DE2553665A1 - Optisches kopiergeraet - Google Patents
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Description
AGFA-GEVAEBT AKTIENGESELLSCHAFT 10-bg-se, 28.11.1975
Leverkusen
PG 845/MG 1128
Optisches Kopiergerät
Die Erfindung betrifft ein optisches Kopiergerät, bei welchem eine relativ zu einem Abbildungssystem bewegte Vorlage streifenweise
auf einen ebenfalls relativ zu diesem Abbildungssystem bewegten Kopieträgjer abgebildet wird, mit einer moduliertes
Licht erzeugenden Beleuchtungseinrichtung für den Abbildungsstreifen und mit einer das Umfeld des Abbildungsstreifens gegenüber der Beleuchtungseinrichtung abschattenden
Bildfeldblende.
Bei derartigen Geräten mit pulsierender Beleuchtung, wie sie z.B. im Falle wechselstromgespeister Leuchtstoffröhren vorliegt,
zeigen sich zuweilen auf der fertigen Kopie quer zur Laufrichtung des Kopieträgers verlaufende, aus dunkleren und
helleren Bezirken der Kopie und ihres Untergrundes gebildete,
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β 25536Θ5
PG 84-5/MG 1128 r
rippenförmige Strukturen, welche offensichtlich von einer unterschiedlichen
Belichtung dieser Bezirke herrühren. Dieser Effekt tritt vor allem dann auf, wenn die Zahl der Lichtmodulationen
während des Durchlaufs einer bestimmten Bildträgerstelle durch den Abbildungsstreifen verhältnismäßig klein ist,
d.h., bevorzugt im Falle lichtstarker Beleuchtungseinrichtungen, empfindlicher Aufzeichnungsträger, kleiner Breiten des
Abbildungsstreifens und hoher Relativgeschwindigkeiten zwischen Aufzeichnungsträger und Bildfeldblende.
Es wurde gefunden, daß der hier in Rede stehende Effekt, wie im folgenden noch näher gezeigt wird, dadurch entsteht, daß
je nach Phasenlage der Beleuchtungseinrichtung zu Beginn des
Weges der einzelnen Stellen des Aufzeichnungsträger« durch den Abbildungsstreifen die Anfangs- und Endimpulse der Beleuchtungseinrichtung
in verschiedener Weise angeschnitten werden, so daß sich für die geweilige Bildstelle eine merkbar verschiedene
Sumne der Lichteinwirkung ergibt.
Grundsätzlich ist es möglich, die vorstehende Erscheinung dadurch zu vermeiden, daß die Breite des Abbildungsstreifens
in Übereinstimmung mit einem ganzzahligen Vielfachen der durch die Modulationsfrequenz des Lichtes geteilten Relativgeschwindigkeit
zwischen der Vorlsage und dem Abbildungssystem gebracht
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PG 84-5/HG 1128 r
wird. Sofern diese Bedingung eingehalten wird, können sich die besagten Unterschiede in der Phasenlage nicht mehr auswirken.
Dies setzt aber voraus, daß insbesondere in der Transportgeschwindigkeit des Kopieträgers keine größeren Toleranzabweichungen
eintreten. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß auf Aufzeichnungsträgern mit steiler Gradation bereits
Belichtungsunterschiede von weniger als 5% deutlich sichtbar
sein können. Abweichungen beträchtlicher Größe von der idealen Streifenform ergeben sich zwangsläufig auch dann, wenn
zum Ausgleich des natürlichen Randabfalls des Abbildungssystems eine Bildfeldblende mit zum Rand hin zunehmender Breite vorgesehen
ist. In diesem Pail bilden sich über die Breite der Kopie an- und abschwellende Rippenstruktüren.
Erfindungsgemäß ist nun die Bildfeldblende aus quer zur Laufrichtung
des Kopieträgers nebeneinanderliegenden, in Laufrichtung des Kopieträgers gegeneinander versetzten streifenförmigen
Blendenöffnungen zusammengesetzt, deren in Laufrichtung des Kopieträgers liegende Längsausdehnung der in dem betreffenden
Blendenbereich benötigten Breite des Abbildungsstreifens entspricht. Diese Maßnahme bewirkt die Auflösung der
Rippenstrukturen in eine schachbrettartige Verteilung verhältnismäßig kleiner dunkler und heller Bezirke, welche vom Auge
bedeutend weniger störend empfunden wird, als die vorerwähnten
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PG 84-5/KG 1128 . fc
rippenförmigen Strukturen.
Ein vollkommener Ausgleich, der Belichtung der einzelnen
Schichtete Ilen ist möglich, wenn die Blende in einem solchen Abstand von der Vorlagenebene oder Bildebene angeordnet ist,
daß sich die unscharfe Abbildung oder Projektion der streifenförmigen
Blendenöffnungen in der Ebene des Aufzeichnungsträgers wenigstens teilweise überlappt. Vorzugsweise sind die streifenförmigen
Blendenöffnungen um einen Betrag gegeneinander versetzt, welcher der durch die doppelte Modulationsfrequenz des
Lichtes geteilten Relativgeschwindigkeit zwischen der Vorlage und dem Abbildungssystem entspricht.
Bei dieser Anordnung überlagern sich jeweils die zeitlich
gegeneinander verschobenen Wirkungen benachbarter Blendenabschnitte. Dadurch tritt insbesondere dann ein weitgehender
gegenseitiger Ausgleich dieser Wirkungen ein, wenn diese benachbarten Blendenbereiche um einen Betrag gegeneinander verschoben
sind, welcher der durch die zweifache Modulationsfrequenz geteilten Relativgeschwindigkeit entspricht, weil, wie
im folgenden noch näher gezeigt wird, die Maxima und Minima des besagten Effektes bei einer um diesen Betrag verschobenen
Phasenlage auftreten. Dadurch ist sichergestellt, daß die Wirkungen benachbarter Blendenstreifen um entgegengesetzt
gleiche Beträge von einem Mittelwert differieren.
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PG 84-5/MG 1128 '". £· ' '
Selbstverständlich tritt bei beiden Streifen keine Schwankung auf, wenn ihre Länge bewußt oder zufällig einem ganzzahligen
Vielfachen der durch die Modulationsfrequenz des Lichtes geteilten
Relaufgeschwindigkeit entspricht. In jedem Pail ergänzen
sich die Wirkungen benachbarter Streifen zu einer
» gleichmäßigen mittleren Belichtung, so daß auf der fertigen
Kopie keine rippenförmigen Strukturen sichtbar werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die gegeneinander versetzten, streifenförmigen Blendenöffnungen
von zinnenförmigen Ausnehmungen der quer zur Laufrichtung
des Kopieträgers liegenden Begrenzungskanten der Bildfeldblende gebildet, welche so angeordnet sind, daß jeweils eine Zinne
der einen Begrenzungskante einer Ausnehmung der anderen Begren zungskante in Laufrichtung des Kopieträgers genau gegenüber
liegt.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, daß die durch die Zinnen definierte Breite der Bildfeldblende zum Ausgleich des Bandabfalles des Abbildungssystems
in an sich bekannter Weise von der Mitte zum Hand der Blende zunimmt.
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PG 84-5/HG 1128 " 5 ·
Bei dieser zuletzt genannten Ausführungsform nimmt zwar auch
die Breite der einzelnen Abbildungsstreifen in der zum Ausgleich
des Randabfalls erforderlichen Weise allmählich zu. Trotzdem tritt aber zwischen benachbarten, untereinander nur
wenig verschiedenen Belichtungsstreifen noch weitgehend der durch die vorliegende Erfindung bezweckte Ausgleich der Belichtung
ein.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung
beispielsweise dargestellt. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Belichtungseinrichtung,
Fig. 2 eine Darstellung des Zusammenhanges zwischen der Streifenbelichtung und der Vorlacengeschwindigkeit,
Fig. 3 die im Falle eines Abbildungsstreifens
von wechselnder Breite auf der Kopie entstehenden, rippenförmigen Strukturen,
Fig. 4 die Überlappung der Bilder der zinnenartigen Blendenausnehmungen,
Fig. 5 eine besondere Form des Abbildungsstreifens,
und ;
Fig. 6 einen Ausschnitt aus diesem Streifen.
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PG 845/KG 1128
Fig. 1 zeigt ein System zur streifenweisen Abbildung einer ruhenden
Vorlage 1 auf einen nicht näher dargestellten, bewegten Kopieträger mittels eines in einem Gerätegestell 9 angeordneten
Objektives 8. Während des AbbildungsVorganges liegt die
Vorlage 1 auf einer transparenten Auflageplatte 2. An der Vorlage 1 wird ein Abbildungsschlitten 3 mit der Relativgeschwindigkeit
ν gegenüber der Vorlage vorbeibewegt. Der mittels RoI-len
10 an gerätefesten Führungsschienen 11 geführte Schlitten trägt Leuchtstoffröhren 4 und einen Abtastspiegel 5· Die
Leuchtstoffröhren 4 sind in je einem Reflektor 6 angeordnet,
welcher an einer Blende 7 befestigt ist. Die Kanten 7a, 7b der mit dem Schlitten 3 relativ zur Vorlage bewegten Blende 7 geben
jeweils nur einen Streifen der Vorlage 1 von der Breite s zur Belichtung frei. Selbstverständlich könnte zur Erzielung einer
streifenweisen Abbildungen bekannter Weise statt des Belichtungsschlittens
3 auch die Vorlage 1 relativ zum Gerätegestell 9 und dem darin angeordneten Objektiv 8 bewegt werden. Außerdem
könnten natürlich anstelle der Leuchtstoffröhren 6 auch normale Glühlampen oder dgl. zur Beleuchtung des Abbildungsstreifens
Verwendung finden. Auch könnte die Blende anstatt in der Nähe der Objektebene - wie gezeigt - in der Nähe der Bildebene
angeordnet sein.
Die in optischen Kopiergeräten, wie Fotokopiergeräten, elektrostatischen
Kopiergeräten, Mikrofilmaufnahmegeräten oder dgl. verwendeten Leuchten werden in aller Regel mit Wechselstrom
gespeist. Dabei ändert sich die momentane Beieuchtungs-
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stärke mit der doppelten Frequenz des gewöhnlich mit einer Frequenz f = pO - 60 Hz pulsierenden Speisestromes. Die Modulationsfrequenz
des Lichtes, welches sowohl von der positiven als auch von der negativen Halbwelle des Speisestromes in gleicher
Weise angeregt wird, beträgt somit 2f.
In Fig. 2 ist die Abhängigkeit des Lichtstromes $>
im Abbildungsstreifen von der Amplitude A des Speisestromes zunächst für den Fall dargestellt, daß die jeweilige Beleuchtungsstärke der
Amplitude der Halbwelle streng proportional ist. Dies trafft
bei normalen Glühlampen ungefähr zu. Wird nun ein '!Belichtungsausschnitt mit der Breite s mit einer Geschwindigkeit ν an der
Vorlage vorbeibewegt, so befindet sich jedes Element der Vorlage für eine Zeit
t Durchlauf - |p (Gleichung I) im Bereich des Bildfensters.
Die Dauer einer Halbwelle im Falle einer Frequenz f des Speisestromes
beträgt
t Halbwelle » -w» (Gleichung II).
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß sich unabhängig vom Anfangspunkt
der Belichtung des jeweiligen Kopieträgerelementes eine
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immer gleichbleibende Belichtung dieses Elementes dann ergibt,
wenn während der Durchlaufzeit des Kopieträgers eine ganzzahlige
Anzahl von Halbwellen des Beleuchtungsstromes abläuft. Man erkennt, daß im Falle einer diese Voraussetzung erfüllenden
Durchlauf zeit ti «= s^/v bei jeder beliebigen Verschiebung/\. t
des Anfangspunktes jedem dadurch abgeschnittenen Anfangsstück I der ersten Halbwelle ein völlig gleichartiges, hinzukommendes
Teilstück I1 der letzten Halbwelle entspricht. Dies tritt ein,
wenn die Durchlaufzeit (Gleichung I) ein ganzzahliges Vielfaches
η der während einer Halbwelle verstreichenden Zeit (Gleichung II) ist. Nach Division von Gleichung I durch Gleichung II erhält man
die Streifenbreiten s, für welche die vorstehende Voraussetzung erfüllt ist, zu
s ganzzahlig = η · ^L (Gleichung III).
Unterscheidet sich jedoch die Durchlaufzeit t um einen Betrag Δ s/v von einem ganzzahligen Vielfachen der für eine Halbwelle
gebrauchten Zeit, bzw. v/eicht die Breite des Belichtungsstreifens s um einen Betrag Δ s von einem ganzzahligen Vielfachen
des während einer Halbwelle durchlaufenen Weges ab, so kommt, wie ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich ist, zu dem zusätzlichen
Stück I' noch ein weiteres, nicht durch das Stück I kompensiertes Stück III von der Dauer ZX s/v hinzu, dessen Inhaft in starkem
Maße von der Anfangsverschiebung^. t abhängt. Man erkennt
leicht, daß der Inhalt dieses Zusatzstückes sein Maximum
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PG 84-p/MG 1128
erreicht, wenn es symmetrisch zur Phasenlage n.J/jj liegt. Die
minimale Größe des Zusatzstückes III ergibt sich bei Symmetrie zur Phasenlage n.W . Das heißt, Maxima und Minima liegen um
die für eine Viertelwelle beanspruchte Zeit t = ^ bzw. die
während dieser Zeit vom Belichtungsstreifen durchlaufene
Strecke v.t, d.h.
s Viertelwelle » -Jf- (Gleichung IV)
auseinander.
.ähnliche Verhältnisse ergeben sich im Falle einer von der
Amplitude des Speisestromes abweichenden Charakteristik des Lichtstromes <j>. In Fig. 2 ist z.B. mit gestrichelten Linien
der Pail eingezeichnet, daß die Leuchten mit dem Erreichen eines bestimmten Schwellwertes der Versorgungsspannung augenblicklich
ihren vollen Lichtstrom abgeben und nach Unterschrei ten eines bestimmten Schwellwertes sofort verlöschen. Ein solcher
Pail ist im Prinzip bei den gebräuchlichen Leuchtstoffröhren gegeben, wenn auch die in der Pigur eingezeichnete
strenge Rechteckform der LichtStromcharakteristik nicht erreicht
werden dürfte. Selbst wenn sich die tatsächliche Charakteristik mehr einem Trapez oder sogar Dreieck annähert,
entspricht aber auch hierbei, wie man ebenfalls leicht aus der Pigur erkennt, in den Fällen, in welchen die Durchlaufzeit
t « s/v ein Vielfaches der Dauer einer Halbwelle beträgt,
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PG 84-5/KG 1128 ' - . /Kf. . ■->
■
das zusätzliche Stück II1 immer genau dem fehlenden Stück II.
Beim Abweichen der Durchlauf zeit von diesem Wert um einen Betrag Δ» s/v kommt hierzu zeitweise ein zusätzliches Stück IV,
welches für bestimmte WerteA. t der Anfangsverschiebung wieder
völlig entfällt.
D.h., der Unterschied der Belichtung in Abhängigkeit von der Anfangsverschiebung^. t ist im Fall der von der Sinusform abweichenden
Leuchtcharakteristik sogar besonders groß. Allgemein
liegt er in praktisch vorkommenden !Fällen etwa bei 5 - 10# der
Gesamtbelichtung des Kopieträgers und ist daher, insbesondere bei Aufzeichnungsmaterialien mit steiler Gradation, auf der
fertigen Kopie deutlich sichtbar. Dieses Verhältnis ergibt sich daraus, daß bei üblichen Streifenbreiten und Transport ge schwindigkeiten
bzw. bei der üblicherweise vorliegenden Empfindlichkeit der Aufzeichnungsträger während des Durchgangs durch den
Abbildungsstreifen größenordnungsmäßig etwa fünf bis zehn Halbwellen ablaufen, während der Belichtungsunterschied, wie
aus Fig. 2 ersichtlich, den größeren Teil einer Halbwelle ausmachen kann.
Aus dem vorstehenden Verhältnis ergibt siel? aber auch, daß
Abweichungen von der theoretisch richtigen Streifenbreite
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FG S45/KG 1128
oder Transportgeschwindigkeit in der Größenordnung von 5% bereits
zur Ausbildung einer deutlichen Rippenstruktur auf der fertigen Kopie führen können, -weshalb die erfindungsgemäßen,
zinnenförmigen Ausnehmungen des Blendenrandes auch im Falle eines gleichmäßig breiten Blendenausschnittes mit Vorteil anwendbar
sind, da z.B. eine Geschwindigkeitsänderung von 5% sowie
andere Toleranzabweichungen dieser Größenordnung im praktischen Betrieb leicht vorkommen können. Besondere Bedeutung
kommt den zinnenartigen Ausnehmungen des Blendenrandes aber im Falle eines gemäß Fig. 5 an seinen Enden erweiterten Blendenausschnittes
zu. Solche Blendenausschnitte "werden häufig vorgesehen, um den üblichen Randabfall der Helligkeit des Abbildungssystems
und/oder der zur Beleuchtung verwendeten Leuchtstoffröhren auszugleichen. Bei diesem Blendenausschnitt gehen
abwechselnd Bereiche mit in vorstehendem Sinne optimal richtiger Breite in Bereiche über, in denen aufgrund einer ungünstigen
Blendenbreite eine maximal unterschiedliche Belichtung des Kopieträgers entsteht. Es ergibt sich eine Rippenstruktur mit
über die Breite des Kopieträgers an- und abschwellenden Rippen, wie sie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Der Abstand e der Rippen
entspricht dabei - wie übrigens auch im Falle der durchgehenden -Rippen - dem während einer Halbwelle des Speisestromes
durchlaufenen Weg s «= ·ϊ>
(vgl. Gleichung III).
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PG 845/MG 1128 ' ' '
Fig. 6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Bereiches A aus Fig. 5· Wan sieht, daß beide Eänder des Blendenausschnittes in
Zinnen 7a mit dazwischenliegenden Ausnehmungen 7b aufgeteilt
sind. Sowohl Zinnen als auch die dazwischen liegenden Ausnehmungen weisen eine Breite b, und die Zinnen eine Tiefe c auf,
wobei die Tiefe c dem während einer Viertelwelle des Speisestromes durchlaufenen Weg s » ^~ entspricht. Zinnen 7a und Ausnehmungen
7b liegen sich in Laufrichtung des Kopieträgers so gegenüber,
daß sich zwischen ihnen ein Blendenausschnitt von - zumindest für benachbarte Blendenausschnitte - annähernd
gleichbleibender Breite s ergibt.
In Fig. 4 ist schließlich noch dargestellt, daß die erfindungsgemäße
Blende einen solchen Abstand a von der Vorlagenebene oder Bildebene haben muß» daß sich die unscharfe Abbildung der die
Breite b aufweisenden Zinnenbereiche 7a und 7b wenigstens teilweise
überlagert. Die in der Zeichnung wiedergegebenen Zinnenbereiche 7a und 7b entsprechen dabei z.B. dem Schnitt IV-IV
in Figur 6. Man sieht, daß das Verhältnis a/b des Abstandes a der Blende 7 von der Vorlagenebene zur Zinnenbreite b wenigstens
etwa der durch das Verhältnis F/D der Brennweite F und des wirksamen Objektivdurchmessers D definierten Lichtstärke des Objektives
8 entsprechen sollte, damit sich die Wirkungen der Blendenbezirke 7a und 7b in ausreichendem Maße überlagern.
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PG 845/MG 1128
Mit anderen Worten sollte der Zerstreuungskreis d mindestens
gleich der Zinnenbreite b sein, damit an jeder Stelle des Kopieträgers
der Einfluß mindestens zweier Blendenbereiche mit gegeneinander verschobener Phasenlage wirksam wird. Dabei ist allerdings
zu berücksichtigen, daß bei den in Pig. 4 dargestellten Verhältnissen nur die etwa mittig zwischen dem Blendenbe-
-reich 7a und 7b liegenden Vorlagenpunkte P^1 wie das gestrichelt
eingezeichnete Strahlenbündel zeigt, genau zur Hälfte durch Je
einen Blendenbereich abgebildet werden. Im Falle der Scharfstellung des Abbildsystems auf einen der Vorlagenpunkte P2 erhält
das Abbildungsobjektiv von diesem Punkt dagegen ausschließlich Licht durch einen der beiden Blendenbereiche 7a oder 7b. Für diese
Punkte tritt somit keine Überlagerung der Wirkungen der beiden in ihrer Phasenlage gegeneinander verschobenen Blendenbereiche
mehr ein. Für die zwischen den Punkten P^ und P2 liegenden
Vorlagenpunkte ändert sich das Mischungsverhältnis des Lichtes proportional ansteigend.
Entlang der Linie der in Bewegungsrichtung des Kopieträgers aneinandergereihten
Punkte P« wäre also bei dem in Fig. 4- im Verhältnis zur Brennweite F des Objektives dargestellten relativen
Abstand a noch der volle, aus den besagten Verschiebungen der Phasenlage resultierende Belichtungsunterschied im Sinne
einer Erzeugung von Rippenstrukturen wirksam. Wegen der lokalen
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PG 84-5/MG 1128 j*
* /ft '
Begrenzung dieser Wirkung auf die Punkte P? und ihre unmittelbare
Umgebung dürfte sich jedoch kaum noch ein sichtbarer Effekt auf der fertigen Kopie zeigen. Um völlig sicherzugehen, wäre
jedoch eine Vergrößerung des relativen Abstandes a gegenüber den in Fig. 4 dargestellten Verhältnissen erforderlich.
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Leerseite
Claims (5)
- M.j Optisches Kopiergerät, bei welchem eine relativ zu einem Abbildungssystem bewegte Vorlage streifenweise auf einen ebenfalls relativ zu diesem Abbildungssystem bewegten Kopieträger abgebildet wird, mit einer moduliertes Licht erzeugenden Beleuchtungseinrichtung für den Abbildungsstreifen und mit einer das Umfeld des Abbildungsstreifens gegenüber der Beleuchtungseinrichtung abschattenden Bildfeldblende, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildfeldblende (7) aus quer zur Laufrichtung des Kopieträgers (2) nebeneinanderliegenden, in Laufrichtung des Kopieträgers gegeneinander versetzten streifenförmigen Blendenöffnungen zusammengesetzt ist, deren in Laufrichtung des Kopieträgers liegende Längsausdehnung der in dem betreffenden Blendenbereich benötigten Breite (s) des Abbildungsstreifens entspricht.-17-709823/0821_^_ 255366bPG 845/MG 1128
- 2. Optisches Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (7) in einem solchen Abstand (a) von der Vorlagenebene oder Bildebene angeordnet ist, daß sich die unscharfe Abbildung oder Projektion der streifenförmigen Blendenöffnungen in der Ebene des Aufzeichnungsträgers wenigstens teilweise überlappt.
- 3. Optisches Kopiergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Aufzeichnungsträgerebene wirksamen streifenförmigen Blendenöffnungen um einen Betrag gegeneinander versetzt sind, welcher der durch die doppelte Modulationsfrequenz des Lichtes geteilten Relativgeschwindigkeit zwischen der Vorlage (1) und dem Abbildungssystem (5) entspricht.
- 4. Optisches Kopiergerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander versetzten, streifenförmigen Blendenöffnungen von zinnenförmigen Ausnehmungen der quer zur Laufrichtung des Kopieträgers liegenden Begrenzungskanten der Bildfeldblende gebildet werden, welche so angeordnet sind, daß Jeweils eine Zinne (7a) der einen Begrenzungskante einer Ausnehmung (7b) der anderen Begrenzungskante in Laufrichtung des Kopieträgers genau gegenüber liegt.-18- -709823/0821-ier-PG 845/MG 1128 »>
- 5. Optisch.es Kopiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Zinnen definierte mittlere Breite (s) der Bildfeldblende (7) zum Ausgleich des Randabfalls des Abbildungssystems in an sich bekannter Weise von der Mitte zum Rand der Blende zunimmt.Hierzu 2 Blatt Zeichnungen709823/0821
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