利用单向离合器和扭矩限制器的拾取臂升高的制作方法

打印机、复印机、扫描仪以及其它介质处理设备经常包括将介质驱动构件(诸如，拾取轮胎或拾取带)移动而接合托盘中的介质堆叠的顶部片材或脱离该顶部片材的拾取臂。将介质驱动构件升高而脱离介质堆叠允许堆叠被补充。当介质驱动构件被降低时，介质驱动构件可以被驱动以分离介质堆叠的最高片材且沿着打印机或其它介质处理设备的介质路径进一步移动该最高片材。

附图说明

图1是示例介质驱动器的示意图。

图2是用于将拾取臂和介质驱动构件在介质接合和驱动位置与升高的介质脱离位置之间致动的示例方法的流程图。

图3是被示为示例打印机的包括图1的示例介质驱动器的示例介质处理系统的示意图。

图4是示例介质驱动器的俯视图。

图5是图4的介质驱动器的一部分的不完整放大图。

图6是图5的沿线6-6截取的示例介质驱动器的截面图，例示处于介质拾取状态的介质驱动器。

图7是处于介质拾取状态的介质驱动器的侧立视图。

图8是图5的沿线6-6截取的示例介质驱动器的截面图，例示图7的处于升高拾取臂状态的介质驱动器。

图9是图8的处于升高拾取臂状态的介质驱动器的侧立视图。

具体实施方式

许多现有的介质处理设备，诸如打印机、复印机、扫描仪等等，利用消耗介质驱动机构的复杂空间来提升和拾取托盘中的各个介质片材。本公开描述一种介质驱动器，其利用单向离合器和扭矩限制器简单地响应驱动拾取轮胎的相同轴在反方向上旋转来升高诸如拾取轮胎的介质驱动构件。因此，介质驱动器有助于更紧凑且成本更低的介质处理设备。

图1示意性例示示例介质驱动器20。介质驱动器20从介质托盘46提升或拾取各个介质片材且沿着介质路径将拾取和分离的各个介质片材进一步驱动或移动到在各个片材上执行操作的介质处理元件。不同介质处理元件的示例包括打印元件、图像扫描元件以及穿孔元件或压痕元件。介质驱动器20具有相对少的零件且占据相对少的空间。

介质驱动器20包括介质驱动构件28、拾取臂30、轴34、变速器36、单向离合器40以及扭矩限制器42。介质驱动构件28包括将被驱动同时与介质托盘46中的介质堆叠的最高片材或最前片材(诸如纸片材)接触的构件。介质驱动构件28可以在被驱动时夹紧纸片材或摩擦地接触纸片材。为了便于介质托盘46装载或卸载，介质驱动构件28可以被提升或升高而不接触介质托盘46中的介质堆叠。在一个实施方式中，介质驱动构件28包括拾取轮胎、管形或圆柱形构件(诸如辊)，具有橡胶或橡胶状外周表面，其在与介质接触时将在至少一个方向上被可旋转地驱动。在另一实施方式中，介质驱动构件28可以包括在与介质接触时围绕多个轴被驱动或旋转的带或其它介质夹紧表面。

拾取臂30包括相对于介质托盘46内的介质可移动地支撑介质驱动构件28的结构。拾取臂30可枢转地支撑介质驱动构件28以在介质接合和驱动位置与介质脱离位置之间移动。拾取臂30由壳体、框架或其它结构围绕轴线48可枢转地支撑。

轴34包括轴，根据轴34的旋转方向，被可操作地联接到扭矩源(诸如马达)以便于被可旋转地驱动且以便于将扭矩传送到变速器36和单向离合器40。为了本公开的目的，术语“联接”应意味着两个构件彼此直接或间接连接。此类连接可以本质上是静止的或本质上是可移动的。此类连接可以通过彼此被一体形成为单个整体的两个构件或两个构件与任何额外中间构件或者通过彼此被附接的两个构件或两个构件与任何额外中间构件来实现。此类连接可以本质上是永久的或替代地可以本质上是可拆的或可释放的。术语“可操作地联接”应意味着两个构件被直接或间接地连接以使移动可以从一个构件直接或经由中间构件传送到另一构件。

轴34通过采用介质驱动器20的介质处理设备的壳体或其它结构可旋转地支撑。在一个实施方式中，轴34与轴线48共同延伸，提供拾取臂30枢转所围绕的轴线。在另一个实施方式中，轴34可以与拾取臂30枢转所围绕的轴线48间隔开且与该轴线48不同。

变速器36包括传动系或动力系，来自轴34的扭矩由该传动系或动力系传送到介质驱动构件28以驱动旋转介质驱动构件28。变速器36可以包括齿轮系、链条和链轮布置、带和皮带轮布置或其组合。在一个实施方式中，变速器36由拾取臂30支撑或承载。在其它实施方式中，变速器36可以独立于拾取臂30而被支撑。

单向离合器40和扭矩限制器42协作以形成提升机构，用于将拾取臂30和介质驱动构件28从介质驱动和接合状态或位置升高到升高拾取臂、介质脱离状态或位置。单向离合器40包括被联接到轴34的离合器机构，根据轴34被可旋转地驱动的方向，该离合器机构在轴接合状态与轴脱离状态之间自动致动。单向离合器40响应于轴34在第一向前或介质拾取方向上旋转而与轴34可操作地脱离，轴34在驱动方向上驱动介质驱动构件28，该介质驱动构件28将接合的介质片材朝向介质路径移动且进一步沿着介质路径移动。单向离合器40响应于轴34在第二反方向上旋转而自动接合轴34以便于与轴34一起旋转。单向离合器40的示例包括但不限于滚针轴承单向离合器。

扭矩限制器42包括限制被传送的扭矩量、扭矩大小的机构。扭矩限制器42被可操作地联接在单向离合器40与拾取臂30之间。在一个实施方式中，扭矩限制器42通过滑动来限制扭矩，如在摩擦板滑动离合器中那样。在一个实施方式中，扭矩限制器42包括被固定或被直接连接到拾取臂30的第一部分和被固定或以其它方式被直接连接到单向离合器40的第二部分，其中该两部分彼此摩擦接触以便于彼此一起移动(无滑动)且在它们之间传送扭矩或以便于相对于彼此滑动，从而减少或完全中断在两部分之间传送的扭矩量。在示出的示例中，在拾取臂30被升高且移动时，扭矩限制器42将扭矩从单向离合器40(无滑动地)传送到拾取臂30。响应于拾取臂30遇到限制拾取臂30的任何进一步向上移动或向上枢转的阻碍或障碍，扭矩限制器42滑动或自动中断从单向离合器40到拾取臂30的扭矩传送。扭矩限制器42允许扭矩源(诸如马达)持续运行并持续向轴34供应扭矩，而在拾取臂30碰撞到其旋转障碍之后不失速。

图2是用于在介质接合和驱动位置与升高的介质脱离位置之间致动拾取臂和介质驱动构件的示例方法100的流程图。虽然方法100被描述为由以上描述的介质驱动器20来实施，但是应理解，方法100也可以由其它介质驱动器来实施，诸如下文描述的介质驱动器中的任何一种。如框104指示的，轴34在第一方向上旋转以向介质驱动构件28供应扭矩，从而从介质托盘46中的介质堆叠拾取和移动介质片材。

如框108指示的，轴34在与第一方向相反的第二方向或反方向上旋转。因此，单向离合器40自动接合轴34以使扭矩从轴34被传送到单向离合器40。单向离合器40在第二方向上随着轴34的旋转而旋转。

如框112指示的，单向离合器40将从在第二方向上旋转的轴34接收的扭矩传送到扭矩限制器42。扭矩限制器42将扭矩传送到支撑介质驱动构件28的拾取臂40。由扭矩限制器42传送的扭矩将拾取臂30升高以便于移动介质驱动构件28而脱离与介质托盘46中的介质堆叠的接触。

在一个实施方式中，扭矩限制器42持续向拾取臂30传送扭矩且持续升高拾取臂30，围绕轴线48枢转拾取臂30，直至拾取臂30遇到障碍或其它阻碍。因为拾取臂30接触障碍或其它阻碍且拾取臂30不再能够被进一步升高，所以扭矩限制器42滑动。扭矩限制器42允许扭矩源持续运行，从而降低失速的可能性。

图3示意性地例示利用介质驱动器20的被示为打印机200的示例介质处理设备。打印机200在来自介质托盘46中容纳的介质堆叠的各个介质片材上打印。除了介质驱动器20之外，打印机200包括介质托盘46、马达232、介质路径264、打印元件266以及介质排放部270。

介质托盘46包括用于容纳各个介质片材(诸如各个纸片材)的堆叠的托盘。介质托盘46与介质驱动构件28相对且邻近介质路径264支撑片材堆叠。

马达232用作轴34的扭矩源。在一个实施方式中，马达232包括被可操作地联接到轴34的可逆马达。在另一个实施方式中，马达232由变速器可操作地联接到轴34，该变速器便于将扭矩从马达232在两个方向上供应到轴34。在某一实施方式中，马达232额外地驱动打印机200的其它部件，诸如介质路径264的部件。

介质路径264包括从介质托盘46延伸穿过打印机200的壳体或其它外壳的介质引导和驱动路径。介质路径264可以包括由马达232或单独的马达可旋转地驱动的多个辊、带等等。介质路径264将由介质驱动器20拾取和分离的各个介质片材引导到被示为打印元件266的介质处理元件。在介质片材上已经相互作用(诸如已经在介质片材上打印)之后，介质路径264可以额外地将来自打印元件266的介质片材移动和传递到介质排放部270。

打印元件266包括在由介质驱动器20和介质路径264提供的介质片材的一个或两个面上打印的设备。在一个实施方式中，打印元件266包括一个或多个打印头。在另一个实施方式中，打印元件266包括鼓或带以及相关联的墨粉或者液体静电或电子摄影术打印部件。但是在其它实施方式中，打印元件266可以包括其它目前利用的或将来的打印技术。另外在其它实施方式中，介质处理设备200可以包括在各个拾取和分离的介质片材上执行除了打印之外的操作的设备。例如，在其它实施方式中，介质处理设备200可以替代地包括取代打印元件266或除打印元件266之外的扫描元件、穿孔元件或压痕元件。

在操作中，响应于指示介质托盘46内介质存在的信号且响应于打印命令，马达232可以被驱动以在第一方向上驱动轴34，从而将扭矩经由变速器36供应到介质驱动构件28。介质驱动构件28摩擦地接合顶部片材或最前片材且将分离片材驱动到介质路径264中。介质路径264持续驱动片材到打印元件266。打印元件266在介质片材上打印，其中介质路径264进一步将该打印后的介质片材传递到介质排放部270(诸如输出托盘)。在一些实施方式中，介质结构70可以包括也在介质片材上相互作用或打印的其它设备。

响应于指示介质托盘46为空的信号，响应于特定的拾取臂提升命令或响应于不再被执行的打印命令，马达232可以被控制以在第二相反方向或反方向上驱动轴34。如以上描述的，轴34在反方向上的旋转引起介质驱动器20升高拾取臂30或围绕轴线48枢转拾取臂30以提升和升高介质驱动构件28而脱离与介质托盘46内的任何介质的接合且进一步远离介质托盘26的底部。介质驱动构件28的升高便于从介质托盘46撤回任何现有介质或将新的或额外的介质装载到托盘46中。一旦马达232不再在第二方向或反方向上驱动轴34，则拾取臂30和介质驱动构件28可以被允许在重力作用下或额外地在偏压件(诸如弹簧)的力的作用下，枢转返回接触和接合介质托盘46内的介质堆叠或介质托盘46的底部。在一些实施方式中，一旦马达232已经在第二方向上中断驱动轴34，则拾取臂30和介质驱动构件28保持升高直至介质驱动构件28在第一或介质拾取方向上再次驱动轴34。

图4-图9例示介质驱动器320——介质驱动器20的示例。介质驱动器320拾取和分离各个介质片材且移动这些介质片材而脱离介质托盘，以由介质处理设备处理。介质驱动器320可以取代介质驱动器20被用在以上描述的打印机200中。介质驱动器320可以被用在其它打印机或其它介质处理设备中。介质驱动器320包括介质驱动构件328、拾取臂330、马达332、轴、单向离合器335(图6和图7中示出的)、变速器336、单向离合器340以及扭矩限制器342。

介质驱动构件328包括在接触介质托盘46(图1中示出的)中的介质片材(诸如纸片材)的最高片材或最前片材时被驱动的构件。介质驱动构件328可以在被驱动时夹紧纸片材或摩擦接触纸片材。为了便于装载或卸载介质托盘46，介质驱动构件328可以被提升或被升高而脱离与介质托盘46中的介质堆叠的接触。在示出的示例中，介质驱动构件328包括拾取轮胎、管形或圆柱形构件(诸如辊)，其具有在与介质接触时在至少一个方向上被可旋转地驱动的橡胶或橡胶状外周表面。在另一实施方式中，介质驱动构件328可以包括在与介质接触时围绕多个轴线被驱动或旋转的带或其它介质夹紧表面。

拾取臂330包括相对于介质托盘46内的介质可移动地支撑介质驱动构件328的结构。拾取臂330可枢转地支撑介质驱动构件28以在介质接合和驱动位置与介质脱离位置之间移动。拾取臂330由壳体、框架或其它结构围绕轴334并围绕轴线348可枢转地支撑。

在示出的示例中，拾取臂330包括多件式构造，该多件式构造包括变速器支撑部分350和变速器遮蔽部分352。变速器支撑部分350在支撑变速器336时由轴334枢转定位和支撑。遮蔽部分352在由轴336可枢转地支撑时被固定地连接到部分350。遮蔽部分352在变速器336以及单向离合器340和扭矩限制器342之上并围绕该变速器336以及该单向离合器340和该扭矩限制器342延伸。在示出的示例中，遮蔽部分352被直接连接到扭矩限制器342。在其它实施方式中，拾取臂330的其它部分可以被直接连接到扭矩限制器342。在其它实施方式中，拾取臂330可以包括单件或可以包括替代构造。

马达332用作轴334的扭矩源。在一个实施方式中，马达332包括被可操作地联接到轴34的可逆马达。在另一个实施方式中，马达332由变速器可操作地联接到轴334，该变速器便于将扭矩从马达332在两个方向上供应到轴334。在某一实施方式中，马达332额外地驱动利用驱动器320的介质处理设备的其它部件。

轴334包括根据轴334的旋转方向，被可操作地联接到马达332以便于被可旋转地驱动且以便于将扭矩传送到变速器336和单向离合器340的轴。轴334通过利用介质驱动器320的介质处理设备的壳体或其它结构可旋转地支撑。在示出的示例中，轴334延伸穿过单向离合器340和扭矩限制器342且可旋转地支撑该单向离合器340和扭矩限制器342。因此，驱动器320可以是更紧凑的。在其它实施方式中，轴334可以延伸穿过单向离合器340和扭矩限制器342中的一个，或者可以偏离单向离合器340和扭矩限制器342，其中单向离合器340和扭矩限制器342围绕分离的轴线被可旋转地支撑。

如图6中示出的，单向离合器335被可操作地联接在轴334与变速器336之间。响应于轴334在第一向前或拾取方向上被可旋转地驱动，单向离合器335将扭矩传送到变速器336。响应于轴334在第二反方向上被驱动，诸如在介质驱动构件328和拾取臂330的提升期间，单向离合器335自动地断开轴334和变速器336。

在示出的示例中，单向离合器335包括第一轴部分352和第二变速器部分354。轴部分352被固定到轴334以与轴334一起旋转。变速器部分354被固定到变速器336的驱动齿轮360。响应于轴334在第一向前或拾取方向上被驱动，部分352和354彼此互锁。响应于轴334在第二反方向上被驱动，部分352和354彼此自动断开或脱离。在一个实施方式中，单向离合器335包括滚针轴承单向离合器。在其它实施方式中，单向离合器335可以包括其它机构或可以被省略。

变速器336包括传动系或动力系，来自轴334的扭矩由该传动系或动力系传送到介质驱动构件328以驱动旋转介质驱动构件328。在示出的示例中，变速器336包括由拾取臂330的变速器支撑部分350支撑的齿轮系。在示出的示例中，如由图5示出的，变速器336包括驱动齿轮360、从动齿轮362以及空转齿轮364、366。如由图6示出的，驱动齿轮360包括圆柱齿轮，诸如正齿轮或斜齿轮，该圆柱齿轮被固定到单向离合器335以便于响应于轴330而被驱动以在第一向前或拾取方向上被驱动。驱动齿轮360与空转圆柱齿轮364啮合，该空转圆柱齿轮364与空转圆柱齿轮366啮合。

从动齿轮362包括由拾取臂330的部分350可旋转地支撑且被连接到介质驱动构件328的拾取轮胎的圆柱齿轮。在示出的示例中，从动齿轮362被直接连接到介质驱动构件328。在其它实施方式中，诸如当介质在介质驱动构件328处于向下介质接合位置时被从介质托盘拉动时，从动齿轮362可以由额外齿轮或由便于介质驱动构件328在相反方向上旋转的单向离合器和/或扭矩限制器可操作地联接到介质驱动器328。

单向离合器340和扭矩限制器342协作以形成提升机构，从而将拾取臂330和介质驱动构件328从介质驱动和接合状态或位置升高到介质脱离状态或位置。单向离合器340包括被联接到轴334的离合器机构，根据轴334被可旋转地驱动的方向，该离合器机构在轴接合状态与轴脱离状态之间自动地致动。单向离合器340响应于轴334在第一向前或介质拾取方向上旋转而与轴334可操作地脱离，轴334在驱动方向上驱动介质驱动构件328，该介质驱动构件328将接合的介质片材朝向介质路径移动且进一步沿着该介质路径移动。响应于轴334在第二反方向上旋转，单向离合器340自动接合轴334以便于与轴334一起旋转。

在示出的示例中，单向离合器340包括第一轴部分372和第二扭矩限制器部分374。轴部分372被固定到轴334以与轴334一起旋转。扭矩限制器部分374被固定到扭矩限制器342。响应于轴334在第二反方向上被驱动，部分372和374彼此互锁。响应于轴334在第一向前或拾取方向上被驱动，部分372和374彼此自动断开或脱离。在一个实施方式中，单向离合器340包括滚针轴承单向离合器。在其它实施方式中，单向离合器340可以包括其它单向离合机构或棘轮机构。

扭矩限制器342包括限制被传送的扭矩量、扭矩大小的机构。扭矩限制器342被可操作地联接在单向离合器340与拾取臂330之间。在一个实施方式中，扭矩限制器342通过滑动限制扭矩，如在摩擦板滑动离合器中那样。在一个实施方式中，扭矩限制器342包括被固定或被直接连接到拾取臂330的第一拾取臂部分380和被固定或以其它方式被直接连接到单向离合器340的部分374的第二单向离合器部分382，其中该两部分380和382彼此摩擦接触以便于彼此一起移动(无滑动)且在它们之间传送扭矩或以便于相对于彼此滑动，从而减少或完全中断在两部分之间传送的扭矩量。在示出的示例中，在拾取臂330被升高且移动时，扭矩限制器342将扭矩从单向离合器340(无滑动地)传送到拾取臂330。响应于拾取臂330遇到限制拾取臂330的任何进一步向上移动或向上枢转的阻碍或障碍，扭矩限制器342滑动或自动中断扭矩从单向离合器340到拾取臂330的传送。扭矩限制器342允许马达332持续运行以持续向轴334供应扭矩，而在拾取臂330碰撞到其旋转障碍之后不失速。

图6-图9例示介质驱动器320的操作。图6和图7例示处于介质驱动或拾取状态的介质驱动器320。在介质驱动或拾取状态，拾取臂330被降低(如图7示出的)，以使介质驱动构件328与介质托盘46内的片材堆叠392的最高片材390接触。响应于打印命令或其它介质处理命令，马达332在第一向前或拾取方向上驱动轴334。响应于轴334在第一向前或拾取方向上被驱动，如由箭头378指示的，单向离合器335将轴334自动连接到变速器336。变速器336利用驱动齿轮360将来自轴334的扭矩传送横过空转齿轮364、366至从动齿轮362，该从动齿轮362在某一方向上驱动介质驱动构件328以便于将接合的介质片材移动到介质路径中。该扭矩传送可以进一步帮助向下朝向介质堆叠驱动拾取臂330和介质驱动构件328。

图8和图9例示拾取臂330和介质驱动构件328响应于轴334在反方向上被驱动的升高和提升。在拾取臂升高状态中，这可以响应于指示介质托盘46为空的信号、响应于特定的拾取臂提升命令或响应于不再被执行的打印命令而发生，马达332可以被控制以在第二相反或反方向上驱动轴334。因此，单向离合器335自动断开变速器336与轴334。同时，单向离合器340将轴334自动连接到扭矩限制器342。如由8中箭头379指示的，扭矩从轴334被传递到扭矩限制器342。扭矩限制器342通过与拾取臂330的摩擦连接来传递扭矩，从而造成提升臂330和介质驱动构件328围绕轴线348枢转，如图9中示出的。摩擦连接允许滑动，从而允许轴334在拾取臂330被旋转至其上部障碍之后持续转动。

虽然已经参照示例实施方式描述了本公开，但是本领域技术人员将意识到，在不偏离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上作出改变。例如，虽然不同示例实施方式可能已经被描述为包括提供一个或多个益处的一个或多个特征，但是预期，描述的特征可以在描述的示例实施方式中或在其它替代实施方式中彼此互换或替代地彼此组合。因为本公开的技术是相对复杂的，所以并不是本技术的所有变化都是可预知的。参照示例实施方式描述的和在随附权利要求书中陈述的本公开显然意于是尽可能广泛的。例如，除非另有特别指出，列举单个特定元件的权利要求也包括多个此类特定元件。权利要求中的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅区别不同元件，且除非另有描述，该术语不与本公开中元件的特定顺序或特定编号明确地关联。