CN101562674B - 自动文档进给装置及其文档进给方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支持单面和双面扫描的自动文档进给装置及其文档进给方法。该自动文档进给装置包括一进给路径、一正面扫描排出路径、一反面扫描路径以及一反面扫描排出路径，其中该正面扫描排出路径与该反面扫描路径之间经由一门结构选择性连接，文档在行进过程中可推动该门结构开启一定角度，以及该反面扫描路径上设置有一离合器以及一夹纸块，该离合器包括一传动部与一制动部，该传动部与一进给辊啮合时该制动部与该夹纸块相离，该制动部与该夹纸块啮合时该传动部与该进给辊相离。该装置成本低，外观尺寸小，且影像扫描间距可控制得尽可能小，因而扫描速率高，且适应于高端或低端扫描仪。

Description

自动文档进给装置及其文档进给方法

技术领域

本发明涉及一种自动文档进给装置及采用该装置的文档进给方法，特别涉及一种提供单面和双面扫描路径的自动文档进给装置及其文档进给方法。 

背景技术

在扫描仪中，通常采用自动文档进给装置的方式，以提供自动进给文档，进而提高工作效率和品质。一般自动文档进给装置均能实现单面扫描和双面扫描方式的文档自动进给功能。除此之外，目前追求的趋势是体积小、结构简单、易控制、成本低、速度快，因此在习知技术中大多朝向这个目标发展。 

1998年8月1日公告的美国专利第5438435号专利，公开了一种C+S型路径的双面扫描文档进给器，具有较高的文档进给速度，但是文档进给过程中至少一个进给辊需要反转，不但在控制方式上增加复杂程度，而且在传动机构上也更为复杂，成本高。 

2005年11月29日公告的美国专利第6970272号专利，公开了一种具有排序功能的U型路径的双面扫描文档进给器，由于扫描反面时，是从纸尾先进入扫描区域进行扫描，这将使影像之间的间距变大，从而使得双面扫描效率不能有效提高；而且由于纸张特性的原因，在文档行进路径上行走的曲率和半径受限制，使得采用该设计的机型外观尺寸较大。 

因此，提供一种扫描速度快、外观尺寸小，而且成本低的自动文档进给装置非常重要。 

发明内容

本发明的目的之一是提供一种扫描速度快、外观尺寸小，而且成本低的自动文档进给装置。 

本发明的另一目的是提供上述自动文档进给装置的文档进给方法。 

为实现该第一目的，本发明提供一种文档自动进给装置，其包括一拾取文 档的拾取辊，还包括：一进给路径，文档通过该进给路径进入一扫描区域；一正面扫描排出路径，文档通过该正面扫描排出路径排出该扫描区域；一反面扫描路径，排出该扫描区域的文档经由该反面扫描路径再次进入该扫描区域；以及一反面扫描排出路径，再次进入扫描区域的文档通过该反面扫描排出路径再次排出该扫描区域；其中，该正面扫描排出路径与该反面扫描路径之间经由一门结构选择性连接，该门结构包括一门轴及一门体，该门轴设于该正面扫描排出路径末端，该门体在文档行进动力的推动下可绕该门轴枢轴旋转；以及该反面扫描路径上设置有一离合器以及一夹纸块，该离合器包括一传动部与一制动部，当该传动部与一进给辊啮合时，则该制动部与该夹纸块相离；当该制动部与该夹纸块啮合时，则该传动部与该进给辊相离。 

优选的，该门结构藉由一电磁阀控制其开启或关闭，该文档自动进给装置被设置为单面扫描状态时，该电磁阀使得该门结构开启，从而断开该正面扫描排出路径与该反面扫描路径之间的连接；该文档自动进给装置设置为双面扫描状态时，该电磁阀使得该门结构关闭，从而连接该正面扫描排出路径与该反面扫描路径。进一步的，该反面扫描路径上设置有一反面扫描侦察器，当该反面扫描侦察器感测到该反面扫描路径中有文档时，该电磁阀使得该门结构开启。 

优选的，该进给路径靠近该扫描区域的一端设置有一门，使得该文档仅可单向地从该进给路径进入该扫描区域；该反面扫描路径靠近该扫描区域的一端设置有一门，使得该文档仅可单向地从该反面扫描路径进入该扫描区域。 

优选的，该文档自动进给装置包括至少一进给辊，该进给辊配合有预定数目的惰轮，该惰轮分别设置于预定的文档行进路径上，经由该进给辊与该惰轮的配合传动，以完成该预定的文档行进路径上的文档进给或排出。 

优选的，该进给路径接近该扫描区域的一端设置有一进给辊，该进给辊与该扫描区域之间设置有一挡纸结构，以使文档进入该扫描区域前被对齐。 

优选的，该反面扫描路径上设置有一进给辊，该进给辊与该扫描区域之间设置有一挡纸结构，以使被进行反面扫描的文档进入该扫描区域前被对齐。 

优选的，该拾取辊与该进给路径之间设置有一进给侦察器，该进给路径上靠近该扫描区域一端设置有一扫描侦察器。 

本发明提供的上述自动文档进给装置的文档进给方法，包括步骤：(1)进 给及扫描文档，将文档经由该进给路径进给至一扫描区域并扫描文档的一正面，且藉由一扫描侦察器侦察文档的头和尾的位置；(2)排出文档，经由一正面扫描排出路径将文档排出该扫描区域；(3)再次进给文档及扫描文档的一反面，将排出该扫描区域的文档经由一反面扫描路径再次进给至该扫描区域并扫描该文档的反面，且藉由一反面扫描侦察器侦察文档的头和尾的位置。 

其进一步的，进行单面扫描时，当步骤(1)中扫描侦察器侦察到文档的尾部离开该扫描侦察器时，开始执行拾取下一个文档，且步骤(2)中文档直接排出至一出纸匣，不再执行步骤(3)；进行双面扫描时，当步骤(1)中扫描侦察器侦察到该文档的尾部离开该扫描侦察器一预定时间后，开始执行步骤(3)，且当步骤(3)中该反面扫描侦察器侦察到该文档的尾部离开该反面扫描侦察器时，开始执行拾取下一个文档。 

当文档进行双面扫描，扫描文档正面时，随着扫描过程的进行，文档也被逐步排出扫描区域，此时文档的头部进入反面扫描路径，而文档的尾部还没有被正面扫描完时，由控制过程控制该离合器的制动部与该夹纸块啮合，夹住文档的头部阻止文档头部进一步前进，而文档尾部继续被排出扫描区域，在文档排出扫描区域的行进动力的推动下，门体绕该门轴枢轴旋转，即文档该门体拱起来，从而文档中间部分拱出文档行进路径，即拱出至文档进给装置的外部空间，因此该设计可减少装置内部的文档行进路径的尺寸，从而减小文档进给装置的外观尺寸。另外，一个进给辊配合预定数目的惰轮，该惰轮分别设置于预定的文档行进路径上，经由该进给辊与该惰轮的配合传动，以完成该预定的文档行进路径上的文档进给或排出的设计，也使得进给辊数量减少，不但降低成本，而且也可使文档进给装置尺寸减小。 

再者，由于离合器及夹纸块的设计，以及扫描路径中设置的扫描侦察器及反面扫描路径中设置的反面扫描侦察器，配合相应的控制程序，可以控制影像间距尽可能小，以提升双面扫描的速度，本发明中双面扫描速度与单面扫描速度之比约为1∶1。 

附图说明

图1是本发明实施方式所提供的自动文档进给装置基本结构以及对文档进行单面扫描时的路径示意图。

图2是本发明实施方式所提供的自动文档进给装置基本结构以及对文档进行双面扫描时扫描第一面的路径示意图。 

图3是本发明实施方式所提供的自动文档进给装置基本结构以及对文档进行双面扫描时扫描第二面的路径示意图。 

图4是本发明实施方式所提供的自动文档进给装置的门结构90及离合器60联合工作原理示意图。 

具体实施方式

以下将结合图示说明本发明提供的自动文档进给装置的结构以及单双面扫描动作的实现。 

请参阅图1至图3，该自动文档进给装置包括供纸匣1，出纸匣2，扫描单元3，设置在供纸匣1上方的拾取辊10，进给辊20、30、40，进给路径100，正面扫描排出路径200，反面扫描路径300和反面扫描排出路径400。 

其中正面扫描排出路径200的末端设有一门结构90，该门结构90包括一门轴91以及可绕该门轴91旋转的弧形门体92。藉由一电磁阀(图未示)控制该门结构90的开启或关闭，使该门结构90可选择性连接该正面扫描排出路径200及反面扫描路径300，即该文档自动进给装置被设置为单面扫描状态时，该电磁阀使得该门结构90开启，如图1所示，从而断开该正面扫描排出路径200与该反面扫描路径300之间的连接；该文档自动进给装置设置为双面扫描状态时，该电磁阀使得该门结构90关闭，如图2所示，从而连接该正面扫描排出路径200与该反面扫描路径300。进一步的，只要该反面扫描路径300上设置有一反面扫描侦察器53，这使得该反面扫描侦察器53感测到该反面扫描路径300中有文档时，该电磁阀便会使得该门结构90开启，如图3所示，反面扫描之后的文档即可排出至出纸匣2中。 

另外，该反面扫描路径300上设有一夹纸块46以及一离合器60，该离合器60包括一枢轴61，一制动部62以及一传动部63。该离合器60可绕其枢轴61旋转一定角度，以实现其制动部62与夹纸块46的啮合或传动部63与进给辊40的啮合。当制动部62与夹纸块46啮合时，该传动部63与进给辊40分离，使得该制动部62与夹纸块46可夹住反面扫描路径300中文档的头部，阻止文档的传送；当传动部63与进给辊40啮合时，该制动部62与夹纸块46分离，该传动部63与进给辊40的配合，将反面扫描路径300中文档传送进入扫描区域500进行反面扫描。 

其中需要详细说明的是，若需要使该门结构90处在关闭状态下，实际上只需断开电磁阀的电磁力，使门体92依其自身重力下垂。只需要一个较小的力矩，即可使该门体92绕其门轴91枢轴旋转。例如，请参阅图4，当文档进行双面扫描，扫描文档11的正面时，随着扫描过程的进行，文档11也被逐步排出扫描区域。此时，文档11的头部111进入反面扫描路径300，而文档11的尾部112还没有被正面扫描完时，由控制过程控制该离合器60的制动部62与该夹纸块46啮合，夹住文档11的头部11阻止文档头部111进一步前进，而文档尾部112在进给辊40与惰轮42配合的传送动力推动下继续被排出扫描区域，这时文档11就会拱起来，推动门体92绕该门轴91枢轴旋转，即文档11将该门体92拱起来，从而文档11中间部分拱出文档行进路径，即拱出至文档进给装置的外部空间。设计离合器60的制动部与夹纸块46的啮合以阻止文档头部111进一步前进。这是因为正面扫描排出路径200以及反面扫描路径300的尺寸都很短，当文档11尺寸较大时，这样就可防止文档11的头部111的反面影像与尾部112的正面影像重叠。等待文档尾部112正面扫描完了之后，才可以将文档11进给到扫描区域500中进行反面扫描。由于文档11可拱出文档进给装置，因此该文档进给装置内部的文档行进路径的尺寸可以设计得尽可能小，从而减小文档进给装置的外观尺寸。 

另外，为了使该自动文档进给装置结构更紧凑，进一步减小体积，本实施方式特别采用恒定速度传输技术，即CVT(Constant VelocityTranslation)技术。举例来说，若为一个进给辊配合多个惰轮时，这通过该一个辊分别与各个惰轮配合，而分别进给或排出多段路径中的文档。例如进给辊30配合两个惰轮31和32时，当进给辊30与惰轮31配合传动时，负责进给需正面扫描的文档，使该文档经由进给路径100进入扫描区域500；当进给辊30与惰轮32配合传动时，负责将经过反面扫描的文档排出扫描区域500。因此，与习知技术相比， 该实施方式中，进给辊30完全无需考虑反转，却能在实际上分别实现了进给辊和排出辊的功能，且文档进给速度和排出速度相等。 

类似的，进给辊40也配合了惰轮41、42以及离合器60的传动部63，该传动部63实际上也相当于一个惰轮。当进给辊40与惰轮41配合传动时，负责传送经正面扫描后从扫描区域500出来而进入反面扫描路径300的文档或排出经反面扫描后从扫描区域500至出纸匣2的文档；而进给辊40与惰轮42配合传动时，负责将经正面扫描的文档排出扫描区域500；而进给辊40与离合器60的传动部63配合传动时，负责将反面扫描路径300上的文档送入扫描区域500。可见，进给辊40也完全无需反转，却能实现分别传送三段路径中的文档的功能。 

如此一来，仅借着单一个辊且无须考虑反转该辊，就能实现多段路径中文档的进给或排出，这使得整个扫描路径上采用的进给辊的数量大为减少，使该自动文档进给装置结构更紧凑、体积减小。 

此外，为防止文档在行进过程中从一行进路径进入另一行进路径时发生混乱，特别设计了单向门结构，例如，进给路径100靠近扫描区域500的一端设置有一门81，而该门81的一固定端811被固定在进给路径100的顶部，但另一相对端为自由端812，这使得该自由端812在该门81的自身重力作用下搁置在该进给路径100的底部，从而将进给路径100进入扫描区域500的端口关闭；且将该门81的固定端811到自由端812的长度设计得略大于该进给路径100端口的口径，使该门81自由端812朝向扫描区域500倾斜地关闭该进给路径100的端口，因此仅允许从进给路径100朝扫描区域200行进的文档将该门81顶开而进入扫描区域500，但从扫描区域500朝反面扫描排出路径400行进的文档则不能进入该进给路径100。 

相类似的设计也应用于该反面扫描路径300进入扫描区域500的端口处，即门82，使得文档仅可单向地从该反面扫描路径300进入该扫描区域500。 

为了判断供纸匣1中是否有文档，从而判描指令要不要执行时，在该拾取 辊10与该进给路径100之间设置有一进给侦察器51。 

为了侦察文档正面扫描时其文档头和尾的位置，以利配合控制过程控制影像间距，在该进给路径100上靠近该扫描区域500一端设置有一扫描侦察器52。当进行单面扫描时，该扫描侦察器52侦察到文档尾部离开该扫描侦察器52时，则可控制拾取辊10立即开始取下一张文档，使得前一文档尾部刚离开扫描区域500时，后一文档即可进入扫描区域500，从而使前一文档与后一文档之间的影像间距尽可能为零。当进行双面扫描时，该扫描侦察器52侦察到进行正面扫描的文档的尾部离开该扫描侦察器52一预定时间后，则可控制离合器60的传动部63与进给辊40配合，将文档传送进入扫描区域500开始反面扫描。其中该预定时间，根据具体的文档尺寸来控制，文档尺寸越大，该预订时间自然应该设置得较长，文档尺寸越小，该预订时间相应较短，均可通过设计相应的控制过程控制，实现文档正面与反面之间的影像间距几乎为零。 

类似的设计还有一反面扫描侦察器53，设置在反面扫描路径300上。首先，当该反面扫描侦察器53侦察到该反面扫描路径300中有文档时，控制过程控制电磁阀将门结构90打开，以利经反面扫描的文档排出扫描区域500至出纸匣2中。其次，该反面扫描侦察器53也侦察文档的头和尾的位置，当该反面扫描侦察器53侦察到文档的尾部离开该反面扫描侦察器53后，控制程序即可控制拾取辊10立即开始取下一张文档，使得前一文档与后一文档的影像间距尽可能减小。 

优选的，为了防止影像歪斜，在该进给路径100接近该扫描区域500的一端设置有一挡纸结构71，该挡纸结构71位于该进给辊30与该扫描区域500之间，其通常为一惰轮结构，当文档被进给至接触该档纸结构71时，如果文档有歪斜，即仅有文档头部的局部接触该档纸结构71时，该文档并不能推动该档纸结构71转动，从而该档纸结构71阻止该文档前进，直到该文档头部完全接触该档纸结构71时，也即该文档被该档纸结构71对齐时，该文档才能推动该档纸结构71转动，从而使该文档继续被进给至扫描区域500。如此以来，文档进入该扫描区域500之前被对齐，从而防止影像歪斜。 

类似的结构，档纸结构72，也设置在该反面扫描路径300靠近扫描区域的一端，以使被进行反面扫描的文档进入该扫描区域500之前被对齐，从而防止 反面影像歪斜。 

本自动文档进给装置支持文档单面或双面扫描，其扫描方法包括步骤：(1)拾取文档，将文档从一进纸匣拾取至一进给路径中；(2)进给及扫描文档，将文档经由该进给路径进给至一扫描区域并扫描文档的一正面，且藉由一扫描侦察器侦察文档的头和尾的位置；(3)排出文档，经由一正面扫描排出路径将文档排出该扫描区域；(4)再次进给文档及扫描文档的一反面，将排出该扫描区域的文档经由一反面扫描路径再次进给至该扫描区域并扫描该文档的反面，且藉由一反面扫描侦察器侦察文档的头和尾的位置；(5)再次排出文档，经由一反面扫描排出路径将文档从该扫描区域排出至一出纸匣。进一步的，进行单面扫描时，当步骤(2)中扫描侦察器侦察到文档的尾部离开该扫描侦察器时，开始执行步骤(1)以拾取下一个文档，且步骤(3)中文档直接排出至一出纸匣，不再执行步骤(4)和步骤(5)；进行双面扫描时，当步骤(2)中扫描侦察器侦察到该文档的尾部离开该扫描侦察器一预定时间后，开始执行步骤(4)，且当步骤(4)中该反面扫描侦察器侦察到该文档的尾部离开该反面扫描侦察器时，开始执行步骤(1)以拾取下一个文档。 

以下结合图示具体介绍该自动文档进给装置进行单、双面扫描时的文档的行进路径及扫描方法。 

图1中带箭头的曲线是文档单面扫描时的示意性路径，当用户下达单面扫描操作命令时，文档侦测器51检测供纸匣1中是否有文档。如果有文档，则单面扫描工作启动，门结构90在电磁阀的作动下呈开启状态。文档11以正面朝上的方式堆叠于供纸匣1中，最上一张文档最先经由拾取辊10拾取，然后进入进给路径100，经由进给辊20与惰轮21以及进给辊30与惰轮31的配合传动的进给，使文档11进入扫描区域500。文档11经扫描单元3扫描读取图像后，文档11进入正面扫描排出路径200，经由进给辊40与惰轮42的配合传动，使文档11被排出至出纸匣2中，而完成一个文档的单面扫描过程。值得注意的是，只要该门结构90呈开启状态，文档11即选择地排出至出纸匣2。其中，利用扫描侦察器52侦察文档11的头和尾的位置时，只要侦察到前一文档的尾部离开该扫描侦察器52时，则可控制拾取 辊10立即开始取下一文档。即拾取以及进给下一文档的动作可与排出前一文档的动作同时进行，以减小前后两个文档之间的影像间距。 

请参阅图2，主要绘示双面扫描过程中扫描文档第一面的示意路径。当用户启动双面扫描模式时，门结构90被电磁阀的电磁力释放呈关闭状态，门体92依其自身重力下垂。由于该门体92的圆弧形状，刚好将该正面扫描排出路径200与该反面扫描路径300柔和地连接起来。文档11以正面朝上的方式堆叠于供纸匣1中，最上一张文档最先经由拾取辊10拾取，然后进入进给路径100，经由进给辊20与惰轮21以及进给辊30与惰轮31的配合传动的进给，使文档11进入扫描区域500。文档11经扫描单元3扫描读取图像后，文档11进入正面扫描排出路径200，经由进给辊40与惰轮42的配合传动，使文档11逐步被排出扫描区域500。由于门结构90的关闭状态，所以文档11并不被排至出纸匣2中，而是进一步在进给辊40与惰轮41的配合传动下，沿门体92被翻转并进入反面扫描路径300中。请结合参阅图4，当文档11尺寸较大时，文档尾部112还没有到达扫描区域500时，文档头部111已经进入反面扫描路径300，为防止文档头部111与尾部112在扫描区域500重叠，所以控制离合器60的制动部62与夹纸块46啮合，夹住文档头部111阻止文档11前进。同时由扫描侦察器52侦察文档11的头和尾的位置，当侦察到文档11的尾部112离开该扫描侦察器52一预定时间时，则控制离合器60的传动部63与进给辊40啮合，将文档11传送进入扫描区域500开始反面扫描。该预定时间根据文档尺寸控制，以确保文档头部111与尾部112在扫描区域500刚好不重叠为佳，即将文档11的正面与反面之间的影像间距尽量减小为零。同时，文档11被传送进入扫描区域500时，反面扫描侦察器53开始侦察文档11的头和尾的位置，当文档11的尾部112刚好离开该反面扫描侦察器53时，即可控制拾取辊10开始取下一文档，确保前后两个文档之间的影像间距尽可能小。 

另外，当该反面扫描侦察器53侦察到该文档的头部111时，还要求控制过程控制电磁阀将门结构90开启，请连续参阅图3，主要 绘示双面扫描过程中扫描文档第二面的示意路径，文档11进入扫描区域500后，进行反面扫描的同时，文档11经由进给辊30与惰轮32的配合传动，从反面扫描排出路径400排出扫描区域500，再经由进给辊40与惰轮41的配合传动，被排至出纸匣2。 

如图1至图3所示，在扫描过程中，无论单面扫描还是双面扫描，各个进给辊的运转方向(参考标示于各个进给辊上的示意性箭头)不变，因而单向步进马达即可驱动，控制简单。 

该自动文档进给装置其路径尺寸以及进给辊数量的配置，适用于进给A6(105*148)至Legal(216*356)型号的纸张，能满足基本的需求，且确保该自动文档进给装置外观尺寸小，扫描速度快，成本低。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。 

Claims (6)

1.一种文档自动进给装置，其包括一拾取文档的拾取辊，还包括：

一进给路径，文档通过该进给路径进入一扫描区域；

一正面扫描排出路径，文档通过该正面扫描排出路径排出该扫描区域；

一反面扫描路径，排出该扫描区域的文档经由该反面扫描路径再次进入该扫描区域；以及

一反面扫描排出路径，再次进入扫描区域的文档通过该反面扫描排出路径再次排出该扫描区域；

其特征在于，该正面扫描排出路径与该反面扫描路径之间经由一门结构选择性连接，该门结构包括一门轴及一门体，该门轴设于该正面扫描排出路径末端，该门体在文档行进动力的推动下可绕该门轴枢轴旋转；以及

该反面扫描路径上设置有一离合器以及一夹纸块，该离合器包括一传动部与一制动部，当该传动部与一进给辊啮合时，则该制动部与该夹纸块相离；当该制动部与该夹纸块啮合时，则该传动部与该进给辊相离；

其中，该门结构藉由一电磁阀控制其开启或关闭，该文档自动进给装置被设置为单面扫描状态时，该电磁阀使得该门结构开启，从而断开该正面扫描排出路径与该反面扫描路径之间的连接；该文档自动进给装置设置为双面扫描状态时，该电磁阀使得该门结构关闭，从而连接该正面扫描排出路径与该反面扫描路径；

并且，该反面扫描路径上设置有一反面扫描侦察器，当该反面扫描侦察器感测到该反面扫描路径中有文档时，该电磁阀使得该门结构开启。

2.如权利要求1所述的文档自动进给装置，其特征在于，该进给路径靠近该扫描区域的一端设置有一门，使得该文档仅可单向地从该进给路径进入该扫描区域；该反面扫描路径靠近该扫描区域的一端设置有一门，使得该文档仅可单向地从该反面扫描路径进入该扫描区域。

3.如权利要求1所述的文档自动进给装置，其特征在于，该文档自动进给装置包括至少一进给辊，该进给辊配合有预定数目的惰轮，该惰轮分别设置于预定的文档行进路径上，经由该进给辊与该惰轮的配合传动，以完成该预定的文档行进路径上的文档进给或排出。

4.如权利要求1所述的文档自动进给装置，其特征在于，该进给路径接近该 扫描区域的一端设置有一进给辊，该进给辊与该扫描区域之间设置有一挡纸结构，以使被进给的文档进入该扫描区域前被对齐。

5.如权利要求1所述的文档自动进给装置，其特征在于，该反面扫描路径上设置有一进给辊，该进给辊与该扫描区域之间设置有一挡纸结构，以使被进行反面扫描的文档进入该扫描区域前被对齐。

6.如权利要求1所述的文档自动进给装置，其特征在于，该拾取辊与该进给路径之间设置有一进给侦察器，该进给路径上靠近该扫描区域一端设置有一扫描侦察器。 

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