DE2653872A1

DE2653872A1 - Vorrichtung zum veraendern der spektralen zusammensetzung eines lichtbuendels

Info

Publication number: DE2653872A1
Application number: DE19762653872
Authority: DE
Inventors: Ernst Huber
Original assignee: Gretag AG
Current assignee: Gretag AG
Priority date: 1975-11-29
Filing date: 1976-11-26
Publication date: 1977-06-08
Also published as: GB1530650A; DE2653872C2; CH607091A5; US4080050A; JPS5268417A; JPS6041337B2; FR2336693B1; FR2336693A1; CA1072791A; ZA767091B

Description

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GRETAG AKTIENGESELLSCIIAFT, 8105 REGENSDORF / ZH

2 6. NOV. 1976

Case 87-1O2O7/GTP 412/R ^L

Deutschland

Anwaltsakte 27 571

Vorrichtung zum Verändern der spektralen Zusammensetzung

eines Lichtblindels

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern der spektralen Zusammensetzung eines LichtbUndels mit wenigstens einem quer zu einer Achse verstellbaren Filter, durch welche Achse beim Einsatz der Vorrichtung die Achse des zu beeinflussenden Lichtblindels verläuft. Haupteinsatzgebiet solcher Vorrichtungen sind Farbkopiergeräte, wo sie dazu dienen, das Kopierlicht den jeweiligen Belichtungserfordernissen entsprechend aufzubereiten.

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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art sind drei Farbfilter mittels je einem Servomotor kontinuierlich einseitig mehr oder weniger tief in das Lichtblindel einschwenkbar. Diese Anordnung bedingt relativ grosse Schwenkwege, sodass für die Positionierung der Filter verhältnissmässig viel Zeit erforderlich ist. Ferner ergeben sich durch das unsymmetrische seitliche Einschwenken der Filter starke Inhomogenitäten im Strahlenbündel, die ein ausgedehntes nachfolgendes Mischen erfordern, was zu unerwünschten Intensitätsverlusten führt. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, dass zur exakten Positionierung der Farbfilter ein relativ aufwendiger Steuermechanismus für die Servomotoren nötig ist, insbesondere dann, wenn wie bei Printern üblich, stufenweise Aenderung der Intensitäten der einzelnen Spektralanteile eines Lichtbündels erfolgen soll.

Mit Servomotoren verschwenkbare Filter neigen oft dazu um die Sollage zu schwingen. Durch diese ständige Bewegung der Filter während des Kopiervorganges kommt der sehr unerwünschte Schwarzschildeffekt stärker zur Geltung, wobei der Einfluss der Schwingungen von der Filterstellung abhängig und nicht konstant ist, so dass keine Möglichkeit besteht, diesen unerwünschten Effekt auf einfache Weise zu kompensieren.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei den bekannten Vorrichtungen Interferenzfilter nicht ohne weiteres eingesetzt werden können, da Servomotoren in dieser Anordnung aufgrund der meist beengten Platzverhältnisse im allgemeinen leistungsschwach sind und daher nicht geeignet sind, die relativ schweren Interferenzfilter genügend schnell und exakt zu beschleunigen. Bisher war man daher gezwungen, die unter anderem wegen ihrer Kurzlebigkeit weniger vorteilhaften

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.6.

Absorptionsfilter zu verwenden.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Filter aus zwei getrennten Teilen besteht und dass Antriebsmittel zum gemeinsamen stufenweisen Verschieben der beiden Filterteile auf die genannte Achse zu und von dieser weg vorgesehen sind, wobei die Abstände der beiden Filterteile von der Achse jeweils gleich sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch das Ausführungsbeisρiei senkrecht zu den Filterebenen entsprechend der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. und

Fig. 3 ein Detail aus- Fig. 2 in vergrösserter Darstellung .

Die Vorrichtung umfasst zwei parallele Tragplatten 1 und 2, welche mittels an ihren Rändern angeordneter Distanzleisten 3 in gegenseitigem Abstand gehalten sind. Die beiden Platten sind etwa in ihrer Mitte je mit einer Blendenöffnung versehen (Fig. 2), durch welche im praktischen Einsatz ■ das bezüglich seiner spektralen Zusammensetzung zu beeinflussende Lichtbündel senkrecht zu den Platten hindurchtritt. Der Mittelpunkt der Blendenöffnung 4, durch den

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-.ν

dann die Achse des Lichtbündels verläuft., ist mit A bezeichnet.

An den einander abgewandten Aussenseiten der Tragplatten sind zu beiden Seiten der Blendenöffnungen über Zwischenringe 5, 105, 205 und 305 je zwei Schrittmotoren 6, 106, bzw. 206, 306 mit ihren Achsen senkrecht zu den Platten befestigt. Dabei stehen sich jeweils zwei Motoren 6, 206 bzw. 106, 306 koaxial gegenüber.

In dem zwischen den beiden Tragplatten befindlichen Hohlraum sind die übrigen Teile, der Vorrichtung untergebracht. Diese gliedern sich in vier in zueinander parallelen Ebenen angeordnete, gleichartig aufgebaute, voneinander unabhängige und je einem der Schrittmotoren zugeordnete Filtersysteme mit je einem aus zwei Teilen bestehenden Filter und einem die Verbindung mit dem jeweils zugeordneten Schrittmotor herstellenden Filterbewegungsmechanismus. Zwei der Filtersysteme sind auf der in der Zeichnung oberea und die restlichen zwei Filtersysteme auf der unteren Tragplatte aufgebaut. Die Anordnung des einzelnen Elements auf der oberen und der unteren Tragplatte ist bezüglich einer zwischen den beiden Platten verlaufenden Symmetrieebene spiegelbildlich. Der Aufbau und die Anordnung der beiden jeweils auf einer gemeinsamen Platte montierten Filtersysteme sind untereinander ebenfalls spiegelbildlich, und zwar bezüglich einer in Fig. durch die Linie S-S verlaufenden Normalebene auf die Tragplatten. Da die vier Filtersysteme untereinander im Aufbau und Funktionen völlig gleich sind, wird im folgenden nur eines dieser Systeme näher beschrieben. Die korrespondierenden Elemente der übrigen Filtersysteme sind mit gegenüber den Elementen des näher beschriebenen Systems jeweils um 100, 200 bzw. 300 grösseren Bezugszahlen versehen.

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Der Aufbau des der Tragplatte 1 nächstliegenden Filtersystems ist aus der in Fig. 2 gezeigten Schnittdarstellung der Vorrichtung deutlich erkennbar. Es umfasst im wesentlichen einen aus zwei getrennten Filterplatten 10 und 11 bestehenden Filter und einen Mechanismus zum Verstellen dieser Filterplatten. Letztere sind an ihrer einen Schmalseite in je einem Filterhalter 12 bzw. 13 eingespannt. Ihre gegenüberliegenden Schmalseiten sind in je einer Nut 14a bzw. 15a von zwei Führungsbacken 14 bzw. 15 geführt. Die Filterhalter liegen frei auf einem zwischen zwei gegenüberliegenden seitlichen Distanzleisten 3 eingespannten und in der Mitte durch ein Stützglied 16 unterstützten Führungsstab 17 auf.

Der Beweguns- bzw. Antriebsmechanismus für die beiden Filterplatten 10 und 11 umfasst einen auf der (nicht sichtbaren) Welle des Schrittmotors 6 aufgekeilten Teller 18 mit zwei darauf befestigten Kurvenscheiben 19 und 20 sowie einen aus zwei Zugseilen 21 und 22 bestehenden und über vier Umlenkrollen 23-26 geführten Seilzug. Das kürzere Seil 21 ist mit seinem einen Ende etwa in der Mitte des Tellers 18 befestigt, um die eine Kurvenscheibe 19 geschlungen und mit seinem anderen Ende über eine Spannfeder 27 am Filterhalter 12 festgemacht. Das längere Zugseil 22 ist mit seinem einen Ende in Randnähe des Tellers 18 befestigt, führt von dort direkt zum äusseren Ende der anderen Kurvenscheibe 20 und über die Umlenkrollen 23, 24 und 25 zum Filterhalter 12, wo es mit seinem anderen Ende fixiert ist. Der zweite Filterhalter 13 ist mittels einer Klemmbride 13a am sich zwischen den Umlenkrollen 24 und 25 erstreckenden Trum des Zugseils 22 festgeklemmt. Die Umlenkrolle 24 ist mittels eines Verstellglieds 28 in gewissen Grenzen verstellbar angeordnet, wodurch sich die Spannung des Seilzugs regulieren lässt. '

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Wenn sich der Schrittmotor 6 in Richtung des Pfeils P dreht, wickelt sich das Zugseil 21 schrittweise von der Kurvenscheibe 19 ab und gleichzeitig das Zugseil 22 auf die Kurvenscheibe 20 auf. Dadurch werden die beiden Filterplatten 10 und 11 symmetrisch auf den Mittelpunkt A der Blendenöffnung 4 zu bewegt bzw. im praktischen Betrieb zunehmend in das durch die Blendenöffnung hindurchtretende Lichtbündel eingeschoben. Durch Drehen des Schrittmotors in die entgegengesetzte Richtung werden die beiden Filterplatten entsprechend wieder voneinander entfernt.

Zur Begrenzung der Verstellbewegung der beiden Filterplatten 10 und 11 sind zwei Mikroschalter 29 und 30 vorgesehen. Die in Fig. 2 voll ausgezogen dargestellte Endlage grösster gegenseitiger Entfernung der Filterplatten wird vom Schalter 30 detektiert, dessen Schaltnippel an einer Kante des Filterhalters 12 anliegt. Die andere, strichliert angedeutete Endlage, bei welcher die Filterplatten dem Mittelpunkt der Blendenöffnung am nächsten sind, wird vom Schalter 29 detektiert, welcher Uber ein schwenkbares Zwischenglied 31 von einem sich etwa radial vom Teller 18 weg erstreckenden Schaltfinger 18a betätigt wird. Die beiden Mikroschalter sind mit einer nicht dargestellten Steuerung verbunden, welche den Motor 6 bei Erreichen einer der beiden genannten Endlagen abstellt. Die vom Mikroschalter 29 detektierte Endlage ist im Hinblick auf möglichst kurze Kopierzeiten mit Vorteil so bemessen, dass sich die beiden Filterteile dabei in einem gewissen Mindestabstand vom Blendenöffnungsmittelpunkt befinden.

Der Teller 18 mit den darauf befestigten Kurvenscheiben 19 und 20 sowie die Führung und Fixierung der Zugseile 21 und 22 ist in Fig. 3 detaillierter gezeigt. Die voll ausgezogene Darstellung entspricht derjenigen Schrittmotordrehstellung, bei welcher die Filterplatten die erstgenannte Endlage mit maximaler gegenseitiger Entfernung einnehmen.

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Die strichlierte Darstellung entspricht der anderen Endlage. Der maximale Drehwinkel des Schrittmotors beträgt etwa 270°.

Drei der vier zweigeteilten Filter (10,11,110,111,210,211, 310,311)sind subtraktive oder additive Farbfilter, vorzugsweise Interferenzfilter, während der vierte mit Vorteil ein Graufilter oder irgend ein anderes farbneutrales Dämpfungsglied, beispielsweise etwa ein Kammfilter oder dgl. ist. Dadurch kann nicht nur die spektrale Zusammensetzung sondern auch die Gesamtintensität eines Lichtbündels sehr bequem beeinflusst werden.

Wie schon eingangs erwähnt, ist es in der Kopiertechnik üblich, die Intensität des Kopierlichts bezüglich der einzelnen Farbanteiie in Stufen zu ändern. Dabei ist man bestrebt, die relative Intensitätsänderung von Stufe zu Stufe konstant zu halten. Während es dazu bisher aufwendiger Steuermechanismen bedurfte, ist dies nun bei der erfindungsgemässen Vorrichtung auf sehr einfache Weise durch entsprechende Formgebung der Kurvenscheiben 19 und 20 erreicht. Die Kurvenscheiben müssen dazu im wesentlichen die Gestalt einer sogenannten logarythmischen Spirale₃ die

k>^
durch die Gleichung r(y) = r · e definiert ist, aufweisen. Gleichzeitig empfiehlt es sich die Blendenöffnung 4 nicht kreisrund sondern wie dargestellt etwas abgeflacht auszubilden. Auf diese Weise kann die relative Intensitätsänderung von Stufe zu Stufe über den gesamten Blendenöffnungsquerschnitt erreicht werden. Bei einer kreisrunden Blendenöffnung wäre dies nur mit wesentlich höherem Aufwand möglich.

Bei einem praktischen Ausfürhungsbeispiel hatten die Kurvenscheiben 19 und 20 eine durch die Gleichung

_r(jj) = r_o'exp(//100°) 0<f< 270° r_Q = 1 mm

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• 41.

gegebene Gestalt. Der Schrittmotor 6 war so ausgelegt, dass er für einen Winkelbereich von 270° 72 Schritte ausführte. Angestrebt war eine relative Intensitätsänderung

pro Schritt von 0,02. Es hat sich gezeigt, dass dieser Wert praktisch über die gesamte Blendenöffnung innerhalb tolerierbarer Grenzen erfüllt war.

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Leerseite

Claims

2553372 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Verändern der spektralen Zusammensetzung eines Lichtbündels mit wenigstens einem quer zu einer Achse verstellbaren Filter, durch welche Achse beim Einsatz der Vorrichtung die Achse des zu beeinflussenden Lichtbündels verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter aus zwei getrennten Teilen (10,11) besteht und dass Antriebsmittel zum gemeinsamen stufenweisen Verschieben der beiden Filterteile auf die genannte Achse (A) zu und von dieser weg vorgesehen sind, wobei die Abstände der beiden Filterteile von der Achse jeweils gleich sind«

2. Vorrichtung nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Verschieben der beiden Filterteile um jeweils eine Stufe bewirkte Intensitätsänderung des Lichtbündels von Stufe zu Stxife im wesentlichen gleich ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Filterteile über ein nichtlineares Uebersetzungsglied kinematisch mit einem Antriebsmotor verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel einen Schrittmotor (6), zwei mit dessen Welle drehfest verbundene Kurvenscheiben (19,20) und einen Seilzug (21,22) umfassen, wobei die Enden des Seilzugs über je eine der Kurvenscheiben geführt sind und sich auf diesen bzw. von diesen gegenläufig auf- bzw. abwickeln.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dad*irch gekemi zeichnet, dass das Profil der Kurvenscheiben (19,20) im wesentlichen

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ORIGiMAL INSPECTED

die Gestalt einer logarythinischeri Spirale besitzt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet j dass die beiden Filterteile (10,11) nur bis zu einem vorgegebenen Mindestabstand gegen die Achse (A) schiebbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Filterteile Interferenzfilter sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1~7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Filterteile mit einem Rand je in einer Führungsnut (14a,13a) geführt sind und mit ihren den Führungsnuten gegenüberliegenden Rändern frei gleitend auf einer Gleitunterlage (17) aufliegen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blende (4) vorgesehen ist, deren Mittelpunkt in der genannten Achse liegt und deren Oeffnungskontur sich aus zwei gleich langen parallelen und zur Verschiebungsrichtung der Filterteile senkrecht verlaufenden Geraden und zwei diese Graden verbindenden Bögen zusammensetzt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in gegenseitigem Abstand parallel zueinander angeordnete und mit je einer Blendenöffnung versehene Tragplatte vorgesehen sind, und dass zwischen diesen Tragplatten in verschiedenen Ebenen wenigstens zwei, vorzugsweise drei oder vier zweigeteilte Filter mit den jeweils zugehörigen Seiizügen angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet.

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dass die den einzelnen Filtern zugeordneten Schrittmotoren an den Aussenseiten der Tragplatten angeordnet sind und sich bei vier Filtern bzw. Motoren jeweils zwei Schrittmotoren koaxial gegenüber stehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei vier Filtern jeweils zwei Filter mit den dazugehörigen Antriebsinitteln vollständig auf bzw. an einer Tragplatte angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass bei vier Filtern ei.n Filter als farbneutrales Dämpfungsglied ausgebildet ist.

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