HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches
Abtastgerät zum Abtasten der Oberfläche eines Gegenstandes mit
einem Laserstrahl. Im besonderen betrifft die vorliegende
Erfindung ein optisches Abtastgerät, das sich für die
Verwendung in einer Aufzeichnungsvorrichtung, z. B. in einem
Laserdrucker eignet.
Stand der Technik
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Fig. 10 zeigt ein bekanntes optisches Abtastgerät, mit dem
die Oberfläche eines Gegenstandes mit einem Laserstrahl
abgetastet werden kann. Dieses optische Abtastgerät hat eine
Strahlenquelleneinheit 100 einschließlich einer
Laserquelle. Das Bildbelichtungsabtasten läuft so ab, daß der von
der Strahlenquelleneinheit 100 emittierte Laserstrahl L'
durch das aus einem Gehäuse 101, einem Polygondrehspiegel
102 und einer Gruppe Linsen 103 gebildete optische
Abtastsystem 104 auf ein fotoempfindliches Rauelement 105
gerichtet wird, wobei das Bildabtasten der Oberfläche dieses
fotoempfindlichen Bauelementes 105 erfolgt.
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Um einen hohen Genauigkeitsgrad der Bilderzeugung auf dem
fotoempfindlichen Bauelement 105 zu erreichen, müssen die
Strahlenquelleneinheit 100 und die Elemente des optischen
Abtastsystems 104, d. h. der Drehspiegel 102 und die Gruppe
Linsen 103 präzis zueinander angeordnet werden.
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Außerdem ist ein Verunreinigen der optischen Elemente, z. B.
des Polygondrehspiegels, durch Staub und andere Fremdstoffe
unbedingt zu vermeiden.
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Um eine hohe Abtastgenauigkeit zu erzielen, sind die
Strahlenquelleneinheit 100 und andere optische Bauelemente auf
bestimmten Abschnitten des Gehäuses 101 montiert. Das
Gehäuse 101 hat eine Abdeckung (nicht dargestellt), die Staub
und andere Fremdstoffe von den optischen Innenteilen
effektiv fernhält.
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Nachfolgend wird die Strahlenquelleneinheit 100 im Detail
beschrieben.
Wie Fig. 11 zeigt, weist die Strahlenquelleneinheit 100
einen Laserchip 106 und eine Kollimatorlinse 107 auf, die
zu einem Bauelement vereint sind, wobei die Kollimatorlinse
den vom Laserchip emittierten Laserstrahl in einen
Parallelstrahl kollimiert.
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Die Strahlenquelleneinheit 100 wird in die in der
Seitenwand 101a des Gehäuses 101 vorhandenen Aufnahmebohrung
108 von außen eingesetzt, so daß die Emissionsposition des
Laserstrahles präzis bestimmt wird. Außerdem ist ein
Paßteil mit einer senkrecht zur Laserstrahlachse genau
bearbeiteten Fläche 101b vorhanden, um die
Strahlenquelleneinheit 100 in der optischen Achse anzuordnen und zu fixieren.
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Bei diesem beschriebenen Abtastgerät muß die
Aufnahmebohrung 108 etwas größer sein als der Außendurchmesser der
Strahlenquelleneinheit 100, um Bearbeitungstoleranzen der
Bohrung 108 und auch der Strahlenquelleneinheit 100 in
Betracht zu ziehen.
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Um die Strahlenquelleneinheit 100 in der Aufnahmebohrung
108 richtig zu positionieren und sie bezüglich der anderen
optischen Teile optisch exakt auszurichten, ist ein
zeitaufwendiger und exakt auszuführender Arbeitsgang
erforderlich.
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Andererseits wird die Forderung nach Massenherstellung
optischer Abtastsysteme immer größer, um den Bedarf an
Laserdruckern und anderen Geräten, in denen diese Systeme
integriert sind, zu decken.
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Bei der Massenherstellung optischer Abtastsysteme wird ein
automatischer Montageprozeß mit Industrierobotern
bevorzugt. Bei einem solchen automatischen Montageprozeß treten
wegen des heiklen und komplizierten Justierens, das zum
genauen Zentrieren der Strahlenquelleneinheit in der
Aufnahmebohrung unerläßlich ist, jedoch Schwierigkeiten auf.
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Das Gehäuse 101 wird gewöhnlich aus Kunstharz durch Gießen
hergestellt. Wegen der Aufnahmebohrung 108 und der
Paßfläche 101b zum Ausrichten der Strahlenquelleneinheit in
der optischen Achse ist die Form des Gehäuses kompliziert
und daher seine Herstellung mit hohem Genauigkeitsgrad
durch Gießen nicht einfach.
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Eine diesbezügliche Ungenauigkeit kann zu einer
Ungenauigkeit in der Lage der Strahlenquelleneinheit 100 führen, so
daß der auf den Polygondrehspiegel gerichtete Laserstrahl
L' vom vorgegebenen optischen Weg abweicht und demzufolge
der Abtaststrahl auf die falsche Stelle trifft oder die
Abtastlinie unerwünscht verzerrt.
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Aus diesen Gründen ist es unbedingt erforderlich, das
Gießen des Gehäuses mit größter Sorgfalt und hoher Präzision
durchzuführen.
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In einer Einrichtung, in der ein optisches Abtastgerät
verwendet wird, ist das Gerät gewöhnlich an einem
Endabschnitt dieser Einrichtung angeordnet. Um das optische
Abtastgerät sind außerdem verschiedene Komponenten und
Bauteile eng aneinander angeordnet, um den Forderungen nach
Kompaktbauweise der gesamten Einrichtung gerecht zu werden.
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Wenn der Laserchip der Strahlenquelleneinheit verbraucht
ist oder Mängel bei ihm auftreten, macht der Ausbau der
Strahlenquelleneinheit aus dem Gehäuse und der Einbau einer
neuen Einheit sich erforderlich. Die damit verbundene
Demontage und erneute Montage verschiedener, um die
Strahlenquelleneinheit angeordneter Bauteile und
Komponenten ist jedoch aufwendig.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die
Bereitstellung eines optischen Abtastsystems, bei dem das
optische Ausrichten des Laserstrahles ganz einfach
vorgenommen werden kann.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die
Bereitstellung eines optischen Abtastgerätes, das den
Einbau der Strahlenquelleneinheit in ein Gehäuse ohne
positionelles Justieren ermöglicht.
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Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist
die Bereitstellung eines optischen Abtastgerätes, das den
Austausch der Lasereinheit ohne Demontage anderer
Komponenten der optischen Abtasteinheit ermöglicht.
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Diese Aufgaben erfüllt ein optisches Abtastgerät, das die
Merkmale gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung
aufweist.
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Weitere Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen der
vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den
beiliegenden Zeichnungen besser zu verstehen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 zeigt schematisch in perspektivischer
Explosivdarstellung die Einbaukonstruktion der Strahlenquelle in einer
Ausführungsform des optischen Abtastgerätes gemäß der
vorliegenden Erfindung.
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Fig. 2 zeigt schematisch die Einbaukonstruktion der
Strahlenquelle gemäß Fig. 1 in der Längsschnittansicht.
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Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung das optische
Abtastgerät, das die Einbaukonstruktion der Strahlenquelle
gemäß Fig. 1 aufweist.
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Fig. 4 zeigt schematisch die Seitenansicht einer
Bilderzeugungseinrichtung mit eingebautem optischen Abtastgerät
gemäß
Fig. 2.
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Fig. 5 zeigt die Einbaukonstruktion der Strahlenquelle in
der Schnittansicht in einer zweiten Ausführungsform des
optischen Abtastgerätes der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 6 zeigt die Einbaukonstruktion der Strahlenquelle im
Längsschnitt in einer dritten Ausführungsform des optischen
Abtastgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 7 zeigt die Einbaukonstruktion der Strahlenquelle
gemäß Fig. 6 in der Seitenansicht von rechts gesehen.
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Fig. 8 zeigt die Einbaukonstruktion der Strahlenquelle in
der Draufsicht in einer vierten Ausführungsform des
optischen Abtastgerätes der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 9 zeigt die Vorderansicht der in Fig. 8
dargestellten Einbaukonstruktion der Strahlenquelle.
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Fig. 10 zeigt in perspektivischer Darstellung ein
bekanntes optisches Abtastgerät und
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Fig. 11 zeigt die Einbaukonstruktion der Strahlenquelle im
Längsschnitt im Gerät gemäß Fig. 10.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen
beschrieben. In diesen Zeichnungen sind ähnliche Teile oder
Baugruppen mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In den Fig. 1 bis 3 wird die Ausführungsform eines
optischen Abtastgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung
gezeigt und dieses Gerät weist auf
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- eine Strahlenquelleneinheit 3 mit Laserquelle 2 und
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- ein optisches Abtastsystem 5, durch das ein von der
Strahlenquelleneinheit 3 emittierter Laserstrahl auf die
Oberfläche einer fotoempfindlichen Trommel 4 als
Abtastobjekt gerichtet wird, wobei das Abtasten der dem
Laserstrahl ausgesetzten Oberfläche der fotoempfindlichen
Trommel erfolgt. Die Strahlenquelleneinheit 3 und das optische
Abtastsystem sind in einem einzigen Gehäuse 6
untergebracht.
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Die Laserquelle 2 der Strahlenquelleneinheit 3 ist bestückt
mit einem Halbleiterlaser, der auf Befehl einen Laserstrahl
emittieren kann, und einer Kollimatorlinse 7, die den von
der Laserquelle 2 emittierten Laserstrahl in einen
Parallelstrahl umwandelt.
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Die Laserquelle 2 und die Kollimatorlinse 7 sind mit einem
bestimmten Abstand zueinander als Baugruppe montiert.
Genauer gesagt, die Laserquelle 2 wird durch einen als
Zwischenstück aus Aluminium gefertigten ersten Halter 9 auf
einer Steuergrundplatte 8 mit integrierter Steuerschaltung
festgeklemmt. Die Kollimatorlinse 7 wird dagegen in einer
aus magnetischem Material gefertigten Hülse 10 gehalten.
Die Kollimatorlinsenhülse 10 ist mit dem ersten Halter 9
durch einen aus Aluminium gefertigten zweiten Halter 11
verbunden. Der zweite Halter 11 ist ein schulterförmig
abgesetztes, zylindrisches Bauteil mit einem Abschnitt 11a
mit kleinem Durchmesser zum Aufnehmen der
Kollimatorlinsenhülse 10 und einem Flansch 11b mit großem Durchmesser zum
Befestigen dieses zweiten Halters 11 am ersten Halter 9.
Den Übergang von dem die Kollimatorlinsenhülse aufnehmenden
Abschnitt 11a zum Flansch 11b bildet der Abschnitt 11c. Die
Stirnflächen des Flansches 11b sind genau bearbeitet, damit
diese senkrecht zur optischen Achse verlaufen. Dadurch
bildet der Flansch 11b beim Anlegen an die Gegenfläche des
Gehäuses 6 eine Bezugsposition für das Einsetzen der
Strahlenquelleneinheit in der optischen Achse. Die zylindrische
Außenoberfläche des Absatzes 11c ist mit hohem
Genauigkeitsgrad bearbeitet und bildet somit die Bezugsfläche
parallel zur optischen Achse des Laserstrahles und
ermöglicht die exakte Bestimmung der Emissionsposition des
Laserstrahles.
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Der erste Halter 9 und der zweite Halter 11 sind aus
Metall, meistens aus Aluminium hergestellt, um die
Bezugsflächen präzis bearbeiten zu können.
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In die Seitenwand 61 des aus Kunstharz gegossenen Gehäuses
6 ist von oben eine U-förmige Paßaussparung 12 zur Aufnahme
der Strahlenquelleneinheit 3 eingearbeitet. Die Oberfläche
der Aussparung 12 verläuft parallel zur optischen Achse und
sie ist so dimensioniert, daß der Außendurchmesser des
Abschnittes 11c als Bezugsbasis für das Einsetzen und
Ausrichten der Strahlenquelleneinheit 3 genau an dieser
anliegt.
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Die beiden sich gegenüberliegenden Wände der U-förmigen
Aussparung 12 haben einen Abstand zueinander, der dem
Außendurchmesser des Abschnittes 11c des zweiten Halters
entspricht, und sie erstrecken sich von der Oberkante der
Seitenwand 61 im rechten Winkel nach unten. Den Grund 12a
der U-förmigen Aussparung 12 bildet eine halbkreisförmige
Nut, die sich an die unteren Enden der beiden Seitenwände
anschließt und deren Radius mit dem des Abschnittes 11c des
zweiten Halters 11 übereinstimmt. Der zweite Halter 11 kann
senkrecht zur optischen Achse vertikal von oben bis auf den
Aussparungsgrund 12a abgesenkt werden, so daß die
Strahlenquelleneinheit 3 sowohl in x- als auch y-Richtung senkrecht
zur optischen Achse ausgerichtet ist. Die äußere
Stirnfläche der in die Seitenwand 61 des Gehäuses 6 eingearbeiteten
Aussparung 12 bildet den Absatz 12b. Der Flansch 11b des
zweiten Halters 11 in der Strahlenquelleneinheit 3 liegt so
am Absatz 12b an, daß die Strahlenquelleneinheit 3 in der
optischen Achse positioniert ist. Somit bilden der Grund
12a und der Absatz 12b der Aussparung 12 Positionierflächen
im Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung. Die
Strahlenquelleneinheit 3 wird in die Aussparung 12 gedrückt, bis
sie an den Bezugsflächen anliegt, und anschließend mit
einem geeigneten Befestigungselement 13 am Gehäuse 6
befestigt.
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Das optische Abtastsystem 5 weist auf
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- einen Polygondrehspiegel 51 zum Ablenken des von der
Strahlenquelleneinheit 3 emittierten Laserstrahles L',
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- eine zwischen der Strahlenquelleneinheit 3 und dem
Polygondrehspiegel 51 angeordnete zylindrische Linse 52 und
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- die zwischen dem Polygondrehspiegel 51 und der
fotoempfindlichen Trommel 4 als Abtastobjekt angeordneten
Linsen 53 und 54.
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Bei dieser Ausführungsform kann die Strahlenquelleneinheit
3 in x- und y-Richtung senkrecht zur optischen Achse des
optischen Abtastsystems automatisch positioniert und in
Bezug auf das Gehäuse genau fixiert werden, weil der zweite
Halter 11 eng toleriert am Grund 12a des in der Seitenwand
61 des Gehäuses eingearbeiteten Aussparung aufsitzt. Dieser
Effekt wird ganz einfach dadurch erzielt, daß der zweite
Halter 11 nach dem Einlegen in die Aussparung 12 in dieser
nach unten gleitet. Da der zweite Halter 11 zylindrische
Form hat, bereitet das Einsetzen in die Aussparung 12 über
deren obere Kanten auch bei leicht schrägem Ansetzen des
Halters keine Schwierigkeiten. Dadurch wird der Einbau
wesentlich vereinfacht. Nach dem Einsetzen des zweiten
Halters 11 in die Aussparung 12 wird die
Strahlenquelleneinheit
3 im Gehäuse 6 in Richtung optische Achse gedrückt,
bis der Flansch 11b des zweiten Halters 11 an der als
senkrechte Bezugsfläche zur optischen Achse dienenden
Stirnfläche 12b anliegt und die Strahlenquelleneinheit 3
dadurch automatisch und präzis zur optischen Achse
ausgerichtet ist.
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Damit erfordert das Einsetzen der Strahlenquelleneinheit 3
in das Gehäuse 6 nur einige einfache Handgriffe, d. h. die
Strahlenquelleneinheit rutscht oder gleitet nach dem
Auflegen auf die oberen Kanten der Aussparung 12 in diese
hinein und wird dann in der optischen Achse axial verschoben.
Solche einfachen Tätigkeiten können von einem geeigneten
Industrieroboter automatisch durchgeführt werden.
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Justierungen, wie z. B. das Justieren der Fokussierbedingung
des Laserstrahles werden vorzugsweise durch Verschieben der
zylindrischen Linse 52 vorgenommen, um eine höhere
Präzision beim Abtasten mit dem Laserstrahl zu erzielen.
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Verständlich dürfte auch sein, daß das Gießen des Gehäuses
6 aus Kunstharz mit hoher Präzision und ohne Verwendung
eines Gießkernes möglich ist, da die Aussparung 12 zur
Aufnahme des zweiten Halters eine sehr einfache Form hat
und sich von der Oberkante der Seitenwand 61 nach unten
erstreckt.
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Fig. 4 zeigt als Beispiel eine Bilderzeugungsvorrichtung,
in der das gerade beschriebene optische Abtastgerät
integriert ist. Die Bilderzeugungsvorrichtung weist auf
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- ein erstes optisches System 20,
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- das als zweites optisches System dienende Abtastgerät 1
und
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- eine fotoempfindliche Trommel 4.
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Zum ersten optischen System gehören eine Lampe 24 zum
Belichten eines auf den Tisch 23 gelegten Originals, die
Spiegel 25, 26 und 27, eine Linse 28 und die Spiegel 29, 30
und 31. Das vom Original reflektierte Licht wird über die
Spiegel 25, 26 und 27 auf die Linse 28 gerichtet und das
aus der Linse 28 austretende Licht trifft über die Spiegel
29, 30 und 31 auf die Oberfläche der fotoempfindlichen
Trommel 4.
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Das als zweites optisches System dienende optische
Abtastgerät 1 kann auf verschiedene Weise verwendet werden.
Dieses optische Abtastgerät 1 kann an den Ausgang eines
externen Gerätes, z. B. eines Computers oder Textautomaten
angeschlossen werden, um als latentes Bilderzeugungsgerät
zu arbeiten. In einem solchen Fall ist es möglich, auf der
Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 4 ein
zusammengesetztes Bild zu erzeugen, das sich aus einer vom ersten
optischen System 20 erhaltenen Bildkomponente und einer vom
zweiten optischen System erhaltenen Bildkomponente
zusammensetzt. Das optische Abtastgerät 1 kann auch als
Ladungsbeseitigungsgerät verwendet werden, das von einem
Oberflächenbereich der fotoempfindlichen Trommel 4, der einer
Leerstelle entspricht, oder von einer Außenrandregion eines
Bild- oder Nichtbildbereiches, die einem Abstand zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Kopierbögen entspricht,
elektrostatische Ladungen beseitigt. Das optische Abtastgerät 1
kann auch an ein geeignetes Koordinateneingabegerät, z. B.
an ein Digitaldarstellungsgerät angeschlossen werden, um
eine Abdeckfunktion zum Eliminieren oder Beseitigen
etwaiger, vom ersten optischen System 20 erzeugter
unnotiger Bildabschnitte oder eine Abgleichfunktion zum
geeigneten Abgleichen des vom ersten optischen System 20
erzeugten Bildes auszuführen.
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Das optische Abtastgerät 1 kann auch eine Zusatzfunktion
haben, bei der ein Abschnitt des optischen Weges des ersten
optischen Systems 20 unterbrochen wird und in einem als
Ergebnis dieser Unterbrechung erzeugten Leerbereich im
Originalbild nicht enthaltene Daten, z. B. Seitenzahlen, Datum
usw. aufgezeichnet werden.
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Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform des optischen
Abtastgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie bei der
ersten Ausführungsform ist auch bei der zweiten
Ausführungsform eine in die Seitenwand 61 des Gehäuses 6
eingebrachte, im wesentlichen U-förmige Paßaussparung 12
zur Aufnahme der Strahlenquelleneinheit vorhanden. Bei
dieser zweiten Ausführungsform wird die Strahlenquelleneinheit
3 jedoch durch den Flansch 11b; 50 des zweiten Halters 11
und die am Innenumfang der Aussparung 12 eingearbeiteten
Nuten 14, die den Flansch gleitend aufnehmen können, zur
optischen Achse ausgerichtet. Diese Ausführung ist insofern
vorteilhaft, da die Strahlenquelleneinheit 3 mit dem
Flansch 11b des zweiten Halters ganz einfach entlang der
Nuten 14 gleiten kann und somit zur optischen Achse
ausgerichtet wird. Die anderen Abschnitte der zweiten
Ausführungsform sind denen der ersten Ausführungsform im
wesentlichen ähnlich, so daß auf eine detaillierte
Beschreibung dieser Abschnitte verzichtet wird.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen eine dritte Ausführungsform des
optischen Abtastgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei dieser Ausführungsform ist in der Seitenwand 61 des
Gehäuses 6 ebenfalls eine im wesentlichen U-förmige
Aussparung 12 vorhanden, so daß der Einbau der
Strahlenquelleneinheit 3 ganz einfach durch Einlegen in diese
Aussparung vorgenommen werden kann. Bei dieser dritten
Ausführungsform werden jedoch keine speziellen
Befestigungselemente verwendet. Anstelle dieser
Befestigungselemente hat die dritte Ausführungsform einen am oberen
Ende des zweiten Halters 11 vorhandenen Befestigungsflansch
15. Über diesen Befestigungsflansch 15 wird die
Strahlenquelleneinheit 3 am Gehäuse 6 befestigt. Dadurch entfällt
ein separates Befestigungselement wie z. B. das in der
ersten Ausführungsform verwendete Befestigungselement 13, so
daß die Anzahl an Einzelteilen reduziert und die Montage
erleichtert wird.
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Bei dieser dritten Ausführungsform wird die
Strahlenquelleneinheit 3 mit ihrer Schulter 60 mit radialem Querschnitt
an der Stirnfläche 12b in der Aussparung 12 wie bei der
ersten Ausführungsform fixiert und ausgerichtet. Diese
Ausführungsform kann jedoch auch in einem solchen Fall
verwendet werden, bei dem die Strahlenquelleneinheit 3 durch
andere Paßelemente, wie z. B. im Gehäuse eingesetzte Paßstifte
fixiert wird.
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Im allgemeinen sollte das optische Abtastgerät vor Staub
und anderen Fremdstoffen sowie von Ozon geschützt werden.
Bei der dritten Ausführungsform ist das Gehäuseinnere durch
eine Abdeckung auf dem Gehäuse gegen die Atmosphäre
abgedichtet. Die Abdeckung kann mit einem auf die
Strahlenquelleneinheit drückenden Abschnitt versehen werden. In
diesem Fall wird die Strahlenquelleneinheit durch die
Abdeckung fixiert, so daß das bei der dritten Ausführungsform
verwendete Befestigungsteil 13 oder der Befestigungsflansch
15 entfallen können.
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Die Fig. 8 und 9 zeigen eine vierte Ausführungsform des
optischen Abtastgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei diesem optischen Abtastgerät werden
Strahlenquelleneinheiten 3 und 3' als Paar verwendet. Dieser Gerätetyp kann
zur Erfüllung verschiedener Forderungen, wie das
Mehrfarbendrucken, Hochleistungsdrucken und
Hochauflösungsdrucken in Laserdruckern, Laserkopiergeräten und anderen,
ähnlichen Geräten eingesetzt werden. Diese beiden
Strahlenquelleneinheiten sind vertikal übereinander angeordnet.
Konkreter ausgedrückt, die untere Strahlenquelleneinheit 3'
ist unmittelbar unter der oberen Strahlenquelleneinheit,
jedoch zu dieser etwas nach vorn versetzt angeordnet. Bei
dieser Anordnung wird der Abstand zwischen den Strahlen
emittierenden Punkten beider Strahlenquelleneinheiten
minimiert und Interferenz zwischen den von beiden Einheiten
emittierten Strahlen vermieden und somit Installationsraum
eingespart.
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Ein Halter 16 als Fixierbauteil ist an der unteren
Strahlenquelleneinheit 3' befestigt. Andererseits ist am Gehäuse
6 ein nach oben offener Abschnitt 17 mit rechteckigem
Querschnitt zur Aufnahme des Halters 16 vorhanden. In diesem
Verband berührt die untere Oberfläche des Halters 16 den
Grund 17n des Strahlenquelleneinbauabschnittes 17, so daß
die Strahlenquelleneinheit 3' in vertikaler Richtung
fixiert oder ausgerichtet ist. Außerdem liegen das linke und
rechte Fußende des Halters 16 an den Seitenwänden 17a und
17a des Strahlenquelleneinbauabschnittes 17 an, so daß die
Strahlenquelleneinheit 3' bezüglich der optischen Achse
nach links und rechts fixiert oder ausgerichtet ist.
Außerdem dienen die kleinen Schrauben 18, 18 als Paßstifte zum
Fixieren der Strahlenquelleneinheit 3' bezüglich der
optischen Achse. Diese Konstruktion ermöglicht das genaue
Fixieren oder Justieren der unteren Strahlenquelleneinheit 3'
einfach durch Einsetzen des Halters 16 zwischen die
Seitenwände des Aufnahmeabschnittes 17, Absenken der
Strahlenquelleneinheit in den Strahlenquelleneinbauabschnitt 17 und
anschließendes Verschieben in Richtung der optischen Achse.
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Dadurch wird der Einbau der unteren Strahlenquelleneinheit
zu einer einfachen Angelegenheit.
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Bei der in Fig. 8 gezeigten Anordnung wird die obere
Strahlenquelleneinheit 3 durch Einsetzen in die im Gehäuse
6 eingebrachte Aufnahmebohrung 6a im Gehäuse 6 fixiert. Die
obere Strahlenquelleneinheit 3 dieser Konstruktion kann
jedoch auch zwischen die Seitenwände der im Gehäuse
eingebrachten Aussparung wie im Falle der ersten drei
Ausführungsformen eingesetzt werden.
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Wie aus dieser Beschreibung zu erkennen ist, wird bei der
vorliegenden Erfindung das bisher beim Einbau der
Strahlenquelleneinheit in das Gehäuse erforderliche, aufwendige
Fixieren und Justieren eliminiert und dadurch der
Einbauvorgang wesentlich vereinfacht. Außerdem kann die
Strahlenquelleneinheit durch die an ihr vorhandenen
Fixierbezugsflächen an den im Strahlenquellenaufnahmeabschnitt
vorhandenen Paßbereichen präzis fixiert und justiert werden.
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Demzufolge kann das optische Abtastgerät der vorliegenden
Erfindung z. B. durch einen Industrieroboter automatisch
montiert werden, was zu einer Verringerung der für den
Montagevorgang erforderlichen Arbeitsschritte und Zeit und
damit der Produktionskosten beiträgt. Außerdem kann das
Gehäuse nunmehr in einer einfachen Form ohne den bisher zur
Erzeugung einer Bohrung oder Öffnung in der Gehäusewand
erforderlichen Kern gegossen werden. Die Verwendung einer
einfachen Form gewährleistet auch die Herstellung des
Strahlenquellenaufnahmeabschnittes in hoher Präzision, die
zur Präzisionsverbesserung beim Fixieren der
Strahlenquelleneinheit beiträgt.
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Außerdem kann die Strahlenquelleneinheit durch vertikales
Bewegen ganz einfach ein- und ausgebaut werden, so daß das
Auswechseln der Strahlenquelleneinheit ohne Demontage
anderer Komponenten des optischen Abtastgerätes erfolgen
kann, mit dem Resultat, daß der Freiheitsgrad bei der
Konstruktion des Gerätes stark erweitert wird.
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Obwohl die Erfindung unter Verwendung spezifischer Begriffe
beschrieben worden ist, muß betont werden, daß die
beschriebenen Ausführungsformen nur der Erläuterung dienen
und daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen ohne
Abweichung vom Geltungsbereich der Erfindung, die einzig
durch die Ansprüche beschränkt ist, an ihnen vorgenommen
werden können.
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Ein optisches Abtastgerät setzt sich zusammen aus einer
Strahlenquelleneinheit mit Laserquelle und einem Gehäuse,
auf dem die Strahlenquelleneinheit montiert ist. Im Gehäuse
sind optische Bauelemente untergebracht, durch die ein von
der Strahlenquelleneinheit emittierter Laserstrahl auf die
Oberfläche eines Gegenstandes gerichtet wird und dieser
Strahl die Gegenstandsoberfläche optisch abtastet. Das
Gehäuse hat eine Grundplatte mit den darauf angeordneten
optischen Komponenten und eine Seitenwand mit einem
Strahlenquellenaufnahmeabschnitt, der den Ein- und Ausbau der
Strahlenquelleneinheit an bzw. von der Seitenwand durch
vertikales Bewegen der Strahlenquelleneinheit ermöglicht.
Alternativ dazu hat die Gehäuseseitenwand einen
Fixierabschnitt mit parallel zur optischen Achse des
Laserstrahles verlaufender Fixierfläche.