DE2733114A1

DE2733114A1 - Optische abtasteinrichtung fuer kopiergeraete

Info

Publication number: DE2733114A1
Application number: DE19772733114
Authority: DE
Inventors: Raymond Alex Daniels; David Kent Gibson; Paul Kummli; Spencer Allan Snell; Michael Henry Ulrich
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1976-09-07
Filing date: 1977-07-22
Publication date: 1978-03-09
Also published as: JPS574905B2; FR2363814A1; AU2832977A; CH618023A5; SE7710037L; AU510214B2; FI772632A; DE2733114C2; US4120578A; ES462141A1; DK396577A; BE857550A; CA1082015A; FR2363814B1; FI64246C; JPS5363028A; GB1527860A; BR7705809A; SE435875B; NO773064L

Description

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Böblingen, den 21. Juli 1977 km-bue

Anmelderin:

International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Aktenzeichen der Anmelderin: BO 975 061

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Vertreter:

Patentassessor
Ingenieur M. KINDERMANN 7030 Böblingen

Bezeichnung:

Optische Abtasteinrichtung für Kopiergeräte

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Die Erfindung betrifft eine optische Abtasteinrichtung für Kopiergeräte mit stufenlos einstellbarem Abbildungsmaßstab.

Es wurden schon zahlreiche Kopiergeräte gebaut, welche die Möglichkeit haben, Kopien zu liefern, die einen anderen Abbildungsmaßstab aufweisen als die auf der Glasplatte der Vorlagenbühne aufliegenden Kopiervorlagen. Meistens wir die Möglichkeit der Verkleinerung vorgesehen. Aber es gibt auch Kopiergeräte, welche das Original vergrößern, wenn beispielsweise vergrößerte Kopien aus Mikrophotos hergestellt werden. Die meisten bekannten Kopiergeräte dieser Art sind für einen oder auch mehrere diskrete Abbildungsmaßstäbe vorgesehen. Sie liefern beispielsweise Verkleinerungen im Maßstab 0,75 : 1 oder 0,66 : 1. Wenige Geräte sind bekannt, deren Abbildungsmaßstab stufenlos einstellbar ist, beispielsweise von der natürlichen Größe 1 : 1 bis herab zu 0,647 : 1. Die US-Patentschriften 2.927.503 und 3.395.610 beschreiben beispielsweise Kopiergeräte mit einstellbarem Abbildungsmaßstab, bei welchem das Original mittels Blitzlicht belichtet und dabei in einem Augenblick vollständig auf einen ebenen Bildträger übertragen wird. Ein streifenweises optisches Abtasten, wie es bei modernen Hochleistungskopiergeräten zur Anwendung kommt, ist bei diesen Geräten nicht möglich.

Die meisten herkömmlichen Kopiergeräte benutzen einen beweglichen Zwischenbildträger, meist in Gestalt einer umlaufenden Trommel, die an ihrer Oberfläche eine photoleitende Schicht trägt. Die Geräte besitzen eine optische Abtasteinrichtung, welche die Vorlage streifenweise abtastet und die Kopiertrommel synchron mit der Abtastung belichtet. Solche Maschinen beanspruchen weniger Platz als die unhandlichen Geräte, bei welchen das Bild der Vorlage in seiner Gesamtheit auf den ebenen Bildträger projiziert wird. Abgesehen davon, daß solche Geräte wegen ihres Leistungsbedarfes meist höhere elektrische Anschlußwerte erfordern, kann die Belichtung mittels Blitzlicht eine Bedienungsperson zeitweilig blenden. Abgesehen von

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diesen Nachteilen, verwendet man jedoch gern in Geräten mit variablem Abbildungsmaßstab diese Belichtungsart, weil der Aufbau eines solchen Gerätes relativ einfach sein kann. Bei einem optischen Abtastsystem mit streifenweiser Abtastung muß nämlich mit der Veränderung des Abbildungsmaßstabes auch die Abtastgeschwindigkeit geändert werden, um den Synchronismus mit dem bewegten Zwischenbildträger zu erhalten. Bekannte Kopiergeräte mit optischer Abtastung sind daher meist nur für einen bzw. nur wenige diskrete Abbildungsmaßstäbe eingerichtet. Sie erfordern deshalb auch nur zwei, drei oder fünf verschiedene, aber feste Abtastgeschwindigkeiten. Beispiele solcher Geräte sind in den US-Patentschriften 3.614.222, 3.897.148 und 3.542.467 beschrieben.

Mit der Änderung des Abbildungsmaßstabes muß jedoch nicht nur die Abtastgeschwindigkeit, sondern auch die Abtastlänge geändert werden. Bei natürlichem Maßstab 1 : 1 wird z.B. eine Vorlage des amerikanischen Formates 8 1/2 χ 11 Zoll, was etwa dem Format DIN A4 entspricht, in einen entsprechenden gleich großen Bildbereich der Kopiertrommel übertragen. Bei einem Verkleinerungsmaßstab von 0,647 : 1 kann jedoch eine Vorlage des amerikanischen Formates 11 χ 17 Zoll, was etwa dem Format DIN A3 entspricht, in den gleichen Bildbereich übertragen werden.

Ein beachtliches Problem bei optischen Abtasteinrichtungen mit variablem Abbildungsmaßstab besteht darin, zu erreichen, daß bei jedem beliebigen Abbildungsmaßstab das Bild der Vorderkante der Vorlage an den Ort der Vorderkante des Bildbereiches auf der Kopiertrommel zu liegen kommt. Bei optischer verkleinerung muß daher dafür gesorgt werden, daß das Bild der Vorderkante optisch mit der Bezugskante in Deckung gebracht wird. Da jedoch die Abtastlänge und Abtastgeschwindigkeit auf die Umfangsgeschwindigkeit der Kopiertrommel abgestimmt sein müssen, muß auch die Ausgangslage des Abtastwagens in einem bestimmten, vorgesehenen Zeitraum eingenommen worden sein.

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Denn bei jedem beliebigen Abbildungsmaßstab und damit auch beliebiger Abtastgeschwindigkeit muß das Bild der Bezugskante auf den Rand des Bildbereiches der Kopiertrommel fallen.

Bei der optischen Abbildung in natürlicher Größe, d.h. im Maßstab 1:1, sind Objektweite und Bildweite einander gleich. Das Objekt befindet sich im Abstand der doppelten Brennweite vor dem Objektiv. Entsprechend befindet sich das Bild im Abstand der doppelten Brennweite hinter demselben. Bei Verkleinerung des Abbildungsmaßstabes verringert sich die Bildweite, das Bild rückt näher an das Objektiv heran. Da die Kopiertrommel jedoch ihren festen Platz im Kopiergerät hat und deshalb die Einstellebene gleich bleibt, muß für die Scharfeinstellung das Objektiv näher zur Einstellebene hin verschoben werden. Auch die Objektebene ist durch die Vorlagebühne des Kopiergerätes festgelegt. Es besteht daher das Problem, mit konstruktiv festgelegter Einstellebene und Objektebene des Kopiergerätes bei jedem Abbildungsmaßstab die Schärfe der Abbildung zu erhalten. Bei bekannten Kopiergeräten mit diskreten wählbaren Abbildungsmaßstäben werden dafür Zusatzlinsen in den Strahlengang eingeschaltet, wenn das gleiche Objektiv als Projektionsoptik verwendet wird, oder aber es wird für jeden Abbildungsmaßs tab ein besonderes Objektiv in den Strahlengang gesetzt. Beide Möglichkeiten entfallen, wenn man die Änderung des Abbildungsmaßstabes im Kopiergerät stufenlos gestalten will. In der oben erwähnten US-Patentschrift 3.395.610 besitzt das Kopiergerät eine waagrechte Vorlagenbühne und eine senkrecht stehende Kassette für Kopierpapier. Ein unter 45° schrägstehender Spiegel wird unter den Mittelpunkt der größeren Vorlage geschoben, so daß dadurch die konjugierte Gesamtlänge festgelegt wird. Die konjugierte Gesamtlänge ist die Summe der Abstände zwischen den beiden konjugierten Ebenen, nämlich der Objektebene und der Bildebene. Diese besteht daher aus der Summe von Objektweite, dem Abstand der beiden Hauptebenen des Objektivs und der Bildweite. Da die scharfe Abbildung in die konstruktiv fixierte Einstellebene gebracht werden muß, ist BO9-75-O61 809810/0612

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für die Scharfeinstellung das Objektiv noch entsprechend zu verschieben. Diese Art der Einstellung bewirkt eine unnötig stark verkleinerte Abbildung, wodurch der Spielraum für die Wahl von Verkleinerungsmaßstäben eingeschränkt wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Abtasteinrichtung für Kopiergeräte anzugeben, die bei Verwendung einer streifenweisen Vorlagenabtastung eine stufenlose Änderung des Abbildungsmaßstabes unter Vermeidung der obigen Nachteile gestattet, wobei eine automatische Anpassung der Abtastgeschwindigkeit an den jeweils gestellten Abbildungsmaßstab, eine vom Abbildungsmaßstab unabhängige Abbildungsgute und Vorderkantenlage sowie eine einfache Bedienbarkeit des Kopiergerätes sichergestellt ist.

Die Merkmale zur Lösung dieser Aufgabe sind aus dem Patentanspruch 1 ersichtlich. Die übrigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung an.

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben:

Fig. 1 stellt in einem Blockdiagramm die Hauptbestandteile eines Kopiergerätes dar, in welchem die erfindungsgemäße Einrichtung verwendet wird.

Fig. 2a zeigt für eine dünne Linse den in eine Ebene gelegten Strahlengang für zwei Werte des Abbildungsmaßstabes, um bei festgehaltener Objektebene die Verschiebung der Linse und die Wanderung der Bildebene zu erläutern.

Fig. 2b zeigt drei orthogonale Achsen als Bezugsrichtungen für Fig. 2a.

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Fig. 3 ist eine perspektivische Gesamtdarstellung des optischen Abtaetsyeteme, das die faltung der Strahlengänge erkennen lässt.

Fig. 4 zeigt in einer perspektivischen Uebersichtzeichnung zwei Abtastwagen und die Art ihrer Bewegung .

Fig. 5 zeigt vereinfacht perspektivisch das Einstellsystem für die Abtastoptik zusammen mit dem Optik-Antriebssystem.

Fig. 5a zeigt die Glasplatte der Vorlagenbühne mit verschiebbarem Marken zur Begrenzung des eingestellten Formates.

Fig. 6 zeigt eine andere perspektivische Darstellung des Optik-Antriebssystems .

Fig. 7 stellt ein Ausführungsbeispiel des Optik-Antriebssystems dar. Fig. 8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 8 - 8 in der Fig.

Fig. 9 ist eine perspektivische Darstellung des Einstellmechanismus für die Justierung der konjugierten Gesamtlänge des Abtastsystems.

Fig. 10 zeigt die Vorrichtung für die Einstellung des Abbildungsmass Stabes in Verbindung mit dem Objektivschlitten.

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Fig. 11 ist eine Schemazeichnung zur Erläuterung der Vorderkante einer Kopiervorlage als Bezugskante.

Fig. 11a ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Einstellung auf die Bezugskante bei verschiedenen Abbildungsmassstäben.

Die Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm das Zusammenwirken der wesentlichen Teile eines Kopiergerätes, in dem die Erfindung verwendet wird. Ein Hauptmotor 10 wirkt über eine Kraftübertragung auf den Optik-Antrieb 12, den Bildträger 13 und auf die übrigen mechanischen Bauteile 14 des Kopiergerätes. Der bewegte Zwischenbildträger ist in den meisten Fällen eine Kopiertrommel, die an ihrer Oberfläche mit einer photoleitenden Schicht versehen ist. Es kann aber auch ein umlaufendes Band vorgesehen sein. Der Optik-Antrieb 12 ist mit einer Abtasteinrichtung 15 verbunden, um Abtastwagen längs der zu kopierenden Vorlage zu bewegen. Fin Optik-Einstellsystem 16 dient zum Einstellen des Objektivs 17, korrigiert die konjugierte Gesamtlänge, stellt die Abtasteinrichtung 15 in ihre entsprechende Ausgangslage und stellt vor dem Beginn der Abtastung den Optik-Antrieb 12 ein, um alle die verschiedenen Parameter gleichzeitig zu justieren, wenn der gewählte Abbildungsmassstab stufenlos eingestellt wird. Zu diesem Zweck ist eine Handeingabe 18 vorgesehen.

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In einem elektrophotographischen Kopiergerät, sei es, dass es unbeschichtetee Papier oder beschichtetes Papier verarbeitet,wird die üblicherweise rechteckige zu kopierende Vorlage auf die Glasplatte der Vorlagenbühne gelegt. Je nach Bauart des Gerätes wird die Vorlage an eine Bezugskante angelegt und dabei entweder nach der Kantenmitte oder nach einer Bezugsecke ausgerichtet. Wie auch immer die Vorlage ausgerichtet ist, wird dann ein Abtastwagen unterhalb der Glasplatte längs der Vorlage bewegt, wobei diese von einem Ende zum anderen mit einer querverlaüfenden Lichtspur intensiv beleuchtet wird. Das durch die zu kopierende Vorlage von dieser wandernden LÄchtspur reflektierte Licht durchläuft das optische System, dasi ein Projektionsobjektiv enthält, zu dem Bildträger. In der weiteren Beschreibung wird angenommen, dass der bewegte Bildträger eine umlaufende Kopiertrommel ist, welche an ihrer Oberfläche eine photoleitfähige Schicht trägt. Diese wird vor der Belichtung durch gleichmassiges elektrostatisches Aufladen sensibilisiert. Offensichtlich ■ muss die Abtastgeschwindigkeit mit der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel entsprechend dem gewählten Abbildungsmassstab übereinstimmen. Beim Kopieren in natürlicher Grosse sind Abtastgeschwindigkeit und Umr fangsgeschwindigkeit einender gleich. Das Krgebnis der optischen Abtastung ist ein latentes elektrophotographisches Ladungsbild auf der Schicht. Dieses Ladungsbild durchläuft dann eine Entwicklungsstation, wo Tonermaterial auf dem latenten Ladungsbild abgelagert wird. Dieser Toner

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bleibt elektrostatisch in den denjenigen Bildbereichen haften, wo die Schicht noch aufgeladen oder nur teilweise entladen ist. In den voll von Licht getroffenen Bereichen kann die ursprüngliche Ladung zur Trommel abgeleitet werden, so dass dort kein Toner haften bleibt und diese Bildbereiche hell bleiben. Dieses entwickelte Tonerbild wird anschliessend in einer Uebertragungsstation auf ein Kopierblatt übertragen. Dieses Kopierblatt durchläuft anschliessend eine Fixierstation, wo das Tonerbild durch Hitzeeinwirkung angeschmolzen wird, so dass es auf dem Kopierblatt anhaftet und somit fixiert wird. Die Kopiertrommel durchläuft inzwischen eine Reinigungs— Station, wo restlicher Toner von der Schicht entfernt wird. Durch gleichmässiges Aufladen im Dunkeln wird die Schicht für den nächsten Kopierzyklus vorbereitet.

In Kopiergeräten, welche mit beschichtetem Papier arbeiten, verlaufen im wesentlichen die gleichen Vorgänge. Nur ist hier der Schichtträger das Kopierblatt selber, so dass in diesem Falle der.Schritt der Bildübertragung entfällt. Aber auch in solchen Kopiergeräten muss je nach dem gewählten Abbildungsmassstab die Abtastgeschwindigkeit mit der Oberflächengeschwindigkeit des Bildträgers in Einklang gebracht werden.

In mit unbeschichtetem Papier arbeitenden Kopiergeräten muss die Vorder-

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kante jedes Kopierblattes bei der Bildübertragung mit der Vorderkante des BiLdbereLchee auf der Kopiertrommel übereinstimmen. Beim Kopieren in natürlicher Grosse fallen einfach die beiden Bezugskanten aufeinander, so dass der Bildbereich auf der Trommel auf das gleich lange Kopierblatt übertragen werden kann. Bekannte Kopiergeräte sind so eingerichtet, dass die Kopierblätter im richtigen Zeitpunkt in die Uebertragungsstation eingeführt werden, damit dies bewerkstelligt werden kann.

Die Fig. 2a dient zur Erläuterung dessen, was erfolgen muss, wenn Vorlagen verschiedener Grosse auf das gleiche Kopierpapier kopiert werden sollen. Eine erste Vorlage 20 ist so dargestellt, dass ihre Vorderkante an einer Bezugskante liegt und die Mitte der Vorderkante mit der Mitte der Bezugskante übereinstimmt. In gestrichelten Linien ist eine zweite Vorlage 21 dargestellt, die ein grösseres Format als die erste Vorlage 20 hat. Auch die zweite Vorlage liegt so an der Bezugskante an, dass die Mitten beider Kanten übereinstimmen. Die Mittelpunkte 22 und 23 der ersten und zweiten Vorlagen fallen dann nicht zusammen , sie liegen aber auf der gemeinsamen Mittellinie 24, die strichpunktiert eingezeichnet ist. Auf halbem Wege zwischen der so definierten Objektebene mit den Vorlagen und der Bildebene 26 liegt in einer ersten Stellung 25 das Objektiv, das hier der Einfachheit halber als dünne Linse 9 dargestellt ist. Bei dieser Einstellung des Systems ist der Abbildungs-

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massstab 1 : 1, so dass die erste Vorlage 20 in natürlicher Grosse in die Bildebene 26 abgebildet wird. In dieser Bildebene 26 soll sich der Photoleiter befinden, weshalb man diese Ebene besser als Einstellebene bezeichnet. In einem optischen System mit streifenweiser Abtastung befindet sich eine Lichtspur am z.B. a_ra Q_rt j_er Bezugskante. Wie durch den Pfeil 27 angedeutet,bewegen sich beim Abtasten die erste Vorlage 20 und die Lichtspur relativ zueinander, wodurch die Vorlage streifenweise in die Bildebene 26 abgebildet wird, wenn hier der Photoleiter sich entsprechend der durch den Pfeil 28 gegebenen Richtung mit gleicher Geschwindigkeit bewegt. Die das Bild streifenweise auf -bauende Lichtspur 29 ist das Abbild der in der Darstellung in der Bezugskante liegenden Lichtspur auf der Vorlage. Der Strahlenverlauf für die Abbildung im Massstab 1 : 1 ist in der Figur in ausgezogenen Linien dargestellt.

ι . Ist nun erwünscht, die grössere zweite Vorlage 21 auf ein Kopierblatt der ursprünglichen Grosse abzubilden, dann geschieht folgendes. Wie in gestrichtelten Linien dargestellt ist, muss die nun grössere in der Bezugskante liegende Vorderkante so abgebildet werden, dass dieses Bild mindestens nicht grosser als das der Lichtspur 29 in der Bildebene wird. Dann muss das optische System jedoch anders eingestellt werden, indem man das Objektiv längs der optischen Achse M näher zur Bildebene hin verschiebt. Nach der für dünne Linsen gültigen

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Näherung ist der Betrag der Verschiebung des Objektiv gegeben durch Δ L - f ( I - m) .Dabei bedeutet f die Brennweite des Objektivs und m den Abbildungsmassstab. Er kann hier einfach dadurch bestimmt werden, indem _; man die Länge der Lichtspur 29 durch die Länge der Vorderkante der zweiten Vorlage 21 in der Bezugskante dividiert.

In der Darstellung wird die dünne Linse 9 aus ihrer ersten Stellung in eine zweite Stellung 30 um den Betrag Δ L verschoben. Der zugehörige Strahlenverlauf ist gestrichelt angedeutet. Da die Objektebene ortsfest bleibt, das Objektiv 9 jedoch verschoben wurde, ändert sich die Bildweite. Die scharfe Abbildung der Lichtspur 29' liegt jetzt in einer Bildebene, die sich unterhalb der ortsfest verbliebenen Einstellebene 26 befindet. Bei der Aenderung des Abbildungsmassstabes durch Verschiebung des Objektivs ändern sich auch die Objektweite und die Bildweite. Ihre Summe ist die hier mit TCL bezeichnete konjugierte Gesamtlänge, die sich um den Betrag Δ TCL ändert. Wenn man also immer eine scharfe Abbildung erhalten will, dann muss für jeden gewählten Abbildungsmassstab der Bildträger in eine neue Bildebene verschoben werden. Bei einem Kopiergerät liegen aber die Objektebene durch die Vorlagenbühne und die Kinstellebene durch den Photoleiter konstruktiv fest. Da jedoch auf diese Weise die Bildebene nicht mehr mit der Einstellebene übereinstimmt, müssen andere Massnahmen ergriffen werden, um die Aenderung der konjugierten Gesamtlänge

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in dem Kopiergerät auszugleichen. Einige Möglichkeiten.diese-Schwierigkeiten zu beheben, bestehen in folgenden Massnahmen. Das Objektiv wird gegen ein anderes Objektiv mit anderer Brennweite ausgetauscht. Oder eine Zusatzlinse wird in den Strahlengang des gleichen Objektivs eingeschaltet. Aber diese Lösungen sind nur für einzelne diskrete Abbildungsmassstäbe möglich. Wie weiter unten noch erläutert werden wird, benutzt das System nach der Erfindung Spiegel, um den Strahlengang in einer Weise zu falten, dass damit auch gleichzeitig die Möglichkeit der Justierung der konjugierten Gesamtlänge und anderer Parameter besteht. Nach der Näherung für dünne Linsen muss die konjugierte Gesamtlänge um den Betrag ATCL = - f ( 2- m -l/m) geändert werden.

Die Fig. 2a erläuterte die Verhältnisse bei einem Abtastsystem, wobei das Objektiv fest blieb und die Vorlage und der Bildträger synchron bewegt wurden. Sinngemäss gilt jedoch das Gleiche auch für Systeme, wo die Vorlage ortsfest verbleibt und das Abtastsystem bewegr lieh ist.

Die Fig. 3 ist eine perspektivische Uebersicht eines Kopiergerätes, wie es in allgemeiner Form als Blockschaltbild in der Fig. I darge -stellt ist. Zwei eingezeichnete Strahlengänge lassen erkennen, wie das Licht von der Lichtquelle bis zum Photoleiter durch das optische System geleitet wird. Die Lichtquelle ist eine Röhrenlampe 40 , welche

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teilweise von einem Reflektor 41 umgeben ist. Zwei Lichtstrahlen 42 und 43 sind eingezeichnet. Der Lichtstrahl 42 verläuft längs der "optischen Achse des Systems. Ein dichroitischer Spiegel 44 trennt das sichtbare Spektrum vom Anteil der infraroten Strahlung. Er lenkt das von der Röhrenlampe 40 ausgehende Licht nach oben gegen die Glasplatte 50 der Vorlagenbühne und bildet dort eine Lichtspur 45. Das Licht, beispielsweise der Lichtstrahl 42ywird von der Vorlage zu einem ersten Spiegel 46 reflektiert wird dann durch einen zweiten Spiegel 47 und einen dritten Spiegel 48 umgelenkt, durchläuft das Objektiv 9 und wird weiter mittels eines vierten Spiegels 49 durch einen Schlitz 51 in die Bildebene gelenkt, wo es auf der Kopiertroinmel 13 eine Lichtspur 45' bildet. Der ausserhalb der optischen Achse verlaufende Lichtstrahl 43 folgt einem ähnlichen Weg wie der Lichtstrahl 42 und bildet auf der Kopiertrommel ebenfalls einen Teil der Lichtspur 45'.

Der waagrechte Schlitz 51 befindet sich in einer Innenwand 52 des Gerätes, welche das optische System vom Rest der Maschine trennt. Zum Teil des optischen Systemes auf der einen Seite dieser Innenwand gehört die Glasplatte 50 der Vorlagenbühne, alle die Abtasteinrichtung 15 bildenden Teile und das Objektiv 17, wie es in der Fig. 1 bezeichnet ist. In dem anderen Teil des Gerätes befindet sich die Kopiertrommel 13 mit ihrer lichtempfindlichen Schicht. In einem weiteren, in der Fig.

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nicht dargestellten Teil des Gerätes befindet sich der Optik-Antrieb 12. Das Optik-Einstellsystem 16 befindet sich teilweise innerhalb des optischen Systems und teilweise innerhalb des Optik-Antriebs, wie es weiter unten anhand der Fig. 5 erläutert wird.

In der schematischen , perspektivischen Uebersichtszeichnung der Fig.4 erkennt man zwei Abtastwagen 6o und 61, die sich längs der Glasplatte 50 unterhalb der Vorlagenbühne bewegen, um die Lichtspur 45 von einem Knde zum anderen Ende wandern zu lassen.Der Abtastwagen 60 trägt die Licht - quelle und ihren Reflektor 41 , sowie den dichroitischen Spiegel 44 und den ersten Spiegel 46. Der Abtastwagen 61 trägt den zweiten Spiegel 47 und den dritten Spiegel 48, welche ihr Licht vom ersten Abtastwagen 60 empfangen und es um 180 umlenken, um es durch das Objektiv 9 zu.senden, wie man am besten aus der Fig. 3 ersieht. Die beiden Abtastwagen können sich längs paralleler Schienen 62 und 63 bewegen. Sie werden durch einen zweiteiligen Antriebsriemen 64 und 65 angetrieben. Der Antriebsriemen 64 ist mit einem Ausleger 66 des Wagens 61 verbunden, während der Antriebsriemen 65 mit dem Wagen 61 an der dem Ausleger 66 abgewandten Seite verbunden ist. Dieser zweiteilige Antriebsriemen kann auch durch irgendeine· andere geeignete Einrichtung ersetzt sein, die beispielsweise aus einem Stück besteht oder eine Kabelschleife enthält. Die Antriebsriemen sind um die Riemenscheiben 74A und 74B geführt, die ihrerseits auf einem

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mindestens

Antriebswagen 74 montiert sind. Weiter sind sie durchweinen einstellbaren Fixpunkt 80 festgelegt, dessen Bedeutung weiter unten erklärt wird, in dem Abschnitt,in dem die Einstellung der Vorderkante erläutert wird.

Eine Kabelschleife 67 läuft um die Rollen 68 und 68Λ, die auf dq_n Arm des Auslegers 66 des Wagens 61 montiert sind. Der andere Abtastwagen 60 ist mit der Kabelschleife 67 mittels der Klemme 69 verbunden. Es ist zu beachten, dass die Kabelschleife 67 mittels einer Klenjiic 70 ebenfalls an einem einstellbaren Fixpunkt 71 angeschlossen ist. Die Bedeutung dieser Befestigungsart wird weiter unicn in der Beschreibung erläutert, wenn die Einstellung der konjugierten Gesamtlänge beschrieben wird.

Wenn die Antriebsriemen 64 und 65 den Abtastwagen 61 in der Richtung A antreiben,bewegt sicli der Abtasfwagen 6o mit der doppelten Geschwindigkeit des Wagens 61 , weil das Festlegen der Kabelschleife 67 an dem einstellbaren Fixpunkt 71 diese Verdoppelung bewirkt. Der langsamer fahrende Wagen wird direkt angetrieben, und der schneller fahrende Wagen wird über die Geschwindigkeitsvcrdopplungseinrichtung seinerseits durch den langsamen Wagen angetrieben. Die Bedeutung dieser Art des Antriebs der Abtastwagen wird weiter unten in dem Abschnitt der Beschreibung erläutert, der sich auf das Konstanthalten der konjugierten

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Gesamtlänge während der Abtastbewegung bezieht.

In der Fig. 4 ist dargestellt,wie der angetriebene Abtastwagen 61 von einem durch die Welle 73 geschwenkten Antriebshebel 72 bewegt wird. Während sich der hin- und herlaufende Antriebshebel 72 in der Richtung des Pfeiles B, bewegt, bewegt sich der Antriebswagen 74 ebenfalls in dieser Richtung. Da die beiden Antriebsriemen 64 und 65 über die Rollen 74Λ und 74B mit den entgegengesetzten Enden des Antriebswagens 74 verbunden sind, führt die Bewegung des Antriebshebels 72 in der Richtung B dazu, dass sich die beiden Abtastwagen in der Richtung A bewegen. Eine Zugfeder 75 übt auf das System eine solche Vorspannkraft aus, dass der Antriebswagen 74 immer gegen den Antriebshebel 72 vorgespannt ist. Wenn also eine Bewegung in der Richtung B erfolgt, werden die Abtastwagen durch die Kraft der gespannten Zugfeder 75 In., der Richtung A bewegt und der Antriebswagen 74 gegen den Antriebshebel 72 gehalten. Wenn der hin- und hergehende Hebel in der Richtung C zurückkehrt, wird die Zugfeder 75 wieder gespannt.

Die Fig. 5 stellt eine teils geschnittene Ansicht des Optik-Antriebs dar und zeigt eine schematische Uebersicht des Optik-Einstellsystems. Die Abtastwagen 60 und 61 sind dargestellt, wobei ein Antriebsriemen 64 mit dem Ausleger 66 verbunden ist. Zui Vereinfachung dor Darstellung ist der andere Antriebsriemen 65 weggelassen. Der Antriebs-

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riemen 64 läuft um die Rolle 7AB auf dem Antriebswageu herum zu einem einstellbaren Fixpunkt 80. Die Rolle 74A ist weggelassen. Auch der darum geführte Antriebsriemen 65 ist nicht dargestellt. Aber dieser zweite Antriebsriemen ist ebenfalls mit dem einstellbaren Fixpunkt 80 verbunden. Der Antriebswagen 74 befindet sich innerhalb eines Stellgliedes 81. Er wird in Schlitzen der Seitenwände des Stellgliedes geführt, von denen in der Figur nur der Schlitz 82 zu sehen ist. Unter dem Einfluss des Antriebshebels 72 kann daher der Antriebswagen 74 sich in den Richtungen aus B und C hin- und herbewegen. Der Antriebshebel 72 ist über die Welle 73 mit einem Nockenhebel 83 verbunden, der den Konturen einer Nockenscheibe 84 folgt. Die Nockenscheibe 84 wird durch eine Welle 85 angetrieben, welche durcli eine Kraftübertragung mit dem Hauptmotor verbunden ist ( Fig. 1).

Durch einen Optik-Stellmotor 87 wird das Stellglied 81 stufenlos mittels einer Führungsspindel 86 verstellt. Der Stellmotor 87 bewegt auch das Stellkabel 88 zum Ginstellen einer Kurvenführung 89 als Massstabsteller und einer Kurvenführung 90 als Schärfesteller. Die letztgenannte Kurvenführung wird dazu verwandt, die konjugierte Gesamtlänge zu justieren. Das Stellkabel 88 verstellt beide Kurven füll rungcn gleichzeitig, woraus ersichtlich ist, dass die Einstellung des Abbildungsmassstabes und die notwendige Korrektur der konjugierten Gesamtlänge gemein-

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sam erfolgen. Gleichzeitig mit dem Hassstabsteller und dem SchärfersteI-ler wird auch das Stellglied 81 eingestellt, so dass die radiale Kntfernung des Antriebswagens 74 bezüglich des Drehpunktes des Antriebshebels 72 entsprechend geändert wird. Die Uedeutuny der llühcnänderung des Antriebswagens TU wird später erläutert.

Die Fign.5 und 5a lassen auch erkennen, wie die Rückmeldung der Einstellung des stufenlos verstellbaren Opt ik-Eins te 1 lsys temes an die Bedienungskraft des Kopiergerätes erfolgt. Die Vorlage wird auf die Glasplatte der Vorlagenbühne gelegt, wie es aus der Fig. 5a ersichtlich ist. Die Glasplatte hat beispielsweise die Abmessungen 332 nun mal 432 mm , was 13,1 Zoll mal 17 Zoll entspricht. Die Vorlage wird an die Bezugskante so angelegt, dass sich die Mitte der Vorderkante auf der Mitte dei Bezugskante befindet. Bei der Kins teilung werden au der Bezugskante die Einstellmarken 91 und 92 so bewegt, dass sie die Vorlage eingabein Gleichzeit ig mit diesen Einstellmarken bewegt sich an der längeren Seite eine Einstellmarke 93, die das Ende des möglichen Bildbereiches angibt. Durch Beobachten dieser drei Eins te 1!marken kann die Bedienungskraft des Kopiergerätes erkennen, ob die Einstellung so erfolgte, dass die zu kopierende Vorlage bei dem gewählten Abbildungsmassstab auch in den möglichen Bildbereich fällt. Dann kann die Starttaste durch die Bedienungskraft gedrückt werden.

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Wie aus der Fig. 5 ersichtlich ist, werden die Kinstellmarkcn 91, 92 und 93 durch den Stellmotor 87 über das Stellkabel 88 , eine Rolle 125 und ein Kabel 94 verstellt. Wenn dadurch die Rolle 95 in der Richtung D gedreht wird, dann läuft das Kabel 96 so, dass die Einstellmarke 93 im Sinne grösserer Vorlagen verstellt wird. Gleichzeitig laufen die Einstellmarken 91 und 92 auseinander, um auf der Bezugskante eine grössere Vorlage anzuzeigen. Zweckmässig trifft man die Einrichtung so, dass man die gängigsten Papierformate verwenden kann. Wenn z.B. in Amerika die gängigste Papiergrösse 81/2 Zoll mal 11 Zoll ist, was mit 216 mm mal 280 mm etwa mit dem Format DlN A4 vergleichbar ist, und wenn das Verkleinerungsverliäl tnis bei seiner maximalen Einstellung zwei solche Formate nebeneinander liegend kopieren kann, dann muss sich die Einstellmarke 93 von der 11- Zoll-Einstellung (280 mm) nach einer 17-Zoll-Einstellung (432 mm) bewegen, während die Einstellmarken 91 und 92 nur 11 Zoll ( 280 mm) einschiiessen müssten. Da jedoch das Seitenverhältnis des Bildbereiches fest steht und beispielsweise 81/2 : 11 beträgt, müssen die beiden Einstellmarken 91 und 92 jetzt 13,1 Zoll (332 mm) einschiiessen, wenn die Einstellmarke 93 auf einer 17-Zoll-Einstellung steht. Deshalb ist in der Fig 5a die Grosse der Glasplatte 50 der Vorlagenbühne mit 432 mm mal 332 mm angegeben. Zum reinen Kopieren brauchte diese Glasplatte nur 11 Zoll (280 mm) breit sein, die Bewegung der Einstellmarken 91 und 92 um 13,1 Zoll ( 332 mm) darf aber nicht behindert sein.

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Die Fig. 6 ist eine genauere perspektivische Ansicht der Optik-Antriebseinrichtung. Das Stellglied 81 ist für seine Höheneinstellung vertikal auf der Führungsspindel 86 beweglich angeordnet. Innerhalb des Gehäuses des Stellgliedes 81 waagrecht bewegbar befindet sich der Antriebswagen 74jan welchem der Antriebsriemen 64 angebracht ist, der über die Rolle 74B läuft und mit dem einstellbaren Fixpunkt 80 des Stellgliedes 81 verbunden ist. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist der Antriebsriemen 65 nicht dargestellt, es ist nur die Rolle 74b des Antriebswagens 74 zu sehen.

Während einer Abtastbewegung fährt der Antriebswagen 74 innerhalb des Stellgliedes 81 hin und her , weil er durch den Antriebshebel 72 so geführt wird. Der Antriebshebel 72 schwenkt dabei um den in der Welle 73 liegenden Drehpunkt unter dem Einfluss der Nockenscheibe 84 , welche den Nockenfolgehebel 83 entsprechend verstellt. Bei jeder vollen Umdrehung der Nockenscheibe fährt der Antriebswagen einmal hin und her und bewirkt dadurch eine entsprechende Bewegung der Abtastwagen in der Abtastrichtung und der Rückstellrichtung. Die Nockenscheibe 84 ist so geformt, dass die Abtastwagen mit gleichbleibender Geschwindigkeit fahren, wenn sie eine Abtastbewegung ausführen. Die stufenlose Einstellung des Wertes der Abtastgeschwindigkeit erfolgt durch die Höhenverstellung des Stellgliedes 81 mittels der Führungsspindel 86, wodurch für den Antriebswagen 74 die wirksame Hebellänge des Antriebshebels

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72 vor der eigentlichen Abtastung eingestellt wird. Wenn der Antriebewagen 74 nahe dem oberen Ende des Antriebshebeb 72 eingestellt ist, wird er durch den grösseren Hebelarm mit einer grösseren Geschwindigkeit über einen grösseren Weg verstellt, als es der Fall ist, wenn sich der Antriebswagen 74 näher dem Drehpunkt des Antriebshebels 72 befindet. Die Geschwindigkeit und die Lange der Abtastbewegung werden so gesteuert durch die Geschwindigkeit und die Länge des zurückgelegten Weges des Antriebswagens74 innerhalb des Stellgliedes, was andererseits eine Funktion der Länge des wirksamen Hebelarmes und damit der Höheneinstellung des Stellgliedes 81 ist.

Die Fign..7 und 8 sind genauere Darstellungen eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Optik-Antriebseinrichtung. Die Fig. 8 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie 8 - 8 in der Fig. 7.

Innerhalb des Gehäuses 140 ist der Antriebswagen 74 erkennbar, der an seinen Enden die Rollen 74A und 74B trägt. Der Wagen 74 ist mit einer Folgerolle 143 versehen, welche die tragende Fläche für'die kraftschlüssige Verbindung mit dem Antriebshebe1 72 bildet. Aus der Schtiittzeichnung ist zu ersehen, dass der Antriebswagen 74 mit Kadern 153 auf parallelen Schienen 141 und 142 läuft* Diese Schienen sind innerhalb des Stellgliedes 81 fest montiert» das seinerseits vertikal beweglich ist und durch die Führungsspindeln 86A und S6B in der Itöhe einstellbar ist.

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Das Gehäuse 140 umschliesst das Stellglied 81 und sorgt für die Lagerung der ganzen Struktur.

Die Fig. 7 lässt den Verlauf der Antriebsriemen oder besser Zugbänder 64 und 65 klar erkennen. Das ·Zugband 65 läuft über die am feststehenden Gehäuse 140 angebrachte Rolle 144 und läuft dann über die Rollen 145 und 146, die sich an dem vertikal beweglichen Stellglied 81 befinden Das Zugband 65 umschlingt dann die Rolle 74A am Antriebswagen 74 und läuft über die am Stellglied 81 angebrachte Rolle 147 zu dem einstellbaren Fixpunkt 80. Das von oben kommende Zugband 64 läuft über die Rollen 148 und 149, die am festen Gehäuse 140 montiert sind, und läuft dann zu der Rolle 150, welche sich auf dem vertikal beweglichen Stellglied 81 befindet. Das Zugband 64 umschlingt die Rolle 74B auf dem Antriebswagen 74 und läuft dann über die am bewegbaren Stellglied 81 angebrachte Rollo 151 zu dem einstellbaren Fixpunkt 80.

Das Zugband 64 ist mittels einer Klemme 152 an der Rolle 151 und dadurch auch an dem Stellglied 81 fixiert. Die Rolle 151 ist mit einem Nockenfolgehebel 154 fest verbunden, der auf der Stellkurve des Kantenstellers 130 läuft. Wenn also das Stellglied 81 aus der in 'ler Fig. 7 dargestellten Lage nach unten verstellt wird, dann bewegt sich die Klemme 152 im Gegenuhrzeigersinne. Diese Drehung der Rolle 151

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verstelle die Lage des einstellbaren Fixpunktes 80,i_n<j_em Zugband 65 ausgegeben und das Zugband 64 eingeholt wird. Die Bedeutung dieser Einstellung wird weiter unten näher erläutert.

Die Fig. 9 ist eine Darstellung der Einrichtung für die Einstellung der Schärfe durch Justieren von Objekt- und Bildweite, d.h. der konjugierten Gesamtlänge mittels der Kurvenführung des Schärfestellers 90, wodurch der einstellbare Fixpunkt 71 verstellt wird. Der Schärfesteller 90 wird mittels des Stellkabels 88 verstellt, das an einer Antriebsrolle 100 befestigt und mehrfach darum geschlungen ist. Eine Nockenfolgerolle 101 befindet sich an der verschiebbaren Kulisse 102, die durch die Wirkung der Kurvenführung des Schärfestellers 90 in den Richtungen D uhd E hin- und hergeschoben wird. Die Kulisse 102 ist ein Rahmen, der durch drei Rollen geführt wird, welche an der Innenwand 52 des Kopiergerätes befestigt sind. Durch das Verstellen der Kulisse 102 wird der Fixpunkt 71 für die Kabelschleife 67 in der Richtung D oder E verschoben. Wie aus der Fig. 4 ersehen werden kann, ist die Kabelschleife 67 am Ausleger 66 des einen Abtastwagens 61 befestigt. An dieser Kabelschleife 67 ist wiederum der andere Abtastwagen 60 befestigt. So wird durcli Verschieben des einstellbaren Fixpunktes 71 der Abstand der beiden Abtastwagen 60 und 61 vor Beginn der Abtastbewegung eingestellt. · Auf diese Weise werden auch die Abstände zwischen den auf den Abtastwagen 60 und 61 montierten Spiegeln ver -

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ändert, wodurch für jeden Abbildungsmassstab die konjugierte Gesamtlänge auf den richtigen Wert eingestellt wird.

In der Fig. 10 ist gestrichtelt das Objektiv 9 angedeutet, das längs der optischen Achse M verschiebbar in einem Objektivschlitten 110 angeordnet ist. Der Schlitten läuft auf Gleisen 111 und 112. Unter dem Einfluss der Kurvenführung des Massstabstellcrs 89 wird der Objektivschlitten verschoben, wobei die Einrichtung durch das Stell -kabel 88 eingestellt wird, welches an der Antriebsrolle 114 angreift. Ära Ende eines Nockefolgehebet 116 befindet sich eine Nockenfolgerolle 115 in Kontakt mit der Kurvenführung des Massstabstellers 89. Das andere Ende des Hebels verschiebt den Objektivschlitten 110. Eine Zugfeder 200 gewährleistet die mechanische Vorspannung, um den Objektivschlitten gegen den Nockenfolgehebel 116 zu halten. Wenn daher der in der Fig. 5 dargestellte Optik-Stellmotor 87 eingeschaltet ist, wird das Objektiv 9 durch das Optik-Einstellsystem eingestellt, zu welchem das Stellkabel 88, der Massstabsteller 89 und der Nockenfolgehebel 116 gehören.

Im Betrieb des Kopiergerätes muss während der optischen Abtastung die konjugierte Gesamtlänge konstant gehalten werden. Oben wurden die Einrichtungen beschrieben, die man braucht, um für einen bestimmten Abbildungsmassstab die konjugierte Gesamtlänge auf ihren richtigen Wert

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einzustellen, bevor man mit dem Abtasten beginnt. Selbstverständlich nun dieser Wert während der Abtastbewegung aucli konstant gehalten werden. Die mit TCL bezeichnete konjugierte Gesamtlänge setzt sich aus der Objektweite und der Bildweite zusammen, die jede für siel: konstant gehalten werden müssen. Während sich der die Lichtquelle und den ersten Spiegel 46 tragende Wagen längs der Glasplatte der Vorlagenbühne 50 bewegt, verkürzt sich der Abstand vom Spiegel 46 zum Objektiv 9 (siehe Fig. 3), wenn nicht der die beiden Spiegel 47 und 48 tragende Wagen 61 vom Objektiv 9 wegbewegt wird. Aus der Fig. 3 ist zu ersehen, dass bei der Bewegung des Spiegels 46 zur Rückseite des Kopiergerätes hin die Spiegel 47 und 48 in gleicher Richtung bewegt werden müssen, und dass das Bewegungsverhällnis bei der Hälfte der Geschwindigkeit liegen muss, mit der sich der Spiegel 46 bewegt, damit der Gesamtabstand vom Spiegel 46 zum Objektiv 9 konstant bleibt. Der Grund liegt offensichtlich darin, dass die beiden Spiegel 47 und 48 auf dem Wagen 61 sich von dem Objektiv 9 wegbewegen und dass daher auf Grund der Bewegung dieser beiden Spiegel die gesamte Bahnlänge doppelt so gross ist wie die Bahnlänge für die Bewegung des Spiegels46. Um daher den Abstand von der Objektebene zur Bildebene beizubehalten, während sich die Abtastwagen längs der Glasplatte der Vorlagenbühne bewegen,muss eine Einrichtung vorgesehen sein, damit der Wagen 61 mit der halben Geschwindigkeit des Wagens 60 bewegt wild.

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Aus der Fig. 4 ist zu ersehen, dass man die oben beschriebene Bewegung dadurch erhält, dass man den sich langsamerbewegenden Wagen 61 über die Zugbänder 64 und 65 antreibt. Der schneller laufende Wagen 60 ist an einer Seite an einer Kabelschleife 67 zwischen Rollen befestigt, die sich auf dem Wagen 61 befinden. Die gegen -über liegende Seite der Kabelschleife 67 ist an einen Fixpunkt 71 gelegt und liefert so eine.i Bewegungsvervielfältiger, der den Wagen 60 mit der doppelten Geschwindigkeit des Wagens 61 antreibt.

Für das stufenlose Einstellen des Abbildungsmassstabes wird der in der Fig.5 dargestellte Stellmotor 87 durch Betätigen eines nicht dargestellten Schalters erregt. Damit werden die Kinstellm-irken 91, 92 und 93 so bewegt, dass sie die auf der Glasplatte liegende zu kopierende Vorlage gerade eingrenzen. Während der Bewegung dieser Einstellmarken bewegt das Stellkabel 88 auch den Ma&sstabsteller 89 so, dass das Objektiv 9 auf der optischen Achse so verschoben wird, dass es gerade den von den Einstellmarken umfassten Bereich der Objektebene in den Bildbereich projiziert. Dieser Bildbereich in der Bildebene bzw. auf der Kopiertrommel ist immer gleich gross, beispielsweise 81/2 Zoll mal 11 Zoll (216mm mal 280mm). In der Fig. 10 sind wesentliche Teile des Einsteilmechanismus dargestellt.

Für die Scharfeinstellung bewegt das Stellkabcl 88 auch den Schärfesteller 90 , weicher den Fixpunkt der Kabelschleife 67 justiert, um den richtigen

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Wert der konjugierten Gesamtlänge'einzustellen. Einzelheiten können aus den Fign.5 und 9 ersehen werden, die Arbeitsweise kann jedoch am besten mit Bezug auf die Fig. 4 erläutert werden.

Die Kurvenführung des Schärfestellers regelt die Lage des einstellbaren Fixpunktes 71 ein. Ks sei angenommen, dass diese Justierung in der Richtung F erfolgt. In diesem Falle bleibt der Abtastwagen 61 stehen der Wagen 60, der mittels der Klemme 69 mit der Kabelschleife 67 verbunden ist, bewegt sich in Richtung auf den Wagen 61. Auf diese Weise wird die konjugierte Gesamtlänge verkürzt vor dem Beginn der Abtastbewegung. Entsprechend wird der Wagen 60 vom Wagen 61 weiter weg bewegt, falls der Fixpunkt 71 durch den Schärfes teller in der Richtung G verschoben wird. In diesem Falle wird die konjugierte Gesamtlänge vergrössert. Für jeden stufenlos eingestellten Wert des Abbildungsmassstabes wird so die konjugierte Gesamtlänge stufenlos auf den richtigen Wert eingestellt,so dass die Scharfeinstellung durch das Bringen der Bildebene in die konstruktiv festgelegte Einstellebene des Kopiergerätes immer gewährleistet ist.

Wie besonders aus der Fig. 5 ersichtlich ist, erfolgt die Verstellung des Schärfestellers 90 gleichzeitig mit der Verstellung des Massstabstellers 89, wenn der Stellmotor 87 erregt wird. Die Scharfeinstellung ist also mit der Einstellung des Abbildungsmassstabes ver -

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koppelt, so dass bei jeder Einstellung der von den Einstellnarken der Vorlagenbühne eingegrenzte Bereich gerade in den Bildbereich der Kopiertrommel scharf abgebildet wird.

Mit der Aenderung des Abbildungsmassstabes muss auch die Geschwindigkeit der Abtastung und die Länge des Abtastweges eingestellt werden. Beim Abtasten einer grossen Vorlage und ihre^rAbbilihing auf einen relativ kleinen Bildbereich muss die Abtastung mit grösserer Geschwindigkeit und über eine grössere Länge erfolgen, um sie im richtigen Zeitraum zu beenden, der durch die Bewegung der Kopiertrommel vorgegeben ist. Aus der Fig. 5 ist weiter zu ersehen, dass bei der Erregung des Optik-StellmotorS87 sich das Stellglied 81 auf der Führungsspindel 86 bewegt. Der Antriebswagen 74 bewegt sich mit dem Stellglied 81 und wird gegen den Antriebshebel 72 durch die Zugfeder 75 gespannt (Fig.A). Wenn also der Antriebswagen 74 nahe am äusseren Ende des Antriebshebels 72 eingestellt ist, und dieser dann in der Richtung B gemäss der Nockenscheibe 84 bewegt wird, dann wird auch der Antriebswagen 74 mit relativ grosser Geschwindigkeit über eine relativ lange Strecke bewegt. Wenn der Antriebswagen 74 jedoch auf einen kleineren wirksamen Hebelarm dadurch eingestellt ist, dass er sich relativ nahe am Drehpunkt des Antriebshebels 72 befindet, dann bewirkt die gleiche Bewegung des Antriebshebels 72 eine längs ame r.eBewe gun g des Antriebswagens74 in der Richtung B und so auch eine Bewegung des Wagens über eine wesentlich kürzere Strecke. Da das Zugband über eine Rolle 74B auf dem Antricbs-

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wagen 74 geführt ist, wird es mit einer Geschwindigkeit und über eine Strecke bewegt, die direkt proportional der Geschwindigkeit und der Strecke ist,über die der Antriebswagen 74 bewegt wird. Da das Zugband 64 direkt mit dem Abtastwagen 61 verbunden ist, wirrl dieser Wagen mit einer Geschwindigkeit und über eine Strecke bewegt, die der Bewegung des Antriebswagens 74 proportional ist. Ua ausserdem der Abtastwagen 60 über die Kabelschleife 67 mit dem angetriebenen Abtastwagen 61 verbunden ist, wird auch der Abtastwagen 60 durch die Bewegungsstrecke und Bewegungsgeschwindigkeit des Antriebswagens im Stellglied 81 gesteuert.

Wenn mit dem Stellglied 81 der Antriebswagen 74 am Antriebshebel abwärts bewegt wird, wird Zugband 64 ausgegeben, womit die Ausgangslage der Abtastwagen 60 und 61 justiert wird. Die Lageleinstellung des Abtastwagens 74 erfolgt ebenfalls durch die Drehung des Optik-Stellmotors 87 synchron mit der Einstellung des Abbildungsmassstabes und der Bildschärfe.

Wie oben schon erwähnt wurde, muss ein Teil des optischen Systems so eingestellt werden, dass die Vorderkante der zu kopierenden Vorlage ungeachtet des gewählten Abbildungsmassstabcs immer auf die Vorderkante des Bildbereiches zu liegen kommt. Zur Krläuterung ist in der Fig. 11 die Glasplatte 50 der Vorlagenbühne dargestellt, auf der eine Vorlage 20 und gleichfalls eine grossero Vorlage 21 liegen. Der die Beleuchtungslampe tragende Wagen 60 ist in einer Entfernung A

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von der Vorderkante der Glasplatte und damit auch der Vorlagen 20 und 21 stehend dargestellt. Es wird angenommen, dass sich der Wagen 60 in der Richtung des Pfeiles H bewegt.

In den Kurven der Fig. Ha ist der vom Wagen 60 zurückgelegte Weg aufgezeichnet in Abhängigkeit von der Zeit, die für das Zurücklegen dieser Entfernung gebraucht wird. Die Kurve 120 zeigt die Bewegung des Wagens 60 bei der Abtastung der kleineren Vorlage 20. Dabei bewegt sich der Wagen 60 um eine Strecke A in der Zeit t . Danach bewegt sich der Wagen mit konstanter Geschwindigkeit, dargestellt durch den linearen Anstieg der Kurve 120, und bewegt sich somit längs der kleineren Vorlage 20 mit der richtigen konstanten Geschwindigkeit. Die Kurve 121 zeigt die Bewegung des Wagens 60 bei der optischen Abtastung der grösseren Vorlage 21. Daraus ist ersichtlich, dass die Strecke A in einer kürzeren Zeit t zurückgelegt wird. Die konstante Geschwindigkeit für den Abtastwagen 60 ist für die Kurve 121 grosser , weil die Vorlage 21 in der gleichen Zeit abgetastet werden muss wie jede Vorlage, also beispielsweise auch die Vorlage 2O.üeshalb muss zu Beginn der Bewegung auch die Beschleunigung grosser sein, und die Strecke A wird in kürzerer Zeit zurückgelegt. Wenn man. annimmt, dass die Abtastung für beide Kurven 120 und 121 an demselben Punkt im Kopierzyklus beginnt, ergibt sich daraus, dass der Anfangspunkt der Abtastung, wenn die Lichtspur zuerst über die Vorlage zu laufen beginnt, mit Bezug auf den Tromme!umlauf für die grössere Vorlage früher beginnt als für

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die kleinere. InfoLgedessen wird die Vorderkante des Bildes der Vorlage 21 früher auf die Trommel projiziert als bei der Abtastung der kleineren Vorlage 20. Wenn nicht weitere Massnahmen ergriffen werden, würde somit die Vorderkante der grösseren Vorlage 21 bei der Abbildung ausserhalb des Bildbereiches fallen, so dass ein Teil dieser Vorlage nicht kopiert würde.

Die hier vorgeschlagene Lösung besteht darin, die Ausgangslage des Abtastwagens 60 so abzustimmen, dass er eine Strecke B (Fig.lla) zurücklegt, bevor er die Vorderkante der grosseren Vorlage 21 erreicht. Auf diese Weise wird die Zeit t vor Beginn der Abtastung der Vorlagen bei jedem gewähltem Abbildungsmassstab dieselbe. Andere Lösungsmöglichkeiten für dieses Problem bestehen in der Regelung der Zeit, in der die Abtastwagen gestartet werden, oder dem Einsatz eines Abtastwagens geringerer ;Masse , damit die Strecken A und B beide in möglichst kurzer Zeit zurückgelegt werden können. Auch könnte man einen optischen Ausgleich durch Verschieben des Objektivs bewirken.

Die spezielle Einrichtung für die Einstellung des Startpunktes des Abtastwagens im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist am besten aus den Fig. 6 und 7 zu ersehen. Wenn durch Bewegen des Stellgliedes 81 der Antriebswagen 74 am Antriebshebel 72 entlang bewegt wird, wird das Zugband 64 aufgenommen oder ausgegeben. Auf diese Weise wird die Ausgangs lage der Abtastwagen 60 und 61 mit dem gewählten Abbildungsmassstab verändert.

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Für die Feineinstellung der Startpunkte ist das Zugband 64 mit einem einstellbaren Fixpunkt 80 verbunden»der entsprechend der Stellkurve des Kantenstellers 130 verschiebbar ist, wenn sich das Stellglied 81 entlang der Führungsspindel 86 bewegt. Wenn der Fixpurkt verschoben wird, wird das Zugband 64 um einen zusätzlichen Betrag entweder aufgenommen oder ausgegeben mit dem Ergebnis , dass so der Startpunkt der Abtastwagen 60 und 61 eingestellt wird. Auch diese Einrichtung ist mit den übrigen Einstellmöglichkeiten verkoppelt, denn durch die Einwirkung des Optik-Stellmotors 87 wird das Stellglied 81 verschoben und somit auch der Startpunkt der Abtastwagen stufenlos eingestellt.

Die beschriebene Einrichtung gestattet die Einstellung des Startpunktes der Abtastwagen im Gleichklang mit der Einstellung des Abbildungsmasss tabes liier Schärfeneinstellung und der Einstellung von Länge und Geschwindigkeit der Abtastung, wobei eine anschauliche Anzeige durch die Stellung der Einstellmarken an der Vorlagenbühne erfolgt. Auf diese Weise erfolgen alle vor der optischen Abtastung vorzunehmenden Einstellungen durch die Erregung eines Stellmotors, und alle Einstellungen sind miteinander so verkoppelt, dass man mit diesem gemeinsamen Einstellvorgang automatisch die richtigen Werte alle^r Veränderlichen vor Beginn der Abtastung erhält. Ausserdem arbeiten diese Einstellungen alle stufenlos, so dass man ein Kopiergerät mit stufenlos einstellbarem Abbildungsmassstab erhält. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung kann man dadurch erhalten, in dem man das Objektiv 9 mit fester Brennweite

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durch ein Zoom-Objektiv mit variabler Brennweite ersetzt. In einem solchen System bleiben die verschiedenen fUr das erste AusfUhrungsbeispiel gezeigten Figuren im wesentlichen unverändert, jedoch entfällt jetzt der Schärfesteller, der Massstabsteller und die dazu -gehörigen Einrichtungen, oder sie werden entsprechend verändert und zusätzlich eine Vorrichtung zum Einstellen des Zoom-Objektivs eingebaut.

Im Vergleich mit der Einrichtung für die Scharfeinstellung der Fig. 9 bedeutet das, dass die Antriebsrolle 100 die Rolle 125 für

das Bewegen der Einstellmarken an der Vorlagenbühne antreibt. Doch der einstellbare Fixpunkt 71 kann jetzt durch eine feste Verbindung mit der Innenwand 52 ersetzt werden. Die Kurvenführung des Scharfein- stellers 90, die Nockenfolgerolle 101 und die verschiebbare Kulisse 102 können jetzt entfallen. In der in der Fig. 5 dargestellten Einrichtung entfällt der Scharfeinsteller 90, der Rest des Systems bleibt jedoch wie dargestellt unverändert.

Im Hinblick auf die Veränderung des Abbildungsmassstabs kann eine Einrichtung mit einem Objektiv variabler Brennweite verschiedene Formen annehmen. Einmal kann die Einrichtung praktisch unverändert bleiben mit der Ausnahme, dass die Form der Kurvenführung des Massstabstellers jetzt so eingerichtet wird, dass damit die Einstellungen des neuen Objektivs vorgenommen werden. Anstatt ein Objektiv auf Schienen längs der optischen Achse zu verschieben werden jetzt Drehringe oder

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andere Betätigunsmittel verstellt, die auf das Zoom-Objektiv einwirken. Im übrigen bleibt die Einrichtung gem.Hss der Fig. 10 sinngetnäss die Gleiche.

Die Grundgedanken der Erfindung können auch auf andere Systeme an -gewendet werden. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Geräte mit feststehender Objektebene und feststehender Einstellebene , in welche die Bildebene durch die Anwendung von Spiegeln mit entsprechender Faltung des Strahlenganges gebracht wird. Oder es wird ein Objektiv mit variabler Brennweite verwendet. Man kann jedoch die gleichen Grundprinzipien auch anwenden, wenn man beispielsweise die Objektebene verschiebbar gestaltet, um die konjugierte Gesamtlänge auszugleichen. Für die stufenlose Einsteilung kann man dann Kurvenführungen verwenden oder eine Führungsspindel mit variabler Steigung.

Auch wird in den Ausführungsbeispielen eine optische Abtastung verwendet, wobei bewegliche Spiegel eine Lichtspur längs der Vorlage wandern lassen.Man kann jedoch stattdessen auch eine bewegbare Vorlagenbühne vorsehen, welche an einer ortsfesten Lichtspur ähnlich dem System nach der Fig. 2a vorbei bewegt wird. Man braucht nur die Antriebskabel mit einem Vorlagenwagen zu verbinden, und den Spiegel 46 ortsfest anzuordnen. Alle übrigen Bauteile der Einrichtung würden

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praktisch die gleichen bleiben mit der Ausnahme der Scharfeinstellung. Jetzt könnte man stattdessen durch Verschieben die Spiegel 47 und 48 für die Anpassung der konjugierten Gesamtlänge verwenden. Jedoch auch diese Aenderung der Einrichtung ist unnötig, wenn man ein Objektiv mit variabler Brennweite verwendet.

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Claims

27331U PATENTANSPRÜCHE

1. Optische Abtasteinrichtung für Kopiergeräte mit stufenlos einstellbarem Abbildungsmaßstab, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (15) für die streifenweise Abbildung (29, 45) einer Vorlage (20, 21) mit beliebigen, zwischen zwei Grenzwerten liegenden Abmessungen in einer stationären Objektebene durch synchrone Projektion auf einen bewegten Zwischenbildträger (13) in einer stationären Einstellebene in einen Bildbereich mit gleichbeleibenden Abmessungen vorgesehen ist, daß eine Optik-Antriebseinrichtung (12) vorhanden ist, welche die genannte Abtasteinrichtung (15) mit einer auf die gleichbleibende Bewegung des Zwischenbildträger s entsprechend dem gewählten Abbildungsmaßstab abgestimmten Abtastgeschv/indigkeit über den der Größe der Vorlage entsprechenden Abtastweg anzutreiben in der Lage ist, und daß ein Optik-Einstellsystem (16) vorgesehen ist, das die stufenlose Einstellung (89) des Objektivs (17, 9), die stufenlose Einstellung (90, 71) der konjugierten Gesamtlänge (TCL) von Objektweite und Bildweite, die stufenlose Einstellung (86, 130, 80) der Bezugskante der Vorlage auf die Vorderkante des Bildbereiches und die stufenlose Einstellung (86, 81, 74) von Abtastgeschwindigkeit und Abtastweg ermöglicht, wobei alle Einstelleinrichtungen (86, 89, 90) miteinander verkoppelt (88) und gemeinsam (87) verstellbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Maßstabsteller (89) mit einer Kurvenführung vorgesehen ist, der das Objektiv (9) einstellt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Objektiv (9) auf einem in Richtung

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INSPECTED

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der optischen Achse (M) verschiebbaren Objektivschlitten (110) angeordnet ist, der über mechanische Stellglieder (115, 116, 111, 112, 200) durch den Maßstabsteller (89) einstellbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzsichnet, daß im Kopiergerät ein Zoom-Objektiv mit variabler Brennweite vorgesehen ist, das über mechanische Stellglieder durch den Maßstabsteller (89) einstellbar ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlengang (42, 43) der optischen Abtasteinrichtung (15) über teils fixe (49), teils bewegliche (41, 44, 46, 47, 43) Spiegel gefaltet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die konjugierte Gesamtlänge (TCL) des Strahlengangs zwischen Objektebene und Einstellebene durch Verschiebung von Spiegeln einstellbar ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, um während der optischen Abtastung die konjugierte Gesamtlänge des Strahlenganges konstant zu halten.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Abtastwagen (60) vorgesehen ist, der aine Lichtquelle (40) mit Reflektor (41) und einen dichroitischen Spiegel (44) trägt, welcher aus dem sichtbaren Strahlungsanteil eine wandernde Lichtspur (4 5) quer zur Bewegungsrichtung auf die auf der Glasplatte (50) einer Vorlagenbühne liegende, za kopierende Vorlage (20, 21) wirft, daß der genannte

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erste Abtastwagen (60) ferner einen ersten Spiegel (46) trägt, welcher das von der Vorlage reflektierte Licht in die Bewegungsrichtung des Wagens umlenkt, daß ein zweiter in gleicher Richtung laufender Abtastwagen (61) vorgesehen ist, der einen zweiten (47) und einen dritten (48) Spiegel trägt, welche die Lichtstrahlung parallel zur Bewegungsrichtung der beiden Wagen um 180° umlenken und in ein Projektionsobjektiv (9) richten, und daß mindestens ein fester Spiegel (49) im Kopiergerät vorgesehen ist, der das vom Objektiv kommende Licht auf den bewegten Zwischenbildträger (13) richtet.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abtastwagen (61) auf einem Ausleger (66) eine über zwei Rollen (68, 68A) geführte Kabelschleife (67) trägt, deren einer Strang an einen Fixpunkt (71) im Kopiergerät gelegt ist, und an deren anderem Strang der erste Abtastwagen (60) angeklemmt ist, das Ganze derart, daß während der Abtastbewegung der erste Abtastwagen (60) mit der doppelten Geschwindigkeit des zweiten Abtastwagens (61) geführt wird, so daß die Länge des Strahlengangs von der Objektebene (50) zum Objektiv (9) und damit auch die konjugierte Gesamtlänge (TCL) während der Abtastbewegung konstant gehalten wird.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fixpunkt (71) für einen Strang der Kabelschleife (67) einstellbar gestaltet ist, damit für jeden gewählten Abbildungsmaßstab der Wert der zugehörigen konjugierten Gesamtlänge einstellbar ist.

11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schärfesteller (90) mit einer Kurvenführung vorgesehen ist, der den Fixpunkt (71)

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der Kabelschleife (67) verschiebt, um die konjugierte Gesamtlänge auf den zum gewählten Abbildungsmaßstab gehörigen speziellen Wert einzustellen.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch die Kurvenführung des Schärfestellers (90) verschiebbare Kulisse (102) vorgesehen ist, an welche die Kabelschleife (67) angeklemmt ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch mindestens eine Führungsspindel (86) einstellbares Stellglied (81) vorgesehen ist, mit dem der Optik-Antrieb (12) bezüglich der Geschwindigkeit der Abtastbewegung, der Länge des Abtastweges und der Justierung des Abtastbeginns einstellbar ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptmotor (10) des Kopiergerätes über eine Kraftübertragung (11) mit der Optik-Antriebseinrichtung in Verbindung steht, wobei eine über eine Welle (85) angetriebene Nockenscheibe (84) mittels eines Nockenfolgehebels (83) einen Atriebshebel (72) zyklisch hin- und herschwenkt, der periodisch einen horizontal geführten Antriebswagen (74) verstellt, welcher über Zugbänder (64, 65) gegen die Vorspannkraft einer Zugfeder (75) den zweiten Abtastwagen (61) antreibt.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (84) durch die Ausbildung ihrer Kurvenführung eine gleichmäßige, lineare Bewegung der Abtastwagen (60, 61) gewährleistet.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Antriebshebel (72)

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horizontal verschiebbare Antriebswagen (74) sich innerhalb des Stellgliedes (81) befindet, und daß durch eine Verstellung des Stellgliedes (81) in vertikaler Richtung mittels einer Führungsspindel (86) die wirksame Hebellänge des Antriebshebels (72) bezüglich des Antriebswagens (74) einstellbar ist.

17. Einrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem zweiten Abtastwagen (61) verbundenen Zugbänder (64, 65) über an den beiden Enden des Antriebswagens (74) angebrachte Rollen (74A, 74B) geführt sind, und daß die genannten Zugbänder (64, 65) durch einen Fixpunkt (80) mit dem Stellglied (81) verbunden sind.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Fixpunkt (80) der Zugbänder (64, 65) am Stellglied (81) einstellbar gestaltet ist, und daß ein Kantensteller (130) vorgesehen ist, dessen Kurvenführung bei der vertikalen Verstellung des Stellgliedes (81) über einen Nockenfolgehebel (154) den genannten Fixpunkt (80) der Zugbänder (64, 65) durch Verschieben so einstellt, daß zu Beginn der Abtastbewegung die Abtastwagen (60, 61) in eine solche Startposition gefahren sind, daß bei jedem gewählten Abbildungsmaßstab das Bild der in der Bezugskante der Glasplatte (50) der Vorlagebühne liegenden Vorderkante der zu kopierenden Vorlage auf die Vorderkante des Bildbereiches des Zwischenbildträgers (13) fällt.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden gewählten Abbildungsmaßstab der Zeitpunkt (t^ für den Beginn der linearen Abtastbewegung (120, 121) bezüglich der Bewegung des Zwischenbildträgers (13) der gleiche ist.

BO9-75-O61 809810/0612

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20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Optik-Stellmotor (87) für die gemeinsame Verstellung von Maßstabsteller (89), Schärfesteller (90) und Führungsspindel (86) vorgesehen ist.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellkabel (88) zur gemeinsamen Einstellung von Maßstabsteller (89) und Schärfesteller (90) auch mit Einrichtungen (125, 94, 95, 96) verbunden ist, welche Einstellmarken (91, 92, 93) zur Anzeige der Begrenzung des abbildbaren Bereiches der Vorlagenbühne verschieben.

BO9-75-Q61 809810/0B12