KR100382530B1 - 급지 장치 및 그 급지 장치를 구비한 화상 형성 장치 - Google Patents

급지 장치 및 그 급지 장치를 구비한 화상 형성 장치 Download PDF

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KR100382530B1 KR10-2001-0028230A KR20010028230A KR100382530B1 KR 100382530 B1 KR100382530 B1 KR 100382530B1 KR 20010028230 A KR20010028230 A KR 20010028230A KR 100382530 B1 KR100382530 B1 KR 100382530B1
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Abstract

본 발명의 목적은 급지 장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 급지 장치는 시트를 지지하는 시트 지지 장치와, 구동원에 의해 구동 및 회전하는 구동 회전 부재와, 구동 회전 부재에 요동 가능하게 배치되는 요동 부재(rocking member)와, 요동 부재에 회전 가능하게 배치되어서 시트 지지 장치에 의해 지지되는 시트와 접촉할 수 있게 되는 급지 회전 부재와, 요동 부재 상에서 급지 회전 부재와 결합된 종동 회전 부재와, 구동 회전 부재와 종동 회전 부재 둘레에 현수된 권취 및 현수 부재와, 시트를 한 장씩 분리하기 위하여 급지 회전 부재에 의하여 배출되는 시트의 선단부의 일 측에 배치된 분리 경사면과, 요동 부재 상에 배치되어서 권취 및 현수 부재의 인장 측을 시트로부터 멀어지는 방향으로 안내하며 요동 부재 상에 요동력을 발생시키는 것으로, 인장 측의 인장력에 의해 발생된 가압력을 받음으로써 급지 회전 부재가 시트와 가압 접촉되게 하는 요동력 발생 장치를 포함한다.

Description

급지 장치 및 그 급지 장치를 구비한 화상 형성 장치{SHEET FEEDING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS EQUIPPED THEREWITH}
본 발명은 시트를 공급하는 급지 장치와, 복사기, 팩시밀리, 프린터 또는 이들 장치의 기능을 가지며 본체에 급지 장치가 구비된 다기능 주변 장치(MFP: multi function peripheral) 등과 같은 화상 형성 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 급지 장치는 일례로, 화상 형성 장치의 본체에 조립되어서 화상을 형성하는 화상 형성 수단으로 시트를 공급한다. 화상 형성 장치는 각 장의 시트에 화상을 형성한다. 시트를 한 장씩 분리하는 시트 분리 기구가 각 장의 시트에 임의의 처리를 하는 상기와 같은 화상 형성 장치에 조립된 급지 장치 내에 배치된다.
이러한 시트 분리 기구의 예로는 경사면을 이용하여 시트를 분리하는 경사면 형태의 시트 분리 기구가 있다. 이러한 경사면 형태의 시트 분리 기구는 경사면과 함께 급지 롤러에 의해 공급(이송)되는 최상부 시트의 선단을 정지시키고 최상부 시트를 경사면을 따라 안내하도록 구성된다. 다수의 시트가 급지 롤러에 의해 이송된 최상부 시트에 이어서 이송되어야 하는 경우, 시트 분리 기구는 경사면과 더불어 다수의 시트의 선단을 정지시켜서 배치하는데, 이에 의해 시트가 분리된 상태에서 한 장씩 공급된다.
시트 분리 기구를 가지고 분리할 수 있는 사용 가능한 시트로는 종이, 수지 시트, 얇은 종이, 두꺼운 종이, 우편 카드, 편지지 등과 같은 여러 종류의 것들이 있다.
이하에서는, 도9를 참고하여 경사면 형태의 시트 분리 기구가 조립되어 있는 급지 장치의 구성에 대하여 설명한다.
급지 장치(101)는 공급할 시트가 장착되어 있는 급지 트레이 유닛(102)과, 장착된 시트를 연속적으로 공급하는 급지 유닛(103)과, 일례로 도1에 도시된 화상 형성 장치 등의 화상 형성 유닛(3)으로 공급 시트를 이송하는 이송 유닛(104)으로 구성된다.
급지 트레이 유닛(102)은 시트(S)가 위에 장착되는 급지 트레이(121)와, 급지 시에 시트를 경사지게 안내하면서 시트를 정지, 배치, 분리하는 경사면 분리 판(122) 등으로 구성된다. 경사 분리 판(122)은 경사면 형태의 시트 분리 기구이다.
급지 유닛(103)은 구동 축(113)에 회전 가능하게 장착된 급지 아암(114)과, 구동 축(113)과 일체로 된 구동 기어(112)와, 급지 아암(114)의 요동 단부에 회전 가능하게 배치된 급지 롤러(105)와, 급지 롤러(105)와 일체로 된 종동 기어(123)와, 구동 기어(112)의 회전력을 종동 기어(123)로 전달하도록 급지 아암(114)에 마련된 6개의 아이들러 기어(idler gear)(111, 110, 109, 108, 107, 106)로 이루어진 기어 열(gear train)(124) 등으로 구성된다.
이송 유닛(104)은 공급되는 시트의 바닥 면을 안내하는 하부 가이드(115)와, 하부 가이드(115)와 일체로 되어 공급되는 시트의 상부 면을 안내하는 상부 가이드(116)와, 상부 가이드(116)에 의해 회전 가능하게 지지되는 롤러 홀더(119)와, 하부 가이드(115) 상에 배치되어 공급되는 시트를 소정의 방향으로 이송하는이송 롤러(117)와, 이송 롤러(117)에 대향되게 롤러 홀더(119) 내에 회전 가능하게 배치된 이송 롤러(118)와, 이송 롤러(118)가 이송 롤러(117)에 가압되도록 롤러 홀더(119)를 가압하는 이송 스프링(120) 등으로 구성된다.
지금부터는 도9 내지 도11에 기초하여 급지 장치의 급지 작동에 대하여 설명한다.
급지 및 정지 시에, 구동 축(113)이 제어 가능한 구동 기구(도시되지 않음)에 의한 회전 제어 하에서 회전 및 정지한다. 급지가 개시되면, 구동 축(113)은 구동 기구(도시되지 않음)의 회전 구동력에 의해 회전한다. 이와 같은 회전력은 기어 열(124)에 의해 구동 기어(112)로부터 종동 기어(123)로 전달되는데, 이에 의해 급지 롤러(105)가 회전하기 시작한다. 가압 수단(도시되지 않음)에 의해 그리고 급지 아암(114), 급지 롤러(105), 기어 열(124) 등의 자중에 의해서, 급지 롤러(105)를 구동 축(131) 둘레에 선회 가능하게 유지하는 급지 아암(114)은 도면에서 반시계 방향으로 회전되도록 하는 방향으로의 힘을 받는다. 이러한 힘 때문에 급지 롤러(105)는 급지 트레이(121) 상에 장착된 시트로부터 나온 최상부 시트의 상부 면과 가벼운 압력으로 접촉한다.
따라서, 시트에는 급지 롤러(105)가 회전하기 시작할 때의 마찰력에 의해 급지 방향으로 발생한 급지력이 작용한다. 이 때, 시트는 경사면 분리 판(122)으로 가압되어서 반작용력 F를 받는다. 즉, 시트의 선단은 경사면 분리 판(122)에 가압되면서 급지 롤러(105)의 급지력을 받는다. 이 결과, 시트의 선단 부분이 휘어진다. 시트가 휘어진 상태에서, 시트의 선단은 경사면 분리 판(122)을 따라서 하부가이드(115)를 향해서 미끄러진다. 이 때에 시트가 중첩된 상태로 이송되면, 중첩된 시트의 선단들이 경사면 분리 판(122)에 의해 분리되어서 단지 한 장의 시트만이 이송된다. 시트의 전진 방향이 상부 가이드(116)와 하부 가이드(115)에 의해 결정되고, 이에 의해 시트가 이송 스프링(120)에 의해 이송 롤러(117) 쪽으로 가압된 이송 롤러(118)와 이송 롤러(117) 사이에 물리고, 나아가 이송 롤러(117)에 의해 화살표(A)로 나타낸 방향으로 이송된다.
그러나, 강성이 큰 두꺼운 종이가 공급되는 경우에, 종래의 급지 장치(101)는 경사면 분리 판(122)을 가지고는 강성이 큰 두꺼운 종이의 선단 부분을 거의 휘게 할 수 없었고, 이에 의해 급지 압력은 구동 축(113)을 회전시키는 구동 기구의 모터의 회전에 의해 자발적으로 강화하게 되어 급지 롤러(105)를 구동시키는 데 소요되는 토크를 증가시키게 되었다.
따라서, 종래의 급지 장치는 강성이 큰 두꺼운 종이조차도 급지 롤러(105)에 의해 공급되도록 큰 출력 토크를 갖는 모터를 사용하였다. 그러나, 출력 토크가 큰 모터는 고가이며 크기가 크다. 따라서, 종래의 급지 장치는, 고가가 되었고, 모터를 장착하는 데 큰 공간이 필요하게 됨에 따라 그 크기도 커졌다.
더욱이, 다수의 시트가 급지 트레이(121) 상에 장착되는 경우에는 도10에 도시된 바와 같이 급지 아암(114)과 급지 트레이(121) 사이에 작은 각(α)이 형성된다. 급지 롤러(105)는 회전할 때에 급지력의 반작용력 F를 받는다. 이와 같은 반작용력 F는 급지 압력의 방향으로의 힘 성분 N과 급지 아암(114)의 종방향을 따르는 방향으로의 힘 성분 T로 분리된다. 그런데, 급지 압력의 방향으로의 힘 N은 각도(α)가 작기 때문에 낮다. 따라서, 급지 압력이 그렇게 크지 않기 때문에 급지력은 약하게 유지된다. 따라서, 강성이 큰 두꺼운 시트가 급지되는 경우, 급지 장치(101)는 시트를 경사면 분리 판(122)을 따라서 전진시킬 수 없게 되어 부적절한 급지를 야기한다. 각도(α)는 구동 축(113)의 중심 즉, 구동 기어(112)의 중심이 급지 롤러(105)의 중심과 접하는 선(L)과 최상부 시트의 상부 면 사이에 형성되는 각도이다.
반면에, 소수의 시트가 급지 트레이(121) 상에 장착되는 경우에는 도11에 도시된 바와 같이 급지 아암(114)과 급지 트레이(121) 사이에 큰 각도(α)가 형성된다. 급지 롤러(105)는 회전할 때에 급지력의 반작용력 F를 받는다. 이와 같은 반작용력 F는 급지 압력의 방향으로의 힘 성분 N과 급지 아암(114)의 종방향을 따르는 방향으로의 힘 성분 T로 분리된다. 그런데, 급지 압력의 방향으로의 힘 N은 상기 각도(α)가 크기 때문에 크다. 따라서, 급지 압력이 높게 유지된다. 급지 압력은 필요한 크기보다 더 크고, 급지 롤러(105)를 구동시키는 데 소요되는 토크도 역시 필요한 크기보다 크다. 이 결과, 모터는 조정될 수가 없고, 그에 따라 부적절한 급지가 야기된다.
본 발명의 목적은 급지 아암과 시트가 강성이 큰 두꺼운 시트에 대해서 작은 각도를 형성하더라도 강성이 큰 두꺼운 시트를 분리하고 급지하는 성능을 향상시킬 수 있는 급지 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 급지 아암과 시트가 강성이 큰 두꺼운 시트에 대해서큰 각도를 형성하더라도 강성이 큰 두꺼운 시트를 분리하고 급지하는 성능도 추가로 향상시킬 수 있는 급지 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 급지 장치는, 시트를 지지하는 시트 지지 수단과, 구동원에 의해 구동 및 회전하는 구동 회전 부재와, 구동 회전 부재 상에 요동 가능하도록 배치되는 요동 부재(rocking member)와, 요동 부재에 회전 가능하게 배치되어서 시트 지지 장치에 의해 지지되는 시트와 접촉할 수 있게 되는 급지 회전 부재와, 요동 부재 상에서 급지 회전 부재와 결합된 종동 회전 부재와, 구동 회전 부재와 종동 회전 부재의 둘레에 현수된 권취 및 현수 부재와, 급지 회전 부재에 의하여 배출되는 시트의 선단부의 일 측에 배치되어서 공급된 시트를 한 장씩 분리하는 분리 경사면과, 요동 부재 상에 배치되어서 권취 및 현수 부재의 인장 측을 이 인장 측이 시트로부터 떨어지도록 하는 방향으로 안내하며 요동 부재 상에 요동력을 발생시키는 것으로, 인장 측의 인장력에 의해 발생된 가압력을 받음으로써 급지 회전 부재가 시트와 가압 접촉되게 하는 요동력 발생 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급지 장치가 구비된 프린터(화상 형성 장치)의 개략적 정단면도.
도2는 도1에 도시된 급지 장치의 개략적 정단면도.
도3은 인장 풀리(요동력 발생 수단)가 도2와는 다른 위치에 배치되어 있는 급지 장치의 개략적 정단면도.
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 급지 장치의 개략적 정단면도.
도5는 도4에 도시된 급지 장치의 작동을 나타낸 선도.
도6은 도4의 선 IV-IV을 따라서 취한 단면도.
도7은 도5의 선 VII-VII을 따라서 취한 단면도.
도8은 도6의 인장 풀리 홀더를 좌측에서 보았을 때의 부분 단면도.
도9는 종래의 급지 장치의 개략적 정단면도.
도10은 다수의 시트가 장착된 상태에 있는 종래의 급지 장치의 개략적 정단면도.
도11은 소수의 시트가 장착된 상태에 있는 종래의 급지 장치의 개략적 정단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2, 40: 급지 장치 3: 화상 형성 유닛
4: 배출 유닛 5: 장착 유닛
6: 광학 유닛 7: 감광 드럼
8: 전사 롤러 9: 정착 장치
10: 대전 롤러 11: 현상 장치
12: 소제 블레이드 13: 폐토너 용기
14: 프로세스 카트리지 15: 급지 트레이 유닛
16, 130: 급지 유닛 17: 이송 유닛
18: 급지 롤러 구동 기어 19: 급지 롤러 축
20: 급지 롤러 22: 구동 기어
24: 벨트(권취 및 현수 부재) 24a: 인장 측
24b: 이완 측 25, 125: 급지 아암
26: 인장 풀리 27, 28: 가이드
29, 30: 이송 롤러 31: 롤러 홀더
32: 이송 스프링 33: 급지 트레이
34: 경사면 분리 판 35: 인장 풀리 홀더
36: 가압 스프링 41: 보조 인장 풀리
127: 스냅 체결 부재 131: 요동력 발생 기구
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
먼저 화상 형성 장치의 일례로서의 프린터에 대하여 설명하고 이어서 프린터의 본체 내에 배치된 급지 장치에 대하여 설명한다. 급지 장치는 프린터의 본체 내에 조립될 뿐만 아니라 시트를 한 장씩 배치하는 장치 내에 배치되어서 사용된다.
(프린터)
도1에서, 프린터(화상 형성 장치)(1)의 본체(37)에는 화상이 위에 형성되는 시트(S)를 수용하는 급지 장치(2)와, 급지 장치(2)로부터 이송된 시트 상에 화상을 형성하는 화상 형성 유닛(화상 형성 수단)(3)과, 화상 형성 유닛(3)에 의해 화상이 위에 형성된 시트를 배출하는 배출 유닛(4)과, 배출된 시트가 안에 장착되는 장착 유닛(5)이 구비된다.
화상 형성 유닛(3)은 광학 시스템(6)으로부터 나온 목표 화상 정보에 기초하여 광학 화상을 노출 수단「원고 화상을 위한 슬릿 화상 투영 수단, 레이저 스캐닝 노출 수단 등(도시되지 않음)」에 의해 감광 드럼으로 투영함으로써 잠상을 형성하고 그 잠상을 감광제(이하에서는 토너라 함)를 가지고 토너 화상으로 가시화시킨다.
급지 장치(2)는 토너 화상의 형성과 동기화 하여 시트를 공급한다. 감광 드럼(7) 상에 형성된 토너 화상은 공급된 시트로 전사 롤러(8)에 의해 전사된다. 시트로 전사된 토너 화상은 내장식(built-in) 히터를 구비하는 정착 회전 부재(9a)와 이 정착 회전 부재(9a)와 가압 접촉하는 구동 롤러(9b)로 이루어진 정착 장치(9)에 의해 정착된다. 토너 화상이 위에 정착되어 있는 시트는 배출 유닛(4)에 의해 시트 장착 유닛(5) 안으로 배출되어서 그 곳에 장착된다.
또한, 화상 형성 유닛(3)에는 감광층을 구비하며 회전하는 감광 드럼(7)과, 감광 드럼(7)의 표면에 전압을 인가함으로써 균일하게 대전시키는 대전 롤러(10)와, 광학 시스템(6)으로부터 광학 화상을 노출시킴으로써 잠상이 위에 형성되어 있는 감광 드럼(7)의 표면을 현상하는 현상 장치(11)와, 토너 화상이 전사 롤러(8)에 의해 시트로 전사된 후에 감광 드럼(7)의 표면으로부터 잔류 토너를 긁어내는 소제 블레이드(12)와, 긁어낸 토너를 수집하기 위한 폐토너 용기(13) 및 기타 부재로 이루어져 하나의 유닛으로 구성된 프로세스 카트리지(14)가 구비된다.
(급지 장치)
도2에서, 급지 장치(2)는 공급되는 시트를 지지하는 시트 지지 수단인 급지 트레이 유닛(15)과, 장착된 시트를 연속적으로 공급하는 급지 유닛(16)과, 공급된 시트를 이송하는 이송 유닛(17)으로 구성된다.
급지 트레이 유닛(15)은 시트(S)가 위에 장착되는 급지 트레이(33)와, 급지 시에 시트를 경사지게 안내하면서 시트를 정지, 배치, 분리하는 경사면 분리 판(분리 경사면)(34) 등으로 구성된다.
급지 유닛(16)은 구동 축(23)에 회전 가능하게 부착된 급지 아암(요동 부재)(25)과, 구동 축(23)과 일체로 되어 있는 구동 기어(구동 회전 부재)(22)와, 급지 아암(25)의 요동 단부에 회전 가능하게 배치된 급지 롤러 축(19)과, 급지 롤러 축(19)에 고정된(도2에서 보면 서로 중첩되어 있는) 2개의 급지 롤러(급지 회전 부재)(20)와, 급지 롤러 축(19)과 일체로 된 급지 롤러 구동 기어(18)와, 급지 아암(25) 상에 회전 가능하게 배치되어 급지 롤러 구동 기어(18)와 결합되어 있는 소직경 아이들러 기어(21a)와, 소직경 아이들러 기어(21a)의 축 중심과 일치하는 축 중심을 가지도록 소직경 아이들러 기어(21a)와 일체로 된 대직경 아이들러 기어(21b)와, 대직경 아이들러 기어(21b)와 구동 기어(22) 위에 현수된 벨트(권취및 현수 부재)(24)와, 급지 아암(25) 상에 회전 가능하게 배치된 벨트(24)의 인장 측(24a)을 시트로부터 멀어지는 방향으로 안내하는 인장 풀리(인장 부재)(26) 등으로 구성된다. 또한, 서로 일체로 되어 있는 소직경 아이들러 기어(21a)와 대직경 아이들러 기어(21b)는 종동 회전 부재를 구성한다.
"인장 측(tensed side)"은 구동 기어(22)와 대직경 아이들러 기어(21b) 위에 현수되어서 구동 기어(22)를 회전시킴으로써 당겨지는 벨트(24)의 일 측(구동 기어(22)와 대직경 아이들러 기어(21b) 사이의 벨트 부분으로서 도면 부호 24a로 나타낸 부분)이다. 또한, "인장 측"에 대향되며 구동 기어(22)에 의해 보내지는 벨트(24)의 일 측(구동 기어(22)와 대직경 아이들러 기어(21b) 사이의 벨트 부분으로서 도면 부호 24b로 나타낸 부분)은 "이완 측(loosened side)"이라 한다.
인장 풀리(26)는 벨트(24)의 인장력에 의해 발생되는 인장 측(24a)의 가압력 Fr을 지지한다. 구동 수단(도시되지 않음)을 제어함으로써 구동 축(23)이 시트 분리/급지 시에 회전 구동하도록 제어된다.
이송 유닛(17)은 공급된 시트의 바닥 면을 안내하는 하부 가이드(27)와, 이 하부 가이드(27)와 일치로 되어 있으며 공급된 시트의 상부 면을 안내하는 상부 가이드(28)와, 상부 가이드(28)에 의해 회전 가능하게 지지되는 롤러 홀더(31)와, 하부 가이드(27) 상에 배치되고 공급된 시트를 소정의 방향으로 이송하는 이송 롤러(29)와, 이송 롤러(29)에 대향되도록 롤러 홀더(31) 상에 회전 가능하게 배치된 이송 롤러(30)와, 이송 롤러(30)가 이송 롤러(29)에 대해 가압되도록 롤러 홀더(31)를 가압하는 이송 스프링(32) 등으로 구성된다.
이어서, 도2에 기초하여 급지 장치(2)의 급지 작동에 대하여 설명한다.
구동 축(23)은 제어 가능한 구동 기구(도시되지 않음)에 의하여 회전 구동되고, 그에 따라 회전 또는 정지된다. 시트(S)의 급지를 시작하기 위해 구동 축(23)이 구동 기구(도시되지 않음)에 의한 회전 제어 하에서 회전한다. 이러한 회전력은 구동 기어(22), 벨트(24), 아이들러 기어(종동 회전 부재)(21), 급지 롤러 구동 기어(18) 및 급지 롤러 축(19)에 의해 급지 롤러(20)로 전달된다. 이어서 급지 롤러(20)가 회전하기 시작한다. 급지 아암(25), 급지 롤러(20) 등의 자중으로 인해, 구동 축(23) 둘레에서 회전하도록 급지 롤러(20)를 수용하는 급지 아암(25)이 도2에서 반시계 방향으로 회전하도록 하는 방향으로 힘을 받는다. 이러한 힘의 작용 하에서 급지 롤러(20)는 급지 트레이(33) 상에 장착된 시트들로부터 나온 최상부 시트와 가벼운 압력으로 접촉한다.
따라서, 급지 롤러(20)가 회전하기 시작하면 마찰력으로 인한 급지력이 시트에 급지 방향으로 가해진다. 이 때, 시트는 경사면 분리 판(34)으로 가압되어 경사면 분리 판(34)으로부터 반작용력 F를 받는다. 시트의 선단 부분은 경사면 분리 판(34)에 가압되면서 급지력을 받는다. 이 결과, 시트의 선단 부분이 휘어진다. 선단 부분이 휘어진 상태에서 시트의 선단 부분은 경사면 분리 판(34)을 따라서 하부 가이드(27) 쪽으로 미끄러진다.
인장 풀리(26)가 벨트(24)의 인장 측(24a)을 급지 트레이(33) 상의 시트(S)로부터 멀어지는 방향으로 안내하므로, 구동 축(23)이 구동되어서 구동 기어(22)가 회전할 때에 인장력이 벨트(24)의 인장 측(24a)에 가해지고, 이에 의해 인장측(24a)은 곧게 펴지려고 하며 가압력을 인장 풀리(26)로 가하게 된다. 인장 풀리(26)는 벨트(24)로부터 힘을 받는다. 또한, 인장 풀리(26)는 급지 아암(25)에 일체로 부착되어 있다. 벨트(24)의 인장 측(24a)의 가압력은 급지 아암(25)으로 전달된다. 가압력이 도2에서 반시계 방향으로 작용하므로 시트의 상부 면을 가압하는 급지 롤러(20)의 합력은 종래에 비해 더 크다. 이에 따라 급지 롤러(20)의 급지력이 강화된다.
강성이 큰 두꺼운 시트가 급지되는 경우, 경사면 분리 판(34)과 접촉하게 되는 시트의 선단은 거의 휘어지지 않고, 이에 의해 급지 롤러(20)는 거의 회전하지 않으며 벨트(24)의 인장력은 점차로 강화된다. 인장 풀리(26)가 벨트(24)로부터 받는 힘도 점차로 강화된다. 이 결과, 충분한 급지력이 확보되므로, 급지 아암(25)과 급지 트레이(33) 사이에 작은 각도(α)가 형성되는 경우라 해도 시트(S)가 분리되어서 급지될 수 있다.
즉, 급지 롤러(20)는, 종래에는 형성될 수 없었으나 인장 풀리(26)를 배치함으로써 발생되는 힘을 급지 롤러(20) 및 급지 아암(25) 등의 자중에 의한 힘과 그리고 급지 아암(25)을 도2에서 볼 때 반시계 방향으로 회전시키는 힘에 부가하여 받는다. 따라서, 본 실시예에 따른 급지 장치는 강성이 큰 두꺼운 시트를 용이하게 분리 및 급지할 수 있도록 구성된다. 또한, 각도(α)는, 도1에 도시된 바와 같이, 구동 축(23)의 중심을 급지 롤러 축(19)의 중심과 연결시키는 선(L), 즉 구동 기어(22)의 중심과 급지 롤러(20)의 중심을 연결시키는 선(L)과 최상부 시트의 상부 면 사이에 형성된 각도이다.
이하에서는 인장 풀리(26)를 배치함으로써 확보되는 것으로서 급지 롤러(20)의 시트(S)에 대한 가압력의 강화에 대해 보다 상세하게 설명한다.
구동 기어(22)가 도2에 화살표로 나타낸 방향(반시계 방향)으로 회전할 때, 인장력 T1이 벨트(24)의 인장 측(24a)에 가해진다. 벨트(24)와 인장 풀리(26) 사이에 미끄럼 저항이 발생한다. 따라서, 인장 풀리(26)와 아이들러 기어(21) 사이의 벨트(24)의 인장력은 T1보다 작은 T2이다(T2 < T1). 인장력 T1과 인장력 T2의 결과력은 벨트(24)에 의해 인장 풀리(26)가 가압되는 힘 Fr이다. 아이들러 기어(21)는 벨트(24)가 둘레에 감겨 있는 부분으로부터 힘을 받는다. 벨트(24)로부터 아이들러 기어(21)로 가해지는 힘은 인장 측에서부터 점차 약화되므로, 벨트(24)로부터 아이들러 기어(21)로 가해지는 힘의 결과력은 Fg가 된다.
급지 아암(25)은 구동 축(23) 둘레에 회전 가능하게 배치된다. 급지 롤러(20)의 일 측에서 보았을 때, 급지 아암(25)은 인장 풀리(26)로부터 힘 Fr을, 아이들러 기어(21)로부터 힘 Fg를 받는다. 인장 풀리(26)와 아이들러 기어(21)의 구동 축(23)에 대한 상대 위치를 각각 X1과 X2로 나타내었을 때, 구동 축(23) 둘레의 급지 아암(25)의 회전 모멘트는 모멘트(X1 ×Fr) + 모멘트(X2 ×Fg)가 된다. 모멘트(X2 ×Fg)는 도2로부터 판단해 보면 작으므로, 급지 아암(25)의 반시계 방향 회전 모멘트는 구동 축(23) 둘레에서 균형을 이루지 못하고, 이에 따라 급지 롤러(20)를 시트와 가압 접촉하게 하는 힘으로서 작용하게 된다.
급지 장치(2)는 이하에서 설명하는 장점들을 갖는다.
벨트(24)의 인장 측(24a)의 가압력을 받는 인장 풀리(26)가 급지 아암(25)을회전시키는 힘을 생성시키므로, 급지력은 급지 아암(25)과 시트(S) 사이의 각도(α)가 작은 경우라 해도 점차 증가하는데, 이에 따라 급지 장치(2)는 강성이 큰 두꺼운 시트를 장애 없이 분리 및 급지할 수 있게 되어 급지 성능이 향상된다.
구동 축(23)의 회전 토크가 벨트(24)에 의해 전달되므로, 급지 장치(2)는 소수의 부품들로 구성될 수 있고 회전 토크가 기어에 의해 전달되는 종래의 구성을 갖는 급지 장치에 비해 저렴하다.
본 실시예에서는 아이들러 기어(21)가 급지 롤러 구동 기어(18)에 결합되고 있지만, 아이들러 기어(21)가 구동 기어(22)에 결합되는 경우에도 그와 유사한 효과가 달성된다. 또한, 다수의 아이들러 기어를 사용하는 경우에도 그와 유사한 효과가 달성된다.
본 실시예에서는 벨트(24)가 아이들러 기어(21)와 구동 기어(22) 사이에 현수되어 있는데, 벨트(24)는 도3에 도시된 바와 같이 아이들러 기어(21)를 생략하고서 구동 기어(22)와 급지 롤러 구동 기어(18) 사이에 현수될 수도 있다. 이 경우, 구동 기어(23)를 역방향으로 회전시킬 필요가 있고 벨트(24)의 인장 측(24a)은 보다 높이 위치된다. 이 경우에는 또한 벨트(24)의 인장 측(24a)을 인장 풀리(26)와 함께 급지 트레이(33) 상의 시트(S)로부터 멀어지는 방향으로 안내할 필요도 있다. 이와 같은 배열은 그 구성을 보다 간단하게 한다.
(다른 실시예에 따른 급지 장치)
도4 내지 도8에 도시된 또 다른 실시예에 따른 급지 장치(40)는 인장 풀리(26)에 의해 생성되는 급지 롤러(20)의 급지력의 급작스런 강화를 방지하도록구성된다. 따라서, 본 실시예에 따른 급지 장치는 앞의 실시예에 따른 급지 장치(2)와는 인장 풀리(26)와 관련된 부분의 구성에 있어서 다르다. 이하에서는 주로 그 부분에 대해 설명을 하는데, 동일한 부분은 동일한 도면 부호로 나타내며 동일한 부분에 대한 설명은 부분적으로 생략된다.
급지 장치(40)의 급지 유닛(130)은 구동 축(23)에 회전 가능하게 부착된 급지 아암(요동 부재)(125)과, 구동 축(23)과 일체로 된 구동 기어(구동 회전 부재)(22)와, 급지 아암(125)의 요동 단부에 회전 가능하게 배치된 급지 롤러 축(19)과, 급지 롤러 축(19)에 고정된(도2에서 보면 서로 중첩되어 있는) 2개의 급지 롤러(급지 회전 부재)(20)와, 급지 롤러 축(19)과 일체로 된 급지 롤러 구동 기어(18)와, 급지 아암(125) 상에 회전 가능하게 배치되어 급지 롤러 구동 기어(18)와 결합되어 있는 소직경 아이들러 기어(21a)와, 소직경 아이들러 기어(21a)의 축 중심과 일치하는 축 중심을 가지도록 소직경 아이들러 기어(21a)와 일체로 된 대직경 아이들러 기어(21b)와, 대직경 아이들러 기어(21b)와 구동 기어(22) 위에 현수된 벨트(권취 및 현수 부재)(24)와, 벨트(24)에 근접하고 또한 그로부터 멀어질 수 있도록 급지 아암(125) 상에 회전 가능하게 배치된 인장 풀리 홀더(35)와, 인장 풀리 홀더(35)를 벨트(24) 쪽으로 가압하기 위하여 급지 아암(125) 상에 배치된 가압 스프링(가압 부재)(36)과, 벨트(24)의 인장 측(24a)을 시트로부터 멀어지는 방향으로 안내하기 위하여 인장 풀리 홀더(35) 상에 배치된 인장 풀리(26)와, 벨트(24)의 이완 측(24b)과 접촉할 수 있도록 인장 풀리 홀더(35) 상에 회전 가능하게 배치된 보조 인장 풀리(보조 인장 부재)(41) 등으로 구성된다.
인장 풀리 홀더(35)에는 노치 부분(35a)과, 돌출 부분(35b)과, 레일 부분(35c)이 형성된다. 레일 부분(35c)은 급지 아암(125) 내에 벨트(24)와 교차하는 방향으로 형성된 직사각형의 긴 구멍(125b) 내에 끼워진다. 인장 풀리 홀더(35)는 레일 부분(35c)과 직사각형의 긴 구멍(125b)에 의해 벨트(24)에 근접하고 또한 그로부터 멀어질 수 있도록 구성되는데, 그 이동 거리는 제한된다. 가압 스프링(36)은 급지 아암(125)으로부터 돌출하는 돌출편(126)과 인장 풀리 홀더(35) 사이에 가압된 상태로 배치된다. 급지 아암(125)에는 혀 모양의 스냅 체결 부재(조절 부재)(127)가 구비된다. 스냅 체결 부재(127)의 뿌리 부분(127a)은 끝 부분(127b)보다 얇게 구성되므로, 스냅 결합 체결 부재(127)는 탄성을 가지게 된다. 끝 부분(127b)은 산 모양으로 구성된다. 끝 부분(127b)의 끝단 표면(127c)은 뿌리 부분(127a)을 향해 경사진 경사면으로 구성된다. 끝단 표면(127c)은 인장 풀리 홀더(35)의 돌출 부분(35b)을 조절할 수 있도록 구성된다.
또한, 인장 풀리 홀더(35)와, 가압 스프링(36)과, 인장 풀리(26)와, 보조 풀리(41)와, 직사각형의 긴 구멍(125b)과, 돌출편(126) 등은 요동력 발생 기구(요동력 발생 수단)(131)를 구성한다.
이하에서는 급지 장치(40)의 급지 작동에 대해 설명한다.
급지 장치(40)가 급지 작동을 시작하면, 구동 축(23)이 구동 기구(도시되지 않음)에 의하여 구동 및 회전한다. 회전력은 구동 기어(22), 벨트(24), 아이들러 기어(종동 회전 부재)(21), 급지 롤러 구동 기어(18) 및 급지 롤러 축(19)에 의해 급지 롤러(20)로 전달된다. 이어서 급지 롤러(20)가 회전하기 시작한다. 급지 롤러(20)를 구동 축(23) 둘레에서 회전 가능하게 유지하는 급지 아암(125)은 급지 아암(25), 급지 롤러(20), 요동력 발생 기구(131) 등의 자중으로 인해서 도4 및 도5에서의 반시계 방향으로 회전하도록 하는 방향의 힘을 받는다. 이러한 힘의 작용 하에서 급지 롤러(20)는 급지 트레이(33) 상에 장착된 시트들로부터 나온 최상부 시트의 상부 면에 대해 가볍게 가압된다.
따라서, 급지 롤러(20)가 회전하기 시작하면 마찰력에 의해 발생하는 급지력이 시트에 가해진다. 이 때, 시트는 경사면 분리 판(34)으로 가압되면서 반작용력을 받는다. 즉, 시트의 선단 부분은 경사면 분리 판(34)에 가압되면서 급지 롤러(20)의 급지력을 받는다. 이 결과, 시트의 선단 부분이 휘어진다. 선단 부분이 휘어진 상태에서 시트의 선단 부분은 경사면 분리 판(34)을 따라서 하부 가이드(27) 쪽으로 미끄러진다.
또한, 인장 풀리 홀더(35)가 가압 스프링(36)에 의해 가압되고 인장 풀리(26)가 벨트(24)의 인장 측(24a)에 인장력을 가한다. 구동 축(23)이 구동되어서 구동 기어(22)가 회전할 때에 인장력이 벨트(24)에 가해지고 인장 측(24a)은 곧게 펴지려고 하는데, 이에 의해 가압력이 인장 풀리(26)에 가해진다. 인장 풀리(26)는 벨트(24)로부터 힘을 받는다. 인장 풀리(26)는 인장 풀리 홀더(35)에 부착되어 있으므로, 인장 풀리 홀더(35)는 벨트(24)가 가압 스프링(36)에 대항해서 현수되도록 하는 방향(시트(S) 쪽의 방향)으로 이동한다. 인장 풀리 홀더(35)의 돌출 부분(35b)이 급지 아암(125)의 스냅 체결 부재(127)의 끝단 표면(127c)에 대해 타격되고서 인장 풀리 홀더(35)가 이동을 멈춘다(도6 참조). 이 동안에도 역시급지 아암(125)에는 벨트(24)로부터 힘이 가해진다. 그 힘은 도4 및 도5에서 반시계 방향으로 향하므로, 급지 롤러(20)를 시트의 상부 면과 가압 접촉시키는 총 힘은 종래보다 더 크다. 급지 롤러(20)의 급지력도 강화된다. 이 결과, 급지 아암(125)과 급지 트레이(33) 사이에 작은 각도(α)가 형성되는 경우라 해도 시트를 분리 및 급지하기 위한 충분한 힘이 확보되고, 이에 따라 급지 장치(40)의 시트 분리 및 급지 성능이 향상된다.
강성이 큰 두꺼운 시트가 급지되는 경우, 경사면 분리 판(34)과 접촉하는 시트의 선단은 거의 굽혀질 수가 없는데, 이에 의해 급지 롤러(20)가 거의 회전을 않게 되며 벨트(24)의 인장력이 점차로 강화된다. 벨트(24)로부터 인장 풀리(26)로 가해지는 힘, 즉 벨트(24)로부터 인장 풀리 홀더(35)로 가해지는 힘이 점차로 강화된다. 그 힘이 어떤 소정의 힘을 초과하게 되면, 스냅 체결 부재는 도7에 도시된 바와 같이 탄성적으로 변형되고, 이에 의해 인장 풀리 홀더(35)의 돌출 부분(35b)이 해제되어서 돌출편(126)에 이르게 된다. 벨트(24)의 인장 측(24a)은 곧게 펴지는 상태로 들어간다. 스냅 체결 부재(127)의 끝 부분(127b)은 인장 풀리 홀더의 노치 부분(35a) 안에 수용된다.
인장 풀리(26)와 보조 인장 풀리(41) 사이의 이격 거리는 벨트(24)의 인장 측(24a)과 이완 측(24b) 사이의 이격 거리보다 작게 설정되므로, 이에 반해서 인장 풀리 홀더(35) 상에 배치된 보조 인장 풀리(41)가 벨트(24)의 이완 측(24b)으로 인장력을 가한다.
급지 아암(125)의 스냅 체결 부재(127)가 변형되고 인장 풀리 홀더(35)의 돌출 부분(35b)이 해제되었을 때, 인장력을 받는 벨트(24)의 인장 측(24a)은 약한 힘으로 인장 풀리 홀더(35)를 가압한다. 급지 아암(125)과 급지 트레이(33) 사이에 큰 각도(α)가 형성되므로, 지금까지는 급작스럽게 강화되었던 급지력에 대한 강화율이 낮아진다. 따라서, 급지력은 강성이 큰 두꺼운 시트를 급지하는 데 필요한 것보다 더 크게 강화되지 않으며 급지 아암(125)과 급지 트레이(33) 사이의 각도(α)가 큰 경우라 해도 부적절한 급지는 야기되지 않는다.
다른 실시예에 따른 급지 장치(40)는 이하에서 설명하는 장점들을 갖는다.
급지 장치(40)는 벨트(24)의 인장 측(24a)의 가압력을 받는 인장 풀리(26)가 급지 아암(125)의 회전력을 초기 단계에서 발생시키도록 구성되므로, 급지 장치(40)는 급지 아암(125)과 급지 트레이(33) 사이의 각도(α)가 작은 경우라 해도 급지력이 점차 강화되도록 함으로써 강성이 큰 두꺼운 시트를 분리 및 급지할 수 있고, 이에 따라 급지 성능이 향상된다.
급지 장치(40)는 인장 풀리(26)가 벨트(24)의 인장 측(24a)을 지지하도록 구성되고 인장 풀리가 소정의 힘과 같거나 혹은 그보다 큰 힘을 받게 될 때에는 보호될 수 있도록 구성되므로, 급지 장치(40)는 강성이 큰 두꺼운 시트를 분리 및 급지하는 데 필요한 급지력이 급지 아암(125)과 시트(S) 사이의 각도(α)가 큰 경우에 요구되는 힘보다 크지 않게 할 수 있고, 이에 따라 강성이 큰 두꺼운 시트의 부적절한 급지가 방지된다.
급지 장치(40)는 구동 축(23)의 회전 토크를 전달하기 위하여 벨트(24)를 사용하도록 구성되므로, 급지 장치(40)는 소수의 부품들로 구성될 수 있고 회전 토크가 기어에 의해 전달되는 구성의 급지 장치에 비해 저렴하다.
본 실시예에 따른 급지 장치(40)는 강성이 큰 두꺼운 시트를 공급하기 위한 급지력을 점차 강화하며 급지력이 필요한 것보다 더 커지는 것을 방지하고, 이에 따라 급지 아암(125)과 급지 트레이(33) 사이의 각도(α)와 무관하게 강성이 큰 두꺼운 시트를 분리 및 급지하는 성능이 보다 더 향상된다.
또한, 인장 풀리(26)는 하나로 할 수 있을 뿐만 아니라 다수로 할 수도 있다. 더욱이, 벨트(24) 대신에 기어(22, 21b) 또는 기어(22, 18) 둘레에 현수되도록 하는 치형을 갖는 체인이 사용될 수도 있다. 또한, 기어 대신에 풀리를 사용하고 치형 벨트 대신에 치형이 없는 벨트를 사용할 수도 있다. 또한, 기어 대신에 풀리를 사용하고 벨트 대신에 와이어를 사용할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 급지 아암과 시트가 강성이 큰 두꺼운 시트에 대해서 작은 각도를 형성하더라도 강성이 큰 두꺼운 시트를 분리하고 급지하는 성능이 향상된다. 또한, 급지 아암과 시트가 강성이 큰 두꺼운 시트에 대해서 큰 각도를 형성하더라도 강성이 큰 두꺼운 시트를 분리하고 급지하는 성능도 향상된다.

Claims (10)

  1. 급지 장치에 있어서,
    시트를 지지하는 시트 지지 수단과,
    구동원에 의해 구동 및 회전하는 구동 회전 부재와,
    구동 회전 부재 상에 요동 가능하도록 배치되는 요동 부재와,
    요동 부재에 회전 가능하게 배치되어서 시트 지지 수단에 의해 지지되는 시트와 접촉할 수 있게 되는 급지 회전 부재와,
    상기 요동 부재 상에서 급지 회전 부재와 결합된 종동 회전 부재와,
    상기 구동 회전 부재와 종동 회전 부재의 둘레에 현수된 권취 및 현수 부재와,
    급지 회전 부재에 의하여 배출되는 시트의 선단부의 일 측에 배치되어서 공급된 시트를 한 장씩 분리하는 분리 경사면과,
    요동 부재 상에 배치되어서 권취 및 현수 부재의 인장 측을 시트로부터 멀어지는 방향으로 안내하며 요동 부재 상에 요동력을 발생시키는 것으로, 상기 인장 측의 인장력에 의해 발생된 가압력을 받음으로써 급지 회전 부재가 시트와 가압 접촉되게 하는 요동력 발생 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 급지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 요동력 발생 수단이 상기 권취 및 현수 부재의 인장 상태에 있는 인장 측을 수용하는 인장 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 급지장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 요동력 발생 수단이, 상기 권취 및 현수 부재의 인장 상태에 있는 인장 측을 수용하는 인장 부재와, 상기 인장 부재를 상기 권취 및 현수 부재의 인장력의 변동에 따라서 이동 가능하도록 지지하는 홀더와, 상기 인장 부재가 권취 및 현수 부재의 인장 측을 가압하도록 상기 홀더를 가압하는 가압 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 급지 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 요동력 발생 수단이, 상기 인장 부재가 상기 가압 부재에 대항하는 상기 인장 측의 인장력으로 인해 발생한 가압력에 의해 뒤로 밀릴 때에 상기 인장 측의 인장력에 의해 발생된 가압력이 소정의 가압력보다 작지 않을 때까지 상기 인장 부재의 이동을 조절하는 조절 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 급지 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 조절 부재는, 상기 인장 측의 인장력으로 인해 발생된 가압력이 소정의 힘을 초과할 때에는 상기 인장 부재를 조절로부터 해제하도록 탄성적으로 변형되는 것을 특징으로 하는 급지 장치.
  6. 제3항에 있어서, 벨트의 이완 측과 결합되며 그리고 인장 부재가 이동함에 따라 이완 측을 가압하는 보조 인장 부재가 상기 홀더 내에 배치된 것을 특징으로하는 급지 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 인장 부재와 상기 보조 인장 부재 사이의 이격 거리가 상기 권취 및 현수 부재의 인장 측과 이완 측 사이의 이격 거리보다 좁게 설정되는 것을 특징으로 하는 급지 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 급지 회전 부재와 상기 종동 회전 부재가 기어에 의해 회전되고 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 급지 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 급지 회전 부재와 상기 종동 부재가 동축으로 일체화 되는 것을 특징으로 하는 급지 장치.
  10. 화상 형성 장치에 있어서,
    시트를 지지하는 시트 지지 수단과,
    구동원에 의해 구동 및 회전하는 구동 회전 부재와,
    구동 회전 부재 상에 요동 가능하도록 배치되는 요동 부재와,
    요동 부재에 회전 가능하게 배치되어서 시트 지지 수단에 의해 지지되는 시트와 접촉할 수 있게 되는 급지 회전 부재와,
    상기 요동 부재 상에서 급지 회전 부재와 결합된 종동 회전 부재와,
    상기 구동 회전 부재와 종동 회전 부재의 둘레에 현수된 권취 및 현수 부재와,
    급지 회전 부재에 의하여 배출되는 시트의 선단부의 일 측에 배치되어서 공급된 시트를 한 장씩 분리하는 분리 경사면과,
    요동 부재 상에 배치되어서 권취 및 현수 부재의 인장 측을 시트로부터 멀어지는 방향으로 안내하며 요동 부재 상에 요동력을 발생시키는 것으로, 상기 인장 측의 인장력에 의해 발생된 가압력을 받음으로써 급지 회전 부재가 시트와 가압 접촉되게 하는 요동력 발생 수단과, 상기 분리 경사면에 의해 분리 및 급지된 시트 상에 화상을 형성시키는 화상 형성 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
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