KR20060076568A - 용지분리장치 - Google Patents

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KR20060076568A
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Abstract

개시된 용지분리장치는, 용지의 버클링을 이용하여 용지더미 중에서 최상측에 적재된 용지를 분리하는 용지분리장치에 있어서, 용지더미의 상측에 접촉되어 용지를 이송시키는 이송수단과, 용지더미의 선단에 접촉되어 탄성력에 의하여 용지의 버클링을 유발하는 복수의 탄성파이버를 포함한다.

Description

용지분리장치{Paper separation apparatus}
도 1은 종래의 마찰에 의한 용지분리장치를 도시한 구성도.
도 2는 종래의 버클링을 이용한 용지분리장치를 도시한 구성도.
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 용지분리장치의 일 실시예를 도시한 사시도들.
도 5는 탄성파이버와 용지더미와의 경사에 의한 일차분리를 보여주는 도면.
도 6a 내지 도 6c, 도 7, 도 8a 내지 도 8c는 용지분리과정을 보여주는 도면들.
도 9는 탄성파이버의 셀프얼라인과정을 설명하는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10......이송롤러 20......탄성파이버
30......정렬벽 40......홀더
P, P1, P2, P3......용지 S......용지더미
D1, D2......만곡부 La, Lb, Lc......접선
Ea, Eb, Ec......용지에 수직한 선 Ba, Bb, Bc......경사각도
본 발명은 용지분리장치에 관한 것으로서, 특히, 용지의 강성에 의하여 용지더미로부터 용지를 한 장씩 분리하는 용지분리장치에 관한 것이다.
용지더미로부터 용지를 한 장씩 분리하기 위하여 대표적으로 마찰계수를 이용한 분리장치와 버클링을 이용한 분리장치가 제안되어 있다. 도 1은 마찰계수를 이용한 분리장치의 일 예를 도시한 것이다. 도 1을 보면, 용지더미(S)에 이송롤러(1)가 접촉되어 있다. 용지더미(S)의 선단에는 분리롤러(2)와 마찰판(3)에 서로 접촉되어 있다. 탄성부재(4)는 마찰판(3)을 분리롤러(2) 쪽으로 민다. 이송롤러(1)가 회전되면, 용지더미(S)로부터 일반적으로 복수의 용지(P)가 분리롤러(2)와 마찰판(3) 사이로 이송된다. 여기서, 용지(P)와 분리롤러(2) 사이의 마찰계수 μ1, 마찰판(3)과 용지(P) 사이의 마찰계수 μ2, 용지들(P)사이의 마찰계수 μ3는 μ1>μ2>μ3을 만족한다. 따라서, 복수의 용지(P)가 분리롤러(2)와 마찰판(3) 사이로 이송되더라도 분리롤러(2)와 접촉된 용지(P1)만이 분리되어 분리롤러(2)와 마찰판(3) 사이를 통과한다. 도 1에 도시된 분리장치를 장시간 사용하면 지분이나 먼지 등에 의하여 분리롤러(2)와 마찰판(3)이 오염된다. 그러면, 마찰계수 μ1, μ2가 작아져서 중송이 발생될 가능성이 있다. 또한, 분리롤러(2)와 마찰판(3) 사이에서 용지(P)들이 서로 부벼짐으로 인하여 발생된 정전기는 용지(P)들을 서로 강하게 밀착시켜 분리성능을 저하시킬 수 있다.
도 2는 버클링을 이용한 분리장치의 일 예를 도시한 것이다. 도 2를 보면, 용지더미(S) 위에 접촉되어 회전되는 이송롤러(1)가 도시되어 있다. 용지더미(S)의 선단에는 소정의 경사각도(A)를 가진 선단저항부재(5)가 구비된다. 이송롤러(1)가 회전되면 일반적으로 복수의 용지(P)가 이송되기 시작한다. 이송롤러(1)와 용지(P)와의 마찰력은 용지(P)들 사이의 마찰력에 비해 크다. 따라서, 용지(P)들의 선단이 선단저항부재(53)에 접촉되면 최상측에 위치되어 이송롤러(1)와 접촉된 용지(P1)만이 그 하방에 위치된 용지(P)들과 슬립되면서 이송된다. 그러면, 용지(P1)의 선단이 구부러지면서 도 2의 참조부호 C1로 표시된 바와 같이 만곡부(curl)가 발생된다. 이송롤러(1)가 회전됨에 따라 참조부호 C2로 표시된 바와 같이 만곡부가 커지다가 참조부호 C3로 표시된 바와 같이 순간적으로 만곡부가 펴지면서 용지(P1)만이 분리되어 이송된다. 이와 같이 만곡부가 순간적으로 펴지는 현상을 이하에서는 버클링이라 한다.
선단저항부재(5)의 경사각도(A)는 일반적으로 많이 사용되는 보통용지(plain paper)에 적합하도록 선정된다. 보통용지(plain paper)에 적합한 경사각도(A)로 설치된 선단저항부재(5)를 이용하여 강성이 큰 두꺼운 용지를 분리하고자 하는 경우에는 경사각도(A)가 급해서 도 2의 C1, C2, C3에 이르는 버클링과정이 수행되지 않아 용지가 이송되지 못하는 에러가 발생될 수 있다. 이 경우에, 이송롤러(1)를 구동하는 구동모터(미도시)에 과도한 부하가 걸릴 수 있다. 또, 버클링과정이 불완전하게 수행되어 중송이 발생되거나 용지(P)의 선단이 손상될 수 있다. 얇은 용지의 경우에는 경사각도(A)가 너무 완만하여 버클링과정이 잘 일어나지 않고 아코디언 잼이 발생될 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 보통용지와 상대적으로 강성이 큰 두꺼운 용지 및 상대적으로 강성이 작은 얇은 용지를 안정적으로 분리하여 이송시킬 수 있도록 개선된 용지의 강성을 이용한 용지분리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용지분리장치는, 용지의 버클링을 이용하여 용지더미 중에서 최상측에 적재된 용지를 분리하는 용지분리장치에 있어서, 용지더미의 상측에 접촉되어 용지를 이송시키는 이송수단; 상기 용지더미의 선단에 접촉되어 탄성력에 의하여 용지의 버클링을 유발하는 복수의 탄성파이버;를 포함한다.
일 실시예로서, 상기 복수의 탄성파이버는 상기 용지더미에 대하여 경사지게 배열된다. 상기 용지분리장치는, 상기 용지더미의 선단이 접촉되어 정렬되는 것으로서, 상기 복수의 탄성파이버의 선단보다 후퇴된 위치에 위치되는 정렬벽;을 더 구비한다. 상기 정렬벽은 상기 복수의 탄성파이버의 선단과 나란하다.
일 실시예로서, 상기 복수의 파이버는 상기 용지더미의 정전기를 제거하기 위하여 어스(earth)된다.
이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예의 용지분리장치는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 용지더미(S)의 상측에 접촉되어 용지를 이송시키는 이송롤러(이송수단)(10)와, 용지의 버클링을 유발하기 위하여 용지더미(S)의 선단에 접촉되는 복수의 탄성파이버(20)를 포함한다. 복수의 탄성파이버(20)는 도 4에 도시된 바와 같이 브러쉬 형태로 2차원 배열된다. 용지더미(S)와 탄성파이버(20)는 소정 각도로 서로 경사진 것이 바람직하다. 용지분리장치는 정렬벽(30)을 더 구비한다. 정렬벽(30)은 복수의 탄성파이버(20)의 선단으로부터 약간 후퇴된 위치에 위치된다. 정렬벽(30)은 복수의 탄성파이버(20)의 선단과 나란한 것이 바람직하다. 탄성파이버(20)는 예를 들면 탄성을 가진 금속, 플라스틱, 섬유 등으로 제조될 수 있다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 복수의 탄성파이버(20)와 정렬벽(30)은 용지(P)의 폭방향으로 다수 개소에 설치되는 것도 가능하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 용지더미(S)와 탄성파이버(20)의 경사로 인하여, 복수의 용지(P)의 선단이 복수의 탄성파이버(20) 사이로 밀려들어가서 일차적인 분리가 일어난다. 이 때, 탄성파이버(20)는 용지(P)의 무게에 의하여 약간 휘어질 수 있다. 정렬벽(30)은 복수의 탄성파이버(20) 사이로 밀려들어온 용지(P)의 선단에 접촉됨으로써 용지(P)의 선단이 복수의 탄성파이버(20) 사이로 과도하게 밀려들어가지 않도록 한다. 또, 복수의 탄성파이버(20)와 나란한 정렬벽(30)은 복수의 용지(P)의 선단이 복수의 탄성파이버(20) 사이로 밀려들어가는 정도를 균일하게 하기 위한 것이다.
본 실시예의 용지분리장치에 의한 분리과정을 설명한다.
이송롤러(10)가 회전되면, 최상측에 적재된 용지(P1)과 함께 그 밑의 복수의 용지, 예를 들면 P2, P3가 이송되기 시작한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 용지 (P1)(P2)(P3)의 선단은 하나의 탄성파이버(또는 탄성파이버 열)(20-1)에 접촉될 수 있다. 이송롤러(10)와 용지(P1) 사이의 마찰계수는 용지(P1)와 용지(P2) 사이의 마찰계수보다 크다. 따라서, 용지(P1)(P2)(P3)의 선단이 탄성파이버(20-1)에 접촉된 후에는 용지(P1)과 용지(P2) 사이에 슬립이 일어나면서 용지(P1)만이 계속하여 이송된다. 물론, 엄밀하게는 용지(P1)과 용지(P2) 사이 및 용지(P2)와 용지(P3) 사이에도 마찰이 존재하므로 이송롤러(10)의 이송력은 용지(P2)(P3)에도 미쳐서 용지(P2)(P3)도 약간씩 이송된다. 용지(P1)의 강성에 의하여 용지(P1)는 휘어지지 않고 탄성파이버(20-1)가 밀리면서 휘어진다. 탄성파이버(20-1)의 탄성력과 용지(P1)의 강성이 균형을 이루게 되면, 탄성파이버(20-1)가 더 이상 휘어지지 않고 도 6b에 도시된 바와 같이 용지(P1)의 선단이 휘어지면서 만곡부(D1)가 생긴다. 계속하여 이송롤러(10)가 회전되면 만곡부(D1)는 만곡부(D2)로 발전되다가 버클링이 발생된다. 그러면, 도 6c에 도시된 바와 같이 용지(P1)이 탄성파이버(20-1)를 넘어서 이송되기 시작한다. 이 때, 용지(P1)에 의하여 탄성파이버(20-1)에 가해지던 힘이 제거되므로 탄성파이버(20-1)는 도 6c의 점선으로 도시된 위치로부터 실선으로 도시된 위치로 탄성복원되면서 용지(P2)(P3)를 용지(P1)의 이송방향과 반대방향으로 민다. 용지(P2)(P3)는 탄성파이버(20-1)에 의하여 저지되어 이송되지 않으며, 용지(P1)만이 분리되어 이송된다.
버클링에 의한 분리에 더하여, 두꺼운 용지의 경우에는 다음과 같은 과정에 의하여 분리될 수도 있다. 도 7을 보면, 탄성파이버(20)와 용지(P1)의 접촉부에서의 용지(P1)에 작용되는 이송롤러(10)의 이송력(F)은 접촉부에서의 탄성파이버(20- 1)에의 접선성분(Ft)과 법선성분(Fn)으로 나눌 수 있다. 여기서, 접선성분(Ft)이 용지(P1)와 탄성파이버(20-1)와의 마찰계수 μ4와 법선성분(Fn)과의 곱보다 커지면, 용지(P1)은 탄성파이버(20-1)로부터 미끄러지면서 도 7의 점선으로 도시된 바와 같이 이송된다. 용지(P1)이 이송되기 시작하는 순간에 용지(P1)에 의하여 탄성파이버(20-1)에 가해지던 힘이 제거되므로 탄성파이버(20-1)는 원래위치로 탄성복원되면서 용지(P2)(P3)를 용지(P1)의 이송방향과 반대방향으로 민다. 용지(P2)(P3)는 탄성파이버(20-1)에 의하여 저지되어 이송되지 않으며, 용지(P1)만이 분리되어 이송된다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 용지(P1)(P2)(P3)는 각각 다른 탄성파이버(또는 탄성파이버 열)(20-1)(20-2)(20-3)에 접촉될 수 있다. 이송롤러(10)와 용지(P1) 사이의 마찰계수와 용지(P1)(P2)사이의 마찰계수보다 크므로 용지(P1)과 용지(P2) 사이에 슬립이 일어나면서 용지(P1)만이 계속하여 이송된다. 물론, 엄밀하게는 이송롤러(10)의 이송력은 용지(P2)(P3)에도 미쳐서 용지(P2)(P3)도 약간씩 이송될 수 있다. 도 8b에 도시된 바와 같이 용지(P1)의 강성에 의하여 용지(P1)는 휘어지지 않고 탄성파이버(20-1)가 밀리면서 휘어진다. 물론 탄성파이버(20-2)(20-3)도 용지(P2)(P3)가 약간 이송됨에 따라 약간 휘어질 수 있지만 탄성파이버(20-1)가 가장 많이 휘어진다. 탄성파이버(20-1)의 탄성력과 용지(P1)의 강성이 균형을 이루게 되면, 탄성파이버(20-1)가 더 이상 휘어지지 않고 도 8b에 도시된 바와 같이 용지(P1)의 선단이 휘어지면서 만곡부(D1)가 생긴다. 계속하여 이송롤러(10)가 회전되면 만곡부(D1)는 만곡부(D2)로 발전되다가 버클링이 발생된다. 그러면, 도 8c에 도 시된 바와 같이 용지(P1)이 탄성파이버(20-1)를 넘어서 이송되기 시작한다. 이 때, 용지(P1)에 의하여 탄성파이버(20-1)에 가해지던 힘이 제거되므로 탄성파이버(20-1)는 탄성복원된다. 이 때, 탄성파이버(20-1)이 복원되면서 탄성파이버(20-2)를 용지(P1)의 이송방향과 반대방향으로 약간 민다. 용지(P2)(P3)는 탄성파이버(20-2)(20-3)에 의하여 저지되어 이송되지 않으며 용지(P1)만이 분리되어 이송된다.
이송롤러(10)를 구동하는 구동모터(미도시)의 구동부하를 줄이고 버클링과정이 순조롭게 수행되도록 하기 위하여, 두꺼운 용지를 분리하기 위한 용지(P)의 선단과 탄성파이버(20)의 경사각도는 보통용지를 분리하기 위한 경사각도보다 큰 것이 바람직하다. 또, 아코디언 잼과 중송을 방지하기 위하여 얇은 용지를 분리하기 위한 경사각도는 보통용지를 분리하기 위한 경사각도보다 작은 것이 바람직하다. 본 실시예의 용지분리장치는 탄성파이버(20)가 용지(P)의 강성에 반응하여 용지(P)의 선단과 적절한 경사각도를 이루도록 셀프얼라인된다는데 그 특징이 있다. 도 8을 보면, 용지(P)가 보통용지인 경우에는 탄성파이버(20)는 용지(P)의 강성과 균형을 이루기 위하여 20a로 표시된 바와 같이 휘어질 것이다. 용지(P)가 강성이 큰 두꺼운 용지인 경우에는 좀 더 휘어져서 20b로 표시된 바와 같이 되고, 강성이 작은 얇은 용지인 경우에는 좀 덜 휘어져서 20c로 표시된 바와 같이 된다. 세 경우에, 용지(P)의 선단과 탄성파이버(20)와의 경사각도가 달라진다. 경사각도는 용지(P)의 선단과 탄성파이버(20)와의 접촉부에서의 탄성파이버(20)에의 접선(La)(Lb)(Lc)과 용지(P)에 수직한 선(Ea)(Eb)(Ec)이 이루는 각도로 정의되는데, 이를 각각 Ba, Bb, Bc라 하면, Bb>Ba>Bc가 된다. 본 실시예의 용지분리장치에 따르면, 탄성파이버(20) 가 용지(P)의 강성에 순응하여 자연스럽게 적절한 경사각도로 휘어지므로, 다양한 강성을 가지는 용지(P)를 안정적으로 분리할 수 있으며, 용지의 선단의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 복수의 탄성파이버(20)는 어스(earth)될 수 있다. 일 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 탄성파이버(20)가 식재된 홀더(40)를 도전체로 제작하고, 홀더(40)를 어스시킨다. 그러면, 용지를 분리하는 과정에서 용지(P)들 사이의 마찰로 인하여 용지(P)에 축적되었던 정전기가 빠져나가고, 용지(P) 상호간의 정전기적 부착력이 약해진다. 따라서, 정전기로 인한 중송을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 프린터 및 용지이송방법에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 탄성파이버가 용지의 강성에 순응하여 자연스럽게 적절한 경사각도로 휘어지므로, 다양한 강성을 가지는 용지를 안정적으로 분리할 수 있으며, 용지의 선단의 손상을 방지할 수 있다.
둘째, 복수의 탄성파이버를 용지더미와 경사지게 설치함으로써 복수의 용지의 선단이 복수의 탄성파이버 사이로 밀려들어가서 일차적인 분리가 일어나도록 함으로써 중송의 확률을 낮출 수 있다.
셋째, 탄성파이버로부터 약간 후퇴된 위치에 정렬벽을 설치함으로써 용지의 선단이 복수의 탄성파이버 사이로 과도하게 밀려들어가지 않도록 할 수 있다.
넷째, 복수의 탄성파이버를 어스(earth)시킴으로써 정전기로 인한 중송을 방 지할 수 있다.
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims (5)

  1. 용지의 버클링을 이용하여 용지더미 중에서 최상측에 적재된 용지를 분리하는 용지분리장치에 있어서,
    용지더미의 상측에 접촉되어 용지를 이송시키는 이송수단;
    상기 용지더미의 선단에 접촉되어 탄성력에 의하여 용지의 버클링을 유발하는 복수의 탄성파이버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용지분리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 탄성파이버는 상기 용지더미에 대하여 경사지게 배열되는 것을 특징으로 하는 용지분리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 용지더미의 선단이 접촉되어 정렬되는 것으로서, 상기 복수의 탄성파이버의 선단보다 후퇴된 위치에 위치되는 정렬벽;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 용지분리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정렬벽은 상기 복수의 탄성파이버의 선단과 나란한 것을 특징으로 하는 용지분리장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 파이버는 상기 용지더미의 정전기를 제거하기 위하여 어스(earth)된 것을 특징으로 하는 용지분리장치.
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