(41)를 형성하고 있다. 따라서, 잉크저장소(4)의 모세관힘은 전방단부로부터 후방단부의 압축부로 진행하면서 연속적으로 커진다.

한편, 감소직경부재(9)의 원통형 후방부(92)는 잉크탱크(3)로 돌출하며, 그 바닥부는 잉크안내부재(6)의 후방단부 및 그 주변을 둘러싸고 있다. 원통형 후방부(92)와 잉크안내부재(6)의 후방단부면 사이, 그리고 원통형 후방부(92)의 내면과 잉크안내부재(6)의 후방단부 부근의 외면 사이에 액체수집부(95)를 형성하는 간극이 형성된다. 특히 액체수집부(95)용 간극은 모세관힘을 증대시키고 다른 부분에 비해 잉크방출통로(62)의 개구 부분을 감소시킴으로써 액체밀봉특성을 개선한다. 그 결과, 잉크탱크(3)에서의 잉크지체량이 감소하면 잉크가 일시적으로 액체수집부(95)에 저장될 수 있다. 따라서, 필기구가 수평이되거나 펜촉이 상향으로 된 상태에서도 잉크방출특성의 악화를 방지할 수 있다.

방사상으로 또한 축방향으로 뻗은 다수의 잉크안내리브(96)가 원통형 후방부(92)의 내면과 일체로 형성되어 있다. 잉크안내리브(96)는 잉크탱크(3)로부터 액체수집부(95)로 잉크가 신속하게 도입되는 것을 가능하게 한다.

원통형 후방부(92)의 바닥면 부근에서 잉크안내리브(96)의 단차부는 잉크안내부재(6)의 후방단면과 접촉하여 후방단부면을 지지하며, 그 결과 잉크도입구멍(63)의 개방상태가 유지된다. 원통형 후방부(92)의 바닥면과 잉크안내부재(6)의 후방단면 사이에는 모세관힘을 갖는 작은 간극이 형성되어 잉크도입구멍(63)의 후방단부개구를 액밀하게 밀봉한다.

원통형 후방부(92)의 측벽에는 잉크안내리브(96)와 연통하는 개구(94)가 형성된다. 그 결과, 잉크탱크(3)와 잉크안내리브(96)가 상호 접속한다. 따라서 잉크탱크(3)와 잉크안내부재(6)의 후방단부가 잉크안내리브(96)를 통해 상호 연통된다. 또, 잉크탱크(3)와 격벽(5)의 후방면도 상호 연통한다.

잉크안내리브(96)는 방사상으로 형성되어 있으므로 그 리브들 간의 간격은 방사상 외측으로부터 내부방향으로 즉 축으로 볼 때 잉크안내부재(6) 쪽으로 진행하면서 점차 감소한다. 따라서, 잉크안내부재(6)쪽으로 진행하면서 모세관힘이 커져서 잉크탱크(3)로부터 잉크안내부재(6) 쪽으로 잉크를 신속하게 유도하는 기능이 더욱 강화된다.

원통형 전방부(91)와 원통형 후방부(92) 사이에 플랜지(93)가 연속하여 형성되어 있다. 이 플랜지(93)는 격납실린더(8)의 후방단부와 배럴(7) 내면의 단차부(71) 사이에서 축방향으로 지지된다.

격벽(5)은 디스크형 플랜지와 이 플랜지의 후방에 연속하여 형성된 원통부를 포함하며, 합성수지를 일체성형하여 제조된 부재(비다공성 물질)로 형성된다. 또, 격벽(5)은 감소직경부재(9)의 내측부에 가압으로 끼워져 고정된다. 감소직경부재(9)의 내면에는 다수(즉 8개)의 축방향 홈이 형성된다. 감소직경부재(9) 내면에 홈을 갖는 부분에 격벽(5)의 플랜지가 가압으로 끼워지면, 격벽(5) 플랜지의 외면과 소직경부재(9)의 내면 사이에 축방향을 관통하는 슬릿형 연통구멍(51)이 형성된다. 연통구멍(51)은 원호형 또는 직각형 슬릿으로서 수평단면형상으로 균일한 홈폭을 가지고 원주방향을 따라 형성되어 있다. 홈치수(즉 반경방향으로 홈폭 S)는 0.04mm - 0.07mm 이다. 격벽(5)의 플랜지외면과 감소직경부재(9)의 내면 사이에는 연통구멍(51)이 형성되어 있으므로 연통구멍(51)의 홈폭S이 상대적으로 작아도 신뢰성 있고도 용이하게 설정할 수 있다.

격벽(5)의 원통부의 축을 관통하면서 중앙구멍(52)이 형성되어 이곳에 잉크안내부재(6)가 삽입된다. 중앙구멍(52)의 전체내면과 잉크안내부재(6)의 전체외면은 상호 밀접하게 접촉한다. 격벽(5)의 전방면은 잉크저장소(4)의 후방단면(압축부 41)과 접한다.

(제8실시예)

도 17은 본 발명의 제8실시예에 따른 직액식 필기구(1)를 나타낸다. 제8실시예서는 제7실시예의 잉크안내부재(6)를 변형하였다. 관형 잉크안내부재(6)는 다공성물질(예를들면 수지섬유를 가공처리하여 제조된 부재)로 제조되며,그 내경 1mm의 관통구멍을 갖는 동시에 그 전방단부는 개별 캡(특히 합성수지핀)을 삽입 및 고정하여 폐쇄된다. 또, 전방부는 절삭가공 등에 의해 펜촉으로 형성된다. 그 밖의 구성은 제7실시예와 같다.

(제9실시예)

도 18은 본 발명의 제9실시예에 따른 직액식 필기구를 나타낸다.

제8실시예서는 제7실시예의 잉크안내부재(6)를 변형하였으며, 그 펜촉(2)은 다공성물질(예를들면 수지섬유를 가공처리하여 제조된 부재)로 제조되어 관형잉크안내부재(6)의 전방단부 외면에 고정된다. 관형 잉크안내부재(6)는 다공성물질(예를들면 수지섬유를 가공처리하여 제조된 부재)로 제조되며, 그 내경 1mm의 관통구멍을 갖는다. 그 밖의 구성은 제7실시예와 같다.

(제10실시예)

제19도는 본 발명의 제10실시예에 따른 직액식 필기구(1)를 나타낸다. 제10실시예는 제7실시예에 따른 잉크안내부재(6)의 변형예이다. 잉크안내부재(6)의 잉크방출통로(62)에서는 잉크안내부재(6)의 축에 형성된 구멍에 다공물질로된 막대형부재가 수용되어 있다. 막대형부재는 개별부재(예를들어 수지섬유로 가공된 부재)로서 잉크안내부재(6)의 외벽 보다 작은 모세관힘을 갖는다. 그 밖의 구성은 제7실시예의 구성과 동일한다.

(잉크 저장소)

제1실시예 내지 제10실시예에 제조된 부재와는 달리 본 발명에 따른 직액식 필기구(1)의 다공성 물질로된 잉크저장소는 펠트수지의 가공에 의해 제조된 부재, 펠트의 열용해로 제조된 부재, 펠트를 니들펀치에 의해 제조한 부재, 스펀지와 같은 합성수지의 오픈셀(open cell), 금속성 오픈셀, 세라믹 오픈셀 등으로 형성할 수도 있다.

(펜촉)

본 발명에 따른 직액식 필기구에서 사용되는 펜촉(2)은 잉크안내부재(6)에 접속될 수 있는 부재이어야 하고, 잉크흐름이 가능하고 잉크안내부재(6)로부터 지면 등으로 잉크를 방출할 수 있어야 한다. 제1실시예 내지 제10실시예의 다공성물질(예를들면 수지섬유다발을 열처리하여 제조된 부재, 합성수지 오픈셀, 금속성 오픈셀, 세라믹 오픈셀)외에도 합성수지를 사출하여 제조된 부재, 볼펜 칩, 만년필형 펜부재, 파이프형 펜부재를 사용할 수도 있다.

잉크방출특성을 더욱 강화하기 위해 펜촉(2)의 모세관힘을 잉크안내부재(6)의 외벽의 모세관힘과 유사하거나 크게 하는 것이 바람직하다.

(잉크탱크)

본 발명에 따른 직액식 필기구(1)의 잉크탱크(3)는 잉크저장소(4)의 압축부(41)에 접속하여 잉크 흐름이 가능하도록 해야한다. 즉, 다음구조 중 어느 하나를 사용할 수 있다 : 즉 잉크저장소(4)를 수용하기위한 원통형부재(예를들면 배럴7, 격납실린더8, 격벽5, 감소직경부재9 등)와 일체로 형성된 구조, 개별부재를 원통형부재에 결합한 구조, 잉크탱크(3)의 개방단부개구를 통해 잉크공급이 가능한 구조를 이용할 수 있다.

(잉크 안내부재)

수지섬유다발을 가공하여 제조되는 부재 또는 섬유다발을 열융해함으로써 제조되는 부재 이외에도, 본 발명에 따른 직액식 필기구(1)의 잉크안내부재(6)는 내외면과 홈을 가지는 한편 사출성형 스펀지와 같은 합성수지 오픈셀에 의해 제조된 합성수지부재를 이용할 수도 있다. 잉크를 펜촉(2)에 충분하고도 원활하게 공급하기 위하여 잉크안내부재(6)의 모세관힘은 잉크저장소(4)의 압축부의 모세관힘 및 연통구멍(51)의 모세관 힘 보다 최소한 크다.

(격벽)

본 발명에 따른 직액식 필기구의 격벽(5)은 잉크탱크(3) 및 배럴(7)과 일체로 형성할 수도 있고, 이들과는 별개의 부재로 형성할 수도 있다.

이상과 같은 구성에 따라서 본 발명은 펜촉으로부터 잉크의 누설을 충분히 방지할 수 있으면서도 뛰어난 잉크방출특성을 갖고, 특히 연통구멍의 간극치수를 정밀하게 형성하여 충분한 잉크정체방지특성을 가질 수 있으며, 원활한 공기유입특성 및 용이한 제조가 가능한 직액식 필기구를 제공할 수 있다.

Claims (16)

1. 펜촉과 잉크탱크 사이에 배치되는 동시에 다공성 물질로 제조된 잉크저장소와,

   상기 잉크저장소와 상기 잉크탱크 사이에 배치되는 동시에 상기 잉크저장소와 상기 잉크탱크를 상호 분리하는 격벽과,

   상기 격벽에 형성되어 상기 잉크저장소와 상기 잉크탱크 사이에 연통을 형성하는 연통구멍과,

   상기 격벽을 관통하는 한편 상기 잉크탱크로부터 상기 펜촉으로 잉크를 공급하는 막대형 잉크안내부재와,

   상기 잉크저장소의 후방단부에 형성되어 다른 부분 보다 더 모세관힘을 강화시키는 압축부를

   구비하는 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
2. 제1항에 있어서,

   상기 압축부는 반경방향 내측으로 상기 잉크저장소의 후방단부의 외면을 압축하여 형성되며, 상기 압축부의 내면과 상기 잉크안내부재의 외면은 상호 밀접하게 접촉하는 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
3. 제2항에 있어서,

   상기 잉크저장소의 외면에는 그 전방부로부터 후방부로 진행하면서 점차 직경이 감소하는 테이퍼압축부가 배치되며, 상기 테이퍼압축부의 후방단부에는 이 테이퍼압축부의 직경보다 작은 직경을 갖는 직선형압축부가 배치되어 상기 잉크저장소의 모세관힘이 전방부로부터 후방단부로 진행하면서 점차 커지는 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
4. 제3항에 있어서,

   상기 잉크저장소의 임의위치에서의 모세관힘T은 상기 펜촉으로부터 상기 임의위치 까지의 높이H에서의 펜촉 수분헤드G보다 크고, 상기 모세관힘T과 상기 펜촉 수분헤드G 사이의 차는 상기 잉크저장소의 전방단부로부터 그 후방단부로 진행하면서 점착 커지는 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
5. 제1항에 있어서,

   상기 연통구멍은 축방향으로 뻗는 슬릿형으로 형성된 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
6. 제5항에 있어서,

   상기 연통구멍의 폭S은 0.02mm-0.25mm인 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
7. 제6항에 있어서,

   상기 격벽의 외면은 상기 배럴의 내면에 압축으로 끼워지고, 상기 슬릿형 연통구멍은 축방향 및 원주방향으로 배치되는 동시에 상기 배럴의 내면과 상기 격벽의 외면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
8. 제1항에 있어서,

   상기 잉크저장소의 후방단부 내면을 반경방향 외측으로 압축함으로써 직선형 압축부가 형성되는 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
9. 제8항에 있어서, 상기 잉크저장소의 내면에는 전방부로부터 후방부로 진행하면서 점차 직경이 확대되는 테이퍼압축부가 배치되고, 상기 테이퍼압축부의 후방단부에는 테이퍼압축부의 직경보다 큰 직경을 갖는 직선형압축부가 배치되어 테이퍼압축부는 그 전방단부로부터 후방단부로 진행하면서 점차 모세관힘이 커지는 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
10. 제1항에 있어서

    직선형 압축부의 후방단부와 상기 격벽의 전방면은 상호 접촉하는 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
11. 제1항에 있어서,

    상기 잉크저장소는 가공섬유로 제조된 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
12. 제1항에 있어서,

    상기 잉크안내부재는 다공성부재인 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
13. 제12항에 있어서,

    상기 잉크안내부재의 내측부에는 잉크방출통로가 배치되며, 이 잉크방출통로의 선단부는 상기 펜촉선단 부근에 배치되고, 그 후방단부는 상기 잉크탱크에 개방된 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
14. 제13항에 있어서,

    상기 잉크안내부재 외벽의 모세관힘은 상기 잉크저장소의 모세관힘과 상기 잉크방출통로의 모세관힘 보다 큰 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
15. 제14항에 있어서,

    상기 잉크안내부재의 후방단부에는 상기 잉크방출통로의 후방단부이 개구를 액밀하게 밀봉하는 액체수집부가 배치된 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.
16. 제13항에 있어서,

    상기 잉크안내부재의 선단부에는 다공성 물질로 된 펜촉이 배치되고, 상기 잉크방출통로의 선단으로부터 상기 펜촉의 선단 까지의 벽 길이L은 1mm - 20mm인 것을 특징으로 하는 직액식 필기구.