CN1107014C - 纸页对齐装置 - Google Patents

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Abstract

通过一单一拾取辊(47)将一叠介质(29)的各纸页(28)在向处理工位送进之前进行对齐的装置。在工作循环的第一部分，如果纸页是歪斜的，与纸页中心线或轴线偏离的拾取辊的纸页送进力在至少纸叠的最上一页施加一力矩，使其一个边缘与对齐表面(48)接合。当拾取辊开始通电而纸页的一个侧边不与对齐装置接合时，最上一页的前缘与一肋(32)的插入件的弹性突起(43)接合，该肋与纸页轴线偏离但比拾取辊离对齐表面更远。歪斜的纸页绕突起(43)枢转，突起由高摩擦系数材料制造，延伸到肋(32)表面之外。在通电的其余时间，拾取辊(47)向打印机处理工位送进纸页。

Description

纸页对齐装置
本发明涉及一种用于当一叠纸页介质的最上一页向一处理工位送进时使至少该页对齐(校直)的装置，更具体地说，涉及一种对齐装置，其中，当最上一页的前缘与相对于纸页支承件倾斜的纸页分离器接合而使最上一页与纸页叠分离时，至少最上一页的一侧被校直。
在打印机中，当每张介质进入打印机的打印机构(处理工位)中时，希望其尽可能地准确。在喷墨打印机中，通过使用两个拾取辊从一纸叠中将各页介质送入送进辊的辊隙，然后使被送进页反向使其与送进机构对齐，送进机构通过送进辊辊隙送进纸页到打印机构，从而完成对齐。
在喷墨打印机中的另一种对齐装置是从两个拾取辊将每页介质送入反转辊，在纸页已送进打印机构后反转辊换向。在反转辊的方向变换之前，反转辊能使纸页前缘在一定程度对直。
每种布置使用了两个拾取辊，在已经装载的情况下，能使每页介质尽可能地对齐。这些布置使用了两个边缘导向件，与每页介质的两侧接合，两个边缘导向件中至少一个是可调整的。其要求使用者装一叠纸页靠在一个边缘导向件上，其通常是永远固定的，并且另一个可调边缘导向件靠在纸叠的另一边缘上。
如果使用者使可调边缘导向件不牢固地与纸叠侧面接合，并且纸叠的侧边不能沿其整个长度与固定边缘导向件接触，当两个拾取辊从纸叠送进纸页时，纸页将会歪斜。于是，虽然有前面所述的歪斜纠正机构，但例如由于可调导向件不能牢固地靠在各纸页的侧面，纸页还可能以一歪斜的状态进入打印机构。
本发明的纸页对齐装置仅要求一个单一的拾取辊，并不需要使用者精确地将纸叠装在支架上由单一拾取辊送进。纸页对齐装置通过设置一单一拾取辊和一单一边缘弯曲装置而完成该任务，所述边缘弯曲装置用于在纸页从纸叠送进时使最上一页从纸叠上分离，最好是偏于纸页轴线或中心线的一侧。单一边缘弯曲装置比单一拾取辊离对齐边缘更远，最好与单一拾取辊在纸页轴线或中心线的同一侧。
这种布置能使单一拾取辊的送进力在送进的纸页上产生一力矩，使其侧边与固定的对齐表面或边缘接合。在拾取辊转动每一循环的初期施加该力矩。于是，在通过拾取辊从纸叠拾取最上一页和送进该页时，各纸页一个侧边与对齐表面或边缘对齐。
通过在被送进页轴线一侧的拾取辊，使纸页在该侧比在非驱动侧有更多的约束。于是，非驱动侧到送进辊辊隙有一更短的路径，并且即使纸页被较直地送进，该侧也先到达辊隙。
直到纸页被驱动侧到达送进辊位置，使纸页前缘与例如送进辊辊隙在大致平行的位置对齐，纸页才被送进送进辊机构。这是因为由拾取辊送进的纸页已停止了反转送进辊才反转，从而反转送进辊作为一个止动件。同样，因为仅当纸页要由送进辊送进时送进辊才转动，辊隙可作为一个止动件。
本发明的目的是提供一种用于从各送进的介质纸页中消除歪斜的纸页对齐装置。
本发明的另一目的是提供一纸页对齐装置，其中，当使用者在支架上装载介质纸叠时可能发生较大程度的歪斜，而当纸页进入打印机的送进机构时使之不会引起纸页歪斜。
本发明的另一目的是控制在打印机拾取机构和送进机构之间的对齐。
本发明的其他目的从下面的描述，权利要求和附图中能更加清楚。
下面通过实施例并参照附图对本发明进行描述。
图1是本发明纸页对齐装置的前透视图，该装置用于支承一叠介质。
图2是图1中纸页对齐装置的后透视图。
图3是一肋的截面图，肋有一高摩擦系数的表面，用作图1的纸页对齐装置的纸页分离器的一部分。
图4是图1纸页对齐装置一部分的放大顶部局部视图，有一个前缘歪斜的纸页。
图5是从图1的纸页对齐装置支承的纸叠中由拾取辊送进到打印机送进辊的最上一页送进路径的示意侧视图，为清楚起见所示的纸页加厚了。
图6是图1中纸页对齐装置的拾取辊和送进辊驱动系统的正视图，其中，拾取辊被驱动。
图7是是图1中纸页对齐装置的拾取辊和送进辊驱动系统的正视图，其中，拾取辊不被驱动，和送进辊被驱动以送进纸页。
下面参见附图，特别是图1，其中显示了打印机11的自动纸页送进支架10。支架10最好由塑料制造，其包括一大致水平的底壁12和一从底壁12后部向上延伸的斜壁14。斜壁14相对于底壁12倾斜一个钝角，最好是大约115°，如图5所示。支架10(图1)固定在打印机11的固定架(未示)上。
支架10有从底壁12两侧向上延伸的大致平行的侧壁15和16。侧壁15和16与底壁12和斜壁14的两侧为一体。
一托盘18最好由塑料制造，其可拆卸地支承在斜壁14上。如图2所示，斜壁14有一对导轨19和20，它们安装在其后表面21上，在其之间形成一槽22。
托盘18的舌部23延伸进入槽22，可拆卸地将托盘18连接于支架10由支架支承。如图1所示，托盘18的底边24靠在斜壁14的上边缘25，使托盘18的前表面26和斜壁14的前表面27形成一连续的支承表面。
斜壁14的前表面27和托盘18的前表面26配合支承一叠介质28(见图5)，例如一叠票据纸29。纸叠28可以是任何其他合适的介质，例如标签或信封或卡片。
支架10的大致水平底壁12(图1)有一肋支承板30，其最好由塑料制造，其安装在上表面31上。肋支承板30从纸叠28(图5)连续支承表面倾斜离开。
肋支承板30(图1)有一从其上延伸的肋32，和三个大致平行的肋33，它们大致平行于肋32，也在板上延伸。于是，肋支承板30形成一基面，肋32和33在其上延伸。肋32设置在三个肋33中的两个之间。
肋32包括一金属例如不锈钢的体34(图3)，其例如有一低摩擦系数材料例如聚四氟乙烯含氟聚合物的涂层35(为清楚起见，在图3中放大显示)，形成其外表面。
体34包括一顶部主壁36，其有一对大致平行的侧壁37，侧壁大致垂直延伸。于是，体34大致为一U形。
体34的各侧壁37有一从其上延伸的部分38，用于与座39上的凹部或孔(未示)形成过盈配合，座安装在肋支承板30凹部40中。各侧壁37的自由端座落在凹部40的表面40’上。
体34的主壁36有一纵向槽口41。槽口41在体34主壁36纵向端部前面终止。
一插入件42设置在体34中。插入件42由与纸有高摩擦系数的合适材料构成，如聚氨酯。一种聚氨酯的合适样本由Dow Chemical作为Pellethane 2103 70 Shore A出售。插入件42有一沿其整个长度延伸的突起43。
插入件42有大致平行的侧壁44，座落于肋支承板30的表面44’上。于是，插入件42(图3)夹在肋32的体34和肋支承板30的表面44’之间而保持在位。
突起43延伸到体34的涂层35之外一个预定的距离。例如，当突起43的宽度为1.5mm时，突起43延伸到体34涂层35之外为0.25mm.。同样的比例适用于插入件42的突起43伸出体34的涂层35的更大或更小的距离。插入件42的侧壁44’外表面之间的距离是12.4mm。
除了插入件42的形状控制突起43伸出体34涂层35之外的距离，插入件42的形状和材料还产生一预加载。于是，当纸页28为一硬的介质时，聚合的插入件42的弹性和预加载联合确定突起43何时向内运动，从而突起不突出于体34的涂层35之外。
因为突起43和涂层35之间仅有很小的间隙，所以突起43接近或邻近涂层35。当纸页28是硬的并有0.1mm的厚度，突起43有1.5mm的宽度和体34的槽口41有2.5mm的宽度时，插入件42上的全部预加载应当能使纸页28推突起43的纸页接合表面使之与涂层35平齐。
插入件42相对于纸页边缘的摩擦系数最好大于0.7但必须大于0.3。涂层相对于纸页的摩擦系数最好小于0.15但必须小于0.2。
当纸页28是硬的时，由于纸页28在箭头45方向的前进，插入件42的突起43移动进入体34。以此方式，与涂层35与纸页28前缘接合的整个区域相比，突起43与纸页28前缘46接合的整个区域很小。于是，当纸页28为硬的介质时，其与仅有涂层35相比，在纸页的送进中能有效地不发生阻力的变化。
然而，当纸页28为低硬度从而为柔性的时，当纸页28以箭头45的方向送进时，突起43保持在其伸出的位置，如图3所示。于是，与涂层35相比，高摩擦系数的突起43有一个更大的与纸页支承件8前缘接合的区域，如图3所示。
于是，拾取辊47(图1)使纸页28前进的阻力增加了。所以，纸页28对着肋32向上向内形成折皱和弯曲。
各肋33仅有带涂层35的体34(图3)。各肋33(图1)的体34没有纵向槽口41(图3)。
当纸页28设置在托盘18的前表面26(图1)和支架10斜壁14的前表面27上时，构成纸叠29的各纸页28的前缘46(图5)与插入件42的突起43(图3)接合。因为突起43伸出到涂层35之外，所以，当不发生歪斜时，各肋33(图1)不与形成纸叠29(图5)的各纸页28的前缘46(图3)接合，而只是突起43(图3)与纸页28的前缘46接合。
右侧壁15(图1)有一对齐表面或边缘18，其上形成一组突起49，它们与右侧壁15为整体但从其上延伸。于是，突起49构成对齐表面或边缘48，各纸页28(图3)的一侧靠在对齐表面上，通过对着一个可调边缘(图1)而被固定。可以理解，当托盘18安装在图1的位置时，托盘18的右侧壁50’内表面与对齐表面或边缘48对齐。
可调边缘50可滑动地安装在转轴51上，其通过一支承在转轴51上的圆柱形部分52可转动地由侧壁15和16支承。可调边缘50有一向下延伸的齿(未示)，用于与支架10斜壁14前表面27上形成的一组齿53啮合。
各齿53被成形，使当可调边缘50向右侧壁15运动时，可调边缘50的齿可以通过各齿53。各齿53防止可调边缘50背离右侧壁15运动，除非将可调边缘50上的一释放按钮54向右侧壁15下压，使齿从与支架10斜壁14前表面27上形成的任何齿53的啮合中松开。于是，可调边缘50可释放地固定以夹持纸页28(图5)的一侧，使纸页靠在对齐表面或边缘48(图1)上。
通过一自动补偿机构的单一拾取辊47，各纸页28(图5)从纸叠29送进，其一个形式特别显示和描述于Padgett et al的US专利NO 5527 026中。拾取辊47由一臂55可转动地支承，臂可枢转地安装在转轴51上。
一凸缘盘56通过一与之整体的圆柱形套环57可转动地安装在转轴51上，位于侧壁15和拾取辊臂55之间。凸缘盘56有一直径以限制纸叠29的纸页28(图5)的高度，从而防止拾取辊臂55与纸页28接合。
转轴51(图1)上形成一平的部分，其肩部作为一止动件，用于防止拾取辊臂55向支架10的左侧壁16滑动。凸缘盘56防止拾取辊臂55向支架10的右侧壁15滑动。
一弹簧58一端支承在支架10右侧壁15上的槽58’上，其另一端连续地推拾取辊47使之与纸叠29的最上一页28接合(图5)。弹簧58(图1)向纸叠29的最上一页28(图5)施加一预加载力。
该预加载力保证拾取辊47总是与纸叠29的最上一页28(图5)接合，而与斜壁14(图1)的位置无关。弹簧58的预加载力也保证当拾取辊47由低摩擦系数材料例如硬介质的光滑片制造时能送进最上一页28(图5)。
转轴51(图1)由一可反转电机60’的轴60上的齿轮59(图6)驱动，可反转电机与一组合齿轮62的齿轮61啮合，组合齿轮62有一齿轮63，其与组合齿轮65的齿轮64啮合。离合齿轮67支承在板67A上，板可枢转地安装在一支柱67B上，支柱支承组合齿轮65并提供组合齿轮65的转动轴线。
离合齿轮67可转动地安装在一销67C上，销从板67A延伸。一弹簧垫圈(未示)安装在销67C上，并且离合齿轮67安装在该处，以产生一阻力(drag)。
在打印机11的一个工作循环中，当拾取辊47(图1)要被驱动时，离合齿轮67(图6)反时针转动从图7的位置到图6的位置(离合齿轮67在图7的位置是其在工作循环结束的位置)。当离合齿轮67由组合齿轮65的齿轮66转动时，上述情况发生。当离合齿轮67到达其图6的位置时，其提供从组合齿轮65的齿轮66到组合齿轮-皮带轮69的齿轮68的驱动。
组合齿轮-皮带轮69的皮带轮70与一驱动皮带71接合，驱动皮带71与在左侧壁16外的转轴51(图1)一端的皮带轮(未示)接合。驱动皮带71(图6)的内表面有齿与皮带轮70的齿和转轴51(图1)端部的皮带轮(未示)啮合。
转轴51有一齿轮(未示)，用于与齿轮驱动系72(图4)啮合，以转动齿轮73和转动拾取辊47。因为离合齿轮67(图6)必须在图7和图6之间移动一距离，所以，从电机60’的通电到拾取辊47被转动有一稍微的延迟。
如图4所示，当纸页28被装载时，纸页可能是歪斜的。于是，纸页28的侧面75将不与对齐表面或边缘48对齐。在一个工作循环期间，当拾取辊47被供电时，其在箭头76的方向在最上一页28上施加一个力。
肋32的突起43延伸超出肋33之外，从而当纸页28歪斜时，在突起43右侧的肋33与与纸页接合之前，突起就与纸页接合。所以，由拾取辊47在箭头76方向施加的力产生一个顺时针方向的力矩，如图箭头77所示。力矩使纸页28以突起43作为一枢轴转动，使纸页28的侧边75移动与对齐表面48或边缘接触。当纸页28的前缘46靠在各肋33体34的表面78上时，上述情况发生。
在一个工作循环中拾取辊47通电初期，随着最上一页28侧边75与对齐表面或边缘48对齐，纸页28的前缘46与肋32的体34上的涂层35(图3)接合，从而在肋32上发生折皱和弯曲。一旦发生弯曲，一个弯曲以Stephen A.Oleska et al的专利申请中所述的方式形成在肋32上，该专利的序号为NO 08/879 351，提交日为1997年6月20日，在此一并作为参考。
当被送进页28的弯曲发生时，载荷大部分以水平分力作用在涂层35上(图3)。该净水平分力使纸页28沿肋32和肋33送进。
如前述Stephen  A.Oleska et al的专利申请中所述和所示，施加在纸叠29(图5)的纸页28上的增加的阻力也施加在纸叠29中的其它纸页28上，特别是与顶部纸页28相邻的纸页28上。在被送进页28弯曲而前进的同时，在与被送进页28相邻纸页28上的阻力增加使该纸页固定。这就防止了出现双重送进的情况。
阻力的增加与突起43高摩擦表面的摩擦系数成比例。于是，就希望突起43有很高的摩擦系数表面，以使阻力最大，和使双重送进的机会最小。
如图5所示，打印机11有反转送进辊79和80，拾取辊47使被送进页28的前缘向反转送进辊送进。因为拾取辊47不与纸页28的轴线或中心线对齐，而是在其一侧，如图4中所示，所以，纸页28的非驱动侧的前缘46先于其驱动侧的前缘到达反转送进辊79(图5)和80。
这是因为纸页28在其驱动侧被拾取辊47约束，而在其非驱动侧不受约束。这导致了即使拾取辊47将纸页28较直地送进，纸页28的非驱动侧的路径也较短。然而，由于有反转送进辊79和80，直到辊子79和80的转动方向改变时，纸页28的前缘46才送入反转送进辊79和80之间的辊隙。
当工作循环开始拾取辊47被供电而送进纸页28时，通过与组合齿轮82的齿轮81啮合的组合齿轮62的齿轮63(图6)，使反转辊79反时针转动(图5)。组合齿轮82的齿轮83与组合齿轮85的齿轮84啮合。组合齿轮85有一齿轮86驱动一驱动皮带87，其驱动反转辊79(图5)。
电机60’(图6)，组合齿轮62和65，组合齿轮-皮带轮69，组合齿轮82和85由一大致垂直的支承板88支承。支承板88被支承在支架10的左侧壁16外，并与之间隔。
当纸页28的前缘46相对于送进辊79和80之间的辊隙到达一预定位置时，一传感器89(图5)可以检测到。当传感器89检测到纸页28前缘46的存在之后，通过电机60’(图6)在反转之前停止，使拾取辊47停止一预定间隔。
当然，直到送进辊79和80的转动方向颠倒时，在非驱动侧的纸页28前缘46才前进通过辊隙。所以，在传感器89检测到前缘46的存在和拾取辊47的驱动停止之间的时间内，前缘46再成为平行。所以，当纸页28前进通过送进辊79和80的辊隙时，纸页的前缘46不会歪斜。
当通过停止电机60’(图7)使拾取辊47停止之后，使电机60’的转动方向改变，使送进辊79(图5)和80的转动方向改变，并将纸页28送进到处理工位。当电机60’图7)从图6以相反方向转动时，因为组合齿轮65的齿轮66在相反方向转动使枢轴安装的臂67A按时针方向转动直到其与一止动销(未示)接合，使离合齿轮67停止在图7的位置，则离合齿轮67移动与组合齿轮皮带轮69的齿轮68脱离啮合。
拾取辊47(图1)的最接近肋支承板30的表面离支架10大致水平底壁12的上表面31的间隔为36.7mm，其是通过与拾取辊47相切的线和平行于支架10大致水平底壁12的上表面31的线之间的距离测量的。插入件42的长度是25mm.
拾取辊47(图1)的直径为20mm，宽度为15mm。拾取辊47的转动轴线离拾取辊臂55的枢轴为46mm，其与转轴51的轴线相同。拾取辊47最接近右侧壁15的表面离它的距离是31mm。斜壁14的前表面27离拾取辊臂55的枢轴距离为23.1mm。
三个肋34中心离右侧壁15的距离为18.1，133.1和186.6mm。肋32的中心离右侧壁15距离为60.1mm。
上面已将拾取辊47作为自动补偿机构的部件进行了描述，同时，可以理解，其不是必需的。在打印机11已作为喷墨打印机描述的同时，可以理解，本发明的纸页对齐装置可以用于其他的打印机，例如激光打印机。
另外，纸页28(图5)的送进也不一定是水平的，其也可以是垂直的。同样，本发明的纸页对齐装置也可用于底部送进系统。
在拾取辊47用于产生力矩和送进纸页28的同时，可以理解，一个第二拾取辊能对称地相对于纸页28的中心轴线对齐，其用于在拾取辊47已最初启动仅产生力矩之后送进纸页。第二拾取辊将仅在拾取辊47断电之后才通电。当然，这将会大大增加成本。
本发明的一个优点是有较低的成本。本发明的另一优点是允许使用者以一较大程度的歪斜装上纸页，同时在纸页供应到送进机构时仍能使各纸页对齐。
本发明有许多变形，都在本发明精神范围之中。

Claims (13)

1.纸页对齐装置，用于当将一叠介质的最上一页从纸叠送进时，使该纸页对齐，从而使其前缘大致平行于预定位置，该装置包括：
用于支承一叠纸页的支承装置；
侧边纸页接合装置，用于使至少该叠纸页最上一页的一侧边接合，使该叠纸页最上一页的一侧大致垂直于预定位置对齐；
一倾斜的基板表面，设置在所述最上一页从纸叠送进时的运动的路径中，所述倾斜的基板表面相对于所述支承装置倾斜，与该支承装置形成一钝角；
所述倾斜的基板表面有一纸页接合装置，当纸页从纸叠送进时，与至少纸叠最上一页的前缘接合；
一组从所述倾斜基板表面上延伸的大致平行的肋，其有外表面用于与被送进页的前缘初始接合；
所述大致平行肋中只有一个有所述第一表面，该表面有较高的摩擦系数，和一第二表面，该表面有较低的摩擦系数，各纸页沿所述表面送进，各所述第一和第二表面大致与所述基板表面平行，并相互平行，所述第二表面接近于所述第一表面，并且所述第一表面伸出到所述第二表面之外，用于与被送进页前缘的初始接合；
至少一个附加的所述大致平行肋仅有所述第二表面，所述的一个附加肋设置在所述仅有的一个肋和侧边纸页接合装置之间；
力施加装置，用于在大致与所述纸页接合装置平行的方向在纸叠最上一页施加一个力，所述力施加装置在所述侧边纸页接合装置和所述一个肋之间施加该力；
通过纸叠最上一页的前缘与所述一个肋的第一表面接合，所述在纸叠最上一页上施加一个力的力施加装置在所述最上一页上产生一力矩，使所述纸叠至少最上一页的一侧边与所述侧边纸页接合装置对齐。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述力施加装置是一拾取辊，用于从纸叠将最上一页在大致平行于所述侧边纸页接合装置的方向向预定位置送进；
在一个工作循环中的启动初期，所述拾取辊在纸叠最上一页上施加所述力矩。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述拾取辊仅施加力从纸叠中在与所述侧边纸页接合装置大致平行的方向向预定位置送进最上一页纸页。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：至少两个附加的大致平行的肋仅有所述第二表面，和所述的仅仅一个肋设置在仅有所述二表面的两个所述的大致平行肋之间。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：当所述第一表面与被送进页接合时，所述第一表面可相对于所述一个大致平行肋的第二表面移动。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于：当所述第一表面与被送进页接合时，所述第一表面可相对于所述仅仅一个肋的第二表面移动。
7.如权利要求2所述的装置，其特征在于：至少两个附加的大致平行的肋仅有所述第三表面，和所述的仅仅一个肋设置在仅有所述二表面的两个所述的大致平行肋之间。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：当所述第一表面与被送进页接合时，所述第一表面可相对于所述仅仅一个肋的第二表面移动。
9.如权利要求2所述的装置，其特征在于：当所述第一表面与被送进页接合时，所述第一表面可相对于所述仅仅一个肋的第二表面移动。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述力施加装置施加仅有的力，从纸叠中在与所述侧边纸页接合装置大致平行的方向向预定位置送进最上一页介质；
所述力施加装置在一个工作循环的启动的初期在纸叠的最上一页施加一力矩。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：至少两个附加的大致平行的肋仅有所述第二表面，和所述的仅仅一个肋设置在仅有所述二表面的两个所述的大致平行肋之间。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于：当所述第一表面与被送进页接合时，所述第一表面可相对于所述仅仅一个肋的第二表面移动。
13.如权利要求1所述的装置，其特征在于：当所述第一表面与被送进页接合时，所述第一表面可相对于所述仅仅一个肋的第二表面移动。
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