纸张路径切换机构的制作方法

专利名称：纸张路径切换机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种路径切换机构，特别是涉及一种在双面打印/扫描事务机 中以滚轮转动致动的纸张路径切换机构。
背景技术：
随着影像或文件输出朝向多样化、精致化的趋势发展，越来越多影像系 统整合了影印、打印、扫描、传真等多重功能。这些影像系统如影印机、扫
描器、打印机、传真机或多功能事务机(multifunctional business machine) 目前多设置有自动双面扫描(输入)或打印(输出)的功能(以下以「自动 双面输出入装置」概述之)，在不需使用者手动换面的情形下，对具有双面 输入或输出需求的文件提供更有效率的文件处理速度。
目前市面上已有多种不同型式的自动双面输出入装置整合于影像系统 中，自动双面输出入装置的工作原理是在影像系统中通过对纸张(或其他形 式的打印介质)的经过路径进行切换，使纸张能以不同表面面向影像输出入 核心元件(如打印机的打印头、扫描器的光学读取头等)来进行双面输出入 的功能。在此原理下，通常现有技术利用机电整合控制的方式，通过在纸张 行经路径中设置光感测器，在侦测到纸张的一端或特定位置时，传送电子信 号给电磁阀以控制"路径切换栅门"进行路径切换。如美国第5,784,680号 专利案以及美国第6,513,805号专利案便是利用电磁阀控制栅门(闸门)开 关，配合感测器与控制逻辑以进行纸张的路径切换，而美国第2002/00534382 号专利申请案则是利用两个电磁阀控制两道栅门开关，并配合感测器与控制 逻辑的设计以进行纸张路径切换。此外，由于影像系统内通常具有多组密切 配合的齿轮组、马达、惰轮组合以组成送纸行程、影像输出入核心元件的移 动行程、出纸行程以及纸张路径切换行程，因此另有一些现有技术利用多组 机构的组合设计以达到纸张路径切换的目的，例如美国第6，307，614号专利
然而对于现有以机电控制的纸张路径切换机构来说，必须增加额外的电
子元件(如电磁阀、感测器以及相对应的逻辑控制单元)以及一组以上的控 制栅门，增加设计的成本以及复杂度，而电子元件相较于机械元件属于高敏 感度元件，易产生维修问题。另外，对于现有通过齿轮、栅门、惰轮来进行 的纸张路径切换机构来说，多组机构也具有设计成本以及复杂度提升的问 题，较多的机械元件也意味着影像系统在操作过程中会产生较高的工作噪

发明内容
本发明的目的在于提供一种纸张路径切换机构，以解决上述问题。 本发明的目的是这样实现的，即提供一种纸张路径切换机构，用来在一 影像系统中将一影像介质的行进路径自 一第一路径切换至一第二路径。该纸 张路径切换机构包含有一驱动轴以及一切换轴。该驱动轴具有一圓盘，该圓 盘以可随该驱动轴转动的方式设置于该驱动轴一侧，该圆盘具有一缺口。该 切换轴可选择性地转动至一第 一位置或一第二位置，该切换轴包含有一延伸 臂以及一交换栅门。该延伸臂延伸于该切换轴一侧，该延伸臂一端靠置于该 圓盘外围，当该圆盘随该驱动轴转动时，该延伸臂可延伸入该缺口，该缺口 用来带动该延伸臂使该切换轴自该第一位置转动至该第二位置。该交换栅门 径向延伸于该切换轴，当该切换轴选择性地转动至该第 一位置或该第二位置 时，该交换4册门可选择性地位于该第 一路径或该第二路径上。
本发明另提供一种具有纸张路径切换机构的影像系统，具有 一第 一路 径、 一第二路径以及一第三路径。影像系统包含有一送纸滚轮组、 一第一感 测器以及一纸张路径切换机构。该送纸滚轮组用来带动一影像介质在该第一 路径上行进，该第一感测器设置在该第二路径上，用来侦测该影像介质的一 端。该纸张路径切换机构包含有一驱动轴以及一切换轴。该驱动轴可沿一第 一方向或一第二方向转动，该驱动轴具有一圆盘，该圓盘以可随该驱动轴转
动的方式设置于该驱动轴一侧，该圆盘具有一缺口。该切换轴可选^H"生地转 动至一第一位置或一第二位置，该切换轴包含有一延伸臂以及一交换栅门。 该延伸臂延伸于该切换轴一侧，该延伸臂一端靠置于该圆盘外围，当该圓盘 随该驱动轴转动时，该延伸臂可延伸入该第一缺口。该交换栅门径向延伸于 该切换轴，当该切换轴选择性地转动至该第一位置或该第二位置时，该交换 4册门可选择性地位于该第二路径或该第三路径上。当该驱动轴沿该第一方向
转动时，该第 一缺口用来带动该延伸臂使该切换轴自该第二位置转动至该第
一位置，该影像介质自该第一路径进入该第二路径；当该驱动轴沿该第二方 向转动时，该第一缺口用来带动该延伸臂使该切换轴自该第一位置转动至该 第二位置，该影像介质自该第一路径进入该第三路径。


图1为本发明纸张路径切换机构一第一实施例的示意图； 图2以及图3为本发明的延伸臂与切换轴相对于圓盘位于两不同位置的 示意图4以及图5为纸张路径切换机构在不同位置时，纸张于不同路径行进 的示意图6为纸张路径切换机构自一第一位置切换至一第二位置的动作示意
图7为纸张路径切换机构自一第二位置切换回一第一位置的动作示意
图8为纸张路径切换机构一第二实施例的示意图； 图9为纸张路径切换机构一第三实施例的示意图； 图IO为图9的第三实施例另一视角的示意图； 图11为纸张路径切换机构一第四实施例的示意图； 图12为纸张路径切换机构一第五实施例的示意图； 图13为本发明具有纸张路径切换机构的影像系统于纸张进行第一面糸 出/入的路径示意图14为影像系统于纸张进行第二面输出/入的路径示意图； 图15为影像系统于纸张进行排序退出的路径示意图。 主要元件符号说明
1，2，3,R1,R2，R3 路径 10,210
俞
20,220 30
50,250
54
65
圆盘
切换轴
交换栅门
第二面
弹片
22,222 40,240 52 60
100,200
驱动轴 缺口 延伸臂 第一面 回复元件
纸张路径切换机构
260 阻挡元件 270 变速齿轮
300 影像系统 310 送纸滚轮组
320 影像输出入核心元件 330 第一感测器
340 第二感测器 CW，CCW,F 方向
L1,L2 3巨离
具体实施例方式
请参考图1，图1为本发明以具有一缺口的圆盘进行纸张路径切换的纸 张路径切换机构100—第一实施例的示意图。纸张路径切换机构100可设置 在影像系统如影印机、扫描器、打印机、传真机或多功能事务机 (multifonctional business machine)内，在进4亍扫描、打印或复印动作过程 中，切换纸张行进路径以进行换面的动作。纸张路径切换机构100包含有一 驱动轴10以及一切换轴30。驱动轴10由影像系统中的动力源(例如一马达) 配合齿轮组来带动，在本发明的实施例中，驱动轴10可沿一第一方向(如 图1中的顺时针CW方向)或一第二方向(如图1中的逆时针CCW方向) 转动。于驱动轴10的一侧具有一圆盘20，而圆盘20也随驱动轴10可沿第 一方向或第二方向转动。切换轴30则用来作为纸张路径的切换，在切换轴 30上具有一个或多个交换栅门50，径向延伸在切换轴30上，在相对于驱动 轴10具有圆盘20的一侧上，切换轴30则具有一延伸臂40,可靠置于圆盘 20的外围，延伸臂40上则有一回复元件(弹簧)60连接延伸臂40与影像 系统的壳体(图上未显示)。
请参考图2以及图3。图2以及图3为纸张路径切换机构100的延伸臂 40与切换轴30上的交换栅门50相对于圆盘20位于两不同位置的示意图。 交换栅门50上包含有一第一面52以及一第二面54,请一并参考图4以及图 5，图4以及图5为纸张路径切换才几构IOO在不同位置时，纸张于不同路径 行进的示意图，其中图4对应图2的一第一位置，图5对应图3的一第二位 置，而切换轴30 (连同其上的延伸臂40以及交换栅门50 )可选择性地转动 至该第一位置或该第二位置，当延伸臂40与切换轴30位于如图2的第一位 置时，交换栅门50的第一面52位于路径2上，因此纸张(图上未显示)可 自路径1向路径2移动。当延伸臂40与切换轴30位于如图3的第二位置时， 交换栅门50的第二面54位于路径3上，因此纸张(图上未显示)可自路径
1向路径3移动。
本发明的纸张路径切换机构100通过在圆盘20上的一缺口 22以带动延 伸臂40以及切换轴30转动，使交换栅门50切换至该第一位置或该第二位 置，而产生上述纸张行进路径切换的动作。请参考图6以及图7，图6为纟氏 张路径切换机构IOO在进行图1所示第一方向(CCW方向)的转动时，纸 张路径切换机构100自第一位置切换至第二位置的动作示意图，其中通过回 复元件60的作用，延伸臂40紧靠于圆盘20外围。由上至下可看到，当圓 盘20沿第一方向转动直到缺口 22转动至延伸臂40的位置时，圆盘20继续 沿第一方向转动使得缺口 22可容许延伸臂40延伸进去，因此可带动延伸臂 40转动，最后延伸臂40被带动至最下方的第二位置，此时纸张的行进路径 由图4的路径1进行至路径2切换至如图5的路径l进行至路径3。同理， 当纸张路径切换机构IOO进行图1所示第二方向(CW方向)的转动时，则 如图7的连续动作所示，圆盘20的缺口 22会带动延伸臂40自第二位置切 换回第一位置，此处不再赘述。因此通过圓盘20的缺口 22的设计，本发明 的纸张路径切换机构100可以运用简单的机构设计达到驱动切换轴30切换 至不同位置的功用，同时切换切换轴30上的交换栅门50选择性地位于不同 路径上。
请参考图8，图8为纸张路径切换机构一第二实施例的示意图。由于影 像系统一般以每分钟可输出/输入的页数为其中的一效能指标，因次为了提升 纸张切换(配合影像系统内其他路径行程)的速度，第二实施例的圆盘220 上设置有超过一个以上的缺口 222,与第一实施例相较，第二实施例的延伸 臂240可在圆盘220仅转动L1圆周长的距离时即进入缺口 222内，以达到 切换至不同位置的目的，加快交换栅门250于不同位置切换的速度。
除了通过增加缺口 222的数目以加快交换栅门250的切换速度外，本发 明也可通过在驱动轴上设置变速齿轮来达到加速切换路径的目的。请参考图 9以及图10，图9为纸张路径切换机构200—第三实施例的示意图，其在第 二实施例的驱动轴210上另外设置变速齿轮270使驱动轴210能以相对第一 实施例或第二实施例较快的转速转动(若有设计上的特殊考量，也可能以较 慢的转速转动)，图10为图9的第三实施例另一视角的示意图。 ...
此外，在前述第一实施例中，由于延伸臂40通常需靠置于圆盘20的外 围方能由缺口 22正常带动延伸臂40切换至不同位置，因此第一实施例通过
如弹簧的回复元件60以对延伸臂40提供朝向圓盘20的一拉力，使延伸臂 40可维持靠置于圓盘20外围的状态。而在图11的一第四实施例中，则以一 具有弹性的弹片65取代第一实施例中的弹簧，当延伸臂40位于图11的第 二位置时，弹片65受延伸臂40带动发生变形，因此具有F方向的回复力， 此F方向的回复力可确保延伸臂40维持靠置于圓盘20外围的状态。
图12则为本发明一第五实施例的示意图。除了如第一实施例或第四实 施例使用回复元件外，也可于影像系统(图未示)设置阻挡元件260以达到 前述将延伸臂240维持在靠置于圓盘220外围的状态。
请参考图13至图15。其为本发明具有纸张路径切换机构的影像系统300 于纸张的示意图。影像系统300包含有一送纸滚轮组310，通常用来在影像 系统300的进纸行程中带动纸张行进(此处行进路径为路径1),在路径1 中设置有影像输出入核心元件320，其可为打印机的打印头或扫描器的光学 读取头，当纸张在路径1经过时可进行对纸张的扫描或打印。影像系统300 具有前述的纸张路径切换机构，在此处为使图示不致混淆不易辨识，仅显示 其中的驱动轴10以及交换栅门50，而交换栅门50的第一面52以及第二面 54则在交换栅门50在不同位置时分别位于路径2以及路径3上。影像系统 300另包含有路径1、路径2以及路径3，在路径2上具有一第一感测器330, 在路径3上具有一第二感测器340,可在侦测到纸张的一端时，传送信号给 影像系统300以控制驱动轴10切换转动的方向。
图13为影像系统300于纸张进行第一面输出/入的路径Rl的示意图。 当纸张沿路径Rl由路径1进入路径2，直到在路径2上的第一感测器330 侦测到纸张的末端时，驱动轴10转换转动方向，同时交换栅门50被带动由 图4的第一位置切换至图5的第二位置。在此处附带说明的是，为加速交换 栅门50有效切换的速度，当利用如图8的具有多个缺口 222的圓盘220进 行路径切换时，圆盘220的缺口 222间的周长Ll以及第一感测器330至驱 动轴10间的距离L2具有LKL2的关系。接着在图14中，纸张沿路径R2 再次经过路径1 (此时纸张以其第二面面对影像输出入核心元件320，由于 交换栅门50已被切换至第二位置，因此路径R2由路径1进入路径3。此时 纸张可直接由路径3离开影像系统300,完成一次的双面送纸行程。然而在 本发明中也可另外进行纸张排序(sorting)的功能，在路径3上的第二感测器 340侦测到纸张的末端时，驱动轴10转换转动方向，同时交换栅门50被带
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动由图5的第二位置切换至图4的第一位置，接着在图15中，纸张沿路径 R3由路径3进入路径1,最后由路径1离开影像系统300，当进入影像系统 300的原稿纸张超过一张时，可在最后由路径3离开影像系统300时，重新 排序并维持原稿的顺序。
本发明所揭露的纸张路径切换机构在影像系统中通过在驱动轴上一端 设置一具有一或多个缺口的圓盘，而于纸张路径切换轴相对一端的延伸臂靠 置于圓盘的外围。当驱动轴驱动圓盘沿不同方向转动时，圆盘上的缺口可允 许延伸臂伸入并由圆盘带动延伸臂在一第一位置与一第二位置间切换。当延 伸臂切换至不同位置时，在切换轴上的多个交换栅门也切换至不同位置，使 纸张的行进路径可在一第 一路径以及一第二路径间切换，达到纸张路径切换 的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变 化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1. 一种纸张路径切换机构，用来在影像系统中将影像介质的行进路径自第一路径切换至第二路径，该纸张路径切换机构包含有:驱动轴，具有圆盘，该圆盘以可随该驱动轴转动的方式设置于该驱动轴一侧，该圆盘具有缺口；以及切换轴，可选择性地转动至第一位置或第二位置，该切换轴包含有:延伸臂，延伸于该切换轴一侧，该延伸臂一端靠置于该圆盘外围，当该圆盘随该驱动轴转动时，该延伸臂可延伸入该缺口，该缺口用来带动该延伸臂使该切换轴自该第一位置转动至该第二位置；以及交换栅门，径向延伸于该切换轴，当该切换轴选择性地转动至该第一位置或该第二位置时，该交换栅门可选择性地位于该第一路径或该第二路径上。
2. 如权利要求1所述的纸张路径切换机构，其中该交换栅门具有第一面 以及第二面，当该切换轴位于该第一位置时，该第一面位于该第一路径上， 当该切换轴位于该第二位置时，该第二面位于该第二路径上。
3. 如权利要求1所述的纸张路径切换机构，另包含变速齿轮，连动于该 驱动轴，用来改变该驱动轴转动速度。
4. 如权利要求1所述的纸张路径切换机构，另包含回复元件，连接在该 影像系统的壳体与该延伸臂间。
5. 如权利要求4所述的纸张路径切换机构，其中该回复元件为弹簧或弹片。
6. 如权利要求1所述的纸张路径切换机构，另包含第一挡板以及第二挡 板，设置于该圆盘外围两侧，用来抵住该延伸臂以将该切换轴维持于该第一 位置或该第二位置。
7. —种具有纸张路径切换机构的影像系统，具有第一路径、第二路径以 及第三路径，其包含有送纸滚轮组，用来带动影像介质在该第一路径上行进；第一感测器，设置在该第二路径上，用来侦测该影像介质的一端；以及纸张路径切换机构，其包含有驱动轴，可沿第一方向或第二方向转动，该驱动轴具有圆盘，该圓 盘以可随该驱动轴转动的方式设置于该驱动轴一侧，该圆盘具有缺口；以及 切换轴，可选择性地转动至第一位置或第二位置，该切换轴包含有延伸臂，延伸于该切换轴一侧，该延伸臂一端靠置于该圆盘外 围，当该圆盘随该驱动轴转动时，该延伸臂可延伸入该第一缺口；以及交换栅门，径向延伸于该切换轴，当该切换轴选择性地转动至 该第一位置或该第二位置时，该交换栅门可选择性地位于该第二路径或该第 三路径上；其中当该驱动轴沿该第一方向转动时，该第一缺口用来带动该延伸臂使 该切换轴自该第二位置转动至该第一位置，该影像介质自该第一路径进入该 第二路径；当该驱动轴沿该第二方向转动时，该第一缺口用来带动该延伸臂 使该切换轴自该第一位置转动至该第二位置，该影像介质自该第一路径进入 该第三路径。
8. 如权利要求7所述的影像系统，其中该交换栅门具有第一面及第二面， 当该切换轴位于该第一位置时，该第一面位于该第二路径上，当该切换轴位 于该第二位置时，该第二面位于该第三路径上。
9. 如权利要求7所述的影像系统，另包含变速齿轮，连动于该驱动轴， 用来改变该驱动轴转动速度。
10. 如权利要求7所述的影像系统，另包含回复元件，连接在该影像 系统的壳体与该延伸臂间。
11. 如权利要求10所述的影像系统，其中该回复元件为弹簧或弹片。
12. 如权利要求7所述的影像系统，另包含第一挡板以及第二挡板， 设置于该圓盘外围两侧，用来抵住该延伸臂以将该切换轴维持于该第一位置 或该第二位置。
13. 如权利要求7所述的影像系统，另包含第二感测器，设置在该第 三路径上，用来侦测该影像介质的一端，当该第二感测器侦测该影像介质的 一端时，该驱动轴沿该第一方向转动，该第一缺口带动该延伸臂使该切换轴 自该第二位置转动至该第 一位置，该影像介质自该第三路径进入该第二路 径。
全文摘要
本发明公开一种纸张路径切换机构以及具有该纸张路径切换机构的影像系统，在影像系统中通过在驱动轴上一端设置一具有一或多个缺口的圆盘，而于纸张路径切换轴相对一端的延伸臂靠置于圆盘的外围。当驱动轴驱动圆盘沿不同方向转动时，圆盘上的缺口可允许延伸臂伸入并由圆盘带动延伸臂在一第一位置与一第二位置间切换。当延伸臂切换至不同位置时，在切换轴上的多个交换栅门也切换至不同位置，使纸张的行进路径可在一第一路径以及一第二路径间切换，达到纸张路径切换的目的。
文档编号B65H5/00GK101377645SQ20071014720
公开日2009年3月4日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年8月30日
发明者曹又仁, 游昌隆, 许天河 申请人:光宝科技股份有限公司