KR100582101B1 - 용지 더미로부터 인쇄매체 용지를 분리하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용지 더미(28)로부터 인쇄매체의 용지를 분리하는 방법에 관한 것으로서, 상기 용지는 다공성이고, 상기 방법은, 적어도 상기 용지 더미(28)의 최상단 용지(28.1)를 통하여 유체가 통과되도록, 상기 용지 더미(28) 상의 인쇄매체의 최상단 용지(28.1)의 최상부 표면 위로 유체를 분출하는 단계와, 프린터(10)의 프린팅 스테이션(13)으로 운반하기 위하여, 적어도 최상단 용지의 일부분을 붙잡는 단계를 포함한다.
인쇄, 용지 분리, 인쇄매체, 프린터

Description

용지 더미로부터 인쇄매체 용지를 분리하는 방법{METHOD OF SEPARATING A SHEET OF PRINT MEDIA FROM A STACK OF SHEETS}
본 발명은, 고속, 사진 품질(photographic quality)의 프린터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 다공성의 용지 더미로부터 인쇄매체 용지(a sheet of print media)를 분리하는 방법에 관한 것이다.
본 출원인은, 고속, 사진 품질의 인쇄를 제공하는 여러가지 프린트헤드(printhead)를 개발하여 왔다. 이 프린트헤드는 일렬로 배열된 잉크 젯 노즐(ink jet nozzle)을 포함한다. 잉크 젯 노즐은 마이크로 전자기계 시스템(microelectromechanical system, MEMS) 기술을 사용하여 만들어진다. MEMS 기술의 사용으로, 초당 2페이지에 달하는 속도(양면 인쇄에 있어서)로 인쇄할 수 있는, 매우 빠른 속도의 인쇄 성능을 달성할 수 있다.
상기의 고속 인쇄를 촉진하기 위하여, 첫째로, 프린터의 프린팅 스테이션(printing station)에 공급되는 종이는, 조금이라도 가능성이 있는 종이 물림 또는 그와 비슷한 일들이 일어나지 않도록, 정확히 정렬되어야 하고, 요구되는 공급 속도를 수용할 수 있어야 한다. 둘째로, 종이는, 프린팅 스테이션의 고속 인쇄 성능을 그 최고 한도까지 사용하기에 충분한 속도로, 프린팅 스테이션에 공급될 수 있어야 한다.
본 발명에 따르면, 다공성의 용지 더미로부터 인쇄매체 용지를 분리하는 방법이 제공되고, 이 용지 분리 방법은:
적어도 상기 용지 더미의 최상단 용지를 통하여 유체가 통과되도록, 상기 용지 더미 상의 인쇄매체의 최상단 용지의 최상부 표면 위로 유체를 분출하는 단계와;
프린터의 프린팅 스테이션으로의 운반을 위하여, 상기 최상단 용지의 적어도 일부분을 붙잡는 단계를 포함한다.
상기 최상단 용지의 적어도 일부분을 붙잡는 단계 이전에, 상기 방법은, 인쇄매체공급장치의 픽업 수단(pick up means)의 개구부(aperture means)를 통하여, 최상단의 용지의 최상부 표면에 유체를 분출하는 것을 포함할 수 있다. 상기 픽업 수단은 픽업 바(pick up bar)의 형태일 수 있다. 상기 픽업 바의 개구부는 여러 다른 형태들 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 상기 개구부는 바(bar)를 따라 세로로 뻗은 채널(channel)의 형태일 수 있다. 대신에, 상기 바는 세로로 일정 간격을 두어 위치한 다수의 불연속인 오리피스(orifice)를 지지할 수 있으며, 상기 오리피스는 상기 개구부를 규정한다.
상기 용지 분리 방법은, 우선, 상기한 최상단 용지의 적어도 일부분을 포획하기에 앞서, 상기 최상단 용지의 적어도 일부분을 용지 더미로부터 들어 올리는 것을 포함할 수 있다. 상기 용지 분리 방법은, 상기 픽업 수단의 표면과 상기 인쇄매체의 최상단 용지의 최상부 표면 사이에 저압 영역을 발생시킴으로써, 상기한 최상단 용지의 적어도 일부분을 들어 올리는 것을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 용지 분리 방법은, 상기한 저압 영역을 발생시키기 위하여, 픽업 수단이, 인쇄매체의 최상단 용지의 최상부 표면에 대해 일정 간격을 두는 관계를 유지하는 것을 포함할 수 있다.
상기 용지 분리 방법은, 분출 동작으로부터 흡입 동작으로 변화되도록 하기 위해, 픽업 수단에 의하여, 바람직하게는, 픽업 수단을 통하여 유체의 유동 방향을 반전시킴으로써, 상기 인쇄매체의 최상단 용지의 적어도 일부분을 붙잡는 것을 포함할 수 있다.
상기 용지 분리 방법은, 용지 더미 위로 분출된 유체의 유동 방향에 거의 수직인 방향으로, 상기한 인쇄매체의 최상단 용지를 운반하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명은 첨부된 다음의 도면을 참조하여 실시예에 의해 기술된다.
도 1은, 본 발명의 방법에 따라 작동되는 인쇄매체공급장치를 포함하는, 프린터의 부분 사시도이다.
도 2는, 상기 인쇄매체공급장치의 일부를 포함하는, 프린터의 입력 영역(input region)의 3차원적인 사시도이다.
도 3은, 도 2의 인쇄매체공급장치의 일부에 대한 확대도로서, 3차원적인 사시도이다.
도 4는, 상기 인쇄매체공급장치의 작동의 초기 단계에 대한, 도식적인 측단면도이다.
도 5는, 상기 인쇄매체공급장치의 작동의 두번째 단계에 대한, 도식적인 측단면도이다.
도 6은, 상기 인쇄매체공급장치의 작동의 세번째 단계에 대한, 도식적인 측단면도이다.
도 7은, 상기 인쇄매체공급장치의 작동의 네번째 단계에 대한, 도식적인 측단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 프린터의 일부는 대체적으로 참조 부호 "10"으로 명시되고 도시되어 있다. 상기 프린터(10)는, 대략 초당 1장 내지 2페이지의 속도(즉,용지의 양면)로 인쇄매체(print media)의 양면을 인쇄하는 고속 프린터이다. 인쇄매체는, 이 경우, 용지 더미(a stack of sheets)의 형태이다. 설명을 간단히 하기 위하여, 본 발명은, A4 용지, 더욱 상세하게는, 미리 결정된 다공도(多孔度)를 갖는 용지로서의 인쇄매체와 관련하여 기술되어질 것이다.
상기 프린터(10)는, 프린팅 스테이션(printing station, 13)을 통하여 공급된 용지의 양면을 인쇄하기 위해, 프린팅 스테이션(13)에 배열된, 페이지와 같은 폭을 갖으며 서로 마주보는 한 쌍의 프린트헤드(printhead, 12)를 사용한다. 각각의 프린트헤드(12)는, 요구되는 고속, 사진 품질 인쇄를 달성하기 위하여, 일렬로 된 잉크 젯 노즐들을 구비한, 마이크로 전자기계 시스템(MEMS)의 칩(chip)의 형태이다.
상기 프린팅 스테이션(13)은, 용지를 프린트헤드(12)로 운반하기 위해 프린트헤드(12)의 상류에 배열된, 구동 롤러(16)와 피구동 롤러(18)를 포함하는, 제1 롤러 세트(14)를 포함한다. 상기 제1 롤러(22)와 제2 롤러(24)를 포함하는 제2 롤러 세트(20)는, 프린트헤드(12)와 제1 롤러 세트(14)의 사이에 배열된다. 용지 변류기(paper deflector, 26)는 제1 롤러 세트(14)와 제2 롤러 세트(20) 사이에 배열된다.
도 2에 더욱 자세하게 도시된 바와 같이, 상기 인쇄매체는, 이미 기술한 것처럼, 용지 더미(28)에 배열된다. 상기 용지 더미(28)는 프린터(10)의 상자(도시되지 않음)에 수용되고, 적당한 캐비넷(도시되지 않음)에서 프린터(10)의 금속 칸막이(30)에 대향하여 유지된다. 솔레노이드에 의해 작동되는 태핑 장치(tapping mechanism, 32)는, 용지 더미(28)의 용지가 금속 칸막이(30)와 정확한 결합을 유지하게 하기 위하여 용지 더미(28)를 두드리며, 아래에서 상세하게 기술되어질 바와 같이, 프린팅 스테이션(13)에 용지가 공급될 때에, 용지 더미(28)로부터 들어 올려진 용지는 프린트헤드(12)와 안팎의 인쇄면이 바르게 일치되도록 정렬된다. 다시 말하면, 상기 태핑 장치(32)는 용지 더미(28)로부터 들어 올려진 용지가 비뚤어지는 것을 방지한다.
상기 프린터(10)는, 인쇄를 위해 용지를 프린팅 스테이션(13)으로 운반하기 위하여, 용지 더미(28)로부터 제1 롤러 세트(14)의 롤러 16과 롤러 18로 용지를 공급하는 용지 공급 장치(34)를 포함한다.
상기 용지 공급 장치(34)는, 스테퍼 모터(stepper motor, 38)의 형태로서의 구동 수단에 의해 회전되는 선회 로드(pivot rod) 또는 축(axle, 36)을 포함한다. 스윙 아암(swing arm, 40)은 축(axle, 36)의 각각의 단부에 배열된다.
상기 용지 공급 장치(34)는, 유체 호스(fluid hose, 44)에 연결된 픽업 바(pick up bar, 42)를 포함한다. 상기 픽업 바(42)는, 스윙 아암(40)에 선회 가능하게 부착되어 있다. 아암(arm, 46)은, 바(bar, 42)의 일단부로부터 돌출한 두 갈래로 나누어진 단부(도시되지 않음)를 구비한다. 상기 아암(46)은, 선회 블럭(48)의 형태의 슬리브(sleeve)에 활주 가능하게 수용된다. 상기 아암(46)과, 좀더 상세하게는, 그 두 갈래로 나누어진 단부는, 광학 센서(50)와 협력하여, 언제 상기 픽업 바가 본래의 위치에 있는 지를 결정하며, 상기 픽업 바의 본래의 위치는 도 4에 도식적으로 도시되어 있다.
위에 기술된 바와 같이, 프린터(10)는 초당 한 장의 속도로 인쇄할 수 있는 성능을 갖는 고속 프린터이다. 이러한 성능을 사용하기 위하여, 용지는, 정확하고 제어되는 방식으로, 개별적으로 용지 더미(28)로부터 프린팅 스테이션(13)으로 공급되는 것이 중요하다. 따라서, 픽업 바 조립체(34)가 용지를 분리하여, 용지 더미(28)로부터 프린팅 스테이션(13)으로 정확하게 운반하는 것이 필요하다. 용지 더미(28)로부터 최상단 용지(28.1)을 분리하기 위하여, 유체 호스(44)가 유체 원천(fluid source)(도시되지 않음)과 연결된다. 공기는, 도 4에 도시된 바와 같이, 호스(44)를 따라 화살표 52의 방향으로 분출된다. 상기 공기는, 화살표 56으로 표시된 바와 같이, 픽업 바(42)의 방출 구멍(outlet aperture, 54)을 통하여 배출된다. 상기 공기는, 픽업 바(42)의 다리부(foot portion, 58)와 용지 더미(28)의 최상단 용지(28.1) 사이로 밀어 넣어진다.
본 발명은, 예를 들어 80gsm 용지와 같은, 다공성의 인쇄매체의 사용을 특히 의도하였다.
용지의 다공성에 의해, 공기는 최상단 용지(28.1)을 뚫고 들어가, 도 5에서 화살표 60으로 도시된 바와 같이, 용지 더미(28)의 최상단에서 두번째의 용지에 부딪친다. 이는 용지 더미(28)의 잔여 용지들로부터 최상단 용지(28.1)의 최초 분리를 일으킨다.
또한, 픽업 바(42)의 다리부(58)의 주변과 용지 더미(28)의 최상단 용지(28.1) 사이에 발생하는 국부적인 저압의 결과로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 최상단 용지(28.1)가 픽업 바(42)로 끌어 당겨진다. 공기가 최상단 용지(28.1)를 통과하기 때문에, 용지 더미(28)의 잔여 용지들로부터 최상단 용지(28.1)의 분리가 촉진된다.
일단, 최상단 용지(28.1)가 용지 더미(28)로부터 들어 올려지고, 용지 더미(28)로부터 짧은 거리에 운반되며, 픽업 바(42)가 용지 더미(28)에 대해 미리 결정된 높이에 도달한 때에는, 픽업 바(42)의 구멍(aperture, 54)에 흡입 효과를 부여하기 위해, 공기의 유동 방향이 반전된다. 이는 도 7에서 화살표 62로 도시되어 있다.
용지 공급 장치(34)의 스윙 아암(40)이 화살표 64(도 3)의 방향으로 계속하여 회전하므로, 픽업 아암(pick up arm, 42)은 화살표 66(도 7)의 방향으로 움직이고, 용지 더미(28)의 최상단 용지(28.1)의 선단은 제1 롤러 세트(14)의 롤러 16과 롤러 18 사이에 공급된다. 그 다음에, 호스(44)에서 흡입이 중단되고, 최상단 용지(28.1)는, 롤러 세트 14와 롤러 세트 20에 의하여, 인쇄를 위해 프린팅 스테이션(13)으로 전진 이송을 위하여, 픽업 바(42)로부터 분리된다.
롤러 세트 14와 롤러 세트 20에 의하여 용지 더미(28)의 최상단 용지(28.1)가 이송되는 동안, 이 최상단 용지(28.1)의 움직임에 대해 상대적으로 공기 유동이 발생한다. 이러한 최상단 용지(28.1)의 표면에 평행한 공기 유동이, 픽업 바(42)에 대한 최상단 용지(28.1)의 병진 운동을 촉진하는, 작은 마찰 쿠션을 초래하는 것이 이해될 것이다. 이것은, 픽업 바(42)의 집어 드는 동작을 방해하지 않고, 픽업 바(42)의 표면에 수직인 방향으로, 어떠한 적절한 방법에 의해, 최상단 용지(28.1)가 이동되는 것을 가능케 한다. 이것은 또한, 최상단 용지(28.1)가 롤러 세트 14에 공급되는 동안, 최상단 용지(28.1)의 뒷부분이 용지 더미(28)에 대해 일정한 간격을 두는 관계를 유지하도록 조장한다.
본 출원인은, 유체 호스를 통한 초기 "분출" 방향의 공기의 속도는 결정적이지 않으며, 픽업 바(42)와 용지 더미(28)의 최상단 용지(28.1) 사이의 간격 또한 결정적이지 않다는 것을 발견했다. 더욱이, 용지 더미의 종이가 다공도를 가진다면, 용지 더미의 종이의 무게 또는 품질 등급 또한 결정적이지 않다.
대체로, 공기가 용지 더미(28) 위로 분출될 때에, 유체 호스(14)에는 대략 5kPa의 압력이 존재한다. 공기는 대략 1 l/s로 분출되고, 대략 1kPa의 압력과 대략 50m/s의 속도로, 픽업 아암(42)의 다리부(58)와 최상단 용지(28.1) 사이의 틈을 통하여 나간다. 실험적으로, 픽업 아암(42)은, 최상단 용지(28.1)를 집어 들기 위하여, 용지 더미(28) 위로 0.1mm와 0.2mm사이의 간격을 유지하였으며, 이것은 성공적이었다. 게다가, 용지 공급 장치(34)는, 40gsm에서부터 고해상도, 사진 품질의 잉크 젯 용지(photo-quality ink jet paper)까지 품질 등급의 용지를 가지고 작동되는 것을 발견하였다.
상기 픽업 바(42)의 구멍(54)은 또한 어떠한 적절한 형태일 수도 있다. 예를 들어, 구멍(54)은, 픽업 바(42)의 길이를 연장하는 일직선 또는 물결 모양의 채널(channel)의 형태일 수 있다. 그 대신에, 구멍은, 픽업 바(42)의 길이를 따라 일정 간격으로 띄엄띄엄 배열된, 다수의 불연속 노즐을 포함할 수 있다.
본 출원인은, 놀랍게도, 용지 더미(28)의 종이 위로 공기를 분출함으로써, 용지의 분리가 촉진되는 것을 발견하였다. 이것은, 누구나 흡입 형태의 메카니즘이 더 잘 작동하리라고 기대하는 데에 대하여, 전혀 반대의 직관적인 접근이다. 그러나, 용지 더미(28)의 용지가 다공성이라면, 용지 더미(28)로부터 최상단 용지의 매우 양호한 분리가 달성된다.
당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 넓게 기술된 본 발명의 의도 또는 범위를 벗어나지 아니하고, 구체적인 실시예에서 본 바와 같이, 본 발명에 다양한 변화 및/또는 변용을 가할 수 있다는 사실이 이해될 것이다. 따라서, 상기의 실시예는, 모든 면에서 한정적인 것이 아니라, 예시적인 것으로 고려되어져야 한다.

Claims (8)

  1. 용지 더미로부터 인쇄매체(print media)의 용지를 분리하는 방법에 있어서,
    상기 용지는 다공성(porous)이고, 상기 용지 분리 방법은:
    적어도 상기 용지 더미의 최상단 용지를 통하여 유체가 통과되도록, 더미로 쌓여 있는 인쇄매체의 최상단 용지의 최상부 표면 위로 유체를 분출하는 단계와;
    프린터의 프린팅 스테이션(printing station)으로 운반하기 위하여, 상기 최상단 용지의 적어도 일부분을 붙잡는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 용지 더미로부터 인쇄매체 용지를 분리하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체를 분출하는 단계는, 인쇄매체공급장치(print media feed arrangement)의 픽업 수단(pick up means)의 개구부(aperture means)를 통하여, 상기 최상단 용지의 최상부 표면 위로 유체를 분출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 용지 더미로부터 인쇄매체 용지를 분리하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 최상단 용지의 적어도 일부분을 붙잡는 단계 이전에, 상기 용지 더미로부터 상기 최상단 용지의 적어도 일부분을 들어올리는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 용지 더미로부터 인쇄매체 용지를 분리하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 최상단 용지의 적어도 일부분을 들어올리는 단계는, 상기 픽업 수단의 표면과 상기 인쇄매체의 최상단 용지의 최상부 표면 사이에 저압 영역을 형성함으로써, 상기한 최상단 용지의 적어도 일부분을 들어올리게 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 용지 더미로부터 인쇄매체 용지를 분리하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 최상단 용지의 적어도 일부분을 들어올리는 단계는, 상기 저압 영역을 만들기 위하여, 상기 픽업 수단이 상기 인쇄매체의 최상단 용지의 최상부 표면에 대해 일정 간격을 두는 관계를 유지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 용지 더미로부터 인쇄매체 용지를 분리하는 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 최상단 용지의 적어도 일부분을 붙잡는 단계는, 상기 픽업 수단에 의하여, 상기 인쇄매체의 최상단 용지의 적어도 일부분을 붙잡는 것을 특징으로 하는, 용지 더미로부터 인쇄매체 용지를 분리하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 최상단 용지의 적어도 일부분을 붙잡는 단계는, 분출 동작에서 흡입 동작으로 변화되도록 하기 위하여, 상기 픽업 수단을 통하는 유체의 유동 방향을 반전함으로써, 상기 인쇄매체의 최상단 용지의 적어도 일부분을 붙잡는 것을 특징으로 하는, 용지 더미로부터 인쇄매체 용지를 분리하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 최상단 용지의 적어도 일부분을 붙잡는 단계 이후에, 상기 용지 더미 위로 분출되는 유체의 유동 방향에 거의 수직인 방향으로, 상기 인쇄매체의 최상단 용지를 운반하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 용지 더미로부터 인쇄매체 용지를 분리하는 방법.
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