專利名稱：降低機構阻力的進紙式掃描儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種進紙式掃描儀，特別是關于一種包含多個進紙口且可降低機構阻力的進紙式掃描儀。
背景技術：
在進紙式掃描儀中，若有多個進紙口，而只使用一個馬達提供動力，一根輥傳動取紙時，會累積起各個進紙口的機構阻力。機構阻力越大，對于馬達扭矩的要求越高，相應的電路環境的要求也會提高。如果扭矩值不夠，則產生卡紙的幾率也會很高。圖1、圖2、圖3a和圖北示出了現有技術的具有兩個進紙口的進紙式掃描儀。如圖1至圖北所示，進紙式掃描儀具有兩個進紙口 11’、12’，對應不同的進紙口 11’、12’，有兩個感光成像元件13’、14’。由一個馬達15’提供動力，經過齒輪組19’傳動，由一根進紙輥16’抓取紙張。從動輥17’、18’起到壓紙作用，即使沒有進紙時，也是與進紙輥16’緊貼在一起。當任一進紙口 11’或12’進紙時，即使另一個進紙口沒有進紙，而進紙輥還是會同時受到兩個進紙口的阻力，該阻力一端來自于紙張與進紙輥的摩擦，另一端來自于從動輥與進紙輥的摩擦。即使從動輥采用金屬面，摩擦力較小，但是仍然給進紙增加了機構阻力。上述進紙式掃描儀中，機構阻力較大，對于馬達扭矩的要求大，相應的電路環境要求也會提高，并由此會產生較大的噪音及熱量。同時，紙張掃描和膠片掃描時的掃描速度不同，卻又使用同一個拾取輥抓取紙張， 這就要求馬達在兩種掃描模式下采用不同的運行速度，從而使扭矩輸出情況更為復雜。
發明內容
本發明的目的在于提供一種降低機構阻力的進紙式掃描儀。為此，本發明一方面提供了一種進紙式掃描儀，包括具有第一介質輸送輥組的第一掃描單元；具有第二介質輸送輥組的第二掃描單元，與第一掃描單元并列排列；驅動電機，設置在第一介質輸送輥組和第二介質輸送輥組之間；以及切換機構，用于根據驅動電機的旋向將驅動電機的動力擇一地傳遞至第一介質輸送輥組或第二介質輸送輥組以降低機構阻力。進一步地，上述切換機構包括過渡齒輪，與設置在驅動電機上的電機齒輪嚙合傳動并且相對于電機齒輪的位置是固定的；擺動臂，圍繞過渡齒輪的轉動中心是可樞轉的； 第一齒輪，設置在擺動臂上，與過渡齒輪嚙合傳動并且在驅動電機沿第一方向轉動時適于與第一輸送輥組上的齒輪嚙合傳動；以及第二齒輪，設置在擺動臂上，與第一齒輪嚙合傳動并且在驅動電機沿與第一方向相反的第二方向轉動時適于與第二輸送輥組上的齒輪嚙合傳動。進一步地，上述第一齒輪和第一介質輸送輥組的齒輪之間的傳動比異于第二齒輪與第二介質輸送輥組的齒輪之間的傳動比。
進一步地，上述切換機構包括第一單向離合器，設置在驅動電機與第一介質輸送輥組之間的傳動路徑上；第二單向離合器，設置在驅動電機和第二介質輸送輥組之間的傳動路徑上；其中，第一單向離合器、第二單向離合器與驅動電機的旋向擇一適配。更進一步地，上述第一單向離合器和第二單向離合器均為單向軸承。進一步地，上述進紙式掃描儀還包括用于控制驅動電機旋向的第一傳感器和第二傳感器，其中，第一傳感器設置在第一掃描單元上，第二傳感器設置在第二掃描單元上，均用于檢測進紙狀態。根據本發明的另一方面，提供了一種進紙式掃描儀，包括用于掃描薄片介質的第一掃描單元和用于掃描厚度介質的第二掃描單元，其中，至少第二掃描單元相對于進紙輥和出紙輥的位置是活動的。進一步地，上述第二掃描單元包括安裝支架、固定至安裝支架上的掃描頭、彈性支撐在安裝支架上的對應于進紙輥和出紙輥的兩從動輥、以及將安裝支架向下偏壓的彈性元件，其中，安裝支架上設有用于限定安裝支架的最下端位置的定位部。進一步地，上述第一掃描單元相對于進紙輥和出紙輥的位置是活動的。進一步地，上述第一掃描單元和第二掃描單元二者之一處于緊壓進紙輥和出紙輥的工作狀態，另一個則處于脫離進紙輥和出紙輥的抬升狀態。進一步地，上述第一掃描單元和第二掃描單元的位置根據進紙狀態觸發而改變。在本發明中，通過增加一套進紙輥和出紙輥，并且使切換機構擇一地將動力傳遞至需要工作的掃描單元，如此只會受到有取紙需要的進紙輥和出紙輥所產生的機構負載， 使機構阻力比原來的機構有一定幅度的降低。除了上面所描述的目的、特征、和優點之外，本發明具有的其它目的、特征、和優點，將結合附圖作進一步詳細的說明。
構成本說明書的一部分、用于進一步理解本發明的附圖示出了本發明的優選實施例，并與說明書一起用來說明本發明的原理。圖中圖1示出了現有的進紙式掃描儀的立體外觀示意圖；圖2示出了現有的進紙式掃描儀的內部結構示意圖；圖3a示出了圖1所示進紙式掃描儀的傳動系統的原理示意圖；圖北示出了圖1所示進紙式掃描儀的傳動系統的俯視圖；圖4示出了根據本發明第一實施例的減小機構阻力的進紙式掃描儀的傳動系統的原理示意圖，其中，切換機構與第一掃描單元傳動連接；圖5示出了圖4所示進紙式掃描儀的傳動系統的原理示意圖，其中，切換機構與第二掃描單元傳動連接；圖6示出了圖4所示進紙式掃描儀的傳動系統的第一實施例的原理示意圖，其中， 切換機構與第一掃描單元傳動連接；圖7示出了圖6所示進紙式掃描儀的傳動系統的第一實施例的原理示意圖，其中， 切換機構與第二掃描單元傳動連接；圖8示出了圖6所示進紙式掃描儀的傳動系統的切換機構的結構簡圖，其中，切換機構與第一掃描單元傳動連接； 圖9示出了圖8所示進紙式掃描儀的傳動系統的切換機構的結構簡圖，其中，切換機構與第二掃描單元傳動連接；圖10示出了圖8所示進紙式掃描儀的傳動系統的第二實施例的原理示意圖，其中，切換機構與第一掃描單元傳動連接；圖11示出了圖8所示進紙式掃描儀的傳動系統的第二實施例的原理示意圖，其中，切換機構與第二掃描單元傳動連接；圖12示出了根據本發明第二實施例的減小機構阻力的進紙式掃描儀的浮動掃描單元的原理示意圖；圖13示出了圖12所示進紙式掃描儀的浮動掃描單元的結構示意圖，其中，浮動掃描單元處于非工作位置；圖14示出了圖13所示進紙式掃描儀的浮動掃描單元處于工作位置的示意圖；圖15示出了根據本發明第三實施例的減小機構阻力的進紙式掃描儀的浮動掃描單元的原理示意圖；以及圖16示出了圖15所示浮動掃描單元的結構簡圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。圖4和圖5示出了根據本發明第一實施例的減小機構阻力的進紙式掃描儀的傳動系統的原理示意圖。如圖4和圖5所示，進紙式掃描儀包括并列設置的第一掃描單元10 和第二掃描單元20、在所述第一掃描單元10和第二掃描單元20之間設置的驅動電機30、 以及與第一掃描單元10和第二掃描單元20擇一地傳動連接的切換機構40。第一掃描單元10包括第一介質輸送輥組11、以及檢測待掃描介質的第一傳感器 12。第二掃描單元20包括第二介質輸送輥組21、以及檢測待掃描介質的第二傳感器22 ；切換機構40根據第一傳感器12和第二傳感器22提供的進紙信號在所述第一介質輸送輥組 11和第二介質輸送輥組21之間切換動力以降低進紙時的機構阻力。如圖4所示，當第一掃描單元10的第一傳感器12檢測到待掃描的薄片介質時，切換機構40與第一介質輸送輥組11傳動連接，實現第一掃描單元的進紙操作。如圖5所示，當第二掃描單元20的第一傳感器22檢測到待掃描的薄片介質時，切換機構40與第二介質輸送輥組21傳動連接，以實現第二掃描單元的進紙操作。優選地，第一掃描單元用于掃描紙張、相片等普通薄片介質場合，第二掃描單元用于掃描膠片、電路板等需要保持卡(holder)加以額外固定的場合。圖6和圖7示出了進紙式掃描儀的傳動系統的第一實施例的原理示意圖，圖8和圖9示出了圖6所示進紙式掃描儀的切換機構的結構簡圖。結合參照圖6至圖9，切換機構包括過渡齒輪42，圍繞過渡齒輪42的轉動中心可樞轉的擺動臂43，設置在所述擺動臂43 上的第一齒輪44，設置在所述擺動臂上的第二齒輪45。過渡齒輪42與設置在驅動電機30上的電機齒輪31嚙合傳動并且相對于電機齒輪31的位置是固定的。第一齒輪44與過渡齒輪42嚙合傳動，并且適于與第一介質輸送輥組11上的齒輪Ila嚙合傳動。第二齒輪45與第一齒輪44嚙合傳動，并且適于與第二介質輸送輥組21的齒輪21a嚙合傳動。如圖6所示，當驅動電機30逆時針方向(第一方向)轉動時，擺動臂43圍繞過渡齒輪42的軸逆時針偏轉，直到第一齒輪44與第一介質輸送輥組11上的齒輪1 Ia嚙合傳動。 如圖7所示，當驅動電機30順時針方向(第二方向)轉動時，擺動臂43圍繞過渡齒輪42 的軸順時針方向偏轉，第一齒輪44脫離與齒輪1 Ia的嚙合，直到第二齒輪45與第二介質輸送輥組21的齒輪21a嚙合傳動。如此，通過控制驅動電機的轉向，使擺動臂43偏轉，接觸需要進紙的輥組，脫離不需進紙的輥組，從而達到在進紙式減小機構阻力的目的。同時，接觸的齒輪不同，則有不同的傳動比，更有利于調整驅動電機轉速以達到最佳輸出。例如，原來需要控制電機運轉818轉/分鐘來驅動第一介質輸送輥組，通過設置傳動比，則只需要電機運轉409轉/分鐘(傳動比“ =2)即可以達到同樣的掃描速度。而馬達運轉速度越慢，輸出的扭矩值越大，有利于防止卡紙的產生，如此可以選擇更小輸出的馬達，從而達到降低成本的目的。驅動電機轉向的控制可以根據第一傳感器和第二傳感器提供的進紙信號來實現， 例如，當第一傳感器檢測到進紙時，進紙式掃描儀的控制裝置根據其輸出的進紙信號控制馬達逆時針轉動，當第二傳感器檢測到進紙時，控制裝置根據其輸出的進紙信號控制馬達順時針轉動。當然，驅動電機轉向的控制也可以根據掃描操作人員提供的指示信號來完成。在本實施例中，通過增加一套進紙輥和出紙輥，并且使切換機構擇一地將動力傳遞至需要工作的掃描單元，如此只會受到有取紙需要的進紙輥和出紙輥所產生的機構負載，使機構阻力比現有技術的機構有一定幅度的降低。在本實施例中，切換機構采用了機械離合器的形式，在其它實施例中，也可以采用手動離合器和電子離合器等實現動力切換的其它離合器形式。圖10和圖11示出了圖8所示進紙式掃描儀的傳動系統的第二實施例的原理示意圖。如圖10和圖11所示，切換機構40包括在驅動電機與第一介質輸送輥組之間的傳動路徑上設置的第一單向離合器46和在驅動電機和第二介質輸送輥組之間的傳動路徑上設置的第二單向離合器47。同時，上述第一單向離合器46的設定旋向與第二單向離合器47的設定旋向滿足以下要求在驅動電機順時針方向轉動時，第一單向離合器工作、傳遞動力，第二單向離合器打滑，不傳遞動力；在驅動電機逆時針方向轉動時，第二單向離合器工作、傳遞動力，而第一單向離合器打滑，不傳遞動力，如此，實現了驅動電機與第一介質輸送輥組和第二介質輸送輥組的傳動連接。本實施例與傳動系統的第一實施例相似，通過控制驅動電機的轉動方向，實現了在第一介質輸送輥組和第二介質輸送輥組之間切換動力。優選地，第一單向離合器和第二單向離合器均為單向軸承，從而使得傳動路徑簡化。該單向軸承可以市購，在此不做詳細說明。圖12示出了根據本發明第二實施例的減小機構阻力的進紙式掃描儀。如圖12和圖13所示，進紙式掃描儀包括第一掃描機構110和第二掃描機構120，其中，第一掃描機構 110相對于進紙輥111和出紙輥112位置是固定的，第二掃描機構120相對于進紙輥111和
6出紙輥112位置是浮動的。第二掃描機構120包括安裝支架121、固定至安裝支架上的位于安裝支架121上的掃描頭1 (CIS)、彈性支撐在安裝支架上的從動輥122和從動輥123、以及將安裝支架121 向下偏壓的彈性元件124。其中，從動輥122與進紙輥111相切配合，另一從動輥123與出紙輥112相切配合。 安裝支架121側面設有定位部121a，以限定安裝支架121的最下端位置。在安裝支架的最下端位置，從動輥122和進紙輥111、以及從動輥123和出紙輥 112保持無壓力接觸狀態。在本實施例中，僅將第二掃描機構設置成浮動式，適應于一定厚度的掃描介質，例如載波片架(slide holder)，此時，第二掃描機構的進紙阻力較大，設置成浮動后，進紙阻力降低的幅度較大。本實施例中的掃描儀工作過程如下如圖13所示，當待機狀態或者第一掃描機構工作時，通過限位部121a的限位作用，將安裝支架121限定在最下端位置，此時第二掃描機構的從動輥122、123與進紙輥111 和出紙輥112不接觸，或者即使接觸，其壓緊力也為零，該功能可通過利用機構的限位來實現該狀態。如圖14所示，當第二掃描機構工作時，一定厚度的掃描介質(例如載玻片架)進入時，干涉到從動輥122、123，并將其抬高，同時抵壓從動輥122、123，產生進紙壓力，如此可完成進紙。此外，若載玻片架是利用導向貼片直接壓著進紙輥和出紙輥，則無須依靠從動輥的壓緊力，也可以實現進紙。圖15和圖16示出了根據本發明第三實施例的減小機構阻力的進紙式掃描儀。如圖15和圖16所示，在本實施例中，進紙式掃描儀包括第一掃描機構110和第二掃描機構 120，其中，第一掃描機構110和第二掃描機構120分別具有第一位置和第二位置，在第一位置，第一掃描機構110的從動輥和第二掃描機構120的從動輥分別遠離進紙輥111和出紙輥112，不接觸或即使接觸壓力也接近于零，在第二位置，第一掃描機構110的從動輥和第二掃描機構120的從動輥分別接近并壓緊進紙輥111和出紙輥112，以便實現進紙和掃描功能。可選地，當掃描儀在正常待機狀態時，第二掃描機構120脫離進紙輥111和出紙輥 112，第二掃描機構120對系統不造成機構阻力。當感測到第二掃描機構120工作進紙時，使第一掃描機構110抬高并脫離進紙輥121和出紙輥122，而第二掃描機構下落并與進紙輥和出紙輥接觸，如此可完成第二掃描機構120的進紙掃描功能，掃描完成后再回到待機狀態。在本實施例中，根據進紙狀態來觸發第一掃描機構和第二掃描機構，機構阻力始終處于最小狀態，如此普遍適用于各種掃描介質。根據進紙狀態來觸發第一掃描機構和第二掃描機構的位置改變可通過在掃描通道中設置擋板來實現。如圖16所示，當第一掃描機構的掃描端口有掃描介質進入時，在掃描通道上設置一擋板124，當掃描介質125前端遇到擋板時，掃描介質將此擋板壓下，則第一掃描機構落下，實現進紙掃描；當掃描完成時，此擋板在沒有壓力的情況下彈性復位，回復到初始位置，則擋紙板也依然回復到抬起狀態。在其它變型實施例中，上述擋板由驅動機構來驅動，并由進紙狀態來確定驅動機構是否將擋板抬起或降下。在其它變型實施例中，上述掃描機構可以由其它的實現掃描機構位置上升或下降的機構來實現。 以上僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、 等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。附圖標記說明
10第一掃描單元20第二掃描單元
30驅動電機40切換機構
11第一介質輸送輥組12第一傳感器
21第二介質輸送輥組22第二傳感器
42過渡齒輪43擺動臂
44第一齒輪45第二齒輪
31電機齒輪lla、21a 齒輪
46第一單向離合器47第二單向離合器
110第一掃描機構120第二掃描機構
111進紙輥112出紙輥
121安裝支架122、123從動輥
124彈性元件121a定位部
124擋板125掃描介質。
權利要求
1.一種進紙式掃描儀，其特征在于，包括 具有第一介質輸送輥組的第一掃描單元；具有第二介質輸送輥組的第二掃描單元，與所述第一掃描單元并列排列； 驅動電機，設置在所述第一介質輸送輥組和第二介質輸送輥組之間；以及切換機構，用于根據所述驅動電機的旋向將所述驅動電機的動力擇一地傳遞至所述第一介質輸送輥組或第二介質輸送輥組，以降低機構阻力。
2.根據權利要求1所述的進紙式掃描儀，其特征在于，所述切換機構包括過渡齒輪，與設置在所述驅動電機上的電機齒輪嚙合傳動并且相對于所述電機齒輪的位置是固定的；擺動臂，圍繞過渡齒輪的轉動中心是可樞轉的；第一齒輪，設置在所述擺動臂上，與所述過渡齒輪嚙合傳動并且在所述驅動電機沿第一方向轉動時適于與所述第一輸送輥組上的齒輪嚙合傳動；以及第二齒輪，設置在所述擺動臂上，與所述第一齒輪嚙合傳動并且在所述驅動電機沿與所述第一方向相反的第二方向轉動時適于與所述第二輸送輥組上的齒輪嚙合傳動。
3.根據權利要求2所述的進紙式掃描儀，其特征在于，所述第一齒輪和第一介質輸送輥組上的齒輪之間的傳動比異于所述第二齒輪與所述第二介質輸送輥組上的齒輪之間的傳動比。
4.根據權利要求1所述的進紙式掃描儀，其特征在于，所述切換機構包括第一單向離合器，設置在所述驅動電機與第一介質輸送輥組之間的傳動路徑上； 第二單向離合器，設置在所述驅動電機和第二介質輸送輥組之間的傳動路徑上； 其中，所述第一單向離合器、第二單向離合器與所述驅動電機的旋向擇一適配。
5.根據權利要求4所述的進紙式掃描儀，其特征在于，所述第一單向離合器和第二單向離合器均為單向軸承。
6.根據權利要求1所述的進紙式掃描儀，其特征在于，還包括用于控制所述驅動電機旋向的用于檢測進紙狀態的第一傳感器和第二傳感器，其中，所述第一傳感器設置在所述第一掃描單元上，所述第二傳感器設置在所述第二掃描單元上。
7.—種進紙式掃描儀，包括用于掃描薄片介質的第一掃描單元和用于掃描厚度介質的第二掃描單元，其特征在于，至少所述第二掃描單元相對于所述進紙棍和出紙輥的位置是活動的。
8.根據權利要求7所述的進紙式掃描儀，其特征在于，所述第二掃描單元包括安裝支架、固定至所述安裝支架上的掃描頭、彈性支撐在安裝支架上的對應于所述進紙輥和出紙輥的兩從動輥、以及將所述安裝支架向下偏壓的彈性元件，其中，所述安裝支架上設有用于限定安裝支架的最下端位置的定位部。
9.根據權利要求7所述的進紙式掃描儀，其特征在于，所述第一掃描單元相對于所述進紙輥和出紙輥的位置是活動的。
10.根據權利要求9所述的進紙式掃描儀，其特征在于，所述第一掃描單元和第二掃描單元二者之一處于緊壓所述進紙輥和出紙輥的工作狀態，另一個則處于脫離所述進紙輥和出紙輥的抬升狀態。
11.根據權利要求10所述的進紙式掃描儀，其特征在于，所述第一掃描單元和第二掃描單元的位置根據進紙狀態觸發而改變。
全文摘要
本發明公開了一種降低機構阻力的進紙式掃描儀，包括具有第一介質輸送輥組的第一掃描單元；具有第二介質輸送輥組的第二掃描單元，與第一掃描單元并列排列；驅動電機，設置在第一介質輸送輥組和第二介質輸送輥組之間；以及切換機構，用于根據驅動電機的旋向將驅動電機的動力擇一地傳遞至第一介質輸送輥組或第二介質輸送輥組以降低機構阻力。在本發明中，通過增加一套進紙輥和出紙輥，并且使切換機構擇一地將動力傳遞至需要工作的掃描單元，如此只會受到有取紙需要的進紙輥和出紙輥所產生的機構負載，使機構阻力比現有技術的機構有一定幅度的降低。
文檔編號H04N1/04GK102161444SQ201110042178
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月21日 優先權日2011年2月21日
發明者吳金金, 金三寶 申請人:蘇州佳世達電通有限公司