DE2748266B2 - Anordnung zum optoelektrischen Abtasten einer Vortage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum optoelektrischen Abtasten einer Vorlage, bei der eine mit einer Mehrzahl von Abtastelementen versehene Abtasteinrichtung vorgesehen ist, bei der die Vorlage in Hauptabtastrichtung zeilenweise abgetastet wird, bei der jede Zeile aus einer Anzahl von parallelen Linien gebildet wird, die gleich ist der Anzahl der Abtastelemente und bei der die Vorlage senkrecht zur Hauptabtastrichtung verschoben wird.

Bei bekannten Faksimilegeräten, die auch als Fernkopiergeräte bezeichnet werden, wird eine abzutastende Vorlage auf eine rotierende Walze aufgespannt und mit einem Abtastelement, beispielsweise einem Fotowiderstand oder einem Fototransistor wird die Vorlage linienweise abgetastet. Von den Abtastelementen erzeugte Abtastsignale werden zu einem Empfangsgerät übertragen, wo linienweise, Punkt für Punkt die abgetastete Vorlage wiedergegeben wird. Bei mechanischen Drucksystemen sind für die Wiedergabe einer DIN-A4-Seite ca. 6 Minuten und bei elektrografischen Verfahren ca. 2 bis 3 Minuten erforderlich.

Aus der DE-OS 25 18 370 ist eine Abtasteinrichtung ίο bekannt, bei der gleichzeitig eine Abtastung mehrerer Linien erfolgt, um die für das Abtasten der Vorlage erforderliche Zeitdauer zu vermindern. Die abzutastende Vorlage wird in einem Flachbettabtaster schrittweise senkrecht zur Abtastrichtung verschoben. Die Abtasteinrichtung enthält eine Mehrzahl von Abtastelementen, beispielsweise Fotodioden und die Abtastrichtung wird über der Vorlage hin und her bewegt. Während die Abtasteinrichtung nach beendigter Abtastung in einer Richtung ihre Bewegungsrichtung umkehrt, wird die Vorlage um einen Vorschubschritt senkrecht zur Abtastrichtung verschoben. Infolge der Mehrzahl von Abtastelementen wird die Vorlage gleichzeitig längs einer Mehrzahl von parallelen Linien abgetastet. Die Anzahl der Linien ist gleich der Anzahl der Abtastelemente.

Aus einer Veröffentlichung von Peuckert B. und Senger H.: Schreibstation PT80, Siemens Zeitschrift 51 (1977), Heft 4, Seiten 215 bis 218 ist eine Schreibstation bekannt, die anstelle von Fern- oder Datenschreibmaschinen eingesetzt werden kann. Die Schreibstation ist mit einem Mosaikdruckkopf versehen, der die zu druckenden Zeichen in einem Raster von 12 χ 9 Matrixpunkten darstellt. Der Mosaikdruckkopf kann als Nadeldruckkopf ausgebildet sein, der 12 über Tauchspulen angetriebene Drucknadeln enthält, die versetzt in zwei Reihen zu je sechs Nadeln angeordnet sind. Der Mosaikdruckkopf kann aber auch als Tintendruckkopf mit 12 über Piezokeramiken gesteuerten Düsen ausgebildet sein.

Falls mit Hilfe einer derartigen Schreibstation neben den alphanumerischen Zeichen und den Sonderzeichen auch grafische Muster wiedergegeben werden sollen und die Schreibstation damit gleichzeitig als Faksimileempfänger verwendet werden soll, ist eine Abtasteinrichtung zweckmäßig, mit der eine zu übertragende Vorlage mit geringem Aufwand abgetastet wird.

In der US-PS 27 79 654 ist ein graphisches Aufzeichnungssystem beschrieben, bei dem graphische Muster oder alphanumerische Zeichen durch eine Mehrzahl von so gleichzeitig betätigbaren Druckelementen darstellbar sind. Falls mit Hilfe der Druckelemente graphische Muster dargestellt werden sollen, die bereits in Form einer Vorlage vorhanden sind, wird die Vorlage mit einer Abtasteinrichtung abgetastet. Die Abtasteinrichtung enthält Abtastelemente, die jeweils den Druckelementen zugeordnet sind. In Abhängigkeit vom Schwärzungsgrad des von einem Abtastelement abgetasteten Teils der Vorlage wird ein diesem Abtastelement zugeordnetes Druckelement betätigt oder nicht. Die Wiedergabe der graphischen Muster erfolgt bei dem bekannten Aufzeichnungssystem auf ein bandförmiges sensitives Papier und die Druckelemente sind derart angeordnet, daß das Papierband gleichzeitig auf seiner gesamten Breite bedruckbar ist, Dieses bekannte Aufzeichnungssystem ist nicht für eine Faksimileübertragung vorgesehen, bei der als Faksimilegeräte nur geringfügig geänderte Büro-, Fern- oder Datenschreibmaschinen verwendet werden sollen, bei denen die

Abtastung und die Wiedergabe zeilenweise erfolgt.

Aus der DE-OS 23 01 335 und der DE-AS 19 00 635 sind Faksimileanordnungen bekannt, die kombinierte Abtast- und Druckelemente aufweisen. Diese bekannten Faksimileanordnungen weisen eine Vielzahl von Abtastelementen in Form von Lichtleitern und eine Vielzahl von Druckelementen auf, da dort ebenfalls die Vorlagen in ihrer gesamten Breite gleichzeitig abtastbar bzw. bedruckbar sind.

Diese bekannten Faksimilegeräte haben somit den Nachteil, daß sie bezüglich der Abtastelemente und der Druckelemente einen großen Aufwand erfordern. Hinzu kommt, daß die bekannten Faksimilegeräte ausschließlich für eine Faksimileübertragung verwendbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abtasteinrichtung zum optoelektrischen Abtasten einer Vorlage abzugeben, die einen geringen Aufwand erfordert und die insbesondere dann in vorteilhafter Weise eingesetzt wird, wenn als Faksimilegerät eine mit einem Mosaikdruckkopf versehene Schreibstation vorgesehen ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Abtasteinrichtung in ähnlicher Weise wie der Mosaikdruckkopf einer Büro-, Fern- oder Datenschreibmaschine an deren Schreibwagen angeordnet ist und daß bei der Abtastung die Bewegung des Schreibwagens in Hauptabtastrichtung und die Bewegung der Vorlage senkrecht zur Hauptabtastrichtung in entsprechender Weise erfolgt wie beim zeilenweisen Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers durch den Mosaikdruckkopf der Büro-, Fern- oder Datenschreibmaschine.

Die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, daß eine Schreibstation auf einfache Weise sowohl für die Abtastung einer Vorlage zum Zweck der Faksimileübertragung als auch zur Wiedergabe des Inhalts einer abgetasteten Vorlage und zur Wiedergabe von alphanumerischen Zeichen und Sonderzeichen einsetzbar ist. Für die Abtastung der Vorlage ist somit kein eigenes Abtastgerät erforderlich und die Schreibstation kann wechselweise als Faksimilesender, als Faksimileempfänger und als Fern- oder Datenschreibmaschine verwendet werden.

Die Herstellung der Abtasteinrichtung erfordert einen besonders geringen Aufwand, wenn die Abtastelemente entsprechend den Druckelementen des Mosaikdruckkopfes angeordnet sind und die Zuordnung der Abtaststellen zu den Abtastelementen durch Lichtschächte erfolgt. Beispielsweise werden anstelle der Tauchspulen in einem Nadeldruckkopf oder anstelle der Piezokeramiken in einem Tintendruckkopf die Abtastelemente eingesetzt.

Da die Führungen für die Druckernadeln in einem Nadeldruckkopf häufig gekrümmt sind, ist es günstig, wenn in den Lichtschächten Lichtleiter vorgesehen sind.

Die Lichtschächte und gegebenenfalls die Lichtleiter sind nicht erforderlich, wenn die Abtasteinrichtung mit einem Objektiv versehen ist, das die Abtaststellen auf die Abtastelemente abbildet. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn als Abtastelemente Fotoelemente vorgesehen sind, die Bestandteile eines integrierten Schaltkreises sind. Die Fotoelemente sind beispielsweise Fotowiderstände, Fotodioden oder Fototransistoren.

Eine Schreibstation kann wechselweise als Faksimilesender oder als Faksimileempfänger und Fern- oder Datenschreibmaschine eingesetzt werden, wenn die Abtasteinrichtung zusätzlich zu dem Mosaikdruckkopf am Schweibwagen befestigbar ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Abtasteinrichtung mit dem Mosaikdruckkopf eine konstruktive Einheit bildet.

Die Abtastung einer Vorlage wird während einer besonders kleinen Zeitdauer durchgeführt, wenn die Abtasteinrichtung bei einer Bewegung in beiden Bewegungsrichtungen entlang der Schreibwalze die Vorlage abtastet. In diesem Fall kann die Zeitdauer für das Abtasten bzw. Abdrucken einer DIN-A4-Seite auf bis zu 30 Sek. gesenkt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Abtasteinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schnittbild der Anordnung, bei der die Abtasteinrichtung mit Lichtschächten versehen ist,

Fig.2 ein Schnittbild der Anordnung, bei der die Abtasteinrichtung mit einem Objektiv versehen ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist eine Abtasteinrichtung 1 auf einem Schreibwagen 2 einer Schreibstation angeordnet. Der Schreibwagen 2 bewegt sich entlang einer Schreibwalze 3, um die eine abzutastende Vorlage 4 eingelegt ist.

In entsprechender Weise wie beim Abdruck von Zeichen mittels eines Mosaikdruckkopfes in der Schreibstation bewegt sich der Schreibwagen 2 während der Abtastung der Vorlage 4 jeweils vom linken Rand der Vorlage zu deren rechten Rand, kehrt dann seine Bewegungsrichtung um und kehrt wieder zum linken Rand zurück. Nach einer erneuten Umkehr der Bewegungsrichtung bewegt sich der Schreibwagen 2 wieder zum rechten Rand usw. Spätestens bei der Bewegungsumkehr am linken Rand verschiebt die Schreibwalze 3 die Vorlage 4 um einen Vorschubschritt und falls auch bei der Bewegung des Schreibwagens 2 vom rechten Rand zum linken Rand eine Abtastung durchgeführt wird, verschiebt die Schreibwalze 2 die Vorlage 4 auch bei der Änderung der Bewegungsrichtung am rechten Rand um einen Vorschubschritt. Es ist auch möglich die Abtastung der Vorlage während einer kontinuierlichen Bewegung der Schreibwalze 2 durchzuführen. Eine Lichtquelle 5 beleuchtet die Vorlage 4 und das von der Vorlage 4 reflektierte Licht gelangt über Lichtschächte 6 zu Fotoelementen 7. Die Fotoelemente 7 sind beispielsweise Fotowiderstände, Fotodioden oder Fototransistoren. In Abhängigkeit von dem auffallenden Licht verändern die Fotoelemente 7 ihre Leitfähigkeit und geben entsprechende Signale an in einem Gehäuse 8 untergebrachte Schwellwertverstärker ab.

Die Abtasteinrichtung 1 ist ähnlich aufgebaut wie ein Mosaikdruckkopf, bei dem die Druckelemente durch die Fotoelemente ersetzt sind. Ein als Tintendruckkopf ausgebildeter Mosaikdruckkopf ist beispielsweise in der DE-OS 25 43 451 beschrieben. Der Körper dieses Tintendruckkopfes besteht aus einem im Gußverfahren aus Kunststoff hergestellten Werkstück, das. eine Mehrzahl von die Tinte aufnehmenden Kanälen enthält. Die Kanäle sind innerhalb des Körpers von der Abdruckstelle her strahlenförmig knickfrei wegfluchtend angeordnet. Sie bilden zwei Ebenen, die im spitzen Winkel zueinander geneigt sind. In Verdickungen der Kanäle sind als Piezokeramiken ausgebildete Druckelemente angeordnet. Anstelle dieser Druckelemente sind bei der Abtasteinrichtung 1 die Fotoelemente 7 vorgesehen und die Kanäle entsprechen den Lichtschächten 6. Da der Aufbau der Abtasteinrichtung 1 und des bekannten Tintendruckkopfes weitgehend ähnlich

sind, kann beispielsweise sowohl für die Abtasteinrichtung 1 als auch für den Tintendruckkopf der gleiche Körper verwendet werden.

Bei einem Nadeldruckkopf, bei dem zwölf über Tauchspulen angetriebene Druckernadeln meist fächerförmig zu den meist kreisförmig angeordneten Tauchspulen geführt. Falls der Körper eines derartigen Nadeldruckkopfes für eine Abtasteinrichtung 1 verwendet werden soll und die Fotoelemente 7 anstelle der Tauchspulen angeordnet werden, ist wegen der gekrümmten Lichtschächte die Verwendung von Lichtleitern in den Lichtschächten 6 vorteilhaft.

Falls in der Abtasteinrichtung 1 beispielsweise 12 Abtasteinheiten vorgesehen sind, werden gleichzeitig 12 Linien einer Zeile abgetastet. Falls ein Faksimileempfänger eine Schreibstation vorgesehen ist, die einen Mosaikdruckkopf mit 12 Druckelementen enthält, werden die von der Abtasteinrichtung abgegebenen 12 Abtastsignale, gegebenenfalls nach einer Speicherung und Umsetzung zu den 12 Druckelementen übertragen und dort in Abhängigkeit von der Helligkeit der jeweiligen Abtaststelle abgedruckt. Auf diese Weise kann bei Verwendung eines bekannten Nadeldruckkopfes beispielsweise eine DIN-A4-Seite in 2 Minuten abgetastet und abgedruckt werden. Mit Hilfe eines Tintendruckkopfes, der sowohl beim Vorlauf als auch beim Rücklauf des Schreibwagens abdruckt, kann die Zeitdauer für das Abtasten und Abdrucken einer DIN-A4-Seite auf 30 Sek. gesenkt werden.

Bei jeder Änderung der Bewegungsrichtung des Schreibwagens 2 am rechten oder am linken Rand wird die Vorlage 4 mittels der Schreibwalze 3 um einen Vorschubschritt verschoben. Der Vorschubschritt ist gleich der Größe einer Zeile, die aus den 12 Linien besteht, so daß eine lückenlose Abtastung der Vorlage 4 erreicht wird. Falls die Schreibstation beim Abdruck von Zeichen die Zeichen in einem Raster von 12 χ 9 Matrixpunkten darstellt und jeweils 12 Matrixpunkte die Höhe einer Druckzeile darstellen, wird die Vorlage 4 beim Abtasten um die Höhe dieser Druckzeile verschoben.

Bei der in Fig.2 dargestellten Anordnung ist die Abtasteinrichtung 9 ebenfalls am Schreibwagen 2 angeordnet. Die Abtasteinrichtung 9 enthält an der der Vorlage zugewandten Seite ein Objektiv 10, das die Abtaststelle an der Vorlage 4 auf die Fotoelemente 7 abbildet. Die Fotoelemente 7 sind beispielsweise in zwei

ίο Reihen mit je sechs Fotoelementen angeordnet und das Abtastraster entspricht der Anordnung der Druckernadeln des Nadeldruckkopfes bzw. der Düsenanordnung beim Tintendruckkopf. Mit Hilfe des Objektivs 10 wird erreicht, daß eine Lichtquelle 5 mit geringerer Lichtstärke verwendet werden kann. Die Fotoelemente 7 sind beispielsweise Bestandteile eines integrierten Schaltkreises, der auch die Schwellwertverstärker enthalten kann. Die Bewegung der Abtasteinrichtung 9 entspricht der Abtasteinrichtung 1, so daß auch mit Hilfe dieser Abtasteinrichtung 9 eine lückenlose Abtastung der Vorlage 4 erreicht wird.

Falls als Fotoelemente 7 Fototransistoren verwendet werden, werden diese zweckmäßigerweise so eingestellt, daß sie bei weißer Abtastfläche voll durchschalten und bei schwarzer Abtastfläche gesperrt werden. Der jedem Fototransistor nachgeschaltete Schwellwertschalter hat eine Hysterese und er wird beispielsweise so eingestellt, daß eine graue Fläche mit einem vorgegebenen Refklexionsgrad gerade noch erkannt wird, so daß in der als Faksimileempfänger arbeitenden Schreibstation gerade noch ein Abdruck des entsprechenden Druckelementes erfolgt.

Falls eine Wiedergabe von Grauwerten erwünscht ist, wird anstelle der Schwellwertschalter ein Analogverstärker vorgesehen. Die Amplitude des am Ausgang des Analogverstärkers abgegebenen Signals ist dann ein Maß für die Schwärzung bei der Wiedergabe in der empfangenden Schreibstation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum optoelektrischen Abtasten einer Vorlage, bei der eine mit einer Mehrzahl von Abtastelementen versehene Abtasteinrichtung vorgesehen ist, bei der die Vorlage in Hauptabtastrichtung zeilenweise abgetastet wird, bei der jede Zeile aus einer Anzahl von parallelen Linien gebildet wird, die gleich ist der Anzahl der Abtastelemente und bei der die Vorlage senkrecht zur Hauptabtastrichtung verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (1, 9) in ähnlicher Weise wie der Mosaikdruckkopf einer Büro-, Fernoder Datenschreibmaschine an deren Schreibwagen (2) angeordnet ist und daß bei der Abtastung die Bewegung des Schreibwagens (2) in Hauptabtastrichtung und die Bewegung der Vorlage (4) senkrecht zur Hauptabtastrichtung in entsprechender Weise erfolgt wie beim zeilenweisen Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers durch den Mosaikkopf der Büro-, Fern- oder Datenschreibmaschine.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastelemente (7) entsprechend den Druckelementen des Mosaikdruckkopfes angeordnet sind und die Zuordnung der Abtaststellen zu den Abtastelementen (7) durch Lichtschächte (6) erfolgt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Lichtschächten (6) Lichtleiter vorgesehen sind.

4. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (9) mit einem Objektiv (10) versehen ist, das die Abtaststellen auf die Abtastelemente (7) abbildet.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Abtastelemente (7) Fotoelemente vorgesehen sind, die Bestandteile eines integrierten Schaltkreises sind.

6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (1,-9) zusätzlich zu einem Mosaikdruckkopf am Schreibwagen befestigbar ist.

7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (1, 9) mit dem Mosaikdruckkopf eine konstruktive Einheit bildet.

8. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (1, 9) bei einer Bewegung in beiden Bewegungsrichtungen entlang der Schreibwalze (3) die Vorlage (4) abtastet.