CN102079454A

CN102079454A - 进给装置和具有所述进给装置的成像设备

Info

Publication number: CN102079454A
Application number: CN2010105609732A
Authority: CN
Inventors: 江本勇气; 浅井泰之
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: CN102079454B; US8636278B2; JP2011111298A; JP5484017B2; US20110127713A1

Abstract

一种进给装置和具有所述进给装置的成像设备，所述进给装置包括：存储单元，片材装载和存储在存储单元中；进给辊，在接触存储在存储单元中的最上层片材时旋转，以使最上层片材向前运动；分离板，设置在最上层片材的运动方向的前方，并且设有相对于运动方向倾斜的倾斜表面；以及分离辅助构件，沿着分离板的倾斜表面设置，并且通过接触最上层片材时接收的力进行操作。分离辅助构件包括：与分离板的倾斜表面平行的旋转轴、以及第一阻力部分，由于第一阻力部分的摩擦系数高于倾斜表面的摩擦系数并且由此接收的力增大，第一阻力部分围绕旋转轴作为中心从初始位置向嵌入位置旋转，其中初始位置从倾斜表面突出，嵌入位置嵌入倾斜表面。

Description

进给装置和具有所述进给装置的成像设备

技术领域

本发明涉及一种进给装置及具有所述进给装置的成像设备，更具体地涉及一种使用倾斜表面分离方法分离片材的方法。

背景技术

过去，诸如喷墨打印机、激光打印机、传真机或复印机的成像设备已经包括用于将片材一张一张地进给至成像单元的进给装置。作为进给装置，具有带有分离构件的倾斜表面分离型进给装置，其中，所述分离构件在倾斜表面上具有高摩擦系数以提高分离性能。

图10是示出根据相关技术的倾斜表面分离型进给装置的构造的剖视图。在图10中示出的进给装置100中，片材S堆叠和存储在片材进给托盘101中。根据所堆叠片材的高度枢转的进给辊臂104设置在片材进给托盘101上方。进给辊105安装在进给辊臂104的前端，驱动轴106安装至进给辊臂104的后端。进给辊臂104将所述驱动轴106保持成可枢转，并且驱动轴106的旋转力通过齿轮(未示出)传递至进给辊105。然后，进给辊105在接触堆叠在片材进给托盘101中的最上层片材S1时旋转，从而使得片材S1向前运动。

分离板102设置在片材S1的运动方向前方。分离板102相对于片材S1在片材进给托盘1中的堆叠表面以角度θ(见图10)倾斜，其中角度θ是钝角，并且如图11中所示，分离板102包括两个分离的倾斜表面102a和102b。固定成与倾斜表面102a和102b平行的分离辅助构件3置于倾斜表面102a和102b之间。分离辅助构件103包括摩擦系数高于倾斜表面102a和102b的摩擦系数的构件。此外，图11是沿着允许从上方观察图10中示出的分离板102的方向(见箭头C)观察分离板102和分离辅助构件103的平面图。

在进给装置100中，随着片材S1的前端接触倾斜表面102a和102b以及分离辅助构件103，片材S1从倾斜表面102a和102b以及分离辅助构件103接收反作用力。相应地，片材S1的前端能够弯曲，此后，由于进给辊105的旋转片材S1沿着倾斜表面102a和102b被向上传输。这样，即使片材S1是例如薄纸的低刚度片材，片材S1也容易地通过分离辅助构件103与其它片材分离。

在日本专利申请公开第H11-011719号或第2003-054781号中公开了例如在传输片材的倾斜表面的一部分中带有分离辅助构件103的进给装置。在日本专利申请公开第H11-011719号公开的进给装置中，设置有插入件，其根据片材刚度从倾斜表面突出或退回至与所述倾斜表面齐平的位置以改变形状。在日本专利申请公开第H11-011719号公开的进给装置中，在输送诸如硬纸的高刚度片材的情况下，所述插入件由于片材的刚度而受压。因此，与插入件从倾斜表面突出的情况相比，减小了输送过程中施加在片材上的反作用力(阻力)。因此，防止高刚度片材的片材进给失败。

在日本专利申请公开第2003-054781号公开的进给装置中，提供用于抬高片材进给托盘的连杆机构。在日本专利申请公开第2003-054781号公开的进给装置中，在输送低刚度片材的情况下，所述连杆机构升高。然后，摩擦系数高于所述倾斜表面的摩擦系数的分离垫设置在所述倾斜表面的一部分上。另一方面，在输送高刚度片材的情况下，所述连杆机构降低。如上所述，通过根据片材刚度选择性地使用所述分离垫而实现稳定片材进给。

然而，在日本专利申请公开第H11-011719号公开的进给装置中，当沿着所述倾斜表面输送高刚度片材时，所述插入件和片材彼此不完全不接触。这是因为尽管片材的前端直接推压所述插入件，所述插入件退回至与倾斜表面平齐而不隐藏在所述倾斜表面内。这总是导致片材输送期间与所述片材的摩擦，从而不足以作为防止片材进给失败的措施。

另一方面，在日本专利申请公开第2003-54781号公开的进给装置中，当沿着所述倾斜表面输送高刚度片材时，分离垫和片材由于连杆机构的原因彼此完全不接触。然而，所述进给装置需要大尺寸机构来升高所述片材进给托盘，从而存在成本增加的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种非常经济并能够对各种刚度的片材执行稳定进给的进给装置，以及一种具有所述进给装置的成像设备。

为了实现该目的，根据本发明的一个方面，进给装置包括：存储单元，片材装载和存储在所述存储单元中；进给辊，所述进给辊在接触存储在所述存储单元中的最上层片材时旋转，以使所述最上层片材向前运动；分离板，所述分离板设置在所述最上层片材的运动方向的前方，并且设有相对于所述运动方向倾斜的倾斜表面；以及分离辅助构件，所述分离辅助构件沿着所述分离板的所述倾斜表面设置，并且通过接触所述最上层片材时接收的力进行操作，其中，所述分离辅助构件包括：与所述分离板的所述倾斜表面平行的旋转轴、以及第一阻力部分，由于所述第一阻力部分的摩擦系数高于所述倾斜表面的摩擦系数并且由此所述接收的力增大，所述第一阻力部分围绕所述旋转轴作为中心从初始位置向嵌入位置旋转，其中所述初始位置从所述倾斜表面突出，所述嵌入位置嵌入所述倾斜表面。

根据本发明的所述方面，使用当片材接触时施加的力对所述分离辅助构件进行操作，使得不需要诸如用于升高所述存储单元的机构的大尺寸机构。此外，当沿着分离板的倾斜表面输送片材时，由于当片材接触时施加的力增大，第一阻力部分接触所述片材的面积增大，最后，第一阻力部分处于完全不接触状态。相应地，在片材刚度低的情况下，由于第一阻力部分而很少出现多重进给，在片材刚度高的情况下，很少出现进给失败。因此，所述进给装置是非常经济的，并且无论片材的刚度如何都能够进行稳定的进给。

通过下面结合附图对示例实施例的说明，将清楚本发明的进一步特征。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的进给装置的剖视图。

图2是图1中示出的分离板和分离辅助构件的平面图。

图3是示出根据所述实施例的进给装置的分离辅助构件的构造的立体图。

图4A、4B和4C是沿图1的B-B线剖切的剖视图。

图5A和5B是示出输送片材时所述分离辅助构件的操作状态的剖视图。

图6A和6B是示出根据另一实施例的分离辅助构件的图。

图7是根据本发明所述实施例的进给机构的示意图。

图8是示出在片材的刚度和当片材推压倾斜表面时所施加的力之间的关系的图。

图9是示出根据本发明所述实施例的成像设备的图。

图10是示出根据相关技术的倾斜表面分离型进给装置的构造的剖视图。

图11是图10中示出的分离板和分离辅助构件的平面图。

具体实施方式

下面将结合附图详细说明本发明的优选实施例。

图1是示出根据本发明实施例的进给装置的剖视图。

在根据图1中所示实施例的进给装置11中，片材进给托盘1是其中堆叠和存储片材S的存储单元。片材进给托盘1的上侧敞开，根据所堆叠片材高度枢转的进给辊臂4设置在片材进给托盘1上方。进给辊5安装在进给辊臂4的前端，驱动轴6和围绕驱动轴6作为中心旋转的驱动齿轮7安装在进给辊臂4的后端。进给辊臂4和驱动齿轮7通过保持在进给辊臂4中的中间齿轮8a、8b、8c以及8d连接。进给辊臂4保持进给辊5以便能够枢转，且进给辊臂4被保持成绕驱动轴6旋转。当驱动轴6旋转时，固定至驱动轴6的驱动齿轮7的旋转力通过中间齿轮8a至8d传送至进给辊5。接着，进给辊5在与堆叠在片材进给托盘1中的最上层片材S1接触的同时旋转，以将片材S1前移。此外，驱动轴6由能够控制驱动轴6的驱动机构(未示出)控制。

分离板2设置在片材S1的运动方向(见箭头20)前方。分离板2相对于片材S1的运动方向倾斜，以容易地将片材S1从其它片材分离。根据此实施例，分离板2相对于片材进给托盘1的片材堆叠表面1a以角度θ倾斜，其中角度θ是钝角。如图2中所示，分离板2设有两个分离的倾斜表面2a和2b。分离辅助构件3置于倾斜表面2a和2b之间。此外，图2是沿着允许从上方观察图1中示出的分离板2的方向(见箭头A)观察分离板2和分离辅助构件3的平面图。

在此，将详细说明分离辅助构件3。图3是示出分离辅助构件3的构造的立体图。如图3中所示，分离辅助构件3是沿着倾斜表面2a和2b设置的部件，在接触片材S1时操作并接收力，并且包括高阻力部分(第一阻力部分)3a、低阻力部分(第二阻力部分)3b以及旋转轴3c。高阻力部分3a包括不平坦表面，以容易地将片材S1与其它片材分离，并且所述不平坦表面的摩擦系数高于倾斜表面2a和2b的摩擦系数。此外，随着片材S的刚度增加，高阻力部分3a围绕旋转轴3c作为中心从初始位置向嵌入位置旋转，其中所述初始位置从所述倾斜表面2a和2b突出，所述嵌入位置嵌入在倾斜表面2a和2b中。低阻力部分3b设置在高阻力部分3a和旋转轴3c之间。低阻力部分3b包括摩擦系数高于倾斜表面2a和2b的摩擦系数且低于高阻力部分3a的摩擦系数的表面。此外，低阻力部分3b也围绕旋转轴3c作为中心旋转。高阻力部分3a、低阻力部分3b和旋转轴3c设置在平行于倾斜表面2a和2b的平面上或轴线上，并且设置为总是执行相同的操作而与分离辅助构件3和片材S前端的接触位置无关。此外，在分离辅助构件3中，高阻力部分3a设置在与低阻力部分3b相比距旋转轴3c更远的位置处。这是因为，当高阻力部分3a和低阻力部分3b一体地围绕旋转轴3c作为中心旋转时，高阻力部分3a需要在低阻力部分3b之前嵌入到倾斜表面2a和2b中。

在此，将结合图4A至4C说明倾斜表面2和分离辅助构件3之间的位置关系。图4A至4C是沿图1的B-B线剖切的剖视图。分离辅助构件3根据片材S的刚度在分别于图4A至4C中示出的第一至第三状态之间切换。分离辅助构件3设有偏压弹簧9作为用于如图4A至4C所示地偏压高阻力部分3a和低阻力部分3b的偏压单元。从高阻力部分3a和低阻力部分3b与片材S的接触表面观察，偏压弹簧9从后侧偏压高阻力部分3a和低阻力部分3b。此外，偏压弹簧9的一端由弹簧支撑凸台10固定。通过改变偏压弹簧9的偏压力来控制分离辅助构件3在第一至第三状态之间的切换。

图4A示出分离辅助构件3的第一状态。在第一状态中，高阻力部分3a相对于倾斜表面2a和2b突出最多。在第一状态中，当片材S沿着倾斜表面2a和2b被输送时，片材S接触高阻力部分3a，使得在输送期间产生高输送阻力。相应地，第一状态适用于进给诸如薄纸的低刚度片材，并且防止诸如双重进给的问题。此外，在进给装置11中，除了进给片材S期间外，分离辅助构件3由偏压弹簧9一直维持在所述第一状态。

图4B示出分离辅助构件3的第二状态。在第二状态中，高阻力部分3a和低阻力部分3b接触片材S。在第二状态中，高阻力部分3a的一部分嵌入(隐藏)在倾斜表面2a和2b中，并且在输送期间产生的输送阻力变得低于第一状态的输送阻力。在第二状态中，防止由于高刚度片材沿着倾斜表面2a和2b输送时的高输送阻力而产生的诸如进给失败的问题。在此，在第二状态中，由于在输送期间片材S接触高阻力部分3a的一部分，所以，偏压弹簧9可以设计为对应于刚度施加偏压力，使得即使在所述第二状态中也不会中断输送。

图4C示出分离辅助构件3的第三状态。在第三状态中，高阻力部分3a完全嵌入在倾斜表面2a和2b中，并且仅仅低阻力部分3b接触片材S。在第三状态中，高阻力部分3a和片材S完全不彼此接触，输送阻力变得甚至低于第二状态中的输送阻力。相应地，所述第三状态适用于进给诸如厚纸的极高刚度片材。

接下来将说明进给装置的进给操作。

当驱动轴6旋转时，驱动轴6的旋转力通过固定至驱动轴6的驱动齿轮7、以及中间齿轮8a、8b、8c和8d传递至进给辊5。相应地，进给辊5开始旋转(见图1)。在此，因为进给辊5接触堆叠在片材进给托盘1中的片材S的最上层片材S1，所以，由于与进给辊5的摩擦施加进给力，片材S1在箭头20的方向上被向前移动。此后，片材S1受到由倾斜表面2a和2b以及分离辅助构件3施加的抵抗进给力的反作用力，用于阻止片材S1移动。在此，由于片材S1和紧邻地放置在片材S1之下的片材S2(见图5A和5B)之间的摩擦导致的进给力施加在片材S2上。当片材S2由于进给力随着片材S1一起沿着倾斜表面2a和2b被输送时，产生双重进给。因此，通过使用从倾斜表面2和分离辅助构件3施加在片材S2上的抵抗进给力的反作用力，必然防止片材S2的输送。

在此，关于对片材S2的进给力和抵抗所述进给力的反作用力，所述进给力随着片材之间的摩擦系数增加。另一方面，反作用力随着片材的刚度增加。也就是说，在考虑片材之间的摩擦系数和片材刚度的平衡时，确定容易产生双重进给的片材。也可以说，当片材之间的摩擦系数高且输送低刚度片材时，容易出现双重进给。此外，反作用力由于倾斜表面2a和2b以及分离辅助构件3的表面阻力而变化，从而，可以通过改变所述表面阻力而防止双重进给。

图5A和5B是示出片材沿着倾斜表面2a和2b输送时所述分离辅助构件的操作状态的剖视图。

图5A示出当输送容易产生双重进给的低刚度片材时分离辅助构件3的操作状态。在输送低刚度片材期间，允许分离辅助构件3的高阻力部分3a相对于倾斜表面2a和2b突出，以使得片材能够接触高阻力部分3a。在此，分离辅助构件3处于第一状态。因此，由高阻力部分3a施加在片材S2上的抵抗所述进给力的反作用力，使得双重进给不容易发生。

然而，当输送高刚度片材时，在分离辅助构件3处在第一状态的情况下，由于片材的刚度而增大的反作用力进一步由高阻力部分3a增强，成为非常大的力。如上所述地增大的反作用力对于片材S1的输送具有不利的影响，并且存在发生诸如进给失败的问题的担心。因此，需要通过改变分离辅助构件3的状态来抑制反作用力的增强。

图5B示出在输送高刚度片材期间所述分离辅助构件3的操作状态。在输送高刚度片材期间，使分离辅助构件3的高阻力部分3a的一部分移动而嵌入在倾斜表面2a和2b中，从而高阻力部分3a的未嵌入部分以及低阻力部分3b接触所述片材。这样，分离辅助构件3处在第二状态中。因此，片材输送期间的输送阻力与图5A中所示状态的输送阻力相比进一步减小，从而抑制所述反作用力的增强。相应地，防止诸如进给失败的问题。在输送高刚度片材的情况下，分离辅助构件3处在第三状态，以将整个高阻力部分3a嵌入倾斜表面2a和2b中。

如上所述，分离辅助构件3具有第一至第三状态，并且在片材输送期间根据片材的刚度在所述状态之间切换，由此稳定地输送宽范围的片材。例如，假设为了进给非常容易形成双重进给的诸如横向再生纸的片材，分离辅助构件3的高阻力部分3a形成为具有非常高的摩擦系数的表面或非常不平坦表面。在此，即使当进给诸如瓦楞纸的很高刚度片材时，分离辅助构件3的状态也根据片材的刚度切换，从而，片材和高阻力部分3a彼此不接触，由此实现稳定的进给。

图6A和6B是示出根据另一实施例的分离辅助构件的图。图6A是立体图，图6B是俯视图。在图6A和6B中示出的分离辅助构件30包括高阻力部分30a、低阻力部分30b和旋转轴30c。低阻力部分30b和旋转轴30c具有与上述低阻力部分3b和旋转轴3c相同的构造。高阻力部分30a构造为不平坦表面，且形成的不平坦表面宽于上述高阻力部分3a的不平坦部分。此外，高阻力部分30a的不平坦的深度朝着低阻力部分30b减小。相应地，当分离辅助构件30在上述的第一至第三状态之间切换时，所述阻力在片材输送期间平滑地改变，由此实现更加适当的进给。

接下来将说明确定分离辅助构件3或30在所述第一至第三状态之间切换的条件的方法。通过改变对分离辅助构件3或30进行偏压的偏压弹簧9的偏压力，可以任意地控制所述切换条件。

图7是根据本发明所述实施例的进给机构的示意图。在图7中示出的进给机构包括片材进给托盘81、倾斜表面82、进给辊臂84以及进给辊85。片材进给托盘81、进给辊臂84和进给辊85分别对应于上述的片材进给托盘1、进给辊臂4和进给辊5。如图7中所示，当由进给辊85开始进给片材S时，由片材S产生推压倾斜表面82的力80A。力80A是随着片材的弯曲刚度改变的力，以在所述第一至第三状态之间切换分离辅助构件3或30。

图8是示出片材的刚度和片材在推压所述倾斜表面时施加的力之间的关系的图。图8中示出的测量结果都是通过图7中示出的片材进给机构测量的，并且倾斜表面82不设有上述的高阻力部分3a或30a。倾斜表面82的摩擦系数与低阻力部分3b或30b的摩擦系数相同。在图8中，片材S91是横向再生纸片材，片材S92是65g/cm²的纵向纸(标准纸)，片材S93是105g/cm²的纵向纸(厚纸)。如图8中所示，可以看出，力80A随着片材的刚度增大而变大。也就是说。随着片材的刚度增大，片材在接触时施加在倾斜表面82上的力增大。

在此，将对各片材的分离和输送状态作如下说明。

首先，在倾斜表面82上产生片材S91的双重进给。这是因为片材S91是再生纸并且因而在片材之间具有高的摩擦系数，而且片材S91是横向纸因而具有低的刚度。也就是说，在片材S91沿着倾斜表面82输送的情况下，抵抗进给力的反作用力小，从而最上层片材和紧接着置于其下的片材不能彼此分离。因此，必须设置摩擦系数比倾斜表面82高的高阻力部分3a或30a以增强所述反作用力。

接下来，在倾斜表面82上不产生片材S92的双重进给，并且即使设置高阻力部分3a或30a，片材S92也稳定地进给。最后，尽管可以在倾斜表面82上输送片材S93，但是片材S93的刚度高，从而反作用力大，不需要设置高阻力部分3a或30a。

根据上述结果，在本发明的实施例中，偏压弹簧9设计为具有偏压力，以根据片材S91、S92和S93在第一、第二和第三状态之间切换分离辅助构件3或30。具体地，如图8中所示，偏压弹簧9设计为具有如下限定的偏压力：区域Z1、Z2和Z3对应于分离辅助构件3或30的第一、第二和第三状态。区域Z1是力80A的值处在0和阈值F1的范围内的区域，并且阈值F1高于片材S91的值并且低于片材S92的值。此外，区域Z2是力80A的值处在阈值F1和阈值F2的范围内的区域，并且阈值F2高于片材S92的值并且低于片材S93的值。此外，区域Z3是力80A的值大于阈值F2的区域。

如上所述，由于偏压弹簧9设计为具有此种偏压力，所以，在输送片材S91期间，片材S91接触高阻力部分3a或30a，以及在输送片材S93期间，片材S93和高阻力部分3a或30a完全不彼此接触。此外，在输送片材S92期间，片材S92接触低阻力部分3b或30b以及高阻力部分3a或30a的一部分。这样，实现稳定地进给从横向再生纸至厚纸的宽范围片材的进给装置。

接下来，将说明根据本发明实施例的成像设备。

图9是示出根据本发明实施例的成像设备的图。图9中示出的成像设备12具有进给装置11、成像单元110以及片材排出托盘116。此外，在图9中，仅仅示出进给装置11的示意性部分。成像单元110包括打印头111、压板112、一对对齐辊113、以及一对片材排出辊114。

在成像设备12中，对于从进给装置输送出来的片材，片材的输送路径由外引导件115a和内引导件115b限制。相应地，片材被平稳地引导至成像单元110。此外，其上由成像单元110形成图像的片材被排出并堆叠在片材排出托盘116上。

接下来，将说明成像单元110的操作。由外引导件115a和内引导件115b引导的片材被夹在所述一对对齐辊113之间。此后，在成像期间，片材通过所述一对对齐辊113朝打印头111输送，并且间歇地输送精确的移动量。打印头111通过托架(未示出)沿垂直于片材输送方向的方向(也就是片材的宽度方向)往复运动，并且排出墨滴以形成图像。在此，压板112适当地保持片材的成像表面。当完成成像时，片材由所述一对排出辊114排出至片材排出托盘116。

在成像设备12中，无论片材的刚度如何，进给装置11都稳定地将片材引导至成像单元110。因此，无论片材的刚度如何都适当地执行成像。

尽管是结合示例实施例对本发明进行的说明，但是需理解的是，本发明不限于所公开的示例实施例。所附权利要求的范围应做最宽的理解以包括所有的修改、等同结构和功能。

Claims

1.一种进给装置，包括：

存储单元，片材装载和存储在所述存储单元中；

进给辊，所述进给辊在接触存储在所述存储单元中的最上层片材时旋转，以使所述最上层片材向前运动；

分离板，所述分离板设置在所述最上层片材的运动方向的前方，并且设有相对于所述运动方向倾斜的倾斜表面；以及

分离辅助构件，所述分离辅助构件沿着所述分离板的所述倾斜表面设置，并且通过接触所述最上层片材时接收的力进行操作，

其中，所述分离辅助构件包括：与所述分离板的所述倾斜表面平行的旋转轴、以及第一阻力部分，由于所述第一阻力部分的摩擦系数高于所述倾斜表面的摩擦系数并且由此所述接收的力增大，所述第一阻力部分围绕所述旋转轴作为中心从初始位置向嵌入位置旋转，其中所述初始位置从所述倾斜表面突出，所述嵌入位置嵌入所述倾斜表面。

2.如权利要求1所述的进给装置，其中，所述分离辅助构件进一步包括：

第二阻力部分，所述第二阻力部分的摩擦系数低于所述第一阻力部分的摩擦系数，并且所述第二阻力部分设置为围绕所述旋转轴作为中心在所述第一阻力部分和所述旋转轴之间旋转；以及

偏压单元，所述偏压单元用于抵抗所述接收的力施加偏压力，以偏压所述第一阻力部分和所述第二阻力部分，从而根据所述接收的力在第一状态、第二状态和第三状态之间切换所述分离辅助构件，在所述第一状态所述第一阻力部分处在所述初始位置，在所述第二状态所述第一阻力部分和所述第二阻力部分接触所述最上层片材，在所述第三状态所述第一阻力部分置于所述嵌入位置并且所述第二阻力部分接触所述最上层片材。

3.如权利要求2所述的进给装置，其中，所述第一阻力部分由不平坦表面构成，所述不平坦表面的不平坦深度朝着所述第二阻力部分减小。

4.一种成像设备，具有如权利要求1所述的进给装置，以及用于在从所述进给装置进给的片材上形成图像的成像单元。