KR20050056148A - 베어링 및 시트 매체 공급 기구 - Google Patents

Abstract

일실시예에서, 베어링(14 또는 90)은 구형 저널 표면(20 또는 98)을 지지하는 원통형 베어링 표면(22 또는 100)을 포함한다. 다른 실시예에서, 장치는 원통형 베어링 표면(22 또는 100)의 내측에서 그에 대해 회전 가능하게 지지되는 구형 저널 표면(20 또는 98)을 갖는 샤프트(10 또는 84)를 포함한다. 다른 실시예에서, 시트 매체 공급 기구는, 섀시(62), 섀시(62)에 장착된 모터(86), 모터(86)에 결합하여 작동하는 회전가능한 샤프트(84), 샤프트(84)에 부착된 롤러(80), 롤러(80)의 반대측에 배치된 아이들러(82), 상기 아이들러(82)와 롤러(80)는 그들 사이에 닙을 형성하도록 서로 결합 가능함, 섀시(62)에 장착되고 샤프트(84)를 지지하는 베어링(94/102)을 포함하며, 각 베어링(94/102)은 원통형 내측 베어링 표면(100)을 갖고, 샤프트(84)는 각 베어링 표면(100) 내측에서 그에 대해 회전 가능한 구형 저널 표면(98)을 갖는다.

Description

베어링 및 시트 매체 공급 기구{BEARING}

다수의 프린터에서, 용지 또는 다른 인쇄 매체는 하나 이상의 회전 샤프트에 장착된 롤러를 갖는 프린터에 공급된다. 이러한 샤프트의 일단부는 주로 원통형 저널 베어링(journal bearing)으로 지지된다. 저널 베어링에서, 고정 지지부는 "베어링(bearing)"이라 칭하고, 베어링에 의해 직접 지지되는 샤프트의 부분은 "저널(journal)"이라 칭한다. 원통형 저널 베어링에서, 베어링 및 저널은 모두 원통형이며, 샤프트상의 원통형 저널이 베어링 내의 원통형 개구 안에 끼워진다. 양호한 화상 품질에 필요한 정확한 용지 공급을 유지하기 위해 샤프트 저널과 지지 베어링 사이에 매우 작은 틈새가 필요하다. 그와 동시에, 고속 인쇄 중에 용지 공급 모터가 과열되거나 정지하는 것을 방지하기 위해서 샤프트를 회전시키는데 필요한 토크는 낮게 유지되어야 한다. 종래의 원통형 저널 베어링에 의하면, 저널과 베어링 사이의 작은 틈새는, 샤프트 저널이 베어링의 내측을 고정시키고 샤프트를 회전시키는데 필요한 모터 토크를 증가시키는 것을 방지하기 위해 샤프트의 각 단부의 저널 베어링이 긴밀하게 정렬되어야 한다는 것을 의미한다. 그러나, 특히 샤프트의 각 단부의 베어링이 프린터의 개개의 부품에 장착되는 경우에는, 양호한 베어링 정렬을 달성하는 것은 매우 어렵다.

인쇄 매체 공급 샤프트를 지지하는 베어링의 오정렬의 악영향을 감소시키면서 양호한 화상 품질에 필요한 긴밀한 틈새를 여전히 유지하기 위한 노력의 일환으로 본 발명의 실시예를 개발하였다. 본 발명의 실시예는 보통 저널 베어링이라 칭하는 유형의 베어링에 관한 것이다. 저널 베어링에서, 고정 지지부는 "베어링"이라 칭하고, 베어링에 의해 직접 지지되는 이동부의 부분은 "저널"이라 칭한다. 서로 상대적으로 이동하는 이들 부품의 각각의 표면은 각각 "베어링 표면" 및 "저널 표면"이라 칭한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 저널 베어링(14)을 갖는 실린더(12) 내측에 각 단부가 지지된 샤프트(10)의 사시도이다. 도 2는 저널 베어링(14)의 부분 단면도이다. 도 1 및 2를 참조하면, 샤프트(10)는 그로부터 돌출하는 구형 저널(16)이 실린더(12)의 내측에 지지되어 있다. 각 저널(16)에 바로 인접한 각 실린더(12)의 부분은 저널(16)의 베어링(18)을 형성한다. 각 저널 베어링(14)은 저널(16) 및 지지 베어링(18)을 포함한다. 각 저널(16)은 각 베어링(18)상의 원통형 지지 표면(22)에 대해 회전하는 구형 저널 표면(20)을 포함한다.

본 발명의 실시예의 예시적 적용에 대해서 도 3-5에 도시된 잉크젯 프린터의 매체 공급 롤러 샤프트를 참조하여 설명할 것이다. 원통형 베어링 내의 구형 저널을 사용하는 신규한 저널 베어링의 실시예에 의하면, 베어링의 내측에 구속됨이 없이 공급 롤러 샤프트가 모든 방향으로 자유롭게 회전하는 것이 가능하다. 이러한 운동 자유도에 의해, 베어링 사이의 정렬이 모터의 토크를 낮게 유지하는데 보다 덜 중요하게 된다. 저널과 베어링 표면 사이의 틈은 구속의 위험을 상당히 증가시킴이 없이 좁게될 수 있다.

신규한 저널 베어링의 실시예에서 저널과 베어링 표면 사이의 접촉은 종래의 저널 베어링보다 작다. 종래의 저널 베어링에서, 저널과 베어링 사이의 이론적 접촉은 만곡 평면을 따라(베어링을 종방향 단면에서 볼 때의 선을 따라) 위치한다. 신규 저널 베어링의 실시예에서, 저널과 베어링 표면 사이의 이론적 접촉은 만곡 선을 따라(베어링을 종방향 단면에서 볼때의 점에) 위치한다. 접촉 영역에서 베어링상의 압력은, 동일한 부하에서의 종래의 베어링에서의 압력보다 더 높다. 따라서, 상당한 운동 자유도는 높은 접촉 압력을 의미한다. 그러나, 저널 베어링에서의 높은 접촉 압력은, 베어링상의 부하가 작기 때문에 인쇄 매체 공급의 적용에서 견딜 수 있는 것으로 발견되었다. (이상적인 베어링 표면을 제조하는 것은 일반적으로 실행 불가능하기 때문에, 저널과 베어링 표면 사이의 실제의 접촉은 이론 접촉보다 작을 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 비 이상적인 베어링 표면에 대해 회전하는 비 이상적 저널 표면의 실제의 접촉을 결정하는 것이 실질적으로 불가능하기 때문에 2개의 표면 사이의 접촉을 설명하기 위해서 이론적 접촉이 사용된다.)

도 3은 잉크젯 프린터(50)를 도시한 것이다. 도 4는 커버(52) 및 하우징(54)의 다른 부품을 제거한 상태의 잉크젯 프린터(50)를 도시한 것이다. 도 5는 잉크젯 프린터(50)의 측면 부분 단면도이다. 도 3 내지 5를 참조하면, 프린터(50)는 커버(52) 및 하우징(54)을 포함한다. 하우징(54) 내의 개구(58)를 따라 프린터(50)의 바닥에 시트 매체 트레이(sheet media tray)(56)가 위치해 있다. 종이 또는 다른 인쇄 매체 시트(61)가 트레이(56)에 탑재되어 프린터(50)에 입력되고 그리고 인쇄된 시트는 개구(58)를 통해 트레이(56)위로 다시 출력된다. 지지 표면(60)은 인쇄된 시트의 후단부를 트레이(56) 위에 정지시키는 것을 돕는다.

프린터(50)는 그 프린터(50)의 작동 구성요소를 지지하는 섀시(62)를 포함한다. 섀시(62)는 프린터(50)의 작동 구성요소를 지지하는 프린터(50)내의 다른 구조적으로 안정된 요소들과 함께 하우징(54)의 그 부분들을 나타낸다. 프린트헤드 카트리지(64)는 섀시(62)에 장착된 가이드 레일(66)을 따라 전후로 구동한다. 임의의 안정된 구동 기구를 사용하여 카트리지(64)를 이동시킬 수도 있다. 예컨대, 벨트 및 풀리 시스템(도시 안됨)을 거쳐 캐리지(64)에 결합된 가역 모터(도시 안됨)가 잉크젯 프린터에 일반적으로 사용되는 하나의 캐리지 구동 기구이다.

캐리지(64)는 하나 이상의 프린트헤드(68)를 유지하는 스톨(stall)을 구비한다. 도 3 내지 5에 도시된 프린터에서, 캐리지(64)는 2개의 프린트헤드(68)를 지지하고 있는데, 하나의 프린트헤드는 컬러 인쇄용 컬러 잉크를 수용하고 있고, 다른 하나의 프린트헤드는 단색 잉크용의 흑색 잉크를 수용하고 있다. 일반적으로, 프린트헤드(68)는 프린트 카트리지 또는 잉크 카트리지라 칭한다. 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 프린트헤드(68)는 매체 경로(70)를 따라 위치되어, 각 장의 인쇄 매체(61)가 프린트헤드(68) 바로 밑을 통과하도록 되어 있다. 매체 시트(61)를 향하는 각 프린트헤드(68)의 바닥은, 매체 시트(61)상에 잉크 방울을 분사하는 노즐의 열을 포함한다.

전자 프린터 제어기(72)가 컴퓨터, 스캐너, 디지털 카메라 또는 다른 정보 발생장치로부터 인쇄 데이터를 수신한다. 제어기(72)는 매체 시트(61)를 횡단하여 전후방으로의 캐리지(64)의 이동과, 매체 경로(70)를 따른 매체 시트(61)의 전진을 제어한다. 또한, 프린터 제어기(72)는 예컨대 가요성 리본 케이블(74)을 통해 프린트헤드(68)에 전기적으로 접속되어 있다. 캐리지(64)가 매체 시트(61)를 횡단하여 프린트헤드(68)를 이동시킴에 따라, 프린터 제어기(72)는 인쇄 데이터에 따라 프린트헤드(68)의 잉크 방출 요소들을 선택적으로 활성화시켜 노즐을 통해 매체 시트(61)상에 잉크를 방출한다. 매체 시트(61)를 횡단하는 캐리지(64)의 이동과 매체 경로(70)를 따라는 시트(61)의 이동을 조합함으로써, 제어기(72)는 프린트헤드(68)가 매체 시트(61)상에 잉크를 방출하게 하여 소망의 인쇄 화상을 형성한다.

상부 시트(61)가 트레이(56) 내의 매체 시트의 적층으로부터 "선택"되어 매체 경로(70)를 따라 공급된다. 시트를 인쇄하는 것이 필요하면, 픽 롤러(pick roller)(76)가 제어기(72)의 방향으로 시계방향으로 구동되어, 상부의 시트(61)를 잡고 매체 경로(70)를 따라 반송 롤러(78)쪽으로 공급한다. 반송 롤러(78)는 아이들러 롤러(idler roller)(79)에 지탱하여, 출력 롤러(80)쪽으로 시트(61)를 이동시키는 닙(nip)을 형성한다. 출력 롤러(80)는 아이들러 아암(idler arm)(82)에 지탱하여, 시트(61)를 출력 지지 표면(60)상으로 이동시키는 닙을 형성한다. 출력 롤러 샤프트(84)의 각 단부는 섀시(62)에 장착되어 있다. 출력 롤러 샤프트(84)는 기어 열(gear train)(88)을 통해 모터(86)에 의해 구동된다.

출력 롤러 샤프트(84)와 섀시(62) 사이의 접속부 중 하나가 도 6에 도시되어 있다. 출력 롤러 샤프트(84)는 도 7에 상세히 도시되어 있다. 저널 베어링(90) 및 샤프트(84)의 단부를 섀시(62)에 지지하는데 사용되는 다른 부품들은 도 8 내지 10에 상세히 도시되어 있다. 샤프트(84)는 도 9에서는 정렬되어 있고, 도 10에서는 오정렬되어 있다. 도 6 내지 10을 참조하면, 각 저널 베어링(90)은 샤프트(84)와 일체이거나 샤프트에 부착된 구형 저널(92)과, 장착부(96)와 일체이거나 장착부에 부착된 베어링(94)을 포함한다. 장착부(96)의 크기 및 형상은, 베어링(94)을 형성하거나 유지하는 동시에 섀시(62) 내에 확고하게 장착되도록 되어 있다. 각 저널(92)은 각 베어링(90)상의 원통형 베어링 표면(100)에 대해 회전하는 구형 저널 표면(98)을 포함한다. 도 6 내지 10에 도시된 실시예에 있어서, 베어링 표면(100)은 베어링(94) 내로 압착되거나 오버 몰드된(over molded)원통형 부싱(102)의 내측면에 의해 규정된다. 샤프트(84)상의 홈(106) 내로 가압되는 E 클립(104) 또는 다른 적절한 리테이너가 베어링(90)을 샤프트(84)상의 정위치에 유지한다. 샤프트(84)의 일단부상의 스플라인(108)은 샤프트(84)와 기어 열(88)(도 4) 사이에 작동 연결을 제공한다. 베어링(90)의 잔여부 및 장착부(96)로부터 분리된 부싱(102)에 베어링 표면(100)을 형성함으로써, 이들 부분에 대해 상이한 재료를 사용하는 것이 허용된다. 예컨대, 베어링 표면/저널 표면의 경계면의 특성이 비교적 견고한 내마모 재료를 필요로 하는 경우, 베어링 표면(100)은 부싱(102)에 형성될 수 있고, 베어링(94)의 잔여부와 장착부(96)는 유연하고 저렴한 재료로 형성된다.

잉크를 인쇄 매체에 반송하는데 필요한 캐리지(64) 및 프린트헤드(69)와 함께 다른 하드웨어 부품들은 총괄하여 프린트 엔진이라 칭한다. 레이저 프린터 또는 다른 화상 형성 장치의 경우에, 프린트 엔진은 토너 또는 다른 마킹 재료를 인쇄 매체에 반송하는데 필요한 부품을 포함할 것이다. 인쇄 매체를 프린터(50)를 통해 반송하는데 필요한 롤러(76, 78, 80)와 함께 다른 하드웨어 부품들은 총괄하여 매체 공급 기구라 칭한다. 제어기(72)는 프로그래밍, 프로세서 및 관련 메모리와 프린터 엔진을 제어하는데 필요한 전자 회로 및 공급 기구와, 프린터(50)의 다른 작동 부품을 포함한다.

도면에 도시되고 상술한 예시적인 실시예들은 본 발명을 제한하지는 않는다. 다른 형태, 세부사항 및 실시예들을 구성하고 실행할 수도 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예들은 잉크젯 프린터 또는 대등한 프린터 또는 프린터 매체 공급 기구에 사용되는 것에 한정되지 않고, 많은 다른 장치 및 기구에 사용될 수도 있다. 그러므로, 상기 설명은 하기의 청구범위에 규정되는 발명의 정신 및 범위를 제한하는 것으로 구성되어서는 않된다.

본 발명에 의하면, 인쇄 매체 공급 샤프트를 지지하는 베어링의 오정렬의 악영향을 감소시키면서 양호한 화상 품질에 필요한 긴밀한 틈새를 유지할 수 있고, 베어링의 내측에 구속됨이 없이 공급 롤러 샤프트가 모든 방향으로 자유롭게 회전하는 것이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저널 베어링에 지지된 샤프트의 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 베어링의 부분 단면도,

도 3은 잉크젯 프린터의 외부 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 것과 같은 잉크젯 프린터의 사시도로서, 커버 및 하우징의 다른 부분들이 제거된 상태를 도시한 도면,

도 5는 도 3의 잉크젯 프린터의 측면 부분 단면도,

도 6은 도 4의 프린터에서 매체 시트 출력 샤프트와 섀시 사이의 접속을 도시하는 상세 사시도.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 구성된 저널 베어링에 지지된 도 4의 프린터의 매체 시트 출력 샤프트의 사시도,

도 8은 샤프트를 지지하는 저널 베어링 중 하나를 상세히 도시하는, 도 7의 샤프트의 일단부의 분해 사시도,

도 9 및 도 10은, 도 7의 샤프트의 일단부의 상세 부분 단면도로서, 도 9는 샤프트가 정렬된 상태를, 도 10은 샤프트가 정렬되지 않은 상태를 각각 도시하는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 84 : 샤프트 12 : 실린더

14, 90 : 저널 베어링 16, 92 : 구형 저널

18, 94 : 베어링 20, 98 : 구형 저널 표면

22, 100 : 원통형 표면 62 : 섀시

80 : 롤러 82 : 아이들러

Claims (10)

1. 구형 저널 표면(20 또는 98)을 지지하는 원통형 베어링 표면(22 또는 100)을 포함하는

   베어링.
2. 원통형 표면(22 또는 100) 내측에 위치하여 그 원통형 표면에 대해 회전 가능한 구형 표면(20 또는 98)을 포함하는

   베어링.
3. 실린더(18 또는 94/102) 내측에 위치하여 그 실린더에 대해 회전 가능한 구체(16 또는 92)의 적어도 일부를 포함하는

   베어링.
4. 저널 표면(20 또는 98)을 선을 따라 지지하는 베어링 표면(22 또는 100)을 포함하는

   베어링.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 베어링 표면(22 또는 100)은 원통형 베어링 표면(22 또는 100)을 포함하고, 상기 저널 표면(20 또는 98)은 구형 저널 표면(20 또는 98)을 포함하는

   베어링.
6. 원통형 베어링 표면(22 또는 100)의 내측에서 그 원통형 베어링 표면에 대해 회전 가능하게 지지된 구형 저널 표면(20 또는 98)을 갖는 샤프트(10 또는 84)를 포함하는

   장치.
7. 구형 저널(16 또는 92)을 지지하는 원통형 베어링(18 또는 94/102)을 포함하는

   장치.
8. 샤프트(10 또는 84)와, 상기 샤프트(10 또는 84)의 제 1 부분상의 제1의 구형 저널(16 또는 92)과, 상기 샤프트(10 또는 84)의 제 2 부분상의 제2의 구형 저널(16 또는 92)과, 상기 제1 저널을 지지하는 제1의 원통형 베어링(18 또는 94/102)과, 상기 제2 저널을 지지하는 제2의 원통형 베어링(18 또는 94/102)을 포함하는

   장치.
9. 시트 매체 공급 기구에 있어서,

   섀시(62)와,

   상기 섀시(62)에 장착된 모터(86)와,

   상기 모터(86)에 결합하여 작동하는 회전가능한 샤프트(84)와,

   상기 샤프트(84)에 부착된 롤러(80)와,

   상기 롤러(80)의 반대쪽에 배치되는 아이들러(82)로서, 상기 아이들러(82)와 상기 롤러(80)가 그 사이에 닙(nip)을 형성하도록 서로 결합 가능한, 아이들러(82)와,

   상기 섀시(62)에 장착되고 샤프트(84)를 지지하며 원통형의 내측 베어링 표면(100)을 각각 갖는 베어링(94/102)을 포함하고,

   상기 샤프트(84)는 각 베어링 표면(100)의 내측에서 그에 대해 회전 가능한 구형 저널 표면(98)을 갖는

   시트 매체 공급 기구.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 베어링(94/102)의 각각을 상기 섀시(62)에 장착하는 부품(96)을 더 포함하고, 각 베어링(94/102)은 상기 장착 부품(96)과 일체로 되어 있는

    시트 매체 공급 기구.