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Die
Erfindung betrifft allgemein ein modulares Dokumentenabtastsystem
und insbesondere einen modularen Scanner, der sowohl für das Scannen von
Vorlagen mit Einzelblatteinzug als auch für das Flachbettscannen von
Vorlagen einsetzbar ist. Die Erfindung betrifft insbesondere ein
modulares Abtastsystem mit einem lösbar befestigten Flachbettelement
für das
Scannen mit Einzelblatteinzug.
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Dokumentensca0nner
haben sich zu einem beliebten Computerzubehör für den Heim- und Bürogebrauch
entwickelt. Dokumentenscanner (oder schlicht „Scanner") gibt es in drei verschiedenen Ausführungen:
Einzugsscanner, Flachbettscanner und kombinierte Einzugs- und Flachbettscanner.
Bei Einzugsscannern tastet ein bilderzeugendes Subsystem, wie zum
Beispiel eine typischerweise als CCD ausgeführte Kamera und eine Linse
in Kombination mit einer Beleuchtungsquelle ein Bild in der Weise ab,
dass ein Papierbogen an der stationär positionierten Kamera vorbeigeführt wird.
Einzelne Rasterzeilen werden von der Kamera abgebildet und dann
zu einer zweidimensionalen (2D) Abbildung der Originalvorlage zusammengesetzt.
Im Prinzip sieht die Kamera ein schmales Band der Vorlage viele
Male, wenn die Vorlage an einer Linse vorbeigeführt wird. Der Papiertransport
liefert eine Dimension des Vorlagenbildes, während die Kamera die Breite
liefert. Die Bewegungsrichtung des zugeführten Papiers und die Breite
der Vorlage werden von der Vergrößerung der Optik
und den Dimensionen des CCD-Sensors in dem bilderzeugenden Subsystem
bestimmt.
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In
einigen Fällen
ist die Papierbahn der Einzugsscanner halbkreisförmig gekrümmt. Einige Scanner weisen
zum Beispiel eine halbkreisförmige Papierbahn
auf, bei der Bögen
aus einem Magazin von oben zugeführt
und unten austreten können, oder
umgekehrt. In anderen Fällen
verläuft
die Papierbahn „geradlinig
durch".
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Bei
einem Flachbettscanner wird eine Vorlage mit der Vorderseite nach
unten auf eine stationäre flache
Glasplatte der Scaneinheit gelegt, und das bilderzeugende Subsystem
(Kamera und Beleuchtungsquelle) fährt zur Durchführung des
Abtastvorgangs unter die fixierte Vorlage. In diesem Fall liefert die
Kamerabewegung die Länge
des abgetasteten Bildes und die Kameraoptik die Breite.
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Die
auch als Kombinationsscanner bekannten Produktionsscanner unterscheiden
sich nach Geschwindigkeit, Funktion und Kosten und werden im Geschäftsleben
häufig
für die
Erfassung großer
Dokumentenmengen eingesetzt. So ist zum Beispiel die Erfassung mehrerer
Hundert (100) bis mehrerer Hunderttausend (100000) Seiten pro Auftrag
für „Produktions"-Scanner typisch. Eine Ausführungsform
des Produktionsscanners kombiniert die Funktion eines Einzugsscanners
mit der eines Flachbettscanners. Kombinations-Produktionsscanner
ziehen eine Vielzahl von Bögen
von einem Stapel ab und führen
sie an einer stationären
Kamera vorbei. Damit entfällt
die Notwendigkeit, jedes Mal einen Deckel zu heben und die Vorlagenbögen einzeln
mit der Vorderseite nach unten aufzulegen. Mit der Flachbettfunktion
werden Vorlagen erfasst, die sich nicht zuverlässig von einem Stapel abziehen
lassen. Produktionsscanner dieser Art vereinen die Funktionen Flachbettscannen
und Blatttransport in einem Gerät.
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Bei
einer üblichen
Konfiguration kommt ein bilderzeugendes Subsystem mit zwei Kameras
und einer zwischen den Kameras verlaufenden Papierbahn zum Einsatz,
wobei der Scanner in zwei verschiedenen Betriebsarten scannen kann.
In der Betriebsart Scannen mit Einzelblatteinzug oder „geradlinig
durch" werden Vorlagen
von einem Stapel abgezogen und so zwischen die Kameras transportiert, dass
beim selben Scanvorgang die Oberseite und die Unterseite abgebildet
wird. In der Betriebsart Flachbettscannen kann eine der Kameras
dazu verwendet werden, die Funktion eines Flachbettscanners zu simulieren,
indem neben der Kamera ein Flachbettelement platziert und die Kamera
unter einer fest auf dem Flachbett liegenden Vorlage hindurchgeführt wird.
Auf diese Weise dient eine der „stationären" Kameras als Teil eines bilderzeugenden
Subsystems auch als „bewegte
Kamera". Solche
Kombinations-Produktionsscanner werden oft auch als Flachbettscanner
mit automatischem Blatteinzug bezeichnet. Bei Abtastvorrichtungen
dieser Art kommt eine kleine Papierbahn in Kombination mit einer
Kamera zum Einsatz, die in einer Parkstellung für automatischen Blatteinzug mit
Transport einer Vorlage zum Scannen mit Einzelblatteinzug und mobil
für eine
stationäre
Vorlage während
des Flachbettscannens verwendbar ist.
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Einzugsscanner,
Flachbettscanner und Kombinationsscanner nach dem Stand der Technik haben
mehrere Nachteile. Kunden, die primär einen Einzugsscanner benötigen, gelegentlich
aber auch Bedarf für
die Flachbettfunktion haben, müssen
ein Kombinationsgerät
oder zwei getrennte Scanner kaufen, einen Einzugsscanner und einen
Flachbettscanner. Die Beschaffung beider Scanner kann sich aus Kostengründen verbieten
oder ist auf jeden Fall für
Anwendungen, bei denen ein tragbarer Scanner gefragt ist, unpraktisch.
So müssen
zum Beispiel Dienstleistungsbetriebe in der Lage sein, den Scanner
und den daran befestigten Hostcomputer zu ergreifen, um beide Systeme
zum Einsatzort zu transportieren. Nach Erledigung des Auftrags müssen Scanner
und Computer zum Sitz des Dienstleistungsbetriebes zurückgebracht
oder zum nächsten Einsatzort
transportiert werden. Daher sind Tragbarkeit und Rekonfigurierbarkeit
für mehrere
Scanfunktionen für
Dienstleister beim Kauf von Scanner unverzichtbare Merkmale.
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Weitere
Nachteile nach dem Stand der Technik sind die verhältnismäßig hohen
Kosten und die große
Stellfläche
der Kombinations-Produktionsscanner, die Flachbett- und Einzugsfunktionen
in einem Gerät
vereinen. Diese Scanner nehmen auf einem Schreibtisch viel Platz
in Anspruch. Wegen der großen
Stellfläche
sind die Herstellungskosten dieser Geräte höher als die für eine Abtastvorrichtung
mit nur einer Funktion.
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Typischerweise
können
solche Kombinations-Produktionsscanner jeweils nur eine Vorlagengröße scannen.
So kann zum Beispiel der Flachbettteil des Kombinationsscanners
zum Erfassen von Vorlagen im Europaformat mit den Maßen 8½ × 11 Zoll
(auch als A4 bekannt) oder zum Erfassen von Vorlagen mit den Maßen 11 × 17 Zoll
(auch als A3 bekannt) bestückt
werden. Die Kombinations-Produktionsscanner nach dem Stand der Technik
können also
nicht so konfiguriert werden, dass sie die vom Kunden gewünschten
Vorlagenformate scannen können.
Ein verhältnismäßig preiswerter
Scanner, der verschiedene Papierformate in einem Gerät mit einer verhältnismäßig kleinen
Stellfläche
erfassen kann und die Funktion eines Flachbettscanners mit der eines
Einzugsscanners kombiniert würde
zahlreiche Vorteile bieten.
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Problematisch
bei Kombinationsscannern mit unten angeordnetem Blatteinzug ist,
dass diese Papierbahnen eine verhältnismäßig scharfeckige Biegung aufweisen. 1 zeigt
eine typische Papierbahn-, Kamera- und Flachbettanordnung nach dem Stand
der Technik. Die Biegung ist notwendig, um Platz zu schaffen, damit
die untere Kamera 24 und deren Beleuchtungsquelle sich
aus ihrer Stellung unter den vor der stationären Scanöffnung (für Blatteinzug) angeordneten
Papierbahnwalzen 13, 14 herausbewegen können. Dies
geschieht, wenn die CCD-Kamera in den Flachbettteil der Bilderzeugung bewegt
wird, wobei das Papier sich nicht bewegt und die untere Kamera 24 zur
Erzeugung des Bildes unter das Papier fährt.
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Normalerweise
muss die Beleuchtungsquelle mit sehr geringem Abstand zur Ebene
der Scanöffnung
(für Blatteinzug)
angeordnet werden. Dies hat den Zweck, den Abstand zwischen der
Beleuchtungsquelle, oder Lampe, und dem abzubildenden Blatt so gering
wie möglich
zu halten und dadurch die von der Kamera erfasste Menge reflektierten
Lichts zu optimieren. Da die Kamera in der stationären Stellung
(Blatteinzug) und in der mobilen Stellung (Flachbettscannen) die
gleiche Brennweite aufweisen muss, bedeutet dies, dass die Ebene,
in der die Vorlage an der Kamera vorbeigeführt wird, mit der Ebene der
Glasplatte für
die Flachbettscanfunktion zusammenfällt. In Anbetracht des Durchmessers
der für
den Transport des Bogens durch den Einzugsteil des Scanners eingesetzten
Walzen (gewöhnlich
in der Größenordnung
von 0,750'' bis 1,00'') bedeutet dies, dass der Einlaufpunkt
des Bogens um einen Betrag über
der Ebene der Flachbett- und/oder stationären Öffnung liegen muss, der größer ist
als dieser Durchmesser. Nach dem Stand der Technik wird zu diesem Zweck
die Papierbahn nach unten, zur Ebene der stationären Öffnung hin abgewinkelt und
der Bogen dann unmittelbar, bevor er die Ebene der Öffnung erreicht,
zu einer scharfen Umlenkung gezwungen. Diese Winkel- und Höhenänderung
in der Papierbahn schafft ausreichend Freiraum für das Einfahren der Beleuchtungsquelle
und der Bilderzeugungsvorrichtung (Kamera) unter die Walzen und
in den Flachbettteil. Normalerweise bewegt sich die Flachbett-Kamera
entlang einer Stange, die sie relativ zur stationären und
Flachbettöffnung
so positioniert, dass die Beleuchtungsquelle die Öffnungsglasebenen
nicht berührt.
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Die
scharfe Biegung in der Papierbahn 62 führt zu einem reduzierten Bereich
von Papierdicken und -steifigkeiten, die zuverlässig von dem Blatttransport
eingezogen werden können.
Die Biegung kann auch Bildfehler verursachen. Für sehr steife oder sehr dicke
Bögen ist
diese Umlenkung zu scharf und kann das Papier beschädigen und/oder
einen Papierstau durch zu hohe Anstoß- und/oder Schleppkräfte verursachen.
Bildfehler können
infolge einer durch die scharfe Biegung verursachten Blattverformung
auftreten. Bewegungsunregelmäßigkeiten,
die dadurch verursacht werden, dass sich die Geschwindigkeit vorübergehend ändert, wenn
das Blatt die Winkelübergänge durchläuft, können ebenfalls
zu Bildfehlern führen.
Es ist daher wünschenswert,
eine Scannerkombination mit einer lösbaren Flachbettscaneinheit
zu schaffen, bei der die Papierbahn für den Einzugsteil beim Einzugsscannen
nicht durch eine scharfe Biegung gezwungen wird.
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Die
Erfindung schafft einen modularen Scanner mit einem lösbaren Flachbett,
der eine verbesserte Papierbahnkonfiguration aufweist, bei der eine versenkbare
Beleuchtungsquelle in Verbindung mit einer Papierbahn zum Einsatz
kommt, die wesentlich flacher ist als die Papierbahnen in einer
Scannerkombination mit einer Einzelblatteinzieheinheit und einer Flachbettscaneinheit
nach dem Stand der Technik. Zur Verbesserung der Papierbahn wird
eine Beleuchtungsquelle versenkbar konfiguriert, um dadurch eine geradliniger
verlaufende Bahn mit weniger abrupten Übergängen zu schaffen.
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Eine
erfindungsgemäße Scannerkombination
mit einer Flachbettscaneinheit und einer Einzelblatteinzieheinheit
weist eine versenkbare Lampe auf, die eine Einzelblatteinzieheinheit
umfasst. In der Einziehblatteinzeleinheit befindet sich ein Vorlagentransportmechanismus.
Eine erste Kamera bildet eine erste Seite einer durch den Vorlagentransportmechanismus
transportierten Vorlage ab. Eine zweite Kamera bildet eine zweite
Seite der Vorlage ab. Eine Flachbettscaneinheit ist lösbar an
der Einzelblatteinzieheinheit befestigt. Ein Mechanismus bewegt
die zweite Kamera von der Einzelblatteinzieheinheit zur Flachbettscaneinheit.
Der zweiten Kamera ist eine Lampe zugeordnet. Diese Lampe ist an der
zweiten Kamera versenkbar befestigt.
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Bei
einer Ausführungsform
umfasst die Einzugs- oder Grundscaneinheit ein Nachfüllmagazin
für einen
Vorlagenstapel, einen Mechanismus für die Eingabe dieser Vorlagen,
eine Papierbahn mit Antriebs- und Mitläuferwalzen für den Transport
dieser Vorlagen, eine obere Kamera und eine obere Beleuchtungsquelle
zum Abbilden der Ober- oder Rückseite
dieser Vorlagen und eine untere Kamera zum Abbilden der Unter- oder
Vorderseite der mit der Vorderseite nach unten aus dem Nachfüllmagazin
zugeführten
Vorlagen. Die Elemente der ersten Scaneinheit werden in einer Gehäuse- oder
Grundkonstruktion montiert. Das Gehäuse der ersten Scaneinheit enthält eine Öffnung,
die es erlaubt, die untere Kamera und Beleuchtungsquelle als Bilderzeuger
in der Betriebsart Flachbettscannen zu verwenden, wenn ein zweites
Gehäuse
zur Realisierung dieser Flachbettscanfunktion an der Öffnung befestigt
oder angedockt wird.
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Die
Erfindung sieht vor, dass die Papierbahn so konfiguriert wird, dass
sie im Wesentlichen flach oder geradlinig verläuft. Zu diesem Zweck wird die Beleuchtungsquelle
so montiert, dass sie auf ihrem Weg von der stationären Stellung
für die
Bilderzeugung durch Einzugsscannen zum mobilen Flachscanbetrieb
unter bestimmte Papierbahnwalzen versenkt werden kann.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Scannerkombination mit einer Einzelblatteinzieheinheit und einer
Flachbettscaneinheit nach dem Stand der Technik mit einer nicht
versenkbaren Beleuchtungsquelle und einer Papierbahn mit mindestens
einer scharfen Umlenkung oder Biegung;
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2 und 5 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Scannerkombination, die
den Einzugsscannerteil nach Andocken oder Befestigung der lösbaren Flachbettscaneinheit
zeigt;
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3 und 4 jeweils
eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Scannerkombination, die
den Einzugsscanner nach Lösen des
Flachbettscanteils zeigt;
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6 eine
Seitenansicht der Erfindung in einem Schnitt, der die Papierbahn,
die Beleuchtungsquelle, die Anordnung der Kamera sowie ein Nachfüllmagazin
und eine Ablage zeigt;
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7 eine
Einzelansicht der Papierbahn des Einzugsscanners und des Vorlagentransports;
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8 eine
Einzelansicht der Automatik des Papiertransports des Einzugsscanners;
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9–11 die
obere Papierbahn des Einzugsscanners mit einer Ansicht der daran
befestigten oberen Kamera;
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12 eine
schematische Ansicht der optischen Umlenkung und der Hauptelemente
der oberen Kamera und Beleuchtungsquelle;
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13 eine
teilweise gestrichelt gezeichnete perspektivische Ansicht der unteren
Kamera nach Einbau in der Grundkonstruktion;
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14 eine
teilweise gestrichelt gezeichnete perspektivische Ansicht der kurzen
und der langen Führungsstange,
auf denen die untere Kamera montiert und verschoben wird;
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15–18 perspektivische
Ansichten der abnehmbaren Tür,
welche die Öffnung
in dem die Grundkonstruktion des Geräts bildenden Einzugsscannerteil
freilegt, durch welche sich die untere Kamera bewegt, um die Flachbettscanfunktion
wahrzunehmen;
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19–21 die
Hauptbauteile der Flachbettscaneinheit;
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22–24 eine
Einzelansicht der Verbindung zwischen der langen und der kurzen
Führungsstange
und der Verschiebung der unteren Kamera entlang dieser Stangen;
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25 eine
Schnittperspektive des Gehäuses
der Flachbettscaneinheit, in der die lange Führungsstange und ein Stützboden
sichtbar sind;
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26 eine
Unteransicht der unteren Kameraeinheit mit Einzelheiten des Bereichs
der magnetischen Kopplung;
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27–29 die
von den versenkbaren Armen und dem Nockenprofil der Grundkonstruktion bewirkte
Bewegung der versenkbaren Lampe;
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30 und 31 die
Kameraverriegelung; und
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32 und 33 eine
alternative Ausführungsform,
bei der statt der versenkbaren Beleuchtung ein Bilderzeuger mit
einer Kontaktmatrix verwendet wird.
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Wenn
nicht anders angegeben, entsprechen entsprechende Bezugsziffern
und Verweise in der ausführlichen
Beschreibung gleichen Teilen in der Zeichnung.
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Eine
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen modularen
Scanners umfasst eine Einzelblatteinzieheinheit und eine lösbare Flachbettscaneinheit. 2–5 zeigen
perspektivische Ansichten des Einzugsscanners mit der lösbaren Flachbettscaneinheit.
In 3 und 4 ist die Flachbettscanneinheit
vom Einzugsscanner gelöst.
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Die
Erfindung schafft einen modularen Scanner oder ein Abtastsystem
mit einer lösbaren
Flachbettscaneinheit 2 zum Scannen von Einzelblättern oder
einer Vielzahl von Vorlagen, mit dem Vorlagen sowohl durch Einzugsscannen
als auch durch Flachbettscannen verarbeitet werden können. Die
Flachbettscaneinheit 2 wird an einer Einzelblatteinzieheinheit 1 mit „geradlinig
durch" verlaufendem
Blatttransport befestigt oder angedockt, die einen Teil des zum Flachbettscannen
erforderlichen Mechanismus enthält.
Die in 6–9 dargestellten
oberen und unteren Papierbahnabschnitte 11, 12 sind
im Wesentlichen flach oder geradlinig konfiguriert. Eine untere
Beleuchtungsquelle oder Lampe 22 ist versenkbar an einer
unteren Kamera 24 befestigt. Diese versenkbare Befestigung
ermöglicht
während
der für
die Flachbettscanfunktion erforderlichen Bewegung eine Beabstandung
der Lampe von den Antriebswalzen 13 des Papiertransports.
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In
der Einzelblatteinzieheinheit 1 werden unter Verwendung
eines automatischen Transportmechanismus 5 Bögen in eine
Papierbahn eingeführt. Der
automatische Transportmechanis mus besteht aus einem Stapelhalter
oder Nachfüllmagazin 3,
einer Schiebe- oder Abzugswalze 10, einer Druckwalze 6,
einer Transportwalze 9, einem Vorvereinzelungsglied 7 und
einer Vereinzelungswalze 8. Bei Empfang eines Transportbefehls
fördert
der automatische Transportmechanismus 5 des Scanners Bögen von
einem Stapel auf dem Stapelhalter 3 in die Papierbahn des
Scanners. Die Schiebe- oder Abzugswalze 10, die Vereinzelungswalze 8 und
das Vorvereinzelungsglied 7 dienen dazu, das abzubildende
Blatt einzeln in den Transportmechanismus zu fördern und weitere Blätter, die
nicht abgebildet werden sollen, zurückzuhalten oder zu verlangsamen, und
sind daher für
Friktionsantriebe üblich.
Der Stapelhalter 3 kann als Einlauf-, Vorrats- oder Nachfüllmagazin
bezeichnet werden. 8 zeigt eine Seitenansicht des
automatischen Transportmechanismus 5.
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Die
Papierbahn besteht aus oberen und unteren Abschnitten 11, 12.
Der untere Abschnitt 12 der Papierbahn enthält Antriebswalzen 13,
welche die Bögen
bewegen. Mitläufer-
oder Normalkraftwalzen 14 im oberen Abschnitt 11 der
Papierbahn liefern die erforderlichen Kontaktkräfte für die Antriebswalzen. Die Antriebswalzen 13 werden
ihrerseits über
eine Reihe von Synchronriemen 15 angetrieben, die über Riemenscheiben
mit einem Antriebsmotor 16 verbunden sind, wie in 7 gezeigt.
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Die
oberen und unteren Abschnitte 11, 12 der Papierbahn
weisen ferner obere und untere freie Öffnungen oder Glasfenster 17 und 18 auf.
Die obere Papierbahn besteht aus einem im Wesentlichen flachen Papierbahnabschnitt
und einem mit der Bahn verschraubten Stützrahmen. Diese obere Bahn
ist schwenkbar an der unteren Papierbahn gelagert, die ihrerseits
an einer Grundkonstruktion befestigt ist. Die Normalkraftwalzen 14 der
oberen Bahn sind mit den Antriebswalzen 13 der unteren
Papierbahn ausgerichtet und berühren
diese, sodass ein Walzenspalt entsteht, der die Bögen antreibt.
Die Mitläuferwalzen 14 der
oberen Papierbahn werden durch Federbelastung gegen die Antriebswalzen 13 gedrückt, wenn
die obere Papierbahn nach unten geschwenkt und von dem Verriegelungsmechanismus
gesichert wird, wie in 9 und 10 gezeigt.
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An
der oberen Papierbahn 11 sind eine obere Beleuchtungsquelle
(Lampe) 21 und eine obere Kamera 23 befestigt,
wie in 10–14 gezeigt. Während die
Blätter
durch die Papierbahn transportiert werden, wird durch von dem Blatt
reflektiertes Lampenlicht ein Bild der Oberseite des Blatts erzeugt.
Das reflektierte Licht prallt an einer Reihe von Umlenkspiegeln 27 ab und
fällt durch
eine Linse 26, wo es auf einen CCD-Bilderzeuger 25 fokussiert
wird. Das Kameragehäuse 28 nimmt
die Spiegel 27, die Linse 26, den CCD-Bilderzeuger 25 und
die CCD-Leiterplatte auf, aus denen sich die obere Kamera zusammensetzt.
Die CCD-Breite (oder Pixelzahl) liefert eine Dimension des Bildes,
und der Papierweg und die aufeinander folgenden Zeilen der CCD-Ausgabe
die andere Dimension des zweidimensionalen Bildes. Diese Art der
Bilderzeugung kommt generell bei Einzugsscannern zur Anwendung,
bei denen die Beleuchtung und die Kamera nicht bewegt werden und
das Papier daran vorbeigeführt
wird. Diese Bilder werden dann vom Scanner an einen angeschlossenen
Computer ausgegeben, wo sie entweder gespeichert oder für den Kundengebrauch
verarbeitet werden. Bei der vorliegenden Erfindung dient eine Xenon-Gas-Leuchtstofflampe
als Beleuchtungsquelle. Stattdessen könnte jedoch auch jede beliebige
andere Lichtquelle, wie zum Beispiel licht-emittierende Dioden (LEDs), Quecksilberlampen
und Halogenglühlampen,
verwendet werden. Bei der vorliegenden Erfindung ist die CCD/Linsen-Verkleinerungskamera
mit vier Kanälen
(Rot, Grün,
Blau und Schwarz) ausgeführt.
Eine Kamera mit nur einem Kanal oder eine beliebige andere Ausführung wäre jedoch
ebenfalls möglich.
Zur Herstellung eines Farbbilderzeugers könnte man einen Einkanal-CCD-Sensor
verwenden und dann als Alternative zu einem Mehrkanal-CCD-Sensor
mit einer „weißen" Lichtquelle die
Beleuchtungsquelle abwechselnd auf rotes, grünes und blaues Licht schalten.
Statt der CCD/Linsen-Verkleinerungskammer (Bilderzeugungsvorrichtung)
könnte
auch eine Kontaktmatrix oder eine andere Abbildungsvorrichtung dieser
Art verwendet werden.
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In
der Grundkonstruktion befindet sich eine Stange, auf der eine untere
Kamera montiert ist. In der gleichen Weise wie für die obere Kamera beschrieben,
erzeugt die untere Kamera Bilder der Unterseite der transportierten
Blätter,
wenn diese die freie Öffnung
der unteren Papierbahn passieren. Die untere Beleuchtungsquelle
unterscheidet sich von der oberen Beleuchtungsquelle dadurch, dass
sie an der unteren Kamera schwenkbar gelagert und nicht direkt an
der Papierbahn befestigt ist, wie dies bei der oberen Anordnung
der Fall ist. Die genaue Funktion dieser schwenkbaren Lagerung wird
später
in der vorliegenden Anmeldung beschrieben. Das Besondere dieses
Merkmals in seiner Anwendung auf die Papierbahn des Einzugsscanners
besteht darin, dass es eine Papierbahn ermöglicht, die wesentlich flacher
ist als die typischerweise sonst bei Einzugsscannern anzutreffenden
Papierbahnen. Ebenfalls am Grundgerät befestigt ist ein Blattträger, der die
aus der Papierbahn austretenden Blätter auf nimmt. Dieser Träger wird
gewöhnlich
als Austrittsmagazin oder Ablage 4 bezeichnet und ist in 2 dargestellt.
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Zusammenfassend
ist festzuhalten, dass der Ablauf für das Einzugsscannen eines
Einzelblatts mit einem Transportbefehl beginnt, dass das Blatt die freien Öffnungen
passiert, mit der Ober- und
Unterseite abgebildet und dann in der Ablage abgelegt wird. Für einen
Vorlagenstapel wird dieser Ablauf wiederholt, bis der Stapel abgebaut
ist.
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Im
Folgenden werden das Flachbettscanzubehör und die Schritte beschrieben,
die zum Ausführen
der Andock- und Flachbettscanfunktionen dieses Geräts erforderlich
sind. In der ersten Einzelblatteinzieheinheit befindet sich eine Öffnung,
die von einer vom Kunden entfernbaren Tür abgedeckt wird. In 15 ist
diese Tür 40 an
der Einzelblatteinzieheinheit angebracht, in 16 vom
Gerät entfernt.
Bei Verwendung einer lösbaren
Flachbettscaneinheit 2 kann der Endbenutzer dieses „Flachbettscanzubehör" mit der Einzelblatteinzieheinheit 1 paaren.
Die untere Kamera 24 des Einzugsscanners kann dann durch
die Öffnung
in das Flachbettscanzubehör
einfahren. 4 und 5 zeigen
die lösbare
Flachbettscaneinheit 2 in Bereitschaft zum Andocken oder zum
Befestigen an der Einzelblatteinzieheinheit 1. Um die lösbare Flachbettscaneinheit 2 an
der Einzelblatteinzieheinheit 1 zu befestigen, muss der
Endbenutzer zuerst die Tür 40 entfernen,
um die Kameraöffnung
freizulegen. Ein Verstauplatz im Gehäuse 42 der Flachbettscaneinheit,
der die Lagerung der Tür nach
Befestigung der Flachbettscaneinheit erleichtert, ist in 17 und 18 dargestellt.
Die Tür kann
dann nicht so leicht verloren gehen und ist sofort verfügbar, wenn
sich der Kunde später
entscheiden sollte, den modularen Scanner ohne die Flachbettscaneinheit
zu rekonfigurieren. Erfindungsgemäß wird die Andocköffnung mit
einer entfernbaren Tür verschlossen.
Stattdessen könnten
jedoch ohne weiteres auch eine Klapptür oder andere Lösungen ähnlicher
Art verwendet werden.
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Die
lösbare
Flachbettscaneinheit 2 besteht aus einem fünfseitigen
Flachbettgehäuse 42 mit
einer Öffnung
an einem Ende, die mit der Öffnung
in der Einzelnblatteinzieheinheit fluchtet, wenn die beiden Einheiten
gekoppelt (befestigt oder gepaart) sind, wie in 19–21 gezeigt.
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Ein
Flachbettscanantrieb (Schrittmotor) 43 empfängt elektrischen
Strom und Signale vom Grundgerät
bzw. der Einzelblatteinzieheinheit 1 über eine an der Andock-Schnittstelle
gebildete elektrische Verbindung 51. Der Antriebsmotor 43 ist
mit einem Flachbettscan-Synchron riemen 44 verbunden, der
an einem Ende des Flachbettgehäuses über die Motorriemenscheibe
und am anderen Ende des Gehäuses über eine
Führungsscheibe
und einen Flachbettvorsprung 46 läuft. Wenn der Antriebsmotor 43 eingeschaltet
wird, kann sich der Synchronriemen 44 in beiden Richtungen
bewegen. An dem Synchronriemen 44 ist eine magnetische
Kopplung 45 befestigt. Beim Andocken der Flachbettscaneinheit
fahren der Vorsprung 46 oder die Verlängerung des Gehäuses und
der betreffende Abschnitt des Synchronriemens 44 in die Öffnung der
Einzelblatteinzieheinheit 1 ein. Die magnetische Kopplung 45 des
Synchronriemens kann dann über
den Schrittmotor gegen eine am Gehäuse 28 der unteren
Kamera befestigte Kamera-Anschlagplatte 47 gefahren werden,
um die Kamera mit dem Synchronriemen zu koppeln. Statt der hier
verwendeten magnetischen Kopplung könnte zum Verbinden des Synchronriemens
mit dem Kameragehäuse
auch eine mechanische Kopplung, wie zum Beispiel ein Schnappverschluss,
verwendet werden. Diese Elemente sind am besten aus der in 20 und 21 dargestellten
Schnittperspektive der Flachbettscaneinheit und deren kritischer
Elemente ersichtlich. Ferner könnte
zum Umsetzen der Drehbewegung des Motors in die Querbewegung der Kamera
statt des Synchronriemens auch eine andere Vorrichtung, wie zum
Beispiel eine Gewindespindel, verwendet werden.
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An
dem Flachbettgehäuse
ist ein offenes Fenster 48 oder eine freie Öffnung befestigt,
um einen Abbildungsbereich für
die Flachbettscanfunktion bereitzustellen. Das offene Fenster 48 wird
von einem Teil des Gehäuses
eingerahmt. Diese Einrahmung wird als Frontrahmen bezeichnet. Über diesem
Fenster und Frontrahmen befindet sich ein schwenkbarer Deckel 49,
der dazu dient, die Vorlage beim Scannen flach auf die Glasscheibe
zu drücken und
die gewünschte
Hintergrundfarbe (je nach Anwendung typischerweise weiß oder schwarz)
bereitzustellen.
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In 5 ist
die lösbare
Flachbettscaneinheit 2 intakt und am Grundscanner 1 befestigt.
In der Zeichnung befindet sich der Deckel 49 in der unteren Stellung.
Beim Scannen würde
der Kunde jedoch den Deckel heben, seine Vorlage auf die Glasscheibe
legen, den Deckel schließen
und die Vorlage scannen. Diese Art des stationären Vorlagenscannens ist bei Scanvorrichtungen
weit verbreitet.
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Beim
Andocken bewegt der Endbenutzer das Flachbettgehäuse seitlich entlang einer
Tischfläche
zu der Seite des Grundgeräts
(Einzelblatteinzieheinheit), in der sich die Öffnung befin det. In Anbetracht
der Größe und des
Gewichts des Flachbettscanzubehörs
(im Allgemeinen 20'' Länge × 14'' Breite × 4'' Höhe und etwa
12 Pounds) ist dies für
den Kunden eine ideale Bewegung, die auch insofern nahe liegt, als
sie dem Andocken eines Laptop-Computers ähnelt. Ausrichtstifte im Flachbettgehäuse gelangen
mit Ausrichtelementen im Grundgehäuse der Einzelblatteinzieheinheit
in Eingriff. 21 zeigt die Ausrichtstifte
des Flachbettgehäuses, 16 den entsprechenden
Schlitz und die entsprechende Bohrung in der Grundkonstruktion 37 der
Einzelblatteinzieheinheit 1. Erfindungsgemäß sind diese
Elemente als kreisrunder Vorsprung und rautenförmiger Vorsprung ausgebildet,
wobei diese Vorsprünge
mit einer Bohrung und einem Schlitz fluchten. Stattdessen könnte jedoch
auch eine beliebige andere Kombination verwendet werden, mit der
sich eine einwandfreie zwangsläufige
Ausrichtung erreichen lässt.
An dem Flachbettgehäuse 42 ist
eine lange Stange 36 befestigt. An dem der Öffnung im
Flachbettgehäuse zugewandten
Ende der Stange befindet sich ein Ausrichtstift. Die Stange 35 des
Grundgeräts
weist eine Bohrung auf, die den Stift der Stange der Flachbettscaneinheit
aufnehmen kann. Der Stift der Stange der Flachbettscaneinheit und
die Bohrung der Stange des Grundgeräts sind so bemessen und konisch
verjüngt,
dass beim Andocken eine Steckverbindung hergestellt werden kann.
Diese Paarung der Stangen in Verbindung mit den Ausrichtelementen
auf beiden Seiten der Gehäuseöffnungen
bringt die beiden Einheiten in die richtige Ausrichtung für die Flachbettscanfunktion.
Mehrere Ansichten zeigen Einzelheiten dieser Stangenverbindung.
Die Verschiebung der Kamera entlang dieser Stangen ist in 22–24 dargestellt.
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Die
elektrische Verbindung 51, die der Antriebsquelle 43 der
Flachbettscaneinheit elektrischen Strom und Signale zuführt (Motor),
wird von einer Steckverbindung gebildet, die je zur Hälfte am
Flachbettgehäuse 42 und
dem Gehäuse 37 der
als Grundgerät
fungierenden Einzelblatteinzieheinheit befestigt ist. Wenn die Flachbettscaneinheit
in Stellung gebracht wird, greifen fluchtende Stifte im Steckerteil
in Buchsen im Dosenteil ein und verbinden auf diese Weise den Motor 43 der
Flachbettscaneinheit mit einer von der Elektronik der Einzelblatteinzieheinheit bereitgestellten
Strom- und Signalquelle. Zusätzlich zum
Bereitstellen von Strom und Signalen für den Motor 43 der
Flachbettscaneinheit kann diese Verbindung auch dazu verwendet werden,
das Vorhandensein der lösbaren
Flachbettscaneinheit 2 oder die Ausführung des installierten Flachbettscanzubehörs zu erkennen,
falls die Flachbettscaneinheit in mehr als einer Größe oder
Ausführung
angeboten wird. Anordnung und Ausführung dieser Verbindung sind in 12 dargestellt.
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Auf
beiden Seiten der Öffnung
des Flachbettgehäuses 42 befindet
sich ein Verriegelungsmechanismus mit einem Satz Verriegelungshaken 52,
einer Rückstellfeder
und Entriegelungshebeln 60. Wenn das Flachbettgehäuse 42 quer über die
Tischplatte verschoben wird und die Ausrichtelemente fluchten, fahren
die Verriegelungshaken in das Gehäuse des Grundgeräts ein.
Beim vollständigen
Andocken legen sich die Verriegelungshaken an die Verriegelungshakenöffnungen
an und werden dann von ihren Rückstellfedern
am Gehäuse
festgehalten. Dies vervollständigt
den Ablauf der Schritte, die der Endbenutzer zum Andocken durchführen muss.
Bei einer anderen Ausführungsform
werden Fallenschlösser
verwendet, um durch zusätzlich
formschlüssige
Einspannung der Verriegelungshaken eine Verbindung herzustellen,
die starrer ist und eine ungewollte Entkoppelung verhindert. Der
Kunde würde
diese Schlösser durch
Schieben oder Drehen zum Eingriff bringen. In der Eingriffstellung
würden
sie die Verriegelungshaken so sperren, dass sie sich nicht nach
oben bewegen können.
Die Haken könnten
sich dann nicht ungewollt lösen. 21 zeigt
die Verriegelungshaken 52 und einen der beiden Entriegelungshebel 60,
mit denen die Haken vom Kasten des Grundgeräts gelöst werden. 16 zeigt
den Kasten des Grundgeräts
mit seinen rechteckigen Öffnungen,
welche die Verriegelungshaken aufnehmen und in Eingriff bringen.
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Wenn
der Antriebsmotor 43 der Flachbettscaneinheit mit Strom
und Signalen beaufschlagt wird, dreht sich der Motor in einer Richtung,
die bewirkt, dass der Synchronriemen 44 der Flachbettscaneinheit
und die befestigte magnetische Kopplung 45 mit der Kamera-Anschlagplatte 47 in
Berührung
gelangen. Damit sind alle Bedingungen für das Andocken erfüllt: Ausrichten
der Flachbettscaneinheit mit dem Grundgerät, Verriegeln der Geräte miteinander,
Koppeln der Kamera mit dem Synchronriemen und elektrischer Anschluss
des Motors der Flachbettscaneinheit. 26 zeigt
eine Unteransicht der unteren Kamera 24 (Bilderzeuger)
und im Detail die Verbindung der magnetischen Kopplung 45 mit
dem am Kameragehäuse 28 befestigten
Metallblock bzw. der am Kameragehäuse 28 befestigten
Anschlagplatte 47. 24 veranschaulicht
die geradlinige Bewegung, die der unteren Kamera in beiden Richtungen
nach erfolgtem Andocken und Einschalten des Motors der Flachbettscaneinheit
mitgeteilt wird.
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Zum
Flachbettscannen sind folgende Schritte erforderlich: Nach Auflegen
des abzubildenden Blatts auf das offene Fenster (den Öffnungsbereich des
Scanners) kann der Kunde dem Scanner den Befehl erteilen, das Blatt
in der Betriebsart Flachbettscannen zu scannen. Meistens wird dazu
der am Gerät
befestigte Computer verwendet, der in der Industrie als „Host PC" bezeichnet wird.
Der Befehl könnte auch
von einem Bedienfeld am Scanner selbst kommen. Nach Erteilung des
Befehls wird der Motor der Flachbettscaneinheit in einer Richtung
gedreht, die bewirkt, dass sich die untere Kamera aus ihrer stationären Position
im Gehäuse
der Grundeinheit entfernt und zum gegenüberliegenden Ende des Flachbettgehäuses gezogen
wird. Die untere Kamera besteht aus einem Gehäuse 28, Spiegeln 27,
die das reflektierte Licht umlenken, einer Verkleinerungslinse 26,
einem CCD-Bilderzeuger 25 und einer CCD-Leiterplatte zum
Ansteuern der CCD-Vorrichtung und Umwandeln der analogen Spannung
des CCD in eine digitale Ausgabe. Das Kameragehäuse 28 kann zwei „C"-förmige Buchsen 29 aufnehmen,
welche die Kameraeinheit axial auf einer kurzen Stange 35 montieren,
die ihrerseits an der Grundkonstruktion 37 der Einzelblatteinzieheinheit 1 befestigt
ist. Ein Stützboden 38 oder
eine Fläche
der Grundkonstruktion stützt das
gegenüberliegende
Ende der unteren Kamera und bewirkt in Verbindung mit den Buchsen
eine vollständige
Ausrichtung der Kamera. Die Grundkonstruktion enthält auch
eine Rippe, welche die Park- oder Bereitschaftsstellung der Kamera
im Kasten des Grundgeräts
bestimmt. An zwei Stellen am Kameragehäuse 28 sind zwei eingegossene
Zapfen oder Vorsprünge
angebracht. Auf diesen beiden Vorsprüngen sind zwei Einzieharme 31 montiert,
die ihrerseits an einander gegenüberliegenden
Enden der Beleuchtungsquelle oder Xenon-Lampe 22 befestigt sind.
Zwei ebenfalls auf den Vorsprüngen
montierte Torsionsfedern 32 liefern eine Kraft zum Ausrichten der
Lampe 22 und ihrer Einzieharme 31 gegen zwei ebenfalls
in das Kameragehäuse 28 eingegossene Anschläge. Die
beiden Einzieharme 31 sind auf den beiden Vorsprüngen schwenkbar
und kommen an den Einziehanschlägen
zur Anlage. Diese Anschlagsstellung ist die Stellung, in der die
Lampe 22 gehalten wird, wenn sie die Beleuchtung für die Bilderzeugung
in der Betriebsart Einzugsscannen ebenso wie in der Betriebsart
Flachbettscannen liefern soll. Die Schwenkbewegung macht es möglich, die
Lampe in eine im Kameragehäuse 28 ausgebildete Öffnung zu
versenken, sodass sie auf ihrem Weg zum Flachbettscanbereich unter
den vorderen Antriebswalzen 13 der Einzelblatteinzieheinheit
hindurchfahren kann. Wenn die untere Kamera sich in Bewegung setzt,
gelangen die Lampen-Mitnehmer (Einzieharme) mit zwei Nockenflächen in
Berührung, die
Teil des Gehäuses 37 der
Grundkonstruktion sind. Dies bewirkt, dass sich die Lampe um die
beiden Vorsprünge
am Kameragehäuse 28 dreht
und in die Öffnung
im Kameragehäuse
versenkt wird. Dadurch entsteht ein Freiraum, der es der Lampe ermöglicht,
unter die Transport- und Antriebswalzen 13 der im Wesentlichen
flachen Papierbahn zu gelangen. Auf der Flachbettscanseite ermöglichen
die Nockenflächen
eine Rückkehr
der Lampe in ihre Scanstellung oder obere Position. Die Lampe wird
in der Scanstellung von zwei Federn festgehalten, welche die Lampen-Einzieharme
gegen Fixierelemente oder Anschläge
an der Wandung des Kameragehäuses drücken. Die
Nockenflächen
und die Mitnehmer sind so ausgebildet, dass die Lampe sich wieder
in ihrer Scanstellung befindet, bevor sie das offene Fenster (die
freie Öffnung) 48 des
Gehäuses 42 der
Flachbettscaneinheit erreicht. Diese Lampenbewegung, die einziehbaren
Arme, die Beleuchtungslampe, der Drehpunkt und die Nockenbahn sind
in 27, 28 und 29 dargestellt.
Außerdem
kann die Lampe 22 in ihre obere End- oder Anschlagstellung zurückkehren,
wenn sich die untere Kamera 24 wieder ganz in ihrer stationären oder
Einzugsscanstellung in der Einzelblatteinzieheinheit 1 befindet.
Wenn die untere Kamera 24 unter das offene Fenster (die freie Öffnung) 48 des
Gehäuses 42 der
Flachbettscaneinheit fährt,
liefert die Bewegung der unteren Kamera 24 eine Dimension
des Bildes und die Breite des Bilderzeugers (CCD und Linsenverkleinerung) die
andere. Unmittelbar bevor sie die Vorderkante des Flachbettscannerfensters
erreicht, kann die untere Kamera 24 Elemente an der Unterseite
des Frontrahmens der Flachbettscaneinheit erkennen. Diese Merkmale
können
mittels eines Etiketts bereitgestellt und/oder in den Frontrahmen
selbst eingegossen werden und dienen als Register-Soll. Die Soll-Merkmale
können
Auskunft darüber
geben, wie groß der
verbleibende Abstand der Kamera zum offenen Fenster ist und wo sich
die Ränder
des Fensters der Flachbettscaneinheit relativ zu den Pixelorten
auf dem CCD befinden. Die Kamera kann dann einen Bezugspunkt sowohl
für die „Startlinie" am linken Rand als
auch für
den unteren Rand bestimmen. Nach Überschreiten der Startlinie
erfasst die untere Kamera auf ihrem Weg über das Fenster der Flachbettscaneinheit
Rasterzeilen. Wenn die Kamera das gegenüberliegende Ende des Gehäuses der
Flachbettscaneinheit erreicht, bewegt sich die Blendenöffnung der
Kamera unter den Rand des Frontrahmens der Flachbettscaneinheit,
wo sich ein der Startlinie ähnliches
weiteres Register-Soll befindet. Dieses als „Ziellinie" fungierende Register-Soll teilt der
Maschinensteuerung mit, dass die untere Kamera den vollen Flachbettscanweg
zurückgelegt
hat. Der Motor erhält dann
den Befehl, die Kamera anzuhalten und sie in ihre ursprüngliche
Startposition zurückzuführen.
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Ein
kritischer Bereich der Kamerabewegung ist der Bereich der Verbindung
zwischen der kurzen Stange des Grundgerätkastens und der langen Stange
des Flachbettgehäuses.
Die Zone wird als „Übergangszone" bezeichnet. Wenn
die untere Kamera diese Übergangszone
durchfährt,
reagiert die Kamera auf den „Stoß", der dadurch verursacht
wird, dass die Buchsen die konisch verjüngte Verbindung überfahren
müssen.
Diese Reaktion kann sich als Schwingung oder Schüttelung bemerkbar machen, die
das Bild beeinträchtigt.
Das Ausmaß der
durch den Übergang
verursachten Schwierigkeiten hängt von
der Güte
der Ausrichtung zwischen den beiden Stangen hinsichtlich Lage (Mitten-
und Durchmesserpaarung) und Winkelstellung (Geradlinigkeit) sowie der
Länge der
unteren Kamerabuchsen und der Spannweite zwischen diesen Buchsen
ab. Der Verjüngungsbereich
muss so groß sein,
dass Herstellungsfehler (Toleranzen) der Bauteile oder durch Andocktoleranzen
zwischen dem Grundgerät
und dem Flachbettscanzubehör
verursachte Fluchtungsfehler ausgeglichen werden. Um einen möglichst
stoßfreien Übergang
ohne die Gefahr einer Hemmung zu gewährleisten, werden diese Verjüngungen
so gering wie möglich
gehalten. Zur Vermeidung von Bildfehlern, die durch eine solche
Störung
verursacht werden könnten,
ist ein Beruhigungsbereich vorgesehen. Dieser Beruhigungsbereich
erstreckt sich von dem Punkt, an dem die hintere Buchse auf den
vollen Durchmesser der Flachbettscaneinheit fährt, bis zu dem Punkt, an dem
das offene Fenster beginnt und eine stabile Abbildung erfolgen muss.
Durch Optimieren der Lage des Übergangs,
der Länge
der Beruhigungszone und der Geometrie der Verbindungskegel kann
die Kamerastörung
wirksam ausgeregelt werden, bevor der Abbildungsvorgang beginnt.
Zusätzlich
zur mechanischen Geometrie dieses Bereichs kann auch die Geschwindigkeit
optimiert werden, mit der die untere Kamera diesen Bereich durchfahrt. Durch
Reduzierung der Drehzahl des Motors der Flachbettscaneinheit, wenn
sich die Kamera dieser Verbindung nähert und sie durchfährt, kann
der Grad der Störung
minimiert werden, sodass ein langer Beruhigungsbereich nicht unbedingt
erforderlich ist. Erfindungsgemäß wird dies
durch eine Verlangsamung der Schrittgeschwindigkeit des Schrittmotors
beim Durchfahren dieser Verbindung bewirkt. Nach Passieren des optimalen
Punkts im Übergang
wird der Motor mit einem „S"-Kurvenprofil auf
die für
das Flachbettscannen gewünschte
Drehzahl beschleunigt. Das „S"-Kurvenprofil ist
insofern wichtig, als es ruckartige Bewegungen des Kameragehäuses während dieses
Beschleunigungsvorgangs minimiert. Die Verwendung von „S"-Kurven für eine stoßfreiere Beschleunigung
und Verzögerung
von Schrittmotoren ist allgemein üblich.
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Bei
diesem Konzept mit einer andockbaren Flachbettscaneinheit können zwei
Fehler auftreten, die wie nachstehend beschrieben vermieden werden müssen. Die
Beschläge
dürfen
nicht zulassen, dass die Kamera ungewollt vom Kasten des Grundgeräts entfernt
wird, wenn der Endbenutzer die Tür,
die das Grundgerät öffnet, abnimmt.
Sollte die Kamera ungewollt aus der Öffnung austreten, könnte dies
eine Beschädigung
oder Verschmutzung des Kamera-Sub systems zur Folge haben. Ferner
sieht die Erfindung für
die Lampe einen Wechselrichter vor, der die 24 V Gleichstromeinspeisung
in die für
den Betrieb der Xenon-Beleuchtungslampen erforderliche Hochspannung
umwandelt. Dieser Wechselrichter ist am Gehäuse der unteren Kamera befestigt
und führt
Spannungen, die so hoch sind, dass dem Kunden der Zugriff verwehrt
werden muss.
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Um
wirksam zu verhindern, dass die Kamera ungewollt oder versehentlich
entfernt wird, muss die Kamera verriegelt werden können, wenn
das Flachbettscanzubehör
nicht angedockt ist. Die Seitenansicht in 30 und 31 zeigt
eine Verriegelungsfunktion und die Türfeder, welche die Kamera zu
einem Bezugsanschlag zurückführt, wenn
die Tür
wieder eingesetzt wird. Im Folgenden werden die Elemente beschrieben,
die gewährleisten,
dass sich die untere Kamera bei abgekoppeltem Flachbettzubehör in der
richtigen Stellung (Normalstellung) befindet, aber die zum Flachbettscannen
erforderliche Bewegung ausführen
kann, wenn das Zubehör
angedockt ist. Am Gehäuse
des Grundgeräts
ist ein als Kameraarretierung 55 bezeichnetes biegsames
Element mit einer Vielzahl von Sperrzähnen befestigt. Diese Arretierung
soll eine nach oben gerichtete Federbelastung erzeugen. An der Unterseite
des Kameragehäuses
sind mehrere Stufen oder Stege angegossen, mit denen die Sperrzähne in Eingriff
gelangen. Außerdem
ist die Tür
des Grundgeräts
mit einem biegsamen Element bestückt,
das dazu dient, die Kamera in den Kasten des Grundgeräts zurückzuschieben
und am Register-Bezugspunkt
oder -Anschlag zur Anlage zu bringen. Der Vorsprung 46 des
Flachbettgehäuses 42,
auf dem ein Ende des Synchronriemens 44 der Flachbettscaneinheit
aufliegt, ist so geformt, dass die Arretierung in der voll angedockten Stellung
der Flachbettscaneinheit nach unten gedrückt wird und sich vom Kameragehäuse löst. Die Lage
der Arretierung 55 und die Ausführung der Verlängerung
des Flachbettscanzubehörs
gewährleisten,
dass sich die Arretierung auf den letzten 0,250'' bis
0,500'' der Andockbewegung
löst. Wenn
die Flachbettscaneinheit abgekoppelt oder vom Kunden entfernt wird,
beginnt die Kamera infolge der von der magnetischen Kopplung auf
das Kameragehäuse ausgeübten Zugkraft
aus dem Kasten des Grundgeräts
auszufahren. Wenn die Verlängerung
oder der Vorsprung 46 der Flachbettscaneinheit 0,250'' bis 0,500'' ausfährt, löst sich
der Vorsprung von der Kameraarretierung 55, sodass diese
nach oben springt und mit dem Kameragehäuse 28 in Eingriff
gelangt, um auf diese Weise jede weitere Bewegung der unteren Kamera 24 zu
verhindern. Die Gehäuse
der Kamera und des Grundgeräts
selbst sind so konzipiert, dass das Spiel von 0,250'' bis 0,500'' der
Kamera nicht erlaubt, so weit auszufahren, dass unerwünschte Zugriffsgefahren
für den Endbenutzer
entstehen oder das Kamera-Subsystem in seiner Zuverlässigkeit
beeinträchtigt
oder verschmutzt werden kann. Beim Entfernen der lösbaren Flachbettscaneinheit 2 setzt
der Kunde die abnehmbare Tür 40 wieder
ein, die mit einem biegsamen Element oder einer Kamerarückstellfeder 41 bestückt ist.
Diese Rückstellfeder
drückt
das Kameragehäuse 28 in
seine Anschlagstellung zurück.
Die Tür
wird von Schnappverschlüssen
festgehalten, die mit der Grundkonstruktion 37 in Eingriff
gelangen. Wenn die Flachbetteinheit angedockt ist und der Kunde
den Einzelblatteinziehteil zum Scannen benutzt, wird die Kamera
durch den Innenwiderstand des Schrittmotors an ihrem Anschlag in
der Grundkonstruktion festgehalten.
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Um
den Benutzer vor der Hochspannung des Wechselrichters der Beleuchtung
zu schützen,
ist die Grundkonstruktion der Einzelblatteinzieheinheit mit einem
Verriegelungsschalter versehen. Dieser Verriegelungsschalter wird
von Elementen an der Flachbetttür
und einem analogen Element am Gehäuse des Flachbettscanzubehörs in der
geschlossenen oder Betriebsstellung gehalten. Wenn die Tür oder das
Flachbettscanzubehör
am Gerät
angebracht sind, kann die Spannung an die Lampen angelegt werden.
Wenn jedoch weder die Tür
noch das Flachbettscanzubehör
angebracht sind, ist der Verriegelungsschalter offen, sodass keine
Hochspannungsgefahr besteht. 21 zeigt
die Nase, die den Verriegelungsschalter betätigt. Der Verriegelungsschalter (nicht
dargestellt) wird in der Grundkonstruktion montiert und ist ein
für Sicherheitsverriegelungen
allgemein verwendeter typischer Stößelschalter.
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Bei
der vorliegenden Erfindung verläuft
die Papierbahn wesentlich flacher, um die bei einer scharfen Krümmung auftretenden
Probleme zu vermindern. Um den Freiraum zu schaffen, damit die Beleuchtungsquelle
unter die Walzen fahren kann, wird eine Einziehvorrichtung verwendet,
mit der die Beleuchtungsquelle versenkt werden kann, wenn sich die
Kamera aus ihrer Flachbettscanstellung bewegt und unter die vorderen
Walzen fährt.
Vor Erreichen der freien Öffnung
der Flachbettscaneinheit kehrt die Beleuchtungsquelle zur Bilderzeugung
in ihre nominelle Höhenstellung
zurück.
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Die
vorliegende Erfindung wurde primär
mit einer Beleuchtungsquelle und einem CCD-Linsenverkleinerungsbilderzeuger
konzipiert. Die Erfindung könnte
jedoch auch auf andere für
Scanner verwendete Bilderzeuger angewandt werden. Für eine solche
Lösung
eignet sich u. a. ein so genannter Kontaktmatrix-Bildsensor 58. 32 und 33 zeigen einen
schwenkbar gelagerten Kontaktmatrix-Bildsensor 58 mit einer
LED-Beleuchtungsquelle. Bei diesen Vorrich tungen werden Pixelorte
in einer langen Stange oder einem Stab erzeugt, der im Wesentlichen
der vollen Breite des breitesten zu scannenden Blattes plus einer
Zugabe für
Lagetoleranzen entspricht. Im Gegensatz zu den Linsenverkleinerungssystemen werden
diese Pixel so konfiguriert, dass die Vergrößerung von dem Papierbild zum
Pixel 1:1 beträgt oder
1:1 sehr nahe kommt. Dies wird im Allgemeinen dadurch erreicht,
dass man die Pixelorte sehr nahe an das abzubildende Papier bringt
und irgendein selbstfokussierendes Linsenelement verwendet. Wie ein
CCD-Linsenverkleinerungssystem, erfordern diese Bilderzeuger eine
Beleuchtungsquelle, die Licht auf die Vorlage lenkt, das dann zur
Erzeugung des Bildes zu den Pixelorten zurückreflektiert wird. Häufig werden
bei der Herstellung dieser Kontaktmatrixelemente die Beleuchtungsquelle,
die Pixelorte und die zugehörige
Steuerschaltung zu einer in sich geschlossenen Einheit oder einem
Stab zusammengefasst. Als Beleuchtungsquellen werden für diese
Vorrichtungen nicht nur, aber meistens eine Leuchtstofflampe (Quecksilber
oder Xenon) oder LEDs verwendet. Zum Farbscannen können die
LEDs mit getrennt gepulsten Rot-, Grün- und Blauelementen konfiguriert
werden
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Die
vorliegende Erfindung könnte
auf die Kontaktmatrixvorrichtungen wie nachstehend beschrieben angewandt
werden. Eine Kontaktmatrixvorrichtung könnte auf einem Drehzapfen 64 so
montiert werden, dass sie sich zum Abbilden in einer Stellung befinden
würde,
die auf der Höhe
der Papierebene in einer Flachbettscaneinheit liegt oder unmittelbar
darunter. Wie bei der versenkbaren Beleuchtungsquelle und dem CCD-Bilderzeuger,
könnte
die Kontaktmatrix dann schwenkbar so gelagert werden, dass sie zum
Einfahren unter die vorderen Walzen der Papierbahn versenkt werden
könnte.
Nach berührungslosem
Passieren der Walzen könnte
die Kontaktmatrixvorrichtung in ihre ursprüngliche Ebene zurückkehren
und unter die Glasscheibe einer Flachbettscaneinheit gebracht werden,
um die Flachbettscanfunktion wahrzunehmen.