JPH04107354A - 回転速度切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、回転速度切換装置、例えば文書読取装置や
プリンタの紙送りローラなどを駆動・する出力軸の回転
速度を切換える回転速度切換装置に関する。

［従来の技術］ 従来からモータの回転力は、種々の装置の動力源として
利用されている。例えば、文書情報の読取りを行う文書
読取装置やプリンタなどでは用紙搬送機構として、また
、車や船などでは動力機構として、更に、ビデオテープ
レコーダやカセットテープレコーダなどでは駆動機構と
してモータの回転力が用いられている。

そして、これらの装置ではモータの回転速度を切換える
ことにより、紙や磁気テープの搬送速度、あるいは乗り
物などの移動速度の制御が行われている。

従来、この種の回転速度切換装置には、モータ自身が速
度切換機能を持っているＡＣサーボモタやＤＣサーボモ
ータが用いられたり、あるいはモータにクラッチなどを
介してギヤ比を切換える変速機などが用いられていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したように、従来の回転速度切換装置は、ＡＣサー
ボモータやＤＣサーボモータを用いて自由に速度切換を
行うことが可能である。

ところが、必ずしも多段変速が必要ではなく、２速程度
の切換えで済む場合にまで高価なサーボモータを使用す
るのは不経済であって、必要以上にコストが上昇するい
う問題がある。

また、ＡＣサーボモータは回転音が高く、ＤＣサーボモ
ータはモータの寿命が短いという問題がある。

更に、クラッチなどを介してギヤ比等の切換を行う従来
の変速機の場合は、構造が複雑であって変速機構がかさ
ばり、装置が大型化するという問題がある。

発明の目的 本発明は、上記のような問題を解消することを課題とし
てなされたもので、その目的は、安価で回転音が低く長
寿命であり、かつコンパクトで信頼性の高い２段変速が
行える回転速度切換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］ 上記課題を解決するために、本発明に係る回転速度切換
装置は、正逆回転可能な駆動モータと、該駆動モータに
接続されて駆動モータの回転速度を所定の回転速度に変
換する第１変速部と、該第１変速部の回転を駆動モータ
の正回転時に出力軸に伝えて出力軸を駆動方向に回転さ
せると共に駆動モータの逆回転時には出力軸への動力を
切る第１ワンウェイクラッチとを含む第１速度変換手段
と、前記駆動モータに接続されて駆動モータの回転速度
を所定の回転速度に変換する第２変速部と、該第２変速
部の回転を駆動モータの逆回転時に前記出力軸に伝える
と共に駆動モータの正回転時には出力軸への動力を切る
第２ワンウェイクラッチと、駆動モータの逆回転時に前
記出力軸を駆動方向に回転させる回転方向変換部とを含
む第２速度変換手段とを有し、前記駆動モータの正逆回
転の駆動力をワンウェイクラッチで２つの速度変換手段
に伝達して前記出力軸を一定方向に２種類の異なった回
転速度に切換えて回転させることを特徴とする。

［作用］ 上記構成の回転速度切換装置によれば、駆動モータの正
回転時には、第１速度変換手段の第１ワンウェイクラッ
チが働いて第１変速部で変換された回転速度が出力軸に
伝えられ、出力軸を駆動方向に回転させる。この時、第
２速度変換手段側は第２ワンウェイクラッチにより出力
軸への動力が切られているため、出力軸には影響を与え
ない。

また、駆動モータの逆回転時には、第２速度変換手段の
第２ワンウェイクラッチか働いて第２変速部で変換され
た回転速度が出力軸に伝えられる。

この場合の回転方向は、回転方向変換部を経ているため
、出力軸は駆動モータの性回転時と同様に駆動方向に回
転する。このとき、第１速度変換手段側は第１ワンウェ
イクラッチにより出力軸への動力が切られているため、
出力軸には影響を与えない。

このように、本発明の回転速度切換装置は、駆動モータ
を正逆回転させるだけで、出力軸の駆動方向を一定とし
て回転速度のみを２段階に切換えることができる。

［実施例］ 以下に、図面を参照しながら、本発明が適用される回転
速度切換装置の好適な実施例の構造を説明する。

この実施例では、文書情報を光学的に読取ってデジタル
データに変換する文書読取装置において、文書搬送機構
の出力軸に本発明の回転速度切換装置を用いて実施した
ものである。

もちろん、以下の実施例は本発明の一例を示すものであ
って、本発明はこの例に限定されるものではない。

第１実施例 第４図は本発明の一実施例における文書読取装置の全体
構成図を示したものである。

図示した文書読取装置は、水平吸込み／垂直排出パスを
有しており、更に、このパスはその流れ順に供給パス、
読取パスそして排出パスに区分されている。

そして、文書読取装置は前記パスを実現するために、本
第１実施例では、第１図及び第２図に示すような構造の
回転速度切換装置が用いられている。この単一の駆動モ
ータ４６を正逆回転させることにより回転速度の切換え
が行われ、歯車列及びプーリを介して前記パスに配列さ
れたローラで文書に送り力を与えるものである。

まず、文書パスに関してその構造を説明する。

第４図に示されるように、装置ケース１０の外部に供給
トレイ１２が突出しており、読取りに供される文書がこ
のトレイ１２上にストックされる。

前記トレイ１２と近接してフィードローラ１４とリター
ドローラ１６とが上下に対向して配置されており、スト
ックされた文書の最上紙のみが白抜き矢印入方向から供
給パスに吸い込まれる。

このために、フィードローラ１４は図の反時計方向に、
そしてリタードローラ１６も反時計方向に回転駆動され
、フィードローラ１４が最上紙を吸込み方向に引き込む
と共に、その下にストックされている文書は、リタード
ローラ１６によってトレイ１２側に押し戻され、効果的
な紙さばきが行われる。

前記フィードローラ１４に続いて、供給パスは水平方向
に送りベルト１８を有し、文書を次のターンローラ２０
へ送り込む。

前記ターンローラ２０は、供給パスの最後部を形成し、
文書は水平パスから垂直パスへ移行する。

前記ターンローラ２０によって垂直パスに移行した文書
は、次に読取りパスに送られる。本第１実施例において
、この読取りパスの上下には、第１アパーチヤローラ２
２、第２アパーチヤローラ２４が配設され、それぞれパ
スを挟んでニップローラ２６．２８が圧接されている。

そして、文書が両アパーチャローラ２２，２４を通過す
る際に読取りパスの両側に設けられた第１アパーチヤプ
レート３０と第２アパーチヤプレート３２とで所定の読
取り作用が行われる。

読取りパスを通過した文書は、次に排出パスに送られ、
コリゲートローラ３４に対して２個のニップローラ３６
．３８が圧接状態で設けられ、その間を通過しながら送
り力が与えらる。

そして、前記排出パスから白抜き矢印Ｂ方向に排出され
た文書は、装置外のストッカ４０に順次ストックされる
。

以上のようにして文書パスが形成されるが、この文書パ
スに文書が吸い込まれ、かつ確実に排出されていること
を監視するために、文書パスに沿ってセンサが配置され
ている。

本第１実施例において、入側文書センサ４２は送りベル
ト１８の手前に設けられており、発光器と受光器を含む
光学センサからなる。

このセンサ４２の照射光は文書パスを横切って上方に照
射されており、この照射位置に文書パスの上側でリフレ
クタ４４が設けられている。

従って、供給パスに文書が存在しない場合には、入側文
書センサ４２はリフレ、クタ４４からの反射光を受光し
、一方供給パスに文書が吸い込まれた状態では、文書に
よって照射光が遮光されるので、これによって文書の入
りを検知することができる。

更に、この入側文書センサ４２は、文書のり一ドエッジ
を検出することによって、文書パスの送り速度から後述
する読取り位置に文書が到達するタイミングを指示する
ことが可能である。

前述した文書パスの各ローラを駆動するため、本第１実
施例の文書読取装置は、背面側に設けられた図示省略の
駆動モータを有しており、前記各ローラに所定の駆動力
か与えられている。

第１図は、本発明の一実施例を示す回転速度切換装置か
らローラへの駆動系の概略図を示したもので、文書パス
の搬送速度を２段階の高速及び低速に切換え可能にした
ものである。また、第２図は第１図の回転速度切換装置
の側面図を示したものである。

まず、第１図及び第２図に示される回転速度切換装置は
、駆動モータ、第１速度変換手段及び第２速度変換手段
で構成されている。

前記駆動モータ４６は、ここでは正逆回転が可能なシン
クロナスモータが用いられている。このシンクロナスモ
ータは、従来から用いられている変速可能なＡＣサーボ
モータやＤＣサーボモータと比べて、一定速度の回転を
維持するだけであるが、低コストで寿命が長く、回転音
が小さいなどの利点がある。そして、駆動モータ４６の
駆動軸４６ａには駆動プーリ４６ｂが固定され、後述す
る２つの速度変換手段をベルト４７で駆動するものであ
る。

前記第１速度変換手段４８は、第１変速部４つ及び第１
ワンウェイクラッチ５０とから成る。

この第１変速部４９は、ここではプーリが用いられ、駆
動モータ４６の回転がベルト４７で伝達される。このた
め、プーリ４９と上記駆動プーリ４６ｂとの円周の長さ
の比により、所望の回転速度に変換することができる。

第１ワンウェイクラッチ５０は、プーリ４９と出力軸５
１との嵌合部分に配置され、一方向回転時のみ動力が伝
達されるものである。ここでは、駆動モータ４６が正回
転（白抜き矢印方向回転）したときに図中の白抜き矢印
Ｃ方向にプーリ４９が回転し、この回転時のみ駆動力が
出力軸５１に伝達されて矢印Ｅの駆動方向に回転するが
、駆動モータ４６が反対の黒矢印方向に回転した時には
空転して駆動力が伝達されない。

次に、前記第２速度変換手段５２は、第２変速部、第２
ワンウェイクラッチ及び回転方向変換部とから成る。

この第２変速部５３も上記第１変速部４９と同様にプー
リが用いられ、プーリ５３と上記側、動プーリ４６ｂと
の円周の長さの比により、所望の回転速度に変換するこ
とができる。ここでは、上記第１速度変換手段４８と第
２速度変換手段５２とで変換する回転速度が変えである
。

第２ワンウェイクラッチ５４は、プーリ５３と回転軸５
５との嵌合部分に配置され、ここでは、駆動モータ４６
が逆回転（黒矢印方向回転）したときに図中の黒矢印り
方向にプーリ５３が回転し、この方向回転時のみ駆動力
が回転軸５５に伝達される。そして、この駆動力は、後
述する回転方向変換部５６の歯車５７．５８を経て上記
出力軸５１を矢印Ｅの駆動方向に回転させる。逆に、駆
動モータ４６が反対の白抜き矢印方向に回転した時は、
第２ワンウェイクラッチ５４によって空転して駆動力が
出力軸５１に伝わらない。

また、第２ワンウェイクラッチ５４の配設位置は、上記
以外に後述する回転方向変換部５６の歯車５７又は歯車
５８のいずれかに設けてもよく、駆動モータ４６が逆回
転（黒矢印方向回転）したときのみ駆動力が出力軸５６
に伝達され、反対の白抜き矢印方向に回転した時には空
転して駆動力が伝達されないように第２ワンウェイクラ
ッチ５４が配設されるものであればよい。

更に、回転方向変換手段５６は、ここでは２個の互いに
噛合した歯車５７．５８で構成され、歯車５７は上記回
転軸５５と接続され、歯車５８は上記出力軸５１と接続
されている。このため、駆動モータ４６の逆回転時にの
み駆動力が伝えられる第２速度変換手段５２の回転は、
歯車５７，５８の作用によって反転させるため、出力軸
５１を常に駆動方向（矢印Ｅ方向）に回転させることが
できる。

なお、上記した第２変速部は、プーリ同士の円周比を用
いたものであるが、これ以外に上記回転方向変換手段５
６の両歯車５７．５８のギヤ比を変えて回転速度を変換
するようにしてもよい。

以上のように構成された回転速度切換装置の動作を次に
説明する。

第１図及び第２図に示されるように、駆動モータ４６に
よって駆動プーリ４６ｂを正回転（ここでは白抜き矢印
方向回転）させると、ベルト４７によってそれぞれのプ
ーリ４９，５Ｂは、白抜き矢印Ｃ方向に回転する。この
ため、第１速度変換手段４８は、第１ワンウェイクラッ
チ５０の働きによって駆動力がそのまま出力軸５１に伝
えられるが、第２速度変換手段は第２ワンウェイクラッ
チ５４により空転する。そして、上記出力軸５１の回転
速度は、プーリ４６ｂとプーリ４９との円周長の比で決
まる。

ここで、出力軸５１が回転すると回転方向変換手段５６
の歯車５８．５７及び回転軸５５を回転させるが、第２
ワンウェイクラッチ５４では空転方向回転となるので影
響はない。

また、駆動モータ４６によって駆動プーリ４６ｂを逆回
転（ここでは黒矢印方向回転）させた場合は、ベルト４
７を介してプーリ４９，５３が黒矢印り方向に回転する
。このため、第２速度変換手段５２は、第２ワンウェイ
クラッチ５４の働きによって駆動力が回転軸５５に伝え
られると共に、回転方向変換手段５６の歯車５７．５８
によって出力軸５１を駆動方向に回転させるが、第１速
度変換手段４８は第１ワンウェイクラッチ５０によって
空転する。そして、この場合の出力軸５１の回転速度は
、プーリ４６ｂとプーリ５３との円周長の比及び歯車５
７と歯車５８とのギヤ比によって決まる。

ここで、歯車５８が回転して出力軸５１を矢印Ｅ方向に
回転させる場合、第１ワンウェイクラッチ５０では空転
方向回転となるので影響はない。

このように、本第１実施例の回転速度切換装置は、駆動
モータ４６の正逆回転にかかわらず出力軸５１の回転方
向は常に一定であって、かつ駆動モータ４６の正逆回転
の切換に応じて出力軸を高速又は低速回転に切換えるこ
とができる。

以下にこの出力軸５６の駆動力が文書読取装置の各ロー
ラへ伝達する経路を第１図を用いて説明する。

前記出力軸５１は、ターンローラ２ｏに直結している。

前記ターンローラ２０の駆動力は、該ターンローラ２０
に同軸固定されたプーリ５９がら順次第１アパーチヤロ
ーラ２２、第２アパーチヤローラ２４そしてコリゲート
ローラ３４にベルト駆動によって駆動力が伝達されてい
る。

更に、前記プーリ５つと同軸固定された歯車６０には歯
車６２が噛合しており、この歯車６２と同軸配置された
プーリ６４にプーリ６６．６８が掛は合わされ、前記プ
ーリ６６からフィーダユニット７０内に設けられたフィ
ードローラ１４（第４図参照）に駆動力が伝達される。

一方、プーリ６８からは、送りベルト１８へ駆動力が伝
達されている。

以上説明したように、本第１実施例の回転速度切換装置
は、低コストで寿命が長く回転音の小さいシンクロナス
モータが使え、この駆動モータを正逆回転させるだけで
２段階の回転速度の切換制御が可能となり、文書読取装
置の用途や使用状況に応じて文書の読取り速度を適宜選
択することができるようになった。

次に、上記のようにして搬送される文書のブタを読取る
文書読取り部の構造を説明する。

第４図に示すように、両アパーチャプレート３０．３２
の略中央部がそれぞれ第１及び第２読取り位置を形成し
ている。そして、前記両読取り位置へ所定の照射光を照
射するために光源７２，７４が設けられており、図の鎖
線で示す如く、前記読取り位置に向かって光を照射する
。

前述した側照射光は、文書面にて反射され、その輝度に
応じた反射光を生じさせ、図の鎖線でしめず如き反射光
が後述する読取りブロックに導かれる。

文書の表側の反射光を読取るために、装置には読取りブ
ロック７６．７８が設けられている。

すなわち、第１読取りブロック７６は、レンズ系８０を
含み、前記第１読取り位置からの反射光は、レンズ系８
０を通って受光部８２に入射し、１ライン毎に受光部８
２でライン読取りされる。

一方、第２読取りブロック７８は、前記第１読取りブロ
ック７６とほぼ同一の構造からなり、その内部にレンズ
系８４そして受光部８６を有しており、前記第２読取り
位置からの反射光はレンズ系８４を通って受光部８６に
入゛射する。

以上のようにして、本実施例の文書パス及び読取り装置
の構造が理解され、以下に文書読取り時の作用を簡単に
説明する。

トレイ１２に積層された文書は、その最上紙のみがフィ
ードローラ１４から文書パスに吸い込まれ、その下にあ
る文書は、リタードローラ１６によって紙さばきされ、
この結果、文書パスには１枚ずつ順次文書が送り込まれ
ることとなる。

文書が入側文書センサ４２に到達した段階で、センサ４
２は文書の吸い込みを検知し、図示していないコントロ
ーラに信号を供給する。コントローラは、予め既知のセ
ンサ４２から読取り位置までの長さ、そして文書送り速
度により所定の遅延時間を与えて各読取りブロック７６
．７８の読取り開始指令が待機される。

読取り位置に文書が到達すると、必要に応じて表及び裏
のいずれか一方、あるいは両者から読取りブロック７６
．７８が所望の反射データを取り込み、これを記憶する
。

もちろん、文書内の読取り位置をトリミングすることに
よって、コントローラに文書内の必要な位置のみを読取
らせることも可能である。

必要な文書面が読取られた文書は、排出パスから装置外
のストッカ４０に排出され、自動的に連続文書読取りが
行われることとなる。

以上述べたように、本第１実施例における文書読取装置
内で用いた回転速度切換装置は、駆動モータを正逆回転
するだけで２段階の回転速度の切換えを信頼性高く容易
に行えるようになった。

また、使用する駆動モータは、一定速度で回転する正逆
回転可能なモータであればよいため、シンクロナスモー
タが使用できるようになり、サーボモータに比べてコス
トが低減できると共に、回転音の□静寂性や長寿命化を
実現することができた。

更に、ワンウェイクラッチを用いたことにより、通常２
系統の変速機構を持つためには２段階変速で４軸程度必
要であったのを、２軸で済ませることが可能となり、変
速機構をコンパクト化することが可能となった。

第２実施例 第３図は本発明の他の実施例を示す回転速度切換装置の
概略図である。

１つ 第３図に示されるように、本第２実施例の回転速度切換
装置の場合も上記第１実施例と同様に駆動モータ４６の
正逆回転を利用して出力軸５１の回転速度を２段階に切
換えるものである。

本第２実施例における回転速度切換装置は、上記第１実
施例の構成とほぼ同じであるため、同一部分については
重複説明を省略し、特徴的な部分の構成、作用及び効果
について以下述べる。

本第２実施例の特徴的な構成は、第３図に示されるよう
に、駆動モータ４６の駆動軸４６ａには駆動歯車４６ｃ
が固定され、該駆動歯車４６ｃに対して第１変速部４９
及び第２変速部５３の２個の歯車がそれぞれ噛合って駆
動力が２つの速度変換手段に伝達されている。従って、
ここで変換される回転速度は、相互の歯車のギヤ比によ
って決まる。

そして、第１速度変換手段４８は、前述したように第１
変速部４９が歯車で構成されていることを除いて上記第
１実施例の構成と同様である。

また、第２速度変換手段５２の場合は、上記第２変速部
５３が歯車で構成され、第２ワンウェイクラッチ５４が
回転方向変換部５６の歯車５７に装着されていることを
除いて上記第１実施例の構成と同様である。

以上のように構成された本第２実施例の回転速度切換装
置の動作を次に説明する。

第３図に示されるように、駆動モータ４６が駆動歯車４
６ｃを正回転（ここでは白抜き矢印方向回転）させると
、歯車同士の噛合せによって歯車４９は白抜き矢印Ｃ方
向、歯車５３は矢印Ｆ方向に回転する。このとき、第１
速度変換手段４８は、歯車５３に設けられた第１ワンウ
ェイクラッチ５０の働きによって駆動力がそのまま出力
軸５１に伝えられるが、第２速度変換手段５３は回転方
向変換手段５６の歯車５７に設けられた第２ワンウェイ
クラッチ５４により空転する。そして、この正回転時の
出力軸５１の回転速度は、歯車４６ｃと歯車４９とのギ
ヤ比で決定される。

ここで、出力軸５１が回転すると回転方向変換手段５６
の歯車５８．５７が回転するが、歯車５７の第２ワンウ
ェイクラッチ５４で空転方向回転となるので第２速度変
換手段５２に影響を与えない。

また、駆動モータ４６か駆動歯車４６ｃを逆回転（ここ
では黒矢印方向回転）させると、歯車同士の噛合せによ
って歯車５３が矢印Ｇ方向に回転し、回転軸５５が黒矢
印り方向に回転する。このため、第２ワンウェイクラッ
チ５４が働いて駆動力が回転方向変換手段５６の歯車５
７から歯車５８を経て出力軸５１を駆動方向に回転させ
るが、第１速度変換手段４８の歯車４９は矢印Ｈ方向に
回転するため、第１ワンウェイクラッチ５０が空転する
。そして、この場合の出力軸５１の回転速度は、駆動歯
車４６ｃと歯車５３とのギヤ比及び歯車５７と歯車５８
とのギヤ比によって決まる。

ここで、歯車５８が回転して出力軸５１を矢印Ｅ方向に
回転させる場合に、第１ワンウェイクラッチ５０は空転
方向回転となるので第１速度変換手段４８に影響を与え
ない。

このように、本第２実施例の回転速度切換装置は、上記
第１実施例と同様に駆動モータ４６を正逆回転させるこ
とにより、出力軸５１を一定の駆動方向であって、２段
階の回転速度に切換えることができる。

また、本第２実施例の回転速度切換装置を文書読取装置
に用いた場合の各ローラに対する動力伝達経路及び文書
読取装置における動作については上記第１実施例の場合
と同様であるので説明を省略する。

このように、本第２実施例の回転速度切換装置は、低コ
ストで寿命が長く回転音の小さいシンクロナスモータを
使用でき、この駆動モータを正逆回転させて２段階の回
転速度切換ができるようになった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の回転速度切換装置は、駆
動モータの回転力を２つの速度変換手段に伝達し、ワン
ウェイクラッチの働きにより正逆回転時にそれぞれの速
度変換手段を選択的に作動させると共に、変速後の回転
方向を回転方向変換Ｂ 部で統一させて出力軸を回転させることにより。

安価で回転音が低く長寿命であると共に、コンパクトで
信頼性の高い２段変速切換を容易に行うことができるよ
うになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回転速度切換装置から
ローラへの駆動系の概略図、 第２図は第１図の回転速度切換装置の側面図、第３図は
本発明の他の実施例を示す回転速度切換装置の概略図、 第４図は本発明の一実施例における文書読取装置の全体
構成図である。 ４６　・・・　駆動モータ ４６ａ　　・・・　駆動軸 ４６ｂ　　・・・　プーリ ４７　・・・　ベルト ４８　・・・　第１速度変換手段 ４つ　・・・　第１変速部（プーリ／歯車）５０　・・
・　第１ワンウェイクラッチ５１　・・・　出力軸 ５７゜ 第２速度変換手段 第２変速部（プーリ／歯車） 第２ワンウェイクラッチ 回転軸 回転方向変換部 ・・・　歯車

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 正逆回転可能な駆動モータと、 該駆動モータに接続されて駆動モータの回転速度を所定
   の回転速度に変換する第１変速部と、該第１変速部の回
   転を駆動モータの正回転時に出力軸に伝えて出力軸を駆
   動方向に回転させると共に駆動モータの逆回転時には出
   力軸への動力を切る第１ワンウェイクラッチとを含む第
   １速度変換手段と、 前記駆動モータに接続されて駆動モータの回転速度を所
   定の回転速度に変換する第２変速部と、該第２変速部の
   回転を駆動モータの逆回転時に前記出力軸に伝えると共
   に駆動モータの正回転時には出力軸への動力を切る第２
   ワンウェイクラッチと、駆動モータの逆回転時に前記出
   力軸を駆動方向に回転させる回転方向変換部とを含む第
   ２速度変換手段と、 を有し、前記駆動モータの正逆回転の駆動力をワンウェ
   イクラッチで２つの速度変換手段に伝達して前記出力軸
   を一定方向に２種類の異なった回転速度に切換えて回転
   させることを特徴とする回転速度切換装置。