DE3111557A1

DE3111557A1 - Kopiermaschine mit variabler abbildungsgroesse

Info

Publication number: DE3111557A1
Application number: DE19813111557
Authority: DE
Inventors: Yasunori Asaka Saitama Arai; Hisao Saitama Iwanade; Ikuo Tokyo Negoro; Ryota Kawagoe Saitama Ogawa
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1980-03-25
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1982-04-22
Also published as: GB2073899A; JPS56133756A; HK34186A; DE3111557C2; JPH0319546B2; US4420248A; GB2073899B

Description

PATENTANWÄLTE

DR. ING, E. HOFFMANN (1930-Wi) . DIPl₁-ING. W. EITLE · DR.RER. N AT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEllASTRASSE A · D-8000 MD NCHEN 81 · TELE FON (08?) 911087 · TELEX 0M941» (PATH E)

34 780 p/hl

Asahi .Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Kopiermaschine mit variabler Abbildungsgröße

Im allgemeinen wird eine Kopiermaschine dazu verwendet, eine Vorlage ohne Veränderung der Größe zu kopieren. Diese Art von Kopiervorgang wird nachfolgend als "neutraler" Kopiervorgang bezeichnet. Wenn es jedoch erforderlich ist, Zeitungen zu tragen oder zu lagern, beispielsweise Zeichnungen oder große Dokumente, ist es wünschenswert, die Vorlage auf eine reduzierte Größe zu verändern, was mit der Kopiermaschine möglich sein sollte. Diese Art von Kopierbetrieb wird nachfolgend als "verkleinernder Kopiervorgang" bezeichnet. Die verschiedenen Kopiermaschinen dieser Art sind kommerziell verfügbar.

Andererseits kann eine Kopiermaschine mit einem Mechanismus zum Kopieren eines Originals mit vergrößerten Abmessungen (später als "vergrößernder Kopiervorgang" bezeichnet) die Größe eines Originals verändern, beispielsweise eine kleine Zeichnung in eine größere Zeichnung, so daß die Vorlage leichter gelesen werden kann. Ein derartige Kopiermaschine kann auch dazu verwendet werden, die Größen verschie-

ν ν m

— 6 —

dener Vorlagen gleichzuschalten, beispielsweise das Verändern der Größe B5 bei Büchern oder anderweitiger Literatur in die Größe A4. Es ist jedoch unvermeidbar, daß eine solche Kopiermaschine einen komplizierten Mechanismus erfordert und sperrig ist.

„ Dementsprechend ist es wünschenswert, eine kompakte Kopiermaschine zu.schaffen, die übliche Kopiervorgänge, nämlich das neutrale Kopieren, ein vergrößerndes Kopieren- und ein verkleinerndes Kopieren vornehmen kann... Außerdem soll die Kopiermaschine nicht nur die folgenden Reduzierungsfaktoren handhaben können: lineare Abbildungsveränderung von 0,866 zum Reduzieren eines Dokumentes aus der "A Serie" in die "B Serie" (beispielsweise von A3 zu B4), eine lineare Abänderung von 0,707 zum Reduzieren einer Größe der "A Serie" in eine andere Größe der'.'A Serie" (beispielsweise von A3 in A4), Vergrößerungsfaktoren wie die lineare Größenabänderung von 1,155 zum Vergrößeren eines Dokumentes der "B Serie" in ein Dokument der "A Serie" (beispielsweise von B4 in A3), eine lineare Abänderung der Abbildungsgröße von 1,414 zum Vergrößern eines Dokumentes einer Größe der "A Serie"'in eine andere Größe der "A Serie" (beispielsweise von A5 in A4), sondern auch eine gewünschte kontinuierlich verfügbare Abänderung der Abbildunggröße, beispielsweise zwischen 0,707 'und 1,414, unabhängig von Größen der Standardserien A und B.

Es soll der Fall betrachtet werden, bei dem das Bild einer Vorlage größer werden soll, beispielsweise durch eine weitere Zunahme·eines Bewegungseinstellwertes bei einer Anwendung auf eine neutrale Abbildung oder eine reduzierende Abbildung, bei der entsprechend der Offenbarung in der Japanischen Offenlegungsschrift 65736/1978 die bildformende Linse-und der Spiegel des optischen Abtastsystems bewegt werden. Dieses System leidet darunter, daß der erforderliche Mechanismus kompliziert ist und es notwendig ist, den Mechanismus mit hoher Genauigkeit herzustellen. Daraus resultieren beträcht-

lieh hohe Herstellungskosten. Andererseits wird bei einem ein Zoom-Objektiv verwendenden Mechanismus im allgemeinen eine lange Nockennut im Objektivrahmen ausgebildet und das Zoomen wird unter Verwendung der Nut als Führung durchgeführt. Dieser Mechanismus ist dahingehend nachteilig, daß die Festigkeit des Objektivrahmens im allgemeinen niedrig ist und dementsprechend der Objektivrahmen sich^leicht verformen kann. Es ist darüber hinaus relativ schwierig, einen derartigen Objektivrahmen herzustellen. Schließlich ist der Mechanismus auch dahingehend nachteilig,, daß er insgesamt sperrig ist. Dies gilt insbesondere bei einer Kopiermaschine, bei der das Zoom-Objektiv üblicherweise durch einen Elektromotor angetrieben wird. Um daher das Zoom-Objektiv in einem vorbestimmten Abstand zu halten, müssen ein Anhaltmechanismus und eine Motorsteuereinrichtung in Kombination mit dem Resultat verwendet werden, daß der Mechanismus notwendigerweise konstruktiv kompliziert ist und hohe Herstellungskosten verursacht.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kopiermaschine mit variabler Abbildungsgröße zu schaffen, die die zuvor genannten Anforderungen erfüllt und insbesondere geringe Herstellungskosten verursacht und mit hoher Genauigkeit betreibbar ist, wobei ein Zoom-Objektiv und ein Elektromotor verwendet werden, welcher durch eine numerisch gesteuerte Vorrichtung, wie beispielsweise einem Mirkoprozessor, gesteuert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die sich aus den Patentansprüchen ergebenden Merkmale gelöst. Bei der Kopiermaschine gemäß der Erfindung wird das Zoom-Objektiv auf geeignete Weise lageangeordnet, um ein optisches Bildformungssystem zum Kopieren einer Vorlage mit der gewünschten Abbildungsgröße vorzusehen, wodurch die eingangs genannten Schwierigkeiten und die Notwendigkeit der Bewegung des Spiegels zum Einstellen des Zoom-Objektivs mit der langen Nockennut

als eine Führung vollständig vermieden werden. .

Die Erfindung sieht eine Kopiermaschine mit variabler Abbildungsgröße vor, mit der das Bild einer Vorlage vergrößert und verkleinert und eine Kopie derselben Größe hergestellt werden kann. Bei dieser Maschinellst ein Vollgeschwindigkeitsspiegel vorgesehen, und zwar zum Abtasten einer vorbestimmten Größe einer zu kopierenden Vorlage. Ein Halbgeschwindigkeitsspiegel folgt dem Vollgeschwindigkeitsspiegel. Ein Zoom-Objektiv und eine Einrichtung zum Bewegen des Zoom-Objektivs folgt dem Halbgeschwindigkeitsspiegel. Der Bewegungsbereich des Zoom-Objektivs zur Vergrößerung des Kopiervorganges greift in den Bewegungsbereich des Halbgeschwindigkeitsspiegels für das neutrale Kopieren oder für das verkleinerte Kopieren ein, d.h., der Raum, welcher für die Bewegung des Zoom-Objektivs zum vergrößernden Kopieren verwendet wird, ist derselbe, wie der Raum, der für die Bewegung des Halbgeschwindigkeitsspiegels für das neutrale Kopieren und für das verkleinernde Kopieren verwendet wird. Die Bewegungseinrichtung für das Zoom-Objektiv umfaßt einen Elektromotor, einen Mechanismus zum Bewegen des Zoom-Objektivs in Richtung der optischen Achse der Linsen in Erwiderung auf die Drehung des Elektromotors zum Einstellen des Zoom-Objektivs in einer Lage entsprechend einer spezifizierten Abbildungsgröße (Abbildungsgrößenfaktor) und einen Mechanismus zum Bewegen des Zoom-Objektivs senkrecht zur optischen Achse zum Einstellen eines Kopierbildes eines Vorlagendokumentes an einer vorbestimmten Stelle.

Der Mechanismus zum Bewegen des Zoom-Objektivs in Richtung der optischen Achse zum Einstellen des Zoom-Objektivs in eine Lage entsprechend einer spezifizierten Abbildungsgröße umfaßt vorzugsweise eine Schraubenspindel, die von einem Elektromotor angetrieben ist, eine gewindemäßig mit der Schraubenspindel im Eingriff stehende Spindelmutter, die mit einem Rahmenteil des Zoom-Objektivs gekuppelt ist, um

das Rahmenteil in Übereinstimmung mit der Drehung der Schraubenspindel zu bewegen, ein Nockenglied, ein an diesem Nockenglied anliegendes Nockenfolgeglied, ein Zahnritzel, welches das Nockenglied dreht und eine mit dem Zahnritzel in Eingriff stehende Zahnstange. Der Mechanismus zum Bewegen des Zoom-Objektivs senkrecht zur optischen Achse zum Einstellen des Kopierbildes der Vorlage an einer vorbestimmten Stelle umfaßt einen Führungsnocken und ein Nockenfolgeglied, welches in Erwiderung auf die Drehung der Schraubenspindel entlang dem Nockenglied bewegbar ist.

Diese Kopiermaschine entsprechend der Erfindung, welche als optisches Kopiersystem ein Zoom-Objektiv verwendet, und bei der der Bewegungsbereich des Zoom-Objektivs beim vergrößernden Kopieren mit dem Bewegungsbereich des Halbgeschwindigkeitsspiegels für neutrales Kopieren und verkleinerndes Kopieren geteilt ist, ist von relativ kleiner Gesamtgröße. Bei der Abbildungsgröße-Veränderungseinheit entsprechend der Erfindung wird weiterhin ein Motor, welcher leicht durch eine numerisch gesteuerte Einheit, wie einen Mikroprozessor gesteuert werden kann, verwendet, um das Zoom-Objektiv in eine Lage einzustellen, die einem gewünschten oder gegebenen Vergrößerungs- oder Verkleinerungsfaktor entspricht. Dementsprechend wird mit Hilfe der Abbildungsgröße mit der Veränderungseinheit ein optisches Kopiersystem mit variabler Abbildungsgröße geschaffen, welches geringe Herstellungskosten verursacht und mit hoher Genauigkeit arbeitet.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der.Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den ■ Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:

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Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Kopiermaschine/ bei der die Erfindung angewandt ist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Bewegung eines Halbgeschwindigkeitsspiegels" und "der Bewegung eines Zoom-Objektivs,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Bewegung.des· gesamten Zoom-Objektivs in Richtung senkrecht zur optischen Achse,

Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung eines • Beispiels einer Abbildungsgröße-Variierungseinheit entsprechend der Erfindung,

Fig. 5-9 schematische Darstellungen verschiedener Komponenten der Abbildungsgröße-Variierungseinheit gemäß Fig. 4 und

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Nockenscheibe, welche so modifiziert ist, daß sie für einen diskontinuierlichen Abbildungsgröße-Kopiervorgang geeignet ist.

Die Erfindung wird unter' Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, beschrieben.

Zuerst wird ein allgemeines Beispiel einer Kopiermaschine beschrieben, bei der die Erfindung zur Anwendung kommt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 2 eine Kontaktglasplatte, die als Vorlagen-Haltestelle dient* Diese Kontaktglasplatte ist an einem Körperrahmen 1 vorgesehen. Eine auf der Kontaktglasplatte 2 (Vorlagenauflage) abgelegte Vorlage ist beleuchtet und wird durch eine photoelektrische

Lampe 3 abgetastet, die sich zwischen einer Bereitschaftslage A \ind einer Endlage B bewegt. Eine Beleuchtungseinheit 5 umfaßt die photoelektrische Lampe 3, einen reflektierenden Spiegel 4 und einen Vollgeschwindigkeitsspiegel 6, welche auf einem einzelnen Teil so montiert sind, daß sie sich als Einheit hin- und herbewegen. Durch den Vollgeschwindigkeitsspiegel 6 reflektiertes Licht wird durch einen Halbgeschwindigkeitsspiegel reflektiert, welcher aus Spiegeln 7 und 8 zusammengesetzt ist. Dann gelangt das Licht in ein Zoom-Objektiv 9 einer Abbildungsgröße-Varrierungseinheit 11, die sich hier in einer Lage 9a befindet, in der weder eine Vergrößerung noch eine Verkleinerung erfolgt. Das vom Objektiv 9 ausgehende Licht wird nach der Reflexion durch den ortsfesten Spiegel 10 auf eine photosensitive Trommel 13 projiziert, so daß auf dieser Trommel 13 ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt wird. Das so ausgebildete latente Bild wird durch eine Entwicklungseinheit 12 auf herkömmliche Weise entwickelt. Das so entwickelte Bild wird durch den Überführungslader 14 auf ein Kopierblatt übertragen, welches von der Kopierblattversorgungseinheit 21 zugeführt wird. Dann wird das Kopierblatt von der photosensitiven Trommel durch einen Abstreifer 15 getrennt. Das so abgetrennte Kopierblatt wird durch eine Kopierblatt-Abgabeeinheit 19 zu einer Fixiereinheit 20 übergeben, wo das Kopierblatt fixiert wird. Das fixierte Kopierblatt wird dann in eine Kopierblattabgabekassette 21b abgegeben. Die photosensitive Trommel 13 wird nach dem Durchlaufen des Überführungsladers 14 durch eine Entladeeinrichtung 16 entladen und dann durch eine Reinigungseinheit 17 gereinigt. Die so behandelte photosensitive Trommel wird durch einen Lader 18 so aufgeladen, daß sie für die nächste Projektion bereit ist. Der zuvor beschriebene Vorgang wird wiederholt durchgeführt.

Der Vorgang, bei dem das Bild der Vorlage auf der Kontaktglasplatte 2 durch den Abtastvorgang der Beleuchtungsein-

heit 5 auf der photosensitiven Trommel 13 ausgebildet wird, und bei dem das so ausgebildete Bild durch Entwickeln und Übertragen auf ein Kopierblatt gebracht wird, wurde zuvor beschrieben. In diesem Zusammenhang werden beim optischen Abtastvorgang die Spiegel 7 und 8, die zusammen' den Halbgeschwindigkeitsspiegel bilden und auf dem jeweiligen Montage-.. teil befestigt sind, als eine Einheit synchron mit der Abtastbewegung der Beleuchtungseinheit 5 bewegt. Der Halbgeschwindigkeitsspiegel 7, 8 wird mit einer geeigneten Ge-' schwindigkeit bewegt, d.h. mit einer Geschwindigkeit, die der Hälfte der Geschwindigkeit entspricht, mit der die Beleuchtungseinheit 5 bewegt wird, so daß die Länge eines optischen Weges zwischen einer beleuchteten Stelle des Originals und dem Zoom-Objektiv 9 unverändert aufrechterhalten werden kann.

Nun wird der Veränderungsfaktor der Abbildungsgröße der Kopiermaschine beschrieben. Das von der Vorlage reflektierte Licht wird durch den Vollgeschwindigkeitsspiegel 6 und dann vom Halbgeschwindigkeitsspiegel 7, 8 reflektiert. Das so reflektierte Licht gelangt in das Zoom-Objektiv 9, welches in eine spezifizierte Abbildungsgrößenlage bewegt wird, beispielsweise in die Lage 9b (oder 9c)'in Richtung des Pfeiles d (oder e). Das aus dem Zoom-Objektiv austretende Licht wird durch den ortsfesten Spiegel 10 reflektiert. Daraus resultiert, daß das hinsichtlich seiner Größe veränderte Bild der Vorlage auf der Kontaktglasplatte 2 auf die photosensitive Trommel 13 projiziert wird und ein entsprechendes latentes elektrostatisches Bild auf der Trommel ausgebildet wird. Das latente elektrostatische Bild wird durch die Entwicklungseinheit 12 entwickelt und dann das entwickelte Bild durch die Übertragungseinheit 14 auf das Kopierblatt übertragen. Das Kopierblatt wird zur Fixiereinheit 20 und dann durch die Blattabgabeeinheit 19 aus der Kopiermaschine abgegeben. Aus der vorstehenden Beschreibung ist klar, daß

die Abbildungsgröße dadurch verändert werden kann, daß nur das Objektiv 9 der Abbildungsgröße-Veränderungseinheit 11 bewegt wird.

Ein Beispiel eines Zoom-Objektivs, welches für die Erfindung geeignet ist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben. Bei diesem Beispiel wird ein Zoom-Objektiy_ mit zwei Linsengruppen verwendet. Dies bedeutet, daß das Zoom-Objektiv aus einer vorderen Linsengruppe 22 mit einer negativen Brechkraft und einer hinteren Linsengruppe 23 mit einer positiven Brechkraft besteht, um eine Bildformation durchzuführen. Wenn es erforderlich ist, die Abbildungsgröße zu verändern, werden die vordere Linsengruppe 22 und die hintere Linsengruppe 23 entlang der optischen Achse entsprechend dem gewünschten Veranderungsfaktor der Abbildungsgröße bewegt. Daraus resultiert, daß das hinsichtlich seiner Größe veränderte Bild der Vorlage auf die photosensitive Trommel 13 projiziert werden kann, wobei die■Länge des optischen Weges von der Oberfläche der Vorlage zur Bildebene unverändert aufrechterhalten wird.

Das räumliche Verhältnis zwischen dem Halbgeschwindigkeitsspiegel und dem Zoom-Objektiv wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Wenn der Halbgeschwindigkeitsspiegel 7 und 8 in Bewegung gesetzt wird, nähert er sich am Ende seiner Bewegung (in Fig. 2 auf der rechten Seite) dem Objektiv. Dementsprechend ist es notwendig, den Halbgeschwindigkeitsspiegel und das. Objektiv daran zu hindern, miteinander in Berührung gebracht zu werden. Weiterhin erfolgt die Bewegung des Objektivs so, daß, wenn es erforderlich ist, den Veränderungsfaktor der Bildgröße zu vergrößern, die Lage des Hauptpunktes des Objektivs in Richtung auf die Vorlage bewegt wird (oder den Halbgeschwindigkeitsspiegel), d.h. zur linken Seite. Wenn der Bewegungsbereich des Halbgeschwindigkeitsspiegels 7, 8 so eingestellt ist, daß eine Berührung mit dem Zoom-Objektiv

vermieden wird, dann werden notwendigerweise die Abmessungen der Kopiermaschine vergrößert.

Diese Schwierigkeit wird durch die folgende Technik eliminiert. Der' Abstand zwischen der Verlaufsendlage des Halbgeschwindigkeitsspiegels 7, 8 und dem Zoom-Objektiv wird für einen neutralen Kopiervorgang (weder Vergrößerung noch Verkleinerung) so kurz wie möglich eingestellt, wie dies in der.Mitte von Fig. 2 angezeigt ist. Für einen Vergrößerungskopiervorgang wird das Objektiv in der oberen Hälfte der Fig. -2 nach links verschoben. Die Größe einer Vorlage ist beim Vergrößerungskopieren anfänglich kleiner, so daß daher die Lauflänge des Halbgeschwindigkeitsspiegels kleiner sein kann. Daher kann der vom Objektiv eingenommene Raum- für · den Vergrößerungskopiervorgang in Übereinstimmung mit dem Verlaufsbereich des Halbgeschwindigkeitsspiegels für neutrales Kopieren oder für Verkleinerungskopieren verwendet werden. Dies äußert sich in einer Verkleinerung der Abmessungen der Kopiermaschine. Beispielsweise ist es unabhängig davon, ob eine Vorlage neutral oder verkleinert mit nur einem Objektiv abgebildet wird, nicht erforderlich, die Abmessung des Gesamtsystems zu vergrößern. Für das Kopieren mit neutraler Abbildung oder für das Kopieren mit verkleinerter Abbildung wird vorzugsweise eine Technik verwendet, bei der die Kopiergeschwindigkeit eines kleineren Originals vergrößert wird, indem der Abtastabstand verkleinert wird. Wenn der Abtastabstand durch mittiges Anhalten des Halbgeschwindigkeitsspiegels gleich dem Abtastabstand für das vergrößerte Kopieren gemacht wird, dann kann der Vergrößerungskopiermechanismus wirksam vereinfacht werden.

Wenn entsprechend der Darstellung in Fig. 3 bei Veränderung des Bildgrößenveränderungsfaktors das .Objektiv um einen Betrag x, welcher dem Bildgrößenveränderungsfaktor m entspricht, senkrecht zur optischen Achse bewegt wird, um das Ende A einer Vorlage AB in der Bezugslage einzustellen, dann

wird das Bild A¹ des Endes A jederzeit unabhängig vom Bildgrößenveränderungsfaktor m an einer festen Stelle ausgebildet. Dementsprechend kann eine Kante eines Kopierblattes immer an eine bestimmte Stelle abgelegt werden, und zwar mit dem Bild A als Bezugsgröße. Dies ist für den Vorgang nützlich und vereinfacht den erforderlichen Mechanismus.

Wenn der Bewegungsbetrag des Objektivs in Richtung senkrecht zur optischen Achse durch χ repräsentiert wird, und zwar mit der Lage des Objektivs beim neutralen Kopieren als eine Bezugsgröße, dann wird die positive Richtung so gewählt, daß sie der Abwärtsbewegung in Fig. 3 entspricht. Die Länge zwischen der Mitte 0 der Vorlage und dem Ende A der Vorlage entspricht 1/2. Der Bildgrößenveränderungsfaktor entspricht m. Dann gelten folgende Bedingungen:

(1/2 - x)/(.1/2 + x) = 1/m

m + 1

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß für die Veränderung des Bildgrößenveränderungsfaktors das Zoom-Objektiv einen Mechanismus erfordert, welcher die vordere Linsengruppe 22 und die hintere Linsengruppe 23 um vorbestimmte Beträge entsprechend dem Bildgrößenveränderungsfaktor entlang der optischen Achse bewegt. Außerdem ist ein Mechanismus erforderlich, welcher das gesamte Zoom-Objektiv um einen Betrag bewegt, welcher dem Bildgrößenveränderungsfaktor.in Richtung senkrecht zur optischen Achse entspricht.

Ein Beispiel der Abbildungsgröße-Veränderungseinheit 11 für die Bewegung des Zoom-Objektivs 9 wird nachfolgend beschrieben.

Figur 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Abbildungsgröße-Vcränderungseinheit 11. Das Zoom-Objektiv besteht aus einer vorderen Linsengruppe 22, einem vorderen Rahmen 24 zum Halten der vorderen Linsengruppe 22, einer hinteren Linsengruppe 23 und einem hinteren Rahmen 25 zum Halten der hinteren Linsengruppe 23. Zum Bewegen des Zoom-Objektivs in Richtung der optischen Achse wird eine Schraubenspindel 35 durch einen Schrittmotor 34 gedreht, um den hinteren Rahmen 25 zu bewegen und dadurch die hintere Linsengruppe 23 in d.er Lage für die spezifizierte Abbildungsgröße zu halten. Weiterhin wird eine Nockenscheibe 38 durch eine Zahnstange 41 und ein Zahnritzel 42 gedreht, und zwar zum Antrieb eines Nockenfolgegliedes 39, welches an der Nockenscheibe 38 anliegt, wodurch ein Abstand für die spezifizierte Bildgröße zwischen der vorderen Linsengruppe 22 und der hinteren Linsengruppe 23 vorgesehen ist. Zum Bewegen des Zoom-Objektivs in Richtung senkrecht zur optischen Achse wird die Bewegung des hinteren Rahmens 2 5 verwendet, welcher durch den Schrittmotor 34 angetrieben wird. Dies bedeutet, daß das Zoom-Objektiv senkrecht zur optischen Achse durch ein Nockenfolgeglied 48 bewegt wird,.welches am hinteren Rahmen 25 befestigt ist und an einem Führungsnocken 49 anliegt.

Besondere Bestandteile der Bildgröße-Veränderungseinheit 11 werden unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 9 beschrieben.

Figur 5 zeigt ein Führungsgebilde zum Führen des Objektivs in Richtung der optischen Achse. Das Objektiv wird durch eine Führungsstange 28 und eine Führungsschiene 29 geführt, welche zwischen einer Frontplatte 26 und einer rückseitigen Platte verlaufen und an beiden Enden aneinander befestigt sind. Die Führung erfolgt weiterhin über Trockenlager 30 und 3 2 und Wälzlager 31 und 33. Die beiden Trockenlager 30 und 32 sind auf jedem der Rahmen 24 und 25 befestigt und gleiten auf der Führungsstange 28. Die Wälzlager 31 und 33 stützen sich drehbar am vorderen Rahmen 24 bzw. hinteren Rahmen 25 ab und

rollen entlang der Führungsschiene 29. Der Vorderrahmen 24 und der Hinterrahmen 25 verwenden dieselbe F.ührungsstruktur. Daher werden die vordere Linsengruppe 22 und die hintere Linsengruppe 23 geführt, ohne daß sie aus optischen Achse heraus verschoben werden.

Figur 6 zeigt ein Antriebsgebilde zum Bewegen des Zoom-Objektivs in Richtung der optischen Achse. Um das Zoom-Objektiv in eine Lage für eine spezifizierte Abbildungsgröße zu bringen, wird die auf dem hinteren Rahmen 25 befestigte hintere Linsengruppe 23 in die Lage für die spezifizierte Abbildungsgröße bewegt, und zwar durch das in Fig. 5 dargestellte Führungsgebilde.. Dann wird die vordere Linsengruppe im vorderen Rahmen 24 in einem Abstand von der hinteren Linsengruppe 23 eingestellt, welcher dem Veränderungsfaktor der spezifizierten Abbildungsgröße entspricht.

Zuerst wird die Bewegung der hinteren Linsengruppe 23 in die Lage für die spezifizierte Abbildungsgröße beschrieben. Die Spindel 35 stützt sich drehbar zwischen der Frontplatte 26 und der rückseitigen Platte 27 ab und steht mit einer Spindelmutter 36 in Verbindung, welche am hinteren Rahmen 2 5 befestigt ist. Wenn die Spindel 35 durch den Schrittmotor 34 gedreht wird, wird der hintere Rahmen 25 mit der Spindelmutter 36 bewegt. So wird die hintere Linsengruppe 23 in die Lage für die spezifizierte Abbildungsgröße bewegt und dort dadurch gehalten, daß an den Schrittmotor 34 Signale abgegeben werden, die für eine Bewegungsrichtung repräsentativ sind und durch Zuführung einer Anzahl von Impulsen, die dem Bewegungsumfang der hinteren Linsengruppe 23 entspricht.

Nun wird das Vorsehen eines Abstandes beschrieben, welcher einer spezifizierten Abbildungsgröße entspricht und zwischen der hinteren Linsengruppe 23 und der vorderen Linsengruppe liegt. Um den gewünschten Abstand sswischen den beiden Linsen-

gruppen 23 und 22 vorzusehen, werden die Nockenscheibe 38, welche drehbar auf einer am hinteren Rahmen befestigten Nockenscheibenwelle 37 befestigt ist und das Nockenfolgeglied 39 verwendet, welches an der Nockenscheibe 38 anliegt und drehbar durch den vorderen Rahmen abgestützt wird. Hierzu wird insbesondere die Nockenscheibe 38 gedreht. Zusammen mit der Bewegung des hinteren Rahmens 25 in die Lage der spezifizierten Abbildungsgröße der zuvor beschriebenen Art wird die Nockenscheibe 38 durch die Zahnstange 41 gedreht, welche zwischen der Frontplatte 26 und der rückseitigen Platte 27 befestigt ist, und zwar durch das Zahnritzel 42, welches auf der Nockenscheibe 38 befestigt ist. Die Nockenscheibe 38 hat eine so bestimmte Form, daß der Abstand zwischen der vorderen Linsengruppe 22 und der hinteren Linsengruppe 23 exakt aufrechterhalten wird. Zwischen dem vorderen Rahmen 24 und dem hinteren Rahmen 2 5 ist eine Feder 40 verbunden, die das Nockenfolgeglied 3 9 gegen die Nockenscheibe 38 drückt, so daß das Nockenfolgeglied exakt der Führungsfläche der Nockenscheibe 38 folgt.

Figur 7 zeigt die Anordnung der Nockenscheibe 38, des Zahnritzels 42 und der Zahnstange 41. Die Nockenscheibe 38 ist drehbar auf der Nockehscheibenwelle 37 befestigt, welche ihrerseits fest mit dem hinteren Rahmen 25 verbunden ist. Das Zahnritzel 42 steht mit der Zahnstange 41 in Eingriff und ist auf die Nockenscheibe 38 aufgesetzt. Um die Nockenscheibe einzustellen, nachdem die Nockenscheibe in einer Bezugslage eingestellt ist oder nachdem das Zoom-Objektiv auf eine neutrale Abbildungsgröße (1:1)-Lage 9a eingestellt ist (Fig. 1 oder 2) mit der Lage 9a als Bezugsgröße wird das Zahnritzel 42 mit einer Madenschraube 43 an der Nockenscheibe 38 befestigt.

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Figur 8 zeigt das Führungsgebilde zum Führen des Zoom-Objektivs senkrecht zur optischen Achse und das Antriebsgebilde für das Bewegen des Zoom-Objektivs in derselben Richtung. Das Zoom-Objektiv wird durch eine Grundplatte 44, eine an der Grundplatte 44 befestigte Führungsstange 45, ein in der rückseitigen Platte 27 eingesetztes Trockenlager, welches auf der Führungsstange 45 gleitet und-ein

Wälzlager 47 geführt, welches drehbar in der Frontplatte montiert ist und auf der Grundplatte 44 rollt. Zusammen mit der Bewegung des hinteren Rahmens 2 5 in eine Lage, die einer besonderen Abbildungsgröße entspricht, und zwar durch das zuvor beschriebene Führungsgebilde, wird das Zoom-Objektiv senkrecht zur optischen Achse durch den Führungsnocken 49 bewegt, welcher in der Grundplatte 44 ausgebildet ist und an dem das Nockenfolgeglied 48 anliegt.. Das Nockenfolgeglied 48 stützt sich drehbar am hinteren Rahmen 25 ab und liegt mittels zwei Federn 50 so an dem Führungsnocken 49 an, daß das Nockenfolgeglied 48 auf der Führungskurve des Führungsnockeris 49 anliegend diesem Führungsnocken 49 mit hoher Genauigkeit folgt.

Figur 9 zeigt eine Lageerfassungsvorrichtung für das Zoom-Objektiv. Wenn beispielsweise das Zoom-Objektiv von einer meist verwendeten Lage für die neutrale Abbildungsgröße (1:1) f d.h. aus der Lage 9a in Fig. 1, 2 oder 3, bewegt wird, wird die Lage der neutralen Abbildungsgröße des Objektivs durch einen Photosensor (oder Photounterbrecher) 51 erfaßt, welcher Photosensor am hinteren Rahmen 25 befestigt ist, und durch einen Schlitz (oder Maske) 52, welche einstellbar auf der Führungsschiene 29 befestigt ist. Wenn die Seite für die verkleinerte Abbildungsgröße (oder die Seite für die vergrößerte Abbildungsgröße) mit dem Photosensor 51 und dem Schlitz 52 in Deckung gebracht wird, dann kann elektrisch erfaßt werden, ob das Zoom-Objektiv sich auf der Seite der verkleinerten Abbildungsgröße oder der vergrößerten Abbildungsgröße befindet. Das

entsprechende Signal kann verwendet werden, um für andere Vorrichtungen als das Zoom-Objektiv eine Verriegelung vor-. zunehmen.

Der Fall, bei dem der Veränderungsfaktor für die Abbildungsgröße m (< 1) durch Bewegen des -Zoom-Objektivs aus der Lage 9a in Fig. 1 in die Lage 9b des Zoom-Objektivs erhalten wird, wird nun beschrieben. Um dies zu bewerkstelligen, ist es notwendig, daß während der Bewegung der hinteren Linsengruppe 23 um den Wert y_ in Fig. 2 der Abstand zwischen der vorderen Linsengruppe 22 und der hinteren Linsengruppe 23 von £ in zj_ verändert'wird. Das Zoom-Objektiv wird um den Wert χ ( < 0) bewegt. Diese Wirkung wird nachfolgend konkreter beschrieben.

In Fig. 4 wird dem Schrittmotor 34 eine Anzahl von Impulsen zugeführt, die dem Betrag der Bewegung y_ des hinteren Rahmens 2 5 entspricht. Ebenso werden Signale dem Schrittmotor zugeführt, die für die Bewegungsrichtung repräsentativ sind. Daraus resultiert, daß der Motor 34 die Spindel 35 in Richtung des Pfeiles dreht, so daß der hintere Rahmen 25 und die Nockenscheibe 38 und das Zahnritzel 42 auf dem hinteren Rahmen 25 um den gewünschten Bewegungsbetrag γ_ in Richtung des Pfeiles D bewegt werden, während die Nockenscheibe 3 8 über einen Dr ehwinkel gedreht wird, welcher dem Bewegungsbetrag y entspricht, und zwar infolge des Eingriffs des Zahnritzels 42 mit der Zahnstange 41. Da das Nockenfolgeglied 3 9 auf der gekrümmten Führungsfläche der Nockenscheibe 38 abrollt, wird der Abstand zwischen der vorderen Linsengruppe 22 und der hinteren Linsengruppe 23 von ^ in z^_ verändert. Zur gleichen Zeit wird das auf dem hinteren Rahmen 25 montierte Nockenfolgeglied 48 über einen Abstand y_ bewegt und rollt auf der Führungsnockenfläche 49 ab, wodurch das Zoom-Objektiv um den Wert χ in Richtung des Pfeiles. F bewegt wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich,. daß bei der zuvor beschriebenen Abbildungsgröße-Veränderungseinheit eine Anzahl von Impulsen entsprechend der Lage der spezifizierten Abbildungsgröße und der Bewegungsrichtung dem
Schrittmotor zugeführt werden, um letzteren so' zu drehen, daß das Zoom-Objektiv aus der Lage neutraler Abbildungsgröße, entsprechend der Darstellung in Fig. 2 oder 3,
in die Lage der spezifizierten Abbildungsgröße bewegt wird. So kann das Bild der Vorlage genau entsprechend der gewünsch-. ten Abbildung mit Hilfe der Abbildungsgröße-Veränderungseinheit 11 kopiert werden.

Wenn bei demselben optischen System der Erfindung die Anzahl der dem Schrittmotor zugeführten Impulse auf geeignete Weise bestimmt und die Gestalt der Nockenscheibe 38 modifiziert wird (entsprechend Fig. 10), dann kann ein Kopiervorgang
mit diskontinuierlicher Abbildungsgröße entsprechend einer besonderen Abbildungsgröße kopiert werden (beispielsweise 1,4-fach, 1- und 0,7-fach).

Claims

HOFFMANN · EITLE & PARTiNJSR PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197S) . Dl Pl..I NG. W. EITLE · DR. RER. N AT. K. HO FFMAN N · DIPL.-ING. W. LEHN DIPL.-ING. K.FOCHSIE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELlASTRASSEi · D-8000 MONCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29il9 (PATH E) 34 780 p/hl Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan Kopiermaschine mit variabler Abbildungsgröße Patentansprüche

1. Kopiermaschine mit variabler Abbildungsgröße, mit einem optischen Kopiersystem, welches eine Vergrößerung und Verkleinerung des Bildes einer Vorlcige ermöglicht, gekennzeichnet durch einen Vollgeschwindigkeitsspiegel (6) für das Abtasten einer - vorbestimmt dimensionierten Kopiervorlage, einen dem Vollgeschwindigkeitsspiegel nachfolgenden Halbgeschwindigkeitsspiegel (7, 8), ein Zoom-Objektiv (22, 23) und einer Einrichtung zum Bewegen des Zoom-Objektivs in Nachfolge des Halbgeschwindigkeitsspiegels, wobei ein Bewegungsbereich des Zoom-Objektivs für das vergrößernde Kopieren sich teilt mit einem Bewegungsbereich des Halbgeschwindigkeitsspiegels für das neutrale Kopieren und das verkleinernde Kopieren.

2. Kopiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet / daß die Zoom-Objektiv-Bewegungseinrichtung einen Elektromotor (34), einen Mechanismus zum Bewegen des Zoom-Objektivs in Richtung der optischen Achse in Erwiderung auf die Drehung des Elektromotors,

. um das Zoom-Objektiv in einerLage einzustellen, die der spezifizierten Abbildungsgröße entspricht und einen Mechanismus zum Bewegen des Zoom-Objektiys quer zur optischen Achse umfaßt, um ein Kopierbild der Vorlage auf eine vorbestimmte Lage einzustellen, wodurch das Bild der Vorlage mit der gewünschten Abbildungsgröße kopierbar ist.

3. Kopiermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Mechanismus zum Bewegen des Zoom-Objektivs in Richtung der optischen Achse zum Einstellen des Zoom-Objektivs in eine Lage entsprechend einer spezifizierten Abbildungsgröße umfaßt: eine vom Elektromotor (34) angetriebene·Schraubenspindel (35), eine im Gewindeeingriff mit der Schraubenspindel stehende Spindelmutter (36), die mit einem Rahmenteil (25) des Zoom-Objektivs verbunden ist, ein Nockenglied (38) , ein Nockenfolgeglxed (39), welches an dem Nockenglied anliegt, ein Zahnritzel (42) zum Drehen des Nockengliedes und eine Zahnstange (41), die mit dem Zahnritzel (42) im Eingriff steht.

4. Kopiermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Mechanismus zum Bewegen des Zoom-Objektivs senkrecht zur optischen Achse zum Einstellen des Kopierbildes auf die Vorlage an einer vorbestimmten Stelle umfaßt: einen Führungsnocken (49) und ein diesbezügliches Nockenfolgeglied (48), welches Folgenockenglied durch die Drehung der Schraubenspindel (35) entlang dem Nockenglied (49) bewegbar ist.

5. Kopiermaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Zoom-Objektiv einen vorderen Rahmen (24) zum Abstützen einer vorderen Linsengruppe (22) und einen hinteren Rahmen (25) zum Abstützen einer hinteren Linsengruppe (23) und eine Feder (40) umfaßt, die die beiden Rahmen zusammen-

hält, daß die Spindelmutter (36) am hinteren Rahmen (25) befestigt ist, um sich mit dem hinteren Rahmen durch die Drehung der Schraubenspindel (35) zu bewegen, daß die Zahnstange (41) im wesentlichen parallel zur Schraubenspindel (35) verläuft, daß das Zahnritzel (42) drehbar am hinteren Rahmen (25) befestigt ist, daß das Zahnritzel (42) durch das Nockenglied (38) drehbar ist und.daß das Nockenfolgeglied (39) , welches am Nockenglied (38) anliegt, am vorderen Rahmen (34) befestigt ist, wobei der Abstand zwischen dem vorderen und hinteren Rahmen durch die Drehlage des Nockengliedes (38) bestimmt ist.

6. Kopiermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Mechanismus zum Bewegen des Zoom-Objektivs senkrecht zur optischen Achse zum Einstellen des Kopierbildes auf das Original an eine vorbestimmte Stelle umfaßt; einen Rahmen, auf dem das Zoom-Objektiv (22, 23) und der Mechanismus zum Bewegen des Zoom-Objektivs in Richtung der optischen Achse montiert sind, wobei der Rahmen senkrecht zur optischen Achse verschiebbar ist, einen Führungsnocken (49), welcher an einem ortsfesten Basisteil ausgebildet ist, ein zweites Nockenfolgegiied (48), welches mit diesem Rahmen gekuppelt ist und an dem Führungsnocken (49) anliegt und eine Feder (50) zum Drücken des zweiten Nockenfolgegliedes in Anlage mit dem Nockenglied.

Kopiermaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet-, daß der vordere und hintere Rahmen (24, 25) des Zoom-Objektivs umfaßt: Wälzlager (31, 33) zum drehbaren Abstützen des vorderen und hinteren Rahmens auf einer Führungsschiene (29) des Grundrahmens und eine Führungsstange (28), die im wesentlichen parallel zur Schraubenspindel (35) auf dem Grundrahmen montiert ist, wobei die Führungsstange (28) durch öffnungen im vorderen und hinteren Rahmen verläuft, wobei auf beiden Seiten dieser öffnung jeweils ein Wälzlager (30, 32) angeordnet ist.

8. Kopiermaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Führungsnocken (49) mit Erhöhungen entsprechend den festgelegten Veränderungsfaktoren der Abbildungsgröße entsprechen.

9. Kopiermaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung mit dem hinteren Rahmen (25) des Zoom-Objektivs (22, 23) gekuppelt ist, mit der die Lage des Zoom-Objektivs in Richtung der optischen Achse erfaßbar ist.