专利名称：送纸器和卡纸检测方法
技术领域：
本发明涉及送纸器和卡纸检测方法，其在早期阶段检测因传送前端有弯角的未装订介质或装订介质而引起的卡纸，以便停止传送，从而抑制对纸张造成的损坏。
背景技术：
通常，用于图像阅读器的现有技术的送纸器一张接一张地取出纸张。在读取若干张文件纸的情况下，将该若干张文件纸堆叠，拾纸辊以拾取文件纸并送入送纸器的方式旋转，从而，仅拾取文件纸堆顶部上的单张文件纸，以便送入送纸器主体中。实践中，在不小心将若干张装订好的文件纸放置在送纸器的情况下，由于送纸器设计的功能为逐个分离和传送放置的多张文件纸，因而会存在这样的问题即，文件纸受到损坏或弯折，由此产生卡纸。
此外，存在这样一种现有技术即，在传送多张文件纸期间，借助磁性传感器检测金属部件，以便在送纸器中检测出装订的介质(参见JP-A-5-170376)。然而，仍然存在这样的问题即，检测范围较窄、不能检测出除了金属订书钉以外的订书钉，以及由于弯角而产生的卡纸。
另外，也存在这样一种技术即，该技术可检测出由一个或多个钉书钉的保持力和分离作用产生的歪斜压力，以及检测出由该分离作用产生的纸卷(loop)(参见日本专利No.3197029)。然而，由于歪斜压力根据纸张厚度而变化，因此，存在的问题是仅可检测到特定介质，并且由于具有弯角的介质不能形成纸卷，因而检测不到这种介质。
另外，还存在这样一种技术即，该技术可检测当纸张尾端试图与一批装订的纸张分离时在纸张尾端产生的上升力(参见日本专利No.3467144)。然而，该检测仅在纸张尾端执行，因此存在这样的问题即，不能针对不同尺寸的一批纸张执行这样的检测，并且不能检测由于弯角而产生的卡纸。
另外，尽管还存在一种执行歪斜检测的技术，但存在这样的问题即，检测到的只是预先歪斜放置的纸张。
发明内容
因此，本发明的目的是提供这样一种送纸器即，甚至当以混合方式放置不同尺寸和厚度的纸张时，该送纸器也能够准确地检测出由弯角和钉书钉而引起的卡纸。
为实现该目的，根据本发明，提供一种送纸器，包括传送器，其适于沿第一方向传送纸张；至少三个检测器，其沿所述第一方向设置在所述传送器的下游侧，每一个检测器均可操作，以检测纸张的前端边缘的通过时间；以及处理器，其可操作以进行如下计算基于由第一组的两个检测器检测到的第一通过时间差和所述第一组的两个检测器之间的第一距离，计算纸张相对于所述第一方向的第一角；以及基于由第二组的两个检测器检测到的第二通过时间差和所述第二组的两个检测器之间的第二距离，计算纸张相对于所述第一方向的第二角，并且在所述第一角和所述第二角之间的角度差值大于规定值的情况下，所述处理器可操作以检测卡纸。
所述至少三个检测器可以沿垂直于所述第一方向的第二方向成一直线。
所述处理器可以对所述通过时间中的一个通过时间不予处理，所述这个通过时间是由所述检测器中的一个检测器首先检测到的。
所述第一组的两个检测器中的一个检测器可以与所述第二组的两个检测器中的一个检测器相同，并且所述这个检测器在垂直于所述第一方向的第二方向上与纸张的中心位置对应。
根据本发明，还提供一种送纸器，包括传送器，其适于沿第一方向传送纸张且包括测量器，所述测量器可操作，以测量纸张沿所述第一方向的位移；至少三个检测器，其沿所述第一方向设置在所述传送器的下游侧，每一个检测器均可操作，以检测纸张的前端边缘的通过时间；以及处理器，其可操作以进行如下计算基于由第一组的两个检测器检测到的两个通过时间之间的位移和所述第一组的两个检测器之间的第一距离，计算纸张相对于所述第一方向的第一角；以及基于由第二组的两个检测器检测到的两个通过时间之间的位移和所述第二组的两个检测器之间的第二距离，计算纸张相对于所述第一方向的第二角，并且在所述第一角和所述第二角之间的角度差值大于规定值的情况下，所述处理器可操作以检测卡纸。
所述至少三个检测器可以沿与所述第一方向垂直的第二方向成一直线。
根据本发明，还提供一种用于送纸器的卡纸检测方法，所述送纸器包括传送器和至少三个检测器，所述传送器适于沿第一方向传送纸张，所述检测器沿所述第一方向设置在所述传送器的下游侧，所述方法包括通过每一个检测器检测纸张前端边缘的通过时间；基于由第一组的两个检测器检测到的第一通过时间差和所述第一组的两个检测器之间的第一距离，计算纸张相对于所述第一方向的第一角，基于由第二组的两个检测器检测到的第二通过时间差和所述第二组的两个检测器之间的第二距离，计算纸张相对于所述第一方向的第二角，以及在所述第一角和所述第二角之间的角度差值大于规定值的情况下，检测卡纸。
根据本发明，再提供一种用于送纸器的卡纸检测方法，所述送纸器包括传送器和至少三个检测器，所述传送器适于沿第一方向传送纸张且包括测量器，所述测量器测量纸张沿所述第一方向的位移，所述检测器沿所述第一方向设置在所述传送器的下游侧，所述方法包括通过每一个检测器检测纸张前端边缘的通过时间；基于由第一组的两个检测器检测到的两个通过时间之间的位移和所述第一组的两个检测器之间的第一距离，计算纸张相对于所述第一方向的第一角；基于由第二组的两个检测器检测到的两个通过时间之间的位移和所述第二组的两个检测器之间的第二距离，计算纸张相对于所述第一方向的第二角；以及在所述第一角和所述第二角之间的角度差值大于规定值的情况下，检测卡纸。
根据本发明，即使当以混合方式放置不同尺寸和厚度的纸张时，也可以准确地检测由弯角和钉书钉而引起的卡纸。
图1是示出用于图像阅读器的送纸器的简图。
图2是示出当从纸张接触侧观察时的拾纸辊和分离辊的简图。
图3是说明根据本发明的卡纸检测原理的简图。
图4是示出歪斜检测传感器的布置的概念图。
图5是说明本发明的构造的示意图。
图6是示出歪斜检测传感器的布置图。
具体实施例方式
在下文中，将基于实施例对本发明进行描述。例如，送纸器用于图像阅读器。如图1所示，拾纸辊设置在纸张堆叠于其上的送纸斗(hopper)的端部，以便从送纸斗上堆叠的纸张顶部拾取纸张，从而将纸张送入送纸器内。当这发生时，会出现这样一种情况即，不仅传送纸堆顶部上的单张纸张，而且还同时传送该纸堆顶部以下的多张纸张，通过调节经过送纸口的可通过纸张的厚度，可限制传送到送纸器内的纸张数量，而且，仅单张纸张借助分离辊和制动辊从纸堆中分离出来，以便送入送纸器内。这样，纸张检测传感器检测经过其设置位置处的纸张。
此外，拾纸辊和分离辊由马达驱动。在分离部分设置了检测实际的纸张位移的装置。在如图2所示的各拾纸辊和分离辊中，两个轴向分开的辊固定在相同的驱动轴上。具有编码器的从动辊以与被传送的纸张接触的方式设置在两个分开的分离辊之间，以便响应纸张的移动而旋转。另外，没有荷载施加于从动辊上，并且从动辊以绕分离辊的驱动轴自由旋转的方式受到支撑。另外，从动辊使用具有较小旋转载荷的辊，该从动辊用比传送装置(分离辊)给予纸张的纸张压力小的压力与纸张接触，从而，从动辊在跟随纸张的同时进行旋转，并且在跟随传送装置的尺寸变化、环境温度的变化以及纸张接触高度的同时进行旋转，所述接触高度根据纸张的形状而变化。
此外，通过设置检测从动辊的旋转速度的编码器，在分离部分处的实际的纸张位移可由从动辊的旋转速度和辊的直径计算得到。
如图3所示，在传送具有弯角的未装订介质或一批装订介质的情况下，请注意被分离的纸张在其前端处的行为，在厚纸张的情况下，歪斜增大，然而，在薄纸张的情况下，纸张的前端边缘变形，在任何一种情况下，纸张前端边缘的歪斜角(skew angle)变化主要取决于前端边缘的位置。因此，通过在已经刚被分离的纸张的前端边缘位置处的歪斜角差，可以确定卡纸。
如图4所示，若干或至少三个或更多个歪斜检测传感器(在图4中显示四个传感器)沿与纸张宽度平行的方向排列成一直线，所述纸张宽度垂直于纸张移动方向(送纸方向)，在紧接纸张分离部分后的位置处，所述纸张宽度与纸张移动方向成直角。
这样，歪斜检测传感器沿送纸方向在分离部分的下游侧平行地成一直线，因此，通过附图中未显示的处理器，根据纸张的前端边缘的通过时间差和歪斜检测传感器排列的尺寸(歪斜检测传感器之间的距离)而获得歪斜角，该通过时间差是纸张的前端边缘在相邻的歪斜检测传感器之间通过的时间。另外，这些歪斜检测传感器中的每一个均是用于检测纸张一端边缘通过的传感器。当获得的若干前端歪斜角之间的角度差超过正常值时，应该理解纸张的旋转和变形较大，以便由处理器确定卡纸。在确定未卡纸的情况下，当设置另外的检测传感器时，相对于由此限定的另外的传感器部分，可继续进行类似的卡纸检测。
如图5所示，在第一传感器部分(两个检测传感器之间限定的部分)，通过接收来自平行地成一直线的若干传感器的输入，测量两个检测传感器之间的通过时间差t1。同样地，在第二传感器部分处测量通过时间差t2。由于纸张每小时的送纸量是已知的，所以，根据通过时间差获得在如此测量的时间之间的期间内传送的纸张的纸张位移(纵向距离)。而且，由于传感器部分即两个检测传感器之间的距离(横向距离)是已知的，所以歪斜角通过下式获得歪斜角α＝纵向距离/横向距离，从而根据通过时间差t1、t2获得歪斜角α1、α2。
即使在纸张被放置时相对于其移动方向倾斜的情况下，当传送如此倾斜的纸张时，虽然歪斜角不为零，但是该歪斜角可保持，从而也使得歪斜角α1＝α2。当这发生时，确定为未发生卡纸。本发明是这样设计的即，当α2-α1＞规定值时，可确定为卡纸。在这种情况下，存在纸张旋转或变形的较大可能性。
在图5中，可以使得在第一时间检测纸张的前端边缘的传感器和在第二时间检测纸张的前端边缘的传感器之间的部分作为第一传感器部分。通常，这两个传感器相互邻近。在这两个传感器之间测量通过时间差t1，从而可获得歪斜角α1。然后，同样地，歪斜角α2可根据通过时间差t2获得，该通过时间差t2在任何两个传感器例如第二和第三个(或第一和第三)歪斜检测传感器之间测量，从而当α2-α1＞规定值时，可确定卡纸。
然而，在传送倾斜较大的纸张的情况下，存在这样的可能性即，首先检测到的边缘不是纸张的前端边缘(在纸张移动方向上的纸张前侧)，而是纸张的任一侧边(纸张两侧上的侧边)。在这种情况下，不可能确定由任意检测传感器首先检测到的边缘是否是前端边缘还是侧边缘。然而，可以肯定的是，通过第二检测传感器(其在第二时间进行检测)以及此后的检测传感器检测到的边缘是前端边缘，由此不考虑第一次检测到的数据，而是利用第二检测传感器和此后的检测传感器检测到的数据，因此通过前端边缘的歪斜量能无错误地确定卡纸。
另外，可以不通过检测前端边缘的时序而是通过检测前端边缘的位置来规定第一和第二传感器部分。例如，在图5中，将位于成一直线的传感器的中心处设置的传感器两侧的两个传感器部分规定为第一和第二传感器部分，在位于作为基准的中心检测传感器两侧的部分内，分别根据以上述方式获得的通过时间差t1、t2获得歪斜角α1、α2，并且当两个歪斜角之间的差大于规定值时，通过处理器可确定卡纸。
而且，当由于纸张滑动而引起检测传感器之间的通过时间差时，在计算歪斜角时会产生误差。为解决该情况，可以通过处理器根据在送纸部分处的实际的纸张位移计算歪斜角，以代替根据通过时间差来计算歪斜角。
为使之成为可能，通过配备编码器(其可检测旋转量)的从动辊来检测实际的纸张位移。通过监测编码器的旋转量，可测量到实际的纸张位移，因此，即使在因纸张滑动而使分离部分处的传送装置与被传送的纸张之间产生位移差的情况下，也可以根据如此测量的实际的纸张位移来准确地计算歪斜角。
图6相当于从图1中所示的分离辊和传送辊的顶部观察时看到的视图。在图中纸张从底部往顶部传送。传感器SF1相当于图1所示的纸张检测传感器。当在传感器SF1的两侧排列成一直线的传感器R1、R2、R3、L1、L2、L3如此设置以检测纸张的尺寸时，这些纸张尺寸检测传感器R1～R3、L1～L3和纸张检测传感器SF1可用作歪斜检测传感器。如上所述，根据本发明，利用这些检测传感器中的至少三个传感器可以检测卡纸。
权利要求
1.一种送纸器，包括传送器，其适于沿第一方向传送纸张；至少三个检测器，其沿所述第一方向设置在所述传送器的下游侧，每一个检测器均可操作，以检测纸张的前端边缘的通过时间；以及处理器，其可操作以进行如下计算基于由第一组的两个检测器检测到的第一通过时间差和所述第一组的两个检测器之间的第一距离，计算纸张相对于所述第一方向的第一角；以及基于由第二组的两个检测器检测到的第二通过时间差和所述第二组的两个检测器之间的第二距离，计算纸张相对于所述第一方向的第二角，并且在所述第一角和所述第二角之间的角度差值大于规定值的情况下，所述处理器可操作以检测卡纸。
2.如权利要求1所述的送纸器，其中，所述至少三个检测器沿与所述第一方向垂直的第二方向成一直线。
3.如权利要求1所述的送纸器，其中，所述处理器对所述通过时间中的一个通过时间不予处理，所述这个通过时间是由所述检测器中的一个检测器首先检测到的。
4.如权利要求1所述的送纸器，其中，所述第一组的两个检测器中的一个检测器与所述第二组的两个检测器中的一个检测器相同，并且所述这个检测器在垂直于所述第一方向的第二方向上与纸张的中心位置对应。
5.一种送纸器，包括传送器，其适于沿第一方向传送纸张且包括测量器，所述测量器可操作，以测量纸张沿所述第一方向的位移；至少三个检测器，其沿所述第一方向设置在所述传送器的下游侧，每一个检测器均可操作，以检测纸张的前端边缘的通过时间；以及处理器，其可操作以进行如下计算基于由第一组的两个检测器检测到的两个通过时间之间的位移和所述第一组的两个检测器之间的第一距离，计算纸张相对于所述第一方向的第一角；以及基于由第二组的两个检测器检测到的两个通过时间之间的位移和所述第二组的两个检测器之间的第二距离，计算纸张相对于所述第一方向的第二角，并且在所述第一角和所述第二角之间的角度差值大于规定值的情况下，所述处理器可操作以检测卡纸。
6.如权利要求5所述的送纸器，其中，所述至少三个检测器沿与所述第一方向垂直的第二方向成一直线。
7.一种用于送纸器的卡纸检测方法，所述送纸器包括传送器和至少三个检测器，所述传送器适于沿第一方向传送纸张，所述检测器沿所述第一方向设置在所述传送器的下游侧，所述方法包括通过每一个检测器检测纸张前端边缘的通过时间；基于由第一组的两个检测器检测到的第一通过时间差和所述第一组的两个检测器之间的第一距离，计算纸张相对于所述第一方向的第一角，基于由第二组的两个检测器检测到的第二通过时间差和所述第二组的两个检测器之间的第二距离，计算纸张相对于所述第一方向的第二角，以及在所述第一角和所述第二角之间的角度差值大于规定值的情况下，检测卡纸。
8.一种用于送纸器的卡纸检测方法，所述送纸器包括传送器和至少三个检测器，所述传送器适于沿第一方向传送纸张且包括测量器，所述测量器测量纸张沿所述第一方向的位移，所述检测器沿所述第一方向设置在所述传送器的下游侧，所述方法包括通过每一个检测器检测纸张前端边缘的通过时间；基于由第一组的两个检测器检测到的两个通过时间之间的位移和所述第一组的两个检测器之间的第一距离，计算纸张相对于所述第一方向的第一角；基于由第二组的两个检测器检测到的两个通过时间之间的位移和所述第二组的两个检测器之间的第二距离，计算纸张相对于所述第一方向的第二角；以及在所述第一角和所述第二角之间的角度差值大于规定值的情况下，检测卡纸。
全文摘要
本发明公开一种送纸器，其包括传送器，其适于沿第一方向传送纸张；至少三个检测器，其沿第一方向设置在传送器的下游侧，每一个检测器均可操作，以检测纸张的前端边缘的通过时间；以及处理器，其可操作以进行如下计算基于第一组的两个检测器检测到的第一通过时间差和所述第一组的两个检测器之间的第一距离，计算纸张相对于第一方向的第一角；以及基于第二组的两个检测器检测的第二通过时间差和所述第二组的两个检测器之间的第二距离，计算纸张相对于第一方向的第二角；并且在第一角和第二角之间的角度差值大于规定值的情况下，所述处理器可操作以检测卡纸。
文档编号B65H7/06GK1803561SQ20061000099
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月13日 优先权日2005年1月14日
发明者安川亮一, 增田稔, 石田敏, 山崎范朗 申请人:株式会社Pfu