专利名称：纸张馈送器装置和成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及设在如打印机、传真设备或复印机等成像设备中的纸张馈送器装置，用来把文件纸张或记录纸张等纸张馈送给成像设备。本发明还涉及设有这种纸张馈送器装置的成像设备。
背景技术：
在如复印机或打印机等成像设备中，给定的纸张馈送器装置把文件纸张或记录纸张等纸张从文件盘或纸张馈送盘等纸盘中向成像部分馈送。
这样的纸张馈送器装置通过转动给定的拾取辊一张接一张地拾取纸张，其中拾取辊压向堆叠放置在纸盘上的纸张的最上部表面。为了避免同时馈送多张纸张，纸张馈送器装置使得这样被拾取的纸张通过给定的一对分离辊和分离垫(摩擦垫)以一张接一张地馈送纸张。在连续馈送一系列纸张的过程中，要求在馈送前一张纸张时不能馈送下面一张纸张。所以纸张馈送器装置的拾取辊支撑在可转动的臂部从而能够朝向纸堆转动或转动离开纸堆。定位拾取辊使得在分离辊开始传递一张纸张时拾取辊能够离开纸堆到达预定的缩回位置。通过使得拾取辊在纸张馈送位置和缩回位置之间往复移动，纸张能够被彼此分开地被馈送。
随着近些年来成像设备的纸盘(纸张承载部分)所能承载的纸张负荷越来越大，馈送中相邻纸张的间距对成像设备的处理速度施加了越来越大的影响。
在这种环境下，例如日本未决专利申请No.HEI 02-231320提出了一种减小相邻文件纸张之间间距的技术，它使得一直到惰辊为止的馈送通道上的纸张传递速度比文件读取速度快，其中惰辊暂时停止每张文件纸张以对齐纸张的前沿位置。
但是，这个专利中所描述的现有技术涉及一个问题，即增加文件纸张传递速度可能使得在传递纸张时纸张歪斜或者较薄的纸张会皱褶。另外，如果馈送通道是弯曲的，增加传递速度可能发生卡纸。
如果在馈送每张纸张时缩短拾取辊在缩回位置和纸张馈送位置之间移动所需的时间，那么无需增加纸张传递速度也能够减小相邻纸张之间的间距，因此就不会发生上述问题，其中纸张馈送位置指拾取辊紧靠纸堆的位置。
发明内容
本发明的一个特点是提供一种纸张馈送器装置，在馈送纸张时，它能够无需增加纸张传送速度就缩短相邻纸张之间的间距。本发明的另一个特点是提供一种设有纸张馈送器装置的成像设备。
根据本发明的一个实施例，一种纸张馈送器装置包括一个拾取辊，它能够靠紧或离开预设纸张承载部分所承载的纸张，当靠紧纸张时，拾取辊能够馈送纸张；和一个拾取辊驱动部分，它能够在至少三个级进位置定位拾取辊，这三个位置包括与纸张分开预定距离的缩回位置，拾取辊靠紧纸张的纸张馈送位置，和位于缩回位置和纸张馈送位置之间的等待位置。
在馈送一系列纸张的操作之前和之后拾取辊驱动部分能够把拾取辊定位在缩回位置，在馈送一系列纸张的操作中在馈送每张纸张的情况下拾取辊驱动部分能够把拾取辊定位在纸张馈送位置，并且在馈送一系列纸张的操作中从刚刚馈送完一张纸张的时刻到就要馈送随后一张纸张前的时刻期间拾取辊驱动部分能够把拾取辊定位在等待位置。
与现有技术相比，这种布置能够在馈送一系列纸张的操作中使得馈送装置的移动范围减小，从而缩短在馈送中相邻纸张之间的间距。
等待位置能够是靠近纸张承载部分所承载的一叠最大负荷数目纸张最上部表面的位置。拾取辊的这个位置是最靠近纸张馈送位置的位置，即无论纸张承载部分承载了多少纸张，在能够固定拾取辊而不接触纸堆的定位范围内，与纸张馈送位置相隔最近的位置。在所有能够固定等待位置的布置中，上述布置能够使得在馈送中的相邻纸张之间的间距最小。
拾取辊驱动部分可以包括一个臂件，它支撑拾取辊以转动到三个级进位置中的每一个位置上；一个分离辊，在把纸张彼此分开的同时，它能够传送拾取辊所馈送的纸张，分离辊是可转动辊，它具有转轴，转轴可转动地支撑臂件并且预设的驱动源能够驱动分离辊转动；和一个转动动力传递部分，它能够把分离辊的转动动力传递给拾取辊以转动拾取辊。
纸张馈送器装置可以进一步包括一个离合器，它能够打开/关闭转动动力传递部分所传递的转动动力；和一个偏置装置，它向上偏置拾取辊，其中当离合器分离时，拾取辊的重力和偏置装置的偏置力彼此平衡以把拾取辊定位在等待位置。
通过提供弹性件或配重等简单的偏置装置，这种布置能够实现把拾取辊定位在纸张馈送位置和缩回位置之间的等待位置。因此，不需要设有任何把拾取辊定位在等待位置的传感器、与之相关的信号线和信号处理装置等装置。
通过阅读下面对优选实施例的详细描述并且参考附图，本发明的前述和其它目的、特征以及伴随的优点将变得明显。
图1是侧视剖面图，它示意性地示出了根据本发明一个实施例的、设有文件馈送器装置X的成像设备的结构；图2是根据本发明的实施例的文件馈送器装置X的示意性的侧视图；和图3是文件馈送器装置X所执行的处理步骤的流程图。
具体实施例方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施例。应该注意这些实施例只是为了说明本发明，因此不能认为它们限制了本发明的技术范围。
图1是侧视剖面图，它示意性地示出了根据本发明一个实施例的、设有文件馈送器装置X的成像设备的结构；图2是根据本发明的实施例的文件馈送器装置X的示意性的侧视图；和图3是文件馈送器装置X所执行的处理步骤地流程图。
下面参考图1的侧视剖面图描述根据本发明一个实施例的、设有文件馈送器装置X的成像设备1。
成像设备1具有打印模式，包括复印机模式(复印模式)、打印机模式和FAX模式，响应于未示出的操作部分给出的操作输入或者通过接收如个人计算机等外部主装置传递来的打印任务，未示出的控制部分选择任何一个适当的模式。
如图1所示，成像设备1通常包括文件读取部分10、馈纸部分20、打印部分30和排纸部分40。文件读取部分10位于馈纸部分20上面，排纸部分40位于文件读取部分10和馈纸部分20之间。
下面描述前述处理模式中的复印机模式。
首先，用户把文件放在文件读取部分10的平板玻璃11上并且把一张或多张纸张放进馈纸部分20的馈纸盘21中或者放到设备侧部的手动馈纸盘23上。在通过控制板上的条件输入键输入复印份数、复印放大率等数据后，操作设备机壳前侧部分的控制板(未示出)上的开始键就开始执行复印操作。
响应于对开始键的操作，主驱动马达(未示出)被驱动使得相关的驱动齿轮转动。随后，辊22或辊22a转动把一张记录纸张馈送到设备中并且被馈送的纸张到达登记辊31，登记辊31暂时停止纸张以使纸张的前沿和将在感光鼓32上形成的图像的前沿部分(成像开始部分)同步。记录纸张的前沿被均匀地压在记录辊31上，这样就校正了纸张的前沿位置。
另一方面，在文件读取部分10中，打开复印灯12a，复印灯单元12在箭头所示方向上移动的同时把文件曝光。来自复印灯12a的、照亮文件的光转变为含有文件上图像信息的反射光。反射光通过复印灯单元12的第一反射镜12b、第二和第三反射镜13和14以及光学镜头15输入给CCD16，这样就读取了所含的图像信息。
这样读取的图像信息是光学信息，利用未示出的控制部分中的CCD电路将它转换为电信号。这样在建立好的条件下对图像信息信号进行图像处理，然后把它们作为打印数据传递给LSU单元33。
静电充电器单元34给感光鼓32完全充电到预定电势。LSU单元33的激光经过未示出的多棱镜和多个透镜照射在感光鼓32上以在上面形成静电潜像。随后显影剂容器35中的MG辊35a上的调色剂被吸引到感光鼓32的表面上并且根据形成在感光鼓32上的电势差形成静电潜像。
登记辊31定时向感光鼓32传送将要在其上形成图像的记录纸张。随后，转印单元36把感光鼓32上的调色剂转印到记录纸张上。然后利用鼓单元的清理片37a把感光鼓32上的剩余调色剂刮下，清理单元37再把这些调色剂回收。
其上具有转印调色剂的记录纸张在定影单元38的上部和下部加热辊38a和38b之间穿过，从而给纸张加热和加压，这样把纸张上的未定影调色剂熔化并且固定在纸张上，最后，利用排出辊41把纸张排入排出纸盘42中。
当预定的传感器探测出一张或多张文件纸张(下面通称为“文件”)放置在文件读取部分10中的文件馈送器装置X的文件盘19中，文件馈送器装置X从文件纸张的第一张开始自动地依次馈送文件纸张从而在上面执行复印操作。
具体地说，当操作开始键时，文件馈送器装置X的拾取辊51转动以把放置在文件盘19中的文件纸张从第一张开始依次馈送到文件读取部分10中并且沿预定馈送通道传送。另一方面，复印灯单元12在预定的停止位置保持不动的同时把馈送中的文件纸张曝光。由于文件纸张的曝光，从反射光中能够读取文件纸张的图像。
把其上的图像已经被读取的文件纸张排入文件传送部分18。
现在参考图2的侧视图描述根据这个实施例的文件馈送器装置X。
文件馈送器装置X包括拾取辊51、分离辊52、正对分离辊52的高摩擦件的摩擦垫(分离垫)55、驱动分离辊52的未示出驱动源、和控制部分60，控制部分包括CPU和存储装置(如ROM)，用来存储CPU要执行的预定程序，它用来控制驱动源等从而分别控制拾取辊51和分离辊52的操作。
拾取辊51紧靠文件S转动以馈送文件S。前述的拾取辊驱动部分包括可转动地支撑拾取辊51的臂件53；把拾取辊51馈送来的文件纸张S传送到成像设备1中、同时把文件纸张S彼此分开的分离辊52，分离辊52是具有转轴52a的可转动辊，转轴可转动地支撑臂件53并且由前述的驱动源驱动来实现转动；和作为转动动力传递部分的循环皮带54，它能够把分离辊52的转动动力传递给拾取辊51以转动拾取辊52。利用臂件53的转动拾取辊51朝向文件盘19上的文件移动以及远离该文件移动。
臂件53通过未示出的单向离合器支撑在分离辊52的转轴52a上。当转轴52a在与馈纸(文件纸张)方向相反的方向(图中的顺时针方向)上转动时，单向离合器53使得臂件53与转轴52a接合；当转轴52在相反方向(图中的逆时针方向)上转动时，单向离合器使得臂件53与转轴52a分离。离合器56放置在循环皮带54和分离辊52的转轴52a之间。通过接合/分离离合器56可以打开/关闭分离辊52向拾取辊51的转动动力传递。
放置摩擦垫55使之在分离辊52下侧非常靠近地对着分离辊52。即使拾取辊51馈送多张叠在一起的文件纸张S，由于在文件纸张S的上侧和下侧之间存在着摩擦阻力差，当这些纸张通过分离辊52和摩擦垫55之间时，多张文件纸张S彼此分开。
位于分离辊52下游的纸张通道传感器57探测是否每张文件纸张S都通过应该通过的部分。
诸如螺旋形弹簧等偏置件58在提升臂件53的方向上偏置臂件53。也可以使用其它类型的偏置件(如适当的配重)代替偏置件58来向上偏置臂件53。
在控制部分60的控制下，拾取辊51能够绕(移动)到三个位置中的每个位置即图2示出的缩回位置A、等待位置B、和馈纸位置C。
在缩回位置A，即使文件盘19上所堆叠的文件纸张S的负荷为最大数量时，拾取辊51比其高度(用虚线H示出，下面称之为“最大负荷高度H”)还要高出允许的预定高度h。当没有执行文件(纸张)馈送时，例如成像设备1没有进行工作时，拾取辊51位于缩回位置A。因此缩回位置A是原始位置。允许高度h给拾取辊51限定了足够的间隙，这样即使文件盘19上所堆叠的文件纸张S的负荷为最大数量时，拾取辊51也与文件纸张S分隔开。随着允许高度h的增加，也相应地在增加了文件馈送时间的延迟，这可能在文件馈送中引起麻烦。如果高度h太小，在馈送文件纸张S时可能出现文件彼此堆叠的情况。所以不能随意确定允许高度h。但是，当考虑到所馈送的相邻文件纸张S之间的间距时(一张文件纸张的尾沿和随后文件纸张的前沿之间的间距)，选择h为几毫米(如3-7mm)是适当的。
在等待位置B，拾取辊51位于最大负荷高度H上面并且与之靠近(即靠近堆叠在文件盘19上的最大负载数目的文件纸张的最上部表面)。在馈送一系列放在文件盘19上的文件纸张S的操作中(下面称之为“连续馈送纸张操作”)，在刚刚完成馈送一张纸张后到要馈送随后一张纸张前期间，拾取辊51位于等待位置B，连续馈送纸张操作是响应预定操作以开始文件读取所执行的操作。
在纸张馈送位置C，拾取辊51靠紧堆叠的文件纸张S的最上部表面以馈送文件纸张S。在连续馈送纸张操作中每当馈送一张文件纸张S时拾取辊S位于纸张馈送位置C。
当在与文件纸张馈送方向相反的方向(即图中顺时针方向)转动(下面称之为“反向转动”)分离辊52的转轴52a时，单向离合器的接合使得臂件53跟随转轴52a的反向转动，从而使得拾取辊51进入缩回位置A(即，使得拾取辊51从纸张馈送位置C移动到缩回位置A)。
当在文件纸张馈送方向(即图中逆时针方向)转动(下面称之为“向前转动”)分离辊52的转轴52a时，相对于分离辊52的转轴52a在拾取辊51的转轴51a上产生转矩(在向前转动方向上)，从而使得拾取辊51从缩回位置A移动到纸张馈送位置C(利用臂件53的转动)，这样拾取辊51就进入纸张馈送位置C。这时臂件53利用转矩抵抗偏置件58的偏置力转动到纸张馈送位置C。另外，转矩起到把拾取辊51压在文件S上的偏置力的作用，从而在拾取辊51和文件S表面之间产生摩擦，使得能够馈送文件S。这时候离合器56在接合位置。
当离合器56分离(解除连接)时，偏置件58的偏置力使得拾取辊51处于等待位置B。具体地说，进行事先调节使得当拾取辊51位于等待位置B时拾取辊51的重力和偏置件58的偏置力彼此平衡。
通过提供简单的偏置件58，这种布置就能够实现拾取辊51定位在纸张馈送位置C和缩回位置A之间的等待位置B。因此不需要为了把拾取辊51定位在等待位置B而提供任何诸如传感器的装置、与之相关的信号线和信号处理装置等。
下面参考图3的流程图描述控制部分60所进行的拾取辊51定位过程。在下面的描述中，用S1、S2......顺序标记执行步骤。拾取辊51的初始状态在缩回位置A。
起初，当从控制板通过预定操作向控制部分60输入文件读取请求信号以开始文件读取(S1)时，控制部分60判断文件S是否放在文件盘19上(S2)。这个判断基于未示出的文件传感器的探测结果。如果判断出文件S没有放在文件盘19上，在显示部分(未示出)显示出预定信息以提醒放置文件S。
另一方面，如果判断出文件S已经放在文件盘19上，控制部分60使得离合器56接合，这样就使得分离辊52的转轴52a向前转动(S3)。
这样，循环皮带54向前转动使得拾取辊51向前转动。同时，相对于分离辊52的转轴52a在拾取辊51的转轴51a上产生在向前转动方向上的转矩，从而使得臂件53转动到纸张馈送位置C。因此拾取辊51定位在靠紧文件S的位置以开始文件馈送(S4)。在S4执行的操作是响应于S3的操作所进行的机械连接操作。
随后，控制部分60监测纸张通道传感器57并且一直等到被开始馈送的文件纸张S的前沿到达纸张通道传感器57。当探测出文件纸张S到达那里时(即传感器57的状态从OFF变到ON)，控制部分60使离合器56分离(S6)。
这样利用偏置件58的偏置力拾取辊51向上弹起(升起)到达等待位置B，在这里拾取辊51的重力和偏置件58的偏置力彼此平衡(S7)。在S7执行的操作是响应于S6的操作所进行的机械连接操作。
当文件纸张S的前沿到达纸张通道传感器57时，分离辊52已经开始传送文件纸张S。因此，通过在S6的操作分离辊52取代拾取辊51来进行文件纸张S的传送(馈送)。随后，在S7的操作中，控制部分60检查文件传感器以判断下面的文件纸张S是否在文件盘19上(S8)。如果判断出随后的文件S在文件盘19上，控制部分60再次监测纸张通道传感器57并且一直等到文件纸张S的尾沿通过纸张通道传感器57(S9)。
当纸张通道传感器57探测出文件纸张S的尾沿通过传感器57时(即传感器57的状态从ON变到OFF)，过程返回到S3并且重复上述操作。这样文件盘19上的多张文件纸张S顺序馈送给成像设备1直到文件盘19上没有文件S为止。
另一方面，如果在步骤S8中判断出没有文件S留在文件盘19上，控制部分60控制驱动源使得分离辊52的转轴52a反向转动，使得臂件53靠紧预设的止动件(未示出)，从而把拾取辊51定位在缩回位置A(S10)。这样就完成了对一系列文件纸张S的馈送。
根据图3示出的过程，在馈送一系列文件纸张S之前和之后拾取辊51定位在缩回位置A(S1，S2和S 10)，在馈送一系列文件纸张S的过程中当馈送每张文件纸张S时拾取辊51定位在馈送纸张位置A(S3到S5)，并且在馈送一系列文件纸张S的过程中在刚刚馈送完一张文件纸张S到要馈送随后一张文件纸张S前的期间拾取辊51定位在等待位置B(S6到S9)。
因此，与传统的文件馈送(为了馈送每张文件纸张S，拾取辊51在纸张馈送位置C和缩回位置A之间往复移动)相比，拾取辊51在馈送一系列文件纸张S时在更小的移动范围内移动(往复移动)。因此，拾取辊51移动的所需时间就缩短了，并且能够减少馈送中相邻文件纸张C的间距。这样，文件馈送器装置在避免了馈送问题(如歪斜地馈送文件纸张S)的同时还提高了成像设备的处理速度。
尽管前述的实施例针对文件馈送领域，本发明不限于此。例如，本发明能够应用于其它类型的纸张馈送，如馈送放置在手动馈纸盘23中的记录纸张。
在前述实施例中，为了实现简单的结构，不使用额外的装置探测拾取辊51的位置，等待位置B位于堆叠在文件盘上的最大负荷数目的文件纸张S的高度的上方并与之靠近。
但是，也可以使用其它的结构，如提供探测拾取辊51位置的装置(转动型电位计等)；等待位置B比位置探测装置所探测的纸张馈送位置C略高；和利用分离辊52的反向转动把拾取辊51提升到等待位置B。
这种布置能够保持馈送中的相邻文件纸张S之间具有恒定且最小的间距。
尽管只详细描述了本发明的一些优选实施例，对于本领域技术人员来讲，无须偏离下面权利要求书中所限定的本发明的精神和范围，在实施例中就能够进行一些改变和改进。
权利要求
1.一种纸张馈送器装置，它包括一个拾取辊，它能够靠紧或离开预设纸张承载部分上所承载的纸张，当靠紧纸张时，拾取辊能够馈送纸张；和一个拾取辊驱动部分，它能够把拾取辊定位在至少三个级进位置的每一个位置中，这些位置包括与纸张分开预定距离的缩回位置，拾取辊靠紧纸张的纸张馈送位置，和位于缩回位置和纸张馈送位置之间的等待位置。
2.根据权利要求1所述的纸张馈送器装置，其中在馈送一系列纸张的操作之前和之后拾取辊驱动部分能够把拾取辊定位在缩回位置，在馈送一系列纸张的操作中在馈送每一张纸张的情况下拾取辊驱动部分能够把拾取辊定位在纸张馈送位置，并且在馈送一系列纸张的操作中从刚刚馈送完一张纸张的时刻到就要馈送随后一张纸张前的时刻期间拾取辊驱动部分能够把拾取辊定位在等待位置。
3.据权利要求2所述的纸张馈送器装置，其中等待位置是靠近纸张承载部分所能承载的一叠最大负荷数目纸张的最上部表面的位置。
4.根据权利要求2所述的纸张馈送器装置，其中拾取辊驱动部分包括一个臂件，它支撑拾取辊从而能够转动到三个级进位置中的每一个位置上；一个分离辊，在把纸张彼此分开的同时，它能够传送拾取辊所馈送的纸张，分离辊是可转动辊，它具有转轴，转轴可转动地支撑臂件并且预设的驱动源能够驱动分离辊转动；和一个转动动力传递部分，它能够把分离辊的转动动力传递给拾取辊以转动拾取辊。
5.根据权利要求4所述的纸张馈送器装置，进一步包括一个离合器，它能够打开/关闭转动动力传递部分所进行的转动动力传递；和偏置装置，它向上偏置拾取辊，其中当离合器分离时，拾取辊的重力和偏置装置的偏置力彼此平衡以把拾取辊定位在等待位置。
6.一种成像设备，它包括一个成像部分，它能够根据图像数据在感光件上形成图像；一个纸张承载部分，用来在其上承载纸张，在成像部分中将图像转印到纸张上；一个拾取辊，它能够靠紧或离开纸张承载部分上所承载的纸张，当靠紧纸张时，拾取辊能够馈送纸张；和一个拾取辊驱动部分，它能够将拾取辊定位在至少三个级进位置的每一个位置中，这些位置包括与纸张分开预定距离的缩回位置，拾取辊靠紧纸张的纸张馈送位置，和位于缩回位置和纸张馈送位置之间的等待位置。
7.根据权利要求6所述的成像设备，其中在馈送一系列纸张的操作之前和之后拾取辊驱动部分能够把拾取辊定位在缩回位置，在馈送一系列纸张的操作中在馈送每一张纸张的情况下拾取辊驱动部分能够把拾取辊定位在纸张馈送位置，并且在馈送一系列纸张的操作中从刚刚馈送完一张纸张的时刻到就要馈送随后一张纸张前的时刻期间拾取辊驱动部分能够把拾取辊定位在等待位置。
8.根据权利要求7所述的成像设备，其中等待位置是靠近纸张承载部分所能承载的一叠最大负荷数目纸张的最上部表面的位置。
9.根据权利要求7所述的成像设备，其中拾取辊驱动部分包括一个臂件，它支撑拾取辊从而能够转动到三个级进位置中的每一个位置上；一个分离辊，在把纸张彼此分开的同时，它能够传送拾取辊所馈送的纸张，分离辊是可转动辊，它具有转轴，转轴可转动地支撑臂件并且预设的驱动源能够驱动分离辊转动；和一个转动动力传递部分，它能够把分离辊的转动动力传递给拾取辊以转动拾取辊。
10.根据权利要求9所述的成像设备，进一步包括一个离合器，它能够打开/关闭转动动力传递部分所进行的转动动力传递；和偏置装置，它向上偏置拾取辊，其中当离合器分离时，拾取辊的重力和偏置装置的偏置力彼此平衡以把拾取辊定位在等待位置。
全文摘要
一种设有拾取辊驱动部分的纸张馈送器装置，在馈送一系列文件纸张的操作之前和之后，拾取辊驱动部分能够把拾取辊定位在缩回位置，其中缩回位置与文件盘上的一叠文件纸张分开预定距离；在馈送一系列文件纸张的操作中在馈送每张文件纸张的情况下，拾取辊驱动部分能够把拾取辊定位在纸张馈送位置，其中在纸张馈送位置拾取辊靠紧一叠文件纸张以馈送文件纸张；并且在刚刚馈送完一张纸张后到就要馈送随后一张纸张前的期间，拾取辊驱动部分能够把拾取辊定位在等待位置，其中等待位置在文件盘所承载的一叠最大负荷数目文件纸张高度的上面并且与之靠近。
文档编号B65H3/06GK1577132SQ20041005984
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年6月27日
发明者森本泰正, 西里善行, 为平正人, 冈本昌太郎, 永井芳之 申请人:夏普株式会社