JP2014023059A

JP2014023059A - 画像読取装置

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Publication number: JP2014023059A
Application number: JP2012161960A
Authority: JP
Inventors: Kento Tokuyama; 兼人徳山; Kazuyuki Morinaga; 和幸森永
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-02-03
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: US8934148B2; JP6014398B2; US20140022613A1

Abstract

【課題】コストアップを避けつつ、ＡＤＦモードとＦＢモードのモータを共通化し、かつ、原稿搬送読取の駆動をモータの正転、逆転いずれの方向にも可能とした画像読取装置を提供する。
【解決手段】移動可能なセンサを含む読取部と、原稿台に置かれた原稿を読取部を移動させて読み取る第１の読取機構と、読取部に対して原稿を搬送して原稿を読み取る第２の読取機構と、第１の読取機構と第２の読取機構を駆動する共通の駆動源と、第１の読取機構と第２の読取機構に、駆動源からの駆動力をそれぞれ伝達する伝達部と、駆動源の一方向の回転に対して、第２の読取機構を駆動する回転を正転または逆転に切換える切換部と、を備え、切換部は読取部の移動により動作する。
【選択図】図５

Description

本発明は画像読取装置に関する。

複写機等の原稿読取装置として、２通りの原稿読取態様が選択できるものが知られている。第１の原稿読取態様は、原稿台上に載置された原稿を、その下方に配置された読取センサを移動しながら読取るフラットベッドスキャナ（ＦＢＳ）による静止原稿読取である。第２の原稿読取態様は、読取センサを所定の位置に停止させた状態で自動給送装置（ＡＤＦ）により原稿を自動給送しながら、原稿を読み取る搬送原稿読取である。

この種の原稿読取装置は、本体ユニットと、本体ユニットに回動自在に支持された開閉ユニットと、を備える。本体ユニットは、原稿台や読取センサを備える。開閉ユニットは圧板やＡＤＦを備え、原稿台を開閉する。特許文献１には、ＡＤＦに固有の駆動源を減らして装置のコストを抑えるため、本体ユニットが備える駆動源の駆動力をＡＤＦに伝達する伝達ユニットを設けたものが開示されている。

米国特許出願公開第２００８／０２６６６１４号明細書

特許文献１の装置では、ラックとピニオンギアによって直線的に移動可能な読取部が、ラックの端部に設けられた第２のピニオンギアと噛合して原稿搬送系を駆動する。しかし、原稿搬送をする際のモータの駆動方向は一方向のみであり、逆方向の駆動を行うことができない。すなわち、原稿搬送駆動系の駆動を原稿搬送と逆方向に駆動すると原稿搬送系への駆動伝達が切れてＦＢ（フラットベッド）モードに移行してしまう。原稿搬送装置のモータ駆動の方向が一方向のみの場合、搬送装置の初期化動作や原稿ジャム処理後の復帰動作や、原稿の斜行補正（レジスト）が可能な逆転給紙ができない。また、両面読取において原稿を反転するための逆転駆動ができないなどの制限を受ける。このため、機能を割り切るなど、製品の性能を落とさざるを得ない。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コストアップを避けつつ、ＡＤＦモードとＦＢモードのモータを共通化し、かつ、原稿搬送読取の駆動をモータの正転、逆転いずれの方向にも可能とした画像読取装置を提供することである。

本発明に係わる画像読取装置は、移動可能なセンサを含む読取部と、原稿台に置かれた原稿を前記読取部を移動させて読み取る第１の読取機構と、前記読取部に対して原稿を搬送して原稿を読み取る第２の読取機構と、前記第１の読取機構と前記第２の読取機構を駆動する共通の駆動源と、前記第１の読取機構と前記第２の読取機構に、前記駆動源からの駆動力をそれぞれ伝達する伝達手段と、前記駆動源の一方向の回転に対して、前記第２の読取機構を駆動する回転を正転または逆転に切換える切換手段と、を備え、前記切換手段は前記読取部の移動により動作することを特徴とする。

本発明によれば、コストアップを避けつつ、２つの読取機構の駆動源を共通化し、かつ、原稿搬送読取の駆動を駆動源の正転、逆転いずれの方向にも可能とした画像読取装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係わる画像読取装置を備える複合機を示す斜視図。読取部の移動構成を示す図。ＦＢ部の構成を示す図。読取部の駆動系を示す図。画像読取装置におけるＡＤＦ駆動の駆動系を示す図。遊星ギア装置の噛合切換を示す図。駆動切換部の概略構成図。駆動切換部の概略構成図。駆動切換部の動作を示す図。駆動切換部の位相認識部を示す図。ＦＢモード及びＡＤＦモードの読取動作を示す断面図。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明の一実施形態に係わる画像読取装置は原稿を読み取る読取部を備えたスタンドアロンのスキャナ装置のみならず、プリンタを組み合わせた複合機（いわゆるＭＦＰ）などに適用可能である。

画像読取装置は、原稿台に置かれた原稿を読み取るセンサを含む読取部と、原稿を搬送する原稿搬送部と、原稿を固定載置する原稿載置部とを有する。画像読取装置は必要に応じて以下の二つのモードのどちらかで原稿を読み取ることができるよう、モードを切換可能となっている。一つは、読取部を固定し、原稿搬送部（以後ＡＤＦと呼ぶ）によって原稿を搬送しながら、原稿を読み取る搬送原稿読取モード（以後ＡＤＦモードと呼ぶ）である。もう一つは、原稿をプラテンガラス上の原稿載置部（以後ＦＢと呼ぶ）に載置固定し、読取部を移動させながら原稿を読み取る固定原稿読取モード（以後ＦＢモードと呼ぶ）である。

上記の原稿搬送部は複数枚の原稿を一枚ずつに分離する分離部を備え、ＡＤＦモードを選択することで、一度に大量のシート原稿を自動で読み取ることが可能である。原稿搬送部は原稿反転機構を備えており、原稿の自動両面読み取りも可能である。また、厚手の原稿や本や立体物など原稿搬送部によって搬送することが困難な原稿はＦＢモードを選択することで、画像読取が可能となる。また、シート原稿であっても薄手の破損しやすい物や、不定形の物などもＦＢモードを選択して読み取ることが可能である。

図１は本実施形態に係わる画像読取装置を搭載した複合機１００の装置全体を示す図である。図１（ａ）において、１は画像読取装置であり、２は画像出力装置である。図１（ｂ）に示すように、画像読取装置１は原稿搬送部であるＡＤＦ部１５（第２の読取機構）と原稿載置部であるＦＢ部１６（第１の読取機構）からなり、ＡＤＦ部１５はＦＢ部１６上に配置されて、不図示のヒンジにより、開閉可能に支持されている。なお、本実施形態では、画像読取装置１と画像出力装置２を組み合わせてなるものについて示しているが、画像読取装置１のみでも本発明の内容から逸脱するものではない。３は複合機１００を操作するためのキー類や表示部分を備えた操作部である。

図２は読取部の移動構成、図３はＦＢ部の構成、図４は読取部の駆動系を示す。これらの図において、１１は読取部であり、原稿の画像を読み取るためのラインセンサ（イメージセンサ）を含む。読取部１１は、図２において矢印Ｓ方向に往復可能である。１２はＦＢ部に設けられた原稿台であるプラテンガラス（透明板）であり、ＦＢモードにおいては読取部１１がプラテンガラス１２の下面を移動しながらプラテンガラス１２の上面に固定載置された原稿の画像を読み取る。また、１３はＦＢ部１６に設けられたＡＤＦガラスであり、ＡＤＦモードにおいては読取部１１がＡＤＦガラス１３下面に固定され、ＡＤＦ部１５によってＡＤＦガラス１３の上面を搬送される原稿の画像を読み取る。以後、読取部１１の本位置をＡＤＦポジション２０と呼ぶ。

図４において、モータ４１は読取部１１を保持するキャリア４２に配置され、キャリア４２に軸支されているピニオンギア４３と噛合い連結されている。モータ４１は、ＡＤＦ部１５およびＦＢ部１６を駆動する、両者に共通に設けられた単一の駆動源である。４４はレールラックでありピニオンギア４３と噛合っており、モータ４１の正逆駆動に応じてピニオンギア４３が回転運動することでキャリア４２をレールラック４４に沿って往復移動可能、すなわち読取部１１を移動可能にしている。また、レールラック４４はＡＤＦポジション２０から図中の矢印Ｓ方向に延在し、読取部１１が往復できるよう構成されている。

図５は画像読取装置におけるＡＤＦ部の駆動系、図６は遊星ギア装置の噛合切換、図７は駆動切換部の構成部各部を示し、図８（ａ）〜（ｄ）は同各部の係合状態およびカム面、カム展開図を示す。

図５において、４５は駆動入力ギアで読取部のキャリア４２が図示矢印Ｙ方向に移動するとピニオンギア４３と噛合う。５１は原稿搬送を行うＡＤＦ部１５へと駆動を伝達するＡＤＦ駆動ギアである。なお、ＡＤＦ駆動ギア５１は不図示の駆動ギア列と噛合い、その駆動をＡＤＦ部１５に伝え、原稿搬送できるように構成される。

５２はＡＤＦ駆動ギア５１の回転出力方向を切り換える遊星ギア装置である。遊星ギア装置５２は太陽ギア５３と太陽ギア５３の支持軸上で回動自在に軸支された遊星レバー５４と遊星レバー５４に軸支された遊星ギア５５で構成されている。５６ａは遊星ギア５５と噛合するように配置されている駆動ギアであり、５７は遊星ギア５５とＡＤＦ駆動ギア５１に噛合するように配置されている駆動ギアである。５６ｂは駆動ギア５６ａとＡＤＦ駆動ギア５１に噛合するように配置されている駆動ギアである。５８は駆動入力ギア４５から遊星ギア装置５２へと駆動を伝える駆動ギアユニットである。これにより、モータからの駆動力はピニオンギア４３から駆動入力ギア４５、駆動ギアユニット５８、遊星ギア装置５２を経て駆動ギア５６ａもしくは駆動ギア５７に伝達される。駆動ギア５６ａは駆動ギア５６ｂを経てＡＤＦ駆動ギア５１へ、駆動ギア５７は駆動ギア５１へそれぞれ駆動力を伝達する。

図６において、遊星ギア装置５２は後述する駆動切換部６１により図中矢印Ｔ１またはＴ２の方向へ往復移動可能である。遊星ギア装置５２は駆動切換部６１により図中矢印Ｔ１方向へ移動したとき、遊星ギア装置に駆動が伝えられた状態で遊星ギア５５が駆動ギア５７と軸方向で噛合わない位置であり太陽ギア５３の軸中心から回動し駆動ギア５６ａとの噛合状態に遷移する。また、遊星ギア装置５２は駆動切換部６１により図示の状態から図中矢印Ｔ２の方向へ移動したときは遊星ギア５５が駆動ギア５６ａと軸方向で噛合わない位置であり、駆動ギア５７まで太陽ギア５３の軸中心に回動し噛合状態に遷移する。

図７、図８（ａ）〜（ｄ）において、駆動切換部６１は、スイッチ部材７１、ロータ７２、ステータ７３、リフト７４、バネ７５、ストッパ７６で構成されている。スイッチ部材７１は円筒形状下部にカム面７１ａが９０度ピッチで形成され、図８（ａ）に示すようにカム面７１ａがロータ７２のカム面７２ａと接触している。また、スイッチ部材７１の突起７１ｂは９０度ピッチで形成され、図８（ｂ）に示すように、突起７１ｂに対応するステータ７３の溝部に係合して円筒面軸線上に直動案内されている。ロータ７２は図７に示すように円筒形状上部にカム面７２ａが９０度ピッチで形成されている。そして、図８（ａ）、図８（ｃ）に示すようにカム面７２ａは上記スイッチ部材７１とステータ７３と接触し、かつ、ロータ７２の突起７２ｂはステータ７３のカム面７３ａの縦壁と係合している。さらにロータ７２は円筒側面を持ち、ステータ７３の内側円筒面によって円筒面軸線上に直動案内され、かつ回転案内されている。ステータ７３においてロータ７２の突起７２ｂと接触するカム面７３ａは図８（ｄ）に示したカム展開図のように９０度ピッチで２箇所に円筒軸線上に深いスリット７３ｂを持ち、二つのスリット７３ｂはカム面７３ａ上と対面することなく隣り合っている。

図９で駆動切換部の動作を説明する。

図９（ａ）でバネ７５がリフト７４のフランジ部を押し、リフト７４が図６のＴ２方向に移動する。それに伴ってリフト７４がロータ７２の円筒下部を押しロータ７２が上方向に移動し、さらにロータ７２のカム面７２ａがスイッチ部材７１のカム面７１ａを押しスイッチ部材７１が持ち上げられる。持ち上げられたロータ７２は突起７２ｂの縦壁とステータ７３のカム面７３ａもしくはスリット７３ｂの縦壁と接した状態で止まる。またスイッチ部材７１はロータ７２のカム面７２ａにスイッチ部材７１のカム面７１ａが接した状態で止まる。なお、このときストッパ７６はバネ７５によって断面図で下方向に付勢されるが、ステータ７３の係止部に突き当たって停止している。

図９（ｂ）で、バネ７５に抗して、スイッチ部材７１を円筒面軸線に沿って断面図で下方向に押していくと、スイッチ部材７１のカム面７１ａがロータ７２のカム面７２ａを押す。さらにロータ７２がリフト７４を押して、リフト７４がストッパ７６に対して位置が変位していき、バネ７５が収縮していく。本実施形態では、キャリア４２の突起４２ｐの移動によりスイッチ部７１は図９の断面図のステータ７３上面からに出ている部分を押される構成となっている（図１１参照）。

図９（ｃ）で、ロータ７２は、カム面７２ａの縦壁とスリット７３ｂの壁との当接による円筒軸線回転方向の規制が外れる。そして、ロータ７２は、ロータ７２のカム面７２ａとステータ７３のカム面７３ｂで接しながら螺旋状に摺動回転する。すなわち、スイッチ部材７１をあるところまで押し込んでいくと、ロータ７２とステータ７３のカム面同士の当接による円筒軸線回転方向の係合が外れ、ロータ７２が図示矢印Ｂ方向に回転する。

図９（ｄ）でスイッチ部材７１がバネ７５によって断面図上方向の元の位置に戻ると、ロータ７２は回転し、結果として、ロータ７２の突起７２ｂは先ほどのステータ７３のカム面７３ａと９０度位相の異なるスリット７３ｂで停止する。以上によって切換機構６１は、スイッチ部材７１を一往復させると、ロータ７２が一方向に９０度回転し、ロータ７２がステータ７３のスリット部で円筒軸線上に保持される。また、ステータ７３は筐体１４に固定されているため、リフト７４が図中Ｔ１、Ｔ２方向へ移動することで、遊星ギア装置５２もＴ１、Ｔ２方向へ移動する。なお、図９はリフト７４が図６のＴ２方向からＴ１方向へと変位する駆動切換部６１の動作を示している。ステータ７３のカム面７３ａはスリット７３ｂが図８（ｄ）に示すように９０度ピッチで連続して隣り合っているためＴ１方向からＴ１方向、Ｔ２方向からＴ２方向、Ｔ１方向からＴ２方向への移動もあり、上記動作によって各方向への移動は同様に行われる。また、スリット７３ｂの位置関係により、駆動切換部６１はスイッチ部材７１を２度押されることによってＴ１方向からＴ２方向、Ｔ２方向からＴ１方向への切換が行われる。

図１０は駆動切換部の位相認識部を示す図である。

図１０（ａ）において１０１は上記の駆動切換部６１と噛合する駆動多段ギアである。１０２はベルトとギアで構成された認識駆動伝達ユニットであり駆動ギア１０１からの駆動力を認識部切換ギア１０３に伝達する。図１０（ｂ）は図１０（ａ）中のＷ矢印方向視図である。軸１０５の一端に認識部１０４、他端に認識部切換ギア１０３が固定されている。これにより、認識部切換ギア１０３が回転すると認識部１０４も同期回転する。認識部１０４は９０度ピッチで読取部１１（図１１参照）によって読み取り可能なパターンを持ち、切換部６１のロータ７２の位相が９０度回転したとき切換部６１からの回転駆動によってパターンの位相も９０度回転する。回転したパターンを読取部１１が読み取り、切換部６１の位相位置を識別する。また、認識部１０４は読取部１１においてＡＤＦポジション２０とＦＢ読取範囲２４の間に設けられており、切換部動作後にＡＤＦポジション２０まで移動しながら読取部１１が認識部１０４を読み取ることにより駆動切換部６１の位相を切換ごとに識別する。

図１１は本実施形態におけるＦＢモード及びＡＤＦモードの読取動作を示す図である。

図１１（ａ）〜（ｄ）は画像読取装置１の一部を前から見た場合（図５図示のＺ矢印方向断面）を示している。以下図１１（ａ）〜（ｄ）を用いてＦＢモードとＡＤＦモードの読取動作のシーケンスについて説明する。なお図１１（ｂ）においてスイッチ部材７１はステータ７３に隠れて見えないが、説明上わかりやすく実線で示してある。

画像読取装置１の待機状態においては、図１１（ａ）に示すように読取部１１はＦＢ読取範囲２４とＡＤＦポジション２０の間で待機している。以後この位置を待機ポジション２３と呼ぶ。待機ポジション２３で読取部１１と対向する位置には基準板１１１が備えられている。基準板１１１は読取部１１の移動方向の位置を補正する、もしくは読取画像の処理において色補正を行うためのシートである。

まず、ＦＢにおける読取動作シーケンスを説明する。

原稿台であるプラテンガラス１２上に原稿が載置され、操作部３の読取開始キーが押下される、もしくは、パソコン等の外部システム（不図示）からの読取開始命令を受けると読取部１１は基準板１１１の画像を読み取る。次にモータ４１を駆動して読取部１１を図中矢印Ｙと反対方向へ移動させる。読取部１１はプラテンガラス１２のＦＢ読取範囲２４に到達するとさらに移動しながら原稿を走査する。ここで、便宜上読取部１１を図中矢印Ｙと反対方向へ移動させるときのモータ４１の回転方向を正転とする。モータ４１が正転するとピニオンギア４３は図５図示の時計方向に回転し、レールラック４４と噛み合っていることで、キャリア４２すなわち読取部１１が図中矢印Ｙと反対方向へ移動することが可能となる。また、モータ４１が逆転の場合は上記の反対となり、読取部１１は図中矢印Ｙ方向に移動することが可能となる。所定の読取長の読み取りが終了するとモータ４１が正転停止し読取部１１は移動を停止する。読み取りを終えた後は、モータ４１を逆転して読取部１１を図中矢印Ｙ方向へ移動させ、待機ポジション２３に戻ったところで停止して待機状態となる。

次にＡＤＦモードにおける読取動作シーケンスを説明する。

ＡＤＦ部１５の原稿トレイ（不図示）に原稿がセットされると原稿検知センサ（不図示）が原稿を検知する。操作部３の読取開始キーが押下される、もしくは、パソコン等の外部システムからの読取開始命令を受けると読取部１１は基準板１１１の読取後に図中Ｙ方向へ移動して、キャリア４２に設けられた突起４２ｐが上述の駆動切換部６１のスイッチ部材７１を押し込む。この読取部１１の位置を切換ポジション２２と呼ぶ（図１１（ｂ））。キャリア４２がスイッチ部材７１を押し込み終え、スイッチ部材７１と非接触状態になった後、認識部１０４のパターンを読み取る。この位置を認識ポジション２１と呼ぶ（図１１（ｃ））。このとき、認識部１０４のパターンから駆動切換部６１の位相がＡＤＦ部１５の意図した駆動回転方向であればモータ４１を逆転駆動し、図中矢印Ｙ方向すなわちＡＤＦポジション２０の方へ読取部１１を移動させる。読取部１１がＡＤＦポジション２０へ到達するとピニオンギア４３はレールラック４４との噛み合いから駆動入力ギア４５の噛み合いへと遷移する。そのままモータを逆転させると駆動力は駆動ギア５６ａ、ｂもしくは駆動ギア５７を経由して不図示のＡＤＦ原稿搬送部の駆動列ジョイント部へとＡＤＦ駆動ギア５１を介して伝わる。このとき駆動力の回転方向は遊星ギア５５が駆動ギア５６ａ、５６ｂか駆動ギア５７のどちらを経由するかで異なることにより、ＡＤＦ部への駆動力を正転、逆転共に伝えることができる（図１１（ｄ））。

ＡＤＦ部の原稿搬送において駆動回転方向を変更するときはＡＤＦポジション２０に位置する読取部１１のモータ４１を正転方向に駆動する。図中矢印Ｙと反対方向に読取部１１を移動し、切換ポジション２２でスイッチ部材７１を押し込む。スイッチ部材７１と非接触状態になった後、待機ポジション２３でモータ４１の正転駆動を止め、逆転駆動して図中矢印Ｙ方向すなわちＡＤＦポジション２０へ移動する。上記ＡＤＦポジション移動の間に切換ポジション２２でスイッチ部材７１を押し込み、スイッチ部材７１と非接触状態になった後、認識ポジションで読取部１１が認識部１０４のパターンを読み取り駆動切換部６１の位相を確認する。原稿搬送終了後、モータ４１を正転方向に駆動させ待機ポジション２３方向へ読取部１１を移動する。さらに、待機ポジション２３から前述のようにＹ方向へ移動して認識部１０４のパターンを読み取り、ＡＤＦモードにおける読取開始時の駆動回転方向と同じ場合はモータ４１を停止させてＡＤＦモード読取を終了する。また、ＡＤＦモードにおける読取開始時の回転方向が異なった場合は、駆動切換シーケンスを行った後に待機ポジション２３へ読取部１１を移動させ、さらにモータ４１を停止しＡＤＦモード読取を終了する。なお認識部１０４のパターン読取でＡＤＦ部１５の意図した駆動回転方向でなかったときは、前述のキャリア４２上の突起４２ｐによるスイッチ部材７１の押し込み動作により、所望の駆動方向に変更が可能である。

以上によって、読取部１１の移動量と移動方向でＦＢモード、ＡＤＦモードにおいて任意の出力回転方向の駆動伝達を行うことができる。

Claims

移動可能なセンサを含む読取部と、
原稿台に置かれた原稿を前記読取部を移動させて読み取る第１の読取機構と、
前記読取部に対して原稿を搬送して原稿を読み取る第２の読取機構と、
前記第１の読取機構と前記第２の読取機構を駆動する共通の駆動源と、
前記第１の読取機構と前記第２の読取機構に、前記駆動源からの駆動力をそれぞれ伝達する伝達手段と、
前記駆動源の一方向の回転に対して、前記第２の読取機構を駆動する回転を正転または逆転に切換える切換手段と、を備え、前記切換手段は前記読取部の移動により動作する
ことを特徴とする画像読取装置。
前記読取部の移動量と移動方向に応じて前記切換手段が動作することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
前記切換手段により切換わる認識部をさらに有し、前記認識部が、前記読取部に読取られることにより、前記第２の読取機構の正転と逆転が識別されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像読取装置。
前記認識部を、前記読取部が前記切換手段を動作させる位置と、前記原稿を搬送して読み取る場合の前記読取部の位置との間の位置に配置したことを特徴とする請求項３に記載の画像読取装置。
前記読取部の移動方向の位置を補正するための、あるいは読取画像の処理において色補正を行うための基準板を、前記読取部を移動させて前記原稿を読み取る場合の前記読取部の位置と、前記原稿を搬送して読み取る場合の前記読取部の位置との間の位置に配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。