JP2000249164A - 噛合い装置およびそれを用いた自動原稿給送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で歯車の噛合い不良を防止し、駆
動部の駆動力を確実に伝達することができる噛合い装置
およびそれを用いた自動原稿給送装置を提供する。 【解決手段】 傾斜面４１２、４２２が従動歯車の歯部
４１１と駆動歯車の歯部４２１との噛合い不良を防止し
ているので、高速回転する駆動歯車に回転していない従
動歯車が軸方向に移動しながら噛合う場合であっても、
従動歯車の端面部４１３と駆動歯車の端面部４２３とが
接した状態で空回転することを防止できる。したがっ
て、従動歯車と駆動歯車とは確実に噛合い、駆動歯車の
駆動力を従動歯車へ確実に伝達することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、噛合い装置、およ
びそれを用いた自動原稿給送装置（以下、自動原稿給送
装置を「ＡＤＦ：Auto Document Feeder」という）に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、紙やフィルムなどの原稿を読
取る画像読取り装置として、フラットベッド型の画像読
取り装置、あるいはシートフィード型の画像読取り装置
が知られている。これらのような画像読取り装置で一度
に多数の原稿を読取る場合、ＡＤＦを搭載したフラッド
ベッド型の画像読取り装置を利用したり、シートフィー
ド型の画像読取り装置の給送部に多数の原稿をセットし
て連続的に読取り作業を行っている。

【０００３】積載された原稿は複数のローラ、例えば給
送すべき原稿を他の原稿から分離する分離ローラ、分離
ローラで給送された原稿を画像読取り位置へ搬送する搬
送ローラ、ならびに読取りを終了した原稿を排出する排
出ローラなどにより搬送される。これらのローラは、各
ローラ同士の干渉によって画像読取り位置における原稿
の搬送速度が不安定になるのを防止するため、非同期に
回転させる必要がある。

【０００４】各ローラを非同期に回転させる方法とし
て、各ローラ毎にモータなどの動力源を設けそれぞれ回
転させることが考えられる。しかし、各ローラ毎に動力
源を設けるとＡＤＦ自体の体格が大型化してしまうた
め、１つの動力源から発生する駆動力を複数の歯車など
から構成されている駆動力伝達手段を介して複数のロー
ラに伝達し、駆動力伝達手段を制御することで各ローラ
を非同期に回転させる方法が利用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】動力源の駆動力をロー
ラに伝達する場合、できるだけ小型の動力源で大きな駆
動力を引き出すことが望まれるため、高速で回転する動
力源を歯車等を用いて減速する必要がある。

【０００６】一方、前述のように１つの動力源で複数の
ローラを非同期に回転させるためには、駆動力伝達手段
を用いて動力源からの駆動力を各ローラに断続する必要
がある。そのため、電磁石などを利用した電磁クラッチ
によって歯車を軸方向に移動させ、歯車同士を噛合わせ
たり噛合わせを解除したりすることにより駆動力を断続
している。

【０００７】しかしながら、例えば高速で回転する動力
源側の歯車と停止しているローラの歯車とを軸方向に移
動させて噛合わせる場合、動力源側の歯車は高速で回転
しているため、動力源側の歯車とローラ側の歯車との間
に噛合い不良が生じやすい。その結果、各歯車の端部同
士が滑り合うために良好に噛合わず空回転することがあ
る。噛合い不良による空回転が生じると、動力源の駆動
力がローラに伝達されずローラが回転しない恐れがあ
る。

【０００８】歯車の噛合いを確実に行う方法として、例
えば電磁クラッチの電磁石の磁力を強化し大きな力で歯
車を移動させることが考えられる。一方、前述のように
駆動力を断続する必要があるため、駆動力が不要なとき
は歯車同士の噛合いを容易に解除させる必要がある。そ
のため、例えばコイルスプリングなどの付勢手段を用い
て磁力による移動とは逆方向に歯車を移動させ、歯車同
士の噛合いを解除させている。電磁石の磁力が強くなる
と歯車同士の噛合いを解除させる付勢手段を強力にする
必要がある。付勢手段が強力になると、歯車の噛合い時
に付勢力に打勝つ電磁石が必要となるというように、電
磁石あるいは付勢手段を改良するだけでは歯車同士の噛
合い不良を解決することは困難である。

【０００９】そこで、本発明の目的は、簡単な構造で歯
車の噛合い不良を防止し、駆動部の駆動力を確実に伝達
することができる噛合い装置およびそれを用いた自動原
稿給送装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１または
３記載の噛合い装置によると、歯車は歯部に噛合い不良
防止部を有している。したがって、例えば一方の歯車が
高速回転し、他方の歯車停止しているような状態であっ
ても歯車同士の噛合い不良を防止し、駆動力を確実に伝
達することができる。

【００１１】本発明の請求項２または４記載の噛合い装
置によると、第１歯車または第２歯車が有している噛合
い不良防止部は、歯部の端面部と歯面部とを接続する傾
斜面である。したがって、簡単な構造で歯車同士の噛合
い不良を防止することができる。

【００１２】本発明の請求項５または６記載の噛合い装
置によると、傾斜面は歯車の回転方向によって歯部の前
方側または後方側に形成されているので、歯車が軸方向
に移動して噛合うとき、第１歯車および第２歯車の噛合
い不良防止部同士が噛合うことがない。したがって、歯
車同士の噛合い不良を確実に防止することができる。

【００１３】本発明の請求項７記載の噛合い装置による
と、傾斜部は歯部の歯頂部から歯底部にかけて形成され
ているので、噛合い不良をより確実に防止することが可
能である。本発明の請求項８記載のＡＤＦによると、噛
合い不良を防止することができる噛合い装置を有してい
るので、動力源の駆動力を各ローラに確実に伝達するこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
一実施例を図面に基づいて説明する。図２は、本実施例
の噛合い装置を備えるＡＤＦ１を一例としてフラットベ
ッド型の画像読取り装置２に搭載した状態を示してい
る。

【００１５】ＡＤＦ１は、画像読取り装置２の筐体２０
の上部に設けられた原稿台２１上に搭載されている。画
像読取り装置２は、筐体２０の内部に移動可能に設けら
れているキャリッジ２２、画像読取り装置２およびＡＤ
Ｆ１の制御を行う制御部２３、ならびにインターフェイ
ス２４が設けられている。インターフェイス２４は画像
読取り装置２外部の例えばパーソナルコンピュータなど
の処理装置と接続され、パーソナルコンピュータからＡ
ＤＦ１を含む画像読取り装置２の制御が入力される。ま
たパーソナルコンピュータでは、画像読取り装置２で読
取った原稿の画像データを処理することが可能である。
キャリッジ２２の内部には、原稿３を照射するための光
源２５、原稿３の表面で反射した光を集光するレンズ２
６、ならびに集光した光を電気信号に変換するラインセ
ンサ２７が設けられている。

【００１６】ＡＤＦ１は本体フレーム１０、本体フレー
ム１０と対向して設けられ原稿の移動を規制する複数の
ガイド、原稿を積載するホッパ１１、積載された複数の
原稿を１枚ずつ分離し原稿読取り位置へ給送する分離ロ
ーラ１２、給送された原稿を搬送する搬送ローラ１３、
読取りを終了した原稿を排出する排出ローラ１４などか
ら構成されている。分離ローラ１２、搬送ローラ１３お
よび排出ローラ１４は図３に示すように駆動力伝達手段
４を介して動力源としてのモータ５により駆動される。

【００１７】ガイドは、図２に示すように原稿流通方向
の上流側から第１ガイド１５、第２ガイド１６、透明ガ
イド１７、排出ガイド１８の順で設けられている。透明
ガイド１７は、ＡＤＦ１の原稿台２１側の画像読取り位
置Ｐにあり、搬送される原稿３はこの透明ガイド１７を
通してキャリッジ２２のラインセンサ２７により読取ら
れる。第１ガイド１５は分離ローラ１２で給送された原
稿３がＡＤＦ１の上方に反り上がり、搬送路６から原稿
３が逸れるのを防止している。これらの第１ガイド１
５、第２ガイド１６、透明ガイド１７、排出ガイド１８
と本体フレーム１０との間の空間は、原稿３が搬送され
る搬送路６となる。

【００１８】原稿３の搬送路６は略Ｕ字側をしており、
給送された原稿３は搬送路６に移動を案内されながらＵ
字型に折り返されて搬送ローラ１３および排出ローラ１
４によって搬送され、排出トレイ１９上に排出される。
このとき第１ガイド１５に対向して本体フレーム１０に
設けられている補助ローラ１５１と、搬送ローラ１３に
当接して設けられている当接ローラ１３１とは、原稿３
の移動にしたがって回転し搬送路６での原稿３の移動規
制による搬送抵抗を軽減している。透明ガイド１７はＡ
ＤＦ１底部の原稿台２１側に設けられ、搬送される原稿
３の移動を規制し案内するだけでなく、透明ガイド１７
を通してキャリッジ２２のラインセンサ２７による原稿
３の読取りを可能としている。

【００１９】分離ローラ１２はホッパ１１の分離パッド
１１１に対向して本体フレーム１０の上方に設けられ、
分離ローラ軸１２１の軸方向に対し垂直な方向の断面の
形状がＤ字型になるように円弧部１２２と直線部１２３
が形成されている。ホッパ１１に積載された原稿は、分
離ローラ１２の円弧部１２２と円弧部１２２に当接する
分離パッド１１１とによって、最上位の原稿のみが次位
以下の原稿から１枚ずつ分離され、次位の原稿までが給
送されるいわゆる重送を防止している。また、図４に示
すように分離ローラ１２の円弧部１２２の長さＣは、搬
送路６の分離ローラ１２と分離パッド１１１との当接部
Ｔ１から搬送ローラ１３と当接ローラ１３１との当接部
Ｔ２までの長さＬ１よりも大きく、Ｔ１から画像読取り
位置Ｐまでの長さＬ２よりも小さくなるように形成され
ている。したがって、画像読取り位置Ｐで原稿３の読取
りを行うとき、分離ローラ１２の円弧部１２２は原稿３
と当接せずに直線部１２３が原稿３に対向しているの
で、原稿読取り位置Ｐでの原稿搬送に分離ローラ１２は
干渉しない。

【００２０】図３に示すようにＡＤＦ１の駆動力伝達手
段４は、原稿３の分離および搬送操作を行うためにモー
タ５から各ローラへ駆動力を伝達する。駆動力伝達手段
４は、複数の歯車からなる図示しない歯車群と図５に示
す電磁クラッチ３０とから構成されている。モータ５の
駆動力は、歯車群を経由して各ローラの軸に接続されて
いる歯車へと伝達される。また、電磁クラッチ３０は歯
車群の歯車同士を噛合わせたり噛合わせを解除したりす
ることにより、モータ５からの駆動力を各ローラへ断続
している。本実施例の噛合い装置４０は、電磁クラッチ
３０により駆動力を断続される１対の従動歯車４１と駆
動歯車４２から構成される。

【００２１】次に、噛合い装置４０について図１および
図５〜図１０を用いて詳細に説明する。なお、図１およ
び図５〜図１０に示している矢印Ｒ方向は従動歯車４１
および駆動歯車４２の回転方向を示し、矢印Ａ方向は従
動歯車４１の軸方向に対する移動方向を示している。

【００２２】図５に示すように噛合い装置４０は、第１
歯車としての従動歯車４１と第２歯車としての駆動歯車
４２とから構成される。従動歯車４１は、第１軸として
の従動軸４１０を中心に駆動歯車４２の駆動力を受けて
回転する。駆動歯車４２は第２軸としての駆動軸４２０
を中心に高速で回転し、従動歯車４１と噛合うことで従
動歯車４１に駆動力を伝達する。また、従動歯車４１は
従動軸４１０の軸方向すなわち矢印Ａ方向に移動するこ
とにより、駆動歯車４２と噛合うことが可能である。

【００２３】駆動歯車４２は、モータ５に対し直接的ま
たは図示しない減速歯車を介して間接的に接続されてい
る。また、従動歯車４１は駆動歯車４２から伝達された
駆動力を例えばローラ軸４３０に接続されているローラ
歯車４３に伝達する。従動歯車４１が矢印Ａ方向に移動
することにより、従動歯車４１は駆動歯車４２と噛合う
ことが可能である。従動歯車４１とローラ歯車４３とは
常時噛合っており、従動歯車４１はローラ歯車４３と噛
合った状態で矢印Ａ方向または反矢印Ａ方向にスライド
可能である。つまり、従動歯車４１が従動軸４１０上を
図５の矢印Ａ方向または反矢印Ａ方向に移動することに
より、駆動歯車４２の駆動力をローラ歯車４３に断続す
ることが可能である。

【００２４】従動歯車４１と駆動歯車４２とは図６に示
すように噛合うことができる。図６は、図５の矢印ＶＩ
方向から従動歯車４１と駆動歯車４２を見た図である。
図７は図６のVII−VII線における断面を示しており、従
動歯車４１と駆動歯車４２とが噛合う前の状態を示して
いる。従動歯車４１と駆動歯車４２とが噛合う場合、図
７に示すように各歯車の傾斜面が形成されている端部同
士が接近する。

【００２５】図１および図７〜図１０に示すように従動
歯車４１の歯部４１１および駆動歯車４２の歯部４２１
には、噛合い不良防止部としての傾斜面４１２、４２２
が形成されている。駆動歯車４２の場合、図８に示すよ
うに傾斜面４２２は歯部４２１の従動歯車４１側に形成
されている。傾斜面４２２は、歯部４２１の端面部４２
３と歯面部４２４とを接続しており、駆動歯車４２の回
転方向すなわち図７〜図９の矢印Ｒ方向に対し後方側に
形成されている。また、傾斜面４２２は、歯頂部４２５
から歯底部４２６にかけて形成されている。さらに、傾
斜面４２２は一方の端部４２２ａが端面部４２３の中央
付近に接続され、他方の端部４２２ｂが歯面部４２４の
端面部４２３から端面部４２７側へ約１／４程度の位置
に接続されている。これら傾斜面４２２の端部の位置は
任意に選択することが可能である。

【００２６】一方、図７および図１０に示すように従動
歯車４１の傾斜面４１２は、従動歯車４１の駆動歯車４
２側に形成されている。傾斜面４１２は上記の駆動歯車
４２と同様に、歯部４１１の端面部４１３と歯面部４１
４とを接続しており、駆動歯車４２の回転方向すなわち
図７および図１０の矢印Ｒ方向に対し前方側に形成され
ている。図示していないが、従動歯車４１においても傾
斜面４１２は歯頂部から歯底部にかけて形成されてい
る。

【００２７】次に、上記の構成の噛合い装置４０を含む
電磁クラッチ３０の作動について説明する。 電磁クラッチ３０の電磁石３１への通電前、駆動歯
車４２はモータ５の駆動力によって高速で回転してい
る。一方、従動歯車４１は停止している。

【００２８】 電磁石３１に通電が行われると、電磁
石３１は磁力を発生しクラッチ板３２を吸引する。クラ
ッチ板３２が電磁石３１に吸引されると、図５の矢印Ａ
方向にクラッチ板３２が移動し、クラッチ板３２ととも
に従動歯車４１も矢印Ａ方向に移動する。 従動歯車４１が図５の矢印Ａ方向に移動すると、図
７に示すように従動歯車４１の端面部４１３と駆動歯車
４２の端面部４２３とが接近する。そして、駆動歯車４
２の回転ならびに従動歯車４１の図５の矢印Ａ方向の移
動によって、駆動歯車４２の傾斜面４２２と従動歯車４
１の傾斜面４１２とが接触する。

【００２９】 駆動歯車４２の傾斜面４２２と従動歯
車４１の傾斜面４１２とが接触すると、図１に示すよう
に駆動歯車４２の回転ならびに従動歯車４１の矢印Ａ方
向への移動によって、従動歯車４１の傾斜面４１２が矢
印Ｄ方向へ移動し従動歯車４１は矢印Ａ方向へ移動す
る。移動した従動歯車４１の歯面部４１８は駆動歯車４
２の歯面部４２８と当接するため、従動歯車４１と駆動
歯車４２は確実に噛合い状態となる。

【００３０】 電磁石３１への通電を停止すると、従
動歯車４１の内側に設けられているスプリング３３の付
勢力により従動歯車４１とともにクラッチ板３２が図５
の反矢印Ａ方向へ移動され、駆動歯車４２と従動歯車４
１との噛合いを解除させる。

【００３１】図１１の（i）〜（iv）に示すように、従
動歯車４１の歯部４１１が駆動歯車４２の歯部４２１と
歯部４２１との間にスライドして噛合う場合、従動歯車
４１と駆動歯車４２とは従来の噛合い装置と同様に円滑
に噛合う。また、図１２の（i）〜（iv）に示すよう
に、従動歯車４１の歯部４１１が駆動歯車４２と対向す
る位置へスライドして噛合う場合、駆動歯車４２は矢印
Ｒ方向へ回転しているので、例えば図１２（i）に示す
ように歯部の端面部同士が当接しても、駆動歯車４２が
回転することにより図１および図１２（iii）に示すよ
うに歯部に設けられた斜面部同士が当接する。その結
果、歯部は矢印Ａ方向へ円滑に進み従動歯車４１と駆動
歯車４２とは確実に噛合う。

【００３２】本実施例では、傾斜面４１２、４２２が従
動歯車４１の歯部４１１と駆動歯車４２の歯部４２１と
の噛合い不良を防止しているので、高速回転する駆動歯
車４２に回転していない従動歯車４１が軸方向に移動し
ながら噛合う場合であっても、従動歯車４１の端面部４
１３と駆動歯車４２の端面部４２３とが接した状態で空
回転することを防止できる。したがって、従動歯車４１
と駆動歯車４２とは確実に噛合い、駆動歯車４２の駆動
力を従動歯車４１へ確実に伝達することができる。ま
た、噛合い不良防止部は傾斜面であるので、構造が簡単
であり、噛合い不良防止部を容易に形成することができ
る。また、本実施例のＡＤＦ１は上記の噛合い装置４０
を備えているので、モータ５の駆動力を各ローラに確実
に伝達することができる。

【００３３】以上本実施例では、従動歯車４１が移動し
て駆動歯車４２と噛合う構成としたが、駆動歯車４２が
移動して従動歯車４１と噛合う構成、あるいは従動歯車
４１および駆動歯車４２の双方が移動して噛合う構成と
してもよい。また、本実施例では従動歯車４１および駆
動歯車４２の双方に傾斜面を形成したが、従動歯車４１
または駆動歯車４２の一方のみに傾斜面を形成しても噛
合い不良を防止することが可能である。ただし、従動歯
車４１および駆動歯車４２の双方に傾斜面を形成する方
が噛合い不良をより防止できることはいうまでもない。

【００３４】また、実施例においては画像読取り装置の
ＡＤＦに本発明の噛合い装置を適用したが、ＡＤＦに限
らず歯車により動力を伝達する噛合い装置を備えた機器
には本発明の噛合い装置を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による噛合い装置であって、
傾斜面が当接することにより噛合い不良を防止している
様子を示す説明図である。

【図２】本発明の一実施例による噛合い装置を用いたＡ
ＤＦを搭載した画像読取り装置を示す模式図である。

【図３】本発明の一実施例による噛合い装置を用いたＡ
ＤＦの駆動力伝達手段を示す模式図である。

【図４】本発明の一実施例によるＡＤＦの分離ローラと
画像読取り位置との位置関係を示す説明図である。

【図５】本発明の一実施例による噛合い装置を含む電磁
クラッチを示す模式図である。

【図６】本発明の一実施例による噛合い装置であって、
従動歯車と駆動歯車の噛合いを示す図である。

【図７】図６のVII−VII線における断面図である。

【図８】本発明の一実施例による噛合い装置の駆動歯車
の歯部を示す概略斜視図である。

【図９】図５のＸＩの部分を拡大した図である。

【図１０】図５のＸの部分を拡大した図である。

【図１１】本実施例の従動歯車と駆動歯車との噛合いを
経時的に示す説明図であって、従動歯車の歯部が駆動歯
車の歯部の間にスライドする場合を示す説明図である。

【図１２】本実施例の従動歯車と駆動歯車との噛合いを
経時的に示す説明図であって、従動歯車の端面部が駆動
歯車の端面部に当接する場合を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ＡＤＦ（自動原稿給送装置） ３ 原稿 ４ 駆動力伝達手段 ５ モータ ４０ 噛合い装置 ４１ 従動歯車（第１歯車） ４２ 駆動歯車（第２歯車） ４１０ 従動軸（第１軸） ４１１ 歯部 ４１２ 傾斜面（噛合い不良防止部） ４１３ 端面部 ４１４ 歯面部 ４１８ 歯面部 ４２０ 駆動軸（第２軸） ４２１ 歯部 ４２２ 傾斜面（噛合い不良防止部） ４２３ 端面部 ４２４ 歯面部 ４２５ 歯頂部 ４２６ 歯底部 ４２８ 歯面部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１軸を中心に回転可能な第１歯車と、 第２軸を中心に回転可能な第２歯車と、 前記第１歯車の前記第２歯車側の歯部に設けられる第１
   噛合い不良防止部とを備え、 前記第１歯車および第２歯車の一方または両方が軸方向
   に移動することで相互に噛合うことを特徴とする噛合い
   装置。
2. 【請求項２】 前記第１噛合い不良防止部は、歯部の端
   面部と歯面部とを接続する傾斜面を有していることを特
   徴とする請求項１記載の噛合い装置。
3. 【請求項３】 前記第２歯車は、前記第１歯車側の歯部
   に第２噛合い不良防止部を有していることを特徴とする
   請求項１または２記載の噛合い装置。
4. 【請求項４】 前記第２噛合い不良防止部は、歯部の端
   面部と歯面部とを接続する傾斜面を有していることを特
   徴とする請求項３記載の噛合い装置。
5. 【請求項５】 前記第１歯車の傾斜面は、前記第１歯車
   の回転方向に対し前方側に形成されていることを特徴と
   する請求項２記載の噛合い装置。
6. 【請求項６】 前記第２歯車の傾斜面は、前記第２歯車
   の回転方向に対し後方側に形成されていることを特徴と
   する請求項４記載の噛合い装置。
7. 【請求項７】 前記傾斜面は、歯部の歯頂部から歯底部
   にかけて形成されていることを特徴とする請求項２、４
   〜６のいずれか記載の噛合い装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか記載の噛合い装
   置と、 前記噛合い装置を有する駆動力伝達手段と、 原稿を搬送する複数のローラと、 前記ローラを前記駆動力伝達手段を介して駆動する動力
   源と、 を備えることを特徴とする自動原稿給送装置。