DE3034049C2 - Vorrichtung zum Einstellen der Abbildungsgröße bei Kopiergeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen der Abbildungsgröße bei Kopiergeräten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-OS 56 283).

Bei der aus der DE-OS 24 56 283 bekannten Vorrichtung erfolgt eine Bewegung der Linse zur Änderung der Abbildungsgröße in Richtung der optischen Achse und senkrecht dazu durch einen einzigen Umkehrmotor. Dieser Umkehrmotor treibt über einen relativ komplizierten Transmissionsmechanismus einen Schlitten in den genannten Bewegungen an, in dem sich die Linsen befinden. Das Transmissionssystem besteht dabei aus einer Vielzahl von mechanischen Elementen. Eine Nokkensteuerung ist für die Bewegung des Objektivs quer zur optischen Achse. Diese Nockensteuerung wird durch den genannten Umkehrmotor angetrieben.

Gemäß der DE-OS 20 09 389 erfolgt ebenfalls ein Verschicben des Objektivs in Richtung der optischen Achse und senkrecht da/u, allerdings ohne Ueschrei bung des Antriebsmechanismus.

Aus der DE-AS 21 6j 567 ist eine Hebelsteuerung zur μ Ortsveränderung der Objektivlinsen bekannt. Die hier vorgesehenen Nockenkurven dienen jedoch nur der Scharfeinstellung und nicht der gezielten Bewegung der

Linsen.

Aus der DE-AS 24 25 645 ist eine Steuerung der Linsen des Objektivs über getrennte Motoren und Gewindespindeln bekannt, wobei einer der Motoren ein Schrittmotor isL

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einstellen der Abbildungsgröße bei Kopiergeräten ohne Verschiebung der Lage des Bildes der Vorlage zu schaffen, die konstruktiv einfach aufgebaut ist und trotzdem mit hoher Genauigkeit arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmaie des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Nockenkurven ermöglicht ihr Anbringen auf einer Welle des Schrittmotors, welcher zugleich in seiner Ruhestellung eine Fixierung der Nocktnscheiben und somit des gesamten Systems in der jeweiligen Einstellage vornimmt. Weiterhin ermöglicht die Verwendung von Nockenkurven zur Lageveränderung der Linsen eine einfache Überlagerung der beiden gewünschten Bewegungen, ohne daß hierzu ein komplizierter Mechanismus notwendig ist. Gleichzeitig ist ein zuverlässiger Verstellbetrieb möglich.

In den Zeichnungen ist rein schematisch ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht einer eine Einheit zur variablen Vergrößerung gemäß der Erfindung verwendenden Kopiermaschine.

F i g. 2 eine schematische Ansicht einer Linsengruppe für die erfindungsgemäße Verwendung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Beispiel einer Einheit zur variablen Vergrößerung entsprechend der Erfindung,

F i g. 4 eine schematische Ansicht eines Zustandes der Linsengruppe, deren Vergrößerung verändert wurde,

Fig.5 eine Schnittansicht entlang der Linie K-K in Fig. 3.

Fig.6 eine schematische Ansicht verschiedener Bewegungsausmaße der Linsen, entsprechend den verschiedenen Vergrößerungen, und

F i g. 7 eine erläuternde schematische Darstellung der Bewegungen des Linsensystems in Richtung der optischen Achse und in Richtung senkrecht zur optischen Achse.

Zuerst wird ein Beispiel einer Kopiermaschine mit einer Einheit zur variablen Vergrößerung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf F i g. 1 beschrieben. Entsprechend der Darstellung in F i g. 1 ist eine Auflageplatte 2, auf der die zu kopierende Vorlage aufgelegt wird, an einem Rahmen 1 der Kopiermaschine vorgesehen. Die auf der Auflageplatte 2 abgelegte Vorlage wird abtastend durch eine fotoelektrische Lampe 3 angestrahlt, welche sich zwischen einer Bereitschaftsstellung A und einer Endstellung S hin- und herbewegt. Eine Bestrahlungseinheit 5 umfaßt die fotoelektrische Lampe 3, eine Rcflextionsplatte 4 und einen ersten Spiegel 6 zum Reflektieren des Lichtes vom Vorlagenbild. Alle diese Elemente befinden sich auf einem einzelnen Montageglied und bewegen sich als Einheit hin und her. Das vom ersten Spiegel 6 reflektierte Licht wird weiterhin von einem /weiten Spiegel 7 und einem dritten Spiegel 8 reflektiert und wird dann iiuf eine ein Bild bildende 1 .in se 9,-f geworfen, welche sich in der lünheit 11 /ur variablen Vergrößerung in der Stellung befindet, in der keine Vergrößerung erfolgt. Das von der Linse 9a ausgehende Licht wird durch einen stationären Spiegel 10 reflektiert und bildet dann ein elektrostatisch latentes Bild auf ei-

nem fotosensitiven Material 13. Das latente Bild auf dem fotosensitiven Material 13 wird durch eine Entwicklungseinheit 12 auf herkömmliche Weise entwikkelt. Das entwickelte latente Bild wird aif ein Kopierblatt übertragen, welches von einer Kopierblattversorgungseinheit 21a durch eine Übertragungsladungseinheit 14 zugeführt wird. Das Kopierblatt wird durch eine Trennklaue 15 von der Trommel getrennt Das getrennte Kopierblatt wird von einem Förderer 19 zu einer Fixiereinhei*. 20 gebracht, wo das Kopierbiatt einem Fixiervorgang unterworfen wird. Dann wird das Kopierbiatt in eine Blattabgabekassette 21c/ abgegeben. Die elektrostatische Ladung des fotosensitiven Materials 13, welches sich an der Übertragungsladungseinheit 14 vorbeibewegt hat, wird durch eine Entladeeinheit 16 beseitigt Nach der Entladung wird das fotosensitive Material 13 durch eine Reinigungseinheit 17 gereinigt und wird dann vom Lader 18 erneut mit einer elektrostatischen Ladung versehen und ist somit für den nächsten Betriebsablauf bereit. Der zuvor beschriebene Betriebsablauf wird wiederholt durchgeführt

Bei dem zuvor beschriebenen Prozess, bei dem das Bild der auf der Auflageplatte 2 aufliegenden Vorlage durch die Bestrahlungseinheit 5 auf das fotosensitive Material 13 übertragen wurde, wobei die Bestrahlungseinheit eine Abtastbewegung durchführt, und bei dem das so hergestellte Bild in Entwicklungs- und Übertragungsschritten auf das Kopierblatt übertragen wird, erfolgt der Abtastvorgang für die Belichtung so, daß der zweite und der dritte Spiegel 7 bzw. 8 auf individueUen Montagegliedern befestigt sind, die als Einheit in Synchronisation mit dem Abtasten der Bestrahlungseinheit 5 bewegt werden. Der zweite und der dritte Spiegel 7 und 8 werden mit einer geeigneten Geschwindigkeit bewegt, welche üblicherweise die Hälfte der Geschwindigkeit der Bestrahlungseinheit S so ausmacht, daß die Länge des optischen Weges von der ursprünglichen Bestrahlungsstellung zur Abbildungslinse 9a unverändert bleibt

Die Veränderung der Vergrößerung bei dem so konstruierten Gerät wird nachfolgend beschrieben. Von der Vorlage reflektiertes Licht wird durch den ersten, zweiten und dritten Spiegel 6,7 und 8 reflektiert und gelangt in die Abbildungslinse 9b, welche in die Richtung des Pfeiles C in eine Lage bewegt wurde, welche der Länge des optischen Weges entspricht, welcher die gewählte Vergrößerung in Übereinstimmung mit einem Impulssignal vorsieht. Das von der Linse 9b ausgehende Licht wird durch den stationären Spiegel 10 reflektiert. Dadurch wird das Bild der Vorlage, dessen Größe entsprechend der gewählten Vergrößerungen geändert wurde, auf das fotosensitive Material der Trommel projiziert, so daß auf diesem Material ein latentes Bild erieugt wird. Das latente Bild wird durch die Entwicklungseinheit 12 entwickelt und dann durch die Übertragungseinheit 14 auf ein Kopierblatt übertragen. Das so behandelte Kopierblatt wird dann vom Förderer i9 zur Fixiereinheit 20 überführt und von der Maschine abgegeben. Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die Vergrößerung des Gerätes eingestellt wird, indem nur die Abbildungslinse bewegt wird.

In Fig. 2 ist ein Beispiel eines Abbildungslinsensystems dargestellt, welches auf die Erfindung anwendbar ist. Das Abbildungslinsensystem besteht aus einen Zwei-Gruppen-Zoom-Objektiv mit einer vorderen Linsengruppe 22 mit einer negativen Brechkraft mit einer hinteren Linsengruppe 23 mit einer positiven Brechkrafl. Bei einem Vorgang hinsichtlich der Veränderung der Vergrößerung werden die vordere Linsengruppe 22 und die hintere Linsengruppe 23 entlang der optischen Achse entsprechend einer gewünschten Vergrößerung bewegt, wie dies in Fig.4 und 6 dErgestellt ist. und zwar so, daß bei unverändert aufrechterhaltener optischer Weglänge von der Oberfläche der Vorlage zur bildformenden Ebene das reduzierte Bild der Vorlage auf das fotosensitive Material 13 der Trommel projiziert wird. Bei Veränderung des Vergrößerungsfaktors wird das

ίο gesamte Linsensystem senkrecht zur optischen Achse bewegt (F i g. 7) und zwar um eine Länge /entsprechend dem gewünschten Vergrößerungsfaktor m. Wenn bei diesem Vorgang ein Ende A einer Vorlage AB auf eine Bezugslage eingestellt ist, dann wird das Bild A'des einen Endes A jederzeit unabhängig vom Vergrößerungsfaktor an einer entsprechenden konstanten Lage ausgebildet. Daher kann eine Kante eines Kopierblattes in Deckung mit der Lage des Bildes A'als Bezugsgröße eingestellt werden. Wie bei diesem Punkt gesehen werden kann, ist die Verwendung des biidformenden Linsensystems im Betrieb geeignet.

Diesbezüglich sind folgende Gleichungen anwendbar:

(y + I) -r- y'\ 1 -τ- m und

dabei ist /der Betrag der parallelen Bewegung des Linsensystems in Richtung senkrecht zur optischen Achse, yder Abstand zwischen dem Zentrum Oder Vorlage bis zu dem einem Ende A in F i g. 7, m der Vergrößerungsfaktor und y' der Abstand zwischen dem Bild Λ'des einen Endes A und einer optischen Achse O'. Daher ist

1 -m 1 +m

y-

Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß zur Durchführung der Verzögerungsveränderung des Zoomlinsensystems einen ersten Mechanismus erfordert, welcher die vordere Linsengruppe 22 und die hintere Linsengruppe 23 um vorbestimmte Abstände entlang der optischen Achse entsprechend einem gewählten Vergrößerungsfaktor bewegt. Es wäre ein zweiter Mechanismus notwendig, der das Zoomlinsensystem in Richtung senkrecht zur optischen Achse um einen Abstand bewegt, der dem Vergrößerungsfaktor entspricht. Der erste Mechanismus wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig.3 und 5 beschrieben. Die hintere

so Linsengruppe 23 ist auf einem hinteren Rahmen 25 befestigt, welcher mit einer Zahnstange 27 versehen ist Ein drehbar auf einer Achse 32 befestigtes Zahnritzel 28 steht mit der Zahnstange 27 in Eingriff. Das Zahnritzel 28 kämmt weiterhin mit einem Zahnrad 30, welches über ein Reduktionsgetriebe direkt mit einem Schrittmotor 29 gekuppelt ist Der Bewegungsbetrag der hinteren Linsengruppe 23 wird durch ein Impulssignal gesteuert, mit dem der Bewegungsbetrag durch eine Anzahl von Impulsen, entsprechend einer wohlbekannten elektrischen Steuertechnik, kodiert ist. Das Impulssignal wird dem Schrittmotor 29 zugeführt, woraufhin der Sch, utmotor 29 in Drehung versetzt wird, beispielsweise in Richtung des Pfeiles F, um einen Betrag, der der Anzahl der zugeführten Impulse entspricht. Das Zahnrad 30 wird vom Motor in derselben Richtung gedreht. Zur gleichen Zeit wird das Zahnritzel 28 in Richtung des Pfeiles E gedreht, wodurch der hintere Rahmen 25 geradlinig durch die mit dem Zahnritzel 28 kämmende

Zahnstange 27 in Richtung des Pfeiles D bewegt wird. Der Schrittmotor 29 ist auf einer unteren Platte 31 befestigt, die wiederum am Gehäuse 26 festgelegt ist. Eine obere Platte 33 ist fest mit dem Gehäuse 26 verbunden. Die Achse 32 des Zahnritzels 28 ist zwischen der oberen Platte 33 und der unteren Platte 31 so befestigt, daß die Lage des Zahnritzels 28 relativ zum Gehäuse 26 fest ist.

Die vordere Linsengruppe 22 wird durch Drehen eines L-förmigen Hebels 36 bewegt, welcher mit einem ersten und einem zweiten Arm versehen ist. Diese Arme weisen längliche Gleitnuten 35 auf, welche mit Zapfen 34a und 346 in Eingriff stehen. Diese Zapfen 34a und 34i> sind fest an einem vorderen Rahmen 24 vorgesehen. Der Hebel 36 dreht sich um eine Hebelachse 37, welche an der unteren Platte 31 und der oberen Platte 33 festgelegt ist. Der Hebel 36 ist mit einem dritten Arm versehen, welcher an seinem Ende ein Nockenfolgeglied 38 aufweist. Das Nockenfolgeglied 38 wird durch eine Feder 41a in Anlage mit einer ersten Nockenscheibe 39 gehalten. Diese Feder 41a befindet sich zwischen dem Hebel 36 und dem Gehäuse 26. Die erste Nockenscheibe 39 ist so ausgebildet, daß sie die Bewegung der vorderen Linsengruppe 22 in einem Ausmaß erzeugt, welches dem gewünschten Vergrößerungsfaktor entspricht. Die erste Nockenscheibe 39 und eine zweite Nockenscheibe 40 sind integriert mit einer Nockenscheibenwelle 41 verbunden, die mit der Welle des Schrittmotors 29 gekuppelt ist. Weiterhin sind die beiden Nockenscheiben über die Nockenscheibenwelle 41 am Zahnrad 30 befestigt. Die Nockenscheibenwelle 41 ist drehbar auf der oberen Platte 33 befestigt.

Der Schrittmotor 29, das Zahnrad 30, die erste Nokkenscheibe 39 und die zweite Nockenscheibe 40 drehen sich miteinander um eine gemeinsame Achse. Wenn sich die erste Nockenscheibe 39 in Richtung des Pfeiles F bewegt, wird das Nockenfolgeglied 38 des Hebels 36 so bewegt, daß der Hebel 36 in Richtung des Pfeiles H gedreht wird. Entsprechend werden die Arme mit den länglichen Führungsnuten 35 in Richtung des Pfeiles G gedreht, wodurch die Zapfen 34a und 34Λ, welche mit den Nuten 35 in Eingriff stehen, zu einer Gleitverschiebebewegung veranlaßt werden. Daraus resultiert eine Bewegung der vorderen Linsengruppe 22 um einen gewählten Abstand im Gehäuse 26 in Richtung des Pfeiles D.

Während der zuvor beschriebenen Bewegung des Linsensystems wird die hintere Linsengruppe 23 durch den Schrittmotor bewegt, welcher um einen Betrag gedreht wird, der der Anzahl der Impulse entspricht, die dem Schrittmotor zugeführt werden, während die vordere Linsengruppe 22 durch Cooperation der Nockenscheibe und des Hebels bewegt wird, die mit dem Schrittmotor in Eingriff stehen. Auf diese Weise kann der Vergrößerungsfaktor weich und gleichmäßig sowie stufenlos kontinuierlich durch Aufbringen einer vorbestimmten Anzahl an Impulsen auf den Schrittmotor verändert werden. Die Positionierung des optischen Systems, d. h. die Aufrechterhaltung des Abstandes zwischen der vorderen Linsengruppe 22 und der hinteren Linsengruppe 23 wird durch die Eigenschaften des Schrittmotors bewirkt. Wenn insbesondere kein Impulssignal dem Schrittmotor zugeführt wird, wird eine magnetische Kraft dem Rotor des Schrittmotors zugeführt, um die Drehbewegung des Motors anzuhalten. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß das optische System bzw. die optischen Systeme durch ein durch eine interne Wirkung abgerufenes statisches Drehmoment des Schrittmotors in Lage gehalten werden. So werden die vordere und die hinlere Linsengruppe durch den Schrittmotor am Ort gehalten, ohne daß ein komplizierter Haltemechanismus verwendet werden müßte. Da der Schrittmotor so elektrisch gesteuert werden kann, daß er sich in die entgegengesetzte Richtung dreht, kann eine bestimmte Reduzierung der Vergrößerung auf das gleichdimensionierte Kopieren durch den zuvor beschriebenen Mechanismus leicht rückgeschaltet werden.

ίο Nachfolgend wird der zweite Mechanismus beschrieben, entsprechend dem das Zoomlinsensystem in Richtung senkrecht zur optischen Achse bewegt wird. Der Betrag der Bewegung des Systems senkrecht zur optischen Achse wird durch die zweite Nockenscheibe 40 bestimmt. Die zweite Nockenscheibe 40 wird durch eine Feder 45 in Anlage mit einem Nockenfoigegiied 43 gehalten. Diese Feder ist an einem Ende eines Bügels 44 angeschlossen. Das Nockenfolgeglied 43 ist drehbar an dem Bügel 44 befestigt, welcher starr mit der Einheit 11 zur variablen Vergrößerung gekuppelt ist. Da die zweite Nockenscheibe 40 sich in Richtung des Pfeiles F dreht, wird das Nockenfolgeglied 43 so versetzt, daß das Gehäuse 26, welches das bildformende Linsensystem hält, innerhalb der Einheit 11 zur variablen Vergrößerung in Richtung des Pfeiles / verschiebt. Die zweite Nockenscheibe 40 und die erste Nockenscheibe 39 werden zugleich gedreht. Daher werden Bewegungen sowohl in Richtung der optischen Achse als auch in Richtung senkrecht zur optischen Achse gleichzeitig dadurch vorgenommen, daß dem Schrittmotor 29 ein Impulssignal zugeführt wird, welches sich aus einer Serie von Impulsen zusammensetzt, deren Anzahl entsprechend einem gewählten Vergrößerungsfaktor so bestimmt ist, daß der gewünschte Vergrößerungsvorgang mit dem entsprechenden Vergrößerungsfaktor durchgeführt wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß entsprechend der Erfindung die Positionierung des Linsensystems leicht und exakt für jeden gewählten Vergrößerungsfaktor erzielbar ist, und daß die Einheit für die variable Vergrößerung kompakt ausgeführt werden kann.Weiterhin ist es beim Vergrößerungs-Veränderungsvorgang entsprechend der Erfindung unnötig, die Lagen der Spiegel zu verändern. Daher ist die eine derartige Einheit zur variablen Vergrößerung verwendende Kopiermaschine hinsichtlich der Konstruktion einfach und ist daher leicht herzustellen. Weiterhin können die Wartung und die Inspektion einer derartigen Kopiermaschine einfach und leicht durchgeführt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

to 15 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einstellen der Abbildungsgröße bei Kopiergeräten mit einem verstellbaren bildumformenden optischen System, dessen Objektiv durch einen gemeinsamen Motor über mechanische Übertragungsmittel sowohl in Richtung der optischen Achse als auch über eine Nockensteuerung senkrecht dazu bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein impulsgesteuerter elektrischer Schrittmotor (29) ist, auf dessen Abtriebswelle zwei Nockenscheiben (39,40) und ein Zahnrad (30) sitzen, daß diese Teile (29, 39, 40, 30) an einem zwei Linsengruppen (22, 23) in der optischen Achse verschiebbar aufnehmenden Gehäuse (26) angebracht sind, welches quer zur optischen Achse bewegbar in einem feststehenden Rahmen (44) geführt ist, daß die eine Nockenscheibe (39) die Bewegung einer Linsengruppe (22) über einen am Gehäuse (26) befestigten Winkelhebel (36) in Richtung der optischen Achse steuert, die andere Nockenscheibe (40) sich am das Gehäuse (26) führenden Rahmen (44) abstützt und daß das Zahnrad (30) über ein weiteres Zahnrad (28) in eine an der anderen Linsengruppe (23) in Richtung der optischen Achse angebrachten Zahnstange (27) eingreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Befestigungsplatten (31,33) starr am Gehäuse (26) befestigt sind und den Schrittmotor (29), die Abtriebswelle desselben, das weitere Zahnrad (28) und den Winkelhebel (36) tragen, an dessen einem Schenkel ein Nockenfo!geglied (38) sitzt und dessen anderer Schenkel mit einer länglichen Gleitnut (35) versehen ist. in der ein mit einer Linsengruppe (22) verbundener Zapfen (34a^liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beidseits des Gehäuses jeweils ein L-förmiger Hebel (36) angeordnet ist.

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