DE3010551A1

DE3010551A1 - Abtastverfahren und abtasteinrichtung fuer kopiergeraete mit veraenderlicher vergroesserung

Info

Publication number: DE3010551A1
Application number: DE19803010551
Authority: DE
Inventors: Yasumori Nagahara
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1979-03-19
Filing date: 1980-03-19
Publication date: 1980-09-25
Also published as: DE3010551C2; US4299475A; CA1158708A; JPS55124168A

Description

DR. BFRG D:?L.-ING STAPF DIPL.-ING. SCHWA BE DR. DR. SANDMAIR

Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte-. 30 780 ^l9·

Ricoh Company,Ltd. Tokyo / Japan

Abtastverfahren und Abtasteinrichtung für Kopiergeräte mit veränderlicher Vergrößerung

VII/XX/Ktζ

® (089) 98 82 72 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122 850

988273 BERGSTAPFPATEtff M,U«hea _ (BLZ 70O20O1I) Swift Code: HYPO DE MM

988274 TELEX: UO U U jü/U δ O O Bayec Vereinsbank München 453100(BLZ 70020270) 983310 052456OBERGd Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

Die Erfindung betrifft ein Abtastverfahren und eine Abtasteinrichtung für Kopiergeräte mit veränderlicher Vergrößerung.

In jüngster Zeit ist das Bestreben deutlich zu erkennen, die Kopiergeschwindigkeit von elektrophotographischen Kopiergeräten zu erhöhen und sie mit verschiedenen zusätzlichen Funktionen zu versehen. Eine dieser zusätzlichen Funktionen ist das Ändern der Vergrößerung der Kopiegröße, d.h. ein Vergrößern oder ein Verkleinern der Kopiegröße. Insbesondere ist man bestrebt, elektrophotographische Kopiergeräte zu schaffen, bei welchen die Kopiegröße verkleinert werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden daher zuerst die herkömmlichen Systeme zum Verkleinern der Kopiegröße erläutert. Die herkömmlichen Systeme zum Verkleinern der Kopiegröße können grob in die vier folgenden Arten eingeteilt werden: (1) ein Verkleinerungssystem mit einer Gesamtbelichtung; (2) ein Verkleinerungssystem mit Schlitzbelichtung, bei welchem die Vorlage bewegt wird, was insbesondere bei blattförmigen Vorlagen anwendbar ist; (3) ein Verkleinerungssystem mit Schlitzbelichtung, bei welchem die Auflageplatte für die Vorlagen bewegt wird, und (4) ein Verkleinerungssystem mit Schlitzbelichtung, bei welchem die Vorlage stillsteht.

Von den vorerwähnten vier Systemen zum Verkleinern die Kopiegröße ist das Verkleinerungssystem (4) mit Schlitzbelichtung,

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bei welchem die Vorlage stillsteht, genau so gut wie cfas verkleinerungssystem (1) mit einer Gesamtbelichtung, da die Güte der Kopien kaum durch die I._ ; und das Gewicht der zu kopierenden Vorlage beeinflußt wird. Außerdem hat das Verkleinerungssystem (4) den großen Vorteil, daß es im Unterschied zu dem Verkleinerungssystem (1) mit einer Gesamtbelichtung nicht übeiLjäimensioniert ist; allerdings muß die Geschwindigkeit, mit welcher das optische System und das Beleuchtungssystem bewegt werden (welche Systeme nachstehend insgesamt als das optische System bezeichnet werden) in Abhängigkeit von einer gewählten Kopievergrößerung geändert werden. Im allgemeinen ist die Geschwindigkeit, mit welcher ein photoleitfähiges Teil bewegt wird, unabhängig von der Kopievergrößerung konstant. Wenn daher die Geschwindigkeit, mit welcher das optische System bei einer Vergrößerung von eins bewegt wird, und welche gleich der Geschwindigkeit ist, mit welcher das photoleitfähige Teil bewegt wird, V„ ist und wenn eine gewählte Ver-

größerung m ist (m < 1bei einer Verkleinerung der Kopiegröße}, dann ist die Geschwindigkeit V„, mit welcher das optische

r
System bei der Belichtung bewegt wird, festgelegt durch

Wenn hierbei in Betracht gezogen wird, daß die Geschwindigkeit, mit welcher das optische System bei .der Belichtung bewegt wird, in Abhängigkeit von der gewählten Vergrößerung geändert werden muß, wird nunmehr ein Kopiergerät, bei welchem ein Verkleinerungssystem mit Schlitzbelichtung verwendet ist, bei welchem die zu kopierende Vorlage stillsteht, etwas genauer be-

— ν —

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sprochen. Bei dieser Art Kopiergerät werden im allgemeinen mehr Kopien mit einer Vergrößerung von eins als mit einer anderen Vergrößerung hergestellt; um die Anzahl Kopien, die pro Zeiteinheit mit einer Vergrößerung von eins hergestellt werden, bezüglich der Geschwindigkeit zu maximieren, mit welcher das optische System während einer Belichtung bewegt wird, muß auf der Basis der Geschwindigkeit, mit welcher das optische System bei einer Vergrößerung von eins bewegt wird, ein Grenzwert festgelegt werden. Bei einer Kopieverkleinerung muß jedoch die Geschwindigkeit, mit welcher das optische System bei dem Belichtungsschritt bewegt wird, größer eingestellt werden als bei einer Vergrößerung von eins. Im Hinblick auf die Lebensdauer der Lampen in dem Beleuchtungssystem, im Hinblick auf das Geräusch und auf andere Beschränkungen ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, so daß es schwierig ist, die Kopiergeschwindigkeit zu erhöhen und gleichzeitig die veränderliche Vergrößerung zu verbessern.

In der Praxis ist die Geschwindigkeit, mit welcher das optische System während der Belichtung bei einer Vergrößerung von eins bewegt wird, dadurch festgelegt, daß die Geschwindigkeit in Betracht gezogen wird, mit welcher das optische System bei einer Verkleinerung der Kopiegröße bewegt wird, so daß dadurch dann die Kopiergeschwindigkeit bei einer Vergrößerung von eins, welche ursprünglich möglichst erhöht werden sollte, geopfert wird.

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Bei dem Verkleinerungssystem (3) mit Schlitzbelichtung, bei welchem die Auflageplatte für die Vorlage bewegt wird, muß die Geschwindigkeit, mit welcher die Auflageplatte während der Belichtung bei einer Kopieverkleinerung bewegt wird, im Vergleich zu der Geschwindigkeit, mit welcher die Auflageplatte bei einer Vergrößerung von eins bewegt wird, aus demselben oben angegebenen Grund erhöht werden. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß die Vorlage, insbesondere wenn die Vorlage ein Buch ist, bezüglich ihrer Ausgangslage auf der Auflageplatte durch Änderung der Geschwindigkeit der Auflageplatte während der Belichtung und während des Rückkehrschritts verschoben wird, so daß dann auch das kopierte Bild verschoben wird. Infolgedessen eignet sich das Verkleinerungssystem (3) nicht immer für ein Kopieren mit hoher Geschwindigkeit und obendrein weist es Schwierigkeiten auf, die ähnlich denen bei dem Verkleinerungssystem (4) sind.

Die Erfindung soll daher ein Abtastverfahren und eine Abtasteinrichtung für Kopiergeräte mit veränderlicher Vergrößerung schaffen, bei welcher die Nachteile der herkömmlichen Abtastverfahren und Abtasteinrichtungen beseitigt sind, die bisher in Kopiergeräten mit veränderlicher Vergrößerung angewendet bzw. verwendet wurden. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Abtastverfahren für Kopiergeräte mit veränderlicher Vergrößerung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst und bei eine:r Abtasteinrichtung für Kopiergeräte mit veränderlicher Vergrößerung ist dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 gelöst. _

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Hierbei sind das Abtastverfahren und die Abtasteinrichtung für Kopiergeräte mit veränderlicher Vergrößerung, bei welchen mittels Schlitzbelichtung die Vorlage mit der geforderten Vergrößerung bildmäßig auf der Oberfläche eines photoleitenden Teils ausgebildet wird, indem eine Auflageplatte aus Glas, auf welcher die Vorlage angeordnet ist, oder ein optisches System synchron mit dem photoleitenden Teil bewegt werden, das mit einer vorbestimmten konstanten Geschwindigkeit bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit, mit welcher das optische System oder die Auflageplatte bei der Belichtung bewegt wird, und die Geschwindigkeit, mit welcher die gleichen Teile bei der Rückkehr in die Ausgangsstellung bewegt werden, in Abhängigkeit von einer gewählten Vergrößerung der Kopie der Vorlage veränderlich gemacht werden, und daß die Geschwindigkeit, mit welcher das optische System oder die Auflageplatte bewegt wird, so eingestellt wird, daß die Summe der Zeit, die erforderlich ist, um das optische System oder die Auflageplatte für eine Belichtungsabtastung zu bewegen, und der .Zeit, die erforderlich ist, um das optische System oder die Auflageplatte in die Ausgangsstellung zurückzubringen, unabhängig von der gewählten Vergrößerung der Kopie der Vorlage konstant ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Verkleinerungssystem mit Schlitzbelichtung und mit stillstehender Vorlage, bei

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/In

welchem die Erfindung anwendbar ist;

Fig. 2 schematisch die Bewegung eines ersten Spiegels bei der Belichtung mit dem Verkleinerungssystem mit Schlitzbelichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines antreibenden und eines angetriebenen Systems eines Kopiergeräts gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht durch eine Ausführungsform eines Geschwindigkeitsänderungsmechanismus gemäß der Erfindung;

Fig. 5 schematisch das Ineingriffkommen der Zahnräder des bei der Erfindung anwendbaren Geschwindigkeitsänderungsmechanismus;

Fig. 6 den übertragungsweg der Antriebskraft in einem optischen System bei dem Beiichtungsschritt in einer Ausführungsform einer Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung; und

Fig. 7 den übertragungsweg der Antriebskraft bei der Rückkehr des optischen Systems der Fig. 6.

In Fig. 1 ist ein bei der Erfindung anwendbares Verkleinerungs-

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system mit Schlitzbelichtung dargestellt, bei welchem die Vorlage stillsteht. In Fig. 1 sind dargestellt: eine Vorlage 1, eine transparente, lichtdurchlässige Auflageplatte 2 ( die auch als Auflageplatte aus Glas bezeichnet werden kann), eine Belichtungslampe 3, ein erster Spiegel 4, einer zweiter Spiegel 5, eine Linsenanordnung 6, Spiegel 7 und8 und eine photoleitfähige Trommel 9. Wenn die Linsenanordnung 6 und die Spiegel 7 und 8 bei einer Vergrößerung von eins in den durch ausgezogene Linien wiedergegebenen Stellungen angeordnet sind, werden diese Teile, wenn beim Kopieren verkleinert wird,entsprechend dem Prinzip bei einer veränderlichen Vergrößerung in die gestrichelt wiedergegebenen Stellungen vorwärts bewegt, worauf dann eine Belichtung durchgeführt wird.

Bei dieser Art Verkleinerungssystem mit Schlitzbelichtung wird die Auflageplatte 2 bei der Belichtung nicht bewegt, während die Beiichtungslampe 3 und der erste Spiegel 4 als Einheit sowie der zweite Spiegel 5 in der durch den Pfeil angezeigten Vorwärtsrichtung bewegt werden; wenn die Belichtung beendet ist, werden die vorerwähnten Teile in der umgekehrten Richtung bewegt. Inzwischen wird die photoleitfähige Trommel 9 mit einer konstanten Drehzahl gedreht und durch die vorerwähnte Belichtung wird auf ihrer Oberfläche ein latentes, elektrostatisches Bild ausgebildet. Wenn die Umfangsgeschwindigkeit der photoleitfähigen Trommel 9 V„ ist, wird der Wert V₁-, unabhängig

r r

von der Vergrößerung m des Bildes einer Vorlage auf der photoleitfähigen Trommel 9 immer auf einen konstanten Wert einge-

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stellt. Wenn die Geschwindigkeit, mit welcher der erste Spiegel 4 und die Belichtungslampe 3 während der Belichtung bewegt

werden v„ ist, kann der Wert v„ wiedergegeben werden durch t t

ν_π = — V„, und die Geschwindigkeit V-., mit welcher der zwei-χί m r £ ι

te Spiegel 5 bewegt wird, ist dann ν . = -^— V_p.

Wie vorstehend ausgeführt, ist v_ die Geschwindigkeit, mit welcher der erste Spiegel 4 und die Beiichtungslampe 3 während der Belichtung bewegt werden. Wenn die Geschwindigkeit, mit welcher das optische System in umgekehrter Richtung bewegt wird, nämlich die Geschwindigkeit, mit welcher das optische System bewegt wird, wenn es in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, v_D ist, ist unabhängig von irgendeiner Änderung der Vergrößerung m der Wert ν immer als ein konstanter Wert eingestellt.

Bei der Erfindung ist von dem vorerwähnten Gesichtspunkt ausgegangen. Insbesondere ist bei der Erfindung die Geschwindigkeit v_ so eingestellt, daß sie entsprechend einer Änderung der Vergrößerung m geändert werden kann.

Da üblicherweise die Geschwindigkeit ν bei dem Rückführschritt immer konstant ist, wenn die Geschwindigkeit v_p während der Belichtung bei einer Kopieverkleinerung auf der Basis der Geschwindigkeit bei einer Vergrößerung von eins eingestellt ist, wird der Unterschied zwischen der Geschwindigkeit während der Belichtung und während des RückführSchrittes so groß, daß die

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Gefahr besteht, daß bei dem vorerwähnten Verkleinerungssystern (3) , bei welchem die Auflageplatte beweglich ist, die Vorlage 1 auf der Auflageplatte 2 rutscht, und daß es zu gewissen Schwierigkeiten bezüglich der Lebensdauer der Belichtungslampe und der Geräuscherzeugung bei dem Belichtungssystem (4) mit Schlitzbelichtung und stillstehender Vorlage kommt.

Bei der Erfindung ist daher von der grundlegenden Überlegung ausgegangen, daß, wenn die Geschwindigkeit v„, mit welcher das optische System (der erste Spiegel 4 und die Belichtungslampe 3) bewegt wird, entsprechend einer gewählten Kopieverkleinerung erhöht wird, das optische System bei einer Geschwindigkeit v_D mit einer Verzögerung(in die Ausgangsstellung) zurückgebracht wird, durch welche die Erhöhung der Geschwindigkeit, mit welcher das optische System während der Belichtung bewegt wird, ausgeglichen wird und daß, wenn die Geschwindigkeit ν des optischen Systems entsprechend einer gewählten Vergrößerung verringert wird, die Rückführgeschwindigkeit v_o erhöht wird, um dadurch die Verringerung der Geschwindigkeit v„ auszugleichen, so daß die Summe der Zeit, die erforderlich ist, um das optische System während der Belichtung zu bewegen, und der Zeit, die erforderlich ist, um das optische System in seine Ausgangsstellung zurückzubringen _s unabhängig von der Änderung der Vergrößerung m immer konstant eingestellt ist. Bei einem Kopiergerät mit einer beweglichen Auflageplatte ist die Geschwindigkeit, mit welcher die Auflageplatte während der Belichtung bewegt wird, ν , während deren Rückführgeschwindigkeit v_D ist. - 14 -

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Selbst wenn gemäß der Erfindung auf der Basis einer Vergrößerung von eins bei der Auslegung des optischen Systems ein Grenzwert vorgegeben ist, wird die Rückführgeschwindigkeit V₇, des opti-

sehen Systems oder der Auflageplatte bei einer Verkleinerung des Kopiebildes verringert. Infolgedessen wird, selbst wenn die Belichtungsgeschwindigkeit bei einer Verkleinerung des Kopiebildes erhöht werden muß, das Kopiergerät nicht übermäßig belastet, und die Anzahl der herzustellenden Kopien kann unabhängig von der jeweiligen Vergrößerung d.h. bei einer Vergrößerung von eins, bei einer Verkleinerung oder einer anderen Vergrößerung des Kopiebildes, auf eine vorbestimmte Zahl eingestellt werden.

Die Erfindung wird nunmehr unter einem anderen Blickwinkel anhand von einigen Gleichungen erläutert. In Fig. 2 ist der Ausgangspunkt eines optischen Systems, beispielsweise des ersten Spiegels in Fig. 1, bei einer Belichtung mit dem Buchstaben S bezeichnet. Bei der Belichtung wird der erste Spiegel mit der Geschwindigkeit v_p(mm/s) bewegt und eine Belichtung durchgeführt, wobei eine Vorlage während der Bewegung abgetastet wird; es wird dann ein Umkehrpunkt R erreicht, in welchem die Bewegungsrichtung geändert wird undmit der Geschwindigkeit v„ zu dem Ausgangspunkt zurückgekehrt wird. Wenn die Entfernung zwischen dem Ausgangspunkt S und dem Umkehrpunkt R L (mm) ist, läßt sich der regelmäßige Zeitverlust des ersten Spiegels 2 während der Bewegung durch die folgende Gleichung wiedergeben:

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wobei 6T die Zeit ist, die zum Schalten einer Kupplung zum Zeitpunkt der Umkehr des ersten Spiegels 2 erforderlich ist, N die Anzahl Kopien pro Minute und m die Vergrößerung ist.

In Gl. (2) ist die Entfernung L(mm) die Summe der Länge l(mm) der Vorlage, die Schlitzbreite W (mm) bei der Schlitzbelichtung und die angenäherte Streckenlänge Tr (mm) des Schlitzes bis in die Belichtungsstellung. Mit v„ = — V„ (Gl. 1) kam die Gl. 2 folgendermaßen umgeschrieben werden:

S ⁺ \ ^+6T

wobei V„ die Geschwindigkeit, mit welcher das photoleitfähige Teil gedreht wird,und auch die Geschwindigkeit ist, mit welcher das optische System oder die Auflageplatte während der Belichtung bei einer Vergrößerung von eins bewegt wird.

Im allgemeinen werden häufiger Kopien mit einer Vergrößerung von eins hergestellt und infolgedessen ist das Kopiergerät vorzugsweise so ausgelegt, daß die maximale Anzahl Kopien bei einer Vergrößerung von eins erhalten werden kann. Wenn das Kopiergerät so ausgelegt ist, ist, wie aus Gl. (3) ersehen werden kann, die Anzahl N Kopien, die pro Minute bei einer Bildverkleinerung (m<1) erhalten werden kann, größer, während

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die Anzahl N Kopien, die bei einer Bildvergrößerung (m>1) erhalten wird, im Vergleich zu der Anzahl Kopien, die bei einer Vergrößerung von eins (m=1) erhalten wird, kleiner.

Um jedoch, wie oben ausgeführt, das Kopiergerät nicht übermäßig zu belasten, muß, da die Geschwindigkeitsänderung bei der Belichtung und bei der Rückführung des optischen Systems auf ein Minimum herabgesetzt werden muß, wenn die Geschwindigkeit v_ bei der Rückführung wie bei dem herkömmlichen optischen System konstant ist, die Geschwindigkeit v_ des optischen Systems bei dem Belichtungsschritt erhöht werden. Wenn das optische System so ausgelegt ist, daß dem Geschwindigkeitsänderungsverhältnis des optischen Systems bei einer Bildverkleinerung der Vorzug gegeben ist, dann wird die Geschwindigkeit ν des optischen Systems während der Belichtung mit einer Vergrößerung von eins automatisch auf einen niedrigen Wert eingestellt, und folglich ist die Kopierleistung bei einer Vergrößerung von eins niedriger. Hieraus folgt, daß Kopierleistung bei der am häufigsten benutzten Vergrößerung von eins infolge der Bildverkleinerung geopfert wird. Dieser Nachteil könnte dadurch beseitigt werden, daß die Geschwindigkeit ν des optischen Systems bei der Rückführung in Abhängigkeit von der Vergrößerung m und entsprechend der Geschwindigkeit Vp des optischen Systems während der Belichtung veränderlich gemacht wird und dadurch das Geschwindigkeitsänderungsverhältnis konstant gemacht wird.Wenn die Anzahl N der pro Minute herzustellenden Kopien unabhängig von der Änderung der Vergrößerung m konstant eingestellt wird, kann die Gl. (3)

folgendermaßen geschrieben werden wenn =^— -öT durch KL· 6T=K)

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ersetzt und L-K auf einen konstanten Wert (nämlich L·Κ = k.önstant) eingestellt wird:

V ν
F ^VB

Gl. (4) kann folgendermaßen umgeschrieben werden:

^B (K - ψ ) (5)

Der Gl. (5) ist zu entnehmen, daß, wenn die vorerwähnten Werte K und L konstant sind und demgemäß V„ immer konstant ist, die Geschwindigkeit bei der Belichtung bei einer Bildverkleinerung größer ist als die bei einer Vergrößerung von eins, während die Rückführgeschwindigkeit des optischen Systems bei einer Bildverkleinerung kleiner 'ist als die bei einer Vergrößerung von eins, und daß die Geschwindigkeit des optischen Systems bei der Belichtung bei einer Bildvergrößerung kleiner ist als die bei einer Vergrößerung von eins, während die Rückführgeschwindigkeit des optischen Systems bei einer Bildvergrößerung größer ist als die bei einer Vergrößerung von eins. Wenn das optische System so ausgelegt ist, daß es der Gl.(5) genügt, kann die Anzahl Kopien bei einer Bildverkleinerung, bei welcher die maximale Kopierleistung bei dem herkömmlichen Verfahren gegeben ist, wie bei einer Vergrößerung von eins erhalten werden.

Die Erfindung kann bei Kopiergeräten mit einer veränderlichen

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Vergrößerung angewendet werden, indem ein entsprechender GeschwindigkeitsänderungsmecL^^ismus in dem optischen System oder in dem Antriebssystem der Auflageplatte vorgesehen wird, so daß das optische System oder das Antriebssystem durch den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus so gesteuert wird, daß eine Rückführgeschwindigkeit erhalten wird, die der Gl. (5) genügt. Diese Beziehung wird nunmehr anhand von Fig. 3 erläutert. In Fig. 3 ist ein Einga be abschnitt 90 dargestellt, an dessen Ausgang die Antriebskraft anliegt, mit welcher die photoleitfähige Trommel 9 und andere dazugehörende Teile mit einer konstanten Drehzahl angetrieben werden. Ferner ist der vorerwähnte Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 10 gemäß der Erfindung und ein Antriebskraft-Ausgangsabschnitt 11 dargestellt, welcher die mittels des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 10 erhaltene Drehbewegung in eine lineare Hin- und Herbewegung umsetzt und diese an ein angetriebenes System 12 überträgt. Das angetriebene System 12 entspricht dem optischen System in dem Verkleinerungssystem mit Schlitzbelichtung und einer unbeweglichen Vorlage oder der Auflageplatte in dem Verkleinerungssystem mit Schlitzbelichtung, bei welchem die Auflageplatte bewegt wird. Der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 10 hat die Aufgabe, die von dem Antriebskraft-Eingabeabschnitt 90 erhaltene Drehkraft bei einer vorbestimmten Drehzahl an den Antriebskraft-Ausgangsabschnitt 11 bei einem vorbestimmten Drehzahl-Änderungsverhältnis und in einer vorbestimmten Drehrichtung zu übertragen, wobei jeweils den Gl. en (1) und (5) genügt ist. Der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 10 weist Zahnräder und Kupplungen auf. Der An-

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triebskraft-Eingabeabschnitt 9 und der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 10 können durch einen in der Drehzahl veränderlichen Motor ersetzt werden, welcher bezüglich des Antriebskraft-Ausgangsabschnitts 11 der Ausgangsbedingung genügt.

Nunmehr wird eine Ausführungsform des Geschwindigkeits- oder Drehzahländerungsmechanismus 10 beschrieben. Gewöhnlich weist eine Einrichtung mit veränderlicher Vergrößerung für ein Büro-Kopiergerät eine Bildverkleinerung auf, und die am häufigsten benutzten Bildverkleinerungsverhältnisse sind dasVerkleinerungsverhältnis, um die Größe DIN A3 in die Größe DIN A4 umzusetzen, was einem Flächenverhältnis von 1:1/2 (einer Vergrößerung m = Ι//2Γ¹) entspricht.und das Vergrößerungsverhältnis, um die Größe B4 in die Größe A4 umzusetzen, was einem Flächenverhältnis von 1 : 1,5 (einer Vergrößerung m = 1/ψ\ _ri) entspricht. Infolgedessen wird nunmehr ein Geschwindigkeits- bzw. Drehzahländerungsmechanismus beschrieben, mit welchem die vorerwähnten Verkleinerungsverhältnisse erhalten werden können.

In Fig.4 und 5 sind Wellen J₁ bis J_g durch Rahmenteile 13 bis 15 und andere Teile getragen. Mit den Wellen J bis J_ sind jeweils Kettenräder P₁ bis P₃ fest verbunden; die Durchmesser der Kettenräder P. bis P₃ sind gleich, und über die Kettenrä-" der P₁ bis P, ist eine Kette 16 geführt. Bei einer Bewegung der Kette 16 werden die Kettenräder P₁ bis P₃ und die Wellen J₁ bis J₃ in derselben Richtung und mit derselben Geschwindigkeit gedreht. Kettenräder P₄ und P^, welche drehbar auf den Wellen Jg und J_ gehaltert sind, sind zur Führung der

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Kette 16 als Führungsteile angeordnet.

Ein Zahnrad G₁ ,durch welches die Welle J₁ hindurchgeht, ist fest mit einer Kupplungsplatte C₁ verbunden und auf der Welle J₁ drehbar. Genauso sind Zahnräder G„ und G^, durch welche die Wellen J„ bzw. J hindurchgehen, fest mit Kupplungsplatten Cp und C_ verbunden und auf den Wellen J₂ und J,. drehbar. Die Kupplungsplatten C₁ bis C_ sind jeweils bei Kupplungen CL₁ bis CL., so angeordnet, daß sie den Kupplungen gegenüberliegen, welche fest mit den Wellen J₁ bis J_ verbunden sind. Normalerweise sind die Kupplungsplatten C₁ bis C₃ von den Kupplungen CL₁ bis CL- getrennt. Im eingekuppelten Zustand jedoch werden die Kupplungsplatten C₁ bis C, mit den zugeordneten Kupplungen CL₁ bis CL., eine Einheit. Wenn beispielsweise die Kupplung CL₁ betätigt wird, wird das Zahnrad G durch die Wirkung eines Elektromagneten fest mit der Kupplung CL-. verbunden, so daß das Zahnrad G₁ zusammen mit der Welle J₁ gedreht wird. Diese Beziehung gilt genauso für die Zahnräder G~ und G^. Insbesondere wird, wenn die Kupplung CL₂ betätigt wird, das Zahnrad G₂ zusammen mit der Welle J_ gedreht. Wenn dagegen die Kupplung CL₃ betätigt wird, wird das Zahnrad G₃ fest mit der Welle J₃ verbunden. Die Zahnräder G₁ bis G₃ kämmen mit einem Zahnrad G₄, das fest mit der Welle J₄ verbunden ist. Diese Beziehung ist in Fig.6 dargestellt. Eine Rillenscheibe 17 ist fest mit der Welle J₄ verbunden, und ein Draht 18 zum Antreiben des optischen Systems ist um die Rillenscheibe 17 gewikkelt. In Fig.5 ist eine Führungsrolle 19 für den Draht 18 dar-

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zz

gestellt. Die vorerwähnten Zahnräder G₁ bis G₄ und die Kupplungsmechanismen werden benutzt, wenn eine Geschwindigkeit v„ des optischen Systems bei dem Belichtungsschritt gewählt wird, wie nachstehend noch im einzelnen erläutert wird.

Ein Zahnrad G₁. ,durch das die Welle J hindurchgeht, ist fest mit einer Kupplungsplatte C₅ verbunden und auf der Welle J₁ drehbar. Genauso sind Zahnräder G_c und G-,, durch welche die Wellen J₂ und J, hindurchgehen, fest mit Kupplungsplatten C_fi und C₇ verbunden und auf den Wellen J„ bis J, drehbar. Die Kupplungsplatten C₅ bis C₇ sind jeweils bei Kupplungen CL- bis CL₇ so angeordnet, daß sie diesen Kupplungen gegenüberliegen, welche fest mit den Wellen J. bis J₃ verbunden sind. Normalerweise sind die Kupplungsplatten C₁- bis C₇ von den Kupplungen CLg bis CL₇ getrennt. Im eingekuppelten Zustand werden jedoch die Kupplungsplatten C₁. bis C₇ fest mit den jeweils zugeordneten Kupplungen CL₅ bis CL₇ verbunden. Wenn beispielsweise die Kupplung CL₅ betätigt wird, wird das Zahnrad G₅ fest mit der Kupplung CL₅ verbunden. Genauso wird, wenn die Kupplung CL₆ betätigt wird, das Zahnrad G_g fest mit der Welle J₂ verbunden. Wenn dagegen die Kupplung CL₇ betätigt wird, wird das Zahnrad G_ fest mit der Welle J₀ verbunden. Ein Zahnrad G₀ ist fest mit der Welle J. verbunden, an welcher die Rillenscheibe 17 angebracht ist.

Die Zahnräder Gg und G^ kämmen über ein Zwischenzahnrad G_q miteinander, das auf der Welle Jj. angebracht ist. Die Zahnräder Gg

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und G₇ kämmen über ein Zwischenzahnrad G_1Q miteinander, das auf der Welle J- angebracht ist. Die Zahnräder G_g und Gg kämmen über ein Zwischenzahnrad G₁₁ miteinander, das auf der Welle J- angebracht ist. Diese Beziehung ist in Fig.7 dargestellt.

In dem Geschwindigkeits- bzw. Drehzahländerungsmechanxsmus 10 werden die Wellen J₁ bis J- durch die Kette 16 immer mit einer vorbestimmten konstanten Drehzahl gedreht. Die Welle J, wird nur gedreht, wenn eine der Kupplungen CL₁ bis CL_ß betätigt ist.und die Drehbewegung an den Draht 18 überträgt. Wenn die Kette 16 in Fig.6 von links nach rechts mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird, wird, wie noch ausgeführt wird, eine bestimmte Kraft an den Draht 18 übertragen. Wenn eine der Kupplungen CL₁ bis CL₃ betätigt ist, wird der Draht 18 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt, wie in Fig.6 dargestellt ist, während, wenn eine der Kupplungen CL₅ bis CL₇ betätigt wird, der Draht 18 im Uhrzeigersinn bewegt wird. Mit dem optischen System soll bei dem Belxchtungsschritt abgetastet werden, wenn der Draht 18 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt wird, während das optische System (in seine Ausgangsstellung) zurückkehrt, wenn der Draht 18 im Uhrzeigersinn bewegt wird.

Der übertragungsweg der Antriebskraft, wenn eine der Kupplungen betätigt ist, wird nunmehr unter Berücksichtigung der Anzahl Zähne jedes Zahnrads erläutert.

(1) Wenn die Kupplung CL^ betätigt ist (Fig.6), wird eine Be-

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lichtungsabtastung durchgeführt, um ein Bild mit einer Vergrößerung von eins (m=1) zu erhalten, und das optische System wird mit der Geschwindigkeit ν =V„ bei dem Beiichtungsschritt bewegt, was dadurch erhalten wird, daß in Gl.(1) m=1 gesetzt wird. Im Hinblick auf die Übertragungsbahn der Antriebskraft wird die Welle J. durch die Kette 16 über das Kettenrad P₁ gedreht. Da die Kupplung CL₁ betätigt ist, wird das Zahnrad G.. gedreht und das mit dem Zahnrad G₁ kämmende Zahnrad G. wird ebenfalls gedreht, wodurch die Rillenscheibe 17 gedreht wird. Der Draht 16 wird dann entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt. Wenn die Drehzahl der Wellen J₁ bis J^ η U/min und die Drehzahl der Rillenscheibe 17 N_F1 ü/min ist.soll bei dem Belichtungsschritt das Belichtungssystem mit der Geschwindigkeit V_p(mm/s) bewegt werden. Ferner soll die Anzahl Zähne des Zahnrads G₁ Z₁ und die Anzahl Zähne des Zahnrads G. Z. sein, um die vorerwähnte Geschwindigkeit des optischen Systems zu erhalten. Danach kann die Beziehung zwischen der Zähneanzahl der anderen Zahnräder aufgrund der Anzahl Zähne Z₁ des Zahnrads G₁ und der Anzahl Zähne Z. des Zahnrads G* aufgezeigt werden. Es besteht daher die folgende Beziehung zwischen der Drehzahl N_p1 der Rillenscheibe 17 und der Anzahl Zähne Z₁ und Z₄:

^Z1

^NF1 - Z^

(2) Wenn die Kupplung CL_ betätigt wird (Fig.6), wird eine Belichtungsabtastung durchgeführt, um ein verkleinertes Bild mit einem Flächenverhältnis von 1/1,5 (einer Vergrößerung

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m=1/jT_#"5) zu erhalten, und das optische System wird bei dem Belichtungsschritt mit der Geschwindigkeit ν =ΎΙ,5 V„ bewegt, was durch Einsetzen von m=1/ ~f\To in Gl. (1) erhalten wird. Im Hinblick auf die Übertragungsbahn der Antriebskraft wird die Welle J. durch die Kette 16 über das Kettenrad P„ gedreht, und da die Kupplung CL₂ betätigt ist, wird das Zahnrad G~ gedreht und das mit dem Zahnrad G„ kämmende Zahnrad G₄ wird ebenfalls gedreht, wodurch die Rillenscheibe 17 gedreht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird dann der Draht 18 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt. Wenn in diesem Fall die Drehzahl der Rillenscheibe 17 N 2⁼ "ΐ /5¹ N- ist, kann die Geschwindigkeit

ν = φ ,5 V_n, des optischen Systems nicht erhalten werden. Fer-■c * 7

2
ner ist N„_o= ■=—η und die Anzahl Zähne des Zahnrads G₀ ist gleich /"1,5¹Z.. gesetzt.

(3) Wenn die Kupplung CL_ betätigt wird (Fig.6), wird die Belichtungsabtastung durchgeführt, um ein verkleinertes Bild mit einem Flächenverhältnis von 1/2 (einer Vergrößerung m=1/f2l zu erhalten, und das optische System wird bei dem Belichtungsschritt mit der Geschwindigkeit v„= 12 V„ bewegt, was durch Einsetzen von m=1/-jz in Gl. (1) erhalten wird. Im Hinblick auf die Übertragungsbahn der Antriebskraft wird die Welle J_ durch die Kette 16 über das Kettenrad P₃ gedreht. Da die Kupplung CL₃ betätigt ist, werden das Zahnrad G₃ und das mit diesem kämmende Zahnrad G. gedreht, wodurch die Rillenscheibe 17 gedreht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird dann der Draht 18 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt. Wenn in diesem Fall die Drehzahl der Rillenschei-

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be 17 N_F3= "/2¹N₁,., ist, kann die Geschwindigkeit Vp="/? V_p des

optischen Systems nicht erhalten werden. Ferner ist N = ■=—η

F Z₄

und die Zähneanzahl Z₃ des Zahnrads G₃ ist gleich!^/Z₁ gesetzt.

(4) Wenn die Kupplung-CL- betätigt wird (Fig.T)₁ wird nach Beendigung der Belichtungsabtastung zur Rückführung des optischen Systems eine Geschwindigkeits- bzw. Drehzahländerung bei der Antriebskraft durchgeführt, um ein Bild mit einer Vergrößerung von eins zu erhalten. Im Hinblick auf die Übertragungsbahn der Antriebskraft wird dann die Welle J₁ über das Kettenrad P₁ durch die Kette 16 gedreht. Da die Kupplung CL„ betätigt ist, werden das Zahnrad G₁- und das mit dem Zahnrad Gj. kämmende Zwischenzahnrad G„ gedreht und es wird auch das mit dem Zwischenzahnrad Gg kämmende Zahnrad G_fl gedreht, wodurch die Rillenscheibe 17 gedreht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird dann der Draht 18 im Uhrzeigersinn bewegt. Ferner muß dann die Geschwindigkeit v_ß(inm/s) des optischen Systems gleich dem durch die Gl.(5) angegebenen Wert sein. Wenn die Drehzahl der Rillenscheibe 17, welche-die Geschwindigkeit v^dnm/s) des

ti

optischen Systems ergibt, N₁ U/min ist, muß die folgende Gleichung bei einer Vergrößerung von eins gelten, wobei in Betracht zu ziehen ist, daß die Kupplung CL₁ betätigt ist:

^NB1 ^VR
^NF1 v_F

Wenn andererseits die Zähnezahl des Zahnrads G₁- Z₁. und die

⁵ 7⁵ 5

Zähnezahl des Zahnrads G„ Z₀ ist, kann, da N₇,.,=-=-!! und Z 8 ö Bl Zg

KL,..= -sr-n ist, wobei η die Anzahl Umdrehungen pro Minute der Z₄

Wellen J₁ bis J_ ist, und da aus Gl.(5) V=VL₁ und V =—- ist

(wobei m = 1 ist) durch Einsetzen der vorstehend wie- F dergegebenen Werte in Gl.(6) die folgende Gleichung erhalten wird:

- fi_x

_xx

"7 V T ^Λ T7

^Z8 ^Z4 K - ^- ^VF
F

Da in Gl.(7) die Anzahl Zähne Z₁ und Z. bekannt ist, kann auch die Anzahl Zähne Z₅ und Z, festgesetzt werden.

(5) Wenn die Kupplung CL_g betätigt wird (Fig.7), wird nach Beendigung der Belichtungsabtastung zur Rückführung des optischen Systems die Geschwindigkeits- bzw. Drehzahländerung der Antriebskraft durchgeführt, um ein verkleinertes Bild mit einem Flächenverhältnis 1/1,5 zu erhalten. Im Hinblick auf den Übertragungsweg der Antriebskraft wird die Welle J₂ über das Kettenrad P₂ durch die Kette 16 gedreht. Da die Kupplung CL_ß betätigt ist, werden das Zahnrad G,, das mit dem Zahnrad G,

D D

kämmende Zwischenrad G₁. und das mit dem Zwischenzahnrad G.. kämmende Zahnrad Gg gedreht, so daß die Rillenscheibe 17 gedreht wird. Zu diesem Zeitpunkt muß dann die Geschwindigkeit v„ (mm/s) des optischen Systems gleich dem durch die Gl.(5) gegebenen Wert sein. Wenn die Drehzahl der Rillenscheibe 17^

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is

welche die Geschwindigkeit v_R(mm/s) für das optische System ergibt, N„» U/min ist, muß inVerbindung mit einer Vergrößerung von m=1//i75 die folgende Gleichung für den Fall, daß die Kupplung CL₂ betätigt ist, gelten:

^NR2 ^VR

^NF2 ^VF

Wenn dagegen die Zähnezahl des Zahnrads G, Z, ist, Ν_η«= -=—η

^Z2 , ι ^b

und Ν_π = ■=—η ist (wobei Z₀ = i1,5 Z₁ ist) und wenn aus Gl. (5)

Jc Δ it μ Δ I

y~ ι * L

ν = "T1,5 V„ und v„ = ζ τ— ist, kann durch Einsetzen

Γ C JD _T, I I

Ψ7? ' v_F

κ -

der vorstehend wiedergegebenen Werte in die Gl.(8) die folgende Gleichung erhalten werden:

o Zu ν 1 L ' ^X V

^{8 4 K} -

In Gl.(9) ist die Zähneanzahl Z₁ und Z. bekannt, und folglich kann die Anzahl Zähne Z_fi und Z_g festgesetzt werden.

(6) Wenn die Kupplung CL- betätigt ist (Fig.7), wird nach der Beendigung der Belichtungsabtastung zum Rückführen des optischen Systems die Geschwindigkeits- bzw. Drehzahländerung der Antriebskraft vorgenommen, um ein verkleinertes Bild mit einem Flächenverhältnis von 1/2 zu erhalten. Im Hinblick auf den Übertragungsweg der Antriebskraft wird die Welle J₃ über das Kettenrad P₃ durch die Kette 16 gedreht. Da die Kupplung CL-

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betätigt ist, werden das Zahnrad G₇, das mit dem Zahnrad G₇ kämmende Zwischenzahnrad G₁₀ und auch das mit dem Zahnrad G₁₀ kämmende Zahnrad Gg gedreht, so daß dadurch die Rillenscheibe 17 gedreht wird. Zu diesem Zeitpunkt muß dann die Geschwindigkeit ν (mm/s) des optischen Systems gleich dem Wert der Gl. (5) sein. Wenn die Drehzahl der Rillenscheibe 17 ,welche die Geschwindigkeit v_n(mm/s) des optischen Systems ergibt, NL₃ ü/min ist, muß bei einer Vergrößerung von m=1/"j2 für den Fall, daß die.Kupplung CL₃ betätigt ist, die folgende Gleichung gelten:

N - ν
^B3 ₌ _

^WF3 ^V

Wenn andererseits die Anzahl Zähne des Zahnrads G₇ Z₇ ist, N_13n, = -=^-n und N„-, = -^n ist (wobei Z₀=Y? Z. ist) und wenn

DJ Δα * -J ö · O I

aus Gl. (5) v_F =i?V_F und

72 ^VF

ist, kann durch Einsetzen der vorstehend wiedergegebenen Werte in Gl.(10) die folgende Gleichung erhalten werden:

^Z7 ^Z1 τ 1

7= _L_X L _x 1 ₍₁₁₎

^Z8 ^Z4 „ 1 L ^VF 1? ^F

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In Gl.(11) ist die Anzahl der Zähne Z,und Z, bekannt und somit

1 4

kann die Anzahl der Zähne Z_n und Z₀ bestimmt werden.

/ ο

In dem vorstehend beschriebenen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahländerungsmechanismus haben die Kettenräder P bis P₃ jeweils die gleiche Anzahl Zähne. Durch Ändern der Zähneanzahl bei jedem der Kettenräder P₁ bis P_ kann jedoch ein gewünschtes Drehzahländerungsverhältnis erhalten werden. Ferner wird/ wenn das optische System in seine Ausgangsstellung zurückgebracht wird, ein Bild abgebildet. Folglich ist es nicht immer notwendig, die Rückführgeschwindigkeit genau einzustellen. Mit anderen Worten, in der Praxis reicht es aus, die
Rückführgeschwindigkeit so einzustellen, daß sie annähernd
jeweils den vorerwähnten Gleichungen genügt.

Ende der Beschreibung

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Claims

Patentansprüche

1L Abtastverfahren für Kopiergeräte mit veränderlicher Vergrößerung, bei welchen mittels einer Schlitzbelichtung die Vorlage mit der geforderten Vergrößerung bildmäßig auf der Oberfläche eines photoleitenden Teils ausgebildet wird, indem eine Auflageplatte aus Glas, auf welcher die Vorlage angeordnet ist, oder ein optisches System synchron mit dem photoleitenden Teil bewegt werden, das mit einer vorbestimmten konstanten Geschwindigkeit bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit,mit welcher das optische System (3, 4) oder die Auflageplatte (2) bei der Belichtung bewegt wird, und die Geschwindigkeit, mit welcher die gleichen Teile bei der Rückkehr in die Ausgangsstellung bewegt werden, in Abhängigkeit von einer gewählten Vergrößerung (m) der Kopie der Vorlage (1) veränderlich gemacht werden, und daß die Geschwindigkeit, mit welcher das optische System (3, 4) oder die Auflageplatte (2) bewegt wird, so eingestellt wird, daß die Summe der Zeit, die erforderlich ist, um das optische System (3, 4) oder die Auflageplatte (2) bei einer Belichtungsabtastung zu bewegen, und der Zeit, die erforderlich ist, um das optische System (3, 4) oder die Auflageplatte (2) in die Ausgangsstellung zurückzubringen, unabhängig von der gewählten Vergrößerung (m)

Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM Bayec Veteinsbank München 453100(BLZ 70020270) Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

©(089)988272 Telegramme: 988273 BERGSTAPFPATENT München 988274 TELEX: O 'S fi fl 983310 0524560 BERG d ^w ** ^{w w}

die Kopie der Vorlage (1) konstant ist.
2. Abtastverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit, mit welcher das optische System (3, 4) oder die Auflageplatte (2) bewegt wird, so eingestellt ist, daß sie der folgenden Gleichung genügt:

(K=f°-6T)

^VF

wobei L die Strecke ist, über die das optische System (3, 4) oder die Auflageplatte (2) bei einer Belichtungsabtastung in einer Richtung bewegt wird, m die gewählte Vergrößerung für die Kopie der Vorlage ist, N die Anzahl der pro Minute herzustellenden Kopien ist, öT der Zeitverlust (in s) ist, zu welchem es bei jeder Abtastung kommt, V_p die Geschwindigkeit (in mm/s) ist, mit welcher das photo leitende (Teil (9) und das optische System (3, 4) oder die Auflageplatte (2) bei einer Vergrößerung von eins bei dem Belichtungsschritt bewegt werden ,und v_ die Geschwindigkeit (in mm/s) ist, mit welcher das optische System (3, 4) oder die Auflageplatte (2) bei der Rückführung in ihre Ausgangsstellung bewegt werden.
3. Abtasteinrichtung für Kopiergeräte mit veränderlicher Vergrößerung, bei welcher mittels einer Schlitzbelichtung die Vorlage mit der geforderten Vergrößerung bildmäßig auf der Oberfläche eines photoleitenden Teils ausgebildet wird, indem eine Auflageplatte, auf welcher die Vorlage angeordnet ist, ~* — 3 —

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oder ein optisches System synchron mit dem photoleitenden Teil bewegt werden, das mit einer vorbestimmten konstanten Geschwindigkeit bewegt wird/ gekennzeichnet durch einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus (G₁ bis G₁-; C₁ bis C₇; CL bis CL_), durch welchen das optische System (3, 4) oder die Auflageplatte (2) mit Geschwindigkeiten bewegt werden können, welche der folgenden Gleichung genügen:

^VB ⁼

B ⁼ iL· (κ = |0 -

wobei L die Strecke ist, über die das optische System (3, 4) oder die Auflageplatte (2) bei einer Belichtungsabtastung in einer Richtung bewegt wird, m die gewählte Vergrößerung für die Kopie der Vorlage ist, N die Anzahl der pro Minute herzustellenden Kopien ist, 6T der Zeitverlust (in s) ist, zu welchem es bei jeder Abtastung kommt, V„ die Geschwindigkeit (in mm/s) ist, mit welcher das photoleitende Teil (9) und das optische System (3,4 ) oder die Auflageplatte (2) bei einer Vergrößerung von eins bei dem Belichtungsschritt bewegt werden, v_R die Geschwindigkeit (in mm/s) ist, mit welcher das optische System (3,4) oder die Auflageplatte (2) bei der Rückführung in ihre Ausgangsstellung bewegt werden.
4. Abtasteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsänderungsmechanis-

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mus eine Anzahl Zahnräder (G bis G₁-) und Kupplungen

₁ bis CL₇) aufweist, mittels welchen ein Drehkrafteingang an einem Eingabeabschnitt (90) des Mechanismus an das optische System (3, 4) oder an einen Ausgangsabschnitt (11) zum Antreiben der Auflageplatte (2) mit einem vorbestimmten Drehzahländerungsverhältnis und in einer vorbestimmten Drehrichtung übertragbar ist.

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