CN101132465B - 图像读取和记录设备 - Google Patents

Abstract

一种图像读取和记录设备。将扫描单元可转动地布置到记录单元。记录单元和扫描单元利用包括支持架、杆和弹簧的阻尼器单元彼此联接。将阻尼器单元设置成使得弹簧的作用方向在扫描单元的开闭过程中发生切换。在记录单元中设置能够抵接布置在杆上的突起的引导面。在扫描单元从其打开位置到其关闭位置的移动过程中，在弹簧的作用方向发生切换之前，突起抵靠引导面。

Description

图像读取和记录设备

技术领域

本发明涉及一种由组合记录单元和扫描单元构成的图像读取和记录设备，尤其涉及一种用于相对于记录单元开闭扫描单元的机构。

背景技术

已经存在一种由组合记录设备和扫描器构成的传统的图像读取和记录设备。这里的记录设备基于图像信息利用记录头将图像记录到记录材料上。扫描器利用如CCD等读取单元读取原稿上的图像，并且输出所读取的图像信号。图像读取和记录设备通常适于在能够开闭扫描单元的状态下将扫描单元安装在记录单元上，该记录单元是记录设备。图像读取和记录设备适于向上移动扫描单元，以进行如更换记录单元的记录头或墨盒以及移除卡纸等维护。

在类似这样的图像读取和记录设备中，能够开闭的扫描单元构成能够开闭的盖单元，该盖单元用于覆盖主体设备单元的用于进行维护的开口部。在进行维护操作时，打开扫描单元并且使扫描单元保持在打开状态是必需的。因此，为此需要开闭机构。而且，为了安全原因，还需要用于使盖单元减速的机构，以免在关闭主体设备单元的开口部的过程中盖单元剧烈地关闭。而且，有时需要用于减小打开盖单元时的操作力的辅助机构和用于使盖单元锁定在关闭状态的锁定机构。

然而，如果分别包括这些机构，则会发生由于零件数量的增加而导致设备主体的尺寸的增大和成本的增加。因此，提出一种包括使盖单元保持在打开状态的功能、在关闭过程中使盖单元减速的功能、减小打开盖单元时的操作力的动力辅助功能、以及使盖单元保持在关闭状态的锁定功能的机构。

图7是示出传统的图像读取和记录设备在关闭其盖单元的状态下的侧视图。图8是示出当关闭盖单元时阻尼器单元的状态的侧视图。图9是示出当打开盖单元时阻尼器单元的状态的侧视图。图10是示出在打开盖单元的过程中阻尼器单元的状态的侧视图。

在图7、8、9和10中，扫描单元103在能够开闭的状态下、通过转动轴103b被安装到构成记录单元120的上部壳体的框架。阻尼器单元110被联接在框架和扫描单元103之间。阻尼器单元110包括支持架104和杆105，将它们组装成均可以沿其伸缩方向滑动；以及压缩弹簧108，其以可伸缩的状态安装在支持架104和杆105之间。通过转动轴104a由保持盒106可旋转地支撑支持架104，该保持盒106被固定到框架。利用位于杆105一端的装配轴105a将杆105联接到扫描单元103的装配孔103a。压缩弹簧108作用在杆105上以使杆105向图7中的左方向伸长。

如图8所示，在扫描单元103被关闭的状态下，通过弹簧108施加的力将装配轴105a压向形成在保持盒106中的凹部106a的端部。使扫描单元103从该状态升高，使其绕转动轴103b转动。如图10所示，支持架104的转动轴104a、杆105的装配轴105a和扫描单元103的转动轴103b三点在一条直线上对齐。当扫描单元103进一步向上移动越过该位置(切换位置)时，由于弹簧108的反作用力导致的杆105的滑动力开始作用在扫描单元103上，以使扫描单元103向上转动。由操作力引起的力矩逐渐增大。因此，由于扫描单元103的重量导致的绕转动轴103b的力矩逐渐减小，则可以通过较小的操作力逐渐打开扫描单元103。

在扫描单元103处于如图9所示的完全打开的状态下，设定弹簧108的弹簧力使得由弹簧108的弹性力引起的绕转动轴103b的力矩可以比由扫描单元103的自重引起的力矩大。通过如此设定弹簧力，可以通过由弹簧108引起的杆105的向上的力使扫描单元103保持在图9所示的打开位置。在该状态下，用户可以通过记录单元120的上部的开口部进行期望的维护操作。

当从图9中的打开位置向下推扫描单元103以关闭扫描单元103时，在关闭的过程中，扫描单元103到达切换位置，在该切换位置，如图10所示，支持架104的转动轴104a、杆105的装配轴105a和扫描单元103的转动轴103b在一条直线上对齐。从打开位置至到达切换位置，弹簧108的反作用力沿打开扫描单元103的方向作用在扫描单元103上。因此，阻尼器单元110作用在扫描单元103上，以使扫描单元103不会迅速地关闭。

当越过图10的切换位置沿关闭方向转动扫描单元103时，弹簧108的反作用力开始沿关闭方向作用在扫描单元103上。沿关闭方向的力随着扫描单元103接近图8所示的关闭位置而变大。因此，沿迅速关闭方向加速扫描单元103，扫描单元103关闭时作用在记录单元120上的冲击变大。

设置具有上述凹部106a的保持盒106，用于防止该冲击，该凹部106a收容杆105的装配轴105a。也就是说，保持盒106适于在切换弹簧108的作用方向的切换位置附近，使杆105的装配轴105a抵靠保持盒106的凹部106a的内部。通过抵靠凹部106a的内部，使沿关闭方向作用在扫描单元103上的力分散，并且在将扫描单元103移动到图8的关闭位置的同时，使扫描单元103减速。在扫描单元103的关闭状态下，弹簧108的反作用力通过杆105作用在扫描单元103上，向下压扫描单元103。因此，通过在保持盒106的凹部106a中保持阻尼器单元110的装配轴105a，在关闭位置将扫描单元103保持在锁定状态。

然而，在上述构造中，当扫描单元103的重量变大时，为了使扫描单元103保持在打开状态，需要相应地增大阻尼器单元110的弹簧108施加的力。如果增大沿打开方向的操作力，则也类似地增大沿关闭方向的力。因此，通过使杆105的装配轴105a抵靠保持盒106的凹部106a来分散弹簧力的上述方法不能获得必要和充分的缓冲效果。也就是说，不能获得在关闭扫描单元时足以充分地减小扫描单元的速度的缓冲效果，并且扫描单元最后以相当大的速度碰撞记录单元。因此，难以减小或避免关闭位置处的冲击。

在该情况下，存在以下缺点：用户把他或者她的手卡在扫描单元103中，或者由于扫描单元103剧烈地移动直至其关闭位置而损坏设备。而且，如果为了避免这样的缺点而设置另一个用于缓冲扫描单元103在其关闭位置之前的运动的缓冲单元，则产生以下缺点：导致设备主体的尺寸的增大和设备成本的增加。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种不论扫描单元的重量如何都能够在开闭时获得充分的缓冲效果的图像读取和记录设备。而且，本发明的另一个目的是提供一种能够获得使扫描单元锁定在关闭位置的功能、减小打开力的辅助功能、使扫描单元保持在打开位置的功能、以及关闭时的缓冲功能的图像读取和记录设备。

本发明的又一个目的是提供一种图像读取和记录设备，其包括：记录单元；扫描单元，其通过转动轴被可转动地布置到记录单元；阻尼器单元，其布置在记录单元和扫描单元之间，该阻尼器单元包括：支持架，其被可转动地联接到记录单元；杆，其可沿伸缩方向相对于支持架移动，通过具有间隙地将杆的装配轴装配到扫描单元的孔，使杆与扫描单元联接；以及弹簧，其安装在支持架和杆之间以产生沿推出杆的方向的弹簧力，其中，在相对于记录单元将扫描单元从其打开位置移动到其关闭位置的同时，弹簧引起的扫描单元绕转动轴的力矩的方向发生切换；突起，其布置在杆上；以及引导面，其布置在记录单元上以抵靠突起，其中，在扫描单元从其打开位置到其关闭位置的移动过程中，在由弹簧引起的扫描单元绕转动轴的力矩的方向发生切换之前，突起抵靠引导面。

从以下参照附图对典型实施例的说明中，本发明的进一步特征将变得显而易见。

附图说明

图1是示出根据本发明的图像读取和记录设备的典型实施例的外观的立体图。

图2是示出根据本发明的图像读取和记录设备的扫描单元被打开的状态的立体图。

图3是示出图像读取和记录设备的阻尼器单元的结构的沿伸缩方向的剖视图。

图4是示出当关闭扫描单元时图像读取和记录设备的状态的侧视图。

图5是示出当打开扫描单元时图像读取和记录设备的状态的侧视图。

图6是示出在开闭扫描单元的过程中图像读取和记录设备的状态的侧视图。

图7是示出传统的图像读取和记录设备的扫描单元被关闭的状态的侧视图。

图8是示出当关闭扫描单元时传统的图像读取和记录设备的阻尼器单元的状态的侧视图。

图9是示出当打开扫描单元时阻尼器单元的状态的侧视图。

图10是示出在打开扫描单元的过程中阻尼器单元的状态的侧视图。

具体实施方式

下面，将参照附图具体说明本发明的典型实施例。顺便提及，相同的标记表示所有图共有的相同的或者对应的部分。

在图1、2、3、4、5和6中，图像读取和记录设备包括：记录单元20；扫描单元3，其以可摆动的状态安装到记录单元20；以及阻尼器单元10，其被联接在记录单元20和扫描单元3之间。记录单元20例如由如下记录设备组成，该记录设备基于图像信息利用记录头在如记录纸等记录材料上记录图像。扫描单元3构成用于关闭开口部2a(参见图2)的盖单元，该开口部2a用于记录单元20的维护。扫描单元3利用如CCD等读取单元读取原稿的图像。

记录单元20的上部由壳状框架2组成。通过转动轴3b将扫描单元3可转动地安装到记录单元20的框架2。记录单元20的上部处的开口部2a是用于进行如更换记录头或墨盒以及移除导致卡纸的记录材料等维护的开口。阻尼器单元10被联接在记录单元20的框架2和扫描单元3的底部之间。

阻尼器单元10具有以下结构：用于缓冲的弹簧8被可伸缩地安装在支持架4和杆5之间，将支持架4和杆5组装成使得它们均可以沿伸缩方向滑动。用于可转动地保持阻尼器单元10的基部的保持盒6被固定到记录单元20的上部中的框架2。由保持盒6的轴承部6c通过轴部4a可转动地支撑支持架4。通过与扫描单元3的孔或开口(装配孔)3a装配的杆5的轴(装配轴)5a使杆5与扫描单元3的底部联接。阻尼器单元10包括：支持架4，其是与记录单元20联接的第一构件；以及杆5，其是可沿伸缩方向相对于支持架4移动的第二构件。而且，阻尼器单元10包括压缩弹簧8，该压缩弹簧8安装在支持架4和杆5之间，以产生沿推出杆5的方向的弹簧力。

扫描单元3的装配孔3a形成为长孔，杆5的装配轴5a以可滑动移动和可摆动的状态装配到装配孔3a。也就是说，通过具有间隙(back-lash)地将装配轴5a装配到装配孔3a以可相对移动，而将杆5联接到扫描单元3的底部。弹簧8沿从支持架4推出杆5的方向对杆5朝向扫描单元3施力。因此，杆5设置有突起5b，当打开或关闭扫描单元3时，该突起5b在关闭侧预定范围内以压下状态抵接保持盒6的引导面7。也就是说，引导面7形成为设置在保持盒6中的凹部6b的图中左侧(杆5的装配轴5a侧)的斜面，当阻尼器单元10随着扫描单元3的打开运动或关闭运动而向上或向下转动时，在扫描单元3的包括其关闭位置的预定转动范围内，杆5的突起5b在突起5b的压下状态下在引导面7上滑动。

如图4所示，当扫描单元3处于其关闭位置时，通过弹簧8将保持杆5的突起5b保持在被压到保持盒6的内部的状态。在扫描单元3关闭的状态下，杆5的突起5b处于已经通过引导面7移动到图中最右侧(到保持架4的轴部4a侧)的状态。因此，弹簧8在此时的弹簧力最大。当扫描单元3位于包含关闭位置的一定范围中的转动位置时，如图4和图6所示，通过弹簧8的强的弹簧力将突起5b压到保持盒6的引导面7。因此，保持盒6由具有高刚度的金属材料制成，以免保持盒6会由于弹簧力而变形。

然而，如果保持盒6由金属材料制成，则当扫描单元3从其关闭位置移动到打开方向时、以及当扫描单元3从其打开位置移动到关闭方向时，在杆5的突起5b和保持盒6的引导面7之间产生大的摩擦力。而且，因为金属板等的粗糙度通常缺乏稳定性，所以存在以下可能：由于零件之间的分散性(dispersion)而使它们在操作力、阻尼效果和耐久性方面产生较大差异。为了解决这样的问题，保持盒6的引导面7形成为具有滑动性优异的表面层的表面。例如，期望对引导面7进行如下处理：形成如聚甲醛(POM)树脂等的具有优异的滑动性和耐久性的一些材料的表面层。由此可以抑制零件的分散性，且扫描单元3的开闭机构的构造可以适于具有稳定的操作力、充分的缓冲功能和充分的耐久性。

在本典型实施例中，在引导面7的下侧形成凹陷部位6d，当扫描单元3处于其关闭位置时，杆5的突起5b被推入凹陷部位6d中。因此，将扫描单元3保持在锁定状态，在该锁定状态，即使对扫描单元施加向上的力，也不能容易地打开扫描单元3。顺便提及，因为扫描单元3的装配孔3a形成为长孔，所以，即使在扫描单元3关闭的状态下，杆5的装配轴5a也具有一定间隙地被装配到装配孔3a。

当使扫描单元3从图4的关闭位置向上升高时，杆5的突起5b滑出引导面7上的凹陷部位6d，并且解除锁定状态。当使扫描单元3进一步升高预定高度时，如图6所示，支持架4的轴部4a、杆5的装配轴5a和扫描单元3的转动轴3b变成在一条直线上对齐的状态。在一条直线上对齐的状态下，阻尼器单元10的弹簧8对扫描单元3的作用方向从绕转动轴3b的顺时针力矩转变为逆时针力矩。也就是说，在扫描单元3的如图6所示的轴部4a、装配轴5a和转动轴3b在一条直线上对齐的转动位置处，弹簧8的作用方向发生切换。也就是说，将阻尼器单元10设置成使得弹簧8的作用方向在扫描单元3在其关闭位置和其打开位置之间移动的范围内发生切换。

当打开扫描单元3时，扫描单元3越过切换位置向上运动。于是，杆5通过弹簧8沿伸长方向滑动，并且扫描单元3开始受到向上(打开方向)的操作力，即图中绕转动轴3b的逆时针力矩。当这样的力矩作用时，减少了由扫描单元3的重量引起的沿其关闭方向的力矩，从而可以通过小的操作力来打开扫描单元3。因此，当打开扫描单元3时，阻尼器单元10执行减小用于打开扫描单元3的操作力的辅助功能。

在如图5所示的打开扫描单元3的状态下，弹簧8绕转动轴3b的力矩(图中的逆时针力矩)被设定为大于由扫描单元3的自重引起的力矩(图中的顺时针力矩)。由此，即使没有设置用于保持扫描单元3的专门机构，也可以将扫描单元3保持在其打开位置，并且用户可以通过开口部2a(参见图2)接近(access)记录单元20的内部。例如，用户可以进行如更换记录头或墨盒以及移除卡纸等记录单元20的维护。

当关闭扫描单元3时，在关闭扫描单元3的同时，从图5所示的打开状态向下压扫描单元3。在关闭扫描单元3时，弹簧力沿打开扫描单元3的方向作用在扫描单元3上，直到扫描单元3到达如图6所示的支持架4的轴部4a、杆5的装配轴5a和扫描单元3的转动轴3b在一条直线上对齐的位置，即切换弹簧8的弹簧力的作用方向的位置。

根据本典型实施例，在扫描单元3到达图6所示的位置以及由弹簧8的反作用力引起的绕转动轴3b的力矩的方向发生切换之前，杆5的突起5b抵接保持盒6的引导面7。然后，突起5b开始在引导面7上以被压在引导面7的状态滑动。因此，在由弹簧8的反作用力引起的沿扫描单元3的关闭方向的力开始作用在扫描单元3上之前，对扫描单元3的关闭操作施加制动力(阻尼力)。由此，当扫描单元3沿其关闭方向移动时以及当扫描单元3到达关闭位置时，可以获得充分的缓冲作用(阻尼效果)。

而且，在杆5的装配轴5a和扫描单元3的装配孔(长孔)3a之间形成间隙。因此，通过使杆5的突起5b抵接保持盒6的引导面7，在使杆5抵抗弹簧8的弹簧力移动的同时，可以解除弹簧8的弹簧力从杆5到扫描单元3的传递。也就是说，关闭扫描单元3时，在通过切换点之前杆5的突起5b已经抵接保持盒6的引导面7之后，解除杆5的装配轴5a和扫描单元3的装配孔3a之间的抵接，并且弹簧8的反作用力没有传递到扫描单元3。这样，即使弹簧8的作用方向发生切换，图像读取和记录设备也不适于产生沿关闭扫描单元3的方向的力。

如上所述，在本典型实施例中，当关闭扫描单元3时，突起5b在弹簧8的弹簧力的作用方向发生切换之前抵接引导面7，从而，使杆5抵抗弹簧力移动。同时，解除弹簧力从杆5到扫描单元3的传递。因此，当关闭扫描单元3时，防止通过弹簧8的反作用力加速扫描单元移动到其关闭位置，可以消除扫描单元3剧烈碰撞记录单元20的缺点。

根据上述典型实施例，提供一种图像读取和记录设备，其利用仅使用一个阻尼器单元10的简单构造就可以不论扫描单元3的重量如何而在开闭扫描单元3时获得充分的缓冲效果。同时，该图像读取和记录设备可以获得锁定扫描单元3的关闭位置的功能、减小扫描单元3的打开力的辅助功能、使扫描单元3保持在其打开位置的功能、以及在关闭扫描单元3时缓冲扫描单元3的缓冲功能。

虽然已经参照典型实施例说明了本发明，但可以理解的是本发明不限于已经公开的典型实施例。所附权利要求的范围与最宽的解释一致，以包含所有的变形、等同结构和功能。

Claims (6)

1.一种图像读取和记录设备，其包括：

记录单元；

扫描单元，其通过转动轴被可转动地布置到所述记录单元；

阻尼器单元，其布置在所述记录单元和所述扫描单元之间，所述阻尼器单元包括：支持架，其被可转动地联接到所述记录单元；杆，其可沿伸缩方向相对于所述支持架移动，通过具有间隙地将所述杆的装配轴装配到所述扫描单元的孔，使所述杆与所述扫描单元联接；以及弹簧，其安装在所述支持架和所述杆之间以产生沿推出所述杆的方向的弹簧力，其中，在相对于所述记录单元将所述扫描单元从其打开位置移动到其关闭位置的同时，所述弹簧引起的所述扫描单元绕所述转动轴的力矩的方向发生切换；

突起，其布置在所述杆上；以及

引导面，其布置在所述记录单元上以抵靠所述突起，

其中，在所述扫描单元从其打开位置到其关闭位置的移动过程中，在由所述弹簧引起的所述扫描单元绕所述转动轴的力矩的方向发生切换之前，所述突起抵靠所述引导面。

2.根据权利要求1所述的图像读取和记录设备，其特征在于，通过相对于所述记录单元打开所述扫描单元，使得能够进行所述记录单元的维护。

3.根据权利要求1所述的图像读取和记录设备，其特征在于，由布置在所述记录单元中的保持盒可转动地支撑所述支持架的轴。

4.根据权利要求3所述的图像读取和记录设备，其特征在于，所述引导面形成在所述保持盒上。

5.根据权利要求4所述的图像读取和记录设备，其特征在于，所述保持盒由金属制成，并且所述引导面包括滑动性优异的表面层。

6.根据权利要求1所述的图像读取和记录设备，其特征在于，所述记录单元通过从记录头排出墨来对记录材料进行记录。

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