DE3445352C2 - Bilderzeugungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bilderzeugungsvor­ richtung.

Für Bilderzeugungsgeräte wie beispielsweise Kopiergeräte oder dergleichen wurde bereits zur Verkleinerung des Ge­ räts ein langgestreckter Kopierkopf vorgeschlagen, in welchem ein Sensor zum Auslesen eines Bilds im Maßstab 1 : 1 und eine Druckvorrichtung als Einheit ausgebildet sind.

Bei einem klein bemessenen Kopiergerät mit einem solchen Kopierkopf ist jedoch zwischen dem Auslesesensor und der Druckvorrichtung eine geeignete Bildverarbeitungsschal­ tung erforderlich, was eine Steigerung der Kosten und Ab­ messungen des Geräts verursacht.

Gemäß der US 43 56 347 ist eine Leseeinrichtung in Form einer Fotoelementenanordnung vorgesehen, deren Ausgangs­ signale von einer Erfassungseinrichtung und einem Schie­ beregister in binäre Signale umgesetzt werden, die mit­ tels einer Aufzeichnungseinrichtung in Form einer Matrix aufgezeichnet werden. Sämtliche Komponenten werden vor­ zugsweise auf demselben Substrat ausgebildet.

Die EP 00 39 170 A2 zeigt ein Abtast- und Aufzeichnungs­ gerät, bei dem eine Vorlage mittels eines bewegten Zei­ len-Aufzeichnungskopfs angeordnet ist, der simultan mit dem Abtasten eine Aufzeichnung auf Bildempfangsmaterial durchführt. Dabei setzt eine Umsetzvorrichtung die von der Abtasteinrichtung erfaßten Bildinformationen in binä­ re Signale um. Eine Führungseinrichtung dient zum relati­ ven Bewegen der Abtast- und Aufzeichnungseinrichtung in Bezug auf die Vorlage.

In der US 43 I7 137 ist ein optischer Abtastkopf zum Le­ sen und Aufzeichnen beschrieben. Eine Besonderheit bei einem Gerät mit diesem Abtastkopf besteht darin, daß es aufgrund einer elektronischen Schaltung, mittels der ein wahlweises Lesen oder Aufzeichnen möglich ist, sehr kom­ pakt aufgebaut werden kann.

Die US 43 19 285 zeigt eine Steuerung für eine Belich­ tung, mittels der beispielsweise die Druckgeschwindigkeit bei einem Aufzeichnungsgerät gesteuert werden kann. Ein einstellbares optisches Dämfungsglied und eine elektroni­ sche Dämpfung sorgen für eine Optimierung des Belichtens. Zusätzlich können bei diesem Gerät verschiedene Übertra­ gungszeiten gewählt werden.

In der nicht vorveröffentlichten DE 34 22 120 A1 ist ein Bildlesegerät für manuelle Abtastung beschrieben. Dieses Gerät weist jedoch keine Aufzeichnungseinrichtung auf mittels der das durch eine Leseeinrichtung gelesene Bild auf ein Aufzeichnungsmaterial aufgezeichnet wird.

Die JP 57-9164 A und die JP 56-125158 A offenbaren jeweils Handabtaster, bei denen durch ein Rad die Abtastgeschwin­ digkeit in Unterabtastrichtung erfaßt wird.

Die JP 58-111476 A beschreibt eine tragbare Kopiervor­ richtung, bei der eine manuelle Abtastung eines Blattes durchgeführt wird. Dabei wird die Kopiervorrichtung mit­ tels durch einen Schrittmotor 10 angetrieben Walzen 1 mit einer konstanten Abtastgeschwindgkeit über ein Blatt Pa­ pier bewegt.

Die JP-A 55-6358 beschreibt ein gattungsbildendes Lese- und Aufzeichnungsgerät wie im Oberbegriff des beiliegen­ den Patentanspruchs eins dargelegt. Dieser Druckschrift ist ein stiftförmig aufgebautes Kleinstkopiergerät ent­ nehmbar, das zur Abtastung eines Bildes manuell über die­ ses bewegt wird und dabei synchron zu der Bewegung bzw. deren Geschwindigkeit einen Takt erzeugt. Der Takt dient wiederum zum Speichern der eingelesenen Bildinformation in einen Speicher. Eine anschließende Wiedergabe der ge­ speicherten Information durch Ansteuerung von Heizwider­ ständen erfolgt dabei synchron zu an diesem Speicher an­ liegenden Lesesignalen.

Jedoch erfolgt bei diesem Kleinstkopiergerät keine gleichzeitige Wiedergabe eingelesener Bildinformation. Ein Einlesen und ein gleichzeitiges Ansteuern der Heizwi­ derstände ist dort nicht gezeigt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Lese- und Aufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß eine unmit­ telbare Reproduktion mit hoher Wiedergabetreue ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 ist eine Darstellung, die die allgemeinen Anord­ nungen eines Bildleseteils und eines Druckkopfteils der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung zeigt.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Ab­ tastteil zeigt.

Fig. 3 zeigt schematisch die Gestaltung eines Abtastweg- Erfassungsmechanismus gemäß einem Ausführungsbei­ spiel der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrich­ tung.

Fig. 4(a) und 4(b) sind ein Blockschaltbild einer Steuer­ schaltung für Heizwiderstände der erfindungsgemäs­ sen Bilderzeugungsvorrichtung bzw. ein Zeitdia­ gramm der Funktion dieser Schaltung.

Fig. 5(a) und 5(b) und ein Blockschaltbild einer Steuer­ schaltung bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung bzw. ein Zeitdiagramm für die Funktion dieser Schaltung.

Nachstehend wird ein erstes Ausführungsbeispiel der er­ findungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung beschrieben.

Es wurde ein Bilderzeugungsgerät wie ein sog. Handkopier­ gerät oder dergleichen in Betracht gezogen, bei dem ein Bild durch Abtastung einer Vorlage von Hand ausgelesen und das Bild auf einem Aufzeichnungspapier reproduziert wird, das synchron mit dieser Abtastung zugeführt wird. Bei ei­ nem derartigen Kopiergerät wird jedoch die Antriebskraft von einer Walze, die bei der manuellen Abtastung unter An­ druckberührung mit der Vorlage dreht, zu einem Aufzeich­ nungspapier-Zuführteil übertragen, so daß eine bei der Ab­ tastung von Hand auftretende Änderung der Abtastgeschwin­ digkeit in 1 : 1-Übereinstimmung als Änderung der Papierzu­ führgeschwindigkeit in Erscheinung tritt.

Andererseits wird eine Vielzahl von Bildlesesensoren und Druckköpfen (wie beispielsweise Tintenstrahldüsen, Heiz­ widerstände zum Warmübertragungskopieren oder dergleichen) auf in der Abtastrichtung parallele Weise angeordnet und jeweils im Verhältnis 1 : 1 miteinander verbunden. Daher be­ steht immer bezüglich der jeweiligen Bildelemente eine 1 : 1-Lageübereinstimmung zwischen dem Vorlagenbild und dem Reproduktionsbild, so daß im Prinzip das Bild mit hoher Wiedergabetreue reproduziert werden kann. Bei diesem Druck­ verfahren ändert sich jedoch die Dichte bzw. Aufzeichnungs­ stärke des reproduzierten Bilds in Abhängigkeit von der jeweiligen Ansteuerungszeit. Daher besteht beispielsweise bei einem durch einen Heizwiderstand gebildeten Druckkopf ein Problem insofern, als Schwankungen der Geschwindigkeit bei der Abtastung von Hand unverändert als Änderungen im reproduzierten Bild wiedergegeben werden. Weiterhin be­ steht im Falle einer Vorlage mit einem großen Schwarzbe­ reich ein weiteres Problem darin, daß aufgrund einer Tem­ peratursteigerung im Aufzeichnungsteil des Heizwiderstands Brandgefahr entsteht.

Dieses Ausführungsbeispiel wird nun nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. 1 ist eine Darstellung der allgemeinen Anordnung der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung gemäß die­ sem Ausführungsbeispiel und zeigt eine Anzahl von Bildaus­ leseabschnitten und Druckkopfabschnitten, die jeweils senk­ recht zur Abtastrichtung aufgereiht sind und die in 1 : 1- Übereinstimmung für jeweilige Bildelemente miteinander ver­ bunden sind. Mit 201 (201a, 201b, 201c, ....) ist jeweils eine Fotodiode zum Auslesen eines Bilds bezeichnet, mit 202 (202a, 202b, 202c, ...) ist jeweils ein Vergleicher zum Vergleichen der elektromotorischen Kraft dieser Fotodiode mit einer Konstantspannung E und zum Erzeugen eines binä­ ren Bildsignals bezeichnet und mit 203 (203a, 203b, 203c, ....) ist jeweils ein Heizwiderstand als Druckvorrichtung bezeichnet, der durch das Ausgangssignal des Vergleichers angesteuert wird und eine Reproduktion ergibt. Diese Ele­ mente sind jeweils sehr eng aneinander angeordnet. Solange daher beispielsweise der Fotosensor bzw. die Fotodiode 201a erfaßt, daß die Vorlage schwarz ist, nimmt der Heizwider­ stand 203a fortgesetzt elektrischen Strom auf. Leitungen V1, V2 und V3 sind Stromversorgungsleitungen für die Strom­ versorgung der Fotodioden 201, der Vergleicher 202 bzw. der Heizwiderstände 203.

Die Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Abtastungsteil mit einer Walze 206 und einer Vorlage 208 zeigt. Die Vorlage 208 wird mittels Leuchtdioden 205 als Lichtquelle beleuchtet, während das von der Vorlage re­ flektierte Licht über eine selbstfokussierende bzw. SELFOC- Linse 204 als Vorlageninformation auf der Fotodiode 201a abgebildet wird.

Die Fig. 3 zeigt schematisch einen Mechanismus zum Erfas­ sen eines Abtastungswegs. Die durch die Abtastung von Hand herbeigeführte Drehung einer Achse 207 der Walze 206 wird mittels eines Getriebes 210 in eine Drehung hoher Drehzahl umgesetzt und über eine Welle 211 in einen Drehmelder 212 eingegeben. Mit C ist ein Gehäuse dieses Mechanismus be­ zeichnet. Das Getriebe 210 hat die Funktion, einen Schlupf der Walze 206 zu unterdrücken, so daß ein Ausgangssignal 213 des Drehmelders 212 ein Impulssignal ist, welches das Ausmaß der Relativbewegung der Vorlage darstellt. Bei die­ sem Ausführungsbeispiel besteht das Ausgangsimpulssignal 213 aus Rechteckimpulsen, deren jeweilige Periode einem Relativbewegungsweg der Vorlage von 100 µm entspricht.

Die Fig. 4(a) und 4(b) sind jeweils eine Blockdarstel­ lung der Ansteuerung der Heizwiderstände 203 durch das Aus­ gangsimpulssignal 213 bei der erfindungsgemäßen Bilderzeu­ gungsvorrichtung bzw. ein Zeitdiagramm des Betriebsablaufs bei dieser Steuerung. In der Blockdarstellung gemäß Fig. 4(a) stellt ein Zeitgeber 214 eine Schaltung dar, die synchron mit den Rückflanken der Ausgangsimpulssignale 213 aus dem Drehmelder 212 die Stromversorgung der Heizwider­ stände 203 für eine konstante Zeitdauer t₀ (s) einschaltet. Daher wird selbst dann, wenn sich bei der Abtastung von Hand die Geschwindigkeit ändert, ein jeder Bildpunkt des reproduzierten Bilds immer an der der Vorlage in 1 : 1-Über­ einstimmung entsprechenden Stelle reproduziert und von den Heizwiderständen 203 immer Energie über eine konstante Zeit­ dauer abgegeben, was es ermöglicht, ein außerordentlich deutliches Bild zu reproduzieren.

Obwohl dies zwar nicht ausführlich beschrieben ist, wird in dem Fall, daß infolge einer Steigerung der Abtastge­ schwindigkeit die Impulsausgabeperiode des Drehmelders 212 kürzer als die für das Erzeugen eines Bildpunkts erforder­ liche Zeitdauer von beispielsweise t₀(s) wird, eine Warn­ meldung dadurch vorgenommen, daß angezeigt wird, daß das Reproduzieren unmöglich ist. Diese Warnmeldung kann bei­ spielsweise dadurch herbeigeführt werden, daß die Rück­ flanken der Ausgangsimpulse 213 mittels eines Zählers ge­ zählt werden, der in jeweiligen konstanten Zeitabständen (t₀) rückgesetzt wird, und ein Warnimpuls abgegeben wird, wenn zwei Rückflanken gezählt werden.

Die gleiche Wirkung wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird auch bei einem anderen Ausführungs­ beispiel erzielt, bei dem durch das Ausgangssignal des Zeit­ gebers 214 gemäß Fig. 4(a) die Stromversorgungsleitung V2 für die in Fig. 1 gezeigten Vergleicher 202 geschaltet wird. D. h., dieses weitere Ausführungsbeispiel kann in der Weise gestaltet werden, daß die Vergleicher 202 nur für die vorbestimmte Zeitdauer t₀ in Betrieb gesetzt werden, sobald eine Abtastungsstrecke von 100 µm zurückgelegt ist, und daß außerhalb dieses Zeitraums kein Ansteuerungssignal an den Heizwiderstand abgegeben wird.

Anhand der Fig. 5(a) und 5(b) nächstes Ausfüh­ rungsbeispiel erläutert. Die Fig. 5(a) ist ein Steuerungs- Blockschaltbild, während die Fig. 5(b) ein Zeitdiagramm für diese Steuerung ist, wobei jeweils gleiche Teile und Komponenten wie bei den vorangehend beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Gemäß dem Zeitdiagramm in Fig. 5(b) werden sowohl die Vorderflanken als auch die Rückflanken der Ausgangs­ impulssignale des Drehmelders 212 nach Fig. 5(a) erfaßt, wobei mit einer Zeitgeberschaltung Impulse CK2 bzw. CK1 erzeugt werden, die jeweils von diesen Flanken ausgehend konstante Impulsbreiten von t₀(s) bzw. t₁(s) haben. Für die Dauer von t₁(s)des Impulses CK1 wird von der als Lichtquelle zur Vorlagenbeleuchtung dienenden Leuchtdiode 205 Licht ab­ gegeben, mit dem die Vorlage beleuchtet wird. Das reflek­ tierte Licht wird mittels der Fotodiode 201a gelesen, wo­ nach die Leuchtdiode 205 abgeschaltet und damit die Be­ lichtung beendet wird. Zugleich wird das Ausgangssignal des Vergleichers 202 in einem Speicher- bzw. D-Flip-Flop 220a festgehalten. Das Flip-Flop 220a wird durch das Ausgangs­ signal des Vergleichers 202a gesetzt, wobei eine Eingabe nur während der t₁(s) des Impulses CK1 aus der Zeitsteuer­ schaltung 224 wirksam ist. Durch den Impuls CK2 wird der Heizwiderstand 203 für die vorangehend genannte Zeitdauer von t₀(s) entsprechend dem auf diese Weise festgehaltenen bzw. gespeicherten Bilddatenwert angesteuert.

Sobald bei diesem Ausführungsbeispiel die Abtastung über eine einzelne Wegeinheit vorgenommen wird, werden aufein­ anderfolgend die Vorlagenbeleuchtung, das Speichern und das Ausdrucken der Daten ausgeführt; daher können die Zei­ ten für die Vorlagenbeleuchtung und für das Ausdrucken vollständig gegeneinander versetzt sein. Dies verhindert einen unnützen elektrischen Leistungsverbrauch insbeson­ dere bei dem Betrieb mittels einer Batterie, da während der Abtastung von Hand keine durchgehende Beleuchtung vorgenommen wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden die Druckvorrichtungen als Heizwiderstände be­ schrieben. Für die erfindungsgemäße Bilderzeugungsvor­ richtung besteht jedoch keine Einschränkung auf solche Widerstände; vielmehr kann bei der erfindungsgemäßen Bilderzeugungseinrichtung die gleiche Wirkung auch bei andersartigen Druckvorrichtungen wie Tintenstrahldüsen oder dergleichen erzielt werden.

Weiterhin besteht hinsichtlich des Auslesens der Sensoren, der binären Codierung oder des Verfahrens zur Erfassung eines Abtastwegs gleichfalls keine Einschränkung auf die jeweils bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen an­ gewandten Verfahren. Zum Beispiel kann bei der erfindungs­ gemäßen Bilderzeugungsvorrichtung gleichfalls auf einfa­ che Weise ein Verfahren angewandt werden, bei dem an der Achse 207 der in Fig. 3 gezeigten Walze 206 eine Scheibe angebracht wird, auf der nach einem Fotoätzverfahren ein Radialkurvenmuster gebildet ist, und dieses Muster mittels eines Vergrößerungs-Abbildungssystems und eines Fotosen­ sors oder mittels eines 1 : 1-Abbildungssystems einer Ladungskopplungsvorrichtung und einer integrierten Sen­ sorschaltung ausgelesen wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Ausmaß der Relativbewegung der Vorlage erfaßt. Da jedoch hinsichtlich der Lagebeziehung eine 1 : 1-Über­ einstimmung zwischen der Vorlage und dem Aufzeichnungspa­ pier besteht, wird offensichtlich die gleiche Wirkung auch dann erreicht, wenn das Ausmaß der Bewegung einer dieser Teile erfaßt und demgemäß gesteuert wird.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird das Ausmaß der Abtastbewegung der Bilderzeugungsvorrichtung erfaßt, wo­ nach für eine jede Bewegungswegeinheit die Ansteuerungs­ vorgänge für die Lichtquelle und das Auslesen des Bilds oder den Druckkopf synchronisiert werden. Infolgedessen ist es möglich, bei Schwankungen der Abtastung eine Brand­ gefahr und ein Auftreten von Dichteschwankungen des Re­ produktionsbilds zu vermeiden, die bei dem herkömmlichen Verfahren hervorgerufen werden könnten, bei dem das Drucken nicht in Übereinstimmung mit der Bewegung des Aufzeichnungspapiers vorgenommen wird. Ferner kann ins­ besondere im Hinblick auf den Batteriebetrieb eine be­ trächtliche Energieersparnis erreicht werden.

Claims (5)

1. Lese- und Aufzeichnungsgerät mit
einer Leseeinrichtung zum Lesen eines Bildes mittels manuell erzeugtem Vorschub der Leseeinrichtung,
einer Aufzeichnungseinrichtung mit einer Vielzahl von Aufzeichnungselementen zum Aufzeichnen des gelesenen Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium, und
einer Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Synchronisationssignals synchron zu dem manuell erzeugten Vorschub der Leseeinrichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Signalerzeugungseinrichtung (206, 207, 210, 211, 212) das Synchronisationssignal (213) synchron mit dem Abtastpunkt-Abstand erzeugt,
daß eine Transporteinrichtung vorgesehen ist, die zum Transportieren des Aufzeichnungsmediums mit einer zu dem manuell erzeugten Vorschub der Leseeinrichtung syn­ chronen Geschwindigkeit dient, und
daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die je­ desmal dann, wenn die Signalerzeugungseinrichtung während des manuell erzeugten Vorschubs der Leseeinrichtung das Synchronisationssignal erzeugt, die Aufzeichnungselemente (203) der Aufzeichnungseinrichtung mit einer von der Ge­ schwindigkeit der manuellen Abtastung der Leseeinrichtung unabhängigen, vorbestimmten Zeitdauer (t₀) ansteuert, um das gelesene Bild auf dem durch die Transporteinrichtung transportierten Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen.

2. Lese- und Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diskriminatoreinrichtung untersucht, ob eine Abtastrate der Abtastung von Hand gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Abtastrate oder nicht auf der Grundlage des von der Signalerzeugungseinrichtung (202) erzeugten Signals, und daß eine Warneinrichtung eine War­ nung abgibt, wenn die Abtastrate gleich oder größer als die vorbestimmte Abtastrate ist.

3. Lese- und Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (212, 224) die Leseeinrichtung (203) während einer vorbestimmten Zeitdauer, während der die Aufzeichnungseinrichtung (203) nicht arbeitet, in Be­ trieb setzt.

4. Lese- und Aufzeichnungsgerät nach einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speichereinrichtung (220a) das gelesene Bild speichert, und daß die Aufzeichnungseinrichtung (107; 203) das Bild den Ausgangssignalen der Speicherein­ richtung (220a) entsprechend aufzeichnet.

5. Lese- und Aufzeichnungsgerät nach einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung (203) erste und zweite Leseelemente zum Lesen ihrer jeweiligen Bildteile in Richtung des ma­ nuell erzeugten Vorschubs der Leseeinrichtung aufweist und ein binäres Bildsignal erzeugt, indem ein Komparator die von dem ersten und dem zweiten Leseelement kommenden Ausgangssignale miteinander vergleicht.