(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを一枚ずつ分離給送する分離給送手段と、
前記分離給送されたシートを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段を抜けたシートの搬送方向端部を検知するシート端検知手段と、
前記分離給送手段と前記搬送手段に駆動力を付与する駆動手段と、
前記シート端検知手段からの情報に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、
を有し、
前記分離給送手段は、前記駆動手段からの駆動力伝達によって回転する回転凸部と該回転凸部が係合することで回転する回転凹部とを有し、シート後端が抜けてから前記回転凸部が所定量回転した後に前記回転凹部に係合することで回転するように構成され、
前記回転凸部が前記回転凹部に係合するまでの空転時間をｔａ、前記シート後端が前記分離給送手段を抜けてから前記シート端検知手段に検知されるまでの時間をｔｂとしたとき、前記時間の関係がｔａ＞ｔｂになるように構成されていることを特徴とするシート給送装置。
【請求項２】
前記シート端検知手段で先のシートの後端を検知した後に前記分離給送手段による次のシートの分離給送動作を開始するとともに、前記分離給送手段による分離給送動作時に前記駆動手段の駆動力をアップすることを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
【請求項３】
前記駆動手段としてステッピングモータを用い、前記ステッピングモータの電流値を変更することによって該ステッピングモータの出力トルクをアップすることを特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
【請求項４】
前記駆動手段としてステッピングモータを用い、前記ステッピングモータの回転数を変更することによって該ステッピングモータの出力トルクをアップすることを特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
【請求項５】
シートの画像情報を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段にシートを給送する請求項１〜４のいずれか１項に記載のシート給送装置と、を有することを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートを一枚ずつ分離給送するシート給送装置に関し、例えば、スキャナ等の画像読取装置に用いられるシート給送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スキャナ等の画像読取装置において、原稿の給送は、給送ローラ及び分離パッドによって原稿を一枚ずつ分離給送し、該分離された原稿を搬送ローラによってイメージセンサ等の画像読取手段に給送している。
【０００３】
そして、低コスト化のために、前記給送ローラと前記搬送ローラを１つのモータで駆動するように構成しているものが多く、この場合、給送ローラの駆動力の伝達切り換えにソレノイドを使用し給送制御を行っていた。あるいは、更なる低コスト化のために前述のソレノイドを用いない場合、該ソレノイドの代わりにワンウェイクラッチを用いて自動給送を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術によれば、低コストであるワンウェイクラッチを用いた給送方式においては、給送ローラによる給送開始のタイミングが認識できない。また、負荷トルクは、原稿を分離する際の分離パッドと給送ローラとの摺動摩擦時が最も大きくなる。そのため、常に大きなトルクを発生させる駆動モータを使用する必要があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低コストで、低消費電力の駆動モータの使用を可能にすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、シートを一枚ずつ分離給送する分離給送手段と、前記分離給送されたシートを搬送する搬送手段と、前記搬送手段を抜けたシートの搬送方向端部を検知するシート端検知手段と、前記分離給送手段と前記搬送手段に駆動力を付与する駆動手段と、前記シート端検知手段からの情報に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、前記分離給送手段は、前記駆動手段からの駆動力伝達によって回転する回転凸部と該回転凸部が係合することで回転する回転凹部とを有し、シート後端が抜けてから前記回転凸部が所定量回転した後に前記回転凹部に係合することで回転するように構成され、前記回転凸部が前記回転凹部に係合するまでの空転時間をｔａ、前記シート後端が前記分離給送手段を抜けてから前記シート端検知手段に検知されるまでの時間をｔｂとしたとき、前記時間の関係がｔａ＞ｔｂになるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、前記シート端検知手段で先のシートの後端を検知した後に前記分離給送手段による次のシートの分離給送動作を開始するとともに、前記分離給送手段による分離給送動作時に前記駆動手段の駆動力をアップすることが可能となるため、低コストで、低消費電力の駆動手段の使用が可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、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、特に特定的な記載がない限りは、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。
【０００９】
〔第１実施形態〕
図１〜図５を用いて、第１実施形態に係るシート給送装置を備えた画像読取装置を例示して説明する。なお、本実施形態では、画像読取装置として、イメージスキャナを例示して説明する。図１はイメージスキャナの電気ブロック図を示すものであり、図２は給送ローラのワンウェイクラッチを含む駆動伝達経路を説明するものであり、図３はモータにかかる負荷トルクを説明するものであり、図４は読み取り原稿の時間と位置とモータ電流値の関係を示すものであり、図５は原稿分離給送動作の流れを示すフローチャートである。
【００１０】
図１において、１０１は画像読取装置としてのイメージスキャナを示し、１１２はイメージスキャナ１０１からの画像データを転送する対象であるホストコンピュータあるいはプリンタ等の外部装置である。１１１はイメージスキャナ１０１と画像転送対象となる装置１１２とのインターフェースである。イメージスキャナ１０１において、１０２は制御手段としてのシーケンスコントローラであり、シーケンスコントローラ１０２は、画像処理、後述する各構成要素のシーケンスコントロール、画像データ、コマンドステータスの送受信等を行う。１０３は給紙搬送を行うモータドライバであり、１０４は駆動手段としてのモータ（本実施形態では、低コストであるステッピングモータを使用した例を示している）である。１０５は画像読取手段としてのコンタクトイメージスキャナ（ＣＩＳ）であり、該コンタクトイメージスキャナ１０５には原稿照明用光源、レンズロッドアレー、フォトダイオード、タイミング生成回路、シフトレジスタ等が含まれる。１０６は白地板であり、原稿をコンタクトイメージスキャナ１０５のガラス面に押さえ付けるためと白基準とを兼ね揃えている。１１４は給送ローラ、１０９は分離パッドであり、読取対象のシートとしての原稿１１０を一枚ずつ分離給送する分離給送手段を構成している。１０８は搬送ローラであり、分離給送された原稿を搬送する搬送手段である。１０７はシート端検知手段としての原稿端センサであり、前記搬送ローラ１０８を抜けた原稿の搬送方向先端と後端を検知するためのものである。１１３はシート有無検知手段としての原稿有無センサであり、トレイ上にセットされた原稿の有無を検知するものである。
【００１１】
画像転送対象となる装置１１２からの画像読み込みコマンドはインターフェース１１１を介して、イメージスキャナ１０１のシーケンスコントローラ１０２に送られ、シーケンスコントローラ１０２は要求に従い、所定の読み込み設定条件で読み込み動作を開始する。まず、原稿有無センサ１１３で原稿ありを検知したら、モータ１０４を駆動して、給送ローラ１１４および搬送ローラ１０８を駆動する。給送ローラ１１４と分離パッド１０９によって分離給送された原稿は、搬送ローラ１０８に送られ、原稿端センサ１０７で原稿先端を検知したら、所定のタイミング後にコンタクトイメージスキャナ１０５を駆動し画像読み込み動作を行う。
【００１２】
ここで、給送ローラは、図２に示すような給送クラッチ機構であるワンウェイクラッチを設けている。３０３は摩擦係数の高いゴム等からなるローラ部であり、部材３０４に固定されている。一方、駆動力は、モータ１０４から各ギア、例えばギア３０８，３０６を介して伝達され、シャフト３０７を回転させる。３０５はバネであり、シャフト３０７とギア３０８とともに一方向のみに回転する構成となっている。回転凸部３０１は、回転凹部３０２と係合し、凸部３０１が回転して部材３０４とローラ部３０３を回転させるのに空転時間（凸部３０１が凹部３０２と係合していない位置３０１ａから凹部３０２と係合する位置３０１ｂに移動する時間）が設けられている。すなわち、ギア３０８，３０６から伝達された駆動力は、凸部３０１を回転させ、該凸部３０１が位置３０１ａから位置３０１ｂまで空転し、位置３０１ｂに着いた時点で凹部３０２と係合し、部材３０４とローラ部３０３に伝達され、ローラ部３０３が周速Ｖ１で回転して分離給送動作を行う。また、逆に給送ローラのローラ部３０３が周速Ｖ１以上の速度で従動している場合は、凸部３０１は部材３０４とともに回転するが、バネ３０５、ギア３０６、シャフト３０７の回転よりも早いため、給送ローラのローラ部３０３は従動しながら回転することができる。
【００１３】
このように、本実施形態では、前記給送ローラは、原稿後端が抜けてから、前記回転凸部３０１が所定量回転した後に前記回転凹部３０２に係合することで回転するように構成されている。
【００１４】
そして、前記回転凸部３０１が前記回転凹部３０２に係合するまでの空転時間（凸部３０１が凹部３０２と係合していない位置３０１ａから凹部３０２と係合する位置３０１ｂに移動する時間）をｔａ、前記原稿後端が前記給送ローラを抜けてから前記原稿端センサに検知されるまでの時間をｔｂとしたとき、前記時間の関係がｔａ＞ｔｂになるように構成されている。
【００１５】
これにより、前記原稿端センサで先の原稿の後端を検知した後に、次の原稿がある場合は、前記給送ローラによる次の原稿の分離給送動作を開始するとともに、前記給送ローラによる分離給送動作時に前記モータの駆動力をアップすることが可能となる。この給送ローラによる分離給送動作時のモータの駆動力アップについて、以下説明する。
【００１６】
図３は、原稿の搬送におけるモータの負荷トルクの時間変化を示すものである。５０１は負荷トルクを表す軸であり、５０２は時間を表す軸である。時間ｔ５０〜ｔ５１は、給送ローラによる原稿の分離給送動作期間であり、この時のモータにかかる負荷トルクが図中Ｔ１となり最も高いトルクが必要になる。その後、時間ｔ５１〜ｔ５２までは、搬送ローラによる原稿の搬送を行っている期間であり、必要負荷トルクは前記Ｔ１に比べてＴ２と低くなっている。時間ｔ５２〜ｔ５３は、原稿の後端が給送ローラを抜けてからの該給送ローラの空転時間であり、必要トルクが前記Ｔ１，Ｔ２に比べて最も低くＴ３となる。時間ｔ５０からｔ５３までが原稿一ページ分の給送時間であり、複数枚の原稿の読み込みでは、このチャートが繰り返される。この図３から給送ローラによる原稿の分離給送時にもっとも多くの負荷トルクが要求されることがわかる。
【００１７】
図４は、時間と原稿の搬送位置とモータへの供給電流の関係を説明するものである。２０１は原稿の位置を示すものであり、２０２，２３０は時間軸であり、２３１はステッピングモータの電流値である。ｙ０は原稿の分離給送位置である給送ローラ位置を示し、ｙ１は搬送ローラ位置を示し、ｙ２は原稿端センサ位置であり、ｙ３は画像読取位置を示すものである。一ページ目の原稿先端２０３の動作としては、時間ｔ０において分離給送が行われ、搬送ローラへ送られ、時間ｔ１で搬送ローラ位置ｙ１に到達し、時間ｔ２で原稿端センサ位置ｙ２、時間ｔ３で画像読取位置ｙ３へ到達する。一ページ目の原稿後端２０４は、時間ｔ４で給送ローラ位置ｙ０に到達し、時間ｔ５で搬送ローラ位置ｙ１を抜けて、時間ｔ６で原稿端センサ位置ｙ２を抜け、時間ｔ７で一ページ分の画像読み取りが終了する。次の原稿がある場合には、時間ｔ８以降、時間ｔ０以降と同様に前述したチャートが繰り返される。
【００１８】
図４において、時間ｔ０からｔ１までの時間は、給送ローラによる搬送で、搬送速度Ｖ１で搬送ローラまで送られ、それ以後は前記給送ローラの速度Ｖ１よりも速い搬送ローラの搬送速度Ｖ２で搬送される。なお、搬送ローラによる原稿の搬送時に、該原稿の後端が給送ローラを抜けていない場合は、前述したクラッチ機構の作用により前記給送ローラは、前記搬送ローラによって搬送される原稿に従動して回転することとなる。
【００１９】
これらの動作をモータへの電流供給と合わせて図５のフローチャートを用いて説明する。ステップ６０１はモータの動作のみを説明するものである。ステップ６０２においてイメージスキャナの動作を開始するコマンドが送られてきて、かつステップ６０３において原稿有無センサにて原稿有りが検出されると、ステップ６０４において所定の読み込み条件（モータ回転数、駆動励磁パターン等）を設定する。一方、ステップ６１３で原稿が所定時間検出されない場合は、ステップ６１４にて原稿が無い旨を報知し所定の処理を行う。
【００２０】
ステップ６０５においてタイマーをスタートし、ステップ６０６でモータ電流値に図４に示した値ＩＭ０を図１のモータドライバ１０３に設定し、ステップ６０７でモータを駆動開始し、図４の時間ｔ１０まで電流値ＩＭ０でモータの駆動を行う（ステップ６０８）。時間ｔ１０以降は、ステップ６０９においてモータ電流値をＩＭ１にセットし、該電流値ＩＭ１でモータの駆動を行う。ステップ６１０にて一ページ目の原稿後端を原稿端センサ（Ｔｏｐセンサ）により検知し、かつステップ６１１にて原稿有無センサにより次ページの原稿ありを検出した場合は、ステップ６１７でタイマーのリセットを行った後、該タイマーを再びスタートする。もし、ステップ６１１にて次ページの原稿が無い場合は、ステップ６１５にて一ページ目の原稿を排出した後にモータを停止する等の後処理を行う。
【００２１】
ステップ６１８で原稿後端を検知した後も所定時間（ここでは図４の時間ｔ７−ｔ４）、電流値ＩＭ１でモータを駆動し続ける（ステップ６１９）。そして、次ページの原稿の分離給送動作の始まる前であるステップ６２０において再びモータ電流値をＩＭ０にセットし、該電流値ＩＭ０でモータを駆動し、図４の時間ｔ１２まで電流値ＩＭ０でモータの駆動を行う（ステップ６２１）。時間ｔ１２以降は、ステップ６２２においてモータ電流値をＩＭ１にセットし、該電流値ＩＭ１でモータの駆動を行う。以降は、ステップ６１０に進み、前述した流れに従って動作が行われる。
【００２２】
以上説明したように、第１実施形態では、原稿後端が給送ローラを抜けてから原稿端センサに検知されるまでの時間ｔｂよりも給送ローラの空転時間ｔａを長くすることにより（ｔａ＞ｔｂ）、原稿端センサで原稿の後端を検知した後に、即ち原稿後端が搬送ローラを抜けてから給送ローラによる分離給送動作が開始されるため、最も負荷トルクの必要とされる分離給送時にモータの電流値をアップさせることができる。これにより、低コストのステッピングモータとワンウェイクラッチの組み合わせでも、常に大きなトルクを発生させる駆動モータを使用することなく、低消費電力で駆動することができる。
【００２３】
〔第２実施形態〕
図６を用いて、第２実施形態に係るシート給送装置を備えた画像読取装置について説明する。なお、装置全体の概略構成は前述した実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図６は読み取り原稿の時間と位置とモータ回転数の関係を示すものである。
【００２４】
第１実施形態では、モータの電流値を変更することによりモータの出力トルクの最適化を行った例を示したが、第２実施形態ではモータの回転数を変更することにより同様にモータの出力トルクの最適化を行うようにしたものである。
【００２５】
図６において、４３１はステッピングモータの回転数を表すものであり、その以外は図４を用いて説明したものと同様であり、同一符号を付して説明を省略する。ステッピングモータにおいては、周知のように、モータの回転数が上がればモータの出力トルクが減少し、モータの回転数が下がればモータの出力トルクは増加する。そこで、第２実施形態では、第１実施形態でモータ電流値を変更している部分をモータ回転数を変更するようにしたものである。ただし、図６において、モータの回転数を変更するタイミングｔ１１は、一ページ目の原稿の画像読み込み動作を終了（ｔ７）してから行うと、モータの回転数変更による原稿搬送速度の変動の影響を与えずに行うことができる。また、モータ回転数をＳＭ１からＳＭ０に変更する場合は滑らかに変更することで、モータ回転数切り換え時の騒音も低減することができる。
【００２６】
以上説明したように、第２実施形態では、モータ回転数（モータ駆動励磁パターン）の変更だけで対応できるようにしたため、モータ電流値を変更するための信号ラインをもなくすことができ、より低コストで構成することができる。
【００２７】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、画像読取装置としてスキャナを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置であっても良く、該画像形成装置に用いられるシート給送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００２８】
また前述した実施形態では、画像読取装置が一体的に有するシート給送装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、画像読取装置に対して着脱自在なシート給送装置であっても良く、該シート給送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００２９】
また前述した実施形態では、読取対象としての原稿等のシートを画像読取手段に給送するシート給送装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、記録対象としての記録紙等のシートを画像記録手段に給送するシート給送装置に適用しても同様の効果を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シート後端が分離給送手段を抜けてからシート端検知手段に検知されるまでの時間ｔｂよりも分離給送手段の空転時間ｔａを長くすることにより（ｔａ＞ｔｂ）、シート端検知手段でシートの後端を検知した後に、即ちシート後端が搬送手段を抜けてから分離給送手段による分離給送動作が開始されるため、最も負荷トルクの必要とされる分離給送時に駆動手段の駆動力をアップさせることができる。これにより、常に大きなトルクを発生させる高価な駆動手段を使用することなく、低コストで、低消費電力の駆動手段を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】イメージスキャナの電気ブロック図
【図２】給送ローラのワンウェイクラッチを含む駆動伝達経路を説明する図
【図３】モータにかかる負荷トルクを説明する図
【図４】第１実施形態に係る原稿搬送位置とモータ電流値の関係図
【図５】原稿分離給送動作の流れを示すフローチャート
【図６】第２実施形態に係る原稿搬送位置とモータ回転数の関係図
【符号の説明】
１０１ …イメージスキャナ
１０２ …シーケンスコントローラ
１０３ …モータドライバ
１０４ …モータ
１０５ …コンタクトイメージスキャナ
１０６ …白地板
１０７ …原稿端センサ
１０８ …搬送ローラ
１０９ …分離パッド
１１０ …原稿
１１１ …インターフェース
１１２ …装置
１１３ …原稿有無センサ
１１４ …給送ローラ
３０１ …回転凸部
３０２ …回転凹部
３０３ …ローラ部
３０４ …部材
３０５ …バネ
３０７ …シャフト
３０８，３０６ …ギア
【図１】
0003840134.tif 000002
【図２】
0003840134.tif 000003
【図３】
0003840134.tif 000004
【図４】
0003840134.tif 000005
【図５】
0003840134.tif 000006
【図６】
0003840134.tif 000007