Читально-копировальный аппарат

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 19) . 11) 1)5 6 03 С 15/00 ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 23.08,92,БюлМ 31 (71) Научно-производственное объединение "Геофизика" и Московский институт инже-: неров геодезии, аэрофотосьемки и карто- графии (72) А,А.Сергеев, О,Б.Алеев, С,М,Корнеев и А, В.Жучков (56) Патент США В 4367033., кл, О 03 6 15/00,1983. (54) ЧИтДЛЬНО-КОПИРОВАЛЬНЫЙ ДППДРДт (57) Использование; читально-копировальное оборудование, Сущность изобретения:устройство содержит; источник света 1, конденсор 2, объектив 3, неподвижные зерка-ла 4-7, просветовой экран 8, электрографический барабан 9, щелевую диафрагму 10, позиционер 11, сканирующее зеркало 13, механизм 14, два подвижных зеркала 15 и 16, механизм перемещенйя 17, механическую передачу 18, редуктор 19, два электродвигателя 20 и 22, два датчика угловой скорости электродвигателя 21 и 23, блок синхронизации 24, задающий генератор, два узла управления электродвигателями, два делителя частоты, фазовыйдискриминатор, суммирующий усилитель, широтно-импульсный модулятор, ключ, усилитель-ограничитель, два частотных дискриминатора, реле, шток, штайгу, ползун, шарнир. 3 з,п.ф-лы,5 ил,Изобретение относится к читально-копировальным устройствам и может быть использовано в копировальных аппаратах,Известен читально-копировальный аппарат, содержащий осветитель, оптически сопряженный через объектив с позиционером, и систему неподвижных зеркал с просветным экраном, оптически связанную с объективом и электрографическим барабаном систему установленных перпендикулярно, подвижных с возможностьюпоступательного перемещения, жестко связанных между собой зеркал, которая кинематически через механизм перемещения подвижных зеркал связана с валом электродвигателя механизма вращения электрографического барабана,Недостатком известного устройства являются невысокие технологические возможности.Цель изобретения - расширение технологических возможностей,На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг,2 - структурная схема блока синхронизации; на фиг,З - структурная:хема блока управления электродвигателем; на фиг.4 - схема, поясняющая работусканирующего зеркала; на фиг,5 - принципиальная схема устройства перемещения сканирующего зеркала,Устройство содержит оптически сопряженные источник 1 света (фиг,1) конденсоо2, объектив 3, неподвижные зеркала 4-7, просветный экран 8 и электрофотографический барабан 9 со щелевой диафрагмой 10, Устройство также содержит позиционер 11 с закрепленной на нем микроформой 12, сканирующее зеркало 13 с механизмом 14 его перемещения, подвижные зеркала 15 и 16, жестко скрепленные под углом 90 один к другому, механизм перемещения подвиж ных зеркал 17 и механическую передачу 18, связывающую механизмы перемещения сканирующего зеркала и подвижных зеркал с передаточным отношением два, а также соединяющую их через редуктор 19 с первым электродвигателем 20, вал которого механжески соединен со вторым датчикомугловой скорости 21. При этом сканирующее зеркало 13 и подвижные зеркала 15 и 16 также оптически сопряжены с электрофотографическим барабаном 9, который механически сопряжен с первымэлектродвигателем 22, вал которого механически соединен с первым датчиком 23 угловой скорости,Выход второго датчика 21 угловой скорости соединен с первым входом блока 24синхронизации, первый выход которого подключен ко входу второго электродвигателя 20, а выход первого датчика 23 скорости, соединен со вторым входом блока 24 синхронизации, второй выход которого подключен ко входу первого электродвигателя 22.Блок 24 синхронизации (фиг,2) содержит задающий генератор 25 к выходу которого подключены два идентичных узла управления электродвигателями 26 и 27,На фиг,З изображена структурная схемаблока 26 управления первым электродвигателем.Блок содержит последовательно соединенные делитель 28 частоты, фазовый дискриминатор 29, суммирующий усилитель 30,широтно-импульсный модулятор 31 и тран зисторный ключ 32, а также усилитель-ограничитель ЗЗ, который через делитель 34 частоты подключен к второму входу фазового дискриминатора 29, а выход делителя 34 частоты соединен также через частотный дискриминатор 35 с вторым входом суммирующего усилителя 30, а через последовательно соединенные второй частотныйдискриминатор 36 и электронное реле 37 -с вторым входом транзисторного ключа 32.Механизм перемещения сканирующего зеркала (фиг.5) представляет собой шарнирно-рычажный механизм. Механизм включает шток 38, на котором шарнирно закреплено зеркало 13. Шток имеет возможность поступательного перемещения в направляющей, жестко закрепленной на корпусе прибора, Штанга 39 жестко скреплена с зеркалом 13 и имеет возможность перемещения в ползуне 40, закрепленном на корпусе прибора с помощью шарнира 41. Устройство работает следующим обра 40. зом, Микроформа 12 помещается в держатель позиционера 11. Затем оператор посредством органов управления позиционера устанавливает в поле зрения 45 объектива 3 нужный кадр, Микроформа может быть любой, и ее тип определяет конструкцию пози ционера, основным функциональным назначением которого явдяется обеспечение возможности установкинужного кадра и удержания его в необходимом положении.Конструкции позиционеров для различных аидов микроформ хорошо известны и для данного устройства.Эта конструкция аналогична прототипу. Устройство работает в двух режимах: первый режим - режим чтения информации с микроформы, второй режим - режим копирования увеличенного микроизображенияна бумагу.1756855 10 30 В первом режиме сканирующее зеркало 13 выведено из хода лучей и объектив 3. через зеркало. 5 и 6 проецирует увеличенизображ ние кацра микроформы на просветный экран 8, При этом освещение кадра микрофоомы осуществляетсл посредством осветителя., состоящего из источникасвета 1, конденсора 2 и зеркала 4,Во втором режиме освещение кадра происходит аналогично первому режиму, но сканирующее зеркало 13 приводится в движение и пересекает ход лучей за объективом 13, отражая их в сторону системы зеркал 15 и 16, причем перемещение зеркала 13 осуществляется таким образом, чтобы главные лучи от точек микроизображения после- довательно направлялись в направлении, перпендикуллрном оптической оси объектива нефиг,4). Зти лучи, отразившись затем.от зеркал 15, 16 и 7, через щелевую диафрагму 10 попадают на светочувствительную поверхность злектрофотографического барабана 9. Таким образом на поверхности барабана последовательно изображаются в увели .енном масштабе элементарные полоски микроизображения, Такой ход лучей достигаетсл тем, что зеркало 13 при своем перемещении в направлении, перпендикуллрном оптической оси объектива 3, еще и поворачивается на некоторый угол, причем в центральном положении угол наклона зеркала к оптической оси равен 45, а во всех других тангенс углового приращения пропорционален линейному смещению, Такое сложное перемещение зеркала может быть 35 осуществлено, например, с помощью механизма, изображенного на фиг,5, При перемещении штока 38 на величину Л 1 величина угла наклона нормали зеркала 13 к оптической оси объектива а 1 изменится 40 на некоторую величину и составит угол а 2, причемЩ 02=ЩО 1+Л 1Сгде С - неизменная величина расстоя ния от штока 38 до шарнира 41, в котором закреплен ползун 40. Причем величина С=2 Ь, где Ь - расстояние от задней главной плоскости объектива до штока 38.Механизм 14 перемещения сканирую щего зеркала 13 механически связан с механизмом перемещения подвижных зеркал 15 и 16, причем таким образом, чтобы линейная скорость перемещения штока 38 механизма перемещения зеркала 13 была в 55 два раза больше линейной скорости перемещения зеркал 15 и 16, а направление перемегцения совпадало, Зто может быть осуществлено с помощью винтового механизма, винт которого имеет два участка с шагами резьбы, отличающимися в два раза, и две ходовые гайки, механически свлзанные с перемещаемыми элементами, Такой механизм, приводимый в движение электромеханическим приводом, состоящим из двигателя 20 и редуктора 19, обеспечивает необходимую синхронность перемещения зеркала 13 и системы зеркал 15 и 16 со скоростями, отличающимися в два раза, что необходимо для сохранения длин оптического пути от сканируемого микроизображения до - -поверхности электрофотографического барабана 9, который приводится в движение электродвигателем 22, причем линейная скорость перемещения поверхности барабана должна быть равна скорости перемещения увеличенного изображения в плоской щелевой диафоагме 10, Исходя из этого условия соотношение угловой скорости барабана 9 вб и линейной скорости перемещения зеркала 13 Ч может быть определено по формуле: 0 Ъ =Чэ 3б Ьгде Р-. увеличение оптической системы, с которым микроизображение проецируется на поверхность злектрофотографического барабана:а - расстояние от микроформы оригинала) до передней главной плоскости объектива;Ь - расстояние от задней главной плоскости обьектива до оси поворота зеркала 13;Вб - радиус электрофотографического барабана,Большое значение для работы устройства имеет синхронность работы приводов зеркал и электрофотографического барабана. Зта синхронность обеспечиваетсл путем применения длл управления двигателями 20 и 22 единого блока 24 синхронизации,Схема блока синхронизации показана на фиг,2. Он содержит задающий генератор 25 и два идентичных блока 26 и 27 управления соответствующими двйгателями, Сикхронность работы достигаетсл за счет питания обоих каналов от одного задающего генератора. Блоки 26 и 27 управления обеспечивают набор электродвигателями заданной скорости при включении режима копирования, табилизацию этой скорости с необходимой точностью, а также изменение скоростей двигателей при необходимости, например при изменении увеличения оптической системы. Остановимся на работе одного канала, тэк кэк работа второго канала аналогична,Блок 26 упрэвления электродвигэтелемфиг.З) работает следующим обрээом, Нэ вход делителя 28 частоты поступает после довэтельность импульсов от ээдэющего ген ерэторэ 25, В делителе частоты осуществляется преобразование этой последовэтельности в последовательность импульсов с заданной частотой, причем 10 предусмотренэ возможность изменения коэффициентэ деления.Остэльнэя часть схемы блока предстэвляет собой систему автоматического регулировэния, в основу работы которой положено 15 срэвнение последовательностей импульсов с выходов делителя 28 частоты и датчика 21 скорости, механически связанного с вэлом электродвигателя 20. Датчик 21 скорости построен таким образом, что нэ его выходе 20 вырабэтывэются импульсы, чэстотэ которых пропорциональна угловой скорости вращения вэлэ двигателя. Нэиболее простой реализацией такого дэтчикэ является .зэкоепление нэ вэлудвигэтеля прозрэчного 25 дискэ с непрозрэчнь 1 ми радиальными штрихами, по одну сторону от которого устэновлен светодиод, э по другую сторону сопряженный с ним фотоприемник, Тогда с выхода фотоприемникэ снимается пере менный сигнал, частота которого пропооционэльнэ скорости вращения вэлэ электродвигэтеля и количеству штрихов дискэ. Этот сигнал легко преобрэзуется в последовэтельность импульсов нужной Формы, которэя подается нэ вход усилителя-огрэничителя 33 блока 26 управления, эзатем преобразуется в последовэтельность нужной частоты делителем 34 частоты, С выходэ делителя частоты последовательность импульсов подается нэ второй вход. фазового дискриминатора 29, нэ первый вход которого подается этэлоннэя последовэтельность импульсов от задающего генерэторэ. Нэ выходе Фэзового дискриминатора вырэбэтывэется последовэтельность прямоугольных импульсов,сквэжность которых определяется фэзовымсоотношением двух входных последовэтельностей импульсов, При фээовом рэссоглэсовэнии, равноЙ нулю; сквэжность импульсов равна 0,5, э средняя составляющэя сигнала О, При отклонении скоростивращения вала двигэтеля от заданнойсквэжность импульсов изменяется и появляется постбяннэясостэвляющэя, которэявыделяется и подается нэ вход суммирующего усилителя 30, Нэ второй вход суммирующего усилителя подэется напряжение с выхода частотного дискриминэторэ 35, который вырабатывает постоянное нэпряжение, пропорциональное отклонению частоты последовательности импульсов с выхода делителя частоты 34 от заданной.Тэким обрэзом,нэ выходе суммирующего усилителя 30 сигнал будет являться суммой некоторого ээдэнного напряжения соответствующего зэдэннай скорости врэщения двигателя и двух дополнительных состэвляющих от фазового и чэстотного дискриминэторов, которые равны нулю при полном совпадении реальной скорости врэщения вала электродвигэтеля с заданной, Это суммарное напряжение подается нэ вход широтно-импульсного модулятора 31, сквэкность последовательности импульсов с выходэ которого зависит от величины входного напряжения. Этэ последовательность импульсов управляет трэнзисторным ключом 32, который в открытом состоянии подает нэ электродвигатель мэксимэльно допустимое нэпряжение питания, и в зэкрытом - отключэет его, Таким обрээом электродвигэтель питэется импульсами. средняя составляющая которых равна требуемому значению напряжения для заданной скорости, Такой режим питания двигэтеля упрощэет построение мощного усилителя и уменьшэет рэссеяние мощности нэ выходных транзисторах,Дополнительная цепь регулировэния, состоящая из частотного дискриминатора 36 и электронного реле 37, предназначена для форсирования разгона двигателя, Это осуществляется путем подключения к двигэтела максимального напряжения через ключ 32 при скорости врэщенияменьшей 0,95 от требуемой. При скорости, большей 0,95 от требуемойсигнэл в этой цепи равен нулю,Необходимо отметить, что описанная схема допускает простое изменение соотношений скоростей скэнировэния и вращения электрофотогрэфического барабана при изменении оптического увеличения путем соответствующего изменения коэффициентов деления делителей 28 и 34 чэстотььВ части получения электрофотогрэфиче ского изображения нэ бумаге устройство рэботает энэлогично прототипуПрименение в устройстве скэнирующего эеркэлэ, которое в процессе работы перемещэется поступэтельно с одновременным поворотом таким обрээом, чтобы все главные лучи от кадра микроформы последовэтельно проходили по одному и тому же оптическому пути, позволяет существенно уменьшить габариты и массы перемещающихся частей, э также обеспечить скэнировэния при небольших перемещенияхзеркал, что уменьшает габариты и массу дополнительному электродвигателю, выховсего изделия и обеспечивает повышение ды датчиков угловой скорости электродвигакачества копирования за счет возможности телей соединены с входом блока обеспечения небольших перемещений с вы- . синхронизации, подключенного выходами к сокой точностью 5 входам электродвигателей,Применение раздельных приводов ска. Аппарат по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я нирующего узла и электрофотографическо- тем, что блок синхронизации содержит узлы го барабана позволяет применить при управления электродвигателем и задающий проективовании прибора модульный прин- генератор, соединенный выходом с входами цип, что существенно улучшает его технико узлов управления электродвигателем, выхоэкономические характеристики, ды и входы которых являк 6 сясОответственОормул а изобретения . но выходами и входами блока,1, Читально-копировальный аппарат, 3. Аппарат по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йсодержащий осветитель, оптически сопря- с я тем, что узел управления электродвиженный через объектив с позиционером и 15 гателем содержит последовательно соедисистему неподвижных зеркал с просветнымненные первый делитель частоты, фазовый экраном, оптически связанную с обьекти- дискриминатор, суммирующий усилитель, вом и электрофотографическим барабаном, широтно-импульсный модулятор и ключ, систему установленных перпендикулярнопервый частотный дискриминатор и после- подвижных с возможностью поступательно довательно включенные уСилитель-ограниго перемещения, жестко связанных между . читель, второй делитель частоты, второй собой зеркал, которая кинематически через частотный дискриминатор и реле, выход комеханизм перемещения подвижных зеркал торого соединен с управляющим входом связана с валом электродвигателя механиз- ключа, выход второго"делйгеля"частоты дома вращения электрофотографического.ба полнительно соединен непосредственно и рабана, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с через первый частотный дискриминатор с целью расширения технологических воз- управляющимивходамиСоотйетственнофаможностей. он снабжен сканирующим зер- зового дискриминатора и суммирующего калом с механизмом перемещения, усилителя, причем входамиузла являются дополнительным электродвигателем, бло входы первого делителя частоты и усилитеком синхронизации и датчиками угловой ля-ограничителя, а выходом - выход ключа, скорости электродвигателей, при этом ска-. 4. Аппарат по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я нирующее зеркало оптически сопряжено с тем, что механизм перемещения сканирую- системами подвижных и неподвижных зер- щегозеркала имеет корпус сустановленной кал и установлено с возможностью поступа на нем направляющей и шарнирно закрептельного перемещения в направлении, ленным на нем ползуном, штангу, установперпендикулярномоптическойосиобьекти- ленную с возможностью перемещения ва и совпадающем с направлением переме- относительно ползуна, и шток с шарниром, щения подвижных зеркал при расположенный с возможностью поступаодновременном повороте сканирующего 40 тельного перемещения в направляющей, зеркала вокруг его оси, перпендикулярной при этом штанга жестко соединена со скаплоскости, образованной направлением пе- нирующим зеркалом, шарнирно закрепленремещения и оптической осью объектива, ным на штоке, причем расстояние от механизм перемещения подвижных зеркалползуна до шарнира, в котором закреплен посредством механической передачи свя ползун, в два раза больше расстояния от зан с механизмом перемещения сканирую- задней фокальной плоскости объектива до щего зеркала и подсоединен к штока.Г ОЮ 70 ЬгЖУ гоЮиг ГР ою оЬю г а ,Составитель А. Сергееваренко Техред М.Моргентал Корректор В. Петрэш едак Н. Л одственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 аказ 3087 ТиражВНИИПИ Государственного комитет113035, москва,Ж Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС