KR200176126Y1 - 표면에 요철을 형성한 용지 급배지 롤러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 복사기, 프린터, 팩스등의 사무기기나, 윤전기 기타 각종 인쇄기에 있어서 복사 또는 인쇄 용지를 공급 또는 배출하는 장치인 용지 급배지 롤러에 관한 것으로, 더 상세하게는 상기 롤러의 용지접촉면의 재질을 금속으로 하고 상기롤러 용지접촉면에 미세한 요철층을 형성하여 용지의 미끄럼이나 잼밍을 방지하도록 한 용지 급배지 롤러에 관한 것이다.

본 고안은 종래의 용지 급배지용 롤러의 형상에 금속 재질의 용지접촉면을 갖는 롤러 모재(1,1',1'')와, 상기 롤러 모재의 용지접촉면에 상기 롤러의 용도나 요구 성능에 따라 형상과 크기를 달리하여 널링, 샌드브라스팅, 용사, 에칭등의 방법으로 형성한 요철을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안은 종래의 고무나 수지 소재의 용지 급배지 롤러의 문제점을 개선한 것으로, 본 고안에 따를 경우 사무기기나 인쇄기의 용지 급배지 실패로 인한 에러를 줄일 수 있을 뿐만아니라 특히 출력 속도가 빠른 고속 복사기나 인쇄기등의 실현을 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

표면에 요철을 형성한 용지 급배지 롤러{Roller with protruded surface}

본 고안은 복사기, 프린터, 팩스등의 사무기기나, 윤전기 기타 각종 인쇄기에 있어서 복사 또는 인쇄 용지(종이, 합성 수지 필름등을 모두 포함하여 이하 '용지'라 함)를 공급 또는 배출하는 장치인 용지 급배지 롤러에 관한 것으로, 더 상세하게는 상기 롤러의 용지 접촉면에 미세한 크기의 돌출된 요철을 형성하여 용지 급배지 롤러 표면과 용지 사이의 미끄럼이나 잼밍을 방지하도록 한 용지 급배지 롤러에 관한 것이다.

도1a 내지 도1c에 도시된 것과 같이 일반적으로 롤러(1)는 샤프트(2)에 고정되어 롤러 어셈블리를 이룬다. 도1a 내지 도1c의 롤러 어셈블리에서 샤프트(2)는 통상 알미늄이나 스테인레스등의 금속 재질로 만들어지고, 롤러(1)는 니트릴고무,우레탄 고무,에피클로로히드린 고무,실리콘 고무,에틸렌프로필렌 고무, 아크릴 고무,부틸 고무 등의 고무 재질이나 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 염화 비닐 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 페놀 수지등의 수지 재질로 만들어 진다. 롤러와 용지간의 접촉 부위에서 미끄러짐이 없이 용지가 잘 이송되도록 고무나 수지와 같이 표면의 마찰력이 큰 재질을 롤러(1)의 재질로 사용하는 것이다.

프린터,복사기등의 사무기기나 윤전기등의 인쇄기에 있어서 그 성능을 표시하는 가장 중요한 요소는 인쇄 속도, 즉 일정한 시간에 얼마나 많은 출력을 하느냐에 있고, 또한 갈수록 빠른 속도의 출력을 내는 사무기기나 인쇄기에 대한 요구가 커져가고 있다. 상기의 사무기기나 인쇄기의 속도증대를 제한 하는 요소가 여러가지 있지만 상술한 고무나 수지를 재질로한 용지 급배지 롤러도 속도 증대를 제한 하는 중요한 요소가 되고 있다. 즉, 복사나 인쇄 속도를 높이기 위해서는 현상 뿐만아니라 고속으로 용지의 공급, 이송 및 배출을 해 주어야 하고, 이러한 용지의 공급,이송 및 배출은 용지 급배지 롤러의 표면 마찰력을 이용하여 가능한데, 롤러의 회전 속도가 빨라지다보면 롤러의 표면에 마찰열이 발생하여 표면이 쉽게 피로해지고 따라서 마찰력을 상실하여 용지와 롤러사이에 미끄럼 현상이 나타나기 때문이다. 종래의 고무, 우레탄 또는 열경화성 합성수지로 된 롤러의 경우 A₄용지를 기준으로 분당 60매 내외의 출력 속도를 초과할 경우 롤러 표면이 마찰열로 피로해지고 연화되기 때문에 마찰력이 떨어져 용지와 롤러 표면간의 미끄럼 현상이 나타나고 따라서 용지가 이송 또는 배출 되지 못하고 끼이는 잼밍 현상이 수시로 나타난다. 뿐만아니라 종래의 고무나 수지로 된 롤러는 표면의 경도가 낮아 A₄용지를 기준으로 8000매 내외의 장수를 이송하면 표면이 더이상 용지를 이송할 수 없을 정도로 마모되기 때문에 롤러간의 간격이 벌어져 용지의 급배지에 실패할 수 있고, 더구나 프린터나 복사기등의 속도를 고속으로 발전시켜 나갈수록 롤러 표면의 마모 정도와 마모 속도가 심해질 것임은 자명한 사실이다.

인쇄기나 프린터등의 현상기의 현상 속도는 날이 갈수록 빨라 지는데 용지의 공급 이송 배출은 상술한 바와 같이 롤러의 마찰력 저하와 표면 마모로 실패할 수 있으므로, 인쇄기 등의 속도가 빨라질 수록 현상이 원하는 형상대로 되지 못하고 왜곡되어 출력됨으로써 사무기기의 고속화를 무용하게 만들 우려가 있다.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 여러 가지 방법이 제안되어 왔다. 그 하나로 대한민국 실용신안공개번호 제93-23300호의 고안은 롤러의 표면의 일부에 평면부를 형성하고 평면부 일측부에 마찰띠를 형성하는 방법을 제안하고 있다. 다른 방법으로 대한민국 실용신안공개번호 제98-5852호의 고안은 롤러의 표면에 길이 방향으로 나선형 홈을 형성하여 요철화하는 방법을 제안하고 있다. 또다른 방법으로 대한민국 실용신안공개번호 제98-41176호의 고안은 마찰롤러의 외주면에 고무밴드를 결합하고 피드롤러는 마찰계수가 큰 고무피드롤러를 사용하는 방법을 제안하고 있다. 상기의 세가지에 방법은 모두 롤러의 마찰력을 좋게하여 미끄럼을 방지하는 방법에 관한 것이다. 롤러의 마모를 줄이는 방법은 대한민국 실용신안공개번호 제97-22598호에 개시되어 있다. 이 고안은 급지롤러의 내각(α)을 0˚＜α＜360˚로 형성한 호형급지롤러를 사용함을 특징으로 한다. 상기 방법들은 모두 롤러의 재질로 고무나 수지를 사용하는 점과, 고무 또는 수질로된 롤러의 표면에 약간의 변화를 주는데 불과할 뿐 마찰면의 재질에 관한 근본적인 문제 해결 방법을 제시하지 못하고 있는 점에서 같다.

상기와 같은 문제점을 고려한 본 고안은 사무기기등의 용지 급배지 롤러에 있어서, 상기 롤러의 용지 접촉면에 표면 마찰력을 보강할 수 있는 미세한 요철을 형성함으로써 마찰력과 내마모성이 우수한 용지 급배지 롤러를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1a내지 도1c는 사무기기나 인쇄기에 사용되는 용지 급배지용 롤러 어셈블리의 예시적인 형태를 도시한 사시도를,

도2a는 금속 재질로 된 롤러 표면에 본 발명에 따른 요철을 형성한 용지 급배지용 롤러 어셈블리의 사시 단면도를,

도2b는 요철이 형성된 금속 재질의 외부 실린더와 상기 외부 실린더에 받아 들여진 고무나 수지 재질의 내부 실린더로 구성된 롤러를 포함하는 롤러 어셈블리의 사시 단면도를,

도3a는 도2a 및 도2b에서 요철을 널링에 의하여 형성한 경우 롤러 표면 일부

(A)를 확대하여 도시한 상세도를,

도3b는 도2a 및 도2b에서 요철을 용사에 의하여 형성한 경우 롤러 표면 일부 (A)를 확대하여 도시한 상세도를,

도3c는 도2a 및 도2b에서 요철을 샌드브라스팅에 의하여 형성한 경우 롤러 표면일부(A)를 확대하여 도시한 상세도를,

도3d는 도2a 및 도2b에서 요철을 에칭에 의하여 형성한 경우 롤러 표면일부(A)를 확대하여 도시한 상세도를,

도4a내지 도4f는 롤러의 용지 접촉면의 일부분만에 요철을 형성한 것을 개략적으로 도시한 롤러의 정면도를 각각 나타낸다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 :롤러 1':내부 실린더 1'':외부 실린더

2 :샤프트 3 :요철 미형성부 4,5,6,7:요철 미형성부

본 고안은 종래의 용지 급배지용 롤러의 형상에 금속 재질의 용지접촉면을 갖는 롤러 모재(1,1',1'')와, 상기 롤러 모재의 용지접촉면에 상기 롤러의 용도나 요구 성능에 따라 형상과 크기를 달리하여 용사, 널링, 샌드브라스팅, 에칭등의 방법으로 형성한 요철(도3a 내지 도3d)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기의 요철은 다양한 형상과 크기로 형성될 수 있으나 용지를 이송하는 점을 고려하면 100 미크론(㎛) 이하의 높이를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 요철의 높이가 너무 클 경우에는 용지에 눌림 자욱이 남을 수 있기 때문이다.

상기 용사(spraying)는 공지된 기술로서 용융 상태의 금속이나 세라믹등의 입자군을 롤러 표면에 뿜어서 요철을 형성하는 방법이다. 입자의 원래의 형상이 유지되지는 못하지만 텅스텐,텅스텐 합금, 기타 초경합금이나 세라믹 입자를 이용하면 어느정도의 거칠기를 갖는 고경도 요철 표면을 형성할 수 있다.

상기 널링(knurling)은 공지된 기술로서 널링공구를 이용하여 롤러 표면에 요철을 형성하는 방법이다. 피치가 수십미크론 이내이고 모서리 각이 예리한 널링 공구를 만들어 요철을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 샌드브라스팅(sandblasting)은 공지 기술로서 고경도 금속 입자를 롤러표면에 강하게 분사하여 요철을 형성하는 방법이다. 비교적 예리한 모서리 각을 가진 요철을 용이하게 형성할 수 있다.

상기 에칭(etching)은 공지 기술로서 롤러 표면의 일부를 산(酸)에 부식시켜 요철을 형성하는 방법이다. 다양한 형상의 요철을 얻을 수 있는 장점이 있다.

상기 방법 중 특히 널링,샌드브라스팅,에칭의 방법을 사용하여 요철을 형성할 경우에는 요철의 모서리 각을 용이하게 조절할 수 있다.

롤러 표면에 미세한 요철을 형성할 수 있는 방법이면 상기의 용사,널링,샌드브라스팅,에칭이외 어느 방법을 사용하든 무방하다.

롤러의 형상이나 크기는 전적으로 롤러 어셈블리가 사용될 기기 및 용도에 따라 결정된다.

이하, 첨부한 도면을 참고하면서 바람직한 실시례를 상세히 설명한다.

도2a는 금속 재질로 된 롤러 표면에 본 발명에 따른 요철을 형성한 용지 급배지용 롤러 어셈블리의 사시 단면도를, 도2b는 요철이 형성된 금속 재질의 외부 실린더와 상기 외부 실린더에 받아 들여진 고무나 수지 재질의 내부 실린더로 구성된 롤러를 포함하는 롤러 어셈블리의 사시 단면도를, 도3a는 도2a 및 도2b에서 요철을 널링에 의하여 형성한 경우 롤러 표면 일부(A)를 확대하여 도시한 상세도를, 도3b는 도2a 및 도2b에서 요철을 용사에 의하여 형성한 경우 롤러 표면 일부 (A)를 확대하여 도시한 상세도를, 도3c는 도2a 및 도2b에서 요철을 샌드브라스팅에 의하여 형성한 경우 롤러 표면일부(A)를 확대하여 도시한 상세도를, 도3d는 도2a 및 도2b에서 요철을 에칭에 의하여 형성한 경우 롤러 표면일부(A)를 확대하여 도시한 상세도를, 도4a내지 도4f는 롤러의 용지 접촉면의 일부분만에 요철을 형성한 것을 개략적으로 도시한 롤러의 정면도를 각각 나타낸다.

＜실시례1>

실시례1에서는 롤러 모재와 샤프트를 모두 금속 재질로 하고,롤러 모재와 샤프트를 일체로 형성하여 용지 접촉면에 요철을 형성한 용지 급배지용 롤러를 제공한다. 도2a에 도시된 것처럼 롤러(1)와 샤프트(2)를 일체로 할 경우 롤러와 샤프트를 결합하는 공정을 생략할 수 있고, 롤러가 샤프트에서 분리되어 롤러에 구동력을 전달하지 못하는 문제점을 해결할 수 있다. 또한 샤프트를 접지 단자에 연결할 경우 종이와 용지간의 마찰에 의하여 생기는 정전기를 없앨 수 있는 장점이 있다.

이와 달리 종래의 방법대로 롤러(1)와 샤프트(2)를 별도로 제작하여, 롤러의 용지 접촉면에 요철을 형성한 후 결합하는 방법으로 표면 요철을 갖는 롤러 어셈블리를 제작할 수도 있다.

요철을 형성한 롤러 표면의 단면부 일부(A)를 확대하여 개략적으로 도시한 것이 도3a내지 도3d에 나타나 있다.

도면에서 요철을 형성하는 방법에 따라 요철의 형상이 상이함을 알 수 있다.

도3a는 널링에 의하여 요철을 형성한 것이다. 널링 공구의 표면 형상에 따라 요철이 규칙적으로 형성되는 것이 특징이며 널링 공구의 표면 형상에 따라 다양한 형상의 요철을 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있다. 그러나 모서리 각을 예리하게 하여 마찰력을 크게 하는데는 한계가 있다.

도3b는 용사에 의하여 요철을 형성한 것이다. 요철이 불규칙한 것이 특징이며 요철층의 두께는 용사량의 조절에 의하여 용이하게 조절할 수 있다. 금속입자를 용융한 상태에서 분사하기 때문에 금속입자의 예리한 모서리각이 원래대로 유지되지는 않는다. 그러나 금속입자로 텅스텐,텅스텐합금,기타 초경합금등의 고경도 입자를 사용할 경우 비교적 큰 마찰력과 내마모성을 가질 수 있다.

도3c는 샌드브라스트에 의하여 요철을 형성한 것이다. 도면에 도시된 것처럼요철의 형상 및 크기가 불규칙적이나 모서리각을 비교적 예리하게 형성할 수 있고,미세한 요철을 형성할 수 있는 장점이 있다.

도3d는 에칭에 의하여 요철을 형성한 것이다. 규칙적이고 다양한 형상 및 크기의 요철을 용이하게 형성할 수 있다. 그러나 요철(凹凸)의 철부(凸) 표면에 평편한 면을 갖게 되어 마찰력이 큰 롤러를 형성하는 데는 한계가 있다.

＜실시례2>

실시례2에서는 롤러의 용지 접촉면은 요철이 형성된 금속 재질로 하고 롤러의 내부는 고무 또는 수지 재질로 함으로써 금속 표면 요철의 마찰력과 고무나 수지의 탄성을 동시에 이용할 수 있는 용지 급배지용 롤러를 제공한다.

도2b에 도시된 것처럼 롤러(1)를 내외부의 2개의 실린더로 나누어 외부 실린더(1'')는 금속 재질로 하여 그 외주면에 요철을 형성하고, 내부 실린더(1')는 탄성이 좋은 고무 또는 수지 재질로 하여 상기 두 실린더를 삽입 결합하는 방법으로 구현될 수 있다.

도면에는 도시하지 않았지만 우선 금속 재질의 외부 실린더에 요철을 형성하고, 요철이 형성된 외부 실린더의 외주면에서 내주면으로 관통하는 다수의 홈을 형성한 후 외부 실린더의 내부에 고무 또는 수지를 모울드성형하는 방법으로 구현될 수도 있다. 상기 홈으로 고무 또는 수지가 밀려나와 굳게 되면 외부 실린더와 내부 실린더를 고정하여 주기 때문에 외부 실린더와 내부 실린더의 결합 공정을 생략할 수 있는 장점이 있다.

도면에는 도시하지 않았지만 우선 금속 재질의 얇은 판재에 요철을 형성한 후 원통형으로 만들어 고무 또는 수지 재질을 실린더 내부에 모울드성형하는 방법으로 구현될 수도 있다.

이와 같은 이중 실린더 구조의 롤러는 금속 실린더(1'')에 형성된 요철의 마찰력을 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 고무 또는 수지 실린더(1')의 탄성을 이용할 수 있어 롤러의 용지 이송능력을 높일 수 있다. 특히 피이송체인 종이의 두께가 수 미크론 정도로 얇다는 점을 고려할 때, 상기와 같은 고무 또는 수지 재질의 내부 실린더의 탄성은 롤러의 동작 중에 생길 수 있는 롤러간의 미세한 간극을 메워 주는 중요한 역할을 한다.

＜실시례3>

실시례1 및 실시례2에서는 요철이 롤러(1) 표면 전체에 형성되는 경우를 설명하였다. 본 고안을 따를 경우 요철은 롤러(1) 용지 접촉면 전체에 형성할 필요가 없다. 도4a 내지 도4f에는 용지 접촉면 일부만에 요철을 형성한 것이 도시되어 있는데,이렇게 함으로써 롤러의 용지 접촉면은 요철 형성부(4,5,6,7)와 요철 미형성부(3)로 나누어 지게 된다. 도4a 와 도4b는 널링에 의하여 요철을 형성한 것을, 도4c와 도4d는 샌드브라스팅에 의하여 요철을 형성한 것을, 도4e용사에 의하여 요철을 형성한 것을, 도4f는 에칭에 의하여 요철을 형성한 것을 각각 보여 준다. 이러한 방법은 요철을 형성하는데 드는 비용을 절감할 수 있으면서 용지의 이송력은 표면 전체에 요철을 형성하는 경우와 거의 동일하다.

본 고안은 종래의 고무나 수지 소재의 용지 급배지 롤러의 문제점을 개선한 것으로, 본 고안에 따를 경우 사무기기나 인쇄기의 용지 급배지 실패로 인한 에러를 줄일 수 있을 뿐만아니라 특히 출력 속도가 빠른 고속 복사기나 인쇄기등의 실현을 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 바람직한 실시례를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 이로 부터 균등한 발명 사상을 가진 타실시례를 용이하게 구현할 수 있으므로, 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구범위에 의하여만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 롤러와 샤프트로 구성되고 사무기기나 인쇄기에 설치되어 인쇄용지나 복사용지를 급배지하는 롤러 어셈블리에 있어서, 상기 롤러의 표면은 금속재질로 하고 상기 롤러의 용지 접촉면에는 높이가 100㎛이하인 미세한 요철을 형성한 것을 특징으로 하는 용지 급배지 롤러.
2. 제1항에 있어서, 상기 요철이 형성될 상기 롤러의 모재는 금속 재질만으로 된 것을 특징으로 하는 용지 급배지 롤러.
3. 제1항에 있어서, 상기 롤러는 금속 재질의 외부 실린더와 고무 또는 수지 재질의 내부 실린더로 구성되고 상기 외부 실린더의 용지 접촉면에 상기 요철을 형성한 것을 특징으로 하는 용지 급배지 롤러.
4. 제1항 내지 제3항의 어느 1항에 있어서, 상기 요철은 롤러의 용지 접촉면의 일부에만 형성한 것을 특징으로 하는 용지 급배지 롤러.