CN1817770B

CN1817770B - 送纸器

Info

Publication number: CN1817770B
Application number: CN2006100035167A
Authority: CN
Inventors: 安川亮一; 增田稔; 石田敏
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2006-02-07
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2026-02-07
Also published as: CN1817770A; JP2006213502A; DE102006005129A1; JP4395085B2; US7658374B2; US20060214356A1

Abstract

本发明公开一种送纸器，在所述送纸器中，拾纸辊拾取堆叠在送纸斗的纸张，并且将纸张朝向在其处设有分离辊和制动辊的分离部分传送。所述分离辊和所述制动辊一张接一张地对纸张进行传送。第一单元设置在所述制动辊上，并且适于检测所述制动辊的旋转；第二单元设置在所述分离部分，并且适于检测纸张速度；以及控制器，其可操作以基于如下条件判断纸张相对于所述分离辊的进入状态，并且对分离纸张的作用力进行最优控制，所述条件是：根据所述分离部分的纸张速度判断所述分离部分有无纸张；以及所述制动辊是否旋转。

Description

送纸器

技术领域

本发明涉及送纸器，在该送纸器中，拾取堆叠在送纸斗的纸张并向送纸器内传送，并且是通过设置在分离部分的分离辊和制动辊一张接一张地将纸张传送到送纸器内的。

背景技术

通常，在用于图像阅读装置等的现有技术的送纸器中，广泛使用这样的一种系统：即，在该系统中，纸张的分离是利用纸张间的摩擦系数与分离部件(分离垫、传送带或辊等)的摩擦系数之间的差进行的。

在现有技术的图像阅读装置中使用的送纸器中，通过图9所示的结构一张接一张地取出纸张。在读取若干张纸张的情况下，将该若干张纸张堆叠起来，并且放置在送纸斗中，以使得这些纸张的端部位于拾纸辊的下面。当拾纸辊旋转以把这些放置的纸张送入送纸器主体内时，借助纸张与拾纸辊接触的部分处产生的摩擦力来拾取最顶部的纸张，从而把纸张送入送纸器主体内。此时，会出现这样一种情况：即，不仅传送最顶部的单张纸张，而且还同时传送顶部以下的数张纸张。不过，提供了这样的配置：即，可通过进纸口限制纸张的厚度，从而减少送入送纸器主体内的纸张数量，并且仅单张纸张通过分离辊和制动辊被送入送纸器主体内。

然而，实际上，由于包括诸如各种纸张类型的使用等的条件发生改变，所以会出现这样的问题：送纸错误，即，不能将纸张送入送纸器主体内；或者重叠送纸，即，同时传送多张纸张。作为用于实现更高性能的送纸器的方法，就纸张特性的多样性而言，使用适应于纸张特性以及装置的设置环境的装置设定是非常有效的。然而，现状却是这样的：即，用户难以选择适当的装置设定，并且还存在设置时由工程师进行调整的情况。

为了克服这些问题，已提出如下已知的技术或装置，这些技术或装置是：一种这样的技术：即，根据刚刚通过分离部分之后的纸张厚度来检测重叠送纸，如果确定已发生重叠送纸，则增加反转辊的反转转数(参见JP-A-8-188286)；另一种这样的技术：即，制动带的正转速度或反转速度根据处理速度而改变(参见US6,199,854)；这样的纸张传送装置：其具有用于在纸张的移动速度不在适当范围之内的情况下调节分离压力的装置(参见JP-A-8-188291)；以及这样的技术：即，制动部分的负荷根据分离部分的移动状态而改变(参见JP-A-2001-206571)。

对上述装置本身的机构、控制以及分离部件进行审视，如果从单方面考虑，性能虽然得到了提高，但同时也导致缺点的出现。例如，如果提高分离力，虽然可以消除重叠送纸，但是会增加卡纸的机率，缩短消耗品的寿命。此外，尽管近年也存在着对能够以混合形式装载不同类型的纸张的送纸装置的需求，但如果在这种情况下试图适应于纸张的特性，由于每一张纸张的最佳装置设定是不同的，所以与相同的纸张类型相比性能会降低。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供这样一种送纸器：即，其通过实时监视纸张的分离状态并提供反馈控制，能够以混合形式装载纸张而没有缺点，从而克服了上述问题。

为实现该目的，根据本发明，提供一种送纸器，在所述送纸器中，拾纸辊拾取堆叠在送纸斗的纸张，并且将纸张朝向分离部分传送，在分离部分设有分离辊和制动辊，所述分离辊和所述制动辊一张接一张地对纸张进行传送，所述送纸器包括：

第一单元，其设置在所述制动辊上，并且适于检测所述制动辊的旋转；

第二单元，其设置在所述分离部分，并且适于检测纸张速度；以及

控制器，其可操作以基于如下条件判断纸张相对于所述分离辊的进入状态，以便最优地控制分离纸张的作用力，所述条件是：

根据所述分离部分的纸张速度判断所述分离部分有无纸张；以及所述制动辊是否旋转。

利用这种结构，即使在送纸器中以混合形式装载不同类型的纸张的情况下，通过实时监视纸张的分离状态并提供反馈控制，也可以使适应于每一张纸张的纸张特性的控制成为可能。

所述制动辊可以构造成：即，所述制动辊的旋转负荷是可控制的，并且所述控制器可以控制所述旋转负荷、或所述制动辊的作用压力或所述拾纸辊的作用压力。

所述进入状态可以分类为如下任意一种状态：待机状态、进入前状态、分离状态以及传送单张纸张状态。

所述送纸器还可以包括：第三单元，其设置在所述分离辊上，并且适于检测所述分离辊的旋转。所述控制器可以基于所述分离辊的旋转速度以及分离的纸张移动量，计算滑动率；并且基于所述滑动率对分离纸张的作用力进行控制。

所述送纸器还可以包括：第三单元，其设置在所述分离辊上，并且适于检测所述分离辊的旋转。所述控制器可以计算如下两个进纸量之间的差的累计值或积分值(integrated value，以下统称“积分值”)，并且当所述积分值等于规定值时，发出用于提示清扫的通知，所述两个进纸量是：基于所述分离辊的旋转速度的分离辊的进纸量；以及基于所述制动辊的旋转速度的制动辊的进纸量。

所述送纸器还可以包括：第三单元，其设置在所述分离辊上，并且适于检测所述分离辊的旋转。所述控制器可以计算如下两个进纸量之间的差的积分值，并且当所述积分值等于规定值时，发出用于提示替换所述分离辊的通知，所述两个进纸量是：基于在所述分离部分检测出的纸张传送速度的进纸量；以及所述分离辊的进纸量。

所述送纸器还包括：第三单元，其设置在所述分离辊上，并且适于检测所述分离辊的旋转。所述控制器计算如下两个进纸量之间的差的积分值，并且当所述积分值等于规定值时，发出用于提示替换所述制动辊的通知，所述两个进纸量是：基于在所述分离部分检测出的纸张传送速度的进纸量；以及所述制动辊的进纸量。

另外，所述第二单元可以是辊，所述辊以比所述分离辊给予纸张的压力小的压力与纸张接触的同时由纸张驱动，并且所述辊在跟随纸张与所述分离辊之间的接触点的同时旋转，所述接触点根据所述分离辊的尺寸、环境温度以及纸张形状而变化。

根据本发明，还提供一种送纸器，包括：

传送器，其适于沿传送方向传送纸张；

分离辊和制动辊，其沿所述传送方向设置在所述传送器的下游侧，并且形成分离部分，在所述分离部分中，一张接一张地传送纸张；

第一检测器，其可操作以检测所述制动辊的旋转；

第二检测器，其可操作以在所述分离部分处检测纸张的前端边缘；以及

控制器，其可操作以基于检测出的所述制动辊的旋转以及检测出的纸张的前端边缘，判断纸张相对于所述分离部分的状态，并且基于所述纸张的状态对所述制动辊进行控制。

在未检测出所述制动辊的旋转且未检测出纸张的前端边缘的状态下，所述控制器可以不向所述制动辊施加转矩；在检测出所述制动辊的旋转且未检测出纸张的前端边缘的状态下，所述控制器可以向所述制动辊施加第一转矩；在未检测出所述制动辊的旋转且检测出纸张的前端边缘的状态下，所述控制器可以向所述制动辊施加小于所述第一转矩的第二转矩；并且在检测出所述制动辊的旋转且检测出纸张的前端边缘的状态下，所述控制器向所述制动辊施加小于所述第一转矩且大于所述第二转矩的第三转矩。

根据本发明，又提供一种送纸器，包括：

传送器，其适于沿传送方向传送纸张；

第一检测器，其可操作以检测所述分离辊的旋转速度；

第二检测器，其可操作以检测所述分离部分处的纸张位移；以及

控制器，其可操作以进行如下计算：

基于所述分离辊的旋转速度计算所述分离辊的进纸量；以及

基于所述分离辊的进纸量和所述纸张位移计算滑动率，并且

所述控制器可操作以基于所述滑动率控制所述制动辊。

当所述滑动率等于规定值时，所述控制器可以向所述制动辊施加规定转矩；当所述滑动率小于所述规定值时，所述控制器可以向所述制动辊施加大于所述规定转矩的第一转矩，并且当所述滑动率大于所述规定值时，所述控制器向所述制动辊施加小于所述规定转矩的第二转矩。

附图说明

图1是示出在图像阅读装置等中使用的送纸器的图；

图2是从纸张接触侧看到的拾纸辊和分离辊的图；

图3A～3C是说明当检测送纸状态时的制动辊的制动转矩控制的图；

图4是说明基于送纸状态所需要的转矩的表；

图5是示出根据本发明的制动转矩控制的示意图；

图6A和6B是说明当检测滑动状态时的制动辊的制动转矩控制的图；

图7是总结参照图6A和6B描述的制动转矩控制的曲线图；

图8是示出制动转矩的最优化控制的操作程序的图；

图9是示出现有技术的图像阅读装置中使用的送纸器的图；以及

图10是说明制动辊的图。

具体实施方式

下面，将根据示出的实例对本发明进行描述。图1的送纸器用于图像阅读装置及其类似装置中。如图1所示，拾纸辊1设置在与其中堆叠有纸张P的送纸斗2端部对应的部分处，以便从上方拾取堆叠在送纸斗2的纸张P，并送入送纸器内。此时，会出现这样一种情况：即，不仅传送最顶部的纸张P，而且还同时传送包括该最顶部纸张P在内的数张纸张P。不过，提供了这样的配置：即，可通过进纸口3限制纸张P的厚度，从而减少送入送纸器内的纸张数量，并且仅单张纸张P通过分离辊4和制动辊5被送入送纸器内。

另外，拾纸辊1和分离辊4由马达驱动。分离辊4和制动辊5设置有用于检测它们旋转的部件(参见图2和图10)。另外，制动辊5构造为这样：即，其旋转负荷是可控制的且由图中未示出的控制器控制。例如，可以将诸如电磁制动器等的制动器连接到辊轴上，通过使得流经制动器的电流可变从而可以控制制动转矩。或者，可以通过控制器对制动辊5的作用压力或拾纸辊1的拾取压(作用压力)进行控制。

在分离部分(包括分离辊4和制动辊5)中设置用于检测纸张P的部件(编码器7)。另外，在拾取部分(包括拾纸辊1)也可以设置用于检测纸张P的部件(编码器7)。如图2所示，示出的各拾纸辊1和分离辊4均具有轴向分开且固定在相同的驱动轴上的两个辊。各从动辊6均设置在拾纸辊1和分离辊4的这些分开的辊之间，所述从动辊6接触纸张P并根据纸张P的移动进行旋转。这样，这些从动辊6由纸张P驱动。另外，这些从动辊6是无负荷的，并且分别以绕拾纸辊1和分离辊4的驱动轴自由旋转的方式受到支撑。此外，使用具有这样小的旋转负荷的辊用作从动辊6：即，这些辊在以比传送装置(拾纸辊1或分离辊4)给予纸张P的压力小的压力与纸张P接触的同时被驱动，并且这些辊跟随纸张P的接触高度(纸张P和传送装置之间的接触点)进行旋转，所述接触高度会因诸如传送装置尺寸的变化、环境温度的变化，以及纸张P形状的变化等而变化。

此外，通过安装在从动辊6上的编码器7可以检测从动辊6的旋转速度。处理器根据从动辊6的旋转速度和直径可以分别计算出拾取部分和分离部分处的纸张传送速度，通过对这两部分处的纸张传送速度进行积分可以计算出纸张移动量。另外，根据设置在分离部分处的从动辊6是否旋转，可以检测出分离部分处有无纸张P(即，检测纸张P的前端边缘)。而且，通过检测分离辊4的旋转速度，可以根据分离辊4的旋转速度和直径计算出进纸量，这样，控制器可以计算出滑动率，该滑动率是分离辊4的进纸量与从动辊6检测出的纸张移动量之间的差。

另外，利用在分离辊4和制动辊5上分别设置的旋转速度检测部件(编码器7)(如图2和10所示)，在两个辊(分离辊4和制动辊5)的进纸量之间的差的积分值等于规定值的情况下，可以向用户发出用于提示对送纸器(例如，分离辊4和制动辊5)进行清扫的通知。控制器使未在图中示出的显示器显示该用于提示清扫的通知。此外，利用在分离部分设置具有用于检测纸张传送速度的部件的从动辊6，在被传送纸张P的进纸量与分离辊4和制动辊5中的每一个的进纸量之间的差的积分值等于规定值的情况下，可以向用户发出用于提示替换分离辊4和制动辊5的通知。控制器使显示器显示该用于提示替换的通知。

在本发明中，根据在分离部分处有无纸张P或分离部分处的滑动率，控制器对分离纸张P的作用力进行最优控制，诸如通过控制制动辊5的旋转负荷或其作用压力或拾取压等。下面，通过以控制制动辊5的制动转矩的情况作为示例而给出更多的描述。

如图5所示，控制器根据分离部分处有无纸张P(纸张速度的检出与否)以及检测制动辊5的旋转，可以判断纸张P进入分离部分的进入状态(进纸状态)。此外，通过添加关于检测纸张P前端边缘之后、实际的纸张P传送的移动量信息，可以将进纸状态分类为更详细的状态。根据该进纸状态(即，纸张P的进入状态)，通过控制器对制动辊5的制动转矩进行最优控制。

另外，如果检测出分离辊4的旋转速度，则根据分离辊4的旋转速度和直径可以计算出分离辊4的进纸量，这样，通过控制器可以计算出分离辊4的进纸量与从动辊6检测出的纸张移动量之间的差(滑动率)。由此检测出滑动状态，从而通过控制器对制动辊5的制动转矩进行最优控制。

图3A示出了纸张P进入分离部分之前的状态。在待机期间，不对拾纸辊1和分离辊4进行驱动，制动辊5也不旋转(待机状态)。图3A示出了这样的状态(进入之前状态)：即，处于待机状态的拾纸辊1和分离辊4现已被驱动，并且纸张P已到达与分离辊4和制动辊5接触的位置处。持续该状态直到制动辊5直接与分离辊4接触的同时高速旋转。接着，由安装在制动辊5上的旋转检测单元检测该制动辊5的旋转。此时，由于存在多张纸张P进入的可能性，所以，最大限度地对制动辊5的制动转矩进行控制，以便突然地停止制动辊5。

图3B是说明在纸张P分离期间制动辊5的制动转矩控制的图。尽管最顶部的纸张P正从分离部分被送入送纸器内，但第二张纸张P已到达分离辊4处(分离状态)。在这种状态下，防止已到达分离辊4处的第二张纸张P进入且将其停止是必要的，但由于第二张纸张P相对于该最顶部的纸张P滑动，所以，制动辊5仍然处于静止状态。如果能够保持该静止状态，则对于制动辊5而言就足够了，从而可以使得制动转矩小。不希望使得制动转矩不必要的大，这是由于会导致不必要地增加分离辊4的负荷的缘故。

图3C是说明在纸张P传送期间的制动辊5的制动转矩控制的图。制动辊5在其与分离辊4之间夹压单张纸张P的同时对分离辊4进行制动(传送单张纸张P的状态)。由于制动辊5是在其自身与分离辊4之间夹压纸张P的，所以，与制动辊5直接接触分离辊4的情况相比更可能会产生滑动，需要的制动转矩处于中等程度。

图4为总结上述说明的表。根据分离部分有无纸张P以及制动辊5的旋转，可以判断进纸状态。根据该进纸状态，由控制器对制动辊5的制动转矩进行最优控制。

图6A为说明在滑动小的情况下的控制的图。例如，在使用铜版纸等的情况下或在高湿度环境下，滑动小。在使用这种纸张P的情况下，存在的优点是纸张P易于进入，但附着于最顶部纸张P的第二和第三张纸张P也会进入分离部分。由于制动辊5也与第二张纸张P接触，所以减轻了分离辊4的传送负荷。在这种情况下，通过提供控制以使得制动转矩变大，从而防止第二张纸张P的进入。图中的标记“×”表示制动辊5停止。

图6B是说明在滑动大的情况下的控制的图。例如，在使用超薄纸等的情况下或在低湿度环境下，滑动大。在使用这种纸张P的情况下，纸张P难以进入。然而，纸张P并不趋向于附着在一起，并且第二张纸张P趋向于在分离部分的前方停止。由于制动辊5在其与分离辊4之间仅夹着单张纸张P的状态下与分离辊4接触，所以分离辊4的传送负荷大。在这种情况下，通过提供控制以使得制动转矩变小，从而减轻传送负荷。

在图7中，横坐标表示纸张位置，并且纵坐标表示制动转矩。如图7所示，分离部分的制动转矩被设定为大转矩，一旦检测出被传送的纸张P，就将制动转矩设定为中等转矩。随后，如参照图6A和6B所述，在分离辊4处检测出滑动率，并根据该滑动率，进行使得制动转矩变大或变小的转矩控制。在检测出纸张P已通过位于分离辊4前方更远处(在下游侧)的传送辊(传送部分)之后，结束基于该滑动率的制动转矩控制。

在图8中，在步骤S1中，开始拾纸，并且对拾纸辊1和分离辊4进行驱动。接着，随后的控制如参照图3A～3C所述进行。然后，根据分离部分处的纸张检测和制动辊5的旋转检测，判断纸张P是否正被传送(S2)。一旦检测出纸张P正被传送，如上所述，就将制动辊5转矩设定为“中等”(S3)。接着，判断在传送部分是否已进行纸张检测(S4)。该传送部分通过在分离辊4前方更远处设置传送辊而构成的。

除非在传送部分检测出纸张P，否则操作进入从步骤S5开始的循环。在步骤S5中，判断制动辊5的旋转是否停止。如果制动辊5的旋转没有停止，则操作返回步骤S4。如果制动辊5的旋转停止，则制动辊5转矩被设定为“小”(S6)。接着，判断在分离辊4与纸张P之间是否存在滑动(S7)。如果不存在滑动，则操作返回步骤S4。如果存在滑动，则制动辊5转矩被设定为“最小”(S8)，操作返回步骤S4。

如果在检测部分检测出纸张P，则结束拾纸，并且断开拾纸辊1与分离辊4的驱动(S9)。然后，判断在传送部分是否已检测出纸张P的尾端边缘(S10)，如果已检测出纸张P的尾端边缘，则操作返回步骤S1。

附图标记清单

P 纸张

1 拾纸辊

2 送纸斗

3 进纸口

4 分离辊

5 制动辊

6 从动辊

7 编码器

8 纸张导向器

A 检测拾取部分处的纸张速度

B 检测制动辊的旋转速度

C 传送方向

D 检测分离部分处的纸张速度(分离辊侧)

Claims

1.一种送纸器，在所述送纸器中，拾纸辊拾取堆叠在送纸斗的纸张，并且将纸张朝向分离部分传送，在所述分离部分设有分离辊和制动辊，所述分离辊和所述制动辊一张接一张地对纸张进行传送，所述送纸器包括：

控制器，其可操作以基于如下条件判断纸张相对于所述分离辊的进入状态，以便对分离纸张的作用力进行最优控制，所述条件是：

根据所述分离部分的纸张速度判断分离部分有无纸张；以及

所述制动辊是否旋转。

2.根据权利要求1所述的送纸器，其中，

所述制动辊构造成：所述制动辊的旋转负荷是可控制的，并且

所述控制器进行如下控制：

控制所述旋转负荷；或者

控制所述制动辊的作用压力或所述拾纸辊的作用压力。

3.根据权利要求1所述的送纸器，其中，

所述进入状态分类为如下任意一种状态：待机状态、进入前状态、分离状态、以及传送单张纸张状态。

4.根据权利要求1所述的送纸器，还包括：

第三单元，其设置在所述分离辊上，并且适于检测所述分离辊的旋转，其中，

所述控制器基于所述分离辊的旋转速度以及分离的纸张移动量，计算滑动率；并且基于所述滑动率对分离纸张的作用力进行控制。

5.根据权利要求1所述的送纸器，还包括：

所述控制器计算如下两个进纸量之间的差的积分值，并且当所述积分值等于规定值时，发出用于提示清扫的通知，所述两个进纸量是：

基于所述分离辊的旋转速度的分离辊的进纸量；以及

基于所述制动辊的旋转速度的制动辊的进纸量。

6.根据权利要求1所述的送纸器，还包括：

所述控制器计算如下两个进纸量之间的差的积分值，并且当所述积分值等于规定值时，发出用于提示替换所述分离辊的通知，所述两个进纸量是：

基于在所述分离部分检测出的纸张传送速度的进纸量；以及

所述分离辊的进纸量。

7.根据权利要求1所述的送纸器，还包括：

所述控制器计算如下两个进纸量之间的差的积分值，并且当所述积分值等于规定值时，发出用于提示替换所述制动辊的通知，所述两个进纸量是：

基于在所述分离部分检测出的纸张传送速度的进纸量；以及

所述制动辊的进纸量。

8.根据权利要求1所述的送纸器，其中，

所述第二单元是辊，

所述辊以比所述分离辊给予纸张的压力小的压力与纸张接触，同时由纸张驱动，并且

所述辊在跟随纸张与所述分离辊之间的接触点的同时旋转，所述接触点根据所述分离辊的尺寸、环境温度以及纸张形状而变化。

9.一种送纸器，包括：

传送器，其适于沿传送方向传送纸张；

第一检测器，其可操作以检测所述制动辊的旋转；

10.根据权利要求9所述的送纸器，其中，

在未检测出所述制动辊的旋转且未检测出纸张的前端边缘的状态下，所述控制器不向所述制动辊施加转矩；

在检测出所述制动辊的旋转且未检测出纸张的前端边缘的状态下，所述控制器向所述制动辊施加第一转矩；

在未检测出所述制动辊的旋转且检测出纸张的前端边缘的状态下，所述控制器向所述制动辊施加第二转矩，第二转矩小于所述第一转矩；并且

在检测出所述制动辊的旋转且检测出纸张的前端边缘的状态下，所述控制器向所述制动辊施加第三转矩，第三转矩小于所述第一转矩且大于所述第二转矩。

11.一种送纸器，包括：

传送器，其适于沿传送方向传送纸张；

第一检测器，其可操作以检测所述分离辊的旋转速度；

控制器，其可操作以进行如下计算：

基于所述分离辊的旋转速度计算所述分离辊的进纸量；以及

基于所述分离辊的进纸量和所述纸张位移计算滑动率，并且

所述控制器可操作以基于所述滑动率控制所述制动辊。

12.根据权利要求11所述的送纸器，其中，

当所述滑动率等于规定值时，所述控制器向所述制动辊施加规定转矩；

当所述滑动率小于所述规定值时，所述控制器向所述制动辊施加第一转矩，第一转矩大于所述规定转矩；并且

当所述滑动率大于所述规定值时，所述控制器向所述制动辊施加第二转矩，第二转矩小于所述规定转矩。