DE3202974C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kopiergerät mit Schlitzbelichtung und variabler Vergrößerung mit: einer Auflageplatte für eine Vorlage, einer Bildempfangseinrichtung, einer optischen Einrichtung, um das Bild der Vorlage auf die Bildempfangseinrichtung zu richten, und einer Abtasteinrichtung zum Erzeugen einer Bewegung mit gesteuerter Relativgeschwindigkeit zwischen der Auflageplatte und der optischen Einrichtung.

Bei Reproduktionsmaschinen mit veränderbarer Vergrößerung, welche optische Abtastsysteme aufweisen, wird die Wahl eines erwünschten Vergrößerungswertes im allgemeinen einer entsprechenden Auswahl einer optischen Abtastgeschwindigkeit und einer Bewegungsstrecke zugeordnet. Um bei solchen Maschinen kleinere Vergrößerungs- bzw. Abbildungsverhältnisse zu erreichen, wird eine Vorlage mit einer größeren Geschwindigkeit abgetastet und die Bewegungsstrecke wird gleichzeitig ausgedehnt, so daß eine größere Vorlage unter Verwendung der zur Verfügung stehenden Photoleiterfläche wiedergegeben werden kann. Maschinen mit Abtastsystemen, die mit bestimmten Werten zur Vergrößerungsänderung arbeiten, sind aus den US-Patentschriften 35 42 467, 36 14 574, 37 78 147, 38 84 574, 38 97 148, 41 42 793 und 40 27 963 bekannt. Abtastsysteme, welche einen größeren Bereich an Verkleinerungswerten erlauben, sind in den US-Patentschriften 41 24 293 und 40 93 374 angegeben, bei denen jeweils eine Vielzahl von mit dem Antriebssystem verbundenen Nockenflächen verwandt wird. Jede Nockenfläche ergibt eine für eine bestimmte Verkleinerung besondere Geschwindigkeit. Es ist erwünscht, einen größeren Bereich von kontinuierlichen Geschwindigkeitsänderungen für ein optisches Abtastsystem zur Steuerung der Vergrößerung zu schaffen, ohne die Anzahl der Antriebsnocken zu erhöhen. Solche Systeme sind in den US-Patentschriften 41 20 578 und 40 95 880 angegeben. In beiden Patentschriften wird ein Antriebsnocken beschrieben, der so geformt ist, daß er eine konstante Geschwindigkeit für die Antriebsschlitten für die Optik bei dem besonderen System liefert. In jeder dieser Patentschriften sind Nockenfolgeeinrichtungen so ausgebildet, daß kontinuierliche Änderungen der Abtastgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom ausgewählten Verkleinerungsmodus möglich sind.

Gemäß der US-PS 40 95 880 wird diese Abtastgeschwindigkeitsänderung dadurch bewirkt, daß die Ausrichtung eines Nockenfolgearmes geändert wird, indem ein Bügel längs einer Schiene bewegt wird. Gemäß der US-PS 41 20 578 ist ein Antriebsschlitten in einer Spur angeordnet, welche in einer kontinuierlich veränderbaren Weise längs einer Gleitschraube positioniert ist. Diese Systeme stellen die erwünschten Lösungen dar, haben jedoch höhere Kosten und eine kompliziertere Ausgestaltung zur Folge.

Aus der US-PS 41 05 327 ist ein Abtastsystem der eingangs erwähnten Art mit kontinuierlicher Verstellbarkeit der Abtastgeschwindigkeit bekannt, bei dem eine kontinuierliche Abänderung des Abbildungsmaßstabs gleichzeitig mit der Einstellung von sichtbaren Marken, die den Bereich der Auflageflächen anzeigen, der zum Kopieren abgebildet wird, erfolgt. Die kontinuierliche Veränderung des Abbildungsmaßstabs erfolgt durch Verschiebung des Angriffspunktes eines Antriebsarms an einem die Abtasteinrichtung betätigenden Seilzug, wobei der Antriebsarm durch eine Nockenscheibe entsprechend der auf den Seilzug zu übertragenden Abtastbewegung hin und her bewegt wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kopiergerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem der Antrieb für die Relativbewegung zwischen Vorlage und optischer Einrichtung eine zuverlässige, maßstabsabhängige Geschwindigkeitseinstellung über einen großen Verstellbereich des Abbildungsmaßstabs ermöglicht.

Das diese Aufgabe lösende erfindungsgemäße Kopiergerät ist gekennzeichnet durch ein erstes Paar konischer Antriebsrollen, die mittels eines Endlosriemens, der sich um Spiralnuten entlang der Länge der Antriebsrollen legt, in Triebverbindung stehen, eine Einrichtung zum Kuppeln und Entkuppeln der ersten Antriebsrolle des ersten Paares mit bzw. von einer Antriebsquelle konstanter Geschwindigkeit zur Drehung der ersten Antriebsrolle, ein zweites Paar konischer Antriebsrollen, die mittels eines zweiten Endlosriemens, der sich um Spiralnuten entlang dem zweiten Paar Antriebsrollen legt, in Triebverbindung stehen, eine Antriebswelle, die mit der zweiten Antriebswelle des zweiten Paares gekuppelt ist, eine Welle zum Verbinden der zweiten Antriebsrolle des ersten Paares mit der ersten Antriebsrolle des zweiten Paares, so daß die Drehung des ersten Paares durch die Antriebsquelle eine Drehung der Antriebswelle erzeugt, und eine Einrichtung zum Erzeugen einer Relativdrehung zwischen der zweiten Antriebsrolle des ersten Paares und der ersten Antriebsrolle des zweiten Paares bei abgekuppelter Antriebsquelle.

Durch diese erfindungsgemäße Lösung wird eine zuverlässige maßstabsabhängige Geschwindigkeitseinstellung über einen großen Verstellbereich des Abbildungsmaßstabs erreicht. Der sich ergebende Antrieb ist bei hoher Zuverlässigkeit konstruktiv einfach und kann daher mit geringeren Kosten hergestellt werden als die Abtastsysteme nach dem Stand der Technik.

Die erfindungsgemäße Abtasteinrichtung umfaßt einen Antrieb mit veränderbarer Geschwindigkeit, der an eine Drehantriebsquelle mit konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit, durch den eine Drehantriebsquelle mit konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit, wie z. B. die Hauptantriebswelle der Reproduktionsmaschine, mit der Einrichtung zum Abtasten der Vorlage gekoppelt werden kann. Der Antrieb mit veränderbarer Geschwindigkeit weist eine schräge Antriebsrolle auf, die drehbar in der Maschine angeordnet ist und mit der Antriebseinrichtung zusammenwirkt, die an den Motor oder die Antriebsquelle und die Abtasteinrichtung angekoppelt werden kann.

Wenn der Antriebsmotor erregt wird und der Antriebsmechanismus im Eingriff steht, wird ein um die Antriebsrolle gewickeltes Seil oder ein Antriebsriemen wegen der Form der Antriebsrolle mit veränderbarer Geschwindigkeit aufgewickelt oder abgewickelt, wobei die veränderbare Geschwindigkeit der Seilbewegung eine konstante Umdrehungsgeschwindigkeit wird, die zum Antrieb der Abtasteinrichtung mit konstanter Geschwindigkeit geeignet ist.

Um die Abtastgeschwindigkeit zu ändern, wird die Antriebsrolle von der Abtasteinrichtung abgekoppelt und gedreht, damit das Seil um eine vorgegebene bzw. gesteuerte Strecke abgewickelt oder aufgewickelt wird. Da die Abtastgeschwindigkeit mit konstanter Größe von der anfänglichen Beziehung zwischen der Antriebsrolle und dem Riemen abhängt, kann dadurch die Abtastge­ schwindigkeit kontinuierlich verändert werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Antriebseinrichtung mit veränderbarer Geschwindigkeit eine Reihe von schrägen Antriebsrollen, welche über eine Welle mit spiralförmiger Keilnut zu­ sammenwirken. Die Antriebsrollen sind in Paare von Antriebsrollen unterteilt, welche durch geeignete Antriebs­ riemen oder Antriebsseile miteinander gekoppelt sind. Die Form der Antriebsrollenpaare sind so gewählt, daß eine veränderbare Geschwindigkeit der Drehbewegung durch ein Antriebsrollenpaar erzeugt wird, welche genau durch ein zweites Antriebsrollenpaar ausgeglichen wird. Auf diese Weise ergibt eine Eingabe mit konstanter Geschwindigkeit an das Getriebe oder den Antriebsmechanismus einen Abtrieb mit konstanter Geschwindigkeit zum Antreiben der Abtasteinrichtung. Durch wahlweise Einstellung der Anfangslage einer der Riemen oder Seile um ein Antriebsrollenpaar, bevor mit der Drehung begonnen wird, kann die am Abtrieb des Getriebes auftretende Drehbe­ wegung mit konstanter Geschwindigkeit in Übereinstimmung mit der gewünschten Vergrößerung des Kopiergerätes ein­ gestellt werden.

Die Erfindung kann entweder zum Antreiben eines beweg­ baren, optischen Systems mit konstanter Geschwindigkeit an einer ortsfesten Platte vorbei oder auch zum Antrieb einer Vorlage an einem ortsfesten Abtastschlitz vorbei verwandt werden. Bei beiden Ausführungsformen wird die Drehbewegung mit konstanter Geschwindigkeit, welche auf die schrägen Antriebsrollen gegeben wird, verwandt, um für einen geeigneten Abtastantrieb eine geradlinige Bewegung zu schaffen.

Bei einem typischen Kopiergerät folgt dem Abtasten mit konstanter Geschwindigkeit eines Vorlagenbildes auf den Fotorezeptor eine Rückführung mit hoher Geschwindigkeit, während welcher das Abtastsystem seine Richtung umkehrt und zu einer Anfangslage zurückkehrt. Um dieses zu erreichen, weist die bevorzugte Ausführungsform Mittel zum schnellen Umkehren der Drehrichtung der Antriebs­ rolle auf, um die schnelle Rückführung des Abtastsystems zu bewirken.

Bei einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung wird eine einzige abgeschrägte Antriebsrolle in dem Antriebs­ mechanismus oder dem Getriebe verwandt und der zum Drehen des Fotorezeptors mit konstanter Geschwindigkeit verwandte Motor ist mit dem Getriebe über eine Kurvenfläche gekoppelt, die so ausgebildet ist, daß ein Abtasten mit konstanter Geschwindigkeit erzielt wird. Bei dieser Ausführungsform ist ein verschwenkbar befestigter Antrieb, welcher einen Nockenfolger aufweist, der mit einer von dem Motor ange­ triebenen Nockenfläche zusammenwirkt, angeordnet, um eine ein Abtasten hervorrufende Bewegung an einem Riemen oder einem Seil zu erzeugen, welches um eine einzige, abgeschrägte Antriebsrolle gewickelt ist. Wie bei der vorhergehend erörterten Ausführungsform der Erfindung hängt die Anfangsgeschwindigkeit des Antriebs von der Wickellage des Seils um die Antriebsrolle ab. Ein Verschwenken des Antriebsmechanismus um einen Drehpunkt ruft eine Seilbe­ wegung hervor, welche ihrerseits bewirkt, daß sich die Antriebsrolle mit einer konstanten Geschwindigkeit dreht.

Diese andere Ausführungsform kann ohne weiteres abge­ wandelt werden, um die Möglichkeit eines Abtastens mit festgelegten, bzw. bestimmten Werten für diejenigen Anwendungen zu erzielen, bei denen beim Kopieren fest­ gelegte Vergrößerungsverhältnisse erwünscht sind. Bei dieser Ausführungsform ist die abgeschrägte Antriebsrolle durch eine Anzahl von einzelnen Antriebsrollen ersetzt, von denen eine jede eine Außenfläche mit konstantem Radius aufweist, die mit Seilen zusammenwirken, welche von dem verschwenkbar befestigten Antrieb betätigt bzw. angetrieben werden. Für eine bestimmte Vergrößerung wird eine bestimmte der Vielzahl von Antriebsrollen mit einer drehbaren Welle gekoppelt, um Energie von dem Antriebsmotor auf die Welle mit einer konstanten Umdrehungsgeschwindigkeit zu übertragen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß bei dieser Ausführungs­ form die Nockenfläche von der Nockenfläche bei dem System mit kontinuierlich veränderbarer Geschwindig­ keit unterschiedlich ist. Insbesondere muß sich, wenn eine Antriebsrolle mit konstantem Radius gedreht wird, das Antriebskabel mit einer konstanten Lineargeschwindig­ keit bewegen, wenn es sich von der Antriebsrolle abwickelt.

Weitere Merkmale der Erfindung können noch besser aus der ins einzelne gehenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen nach der Erfindung verstanden werden, die im Zusammenhang mit den Figuren dargestellt sind.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines optischen Abtastsystems nach dem Stand der Technik zum Übertragen eines Bildes einer Vorlage auf einen Fotorezeptor,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung, welche einen Abschnitt des Abtastsystems zeigt, das über ein Getriebe mit veränderbarer Geschwindigkeit von einem Hauptantriebs­ motor angetrieben wird,

Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsform des Getriebes mit veränderbarer Geschwindigkeit gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine grafische Darstellung, die die Umdrehungsgeschwindigkeit der bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform verwandten Antriebsrollenpaar zeigt,

Fig. 5 bis 9 andere Ausführungsformen geeigneter Getriebe mit veränderbarer Geschwindigkeit nach der Erfindung, und

Fig. 10 eine Nockenverschiebung als Funktion der Zeit für die in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Ausführungsformen.

Es wird nun auf die Figuren Bezug genommen, von denen Fig. 1 ein Kopiersystem 10 zur Wiedergabe einer Vorlage zeigt. Das System 10 umfaßt eine Bildaufzeichnungs­ trommel 12 mit einer Außenfläche, die mit einem geeigneten, fotoleitfähigen Material 14 beschichtet ist. Die Trommel, welche zur Drehung in dem Maschinenrahmen durch eine Welle 16 gelagert ist, dreht sich in der angegebenen Richtung, um die sich auf ihr befindende, fotoleitfähige Bildaufzeichnungsoberfläche an einer Vielzahl von xerografischen Arbeitsstationen vorbei zu bewegen.

Da die praktische Arbeitsweise bei der Xerografie aus dem Stand der Technik gut gekannt ist, sind die ver­ schiedenen Arbeitsstationen zur Herstellung einer Kopie von einer Vorlage in der Fig. 1 als Blöcke A bis E dar­ gestellt. An der Station A wird eine elektrostatische Ladung gleichförmig auf die Oberfläche der sich bewegenden, fotoleitfähigen Trommeloberfläche als Vorbe­ reitung zum Empfang des Lichtbildes einer wiederzugebenden Vorlage aufgebracht. Die geladene Trommeloberfläche wird dann durch eine Belichtungsstation B bewegt, in der ein fließendes Lichtbild der Vorlage auf der Trommel derart aufgezeichnet wird, wie es noch im einzelnen weiter unten beschrieben wird. Als Ergebnis dieses Bilderzeugungsvor­ ganges wird die Ladung auf die Trommeloberfläche selektiv in dem dem Licht ausgesetzten Bereich zerstreut, wodurch die Vorlageinformation auf der fotoleitfähigen Platten­ oberfläche in der Form eines latenten Ladungsbildes auf­ gezeichnet wird. Anschließend wird in Richtung der Trommel­ drehung die das latente Ladungsbild tragende Oberfläche durch eine Entwicklungsstation C bewegt, in der ein Toner­ material auf die geladene Oberfläche aufgebracht wird, wodurch das latente Ladungsbild sichtbar gemacht wird. Das nun entwickelte Bild wird in eine Übertragungsbe­ ziehung zu einem Blatt eines Bildempfangsmaterials, wie z. B. Papier oder ähnliches in einer Übertragungs­ station D gebracht, in der das Tonerbild elektrostatisch von der fotoleitfähigen Plattenoberfläche auf die Berührungsseite des Empfangsmaterials herübergezogen wird. Die Station E stellt eine Einrichtung zum Reinigen der Trommeloberfläche von Toner dar.

Gemäß den Fig. 1 bis 2 wird das Abtasten einer flachen Vorlage 18, die von einer Platte 20 getragen wird, mittels eines ersten Abtastspiegels 22, eines zweiten Ausgleichs­ spiegels 24 und eines Objektivs 26 durchgeführt. Der Abtastspiegel 22 ist auf einen Schlitten 30 befestigt, der längs einer vorgegebenen, horizontalen Wegstrecke unterhalb der Plattenoberfläche vor und zurückbewegt werden kann. Hierfür ist der Schlitten 30 verschiebbar an einer Führungsschiene 32 mittels einer Schlitten­ halterung 33 A und einer Buchse 35 befestigt. Die nach außen weisende Seite des Schlittens 30 ist an einer parallelen Führungsschiene 34 mittels einer Schlitten­ halterung 33 B frei verschiebbar befestigt. Der Abtast­ spiegel 22, der auf dem Schlitten angeordnet ist, erstreckt sich quer über die Plattenoberfläche mit im wesentlichen paralleler Ausrichtung zu einem Platten­ anfang oder Abtastrand 36. Unmittelbar hinter dem Abtast­ spiegel sind auf dem Schlitten eine eine Öffnung auf­ weisende Lampe 38 und ein Reflektor 40 befestigt, die so zusammenwirkt, daß eine längliche, streifenförmige Fläche auf der Platte innerhalb des Sichtbereiches des Abtastspiegels 22 beleuchtet wird. Der Schlitten kann sich mit einer konstanten Geschwindigkeit über die untere Fläche der Platte bewegen, wobei der Spiegel 22 aufein­ anderfolgende, beleuchtete, streifenförmige Bereiche auf der Platte abtastet, welche am Anfang des Abtastrandes 36 beginnen und an der gegenüberliegenden Seite der Platte am Ende des Abtastrandes 42 enden.

Eine zwei Trommeln aufweisende Scheibe 44 ist fest mit dem nach innen weisenden Ende einer Antriebswelle 46 für die Optik befestigt und kann sich mit der Welle drehen. Ein Hauptantriebsseil 48 ist um eine einen großen Durch­ messer aufweisende Trommel der Scheibe 44 herumgewickelt, wobei ein Ende des Seils am vorderen Ende des Schlittens 30 mittels eines Paßstückes 50 festgelegt und das andere Ende des Seils ist um eine Umkehrseilscheibe 52, welche an einem hinteren Ende des Maschinenrahmens befestigt ist, herumgeführt und in ähnlicher Weise am hinteren Ende des gleichen Schlittens festgelegt ist. Durch die besondere Anordnung ist der Abtastschlitten ein Teil des Seilsystems mit einer endlosen Schleife, wodurch der Schlitten sofort und positiv auf irgendeine Bewegung der Antriebswelle 46 für die Optik anspricht. Es wird darauf hingewiesen, daß bei der dargestellten Ausführungsform der obere und der untere Abschnitt des Seils 38 parallel zueinander in der gleichen senkrechten Ebene verlaufen, obgleich dies keine Notwendigkeit ist.

Es ist ferner ein zweiter, bewegbarer Schlitten 54 vor­ gesehen, welcher den Ausgleichsspiegel 24 trägt. Der zweite Schlitten ist ebenfalls verschiebbar an den Führungsschienen 32 und 34 befestigt. Die Halterungen für den Schlitten 30 sind so angeordnet, daß bei der Bewegung keine Störung mit den Halterungen des zweiten Schlittens 54 während des gesamten Abtastvorganges auf­ tritt. Der Ausgleichsspiegel 24 ist auf dem Schlitten 54 angeordnet, um reflektierte Lichtstrahlen, welche von dem Abtastspiegel ausgehen, zu empfangen und diese Lichtstrahlen zu dem Objektiv 26 zurückzuführen.

Zwei weitere Spiegel 56 und 58 sind zwischen der Platte 20 und der Bildaufzeichnungstrommel 12 positioniert. Die Lage dieser Spiegel 56 und 58 kann auch bewegt werden und insbesondere ist sie fortlaufend veränderbar um eine kontinuierlich veränderbare Vergrößerung der Bildgröße zu erzielen. Die Spiegel 56 und 58 sind schematisch längs eines optischen Weges zu der Aufzeichnungstrommel 12 angeordnet dargestellt. In Hinblick auf eine mehr ins einzelne gehende Erörterung einer bevorzugten Antriebs­ technik für diese Spiegel, um richtig fokussierte, auf die Aufzeichnungstrommel auftreffende Abbildungen sicher­ zustellen, wird auf die US-PS 40 95 880 verwiesen. Unter Bezugsnahme auf diese Patentschrift wird deren Inhalt hiermit eingeschlossen.

Eine zweite Stellung für die Spiegel 22 und 24 ist in der Fig. 1 mit unterbrochener Strichführung dargestellt. Während einer vollständigen Abtastung bewegt sich der erste Spiegel 22 von einer Abtastanfangsstellung (S) zu einer Endabtaststellung (S′) und zurück zu seiner Abtastanfangsstellung. Zur gleichen Zeit und synchron damit bewegt sich der Ausgleichsspiegel 24 von einer Abtastanfangsstellung (C) zu einer Abtastendstellung (C′) und kehrt dann zu der Abtastanfangsstellung (C) zurück. Gemäß Fig. 1 bleibt die winkelmäßige Ausrichtung der Spiegel 22 und 24 während eines Abtastzyklus unverändert und es ändert sich lediglich ihre Lage relativ zur Platte 20.

Ein Antriebsmotor 60 dient für die Drehbewegung der Auf­ zeichnungstrommel 12 und für die translatorische Bewegung der Abtastspiegel 22 und 24. Der Motor 60 ist ein Motor mit konstanter Drehzahl zum Drehen der Trommel 12 mit einer konstanten Geschwindigkeit. Jedoch muß sich die Welle 46, damit eine kontinuierliche Vergrößerung erreicht wird, mit einem kontinuierlichen Bereich von Umdrehungsgeschwindigkeiten drehen, damit die Geschwindig­ keit, mit der der Spiegel 22 die Platte abtastet, fort­ laufend veränderlich ist. Um diese Möglichkeit zu schaffen, ist die Antriebswelle 62 des Motors, welcher sich mit einer konstanten Drehzahl dreht, mit der Antriebswelle 46 für die Optik über ein Getriebe 64 verbunden, dessen Ausgang fortlaufend veränderbar ist.

Das bevorzugte Getriebe 64 ist in Fig. 3 dargestellt und umfaßt zwei Paare von Antriebsrollen 66 a, b und 68 a, b, die zur Drehung in bezug auf die Kopiermaschine angeordnet sind, sowie eine Kupplung 70 und eine mit spiralförmigen Längsnuten ausgebildete Welle 71, welche die beiden Antriebsrollenpaare koppelt. Die Kupplung 70 verbindet die Motorantriebswelle 62 mit einer ersten Antriebsrolle 66 a. Die Drehung dieser Antriebsrolle 66 a treibt über einen Riemen 74 eine zweite Antriebsrolle 66 b an. Die Drehung dieser zweiten Antriebsrolle 66 b bewirkt über den mit Längsnuten versehenen Schaft 71 eine Drehung der Antriebs­ rolle 68 a. Ein zweiter Riemen 76 verbindet die Antriebs­ rollen 68 a und 68 b, so daß sich die Antriebsrolle 68 b dreht und wiederum eine Drehbewegung auf die Antriebs­ welle 46 für die Optik über eine herkömmliche Anordnung 77 einer Seilrolle und eines Antriebsriemens überträgt.

Die Paare von Antriebsrollen 66 a, b und 68 a, b sind konus­ förmig und legen Spiralnuten über ihre Länge fest, welche mit den Riemen 74 bzw. 76 zusammenwirken. Eine Drehung der ersten Antriebsrolle 66 a bewirkt, daß sich der erste Riemen 74 über die Länge der Antriebsrolle bewegt. Wenn der Riemen 74 längs der Antriebsrolle 66 a wandert, nimmt der Radius r (Fig. 3) der Antriebsrolle ab. Um den Riemen 74 angespannt zu halten, muß der Radius der zweiten Antriebsrolle 66 b in einer komplementären Weise zunehmen.

Das Antriebsrollenpaar 68 a, b ist in einer gleichen Weise angeordnet, wobei bei einer Antriebsrolle der Radius zunimmt, wenn derjenige der zweiten abnimmt.

Die Paare von Antriebsrollen 66 a, b und 68 a, b liefern in Kombination einen einstellbaren Ausgang zum Antrieb der Abtastoptik. Es ist lehrreich, den Ausgang der zweiten Antriebsrolle 66 b als eine Funktion der Eingangs­ geschwindigkeit (w) der Motorantriebswelle 62 und gewisser anderer Parameter zu untersuchen. Die Lineargeschwindig­ keit (v) der Bewegung des Seils oder Riemens 74 ergibt sich aus dem folgenden Ausdruck:

v = wr (1)

mit r = Radius der Antriebsrolle 66 a, wobei

r = r₀ - cx (2)

mit x dem Abstand von dem Ende der Antriebsrolle (Fig. 3), c einer von der Form der Antriebsrolle abhängigen Konstanten und r₀ dem Radius der Antriebsrolle bei x=0.

Jedoch kann v auch als eine Funktion der Umdrehungsge­ schwindigkeit der zweiten Antriebsrolle 66 b ausgedrückt werden:

v = ΩR (3)

mit Ω der Ausgangsgeschwindigkeit der zweiten Antriebs­ rolle und R dem Radius der zweiten Antriebsrolle an dem Punkt, an dem der Riemen 74 die Nut der zweiten Antriebs­ rolle berührt, wobei

R = R₀ + kx (4)

mit R₀ dem Radius der zweiten Antriebsrolle bei x=0, k einer von der Form der zweiten Antriebsrolle abhängigen Konstanten und x dem Abstand längs der Antriebsrolle.

Durch Gleichsetzen der zwei Ausdrücke für die Riemen­ geschwindigkeit v ergibt sich:

Ω(R₀ + kx) = (r₀ - cx), (5)

so daß allgemein gilt

wobei, wenn das Seil 74 gespannt bleiben soll, die Bedingung daß c = k erfüllt werden muß, so daß

Diese Gleichung stellt den Ausdruck für die Ausgangs­ umdrehungsgeschwindigkeit der Rolle 66 b dar. Diese Antriebsgeschwindigkeit wird über die Welle 71 auf das zweite Paar von Antriebsrollen 68 a, b gekoppelt. Wenn ein entgegengesetztes Geschwindigkeitsprofil für das Paar von Antriebsrollen 68 a, b gewählt wird, so wird die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 46 für die Optik eine von der Anfangsumdrehungsgeschwindigkeit Ω₀ der zweiten Antriebsrolle 66 b abhängige Konstante. Man sieht, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit Ω₀ von w der Umdrehungs­ geschwindigkeit der Motorantriebswelle 62 und x₀ der Lage des Riemens 74 längs des Paares von Antriebsrollen 66 a, b abhängt.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform wird eine Geschwindigkeitsänderung dadurch herbeigeführt, daß beide Linien 74 und 76 längs ihrer entsprechenden Antriebsrollenpaare bewegt werden. Die Positionierung der Riemen 74 und 76 wird dadurch erreicht, daß ein Positionierungsbügel 73 für die mit Längsnuten ausge­ bildete Welle betätigt wird, während die Kupplung 70 ausgerückt ist. Der Bügel 73 ist seitlich verschiebbar und eine solche seitliche Bewegung übt eine seitliche Bewegung auf die Keilnutenwelle 71 aus, welche wiederum eine Drehung der Antriebsrollen 66 b und 68 a in entgegen­ gesetzte Drehrichtung bewirkt. Diese Drehung führt dazu, daß die Riemen 74 und 76 auf den Paaren 66 a, b bzw. 68 a, b zu einer neuen Lage wandern (dies ist durch unterbrochene Linienführung in Fig. 3 dargestellt). Neue Anfangslagen der Riemen oder Seile 74 und 76 ergeben ein neues Umdrehungsgeschwindigkeitsverhältnis zwischen der Antriebs- und Abtriebswelle 62 und 46. Während sich die spiral­ förmige Keilnuten aufweisende Welle 71 von einer Seite zur anderen bewegt, sind die Antriebsrollen 66 a, b und 68 a, b durch Lager 75 und feste Rahmenteile 92 positioniert.

Eine zweite Ausführungsform des Getriebes 64 ist in Fig. 5 dargestellt. Bei dieser zweiten Ausführungsform sind die Antriebsrollenpaare 66 a, b und 68 a, b durch ein Planeten­ differential 72 gekoppelt. Eine Positionierung des Riemens 74 wird dadurch erzielt, daß bei ausgerückter Kupplung 70 das Planetendifferential betätigt wird. Ein Differential­ ringzahnrad 78 wird durch einen Riemen 79 gedreht, was eine Drehung eines Planetenzahnrades 80 relativ zu einem Sonnenzahnrad 81 hervorruft. Da das Planetenzahnrad 80 mit der Antriebsrolle 66 b (Fig. 5) gekoppelt ist, führt eine Bewegung des Ringzahnrades 78 dazu, daß das Kabel 74 längs des Antriebsrollenpaares (66 a, b) wandert. Um mit dem Abtasten zu beginnen, wird das Ringzahnrad 78 festgelegt, die Kupplung 70 eingerückt und das Planetenelement 78 dreht das Sonnenzahnrad 81, welches seinerseits das Antriebsrollenpaar 68 a, b dreht.

Fig. 4 zeigt die zwei Winkelgeschwindigkeiten O, O′ der Antriebswelle 46 für die Optik bei zwei unterschiedlichen Riemenanfangslagen x₀, x₀′ (Fig. 3) längs des Antriebs­ rollenpaares (66 a, 66 b). Bei beiden Anfangslagen x₀, x₀′ dreht sich die Antriebsrolle 66 b mit zunehmenden Geschwindigkeiten Ω, Ω′. Die Geschwindigkeitsprofile Ω, Ω′ sind in bezug aufeinander verschoben, wobei, wenn sie mit den abnehmenden Geschwindigkeitsprofilen D des zweiten Antriebsrollenpaares 68 a, 68 b kombiniert werden, die Umdrehungsgeschwindigkeiten O, O′ der Antriebswelle für die Optik für eine besondere Anfangs­ bedingung konstant sind. Durch wahlweise Auswahl dieser Anfangsbedingung kann die Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebswelle 46 wahlweise und fortlaufend verändert werden, um die Möglichkeit einer kontinuierlich veränder­ baren Vergrößerung zu schaffen.

Sobald das Getriebe 64 Antriebsenergie von der Motoran­ triebswelle 62 auf die Antriebswelle 46 der Optik über­ tragen hat, um die Spiegel 22 und 24 über die Platte abtastend zu bewegen, wird die Abtastoptik in einer ent­ gegengesetzten Richtung angetrieben, um für darauf folgende Abtastvorgänge die Spiegel 22 und 24 in ihre Lage zurückzuführen. Um diese Rückführung zu ermöglichen, umfaßt das Abtastsystem vorzugsweise eine Feder 82 (Fig. 2), welche durch die Drehung der Antriebswelle 46 für die Optik gespannt wird. Während des Antriebs der Abtastoptik wird die Feder 82 gespannt und übt ein Dreh­ moment auf die Antriebswelle 46 für die Abtastoptik aus, welches gegenüber dem Drehmoment entgegengesetzt ist, welches durch die Antriebsrolle 68 b ausgeübt wird. Wenn die Kupplung 70 ausgerückt wird, kehrt die Feder 82 die Drehrichtung der Antriebswelle für die Optik um, um die Abtastspiegel 22 und 24 in ihre Anfangsstellung zurück zu bewegen, welche durch die Lagen S bzw. C in Fig. 1 angedeutet sind. Da die Antriebswelle für die Optik auch über die Seilscheibe und das Antriebskabel 77 mit dem Antriebsrollenantrieb in dem Übersetzungsgetriebe 64 verbunden ist, kehrt die durch die gespannte Feder 82 bewirkte umgekehrte Drehung auch eine umgekehrte Drehung dieser Antriebsrollenpaare 66 a, b und 68 a, b, so daß diese Antriebsrollen für den folgenden Abtastvorgang in ihre Lage zurückgeführt werden. Es wird besonders darauf hin­ gewiesen, daß, um eine Rückführabtastbewegung in dieser Art durchzuführen, die Erregung und Enterregung der Kupplung 70 sowohl auf das Abtasten als auch auf Ver­ größerungsänderungen abgestimmt sein muß. Ferner wird darauf hingewiesen, daß sichergestellt wird, daß die Antriebsrollenpaaren 66 a, b und 68 a, b niemals so sehr gedreht werden, daß die Riemen 74 und 76 über die Enden der entsprechenden Antriebsrollen hinauswandern.

Zwei andere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Fig. 6 bis 8 dargestellt. Die Fig. 6 und 7 zeigen eine kontinuierlich einstellbare Antriebsübertragung 110, welche einen Nocken 112 aufweist, der an der Motorwelle 62 befestigt und über einen Nockenfolger 116 mit einem Schwenkarm 114 gekoppelt ist. Der Schwenkarm ist um einen Drehpunkt 120 schwenkbar gelagert und eine Drehung der Motorantriebswelle 62 bewirkt ein Verschwenken des Armes aufgrund des Zusammenwirkens zwischen dem Nocken 112 und dem Nockenfolger 116. Durch eine Drehung des Armes 114 wird wiederum ein Seil 121 gezogen, um eine Drehung einer schrägen oder konischen Antriebsrolle 122 zu bewirken, welche zum Zusammenwirken mit dem Kabel 121 eine Spiralnut aufweist.

Eine Leerlaufantriebsrolle 124 ist an dem Schwenkarm 114 befestigt und weist eine geeignete Ganghöhe ihrer Spiralnut auf, um das Seil 121 richtig auszurichten, wenn sich die Wickellage des Seils auf der Antriebsrolle in Abhängigkeit von der Bewegung des Schwenkarmes ändert. Aus der Erörterung der in Fig. 3 dargestellten Ausführungs­ form erkennt man, daß das durch die Leerlaufantriebsrolle 124 und die Antriebsrolle 122 erzeugte Geschwindigkeits­ profil eine sich konstant ändernde Umdrehungsgeschwindigkeit erzeugt. Um diese sich ändernde Umdrehungsgeschwindig­ keit auszugleichen, ist bei der Nockenoberfläche ein umgekehrtes Geschwindigkeitsprofil vorgesehen, um einen konstanten Geschwindigkeitsausgang für die Antriebswelle 46 der Optik zu erhalten.

Das Nockenprofil ist so ausgebildet, daß eine Verschiebung des Nockenfolgers 116 von der Welle 62 her als eine Funktion der Zeit vorliegt, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Diese Verschiebung wird durch eine konstante Winkel­ geschwindigkeitseingabe von der Welle 62 her erzeugt. Während des Abtastabschnittes ist die Beziehung zwischen der Verschiebung unter der Zeit eine lineare Beziehung wie D=C₁ t, worin C₁=a eine Konstante bedeutet. Während der Rückführung muß die Beziehung zwischen der Verschiebung und der Zeit lediglich zum Erlebnis haben, daß die Verschiebung zwischen dem Nockenfolger 116 und der Welle 62 auf ein Minimum zurückgeführt wird, und diese Beziehung kann beispielsweise durch eine der folgenden Beziehungen ausgedrückt werden:
Rückführung:

mit P=Zeit zur Rückführung oder

wobei
C₁, C₂, A₀, A₁, A₂, A₃, A₄, A₅ geeignete Koeffizienten sind, um die Bedingungen für die Abtastlänge, die Abtast­ geschwindikgiet, die Beschleunigung und einen Stoß zu erfüllen.

Das Nockenprofil, das heißt die Winkellage Φ (t) und der gerade vorliegende Nockenradius r(t) werden aufgrund der Geometrie des Schwenkarmes 114, des Drehpunkts 120 und der Welle 62 für den Nocken festgelegt. Beispiels­ weise können die Nockenkoordinaten in Grad ( Φ ) und der Nockenradius mit einer Längendimension (r) durch die folgenden Beziehungen dargestellt werden:
Nockenwinkelstellung und gerade vorliegender Radius

Die Antriebsrolle 122 ist mit der Antriebswelle 46 für die Optik über eine Kupplung 126 verbunden. Das Seil 121 ist mit einem Ende an einer drehbaren Trommel 128 befestigt, deren Drehachse mit dem Drehpunkt 120 des Armes 114 zu­ sammenfällt. Um den Grad der Vergrößerung zu ändern, wird die Kupplung 126 ausgedrückt und die Trommel 128 wird durch einen geeigneten Antrieb (dieser ist nicht dargestellt) über eine Welle 129 gedreht. Da die durch das Verschwenken des Armes 114 hervorgerufene Bewegungsgeschwindigkeit des Seils 121 konstant und durch die Form des Nockens 112 fest­ gelegt ist, ändert das Auf- oder Abwickeln des Seils 121 in bezug auf die Antriebsrolle 122 die Umdrehungsgeschwindig­ keit der Antriebsrolle 122 in einer Art, die mit der­ jenigen identisch ist, welche vorhergehend unter bezug auf die Ausführungsform gemäß Fig. 3 erörtert worden ist.

Eine etwas vereinfachte Ausbildung dieser anderen Aus­ führungsform ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind nur diskrete Vergrößerungen möglich. Die Anordnung aus Nocken, Arm und Antriebsrolle ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige, die in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, wobei jedoch die konusförmige Antriebsrolle bei diesen Darstellungen durch zwei Antriebs­ rollen 130 und 132 ersetzt worden ist, von denen jede einen unterschiedlichen, konstantem Radius aufweist. Jede der Antriebsrollen mit konstantem Radius kann mit der Antriebs­ welle 46 für die Optik durch einzeln betätigbare Kupplungen 134 und 136 gekoppelt werden. Zu einer gegebenen Zeit ist nur eine dieser Kupplungen eingedrückt und die tatsächliche Umdrehungsgeschwindigkeit hängt davon ab, welche Antriebs­ rolle die Welle 46 antreibt.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist keine Ein­ stellung der Umwicklung eines Antriebsseils in bezug auf die Antriebsrollen 130 bzw. 132 erforderlich. Zwei Seile 138 und 140 sind nur mit dem Arm 114 an einem Punkt 142 und mit den entsprechenden Antriebsrollen 130 und 132 ver­ bunden und werden in Abhängigkeit von der Verschwenkung des Armes 114 durch den Nocken 112 von diesen Antriebs­ rollen abgewickelt bzw. auf diese aufgewickelt. Da die Antriebsrollen 130 und 132 konstante Durchmesser aufweisen, müssen die Seile konstante Lineargeschwindigkeiten haben, und deshalb muß der Nocken 112 gegenüber der Ausführungs­ form gemäß der Fig. 6 und 7 abgeändert werden, um eine gleichförmige Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebsrolle hervorzurufen.

Bei den Ausführungsformen, welche den Nocken 112 und den Nockenfolger 116 verwenden, wird der Ausgang mit konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit erzeugt, wenn sich die Leerlauf­ antriebsrolle 124 (Fig. 6) oder der Punkt 142 (Fig. 8), an dem die Seile befestigt sind, nach unten oder von der sich drehenden Antriebsrolle fortbewegen. Während der Rückführung wird die Drehrichtung umgekehrt und während dieser Umkehrung müssen die Seile 121, 138 und 140 gespannt sein, damit der Nockenfolger 116 mit der Nocken­ fläche 112 in Berührung steht. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 wird diese Spannung durch die Feder 82 her­ vorgerufen, so lange die Kupplung 126 eingedrückt ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 jedoch muß, da eine der beiden Antriebsrollen 130, 132 stets außer Eingriff mit der Antriebswelle 46 steht, eine getrennte Rückführungs­ kraft vorgesehen werden, um jedes der Seile 138 und 140 aufzuwickeln. Dies erfolgt vorzugsweise durch eine getrennte Feder, welche mit jeder der Antriebsrollen 130 und 132 gekoppelt ist und die gespannt wird, ob die zugeordnete Antriebsrolle mit der Antriebswelle 46 gekoppelt ist oder nicht. Dann werden bei der Rückführung beide Seile 138 und 140 um ihre zugeordneten Antriebsrollen 130 bzw. 132 aufgewickelt.

Während eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einem Grad an Besonderheit beschrieben worden ist, können vom Durchschnittsfachmann gewisse Abänderungen ins Auge gefaßt werden. Es wird darauf hingewiesen, daß beispielsweise das angegebene Getriebe bzw. die Übersetzung 64 verwandt werden könnte, um eine an einem stationären, optischen System vorbeizubewegende Vorlage oder das sich an einer ortsfesten Vorlage vorbeibewegende optische System anzu­ treiben. Es ist beabsichtigt, daß die Erfindung solche Abwandlungen umfaßt, welche innerhalb des Erfindungsge­ dankens liegen.

Claims (7)

1. Kopiergerät mit Schlitzbelichtung und variabler Vergrößerung mit:
einer Auflageplatte für eine Vorlage,
einer Bildempfangseinrichtung,
einer optischen Einrichtung, um das Bild der Vorlage auf die Bildempfangseinrichtung zu richten, und
einer Abtasteinrichtung zum Erzeugen einer Bewegung mit gesteuerter Relativgeschwindigkeit zwischen der Auflageplatte und der optischen Einrichtung, wobei die Abtasteinrichtung gekennzeichnet ist durch
ein erstes Paar konischer Antriebsrollen (66 a, 66 b), die mittels eines Endlosriemens (74), der sich um Spiralnuten entlang der Länge der Antriebsrollen (66 a, 66 b) legt, in Triebverbindung stehen,
eine Einrichtung (70) zum Kuppeln und Entkuppeln der ersten Antriebsrolle (66 a) des ersten Paares (66 a, 66 b) mit bzw. von einer Antriebsquelle (62) konstanter Geschwindigkeit zur Drehung der ersten Antriebsrolle (66 a),
ein zweites Paar konischer Antriebsrollen (68 a, 68 b), die mittels eines zweiten Endlosriemens (76), der sich um Spiralnuten entlang dem zweiten Paar Antriebsrollen (68 a, 68 b) legt, in Triebverbindung stehen,
eine Antriebswelle (46), die mit der zweiten Antriebsrolle (68 b) des zweiten Paares (68 a, 68 b) gekuppelt ist,
eine Welle (71) zum Verbinden der zweiten Antriebsrolle (66 b) des ersten Paares (66 a, 66 b) mit der ersten Antriebsrolle (68 a) des zweiten Paares (68 a, 68 b), so daß die Drehung des ersten Paares (66 a, 66 b) durch die Antriebsquelle (62) eine Drehung der Antriebswelle (46) erzeugt, und
eine Einrichtung (72, 73) zum Erzeugen einer Relativdrehung zwischen der zweiten Antriebsrolle (66 b) des ersten Paares (66 a, 66 b) und der ersten Antriebsrolle (68 a) des zweiten Paares (68 a, 68 b), bei abgekuppelter Antriebsquelle (62).

2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antriebsrolle (66 b) des ersten Paares (66 a, 66 b) und die ersten Antriebsrolle (68 a) des zweiten Paares (68 a, 68 b) auf einer Nutenwelle (71) befestigt sind, die seitlich hin- und herbewegbar ist.

3. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (73) zum Erzeugen einer Relativdrehung ein Planetendifferentialgetriebe (72) umfaßt.

4. Kopiergerät mit Schlitzbelichtung und variabler Vergrößerung mit:
einer Auflageplatte für eine Vorlage,
einer Bildempfangseinrichtung,
einer optischen Einrichtung, um das Bild der Vorlage auf die Bildempfangseinrichtung zu richten,
einer Abtasteinrichtung zum Erzeugen einer Bewegung mit gesteuerter Relativgeschwindigkeit zwischen der Auflageplatte und der optischen Einrichtung, wobei die Abtasteinrichtung eine Antriebswelle umfaßt, die drehbar am Kopiergerät derart gelagert ist, daß ihre Drehung die Relativbewegung bewirkt, gekennzeichnet durch eine Transmissionseinrichtung (110) zum Übertragen der Antriebskraft einer Drehantriebsquelle (62) auf die Antriebswelle (46), wobei die Transmissionseinrichtung (110) umfaßt:
eine Nockenfläche (112), die mit der Drehantriebsquelle (62) verbunden ist,
einen Schwenkarm (114) mit einem Nockenfolgeelement (116), das mit der Nockenfläche (112) zusammenwirkt, wobei der Schwenkarm (114) ferner eine Einrichtung zur Befestigung eines flexiblen Seils (121) an oder nahe seinem Schwenkpunkt (120) und eine vom Schwenkpunkt (120) entfernte Umlenkeinrichtung (124) für das Seil (121) umfaßt, und
eine mit der Antriebswelle (46) kuppelbare Einrichtung (122, 124), die eine konische, mit einer Spiralnut versehene Antriebsrolle (122) umfaßt, mit der das Seil (121) verbunden ist.

5. Kopiergerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (126) zum Entkuppeln der Antriebswelle (46) von der Antriebsrolle (122) und eine Einrichtung (128, 129) zum gesteuerten Drehen der Antriebsrolle (122) relativ zur Antriebswelle (46).

6. Kopiergerät mit Schlitzbelichtung und variabler Vergrößerung mit:
einer Auflageplatte für eine Vorlage,
einer Bildempfangseinrichtung,
einer optischen Einrichtung, um das Bild der Vorlage auf die Bildempfangseinrichtung zu richten,
einer Abtasteinrichtung zum Erzeugen einer Bewegung mit gesteuerter Relativgeschwindigkeit zwischen der Auflageplatte und der optischen Einrichtung, wobei die Abtasteinrichtung eine Antriebswelle umfaßt, die drehbar am Kopiergerät derart gelagert ist, daß ihre Drehung die Relativbewegung hervorruft, gekennzeichnet durch eine Transmissionseinrichtung (110) zum Übertragen der Antriebskraft einer Drehantriebsquelle (62) auf die Antriebswelle (46), wobei die Transmissionseinrichtung (110) umfaßt:
eine Nockenfläche (112), die mit der Drehantriebsquelle (62) verbunden ist,
einen Schwenkarm (114) mit einem mit der Nockenfläche (112) zusammenwirkenden Nockenfolgeelement (116),
einen am Schwenkarm (114) befestigten Seilzug (138, 140),
eine erste und eine zweite Antriebsrolle (130, 132), die zur Drehung um die Antriebswelle (46) angeordnet sind und unterschiedliche Radien zum Zusammenwirken mit dem Seilzug (138, 140) aufweisen,
eine Einrichtung (134, 136) zum wahlweisen Kuppeln der Antriebsrollen (130, 132) mit der Antriebswelle (46).

7. Kopiergerät nach wenigstens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung (22, 24) relativ zu einer stationären Vorlage (18) bewegbar ist.