CN101031019A - 驱动装置和扫描设备 - Google Patents

Abstract

一种配备有电动机、小齿轮、第一齿轮、第二齿轮以及框架的驱动装置。框架具有电动机侧表面和齿轮侧表面，并分为第一部分和第二部分。电动机的外壳安装在第一部分的电动机侧表面。电动机轴由电动机外壳伸出，从电动机侧表面穿过第一部分到齿轮侧表面。小齿轮安装在位于齿轮侧表面的电轴机轴的远端。第一齿轮和第二齿轮同轴并被可旋转地支撑在第二部分的齿轮侧表面。电动机的驱动力通过小齿轮传递到第一齿轮和第二齿轮上。第二部分的齿轮侧表面比起第一部分的电动机侧表面更靠近电动机侧。

Description

驱动装置和扫描设备

                   相关申请的交互引用

本申请要求对于2006年2月27日提交的申请号为No.2006-050368的日本专利申请的优先权，该专利申请的全部内容通过引用结合到本申请中。

                      技术领域

本发明涉及一种用于扫描设备的驱动装置以及使用该驱动装置的扫描设备。

                      背景技术

一般的，扫描设备具有主体、扫描构件、带以及驱动装置。在这种扫描设备中，扫描构件安装在主体内部。一块钢化玻璃布置在主体的上表面并位于扫描构件之上。驱动装置通过驱动带移动扫描构件。

图5显示了一种通常所知的典型的扫描设备用驱动装置。驱动装置100包括步进电机101、金属框架102、电动机轴103、以及小齿轮104。步进电机101固定在框架102的下表面上，并且步进电机101的电动机轴103穿过框架102。在电动机轴103突出框架102上表面侧的远端上，布置有小齿轮104。

驱动装置100还包括减速齿轮110。减速齿轮110包括第一齿轮111和第二齿轮112。第一齿轮111的直径比第二齿轮112的直径大，第一齿轮111和第二齿轮112形成为一个组件，因此它们一起旋转。以第一齿轮111安置在第二齿轮112和框架102之间并且第一齿轮111与小齿轮104啮合的方式，减速齿轮110被可旋转地支撑在框架102的上表面上。

驱动装置100进一步包括中继齿轮120(interposing gear)。中继齿轮120包括第三齿轮121和滑轮122。第三齿轮121和滑轮122形成为一个组件，因此它们一起旋转。中继齿轮120以第三齿轮121布置在滑轮122和框架102之间，并且第三齿轮121与减速齿轮110的第二齿轮112啮合的方式被可旋转地支撑在框架102的上表面上。

此外，带(图中未显示)环绕中继齿轮120的滑轮122。

当驱动装置100工作时，步进电机101产生的驱动力由小齿轮104传递到减速齿轮110的第一齿轮111上，然后由减速齿轮110的第二齿轮112传递到中继齿轮120的第三齿轮121上。最后，驱动力经由中继齿轮120的滑轮122传递给带(图中未显示)。带被驱动来移动扫描构件。

图5中的驱动装置100与减速齿轮110的第二齿轮112和中继齿轮120的第三齿轮121啮合，同时将滑轮122维持在比其他齿轮高的位置，以确定将带缠绕在滑轮122上的工作过程。这需要将中继齿轮120支撑在框架102上并与之保持特定的距离。中继齿轮120的轴123必须沿相对于102的垂直方向伸长。

图6显示了另外一种通常所知的典型的扫描设备用驱动装置。此处省略驱动装置200与图5的驱动装置100相同的细节描述。然而，图6中驱动装置200与驱动装置100差异显著的地方在于：以第二(较小)齿轮212安置在第一(较大)齿轮211和框架102之间的方式，减速齿轮210被可旋转地支撑在框架102的上表面。

同样的，使用驱动装置200时，步进电机201产生的驱动力由小齿轮204传递到减速齿轮210的第一齿轮211上，然后由减速齿轮210的第二齿轮212传递到中继齿轮220的第三齿轮221上。最后，驱动力经由中继齿轮220的滑轮222传递给带(图中未显示)。

图6所示的驱动装置200具有减速齿轮210，其中第一(较大)齿轮211安置在第二(较小)齿轮212之上。小齿轮204需要与远离框架202的第一齿轮211啮合。由此，电动机轴203沿相对于框架202的垂直方向伸长。

除了上述驱动装置，已知的还有一种包括电动机和中继齿轮的驱动装置。如日本专利No.10-86475讲述的那样，该种驱动装置还进一步包括与中继齿轮的第三齿轮相啮合的小齿轮。

上述驱动装置的电动机具有固定有小齿轮的电动机轴。小齿轮安置在电动机轴远离框架的一端。电动机轴必须沿竖直方向延伸。

在图5的驱动装置100中，轴123被伸长。当步进电机101将驱动力传递到带(图中未显示)上时，轴123会震动。同样，图6的驱动装置200中电动机轴203被伸长，当步进电机201将驱动力传递到带(图中未显示)上时，电动机轴203会震动。在日本专利申请公布No.10-86475的驱动装置中，远端安置有小齿轮的电动机轴被伸长，当电动机将驱动力传递到带时，该电动机轴会震动。

在上述所有的案例中，轴的震动被传递给带，使得扫描构件在不相宜的方向上摆动。在这种情况下，扫描构件不能精确的移动。

此外，图5所示的驱动装置100沿相对于框架102的垂直方向上具有4个高度位置，该方向也就是与电动机轴103或者减速齿轮110和中继齿轮120的轴平行的方向。这些高度位置在下面的说明中将被称为“层”。因此，驱动装置100具有四层：步进电机101所在的位置为一层、小齿轮104和减速齿轮110的第一齿轮111所在的位置为一层、减速齿轮110的第二齿轮112和中继齿轮120的第三齿轮121所在的位置为一层、以及惰轮120的滑轮122和带(图中未显示)所在的位置为一层。这四层在相互的顶部堆叠，因此增厚了将驱动装置100安装到扫描设备上时所占用的垂直方向上空间。

图6所示的驱动装置200具有三层：步进电机201所在位置为一层，减速齿轮210的第二齿轮212和中继齿轮220的第三齿轮221所在的位置为一层，小齿轮204、减速齿轮210的第一齿轮211、中继齿轮220的滑轮222和带(图中未显示)所在的位置为一层。这三层在相互的顶部堆叠，同样增厚了将驱动装置200安装到扫描设备上时所占用的垂直方向上空间。

                         发明内容

本发明的目的是提供一种能使扫描构件沿扫描方向精确移动的结构紧凑的驱动装置。为了到达此目的，下述技术将在本说明书中公开。

本说明书公开的驱动装置包括电动机、小齿轮、第一齿轮、第二齿轮以及框架。框架具有电动机侧表面和齿轮侧表面，并包含第一部分和第二部分。第二部分的齿轮侧表面比起第一部分的电动机侧表面更靠近电动机侧。电动机的外壳被固定并被支撑在第一部分的电动机侧表面。电动机轴从电动机外壳伸出，从电动机侧表面穿过第一部分到齿轮侧表面。小齿轮安装在位于齿轮侧表面的电轴机轴的远端。第一齿轮和第二齿轮同轴并被可旋转地支撑在第二部分的齿轮侧表面。第二齿轮位于第一齿轮和框架之间。电动机的驱动力通过小齿轮、第一齿轮和第二齿轮进行传递。由于第二齿轮的直径比第一齿轮的直径更小，第一齿轮和第二齿轮用作减速齿轮。

在上述的驱动装置中，小齿轮和第一齿轮安置在相对于框架的垂直方向上的同一层上。进一步，与第二齿轮面向框架的齿轮侧表面的表面相比，电动机外壳与框架的电动机侧表面相接触的表面比面对框架齿轮侧表面的第二齿轮在相对于框架的垂直方向上更靠近第一齿轮的层的范围内。比起通常所知的驱动装置，该驱动装置能够被装配得更紧凑。由于驱动装置更紧凑，特别是在相对于框架垂直的方向上结构紧凑，轴的长度能够缩短，因此轴的震动被降低。在扫描设备中安装这样的驱动装置以驱动扫描构件，能减少传递到扫描构件上的震动。从而使扫描构件实现精确扫描。

                        附图说明

图1显示本实施例的多功能装置的透视图。

图2显示扫描单元的盖构件打开的本实施例的多功能装置的透视图。

图3A显示扫描单元的钢化玻璃部的透视图，和图3B显示驱动装置的放大透视图。

图4A显示驱动装置和环形带的透视图，和图4B显示了驱动装置的侧视图。

图5显示了一种熟知的典型的驱动装置的透视图。

图6还显示了另一种熟知的典型的驱动装置的透视图。

                     具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施例进行详细描述。

(1.总体结构)

图1显示本实施例的多功能装置1的透视图。

采用本实施例的多功能装置1既具有诸如扫描，彩色复印，传真等功能，也具有打印功能。如图1所示，多功能装置1具有用合成树脂制成的主体2。主体2呈立方体形。

在多功能装置1的前部上表面上，安置有操作面板10。操作面板10包括用于输入操作指令的按钮11以及显示信息和图像的显示屏12(例如液晶显示器LCD)。在操作面板10的后侧，安置有扫面单元3。扫描单元3用于将文档扫描成图像。扫描单元3被用来加强多功能装置1的扫描功能、彩色复印功能以及传真功能。

在下面的描述中，采用基于图1所示的放置多功能装置1的方式来描述方位。将操作面板14所在侧称为前侧，由此定义前后方向。相对于多功能装置1的前侧视图来定义左右方向。如图1所示放置多功能装置1时的竖直方向为上下方向。

(2.扫描单元3的结构)

图2显示本实施例的一种多功能装置的透视图，其扫描单元的封盖30被打开。

本实施例的扫描单元3被集成到多功能装置1中。自动文档馈入器32(图一所示)被包括在封盖30内。钢化玻璃34位于扫描单元3的主体2的上表面。当封盖30打开时，露出钢化玻璃34。在钢化玻璃34的下方，设置有供扫描装置5在其中移动的空间。

本实施例的多功能装置1能具有两种扫描方式；即由自动文档馈入器32提供文档的扫描方式，和将文档放置在钢化玻璃34上面的扫描方式。钢化玻璃34具有第一玻璃部分34a和第二玻璃部分34b。第一玻璃部分34a横向(左右方向)延伸。其用于扫描放置在钢化玻璃34上面的文档。第二玻璃部分34b安置在第一玻璃部分34a的左侧。第二玻璃部分34b的横向(左右方向)长度比第一玻璃部分34a要短。其用于扫描从自动文档馈入器32送来的文档。在扫描放置在第一玻璃部分34a上的文档的情形下，扫描装置5沿左右方向移动来扫描文档。在扫描由自动文档馈入器32馈入的文档的情形下，扫描装置5停在第二玻璃部分34b的下方，对从第二玻璃部分34b上传送过的文档进行扫描。

(2-1扫描装置5的结构)

如图3A所示，具有本实施例的扫描单元3中的扫描装置5使用所谓的CIS(接触图象传感器)系统扫描文档。扫描装置5呈矩形，沿前后方向延伸。在主体2中容纳扫描装置5在其中移动的空间的前后方向的中间位置上，导轨50沿左右方向延伸。安装在此空间内的扫描装置5在左右方向上沿导轨50移动。此外，在该空间前后方向的中间位置上，安置有环形带52。环形带52沿着导轨50在左右方向上延伸。部分环形带52被固定在扫描装置5上，并在带转动时带动扫描装置5在其容纳空间内左右移动。如图3B所示。在环形带52的左侧以及该空间的底面上，安置有驱动装置7。

(2-2驱动装置7)

如图4A所示，驱动装置7包括步进电机70、惰轮72、减速齿轮74以及中继齿轮76。前述组件70至76被支撑在铁制框架80上。框架80有电动机侧表面和齿轮侧表面。在图4A和图4B中，电动机侧表面显示为底表面，齿轮侧表面显示为上表面。框架80也包括支撑电动机70和惰轮72的第一部分80a和支撑减速齿轮74和中继齿轮76的第二部分80b，在图3A和图3B中，第一部分80a位于框架80的后侧，第二部分80b位于框架80的前侧。在框架80中，第二部分80b(图3中框架80的前侧部分)的齿轮侧表面(图4中框架80的上表面)比第一部分80a(图3中框架80的后侧部分)的电动机侧表面(图4中框架80的底表面)更偏向电动机侧(图4中框架80的下方向)。框架80固定在主体2的底面上。

步进电机70固定在框架80的第一部分80a的电动机侧表面上。框架80的第一部分80a上形成有通孔(图中未显示)，步进电机70的电动机轴70b经过通孔穿到齿轮侧表面，在上表面侧电动机轴70a的远端，小齿轮70b被固定。小齿轮70b随着电动机轴70a旋转。

惰轮72由框架80的第一部分80a的齿轮侧表面上的轴支撑，惰轮72安置在小齿轮70b和减速齿轮74的中间。惰轮72与小齿轮70b啮合。步进电机70产生的驱动力从小齿轮70b传递到惰轮72上。

如图4B所示。减速齿轮74包括第一齿轮74a和第二齿轮74b，第一齿轮74a的直径大于第二齿轮74b的直径。第一齿轮74a和第二齿轮74b被制成一个组件且由树脂材料制成。第一齿轮74a和第二齿轮74b由框架80的第二部分80b齿轮侧表面上的轴同轴地支撑。第一齿轮74a和第二齿轮74b绕该轴一起旋转。第二齿轮74b位于第一齿轮74a和框架80的齿轮侧表面之间。第一齿轮74a与惰轮72啮合。第二齿轮74b与中继齿轮76啮合。来自驱动力输入侧的步进电机70的驱动力通过小齿轮70b和惰轮72传递到第一齿轮74a上。第二齿轮74b随着第一齿轮74a旋转，并通过第二齿轮74b将驱动力传递到驱动力输出侧的中继齿轮76上。

中继齿轮76包括第三齿轮76a和滑轮76b。第三齿轮76a和滑轮76b，被制成同一个组件，并由树脂材料制成。第三齿轮76a和滑轮76b由框架80的第二部分的齿轮侧表面的轴同轴地支撑。第三齿轮76a和滑轮76b一起旋转。第三齿轮76a安置在滑轮76b和框架80的齿轮侧表面之间。第三齿轮76a和第二齿轮74b啮合。如图4A所示，环形带52绕过滑轮76b。驱动力输入侧的步进电机70的驱动力通过小齿轮70b、惰轮72和减速齿轮74传递给第三齿轮76a。滑轮76b随第三齿轮76a旋转，并且驱动力通过滑轮76b传递给环形带52。

进一步，如图4B所示，框架80包括第一部分80a和第二部分80b。框架80在偏置的两部分之间有台阶80c；也就是说两部分80a和80b位于相对于框架80的不同的垂直位置上。如图4B所示台阶80c的层差为α。层差α被用于以下面的方式支撑步进电机70，即第二齿轮74b面对框架80的表面安置在比起步进电机70面对框架80的表面更低的垂直层上。

利用如上构成的多功能装置1的驱动装置7，可以达到以下效果。

在驱动装置7中，小齿轮70b和第一齿轮74a安置在同一层上。此外，步进电机70被安置，使得小齿轮70b安置侧的步进电机70的表面(在后面的说明中称之为传送表面)比第二齿轮74b面对框架80的表面的层更靠近第一齿轮74a的层的范围。比起通常所知的驱动装置(例如图5和图6所示的装置)，此处的步进电机70安置在更靠近第一齿轮74a的位置。利用这种结构，根据步进电机70的尺寸，第二齿轮74b和步进电机70可以安置在同一层上。在这种情形下，驱动装置7在竖直方向上只有两层。因此，比起通常所知的驱动装置，此实施例的驱动装置7能够装配得更紧凑。

此外，在驱动装置7中，比起通常所知的驱动装置，步进电机70的传送表面被安置得更靠近小齿轮70b。小齿轮70b和传送表面之间的电动机轴70a的长度可以缩短(尤其与图6所示的驱动装置相比)。电动机轴70a的长度能够被缩短。因此，在驱动装置7中，可防止通常所知的驱动装置中存在的电动机轴70a的抖动。由于电动机轴70a的稳定性，环形带52被精确地驱动。扫描装置5被精确地移动。

此外，上述驱动装置7能够以紧凑的尺寸构成，尤其是在相对于框架80的竖直方向上。在利用结合在本实施例的多功能装置1内的扫描单元3中的驱动装置7，扫描单元3的竖直尺寸变得更紧凑。多功能装置1的尺寸也能够变得紧凑。驱动装置7能够精确移动扫描构件5。使用驱动装置7的扫描单元3能够精确地扫描文档。

在上述实施例中，第一齿轮74a不能和小齿轮70b啮合，因为第一齿轮74a的直径太小，因此，它们之间啮合了一个惰轮72。步进电机70的驱动力由小齿轮70b传递给惰轮72，再传递给第一齿轮74a。惰轮72与小齿轮70b和第一齿轮74a位于同一层上。

在驱动装置7的框架80不具有层差为α的情形下，支撑惰轮72的轴将安置在第二齿轮74b的同一层上。在这种情况下，以这种从框架80的距离支撑惰轮72的轴被伸长，导致其上施加驱动力的时候，惰轮72的支撑轴产生震动，从而使扫描构件5不能够精确移动。

在本实施例中，支撑惰轮72的轴位于小齿轮70b和步进电机70面向小齿轮70b的上表面之间的层上。惰轮72被支撑在离框架80更近的层的范围内。利用本实施例的驱动装置7，支撑惰轮72的轴不会震动。因此扫描构件5能够精确移动。

利用上述的结构，即使因为第一齿轮74a的直径太小不能与小齿轮70b直接啮合，而需要增加惰轮72，惰轮72也不会震动，从而保证对图象的精确扫描。

驱动装置7包括由框架80的第二部分80b上的轴支持的第三齿轮76a，第三齿轮76a与第二齿轮74b啮合。第三齿轮76a安置在与第二齿轮74b的啮合层上，也就是说，在与第二齿轮74b和步进电机70同样的层上。更进一步，驱动装置7还包括与第三齿轮76a同轴旋转的滑轮76b。滑轮76b安置在与小齿轮70b和第一齿轮74a相同的层上。因此，利用驱动装置7，即使在包括第三齿轮76a和滑轮76b的情况下，驱动装置7能够在竖直方向上更紧凑。

第三齿轮76a以安置在滑轮76b和框架80之间的方式由框架80上的轴支撑。因此可以保证将环形带52缠绕到滑轮76b上的过程的工作可靠性。利用本驱动装置7，将环形带52缠绕到驱动装置7上的过程被有效地简化。

应用本驱动装置7使本实施例的扫描装置3结构紧凑，装配容易。

本发明的技术思想并不局限于上述实施例。本发明在不偏离其实质的范围内能够以不同的实施方式。

在上述实施例中，减速齿轮74和中继齿轮76为两个齿轮(减速齿轮74的第一齿轮74a和第二齿轮74b，以及中继齿轮76的第三齿轮76a和滑轮76b)形成为一个组件并一起转动的样式。然而，以减速齿轮74为例，只要第一齿轮74a和第二齿轮74b可以同轴地一体旋转，它们也能够形成为分离的组件。同样，只要第三齿轮76a和滑轮76b可以同轴地一体旋转，它们也能够形成为分离的组件。

此外，在当前实施例中应用了环形带52，也可以用线状物(wires)替代。此外，本实施例中说明的驱动装置7，具有一个从一侧支撑惰轮72、减速齿轮74和中继齿轮76的框架构件80。然而，齿轮72至76能够支撑在两个框架构件80上，具有每个框架构件支撑每个轴的一端。

Claims (8)

1.一种驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括：

电动机，该电动机包括电动机外壳和电动机轴；

小齿轮，该小齿轮固定在所述电动机轴末端；

第一齿轮，该第一齿轮通过所述小齿轮的旋转而旋转；

第二齿轮，该第二齿轮与所述第一齿轮同轴布置，所述第二齿轮可以随着所述第一齿轮一体地旋转，且所述第二齿轮的直径小于所述第一齿轮的直径；以及

框架，该框架具有电动机侧表面和齿轮侧表面，并包括用于在所述电动机侧表面固定地支撑所述电动机外壳的第一部分，以及在所述齿轮侧表面可旋转地支撑所述第一齿轮和所述第二齿轮的第二部分，其中所述电动机轴穿过所述第一部分，所述第二部分的齿轮侧表面比所述第一部分的电动机侧表面更偏向所述电动机侧，且所述第二齿轮布置在所述第一齿轮和所述框架之间。

2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，

其中所述框架包括所述第一部分和所述第二部分之间的台阶。

3.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，

进一步包括布置在所述第一部分的齿轮侧表面的小齿轮和第一齿轮之间的惰轮，所述惰轮将所述电动机的驱动力从所述小齿轮传递到所述第一齿轮。

4.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，进一步包括：

第三齿轮，所述第三齿轮在所述第二部分的齿轮侧表面由所述框架可旋转地支撑，并与所述第二齿轮啮合；和

与所述第三齿轮同轴布置的滑轮，所述滑轮随着所述第三齿轮而一体地旋转，其中所述第三齿轮布置在所述滑轮和所述框架之间。

5.一种扫描设备，其特征在于，所述扫描设备包括：

主体，所述主体包括在上表面上的透明板；

在主体内沿一个方向延伸的带；

扫描构件，该扫描构件固定到部分所述带上，且当所述带旋转时，所述扫描构件沿相应的方向移动；和

如权利要求1所述的驱动装置，其中所述电动机的驱动力通过所述小齿轮、所述第一齿轮和所述第二齿轮传递到所述带上。

6.如权利要求5所述的扫描设备，其特征在于，

其中，所述框架包括所述第一部分和所述第二部分之间的台阶，

所述带被支撑在所述第二部分的齿轮侧表面。

7.如权利要求5所述的扫描设备，其特征在于，

进一步包括布置在所述第一部分的齿轮侧表面的小齿轮和第一齿轮之间的惰轮，所述惰轮将所述电动机的驱动力从所述小齿轮传递到所述第一齿轮。

8.如权利要求5所述的扫描设备，其特征在于，包括：

第三齿轮，所述第三齿轮在所述第二部分的齿轮侧表面由所述框架可旋转地支撑，并与所述第二齿轮啮合；和

与所述第三齿轮同轴布置的滑轮，所述滑轮随着所述第三齿轮而一体地旋转，其中所述第三齿轮布置在所述滑轮和所述框架之间，

并且，所述带缠绕在所述滑轮上。

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