DE1522776C3 - Beleuchtungsvorrichtung in Lichtpausmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung in Lichtpausmaschinen, mit einer Röhrenlampe in einem lichtdurchlässigen Zylinder, der als Auflage des an ihm vorbeigeführten Kopiergutes und Kopiermaterials dient, und mit einer Anzahl scheibenförmiger, radial zwischen der Röhrenlampe und dem Zylinder angeordneter Trennelemente.

Vervielfältigungen von Schriftstücken und Zeichnungen auf lichtdurchlässigen Trägern, sogenannte lichtpausfähige Vorlagen, werden in der Regel im Kontaktkopierverfahren hergestellt. Das zu kopierende Material wird mit der Rückseite auf die lichtempfindliche Schicht eines geeigneten Kopiermaterials gelegt und mit diesem zusammen belichtet. Das Belichten erfolgt in der Regel auf einer lichtdurchlässigen Auflage, hinter der die Lichtquelle angeordnet ist, z. B. einer ebenen Glasplatte oder einem Glaszylinder. Die Schriftzeichen der Vorlage sind dabei der Lichtquelle zugewandt. Die Lichtstrahlen fallen durch das Original hindurch auf das Kopiermaterial mit Ausnahme der Bereiche hinter der Schrift der Vorlage. Jedoch werden auch diese Bereiche durch schräg einfallendes Licht getroffen, so daß eine Unscharfe der Buchstaben oder Zeichen auf der Kopie resultiert. Bei sehr schmalen Zeichen kann es

ίο sogar vorkommen, daß diese durch die Hinterstrahlung auf der Kopie überhaupt nicht wieder erscheinen. Besonders bei der Verwendung von langgestreckten Röhrenlampen tritt dieser unerwünschte Effekt auf. Man kann ihn weitgehend unterdrücken, indem man Schicht auf Schicht kopiert, d. h., die Schriftzeichen direkt mit der lichtempfindlichen Schicht beim Kopieren in Kontakt bringt. Dabei entstehen spiegelbildliche Kopien, so daß dieses Verfahren nur in speziellen Fällen anzuwenden ist, z. B., wenn das Kopiermaterial transparent ist.

Die Schriftzeichen sind dann von der Rückseite durch den Träger hindurch normal zu lesen.

Dieser Fall liegt z. B. beim Umkopieren von Mikrofilmen vor. In der Regel werden transparente Silberfilm^ negative auf ebenfalls transparente Diazotypiefilme übertragen. Jedoch ergeben sich sogar dabei Hinterschneidungen und Überstrahlungen und die damit verbundenen Verluste an Übertragungsgüte durch schräg einfallende Lichtstrahlen. Dies beruht auf der Tatsache, daß die Kopierschichten eine Dicke haben, die in der Größenordnung der zu übertragenden Zeichen liegt.

Beim Belichten mit parallelem Licht ist jedoch eine hinreichende Übertragungsgüte zu erzielen, wie mit geeigneten bekannten optischen Vorrichtungen zu zeigen ist. Brauchbare Ergebnisse sind auch noch zu erhalten, wenn der Winkel des Lichteinfalls bis zu 40° von der Senkrechten abweicht. Bei Einfallswinkeln von 10° bis 20° von der Senkrechten werden Übertragungsgüten erzielt, die nur wenig von den bei Verwendung parallelen Lichtes erhaltenen zu unterscheiden sind und die den Forderungen der Praxis genügen.

Bei Anordnungen, die wie die Belichtungsvorrichtungen in Lichtpausmaschinen mit einer eine annähernd linienförmige Lichtquelle darstellenden Röhrenlampe ausgebildet sind, und eine zylindrisch gekrümmte Auflage aufweisen, entspricht dem parallelen Licht ein Strahlenbündel, in dem die von der Röhrenlampe ausgehenden Strahlen den Zylindermantel senkrecht durchdringen.

Die bei den genannten Versuchen benutzten optisehen Vorrichtungen sind jedoch zu aufwendig und störanfällig, als daß man sie in technischen Kopiergeräten einsetzen könnte.

Für Lichtpausmaschinen ist aus der deutschen Auslegeschrift 1145 016 eine Beleuchtungsvorrichtung bekannt, die eine in einem lichtdurchlässigen Zylinder angeordnete Röhrenlampe aufweist. Um Unterstrahlungen zu vermeiden, ist die Röhrenlampe von einer Anzahl in einem axialen Abstand voneinander angeordneter Scheiben umgeben, die eine mattschwarze Oberfläehe aufweisen. Die Scheiben reichen in einen von Tragplatten gebildeten trapezförmigen Raum hinein, und zwar auch auf der der Lichtdurchtrittsfläche des Zylinders abgewandten Seite. An der mattschwarzen Oberfläche der senkrechten Scheiben werden Schrägstrahlen absorbiert, die deswegen nicht mehr auf das Kopiermaterial treffen und auch keine Überstrahlung verursachen können. Der Vorrichtung haften jedoch Nachteile an. So werfen die senkrechten Bleche einen

Schatten, der sich auf der Kopie durch unterbelichtete Längsstreifen bemerkbar macht. Ferner wird durch die mattschwarzen Bleche ein so hoher Anteil der Strahlungsenergie absorbiert, daß eine wesentliche Verringerung der Kopiergeschwindigkeit gegenüber einer Anordnung ohne diese Bleche nicht zu vermeiden ist. Wesentlicher jedoch ist noch, daß es schwierig ist, ein mattschwarzes Material zu finden, das auch ultraviolettes Licht hinreichend stark absorbiert und diese Eigenschaft bei ständiger Wärmebelastung über längere Zeit behält. Bei den meisten Materialien wird das ultraviolette Licht mehr oder weniger stark reflektiert, so daß nach wie vor eine Unterstrahlung auftritt.

Von der Tragplatte und insbesondere an den Seitenwänden werden Lichtstrahlen so reflektiert, daß ihre Richtung an der Durchtrittsstelle durch den Zylinder erheblich von der Normalen abweicht, so daß auch deswegen eine Unterstrahlung zu befürchten ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungsvorrichtung einer Lichtpausmaschine so auszugestalten, daß der das Kopiergut durchleuchtende Lichtstrom möglichst groß ist, trotzdem aber kein Anteil des Lichtflusses die scharfe Abbildung der Linien und Flächenelemente auf dem Kopiermaterial stört. Hierzu sollen die Strahlen des Lichtbündels innerhalb bestimmter Grenzen möglichst senkrecht durch den Zylinder hindurchtreten, d. h., die Strahlen sollen möglichst radial und möglichst senkrecht zu der Längsachse des Zylinders verlaufen. Der Aufwand hierzu soll möglichst gering sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird unter anderem von Mitteln Gebrauch gemacht, die im Zusammenhang mit Beleuchtungsinstallationen zum Stand der Technik gehören (US-PS 29 18 567). Hiernach ist es bekannt, um eine über einen Betrachtungswinkel möglichst gleichförmige, nicht blendende Beleuchtung einer ebenen Beleuchtungseinrichtung zu erzielen, annähernd V-förmige oder dreieckförmige Reflektorelemente zwischen langgestreckten Röhrenlampen und einem zu beleuchtenden Raum anzuordnen. Im einzelnen ist es hierzu bekannt, V-förmige Reflektoren an beiden Seiten parallel zu den röhrenförmigen Lampen anzuordnen und die Seitenwände der Reflektoren so zu neigen, daß Blendungen vermieden werden, wenn der Blickwinkel zu der Lampe einen bestimmten Betrag unterschreitet. In dem Bereich dieser V-förmigen Reflektoren können ferner quer zu den Lampen annähernd dreieckförmige Reflektorelemente vorgesehen sein, die so beabstandet sind, daß eine sowohl den Scheitel eines Reflektorelements als auch die seitliche Kante eines benachbarten Reflektorelements berührende Gerade eine parallel zu der Beleuchtungseinrichtung orientierte Fläche unter einem Winkel von 20° bis 40° schneidet. — Bei dieser bekannten Beleuchtungseinrichtung werden jedoch die Lichtstrahlen durch die parallel zu den Leuchtstoffröhren liegenden V-förmigen Reflektoren nicht so aufgerichtet, daß sie möglichst weitgehend und vollständig der Normalen auf der beleuchteten Fläche angenähert sind. Auch die senkrecht hierzu angeordneten dreieckförmigen Reflektorelemente sind nicht so dimensioniert, daß diese Anordnung gute Ergebnisse in Lichtpausmaschinen erbringen könnte. Hinzu kommt, daß die Lichtverluste insbesondere in der der zu beleuchtenden Fläche abgewandten offenen Seite der V-förmigen Reflektorelemente verhältnismäßig groß sind.—

Bei einem aus der US-PS 29 71 083 bekannten Lichtraster in Beleuchtungsinstallationen sind, um in einem bestimmten Winkelbereich eine gleichmäßige Beleuchtung zu erzielen, die Seiten der Trennelemente Teil einer optischen Kurve, deren Brennpunkt im Scheitelpunkt des nächsten Trennelements liegt. Durch diese Form der Trennelemente werden jedoch die Lichtstrahlen nicht so reflektiert, daß sie den Zylinder einer Lichtpausmaschine möglichst senkrecht durchdringen. Diese Anordnung der Trennelemente ist auch deswegen nicht gut für Lichtpausmaschinen geeignet, da der Abstand zu den Leuchtstoffröhren sehr groß ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Vereinigung der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung besteht demnach im wesentlichen in einer besonders vorteilhaften Anordnung und Bemessung von reflektierenden Trennelementen, die bisher in der Lichtpaustechnik und allgemein in der Reproduktionstechnik nicht eingesetzt wurden, in Kombination mit einer Reflektorschale.

Durch die kreisbogenförmige Reflektorschale werden alle in senkrechten Querschnittsebenen verlaufenden, von der Röhrenlampe ausgehenden Lichtstrahlen, soweit sie nicht direkt annähernd senkrecht auf den Innenmantel des Zylinders treffen, so reflektiert, daß sie ebenfalls annähernd senkrecht den Mantel durchleuchten. Die zu diesen Querschnittsebenen zu schräg gerichteten Lichtstrahlen werden in einer besonders geeigneten Weise durch die angegebenen kreisse'ktorförmigen Trennelemente in Richtung zu diesen Querschnittsebenen umgelenkt. Diese Trennelemente reichen dabei nicht in den von der Reflektorschale begrenzten Kreissektor hinein..Damit wird nicht nur die Konstruktion, insbesondere die Befestiung der Trennelemente in der Beleuchtungsvorrichtung, vereinfacht. Es werden zusätzliche Lichtverluste in dem durch den Kreissektor gebildeten Raum weitgehend vermieden: Es treten in diesem Raum keine Reflexionen an Trennelementen auf. Würde man die reflektierenden Trennelemente in den von der Reflektorschale begrenzten Raum ausdehnen, so würden die von diesen Trennelementen reflektierten Lichtstrahlen zum Teil ein weiteres Mal an den Flächen benachbarter Trennelemente reflektiert werden, die auf der gegenüberliegenden Seite des obengenannten Kreissektors angeordnet sind.

Die Trennelemente weisen die Form eines gleichschenkligen spitzwinkligen Dreiecks auf, dessen spitzer Innenwinkel zwischen 5° und 35° liegt. Der seitliche Abstand der Trennelemente in axialer Richtung ist so bemessen, daß eine sowohl den Scheitel eines Trennelements als auch die seitliche Kante eines benachbarten Trennelements berührende Gerade die Auflagefläche unter einem Winkel von 5° bis 40° gegen die Senkrechte schneidet.

Bei dieser Dimensionierung wird ohne auf den Kopien störende Unterstrahlungen der Lichtfluß, der von der Röhrenlampe ausgeht, unter Vermeidung unnötiger Reflexionen und zu großen Aufwandes für die Trennelemente gut ausgenutzt. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den der Reflektorschale gegenüberliegenden Halbraum des Zylinders durch die Trennelemente möglichst weitgehend auszunutzen.

Verloren geht bei der vorstehend beschriebenen dreieckigen Form der Trennelemente ein Teil des gegen die Basis gestrahlten Lichtes. In einer bevorzugten Ausführungsform der Trennelemente ist daher deren stumpfe Basis abgeschrägt, so daß sie im Querschnitt die Form eines langgestreckten Rhombus zeigen, dessen stumpfer Innenwinkel zwischen 135° und 179°

liegt.

Zur Verdeutlichung der Erfindung dienen die F i g. 1, 2 und 3, wobei die

F i g. 1 drei verschiedene Ausführungsformen von Trennelementen zeigt, die

F i g. 2 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung und die

F i g. 3 einen Längsschnitt entlang der Linie A-B der Vorrichtung der Fi g. 2.

Die bevorzugte Grundform des Querschnitts eines Trennelements zeigt die F i g. la. Das Trennelement 1 ist aus vollem Material. Es wird entweder aus Metall herausgearbeitet oder aus einem thermoplastischer Kunststoff durch Spritzguß geformt. Die beiden langen Seitenflächen 2a und 2b schließen den spitzen Winkel α ein. Dieser soll, wie oben ausgeführt, zwischen 5° und 35° liegen. Je höher der Auflösungsgrad auf der Kopie sein soll, um so steiler müssen die Randstrahlen sein. Es empfiehlt sich, in diesem Fall lange spitze Trennele- jo mente zu verwenden, damit ihre Basis 4 nicht zu breit wird und die Strahlungsquelle zu sehr abdeckt. Die schrägen, ebenfalls hochglanzpolierten Flächen 3a und 3ö bewirken, daß die Trennelemente keinen Schatten werfen, sondern das auf ihre Unterfläche fallende Licht ebenfalls aus der Vorrichtung herausgespiegelt wird. Der von den Flächen 3a und 3Zj eingeschlossene Winkel β kann beliebig innerhalb der angegebenen Grenzen gewählt werden, ohne daß eine wesentliche Veränderung der Lichtintensität in der Belichtungszone zu beobachten wäre. Zweckmäßig jedoch ist es, den Winkel innerhalb eines Bereiches von 170° bis 179° zu wählen, da in diesem Bereich die gleichmäßigste Ausleuchtung erzielt wird.

Die langen Seitenflächen der Trennelemente müssen jedoch nicht gerade begrenzt sein, damit der gewünschte Effekt eintritt. Sie können auch gekrümmt sein, z. B. konvex, wie die Flächen 5a und 5b in der F i g. Ib. Sind die Trennelemente sehr eng gestellt, weil ein hohes Auflösungsvermögen gefordert wird, so hat sich auch eine S-förmige Begrenzung der Trennelemente 6a, 6b, wie sie in F i g. Ic gezeigt wird, bewährt.

Bevorzugt ist die Anordnung der einzelnen Bauelemente der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wie sie in einer beispielhaften Ausführungsform in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist. Diese Darstellung ist auf die wesentlichen Merkmale der Vorrichtung beschränkt. Nicht wiedergegeben sind z. B. die Vorrichtungselemente, mit deren Hilfe der äußere lichtdurchlässige Zylinder, in der Regel ein Glaszylinder, gedreht wird.

Als Röhrenlampe 7 wird, wenn Mikrofilme auf Diazofilmmaterial umkopiert werden sollen, im allgemeinen eine Hochdruck-Quecksilberdampflampe verwendet, da diese einen hohen Strahlungsanteil an ultraviolettem Licht hat. Die Röhrenlampe 7 und die übrigen sie umgebenden Bauelemente sind in einem Glaszylinder 8 untergebracht. Die Trennelemente 9 sind in der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform als Viertelsektoren ausgebildet, von denen zwei (9a und 9Zj) sich zu einem Halbkreis zusammenfügen, die von einer durchgehenden, senkrechten Wand 106 getrennt und durch zwei weitere Wände (10a und 10c) begrenzt sind. Diese Begrenzungen dienen zum Abfangen der Schrägstrahlen, die die Lampe in ihrer Querschnittsebene verlassen, sowie der durch Rückreflexion am lichtdurchlässigen Zylinder 8 entstandenen Streustrahlen. Hier empfiehlt es sich, die Oberfläche der Trennwände mit einem mattschwarzen Überzug zu versehen, um diese Schräg strahlen wenigstens teilweise zu absorbieren.

Die Anordnung der Trennelemente zur Röhrenlampe kann von der vorstehend beschriebenen in verschiedener Hinsicht abweichen. So hat es sich z. B. bei Verwendung langer Trennelemente in Glaszylindern großen Durchmessers als zweckmäßig erwiesen, die Trennelemente in zwei oder drei gleich große Sektoren aufzuteilen und diese gegeneinander versetzt anzuordnen. Bei solchen Anordnungen ist es nämlich schwierig, die Strahlungsdichte in der Belichtungsfläche auf Grund der starken Rückreflexion in dem dickwandigen Glaszylinder gleichmäßig zu halten, wodurch leicht über- und unterbelichtete Bereiche der Kopie entstehen. Dies wird jedoch durch die versetzte Anordnung der Trennelemente weitgehend vermieden.

Die F i g. 3 zeigt weiterhin verschiedene Strahlengänge mit einfacher, doppelter und dreifacher Reflexion. Der Strahl mit der Bezugsziffer 12, der die Röhrenlampe unter dem Winkel γ verläßt, ist ein direkter Randstrahl, der die Vorrichtung grade noch ohne Reflexion verläßt. Er tritt mit einer Abweichung ό von der Senkrechten in das Kopiermaterial ein. Dieser Strahl dient definitionsgemäß zur geometrischen Konstruktion der Trennelemente. Die Aufrichtung eines Schräg-Strahls durch einfache Reflexion ist unter Bezugsziffer 13 gezeigt.

Der Strahl 14 wird zweimal an den langen Flächen der Trennelemente reflektiert und dabei aufgerichtet. Der Strahl 15 wird ebenfalls zweimal, davon, einmal an der Unterfläche eines Trennelements und einmal am Reflektor 11, reflektiert. Der Strahl 16 wird dreimal reflektiert, einmal an der Unterfläche eines Trennelements, einmal am Reflektor 11 und einmal an der Längsfläche eines Trennelements.

Als Material für die Trennelemente wird bevorzugt Aluminium eingesetzt, da dieses relativ leicht mit einer hochglänzenden Oberfläche versehen werden kann. Die Oberfläche des Aluminiums wird bevorzugt mit einer dünnen Oxidhaut versehen. Die Oxidhaut kann zusätzlich noch in bekannter Weise mit einem Farbstoff getränkt werden. Damit läßt sich erreichen, daß bestimmte Teile des Spektrums der von der Röhre ausgehenden Strahlung an der Oberfläche der Trennelemente nicht reflektiert, sondern absorbiert werden. Der Vorteil dieser Maßnahme liegt darin, daß so z. B. Strahlungsbereiche, in denen die Vorlagen schlecht absorbieren, herausgefiltert werden können, bevor sie die Vorlage treffen. Es resultiert ein höherer Kontrast der Kopie.

Wie bereits erwähnt, können die Trennelemente aber auch aus Kunststoff gefertigt werden, wobei bevorzugt thermoplastische Kunststoffe eingesetzt werden, die im Spritzgußverfahren zu verarbeiten sind. Da diese Kunststoffe nicht von sich aus eine hochreflektierende Oberfläche haben, ist eine Metallisierung erforderlich. Das Metall kann durch chemische Verfahren oder durch Aufdampfen aufgebracht werden. Bevorzugt wird Aluminium aufgedampft, da dieses besonders im ultravioletten Bereich des Lichtes stark reflektiert und den bereits beschriebenen Färbebehandlungen zugänglich ist. Wird eine besonders starke Reflexion im ultravioletten Strahlungsbereich gefordert, kann auch eine Bedampfung mit Tantal vorgenommen werden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann beim Umkopieren von Mikrofilmen eine Auslösung von bis zu 180 Linien pro Millimeter erreicht werden. Damit ist eine mehr als hinreichende Übertragungsgüte bei den handelsüblichen Mikrofilmen gewährleistet, auf denen

Originale mit normalen Schriftzeichen auf das etwa 20-bis 30fache verkleinert gespeichert sind. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann in üblicher Weise im Durchlauf kopiert werden. Wegen der hohen Lichtausnutzung sind ungewöhnlich kurze Belichtungszeiten und damit hohe Leistungen der Lichtpausmaschinen

möglich. So konnten bei sehr präziser mechanischer Ausführung sämtlicher Bauelemente in einer Lichtpausmaschine Vorschubgeschwindigkeiten von Kopiergut und Kopiermaterial von bis zu 15 Metern pro Minute realisiert werden, ohne daß ein Verlust an Schärfe bei der Übertragung zu beobachten war.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

609 626/16

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Beleuchtungsvorrichtung in Lichtpausmaschinen, mit einer Röhrenlampe in einem lichtdurchlässigen Zylinder, der als Auflage des an ihm vorbeigeführten Kopiergutes und Kopiermaterials dient, und mit einer Anzahl scheibenförmiger, radial zwischen der Röhrenlampe und dem Zylinder angeordneter Trennelemente, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Querschnitt kreisbogenförmige Reflektorschale längs der Röhrenlampe angeordnet ist, daß die Trennelemente in der gleichen Ebene die Form eines Kreissektors aufweisen, der den Bogen des Reflektorschalenquerschnitts zum vollen Kreis ergänzt, daß die Trennelemente reflektierend sind und in hierzu senkrechten radialen Querschnittsebenen in Form eines gleichschenkligen, spitzwinkligen Dreiecks, dessen spitzer Innenwinkel zwischen 5° und 35° liegt, ausgebildet sind und daß der Abstand der Trennelemente in axialer Richtung derart bemessen ist, daß eine sowohl den Scheitel eines Trennelements als auch die seitliche Kante eines benachbarten Trennelements berührende Gerade die Auflagefläche unter einem Winkel von 5° bis 40° gegen die Senkrechte schneidet.

2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Trennelemente, deren stumpfe Basen abgeschrägt sind und deren Querschnitte die Form eines Rhombus zeigen, dessen stumpfer Innenwinkel zwischen 135° und 179° liegt.

3. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch Trennelemente, deren Querschnitte die Form eines spitzwinkligen, gleichschenkligen Dreiecks oder eines langgestreckten Drachens haben, dessen beide lange Seiten schwach konvex oder S-förmig gebogen sind.

4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelemente in zwei oder mehr Sektoren aufgeteilt sind, die gegeneinander versetzt angeordnet sind.

5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine oder mehrere senkrecht zu den Trennelementen angeordnete Trennwände, die etwas breiter als die Trennelemente hoch sind und die bevorzugt eine mattschwarze Oberfläche aufweisen.