DE1959654B1

DE1959654B1 - Kopiergeraet mit optischem System

Info

Publication number: DE1959654B1
Application number: DE19691959654
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Ahlmann; Lothar Biege
Original assignee: Olympia Werke AG
Current assignee: Olympia Werke AG
Priority date: 1969-11-28
Filing date: 1969-11-28
Publication date: 1971-05-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kopiergerät mit einem optischen System, das aus einem Beleuchtungskörper und einem Spiegelobjektiv besteht, zum streifenweisen Ablichten einer Vorlage auf ein Kopiermaterial, wobei eine Relativbewegung zwischen Vorlage und Kopiermaterial einerseits und dem optischen System andererseits erfolgt.
Bei Kopiergeräten tritt immer wieder die Forderung auf, in einer möglichst kompakten Form ein Gerät zu erstellen. Ein sehr großes Hindernis ist die Anordnung des optischen Systems. Zur Projektion des Lichtbildes auf das lichtempfindliche Kopiermaterial ist stets ein von der Brennweite des Objektivs abhängiger Abstand erforderlich, der sich in der Gerätebauhöhe bemerkbar macht. So hat man zur Einsparung der Bauhöhe innerhalb des Strahlenganges bei einem Kopiergerät Umlenkspiegel eingebaut, die das Lichtbild derart umlenken, daß dieses auf einem an einer der Stirnseiten des Kopiergerätes befindlichen lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger projiziert wird. Dies hat wiederum den Nachteil, daß durch diese Konstruktionsart das Kopiergerät übermäßig lang gebaut werden muß.
Eine andere Ausführungsform sieht vor, Original und Kopiermaterial auf der Oberseite eines Kopiergerätes nebeneinander zu führen. Das von einer Lichtquelle kommende Licht wird vom Original reflektiert und in ein am Boden des Gerätes angeordnetes Linsensystem gelenkt. Dort wird es wiederum reflektiert und trifft nunmehr auf das Kopiermaterial auf. Auch bei dieser Ausführungsform muß die Bauhöhe des Gerätes zwangläufig überaus groß werden.
Um dem abzuhelfen, hat man in einer anderen Ausführungsform sowohl den vom Original zum Linsensystem als auch den von Linsensystem zum Kopiermaterial verlaufenden Strahlengang durch Zwischenschalten zweier schräg gestellter Spiegel geknickt. Der lange Weg des Lichtes wird hier zum Teil in senkrechte und zum Teil in waagerechte Richtung gelenkt, um günstigere Abmessungen des Gerätegehäuses zu erhalten. Trotzdem ist auch bei dieser Ausführungsform noch immer ein Gerätegehäuse erheblicher Größe erforderlich, um das optische System unterzubringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine konstruktive Lösung ein Kopiergerät so zu gestalten, daß es in seinen Außenmaßen gegenüber den bisher bekannten wesentlich kleiner gehalten ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe derart gelöst, daß dasSpiegelobjektiv aus zweiZylinderlinsenbesteht, deren Zylinderachsen in einer senkrecht auf der Mittellinie der Vorlage stehenden Ebene angeordnet sind.
Eine Weiterbildung des Kopiergerätes besteht darin, daß die Zylinderlinsen parallel zu ihrer optischen Achse gegeneinander verschoben sind, daß unterhalb der ersten Zylinderlinse eine Lichtumlenkanordnung vorgesehen ist, die die aus der Zylinderlinse austretenden Lichtstrahlen auf eine zweite, oberhalb der zweiten Zylinderlinse angeordneten Lichtumlenkanordnung ablenkt, von wo die Lichtstrahlen, durch die zweite Zylinderlinse gehend, auf das Kopiermaterial fallen.
In einer weiteren Anordnung kann das optische System des Kopiergerätes durch ein teleskopischoptisches System aus mindestens zwei zueinander geneigten, zylinderförmigen Hohlspiegeln gebildet sein, mittels denen das Lichtbild der Vorlage seitenrichtig auf das Kopiermaterial projizierbar ist.
Zur Reduzierung der Lichtstreuung ist es vorteilhaft, zwischen Vorlage und optischem System ein Beleuchtungsprisma einzufügen. Das Licht wird hierdurch gebündelt, wodurch die Streuverluste wesentlich herabgesetzt werden. In einer besonderen Ausbildung kann das Beleuchtungsprisma aus einer Vielzahl dünner, transparenter Scheiben bestehen, die sich in Längsrichtung über die gesamte Breite der Vorlage erstrecken.
Statt eines Beleuchtungsprismas ist es auch möglich, die Zylinderlinsen selbst aus einer Vielzahl sehr dünner Zylinderlinsenscheiben zusammenzusetzen, wobei die dünnen Zylinderlinsenscheiben die Lichtstreuung herabsetzen.
Der Vorteil der Erfindung besteht drin, daß durch die Optik das Kopiergerät in seiner Bauweise klein gehalten werden kann. Das von der Vorlage reflektierte Lichtbild gelangt als parallele Strahlen in das optische System und wird von diesen wiederum als paralleles Licht auf das Kopiermaterial projiziert.
Hierdurch wird erreicht, daß eine ständig gleichbleibende Tiefenschärfe vorhanden ist, selbst wenn die Vorlage Unebenheiten aufweisen sollte. Ein solcher Fall tritt immer bei Ablichtungen von Büchern auf. Zum Buchrücken hin ist die abzulichtende Seite gekrümmt. Dies bedingt, daß das optische System im Kopiergerät nach der Art eines teleskopischen Systems arbeiten muß, so daß die Vorlage mit einer gleichbleibenden Tiefenschärfe abgelichtet werden kann.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Patentansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nun an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 in einer schematischen Darstellung ein Kopiergerät mit dem optischen System, F i g. 2 in einer Prinzipskizze die Anordnung eines optischen Systems, bestehend aus Zylinderlinsen, F i g. 3 die Anordnung eines aus Hohlspiegeln aufgebauten optischen Systems.
F i g. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein in einzelne Funktionsräume aufgeteiltes Kopiergerät 1. Die Position 11 deutet ein Papiermagazin an, aus welchem das Kopiermaterial 21 als Bogen oder von einer Rolle abgezogen in eine darunterliegende Koronastation 12 durch eine Antriebsordnung 13 befördert wird. Die elektrostatisch aufgeladenen Kopierpapierbogen 21 gelangen danach in einen Belichtungsraum 22. Hier wird das Lichtbild einer Vorlage 19 auf den zuvor elektrostatisch aufgeladenen Kopierpapierbogen projiziert, so daß sich ein latentes Bild bildet. Anschließend gelangt der Kopierpapierbogen mit dem latenten Lichtbild in eine Entwicklerstation 14, wo das latente Lichtbild durch Tonrepartikeln sichtbar gemacht wird und in einer daran anschließenden Trockenstation 16 fixiert wird. Durch die Position 17 ist der Austritt des Kopierpapiers aus dem Kopiergerät angedeutet.
Die Ablichtung der Vorlage auf ein darunter angeordnetes Kopierpapierblatt erfolgt durch ein optisches System 3. Das optische System besteht aus einer Beleuchtungsanordnung und einer Projektionsanordnung, um das Lichtbild von der Vorlage 19 auf das Kopierpapier 21 zu leiten. Die Beleuchtungsanordnung besteht aus einer Lichtquelle 41, die von einem Reflektor 42 umschlossen ist, und einem Beleuchtungsprisma 43. Das Beleuchtungsprisma 43 sowie die Lampe41 und der Reflektor42 erstrecken sich über die ganze Breite der Vorlage 19. Die Vorlage 19 liegt während des Ablichtens auf einer transparenten Ablage 20 und wird durch das optische System 3 streifenweise abgelichtet. Das optische System ist in diesem Ausführungsbeispiel auf einem Wagen 18 angeordnet, der durch eine Antriebsvorrichtung 15 zwischen Vorlage 19 und Kopierpapier 21 bewegbar ist. Ohne weiteres ist es auch möglich, das optische System stationär anzuordnen.
In diesem Fall muß dann die Vorlage und das Kopierpapier über bzw. unter dem optischen System vorbeigeführt werden.
F i g. 2 zeigt in einer schematischen Anordnung ein optisches System. Die von der Lichtquelle 41 ausgehenden Lichtstrahlen werden mit Hilfe des Reflektorf 42 und des Beleuchtungsprismas 43 gesammelt und auf die Vorlage 19 geworfen. Das reflektierte Lichtbild der Vorlage, angedeutet durch die spiegelbildlich dargestellten BuchstabenA, B, C auf der der Vorlage zugewandten Fläche 143 des Beleuchtungsprismas, tritt aus der unteren Seite 142 des Beleuchtungsprismas aus und gelangt in das Linsensystem.
Das Spiegelbild der Vorlage 19 ist zunächst seitenverkehrt und muß daher seitengerecht vertauscht werden, bevor es auf den Aufzeichnungsträger 21 gelangt. Hierfür ist das Linsensystem vorgesehen. Es besteht aus den beiden plankonvexen Zylinderlinsen 31 und 32. Die ebenen Flächen der Zylinderlinsen 31, 32 sind parallel zur unteren Fläche 143 des B eleuchtungsprismas ausgerichtet.
Das aus Lichtstrahlen zusammengesetzte Lichtbild der Vorlage 19 gelangt nach dem Verlassen des Beleuchtungsprismas in die erste Zylinderlinse 31 und wird nach Verlassen der ersten Zylinderlinse, durch den Brennpunkt gehend, in die zweite Zylinderlinse 32 geleitet, von wo das Lichtbild seitenrichtig auf dem darunter angeordneten Kopierpapier abgebildet wird.
In diesem Ausführungsbeispiel sind zur Verkürzung der räumlichen Abmessungen bzw. der Abstände der beiden Zylinderlinsen 31, 32 zusätzliche Umlenkanordnungen 33, 34 vorgesehen. Die Brennweite dieses optischen Systems bleibt trotz der zwischengeschalteten Umlenkanordnungen erhalten.
Durch die Umlenkanordnungen 33, 34 wird der Strahlengang des Lichtbildes mehrfach abgeknickt, wodurch die Bauhöhe des optischen Systems reduziert wird. Als Umlenkanordnungen 33, 34 sind Rechteckprismen vorgesehen. Durch die Verwendung von Umlenkanordnungen sind die Zylinderlinsen 31, 32 zu ihrer optischen Achse gegeneinander verschoben. Jeweils den gewölbten Oberflächen 133, 134 der Zylinderlinsen liegt eine Umlenkanordnung33, 34 gegenüber. Die Ablichtung eines Lichtbildes ist schematisch in der Figur angedeutet. Die Strahlengänge der als Spiegelbilder auf der Oberfläche 143 des Beleuchtungsprismas 43 angedeuteten Buchstaben A, B und C sind gestrichelt angedeutet.
Für den BuchstabenA verläuft der Strahlengang nach dem Verlassen des Beleuchtungsprismas 43 zunächst durch die erste plankonvexe Zylinderlinse 31, wo er gebrochen wird und auf die erste Umlenkanordnung33 fällt, gelangt durch den Brennpunkt (Brennlinie) auf die zweite Umlenkanordnung 34 und wird von dort in die zweite Zylinderlinse 32 abgelenkt, von wo er seitengerecht auf das Kopierpapier projiziert wird. Bei den übrigen Lichtbildern B und C verläuft der Strahlengang in entsprechender Weise.
Die Strahlen der Lichtbilder treten als paralleles Licht aus dem Beleuchtungsprisma 43 in die erste Zylinderlinse 31 und treten ebenfalls als paralleles Licht aus der zweiten Zylinderlinse 32 aus. Hierdurch wird erreicht, daß selbst bei unebenen Vorlagen eine einwandfreie Tiefenschärfe erzielt wird. Das optische System erstreckt sich über die gesamte Breite des Kopierpapiers.
Ohne weiteres ist auch möglich, in den Strahlengang eine Blende zur Steuerung und Korrektur der Lichtmenge einzubauen.
Für die Umlenkanordnung sind hinterspiegelte Prismen oder auch ebene Spiegel zu verwenden, die dann als Eckspiegel angeordnet sind.
Fig.3 zeigt eine weitere Ausführungsart eines optischen Systems. Die aus dem Beleuchtungsprisma 43 austretenden Lichtstrahlen fallen auf einen ersten zylinderförmigen Hohlspiegel 38, werden von dort durch den Brennpunkt auf einen zweiten zylinderförmigen Hohlspiegel 37 umgelenkt und werden von dort seitengerecht auf das Kopierpapier 21 projiziert.
Die Hohlspiegel 37, 38 sind gegeneinander etwas geneigt angeordnet.
Das optische System, bestehend aus Lichtquelle 41, Reflektor 42, Beleuchtungsprisma 43, Zylinderlinsen 31, 32, Umlenkanordnungen 33, 34 bzw. Hohlspiegel 37, 38, ist als Einheit in einem lichtdichten Gehäuse eingeschlossen.
Mit einem derartigen optischen System ist es auch möglich, Maßstabs änderungen zwischen abzulichtender Vorlage und Ablichtung auf dem Kopierpapier vorzunehmen. Bei einem Kopiergerät mit feststehender Optik bewegen sich dann Vorlage und Kopierpapier mit einer dem Maßstabfaktor entsprechenden Vorschubgeschwindigkeit in gleichsinniger Richtung, und es wird in das optische System eine dem Maßstab entsprechende Linse eingeschwenkt.
Die in der Erfindung aufgezeigten Linsen, Beleuchtungsprismen und Lichtumlenkanordnungen können aus Glas oder einem entsprechenden Kunststoffmaterial gefertigt sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Kopiergerät mit einem optischen System, das aus einem Beleuchtungskörper und einem Spiegelobjektiv besteht, zum streifenweisen Ablichten einer Vorlage auf ein Kopiermaterial, wobei eine Relativbewegung zwischen Vorlage und Aufzeichnungsträger einerseits und dem optischen System andererseits erfolgt, dadurch gekennz e i c h n e t, daß das Spiegelobjektiv aus zwei Zylinderlinsen besteht, deren Zylinderachsen in einer senkrecht auf der Mittellinie der Vorlage stehenden Ebene angeordnet sind.

2. Kopiergerät mit optischem System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinsen (31, 32) parallel zu ihrer optischen Achse gegeneinander verschoben sind, daß unterhalb der ersten Zylinderlinse (31) eine Lichtumlenkanordnung (33) vorgesehen ist, die die Lichtstrahlen auf eine zweite, oberhalb der zweiten Zylinderlinse (32) angeordneten Lichtumlenkanordnung (34) ablenkt, von wo die Lichtstrahlen, durch die zweite Zylinderlinse gehend, auf das Kopiermaterial (21) fallen.

3. Kopiergerät mit optischem System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zylinderlinsen (31,32) sowohl plan-konvexe, konvex-plane oder konvex-konvexe Linsen verwendbar sind.

4. Kopiergerät mit optischem System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinsen (31, 32) aus einer Vielzahl sehr dünner aneinandergefügter Zylinderlinsenscheiben zusammengesetzt sind.

5. Kopiergerät mit optischem System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinsen als Fresnellinsen ausgebildet sind.

6. Kopiergerät mit einem optischen System, das aus einem Beleuchtungskörper und einem Spiegelobjektiv besteht, zum streifenweisen Ablichten einer Vorlage auf ein Kopiermaterial, wobei eine Relativbewegung zwischen Vorlage und Kopiermaterial einerseits und optischem System andererseits erfolgt, gekennzeichnet durch ein teleskopisch-optisches System aus mindestens zwei zueinander geneigten, zylinderförmigen Hohlspiegeln (37, 38).

7. Kopiergerät mit optischem System nach Anspruch 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Lichtweg zwischen Lichtquelle (41), Vorlage (19) und Zylinderlinsensystem (31, 32) bzw.

Hohlspiegelsystem (37, 38) ein Beleuchtungsprisma (43) eingefügt ist.

8. Kopiergerät mit optischem System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Beleuchtungsprisma (43) aus einer Vielzahl dünner, transparenter Scheiben zusammengesetzt ist.

9. Kopiergerät mit optischem System nach Anspruch 1, 2, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (41), das Beleuchtungsprisma (43), die Zylinderlinsen (31, 32) und die Lichtumlenkanordnungen (33, 34) bzw. Lichtquelle (41) mit Hohlspiegeln (37, 38) in einem lichtdichten Gehäuse angeordnet sind.

10. Kopiergerät nach Anspruch l, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (41 bis 43, 31 bis 34, 37, 38) in an sich bekannter Weise auf einem zwischen Vorlage (19) und Kopiermaterial (21) verschiebbaren Wagen (18) angeordnet ist.

11. Kopiergerät mit einer feststehenden Optik sowie beweglicher Vorlage und Kopiermaterial nach Anspruch 1,2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer maßstabgeänderten Ablichtung die Vorschubgeschwindigkeit zwischen Vorlage (19) und Kopiermaterial (21) im Verhältnis des Maßstabfaktors einstellbar ist und daß zwischen Vorlage (19) und Kopiermaterial (21) zusätzlich eine Linse einschwenkbar ist.