CN1265616C - 图像扫描单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种图像传感器单元，包括：沿文件输送路径设置且具图像扫描表面的图像传感器，文件在所述图像扫描表面上通过，且所述图像扫描表面与文件的第一表面相对；白色元件，其接触与文件的第一表面相对的第二表面，并向图像传感器单元推动文件，白色元件与所述图像传感器单元相对的表面为白色；以及，驱动辊，其沿文件输送路径设置成靠近白色元件，用以输送图像传感器单元和白色元件之间的文件，并与文件的第二表面接触。

Description

图像扫描单元
技术领域
本发明涉及一种图像扫描单元，尤其涉及一种如此的图像扫描单元，其中，邻接白色元件设置的驱动辊和图像传感单元的扫描点之间的距离被降低至最佳距离范围内，使得其性能提高，扫描系统能够更紧凑和更轻。
背景技术
一种诸如传真机的图像扫描单元，通过使用被设置在或者靠近文件输送路径的图像传感器扫描沿着文件输送路径馈入的文件的图像，并把扫描的图像转化为电子图像信号。为了校准(calibrate)图像传感器，众所周知的是在图像传感器的扫描面的相对侧设置白色辊或白色棒，以便为图像传感器提供参照白色级或值。
图1示出使用白色辊的常规扫描装置，图2示出使用白色棒的另一种常规扫描装置。图1和2的扫描装置作为常规扫描装置的示例，在日本已公开专利JP11-41426中披露。
参考图1，常规扫描装置具有图像传感器14，该图像传感器被置于导纸器12的平板部分15内。白色辊31可旋转地置于图像传感器14的上面。白色辊31被支撑元件24支撑，并可用作诸如驱动辊的文件输送辊。即，白色辊31能够根据图像传感器14的扫描速度输送文件D，而白色辊31也使用其白色圆周表面为扫描图像提供基准白色。白色辊31的表面基本被均匀一致地着有白色，这样，当白色辊31旋转时，白色辊31朝向图像传感器14的部分基本均匀，从而提供了基本恒定的白色值。白色辊31一般由白色橡胶材料形成。白色辊31也可以起到排出扫描文件的功能，或者设置单独的排纸辊来排出文件。
上述的布置不是没有缺点。例如，在上述常规图像扫描单元的结构中，由橡胶材料形成的白色辊31易于被污染。当图像传感器14使用被污染的白色辊31的基准白色级(reference white level)来扫描图像时，就会发生图像级(level)偏差。当发生上述问题时，被印刷的图象出现诸如左/右或部分偏差。而且，为了清洁被污染的白色辊31，必须拆卸相关元件，并使用如酒精的清洁剂来擦拭污染区域。因而，图像扫描单元的维护工作使用户感觉不方便。
图2示出另一个常规图像扫描单元的布置，其解决了上述常规白色辊31布置的缺点。扫描装置用白色棒41取代了白色辊31(见图1)。白色棒41被支撑元件21支撑，并被弹性元件45推向图像传感器14，使得白色棒41可以以预定距离朝向图像传感器14。在白色棒41的底部设置一白色片材44，用以给图像传感器14提供基准白色级或值。由于白色棒41不与文件D接触并由例如防磨损和变形的钢和/或PVC的硬材料形成，白色棒41不象白色辊31那样易于被污染。因此，具有白色棒41的结构能够补偿上面提及的常规白色辊31的缺点。
然而，虽然图2所示的白色棒41布置没有图1布置的诸多缺点，但是白色辊31能够控制文件输送速度并输送文件，而白色棒41却不能控制文件输送速度并输送文件。因此，当使用白色棒41时需要另外的驱动辊。换句话说，尽管没有在图2中示出，但是驱动辊被置于图像传感器14和自动文件供纸器(ADF)辊之间，并且设置闲置辊(idle roller)，以便转动并接触驱动辊。因此，驱动辊控制ADF辊拾取纸页的输送速度。
然而，如果应用上述的驱动辊和闲置辊，扫描装置扩大，不能跟上小型化和便携式的趋势。而且，制造成本增加。
另外，随着驱动辊和图像传感器14的扫描点之间的距离变宽，文件倾斜、输送速度和左/右偏差的误差范围增加。
发明内容
本发明旨在解决上述和/或其它的技术问题，本发明的一方面在于提供一种具有改进结构的图像扫描单元。
本发明的其它方面和/或优点将部分随着下面的叙述阐明，部分将从叙述中明显看出，或者可以通过对发明的实践习得。
本发明提供了一种图像扫描单元，其包括：图像传感器单元，其沿文件输送路径设置，具有图像扫描表面，文件通过该扫描表面，图像扫描表面与文件的第一表面相对；白色元件，其接触与文件第一表面相对的第二表面，并把文件推向图像传感器单元，所述白色元件与所述图像传感器单元相对的表面为白色；和驱动辊，其沿文件输送路径设置成靠近白色元件，在图像传感器单元和白色元件之间输送文件，并与文件的第二表面接触，其中所述白色元件包括设置成在垂直于文件输送路径的方向上延伸的细长元件，所述细长元件具有与所述文件的第二面接触的接触表面和形成在该接触表面上的至少一个开口，所述开口容许部分驱动辊从其间通过并与所述文件的第二面接触。
所述细长元件的接触表面可以包括：扫描表面，其与图像传感器单元的扫描点相对，并在垂直于文件输送路径的方向上延伸；和导向表面，其沿文件输送路径位于扫描表面上游，并且所述至少一个开口形成在该导向表面上。
所述图像扫描单元还可以包括一排纸单元，其把图像传感器单元和白色元件之间的一页或多页中的每一张纸排出到外部，所述排纸单元包括：排纸辊，其可旋转地设置于图像扫描单元内，由驱动马达驱动；和闲置辊，其与所述排纸辊啮合旋转，所述闲置辊由驱动辊驱动。
所述排纸单元可以包括：驱动力传送辊，其可旋转地设置；和弹性元件，其推动所述驱动力传送辊，使其与所述闲置辊和所述驱动辊啮合旋转，使得所述驱动辊的驱动力通过所述驱动力传送辊传送到所述闲置辊。
根据本发明的一个方面，提供一种图像扫描单元，包括：其沿文件输送路径设置的图像传感器单元，该文件输送路径接触与文件第一面相对的第二面并把文件推向图像传感器单元；白色元件的表面，其与图像传感器单元相对，并为白色；以及，驱动辊，其沿着文件输送路径邻接白色元件设置，用以在图像传感器单元和白色元件之间输送文件。驱动辊设置与文件的第二面接触。
图像扫描单元可以包括弹性元件，用以向图像传感器推动白色元件。
白色元件可以包括细长元件和至少一个开口，所述细长元件具有与文件的第二面接触的接触表面，所述开口容许部分驱动辊从其通过并与文件的第二面接触。
细长元件可以包括基部，所述基部可以包括扫描表面和导向表面(guidesurface)，所述扫描表面与图像传感器单元的扫描点相对并沿着垂直于文件输送方向的方向延伸，所述导向表面沿输送路径形成在扫描表面的上游并包括至少一个用于驱动辊的开口。
驱动辊还可以包括以一定距离间隔设置于轴上的多个辊体。
多个辊体以相等的间隔设置，多个辊体中每一个的长度都大于它们之间的间隔。
驱动辊可以由橡胶材料形成。
与图像传感器单元相对的白色元件表面可以由涂成白色的金属材料形成。
根据本发明的另一方面，提供了一种图像扫描单元，包括：置于图像扫描单元主体内的拾取辊单元，其将要扫描的文件一张张地分成一或多页，并把分成的一或多页文件馈入到文件输送路径；图像传感器单元，其沿着文件输送路径设置，从而与在图像传感器单元的扫描表面上通过的一或多页的每页的第一面相对；白色元件，其与一或多页中的每一页的第二面接触，并把文件推向图像传感器单元，白色元件对着图像传感器单元的表面是白色的；驱动辊，其沿文件输送路径邻接白色元件设置，输送图像传感器单元和白色元件之间的一或多页中的每一页，并与一或多页文件中每一页的第二面接触；以及，排纸单元，将在图像传感器单元和白色元件之间通过的一或多页中的每一页排到主体外。
图像扫描单元也包括可枢转地安装在主体上部的盖，其支撑白色元件和驱动辊。
盖可包括向下凹陷的接收部，其接收白色元件和驱动辊。
轴部可以从接收部的内底部突出，用以可旋转地支撑驱动辊。
另外，图像扫描单元还可以包括设置在接收部分内的弹性元件，用以把白色元件推向图像传感器单元。
排纸单元可以包括可旋转地置于所述主体内并被驱动马达驱动的排纸辊，以及可旋转地设置并与排纸辊接触的闲置辊。
排纸单元可以包括：可旋转地设置成分别与闲置辊和驱动辊接触的驱动力传送辊；以及，弹性元件，其促使驱动力传送辊与闲置辊接触驱动辊，使得驱动辊的驱动力通过驱动力传送辊传送给闲置辊。
根据本发明的又一方面，提供一种图像扫描单元，包括：具有沿文件输送路径设置并具有传感表面的图像传感器，其检测在传感表面上通过的文件面；具有与传感表面相对的白色表面的白色元件，其由图像传感器检测到，并提供白色基准值，白色元件沿着文件输送路径设置在与设置图像传感器的一侧相对的一侧上；以及，驱动辊，其在和白色元件的相同侧上沿着文件输送路径靠近白色元件设置在白色元件的上游。驱动辊沿文件输送路径连续馈送文件。
附图说明
本发明的这些和/或其它方面和优点将通过下面参考附图对实施例的描述变得更加明显和易于理解，附图中：
图1和2是分别示出常规图像扫描装置配置的截面示意图；
图3是示出根据本发明实施例的图像扫描装置的截面图；
图4是示出图3所示的图像扫描装置的透视示意图；
图5是示出图3所示的图像扫描装置的盖的透视示意图；
图6是示出与图3所示图像扫描装置的盖结合的驱动辊的截面图；
图7是示出图3所示的图像扫描装置的图像传感器单元的透视图；
图8是示出图3所示的图像扫描装置的白色元件的透视示意图；和
图9是示出图3所示的图像扫描装置的驱动辊的透视示意图。
具体实施方式
下文将详细介绍本发明的具体实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的附图标记通篇指代相同元件。通过参考附图，下面叙述的实施例将解释本发明。
参考图3，根据本发明实施例的图像扫描单元包括主体50、连接到主体50上部且可打开和关闭的盖60、置于主体50内用以一张张分拣文件的拾取辊51、以预定速度输送文件并扫描图像数据的图像扫描单元70以及排出已扫描文件的排纸单元80。
文件D沿着形成在主体50的顶部50a和盖60的底部60a之间的输送路径被输送。
拾取辊51把文件馈送器52的文件堆栈中的文件一张张地分开，并把每张纸页向扫描单元70输送。
如图3所示，主体50具有用以驱动拾取辊51的驱动马达53。驱动马达53产生的功率通过多个连接齿轮54a、54b和54c传送给拾取辊51的齿轮51a。
盖60可枢转地连接到主体50的上部，从而在打开位置和闭合位置之间可枢轴转动(已说明)。因此，枢轴61位于盖60的一端(参见图4)。另外，盖60具有用于容纳驱动辊130和白色元件120的容纳部63，将在以后对其进行叙述。而且，在容纳部63的内壁上，如图5所示，提供有轴夹持器64和支撑突起部65，所述轴夹持器63用于旋转支撑驱动辊130，所述支撑突起部65用于支撑弹性元件127，将在以后对其进行叙述。如图5所示，轴夹持器64一端开口，这样，当驱动辊130的轴131通过开口端时，轴夹持器64向外弹性变形，以便接收轴131。接下来，轴夹持器64弹性恢复，从而防止轴131脱落。可以在轴夹持器64和轴131之间提供例如油脂的润滑剂，从而降低其间的摩擦。
图像扫描单元70包括置于主体50内的图像传感器单元110、与图像传感器单元110对应的白色元件120和驱动辊130。图像传感器单元110是用于扫描已输送文件图像的公知装置。
图像传感器单元110包括图像传感器111、设置在图像传感器111上表面上的透明玻璃板112以及传感器支持架113，所述图像传感器111置于主体50内，所述透明玻璃板112与沿文件输送路径馈入的文件D的第一面D1接触，所述传感器支持架113用于支撑其上的图像传感器111。
现参考图6，使图像传感器111座放并被支撑在传感器支持架113上。图像传感器111和透明板112一起向着主体50的顶部50a暴露。作为不受限的示例，接触图像传感器(CIS)可以用作图像传感器111。传感器支持架113围绕铰轴113a的一端上下移动。传感器支持架113容纳在主体50的传感器安装单元55内。而且，在传感器支持架113的下部内设置弹性件115，从而弹性地向上推动图像传感器110，即推向白色元件120和驱动辊130。
白色元件120与图像传感器110相对设置，并且也与文件D的第二表面D2相对设置，所述第二表面D2与文件D的第一表面D1相反。更具体地，白色元件120置于与图像传感器单元110的扫描点P1相应的位置。白色元件120的宽度和长度与盖60的容纳部63的对应，并被置于容纳部63内。图像传感器单元110扫描文件D的图像数据，白色元件120提供基准白色值。白色元件120可以在与文件D的第二面D2相对的区域部分地涂布成白色，或者白色元件120可以由白色材料形成。
现参考图7，白色元件120配有细长元件121。细长元件121具有基壁121a。第一和第二侧壁121b、121c相互对置地形成在基壁121a的两端。另外，白色元件120具有第一和第二侧壁121d、121e，基壁121a与细长元件121的第一和第二侧壁121b、121c连接。
基壁121a具有至少一个限定于其内的开口123，这样，驱动辊130通过基壁121a的开口123而与文件D的第二侧面D2接触。根据这个实施例，基壁121a具有三个开口123，它们均匀地间隔。
基壁121a具有扫描表面S1和导向表面S2，所述扫描表面S1沿垂直于文件D输送的方向延伸，从而与图像传感器单元110的扫描点P1相对，所述导向表面S2沿着文件输送路径位于扫描表面的上游。导向表面S2与细长元件121的第一侧壁121b连接。导向表面S2部分倾斜。导向表面S2的倾斜表面引导进入白色元件120和图像传感器单元110之间的文件输送。开口123形成在导向表面S2的倾斜表面上，以便通过倾斜面暴露出驱动辊130。
在细长元件121的每个第一侧壁121b和第二侧壁121c的上部都设置有多个弹性钩125。弹性钩125分别被锁入形成在容纳部63的锁定凹槽63a内(如图3所示)。另外，白色元件120的第一和第二侧壁121d、121e上可以设置有附加的弹性钩。在白色元件120的侧壁121d、121e的一端形成轴凹槽h1，以便驱动辊130(图3中示出)在其上通过。凹槽h1形成在白色元件120的第二个侧壁121d上。细长元件121的基壁121a和第一和第二侧壁121b、121c，以及白色元件120的第一和第二侧壁121d、121e限定出容纳驱动辊130的空间，所述驱动辊130可在该空间内旋转。开口123形成在白色元件120中，以便使驱动辊130容纳在其内并向外露出。因此，从扫描表面S1到驱动辊130的距离(即从扫描点P1到驱动辊130的距离)得以最优化。典型地，图像传感器尺寸包括约20mm的传感器宽度。因此，扫描点P1和驱动辊130间的距离能够被优化在20mm内。
回到图3，白色元件120被弹性件127推向图像传感器单元110，以便和图像传感器单元110之间维持正常扫描所用的恒定间隙。弹性件127被示出为螺旋弹簧，其被固定到容纳部63内壁上的支撑突起部65上并被其支撑。然而，易于理解，也可以使用把白色元件推向图像传感器单元110的其它装置。
驱动辊130形成在文件输送路径上靠近白色元件120处。更具体地，驱动辊130位于扫描表面S1前方的上游(参见图7)，并被设置成与文件D的第二表面D2转动接触。驱动辊130与拾取辊51拾取文件D的末端对齐，并以预定的扫描速度输送文件D到图像传感器单元110和白色元件120之间。
现参考图8，驱动辊130包括轴131和沿着轴131的外圆周表面设置的辊体133。轴131的一端与驱动齿轮132连接。如上所述，轴131被位于盖60的容纳部63内的轴夹持器64可旋转地支撑。支撑部131a形成在轴131一端的周围，其周长小于轴131的周长，所以确定了所述轴131被轴夹持器64支撑的位置。因此，当支撑部131a被支撑在轴夹持器64上时，其稳定旋转，并且支撑部131a阻止驱动辊130在轴131的纵向方向运动。辊体133由弹性材料如橡胶形成，并被固定于轴131上，并绕轴131旋转。以相等的间隔形成多个辊体133。换句话说，以相等的间隔L2形成三个辊体133，每个辊体具有大于间隔L2的长度L1。辊体133分别通过相应开口123向外露出并与图像传感器单元110的透明板111旋转接触。驱动齿轮132连接到连接齿轮54b(在图3中示出)并利用从驱动马达53传送来的功率旋转。连接齿轮54b可以是具有离合功能的离合器齿轮。因此，拾取辊51和驱动辊130(在图3中示出)能够一起旋转或者有选择地旋转。
如上所述，由于驱动辊130设置成靠近白色元件120，从驱动辊130到扫描点P1的距离(在下文中，称为“主间隙”)能够减小到最佳距离。结果，可以减少在主间隙中发生的问题，例如，文件倾斜或者与文件D相关的例如速度误差或左/右偏差的数据位置误差。
而且，通过使主间隙最小化，由于白色元件120的压力而对文件造成的损害减到最小。由于驱动辊130具有常规白色辊输送文件D的功能，所以可以省略常规闲置辊。结果，制造成本降低，并且由于降低了零件的数量，产品获得了紧凑的尺寸。
现参考图3，排纸单元80排出通过图像传感器单元110和白色元件120的文件。排纸单元80包括置于主体50上的排纸辊81和与排纸辊81啮合旋转的闲置辊81。排纸辊83由从驱动马达53经由连接齿轮54a传送的功率驱动旋转。闲置辊83设置于盖60内，并由从驱动辊130经由功率传送辊85传送的功率驱动。闲置辊83和功率传送辊85由橡胶材料形成，使得功率传送辊85借助摩擦力传送驱动辊130的功率到闲置辊83。为此，功率传送辊85的外圆周比驱动辊130和闲置辊83之间的距离长，如图3所示，并且功率传送辊85被弹性元件87向驱动辊130和闲置辊83推动。由于驱动辊130设置成靠近扫描点P1，所以采用这种结构，因此不再需要另外的齿轮传动链。
具有上述结构的图像扫描装置的操作与常规图像扫描装置类似，因此在此省略了详细的叙述。然而，文件被驱动辊130输送到扫描点P1需要花费较少的时间，并减小了文件的输送距离。因此，产生误差的可能性减小。
在根据本发明实施例的具有上述结构的图像扫描单元中，驱动辊130被设置成靠近白色元件120并与图像扫描单元110相对。因此，白色元件120能够提供可靠的白色值，驱动辊130起到取代白色辊120而输送文件D的作用。从而，从驱动辊130到图像扫描单元110的扫描点P1的距离被大大地减小到最佳距离范围内，即20mm内，所以扫描系统能够更紧凑和更轻。
另一个优点增大了高质量扫描图像的可能性，这是因为主要发生在主间隙中的误差，例如文件D的倾斜或者包括输送速度和左/右偏差在内的文件D的数据位置误差，可通过驱动辊130和扫描点P1之间的主间隙的优化而减小。
又一个优点是可通过基于白色元件120提供的可靠基准白色值的精确图像补偿而获得高质量扫描图像。
又一个优点是通过最小化驱动辊130和扫描点P1之间的间隙使文件受压时间和白色元件的受压区域最小化，从而防止文件D受损。
尽管已经示出和叙述了本发明的一些实施例，本发明并不限于所述实施例。相反，本领域普通技术人员应该认识到，在不偏离由权利要求及其等价物限定的本发明原则和精神的情况下，可以对本发明作出改变和优化。

Claims (20)

1、一种图像扫描单元，包括：
图像传感器单元，其沿文件输送路径设置，具有图像扫描表面，文件通过该扫描表面，图像扫描表面与文件的第一表面相对；
白色元件，其接触与文件第一表面相对的第二表面，并把文件推向图像传感器单元，所述白色元件与所述图像传感器单元相对的表面为白色；和
驱动辊，其沿文件输送路径设置成靠近白色元件，在图像传感器单元和白色元件之间输送文件，并与文件的第二表面接触，
其中所述白色元件包括设置成在垂直于文件输送路径的方向上延伸的细长元件，所述细长元件具有与所述文件的第二面接触的接触表面和形成在该接触表面上的至少一个开口，所述开口容许部分驱动辊从其间通过并与所述文件的第二面接触。
2、如权利要求1所述的图像扫描单元，还包括把白色元件推向图像传感器单元的弹性元件。
3、如权利要求2所述的图像扫描单元，其特征在于，所述弹性元件为螺旋弹簧。
4、如权利要求2所述的图像扫描单元，其特征在于，所述弹性元件把所述白色元件推向图像扫描单元，以便在扫描操作中在白色元件和图像扫描单元之间维持恒定的空间。
5、如权利要求1所述的图像扫描单元，其特征在于，所述细长元件的接触表面包括：
扫描表面，其与图像传感器单元的扫描点相对，并在垂直于文件输送路径的方向上延伸；和
导向表面，其沿文件输送路径位于扫描表面上游，并且所述至少一个开口形成在该导向表面上。
6、如权利要求1所述的图像扫描单元，其特征在于，所述驱动辊还包括以一定间隔分开设置在轴上的多个辊体。
7、如权利要求6所述的图像扫描单元，其特征在于，所述多个辊体以相等的间隔设置，多个辊体中的每个都比它们之间的间隔长。
8、如权利要求1所述的图像扫描单元，其特征在于，驱动辊由橡胶材料形成。
9、如权利要求1所述的图像扫描单元，其特征在于，白色元件与图像传感器单元相对的表面包括涂布成白色的金属材料。
10、如权利要求1所述的图像扫描单元，其特征在于，图像扫描单元是接触图像传感器。
11、如权利要求1所述的图像扫描单元，其特征在于，白色元件设置在图像传感器单元的扫描点处。
12、如权利要求11所述的图像扫描单元，其特征在于，驱动辊和扫描点之间的距离小于或等于20mm。
13、如权利要求1所述的图像扫描单元，其特征在于，所述白色元件为图像扫描单元提供基准白色值。
14、如权利要求13所述的图像扫描单元，其特征在于，基准白色值用于校准图像扫描单元。
15、如权利要求1所述的图像扫描单元，其特征在于，驱动辊沿文件输送路径设置在其上游。
16、如权利要求1所述的图像扫描单元，其特征在于，驱动辊以恒定速度旋转。
17、如权利要求1所述的图像扫描单元，其特征在于，所述驱动辊通过旋转把每张纸页输送到图像扫描单元和白色元件之间的扫描位置。
18、如权利要求1所述的图像扫描单元，其特征在于，所述驱动辊由轴夹持器旋转支撑，所述轴夹持器具有可弹性变形的开口端，当驱动辊轴被插入其内时，所述开口端可发生弹性变形。
19、如权利要求1所述的图像扫描单元，其特征在于，还包括一排纸单元，其把图像传感器单元和白色元件之间的一页或多页中的每一张纸排出到外部，所述排纸单元包括：
排纸辊，其可旋转地设置于图像扫描单元内，由驱动马达驱动；和
闲置辊，其与所述排纸辊啮合旋转，所述闲置辊由驱动辊驱动。
20、如权利要求19所述的图像扫描单元，其特征在于，所述排纸单元包括：
驱动力传送辊，其可旋转地设置；和
弹性元件，其推动所述驱动力传送辊，使其与所述闲置辊和所述驱动辊啮合旋转，使得所述驱动辊的驱动力通过所述驱动力传送辊传送到所述闲置辊。
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