JP4023840B2 - 走査ユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に、データを有する文書シートを取り出すための文書フィーダに関し、特に、ファクシミリ機における走査ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の走査ユニットは典型的には、文書の通路を形成する無数の部品を有している。その結果として、一般に、隣接する部品間の位置合わせが複雑になって、許容誤差の変動が大きくなる。したがって、ミスフィードが多発し、また、走査品質が低下することが多くなり、これにより、受信側ファクシミリ等での出力が悪化することとなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の対策ではこの問題に適切に対処することができず、製品の組み立て時に多数の部品について作業を行わなければならず、用紙通路の乱れが大きくなり、並びに、剛性フレーム上の構成要素と、その各構成要素に対応する上側文書ガイド(一般に手作業によるアクセスを可能にするために閉鎖した走査位置と開放位置との間で移動するもの)上の各構成要素との位置合わせが不精確になる。
【0004】
従って、組み立て時間および作業の低減、部品点数の削減、文書通路の妨害の低減、および走査中の文書の制御の向上により信頼性および出力品質を改善した文書取り出し/搬送装置が必要とされている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
ファクシミリ機等の走査ユニットにおいて、自動文書フィーダが、個々の文書シートを文書スタックから走査窓上の文書通路に沿って出力トレーへと搬送する。文書通路の下方のフレームに取り付けられた取り出しローラと、文書通路への手作業によるアクセスを可能にする開放位置と文書シートの走査を行うための閉鎖位置との間を移動する上側ガイド部材に取り付けられた文書分離機構との間に、精確な共平面による位置合わせが提供される。
【0006】
より詳細には、上側ガイド部材上の一体型シート状金属シャシは、次のような考え得る位置合わせ機構を提供するものとなる。垂直なZ軸上の位置は、主に、シャシの平坦部の下側基準面と各々が係合する2つの垂直フレームアーム上の2つの肩基準面によって決まり、また二次的に、シャシの走査後側の端部における回動アームの一方又は他方の第3の肩部によって決まる。しかし、この回動アームは、好適には、それがX及びY基準面による位置決めに優先して位置決めを行うことを防止する為に、X軸およびY軸方向に多少の遊びを有するものとなる。
【0007】
Y軸方向の位置は、2つの傾斜した側方基準縁部によって決まり、それら縁部は、それぞれ対応するシャシ開口部と係合する。Y軸方向(即ち文書搬送方向)の基準面は、Z軸方向の主基準面に直ぐ隣接している。最後に、X軸方向の位置は、フランジ板に形成されたラッチシートに対して作用する2つのバネラッチによって加えられる反対方向の外向きの力によって決まる平衡位置となる。このバネラッチはまた、ラッチシートに対して強い下向きの力を加えて、基準面間の一定の緊密な接触を維持する。文書分離機構を担持するシャシの中央部と、そのシャシの側縁部(剛性を有する垂直な基準アームと係合するもの)との間に、共平面を有する基準通路が設けられている。基準面を適切に位置決めし、上側ガイド部材を所定の閉鎖位置に確実に保持するために、基準面に近接してラッチング装置が配置される。
【0008】
【発明の実施の形態】
一般に、本発明は、ファクシミリ機等の走査ユニットを含み、自動文書フィーダが走査窓上の文書通路に沿って個々のシートを文書スタックから出力トレーまで搬送するものである。文書通路の下方でフレームに取り付けられた取り出しローラと、前記文書通路に対する手動によるアクセスを可能にする開放位置と文書シートの走査を行うための閉鎖位置との間で移動する上側ガイド部材との間には、精確な共平面による位置合わせが提供される。上側ガイド部材上の一体型シート状金属シャシは、文書分離機構を担持するシャシの中央部と、剛性を有する垂直基準アームと係合するシャシの両側縁部のZ軸およびY軸(媒体搬送方向)基準面との間に、直接基準通路を提供するものとなる。それらの基準面に近接してラッチング装置が配設され、これにより、上側ガイド部材が所定の閉鎖位置に確実に固定され、並びに、X軸方向の位置決めが行なわれる。シャシの走査後の端部における一対の回動アームにより、X軸方向およびY軸方向の遊びが提供されると共にZ軸方向の二次的な位置合わせが提供される。この点に関し、本発明は以下に詳細に説明する図示の実施例から最もよく理解されるであろう。
【0009】
図1は、本発明の好適実施例の用紙分離機構を組み込んだファクシミリ機10を示す正面斜視図である。このファクシミリ機10は用紙トレイ12を収容しており、その用紙トレイは、そのトレイ中に載置された用紙スタック14が重力によりファクシミリ機10の用紙受容部分へと付勢されるように下方に向けられている。用紙スタック14は、ファクシミリ機10の後部のスロット内へと入る。
【0010】
ファクシミリ機10における用紙分離機構は、用紙スタック14の下側から一度に1枚ずつ用紙を引き出し、そのファクシミリ機10が周知の態様でそのシート紙上の印刷内容を読み取って送信することができるようにする。また、シート紙は、ファクシミリ機10により複写を行うことも可能なものである。別の実施例では、マシン10は、白紙を供給してその上に印刷を行なうプリンタとなる。次いで、個々のシート紙は、出口スロット16から排出される。
【0011】
また、完成されたマシン10には、受信したファクシミリ通信内容を印刷するための印刷機構(図示せず)が設けられる。この印刷機構(インクジェットプリンタまたはレーザープリンタ等)はまた、マシン10がコピー機またはプリンタとして使用される場合にも用いることが可能なものである。
【0012】
図2は、ファクシミリ機10の背面斜視図であり、ヒンジ止めされた上部17を持ち上げて用紙分離機構および用紙搬送機構が見えるようになっている。簡素化の為、図2では給紙トレイ12は省略してある。図1に示すように、上部17が閉鎖位置にあり、用紙スタック14が用紙トレイ12に載置されている場合には、棚部18上に延びる用紙スタックの前縁部は、ゴム製の分離ローラ20に当接し、用紙フィードバネ22,24により用紙スタック14上に下向きの力が与えられる。
【0013】
分離ローラ20が回転すると、分離ローラ20と一番下のシート紙との間の摩擦力と、一番下の用紙とその上に位置するシート紙との間の摩擦力とにより、複数枚の用紙がさらにマシン10内へと引き込まれる。分離バネ27(図5には示されているが図2では隠れている)により下向きに偏向されたゴム製の分離パッド26が、一番下の用紙を除いた全ての用紙を阻止し、その結果、ゴム製の分離ローラ20と直接に接触する一番下の用紙だけが分離パッド26を越えて送られる。
【0014】
一実施例では、分離ローラ20の平均フィード速度は約12mm/秒となる。
【0015】
下流側にあるゴム製の主フィードローラ30は、分離ローラ20より速く(例えば26mm/秒)用紙を送るように回転される。このため、主フィードローラ30とそれに対向する受動ローラ32との間に位置するよう一番下のシート紙が分離ローラ20により十分に送られると、そのシート紙は(分離ローラ20により押されるのではなく)主フィードローラ30により引っ張られ、これにより、窓34または任意の印刷機構を横切る一定で適正な用紙速度が確保される。分離ローラ20は、滑りクラッチを介して駆動され、そのクラッチにより、1枚のシート紙がローラ20,30の両方に同時に接触する際に、分離ローラ20が主フィードローラ30の一層速い送り速度で回転することが可能となる。
【0016】
主フィードローラ30は、窓34上に用紙を通過させる。その窓34の下には、その一番下の用紙の印刷内容を検出するのに必要な光学検出用の電子装置が設けられている。かかる光学電子装置は従来のものとすることが可能であり、ここでは詳細には説明しないことにする。マシン10が単なるプリンタである場合には、窓34および光学電子装置を印刷機構に置き換えることが可能である。
【0017】
蹴り出し(kick-out)ローラ36は、それと対向する受動ローラ38と共に、主フィードローラ30よりも2%速い給紙速度を提供して、ローラ30,36間で用紙のたるみが生じないようになっている。主フィードローラ30の引っ張り力は約1.36kg(約3ポンド)であり、蹴り出しローラ36の引っ張り力は約0.68kg(約1.5ポンド)であり、これにより、用紙の速度が、蹴り出しローラ36ではなく主フィードローラ30により制御されるようになっている。
【0018】
ローラ20,30,36の各々は、1つのステッピングモータによって駆動され、ギア機構および滑りクラッチ機構を用いて、必要とされる回転速度および回転力でローラ20,30,36が駆動される。
【0019】
ファクシミリ機10のユーザは、用紙スタック14をトレイ12の所定位置に載置する場合には、異なる大きさの力でマシン10にスタック14を挿入することになる。その力の大きさは、用紙スタックの適切な配置を示すものとしてユーザがどのような触覚上のフィードバックを考えるかによって決まるものである。ユーザが予想する触覚上のフィードバック力が非常に小さい場合には、ローラ20と一番下のシート紙との間の摩擦が不十分となるため、回転する分離ローラ20によりシート紙が保持されない可能性がある。また、ユーザが高い触覚上のフィードバックを想定している場合には、用紙スタック14が分離ローラ20とそれに対向するバネ22,24,27との間に深く入り込み、その結果、分離ローラ20により複数の用紙が同時に下流側に送られてしまう可能性がある。
【0020】
以下で説明する分離ローラ20とそれに対向するバネアセンブリ(バネ22,24,27および分離パッド26からなるもの)は、分離機構の分離機能を改善し、ユーザがマシン10に用紙スタック14を挿入する際にその用紙スタック14に最初に加わる力の変動を補償するものである。
【0021】
図3は、一好適実施例の分離ローラ20を示す斜視図である。分離ローラ20は、円筒状の中間部44(図2にも示す)の両端に配置された偏心蹴り出し(kicker)部40,42を備えたものである。分離ローラ20は、ステンレス鋼製のシャフト46上を強制的に滑動させられ、またシャフト46上に摩擦力によって固定される。そのシャフト46は、分離ローラ20を回転させるためにファクシミリ機10内の適当な滑りクラッチおよびギア機構に最終的に固定される平坦な端部48を有している。このシャフト46には、成型されたプラスチック製のシム50が取り付けられ、このシム50は、蹴り出し部40の下に挿入されて蹴り出し部40の偏心を生成する延長部を備えている。同様のシムを用いてもう一方の蹴り出し部42の偏心が生成される。
【0022】
図4および図5は、ファクシミリ機10に用紙スタック14が挿入された後に頂点60が最初に回転する際の偏心蹴り出し部40,42の動作を示すものである。図4において、ユーザは、用紙スタック14を、用紙フィードバネ22,24とローラ20の蹴り出し部40,42との間に、矢印61で示す方向に挿入する。ユーザは、手に感じられる抵抗に基づいて用紙スタック14の挿入を行ってその用紙スタック14を放す。このため、用紙スタック14がローラ20と用紙フィードバネ22,24との間にどの程度挿入されるかは、実際にはユーザによって異なる。
【0023】
頂点60が用紙スタック14に向かって回転するにつれて、用紙フィードバネ22,24によって加えられる下向きの力が大きくなっていく(従って、蹴り出し部40,42と一番下の用紙との間の摩擦が大きくなっていく)。これと同時に、蹴り出し部40,42の頂点60が効果的に延びて一番下の用紙の底面と一層大きな面積で接触するようになる。これにより、一番下の用紙が蹴り出し部40,42との直接の摩擦接触により前方に引き出され、他の用紙はその一番下の用紙との摩擦により一層小さい力で前方に引っ張られる。用紙フィードバネ22,24に下向きの角度が付いているため、用紙スタック14が前方へと広がって階段状になり(図5参照)、その一方、一番下の用紙または下側の複数枚の用紙が、蹴り出し部40,42と一番下の用紙との間の高い摩擦力によって引き続き前方に送られる。
【0024】
図5は、分離ローラ20の最初の回転によって前方に送られた後の用紙スタック14の位置を示すものであり、その位置では、頂点60は、既にその機能を果たし終えており、一番下の用紙64または下側の複数枚の用紙がゴム製の分離パッド26に接触した状態となるようにそれら用紙を送った後である。この次の段階では、一番下の用紙64と回転するローラ20との間の摩擦によって、一番下の用紙64が分離パッド26の下方から押し出され、一方、その一番下の用紙64の上方にある用紙は、分離パッド26との接触と一番下の用紙64に対する滑りとによって、分離パッド26の後方に保持される。
【0025】
一番下の用紙64が分離パッド26と分離ローラ20との間から出た後、次の用紙が分離ローラ20のゴム面と直接接触して分離パッド26の下側に付勢される一方、分離パッド26が、角度の付いた用紙フィードバネ22,24と共働して残りの用紙を後方に保持する。
【0026】
分離パッド26の下方を通過する一番下の用紙が図2に示す主フィードローラ30に達すると、その主フィードローラ30が、図2を参照して前述したように一番下の用紙の送りを制御する。
【0027】
ここで、図1および図2を再び参照する。同図から分かるように、上部17は、上側ガイド部材を構成し、この上側ガイド部材は走査中には一対の直立したバネラッチ70,71によって閉鎖位置に保持される。複合分離アセンブリ72や受動ローラ32,38を含む上述の様々な文書制御用の構成要素は、剛性を有するシャシ74内に取り付けられ、そのシャシ74は好適にはシート状金属から形成される。また、このシャシには、文書通路出口16に隣接して配置された導電性ブラシ76等の静電放電装置(ESD)が直接取り付けられている。本実施例では、表示/制御パネル80上に表示窓78が配設され、それらは、シャシ74との間に配設された破線で示す別個の回路基板部品82,84を有している。表示窓の枠をなす接地プレート(図示せず)は、前記金属シャシに直接接地され、静電放電装置による損傷から回路基板部品を保護するためのシールドとして機能する。そのシャシは、別個の接地ワイヤ(図示せず)により、または後述する金属製のヒンジを介して、フレームに接地される。
【0028】
スキャナの詳細を図6に示す。同スキャナは、LED照明アレイ86、不透明バッフル88、透明走査窓90、およびミラー91,92,93等を備えたものである。なお、前記ミラーは、走査される文書からの光学信号をレンズ94を介してCCDアレイ100に伝達するものである。水平部96、傾斜部97、レバーアーム98、および取付フィンガ99を有するリミッタ95は、バネによって付勢されて、2つの駆動ローラ間の通常位置の外にある文書を、走査窓に近接しているが接触することのない所定位置へと幾分きつめに押圧する。傾斜部97は、文書通路を妨げることなく文書を案内するはたらきをする。水平部96および傾斜部97の底面は、較正のために白地になっている。これは、例えば適当な光学特性並びに通常の使用および洗浄に対する適当な耐久性を有する特殊な光学材料であるKimduraの可塑紙(plasticized paper)等によって達成することができる。リミッタは、バネにより負荷が与えられ、文書シートとの釣り合いに打ち勝つ為に少なくともほぼ0.5ニュートン(10分の1ポンド)の力を発生する。実際に使用されるバネ力は、製造中に精確な公差が必要となることを回避するための最小限の量の約5倍となる。
【0029】
文書シートを適切に取り出して走査窓上を搬送させるための駆動ローラの好適な仕様は次の通りであった。
【0030】
【表1】
【0031】
図7ないし図9は、上側ガイド部材のシャシとフレームとの間のヒンジ止め、位置合わせ、およびラッチングについての詳細を示すものである。ラッチバネ機構は、基部102、フレーム取り付けピン103、シャシリップ104、V字形のバネ伸張部105、およびシャシ開口部106を備えている。直立アーム110は、シャシのZ軸基準面112と係合する肩面111を有しており、またテーパーの付いた舌部113を有している。その舌部113は、シャシの基準シート115と係合する基準縁部114と、前記基準シート115に対して僅かな隙間を有することが好ましい非基準縁部とを有している。両方のV字形のバネ伸張部が広がることにより、基準面との確実な係合を行うための外向きおよび下向きの力が生成される。
【0032】
シャシ上の各回動脚120は、フレームの回動スロット122内で開放位置と閉鎖位置との間で移動する際に、下方に面する二次基準面121と当接する。線バネ125は、2つの橋要素126,127間に架け渡されて、開口部128を通過し、リミッタのレバーアームの端部をまわり、これにより上述のバネによる付勢が提供される(図13参照)。
【0033】
図10は、モータシャフト130から第1および第2の伝達ギア131,132を介して取り出しローラギア133に到り、また第1の伝達ギア131を介して走査前ローラギア134に到り、更に第3の伝達ギア135を介して走査後ローラギア136に到るギア列を示すものである。各ギアシャフトのための穴を図9に示す。
【0037】
上記説明および図面は独自の利点を提供するものであり、また特許請求の範囲に定める本発明の思想および範囲から逸脱することなく様々な変更および修正が可能である、ということが理解されよう。
【0038】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
【0039】
1.個々の文書シートを文書通路に沿って走査ステーションを越えて選択的に送るための取り出しローラを有するファクシミリ機等の走査ユニットであって、
前記文書通路中に取り出しローラを有するフレームと、
前記のフレームに固定されてそのフレームから上方へと延び、回動スロットを有する、走査後アームと、
前記取り出しローラの上流側に配置された分離アセンブリを有すると共に前記回動スロットと係合する回動脚を備えている剛性を有する上側ガイド部材と、
前記フレームに固定されてそのフレームから上方へと延び、Z軸方向の第1の基準面とY軸方向の第2の基準面とを有する、走査前アームと、
前記第1の基準面と係合する前記上側ガイド部材上のZ軸基準面および前記第2の基準面と係合する前記上側ガイド部材上のY軸基準面とを備えており、
前記上側ガイド部材が、前記文書通路への手動のアクセスを可能にする開放位置から、文書シートの走査を可能にする閉鎖位置へと移動する際には必ず、前記取り出しローラに対する前記分離アセンブリの最適な位置決めが達成されるようになっている、
ということを特徴とする、前記走査ユニット。
【0040】
2.前記Z軸基準面が、前記上側ガイド部材の中央部と実質的に共平面を有する前記上側ガイド部材の縁部に配置されている、前項1に記載の走査ユニット。
【0041】
3.前記Y軸基準面が、前記上側ガイド部材の中央部と実質的に共平面を有する前記上側ガイド部材の縁部に配置されている、前項1に記載の走査ユニット。
【0042】
4.前記回動脚が、前記回動スロットと係合する二次基準面を有している、前項1に記載の走査ユニット。
【0043】
5.前記二次基準面によりZ軸方向の位置合わせが可能となる、前項4に記載の走査ユニット。
【0044】
6.前記上側ガイド部材を前記閉鎖位置に保持するためのラッチング機構を更に備えている、前項1に記載の走査ユニット。
【0045】
7.前記Z軸基準面および前記Y軸基準面が、互いに近接して前記上側ガイド部材上に配置されている、前項1に記載の走査ユニット。
【0046】
8.前記ラッチング機構が、前記上側ガイド部材上の前記Z軸基準面と近接して配置されている、前項6に記載の走査ユニット。
【0047】
9.前記ラッチング機構が、前記上側ガイド部材上の前記Y軸基準面と近接して配置されている、前項6に記載の走査ユニット。
【0048】
10.前記ラッチング機構が、前記上側ガイド部材上の前記Y軸基準面と近接して配置されている、前項8に記載の走査ユニット。
【0049】
11.前記ラッチング機構が、前記フレームから上方へと延びる2つのバネアームを備えており、前記上側ガイド部材が2つのラッチシートを備えており、前記バネアームが前記ラッチシートに係合して前記上側ガイド部材を前記閉鎖位置に確実に位置決めする、前項6に記載の走査ユニット。
【0050】
12.前記2つのバネアームが前記ラッチシートに反対方向の外向きの力を加えてX軸方向の平衡位置を確立する、前項11に記載の走査ユニット。
【0051】
13.前記第2の基準面が2つの傾斜した側方基準縁部を含む、前項1に記載の走査ユニット。
【0052】
14.前記Y軸基準面が、前記の傾斜した側方基準縁部と係合するシャシ開口部の一方の側を含む、前項13に記載の走査ユニット。
【0053】
15.前記第1の基準面が2つの肩基準面を含む、前項1に記載の走査ユニット。
【0054】
16.前記Z軸基準面が、前記肩基準面と係合する前記上側ガイド部材の底部の平坦部を含む、前項15に記載の走査ユニット。
【0055】
17.前記の剛性を有する上側ガイド部材が、剛性を有するシート状金属シャシを備えている、前項1に記載の走査ユニット。
【0056】
18.前記Z軸基準面が前記金属シャシの一部である、前項17に記載の走査ユニット。
【0057】
19.前記Y軸基準面が前記金属シャシの一部である、前項17に記載の走査ユニット。
【0058】
20.前記回動脚が前記金属シャシの一部である、前項17に記載の走査ユニット。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の好適実施例を組み込んだファクシミリ機を示す正面斜視図である。
【図2】 図1のファクシミリ機の上側自動文書ガイドが開放位置にあり、走査ステーションを通過する文書通路が露出した状態を示す背面斜視図である。
【図3】 現時点での好適な分離または取り出しローラを示す斜視図である。
【図4】 文書スタックから文書を1枚ずつ取り出すことを可能にする図3の取り出しローラおよび現時点での好適な分離アセンブリの動作を示す側面図である(1/2)。
【図5】 文書スタックから文書を1枚ずつ取り出すことを可能にする図3の取り出しローラおよび現時点での好適な分離アセンブリの動作を示す側面図である(2/2)。
【図6】 図1のファクシミリ機の走査ユニットを示す側面断面図である。
【図7】 フレーム上の閉鎖位置にある上側ガイド部材のシャシ部を部分的に示す斜視図である。
【図8】 図7の部分拡大図であり、ラッチング機構と基準面を下から見た図である。
【図9】 図7を全体的に示す側面図である。
【図10】 図7のフレーム部分を示す側面図であり、モータから取り出しローラまでの転送ギア、走査前主駆動ローラ、および走査後(蹴り出し)副駆動ローラを示す。
Claims (9)
- シートを文書通路に沿って走査ステーションを通過させて搬送するための分離ローラを有する走査ユニットであって、
フレーム上の文書通路に前記分離ローラを有するフレームと、
前記分離ローラの下流側に配置され、前記フレームに固定的に取り付けられ、該フレームから上方へ延び、回動スロットを有する回動アームと、
前記分離ローラよりも上流側にセパレータアセンブリを有するとともに、前記回動スロットと係合するための回動脚を有する剛性の上側ガイド部材と、
前記回動アームの上流側に配置され、前記フレームに固定的に取り付けられ、該フレームから上方へ延びる直立アームであって、前記文書通路に対して垂直なZ軸方向を向いた第1の基準面と、前記文書通路に対して概ね平行なY軸方向を向いた第2の基準面とを有する直立アームと、
前記上側ガイド部材が前記開放位置から閉鎖位置へ移動されるときは常に、前記第1の基準面に係合される前記上側ガイド部材上のZ軸基準面と、
前記上側ガイド部材が前記開放位置から閉鎖位置へ移動されるときは常に、前記第2の基準面に係合される前記上側ガイド部材上のY軸基準面と
からなり、
前記文書通路が前記フレームと前記上側ガイド部材との間に規定される、走査ユニット。 - 前記Z軸基準面は前記上側ガイド部材の縁部に位置し、該縁部が前記上側ガイド部材の中央部と実質的に同じ平面内にある、請求項1の走査ユニット。
- 前記Y軸基準面は前記上側ガイド部材の縁部に位置し、該縁部が前記上側ガイド部材の中央部と実質的に同じ平面内にある、請求項1の走査ユニット。
- 前記回動脚は前記回動スロットと係合する二次基準面を有し、該二次基準面により、前記回動脚が前記回動スロットの中で旋回することができる範囲が制限される、請求項1の走査ユニット。
- 前記上側ガイド部材を前記閉鎖位置に維持するためのラッチ手段をさらに含む、請求項1の走査ユニット。
- 前記Z軸基準面と前記Y軸基準面とが前記ガイド部材上で互いに近接して配置される、請求項1の走査ユニット。
- 前記第2の基準面は、前記Y軸基準面と係合するように構成されたテーパーのついた舌部に形成された傾斜した側方基準端部を有する、請求項1の走査ユニット。
- 前記第1の基準面がそれぞれ肩面である、請求項1の走査ユニット。
- 前記剛性の上側ガイド部材は、剛性のシート状金属シャシを含む、請求項1の走査ユニット。
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