KR102121325B1 - 필기 도구 - Google Patents

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KR102121325B1
KR102121325B1 KR1020180101134A KR20180101134A KR102121325B1 KR 102121325 B1 KR102121325 B1 KR 102121325B1 KR 1020180101134 A KR1020180101134 A KR 1020180101134A KR 20180101134 A KR20180101134 A KR 20180101134A KR 102121325 B1 KR102121325 B1 KR 102121325B1
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segment
dispensing
tube
unit
capillary unit
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KR1020180101134A
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츠-위 첸
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에스디아이 코퍼레이션
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Abstract

필기 도구는 펜 튜브, 모세관 유닛 및 분배 유닛을 가진다. 모세관 유닛은 펜 튜브 내에 장착되고 펜촉에 연결된다. 분배 유닛은 펜 튜브 내에 장착되고, 연통 튜브 및 연통 튜브에 연결된 가압 세그먼트를 가진다. 가압 세그먼트는 연통 튜브에 연결된 적어도 하나의 커넥팅 암을 가진다. 연통 튜브와 가압 세그먼트의 주변 사이에는 분배 간격이 형성된다. 연통 튜브는 모세관 유닛과 접촉하여, 모세관 유닛이 가압 세그먼트와 분배 간격을 통해 서로 다른 가압 밀도를 형성하게 하며, 이에 따라 분배 간격을 통해 쉽게 잉크를 아래로 분배하는 것을 용이하게 하고 더 좋은 폐색 효과를 제공하여 잉크 누출을 더욱 피할 수 있다.

Description

필기 도구{WRITING TOOL}
본 발명은 필기 도구에 관한 것이며, 특히 잉크를 부드럽게 분배하고 잉크 누출을 방지할 수 있는 필기 도구에 관한 것이다.
중국특허공보 제CN102844199A호에 도시된 바와 같은 종래의 필기 도구에는 도포액(7)이 흐를 수 있는 채널(5)을 구비한 도포기가 개시되어 있다. 채널(5)은 공동(21)이 내부에 있는 돌출부(11) 및 공동(21)과 부분적으로 연통하는 적어도 두 개의 연통 구멍(13, 14)을 포함하며, 이에 의해 연통 구멍(13, 14) 각각을 통해 도포액(7)과 외부 공기가 외부로 분배되고 내부로 유입된다.
그렇지만, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전술한 '199호 공보의 도 1 내지도 5에 도시된 바와 같은 제1 실시예에서, 도포기는 주로 돌출부(11)를 통해 도포액 폐색체(application-liquid-occlusion body)(4)에 연결되어, 주로 제1 연통 구멍(13)을 통해 도포액(7)을 분사한다. 돌출부(11)는 도포액 폐색체(4)의 측부에 압력을 가할 수 없으므로 도포액 폐색체(4)의 측부는 밀도가 낮다. 따라서, 도포액 폐색체(4)의 측면 폐색력은 도포액(7)을 폐색하기에는 불충분하다. 결과적으로, 돌출부(11) 내의 도포액(7)이 제2 연통 구멍(14)으로부터 분배되어 누출을 초래할 수 있다.
'199호 공보의 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같은 제6 실시예 및 제7 실시예에서, 제1 연통 구멍(13) 중 하나와 복수의 제2 연통 구멍(14)은 돌출부(11)의 선단에 위치된다. 고온과 같은 비정상적인 조건이 발생하는 경우, 높은 내부 압력으로 인해 도포액(7)이 순식간에 분배될 수 있고, 복수의 구멍을 통한 액체-가스의 동시 교환으로 인해 감당할 수 없는 과도한 양의 도포액(7)이 분배될 수 있으며, 이에 의해 누출을 초래할 수 있다.
중국특허공보 제CN104619514A호는 내부에 공급 튜브(7)를 갖는 필기 도구를 개시하고 있다. 공급 튜브(7)는 그 분배단에서 돌출 세그먼트(71a) 및 비 돌출 세그먼트(71b)를 갖는다. 돌출 세그먼트(71a)는 충전재(wadding)(6)의 섬유를 가압하여 높은 섬유 밀도의 일부를 형성함으로써 잉크 카트리지(2)가 충전재(6)에 적절한 양의 잉크를 공급하게 한다.
상기 필기 도구에서, 공급 튜브(7)의 돌출 세그먼트(71a)는 펜 팁(pen tip)(5)을 향해 돌출되어, 충전재(6)를 가압하여 다양한 밀도의 부분을 형성한다. 그렇지만, 돌출 세그먼트(71a) 옆에 위치한 비 돌출 세그먼트(71b)는 개방되어 공급 튜브(7) 내의 잉크가 양 옆으로 용이하게 분배되지만, 잉크는 비 돌출 세그먼트(71b)로부터 급속하게 분배되어 충전재(6)의 품질이 좋지 않거나 또는 충전재(6)의 섬유 밀도가 너무 낮으면 비정상 또는 누출을 초래한다. 이러한 이유 때문에, 충전재(6)는 정확하고 높은 섬유 밀도를 가져야 하므로 비용이 증가한다.
종래의 필기 도구는 더 나은 잉크 분배 효과를 제공하기 위한 구조, 즉 코튼 코어(cotton core)를 가압시킬 수 있는 돌출 세그먼트, 즉 도포액 폐색체(4) 또는 충전재(6)를 개시하지만, 종래의 구조는 여전히 잉크가 분배될 때 잉크가 비정상적으로 외부로 분배되거나 동시 액체-가스 교환을 유발하여 코튼 코어는 과도하게 분배된 잉크를 감당할 수 없어 잉크 누출을 초래한다. 따라서, 종래의 필기 도구는 여전히 개선될 필요가 있다.
돌출 세그먼트가 잉크 분배 중에 동시적인 액체-기체 교환으로 인해 종래의 필기 도구의 코튼 코어에 측방 잉크 누출 및 잔여 잉크 분배를 야기할 수 있는 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 주 목적은 분배 유닛의 연통 튜브 상에 가압 세그먼트 및 분배 간격을 갖는 필기 도구를 제공하는 것이며, 분배 유닛은 잉크가 구속되는 것을 방지하기 위해 가압 세그먼트 및 분배 간격을 통해 모세관 유닛에 상이한 압력을 인가한다. 또한, 가압 세그먼트와 연통 튜브 사이에 형성된 분배 간격은 잉크의 표면 장력을 효과적으로 파괴하여 잉크의 분배 효율을 향상시킬 수 있다. 동시에, 연통 튜브의 내부 주변은 잉크의 측면 오버플로우를 방지하여 측방 잉크 누출 및 비정상적인 잉크 분배를 방지한다.
필기 도구는 펜 튜브, 잉크 카트리지, 모세관 장치 및 분배 장치를 가진다. 펜 튜브는 펜 튜브의 일단에 장착된 펜촉을 갖는다. 잉크 카트리지는 펜촉의 반대편에 있는, 펜 튜브의 타단에 장착된다. 모세관 유닛은 잉크 카트리지와 펜촉 사이에서 펜 튜브에 장착된다. 모세관 장치의 단부는 펜촉에 연결된다. 분배 유닛은 연통 튜브와 가압 세그먼트 사이에서 펜 튜브 내에 장착되고, 연통 튜브, 가압 세그먼트 및 분배 간격을 갖는다. 연통 튜브는 내부 주변, 채널 및 분배 단부를 갖는다. 채널은 내부 주변으로 둘러싸여 있다. 분배 단부는 펜촉과 마주한다. 가압 세그먼트는 분배 단부에 장착되고, 모세관 유닛과 접촉하며, 적어도 하나의 인접 세그먼트 및 적어도 하나의 커넥팅 암을 갖는다. 적어도 하나의 인접 세그먼트는 모세관 유닛과 접촉하는 지지면(support distance)을 갖는다. 적어도 하나의 커넥팅 암은 적어도 하나의 인접 세그먼트와 내부 주변을 연결한다. 분배 간격은 적어도 하나의 인접 세그먼트와 내부 주변 사이에 형성된다.
본 발명의 필기 도구는 종래의 필기 도구에 대해 다음과 같은 기능 향상을 제공한다.
1. 분배 유닛의 가압 세그먼트 및 연통 튜브는 잉크가 분배 간격을 통해 연통 튜브로부터 모세관 유닛으로 흐를 수 있게 한다. 가압 세그먼트는 적어도 하나의 커넥팅 암에 의해 연통 튜브에 연결되므로, 가압 세그먼트 및 연통 튜브는 모세관 유닛에 상이한 압축 밀도를 가하며, 이에 의해 모세관 유닛의 상이한 부분 내의 잉크를 억제할 수 있다. 가압 세그먼트는 주로 모세관 유닛에 축 방향 가압력을 가하고, 상기 힘은 분배 간격을 통해 분할되고 분배된다. 잉크가 분배되도록 확산된 후, 공기가 이를 대신하며, 동시적인 풍부한 기체-액체 교환을 더 제한한다. 따라서, 잉크 누출이 감소되고, 모세관 유닛의 압력이 조정될 수 있고, 잉크의 표면 장력이 감소되어, 잉크가 원활하게 분배되도록 안내되고, 적절한 양의 잉크가 교체를 위해 공급된다.
2. 가압 세그먼트는 연통 튜브의 분배 통로 내에 장착되고, 연통 튜브와 가압 세그먼트의 주변 사이에 분배 간격이 형성되며, 이에 의해 분배 유닛과 모세관 유닛 사이에 위치하면서 분배 간격에 대응하는 저밀도 영역을 형성함으로써 잉크를 쉽게 분배할 수 있다. 또한, 가압 세그먼트와 연통 튜브는 각각 모세관 유닛이 중간 밀도 영역과 고밀도 영역을 형성할 수 있도록 하므로, 잉크를 고압으로 폐색하여 누출을 방지할 수 있다.
3. 분배 유닛의 연통 튜브와 펜촉은 서로 동축이 아니기 때문에, 평평하게 놓을 때 필기 도구가 굴러가는 경향이 있어 잉크가 펜촉으로 흐르기 쉬워지고 잉크가 덜 공급는 동안에는 펜촉이 불충분하게 습윤되는 것을 방지 할 수 있다.
바람직하게는, 연통 튜브와 펜촉은 서로 동축이 아니다.
바람직하게는, 연통 튜브는 분배면을 갖는다. 지지면은 분배면보다 펜촉에 더 가깝다. 분배면과 지지면 사이에 지지 거리가 형성된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 인접 세그먼트는 안내면을 갖는다. 안내면은 지지면과 분배면 사이에 위치한다. 분배면과 안내면 사이에 안내 간격이 형성된다.
바람직하게는, 지지면 및 안내면은 모두 평면이고 연통 튜브의 길이 방향에 수직이다.
바람직하게는, 가압 세그먼트는 적어도 하나의 인접 세그먼트와 연통 튜브의 내부 주변 사이에 연결된 보강 세그먼트를 더 갖는다.
바람직하게는, 모세관 유닛이 연통 튜브에 의해 가압되는 내부 고밀도 영역이 모세관 유닛 내에 형성된다. 펜 튜브에는 내부에 모세관 유닛을 가압하기 위한 가압 세그먼트가 추가로 형성되어 있다. 모세관 유닛이 가압 세그먼트에 의해 가압되는 외부 고밀도 영역이 모세관 유닛 상에 형성된다.
바람직하게는, 가압 세그먼트는 복수의 제1 세그먼트 및 제1 세그먼트에 각각 인접하는 제2 세그먼트를 갖는다. 제1 세그먼트는 제2 세그먼트보다 펜촉에 더 가깝다. 가압부의 각각의 제1 세그먼트가 내측으로 돌출하는 거리는 일정하다. 가압부의 각각의 제2 세그먼트가 내측으로 돌출하는 거리는 펜촉을 향하여 점착 증가하고, 즉, 각각의 제2 세그먼트의 양단부 사이에 길이 방향으로 경사지는 또는 원호형의 부분이 형성된다.
바람직하게는, 분배면은 펜 튜브의 길이 방향에 수직이 아니며 가장 낮은 부분 및 가장 높은 부분을 갖는 비평면이다. 가장 낮은 부분과 가장 높은 부분 사이에 높이 차이가 형성된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 커넥팅 암의 외부 표면과 적어도 하나의 인접 세그먼트의 외부 표면은 동일 평면 상에 있다.
바람직하게는, 잉크 카트리지는 펜 튜브에 분리 가능하게 장착된다.
바람직하게는, 가압 세그먼트의 지지면은 연통 튜브의 분배 단부의 단부 가장자리를 넘어 연장된다.
바람직하게는, 가압 세그먼트의 적어도 하나의 인접 세그먼트는 모세관 유닛과 탄성적으로 인접한다.
바람직하게는, 분배 간격은 연통 튜브의 내부 주변과 적어도 하나의 인접 세그먼트의 주변 사이에 한정된 폭이 제공된다. 폭은 0.1mm보다 크거나 같고, 연통 튜브의 내경보다 작다.
바람직하게는, 적어도 하나의 인접 세그먼트는 연통 튜브의 내부 주변을 향해 연장하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하고, 적어도 하나의 돌출부는 연통 튜브의 내부 주변에 근접한 말단 측면을 갖는다. 적어도 하나의 인접 세그먼트의 적어도 하나의 돌출부의 말단 측면에 위치하는 2개의 대향 점 사이의 거리에 의해 인접 길이가 정의되는데, 0.1 mm보다 크거나 같고, 통신 튜브의 내경보다 작다.
바람직하게는, 지지면은 연통 튜브의 길이 방향에 대해 수직이 아니다.
바람직하게는, 적어도 하나의 커넥팅 암은 단면이 L자형이고 2개의 단부를 가지며, 그 중 하나는 적어도 하나의 인접 세그먼트의 바닥에 연결되고 다른 단부는 연통 튜브 내로 더 연장되어 통신 튜브의 내부 주변에 연결된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 인접 세그먼트는 그 일 측면에 적어도 하나의 노치가 형성되어 있으며, 분배 간격은 적어도 하나의 노치와 연통한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 인접 세그먼트는 단면이 원추형이다.
바람직하게는, 적어도 하나의 인접 세그먼트는 단면이 소용돌이 형상이다.
도 1은 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따른 필기 도구에 대한 사시도이다.
도 2는 필기 도구의 정단면도이다.
도 3은 필기 도구의 펜 튜브의 사시 단면도이다.
도 4는 필기 도구의 펜 튜브의 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 필기 도구의 정단면도이다.
도 6은 필기 도구의 분배 유닛의 사시도이다.
도 7은 필기 도구의 분배 유닛의 정단면도이다.
도 8은 필기 도구의 분배 유닛의 일부의 측면도이다.
도 9는 필기 도구의 분배 유닛의 일부의 확대 정단면도이다.
도 10은 사용 중인 필기 도구의 일부의 정단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 바람직한 실시예에 따른 필기 도구의 분배 유닛의 측면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 바람직한 실시예에 따른 필기 도구의 분배 유닛의 측면도이다.
도 13은 본 발명의 제3 바람직한 실시예에 따른 필기 도구의 분배 유닛의 측면도이다.
도 14는 본 발명의 제5 바람직한 실시예에 따른 필기 도구의 분배 유닛의 측면도이다.
도 15는 본 발명의 제6 바람직한 실시예에 따른 필기 도구의 분배 유닛의 측면도이다.
도 16은 본 발명의 제7 바람직한 실시예에 따른 필기 도구의 분배 유닛의 측면도이다.
도 17은 도 16의 필기 도구의 분배 유닛의 일부의 정단면도이다.
도 18은 본 발명의 제8 바람직한 실시예에 따른 필기 도구의 분배 유닛의 측면도이다.
도 19는 도 18에 도시된 필기 도구의 분배 유닛의 일부의 정단면도이다.
도 20은 본 발명의 제9 바람직한 실시예에 따른 필기 도구의 분배 유닛의 일부의 개략적인 사시도이다.
도 21은 도 20에 도시된 필기 도구의 분배 유닛의 일부의 정단면도이다.
도 22는 본 발명의 제10 바람직한 실시예에 따른 필기 도구의 분배 유닛의 일부의 개략적인 사시도이다.
도 23은 도 22에 도시된 필기 도구의 분배 유닛의 일부의 정단면도이다.
도 1, 도 2, 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따라 구성된 필기 도구는 펜 튜브(10), 잉크 카트리지(20), 모세관 유닛(30) 및 분배 유닛(40)을 포함한다.
펜 튜브(10)는 제1 단부(11), 제2 단부(12) 및 펜촉(nib)(13)을 가진다. 펜 튜브(10)는 길이 방향으로 연장되는 튜브이다. 제1 단부(11) 및 제2 단부(12)는 각각 펜 튜브(10)의 두 대향 단부로서 정의된다. 펜촉(13)은 펜 튜브(10)의 제1 단부(11)에 장착된다. 펜 튜브(10)는 제1 단부(11)와 제2 단부(12) 사이의 내부 주변(14)을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 펜 튜브(10)는 내부 주변(14) 상에 형성되고 제1 단부(11)에 인접하여 위치되는 가압 세그먼트(15)를 더 포함한다. 가압 세그먼트(15)는 펜 튜브(10)의 내부 주변(14)으로부터 내측으로 돌출하는 복수의 돌출 리브(151)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 잉크 카트리지(20)는 펜 튜브(10)의 제2 단부(12)에 착탈 가능하게 장착된다. 잉크 카트리지(20)에 저장된 잉크가 소모되면, 잉크 카트리지(20)는 새로운 잉크 카트리지(20)로 교체될 수 있고 새로운 잉크 카트리지(20)의 밀봉 막을 관통하여 새로운 잉크 카트리지(20)로부터 잉크가 유출되도록 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 모세관 유닛(30)은 펜 튜브(10)에 장착되고, 모세관 유닛(30)의 단부는 펜촉(13)에 연결되어 잉크 카트리지(20) 내의 잉크가 펜촉(13)에 분배되도록 한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바람직한 실시예에서, 돌출 리브(151) 각각은 제1 세그먼트(152)와 제1 세그먼트(152)에 인접하는 제2 세그먼트(153)를 갖는다. 제1 세그먼트(152)는 제2 세그먼트(153)보다 펜촉(13)에 더 가깝다. 가압 세그먼트(15)의 제1 세그먼트(152)가 내측으로 돌출하는 거리는 일정하고, 가압 세그먼트(15)의 제2 세그먼트(153)가 내측으로 돌출하는 거리는 펜촉(13)을 향하여 서서히 증가하며, 즉 제2 세그먼트(153)의 양단부 사이에 경사진 또는 원호형 부분이 길이 방향으로 형성되어 있어서, 가압 세그먼트(15)의 제1 세그먼트(152)가 도 2에 도시된 바와 같이 모세관 유닛(30)의 하반부를 가압한다. 따라서, 모세관 유닛(30)의 상반부는 가압되지 않고 그 하반부가 부분적으로 가압되며, 이에 의해 가압 세그먼트(15)에 의해 모세관 유닛(30)이 가압되는 모세관 유닛(30) 상에 외측 고밀도 영역을 형성한다. 도 4의 제2 세그먼트(153)의 경사각은 가압 세그먼트(15)의 제2 세그먼트(153)가 내측으로 돌출하는 거리가 펜촉(13)을 향하여 점차적으로 증가하는 것을 명확하게 보여주기 위해 실제보다 확대되어 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 분배 유닛(40)은 잉크 카트리지(20)와 모세관 유닛(30) 사이를 연통시키기 위해 펜 튜브(10) 내에 장착된다. 분배 유닛(40)은 연통 튜브(41), 고정 세그먼트(42), 가압 세그먼트(43), 분배 간격(44) 및 절삭 세그먼트(45)를 포함한다. 고정 세그먼트(42)는 중공 튜브이며, 연통 튜브(41)를 둘러싸고 있다. 연통 튜브(41)는 길이 방향으로 연장되는 튜브이다. 연통 튜브(41)와 펜촉(13)은 서로 동축이다. 대안으로, 연통 튜브(41J) 및 펜촉(JJ)은 도 5에 도시된 바와 같이 동축이 아닐 수도 있다. 연통 튜브(41)는 양단부에 연결 단부(411)와 분배 단부(412)를 각각 구비하고 있다. 연통 튜브(41)는 분배 통로(413)와 내부 주변(414)을 갖는다. 연결 단부(411)와 분배 단부(412)는 분배 통로(413)를 통해 서로 연통한다. 내부 주변(414)은 분배 통로(413)를 둘러싸고 있다. 내부 주변(414)의 전방 단부면에 형성되고 분배 단부(412)에 인접하는 내측 홈(415)을 포함한다. 내측 홈(415)의 바닥면은 분배면(416)으로서 정의된다. 바람직한 실시예에서, 분배면(416)은 펜 튜브(10)의 길이 방향에 수직이고, 분배면(416)은 평평한 면이다. 그렇지만, 다른 바람직한 실시예에서, 분배면(416)은 펜 튜브(10)의 길이 방향에 수직이 아니며, 분배면(416)은 평평하지 않은 면이다. 분배면(416)이 평평하지 않은 면일 때, 분배면(416)은 가장 낮은 부분과 가장 높은 부분을 가지며, 가장 낮은 부분과 가장 높은 부분 사이의 높이 차이(height difference)를 형성한다. 분배면(416)은 곡면, 평면, 물결 모양면, 경사면, 또는 이들 중 적어도 2 이상의 조합일 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 분배 유닛(40)은 고정 세그먼트(42)를 통해 펜 튜브(10)에 체결될 수 있고 잉크 카트리지(20)에 연결될 수 있다. 연통 튜브(41)는 분배 단부(412)를 통해 모세관 유닛(30)과 연통하고 연결 단부(411)를 통해 잉크 카트리지(20)와 연통하며, 이에 따라 잉크 카트리지(20) 내의 잉크는 분배 통로(413)를 통해 모세관 유닛(30)에 분배될 수 있다. 모세관 유닛(30) 상에 내부 고밀도 영역이 형성되고 모세관 유닛(30)이 연통 튜브(41)에 의해 가압되는 부분에 위치한다.
도 2, 도 6 및 도 7을 참조하면, 가압 세그먼트(43)는 연통 튜브(41)의 분배 단부(412)에 연결되어 모세관 유닛(30)과 접촉한다. 가압 세그먼트(43)는 적어도 하나의 커넥팅 암(431), 적어도 하나의 인접 세그먼트(432) 및 적어도 하나의 보강 세그먼트(433)를 포함한다. 적어도 하나의 커넥팅 암(431), 적어도 하나의 인접 세그먼트(432) 및 적어도 하나의 보강 세그먼트(433)의 수는 그 의존하는 바에 따라 조정 가능하다. 바람직한 실시예에서, 가압 세그먼트(43)는 하나의 상기 커넥팅 암(431), 하나의 상기 인접 세그먼트(432) 및 하나의 상기 보강 세그먼트(433)를 갖는다. 커넥팅 암(431)은 연통 튜브(41)의 내부 주변(414)에 연결되고 분배 단부(412)에 인접한다. 바람직한 실시예에서, 커넥팅 암(431)은 연통 튜브(41)의 내측 홈(415)까지 직선으로 연장한다. 인접 세그먼트(432)는 규칙적인 또는 불규칙적인 기하학적 블록 형태이다. 인접 세그먼트(432)의 측면은 커넥팅 암(431)에 연결된다. 인접 세그먼트(432)의 외부 표면 및 내부 표면에 지지면(4321)과 안내면(4322)이 각각 형성되고 서로 대향한다. 지지면(4321) 및 안내면(4322)은 각각 평평한 표면일 수도 있고, 물결 모양 표면, 원호형 표면 또는 경사 표면과 같은 평평하지 않은 표면일 수도 있다. 지지면(4321)과 안내면(4322)은 형상이 서로 대응할 수도 있고 대응하지 않을 수도 있다. 인접 세그먼트(432)의 지지면(4321)과 커넥팅 암(431)의 외부 표면은 동일 평면일 수도 있고 동일 평면이 아닐 수도 있다. 환언하면, 인접 세그먼트(432)의 지지면(4321)과 커넥팅 암(431)의 외부 표면은 동일 평면 상에 또는 상이한 평면 상에 위치할 수 있다. 인접 세그먼트(432)의 지지면(4321)과 커넥팅 암(431)의 외부 표면이 서로 다른 평면 상에 위치할 때, 인접 세그먼트(432)와 커넥팅 암(431) 사이에 높이 차이가 형성된다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 바람직한 실시예에서, 인접 세그먼트(432)는 가압 세그먼트(43)의 중심으로부터 방사상으로 외측으로 연장하면서 등각 간격으로 배열된 4개의 신장된 블록을 포함한다. 인접 세그먼트(432)와 커넥팅 암(431)은 공동으로 5-스포크 조타 장치(five-spoke helm)와 같은 형상을 형성한다. 인접 세그먼트(432)는 지지면(4321)과 접촉하고 모세관 유닛(30)을 가압하여, 모세관 유닛(30) 상에 모세관 유닛(30)이 지지면(4321)에 의해 가압되는 중간 밀도 영역(middle-density region)을 형성한다. 지지면(4321)과 안내면(4322)은 모두 평면이고 연통 튜브(41)의 길이 방향에 대해 수직이다. 지지면(4321)은 분배면(416)보다 펜촉(13)에 더 가깝다. 분배면(416)과 지지면(4321) 사이에는 지지 거리 D1이 형성된다. 안내면(4322)은 분배면(416)과 지지면(4321) 사이에 위치한다. 안내 간격 D4는 분배면(416)과 안내면(4322) 사이에 형성되고, 안내 간격 D2는 잉크의 표면 장력의 파괴를 용이하게 하며, 이에 의해 잉크가 모세관 유닛(30)을 향하여 확산되도록 안내한다. 지지면(4321)은 연통 튜브(41)의 분배 단부(412)의 단부 가장자리를 넘어 연장한다. 안내면(4322)은 연통 튜브(41)의 분배 단부(412)의 단부 가장자리를 넘어 연장하지 않으므로 가압 세그먼트(43)는 연통 튜브(41)보다 먼저 모세관 유닛(30)에 접촉할 수 있다.
도 7 및 도 7을 다시 참조하면, 보강 세그먼트(433)는 연통 튜브(41)와 가압 세그먼트(43)에 연결된다. 바람직한 실시예에서, 보강 세그먼트(433)는 삼각형 블록이며, 보강 세그먼트(433)의 두 측면은 연통 튜브(41)의 내부 주변(414), 커넥팅 암(431)의 바닥면 및 인접 세그먼트(432)의 안내면(4322) 사이에서 일체로 연결된다. 보강 세그먼트(433)는 가압 세그먼트(43)와 연통 튜브(41) 사이의 연결을 강화시켜 가압 세그먼트(43)의 커넥팅 암(431)이 충분한 구조적 강도를 가질 수 있게 한다.
도 6 및 도 7을 다시 참조하면, 연통 튜브(41)의 가압 세그먼트(43)와 연통 튜브(41)의 분배 단부(412) 사이에는 분배 간격(44)이 형성된다. 분배 간격(44)의 형상은 가압 세그먼트(43)의 커넥팅 암(431)의 형상과 인접 세그먼트(432)의 형상에 의존한다. 바람직한 실시예에서, 분배 간격(44)은 가압 세그먼트(43)의 주변과 연통 튜브(41)의 분배 단부(412) 사이에 불규칙한 형상을 형성한다. 분배 간격(44)은 모세관 유닛(30) 쪽으로 확산하기 위해 분배 통로(413) 내부의 잉크를 안내할 수 있고, 모세관 유닛(30) 상에 분배 간격(44)에 대응하는 저밀도 영역이 형성된다. 도 8을 참조하면, 인접 세그먼트(432)는 내부 주변(414)을 향하여 연장하는 4개의 돌출부를 포함하고, 4개의 돌출부 각각은 내부 주변(414)에 인접한 말단 측부를 갖는다. 분배 간격(44)은 내부 주변(414)과 인접 세그먼트(432)의 주변 사이에 형성된 폭 t를 정의한다. 폭 t는 일정할 수도 있고 일정하지 않을 수도 있다. 폭 t는 0.1mm보다 크거나 같고, 연통 튜브(41)의 내부 주변(414)의 내경 di보다 작다. 인접 세그먼트(432)의 4개의 돌출부 중 어느 하나의 말단 측에 위치한 2개의 대향 점 사이의 거리에 의해 인접 길이 L이 한정된다. 인접 길이 L은 0.1mm보다 크거나 같고, 연통 튜브(41)의 내부 주변(414)의 내경 di보다 작다.
도 6 및 도 7을 다시 참조하면, 절삭 세그먼트(45)는 연통 튜브(41)의 연결 단부(411)에 연결되고 고정 세그먼트(42)의 내측에 위치한다. 절삭 세그먼트(45)는 잉크 카트리지(20)의 밀봉 막의 피어싱 및 절삭을 위한 복수의 절삭 블레이드를 가진다.
도 2, 도 9 및 도 10은 본 발명의 제1 실시예의 작동 방식 및 원리를 도시한다. 잉크 카트리지(20)는 펜 튜브(10) 내에 장착되고, 분배 유닛(40)의 절삭 세그먼트(45)에 의해 잉크 카트리지(20)의 밀봉 막이 피어싱되고 절삭된다. 따라서, 잉크 카트리지(20) 내의 잉크는 연통 튜브(41)의 분배 통로(413)를 따라 흐르고 분배 간격(44)을 통과한 다음 모세관 유닛(30)으로 흐른다. 마지막으로, 모세관 유닛(30)으로 흐르는 잉크는 기록을 위한 펜촉(13)에 분배된다.
분배 유닛(40)은 그 가압 세그먼트(43)가 커넥팅 암(431)과 접촉하게 한다. 가압 세그먼트(43)가 커넥팅 암(431)과 연통 튜브(41)를 통해 캔틸레버를 형성하기 때문에, 인접 세그먼트(432)는 모세관 유닛(30)에 탄성적으로 인접한다. 다시 말하면, 인접 세그먼트(432)는 모세관 유닛(30)에 인접하면서 탄성을 갖는다. 모세관 유닛(30) 상에 고밀도 영역, 중간 밀도 영역 및 저밀도 영역이 형성되어, 연통 튜브(41), 가압 세그먼트(43) 및 분배 간격(44)에 각각 대응한다. 이러한 방식으로, 잉크는 모세관 유닛(30)의 저밀도 영역으로 흐를 수 있다. 모세관 유닛(30)의 저밀도 영역이 잉크로 가득 채워지고 공기가 폐색될 때, 기체-액체 교환이 정지된다. 기록 및 기체-액체 교환에 의해 저밀도 영역의 잉크가 감소하면, 남아 있는 잉크가 계속 유출된다. 모세관 유닛(30)의 중간 밀도 영역은 여분의 잉크가 새는 것을 방지하기 위해 모세관 유닛(30)의 압력을 조정할 수 있다.
또한, 모세관 유닛(30)은 잉크에 대한 견인력을 제공하고, 분배 간격(44)은 분배면(416)과 안내면(4322) 사이의 안내 간격(D2)과 함께 작동하여 다른 견인력을 제공한다. 따라서, 두 개의 견인력은 잉크의 표면 장력을 파괴하여 잉크가 연통 튜브(41)로부터 모세관 유닛(30)으로 용이하고 원활하게 흐를 수 있게 함으로써 펜촉(13)을 통해 기록할 수 있게 한다.
또한, 연통 튜브(41)와 펜촉(13)이 서로 동축이 아니고 펜 튜브(10)가 평탄하게 놓이면, 펜 튜브(10)가 롤링되어 분배 통로(413)의 낮은 잉크-레벨 위치에서 잉크가 유지되도록 하며, 따라서 잉크가 펜촉(13)으로 용이하게 흐르게 한다. 이러한 방식으로, 펜촉(13)은 잉크가 감소되는 경우에도 여전히 효과적으로 습윤될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 분배 유닛(40)은 모세관 유닛(30)이 잉크의 상이한 보유 영역을 형성하게 할 수 있다. 가압 세그먼트(43)는 주로 모세관 유닛(30)의 압력을 조절하고 잉크의 표면 장력을 감소시키기 위해 모세관 유닛(30)에 축 방향 가압력을 가하고, 잉크를 원활하게 안내하여 적당량의 잉크를 공급함으로써 잉크 누출을 방지할 수 있다. 잉크가 분배 통로(413)로부터 유출될 때, 잉크는 연통 튜브(41)와 가압 세그먼트(43)에 의해 제한되어 분배 간격(44)을 통해 부드럽게 흐르게 된다. 뿐만 아니라 이러한 제한은 잉크의 측면 오버플로우를 방지하여 잉크 누출을 방지한다.
본 발명의 분배 유닛(40)의 연통 튜브(41)는 다양하게 구현될 수 있다. 도 11 내지 도 15는 분배 유닛(40A, 40B, 40C, 40D, 40E)의 제2 바람직한 실시예 내지 제6 바람직한 실시예를 각각 도시한다. 제1 실시예의 분배 유닛(40)과 제2 내지 제6 바람직한 실시예의 분배 유닛(40A, 40B, 40C, 40D, 40E)의 차이는 가압 세그먼트(43)의 인접 세그먼트(432)의 형상에 있다. 도 11에 도시된 인접 세그먼트(432A)는 단면 형상이 원으로 형상화되어 있다. 도 12에 도시된 인접 세그먼트(432B)는 단면이 직사각형 형상이다. 도 13에 도시된 인접 세그먼트(432C)는 단면 형상이 다이아몬드 형상이다. 도 14에 도시된 인접 세그먼트(432D)는 단면 형상이 V자형으로 형성되고 2개의 돌출부를 갖는다. 인접 세그먼트(432D)의 2개의 돌출부 중 어느 하나의 말단 측에 위치하는 대향하는 두 점 사이의 거리는 전술한 인접 길이 L이다. 도 15에 도시된 인접 세그먼트(432E)는 단면 형상이 소용돌이 형상이다.
본 발명의 바람직한 제7 실시예에서는, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 분배 유닛(40F)은 전술한 다른 바람직한 실시예의 것들과 유사하며, 가압 세그먼트(43F)의 관점에서 이후에 차이점을 언급한다. 가압 세그먼트(43F)의 인접 세그먼트(432F)는 단면 형상이 디스크 형상이고, 측면에 노치(434)가 형성되어 있다. 커넥팅 암(431F)은 단면 형상이 L자형이고 2개의 단부를 가지며, 그 중 하나는 인접 세그먼트(432F)의 바닥에 연결되고 다른 하나는 연통 튜브(41)로 더 연장되어 내부 주변(414)에 연결된다. 분배 간격(44)은 인접 세그먼트(432F)와 내부 주변(414) 사이에 형성되고 노치(434)와 연통하여 노치(434)를 통해 잉크가 분배되도록 한다. 인접 세그먼트(432F)의 지지면(4321)의 영역은 전술한 다른 바람직한 실시예의 그것들보다 크며, 이에 의해 인접 세그먼트(432F)와 모세관 유닛(30) 사이의 접촉 면적을 효과적으로 확대시킨다.
본 발명의 바람직한 제8 실시예에서는, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 분배 유닛(40G)은 전술한 다른 바람직한 실시예의 것들과 유사하며, 연통 튜브(41G) 및 가압 세그먼트(43G)의 관점에서 이후에 차이점이 언급된다. 연통 튜브(41G)는 단면 형상이 타원형이다. 가압 세그먼트(43G)의 인접 세그먼트(432G)는 2개의 대향 측면 상에 형성된 2개의 대칭 원형 노치(434)를 갖는 캡슐과 같은 단면 형상이다. 인접 세그먼트(432G)는 커넥팅 암(431)을 통해 연통 튜브(41G)의 내부 주변(414)에 연결되고, 서로 연통하는 2개의 구멍과 유사한 분배 간격(44)의 형상을 만든다. 분배 유닛(40G)은 인접 세그먼트(432G)와 모세관 유닛(30) 사이의 접촉 영역을 확대할 뿐만 아니라 분배 간격(44)을 통해 효과적으로 잉크를 분배한다.
본 발명의 제9 실시예에서는, 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 분출 유닛(40H)은 전술한 제1 바람직한 실시예의 것과 유사하며, 이하에 차이점을 언급한다. 분배 유닛(40H)의 연통 튜브(41H)의 분배 단부(412)는 경사 타원면이고, 분배면(416)과 연통 튜브(41H)는 길이 방향으로 서로 수직이 아니다. 또한, 분배면(416)은 평탄하지 않은 표면이고, 분배면(416)은 가장 낮은 부분과 가장 높은 부분을 갖는다. 가장 낮은 부분과 가장 높은 부분 사이에 높이 차이 h가 형성되어, 표면 장력에 의해 억제된 잉크의 보유를 저해하기 위해 잉크의 액체 표면에 고르지 않은 압력의 안내 효과를 생성할 수 있다. 높이 차이 h가 클수록 잉크의 표면 장력에 대한 파괴가 더 강하다. 따라서, 잔류 잉크에 대한 보다 양호한 분배 효과가 달성되어 최종 잔류 잉크의 원활한 분배를 용이하게 한다. 또한, 분배 단부(412)의 경사면은 모세관 유닛(30)을 가압하는 동안 모세관 유닛(30)이 상이한 높이 및 상이한 섬유 소형도(fiber compactness degrees)를 갖는 다중 밀도 영역을 형성할 수 있게 한다. 또한, 지지면(4321) 및 연통 튜브(41H) 길이 방향으로 서로 수직이 아니다.
본 발명의 제10 실시예에서는, 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 분배 유닛(40I)은 전술한 제1 실시예의 것과 유사하고, 이하에 분배 유닛(40I)의 가압 세그먼트(43I)의 형상의 관점에서 차이점을 언급한다. 커넥팅 암(431I)은 단면 형상이 대략 L자형이다. 커넥팅 암(431I)의 일단은 연통 튜브(41I)의 내면에 연결되고, 커넥팅 암(431I)의 타단은 접촉부(432I)의 바닥에 연결된다. 인접 세그먼트(432I)는 원추형이므로 지지면(4321)은 대략 원추형이다. 인접 세그먼트(432I)의 측면에는 노치(434I)가 형성되어 연통 튜브(41I)와 연통한다. 인접 세그먼트(432I)와 모세관 유닛(30) 사이의 접촉 영역은 원추형 지지면(4321)으로 인해 확대된다. 분배 간격(44) 및 노치(434I)는 잉크의 분배를 효과적으로 용이하게 한다.
전술한 본 발명의 바람직한 실시예로부터 알 수 있듯이, 전술한 바람직한 실시예에서 분배 유닛의 가압 세그먼트(43)는 서로 다른 형상의 커넥팅 암 또는 서로 다른 형상의 인접 세그먼트에 의해 모세관 유닛(30)에 가압력을 생성하여 인가할 수 있으므로 모세관 유닛(30)이 복수의 밀도를 갖는 영역을 형성할 수 있게 한다. 가압 세그먼트(43)의 구조는 전술한 본 발명의 바람직한 실시예에 제한되지 않는다. 또한, 본 발명의 잉크 카트리지(20)는 탈착 가능 또는 탈착 불가능 중 어느 하나일 수 있다.

Claims (10)

  1. 필기 도구로서,
    펜촉(nib)이 일단에 장착된 펜 튜브;
    상기 펜촉에 대향해서 상기 펜 튜브의 타단에 장착된 잉크 카트리지;
    상기 잉크 카트리지와 상기 펜촉 사이에서 상기 펜 튜브 내에 장착되고, 상기 펜촉에 일단이 연결되어 있는 모세관 유닛(capallary unit); 및
    상기 펜 튜브 내에 장착되고, 상기 모세관 유닛과 상기 잉크 카트리지 사이에 배치되는 분배 유닛(dispensing unit)
    을 포함하며,
    상기 분배 유닛은,
    연통 튜브;
    가압 세그먼트; 및
    분배 간격(dispensing interval)
    을 포함하며,
    상기 연통 튜브는,
    내부 주변;
    상기 내부 주변에 의해 둘러싸인 채널; 및
    상기 펜촉과 마주하는 분배 단부(dispensing end)
    를 가지며,
    상기 분배 단부에 장착되고 상기 모세관 유닛과 접촉하는 상기 가압 세그먼트는,
    상기 모세관 유닛과 접촉하는 지지면을 가지는 적어도 하나의 인접 세그먼트(abutting segment); 및
    상기 적어도 하나의 인접 세그먼트와 상기 내부 주변을 연결하는 적어도 하나의 커넥팅 암(connecting arm)
    을 포함하며,
    상기 분배 간격은 상기 적어도 하나의 인접 세그먼트와 상기 내부 주변 사이에 형성되어 있는, 필기 도구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연통 튜브와 상기 펜촉은 서로 동축이 아닌, 필기 도구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연통 튜브는 분배면을 가지며, 상기 지지면은 상기 분배면보다 상기 펜촉에 더 가깝고, 상기 분배면과 상기 지지면 사이에 지지 거리(supporting distance)가 형성되는 있는, 필기 도구.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 인접 세그먼트는 상기 지지면과 상기 분배면 사이에 위치하는 안내면을 가지며, 상기 분배면과 상기 안내면 사이에 안내 간격(guiding interval)이 형성되어 있는, 필기 도구.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지면 및 상기 안내면은 모두 평면이고 상기 연통 튜브의 길이 방향에 대해 수직인, 필기 도구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가압 세그먼트는 상기 적어도 하나의 인접 세그먼트와 상기 연통 튜브의 내부 주변 사이에 연결된 보강 세그먼트를 더 구비하는, 필기 도구.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모세관 유닛 내에 상기 모세관 유닛이 상기 연통 튜브에 의해 가압되는 부분에 내부 고밀도 영역이 형성되며; 상기 펜 튜브는 상기 모세관 유닛을 가압하기 위해 내측에 형성된 가압 세그먼트(pressing portion)를 더 구비하고, 상기 모세관 유닛 상에 상기 모세관 유닛이 상기 가압 세그먼트에 의해 가압되는 부분에 외부 고밀도 영역이 형성되는, 필기 도구.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 분배면은 상기 펜 튜브의 길이 방향에 수직이 아니고 평평하지 않은 표면이며 가장 낮은 부분과 가장 높은 부분을 가지며, 가장 낮은 부분과 가장 높은 부분 사이에 높이 차이(height difference)가 형성되어 있는, 필기 도구.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 커넥팅 암의 외부면 및 상기 적어도 하나의 인접 세그먼트의 외부면은 동일 평면 상에 있는, 필기 도구.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 잉크 카트리지는 상기 펜 튜브에 분리 가능하게 장착되는, 필기 도구.
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