CN1248861C - 防止在打印机中纸张双份送入的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止在打印机中纸张双份送入的装置。该装置包括：剥离器，其安装成倾斜一预定角度并且连接到多个纸张引导件的至少一个的前侧；杠杆，其安装成在剥离器的背侧可振动，并且具有与由拾取辊传送的纸张接触的接触表面；以及杠杆振动单元，其使杠杆振动，以使得接触表面间歇地接触由拾取辊传送的纸张的背面。

Description

防止在打印机中纸张双份送入的装置

技术领域

本发明涉及打印机，更具体的是，涉及一种用在打印机进纸单元中的防止纸张双份送入的装置。

背景技术

通常，打印机或复印机包括一进纸单元，该单元接收多张纸，并且将多张所接收的纸顺序地送入打印机。

图1是打印机的采用传统防止纸张双份送入装置的进纸单元的透视图；图2是示意性说明打印机进纸单元的侧视图，用于解释图1所示的传统装置的操作；而图3是送入到图2装置中的纸张前端的放大视图。

参照图1和2，进纸单元包括：纸盒20，其安装成可连接到打印机的框架10上或从框架10上拆下，纸盒上堆叠了多张纸P；以及拾取辊30，其安装成在打印机框架10上转动，置于堆叠在纸盒20上的纸张P的上部。拾取辊30转动而连接到由驱动电机42驱动旋转的轴44上以及齿轮系46上，并受到安装成在框架10上枢转的支承臂48的支承，并且由于其重量而接触到堆叠在纸盒20上的纸张P。此外，拾取辊30的外表面由具有较大摩擦系数的材料制成，从而拾取辊30容易拾取纸张P。同时，附图标记50表示纸张引导件，其固定在打印机的框架10上，以便置于纸盒20的前端，来引导由拾取辊30传送到打印机中的纸张P。

防止纸张双份送入的装置设置在具有上述结构的打印机的进纸单元中。现有技术中，作为防止纸张双份送入装置的剥离器52连接到纸张引导件50的前侧，即，连接到纸张P所接触的表面，其中剥离器通常由不锈钢或者诸如特弗隆的合成材料制成。剥离器52安装成自水平面倾斜成预定角θ，以防止纸张P的双份送入。

参照图3，如果接触到堆叠在纸盒2中的多张纸P中的第一张纸P₁的拾取辊30转动，则第一张纸P₁借助拾取辊30和它自身之间的摩擦力而传送到打印机。这时，第二张纸P₂的行进受到倾斜预定角θ的剥离器52的干扰，从而只有第一张纸P₁由拾取辊30拾取并被传送到打印机中。

由于拾取辊30和第一张纸P₁之间的摩擦力而作用在第一张纸P₁上的进纸力F_P可以由公式1获得。

F_p＝μ_roll×N              (1)

这里，μ_roll代表拾取辊30和第一张纸P₁之间的摩擦系数，而N代表作用在拾取辊30上的垂直力。

另外，由于第一张纸P₁和第二张纸P₂之间的摩擦力而作用在第二张纸P₂上的进纸力F_D可以由公式2获得。

F_D＝μ_paper×N             (2)

这里，μ_paper代表纸张P之间的摩擦系数。同时，干扰纸张P的进入的进纸阻力F_N通过纸张P之间的摩擦力和剥离器52产生的阻力而产生，进纸阻力F_N可以由公式3获得。

F_N＝μ_paper×N+F_stripper            (3)

这里，F_stripper代表由于剥离器52而作用在纸张P上的阻力。剥离器52产生的阻力F_stripper与剥离器52的倾斜角θ成正比。

同理，上述三个力在纸张P由拾取辊30拾取并且传送到打印机中时起作用。为了防止纸张P的双份送入和纸张P的未拾取(情况)，三个力应该满足公式4的下述条件。

F_P＞F_N＞F_D              (4)

更特别的是，作用在第一张纸P₁上的进纸力F_P应该大于进纸阻力F_N，从而第一张纸P₁能得以拾取并传送到打印机中。因而，为了满足上述条件，剥离器52的倾斜角θ应该正确设定。如果剥离器52的倾斜角θ太大，则进纸阻力F_N大于进纸力F_P，这样，就不会拾取第一张纸P₁。

而且，为了防止第二张纸P₂与第一张纸P₁一同送入，进纸阻力F_N应该大于作用在第二张纸P₂上的进纸阻力F_D。因此，为了满足上述条件，剥离器52的倾斜角θ被适当设定。

即，作为传统的防止纸张双份送入装置的剥离器52具有大于70度的倾斜角θ，其足够大以满足上述两项条件。

但是，当由于第一张纸P₁和第二张纸P₂之间产生的静电或介于二者之间的异物而在二者之间产生附着力时，作用在第二张纸P₂上的进纸力F_D可能大于进纸阻力F_N。这是因为作用在第二张纸P₂上的进纸阻力F_N由第二张纸P₂和第三张纸P₃之间的摩擦力以及剥离器5₂产生的而且和以前一样继续存在的阻力F_stripper确定，而第一张纸P₁和第二张纸P₂之间的附着力添加到作用在第二张纸P₂上的进纸力F_D上。这时，当第二张纸P₂与第一张纸P₁一起传送到打印机中时，发生了双份进纸现象。双份进纸现象可能在第三张纸P₃时或者在更下面的纸张时发生。这时，三张或多张纸被传送到打印机中。

如上所述，纸张P之间的摩擦力或附着力不是一直均匀的。因此，为了防止纸张双份送入，剥离器52的倾斜角θ应该较大。这时，进纸阻力F_N可以大于进纸力F_P，从而第一张纸P₁不会被拾取。因此，通过使用具有较大负载量并控制减速比的驱动电机42，拾取辊30以较大扭矩转动，从而进纸力F_P增加。这时，进纸单元的其它元件(如，齿轮系46)上的负荷增加。因此，这些元件快速磨损或破碎，元件的使用寿命减少。

发明内容

本发明提供了一种防止打印机中纸张双份送入的装置，其可以防止纸张不被拾取和由于间歇地施加摩擦力至纸张背面而导致的纸张的双份送入，该纸张由拾取辊拾取并且传送到打印机中。

根据本发明的一个方面，提供了一种用在打印机进纸单元中的防止纸张双份送入的装置，该进纸单元包括：拾取辊，其拾取堆叠在纸盒上的纸张并将该纸张传送到打印机中；和多个纸张引导件，它们安装在纸盒前部，引导由拾取辊传送的纸张。该装置包括：剥离器，其安装成倾斜一预定角度，并且连接到多个纸张引导件的至少一个的前侧；杠杆，其安装成在剥离器的背侧可振动，并且具有与由拾取辊传送的纸张(接触的)接触表面；以及杠杆振动单元，其振动杠杆，以间歇地接触由拾取辊传送的纸张的背面。摩擦力间歇地施加到纸张背面，从而防止了纸张的双份送入。

优选的是，该装置还包括置于剥离器背侧并在打印机框架中旋转安装的杠杆轴，杠杆固定在杠杆轴上，杠杆振动单元使杠杆轴振动，从而杠杆振动。

还优选的是，通槽形成在剥离器的上部分，从而杠杆的接触表面通过通槽接触纸张背面。

还优选的是，摩擦垫连接到杠杆的接触表面上，摩擦垫由橡胶制成。

还优选的是，杠杆振动单元包括：固定在杠杆轴中的振动板；凸轮装置，其接触振动板一侧，转动并使振动板周期性振动，从而与杠杆轴连接的杠杆振动；弹簧，其安装在振动板的另一侧，并且施加弹力，使得振动板紧密连接到凸轮装置；和驱动电机，其使凸轮装置转动并驱动凸轮装置。

还优选的是，至少一个凸轮凸起部形成在接触凸轮装置的振动板的凸轮表面上。更优选的是，三个凸轮凸起部沿着接触凸轮装置的振动板的凸轮表面周边以相同间距形成。

同时，杠杆振动单元包括固定在杠杆轴中的振动板，以及螺线管，其与振动板连接并周期性使振动板振动，以使得与杠杆轴连接的杠杆振动。

根据本发明，摩擦力通过杠杆间歇地施加到纸张背面，从而防止了纸张的双份送入和不被拾取。

附图说明

本发明的上述和其它特征和优点将通过参照附图的对其优选实施例的详细描述而变得显而易见，附图中：

图1是采用传统的防止纸张双份送入装置的打印机进纸单元的透视图；

图2是示意性示出打印机进纸单元的侧视图，用于说明图1的传统的防止纸张双份送入装置的操作；

图3是送入到图2装置中的纸张前端的放大视图；

图4是根据本发明实施例的、采用防止纸张双份送入装置的打印机进纸单元的分解透视图；

图5是根据本发明实施例的、示意性说明图4的防止纸张双份送入装置的侧视图；

图6是根据本发明实施例，防止纸张双份送入装置的透视图；

图7和图8分别示出了杠杆不接触纸张和杠杆接触纸张的情况，以说明图4的防止纸张双份送入的装置的操作；以及

图9是说明由杠杆施加到纸张上的摩擦力和根据本发明的其它力之间关系的图表。

具体实施方式

下文中，将通过参照附图描述本发明的优选实施例来详细描述本发明。

图4是根据本发明实施例的、采用防止纸张双份送入装置的打印机进纸单元的分解透视图；而图5是根据本发明实施例的、示意性说明图4的装置的侧视图。

参照图4和5，打印机包括进纸单元，该进纸单元将堆叠在纸盒120中的多张纸P送入打印机中，纸盒120安装成可连接到打印机的框架110上或从框架110上拆下。进纸单元包括：拾取辊130，其拾取堆叠在纸盒120中的纸张P并且将纸张P传送进入打印机中；以及多个纸张引导件150，它们设置在纸盒120前部，并且引导由拾取辊130传送的纸张P。拾取辊130旋转地安装在打印机的框架110上，置于堆叠在纸盒120上的纸张P的上部。拾取辊130受到枢转安装在打印机框架110中的支承臂148的支承，并且由于其重量而接触堆叠在纸盒120上的纸张P。拾取辊130的外表面由具有较大摩擦系数的材料制成，这样拾取辊130容易拾取纸张P。为了转动拾取辊130，提供了驱动电机142、由驱动电机142使之转动的轴144、以及将轴144连接到拾取辊130上的齿轮系146。

根据本发明的防止纸张双份送入的装置160用于打印机的进纸单元中，防止两张或多张纸P叠加在进纸单元上而被传送到打印机中。根据本发明的防止纸张双份送入的装置160包括：连接到多个纸张引导件150的至少一个前侧的剥离器152；安装成在剥离器152后侧振动的一个或多个杠杆162；以及使杠杆162振动以间歇接触由拾取辊130传送的纸张P背面的杠杆振动单元。

剥离器152连接到多个纸张引导件150的至少一个前侧，即，连接到与纸张P相对的表面。优选的是，剥离器152可以连接到多个纸张引导件150的每一个上。剥离器152由不锈钢或如特弗隆的合成材料制成，并且安装成自水平面成预定角θ，以防止纸张P的双份送入。如上所述，剥离器152生成干扰纸张P传送的阻力F_stripper。阻力F_stripper和纸张之间的摩擦力形成干扰纸张送入的进纸阻力F_N，如公式3所示。本发明中，剥离器152的倾斜角θ小于大约70度，以防止纸张P由于剥离器152产生的过度阻力F_stripper而不被拾取。剥离器152的倾斜角θ可以小于70度。

杠杆162安装在剥离器152的后侧，并且因杠杆振动单元而周期性振动。可以安装具有和剥离器152数量一样多的杠杆162。但是，如图4和5所示，优选的是，只有一个或两个杠杆可以安装在靠近拾取辊130的剥离器152的后侧，以减少杠杆162所要安装的空间，或者减少驱动力。此外，每个杠杆162都具有与由拾取辊130传送的纸张P相接触的接触表面。优选的是，具有较大摩擦系数的摩擦垫163附着到每个杠杆162的接触表面上，因而较大摩擦力可以施加到纸张P上。优选的是，使用通常容易获得的并且具有不毁坏纸张P的一定减震性能的橡胶作为摩擦垫163。而且，通槽154形成在剥离器152的上部，从而连接到每个杠杆162接触表面上的摩擦垫163通过通槽154接触纸张P的背面。

如上所述，杠杆162因杠杆振动单元而周期性振动，从而摩擦垫163通过通槽154间歇地接触由拾取辊130传送到打印机的纸张P的背面。因此，摩擦力通过杠杆162的摩擦垫163间歇地施加到纸张P上，这样作用在纸张P上的进纸阻力F_N周期性地增加。即，当杠杆162朝向纸张P振动而且摩擦垫163接触纸张P时，作用在纸张P上的进纸阻力F_N可以由公式5表达。

F_N＝μ_paper×N+F_stripper+F_L        (5)

这里，F_L表示由于杠杆162而作用在纸张P上的摩擦力。

与公式3中为传统的防止纸张双份送入装置所给出的进纸阻力相比，根据本发明实施例的进纸阻力F_N周期性增加，增加的量和由于杠杆162而作用在纸张P上的摩擦力F_L一样大。其效果将在下文详细描述。

同时，根据本发明的防止纸张双份送入的装置160还包括杠杆轴164，杠杆轴164设置在剥离器152的后侧并且旋转地安装在打印机的框架110中。这时，杠杆162固定在杠杆轴164上，杠杆振动单元使杠杆轴164振动，从而杠杆162受到振动。杠杆振动单元可以直接振动杠杆162。但是，当安装有两个或多个杠杆162时，应该安装两个或多个杠杆振动单元。当杠杆轴164如上设置时，只有一个杠杆振动单元可以同时使多个杠杆162振动。

杠杆振动单元起到使杠杆162振动的作用，从而摩擦垫163间歇地接触由拾取辊130传送的纸张P的背面。为此，杠杆振动单元包括振动板166、凸轮装置170、压缩螺旋弹簧168和杠杆驱动电机172。

振动板166固定在杠杆轴164的一侧并且在垂直于杠杆轴164方向的方向上延伸。

凸轮装置170安装成接触振动板166的一侧，即，在振动板166的底表面上。接触振动板166的凸轮表面170a和与杠杆驱动电机172的驱动齿轮174相啮合的齿轮部分170b形成在凸轮装置170的外表面上。凸轮装置170因杠杆驱动电机172而转动，干扰振动板166并且周期性地使振动板166振动。这样，固定在杠杆轴164中的杠杆162也受到振动。为此，至少一个凸轮凸起部170c形成在凸轮表面170a上。凸轮凸起部170c的数量可以通过考虑杠杆162的振动周期和杠杆驱动电机172的减速比而适当设定。即，当杠杆驱动电机172的减速比通过增加杠杆驱动电机172的驱动齿轮174的直径而减小时，凸轮装置170的转速变大，因此，杠杆162可以以预定周期振动，即使只有一个凸轮凸起部170c形成在凸轮表面170a上也是如此。同时，当杠杆驱动电机172的减速比通过减小驱动齿轮174的直径而增加时，凸轮装置170的转速变得较小，但是形成多个凸轮凸起部170c，使得杠杆162以预定周期振动。在后一种情况中，即使使用具有较小负载量的杠杆驱动电机172，凸轮装置170也产生足够的扭矩。因此，优选的是，沿着凸轮表面170a的周边以相同间距形成三个凸轮凸起部170c，如图5所示。

压缩螺旋弹簧168安装在振动板166的另一侧面，即，在振动板166的上部，由此施加弹力，使得振动板166紧密地附着到凸轮装置170的凸轮表面170a上。振动板166通过压缩螺旋弹簧168一直紧密地附着到凸轮装置170的凸轮表面170a上，因此通过凸轮装置170的转动而振动。同时，压缩螺旋弹簧168可以用片簧代替，片簧可以执行与压缩螺旋弹簧168相同的功能。

杠杆驱动电机172起到转动和驱动凸轮装置170的作用，如上所述。

同时，杠杆振动单元可以包括螺线管(未示出)，而不是包括压缩螺旋弹簧168、凸轮装置170和杠杆驱动电机172。螺线管与振动板166连接，周期性地直接使振动板166振动，从而与杠杆轴164连接的杠杆162振动。

图6是根据本发明一实施例的防止纸张双份送入装置的透视图。

类似于上述防止纸张双份送入装置(图4中的装置160)的图6所示的防止纸张双份送入的装置260包括：一个或多个杠杆262，摩擦垫263连接到所述杠杆上；以及与杠杆262连接的杠杆轴264。此外，(还包括)固定在杠杆轴266上的振动板266，紧密连接到振动板266一侧并且转动的凸轮装置270，以及施加弹性力使得振动板266紧密连接到凸轮装置270上的片簧268。片簧268可以用如上所述的压缩螺旋弹簧替代。图6所示的装置260中，凸轮装置270由转动并驱动拾取辊(图4中的130)的拾取驱动电机142转动并驱动。即，拾取驱动电机142通常用于转动并驱动拾取辊(图4中的130)和凸轮装置270。因此，根据图6的防止纸张双份送入装置260，用于驱动凸轮装置270的附加驱动电机是不必要的。

同时，附图标记143和276表示驱动齿轮和连接驱动齿轮143至凸轮装置270的中间齿轮。

下文中，将描述根据本发明实施例的具有上述结构的防止纸张双份送入装置的操作。

图7和图8分别示出了杠杆不接触纸张和杠杆接触纸张的情况，以说明图4的防止纸张双份送入的装置的操作；图9是说明由杠杆施加到纸张上的摩擦力和根据本发明的其它力之间关系的图表。这里，图1至图6中相同的附图标记表示相同的元件。

参照图7，如果接触堆叠在纸盒120中的多张纸P中的第一张纸P₁的拾取辊130转动，则第一张纸P₁通过拾取辊130和第一张纸P₁之间的摩擦力产生的进纸力F_P而传送到打印机。这时，为了防止第一张纸P₁不被拾取，如上所述，剥离器152的倾斜角θ设定得小于大约70度。此外，振动板166因压缩螺旋弹簧168的弹力而顺时针枢转，从而摩擦垫163置于剥离器152的通槽154之后，杠杆162不干扰第一张纸P₁的行进。同时，即使杠杆162逆时针枢转，并且摩擦垫163朝向通槽154伸出，第一张纸P₁的行进不受到摩擦垫163的干扰，直到第一张纸P₁的前端到达摩擦垫163为止。

因此，直到第一张纸P₁的前端接触杠杆162的摩擦垫163之前，作用在第一张纸P₁上的进纸阻力F_N小于作用在第一张纸P₁上的进纸力F_P，从而第一张纸P₁不被拾取的情况不会发生。

同时，如公式2和3所示，作用在第二张纸P₂上的进纸力F_D通常小于进纸阻力F_N，从而第二张纸P₂的行进受到杠杆162的干扰。

但是，当由于第一张纸P₁和第二张纸P₂之间产生的静电或者介于二者之间的异物而在第一张纸P₁和第二张纸P₂之间发生附着力时，作用在第二张纸P₂上的进纸力F_D可能大于进纸阻力F_N。这时，第二张纸P₂与第一张纸P₁一起传送。

参照图8，如果与第一张纸P₁一起送入的第二张纸P₂的前端到达摩擦垫163，第二张纸P₂的前端间歇地接触由于凸轮装置170而振动的杠杆162的摩擦垫163。这时，杠杆162通过杠杆振动单元而振动，从而当第二张纸P₂的前端从摩擦垫163的下端通过至上端(间距L)时，摩擦垫163周期性地至少一次(优选，至少三次)接触第二张纸P₂的背面。因此，摩擦力间歇地施加到第二张纸P₂上，从而作用在第二张纸P₂上的进纸阻力F_N周期性地增加到由于杠杆162而作用在第二张纸P₂上的摩擦力F_L，如公式5所示。这时，由于杠杆162而作用在第二张纸P₂的背面上的摩擦力F_N大于作用在第二张纸P₂上的进纸力F_D。因此，第二张纸P₂的行进在它接触摩擦垫163时受到干扰，从而防止了纸张双份送入。

同时，多张纸P之间的摩擦力或附着力是不均匀的，而且作用在第二张纸P₂上的进纸力F_D几乎与作用在第一张纸P₁上的进纸力F_P相同。因而，为了防止纸张双份送入，如图9所示，优选的是，由于杠杆162而作用在第二张纸P₂背面的摩擦力F_L设定得大于作用在第一张纸P₁上的进纸力F_P。

但是，当第一张纸P₁被拾取和传送时，杠杆162产生的摩擦力F_L也作用在第一张纸P₁上。但是，摩擦力F_L间歇地作用在第一张纸P₁上一较短时间，而拾取辊130产生的进纸力F_P连续地作用在第一张纸P₁上，使得第一张纸P₁的行进不受到杠杆162的干扰。

因此，根据本发明，当纸张被双份送入时，第二张纸的行进可有效地受到杠杆的干扰；当只送入一张纸时，第二张纸的行进不受杠杆干扰。

如上所述，在根据本发明的防止在打印机中纸张双份送入装置中，摩擦力间歇地施加到通过振动杠杆双份送入的纸张的背面，从而防止纸张双份送入。此外，杠杆产生的摩擦力在纸张被刚开始拾取时没有施加到被拾取的纸张上，从而防止了纸张未被拾取的情况。此外，杠杆产生的摩擦力间歇地施加到纸张的背面，从而纸张由拾取辊拾取，并且传送到打印机中的纸张的行进不受杠杆干扰。

尽管本发明已经参照其优选实施例特别示出和描述，但是本领域的技术人员可以理解，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的思想和范围的前提下，可以进行各种形式和细节上的变化。

Claims (15)

1.一种用在打印机进纸单元中的防止纸张双份送入的装置，该进纸单元包括：拾取辊，其拾取堆叠在纸盒上的纸张并将该纸张传送到打印机中；和多个纸张引导件，它们安装在纸盒前部，引导由拾取辊传送的纸张，所述装置包括：

剥离器，其安装成倾斜一预定角度，并且连接到多个纸张引导件的至少一个的前侧；

杠杆，其安装成在剥离器的背侧可振动，并且具有与由拾取辊传送的纸张接触的接触表面；以及

杠杆振动单元，其使杠杆振动，以间歇地接触由拾取辊传送的纸张的背面；

其中，摩擦力间歇地施加到纸张背面，从而防止了纸张的双份送入。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括置于剥离器背侧并在打印机框架中旋转安装的杠杆轴，杠杆固定在该杠杆轴上，杠杆振动单元使杠杆轴振动，从而使得杠杆振动。

3.根据权利要求1所述的装置，其中通槽形成在剥离器的上部分，从而杠杆的接触表面通过通槽而接触纸张背面。

4.根据权利要求3所述的装置，其中杠杆受到振动，从而在纸张的前端从接触表面的下端通过至上端时，接触表面周期性地至少三次接触纸张。

5.根据权利要求1所述的装置，其中剥离器连接到多个纸张引导件的每一个上，并且安装有和剥离器数量一样多的杠杆。

6.根据权利要求1所述的装置，其中通过杠杆间歇地施加到纸张背面的摩擦力大于作用在由拾取辊拾取的纸张上的进纸力。

7.根据权利要求1所述的装置，摩擦垫附着在杠杆的接触表面。

8.根据权利要求7所述的装置，摩擦垫由橡胶制成。

9.根据权利要求2所述的装置，其中杠杆振动单元包括：

固定在杠杆轴上的振动板；

凸轮装置，其接触振动板一侧，转动并使振动板周期性振动，从而与杠杆轴连接的杠杆振动；

弹簧，其安装在振动板的另一侧，并且施加弹力，使得振动板紧密连接到凸轮装置；和

驱动电机，其使凸轮装置转动并驱动凸轮装置。

10.根据权利要求9所述的装置，其中使凸轮装置转动并驱动凸轮装置的驱动电机是使拾取辊转动并驱动拾取辊的驱动电机。

11.根据权利要求9所述的装置，其中弹簧是压缩螺旋弹簧。

12.根据权利要求9所述的装置，其中弹簧是片簧。

13.根据权利要求9所述的装置，其中至少一个凸轮凸起部形成在接触凸轮装置的振动板的凸轮表面上。

14.根据权利要求13所述的装置，其中三个凸轮凸起部沿着接触凸轮装置的振动板的凸轮表面周边以相同间距形成。

15.根据权利要求2所述的装置，其中杠杆振动单元包括：

固定在杠杆轴中的振动板；以及

与振动板连接并周期性使振动板振动的螺线管，从而使得与杠杆轴连接的杠杆振动。

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