TWI636890B - 滾輪式側向力產生裝置 - Google Patents

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Abstract

本案係關於一種滾輪式側向力產生裝置，包括滾輪、第一板件、第二板件、連接板件、第一彈簧、旋轉軸、第二彈簧、固定元件以及調節元件。連接板件與第一板件及第二板件相連接且沿與送紙方向垂直之設置方向設置。第一彈簧設置於第一板件及第一軸部之間。第二彈簧設置於第二板件及第二軸部之間且套設於旋轉軸。調節元件具有限位板體，限位板體與第一板件垂直並具有限位槽，第一軸部穿設於限位槽。旋轉軸與滾輪軸之連線形成的面與設置方向間具有大於0度之夾角，滾輪本體受第一及第二彈簧之彈力於紙張通過下方時產生側向力，避免紙張向內縮擠。

Description

滾輪式側向力產生裝置
本案係關於一種側向力產生裝置，尤指一種應用於大型列印設備之滾輪式側向力產生裝置。
在大型列印設備，例如大圖輸出機等運用類似滾輪來輸送紙張的設備中，最常遇到的問題之一是紙張發生如歪斜、向內縮擠等現象而導致卡紙或破損、皺折。其原因可能是零件精度或組裝、調校不良等。尤其在於其採用的滾輪送紙機構，當左右側送紙的速率不同即會造成紙張左右前進速度的差異。當左右側的送紙偏斜方向剛好都往紙張內側時，紙張就容易發生縮擠而皺折。
請參閱第1圖，其係顯示習用列印設備所採用之送紙機構及其紙張示意圖。如第1圖所示，一組由上方具有兩顆主動滾輪11及下方有對應的二顆從動滾輪12所組成的送紙機構，主動滾輪11之轉動方向R為順時針旋轉，當紙張13由右方進入時即被捲入並往左方帶動。此時，若主動滾輪11或從動滾輪12的幾何形狀、尺寸及/或角度等不夠理想時，兩邊送紙的速度或角度就可能不同步，而造成紙張歪斜或向內縮擠而產生皺折、卡紙等問題。
請參閱第2圖及第3圖，其中第2圖係顯示習用送紙機構於一曲軸上設置不同直徑之主動滾輪及其輸送之紙張之示意圖，以及第3圖係顯示習用送紙機構採用之主動滾輪左右側具有不同直徑及其輸送之紙張之示意圖。零件精度不佳或組裝不良之誇大示意圖如第2圖及第3圖所示，當一軸14上設置有多個不同直徑之主動滾輪11時會造成對紙張13送紙速度不同(箭頭長度代表送紙速度差異)，軸14本身的彎曲亦造成紙張行進方向歪斜。另當同一主動滾輪11左右側具有不同直徑，會因左右側對紙張13送紙速度不同(箭頭長度代表送紙速度差異)造成紙張13持續轉彎的現象。簡而言之，習用的送紙機構常伴隨著紙張發生歪斜、向內縮擠以致卡紙或紙張破損、皺折等問題，不僅在使用上造成不便，更易造成列印材料的浪費。
故此，如何發展一種可有效避免紙張彎曲或縮擠，同時又能應用於現有的列印設備架構之滾輪式側向力產生裝置，實為目前尚待解決的問題。
本案之主要目的為提供一種滾輪式側向力產生裝置，俾解決並改善前述先前技術之問題與缺點。
本案之另一目的為提供一種滾輪式側向力產生裝置，藉由將連接板件沿帶紙滾輪軸自身之方向(即設置方向)設置，使滾輪本體與帶紙滾輪軸間存在角度差異，並透過該角度差異提供以摩擦力形式存在的側向分力，讓紙張在前進時能受力而向外撐開，以預防性紙張發生向內縮擠的問題，進而可改善紙張輸送時歪斜的狀況。
本案之另一目的為提供一種滾輪式側向力產生裝置，透過第一彈簧與第二彈簧加壓使滾輪本體與紙張接觸並受紙張帶動而旋轉，可在不需額外動力源的情況下，適用於現行的各種列印設備，有相容性高且可廣泛地被運用等優點。
為達上述目的，本案之一較佳實施態樣為提供一種滾輪式側向力產生裝置，適用於在一列印設備沿一送紙方向輸送一紙張時提供一側向力，該滾輪式側向力產生裝置包括：一滾輪，具有一本體及一滾輪軸，其中該滾輪軸係貫穿該本體並於該本體之兩側分別具有一第一軸部及一第二軸部，且該第二軸部具有一穿孔；一第一板件，設置於該第一軸部之上方；一第二板件，設置於該第二軸部之上方，且具有一開口，其中該開口係與該穿孔相對應；一連接板件，與該第一板件及該第二板件相連接，且該連接板件係沿一設置方向設置，其中該設置方向係與該送紙方向相垂直；一第一彈簧，設置於該第一板件及該第一軸部之間；一旋轉軸，穿設於該穿孔；一第二彈簧，設置於該第二板件及該第二軸部之間並套設於該旋轉軸；一固定元件，部分地穿設於該開口、該旋轉軸及該第二彈簧；以及一調節元件，具有一限位板體，其中該限位板體係與該第一板件相垂直並具有一限位槽，且該第一軸部係穿設於該限位槽；其中，該旋轉軸與該滾輪軸之連線與該設置方向之間具有一夾角，該夾角係大於0度角，且該滾輪之該本體係受該第一彈簧及該第二彈簧提供之彈力向下加壓，俾於該紙張輸送通過該本體下方時產生並提供該側向力。
在一些實施例中，該旋轉軸與該滾輪軸相垂直，且該第二彈簧係與該第二板件及該第二軸部相抵頂。
在一些實施例中，該第一軸部具有一容置槽，且該第一彈簧係設置於該容置槽。
根據本案之構想，滾輪式側向力產生裝置更包括一第三彈簧，其中該調節元件更包括一緩衝板體，該第一軸部具有一緩衝容置槽，該緩衝板體係自該限位板體往遠離該本體之方向延伸，該緩衝容置槽係暴露於該限位板體之外，且該第三彈簧係設置於該緩衝容置槽並與該緩衝容置槽及該緩衝板體相抵頂。
在一些實施例中，該連接板件具有一第一端部、一第二端部及一中央部，該中央部係與該第一端部及該第二端部相連接，該第一端部係與該第一板件相連接，且該第二端部係與該第二板件相連接。
根據本案之構想，該第一端部係與該第一板件相垂直，該第二端部係與該第二板件相垂直，且該中央部係與該本體對應設置。
根據本案之構想，該第一端部、該第二端部及該中央部各自具有一輔助定位槽，且每一個該輔助定位槽之長度係彼此相同。
在一些實施例中，該第一板件具有二個孔洞，該調節元件更具有一調節板體，該調節板體係與該限位板體相垂直，該調節板體具有二個游移槽，且該二個游移槽係分別與該二個孔洞對應設置。
根據本案之構想，該調節元件更具有一抵頂板體，該抵頂板體係與該限位板體相垂直並與該調節板體相平行，該抵頂板體係與該限位槽對應設置，該第一彈簧係與該第一軸部及該抵頂板體相抵頂，且該第一板件係設置於該抵頂板體與該調節板體之間。進一步地，滾輪式側向力產生裝置更包括一彈簧限位元件，其中該彈簧限位元件係與該限位板體相連接，且該第一彈簧係受該抵頂板體、該限位板體、該第一軸部及該彈簧限位元件所包覆。
11‧‧‧主動滾輪
12‧‧‧從動滾輪
13‧‧‧紙張
14‧‧‧軸
2、2’‧‧‧滾輪式側向力產生裝置
20‧‧‧滾輪
200、200’‧‧‧本體
201‧‧‧滾輪軸
2011‧‧‧第一軸部
20110‧‧‧容置槽
20111‧‧‧緩衝容置槽
2012‧‧‧第二軸部
20120‧‧‧穿孔
21‧‧‧第一板件
210‧‧‧孔洞
211‧‧‧角度刻度尺
22‧‧‧第二板件
220‧‧‧開口
23‧‧‧連接板件
231‧‧‧第一端部
2310‧‧‧輔助定位槽
232‧‧‧第二端部
2320‧‧‧輔助定位槽
233‧‧‧中央部
2330‧‧‧輔助定位槽
24‧‧‧第一彈簧
25‧‧‧旋轉軸
250‧‧‧螺孔
26‧‧‧第二彈簧
27‧‧‧固定元件
28‧‧‧調節元件
281‧‧‧限位板體
2810‧‧‧限位槽
282‧‧‧調節板體
2820‧‧‧游移槽
2821‧‧‧尖端部
283‧‧‧抵頂板體
284‧‧‧緩衝板體
29‧‧‧彈簧限位元件
3‧‧‧列印設備
31‧‧‧帶紙滾輪軸
32‧‧‧主動滾輪
33‧‧‧框架
4‧‧‧紙張
51‧‧‧第三彈簧
D‧‧‧送紙方向
R‧‧‧轉動方向
S‧‧‧設置方向
T1‧‧‧送紙趨勢
T2、T2’‧‧‧導引趨勢
θ‧‧‧夾角
第1圖係顯示習用列印設備所採用之送紙機構及其紙張示意圖。
第2圖係顯示習用送紙機構於一曲軸上設置不同直徑之主動滾輪及其輸送之紙張之示意圖。
第3圖係顯示習用送紙機構採用之主動滾輪左右側具有不同直徑及其輸送之紙張之示意圖。
第4圖係顯示本案滾輪式側向力產生裝置之局部結構與帶紙滾輪、帶紙滾輪軸與紙張及其輸送方向之關係示意圖。
第5圖係顯示本案滾輪式側向力產生裝置安裝於列印設備之示意圖。
第6圖係顯示本案較佳實施例之滾輪式側向力產生裝置之一視角之結構示意圖。
第7圖係顯示本案較佳實施例之滾輪式側向力產生裝置之另一視角之結構示意圖。
第8圖係顯示本案較佳實施例之滾輪式側向力產生裝置之分解結構示意圖。
第9圖係顯示應用彼此對稱之一對滾輪式側向力產生裝置對紙張提供側向力之示意圖。
第10圖係顯示本案另一較佳實施例之滾輪式側向力產生裝置之結構示意圖。
第11圖係顯示第10圖所示之滾輪式側向力產生裝置之上視圖。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。
請參閱第4圖及第5圖，其中第4圖係顯示本案滾輪式側向力產生裝置之局部結構與帶紙滾輪、帶紙滾輪軸與紙張及其輸送方向之關係示意圖，以及第5圖係顯示本案滾輪式側向力產生裝置安裝於列印設備之示意圖。如第4圖及第5圖所示，本案較佳實施例之滾輪式側向力產生裝置2較佳係適用於在列印設備3沿送紙方向D輸送紙張4時提供側向力，其中滾輪式側向力產生裝置2係沿與送紙方向D垂直之設置方向S，即帶紙滾輪軸31自身的方向設置。由於帶紙滾輪軸31上的主動滾輪32係受驅動持續產生送紙趨勢T1並使紙張4沿送紙方向D前進，該送紙趨勢T1與本案之滾輪式側向力產生裝置2所產生的導引趨勢T2之間的方向差異會產生向外拉扯的側向力，此為本案作用之主要原理。
請參閱第6圖、第7圖及第8圖並配合第5圖，其中第6圖係顯示本案較佳實施例之滾輪式側向力產生裝置之一視角之結構示意圖，第7圖係顯示本案較佳實施例之滾輪式側向力產生裝置之另一視角之結構示意圖，以及第8圖係顯示本案較佳實施例之滾輪式側向力產生裝置之分解結構示意圖。如第5圖至第8圖所示，本案較佳實施例之滾輪式側向力產生裝置2包括滾輪20、第一板件21、第二板件22、連接板件23、第一彈簧24、旋轉軸25、第二彈簧26、固定元件27以及調節元件28。滾輪20具有本體200及滾輪軸201，其中滾輪軸201係貫穿本體200並於本體200之兩側分別具有第一軸部2011及第二軸部2012，且第二軸部2012具有穿孔20120。第一板件21係設置於第一軸部2011之上方，第二板件22係設置於第二軸部2012之上方且具有開口220，其中開口220係與穿孔20120於垂直方向上相對應。連接板件23與第一板件21及第二板件22相連接，且連接板件23係沿設 置方向S設置，其中設置方向S係與送紙方向D相垂直，且連接板件23係可設置於列印設備3之框架33上，但不以此為限。
第一彈簧24設置於第一板件21及第一軸部2011之間。旋轉軸25穿設於穿孔20120。第二彈簧26設置於第二板件22及第二軸部2012之間，且第二彈簧26係套設於旋轉軸25。固定元件27部分地穿設於開口220、旋轉軸25及第二彈簧26。調節元件28具有限位板體281，其中限位板體281係與第一板件21相垂直並具有限位槽2810，且第一軸部2011係穿設於限位槽2810。旋轉軸25與滾輪軸201之連線與設置方向S之間具有夾角θ，夾角θ係大於0度角，且滾輪20之本體200係受第一彈簧24及第二彈簧26提供之彈力向下加壓，俾於紙張4輸送通過本體200下方時產生並提供側向力。藉此，讓紙張4在前進時能受力而向外撐開，以預防性紙張4發生向內縮擠的問題，進而可改善紙張4輸送時歪斜的狀況。
根據本案之構想，固定元件27可為螺絲，旋轉軸25上可具有一螺孔250，且固定元件27係鎖固於該螺孔250。此外，旋轉軸25較佳係與滾輪軸201相垂直，且第二彈簧26係與第二板件22及第二軸部2012相抵頂，但不以此為限。在一些實施例中，滾輪軸201之第一軸部2011係具有容置槽20110，且第一彈簧24係設置於容置槽20110，但不以此為限。
在一些實施例中，連接板件23具有第一端部231、第二端部232及中央部233，中央部233係與第一端部231及第二端部232相連接，第一端部231係與第一板件21相連接，且第二端部232係與第二板件22相連接。在一些實施例中，第一端部231較佳係與第一板件21相垂直，該第二端部232較佳係與第二板件22相垂直，且中央部233較佳係與本體200對應設置，然皆不以此為限。第一端部231、第二端部232及中央部233各自具有輔助定位槽，即第一端部231之輔助定位槽2310、第二端部232之輔助定位槽2320及中央部233之輔助定位槽2330，且輔助定位槽2310、輔助定位槽2320及輔助定位槽2330之長度係彼此相同。
在一些實施例中，第一板件21具有二個孔洞210，調節元件28更具有調節板體282，調節板體282係與限位板體281相垂直。調節板體282具有二個游移槽2820，且該二個游移槽2820係分別與二個孔洞210於垂直方向上對應設置。在一些實施例中，調節元件28係進一步具有一抵頂板體283，抵頂板體283係與限位板體281相垂直並與調節板體282相平行，抵頂板體283係與限位槽2810於垂直方向上對應設置，第一彈簧24係與第一軸部2011及抵頂板體283相抵頂，且第一板件21係設置於抵頂板體283與調節板體282之間，但不以此為限。
根據本案之構想，本案之滾輪式側向力產生裝置2係可進一步包括彈簧限位元件29。其中，彈簧限位元件29係與限位板體281相連接，且第一彈簧24係受抵頂板體283、限位板體281、第一軸部2011及彈簧限位元件29所包覆。此外，第一板件21係設置有角度刻度尺211，調節板體282更具有尖端部2821，且尖端部2821對應於角度刻度尺211所表示之角度，係與夾角θ之角度相等。換言之，由於調節元件28之調節板體282係以例如螺絲鎖固之方式將螺絲經游移槽2820鎖固於孔洞210中，故僅需透過調整使本案之調節元件28之調節板體282沿游移槽2820移動，即可調整夾角θ之角度，使滾輪20以旋轉軸25為軸心進行微幅旋轉，並可透過觀看角度刻度尺211知悉實際的夾角θ之角度。
請參閱第9圖並配合第4圖及第5圖，其中第9圖係顯示應用彼此對稱之一對滾輪式側向力產生裝置對紙張提供側向力之示意圖。如第4圖、第5圖及第9圖所示，本案之滾輪式側向力產生裝置2較佳係以成對的方式安裝於列印設備3，例如在對應於紙張4的相互對稱位置分別安裝滾輪式側向力產生裝置2以及與滾輪式側向力產生裝置2呈鏡相或對稱配置的滾輪式側向力產生裝置2’，並於紙張4輸送通過滾輪式側向力產生裝置2之本體200下方與滾輪式側向力產生裝置2’之本體200’下方時產生並提供側向力。其中，如第4圖中的導引趨勢T2’亦係與導引趨勢T2對稱。
本案所描述的滾輪式側向力產生裝置係透過滾輪實現側向力的提供。然而，利用此種技術的方法或結構不限於上述的實施例。本案的實現是易於將機構模組化，以加裝到現有的列印設備中。此概念也可以直接整合到帶紙滾輪，使帶紙滾輪成為具有可微調角度的滾輪，而不採用外加的方式，其功能會更加直接而明顯。但由於結構複雜，設計須更為仔細。不論如何，此應用方式仍為本案所教示及建議的延伸範圍。
請參閱第10圖及第11圖，其中第10圖係顯示本案另一較佳實施例之滾輪式側向力產生裝置之結構示意圖，以及第11圖係顯示第10圖所示之滾輪式側向力產生裝置之上視圖。如第10圖及第11圖所示，本案之滾輪式側向力產生裝置2可進一步包括第三彈簧51，其中調節元件28更包括緩衝板體284，第一軸部2011具有緩衝容置槽20111，緩衝板體284係自限位板體281往遠離本體200之方向延伸，緩衝容置槽20111係暴露於限位板體281之外，且第三彈簧51係設置於緩衝容置槽20111並與緩衝容置槽20111及緩衝板體284相抵頂。於此實施例中，第三彈簧51位於將本體200推向形成夾角θ方向之位置。第三彈簧51具有緩衝作用，其目的在於當側向力大到足以壓縮第三彈簧51時，第三彈簧51會被壓縮，使得夾角θ變小，側向力跟著減弱，直到兩者平衡。藉此，可避免側向力過大將紙張撕破。此緩衝設計屬於本發明滾輪式側向力產生裝置的一種備用手段，因此同屬本案之教示範圍。
綜上所述，本案提供一種滾輪式側向力產生裝置，藉由將連接板件沿帶紙滾輪軸自身之方向(即設置方向)設置，使滾輪本體與帶紙滾輪軸間存在角度差異，並透過該角度差異提供以摩擦力形式存在的側向分力，讓紙張在前進時能受力而向外撐開，以預防性紙張發生向內縮擠的問題，進而可改善紙張輸送時歪斜的狀況。同時，透過第一彈簧與第二彈簧加壓使滾輪本體與紙張接觸並受紙張帶動而旋轉，可在不需額外動力源的情況下(但不限於不使用 額外動力源)，適用於現行的各種列印設備，有相容性高且可廣泛地被運用等優點。
縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

Claims (10)

  1. 一種滾輪式側向力產生裝置，適用於在一列印設備沿一送紙方向輸送一紙張時提供一側向力，該滾輪式側向力產生裝置包括：一滾輪，具有一本體及一滾輪軸，其中該滾輪軸係貫穿該本體並於該本體之兩側分別具有一第一軸部及一第二軸部，且該第二軸部具有一穿孔；一第一板件，設置於該第一軸部之上方；一第二板件，設置於該第二軸部之上方，且具有一開口，其中該開口係與該穿孔相對應；一連接板件，與該第一板件及該第二板件相連接，且該連接板件係沿一設置方向設置，其中該設置方向係與該送紙方向相垂直；一第一彈簧，設置於該第一板件及該第一軸部之間；一旋轉軸，穿設於該穿孔；一第二彈簧，設置於該第二板件及該第二軸部之間並套設於該旋轉軸；一固定元件，部分地穿設於該開口、該旋轉軸及該第二彈簧；以及一調節元件，具有一限位板體，其中該限位板體係與該第一板件相垂直並具有一限位槽，且該第一軸部係穿設於該限位槽；其中，該旋轉軸與該滾輪軸之連線與該設置方向之間具有一夾角，該夾角係大於0度角，且該滾輪之該本體係受該第一彈簧及該第二彈簧提供之彈力向下加壓，俾於該紙張輸送通過該本體下方時產生並提供該側向力。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之滾輪式側向力產生裝置，其中該旋轉軸與該滾輪軸相垂直，且該第二彈簧係與該第二板件及該第二軸部相抵頂。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之滾輪式側向力產生裝置，其中該第一軸部具有一容置槽，且該第一彈簧係設置於該容置槽。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之滾輪式側向力產生裝置，更包括一第三彈簧，其中該調節元件更包括一緩衝板體，該第一軸部具有一緩衝容置槽，該緩衝板體係自該限位板體往遠離該本體之方向延伸，該緩衝容置槽係暴露於該限位板體之外，且該第三彈簧係設置於該緩衝容置槽並與該緩衝容置槽及該緩衝板體相抵頂。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之滾輪式側向力產生裝置，其中該連接板件具有一第一端部、一第二端部及一中央部，該中央部係與該第一端部及該第二端部相連接，該第一端部係與該第一板件相連接，且該第二端部係與該第二板件相連接。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之滾輪式側向力產生裝置，其中該第一端部係與該第一板件相垂直，該第二端部係與該第二板件相垂直，且該中央部係與該本體對應設置。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之滾輪式側向力產生裝置，其中該第一端部、該第二端部及該中央部各自具有一輔助定位槽，且每一個該輔助定位槽之長度係彼此相同。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之滾輪式側向力產生裝置，其中該第一板件具有二個孔洞，該調節元件更具有一調節板體，該調節板體係與該限位板體相垂直，該調節板體具有二個游移槽，且該二個游移槽係分別與該二個孔洞對應設置。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之滾輪式側向力產生裝置，其中該調節元件更具有一抵頂板體，該抵頂板體係與該限位板體相垂直並與該調節板體 相平行，該抵頂板體係與該限位槽對應設置，該第一彈簧係與該第一軸部及該抵頂板體相抵頂，且該第一板件係設置於該抵頂板體與該調節板體之間。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之滾輪式側向力產生裝置，更包括一彈簧限位元件，其中該彈簧限位元件係與該限位板體相連接，且該第一彈簧係受該抵頂板體、該限位板體、該第一軸部及該保護(彈簧限位)元件所包覆。
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