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Fotografisches Kopiergerät Die Erfindung betrifft ein fotografisches
Kopiergerät mit automatischer Scharfeinstellung mittels einer Kurvenscheibe, die
dem Objektivträger fest zugeordnet ist und in Abhängigkeit z. B. des Abstandes zwischen
Objektivebene und Positivebene den Ab-
stand Objektivebene zu Negativebene
durch ein Nachführ-Hebelgetriebe verstellt.
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Bei fotografischen Kopiergeräten werden üblicherweise Objektiv- und
Negativebene von der feststehenden Positivebene aus gesteuert. Meist wird die Negativebene
bewegt und in Abhängigkeit von dieser Bewegung das Objektiv nachgeführt. Mit dieser
Verstellung kann jedoch ein Abbildungsverhältnis 1: 1 exakt nie erreicht
werden. Nach der vorgenannten Methode müßte bei Verkleinerungen von der Negativebene
ausgehend die Positivebene gesteuert werden, über welche Bewegung wiederum das Objektiv
nachzustellen wäre.
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Um mit dem gleichen Gerät Vergrößerungen und Verkleinerungen herstellen
zu können, wurde schon vorgeschlagen, die Abstände, welche die Objektivebene jeweils
von der Negativebene bzw. der Positivebene hat, über gesonderte, miteinander gekuppelte
Getriebe einzuregeln. Man hat z. B. bei einem Kopiergerät Objektiv und Negativbühne
an zwei Schlitten angebracht, die in einer mit der Positivebene fest verbundenen
Führung sitzen. Ein im Objektivträger gelagertes Zahnrad greift dabei in eine gerätfest
vorgesehene Zahnstange und ist fest mit einer Kurvenscheibe verbunden, die eine
spiralenförmige Nut aufweist, in welche ein an der Negativbühne sitzender Stift
eingreift. Bei dieser Art der Scharfstellung können nur verhältnismäßig kleine Brennweiten
verwendet werden, es sei denn, man verwendet überaus große Kurvenscheiben. Dies
trifft zwar für eine andere Ausführungsforni nicht zu, nach welcher ein übersetzungshebel
zwischengeschaltet ist, der mittels einer weiteren Kurvenfläche an der Negativbühne
angreift. Aber auch diese Ausführung läßt keine definierten Brennweitenkorrekturen
zu, wie sie bei dem derzeitigen Entwicklungsstand der Objektivlierstellung unbedingt
erforderlich sind.
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Nun hat sich gezeigt, daß solche Korrekturen auch bei Kopiergeräten
für Vergrößerung und Verkleinerung ohne weiteres durchgeführt werden können. Wenn
aus der bekannten Gleichung X . y = f2 die beiden Werte x und
y über dem Abbildungsverhältnis v aufgetragen werden, so ist y
= f - v eine Gerade mit der Steigung f, während sich x = f :
v als gleichzeitige Hyperbel darstellen läßt. Wird nun der Wert y
von einer
gemeinsamen Antriebsvorrichtung aus über ein Getriebe mit konstantem übersetzungsverhältnis
gesteuert und zur Steuerung des Wertes x eine Kurvenscheibe mit einem nachgeschalteten
übersetzungshebel benutzt, so läßt sich die Scharfstellung durch Änderung der Länge
des Hebels und somit auch seines übersetzungsverhältnisses auf die jeweilige Brennweite
eintellen. Mit Hilfe eines Korrekturfaktors
(tatsächliche Brennweite zu theoretischer Brennweite) muß die Länge L des Hebels
geändert werden in L'=L-C2. Angenommen sei y'=f'-v', wobei
sein muß. Hieraus folgt
Demgemäß erhält man für x' den Wert
Bei Abweichungen von der theoretischen Brennweite, nach der die Steuerkurve berechnet
wurde, wird der Korrekturfaktor c größer oder kleiner als Eins. Im gleichen Sinn
ändern sich auch die x-Werte. Um aber dasselbe Abbildungsverhältnis wie bei der
theoretischen Brennweite zu erhalten, muß ein Abbildungsverhältnis von v
= v' - c eingestellt werden. Hierin bedeutet v
= eingestelltes Abbildungsverhältnis und v' = tatsächliches
Abbildungsverhältnis.
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Ausgehend von der eingangs genannten Gerätebauart wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, die Achsen des Hebellagers, einer an der Kurvenscheibe
anliegenden
Tastrolle und einer Stützrolle, die sich an einer der Negativbühne fest zugeordneten
Stütz-Za,c#ejgbs)iiti,t,..in einer gemeinsamen Achsenebene anzuordnen'Und die Stützrolle
in dieser Ebene senkrecht zur Achse des Hebellagers am Hebel verstellbar anzuordnen.
Wie schon dargelegt, können dann Brennweitenabweichungen durch Korrektur des Abstandes
L der Stützrolle vom Hebellager entsprechend der Gleichung L' = C2 -
L ausgeglichen werden. Die Stützfläche stellt bei Außerachtlassen der Abweichung
der Bildebene von der Gaußebene nach der Newtonschen Gleichung x - y =
f2 eine Parallelebene zur Achsenebene in der Stellung des Nachführhebels beim
Abbildungsverhältnis v = cc dar. Wenn die Differenzen zwischen Bildebene
und Gaußebene nicht in die Kurvenscheibe einbezogen sind, werden sie auf der nun
theoretischen Ebene der Stützfläche aufgetragen, indem die Stützfläche leicht geneigt
oder kurvenförmig ausgebildet wird. Die hierdurch auszugleichenden Abweichungen
sind jedoch so gering, daß sie bei der Änderung der Hebellänge für die einzelnen
Abbildungsverhältnisse praktisch konstant bleiben. Die Achse des Hebellagers liegt
vorteilhaft in einer an den Grundkreis der Steuerkurve gelegten, vorzugsweise zur
Objektivebene parallelen Tangentialebene.
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Nach einer besonderen Ausführungsform der Erflndung wird der Kurvenscheibenträger
als relativ zur Negativebene verschiebbarer Schlitten ausgebildet, an welchem mit
unveränderlichem Abstand ein Objektivschlitten und mit veränderlichem Abstand ein
Positivschlitten aufgehängt sind. Die Scharfeinstellvorrichtung kann somit aus dem
Bedienungsfeld der Maschine nach oben gelegt werden. Zum Beispiel kann der Kurvenscheibenträger
eine elektrische Antriebsvorrichtung aufweisen, die eine Spindel antreibt, welche
mit der Kurvenscheibe durch ein Schneckengetriebe verbunden ist und in eine am Positivschlitten
sitzende Mutter greift. Der Objektivschlitten läßt sich dabei mittels Axiallager
am unteren Spindelende aufhängen.
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Bei größeren Kopiergeräten, insbesondere Rollenkopierrnaschinen, wird
vorteilhafterweise die Negativebene fest an einem Maschinenpult angeordnet, in welchem
zwei an ihren oberen Enden durch ein Querhaupt verbundene Säulen eingespannt sind,
an welchen der Objektivschlitten und der Positivschlitten verschiebbar geführt sind.
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Gemäß einem weiteren Erflndungsmerkmal sind am Querhaupt eine Führung
für den Kurvenscheibenträger und die Stützfläche für den Nachführhebel vorgesehen.
Vorzugsweise wird die Führung durch zwei Kugelunilaufschleifen gebildet, die von
beiden Seiten an Führungsflächen des Kurvenscheibenträgers angreifen.
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Schließlich wird erfindungsgemäß noch vorgeschlagen, den Kurvenscheibenträger
mit am Negativpult angeordneten Einstellvorrichtungen durch BowdenzÜge zu verbinden.
Auf diese Weise kann man eine am Negativpult vorgesehene Anzeigevorrichtung für
das Vergrößerungsverhältnis, vor allem aber eine gegebenenfalls dort angebrachte
fotoelektrische Regelvorrichtung für die Belichtungsvorrichtung steuern.
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Die Zeichnungen geben eine beispielsweise Ausführungsforrn der Erfindung
wieder. Es zeigt Fig. 1 ein Kopiergerät in schematischer Darstellung mit
den einzelnen für eine Scharfeinstellung maßgeblichen Größen, Fig. 1 a diese
Größen bei einer Brennweitenabweichung, Fig. 2 in schaubildlicher Weise ein Kurvengetriebe
zur Änderung des Abstandes zwischen Objektivebene und Negativebene, Fig. 2a eine
Abwandlung zur Ausführungsforrn nach Fig. 2, Fig. 3 eine Frontalansicht einer
erfindungsgemäß ausgebildeten Rollenkopiermaschine, Fig. 4 teilweise im Schnitt
eine Seitenansicht dieser Maschine, Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des
oberen Maschinenteiles mit geschnittener Scharfeinstellvorrichtung und Fig.
6 einen Schnitt durch diese Vorrichtung entlang der Linie VI-VI in Fig.
5.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein kastenförnüger Negativträger
bezeichnet, der fest eine Säule 1 trägt. An dieser sind verschiebbar geführt
ein Objektivträger 11 mit einem Objektiv 11/1 und ein Positivträger
111, an welchem ein fotografischer Schichtträger 111/1 geführt oder
angebracht ist. Mit 1/1 ist das am Negativträger angebrachte Negativ bezeichnet.
N ist die Negativebene, 0 die Objektivebene und P die Positivebene.
Wenn man mit H den Abstand zwischen Negativ- und Positivebene bezeichnet, so erhält
man durch die Brennweite f die Rechnungsgrößen x und y.
Es sei angenommen,
daß in Fig. 1 das Objektiv so eingestellt ist, daß das Negativ bei einer
Vergrößerung v in der Positivebene P scharf abgebildet wird. Wenn sich nun gemäß
Fig. la und 2 a die Brennweite in f' ändert, so ergeben sich bei der gleichen
Vergrößerung bzw. dem gleichen tatsächlichen Ab-
bildungsverhältnis die Größen
H', x' und y'. Auf die rechnerische Beziehung dieser Größen wurde schon in
der Beschreibungseinleitung eingegangen. Bei
Wenn hierbei der Abstand zwischen 0 und P über ein lineares Getriebe gesteuert
wird, so können die Größen x bzw. x' durch das in Fig. 2 gezeigte Getriebe nachgesteuert
werden.
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Nach dieser Figur ist im Objektivträger 11 auf einer Welle
2, die von dem Getriebe verstellt wird, das den Abstand zwischen 0 und P
ändert, eine Kurvenscheibe 3 befestigt, deren Kurve 3 a
aus dem Newtonsehen Gesetz und der Geometrie des Nachführhebels errechnet ist. In
einer Ebene 5, die parallel zur Objektivebene 0 am Grundkreis 4 der
Kurve 3 a liegt, ist am Objektivträger 11 fest eine Achse
6 angeordnet, in welcher schwenkbar ein Hebel 7 sitzt. Dieser Hebel
liegt mit einer ersten Rolle 8 an der Kurve 3a an und stützt sich mit einer
zweiten Rolle 9 an einer Fläche 10 ab, die fest am Negativträger
1 angeordnet ist. Die Achse 6 und die beiden Rollen 8 und
9 liegen in einer Ebene 7' parallel zueinander, wobei die Rolle
9 in ihrem Abstand zur Achse 6 verstellbar ist. In der mit vollen
Linien ausgezogenen Stellung hat die Rolle 9 einen Abstand L von der Achse
6 und den Abstand x von der Ebene 5. Bei einer Brennweitenänderung
erhält man die neue Länge L' = L - C2.
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Bei einer Einstellung des Abbildungsverhältnisses auf unendlich wird
x zu Null. Dabei liegt die Achse 8 a der Rolle 8 auf dem Grundkreis
und die Rolle 9 in 9 a. Die Fläche 10 kann eben ausgebildet
sein und liegt parallel zur Objektivebene bzw. zur Negativebene, wenn die Gaußebene
mit der Bildebene
zusammenfällt. Treten dort jedoch Abweichungen
auf, so können diese durch leichte Schrägstellung der Fläche 10 oder dadurch
ausgeglichen werden, daß man dieser Fläche eine leichte Kurvenforin gibt. Die so
gestaltete Fläche gilt ohne wesentliche Änderungen auch bei einer Verstellung der
Rolle 9 am Hebel 7 nach 9'. Die dabei auftretenden Änderungen
des Hebelarmes L sind in der Praxis kleiner, als dies der besseren Erläuterung wegen
in der Zeichnung dargestellt ist.
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In Fig. 2a ist das lineare Getriebe in Verbindung mit der Kurvenscheibe
dargestellt. Auf der Welle 2 sitzt neben der Kurvenscheibe 3 ein Schneckenrad
52.
In das Schneckenrad 52 greift eine in die Spindel 53
eingeschnittene
Schnecke 54. Die Spindel hat ferner ein Gewinde 55, das in eine Mutter
56 greift. Diese ist mit Hilfe eines Klemmrings 57 mit dem Positivträger
III starr verbunden. Die Spindel 53 ist im Objektivträger 11 über
Axial- und Radiallager 58 bzw. 59 gelagert. Die voll ausgezogenen
Linien geben eine Stellung der Scharfstellsteuerung bei einem bestimmten tatsächlichen
Abbildungsverhältnis und bei Verwendung eines Objektivs mit theoretischer Brennweite
an. Die gestrichelten Linien zeigen bei gleichem tatsächlichem Abbildungsverhältnis,
aber kleinerer Brennweite des Objektivs, die neue Stellung der Scharfstellsteuerung
an.
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Bei der praktischen Ausführung nach den Fig. 3
bis
6 ist der Negativträger I' als Tisch ausgebildet, der auf Rollen
11 verfahrbar ist. In diesem Tisch sind fest eingespannt zwei Säulen 12,
die an ihren oberen Enden durch ein Querhaupt F' verbunden sind. An einer Säule
12 ist ein Objektivschlitten II' geführt, welchem fest ein am Querhaupt
l" geführter Antriebsschlitten lF' zugeordnet ist. Mit III' ist ein Positivschlitten
bezeichnet, der eine Abwickelkassette 13 und eine Aufwickelkassette 14 trägt.
Zwischen diesen Kassetten wird das fotografische Papierband 15 über Umlenkrollen
16 an der Positivbühne 17 entlanggeführt. Unter der Negativbühne
18 befindet sich im Tisch I' in an sich bekannter Weise eine Beleuchtungsvorrichtung
19 mit Filteraggregat und fotoelektrischer Regelvorrichtung 20. Das Querhaupt
T' ist ewtas U-förmig von den Säulen 12 weg nach hinten gebogen und trägt zwei Kugelumlaufschleifenführungen
21, 22, von welchen die letztere in Richtung eines Pfeiles 23 quer zu den
Säulen 12 verstellbar ist. Zwischen diesen Kugelumlaufschleifenführungen ist ein
fest am Antriebsschlitten IY' angebrachter Führungsteil 24 verschiebbar gehalten.
Die Reibung zwischen 21, 22 einerseits und 24 bzw. IY' andererseits ist damit beschränkt
auf den Rollwiderstand von zwischengeschalteten Kugeln 25, die durch in ihren
Führungsstücken angeordnete Kanäle 26 umlaufen.
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Ein am Antriebsschlitten fest angebrachter Elektromotor
27 treibt über Zahnräder 27 a eine in diesem Schlitten über Lager
28 und 29 gehaltene Spindel 301 die in eine Mutter
31 greift, welche mittels Schrauben 32 und Ring 51 am Positivschlitten
Ill' befestigt ist. Am unteren Ende der Spindel 30 ist mittels eines Axiallagers
33 der Objektivschlitten II' aufgehängt. Durch die Spindel wird somit der
Ab-
stand zwischen dem Antriebsschlitten IY' und dem Objektivschlitten
11' konstant gehalten, während durch Verdrehen der Spindel der Abstand zwischen
Antriebsschlitten und Positivschlitten und damit auch zwischen Objektivschlitten
und Positivschlitten in linearem Verhältnis zur Umdrehungszahl geändert wird. In
die Spindel 30 ist nun, wie vor allem die Fig. 5 und 6 zeigen,
eine Schnecke 34 eingeschnitten, die in ein Schneckenrad 35 greift, das fest
auf einer Achse 36 sitzt, die mittels Kugellager 37 drehbar im Antriebsschlitten
IY' gelagert ist. Das Schneckenrad 35 ist mittels Schrauben 38 fest
mit der vorerwähnten Kurvenscheibe 3 verbunden, welche auf die Rolle
8
wirkt, die in dem in der Achse 6 schwenkbar gelagerten Hebel
7 sitzt. Die Rolle 9 ist nun nicht unmittelbar im Hebel
7 gelagert, sondern in einem Hebelteil 7 a, der in Richtung der Verbindungslinie
von 6
über 8 nach 9 verschiebbar am Hebel 7 sitzt und
durch Schrauben 38 festgestellt werden kann. Die Fläche 10 ist hier
an einem nach unten ragenden Ausleger 39 des Querhauptes F' angebracht.
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Mit 40 und 41 sind zwei Bowdenzüge bezeichnet, die um eine am Schneckenrad
befestigte Trommel 42 geschlungen und in gleicher Weise über eine Umlenkrolle 43
im Tisch l' zu einer Trommel 44 geführt sind, über welche die Belichtungsregelvorrichtung
20 auf das jeweilige Abbildungsverhältnis eingestellt wird. Ein Seilzug 45 verbindet
ferner ein nüt der Trommel 44 fest verbundenes Rad 46 mit einem Rad 47 einer auf
der Oberseite des Tisches l' angebrachten Anzeigevorrichtung 48 für das Abbildungsverhältnis.
Diese Anzeigevorrichtung enthält im wesentlichen eine Trommel 49 mit einer Skala
49 a und eine gehäusefeste Marke 50.
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Bei der Inbetriebnahme des Gerätes wird der Ab-
stand L zwischen
Rolle 9 und Achse 6 auf die theoretische Brennweite des Objektivs
eingestellt. Dann
werden die Schrauben 32 (Fig. 5) gelöst und
dadurch die Klemmung der Mutter 31 zwischen dem Positivschlitten und dem
Ring 51 aufgehoben, so daß die Mutter auf der Spindel 30 gedreht werden
kann. Die Mutter 31 und gegebenenfalls die Spindel 30 werden so lange
gedreht, bis der Abstand Positivebene zu
Negativebene bei einem bestimmten,
möglichst großen Abbildungsverhältnis erreicht ist. Nun werden die Schrauben
32 wieder angezogen, so daß die Mutter 31 wieder starr mit dem Positivschlitten
verbunden ist. Es wird dann der Abstand Objektivträger zur Negativebene gemessen.
Anschließend wird die Spindel 30 so lange gedreht, bis der Abstand Positivebene
zu Negativebene erneut eine bestimmte Größe erreicht. Jetzt wird abermals der Abstand
Objektivträger zu Negativebene gemessen. Mit der Differenz der gemessenen Werte
kann man aus dem zugehörigen x/v-Diagramm entnehmen, um welchen Wert die Spindel
30 gemeinsam mit der Mutter 31 ira Positivschlitten nach Lösen der
Schrauben 32 verdreht werden muß, um eine Scharfeinstellung über den gesamten
Abbildungsbereich zu erhalten. Dann werden die Schrauben 32 wieder angezogen,
und die Mutter 31 ist wieder starr mit dem Positivschütten verbunden.
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Wird nun ein Objektiv, dessen Brennweite der theoretischen entspricht,
in den Objektivträger eingeschraubt, so wird das Objektiv so lange in der Höhe zu
seinem Halter verstellt, bis das Negativ scharf auf der Positivebene abgebildet
ist. Anschließend wird die Anzeigevorrichtung 48 eingestellt. Der Justiervorgang
ist somit beendet. Will man aber ein Objektiv einsetzen, dessen Brennweite von der
theoretischen abweicht, so muß vor der Objektivjustierung der Ab-
stand L
zwischen Rolle 9 und Achse 6 (Fig. 2) auf das erforderliche Maß gebracht
werden (L' = L - C2).
Dies geschieht durch Lösen der
Schrauben 38. Nach Erreichen des Abstandes werden die Schrauben
38
wieder angezogen. Das Objektiv wird nun in seinen Halter geschraubt und
in seiner Halterung so lange verstellt, bis das Negativ scharf in der Positivebene
abgebildet ist. Derselbe Vorgang wiederholt sich z. B. beim Austausch eines Objektivs,
dessen Brennweite von der des vorhergehenden Objektivs verschieden ist. Gegebenenfalls
muß auch die Anzeigevorrichtung 48 neu eingestellt werden.
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Die Erfindung ist nicht auf größere Rollenkopierinaschinen beschränkt,
sondern kann auch bei kleineren Geräten zur Anwendung kommen. Dabei ist es ohne
wesentliche Bedeutung, ob der Träger des Negativs, des Objektivs oder des Positivs
gerätefest angeordnet ist. Es kann auch die Stützfläche einen größeren Winkel mit
der Negativebene einschließen, wenn sie nur im wesentlichen parallel zu der Stellung
liegt, welche die Verbindungslinie Hebellager-Tastrolle-Stützrolle bei einer Einstellung
auf unendlich einnehmen würde. Das Hebelgetriebe kann selbstverständlich auch zwischen
Objektivträger und Positivträger vorgesehen werden.