片材进给装置和成像装置制造方法
【专利摘要】进给堆叠在能够上升和下降的片材支撑板（110）上的片材S的片材进给辊（101）被可摆动地支撑于在上下方向上可摆动地布置的片材进给辊支撑臂（104）的摆动端部处，并且辊偏压元件（103）在使片材进给辊（101）挤压到堆叠在片材堆叠托盘（61）上的片材S的方向上将力施加到片材进给辊支撑臂（104）。摆动支点（104a）布置在相对于片材进给方向处于最上游挤压位置处的片材进给辊（101）的切线与处于最下游挤压位置处的片材进给辊（101）的切线之间的范围内，所述最上游挤压位置和最下游挤压位置是来自在所述进给辊（101）挤压到片材时并且随着片材堆叠状态变化的那些挤压位置中的位置。
【专利说明】片材进给装置和成像装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及片材进给装置和成像装置，并且特别地，涉及一种将向下力施加于进给堆叠在片材堆叠托盘上的片材的进给辊的结构。
【背景技术】
[0002]传统上，成像装置、例如打印机和复印机带有片材进给装置，所述片材进给装置包括作为片材堆叠在其中的片材储存部分的片材进给盒和逐一分离地进给堆叠在片材进给盒中的片材的进给部分。这样的片材进给装置的例子包括进给片材的进给辊和在邻接到进给辊时分离片材的分离辊。此外，在片材进给盒中，片材堆叠在上面的片材堆叠托盘在上下方向上可动地布置并且当用弹簧将力施加到片材堆叠托盘时通过将片材挤压到进给辊而产生片材进给力。
[0003]然后，进给辊在被挤压到堆叠在片材堆叠托盘上的最上面的片材时旋转以进给片材，使得最上面的片材将被进给。随后，当进给的最上面的片材通过进给辊和分离辊的夹持部时逐一分离片材，待被挤紧到进给辊的扭矩限制器与分离辊同轴布置。在这里，被逐一分离的片材朝着成像部分进给到传送路径(参见专利文献I)。
[0004]引用列表
[0005]专利文献
[0006]PTLl:日本专利特开第2009-007086号
[0007]顺便提一句，目前，期望增加可以储存在片材进给盒中的片材的量(数量)以减小片材补充频率。然而，对于朝着片材进给辊用弹簧向上推动片材堆叠托盘的结构，会出现以下问题。在这里，大尺寸片材和小尺寸片材在重量上不同。在要堆叠在片材堆叠托盘上的堆叠片材的数量增加的情况下，大尺寸片材和小尺寸片材之间的重量差异在满堆时变大。
[0008]在针对小尺寸片材的片材进给压力(邻接到片材上表面的片材进给辊的压力)设置弹簧的情况下，当要进给大尺寸片材时发生片材停止进给，原因是由于片材重量变大而片材进给辊的片材进给压力变小。在弹簧力较大地设置成对应于大尺寸片材的情况下，当储存小尺寸片材时发生双重进给，原因是由于挤压力过大，片材进给压力变得过大。
[0009]此外，片材进给压力的变化在很大程度上受到片材的密度和基重以及片材尺寸影响。例如，片材类型的密度相差两倍或更多。此外，存在对于具有相同尺寸的片材，密度相差大约30%的情况。随着堆叠片材的数量的增加由于密度差异引起的片材进给压力的变化变大。
[0010]在上述的传统片材进给装置中，能够根据片材尺寸调节片材进给压力。然而，不能根据片材的密度和基重调节片材进给压力。因此，当可以由成像装置支持的片材类型增加时，更难同时满足片材进给性能和片材堆叠容量的扩大。
[0011]为了解决以上问题，本发明提供一种片材进给装置和一种成像装置，其即使在片材堆叠容量扩大的情况下也能够稳定地执行片材进给。
【发明内容】
[0012]根据本发明，提供一种片材进给装置，当执行片材进给时所述片材进给装置使片材堆叠托盘向上摆动以使片材挤压到进给辊，所述片材进给装置包括:片材储存部分，所述片材储存部分包括在片材堆叠的上下方向上可摆动的片材堆叠托盘；进给辊，所述进给辊布置在所述片材堆叠托盘上方并且进给堆叠在所述片材堆叠托盘上的片材；支撑元件，所述支撑元件布置成在上下方向上围绕摆动支点可摆动并且在摆动端部处支撑所述进给辊以便能够摆动；以及辊偏压元件，所述辊偏压元件沿使所述进给辊被挤压到堆叠在所述片材堆叠托盘上的片材的方向将力施加到所述支撑元件。
[0013]在本发明中，进给辊由支撑元件可摆动地支撑并且沿要被挤压到堆叠在片材堆叠托盘上的片材的方向被偏压。因此，即使当扩大片材堆叠容量时也可以稳定地进给片材。
[0014]本发明的另外特征将从参考附图的示例性实施例的以下描述变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是示出作为根据本发明的第一实施例的成像装置的例子的彩色激光束打印机的示意性结构的视图；
[0016]图2是彩色激光束打印机的片材进给装置的结构的解释图；
[0017]图3是检测布置在片材进给装置中的片材进给辊的位置的片材进给辊位置检测传感器的结构的解释图；
[0018]图4是片材进给装置的控制框图；
[0019]图5是描述在片材进给装置的片材进给盒插入打印机主体中之后提升片材的提升控制的流程图；
[0020]图6是示出片材进给辊被提升为邻接片材的状态的视图；
[0021]图7是描述片材进给装置的片材进给操作控制和片材进给操作期间的提升操作控制的流程图；
[0022]图8A是片材进给装置的片材堆叠状态与片材进给辊挤压片材的挤压位置之间的关系的解释图；图8B是片材进给装置的片材堆叠状态与片材进给辊挤压片材的挤压位置之间的关系的解释图；图8C是片材进给装置的片材堆叠状态与片材进给辊挤压片材的挤压位置之间的关系的解释图；
[0023]图9是示出片材进给压力的变化与片材进给装置的片材进给性能之间的关系的视图；
[0024]图1OA是示出根据本发明的第二实施例的片材进给装置的结构的视图；并且图1OB是示出根据本发明的第二实施例的片材进给装置的结构的视图。
【具体实施方式】
[0025]在下面，将参考附图详细地描述本发明的实施例。图1是示出作为具有根据本发明的第一实施例的片材进给装置的成像装置的例子的彩色激光束打印机的示意性结构的视图。图1示出彩色激光束打印机10和彩色激光束打印机主体(在下文中，称为打印机主体)10A。打印机主体IOA包括在片材S上形成图像的成像部分10B、中间转印部分10C、定影装置5以及将片材S进给到成像部分IOB的片材进给部分10D。在这里，当带有在使具有形成于其正面(一个面)上的图像的片材S反向之后将片材S再次传送到成像部分IOB的再传送部分IOE时，彩色激光束打印机10能够在片材S的背面上形成图像。
[0026]成像部分IOB包括大致在水平方向上布置并且相应地形成黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(Bk)四种颜色的调色剂图像的四个处理站16 (16Y、16M、16C、16K)。处理站16相应地承载黄色、品红色、青色和黑色四种颜色的调色剂图像并且包括作为将由步进电机(未示出)驱动的图像承载元件的感光鼓11 (11Y、11M、11C、11K)。
[0027]此外，成像部分IOB包括给感光鼓表面均匀地充电的充电单元12 (12Y、12M、12C、12K)。此外，成像部分IOB包括曝光单元13 (13Y、13M、13C、13K)，当基于图像信息辐照激光束时所述曝光单元在以恒定速度旋转的每个感光鼓上形成静电潜像。此外，成像部分包括显影单元14 (14Y、14M、14C、14K)，通过将黄色、品红色、青色和黑色的调色剂粘着到形成于感光鼓上的静电潜像，所述显影单元执行可视化(为调色剂图像)。充电单元12、曝光单元13和显影单元14沿着旋转方向相应地布置在感光鼓11的圆周处。
[0028]当布置在打印机主体的下部时，片材进给部分IOD包括进给堆叠和储存在片材进给盒61至64中的片材S的片材进给装置71至74，所述片材进给盒相应地是储存片材S的片材储存部分。当开始成像操作时，片材S由片材进给装置71至74从片材进给盒61至64逐一分离并且进给。随后，逐一分离并且进给的片材S在通过竖直传送路径81时到达水平传送路径88，并且然后传送到布置在水平传送路径88处的对齐辊76。
[0029]在这里，对齐辊76具有通过当片材S撞击时形成环以使片材S的顶端跟随对齐辊而校正歪斜进给的功能。此外，对齐辊76具有在图像形成到片材S上的定时、也就是在与后述的中间转印带上的调色剂图像相一致的预定定时将片材S传送到二次转印部分的功能。在这里，当片材S将被传送时，对齐辊76保持停止。在这样的停止状态下片材S撞击到对齐辊76，使得在片材S处形成变形。随后，当片材S的顶端由于片材S的刚性借助于对齐辊76的夹持而齐平时片材S的歪斜进给被校正。
[0030]中间转印部分IOC包括中间转印带31，所述中间转印带在如箭头所示的相应处理站16的布置方向上、与感光鼓11的外圆周速度同步地被旋转地驱动。在这里，中间转印带31张紧地悬挂在驱动辊33、与中间转印带31形成作为夹持部的二次转印范围的从动辊32和利用弹簧(未示出)的偏压力将适当的张力施加到中间转印带31的张紧辊34上。
[0031]相应地构成初次转印部分的四个初次转印辊35 (35Y、35M、35C、35K)布置在中间转印带31的内侧，与相应的感光鼓11夹持中间转印带31。在这里，初次转印辊35连接到用于供应转印偏压的电源(未示出)。当转印偏压从初次转印辊35施加到中间转印带31时，感光鼓11上的相应颜色的调色剂图像以多层方式顺序地转印到中间转印带31，使得全色图像形成于中间转印带31上。
[0032]此外，二次转印辊41布置成与从动辊32相对。二次转印辊41在邻接到中间转印带31的最下表面时与中间转印带31 —起夹持并且传送由对齐辊76传送的片材S。然后，当片材S通过二次转印辊41和中间转印带31的夹持部时，偏压施加到二次转印辊41，使得中间转印带31上的调色剂图像二次转印到片材S。定影装置5将经由中间转印带31形成于片材S上的调色剂图像定影在片材S上。当通过定影装置5时，调色剂图像通过将热和压力施加到承载调色剂图像的片材S而被定影。
[0033]接着，将描述如上构造的彩色激光束打印机10的成像操作。当开始成像操作时，首先在位于中间转印带31的旋转方向上的最上游侧的处理站16Y处由曝光单元13Y对感光鼓IlY执行激光辐照，并且在感光鼓IlY上形成黄色潜像。随后，通过在显影单元14Y处用黄色调色剂显影所述潜像而形成黄色调色剂图像。然后，由施加有高电压的初次转印辊35Y在初次转印范围处将如上所述在感光鼓IlY上形成的黄色调色剂图像初次转印到中间转印带。
[0034]随后，调色剂图像随着中间转印带31转印到利用下一处理站16M的感光鼓IlM和转印辊35M构成的初次转印范围，在该下一处理站16M处，在从处理站16Y延迟传送调色剂图像的时间时形成品红色图像。然后，当图像顶端匹配时品红色调色剂图像接着转印到中间转印带31上的黄色调色剂图像上。随后，重复类似过程。因此，四种颜色的调色剂图像初次转印到中间转印带31上，使得全色图像形成于中间转印带上。在这里，少量地保留在感光鼓11上的转印残余调色剂由感光鼓清洁器15 (15Y、15M、15C、15K)相应地回收以准备再次用于下一次成像。
[0035]此外，与调色剂图像形成操作并行地，存储在片材进给盒61至64中的片材S由片材进给装置71至74逐一分离并且进给，并且然后，经由传送辊77传送到对齐辊76。在那时，对齐辊76保持停止并且片材S撞击到处在停止状态下的对齐辊76，使得校正片材S的歪斜进给。在校正歪斜进给之后，在片材顶端和形成于中间转印带31上的调色剂图像相匹配的定时，片材S由开始旋转的对齐辊76传送到二次转印辊41和中间转印带31的夹持部。随后，当片材S在由二次转印辊41和中间转印带31夹持和传送的同时通过二次转印辊41和中间转印带31的夹持部时，利用施加到二次转印辊41的偏压将中间转印带31上的调色剂图像二次转印到片材S。
[0036]随后，调色剂图像二次转印到其上的片材S由定影前传送单元42传送到定影装置
5。然后，通过施加由于对置辊或带引起的预定的挤压力和由于热源(一般例如加热器)引起的加热效应，调色剂图像熔融并且定影在片材S上。在这里，当前的彩色激光束打印机10具有其中在片材S的一个面上执行成像的单面模式和其中在片材S的正面和背面上执行成像的双面模式。然后，通过切换元件(未示出)执行路径选择从而将具有定影图像的片材S在单面模式下传送到排出传送路径82和在双面模式下传送到反向引导路径83。
[0037]在单面模式下，具有定影图像的片材S由排出辊80经由排出传送路径82排出到排出托盘65。在双面模式下,片材S由第一对反向棍78和第二对反向棍79经由反向引导路径83牵引到回转路径84中。然后，片材S在由于第二对反向辊79的向前-向后旋转利用回转操作使顶端和后端反向的状态下传送到双面传送路径85。
[0038]随后，在与由片材进给装置71至74传送的用于后续作业的片材S相匹配的定时，被传送通过双面传送路径85的片材S与竖直传送路径81合并，并且类似地经由对齐辊76从水平传送路径88进给到二次转印部分。在这里，在背面(第二面)上的后续成像过程类似于用于前面(第一面)的上述过程。
[0039]图2是示出片材进给装置71的结构的视图。在这里，其它片材进给装置72至74类似地构造。片材进给装置71带有片材进给盒61，所述片材进给盒是将可拆卸地附连到兼作片材进给装置主体的打印机主体IOA的片材储存部分，片材进给盒具有作为片材S堆叠在上面的片材堆叠基部的片材支撑板110，片材支撑板能够上升和下降(在上下方向上可摆动)。此外，片材进给装置71带有作为进给堆叠在片材支撑板110上的片材S的进给辊的片材进给辊101，片材进给辊在上下方向上可动地布置在片材支撑板110上方。
[0040]在这里，图2示出在被挤压到片材进给辊101时作为分离由片材进给辊101进给的片材的分离元件的分离辊105，分离辊能够与片材进给辊接触或与之分离。于是，利用分离辊105和片材进给辊101构成在将片材分离成单个片材的同时执行片材进给的分离部分。
[0041]片材支撑板110在上下方向上围绕支点(未示出)由升降器111摆动，所述升降器由于利用图4中所示的后述的升降器电机140和驱动齿轮(未示出)构成的升降机构在上下方向上围绕升降器轴Illa摆动。在这里，当执行片材进给时，升降器111向上摆动并且片材支撑板110提升。当抽出片材进给盒61时，片材支撑板110由于自身重力或片材负荷与升降器111 一体地并且与片材进给盒61的抽出操作同步地降低。此外，当最上面的片材的高度随着片材进给变低时，升降器电机140被驱动并且片材支撑板110被提升使得最上面的片材的高度变为能够执行片材进给的高度。
[0042]片材进给辊101以可摆动方式由片材进给辊轴承102经由片材进给辊轴IOla支撑。片材进给辊轴承102布置成在上下方向上围绕摆动支点104a可摆动并且被支撑到片材进给辊支撑臂104的摆动端，所述摆动端由布置在摆动支点104a处的扭转卷簧103在由箭头B所示的逆时针方向上被偏压。也就是说，在本实施例中，片材进给辊101经由片材进给轴承102在作为支撑元件的片材进给辊支撑臂104的摆动端处在上下方向上可摆动地被支撑，所述支撑元件在逆时针方向上由扭转卷簧103偏压。
[0043]利用上述结构，当如随后所述顺序地进给片材时，片材进给辊101在邻接到片材的同时与由作为辊偏压元件的扭转螺旋弹簧103偏压的片材进给辊支撑臂104—体地一点一点地向下摆动。在这里，如图3中所示，片材进给辊轴IOla带有作为传感器杠杆的突出部分101b。此外，打印机主体IOA带有作为检测突出部分IOlb的传感器部分的片材进给辊位置检测传感器130。当片材进给辊101向下摆动预定量时，片材进给辊位置检测传感器130检测到突出部分101b。
[0044]然后，如图4中所示，片材进给辊位置检测传感器130的检测信号输入到控制片材进给装置71的片材进给操作的CPU142。在这里，除了片材进给辊位置检测传感器130和上述的升降器电机140以外CPU142与驱动片材进给辊101的片材进给电机131连接。此夕卜，CPU142与检测片材进给盒61是否装载到打印机主体IOA的盒存在检测传感器141连接。此外，开始片材进给操作的片材进给信号从外部PC (未示出)输入。
[0045]然后，当检测信号从作为检测堆叠在片材支撑板110上的最上面的片材的高度的片材表面检测部分的片材进给辊位置检测传感器130输入时，由于检测到片材进给辊101的位置，CPU142驱动升降器电机140持续预定时间。因此，片材支撑板110被提升并且由于片材支撑板110被提升，片材进给辊101由扭转螺旋弹簧103挤压到片材S。因此，能够执行片材进给的挤压力施加到片材S。
[0046]此外，布置在片材进给辊101下方的分离辊105包含扭矩限制器(未示出)。然后，分离辊105随着片材进给辊101的旋转力而旋转并且当仅仅一个片材S进给到分离夹持部120时保持随着旋转力而旋转。当两个或更多个片材S被进给时，分离辊105随着片材进给辊101的旋转力的旋转由扭矩限制器停止。利用上述结构，仅仅滑动地接触到片材进给辊101的片材被进给并且其余片材在分离夹持部120处由分离辊105停止。在这里，本实施例采用具有扭矩限制器的分离辊。然而，也能够采用使用摩擦垫代替该结构的分离装置。
[0047]在这里，分离辊105借助于图2中所示的分离引导件106经由分离辊轴(未示出)被保持成在上下方向上可动并且由分离辊挤压弹簧107挤压到片材进给辊101。分离引导件106由固定到打印机主体IOA的分离辊限制引导件108保持成可线性地滑动。也就是说，分离辊105由打印机主体IOA经由分离辊限制引导件108保持成可线性地滑动。
[0048]在这里，由于分离辊挤压弹簧107将大致向上力施加到分离引导件106，因此分离辊105在被挤压到片材进给辊101时抵靠片材进给辊101形成分离夹持部120。扭转螺旋弹簧103的弹性力设置成大于分离辊挤压弹簧107的弹性力。因此，当随着如后面所述地片材被顺序地进给，最上面的片材的位置变低时，片材进给辊101能够在被降低的同时下压分尚棍105。
[0049]接着，将通过使用图5的流程图描述在将片材进给盒61插入打印机主体IOA之后上述结构的片材进给装置71提升片材S的提升控制。
[0050]当将具有堆叠的片材S的片材进给盒61插入打印机主体IOA时，盒存在检测传感器141变为ON (接通)(S50)并且升降器电机140的驱动由作为控制器的CPU142开始(ON)(S51)。然后，升降器电机140的驱动力经由驱动齿轮(未示出)传递到升降器111以使片材S堆叠在上面的片材支撑板110向上摆动。以该方式，执行片材S的提升。
[0051]随后，最上面的片材S邻接到片材进给辊101。在这里，如上所述，当片材S未邻接到片材进给辊时，当由扭转螺旋弹簧103大致向下挤压的同时，片材进给辊101位于如图2中所示的可摆动范围的最下点处。
[0052]利用上述结构，在邻接片材S之后，片材进给辊101抵抗扭转螺旋弹簧103的挤压力被提升，同时使片材进给辊支撑臂104向上摆动，如图6中所示。当片材进给辊101被提升时，片材进给辊位置检测传感器130在如图3所示检测到突出部分IOlb时变为0N(S52)。
[0053]在这里，当片材进给辊位置检测传感器130变为ON并且其后经过预定时间时，CPU142停止驱动升降器电机140 (OFF (断开))(S53)。以该方式，初始提升完成。在这里，当如上所述完成提升时，片材进给辊101利用扭转螺旋弹簧103将能够执行片材进给的挤压力施加到片材S。
[0054]接着，将通过使用图7的流程图描述片材进给装置71的片材进给操作控制和片材进给操作期间的提升操作控制。
[0055]在完成初始提升操作之后当从外部PC (未示出)接收到片材进给信号时，CPU142开始驱动片材进给电机131。在这里，片材进给电机131的驱动力经由片材进给辊轴IOla传递到片材进给辊101并且片材进给辊101在图2中的箭头IOlc的方向上转动。因此，片材S由片材进给辊101进给并且随后传送到由片材进给辊101和分离辊105形成的分离夹持部120。然后，片材S在通过分离夹持部120期间大致在分离夹持部120的位置处逐一分离并且传送。随后，当进给到如上所述的竖直传送路径81时一个片材的进给操作完成。
[0056]在那时，在片材进给辊位置检测传感器130不是OFF的情况下(S60中的“否”)，也就是，在片材进给辊位置检测传感器130为ON的情况下，片材进给电机131保持在0N(S61)且不驱动升降器电机140。当一个片材的进给完成时(S62)，关掉片材进给电机131 (S63)。随后，确定作业是否完成(S64)。当作业未完成时(S64中的“否”)，重复步骤S60至S64。
[0057]顺便提一句，每当一个片材的进给完成时，最上面的片材的片材表面位置降低一个片材的量。在那时，片材进给辊101在跟随最上面的片材的片材表面位置的同时借助于扭转螺旋弹簧103的挤压力向下摆动。此外，如上所述，由于分离辊挤压弹簧107的弹簧力设置成小于扭转螺旋弹簧103的弹簧力，因此当片材进给辊101向下摆动时分离辊105和分离引导件106也在位置上降低。
[0058]当如上所述向下摆动的片材进给辊101降低到预定位置时，片材进给辊位置检测传感器130变为OFF。当如上所述片材进给辊位置检测传感器130变为OFF时(S60中的“是”)，升降器电机140将被驱动(ON) (S65)。因此，片材支撑板110向上摆动并且片材S被提升。随后，最上面的片材S邻接到片材进给辊101并且片材进给辊101抵抗扭转螺旋弹簧103的挤压力被提升。
[0059]随后，当片材进给辊位置检测传感器130在检测到如上所述被提升的片材进给辊101的位置的同时变为0N( S66 )时，在预定时间经过之后停止升降器电机140的驱动(S67 )。使用以上控制，每两个或三个片材执行提升操作，使得在片材进给操作期间堆叠在片材支撑板110上的最上面的片材S的上表面位置保持在图6的高度处。
[0060]顺便提一句，对于如本实施例中的片材进给辊101由扭转螺旋弹簧103经由片材进给辊支撑臂104挤压和摆动的结构，片材进给辊101和片材S之间的挤压位置根据片材堆叠状态而变化。
[0061]图8A示出当片材S满堆时的状态。在那时，片材S的上表面具有水平的角度。片材进给辊101邻接到最上面的片材的挤压位置150是片材进给辊101的最下点位置，也就是片材进给辊101的下端位置。
[0062]图SB示出少量堆叠状态，其中片材S的堆叠数量少。在这样的少量堆叠状态下，片材进给辊101的挤压位置150在最上面的片材的顶端部分处。也就是说，相比于在满堆状态下的挤压位置150，在少量堆叠状态下的挤压位置150处于下游侧。
[0063]图SC示出挤压位置150处于最上游侧的情况。当在满堆状态下片材S在片材进给方向上的最上游侧定位于片材进给盒61中时，挤压位置150如上所述被移位到最上游侧。通常，片材进给盒61的片材储存部分需要设置成比片材长度长以消除将片材S放置到片材进给盒61中的困难。考虑片材进给盒61的部件尺寸的变化确定延长量。在本实施例中，片材进给盒61的片材储存部分的长度设置成相对于片材标称长度生成2mm的间隙。
[0064]此外，片材自身具有长度变化。这样的片材自身长度变化包括在片材制造期间在切割过程中发生的片材切割变化和随着片材湿度变化的膨胀-收缩。片材长度变化估计总共最大为大约+/-1mm。所以，2mm的间隙以及最大大致+/-1mm的片材长度变化生成最大3mm的顶端位置偏差。
[0065]当如上所述片材顶端位置偏差处于最大时，挤压位置150将处于最上游位置。在这样的状态下，片材进给辊101的挤压位置150相比于处于满堆状态的挤压位置150处于上游侧。当如上所述挤压位置150变为上游侧时，片材进给辊101将在相比于处于满堆状态的挤压位置150更高的位置处挤压到片材S。
[0066]当片材进给辊101邻接到片材的高度位置如上所述地根据挤压位置150的变化而变化时，在片材进给期间片材进给辊101的片材进给压力变化。当片材进给压力的幅度超过预定范围时，不能稳定地进给片材，发生双重进给或停止进给。
[0067]在本实施例中，为了减小由于片材进给辊101的摆动位置引起的片材进给压力的这种变化，片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a的位置设置在如图SB中所示的挤压位置150处的片材进给辊101的切线下方。此外，片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a的位置设置在如图8C中所示的挤压位置150处的片材进给辊101的切线上方。
[0068]接着，将通过使用图8A至SC详细地描述在如上所述地设置片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a的位置的情况下对应于片材堆叠状态的片材进给压力。在片材S处于满堆状态的情况下，当片材进给辊101如图8A中所示在旋转的同时进给片材时，具有与片材进给传送力Fl相同的大小的反作用力F2发生在片材进给辊101的挤压位置150和片材上表面处。在这样的满堆状态下，片材支撑板110处于摆动到最下面的状态。
[0069]在这里，在片材进给压力和片材S的片材间摩擦力分别由Pl和microl表示时，反作用力F2由PlXmicrol表达。在本实施例中，当Pl为2.5N时,测试结果显示microl在0.3到0.8之间的范围内变化。所以，当片材S处于满堆状态时反作用力F2在0.75N到
2.0N之间的范围内变化。
[0070]当片材S处于少量堆叠状态时，在挤压位置150处的片材进给辊101的切线与连接片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a和挤压位置150的线之间产生角度差ql，如图8B中所示。针对片材进给压力Pl的、反作用力F2的变化分量P2由F2sinql表达。
[0071]在这里，由于片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a设置成平行于在片材满堆状态下的挤压位置150，因此在如图8A中所示的满堆状态下ql变为零。因此，在满堆状态下P2变为零，使得不生成片材进给压力变化分量。
[0072]与之相比，在如图SB中所示的少量堆叠状态下，当挤压位置150相比于处于满堆状态的挤压位置150而处于片材进给方向上的下游侧时，由于在挤压位置150处片材进给辊101的切线的倾斜，ql不变为零。在这里，当挤压位置150处于最下游位置时片材进给辊中心线和片材顶端位置之间的距离L2为2.2mm并且片材进给辊101的直径为32mm。在那时，ql变为11.5度。当片材支撑板110摆动到最上面时，挤压位置150将处于最下游位置，如上所述。因此，当F2为2.0N时产生针对片材进给压力Pl的、反作用力F2的变化分量P2的最大值。在那时，P2变为大约0.4N (=2.0N X s in 11.5度)。此外，在那时的变化分量P2的方向在图8B中向下定向以沿增加片材进给压力的方向作用。
[0073]如图SC中所示，当挤压位置150处于片材进给方向上的最上游位置时，片材进给辊中心线与片材顶端位置之间的距离L2变为1mm。在那时，由于在挤压位置150处的片材进给辊101的切线倾斜，因此ql变为5.75度。在该状态下的变化分量P2为大约0.2N(=2.0NX sin5.75度)。在这里，在那时的变化分量P2的方向在图8C中向上定向以沿减小片材进给压力的方向作用。
[0074]因此，在本实施例中，片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a的位置设置在如图8B中所示的片材进给辊101的切线下方和如图8C中所示的片材进给辊101的切线上方。因此，由于在片材进给期间发生的反作用力引起的片材进给压力变化可以最大在-0.2N到0.4N之间的范围内。
[0075]图9示出这样的片材进给压力变化和片材进给性能之间的关系。从图9明显看出，在片材进给压力Pl设置为2.5N的情况下，在片材进给压力Pl小于3.5N的范围内不会发生双重进给。此外，片材进给压力Pl大于1.7N的范围内不会发生停止进给。因此，在如上所述片材进给压力Pl设置成2.5N的情况下，当片材进给压力Pl在1.7N到3.5N之间的范围内时可以获得不发生双重进给和停止进给的出色的片材进给性能。
[0076]顺便提一句，除了如上所述在片材进给处发生的-0.2N到0.4N的片材进给压力变化(图9中的Ml)以外，片材进给压力变化的因素包括随着最上面的片材的高度变化发生的片材进给压力变化M2。如上所述，堆叠片材S的最上面的片材的上表面的高度被控制以保持在恒定高度处。然而，发生由于部件精度和片材卷曲所引起的变化，因此发生片材进给压力变化。在本实施例中，这种片材进给压力变化估计为+/-0.3N (图9中的M2)。
[0077]因此，由于加入上述的-0.2N到0.4N的片材进给压力变化(图9中的Ml)和+/-0.3N的片材进给压力变化(图9中的M2)，片材进给压力Pl将以2.5N的标称压力作为中心在-0.5N到0.7N之间变化。假设包括了片材进给压力变化M1、M2，本实施例中的片材进给压力Pl将在2.0N (=2.5-0.5N)到3.2N (=2.5N+0.7N)之间的范围内。也就是说，针对1.7N到3.5N的片材进给压力可以保证+/-0.3N的余量以能够在本实施例中对于片材进给压力Pl实现如图8中所示的出色的片材进给性能，即使当包括了片材进给压力变化Ml、M2也是如此。
[0078]如上所述，在本实施例中，片材进给辊101被可摆动地被支撑并且沿将被挤压到堆叠在片材支撑板110上的片材的方向被偏压。此外，片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a的位置设置在当挤压位置150处于最下游位置时的片材进给辊101的切线下方，并且设置在当挤压位置150处于最上游位置时的片材进给辊101的切线上方。
[0079]也就是说，片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a的位置设置在位于当挤压位置150处于最下游位置时的片材进给辊101的切线与当挤压位置150处于最上游位置时的片材进给辊101的切线之间的范围内。使用以上设置，可以减小片材进给辊101的挤压压力的变化。因此，即使当片材堆叠容量变大时也可以防止双重进给和停止进给的发生，使得可以稳定地进给片材。
[0080]在以上描述中，片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a布置在平行于片材满堆状态下的挤压位置150的位置处。然而，也能够将摆动支点104a布置在高于该位置的位置处。
[0081]接着，将描述本发明的第二实施例。图1OA和IOB是示出根据本发明的片材进给装置的结构的视图。在图1OA和IOB中，与图8中相同的数字表示相同或相应部分。
[0082]在图1OA中，片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a布置在处于片材进给辊101的最下游挤压位置150处的片材进给辊101的切线上。在摆动支点104a布置在这样的位置处的情况下，针对片材进给压力Pl的反作用力F2的变化分量P2由F2sinql表达，ql表示处于挤压位置150处的片材进给辊101的切线与连接摆动支点104a和挤压位置150的线之间的角度差。由于在那时ql为零，因此针对片材进给压力Pl的反作用力F2的变化分量P2变为零。
[0083]与之相比，当挤压位置150处于如图1OB中所示的最上游位置时，ql变为17.25度。在该情况下，针对片材进给压力Pl的反作用力F2的变化分量P2变为大约0.6N(=2NXsinl7.25 度)。
[0084]在片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a的位置处于图1OA和IOB中所示的位置的情况下，由于在片材进给时发生的反作用力引起的片材进给压力变化在ON到0.6N之间并且片材进给压力变化的宽度为0.6N，与上述的第一实施例相同。因此，片材进给压力变化的宽度可以类似于第一实施例设置，使得获得类似的片材进给性能。[0085]如上所述，当片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a在片材进给传送力Fl的方向的角度范围内时片材进给压力变化的宽度变为最小值。也就是说，角度范围在当挤压位置150处于如图1OA中所示的最下游位置时的Fl方向和当挤压位置150处于如图1OB中所示的最上游位置时的Fl方向之间。在本实施例中，角度范围为大约17.25度。当片材进给辊支撑臂104的摆动支点104a布置在该角度范围内时，片材进给压力变化Ml的宽度不变化。因此，可以获得出色的片材进给性能。
[0086]尽管已参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应当与最广义解释一致从而涵盖所有修改、等效结构和功能。
[0087]本申请要求2011年6月24日提交的日本专利申请第2011-140348号的权益，上述申请通过引用完整地被合并于本文中。
【权利要求】
1.一种片材进给装置，包括: 片材储存部分，所述片材储存部分包括在上下方向上可摆动的片材堆叠托盘； 进给辊，所述进给辊布置在所述片材堆叠托盘上方并且进给堆叠在所述片材堆叠托盘上的最上面的片材； 支撑元件，所述支撑元件布置成在上下方向上围绕摆动支点可摆动并且在摆动端部处可摆动地支撑所述进给辊；以及 辊偏压元件，所述辊偏压元件沿使所述进给辊挤压到堆叠在所述片材堆叠托盘上的片材的方向将力施加到所述支撑元件。
2.根据权利要求1所述的片材进给装置， 其中所述支撑元件的所述摆动支点布置在片材进给方向的下游侧的范围内，所述范围在相对于片材进给方向处于最上游挤压位置处的所述进给辊的切线与处于最下游挤压位置处的所述进给辊的切线之间，所述最上游挤压位置和所述最下游挤压位置是来自在所述进给辊挤压到片材时并且随着片材堆叠状态变化的那些挤压位置中的位置。
3.根据权利要求2所述的片材进给装置， 其中在片材进给方向上的最上游挤压位置是当处于满堆状态的片材在片材进给方向上位于所述片材储存部分的最上游侧时所述进给辊被挤压到片材的位置；并且 在片材进给方向上的最下游挤压位置是当所述片材堆叠托盘摆动到最上面时所述进给辊被挤压到片材的位置。
4.根据权利要求1所述的片材进给装置，还包括:` 提升和降低所述片材堆叠托盘的升降机构；以及 检测堆叠在所述片材堆叠托盘上的最上面的片材的高度的片材表面检测部分， 其中基于来自所述片材表面检测部分的检测信号控制所述升降机构，并且所述片材堆叠托盘被提升使得片材以预定压力挤压到所述进给辊。
5.根据权利要求4所述的片材进给装置， 其中所述片材表面检测部分包括传感器部分和传感器杠杆；并且 所述传感器杠杆与所述进给辊同步地运动。
6.一种成像装置，包括片材进给装置和在从所述片材进给装置进给的片材上形成图像的成像部分，当执行片材进给时所述片材进给装置使片材堆叠托盘向上摆动以将片材挤压到进给辊，所述片材进给装置包括: 片材储存部分，所述片材储存部分包括在上下方向上可摆动的所述片材堆叠托盘；进给辊，所述进给辊布置在所述片材堆叠托盘上方并且进给堆叠在所述片材堆叠托盘上的片材； 支撑元件，所述支撑元件布置成在上下方向上围绕摆动支点可摆动并且在摆动端部处可摆动地支撑所述进给辊；以及 辊偏压元件，所述辊偏压元件沿使所述进给辊挤压到堆叠在所述片材堆叠托盘上的片材的方向将力施加到所述支撑元件。
7.根据权利要求6所述的成像装置， 其中所述支撑元件的所述摆动支点布置在片材进给方向的下游侧的范围内，所述范围在相对于片材进给方向处于最上游挤压位置处的所述进给辊的切线与处于最下游挤压位置处的所述进给辊的切线之间，所述最上游挤压位置和所述最下游挤压位置是来自在所述进给辊挤压到片材时并且随着片材堆叠状态变化的那些挤压位置中的位置。
8.根据权利要求7所述的成像装置， 其中在片材进给方向上的最上游挤压位置是当处于满堆状态的片材在片材进给方向上位于所述片材储存部分的最上游侧时所述进给辊被挤压到片材的位置；并且 在片材进给方向上的最下游挤压位置是当所述片材堆叠托盘摆动到最上面时所述进给辊被挤压到片材的位置。
9.根据权利要求6所述的成像装置，其还包括: 提升和降低所述片材堆叠托盘的升降机构；以及 检测堆叠在所述片材堆叠托盘上的最上面的片材的高度的片材表面检测部分， 其中基于来自所述片材表面检测部分的检测信号控制所述升降机构，并且所述片材堆叠托盘被提升使得片材以预定压力挤压到所述进给辊。
10.根据权利要求9所述的成像装置， 其中所述片材表面检测部分包括传感器部分和传感器杠杆；并且 所述传感器杠杆 与所述进给辊同步地运动。
【文档编号】B65H3/06GK103608274SQ201280030105
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2012年6月25日 优先权日:2011年6月24日
【发明者】小菅一弘 申请人:佳能株式会社