DE3147427A1

DE3147427A1 - Abtasteinrichtung fuer fotokopiergeraet

Info

Publication number: DE3147427A1
Application number: DE19813147427
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6300 Giessen Klapettek; Klaus Kuemmel; Siegfried 6301 Biebertal Schneider
Original assignee: NRG Manufacturing Ltd
Current assignee: NRG Manufacturing Ltd
Priority date: 1980-12-02
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1982-07-01
Also published as: JPS57122457A; IT1139880B; DK530281A; DK530381A; IT8125365A0; JPS57122682A; US4426149A; DE3147441A1; GB2088572A; ES8302383A1; ES507560A0; US4443742A; FR2495345A1; ES507562A0; GB8331527D0; IT1139879B; ES8302325A1; IT8125366A0; FR2495401A1

Description

Gestetner Manufacturing Limited Fawley Road, Tottenham/ London N 17 9LT/ England

21 364/5 2o/h Abtasteinrichtung für Fotokopiergerät

Die Erfindung betrifft ein Fotokopiergerät, insbesondere eine dafür bestimmte Abtasteinrichtung, mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Das bei dem Fotokopiergerät verwendete Abtastsystem kann einen Vorlage-Wagen, mindestens einen Abtastspiegel-Wagen, einen Wagen für die Belichtungslampe, einen Wagen für eine Abtastoptik oder einen Wagen für einen Abtastschlitz aufweisen, die jeweils synchron mit der Bewegung einer Lichtleitfläche hinter der Belichtungsstation angetrieben sind. Das erfindungsgemässe Fotokopiergerät ergibt einen Bereich unterschiedlicher (stufenlos oder gestuft veränderlicher) Abbildungs-Vergrösserungs- oder Verkleinerungsverhältnisse.

In einem Fotokopiergerät wird herkömmlicherweise das Bild einer Originalvorlage mittels einer beweglichen Linienabtastung abgetastet, die die Originalvorlage von dem einen bis zum anderen Rand überläuft und auf einer Lichtleitfläche (die eine Lichtleitwalze, eine Lichtleitbahn oder ein Bogen eines sensibilisierten Kopierpapiers beschichtet mit einer fotokonduktiven Schicht sein kann) ein Abbildungsmuster erzeugt, welches

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dem Bild auf der abgetasteten Originalvorlage entspricht. Bei derartigen Geräten befindet sich die Lichtleitfläche während des Abtastvorganges in Bewegung, woraus sich ergibt, daß die Bewegung des Abtastwagens sehr sorgfältig mit derjenigen der Lichtleitfläche in Übereinstimmung gebracht werden muß, um eine klare und unverzerrte Abbildung zu erhalten. Bei den bekannten Fotokopiergeräten ist die Bewegung des Abtastsystems mit der Bewegung der Lichtleitfläche durch eine mechanische Koppelung, z.B. mittels Kettentrieben oder anderen gleichwirkenden Einrichtungen, verbunden.

In der US-¹PS 33 51 831 ist ein Fotokopiergerät beschrieben, bei dem die Zuführung eines Mikrofilms und/oder von Kopierblättern als Originalvorlage mittels eines Nebenmotors betrieben ist, der mit einem Hauptantriebsmotor, durch den die Lichtleiterwalze angetrieben ist, synchronisiert istο Die Synchronisation hängt von einem Vergleich von Stromsignalen ab, die proportional zu den Drehgeschwindigkeiten sowohl des Haupt- als auch des Nebenmotors sind, und stellt die Stromversorgung zu dem oder den Nebenmot.oren so ein, daß für den Vergleichsvorgang ein Null-Ausgangssignal aufrecht erhalten wird. Das ergibt ein einziges Geschwindigkeits-Proportionalitätsverhältnis.

Verschiedene andere bekannte Vorschläge sehen entweder mechanische Getriebe vor, um das Abtastsystem mit der Bewegung der Lichtleitfläche zu synchronisieren (vgl. z.B. DE-OSen 27 35 679 und 3o 15 82o sowie FR-PS 23 35 869) oder beruhen auf einer Blitzabtastung eines ganzen Rahmenbildes während des Laufes (vgl. z.B. GB-PS 15 44 269)

Demgegenüber schlägt die Erfindung eine Ausgestaltung des Abtastsystems vor, wie sich dies aus den Merkmalen

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gemäß dem Patentanspruch 1 ergibt.

Da die Bewegung der Lichtleitflache auf Betriebsparameter, z.B. das Potential der Ladekorona und die Einwirkungszeit bei der Löschung oder Reinigung, abgestimmt ist, und deshalb auf einem festgesetzten Wert gehalten werden sollte, ist es von wesentlichem Vorteil", das Geschwindigkeitsverhältnis des Abtastelements und des Hauptantriebes dadurch ändern zu können, daß die Geschwindigkeit des Abtastsystems veränderbar ist, wie das erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, ohne die Bewegungsgeschwindigkeit der Lichtleitfläche zu beeinflussen. Weiterhin ist es von erheblichem Vorteil, dies im Rahmen einer Linienabtastung anstatt einer Blitzabtastung, bei der ein ganzes Bild zugleich erfasst wird, zu erreichen.

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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beilegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung in schematischer Form, aus der die Anordnung der verschiedenen Komponenten des Abtastantriebes und des optischen Systems eines erfindungsgemässen Fotokopiergeräts hervorgeht;

Fig. 2 ein Blockdiagramm des phasenstarren Systems für den Antriebsmotor des Abtastsystems, und

Fig. 3 eine Kurvendarstellung der an den Antriebsmotor des Abtastsystems angelegten Spannung.

Das erfindungsgemässe Fotokopiergerät 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem die üblichen Komponenten aufgenommen sind, wobei einige dieser Komponenten in Figur 1 sichtbar sind. Die linke Seite des Gehäuses 2 weist eine Einrichtung zur Aufnahme von zwei Kopierpapier-Kassetten 3 und 4 auf, die für Papier unterschiedlicher Grosse bestimmt sind, z.B. eine für das Format A 4 und eine für das Format B 4.

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit dem Antrieb für das Abtastsystem, und in der bevorzugten Ausführung des Fotokopiergerätes weist das Abtastsystem zwei Spiegel-Schlitten oder-Wagen auf, von denen einer außerdem die Belichtungslampe trägt. In Figur 1 ist jedoch das Abtast-

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system scheraatisch als ein Abtastwagen 5 mit Spiegel dargestellt, der längs zweier paralleler Führungsschienen 6 verschiebbar ist. Obwohl in diesem Fall das Abtastsystem Spiegel des optischen Systems und die Belichtungslampe trägt, kann statt dessen dieses Abtastsystem auch ein anderes Abtastelement, z.B. eine Linsenoptik, einen Belichtungsschlitz oder eine bewegliche Trägerplatine aufweisen, welche über die Or ig in al vor lage vor einem stationär'" angeordneten Abtastkopf bewegbar ist.

Das Abtastsystem is+- durch einen Gleichstrom-Abtastwagenmotor 7 mittels einer Leitspindel 8 angetrieben. In diesem Fall trägt ein Ende der Leitspindel 8 eine Riemenscheibe 9, die mit der Antriebswelle des Motors 7 durch einen Zahnriemen 1o verbunden ist. Entsprechend einer Variante kann der Motor 7 die Leitspindel 8 auch direkt antreiben. Diese ist an jedem Ende in entsprechenden Lagern 11 gelagert und steht in Schraubeingriff mit einer Wandermutter 12, die als Vorsprung an einem Ende des Abtastwagens 5 ausgestaltet ist.

Im Ausführungsbeispiel weist die Leitspindel 8 außerdem ein zweigängiges Gewinde von konstanter Ganghöhe auf und ist so angeordnet, daß bei einer Umdrehung der Leitspindel in der einen Richtung, angetrieben durch den Motor 7 und den Zahnriemen 1o, das Abtastsystem längs der Führungsschienen 6 in einer Abtastrichtung (d. h. in Fig. 1 nach links) wandert, während bei einer Umdrehung der Leitspindel 8 in entgegengesetzter Richtung (durch Umkehrung des Antriebsmotors 7) die Rückbewegung des Abtastsystems längs der Führungsschienen 6 erfolgt. Als alternative Ausführungsmöglichkeit kann die Leitspindel

8 ein eingängiges Gewinde aufweisen, das sich von dem (in Fig. 1) rechten Ende zum gegenüberliegenden Ende erstreckt und dann mit umgekehrter Steigung (möglicherweise auch mit grösserer Ganghöhe , um eine gegenüber der Abtastbewegung schnellere Rückkehr zu gewährleisten) zum rechten Ende der Leitspindel zurückführt, so daß bei •fortgesetzter Umdrehung der Leitspindel in einer bestimmten Richtung sowohl die Abtast- als auch die Rückkehrbewegung des Abtastsystems erfolgt. Die mit höherer Geschwindigkeit erfolgende Rückbewegung kann dadurch erzielt werden, daß die Ganghöhe des "Rückführteiles" des Gewindes 2 1/2 mal grosser als die Ganghöhe des "Abtastteiles" davon ist.

Das Abtastsystem ist durch die beiden Führungsschienen 6 so gestützt und gelagert, daß es stets parallel zu der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausrichtung verbleibt und glatt und stoßfrei längs seiner Bewegungsbahn gleitet.

Obwohl in Fig. 1 verschiedene andere Komponenten des Fotokopiergerätes, beispielsweise die Zuführwalzen für das Kopierpapier, die Lichtleiterwalze, die Ladekorona, die Ubertragungskorona, die Entwicklereinheit, die Fixiereinheit und die Ausgabewalzen für das Kopierpapier, nicht dargestellt sind, zeigt diese Figur den Hauptantriebsmotor 13, der ein Wechsel- oder Gleichstrommotor sein kann, von dem jede dieser Komponenten über eine Hauptantriebswelle 14 und ein Kettenzahnrad angetrieben ist. Mit dem Hauptantriebsmotor 13 ist eine Impuls-Codierscheibe 16 verbunden, die sich radial erstreckende (nicht gezeigte) Schlitze besitzt. Diese Schlitze ermöglichen es, mittels einer Lichtquelle und eines Lichtfühlers 17 Synchronisierimpulse in Abhängigkeit von der Umdrehung des Hauptantriebsmotors 13 und

folglich auch von der gleichzeitigen Bewegung der verschiedenen Komponenten des Fotokopiergerätes, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind, zu erzeugen. Die Anordnung in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist so, daß der Hauptantriebsmotor mit Netzstrom versorgt wird und folglich mit einer weitgehend konstanten Geschwindigkeit aufgrund der konstanten Netzfrequenz umläuft, wobei allenfalls in der Praxis sehr geringfügige Schwankungen in der Drehzahl auftreten. Jedoch werden jegliche Drehzahlschwankungen des Wechselstrom-Hauptantriebsmotors 13, die beispielsweise aufgrund von Änderungen des Bewegungsverhaltens und der Mitnahme verschiedener von dem Kettenzahnrad 15 angetriebener Komponenten des Fotokopiergeräts auftreten können, anhand der sich verändernden Impulsfolgefrequenz der von dem Lichtfühler 17 in Verbindung mit der Codierscheibe erzeugten Impulse erfasst.

Das hier gezeigte Fotokopiergerät 1 ist eines, mit dem eine variable Abbildungsverkleinerung mit Hilfe einer Zoom-Optik möglich ist. Die Zoom-Optik umfasst eine bewegliche Linse 18 auf einem Wagen 19, der von einer weiteren Leitspindel 2o angetrieben ist. Die weitere Leitspindel 2o wird von einem Schrittschaltmotor 21 in Abhängigkeit von einem Eingangssignal betätigt, welches ein bestimmtes Verkleinerungsverhältnis verlangt. Die Zoom-Optik gemäß Fig. 1 kann so ausgelegt sein, daß sie entweder für ein Fotokopiergerät mit einem festen Verkleinerungsverhältnis (beispielsweise für stufenweise Verkleinerungsverhältnisse· von einem DIN-Format zu einem bestimmten anderen DIN-Format) verwendbar ist, oder ein Verkleinerungsverhältnis liefert, das durch eine Wählscheibe oder einen digitalen Vorwähl-

mechanismus vorgegeben werden kann. Im letzteren Fall bedeutet dies, daß die Auswahl eines bestimmten Verkleinerungsverhältnisses die Betätigung des Schrittschaltmotors 21 in einem solchen Sinn signalisiert, daß dieser den Wagen 19 für die Optik 18 in die erforderliche neue Stellung verstellt, um das gewählte Verkleinerungsverhältnis zu liefern. In beiden Fällen wird die Lichtabgabe der Belichtungslampe geändert, indem beispielsweise die Le istungsVersorgung der Lampe verändert oder die Lichtabgabe durch ein weiteres System moduliert wird, beispielsweise durch ein System variabler Polarisationsfilter.

Die Zoom-Optik kann außerdem so angeordnet und ausgestaltet sein, daß die Abbildung nicht nur verkleinert, sondern auch vergrössert, d.h. das Abbildungsverhältnis über 1 : 1 hinaus gesteigert werden kann. Um diese Möglichkeit einzuschließen, ist das bewegliche Element der Zoom-Optik 18 so angeordnet, daß es an einer beliebigen Stelle zwischen den Extremlagen der Verstellbewegung ein Abbildungsverhältnis von 1 : 1 ergibt, während bei einer Verstellung zu gegenüberliegenden Seiten dieser Mittelstellung hin die auf dem entwickelten und fixierten Kopierblatt erscheinende Abbildung im Verhältnis zu der Abbildung auf der Originalvorlage vergrössert oder verkleinert ist. Auch während einer solchen Veränderung des Abbildungsverhältnisses wird die Ausgangsleistung der Beiichtungslampe entsprechend eingestellt.

Der für den Antrieb der Leitspindel 8 verwendete Motor 7 ist vorzugsweise ein Gleichstrom-Flachmotor (wie er z.B. unter der Artikel Nr. SSW 996 X von der Firma Matsushita Electrical Co. beziehbar ist). Dabei handelt

es sich um einen Permanentmagnet-Motor, der eine Flachwicklung mit einem im wesentlichen kernlosen Anker aufweist. Als Alternative kann auch ein Motor mit einer gedruckten Rotorschaltung eingesetzt werden. Der für den Motor 7 verwendete erwähnte Flachmotor SSW 99 6 X hat bereits eine eingebaute Impuls-Codierscheibe, die eine Drehzahlüberwachung des Motors 7 mittels einer geeigneten Regelschaltung ermöglicht. Die Impulse können durch eine Einrichtung erzeugt werden, die derjenigen mit dem Lichtfühler 17 und der Scheibe 16 ähnlich ist.

Anstelle der Ausgestaltung der Scheibe 16 mit einer Vielzahl von radialen Schlitzen ist es auch möglich, die Scheibe mit einer Vielzahl von nahe ihrem Umfangsrand angeordneten Löchern zu versehen, so daß bei der Umdrehung der Scheibe Licht von einer Lichtquelle zu einem Lichtfühler, zwischen denen die Löcher der Scheibe durchlaufen, intermittierend unterbrochen und wiederhergestellt wird und dadurch ein gepulstes Ausgangssignal am Lichtfühler entsteht. Anstelle von Löchern oder Schlitzen kann die Scheibe auch eine Vielzahl von reflektierenden bzw. nicht reflektierenden, abwechselnd angeordneten Flächenbereichen aufweisen, so daß von einer Lichtquelle darauf geworfenes Licht intermittierend auf einen auf derselben Seite der Scheibe angeordneten Lichtfühler reflektiert wird. Eine weitere Variante besteht darin, daß die Scheibe überwiegend lichtundurchlässig ist, jedoch eine Vielzahl lichtdurchlässiger oder durchscheinender Bereiche besitzt, die regelmässig längs ihres Umfangsrandes verteilt sind. Diese Bereiche können durch einen fotografischen Prozeß erzeugt sein.

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Schließlich besteht eine Ausführungsmoglichkeit auch darin, ein beliebiges Magnet-Impulssystem vorzusehen, beispielsweise unter Anwendung von Magneten auf der Scheibe und einem nahe der Scheibe angeordneten stationären Element, das auf die Änderungen des Magnetfeldes anspricht und damit die Scheibenumdrehung in eine Impulsfolge umsetzt. Im übrigen kann jeglicher denkbare Impulsgenerator angewendet werden, um ein elektrisches Ausgangssignal mit einer Impulsfolgefrequenz zu schaffen, die mit der Drehzahl des Hauptantriebsmotors 13 und/oder des Abtastwagen-Antriebsmotors 7 gekoppelt ist.

Es ist nicht von wesentlicher Bedeutung, daß der Antriebsmotor für die Abtastung ein Flachmotor ist, der seine eigene Impuls-Codierscheibe integriert enthält, wie das für den Motor 7 in Fig. 1 gilt, jedoch ist dies ein bevorzugtes Merkmal, weil der am Ende des Gehäuses 2 des Fotokopiergeräts zur Verfügung stehende Raum nur begrenzt ist, und der genannte Flachmotor SSW 996 X ein besonders geeignetes Antriebselement zur Erzeugung des notwendigen Antriebsdrehmomentes darstellt, ohne bezüglich seiner axialen Ausdehnung raumgreifend zu sein.

Die Figur 2 zeigt ein Blockdiagramm der Schaltung, durch die der Abtast-Antriebsmotor 7 im Sinne eines Synchronbetriebes mit dem Hauptantriebsmotor 13 gesteuert wird. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, wird der Hauptantriebsmotor 13 durch Netzanschlüsse 22 und 23 mit einer Netzfrequenz von gewöhnlich 5o Hz (oder auch 6o Hz) gespeist. Die mechanische Verbindung zwischen dem Hauptantriebsmotor 13 und dem Impuls-Codierer 24 (der der Codierscheibe 16 und dem Lichtfühler 17 in Fig. 1 entspricht) ist durch eine gestrichelte Linie 25 angedeutet. Das Ausgangssignal aus dem Impuls-Coderer 24 hat eine Frequenz f

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und wird als Eingangssignal an einen Verstärker und Frequenzvervielfacher 26 angelegt, der ein Ausgangssignal f_Q . η gibt. Dieses Ausgangssignal des Verstärker-Vervielfachers 26 wird dann einem programmierbaren Frequenzteiler 27 zugeführt, der sein Programmier-Eingangssignal von einem Steuerteil 28 erhält, welcher außerdem den Antriebsmotor 21 für die Zoom-Optik 18 (Vario-Optik) so betätigt, daß das gewünschte Vergrösserungs- oder Verkibeinerungs verhältnis (Fläche der Originalvorlage : Abbildungsfläche) eingestellt wird. Wie ohne weiteres einleuchtet, ist es zur Verringerung der Abbildungsgrösse notwendig, die Bewegung des Abtastelemants (das entweder gemäß Fig. 1 durch den oder die Spiegel gebildet wird,-eine Lampe oder ein Abtastschlitz oder auch eine die Vorlage tragende Platine sein kann) im Verhältnis zur Bewegungsgeschwindigkeit des Lichtleiters schneller ablaufen zu lassen. Zu diesem Zweck wird das Programm des Frequenzteilers 27 automatisch auf ein anderes vorbestimmtes Programm umgestellt, wenn die Bedienungsperson ein anderes Vergrösserungs- oder Verkleinerungsverhältnis wählt.

Das Ausgangssignal des programmierbaren Frequenzteilers 27 hat eine Frequenz f . n/M und wird als ein Eingangssignal f₁ an einen Frequenz- und Phasenkomparator 29 angelegt. Das andere Eingangssignal f„ an dem Frequenz- und Phasenkomparator 29 ist für das Ausgangssignal von dem Impuls-Codierer 3o (der dem in den Flachmotor gemäß Fig. 1 integrierten Impuls-Codierer entspricht) für den Wagenantriebsmotor repräsentativ. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, liegt das Ausgangssignal f^ aus dem Impuls-Codierer 3o als Eingang an einem Verstärker an, dessen Ausgang, wiederum mit der Frequenz f^, an den f₂~Eingang des Frequenz- und Phasenkomparators 29 angelegt ist.

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Die mechanische Verbindung zwischen dem Abtast-Antriebsmotor und dem Impuls-Codierer 3o des Abtast-Antriebsmotors ist durch die gestrichelte Linie 32 in Fig. 2 angedeutet. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 hingegen liegen die Elemente 7, 32 und 3o alle in dem Flachmotor selbst, der den Zahnriemen 1o antreibt.

Die Ausgangsfrequenz f_ aus dem Frequenz- und Phasenkomparator 29 wird als Signal an eine Richtungs-Steuereinheit 33 mit drei Steuereingängen angelegt, von denen zwei schematisch durch die Schalter 34 und 35 in Fig. angedeutet sind und die die jeweils ausgewählte Kopierblattlänge angeben. Die Richtungs-Steuereinheit 33 hat außerdem einen Ausgang 36, der zur Betätigung einer Anzeige dienen kann, um anzuzeigen, wann die Abtastbewegung abgeschlossen ist und die Rückbewegung einsetzt. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, die Beendigung der Belichtung und damit die Bereitschaft des Kopiergerätes für die Annahme der nächsten Originalvorlage zu signalisieren.

Das bezüglich der Impulsbreite modulierte Ausgangssignal aus der Richtungs-Steuereinheit 33 wird als Eingangssignal an einen Leistungsverstärker 37 angelegt, dessen gepulstes Ausgangssignal zur Speisung an dem Gleichstrom-Abtastmotor 7 anliegt.

Das in Fig. 2 dargestellte Schaltsystem beschreibt folglich ein phasenstarres Steuerschleifensystem für den Abtast-Antriebsmotor 7, dessen Zweck dariniesteht, die Drehbewegung des Abtast-Antriebsmotors 7 in einer vorprogrammierten Beziehung zur Drehbewegung des nicht stabilisierten Hauptantriebsmotors 13 zu halten.

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Wie oben erwähnt, hat der programmierbare Frequenzteiler 27 ein veränderbares Teilungsverhältnis, das von dem VergrÖsserungs- oder Verkleinerungsverhältnis abhängt, welches durch die Stellung der beweglichen Zcom-Optik 18 gemäß Fig. 1 gekennzeichnet ist. Dieses gleiche Vergrösserungs¹- öder Verkleinerungsverhältnis dient auch zur Steuerung der Bewegung des Abtast*- Antriebsmotors 7, um dadurch sicherzustellen, daß die Richtungs-Steuereinheit 33 sofort in umgekehrter Richtung beaufschlagt wird, so daß die Rückbewegung einsetzt und das Fotokopiergerät in Bereitschaft für die nächste Abtastbewegung gebracht wird, wenn sich das Abtastsystem so weit verschoben hat, daß dadurch eine der Abbildungsfläche auf dem Kopierblatt entsprechende Fläche der vollständigen Originalvorlage abgetastet ist. Aus diesem Grund warden die beiden Schalter 34 und 35 an den Steuereingängen zu der Richtungs-Steuereinheit 33 abwechselnd betätigt, wenn bezüglich der Kassettenwahl an den Kassetten 3 und 4 (d.h.der Wahl der Kopierblattlänge) etwas geändert wird. Das bedeutet, daß bei einem gegebenen Vergrösserungsverhältnis der Weg des Abtast-Antriebsmotors länger ist, wenn die ausgewählte Kassette einer grösseren Kopierblattlänge entspricht, als dies der Fall ist, wenn die Kassette einer kürzeren Kopierblattlänge entspricht. Die Richtungs-Steuereinheit 33 erhält somit ein die Kopierblattlänge kennzeichnenden Steuersignal über die an die Schalter 34 und 35 angeschlossenen Eingänge sowie ein Nothait-Signal über einen Eingang 38.

Um die Steuergenauigkeit des Abtast-Antriebsmotors 7 in Abhängigkeit von der Drehbewegung des von dem Impuls-Codierer 24 abgetasteten Hauptantriebsmotors 13 zu erhöhen, weist^das Ausgangssignal der Richtungs-Steuerein-

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heit 33 eine besondere Impulswellenform auf, die in Fig. 3 wiedergegeben ist. Dabei ist jeder positive Impuls gefolgt durch einen kurzen negativen Impuls/ um eine schärfere Abgrenzung gegenüber der hinteren Impulsflanke zu erzielen und folglich die Genauigkeit der phasenstarren Steuerung zu erhöhen. In Fig. 3 ist die Amplitude der Impulse als Spannung V (in Volt) längs der Ordinate und die Zeit t (in Millisekunden) längs der Abszisse aufgetragen.

Das Kopiergerät beinhaltet weiterhin als bevorzugtes Merkmal eine Notabschalt-Einrichtung, die sicherstellt, daß während der Bewegung des Abtastsystems der oder die Äbtastwagen niemals gefährlich nahe an die Position der Zoom-Optik heranfährt bzw. heranfahren. Die in Fig. gezeigte Anordnung des Abtastsystems 5 und der Zoom-Optik 18 ist zwar so, daß eine Kollision nicht wahrscheinlich ist, jedoch ist zu berücksichtigen, daß' die Darstellung gemäß Fig. 1 in ihrer Form etwas schematisch ist und in Wirklichkeit das Abtastsystem 5 sich in Richtung auf das Optikelement 18 und von diesem weg bewegt. Die Notabschalt-Einrichtung kann eine zusätzliche Lichtquelle und einen Lichtfühler beinhalten, um das Erreichen einer gegebenen "Gefahrenposition" des Abtastsystemes 5 bezüglich der beweglichen Zoom-Optik 18 zu erfassen. Diese betätigen augenblicklich einen "Notschalter", durch den der Motor abgeschaltet und eine nicht gezeigte Bremse, vorzugsweise eine elektrische Magnetbremse, angelegt wird. In einer modifizierten Anordnung kann zum Zweck einer Notabschaltung der Gleichstrom-Abtast-Antriebsmotor 7 kurzgeschlossen werden. In diesem Fall erzeugt der Motor seine eigene Gegen-EMK und wirkt selbstbremsend.

Um die Notabschaltung noch wirkungsvoller zu gestalten, hat der Antriebsmotor für die Abtastung vorzugsweise eine

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sehr kleine träge Masse. Das gilt besonders für den erwähnten Flachmotor SSW 9 96 X der Firma Matsushita Electrical Co., und trifft auch für den oben erwähnten Motor mit einer gedruckten Ankerschaltung zu. Ein weiterer Vorteil geringer Trägheitskräfte des Gleichstrom-Abtast-Antriebsmotors 7 besteht darin, daß hierdurch die Zeitkonstante der Steuerschleife verkleinert und ein Pendeln oder Überschwingen, das naturgemäß Anlaß zu Ungenauigkeiten in der auf das Kopierblatt gedruckten Abbildung gibt, vermieden wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß der unabhängige Gleichstrom-Abtast-Antriebsmotor 7 mit der von der Drehbewegung des Wechselstrom-Hauptantriebsmotors 13 abhängigen phasenstarren Steuerschleife, in der der programmierbare Frequenzteiler 27 enthalten ist, eine Anordnung darstellt, die einem "elektronischen Getriebe" für die Leitspindel 8 analog ist. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Hauptantrieb und dem Abtastantrieb innerhalb eines vorgegebenen Bereiches stufenlos veränderbar ist. Voraussetzung dafür ist allerdings, daß die Programmierung des Frequenzteilers 27 die Einstellung einer unbegrenzten Anzahl unterschiedlicher Programme in Abhängigkeit von dem jeweils ausgewählten besonderen Vergrösserungsverhältnis gestattet·und dieses nicht einfach als eine begrenzte Anzahl vorgegebener Umsetzungen einer DIN-Blattgrösse in eine andere ausgedrückt ist. Bei dieser besonderen Einrichtung ist es von Vorteil, der Richtungs-Steuereinheit 33 die Möglichkeit zu einer Rückbewegung mit maximal möglicher Geschwindigkeit zu geben, beispielsweise indem an dem Motor eine kontinuierliche Negativspannung angelegt wird. In der Praxis kann die Geschwindigkeit der Rückbewegung begrenzt sein, beispielsweise deshalb, um übermässige Stösse zu vermeiden, wenn das Abtastsystem

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am Ende seiner Bewegungsbahm anlangt. Da jedoch in der Praxis ein gewisser Auslauf des Abtastmotors 7 auftreten wird, ist zu erwarten, daß das Abtastsystem 5 am Ende seines Laufes progressiv verzögert wird.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, haben die positiven Impulse eine Amplitude von z.B. o,45 Volt und die negativen Impulse eine Amplitude von beispielsweise -o,12 Volt. Dabei ist die Amplitude über einen in Reihe mit dem Flachmotor bei dessen Stillstand geschalteten Widerstand gemessen. Als Beispiel kann der Abtast-Antriebsmotor mit einer Geschwindigkeit von "l.ooo ü/min in Abtastrichtung betrieben sein. In der Gegenrichtung können als Konstantspannung 25o Millivolt angelegt sein, jedoch stellt sich zu Beginn der Rückbewegung erfahrungsgemäß an dem Antriebsmotor eine erheblich höhere Anfangsspannung ein. Diese gepulste Leistungseinspeisung in Vorwärtsrichtung und kontinuierliche Leistungseinspeisung in Rückwärtsrichtung gewährleistet, daß sich eine erheblich raschere Drehung des Abtast-Antriebsmotors 7 in der Rückrichtung einstellt und, entsprechend dem angegebenen Beispiel, eine Drehgeschwindigkeit von 2.1oo U/min beim Rückfahren erreicht werden kann.

Um mögliche Schwierigkeiten aufgrund eines Mangels an absoluter Parallelität zwischen der Leitspindel 8 und den Führungsschienen 6 für den Wagen zu vermeiden, ist daran gedacht, die Endlager 11 für die Leitspindel 8 nachgiebig mit dem nicht gezeigten Gestell des Fotokopiergeräts zu verbinden, so daß eine Querbewegung der Leitspindelenden gegenüber den daneben liegenden Führungsschienen 6 in beiden Richtungen möglich ist. Eine Bewegung der Leitspindel 8 in deren Achsrichtung wird jedoch bewusst ausgeschlossen, da diese die exakte Bewegungszuordnung des bzw. der Abtastwagen zu den Haupt-

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antriebskomponenten, die über das Kettenzahnrad angetrieben sind, verfälschen würde. Andererseits kann die nachgiebige Befestigung oder Lagerung auch an der Wandermutter 12 vorgesehen sein, so daß bei unnachgiebiger Halterung der Wandermutter 12 an dem zugehörigen Wagen in einer zur Drehachse der Leitspindel 8 parallelen Richtung eine Bewegung der Wandermutter 12 in Richtung auf die daneben liegende Führungsschiene

6 oder von dieser weg möglich ist. Zahlreiche andere Möglichkeiten stehen ebenfalls zur Verfügung; so ist es beispielsweise möglich, die beiden Endlager 11 so zu monitieren, daß sie vertikal und horizontal einstellbar sind, gegenüber der Leitspindel 8 in Achsrichtung jedoch feststehen. Wenn das Fotokopiergerät das erstemal ausgeliefert wird, kann das Lager 11 an einem Ende der Leitspindel 8 gelöst werden, so daß es sich vertikal und horizontal frei bewegen kann, jedoch zwischen zwei Klemmplatten zur Verhinderung einer Axialbewegung festgehalten ist. Anschließend wird der Abtast-Antriebsmotor 7 betätigt, so daß der Wagen zu diesem Ende der Leitspindel 8 hinfährt. Wenn daraufhin die Wandermutter 12 sich längsseits des einzustellenden Lagers 11 befindet, ist es möglich, dieses Lager in der jetzt eingenommenen Position festzuklemmen. Dadurch ist gewährleistet, daß dieses Ende der Leitspindel den erforderlichen Abstand von der daneben liegenden Führungsschiene 6 aufweist. Das andere Lager 11 kann dann gelöst werden und der Wagenantriebsmotor

7 wird langsam betätigt, um die Wandermutter 12 des Wagens längsseits des anderen Lagers zu verbringen. Dadurch wird dieses Lager ebenfalls in die richtige Stellung mit Bezug zu der daneben liegenden Führungsschiene 6 verbracht und anschließend festgeklemmt. Sobald beide Lager auf diese Weise festgestellt sind, ist eine genaue Parallelität gegeben.

Der Zweck der Vervielfacher-Funktion des in Fig. 2 gezeigten Verstärker-Vervielfachers 26 besteht darin,

eine erhöhte Impulfrequenz f . η für das Ausgangssignal (das zunächst die Frequenz f hat) aus dem Impuls-Codierer 24 des Hauptantriebsmotors zu erhalten. Folglich wird dadurch die Genauigkeit der Steuerung verbessert. Man erreicht dies auf anderem Wege auch dadurch, daß man zwischen der Drehbewegung des Wechselstrom-Hauptantriebsmotors 13 und derjenigen der Impuls-Codierscheibe 16 ein gestuftes übersetzungsverhältnis vorsieht, beispielsweise mittels eines Zahnriementriebes. Das hat den besonderen Vorteil, daß die Vervielfachung mechanisch vor der Erzeugung irgendwelcher Impulse erfolgt und daher jegliche Drift in den elektronischen Systemen einen weniger ausgeprägten Effekt auf das Gesamtsignal hat.

Als Variante zu der in den Zeichnungen gezeigten Ausführung , bei der der Abtast-Antriebsmotor 7 durch eine phasenstarre Steuerschleife angetrieben ist, die auf die Drehbewegung eines unstabilisierten Hauptantriebsmotors 13 anspricht, können die beiden Motore 13 und 7 synchron betrieben werden, jedoch ohne eine geschlossene Steuerschleife. Beispielsweise können die beiden Motore 7 und 13 eine genaue Drehzahlstabilisierung haben, und der Wagen-Antriebsmotor 7 kann bezüglich seiner Drehzahl einstellbar sein, um an das jeweils ausgewählte Vergrösserungs- oder Verkleinerungsverhältnis angepasst zu werden. Jedoch ist keine genaue Synchronisiation der beiden Motore notwendig, wenn ihre Drehbewegungen unabhängig stabilisiert werden.

Es versteht sich weiterhin, daß das erfindungsgemässe Abtast-Antriebssystem in jegliche Art von Fotokopiergerät eingebaut werden kann und nicht lediglich in solche, in

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denen die Abbildung auf einer Lichtleiterwalze zum Zweck der Übertragung auf ebenes Kopierpapier erzeugt wird. So kann beispielsweise die Lichtleiterflache in Form einer kontinuierlichen Bahn vorliegen, die geladen und anschließend dem einer Originalvorlage entsprechenden Lichtmuster zum Zweck der anschließenden Entwicklung und 'übertragung auf ein ebenes Kopierblatt ausgesetzt wird. Andererseits kann die Lichtleiterfläche auch in Form eines sensibilisierten Papierbogens vorliegen, z.B. in Form eines mit fotoleitendem Material wie Zinkoxid beschichteten Papiers, auf dem die Abbildung zugleich erzeugt und entwickelt wird, bevor die Fixierung erfolgt. In jedem dieser Fälle ist eine genaue Synchronisation zwischen der Abtastung der Originalvorlage und der Führung der lichtleitenden Fläche längs der Belichtungsstation erforderlich und kann durch Verwendung des von der Erfindung vorgeschlagenen Antriebsmechanismus erreicht werden.

Die in Fig. 2 dargestellte Steuerschaltung kann einen Mikroprozessor als Richtungs-Steuereinheit 33 enthalten. Dies ergibt ein besonders kompaktes System, in welchem die verschiedenen logischen Funktionen für die Veränderung des Weges und der Bewegungsgeschwindigkeit des Wagenantriebsmotors - und ggf. auch für die Veränderung der Ausgangsleistung der Belichtungslampe - in Abhängigkeit von der ausgewählten Papierblattgrösse sowie für die Aufnahme einer ggf. vorgesehenen Notabschalt-Einrichtung auf engstem Raum untergebracht werden können.

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE

O 1 / Π I ") Π " " ^Dr· ^rtr· ^nat· ^DIETER LOUtS

I 4 / 4 Z / Dlpl.-Phy*. CLAUS POHLAU

Dlpl.-lng. FRANZ LOHRENTZ Dlpl.-Phy». WOLFGANG SEGETH

FEROINAND-MARIA-STR. 6 8130 STARNBERG

Gestetner Manufacturing Limited

Fawley Road, Tottenham, London N 17 9 LT, England

21 364/5 2o/h Abtasteinrichtung für Fotokopiergerät

Ansprüche

otokopiergerät, mit einem Hauptantriebsmotor für den 'Antrieb von der Bildentwicklung und der Lichtleiterbewegung dienenden Komponenten, mit einer ein Abtastelement tragenden Abtasteinrichtung zum Abtasten einer Originalvorlage und mit einem Abtast-Antriebsmotor zur Bewegung der Abtasteinrichtung mit einer zur Geschwindigkeit des Hauptantriebsmotors proportionalen Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Abtast-Antriebsmotors (7) mit der Bewegung des Hauptantriebsmotors (13) derart synchronisiert ist, daß die Stellung der Abtasteinrichtung (5) auf die Stellung der Lichtleitfläche bezogen ist, und daß die Bewegungssynchronisation mittels einer variablen Programmiereinrichtung (27) zur Veränderung der Geschwindigkeit des Abtast-Antriebsmotors (7) erfolgt, um das Bewegungs-Proportionalitätsverhältnis zwischen der Bewegung der Abtasteinrichtung (5) und der Bewegung der Lichtleitfläche zu verändern.

2. Fotokopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (18) zur beliebigen Veränderung

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Signal zu geben, um dadurch das Bewegungs-Proportionalitätsverhältnis zwischen der Bewegung der Abtasteinrichtung (5) und der Bewegung des Hauptantriebsmotors (13) zu verändern.

8. Fotokopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptantriebsmotor (13) ein netzbetriebener Wechselstrommotor ist, und daß der Abtast-Antriebsmotor ein Gleichstrommotor ist, der mittels einer bezüglich ihrer Impulsbreite modulierten Stromversorgung über eine phasenstarre Steuerschleife, die die variable Programmiereinrichtung (27) enthält, gespeist ist.

9. Fotokopiergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster, mit dem Hauptantriebsmotor (13) gekoppelter Impuls-Codierer (24) und ein zweiter, mit dem Abtast-Antriebsmotor (7) gekoppelter Impuls-Codierer (3o) vorgesehen ist, und daß die phasenstarre Steuerschleife einen Frequenzkomparator (29) zur Erzeugung eines Ausgangssignales aufweist, durch welches die Synchronisation der Signalfrequenzen des ersten und zweiten Impuls-Codierers (24 bzw. 3o) bewirkt wird.

10. Fotokopiergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Impuls-Codierer (24, 3o) ein von dem jeweils zugeordneten Hauptantriebsmotor (13) bzw. Abtast-Antriebsmotor (7) angetriebenes Element aufweist, welches eine durch einen zugeordneten Detektor abtastbare Unregelmässigkeit besitzt.

11. Fotokopiergerät nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Element eine Scheibe (16) ist und als Unregelmässigkeiten Öffnungen in der Scheibe (16) vorgesehen sind, die durch ihre Bewegung eine zu dem Detektor in Form eines Lichtfühlers (17) gerichtete Lichtbahn durchsetzen.

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des Grössenverhältnisses zwischen der Originalvorlage und der Abbildung auf der Lichtleitfläche vorgesehen ist, und daß das Bewegungs-Proportionalitätsverhältnis zwischen der Bewegung der Abtasteinrichtung (5) und der Bewegung des Hauptantriebsmotors (13) zur Anpassung an das Abbildungs-Grössenverhältnis veränderbar ist.

3. Fotokopiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleistung einer Beiichtungslampe in Abstimmung auf das Abbildungs-Grössenverhältnis einstellbar ist.

4. Fotokopiergerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System des Fotokopiergeräts sowohl eine Vergrösserung als auch eine Verkleinerung der Abbildung auf der Lichtleitfläche in Bezug auf die Bildgrösse der zu kopierenden Originalvorlage erlaubt.

5. Fotokopiergerät nach einem der Ansprüche 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System eine Vario-Optik (Zoom-Optik 18) mit einem verstellbaren Element aufweist, welches einen Bereich von Äbbildungs-Grössenverhältnissen festlegt, innerhalb dessen das Verhältnis stufenlos veränderbar ist.

6. Fotokopiergerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zuführungen (3, 4) für Kopierblätter unterschiedlicher Längen vorgesehen s ind.

7. Fotokopiergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen (3, 4) jeweils Kassettenhalter und eine Einrichtung zur Auswahl einer bestimmten Kassette aufweisen, und daß eine Signaleinrichtung vorgesehen ist, um ein der jeweils ausgewählten Kassette entsprechendes

12. Fotokopiergerät nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Element eine Magnetscheibe ist und der Detektor eine auf die Drehung der Magnetscheibe ansprechende elektromagnetische Einrichtung beinhaltet.

13. Fotokopiergerät nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Programmiereinrichtung einen programmierbaren Frequenzteiler (27) im Schaltkreis zwischen dem ersten Impuls-Codierer (24) und dem Frequenzcomparator (29) aufweist, durch den die Veränderung des Bewegungs-Proportionalitätsverhältnisses zwischen dem Abtast-Antriebsmotor (7) und dem Hauptantriebsmotor (13) bewirkt wird.

14. Fotokopiergerät nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzkomparator (29) ein Frequenz- und Phasen-Komparator ist.

15. Fotokopiergerät nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Impuls-Codierer (24) eine Einrichtung (26) zur Vervielfachung der Impulsfrequenz des zu der Bewegung des Hauptantriebsmotors (13) analogen Signals zugeordnet ist.

16. Fotokopiergerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Frequenzvervielfachung eine mechanisch übersetzte Verbindung zwischen dem Hauptantriebsmotor (13) und dem ersten Impuls-Codierer (24) ist, durch die die Impulsfolgefrequenz des Impuls-Codierers (24) gegenüber derjenigen Frequenz erhöht ist, die in Abwesenheit einer solchen mechanisch übersetzten Verbindung erzeugt wird.

17. Fotokopiergerät nach den Ansprüchen. 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Frequenzverviel-

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fachung ein Frequenzvervielfacher (26) ist, der im Schaltkreis zwischen dem ersten Impuls-Codierer (24) und dem programmierbaren Frequenzteiler (27) liegt.

ο Fotokopiergerät nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung des programmierbaren Frequenzteilers (27) ein Steuergerät (28) vorgesehen ist, durch welches in Abhängigkeit von einer Veränderung bezüglich des Abbildungs-Grössenverhältnisses das Frequenzteiler-Programm veränderbar ist.

19. Fotokopiergerät nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die phasenstarre Steuerschleife eine Richtungs-Steuereinheit (33) aufweist, die in Abhängigkeit von dem ausgewählten Abbildungs-Grössenverhältnis (Vergrösserungsverhältnis) den Abtast-Antriebsmotor (7) nach einem vorbestimmten Weg umsteuert.

20o Fotokopiergerät nach Anspruch 19,und einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungs-Steuereinheit (33) einen auf die gewählte Kopierblattlänge ansprechenden Signäleingang besitzt.

21. Fotokopiergerät nach Anspruch 19 oder 2o, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtast-Antriebsmotor (7) ein Gleichstrommotor ist, und daß die Richtungs-Steuereinheit (33) ein inpuIsbreitenmoduliertes Signal in

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Form einer Impulsfolge liefert, deren Impulse/aus einem positiven Impuls mit einem jeweils anschließenden negativen Impuls kleinerer Amplitude bestehen.

22o Fotokopiergerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Richtungs-Steuereinheit (33) gelieferte

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impulsbreitenmodulierte Signal zur Speisung des Abtast-Antriebsmotors (7) bei dessen der Abtastbewegung der Abtasteinrichtung (5) entsprechender Drehrichtung dient, und daß der Abtast-Antriebsmotor (7) von der Richtungs-Steuereinheit (33) bei dessen der Rückbewegung der Abtasteinrichtung (5) entsprechender entgegengesetzter Drehrichtung mit einer Gleichstrom-Konstantspannung von negativer Polarität versorgt ist.

23. Fotokopiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung einer Grenzlage der Abtasteinrichtung (5) eine Notabschalt-Einrichtung mit Mitteln zum Abschalten des Abtast-Antriebsmotors (7) bei Erreichen dieser Grenzlage vorgesehen ist.

24. Fotokopiergerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Abschalten des Abtast-Antriebsmotors (7) einen Abschalter für die Stromversorgung dieses Motors sowie eine Schnellbremse für den Motor beinhalten.

25. Fotokopiergerät nach' einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (5) eine Wandermutter (12) aufweist, die über eine von dem Abtast-Antriebsmotor (7) angetriebene Leitspindel (8) verstellbar ist.

26. Fotokopiergerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (5) mindestens einen auf zueinander parallelen, im Abstand angeordneten Führungselementen (6) verfahrbaren Wagen aufweist, wobei die Leitspindel (8) den Führungselementen (6) nur als Antriebselement, nicht als zusätzliches Führungselement

für den Wagen zugeordnet ist.

27. Fotokopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtast-Antriebsmotor (7) und der Hauptantriebsmotor (13) drehzahlstabilisiert und von der variablen Programmiereinrichtung gesteuert sind.