KR100504032B1 - 공기 완충식 댐퍼를 이용한 잉크젯 프린터의 자동급지장치 - Google Patents

공기 완충식 댐퍼를 이용한 잉크젯 프린터의 자동급지장치 Download PDF

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본 발명은 잉크젯 프린터의 용지 자동급지장치에 공기 완충식 댐퍼를 부가하여 픽업 로울러가 용지를 픽업시 픽업 캠에 의한 밀착, 이격 동작시 충격으로 인한 소음 및 진동을 흡수하기 위한 공기 완충식 댐퍼를 이용한 잉크젯 프린터의 용지 자동급지장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 녹업플레이트의 하단 일측에 원형으로 된 스토퍼와, 상기 스토퍼의 하단부에는 녹업플레이트의 구동에 따라 같이 구동하는 플른저와, 메인프레임에는 상기 플른저의 외경과 거의 일치하며 플른저가 상,하로 미끄럼 운동이 가능하도록 직경을 갖고, 하단에는 공기를 유입 및 배출하기 위한 공기 유입구가 형성된 에어 실린더로 구성된 에어 댐핑 시스템을 부가하여, 용지와 픽업 로울러의 접촉점을 용지량에 관계없이 일정하게 유지함으로서 픽업로울러가 구동시 픽업캠과 녹업플레이트와의 접촉시 발생하는 충격 소음 및 진동을 최소화하여 기기를 사용하는 유저의 만족도를 극대화하는 효과를 가진다.

Description

공기 완충식 댐퍼를 이용한 잉크젯 프린터의 자동급지장치
본 발명은 잉크젯 프린터의 용지 자동급지장치에서 용지 픽업시 발생하는 충격 및 소음을 흡수하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용지 자동급지장치에 공기 완충식 댐퍼 장치를 부가하여 픽업 로울러가 용지를 픽업시 픽업 캠에 의한 밀착, 이격 동작시 충격으로 인한 소음 및 진동을 흡수하기 위한 공기 완충식 댐퍼를 이용한 잉크젯 프린터의 자동급지장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용자에 의해 컴퓨터에서 작성된 데이터나 파일을 문서화하기 위해서는 사용자의 취향에 따라 여러 종류의 각종 프린터를 이용하여 인쇄하고 있지만 본 고안에서는, 헤드 카트리지에 저장된 잉크에 열을 가하면 카트리지 내의 압력이 상승하고 비누 거품처럼 기포(Bubble)가 발생하게 되는데 이때 발생된 기포(Bubble)를 노즐을 통하여 분사시켜 글자를 구성하여 인쇄 용지에 부착시킴으로서 인쇄가 되는 잉크젯 프린터를 예를 들어 설명하기로 한다.
이러한 잉크젯 프린터에 사용되는 노즐의 개수는 일반적으로 64개를 사용하고 있으며, 그림의 해상도는 통상적으로 300∼1200 DPI(Dot Per Inch) 정도이고, 설치하는 카트리지의 종류에 따라서 모노(Mono)나 컬러(Color)로 인쇄를 하게 된다.
이와 같은 일반적인 잉크젯 프린터(10)의 구성에 따른 동작 과정을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 도 1은 프린터의 정면을 나타낸 사시도이고 도 2는 인쇄를 하기 위한 용지를 픽업하기 위한 대기 상태를 나타낼 것이고, 도 3은 용지를 픽업하는 과정을 나타낸 우측면도이다.
즉, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 용지(P)는 용지 급지 장치부(20)의 녹업플레이트(22)상에 적재되고, 용지를 스토킹하기 위한 녹업 스프링(23)의 탄력에 의해 용지가 스토킹되면 픽업 로울러(24)에 의하여 픽업된 후 낱장으로 이송 장치부(30)로 공급되어 인쇄를 위한 이송을 하게 된다.
또한, 이송 장치부(30)에 이송된 용지는 피드 로울러(31)와 프릭션 로울러(32)의 회전하는 압압력에 의해 인쇄 장치부(40)로 이송되게 된다.
상기 이송 장치부로부터 용지가 공급되면, 캐리지 구동 모터(도시되지 않음)가 구동을 하게 되고 따라서 벨트(44)가 좌, 우로 구동함에 따라, 이탈 방지용 가이드 레일(46)에 고정되어 캐리지 샤프트(43)를 따라 좌, 우로 슬라이딩(Sliding)하며 카트리지에 부착된9 노즐(42a)을 통해 이송 장치부(30)에서 이송된 용지(P)위에 인쇄가 되도록 한다.
따라서, 상기 헤드 카트리지(42)에 장착된 노즐(42a)에 의해 인쇄된 용지(P)는 베이스프레임(50) 위에서 용지(P)에 한 줄씩 인쇄되면서 점차적으로 이동하는 상태가 되며 인쇄된 용지(P)가 용지 배출부(60)에 도달하게 되면 배지 로울러(61)와 스타-휠(Star-Wheel)(62) 사이를 통과하여 용지(P)가 배지되는 배지 동작이 수행된다.
즉, 잉크젯 프린터(10)의 인쇄 과정은 용지 급지 장치부(20)에 용지가 적재되면 인쇄 명령에 따라 이송 장치부로 이송되어 인쇄 장치부(40)는 제어된 인쇄 명령에 따라 인쇄된 용지를 배지 장치부를 거쳐 배지되면 일련의 과정이 종료되는데, 이때 인쇄를 하기 위한 용지를 피딩하기 위한 시스템을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 반원형의 픽업로울러(24)와 일체로 형성된 픽업캠(25)에 의해 녹업플레이트(22)를 누르고 있는 대기 상태에서, 급지 동작을 위해 픽업캠(25)의 접촉 부위가 회전하게 되면 용지를 포함한 녹업플레이트(22)는 녹업스프링(23)에 의해 상승하여 픽업로울러(24)의 원주면에 밀착하게 된다.
이때, 녹업플레이트(22)는 상승하는 방향으로 아무런 저항 없이 상승하게 되며 이 때의 충격량은 탑재된 용지의 잔량에 따라 현저한 차이가 있으며 용지가 많이 탑재된 경우보다 적은량의 용지가 남아 있을 때 또는 용지가 없을 때가장 큰 충격음이 발생하고 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 종래에는 픽업캠(25) 부분의 경사면을 완만하게 형성하여 픽업로울러(24)의 회전에 따라 점진적으로 녹업플레이트(22)를 상승시키고 있으나, 픽업 로울러(24)가 1 회전만으로 픽업이 완료되는 자동급지 장치부(20)에는 용지의 잔량에 따라 픽업 로울러(24)와 용지가 접촉 회전되는 원주 길이가 달라지게 된다.
즉, 최종적으로 남아 있는 용지와 픽업로울러(24)가 접촉을 시작하는 위치가 서로 달라지므로, 급지가 급지가 원활하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 기술한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 용지 자동공급 장치부의 메인 프레임에 공기를 이용한 공기 완충식 댐핑 장치를 부가하여 용지를 픽업시 발생하는 충격 소음 및 진동을 최소화하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 구현하기 위하여, 용지 자동 급지 장치부의 메인 프레임에 공기 완충식 댐퍼 장치가 부가된 특징이 있다.
또한, 상기 공기 완충식 댐퍼 장치는 녹업플레이트의 하단 일측에 설치된 원형의 스토퍼와, 상기 스토퍼의 하단부에는 녹업플레이트의 구동에 따라 같이 구동하는 플른저와, 메인프레임에는 상기 플른저의 외경과 거의 일치하며 플른저가 상, 하로 미끄럼 운동이 가능하도록 직경을 갖고, 하단에는 공기를 유입 및 배출하기 위한 공기 유입구가 형성된 에어 실린더로 구성된 특징이 있다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 공기 완충식 댐퍼 장치의 구조를 나타낸 것으로, 녹업플레이트(22)의 하단 일측에는 원형으로 된 스토퍼(74)가 부가되어 있고, 상기 스토퍼(74)의 하단부에는 녹업플레이트(22)의 구동에 따라 같이 구동하는 플른저(Plunger)(73)가 구비되어 있다.
또한, 메인프레임(21)에는 상기 플른저(Plunger)(73)의 외경과 거의 일치하며 플른저(73)가 상, 하로 미끄럼 운동이 가능하도록 직경을 갖고, 하단에는 공기를 유입 및 배출하기 위한 공기 유입구(72)가 형성된 에어 실린더(Air Cylinder)(71)가 구비된 구조로 되어 있다.
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 장치를 나타낸 것으로, 도 5는 본 발명에 따른 구성을 나타낸 우측면도를 나타낸 것으로 용지가 적재된 후 인쇄대기 상태를 나타낸 것이고, 도 6은 용지를 픽업하는 과정을 나타낸 것이다.
도시한 바와 같이, 용지 자동급지장치부(70)의 일측에는 용지(P)의 적재량에 관계없이 용지 진입 각도를 일정하게 유지시키기 위한 가변 저항판(26)이 메인 프레임(21)에 고정되어 부착되어 있고, 힝거(Finger)(27)를 중심으로 적재된 용지의 소모되는 용지량에 따라 상, 하로 구동하는 녹업플레이트(Knock-Up-Plate) (22)와, 상기 녹업플레이트(22)를 중심으로 상부에는 인쇄 신호에 따라 녹업플레이트(22)에 적재된 용지를 픽업하는 반원형의 픽업로울러(24)가 부가되어 있다.
또한, 상기 녹업플레이트(22)의 하단부에는 픽업 로울러(24)가 용지를 픽업시 녹업플레이트(22)와의 접촉 소음을 방지하고 원활한 구동을 하기 위한 녹업스프링(23)이 메임프레임(21)의 일측에 고정된 상태로 장착되어 있고, 하단 일측에는 플런저(Plunger)(73)를 구동하기 위한 원형의 스토퍼(Stopper)(74)가 부가된 특징이 있다.
이와 같은 구조에 따른 동작 과정을 살펴보면, 먼저, 유저(User)에 의해 인쇄를 하기 위한 대기 상태에서 픽업캠(Pick-Up-Cam)(25)에 의해 눌려져 있는 자동급지 장치부(20)에 인쇄를 하기 위한 많은 용지가 적재되면 적재된 용지(P)를 받혀주고 있는 녹업플레이트(22)는 아래로 눌려지게 된다.
이때, 상기 녹업플레이트(22)의 힘에 의해 녹업스프링(23)이 압축되고 공기댐퍼 장치부(70)의 플런저(73)가 아래 방향으로 내려가게 된다.
이와 같은 인쇄를 하기 위한 대기 상태에서 인쇄 신호에 따라 픽업 로울러에 부가된 픽업 캠이 시계 방향(CW)으로 회전을 하게 된다.
따라서, 픽업 로울러(24)가 회전함에 따라 용지를 픽업하게 되는데, 이때 용지를 적재하고 있는 녹업플레이트(22)가 F = m a , a = F / m 의 가속력으로 상승하게 된다.(여기서, F는 녹업스프링의 힘을 나타낸 것이고, m은 녹업플레이트에 적재된 용지의 질량을 나타낸 것이다.)
이와 같이 녹업플레이트(22)가 상승함에 따라 원형의 스토퍼(74)에 연결된 플런저(Plunger)(73)가 상승하게 되고, 아울러 에어 실린더(71) 내측에는 진공 및 부압 상태가 된다.
따라서, 플런저(73)와 실린더(71) 사이의 공기 유입부분에는 좁은 공기 유입구(72)를 통해 급격히 유입되는 공기는 도 6(a)에서와 같이 공기의 점성 유동 특성에 따라 임계속도를 가지며 임계속도에 해당하는 내, 외 압력차에 대하여 도 6(b)에서와 같이 저항력을 발생한다.
즉, 도 6(c)에서와 같이 녹업플레이트의 상승각(θ)은 일정하게 유지되고, 따라서 용지와 픽업 로울러(24)의 접촉점을 용지 잔량에 관계없이 일정하게 유지하게 되어 픽업시 발생하는 소음 및 진동을 흡수하게 된다.
또한, 상기 V0는 공기 저항력의 콘트롤에 의해 조정이 가능하다.
여기서, 상기 플런저(Plunger)와 에어 실린더의 갭을 섭동 가능한 최소량으로 형성한 후 에어 실린더 내벽에 고점유의 윤활유를 도포하여 기밀을 유지한 후 공기 유입구의 직경을 선정함으로서 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 자동 용지 공급 장치부의 메인 프레임에 에어 댐핑 시8스템을 부가하여 용지와 픽업 로울러의 접촉점을 용지량에 관계없이 일정하게 유지함으로서 픽업로울러가 구동시 픽업캠과 녹업플레이트와의 접촉시 발생하는 충격 소음 및 진동을 최소화하여 기기를 사용하는 유저의 만족도를 극대화하는 효과를 가진다.
도 1은 종래에 일반적인 잉크젯 방식을 이용한 프린터를 나타낸 사시도이고,
도 2 및 도 3은 도 1에 따른 동작을 나타낸 것이고,
도 4는 본 발명에 따른 공기 댐핑 장치를 나타낸 것이고,
도 5 및 도 6은 도 4에 따른 동작 과정을 나타낸 것이고,
도 7은 도 4에 따른 동작과정에서 발생하는 파형도를 나타낸 것이다.

Claims (3)

  1. 상부에는 인쇄 신호에 따라 녹업플레이트에 적재된 용지를 픽업하는 반원형의 픽업로울러를 구비하고, 힝거를 중심으로 적재된 용지의 소모되는 용지량에 따라 상, 하로 구동하는 녹업플레이트와, 일측에는 용지의 적재량에 관계없이 용지 진입 각도를 일정하게 유지시키기 위한 가변 저항판과, 녹업플레이트의 일단에 고정되어 상기 픽업 로울러가 용지를 픽업시 녹업플레이트와의 접촉 소음을 방지하고 원활한 구동을 하기 위한 녹업스프링의 일단이 고정된 메인 프레임으로 구성된 용지 자동공급장치에 있어서;
    상기 용지 자동공급장치의 일단에 공기 댐퍼 완충 장치가 부가된 것을 특징으로 하는 공기 완충식 댐퍼를 이용한 잉크젯 프린터의 자동급지장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 댐퍼 완충 장치는 녹업플레이트의 하단 일측에 설치된 원형의 스토퍼와, 상기 스토퍼의 하단부에는 녹업플레이트의 구동에 따라 같이 구동하는 플런저(Plunger)와, 메인프레임에는 상기 플런저의 외경과 거의 일치하며 플런저가 상, 하로 미끄럼 운동이 가능하도록 직경을 갖고, 하단에는 공기를 유입 및 배출하기 위한 공기 유입구가 형성된 에어 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 완충식 댐퍼를 이용한 잉크젯 프린터의 자동급지장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 플런저(Plunger)는 녹업플레이트의 구동에 따라 같이 상, 하로 구동하는 것을 특징으로 하는 공기 완충식 댐퍼를 이용한 잉크젯 프린터의 자동급지장치.
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