专利名称：打印纸分离装置及其分离方法
技术领域：
本发明涉及一种打印纸分离装置及其方法。更具体地说，本发明涉及一种能将一摞打印纸逐张进行分离的打印纸分离装置及方法。
背景技术：
通常，打印纸是由使用利用了摩擦系数或挠曲(buckling)的装置来从成摞打印纸中进行分离的。图1所示为一利用摩擦系数的常规打印纸分离装置。参见图1，传送辊1和一摞打印纸S的最上面接触。分离辊2和设置于打印纸摞S前部的摩擦片3接触。弹性元件4将摩擦片3推向分离辊2。当传送辊1旋转时，多张打印纸P被送至分离辊2和摩擦片3之间。此时，多张打印纸P和分离辊2之间产生一个摩擦系数μ1，摩擦片3和多张打印纸P之间产生一个摩擦系数μ2，在多张打印纸之间产生一个摩擦系数μ3，彼此之间的关系为μ1＞μ2＞μ3。因此，即使多张打印纸P被送入分离辊2和摩擦片3之间，只有与分离辊2接触的一张打印纸P1从成摞打印纸S中分离并通过分离辊2和摩擦片3。当图1所示的分离装置用过一段长时间后，分离辊2和摩擦片3受到了外部杂质如纸粉和灰尘的沾污。当分离辊2和摩擦片3受到沾污时，摩擦系数μ1和摩擦系数μ2下降，从而会导致两张纸或多张纸同时馈送。此外，当多张打印纸P在分离辊2和摩擦片3之间受到摩擦时，会产生静电。静电会造成多张打印纸P紧紧地粘附在一起，继而降低了该装置的分离能力。
图2所示为一例利用挠曲的常规分离装置。参见图2，传送辊1和一摞打印纸S的顶部接触，一个按预定倾斜角A安装的阻挡件5置于该摞打印纸的前部。当传送辊1转动时，多张打印纸P一般会开始沿转动方向移动。传送辊1和多张打印纸P之间的摩擦力大于各张打印纸之间的摩擦力。因此，当多张打印纸P的前缘接触到阻挡件5时，只有打印纸P1，即在一摞打印纸S最上面与传送辊1相接触的那张打印纸，自多张打印纸P中向前滑动并被送出。之后，只有打印纸P1的前端弯曲并出现曲线C1，如图2所示。在传送辊1继续转动时，打印纸P1弯曲半径增大，如曲线C2所示。当打印纸P1在传送辊1转动的带动下继续向前运动之后，曲线C2倾刻变直，如C3所示，这样只有打印纸P1被分离和送出。以下，将倾刻变直的曲线C3的状态称之为“挠曲”。
阻挡件5的倾斜角A被设置成适合于通用的普通打印纸上。当用适合于普通打印纸的倾斜角A试图分开刚性较强的厚打印纸时，因为由于倾斜角A的缘故不会产生C1，C2，C3的弯曲过程，所以会出现打印纸不能输送出去的问题。在这种情况下，驱动传送辊1的驱动电机(此处未示出)可能会出现过载现象。此外，可能会出现两张纸或多张纸同时馈送的现象，或因为没有出现挠曲现象而可能使打印纸的前缘受到损伤。在使用薄打印纸的情况下，因为倾斜角A的原因使挠曲过程不可能顺利进行，并由此出现纸张折叠阻塞现象。
发明内容
本发明提供一种利用了打印纸刚性的打印纸分离装置和方法，其能够可靠地分离和传送普通打印纸、具有相对较强刚性的厚打印纸和具有相对较弱刚性的薄打印纸。
根据本发明的一示例性方面，提供了一种打印纸分离装置，其利用挠曲从一摞打印纸中分离出顶页打印纸。所述装置包括一传送元件，其通过接触一摞纸张的顶页并至少使所述一摞纸张的所述顶页被传送而传送纸张；和多个弹性纤维，其利用通过接触至少所述一摞纸张的顶页的前端而施加的弹性力，使至少所述一摞纸张的顶页挠曲。例如，所述多个弹性纤维设置成相对于该摞打印纸倾斜。所述打印纸分离装置可以进一步包括一个能对该摞打印纸的前端进行定位的调整壁。在一个示例性实施例中，所述调整壁平行于所述多个弹性纤维的末端或顶部。在另一实施例中，弹性纤维是接地的，以释放积累于其上的静电。
根据本发明的另一示例性方面，提供了一种利用挠曲从一摞打印纸中分离出顶页打印纸的打印纸分离方法。该方法包括将该摞打印纸相对于众多弹性纤维以一倾斜角插入，选择所述倾斜角便于纸张从纸张摞中分离，每一弹性纤维具有末端并适于借助弹性力引发挠曲。所述方法可以进一步包括转动传送辊，以使顶页向弹性纤维的方向移动，其中，所述弹性纤维随着与向前移动的顶页相接触而弯曲，直到所述顶页对所述弹性纤维施加一定水平的力，使顶页挠曲并越过所述弹性纤维顶部被传送。
本发明上述及其它的特征和优点可从结合各附图对示例性实施例的详细描述中变得更清楚明显，其中图1是利用摩擦系数的常规分离装置的示意图；图2是利用挠曲的常规分离装置的示意图；图3和图4是根据本发明一个实施例的打印纸分离装置的示意图；图5示出通过弹性纤维和一摞打印纸之间的倾斜而产生的第一次分离；图6A至6C、图7、图8A至8C示出根据本发明一个实施例的打印纸分离装置；图9示出弹性纤维的自动调整(self-alignment)过程。
全部附图中，相同的标号代表相同的元件、特征和结构。
具体实施例方式
现参照附图更全面地对本发明实施例加以描述。
在图3所示的本发明实施例中，打印纸分离装置包括用于传送打印纸张P的、与一摞打印纸S的顶部相接触的传送辊(即，传送元件)10。该装置进一步包括多个与打印纸摞S前端相接触，从而促使打印纸P挠曲的弹性纤维20。所述多个弹性纤维20设置为二维形状，例如如图4中所示的毛刷状。该摞打印纸S和弹性纤维20可以彼此以一预定的角度相对倾斜。打印纸分离装置进一步包括一个调整壁30。调整壁30设置为比弹性纤维20的末端略靠后一些，或可以说略缩进一些。调整壁30可以平行于弹性纤维20的末端。弹性纤维20例如可以用金属、塑料或具有弹性的纤维制成。虽然在图3和图4中未示出，但弹性纤维20和调整壁30可以安装于沿打印纸P前端的多个位置。
如图5所示，当打印纸P的前端插入弹性纤维20之间时，产生了第一次分离。打印纸P相对于弹性纤维20以一个角度插入以利于分离出单张打印纸。此时，由于打印纸P的重量可以使弹性纤维20轻微地弯曲。调整壁30可以通过作为限位器挡住打印纸P的前端，防止打印纸P的端部过深地插入弹性纤维20之中。此外，平行于弹性纤维20的末端的调整壁30可以使每张打印纸P以同样的深度插入弹性纤维20之间。
下面介绍本示例性实施例的打印纸分离装置所进行的分离过程的一个示例。
如图6A所示，当传送辊10转动时，在顶部打印纸P1下面的打印纸，如打印纸P2和P3开始随打印纸P1一起移动。打印纸P1、P2和P3的前端会接触到一根弹性纤维(或一排弹性纤维)20-1。传送辊10和打印纸P1之间的摩擦系数比打印纸P1和打印纸P2之间的摩擦系数大。因此，在打印纸P1、P2和P3的前端接触到弹性纤维20-1之后，在打印纸P1和打印纸P2之间产生滑移。结果，仅打印纸P1被继续传送。在打印纸P1和打印纸P2以及打印纸P2和打印纸P3之间存在摩擦力。因此，传送辊10的传送力也传到了打印纸P2和P3上。所以使打印纸P2和P3产生轻微的移动。
开始时，由于打印纸的刚性，打印纸P1不产生弯曲。相反，在打印纸被推压时，弹性纤维20-1产生弯曲。当弹性纤维20-1的弹力和打印纸P1的刚性相等时，弹性纤维20-1停止继续弯曲，而打印纸P1的前端开始弯曲，形成如图6B中所示的曲线D1。当传送辊10继续转动时，曲线D1的半径增大而变成曲线D2，从而产生挠曲。最后，如图6C所示，打印纸P1越过弹性纤维20-1的顶部被继续传送。当打印纸P1越过弹性纤维20-1的顶部传送时，由打印纸P1作用于弹性纤维20-1上的力消失了，因而弹性纤维20-1恢复到了其原始状态，即从如图6C中的虚线过渡到实线。弹性纤维20-1的恢复力沿与打印纸P1的传送方向相反的方向推动打印纸P2和P3。这样，打印纸P2和P3被弹性纤维20-1阻挡住，不会被传送；仅打印纸P1被分离并被传送。
除了通过挠曲进行分离之外，厚打印纸还可以通过以下方法进行分离。参看图7，传送辊10施加于打印纸P1上的传送力F在弹性纤维20-1和打印纸P1的接触点上可以分解为弹性纤维20-1处的一个切向分力Ft和垂直分力Fn。此时，如果切向分力Ft比由垂直分力Fn所产生的打印纸P1和弹性纤维20-1之间的摩擦系数μ4与垂直分力的乘积大，则打印纸P1如图7中的虚线所示，滑过弹性纤维20-1的顶部并被传送。当打印纸P1被传送过弹性纤维20-1的顶部时，打印纸P1作用于弹性纤维20-1上的力消失了，则弹性纤维20-1恢复到其原始位置。弹性纤维20-1的恢复力沿与打印纸P1传送方向相反的方向推动打印纸P2和P3。这样，打印纸P2和P3被弹性纤维20-1阻挡住，不会被传送；仅打印纸P1被分离并被传送。
如图8A所示，每张纸P1、P2和P3可以与不同的弹性纤维(或弹性纤维排)20-1、20-2、20-3接触。因为传送辊10和打印纸P1之间的摩擦系数大于打印纸P1和打印纸P2之间的摩擦系数，所以在打印纸P1和打印纸P2之间产生滑移。结果，打印纸P1继续被传送。传送辊10的传送力也影响到了打印纸P2和P3上。因此，打印纸P2和P3会略微被传送。
如图8B所示，由于纸张的刚性，开始时打印纸P1不产生弯曲。相反，在打印纸P1的推动下，弹性纤维20-1产生了弯曲。当打印纸P2和P3被传送时弹性纤维20-2和20-3也会产生轻微的弯曲。然而，弹性纤维20-1弯曲得最厉害。当弹性纤维20-1的弹性力和打印纸P1的刚性达到平衡时，弹性纤维20-1不再继续弯曲，而打印纸P1的前端开始弯曲，形成如图8B中所示的曲线D1。当传送辊10继续转动时，曲线D1的半径增大而变成曲线D2，从而产生挠曲。最后，如图8C所示，打印纸P1越过弹性纤维20-1的顶部继续被传送。当打印纸P1被传送越过弹性纤维20-1的顶部时，由打印纸P1作用于弹性纤维20-1上的力消失了，因而弹性纤维20-1恢复到其原始状态。当弹性纤维20-1恢复到其原始状态时，打印纸P2和P3被轻微地沿与打印纸P1的传送方向相反的方向推动。这样，打印纸P2和P3被弹性纤维20-1阻挡住，不会被传送；仅打印纸P1被分离并被传送。
为减小传送辊10驱动电机(未示出)过载，打印中等厚度的普通打印纸时，打印纸P的前端或前缘和弹性纤维20之间的倾斜角可以大于打印厚打印纸时的倾斜角。或者，为防止折摺堵塞和两张或多张打印纸同时送进，分离薄打印纸的倾斜角可以小于分离中等厚度普通打印纸的倾斜角。在本发明实施例的打印纸分离装置中，弹性纤维20可以对打印纸P的刚性做出反应而自动进行调整从而与打印纸P的前端形成适宜的倾斜角。
参看图9，当打印纸P是中等厚度普通打印纸时，弹性纤维20将处于如标号20a所示的弯曲状态，以与打印纸的刚性相平衡。当打印纸P是具有强刚性的厚打印纸时，弹性纤维20将如标号20b所示进一步弯曲；当打印纸P是具有较小刚性的薄打印纸P时，弹性纤维20将如图中20c所示弯曲得较小。打印纸P的前端和弹性纤维20之间的倾斜角对于三种不同厚度打印纸是不同的。倾斜角由在打印纸P前端和弹性纤维20的接触点处弹性纤维20的切线La、Lb或Lc和垂直于打印纸P的线Ea、Eb或Ec之间形成的夹角界定。如果倾斜角分别以Ba、Bb或Bc表示，则它们满足Bb＞Ba＞Bc。因为弹性纤维20相对于打印纸P的刚性进行调整时，其自然弯曲到一个适当的倾斜角，所以具有不同刚性的很多打印纸可以被有效地分离，从而防止损坏纸张的前缘。
参看图4，可以使众多的弹性纤维20电接地。例如，安装众多弹性纤维20的纤维支架40可以由导电材料构成，而该支架可以接地。这样，在分离打印纸P的过程中，由于纸张之间的摩擦积累于打印纸P上的任何静电都可以通过接地而被释放，从而减小在打印纸之间由于静电而产生的吸附作用。
如上所述，具有本发明示例性实施例的打印纸分离装置和方法可以达到以下的效果。
按照一个示例性实施例，因为弹性纤维通过与打印纸的刚性相适应而自然弯曲成适当的角度，所以具有不同刚性的打印纸可以成功地分离并可以防止损坏打印纸前缘。
按照另一示例性实施例，通过安装多个弹性纤维，使其相对于打印纸摞呈倾斜状态，打印纸的前端或前缘插入弹性纤维之间，实现了第一分离过程。因此，减少了在打印纸传送过程中出现两张或多张同时馈送的可能性。
按照另一示例性实施例，设置一个比弹性纤维末端略微缩进的调整壁，从而防止打印纸的前端过深地插入弹性纤维中。
按照另一示例性实施例，为弹性纤维设置了电气接地装置，从而避免由静电引起在打印纸传送过程中出现两张或多张打印纸同时馈送的情况。
虽然参考示例性实施例对本发明进行了说明和描述，但很显然，对本领域的普通技术人员来说，在不背离所附权利要求所界定的本发明的精神实质和范围的情况下，可以对其形式和具体结构做出多种变化。
本申请要求享有于2004年12月29日向韩国知识产权局提交的第10-2004-0115034号韩国专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用被结合于此。
权利要求
1.一种纸张分离装置，包括一传送元件，其通过接触一摞纸张的顶页并至少使所述一摞纸张的所述顶页被传送而传送纸张；和多个弹性纤维，其利用弹性力，接触至少所述一摞纸张的顶页的前端，而使至少所述一摞纸张的顶页挠曲。
2.如权利要求1所述的打印纸分离装置，其中，所述多个弹性纤维设置为相对于所述一摞打印纸成一倾斜角。
3.如权利要求2所述的打印纸分离装置，其中，进一步包括从所述多个弹性纤维缩进的一调整壁，其中，所述一摞纸张的前端通过与所述调整壁接触被定位。
4.如权利要求3所述的打印纸分离装置，其中，所述多个弹性纤维包括相应的末端，所述调整壁平行于所述多个弹性纤维的末端。
5.如权利要求1至4中的一个所述的打印纸分离装置，其中，所述多个弹性纤维被电接地。
6.一种从一摞纸张中分离出顶页的方法，该方法包括将一摞纸张相对于多个弹性纤维成一倾斜角插入，所述弹性纤维适于通过弹性力引起挠曲；和使所述一摞纸张的顶页向所述弹性纤维前进，其中，所述弹性纤维随着与至少所述前进的顶页相接触而弯曲，直到至少所述前进的顶页对所述弹性纤维施加一定水平的力，使得所述顶页发生挠曲并越过所述弹性纤维被传送。
7.如权利要求6所述的方法，其中，进一步包括倾斜角调整，以适应纸张的厚度。
全文摘要
本发明提供一种利用纸张挠曲从一摞打印纸中分离出顶页打印纸的装置和方法。所述打印纸分离方法和装置包括用于通过接触该摞打印纸的顶页传送打印纸的传送元件。多个弹性纤维被设置用于利用弹性力引发打印纸挠曲。所述弹性纤维可以电接地。
文档编号B65H3/50GK1796255SQ200510124870
公开日2006年7月5日 申请日期2005年11月23日 优先权日2004年12月29日
发明者李兑荣 申请人:三星电子株式会社