(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺バスを経て電力を供給される文書走査装置であって、前記文書走査装置は、
第１部材と第２部材を有するハウジングであって、前記第１部材は、少なくとも一つの側部を有し、前記側部には、前記側部の長手方向、すなわち文書の搬送方向と直交する方向のスロットが設けられており、前記スロットには圧縮部材が設けられており、前記第１部材および前記第２部材は前記側部で互いに連結されている、ハウジングと、
前記周辺バスを経て電力を供給されるイメージセンサーであって、文書のイメージを走査するレンズを有するイメージセンサーと、
駆動プラテンであって、前記駆動プラテンは、前記駆動プラテンの長手方向に第１端部および第２端部を有しており、前記第１端部および第２端部の各端部は軸受を有しており、前記軸受は、前記各スロット内の前記圧縮部材に載置され、前記駆動プラテンを前記第１部材及び前記第２部材の二つの部材から成る前記ハウジングに移動可能に連結するようになっており、これにより、前記駆動プラテンは、前記イメージセンサーに対して前記側部の長手方向に移動可能であり、前記文書が前記駆動プラテンと前記イメージセンサーの前記レンズとの間を移動できるようになっており、前記イメージセンサーは前記ハウジングの前記第１部材に固定され、前記レンズは前記駆動プラテンに対面している、駆動プラテンとを含む、文書走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載された文書走査装置であって、前記文書走査装置は、ウォーム駆動組立体をさらに含み、前記ウォーム駆動組立体は、前記周辺バスを経て電力を供給され、前記駆動プラテンと連結されており、前記ウォーム駆動組立体が前記駆動プラテンの水平軸線に沿って前記駆動プラテンを回転させるようになっており、前記ウォーム駆動組立体は、駆動モーターと、一条ウォームと、ウォームギヤとからなり、前記一条ウォームは螺旋歯を備えており、前記ウォームギヤはギヤ歯を備えており、前記ウォームギヤは前記駆動プラテンの前記第１端部に連結されており、前記一条ウォームは前記駆動モーターに連結されており、前記駆動モーターが、前記ウォームギヤの近くにおいて二つの部材から成る前記ハウジングに連結されており、前記一条ウォームの前記螺旋歯を前記ウォームギヤの前記ギヤ歯と噛み合わせるようになっている、文書走査装置。
【請求項３】
請求項２に記載された文書走査装置であって、前記駆動モーターがステップモーターである文書走査装置。
【請求項４】
周辺バスを経て電力を供給される文書走査装置であって、前記文書走査装置は、
上側フレーム部材、下側フレーム部材、第１側部部材および第２側部部材を有するフレームであって、前記第１側部部材および前記第２側部部材の各側部部材は、前記各側部部材の長手方向、すなわち文書の搬送方向と直交する方向のスロットを含み、前記スロット内部には、ばね部材が設けられている、フレームと、
文書のイメージを走査するためのレンズを備えたイメージセンサーであって、前記イメージセンサーは、前記周辺バスを経て電力を供給されており、前記イメージセンサーは、前記下側フレーム部材の方向へ前記レンズが向けられるように、前記フレームの前記上側フレーム部材に固定されている、イメージセンサーと、
駆動プラテンであって、前記駆動プラテンは、前記駆動プラテンの長手方向に第１端部および第２端部を有しており、前記第１端部および第２端部の各端部は軸受を有しており、前記第１端部の前記軸受は、前記第１側部部材の前記スロット内の前記ばね部材に載置され、前記第２端部の前記軸受は、前記第２側部部材の前記スロット内の前記ばね部材に載置され、前記駆動プラテンを前記フレームに移動可能に連結するようになっており、これにより、前記駆動プラテンと前記イメージセンサーの前記レンズとの間を前記文書が移動するとき、前記駆動プラテンが、前記イメージセンサーに対して前記各側部部材の長手方向に移動するようになっており、前記イメージセンサーは、前記レンズが前記駆動プラテンの方向を向くように、前記フレームの前記上側フレーム部材に固定されている、駆動プラテンとを含む、文書走査装置。
【請求項５】
請求項４に記載された文書走査装置であって、前記文書走査装置は、ウォーム駆動組立体をさらに含み、前記ウォーム駆動組立体は、前記周辺バスを経て電力を供給され、前記駆動プラテンと連結されており、前記ウォーム駆動組立体が前記駆動プラテンの水平軸線に沿って前記駆動プラテンを回転させるようになっており、前記ウォーム駆動組立体は、駆動モーターと、一条ウォームと、ウォームギヤとからなり、前記一条ウォームは螺旋歯を備えており、前記ウォームギヤはギヤ歯を備えており、前記ウォームギヤは前記駆動プラテンの前記第１端部に連結されており、前記一条ウォームは前記駆動モーターに連結されており、前記駆動モーターが、前記ウォームギヤの近くにおいて前記第１側部部材に連結されており、前記一条ウォームの前記螺旋歯を前記ウォームギヤの前記ギヤ歯と噛み合わせるようになっている、文書走査装置。
【請求項６】
請求項５に記載された文書走査装置であって、前記駆動モーターがステップモーターである文書走査装置。
【請求項７】
請求項４に記載された文書走査装置であって、前記各軸受がプラスチック軸受で構成されている文書走査装置。
【請求項８】
請求項４に記載された文書走査装置であって、前記上側フレーム部材が溝を含み、前記イメージセンサーを前記上側フレーム部材に取付けるために、前記溝は前記レンズを有する前記イメージセンサーを収容している文書走査装置。
【請求項９】
周辺バスを経て電力を供給される文書走査装置であって、前記文書走査装置は、
前部ケースおよび後部ケースを有するハウジングであって、前記前部ケースは上側部分、下側部分、第１側部および第２側部を含み、前記第１側部および前記第２側部の各側部には、前記各側部の長手方向、すなわち文書の搬送方向と直交する方向の溝が設けられており、前記溝には、ばね部材がそれぞれ設けられている、ハウジングと、
文書イメージを走査するためのレンズを有し、前記周辺バスを経て電力を供給されるイメージセンサーと、
駆動プラテンであって、前記駆動プラテンは、前記駆動プラテンの長手方向に第１端部および第２端部を有しており、前記第１端部および第２端部の各端部は軸受を有しており、前記第１端部の前記軸受は、前記前部ケースの前記第１側部の前記溝内の前記ばね部材に載置され、前記第２端部の前記軸受は、前記前部ケースの前記第２側部の前記溝内の前記ばね部材に載置され、前記駆動プラテンを前記ハウジングに移動可能に連結するようになっており、これにより、前記駆動プラテンと前記イメージセンサーの前記レンズとの間を前記文書が移動するとき、前記駆動プラテンが、前記イメージセンサーに対して前記各側部の長手方向に移動するようになっており、前記イメージセンサーは、前記レンズが前記駆動プラテンの方向を向いて位置するように、前記前部ケースの前記上側部分に固定されている、駆動プラテンとを含む文書走査装置。
【請求項１０】
請求項９に記載された文書走査装置であって、前記文書走査装置は、ウォーム駆動組立体をさらに含み、前記ウォーム駆動組立体は、前記周辺バスを経て電力を供給され、前記駆動プラテンに連結されており、前記ウォーム駆動組立体が前記駆動プラテンの水平軸線に沿って前記駆動プラテンを回転させるようになっており、前記ウォーム駆動組立体は、駆動モーターと、一条ウォームと、ウォームギヤとからなり、前記一条ウォームは螺旋歯を備えており、前記ウォームギヤはギヤ歯を備えており、前記ウォームギヤは前記駆動プラテンの前記第１端部に連結されており、前記一条ウォームは前記駆動モーターに連結されており、前記駆動モーターが、前記ウォームギヤの近くにおいて前記前部ケースおよび前記後部ケースの二つの部材から成る前記ハウジングに連結されており、前記一条ウォームの前記螺旋歯を前記ウォームギヤの前記ギヤ歯と噛み合わせるようになっている、文書走査装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載された文書走査装置であって、前記駆動モーターがステップモーターである文書走査装置。
【請求項１２】
請求項９に記載された文書走査装置であって、前記周辺バスがユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）である文書走査装置。
【発明の詳細な説明】
関連出願
本願の主題は、ヨセフ・ピンツァーローン氏、デーヴィッド・マックヴィカール氏、セルジオ・マギー氏、デーヴィッド・ウェグミューラー氏およびエマニュエル・リューゼンス氏により同日出願された「周辺バスを電源とする走査装置」と題する米国特許出願の主題と関連する。
発明の背景
１．発明の分野
本発明は電子文書走査装置の分野に係わり、特にユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）電源のような電源を担う周辺バスから電力を取出す文書走査装置の分野に関する。
２．関連技術の簡単な説明
文書走査装置は周知のコンピュータ周辺機器である。従来の文書走査装置は接触イメージセンサー（「ＣＩＳ」）モジュール、文書駆動ローラーおよび駆動モーターを含んだコンピュータ周辺機器である。従来の文書走査装置では、文書駆動ローラーはその装置に対して固定的に保持されて、駆動モーターで駆動される。ＣＩＳモジュールは装置にばねで取付けられており、ＣＩＳモジュールが走査ハウジングに対して長手方向に移動できるように、ＣＩＳモジュールの上部に垂直方向の間隙を有していなければならない。従来の文書走査装置は迅速且つ良好な解像度で文書からイメージを走査する。しかしながら、これらの走査装置は多くの欠点を有している。従来の文書走査装置に見られる１つの問題点は、回転力による捩れ（torque twisting）であり、図１ａにさらに示されている。従来の文書走査装置は、ばね１２でハウジング１５に移動可能に取り付けられたＣＩＳモジュール１０と、ＣＩＳモジュール１０のレンズ１０ａに接触した文書駆動ローラー２０とを含む。
文書が従来の文書走査装置で走査されるとき、文書駆動ローラー２０が回転して、走査装置を通して文書を送る。文書駆動ローラー２０が回転すると、ＣＩＳモジュール１０のレンズ１０ａに加えられた力は、ＣＩＳモジュール１０に回転力（ｔｏｒｑｕｅ）を発生させる。ＣＩＳモジュール１０は、ばね１２を経てハウジングに可動に連結されているので、ＣＩＳモジュール１０の回転力はＣＩＳモジュール１０を回転させる。ＣＩＳモジュール１０は、その側面が装置のハウジング１５に当たるまで回転する。回転されたＣＩＳモジュール１０のくさび効果によって、すなわち、回転されたＣＩＳモジュール１０が、くさびのようにハウジング１５に食い込み、ばね１２に支持されたＣＩＳモジュール１０がハウジング１５内を適切に動けなくなるので、ＣＩＳモジュール１０の回転は、文書駆動ローラー２０を駆動するのに必要とされるモーター回転力を増大させる。文書駆動ローラー２０を駆動するモーター回転力の増大は、文書走査装置を作動させるのに必要な電力を増大させる。
従来の文書走査装置に関する他の問題点もこの走査によって生じ、図１ｂに示されている。ＣＩＳモジュール１０のレンズ１０ａは、所望の接点１１に位置付けられる。図では、接点１１は、文書駆動ローラー２０の中心に整合されている。文書が走査されるとき、文書が装置へ引き込まれ、ＣＩＳモジュール１０が回転すると、ＣＩＳモジュール１０のレンズ１０ａにおいて、所望の接点１１が接点１１’へ移動する。したがって、ＣＩＳモジュール１０のレンズ１０ａが所望の接点１１に整合されなくなり、走査解像度は悪影響を受ける。
従来の文書走査装置のさらに他の問題点は、走査のために必要な電力量が、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）仕様のような周辺バスを経て利用できる電力よりも格段に大きいことである。最近のコンピュータ産業は、コンピュータおよび周辺機器の製造業者および利用者が選択できるよう、周辺機器の接続ポートとしてＵＳＢを導入している。ＵＳＢはインテル、マイクロソフト、およびその他の企業によって開発された仕様であり、およびＩＢＭ、コンパック、デル、およびその他のコンピュータ製造企業等によって用いられている仕様である。
特に、ＵＳＢにより単一の周辺機器接続点でコンピュータと接続でき、その接続点においてはデータ通信接続および電源接続が含まれる。したがって、ＵＳＢ接続点に連結された周辺機器は、必要電力がその接続点に供給される電力を超えないならば、作動のための別個の電源は必要ない。それ故に、従来の走査装置のように最も一般的な周辺機器においては、ＵＳＢを使用するのは適切でない。何故なら、それらの電力設計はＵＳＢを経て得られるよりも大きい電力を必要とするからである。
それ故に、高品質の文書走査を行うことができ、ＵＳＢのような周辺バスから電力を取出すことができ、最小限の電力負荷で最大限の文書走査のための回転力を有する文書走査装置が求められている。
発明の概要
本発明によれば、文書走査装置は、例えばＵＳＢのような電力を与える周辺バスから電力を取出す。好ましい実施例において、この文書走査装置は、ＵＳＢで電力を供給される文書走査装置（「ＵＳＢ走査装置」）であり、フレームと、接触イメージセンサー（「ＣＩＳ」）モジュールと、駆動プラテンと、文書駆動プラテンの軸受と、ばねと、鼓形でないウォーム駆動組立体（non-enveloping worm drive assembly）と、プリント回路基板と、文書センサーとを有する。鼓形でないウォーム駆動組立体は、駆動モーター、一条ウォーム（single start worm）およびウォームギヤからなる。フレームは、上側フレーム部材と、下側フレーム部材と、第１および第２の端部プレート部材とを含む堅固な部材で構成される。この４つの部片からなるフレームは、上側フレーム部材および下側フレーム部材が互いに対向するように、また、その各々がその第１および第２の端部においてそれぞれ第１端部プレート部材および第２端部プレート部材に連結されるように構成されている。以下に説明するように、各端部プレート部材はスロットを含み、スロットには駆動プラテンが載置される。
ＣＩＳモジュールは工業接着剤を使用して上側フレーム部材に取付けられる。上側フレーム部材にＣＩＳモジュールを取付けることで、ＵＳＢで電力を供給される文書走査装置の作動時にも、ＣＩＳモジュールが堅固に保持される。この駆動プラテンは摩擦面を含み、また各端部に軸受を含む。上述したように、各端部プレート部材はスロットを含み、これらのスロットは各端部プレート部材の長手方向に整合されている。各スロットの内部にばねが設置されている。駆動プラテンの軸受がスロット内のばねに載置させられ、駆動プラテンはスロット内に載置される。さらに、駆動プラテンの一端部はウォームギヤを含む。駆動モーターは一方の端部プレート部材の頂部に載置される。ウォームギヤはギヤ歯を含む。駆動モーターは、螺旋歯を有する一条ウォームを含む。駆動プラテンは端部プレート部材のスロット内に載置されている。これにより、ウォームギヤのギヤ歯が駆動モーターの一条ウォームの螺旋歯と噛み合うように、ウォームギヤを有する駆動プラテンの端部が、駆動モーターを保持する端部プレート部材と整合される。
プリント回路基板は、下側フレーム部材のすぐ近くに取付けられる。プリント回路基板はＵＳＢ走査装置を作動させる論理回路を含み、ウォーム駆動モーターおよび文書センサーを含む。文書センサーは、プリント回路基板に連結される。文書センサーは文書給送位置に設置され、文書給送位置に差し込まれた文書の存在を検出する。
ＵＳＢ走査装置の作動を開始させるために、文書センサーによって文書が検出される。文書センサーはプリント回路基板へ信号を送り、プリント回路基板は駆動モーターを起動させる。駆動モーターに移動可能に連結された一条ウォームが回転を始め、その螺旋歯がウォームギヤのギヤ歯を動かせ、ウォームギヤが駆動プラテンの回転を開始させる。駆動プラテンの摩擦面が文書を捕捉し、その文書をＣＩＳモジュールの下側に整合させて、文書の各ラインが走査されるようにする。各ラインが走査されるに従い、駆動プラテンは文書を送り、ＵＳＢ走査装置から文書を排紙させる。
文書がＵＳＢ走査装置を通過するとき、駆動プラテンの軸受はスロット内で、上側フレーム部材および下側フレーム部材の実質的に長手方向、すなわち垂直方向へ移動する。軸受が移動するとき、駆動プラテンは同じ方向へ移動するが、ＣＩＳモジュールは上側フレーム部材に強固に取付けられて保持される。ＣＩＳモジュールを上側フレーム部材に取付けたことで、ＵＳＢ走査装置の作動時に捩れや回転を生じない堅固なユニットが提供される。さらに、上側フレーム部材にＣＩＳモジュールを取付けたことで、ＵＳＢ走査装置を通して文書を給送するように駆動プラテンが回転するときに、ＣＩＳモジュールと上側フレーム部材とがかみ合って結果的に動けなくなることを解消することもできる。何故なら、これらの面は互いに食い込むことはないからである。また、上側フレーム部材にＣＩＳモジュールを取付けることは、ＵＳＢ走査装置の頂部と文書挿入スロットとの間に与えられる距離を一層小さくし、このことはＵＳＢ走査装置を小さくする。
代替実施例において、ＵＳＢ走査装置はフレームを有しておらず、走査装置の構成部材は２つの部材からなるケース内で直接に組立てられる。２つの部材からなるケース自身は、必要な構造的堅固さを備えている。フレームの無いＵＳＢ走査装置の２つの部材からなるケースは、前部ケース部材と後部ケース部材とを有し、これらはフレームの無いＵＳＢ走査装置が完全に組立てられるときに互いに連結される。前部ケースおよび後部ケースは、いずれも文書給送凹部を有しており、走査時にこれを通して文書が送られる。前部ケースはＣＩＳモジュールおよび駆動プラテンを含む。特に、前部ケースに対してＣＩＳモジュールが固定的に保持されるように、ＣＩＳモジュールは工業用接着剤で前部ケースの上側フレーム部材に固定される。前部ケースの上部にＣＩＳモジュールを固定することは、走査動作時にＵＳＢ走査装置に捩れまたは回転を生じさせない堅固な構造を形成する。
前部ケースの各側端部は、各側端部の長手方向の溝を含み、溝の内部にはばねが設けられている。さらに前部ケースの一方の側端部は、ウォーム駆動モーターを含む。駆動プラテンの軸受の大部分が、ばね頂部のスロット内に載置されて、ウォームギヤが駆動モーターと噛み合うように、駆動プラテンは前部ケースの長手方向のスロットの内部に整合される。特に、上述したように、ウォームギヤのギヤ歯は、駆動モーターに取付けられている一条ウォームの螺旋歯と噛み合うように整合される。駆動プラテンの軸受の残る部分は後部ケースで囲まれる。
プリント回路基板は前部ケースの底部に沿って取り付けられ、プリント回路基板の一部は、後部ケースの底部内に位置付けられる。このプリント回路基板は、ＵＳＢで電力を供給される文書走査装置を作動させるために論理回路を含む。ＵＳＢで電力を供給される文書走査装置は、駆動モーターおよび文書検出発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。プリント回路基板に連結された文書検出発光ダイオードは、前部ケースの文書給送凹部の頂部側に設置され、文書が検出されるとＵＳＢ走査装置を起動させる。
後部ケースは、ＵＳＢ走査装置のためのケーブルを保持するケーブルガイドを成形した部分を含む。特にＵＳＢ走査装置が完全に組立てられると、ＵＳＢケーブルは後部ケースのケーブルガイド内に捕捉される。後部ケースは、上述の通り、内部構成部材を保持するという構造的特徴を有すると共に、文書を排出する通路を備えるという構造的特徴を有する。
ＣＩＳモジュールを前部ケースの上部に取付けることで、走査時にＣＩＳモジュールが堅固さを保持できるようにする。さらに、ＣＩＳモジュールを前部ケースに取付けることは、ＣＩＳモジュールと前部ケースとの結合を解消し、これによりＣＩＳモジュールのレンズが前部ケースに食い込む（gauged）ことはない。それ故に、フレームの無いＵＳＢ走査装置は、文書走査のために回転力を増加させることを必要としないので、電力消費を有利に減少させる。
本明細書で説明した特徴および利点は包括的なものではなく、特に図面、明細書および請求の範囲に鑑みて当業者には多くの付加的な特徴および利点が明白となろう。さらに本明細書で使用した用語は、基本的に読みやすく説明を目的として選定されたのであって、本発明の主題を明確に描写し、あるいは制限するために選定されたものではなく、本発明の主題を判断するには請求の範囲によることが不可欠であるということに留意すべきである。
好ましい実施例の詳細な説明
本発明の好ましい実施例が図面を参照して説明される。図面において同じ符号は同じまたは機能的に類似する部材を示している。本発明は、電力を与える周辺バスから電力を取出す文書走査装置を含む。周辺バスは、例えばＵＳＢバス、パラレル・データ・ポートまたはシリアル・データ・ポートに連結されているシステム・バス、またはＰＣＩバスなどである。好ましい実施例において、文書走査装置は、ＵＳＢから電力を取出すことで作動する装置である。ＵＳＢ装置は、ＵＳＢ仕様を組み込んだコンピュータまたは他の装置のＵＳＢポートから電力を取出すことで必要とされる電力の供給を受ける。ＵＳＢポートは標準的なプラグまたは電源に比べて出力する電力が小さいので、これらのポートを使用する装置は、電力量を減少させることを考慮して適切に設計されねばならない。好ましい実施例において、ＵＳＢ走査装置は、５ボルトおよび２５０ミリアンペアから１ワットの電力で作動するが、これより低い電力用の仕様も使用できる。ＵＳＢのような周辺バスから取出される電力は、上述で引用した「周辺バスを電源とする走査装置」と題する同時係続出願の米国特許出願に詳しく記載されている。
図１ｃは、本発明によるＵＳＢで電力が供給される文書走査装置（「ＵＳＢ走査装置」）１００の一般的な構造を示す斜視図である。ＵＳＢ走査装置１００は４つの部片、すなわち４つの部品で構成されるフレームを含み、このフレームは上側フレーム部材１０５と、下側フレーム部材１１０と、第１の端部プレート部材すなわち側部部材１１５と、第２の端部プレート部材すなわち側部部材１２０とを含む。上側フレーム部材１０５および下側フレーム部材１１０の両方とも第１側部１０５ａ，１１０ａおよび第２側部１０５ｂ，１１０ｂを含む。これに加えて上側フレーム部材１０５は溝１０５０を含む。好ましい実施例において、上側フレーム部材１０５および下側フレーム部材１１０は金属材で構成される。代替実施例においては、上側フレーム部材１０５および下側フレーム部材１１０は、例えば高強度プラスチック材のような他の堅固な材料で構成される。さらにまた好ましい実施例において、第１および第２端部プレート部材１１５，１２０はガラス充填ポリカーボネートで構成される材料から構成される。代替実施例において、第１および第２端部プレート部材１１５，１２０は打抜き加工された金属複合材、または例えばアクリロニトリル−ブタドレン−スチレン（「ＡＢＳ」）ポリカーボネートブレンド材のような他の堅固な材料で構成できる。
上側フレーム部材１０５の第１側部１０５ａは、少なくとも１つの固定具１６０によって第１端部プレート部材１１５に連結される。上側フレーム部材１０５の第２側部１０５ｂは、少なくとも１つの固定具１６０によって第２端部プレート部材１２０に連結される。同様に、下側フレーム部材１１０の第１側部１１０ａは、少なくとも１つの固定具１６０によって第１端部プレート部材１１５に連結される。下側フレーム部材１１０の第２側部１１０ｂは、少なくとも１つの固定具１６０によって第２端部プレート部材１２０に連結される。上側フレーム部材１０５は、溝１０５０が下側フレーム部材に面するように端部プレート部材に連結される。好ましい実施例において、固定具１６０はねじとされる。代替実施例において、固定具１６０は、例えばリベットまたはクリップとされる。
第１および第２端部プレート部材１１５，１２０は、また整合ピンおよび１つ以上のケース固定具孔を含む。これらの部材は、有利なことにＵＳＢ走査装置１００が特注の走査装置ハウジング内に取付けられることを可能にする。
図２は、本発明によるＵＳＢ走査装置１００の分解図である。特に、ＵＳＢ走査装置１００は、先に図１ｃで説明したように、上側フレーム部材１０５と、下側フレーム部材１１０と、第１端部プレート部材１１５と、第２の端部プレート部材１２０とを含む。さらに、ＵＳＢ走査装置１００は、接触イメージセンサー（「ＣＩＳ」）モジュール２０５と、駆動プラテンすなわちローラー２１０と、軸受２１５と、軸受レスト２３５と、ばね部材２４０と、ウォーム駆動組立体と、文書ロッド２４５と、プリント回路基板２６０とを含む。ウォーム駆動組立体は、駆動モーター２２０、一条ウォーム２２５およびウォームギヤ２３０からなる。
上側フレーム部材１０５、下側フレーム部材１１０、第１端部プレート部材１１５および第２端部プレート部材１２０が、図１ｃで先に説明したように連結される。特に図２は、上側フレーム部材１０５、下側フレーム部材１１０、第１端部プレート部材１１５および第２端部プレート部材１２０の固定具取付け位置１６０ａを示している。
上側フレーム部材１０５の溝１０５０には、ＣＩＳモジュール２０５が取付けられる。特にＣＩＳモジュール２０５の裏当ては、例えば１つ以上の接着剤パッド２６５を使用して上側フレーム部材１０５に取付けられる。一方、イメージ検出レンズが設置された面は、全体的にＵＳＢ走査装置１００の駆動プラテン２１０の方向に向けられ、またそれに向かって露出している。代替実施例において、ＣＩＳモジュール２０５は、例えばプラスチック製保持リブのような他の保持構成部材によって上側フレーム部材１０５に連結できる。各々の端部プレート部材１１５，１２０に備えられた整合タブは、ＣＩＳモジュール２０５がＵＳＢ走査装置１００の前後にスライドするのを防止する。上側フレーム部材１０５の溝１０５０の底部は、走査時にＣＩＳモジュール２０５が回転するのを防止し、また走査動作時にＣＩＳモジュール２０５が堅固さを維持することを確実にする。代替実施例において、ＣＩＳモジュール２０５は、例えばねじ、リベット、クリップなどの固定具によって上側フレーム部材１０５に取り付けることができる。ＣＩＳモジュール２０５は日本の三菱電機株式会社から入手できる三菱Ｇ３Ｒ２１６ＬＴのように、市販のＣＩＳモジュールである。
各端部プレート部材１１５，１２０は、スロット１１５ａ，１２０ａ（第２端部プレート部材１２０については図２に示されていない）を含む。各スロット１１５ａ，１２０ａは、底部を下側フレーム部材１１０に、また頂部を上側フレーム部材１０５に連結された各端部プレート部材１１５，１２０の長手方向に形成されている。ばね部材２４０は、各スロット１１５ａ，１２０ａの底部に載置される。軸受レスト２３５は、各々のばね部材２４０の頂部に載せられている。一実施例において、各端部プレート部材１１５，１２０の各スロット１１５ａ，１２０ａ内のばね部材２４０は、同じ弾発性を有する。代替実施例において、第２端部プレート部材１２０のスロット１２０ａ内のばね部材２４０は、力の小さい(low force spring)ばねであるのに対し、第１端部プレート部材のスロット１１５ａ内のばね部材２４０は、力の大きい(high force spring)ばねである。さらに、代替実施例において、ばね部材２４０は、例えば弾発性プラスチック材または平坦ばねのように圧縮部材とすることができる。
駆動モーター２２０は、第２端部プレート部材１２０の頂部に連結される。一条ウォーム２２５は、駆動モーター２２０のシャフトに連結され、またそのシャフトから延在し、第２端部プレート部材１２０の内面に沿って延在する（図３に示されている）。さらに、一条ウォーム２２５の端部は、外周面に沿って螺旋歯５１０を含んでおり、これについては以下に図５〜図９に関連して説明する。
駆動プラテン２１０の大部分は、文書のような対象物を把持できる摩擦面で構成される。好ましい実施例において、この摩擦面はゴム表面とされる。代替実施例において、駆動プラテン２１０は、例えばシリコーン面のような摩擦面とされる。さらに、駆動プラテン２１０は、第１端部２１０ａおよび第２端部２１０ｂを含む。ウォームギヤ２３０は、第２端部２１０ｂにて駆動プラテン２１０に連結される。軸受２１５は、第１端部２１０ａおよび第２端部２１０ｂの両方において駆動プラテン２１０に回転可能に連結される。一実施例において、ウォームギヤ２３０は、駆動プラテン２１０の第２端部２１０ｂに連結されている軸受２１５よりも大きい直径を有する。代替実施例において、ウォームギヤ２３０は、軸受２１５の直径より小さいか等しい直径を有する。さらに、ウォームギヤ２３０は、その外周面に沿って螺旋ギヤ歯５２０を含み、これについては以下に図５〜図９に関連して説明する。
駆動プラテンはＵＳＢ走査装置１００内で位置を調整されており、駆動プラテン２１０の第１端部２１０ａの軸受２１５は、第１端部プレート部材１１５のスロット１１５ａ内に取り付けられて、軸受レスト２３５の頂部に載置される。駆動プラテン２１０の第２端部２１０ｂは、第２端部プレート部材１２０のスロット１２０ａ内に取り付けられて、軸受レスト２３５の頂部に載置される。代替実施例において、軸受２１５は、ばね部材２４０の頂部に、直接、配置してもよい。さらに、ウォームギヤ２３０は、駆動プラテン２１０の第２端部２１０ｂに連結されて、図５〜図９において以下にさらに説明するように、ウォームギヤ２３０の螺旋ギヤ歯５２０は、一条ウォーム２２５の螺旋歯５１０と噛み合わされる。
文書ロッド２４５は、少なくとも１つの文書アーム２５０と、センサー起動部材２５５と、センサー起動部材再設定(reset)ばね２７０と連結される。一実施例において、文書アーム２５０は文書ロッド２４５の中心に設置され、センサー起動部材２５５は文書ロッド２４５の一端部に設置される。センサー起動部材２５５のすぐ近くに、センサー起動部材再設定ばね２７０が設置される。文書ロッド２４５は、第１端部プレート部材１１５および第２端部プレート部材１２０に対して回転可能に連結される。文書ロッド２４５、文書アーム２５０、およびセンサー起動部材２５５から構成される上述のセンサー起動部材組立体は、代替実施例において、例えば発光ダイオードセンサーのような文書を検出する任意の文書検出手段によって置き換えることができる。
プリント回路基板２６０は、ＵＳＢ走査装置１００を作動させるための論理回路を含む。センサー２６２が、プリント回路基板２６０の論理回路に設置され、センサー起動部材２５５と整合させられており、その作動を以下にさらに説明する。プリント回路基板２６０は、第１および第２端部を含む。第１端部は、第１端部プレート部材１１５の回路基板スロット（図２に示されていない）に連結され、第２端部は、第２端部プレート部材１２０の回路基板スロット１２０ｂに連結されている。プリント回路基板２６０の一実施例は、上述で引用した「周辺バスを電源とする走査装置」と題する同時係続出願の米国特許出願に詳しく記載されている。
図３ａは、本発明により下側フレーム部材１１０から遠近法で見た部分的に組立てられたＵＳＢ走査装置１００の斜視図である。例えば、図３ａは、駆動プラテン２１０の第１端部２１０ａにおける軸受２１５を示している。軸受２１５は、第１端部プレート部材１１５のスロット１１５ａに取り付けられ、スロット１１５ａ内のばね部材２４０に載置されている。また、駆動プラテン２１０の第２端部２１０ｂにおけるウォームギヤ２３０が示されている。ウォームギヤ２３０は、第２端部プレート部材１２０に取り付けられ、その歯は第２端部プレート部材１２０内に同様に設置された一条ウォーム２２５の螺旋歯と噛み合わされている。上側フレーム部材１０５は、その溝１０５０内にＣＩＳモジュール２０５を保持していることが図示されており、ＣＩＳモジュール２０５のレンズを有する面は、駆動プラテン２１０の摩擦面に向かって露出されている。
図３ｂは、組立てられたＵＳＢ走査装置１００の頂面図である。特に図３ｂは、上側フレーム部材１０５と、第１端部プレート部材１１５と、第２端部プレート部材１２０と、文書ロッド２４５と、駆動モーター２２０と、ウォームギヤ２３０とを示している。ＵＳＢ走査装置１００の前部は、文書ロッド２４５が備えられた側である。
一実施例において、ＵＳＢ走査装置１００はスイッチ（図示せず）で始動される。別実施例において、ＵＳＢ走査装置１００は、センサー起動部材２５５を動かすことで自動的に始動される。一般に、ＵＳＢ走査装置１００が作動するとき、文書が、ＵＳＢ走査装置１００の前部を通して、文書ロッド２４５が備えられている側の近くに挿入される。文書は文書アーム２５０と接触し、これにより文書アーム２５０が文書ロッド２４５を回転させて、センサー起動部材再設定ばね２７０に張力を加える。文書ロッド２４５の回転は、センサー起動部材２５５を回転させ、センサー２６２を起動させる。センサー２６２は、信号をプリント回路基板２６０の論理回路へ伝え、さらに駆動モーター２２０を始動させる。駆動モーター２２０は、一条ウォーム２２５を回転させてウォームギヤ２３０を回転させ、図５〜図９においてさらに説明するように回転させる。ウォームギヤ２３０の回転は、駆動プラテン２１０を回転させる。駆動モーター２２０が載置された箇所を、第２端部プレート部材１２０から斜めに見たときに、駆動プラテン２１０は時計方向に回転して、ＣＩＳモジュール２０５のレンズの下側に文書を引き込む。
文書がＣＩＳモジュール２０５のレンズの下側を通過するとき、駆動プラテン２１０は、端部プレート部材１１５，１２０の長手方向へ実質的に移動する。特に、軸受２１５は、軸受レスト２３５およびばね部材２４０上において、スロット１１５ａ，１２０ａ内を実質的にスロット１１５ａ，１２０ａの長手方向へ、つまり上下方向へ移動する。文書がＵＳＢ走査装置１００を通過し、軸受２１５が、スロット１１５ａ，１２０ａ内を実質的にスロット１１５ａ，１２０ａの長手方向へ移動するとき、駆動プラテン２１０も、同じ方向へ移動する。さらに、駆動プラテン２１０は、４つの部片からなるフレーム１０５，１１０，１１５，１２０およびＣＩＳモジュール２０５の実質的に長手方向へ移動する。４つの部片からなるフレーム１０５，１１０，１１５，１２０およびＣＩＳモジュール２０５は、すべて固定されたままである。
固定されたＣＩＳモジュール２０５は、文書がレンズの下側を通過するときにその文書を走査し、イメージデータが生成される。文書がＵＳＢ走査装置１００を出ると、センサー起動部材再設定ばね２７０に加えられていた張力は解放され、文書ロッド２４５をその始動位置へ回転復帰させることで、文書アーム２５０はその始動位置へ回転復帰する。文書ロッド２４５がその始動位置へ回転復帰すると、センサー起動部材２５５はセンサー２６２を解除する。文書がＵＳＢ走査装置１００を完全に通過できるようにするために、駆動モーター２２０は回転停止される前に、駆動プラテン２１０の回転の少なくとも一部分にわたって、回転が持続される。
ＵＳＢ走査装置１００の設計は幾つかの利点および利益を与える。例えば、上側フレーム部材１０５に対するＣＩＳモジュール２０５の固定は、上述したように堅固な部材を生み出す。この堅固な部材は、給紙時に駆動プラテン２１０が回転するときの回転力によるＣＩＳモジュール２０５の捩れ、及びＣＩＳモジュール２０５が上側フレーム部材１０５とかみ合って結果的に動けなくなることを解消する。さらに、ＣＩＳモジュール２０５は上側フレーム部材１０５に固定されているので、食い込むような作用に屈服することはない。すなわち、ＣＩＳモジュール２０５は４つの部品からなるフレームに対して移動せず、したがって文書が走査されるときにフレームに食い込むような作用をしない。したがって、その食い込むような作用に打ち勝つために大きな回転力、それ故に大きな電力は必要とされない。さらに、ＣＩＳモジュール２０５は固定されて保持されているので、ＣＩＳモジュールのレンズは駆動プラテンと適切に整合されて保持され、これにより文書の走査に際して走査品質を悪化させることはない。それ故に、本発明は回転力を最大限にする一方、電力消費量を最小限に抑え、高い走査品質を保持する。
本発明の他の利点は、上側フレーム部材１０５に対するＣＩＳモジュール２０５の堅固な取付けにより、ＵＳＢ走査装置１００の頂部と文書挿入スロットとの間の距離を小さくすることである。それ故にＵＳＢ走査装置１００は小さな寸法で製造でき、これにより組立てられたＵＳＢ走査装置１００は小さくなる。
図４は、ＵＳＢ走査装置１００の各種構成部材の間の相互作用を、第２端部プレート部材１２０から遠近法で示している。ＣＩＳモジュール２０５は、上側フレーム部材１０５の溝１０５０内に固定される。第１および第２端部プレート部材１１５，１２０のスロット１１５ａ，１２０ａは、スロット１１５ａ，１２０ａの長手方向で整合されて配置されており、これにより、駆動プラテン２１０の軸受２１５がその内部に配置されると、軸受２１５および駆動プラテン２１０の直径中心位置は、ＣＩＳモジュール２０５のレンズの中心位置と整合される。さらに、第１および第２端部プレート部材１１５，１２０のスロット１１５ａ，１２０ａ内のばね部材２４０上に軸受２１５が備えられるので、駆動プラテン２１０は、４つの部片からなるフレーム１０５，１１０，１１５，１２０に対して移動可能に連結される。その上に軸受２１５が備えられたばね部材２４０は、ＣＩＳモジュール２０５のレンズへ向けて軸受２１５を付勢し、さらに軸受２１５がスロット１１５ａ，１２０ａ内をスロット１１５ａ，１２０ａの長手方向に移動できるように十分な弾発性を与え、これにより文書がＣＩＳモジュール２０５のレンズと駆動プラテン２１０との間に移動したときに、駆動プラテン２１０を適切に調整することができる。
本発明の利点は、駆動プラテン２１０が回転するとＣＩＳモジュール２０５に回転力が与えられ、この回転力がＣＩＳモジュール２０５を回転させようとすることを解決することである。ＣＩＳモジュール２０５は、固定されて保持され、回転しないので、ＣＩＳモジュール２０５のレンズの中心は、駆動プラテン２１０に沿って移動する文書との接触を接続し、これにより高品質の文書走査が達成される。
さらに、第１および第２端部プレート部材１１５，１２０のスロット１１５ａ，１２０ａの各々の壁面は、上述したようにスロット１１５ａ，１２０ａの長手方向に細長く、また駆動プラテン２１０の軸受２１５のガイドとして作用する。各スロット１１５，１２０ａの壁面は、軸受２１５のガイドとして作用するが、高精度とする必要はない。何故なら、回転力が駆動プラテン２１０に加えられるとき、駆動プラテン２１０は駆動モーター２２０へ向かって移動するからである。駆動プラテン２１０に生じる反作用力は、ＣＩＳモジュール２０５および駆動プラテン２１０の境界面に生じる力に対向し、その反作用力は、文書がＵＳＢ走査装置１００を通して送られるときに、軸受２１５とスロット１１５ａ，１２０ａの壁面との間の空隙をなくす。この反作用力は、ＣＩＳモジュール２０５のレンズと駆動プラテン２１０の直径中心との間の中心線の整合状態を改善し、これにより文書走査の品質を向上させる。
好ましい実施例において、軸受２１５はプラスチックローラー軸受とされる。プラスチックローラー軸受は回転力を減少し、したがって給紙機構が必要とする電力を減少させる。さらに、プラスチックローラー軸受は、他のボール軸受に比べて大きな直径方向間隙を有するから、走査時に大きな電力消費を生じることになる余計な抵抗を走査装置に発生させずに、プラスチックローラー軸受はＵＳＢ走査装置１００の組立ておよび作動時において端部プレート部材１１５，１２０の僅かな整合不良を許容する。さらに、プラスチックローラー軸受には高い整合精度が必要ないので、全体的な製造費用も減少する。
代替実施例において、軸受は、例えば金属製のレース付き軸受、ローラー軸受、またはゴム製軸受としてもよい。
本発明は、ＵＳＢ走査装置が文書を走査するときに付加的な回転力が必要とされないので、電力消費を有利に減少させる。電力消費を一層減少させ、またＵＳＢ走査装置を一層高い効率にするには、駆動モーター２２０、一条ウォーム２２５およびウォームギヤ２３０を含むウォーム駆動組立体は、以下に説明するように設計される。
図５は、本発明の一条ウォーム２２５の一実施例を示している。上述したように、一条ウォーム２２５は螺旋歯５１０を含む。好ましい実施例において、一条ウォーム２２５は、ねじに似たアクメねじ（Acme thread）とされる。さらに、一条ウォーム２２５の頂部は、駆動モーター２２０に対して垂直方向に可動となるように駆動モーター２２０に連結される。一条ウォーム２２５の底部に螺旋歯５１０が形成され、ウォームギヤ２３０の螺旋ギヤ歯５２０と噛み合わされる。
図６は、ウォームギヤ２３０の螺旋ギヤ歯５２０と噛み合う一条ウォーム２２５の螺旋歯５１０を示す部分図である。螺旋歯５１０は、平坦面５１０ａ，５１０ｂを含み、螺旋ギヤ歯５２０は、僅かな湾曲面５２０ａ，５２０ｂを含む。螺旋歯５１０の平坦面５１０ａ，５１０ｂは、両部材２２５，２３０の間の動作を変化させることなく、一条ウォーム２２５のピッチ径とウォームギヤ２３０のピッチ径との間の中心距離を僅かに変化できるようにする。一条ウォーム２２５およびウォームギヤ２３０のこのような状態での噛み合いは、螺旋歯５１０がウォームギヤ２３０の螺旋ギヤ歯５２０における谷底５２０ｃで無理な噛み合いの生じることを防止する。さらに、この構造によって、一条ウォーム２２５の螺旋歯の両歯面が、ウォームギヤ２３０のギヤ歯の２つの対向する歯面の両方と接触することが決してないので、損失が減少する。したがって、接触点は片歯面だけとなり、全ての利用可能な回転力が、ウォームギヤ２３０のギヤ歯のかみ合い側歯面に伝えられる。それ故に、この構造は駆動モーター２２０が要求する電力を減少させる。
一条ウォーム２２５は、化学的に潤滑された複合材料であるデルリンＣＬ、または米国カリフォルニア州ニューバリー・パークのシャンバン・インコーポレーテッド社からの材料であるテルサイトによって構成されることに留意すべきである。同様に、ウォームギヤ２３０も、デルリンＣＬ、テルサイトなどの材料で構成される。
図７は、本発明の一条ウォーム２２５の他の実施例を示している。この実施例において、螺旋歯７１０は谷底７１０ｃよりも狭く、螺旋歯７１０の並んだ面７１０ａ，７１０ｂの間に広い空隙が形成されている。さらに、一条ウォーム２２５の螺旋歯７１０が位置する部分の外形は大きな直径を有し、これにより螺旋歯７１０における歯の先端および歯の谷底の間に、より深い深さが形成される。この構造によって幅の狭い歯形が形成される。幅の狭い歯形とすることにより、螺旋歯７１０が螺旋ギヤ歯と面７１０ａ又は面７１０ｂのうちの一つにおいて接触し、大きなバックラッシが形成されるので有利である。大きなバックラッシが形成されることにより、螺旋歯７１０の反かみ合い側歯面が相手歯車と干渉することで生じる損失が全て排除される。一方、螺旋歯７１０と、ウォームギヤのギヤ歯における作動中のギヤ歯との中心間距離を、歯を損失させる噛み合い（teeth losing mesh）を生じないで変化させることができる。上述したように、この設計は反かみ合い側歯面が干渉することで生じる損失を解消する。
図８は、本発明による一条ウォームとウォームギヤとの噛み合いを示す図面である。ウォーム駆動組立体は、駆動モーター２２０、一条ウォーム２２５、およびウォームギヤ２３０から構成されるが、好ましい実施例において、ウォーム駆動組立体の駆動モーター２２０はステップモーターであり、これはモーターが損傷する機会を生じることなく供給電流によってモーターを停止でき、駆動システムの全体的な信頼性を高める。さらに、駆動モーター２２０はステップモーターであるので、ステップ数が予め定められて、駆動プラテン２１０が回転できる量を決定するのに使用できる。何故なら、一条ウォーム２２５の回転数は予め決定できるからである。さらに、この情報は、ウォームギヤ２３０の回転数を決定する助けとなる。したがって、このシステムは、次ぎに走査すべき文書のラインを決定できる。好ましい実施例において、駆動モーター２２０は１ワットの低電力でステップ数が２０のステップモーターとされる。駆動プラテン２１０は１２．９４ｍｍの直径を有し、ウォームギヤ２３０は４８：１の比を有し、駆動モーター２２０の１ステップが文書に２５．４ｍｍ（１インチ）の６００分の１の移動距離を与える。ウォーム駆動組立体に必要な電力は、前述で引用した「周辺バスを電源とする走査装置」と題する関連出願の米国特許出願に詳しく記載されている。
駆動モーター２２０が回転すると、ウォームギヤ２３０の螺旋ギヤ歯と一条ウォーム２２５の螺旋ギヤ歯との間の片歯面での接触点は、駆動モーター２２０のシャフトに、一条ウォーム２２５へ向かう下方向への軸線方向力を発生させる。この力は、駆動モーター２２０のローターを下側の軸受の軸方向の面に接触させて保持する。駆動モーター２２０の回転が文書給紙時に停止されると、重力によりローターが、その偏った位置に保持される。駆動モーター２２０が回転している際と停止している際の、ローターにかかる力の方向は一致していることから、文書給紙の開始による文書の給送が乱れることはない。文書がＵＳＢ走査装置１００を経て給送されたときは、駆動モーター２２０が休止される一方で、駆動モーター２２０の停止回転力と、駆動プラテン２１０およびＣＩＳモジュール２０５が出合う境界面に生じる大きな摩擦が、ＵＳＢ走査装置１００全体の動きを止める。
駆動モーター２２０、一条ウォーム２２５およびウォームギヤ２３０を含むウォーム駆動組立体は、ＵＳＢ走査装置１００の効率を一層高める。駆動モーター２２０は、一条螺旋ウォームとともに、最小限の空間において最小限の部品数で非常に大きい減速比を与える。さらに、一条ウォーム２２５は、低摩擦係数の自己潤滑材料から作られる。
一条ウォーム２２５の螺旋歯とウォームギヤ２３０の螺旋ギヤ歯との間の片歯面での噛み合いは、従来の鼓形ウォームギヤが必要とした高精度の組立の必要性を低減する。特に、ウォームギヤ２３０は駆動モーター２２０および一条ウォーム２２５に対して駆動プラテン２１０の水平軸線方向に沿って移動可能であり、一条ウォーム２２５の螺旋歯とウォームギヤ２３０の螺旋ギヤ歯との間で、ウォームギヤ２３０が駆動プラテン２１０を回転させることができるような十分な点接触を保持する。したがって、ＵＳＢ走査装置１００は組立てた後は付加的な整合を必要としないので、低費用で製造することができる。
図８ｂは、本発明の給紙路における中央給送の構造的特徴を示している。文書アーム２５０を文書が通過する箇所における中央給紙の構造的特徴は、幅の狭い文書を給送するのに必要とされる回転力を減少させるので、有利である。中央給紙の構造的特徴は、駆動プラテン２１０の中央部分に沿って力８４０を作用させ、歪曲を生じさせずに文書を通過できるようにすることである。この構造はＵＳＢ走査装置１００の駆動プラテン２１０のバランスも取ることになり、駆動プラテン２１０は、端部でＣＩＳモジュール２０５の露出しているレンズとの接触（tip）を生じない。さらに、駆動プラテン２１０のバランスがとれていることによって、幅の狭い文書に作用する力８５０により文書が偏らせられること、及び駆動プラテン２１０が傾けられることが防止され、不正確な走査イメージを生じることが防止される。また、中央給紙は、駆動プラテン２１０の端部がＣＩＳモジュール２０５の露出しているレンズと接触することを防止し、これにより必要とされる回転力を減少させ、ＵＳＢ走査装置１００が発生するノイズを最小限にする。
図９は、本発明のフレームの無いＵＳＢで電力が供給される文書走査装置（「フレームの無いＵＳＢ走査装置」）９００の分解図である。フレームの無いＵＳＢ走査装置９００は、２部品からなる構造９１０，９２０を含み、走査装置の構成部材を保持する別個のフレームを有さない。また、フレームの無いＵＳＢ走査装置９００は、ＣＩＳモジュール２０５と、駆動プラテン２１０と、軸受２１５と、ばね部材２４０と、軸受レストと、鼓形でないウォーム駆動組立体２２０，２２５，２３０と、走査スイッチ９３０と、プリント回路基板９６０と、文書検出発光ダイオード（「ＬＥＤ」）９４０とを含む。ＣＩＳモジュール２０５、駆動プラテン２１０、軸受２１５、ばね部材２４０、軸受レスト、鼓形でないウォーム駆動組立体２２０，２２５，２３０、およびプリント回路基板９６０は、上述で説明した同じ構成部材と機能的に同じである。
２部品からなるパッケージは、前部ケース９１０および後部ケース９２０を含み、両者は内部に沿って開口され、またフレームの無いＵＳＢ走査装置９００が完全に組立てられたときに互いに連結される。ここで、ＵＳＢ走査装置１００の前部は、文書検出発光ダイオード９４０が備えられた側である。前部ケース９１０および後部ケース９２０は、第１端部９１０ａ，９２０ａおよび第２端部９１０ｂ，９２０ｂを含む。前部ケース９１０は、上部９１０ｃの長さに沿う溝９１００ｃと、下部に位置した２つの回路基板スロットと、第１端部９１０ａのすぐ内側の溝９１００ａと、第２端部９１０ｂのすぐ内側の溝９１００ｂとを含んで成る。後部ケース９２０は、以下にさらに説明するように、フレームの無いＵＳＢ走査装置９００の構成部材の幾つかを収容する溝９２００ａ〜ｄも含んでいる。前部ケース９１０および後部ケース９２０は、共に文書給紙凹部９１０ｅ，９２０ｅを含み、走査時にその凹部を通して文書が送られる。
ＣＩＳモジュール２０５は、上部９１０ｃの溝９１００ｃに沿って前部ケース９１０に取り付けられる。特に、ＣＩＳモジュール２０５が前部ケース９１０および後部ケース９２０に対して固定的に保持されるように、ＣＩＳモジュール２０５は工業用接着剤で前部ケース９１０に取付けられる。代替実施例において、ＣＩＳモジュール２０５は、前部ケース９１０の一部であるプラスチック保持リブのような他の保持手段を使用して、上部９１０ｃに連結できる。前部ケース９１０の上部９１０ｃにＣＩＳモジュール２０５を固定することで堅固な構造が形成され、これはフレームの無いＵＳＢ走査装置９００が、走査時にＣＩＳモジュールの捩れまたは回転を生じるのを防止する。
上述で説明した駆動プラテンと同様に、フレームの無いＵＳＢ走査装置９００の駆動プラテン２１０は、第１端部２１０ａおよび第２端部２１０ｂに軸受２１５を含む。上述したように、前部ケースの各端部９１０ａ，９１０ｂのすぐ内部に溝９１００ａ，９１００ｂがある。各溝９１００ａ，９１００ｂの内部にばね部材２４０がある。駆動プラテン２１０の軸受２１５は、前部ケース９１０の各端部９１０ａ，９１０ｂの溝９１００ａ，９１００ｂ内の軸受２１５の上に載置される。代替実施例において、軸受２１５は、ばね部材２４０の頂部に直接に載置される。前部ケース９１０の各端部９１０ａ，９１０ｂの溝９１００ａ，９１００ｂは、前部ケース９１０において上下方向へ延在し（前部ケースの下部から上部９１０ｃへ）、軸受レストの上に設置されると、軸受２１５はこの方向へ移動できる。したがって、駆動プラテン２１０は前部ケース９１０の長手方向に移動できる。
ウォーム駆動組立体は、駆動モーター２２０と、一条ウォーム２２５と、ウォームギヤ２３０により構成される。一条ウォーム２２５は駆動モーター２２０に連結される。さらに、一条ウォーム２２５は螺旋歯を含む。ウォームギヤ２３０は、駆動プラテン２１０の第１端部２１０ａに連結される。ウォームギヤ２３０は、外周面に沿う螺旋ギヤ歯を含む。駆動モーター２２０は、前部ケース９１０および後部ケース９２０の第１端部９１０ａ，９２０ａの溝９１００ａ，９２００ａ内で、前部ケース９１０の上部に載置される。一条ウォーム２２５は、駆動モーター２２０から前部ケース９１０の下部へ向かって下向きに垂れている。駆動プラテン２１０の軸受２１５は、前部ケースの各端部９１０ａ，９１０ｂにて溝９１００ａ，９１００ｂ内に位置決めされて、ウォームギヤ２３０のギヤ歯が、一条ウォーム２２５の螺旋歯と噛み合わされる。
プリント回路基板９６０は、前部ケース９１０の下部に沿って配置された回路基板スロットに取付けられる。プリント回路基板９６０は、ウォーム駆動組立体２２０，２２５，２３０および文書検出ＬＥＤ９４０を含めて、フレームの無いＵＳＢ走査装置９００を作動させるために論理回路を含む。プリント回路基板９６０の一実施例が、上述で引用した「周辺バスを電源とする走査装置」と題する同時係続出願の米国特許出願に記載されている。プリント回路基板に連結される文書検出ＬＥＤ９４０は、前部９１０の文書給紙凹部９１０ｅの頂縁に配置される。
後部ケース９２０は、フレームの無いＵＳＢ走査装置９００のためのＵＳＢ用ケーブル９５０を含むケーブルを保持するケーブル用凹部９２０ｆを含む。さらに、後部ケース９２０は、第１端部９２０ａおよび第２端部９２０ｂに沿い、また上部９２０ｃおよび下部９２０ｄに沿う溝９２００ａ〜ｄを含む。これにより、ＣＩＳモジュール２０５、駆動プラテン２１０および組合う構成部材２１５，２３０、およびプリント回路基板９６０の部分を、後部ケース９２０内に配置することができる。後部ケース９２０は、上述した通り、内部構成部材を保持するという特徴的構造を有すると共に、文書給紙凹部９２０ｅのような文書を排出する通路を備えるという特徴的構造を有する。
図１０は、本発明によるフレームの無いＵＳＢ走査装置を開いた図面である。フレームの無いＵＳＢ走査装置９００の構造的特徴および構成部材が、前部ケース９１０内に取付けられて示されている。ＣＩＳモジュール２０５は、前部ケース９１０の上部９１０ｃに固定的に取付けられ、駆動プラテン２１０の軸受２１５は、ばね部材２４０に載置され、ウォーム駆動組立体２２０，２２５，２３０は互いに連結されており、これにより、一条ウォーム２２５の螺旋歯は、駆動プラテン２１０に連結されているウォームギヤ２３０のギヤ歯と噛み合わされている。また、プリント回路基板９６０は、前部ケース９１０の下部９１０ｄに沿って連結される。他の構成部材および特徴的構造、例えばケーブル用凹部９２０ｆおよび文書給紙凹部９２０ｅは、後部ケース９２０内に示されている。フレームの無いＵＳＢ走査装置９００が完全に組立てられたときには、前部ケース９１０の組立てられた構成部材の各々の部分も、また後部ケース９２０の内部に位置付けられる。
図１１は、本発明のフレームの無いＵＳＢ走査装置９００の横断面図である。この横断面図は、前部ケース９１０の上部９１０ｃに固定されて駆動プラテン２１０と接触されるＣＩＳモジュール２０５を示しており、駆動プラテン２１０は前部ケース９１０に対して移動可能に連結されている。また、走査される文書の存在を検出する文書検出ＬＥＤ９４０も示されている。
前部ケース９１０の上部９１０ｃにＣＩＳモジュール２０５を取付けることは、フレームの無いＵＳＢ走査装置９００の作動時にＣＩＳモジュールの捩れや回転を生じない堅固なユニットを形成する。さらに、前部ケース９１０の上部９１０ｃに対してＣＩＳモジュール２０５を取付けることにより、フレームの無いＵＳＢ走査装置を通して文書を給紙するように駆動プラテン２１０が回転するときに、ＣＩＳモジュール２０５と前部ケース９１０とがかみ合って結果的に動けなくなることは解消される。何故なら、これらの表面は互いに食い込むことはないからである。したがって、駆動モーターの回転力を増加させることを必要とされず、それ故にフレームの無いＵＳＢ走査装置は電力消費を減少する。
さらに、ＣＩＳモジュール２０５は、前部ケース９１０の上部９１０ｃに固定されて回転しないので、フレームの無いＵＳＢ走査装置９００を小さくする。何故なら、余計な空隙がＣＩＳモジュール２０５に必要とされないからである。さらに、別のフレームがない状態でＵＳＢ走査装置９００の構成部材を直接に各ケース９１０，９２０に組立てることで、フレームの無いＵＳＢ走査装置９００はかなり安価に製造できる。
さらに、ＣＩＳモジュール２０５は、前部ケース９１０の上部９１０ｃに固定されて保持されるので、フレームの無いＵＳＢ走査装置９００は走査品質を有利に向上させる。何故なら、文書がＣＩＳモジュール２０５のレンズと駆動プラテン２１０との間を移動するとき、レンズが文書に接触した状態で保持されるからである。すなわち、ＣＩＳモジュール２０５は回転しないので、ＣＩＳモジュール２０５のレンズは文書から変位せず、これにより文書と接触していないレンズ部分によってイメージ損失を生じることになるからである。
また、フレームの無いＵＳＢ走査装置９００は、１ワットで作動する。このような必要とされる電力についてはさらに減少させることができ、したがってＵＳＢ走査装置９００は、より小さい電力を与える周辺バスで作動できるということに留意すべきである。フレームの無いＵＳＢ走査装置９００を作動させるために、装置９００は走査スイッチ９３０を押してオン状態にできる。文書が前部ケース９１０の文書給紙凹部９１０ｅに置かれる。上述で説明した中央給紙の構造的特徴の利点は、フレームの無いＵＳＢ走査装置９００に適用できる。文書検出ＬＥＤ９４０が文書の存在を検出したならば、信号がプリント回路基板９６０に送られ、駆動モーター２２０を起動させる。一条ウォーム２２５が回転を開始する。一条ウォーム２２５が回転すると、ウォームギヤ２３０も回転する。何故なら、一条ウォーム２２５の螺旋歯がウォームギヤ２３０の螺旋ギヤ歯と噛み合っているからである。図５〜図９において上述したウォーム駆動組立体の利点は、フレームの無いＵＳＢ走査装置９００に適用できる。
ウォームギヤ２３０の回転が駆動プラテン２１０を回転させる。駆動プラテン２１０の摩擦面が文書を捕捉して、その文書をＣＩＳモジュール２０５の下側に導き、これによりレンズが文書の各ラインを走査する。各ラインが走査されると、駆動プラテン２１０が文書を送り、後部ケース９２０の文書給紙凹部９２０ｅから排紙させる。文書がフレームの無いＵＳＢ走査装置９００を通過するとき、駆動プラテン２１０は、前部ケース９１０および後部ケース９２０において上下方向に移動するのに対し、ＣＩＳモジュール２０５は前部ケース９１０の上部９１０ｃに固定的に取付けられて保持される。
本発明の特定の実施例および適用例が図示され説明されたが、本発明は本明細書に開示した厳密な構造および構成部材に制限されることはなく、また当業者に明白であろう様々な変更、変化、変形が添付の請求の範囲において定められている本発明の精神および範囲から逸脱せずに、本明細書に開示した本発明の方法および装置の構造、作動および詳細に対して成し得ることを理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
図１ａは、移動可能に取付けられたＣＩＳモジュールおよび文書駆動ローラーを有する従来の文書走査装置を示し、
図１ｂは、走査時の所望の接点からＣＩＳモジュールのレンズが逸脱した状態の従来の文書走査装置を示しており、
図１ｃは、本発明の好ましい実施例によるＵＳＢで電力を供給される文書走査装置（「ＵＳＢ走査装置」）の斜視図であり、
図２は、本発明の好ましい実施例のＵＳＢ走査装置の分解図であり、
図３ａは、本発明の好ましい実施例による下側フレーム部材から遠近法でみた部分的に組立てられたＵＳＢ走査装置の斜視図であり、
図３ｂは、本発明の好ましい実施例による組立てられたＵＳＢ走査装置の頂面図であり、
図４は、本発明の好ましい実施例による第２端部プレート部材の横断面から遠近法でＵＳＢ走査装置の各種構成部材の間の相互作用を示しており、
図５は、本発明の好ましい実施例による螺旋歯を備えた一条ウォームの一実施例を示しており、
図６は、一条ウォームの螺旋歯とウォームギヤのギヤ歯との噛み合いの部分図であり、
図７は、本発明の好ましい実施例による螺旋歯を備えた一条ウォームの他の実施例を示しており、
図８ａは、本発明の好ましい実施例によるウォームギヤと噛み合う駆動モーターに取付けられた一条ウォームを示す図面であり、
図８ｂは、本発明による中央給紙の構造的特徴を示す図解図であり、
図９は、本発明の代替実施例によるフレームの無いＵＳＢ走査装置の分解図であり、
図１０は、本発明の代替実施例によるフレームの無いＵＳＢ走査装置の開かれた図であり、
図１１は、本発明の代替実施例によるフレームの無いＵＳＢ走査装置の横断側面図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図４】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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