KR100203210B1 - 전자사진식 프린터용 급지기구 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자사진식 프린터용 급지 기구

제1도는 용지 처리 장치의 개략도.

제2도는 본 발명의 한 실시예에 따른 장치의 측면도.

제3도는 급지 기구의 수직 이동을 제어하는데 사용되는 롤라마이트(rolamite)의 측면도.

제4도는 급지 기구의 수직 이동을 제어하는데 사용되는 롤라마이트와 일방향 클러치의 부분 세부 단면도.

제5도는 일방향 클러치의 단면도.

제6도는 급지 기구를 구동시키기 위한 스텝 전동기와 워엄 기어의 측면도.

제7도는 제어기에서 수행되는 제어 방법을 나타내는 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 용지 처리 장치 12,14,16,18,70,72,74 : 트레이

20 : 급지 기구 24 : 수직 프레임 조립체

28 : 전동기 30,66 : 샤프트

32,34,36,38 : 기어 40,42,44,46 : 랙

48 : 트랜스미션 50,52 : 레일

56 : 스프링강 스트립 60,62 : 롤러

78,78′ : 고무바퀴 86 : 제어기

90,90′ : 보어 100 : 고정 나사

102 : 클러치

본 발명은 복수 개의 용지 스택으로부터 프린터로 여러 장의 용지를 선택적으로 급송하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면, 복수 개의 용지 스택과 선택적으로 결합하여, 선택된 용지 스택으로부터 프린터에 한 매씩 여러 매의 용지를 급송하기 위한 장치에 관한 것이다.

프린터, 특히 데스크탑 레이저 프린터(desktop laser printer)와 같은 전자사진식 프린터 분야에 있어서, 용지 처리 장치는 레이저 프린터가 억세스할 수 있는 각각의 용지 트레이(tray)용 급지 기구를 별도로 채용하는 것이 일반적이다. 이러한 트레이는 대략 250장의 용지를 보유할 수 있도록 구성되며, 용지 스택을 지지하는 저부를 구비한다. 상기 저부는 힌지식으로 이동되기 때문에, 용지 스택이 상방으로 선회 이동하여 그 트레이와 연관된 고정 급지 기구와 맞닿는다. 급지 기구와 용지 스택 사이의 압력은 힌지 결합된 저부에 대항하여 작용하는 스프링에 의하여 유지된다.

따라서, 레이저 프린터가 하나 이상의 트레이를 갖는 용지 처리 장치를 구비하는 경우에, 트레이 각각은 기본적으로 이것과 관련된 전용 급지 기구를 구비한다. 이렇게 쌍을 이루는 트레이와 급지 기구는 통상 수직 배열로 적층되며, 250장용 트레이의 높이와, 급지 기구 각각의 수직 높이와 동일한 수직 공간을 점유한다. 따라서, 각각의 트레이와 급지 기구의 수직 높이는 레이저 프린터의 용지 처리 장치에 배속될 수 있는 트레이의 최대 개수를 제한한다. 소망하는 트레이와 급지 기구의 개수 보다 많이 조합하여 용지 처리 장치를 간단히 만들 수 있으나, 이것은 데스크 탑 환경에 너무 비대하게 된다.

또한, 급지 기구와 용지 스택 사이의 압력은 트레이에 잔존하는 용지 스택의 두께에 따라서 변하는 것을 알 수 있다. 즉, 스프링에 의해서 가해지는 힘은 스프링의 압축 정도에 의존하기 때문에 비선형(nonlinear)이다. 용지 스택의 높이가 변화함에 따라서, 스프링의 압축력도 필연적으로 변화하며, 따라서 비선형 스프링에 의해서 가해진 힘도 이와 유사하게 변하여야 한다.

더욱이, 급지 기구가 고정되어 있고 또 그 배속 트레이에 있는 용지 스택에 가해진 스프링력이 용지 처리 장치내에 위치한 스프링에 의해 발생되므로, 용지는 급지 기구와 일정하게 접촉 유지된다. 따라서, 특정 트레이에 용지가 추가로 적재되는 경우에, 트레이를 빼서 용지를 공급하는 동안에는, 그 트레이로부터의 인쇄 작업을 중단하여야 한다. 이러한 것은 사용자가 트레이에 기존에 존재하는 용지와는 다른 특정 단기간 인쇄하고자 하는 경우에 특히 중요하다.

상술한 단점을 해소하기 위해서, 종래의 레이저 프린터는 트레이에 기존에 적재되어 있는 용지와 다른 특정한 종류의 용지를 소량 복사하고자 하는 조작자가 인쇄 공정에 필요한 용지 매수를 개별적으로 그리고 연속적으로 공급할 수 있는 단일 급지 기구를 채용하였다. 물론, 이것은 사용자가 다른 작업을 수행할 여유를 주지 않을 뿐만 아니라, 사용자가 프린터에 머무르며 전체 인쇄 과정이 완료할 때까지 용지를 각각 연속적으로 급지하는 것을 필요로 하는 시간 집약적 작업이다.

또는, 사용자가 용지 처리 장치로부터 트레이를 제거하고, 그 트레이에 소망하는 매수의 용지를 삽입하고, 트레이를 용지 처리 장치에 재위치시킬 수도 있다. 이러한 방법에서는 인쇄 과정동안 사용자가 프린터의 영역을 이탈할 수 있는 반면, 트레이를 이동시켜 예정된 정확한 매수의 용지를 트레이에 적재하는 과정 또한 노동 집약적, 시간 집약적 작업이다.

또한, 데스크탑 레이저 프린터 시장은 매우 경쟁적이서, 가격면에서 극히 민감하다.따라서, 전술한 문제에 대하여 제안된 해결책은 경제성이 있고, 내구성을 가지며, 디자인, 구조 및 수리에 있어서 간소화되는 것이 바람직하다.

본 발명은 전술한 문제점중 하나 이상을 해결하는 것이다.

본 발명의 주목적은 구성과 작동이 간단하며, 소형인 동시에, 대용량 및 여러가지 종류의 용지를 처리할 수 있는 프린터용 용지 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용지 픽커(picker)와 용지 스택 사이에 실질적으로 일정한 압력을 제공하는 프린터용 용지 처리를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 프린터가 단기간 동안 특정 종류의 용지에 억세스할 수 있도록 특정 용지의 제한된 공급원에 의해 용이하게 적재되는 프린터용 용지처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수직하게 적층된 일련의 트레이를 구비하며, 용이하게 억세스 가능한 적재 위치까지 수동 및 자동으로 횡방향으로 이동 가능한 용지처리 장치를 제공하는 것이다.

상기 및 기타 목적을 달성하기 위하여, 프린터용 용지 처리 장치가 제공된다. 이러한 장치는 복수 개의 용지 스택중 선택된 하나와 접촉하여, 선택된 용지 스택으로부터 선택된 용지를 빼내기 위한 급지 수단을 구비한다. 이러한 급지 수단은 예정된 거의 수직한 통로를 따라서 제어식으로 이동가능하다. 또한, 각각의 용지 스택을 수납하기 위하여 복수 개의 용지 수납 트레이가 채용되며, 이것은 서로에 대하여 거의 수직으로 배열된다. 트레이의 각각은 제1선택 위치와 제2 비선택 위치 사이에서 수평 이동할 수 있으며, 상기 제1 선택 위치는 급지 수단의 수직 통로와 교차한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 전자사진식 프린터용 용지 처리 장치를 제어하기 위한 방법이 제공된다. 용지 처리 장치는 예정된 수직 통로를 따라서 이동 가능한 급지 기구와 복수 개의 트레이를 구비하며 각각의 트레이는 용지 스택을 수납한다. 상기 방법은 트레이에 대한 인쇄 요청에 응답하여 복수 개의 트레이중 하나를 선택하는 단계와, 상기 선택된 트레이를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 제2 위치는 급지 기구의 수직 통로와 교차한다. 또한, 상기 급지 기구는 선택된 트레이에 존재하는 용지 스택과 접촉하는 관계로 예정된 수직 통로를 따라 하향 이동된다. 그리고, 급지 기구는 선택된 트레이로부터 용지들을 연속적으로 빼낸다.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 장점은 하기의 상세한 설명과 도면을 참조할 때 보다 명백하게 될 것이다.

우선, 제1도는 프린터(비도시)용 용지 처리 장치(10)의 개략적 측면도를 도시하고 있다. 본원에서 장치(10)에 대한 설명은 전자사진식 프린터와 결부된 것으로 국한되었지만, 본 발명의 사상과 범주에서 벗어나지 않고 여러 형태의 프린터와 결부될 수 있음을 쉽게 유추할 수 있다.

장치(10)는 종류 및 크기가 여러 가지인 용지를 다양하게 수납하도록 구성된 일련의 용지 수납 트레이(12,14,16 및 18)를 포함하고 있다. 각각의 트레이(12,14,16,18)는 여러 종류의 용지를 내장하고 있으므로 전자사진식 프린터의 사용자가 적당한 종류의 용지를 선택하기 위하여 사용될 트레이를 간단히 지정할 수 있다. 예를 들면, 트레이(12,14,16,18) 각각에 편지지(letterhead), 화이트 본드(white bond), 옐로우 본드(yellow bond), A4, 법률 용지(legal) 등을 각각 적재하는 것이 바람직하다. 따라서, 사용자는 상이한 종류의 용지가 필요할 때마다 프린터에 추가의 용지를 적재하는 시간 소모적 작업을 덜게 된다.

용지 처리 장치(10)의 공간을 보존하면서 그 총 단가를 감소시키기 위하여, 상기 트레이(12,14,16,18)는 그 모든 트레이와 작동하도록 제공된 단일 급지 기구(20)와 함께 서로에 대하여 매우 근접한 상태로 수직으로 배열된다. 상기 급지 기구(20)는 수직으로 이동하여, 복수 개의 트레이(12,14,16,18) 중의 하나와 선택적으로 결합된다. 이러한 수직 이동은 급지 기구(20)에 연결되어 있고 또 이것과 함께 수직 프레임 조립체(24)를 따라 이동 가능한 전동기(22)에 의해 수행된다. 수직 프레임 조립체(24)는 랙과 피니온, 그리고 롤라마이트(rolamite)를 포함하는 여러 장치로 구성되지만, 상기 롤라마이트의 예가 바람직하며 아래에서 상세히 설명되어 있다.

또한, 전동기(22)는 트레이 각각에 존재하는 용지 스택과 접촉하는 회전 가능한 고무 바퀴(26)에 동력을 공급하는 것에 주목하여야 한다. 용지 스택중 어느 것의 최상측 용지와 고무 바퀴(26)와의 접촉에 의하여 최상측 용지가 스택으로부터 전자사진식 프린터로 가압되면, 여기서 실제 인쇄 과정이 수행된다.

상기 급지 기구(20)는 수직 이동에 대하여 제한되는 것이 일반적이다. 또한, 트레이(12,14,16,18)는 수직으로 배열되어 있다. 그러므로, 급지 기구(20)를 용지 스택 중의 선택된 것과 접촉시키기 위해, 트레이(12,14,16,18)는 제1 선택 위치와 제2 비선택 위치 사이에서 횡방향으로 이동 가능한 것이 바람직하며, 여기서 상기 트레이는 급지 기구(20)의 수직 통로를 교차한다.

하나의 전동기(28)에 의하여 트레이(12,14,16,18)가 제1 및 제2 위치 사이에서 선택적으로 구동할 수 있도록 기계적 힘이 공급된다. 전동기(28)는 트레이(12,14,16,18)의 한 측면을 따라 수직으로 연장하는 샤프트(30)에 연결된다. 트레이(12,14,16,18) 각 측면을 따라 횡방향으로 연장하는 랙(40,42,44,46)과 각각 일치하도록 샤프트(30)에는 복수 개의 기어(32,34,36,38)가 여러 가지 수직 지점에서 고정되어 있다.

따라서, 전동기(28)가 제1 방향으로 회전하면, 샤프트(30)와 기어(32,34,36,38)에도 이와 유사한 회전이 발생된다. 기어(32,34,36,38)는 대응하는 랙(40,42,44,46)과 상호 작용하여, 회전 운동을 트레이(12,14,16,18) 각각의 수평 직선 운동으로 변환시킨다. 전동기(28)가 제1 방향으로 회전하면, 트레이(12,14,16,18)는 제1 위치에서 제2 위치로 수평 이동하는 반면, 전동기(28)가 제2 방향으로 회전하면, 트레이(12,14,16,18)는 제2 위치에서 제1 위치로 이동하는 것이 자명하다.

그러나, 상기 급지 기구(20)를 트레이(12,14,16,18)와 적절히 교차할 수 있도록, 선택된 트레이는 비선택된 트레이의 대응하는 이동 없이 비선택 위치와 선택 위치 사이에서 횡방향으로 이동되는 것을 이해하여야 한다. 예를 들면 사용자가 최하측 트레이(18)에 저장된 용지에 인쇄하고자 하는 경우, 그 트레이를 선택된 위치로 이동시켜야 할 뿐만 아니라, 비선택된 트레이가 비선택된 위치에 남아 있어야만 된다. 그렇지 않다면, 상기 트레이(12,14,16)는 급지 기구(20)의 수직 이동을 방해하여, 최하측 트레이(18)에 저장된 용지까지 하강하여 그것과 접촉하는 것을 방지한다. 중간 트레이(12,14)를 작동시킬 필요가 있는 경우에도 이와 유사한 문제점이 야기될 수 있는 것에 주목하여야 한다.

따라서, 전동기(28) 및 샤프트(30)는 소망하는 기어(32,35,36,38)중 단지 하나와 선택적으로 결합시키는 트랜스미션(48)을 채용한다. 이러한 트랜스미션(48)의 한 예가 마크 에이치 루(Mark H. Ruch) 등에 의해 1989년 6월 2일자로 출원된 특허출원 제360,437호에 개시되어 있다.

제2도를 참조하면, 급지 기구(20)와 수직 프레임 조립체(24)의 롤라마이트예가 측면도로 도시되어 있다. 수직 프레임 조립체(24)는 베이스(54)에서 수직으로 연장하고 또 예정된 일정한 거리로 이격된 한 쌍의 레일(50,52)을 포함한다. 레일(50)의 상측 내부면에는 스프링강 스트립(56)이 나사(58)에 의해 고정되며, 이것은 그 내부면을 따라 그리고 제1 롤러(60)의 하부 원주면 둘레를 연장하고, 제2 롤러(62)의 상측 원주면 위에서 반전하여 레일(52)의 내부면을 따라 하방으로 연장한다. 그리고 상기 스트립은 레일(52)의 내부면에 나사(64)에 의해 연결된다.

제2도에서 도시된 장치에 의하면, 하부 롤러(60)가 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전사면, 롤러(60,62)가 하방 및 상방으로 이동한다. 롤러(60,62)의 작동에 대해서는 제3도의 설명과 관련하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

롤러(60,62) 각각은 이것을 동축으로 각각 통과하고 또 한 쌍의 제2 롤러(60′,62′) 각각을 통해 연장하는 샤프트(66,68)를 구비하고, 상기 롤러(60′,62′)는 거의 동일한 한 쌍의 레일과 스프링강 스트립 사이에 포획되며, 상기 레일과 스프링강 스트립은 용지 트레이(70,72,74)가 그 사이에 배치되기에 충분한 거리로 떨어져 위치한다. 트레이(70,72,74)는 거의 수직으로 배열되어 있으나, 선택된 위치와 비선택된 위치 사이에서 선택적으로 수평 구동될 수 있다.

예를 들면, 트레이(70,72)는 비선택된 위치에서 도시되어 있으나, 하부 트레이(74)는 선택된 위치에서 도시되어 있다. 즉, 하부 트레이(74)는 급지 기구(20)의 수직 통로를 교차하도록 수평 전방으로 구동된다. 급지 기구(20)는 용지 트레이(74)에 저장된 용지 스택(76)의 상측 용지와 접촉하는 것으로 도시되어 있다.

특히, 롤러(60) 및 그것고 유사한 병렬 롤러 사시에서 샤프트(66) 둘레에 고무 바퀴(78)가 동심원상으로 배치되어 있다. 상기 고무 바퀴(78)는 스택(76)에서의 상측 용기와 바퀴(78)간의 충분한 마찰을 보장하기 위하여 상당히 높은 듀로미터(durometer)를 갖도록 선택된다.

상기 방식에 있어서, 고무 바퀴(78)가 시계 방향으로 회전하면, 상측 용지가 용지 스택(76)으로부터 제2도에서 좌측으로 이동한다. 전자사진식 프린터(비도시)의 용지 수납 기구(비도시)가 용지 처리 장치(20)의 좌측에 배치되어, 고무 바퀴(78)의 회전에 의해 좌측으로 이동된 용지를 수납한다.

고무 바퀴(78)와 롤러(60,62) 양자는 샤프트(68)에 연결된 전동기(80)에 의해 회전된다. 전동기(80)는 여러 가지 표준형 전동기중 하나이지만, 회전 출력 샤프트(84)에 워엄(82)이 연결되어 있는 스탭 전동기가 바람직하다. 상기 워엄(82)은 샤프트(66) 둘레에 동심원상으로 배치되고 또 출력 샤프트(84)의 회전 운동을 고무 바퀴(78)와 롤러(60,62)의 회전 운동으로 전환시키는 표준형 워엄 기어(96)(제4도 참조)와 상호 작용한다.

전동기(80)는 제어기(86)에 의하여 작동되며, 상기 제어기는 마이크로프로세서에 근간을 두는 것이 바람직하지만, 하드웨어식 제어기도 가능하다. 제어기(86)의 기능적인 작동과 관련한 상세한 설명은 제7도에 예시된 순서도와 관련하여 설명되어 있다.

제3도를 참조하여, 롤라마이트의 작동에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 제2도와 공통인 제3도에 도시된 부재는 그 동일성을 향상시키고 또 롤라마이트의 작동 이해에 도움이 되도록 동일 참조 부호가 병기되어 있다.

레일(50,52)은 예정된 거리로 떨어져 이격되어 있으며, 이것은 롤러(60,62)의 직격이 실질적으로 유사한 것이 바람직하며, 또 레일(50,52)의 내부면간의 예정된 거리보다 1/2커야 하는 것을 제외하고 비교적 중요하지 않다. 다른 한편으로는, 상부 롤러(62)는 지지되어 있지 않아 하방으로 자유 작하할 수 있다. 스프링강 스트립(56)이 하부 롤러(60)의 하부 원주면 둘레를 연장하는 것에 의하여 하부 롤러가 지지되지만, 상부 롤러(62)는 하부 롤러(66)와 레일(52) 사이에서 파지된다.

롤라마이트 롤러(60,62)의 작동은, 상기 롤러(60,62)가 자동차 바퀴와 유사하며 스프링강 스프립(56)을 자동차가 주행하는 노면으로 간주하면, 보다 용이하게 이해될 수 있다. 예를 들어 롤러(60,62)의 수직 상방 이동을 살펴 보기로 한다. 롤러(60)가 반시계 방향으로 회전하면, 롤러의 표면에 대해 접선 방향으로 그리고 레일(50)의 표면과 평행한 방향(화살표 88로 지시)으로 힘이 발생된다. 접선방향의 힘이 반대 방향으로 작용하는 힘(즉, 중력, 마찰력 등)을 극복하기에 충분하다고 가정하면, 롤러(60)는 노면을 따라 이동하는 자동차의 타이어와 같이 스프링강 스트립(56)을 따라 수직 상방으로 이동한다.

별법으로서, 롤러(60)와 관련되어 있는 스프링강 스트립(56)은 롤러(60)의 원주면 둘레를 반시계 방향으로 이동하는 것으로 간주될 수도 있다. 그러므로, 스프링강 스트립(56)은 상부 롤러(62) 둘레를 시계 방향응로 이동하여야 한다. 따라서, 상부 롤러(62)를 아이들러(idler)로서 구성함으로써, 즉 전동기(80)에 의해 구동되지 않고 스프링강 스트립(56)의 이동에 의해 시계 방향으로 회전되도록 허용됨으로써, 한 쌍의 롤러(60,62)는 하부 롤러(60)를 반시계 방향으로 구동시키는 전동기(80)에 응답하여 상방으로 이동한다.

이하, 롤러(60,62)의 수직 하방 이동을 예로 살펴 보기로 한다. 롤러(60)가 시계 방향으로 회전하면, 롤러의 표면에 대하여 접선 방향으로 그리고 레일(50)의 표면과 평행하게(화살표 90으로 지시) 함이 발생한다. 중력에 의하여 가해진 힘을 따라 접선 방향의 힘이 반대 방향으로 작용하는 힘(즉, 마찰력 등)을 극복하기에 충분하다고 가정하면, 롤러(60)는 노면을 따라 이동하는 자동차의 타이어와 같이 스프링강 스트립(56)을 따라 수직 하방으로 이동한다.

별법으로서, 롤러(60)와 관련하여 있는 스프링강 스트립(56)은 롤러(60)의 원주면 둘레를 시계 방향으로 이동하는 것으로 간주될 수도 있다. 그러므로, 스프링강 스트립(56)은 상부 롤러(62) 둘레를 반시계 방향으로 이동하여야 한다. 따라서, 상부 롤러(62)를 아이들러(idler)로서 구성함으로써, 즉 전동기(80)에 의해 구동되지 않고 스프링강 스트립(56)의 이동에 의해 반시계 방향으로 회전되도록 허용됨으로써, 한 쌍의 롤러(60,62)는 하부 롤러(60)를 시계 방향으로 구동시키는 전동기(80)에 응답하여 하방으로 이동한다.

통상, 롤러(60,62)의 중량은 롤러(60,62)를 시계 방향 및 반시계 방향으로 각각 회전시키기에 충분한 것으로 이해하여야 한다. 물론 이에 의하여 롤러(60,62)가 하방으로 이동한다. 따라서, 롤러(60,62)의 회전을 제한하기 위한 장치가 없이 때문에, 상기 롤러들은 최하위 수직 위치로 이동하도록 미리 배치되어 있다. 그러므로, 상기 전동기(80)로는 제어기(86)에 의한 회전 명령을 특별히 받지 않으면 회전 저지되는 스탭 전동기(stepper moter)가 바람직하다. 즉, 스탭 전동기(80)는 회전 위치를 변경하라는 명령을 특별히 받지 않으면 그 회전 위치를 유지하도록 작동한다. 전동기(80)와 하부 롤러(60)간의 기계적 연결은 하부 롤러(60)가 시계 방향으로 비제어식으로 자유 회전하지 않는 것을 보장한다.

제4도에는 급지 기구(20)가 부분 단면도로 도시되어 있다. 상부 롤러(62) 및 그 대향하는 롤러(62′)는 샤프트(68)상에 동축으로 위치하는 것으로 도시되어 있다. 롤러(62,62′)를 관통하는 보어(90,90′)는 샤프트(68)의 직경보다 약간 크다. 따라서, 상기 롤러는 샤프트 상에 위치하고 또 다수 개의 쌍을 이루는 스냅링(90,90′)에 의하여 그 위치가 유지된다.

상기 방식에 있어서, 롤러(62,62′)는 샤프트(68)에 대하여 자유 회전한다. 상기 특징은 전동기(80)가 샤프트(68) 상방으로 연장하고 또 전동기(80)에 볼트로 체결된 한 쌍의 클램프(94)에 의하여 샤프트(68)에 고착되어 있는 것을 고려하면 충분하다. 샤프트(68)는 회전하지 않는 것이 바람직하지만, 제3도와 관련하여 기술된 바와 같이, 롤러(62,62′)는 자유 회전하는 것이 바람직하다.

하부 롤러(60) 및 그 대향하는 롤러(60′)는 샤프트(66) 상에 동축으로 배치되어 있는 것으로 도시되어 있다. 롤러(62,62′)와 달리, 롤러(60,60′)는 그들간의 상대 회전을 방지하기 위하여 샤프트에 고정되어 있다. 롤러(60,60′)는 샤프트(66)상에 억지 끼움되는 것이 바람직하다. 이러한 결합의 목적은 제3도와 관련하여 기술된 바와 같이 롤러(60,60′)의 비제어된 하방 이동을 방지하기 위하여 전동기(80)와 롤러(60,60′) 사이에 확실한 기계적 연결을 보장하기 위한 것이다.

전동기(80)의 워엄(82)은 표준형 워엄 기어(96)에 의하여 롤러(60,60′)에 간접적으로 연결되어 있으며, 상기 워엄 기어(96)는 롤러(60,60′) 사이의 샤프트(66) 둘레에 동축으로 연장하는 튜브(98)에 단단히 연결되어 있다. 기어(96)는 예를 들면 고정 나사(100)에 의하여 튜브(98)에 결합되어 있다.

또한, 한 쌍의 고무 바퀴(78,78′)를 구비하는 것으로 도시되어 있는 고무바퀴(78)는 튜브(98)의 외부에 연결되어 있다. 그러나, 상기 연결은 튜브(98)의 외부면과 고무 바퀴(78,78′)간의 마찰에만 의존한다. 상기 방식에 있어서, 고무 바퀴(78,78′)는 선택된 트레이(70,72,74)에 적재된 특정 크기의 용지에 균일한 압력을 가하도록 길이 방향으로 자유 배향된다. 별법으로서, 고무 바퀴(78,78′)는 튜브(98) 상에의 복수 개의 지점에 고정 배치될 수도 있다. 상기 구성은 다양한 크기의 용지를 수납한다.

튜브(98)는 롤러(60,60′) 부근의 튜브(98)의 각 단부에 인접하여 위치하는 한 쌍의 일방향 클러치(102)에 의하여 샤프트(66) 둘레에 동축으로 지지된다. 일방향 클러치(102)는 튜브(98)와 샤프트(66) 사이에 어느 한 방향으로의 상대 회전을 이용하지만 다른 방향으로의 상대 회전을 방지하도록 구성된다. 튜브(98)가 전동기(80)에 의하여 반시계 방향으로 회전하여(제3도와 관련하여 설명된 바와 같이), 롤러(60,62)가 상방으로 직선 이동하는 경우에, 일방향 클러치(102)는 샤프트(66)와 롤러(60,60′)를 구동시킨다. 물론 이에 의하여 급지 기구(20)가 상방으로 직선 이동한다.

이와 반대로, 튜브(98)가 전동기(80)에 의하여 시계 방향으로 회전하여(제3도와 관련하여 설명된 바와 같이), 롤러(60,62)가 하방으로 직선 이동하는 경우에, 일방향 클러치(102)는 샤프트(66)와 롤러(60,60′)를 구동시키지 않고, 오히려 급지 기구(20)의 중량에 의하여 롤러(60,62)가 회전 및 하방 이동한다.

상기 방식에 있어서, 튜브(98)와 고무 바퀴(78,78′)는 선택된 트레이(70,72,74)에 있는 상측 용지와 접촉한 이후에도 계속 회전할 수 있다. 그러나, 일방향 클러치(102)는 소망하는 수직 높이에 다다르면 튜브(98)가 계속 회전하여 롤러(60,60′)를 구동시키는 것을 방지한다. 급지 기구(20)는 용지가 소모되고 있을 때 계속 하방으로 이동이 자유롭지만, 튜브(98)와 바퀴(78,78′)의 회전에 의하여 그렇게 작동하도록 가압되지 않는 것에 주목하여야 한다.

따라서, 바퀴(78,78′)와 선택된 용지 스택 사이에 부가된 힘은 용지 스택의 높이와 무관하고, 단지 급지 기구(20)의 중량에 의존함으로써 일정하다. 이것은 급지 기구에 대항하여 용지 스택을 가압하는 스프링력을 갖는 종래 장치와 대비된다. 분명한 것은, 용지 스택의 높이가 변화하면, 선형 스프링에 의하여 가해진 힘도 변화한다.

그러므로, 전동기(80)가 제1 방향으로 회전하면, 롤러(60,60′)는 회전하여 직선 하방으로 제어 이동되는 반면, 전동기(80)가 제2 방향으로 회전하면, 롤러(60,60′)는 회전하여 직선 상방으로 제어 이동된다. 또한, 일방향 클러치(102)로 인하여, 전동기(80)는 급지 기구(20)를 수직으로 이동시키고 또 고무 바퀴(78,78′)를 회전시켜 각각의 용지를 전자사진식 프린터에 공급하는 동력을 제공한다.

이하, 제5도에는 일방향 클러치(102)의 작동을 보다 상세히 설명하기 위하여 일방향 클러치(102), 튜브(98) 그리고 샤프트(66)의 단면이 도시되어 있다. 일방향 클러치(102)는 뉴욕주 이스트 록웨이 오션 애비뉴 499에 소재하는 원프레드 엠. 베러그주식회사에서 모델 번호 NRC-4로 시판되는 장치이다.

일방향 클러치(102)는 튜브(98) 내부에 배치되어 그것에 단단히 연결되어 있다. 일방향 클러치(102)는 튜브(98)에 억지 끼움된다. 그러나, 본원에 기술된 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 튜브(98) 내부에 클러치(102)를 고정하는 다른 방법이 고려될 수도 있다. 예를 들면, 클러치(102)는 접착, 용접, 경납땜(brazing), 납땜(soldering), 나사 체결 또는 다른 여러 가지 기계적 또는 화학적 방법에 의하여 튜브(98)에 고정될 수 있다.

일방향 클러치(102)는 튜브의 보어와 거의 정렬 관계로 관통하여 연장하는 중심 보어(104)를 구비한다. 중심 보어(104)는 샤프트(66)를 수납하며 그리고 보어(104)의 주변 둘레에 균일하게 배치된 일련의 원통형 롤러 베어링(106)을 통해 샤프트(66)를 지지한다.

일방향 클러치를 작동시키기 위하여, 롤러 베어링(106)은 비대칭형 챔버(108) 내부에 수납된다. 챔버(108)는 제1 및 제2 길이방향 절반부(110,112)로 분할된다. 제1 길이방향 절반부(110)는 롤러 베어링(106)의 반경과 거의 유사한 반경을 갖는 원호형 단면 형상을 갖지만, 제2 길이방향 절반부(112)는 롤러 베어링(108)으로부터 연장하는 방향으로 데이퍼져 있다.

상기 방식에 있어서, 샤프트(66)가 반시계 방향으로 회전하면, 롤러 베어링(108)은 그들간의 접촉에 의하여 시계 방향으로 회전하도록 가압된다. 또한, 롤러 베어링(108)은 제1 길이방향 절반부(110)의 정합하는 원호형 표면에 맞닿아 가압된다. 따라서, 롤러 베어링이 자유 회전함으로써, 샤프트(66)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

반면, 샤프트(66)가 반시계 방향으로 회전하면, 롤러 베어링(108)은 그들간의 접촉에 의하여 시계 방향으로 회전하도록 가압된다. 또한, 롤러 베어링(108)은 제2 길이방향 절반부(112)의 테이퍼형 표면에 맞닿아 가압된다. 물론, 롤러 베어링(108)은 테이퍼형 표면에 의하여 조여져서 반시계 방향으로 회전하는 것이 방지된다. 따라서, 롤러 베어링(108)이 반시계 방향으로 회전할 수 없기 때문에, 이와 유사하게 샤프트(66)는 시계 방향으로 회전하는 것이 방지된다.

일방향 클러치(102)의 방향은 클러치(102)를 튜브(98)에 대향하는 길이 방향으로 간단히 삽입함으로써 용이하게 역전될 수 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 샤프트(66)는 시계 방향으로 자유회전하지만 반시계 방향으로의 회전이 방지된다.

제6도에는 샤프트(66,68)와 기어(96)에 대한 전동기(80)의 장착 상태가 상세히 도시되어 있다. 브라켓(94)은 샤프트(68) 상방에 원호형으로 연장하여 나사(114)에 의하여 전동기의 하우징(80)에 부착됨으로써, 샤프트(68)가 전동기(80)와 브라켓(94) 사이에 포획된다.

전동기(80)의 출력 샤프트(84)는 워엄 기어(96)를 향하여 전동기(80)로부터 거의 접선 방향으로 연장한다. 출력 샤프트(84) 상에는 워엄(80)이 부착되어 있으며, 상기 워엄은 기어(96)의 톱니 간격과 정합하는 피치를 갖는다. 워엄(82)은 기어(96)의 톱니와 구동식으로 결합하여 전동기(80)의 회전을 튜브(98)의 직교방향 회전으로 전환한다.

도시된 실시예에서, 워엄(82)과 워엄 기어(96)는 상호 확실하게 연결되어 있지 않지만, 단지 전동기(80)의 중량을 통해 맞물린 상태를 유지하는 것에 주목하여야 한다. 예를 들면, 전동기(80)는 샤프트(68)를 중심으로한 제한된 선회 이동을 할 수 있다. 그러나, 전동기의 무게 중심이 중심점에 보다 근접하여, 샤프트(68)의 우측에 배치되어 있기 때문에, 전동기는 샤프트(68)의 축선을 중심으로 시계 방향으로의 모멘트에 의하여 결합된 상태를 유지한다. 중력에만 의존하지 않고 전동기를 튜브(98)에 연결하는 다른 실시예가 고려될 수 있다.

제7도에는 제어기(86)에서 수행되는 제어 방법의 순서도가 도시되어 있다. 상기 방법은 전자사진식 프린터로부터 인쇄 명령을 수신하여 트레이(70,72,74)중의 선택된 트레이로부터 예정된 매수의 용지를 제공한다. 트레이중 어느 하나가 비선택 위치에서 선택 위치로 즉시 이동할 수 있도록, 급지 기구(20)는 트레이(70,72,74)의 이동을 허용하기에 충분한 수직 높이로 미리 승강되어 있다.

제어기(86)는 우선 전동기(28)를 여자시키고 트랜스미션(48)을 작동시켜 선택된 트레이(70,72,74)를 선택 위치로 이동시키고 상기 선택된 트레이를 급지 기구(20)의 수직 통로로 구동시킴으로써 블록(122)에서의 인쇄 요청에 응답한다.

그 다음, 블록(124)에서 제어기(86)는 급지 기구(20)의 전동기(80)를 여자시킴으로써, 롤러(60,62)가 회전하고 급지 기구(20)가 하방으로 이동한다. 고무바퀴(78,78′)가 선택된 용지 스택과 접촉할 때까지, 급지 기구(20)는 하방으로 계속 이동한다. 바퀴(78,78′)가 용지 스택과 접촉하면, 급지 기구의 하향 이동이 거의 중단되지만, 바퀴(78,78′)는 일방향 클러치(102)의 작동에 기인하여 계속 회전한다.

결정 블록(126)에서 충분한 용지가 급송되고 또 인쇄 과정이 종료함을 인쇄기가 제어기에 신호로 공급할 때까지, 전동기(80)와 바퀴(78,78′)는 계속 회전하여 전자사진식 인쇄기에 용지를 연속적으로 급송한다. 따라서, 인쇄기로부터 신호가 수신되면, 제어기(86)가 전동기(80)를 역회전시켜, 롤러(60,60′)는 일방향 클러치에 의하여 반대 방향으로 회전함으로써, 급지 기구는 선택된 트레이(70,72,74)와 그 용지 스택으로부터 수직 상방으로 이동하게 된다.

그 이후에, 블록(128)에서 제어기는 전동기(28)를 반대 방향으로 여자시켜 선택된 트레이(70,72,74)를 비선택 위치로 복귀시킨다. 이 시점에서, 인쇄 과정은 실질적으로 종료하며, 제어기는 프린터가 또 다른 인쇄 요청 신호를 발생시킬 때까지 작용하지 않고, 인쇄 요청이 있으면 전체 관정이 반복된다.

프린터가 인쇄 요청들 사이에 있으면, 모든 트레이(70,72,74)는 용지를 용이하게 수납할 수 있다. 추가되는 용지는 동일한 종류의 용지 또는 특정 인쇄 요청(즉, 오버헤드(overhead)용 투명지, 크기 또는 색상이 특이한 용지 등)에 대하여 특별히 적재되는 소량의 특수 용지중 어느 것도 가능하다. 종래 장치와 달리, 급지 기구(20)가 용지 스택과 접촉하지 않기 때문에, 트레이(70,72,74)를 매우 간단히 장전할 수 있다. 따라서, 기계적 장애물이 없기 때문에, 용지는 장치(10)의 후방으로부터 트레이(70,72,74)에 적재될 수 있다.

게다가, 다시 제1도를 참조하면, 전동기(28)는 사용자의 억세스를 향상시키기 위하여 트레이(12,14,16,18)를 역전 방향으로 구동시킨다. 가구 서랍의 슬라이드와 유사하게, 일련의 슬라이드(130,132,134,136)가 트레이(12,14,16,18)를 각각 지지하며 트레이를 제1도에서 우측으로 완전히 연장할 수 있게 허용한다.

또한, 트레이(12,14,16,18) 각각은 트랜스미션(48)에 의하여 전동기(28)가 각각의 랙(40,42,44,46)과 결합하지 않은 경우에 우측으로 수동으로 이동 가능하다. 사용자는 트레이(12,14,16,18) 각각을 파지하여 그것을 우측으로 자유롭게 슬라이드시킴으로써, 소정의 용지를 용이하게 적재할 수 있도록 트레이의 상부가 노출된다.

장치(10)의 또 다른 특징은 사용자가 배치시킬 수 있는 트레이(12,14,16,18)를 구비한다. 예를 들어 500장의 용지를 각각 보유할 수 있는 4개의 독립적으로 억세스 가능한 트레이(12,14,16,18)를 구비하는 것보다는 오히려 예를 들어 2000장의 용지를 보유할 수 있는 하나의 트레이를 갖는 편이 바람직한 경우가 있다.

사용자는 상부 트레이(14,16,18)를 물리적으로 제거하고 단지 하나의 하부 트레이만이 이용될 수 있음을 제어기에 재입력함으로써 장치(10)를 전술한 용도로 용이하게 채택할 수 있다. 상부 트레이(14,16,18)가 제거됨으로 인하여, 용지는 급기 기구(20) 하방에서 트레이(12)와 용지가 수평으로 이동할 수 있는 최대 높이까지 하부 트레이(12)에 적재된다.

본 발명은 여러 가지 수정 및 변경을 허용할 수 있지만, 그 특정 실시예가 도면에 예로서 도시되어 있으며 본원에 구체적으로 설명되어 있다. 그러나, 본 발명은 개시된 특정 형태의 제한하는 것을 의도하지 않지만, 본 발명은 청구 범위에 의하여 한정된 바와 같은 사상 및 범주 내에 속하는 모든 수정, 균등물 및 변경을 포함한다.

Claims (17)

1. 전자시진식 프린터용 용지 처리 장치에 있어서, 용지들로 이루어진 복수 개의 스택(stack)중에서 선택된 스택과 접촉하고, 또 상기 선택된 용지 스택으로부터 선택된 용지를 빼내는 급지 수단과, 용지들로 이루어진 스택을 각각 수납하는 복수 개의 용지 수납 트레이를 포함하며, 상기 급지 수단은 예정된 거의 수직인 통로를 따라 제어 가능하게 이동될 수 있고, 상기 복수 개의 트레이는 서로에 대하여 거의 수직으로 배열되고, 또 제1 선택 위치와 제2 비선택 위치 사이에서 거의 수평 이동하고, 상기 제1 선택 위치는 상기 급지 수단의 수직 통로와 교차하며, 상기 급지 수단은 용지들로 이루어진 상기 스택들중에서 선택된 용지 스택으로부터 선택된 용지를 빼내기 위하여 그리고 예정된 수직 통로를 따라 급지 수단을 이동시키기 위하여 단일의 전동기를 구비하며, 상기 급지 수단은 상기 전동기의 작동 영향 하에서 마찰에 의하여 상기 용지 스택들중에서 선택된 스택의 최상측 용지를 빼내는 하나 이상의 바퀴를 구비하는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 급지 수단은 중력에 의하여 수직 하방으로 이동 가능하며, 상기 바퀴는 중력에 의하여 용지들로 이루어진 선택된 스택의상부 용지와 맞닿아 가압되는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 하나의 전동기에는 롤라마이트(rolamite)가 연결되어 상기 전동기에 의하여 구동되며, 상기 전동기는 전동기의 제1 및 제2 회전 방향에 응답하여 롤라마이트를 제1 및 제2 수직 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 롤라마이트는 예정된 거리로 떨어져서 마주보는 거의 수직한 제1 및 제2 레일, 상기 제1레일의 상측 내부면에 그리고 제2 레일의 하측 내부면에 연결된 직사각형 스프링강 스트립, 그리고 상기 제1 및 제2 레일 사이에 위치하는 제1 하부 및 상부 롤러를 구비하며, 상기 제1 하부 및 상부 롤러는 스프링강 스트립이 제1 레일로부터 제1 하부 롤러의 하측 원주면을 돌아 제1 상부 롤러의 상측 원주면 위로 그리고 제2 레일까지 연장하는 상태로 각각 배치되어 있고, 상기 제1 상부 및 하부 롤러는 레일들 사이의 예정된 거리보다 크게 조합된 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 롤라마이트는 예정된 거리로 떨어져서 마주보는 수직한 제3 및 제4 레일, 상기 제3 레일의 상측 내부면에 그리고 제4 레일의 하측 내부면에 연결된 직사각형 스프링강 스트립, 그리고 상기 제1 및 제2 레일 사이에 위치하는 제2 하부 및 상부 롤러를 구비하며, 상기 제2 하부 및 상부 롤러는 스프링강 스트립이 제3 레일로부터 제2 하부 롤러의 하측 원주면을 돌아 제2 상부 롤러의 상측 원주면 위로 그리고 제4 레일까지 연장하는 상태로 각각 배치되어 있고, 상기 제2 상부 및 하부 롤로는 제3 및 제4 레일 사이의 예정된 거리보다 크게 조합된 직경을 갖는 것을 특징으호 하는 용지 처리 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 상부 롤러는 동축으로 관통 연장하는 보어를 구비하며, 상기 롤라마이트는 제1 및 제2 상부 롤러의 보어를 통해 연장하는 제1 샤프트를 구비하며, 상기 제1 샤프트는 제1 및 제2 상부 롤러에 회전 이동 가능하게 결합되며, 상기 제1 및 제2 상부 롤러는 제1 샤프트에 대하여 자유 회전하는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 하부 롤러는 동축으로 관통 연장하는 보어를 구비하며, 상기 롤라마이트는 제1 및 제2 하부 롤러의 보어를 통해 연장하는 제2 샤프트를 구비하며, 상기 제2 샤프트는 제1 및 제2 하부 롤러에 회전 이동 가능하게 결합되며, 상기 제1 및 제2 하부 롤러는 제2 샤프트에 대한 회전에 저항하여 고정되고, 상기 전동기는 제1 샤프트상에 장착되고 또 제2 샤트프에 결합된 회전 출력 샤프트를 갖는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 회전 출력 샤프트는 클러치 수단을 통해 제2 샤프트에 연결되어 있으며, 상기 클러치 수단을 출력 샤프트를 제1방향으로 회전시키기 위하여 출력 샤프트를 제2 샤프트에 연결시키고 또 출력 샤프트를 제2 방향으로 회전시키기 위하여 출력 샤프트를 제2 샤프트와 분리시키는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 전동기가 제1 방향으로 회전하면, 롤라마이트는 수직 상방으로 이동하고, 전동기가 제2 방향으로 회전하면, 롤라마이트는 수직 하방으로 이동하는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
10. 제2항에 있어서, 상기 단일의 전동기에는 롤라마이트(rolamite)가 연결되고, 이 롤라마이트는 상기 전동기에 의하여 구동되며, 상기 전동기는 전동기의 제1 및 제2 회전 방향에 응답하여 롤라마이트를 제1 및 제2 수직 방향으로 이동시키고, 상기 전동기가 제1 방향으로 회전하면, 롤라마이트는 수직 상방으로 이동하고, 상기 전동기가 제2 방향으로 회전하면, 롤라마이트는 수직 하방으로 이동하는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
11. 제8항에 있어서, 상기 클러치 수단은 제2 샤프트 둘레에 배치되고 또 출력 샤프트에 연결된 일방향 클러치인 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 클러치 수단은 제1 및 제2 하부 롤러 사이에서 제2 샤프트 둘레에 동축으로 배치되고 또 전동기의 출력 샤프트에 단단히 연결된 튜브를 구비하며, 상기 출력 샤프트가 제1 및 제2 방향으로 회전하면, 상기 튜브는 제1 및 제2 방향으로 회전하고, 상기 튜브와 제2 샤프트는 일방향 클러치를 통해 상호 연결된 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 급지 수단은 상기 튜브가 관통하여 연장하는 동축 보어를 갖는 하나 이상의 고무 바퀴를 구비하며, 상기 고무 바퀴는 용지 스택에서 용지와 바퀴 사이에 충분한 마찰 접촉을 보장하기에 충분한 듀로미터(durometer)를 갖는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전동기는 스탭 전동기(stepper motor)인 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
15. 제1항 내지 제13항중 어느 한 항에 있어서, 상기 급지 수단은 상기 선택된 용지 스택과 접촉하는 제1 위치와 상기 용지 스택과 떨어져 있는 제2 위치 사이에서 이동 가능하며, 상기 용지 처리 장치는 인쇄 요청 신호를 수신하면 급지 수단을 제2 위치에서 제1 위치로 이동시키고 또 인쇄 완료 신호를 수신하면 급지 수단을 제1 위치에서 제2 위치로 이동시키는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
16. 제1항 내지 제13항중 어느 한 항에 있어서, 상기 트레이는 용지들을 수납하는 부분을 구비하며, 상기 트레이는 급지 수단이 제2 위치에 있는 것에 응답하여 자유로이 적재할 수 있는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.
17. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트레이는 용지들을 수납하는 부분을 구비하며, 상기 비선택된 트레이는 급지 수단이 제1 및 제2 위치에 있는 것과 무관하게 자유로이 적재할 수 있는 것을 특징으로 하는 용지 처리 장치.

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