专利名称：反转控制装置、成像设备及操作方法
技术领域：
本发明涉及印刷技术装置，具体而言涉及一种反转控制装置和包括该反转控制装置的成像设备。本发明还涉及一种利用该反转控制装置来操纵成像设备中的反转辊的转动方向的方法。
背景技术：
现有技术中的成像设备的功能越来越齐全，多数成像设备具有双面成像功能，用来使纸张正反两面都可以形成图像。这类成像设备中大部分都设有纸张反转装置，当纸张的一面形成图像后使纸张反转，再对纸张的另一面成像。专利US672^48披露了一种反转控制装置，如图1和图2所示，该反转控制装置52 包括动力输入装置阳、动力输出装置56、中间传递装置57、转换装置58。所述转换装置包括凸轮机构69和螺线管81。其中，动力输入装置55传递马达(图中未示出)提供的动力朝一固定方向转动。当螺线管81分别处于断电和通电状态时，如图1和图2所示，动力输出装置阳分别沿顺时针方向输出和沿逆时针方向输出动力，从而实现反转控制。但是，上述反转控制装置存在一个缺陷，即当反转控制单元处于反转状态时，用于触发反转的螺线管需要一直处于通电的状态，一般通电时间大于1秒。因此，当成像设备在执行双面打印时，增加了成像设备的功耗。
发明内容
为解决现有技术中的成像设备所存在的问题，本发明的一个目的是提供一种新型的反转控制装置，使得当进行反转操作时触发机构无需一直处于通电状态，从而降低功耗。 本发明的另一个目的是提供一种成像设备，其包括上述反转控制装置以控制反转辊的正反向转动，以便对成像媒介的正面和反面进行处理。本发明的又一个目的是提供一种控制成像设备中的反向辊的正反向转动的方法。根据本发明的第一方面，提供了一种反转控制装置，包括输入传递机构，用于从动力源中接受驱动力；中间传递机构，用于选择性地沿第一方向或相反的第二方向将驱动力从输入传递机构传递到输出传递机构；切换机构，用于使中间传递机构运动到第一位置以沿第一方向驱动输出传递机构，或者运动到第二位置以沿第二方向驱动输出传递机构。 其中，所述切换机构包括凸轮机构，其包括凸轮件，该凸轮件至少具有沿周向间隔分布的有齿部分和无齿部分，从而在一转中能够使得凸轮机构与输入传递机构至少形成两次啮合和脱离啮合；联动机构，其与中间传递机构和凸轮机构均相关联，并在凸轮机构与输入传递机构的两次脱离啮合时使中间传递机构分别处于第一位置和第二位置；以及触发机构，用于控制凸轮机构与输入传递机构的间歇式啮合，该触发机构包括带有止挡件的离合件和作用在凸轮机构上的偏压件，止挡件能够处于与凸轮机构形成接合的止挡位置，从而克服偏压件的作用力使凸轮机构保持静止且与输入传递机构脱离啮合，当离合件促动止挡件离开止挡位置时，凸轮机构在偏压件的作用下转动以与输入传递机构形成啮合，直到止挡件再次进入接合位置为止。在一个实施例中，联动机构包括与输入传递机构同轴安装的摆动架。摆动架包括三个臂，其中第一臂与中间传递机构相连。凸轮机构还包括第一接合件，其在所述凸轮机构与输入传递机构两次脱离啮合时分别与摆动架的第二臂和第三臂相接合，从而使中间传递机构分别处于第一位置和第二位置。在一个实施例中，离合件为点动式电磁离合器，其在通电时促动止挡件离开止挡位置。在一个具体实施例中，电磁离合器的通电时间在0到350ms的范围内。在一个实施例中，凸轮件具有沿周向对称分布的第一有齿部分、第一无齿部分、第二有齿部分、第二无齿部分。因此，在一转中凸轮机构与输入传递机构形成两次啮合和两次脱离啮合。在一个具体实施例中，凸轮机构包括用于与止挡件形成接合的对应件。对应件包括周向间隔分布的两个部分，各部分均包括一段光滑曲线段和一个突变段，所述突变段形成了与所述止挡件相接合的止挡位置。上述周向间隔分布优选为周向对称分布。在一个具体实施例中，突变段为台阶，而止挡件为L形件，并通过折弯段与台阶面形成接合。此外，凸轮机构还包括第二接合件，其中偏压件通过作用于第二接合件上而使凸轮机构转动。在一个实施例中，反转控制装置包含一个传感装置，用于检测反转控制装置工作状态。根据本发明的第二方面，提供了一种包括如上所述的反转控制装置的成像设备， 其中，该反转控制装置的输出传递机构用于驱动成像设备的反转辊。根据本发明的第三方面，提供了一种控制上述成像设备中的反转辊的转动方向的方法，包括使动力源驱动输入传递机构；利用切换机构的离合件促动止挡件，从而使中间传递机构处于第一位置或第二位置，以沿第一方向或第二方向驱动输出传递机构，由此使反转辊沿两个相反的方向中之一转动。其中，切换机构的离合件对止挡件的促动仅持续一段足以使止挡件离开止挡位置的时间。本发明相对于现有技术具有如下的优点。根据本发明，在止挡件离开止挡位置后凸轮机构即开始转动，之后，中间传递机构在第一位置和第二位置之间进行转换的步骤将自动地进行。也就是说，离合件只须被点动式促动以使止挡件离开止挡位置即可，而不必如现有技术中那样在整个反转期间都必须保持在通电状态下。因此，可以显著地降低成像设备的功耗。
下面基于附图并通过例子来详细地说明本发明的构造和操作步骤，其中图1为根据现有技术的反转控制装置处于正转状态时的结构示意图；图2为根据现有技术的反转控制装置处于反转状态时的结构示意图；图3为包括有反转控制装置的成像设备的结构剖视图；图4显示了根据本发明的反转控制装置的中间传递机构处于第一位置时的状态；
图5显示了根据本发明的反转控制装置的中间传递机构处于第二位置时的状态；图6显示了根据本发明的反转控制装置中的凸轮机构的结构。
具体实施例方式下面将对本发明的详细结构进行说明。为方便起见，本发明将结合在成像设备、尤其是打印机中的应用来进行详细描述。然而可以理解，本发明的反转控制装置也可应用到任何需要对转动方向进行正反向控制的场合。另外，在本发明中用语“正向”或“第一方向”指沿顺时针方向，用语“反向”或“第二方向”指沿逆时针方向。然而容易理解，上述用语的意思也可以互换，这同样属于本发明的范围内。图3显示了一种典型的成像设备的剖面图。在该图示实施例中，成像设备为打印机。在成像设备的本体1的底部设有供纸单元2，其能够逐一地输送纸张。输送单元3将供纸单元2所提供的纸张输送到转印单元5。墨粉盒4中的因激光单元11曝光形成在感光鼓(未示出)上的碳粉图像经转印单元5后被转印到纸张上，再经过定影单元6使碳粉图像熔化并固着在纸张上。然后，通过排出单元8将纸张排出到纸盒10上。当需要进行双面打印时，则纸张在被定影后输送到排出单元8，当纸张末端完全从反转定向单元7的输送辊12和13之间排出时，纸张末端由于纸张的刚性被对准到输送辊13和14之间。此时反转辊15开始反转，将纸张输送到反转单元9中。通过反转单元9将纸张再次输送到转印单元5，从而对纸张的另一面进行成像操作。最后，排出单元8将双面都被成像(即打印)的纸张排出到纸盒10中。这里，反转辊15由反转控制装置控制，实现正转和反转。下面详细介绍根据本发明的反转控制装置20的结构。如图4所示，反转控制装置20包括作为输入传递机构的主动齿轮21、作为输出传递机构的从动齿轮22、作为中间传递机构的中间齿轮组23和作为切换机构的转换单元 24。安装在成像装置本体1内的马达(未示出)将驱动力传递到主动齿轮21，使主动齿轮21保持如图所示方向A转动。从动齿轮22设置在主动齿轮21上方，用于将动力传送给与反转辊15同轴设置的驱动齿轮16，以便最终驱动反转辊15旋转。中间齿轮组23设置在主动齿轮21和从动齿轮22之间，用于将驱动力从主动齿轮21传送到从动齿轮22。所述中间齿轮组23包括固定设置的与从动齿轮22啮合的惰齿轮25和惰齿轮27，与惰齿轮27 啮合的惰齿轮28，以及一方面与主动齿轮21始终保持啮合、另一方面可选择性地与惰齿轮 25或惰齿轮观啮合的齿轮26。当齿轮沈处于如图4所示的与惰齿轮25啮合的第一位置时，从动齿轮22将被驱动沿第一方向旋转，从而带动驱动齿轮16逆时针转动，进而驱动反转辊15。而当齿轮沈处于如图5所示的与惰齿轮观啮合的第二位置时，从动齿轮22将被驱动沿第二方向旋转，从而带动驱动齿轮16顺时针转动，进而驱动反转辊15。齿轮沈例如可以为游星齿轮。以上结构和设计均是本领域的技术人员所熟知的，因此为节约篇幅起见具体的描述在此略去。根据本发明提供了转换单元对，用于控制游星齿轮沈有选择地与惰齿轮25或惰齿轮观啮合，以实现从动齿轮22分别沿顺时针方向和逆时针方向的转动。所述转换单元24包括联动机构、凸轮机构和触发机构。在所示实施例中，联动机构为摆动架四，其可转动地设置在主动齿轮21的轴上，并具有三个伸长臂^a、29b和^c。游星齿轮沈安装在处于一侧的伸长臂、如臂^a的端部上。凸轮机构包括凸轮件30。如图6所示，凸轮件30在周向上间隔分布有第一有齿部 30a、第一无齿部30b、第二有齿部30c和第二无齿部30d。凸轮机构在凸轮件30的一侧上设有圆盘件32，在圆盘件32的周向上间隔分布有两个啮合凸起3 和32b。凸轮机构在凸轮件的另一侧上设有以凸轮件30的轴为中心向外延伸的凸柱34，其可与摆动架四的另两个伸长臂29b和29c形成接合。在本实施例中，间隔分布优选为对称的间隔分布。根据本发明，触发机构包括离合件和偏压件。在所示实施例中，偏压件为弹簧40， 其可作用于凸轮机构的凸起33a或33b (将在下文中详细介绍)上。离合件的形式为电磁离合器31。如图4所示，电磁离合器31主要包括壳体36、弹簧37、止动臂38和磁块39。止动臂38例如构造成L形。当电磁离合器31不通电时，弹簧37使得止动臂38的末端即折弯部38a与啮合凸起3 或32b之一接合。而当电磁离合器31通电时，磁块39的吸引力克服弹簧37的作用，使得止动臂38的折弯部38a脱离与啮合凸起3 或32b的接合。凸轮件30还包括以凸轮件30的轴为中心向外对称延伸的凸起33a和33b。凸起 33a和3 处于不会与止动臂38形成干涉的位置，例如相对于凸轮件30处于与止动臂38 相反的一侧，或者与止动臂38处于同一侧但在空间上错开。图4显示了中间传递机构处于第一位置时的状态。如图所示，电磁离合器31处于未通电的状态，使得止动臂38的折弯部38a与啮合凸起32a啮合，即处于止动位置。止动臂38和弹簧40对凸轮机构所施加的力相互平衡，从而使凸轮机构保持静止。在这种情况下，凸轮件30的第一无齿部30b与主动齿轮21相对，凸柱34与伸长臂29b相接合，使得安装在伸长臂29a上的游星齿轮沈处于与惰齿轮25啮合的第一位置。此时，驱动力从主动齿轮21经游星齿轮沈、惰齿轮25和从动齿轮22而将驱动力传输给驱动齿轮16，使驱动齿轮16保持如图所示方向B转动。反转辊15由驱动轮16带动旋转，将纸张排出到纸盒10 中。当电磁离合器31通电时，磁块39产生磁力，由此克服弹簧37的拉力而使止动臂 38脱离止动位置，释放了与啮合凸起3 之间所形成的止挡作用。在这种情况下，由于弹簧 40对凸起33a或33b的作用，凸轮件39开始转动，实现第二有齿部30c与主动齿轮21的啮合，从而自动地使凸轮机构30继续转动。在该转动过程中，圆盘件32和凸柱34也一起旋转。当转动到止动臂38的折弯部38a与圆盘件32上的啮合凸起32b相接合时，弹簧40 与凸起3 相接合，并且凸轮机构30的第二无齿部30c与主动齿轮21相对。因此，止动臂 38和弹簧40各自对凸轮机构所施加的力相互平衡，从而使凸轮机构再次保持静止。此时， 凸柱34由与摆动架的伸长臂29b相抵触变成与伸长臂29c相抵触，使得摆动架四顺时针转动，导致游星齿轮沈由原来的与惰齿轮25相啮合变成与惰齿轮观相啮合，中间传递机构处于第二位置。图5显示了中间传递机构处于第二位置时的状态。此时，驱动力从主动齿轮21经游星齿轮26、惰齿轮28和惰齿轮27传递到从动齿轮22，使驱动齿轮保持如图所示方向C 转动，该方向C与上述方向B相反。这样，反转辊15由驱动轮16带动，沿着与图4中所示相反的方向旋转，将纸张反转到反转单元9中。
优选地，在与摆动架下方的一定间隔处设有传感器41。当反转控制装置处于反转状态(即中间传递机构处于第二位置)时，摆动架四的伸长臂29c摆动到传感器41中，从而被传感器41检测到。传感器41由此发送一个反转状态信号给系统。可以看到，通过采用根据本发明的反转控制装置，一旦电磁离合器通电以促动止挡件离开止挡位置，凸轮机构就能自动地旋转，使得止挡件能够自动地再次进入止挡位置， 并实现中间传递机构在第一位置和第二位置之间的转换。因此，电磁离合器可以采用点动式通电控制方式，不需要在整个反转状态下保持带电状态，因此可以显著降低成像装置的功耗。电磁离合器31的止动臂38在电磁离合器31通电后脱离啮合位置，凸轮件30被主动齿轮21带动着转动。在凸轮件30转动180°之前，止动臂38需要回到啮合位置与凸轮件31上另外一个啮合凸起啮合来完成反转控制，因此通电时间不能过长。在本实施例中， 电磁离合器31的通电时间在0到350ms的范围内。最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。
权利要求
1.一种反转控制装置，包括输入传递机构，用于从动力源中接受驱动力；中间传递机构，用于选择性地沿第一方向或相反的第二方向将驱动力从输入传递机构传递到输出传递机构；切换机构，用于使中间传递机构运动到第一位置以沿第一方向驱动输出传递机构，或者运动到第二位置以沿第二方向驱动输出传递机构，其中，所述切换机构包括凸轮机构，其包括凸轮件，所述凸轮件至少具有沿周向间隔分布的有齿部分和无齿部分，从而在一转中能够使得凸轮机构与输入传递机构至少形成两次啮合和脱离啮合，联动机构，其与所述中间传递机构和凸轮机构均相关联，并在所述凸轮机构与输入传递机构的两次脱离啮合时使所述中间传递机构分别处于第一位置和第二位置，触发机构，用于控制凸轮机构与输入传递机构的间歇式啮合，所述触发机构包括带有止挡件的离合件和作用在凸轮机构上的偏压件，所述止挡件能够处于与所述凸轮机构形成接合的止挡位置，从而克服偏压件的作用力使凸轮机构保持静止且与输入传递机构脱离啮合，当所述离合件促动止挡件离开止挡位置时，所述凸轮机构在偏压件的作用下转动以与输入传递机构形成啮合，直到止挡件再次进入接合位置为止。
2.根据权利要求1所述的反转控制装置，其特征在于，所述联动机构包括与输入传递机构同轴安装的摆动架，所述摆动架包括三个臂，其中第一臂与所述中间传递机构相连，所述凸轮机构还包括第一接合件，所述第一接合件在所述凸轮机构与输入传递机构两次脱离啮合时分别与所述摆动架的第二臂和第三臂相接合，从而使中间传递机构分别处于第一位置和第二位置。
3.根据权利要求1或2所述的反转控制装置，其特征在于，所述离合件为点动式电磁离合器，所述电磁离合器在通电时促动止挡件离开止挡位置。
4.根据权利要求3所述的反转控制装置，其特征在于，所述电磁离合器的通电时间在0到350ms的范围内。
5.根据权利要求4所述的反转控制装置，其特征在于，所述凸轮件具有沿周向对称分布的第一有齿部分、第一无齿部分、第二有齿部分、第二无齿部分，从而能在一转中使得凸轮机构与输入传递机构形成两次啮合和两次脱离啮合。
6.根据权利要求5所述的反转控制装置，其特征在于，所述凸轮机构包括用于与所述止挡件形成接合的对应件，所述对应件包括周向间隔分布的两个部分，各部分均包括一段光滑曲线段和一个突变段，所述突变段形成了与所述止挡件相接合的止挡位置。
7.根据权利要求6所述的反转控制装置，其特征在于，所述突变段为台阶，所述止挡件为L形件，并通过折弯段与台阶面形成接合。
8.根据以上权利要求中任一项所述的反转控制装置，其特征在于，所述凸轮机构还包括第二接合件，所述偏压件通过作用于第二接合件上而使所述凸轮机构转动。
9.根据权利要求2到8中任一项所述的反转控制装置，其特征在于，所述反转控制装置包含一个传感装置，用于检测反转控制装置工作状态。
10.根据权利要求6所述的反转控制装置，其特征在于，所述周向间隔分布为周向对称分布。
11.一种包括根据权利要求1到10中任一项所述的反转控制装置的成像设备，其特征在于，所述反转控制装置的输出传递机构用于驱动所述成像设备的反转辊。
12.—种控制根据权利要求11所述的成像设备中的反转辊的转动方向的方法，包括使所述动力源驱动所述输入传递机构；利用所述切换机构的离合件促动所述止挡件，从而使所述中间传递机构处于第一位置或第二位置，以沿第一方向或第二方向驱动输出传递机构，由此使反转辊沿两个相反的方向中之一转动，其中，所述切换机构的离合件对止挡件的促动仅持续一段足以使止挡件离开止挡位置的时间。
全文摘要
本发明提供了一种反转控制装置，包括输入传递机构、中间传递机构和切换机构。该切换机构包括凸轮机构、联动机构，以及用于控制凸轮机构与输入传递机构的间歇式啮合的触发机构。
文档编号B65H29/58GK102556743SQ20121001938
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者丁西宁, 葛岳超 申请人:珠海赛纳打印科技股份有限公司