-
Auflicht-Belichtungsvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Auflicht-Belichtungsvorrichtung
mit wenigstens einer Lichtquelle und einem Reflektor zwischen einer Belichtungsöffnung
und einer ihr gegenüber angeordneten COffnung für den Bildstrahl, wobei die Lichtquelle
in bezug auf die senkrechte Projektion der Belichtungsöffnung seitlich versetzt
ist.
-
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung, in der die Belichtungslichtquelle aus zwei auf einer gemeinsamen Achse
angeordneten Quarz-Jod-Lampen besteht.
-
Derartige Auflicht-Belichtungsvorrichtungen sind an Kopiergeräten
bekannt. Dabei ist die Achse des Reflektors zur Belichtungsöffnung hin gerichtet.
-
Eine solche Ausführung hat mehrere Nachteile. Sie fordert einen verhältnismäßig
großen Abstand der Lichtquelle von der Belichtungsöffnung, um diese bzw. die in
oder an ihr angeordnete Belichtungsbühne richtig auszuleuchten. Dabei ist insbesondere
ein beträchtlicher Abstand in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Belichtungsöffnung
erforderlich, weil ein zu großer seitlicher Abstand erhebliche Nachteile hinsichtlich
der Indikatrix der Lichtstärke an den zu kopierenden Vorlagen nach sich zieht. Insbesondere
bei Glanzdruckvorlagen würde ein solcher kleinwinkliger Lichteinfall in die Belichtungsöffnung
zu verhältnismäßig langen Belichtungszeiten führen.
-
Eine zu nahe Lampenanordnung läßt ferner die Ungleichmäßigkeiten der
Lichtabgabe über die Lampenlänge bis zu einem Maße wirksam werden, daß sogar Abschattungen
auf Grund der Lampenwendelaufhängung bemerkbar werden.
-
Abgesehen von diesen Bedingungen führt ein geringer Abstand der Lampen
von der Belichtungsöffnung, die im allgemeinen von einer durchsichtigen Platte abgeschlossen
ist, zu einer sehr starken Erwärmung derselben. Die Erwärmung kann nur durch Verwendung
teurer Wärmeschutzgläser sowie auch im Reflexionssystem teurer wärmeabsorbierender
Spiegel in zulässigen Grenzen gehalten werden. Das Wärmeproblem ist bei derartigen
Belichtungsvorrichtungen gravierend, so daß bereits kompakte Körper für Reflektoren
mit einer Vielzahl von Kühlrippen an der Rückseite verwendet worden sind. Eine solche
praktisch indirekte Kühlung geht aber davon aus, daß die entwickelte Wärme zunächst
vollkommen aufgenommen wird. Dabei ist zu berücksichtigen, daß sich ein erheblicher
Teil der Wärme in den bekannten Reflektoren, die die Belichtungsquelle verhältnismäßig
eng über einen beträchtlichen Umkreis umgeben, konzentriert. Die Verwendung von
Quarz-Jod-Lampen als Belichtungslichtquelle ist an sich vorteilhaft. Es besteht
aber die Gefahr, daß eine solche Lampe mitunter zerplatzt. Dadurch kann die Bedienungsperson
gefährdet werden, da vielfach eine durchsichtige Scheibe in der Belichtungsöffnung
keinen genügenden Schutz bietet. Es ist zu berücksichtigen, daß eine Bedienungsperson
im allgemeinen das Gesicht der Belichtungsvorrichtung zukehrt.
-
Bezüglich obiger Nachteile wird weiterhin festgestellt, daß an Kopiergeräten,
die vielfach als Tischgerät verwendet werden, grundsätzlich das Problem besteht,
außer einer günstigen Wärmeabführung und sicheren Anordnung zugleich eine möglichst
flache Bauweise zu erhalten. Dies ergibt sich nicht nur aus dem Wunsch, ein möglichst
kleines und flaches Gerät zu erzielen, sondern auch aus dem Bestreben, die Teile
eines Kopiergerätes möglichst kompakt, d. h. unter Vermeidung von leeren Räumen,
anzuordnen.
-
Beispielsweise ist ein fotografischer Vergrößerer bekannt, bei welchem
eine Direktbestrahlung des mittleren Bereiches der Platte verhindert werden soll.
Zu diesem Zweck wird der mittlere Bereich der Lichtquelle abgeschirmt. Die von diesem
Abschirmungsreflektor abgelenkten Strahlen werden durch einen anderen Reflektor
an den Randbereich der Platte geworfen. Bei dieser Ausführung ist die Lichtquelle
zentrisch über der Platte vorgesehen und ein vom Rand der Platte bis über den oberen
Teil der Lichtquelle reichender Reflektor angeordnet, dessen Wandabschnitte zwischen
Lichtquelle und Platte senkrecht zur Platte verlaufen. Zur gleichmäßigen Ausleuchtung
der Platte ist ein Mindestabstand zwischen Lichtquelle und Platte erforderlich,
wobei weiterhin eine Direktbestrahlung der Platte am Abschirmreflektor vorbei nicht
ausgeschlossen ist.
Bei einem bekannten Vergrößerungsgerät mit mehreren
Reflektoren ist ein Reflektor verschwenkbar angeordnet, um in einer Stellung die
Lichtstrahlen unmittelbar zu einem Linsensystem umzulenken und in der anderen Stellung,
zwecks Veränderung des Vergrößerungsmaßstabes, den Lichtstrahl über einen zweiten,
in der ersten Stellung abgedeckten Reflektor zu dem Linsensystem zu richten. Bei
dieser Ausführung wird nur ein relativ kleiner Lichtstrahl der Lichtquelle ausgebeutet.
Sie unterliegt der Aufgabe, daß ein Vergrößerungsgerät mit kleinstem Raumbedarf
geschaffen werden soll, das eine Vergrößerungsänderung zuläßt.
-
Auch bei einem anderen Projektionsgerät mit einem Linsensystem und
mehreren Reflektoren werden alle Reflektoren nacheinander von dem Strahlengang durchsetzt
und nur ein von einem Reflektor erfaßbarer Bereich der Lichtquelle ausgenutzt. Andere
Strahlen gehen verloren.
-
An einem weiteren Projektionsgerät, bei dem ebenfalls nur ein gebündelter
Lichtstrahl hergestellt wird, wird als zweiter Reflektor ein Zusatzreflektor benutzt,
der im Hauptreflektor angeordnet ist und die Funktion des entspiegelten Bereichs
desselben übernimmt. Dieser Zusatzreflektor reflektiert die auftreffenden Strahlen
in den freien Raumwinkel.
-
Diese bekannten Projektionseinrichtungen mit mehreren Reflektoren
lösen nicht die Probleme, die gemäß obigen Darlegungen an Auflicht-Belichtungsvorrichtungen
mit einer Belichtungsöffnung und einer ihr gegenüber angeordneten Öffnung für den
Bildstrahl auftreten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auflicht-Belichtungsvorrichtung
zu schaffen, die bei einem verhältnismäßig geringen Abstand zwischen der Belichtungsöffnung
und einer ihr gegenüber angeordneten Öffnung für den Bildstrahl eine einwandfreie
Ausleuchtung bewirkt und damit kurze Belichtungszeiten zuläßt, wobei eine besonders
große Lichtausbeute der Lichtquelle erreicht wird, die daher hinsichtlich ihrer
Leistung bemessen werden kann, wobei darüber hinaus eine vorzügliche Wärmeabführung
erreicht werden soll.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Öffnungen an einem langgestreckten
kanalförmigen Gehäuse angeordnet sind, dessen Wandteile teilweise von dem in mehrere
Reflektoren unterteilten Reflektor gebildet werden, und daß die Lichtquellen nahe
an der Ebene der Belichtungsöffnung in an sich bekannter Weise innerhalb eines -
Parabolreflektors vorgesehen ist, dessen Achse mit der Mittelsenkrechten der Belichtungsöffnung
einen spitzen Winkel bildet, und daß unterhalb der Lichtquelle ein Umlenkreflektor
und gegenüber von der Lichtquelle, auf der anderen Seite der Belichtungsöffnung,
ein Reflektor zur Direktreflexion der von der Lichtquelle kommenden Lichtstrahlen
angeordnet sind.
-
Durch diese Ausführung empfangen alle verwendeten Reflektoren auch
Direktstrahlen von der Lichtquelle, so daß eine besonders günstige Lichtausbeute
erreicht wird. Die Umlenkung aller Lichtstrahlen führt auch bei verhältnismäßig
naher Anordnung der Lichtquellen zu einem effektiv großen Abstand und damit zu einer
gleichmäßigen Ausleuchtung. Die Vermeidung einer Direktbestrahlung der Belichtungsöffnung
bietet zugleich einen Schutz für eine bedienende. Person eines Kopiergeräts. Es
versteht sich ferner, daß eine günstige Wärmeverteilung an mehreren Reflektorflächen
erzielt wird.
-
In einer Ausführung, bei der die Belichtungsöffnung durch eine durchsichtige
Schutzscheibe abgedeckt ist, werden besondere Vorteile durch eine Belüftung der
kanalförmigen Ausführung mittels eines durchgeleiteten Luftstromes erreicht, der
unmittelbar Reflektoren, Lichtquellen und die Schutzscheibe bestreicht. Dabei wird
die Wärme nicht nur unmittelbar an den Stellen abgeführt, an denen sie entsteht,
sondern gleichzeitig wird eine Verstaubung der Teile der Vorrichtung verhindert,
weil der Kühlluftstrom etwaige Staubpartikeln ständig abführt. Auf Grund dieser
günstigen Belüftungsbedingung können die Reflektoren weniger kompakt als solche
mit Kühlrippen an der Rückseite ausgeführt sein, welche auch Geräteraum beanspruchen.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse mit Lichtquellen
mit Führungsmitteln und im ganzen verschiebbar in einem Gerät vorgesehen. Eine solche
Ausbildung ermöglicht eine extrem einfache Justierung in Abhängigkeit von Brennweitentoleranzen
des Objektivs ohne Änderung der Maßzuordnung der Reflektoren.
-
Der Umlenkreflektor weist zweckmäßig eine parallel zur Belichtungsöffnung
verlaufende ebene Reflexionsfläche auf, an die sich in einer Richtung, die senkrecht
zur Achse der langgestreckten Lichtquelle und parallel zu dieser ebenen Fläche verläuft,
hochgezogene Flächenabschnitte anschließen. Diese Flächenabschnitte sind in erster
Linie zur Reflexion von Direktstrahlen der Lichtquelle ausgeführt und können entsprechend
gekrümmt sein. Vorteilhaft bestehen sie aus unter Winkeln zueinander versetzten
Flächenstreifen.
-
Zweckmäßig endet der Umlenkreflektor an der Projektion der Belichtungsöffnung
und hat einen hochgezogenen Randsteg in Bezug zur Anordnung der Lichtquelle und
der Bildstrahlöffnung derart, daß die Bildstrahlöffnung vor Direktstrahlen abgeblendet
ist.
-
Die Abschirmung der Belichtungsöffnung wird dabei vorteilhaft dadurch
erreicht, daß der der Belichtungsöffnung benachbarte Abschnitt des Parabolreflektors
in bezug zur Belichtungsöffnung und Lichtquelle so weit geführt ist, daß ein direkter
Strahleneinfall von der Belichtungslichtquelle in die Belichtungsöffnung ausgeschlossen
ist.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist der auf der von der Belichtungsquelle
abgekehrten Seite der Projektion der Belichtungsöffnung angeordnete dritte Reflektor
zur Direktreflexion als Stufenreflektor mit winklig zueinander versetzten, streifenförmigen
Reflexionsflächen ausgeführt, die jeweils in einer Anordnung zur Direktreflexion
von anfallenden Lichtstrahlen zur Belichtungsöffnung ausgerichtet, aber gestaffelt
zueinander angeordnet sind. Dadurch wird praktisch ein Wandteil geschaffen, der
parallel zur Projektion der Belichtungsöffnung verläuft, so daß kleine Abmessungen
eingehalten werden.
-
Bei Verwendung von zwei Quarz-Jod-Lampen sind diese mit Abstand voneinander,
jeweils eine unmittelbar von einem Ende des kanalförmigen Gehäuses ausgehend, angeordnet,
und der mittlere Abstand zwischen beiden Quarz-Jod-Lampen beträgt etwa 1/2 der Länge
einer solchen Lampe.
-
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
erläutert, das die Vorteile der Belichtungsvorrichtung zugleich in einem Kopiergerät
verdeutlicht
und das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht
eines Kopiergerätes im Schnitt mit teilweise ausgebrochenen Abschnitten in schematisierter
Darstellung, F i g. 2 eine Seitenansicht der kanalförmigen Belichtungsvorrichtung
im Mittelschnitt längs der Linie II-II in F i g. 3, F i g. 3 einen Schnitt längs
der Linie III-III in F i g. 2, jedoch in Teildarstellung, F i g. 4, 5 und 6 der
F i g. 2 entsprechende Ansichten zur Erläuterung der Strahlengänge über die verschiedenen
Reflektoren.
-
Die F i g. 1 zeigt ein kompakt ausgeführtes Kopiergerät. Dieses besitzt
auf der Oberseite, gegebenenfalls unter einem Gestell, die Belichtungsöffnung 1,
die zweckmäßig von einer durchsichtigen Anlageplatte verschlossen und streifenförmig
ausgeführt ist derart, daß die größere Erstreckung in einer Richtung senkrecht zur
Zeichnungsebene liegt. Beispielsweise hat die Belichtungsöffnung eine Länge von
etwa 2 cm und eine Breite von etwa 23 cm. Senkrecht unter der Belichtungsöffnung
ist ein Umlenkspiegel 2 angeordnet, über den der Lichtstrahl durch ein Objektiv
3 zu einer Abbildungsfläche 4 geworfen wird, an der das aus einem Stapel 5 geförderte
Kopierblatt während der Belichtung vorbeigeführt wird. Der horizontale Teil des
Bildstrahls 6 verläuft durch einen Gehäuseabschnitt, der durch ober4 und untere
Zwischenwände 7, 8 begrenzt ist, die das Gehäuse praktisch in verschiedene Abschnitte
unterteilen. Über dieser Zwischenwandanordnung befindet sich die Belichtungsvorrichtung
9, der bereits erwähnte Stapel 5 in einer Blattspenderanordnung 10 und bei der gezeigten
Anwendung an einem Gerät zur Herstellung von Kopien auf elektrofotografischem Wege
eine Sensibilisierungseinrichtung 11. Unter der Zwischenwandanordnung sind die Entwicklungseinrichtung
12, eine Fixiereinrichtung 13 mit Wärmestrahlern sowie der Versorgungsteil
14 mit Antriebsmotoren, Lüftern und der Spannungsquelle für die Sensibilisierungseinrichtung
11 angeordnet.
-
Das Gerät läßt erkennen, daß seine Länge im wesentlichen durch die
zweckmäßige Länge des Bildstrahls 6 bestimmt ist und daß die im übrigen . oben angeordneten
Bauteile, der Blattspender und die Sensibilisierungseinrichtung, verhältnismäßig
flach sind. Daher ist es zweckmäßig, daß die Belichtungseinrichtung 9 keine wesentlich
größere Bauhöhe hat.
-
Diese wird nunmehr an Hand der F i g. 2 und 3 näher beschrieben, wobei
gleiche Teile auch in F i g. 1 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.
-
Wandteile des kanalförmigen Gehäuses werden ; unmittelbar von einem
Parabolreflektor 15 und einem Stufenreflektor 16 gebildet. An den Parabolreflektor
schließt sich unten der sogenannte Umlenkreflektor 17 an. Beide Teile sind, beispielsweise
durch Verschraubung 18, unmittelbar aneinander befestigt. An- dem Umlenkreflektor
17 ist beispielsweise durch Vexschraubung ein Trägerblech 19 befestigt, das
auch mit dem benachbarten Ende des Stufenreflektors verbunden ist. Das Trägerblech
weist die öffnung 20 für den Bildstrahl auf, der an der Belichtungsöffnung 1 von
einer darauf befindlichen Vorlage reflektiert wird.
-
Die Belichtungsöffnung 1 ist in einer auf den Reflektoren 15, 16 beispielsweise
durch Verschraubung befestigten Abdeckung 21 angeordnet, an welcher auch, beispielsweise
an anderen mittels Bügeln 22 gehalten, eine durchsichtige Schutzscheibe 23 angeordnet
ist.
-
Im Brennpunkt des Parabolreflektors ist die Lichtquelle 24 in Form
zweier auf gemeinsamer Achse angeordneter Quarz-Jod-Lampen vorgesehen, von denen
eine in F i g. 3 bei 25 erkennbar ist. F i g. 3 zeigt zugleich, daß die Quarz-Jod-Lampen
jeweils von den Enden des gebildeten kanalförmigen Gehäuses ausgehen und zur Mittellinie
- entsprechend der Schnittlinie II-II - ein freier Abstand von etwa einer viertel
Lampenlänge verbleibt. Die Lampen 25 sind an Kontaktarmen 26, 27 gehalten, von denen
die an den Enden angeordneten Kontaktarme 27 außerhalb des Reflektors 17 und die
mittleren 26 durch Durchbrüche im Reflektor zu Isolierstücken 28 geführt sind. Die
Isolierstücke sind vermittels einer in einer Längsnut 29 des Umlenkreflektors 17
verdrehungsfest gehaltenen Vierkantmutter 30 und einer Schraube 31 am Reflektor
befestigt. Hierdurch wird die Lampenmontage mit einfachen Mitteln erreicht. Die
Stromzuführung erfolgt über Kontaktlamellen, von denen eine bei 32 gezeigt ist.
-
Es ist erkennbar, daß die optische Achse des Parabolreflektors 15
schräg von der Ebene der Belichtungsöffnung 1 fort, d. h. nach unten, aber zur Senkrechten
- entsprechend der Schnittlinie III-III -auf diese Belichtungsöffnung hin gerichtet
ist. Weiterhin ist erkennbar, daß der obere, der Belichtungsöffnung 1 zugekehrte
Abschnitt oder Schenkel des Paralbolreflektors so weit geführt ist, daß er einerseits
die Belichtungsöffnung 1 vor einem unmittelbaren Strahleneinfall gerade abschattet
und andererseits eine von der Ebene der Belichtungsöffnung 1 fortführende Richtung
hat, wodurch eine Abschirmung der Belichtungsöffnung 1 erreicht wird. Der andere
untere Abschnitt des Parabolspiegels 15 ist länger ausgeführt.
-
Die erwähnte optische Achse des Parabolreflektors endet auf einer
parallel zur Belichtungsöffnung 1 verlaufenden ebenen Fläche 33 des Umlenkreflektors
17. An diese Ebene schließen sich in einer Richtung parallel zur Zeichnungsebene
hochgezogene Refektorflächen an, die jeweils aus winklig zueinander versetzten,
ebenen Flächenstreifen 34, 35, 36, 37 bestehen. Deren Neigung ist so bemessen, daß
sie einfallendes Licht zur Belichtungsöffnung reflektieren, was noch beschrieben
wird.
-
Der hochgezogene Abschnitt 36, 37 endet in einem Randsteg 38, welcher
an der senkrechten Projektion der Belichtungsöffnung 1 nach unten liegt und so hoch
ist, daß Direktstrahlen von der Lichtquelle 24 an die Bildstrahlöffnung 20 ausgeschlossen
werden.
-
Der Stufenreflektor 16 hat mehrere streifenartige und sich senkrecht
zur Zeichnungsebene erstrekkende Reflexionsflächen 39, 40, 41. . . , die jeweils
so geneigt sind, daß sie einfallende Strahlen zur Belichtungsöffnung 1 lenken. Diese
Reflexionsflächen sind zugleich gestaffelt zueinander angeordnet, so daß sie im
wesentlichen in einer senkrechten Ebene liegen.
-
Es ist erkennbar, daß ein kanalförmiges Gehäuse geschaffen worden
ist, das an Längsseiten und nach oben zur Belichtungsöffnung hin geschlossen ist.
-
Von einem nicht dargestellten Gebläseaggregat geht ein Kühlluftstrom
aus zu dem hinteren Ende des
kanalförmigen Gehäuses, um Kühlluft
einzublasen, die an der vorderen Seite durch die nicht dargestellte Gehäusewand
ausgeführt sein kann.
-
Die Bildstrahlöffnung 20 kann bei dieser Ausführungsform ebenfalls
mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung versehen sein.
-
F i g. 4 zeigt den Strahlengang von der Lichtquelle 24 zum Parabolreflektor
15, der den verhältnismäßig großen Ausstrahlwinkel a 1 erfaßt und das parallel gelenkte
Licht auf die ebene Fläche 33 des Umlenkreflektors 17 wirft, das von diesem zur
Belichtungsöffnung 1 gelenkt wird. Es ist erkennbar, daß diese schon von dieser
Komponente des Lichts gleichmäßig ausgeleuchtet wird.
-
F i g. 5 zeigt, daß unmittelbar im Bereich eines Ausstrahlwinkels
a 2 auf den Umlenkreflektor 17 geworfenes Licht sowohl an der ebenen Reflexionsfläche
33 als auch von den sich daran anschließenden hochgezogenen Abschnitten 34 bis 37
in die Behchtungsöffnung 1 umgelenkt wird. Die hochgezogenen Abschnitte 34 bis 37
haben den Zweck, den Ausstrahlwinkel a 2 größer zu machen, als es allein durch die
ebene Reflexionsfläche 33 möglich wäre.
-
Gemäß F i g. 6 wird Licht in einem Ausstrahlwinkel a 3 an den Stufenreflektor
16 geworfen und von den einzelnen Reflexionsstreifen 39, 40, 41...
ebenfalls
in die Belichtungsöffnung 1 umgelenkt.
-
Die eingezeichneten Strahlen zeigen, daß die Belichtungsöffnung 1
gleichmäßig ausgeleuchtet wird, wobei ein verhältnismäßig steiler Einfallswinkel
erzielt wird. Ferner ist die effektive oder wirksame Entfernung der Lichtquelle
24 von der Belichtungsöffnung 1 verhältnismäßig groß, obwohl die Lichtquelle 24
verhältnismäßig nahe an der Ebene dieser Öffnung angeordnet ist. Beispielsweise
ist der Ab- ; stand von der Ebene gleich groß oder größer als der seitliche Abstand
von der senkrechten Projektion des benachbarten Randes 44 der Belichtungsöffnung
1.
-
Die Ausleuchtung der Belichtungsöffnung 1 wird durch Oberlagerung
der drei Lichtanteile entsprechend den Ausstrahlwinkeln a 1, a 2 und a
3 erreicht. Die Summe dieser Ausstrahlwinkel ist größer, als normalerweise
mit einem Reflektor erfaßt werden kann.
-
Die Erwärmung der Schutzscheibe oder durchsichtigen Platte 23 ist
in der gezeigten Anordnung ebenfalls verhältnismäßig gering, abgesehen davon, daß
in beschriebener Weise eine vorzügliche Belüftung möglich ist.
-
Gemäß den F i g. 2 und 3 sind an der Unterseite 5 des Trägerbleches
19 Führungsklötze 45, 46 angeordnet, die - wie in F i g. 3 gezeigt - zweckmäßig
profiliert sind und eine Verschiebung auf einem Schienensystem im Gerät zulassen.
Ein solches Schienensystem kann beispielsweise auf der Zwischen- g wand 7 angeordnet
sein.