自动走纸器的分纸装置 技术领域
本发明涉及一种自动走纸器之分纸装置，尤其涉及一种使用两个摩擦轮进行分纸与走纸的分纸装置。
背景技术
自动走纸器可以使用在扫描仪、多功能事务机、复印机、甚至打印机等影像输入/输出设备中。为了要将纸张逐一馈送，自动走纸器中必须设有分纸装置，如此才能避免多张纸张同时被馈送的误操作。
图1显示一种公知自动走纸器的分纸装置的侧视示意图。图2显示图1的自动走纸器的分纸装置的前视示意图。如图1与2所示，公知分纸装置的理想设计是用以逐一馈送复数纸张120。分纸装置主要包含一摩擦轮(亦称为自动馈纸滚轮，ADF滚轮)110，以及可以绕着轴114旋转的一摩擦垫112。当纸张120尚未被馈送时，摩擦垫112持续与摩擦轮110接触而受到磨耗。当图1中最上面一张纸张120通过摩擦垫112与摩擦轮110之间时，下面的纸张会被摩擦垫112挡住，而实现分纸操作。
然而，上述公知技术的分纸装置具有以下问题。
1.摩擦垫112与摩擦轮110直接以滑动摩擦的方式接触，造成摩擦垫112与摩擦轮110两者容易磨耗，而受到相当程度磨耗的摩擦垫112又容易造成高的分纸失误率。
2.由于摩擦垫112与摩擦轮110与摩擦轮呈滑动接触，所以摩擦轮110需要能提供大扭矩马达。
图3显示另一种公知自动走纸器的分纸装置的侧视示意图。图4A与4B分别显示图3的摩擦轮的立体图及侧视图。如图3、4A与4B所示，此分纸装置包含一分纸滚轮200以及一摩擦轮210。分纸滚轮200由第二轴202带动旋转，并利用摩擦力驱动摩擦轮210旋转。当一张纸张230进入两摩擦轮之间的信道时，摩擦轮210不转动，使得其余纸张被阻挡在外。此时，纸张230可相对于摩擦轮210滑动，但相对于分纸滚轮200却不滑动。上述现象是通过摩擦轮210地特殊设计所造成。摩擦轮210由一中空圆柱211、一弹簧212、一摩擦片213、一固定件214及两C型扣环215所组成。
两C型扣环215扣接固定在一第一轴220的两端，用以对弹簧212提供沿着第一轴220的轴向的压缩力，进而提供摩擦片213与固定件214的摩擦面216之间的摩擦力，用以阻止与固定件214相互固定的中空圆柱211的转动。
在上述公知技术中，由于两C型扣环215之间的零件所构成的推顶部分在制造上较为困难，且零件也较多，造成组装不易，并使得制造组装成本无法有效地被减少。此外，C型扣环215尚需额外对摩擦轮210的第一轴220施加一轴向的压缩力，造成设计上的困扰。
因此，如何能提供一种能克服上述问题的分纸装置，实为本申请发明人所欲解决的问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种能可靠地将位于一叠纸张最外面的一张与该叠纸张分离馈送的分纸装置。
本发明的另一目的是提供一种能有效减少磨耗的分纸装置，用以节省使用该分纸装置的自动走纸器的功率输出。
为达成上述目的，本发明提供一种自动走纸器的分纸装置，其包含一分纸滚轮、一摩擦轮、一第一轴、及一施力机构。自动走纸器的分纸装置用以将包含一第一纸张以及与该第一纸张邻接的一第二纸张依序分开馈送。分纸滚轮受一驱动装置驱动而旋转。摩擦轮具有由该分纸滚轮带动旋转的一第一转动状态、由该第二纸张带动旋转的一第二转动状态、以及静止不动的一静止状态。在该摩擦轮的该静止状态下，该分纸滚轮直接馈送该第一纸张，而该摩擦轮将该第二纸张推向该第一纸张，使该第一纸张在该第二纸张上滑动。该第一轴穿设于该摩擦轮中，用以提供一阻尼扭矩以阻挡该摩擦轮旋转。施力机构用以将该分纸滚轮与该摩擦轮推靠在一起。
通过上述构造，可以减少分纸滚轮与摩擦轮的磨耗，并可以减少因为磨耗所造成的扭矩损失。且通过摩擦轮的两种状态，可以有效杜绝多张纸张被同时馈送的误操作。
附图说明
图1显示一种公知自动走纸器的分纸装置的侧视示意图。
图2显示图1的自动走纸器的分纸装置的前视示意图。
图3显示另一种公知的自动走纸器的分纸装置的侧视示意图。
图4A显示图3的摩擦轮的立体图。
图4B显示图3的摩擦轮的侧视图。
图5显示依据本发明第一实施例的自动走纸器的分纸装置的侧视示意图。
图6显示图5的自动走纸器的分纸装置的前视示意图。
图7显示图5的分纸装置馈送两张纸张的局部放大图。
图8显示图5的分纸装置馈送一张纸张的局部放大图。
图9显示依据本发明第二实施例的自动走纸器的分纸装置的侧视示意图。
图10显示图9的自动走纸器的分纸装置的前视示意图。
图11显示依据本发明第三实施例的自动走纸器的分纸装置的前视示意图。
图12显示依据本发明第四实施例的自动走纸器的分纸装置的前视示意图。
图13显示本发明的摩擦轮的剖视图。
图14显示本发明的摩擦轮的立体分解图。
图15显示依据本发明第五实施例的摩擦轮与制动机构的立体图。
图16显示图15的立体分解图。
[符号说明]
1分纸滚轮
2摩擦轮
3第一轴
4第二轴
5马达
6A第一纸张
6B第二纸张
7弹簧
8配重块
9磁铁
10第一磁铁
11第二磁铁
21外柱体
22内柱体
23第一柱体
24第二柱体
25长槽
27第一孔
28第二孔
29弹性组件
31槽
32键
50制动机构
51弹性轴套
52支座
53孔
54缺口
110摩擦轮
112摩擦垫
114轴
120纸张
200分纸滚轮
202第二轴
210摩擦轮
211中空圆柱
212弹簧
213摩擦片
214固定件
215C型扣环
216摩擦面
220第一轴
230纸张
具体实施方式
本发明的自动走纸器的分纸装置可以应用于扫描仪、多功能事务机、复印机、甚至打印机等影像输入/输出设备中。
图5显示依据本发明的第一实施例的自动走纸器的分纸装置的侧视示意图。图6显示图5的自动走纸器的分纸装置的前视示意图。如图5与6所示，本实施例的自动走纸器的分纸装置包含一分纸滚轮1、一摩擦轮2、一第一轴3、及一弹簧(施力机构)7。第一轴3为不转动的轴。分纸滚轮1固定至第二轴4，第二轴4受到譬如一马达5的驱动装置直接或间接驱动旋转。本实施例的分纸装置可用以将复数纸张进行分纸及馈送。为了简化说明起见，本发明是利用馈送一第一纸张6A与一第二纸张6B代替馈送一叠纸张来作说明。除了馈送单张纸张以外，无论纸张数量为何，最后动作一定会进行到两张纸张的状态。
纸张6A与6B位于分纸滚轮1与摩擦轮2之间。在进行走纸动作的期间，摩擦轮2具有三种状态，分别为第一与第二转动状态及静止状态，以下将配合图7与8说明如下。
当纸张6A或6B尚未被馈送通过分纸滚轮1与摩擦轮2之间时，摩擦轮2处于第一转动状态。分纸滚轮1与摩擦轮2接触，并带动摩擦轮2旋转。此时，分纸滚轮1与摩擦轮2之间处于滚动摩擦状态，故不会有磨耗的情形。
当第一纸张6A被馈送通过分纸滚轮1与摩擦轮2之间时，第二纸张6B会被馈送至第一纸张6A与该摩擦轮2之间，如图7所示。在本实施例中，分纸滚轮1与第一纸张6A之间的摩擦系数大于第一纸张6A与第二纸张6B的摩擦系数，而第二纸张6B对摩擦轮2所造成的驱动力矩小于第一轴3为了阻挡摩擦轮2旋转而对摩擦轮2所造成的阻尼扭矩。所以，分纸滚轮1直接带动第一纸张6A行进，而第二纸张6B与摩擦轮2固定不动，使第一纸张6A与第二纸张6B之间相对滑动。
此时，分纸滚轮1与第一纸张6A之间处于滚动摩擦状态，而摩擦轮2与第二纸张6B两者没有相对运动，故都不会有磨耗的情形。
第一轴3可以永远维持静止，但不一定要静止才能提供阻挡该摩擦轮2旋转的阻尼扭矩。阻尼扭矩可以第通过一轴3与摩擦轮2之间的摩擦力或磁阻力等而产生。因此，除了要控制第一轴3与摩擦轮2之间的摩擦系数之外，在设计上亦需要控制第一轴3与摩擦轮2之间的正向力。
本实施例是采用两个弹簧7将第一轴3往上顶，以在分纸滚轮1与纸张之间、纸张与摩擦轮2之间、以及第一轴3与摩擦轮2之间提供一正向力。
为了使摩擦轮2在与分纸滚轮1接触时能转动，摩擦轮2与分纸滚轮1之间的摩擦系数所造成的驱动扭矩必须大于摩擦轮2与第一轴3之间的阻尼扭矩。
在第一纸张6A被馈送完毕后，分纸滚轮1与摩擦轮2直接馈送第二纸张6B，如图8所示。此时，分纸滚轮1利用其与第二纸张6B之间的摩擦力来带动第二纸张6B前进，而第二纸张6B利用其与摩擦轮2之间的摩擦力来带动摩擦轮2旋转。第二纸张6B对于摩擦轮2所造成的驱动力矩，必须设计成大于第一轴3对于摩擦轮2所造成的阻尼扭矩。在此状况下，分纸滚轮1与纸张之间没有相对滑动，且摩擦轮2与纸张之间亦没有相对滑动，所以可以减少摩擦轮的磨耗。
图9显示依据本发明的第二实施例的自动走纸器的分纸装置的侧视示意图。图10显示图9的自动走纸器的分纸装置的前视示意图。如图9与10所示，本实施例的摩擦轮2位于分纸滚轮1的上方，最下方的纸张6A首先受到分纸与馈送。除了以下所说明的部分以外，第二实施例与第一实施例类似。第一实施例具有利用弹力将该分纸滚轮1与摩擦轮2推靠在一起的弹力机构，而第二实施例具有利用重力将该分纸滚轮1与摩擦轮2推靠在一起的重力机构。此重力机构包含固定于第一轴3上的两个配重块8。在其它实施例中，配重块8的数目可以是一个，而配重块8亦可以被固定至摩擦轮2。或者，利用摩擦轮2与第一轴3本身的重力，亦可以达成上述的重力机构。
图11显示依据本发明的第三实施例的自动走纸器的分纸装置的前视示意图。本实施例与第一实施例类似，不同之处在于本实施例使用一磁力机构的磁力来将该分纸滚轮1与摩擦轮2推靠在一起。该磁力机构包含两磁铁9，且该第一轴3系由磁性材料制成，用以受磁铁9的吸引而将该摩擦轮2推向该分纸滚轮1。
图12显示依据本发明的第四实施例的自动走纸器的分纸装置的前视示意图。本实施例与第三实施例类似，不同之处在于本实施例的磁力机构包含固定不动的一第一磁铁10以及装设至该第一轴3上的一第二磁铁11，该第一磁铁10排斥该第二磁铁11而将该摩擦轮2推向该分纸滚轮1。本领域的技术人员应可轻易了解到，亦可以使用其它配置，以使该第一磁铁10吸引该第二磁铁11而将该摩擦轮2推向该分纸滚轮1。
图13显示本发明的摩擦轮的剖视图。图14显示本发明的摩擦轮的立体分解图。如图13与14所示，该摩擦轮2包含一外柱体21及一内柱体22。外柱体21的外表面通常披附一层橡胶材料，并形成有一第一孔27，内柱体22形成有一第二孔28来与该第一轴3套合，且该内柱体22设置于该外柱体21的该第一孔27中。内柱体22与该第一孔27的截面形状可以是圆形或四边形等几何形状，只要是可以互相配合即可。该内柱体22包含一第一柱体23以及一第二柱体24。第二柱体24与该第一柱体23连接，且该内柱体22透过该第一柱体23而固定至该外柱体21。举例而言，外柱体21的键32可以与第一柱体23的槽31套合固定在一起。
该内柱体22形成有沿着一第一轴3延伸的长槽25，此长槽25与第二孔28连通。摩擦轮2更包含一弹性组件(可以为螺旋弹簧或弹性环)29，该内柱体22与该弹性组件29套合而内缩成与该第一轴3接触，用以产生该阻尼扭矩。
在其它实施例中，亦可以利用中空的第一轴3的向外扩张的力量来产生该阻尼扭矩。在此实施例中，中空的第一轴形成有一切缝，第一轴可以受到压缩而缩小其外径，然后将第一轴套入摩擦轮的孔中，通过第一轴的向外扩张的力量，可为摩擦轮提供该扭矩。
图15显示依据本发明的第五实施例的摩擦轮与制动机构的立体图。图16显示图15的立体分解图。如图15与16所示，本实施例的分纸装置更包含一制动机构50。该制动机构50包含一支座52及两弹性轴套51，该支座52形成有两孔53以及与该等孔53连通的缺口54。该等弹性轴套51用以为套设于其中的该第一轴3提供该阻尼扭矩，以对摩擦轮2提供制动的效果，用以实现上述分纸动作。
因此，本发明的第一轴3穿设于该摩擦轮2中，用以提供一阻尼扭矩以阻挡该摩擦轮2旋转，其中第一轴3可以与摩擦轮2固定不动或可相对转动。
通过上述之实施例，本发明可具有下述之优点。
1.因为分纸滚轮1与纸张之间以及摩擦轮2与纸张之间都无相对滑动，故可减少分纸滚轮1与摩擦轮2之磨耗，减少系统的扭矩损失，并可提升扫描速度。
2.利用摩擦轮2对纸张的阻挡效果，可以提供分纸的稳定度。
3.利用摩擦轮2与第一轴3之间所造成的阻尼力来阻挡摩擦轮2的转动，可以有效减少设计参数，并提供较为稳定的使用状况。
4.利用第一轴3与支座52之间所造成的阻尼力来阻挡摩擦轮的转动，如此在对该摩擦轮的设计上，可缩小该摩擦轮的尺寸，进而达到节省配置空间的效果。
在较佳实施例的详细说明中所提出的具体实施例仅用以方便说明本发明的技术内容，而非将本发明狭义地限制于上述实施例，在不超出本发明的精神及以下申请专利范围的情况，所做的种种变化实施，皆属于本发明的范围。