DE2319235B2 - Abtasteinrichtung mit einem drehbar gelagerten optischen abtastelement - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abtasteinrich tung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 Insbesondere betrifft die Erfindung eine Abtasteinrich tung für xerographische Kopiergeräte. Es sind xerogra phische Kopiergeräte bekannt bei denen die Kopier vorlage mittels eines schwenkbaren Spiegels abgetastei und dabei ein streifenförmiger. über die Kopiervorlage wandernder Bereich auf eine sich mit entsprechende!

Geschwindigkeit drehende Trommel, die eine photoleit fähige, elektrostatisch gleichmäßig aufgeladene Ober fläche aufweist, abgebildet wird. In der DT-OS 23 02 98f ist ein solches Kopiergerät beschrieben, bei dem der die Abtastung bewirkende Spiegel über eine ausrückbare Kupplung von einem Motor nur jeweils soweii geschwenkt wird, wie es hinsichtlich der jeweiliger Länge der Kopiervorlage erforderlich ist. Die Rückführung des Spiegels in seine Ruhestellung erfolgt mittels einer Feder, die beim Ausrücken der Kupplung wirksam wird.

Um ein reproduzierbares Arbeiten einer solcher Abtasteinrichtung zu gewährleisten, muß man einen mechanischen Anschlag vorsehen, der die Ruhelage des Abtastspiegels genau festlegt.

Die Rückführung des Spiegels in seine Ruhelage soll in der Praxis möglichst rasch geschehen, um hohe Kopiergeschwindigkeiten zu erreichen. Wenn jedoch der Spiegel beim Rücklauf durch die Rückführfeder au! eine hohe Winkelgeschwindigkeit beschleunigt und dann durch den mechanischen Anschlag abrupt angehalten wird, so treten dabei störende Stöße sowie Vibrationen auf, und die Justierung des Spiegels und der zugehörigen Teile des Abtastsystems wird beeinträchtigt. Wenn man andererseits den Rücklauf durch einen mit einer viskosen Flüssigkeit oder dgl. arbeitenden Stoßdämpfer verlangsamt, so nimmt die Rücklaufdauer erheblich zu, was eine unerwünschte Verringerung der Kopiergeschwindigkeit zur Folge hat.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abtasteinrichtung zu schaffen, mit der eine kurze Rücklaufdauer erreicht werden kann, ohne daß man dadurch Stöße oder Vibrationen in Kauf nehmen muß.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Abtasteinrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung dreht sich das optische Abtastelement während des größten Teiles der Rücklaufdauer mit hoher Winkelgeschwindigkeit, so daß sich sehr kurze Rücklaufzeiten ergeben, und es wird vor Erreichen des Anschlags derart gesteuert abgebremst, daß keine störenden Stöße und

Vibrationen auftreten und auch die Justierung nicht beeinträchtigt wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der % Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 ein xerographisches Kopiergerät, bei dem die Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung Verwendung finden kann,

Fig.2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig.3 eins genauere Darstellung von Teilen der Abtasteinrichtung gemäß F i g. 2 und

Fig.4 Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Abtasteinrichtung gemäß F i g. 2 und 3.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte xerographische Kopiergerät 10 weist mehrere Behandlungsstationen auf, die um den Umfang einer drehbaren Trommel 11 angeordnet sind. Die Trommel 11 ist auf einer drehbaren Welle 12 befestigt und wird während des Kopierens durch einen Antriebsmotor (nicht gezeigt} ständig gedreht Die Außenmantelfläche der Trommel 11 ist mit einer Photoleiterschicht 13 aus einem verhältnismäßig harten Photoleitermaterial, beispielsweise glasigem Selen, beschichtet.

Ein zu kopierendes Schriftstück oder Original 14 mit der zu kopierenden Seite wird nach unten auf eine gebogene transparente Platte 15 gelegt. Das zu kopierende Bild wird dann durch eine geeignete Lichtquelle (nicht gezeigt) durch die transparente Platte 15 hindurchbeleuchtet und mittels eines Drehspiegels 16 abgetastet, der das Licht vom Original 14 reflektiert und durch eine Linse 17 über einen ruhenden Spiegel 18 sowie durch einen Belichtungsspalt 19 auf die Photoleiterschicht 13 der sich drehenden Trommel 11 wirft.

Die Drehung des abtastenden Drehspiegels 16 ist mit der Drehung der Trommel 11 genau synchronisiert, so daß die Lineargeschwindigkeit, mit der die Oberfläche des Originals 14 abgetastet und das Bild des Originals durch den Belichtungsspalt 19 projiziert wird, gleich der Lineargeschwindigkeit der Photoleiterschicht 13 auf dem Außenmantel der Trommel 11 ist.

Vor der Belichtung mit dem die Bildinformation enthaltenden Lichtstrahl durch den Belichtungsspalt 19 läuft die Photoleiterschicht 13 der Trommel 11 unter einer Koronaentladungseinrichtung 20 hindurch, wo sie mit gleichmäßiger Ladungsdichte elektrostatisch aufgeladen wird.

Beim Vorbeilaufen unter dem Belichtungsspalt 19 wird die Photoleiterschicht 13 entsprechend der Helligkeitsverteilung des zu kopierenden Originals 14 selektiv entladen, so daß auf mindestens einem Teil der Photoleiterschicht 13 ein latentes elektrostatisches Bild entsteht (wobei die Größe des das latente elektrostatische Bild enthaltenden Teils der Photoleiterschicht von der Größe des zu kopierenden Originals 14 abhängt).

Beim Weiterdrehen der Trommel 11 läuft das latente elektrostatische Bild auf der Photoleiterschicht 13 in einen Entwicklerbehälter 21. Im unteren Teil oder »Sumpf« des Entwicklerbehälters 21 befindet sich ein körniges Entwicklergemisch 22 aus harzbeschichteten Stahlperlen und elektroskopischem Tonerpulver.

Das Entwicklergemisch wird von einem Förderband 24 mit Schöpfkübeln 25 laufend vom Sumpf des Entwicklerbehälters nach einem Auslauf 23 an oder in der Nähe der Oberseite des Entwicklerbehälters gefördert.

Beim Weiterdrehen der Trommel 11 fließt das Entwicklergemisch laufend aus einer öffnung an der Unterseite des Auslaufs 23 auf die Photoleiterschicht 13 der Trommel. Während das Entwicklergemisch über die Photoleiterschicht fließt, werden Tonerteilchen von den Trägerkörnchen zu den aufgeladenen Bereichen der Photoleiterschicht gezogen und bleiben dort haften, so daß das latente elektrostatische Bild in ein entsprechendes sichtbares Bild oder Muster aus pigmentierten oder gefärbten Tonerteilchen umgewandelt wird Das Ent-

wicklergemisch (abzüglich der am latenten elektrostatischen Bild auf der Photoleiterschicht 13 der Trommel 11 haftenden Tonerteilchen) läuft nachdem es über die Photoleiterschicht 13 geflossen ist, in den Sumpf des Entwicklerbehälters 21 zurück.

Beim Weiterdrehen der Trommel 11 gelangt das Muster aus Tonerteilchen, die elektroskopisch an den aufgeladenen Bereichen des latenten elektrostatischen Bildes auf der Photoleiterschicht 13 haften, zu einem vorbeilaufenden Papierblatt 26, das mit einer der

zo Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 11 gleichen Geschwindigkeit transportiert wird, so daß im wesentlichen keine Relativbewegung zwischen dem Papierblatt 26 und dem angrenzenden Umfangsteil der Trommel 11 stattfindet.

Das Papierblatt 26 wird zu einem Übertragungsbereich der Trommel 11 durch einen Transportmechanismus in Form eines porösen Förderbandes 35 transportiert, auf dem das Papierblatt 26 durch die Saugwirkung einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) festgehalten wird.

die mit dem Inneren des vom Förderband 35 umschlossenen Bereiches in Verbindung steht.

Während das Tonermuster (das dem latenten elektrostatischen Bild entspricht, das seinerseits dem Bild des Originals 14 entspricht) in Kontakt mit dem Papierblatt 26 auf diesem läuft, zieht eine Bildübertragungs-Koronaentladungseinrichtung 27 die Tonerteilchen von der Photoleiterschicht 13 weg auf den anliegenden Teil des laufenden Papierblattes 26. Dadurch wird das Tonermuster auf das Papierblatt 26 übertragen, das anschließend unter einem Heizstrahler 28 vorbeiläuft, wo das Tonermuster unter Bildung einer permanenten Kopie des Bildes des Originals 14 auf dem Papierblatt 26 fixiert wird.

Das Papierblatt 26 wird unter dem Heizstrahier 28 durch ein poröses Förderband 29 vorbeitransportiert, auf dem es durch die Saugwirkung einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) festgehalten wird, die mit dem Inneren des vom Förderband 29 umschlossenen Bereiches in Verbindung steht.

Nach der Übertragung des Tonermusters von der Photoleiterschicht 13 der Trommel ti auf das Papierblatt 26 bleibt auf der Trommeloberfläche ein gewisser Rest von Tonerteilchen zurück. Um diese restlichen Tonerteilchen zu entfernen, wird die Photoleiterschicht 13 anschließend unter einer weiteren Koronaentladungseinricht jng Korotron 30 hindurchgeführt, die die auf der Photoleiterschicht verbliebene Restladung neutralisiert, so daß die elektrostatische Anziehung zwischen den restlichen Tonerteilchen und der Photoleiterschicht verringert oder beseitigt wird.

Die restlichen Tonerteilchen werden durch eine in einem im wesentlichen staubdichten Gehäuse 32 untergebrachte rotierende Bürste 31 mechanisch von der Photoleiterschicht 13 der Trommel 11 entfernt und die abgebürsteten Tonerteilchen werden durch eine Rohrleitung 33 abgesaugt. Vor dem Austritt in die Atmosphäre wird die mit Toner beladene Luft gefiltert und von den Tonerteilchen befreit.

Nachdem die restlichen Tonerteilchen mittels der rotierenden Bürste 31 von der Photoleiterschicht 13 entfernt worden sind, wird die Photoleiterschicht 13 mit einer Lichtquelle 34 bestrahlt, um eine im wesentlichen vollständige Entladung der Photoleiterschicht sicherzustellen. Danach wird die Photoleiterschicht 13 durch die Koronaentladungseinrichtung 2C zur Vorbereitung für den nächsten Kopiervorgang wieder gleichmäßig aufgeladen.

Wie F i g. 2 im einzelnen zeigt, wird der Spiegel 16, _J0 der auf einer drehbaren Welle 36 befestigt ist, normalerweise in einer ausgezogen dargestellten Ausgangs- oder Ruhelage gehalten. Der Spiegel 16 ist durch eine Feder 37, die ihn gegen einen mechanischen Anschlag 38 drückt, normalerweise in einer ausgezogen dargestellten Ausgangs- oder Ruhelage gehalten. Mit dem Spiegel 16 ist ein Grenzschalter 39 mechanisch gekoppelt, der auf einer Leitung 40 ein Signal erzeugt, wenn der Spiegel 16 die Ruhelage einnimmt.

Der Spiegel 16 kann durch einen Antriebsmotor 41, der mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit läuft, in Abtastrichtung (Pfeile 43 und 44) gedreht werden. Der Antriebsmotor 41 ist mit der Welle 36 über eine Schaltkupplung 42 gekoppelt, die eingerückt wird, wenn das Original 14 abgetastet werden soll, und nach Abtastung der gesamten Länge des Originals 14 ausgerückt wird. Die gestrichelten Linien 45 zeigen die Lage des abtastenden »Strahls« bei in der Ruhelage befindlichem Spiegel 16 an, während die gestrichelten Linien 46 die Lage des Abtaststrahls am Ende des Abtasthinlaufs, d. h. in de>- maximalen Vorwärtslage des Spiegels 16, angedeutet durch die gestrichelte Darstellung des Spiegels, darstellen. Da der Abtaststrahl (das abtastende Strahlenbündel) eine endliche Breite w (typischerweise in der Größenordnung von 2,54 cm) hat, muß das Original 14 um einen Betrag gleich der Breite des Abtaststrahls über abgetastet werden, damit sichergestellt ist, daß die Photoleiterschicht der Trommel 11 von sämtlichen Teilen des zu kopierenden Originals 14 gleichmäßig belichtet wird.

Die Winkelgeschwindigkeit der Welle 36 muß der folgenden Gleichung genügen:

'•>d · τ
2R

(D

45

worin w_s die Winkelgeschwindigkeit, mit der die Welle 36 bei der Abtastung des Originals 14 mit dem Spiegel 16 gedreht wird, ω,/die Winkelgeschwindigkeit der die Trommel 11 tragenden Welle 12, R der Abtastradius und r der Abstand der Drehachse der Welle 12 von der Photoleiterschicht 13 der Trommel 11 sind

Wenn der Spiegel 16 vom Antriebsmotor 41 über die Kupplung 42 in Abtastrichtung mit einer Winkelgeschwindigkeit ω_Λ entsprechend Gleichung (1), gedreht wird, ist die Lineargeschwindigkeit, nut welcher das Original 14 abgetastet wird, gleich der Lineargeschwindigkeit, mit der die Photoleiterschicht 13 der Trommel 11 am Belichtungsspalt 19 vorbefiauft, so daß sichergestellt ist, daß das auf der Photoleiterschicht der Trommel 11 entstehende elektrostatische Bud genau dem Original 14 entspricht

Nachdem die Kupplung 42 so lange eingerückt gewesen ist, daß der abtastende Spiegel 16 sich aus der ausgezogen dargestellten in die gestrichelt dargestellte Lage bewegt hat, d. a. wenn der Abtaststrahl die durch die gestrichelten Linien 46 angedeutete Lage am Ende des Originals 14 erreicht hat, wird die Kopplung 42 durch ein Steuersignal ausgerückt und der Spiegel 16 durch eine Rückführfeder 37 in die Ruhelage zurückgezogen. Ein vom Grenzschalter 39 auf der Leitung 4C erzeugtes Rückführsignal verhindert, daß die Kupplung 42 einrückt, ehe der Spiegel 16 in die Ruhelage zurückgekehrt ist, so daß ein vorzeitiger Beginn eines neuen Arbeitszyklus für die nächste Kopie verhindert wird.

Normalerweise würde die Rückführfeder 37 den Spiegel 16 auf eine so hohe Winkelgeschwindigkeis beschleunigen, daß beim Auftreffen auf den mechanischen Anschlag 38 der Spiegel 16 und die dazugehörigen Bauteile erheblichen Stoßen sowie Vibrationen ausgesetzt wären.

Um die Stoß- und Vibrationsbeanspruchung ohne übermäßige Herabsetzung der Geschwindigkeit, mit welcher der Spiegel 16 aus der maximalen Vorwärtslage in die Ruhelage zurückkehrt, zu vermeiden, sind ein Rücklaufmotor 47 und eine Rücklaufkupplung 48 vorgesehen.

Der Rücklaufmotor 47 dreht eine zweite, mit der Rücklaufkupplung 48 verbundene Welle 49 mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit ω_Γ. Die Rücklaufkupplung 48 ist eine Einweg- oder Freilaufkupplung, welche die den Spiegel 16 tragende Welle 36 immer dann mit der Welle 49 kuppelt, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Welle 36 in der Rücklaufrichtung (d. h. in der den Pfeilen 43 und 44 entgegengesetzten Richtung) größer ist als die Winkelgeschwindigkeit der Welle 49, die sich in einer der Rücklaufrichtung entsprechenden Richtung dreht. Da die Welle 49 durch den Rücklaufmotor mit konstanter Winkelgeschwindigkeit gedreht wird, wird durch die vorerwähnte Anordnung die Winkelgeschwindigkeit der Drehung der Welle 36 auf einen der Winkelgeschwindigkeit der Drehung der Welle 49 entsprechenden Wert begrenzt.

Die Winkelgeschwindigkeit der Welle 49 braucht nicht unbedingt gleich der gewünschten maximalen Winkelgeschwindigkeit der Welle 36 in der Rücklaufrichtung zu sein, da durch einen geeigneten Übersetzungsmechanismus zwischen der Welle 36 und der Kupplung 48 oder zwischen dieser und der Welle 49 jedes gewünschte Verhältnis zwischen den Winkelgeschwindigkeiten der Wellen 36 und 49 hergestellt werden kann.

Wie F i g. 2 zeigt, dreht der Antriebsmotor 41 zugleich auch die Trommel 11, so daß der Synchronismus zwischen den Drehungen der Wellen 36 und 12 stets erhalten bleibt Dieses Antriebssystem ist im einzelnen in der DT-OS 23 02 986 beschrieben.

Es brauchen nicht unbedingt getrennte Motoren 41 und 47 vorgesehen zu sein, sondern man kann gewünschtenfalls auch nur einen einzigen Motor verwenden und die gewünschten Winkelgeschwindigkeiten für die mit den Kupplungen 42 and 48 verbundenen Wellen mittels eines geeigneten Obersetzungsmechanismus erzeugen. Ein geeignetes Steuersystem für die Betätigung der Antriebskupplung 42 ist in der DT-OS 23 06 261 beschrieben.

Bei der oben beschriebenen Rücklaufanordnung beschleunigt die Rückführfeder 37 den Spiegel 16 und die Welle 36, bis die Winkelgeschwindigkeit der WeDe 36 den Wert der Winkelgeschwindigkeit der Welle « erreicht, worauf die Freaaufkupptang 48 einrückt; die Winkelgeschwindigkeit der WeOe 36 wird dann auf emem der Winkelgeschwindigkeit der WeHe 49 entsprechenden Wert gehalten, bis die Freaaufkapplnag 48 ausrückt, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Welle

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J6 durch einen in Fig.2 nicht dargestellten Mechanismus verringert wird.

Die Anordnung der wesentlichen mechanischen Bauteile des Abtastsystems ist im !Einzelnen in F i g. 3 dargestellt:

Auf der Welle 36 ist ein erstes Sektorglied 50 befestigt. Die Rückführfeder 37 ist mit einem Ende an einem festen Halter 51 und mit dem anderen Ende an einer Stelle des Sektorgliedes 50 befestigt, die von der Welle 36, an der auch der Spiegel 16 angebracht ist, entfernt ist.

Im Abstand von der Welle 36 ist eine weitere, zu ihr parallele Welle 52 angeordnet, auf der ein zweites Sektorglied 53 befestigt ist.

Ein flexibles Zugband 54 verbindet eine Stelle an der Peripherie des ersten Sektorgliedes 50 mit einer entsprechenden Stelle an der Peripherie des zweiten Sektorgliedes 53 und ist an diesen Stellen durch Schrauben 55 bzw. 56 befestigt.

Vorzugsweise bestehen die Sektorglieder 50 und 53 aus einem verhältnismäßig starren Material wie Eisen, Stahl oder Aluminium, während das Zugband 54 ein Stahl- oder Beryllkupferband ist.

Die Wellen 36 und 52. die Sektorglieder 50 und 53, das Zugband 54 und die Rückführfeder 37 bilden ein modifiziertes Parallelogrammgestänge, so daß, wenn die Welle 42 in entweder der Abtastrichtung (angedeutet durch die Pfeile 57) oder der Rücklaufrichtung (angedeutet durch die Pfeile 58) gedreht wird, die Welle 36 und der Spiegel 16 sich synchron mit der Welle 52 drehen.

Vorzugsweise haben die Sektorglieder 50 und 53 ein verhältnismäßig niedriges Trägheitsmoment bezüglich der Wellen 36 und 52.

Parallel zu den Wellen 36 und 52 ist eine weitere Welle 59 angeordnet, auf der eine Scheibe 60 befestigt ist. An der Scheibe 60 ist mit Abstand von der Welle 59 ein Schwenkzapfen 61 befestigt. Ein zweiter Schwenkzapfen 62 ist am zweiten Sektorglied 53 mit Abstand von der Welle 52 befestigt. Die Schwenkzapfen 61 und 62 sind miteinander durch ein Verbindungsglied 63 gekoppelt, das mittels der Schwenkzapfen exzentrisch am zweiten Sektorglied 53 sowie an der Scheibe 60 so angelenkt ist, daß die Scheibe 60 sich in Richtung des Pfeiles 64 dreht, wenn das zweite Sektorglied 53 sich in der Rücklaufrichtung (Pfeile 58) dreht.

Das aus einem verhältnismäßig starren Material wie Eisen oder Stahl gefertigte Verbindungsglied 63 ist mittels eines Spannwirbelmechanismus 65 auf eine gewünschte Länge einstellbar.

Am zweiten Sektorglied 53 ist ein von dessen Oberfläche vorspringender Anschlagstift 66 an einer von der Welle 52 entfernten Stelle befestigt. Das zweite Sektorglied 53 liegt in einer gegenüber der Ebene der Scheibe 6Ü versetzten Ebene, so daß der Anschlagstift 66 beira Drehen der Welle 52 in Rücklauf richtung {Pfeile 58) am Umfang der Scheibe 60 anschlägt wodurch ein Wefterdrenen der Wellen 36 und 52 verhindert und die Ruhelage des Spiegeis 16 festgelegt wird

Der Anschlagstift 66 ist am Sektorglied 53 mittels einer Schraube 67 befestigt, die eine exzentrische Bohrung m AnschJagstift 66 durchsetzt Dadurch kann die Ruhetage des Spiegeis 16 genau eingestellt werden.

Der Aribsmtor 41 drefct die WeBe 68 mit der der gewünschten Abtastgeschwindigkeit des Spiegels 16 entsprechenden konstanten Winkelgeschwindigkeit · >_

Der Röckfeftrfmotor 47 dreht die Welle 49 mit ci-r Winkelgeschwindigkeit ω_η die der maximal zulässiger Winkelgeschwindigkeit der Drehung der Welle 36 unc des Spiegeis 16 in der Rücklaufrichtung (Pfeile 58' entspricht.

Die Kupplung 42 kuppelt die Wellen 52 und 68 während die Freilaufkupplung 48 selektiv die Wellen 5i und 49 kuppelt. Vorzugsweise ist die Kupplung 42 eine schnell einrückende, magnetisch betätigte Scheibenkupplung, die im wesentlichen schlupffrei einrückt. Dk Freilaufkupplung 48 ist vorzugsweise eine Kupplung mil nur vernachlässigbarem Leergang, beisoielsweise eine Torrington-Nadelkupplung. Sie ist mit den Wellen 5S und 49 so verbunden, daß sie nur dann einrückt, wenr die Winkelgeschwindigkeit der Welle 59 in Richtung de« Pfeiles 64 die Winkelgeschwindigkeit der Welle 49 zt übersteigen bestrebt ist. Unter dieser Voraussetzung verhindert das Einrücken der Freilaufkupplung 48, daC die Winkelgeschwindigkeit der Welle 59 die Winkelgeschwindigkeit torder Welle 49 übersteigt.

Der Abtastmechanismus ist in Γ i g. 3 bei in dei maximalen Vorwärts- oder Schwenkstellung befindli ehern Spiegel 16 gezeigt. Die Kupplung 42 wire ausgerückt, wenn die maximale Schwenkstellung erreicht ist, und die Rückführfeder 37 dreht sodann da: Sektorglied 50, die Welle 36, das Sektorglied 53, die Welle 52, die Scheibe 60 (über das Verbindungsglied 63' und die Welle 59 in der Rücklaufrichtung (Pfeile 58 unc 64). Die Winkelgeschwindigkeiten der Wellen 36,52 unc 59 steigen unter der EinwirKung der Rückführfeder 37 an. bis die Winkelgeschwindigkeit der Welle 59 einer Wert gleich a)_r, der Winkelgeschwindigkeit, mit der die Welle 49 durch den Rücklaufmotor 47 gedreht wird erreicht, in diesem Augenblick rückt die Freilaufkupp lung 48 ein, so daß die Winkelgeschwindigkeiten dei Wellen 36, 52 und 59 auf einen vorbestimmten Wen begrenzt werden.

Bei Drehung der Scheibe 60 in Richtung des Pfeiles 64 bewegen sich der Schwenkzapfen 61 und das Verbin dungsglied 63 nach unten, und die Winkelgeschwindig keit der Welle 52 nimmt infolge der Exzenterwirkung des Verbindungsgliedes 63 in Verbindung mit dei Scheibe 60 ab. Die Winkelgeschwindigkeit, bei weichet der Anschlagstift 66 den Umfang der Scheibe 6t erreicht, ist unabhängig vom Abtastwinkel. Die Bemessung und die Abstände der Wellen 52 und 59. de< Sektorgliedes 53, der Scheibe 60 und des Verbindungsgliedes 63 sind so gewählt daß die Winkelgeschwindigkeit der WeI ie 52 einen verhältnismäßig niedrigen Wen (jedoch nicht null) hat, wenn der Anschlagstift 66 der Rand der Scheibe 60 erreicht und dadurch die Ruhelage der Welle 36 und des Spiegels 16 festlegt. Dei Anschlagstifi: 66 greift am Rand der Scheibe 60 an, wenr der untere Teil des Verbindungsgliedes 63 die durch die gestrichelte Darstellung Lage 69 erreicht das Verbindungsglied 63 kann sich dann nicht weiter abwärts bewegen, so daß sich die Winkelgeschwindigkeit der Scheibe 60 and der Weffle 59 verringert and die Freilaufkupplung 48 ausrückt Sowohl die Scheibe 60 afc auch der A.nschtagstift 66 haben Oberflächen am gehärtetem Stahl, am den Verschleiß klein zu halten.

Wenn der nächste Abtastzyklus durch Einrücken dei Antriebskupplung 42 eingeleitet wird, dreht dei Antriebsmotor 41 die WeBe 52 in Richtung des Pfeiles 57, so daß das Verbindungsglied 61 sich nach oben bewegt. Beim Drehen der Weilen 36, 52 and 59 dreht sich somit die Scheibe 60 hin und her. so daß der Spiegel 16 den gewünschten Abtastwinkel durchläuft und anschließend wieder in seine anfängliche Ruhelage zurückkehrt. Die Scheibe 6§ dreht sich in der Weise hin

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und her, daß der Schwenkzapfen 61 innerhalb eines Winkelsektors A um die Welle 59 umläuft. Vorzugsweise sollten die Größe und die Lage des Winkelsektors A so bemessen sein, daß eine zwischen den Schwenkzapfen 61 und 62 verlaufende Gerade niemals durch den Mittelpunkt der Welle 59 geht. Würde man nämlich dies zulassen, so könnte das Verbindungsglied 63 blockieren und dadurch der Mechanismus nach F i g. 3 funktionsunfähig werden.

Die in Fi g. 4 gezeigten Diagramme veranschaulichen die Wirkungsweise des Mechanismus nach F i g. 2 und 3 und geben die Änderung der Winkellage und -geschwindigkeit der Welle 36 während eines einzigen Abtastzyklus wieder.

Wie F i g. 4 zeigt, drehen sich die Welle 36 und der abtastende Spiegel 16 während der Abtastung des Originals 14 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit ω₅. Bei Erreichen der maximalen Schwenkstellung zum Zeitpunkt 7i wird die Antriebskupplung 42 ausgerückt und die Rückführfeder 37 dreht die Welle 36 und den Spiegel 16 in ihre Ausgangs- oder Ruhelage zurück. Wie F i g. 4(b) zeigt, bewirkt die Rückführfeder 37, daß die Winkelgeschwindigkeit der Welle 36 und des Spiegels

16 in der Abtast- oder Hinlaufrichtung bis zum Zeitpunkt T\ sehr rasch auf null absinkt und dann sehr rasch in der Rücklaufrichtung ansteigt, bis sie den Wert (ur erreicht, worauf die Freilaufkupplung 48 einrückt und dadurch die Winkelgeschwindigkeit der Welle 36 in Rücklaufrichtung auf ω_Γ begrenzt. Beim Drehen der Scheibe 60 in Richtung des Pfeiles 64 (Fig.3) nimmt aufgrund der Exzenterwirkung des Verbindungsgliedes 63 die Winkelgeschwindigkeit der Wellen 36 und 52 ab, so daß sie nahezu Null (jedoch nicht gänzlich Null) wird, wenn der Anschlagstift 66 den Rand der Scheibe 60 erreicht.

Durch Begrenzen der maximalen Winkelgeschwindigkeit des Rücklaufs der Welle 36 in die Ruhelage und durch Herabsetzen der Winkelgeschwindigkeit der Welle 36 beim Annähern an die Ruhelage werden mit dem Mechanismus nach F i g. 2 und 3 die beim Arbeiten des Abtastmechanismus auftretenden Stöße und Vibrationen stark verringert, so daß sich die Genauigkeit der Abtastung und die Zuverlässigkeit des Kopiergeräts erhöhen. Diese vorteilhafte Wirkung wird mit minimalem Zeitverlust pro Abtastzyklus erzielt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Abtasteinrichtung mit einem optischen Abtastelement, das durch eine Welle drehbar gelagert ist, welche durch einen Abtastantrieb von einer durch einen Anschlag definierten Ruhestellung um einen vorgegebenen Winkel in Abtastrichtung und durch einen die Welle beim Rücklauf anfänglich beschleunigenden Rücklaufantrieb zurück in die Ruhestellung drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklaufantrieb (37,47,48,50,51 bis 57,59 bis 63) eine Kupplungsanordnung (48), die die Welle (36) beim Rücklauf mit einem sich mit vorgegebener, konstanter Winkelgeschwindigkeit drehenden Bauteil (49) kuppelt, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Welle einen vorgegebenen Grenzwert zu überschreiten strebt, sowie ein Getriebe (53,60,63), das die Winkelgeschwindigkeit der Welle bei Annäherung an die Ruhelage derart gesteuert herabsetzt, daß der Anschlag (66) bei relativ geringer Winkelgeschwindigkeit der Welle (36) erreicht wird, enthält.

2. Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (36) über eine zweite Kupplung (42) mit einem Abtastantriebsmotor (41) gekoppelt ist

3. Abtasteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplung (42) mit einer Sperrvorrichtung (39) versehen ist, die das Einrücken der zweiten Kupplung nur dann zuläßt, wenn sich die Welle (36) in ihrer Ruhestellung befindet.

4. Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (36) mit einer sie in die Ruhestellung ziehenden Anordnung und über eine Freilaufkupplung (48) mit einer zweiten Welle (49) gekoppelt ist, welche durch einen Rücklaufmotor (47) mit vorgegebener Winkelgeschwindigkeit angetrieben wird und die Wellen (36, 49) nur dann miteinander verbindet, wenn die Winkelgeschwindigkeit der ersten Welle (36) den durch die Winkelgeschwindigkeit der zweiten Welle (49) bestimmten Grenzwert zu überschreiten strebt.

5. Abtasteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Welle (49) durch die Freilaufkupplung (48) mit einer eine Scheibe (60) tragenden dritten Welle (59) gekoppelt ist und daß die Scheibe über ein exzentrisch angelenktes Verbindungsglied (63) mit einem Bauteil (53) verbunden ist, welches mit der ersten Welle (36) gekuppelt ist und sich mit diesel dreht.

6. Abtasteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der ersten Welle (36) ein zweites Bauteil (50) befestigt ist, an dem eine die erste Welle in der Rücklaufrichtung zu drehen strebende Feder (37) angebracht ist, und daß das zweite Bauteil über ein flexibles Band (54) mit dem auf einer vierten Welle (52) befestigten ersten Bauteil (53) verbunden ist.

7. Abtasteinrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Bauteil (53,50) sektorförmig sind.

8. Abtasteinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (53) einen vorspringenden Anschlagstift (66) trägt, der bei einer bestimmten Winkellage des zweiten Bauteils am Umfang der Scheibe (60) anschlägt und

dadurch die Ruhestellung der ersten Welle (36 bestimmt

9. Abtasteinrichtung nach Anspruch 8, dadurcl gekennzeichnet, daß der Anschlagstift (66) exzen trisch gelagert und verstellbar ist

10. Abtasteinrichtung nach einem der Ansprächt 5, 6, 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß de Rücklaufmotor (47) über die Freilaufkupplung (48 mit der die Scheibe (60) tragenden dritten Welle (59 gekoppelt ist und daß der Vorlaufantriebsmotor (41 über die zweite Kupplung (42) mit der das ersu Bauteil (53) tragenden vierten Welle gekoppelt ist