DE2446736A1

DE2446736A1 - Elektrostatisches kopiergeraet

Info

Publication number: DE2446736A1
Application number: DE19742446736
Authority: DE
Inventors: Terence Cunningham Frostick; Nandor Mihalik
Original assignee: Gestetner Byfleet Ltd
Current assignee: Gestetner Byfleet Ltd
Priority date: 1973-10-02
Filing date: 1974-10-01
Publication date: 1975-04-10
Also published as: FR2246901B1; DE2446736B2; GB1438137A; FR2246901A1; AU7379074A; DE2446736C3; CA1035409A; USB509474I5; ES430626A1; US3997260A; JPS5074434A; IT1030636B; NL7413000A

Description

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Firma GESTETNER COPIERS LIMITED, London / England

Elektrostatisches Kopiergerät

Die Erfindung befasst sich mit einem Kopiergerät, "bei dem die als Anlagefläche dienende Oberfläche einer Platte ein zu kopierendes Objekt trägt, welches von einem optischen System abgetastet und dessen Bild auf die lichtleitende Oberfläche eine Trommel projiziert wird. Insbesondere betrifft die Erfindung solche Kopiergeräte, bei denen ein Streifen eines Originales beobachtet und das streifenartige Feld über dem Original abgetastet wird, um die gesamte Grosse des Originales bzw. Objektes zu erfassen.

Einige dieser Kopiergeräte haben eine Auflage für das Original, beispielsweise eine transparente Platte,, welche die

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Vorlage aufnimmt, und eine bewegliche Linse, welche die Abtastbewegung ausführt und das Bild an einem Belichtungsort scharf abbildet. Die Platte trägt das Original entweder in einer ebenen Anordnung, bei welcher sich die Linse und/oder der Spiegel parallel zur flachen Platte bewegt, oder in einer etwa zylindrischen Anordnung, bei der die Linse sich auf einem bogenförmigen Weg bewegt, so dass die Länge des Strahles vom Original zur Linse bei jedem Abtastvorgang konstant bleibt, um am Belichtungsort eine optimale Bildschärfe zu erreichen. Der Belichtungsort kann beispielsweise mit der Oberfläche einer aufgeladenen, photoelektrischen Trommel zusammenfallen, auf der ein latentes Bild zur nachfolgenden Entwicklung mit einem Toner hergestellt werden soll·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kopiergerät der vorstehend erläuterten Art so auszubilden, dass sich eine möglichst gute Bildqualität, insbesondere auch an den Rändern der Vorlage bzw. der Kopie ergibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, ein Kopiergerät der eingangs erwähnten Art soauszubilden, dass ein im Abstand unter der Platte in Bezug auf sie geneigter Spiegel angeordnet ist, dass eine Linse vorgesehen ist, die entlang eines bogenförmigen

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Weges um eine Achse bewegbar ist, welche zwangsläufig die optische Achse der Linse schneidet, um das im Spiegel reflektierte Bild eines Objektes auf der Platte abzutasten, dass ein zweiter Spiegel um die Achse der Linse drehbar ■ montiert ist, der Licht, welches von der Linse auf die lichtleitende Oberfläche der Trommel gelangt, reflektiert, dass der erste Spiegel bezüglich der Platte so dimensioniert und geneigt ist, dass im wesentlichen die gesamte senkrechte Projektion der Anlagefläche der Platte auf den Spiegel fällt, und dass die Länge des optischen Weges zwischen Punkten auf der Anlagefläche der Platte und der Trommel im wesentlichen konstant ist.

Ein Kopiergerät gemäss der Erfindung ergibt eine verbesserte Bildqualität der Kopie.

Das optische System bestimmt ein Schärfenfeld. Ein in diesem Schärfenfeld befindliches Objekt wird auf der Oberfläche der Trommel scharf abgebildet. Damit jedoch ein. derartiges Objekt ohne Verzeichnung auf der Oberfläche der Trommel abgebildet werden kann, ist es notwendig, dass ein Teil des dem Objekt am nächsten liegenden Strahlenweges· soweit wie möglich lotrecht zum Objekt verläuft. Das ist deshalb notwendig, weil sich bei einem im Schärfenfeld schräg zum Strahlenweg liegenden Objekt das effektive

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Schärfenfeld drastisch verkleinert. Das ist bei Kopierapparten besonders wichtig, da die Abmessung des Objektes, die Länge des Strahlenweges zwischen Objekt und Trommel und die !Notwendigkeit, so viel vom Original reflektiertes Licht wie möglich zu verwenden, eine sehr geringe Tiefenschärfe bewirken.

Wegen der geringen Tiefenschärfe ist es auch wünschenswert, dass das Objekt im Schärfenfeld des optischen Systemes liegt. Das wiederum macht es erforderlich, dass die Länge des Strahlenweges zwischen einem beliebigen Punkt des Objektes und der lichtleitenden Oberfläche der Trommel im wesentlichen konstant ist.

Es wird nach der Erfindung bei einem Kopiergerät weiter vorgeschlagen, dass die Anlagefläche der Platte einem Teil einer zylindrischen Fläche entspricht und dass die Weigung des Spiegels und seine Position relativ zur Platte fixiert sind. Zweckmässig verlaufen hierbei die Drehachsen des zweiten Spiegels und der Trommel parallel zueinander und zur Achse der Linsen und der Achse der etwa zylindrischen Anlagefläche der Platte.

Da die Platte gekrümmt ist und da weiter die reflektierende Oberfläche des zweiten Spiegels auf der Bewegungsachse

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der Abtastlinse liegt, bleibt der Strahl vom Original bzw. der Vorlage zum Spiegel bei Abtastung radial zur Platte und es ist die optische Weglänge zwischen einem beliebigen Punkt auf der Vorlage und der lichtleitenden Oberfläche der Trommel im wesentlichen konstant.

JNach der Erfindung kann weiter auch so vorgegangen werden, dass die Platte eine ebene Anlagefläche aufweist und dass der erste Spiegel lotrecht zu seiner Oberfläche bewegbar und relativ zur Platte kippbar bzw. neigbar montiert ist, wobei die kombinierte Bewegung des Spiegels derart erfolgt, dass die Länge des optischen Strahlenweges vom abgetasteten Teil eines Objektes zur lichtleitenden Oberfläche der Trommel im wesentlichen konstant bleibt.

Es ist also bei dieser Ausführungsform die Anlagefläche eben. Um die Veränderung der erläuterten Länge des Strahlenweges auszugleichen, wird dann während des Abtastens der erste Spiegel senkrecht zu seiner reflektierenden Oberfläche bewegt und gleichzeitig relativ zur Platte geneigt, wobei diese Bewegungen vorzugsweise durch JMocken, welche den Spiegel tragen, hervorgerufen werden. Auf die-' se Weise wird die Länge des Strahlenweges im wesentlichen konstant gehalten. Die Verschiebung des Spiegels lotrecht zu seiner Oberfläche bzw. reflektierenden Fläche ist ein

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Ausgleich für die Längenänderung des optischen Weges, die sonst während des Abtastens auftreten würde. Durch die JMeigung wird sichergestellt, dass die Strahlenwege des vom ersten Spiegel reflektierten Bildes auf der optischen Achse der Abtastlinse liegen und auch, dass die Abtastgeschwindigkeit des ersten Spiegels in einem linearen Verhältnis zu den Bewegungsgeschwindigkeiten der Abtastlinse und der Trommel steht.

Bei den beiden vorstehend geschilderten Möglichkeiten, ein Kopiergerät aufzubauen, d.h. mit ebener oder mit zylindrischer Platte bzw. Anlagefläche, wird durch die oben erwähnte Bedingung, den ersten Spiegel relativ zur Objektträge rplatte so zu dimensionieren und zu neigen, dass mindestens der grösste Teil der Projektion der Platte auf den Spiegel fällt, sicher, dass der Winkel des dem Original am nächsten liegenden Strahlenwegabschnittes so weit wie möglich senkrecht zur Vorlage verläuft, und zwar insbesondere an den Enden bzw. Rändern des Abtastbereiches, wo Verzeichnungen und geringe Schärfe besonders stark zu befürchten sind.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele von Kopiergeräten nach der Erfindung,

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wobei auf Vorzüge des Erfindungsgegenstandes, die sich für den Fachmann aufgrund des Standes der Technik ergeben, nicht besonders hingewiesen wurde, diese jedoch ebenfalls der Erfindung zuzurechnen sind.

Es zeigen, jeweils schematisch:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Kopiergerätes mit gewölbter Anlageplatte und

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Anlagefläche für die Vorlage eben ist.

Bei dem elektrostatischen Vervielfältigungsgerät der Figur 1 hält eine zylindrische Platte A ein zu kopierendes Originaldokument in zylindrischer Anordnung, so dass eine direkt unter der Platte A angebrachte Abtasteinheit B über das Original streichen kann, um einen Streifen des Originales zu beleuchten und es zu ermöglichen, dass ein Bild des Streifens auf einen feststehenden Spiegel C, den sogenannten Objektspiegel, geworfen wird.

Der Spiegel C ist eben und wird im wesentlichen von der gesamten, horizontalen Projektion der Platte A geschnitten, so dass er das Bild der Abtasteinheit B durch eine Linse D auf einen ebenen Spiegel E reflektiert, während

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der auf den Spiegel einfallende Strahl stets im wesentlichen lotrecht, d.h. radial, zur zylindrischen' Platte A verläuft. Die Achse der Linse D beschreibt einen bogenförmigen Weg um einen auf der Oberfläche des Spiegels E liegenden gemeinsamen Drehpunkt. Der Spiegel E dreht sich mit der Linse D und wirft dabei das Bild auf die Oberfläche einer Drehtrommel F zurück, welche eine elektrostatisch aufgeladene, lichtempfindliche Oberfläche hat, die ein zu entwickelndes und später auf ein Kopierblatt zu übertragendes, latentes Bild aufnimmt. Wenn die Abtasteinheit B über das Original wandert, dreht sich die bewegliche Linse D im Gleichlauf, beispielsweise durch drei in Figur 1 dargestellte Positionen D₁,. D₂ und D,, und in ähnlicher Weise dreht sich der drehbar gelagerte Bildspiegel E, um die reflektierten Strahlen stets auf den gewünschten, oberen Teil des Umfanges der Trommel F zu konzentrieren.

Die zylindrische Form der Platte A und die Anordnung der sich bogenförmig bewegenden Linse D bewirken, dass die Strahlenlänge zwischen einem beliebigen Punkt auf dem Original und der Oberfläche der Trommel F konstant ist. Das ist auf der Zeichnung links durch gestrichelte Linien dargestellt, die vom Spiegel E aus gesehen die scheinbare Lage des Originales zeigen.

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Zur bequemeren Handhabung des Kopiergerätes, beispielsweise beim Kopieren aus Büchern, wird zweckmässigerweise statt der gekrümmten Platte A eine ebene Platte verwendet.

In der Figur 2 ist ein Kopiergerät mit ebener Platte dargestellt, welches eine Art Ausgleichsmechanismus aufweist, um sicherzustellen, dass der Strahlenweg zwischen dem Original und der Trommel und insbesondere zwischen dem Original und der sich bewegenden Abtastlinse, im wesentlichen konstant bleibt, wie das in Figur 1 stets der Fall ist, um bei jedem Abtastvorgang auf der Trommel immer ein scharf eingestelltes Bild, zu erhalten.

In der Figur 2 sind die entsprechenden Teile mit anderen Bezugszeichen versehen, aber es ist klar, dass die drei Linsenpositionen ta, 1b und 1c den Stellungen D,,, D£ und D^ der Figur 1 entsprechen, und dass ein Objektspiegel 2 das Originalbild auf einer Platte 6 mittels einer beweglichen Linse 1 von einem drehbar gelagerten Bildspiegel 3 auf die Oberfläche einer Trommel 4 durch einen Schlitz 5 reflektiert.

Um sicherzustellen, dass, der Abstand zwischen den äussersten Rändern des Originales und der Linse 1 in den Positionen 1a und Ic gleich dem Abstand zwischen der Mitte

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des Originales und der Linse 1 in Position 1b ist, ist der Spiegel 2 zwischen drei Positionen 2a, 2b und 2c beweglich, wobei jede Position der Linsenposition mit ähnlichem Buchstabenbezugszeichen entspricht. Somit bewegt sich der Spiegel 2 aus seiner Anfangsposition 2a allmählich nach unten, um in Position 2b anzugelangen, wenn die Mitte des Originales abgetastet wird und geht nach rechts und nach oben zurück, um in Position 2c anzugelangen, wenn die Linse 1 in Position 1c angekommen ist.

Während der Bewegung des Spiegels 2 beschreibt die Linse 1 einen kreisförmigen Bogen, welcher auf die Drehachse des planaren Spiegels 3 ausgerichtet ist, so dass der Abstand zwischen der Linse 1 und der Oberfläche der Trommel 4 konstant bleibt. Somit wird durch die Bewegung des Spiegels 2 der Strahlenweg zwischen Original und Linse auf einem konstanten Wert gehalten, wobei der Brennpunkt des abgetasteten Bildes genau auf der Oberfläche der Trommel 4 bleibt. Die Arbeit der Spiegelbewegung ist am besten zu verstehen, wenn man die Position 2b als mittlere Position des Spiegels betrachtet, so dass jede Bewegung des Spiegels in Richtung Linse am Anfang oder Ende des Abtastens den Strahl vom Spiegel zur Linse klar verkürzt, was eine Verlängerung des Strahles vom Spiegel zum Original bedeutet, wodurch die optimale Plattenform in eine ebene Form abgewandelt wird.

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Bei Bewegung des Spiegels 2 nach oben und rechts in Richtung auf die Platte 6 und den Bildspiegel J5 ist es notwendig, dass sich der Spiegel etwas neigt, damit der entsprechende Teil des Originales auf der Platte 6 zum gewünschten Zeitpunkt noch von der Linse 1 abgetastet wird. Betrachtet man beispielsweise die Linsenposition 1a, muss der Strahl vom Spiegel zur Linse mit dem in der Figur 2 dargestellten kolinear verlaufen; da er aber in dieser Position den Teil des Originales auf der ,äussersten linken Kante der Platte 6 abtasten soll, wie in Figur 2 zu ersehen ist, hat sich der Strahl vom Original zum Spiegel, welcher auf den Spiegel 2 einfällt, in einem kleinen Winkel entgegen dem Uhrzeigersinn verschoben. Damit der Strahl entlang des gleichen Weges reflektiert wird wie der Strahl vom Spiegel zur Linse in der Figur 2, ist es notwendig, dass sich der Spiegel 2 um einen kleinen Winkel entgegen dem Uhrzeigersinn neigt, wenn er auf die Linse und Platte zubewegt wird. Ähnlich ist die Situation bei der Linsenposition 1c, in der die äusserste rechte Kante der Platte abgetastet werden soll.

In der Figur 2 sind die drei verschiedenen Linsenpositionen 1a, 1b und 1c verschiedenen Positionen des Strahles vom Spiegel zur Linse zugeordnet, wobei für die Linsenposition 1a der Strahl und die Spiegelposition 2a in

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strichpunktierter Form dargestellt sind, in den Linsenpositionen 1b sind Strahl und Spiegelposition 2b in durchgehender Linie, und in Linsenposition 1c sind Strahl und Spiegelposition 2c in punktierter Linie dargestellt.

Bei einer Möglichkeit, die gewünschte Neigung und Hebung des Spiegels zu erreichen, werden flocken 7 und 8 verwendet, die um die entsprechenden Achsen 7a und 8a so drehbar angeordnet sind, dass jede flocke pro Abtastvorgang der Linse 1 eine Umdrehung ausführt. Die flocke 8 hat einen grösseren Hub als die flocke 7, so dass sich beim Wegheben des Spiegels von der in durchgehender Linie dargestellten Position 2b seine fleigung zur Horizontalen mit der Bewegung in Richtung Platte und Linse ändert. Die flokken 7, 8,die Linse 1, der zweite Spiegel 3 und die Trommel 4 können von einem gemeinsamen Antriebsmittel angetrieben werden.

Die flocke 7 hat eine Solche Form, dass das linke Ende des Spiegels während der raschen Rückwärtsbewegung der Linse 1 * im wesentlichen fest bleibt, während sich das rechte Ende hebt, um die von der strichpunktierten Linie dargestellte Position 2a einzunehmen. Dann wird der Abtastvorgang wiederholt.

* von Position 1c auf Position 1a

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Sowohl in der Figur 1 (Anwendung einer zylindrischen Platte) als auch in der Figur 2 (Anwendung einer ebenen Platte) bleibt der Strahl vom Original zum Spiegel im wesentlichen lotrecht zum Original und zur Platte, wodurch Verzeichnungen auf ein Minimum reduziert werden und bestmögliche Scharfeinstellung erzielt wird.

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Claims

Patent-(Schutz-)Ansprüche:

' 1 j/ Kopiergerät, bei dem die als Anlagefläche dienende Oberfläche einer Platte ein zu kopierendes Objekt trägt, welches von einem optischen System abgetastet und dessen Bild auf die lichtleitende Oberfläche einer Trommel projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Abstand unter der Platte (A, 6) in Bezug auf sie geneigter Spiegel (C, 2) angeordnet ist, dass eine Linse (D, 1) vorgesehen ist, die entlang eines bogenförmigen Weges um eine Achse bewegbar ist, welche zwangsläufig die optische Achse der Linse (D, 1) schneidet, um das im Spiegel (C, 2) reflektierte Bild eines Objektes auf der Platte (A, 6) abzutasten, dass ein zweiter Spiegel (E, 3) um die Achse der Linse (D, 1) drehbar montiert ist, der Licht, welches von der Linse (D, 1) auf die lichtleitende Oberfläche der Trommel (F, 4) gelangt, reflektiert, dass der erste Spiegel (C, 2) bezüglich der Platte (A, 6) so dimensioniert und geneigt ist, dass im wesentlichen die gesamte senkrechte Projektion der Anlagefläche der Platte (A, 6) auf den Spiegel (C, 2) fällt, und dass die Länge des optischen Weges zwischen Punkten auf der Anlagefläche der Platte (A, 6) und der Trommel (F, 4) im wesentlichen konstant ist.

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2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche der Platte (A) einem Teil einer etwa zylindrischen Fläche entspricht, und dass die .Neigung des Spiegels (C) und seine Position relativ zur Platte (A) fixiert sind.
3. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen des zweiten Spiegels (E) und der Trommel (F) parallel zueinander und zur Achse der Linse (D) und der Achse der zylindrischen Anlagefläche der Platte (A) verlaufen.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

die Platte (6) eine ebene Anlage fläche aufweist, und dass der erste Spiegel (2) lotrecht zu seiner Oberfläche bewegbar relativ zur Platte (6) kippbar montiert ist, wobei die kombinierte Bewegung des Spiegels derart erfolgt, dass die Länge des optischen Strahlenweges vom abgetasteten Teil eines Objektes zur lichtleitenden Oberfläche der Trommel (4) im wesentlichen .konstant bleibt. ..
5. Gerät nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewegung des ersten Spiegels (2) JMocken ■ (7, 8) dienen.

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6. Gerät nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (7, 8), der zweite Spiegel (3) und die Trommel (4) von einem gemeinsamen Antriebsmittel angetrieben sind.
7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen des zweiten Spiegels (3) und der Trommel (4) parallel zueinander und zur Drehachse der !Nocken (7, 8) verlaufen.
8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (D, 1) bikonvex ist.

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