DE3538217C2 - - Google Patents

Description

Bei herkömmlichen Farbkopiermaschinen dieser Art wurde die Farbe von einem mehrere Farben aufweisenden Farbband übertragen. Diese Farbkopiermaschinen enthalten grundsätzlich eine Bildlesevorrichtung zur Erfassung des Originals und eine Kopiervorrichtung, die die von der Bildlesevorrichtung gelesene Information auf Kopierpapier überträgt. Die Bildlesevorrichtung erfaßt die Bildinformation vom Original als Farbsignale durch optische Abtastung des auf die Vorlagenplatte gelegten Originals und sendet die eingelesenen Informationen an die Kopiervorrichtung. Hat die Kopiervorrichtung die Bildinformation von der Bildlesevorrichtung erhalten, wandelt sie die Bildinformation in ein Farbsignal entsprechend der Farbe auf dem Farbband um, wählt entsprechend der Farbinformation den zugehörigen Farbbereich des Farbbandes an und überträgt die Tinte des angewählten Farbbereiches über einen thermischen Druckkopf auf Kopierpapier, so daß auf diese Weise nach und nach die entsprechenden Farben auf das Papier übertragen werden.

Eine Bildlesevorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 38 67 569 bekannt. Dort sind der Bildsensor und die Treiberschaltung zwar auf getrennten Bauteilen, jedoch nebeneinander und im wesentlichen auf der gleichen Seite angeordnet, so daß die von der Treiberschaltung abgestrahlte Wärme noch zu einem beträchtlichen Teil zu dem Bildsensor gelangen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bildlesevorrichtung für ein Kopiergerät zu schaffen, bei der die im Betrieb erzeugte Wärme und das darauf beruhende thermische Rauschen verringert sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels;

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einem Kopiergerät;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des inneren Aufbaus einer erfindungsgemäßen Bildlesevorrichtung;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Bildabtastvorrichtung der Bildlesevorrichtung aus Fig. 3;

Fig. 5 ein schematisches Schaltbild einer Converterschaltung, die Teil einer Spannungsversorgungseinheit für die erfindungsgemäße Bildlesevorrichtung ist;

Fig. 6 in einem Blockschaltbild die Signalverarbeitung des Sensorsignals; und

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Bildabtastvorrichtung einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt den äußeren Aufbau einer Bildlesevorrichtung 20 und Fig. 2 die Bildlesevorrichtung 20, aufgesetzt auf einer Farbkopiermaschine. Auf der Oberseite des Gehäuses 21 ist eine Vorlagenplatte 22 (aus transparentem Glas) vorgesehen, auf welcher das Original gelegt wird. Eine Abdeckplatte 23 zur Abdeckung des Originals ist auf der Oberseite der Vorlagenplatte gehaltert und kann leicht geöffnet und geschlossen werden. Mittels der Bildlesevorrichtung 20 wird die Bildinformation vom Original als Farbsignale eingelesen, indem eine entlang und parallel zu der Unterseite der Vorlagenplatte 22 hin- und herbewegbare Bildabtastvorrichtung das auf die Vorlagenplatte 22 gelegte Original abtastet. Auf der Vorderseite des Gehäuses 21 befindet sich ein erstes Bedienungsfeld 24, das eine Kopiertaste 25 zur Betätigung des Kopiervorganges, zehn Zifferntasten 26 für die Eingabe der Kopiermenge, eine Papiervorratsanzeige 27 und eine Kopierstatusanzeige 28 zur Anzeige verschiedener Betriebszustände enthält.

Die von der Bildlesevorrichtung 20 ausgegebene Bildinformation wird an eine Kopiervorrichtung 30 weitergegeben, die auf der oberen rechten Seite des Gehäuses 29 einer Kopiermaschine abnehmbar befestigt ist. In der Kopiervorrichtung 30 wird die Bildinformation von der Bildlesevorrichtung 20 in eine Farbinformation entsprechend der Farben auf dem Farbband für die thermische Übertragung umgewandelt, auf welchem der Farbbereich entsprechend der Farbinformation angewählt wird. Anschließend wird die Tinte vom angewählten Farbbereich über einen thermischen Druckkopf auf das Papier übertragen, wobei auf diese Weise nach und nach die Farben auf das Papier übertragen werden. Auf der Vorderseite der Kopiervorrichtung 30 ist ein zweites Bedienungsfeld 31 und ein zu öffnendes Eingabefach 32 zur manuellen Eingabe von Papier vorgesehen. Auf der Rückseite befindet sich ein Ausgabefach 33 zur Ausgabe der Kopien. Ferner ist im Gehäuse 29 der Kopiermaschine unterhalb der Kopiervorrichtung 30 eine herausnehmbare Papierkassette 34 angeordnet, in die größere Mengen von Papier untergebracht werden können.

Die Fig. 3 und 4 zeigen den Aufbau der erfindungsgemäßen Bildlesevorrichtung 20. Unter der Vorlagenplatte 22 befindet sich eine Bildabtastvorrichtung 41, die in Richtung des Pfeils B von Fig. 3 (in Längsrichtung des Gehäuses 21) entlang und parallel zu der Unterseite der Vorlagenplatte 22 bewegbar ist, um das auf die Vorlagenplatte 22 gelegte Original optisch abzutasten. Gemäß Fig. 4 enthält die Bildabtastvorrichtung 41 zwei Leuchtstofflampen 42, die als Lichtquelle zur Beleuchtung des Originals auf der Vorlagenplatte 22 dienen, zwei jeweils um die Leuchtstofflampe 43 herum angeordnete und als Streulichtschutz dienende Schilde 43, eine stabförmige Linsenanordnung zwischen den Leuchtstofflampen 42 zur Weiterleitung des vom Original reflektierten Lichtes, einen CCD-Bildsensor 45 zur Aufnahme des von der Linsenanordnung 44 weitergeleiteten Lichtstrahles und zur Umwandlung in entsprechende elektrische Signale, eine den Bildsensor 45 tragende keramische Sensorplatine 46 und eine in der Nähe der Sensorplatine 46 (links von der Sensorplatine 46 in Fig. 4) getrennt angeordnete Treiberplatine 47 mit einer Treiberschaltung 47 a zur Ansteuerung des Bildsensors 45 und Leitungen für die Spannungsversorgung und das Ausgangssignal vom Bildsensor 45. Diese Bauteile sind getrennt auf einem Tragteil 48 befestigt. Die Sensorplatine 46 und die Treiberplatine 47 sind horizontal angeordnet, wobei die Unterseite des auf der Sensorplatine 46 befestigten Bildsensors 45 und die Unterseite der auf die Treiberplatine 47 gesetzten elektrischen Bauteile gegenüberliegen. Die Sensorplatine 46 und die Treiberplatine 47 sind über einen verlöteten Kontaktstift 49 elektrisch miteinander verbunden. Das Tragteil 48 ist hohl, in dem eine Signalprozessorplatine 50 horizontal befestigt ist. Diese Platine enthält einen Verstärker zur Verstärkung des Ausgangssignals des Bildsensors 45 und einen A/D-Wandler zur Umwandlung der verstärkten Signale in Digitalsignale. In dem auf die Rückseite des Gehäuses 21 gerichteten Abschnitt des Tragteils 48 befindet sich eine Spannungsversorgungseinheit 51 zur Versorgung der Leuchtstofflampen 42 mit Wechselspannung. Wie Fig. 4 zeigt, sitzt die Spannungsversorgungseinheit 51 in einem einstückig mit dem Tragteil 48 ausgebildeten Abteil 52 und weist zusätzlich eine Converterplatine 53 mit einer Converterschaltung zur Umwandlung der Gleichspannung (z. B. 24 V DC) in Wechselspannung (z. B. 400 V AC) auf. Die Ausgangssignale von der Signalprozessorplatine 50 werden über ein Flachbandkabel 54 zu einer auf dem Boden des Gehäuses 21 angeordneten CPU-Platine 55 und weiter zur Kopiervorrichtung 30 geleitet. Die Converterplatine 53 in der Spannungsversorgungseinheit 51 erhält die Gleichspannung ebenfalls über das Flachbandkabel 54. Die CPU-Platine 55 enthält eine Ansteuerung für einen Schrittmotor 62, einen Speicher, eine Zeituhr sowie eine Hochfrequenz-Taktschaltung zur Steuerung der Signale, eine CPU (Zentralprozessoreinheit), die die gesamte Steuerung übernimmt, und sonstige Peripherieschaltungen.

Mittels dieser Bauteile wird der Betrieb der Bildlesevorrichtung durchgeführt, wie beispielsweise mechanische Bewegungen, Lesen und Übertragen von Signalen, Einstellung der Helligkeit der Leuchtstofflampen 42, Schwarzabgleich und Erkennen und Anzeigen von Störungen.

Das Tragteil 48 ist mit der einen Seite über ein Gleitstück 56 auf einem Führungsrohr 57 und mit der anderen Seite über eine drehbare Rolle 58 auf einer parallel zum Führungsrohr 57 liegenden Führungsschiene 59 verschiebbar in Längsrichtung des Gehäuses 21 gelagert. Auf dem an der Vorderseite des Gehäuse 21 liegenden Ende des Führungsrohres 47 ist eine Antriebsrolle 60 und auf dem anderen, an der Rückseite des Gehäuses 21 liegenden Ende eine weitere Antriebsrolle (hier nicht dargestellt) gehaltert, wobei zwischen beiden Antriebsrollen ein Antriebsriemen gespannt ist, der über ein Befestigungsteil (hier nicht dargestellt) an dem Tragteil 48 befestigt ist. Eine Antriebsrolle wird durch einen in beide Drehrichtungen laufenden und an der Rückseite des Gehäuses 21 angeordneten Schrittmotor 62 angetrieben, wodurch das Tragteil 48 mit der Bildabtastvorrichtung 41 zur Erfassung des Originals auf der Vorlagenplatte 22 in Richtung des Pfeils B in Fig. 3 (in Längsrichtung des Gehäuses 21) entlang und parallel zu der Unterseite der Vorlagenplatte 22 hin- und herbewegbar ist. Nahe beim Schrittmotor 62 an der Rückseite des Gehäuses 21 befindet sich ein Kühlgebläse 63 zur Kühlung des Gehäuses 21. Dabei wird die Kühlluft von der Vorderseite zur Rückseite geleitet und kühlt insbesondere die Treiberplatine 47 und die Signalprozessorplatine 50. Das Kühlgebläse 63 wird von einem bürstenlosen Gleichstrommotor 64 betrieben.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild der Converterschaltung auf der Converterplatine 43 mit einem selbsterregten Oszillator 68, der mit 24 V-Gleichspannung versorgt wird und Wechselspannungssignale mit einer Frequenz von ungefähr 20 kHz abgibt, und mit einem Aufwärtstransformator 69, der die Ausgangssignale des selbsterregten Oszillators 68 auf 400 V AC hochtransformiert und den Leuchtstofflampen 42 zuführt. Der selbsterregte Oszillator 68 wird mit einem Steuersignal zur Veränderung der Röhrenspannung in den Leuchtstofflampen 42 und somit der Lichtstärke gesteuert.

Fig. 6 zeigt in einem Blockschaltbild die Weiterverarbeitung der Ausgangssignale vom Bildsensor 45. Die Signalprozessorschaltung trennt die vom Bildsensor 45 gelesene Bildinformation in die Farbsignale Weiß (W), Gelb (Y) und Cyan (C) und speichert diese Signale in einem Speicher ab. Die Signalprozessorschaltung weist ferner einen Zeit-Taktgeber 71, einen Verstärker 72, einen Analogschalter 73, einen Taktgeber 74 für den A/D-Wandler, einen A/D-Wandler 75, einen Adreßzähler 76 und einen Speicher 77 auf. Außerdem werden die Analogsignale, die entsprechend dem Takt des Zeit-Taktgebers 71 seriell vom Bildsensor 45 abgegeben werden, vom Verstärker 72 verstärkt, anschließend durch den Analogschalter 73, der wie der A/D-Wandler 75 vom Taktgeber 74 gesteuert wird, in die einzelnen Farbsignale Weiß (W), Gelb (Y) und Cyan (C) getrennt und dem A/D-Wandler 75 zugeführt. Dieser wird vom Taktgeber 74 gesteuert und wandelt die vom Analogschalter 73 kommenden Signale in digitale Signale um, die danach mittels eines Adreßzählers 76 in einem Speicher 77 abgelegt werden. Auf diese Weise werden die vom Bildsensor 45 gelesenen Bildinformationssignale in digitale Signale umgewandelt und, nach Farbe unterteilt, in einem Speicher 77 abgespeichert. Ferner werden die in dem Speicher 77 abgespeicherten Farbsignale in einer bestimmten Zeitfolge zur Kopiervorrichtung 30 weitergeleitet.

Bei einem solchen erfindungsgemäßen Aufbau kann der Bildsensor 45 von der Treiberschaltung getrennt angeordnet werden. Dabei kann durch die Anbringung des Bildsensors 45 auf der Sensorplatine 46 und der Aufbau der Treiberschaltung auf der Treiberplatine 47 der Befestigungswinkel zwischen der Sensorplatine 46 und der Treiberplatine 47 sowie die Ausrichtung des Bildsensors 45 und anderer Bauteile so gewählt werden, wie es für den jeweiligen Anwendungsfall optimal ist. Da die Treiberplatine 47 getrennt angeordnet wird, falls sie für jeden Anwendungsfall und jedes Gerät ausgelegt ist, kann der CCD-Bildsensor 45 für die verschiedensten Anwendungen eingesetzt werden, wodurch die Herstellungskosten des CCD-Bildsensors 45 verringert und somit die Betriebssicherheit erhöht wird. Ferner kann durch die getrennte Herstellung des CCD-Bildsensors 45 und der Treiberplatine 47 die gesamte Fertigungsrate verbessert werden. Obwohl die hochfrequente Signalübertragung (z. B. 20 kHz) auf der Treiberplatine 47 die einzelnen Bauteile, wie beispielsweise IC′s stark erwärmt, was besonders problematisch ist, verhindert die Anordnung des Bildsensors 45 auf einer getrennten Sensorplatte 46 die Überleitung der Hitze von den Bauteilen der Treiberschaltung auf den Bildsensor 45, so daß dieser geschützt wird. Des weiteren ermöglicht die getrennte Anordnung der Treiberplatine 47 eine einfache Kühlung der darauf befindlichen Bauteile.

Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der Bildabtastvorrichtung 41, die sich durch die horizontale Lage der stabförmigen Linsenanordnung 44 von der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform unterscheidet, in anderen Punkten jedoch identisch mit dieser ist, so daß die diesbezüglichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht mehr erklärt zu werden brauchen. Wie in Fig. 7 dargestellt, wird das vom Original reflektierte Licht durch einen Spiegel 65 noch einmal zur Seite (in Fig. 7 nach rechts) reflektiert und in etwa horizontal durch die stabförmige Linsenanordnung 44 zum Bildsensor 45 geleitet. In diesem Fall ist die den Bildsensor 45 tragende Sensorplatine 46 in etwa vertikal und die Treiberplatine 47 in etwa horizontal angeordnet. Somit liegen die Sensorplatine 46 und die Treiberplatine 47 in einem rechten Winkel zueinander. Eine solche Anordnung ist vorteilhaft, wenn das Gehäuse 21 besonders niedrig ausgeführt werden soll.

Claims (5)

1. Bildlesevorrichtung mit:

• - einer Vorlagenplatte (22) zur Auflage eines abzutastenden Originals;
• - einer Bildabtastvorrichtung (41);
• - einem Antrieb für ein Tragteil (48) zur Bewegung der Bildabtastvorrichtung (41) entlang der Vorlagenplatte (22);
• - einer Lichtquelle (42), die auf dem Tragteil (48) befestigt ist und Licht auf eine auf die Vorlagenplatte (22) gelegte Vorlage richtet;
• - eine Lichtleitungsanordnung (44), die auf dem Tragteil (48) angeordnet ist und die das von der Vorlage reflektierte Licht leitet;
• - eine Sensorplatine (46), die auf dem Tragteil (48) angeordnet ist;
• - einem Bildsensor (45), der auf der Sensorplatine (46) angeordnet und der Lichtleitungseinrichtung (44) zugewandt ist, um das Licht von der Lichtleitungseinrichtung (44) in elektrische Signale umzuwandeln;
• - einer Treiberplatine (47), die auf dem Tragteil (48) benachbart zu, jedoch getrennt von der Sensorplatine (46) angeordnet ist; und mit
• - einer Treiberschaltung (47 a) auf der Treiberplatine (47), die elektrisch mit dem Bildsensor (45) verbunden ist und diesen ansteuert,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Bildsensor (45) auf der Sensorplatine (46) und die Treiberschaltung (47 a) auf der Treiberplatine (47) voneinander abgewandt montiert sind.

2. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (45) auf der Oberseite der Sensorplatine (46) und die Treiberschaltung (47 a) auf der Unterseite der Treiberplatine (47) sitzt.

3. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorplatine (46) und die Treiberplatine (47) horizontal angeordnet sind (Fig. 4).

4. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorplatine (46) und die Treiberplatine (47) im rechten Winkel zueinander angeordnet sind (Fig. 7).