DE2803180A1

DE2803180A1 - Abbildungseinrichtung fuer ein kopiergeraet mit einer veraenderlichen kopiegroesse

Info

Publication number: DE2803180A1
Application number: DE19782803180
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Tani
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1977-01-25
Filing date: 1978-01-25
Publication date: 1978-07-27
Also published as: JPS5392126A; JPS6339887B2; DE2803180C2; US4171904A; GB1599134A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SaNDMAIR

Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte: 28 793 ²5. Januar 1978

Ricoh Co..Ltd.
Tokyo / Japan

Abbildungseinrichtung für ein Kopiergerät mit einer veränderlichen Kopiegröße

Uf(O8'»')88272 Telegramme: 809830/1004 Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

<)SS273 BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

988274 TELEX: Bayer. Vereinshank München 453100 (BLZ 70020270)

1831 H) 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

-Jk-

Anwaltsakte: 28 793

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Abbildungseinrichtung für ein Kopiergerät mit einer veränderlichen Kopiegröße.

In einem Kopiergerät mit einer veränderlichen Kopiegröße, insbesondere in einem Kopiergerät, das im allgemeinen verwendet wird, um eine Kopie mit einer gegenüber der Vorlage kleineren Größe herzustellen, neigt der Lichtfluß, der durch das optische System durchgeht, um eine Abbildungsfläche bildmäßig mit einer Vorlage zu belichten, dazu, in einem Schlitz, der in der Nähe der Abbildungsfläche vorgesehen ist, in der Stärke zu hoch zu werden. Die Folge davon ist, daß die Abbildungsfläche dazu neigt, überbelichtet zu werden.

Wenn eine Vorlage kopiert wird, um eine Kopie herzustellen, deren Größe sich von der der Vorlage unterscheidet, wird im allgemeinen eine große Änderung in der ein photoempfindliches Teil beleuchteten Lichtmenge pro Flächeneinheit in Abhängigkeit von\Vergrößerungs- und Verkleinerungsverhältnis geschaffen. Die Beleuchtungsstärke E(Ix) eines Bildes bei einem vorgegegebenen finderungsverhältnis der Größe der Kopie kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

E = T*L- · ^(0/£)2 ,, (Ix) (1)

4 (1+ß) ²

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wobei ß das Änderungsverhältnis der Größe der Kopie ist,

2
L (cd/m ) die Helligkeit einer Flächeneinheit der Vorlage ist,

die auf der optischen Achse angeordnet und senkrecht dazu ausgerichtet ist, Γ der Durchlässigkeitsfaktor des Linsensystems ist, f(m) die Brennweite der Linse und φ (m) die wirksame, freie öffnung der Linse ist.

Da r.L, 0 und f in einem Kopiergerät, in welchem ein einlinsiges System verwendet wird, konstant sind, kann die Beleuchtungsstärke des Bildes E auf folgende Weise ausgedrückt werden:

E = K_n - j- (Ix) (2)

^u (1 + ß r

In einem Kopiergerät, in welchem eine Schlitzbelichtung angewendet wird, ist die Breite des Schlitzes bezüglich der Abbildungsfläche infolge der Bedingungen und Voraussetzungen, die durch die Ladeeinrichtung und den Entwickler eingebracht werden, oder infolge der Bedingung, welche durch die Blendenanordnung eingebracht wird, auf einen Wert unter einer bestimmten Größe beschränkt. Die Breite des Schlitzes bezüglich der Abbildungsfläche soll ohne die Bedingungen und Voraussetzungen, die durch eine Drosselplatte u.a. eingebracht werden, die durch das Änderungsverhältnis der Größe der Kopie nicht geändert wird_r konstant W₁ (m) sein; die Belichtung I₁(lx.sek) eines photoempfindlichen !teils bei dem Änderungsverhältnis ß der Kopiegröße kann als Produkt der Beleuchtungsstärke des Bildes und der Zeit ausgedruckt werden, während welcher das photoempfindliche Teil

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belichtet wird. Für die Belichtung I₁ gilt dann:

I₁=K_n-! ~ .^A- (3)

' ^ü (1+BP V

wobei v(m/sek) die Änderungsgeschwindigkeit des photoempfindlichen Teils ist. Im Vergleich zu der Belichtung, die erhalten wird, wenn eine Kopie derselben Größe wie die Vorlage hergestellt wird, nimmt die Belichtung bis zu etwa 180% zu, wenn auf 1/2 verkleinert wird, und nimmt um 65% ab, wenn die Vergrößerung 1,5 beträgt.

Aufgrund der Tatsache, daß eine große Änderung in der Belichtung durch das Änderungsverhältnis der Kopiegröße beim Herstellen einer Kopie hervorgerufen wird, wird das photoempfindliche Teil entweder über- oder unterbelichtet. Dies ist in Kopiergeräten nicht tragbar, in welchen ein.elektrophotographisches oder ein anderes System vorgesehen ist.

Um diese Schwierigkeit zu lösen, ist bisher vorgeschlagen worden, ein Verfahren anzuwenden, bei welchem eine Steuereinrichtung vorgesehen wird, um die Lichtmenge entsprechend dem Änderungsverhältnis der Kopiegröße zu ändern, oder es ist vorgeschlagen worden, ein Verfahren anzuwenden, welches eine Einrichtung auf der Oberfläche einer Vorlage aufweist, um die Breite des Schlitzes auf einen vorbestimmten Wert einzustellen, um dadurch die Belichtung konstant zu halten.

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Bei dem Verfahren, bei welchem eine Belichtungssteuereinrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Lichtmenge in Abhängigkeit von dem Änderungsverhältnis der Kopiegröße geändert werden kann, kann eine Linse bzw. ein Linsensystem mit einer veränderlichen Blende verwendet werden, und die Lichtmenge in der Linse kann in Verbindung mit der Bewegung der Linse jedesmal dann verändert werden, wenn das Änderungsverhältnis der Kopiegröße geändert wird; eine verschiebbare Blendeneinrichtung bzw. -Platte kann in der Nähe der Abbildungsfläche angebracht werden, und die Blendenplatte kann eine Größe haben, die geändert wird_foder die Blendenplatte kann entsprechend dem Änderungsverhältnis der Kopiegröße bewegt werden, um dadurch die Breite des Schlitzes zu ändern; oder die austretende Lichtmenge, der Beleuchtungsgrad, die Ausbeute an austretendem Licht und die Zeit, während welcher Licht austritt, kann geändert werden. Bei all diesen Verfahren muß jedoch eine spezielle Einrichtung verwendet werden, um eine Belichtungsänderung auszugleichen, so daß sie alle den Nachteil haben, daß das Gerät im Aufbau kompliziert wird, die Herstellungskosten steigen und die Zuverlässigkeit wie die Betriebssicherheit des Geräts abnimmt. Auch ist es unmöglich, wirksam bei diesen Verfahren eine Belichtungsänderung auszugleichen und es ergeben sich Schwierigkeiten, die Belichtung in die Toleranzgrenzen einzubringen.

Mit dem Verfahren, die Schlitzbreite auf einen vorbestimmten Wert zu begrenzen, können im Hinblick auf einen Ausgleich einer Belichtungsänderung beachtliche Ergebnisse erzielt werden.

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Jedoch ist es bei Kopiergeräten, bei welchen die Vorlage in eine entsprechende Station eingebracht wird, um eine Schlitzbelichtung der Abbildungsfläche mit der Vorlage durchzuführen, in der Praxis schwierig, die Breite des Schlitzes an der Oberfläche der Vorlage zu begrenzen, da das Vorhandensein einer Glasoberfläche, auf welcher die Vorlage liegt, oder einer Tragplatte bzw. einer Abdeckung diese Anordnung stört. Darüber hinaus kommt es, wenn dies Verfahren angewendet wird, zu einer etwas großen Änderung in der Lichtmenge, wenn eine kleinere Kopie hergestellt wird, so daß dies Verfahren nicht in Verbindung mit Kopiergeräten verwendet werden kann, in welchem ein Verfahren, daß empfindlich bezüglich einer Änderungder Lichtmenge ist, angewendet wird.

Die Erfindung soll daher eine Abbildungseinrichtung für ein Kopiergerät mit einer veränderlichen Kopiegröße schaffen, bei welchem die vorerwähnten Nachteile der herkömmlichen Einrichtungen ausgeschaltet sind, indem eine Änderung in der Belichtung der Abbildungsfläche ausgeschlossen ist, wenn eine Kopie, deren Größe von der einer Vorlage abweicht, hergestellt wird.

Gemäß der Erfindung ist dies dadurch erreicht, daß die Länge einer kurzen Seite der wirksamen Spiegelfläche eines Spiegels, der in der Nähe einer Vorlage angebracht ist, auf einen bestimmten Wert beschränkt wird, der der Breite eines Belichtungs-

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Schlitzes zum Abtasten der Vorlage entspricht.

Das Wesentliche der Erfindung liegt darin, daß der Abstand zwischen der Vorlage und dem Spiegel des optischen Abbildungssystems, der nahe bei der Vorlage angebracht ist, konstant gehalten wird, und daß die Länge einer kurzen Seite der wirksamen Spiegelfläche des Spiegels, die der Breite eines Schlitzes zum Belichten einer Abbildungsfläche mit der Vorlage entspricht, auf einem bestimmten Wert begrenzt ist. Hierdurch wird dann durch die Bewegung einer Linse und von Spiegeln des optischen Systems, die bei einer Änderung in der Vergrößerung oder Verkleinerung erforderlich ist, um eine Kopie herzustellen, automatisch die Breite des Schlitzes oder die Breite derVorlage geändert, mit welcher die Abbildungsfläche belichtet wird. Auf diese Weise kann dann eine entsprechende Belichtung der Abbildungsfläche erreicht werden, wenn zur Herstellung einer Kopie das Vergrößerungs- und Verkleinerungsverhältnis geändert wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Kurve, in welcher die Beziehung zwischen der Änderung der Kopiegröße und dem Belichtungsverhältnis wiedergegeben ist, welches erhalten wird, wenn die Breite des Schlitzes bei herkömmlichen Einrichtungen bezüglich der Abbildungsfläche eingestellt wird und

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wenn mit der Erfindung gearbeitet wird, wobei das finderungsverhältnis der Kopiegröße entlang der horizontalen Achse und das Belichtungsverhältnis entlang der vertikalen Achse aufgetragen ist; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung, in welcher der Einfluß der Breite des Schlitzes an der Abbildungsfläche wiedergegeben ist, wenn eine kurze Seite der wirksamen Spiegelfläche des Spiegels gemäß der Erfindung eingestellt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand der anliegenden Zeichnungen beschrieben. In Fig. 1 ist in einer Kurve A dasVerhältnis der Belichtung, wenn das finderungsverhältnis in der Größe von Kopien geändert wird, zu der Belichtung dargestellt, die erhalten wird, wenn eine Kopie derselben Größe wie die der Vorlage (ß=1) hergestellt wird, indem die Breite des Schlitzes, der nahe der Abbildungsfläche angebracht ist, konstant gehalten wird. Aus der Kurve ist zu ersehen, daß, wenn die Größe einer Vorlage auf die halbe Größe der Vorlage verkleinert wird, die Belichtung um 180% zunimmt, und daß, wenn eine Kopie auf das 1,5-Fache der Größe der Vorlage vergrößert wird, die Belichtung auf 65% abnimmt.

Eine Änderung in der Belichtung der Abbildungsfläche, die durch Begrenzen der Länge einer kurzen Seite der wirksamen Spiegelfläche eines Spiegel geschaffen wird, die bzw. der nahe bei der Vorlage angeordnet ist/ statt den Schlitz nahe bei der Abbildungsfläche anzuordnen, kann folgendermaßen erhalten werden.

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Die Belichtungsstärke eines Bildes auf dem photoempfindlichen Teil kann aus der Gl. (2) folgendermaßen ausgedrückt werden:

^E * ^Ko

Da die Belichtung I_ (lx.sek) das Produkt der Beleuchtungsstärke und der Zeit. t (sek) ist, während welcher das photoempfindliche Teil belichtet wird, läßt sich die Belichtung folgendermaßen ausdrücken:

I₂= Et (lxsek) (4)

Wenn die Bewegung des photoempfindlichen Teils mit v(m/sek) und die Breite des Schlitzes zum Belichten des photoempfindlichen Teils mit der Vorlage mit Wb(m) bezeichnet wird, läßt sich die Änderungsgeschwindigkeit bzw. die Bewegung t folgendermaßen ausdrücken:

_t = ßM*sek) (5).

Nunmehr werden die Veränderungen in der Schlitzbreite WB zum Belichten des photoempfindlichen Teils mit der Vorlage berücksichtigt, welche durch Änderungen in der Größe der herzustellenden Kopien hervorgerufen sind. Wenn in Fig. 2 eine Linse 1 an einer Stelle festgelegt ist, die von einer Vorlage 2 einen Abstand a hat, dann wird eine Abbildung der Vorlage auf einer Abbildungsfläche 3 geschaffen, die von der Linse 1 in einem Abstand b angeordnet ist. Erforderlichenfalls kann

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in dem optischen System mindestens ein Reflektor für die Linse 1 vorgesehen werden. Wenn ein erster Spiegel 4 mit einer wirksamen Spiegelfläche angeordnet wird, dessen kurze Seite eine Länge p(m) aufweist, um die Breite desSchlitzes zum Belichten derAbbildungsfläche mit der Vorlage 2 entsprechend einzustellen, bestehen die folgenden Beziehungen zwischen der Breite W1 (m) des Schlitzes zum Belichten der Abbildungsfläche mit der Vorlage 2, um eine Kopie derselben Größe wie die der Vorlage (b=a) herzustellen, zwischen dem Abstand l(m) zwischen der Vorlage 2 und dem ersten Spiegel 4, wenn (b=a) ist, dem wirksamen Durchmesser D (m) der Linse 1 und dem Abstand <la(m) aufgrund der Bewegung der Linse 1 ( in eine strichpunktiert wiedergegebene Lage) aus ihrer^vorherigen) Lage, um eine Kopie derselben Größe wie die der Voriaae 2 bei einem finderungsverhältnis der Größe der Vorlage von β zu schaffen:

p/2 - W₁/2 ₌ D/2 - W₁/2

(6)

p/2 - Wß/2 ₌ D/2 - Wß/2

1 a + 4a

Wenn die Brennweite der Linse mit f(m) bezeichnet ist, wird die folgende Gleichung erhalten:

^a - ⁽ß " ^Ί ' ^f(m) ⁽⁸⁾ *

Aus den Gleichungen (6) bis (8) läßt sich die Breite Wß des

809830/1004 ~ ^u "

Schlitzes zum Belichten der Abbildungsfläche mit der Vorlage 2, wenn das Änderungsverhältnis der Größe der Kopie ß ist, folgendermaßen ausdrücken:

Ja+(1/ß - 1) f I Ia-DW₁ + (1/ß - 1) flD Wß = * - ! - (m)...(9)

afa + (1/ß - 1) f -

Infolgedessen gilt

1)f| Ia-Dw₁ + (1/ß - 1) flD

_ß
^I2^=K0 — j 2 vafa+d/ß - I)f-1/

In einer Kurve B in Fig. 1 ist als Beispiel die Beziehung zwischen dem Belichtungsverhältnis und dem Änderungsverhältnis der Kopiergröße wiedergegeben, welche erhalten wird, wenn a=0,4624(m), f=0,22723 (m) , l=0,049(m), Vft=0,015 (m), D =0,04545 (m) und v=0,21 (m/sek) ist.

Aus der Kurve B ist zu ersehen, daß eine Änderung in der Belichtung in einem Bereich sehr klein ist, in welchem die Grüßender hergestellten Kopien kleiner als die der Vorlage sind. Hieraus ist zu ersehen, daß eine zusätzliche Einrichtung nicht verwendet werden muß, um Kopien mit Größen, die kleiner als die Größe der Vorlagen sind, in Kopiergeräten herzustellen, bei welchen nur beabsichtigt ist, von Vorlagen Kopien mit einer kleineren Größe herzustellen (d.h. die Vorlagen zu verkleinern).

Gemäß der Erfindung ist daher die Länge einer kurzen Seite der

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wirksamen Spiegelfläche des Spiegels 4 oder der erste Spiegel des optischen Abbildungssystems, das in der Nähe der Vorlage 2 angeordnet ist, die bzw. der der Breite des Schlitzes zum Belichten der Abbildungsfläche mit dem Bild der Vorlage 2 entspricht, immer auf einen vorbestimmten Wert begrenzt. Durch diese Anordnung kann die Breite des Schlitzes oder die Breite der Abbildungsfläche 3 des photoempfindlichen Teils, das mit der Vorlage 2 belichtet wird, automatisch geändert werden, wenn die Linse und Spiegel des optischen Systems bewegt werden, wenn das Änderungsverhältniss der Größe der herzustellenden Kopie geändert wird. Infolgedessen kann die Belichtung der Abbildungsfläche entsprechend einer Änderung in dem Änderungsverhältnis der Größe der herzustellenden Kopie automatisch geändert werden.

Wenn die Länge einer kurzen Seite der wirksamen Spiegelfläche des Spiegels, der in der Nähe der Vorlage angeordnet ist, um das Licht von der Vorlage zu reflektieren, konstant gehalten wird, kann mit der Erfindung eine entsprechendeBelichtung der Abbildungsfläche erhalten werden, ohne daß irgendeine zusätzliche Einrichtung erforderlich ist, um bei Ändern der Größe eine Kopie von einer Vorlage zu erhalten.

Als Einrichtung, um die Länge einer kurzen Seite der wirksamen Spiegelfläche des Spiegels konstant zu halten, welche der Breite des Schlitzes entspricht, kann ein Randteil des ersten Spiegels, am Licht von der Vorlage zu reflektieren, abgedeckt werden,

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Copy

so daß ein einfallender Lichtfluß einer vorbestimmten Größe unabhängig von der Länge der kurzen Seite des auf den ersten Spiegel auffallenden Lichtflusses von dem ersten Spiegel reflektiert wird. Andererseits kann die Länge der kurzen Seite des ersten Spiegels so eingestellt werden, daß sie im wesentlichen der Länge der kurzen Seite des Lichtflusses entspricht, ohne daß eine Abdeckung verwendet wird.

Bei einem optischen System gibt es eine Änderung in dem Durchlässigkeitsfaktor einer Linse, in der Helligkeit einer Lampe, in der Beleuchtungsausbeute usw, um dadurch eine Änderung in der absoluten Lichtmenge von einem Kopiergerät zum andern zu benötigen. Diese Änderung kann dadurch ausgeglichen werden, daß die übliche Lage der Blende, die nahe bei einem photoleitenden Teil angebracht ist, entsprechend eingestellt wird, um die Lichtmenge,mit welcher das photoleitende Teil belichtet wird, entsprechend einzustellen, wenn das Gerät zusammengebaut wird. In Kopiergeräten, bei welchen die Erfindung vorgesehen ist, braucht eine derartige Kompensationseinrichtung nicht verwendet zu werden. Infolgedessen kann gemäß der Erfindung eine Schlitzeinstelleinrichtung, welche in Verbindung mit anderen ähnlichen Einrichtungen veränderbar ist oder deren Lage entsprechend eingestellt werden kann, über oder nahe bei der Oberfläche des ersten Spiegels angeordnet werden, die Blendeneinrichtung kann in oder nahe bei der Linse angeordnet werden, oder die Beleuchtungsausbeute kann in dem Beleuchtungsabschnitt veränderbar gemacht werden, um so eine Änderung in der absoluten Li^htmenge auszugleichen.

Ende der Beschreibung 809830/1DOA

COPY

Claims

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SaNDMAIR PATENTANWÄLTE Postfach 860245 · 8000 München 86 £ O U O Ί ö U Anwaltsakte: 28 793 Patentansprüche

1. Abbildungseinrichtung für ein Kopiergerät mit einer veränderlichen Kopiegröße, gekennzeichnet durch eine Station zum Einbringen einer Vorlage (2); durch einen ersten Spiegel (4), um das Licht von der Oberfläche der Vorlage (2) in der Station zu reflektieren; durch eine Abbildungsfläche (3); durch eine Linse (1), um ein optisches Bild der Vorlage zu schaffen, wobei das von dem ersten Spiegel (4) reflektierte Licht durchgelassen wird; und durch zumindest einen Reflektor, der erforderlichenfalls in Verbindung mit der Linse (1) angebracht ist, wobei die Länge einer kurzen Seite einer wirksamen Spiegelfläche des ersten Spiegels (4), welche die Länge der wirksamen Spiegelfläche in der Richtung ist, in welcher die Vorlage abgetastet wird, und der Abstand zwischen dem ersten Spiegel (4)und der Linse (1) konstant gehalten sind, wenn die Linse (1) und/oder die Reflektoren bewegt werden, um die Vergrößerung oder Verkleinerung der Vorlage (2) zu ändern.

2. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der kurzen Seite der wirksamen Spiegelfläche des ersten Spiegels (4) auf einenvorbestimmten Wert eingestellt ist, indem ein Spiegel mit einer kurzen Seite einer Länge verwendet wird, welche mit der vorbestimmten Länge

r (0(9)9*1272 Telepamme: BnQOOft/1 ftftf Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

948273 BERGSTAPFPATENTÖMÜickerO d U / 1 U U H (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

988274 TELEX: Bayer Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270)

913310 0524SiOBERGd Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

ORIGINAL INSPECTED

einer kurzen Seite eines optischen Lichtflusses übereinstimmt.

3. Abbildungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der kurzen Seite der wirksamen Spiegelfläche des ersten Spiegels (1) durch Abdecken der Fläche des Spiegels auf einen vorbestimmten Wert eingestellt ist.

4. Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Schlitzeinstelleinrichtung, die in der Nähe des ersten Spiegels (1) angebracht ist, um eine Änderung in der absoluten Lichtmenge auszugleichen, mit welcher die Abbildungsfläche belichtet wird, wobei die Änderung beim Zusammenbau des Geräts erfolgt.

5. Abbildungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Blendenanordnung, die in oder nahe bei der Linse (1) angebracht ist, um die durch die Linse (1) hindurchgehende Lichtmenge einzustellen.

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