DE2803406A1 - Automatische regelvorrichtung fuer die hintergrundshelligkeit von kopien - Google Patents

Description

DR.-ING. DIPL.-ING. M. SC . UlPL-PH't S. Dr*. OIPL-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT -GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 42 679 b Anmelder: Savin Business Machines Corp.

k - 163 Columbus and Stevens Avenues

17.Januar 19 78 Valhalla IJ.Y. 1059 5, USA

Beschreibung

Automatische Regelvorrichtung für die Hintergrundshelligkeit von Kopien

Die Erfindung betrifft eine automatische Regelvorrichtung für die Helligkeit der Hintergrundsbereiche von Kopien bei einem Kopierer zur Erzeugung von Kopien mit den dunklen und hellen Bereichen eines Originals entsprechenden dunklen und hellen Bereichen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Regelvorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit einem elektrostatischen Kopierer, bei dem eine gleichmässig geladene photoleitende Oberfläche selektiv entladen wird, um ein latentes elektrostatisches Bild des Originals bzw. ganz allgemein eines Dokuments herzustellen.

Bei elektrostatischen und anderen Kopierern ist es ganz allgemein erwünscht, dass Kopien mit einem weissen Hintergrund erzeugt werden, und zwar unabhängig von der Hintergrundsdichte bzw. -farbe des Originals. Wenn man nun alle Originale einfach mit einer fest vorgegebenen Intensität belichtet, die ausreicht, um bei Originalen mit einem relativ dunklen Hintergrund die Herstellung einer Kopie mit weissem Hintergrund zu gewährleisten, wobei als Originale mit relativ dunklem Hintergrund farbige, insbesondere mehrfarbige, Formulare in Frage kommen, dann wird der Kontrast zwischen den dunklen bzw. bedruckten

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Bereichen und den Hintergrundsbereichen bei Kopien von Originalen mit relativ hellem Hintergrund unnötig stark abgesenkt. Aus diesem Grund haben viele Kopierer von Hand betätigbare Einrichtungen für eine Änderung der Belichtungsintensität, die jedoch im günstigsten Fall nur ein empirisches Herantasten an die richtige Belichtungsstärke ermöglichen, was zu vielen unbrauchbaren Kopien führt. Bei anderen Kopierern wird das Problem einer Helligkeitssteuerung bzw. -regelung durch Verwendung von Entwicklersystemen umgangen, die nur auf den Bildkontrast ansprechen. Derartige Systeme sind bei Kopiereren brauchbar, mit denen nur Originale mit Linienzügen kopiert werden müssen, wie z.B. gewöhnliche, mit der Maschine geschriebene oder gedruckte Originale. Unbefriedigend sind die bekannten Systeme jedoch dort, wo häufig Originale mit kontinuierlich ineinander übergehenden Grautönen oder Originale mit grossen dunklen Flächen kopiert werden müssen.

Es wurden bereits verschiedene Systeme für die automatische Regelung der Helligkeit von Kopien vorgeschlagen. Bei einem dieser bekannten Systeme, welches in der US-PS 3 279 312 beschrieben ist, wird die Belichtung durch ein Signal geregelt, welches von einem optischen Detektor erzeugt wird, der an einer vor der Abbildungsstation befindlichen Abtaststation vorgesehen ist. Bei einem anderen bekannten System, welches in der US-PS 3 914 049 beschrieben ist, liegt ein optischer Detektor im Strahlengang des optischen Abtastsystems des Kopierers und ermittelt während eines Vorabtastintervalls, in dem die Belichtungslampe und das optische Abtastsystem aktiviert sind, die von dem Original ausgehende Lichtintensität. Dieses bekannte System kann nicht ohne weiteres zwischen hellen und dunklen

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Bereichen des zu kopierenden Originals unterscheiden und ist somit fehleranfällig.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung für die Helligkeit der Hintergrundsbereiche von Kopien bei einem Kopierer anzugeben, der Kopien von Originalen mit unterschiedlichem Reflexionsvermögen erzeugt. Dabei wird insbesondere angestrebt, auch bei Originalen mit einem relativ hellen Hintergrund Kopien mit einem optimalen Kontrast zu erhalten und ein automatisches Arbeiten der Regelvorrichtung zu erreichen.

Diese Aufgabe ist durch eine Regelungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, welche gemäss der Erfindung durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

(a) Es sind Messeinrichtungen zum Messen des Reflexionsvermögens mehrerer ausgewählter Messbereiche des Originals vorgesehen;

(b) es sind Auswerteeinrichtungen zum Feststellen des Maximalwerts des von den Messeinrichtungen für die einzelnen Bereiche gemessenen Reflexionsvermögen vorgesehen und

(c) es sind Regeleinrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe die Helligkeit derjenigen Bereiche der Kopie, die den hellen Bereichen des Originals entsprechen, regelbar ist.

Es ist ein wesentlicher Vorteil der Regelvorrichtung gemäss der Erfindung, dass sie sowohl bei Originalen mit ineinander über-

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gehenden Grautönen als auch beim Kopieren grosser Mengen von Drucksachen stets Kopien mit einem guten Kontrastverhältnis gewährleistet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Regelvorrichtung gemäss der Erfindung wird das Reflexionsvermögen mehrerer relativ kleiner Messbereiche des Originaldokuments gemessen; ferner sind Einrichtungen zum Ermitteln bzw. Errechnen des Maximalwerts des überhaupt aufgetretenen Reflexionsvermögens bei der Abtastung der verschiedenen Messbereiche vorgesehen und es sind Regeleinrichtungen vorgesehen, die in Abhängigkeit von dem so ermittelten Maximalwert die Helligkeit der Bereiche der Kopie regeln, welche den hellen Bereichen des Originals entsprechen. Die erfassten Messbereiche sollten dabei klein genug sein etwa 1 mm Durchmesser oder weniger bei eng gesetzten Drucksachen - um zu gewährleisten, dass mindestens einer der Messbereiche höchstwahrscheinlich ein reiner Hintergrundsbereich des Dokumentes, also ein Bereich ohne Bildelemente, ist.. Durch die Messung des Reflexionsvermögens mehrerer relativ kleiner Messbereiche des Dokuments und durch Ermitteln des dabei festgestellten Maximalwerts des Reflexionsvermögens wird in der Praxis tatsächlich sichergestellt, dass mindestens einer der abgetasteten Messbereiche nur einen Hintergrundsbereich des Dokuments darstellt, so dass ein dem.Maximalwert entsprechendes Steuersignal der Hintergrundshelligkeit des Dokuments bzw. Originals genau entspricht.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform einer Regelvorrichtung gemäss der Erfindung ist eine Transportvorrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe das Original längs eines vorgege-

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benen Transportweges zu einer Abbildungsstation bewegbar ist. In diesem Fall messen die Messeinrichtungen das Reflexionsvermögen eines Teils des Originals, welcher sich an einem vorgegebenen Punkt vorbeibewegt. Dabei werden nacheinander Messwerte erhalten, aus denen der dem Maximalwert des Reflexionsvermögens entsprechende Wert herausgesucht wird, um die Helligkeit derjenigen Bereiche der Kopie zu regeln, die den hellen Bereichen des Originaldokuments entsprechen. Vorzugsweise ist dabei· jeder abgetastete Messbereich (eines streifenförmigen Teils des Originals) wie oben beschrieben wieder ein relativ kleiner Punkt. Durch Steuerung der Helligkeit der Kopien in Abhängigkeit von dnem vor dem Vorrücken des Originals zu einer Abbildungsstation gemessenen Maximalwert des Reflexionsvermögens des Originals lässt es sich vermeiden, das optische System des Kopierers für ein Vorabtastintervall zu aktivieren, wie dies bei dem System gemäss der US-PS 3 914 049 erforderlich ist. Ausserdem kann auf eine spezielle Abdeckung der Abbildungsplatte des Kopierers verzichtet werden, durch die erreicht wird, dass Licht auf die photoempfindliche Oberfläche reflektiert wird jedoch nicht zu dem Photodetektor.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Schutzansprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilvorderansicht eines Kopierers mit einer bevorzugten Ausführungsform einer Regelvorrichtung gemäss der Erfindung, wobei einige Teile weggebrochen und andere im Schnitt dargestellt sind;

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Fig. 2 eine Teildraufsicht auf den Kopierer gemäss Fig. 1, wobei einige Teile weggebrochen und andere im
Schnitt dargestellt sind, so dass die Messeinrichtungen der erfindungsgemässen Regelvorrichtung
sichtbar sind;

Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch die Transportvorrichtung des Kopierers gemäss Fig. 2 längs der Linie 3-3
in dieser Figur;

Fig. 4 ein schematisch.es Schaltbild einer bevorzugten

Ausführungsform einer Regel ,vorrichtung gemäss der Erfindung;

Fig. 5 Teile eines schematischen Schaltbilds einer abgewandelten Ausführungsform einer Regel vorrichtung gemäss der Erfindung und

Fig. 6 Teile eines schematischen Schaltbilds einer dritten abgewandelten Aus führungs form einer Regel ^;<vorrichtung gemäss der Erfindung.

Wie die Fig. 1 bis 4 der Zeichnung zeigen, wird erfindungsgemäss die Regelung der Belichtungsintensität in Abhängigkeit
von der Grundhelligkeit typischerweise bei einem elektrostatischen Kopierer 10 angewandt, der eine Vorderwand 12, eine
Rückwand 14, eine linke Seitenwand und eine rechte Seitenwand 16 sowie eine Abdeckung 20 aufweist. Ein erhöhter Bereich der Abdeckung 20 trägt eine transparente Abbildungsplatte 22. Beim Arbeiten mit dem Kopierer 10 wird ein zu kopierendes Original

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mit der Vorderseite nach unten auf die Abbildungsplatte 22 gelegt.

Ein elektrostatisches latentes Bild des Originals wird auf der photoleitenden Abbildungsoberfläche einer rotierenden zylindrischen Trommel 24 erzeugt. Die Belichtung erfolgt durch Abtastung des Originals - in Fig. 1 von rechts nach links mittels einer länglichen Belichtungslampe 26, die von einem Wagen 30 getragen wird, der quer zur Unterseite der Abbildungsplatte 22 verfahrbar ist. Ein länglicher parabolischer Reflektor an dem Wagen 30 bündelt das Licht von der Belichtungslampe 26 auf die abzutastende Oberfläche des Originals. Das von dem Original reflektierte Licht wird mittels eines ersten am Wagen 30 befestigten Spiegels 28 in Richtung auf einen zweiten Spiegel 32 umgelenkt, dessen Geschwindigkeit halb so gross ist wie die Geschwindigkeit des ersten Spiegels 28, so dass die Länge des Lichtweges zwischen dem Original und der Trommel 24 konstant bleibt. Der zweite Spiegel 32 lenkt das Licht über ein bündelndes Linsenelement 34 und ein streuendes Linsenelement 36 auf einen rückwärtigen Spiegel 37 hinter dem streuenden Linsenelement 36. Der Spiegel 37 lenkt das Licht durch die Linsenanordnung 34,36 auf einen feststehenden Spiegel 38, der das Licht zur Abbildungsoberfläche lenkt. Eine Platte 40 mit einem länglichn optischen Schlitz 42, der in Richtung der Trommelachse verläuft, begrenzt das Bildfeld in ümfangsrichtung, um die gewünschte Bildqualität zu gewährleisten. Vorzugsweise besteht die Platte 40 aus zwei Teilen, so dass die Breite des Schlitzes 42 eingestellt werden kann. Eine an dem Wagen 30 vorgesehene und gemeinsam mit diesem bewegbare Photodiode 174 misst die Intensität des von der Belichtungslampe 26 einfallen-

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den Lichts. Die Photodiode 174 bildet einen Bestandteil der Regelschaltung für die Beiichtungsintensität.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist oberhalb der Abbildungsplatte 22 eine Transportvorrichtung 44 für die Dokumente vorgesehen, welche eine linke Seitenwand 46 und eine rechte Seitenwand 48 aufweist und im wesentlichen längs der Abbildungsplatte 22 verläuft. Eine linke und eine rechte hintere Seitenwand 50 bzw. 52 der Transportvorrichtung sind am hinteren Ende der Seitenwände 46 bzw. 48 befestigt. Bügel 54 am Kopierer 10 tragen Schwenkzapfen 56, die in die hinteren Seitenwände 50 und 52 des Gehäuses der Transportvorrichtung eingreifen und ein Abschwenken derselben von der Abbildungsplatte 22 ermöglichen, so dass auch dicke Originale, wie z.B. Bücher, kopiert werden können. Am hinteren Ende der rechten Seitenwand 48 ist auf der Innenseite eine Führungsschiene 58 befestigt.

Ein Riemchenförderband der Transportvorrichtung 44 besitzt eine vordere Rollenanordnung 60 mit einer zwischen den Seitenwänden 46 und 48 befindlichen drehbaren Welle 62, auf der im Abstand voneinander mehrere Riemenscheiben 64 vorgesehen sind. Eine hintere Rollenanordnung 66 besitzt eine drehbare Welle 68, die zwischen den Seitenwänden 50 und 52 angeordnet ist und im Abstand voneinander mehrere Riemenscheiben 70 trägt, über die Riemenscheiben 64,70 laufen mehrere einzelne Riemchen 72, so dass sich ein Riemchenförderband ergibt. Vorzugsweise haben die Riemchen 72 eine Breite von etwa 1,2 cm und eine Dicke von etwa 0,4 mm und bestehen aus mit einer textlien Einlage versehenem Neopren oder synthetischen Gummi, wie er beispielsweise von der Firma E.I.DuPont de Nemours & Co. unter der Marke

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"Hypalon" vertrieben wird. Die Riemchen 72 werden mit Hilfe von mit Flanschen versehenen Spannrollen 74 gespannt, welche an einem freien Ende metallischer Federarme 76 drehbar gehaltert sind. Das andere Ende jedes Federarms 76 ist an einem Träger 78 befestigt, der als Querelement zwischen den Seitenwänden 46 und 48 montiert ist.

Wenn ein Dokument, wie z.B. ein Blatt Papier, kopiert werden soll, wird es mit der Bildseite nach oben auf eine Auflage 80 gelegt, die zwischen den Seitenwänden 46 und 48 gehaltert ist. Das Dokument wird dann längs der Auflage 80 von Hand zu einem Einlass A vorgeschoben, der längs der Oberseite der hinteren Rollenanordnung 66. verläuft. Vorzugsweise ist die Auflage 80 an ihrem hinteren Ende mit einer Rampe 82 versehen, die dem Dokument, wenn es durch den Einlass A in die Transportvorrichtung 44 eintritt, eine gewisse Steifigkeit verleiht. Eine zylindrische Führung 84 lenkt das Dokument um die Rollenanordnung 66 herum in Richtung auf die Abbildungsplatte 22.

Mehrere Finger 86, die in Fig. 3 in ihrer zurückgezogenen Stellung gezeigt sind, sind durch geeignete Schlitze (nicht dargestellt) in der zylindrischen Führung 84 bewegbar, um die Bewegung des Dokuments längs des Transportweges zu blockieren, so dass das Dokument in einer Bereitschaftsstellung gehalten wird, bis der Kopierer 10 und die Transportvorrichtung 44 für die Übernahme des Dokuments zum Kopieren desselben bereitstehen. Die Finger 86 sind vorzugsweise aus einem einzigen Metallblech oder aus einem anderen Material durch Stanzen oder auf andere Weise hergestellt, so dass sich eine mit den Fingern 86 einstückige Befestigungsleiste 88 ergibt. Beim Ausführungs-

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beispiel ist die Befestigungsleiste 88 an einem Metallblock 90 befestigt, der auf einer Achse 92 sitzt, die drehbar in den . hinteren Seitenwänden 50,52 gelagert ist, so dass die Finger 86 in den Transportweg für die Dokumente hineinschwenkbar sind.

Mehrere Andruckrollen 96 mit einer Reibfläche 98 mit hohem Reibungskoeffizienten können selektiv mit Antriebsrollen in Kontakt gebracht werden, die einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisen und auf der Welle 68 der hinteren Rollenanordnung 66 zwischen den Riemenscheiben 70 montiert sind, um ein Dokument längs des gekrümmten Transportweges zu transportieren, der durch die zylindrische Führung 84 begrenzt wird. Schlitze 105 in der zylindrischen Führung 84 gestatten es, die Rollen 96 und 94 paarweise miteinander in Kontakt zu bringen. Die Andruckrollen 96 sind im Abstand voneinander auf einer Welle 100 montiert und gemeinsam mit dieser zu einer Drehbewegung antreibbar. Mehrere Schwenkarme 102, die auf einer Schwenkachse 104 sitzen, dienen der Lagerung der Welle 100 und ermöglichen das Abschwenken der Andruckrollen 96 von den Abtriebsrollen 94.

Zwischen den Kopierzyklen werden die Andruckrollen 96 von den Antriebsrollen 94 abgeschwenkt, während gleichzeitig die Finger 86 den Transportweg blockieren. Eine Bedienungsperson bewegt ein zu kopierendes Dokument durch den Einlass A der Transportvorrichtung 44, bis dessen Vorderkante an den Fingern 86 anliegt. Wenn die Transportvorrichtung dann bereitsteht, um das neue Dokument zum Kopieren zu übernehmen, werden die Finger 86 aus dem Transportweg herausbewegt, während gleichzeitig die Andruckrollen 96 gegen die Antriebsrollen 94 bewegt werden, um das Dokument längs des Transportweges anzutreiben. Die Betäti-

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gungseinrichtungen für die Finger 86 und die Andrucksrollen sind im Detail in einer früheren Anmeldung (P 26 47 265.1) beschrieben.

Nach Verlassen des unteren Endes der zylindrischen Führung 84 bewegt sich das Dokument über eine hintere Randleiste 106 und über die Abbildungsplatte 22, über der sich zwischen den Seitenwänden 46 und 48 eine Führungsplatte 108 befindet, die parallel zu der Abbildungsplatte 22 und in geringem Abstand von dieser verläuft. Mehrere Finger 110, die zwischen den Riemenscheiben 70 und den Antriebsrollen 94 im wesentlichen nach hinten und oben verlaufen, verhindern, dass das Dokument über die Führungsplatte 108 geschoben wird. Mehrere vordere und hintere Druckrollen 112 bzw. 114, welche an der Innenseite der Riemchen 72 anliegen, halten das Dokument in engem Kontakt mit der Abbildungsplatte 22, während es über deren Oberseite vorrückt. Die Druckrollen 112,114 sind mittels Gewichten oder dergleichen (nicht dargestellt) nach unten gegen die Riemchen 72 vorgespannt. Geeignete Schlitze (nicht dargestellt) in der Führungsplatte 108 ermöglichen es, dass die Druckrollen 112,114 in Kontakt mit den Riemchen 72 gelangen.

Längs der Vorderkante der Abbildungsplatte 22 ist ein Gatter 116 vorgesehen, welches die Dokumente für das Kopieren anhält. Das Gatter 116, welches von einem Gehäuse 118 umschlossen ist, das an der Oberseite 18 des Kopierers montiert ist, besitzt mehrere, nach oben vorstehende, Finger 120, die normalerweise unter Vorspannung zwischen die Riemchen 72 vorstehen, um eine Weiterbewegung eines Dokuments längs der Abbildungsplatte 22 zu verhindern, die jedoch nach unten hinter die Riemchen 72

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zurückziehbar sind. Das Gatter 116 ist in seinen Einzelheiten in der oben erwähnten früheren Anmeldung beschrieben und kann mittels geeigneter Betätigungseinrichtungen, beispielsweise mittels eines Elektromagneten (nicht dargestellt), betätigt werden.

Das Dokument wird mittels der Riemchen 72 längs der Abbildungsplatte 22 vorgeschoben, bis seine Vorderkante an den Fingern 120 anschlägt, die eine weitere Vorwärtsbewegung verhindern. Die Riemchen 72 gleiten nunmehr relativ zur Rückseite des Originals und üben dabei eine schwache Kraft auf dieses aus, so dass die Vorderkante des Dokuments bezüglich der Finger ausgerichtet wird, und zwar auch dann, wenn sich das Dokument zuvor aus irgendeinem Grund verkantet hatte.

Mehrere Lichtquellen 122,124,126 und 128 sind hinter der zylindrischen Führung 84 bezüglich der Antriebsrollen 94 auf der diesen abgewandten Seite des Transportweges angeordnet. Die Lichtquellen 122 bis 128, welche Glühlampen mit Wolframdrähten sein können, richten abtastende Lichtstrahlen gegen die die Vorlage tragende Seite des Dokumentes, wenn dieses nach Passieren der Finger 86 in Richtung auf die Abbildungsplatte 22 bewegt wird. Für die Lichtstrahlen von den Lichtquellen sind in der zylindrischen Führung 84 Schlitze 130 vorgesehen. Vorzugsweise sind die abtastenden Lichtstrahlen relativ schmal und haben an der Oberfläche des Dokuments einen Durchmesser in der Grössenordnung von 1 mm, um sicherzustellen, dass die Lichtstrahlen zumindest während eines Teils eines Vorabtastintervalls nur den Hintergrund des Dokuments abtasten.

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Geeignete Photodetektoren, wie z.B. Photodioden 132,134,136 und 138, die angrenzend an ihre zugeordneten Lichtquellen 122, 124, 126 bzw. 128 angeordnet sind, sprechen auf das Licht an, welches von den abgetasteten Bereichen des Dokuments durch die Schlitze 130 reflektiert wird. Vorzugsweise entspricht das Spektrum der Lichtquellen 122 bis 128 und der Photodioden 132 bis 138 dem Spektrum der Belichtungslampe 26 und dem Empfindlichkeitsspektrum der photoleitenden Abbildungsoberfläche der Trommel 24. Dies kann erreicht werden, indem man vor den Photodioden 132 bis 138 geeignete optische Filter 139 anordnet. Jede der Photodioden 132 bis 138 ist einerseits mit Bezugspotential und andererseits mit dem einen Anschluss eines zugeordneten Widerstandes 142,144,146 bzw. 148 (Fig. 4) verbunden. Das andere Ende jedes der Widerstände 142 bis 148 ist mit einer Leitung 140 verbunden, die ihrerseits mit einer Spannungsquelle zur Erzeugung eines geeigneten Sperrspannungspotentials verbunden ist.

Die Abtastung an im Abstand voneinander befindlichen Stellen quer zum Transportweg des Dokuments stellt sicher, dass keine falschen Messwerte erhalten werden, die darauf zurückzuführen sind, dass das Dokument längs einer vorgegebenen Abtastlinie ein atypisches Reflexionsvermögen aufweist. Wenn nur eine Lichtquelle und ein Photodetektor verwendet werden, dann sollten sie etwa 5 bis 8 cm gegenüber der durch die Führungsschiene 58 definierten Ebene versetzt sein, so dass die abgetastete Linie einen Briefkopf oder einen vergleichbaren Bereich eines Dokuments nicht erfasst. Die Lichtquelle und der Photodetektor sollten andererseits jedoch nicht wesentlich weiter von dieser Ebene entfernt sein, da sonst kleine Dokumente möglicherweise

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überhaupt nicht erfasst werden.

Jede der Antriebsrollen 94, die einer der Lichtquellen 122 bis 128 gegenüberliegt, besitzt eine derart bearbeitete Oberfläche, dass sie ein wesentlich geringeres Reflexionsvermögen aufweist als der dunkelste Hintergrundbereich, der möglicherweise erfasst werden muss. Die Photodioden 132 bis 138 bleiben folglich im wesentlichen nicht leitend, wenn kein Dokument vorhanden ist oder wenn die Lichtstrahlen dunkle Bereiche des Dokuments abtasten. Wenn ein heller Bereich oder Hintergrundsbereich des Dokuments in den Weg des abtastenden Lichtstrahls gelangt, dann wird die Leitfähigkeit der zugeordneten Photodiode erhöht, und zwar auf einen Wert, der der Intensität des reflektierten Lichts proportional ist. Die Spannung über der Diode, welche dem Widerstand der Photodiode annähernd proportional ist, fällt dann auf einen Pegel ab, der zur Intensität des reflektierten Lichts umgekehrt proportional ist.

Betrachtet man nunmehr Fig. 4, so erkennt man, dass ein Signal, welches.der maximalen Intensität des reflektierten Lichtes entspricht, dadurch erhalten wird, dass man die nicht geerdeten Anschlüsse der Photodioden 132 bis 138 mit den Eingängen von zugeordneten Puffer-Verstärkern 150,152,154 bzw. 156 verbindet, welche die Verstärkung 1 haben und von denen jeder eine relativ hohe Eingangsimpedanz und eine niedrige Ausgangsimpedanz aufweist. Die Ausgänge der Verstärker 150 bis 156 sind über zugeordnete Dioden 158, 160, 162 bzw. 164 mit einem Belag eines Speicherkondensators 166 verbunden, dessen anderer Belag geerdet ist. Der Kondensator 166 ist ausserdem über eine Diode 168 mit einer Startleitung 170 versehen, welche normalerweise

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auf einem niedrigen Pegel bzw. einer negativen Spannung gehalten wird, der jedoch aus einer geeigneten Spannungsquelle ein Impuls mit einem hohen Pegel zum Aufladen des Kondensators 166 am Beginn eines Vorabtastintervalls zuführbar ist. Beispielsweise kann ein Schalter 169, der auf das Einführen eines Originals" am Einlass A anspricht, einen Impulsgenerator 171 betätigen, so dass dieser einen Impuls an die Startleitung 170 anlegt. Die Dioden 158 bis 164 sind so gepolt, dass sie einen Stromfluss vom Kondensator 166 zu den Ausgängen der Verstärker 150 bis 156 ermöglichen. Wenn nun beispielsweise die Photodiode 132 einen Bereich des Dokuments abtastet, der ein hohes Reflexionsvermögen aufweist, dann fällt das Potential am Eingang des Verstärkers 150 auf einen relativ niedrigen Wert. Der Ausgang des Verstärkers 150 nimmt das gleiche Potential an, so dass sich der Kondensator 166 über die Diode 158 entlädt, bis das Potential über dem Kondensator gleich dem Potential am Ausgang des Verstärkers 150 ist. Wenn andererseits der Verstärker 150 bei der Abtastung eines dunklen Bereichs ein hohes Ausgangspotential erzeugt, dann kann der Kondensator 166 nicht (wieder) auf dieses höhere Potential aufgeladen werden, da die Diode 158 in diesem Fall in Sperrichtung vorgespannt ist. Der Kondensator 166 speichert folglich ein Potential, welches dem niedrigsten Potential am Ausgang eines der Verstärker 150 bis 156 während des Vorabtastintervalls entspricht. Das gespeicherte Potential zeigt wiederum das maximale von den Photodioden 132 bis 138 gemessene Reflexionsvermögen an. Vorzugsweise ist · der Entladestrom des Kondensators 166 durch die Widerstandswerte der Dioden 158 bis 164 und der Verstärker 150 bis 156 hinreichend begrenzt, so dass gelegentlich auftretende Reflektoren, wie z.B. Metallsplitter, an der Oberfläche des Dokuments ohne Einfluss bleiben.

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Die Signalspannung über dem Kondensator 166 steuert einen Kreis, der die Intensität der Belichtungslampe 26 während der Belichtungsphase eines Kopierzyklus regelt. Zu diesem Zweck ist an dem Wagen 30 die Photodiode 174 vorgesehen, welche die Intensität der Belichtungslampe 26 - besser gesagt die Intensität des von der Belichtungslampe ausgehenden Lichts - misst und in Serie mit einem Widerstand 176 zwischen die Leitung 140 und Bezugspotential geschaltet ist. Die nicht geerdeten Anschlüsse des Kondensators 166 und des Widerstandes 176 bilden den nicht invertierten bzw. den invertierten Eingang für einen Differenzverstärker 172 mit hoher Verstärkung. Mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 172 ist ein Treiberverstärker 178 verbunden, der die Belichtungslampe 26 bzw. deren Beleuchtungselement speist.

Wenn nach Beendigung des Vorabtastintervalls die Belichtung erfolgt, wird der Treiberverstärker 178 freigegeben, so dass er die Belichtungslampe 26 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Differenzverstärkers 172 speist. Da das Signal am invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 172, welches der von dem Photodetektor 174 gemessenen Intensität entspricht, zunächst zumindest annähernd auf Bezugspotential liegt, führt der Treiberverstärker 178 der Belichtungslampe 26 zunächst die volle Energie zu. Innerhalb einer sehr kurzen Zeit wird jedoch die der Belichtungslampe 26 zugeführte Energie aufgrund des ansteigenden Potentials über dem Widerstand 176 auf einen Pegel reduziert, der gerade ausreicht, um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Die Lampe-26 wird nunmehr, nachdem sich die Belichtungsintensität stabilisiert hat und dann durch die Gegenkopplungsschleife dauernd korrigiert wird, quer zur Abbildungs-

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platte 22 verfahren, um die Abbildungsoberfläche der Trommel 24 zu belichten.

Im Gleichgewichtszustand ist das Potential über dem Widerstand 176 mit Ausnahme einer sehr kleinen Spannungsdifferenz gleich dem Potential über dem Kondensator 166. Das Potential über dem Kondensator 166 ist wiederum gleich dem niedrigsten Potential, welches während des Vorabtastintervalls über einer der Photodioden 132 bis 138 entstanden ist. Es liegt also im Endeffekt eine abgeglichene Brückenschaltung vor, bei der das Verhältnis der Widerstände von Photodiode 174 und Widerstand 176 gleich dem Widerstandsverhältnis von (beispielsweise) Widerstand 142 und Photodiode 132 ist, und zwar beim maximalen Reflexionsvermögen. Da der Widerstand jeder der Dioden 132 und 174 der Intensität des einfallenden Lichtes umgekehrt proportional ist, wird bei abgeglichener Brücke erzwungen, dass das Produkt der Lichtintensität von der Beleuchtungslampe 26 und der während des Vorabtastintervalls gemessenen Intensität des von dem Dokument reflektierten Lichts konstant ist. Hintergrundsbereiche werden folglich mit einer vorgegebenen Helligkeit reproduziert.

Fig. 5 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Regelschaltung für die Belichtungsintensität, bei dem anstelle der Lichtintensität der Beiichtungslampe 26 die Breite des Schlitzes 42 geregelt wird. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel speist der Treiberverstärker 178 einen reversiblen Servomotor 180, der mechanisch mit einer Seite der Platte 4O verbunden ist. Der Motor 180 verbreitert den Schlitz 42 in Abhängigkeit von einem positiven Eingangssignal vom Treiberverstärker 178 und verkleinert den Schlitz 42 in Abhängigkeit von einem negativen

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Eingangssignal. Der Motor 180 erzeugt ferner auf einer Leitung 182 ein Signal, welches der Schlitzbreite proportional ist, die sich aus der Stellung des Motors ergibt. Die Leitung 182 ist mit dem invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 172 verbunden, während dessen nicht invertierender Eingang, wie vorstehend beschrieben, mit dem Kondensator 166 verbunden ist. Im Betrieb treibt der Treiberverstärker 178 den Motor in der richtigen Richtung an, bis die Signale an den beiden Eingängen des Differenzverstärkers 172 gleich sind. Die Breite des Schlitzes 42 wird somit auf einen Wert eingestellt, der dem Potential über dem Kondensator 166 proportional ist.

Fig. 6 zeigt eine weitere abgewandelte Regelschaltung, mit deren Hilfe die Öffnung einer Irisblende 184 zwischen dem streuenden Linsenelement 36 und dem rückwärtigen Spiegel 37 regelbar ist. Bei dieser Regelschaltung treibt der Treiberverstärker 178 einen reversiblen Motor 186, der die Blende in Abhängigkeit von einem positiven Eingangssignal öffnet und sie in Abhängigkeit von einem negativen Eingangssignal schliesst. Der Motor 186 liefert auf einer Leitung 188 ein Signal, welches der Öffnungsfläche der Blende proportional ist, die sich aus der Stellung des Motors ergibt. Die Leitung 188 ist mit dem invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 172 verbunden, an dessen nicht invertierendem Eingang wieder, wie zuvor der Kondensator 166, liegt. Im Betrieb stellt der Motor 186 die Öffnung der Blende 184 auf einen Wert ein, der dem Potential über dem Kondensator 166 proportional ist.

Bei den Regelschaltungen gemäss Fig. 5 und 6 sind die Widerstandswerte der Widerstände 142,144,146,148 vorzugsweise relativ

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gross im Vergleich zu den Widerstandswerten der Photodioden 132, 134, 136 und 138 bei den erwarteten Belichtungspegeln, um sicherzustellen, dass das Potential über dem Kondensator 166 sich tatsächlich umgekehrt proportional zum maximalen gemessenen Reflexionsvermögen ändert. Andererseits besteht die Möglichkeit für die auf den Leitungen 182 und 188 übertragenen Positionssignale geeignete Kompensationseinrichtungen vorzusehen.

Wenn die gewünschte Anzahl von Kopien fertiggestellt ist, dann wird das Gatter 116 betätigt, so dass es seine Pinger 120 aus dem Transportweg zurückzieht, so dass sich das Dokument am Auslass B von den Riemchen 72 lösen kann. Die freigegebenen Dokumente werden mit Hilfe einer nach oben gekrümmten Führung 174 in einen Sammelbehälter 196 gelenkt, der oberhalb der Riemchen 72 und der Abbildungsplatte 22 angeordnet ist. Die Dokumente werden längs der Innenseite des Führungselementes mit Hilfe einer Anzahl erster Antriebsrollen 198 an der Innenseite und einer Anzahl zweiter Antriebsrollen 200, die in Transportrichtung stromabwärts ebenfalls auf der Innenseite angeordnet sind, angetrieben. Die Antriebsrollen 198 und 200, die in Richtung der Bewegung der Originale mittels geeigneter Antriebseinrichtungen (nicht dargestellt) angetrieben werden, wirken mit ersten und zweiten leerlaufenden Gegenrollen 202 bzw. 204 zusammen, die ihnen gegenüber auf der Au-senseite des Führungselements 194 vorgesehen sind. Das Führungselement 194 ist mit Schlitzen (nicht dargestellt) versehen, so dass die Antriebsrollen 198 und 200 in Kontakt mit den Gegenrollen 202 bzw. 204 gelangen können.

Der Sammelbehälter 196 besitzt einen Boden 206 und Stirnwände

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208 und 210, die einstückig aus einem einzigen Stück Metallblech oder aus einem anderen Material hergestellt sind. Der Boden 206 ist mit ein oder mehreren Vertiefungen 212 versehen, die das Erfassen der Dokumente erleichtern. Die Stirnwände 210 und 208 verlaufen längs des Trägers 78 bzw. längs eines vor diesem angeordneten Stützelements 213. Eine Schutzleiste 214, die an der Stirnwand 208 montiert ist, verhindert, dass eine Bedienungsperson unbeabsichtigt bewegliche Teile längs des Transportweges für die Dokumente berühren kann.

Der Sammelbehälter 196 besitzt einen Deckel 216, der vorzugsweise aus transparentem Kunststoff besteht. Die Hinterkante des Deckels 216 ist an der Vorderkante der Rampe 80 mittels Scharnieren 218 oder dergleichen angelenkt. Die Vorderkante des Deckels 216 kann sich an der Oberseite einer vorderen Abdeckung 220 abstützen. Der Deckel 216 besitzt einen erhöhten mittleren Teil zwischen seiner Vorderkante und seiner Hinterkante, so dass die am oberen Ende der Führung 194 austretenden Originale nicht am Deckel oder an hochstehenden Rändern von bereits im Sammelbehälter 196 befindlichen Originalen anstossen.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, dass die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe vollständig gelöst wird. Mit Hilfe der erfindungsgemassen Regelungsvorrichtung werden tatsächlich automatisch Kopien erzeugt, welche bei Originalen mit unterschiedlichen Reflexionsvermögen des Hintergrunds einen weissen Hintergrund besitzen. Ausserdem werden von hellen Originalen Kopien mit optimalem Kontrast hergestellt. Durch die wirksame Begrenzung der Abtastung des Originals auf definierte

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relativ kleine Messbereiche wird ausserdem erreicht, dass die Regelvorrichtung auch bei Originalen mit ineinander übergehenden Grautönen oder bei Originalen, die sehr eng bedruckt sind, befriedigend arbeitet.

Es sei darauf hingewiesen, dass vorstehend lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert wurden und dass die Erfindung keineswegs auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Dem Fachmann stehen vielmehr, ausgehend von den Ausführungsbeispielen, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebotie, ohne dass er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste. Insbesondere ist es möglich, anstelle einer Helligkeitssteuerung beim Belichten die Helligkeit des Hintergrundes der Kopien auch in einer anderen Verfahrensstufe des Kopiervorganges zu beeinflussen.

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Claims (1)

1. DR.-ING. DIPL-ING. M = C. ill PL-PH t S. DA. DIPL.-PHYS.

   HÖGER - STELLRECHT -GRIES3BACH - HAECKER

   PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

   2803A06

   A 42 679 b Anmelder: Savin Business Machines Corp.

   k - 163 Columbus and Stevens Avenues

   17.Januar 1978 Valhalla N.Y. 10595, USA

   Patentansprüche :

   1. Regelvorrichtung für die Helligkeit der Hintergrundsbereiche von Kopien bei einem Kopierer zur Erzeugung von Kopien mit den dunklen und hellen Bereichen eines Originals entsprechenden dunklen und hellen Bereichen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   (a) Es sind Messeinrichtungen (122-128, 132-140) zum Messen des Reflexionsvermogens mehrerer ausgewählter Messbereiche des Originals vorgesehen;

   (b) es sind Auswerteeinrichtungen (142-171) zum Feststellen des Maximalwerts des von den Messeinrichtungen (122-128, 132-140) für die einzelnen Bereiche gemessenen Reflexionsvermogens vorgesehen und

   (c) es sind Regeleinrichtungen (172-178) vorgesehen, mit deren Hilfe die Helligkeit derjenigen Bereiche der Kopie, die den hellen Bereichen des Originals entsprechen, regelbar ist.

   2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtungen (122-128, 132-140) eine Lichtquelle (122-128) zur Erzeugung eines auf einen Messbereich des Originals gerichteten Lichtstrahls und einen Photodetektor (132-138) zum Messen der Intensität des von dem Messbereich reflektierten Lichts aufweisen und

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   dass eine Transportvorrichtung (44) vorgesehen ist, mit deren Hilfe eine Relativbewegung zwischen dem Original sowie der Lichtquelle (122-128) und dem Photodetektor (132-138) herbeiführbar ist.

   3. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopierer (10) das Original an einer Abbildungsstation kopiert, welcher das Original längs eines vorgegebenen Weges mit Hilfe der Transportvorrichtung (44) zuführbar ist, und dass die Lichtquelle (122-128) und der Photodetektor (132-138) an einer vorgegebenen Stelle längs des Laufweges des Originals angeordnet sind.

   4. Regelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (122-128) und der Photodetektor (132-138) auf einer Seite des Laufweges des Originals angeordnet sind und dass der Kopierer (10) auf der anderen Seite des Laufweges des Originals mindestens eine Oberfläche mit niedrigem Reflexionsvermögen auf v/eist.

   5. Regelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abbildungsstation eine transparente Abbildungsplatte (22) vorgesehen ist, dass die Transportvorrichtung (44) mehrere parallele, endlose Förderbänder (72) aufweist, die quer zu der Abbildungsplatte (22) verlaufen, und dass die Lichtquelle (122-128) derart angeordnet ist, dass mit ihrer Hilfe ein Lichtstrahl auf einen zwischen den Förderbändern (72) liegenden Messbereich ausrichtbar ist.

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   6. Regelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (44) eine Rollenanordnung (66) aufweist, mit deren Hilfe die endlosen Förderbänder (72) an einem Ende der Abbildungsplatte (22) geführt sind, dass Antriebseinrichtungen (94,96) zum Antreiben des Originals längs eines gekrümmten Pfades um die Rollenanordnung (66) herum und in Richtung auf die Abbildungsplatte (22) vorgesehen sind und dass die Lichtquelle (122-128) angrenzend an die Rollenanordnung (66) derart angeordnet ist, dass der Lichtstrahl im Bereich des gekrümmten Transportweges auf einen zwischen den Förderbändern (72) liegenden Messbereich des Originals ausrichtbar ist.

   7. Regelvorrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche niedrigen ReflexionsVermögens durch Teile (94) der Rollenanordnung (66) gebildet ist, auf die der Lichtstrahl in Abwesenheit eines Originals auftrifft.

   8. Regelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lichtquellen (122-128) und mehrere Photodetektoren (132-138) quer zum Transportweg des Originals im Abstand voneinander angeordnet sind und dass die Auswerteeinrichtungen (142-171) derart ausgebildet sind, dass mit ihrer Hilfe der höchste von allen Photodetektoren (132-138) ermittelte Wert des Reflexionsvermögens feststellbar ist.

   9. Regelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Seitenkanten des Originals bezüglich des

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   Transportweges ausgerichtet ist und dass die Lichtquelle (122-128) und der Photodetektor (132-138) in einem Abstand zwischen etwa 5 und 8 cm von der ausgerichteten Seitenkante angeordnet sind.

   10. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messbereiche relativ klein sind.

   11. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtungen (122-128, 132-140) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass mindestens einer der Messbereiche so klein ist, dass er nur einen Hintergrundsbereich des Originals erfasst.

   12. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtungen (122-128, 132-14o) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die grösste Abmessung jedes Messbereichs etwa 1 mm beträgt.

   13. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass .die Messbereiche auf einer geraden Linie liegen und dass die Messeinrichtungen (122-128, 132-140) die Messbereiche nacheinander in der Reihenfolge erfassen, in der sie längs der Linie aufeinanderfolgen.

   14. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messbereiche auf mehreren parallelen geraden Linien liegen und dass die Messeinrichtungen (122-128, 132-140) die Messbereiche nacheinander in der Reihenfolge erfassen, in der sie längs der einzelnen Linien aufeinanderfolgen.

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   15. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtungen (172-178) derart ausgebildet sind, dass mit ihrer Hilfe die Belichtungsintensität für ein an einer Abbildungsstation des Kopierers (10) befindliches Original regelbar ist.

   16. Regelvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Regeleinrichtungen (172-178) die von einer Belichtungslampe (26) für das Original abgegebene Lichtintensität regelbar ist (Fig.4).

   17. Regelvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Strahlengang zwischen dem Original und einer Abbildungsfläche ein Schlitz (42) .einstellbarer Breite vorgesehen ist und dass die Breite des Schlitzes (42) mit Hilfe der Regeleihrichtungen (1724 82 ) veränderbar ist(Fig.5).

   18. Regelvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Strahlengang zwischen dem Original und einer Abbildungsfläche eine einstellbare Blende (184) vorgesehen ist und dass die Öffnung der Blende (184) mit Hilfe der Regeleinrichtungen (172-188) regelbar ist (pig.6)

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