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Beschreibung:
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Die Efindung betrifft eine Kopierlampe zur Belichtung W-strahlungsempfindlicher,
auf einer ebenen Kopierfläche angeordneter Materialien, bisbesondere für graphische
Zwecke, mit einem Metall-lin1Ogerl o#onid-Brenner als Strahlungsquelle, einem davor
anaeordxieten Verschluß und einem Reflektor, vorzugsweise aus Reinstaluminlum.
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Zum Belichten beispielsweise von großflächigen fotopolymeren Druckplatten,
insbesondere für graphische Zwecke, sind Kopierlampen erforderlich, mit deren Hilfe
die Kopierfläche möglichst gleichmäßig in relativ kurzer Zeit ausgeleuchtet wird.
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Dje bisher bekannten Belichtungsgeräte sind mit Kopierlampen ausgerüstet,
welche in der Regel rotationssymmetrische Ellipsoid- oder Parabolreflektoren mit
Klappen-oder Baggerverschlüssen aufweisen, welche bei einem Abstand der Lichtquelle
von 80 % der Format-Diagonalen der Kopierfläche eine Ausleuchtung mit etwa 35 -
40% Lichtabfall von den hellsten zu den dunkelsten Partien der Kopierfläche liefern.
Die Kollimation dieser bekannten Reflektoren ist äußerst mangelhaft und die Unterstrahlungsverluste
sind relativ groß. Die Unterstrahlungsverluste ergeben sich durch Halbschattenbildung
bei einer unerwünschten Ausbelichtung durch ein ungünstiges Punktlicht. Hierdurch
ergeben sich Qualitätsverschlechterungen bei der Wiedergabe beispielsweise von Rasterflächen.
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Um eine originalgetreue, d.h. auch farbtonrichtige Wiedergabe der
Vorlage auf einer Druckplatte zu erreichen, ist es notwendig, daß das Licht der
Kopierlampe senkrecht auf die Kopierebene bzw. Druckplatte auftrifft.
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Diese Bedingung läSt sich dann ohne Schwierigkeiten erfüllen, wenn
die Lichtquelle weit genllg von der Kopierebene
entfernt ist, so
daß parallel verlaufende Lichtstrahlen ausgesendet werden.
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Bei kurzen Lampenabständen und kleinen Formaten ist es unter bestimmten
Bedingungen möglich, eckige Reflektoren so zu optimieren, daß eine ausreichende
Ausleuchtung erzielt wird. Bei Lampenabständen, die beispielsweise größer als 1
m sind, zeigen auch diese Reflektoren bestimmte Vorzugsrichtungen bezüglich der
Lichtabstrahlungen, so daß keine gleichmäßigen Ausleuchtungen der Kopierflächen
erreicht werden.
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Rotationssymmetrische Reflektoren haben die Eingenschaft, den linienförmigen
Lichtbogen der Lichtquelle als unterbrochenen Ring abzubilden, während der Rest
der Fläche relativ dunkel erscheint. Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist es bekannt,
durch aufgerauhte Oberflächen des Reflektors die Abbildungsfiguren zu zerstreuen.
Mit Hilfe von Außenreflektoren, d.h. Reflektoren, die außerhalb der Kopierlampe
angebracht sind, wird versucht, die dunklen Partien der Kopierfläche aufzuhellen.
Alle diese Maßnahmen haben jedoch den Nachteil, daß die ursprünglich angestrebte
Punktlichtcharakteristik des Strahlenganges negativ beeinflußt wird. Bei diesen
Ausführungsformen der Kopierlampen müssen alle für den Rand der Kopierfläche bestimmten
Strahlen durch den äußeren Brennpunkt der Ellipse, und aufgrund starker innerer
Streuungen der reflektierten Strahlen läßt es sich nicht vermeiden, daß die Bildinitte
der Kopierfläche unerwünscht aufgehellt wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zutrunde, eine Kopierlampe vorzuschlagen,
welche bei einem Lampenabstand zur Kopierfläche, der gleich oder größer als S m
ist, auf einem rechteckigen Kopierformat eine verbesserte Ausleuchtung erzielt.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es zur Io#sung dieser
Aufgabe erforderlich ist, für die zu den Bildrändern gelangenden Strahlen der Quelle
eine direkte, kurze und kreuzungsfreie Lichtführung vorzusehen, wobei jedes Flächenelement
des Reflektors bezüglich der von ihm reflektierten Strahlen einem entsprechenden
Flächenelement der Kopierfläche eindeutig zugeordnet ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß
sich der Lichtbogen der Strahlungsquelle zwischen dem Brennpunkt und dem Scheitel
des etwa zylindrisch geformten Reflektors befindet und daß der Reflektor - im Querschnitt
senkrecht zur Längsausdehnung der Strahlenquelle betrachtet - als Parabel- oder
Kreisausschnitt mit einer an jeder Seite zu seiner Symmetrieachse sich anschließenden
Sekante ausgebildet ist, derart, daß die reflektierte Strahlung einer jeden Reflektorhälfte
auf die jeweils korrespondierende Hälfte der darunterliegenden Kopierfläche fällt,
wobei der Einfallswinkel jeder reflektierten Strahlung, d.h.
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der Wb:kel Z'V-ECEiEL de: Strahlung und dem Einfallslot, an der Kopierfläche
stets gleich oder kleiner als der Einfallswinkel jeder direkten Strahlung an #er
Kopierfläche ist.
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Durch diese Maßnahme wird ein kreuzungsfreier und kurzer Strahlenverlauf
erzielt, so daß eine unerwünschte Aufhellung der Bildmitte vermieden wird.
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In Weiterbildung der Erfindung verlaufen die Flächennormalen der Reflektorflächen
oberhalt der Mittelebene des Reflektors zu den Flächennormalen der Reflektorflächen
unterhalb dieser Mittelebene unter einem spitzen Winkel divergierend. Durch diese
Maßnahme nach der Erfindung
ergibt sich ein Verschneidungs-Knick
in der Mittelebene des Reflektors. Man erzielt dadurch eine Ausleuchtfigur, welche
dem rechteckigen Format der Kopierfläche in verbesserter Weise angepaßt ist.
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In Weiterbildung der Erfindung weisen bestimmte Flächenbereiche des
Reflektors die Strahlung absorbierende Abdeckungen aus goldeloxiertem Blech oder
Löcher auf. Hierdurch erfolgt eine weitere Anpassung der Ausleuchtung des rechteckigen
Kopierformates, derart, daß ein Lichtabfall von den hellsten zu den dunkelsten Flächenteilen
der Kopierfläche erreicht wird, der wesentlich kleiner als beim Stand der Technik
ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vor dem Metall-Halogenid-Brenner
ein Axial- oder Tunnelverschluß vorhanden, der aus zwei achsparallel zur Strahlungsquelle
angeordneten und axial aufeinanderzu- bzw. voneinanderwegbewegbaren lialbturinelii
besteht Durch diese Maßnahme nach der Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht,
daß bereits bei einer 10 %igen Öffnung des Verschlusses eine Beleuchtung der gesamten
Kopierfläche erzielt wird, so dao durch den Öffnungsvorgang nur ein unwesentlicher
Beitrag zu dem zu vermeidenden Lichtabfall geleistet wird.
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Der Reflektor weist in vorteilhafter Weise Abluftlöcher an definierten
Flächenteilen auf, so daß diese gleichzeitig zur Beeinflussung der thermischen Verhältnisse
und zur Verbesserung der Ausleuchtung der Kopierfläche beitragen.
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In vorteilhafter Weise sind die feststehenden Tunnelteile und die
damit verbundenen Seitenflächen goldeloxiert ausgebildet, so daß von diesen Flächenteilen
die wirksame UV-Strahlung absorbiert wird und kein ungünstiger Beitrag zur gleichmäßigen
Ausleuchtung der Kopierfläche geliefert wird. . Gleichzeitig wird die langwellige
Wärmestrahlung reflektiert.
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Im Scheitelbereich des Reflektors sind hinter dem Brenner Zuluftlöcher
mit dazu parallel verlaufenden glanz-eloxierten aktiven Planflächen angeordnet.
Auf diese Weise werden Elemente des Reflektors für die erforderliche Zuluft verwendet,
deren Flächenteile keinen Beitrag für eine gewünschte Strahlenreflektion leisten
können, da diese Flächenteile der Strahlungsquelle senkrecht gegenüberstehen, welche
die Strahlung der Strahlungsquelle direkt zurückwerfen würden. Unmittelbar neben
den Zuluftlöchern befinden sich dagegen aktive Planflächen, welche aus diesen Gründen
glanzeloxiert ausgebildet sind, wobei die von diesen Flächenteilen reflektierten
Strahlen den Mittelbereich der Kopierfläche ausleuchten.
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Um die Bedienungsperson vor einer schädlichen kurzwelligen UV-Strahlung
zu schützen, ist der Strahlungs quelle eine Strahlenschutzschei# vorgelagert, welche
mit dem Rand des Reflektors verbunden ist.
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Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Hierbei zeigen: Figur 1 eine perspektivische Darstellung der Kopierlampe;
Figur 2 eine Draufsicht auf eine Ausgangs-Ausleuchtfigur; Figur 3 eine Numerierung
der Flächenteile der in Figur 2 dargestellten Ausleuchtfigur; Figur 4 eine schematische
Darstellung des Strahlenverlaufs der Reflektors; Figur 5 eine schematische Darstellung
der Kopierlampe in einer Ansicht von unten (auf den Brenner);
Figur
6 einen Schnitt A - A nach Figur 5 und Figur 7 einen Schnitt B - B nach Figur 5.
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Die in Figur 1 in perspektivischer Darstellung wiedergegebene Kopierlampe
besteht aus einer als Metall-Halogenid-Brenner ausgebildeten Strahlungsquelle 9,
aus feststehenden, goldeloxierten Tunnelteilen 12, beweglichen Verschlußteilen 11
aus Edelstahl und aus dem Reflektor 16 mit seinen verschiedenen Reflektorflächenteilen.
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Der Metall-Halogenid-Brenner ist auswechselbar ausgebildet, wobei
die zugehörigen elektrischen Elemente nicht näher dargestellt sind. Die feststehenden
Tunnelteile 12 und die Seitenteile des zylindrischen Reflektors 16 sind goldeloxiert,
so daß sie die UV-Strahlung nahezu vollständig absorbieren und keinen ungünstigen
Beitrag für die Ausleuchtung der Kopierfläche beitragen.
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Die Strahlungsquelle 9 ist in der Kopierlampe derartig angeordnet,
daß der Lichtbogen sich zwischen dem Brennpunkt 14 (siehe hierzu auch Figur 4) und
dem Scheitel 15 des etwa zylindrisch geformten Reflektors 16 befindet. Die mit XZ-bezeichnete
Mittelebene des Reflektors 16 weist einen Verschneidungs-Knick 10 auf, auf den später
noch näher eingegangen wird. Die Flächenteile 23b, 23c, 24a und 24c weisen - im
Querschnitt betrachteteinen RrabeS oder Xwisaussdvit auSwobei an jeder Seite dieser
Flächen sich Flächenteile 23a, 23d, 24a und 24d anschließen, die-im Querschnitt
betrachtet - sich dem Parabelausschnitt als Sekanten anschließen. Durch den Verschneidungs-Knick
10 verlaufen die Flächennormalen 21 der Rflektorflächen 23a - d oberhalb der XZ-Mittelebene
zu den Flächennormalen 22 der Reflektorflächen
24a - d unterhalb
der XZ-Mittelebene unter einem spitzen Winkel divergierend. Die aktiven Sekantenflächen
23a, 24a und 23d sowie 24d sind mit einer durchgehenden Kreuzlicht-Abdeckung 6 versehen,
welche goldeloxiert ausgebildet ist und damit die UV-Strahlung absorbiert. Im äußeren
Bereich der aktiven Sekante flächen und an die Kreuzlicht-Abdeckungen 6 anschliessend
sind Abluftlöcher 5 vorgesehen, welche sowohl zum thermischen Verhalten der Kopierlampe
als auch zur Beeinflussung der Ausleuchtung der Kopierfläche 20 beitragen.
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Weitere Korrektur-Abdeckungen befinden sich im Scheitelbereich des
Reflektors 16 und sind mit der Bezugsziffer 7 versehen. Diese Korrektur-Abdeckungen
sind ebenfalls goldeloxiert. Im Scheitelbereich 15 des Reflektors 16 sind hinter
dem Brenner 9 Zuluftlöcher 8 mit dazu parallel verlaufenden und glanz-eloxierten
aktiven Planflächen 4 angeordnet.
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Der Strahlungsquelle 9 ist ferner eine Strahlenschutzscheibe vorgelagert,
welche mit dem Rand 13 des Reflektors 16 verbunden ist.
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Die als Netall-Halogenid-Brenner ausgebildete Strahlungsquelle 9 ist
mit einem Tunnel-Verschluß 11 versehen, der aus zwei achsparallel zur Strahlungsquelle
9 angeordneten und axial aufeinanderzu- bzw. voneinanderwegbewegbaren Halbtunneln
11 und 26 besteht Die beweglichen Tunnelteile 11 und 26 werden in die feststehenden
und goldeloxiert ausgebildeten Tunnelteile 12 mit Hilfe eines nicht näher dargestellten
Antriebes ein- und ausgefahren.
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Anhand der Figuren 2, 3 und 4 wird der Strahlenverlauf und die Wirksamkeit
der einzelnen Reflektorelemente
näher dargestellt. Die Figur 2
gibt eine Ausleuchtfigur wieder, welche sich bereits mit den Reflektorflächen 23b,
23c, 24b und 24c erreichen läßt und welche dem rechteckigen Format bereits weitgehend
angepaßt ist.
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Lediglich die in Figur 3 dargestellten Positionen 2 und 6 auf der
Fläche befinden sich in stark dunklen Bereichen.
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Diese Bereiche werden dadurch aufgehellt, daß die Randstrahlen des
Reflektors auf die Mittellinie 2 - 9 - 6 zurückgeholt werden und die Mitte selbst
durch entsprechende Abdeckungen ausgeblendet wird. Hierfür werden die Sekantenflächen
23a, 23d, 24a und 24d herangezogen.
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Der hierdurch erzielte Strahlenverlauf ist schematisch in Figur 4
dargestellt. 16 gibt dabei einen Querschnitt des Reflektors mit seinen Sekantenteilen
18 und 19 und seinem Scheitelpunkt 15 wieder. Die Strahlungsquelle 9 liegt dabei
zwischen dem Brennpunkt 14 und dem Scheitel 15. Die Sekantenflächen 18 und 19 sind
hinsichtlich ihrer Geometrie derartig ausgebildet, daß die reflektierten Randstrahlen
nicht über die Symmetrieachse 17 hinausgehen, so daß die reflektierte Strahlung
einer jeden Reflektorhälfte auf einer Seite der Symmetrieachse 17 auf die jeweils
korrespondierende Hälfte der direkt gegenüberliegenden Kopierfläche 20 fällt. Der
Einfallswinkel jeder reflektierten Strahlung, d.h.
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der Winkel zwischen der Strahlung und dem Einfallslot, ist an der
Kopierfläche 20 stets gleich oder kleiner als der Einfallswinkel jeder direkten
Strahlung an der Kopierfläche 20. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß nur geringe
Unterstrahlungsverluste auftreten, und die für den Randbereich der Kopierfläche
bestimmten Strahlen passieren keinen Brennpunkt des Reflektors, so daß auch keine
unerwünschte Aufhellung der Bildmitte erfolgt. Weiter wird erreicht, daß an der
Kopierfläche keine Totalreflektion der Strahlung auftritt, so daß auch die hierdurch
sich ergebenden Verluste vermieden werden.
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Die Figuren 5, 6 und 7 dienen zur weiteren Verdeutlichung der in Figur
1 dargestellten Kopierlampe, wobei gleiche Element mit gleichen Bezugszeichen versehen
sind. Die Figur 5 stellt hierbei eine Innenansicht der Kopierlampe mit dem Reflektor
16 und der Strahlungsquelle 9 dar. Die Figur 6 gibt einejj Schnit A - A wieder,
und die Figur 7 stellt einen Schnitt B - B nach Figur 5 dar, aus der der Verschneidungs-Knick
10 verdeuilicht wird.
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Durch die Kopier#ampe nach der Erfindung wird für die Lichtstrahlen
ein direkter und kurzer Weg angeboten, so daß der auftretende Zersreunseffekt äußerst
gering ist. Damit wird eine nahezu kreuzungsfreie Lichtführung ermöglicht, bei der
jedes Flächenelement des Reflektors einem definierten Flächenelement der Kopierfläche
zugeordnet ist.
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Durch eine Aufteilung des zylindrisch geformten Reflektor mantels
mit der angrenzenden beiderseitigen Sekantenfläche in zwei gegeneinander geneigte
Hälften wird der Lichtkegel quer zum Lichtbogen gespalten und so dem rechteckigen
Nutzformat in maximaler Weise angepaßt.
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Es ergibt sich damit eine Ausleuchtung, die in Figur 2 durch die gestrichelt
gezeichnete Kurve 2 wtedergegeben ist.