DE2045593B2 - Vorrichtung zum Projizieren eines Lichtbildes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Projizieren eines Lichtbildes eines Originals auf eine sich bewegende Bildebene gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus »IBM Technical Disclosure Bulletin, Juni 1969, Seite 173« ist eine derartige Vorrichtung bekannt. Durch die sich an die Auflageplatte für das Original anschließende, abfallende Seitenwand besteht die Möglichkeit, einzelne Seiten aus Büchern zu kopieren, indem das aufgeschlagene Buch derart aufgelegt wird, daß die zu kopierende Seite auf der Auflageplatte aufliegt, während die zweite aufgeschlagene Seite an der Seitenwand anliegt. Zur Beleuchtung des Originals ist bei der bekannten Vorrichtung eine Lichtquelle vorgesehen, die aus einem nach oben geöffneten Schacht besteht, in dem zwei Reihen vertikal angeordneter Lampen angeordnet sind. Das von dem Original reflektierte Licht fällt durch einen am unteren Ende des Schachtes vorgesehenen Schlitz auf die Optik. Eine derartige Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß diejenigen Stellen eines abzubildenden Originals, die im Bereich der Seitenkante liegen, d.h., die Stellen im Bereich des Bucheinbandes, nicht ausreichend beleuchtet werden. Dies führt dazu, daß die entsprechenden Photokopien an den betreffenden Stellen schlecht lesbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine bessere Beleuchtung eines zu projizierenden Originals gewährleistet.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden auch diejenigen Stellen des Originals ausreichend beleuchtet, die im Bereich der Seitenkante der Auflageplatte liegen. Bei der Beleuchtung des Originals läuft das Lichtband der Lichtquelle gleichsam voraus. Dadurch, daß das Original gut und gleichmäßig an allen Stellen beleuchtet wird, wird erreicht, daß die Bildebene an aller Stellen ίο gut belichtet wird. Die hierdurch erhaltenen Photokopien sind an allen Stellen gut lesbar. Aus der deutschen Patentanmeldung B 17 911 ist es zwar bekannt, eine Lampe mit einem Längsschlitz zu versehen, so daß das Licht in Form eines Lichtbandes durch den Längsschlitz austritt, jedoch konnte dieser Druckschrift kein Hinweis auf die erfindungsgemäße Lösung gegeben werden, denn dort findet sich keine Anregung, die Lampe derart einzustellen, bzw. anzuordnen, daß das Lichtband bei einer Vorrichtung der hier in Frage stehenden Art schräg auf die Seitenkante fällt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in

Anspruch 2 angegeben. Durch die Zusatzlichtquelle wird erreicht, daß das Original noch besser beleuchtet wird, so daß auch bei kontrastarmen Originalvorlagen eine gute Kopie erzielt wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Lichtquelle mit Antriebsmechanismus,
F i g. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils einer Vorrichtung zum Projizieren eines Lichtbildes,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Auflageplatte und den Antriebsmechanismus der Lichtquelle der in F i g. 2 » dargestellten Vorrichtung, und

F i g. 4 eine Seitenansicht der in F i g. 2 dargestellten Lichtquelle mit Vorschubeinrichtung.

Bei der in F i g. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung wird

ein zu kopierendes Original, beispielsweise ein Schriftstück oder ein Buch, auf eine transparente Auflageplatte

14 aufgelegt und mit einem beweglichen optischen Abtastsystem zur Erzeugung eines fortlaufenden Lichtbildes abgetastet. Das Abtastsystem enthält eine Lampe

15 und eine Optik 18, die jeweils quer über die 4^r) Auflageplatte 14 geführt werden. Die optische Achse des Systems ist mit zwei Bildspiegeln 19 und 20 gefaltet, so daß das Lichtbild auf die Unterseite einer elektrophotografischen Aufzeichnungstrommel 10 projiziert wird. Zuvor wird die Trommeloberfläche jedoch gleichmäßig elektrostatisch mit einem nicht dargestellten Corotron aufgeladen. Durch das fortlaufend projizierte Lichtbild wird diese gleichmäßige Ladung selektiv abgeleitet, wodurch ein latentes elektrostatisches Abbild des Originals auf der Trommeloberfläche entsteht.

Es hat sich gezeigt, daß mit Federn ausgestattete Rückführungsmechanismen für die Lampe und die Optik zu Schädigungen der Lampe und der Optik führen können. Bei der hier gezeigten Vorrichtung werden der Lampenschlitten und die bewegliche Optik während der Abtastphase und während der Rückführungsphase des jeweiligen Kopiezyklus durch ihren jeweiligen Steuermechanismus angetrieben.
Die zur Projektion eines Lichtbildes des stationären Originals auf die bewegte lichtempfindliche Oberfläche der rotierenden Trommel 11 verwendete optische Abtastvorrichtung ist mit seitlichen Halteplatten 55 und 56 versehen, die Teile der Reproduktionsmaschine sein

können oder, wie in Fig.2 und 3 dargestellt, als besondere Elemente ausgeführt und mit dem Hauptrahmen der Maschine durch Bolzen oder andere Befestigungsmittel verbunden sind. Die beiden Seitenplatten sind zueinander parallel angeordnet und miteinander fest verbunden, sie tragen zwischen sich d:e Welle 58 für den Lampenschlittenantrieb und die L.ampenschlittenlagerschiene 59.

Die stationäre Auflageplatte 14 ist in der oberen Abdeckplatte 60 der Maschine in der in F i g. 2 gezeigten Weise in einer öffnung angeordnet. Sie besteht aus optisch durchsichtigem Glas 61 und ist auf einem Befestigungsrahmen 62 angeordnet, der mit der Unterseite der Abdeckung verbunden ist In diesem Rahmen ist die Platte auf drei Seiten gelagert, während ihre linke Kante (Fig.2) an dieser Seite des Hauptmaschinenrahmens frei liegt. Eine geneigte Platte 63 ist an der linken Seitenplatte 55 befestigt und liegt an der freien Kante der Auflageplatte an, so daß diese in eine zusammenhängende abfallende Seitenwand übergeht, auf die ein gebundenes Original, beisnielsweise ein Buch, eine Zeitschrift o. ä. aufgelegt werden kann, ohne beschädigt zu werden. In Fig.2 ist ein Buch 68 in Kopierlage gestrichelt dargestellt Es kann ferner eine Plattenabdeckung vorgesehen sein, die die Oberfläche der Auflegeplatte schützt und ein zu kopierendes Original in flächiger Berührung mit ihr hält. Diese Abdeckung kann an einer Kante des Halterahmens 62 schwenkbar befestigt sein.

In einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden elektrophotographischen Reproduktionsmaschine der hier beschriebenen Art ist eine sehr empfindliche photoleitfähige Aufzeichnungsplatte, d. h. eine in photographischer und elektrophotographischer Hinsicht extrem »schnelle« Platte, für die verwendete relativ kurze Belichtungszeit zur vollständigen Bildbelichtung erforderlich. Wegen dieser hohen Lichtempfindlichkeit kann eine Lichtquelle relativ geringer Stärke verwendet werden. Diese ist auf einem Lampenschlitten 71 angeordnet, der zwischen der Antriebswelle 58 und der Lagerschiene 59 vorgesehen ist. Er bewegt eine längliche Lichtquelle 15 in zwei Richtungen parallel zur Auflageplatte.

Wie aus den Fig. 1, 2 und 3 hervorgeht, hat der Lampenschlitten 71 der Vorschubeinrichtung über den größten Teil seiner Länge einen L-förmigen Querschnitt und ist an seinen Enden mit elektrischen Fassungen 70 versehen, in denen eine Lampe 15 gehalten wird. Die Lampe ist vorzugsweise eine längliche Leuchtstoffröhre, deren Längsachse parallel zur Auflageplatte angeordnet ist. Die Außenfläche der Lampe ist zum größten Teil undurchsichtig, bis auf einen Längsschlitz 72. Zur Speisung der Lampe sind die Lampenfassungen über ein flexibles Kabel mit einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden.

Eine andere Ausführungsform des Lampenschüttens ist in Fig.4 dargestellt. Er enthält zwei vertikal übereinander angeordnete Lampen 15 ähnlich der beschriebenen Lampe. Der Schlitten ist mit 69 bezeichnet. Die kängsschlitze 72 der Lampen sind so angeordnet, daß sie ein Flächenelement der Auflageplatte beleuchten, das in Abtastrichtung vor dem Lampenschlitten Hegt. E.« ist zu erkennen, daß bei einer derartigen Lampenanordnung die verschiedensten Lagen des LampenNchli'-tens möglich sind, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

Es ist eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Speisestromquelle für die Lampen zu Beginn und

während der Abtastphase eines Kopiezyklus vorgesehen. Wird der Lampenschlitlen in seine Anfangsstellung zurückgeführt so wird der Speisestrom für die Lampen jedoch auf einen Wert unter dem zur Zündung erforderlichen Schwellwert reduziert so daß die Lampen während der Rückführungsbewegung kein Licht abgeben. Zwei Endschalter 73 und 74 sind am Maschinenrahmen befestigt und werden durch einen Teil des Lampenschlittens betätigt Bewegt sich der Lampenschlitten in Abtastrichtung vorwärts, so wird der Endschalter 73 betätigt und damit der Stromkreis für die Lampe geschlossen. Am Ende der Abtastbewegung gibt der Endschalter 74 ein Signal ab, das eine Verringerung der Lampenspannung unter den genannten Schwellwert bewirkt Auf diese Weise ist die zur Bilderzeugung erforderliche Energie minimal, so daß eine Überbelichtung der Trommel vermindert wird.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, ist der Längsschlitz 72 der Lampe so angeordnet, daß ein Lichtband in Abtastrichtung vor den Schlitten geworfen wird. Wird die Lampe bei der in F i g. 3 gezeigten Anordnung von rechts nach links bewegt, so bewegt sich das Lichtband über die Auflageplatte bis zu deren freiliegenden Kante, wo die abfallende Seitenwand 63 angeordnet ist. Es ist zu erkennen, daß bei der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung eine Sichtkontrolle der Ecken oder anderer sonst unzugänglicher Bereiche möglich ist.

An der rechten Seite des Lampenschlittens ist ein nach unten ragendes Lagergehäuse 76 vorgesehen, in dem eine Lagerung 77 (Fig. 1, 2) angeordnet ist. Diese ist auf einer drehbaren Antriebswelle 58 geführt Ein Stift 78 ragt durch das Lagergehäuse und die Lagerung und ist in einer spiralförmigen Vertiefung 79 der Welle geführt. Die Welle ist durch die Seitenplatte 56 geführt und mit zwei Kegelzahnrädern 84 und 85 gekoppelt, die durch das Antriebszahnrad 82 des Maschinenantsiebs gedreht werden. Auf diese Weise ist die Bewegung des Lampenschlittsns zeitlich auf die Bewegung der Trommeloberfläche und der Abtastoptik abgestimmt.

Ein weiteres nach unten ragendes Lagergehäuse 80 ist an der anderen Seite des Lampenschüttens vorgesehen und mit seiner inneren Lagerfläche auf einer Lagerschiene 59 geführt. Die Lagerschiene und die Lagerfläche besteht aus Kunststoff, beispielsweise aus Nylon, Polyäthylenterephthalat oder Tetrafluoräthylen, der einen geringen Reibungskoeffizienten hat und dessen Festigkeit bei Raumtemperatur einen hohen Widerstand gegenüber Abnutzung gewährleistet. Die Antriebswelle besteht gleichfalls aus einem derartigen Material, so daß die freie Bewegung des Lampenschlittens in beiden Richtungen leicht zu erzeugen ist

Wird die Antriebswelle in beschriebener Weise in Drehung versetzt, so wirkt ihre spiralförmige Vertiefung auf den stationär gehaltenen Stift 78 so ein, daß der Lampenschlitten auf seinem vorbestimmten Weg transportiert wird. Die spiralförmige Vertiefung 79 wirkt als Mantelkurve, die dem Lampenschlitten eine vorbestimmte Bewegung erteilt. Am Beginn der Abtastphase wird der Schlitten zunächst schnell auf die Abtastgeschwindigkeit beschleunigt. Dann wird er in linearer Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit über die Auflageplatte bewegt. Am Ende der Abtastphase wird er schnell auf die Geschwindigkeit Null verzögert und seine Bewegungsrichtung umgekehrt. Eine schnelle, jedoch harmonische Rückführungsbewegnng wird durch die Mantelkurve auf den Schlitten übertragen, so daß dieser während der Rückführungsphase schnell beschleunigt und dann auf die Geschwin-

digkeit Null verzögert wird. Um die Maschinenzeit zwischen den Abtastvorgängen minimal zu halten, wird der Lampenschlitten in ca. 0,5 Sekunden über einen Weg von ca. 25 cm in seine Abtaslanfanjjsstellung zurückgeführt.

Die während dieser extrem kurzen Beschleunigungsund Verzögerungsvorgänge erzeugten Kräfte sind relativ hoch.

Da die Lampe einen bestimmten horizontalen Abstand von der Antriebswelle hat, wird ein hohes Kräftemoment während dieser Perioden erzeugt, das einen Stillstand der Anordnung bewirken kann. Ein Gegengewicht 88 ist an der anderen Seite des Lampenschlittens befestigt, es erzeugt ein entgegengesetzt gleiches Kräftemoment um die Antriebsachse. Dadurch ergibt sich ein Kräitemoment, bei dem nur axial gerichtete Kräfte auf die Vorrichtung ausgerichtet werden, welche über die Antriebswelle auf den Maschinenrahmen übertragen und dort abgeleitet werden.

Die Vorschubeinrichtung für die Lampe kann während der Abtastphase und der Rückführungsphase eines Kopiezyklus positiv getrieben werden, so daß sie mit Zeiten beschleunigt und verzögert werden kann, die bei derartigen Abtastvorrichtungen bisher nicht erreichbar waren.

In direkter Richtung unter der Auflageplatte ist eine Optikführung 100 für das optische System angeordnet, so daß dieses ein reflektiertes Lichtbild eines auf der Auflageplatte liegenden Originals empfängt. Das optische System besteht aus einer Optik 18, die in einem Optikschlitten 103 angeordnet ist. Ferner sind zwei Bildspiegel 19 und 20 vorgesehen, die zusammen mit der Optik in einem Gehäuse 104 angeordnet sind. Dieses Gehäuse ist mit Präzisionslagerflächen versehen, die auf zwei horizontalen Präzisionsführungsschienen 90 und 91 gelagert sind. Auf diese Weise sitzt das Gehäuse innerhalb des Maschinenrahmens in einer vorbestimmten Lage.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, ist die Oberseite des optischen Gehäuses mit einer Abdeckung 97 versehen, die eine Bildöffnung 98 enthält. Darunter ist eine balgenartig ausgebildete Lichtabschirmung 99 vorgesehen. In einer Öffnung dieser Abschirmung ist die Optik lichtdicht angeordnet. Der übrige Teil des Gehäuses ist gleichfalls lichtdicht ausgeführt, so daß nur durch die Optik hindurch Licht in das Innere eintreten kann. Auf diese Weise wird die lichtempfindliche photoleitfähige Trommeloberfläche gegen eine Oberbelichtung durch Umgebungslicht geschützt, das in anderer Weise in das Gehäuse eintreten könnte.

An der Austrittsöffnung des optischen Gehäuses nahe der unteren Trommeloberfläche ist eine Schlitzblende 110 vorgesehen, deren längliche Öffnung 111 quer über die Unterseite der Trommel verläuft. Diese Blende begrenzt das Bildfeld des auf die Trommeloberfläche fallenden Bildelementes.

Da die photoleitfähige Oberfläche der elektrophotographischen Trommel gekrümmt ist und diese beim Betrieb der Maschine laufend gedreht wird, kann das Originalbild nicht in seiner Gesamtheit direkt auf die Trommeloberfläche projiziert werden. Um ein scharfes und eindeutiges Bild auf der Trommeloberfläche zu erhalten, wird die Optik so bewegt, daß fortlaufende Teiibiiuer des Originals auf die Trömmeioberfiäche projiziert werden. Diese Abtastbewegimg erfolgt parallel zur Auflageplatte synchron mit der Bewegung der Aufzeichnungstrommel, so daß die einzelnen Bildelemente sukzessiv in richtiger Anordnung zueinander durch die Schlitzblende auf die Trommeloberfläche projiziert werden und eine genaue Reproduktion des Originals ergeben.

Um eine gleichmäßige Ausleuchtung des zu reproduzierenden Originals zu gewährleisten, wird die Lichtquelle in beschriebener Weise gleichmäßig über die Auflageplatte bewegt und ihre Bewegung mit der Bewegung der Optik und der Trommeloberfläche koordiniert. Diese Synchronisation der drei Bewegungen erfolgt mit einer Optiksteuerung, die aus einem Antriebsnocken und Antriebsgelenken besteht und durch den auf der Trommelwelle 12 vorgesehenen Antriebsmechanismus angetrieben wird.

Das optische Abtastsystem der beschriebenen Vorrichtung ist mit der Trommelwelle gekoppelt und bewegt sich nur dann, wenn sich die Trommel dreht. Die Maschinensteuerung hält beim Maschinenbetrieb die clektrophotographischen Verfahrensstationen in einer Bereitstellung. Nachdem ein Original auf die Auflügeplatte aufgelegt ist, wird die gewünschte Anzahl von Kopien an der Maschine eingestellt und die Kopiertaste gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Trommel ihre Drehung und bleibt in diesem Zustand, bis die vorgegebene Anzahl Abtastzyklen durchgeführt ist. Bei Koinzidenz eines Kopiezählers mit der voreingestellten Kopiezahl wird die Maschine in einen Bereitzustand gesteuert, wobei die Trommel und die optische Abtastvorrichtung stillgesetzt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Projizieren eines Lichtbildes eines Originals auf eine sich bewegende Bildebene, mit einer das vom stationären Original reflektierte Licht auf die Bildebene fokussiercnden Optik, die eine zu der Bewegung der Bildebene synchronisierte Abtastbewegung vollzieht, einer horizontalen Auflageplatte für das Original, einer sich an eine Seitenkante der Auflageplatte anschließenden abfallenden Seitenwand, einer im wesentlichen parallel zu der Auflageplatte angeordneten, länglichen Lichtquelle, die durch eine Vorschubeinrichtung in zeitlicher Abstimmung auf die Abtastbewegung der Optik im wesentlichen orthogonal zur Längsachse der Lichtquelle und parallel zur Auflageplatte bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche Lichtquelle bis auf einen durchsichtigen Längsschlitz (72) lichtundurchlässig ist, und daß das aus dem Längsschlitz (72) austretende Lichtbündel schräg in Richtung der Seitenkante auf die Auflageplatte (14) unter Bildung eines Lichtbandes derart auftrifft, daß die Optik mit Licht beaufschlagbar ist, welches von dem der Seitenkante benachbarten Bereich der Auflageplatte (14) reflektiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine längliche Zusatzlichtquelle unterhalb und parallel zu der Lichtquelle angeordnet ist, und daß die Zusatzlichtquelle einen Längsschlitz aufweist, der ein Lichtband auf die Lichtauffallstelle der anderen Lichtquelle wirft.