薄片分送器 本发明涉及一种分离相邻薄片介质的薄片分送器，所述薄片介质是从一摞薄片介质上被输送的，仅一张薄片介质被送往加工地点；更具体地说，本发明涉及这样一种分送器，即，在从一摞薄片介质中输送最上面的一张(即顶张)期间，该分送器将这摞薄片介质中的最上面的一张薄片介质(即顶部的一张薄片介质)与接下来的一张薄片介质相分离。
从一摞薄片介质中传送顶部薄片时存在的一个问题是，至少紧邻的下一张薄片可能波同时传送。因此，以前人们已经提出过各种分离器，这些分离器用于当从一摞薄片介质的顶部传送薄片介质时，将一摞薄片介质中的顶张与紧邻的下一张分离开。
在已知技术中，使用坝式构件将一摞薄片介质中的顶张与紧邻的下一张相分离，所述坝式构件是这样一种构件，即，当薄片被从一摞薄片介质中传送时，该坝式构件具有一在薄片输送通道上的倾斜面，这样，薄片的前边缘将与这一构件的倾斜表面相碰撞。例如在打印机中，从一摞薄片介质中向前送出多于一张的薄片介质就会导致卡纸现象。因此，需要避免从一摞薄片介质中同时将多于一张的薄片介质送至诸如打印机这样的装置中。
一种已被提出的坝式构件具有一个倾斜面，该倾斜面上形成有纵向延伸的肋。这样，当薄片介质沿着每个肋的外表面被纵向传送时，在这些基本平行地肋之间在薄片介质上产生波纹。这种波纹是由皱折力引起的，所说的皱折力是由对由每个肋的外表面传送的薄片的运动的阻尼产生的。这种坝式构件通常可成功地将一摞薄片的最上面的一张薄片与紧邻的下一张薄片相分离，但不总是成功的。这样，当在坝式构件的倾斜的、且其上设置有肋的表面上传送薄片时可能会出现多张输送。
此外，一个在不会引起输送电机超负荷的情况下足以将诸如卡片、信封和标签这样较重的介质进行分离的具有低摩擦系数的表面却会导致对诸如票据、证券或静电复印纸这样的在纸张之间具有高摩擦系数的重量较轻的介质产生多张输送。这就产生了这样一个问题，即，坝式构件的倾斜表面或者只能够可靠地分离重的介质、或者只能够可靠地分离轻的介质。这对于打印机来说是不希望出现的，因为一台打印机需要既能够打印重的介质又能够打印轻的介质，以拥有充分的市场。
本发明所述的薄片分送器是这样克服上述问题的，即，用一个具有倾斜表面的坝式构件来既成功地分离重的、具有低摩擦系数的介质又成功地分离轻的、具有高摩擦系数的介质，在所述的倾斜表面上延伸有许多基本平行的肋。本发明所述的这种薄片分送器所具有的许多基本平行的肋中至少有一根肋提供了两个与所传送的薄片介质相接触时具有不同的摩擦系数的表面，其中一个表面的材料具有低摩擦系数，而另一个表面的材料具有高摩擦系数。
当至少两根从坝式构件上延伸出的最外层的肋的外表面为低摩擦系数时，至少另外一根肋具有高摩擦系数的表面，并且其更大的面积为低摩擦系数表面。当硬的介质沿着基本平行的肋向前输送时，高摩擦系数表面是可相对于低摩擦系数表面移动的，从而使其变得不产生作用。
在最佳实施例中，高摩擦系数材料不仅具有比低摩擦系数材料小得多的面积，而且高摩擦系数材料还被低摩擦系数材料所包围。高摩擦系数材料被施加一预压，从而在与所传送的薄片相接触之前突伸出来而高出低摩擦系数表面。
通过具有相对于低摩擦系数表面可移动的高摩擦系数表面和对高摩擦系数材料施加预压，高硬度薄片介质与高摩擦系数材料的接触使得高摩擦系数材料变得与低摩擦系数材料平齐。这样，高硬度薄片只与低摩擦系数材料表面进行有效接触。
当传送柔软的低硬度薄片介质时，被预压而高出低摩擦系数材料的高摩擦系数材料保持在原位不动，增大了对正在传送的薄片的阻尼力。结果是，正在传送的薄片产生皱褶和波纹。当出现皱褶和波纹时，来自薄片的很大一部分载荷以其竖直向上的分力作用在低摩擦系数表面上。因此，薄片在从倾斜的坝式构件的基面延伸的基本平行的肋上向上移动。
在使薄片在从倾斜的坝式构件的基面延伸的基本平行的肋上向上移动的分力的作用下，皱褶和波纹消失之后，沿着基本平行的肋向上进行薄片的输送。
高摩擦系数材料的施加到顶张薄片上的增大的力也被施加到这摞薄片的其它薄片上，特别是施加到与顶张薄片相邻的薄片上。当最上一张薄片产生皱褶和波纹时，这个作用在下一张薄片上的增加的阻力使该张薄片保持不动。这样就防止了双向输送。
当一张薄片被向前输送时，它首先碰到高摩擦系数表面并被其止挡。坝式构件对所有被传送的薄片提供一阻滞力，由此实现对正在传送的薄片的止挡。
成摞的薄片自身具有一粘附力使它们附着在一起而不分开。这样，为从这摞薄片上分离出顶张，上述的阻滞力必须克服所述的这个附着力。
因为薄片借助于坝式构件而向上弯曲，所以阻滞力与下述这样一段距离的平方成反比，在所述这段距离内，象传送辊这样的传送装置对一摞薄片中的顶张施加一传送力，直到该传送装置获得这摞薄片中的顶张薄片。阻滞力与坝式构件的制造角度以及薄片的柔软度成正比。
由此，上述这个距离成为控制阻滞力大小的主要因素。这样就需要传送装置尽可能地靠近坝式构件，以产生一尽可能大的阻滞力，以防止柔软薄片双张输送。
但是，也还需要使传送装置与坝式构件间隔一个最小的间距，这是由于下列多种因素的缘故，其中包括：当距离减小时，需增大输送电机的扭矩，这样将使输送电机的费用增高；如果阻滞力太大，则硬的薄片可能被损坏；同时应防止薄片相对于坝式构件卡夹。因此，传送辊的定位要综合考虑电机费用、可能产生的硬薄片的损坏和柔软薄片双张传送的趋势等各种因素。
本发明的一个目的是提供一种薄片分送器，当传送柔软薄片时，该薄片分送器就材料而言具有两个摩擦系数不同的表面，适用于将一摞薄片介质中的每一张薄片介质与下一张薄片介质分开，而当传送硬的薄片介质时，该薄片分送器只有一个低摩擦系数的表面起作用。
本发明的另一个目的是提供一种薄片分送器，不管两摞薄片中的薄片厚度是否不同，甚至在特定的一摞薄片中的薄片有大致相同的厚度，该薄片分送器都能够从薄片的堆垛上分开所要输送的薄片。
本发明的再一个目的是提供一薄片分送器，该薄片分送器在不需要减小从传送装置到坝式构件的距离的情况下对于柔软的薄的介质具有大的阻滞力。
本发明的其它目的可从下面的叙述、权利要求以及附图中容易地得出。
附图表明了本发明的优选实施例，其中：
图1是具有本发明所述薄片分送器的打印机托盘的透视图，其中装有一摞薄片介质，为清楚起见，这里示出了一定厚度的薄片。
图2是沿图1中的2-2线截取的、图1所示的托盘的局部剖视图，它示出了一摞轻的薄片介质中最上面的一张薄片被向前输送而与一根肋的高摩擦系数表面相接触。
图3是类似于图2的局部剖视图，它示出了被传送的最上面的一张薄片越过出现波纹的地方。
图4是肋的截面图，该肋具有一个与柔软的重量较轻的薄片介质相接触的高摩擦系数表面。
图5是肋的截面图，该肋具有一个与硬的重量较重的薄片介质相接触的低摩擦系数表面。
图6是移动一摞由升降器支撑的薄片介质的打印机部件的端面透视图。
图7是一个具有高摩擦系数表面的肋的插入件的放大的平面视图。
图8是另一个具有高摩擦系数表面的肋的插入件和具有一部分低摩擦系数表面的肋的实施例的放大截面平面视图。
图9是肋的主体的平面视图，在该主体中支承着图7所示的插入件。
图10是具有波纹或皱褶的薄片介质的透视图，波纹或皱褶是由于与插入件的凸起的高摩擦系数表面相接触而产生的。
图11是坝式构件的变型的正透视图。
图12是图11所示的坝式构件的底部平面视图。
参照附图，特别是图1，这里显示了一个在打印机11中使用的托盘10。该托盘10支承着许多诸如证券纸那样的薄片介质12，所述的薄片介质12例如叠置成一摞14。薄片12也可以是其它任何适用的介质，例如是标签或信封或是输出卡片。
托盘10具有一底面或称底壁15，用于支承位于托盘10中的薄片12的堆垛14。托盘10所具有的尾部限制器15’倚靠着堆垛14中的每张薄片12的尾部边缘。在与托盘10的前端16相邻处，托盘10具有一个与托盘10的底面15成一体的倾斜面或称倾斜壁17。
该倾斜面17与托盘10的底面15以及与薄片12的堆垛14的邻近端成一钝角。该倾斜面17构成了一段坝式作业面，堆垛14中的每一薄片12抵靠着该坝式作业面前进而进入与之相接触的状态。所说的这个坝式作业面还包括一个位于倾斜表面17上方的竖直表面17’。薄片12从竖直面17’向着打印机11的打印处前进，在所说的打印处进行打印。
借助于一自动补充装置的一对进给辊18，每一张薄片12从薄片12的堆垛14处前行，所述自动补充装置的种类特别在Padgett等人的美国专利No.5，527，026中被描述和示出。所述进给辊18可转动地安装在一个枢轴式安装的臂19上。
进给辊18由电机20通过一齿轮传动系21驱动。所述电机20被支承在一托架22上，当每一张薄片12从薄片12的堆垛14上向前送进时，电机20借助于控制装置(未示出)交替地接通和断开。
托盘10的倾斜面17最好是由塑料制成，该倾斜面17具有从其上延伸的基本平行的肋26、27。每根肋26包括一个由诸如不锈钢之类的金属制成的主体29(见图4)，该主体29上具有一层涂层30(为清楚起见，在图4、图5和图8中放大地示出了所述结构)，所述涂层30为低摩擦材料，例如聚四氟乙烯，涂层30构成了主体29的外表面。所述主体29包括一个主壁31(见图9)，所述主壁31具有一对基本与其垂直延伸的侧壁32、33。
主体29的主壁31上有一轴向长缝34。一个插入件35(见图4)被放置在主体29内。
上述插入件35由例如聚氨基甲酸乙酯这样的与纸之间具有高摩擦系数的适当材料制成。聚氨基甲酸乙酯的一个适用的例子是由Dow Chemical出售的Pellethane 2103 70 Shore A。如图7所示，插入件35上具有一个沿其整个长度延伸的凸起36。
插入件35的基本平行的侧壁37(见图4)与主体29的侧壁32、33(见图9)的内表面相接触。例如，一种粘结剂将插入件35的侧壁37(见图4)固定到主体29的侧壁32、33(见图9)上。应当理解的是，如果需要，插入件35(见图4)可通过被夹持而被固定。
凸起36超出主体29的涂层30一预定的高度。例如，当凸起36的宽度为1.5mm时，它超出主体39的涂层30的高度为0.15mm。不论插入件35的凸起36超出主体29的涂层30的高度较大还是较小，都应是同样的比例。插入件35的侧壁37(图4)的外表面之间的距离是12.4mm。
除了用插入件35的外形来控制凸起36超出主体29涂层30的高度之外，一个泡沫橡胶体38被置于插入件35与倾斜面17之间，以在凸起36上进一步施加预压。泡沫橡胶体38增加由插入件35的外形和材料产生的预压。这样，聚合插入件35的弹性变形与预压相结合来确定什么时候凸起36被硬介质薄片12移动到图5所示的位置。
凸起36与涂层30非常接近，这是由于它们之间只有非常微小的间隔的缘故。当薄片12是硬的且具有0.1mm的厚度、凸起36的宽度为1.5mm、而主体29上的缝34的宽度为2.5mm时，如图5所示，插入件35上的全部预压是这样的，即，薄片12推压与涂层30齐平的凸起36的与薄片相接触的表面。
插入件35相对于纸张薄片边缘的摩擦系数最好大于0.7，必须大于0.3。涂层30相对于纸张薄片的摩擦系数最好小于0.15，必须小于0.2。
当薄片12是硬的时，由于薄片12向前输送，插入件35的凸起36沿箭头39的方向被推向图5所示的位置而进入到主体29内。在这种情况下，与和薄片12的边缘相接触的涂层30的全部面积相比较，凸起36的与薄片12的边缘相接触的全部面积是非常小的。这样，当薄片是硬的时，与仅有涂层30的情况相比，薄片12的前进阻力实际上没有变化。
但是，当薄片12的硬度很低因而很柔软时，在薄片12沿箭头39的方向被推进时，凸起36(见图4)保持在图4所示的位置上。这样，如图4所示，与涂层30相比，高摩擦系数的凸起36具有更大的与薄片12相接触的面积。
其结果是，对于靠传送辊18(见图1)而进行移动的薄片12的阻力增加。这样，如图10所示，薄片12朝着肋26向上和向内起皱。
当传送辊18(见图1)处于图2所示的传送位置、即薄片向前行进的位置时(在这个位置，传送辊18与薄片12的堆垛14中顶部的柔软薄片41相接触)，堆垛14中顶张薄片41通过由马达驱动的传送辊18的转动而被传送。这导致顶张薄片41的前边缘42与主体29上的涂层30(见图4)相接触。
如图10所示，在顶张薄片41(见图2)的通道上，波纹或皱褶会发生在一个肋或多个肋26(见图1)上。一旦出现波纹或皱褶(如图10所示，有两个处于上方的皱褶42A和一个处于下方的皱褶42B)，大部分的载荷以一竖直向上的分力的形式作用在涂层30上(见图4)，这个竖直向上的分力使顶张薄片41在肋26(见图1)和肋27上向上运动。
肋27只有具有涂层30的主体29(见图4)。每个肋27(见图1)的主体29上不具有轴向缝34(见图9)。
当皱褶42A(见图10)和皱褶42B突然消失时，顶张薄片41(见图3)呈图3所示的几何形状。于是顶张薄片41的传送在肋26、27(见图1)上进行。
施加到薄片12的堆垛14中顶张薄片41(见图2)上的增加的阻力也被施加到堆垛14中的其它薄片12上，具体地说就是被施加到顶张薄片41的下一张薄片42’上(见图2)。当顶张薄片41被弄皱褶(如图1O所示)且顶张薄41被传送时，这个增加在位于顶张薄片41下面的薄片42’上的阻力使薄片42’保持在原位。这样就防止了双张输送。
这种阻力的增加与高摩擦表面上的摩擦系数成正比。这样，需要具有一个摩擦系数很高的表面来使得阻力达到最大而使得双张输送的可能性达到最小。
找到一种可再生使用的高摩擦系数材料、以增加耐久性和使用寿命是困难的。这种材料的需求可通过将插入件35的凸起36(见图8)的高摩擦系数表面43(见图8)成型为锯齿状而获得。当第二张薄片42’(见图2)与斜角部分44(见图8)相遇时，锯齿状表面43的摩擦系数显著增加。这样，借助于这个增大了斜度的高摩擦系数表面43(见图8)，可保证第二张薄片42’(见图2)不被双张输送。当每一个斜角部分44在同一方向上占有0.1mm时，表面43的两个斜角部分44之间的距离为1mm。
每一个肋26、27(见图1)都是由主体29支承的(见图2)，主体29的上端部上具有一固定在坝式构件的竖直面17’的窄部46上方的吊钩45。主体29上的每个肋26、27都在底端有一接头47(见图9)，这个接头用于使之安装在托盘10的底面15(见图1)的孔中。斜角部分49(见图3)从接头47上延伸，以使主体29保持在托盘10的底面15(见图1)的孔中。
当堆垛14有较大数量的薄片12时，取代在托盘10中支承薄片12的堆垛14，堆垛14可被支承在一升降器50上(见图6)。当传导丝杠51转动时，升降器50平行于一对传导丝杠51的轴而移动。
每一个传导丝杠51的上端由一个固定轴承52支承，其下端由一个与固定轴承52相同的固定轴承(未示出)支承。在升降器导50两侧的连接器53与一个传导丝杠51配合，将丝杠51的旋转运动转换为升降器50的直线运动。
传送辊18(见图1)的表面与倾斜表面17贴近，与凸起36(见图2)的端面间隔2.85mm，这一距离是传送辊18贴近插入件35的凸起36处的与凸起36的端面平行的切线与凸起36的端面之间的距离。插入件35的长度是28.2mm。
传送辊18(见图1)的直径为30mm、宽度为10mm。传送辊18的转动轴距臂19的枢轴83.25mm。竖直表面17’的顶部距作为臂19的枢轴的托盘10的底面15的顶部之间的距离为47mm。倾斜表面17与托盘10的底面15的顶部成110度钝角。
在图1中，四个肋27的中心分别位子距一固定的左边缘14mm、42.7mm、132.7mm和177.7mm处，所说的左边缘支承着薄片12的左边缘。图1中，三个肋26的中心分别位于距固定的左边缘60mm、87.7mm、112mm处。倾斜表面17的固定的左边缘至右边缘的距离为217mm。
在图6中，当肋26的中心距固定的左边缘87.7mm时，三个肋27的中心分别距固定的左边缘(所说的左边缘支承着薄片12的左边缘)42.7mm、132.7mm和177.7mm。倾斜表面17的固定的左边缘与右边缘之间的距离为217mm。
在实际操作中，传送辊18(见图1)转动，通过推进薄片12使它横向移动，直至薄片12的端部与插入件35的凸起36相遇(见图4)。对于薄片12的任何多重传送(见图1)来说，传送辊18(见图1)与插入件35的凸起36(见图4)之间的距离很大，以致于在传送辊18与插入件35的凸起36(见图4)之间不会引起薄片12之间的捻压关系。
参照图12，这里示出了一个具有一倾斜表面60的金属坝式构件。倾斜表面60与图1中的倾斜表面17相同。
一金属隔板61(见图12)将一金属板62附着到倾斜面60上。金属板62上粘附有低摩擦材料(例如聚氨基甲酸乙酯)的涂层53，所述金属板62与倾斜面60平行。
其上形成有缝64的板62(见图11)与隔板51上的切空部分65相连通。除了缝64，板62覆盖了整个表面60。这使得一个插入件35(见图12)能够具有一个可穿过一个缝64(见图11)而伸出的凸起36。插入件35的侧壁37(见图12)连接在切空部分65的表面66上(见图11)。如前所述，放置一个泡沫橡胶体38(见图12)，以在插入件35上产生一预压。
已被图示和描述的本发明的薄片分送器可与一打印机一起使用，应当理解的是，本发明所述的薄片分送器可与任何一个将薄片从堆垛中输送到加工工位上的设备一起使用，在所述的这种设备中，一次只能将一张薄片从堆垛输送到加工工位上。
本发明的一个优点是，薄片传送机构可以传送位于一摞薄片中厚度基本相同但与另一摞薄片的厚度不同的薄片介质。本发明的另一个优点是，当一个坝式构件作为薄片分送器时，当一摞薄片是柔软的、而另一摞薄片是硬的时，可减少多张薄片输送的趋势。
为进行举例说明，按照最易理解原则，以上已描述和示出了本发明的具体实施例。但很显然，在部件的布局和结构方面的改进和变型将均不超出本发明的精神和范围。