DE2840722C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Abtastvorrichtung für ein Kopiergerät mit variablem Abbildungs-Maßstab, bei der eine zu kopierende ortsfeste Vorlage mittels Schlitzbelichtung auf ein mit einer Geschwindigkeit V bewegbares lichtempfindli­ ches Aufzeichnungsmaterial übertragen wird, mit einem bei der Abtastung feststehenden Projektionsobjektiv, einem er­ sten und zweiten Abtastspiegel, die so angeordnet sind, daß sie zueinander senkrecht stehen und mit einer Geschwindig­ keit von V/2 gradlinig bewegt werden.

Eine derartige optische Abtastvorrichtung ist bekannt aus dem JP-GM 45-6 456.

Bei diesem Kopiergerät wird ein rechtwinkliger Spiegel 6 mit der halben Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfind­ lichen Trommel 7 über eine Entfernung von ¹/₂ bewegt, die der Hälfte der Länge l des ortsfestgehaltenen Originals 5 entspricht. Auf diese Weise wird die Abbildung des Origi­ nals abgetastet und durch eine Projektionslinse 4 auf die Trommel 7 projiziert, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Das in Fig. 2 dargestellte Prinzip ist grundsätzlich gleich wie das in Fig. 3 dargestellte, bei dem das zu ko­ pierende Original 5 mit einer Geschwindigkeit v über eine Entfernung l bewegt wird, während die lichtempfindliche Trommel 7 mit der Umfassungsgeschwindigkeit V bewegt wird. Zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit v des Originals 5 und der Umfassungsgeschwindigkeit V der lichtempfindlichen Trommel 7 besteht die Beziehung V = Mv, wobei M der Vergrö­ ßerungsfaktor ist. Um mit einem anderen Vergrößerungsfak­ tor zu kopieren, ist es daher erforderlich, entweder die Bewegungsgeschwindigkeit v des Originals 5 oder die Um­ fangsgeschwindigkeit V der lichtempfindlichen Trommel 7 zu verändern.

Damit erfordert dieses System in gleicher Weise eine Ge­ schwindigkeitsänderung entsprechend der Vergrößerung, wo­ bei die Einstellung der erforderlichen Geschwindigkeit technisch schwierig ist.

Noch drastischer wird diese Problematik, wenn Mikrofilme kopiert werden sollen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

In Fig. 5 wird ein Mikrofilm 3 durch eine Projektions­ linse 4 vergrößert und über einen Schlitz 2 auf den licht­ empfindlichen Träger 1 projiziert. Dabei wird allerdings im Gegensatz zum Anmeldungsgegenstand nicht die Bildüber­ tragungsvorrichtung, sondern die Vorlage selber bewegt. Die Problematik ist aber in beiden Fällen die gleiche, da bei einer Veränderung des Vergrößerungsfaktors die Bewe­ gungsgeschwindigkeit des Mikrofilms 3 aufgrund des rela­ tiv großen Vergrößerungsfaktors für Mikrofilme sehr schwer mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Trommel 1 zu synchronisieren ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Abtastvorrichtung der bekannten Art derart zu verbessern, daß damit Kopien mit verschiedenen Vergrö­ ßerungen hergestellt werden können, ohne daß eine Ände­ rung irgendeiner Geschwindigkeit erforderlich wäre.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Projektionsobjektiv zwischen Vorlage 13 und ersten Abtastspiegel angeordnet ist und das Vorlagen­ bild zunächst auf den ersten Abtastspiegel, von dort auf den zweiten Abtastspiegel und von diesem auf den Belichtungsschlitz projiziert wird.

Aus der DE-OS 20 17 338 ist eine optische Abtastvorrich­ tung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches bekannt. Im Gegensatz zu dieser optischen Abtastvorrichtung wird bei der Erfindung aber durch die Abtastspiegel nicht das Bild selber, sondern das vom Objektiv projizierte Bild abgetastet, so daß keine Geschwindigkeitsänderungen notwendig sind.

Eine ähnliche optische Abtastvorrichtung ist auch be­ kannt aus der DE-OS 21 40 734. Bei dieser Abtastvor­ richtung wirken die Abtastspiegel jedoch wie eine Re­ troreflektor, wobei sich während der Abtastung die Funktionen von erstem und zweitem Abtastspiegel vertau­ schen und dadurch in der Mitte der Abtaststrecke die Spiegel-Dachkante sehr kritisch in die Abbildungsqualität eingeht.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeich­ nung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Bildprojektionsvorrichtung für Kopiergeräte mit Schlitzbe­ lichtung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen optischen Abtastvorrichtung;

Fig. 3 eine äquivalente Darstellung der in Fig. 2 darge­ stellten herkömmlichen optischen Abtastvorrichtung;

Fig. 4 und 5 schematische Ansichten, anhand denen das Prinzip der erfindungsgemäßen optischen Abtastvorrichtung für Kopiergeräte mit Schlitzbelichtung dargestellt wird;

Fig. 6 und 7 schematische Ansichten der erfindungsgemäßen optischen Abtastvorrichtungen, die Bilder mit verschiedenen Vergrößerungen projizieren können;

Fig. 8 eine Schnittansicht einer Bildbetrachtungsvorrich­ tung in Verbindung mit einer Kopieranlage, bei denen die er­ findungsgemäße optische Abtastvorrichtung Verwendung findet, und

Fig. 9 eine Schnittansicht der Antriebsvorrichtungen für die erfindungsgemäße optische Abtastvorrichtung nach Fig. 8.

Fig. 4 zeigt das Prinzip der erfindungsgemäßen optischen Abtastvorrichtung. Mit dem Bezugszeichen 11 ist ein licht­ empfindliches Aufzeichnungsmaterial in Form einer Trommel gekennzeichnet, die der in Pfeilrichtung mit einer Umfangsgeschwindigkeit V dreh­ bar ist. In der Nähe der Trommel 11 ist ein Belichtungsschlitz 12 vorgesehen, durch den eine Abbildung des Originals projiziert wird. Ein zu kopierendes Original 13 in der Form eines Mikrofilms wird ortsfest gehalten. Ein Pro­ jektionsobjektiv 14 zur Projektion der Abbildung ist ortsfest in der optischen Achse 21 (siehe Fig. 5) angeordnet. Mit 15 ist ein rechtwinkliger Spiegel bezeichnet, der einen ersten und zweiten Reflexionsspiegel 16 und 17 aufweist, und mit 18 eine Lichtquelle zur Beleuchtung des Originals. Der erste und zwei­ te Reflexionsspiegel 16 und 17 des rechtwinkligen Spiegels 15 sind senkrecht zueinander angeordnet, wobei beide Spiegel einen Winkel von 45° gegenüber der optischen Achse aufweisen. Die beiden Reflexionsspiegel 16 und 17 sind vorzugsweise ein­ stückig ausgebildet und werden in Pfeilrichtung mit einer Ge­ schwindigkeit v bewegt, wie es im nachfolgenden erläutert wird. Selbstverständlich weist das in Fig. 4 dargestellte System auch noch weitere nicht dargestellte Vorrichtungen auf, wie etwa eine Ladungsvorrichtung, eine Entwicklungsvorrichtung, eine Bildübertragungsvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung und eine Restladungs-Löschvorrichtung, die um die lichtemp­ findliche Trommel 11 herum so angeordnet sind, daß schließlich ein Bild auf dem Kopierpapier ausgebildet wird und die licht­ empfindliche Trommel wieder für eine weitere Kopie verwendet werden kann.

Die Anfangs- oder Abtaststartstellung des rechtwinkligen Spiegels 15 soll die mit durchgezogenen Linien dargestellte Stellung in Fig. 4 sein. Wenn dann die Abbildung in einem Rahmen des Mikrofilms 13 mit einer Länge von a bis b abe­ tastet und auf die lichtempfindliche Trommel 11 projiziert werden soll, so wird der Bildabschnitt am Rand a des Rahmens vergrößert und entlang des optischen Weges 19 zum Belichtungs­ schlitz 12 projiziert. Insbesondere wird die Abbildung des Randabschnitts a des Mikrofilmrahmens 13 bei eingeschalteter Lichtquelle 18 über das Projektionsobjektiv 14 projiziert und vergrößert, an den Reflexionsspiegeln 16 und 17 projiziert und durch den Belichtungsschlitz 12 entlang des optischen Weges 19 auf die lichtempfindliche Trommel 11 projiziert. Da sich der rechtwinklige Spiegel 15 parallel zum Mikrofilm 13 bzw. parallel zur Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11, auf die die Abbildung projiziert werden soll, bewegt, wird die Abbildung des Mikrofilms 13 fortlaufend projiziert. Wenn der rechtwinklige Spiegel 15 die mit strichpuntierten Linien dar­ gestellte Stellung erreicht hat, so ist die Abtastung der Ab­ bildung beendet und der Bildbereich am Rand b wird entlang des optischen Weges 20, der ebenfalls strichpunktiert darge­ stellt ist, projiziert.

Bei einer angenommenen effektiven Länge L einer zu pro­ jizierenden Abbildung ist es lediglich erforderlich, den rechtwinkligen Spiegel 15 über die Entfernung L/2 hinweg zu bewegen, wie es auch in Fig. 2 der Fall ist. Dies zeigt of­ fensichtlich, daß durch Einstellung der Bewegungsgeschwindig­ keit v des rechtwinkligen Spiegels 29 auf die Hälfte der Um­ fangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel, d. h. die Einstellung der Geschwindigkeit des rechtwinkligen Spiegels 15 auf ¹/₂ V, die gesamte Abbildung fortlaufend auf die licht­ empfindliche Trommel 11 projiziert wird. Anhand von Fig. 5 ist nun auch zu verstehen, daß die Bewegung des rechtwinkli­ gen Spiegels 15 über die Strecke L/2 mit der Geschwindigkeit V/2 gleich der Bewegung der gesamten optischen Wege durch das Projektionsobjektiv 14 a über die Strecke L mit der Geschwindig­ keit v (d. h. V/2) ist, wie es durch die durchgezogenen Linien 30 und 31 sowie die strichpunktierten Linien 30′ und 31′ dar­ gestellt ist.

Daraus folgt, daß die Beziehung zwischen der Umfangsge­ schwindigkeit V der lichtempfindlichen Trommel 11 und der Be­ wegungsgeschwindigkeit V/2 des rechtwinkligen Spiegels 15 un­ abhängig vom Vergrößerungsfaktor des Objektivs 14 konstant und der Vergrößerungsfaktor des Objektivs veränderlich ist, ohne daß die Geschwindigkeit des rechtwinkligen Spiegels 15 verändert wird. Dies bedeutet jedoch, daß verschiedene Vergrößerungen der Abbildung lediglich durch Ersetzen des Projektionsobjektivs 14 durch andere Projektionsobjektive mit entsprechenden Ver­ größerungsfaktoren oder durch Verwendung eines Zoomobjektivs pro­ jiziert werden können, ohne daß die Geschwindigkeit des recht­ winkligen Spiegels 15 und der lichtempfindlichen Trommel 11 verändert wird.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der optischen Abtastvor­ richtung zur Projektion einer Abbildung des Originals mit einer anderen Vergrößerung. Insbesondere zeigt diese Ausfüh­ rungsform den Fall, bei dem der Mikrofilm 13 mit größerer Rahmengröße und einer Bildlänge von a′ bis b′ in die gleiche Abbildungsgröße projiziert wird, wie im vorhergehenden Fall, bei dem die Abbildung mit einer kleineren Länge, nämlich von a bis b, projiziert wird. Dazu ist lediglich der Austausch des Projektionsobjektivs 14 gegen ein anderes Objektiv 14′ mit größe­ rer Brennweite erforderlich. Bei Anordnung des Objektivs 14′ in der optischen Achse 21 wandert der rechtwinklige Spiegel 15 zusammen mit den Reflexionsspiegeln 16 und 17 von der in durchgezogenen Linien dargestellten Stellung zu der in strich­ punktierten Linien dargestellten Stellung über die Strecke L/2 mit der Geschwindigkeit v oder V/2, so daß die Abbildung des Mikrofilms 13 fortlaufend abgetastet und entlang der optischen Wege von 19′ bis 20′ projiziert wird. Dies ist gleich den Be­ wegungen der gesamten optischen Wege durch die Linsen 14 a oder 14 b über die Strecke L mit der Geschwindigkeit V/M oder V/M′, wie es in Fig. 1 der Fall ist. Bei der Erfindung ist jedoch keine Geschwindigkeitsänderung der optischen Vorrichtung mehr erforderlich, verglichen mit irgendeiner der oben beschriebe­ nen herkömmlichen optischen Abtastvorrichtungen.

Wenn eine Abbildung mit größerem Vergrößerungsfaktor vom Mikrofilmrahmen mit gleicher Größe oder vom Rahmen mit klei­ nerer Größe projiziert werden soll, so kann das Projektions­ objektiv 14 durch eines mit kürzerer Brennweite ersetzt werden, das in die optische Achse näher zum Mikrofilm 13 hin angeord­ net wird. Natürlich kann auch an seiner Stelle ein geeignetes Zoomobjektiv verwendet werden.

Anstelle der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Anordnung, bei der erste und zweite Reflexionsspiegel 16 und 17 des rechtwinkligen Spiegels 15 jeweils einen Winkel von 45° mit der optischen Achse 21 bildet, kann der erste Reflexionsspie­ gel 16 auch einen von 45° verschiedenen Winkel α mit der opti­ schen Achse 21 bilden, während der zweite Reflexionsspiegel 17 dann einen Winkel β mit der optischen Achse 21 bildet, der gleich dem Ergänzungswinkel von α zu 90° ist, d. h. β = 90°-α, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Am vorteilhaftesten ist es jedoch, die Winkel α und β mit 45° einzustellen, da damit der geringste Raum für das System benötigt wird.

Der rechtwinklige Spiegel 15 muß auch nicht notwendiger­ weise senkrecht zur optischen Achse 21 bewegt werden, wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen, sondern er kann auch senkrecht zur ersten Reflexionsfläche 16 mit der Geschwindig­ keit V/2 √ bewegt werden. Dies bedeutet, daß die Richtung der Bewegung des rechtwinkligen Spiegels 15 beliebig ist, solange die Geschwindigkeitskomponente des Spiegels in einer Richtung parallel zum Mikrofilm 13 oder zur Belichtungsfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 gleich V/2 ist, was gleich der Hälfte der Geschwindigkeit des lichtempfindlichen Trägers 11 ist.

Fig. 8 zeigt eine Bildbetrachtungsvorrichtung in Verbindung mit einer Kopieranlage, wobei die erfindungsgemäße optische Abtastvorrichtung Verwendung findet. Der erste Reflexions­ spiegel 16 ist oberhalb des Projektionsobjektivs schräg angeordnet und bildet mit der optischen Achse 21 einen Winkel von 45°, wohingegen der zweite Reflektionsspiegel 17 an einer Stelle senkrecht zum ersten Reflexionsspiegel 16 angeordnet ist. Bei­ de Spiegel 16 und 17 sind jeweils mit gleicher Geschwindigkeit in Richtung der Pfeile von den in durchgezogenen Linien darge­ stellten Stellungen in die in strichpunktierten Linien darge­ stellten Stellungen bewegbar. In Fortschreitrichtung der opti­ schen Wege über die Spiegel 16 und 17 ist ein ortsfest ange­ ordneter Spiegel 40 zur Reflexion und Projektion einer von den Spiegeln 16 und 17 abgetasteten Abbildung durch den Be­ lichtungsschlitz 12 auf die lichtempfindliche Trommel 11 vor­ gesehen. Die lichtempfindliche Trommel 11 ist in Pfeilrichtung mit der Geschwindigkeit V drehbar. Um sie herum sind Ladungs­ vorrichtung A zum gleichmäßigen Aufladen der Trommel 11, eine Entwicklungsvorrichtung B zum Entwickeln einer elektrostati­ schen latenten Abbildung, eine Bildübertragungsvorrichtung C zum Übertragen des Bildes auf das Kopierpapier D, eine Ab­ streifvorrichtung E zum Abstreifen des Papiers, eine Reini­ gungsvorrichtung F zum Reinigen des Resttoners sowie eine Löschvorrichtung G für das Löschen der Restladungen vorgesehen. Das Kopierpapier D wird von einer Papierkassette 41 durch eine Zuführungswalze 42 und die Walzen 43 zugeführt. Nach der Über­ tragung des Bildes wandert das Papier D durch die Fixiervor­ richtung H und wird in den Behälter 44 durch Entladungswalzen 45 ausgeworfen.

In der oberen Hälfte der Anlage sind auch ein erster und zweiter Projektionsspiegel 46 und 47 zur Projektion des Bildes auf den Bildschirm 48 vorgesehen, um das Bild betrachten zu können. Der erste Projektionsspiegel 46 ist um eine Achse 49 durch Betätigen eines Hebels 50 zwischen einer in durchgezo­ genen Linien dargestellten Stellung und einer in gestrichelten Linien dargestellten Stellung bewegbar. Wenn eine Abbildung im Rahmen des Mikrofilms 13 auf den Bildschirm 48 projiziert wer­ den soll, so wird der erste Projektionsspiegel 46 in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung gebracht. Auf diese Weise wird die Abbildung über den ersten Reflexionsspiegel 16, den ersten und zweiten Projektionsspiegel 46 und 47 auf den Bildschirm 48 projiziert.

Wenn andererseits die Abbildung auf die lichtempfindliche Trommel 11 zur Herstellung einer Kopie projiziert werden soll, so werden der erste und zweite Reflexionsspiegel 16 und 17 je­ weils mit der Geschwindigkeit V/2 bewegt, die gleiche der Hälf­ te der Geschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel 11 ist. Fig. 9 zeigt die dafür vorgesehenen Antriebsvorrichtungen, wo­ bei jeder der Spiegel 16 und 17 jeweils in einem Gehäuse 51 bzw. 52 angeordnet und bewegbar auf einer Führungsschiene 53 bzw. 54 gelagert ist. Die Gehäuse 51 und 52 sind jeweils mit einem Antriebsriemen 55 verbunden, der um die Riemenscheiben 56, 57, 58 und 59 verläuft. Durch Drehung der Riemenscheiben werden beide Spiegel 16 und 17 mit gleicher Geschwindigkeit in Richtungen senkrecht zueinander bewegt. Es ist hier anzu­ merken, daß diese Bewegung der Spiegel 16 und 17 der Bewegung eines rechtwinkligen Spiegels mit einstückig ausgebildeten Spiegeln 16 und 17 entspricht, der senkrecht zur optischen Achse der Linse 14 bewegt wird.

Zum Herstellen einer Kopie wird der erste Projektions­ spiegel 16 in die durch die durchgezogenen Linien dargestellte Stellung zurückgezogen und ein entsprechender Druckschalter (nicht gezeigt) gedrückt, wobei die lichtempfindliche Trommel 11 mit einer Geschwindigkeit V rotiert und gleichförmig durch eine Ladungsvorrichtung A aufgeladen wird. Gleichzeitig werden die Lampe 18 eingeschaltet und der erste und zweite Reflexions­ spiegel 16 und 17 mit der Geschwindigkeit V/2 in die durch die Pfeile dargestellten Richtungen bewegt. Dadurch wird das Bild des Mikrofilms 13 entlang der optischen Wege von 19 bis 20 durch den Belichtungsschlitz 12 auf die lichtempfindliche Trommel 11 projiziert. Die so ausgebildete latente Abbildung wird durch die Entwicklungsvorrichtung B entwickelt und dann durch die Abbildungsübertragungsvorrichtung C auf das Papier D übertragen. Danach gelangt das Papier durch die Fixiervorrich­ tung H und wird in den Behälter 44 ausgeworfen.

Claims (5)

1. Optische Abtastvorrichtung für ein Kopiergerät mit variablem Abbildungsmaßstab, bei der eine zu kopierende ortsfeste Vorlage mittels Schlitzbelichtung auf ein mit einer Geschwindigkeit V bewegbares lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial übertragen wird, mit einem bei der Abtastung feststehenden Projektionsobjektiv, einem ersten und zweiten Abtastspiegel, die so angeordnet sind, daß sie zueinander senkrecht stehen und mit einer Geschwindigkeit von V/2 geradlinig bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektions­ objektiv (14, 14′) zwischen Vorlage (13) und erstem Abtast­ spiegel (16) angeordnet ist und das Vorlagenbild zunächst auf den ersten Abtastspiegel (16), von dort auf den zweiten Abtastspiegel (17) und von diesem auf den Belichtungsschlitz (12) projiziert.

2. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Abtastspiegel (16, 17) einstückig miteinander ausgebildet sind.

3. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abtast­ spiegel (16) unter einem Winkel von 45° zur optischen Achse des Projektionsobjektivs (14) angeordnet ist.

4. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Abtastspiegel (16, 17) voneinander getrennt sind.

5. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtastung der erste Abtastspiegel (16) entlang der optischen Achse des Pro­ jektionsobjektivs (14) mit eine Geschwindigkeit von V/2 in Richtung vom Projektionsobjektiv (14) weg bewegt wird, und daß der zweite Abtastspiegel (17) gleichzeitig in einer dazu senkrechten Richtung mit einer Geschwindigkeit V/2 in Richtung auf die Bewegungsrichtung des ersten Ab­ tastspiegels (16) hin bewegt wird.