JP2012148898A - シート搬送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】単一の駆動源によってシートをスイッチバック搬送可能なシート搬送装置において、シートをスイッチバック搬送するための正逆転ローラ対の離間タイミングとシートの搬送精度との厳密な管理が不要な仕組みを提供する。
【解決手段】シート搬送装置は、駆動源が回転方向を切り換える際、所定の駆動量を前記第2のローラ対へ伝達しない非駆動伝達区間が設けられる。該非駆動伝達区間によって第2のローラ対に駆動が伝達されていない間にローラ接離切換手段が駆動され、第2のローラ対が離間する。
【選択図】図7

Description

本発明は、シートのスイッチバック搬送を実行可能なシート搬送装置に関する。
複写機、ファクシミリ、マルチファンクションプリンタ(以下、MFPという)やドキュメントスキャナには、積載された原稿を一枚ずつ給紙して画像情報を読み取る自動原稿読取装置(以下、ADFという)が搭載されているものがある。このADFには装置内で自動的に原稿の表裏を反転して原稿の両面を読み取ることができるシート搬送装置が搭載されているものがある。このようなADFのひとつの構成として、一方面の読み取りを終えた原稿を、スイッチバック搬送経路を経由して表裏反転して他方面の読み取りを行うものがある。
近年、コストダウンの観点から電磁クラッチやソレノイドプランジャなどの高額な電気部品を使わず、単一の駆動源でADFの駆動をしてスイッチバック動作も実現する構成が望まれている。また、省スペース化を図るため、製品の小型化も求められ、ADFの小型化も進んでいる。その結果、スイッチバックによって引き込まれ、読み取りを終えた原稿前半部と、これから読み取りを行う原稿後半部とが同一パス内ですれ違うため、スイッチバック用のローラを離間する必要が生じる。
特許文献1には、スイッチバック搬送により原稿を表裏反転して原稿の両面を読み取るADFが開示されており、排紙ローラ対を離間する離間手段が、カムと、カム面に沿って揺動するレバーとによって構成される。また、スイッチバック時に搬送ローラ対に原稿が到達するタイミングで、該離間手段を駆動するようにカム面が設けられる。このような構成において、スイッチバック開始から、排紙ローラ対が離間してモータが逆転するまでの間に原稿が搬送ローラ対に到達するタイミングと、排紙ローラ対を離間するタイミングとをカム面によってメカニカルに制御する方法が開示されている。
特開2007−230657号公報
しかし、特許文献1の技術では、スイッチバック時の原稿スリップや、スイッチバックを開始する原稿が原稿端検知センサの誤差などで位置ずれを起こした場合、想定したタイミングで中間ローラ対(例えば、搬送ローラ対)に原稿が到達しない可能性がある。その場合、中間ローラ対がニップする前に正逆転ローラ対(例えば、排紙ローラ対)が離間してしまい、搬送力を失い、その結果、原稿ジャムに至ることがある。そのため、カム面に設けられた遅延時間と、中間ローラ対がニップするまでの時間とを厳密に管理する必要があり、カム部品の寸法精度要求やローラの搬送精度要求が厳しくなり、生産性を上げるうえでの障害となる。
一方、カム面に設けられた遅延時間を長く設定することで、上記問題を解消できるが、中間ローラ対のニップ通過後、しばらく正逆転ローラ対は離間しないため、モータの正逆切換をできる位置までしばらく原稿を逆転搬送しなければならない。モータの回転方向を切り換える必要のある工程を中間ローラ対の次に配置したい場合、中間ローラ対から離して配置する必要があり、装置の小型化との両立が難しくなるという問題が生じる可能性もある。
本発明は、単一の駆動源によってシートをスイッチバック搬送可能なシート搬送装置において、シートをスイッチバック搬送するための正逆転ローラ対の離間タイミングとシートの搬送精度との厳密な管理が不要な仕組みを提供するものである。
本発明によれば、シートを搬送する第1のローラ対と第2のローラ対と、前記第1のローラ対から前記第2のローラ対へシートを搬送する第1の搬送経路と、前記第2のローラ対から前記第1のローラ対へシートをスイッチバック搬送する第2の搬送経路と、前記第2のローラ対を圧接した状態、離間した状態のいずれかに切り替えるローラ接離切換手段と、前記第1のローラ対、前記第2のローラ対及び前記ローラ接離切換手段を駆動する単一の駆動源と、を有するシート搬送装置において、前記第1のローラ対が前記駆動源の回転方向に拘わらず前記第1の搬送経路に向かってシートを搬送する方向に回転駆動され、前記第2のローラ対が前記駆動源の回転方向に応じた方向に切り替わり、スイッチバック搬送されたシートが前記第1のローラ対に到達したのち、前記駆動源が回転方向を切り換える際、前記駆動源からの駆動が前記第2のローラ対へ伝達されない非駆動伝達区間が設定されており、該非駆動伝達区間によって前記第2のローラ対に駆動が伝達されていない間に前記ローラ接離切換手段が駆動され、前記第2のローラ対が離間することを特徴とするシート搬送装置が提供される。
本発明によれば、単一の駆動源によってシートをスイッチバック搬送可能なシート搬送装置において、シートをスイッチバック搬送するための正逆転ローラ対の離間タイミングとシートの搬送精度との厳密な管理が不要な仕組みを提供することができる。
本発明の一実施形態に係る自動搬送読取装置の外観を示す斜視図。 上記自動搬送読取装置の概略構成を示す断面図。 上記自動搬送読取装置の各ローラと駆動歯車列とを示す斜視図。 遅れ機構を説明する斜視図。 モータ正転時の駆動列を示す模式図。 モータ逆転時の駆動列を示す模式図。 (a)〜(c)は排紙ローラの離間動作とカムの動作を示す斜視図。 給紙遊星歯車アームの詳細を示す図。 (a)〜(d)は揺動アームが各ポジション間を移行する動作を示す図。 逆転駆動ポジション、正転駆動ポジション、切換可能ポジション、及び、給紙ポジションの関係を示す図。 上記自動搬送読取装置の制御部のブロック図。 制御部が実行する処理の例を示すフローチャート。 図12の各ステップにおける各部の状態を示す図。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。なお、画像読取装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等の画像形成装置の装置本体に画像形成装置の構成要素の一部として設けられて使用されることがある。この場合、画像読取装置で読み取った読取情報は、画像形成装置の画像形成部(画像形成手段)によってシートに画像として形成されるようになっている。すなわち、画像読取装置で読み取った画像は、画像形成部によって、シートに複写されるようになっている。また、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
本実施形態では、本発明を適用したシート搬送装置を備えた画像読取装置としての、自動搬送読取装置を例示して説明する。
図1は本実施形態の自動搬送読取装置の外観を示す斜視図である。また、図2は本実施形態の自動搬送読取装置の概略構成を示す断面図である。図3は、本実施形態の自動搬送読取装置の各ローラと駆動歯車列を示す斜視図である。まず、図1から図3を参照して自動搬送読取装置の構成を説明する。
自動搬送読取装置1は、装置上部に設けられた原稿給紙トレイ15と、原稿給紙トレイ15の下部に設けられた原稿排紙トレイ16とを有する。原稿給紙トレイ15と原稿排紙トレイ16との間には、原稿給紙パス10と、原稿搬送パス11と、原稿読取パス12と、原稿排出パス13とが、略U字状に順に並んで配設される。原稿搬送パス11が第3の搬送経路を構成し、原稿読取パス12と原稿排出パス13とが第2の搬送経路(第2の搬送路)を構成する。
原稿給紙パス10と原稿読取パス12との間には、原稿反転パス14を有する。原稿反転パス14は、原稿排出パス13と原稿搬送パス11とをつないでいる。原稿排出パス13と原稿反転パス14との間には、パス切換フラッパ75が配設される。
パス切換フラッパ75は、原稿排出パス13を開放する上向きの姿勢と原稿反転パス14を開放する下向きの姿勢をとり得るように揺動可能に構成され、通常は自重により下向きの姿勢をとる。
原稿給紙パス10には、分離ローラ45cと、ピックアップローラ47cとを有する。分離ローラ45cの下部には、分離パッド48が不図示のばねの作用によって当接している。分離ローラ45c及び分離パッド48を含む構成が、積載されたシートを分離給送するシート分離部を構成する。原稿搬送パス11には、搬送ローラ27aを有する。搬送ローラ27aには、搬送従動ローラ27cが回転自由に不図示のばねの作用によって当接している。一対のローラである、搬送ローラ27aと搬送従動ローラ27cとが第1のローラ対(第1の搬送手段)を構成する。
原稿読取パス12の下部には原稿読取プラテンガラス51を有し、更に原稿読取プラテンガラス51の下部には、原稿読取部5を有する。また原稿読取プラテンガラス51の上部には原稿押圧部材52を有する。原稿読取プラテンガラス51と、原稿押圧部材52との間を原稿が搬送されるようになっている。
原稿読取部5は、コンタクトイメージセンサ(以後CISと呼ぶ)等で原稿画像を読み取る。例えば、原稿読取プラテンガラス51を介してLEDなどの光源からの光を搬送される原稿に照射し、その反射光をレンズアレイで集光し、CCDなどの読取手段により光電変換して読み取る。
原稿排出パス13には、排紙ローラ33aを有する。33cは排紙ローラ33aに当接する排紙従動ローラで、排紙従動ローラホルダ33dに回転可能に支持されている。一対のローラである、排紙ローラ33aと排紙従動ローラ33cとが第2のローラ対(第2の搬送手段)を構成する。排紙従動ローラホルダ33dは軸部33eを有し、軸部33eを中心に揺動可能に軸支されている。
軸部33eの両端部には排紙従動ローラホルダレバー61a、61bが取り付けられ、排紙従動ローラホルダレバー61a、61bの先端部にフックが設けられ、バネ62がそれぞれ取り付けられている。バネ62は、排紙従動ローラホルダ33dを排紙ローラ33aの方向、すなわち、排紙従動ローラ33cが排紙ローラ33aに圧接する方向に揺動するようにバネ力が働くように取り付けられる。
駆動列側にある排紙従動ローラホルダレバー61aには、後述する排紙カム歯車38に設けられたカム面38cと係合するカムフォロア61cが設けられる。
図4は、遅れ機構を説明する斜視図である。図5は、本実施形態の自動搬送読取装置のモータ正転時の歯車列を示す模式図である。図6は、本実施形態の自動搬送読取装置のモータ逆転時の歯車列を示す模式図である。図3から図6を参照して、本実施形態の原稿搬送駆動列の構成を説明する。
原稿搬送駆動列2は、原稿搬送駆動列2におけるただひとつ(単一)の駆動源となる正転逆転自在なモータ17を有する。モータ17には、図示しないモータ歯車が取り付けられ、モータ歯車はアイドラ歯車19を経由して搬送太陽歯車21に噛み合う。搬送太陽歯車21には、軸心を中心として揺動可能な搬送遊星歯車アーム24が取り付けられる。搬送遊星歯車アーム24には、搬送遊星歯車22aと搬送遊星歯車22bが回転可能に取り付けられ、それぞれが搬送太陽歯車21に噛み合う。搬送太陽歯車21の回転及び搬送遊星歯車アーム24の揺動により、搬送遊星歯車22aは搬送ローラ歯車26に、搬送遊星歯車22bは搬送遊星アイドラ歯車23に、それぞれ噛み合う。搬送遊星アイドラ歯車23は、搬送ローラ歯車26に噛み合う。搬送ローラ27aは、搬送ローラシャフト27bに同軸に固定されている。搬送ローラシャフト27bの端部には、搬送ローラ歯車26が同軸に支持され、搬送ローラ歯車26は、搬送遊星アイドラ歯車23と噛み合う。これらの構成により、搬送ローラ27a及び搬送従動ローラ27cがモータ17の回転方向に拘わらず原稿読取パス12に向かってシートを搬送する方向に回転駆動されることとなる。搬送太陽歯車21から搬送ローラ歯車26までのギア列は第1の伝達手段を構成する。
排紙ローラ33aは、排紙ローラシャフト33bに同軸に固定され、排紙ローラシャフト33bの端部には第2の回転体としての排紙ローラ駆動軸30が同軸に固定される。第1の回転体としての排紙ローラ歯車32が排紙ローラ駆動軸30に対向し、かつ、排紙ローラシャフト33bに遊嵌し、回転可能に配置される。排紙ローラ駆動軸30には凸部としての突起部30aが設けられる。突起部30aは軸方向に排紙ローラ歯車32に向かって突出して形成される。排紙ローラ歯車32には突起部30aが入り込む凹部32aと、突起部30aに係合する突起部32bとが、凹部と同一円周上に設けられている。突起部30aと凹部32aの係合部には、排紙ローラ歯車32と排紙ローラ駆動軸30とが回転方向にあそびが有るようにガタを持って形成される。排紙ローラ歯車32と排紙ローラ駆動軸30は第2の伝達手段を構成する。
凹部32aの円周上の長さは突起部30aよりも長く設定されており、突起部30aと突起部30bが係合するまでの間(非駆動伝達区間)、排紙ローラ歯車32の回転に対して排紙ローラ駆動軸は駆動されず遅れて駆動される。すなわち、排紙ローラ歯車32の回転方向が切り替わる際、排紙ローラ33aには遅れて駆動力が伝わるため、常に所定時間遅れて排紙ローラ33aは動き出すことになる。排紙ローラ駆動軸30と排紙ローラ歯車32とによって構成された上述の動きをする機構を、以下では遅れ機構と称する。
排紙ローラ歯車32は排紙カム太陽歯車34と噛み合い、排紙カム太陽歯車34には軸心を中心とした揺動可能な排紙カム遊星歯車アーム37が取り付けられる。排紙カム遊星歯車アーム37には、排紙カム遊星歯車35aと排紙カム遊星歯車35bとが回転可能に取り付けられる。排紙カム太陽歯車34は、排紙カム遊星歯車35aと排紙カム遊星歯車35bとに噛み合う。
排紙カム太陽歯車34の回転により排紙カム遊星歯車アーム37が揺動する。すなわち、モータ17が正転方向に回転すると、排紙カム遊星歯車35aが排紙カム遊星アイドラ歯車36に噛み合い、逆転すると排紙カム遊星歯車35bが排紙カム歯車38に噛み合う方向に排紙カム遊星歯車アーム37が揺動する。排紙カム歯車38には欠歯部38aとギア部38hを有する第1の歯車部と、欠歯部38bとギア部38jを有する第2の歯車部とが設けられる。初期状態において欠歯部38bは排紙カム遊星アイドラ歯車36の小歯車36aと相対する位置にあり、モータ17が正転しても歯が噛み合わないため、排紙カム遊星アイドラ歯車36からの駆動が排紙カム歯車38に伝達されない構成となっている。
一方、排紙カム歯車38の排紙カム遊星歯車35bと相対する位置には、ギア部38hが所定歯数配置され、それ以外は欠歯部38aが形成される。排紙カム歯車38はモータ17が逆転すると排紙カム太陽歯車34の時計方向の回転により排紙カム遊星歯車アーム37が時計方向に揺動し、排紙カム歯車38のギア部38hと排紙カム遊星歯車35bとが噛み合い、所定歯数分排紙カム歯車38を回転駆動する。その後、排紙カム歯車38の欠歯部38aが排紙カム遊星歯車35bに対向する位置に至り、モータからの駆動が排紙カム歯車38に伝達されない状態となり、排紙カム歯車38の回転は停止する。このとき、排紙カム歯車38が数歯分回転したことにより、排紙カム遊星アイドラ歯車36と相対する位置にあった欠歯部38bが移動し、ギア部38jは排紙カム遊星アイドラ歯車36の小歯車36aと噛み合った状態となる。
その後、モータ17の回転方向が正転に切り替わると、排紙カム遊星歯車アーム37が反時計方向に回転揺動し、排紙カム遊星歯車35aが排紙カム遊星アイドラ歯車36に噛み合い、排紙カム遊星アイドラ歯車36を回転駆動する。すると、今度は排紙カム遊星アイドラ歯車36の小歯車36aと排紙カム歯車38とが噛み合っているため、排紙カム歯車38は回転駆動される。その後、排紙カム歯車38は、排紙カム遊星アイドラ歯車36が欠歯部38bに到達するまで回転駆動される。欠歯部38bが排紙カム遊星アイドラ歯車36と対向する位置に到達すると、排紙カム歯車38への駆動が途切れ、排紙カム歯車38は停止して再び初期状態に戻る。
排紙カム歯車38には、カム面38cが設けられる。カム面38cと対向する位置には、上述した排紙従動ローラホルダレバー61aのカムフォロア61cが配置される。カム面38cは、排紙カム歯車38と同心円状の円弧部38dと、円弧部38dと傾斜面38f、38gで繋がった凹部38eとを有する。
初期状態では、カムフォロア61cと対向する位置には凹部38eが位置し、カム面38cとカムフォロア61cは非係合状態となっている。排紙カム歯車38が回転すると、カム面38cの傾斜面38fがカムフォロア61cと係合し、バネ62のバネ力に抗して排紙従動ローラホルダレバー61aを押し下げ始める。
これにより、排紙従動ローラホルダ33dは軸部33eを中心に回動し、排紙従動ローラ33cは徐々に上昇して排紙ローラ33aから離間し始める。カムフォロア61cがカム面38cの円弧部38dに到達すると、排紙従動ローラホルダ33dの回動が終了し、排紙ローラ33aと排紙従動ローラ33cとの離間動作が完了する。つまり、排紙カム歯車38のカム面38c、排紙従動ローラホルダレバー61aのカムフォロア61cやバネ62等を含む構成が、排紙ローラ33aと排紙従動ローラ33cとを圧接した状態、離間した状態のいずれかに切り替えるローラ接離切換手段ないしローラ離間手段を構成する。
更に、排紙カム歯車38が回転すると、傾斜面38gがカムフォロア61cと係合し、排紙従動ローラホルダレバー61aはバネ力により上方に持ち上げられ、上述した動きとは逆の動きをする。やがて、排紙ローラ33aと排紙従動ローラ33cとが圧接し、カム面38cとカムフォロア61cとの係合が解かれ、初期状態に戻る。
アイドラ歯車19は、アイドラ歯車20を介して、給紙太陽歯車42と噛み合う。給紙太陽歯車42には、軸心を中心として揺動可能な給紙遊星歯車アーム44が取り付けられる。給紙遊星歯車アーム44には、給紙遊星歯車43aが回転可能に取り付けられ、給紙太陽歯車42に噛み合う。給紙太陽歯車42は、モータ17が正転時に分離ローラ歯車45aと給紙遊星歯車43aとが噛み合う方向に揺動する。分離ローラ歯車45aの回転中心には、分離ローラシャフト45dが同軸上に固定される。
分離ローラシャフト45dには、原稿給紙パス10側に分離ローラ45cと、分離ローラ歯車45bとが同軸に固定される。分離ローラ歯車45bにピックアップアイドラ歯車46を介して、ピックアップ歯車47aが噛み合う。ピックアップ歯車47aの回転中心には、ピックアップシャフト47bを介して、ピックアップローラ47cが同軸に固定される。
ピックアップ歯車47aと、ピックアップシャフト47bと、ピックアップローラ47cと、ピックアップアイドラ歯車46とは、ピックアップホルダ49によって一体に支持される。ピックアップホルダ49と分離ローラシャフト45dとにまたがって、不図示のばねクラッチが取り付けられる。
搬送ローラ歯車26には、給紙太陽歯車71が噛み合う。給紙太陽歯車71には、軸心を中心として揺動可能な給紙遊星歯車アーム72が取り付けられる。給紙遊星歯車アーム72には、給紙遊星歯車73が取り付けられ、給紙太陽歯車71に噛み合う。給紙太陽歯車71は、モータ17が逆転時に分離ローラ歯車45aと給紙遊星歯車73とが噛み合う方向に揺動する。
図8は、給紙遊星歯車アーム44の詳細説明図である。図9(a)〜図9(d)は、原稿給紙動作を説明する図である。給紙遊星歯車43aは、給紙遊星歯車アーム44に回転可能に軸支され、かつ、分離ローラ歯車45aと噛み合うように配置される。これにより、給紙遊星歯車43aは、給紙太陽歯車42と噛合して回転し、かつ、給紙太陽歯車42の回転中心に対して揺動可能に構成され、モータ17の正転/逆転駆動に応じて回動する。
分離ローラ歯車45aは、給紙遊星歯車43aの回動軌跡上に配置され、給紙遊星歯車43aと噛合可能に構成される。制御レバー80は給紙遊星歯車アーム44と係合し、アームの回動を規制する。制御レバー80は、ねじりコイル状のバネで構成され、コイル部80aを装置本体に支持されて、レバー部80bは支持部分を中心に可撓性を有し、図8の矢印R1またはR2方向の押圧力によって撓むことが可能である。かつ、コイル部80aのバネ力によりレバー部80bは、初期位置R0に位置するように構成される。
ここで、ねじりコイル部80aは数千dyn(ダイン)の力で撓むようにバネ力が設定される。給紙遊星歯車アーム44には、カム面44a、44b、44cが設けられ、レバー部80bの先端には、該カム面44a、44b、44cと係合するカムフォロア80cが設けられる。81はストッパ部材であり、給紙遊星歯車アーム44の突き当て部としてのカム面44aと突き当たり、図8において、反時計方向にそれ以上回動しないように構成される。また、給紙遊星歯車アーム44が、図8において、時計方向に回動すると分離ローラ歯車45aと係合する。
給紙遊星歯車アーム44はカム面44a、44b、44cと係合する制御レバー80のカムフォロア80cによって回動を制御され、後述の逆転駆動ポジション、正転駆動ポジション、切り換え可能ポジション、給紙ポジションの間を遷移するように構成される。
つまり、給紙遊星歯車アーム44、制御レバー80等の図8に示す構成が、分離ローラ歯車45aを介してシート分離部への駆動の接続、切断を行う分離部駆動切換手段を構成する。分離部駆動切換手段は、モータ17の正転/逆転の所定駆動量の組み合わせによる特定の駆動パターンの駆動を受けた場合にのみシート分離部に駆動を接続し、所定駆動量以上の逆転駆動によりシート分離部の駆動を切断する。この詳細な動作については、図9(a)乃至図9(d)を用いて説明する。
図9(a)乃至図9(d)は、給紙遊星歯車アーム44が各ポジション間を移行する様子を示す図である。図9(a)はモータ17が逆転し、給紙遊星歯車アーム44を反時計方向に回動させ、ストッパ部材81に突き当たった状態で反時計方向への回動が規制される様子を示す。このとき、給紙遊星歯車43aは噛み合う相手がいないため、給紙遊星歯車アーム44が突き当たって回動を止められた位置で空転する。以後、この状態を逆転駆動ポジションと呼ぶ。
逆転駆動ポジションから、モータ17が正転すると、給紙太陽歯車42は時計回りに回転し、給紙遊星歯車アーム44も時計方向に回動する。すると、制御レバー80のカムフォロア80cが給紙遊星歯車アーム44のカム面44aに当接する。更に、給紙遊星歯車アーム44が時計方向に回動すると、カム面44aに沿ってカムフォロア80cがR1の方向に撓み、カムフォロア80cを押しのけながら時計方向に回動を続ける。
カムフォロア80cがカム面44aの終端部に到達すると、カム面44aとの係合が解かれ、制御レバー80のレバー部80bはそのバネ力によって初期位置R0へ戻ろうとするが、カム面44aと並んで配置されるカム面44bと係合する。カム面44bとカムフォロア80cとが係合し、給紙遊星歯車アーム44の反時計方向の回動がカムフォロア80cによって停止保持される。以後、モータ17が正転を続けても給紙遊星歯車アーム44は停止状態を維持し、遊星歯車はその場で空転状態となる(図9(b))。以後、この状態を正転駆動ポジションと呼ぶ。
正転駆動ポジションから、モータ17が逆転すると、給紙遊星歯車アーム44は反時計回りに回動を始め、カムフォロア80cとカム面44bの係合が解かれ、レバー部80bはバネ力によって初期位置R0に戻る(図9(c))。
更に、モータ17の逆転駆動によって給紙遊星歯車アーム44は反時計方向に回動し、カムフォロア80cがカム面44cと当接する。更に、給紙遊星歯車アーム44が時計方向に回動すると、カム面44cに沿ってカムフォロア80cがR2の方向に撓み、カムフォロア80cを押しのけながら反時計方向に回動を続ける。
カムフォロア80cがカム面44cの終端部に到達すると、カム面44cとの係合が解かれ、制御レバー80のレバー部80bはそのバネ力によって初期位置R0へ戻る。また、給紙遊星歯車アーム44は反時計方向に回動し、端部44dがストッパ部材81と突き当たり、回動を停止保持され、逆転駆動ポジション(図9(a))に戻る。
以上説明したとおり、給紙遊星歯車アーム44は正転駆動ポジションにあるときに所定駆動量以上のモータの逆転駆動を行うと、逆転駆動ポジションに切り換え保持される。また、逆転駆動ポジションにあるときに所定駆動量以上のモータの正転駆動を行うと、正転駆動ポジションに切り換え保持されることになる。
ここで、給紙遊星歯車アーム44が正転駆動ポジションにあるとき、モータ17が逆転駆動すると給紙遊星歯車アーム44が反時計方向に回動し、カム面44bとカムフォロア80cの係合が解かれ、制御レバー80が初期位置R0に戻る(図9(b)の鎖線)。この状態で、モータ17の回転方向を正転に切り換えると、給紙遊星歯車アーム44は、カムフォロア80cと当接することなく、正転駆動ポジションを越えて更に時計方向に回動可能となる(図9(a))。以後、この状態を切換可能ポジションと呼ぶ。
切換可能ポジションで更にモータ17を正転駆動すると、給紙遊星歯車43aが分離ローラ歯車45aに近づき、ついには、給紙遊星歯車43aと分離ローラ歯車45aとが噛み合い、分離ローラシャフト45dを介して分離ローラ45cを駆動する。(図9(d)。以後、この状態を給紙ポジションと呼ぶ。
また、給紙遊星歯車アーム44が給紙ポジションにあるときに逆転駆動を行うと、給紙遊星歯車アーム44は反時計方向に回動し、給紙遊星歯車43aと分離ローラ歯車45aとの噛合が解かれ、カムフォロア80cがカム面44cと当接する。更に、逆転駆動すると上述した逆転駆動ポジションへの移行動作を行う。図10に逆転駆動ポジション(図9(a))、正転駆動ポジション(図9(b))、切換可能ポジション(図9(c))、給紙ポジション(図9(d))の関係を示す。
図7(a)乃至図7(c)は、本実施形態の自動搬送読取装置の排紙ローラの挟持と挟持解除の様子と、排紙カム歯車の動作を示す斜視図である。
まず、図1から図7(c)を参照して、自動搬送読取装置1の一連の片面原稿読取動作について説明する。原稿を原稿給紙トレイ15に積載する。この時、原稿の積載方向は読取面を上側にする。原稿給紙トレイ15または原稿給紙パス10には原稿有無センサ54があり、これにより、原稿給紙トレイ15に原稿が積載されたことを検知する。
そして、不図示の操作部から読取開始を入力すると、モータ17及びモータ歯車が回転を始める。この時の回転方向を正転方向とする。図5に示すように、モータ歯車、アイドラ歯車19、アイドラ歯車20、給紙太陽歯車42、給紙遊星歯車43a、分離ローラ歯車45a、分離ローラシャフト45dを順に介して分離ローラ45cに駆動が伝達される。
また、分離ローラシャフト45dにはピックアップホルダ49の一端側が取り付けられ、この分離ローラシャフト45dの正方向の回転(モータ17の正方向の回転)により、ピックアップホルダ49が回動してピックアップローラ47cが下降する。ピックアップローラ47cが原稿に接触すると、不図示のばねクラッチの作用により、分離ローラシャフト45dに対してピックアップホルダ49が空転するように構成される。
ピックアップローラ47cの原稿への接触により、原稿給紙トレイ15に積載された原稿の上面の1枚、または複数枚が送り出される。そして、分離ローラ45cと分離パッド48の当接により、原稿が複数枚搬送された場合には確実に1枚に分離され、原稿給紙パス10から原稿搬送パス11の搬送ローラ27aへと搬送される。
モータ17の正方向の回転は続き、モータ歯車、アイドラ歯車19、搬送太陽歯車21、搬送遊星歯車22a、搬送ローラ歯車26、搬送ローラシャフト27bを順に介して搬送ローラ27aに駆動が伝達される。搬送ローラ27aは原稿を搬送する方向に回転し続ける。搬送ローラ27aには搬送従動ローラ27cが不図示のばねの作用により常に当接している。よって、原稿搬送パス11に搬送された原稿は、搬送ローラ27aと搬送従動ローラ27cに挟持され、さらに原稿読取パス12へと搬送される。
原稿読取パス12上(つまり、第1の搬送経路上(第1の搬送路上))には、搬送ローラ27a及び搬送従動ローラ27cの下流側の所定位置にシートが到達したことを検知するシート検知手段としての原稿エッジセンサ53が設けられる。原稿エッジセンサ53により原稿の先端が検知されると、その位置から所定量搬送されたところで、原稿読取部5による画像情報の読取が開始される。この時、読取中の原稿は原稿押圧部材52と不図示のばねによって、原稿読取プラテンガラス51に密着しているので、原稿の読取面と原稿読取部5の距離は所定量で一定に保たれる。よって、より鮮明な画像を読み取ることが可能である。読取を終えた原稿は順次原稿排出パス13に搬送され、原稿先端がパス切換フラッパ75を押し上げながら進み、排紙ローラ33aと排紙従動ローラ33cのニップに到達し、更には原稿排紙トレイ16上に搬送される。この後、原稿エッジセンサ53により読取中の原稿の後端部が検知されると、その位置から所定量搬送されたところで、原稿読取部5による画像情報の読取を終了する。
モータ17の正方向の回転は続き、モータ歯車、アイドラ歯車19、アイドラ歯車20、給紙太陽歯車42、排紙アイドラ歯車31、排紙ローラ歯車32、排紙ローラ駆動軸30、排紙ローラシャフト33bを順に介して排紙ローラ33aに駆動が伝達される。排紙ローラ33aは原稿を原稿排紙トレイ16へ排出する方向に回転する。
排紙ローラ33aには、排紙従動ローラ33cが排紙従動ローラホルダ33dを介して不図示のばねの作用により、図7(a)のように、片面読取時は常に当接している。このため、原稿排出パス13に搬送された原稿は、排紙ローラ33aと排紙従動ローラ33cに挟持され、原稿排紙トレイ16へと搬送される。なお、両面読取時の動作及び排紙カムの動作は後述する。このようにして自動搬送読取装置1は原稿有無センサ54によって原稿給紙トレイ15に積載された原稿がなくなったことを検知するまで上述した読取動作を繰り返す。
図11は本実施形態の制御部のブロック図である。制御部301は制御、演算、判断などをを司るCPU310、制御プログラムや各種のパラメータ、定数などを記憶するROM311、画像処理などの各種のデータを保存するRAM312無祖を備えている。また制御部301はインターフェイス317を介して外部のコンピュータなどのホスト装置400と接続されている。また制御部301はモータ17の制御に用いるモータドライバ313も有する。
次に、図1から図12を参照して、自動搬送読取装置1の一連の両面原稿読取動作について説明する。図13は制御のステップとその時の各部の状態を示したものである。原稿を原稿給紙トレイ15に積載し、読取開始が指示されるとモータ17が正方向(第1の回転方向)に回転し、給紙遊星歯車アーム44は給紙ポジションに移動して原稿が給紙される(ステップS1)。
原稿エッジセンサ53により原稿表面の先端が検知されると(ステップS2)、モータ17を正方向とは逆方向(第2の回転方向)に回転させる。この逆方向の回転により、給紙遊星歯車アーム44は、給紙遊星歯車43aが分離ローラ歯車45aから離れる方向に回転して切換可能ポジションを経てさらに逆転駆動ポジションに移動する(ステップS3)。そして、次のステップS4でモータ17を正方向の回転に戻すことにより、給紙遊星歯車アーム44は時計回りに回動する。給紙遊星歯車アーム44のカム面44bに線ばねで形成された制御レバー80のレバー部80bが当接した正転駆動ポジションで給紙遊星歯車アーム44は停止する。
この時、モータ17を正方向に回転しても給紙遊星歯車アーム44は反時計方向に回動せず、給紙遊星歯車43aは分離ローラ歯車45aに噛み合うことはない。この正転駆動ポジションでは、分離ローラ歯車45a以降の駆動列には駆動が伝達されないので、分離ローラ45c及びピックアップローラ47cの駆動も停止状態である。よって原稿給紙トレイ15に2枚目以降の原稿が積載されている場合でも、2枚目以降の原稿は搬送されずに原稿給紙トレイ15の上に残る。
また、同時に、原稿エッジセンサ53により1枚目の原稿の先端が検知されると、その位置から所定量搬送されたところで、原稿読取部5による原稿表面の画像情報の読取が開始される。この後、原稿エッジセンサ53により読取中の原稿表面の後端部が検知されると、その位置から所定量搬送されたところで、原稿読取部5による画像情報の読取を終了する。
さらに、ステップS5で原稿エッジセンサ53により原稿の後端部が検知されてから所定量搬送されたところで、モータ17は一旦停止する(ステップS6)。所定量とは、本実施形態では、原稿エッジセンサ53から原稿表面の後端が排紙ローラ33aと排紙従動ローラ33cのニップ部を抜ける直前までの距離を意味するものとする。このとき、原稿後端は原稿排出パス13に設けられたパス切換フラッパ75を通過しており、パス切換フラッパ75は自重により下向きの姿勢すなわち原稿反転パス14を開放した状態となっている。
また、これまでモータ17の正方向の回転駆動は、モータ歯車、アイドラ歯車19、アイドラ歯車20、給紙太陽歯車42、排紙アイドラ歯車31、排紙ローラ歯車32、排紙カム太陽歯車34、排紙カム遊星歯車35bを介して排紙カム遊星アイドラ歯車36に伝達される。ところが図7(a)で示すように、排紙カム遊星アイドラ歯車36の小歯車36aは排紙カム歯車38の欠歯部38bと対向しているため、回転力は排紙カム歯車38に伝達されない。この状態では、排紙カム歯車38のカム面38cの凹部38eが、排紙従動ローラホルダレバー61a(レバー部材)のカムフォロア61cと対向する。よって、ステップS1からステップS6までの間は、ばね62の排紙従動ローラホルダレバー61a、61bに対する付勢力は、排紙従動ローラホルダ33dが軸部33eを中心に反時計回りに回動する方向に作用する。よって排紙従動ローラ33cは排紙ローラ33aにに圧接されている。
続いて、両面原稿読取時の裏面読取動作を説明する。排紙ローラ33aと排紙従動ローラ33cのニップで挟持されてモータ17が一旦停止している状態では、上述したようにパス切換フラッパ75は原稿反転パス14を開放した状態となっている。次にステップS7では、一旦停止しているモータ17を逆転方向へ回転させ、原稿の後端部が原稿反転パス14へ進入するように、第1の方向から反対方向の第2の方向に案内するスイッチバック搬送する。また、搬送ローラ27aの手前で、原稿反転パス14は原稿搬送パス11と合流しているので、モータ17の逆転を続けると、表面読取時の原稿後端部が新たな先端になって搬送ローラ27aへと導かれる。このときのモータ17の逆回転により給紙遊星歯車アーム44は、反時計方向に回転して切換可能ポジションを経てさらに逆転駆動ポジションに移動する。このように、原稿反転パス14に原稿後端部から逆搬送させることで、原稿の裏面が原稿読取プラテンガラス51側に向き、原稿読取部5で原稿の裏面を読み取ることが可能になる。
また、このモータ17の逆方向への回転駆動によって、排紙カム太陽歯車34も逆回転し、排紙カム遊星歯車アーム37が揺動し、排紙カム遊星歯車35bは排紙カム歯車38に噛み合う。この時、図7(b)で示すように、排紙カム歯車38には排紙カム遊星歯車35aと噛み合う部分にギア部38hが設けてあるので、モータ17の逆方向への回転駆動によってモータ17が正回転している時は停止していた排紙カム歯車38は回転を始める。しかし、ギア部38hは数歯分しか構成されていないため、排紙カム歯車38の回転に伴い、排紙カム遊星歯車35bは欠歯部38aに到達し、排紙カム歯車38への駆動が途切れる。すなわち、モータ17を逆回転駆動し続けることで排紙カム歯車38をギア部38hに相当する回転量だけ排紙カム歯車を駆動させ、停止させることができる。この時、上述したように、排紙カム遊星アイドラ歯車36の小歯車36aと排紙カム歯車38のギア部38jは噛み合った状態となる。
また、このモータ17の逆方向への回転駆動によって、搬送遊星歯車アーム24も揺動し、搬送遊星歯車22bは搬送遊星アイドラ歯車23に噛み合い、搬送ローラ歯車26、搬送ローラ27aへと駆動が伝達する。モータ17は逆回転しているが、搬送ローラ27aへの駆動伝達は搬送遊星アイドラ歯車23を介しているので、搬送ローラ27aの回転方向は、モータ17が正方向に回転している時と同じになる。排紙ローラ33aによって原稿反転パス14を搬送されてきた原稿は、搬送ローラ27aによって挟持搬送される。原稿先端部(表面読取時の後端部)を原稿エッジセンサ53で検知すると(ステップS8)、原稿反転パス14を原稿ジャムせずに搬送できたと判断して、この時点でモータ17は正方向の回転に戻る(ステップS9)。
このモータ17の正方向への回転駆動によって、搬送遊星歯車アーム24は再度揺動し、搬送遊星歯車22aは搬送ローラ歯車26に噛み合い、搬送ローラ27aへと駆動が伝達する。これにより、搬送ローラ27aと搬送従動ローラ27cに挟時された原稿は原稿読取パス12に向かって搬送される。またモータ17の正方向への回転駆動によって、給紙遊星歯車アーム44は逆転駆動ポジションから正転駆動ポジションに移動する。一方、排紙カム太陽歯車34も正転方向に回転し、排紙カム遊星歯車アーム37が揺動し、排紙カム遊星歯車35aが排紙カム遊星アイドラ歯車36と噛み合う。
この時、上述したように排紙カム遊星アイドラ歯車36と排紙カム歯車38とが噛み合った状態であるので、モータ17からの正回転が排紙カム歯車38に伝わり、排紙カム歯車38は回転駆動される。排紙カム歯車38が回転駆動されると、カム面38cの傾斜面38fにカムフォロア61cが係合し、排紙従動ローラホルダレバー61aをバネ62のバネ力に抗して押し下げ始める。これにより、排紙ローラ33aと排紙従動ローラ33cの圧接状態が解除され離間される(図7(c))。
一方、排紙ローラ33aでは、排紙ローラギア32の回転方向が変化し、突起32bが排紙ローラ駆動軸の突起30aから離れてから再度突起30a当接するまでの間は一時的に回転は伝達されない。この遅れ機構の働きにより、モータ17の正転回転の駆動が排紙ローラ33aにはすぐには伝わらない構成となっている。すなわち、排紙ローラ33aへの駆動が非伝達となっている間に、排紙ローラ33aと排紙従動ローラ33cとが離間される。このため、モータ17の回転方向を逆転から正転に切り換えることで搬送ローラ27aと排紙ローラ33aとの回転方向が反対方向となっても原稿を引張り合うことなく搬送ローラ27aで搬送し、かつ排紙ローラ33aと排紙従動ローラ33cとを離間できる。
表面読取時と同様に、原稿エッジセンサ53により原稿裏面の先端(原稿表面の後端)が検知され、その位置から所定量搬送されたところで、原稿読取部5による原稿裏面の画像情報の読取が開始される。
なお、本実施形態では、装置の大きさをなるべく小さくするために、原稿反転パス14、原稿搬送パス11、原稿読取パス12、原稿排出パス13を合わせた紙パス長を極力短い構成とし、搬送される原稿の搬送方向長さよりも短い。そのため、両面原稿の裏面を読取中に原稿裏面の先端が排紙ローラ33aに到達すると、原稿裏面の後端はまだ排紙ローラ33aよりも原稿排紙トレイ16側にある。つまり、略U字形の紙パスを通過する同一原稿の先端近傍部分と後端近傍部分とが排紙ローラ33aと排紙従動ローラ33cの間ですれ違う。しかしながら、上述したように、この時、排紙従動ローラ33cは排紙ローラ33aから離間しているので、原稿はジャムすることなく、原稿裏面読取時に先端と後端とがすれ違うことが可能である。
そして、原稿裏面の後端が排紙ローラ33aを通過し、かつ搬送ローラ27aに到達する前に排紙カム39aが所定量回転し、排紙従動ローラ33cは排紙ローラ33aに再び当接し、搬送ローラ27a及び排紙ローラ33aの挟持によって原稿が搬送される。その後、排紙カム歯車38は、上述したように、欠歯部38bに到達し、モータ17からの駆動が途切れ、回転が停止して初期状態に戻る。
この後、原稿エッジセンサ53により読取中の原稿裏面の後端部が検知されると(ステップS10)、その位置から所定量搬送されたところで、原稿読取部5による裏面の画像情報の読取を終了する。そして、原稿は原稿排紙トレイ16へと搬送される。原稿の後端部が検知されてから排紙ローラ33aを通過するまで搬送したら、次にモータ17を逆方向に回転させて(ステップS11)、給紙遊星歯車アーム44を正転駆動ポジションから切換可能ポジションに移動する。そして、ステップS12で原稿有無センサ54によって原稿給紙トレイ15に積載された原稿の有無を検知し、原稿がある場合はステップS1に戻って次の原稿の読み取りを開始する。原稿給紙トレイ15に積載された原稿がなくなったことを検知したら読取動作を終了する。
また、このまま、原稿排紙トレイ16に原稿を複数枚排紙すると、もともと原稿給紙トレイ15に積載していたページ順と異なってしまう(それぞれ表裏が逆になる)。このため、原稿裏面読取後に、読取動作なしでもう一度原稿反転パス14を搬送させて、ページ順を揃えてもよい。

Claims (6)

  1. シートを搬送する第1のローラ対と第2のローラ対と、
    前記第1のローラ対から前記第2のローラ対へシートを搬送する第1の搬送経路と、
    前記第2のローラ対から前記第1のローラ対へシートをスイッチバック搬送する第2の搬送経路と、
    前記第2のローラ対を圧接した状態、離間した状態のいずれかに切り替えるローラ接離切換手段と、
    前記第1のローラ対、前記第2のローラ対及び前記ローラ接離切換手段を駆動する単一の駆動源と、
    を有するシート搬送装置において、
    前記第1のローラ対が前記駆動源の回転方向に拘わらず前記第1の搬送経路に向かってシートを搬送する方向に回転駆動され、
    前記第2のローラ対が前記駆動源の回転方向に応じた方向に切り替わり、
    スイッチバック搬送されたシートが前記第1のローラ対に到達したのち、前記駆動源が回転方向を切り換える際、前記駆動源からの駆動が前記第2のローラ対へ伝達されない非駆動伝達区間が設定されており、
    該非駆動伝達区間によって前記第2のローラ対に駆動が伝達されていない間に前記ローラ接離切換手段が駆動され、前記第2のローラ対が離間することを特徴とするシート搬送装置。
  2. 前記駆動源からの駆動を受けて回転する回転体であって、凸部あるいは凹部を有する第1の回転体と、
    前記第2のローラ対に駆動を伝える回転体であって、前記第1の回転体の凸部あるいは凹部に係合する凹部あるいは凸部を有する第2の回転体とを有し、
    前記第1の回転体及び前記第2の回転体は同軸上に互いに隣り合って配置され、
    前記凸部と前記凹部の係合部には、前記第1の回転体と前記第2の回転体とが回転方向にあそびが有るようにガタを持って形成され、
    前記ガタにより前記非駆動伝達区間が設定されていることを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
  3. 積載されたシートを分離給送するシート分離部と、
    前記シート分離部から前記第1のローラ対へシートを搬送する第3の搬送経路と、
    前記シート分離部への駆動の接続、切断を行う分離部駆動切換手段と、
    を更に有し、
    前記シート分離部及び前記分離部駆動切換手段は前記駆動源によって駆動され、
    前記分離部駆動切換手段は、前記駆動源の正転/逆転の所定駆動量の組み合わせによる特定の駆動パターンの駆動を受けた場合にのみ前記シート分離部に駆動を接続し、
    所定駆動量以上の逆転駆動により前記シート分離部の駆動を切断することを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
  4. 前記第1の搬送経路上で前記第1のローラ対の下流側の所定位置にシートが到達したことを検知するシート検知手段を有し、
    前記シート検知手段が前記第2のローラ対によってスイッチバック搬送されたシートが到達したことを検知したのち、前記駆動源の回転方向を切り換えることを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
  5. シートを搬送する第1の搬送手段と、
    シートを挟持する一対のローラによってシートを搬送するとともに、前記第1の搬送手段によって搬送されたシートを第1の方向に搬送し、次いで第1の方向とは反対方向の第2の方向に搬送してスイッチバックさせることが可能な第2の搬送手段と、
    前記第1の搬送手段によって搬送されるシートを前記第2の搬送手段に案内する第1の搬送路と、
    前記第1の搬送路によって案内されたシートを前記第2の搬送手段によってスイッチバック搬送したとき、スイッチバック搬送されたシートを前記第1の搬送手段に案内する第2の搬送路と、
    駆動源と、
    前記駆動源の回転方向にかかわらず前記第1の搬送手段がシートを前記第1の搬送路を経て第2の搬送手段に搬送するように、前記駆動源の駆動を前記第1の搬送手段に伝達する第1の伝達手段と、
    前記駆動源が第1の回転方向に回転したときに前記第1の方向にシートを搬送し、前記駆動源が前記第1の回転方向とは反対の第2の回転方向に回転したときに前記第2の方向にシートを搬送するように、前記駆動源の駆動を前記第2の搬送手段に伝達するとともに、前記駆動源の回転方向が変化したとき一時的に駆動を伝達しない第2の伝達手段と、
    前記駆動源が第1の回転方向に回転したときの駆動によって前記第2の搬送手段のローラ対を離間させるローラ離間手段と、
    前記第2の搬送手段によってスイッチバック搬送されたシートが前記第1の搬送手段に到達した後に、前記駆動源を前記第2の回転方向から前記第1の回転方向に回転させ、前記第2の伝達手段が前記第2の搬送手段に駆動を伝達しない間に前記ローラ離間手段によって前記ローラ対を離間させることを特徴とするシート搬送装置。
  6. 前記第2の搬送手段から前記第2の搬送路、前記第1の搬送手段、前記第1の搬送路を経て前記第2の搬送手段に戻る搬送経路は、搬送されるシートの搬送方向の長さより短い請求項5に記載のシート搬送装置。
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