JP4323660B2 - Usbインターフェイス手段を具備する画像読取装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータ等のデータ処理装置(以下、「PC」という)に接続されるいわゆる周辺装置の一つである画像入力装置に関するものであり、より詳しくは、USBインターフェイス(以下、単に「USB」という)を具備して電源供給を外部から受ける画像入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近のPCの性能の飛躍的向上とその普及に伴ない、コスト低減と共に操作の簡便性と容易性の要求が益々高まってきた。従来から、PCの制御装置本体とそれに接続されるキーボード、ディスプレイ、プリンタ及び光学スキャナ装置等の各種の周辺装置との接続については、相互間で個々の周辺装置特有なコネクタを介して接続され、このために、PC制御装置本体(裏面)には、専用のCRT用コネクタ、キーボード用コネクタ、標準のRS232C等のシリアル・コネクタやSCSI及びセントロニクス規格のパラレル・コネクタ等多くの種類のコネクタを装備していなければならなっかった。そして、PCのセットアップや周辺装置の増設時においては、PC制御装置本体と個々の周辺装置間は、規定された所定のコネクタ・ケーブルを用いて相互接続する必要があった。
【0003】
また従来においては、PCのセットアップや周辺装置の増設時におけるプラグ&プレイ機能はもとより、電源を落とさずに接続プラグの抜き差しを可能とするいわゆるホット・プラグ機能が求められていたにも拘わらず、従来のPCにおいては必ずしも操作の簡便性と容易性が充分に達成されていたとは言い難い状態であった。
【0004】
このために、PCと種々の周辺装置に対して共通のコネクタで接続可能であり、さらにプラグ&プレイ機能とホット・プラグ機能を達成することが可能なUSB(Universal Serial BUS)インターフェイス規格(以下、「USB」という)とIEEE1394インターフェイス規格が設定され現実に利用されるに至った。
【0005】
このうち、USBは、図5に示すとおりデータ信号線D+/D−の他に+5Vを供給する電源線をもっていることから、周辺装置自身が電源ユニットを有するセルフ・パワー・デバイスと、USBケーブルを介して接続先のホストPCの制御装置側から電源の供給を受けるバス・パワー・デバイスがある。
【0006】
後者のバス・パワー・デバイスは自ら電源装置を持つ必要はないものの、消費できる電流制限(通常電流消費モード時において100mA以下、最大電流消費モード時において500mA以下)が厳格に定められおり、定格消費電力が小さく比較的小型で簡易な周辺装置が採用する。しかし、電子回路、特にCMOS・LSI回路を採用する周辺装置は、比較的高度な機能を有するものであっても、消費電流をUSBの上記電流制限値以下に押さえられる場合も多く、バス・パワー・デバイスの種類が増大している。
【0007】
しかしながら、USBのバスからの最大電流消費モード(500mA)は、周辺装置(デバイス)のコンフィグレーション情報をホスト(PC)側に報告した後、ホストからこの電流モードを使用してよい旨の設定を受けてからのみ有効となるものである。これは、バスに接続されているUSBデバイスの消費電流モデルがわからないうちからUSBデバイスがフルに電流を消費した場合、このようなUSBデバイスが複数接続されているハブ(電源供給能力を具備する最大5段までのノードで接続され得るUSB拡張コード)が、その上位にUSB規格である500mA以上の電流を要求し、バス動作が不安定になる事態を防止するためである。従って、ホストPCはそこに接続されている全てのUSBバス・パワー・デバイスの電流消費モデルを取得し、ノードごとの電流消費モデルを計算したうえで100mA以上の電流を消費しても問題ないと判断したUSBデバイスに対してのみこの最大電流消費モード(500mA)に入ることを許可することとしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従って、USBバス・パワー・デバイスは、必ずしもいつでもUSBバスから500mAの電流を消費可能なわけではなく、当該ホストPCに接続されている他のUSBバス・パワー・デバイスの動作状況に応じては、当該デバイスにおいて動作起動操作が行われても、ホストPCからの許可が設定されるまである時間動作待機しなければならないこととなる。
【0009】
このように、USBバス・パワー・デバイスにおいては、操作者が所定の起動操作を行っても、ホストPCからの許可を受けるまでは当該デバイスは動作待機の状態になってしまうこととなり、従来においては、操作者は、起動操作を行ってもデバイスが起動しないことが当該デバイスの故障なのか又は動作待機モードに入っているのか判別することができず不安な状態に置かれたり、または誤操作の原因になることもあった。上記のことは特に移動動作又は回転動作を伴ない視覚により動作確認可能な周辺装置であってUSBバスから最大電流消費モード(500mA)を消費する必要がある名刺や葉書等(以下、「カード」と称する)の画像情報を読み取るための画像読取装置(以下、「カード読取装置」という)について言え、カードを読取らせる起動操作をしたにも拘わらず動作しない理由が故障であるのか、上記の動作待機モードであるのか、又は操作ミスあるのかを、操作者に対して簡易に非常に低コストの方法にて且つこれを明確に表示する必要性が高かったのである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するために、外部から電源供給を受ける画像読取装置であって、原稿画像を読み取ってその画像データを出力するための光検知手段と、前記光検知手段が検知した画像データ信号をUSBコネクタを介して外部のデータ処理装置に出力するためのUSBインターフェイス手段と、装置の動作状態を表示する表示手段と、前記光検知手段、前記USBインターフェイス手段、及び前記表示手段を制御する制御手段とから構成し、前記制御手段は、前記光検知手段で原稿画像を読み取る際に、前記外部のデータ処理装置に対して電源供給リクエストを行い、この電源供給リクエストが受入れられた場合は、前記光検知手段で原稿画像の読み取りを実行すると共に、前記表示手段に画像読取動作状態であることを表示し、前記電源供給リクエストが受入れられなかった場合には、前記表示手段に動作待機状態であることを表示するように制御する。そして前記光検知手段はCCDディバイス、受光ダイオード・アレイを使用する。また、前記表示手段は、例えばLED発光素子、或いは電子音により動作状態と待機状態を表示するように構成する。
【0011】
また、最近のメモリ装置の高集積化と低コスト化に鑑みて、前記画像読取装置はさらに、前記光検知手段が出力した前記画像データを一時的に記憶するための記憶手段を具備し、当該記憶手段に記憶された画像データを前記外部データ処理装置に対して所定のタイミングで出力する、ように構成してもよい。
【0012】
本装置の制御装置は、読前記電源供給リクエストが受入れられなかった場合にはこれが受入れられるまで電源供給リクエストを繰り返して行い、これが受入れられた場合は前記表示手段を動作モードにて表示すると共に原稿の読取制御を行う。そして、ここで使用する表示手段は発光素子であって、前記動作モード表示は当該発光素子の継続点灯し、前記動作待機モードは当該発光素子の断続点灯するように構成することにより、同機能を極めて低いコストで実現している。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像入力装置の詳細を図面に基づいて説明する。
【0018】
図1は、本発明の実施の形態の例を示す図であり、パソコン本体に接続されたカード読取装置を示す。また、図2は、本発明に係るカード読取装置の斜視図を示す。
【0019】
カード読取装置1は、USBコネクタ受け2を備えており、USBケーブルCを介してホストPCに接続される。最大長さ5メートルのUSBケーブルCには、カード読取装置側にはシリーズAタイプのUSBコネクタC1が、ホストPC側にはシリーズBタイプのUSBコネクタC2が結合されている。図1に示すように、USBケーブルCは、拡張用のUSBハブ・コネクタEを介してホストPCに接続されてもよい。USBハブ・コネクタは、最大5段まで入ることが可能である。
【0020】
ここで、図9に、USBシールド・ケーブルの断面図を示す。図に示されるように、信号線用ツイスト・ペア線と、2本の電源線がシールド編線内に収納されている。また、図10に、USBのケーブル長の延長例を示す。
【0021】
図2に示すように、カード読取装置1は、カードを積載する積載部3を備えており、ここから1枚づつ繰り出されたカードは装置内部に搬送され、後述する画像入力装置によってその記載内容が読み取られる。そして、読み取られた情報は、パソコン本体Pのデータベースに蓄積される。なお、カード読取装置1は、スタートスイッチ50をON操作することによって起動される。このとき、パソコン本体PCから電源供給を受けることができれば、表示ランプ6が継続点灯する。もし、電源供給を受けることができなければ、表示ランプ6は、電源供給を受けるまで断続点灯する。
【0022】
図3および図4は、カード読取装置の内部構造を示す図であり、図3は側方から、図4は上方から、それぞれ見た図である。
【0023】
カード読取装置1の一側部には、図2に示したように、上方に露出する積載部3が設けられている。積載部3は、実際にカードが積載される押圧板4と、押圧板4と本体フレーム1aとの間に設けられ、押圧板4を上方に向けて付勢する押圧バネ5とを備えており、押圧板4に載置されたカードは、押圧バネ5の付勢力によって後述する給紙ローラに向けて付勢される。
【0024】
また、上記押圧板4には、一対のサイドガイド7,8が立設されている。各サイドガイド7,8は、カード搬送方向である矢印D方向と直交する方向に延出し夫々対向する向きに形成されたラック7a,8aと、押圧板4の裏面略中央に回転可能に設けられ、各ラック7a,8aに噛合するピニオン9とを備えたユニバーサル機構によって、一体的に矢印D方向と直交する方向に移動可能となっている。すなわち、押圧板4に載置されたカードは、いずれかのサイドガイドを移動させることで、その両サイドが規定されるようになっている。
【0025】
押圧板4に積載されたカードは、以下に詳述するカード分離機構10によって1枚づつ分離され、後述する画像入力装置の読取り部に向けて搬送される。ここで、カード分離機構の構成および動作について、図3乃至図6を参照して説明する。
【0026】
本体フレーム1aには、矢印D方向と直交する方向に駆動軸11が回転可能に支持されており、この駆動軸11は、本体フレーム1aに支持された駆動モータMが駆動されることで回転駆動される。駆動軸11には、所定間隔をおいて一対の給紙ローラ11aが一体的で、かつ回転可能に支持されており、押圧板4に積載されたカードの表面に当接可能となっている。
【0027】
前記押圧板4には、その中央部分(一対の給紙ローラ11aの間に対応する部分)に切欠部4aが形成されており、この切欠部内に、湾曲した板状のストッパ13が所定角度だけ回動可能に配設されている。具体的には、ストッパ13は、駆動軸11と並行で、かつ押圧板側のやや上方でフレーム本体1aに回転可能に支持された支持軸13aの中央部分に一体的に形成されており、図3に示すように、側方から見て給紙ローラ11aの外周面より下方で、その外周面に部分的に沿うように湾曲形成されている(図3は初期位置を示す)。
【0028】
支持軸13aは、以下の機構によって、その回転が規制/解除され、前記ストッパ13は所定角度回動可能となっている。すなわち、ストッパ13は、支持軸13aの回転が規制されているときが図3、図5に示す初期位置であり、支持軸13aの回転が解除されているときが回動可能状態で、その下面が給紙ローラ11aの外周面より上方に回動可能となっている。
【0029】
上記駆動軸11には、その端部に駆動モータMとギヤトレインT1によって連結されたギヤ15が固定されている。このギヤ15と給紙ローラ11aとの間には、駆動軸11に固定され、軸方向に延出する爪部17aを具備したラチェットロック17と、爪部17aと係合するテーパ面18aが形成されたラチェットナカ18が配されている。このラチェットナカ18は、ラチェットロック17が回転することで、爪部17aとテーパ面18aとの係合関係により、給紙ローラ11a側に摺動されるように駆動軸11に回転可能に支持されている。なお、ラチェットナカ18と給紙ローラ11aとの間には、ラチェットバネ20が配設されており、ラチェットナカ18をギヤ15側に向けて付勢している。
【0030】
前記ラチェットナカ18は、その中央部分に円周溝18bが形成されており、円周溝18bの一端側が上記テーパ面18aを有するテーパ部18c、他端側が端面にラチェット18dが形成されたラチェット部18eとなっている。そして、上記支持軸13aには、この円周溝18bに入り込み、かつラチェット部18eの外周面と当接可能な当接部13cが形成されている。なお、ラチェット18dは、ラチェットナカ18が給紙ローラ11a側に摺動された際、給紙ローラ11aの対向端面に形成されたラチェット11bと係合可能になっている。
【0031】
押圧板4の前端面4b側には、前端面4bと対向し、積載されたカードの前端が当て付く突き当て部22aを有する上カバー22が隣接して設けられている。そして、その中央には、切欠部22cが形成され、その部分にカードの1枚分離が成されるよう、カード搬送方向(D方向)に向けて上昇し、摩擦部を表面に具備した分離部25が配置されている。
【0032】
以上のように構成されたカード分離機構10によって、押圧板4上に積載されたカードの1枚分離を行う動作について説明する。
【0033】
図5に示す初期状態において、押圧板4上にカードが積載されると、押圧板4は押圧バネ5の付勢力によって上方に押し上げられる。このとき、当接部13cがラチェット部18eの外周面と当接した状態にあるため、支持軸13aは回転することはできず、積載されたカードは、ストッパ13によって給紙ローラ11aの外周面に接触することはなく、また、カード分離部分である突き当て部22a及び分離部25に進入することはない。
【0034】
この状態で、読取り動作指示が伝わると、モータMが回転駆動され、ギヤ15に回転駆動力(図5矢印方向)が伝達される。これにより、駆動軸11が回転駆動され、ラチェットロック17も一体的に回転する。このとき、爪17aがラチェットナカのテーパ面18aに沿って移動し、ラチェットナカ18を給紙ローラ11a側に向けて摺動させる。
【0035】
ラチェットナカ18が摺動すると、ラチェット部18eに当接していた当接部13cが溝部18bに入り込み、支持軸13aを回転可能状態とする。これにより、押圧板4に積載されたカードは、押圧バネ5の付勢力によってストッパ13を上方に移動させ(支持軸13aを回転させる)、給紙ローラ11aの外周面に当接するようになる。一方、ラチェットナカ18が摺動し、ラチェットロック17の爪部17aがテーパ面18aを滑り終わると、爪部17aは回転規制面18fに当接し、ラチェットナカ18も一体的に回転するようになる。そして、これと同時にラチェット部18eのラチェット18dが給紙ローラ11aのラチェット11bと係合し、給紙ローラ11aも一体的に給紙方向に回転駆動される(図6参照)。
【0036】
給紙ローラ11aが回転すると、それに当接しているカードは、D方向に搬送され、分離部に向けて繰り出される。そして、押圧板4に積載されたカードは、その前端部分が上カバー22の突き当て部22aに規制されると共に、その最上のカードが分離部25によって分離され、後述する画像入力装置の読取り部に向けて搬送される。
【0037】
そして、最終のカードを搬送し終えると、ストッパ13が解除バネ19の捻り力(又は戻り力)により押圧板4の切欠部4a内に落ち込み、これにより、当接部13cもラチェットナカの溝部18bから外れる。その後、モータMを逆回転駆動し、ラチェットロックの爪部17aを図5に示す状態に戻すことで、ラチェットナカ18はラチェットバネ20の付勢力によって初期位置に戻り、再びカード積載待機状態となる。ここで、解除バネ19とラチェットバネ20の作用により、原稿がなくなった時にはラチェットナカ18が解除するように構成すれば、リセットのためのモータMの逆回転駆動を不要とすることも可能である。
【0038】
図3に示すように、上述したカード分離機構10の下流側には、搬送ローラ対30および排出ローラ対32が配設されており、これらのローラ対30,32の間に画像入力装置40が配設されている。搬送されたカードは、この画像入力装置40の読取り部40aを通過する際、スキャンされ、その内容が読み取られた後、排出ローラ対32を介して装置本体外に排出される。なお、これらのローラ対30,32は、各支持軸の端部に取り付けられている駆動ギヤ30a,32aが上記モータMにギヤトレインT2を介して連結されており、モータMの駆動によって回転駆動される。
【0039】
画像入力装置40は、搬送ローラ対30によって送られてくるカードに対して光を照射する光源(LED)41と、カードからの反射光を偏向する偏向部材(ミラー)42と、このミラー42からの光を集光する集光レンズ43と、集光レンズ43からの光を検出する光学素子(CCD)45とを備えており、集光レンズ43によって集光されたカードからの反射光は、前記CCD45によって検出され、検出された光は光電変換された後、画像データとしてパソコン本体P内に取り込まれてデータ処理がなされる。
【0040】
図7は、カード読取装置の動作を説明するフローチャートである。カード読取装置1の原稿トレイ3の上に載置された原稿を読み取るため、スタートスイッチ50をON操作する(S1)。カード読取装置1は、外部データ処理装置PCに対して、電源供給リクエストを行う(S2)。つまり前記光検知手段45で原稿画像を読み取る際に図11に示す制御手段は外部データ処理装置PCに対して、電源供給リクエストを発信する。そこで外部データ処理装置PCは、このリクエストを受けることができるか否か判断する(S3)。受け入れることができなければ、表示ランプ6は動作待機状態である旨を表示する断続点灯を行う(S4)(以下動作モードという)。そして、カード読取装置1は、このリクエストが受け入れられるまで所定のタイミングで、リクエストを繰り返す。
【0041】
外部データ処理装置PCは、この受け入れが可能になれば、直ちにカード読取装置1に、USBコネクタCを介して電源供給を開始する。表示ランプ6は、動作モードを表す継続点灯を行う(S5)。このとき原稿の読取制御が行われ(S6)、光検知手段が出力した画像データを一時的に記憶する(S7)。そして、PCに対し所定のタイミングで記憶したデータを出力する(S8)。PCは、原稿の読み取りが終了したか否かを判断し(S9)、読み取りが終了するまでデータ処理を続ける。
【0042】
図8は、表示手段の動作および待機のモード(待機状態)を示す図である。図8(A)は、スタートスイッチ50をONにすると同時に、外部データ処理装置PCがカード読取装置1に電源供給を開始した状態を示している。カード読取装置1は直ちに原稿読み取りを開始し、表示ランプ6は、原稿読み取り終了まで動作モードを表す継続点灯を続ける。
【0043】
図8Bは、スタートスイッチ50をONにしても、カード読取装置1が直ちに外部データ処理装置PCから電源供給を受けることができない状態を示している。スタートスイッチ50がONされると、カード読取装置1の表示ランプ6は、待機状態である旨を表示する断続点灯を開始する(以下待機モードという)。その後、外部データ処理装置PCから電源供給を受けると、カード読取装置1は原稿読み取りを開始する。そして、表示ランプ6は原稿読み取り終了まで動作モードを表す継続点灯を続ける。
【0044】
図11は、本発明に係る画像読取装置における制御手段のブロック構成図を示す。上記説明のように原稿の画像は、光検知手段によって順次読み取られる。ここで光検知手段は、図1乃至6で説明したCCD等の光学縮小タイプの光検知手段を利用してもよいが、線形の接触型光センサを用いてもよい。副走査方向の画像データは、コントロールICから供給されるクロック信号毎にビット列のシリアル・データとしてAMPに入力され、増幅されて信号レベル補正が行われる。レベル補正が行われたアナログデータはそのその階調に応じてデジタル変換される。カラーデータの場合はRGBの基本色要素毎にデジタル変換される。この後、デジタル変換されたデータは、所定バイト数に束ねられてRAM等の記憶手段に一時格納され、または直接に、上記した転送モードによりUSBインターフェイス手段を介してホストPCに送信されることとなる。図12において、ROMには動作プログラム及び固定データが記憶される。また、制御パラメータ設定手段により、前記動作モードの表示方法などの各種制御設定が可能になっている。
【0045】
以上説明したように、本発明によれば、周辺装置である画像読取装置が、USBインターフェイスを介して外部データ処理装置と接続されて電源供給を受けているので、周辺装置自体が電源を持つ必要がなく、小型で取り扱いも簡便である。
【0046】
また、周辺装置は、外部データ処理装置に電源供給をリクエストし、外部データ処理装置に電力の余力があるときのみ電源供給を受け、データを外部データ処理装置に対し出力する方式にしたので、外部データ処理装置は、さらに他の周辺装置を接続することができる。
【0047】
さらに、カード読取装置に待機モードを表す表示ランプを設けたので、この装置の操作者は、装置が作動していなくても操作ミスや装置の故障ではなく、装置が待機状態にあることを容易に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す図であり、パソコン本体に接続されたカード読取装置を示す図。
【図2】カード読取装置を示す斜視図を示す。
【図3】図1に示すカード読取装置の内部構造を示す側面図を示す。
【図4】図1に示すカード読取装置の内部構造を示す上面図を示す。
【図5】カード分離機構を示す図であり、初期位置を示す。
【図6】カード分離機構を示す図であり、カード積載状態を示す。
【図7】カード読取装置の動作を説明するフローチャートを示す。
【図8】表示手段の動作および待機のモードを示す。
【図9】USBシールド・ケーブルの断面図を示す。
【図10】USBのケーブル長の延長例を示す。
【図11】本発明に係る画像読取装置における制御手段のブロック構成図を示す。
【符号の説明】
1 カード読取装置
6 表示ランプ
40 画像読取装置
41 LED(光源)
42 ミラー(偏向部材)
43 集光レンズ
45 CCD(光学素子)
50 スタートスイッチ
PC 外部データ処理装置
C USBコネクタ
Claims (5)
- 外部から電源供給を受ける画像読取装置であって、
原稿画像を読み取ってその画像データを出力するための光検知手段と、
前記光検知手段が検知した画像データ信号をUSBコネクタを介して外部のデータ処理装置に出力するためのUSBインターフェイス手段と、
装置の動作状態を表示する表示手段と、
前記光検知手段、前記USBインターフェイス手段、及び前記表示手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記光検知手段で原稿画像を読み取る際に、前記外部のデータ処理装置に対して電源供給リクエストを行い、
この電源供給リクエストが受入れられた場合は、
前記光検知手段で原稿画像の読み取りを実行すると共に、前記表示手段に画像読取動作状態であることを表示し、
前記電源供給リクエストが受入れられなかった場合には、前記表示手段に動作待機状態であることを表示する、
ように制御することを特徴とするUSBインターフェイスを具備する画像読取装置。 - 前記画像読取装置はさらに、前記光検知手段が出力した前記画像データを一時的に記憶するための記憶手段を具備し、当該記憶手段に記憶された画像データを前記外部データ処理装置に対して所定のタイミングで出力する、ように構成された請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記光検知手段は、CCDディバイス又は受光ダイオード・アレイである請求項1又は2に記載の画像読取装置。
- 前記制御手段は、前記電源供給リクエストが受入れられなかった場合にはこれが受入れられるまで電源供給リクエストを繰り返して行い、これが受入れられた場合は前記表示手段に動作状態であることを表示すると共に、前記光検知手段で原稿画像の読み取りを実行する請求項1に記載の画像読取装置。
- 前記表示手段は発光素子であって、前記動作状態の表示は当該発光素子の継続点灯であり、前記動作待機状態の表示は当該発光素子の断続点灯であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像読取装置。
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