專利名稱：紙張路徑切換機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種路徑切換機構，特別是涉及一種在雙面打印/掃描事務機 中以滾輪轉動致動的紙張路徑切換機構。
背景技術：
隨著影像或文件輸出朝向多樣化、精致化的趨勢發(fā)展，越來越多影像系 統(tǒng)整合了影印、打印、掃描、傳真等多重功能。這些影像系統(tǒng)如影印機、掃
描器、打印機、傳真機或多功能事務機(multifunctional business machine) 目前多設置有自動雙面掃描(輸入)或打印(輸出)的功能(以下以「自動 雙面輸出入裝置」概述之)，在不需使用者手動換面的情形下，對具有雙面 輸入或輸出需求的文件提供更有效率的文件處理速度。
目前市面上已有多種不同型式的自動雙面輸出入裝置整合于影像系統(tǒng) 中，自動雙面輸出入裝置的工作原理是在影像系統(tǒng)中通過對紙張(或其他形 式的打印介質)的經(jīng)過路徑進行切換，使紙張能以不同表面面向影像輸出入 核心元件(如打印機的打印頭、掃描器的光學讀取頭等)來進行雙面輸出入 的功能。在此原理下，通?，F(xiàn)有技術利用機電整合控制的方式，通過在紙張 行經(jīng)路徑中設置光感測器，在偵測到紙張的一端或特定位置時，傳送電子信 號給電磁閥以控制"路徑切換柵門"進行路徑切換。如美國第5,784,680號 專利案以及美國第6,513,805號專利案便是利用電磁閥控制柵門(閘門)開 關，配合感測器與控制邏輯以進行紙張的路徑切換，而美國第2002/00534382 號專利申請案則是利用兩個電磁閥控制兩道柵門開關，并配合感測器與控制 邏輯的設計以進行紙張路徑切換。此外，由于影像系統(tǒng)內通常具有多組密切 配合的齒輪組、馬達、惰輪組合以組成送紙行程、影像輸出入核心元件的移 動行程、出紙行程以及紙張路徑切換行程，因此另有一些現(xiàn)有技術利用多組 機構的組合設計以達到紙張路徑切換的目的，例如美國第6，307，614號專利
然而對于現(xiàn)有以機電控制的紙張路徑切換機構來說，必須增加額外的電
子元件(如電磁閥、感測器以及相對應的邏輯控制單元)以及一組以上的控 制柵門，增加設計的成本以及復雜度，而電子元件相較于機械元件屬于高敏 感度元件，易產(chǎn)生維修問題。另外，對于現(xiàn)有通過齒輪、柵門、惰輪來進行 的紙張路徑切換機構來說，多組機構也具有設計成本以及復雜度提升的問 題，較多的機械元件也意味著影像系統(tǒng)在操作過程中會產(chǎn)生較高的工作噪

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種紙張路徑切換機構，以解決上述問題。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，即提供一種紙張路徑切換機構，用來在一 影像系統(tǒng)中將一影像介質的行進路徑自 一第一路徑切換至一第二路徑。該紙 張路徑切換機構包含有一驅動軸以及一切換軸。該驅動軸具有一圓盤，該圓 盤以可隨該驅動軸轉動的方式設置于該驅動軸一側，該圓盤具有一缺口。該 切換軸可選擇性地轉動至一第 一位置或一第二位置，該切換軸包含有一延伸 臂以及一交換柵門。該延伸臂延伸于該切換軸一側，該延伸臂一端靠置于該 圓盤外圍，當該圓盤隨該驅動軸轉動時，該延伸臂可延伸入該缺口，該缺口 用來帶動該延伸臂使該切換軸自該第一位置轉動至該第二位置。該交換柵門 徑向延伸于該切換軸，當該切換軸選擇性地轉動至該第 一位置或該第二位置 時，該交換4冊門可選擇性地位于該第 一路徑或該第二路徑上。
本發(fā)明另提供一種具有紙張路徑切換機構的影像系統(tǒng)，具有 一第 一路 徑、 一第二路徑以及一第三路徑。影像系統(tǒng)包含有一送紙滾輪組、 一第一感 測器以及一紙張路徑切換機構。該送紙滾輪組用來帶動一影像介質在該第一 路徑上行進，該第一感測器設置在該第二路徑上，用來偵測該影像介質的一 端。該紙張路徑切換機構包含有一驅動軸以及一切換軸。該驅動軸可沿一第 一方向或一第二方向轉動，該驅動軸具有一圓盤，該圓盤以可隨該驅動軸轉
動的方式設置于該驅動軸一側，該圓盤具有一缺口。該切換軸可選^H"生地轉 動至一第一位置或一第二位置，該切換軸包含有一延伸臂以及一交換柵門。 該延伸臂延伸于該切換軸一側，該延伸臂一端靠置于該圓盤外圍，當該圓盤 隨該驅動軸轉動時，該延伸臂可延伸入該第一缺口。該交換柵門徑向延伸于 該切換軸，當該切換軸選擇性地轉動至該第一位置或該第二位置時，該交換 4冊門可選擇性地位于該第二路徑或該第三路徑上。當該驅動軸沿該第一方向
轉動時，該第 一缺口用來帶動該延伸臂使該切換軸自該第二位置轉動至該第
一位置，該影像介質自該第一路徑進入該第二路徑；當該驅動軸沿該第二方 向轉動時，該第一缺口用來帶動該延伸臂使該切換軸自該第一位置轉動至該 第二位置，該影像介質自該第一路徑進入該第三路徑。


圖1為本發(fā)明紙張路徑切換機構一第一實施例的示意圖； 圖2以及圖3為本發(fā)明的延伸臂與切換軸相對于圓盤位于兩不同位置的 示意圖4以及圖5為紙張路徑切換機構在不同位置時，紙張于不同路徑行進 的示意圖6為紙張路徑切換機構自一第一位置切換至一第二位置的動作示意
圖7為紙張路徑切換機構自一第二位置切換回一第一位置的動作示意
圖8為紙張路徑切換機構一第二實施例的示意圖； 圖9為紙張路徑切換機構一第三實施例的示意圖； 圖IO為圖9的第三實施例另一視角的示意圖； 圖11為紙張路徑切換機構一第四實施例的示意圖； 圖12為紙張路徑切換機構一第五實施例的示意圖； 圖13為本發(fā)明具有紙張路徑切換機構的影像系統(tǒng)于紙張進行第一面糸 出/入的路徑示意圖14為影像系統(tǒng)于紙張進行第二面輸出/入的路徑示意圖； 圖15為影像系統(tǒng)于紙張進行排序退出的路徑示意圖。 主要元件符號說明
1，2，3,R1,R2，R3 路徑 10,210
俞
20,220 30
50,250
54
65
圓盤
切換軸
交換柵門
第二面
彈片
22,222 40,240 52 60
100,200
驅動軸 缺口 延伸臂 第一面 回復元件
紙張路徑切換機構
260 阻擋元件 270 變速齒輪
300 影像系統(tǒng) 310 送紙滾輪組
320 影像輸出入核心元件 330 第一感測器
340 第二感測器 CW，CCW,F 方向
L1,L2 3巨離
具體實施例方式
請參考圖1，圖1為本發(fā)明以具有一缺口的圓盤進行紙張路徑切換的紙 張路徑切換機構100—第一實施例的示意圖。紙張路徑切換機構100可設置 在影像系統(tǒng)如影印機、掃描器、打印機、傳真機或多功能事務機 (multifonctional business machine)內，在進4亍掃描、打印或復印動作過程 中，切換紙張行進路徑以進行換面的動作。紙張路徑切換機構100包含有一 驅動軸10以及一切換軸30。驅動軸10由影像系統(tǒng)中的動力源(例如一馬達) 配合齒輪組來帶動，在本發(fā)明的實施例中，驅動軸10可沿一第一方向(如 圖1中的順時針CW方向)或一第二方向(如圖1中的逆時針CCW方向) 轉動。于驅動軸10的一側具有一圓盤20，而圓盤20也隨驅動軸10可沿第 一方向或第二方向轉動。切換軸30則用來作為紙張路徑的切換，在切換軸 30上具有一個或多個交換柵門50，徑向延伸在切換軸30上，在相對于驅動 軸10具有圓盤20的一側上，切換軸30則具有一延伸臂40,可靠置于圓盤 20的外圍，延伸臂40上則有一回復元件(彈簧)60連接延伸臂40與影像 系統(tǒng)的殼體(圖上未顯示)。
請參考圖2以及圖3。圖2以及圖3為紙張路徑切換機構100的延伸臂 40與切換軸30上的交換柵門50相對于圓盤20位于兩不同位置的示意圖。 交換柵門50上包含有一第一面52以及一第二面54,請一并參考圖4以及圖 5，圖4以及圖5為紙張路徑切換才幾構IOO在不同位置時，紙張于不同路徑 行進的示意圖，其中圖4對應圖2的一第一位置，圖5對應圖3的一第二位 置，而切換軸30 (連同其上的延伸臂40以及交換柵門50 )可選擇性地轉動 至該第一位置或該第二位置，當延伸臂40與切換軸30位于如圖2的第一位 置時，交換柵門50的第一面52位于路徑2上，因此紙張(圖上未顯示)可 自路徑1向路徑2移動。當延伸臂40與切換軸30位于如圖3的第二位置時， 交換柵門50的第二面54位于路徑3上，因此紙張(圖上未顯示)可自路徑
1向路徑3移動。
本發(fā)明的紙張路徑切換機構100通過在圓盤20上的一缺口 22以帶動延 伸臂40以及切換軸30轉動，使交換柵門50切換至該第一位置或該第二位 置，而產(chǎn)生上述紙張行進路徑切換的動作。請參考圖6以及圖7，圖6為纟氏 張路徑切換機構IOO在進行圖1所示第一方向(CCW方向)的轉動時，紙 張路徑切換機構100自第一位置切換至第二位置的動作示意圖，其中通過回 復元件60的作用，延伸臂40緊靠于圓盤20外圍。由上至下可看到，當圓 盤20沿第一方向轉動直到缺口 22轉動至延伸臂40的位置時，圓盤20繼續(xù) 沿第一方向轉動使得缺口 22可容許延伸臂40延伸進去，因此可帶動延伸臂 40轉動，最后延伸臂40被帶動至最下方的第二位置，此時紙張的行進路徑 由圖4的路徑1進行至路徑2切換至如圖5的路徑l進行至路徑3。同理， 當紙張路徑切換機構IOO進行圖1所示第二方向(CW方向)的轉動時，則 如圖7的連續(xù)動作所示，圓盤20的缺口 22會帶動延伸臂40自第二位置切 換回第一位置，此處不再贅述。因此通過圓盤20的缺口 22的設計，本發(fā)明 的紙張路徑切換機構100可以運用簡單的機構設計達到驅動切換軸30切換 至不同位置的功用，同時切換切換軸30上的交換柵門50選擇性地位于不同 路徑上。
請參考圖8，圖8為紙張路徑切換機構一第二實施例的示意圖。由于影 像系統(tǒng)一般以每分鐘可輸出/輸入的頁數(shù)為其中的一效能指標，因次為了提升 紙張切換(配合影像系統(tǒng)內其他路徑行程)的速度，第二實施例的圓盤220 上設置有超過一個以上的缺口 222,與第一實施例相較，第二實施例的延伸 臂240可在圓盤220僅轉動L1圓周長的距離時即進入缺口 222內，以達到 切換至不同位置的目的，加快交換柵門250于不同位置切換的速度。
除了通過增加缺口 222的數(shù)目以加快交換柵門250的切換速度外，本發(fā) 明也可通過在驅動軸上設置變速齒輪來達到加速切換路徑的目的。請參考圖 9以及圖10，圖9為紙張路徑切換機構200—第三實施例的示意圖，其在第 二實施例的驅動軸210上另外設置變速齒輪270使驅動軸210能以相對第一 實施例或第二實施例較快的轉速轉動(若有設計上的特殊考量，也可能以較 慢的轉速轉動)，圖10為圖9的第三實施例另一視角的示意圖。 ...
此外，在前述第一實施例中，由于延伸臂40通常需靠置于圓盤20的外 圍方能由缺口 22正常帶動延伸臂40切換至不同位置，因此第一實施例通過
如彈簧的回復元件60以對延伸臂40提供朝向圓盤20的一拉力，使延伸臂 40可維持靠置于圓盤20外圍的狀態(tài)。而在圖11的一第四實施例中，則以一 具有彈性的彈片65取代第一實施例中的彈簧，當延伸臂40位于圖11的第 二位置時，彈片65受延伸臂40帶動發(fā)生變形，因此具有F方向的回復力， 此F方向的回復力可確保延伸臂40維持靠置于圓盤20外圍的狀態(tài)。
圖12則為本發(fā)明一第五實施例的示意圖。除了如第一實施例或第四實 施例使用回復元件外，也可于影像系統(tǒng)(圖未示)設置阻擋元件260以達到 前述將延伸臂240維持在靠置于圓盤220外圍的狀態(tài)。
請參考圖13至圖15。其為本發(fā)明具有紙張路徑切換機構的影像系統(tǒng)300 于紙張的示意圖。影像系統(tǒng)300包含有一送紙滾輪組310，通常用來在影像 系統(tǒng)300的進紙行程中帶動紙張行進(此處行進路徑為路徑1),在路徑1 中設置有影像輸出入核心元件320，其可為打印機的打印頭或掃描器的光學 讀取頭，當紙張在路徑1經(jīng)過時可進行對紙張的掃描或打印。影像系統(tǒng)300 具有前述的紙張路徑切換機構，在此處為使圖示不致混淆不易辨識，僅顯示 其中的驅動軸10以及交換柵門50，而交換柵門50的第一面52以及第二面 54則在交換柵門50在不同位置時分別位于路徑2以及路徑3上。影像系統(tǒng) 300另包含有路徑1、路徑2以及路徑3，在路徑2上具有一第一感測器330, 在路徑3上具有一第二感測器340,可在偵測到紙張的一端時，傳送信號給 影像系統(tǒng)300以控制驅動軸10切換轉動的方向。
圖13為影像系統(tǒng)300于紙張進行第一面輸出/入的路徑Rl的示意圖。 當紙張沿路徑Rl由路徑1進入路徑2，直到在路徑2上的第一感測器330 偵測到紙張的末端時，驅動軸10轉換轉動方向，同時交換柵門50被帶動由 圖4的第一位置切換至圖5的第二位置。在此處附帶說明的是，為加速交換 柵門50有效切換的速度，當利用如圖8的具有多個缺口 222的圓盤220進 行路徑切換時，圓盤220的缺口 222間的周長Ll以及第一感測器330至驅 動軸10間的距離L2具有LKL2的關系。接著在圖14中，紙張沿路徑R2 再次經(jīng)過路徑1 (此時紙張以其第二面面對影像輸出入核心元件320，由于 交換柵門50已被切換至第二位置，因此路徑R2由路徑1進入路徑3。此時 紙張可直接由路徑3離開影像系統(tǒng)300,完成一次的雙面送紙行程。然而在 本發(fā)明中也可另外進行紙張排序(sorting)的功能，在路徑3上的第二感測器 340偵測到紙張的末端時，驅動軸10轉換轉動方向，同時交換柵門50被帶
9
動由圖5的第二位置切換至圖4的第一位置，接著在圖15中，紙張沿路徑 R3由路徑3進入路徑1,最后由路徑1離開影像系統(tǒng)300，當進入影像系統(tǒng) 300的原稿紙張超過一張時，可在最后由路徑3離開影像系統(tǒng)300時，重新 排序并維持原稿的順序。
本發(fā)明所揭露的紙張路徑切換機構在影像系統(tǒng)中通過在驅動軸上一端 設置一具有一或多個缺口的圓盤，而于紙張路徑切換軸相對一端的延伸臂靠 置于圓盤的外圍。當驅動軸驅動圓盤沿不同方向轉動時，圓盤上的缺口可允 許延伸臂伸入并由圓盤帶動延伸臂在一第一位置與一第二位置間切換。當延 伸臂切換至不同位置時，在切換軸上的多個交換柵門也切換至不同位置，使 紙張的行進路徑可在一第 一路徑以及一第二路徑間切換，達到紙張路徑切換 的目的。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權利要求所做的均等變 化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1. 一種紙張路徑切換機構，用來在影像系統(tǒng)中將影像介質的行進路徑自第一路徑切換至第二路徑，該紙張路徑切換機構包含有:驅動軸，具有圓盤，該圓盤以可隨該驅動軸轉動的方式設置于該驅動軸一側，該圓盤具有缺口；以及切換軸，可選擇性地轉動至第一位置或第二位置，該切換軸包含有:延伸臂，延伸于該切換軸一側，該延伸臂一端靠置于該圓盤外圍，當該圓盤隨該驅動軸轉動時，該延伸臂可延伸入該缺口，該缺口用來帶動該延伸臂使該切換軸自該第一位置轉動至該第二位置；以及交換柵門，徑向延伸于該切換軸，當該切換軸選擇性地轉動至該第一位置或該第二位置時，該交換柵門可選擇性地位于該第一路徑或該第二路徑上。
2. 如權利要求1所述的紙張路徑切換機構，其中該交換柵門具有第一面 以及第二面，當該切換軸位于該第一位置時，該第一面位于該第一路徑上， 當該切換軸位于該第二位置時，該第二面位于該第二路徑上。
3. 如權利要求1所述的紙張路徑切換機構，另包含變速齒輪，連動于該 驅動軸，用來改變該驅動軸轉動速度。
4. 如權利要求1所述的紙張路徑切換機構，另包含回復元件，連接在該 影像系統(tǒng)的殼體與該延伸臂間。
5. 如權利要求4所述的紙張路徑切換機構，其中該回復元件為彈簧或彈片。
6. 如權利要求1所述的紙張路徑切換機構，另包含第一擋板以及第二擋 板，設置于該圓盤外圍兩側，用來抵住該延伸臂以將該切換軸維持于該第一 位置或該第二位置。
7. —種具有紙張路徑切換機構的影像系統(tǒng)，具有第一路徑、第二路徑以 及第三路徑，其包含有送紙滾輪組，用來帶動影像介質在該第一路徑上行進；第一感測器，設置在該第二路徑上，用來偵測該影像介質的一端；以及紙張路徑切換機構，其包含有驅動軸，可沿第一方向或第二方向轉動，該驅動軸具有圓盤，該圓 盤以可隨該驅動軸轉動的方式設置于該驅動軸一側，該圓盤具有缺口；以及 切換軸，可選擇性地轉動至第一位置或第二位置，該切換軸包含有延伸臂，延伸于該切換軸一側，該延伸臂一端靠置于該圓盤外 圍，當該圓盤隨該驅動軸轉動時，該延伸臂可延伸入該第一缺口；以及交換柵門，徑向延伸于該切換軸，當該切換軸選擇性地轉動至 該第一位置或該第二位置時，該交換柵門可選擇性地位于該第二路徑或該第 三路徑上；其中當該驅動軸沿該第一方向轉動時，該第一缺口用來帶動該延伸臂使 該切換軸自該第二位置轉動至該第一位置，該影像介質自該第一路徑進入該 第二路徑；當該驅動軸沿該第二方向轉動時，該第一缺口用來帶動該延伸臂 使該切換軸自該第一位置轉動至該第二位置，該影像介質自該第一路徑進入 該第三路徑。
8. 如權利要求7所述的影像系統(tǒng)，其中該交換柵門具有第一面及第二面， 當該切換軸位于該第一位置時，該第一面位于該第二路徑上，當該切換軸位 于該第二位置時，該第二面位于該第三路徑上。
9. 如權利要求7所述的影像系統(tǒng)，另包含變速齒輪，連動于該驅動軸， 用來改變該驅動軸轉動速度。
10. 如權利要求7所述的影像系統(tǒng)，另包含回復元件，連接在該影像 系統(tǒng)的殼體與該延伸臂間。
11. 如權利要求10所述的影像系統(tǒng)，其中該回復元件為彈簧或彈片。
12. 如權利要求7所述的影像系統(tǒng)，另包含第一擋板以及第二擋板， 設置于該圓盤外圍兩側，用來抵住該延伸臂以將該切換軸維持于該第一位置 或該第二位置。
13. 如權利要求7所述的影像系統(tǒng)，另包含第二感測器，設置在該第 三路徑上，用來偵測該影像介質的一端，當該第二感測器偵測該影像介質的 一端時，該驅動軸沿該第一方向轉動，該第一缺口帶動該延伸臂使該切換軸 自該第二位置轉動至該第 一位置，該影像介質自該第三路徑進入該第二路 徑。
全文摘要
本發(fā)明公開一種紙張路徑切換機構以及具有該紙張路徑切換機構的影像系統(tǒng)，在影像系統(tǒng)中通過在驅動軸上一端設置一具有一或多個缺口的圓盤，而于紙張路徑切換軸相對一端的延伸臂靠置于圓盤的外圍。當驅動軸驅動圓盤沿不同方向轉動時，圓盤上的缺口可允許延伸臂伸入并由圓盤帶動延伸臂在一第一位置與一第二位置間切換。當延伸臂切換至不同位置時，在切換軸上的多個交換柵門也切換至不同位置，使紙張的行進路徑可在一第一路徑以及一第二路徑間切換，達到紙張路徑切換的目的。
文檔編號B65H5/00GK101377645SQ20071014720
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月30日 優(yōu)先權日2007年8月30日
發(fā)明者曹又仁, 游昌隆, 許天河 申請人:光寶科技股份有限公司