DE2211197A1

DE2211197A1 - Kopiergerat

Info

Publication number: DE2211197A1
Application number: DE19722211197
Authority: DE
Inventors: Jiro Kawasaki Kanagawa Sato (Japan) GO3b33 12
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1971-03-09
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1972-10-05
Also published as: DE2211197B2; JPS5322444B1; DE2211197C3; US3740137A; GB1390042A

Description

Die Erfindung betrifft ein Kopiergerät. Insbesondere eignet sich die Erfindung für Kopiergeräte, bei denen eine zu kopierende Vorlage ortsfest gehalten und vorzugsweise eine optische Bildübertragung mit Objektiv- und Spiegelsystem dazu verwendet wird, eine zu kopierende, ortsfeste Fläche abzutasten und ihr Bild auf ein lichtempfindliches Medium zu projizieren, das so angebracht ist, daß es eine vorherbestimmte Bewegung ausführen kann.

Eq werden bereits Kopiergeräte verv/ondet, in denen eine zu kopierende Vorlage ortsfest gehalten wird, während ihr Bild abgetastet und durch eine Spaltblende auf ein synchron miif der Abtastung bewegtes lichtempfindliches Medium projiziert wird. In anderen derzeit verwendeten Kopiergeräten iist zwifjchen einer Vorlege und einem lichtempfindlichen

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Medium ein Objektiv angeordnet, und eine Beleuchtung«m-

richtung und eine Spaltblonoe uerden zus&iniiiii längs der Vorlage bewegt, v/ährend dar, Objektiv mit der halben Geschwindigkeit der SpalIbIende bewegt'wird. Ferner stehen Kopiergeräte im Gebrauch, die ein optisches System mit drei Spiegln und einem Objektiv besitzen, wobei der errte Spiegel relativ za einer Voa^lage bewegt wird, während der zweite und dritte Spiegel gemeinsam mit der halben Geschwindigkeit des ersten Spiegels bewegt v/erden.

In den Kopiergeräten dieser drei Arten ist ein hoher .Aufwand erforderlich, damit der Strahlengang dej; optischen SysGems mit genügender Präzision in einer vorherbestimmten Länge aufrechterhalten wird. Ferner ist es schwierig, die mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetriebenen Elemente des optischen Systems miteinander zu synchronisieren. Außerdem bedingt der große Bewegungsbereich des optischen Systems eine beträchtliche Größe des Geräts.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, die angegebenen und weitere Nachteile zu überwinden und mit einfachen, wirtschaftlichen Mitteln ein neuartiges Kopiergerät zu schaffen, in dem der optische Weg bzw. Strahlengang des optischen Systems ohne Schwierigkeit stets mit hoher Präzision in einer vorherbestimmten Länge aufrechterhalten wird, und die Elemente des optischen Systems sehr leicht angetrieben v/erden könnerL.

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Eriindungsgeinäß wird eine mit; einer Beleuchtungseinrichtung versehene (erste) Spiegelanordnung zum Abtasten der Oberfläche einer Vorlage längs dieser Oberfläche bewegt, und ' in Abhängigkeit von der Bewegung dieser Spiegelanordnung sind die anderen Elemente des optischen Systems über ein Gestänge derart steuerbar, daß das von der Vorlage kommende Abbildungslicht mit hoher Genauigkeit und auf einfache Weise auf ein lichtempfindliches Medium gerichtet wirdc

Das erfindungsgemäße Kopiergerät besitzt ein Gehäuse, auf dem oben ein Vorlagen-Auflage^tisch vorgesehen ist, einen ersten Spiegel, der einer auf dem Tisch liegenden Vorlage zugekehrt ist, einen zweiten und einen dritten Spiegel sowie ein Objektiv, mittels derendas vom ersten Spiegel reflektierte Bild auf ein sich bewegendes lichtempfindliches Medium richtbar ist, wobei der zweite Spiegel zusammen mit dem ersten Spiegel bewegbar ist, wenn sich dieser aum Abtasten der Oberfläche der Vorlage parallel zu dieser bewegt, und wobei mittels eines Gestänges mindestens drei Spiegel, darunter der erste und der zweite Spiegel, derart um ihre eigenen Achsen gedreht werden, daß die zwischen ihren Reflexionspunkten vorhandenen Strahlengangabschnitte in vorherbestimmten Langen aufrechterhalten werden, so daß das Bild der Vorlage durch das Objektiv auf das sich bewegende lichtempfindliche Medium projiziert und dadurch kopiert wird.

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In dem er.fi ndiingsgeLiU J^r. Kopiergerät liegt auf einer ebene]] !«Mäche eine Vorlebe oder ei.α zu kopierendes ObjeJct. Dieser b^w* diesem ist exir* erste Spiegelanordnung zugekehrt. Mehrere Spiegel bewirken, daß das reflelitiwte Bile!, der Vorlage durch ein Objektiv auf das lichtempfindliche Medium abgegeben wird. Wenn 2,um Abtasten der Oberfläche der Vorlege der erste Spiegel parallel zu dieser Oberfläche-bewegt wird, wird der zweite Spiegel zunawiiien mit dem ersten Spiegel bewegt. Gleichzeitig werden mindertcns

drei Spiegel, darunter der erste und der zweite Spiegel, so um ihre einenen Achsen gedreht bzw. geschwenkt, daß die Strahlengänge oder Lichtwege zwischen ihren Eeflexioiispimkten in vorherbestimmten Längen aufrechterhalten werden, so daß das Bild der Vorlage mittels des Objektivs auf ein sich bewegendes lichtempfindliches Medium projiziert und dadurch kopiert wird.

Insbesondere besitzt das optische System dos Kopiergeräts ein bev.'epjlichep Glied, das unterhalb einer auf einem Vorlagenauf läget irjch liegenden Vorlage parallel zu dieser hin- und herheweg'brjr ist. Eine erste Spiegelanordnung ist an diesem beweglichen Glied o.erart angelenkt, daß eich der Eeflexionspunkt B der ersten Spiegelanordnung in einem vorherbestimmten Vcrtikalabstand a von der Vorlage befindet. Die Schv:enkachsen aller iBpiegel sind durch aufeinanderfolgen-· de Lenker derart miteinander verbunden, cuR der Abstand b zwischen dem Ee.flex:i.or.L-piinl-t B des ersten Spiegels unc: dem

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iicöexjünijpinikt G des zweiten Spiegel! a sowie der Abstand c zwischen dom Reflexionfypunki; C dec zweiten Spiegels und dem Roflexionspunkt D dec dritten Spiegels unveränderlich Bind. Uiο Schwenkachse des dritten Spiegels liegt gegenüber ortsfesten Teilen des Geräte^onäuaes fest. Jeder Spiegel ist' mit einem WinkelhalMorungsraechunisnms versehen, der gewährleistet, daß der betreffende Spiegel stets normal zu einer Linie steht;, welche die Summe von Einfalls-- und Reflexionswinkel auf dem Spiegel halbierU

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der optischen Anordnung in einem erfindungsgemäßen Kopiergerät nach einer Ausfu.hrungsfo.rm der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Mechanismus für diese optische Anordnung,

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Fig. 3 eine schematische Schrägansicht eines !Teils des Mechanismus von Fig. 2,

Fig. 4 eine Teil-Seitenansicht dos Winkelnalbierungsme cn aiii s rau s der Anordnung gernäß Fig» 1 bzw. 2,

Ji¹If;. 5 und 6 schematinche Seitenansichten abgeänderter opt ir; eher Anordnungen nach der Erfindung und

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Fig. 7 eine Teil-Seitenansicht des Uinkelha?.b5eruns&mechfc~ nisinus der Anordnung gemäß i?ig. 6.

Die in .Fi ο 1 gezeigte, op ti π ehe Anordmiug Lenitzt einen VorIy₁C₁ er»auflagt-ti>jeh 1, der aus G1«h, Acrylharz od. florn'i, besteLb und auf den ei no su kopierondo Vorlage oder ein zn kopierender Gegenstand gelegt werden kann«. Hit Hilfe einer geeigneten (nicht gezeigten) Halte- und AbßCiiii'inplatbe aus Gummi od. dergl. kann die Vorlage bzw«, der zu kopierende Gegenstand auf dein Tisch fesbgelegt werden. Unterhalb des

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Vorlagenauflagetisehes ist eine Beleuchtungseinrichtung angeordnet, die zur Beleuchtung einer auf den: Tisch liegenden Vorlage dient und beispielsweise aus zwei beweglichen Lichtquellen 2 besteht, die mit Heflektoren 2^ versehen sind. Der auf diese V/eise beleuchteten Vorlage liegt ein erster Spiegel 3 B^eS^enüber. Ein zweiter Spiegel 4 und ein dritter Spiegel 5 sind so angeordnet, daß sie das reflektierte Bild der Vorlage von dem ersten Spiegel 3 auf ein Objektiv 6 richten. Ein vierter Spiegel 7 ist ortsfest angeordnet und reflektiert das von dem Objektiv 6 abgegebene Bild auf einen Projektionspunkt G auf einem drehbaren lichtempfindlichen Medium 8, das beispielsweise, wie dargestellt, auf einer Trommel oder auf einer Platte, einem Band od. dergl. angeordnet sein kann.

Der erste Spiegel 3 ist gemeinsam mit den Lichtquellen 2 derart hin- und herbewegbar, d:;ß sich sein Reflexions» punkt B zv;isehen den Punkten A und A¹ läng." einer Linie

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i'"o' "bewegt, die zu dein Tisch 1 parallel ist. Während eines Hubes jeder hin- \mti hergehenden Bewegung sind die Lichtquellen 2 eingeschaltet, so daß die auf dem Tisch 1 liegende Vorlage abgetastet und i'iii* Bild on dem Punkt G auf das lichtempfindliche Medium 8 projiziert wird. Unabhängig vor. der sich verändernden Abtaststellung ist gewährleistet, daß das längs der optischen Achse A-B oder A'-B" übertragene Bild in die optische Achse D-E des Objektivs übertragen wird» Aus diesem Grunde müssen die Längen a, b, c, d, e und f der Strahlengangabschnitte zwischen den Elementen 1 und 3> 3 und 4-; 4 und 5> 5 und 6; 6 und 7 sowie 7 und die Beziehung a+b+c+d=e+f erfüllen, wenn mit dem Vergrößerungsfaktor 1 kopiert werden soll. Ferner müssen die um ihre eigenen Achsen drehbaren Spiegel 3 bis 5 um ihre Reflexionspunkte B, C und D derart gedreht werden, daß ihre Reflexionsebenen zu den Winkelhalbierenden der Winkel G^, Q^¹; Q₂, Q^¹; 0, und G,¹ parallel sind, welche die Summen der Einfalls- und Reflexionswinkel an den Reflexionspunkten B, C und D sind. Zur Erfüllung dieser beiden Bedingungen hinsichtlich der Längen der verschiedenen Strahlengangabschnitte und Drehwinkel muß der Reflexionspunkt C auf dem zweiten Spiegel 4- an dem Schnittpunkt zwischen dem Kreisbogen p, dessen Radius gleich der Lange des Strahlcngangabschnitts b von dem ersten Spiegel 3 ist, und dem Kreisbogen q sein, dessen Radius gleich der Länge des Strahlengangabschnitts c von dein dritten Spiegel 5 ist. '

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Sind alle diese Bedingungen erfüllt, so ist gewährleistet, . daß die Längen der Strahlengangabschnitte unveränderlich Kind, wenn die Oberfläche der zu kopierenden Vorlage mittels des ersten Spiegels J abgetastet wird. Infolgedessen, wird das Bild der abgetasteten Vorlage· einwandfrei in die optische Achse D-E des Objektrvs 6 übertragen.

Nachstehend wird beschrieben, wie die verstehend beschriebene optische Anordnung in einem Gerät verwirklicht v/erden

1 kann. Gemäß Fig. 2 und 3 sind unterhalb des Glastisches zwei zu diesem parallele Längsschienen 10 angeordnet, die an einem (nicht gezeigten) Maschinengehäuse montiert sind. Auf den Schienen 10 ist ein Schlitten 11 hin- und herbewegbar, der von einem Hotor M mittels eines Seils L angetrieben wird. Der Schlitten 11 trägt die beiden mit je einem Reflektor 2,. versehenen Lichtquellen oder Lampen derart, daß sich die Lampen und Reflektoren unter dem Tisch 1 befinden und sich rechtwinklig quer zu diesem erstrecken. An einem vertikalen Arm 11. des Schlittens 11 ist mittels eines Zapfens 12,- ein Halter ahmen 12 für den ersten Spiegel 3 derart befestigt, daß der Reflexionspunkt B des ersten Spiegels 3 in einein Vertikal ab st and a von der zu kopierenden· Fläche angeordnet ist. An dem Rahmen 12 ist der erste Spiegel 3 derart angebracht, daß er unterhalb des Vorlagenauflagetisches 1 quer zu diesem angeordnet ist. Der Schwenk-. zapfen 13^ eines Halterahmens 13 für den zweiten Spiegel 4-ist mit einem Lenker 1^· verbunden, der an seinem anderen

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Ende mit dem Zapfen 12. des Halterahmens 12 verbunden ist, und zwar derart, daß der Abstand zwischen den beiden Zapfen 12. "und Λ3* gleich der Länge des Strahlengangabschnitts b ist. An einem Halterahmen 14 für den dritten .Spiegel 5 ist ein Schwenkzapfen 14-. mit einem Lenker 17 verbunden, der an seinem anderen Ende derart mit dem Zapfen 13/] des Halterahmens 13 verbunden ist, daß der Abstand zwischen den beiden Zapfen 13* und'14. gleich der Länge des Strahlengangabschnitts c zwischen den Eeflesionspunkten 0 und D der Spiegel 4 und 5 ist. Der Zapfen 14. ist in einem Objektivträger drehbar gelagert, der an dem Naschinengehäuse befestigt ist.

Die Spiegelhalterahmen 12, 13 und -14 sind einstückig mit je einer J¹Uh rungs stange 21, 22 bzw. 23 ausgebildet, die mit je einem Schlitz 18, 19 bzw. 20 ausgebildet sind. Jeder dieser Schlitze 18 bis 20 erstreckt sich senkrecht zu der Fläche des von dem betreffenden Eahinen gehaltenen Spiegels 3» 4 bzw. 5. In den Schlitz 18 der Führungsstange 21 greift ein Zapfen 24 ein, auf dem ,die gleich langen Lenker 25 und 25/i ί an ihrem einen Ende schwenkbar gelagert sind.- An ihrem an- ί deren Ende sind die Lenker 25 und 25,i schwenkbar mit dem Schlitten 11 bzw. dem Lenker 15 gelagert, und zwar mittels Zapfen 26 und 26., die in gleichen Abständen von dem Schwenkzapfen 12. angeordnet- sind, der den Lenker 15 mit dem Schlitten 11 verbindet. Durch diese Anordnung des Winkelhalbierungsmechanismus wird gewährleistet, daß die Längsrichtung des Schlitzes 13 stets mit der Winkelhalbierenden

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des Winkels 0. zwischen dem vertikalen Arm 11,. des Schlittens 11 und dem Lenker 15 übereinstimmt, und zwar unabhängig von einer Veränderung dieses Winkels O₇., so daß der Spiegel 3 stets in einer zu dieser Winkelhalbierenden senkrechten Ebene liegt.

Wie aus der Fig. 3 hervorgeht, sind die beiden anderen Spiegel 4 und 5 ebenfalls mit ähnlichen Winkelhalbierungsmechanismen 27 bis 29 bzw. 30 bis 32,, versehen. Mithin ist gewährleistet, daß die Spiegelfläche jedes Spiegels stets senkrecht zu der Winkelhalbierenden der Summe von Einfalls~ und Reflexionswinkel an jedem der Punkte B, C und D ist.

Auf der Achse D-E, die zu den Lenkern 14-,. und 32,. des Winkelhalbierungsmechanismus des dritten Spiegels 5 parallel ist, sind das Objektiv 6 und der vierte Spiegel 7 angeordnet, die mit Hilfe von Elementen 33 und 34- ortsfest mit dem Objektivträger 16 verbunden sind.

In der vorstehend- beschriebenen Anordnung bewirkt ein Lauf des Schlittens 11 mit einer Geschwindigkeit ν (in Fig. 1 nach links), daß sich der erste Spiegel 3 und der zweite Spiegel 4- gemeinsam bewegen, während der mit dem Schwenkzapfen 13,. des zweiten Spiegels 4 verbundene Lenker 17 um den Zapfen 14,. aus seiner (mit ausgezogenen Linien gezeigten) Stellung 17 in seine (strichpunktiert angedeutete) Stellung 17^ bewegt wird, weil das untere Ende des Lenkers

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mitteis des Zapfens 14- schwenkbar mit dem ortsfesten Tragorgan 16 verbunden ist (Fig. 1). Infolgedessen wird der dritte Spiegel 5 rechtwinklig zu der Winkelhalbierenden der Winkel 0,-0^' gehalten, so daß das von dem dritten Spiegel reflektierte Licht stets längs der optischen Achse des Objektivs 6 wandert.

Infolge der Bewegung der Lenker 26, 12- und der dadurch herbeigeführten Bewegung des Lenkers 17 werden die Winke1-halbierungsmechanismen 12,., 26, 24, 26-, 13,-,j 29, 28 und 29/1 so betätigt, daß die Spiegel J bis 5 gemeinsam derart bewegt werden, daß die zwischen ihnen vorhandenen Strahlengangabschnitte in vorherbestimmten Längen aufrechterhalten werden. Infolgedessen wird das von dem ersten Spiegel 3 reflektierte Bild der Vorlage am Punkt G auf das umlaufende lichtempfindliche Medium 8 fokussiert.

Erfindungsgemäß werden daher die Spiegel 3 und 4 von dem Schlitten 11 zur Bewegung mit ihm getragen, während der Lenker 17 um den Zapfen 14- verschwenkbar ist. Der Schlitten kann daher leicht ausgebildet sein und entsprechend schnell bewegt werden. Die übersichtliche Verbindung'zwischen den Lenkern trägt ebenfalls zu der außerordentlichen Einfachheit des Aufbaues.bei, so daß Herstellung und Wartung höchst wirtschaftlich und zuverlässig sind.

Da der Schwenkzapfen 14- desHalters für den dritten

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Spiegel 5 an dem ortsfesten Tragorgan 16 befestigt ist, wird das Gestänge für den schwenkbaren zweiten Spiegel 4 gehalten, was für das Schnellkopieren zv/eckmäßig ist.

'Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 5 ist das Objektiv 6 zwischen dem zweiten Spiegel 4 und dem dritten Spiegel 5 angeordnet und mit dem Lenker 17 verschwenkbar. Aus Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform mit einem Innenspiegelob.jektiv (in-mirror lens) 6. ersichtlich. Fig. 7 zeigt den Winkelhalbierungsmechanismus für den zweiten Spiegel 4 in der Ausführungsform nach Fig. 6.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

ph 4609-37/Mi -83 1972

Patent a n sprue" he

fij Kopiergerät, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, auf dem oben ein Vorlagen-Auflagetisch (1) vorgesehen ist, durch einen ersten Spiegel (3), der einer auf dem Tisch liegenden Vorlage zugekeht ist, durch einen zweiten und einen dritten Spiegel (4, 5) sowie durch ein Objektiv (6; 6.), mittels deren das vom ersten Spiegel (3) reflektierte Bild auf ein sich bewegendes lichtempfindliches Medium (8) richtbar ist, wobei der zweite Spiegel (4) zusammen mit dem ersten Spiegel (3) bewegbar ist, wenn sich dieser zum Abtasten der Oberfläche der Vorlage parallel zu dieser bewegt, und wobei mittels eines Gestänges (1·5> 17) mindestens drei Spiegel (3, 4-, 5)> darunter der erste und der zweite Spiegel (3, 4·), derart um ihre eigenen Achsen gedreht werden, daß die zwischen ihren Reflexionspunkten (B, C, D) vorhandenen Strahlengangabschnitte (b, c) in vorherbestimmten Längen aufrechterhalten werden, so daß das

Bild der Vorlage durch das Objektiv (6; 6^) auf das sich bewegende lichtempfindliche Medium (8) projiziert und dadurch kopiert wird.
2. Kopiergerät, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, auf dem oben ein Vorlagenauflagetisch (1) angeordnet ist, durch ein bewegliches Glied (11), das unterhalb

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einer auf dem 'fisch (1) liegenden Vorlage parallel zu dieser hin- und herbewegbar ist, durch eine erste !Spiegelanordnung (3), die an dem beweglichen Glied (11) derart angelenkt ist, daß sich der Eeflexionspimkt (B) der ersten Spiegelanordnung (3) in vorherbestimmtem Vertikalabstand (a) von der Vorlage befindet, wobei die erste Spiegelanordnung (3) einen V/inkelhalbierungsmechanisiaus (18, 21, 24, 25, 25,i) aufweist, der gewährleistet, daß der erste Spiegel (3) stets rechtwinklig zur Winkelhalbierenden der Summe (Q.) von Einfalls- und Reflexionswinkel des Bildes der Vorlage auf der ersten Spiegelanordnung (3) angeordnet ist, durch eine zweite Spiegelanordnung (4), deren Reflexionspunkt (C) in vorherbestimmtem Abstand (b) vom Reflexionspunkt (B) der ersten Spiegelanordnung (3) angeordnet ist, wobei die genannten Reflexionspunkte (B, G) durch Schwenkzapfen (12-, 13^) miteinander verbunden sind und die zweite Spiegelanordnung (4) einen Winkelhalbierungsmechanismus (19, 22, 27, 27,., 28) besitzt, durch eine dritte Spiegelanordnung (5), deren Reflexionspunkt (D) in vorherbestimmtem Abstand (c) von dem Reflexionspunkt (C) der zweiten Spiegelanordnung (4) angeordnet ist, wobei die Reflexionspunkte (C, D) durch an dem Reflexionspunkt (D) in ortsfesten Gliedern (16) drehbar gelagerte Schwenkzapfen miteinander verbunden sind und die dritte Spiegelanordnung (5) einen Winkelhalbierungsmechanismus (20, 22, 30, 31? 31^) besitzt, durch ein Objektiv (6; 6-) und durch einen vierten Spiegel (7; 7.), so daß das Bild der Vorlage auf ein lichtempfindliches Medium projiziert und dadurch kopiert wird»

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3- Kopiergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ο kennzeichnet , daß ein vierter Spiegel O/V) von einem Innenspiegelobjektiv (6.) gebildet wird.
4. Kopiergerät nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß jeder Winke!halbierungsmechanisiaus eine Führung ε stange (21, 22, 23) mit einen Schlitz (18, 19» 20) besitzt, der rechtwinklig zur Spiegelfläche des betreffenden Spiegels (3, 4, 5) verläuft, und daß ein Satz von Lenkern (25, 25,,, 27» 27₁₁ 31, .31,,) gleicher Länge ,jeweils an dem einen Ende mit einem in den Schlitz eingreifenden Zapfen (24, 28, 30) verbunden ist, während die Lenker (25, 25,,, 27, 27,,, 31, 31,,) an ihrem anderen Ende mit den Schwenkzapfen (12,,, 13,,) oder den Tragorganen (16) an geeigneten Stellen verbunden sind.

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