專利名稱：圖像讀取設(shè)備和控制圖像讀取設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于讀取放置在原稿放置臺(tái)上的原稿的圖 像的圖像讀取設(shè)備及其讀取方法。
背景技術(shù)：
圖9示出了傳統(tǒng)彩色圖像讀取設(shè)備的構(gòu)造。如日本專利申請?zhí)亻_No.2000 - 13564中討論的圖像讀取 設(shè)備等傳統(tǒng)圖像讀取設(shè)備通過使讀取單元91平行于原稿放置 玻璃臺(tái)94地掃描原稿96來讀取原稿96的圖像。讀取單元91包括 線狀的圖像傳感器。傳輸來自用作掃描驅(qū)動(dòng)源的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)92 的動(dòng)力的同步帶93被固定到讀取單元91。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)92的正向/反向轉(zhuǎn)動(dòng)能夠使讀取單元91往復(fù)掃 描原稿放置玻璃臺(tái)94的區(qū)域。當(dāng)讀取原稿96的圖像時(shí)，圖像讀 取設(shè)備以與給定分辨率對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)速度驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)92,以 使讀取單元91進(jìn)行移動(dòng)掃描。通常，在讀取原稿96的圖像時(shí)，根據(jù)圖像傳感器的靈敏度 和圖像傳感器所接收的光量二者來確定獲得表示原稿96的一 行的信息所需的曝光時(shí)間的最小值?？梢愿鶕?jù)獲得該信息所需 的曝光時(shí)間的最小值來確定讀取單元91的移動(dòng)速度的最大值。 當(dāng)以低分辨率讀取圖像時(shí)，讀取單元91可以設(shè)定大數(shù)值的移動(dòng) 速度。當(dāng)以高分辨率讀取圖像時(shí)，讀取單元91的移動(dòng)速度低是 必需的。實(shí)際上，移動(dòng)速度的上限受到各種限制，例如處理電 信號(hào)的時(shí)間等。將有益于容易地控制位置的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)圖像讀取 設(shè)備的讀取單元91的移動(dòng)掃描，并且需要該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以與讀
取分辨率對應(yīng)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。在將圖像讀取設(shè)備用在電力供給受限的環(huán)境中的情況下，例如，在圖像讀取設(shè)備為USB (通用串 行總線)供電的情況下，圖像讀取設(shè)備使用具有窄速度范圍的 電動(dòng)機(jī)可能不能提供所期望的讀取速度范圍。特別地，在傳統(tǒng) 的高分辨率圖像讀取設(shè)備中的單一電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，難以 用分別與各種分辨率對應(yīng)的讀取速度來掃描圖像。因此，可以 使用如變速齒輪(gear change)等變速機(jī)構(gòu)。在采用如變速 齒輪等變速機(jī)構(gòu)傳輸由單 一 驅(qū)動(dòng)源提供的驅(qū)動(dòng)力的情況下，齒 輪的狀態(tài)在齒輪切換過程中改變。因此，傳統(tǒng)圖像讀取設(shè)備不 能根據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步數(shù)精確地實(shí)現(xiàn)位置控制。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種圖像讀取設(shè)備，其被構(gòu) 造成通過使掃描驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行讀取單元的掃描驅(qū)動(dòng)來讀取原稿 的圖像，該圖像讀取設(shè)備包括驅(qū)動(dòng)源；變速機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在 將驅(qū)動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)源傳送至掃描驅(qū)動(dòng)單元的傳動(dòng)單元中，并被構(gòu) 造成通過有選擇地使第一和第二聯(lián)接器中的一個(gè)進(jìn)入連接狀態(tài) 來改變傳動(dòng)單元的傳動(dòng)比；選擇器，其被構(gòu)造成有選擇地使第 一和第二聯(lián)接器中的一個(gè)進(jìn)入連接狀態(tài)；檢測器，其被構(gòu)造成檢測第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)；和控制器，其被構(gòu)造成通過將驅(qū) 動(dòng)控制信號(hào)施加到驅(qū)動(dòng)源來控制讀取單元的掃描位置。在選擇 器將選擇從第一聯(lián)接器切換成第二聯(lián)接器之后，在檢測器檢測 到第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)之后，控制器基于經(jīng)由第二聯(lián)接器改 變的傳動(dòng)比開始控制讀取單元的掃描位置。根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供一種控制圖像讀取設(shè)備的方 法，該圖像讀取設(shè)備被構(gòu)造成通過使掃描驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行讀取單 元的掃描驅(qū)動(dòng)來讀取原稿的圖像，該圖像讀取設(shè)備包括變速機(jī)
構(gòu)和選擇器，該變速機(jī)構(gòu)設(shè)置在將驅(qū)動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)源傳送至掃描驅(qū)動(dòng)單元的傳動(dòng)單元中，該變速機(jī)構(gòu)包括第一和第二聯(lián)接器， 該第一和第二聯(lián)接器被構(gòu)造成有選擇地進(jìn)入連接狀態(tài)以將驅(qū)動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)源傳送至驅(qū)動(dòng)單元，該選擇器被構(gòu)造成選擇第 一 和第二聯(lián)接器中的一個(gè)，該方法包括停止驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)并使選擇 器將選擇從第一聯(lián)接器切換成第二聯(lián)接器；在選擇器將選擇從 第 一 聯(lián)接器切換成第二聯(lián)接器之后，檢測第二聯(lián)接器的連接狀 態(tài)；和在檢測到第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)之后，基于通過第二聯(lián) 接部的驅(qū)動(dòng)力的傳送，開始通過將驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)施加到驅(qū)動(dòng)源 來控制讀取單元的掃描位置。從以下參照附圖對示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明中，本發(fā)明的 進(jìn)一步特征和方面將變得顯而易見。


包含在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分、且示出本發(fā)明的 示例性實(shí)施例、特征和方面的附圖與說明書 一起用于解釋本發(fā) 明的原理。圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖像讀取設(shè)備在 原稿蓋打開狀態(tài)下的立體圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖像讀取設(shè)備的方框圖。
圖3示出選擇具有小減速比的齒輪傳動(dòng)系(gear drive train )的狀態(tài)。圖4示出選擇具有大減速比的齒輪傳動(dòng)系的狀態(tài)。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的齒輪傳動(dòng)系的構(gòu)造。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的變速機(jī)構(gòu)的截面圖。 圖7示出由與不同減速比對應(yīng)的齒輪傳動(dòng)系分別提供的轉(zhuǎn)速范圍。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖像讀取設(shè)備的 操作的流程圖。圖9示出傳統(tǒng)圖像讀取設(shè)備。
具體實(shí)施方式
以下將參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例、 特征、和方面。第一示例性實(shí)施例圖l示出了根據(jù)本發(fā)明的第 一 示例性實(shí)施例的彩色圖像讀 取設(shè)備的構(gòu)造。如圖1所示，原稿被放置在原稿放置玻璃臺(tái)2上， 該原稿放置玻璃臺(tái)2被安裝在設(shè)備主體1的頂面上。接觸圖像傳 感器3平行于原稿放置玻璃臺(tái)2掃描原稿并讀取原稿的圖像。接 觸圖像傳感器3包括發(fā)光二極管(LED),其用作照射原稿并 分別對應(yīng)于三種顏色的光源；柱狀透4竟陣列(rod lens array ), 其通過原稿所反射的光在圖像傳感器的光接收元件上成像；和 圖像傳感器。接觸圖像傳感器3構(gòu)成讀取單元。接觸圖像傳感器3被支撐在滑架5上，該滑架可在固定于設(shè) 備主體1的導(dǎo)軸4上滑動(dòng)。同步帶15被固定到滑架5。同步帶15 用作掃描驅(qū)動(dòng)單元，其從用作驅(qū)動(dòng)源的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17經(jīng)由用作 傳動(dòng)單元的齒輪傳動(dòng)系16向讀取單元傳送動(dòng)力。齒輪傳動(dòng)系16 包括具有變速齒輪的變速機(jī)構(gòu)。用于向接觸圖像傳感器3輸入 電信號(hào)和從接觸圖像傳感器3輸出電信號(hào)的柔性電纜(未示出) 的 一 端與接觸圖像傳感器3連接，而另 一 端與設(shè)備主體1的控制 臺(tái)(未示出)連接。除了上述部件之外，圖像讀取設(shè)備還包括作為構(gòu)成元件的
電設(shè)備單元，該電設(shè)備單元包括控制臺(tái)和電源。這些構(gòu)成元件配置在設(shè)備主體l中，該設(shè)備主體1固定支撐原稿放置玻璃臺(tái)2。用作將原稿壓在原稿放置玻璃臺(tái)2上的蓋構(gòu)件的原稿蓋6 經(jīng)由鉸鏈7可開閉地安裝到設(shè)備主體1。原稿壓片8被貼在原稿 蓋6的內(nèi)表面，面對原稿放置玻璃臺(tái)2。圖2示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的圖像讀取設(shè)備的電構(gòu)造。 接觸圖像傳感器3包括用作反射原稿照射光源的光源31以及圖 像傳感器32。與系統(tǒng)控制器20連接的原位傳感器18用來調(diào)節(jié)進(jìn) 行滑架5的掃描驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17的初始位置。系統(tǒng)控制器 20控制光源31。系統(tǒng)控制器20還控制圖像傳感器32。模擬信號(hào)處理電路21 處理來自圖像傳感器32的輸出信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換電路22將處理過 的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。圖像處理電路23處理該數(shù)字信 號(hào)。緩沖存儲(chǔ)器24儲(chǔ)存處理過的數(shù)字信號(hào)。系統(tǒng)控制器20、緩 沖存儲(chǔ)器24和接口 25相互連接并可以進(jìn)行其間的數(shù)據(jù)通信?？?經(jīng)由接口 25將儲(chǔ)存在緩沖存儲(chǔ)器24中的信號(hào)作為數(shù)據(jù)圖像發(fā) 送至外部設(shè)備26。系統(tǒng)控制器20還與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17、齒輪切換 電動(dòng)機(jī)114和齒輪切換傳感器116連接并且控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17、 齒輪切換電動(dòng)機(jī)114和齒輪切換傳感器116。齒輪切換傳感器 116檢測齒輪傳動(dòng)系的連接狀態(tài)。系統(tǒng)控制器20用步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 17來控制滑架5的位置。參照圖3至圖6說明用作傳動(dòng)單元的齒輪傳動(dòng)系16 (在圖1 中示出)。齒輪傳動(dòng)系16在用作變速機(jī)構(gòu)的兩個(gè)聯(lián)接器 (coupling )之間進(jìn)行切換。減速比定義為驅(qū)動(dòng)同步帶15的皮帶輪107c的轉(zhuǎn)數(shù)與步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)17的轉(zhuǎn)數(shù)之比。讀取單元高速移動(dòng)情況下的低分辨率讀 取的減速比為"1/15"。讀取單元低速移動(dòng)情況下的高分辨率讀 取的減速比為"1/60"。這些比率是傳動(dòng)比，以該傳動(dòng)比使驅(qū)動(dòng) 力從步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17傳送至讀取單元以進(jìn)行移動(dòng)掃描。也就是 說，低分辨率用齒輪傳動(dòng)系所產(chǎn)生的且與施加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17 的 一 個(gè)脈沖對應(yīng)的滑架5的前進(jìn)量等于高分辨率用齒輪傳動(dòng)系 所產(chǎn)生的且與施加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17的四個(gè)脈沖對應(yīng)的滑架5的 前進(jìn)量。因此，高分辨率用齒輪傳動(dòng)系能夠使讀取單元在滑架 5的移動(dòng)方向上比低分辨率用齒輪傳動(dòng)系精細(xì)4倍地讀取圖像。示例性實(shí)施例假定讀取單元以最大每英寸4800掃描線讀 取圖像。因此，高分辨率用齒輪傳動(dòng)系所產(chǎn)生的且與施加到步 進(jìn)電動(dòng)機(jī)17的 一 個(gè)脈沖對應(yīng)的滑架5的移動(dòng)距離等于以4800 dpi的分辨率讀取圖像的情況下 一 個(gè)像素的長度。在采用該齒輪 傳動(dòng)系的情況下，施加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17的兩個(gè)脈沖對應(yīng)于2400 dpi的分辨率。施加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17的三個(gè)脈沖對應(yīng)于1600dpi 的分辨率。與小減速比對應(yīng)的低分辨率用齒輪傳動(dòng)系的齒輪傳動(dòng)比是 與大減速比對應(yīng)的高分辨率用齒輪傳動(dòng)系的齒輪傳動(dòng)比的1/4 倍。低分辨率用齒輪傳動(dòng)系所產(chǎn)生的且與施加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17 的一個(gè)脈沖對應(yīng)的滑架5的移動(dòng)距離等于以1200 dpi的分辨率 讀取圖像的情況下一個(gè)像素的長度。圖3至圖5示出了根據(jù)一實(shí)施例的齒輪傳動(dòng)系。圖6示出了 沿圖3所示的A-A'線截取的截面圖。小減速比齒輪傳動(dòng)系包括聯(lián)結(jié)到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17的驅(qū)動(dòng)輪 17a、齒輪IOI、惰輪(idler gear) 102、齒輪103、齒輪104、 齒輪105和齒輪107a。大減速比齒輪傳動(dòng)系除了驅(qū)動(dòng)輪17a和齒 輪101至104之外，還包括齒輪106和107b。
動(dòng)比為"1/2"。齒輪104、 105和106與軸130同軸。齒輪104總是與齒輪103 嚙合且可以軸向(即，如圖6所示的上下方向)移動(dòng)。齒輪103 的小直徑齒輪具有與齒輪104的軸向移動(dòng)距離對應(yīng)的厚度。齒 輪105和106在軸向位置上固定。齒輪105和106總是分別與齒 輪107a和107b嚙合。如圖6所示，在齒輪104的頂面和齒輪106的底面分別設(shè)置 聯(lián)接器的聯(lián)接部104a和106a，以使齒輪104和106相互連接。 類似地，在齒輪104的底面和齒輪105的頂面分別設(shè)置另 一聯(lián)接 器的聯(lián)接部104b和105a,以使齒輪104和105相互連接。齒輪 104的軸用作輸出軸，其有選擇地將驅(qū)動(dòng)力從步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17傳 送至兩個(gè)聯(lián)接器中的一個(gè)。根據(jù)示例性實(shí)施例的聯(lián)接器中的每 一 個(gè)包括齒數(shù)彼此相等 的內(nèi)齒4侖和正齒壽侖(spur gear )。齒4侖104a和104b是內(nèi)齒4侖， 齒輪105a和106a是正齒輪，它們的齒形沒有示出?？梢詫⒄X 輪插入到內(nèi)齒輪中，從而這些齒輪相互嚙合以使有關(guān)部件相互 連接。切換臂110位于與軸130同軸的齒輪104和105之間。彈簧 111將齒輪104壓到切換臂110。彈簧112沿如圖6所示的向上方 向推切換臂。彈簧113總是沿著軸131將切換臂110壓到齒輪切 換輪115。在自由狀態(tài)下，彈簧112和113的合力比彈簧lll的力大。 因而，齒專侖104禾口106在耳關(guān)才妻部104a禾口106a《皮it匕連4妻。凸輪面110a和115a分別設(shè)置在切換臂110的表面和齒輪切 換輪115的表面上，切換臂110被壓靠在該齒輪切換輪115的表 面上。當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒輪切換電動(dòng)機(jī)114時(shí)，聯(lián)結(jié)到齒輪切換電動(dòng)機(jī) 114的用作驅(qū)動(dòng)齒輪的齒輪切換蝸輪114a使齒輪切換輪115轉(zhuǎn)
動(dòng)。然后，齒輪切換輪115使與螺旋凸輪面115a接合的凸輪面 110a下降，以改變切換臂110的高度。具有該構(gòu)造的選擇器可 以選擇齒輪切換電動(dòng)機(jī)114的旋轉(zhuǎn)方向以選擇其中 一個(gè)聯(lián)接 器，使得所選擇的聯(lián)接器的聯(lián)接部彼此連接。彈簧111沿如圖6 所示的向下方向?qū)X輪104壓到切換臂110。因而，隨著切換臂 IIO的移動(dòng)，齒輪104沿如圖6所示的向下方向移動(dòng)。在圖3所示 的情況下，在切換臂IIO和齒輪104被置于如圖6所示的軸130 的軸向下側(cè)的狀態(tài)下，齒輪10 4的聯(lián)接部10 4 b與齒輪10 5的聯(lián)接 部105a連接。因而選擇了小減速比齒輪傳動(dòng)系。在圖4所示的 情況下，在切換臂110和齒輪104被置于如圖6所示的軸130的軸 向上側(cè)的狀態(tài)下，齒輪10 4的聯(lián)接部10 4 a與齒輪10 6的聯(lián)接部 106a連接。因而選擇了大減速比齒輪傳動(dòng)系。齒輪切換傳感器116可以檢測出切換臂IIO的軸向位置。齒 輪切換傳感器116用作檢測齒輪切換的檢測器。當(dāng)齒輪10 4的聯(lián) 接部104a和齒輪106的聯(lián)接部106a彼此連接時(shí)，安裝在切換臂 110上的擋光板116a遮擋光使其不能進(jìn)入安裝在固定部上的光 斬波器(photointerrupter ) 116b。齒輪107a、 107b和皮帶輪107c連接在一起，并作為一個(gè)整 體正反向轉(zhuǎn)動(dòng)。同步帶15被安裝到皮帶輪107c。因而構(gòu)成掃描 驅(qū)動(dòng)單元，其將皮帶輪107c的轉(zhuǎn)動(dòng)傳送至滑架5。結(jié)果，掃描 驅(qū)動(dòng)單元將從步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17輸出的驅(qū)動(dòng)力傳送到讀取單元，以 進(jìn)行讀取單元的掃描驅(qū)動(dòng)。以下說明從傳動(dòng)單元用小減速比齒輪傳動(dòng)系操作的狀態(tài)到 傳動(dòng)單元用大減速比齒輪傳動(dòng)系操作的另一狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。在傳動(dòng)單元用小減速比齒輪傳動(dòng)系操作的狀態(tài)下，聯(lián)接部104b和 105a彼此連接。動(dòng)力從齒輪104傳送至齒輪105。此時(shí)，齒輪切 換傳感器116的光斬波器116b不被遮光。1) 首先，檢測滑架5的原始位置。使系統(tǒng)控制器20中設(shè)置 的用于控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17的計(jì)數(shù)器初始化。結(jié)果，可以初始化 讀取單元的掃描位置。原始位置位于進(jìn)行原稿讀取/掃描的讀取 /掃描方向的上游。在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17的正向轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，在使滑 架5沿讀取/掃描方向移動(dòng)的同時(shí)檢測原始位置。2) 接著，用小減速比齒輪傳動(dòng)系使滑架5移動(dòng)至讀取開始 位置的緊前方。然后，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17停止。3) 為了選擇大減速比齒輪傳動(dòng)系，使齒輪切換電動(dòng)機(jī)114 進(jìn)行正向轉(zhuǎn)動(dòng)。因而，齒輪切換輪115沿圖4所示的箭頭"b" 的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果，彼此接合的螺旋凸輪面115a和凸輪面110a 的接合面部分逐漸滑動(dòng)離開彼此。因此，切換臂110沿如圖6所 示的向上方向移動(dòng)。而且，齒輪104向如圖6所示的軸向向上方 向移動(dòng)。隨著齒輪104的移動(dòng)，聯(lián)接部104b和105a分離。4) 當(dāng)使齒輪切換輪115進(jìn)一步沿箭頭"b"的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 聯(lián)接部104a的頂面與聯(lián)接部106a的底面相碰。在齒輪齒相位相 稱的情況下，聯(lián)接部104a和106a彼此很好地連接。然而，通常 齒輪齒相位不相稱，從而聯(lián)接部104a的頂面與聯(lián)接部106a的底 面碰撞。5) 在齒輪齒相位相稱的情況下，使齒輪切換輪115沿相同 方向進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)至一角位，使得聯(lián)接部104a和106a彼此很好地 連接。然而，通常齒輪齒相位不相稱，螺旋凸輪面115a和凸輪 面110a的接合面部分彼此分離。這樣，凸輪面115a向上與凸輪 面110a脫離。相反地，在齒輪齒相位相稱的情況下，齒輪切換 傳感器116的光斬波器116b被遮光。因而，檢測到齒輪切換至 大減速比齒輪傳動(dòng)系。結(jié)果，完成齒輪切換。6 )在齒輪切換傳感器116可檢測到?jīng)]有齒輪切換的情況 下，聯(lián)接部104a的頂面與聯(lián)接部106a的底面碰撞。通過比彈簧111的向下的力大的彈簧112和彈簧113的向上的合力經(jīng)由切換 臂110向上推齒輪104。然后，重新開始步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17的正向轉(zhuǎn)動(dòng)。7 )聯(lián)接部104a在聯(lián)接部104a的頂面與聯(lián)接部106a的底面 相接觸的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)齒輪齒變成相位相稱時(shí)，齒輪104向 上移動(dòng)。這樣，齒輪104通過聯(lián)接部104a和106a與用作第一傳 動(dòng)齒輪的齒輪106連接。此時(shí)，齒輪切換傳感器116檢測到齒輪 切換。這樣，完成齒輪切換。隨后，經(jīng)由齒輪10 6和10 7 b將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17的轉(zhuǎn)動(dòng)傳送至 皮帶輪107c。此時(shí)，與齒輪107b和皮帶輪107c作為一個(gè)整體一 起轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪107a使齒輪105空轉(zhuǎn)。相反地，為了選擇小減速比齒輪傳動(dòng)系，首先，停止步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)17的轉(zhuǎn)動(dòng)。接著，使齒輪切換電動(dòng)機(jī)114反向轉(zhuǎn)動(dòng)。因 而，齒輪切換輪115沿圖4所示的箭頭"a"的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果， 當(dāng)切換臂IIO沿如圖6所示的向下方向移動(dòng)，彈簧lll的力使齒 輪104沿如圖6所示的軸向向下方向移動(dòng)。因此，聯(lián)接部104a 和106a彼此分離。此時(shí)，齒輪切換傳感器116的光斬波器116b 未被遮光。然而，聯(lián)接部104b和105a彼此仍未連接。當(dāng)齒輪切 換輪115沿圖4所示的箭頭"a"的方向進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，切換臂 IIO向下移動(dòng)。通常，齒輪齒相位不相稱，從而聯(lián)接部104a的 底面與聯(lián)接部105a的頂面碰撞。當(dāng)齒輪切換輪115沿圖4所示的 箭頭"a"的方向進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，切換臂110向下移動(dòng)至在齒輪 齒相位相稱的情況下聯(lián)接部10 4 b和10 5 a可以充分彼此連接的 位置。隨后，當(dāng)使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，聯(lián)接部104a在聯(lián)接部 10 4 b的底面與聯(lián)接部10 5 a的頂面相接觸的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)齒輪 齒變成相位相稱時(shí)，彈簧111的力使齒輪104向下移動(dòng)，使得聯(lián) 接部104b和105a彼此連接。隨后，經(jīng)由齒輪105和齒輪107a將
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17的轉(zhuǎn)動(dòng)傳送至皮帶輪107c。此時(shí)，與齒輪107a 和皮帶輪107c作為一個(gè)整體一起轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪107b使齒輪106空轉(zhuǎn)。如上所述，可以通過改變切換臂IIO的軸向位置來改變齒 輪104的軸向位置?？梢酝ㄟ^改變齒輪104的軸向位置有選擇地 使用兩個(gè)齒輪傳動(dòng)系。接著，以下說明根據(jù)示例性實(shí)施例的以高分辨率讀取原稿 的圖像讀取設(shè)備的操作和以低分辨率讀取原稿的圖像讀取設(shè)備 的操作。首先，說明以低分辨率讀取原稿的圖像讀取設(shè)備的操作。 將滑架5置于初始位置。然后，齒輪切換傳感器116確認(rèn)齒 輪104與齒輪105連接。隨后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17將滑架5從初 始位置移至讀取開始位置?？梢允够?以高速移至讀取開始 位置。因此，采用與小減速比對應(yīng)的低分辨率用齒輪傳動(dòng)系。 然后，采用與小減速比對應(yīng)的低分辨率用齒輪傳動(dòng)系開始原稿 的讀取。 一旦原稿讀取完成，在保持選擇低分辨率用齒輪傳動(dòng) 系的同時(shí)，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17反向轉(zhuǎn)動(dòng)。因而，滑架5被移至初 始位置。接著，說明以高分辨率讀取原稿的圖像讀取設(shè)備的操作。首先，將滑架5置于初始位置。然后，齒輪切換傳感器116 確認(rèn)齒輪104與齒輪105連接。隨后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17將滑架 5從初始位置移至讀取開始位置。此時(shí)，采用與小減速比對應(yīng) 的低分辨率用齒輪傳動(dòng)系，類似于以低分辨率讀取原稿的情況。隨后，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17正向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)滑架5到達(dá)讀取開始 位置時(shí)，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17暫時(shí)停止。隨后，使齒輪切換電動(dòng)機(jī)114反向轉(zhuǎn)動(dòng)，直至齒輪切換傳 感器116確認(rèn)齒輪104與齒輪106連接。使齒輪切換輪115沿圖4
所示的箭頭"b"的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果，切換臂110沿如圖6所示 的向上方向移動(dòng)。與該移動(dòng)同步地，齒輪104沿如圖6所示的軸 向向上方向移動(dòng)。然后，齒輪104與齒輪105分離并與齒輪106 連接。隨后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17以開始以高分辨率讀取原稿。 一旦原稿讀取完成，將齒輪104切換至與低分辨率用齒輪傳動(dòng) 系對應(yīng)的位置。然后，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17反向轉(zhuǎn)動(dòng)以使滑架5移 至初始位置。圖7示出了分別由與不同減速比對應(yīng)的齒輪傳動(dòng)系提供的 轉(zhuǎn)速范圍。從圖7可以看出，根據(jù)示例性實(shí)施例，可以有選擇 地采用由與減速比為"1/15"對應(yīng)的齒輪傳動(dòng)系提供的速度范 圍"A"和由與減速比為"1/60"對應(yīng)的齒輪傳動(dòng)系提供的速 度范圍"C"。因此，可用的速度范圍"A+C"是范圍"A"和 "C，，的組合。相反，采用與介于"1/15"和"1/60"之間的 中間值的減速比例如"1/30"對應(yīng)的單一齒輪傳動(dòng)系的傳統(tǒng)設(shè) 備只能提供非常窄的速度范圍。 第二示例性實(shí)施例接著，以下說明根據(jù)第二示例性實(shí)施例的圖像讀取設(shè)備。 根據(jù)第二示例性實(shí)施例的圖像讀取設(shè)備被構(gòu)造成當(dāng)將低分 辨率用齒輪傳動(dòng)系切換成高分辨率用齒輪傳動(dòng)系時(shí)，低分辨率 用齒輪傳動(dòng)系保持與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17連接，直至高分辨率用齒輪 傳動(dòng)系與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17連接為止。因而，當(dāng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17 時(shí)，在選擇了從低分辨率用齒輪傳動(dòng)系切換成高分辨率用齒輪 傳動(dòng)系之后，甚至在高分辨率用齒輪傳動(dòng)系與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17連 接之前也移動(dòng)滑架5。第二示例性實(shí)施例的其它方面與第 一 示 例性實(shí)施例相似。以下參照圖8所示的流程圖說明根據(jù)第二示例性實(shí)施例的 圖像讀取設(shè)備的操作。 在步驟S1中，系統(tǒng)控制器20使齒輪切換傳感器116確定高 分辨率用齒輪傳動(dòng)系和低分辨率用齒輪傳動(dòng)系中的哪一個(gè)與步 進(jìn)電動(dòng)機(jī)17連接。如果是高分辨率用齒輪傳動(dòng)系與步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 17相連接，則使齒輪切換電動(dòng)機(jī)114運(yùn)轉(zhuǎn)以使與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17 連接的齒輪傳動(dòng)系從高分辨率用齒輪傳動(dòng)系切換成低分辨率用 齒輪傳動(dòng)系。在步驟S2中，系統(tǒng)控制器20使原位傳感器18檢測滑架5的 初始位置。然后，系統(tǒng)控制器20調(diào)節(jié)初始位置以進(jìn)行位置控制。在步驟S3中，系統(tǒng)控制器20使滑架5移至位于讀取位置前 方的齒輪切換位置。考慮到齒輪切換過程中滑架5移動(dòng)的距離 L，使滑架5移至讀取位置的前方比恰好移至讀取位置更合適。在步驟S4中，系統(tǒng)控制器20使齒輪切換電動(dòng)機(jī)114運(yùn)轉(zhuǎn)以 使與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17連接的齒輪傳動(dòng)系從低分辨率用齒輪傳動(dòng) 系切換成高分辨率用齒輪傳動(dòng)系。在步驟S5中，系統(tǒng)控制器20使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17(滑架驅(qū)動(dòng)電 動(dòng)機(jī))轉(zhuǎn)動(dòng)與微小步進(jìn)(minute step )對應(yīng)的角度。在步驟S6中，系統(tǒng)控制器20使齒輪切換傳感器116確認(rèn)是 否是高分辨率用齒輪傳動(dòng)系與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17連接。如果高分辨 率用齒輪傳動(dòng)系與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17連接(步驟S6中為是)，則系 統(tǒng)控制器20前進(jìn)至步驟S7。否則(步驟S6中為否)，則系統(tǒng)控 制器20返回至步驟S5。在步驟S7中，系統(tǒng)控制器20可以根據(jù)步驟S5中進(jìn)行步進(jìn)驅(qū) 動(dòng)的次數(shù)來確定為了進(jìn)行齒輪切換滑架5已移動(dòng)的距離。在步 驟S3中滑架5已停止在讀取位置前方距離L處。因而，通過從距 離L中減去步驟S5中滑架5已移動(dòng)的距離可以獲得距讀取位置 的剩余距離。結(jié)果，系統(tǒng)控制器20控制用作驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17 的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的脈沖的數(shù)量，以使滑架5移動(dòng)該剩余距離。 在步驟S8中，系統(tǒng)控制器20讀取圖像。在步驟S9中，系統(tǒng)控制器20使齒輪切換電動(dòng)機(jī)114運(yùn)轉(zhuǎn)以 使與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17連接的齒輪傳動(dòng)系從高分辨率用齒輪傳動(dòng) 系切換成低分辨率用齒輪傳動(dòng)系。在步驟S10中，系統(tǒng)控制器20使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17 (滑架驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)機(jī))運(yùn)轉(zhuǎn)以使滑架5移至初始位置。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17開始 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17連接的齒輪傳動(dòng)系從高分辨率用齒輪 傳動(dòng)系切換成低分辨率用齒輪傳動(dòng)系。在步驟S11中，當(dāng)原位傳感器18檢測到滑架5的原始位置 時(shí)，系統(tǒng)控制器20使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17減速并停止。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17可由具有旋轉(zhuǎn) 編碼器的直流(DC)電動(dòng)機(jī)替代。在該情況下，根據(jù)從旋轉(zhuǎn)編 碼器輸出的脈沖來進(jìn)行直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制。雖然已參照示例性實(shí)施例說明了本發(fā)明，一f旦可以理解的是 本發(fā)明不限于已公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍與 最廣的解釋一致以包含所有的變型、等價(jià)結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種圖像讀取設(shè)備，其被構(gòu)造成通過使掃描驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行讀取單元的掃描驅(qū)動(dòng)來讀取原稿的圖像，該圖像讀取設(shè)備包括驅(qū)動(dòng)源；變速機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在將驅(qū)動(dòng)力從所述驅(qū)動(dòng)源傳送至所述掃描驅(qū)動(dòng)單元的傳動(dòng)單元中，并被構(gòu)造成通過有選擇地使第一和第二聯(lián)接器中的一個(gè)進(jìn)入連接狀態(tài)來改變所述傳動(dòng)單元的傳動(dòng)比；選擇器，其被構(gòu)造成有選擇地使所述第一和第二聯(lián)接器中的一個(gè)進(jìn)入連接狀態(tài)；檢測器，其被構(gòu)造成檢測所述第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)；和控制器，其被構(gòu)造成通過將驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)施加到所述驅(qū)動(dòng)源來控制所述讀取單元的掃描位置，其中，在所述選擇器將選擇從所述第一聯(lián)接器切換成所述第二聯(lián)接器之后，在所述檢測器檢測到所述第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)之后，所述控制器基于經(jīng)由所述第二聯(lián)接器改變的傳動(dòng)比開始控制所述讀取單元的掃描位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像讀取設(shè)備，其特征在于，所 述選擇器被構(gòu)造成沿使所述第 一和第二聯(lián)接器中的 一個(gè)進(jìn)入連 接狀態(tài)的方向施加推力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像讀取設(shè)備，其特征在于，所 述第一聯(lián)接器包括第一構(gòu)件和第二構(gòu)件，所述第二聯(lián)接器包括第三構(gòu)件和第四構(gòu)件，所述傳動(dòng)單元包括第一傳動(dòng)部和第二傳動(dòng)部，該第一傳動(dòng) 部被構(gòu)造成將所述驅(qū)動(dòng)力從所述第一構(gòu)件傳送至所述掃描驅(qū)動(dòng) 單元，該第二傳動(dòng)部纟皮構(gòu)造成將所述驅(qū)動(dòng)力/人所述第四構(gòu)件傳 送至所述掃描驅(qū)動(dòng)單元，所述第二傳動(dòng)部的傳動(dòng)比不同于所述 第一傳動(dòng)部的傳動(dòng)比，所述選擇器有選擇地沿輸出軸的軸向?qū)λ鲚敵鲚S施加推 力，所述輸出軸與所述第二構(gòu)件和所述第三構(gòu)件連接，并且所 述輸出軸被構(gòu)造成輸出從所述驅(qū)動(dòng)源傳送來的所述驅(qū)動(dòng)力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像讀取設(shè)備，其特征在于，當(dāng) 所述選擇器將選擇從所述第 一聯(lián)接器切換成所述第二聯(lián)接器 時(shí)，所述第一聯(lián)接器的連接狀態(tài)被解除，所述控制器通過根據(jù)施加到所述驅(qū)動(dòng)源的所述驅(qū)動(dòng)控制信 號(hào)，阻止所述掃描驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行掃描驅(qū)動(dòng)直至所述選擇器將選 擇從所述第一聯(lián)接器切換成所述第二傳感器之后所述檢測器檢 測到所述第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)為止，來控制所述讀取單元的 掃描位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像讀取設(shè)備，其特征在于，保 持所述第一聯(lián)接器的連接狀態(tài)直至所述選擇器將選擇從所述第 一聯(lián)接器切換成所述第二聯(lián)接器之后所述檢測器檢測到所述第 二聯(lián)接器的連接狀態(tài)為止，所述控制器通過根據(jù)施加到所述驅(qū)動(dòng)源的所述驅(qū)動(dòng)控制信 號(hào)，經(jīng)由所述第一傳動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述掃描驅(qū)動(dòng)單元直至所述選擇 器將選擇從所述第一聯(lián)接器切換成所述第二聯(lián)接器之后所述檢 測器檢測到所述第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)為止，來控制所述讀取 單元的掃描位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像讀取設(shè)備，其特征在于，還 包括原位傳感器，該原位傳感器被構(gòu)造成檢測所述讀取單元的 原始位置；所述第一傳動(dòng)部的傳動(dòng)比大于所述第二傳動(dòng)部的傳動(dòng)比， 在保持所述第 一 聯(lián)接器的連接狀態(tài)的狀態(tài)下，所述控制器 進(jìn)行在所述原始位置處的位置調(diào)整。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像讀取設(shè)備，其特征在于，在 保持所述第 一 聯(lián)接器的連接狀態(tài)的狀態(tài)下，所述控制器使所述 讀取單元從所述原始位置移至切換位置并使所述驅(qū)動(dòng)源停止，在所述切換位置所述選擇器將選擇從所述第一聯(lián)接器切換 成所述第二聯(lián)接器之后，所述控制器開始所述驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)并 使所述讀取單元讀取所述原稿的圖像。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像讀取設(shè)備，其特征在于，在 所述讀取單元完成讀取所述原稿的圖像之后，所述控制器使所 述選擇器將選擇從所述第二聯(lián)接器切換成所述第一聯(lián)接器，隨 后所述控制器控制所述讀取單元返回所述原始位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像讀取設(shè)備，其特征在于，所 述驅(qū)動(dòng)源包括步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)包括施加到所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以控制所述 讀取單元的掃描位置的驅(qū)動(dòng)脈沖。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像讀取設(shè)備，其特征在于，所 述驅(qū)動(dòng)源包括直流(DC)電動(dòng)機(jī)，所述直流電動(dòng)機(jī)包括旋轉(zhuǎn)編碼器，所述驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)包括來自所述旋轉(zhuǎn)編碼器以控制所述讀 取單元的掃描位置的輸出脈沖。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像讀取設(shè)備，其特征在于，所 述選擇器包括蝸輪，其由切換電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；凸輪，其與由所述蝸輪驅(qū)動(dòng)的齒輪連接；切換臂，其與所述凸輪接合，并被構(gòu)造成沿所述輸出軸的軸向移動(dòng)所述llr出軸；和彈簧，其被構(gòu)造成將所述輸出軸推壓到所述切換臂。
12. —種控制圖像讀取設(shè)備的方法，所述圖像讀取設(shè)備被構(gòu)造成通過使掃描驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行讀取單元的掃描驅(qū)動(dòng)來讀取原 稿的圖像，所述圖像讀取設(shè)備包括變速機(jī)構(gòu)和選擇器，所述變 速機(jī)構(gòu)設(shè)置在將驅(qū)動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)源傳送至所述掃描驅(qū)動(dòng)單元的傳 動(dòng)單元中，所述變速機(jī)構(gòu)包括第一和第二聯(lián)接器，該第一和第 二聯(lián)接器被構(gòu)造成有選擇地進(jìn)入連接狀態(tài)以將所述驅(qū)動(dòng)力從所 述驅(qū)動(dòng)源傳送至所述驅(qū)動(dòng)單元，所述選擇器被構(gòu)造成選擇所述第一和第二聯(lián)接器中的一個(gè)，所述方法包括停止所述驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)并使所述選擇器將選擇從所述第一 聯(lián)接器切換成所述第二聯(lián)接器；在所述選擇器將選擇從所述第一聯(lián)接器切換成所述第二聯(lián) 接器之后，檢測所述第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)；和在檢測到所述第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)之后，基于通過所述 第二聯(lián)接部的驅(qū)動(dòng)力的傳送，開始通過將驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)施加到 所述驅(qū)動(dòng)源來控制所述讀取單元的掃描位置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，采用檢測 器來實(shí)現(xiàn)所述第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)的檢測。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一 聯(lián)接器包括第一構(gòu)件和第二構(gòu)件，所述第二聯(lián)接器包括第三構(gòu)件和第四構(gòu)件， 所述傳動(dòng)單元包括第一傳動(dòng)部和第二傳動(dòng)部，所述第一傳 動(dòng)部被構(gòu)造成將所述驅(qū)動(dòng)力從所述第一構(gòu)件傳送至所述掃描驅(qū) 動(dòng)單元，所述第二傳動(dòng)部^皮構(gòu)造成將所述驅(qū)動(dòng)力從所述第四構(gòu) 件傳送至所述掃描驅(qū)動(dòng)單元，所述第二傳動(dòng)部的傳動(dòng)比不同于 所述第一傳動(dòng)部的傳動(dòng)比。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括 使所述選擇器沿輸出軸的軸向?qū)λ鲚敵鲚S施加推力，所述輸出軸與所述第二構(gòu)件和所述第三構(gòu)件連接，并且所述輸出 軸被構(gòu)造成輸出從所述驅(qū)動(dòng)源傳送來的所述驅(qū)動(dòng)力。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括 根據(jù)施加到所述驅(qū)動(dòng)源的所述驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，阻止所述掃描驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行掃描驅(qū)動(dòng)直至所述選擇器將選擇從所述第一聯(lián)接器切換成所述第二聯(lián)接器之后所述檢測器檢測到所述第二聯(lián) 接器的連接狀態(tài)為止，來控制所述讀取單元的掃描位置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括 根據(jù)施加到所述驅(qū)動(dòng)源的所述驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，經(jīng)由所述第一傳動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述掃描驅(qū)動(dòng)單元直至所述選擇器將選擇從所述第一聯(lián)接器切換成所述第二聯(lián)接器之后所述檢測器檢測到所述 第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)為止，來控制所述讀取單元的掃描位置。
全文摘要
一種圖像讀取設(shè)備和控制圖像讀取設(shè)備的方法，該圖像讀取設(shè)備包括驅(qū)動(dòng)源、設(shè)置在將驅(qū)動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)源傳送至掃描驅(qū)動(dòng)單元的傳動(dòng)單元中的變速機(jī)構(gòu)。變速機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成通過有選擇地使第一和第二聯(lián)接器中的一個(gè)進(jìn)入連接狀態(tài)來改變傳動(dòng)單元的傳動(dòng)比。該圖像讀取設(shè)備還包括選擇器，其被構(gòu)造成有選擇地使第一和第二聯(lián)接器中的一個(gè)進(jìn)入連接狀態(tài)；檢測器，其被構(gòu)造成檢測第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)；和控制器，其被構(gòu)造成在選擇器將選擇從第一聯(lián)接器切換成第二聯(lián)接器之后，在檢測器檢測到第二聯(lián)接器的連接狀態(tài)之后，基于經(jīng)由第二聯(lián)接器改變的傳動(dòng)比來控制讀取單元的掃描位置。
文檔編號(hào)H04N1/00GK101115112SQ20071012962
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日
發(fā)明者宮原淳, 早川水城 申請人:佳能株式會(huì)社