DE3014071A1

DE3014071A1 - Kopiergeraet

Info

Publication number: DE3014071A1
Application number: DE19803014071
Authority: DE
Inventors: Haruhisa Honda; Tsutomu Toyono
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1979-04-13
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE3014071C2; US4383758A; JPH0318170B2; JPS55137548A

Description

TiPrvrifP - Bit mi IMr « ICiMMt. Patentanwälte und

IEDTKE DUHLING IVINNh Vertreter beim EPA

Griipp - Ppi ι MAMM Oipl.-lng. H.Tiedtke

\3RUPE r ELLMANN _ ₅ _ Dipl.-Chem. G. Bühling

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Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 20 24 8000 München 2

Tel.: 089-539653

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent Mühchen

11. April 1980 DE 0343

CANON KABUSHIKI KAISHA

Tokyo, Japan

Kopiergerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kopiergerät, bei dem eine zu kopierende Vorlage mittels einer Lichtquelle beleuchtet wird, deren Licht eine sich mit der Zeit ändernde relative Spektralverteilung hat.

Es ist ein Gerät bekannt, bei dem zum Verhindern einer zeitlichen Änderung der auf ein photoempfindliches Material auffallenden Lichtmenge die Lichtabgabe einer Lichtquelle, d. h. das von der Lichtquelle abgegebene Licht mittels eines Lichtmeßelements empfangen wird und die elektrische Eingangsleistung der Lichtquelle so gesteuert wird, daß das Ausgangssignal des Lichtmeßelements konstant wird, wodurch die Lichtabgabe der Lichtquelle konstant gehalten wird. (Siehe beispielsweise US-PS 4 124 294).

Falls jedoch die Lichtquelle eine Lichtquelle mit umhülltemGas wie insbesondere eine Leuchtstofflampe ist, bei der beim Einschalten die Röhrenwandungs-Temperatur niedrig ist, ändert sich mit der Zeit nicht nur die Lichtabgabe der Lichtquelle, scndern auch die relative spektrale Verteilung des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts, wie

VI/rs

Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck {München) KIo 670-43-804

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es nachfolgend in Einzelheiten beschrieben wird. Dies beruht darauf, daß das Ausmaß der zeitlichen Änderung der Intensität des von dem umhüllten Gas abgegebenen Lichts von demjenigen der Intensität des von dem Leuchtstoff abgegebenen Lichts verschieden ist. Wenn als Vorlagenbeleuchtungs-Lichtquelle eine derartige Lichtquelle verwendet wird, ist bei dem bekannten Gerät gemäß der vorangehenden Beschreibung keine gute Gleichmäßigkeit bzw. Stabilität des Bilds erzielbar. Der Grund dafür liegt darin, daß selbst dann, wenn die von dem Lichtmeßelement als Lichtmengen-Meßelement empfangene Lichtabgabe konstant ist, in Abhängigkeit von dem Zusammenhang zwischen den Spektralempfindlichkeiten des photoempfindlichen Materials und des Lichtmeßelements, der Spektralverteilung der Lichtquelle und dem Spektraldurchlaßfaktor bzw. Spektralreflexionsfaktor eines zwischen die Lichtquelle und das photoempfindliche Material eingefügten optischen Systems (aus Linsen, Spiegeln usw.) die Lichtmenge, auf die das photoempfindliche Material anspricht, sich zeitlich ändert, wie es später beschrieben wird. Wenn es demnach beispielsweise gewünscht ist, kontinuierlich eine Anzahl von Kopien herzustellen, ändert sich mit Ablauf der Zeit allmählich die Qualität des Kopiebilds; wenn beispielsweise die erste Kopie gute Qualität hat, haben die^ nach wiederhol-

ten Kopierzyklen erzeugten Kopien eine schlechtere Qualität des sichtbaren Bilds, so daß daher keine Gleichmäßigkeit der Abbildung beibehalten werden kann.

Die vorstehend beschriebene Erscheinung wird anhand eines tatsächlichen Beispiels erläutert. Als Vorlagenbeleuchtungs-Lichtquelle wurde eine Fluoreszenz- bzw. Leuchtstofflampe verwendet, deren relative Spektralverteilung zu der in Fig. 1 gezeigten wird, nachdem von ihrem Einschalten an eine Zeitdauer von beispielsweise ^OlJ ungefähr fünf Minuten verstrichen ist, die zum Beenden einer Änderung der relativen spektralen Verteilung des

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abgegebenen Lichts nötig ist. Die relative Spektralverteilung dieser Lichtstofflampe unmittelbar nach ihrem Einschalten ist in Pig. 2 gezeigt. Bei den Fig. 1 und 2 ist das Licht in dem Wellenlängenbereich von 700 bis nm hauptsächlich das von dem umhüllten Argongas abgegebene Licht, während das Licht in dem Wellenlängenbereich von 500 bis 600 nm hauptsächlich das von dem Leuchtstoff abgegebene Licht ist. Die Intensität des von dem Argongas abgegebenen Lichts nimmt mit der Zeit ab, während der spektrale Anteil des von dem Leuchtstoffmaterial abgegebenen Lichts mit der Zeit zunimmt. Ferner wurde als Lichtmeßelement zur Steuerung der Lichtquelle eine Siliciumphotozelle verwendet, während als elektrophotographisches photoempfindliches Material (photoleitfähiges Material) Cadmiumsulfid verwendet wurde. Die Fig. 3 zeigt die relative Spektralempfindlichkeit a des Lichtmeßelements und die relative Spektralempfindlichkeit b desphotoempfindlichen Materials. An das photoempfindIiehe Material wurde eine Spannung angelegt und der bei Belichtung des photo-

empfindlichen Materials durch dieses fließende Strom als Ausgangssignal gemessen. Dieses Ausgangssignal entspricht der Lichtmenge, auf die das photoempfindliche Material anspricht. Wenn die Eingangsleistung der Leuchtstofflampe so gesteuert wurde, daß der Ausgangsstrom des

Lichtmeßelements konstant wurde, wurde das Ergebnis gemäß der Darstellung in Fig. 4 erzielt. In der Fig. 4 stellt c das sich mit der Zeit nicht ändernde Ausgangssignal des Lichtmeßelements dar, während das Ausgangssignal d des über ein optisches Abbildungssystem belichteten photoempfindlichen Materials sofort nach dem Einschalten der Leuchtstofflampe anzusteigen beginnt.

Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, daß durch einfaches

Steuern der Lichtquelle in der Weise, daß das Ausgangs-

signal des Lichtmeßelements konstant gehalten wird, zwar die Menge des auf das photoempfindliche Material fallenden Lichts konstant gehalten wird, jedoch nicht die

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Menge des Lichts konstant gehalten werden kann, auf die das photoempfindliche Material anspricht. Dies beruht darauf, daß sich gemäß der vorangehenden Beschreibung die Relativverteilung des von der Leuchtstofflampe abgegebenen Lichts mit der Zeit ändert. Als Folge davon ändert sich mit der Zeit die Bilddichte, so daß keine gute Bildgleichmäßigkeit bzw. Stabilität erzielbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kopiergerät zu schaffen, bei dem gute Bilder selbst dann erzielbar sind, wenn sich die relative spektrale Verteilung des von der Vorlagenbeleuchtungs-Lichtquelle abgegebenen Lichts mit der Zeit ändert.

Ferner soll die Erfindung ein Kopiergerät mit einfachem Aufbau ergeben, das selbst dann gute Bildstabilität zeigt, wenn sich die relative spektrale Verteilung des von der Vorlagenbeleuchtungs-Lichtquelle abgegebenen Lichts zeitlich ändert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die die Leistungsabgabe einer Leuchtstofflampe in ihrer stabilen Periode zeigt.

, Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die die Leistungsabgabe der Leuchtstofflampe in '

ihrer Anfangsperiode zeigt.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die die Spektralcharakteristika für ein Beispiel

^ eines Lichtmeßelements und für ein Beispiel

eines photoempfindlichen Materials zeigt.

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Ί Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die zeitlichen Änderungen des Ausgangssignals des Lichtmeßelements und des Ausgangssignals des photoempfindlichen Materials bei einem Kopiergerät nach dem Stand der Technik

zeigt.

Fig. 5A zeigt ein Ausführungsbeispiel des Kopiergeräts .
10

Fig. 5B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kopiergeräts.

Fig. 6 zeigt ein Steuersystem bei dem Kopiergerät. 15

Fig. 7 bis 9 sind graphische Darstellungen für-

die Erläuterung von Ausführungsbeispielen

des Kopiergeräts.

Nach Fig. 5A wird eine zu kopierende Vorlage 1a auf einen durchsichtigen Glas-Vorlagenschlitten 1 aufgelegt. Diese Vorlage 1a wird mit Licht aus einer Lichtquelle 2 beleuchtet, die unterhalb des Vorlagenschlittens 1 angeordnet ist. Das heißt, ein Teil des Lichts aus der Licht-

^ quelle 2 trifft direkt auf die Vorlage, während ein anderer Teil des Lichts mittels einer Reflektorplatte 3 reflektiert wird und dann auf die Vorlage fällt. Das von der Vorlage 1a reflektierte Licht wird aufeinanderfolgend von Spiegeln 6 und 7 reflektiert, tritt durch ein Objektiv

8 hindurch und wird dann aufeinanderfolgend von Spiegeln

9 und 10 reflektiert, wonach es auf ein elektrophotographisches photoempfindliches Material 11 an einer Belichtungsstelle 11' trifft. Das Objektiv 8 ist an einer Stelle angebracht, die es ermöglicht, das Bildlicht von

der Vorlage 1a auf dem Schlitten auf dem photoempfindlichen Material an der Stelle 11' zu fokussieren. Das photoempfindliche Material 11 wird in Pfeilrichtung in Umlauf versetzt, während synchrqn_mit der Drehung des

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] photoempfindlichen Materials der Schlitten 1 in Pfeilrichtung bewegt wird. Durch die Bewegung des Schlittens 1 wird die Vorlage 1a abgetastet, wobei das photoempfindische Material 11 schlitzförmig mit dem Bild der Vorlage belichtet wird. Als Alternative hierzu können synchron mit der Drehung des photoempfindlichen Materials 11 die Spiegel 6 und 7 nach rechts zu parallel zu dem Vorlagenschlitten 1 mit einem Geschwindigkeitsverhältnis 1:1/2 bewegt werden, um dadurch die Vorlage abzutasten. Bei einem Gerät, bei dem die Spiegel 6 und 7 auf diese Weise bewegt werden, werden auch die Lichtquelle 2 und die Reflektorplatte 3 zusammen mit dem Spiegel 6 bewegt.

In bezug auf die Drehungsbahn des photoempfindlichen Materials 11 liegt vor der Belichtungsstelle 11' ein Lader 12, mit welchem das photoempfindliehe Material gleichmäßig geladen wird. Danach wird das photoempfindliche Material 11 an der Stelle 11' mit dem Bildlicht von der Vorlage belichtet,wodurch an dem photoempfindlichen Material 11 ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird. Dieses Ladungsbild wird mittels einer Entwicklungsvorrichtung 13 entwickelt. Das sich aus der Entwicklung ergebende Tonerbild wird mittels einer Bildübertragungsvorrichtung 14 auf ein Bildträger- bzw. Bildempfangsmaterial wie Papier übertragen. Das dermaßen auf das Bildempfangsmaterial übertragene Tonerbild wird mittels einer Fixiervorrichtung fixiert. Zur Erzielung einer gewünschten Anzahl von Kopien kann der vorstehend beschriebene Tonerbild-Erzeugungsvorgang wiederholt werden.

Die Lichtquelle 2 und die Reflektorplatte 3 werden mittels eines Halteelements 4 gehalten, das mit einer optischen Öffnung 4a versehen ist. In der Nähe der optischen Öffnung 4a oder eng an diese angrenzend ist ein Lichtmeßelement 5 angeordnet. Ein Teil des von der Lichtquelle 2 abgegebenen Lichts durchläuft die Öffnung 4a zu dem Lichtmeßelement 5 hin. Auf diese Weise gibt das

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Lichtmeßelement 5 ein elektrisches Signal ab, das der Lichtmenge entspricht, auf die das Element angesprochen hat. (Daß das Element 5 oder das photoempfindliche Material 11 auf das Licht ansprechen, bedeutet nicht nur, daß das -Element 5 oder das photoempfindliche Material 11 einfach das Licht empfangen, sondern auch, daß sie durch das auftreffende Licht elektrisch verändert werden. Demgemäß ist die Lichtmenge, auf die das Lichtmeßelement oder das photoempfindliche Material angesprochen haben, durch die Gleichung

bestimmt, wobei L(\ ) die spektrale Verteilung des Lichts ist, das auf das Lichtmeßelement oder das photoempfindliche Material gefallen ist, R(A/) die spektrale Empfindlichkeit des Lichtmeßelements oder des photoempfindlichen Materials ist und 7t die Wellenlänge des Lichts ist.)

Nach Fig. 5A ist zwischen der Lichtquelle 2 und dem Lichtmeßelement 5 keine Linse und kein Spiegel angeordnet. Nach Fig. 5B kann jedoch das durch die Öffnung 4a des Halteelements 4 hindurchgelangende Licht mittels eines Spiegels 22 reflektiert und auf eine Linse 23 gerichtet werden, mit der das Licht an dem Lichtmeßelement 5 gesammelt werden kann.

Nach Fig. 6 wird das Ausgangssignal des Lichtmeßelements 5 mittels eines Verstärkers 15 verstärkt. Andererseits ist ein Bezugsspannungsgeber 17 vorgesehen, dessen Ausgangssignal mittels eines von außen her von der Bedienungsperson bedienbaren veränderbaren Widerstands 16 veränderbar ist; das Ausgangssignal dieses Bezugsspannungsgebers 17 und das Ausgangssignal des Verstärkers

15 liegen an einer Vergleicherschaltung 18 an. Der Vergleicher 18 vergleicht die beiden Ausgangssignale und steuert entsprechend dem Größenverhältnis zwischen den

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beiden Ausgangssignalen eine Beleuchtungsschaltung 19, mit der die Eingangsleistung der Lichtquelle bzw. .Lampe 2 gesteuert wird. Dadurch wird die von der Lichtquelle 2 abgegebene Lichtmenge gesteuert und die Lichtmenge, auf die das Lichtmeßelement 5 anspricht, in der Weise gesteuert, daß sie konstant ist. Das heißt, die von der Lichtquelle 2 abgegebene Lichtmenge wird so gesteuert, daß das Ausgangssignal des Lichtmeßelements 5 konstant gehalten wird. Durch Einstellen des veränderbaren Widerstands 16 kann die von der Bedienungsperson gewünschte Bilddichte erzielt werden.

Aus den vorstehend beschriebenen Gründen kann allein mittels der im Zusammenhang mit der Fig. 5 beschriebenen Vorrichtungen die Bildstabilität nicht aufrechterhalten werden, wenn sich die relative Spektralverteilung des von der Leuchtstofflampe bzw. Lichtquelle 2 abgegebenen Lichts mit der Zeit ändert. Bei den Ausführungsbeispielen des Kopiergeräts wird diese Unzulänglichkeit behoben.

Es seien: D(^) die Spektralempfindlichkeit des photoempfindlichen Materials 11, S(A-) die Spektralempfindlichkeit des Lichtmeßelements 5, T( AJ der spektrale Durchlaßfaktor des von der Lichtquelle 2 über den Vorlagenschlitten 1 zu dem lichtempfindlichen Material 11 führenden optischen Wegs ( das Produkt aus dem spektralen Durchlaßfaktor des Schlittens 1, den spektralen Reflexionsfaktoren der Spiegel 6,7, 9 und 10, dem spektralen Durchlaßfaktor des Objektivs 8 und dem spektralen Reflexions-

^ου faktor oder dem spektralen Durchlaßfaktor eines jeden optischen Elements, das in dem optischen Weg liegt), und M(XJ der spektrale Durchlaßfaktor zwischen der Lichtquelle 2 und dem Lichtmeßelement 5. Hinsichtlich der Spektralverteilung des Lichts, das von der Fluoreszenz- bzw. Leucht-

stofflampe abgegeben wird, die die Lichtquelle 2 bildet, ist die Spektralverteilung des Lichts aus dem Leuchtstoff

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gleich k.. ( λ,) f-i (t) , während die Spektralverteilung des Lichts aus dem umhüllten Argongas gleich k~ ( ?o) f_?(t) ist (wobei f.. (t) und f~ (t) die zeitlichen Änderungen der Intensität des abgegebenen Lichts darstellen und üblicherweise f (t) φ f₂ (t) gilt).

In diesem Fall kann die Lichtmenge Ps(t), auf die das Lichtmeßelement 5 anspricht, durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: 10 PsU) = /s(/i)M(Z)k₁(^)f₁(t)d_/i

+ JsU)MU)k₂U)f₂(t)d* (ι)

Ferner kann die Lichtmenge PD (t), auf die das photoempfindliche Material 11 anspricht, durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

r PD(t) = jDU)TU)k₁(^)f₁(t)d_/l

₂U)f₂(t)cU (2)

Daraus wird die Bedingung abgeleitet, nach der bei konstanter Ansprech-Lichtmenge Ps (t) des Lichtmeßelements 5

die Ansprech-Lichtmenge PD(t) des photoempfindlichen Materials 11, gleichfalls konstant wird

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Aus

dt

ergibt sich

df.,(t) , df„(t) _r

—± JsiDMiZ)W₁iZ)d2+ ^-/SU)MU)Ic₂U)CU= O (3);

damit hierbei auch

•Ι™ ₌

dt 15

gilt, muß folgende Gleichung gelten

df (t) - df„(t)

[D ^

=

Für das Gelten dieser Gleichungen (3) und (4) ergibt sich folgende Bedingung:

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Aus der Gleichung (5) ergibt aich iri t einer von der Wellenlänge Λ* unabhängigen Konstante C die Gleichung:

=c

Aus der Beziehung gemäß der Gleichung (6) folgt: 10

= C · DU)TU) (7)

Im vorstehenden ist λ. die Wellenlänge des Lichts.

Wenn in bezug auf den Wellenlängenbereich des von der Lichtquelle 2 abgegebenen Lichts die Gleichung (7) im wesentlichen eingehalten wird, ist es möglich, die Ansprech-Lichtmenge des photoempfindlichen Materials 11 im wesentlichen dadurch konstant zu halten, daß die Eingangsleistung der Lichtquelle 2 so gesteuert wird, daß das Ausgangssignal des Lichtmeßelements 5 selbst dann konstant ist, wenn sich die relative Spektralverteilung des von der Lichtquelle 2 abgegebenen Lichts mit der Zeit ändert. Das heißt, die Lichtmenge, auf die das Lichtmeßelement 5 anspricht, kann im wesentlichen mit der Lichtmenge in Übereinstimmung gebracht werden, auf die das photoempfindliche Material 11 anspricht; dadurch ist ein Bild mit in der Praxis zufriedenstellender Qualität

erzielbar.
30

Nachstehend werden nun bestimmte Vorrichtungen für die Erfüllung der Gleichung (7) beschrieben. In Fig. 5A sei angenommen, daß der spektrale Durchlaßfaktor des optischen Systems aus dem Vorlagenschlitten 1, den Spiegeln 6 und 7, dem Objektiv 8 und den Spiegeln 9 und 10 in dem von der Lichtquelle 2 zu dem photoempfindlichen

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Material 11 führenden optischen Weg gleich T₁ ν Aj ist. In diesem Fall wird an einer geeigneten Stelle in -dem optischen Weg wie beispielsweise an einer Stelle unmittelbar vor dem Objektiv 8 ein Spektralverteilungs-Korrekturfilter 20 angeordnet, dessen spektraler Durchlaßfaktor T-(A,) annähernd folgendermaßen gegeben ist:

T(A)= · (8)

C-D(A)T

Dadurch wird die Gleichung (7) im wesentlichen erfüllt. Das heißt, T₁ ( X)T₂{ λ.) werden zu Τ(Λ-) in der Gleichung

(7). Falls beispielsweise in einem Gerät als Lichtmeßelement 5 eine Sxliciumphotozelle mit einer Spektralempfindlichkeit gemäß der Darstellung durch die Kurve a in Fig. 7A, als photoempfindliches Material 11 CdS mit einer Spektralempfindlichkeit gemäß der Darstellung durch die Kurve b¹ in Fig. 7A und als optisches System mit dem Vorlagenschlitten 1, den Spiegeln 6 und 7, dem Objektiv 8 und den Spiegeln 9 und 10 ein optisches System mit einem spektralen Durchlaßfaktor T₁(X) gemäß der Darstellung durch die Kurve e in Fig. 7A verwendet wird und der optische Weg zwischen der Lichtquelle 2 und dem Lichtmeßelement 5 kurz ist und keinerlei optisches Element, sondern nur Luft enthält (so daß folglich gemäß der Darstellung durch die Kurve f in Fig. 7A der Faktor M( λ,·)

für jede Wellenlänge λ. annähernd "1" ist), kann als on '

Filter 20 ein Filter mit einem spektralen Durchlaßfaktor gemäß der Darstellung durch die Kurve g in Fig. 7A.verwendet werden. Aus der Fig. 7A ist ersichtlich, daß für eine jede Wellenlänge der Quotient aus dem Produkt der Kurven a und f und dem Produkt der Kurven b', e und g

im wesentlichen konstant ist.

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Nachstehend wird als ein Beispiel das Gerät nach Fig. 5B beschrieben. Wenn der spektrale Durchlaßfaktor des von der Lichtquelle 2 zu dem photoempfindlichen Material führenden optischen Wegs gleich T(X) ist, wird ein Spektralverteilungs-Korrekturfilter 21, dessen spektraler Durchlaßfaktor M₂ (/L ) gleich

TU)
M (Z) = ⁽⁹⁾

ist, an einer geeigneten Stelle in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle 2 und dem Lichtmeßelement 5, wie z.B. unmittelbar vor der Linse 23 angeordnet. In diesem Fall ist jedoch dann, wenn dieses Filter aus dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle 2 und (fern Lichtmeßelement 5 entfernt ist, der spektrale Du-'chlaßfaktor M₁ ( λ) dieses optischen Wegs der durch die Kurve f' in

Fig. 7B dargestellte..Falls beispielsweise in dem Gerät als Lichtmeßelement 5 die Siliciumphotozelle verwendet wird, als photoempfindliches Material 11 CdS mit einer Spektralempfindlichkeit gemäß der Darstellung durch die Kurven b in den Fi'g. 3 und 7B verwendet wird und der spektrale Durchlaß .faktor des optischen Wegs zwischen der Lichtquelle 2 und dem photoempfindlichen Material 11 der Kurve e in Fig. 7B entspricht, kann das in der Öffnung 4a angeordnete Filter 21 ein Filter mit einem spektralen

Durchlaßfaktor gemäß der Darstellung durch die Kurve h in or»
^ou Fi.g 7B sein. Aus der Fig. 7B ist ersichtlich, daß der Quotient aus dem Produkt der Kurven a, f' und h und dem Produkt der Kurven b und e für jede beliebige Wellenlänge im wesentlichen konstant ist. M- ( λ-) kann als Produkt aus dem spektralen Reflexionsfaktor des Spiegels 22 und dem

spektralen Durchlaßfaktor der Linse 23 betracht werden.

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Ferner kann M₁ (^)M₂ (λ.) als M ( X) in der Gleichung (9) betrachtet werden.

Alternativ kann allein das Filter 21 in Fig. 5A oder allein das Filter 20 in Fig. 5B so verwendet werden, daß im wesentlichen die Gleichung (7) erfüllt wird. Eine weitere Möglichkeit bei den vorangehenden Beispielen besteht darin, sowohl in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle und dem photoempfindlichen Material als auch in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle und dem Lichtmeßelement ein Spektralverteilungs-Korrekturfilter anzuordnen. In diesem Fall werden die spektralen Durchlaßcharakteristiken der jeweiligen Filter so bestimmt, daß durch die Anordnung der jeweiligen Filter in den entsprechenden optischen Wegen die Gleichung (7) im wesentlichen erfüllt wird.

Nachstehend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. Das von der Leuchtstofflampe bzw. Lichtquelle 2 abgegebene Licht wird in erstes und zweites Licht, nämlich in Licht in dem Wellenlängenbereich von 500 bis 600 nm, das hauptsächlich von dem Leuchtstoff abgegeben wird (und nachstehend als das erste Licht bezeichnet wird) und ein hauptsächlich 'in dem Wellenlängenberej-ch von 700 bis 800 nm liegendes Argon-Spektrum aufgeteilt (das nachstehend als das zweite Licht bezeichnet wird); das erste und das zweite Licht zeigen unterschiedliche, zeitliche Veränderungen. Wenn folglich das Verhältnis zwischen der Menge an erstem Licht, auf die das Lichtmeßelement 5 und

^" das photoempfindliche Material 11 ansprechen, und der Menge an zweitem Licht, auf die sie ansprechen, im wesentlichen konstant ist, kann die Ansprech-Lichtmenge des photoempfindlichen Materials 11 im wesentlichen dadurch konstant gehalten werden, daß die Eingangsleistung der Lichtquelle 2 so gesteuert wird, daß das Ausgangssignal des Lichtmeßelements 5 konstant wird; dadurch ist ein Bild mit in der Praxis zufriedenstellender Qualität er-

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zielbar. Das heißt, wenn K( }.,)S( X-) bzw. T(X,)D(AJ für das .erste Licht gleich A₁ bzw. B. und für das zweite Licht gleich A₂ bzw. B₂ sind und wenn im wesentlichen die Beziehung

^Al ₌ ^1_ (11)

^A2 ^B2

eingehalten wird, entsprechen einander gemäß den vorangehenden Ausführungen die Ansprech-Lichtmenge des Lichtmeßelements 5 und die Ansprech-Lichtmenge des photoempfindlichen Materials 11 selbst dann, wenn das erste und das zweite Licht sich zeitlich unterschiedlich verändern. Zur Ausführung hiervon kann als besondere Vorrichtung ein Spfcktralverteilungs-Korrekturfilter 20 in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle 2 und dem photoempfindlichen Material 11 und/oder ein Spektralverteilungs-Korrekturfilter 21 in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle 2 und dem Lichtmeßelement 5 angeordnet werden.

Falls beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5A als Lichtmeßelement 5 eine Siliciumphotozelle mit einer Spektralempfindlichkeit gemäß der Darstellung durch die Kurve a in Fig. 8A und als photoempfindliches Material 11 CdS mit einer Spektralempfindlichkeit gemäß der Kurve b¹ in Fig. 8A verwendet wird und M(/L) der Kurve f entspricht, die im wesentlichen bei jeder beliebigen Wellenlänge \ den Wert "1" darstellt, sowie der spektrale Durchlaßfaktor T^ ( λ.) des optischen Systems aus dem Vorlagenschlitten 1, den Spiegeln 6 und 7, dem Objektiv 8 und den Spiegeln 9 und 10 der Kurve e entspricht, dann wird die Beziehung gemäß der Gleichung (11)

im wesentlichen dadurch eingehalten, daß ein Filter 20

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mit einer spektralen Durchlaßcharakteristik genäß der Darstellung durch die Kurve k in Fig. 8A in den optischen Weg zwischen der Lichtquelle 2 und dem lichtenpfindlichen Material 11 eingesetzt wird.

Falls ferner bei dem Gerät nach Fig. 5B der Durchlaßfaktor T[X) der Darstellung durch die Kurve e entspricht und ein Filter 21 mit einem spektralen Durchlaßfaktor M₂( /L) gemäß der Darstellung durch die Kurve 1 in Fig. 8B in den optischen Weg zwischen der Lichtquelle 2 und dem Lichtmeßelement 5 eingesetzt wird, wird im wesentlichen die Beziehung gemäß der Gleichung (11) eingehalten. In diesem Fall entspricht bei entferntem Filter 21 der spektrale Durchlaßfaktor M-( /C) des optischen Wegs zwischen der Lichtquelle 2 und dem Lichtmeßelement 5 der Kurve f. Im Falle des Geräts nach Fig. 5B ändert sich ML ( ^ entsprechend der Wellenlänge, so daß in diesem Fall ein Filter 21 mit M„ ( ?u) verwendet wird, wobei für diesen Wert mit M₁ ( /C) M₂ ( A-) als M( L·) die Glei-

chung (11) im wesentlichen erfüllt wird.

Des weiteren kann der Aufbau so vorgenommen werden, daß die Gleichung (11) unter Verwendung allein des Filters 21 nach Fig. '5A, allein Tinter Verwendung des FiI-ters 20 nach Fig. 5B oder unter Verwendung der Spektralverteilungs-Korrekturfilter 20 und 21 sowohl nach Fig. 5A als auch nach Fig. 5B erfüllt wird.

Nachstehend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel

bes chrieben:

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Es wird beispielsweise als photoempfindliches Material 11 Selen verwendet. Die spektrale Empfindlichkeit dieses photoempfindlichen Materials ist hinsichtlich des zweiten Lichts (Argonspektrums) gering, wie es durch die Kurve m in Fig. 9 dargestellt ist. Das heißt, dieses photoempfindliche Material hat im wesentlichen keine spektrale Empfindlichkeit für das zweite Licht. Andererseits wird als Lichtmeßelement 5 eine Siliciumphotozelle mit einer spektralen Empfindlichkeit gemäß der Darstellung durch die Kurve a in Fig. 9 verwendet. Dieses Lichtmeßelement 5 hat sowohl für das erste als auch für das zweite Licht spektrale Empfindlichkeit. Daher wird nach den Fig. 5A und 5B ein Filter 21 mit einem spektralen Durchlaßfaktor gemäß der Darstellung durch die Kurve η in Fig. 9 in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle 2 und dem Lichtmeßelement 5 angeordnet. Dieses Filter 21 fängt nahezu das* gesamte von der Lichtquelle 2 zu dem I j.chtmeßelement 5 hin abgegebene Licht ab. Dadurch entsp\icht das Ausgangssignal des Lichtmeßelements 5 im wesentlichen der Lichtmenge, auf die das photoempfindliche Material 11 anspricht.

Wenn ferner als photoempfindliches Material 11 CdS verwendet wird, das spektrale Empfindlichkeit sowohl für das erste als auch für das zweite Licht hat, wie es ■" durch die Kurve b in Fig. 9 dargestellt ist, und als Lichtmeßelement 5 beispielsweise ein Selen-Lichtempfangselement verwendet wird, das eine spektrale Empfindlichkeit gemäß der Darstellung durch die Kurve m in Fig. 9 hat, d. h., zwar auf das erste Licht anspricht, jedoch

im wesentlichen nicht auf das zweite Licht anspricht,

kann ein Filter 20 mit einer spektralen Durchlaßcharakteristik gemäß der Darstellung durch die Kurve η in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle 2 und dem photoempfindlichen Material 11 angeordnet werden. Dieses Filter 20 35

fängt nahezu das ganze gegen das photoempfindliche Material 11 gerichtete zweite Licht ab, so daß daher das Aus-

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] gangssignal des Lichtmeßelements 5 im wesentlichen der Lichtmenge entspricht, auf die das photoempfindliche Material 11 anspricht.

Wenn als Lichtmeßelement 5 eine Siliciumphotozelle verwendet wird, die eine Charakteristik gemäß der Darstellung durch die Kurve a hat und damit sowohl auf das erste als auch auf das zweite Licht anspricht, und als photoempfindliches Material 11 CdS verwendet wird, das

]0 eine Charakteristik gemäß der Darstellung durch die Kurve b hat und damit sowohl auf das erste als auch auf das zweite Licht anspricht, können in den optischen Weg zwischen der Lichtquelle 2 und dem photoempfindlichen Material 11 bzw. in den optischen Weg zwischen der Lichtquelle 2 und dem Lichtmeßelement 5 Filter 20 und 21 angeordnet werden, die einen Spektraldurchlaßfaktor gemäß der Darstellung durch die Kurve η in Fig. 9 haben, d. h. für das zweite Licht einen spektralen Durchlaßfaktor haben, der ausreichend niedriger als derjenige für das erste Licht ist. Das sich mit der Zeit gegenüber dem ersten Licht unterschiedlich verändernde zweite Licht zu dem Lichtmeßelement 5 bzw. dem photoempfindlichen Material 11 hin wird im wesentlichen abgeschirmt, so daß daher das Ausgangssignal des Lichtmeßelements 5 der Lichtmenge entspricht, auf die das photoempfindliche Material 11 anspricht.

Bei diesen drei Ausführungsbeispielen wird annähernd die folgende Gleichung eingehalten: 30

/s U)MUJk₁ U) d =JVu)TU)kU)cU = ο -(12)

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die aus den Gleichungen (3) und (4) abgeleitet ist.

Wenn diese Gleichung (12) im wesentlichen erfüllt ist, wird ein in der Praxis zufriedenstellendes Bild erzielt.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden die Filter 20 und 21 mit Wellenlängen-Selektions-Charakteristik den Spiegeln und Linsen hinzugefügt. Anstelle dieser den Spiegeln und Linsen hinzugefügten Filter 20 und 21 können jedoch optisch dünne Filme 20' und 21' mit spektralen Durchlaßfaktoren, die denjenigen der Filter 20 und 21 gleichartig sind, an irgendeinem der Spiegel 6, 7, 9, 10 und 22 oder irgendeiner der Linsen 8 und 23 beispielsweise durch Aufdampfen angebracht werden, um damit diesen Spiegeln oder Linsen eine Wellenlängen-Selektions-Charakteristik zu verleihen.

Das Filter 20 kann irgendwo in dem optischen Weg von der Lichtquelle 2 zu dem photoempfindlichen Material 11 angeordnet werden. Beispielsweise kann es unmittelbar vor der Belichtungsstelle 11' angeordnet werden. Das Filter 21 kann irgendwo in dem optischen Weg von der Lichtquelle 2 zu dem Lichtmeßelement 5 angeordnet werfen. Beispielsweise kann es an der Lichtempfangsfläche des Lichtme'ßelements 5 angebracht werden.

Der hier verwendete Ausdruck "spektraler Durchlaßfaktor" ist durch E(AJ/I(AJ definiert, wobei I( λ-) die Intensität des in einen gewählten optischen Weg einfallenden Lichts ist, während E (,^) die Intensität

des aus diesem optischen Weg austretenden Lichts ist. Dementsprechend ist der spektrale Durchlaß ein Ausdruck, der sowohl den spektralen Reflexionsfaktor als auch den spektralen Durchlaßfaktor erfaßt.

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Diese Maßnahmen sind nicht nur bei Kopiergeräten mit Leuchtstofflampen mit den Spektralverteilungen gemäß den Darstellungen in den Fig. 1 und 2 anwendbar, sondern auch bei Kopiergeräten, bei" welchen Weiß-Leuchtstofflampen als Vorlagenbeleuchtungs-Lichtquelle verwendet werden. Ferner gibt es als Lichtquelle, die wie Leuchtstofflampen eine sich mit der Zeit ändernde Spektralverteilung hat, Lichtquellen, in welchen unterschiedliche Leuchtsubstanzen enthalten sind, durch deren Erregung jeweilige Spektra erzeugt werden und die unterschiedliche Temperaturcharakteristiken haben können; die beschriebenen Vorrichtungen können auch bei Kopiergeräten angewandt werden, bei denen als Vorlagenbeleuchtungs-Lichtquelle derartige Lichtquellen verwendet werden. Als Beispiele sind Hochdruck-Quecksilberlampen (Lampen, bei denen Halogenide bzw. Halogene wie In, Ta, Na, Li und dgl. in Quecksilberdampf eingegeben sind, wie beispielsweise bei sog. Metall-Halogen-Lampen) und Natrium-Lampen zu nennen (Lampen, bei denen eine geeignete Menge an Na und ein Auslösungs-Edelgas mit einigen mm Hg Druck entwickelt werden). Insbesondere ist bei Natriumlampen der Natrium-Dampfdruck unmittelbar nach dem Einschalten der Lampe gering, so daß die Lampe die Entladungscharakteristik des Edelgases zeigt.; mit Ablauf der Zeit zeigen diese Lampen die Erscheinung, daß das Natrium allmählich verdampft, so daß die Lampenspannung abfällt; in ungefähr 20 Minuten nehmen die Lampen einen stabilen Entladungszustand ein. Die beschriebenen Maßnahmen sind auch bei Kopiergeräten anwendbar, bei denen derartige Licht-

quellen verwendet werden.

Ferner besteht keine Einschränkung auf gewöhnliche elektrophotographische Kopiergeräte," vielmehr können die beschriebenen Maßnahmen auch bei Geräten angewandt wer- *" den, bei denen Vorlagen-Bildlicht zunächst einmal mittels

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eines photoelektrischen Wandlers in ein elektrisches Signal umgesetzt wird und dieses Signal zur Ausbildung eines sichtbaren Bilds verwendet wird.

c Mit der Erfindung ist bei einem Bilderzeugungsgerät, das eine Lichtquelle, deren Licht eine sich mit der Zeit ändernde spektrale Verteilung hat, eine Vorrichtung zur Erfassung der Lichtausgangsleistung der Lichtquelle, eine Steuerschaltung, die entsprechend dem von der Lichtabgabe-IQ Erfassungsvorrichtung erzeugten Ausgangssignal die Einschalt-Eingabeleistung der Lichtquelle steuert und das Ausgangssignal der Erfassungsvorrichtung konstant hält, und ein photoempfindliches Material aufweist, auf das über ein optisches System das Bild einer mittels der Lichtquelle beleuchteten Vorlage projiziert wird, eine Spektralverteilungs-Korrekturvorrichtu ig vorgesehen, die einen geeigneten Zusammenhang zwischen der spektralen Empfindlichkeit der Lichtabgabe-Erfassungsvorrichtung, dem gesamten spektralen Durchlaßfaktor des optischen Systems und der spektralen Empfindlichkeit des photoempfindlichen Materials aufrechterhält, um damit die Lichtmenge konstant zu halten, auf die das photoempfindliche Material anspricht.

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Claims

I'ientve ■ MfIu ■ ims» m ICiMMr? Patentanwälte und IEDtKE - BÜHLING - IVINNE Vertreter beim EPA Grupe - Pellmann Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-ing. R Grupe 3 O 1 Λ O 7 1 Dipi.-Ing. B. Pelimann Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat cable: Germaniapatent München 11. April 1980 DE 0343 Patentansprüche

1. Kopiergerät mit einer Vorlagenbeleuchtungs-Lichtquelle, deren Licht eine sich zeitlich ändernde relative Spektralverteilung hat, gekennzeichnet durch ein optisches Abbildungssystem (6 bis 10), das das Licht von einer mittels der Lichtquelle (2) beleuchteten Vorlage (1a) auf ein photoempfindliches Material (11) richtet, um damit auf diesem ein Bild der Vorlage zu erzeugen, ein mit von der Lichtquelle abgegebenen Licht bestrahltes Lichtmeßelement (5), das ein seiner Ansprech-Lichtmenge entsprechendes Signal erzeugt, eine Steuervorrichtung (15 bis 19), die die von der Lichtquelle abgegebene Lichtmenge im Ansprechen auf das Signai so steuert, daß das Signal im wesentlichen konstant gehalten wird, und eine Spektralverteilungs-Korrekturvorrichtung (20; 21), die in dem von der Lichtquelle zu dem Lichtmeßelement führenden optischen Weg und/oder dem von der Lichtquelle über die Vorlage zu dem photoempfindlichen Material führenden optischen Weg angeordnet ist und die die Spektralverteilung des durch sie hindurchgelangenden Lichts in der Weise ausgleicht, daß unabhängig von einer zeitlichen Änderung der relativen Spektralverteilung des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts die Lichtmenge, auf die das Lichtmeßelement anspricht, im wesentlichen der Lichtmenge entspricht, auf die das photoempfindliche Material anspricht.

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VI /rs

Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spektralverteilungs-Korrekturvorrichtung (20; 21) eine Spektraldurchlaßcharakteristik hat, die im wesentlichen die Bedingung

M(A) x S(A) = C χ Τ(Λ·) x D(X)

herbeiführt, wobei M(^) der Spektraldurchlaßfaktor auf des von der Lichtquelle (2) zu dem Lichtmeßelement (5) führenden optischen Wegs ist, S( %) die Spektralempfindlichkeit des Lichtmeßelements ist, T(AJ der Spektraldurchlaßfaktor des von der Lichtquelle zu dem photoempfindlichen Material (11) führenden optischen Wegs ist, D(X) die Spektralempfindlichkeit des photoempfindlichen Materials ist, X die Wellenlänge ist und C eine von der Wellenlänge unabhängige Konstante ist.

3. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) eine Lichtquelle ist, die erstes Licht, dessen relative Intensität sich mit der Zeit ändert, und zweites Licht abgibt, dessen Wellenlängenbereich Von demjenigen des ersten Lichts verschieden ist und dessen relative Intensität sich unterschiedlich von der Intensität des ersten Lichts mit der Zeit ändert, und daß die Spektralverteilungs-Korrekturvorrichtung (20; 21) eine Spektraldurchlaßcharakteristik hat, die im wesentlichen die Bedingung

ergibt, bei der A. und A₂ die Produkte K(X-) x S ( X_) für das erste Licht bzw. das zweite Licht sind und B- und B„ die Produkte T(X) χ D(X) für das erste Licht bzw. das zweite Licht sind, wobei M( ?\J der Spektraldurchlaßfaktor ° des von der Lichtquelle zu dem Lichtmeßelement (5) führenden optischen Wegs ist, S(%~) die Spektralempfindlichkeit

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des Lichtmeßelements ist, T(X) der Spektraldurchlaßfaktor des von der Lichtquelle zu dem photoempfindlichen Material (11) führenden optischen Wegs ist, D( X) die Spektralempfindlichkeit des photoempfindlichen Materials ist und A die Wellenlänge ist.

4. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) eine Lichtquelle ist, die erstes Licht, dessen relative Intensität sich mit der Zeit ändert, und zweites Licht abgibt, dessen Wellenlängenbereich sich von demjenigen des ersten Lichts unterscheidet und dessen relative Intensität sich unterschiedlich von der Intensität des ersten Lichts mit der Zeit verändert, daß das Lichtelement (5) spektrale Empfindlichkeit für das erste Licht, jedoch im wesentlichen keine spektrale Empfindlichkeit für das zweite Licht hat, daß das photoempfindliche Material (11) spektrale Empfindlichkeit sowohl für das erste Licht als auch für das zweite Licht hat und daß die Spektralverteilungs-Korrekturvorrichtung (2) eine Spektraldurchlaßcharakteristik hat, bei der der Durchlaßfaktor für das zweite Licht geringer als der Durchlaßfaktor für das erste Licht ist, wobei die Spektralverteilungs-Korrekturvorrichtung in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle und dem photoempfindlichen Material angeordnet ist.

5. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) eine Lichtquelle ist, die erstes Licht, dessen relative Intensität sich mit der

^" Zeit ändert, und zweites Licht abgibt, dessen Wellenlängenbereich von demjenigen des ersten Lichts verschieden ist und dessen relative Intensität sich unterschiedlich von der Intensität des ersten Lichts mit der Zeit ändert, daß das photoempfindliche Material (11) spektrale Empfindlichkeit für das erste Licht, jedoch im wesentlichen keine

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spektrale Empfindlichkeit für das zweite Licht hat, daß das Lichtmeßelement (5) spektrale Empfindlichkeit sowohl für das erste als auch für das zweite Licht hat und daß die Spektralverteilungs-Korrekturvorrichtung (21) eine Spektraldurchlaßcharakteristik hat, bei der der Durchlaßfaktor für das zweite Licht kleiner als der Durchlaßfaktor für das erste Licht ist, wobei die Spektralverteilungs-Korrekturvorrichtung in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle und dem Lichtmeßelement angeordnet ist.

·

6. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) eine Lichtquelle ist, die erstes Licht, dessen relative Intensität sich mit der Zeit ändert, und zweites Licht abgibt, dessen Wellenlängenbereich von demjenigen des ersten Lichts unterschiedlich ist und dessen relative Intensität sich unterschiedlich von der Intensität des ersten Lichts mit der Zeit ändert, daß das Lichtmeßelement (5) und das photoempfindliche Material (11) spektrale Empfindlichkeit sowohl für das erste als auch für das zweite Licht haben und daß die Spektralverteilungs-Korrekturvorrichtung (20; 21) eine Spektraldurchlaßcharakteristik hat, bei der der Durchlaßfaktor für das zweite Licht kleiner als der Durchlaßfaktor für das erste Licht ist, wobei die Spektralverteilungs-Korrekturvorrichtung in beiden der optischen Wege angeordnet ist.

7. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) eine Mehrzahl von Leuchtsubstanzen hat.

ORfGiNAL INSPECTED