JP4050349B2 - ブックイメージャ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開いたブック若しくは他の綴じられた文書の両ページを同時に画像形成するための装置に関連し、ブックの構造に最小の応力を加え、手動で介入する必要なくブックのページの画像形成及びページめくりをするためのものである。
【０００２】
【従来の技術】
文書の複写に関する技術は、絶えず何度も進歩してきた。現在、伝統的な光レンズ複写機は、100 ページ／分以上の速度で多量のスタックされた用紙を自動的に複写するゼログラフィック方式を利用している。これに匹敵する速度の現在の印刷技術は、例えば静電複写又はインクジェット印刷のような様々なマーキング技術方法によって記録媒体の上へ、ディジタル形式でストアされた画像を出力するラスタ出力走査を使用している。つい最近展開している二次元画像形成アレイ技術と同様に、走査技術はオリジナル文書画像をディジタル書式に変換し、デジタルデータがデジタルプリンターへ転送されて紙等の記録媒体の上へ出力される。
【０００３】
スタックされた文書を複写するプロセスが高速に進歩した一方、ブック又は他の綴じられた文書の複数の連続したページを複写するプロセスには、同様の速度で進歩するのを妨げてきた特有の制限がある。綴じられた文書の複写の主な制限は、複写プロセスの間、ブックの個々のページをめくるための手動で介入する必要があることである。この手動介入は、多大な労力と時間を要する。伝統的な複写機又はスキャナを使用する場合、ユーザーがブックを常に操作することによって応力が該ブックに加えられる。次のページ又はページセットを複写するために、該ユーザーは繰り返して該ブックを平らな画像形成表面から持ち上げて個々のブックページを捲らなければならない。該ブックを充分開いてプラテンに対して実質的に平らにのせたとき、バインダに付加応力が加えられる。さらに、複写された画像のそのページのバインド領域において現れる歪みの量を最小にしようとして、該ユーザーはしばしば画像形成表面に対してブックページを平らにするために付加的圧力を該ブックの脊柱に加える。該ブックにこのように応力を加えることは、特に古い及び／又は歴史的な書物の巻には危険である。
【０００４】
スミスの米国特許番号第３，８８８，５８４号において示されているのは、バインドに加えられた応力を軽減するために画像形成の間、キャビネットの端の方へプラテンが動かされてブックをリラックスした状態に保つ。
【０００５】
手動ページ捲りの問題を解決するために、自動ページ捲りメカニズムに目が向けられた。これらの典型的なものは、以下の通りである
【０００６】
バーリンスキー他の米国特許番号第３，４８４，９７０号では、支持面上にブックを開いて平らに載せて、バキュームヘッドを用いてページを掴んで一方からもう一方へと捲る自動シート捲り機が開示されている。続いてブラシがローラーのパスに続いて捲ったページを払って平らにする。
【０００７】
カスターニャの米国特許番号第３，５５０，２９６号では、支持面上及び吸引アームを含むページ捲り装置上にブックを部分的に開いた状態で載せ、該吸引アームがページを持ち上げてはじく。まず、該アームを介して加えられた一定のバキューム力によって、捲くられるページが持ち上げられる。その後、該ブックの反対側へページを移動させる間の該アームの角度運動によって、該アームからページが離れて各々の捲った後の位置に嵌められる。
【０００８】
ハワード他の米国特許番号第４，７８０，９７７号では、ページ捲りに関するバキュームを有するアームを含むページ捲り装置上及び支持面の上に、ブックを平らにして載せるものが開示されている。
【０００９】
ナカニシの米国特許番号第４，９１６，８３９号には、支持面の上にブックを平らに載せ、空気とともに摩擦を加えてページを捲るためのメカニカル手段によって該ページにバックルを形成するものが開示されている。バックルで留められたページと接触するスライドプレートの表面は、ページ捲り機能を完了するために使用される。
【００１０】
ページ画像を捕捉するための光学系と組み合わせて、ブックのページ捲りメカニズムを提供することも公知である。これらの典型的なものは、以下の通りである
【００１１】
シンブロットの米国特許番号第４，６６３，８７３号では、開いたブックのページをめくるための装置を含む静電複写機が開示されている。ブックは支持面上にブックを平らにのせられ、先ず空気ジェットが該ページを分離する。それから、バキューム車輪が分離されたページを取り上げてブックの反対側にブックページをはじく。ブックは下げられてページがめくられた後、画像を形成するためのガラスプレートに接触させられる。
【００１２】
シンブロットの米国特許番号第４，６７３，２８６号及びギャラブソ他の米国特許番号第４，６９３，５９４号では、移動表面にページを平らにして下向きに載せられた開いたブックのページをめくるための装置を有する光学系に関する静電複写機が開示されている。
【００１３】
カスターニャの特許を除くこれらのメカニズムの各々において、ブックは、実質的に平らな位置に充分開いて載せられる。この位置で圧力が加えられれば、バインドに応力が加えられて、ダメージを受ける可能性が高い。また、ブックが平らに載せられているときは、バインドに近いページにおけるバルクがカーブしていて平らでないため、この位置では複写の品質が非常に悪くなる場合もあり、従って光学的被写体深度をゆがめることもある。歪みがあまりにひどければ、不完全な画像が形成される可能性が高い。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、公知のブックイメージャの問題を克服し、正確に高解像度で手動介入することなくより高速且つ自動的に、且つブック自体の構造にダメージを与えることなく、ブックページを複写することを可能にする装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
ブックイメージャを含む本発明によってこれらの目的は達成され、該ブックイメージャは支持面を有し、最小の応力がブックの構造に加えられて該支持面上にブックが一部開いてリラックスした状態で載せられる。一組の画像形成表面（それぞれがページの二次元ディジタル表示を捕捉することができる）を有する画像形成装置は、ドライブアセンブリによって第一の位置から第二の位置ページと移動し、前記第一の位置では前記画像形成装置は支持面の直ぐ近くに位置してブックの少なくとも一ページを画像形成することができ、前記第二の位置では画像形成装置は支持面から充分遠くに離れていてブックのページが捲れるようになっている。ページ捲り機は続く画像形成のために一回につき一ページ捲る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
先ず、図１〜図５までを参照すると、本発明の綴じた文書イメージャ２（本明細書中以下「ブックイメージャ」と呼ぶ）の好適な実施の形態が図示され記載される。ブックイメージャ２の動作は、図４及び図６を参照して続いて記載される。
【００１７】
本記述の目的のために、「ブック」という用語が使用され、「ブック」はハードカバー又はソフトカバーを有するブックだけでなく、定期刊行物、原稿及び他の綴じられた若しくはページが追加された編集物を含むものと意図される。さらに、「画像」又は「画像形成」は、当技術において知られている連続的画像複写又は画像処理を可能にするディジタル画像捕捉のあらゆる方法を含むことが意図される。
【００１８】
ブックイメージャ２は支持基板４を含み、該支持基板上にブック６を開いて露光するページ８及びページ１０が上を向くように載せる。バインドに応力が加えられないように、ブックは１８０°より小さい角度で広げられてリラックスした状態で載せられることに注意されたい。両ページの画像を同時に捕捉することができる画像形成装置１２は、支持基板４の上に配置される。直立スタンド１６に囲われたドライブアセンブリ１４（図３参照）は、支持基板４に対して画像形成装置１２を上げたり下げたりするためのものである。この様子は矢印Ａに示さており、画像形成装置と支持基板とが近い位置から双方が離れた位置へと上下する。ページめくりアセンブリ２２は、ページ８をページ１０に捲って次のページセットを開き、画像形成するよう配置させるためのものである。
【００１９】
図２に図示されるように、画像形成装置１２には、開いたページ８、１０の両方を実質的に同時に画像形成することができる一対の平らなパネル検出器アレイ１８、２０が組み込まれている。パネル検出器アレイの各々が、薄いガラス基体シートを含み、ピクセルエレメント検出器として機能する薄いフィルム状のトランジスタ及びセンサのアレイが該ガラス基体のシート上に形成される。前記アレイは共通のエッジ２４で交わる楔形に配置される。本発明のアレイと同様の二次元検出器アレイを含む例示的な楔形画像形成装置は、ターナーの米国特許番号第５，３５９，２０７号に記載され、本明細書中参照として取り入れられる。このタイプの検出器アレイは、機械部品を動かさずに有利に画像を捕捉することができる。本発明で使用されるものと同様の例示的な二次元検出器アレイは、ストリート他の米国特許番号第５，０１７，９８９号及びアントナク他の米国特許番号第５，０７９，３２６号に記載されており、両特許もまた本明細書中に参照として組み入れられる。
【００２０】
画像形成装置１２内にはLoctite Luminescent Systems 社から市販されている平らなＥＬランプ（elctroluminescent lamp）のような照明源２６、２７が配置され、検出器アレイを介してページ８、ページ１０上の画像を照明する。プレキシガラスのような光拡散物質２８、２９の薄い層は、検出器アレイ１８、２０、及びＥＬランプ２６、２７と接触してはさまれており、光の均一性を良くする。また、ページは検出器アレイを通して半透明のブロック、適当な光源及び適当な光学部品の組合せによって照明されてもよく、これにより、光から生じる光ビームは半透明のブロックに入って半透明のブロックに沿って反射され、拡散した光が検出器アレイの全領域の上に発せられる。更なる選択肢として、現在の液晶ディスプレイに使用されている標準バックライト配列はまた、本発明の目的のための合理的に放散された照明を提供する。
【００２１】
ブロック３０、３２で簡略に図示されるアドレス指定及び読出しインターコネクトがそれぞれ各検出器アレイ１８、２０に一つのエッジに沿って連結している。楔形頂上エッジ２４がインターコネクトに接続されていないので、アレイの画像形成表面を最大にして前記エッジの近くの基板上にピクセルエレメント検出器を組み立てることが可能である。この特徴は、特に脊柱に近接するページの完全な画像を捕捉するために有益である。
【００２２】
ドライブアセンブリ１４によって画像形成装置が該ブックの方へ駆動されるとき、楔形頂上エッジ２４に位置し且つ画像形成装置１２の下に延出している位置センサー３４は、ブック６に接触するとすぐに画像形成装置内に後退することができる。位置センサがスイッチ３８を駆動すると、ドライブアセンブリの運動を停止させるための信号が生成される。本発明が記載されたセンサに限らず、適当なセンサであれば、例えば磁気若しくは容量性近接センサ、又は光学検出器等として使用されるセンサであってもよいことをご理解されたい。更に、位置センサは記載された感知機能が発揮できればどこに配置されてもよい。
【００２３】
再度図１を参照すると、支持基板４は静止基板４０と、前記静止基板４０上に着座穴４４内で支持されたキャリッジ４２とを含む。キャリッジ４２についているローラー４６は、着座穴４４内を矢印Ｂの方向に横方向の移動が可能である。ピボット可能に取り付けられた一対の支持プレート４８、５０は、１つのエッジの周りを角度運動するようにキャリッジに固着されており、この角度運動は矢印Ｃによって示されている。一端をキャリッジに、反対側のもう一端をプレート４８、５０に固定された空気ピストン５２、５４は、図示されるように、動作するときにプレートを動かす。図示されるように、部分的に開いた、リラックスした位置でブックを支持するような角度で支持プレートが通常載せられていることが好ましいが、画像形成の前後に支持プレートを平らに横たわらせることも可能である。
【００２４】
図３に図示されるように、ドライブアセンブリ１４は、画像形成装置と支持基板４との間で垂直な相対移動をさせるために画像形成装置１２と動作上関連している。ドライブアセンブリ１４は、モーター５６（好ましくはドライブギア６０が固定されているドライブシャフト５８を有するリバーシブルステップモータ）を含む。チェーン６２はドライブギア６０及びアイドラギア６４に連結している。下方の画像形成位置と上方のページ捲り位置との間で画像形成装置１２が垂直方向に相互に移動できるように、画像形成装置１２はチェーン６２に固定されている取付板６６に固定されている。図示されるように画像形成装置を移動させたり、静止画像形成装置に対して支持基板を移動させたり、又は画像形成装置及び支持基板の両方を動かしたりするための、あらゆる適当な駆動メカニズムが使われることができることを御理解されたい。
【００２５】
図５に図示されるように、ページ捲りアセンブリ２２は回転可能ピボットシャフト６８を含み、該シャフト６８はドライブアセンブリの運動に相関したタイミングで矢印Ｄで示された方向へ駆動され、該シャフト６８にはピボットアーム７０の一端が固定され、前記ピボットアーム７０の反対側の一端には折り畳み可能なページ拾いワンド７２及びエアナイフノズル７３が取り付けられている。折り畳み可能なページ拾いワンド７２は、ページ８の上のページ拾い位置からブッククリア位置（破線で図示）まで矢印Ｅの方向に移動可能である。ページ拾いワンド７２のヘッドにある開口部７４は、該ワンド内のチャネル（図示されていない）まで開いており、該開口部にバキュームソースが接続されることができる。図４に見られるように、エアナイフノズル７３は、ページ拾いワンド７２の下にあり、ブックページをクリアにして、該ページのエッジに空気のストリームを吹き込むのに十分なくらい短い。該エアナイフノズル７３はワンドの下四分の一インチのところに位置しており、ワンドと一番上のページの間が接触する前にページをぱらぱらとめくって一番上のページが残りのページと区別される。およそ９〜１０インチHgのバキュームにより、空気のバキュームライン、及び気圧ライン（何方も図示されていない）は空気をおよそ２０ｐｓｉで運び、ピボットシャフト及びピボットアームを通過してページ拾いワンドの開口部へ、そしてエアナイフノズルへそれぞれ向かう。
【００２６】
静止基板４０に取り付けられたコントローラー７６は、ドライブ部材、センサ部材、画像形成部材の全てに動作上連結しており、この装置の動作を全て支配している。本発明の本実施の形態では、コントローラとして三菱のプログラム可能コントローラFX-16MT-ESS-PLC が使用されており、該コントローラにはアドオンモジュールFX-1PG-PLCが付け加えられて、高速クロック及び装置ステップモーターの自動上下ランプを提供する。
【００２７】
図６〜図８及び図４を見ると、ブックイメージャ２の動作が記載されている。図６では、ブックイメージャ２は、ページ捲り位置（図１に図示）から画像形成位置に向かって移動させられている。ブック６がページ８及びページ１０を上方向に向けて、支持基板４の上に開いて置かれている。該ページ捲りアセンブリ２２は、ページ拾いワンド７２をページクリア位置にしてページ１０に近接している。画像形成装置１２がブック６に近づくとき、楔形頂上エッジ２４がページの中心付近でブックと接触するときに、コントローラーにその下方移動を終らせるように信号を送る位置センサー３４によって、連絡が行われる。エッジ２４が該軸からわずかに横にずれれば、該軸付近のページの曲がりに沿って該ページのうちの１ページと接触し、画像形成装置１２によって加えられた下方向の圧力の横方向成分が、ページの中心軸を位置合わせエッジ２４へと自己位置合わせするために該ブック及びキャリッジ４２をインクリメンタルに横方向に移動させる。これは、ページの中心軸の位置が脊柱を横切るときに該ブックのページが捲られるため、起こる。
【００２８】
図７では、この装置の画像形成位置が図示されている。ピストン５２、５４は電力供給されて支持プレート４８、５０を斜め上方へと押し、検出器アレイ１８、２０と実質的に平行となるように支持プレートを配置させる。このように、ページ８、１０の各々の全表面は、検出器アレイと密接するようにさせられる。画像形成装置はその後、両方のページの画像を同時に捕捉する。
【００２９】
画像形成の後、該ピストンは停止し、ブックを部分的に開いたリラックスした位置に戻す。ドライブアセンブリ１４は、画像形成装置１２をブック６から図８に図示される高部のページ捲り位置へと上方に移動させる。同時に、ページ捲りピボットシャフト６８は、折り畳まれたページ拾いワンド７２を、この図に見られるようにページ１０の近くからページ８の近くへと時計回り方向に移動させる。ページ拾いワンドはこのように移動するので、該ページ拾いワンドは（図示されていないメカニズムによって）ページ８上のページ拾い位置に広げられる。１２時ちょうどの位置で、ページ捲り機の開口部７４及びエアナイフノズル７３を介してバキューム及び空気圧が加えられる。エアナイフがページに接近するとき、空気のストリームはページをフラッタし始め又はパラパラとはたき始めて、ページを分離する。これは、該ページが一緒にくっついてページ捲りができないようにならないようにするためである。一番上のページがワンド７２によってつかまれると、開口部７４を通ったバキュームによってワンド８２に固着される。その後、ページ捲りピボットシャフト６８の角度回転が逆回転し、ページ拾いワンド７２及び該シャフト６８に固着されたページ８を図４に図示されるように反時計回り方向に移動させる。エアブラストのベルヌーイ効果によって一番上のページに隣接したページが一番上のページとともに輸送されうるので、ワンドが２時３０分ちょうどあたりの位置にページ８を移動するとき、エアナイフの電源が切れて捲りたくない二番目のページを重力でフォールバックさせる。ページ８が上死点を越えて好ましくは１０時ちょうどの位置あたりに輸送されるとバキューム圧力は停止し、ワンド７２はブッククリア位置に折り畳まれる。輸送されたページ８は重力でページ１０の頂へと落ち、後続する露光されていないページセットが次の画像形成のために用意される。
【００３０】
ブックの一組のページの各々を画像形成することが所望されるわけではないこと、及び一ページのみが画像形成のために選択されるようにコントローラにプログラムすることが可能であることをご理解されたい。さらに、該コントローラーは、所望のページを独立して画像形成するために複数の連続ページを捲るようにプログラムされることができる。
【００３１】
本発明が本明細書に記載された好適な実施の形態の設計又は特定の仕様に限られず、本明細書中上記に記載されたものと同等の構造物が本発明の範囲内に含まれることが意図される。例えば、ブックが部分的に開いた、逆さの、ページを下に向けた位置で適当な支持面の上に置かれることができ、またドライブアセンブリは通常該支持面の下に配置された画像形成装置を該ブックの方へ上方に移動させることができることも考えられる。楔形画像形成装置が記載されたが、基体の厚み及び照明源に調整するために実効可能なくらい小さい角度で該楔形を構成することも、本発明の範囲内に入る。
【００３２】
【発明の効果】
本発明により、正確に高解像度でより高速且つ自動的に手動介入なしで、且つブック自体にダメージを与えることなくブックページを複写することを可能にする装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のブックイメージャ装置の好適な実施の形態の正面図であり、ページ捲り位置において示されている。
【図２】 該ブックイメージャの画像形成装置を切り取った側断面図である。
【図３】 該ブックイメージャのドライブアセンブリの略斜視図である。
【図４】 ページ捲り機アセンブリの斜視図である。
【図５】 該ブックイメージャのページ捲り機アセンブリの平面図である。
【図６】 該ブックイメージャの正面図であり、画像形成位置に近づいたところが示されている。
【図７】 該ブックイメージャの正面図であり、画像形成位置で示されている。
【図８】 該ブックイメージャの正面図であり、図７の画像形成位置から図１のページ捲り位置への移行を示している。
【符号の説明】
２ ブックイメージャ
４ 支持基板
１２ 画像形成装置

Claims (1)

1. ブックイメージャであって、
   支持体を含み、ブックページ一組を露光するために前記支持体上にブックが開いて載せられ、前記支持体が一組の支持プレートを含み、それぞれの前記支持プレートが開いたブックを片面ずつ支持してピボット軸のまわりを角度運動するように取り付けられ、前記支持体が前記支持プレートに連結した加圧部材を更に含んで前記支持プレートを角度移動させ、
   一組の画像形成表面を有する画像形成装置を含み、前記画像形成表面の各々がページの二次元ディジタル表示を捕捉可能であり、前記画像形成表面が楔形構造に配置され、前記楔形構造の収束端は前記支持プレートのピボット軸の間に実質的に中央に位置合わせされ、
   前記支持体及び前記画像形成装置に対して配置されたドライブアセンブリを含み、前記支持体及び前記画像形成装置が第一の位置から第二の位置まで相対移動可能なように、前記ドライブアセンブリは前記支持体と前記画像形成装置とを相対移動し、前記第一の位置ではブックの少なくとも一ページの画像形成が可能になるように前記画像形成装置が前記支持体のすぐ近くに位置し、第二の位置では、前記画像形成装置は前記支持体から充分離れて位置してブックのページを捲るのを可能にし、
   一回につき一ページ捲るページ捲り機を含み、捲るページが隣接するページから分離するように前記ページ捲り機の一部がページのエッジに空気のストリームを吹き込む、
   ブックイメージャであって、
   前記画像形成装置、前記支持体、および、前記ドライブアセンブリと関連する近接センサが、前記支持体上のブックに対する前記画像形成装置の近接に応じて信号を生成し、該信号に応じて、前記第一の位置で前記ドライブアセンブリを止め、
   前記一組の支持プレートの一方は、他方に対して、ブックのためのＶ字型着座を形成するように普段は配置されており、
   前記画像形成表面は、楔形構造で、頂上エッジに収束するように配置され、
   前記頂上エッジは前記Ｖ字型着座の頂上と実質的に位置合わせされる、
   ブックイメージャ。

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