(57)【要約】【課題】ベアリングの数を削減、或いはベアリングを不要にすることで、小型化及び低コスト化を実現することができる昇降装置を提供する。【解決手段】昇降装置９は、昇降トレイ７と、昇降トレイ７を昇降駆動する駆動部１０ａとを備え、駆動部１０ａは、偏芯軸４と、偏芯軸４に回転駆動力を伝達する駆動手段１１と、偏芯軸４の偏芯回転運動が伝達される第１歯車２２と、第１歯車２２の回転を規制して、偏芯軸４から第１歯車２２に伝達された偏芯回転運動を第１歯車２２の偏芯揺動運動に変換させる規制手段３，２３と、昇降トレイ７に駆動力を伝達する出力軸１３が連結され、第１歯車２２の偏芯揺動運動が伝達されることで回転駆動される第２歯車２４とを有する。出力軸１３には、少なくとも昇降トレイ７が最下位置にあるとき、該昇降トレイ７の上昇動作に補助力を付与するねじりコイルばね５が取り付けられる。【選択図】図５
2010127336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降トレイと、該昇降トレイを少なくとも上昇駆動する駆動部と、を備える昇降装置において、
前記駆動部は、偏芯軸と、
該偏芯軸に回転駆動力を伝達する駆動手段と、
前記偏芯軸の偏芯回転運動が伝達される第１歯車と、
前記偏芯軸の前記偏芯回転運動により前記第１歯車が偏芯揺動運動をするように、該第１歯車の回転を規制する規制手段と、
前記昇降トレイに駆動力を伝達する出力軸が連結され、前記偏芯揺動運動をしている前記第１歯車から駆動力が伝達されることで回転駆動される第２歯車と、
少なくとも前記昇降トレイが下降位置にあるとき、該昇降トレイの上昇動作に補助力を付与する補助手段と、を備える
ことを特徴とする昇降装置。
【請求項２】
前記偏芯軸は、前記第１歯車に対して接触しながら摺動回転することにより、該第１歯車を偏芯揺動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の昇降装置。
【請求項３】
前記補助手段は、前記昇降トレイの位置が所定の高さを超えるまで該昇降トレイを上昇する方向に付勢する付勢部材を有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の昇降装置。
【請求項４】
前記第１歯車が外歯車であり、前記第２歯車が前記外歯車に部分的に噛合する内歯車である、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の昇降装置。
【請求項５】
複数枚の原稿が載置される昇降トレイと、該昇降トレイを少なくとも上昇駆動する駆動部と、を備える昇降装置を有し、
前記昇降トレイに載置された複数枚の原稿を搬送路に１枚ずつ給送して、該搬送路に給送された原稿の画像を読み取る画像読取装置であって、
前記昇降装置として、請求項１〜４のいずれか一項に記載の昇降装置を用いる、
ことを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナ等の画像読取装置、或いはプリンタやファクシミリ、複写機等の画像形成装置等に搭載される昇降トレイを駆動する昇降装置、及び該昇降装置を備える画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の昇降装置としては、例えば図１０に示すものがある（特許文献１）。
【０００３】
この昇降装置は、不図示の昇降トレイを昇降駆動する駆動部１０ａを備え、駆動部１０ａは、モータ１１からの回転駆動力がベルト１２を介してプーリ１４に伝達されることで、プーリ１４の内周部に嵌合固定された偏芯軸２０が偏芯回転する。偏芯軸２０は、ベアリング２５ｃ，２５ｄを介してケーシング２８に回転可能に支持されており、偏芯軸２０の偏芯部２１の偏芯回転運動がベアリング２５ｂを介して内歯車からなる第１歯車２２に伝達される。
【０００４】
第１歯車２２は、ベアリング２５ｂを介して伝達された偏芯部２１の偏芯回転運動に従動して回転する力を受けるが、ケーシング２８の遊嵌穴２６に頭部が収納された規制ピン２３により回転が規制されているので、回転することなく偏芯揺動運動する。
【０００５】
第１歯車２２の偏芯揺動運動は、ベアリング２５ａを介してケーシング２８に回転可能に支持された外歯車からなる第２歯車２４に伝達される。
【０００６】
第１歯車２２と第２歯車２４とは、第１歯車２２が偏芯揺動運動する方向で部分的に噛合し、他の部分の歯は離合した状態となっている。このため、第１歯車２２と第２歯車２４との噛合部分が第１歯車２２の偏芯揺動運動に伴う偏芯方向の変化に応じて回転し、この回転が第２歯車２４の回転力として伝達される。
【０００７】
第２歯車２４の回転力は、ケーシング２８にベアリング２５ｅを介して回転可能に支持された出力軸１３に伝達され、出力軸１３の回転力が不図示の昇降トレイを昇降駆動する駆動力として例えばリンク機構等を介して昇降トレイに伝達される。
【特許文献１】特開２００７−２７８４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記特許文献１の昇降装置では、例えば、昇降トレイに大量の原稿が載置された場合に、昇降トレイの上昇駆動時に各摺動部に作用する負荷を軽減するため、各摺動部にベアリングを介装している。このため、ベアリングの数が多くなって、装置の大型化及びコスト増を招くという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、ベアリングの数を削減、或いはベアリングを不要にすることで、小型化及び低コスト化を実現することができる昇降装置及び該昇降装置を備える画像読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の昇降装置は、昇降トレイと、該昇降トレイを少なくとも上昇駆動する駆動部と、を備える昇降装置において、前記駆動部は、偏芯軸と、該偏芯軸に回転駆動力を伝達する駆動手段と、前記偏芯軸の偏芯回転運動が伝達される第１歯車と、前記偏芯軸の前記偏芯回転運動により前記第１歯車が偏芯揺動運動をするように、該第１歯車の回転を規制する規制手段と、前記昇降トレイに駆動力を伝達する出力軸が連結され、前記偏芯揺動運動をしている前記第１歯車から駆動力が伝達されることで回転駆動される第２歯車と、少なくとも前記昇降トレイが下降位置にあるとき、該昇降トレイの上昇動作に補助力を付与する補助手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の画像読取装置は、複数枚の原稿が載置される昇降トレイと、該昇降トレイを少なくとも上昇駆動する駆動部と、を備える昇降装置を有し、前記昇降トレイに載置された複数枚の原稿を搬送路に１枚ずつ給送して、該搬送路に給送された原稿の画像を読み取る画像読取装置であって、前記昇降装置として、請求項１〜４のいずれか一項に記載の昇降装置を用いる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ベアリングの数を削減、或いはベアリングを不要にすることができるので、昇降装置の小型化及び低コスト化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態の一例を図を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の一例である昇降装置を備える画像読取装置の概略断面図である。
【００１５】
図１に示す画像読取装置８は、昇降装置９の駆動部１０ａ（図４参照）により、複数枚の原稿Ｄが載置された昇降トレイ７が、最上面の原稿Ｄがピックアップローラ３０に当接する位置まで上昇駆動される。ピックアップローラ３０によりピックアップされた原稿Ｄは、給送ローラ３１及び分離ローラ３２によって搬送路に１枚ずつ給送され、レジストローラ対３３及び搬送ローラ対３６により画像読取部３４，３５に搬送される。
【００１６】
画像読取部３４，３５に搬送された原稿Ｄは、表面の画像がコンタクトガラス８１を介してラインイメージセンサ７１により読み取られると共に、裏面の画像がコンタクトガラス８２を介してラインイメージセンサ７２により読み取られる。表裏の画像が読み取られた原稿Ｄは、搬送ローラ対３７，３８よって下流側に搬送され、排紙ローラ対３９により装置外部へ排紙される。
【００１７】
そして、昇降トレイ７は、原稿Ｄが搬送路に給送されるに従って給送された原稿Ｄの厚み分だけ上昇し（図２）、その後、図３に示す最上位置に達して全ての原稿Ｄの給送が終了すると、下降して最下位置へ戻る。
【００１８】
図４は、駆動部１０ａの駆動力をリンク機構を介して昇降トレイ７に伝達して該昇降トレイ７を昇降駆動する昇降装置９の一例を示す斜視図である。
【００１９】
図４に示すように、駆動部１０ａは、両端に出力軸１３が突出して、フレーム５４の底板５４ｂに立設された取付板５３に取り付けられている。出力軸１３の両端は、フレーム５４の両側板５４ａの長手方向の一端側に回転可能に支持されており、フレーム５４の両側板５４ａの長手方向の他端側には、出力軸１３と略平行に配置された回転軸５６ｂが回転可能に支持されている。
【００２０】
出力軸１３の両端には、それぞれリンク５２ａの下端が固定され、回転軸５６ｂの両端には、それぞれリンク５２ｂの下端が固定されている。リンク５２ａの上端とリンク５２ｂの上端とは、回転ピン等を介して転結バー５１により連結されており、また、リンク５２ａ及びリンク５２ｂの上端には、昇降トレイ７に当接するコロ５５が回転可能に支持されている。昇降トレイ７は、不図示の支持機構により上下方向（図４の矢印Ａ方向）に移動可能に支持されている。
【００２１】
そして、駆動部１０ａの出力軸１３が回転駆動されると、その駆動力によりリンク５２ａが回動し、また、リンク５２ａとリンク５２ｂとが連結バー５１により連結されていることから、リンク５２ｂもリンク５２ａと同様に回動する。
【００２２】
これにより、リンク５２ａ，５２ｂの先端に取り付けられたコロ５５に当接する昇降トレイ７がリンク５２ａ，５２ｂの回動角及び回動方向に応じて昇降する。従って、不図示の制御部により駆動部１０ａに内蔵されたモータ１１（図５）の駆動を制御して、出力軸１３の回転角及び回転方向を制御することで、昇降トレイ７の高さを調整することができる。
【００２３】
次に、図５及び図６を参照して、昇降装置９の駆動部１０ａの一例を説明する。図５は駆動部１０ａの軸方向に沿う断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２４】
図５に示すように、駆動部１０ａは、プレート部材２に取り付けられたステッピングモータ等のモータ１１を備えており、該モータ１１のモータ軸には、平歯車１１ａが取り付けられている。平歯車１１ａには、平歯車１が噛合しており、該平歯車１には、偏芯軸４が一体に形成されている。
【００２５】
図５及び図６に示すように、平歯車１及び偏芯軸４には、出力軸１３が挿通配置されており、これにより、平歯車１及び偏芯軸４は、出力軸１３に対して接触しながら相対的に摺動回転が可能に支持されている。
【００２６】
偏芯軸４には、外歯車からなる１歯車２２が嵌合されており、該偏芯軸４は、第１歯車２２に対して接触しながら摺動回転が可能に配置されている。第１歯車２２には、軸方向に突出するピン２３が周方向に略等間隔で複数箇所形成されており、各ピン２３は、プレート部材２に形成されたピン挿入部３に遊挿されている。これにより、第１歯車２２は、回転しないように規制されている。
【００２７】
第１歯車２２の外周側には、内歯車からなる第２歯車２４が配置されており、第２歯車２４は、第１歯車２２に部分的に噛合して、出力軸１３に略同心に固定されている。また、出力軸１３には、ねじりコイルばね（付勢部材）５が取り付けられている。
【００２８】
ねじりコイルばね５は、昇降トレイ７とフレーム５４の底板５４ｂとの間に配置されており、少なくとも昇降トレイ７が下降位置（図では、最下位置）にあるとき、該昇降トレイ７に対して上方向に付勢力を作用させて、昇降トレイ７の上昇動作に補助力を付与する。  
【００２９】
また、ねじりコイルばね５は、昇降トレイ７の上下動に応じて該昇降トレイ７に接触しながら摺動することから、動作の阻害や摩耗を防ぐため、昇降トレイ７に接触する部分が湾曲した形状とされている。
【００３０】
次に、駆動部１０ａの動作例について説明する。
【００３１】
モータ１１からの回転駆動力が平歯車１１ａを介して平歯車１に伝達されることで、平歯車１と一体に形成された偏芯軸４が偏芯回転し、偏芯軸４の偏芯回転運動により第１歯車２２に変位する力が伝達される。
【００３２】
第１歯車２２は、偏芯軸４の偏芯回転運動に従動して回転する力を受けるが、ピン２３がプレート部材２のピン挿入部３に遊挿されて回転が規制されている。このため、第１歯車２２は、回転することなく偏芯揺動運動し、この第１歯車２２の偏芯揺動運動により第２歯車２４に駆動力が伝達される。
【００３３】
第１歯車２２と第２歯車２４とは、第１歯車２２が偏芯揺動運動する方向で部分的に噛合し、他の部分の歯は離合した状態となっている。このため、第１歯車２２と第２歯車２４との噛合部分が第１歯車２２の偏芯揺動運動に伴う偏芯方向の変化に応じて回転し、この回転が第２歯車２４を回転させる駆動力として伝達される。
【００３４】
第２歯車２４の回転は、出力軸１３に伝達され、出力軸１３の回転トルクが昇降トレイ７を昇降駆動する駆動力として図４に示すリンク機構を介して昇降トレイ７に伝達される。
【００３５】
なお、第１歯車２２及び第２歯車２４の歯は、サイクロイド曲線を成すように形成されているので、噛合部位が移動する際に各歯が摺動することなく転動する。
【００３６】
また、本実施形態では、第２歯車２４の歯数は第１歯車２２の歯数より多く、第２歯車２４の回転数は、第１歯車２２と第２歯車２４との歯数差に依存するため、モータ１１の回転速度は減速されて出力軸１３に伝達される。第１歯車２２の歯数をＮ１、第２歯車２４の歯数をＮ２とすると、減速比γはγ＝（Ｎ２−Ｎ１）／Ｎ２で与えられる。
【００３７】
そして、図７において、出力軸１３が矢印αに回転すると、昇降トレイ７が上昇動作し、出力軸１３が矢印βに回転すると、昇降トレイ７が下降動作する。なお、図７は昇降トレイ７が最下位置にある状態を示す図、図８は昇降トレイ７が中間位置にある状態を示す図、図９は昇降トレイが最上位置にある状態を示す図である。
【００３８】
昇降トレイ７が図７に示す最下位置から上昇動作する際の第１歯車２２及び第２歯車２４の回転開始時は、昇降トレイ７の重さと昇降トレイ７に載置された大量の原稿Ｄの重さが加わるため、大きな回転力が必要となる。また、第１歯車２２及び第２歯車２４が回転を開始するまでは静摩擦が作用しているため、大きな回転抵抗が発生する。
【００３９】
本実施形態では、特に、偏芯軸４と第１歯車２２との摺動部分、平歯車１と出力軸１３との摺動部分にベアリングを使用していないので、摺動部分に発生する摩擦抵抗が大きく、第１歯車２２及び第２歯車２４の回転開始時に大きな負荷がかかってしまう。
【００４０】
そこで、本実施形態では、ねじりコイルばね５の付勢力により、昇降トレイ７の最下位置から図８に示す中間位置の範囲で昇降トレイ７の上昇動作を補助するように設定している。これにより、第１歯車２２及び第２歯車２４の回転開始時の回転負荷を軽減することができる。
【００４１】
なお、昇降トレイ７が図８に示す中間位置（所定の位置）を超えて図９に示す最上位置に達するまでの間は、ねじりコイルばね５の付勢力は昇降トレイ７に作用しないようになっている。この場合、昇降トレイ７に積載された原稿Ｄの量も少なくなっているため、昇降トレイ７が上昇動作する際に、第１歯車２２及び第２歯車２４にはそれほど大きな負荷はかからない。
【００４２】
一方、昇降トレイ７が図８に示す中間位置の下方に位置する場合は、昇降トレイ７の下降動作時には、ねじりコイルばね５の付勢力に抗して下降することになるため、第１歯車２２及び第２歯車２４にはねじりコイルばね５の付勢力に応じた負荷が発生する。しかし、昇降トレイ７の重量が昇降トレイ７の下降方向に作用するので、原稿Ｄを載せた昇降トレイ７が上昇動作する場合に比べて、第１歯車２２及び第２歯車２４に作用する負荷は小さくなる。なお、ねじりコイルばね５により昇降トレイ７の上昇動作を補助する範囲は適宜変更してもよく、また、該範囲を操作者が変更できるようにしてもよい。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態では、ねじりコイルばね５の付勢力により、昇降トレイ７の最下位置から図８に示す中間位置の範囲で昇降トレイ７の上昇動作を補助するようにしている。
【００４４】
これにより、第１歯車２２及び第２歯車２４の回転開始時の回転負荷を軽減することができるので、ベアリングを使用することなく、昇降トレイ７のスムースな上昇動作を確保することができ、昇降装置９の小型化及び低コスト化を実現することができる。また、出力軸１３、偏芯軸４、第２歯車２４等にベアリングを使用しないため、従来のように、ベアリングを支持するためのケーシングが不要となり、昇降装置９の更なる小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００４５】
なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００４６】
例えば、上記実施形態では、第１歯車２２を外歯車とし、第２歯車２４を内歯車とした場合を例示したが、これに代えて、第１歯車２２を内歯車とし、第２歯車２４を外歯車としてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、モータ１１の駆動力を歯車機構を介して偏芯軸４に伝達する場合を例示したが、モータ１１の駆動力をベルト・プーリ機構を介して偏芯軸４に伝達しても良い。
【００４８】
更に、上記実施形態では、平歯車１及び偏芯軸４が出力軸１３に対して相対回転可能に支持される場合を例示したが、これに代えて、平歯車１及び偏芯軸４がプレート部材２に回転可能に支持されるようにしてもよい。
【００４９】
更に、上記実施形態では、第１歯車２２にピン２３を形成し、プレート部材２にピン挿入部３を形成した場合を例示したが、これに代えて、第１歯車２２にピン挿入部３を形成し、プレート部材２にピン２３を形成してもよい。また、ピン２３をベアリングを介して回動可能に支持するようにしてもよく、更には、ピン２３にベアリングを取り付けて、ベアリングがピン挿入部３と接触するようにしてもよい。
【００５０】
更に、上記実施形態では、昇降トレイ７の上昇動作を補助する手段としてねじりコイルばね５を例示したが、これに代えて、例えば圧縮ばねやうず巻きばね等でもよく、また、ソレノイド等の電磁駆動機構を用いてもよい。
【００５１】
更に、上記実施形態では、ベアリングを使用しない場合を例示したが、第１歯車２２と偏芯軸４との間等、より大きな力が発生する箇所には、適宜必要最小限のベアリングを用いても良い。この場合においても、従来に比べてベアリングの数を大幅に削減することができるので、上記同様の作用効果を得ることができる。
【００５２】
更に、上記実施形態では、駆動部１０ａにより昇降トレイ７を上昇駆動及び下降駆動する場合を例示したが、駆動部１０ａにより昇降トレイ７の上昇駆動のみを行い、操作者が昇降トレイ７を手で押し下げて下降させる構造にしてもよい。このようにすると、ねじりコイルばね５の付勢力（補助力）をより大きくできるため、昇降装置９の更なる小型化や長寿命化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態の一例である昇降装置を備える画像読取装置の概略断面図である。
【図２】図１に示す画像読取装置の昇降トレイが中間位置にある状態を示す図である。
【図３】図１に示す画像読取装置の昇降トレイが最上位置にある状態を示す図である。
【図４】駆動部の駆動力をリンク機構を介して昇降トレイに伝達して該昇降トレイを昇降駆動する昇降装置の一例を示す斜視図である。
【図５】駆動部の軸方向に沿う断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】昇降トレイが最下位置にあるときのねじりコイルばねの状態を示す図である。
【図８】昇降トレイが中間位置にあるときのねじりコイルばねの状態を示す図である。
【図９】昇降トレイが最上位置にあるときのねじりコイルばねの状態を示す図である。
【図１０】従来の昇降装置を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１      平歯車
２      プレート部材
３      ピン溝
４      偏芯軸
５      ねじりコイルばね
７      昇降トレイ
８      画像読取装置
９      昇降装置
１１    モータ
１３    出力軸
２２    第１歯車
２３    ピン
２４    第２歯車
３０    ピックアップローラ
３１    給送ローラ
３２    分離ローラ
３３    レジストローラ対
３４    画像読取部
３５    画像読取部
３６，３７，３８    搬送ローラ対
３９    排紙ローラ
５１    連結バー
５２ａ  リンク
５２ｂ  リンク
５３    取付板
５４ａ  側板
５４ｂ  底板
５６ｂ  回転軸
７１    ラインイメージセンサ
７２    ラインイメージセンサ
８１    コンタクトガラス
８２    コンタクトガラス
【図１】
2010127336.tif 000003
【図２】
2010127336.tif 000004
【図３】
2010127336.tif 000005
【図４】
2010127336.tif 000006
【図５】
2010127336.tif 000007
【図６】
2010127336.tif 000008
【図７】
2010127336.tif 000009
【図８】
2010127336.tif 000010
【図９】
2010127336.tif 000011
【図１０】
2010127336.tif 000012