CN101181967A - 纸张供给器和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

一种纸张供给器，当纸张到达纸张分离器时，操作机构摆动拾取臂，由此将纸张供给辊与纸张分离。此时，一个辊通过分离辊和由分离垫分离的纸张挤压另一个辊和分离垫保持器，减小了分离辊与分离垫之间的压接压力。由此，可用较小且简单的机构将分离辊和分离垫彼此分离，可低成本地减小供给纸张时的后张力。

Description

纸张供给器和图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种纸张供给器和图像形成装置，尤其涉及一种一张一张地供给纸张的机构。

背景技术

常规的图像形成装置(如打印机和复印机)包括用于给图像形成部分供给纸张的纸张供给器。一些纸张供给器包括用于供给设置在纸张托盘中的纸张的纸张供给辊、用于将供给的纸张一张一张分离的纸张分离器、和设置在纸张分离器下游并传送分离的纸张的传送辊。纸张分离器使分离垫在压力下与纸张供给辊接触，在纸张供给辊与分离垫之间将纸张彼此分离。在分离垫型纸张分离器中，通过传送辊传送分离的纸张，纸张被夹在纸张供给辊和分离垫之间。因此，这种纸张分离器具有一个问题，即传送纸张时的后张力(负载)很高。因此，具有一种技术，即在纸张分离之后将分离垫与纸张供给辊分离，通过旋转辊给纸张施加朝向分离垫的力，由此减小供给纸张时的后张力。日本待审专利申请No.2001-7221公开了该技术。

将参照图11描述给旋转辊施加向着分离垫的力的常规纸张供给器。

依照图11A中所示的纸张供给器，在纸张供给操作的初始状态中，由释放凸轮(未示出)摇摆的中间板102被向下推到预定的备用位置。对此，中间板102上的纸张P和纸张供给辊103彼此隔离。通过中间板102的分离垫保持器加压部105向下推动分离垫保持器104，因而分离垫106与纸张供给辊103隔离。在预定压力下给辊107施加朝向分离辊106的力。将躺着的纸张从中间板102返回到分离垫106的返回杠杆108完成其返回操作，返回杠杆108处于下述状态，即返回杠杆108从纸张P的传送路径返回。

如果开始纸张供给操作，如图11B中所示，中间板102开始向上移动。此时，释放其中中间板102的分离垫保持器加压部105发挥作用的位置限制，由此，分离垫保持器104开始向上移动。在通过设定行程使纸张供给辊103和中间板102上的纸张P彼此邻接之前，纸张供给辊103和分离垫106彼此邻接。因此，即使纸张P通过中间板102的移动被送进不稳定的状态，因为分离垫106和纸张供给辊103首先彼此邻接，所以纸张P也不会进入分离垫106的前方。

接下来，通过纸张P压迫纸张供给辊103和中间板102，如图11C中所示。然后如图11D中所示，随着纸张供给辊103转动，纸张P被拾取，并进行纸张供给操作。如果最上方被供给的纸张P穿过纸张尖端探测传感器(没有示出)并夹在传送辊(没有示出)和夹紧辊(没有示出)之间，则分离垫106就与纸张供给辊103分离。此时，在中间板102和纸张供给辊103彼此分离之后，分离垫106和纸张供给辊103彼此分离，如图11E中所示。由此，即使设置的纸张由于中间板102的移动而变得不稳定，因为分离垫106和纸张供给辊103彼此邻接，所以纸张也不会到达分离垫106前方。通过辊107给被传送的其上形成了有图像的纸张P施加向着分离垫106的力，可阻止随后的纸张下落。

如果在纸张P上形成图像并完成排放操作，则返回杠杆作用凸轮110旋转，从而作用在返回杠杆10上，如图11F中所示，位于分离垫106上的纸张返回到装载位置。如果返回杠杆作用凸轮110进一步旋转且不作用在返回杠杆108上，则返回杠杆108由于其自身重量而返回到图11A中所示的其初始位置。

当完成了上述一系列的纸张供给操作且将要供给下一纸张P时，重复上述操作。

现有技术描述中公开的纸张供给器包括可摆动的中间板，通过移动中间板来供给装载的纸张。纸张供给辊和分离垫在纸张供给操作过程中根据中间板的移动而彼此分离。因此，减小了由它们产生的后张力。

然而在如上所述的减小后张力的机构中，存在一个问题，即该机构的应用限制于使用中间板的纸张供给器。此外，在减小后张力的机构中，必须移动相对大的元件，即中间板。因而，很难简化并减小机构本身的尺寸，因而很难减小整个纸张供给器的尺寸。

如果纸张供给器尺寸减小，传送纸张的传导空间就会变窄，纸张的传送方向会改变几次，弯曲很严重。因而，当纸张穿过纸张供给辊之后立即突然改变供给方向时，存在一个问题，即纸张的后端会翘起，会产生碰撞的噪声。

发明内容

鉴于上述情况完成了本发明，本发明的一个目的是提供一种能低成本地减小后张力并能稳定地供给纸张的纸张供给器和图像形成装置。

本发明提供了一种纸张供给器，其包括支撑纸张的纸张托盘；供给由纸张托盘支撑的纸张的纸张供给辊；和纸张分离器，该纸张分离器具有一张一张地分离从纸张供给辊供给的纸张的分离辊和分离元件，该纸张供给器包括：

保持元件，其保持所述分离元件并在分离元件与分离辊接触的方向上被施加力，

可摆动的臂元件，其可摆动地设置并将纸张供给辊保持在纸张供给方向上的上游侧上，且该可摆动的臂元件具有加压部，该加压部能在纸张供给方向上的下游侧上挤压保持元件，和

操作机构，其在纸张供给辊与由纸张托盘支撑的纸张分离且加压部挤压保持元件的方向上摆动臂元件。

本发明进一步的特征将从下面典型实施方案的描述(参照附图)变得显而易见。

附图说明

图1是依照本发明第一个实施方案的具有纸张供给器的图像形成装置的透视图；

图2是显示依照该实施方案具有纸张供给器的图像形成装置的结构的示意图；

图3是仅仅纸张供给器的透视图；

图4是仅仅纸张供给器的透视图；

图5是显示其中纸张供给辊供给纸张的状态的示意图；

图6是显示其中纸张供给辊返回的状态的示意图；

图7是关于纸张分离器的后张力的示意图；

图8是关于辊部的后张力的示意图；

图9是显示其中依照第二个实施方案的纸张供给辊供给纸张的状态的示意图；

图10是显示其中依照第二个实施方案的纸张供给辊返回的状态的示意图；

图11A到11F是常规纸张供给器的纸张供给操作的示意图。

实施方案的描述

将使用附图详细描述实现本发明的最佳模式。图1是依照本发明第一个实施方案的具有纸张供给器的图像形成装置的透视图。图2是显示依照该实施方案具有纸张供给器的图像形成装置的结构的示意图。

就是说，图像形成装置1在下部设置有用于供给纸张的纸张供给器100、和用于在从纸张供给器100供给的纸张S上形成图像的图像形成部40。如图2中所示，图像形成装置1还包括将调色剂图像转印到纸张上的转印部51、和将由转印部51转印到纸张上的调色剂图像定影的定影部61。

图像形成部40包括具有感光元件鼓41a、显影套41c、充电辊41b和调色剂容器41d的处理盒41。图像形成部40包括用于将感光元件鼓41a的表面曝光并在感光元件鼓41a上形成静电潜像的激光扫描器42。激光扫描器42包括激光发射部(没有示出)、旋转多面镜42a和折叠镜42b。

纸张供给器100包括容纳纸张的纸张托盘11、用于供给在纸张托盘11上的纸张的纸张供给辊5、和分离辊7，分离辊7用于在图3中所示的分离垫9与分离辊7之间分离从纸张供给辊5供给的纸张并用于传送纸张。纸张托盘11设置有宽度限制元件12，其用于限制在与纸张传送方向交叉的宽度方向上的位置。当通过图像形成部40形成图像时，使用者手动地插入并将纸张设置在宽度限制元件12之间。

转印部51包括感光元件鼓41a、和与感光元件鼓41a压力地接触以形成转印压合区的转印辊52。当纸张穿过转印压合区时，转印辊52将感光元件鼓41a上的调色剂图像转印到纸张。定影部61包括加热辊61a和与加热辊61a压力地接触的压力辊61b。

接下来，将描述具有这种结构的图像形成装置1的图像形成操作。

如果开始图像形成操作，感光元件鼓41a首先在箭头方向上旋转(见图2)，通过从高压电源(没有示出)供给有电力的充电辊41b给感光元件鼓41a均匀地充上预定极性和预定电位。这样，感光元件鼓41a的表面被充电。然后从激光扫描器42的激光发射部(没有示出)以之后所述的定时给感光元件鼓41a辐射图像信息的激光束。通过多面镜42a和折叠镜42b给感光元件鼓41a辐射激光束，在感光元件鼓41a上形成静电潜像。

通过显影套41c的旋转适当地装载调色剂容器41d中的调色剂，调色剂被供给到感光元件鼓41a上并粘接到静电潜像，从而图像被显影，成为可视的调色剂图像。

随着该调色剂图像形成操作，容纳在纸张托盘11中的纸张被传送到纸张供给辊5，纸张通过分离垫9和分离辊7分离和传送，并被传送到转印部51。由转印部51形成在感光元件鼓41a上的调色剂图像通过转印鼓52转印到纸张S上的预定位置。

接下来，其上转印有调色剂图像的纸张S被传送到定影压合区，该定影压合区包括设置在定影部61上的加热辊61a和压力辊61b。在这里，非定影的调色剂图像被加热、加压并固定到纸张表面。在调色剂图像被定影之后，纸张通过一对排放辊62和63排放到排放托盘13上。没有被转印而留在感光元件鼓41a上的残留调色剂通过清洁刮片41e而容纳在调色剂废物容器41f中。表面被清洁的感光元件鼓41a重复地进入下一个图像形成处理。

接下来，将参照图3和4详细描述纸张供给器100。

纸张供给器100包括传送倾斜表面15，其在固定于装置主体的纸张托盘11中的纸张供给方向的下游方向上与纸张托盘11连续。在传送倾斜表面15上设置有由分离辊轴(摆动轴)6枢轴转动地支撑的拾取臂(臂元件)，从而拾取臂4可通过操作机构D，如电磁螺线管或电机在箭头R1和R2的方向上绕分离辊轴6摆动。

在纸张供给方向的上游侧上的拾取臂4的一端16设置有与容纳在纸张托盘11中的纸张接触并传送纸张的纸张供给辊5。分离辊7设置在其上枢转地支撑有拾取臂4的分离辊轴6上，从而分离辊7与分离辊轴6同轴。作为分离辊7的旋转轴的分离辊轴6与纸张供给辊5的旋转轴5a彼此平行设置。

在纸张供给方向下游侧上的拾取臂4的一端上旋转地支撑有压力辊(压力元件)2。分离垫9与分离辊7压力地接触。纸张分离器17包括分离辊7和分离垫9。分离垫9设置在分离垫保持器(分离垫保持元件)8中，在纸张供给方向上的下游侧上的分离垫保持器8的一端处，压力接收辊(压力接收元件)3与拾取臂4的压力辊2旋转地相对。这些压力辊2和压力接收辊3组成了辊部19，该辊部19在从纸张分离器17的送出方向上引导在纸张分离器17中分离的纸张。

分离垫保持器8由支撑轴8a可摆动地枢轴转动地支撑。分离垫9与分离辊7接触并分离。通过作为弹性元件的弹簧20给分离垫保持器8施加一力，从而分离垫9与分离辊7压力地接触。

在从纸张供给辊5传送的纸张到达纸张分离器17并分离之后，纸张供给辊5将拾取臂4与纸张分离，操作机构D在压力辊2给分离垫保持器8的压力接收辊3施加压力的方向上摆动。

本发明特征在于在纸张供给器100中供给纸张时的操作。接下来，将参照图5和6描述该操作。图5是显示纸张供给辊5供给纸张的状态的示意图。图6是显示纸张供给辊5返回的状态的示意图。

在图5中所示的纸张供给状态中，拾取臂4在箭头压力辊2(见图3)的方向上摆动。如果拾取臂4摆动，则纸张供给辊5就与纸张托盘11上的一批纸张的最上表面邻接，并向着纸张供给方向的下游侧供给纸张。此时，位于纸张供给方向下游侧上的拾取臂4一端处的压力辊2返回到与压力接收辊3分离的位置。

此时，因为供给的纸张S在夹在分离辊7与分离垫9之间的同时被传送，所以对纸张S施加有后张力。纸张S被施加有后张力的原因是通过分离辊7和分离垫9可靠地分离该批纸张(将纸张S与随后的纸张分离)。

在纸张S的顶端供给到由分离辊7和分离垫9组成的纸张分离器17且纸张被分离之后，拾取臂4绕分离辊轴6在箭头R1(见图3)方向上摆动。由此，纸张供给辊5返回到图6中所示的位置。

如果纸张供给辊5返回，则设置在纸张供给方向上的下游侧上的拾取臂4的摆动端处的压力辊2通过纸张S与压力接收辊3压力地接触。如图5和6中所示，通过作为弹性元件的扭力弹簧(偏压元件)10总是给旋转轴或压力辊2施加向着分离垫保持器8的力。由此，压力辊2从压力接收辊3吸收压力并在图6中所示箭头方向上以给定值和更大值的压力挤压压力接收辊3。

然后，通过压力辊2的压力向下推动支撑压力接收辊3的分离垫保持器8，减小了纸张分离器17中的纸张分离压力(分离辊7与分离垫9之间的压接压力)。因此，减小了分离垫压力，并减小了纸张分离器17中的后张力。接下来，将参照图7和8描述纸张分离器17和辊部19中的后张力。图7是关于纸张分离器17的后张力的示意图。图8是关于辊部19的后张力的示意图。

如图7中所示，在纸张分离器17中，在纸张S和分离辊7之间，以及在纸张S和分离垫9之间施加有后张力。这里，

纸张分离器17的后张力＝μp×P+μr×P×(R’/R)+T/R，

其中，

P：分离垫压力，

T：分离辊7的负载扭矩，

μr：分离辊轴6与轴承之间的摩擦系数，

μp：纸张S与分离垫9之间的摩擦系数，

R：分离辊7的半径，

R’：分离辊轴6的半径。

如图8中所示，在辊部19中，在纸张S与压力辊2，以及纸张S与压力接收辊3之间施加有后张力。这里，

辊部19的后张力＝2×μ2×P2×(r’/r)，

其中，

P2：扭力弹簧压力，

μ2：辊轴2与轴承之间的摩擦系数，

r：压力辊2的半径，

r’：压力辊2的半径。

因此，由上述关系可以获得下面的方程：

减小的后张力量＝{纸张分离器17的后张力(拾取时的)}-{纸张分离器17的后张力}(还原操作时的)-{辊部19的后张力}＝{μp×P+μr×P×(R’/R)+T/R}-{μp×P’+μr×P’×(R’/R)+T/R}-{2×μ2×P2×(r’/r)}

＝{μp+(R’/R)×μr}×(P-P’)-{2×μ2×P2×(r’/r)}，其中

P：减小后张力之前的分离垫压力，

P’：减小后张力时的分离垫压力。

因此，尽管在辊部19中也产生了后张力，但其量非常小，结果减小了整体上产生的后张力的量。

在上述实施方案中，拾取臂4通过操作机构D在箭头R1的方向上摆动。此时，压力辊2通过由分离辊7和分离垫9分离的纸张S给压力接收辊3和分离垫保持器8施加压力，减小了分离辊7与分离垫9之间的分离垫压力。由此，可用较小且简单的机构减小由分离辊7和分离垫9产生的后张力。就是说，在纸张到达纸张分离器17且纸张被分离之后，分离垫保持器8被施压，分离垫9与分离辊7分离，可低成本地减小纸张供给操作时的后张力。

因为压力辊2和压力接收辊3在靠近纸张分离器17中的纸张供给方向的下游侧处挤压传送的纸张S，所以可阻止当纸张S穿过纸张分离器17时纸张的后端跳起，可稳定地供给纸张。

接下来，将描述本发明的第二个实施方案。图9是显示依照第二个实施方案的纸张供给辊5供给纸张的状态的示意图。图10是显示依照第二个实施方案的纸张供给辊5返回的状态的示意图。用相同的参考数字表示与图1到8中所示相同的元件，这里使用它们的解释。

该实施方案的纸张供给器100的特征在于取消了分离垫保持器8的辊，仅是拾取臂4具有压力辊2。因此，当拾取臂4在箭头R1的方向上摆动时，压力辊2通过纸张S给分离垫保持器8的表面21施加压力。表面21被平滑地形成，摩擦阻力较小。因此，即使在分离垫压力减小的状态下在压力辊2和表面21之间传送纸张S，作为纸供给操作时的阻力的摩擦负载也会很低。因此，如果使用该实施方案中所示的结构，可使用于减小纸张供给器100中的后张力的机构变得紧凑，简单且廉价，并可提高组装性能。

尽管在该实施方案中减小分离垫压力以便减小后张力，但分离辊7和分离垫9可彼此分离，分离垫压力可设为0。

本发明的纸张供给器和图像形成装置对于不具有中间板的纸张供给器来说是很有效的，并适于那些必须是较小且简单的纸张供给器和图像形成装置。

尽管参照典型的实施方案描述了本发明，但应当理解本发明并不限于公开的典型实施方案。随后权利要求的范围与最宽的解释一致，从而涵盖所有这种修改和等价的结构及功能。

本申请要求2006年11月16日提出的日本专利申请No.2006-310816的优先权，其在这里全部结合作为参考。

Claims (8)

1.一种纸张供给器，包括支撑纸张的纸张托盘；供给由纸张托盘支撑的纸张的纸张供给辊；和纸张分离器，该纸张分离器具有一张一张地分离从纸张供给辊供给的纸张的分离辊和分离元件，该纸张供给器包括：

保持元件，其保持所述分离元件并在分离元件与分离辊接触的方向上被施加力，

可摆动的臂元件，其可摆动地设置并将纸张供给辊保持在纸张供给方向上的上游侧上，且该可摆动的臂元件具有加压部，该加压部能在纸张供给方向上的下游侧上挤压保持元件，和

操作机构，其在纸张供给辊与由纸张托盘支撑的纸张分离且加压部挤压保持元件的方向上摆动臂元件。

2.根据权利要求1所述的纸张供给器，其中在从纸张供给辊供给的纸张到达纸张分离器之后，操作机构摆动臂元件，纸张供给辊与由纸张托盘支撑的纸张分离，且加压部压靠保持元件。

3.根据权利要求1所述的纸张供给器，进一步包括压力接收部，其设置在保持元件上，并与加压部邻接，从而在送出方向上引导由纸张分离器分离的纸张，和

偏压元件，其设置在臂元件上并给加压部施加朝向保持元件的力，其中

在由纸张分离器分离了由纸张供给辊供给的纸张之后，当臂元件摆动时，加压部在通过偏压元件被施加力的同时通过纸张挤压压力接收部。

4.根据权利要求3所述的纸张供给器，其中加压部是加压辊，压力接收部是压力接收辊。

5.根据权利要求1所述的纸张供给器，其中纸张托盘固定于装置主体，在纸张托盘与纸张分离器之间设置有倾斜表面。

6.一种图像形成装置，其包括支撑纸张的纸张托盘；供给由纸张托盘支撑的纸张的纸张供给辊；纸张分离器，该纸张分离器具有一张一张地分离从纸张供给辊供给的纸张的分离辊和分离元件；以及在由纸张分离器分离的纸张上形成图像的图像形成部，该图像形成装置包括：

保持元件，其保持所述分离元件并在分离元件与分离辊接触的方向上被施加力，

可摆动的臂元件，其可摆动地设置并将纸张供给辊保持在纸张供给方向上的上游侧上，且该可摆动的臂元件保持加压元件，该加压元件能在纸张供给方向上的下游侧上挤压保持元件，和

操作机构，其在纸张供给辊与由纸张托盘支撑的纸张分离且加压元件挤压保持元件的方向上摆动臂元件。

7.根据权利要求6所述的图像形成装置，其中在从纸张供给辊供给的纸张到达纸张分离器之后，操作机构摆动臂元件，纸张供给辊与纸张分离，且加压元件压靠保持元件。

8.根据权利要求6所述的图像形成装置，进一步包括压力接收元件，其设置在保持元件上，并与加压元件邻接，从而在送出方向上引导由纸张分离器分离的纸张，和

偏压元件，其设置在臂元件上，用于给加压元件施加朝向保持元件的力，其中

在由纸张分离器分离了由纸张供给辊供给的纸张之后，当臂元件摆动时，加压元件在被偏压元件施加力的同时通过纸张挤压压力接收元件。

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