DE2422540A1

DE2422540A1 - Optisches abtastsystem

Info

Publication number: DE2422540A1
Application number: DE2422540A
Authority: DE
Inventors: Samir Basu; Roger Derek Masham
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-05-23
Filing date: 1974-05-09
Publication date: 1974-12-12
Also published as: IT1015006B; JPS5042842A; CA1021387A; FR2231031B1; NL7406777A; BR7404183D0; FR2231031A1; BE815416A; GB1426097A; US3914049A

Description

25 328 t/wa

XEROX CORPORATION, ROCHESTER, N.Y./ USA

Optisches Abtastsystem

Die Erfindung betrifft ein optisches Abtastsystem zum Abtasten eines zu kopierenden Dokumentes, insbesondere zur Verwendung bei Kopiermaschinen. Die Erfindung wird daher insbesondere dort angewandt, wo das Bild eines ruhenden Originals auf eine bewegliche, fotoempfindliche Oberfläche geworfen wird.

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Eine beispielsweise in der GB-PS 995 4lJ beschriebene Kopiermaschine enthält ein optisches System mit zwei festen Spiegeln und einer dazwischen angeordneten Linse. Das ortsfeste Original wird durch an einem beweglichen Schlitten angeordnete Lampen beleuchtet, wobei das vom Original stammende Licht aus dem Projektionssystem, ausser in einem schmalen, zwischen den Lampen liegenden Schlitz ausgefiltert wird. Die GB-PS 1 122 622 beschreibt eine Kopiermaschine, bei der das gesamte ortsfeste Original während der Belichtung beleuchtet wird, wobei die Abtastung mittels eines um eine bestimmte Achse oszillierenden Spiegels eines Projektionssystems erfolgt. In beispielsweise der US-PS 3 642 366 wird weiter ein kompakteres Bildprojektionssystem vorgeschlagen, bei dem zwei Spiegel in unterschiedlichen Richtungen mit Geschwindigkeiten bewegt werden, die zur Bewegungsgeschwindigkeit der fotoempfindlichen Oberfläche in Relation stehen.

Bei Kopiergeräten mit optischen Systemen der erwähnten Gattung und insgesamt bei Kopiergeräten mit einer fotoempfindlichen Oberfläche ist es zweckmässig, die Beleuchtungsstärke des zu kopierenden Dokumentes so einzustelfen, dass eine weitgehend konstante Bestrahlung in der Abbildungsebene, d.h. an der fotoleitenden Oberfläche oder am Potoempfanger vorliegt. Diese konstante Bestrahlung soll auch bei verschieden reflektierenden Hintergrundeigenschaften des Dokumentes und soweit möglich auch dann vorliegen, wenn Alterungseinflüsse oder andere Formen der Zerstörung des optischen Systems vorkommen.

Bei den zuvor genannten Kopiergeräten hängt die Schärfe der Kopien vom Unterschied in der Lichtintensität zwischen den

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hellen und dunklen Teilen des zu kopierenden Originals ab, so dass eine Einstellung der Beleuchtungsstärke nicht sehr kritisch ist. Bei einem Kopiergerät gemäss der GB-PS 880 597 hängt jedoch die Schärfe der erzeugten Kopien wesentlich von der tatsächlich empfangenen Beleuchtungsstärke eher als von einem Differenzwert ab, so dass die Schaffung einer konstanten Lichtbeaufschlagung der fotoempfangende Oberfläche für verschiedene Arten von Originalen eine grosse Bedeutung zukommt.

Der Erfindung liegt daher das Ziel zugrunde, ein diesen Anforderungen gerecht werdendes optisches Abtastsystem zu schaffen.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das optische Abtastsystem einen optischen Weg schafft und mit folgenden Mitteln versehen ist: eine Dokumentenbeleuehtungseinrichtung, ein Lichtintensitätsdetektor, mit einem wenigstens nahe dem optischen Weg liegenden Gesichtsfeld, und eine so angeordnete Dokumentenabdeckeinrichtung, dass das von der Beleuchtungseinrichtung darauf fallende Licht im allgemeinen längs des optischen Weges jedoch ausserhalb des Gesichtsfeldes des Detektors reflektiert wird.

Ferner kann ein optischer Schlitz im optischen Weg angeordnet werden, wobei der Detektor nahe dem Schlitz liegt.

Die Dokumentenabdeckeinrichtung kann weiter eine reflektierende Oberfläche aus einer versilberten Schicht aufweisen. Die reflektierende Oberfläche kann aber auch aus einer Vielzahl von abgewinkelten Spiegeln bestehen.

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Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines optischen Abtastsystems,

Fig. 2 eine Ansicht längs der Linie A-A nach Fig. 1, und

Fig. 3 u. 4 schematische Ansichten anderer Ausführungsformen einer Abdeckeinrichtung für die Dokumententragplatte.

Nach Fig. 1 ist eine Platte 10 vorgesehen, die ein Dokument 11 trägt. Ein Abtastspiegelsystem umfasst zwei bewegliche Spiegel 12 und 13, die in ihren durch ausgezogene bzw. gestrichelte Linien gekennzeichneten linken und rechten Positionen dargestellt sind. Der Spiegel I3 ist so angeordnet, dass er sich mit halber Geschwindigkeit des Spiegels 12 während des Abtastens bewegt, so dass der optische Weg zwischen Dokument 11 und einer Linse 14 konstant bleibt. Eine rohrförmige Lampe I5 erstreckt sich quer über die Platte 10 und parallel zum Spiegel 12 und bewegt sich mit diesem. Die Lampe I5 dient als Beleuchtungseinrichtung, durch die das Dokument 11 während des Abtastvorgangs beleuchtet wird. Die Verlängerung eines sich von der Platte 10 zur Linse 14 erstreckenden optischen Weges führt über die Linse hinaus zu einem Spiegel 16 und danach über einen weiteren Spiegel I7 zu einer fotoempfangenden Trommel Desweiteren ist gemäss Fig. 2 in einer Abdeckplatte 20 ein optischer Schlitz I9 vorgesehen, der erforderlich ist, um das Abbildungsfeld zu beschränken und die Bildqualität zu erhalten. Nahe dem Schlitz 19 befindet sich auf der Platte 20, gemäss Fig. 2, ein Lichtintensitätsdetektor 21.

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Eine nachfolgend näher beschriebene Plattenabdeckung 22 mit einer Vielzahl von nebeneinander liegenden, abgewinkelten Spiegeln ist weiter oberhalb der Platte 10 vorgesehen.

Die Konfiguration oder Form des Schlitzes ist, wie dargestellt, an seiner Mitte enger als an seinen Enden. Diese schon bislang bekannte Form dient zur Kompensation einer ungleichen, mit der Lampe 15 verbundenen Lichtverteilung. Es können auch andere Formen für Lampen mit abweichenden Lichtverteilungseigenschaften vorgesehen werden. Die fotoempfangende Trommel oder der Fotoempfänger ist ferner ausführlich in der GB-PS 880 597 dargestellt und beschrieben und dient dazu, xerografisch ein latentes Bild aufzunehmen, das dann nach einem Flüssigentwicklungsverfahren entwickelt wird.

Beim üblichen Betrieb wird das Dokument 11 durch die Bewegung der Spiegel 12 und 13 von links nach rechts abgetastet, wodurch ein latentes Bild des Dokumentes auf den Fotoempfänger 18 übertragen wird. Letzterer dreht sich dabei synchron zur Bewegung der Spiegel 12 und Ij5. Die auf das Dokument beim vorliegenden Beispiel auffallende Beleuchtungsintensität wird durch die Grosse des der Lampe 15 zugeführten Stromes bestimmt. Dabei ist es notwendig, eine weitestgehend konstante Bestrahlung auf der Bildebene, d.h. auf der Oberfläche des Fotoempfängers zu erhalten. Um gute Kopien von Originalen mit/wiiten Bereichen sich unterscheidenden Reflektionseigenschaften zu schaffen, ist daher eine Anordnung vorgesehen, mit der sich die Beleuchtung der Originale entsprechend ihrer Reflektionseigenschaften ändern lässt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt dies mittels einer Vorabtastung des Dokumentes 11 und durch Steuerung des der Lampe I5 zugeführten Stromes entsprechend

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der maximalen Lichtintensität, die vom Detektor 21 während der Vorabtastung empfangen wird.

Zu Beginn der Vorabtastung geht das Licht von der Lampe 15 durch die Platte 10 und wird unter einem Winkel zurück durch die Platte auf das Spiegelabtastsystem, d.h. auf die Spiegel* und 13 reflektiert. Das reflektierte Licht folgt dann dem optischen Weg und fällt im allgemeinen auf die Abdeckplatte 20. Der Anstellwinkel der Abdeckung 22 für die Dokumententragplatte

10 ist so gewählt, dass von der Abdeckung 22 direkt reflektiertes Licht nicht auf den Detektor 21 fällt, d.h. das direkt reflektierte Licht liegt nicht im Gesichtsfeld des Detektors

21. Somit ist die Intensität des direkt auf die Plattenabdeckung 22 fallenden Lichtes vergleichsweise gering, obgleich sich während dieser Zeit die Intensität des auf den Fotoempfänger fallenden Lichtes auf einem relativ hohen Niveau befindet und eine Reflektion der Lampe 15 darstellt.
Bei weiterem Vorabtasten bewegt sich beim beschriebenen Ausführungsbeispiel der Spiegel 12 in eine Stellung unter dem Dokument 11. In dieser Stellung wird das Licht von der Lampe 15 von der Oberfläche des Dokumentes

11 längs des optischen Weges zum Fotoempfänger 18 reflektiert. Das Licht des Dokumentes fällt auf die Platte 20 und in das Gesichtsfeld des Detektors 21, so dass die vom Dokument reflektierte Beleuchtungsintensität durch den Detektor 21 erfasst werden kann.

Zu Ende des Vorabtastens bewegt sich der Spiegel 12 über eine Kante des Dokumentes hinaus und das Licht von der Lampe 15 wird wieder durch die Plattenabdeckung 22 unter einem Winkel längs des optischen Weges, jedoch ausser dem Gesichtsfeld des Detektors 21 reflektiert.

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Somit empfängt während des Vorabtastens der Detektor 21 direkt reflektiertes Licht von der Lampe nur dann, wenn sich das Dokument 11 in einer Abtaststellung befindet. Der der Lampe 15 zugeführte Strom wird durch nicht dargestellte Mittel entsprec hend der maximalen Beleuchtungsintensität, die durch den Detektor 21 während des Vorabtastens erfasst wird, eingestellt.

Das latente, auf dem Fotoempfänger jenseits der Enden des Bildbereiches des Dokumenteis geschaffene Bild ist im wesentlichen weiss, wobei die Enden der entwickelten Kopie im allgemeinen das gleiche Aussehen aufweisen, wie der Hintergrund des Originals. Dies aufgrund des Umstandes, dass die Bestrahlung der fotoempfangenden Oberfläche mittels der genannten Anordnung auf ein Niveau eingestellt wird, das der maximalen Reflektionsfähigkeit des Originals 11 entspricht.

Bei dem beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel ist der Detektor 21 nähe dem Fotoempfänger 18 gelegen. Hierbei handelt es sich um eine bevorzugte Stellung, so dass irgendwelche Veränderungen oder Ausfälle der Komponenten des optischen Systems durch den Detektor 21 mit berücksichtigt werden. Der Detektor 21 kann jedoch auch in einem anderen Teil des optischen Weges oder nahe bei diesem plaziert werden. Die tatsächliche Lage lässt sich weitgehend'durch den effektiven Reflektionswinkel der Plattenabdeckung 22 kompensieren. Es versteht sich jedoch, dass Vorsorge getroffen werden muss, damit das Licht von der Lampe 15 durch die Plattenabdeckung 22 ausserhalb des Gesichtsfeldes des Detektors reflektiert werden kann, do-ch weiter die fotoempfangende Oberfläche beaufschlagt.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde z.B. festgestellt,

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dass zufriedenstellende Ergebnisse dann vorliegen, wenn die Plattenabdeckung 22 das Licht unter einem Winkel von 4° bis 7 zu einer Normalen auf die Ebene der Platte 10 reflektiert.

Ferner wird man erkennen, dass auch andere Ausbildungen der Plattenabdeckung vorgesehen werden können. So kann beispielsweise ein ebener Spiegel verwendet werden, und so angeordnet sein, dass das Licht zurück durch die Platte 10 unter einem gewissen Winkel zu der Plattenanordnung reflektiert wird. Wie zuvor ausgeführt, sollte der Winkel bei der beschriebenen optischen Konfiguration 4° bis 7° betragen. In Fig. 3 weist eine Plattenabdeckung 22A einen ebenen Spiegel auf. Virtuelle Abbildungen der Lampe 15 in deren beiden extremen Stellungen sind mit dem Bezugszeichen 15A und 15B versehen. Bei einer weiteren Konfiguration gemäss Fig. 4 besitzt die Plattenabdeckung eine transparente, gekrümmte Ausbildung (wedge) 22B mit einer reflektierenden oberen Fläche 22C und einem schützenden Hintergrundkörper 22D. Die virtuellen Abbildungen 15A und 15B sind, wie zuvor erwähnt, angedeutet.

Die Reflektionswirksamkeit der Plattenabdeckung kann niedrig sein und beispielsweise in der Grössenordnung von 20 % liegen, obgleich mit abnehmender Wirksamkeit ggf. die äusseren Enden jenseits des eigentlichen Originalabdruckes auf der erzeugten Kopie dunkler werden. Etwas abgedunkelte Enden können in manchen Fällen in Kauf genommen werden, da die Anordnung sicherstellt, dass eine ausreichende Belichtung des wahren Dokumentes vorliegt. In jedem Fall wurde festgestellt, dass Plattenabdeckoberflächen aus z.B. Aluminium, rostfreiem Stahl, Chromplatierung und andere mit reflektierenden Anstrichen behandelte

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zufriedenstellende Ergebnisse schaffen.

Die Plattenabdeckung 22 braucht nicht nahe der Oberfläche des zu kopierenden Dokumentes zu liegen. Soll ein dickes Originaldokument kopiert werden, kann auch ein dehnbares Gelenk oder eine ähnliche Anordnung vorgesehen werden. Wenn sich die Plattenabdeckung in ihrer Arbeitsstellung befindet und selbst dann, wenn sie von der Platte entfernt werden kann, ist es, wie erwähnt, erforderlich,dass ihre untere Oberfläche so wirkt, dass das Licht von der Dokumentenbeleuchtungseinrichtung unter einem Winkel zur Normalen der Ebene der Platte 10 dergestalt reflektiert wird, dass das Gesichtsfeld des Detektors 21 ausgelassen wird, während auf die Oberfläche des Fotoempfängers eine Beaufschlagung erfolgt. Der tatsächlich gewählte Winkel oder Bereich von Winkeln hängt von der relativen Lage des Schlitzes des Detektors und vom gesamten optischen Aufbau ab.

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Claims

- ίο - Patentansprüche

1./ Optisches Abtastsystem zum Abtasten eines zu kopierenden Dokumentes, dadurch gekennzeichnet, dass es einen optischen Weg schafft und folgende Mittel enthält: eine Dokumentenbeleuchtungseinrichtung (15)» einen Lichtintensitätsdetektor (21) mit einem wenigstens nahe dem optischen Weg liegenden Gesichtsfeld und eine Dokumentenabdeckung (22, 22A, 22B), die das darauf fallende von der Beleuchtungseinrichtung stammende Licht im allgemeinen längs des optischen Weges, jedoch ausserhalb des Gesichtsfeldes des Detektors reflektiert.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im optischen Weg ein optischer Schlitz (19) vorgesehen ist, wobei der Detektor (21) nahe dem Schlitz angeordnet ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (21) wenigstens nahe dem Ende des optischen Weges in Entfernung vom Dokument angeordnet ist.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dokumentenabdeckung eine reflektierende Oberfläche aus einer verspiegelten Schicht hat.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis "3, dadurch

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gekennzeichnet, dass die Dokumentenabdeckung eine reflektierende, aus einer Vielzahl von abgewinkelten Spiegeln gebildete Oberfläche hat.

6. Kopiergerät, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Abtastsystem gemäss vorausgehender Patentansprüche ausgestattet ist.

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