DE69116177T2

DE69116177T2 - Antriebsvorrichtung für ein optisches System

Info

Publication number: DE69116177T2
Application number: DE69116177T
Authority: DE
Inventors: Masanobu Deguchi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2011-01-23
Also published as: US5113225A; EP0439113A2; EP0439113B1; DE69116177D1; EP0439113A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein optisches System beispielsweise eines Kopiergeräts, mit einer als Lichtquelle dienenden Lampeneinheit und einer Spiegeleinheit, die In einem bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis zueinander angetrieben werden.

2. Stand der Technik

In der US-Patentschrift Nr.4,073,584 ist ein gattungsgemäßes optisches System beschrieben.
Bei dieser Anordnung wird eine Spiegeleinheit, auf der Spiegel befestigt sind, unter Verwendung von mit einem Antrieb verbundenen Drähten über eine Anzahl von Rollen und Walzen angetrieben, wodurch der gesamte Aufbau sehr kompliziert ist.
Ebenfalls ist das Herstellen der Vorrichtung durch das Zusammenbauen der Teile kompliziert und kostenaufwendig. Außerdem führt die Dehnung oder das Lockern des Drahts zu einer Verminderung der Qualität bei der Antriebssteuerung. Zudem ist das Justieren der Relativstellung zwischen der Lampeneinheit und den Spiegeln nicht einfach.
In der japanischen Patentschrift JP-A-6 1110 128 ist eine Antriebsvorrichtung für ein optisches System beschrieben, mit einer zum Abtasten eines Objekts einen optischen Strahl abgebenden Lampeneinheit, die sich relativ zu dem Objekt bewegt; einem lichtempfindlichen Element, das von dem Objekt reflektiertes Reflexionslicht empfängt; einer auf einem optischen Pfad zwischen der Lampeneinheit und dem lichtempfindlichen Element angeordneten Spiegeleinheit, die zum Führen des Reflexionslichts zu dem lichtempfindlichen Element dient und in einem vorbestimmten Geschwindigkeitsverhältnis gegenüber der Lampeneinheit bewegbar ist: und mit verzahnten Antriebsrädern, die über Zahnriemen mit der Lampeneinheit und der Spiegeleinheit verbunden sind, um die Einheiten mit dem vorbestimmten Geschwindigkeitsverhältnis zu bewegen.
Allerdings neigen die Lampeneinheit und die Spiegeleinheit dazu, in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung verlagert zu werden, so daß zusätzliche Führungen notwendig sind, wodurch die Kosten der Antriebsvorrichtung für das optische System aufgrund des komplizierten Aufbaus steigen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung wird unter Berücksichtigung der genannten Probleme des Standes der Technik geschaffen.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für ein optisches System anzugeben, deren Aufbau vereinfacht ist und bei der die Relativstellung zwischen den optischen Elementen bei der Montage leicht einstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestelltenaufgabe wird durch eine in Anspruch 1 definierte Antriebsvorrichtung für ein optisches System gelöst.
Aufgrund dem beschriebenen Aufbau ist es möglich, die Lampeneinheit und die Spiegeleinheit mit einem bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis zueinander zu bewegen, ohne Drähte bzw. Drahtseile für den Antrieb der Einheiten zu verwenden.
Damit ist es möglich, die Anzahl der Teile zu vermindern und den Zusammenbau zu vereinfachen, wodurch die Kosten im Vergleich zu dem Aufbau mit Drahtseilen und Rädern verringert werden.
Die oben beschriebene Aufgabe kann ebenfalls erfindungsgemäß gelöst werden durch eine Antriebsvorrichtung für ein optisches System, mit: einer als Lichtquelle dienenden Lampeneinheit; einem Photoleiterelement; einer in einem optischen Pfad zwischen der Lampeneinheit und dem Element angeordneten Spiegeleinheit, die mit einem bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis bezüglich der Lampeneinheit beim Betätigen des optischen Systems angetrieben wird; einer an einem Vorrichtungsgestell befestigten, stationären Zahnstange; einer an der Spiegeleinheit befestigten, beweglichen Zahnstange; einem mit der feststehenden Zahnstange kämmenden ersten Planetenrad, einem zweiten Planetenrad, dessen Zähnezahlverhältnis sich von dem des ersten Planetenrads unterscheidet und das koaxial zu dem ersten Zahnrad steht und sich mit diesem als eine Einheit dreht; und mit einem Leerlaufzahnrad, das zwischen dem zweiten Planetenrad und der beweglichen Zahnstange angeordnet ist und mit diesen kämmt, wobei eine Drehwelle der Planetenräder und eine Drehwelle des Leerlaufzahnrads mit der Lampeneinheit als ein Teil des Einheitengehäuses verbunden sind.
Entsprechend der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, den Aufbau zu vereinfachen und das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Lampeneinheit und der Spiegeleinheit durch Einstellen des Zähnezahlverhältnisses zwischen dem ersten und dem zweiten Planetenrad einzustellen.
Außerdem ist es möglich, die optische Weglänge durch Justieren der Stellung der feststehenden Zahnstange bezüglich dem Vorrichtungsgestell, der Stellung der beweglichen Zahnstange bezüglich der Spiegeleinheit oder der Stellungen der Zahnräder bezüglich der Lampeneinheit einzustellen. Weiterhin kann die optische Weglänge durch Justieren der Relativstellung zwischen dem ersten und dem zweiten Planetenrad durch Drehen der Zahnräder gegeneinander nach dem Zusammenbau der Vorrichtung eingestellt werden. Der oben beschriebene Justiervorgang kann leicht und zuverlässig unter Beachtung der Bewegung der optischen Elemente der Vorrichtung durchgeführt werden.
Dementsprechend liegt ein Vorteil der Erfindung darin. daß es möglich ist, das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Lampeneinheit und der Spiegeleinheit mit dem vereinfachten Aufbau leicht einzustellen.
Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß es möglich ist, die optische Weglänge zum Fokussieren des Originalbilds unter Beachtung der Bewegung der optischen Elemente in der Vorrichtung leicht einzustellen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Fig. 1 zeigt die Ansicht eines optischen Systems gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das optische System aus Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Perspektivansicht des Antriebsmechanismus für das optische System aus Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Perspektivansicht der Nockeneinrichtung zum Einstellen der Länge des optischen Pfads bei dem System aus Fig. 1;
Fig. 5 ist die Ansicht eines optischen Systems;
Fig. 6 zeigt eine Explosionsdarstellung des Hauptbereichs des optischen Systems aus Fig. 5;
Fig. 7 ist eine Explosionsdarstellung des Hauptbereichs des optischen Systems einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 ist die Ansicht eines anderen optischen Systems;
Fig. 9 zeigt die Perspektivansicht der in dem optischen System aus Fig. 8 verwendeten und als Lichtquelle dienenden Lampeneinheit;
Fig. 10 ist die Ansicht eines anderen optischen Systems;
Fig. 11 ist eine Explosionsdarstellung des Hauptbereichs eines anderen optischen Systems;
Fig. 12 ist die Exploslonsdarstellung eines Hauptbereichs eines anderen optischen Systems; und
Fig. 13 zeigt ein in einer optischen Antriebsvorrlchtung verwendetes Planetenzahnrad.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert und im Vergleich zum ebenfalls unter Bezugnahme auf die Figuren beschriebenen Stand der Technik näher erläutert.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen ein gattungsgemäßes optisches System. Durch die Erfindung wird dieser Stand der Technik verbessert.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Kopiergeräts mit feststehendem Vorlagenträger, und Fig. 2 zeigt eine Draufsicht. Eine zu kopierende Vorlage bzw. ein Original (nicht dargestellt) wird auf einen Vorlagenträger 40 aufgelegt. Das Kopiergerät weist ein durch das Bezugszeichen 42 insgesamt gekennzeichnetes optisches System auf. Das optische System 42 funktioniert derart, daß es Licht auf das auf dem Träger 40 aufliegende Original einstrahlt und das von dem Original reflektierte Licht zu einer Photoleitertrommel 41 führt. Das optische System 42 weist eine Lampeneinheit 45 auf, mit einer als Lichtquelle dienenden Lampe 43 und einem daran befestigten ersten Spiegel 44. Die Lampeneinheit 45 tastet das Original ab, und das Reflexionslicht wird über eine Spiegeleinheit 48 mit einem darauf befestigten zweiten Spiegel 46 und einem dritten Spiegel 47 sowie über eine Linse 49, einen Spiegelträger 52 mit einem darauf befestigten vierten Spiegel 50 und einem fünften Spiegel 51 sowie über einen sechsten Spiegel 53 zu der Trommel 41 geführt.
Die Spiegeleinheit 48 bewegt sich mit der halben Geschwindigkeit der Lampeneinheit 45, um die Länge des optischen Wegs von dem Vorlagenträger 40 zu der Linse 49 während der Bewegung der Lampeneinheit 45 konstant zu halten. Die Spiegeleinheit 48 und die Lampeneinheit 45 sind an einem Draht 54 befestigt und werden durch den Draht 54 mit einem bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis zueinander angetrieben.
Fig. 3 zeigt den Antriebsmechanismusbereich des oben beschriebenen Kopiergeräts mit dem Draht 54, d.h. den die Antriebsvorrichtung für das optische System bildenden Mechanismus nach dem Stand der Technik. Ein Ende des Drahts 54 ist an einem Rahmen 55 des Geräts befestigt. Der Draht 54 wird dann gespannt und über eine Rolle 56 der Spiegeleinheit 48 und eine am Ende des Rahmens 55 angeordnete Leerlaufrolle 57 geführt. Die Lampeneinheit 45 ist an einem Zwischenbereich des Drahts 54 befestigt. Der Draht 54 wird außerdem von der Rolle 57 zu einer Antriebsrolle 58 gespannt, um die Antriebsrolle 58 gewickelt und weiterhin zu einer anderen Rolle 60 der Spiegeleinheit über eine an dem anderen Ende des Rahmens 55 angeordnete Leerlaufrolle 59 geführt. Der Draht wird um die Rolle 60 gewickelt, zu dem Rahmen 55 gespannt und an dem Rahmen mittels einer Feder 61 befestigt.
Bei der oben beschriebenen Struktur der Antriebsvorrichtung für das optische System des Kopiergeräts wird aufgrund der Anordnung des Drahts 54 eine Anzahl von Rollen benötigt, die den Aufbau kompliziert und den Zusammenbau der Vorrichtung schwierig gestaltet, wodurch die Kosten steigen. Außerdem ist es notwendig, die Dehnung oder das Lösen des Drahts beim Einsetzen und Antreiben des Drahts zu berücksichtigen.
Weiterhin weist die Linse 49 des oben beschriebenen optischen Systems 42 eine bestimmte feststehende Brennweite auf. Die Brennweite des optischen Systems ist zunächst so eingestellt, daß die Länge des optischen Pfads von dem Vorlagenträger zu der Linse 49 als eine bestimmte Referenzlänge einstellbar ist. Weiterhin wird die Brennweite durch genaues Festlegen der bildseitigen optischen Pfadlänge von der Linse 49 zu der Photoleitertrommel, auf der das latente Bild des Originals erzeugt wird, eingestellt.
Fig. 4 zeigt einen Nocken 161 zum Einstellen der oben beschriebenen Länge des bildseitigen optischen Pfads. Die Länge des optischen Pfads wird derart eingestellt, daß der Nocken 161 gedreht wird, um den Spiegelträger 52 zu der Linse 49 hin- bzw. von ihr wegzubewegen. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist der Nocken 161 zwischen dem Spiegelträger 52 und dem Gerätegehäuse 162 über eine Nockenwelle 161a angeordnet. Die Länge des optischen Pfads wird so eingestellt, daß eine Mutter 163 zum Fixieren der Welle 161a an dem Spiegelträger 52 zunächst gelöst wird und danach der Nocken 161 durch einen Antrieb 164 von der Seite des Gerätegehäuses 162 aus gedreht wird.
Bei der oben beschriebenen Anordnung wird der Aufbau zum Einstellen des Geschwindigkeltsverhältnisses zwischen der Lampeneinheit 54 und der Spiegeleinheit 48 kompliziert. Außerdem ist es aufwendig, die Relativstellung zwischen den beiden Einheiten 45 und 48 einzustellen. Ebenfalls ist es bei der oben beschriebenen Art der Einstellung der optischen Weglänge, bei der die Stellung des Spiegelträgers 52 durch Drehung des an einer Ecke des optischen Systems 52 angeordneten Nockens 161 eingestellt wird, nicht einfach, den Einstellvorgang durchzuführen, da es schwierig ist, die Position zu justieren und gleichzeitig die Bewegung des Splegelträgers 52 zu beobachten.
Die oben beschriebenen Probleme können durch die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung gelöst werden.
Fig. 5 zeigt eine Antriebsvorrichtung für ein optisches System eines Kopiergeräts. Fig. 6 zeigt den Hauptantriebsmechanismus der Vorrichtung aus Fig. 5.
Die In Fig. 5 gezeigte Vorrichtung weist einen Vorlagenträger 1, eine Photoleitertrommel 2 und ein unter dem Vorlagenträger 1 angeordnetes optisches System 3 auf, das ein auf dem Träger aufliegendes Original (nicht dargestellt) so abtastet, daß das von dem Original reflektierte Reflexionslicht zu der Photoleitertrommel 2 geführt wird. Das optische System 3 weist eine als Lichtquelle dienende Lampeneinheit 7 mit einer Lampe 4 auf, sowie eine Reflexionsplatte 5 mit einem daran befestigten ersten Spiegel 6, eine Spiegeleinheit 10 mit einem daran befestigten zweiten Spiegel 8 und einem dritten Spiegel 9, eine Linse 11 mit fixer Brennweite, einen Spiegelträger 14 mit einem darauf befestigten vierten Spiegel 12 und einem fünften Spiegel 13, sowie einen sechsten Spiegel 15.
Weiterhin weist das optische System 3 einen Antriebsmechanimus 16 zum Antreiben der Lampeneinheit 7 und der Spiegeleinheit 10 zum Zeitpunkt des Abtastens des auf dem Vorlagenträger 1 aufliegenden Originals auf. Die Spiegeleinheit 10 bewegt sich mit der halben Geschwindigkeit der Lampeneinheit 7 in gleicher Richtung wie die Lampeneinheit 7, wie später detailliert beschrieben.
Der Antriebsmechanismus 16 dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform weist - wie in Fig. 6 gezeigt - eine stationäre Zahnstange 17, eine bewegliche Zahnstange 18, ein erstes großes Planetenzahnrad 19, ein zweites kleines Planetenzahnrad 20, ein Leerlaufzahnrad 21 und ein Antriebszahnrad 22 auf (Fig. 5).
Die stationäre Zahnstange 17 ist an einem Gestell 23 befestigt, welches unter dem Vorlagenträger 1 entlang dessen gesamter Länge derart angeordnet ist, daß die Zähne der Zahnstange nach unten gerichtet sind, wie in Fig. 6 gezeigt. Die Zahnstange 17 weist eine an jedem Ende ausgebildete Schraubenbohrung 17a auf. Außerdem weist das Gestell 23 an jedem Ende ein Langloch 23a auf. Die Zahnstange 17 ist an dem Gestell 23 derart befestigt, daß an jedem ihrer Enden eine Schraube 25 durch das Langloch 23a des Gestells 23 in die Bohrung 17a der Zahnstange 17 eingeschraubt ist, so daß das Gestell 23 zwischen einer Unterlegscheibe 24 und der Zahnstange 17 eingeschlossen ist. Die Fixierstellung der Zahnstange 17 bezüglich des Gestells 23 in Längsrichtung kann dementsprechend durch das Langloch 23a des Gestells 23 justiert werden.
Auf der anderen Seite ist die bewegliche Zahnstange 18, die kürzer ist als die stationäre Zahnstange 17, parallel zu der Zahnstange 17 angeordnet, wobei ihre Zähne nach oben gerichtet sind und sie in Längsrichtung beweglich ist. Die Zahnstange 18 ist an der Seite der Spiegeleinheit 10 durch nicht dargestellte, sich durch Schraubenbohrungen 18a an einem Ende der Zahnstange 18 erstreckende Schrauben befestigt.
Die Planetenzahnräder 19 und 20 sowie das Leerlaufzahnrad 21 sind zwischen den beiden Zahnstangen 17 und 18 angeordnet. Die Planetenzahnräder 19 und 20 sind als Einheit zusammen einstückig ausgebildet. Das Planetenrad 19 kämmt mit der Zahnstange 17. Das Leerlaufzahnrad 21 kämmt mit dem Planetenrad 20 und der Zahnstange 18. Die Planetenräder 19 und 20 sind auf einen Drehzapfen 26 aufgesetzt. Das Leerlaufzahnrad 21 ist auf einen Drehzapfen 27 aufgesetzt. Die Drehzapfen 26 und 27 sind mittels einem nicht dargestellten Träger an der Lampeneinheit 7 befestigt.
Bei dieser Ausführungsform ist das Tellkrelsdurchmesserverhältnis zwischen den beiden Planetenrädern 19 und 20 auf 2:1 eingestellt, welches das gleiche ist wie das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Lampeneinheit 7 und der Spiegeleinheit 10. Für diesen Zweck ist bei dieser Ausführungsform das Modulverhältnis zwischen den beiden Planetenrädern 19 und 20 auf 2:1 eingestellt, während die Zähnezahl des Planetenrads 19 die gleiche ist wie die des Planeten rads 20.
Das Antriebszahnrad 22 kämmt mit der Zahnstange 18 und ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor zum Antreiben der Zahnstange 18 verbunden.
Die Funktion des hier beschriebenen Aufbaus wird nachfolgend erläutert.
Zunächst wird das Bewegungsprinzlp der Lampeneinheit 7 und der Spiegeleinheit 10 erläutert.
Da das Planetenrad 19 mit der feststehenden Zahnstange 17 kämmt, wird der Zapfen 26 des Planetenrads 19 um die Länge des Teilkreisumfangs des Zahnrads 19 in Richtung des Pfeils A bewegt, wenn das Planetenrad 19 in Richtung des Pfeils C gedreht wird. Unter der Annahme, daß der Modul des Planetenrads 19 1 und die Zähnezahl 18 beträgt, wird der Zapfen 26 um 18 π in Richtung des Pfells A bei einer Umdrehung des Planetenrads 19 bewegt.
Andererseits wird das mit dem Leerlaufzahnrad 21 kämmende kleinere Planetenrad 20 um eine Umdrehung entsprechend einer Umdrehung des Planetenrads 19 gedreht, was dazu führt, daß die Bewegungslänge des Teilkreisumfangs des Planetenrads 20 9 π beträgt, da das Modulverhältnis zwischen den Planetenrädern 19 und 20 2:1 beträgt und beide Planetenräder die gleiche Anzahl von Zähnen aufweisen. Dementsprechend wird das Leerlaufzahnrad 21 entsprechend der Teilkreisumfangslänge 9 π in Richtung des Pfeils D gedreht. Die Drehung des Zahnrads 21 wird auf die Zahnstange 18 übertragen. Dadurch wird die Zahnstange 18 in Richtung des Pfeils A um die Länge 9 π verschoben, die der Differenz zwischen dem Verschiebungsweg 18 π der Lampeneinheit 7, an der die Zapfen 26 und 27 befestigt sind, in Richtung des Pfeils A und dem umgekehrten Verschiebeweg 9 π des Leerlaufzahnrads 21 in Richtung B entspricht.
Wenn dementsprechend die Lampeneinheit 7 mit einer Geschwindigkeit von (v) bewegt wird, wird die Zahnstange 18 in der gleichen Richtung wie die Lampeneinheit 7 mit einer Geschwindigkeit von (v x 9 π/18 π) bewegt, d.h. mit (v/2).
Nachfolgend wird die Belichtungsfunktion des oben beschriebenen optischen Systems erläutert.
Im Kopierbetrieb tastet die Lampeneinheit 7 das auf dem Vorlagenträger 1 aufliegende Original ab. Bei dieser Abtastbewegung dreht sich das Zahnrad 22 in Richtung des Pfeils C, wodurch es die Zahnstange 18 in Richtung des Pfeils A entlang mit der Spiegeleinheit 10 bewegt. Die Bewegung der Zahnstange 18 wird über die Drehzapfen 26 und 27 übertragen und dreht damit die Zapfen durch die Zahnräder 19, 20 und 21. Dadurch bewegt sich aufgrund der oben beschriebenen Auswahl der Zahnräder die mit den Zapfen 26 und 27 befestigte Lampeneinheit 7 mit einer Geschwindigkeit zweimal so groß wie die der Spiegeleinheit 10.
Wie oben beschrieben, können die Lampeneinheit 7 und die Spiegeleinheit 10 mit einem bestimmten Geschwindigkeltsverhältnis zueinander ohne Verwendung von Drähten angetrieben werden, was es ermöglicht, die Anzahl von Teilen, beispielsweise Drähten und Rollen, zu vermindern und den Aufbau zu vereinfachen, sodaß der Zusammenbau vereinfacht und die Herstellungskosten reduziert werden.
Das Licht von der Lampe 4 der Einheit 7 wird durch das Original auf dem Vorlagenträger 1 reflektiert und gelangt durch die Spiegel 6, 8, 9, die Linse 11 und die Spiegel 12, 13, 15 zu der Trommel 2. Das Reflexlonslicht erzeugt auf der Trommel 2 ein dem Bild des Originals entsprechendes elektrostatisches latentes Bild. Das latente Bild wird entwickelt und auf ein Kopierpapier übertragen.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform kann die Fokuseinstellung, d.h. die Einstellung der Länge des optischen Pfads von dem Vorlagenträger 1 zu der Linse 11 leicht durch das Einstellen der Position der Zahnstange 17 bezüglich dem Gestell 23 durchgeführt werden.
Fig. 7 zeigt eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Ausführungsform mit dem der Fig. 6 entsprechenden Bereich. Gleiche Teile werden durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
Bei dieser Ausführungsform weist die stationäre Zahnstange 17o eine entlang ihrer Längsselte ausgebildete Führungsnut 17ob an der Unterseite auf. Genauso weist die bewegliche Zahnstange 18o eine entlang ihrer Längsseite ausgebildete Führungsnut 18ob an ihrer Unterseite auf. Die Umfangsseiten von Führungsscheiben 28 und 29 sind jeweils in die Nuten 17ob und 18ob eingesetzt, sodaß die Scheiben jeweils entlang den Führungsnuten 17ob und 18ob drehend bewegt werden. Die Führungsscheiben 28 und 29 sind an dem Planetenzahnrad 19o und dem Leerlaufzahnrad 21o befestigt, so daß sich die Scheiben 28 und 29 zusammen mit den Rädern 19o und 21o drehen.
Aufgrund des Aufbaus dieser Führungseinrichtung ist es möglich, den Versatz der Lampeneinheit 7 und der Spiegeleinheit 10 zueinander in Querrichtung bezüglich der Längsrichtung der Zahnstangen 17o und 18o zu vermeiden, wenn die Einheiten 7 und 10 sich entlang der Längsrichtung der Zahnstangen bewegen.
Bei dieser bestimmten, sich von der Ausführungsform aus Fig. 6 unterscheidendenausführungsform der Fig. 7 ist die Verzahnung so ausgewählt, daß der Modul des Planetenrads 19o der gleiche ist wie der des Planetenrads 20o und daß das Zähnezahlverhältnis zwischen den Planetenrädern 19o und 20o 2:1 beträgt, so daß das Verhältnis der Teilkreisdurchmesser zwischen den Planetenrädern dem Verhältnis der Geschwindigkeiten zwischen den Einheiten 7 und 10 entspricht.
Die anderen Teile des Aufbaus sind im wesentlichen die gleichen wie die der Ausführungsform der Fig. 5 und 6.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Führungsnuten an der Seite der Planetenräder 19o und 20o ausgebildet sein können, während Führungsfortsätze, die in die Nuten eingreifen, entlang der Zahnstangen 17o und 18o ausgebildet werden, umgekehrt zu dem oben beschriebenen Aufbau.
Fig. 8 zeigt den Aufbau einer anderen Ausführungsform eines optischen Systems mit dem der Fig. 5 entsprechenden Bereich. Fig. 9 zeigt die als Lichtquelle dienende und bei der Ausführungsform der Fig. 8 verwendete Lampeneinheit.
Bei dieser Ausführungsform wird auf das bei den oben beschriebenen Ausführungsformen verwendete Antrlebszahnrad 22 verzichtet und statt dessen ein auf der Lampeneinheit 7 befestigter Antriebsmotor 30 zum direkten Antreiben der Planetenräder 19 und 20 eingesetzt.
Die anderen Teile des Aufbaus entsprechen im wesentlichen denen der oben beschriebenen Ausführungsformen.
Fig. 10 zeigt den Aufbau einer weiteren Ausführungsform eines optischen Systems.
Ein in Fig. 10 gezeigtes elektrophotographisches Kopiergerät weist einen Vorlagenträger 101 auf, auf den ein zu kopierendes Original aufgelegt ist, sowie ein unter dem Vorlagenträger 101 angeordnetes optisches System 102. Das optische System 102 gibt einen optischen Strahl ab, tastet das auf dem Vorlagenträger 101 aufliegende Original ab und führt das von dem Original reflektierte Reflexionslicht zu einer Photoleitertrommel 112. Das optische System 102 weist eine als Lichtquelle dienende Lampeneinheit 103 mit einer Lampe 104 auf, sowie eine Reflexlonsplatte 105 und einen ersten Spiegel 106, eine Spiegeleinheit 107 mit einem zweiten Spiegel 108 und einem dritten Spiegel 109, eine Linse 110 mit fixer Brennweite und einen vierten Spiegel 111.
Das optische System 102 weist weiterhin ein Antriebssystem 113 für das optische System auf, zum Antreiben der Lampeneinheit 103 und der Spiegeleinheit 107 zum Zeitpunkt des Abtastens des Original. Die Spiegeleinheit 107 ist so angeordnet, daß sie in der gleichen Richtung wie die Lampeneinheit 103 mit halber Geschwindigkeit der Einheit 103 bewegbar ist. Das Antriebssystem 113 weist eine stationäre Zahnstange 114, eine bewegliche Zahnstange 115, ein erstes Planetenzahnrad 116 mit großem Durchmesser, ein zweites Planetenzahnrad 117 mit kleinem Durchmesser, ein Leerlaufzahnrad 118 und ein Antriebszahnrad 119 auf.
Der Aufbau der Zahnstangen 114 und 115 ist im wesentlichen der gleiche wie der in Fig. 6. Die die Ausführungsform in Fig. 10 kennzeichnenden Bezugszeichen sind in Fig. 6 in Klammem gesetzt.
Bei der Ausführungsform von Fig. 10 beträgt das Übersetzungsverhältnis zwischen den Planetenrädern 116 und 117 2:1 und das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 117 und 118 1:1.
Das mit der Zahnstange 115 kämmende Antriebszahnrad 119 ist mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden, um die Zahnstange 115 anzutrelben.
Beim Zusammenbau des optischen Systems 102 wird zunächst die Länge des bildseitigen optischen Pfads von der Linse 110 zur Trommel 112 entsprechend der Referenzlänge eingestellt und danach die Länge des optischen Pfads von dem Vorlagenträger 101 zu der Linse 110 präzise justiert.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau werden die Lampeneinheit 103 und die Spiegeleinheit 107 durch das Antriebssystem 113 folgendermaßen angetrieben.
Das Planetenrad 116 kämmt mit der nicht beweglichen stationären Zahnstange 114. Wenn sich demnach das Planetenrad 116 um eine Umdrehung in Richtung des Pfeils C dreht, bewegt sich der Drehzapfen 123 des Planetenrads 116 in Richtung des Pfeilsaum die Länge des Teilkreisumfangs. Unter der Annahme, daß der Modul des Planetenrads 116 1 beträgt und seine Zähnezahl 36, bewegt sich der Drehzapfen 123 um 36 π bei jeder Umdrehung des Planetenrads 116 in Richtung des Pfeils A.
Das mit dem Leerlaufzahnrad 118 kämmende Zahnrad 117 dreht sich ebenfalls um eine Umdrehung, wenn das Zahnrad 116 um eine Umdrehung gedreht wird. Da das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 116 und 117 2:1 beträgt und die Zähnezahl des Zahnrads 117 bei 18 liegt, wird der Bewegungsweg des Teilkreises des Zahnrads 117 18 π. Dementsprechend dreht sich daszahnrad 118 um die der Länge 18 π entsprechende Umdrehung in Richtung des Pfeils D um eine Umdrehung des Zahnrads 116. Diese Umdrehung durch das Zahnrad 118 wird auf die Zahnstange 115 übertragen, so daß die Zahnstange 115 um den Weg 18 π in Richtung des Pfeils B bewegt wird. Das bedeutet, daß die Zahnstange 115 sich in Richtung des Pfells A um den Weg 36 π zusammen mit der Lampeneinheit 3 bewegt und sich zur gleichen Zeit in Richtung des Pfeils B um den Betrag 18 π durch die Wirkung des Zahnrads 118 bewegt, so daß die Zahnstange 115 insgesamt um den Betrag 18 π in Richtung des Pfells A bewegt wird. Wenn dementsprechend die Lampeneinheit 103 sich mit einer Geschwindigkeit von (v) bewegt, bewegt sich die Zahnstange 115 mit einer Geschwindigkeit von (v x 18 π/36 π), d.h. mit (v/2) in der gleichen Richtung wie die Einheit 103.
Nachfolgend wird der Belichtungsbetrieb durch das optische System 102 beschrieben.
Beim Kopieren tastet die Lampeneinheit 103 das auf dem Träger 101 aufliegende Original ab. Bei diesem Vorgang wird das Antriebszahnrad 119 in Richtung des Pfeils C gedreht, wodurch die Zahnstange 115 in Richtung des Pfeils A zusammen mit der Spiegeleinheit 107 bewegt wird. Die Bewegung der Zahnstange 115 wird in der oben beschriebenen Weise durch die Zahnräder 16, 17 und 18 auf die Lampeneinheit 103 übertragen, so daß sich die Lampeneinheit 103 mit einer geschwindigkeit zweimal so schnell wie die Spiegeleinheit 107 bewegt.
Das Licht von der Lampe 104 der Einheit 103 wird durch das Original reflektiert. Das Reflexionslicht wird außerdem durch die Spiegel 106, 108 und 109 reflektiert, gelangt durch die Linse 110 und wird weiterhin durch den Spiegel 111 reflektiert, sodaß es die Photoleitertrommel 112 erreicht. Das Reflexionslicht erzeugt auf der Trommeloberfläche ein dem Originalbild enstprechendes elektrostatisches latentes Bild. Das latente Bild wird entwickelt und auf ein Kopierpapier übertragen.
Die Länge des optischen Wegs von dem Vorlagenträger 101 zu der Linse 110 kann in der nachfolgend beschriebenen Weise präzise justiert werden.
Zuerst werden die Schrauben 120 (Fig. 6), die die Zahnstange 114 an dem Gestell 125 befestigten, gelockert. Dann wird die Zahnstange 114 in eine der Richtungen A oder B verschoben. Wenn beispielsweise die Zahnstange 114 um die Länge (l) in Richtung des Pfeils A verschoben wird, werden die Planetenräder 116 und 117 um die Länge (l/2) in Richtung des Pfeils A gemäß dem oben beschriebenen Prinzip bewegt, unter der Annahme, daß die Zahnstange 115 bei diesem Vorgang fixiert und stationär ist. Dementsprechend wird die Länge zwischen dem Träger 101 und der Linse 110 um den Betrag (l) durch die Bewegung der Spiegeleinheit 107 um die Länge (l/2) in Richtung des Pfells A kürzer. Wenn andererseits die Zahnstange 114 in Richtung des Pfeils B um die gleiche Länge verschoben wird, wird der Abstand zwischen dem Träger 101 und der Linse 110 um die Länge (l) länger.
Wie oben beschrieben, ist es bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 113 für das optische System leicht möglich, das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Einheiten 103 und 107 durch Einstellen des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Planetenrädern 116, 117 und dem Leerlaufzahnrad 118 einzustellen. Ebenfalls ist es leicht möglich, die Länge des optischen Pfads zwischen dem Vorlagenträger 101 und der Linse 110, der der Brennweite des Systems entspricht, durch Justieren der Position der Zahnstange 114 in dem Bewegungsbereich der Langlöcher 125a während der Beobachtung des optischen Systems 102 einzustellen.
Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform eines optischen Systems. Zur Vereinfachung sind gleiche Teile wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Wie in Fig. 11 gezeigt, weist die Antriebsvorrichtung 133 für das optische System bei dieser Ausführungsform eine bewegliche Zahnstange 135 mit zwei Langlöchern 135a an ihren Endbereichen auf, an denen die Spiegeleinheit 107 zu befestigen ist. Die Zahnstange 114 wird mittels Schrauben 131 durch die Langlöcher 135a an der Einheit 107 befestigt. Demensprechend ist die Stellung der Zahnstange 135 bezüglich der Einheit 107 in Längsrichtung innerhalb des Bereichs der Langlöcher 135a justierbar. Die Antriebsvorrichtung 133 weist weiterhin eine stationäre Zahnstange 114 auf, die an dem Vorrichtungsgestell 132 an jeder Seite mittels einer Schraube 120 durch eine Bohrung 132a befestigt ist. Die anderen Teile der Struktur dieser Ausführungsform sind im wesentlichen die gleichen wie die der unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 10 beschriebenen Ausführungsform.
Bei dem Aufbau nach Fig. 11 kann die Länge des optischen Wegs zwischen dem Vorlagenträger 101 und der Linse 110 folgendermaßen eingestellt sein. Zunächst werden die die Zahnstange 135 an der Einheit 107 befestigenden Schrauben 131 gelöst. Dann wird die Zahnstange 135 in eine der Richtungen A oder B verschoben. Wenn beispielsweise die Zahnstange 135 in Richtung des Pfeils A um den Betrag (l/2) verschoben wird, wird die Lampeneinheit 103 in Richtung des Pfeils B um die Länge (l) aufgrund des erfindungsgemäßen und oben beschriebenen Verzahnungsprinzips bewegt, so daß die Länge des optischen Pfads zwischen dem Vorlagenträger 101 und der Linse 110 um die Länge (l) kürzer wird. Wenn andererseits die Zahnstange 135 in Richtung B um den Betrag (l/2) verschoben wird, wird die Lampeneinheit 103 in Richtung des Pfells A um die Länge (l) verschoben, so daß die Länge des optischen Wegs zwischen dem Vorlagenträger 101 und der Linse 110 um den Betrag (l) länger wird.
Wie oben beschrieben, wird es bei der Antriebsvorrichtung 133 aus Fig. 11 für ein optisches System leicht möglich, das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Einheiten 103 und 107 und die Länge des optischen Wegs zwischen dem Vorlagenträger 101 und der Linse 110 wie im Falle der vorher beschriebenen Ausführungsform präzise einzustellen.
Fig. 12 zeigt wiederum eine andere Ausführungsform eines optischen Systems. Zur Vereinfachung sind gleiche Teile wie bei den anderen Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Wie in Fig. 12 gezeigt, ist die Antriebsvorrichtung 143 für ein optisches System dieser Ausführungsform so aufgebaut, daß Planetenzahnräder 116 und 117 auf einen Drehzapfen 123 aufgesetzt sind und ein Leerlaufzahnrad 118 auf einen Drehzapfen 124 aufgesetzt ist und daß die Zapfen 123 und 124 an einer Tragplatte 141 befestigt sind, die mittels Schrauben 142 an die Lampeneinheit 103 angesetzt ist. Jede der Schrauben 142 befestigt die Platte 141 durch ein in der Platte 141 ausgebildetes Langloch 141a an der Einheit 103, so daß die Stellung der Platte 141 bezüglich der Einheit 103 im Bereich der Langlöcher 141a einstellbar ist. Andere Bereiche dieser Ausführungsform entsprechen Im wesentlichen denen der vorbeschriebenen Ausführungsformen.
Die präzise Einstellung der Länge des optischen Wegs zwischen dem Vorlagenträger 101 und der Linse 110 wird folgendermaßen durchgeführt.
Zunächst werden die Schrauben 142 gelöst und die Einheit 103 bezüglich der Platte 141 in eine der Richtungen A oder B verschoben. Wenn beispielsweise die Einheit 103 In Richtung des Pfeils A um die Länge (l) verschoben wird, verlängert sich die Länge des optischen Pfads zwischen dem Vorlagenträger 101 und der Linse 110 um die Länge (l). Wenn andererseits die Einheit 103 um den Betrag (l) in Richtung des Pfeils B verschoben wird, verkürzt sich die Länge des optischen Pfads zwischen Vorlagenträger 101 und Linse 110 um den Betrag (l).
Wie oben beschrieben ist es bei der In Fig. 12 gezeigten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 133 für ein optisches System leicht möglich, das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Einheiten 103 und 107 einzustellen und die Länge des optischen Pfads zwischen dem Vorlagenträger 101 und der Linse 110 präzise zu justieren.
Es ist auch möglich, die Zahnräder 116 und 117 als einzelne Teile anzufertigen, so daß sie nach dem Zusammenbau in der Vorrichtung zum Einstellen der Länge des optischen Wegs gegeneinander verdreht werden und danach aneinander befestigt werden, wodurch die Länge des optischen Pfads zwischen dem Vorlagenträger 101 und der Linse 110 präzise justierbar ist. Bei dieser Ausführungsform ist es nicht nötig, Langlöcher 141a in der Tragplatte 141 zu erzeugen.
Fig. 13 zeigt ein weiteres Beispiel für die Anordnung der Planetenzahnräder. Bei diesem Beispiel ist an dem Planetenrad 117 eine Scheibe 144 befestigt. Die Scheibe 144 weist ein gekrümmtes Langloch 144a auf. Das Zahnrad 116 weist eine Gewindebohrung (nicht dargestellt) entsprechend dem Langloch 144a des Zahnrads 117 auf. Die Zahnräder 116 und 117 sind miteinander mittels einer Schraube 145 befestigt, die durch das Langloch 144a des Zahnrads 117 in die Gewindebohrung des Zahnrads 116 eingeschraubt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß das Langloch 144a auch auf der Seite des Zahnrads 116 ausgebildet sein kann und daß die Gewindebohrung auf der Seite des Zahnrads 117 vorhanden sein kann, also umgekehrt wie bei der oben beschriebenen Anordnung.
Bei der oben beschriebenen Anordnung ist es möglich, die Brennweite des optischen Systems durch Drehen von einem der Zahnräder 116 und 117 bezüglich des anderen einzustellen. Beispielsweise wird das Zahnrad 116 in Richtung des Pfeils C bezüglich des Zahnrads 117 gedreht und an dem Zahnrad 117 befestigt. Da die Zahnstange 114 nicht beweglich ist, wird durch diese Manipulation der Drehzapfen 123 der Zahnräder 116 und 117, an dem die Einheit 103 befestigt ist, in Richtung des Pfeils A, beispielsweise um die Länge (l), verschoben. Da weiterhin das Zahnrad 117 stationär ist, dient das Leerlaufzahnrad 118 zur Bewegung der Zahnstange 115 in Richtung des Pfeils A um die Länge (l). Dadurch wird die Einheit 107 in die gleiche Richtung und um den gleichen Betrag wie die Einheit 103 bewegt, so daß die Länge des optischen Pfads vom Vorlagenträger 101 zur Linse 110 um die Länge 1/2 kürzer wird.

Claims

1. Antriebsvorrichtung für ein optisches System, mit:

einer zum Abtasten eines zu kopierenden Objekts einen optischen Strahl abgebenden Lampeneinheit (7), die sich relativ zu dem Objekt bewegt;

einem lichtempfindlichen Element (2), das von dem Objekt reflektiertes Reflexionslicht empfängt;

einer auf einem optischen Pfad zwischen der Lampeneinheit und dem lichtempfindlichen Element (2) angeordneten Spiegeleinheit (10), die zum Führen des Reflexionslichts zu dem lichtempfindlichen Element (2) dient und mit einem vorbestimmten Geschwlndigkeltsverhältnis gegenüber der Lampeneinheit bewegbar ist; und mit

einer mit der Lampeneinheit (7) und der Spiegeleinheit (10) verbundenen Zahnstangen-Ritzel-Einrichtung zum Bewegen der Einheiten mit dem bestimmten Geschwindigkeitsverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstangen-Ritzel-Einrichtung aufweist

eine an einem Vorrichtungsgestell (23) befestigte stationäre Zahnstange (17o),

eine an der Spiegeleinheit (10) befestigte bewegliche Zahnstange (18o),

ein mit der stationären Zahnstange (17o) kämme ndes erstes Planetenzahnrad (19o),

ein koaxial an dem ersten Planetenzahnrad (19o) befestigtes und sich mit diesem drehendes zweites Planetenzahnrad (20o).

ein zwischen das zweite Planetenzahnrad (20o) und die bewegliche Zahnstange (18o) eingesetztes Leerlaufzahnrad (21o), das mit dem zweiten Planetenzahnrad und der beweglichen Zahnstange (18o) zum Bewegen der beweglichen Zahnstange und der Spiegeleinheit (10) mit dem bestimmten Geschwindlgkeitsverhältnis kämmt,

einen ersten Drehzapfen (26), auf dem das erste und das zweite Planetenzahnrad befestigt sind, und

einen zweiten Drehzapfen (27), auf dem das Leerlaufzahnrad befestigt ist, wobei der erste und der zweite Drehzapfen an der Lampeneinheit (7) als ein Teil davon befestigt sind, und daß

die stationäre Zahnstange (17o) eine entlang einer ihrer längsgerichteten Seitenkanten an ihrer Unterseite ausgebildete erste Führungsnut (170b) aufweist, daß die bewegliche Zahnstange (18o) eine entlang einer ihrer längsgerichteten Seitenkanten an ihrer Oberseite ausgebildete zweite Führungsnut (18ob) aufweist, daß das erste Planetenzahnrad (19o) an einer in die erste Führungsnut (17o) eingesetzten ersten Führungsscheibe (28) koaxial befestigt ist und mit dieser dreht, und daß das Leerlaufzahnrad (21o) an einer in die zweite Führungsnut (18o) eingesetzten zweiten Führungsscheibe (29) koaxial befestigt ist und mit dieser dreht.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Planetenzahnrad (20o) bezüglich dem ersten Planetenzahnrad ein dem Geschwindigkeitsverhältnis entsprechendes Teilkreisdurchmesserverhältnis aufweist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Planetenzahnrad (20o) ein sich von dem des ersten Planetenzahnrads unterscheidendes Zähnezahlverhältnis aufweist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abzutastende Objekt eine zu kopierende und auf einem Vorlagenträger (1) aufliegende Vorlage ist.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorrichtungsgestell (23) ein Langloch (23a) aufweist, das an einer jedem Ende der stationären Zahnstange (17o) entsprechenden Stelle ausgebildet ist, so daß die stationäre Zahnstange (17o) mittels einer Schraube durch das Langloch an dem Vorrichtungsgestell (23) befestigt ist.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Zahnstange (18o) oder die Spiegeleinheit (10) ein Langloch (135a) aufweist, so daß die bewegliche Zahnstange (18o) mittels einer Schraube (131) durch das Langloch (135a) an der Spiegeleinheit (10) befestigt ist.

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Spiegeleinheit (10) eine Tragplatte befestigt ist, in der das Langloch (135a) ausgebildet ist.