(57)【要約】文書画像化装置が開示され、文書画像化装置は、紙格納トレイを含むハウジングと、画像を取り込むためのデジタル画像検知デバイスと、ハウジングによって支持され、デジタル画像検知デバイスを支持する調整可能デジタル画像検知デバイス・スタンドと、少なくとも１つのローラ・ホイール・ピッカおよび複数のローラを備える電動文書除去組立体とを備え、少なくとも１つのローラ・ホイール・ピッカは、上げ下げされ、１枚の紙の一番上の表面に摩擦力を加え、１枚の紙をローラに向かって移すように構成される。任意選択で、ファックス、コピー機、およびプリンタは、文書画像化装置に一体化される。
2013523020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に複数枚の紙を静的に保持するための紙格納トレイを含むハウジングと、
前記複数枚の紙のうちの１枚のビットマップ画像を取り込むためのデジタル画像検知デバイスと、
前記ハウジングによって支持され、前記デジタル画像検知デバイスを支持する調整可能デジタル画像検知デバイス・スタンドと、
吸引ピッカおよび複数のローラを備える文書除去装置と、
を備え、
前記吸引ピッカは、前記複数枚の紙のうち一番上の紙の上面に吸引力を加えるように構成され、また、紙の積層体から１枚の紙を持ち上げて除去し、前記１枚の紙を前記複数のローラに向かって移すように構成される、文書画像化装置。
【請求項２】
走査される紙の位置を決定し準備ができていると判定するための紙位置検知ユニットをさらに備える請求項１に記載の文書画像化装置。
【請求項３】
ファックス・ユニット、コピー生産ユニット、およびプリント生産ユニットからなるユニットの群から選択される前記ユニットの少なくとも１つのユニットをさらに備える請求項２に記載の文書画像化装置。
【請求項４】
前記デジタル画像検知デバイスは、無限長焦点レンズを備える請求項１に記載の文書画像化装置。
【請求項５】
前記デジタル画像検知デバイスは、リアルタイム・ビデオ・ストリームを取り込むように構成される請求項２に記載の文書画像化装置。
【請求項６】
前記デジタル画像検知デバイスは、３次元で調整可能である請求項１に記載の文書画像化装置。
【請求項７】
前記吸引ピッカ内で真空を生成するためのファン・ユニットをさらに備える請求項１に記載の文書画像化装置。
【請求項８】
前記吸引ピッカ内で真空を生成するためのポンプ・ユニットをさらに備える請求項１に記載の文書画像化装置。
【請求項９】
紙格納トレイを含むハウジングと、
前記紙格納トレイ内に格納される一番上の紙の画像を取り込むためのデジタル画像検知デバイスと、
前記デジタル画像検知デバイスを支持し、前記ハウジングによって支持される調整可能デジタル画像検知デバイス・スタンドと、
少なくとも１つのローラ・ホイール・ピッカおよび複数のローラを備える電動文書除去組立体と、
を備え、
前記少なくとも１つのローラ・ホイール・ピッカは、上げ下げされることができ、１枚の紙の上面に摩擦力を加え、前記１枚の紙を前記ローラに向かって垂直にまた水平に移すように構成される、文書画像化装置。
【請求項１０】
紙位置検知ユニットをさらに備える請求項９に記載の文書画像化装置。
【請求項１１】
ファックス・ユニット、コピー生産ユニット、およびプリント生産ユニットからなるユニットの群から選択される前記ユニットの少なくとも１つのユニットをさらに備える請求項１０に記載の文書画像化装置。
【請求項１２】
前記デジタル画像検知デバイスは、無限長焦点レンズを備える請求項９に記載の文書画像化装置。
【請求項１３】
前記デジタル画像検知デバイスは、リアルタイム・ビデオ・ストリームを取り込むように構成される請求項１０に記載の文書画像化装置。
【請求項１４】
前記デジタル画像検知デバイスは、３次元で調整可能である請求項９に記載の文書画像化装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのローラ・ホイール・ピッカは、少なくとも１の摩擦係数値を有する材料を有するピッカ・ホイールを備える請求項９に記載の文書画像化装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのローラ・ホイール・ピッカは、シリコーン・ゴムおよびアクリル・ゴムからなる群から選択される材料からなる請求項１５に記載の文書画像化装置。
【請求項１７】
調整可能なスイング・アーム・ユニットを支持するハウジングと、
前記スイング・アーム・ユニット内に収容され、最低２メガ・ピクセルでデジタル写真を取り込むように構成された文書カメラ・スキャナ・ユニットと、
を備え、
前記文書カメラ・スキャナ・ユニットは、全体のページを、前記ページ上を１回のパスでスキャンするように構成される、文書画像化装置。
【請求項１８】
前記文書カメラ・スキャナ・ユニットは、前記全体のページの少なくとも一部分のフル・カメラ画像をスキャンする請求項１７に記載の文書画像化装置。
【請求項１９】
前記デジタル画像検知デバイスは、無限長焦点レンズを備える請求項１８に記載の文書画像化装置。
【請求項２０】
前記デジタル画像検知デバイスは、リアルタイム・ビデオ・ストリームを取り込むように構成される請求項１９に記載の文書画像化装置。
【請求項２１】
それ自身を１枚の紙の上面に付着させ、前記文書画像化装置から前記１枚の紙を除去するように構成された文書除去組立体をさらに備える請求項１７に記載の文書画像化装置。
【請求項２２】
少なくとも前記ページのスキャンされる部分を照明することが可能な照明源をさらに備える請求項１８に記載の文書画像化装置。
【請求項２３】
紙位置検知ユニットをさらに備える請求項１７に記載の文書画像化装置。
【請求項２４】
ファックス・ユニット、コピー生産ユニット、およびプリント生産ユニットからなるユニットの群から選択される前記ユニットの少なくとも１つのユニットをさらに備える請求項１７に記載の文書画像化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、文書画像化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
文書スキャナの分野では、考えられる最高解像度かつできる限り高速に文書を走査することができることが望ましい。さらに、複数ページの文書が存在するとき、プロセス中の手作業での介入なしで、自動給紙機によって自動的に複数ページを走査することが非常に望ましい。
【０００３】
現在、市販の多機能スキャナ−コピー機−プリンタ−ファックス機械は、通常、走査される画像の１枚または複数枚のコピーが、写真複写としてプリントアウトされるか、または、受取り側ファックス機にファックス送信される前に、１次画像化デバイスとしてリニア走査ヘッドを使用する。このタイプの多機能機では、文書は、プラテン走査表面上に設置され、一方、走査ヘッドは、表面の一方の縁から他方の縁まで移動して、１度に１ラインずつの紙の走査を処理し、ついには、全表面が走査される、または、自動文書給送機が存在するとき、文書は、紙経路上に配置される静止走査ヘッドを滑るように進まされ、紙を移動させることによって１度に１ラインずつの走査を終了し、ついには、文書の全表面が走査される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５２１３４２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした従来技術の走査メカニズムの主要な欠点は、従来技術の走査メカニズムが、リニア方式で走査を終了するためにかなりの時間を消費することである。約２００ｄｐｉの走査解像度を有する単色カラー走査の場合、現行の走査メカニズムは、紙サイズ、および、デバイスが消費者グレードであるか、専門家グレードであるかに応じて複数秒かかりうる。
【０００６】
３００ｄｐｉまたは６００ｄｐｉ走査などのより高解像度の走査の場合、全ページ走査を終了する時間は、数十秒でありうる。３２ビットまたはより高いカラー深度のフル・カラー走査の場合、単一ページ走査を終了する時間は、３０秒以上かかる可能性があり、消費者グレードスキャナであるかどうかに応じて、必要とされる時間は、単一ページについて１分を超えうる。
【０００７】
同様に、現在入手可能であるのは、教室内での指示および製品または手順の実演用の大きなスクリーン上に３Ｄ物体を投影するために主に設計され使用されるいくつかの文書カメラ製品である。従来、これらの文書カメラは、著しく拡大された視野によって物体にズーム・インすることができるという主要な応用要件のために、かなり狭い視野および浅い被写界深度によって制限される。こうした文書カメラ・デバイスによって生成される画像は、しばしば、全ページ文書の一部分を明確に示すことができるだけであり、ぼけない画像を取り込むために文書がかなり平坦に保たれることを要求される。
【０００８】
こうした文書カメラは、文書用の画像を取り込むのに適さず、たとえ文書カメラと呼ばれても、３Ｄにより適する。さらに、文書カメラの従来の応用例は、通常、大きなスクリーン上にリアルタイム・ビデオを投影することを必要とする。ビデオ投影のスムーズさ（ｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓ）についての欲求は、制限されたフレーム当たりの画像解像度を要求するため、ビデオ圧縮のコストおよびビデオ信号伝送の時間が短く維持される。こうした考慮事項は、文書カメラについてのビデオ画像品質を１００ｄｐｉ未満に制限し、１００ｄｐｉ未満は、少なくとも２００ｄｐｉ解像度が明確に再生されることを必要とする印刷された小さなフォント・サイズの文字および他のシンボルを有する文書を走査するのに十分に高くない。
【０００９】
デジタル・カメラが携帯電話、ラップトップＰＣ、および他のパーソナル・コンピュータに統合され始めるにつれて、高解像度、色再現、および非常にコンパクトである点でますます有能になった光学コンポーネントおよびデジタル検知コンポーネントがますます普通のものとなっている。こうした高品質デジタル画像化コンポーネントについてのコストもまた、著しく低減され、デジタル・カメラ・デバイスをますます多くの電子製品に統合することを可能にする。３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、またはそれより高解像度での文書画像化または「走査（ｓｃａｎｎｉｎｇ）」のために、８、１２、２０、またはさらに３０メガ・ピクセルと同程度の高さの解像度を持つように、下向き文書カメラの画像化コンポーネントを修正することは、技術的に実行可能であるだけでなく、ますます費用効果的である。
【００１０】
スキャナまたはコピー機技術は、通常、自動文書給送機と共に使用される。こうした従来技術のデバイスは、通常、プラテン・ガラスを上部に持つベース・フレームを有し、原稿（ｏｒｉｇｉｎａｌ）は、下向きかつ走査メカニズムの上に配置される。モータは、通常、原稿の個々の直線エリアから反射された光を取り込むために、原稿の下で走査ヘッドを駆動する。これは、現代のスキャナおよびコピー機のフラットベッド走査モジュールである。スキャナおよびコピー機が、フラットベッド走査ベース・モジュールの上部に、付随する自動文書給送機モジュールを持つことが今や普通である。ユーザが、文書給送機を通して紙の複数のページを給送するとき、機械的および電気的部品の精巧な組立体は、１度に１シートずつ紙を装填し、各紙を、走査メカニズムを通して着実に搬送するために使用され、走査メカニズムは、光ビームを放出し、給送機からはるばる出力受取りトレイまで紙が滑るように進むにつれて、ビーム開口を通して反射光を取り込む。こうした従来技術の例は、図１および図２に見られることができ、ＨＰ（登録商標）ＳｃａｎＪｅｔ５５９０デジタル・フラットベッド・スキャナを示す。こうした従来技術のデジタル画像化デバイスは、一定の制限に遭遇する。一態様では、こうした従来技術のデバイスは、走査速度が制限される。
【００１１】
市販のスキャナは、ｄｐｉ設定に応じて、０．５ｍｓと数ｍｓとの間のライン当たりの走査時間を公表することが多い。フル・ページ文書を走査することを終了するための時間遅延は、ラインごとの走査ヘッドの機械的移動だけでなく、複数の単一ライン画像を共に編成してフル・ページ画像にするのに必要とされる処理時間によっても引き起される可能性がある。均等にかつ着実に紙が移動し、一方、その間、組立体内での任意の考えられる紙詰まりを回避することを保証するために、しばしば非常に複雑かつ精巧なギアおよびローラ組立体を通る紙搬送速度の制限と結合した、この１ライン当たりの走査時間は、全体の速度を大幅に制限する。結果として、市販のスキャナの大多数は、３００ｄｐｉ解像度で、１分当たり、単色カラー紙のわずか３０ページを走査することに制限される。３２ビットまたは４８ビット・カラー紙を走査する場合、速度は、著しく低下し、時として、１分当たり、単一デジット数のページまで低下する。ｄｐｉ解像度が増加すると、走査速度はまた、著しく低下し、時として、消費者グレードスキャナにおいて６００ｄｐｉ解像度の場合、１分当たり、さらに１ページ未満のレベルまで低下する。高速専門家グレードスキャナは、実際、普通の消費者が買えるよりずっと高い価格で存在する。しかし、専門家グレードスキャナでさえも、ｄｐｉ解像度が増加するとき、また、カラーで走査するとき、著しい速度損失を受ける。別の態様では、こうした従来技術のデジタル画像化デバイスは、紙原稿が、走査メカニズム・ハウジング内に適切に装填され、取り込まれる画像が高品質であるように、均等にかつ着実に走査メカニズムを通して引っ張られることを保証し、また、走査が終了すると、紙原稿が、適切に取り外されて受取りトレイに入ることを保証するために、非常に精巧かつ複雑なメカニズムを使用しなければならない。
【００１２】
こうした複雑な機械式組立体は、非常にしばしば、表面寸法でも、垂直寸法でも空間効率がよくない。さらに、走査速度要件が高くなればなるほど、メカニズムが複雑になることを要求され、また、こうしたデバイスがかさばる傾向がある。同様に、こうした従来技術の画像化デバイスは、平坦なガラス・トップおよび紙装填メカニズムのために、１枚の紙の形態でない３Ｄ物体の画像を取り込むのに適さない。
【００１３】
複数ページ文書を走査する必要性が存在するとき、自動紙給送方法またはシステムは、これらの新しい文書カメラ−スキャナ・デバイスと共に働くのにもはや適さない。従来技術の紙装填装置の例は、米国特許第５２１３４２６号明細書に記載される。紙を装填し、搬送し、走査し、その後、取り外す一般的なプロセスが追従される場合、自動紙給送機メカニズムは、完全な画像が取り込まれることができる前に、また、取外しアクション・シーケンスにおいて紙が除去される前に、下を見るカメラ−スキャナの全視野内に１枚の紙がさらされることを保証しながら、その紙を完全に停止させる非常に精巧なメカニズムを含む必要がある。こうした従来の設計に従うと、文書カメラ−スキャナと共に働くことを要求される、結果として得られる機械式組立体は、従来のデバイスに含まれる自動給紙機ユニットと比較して、さらに複雑で、精巧で、かさばることになる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
開示される装置は、一般に使用されるリニア走査ヘッドの代わりに、非常にコンパクトで高解像度の文書カメラを、レーザまたはインクジェット・プリンタである可能性が高いが、それに限定されないスキャナ−コピー機−プリンタ機械と組み合わせる。任意選択で、装置は、さらに、ファックスを送受信するファクシミリ送信および受信デバイスと統合され、したがって、１つでスキャナ−コピー機−プリンタ−ファックス装置になる。
【００１５】
下向き文書カメラは、２メガ・ピクセルの最低解像度のデジタル画像を取り込み、２０または３０メガ・ピクセルを超える高解像度に達することが可能である。文書カメラは、上部に平坦表面を有するプリンタ・ケーシングの側面に搭載される調整可能スタンド上に支持される。調整可能スタンドは、さらに、使用されないときの可搬性および空間効率のために、プリンタの一方の側面に沿って折り畳まれ、または、回転される。プリンタ・ユニットは、内部プリンタ「エンジン（ｅｎｇｉｎｅ）」用の、下向き文書カメラ、調整可能カメラ・スタンド、制御および表示パネル・ユニット、およびケーシング・シェルが全て、統合デバイスに嵌合することを保証するために、カスタム・ケーシング・シェル内で再使用され（ｒｅ−ｐｕｒｐｏｓｅ）、閉囲された既製品のプリンタ「エンジン（ｅｎｇｉｎｅ）」である。
【００１６】
下向き文書カメラは、プリンタ・ユニット上の上部表面に存在する文書のスナップショット・デジタル画像を撮影し（フル・ページ文書の走査を終了することと同等である）、その後、しばしば１００ｍｓ未満の、または時間的に著しく素早い１回のクリック・アクションによって、内部記憶デバイスまたはホスト・コンピュータにデジタル画像を送信する。この速度の改善は、従来技術の多機能スキャナ−コピー機−プリンタ−ファックス・デバイスで使用されるリニア走査メカニズムに優る改善である。これは、多機能装置の走査態様に対処する。
【００１７】
デジタル画像が、永久ストレージまたはホストＰＣへの画像の送信と平行して、下向き文書カメラ・デバイスによって取り込まれると、取り込まれた画像は、リアルタイム・アクセス・メモリに記憶され、プリンタのドライバ・ソフトウェア用の入力画像として役立ち、文書画像の印刷されたコピーを生成する。これは、多機能装置のコピー機機能である。取り込まれたデジタル画像はまた、他の普通のファックス機にファックスを送出するために電話回線を介して接続される、任意選択で統合ファクシミリ送信ユニットに転送される。同じファクシミリ・ユニットは、入って来るファックス通信情報を受信し、プリントアウトするために、プリンタに転送する。したがって、ファックス機能は、こうして装置に統合される。
【００１８】
任意選択の自動文書ハンドラ・デバイスは、さらに、紙の積層体として装置内に設置された文書の複数のページの自動バッチ処理を使用可能にするように装置に統合される。文書画像化装置の実施形態は、複数枚の紙を静的に保持するための紙格納トレイを有するハウジングを含む。ビットマップ画像を取り込むためのデジタル画像検知デバイスは、調整可能デジタル画像検知デバイス・スタンドを介してハウジングに取り付けられる。文書除去装置は、吸引ピッカおよび複数のローラを通して動作可能である。吸引ピッカは、複数枚の紙のうち一番上の紙の上面に吸引力を加え、紙の積層体から１枚の紙を持ち上げて除去し、１枚の紙を複数のローラに向かって移送する。吸引ピッカ内のファン・ユニットは真空を生成する。あるいは、真空を生成するためにポンプが使用される。
【００１９】
文書画像化装置の変形は、紙位置検知ユニットを含む装置である。中央処理ユニットはまた、１枚の紙の位置を決定し、デジタル画像検知デバイスを介して画像を取り込むために含まれる。１パスでページの全体画像を取り込み、過去に行われてきたようにラインごとに文書を走査する必要性をなくすために、デジタル画像検知デバイスは、無限長焦点レンズを含む。紙の種々のサイズおよび位置に対処するために、デジタル画像検知デバイスは、３次元で調整可能である。同様に、必要である場合、デジタル画像検知デバイスは、ビデオをリアルタイムに取り込む。
【００２０】
文書画像化装置の第２の実施形態は、少なくとも１つのローラ・ホイール・ピッカおよび複数のローラを有する電動文書除去組立体を含む装置である。ローラ・ホイール・ピッカは、上げ下げされることができ、また、ローラ・ホイール・ピッカのローラが一番上の紙に摩擦力を加え、それにより、積層体から一番上の紙を除去することができるように十分に粘着性がある（すなわち、１以上の摩擦係数）材料で作られるピッカ・ホイールを有する。ピッカ・ホイールの材料は、たとえば、シリコーンまたはアクリルなどの任意のタイプのゴムとすることができる。ローラ・ホイール・ピッカは、一番上の紙に文書画像化装置を出るようにさせるために配置される複数のローラに向かって一番上の紙を移送することが可能である。本実施形態のコンポーネントは、紙格納トレイを含み、また、デジタル画像検知デバイスを支持する調整可能デジタル画像検知デバイス・スタンドを支持するハウジング内に収容される。調整可能デジタル画像検知デバイス・スタンドを通して、デジタル画像検知デバイスは、３次元で調整可能である。
【００２１】
文書画像化装置のこの実施形態はまた、中央処理ユニットを含み、中央処理ユニットは、紙位置検知ユニットと共に働き、それにより、デジタル画像検知デバイスを介して画像を取り込むために、一番上の紙の位置を決定する。本明細書で開示される実施形態の任意の実施形態は、無限長焦点レンズを備え、また、リアルタイム・ビデオ・ストリームを取り込む、または生成するように構成されるデジタル画像検知デバイスを含む。
【００２２】
別の実施形態は、単一走査で全体の文書を走査できる文書画像化装置である。換言すれば、現行のシステムで行われるラインごとの走査は必要とされない。この実施形態は、調整可能スイング・アーム・ユニットを支持するハウジングおよびスイング・アーム・ユニット内に収容される文書カメラ・スキャナ・ユニットを含む。
【００２３】
開示される実施形態の他の特徴は、この実施形態に付加されうる（同様に、本明細書で開示される任意の実施形態の特徴は、任意の他の実施形態に混合され適合される）。たとえば、本実施形態は、無限長焦点レンズを有し、また、リアルタイム・ビデオ・ストリームを取り込むように構成されるデジタル画像検知デバイスと共に使用される。同様に、この実施形態は、上述した文書除去組立体、位置検知ユニット、および中央処理ユニットの任意のものを含む。この実施形態はまた、文書画像検知デバイスが、画像化される文書の明瞭な画像を得ることを可能にする照明アクセサリを含む。照明アクセサリの使用は、この実施形態に限定されない。照明アクセサリは、本明細書で開示される実施形態の任意の実施形態で使用される。
【００２４】
さらに別の実施形態では、本発明は、ほとんどの多機能スキャナ−コピー機−プリンタ−ファックス・デバイスで一般に使用されるディスプレイ・パネルより著しく大きいディスプレイ・パネルを含む。ディスプレイは、装置の最上部のスロットから引き出され、または、スロット内に引っ込められる。より大きなスクリーンは、ユーザが、ディスプレイ上で画像またはリアルタイム・ビデオを効果的にプレビューすることを可能にする。装置の電子コンポーネントは、オペレーティング・システム（ＯＳ）がその上で実行される中央処理ユニット（ＣＰＵ）の周りに集中したマイクロ・コントローラ・ユニット（ＭＣＵ）または他のタイプのフル機能システムを含む。好ましい実施形態では、装置は、コンデンスド（ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ）Ｌｉｎｕｘ（登録商標）カーネル、Ｇｏｏｇｌｅ  Ａｎｄｒｏｉｄ、または他のスモール・フットプリントＯＳなどのフル機能を装備したＯＳを含む。装置内に埋め込まれるこうしたＯＳは、ＯＳによってサポートされるネットワーク機能を通して、装置と、別のホスト・コンピュータとの間、または、ＩＰネットワーク上の他のコンピュータとの間の接続性を可能にする。ＴＣＰ／ＩＰネットワークを通じてデータを送信する電子メール・ソフトウェアまたは他のソフトウェア・プログラムは、こうした環境内で実行される。文書カメラ・ユニットによって取り込まれるデジタル画像は、ローカルに記憶され、管理されることができ、また同様に、電子メールによって送信される、ウェブ・サイトにアップロードされる、または、ＩＰネットワークを通じて画像ファイルを搬送できる任意の他のユーティリティにアップロードされる。ＩＰネットワークを通じた多数のオンライン電子ファックス・サービス設立物が存在する。装置がＩＰネットワークに接続されると、ユーザは、ユーザの好みの任意のオンライン電子ファックス・サービスに直接リンクして、ファックスをデジタル的に送受信できる。こうした機能は、装置が仮想ファックス機であるとして考えられる。
【００２５】
下向き高解像度文書カメラを、プリンタ・デバイスおよび任意選択のファクシミリ機ユニットと組み合わせることによって、リニア走査速度によって制限される、市販の多機能機のリニア走査メカニズムが、事実上置換される。新しいタイプの、高速で高解像度のスキャナ−コピー機−プリンタ−ファックスのオール・イン・ワン機が使用可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】文書カメラ・デバイスの例証的な例を示す図である。
【図２】任意選択の機能装置を有する文書カメラ・デバイスの斜視図である。
【図３ａ】多機能装置の別の実施形態の斜視図である。
【図３ｂ】図３ａに示す実施形態のコンポーネントの拡大図である。
【図４ａ】上がった位置の電動吸引ピッカ・ハウジングの詳細図である。
【図４ｂ】下がった位置の電動吸引ピッカ・ハウジングの詳細図である。
【図５】電動ローラ紙ピッカ・ハウジングの詳細図である。
【図６】文書カメラ・デバイスの電子制御システムの実施形態の図である。
【図７】文書カメラ・デバイスの電子制御システムの別の実施形態の図である。
【図８】装置を動作させるための方法を論理フロー図で示す図である。
【図９】文書カメラ・デバイスの別の実施形態を示す図である。
【図１０】図１０に示す実施形態の断面図である。
【図１１】装置の画像化電子および光学コンポーネントの内部構成の図である。
【図１２】文書カメラ・デバイスの電子制御コンポーネントの別の実施形態の図である。
【図１３】動作手順および内部システム処理論理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、下向き文書カメラ１０７（あるいは、本明細書で「文書カメラ−スキャナ・ユニット（ｄｏｃｕｍｅｎｔ  ｃａｍｅｒａ−ｓｃａｎｎｅｒ  ｕｎｉｔ）」または「ＤＣＳＵ」と呼ばれる）を、文書がその上で走査されるプリンタ上部カバー１０３を有するプリンタと組み合わせて開示される装置１００の斜視図である。ＤＣＳＵ１０７は、プリンタ上部カバー１０３の上部表面エリア全体の視野を有する。ＤＣＳＵ１０７は、文書カメラ・スタンド１０２に接続され、かつ、文書カメラ・スタンド１０２の上部で回転しうるスイング・アーム・ユニット（ＳＡＵ）１０１内に閉囲される。スイング・アーム・ユニット１０１が下に回転して折り畳まれた位置になると、文書カメラ・スタンド１０２の構造は、装置１００が全体として空間効率的であるように、そのベースにおいて時計方向に回転して、プリンタに向かって完全に折り畳まれた構成になることができ、装置１００を、使用中でないときに格納するのをより容易にし、また、より可搬型にする。
【００２８】
文書カメラ・スタンド１０２は、入れ子式伸縮動作で上または下に移動するように電動化されて、文書カメラ−スキャナ・ユニット１０７をプリンタ上部カバー１０３上に設置される紙文書または３次元物体１０９に対して遠ざけるまたは近づける。こうした機械的な入れ子式伸縮運動は、光学エンジニアリング用語でズーム・インまたはズーム・アウトと同等である。文書カメラ−スキャナ・ユニット１０７の最高画像化解像度において、文書カメラ−スキャナ・ユニット１０７を物体１０９に物理的に近づけることは、物体が最も高いドット／インチ（ｄｐｉ）またはピクセル／インチ（ｐｐｉ）測度で取り込まれることを保証する。ＤＣＳＵ１０７は、２メガ・ピクセルの最低解像度を有し、３０メガ・ピクセルに達しうる。画像取込みは、引っ込み可能なディスプレイ・スクリーンおよび中央制御ユニット（以降で、あるいは、「ＤＳＣ−ＣＣＵ」と呼ばれる）１０４上に実装されたユーザ・インタフェースから入力される単一クリックによって実行される。取込みを終了するためにかかる時間は、１００ミリ秒より著しく小さい。
【００２９】
物体１０９のデジタル画像は、取り込まれると、ライブ・ビデオ・ストリームとしてのプレビュー映像として、または、十分なサイズに設定されたディスプレイ・スクリーンおよび中央制御１０４上で表示される物体映像１１０として、静止画像として表示されることになる。ディスプレイ・スクリーンおよび中央制御１０４は、プリンタ・ドライバを通して統合プリンタ・ユニット（あるいは、以降で「ＩＰＵ」と呼ばれる）１０８へ、取り込まれた物体映像１１０の電子的な転送を始動する。レーザ、インクジェット、または他のタイプのプリンタなどのプリンタ・ユニットの多数の実装態様が存在しうる。物体映像１１０の電子データおよびディスプレイ・スクリーンおよび中央物体映像１０４からの制御命令を受信すると、統合プリンタ・ユニット１０８は、物体映像１１０の１つまたは複数のコピーを印刷し、装置１００のコピー機の機能を実現する。
【００３０】
ディスプレイ・スクリーンおよび中央制御ユニット１０４は、装置１００の最上部のスロットから引き出され、またはスロット内に引っ込められる。より大きなスクリーンは、ユーザが、ディスプレイ上で画像またはリアルタイム・ビデオをプレビューすることを可能にする。装置１００の電子コンポーネントは、オペレーティング・システムがその上で実行される中央処理ユニットの周りに集中したマイクロ・コントローラ・ユニットまたは他のタイプのフル機能システムを含む。いくつかの実施形態では、装置１００は、コンデンスドＬｉｎｕｘカーネル、Ｇｏｏｇｌｅ  Ａｎｄｒｏｉｄ、または他のスモール・フットプリント・オペレーティング・システムなどのフル機能を装備したオペレーティング・システムを含む。装置１００内に埋め込まれるこうしたオペレーティング・システムは、オペレーティング・システムによってサポートされるネットワーク機能を通して、装置１００と、別のホスト・コンピュータとの間、または、ＩＰネットワーク上の他のコンピュータとの間の接続性を可能にする。
【００３１】
同様に図１には、印刷のために統合プリンタ・ユニット１０８内に装填される前に、統合プリンタ・ユニット１０８用の白紙の紙が設置されうるプリンタ紙装填トレイ（ＰＰＬＴ）１０６が示される。印刷済み文書が堆積される紙出口トレイ１０５は、装置１００の底部分にある。
【００３２】
図２は、光学機能コンポーネントを装置１００に統合する実施形態１００の斜視図である。電動紙取外し組立体２０３は、装置１００上に位置し、一番上の紙をピックアップし、その紙を、装置の閉囲構造の外側に移す責任を担う。静的紙トレイ・ユニット２０７は、装置１００の中央および主要セクションに位置し、開口した上部によって動作すべきである。写真撮影される３Ｄまたは２Ｄ物体をカバー上に設置することを可能にする上部カバーは任意選択である。上部カバーは、物体を設置する表面として役立つために設けられる。こうして、物体は、紙の積層体または静的紙トレイ・ユニット２０７上に直接載る必要がなくなり、それにより、互いに対する損傷が回避される。文書カメラ−スキャナ・ユニット１０７は、静的紙トレイ・ユニット２０７の内部に設置された紙積層体上の一番上の紙のデジタル画像を、単一スナップショット動作で取り込む。この画像取込み動作は、図１に示すプリンタ・ベース・ユニット格納容器の上部カバー上の１枚の紙について画像を取り込むための同じ方法で終了する。
【００３３】
一番上の紙の画像の取込みが終了した直後に、電動紙取外し組立体２０３は、紙積層体の上部に移動し、一番上の紙を持ち上げ、静的紙トレイ・ユニット２０７から除去し、高い摩擦係数を有するローラと組み合わせた吸引ピッカ・メカニズムを使用することによって、一番上の紙を、装置１００の全体の格納容器の外側に移す責任を担う。電動紙取外し組立体２０３のこうした動作は、ＤＳＣＵ１０７の視野を一時的に遮り、電動紙取外し組立体２０３は、ＤＳＣＵ１０７の視野の外側のその位置に戻るように迅速に引っ込む。電動紙取外し組立体２０３は、一番上の紙の静的紙トレイ・ユニット２０７からの除去を終了するとすぐに、そのとき紙積層体の上部の次の紙の別のスナップショット画像取込みを始動するようにＤＳＣ−ＣＣＵ１０４に信号で知らせる。こうした映像取込みおよび一番上の紙の除去は、積層体上の全ての紙がデジタル的に写真撮影され、静的紙トレイ・ユニット２０７から空にされるまで繰り返す。上述したデバイスおよび方法は、自動文書ハンドラと装置１００とを組み合わせる機能を遂行する。
【００３４】
１度に紙１枚ずつを除去するためのローラおよびギア組立体ＭＰＵＡは、図３ａにおいて３０１で示す実施形態によって達成される。図３ａは、多機能装置の別の実施形態の斜視図である。電動紙取外し組立体（ＭＰＵＡ）３０１は、装置の右端に位置し、一番上の紙をピックアップし、外の受取りトレイ・ユニット（ＲＴＵ）３０６に移す責任を担う。外側シェル・ユニット（ＯＳＵ）３０３は、装置のハウジングとして機能し、装置全体を構成する全ての部品を収容する。電子回路基板ユニットは、ＯＳＵ３０３の内部で、かつ中央制御ユニット（ＣＣＵ）３０７のディスプレイ・パネルの下に位置する。電子ユニットは、動作シーケンス全体を制御して、ＤＳＣＵ１０７を移動させ、画像が取り込まれるとすぐに紙ピッキング・アクションを誘起し、一番上のシート紙を受取りトレイ・ユニット３０６に移し、次の紙について画像取込みを繰り返し、ついには、紙の積層体全体がデジタル的に写真撮影され、ＳＰＴＵ３０２から除去される。スイング・アーム・ユニット（ＳＡＵ）３０５は、カメラ・レンズ、画像センサ、およびデジタル画像化ユニットを内部に収容する。完全に伸張すると、紙サイズが調整されるときにＳＡＵ３０５の場所をセンタリングするために、ＳＡＵ３０５は、ＭＰＵＡ３０１に近いかまたは遠い所定の位置までＯＳＵ３０３の側面に沿って移動される。ＤＳＣＵ３０４はまた、入れ子式伸縮動作によって、異なる紙サイズに応じて、その高さを所定位置に調整する。垂直方向と水平方向の両方でＤＳＣＵ３０４の位置を調整できることは、システムが、デジタル画像を取り込む、または、可変サイズの文書を「走査する（ｓｃａｎ）」ことを可能にする。照明アクセサリ３１０は、ＳＰＴＵ３０２の側壁に組み込まれて、取り込まれたデジタル画像のカラーおよび明瞭さ再生において最適品質を達成する良好な照明条件を保証する。
【００３５】
図３ｂは、図３に示すのと同じ好ましい実施形態内の、外側シェル・ユニット３０３の部分断面図を有する、図３ａに示す実施形態の拡大図である。ＭＰＵＡ３０１は、その回転が吸引ピッカ・ユニット（ＳＰＵ）４０２における真空および吸引力を生成する少なくとも１つの吸引ファン４０１、吸引ピッカ・ムーバ（ＳＰＭ）４０３、紙リムーバ・ローラ（ＰＲＲ）４０４のセット、および仕上げ紙シュート（ＦＰＣ）４０５からなる。スイング・アーム・ユニット３０５の内部に収容される下向きカメラ・ユニット用の視野は、４０７で示される。最初に、紙の積層体が静的紙トレイ・ユニット３０２内に設置されると、カメラ・ユニットは、紙積層体の一番上の１枚の表面積全体をカバーする遮るもののない視野を有し、一方、ＭＰＵＡ３０１の全ての部品は視野４０７の外側にある。一番上の紙のデジタル写真が取り込まれるとすぐに、ＤＳＣＵ３０４は、中央制御ユニット３０７に信号を送り、中央制御ユニット３０７は、次に、紙除去動作を始動するように電動紙取外し組立体３０１に信号で知らせることになる。一旦始動されると、吸引ピッカ・ムーバ４０３が、吸引ピッカ・ユニット４０２を紙積層体の上部に移動させ、次に、積層体上の一番上の紙に対して空気吸引力を生成する吸引ファン（複数可）４０１が運転している（あるいは、真空を生成するために、ポンプが使用される）状態で、紙の近くに吸引ピッカ・ユニット４０２を下げる。吸引ピッカ・ムーバ４０３は、その後即座に、吸引ピッカ・ユニット４０２を上に移動させて、一番上の紙が持ち上げられ、それに続いて、紙除去ローラ４０４に向かう迅速な横方向移動が起こる。この時点で、吸引ピッカ・リムーバ４０３は、その元のスタンドバイ位置に戻り、その後、自分自身を、視野４０７を遮らないように移している。紙は、紙除去ローラ４０４に係合すると、紙除去ローラ４０４を閉囲するベルトを通して迅速に誘導され引っ張られ、仕上げ紙シュート４０５を通って移動し、受取りトレイ・ユニット４０６内に移送される。
【００３６】
図４ａおよび図４ｂは、ＭＰＵＡ３０１のさらなる詳細を断面図で示す。図４ａは、１枚の紙が、ピックアップされる地点から、紙除去ローラ４０６によって捕捉され、仕上げ紙シュート４０５を通して誘導され、最終的に、装置の底部の受取りトレイ・ユニットに達するまでにたどる経路を示す。図４ｂにおいて、５０７は、装置によって「走査される（ｓｃａｎｎｅｄ）」紙積層体であり、吸引ノズル（ＳＮ）５０１は、紙積層体５０７上の一番上の紙に直接接触し、吸引ファン４０１によって生成される吸引力によって最初の１枚を持ち上げる。積層体の上部の数枚が除去されると、紙積層体は、制御式のまたはバネ式のメカニズムを通して高く移動されうる。こうした設計は、紙積層体５０７から１度に２枚以上の紙を持ち上げて除去する可能性が実質上ない状態で、一番上の紙だけが持ち上げられることを保証する。図４ｂにおいて、吸引ノズル５０１および吸引ノズル・ローラ（ＳＮＲ）５０２は、一番上の紙に直接接触し、一番上の紙に吸引力を加えるために、「ＤＯＷＮ」位置にある。図４ａにおいて、ＳＮ５０１および吸引ノズル・ローラ５０２は、電動ムーバ・システム（ＭＭＳ）５０４によって、垂直動作で最初に持ち上げられ、それに続いて、ＭＭＳ５０４によって同様に作動される横方向動作が起こり、ＭＭＳ５０４は、持ち上げられた一番上の紙を、吸引ノズル・ローラ５０２と紙整列ローラ５０３との中間に固定されるように移動させる。吸引ノズル・ローラ５０２およびＰＡＲ５０３の回転動作は、一対の電動紙ムーバ・ベルト（ＭＰＭＢ）５０６内に閉囲される紙除去ローラ４０４に向かって紙シートを誘導する。紙シートは、電動紙ムーバ・ベルト５０６に達し係合すると、ＦＰＣ４０５内の滑らかかつ湾曲した孤を通過するように、さらに誘導されることになる。紙シートは、最終的にＲＴＵ３０６に達する。一番上の紙を取り外す上述したプロセスは、ＭＭＳ５０４によって生成されるＳＮ５０１、ＳＮＲ５０２のキャッツ・クロー（ｃａｔ  ｃｌａｗ）・ダウン・スイング動作および持上げ動作と同様である降下動作によって速度が制限されるだけである。この紙シート捕捉および除去動作が迅速に実施される限り、ＲＴＵ３０６内のその最終の行き先に紙シートを移送するために、後続のアクションで必要な他の複雑な紙制御メカニズムは事実上全く存在しない。したがって、この実施形態の最終結果は、装置が非常に高速で紙の積層体を除去することができることである。さらに、装置内での紙シートの複雑かつ長引く移送をなくすことは、実施形態が、頻繁な紙詰まりまたは他の考えられるエラーを回避することを可能にする。吸引力の使用は、紙積層体５０７のさらに下の２番目のまたは他の紙が、不必要に一番上の１枚と共に除去されないことを保証する。
【００３７】
図５に示す実施形態では、吸引ノズル５０１および吸引ノズル・リムーバ５０２は、電動ローラ組立体によって置換され、電動ローラ組立体は、吸引ノズル・リムーバ５０２と同様のダウン・スイング動作に従うが、一番上の紙をピックアップするローラだけを使用する。紙に接触するために下に達するローラの表面材料は、２番目の紙またはさらに下の数枚を引き出すことなく、摩擦で一番上の紙を移動させるために、著しく高い摩擦係数（すなわち、約１以上の摩擦係数）を有する特別なゴム材料で作られる。この実施形態では、要素６０２は紙ピッカ・ローラであり、要素６０３は紙整列ローラであり、要素６０４は電動ムーバ・システムであり、要素６０６は紙リムーバ・ローラおよびベルト・ユニット（ＰＲＲＢＵ）であり、要素６０７は紙積層体であり、要素６０５は仕上げ紙シュート（ＦＰＣ）である。ＭＰＵＡ３０１内の他の部品は、吸引ノズルを使用する実施形態と同様のままである。ピッカ・ホイールの材料は、たとえば、シリコーンまたはアクリルなどの任意のタイプのゴムとすることができる。
【００３８】
図６は、ソフトウェアおよび電子回路において、必要な論理処理を実行しうる電子制御システムの一実施形態である。これらのコンポーネントは、ＣＣＵ３０７およびスイング・アーム・ユニット３０５の内部に収容されうる１つまたは複数のプリント回路基板上に実装されうる。中央処理ユニット（ＣＰＵ）７０３は、一連の計算機能を処理する。一連の計算機能は、ａ）取り込まれたビットマップ画像のフォーマット・エンコーディングおよびトランスコーディング、ｂ）ＪＰＥＧまたはモーションＪＰＥＧフォーマットでの圧縮などの画像ファイル圧縮、ｃ）ＵＳＢ高速データ通信プロトコルの実装および実行、ｄ）紙位置センサ（ＰＰＳ）７１１および積層体空センサ（ＳＥＳ）７１２の結果信号を受信し、これらのセンサ信号に応答して後続のアクションを処理すること、ｅ）グラフィックス・ディスプレイ・ユニット７０４用のデータを計算し生成しながら、キーボード・ユニット７１０からのユーザ入力を受信することによってユーザ・インタフェース機能を実施すること、ｆ）一般論理処理および計算を含む。
【００３９】
メモリ・ユニット（ＭＵ）７０１は、ａ）ＣＰＵ７０３による種々の計算の中間結果を記憶またはキャッシングすること、ｂ）画像圧縮結果データをセーブすること、ｃ）ＣＰＵ７０３とＵＳＢポート（ＵＳＢ）７０２との間のデータ通信ストリームを記憶し中継することを担う。画像センサ（ＩＳ）７０９は、光学画像を、静止画像としての画像ビットマップまたはリアルタイム・ビデオ・ストリーム用のＰＣＭの形態のデジタル情報に変換することを担う。キーボード・ユニット（ＫＢＵ）７１０は、ボタンおよび付随する電子回路を通してシステム・ディスプレイに対するユーザ入力およびユーザ・フィードバックを取り込む。紙位置センサ（ＰＰＳ）７１１は、ＰＴＵ３０２から除去されるプロセス中における１枚の紙の目下の位置および１枚の紙が完全に除去されたかどうかをＣＰＵに信号で知らせる。１枚の紙の位置を検知するために使用されるメカニズムは、静的紙トレイ・ユニットの所のまたはその近くの受信器に向かって送出されるたとえば光ビーム、赤外線である。紙が光ビームの経路内にあるとき、光エミッタから光ビームへ光が全く通過せず、システムは、画像を取り込むようにプログラムされうる。しかし、エミッタからビームへ紙が完全に通過すると、新しい紙が静的紙トレイ上に設置される必要があること、または、その紙が調整される必要があることを、システムが知ることになる。積層体空センサ（ＳＥＳ）７１２は、ＰＴＵ３０２内に設置された紙積層体が空かどうかをＣＰＵ７０３に信号で知らせる。ＵＳＢポート（ＵＳＢ）７０２は、ａ）エンコードされた静止画像またはビデオ・ストリーム・データをホスト・コンピュータに転送し、ｂ）装置からホスト・コンピュータへ制御信号および状態データを中継し、ｃ）ホスト・コンピュータから装置へ制御信号および状態データを中継する。グラフィックス・ディスプレイ・ユニット（ＧＤＵ）７０４は、システム状態、システム機能選択メニューなどの情報をＣＰＵ７０３から受信し、ユーザ選択入力を確認する。紙ピッカ・コントローラ（ＰＰＣ）７０５は、電動ムーバ・システム５０４の始動、停止、および動作速度のための電子コントローラである。紙ピッカ・モータ（ＰＰＭ）７０６は、ＰＰＣ７０５から制御信号を受信し、また、電動ムーバ・システム５０４の動作を起動させる実際のモータである。紙除去コントローラ７０８は、紙リムーバ・モータ（ＰＲＭ）７０７の始動、停止、および速度を信号で知らせるための電子コントローラであり、紙リムーバ・モータ（ＰＲＭ）７０７は、次に、図５の紙除去ローラおよびベルト・ユニット６０６として同様に示す図４ａおよび図４ｂの電動紙ムーバふた５０６の動作を起動し停止する。
【００４０】
図７は、マイクロ・コントローラ・ユニット（ＭＣＵ）８０４チップに基づく、装置用の電子制御および画像処理システムの代替の実施形態である。この実施形態では、ＣＰＵ７０３は、画像処理コプロセッサ（ＩＰＣＰ）８０２と結合したＭＣＵ８０４によって置換される。ＭＣＵ８０４は、いくつかの制御機能を処理する。いくつかの制御機能は、ａ）ＵＳＢポート（ＵＳＢ）８０３と通信するときのＵＳＢ高速データ通信プロトコルの実装および実行、ｂ）紙位置センサ（ＰＰＳ）８１１および積層体空センサ（ＳＥＳ）８１２の結果信号を受信し、これらのセンサ信号に応答して後続のアクションを処理すること、ｃ）グラフィックス・ディスプレイ・ユニット（ＧＤＵ）８０５用のデータを計算し生成しながら、キーボード・ユニット（ＫＵ）８１０からのユーザ入力を受信することによってユーザ・インタフェース機能を実施すること、およびｄ）一般論理処理および計算を含む。ＩＰＣＰ８０２は、以下の機能を処理する。以下の機能は、ａ）取り込まれたビットマップ画像のフォーマット・エンコーディングおよびトランスコーディング、ｂ）ＪＰＥＧまたはモーションＪＰＥＧフォーマットでの圧縮などの画像ファイル圧縮、ｃ）ＵＳＢ高速データ通信プロトコルの実装および実行、ｄ）画像処理状態についてＭＣＵ８０４に信号で知らせること、およびｅ）ＭＣＵ８０４から受信される命令を実行することを含む。図７の全ての他のコンポーネントは、図６の同一部品に対応し、同一機能を有する。唯一の例外は、この実施形態においてＵＳＢ８０３が、ＭＣＵ８０４と通信するだけでなく、ＩＰＣＰ８０２とも通信することである。
【００４１】
開示される実施形態を働かせるために、ユーザは、ボタンを押すか、または、付随するＰＣ上で実行されるソフトウェアに実装された制御アイコンをクリックし、中央制御ユニット（ＣＣＵ）３０７に信号を送り、それにより、紙積層体用の画像の自動取込みの全体のプロセスを始動する。ＤＳＣＵ３０４は、積層体の一番上の紙の静止画像を取り込むための信号を送られる。取り込まれた画像は、記憶または処理のために、高速データ通信リンクを介してパーソナル・コンピューティング・デバイスに送られる。ＤＳＣＵ３０４が画像取込みアクションを終了するとすぐに、電動紙取外し組立体３０１は、それ自身を一番上の紙の上に配置するために、ＤＳＣＵ３０４の視野の外側にあった位置からスライドおよびスイング動作で移動する信号を受信する。吸引ピッカ・ハウジング４０２の外側に搭載された最低１つの吸引ファンによって生成される吸引力によって、電動紙取外し組立体は、一番上の紙を、持ち上げ、紙リムーバ・ローラ４０４のセットを通して横方向に外に移動させ、一番上の紙は、最終的に受取り紙トレイ４０６に達する。代替の実施形態では、ローラ組立体は、ＭＰＵＡ３０１内で吸引ピッカ・メカニズムの代わりに使用されうる。ＭＰＵＡ３０１の一部としてのギアおよびローラは、ローラを回転させ、一番上の紙を静的紙トレイ・ユニット３０２の外側に移動させるために駆動される。一番上の紙が紙積層体から除去されると、光学センサ・ユニットは、除去アクションの終了を検知し、ＤＳＣＵ３０４用の視野をクリアにするために、その隠蔽場所に戻るＭＰＵＡ３０１のスライド動作を始動する信号をＣＣＵ３０７に送る。アクションのシーケンスは、積層体上の最後の紙の画像が取り込まれ、最後の紙の画像がＳＰＴＵ３０２から除去されるまで繰り返す。
【００４２】
従来技術の画像取込みデバイスと違って、文書カメラ−スキャナが、下向き懸垂保持位置からの主要な画像取込みデバイスとして配備されると、文書の複数のページのバッチ走査は、ＭＰＵＡ３０１内の紙トレイの内部に設置された原稿の積層体から一番上の紙を単に除去することによって達成されうる。静止画像が、その一番上の１枚について取り込まれた後、画像取込みおよび紙除去アクションは、紙の積層体全体が処理され、紙トレイから除去されるまで自動的に繰り返される。複数枚の紙をバッチ走査するためのこの新規な手法において、自動または電動紙装填ギア組立体についての必要性は存在せず、また、後続の紙の搬送において、走査メカニズムを通して引っ張られている間の紙詰まり防止を考慮する必要性は存在せず、任意の複雑かつ精巧な電動ギアおよびローラ組立体の内部での紙の移動速度を制限する必要性は存在しない。紙の積層体からの１度に紙１枚ずつの除去は、従来技術のデバイスで使用される慣例的な給紙方法と比較して著しく単純かつより簡単なプロセスである。
【００４３】
デジタル文書カメラ−スキャナ解像度が５メガ・ピクセル、８メガ・ピクセル、１０メガ・ピクセル、またはさらに３０メガ・ピクセル・レベルに増加すると、取り込まれる文書画像は、３００ｄｐｉ〜６００ｄｐｉを超えるレベルの明瞭さに達しうる。これは、従来技術のスキャナ・デバイスにおいて経験されるかなりの走査時間遅延の問題を克服する。例証的な例として、６００ｄｐｉで８．５”×１１”文書の４８ビット・カラー画像を走査するための慣例的な走査時間遅延は、現在市販のあるスキャナ製品において３０秒〜６０秒以上かかる。本発明で述べる１０メガ・ピクセルＤＳＣＵ３０４によって、約６００ｄｐｉ解像度で４８ビット・カラーを有する同じ文書を走査するために必要とされる時間は、１００ｍｓ未満である。こうした時間節約は、非常に重要であり、走査時間を、取り込まれる画像のｄｐｉ解像度またはカラー深度によらない非因子（ｎｏｎ−ｆａｃｔｏｒ）にする。本提示の好ましい実施形態はまた、種々のサイズに作られた紙に順応する。ＭＰＵＡ３０１は、静的紙トレイ・ユニット（ＳＰＴＵ）３０２の幅全体に及ぶ吸引ピッカ・ハウジング・ユニットまたはローラ・ベース取外しユニットを使用し、一方、ＤＳＣＵ３０４は、その位置を垂直方向および水平方向に調整して、可変サイズに作られた紙物体にセンタリングしズーム・インし、このメカニズムを使用して、任意のサイズに作られた紙をデジタル的に写真撮影し適切に除去する能力をもたらす。
【００４４】
図８は、装置を動作させるための方法を論理フロー図で示す。９０１にて、ユーザは、ＳＰＴＵ３０２内に最低１枚の紙を有する紙の積層体を設置する。ユーザは、その後、ステップ９０３にて紙サイズ情報をシステムに入力し、ステップ９０２にてキーボード・ユニット７１０または８１０を通して「開始（ｓｔａｒｔ）」命令を入力する。ステップ９０４にて、装置１００は、ＤＳＣＵ３０４の垂直位置を調節して、できる限り大幅に紙表面上でズーム・インし、それにより、考えられる最高の解像度が達成される。紙サイズが、装置１００が分かっている標準的なサイズである場合、ＤＳＣＵ３０４は、最適解像度を達成するために、所定の対応する位置に垂直に移動することになる。ＤＳＣＵ３０４はまた、ユーザが選択した紙サイズに応じて、カメラ・レンズが、紙表面の中心の上部に常に真っすぐに設置されるように水平に移動する。ステップ９０５にて、ＤＳＣＵ３０４は、一番上の紙のデジタル画像を撮影し、ビットマップ画像データ・ファイルを生成する。ステップ９０６にて、取り込まれたビットマップ画像データは、ＩＰＣＰ（画像処理コプロセッサ）８０２によってエンコードされ圧縮される、または、メモリ・ユニット７０１に一時的に記憶され、ＣＰＵ７０３によって後でエンコードされ圧縮される。ステップ９０７にて、電子制御および画像化システムは、取り込まれ圧縮された画像を、ＵＳＢポート７０２または８０３のような高速データ・リンクを介してホスト・コンピュータ（ＰＣ）に送信する。ステップ９０８にて、ホスト・コンピュータへの画像データ・ファイルの送信が終了すると、ＣＰＵ７０３は、状態信号を受信し、ＣＣＵ３０７内で次のステージのアクション制御を始動する。次のステップ９０９にて、ＣＰＵ７０３またはＭＣＵ８０４は、紙積層体５０７または６０７から一番上の紙をピックアップし除去するときの動作シーケンスを始動するようにＰＰＣ（紙ピッカ・コントローラ）７０５または８０６に指令する。ステップ９１０にて、ＭＰＵＡ３０１は、ピックアップおよび除去アクションを実行する。
【００４５】
ステップ９１３にて、ＣＰＵ７０３は、紙除去状態に関する信号を紙位置センサ７１１から受信する、または代替の実施形態では、ＭＣＵ８０４は、紙位置センサ８１１から状態信号を受信する。紙がうまく除去されない場合、ステップ９１２および９１１が始動されて、エラー状態があるかをチェックし、エラー状態または紙詰まりの操作を処理する。ステップ９１１の終了時に、装置１００が動作を再開するためにステップ９１０が繰り返される。紙がうまく除去される場合、ＣＰＵ７０３またはＭＣＵ８０４は、積層体空センサ７１２または８１２の積層体空状態をチェックし、積層体が空でない場合、プロセスは、積層体の上部の次の紙についての画像取込みのためのステップ９０５にループ・バックし、それに続いて、その紙の除去が行われる。積層体がその時点で空である場合、プロセス全体が終了する。
【００４６】
図９は、紙積層体を装置内に設置するため、より従来的な構成を使用して考えられる別の実施形態を示す。この実施形態では、紙トレイ・ユニット・カバー１００２は、静的紙トレイの上にある位置からスイングして開いて、斜め下向き角度で静止し、紙装填トレイとして役立つ。紙サイズ調整レバー（ＰＳＡＬ）１００１は、任意のサイズに作られた紙を内部にピッタリ合わせるように、紙装填トレイ１００２の幅を調整し、紙サイズを中央制御ユニット（ＣＣＵ）に信号で知らせる。中央制御ユニットは、紙移動ベルト組立体（ＰＭＢＡ）１００４に、ＰＭＢＡ１００４の下で、かつ真空テーブル１００３の上部に紙が固定されるように、内側に中央領域に移動するように信号で知らせる。１枚の紙は、紙装填トレイ・ユニット１００２の底部から除去され、真空テーブル１００３に搬送され、その後、紙が、真空テーブル１００３の右側に去って、仕上げ紙シュートを通して受取り紙トレイに入る前に、ＤＳＣＵ３０１が、紙表面の上部面のスナップショット画像を撮影できるように停止する。真空テーブル１００３内の吸引穴１００５は、真空テーブル１００３に接して１枚の紙をしっかり固定するのに役立つ。紙除去ローラ組立体１００６は、仕上げ紙シートを、仕上げ紙シュートを通して搬送する。
【００４７】
図１０は、図９に示す実施形態の断面図である。図１０は、紙装填ローラ組立体１１０１、紙移動ベルト１１０２、紙除去ローラ組立体１１０３、仕上げ紙シュート１１０４、および走査済み紙シートを堆積するための受取り紙トレイ１１０６の詳細図を示す。
【００４８】
図１１は、ＤＳＣＵ３０１の画像化電子および光学コンポーネントの内部構成を示す。プリント回路基板（ＰＣＢ）１２０１の下に、光学レンズ１２０３が存在する。ＰＣＢ１２０１の上には、画像化センサ・チップ１２０４が存在する。画像は、光学レンズ１２０３を通して画像化センサ・チップ１２０４表面上に光１２０５が反射されると取り込まれる。
【００４９】
図２をさらに参照して、任意選択のファクシミリ・デバイスは、実施形態１００に統合される。コネクタ２０９、２１０、および２１１は、装置１００に統合されたイーサネット（登録商標）・モジュール、ＵＳＢモジュール、およびファクシミリ・モジュールを、ファックスを送信および受信するための普通の電話回線にそれぞれ接続する。
【００５０】
電子メール・ソフトウェアおよびＴＣＰ／ＩＰネットワークを通じてデータを送信する他のソフトウェア・プログラムは、こうした環境内で実行されうる。文書カメラ・ユニットによって取り込まれるデジタル画像は、ローカルに記憶され管理される、また同様に、電子メールによって送信され、ウェブ・サイトまたはＩＰネットワークを通じて画像ファイルを搬送する任意の他のユーティリティにアップロードされる。ＩＰネットワークを通じて多数のオンライン電子ファックス・サービス設立物が存在する。装置１００がＩＰネットワークに接続されると、ユーザは、ユーザの好みの任意のオンライン電子ファックス・サービスに直接リンクして、ファックスをデジタル的に送受信できる。こうした機能は、装置１００が仮想ファックス機であるとして考えらる。
【００５１】
１つまたは複数の画像がＤＳＣ−ＣＣＵ１０４のＲＡＭ内に取り込まれると、画像（複数可）は、ファックス・モジュールに転送され、ファックス・モジュールは、その後、コネクタ２１１を介して電話回線を通して送信される。入って来るファックス伝送の場合、ファックス・モジュールは、ファックス画像を受信し、その後、ＤＳＣ−ＣＣＵ１０４に転送し、ＤＳＣ−ＣＣＵ１０４は、ユーザが紙ファックス・コピーを得られるように、コピーをプリントアウトするように統合プリンタ・モジュールに指令することになる。あるいは、受信されるファックスは、装置の内部記憶部に記憶される、または、閲覧または管理のためにホスト・コンピュータに転送される。この実施形態では、引き出されるＤＳＣ−ＣＣＵ１０４はまた、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク接続性をサポートする電子コンポーネントを含む。これは、装置１００が、装置１００に埋め込まれた電子メール・アプリケーション・ソフトウェアによって画像が送受信されることを可能にする、独立しかつ完全に機能するコンピュータとしてインターネットを通じて画像を直接送受信する、または、種々のウェブ・サイト上で提供される電子ファックス・サービス（または、しばしば仮想ファックス・サービスと呼ばれる）を介して画像を送受信することを可能にする。
【００５２】
図１２は、好ましい実施形態における電子制御コンポーネント全体の図である。中央制御ユニットは、マイクロ・コントローラ・ユニット（ＭＣＵ）４５４であり、ＭＣＵ４５４は、装置のサポート・コンポーネントからデータを受信し、計算し、制御命令を送出するかまたはデータを装置のサポート・コンポーネントに転送する。画像取込みおよび処理の場合、命令は、画像が画像センサ４５１によって取り込まれ、その後、画像処理コプロセッサ（ＩＰＣＰ）４５２（画像をエンコードし圧縮する）によって処理されるように、ＭＣＵ４５４からＤＣＳＵ１０７に送られる。画像は、ＵＳＢポート４５３を通してホストＰＣ４５５に送信される、ＲＡＭユニット４６５内に一時的に記憶される、内部記憶ユニット（ＩＳＵ）４６３内に記憶される、ネットワーク・ユニット４６２を介して、インターネット上のＴＣＰ／ＩＰネットワークを介して接続された他のコンピュータまたはデバイスに送信される。
【００５３】
コピー機およびプリンタ機能の場合、ＭＣＵ４５４は、指令し、取り込まれた画像についてのデータをプリンタ・コントローラ・モジュール（ＰＣＭ）４５８に転送し、ＰＣＭ４５８は、あるプリンタ・ドライバ・ソフトウェアを通して、プリンタ４５９が、これらの画像について物理的に印刷されたコピーを生成することを可能にする。ファックス機能の場合、ＭＣＵ４５４は、指令し、取り込まれた画像についてのデータをファックス機コントローラ・モジュール（ＦＭＣＭ）４６１に転送し、ＦＭＣＭ４６１は、ファックス機４６０が、電話回線を介して接続された受取り側ファックス機に画像を送出することを可能にする。ファックスを受信する場合、ファックス機４６０は、入って来る画像を受信し、その画像を、ＦＭＣＭ４６１を介して、処理のためにＭＣＵ４５４に転送する。ＭＣＵ４５４は、その後、指令し、ＰＣＭ４５８を介してプリンタ４５９にデータを転送して、入って来るファックスの紙コピーをプリントアウトすることになる。
【００５４】
図１３は、動作手順および内部システム処理倫理フローをフローチャートで示す。第１のステップ５５１にて、ユーザは、装置が走査する、コピーする、またはファックスするために、上部カバー上に文書１枚を設置するか、または、ＳＰＴＵ２０７内に紙の積層体を設置する。ステップ５５３にて、ユーザは、キーパッド・ユニットまたはタッチ感応式ディスプレイ・ユニットを通して紙サイズ情報を装置に入力する。ステップ５５２にて、ユーザは、コピーするか、走査するか、ファックスするかなどのさらなる意図情報と共に、処理シーケンスを開始するために制御ボタンを押す。ステップ５５４にて、装置は、ユーザが入力した紙サイズに応じて、文書カメラ・スタンド１０２上の所定の垂直位置までＤＣＳＵ１０７を上下に移動させることによって、ＤＣＳＵ１０７を調整し、装置はまた、カメラのレンズを紙文書の中心に配置するために、誘導レール構造に沿って横方向に文書カメラ・スタンド１０２と共にＤＣＳＵ１０７を移動させる。
【００５５】
ステップ５５５にて、ＤＣＳＵ１０７は、紙積層体上の一番上の紙のデジタル・スナップショット画像を取り込むように指令される。ステップ５５６にて、画像処理コプロセッサは、取り込まれたデジタル画像をエンコードし圧縮する。ステップ５５７にて、エンコードされ圧縮されたデジタル画像は、ＲＡＭメモリに記憶され、さらなるアクションを待つ。
【００５６】
ステップ５５８にて、システムは、ユーザのそれより前の入力に基づいて論路切換えを実施する。ユーザのそれより前の入力がファックスを送ることであった場合、装置は、ステップ５５９にてファックス送信を実施する。ユーザのそれより前の入力が、原稿文書（複数可）のコピーを取ることであった場合、装置は、ステップ５６０にて、原稿（複数可）の取り込まれた画像の１枚または複数枚のページの印刷機能を実施する。ユーザのそれより前の入力が、ローカル記憶に対して走査することであった場合、装置は、ステップ５６１にて、ローカル記憶ユニット内への取り込まれた画像（複数可）の記憶処理を実施する。ユーザのそれより前の入力が、ホストＰＣに対して走査することであった場合、装置は、ステップ５６２にて、ＵＳＢポートまたはＩＰネットワーク接続を介して、取り込まれたデジタル画像（複数可）をホストＰＣに転送するための必要な処理を実施する。さらに、ホストＰＣ上で、ソフトウェア・プログラムは、ステップ５６３にて、電子ファックス・サービス（仮想ファックス送信とも呼ばれうる）を介して取り込まれた画像のファックス送信を実行することができる。
【００５７】
ステップ５６５にて、装置は、一番上のシート紙が、紙積層体からうまく除去され、完全に外に搬送されたかどうかを検出するために、紙位置センサの状態データをチェックする。状態が成功でない場合、装置は、ステップ５６４にて、紙詰まりを除去することなどのエラー操作処理を実施する。状態が成功である場合、装置は、次のステップに進む。
【００５８】
ステップ５６６にて、装置は、さらに、紙積層体が完全に空になったかどうかを判定するために紙位置センサをチェックする。完全に空でない場合、装置は、その処理シーケンスをステップ５５５にループ・バックして、ＳＰＴＵ２０７が完全に空になるまで、プロセスを繰り返す。ステップ５６７にて、ＳＰＴＵ２０７が完全に空になり、全ての画像がうまく処理される場合、プロセス全体が終了する。
【００５９】
本出願は、２０１０年３月１９日に出願された米国仮特許出願第６１／３１５，９０４号および２０１０年３月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／３１８，１２９号の非仮特許出願であり、仮特許出願の利益を主張する。仮特許出願のそれぞれの全体の内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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