DE4124229C2 - Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Reproduktionstechnik und betrifft eine Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung in einer Abtasteinrichtung für ein Vorlagen-Abtastgerät oder für ein Aufzeichnungsgerät. Eine solche Abtasteinrichtung weist im allgemeinen eine mindestens einen Lichtstrahl erzeugende Lichtquelle, eine Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung und optische Mittel auf.

Bei einem Vorlagen-Abtastgerät, auch Eingabe-Scanner genannt, wird ein in einer Abtasteinrichtung erzeugter Lichtstrahl punkt- und zeilenweise über eine abzutastende Vorlage geführt, und das von der Vorlage reflektierte oder durchgelassene Abtastlicht in einem optoelektronischen Wandler in ein Bildsignal umgewandelt. Bei einem Aufzeichnungsgerät, auch Recorder, Belichter oder Ausgabe-Scanner genannt, wird der in einer Abtasteinrichtung gewonnene Lichtstrahl zur Aufzeichnung von Information von einem Bildsignal intensitätsmoduliert und punkt- und zeilenweise über ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmedium geführt.

Im Falle eines Flachbett-Gerätes ist die Halterung für die Vorlage bzw. das Aufzeichnungsmedium eine ebene Fläche, über die der Lichtstrahl punkt- und zeilenweise geführt wird, und die sich relativ zur Abtasteinrichtung bewegt.

Im Falle eines Innentrommel-Gerätes ist die Halterung für die Vorlage bzw. für das Aufzeichnungsmedium als stationäre Halbschale oder Mulde ausgebildet. Die Abtasteinrichtung bewegt sich parallel zur Längsachse der Halbschale oder Mulde, und der Lichtstrahl wird senkrecht zur Längsachse radial über die Vorlage bzw. das Aufzeichnungsmedium geführt.

Ein Innentrommel-Aufzeichnungsgerät ist beispielsweise aus der EP-A 0 354 028 bekannt.

Die Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung ist dort als eine schräg zur Lichtausbreitungsrichtung angeordnete spiegelnde Fläche ausgebildet, die mit einer rotierenden Welle verbunden ist. Mit Hilfe der spiegelnden Fläche wird der Lichtstrahl auf ein Aufzeichnungsmedium geleitet.

Während des Betriebes des Aufzeichnungsgerätes ist damit zu rechnen, daß sich Verunreinigungen an der spiegelnden Fläche ansammeln und daß aufgrund der bezüglich der Rotationsachse unsymmetrischen Gestaltung bei hohen Drehzahlen Luftturbulenzen entstehen. Diese Luftturbulenzen können zu Geräuschbelästigungen führen, zusätzliche Verschmutzungen im Bereich der Reflektionsfläche verursachen und die gleichmäßige Rotation der spiegelnden Fläche beeinträchtigen. Diese Nachteile weisen auch andere bauähnliche Lichtstrahl-Ablenkvorrichtungen auf, die beispielsweise aus der EP-B 0 126 469 sowie der WO 90/15 355 bekannt sind. Auch bei diesen Lichtstrahl-Ablenkvorrichtungen wird Licht von einer Lichtquelle auf eine rotierende spiegelnde Fläche geleitet und von dieser in Richtung auf ein Aufzeichnungsmaterial reflektiert.

Bei diesen Lichtstrahl-Ablenkvorrichtungen ist damit zu rechnen, daß durch das Auftreten von Luftturbulenzen Verunreinigungen der spiegelnden Fläche entstehen und der Gleichlauf der Rotationsbewegung der spiegelnden Fläche beeinträchtigt wird.

Aus der DE-C 36 01 442 ist eine weitere Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung bekannt, die bereits aus einem als Prisma ausgebildeten und rotationsfähig gelagerten Träger, einer sich in Richtung einer Rotationsachse erstreckenden und ebenfalls als Prisma ausgebildeten, lichtdurchlässigen Auflage und aus einer Abdeckung für die aus Träger und Auflage gebildete Einheit besteht. Die an den Träger angrenzende Fläche ist als schräg zur Rotationsachse verlaufende Reflexionsschicht ausgebildet. Die Auflage ist mit dem Träger verbunden und ergänzt diesen zu einer bezüglich der Rotationsachse symmetrischen Einheit. Die Abdeckung für die Einheit ist als Hohlspindel ausgebildet, welche die Einheit seitlich umhüllt.

Eine ähnliche Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung ist auch schon aus der US-A 5 011 245 bekannt.

Durch die Ausbildung der Abdeckung als umhüllende Hohlspindel gemäß der DE-C 36 01 442 wird das optische Ablenksystem zwar weitestgehend vor Verschmutzungen geschützt, die Verwendung einer Hohlspindel als Abdeckung hat aber den Nachteil, daß dennoch Luftturbulenzen auftreten können und daß die massebehaftete Hohlspindel sehr genau gefertigt werden muß, da sonst aufgrund unsymmetrischer Masseverteilungen Laufunruhe und ungleichmäßige Rotation auftreten können.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung so zu verbessern, daß die Wahrscheinlichkeit von Luftturbulenzen und von Laufunruhen vermindert wird und daß sie einfach herstellbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1-6 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein prinzipielles Ausführungsbeispiel für eine Lichtstrahl-Ab­ lenkvorrichtung in einem Schnittbild,

Fig. 2 eine Seitenansicht gemäß Blickrichtung II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung von Träger und Auflage,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Lichtstrahl-Ab­ lenkvorrichtung,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung und

Fig. 6 ein Anwendungsbeispiel für eine Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung.

Fig. 1 zeigt ein prinzipielles Ausführungsbeispiel für eine Lichtstrahl-Ablenk­ vorrichtung innerhalb einer nicht näher dargestellten Abtastvorrichtung für ein Vorlagen-Abtastgerät oder ein Aufzeichnungsgerät als Schnittbild. Die Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem als Prisma ausgebildeten Träger (1) und einer ebenfalls als Prisma ausgebildeten Auflage (4), welche den Träger (1) bezüglich einer Rotationsachse (2) zu einer geschlossenen Einheit ergänzt. Die Auflage (4) weist eine mit einem Neigungswinkel von etwa 40-50 Grad zur Rotationsachse (2) verlaufende Reflexionsschicht (3) auf. Der Träger (1) besteht beispielsweise aus einem Metall wie Aluminium und die Auflage (4) aus Glas. Träger (1) und Auflage (4) sind derart zueinander angeordnet, daß zwischen ihren Begrenzungsflächen ein Luftspalt (5) gebildet wird. Der Übergang vom Material der Auflage (4) zu der im Luftspalt (5) befindlichen Luft trägt mittels totaler, interner Reflexion zur Bildung der Reflexionsschicht (3) bei. Der Träger (1) ist über eine Welle (6) mit einem Antrieb (7) verbunden, der die aus Träger (1) und Auflage (4) gebildete Ablenkvorrichtung um die Rotationsachse (2) in Rotation versetzt. An Außenflächen (8, 9) des Trägers (1) und der Auflage (4) sind scheiben- oder ringförmige Abdeckungen (10, 11) z. B. durch Klebung befestigt, welche den Träger (1) bzw. die Auflage (4) in radialer Ausdehnung überkragen. Durch die Abdeckungen (10, 11) wird in vorteilhafter Weise die Ausbildung einer Luftströmung in Richtung auf die mit Licht beaufschlagten Flächen vermieden. Gegebenenfalls auftretende Luftströmungen werden abgeleitet und können mit ihnen transportierte Verunreinigungen nicht in den Bereich der für den Lichttransport vorgesehenen Flächen leiten. Die mit der Auflage (4) verbundene Abdeckung (11) weist eine zentrale Lichteintritts-Öffnung (12) für einen in Richtung der Rotationsachse (2) einfallenden Lichtstrahl (13) auf. Der Lichtstrahl (13) fällt durch die Lichteintritts-Öffnung (12) der Abdeckung (11) und die Außenfläche (9) der prismatischen Auflage (4) auf die Reflexions­ schicht (3), wird bei einem Neigungswinkel der Reflexionsschicht (3) von 45 Grad senkrecht zur Rotationsachse (2) reflektiert und tritt durch eine Lichtaustrittsfläche (14) wieder aus der Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung aus.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht gemäß Blickrichtung II-II in Fig. 1. In der Seitenansicht ist die scheiben- oder ringförmige Abdeckung (11) mit der Lichteintritts-Öffnung (12) sichtbar. Die prismatische Auflage (4) mit der Lichtaustrittsfläche (14) ist gestrichelt angedeutet.

Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung die Ausbildung des Trägers (1) und der Auflage (4) als Prismen in deren aneinanderstoßenden Grenzflächen die Reflexionsschicht (3) angeordnet ist. Träger (1) und Auflage (4) sind bereichsweise mit gerundeten Seitenflächen (15, 16) versehen. Die vordere plane Fläche bildet die Lichtaustrittsfläche (14) für den reflektierten Lichtstrahl (13′). Um die Einheit aus Träger (1) und Auflage (4) symmetrisch zur Rotationsachse (2) und damit massensymmetrisch zu gestalten, ist auch die der Lichtaustrittsfläche (14) gegenüberliegende Fläche plan ausgebildet. Durch die rotationssymmetrische Ausbildung der Einheit und der Abdeckungen (10, 11) werden in vorteilhafter Weise das Entstehen von Geräuschen sowie aus unsymmetrischen Massenverteilungen resultierende Laufunruhe vermieden.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Lichtstrahl-Ablenkvor­ richtung, bei der, im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungs­ beispiel, Träger (1) und Auflage (4) in einem Gehäuse (16) angeordnet sind. Träger (1) und Auflage (4) sind als Dachkantprismen ausgebildet, die in dem quaderförmigen Innenraum des Gehäuses (16) beispielsweise durch Klebung befestigt sind. Die Auflage (4) und das Gehäuse (16) können auch, wie in der Fig. 4, aus einem Stück gefertigt sein. Die Abdeckungen (10, 11) sind am Gehäuse (16) angebracht.

Das Gehäuse (16) weist im Bereich der Lichteintritts-Öffnung (12) der Abdeckung (11) eine erste Öffnung (17) und im Bereich der Lichtaustritts­ fläche (14) eine zweite Öffnung (18) auf.

Fig. 5 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das Gehäuse (16) mit der ersten Öffnung (17) für den eintretenden Lichtstrahl (13) und der zweiten Öffnung (18) für den austretenden Lichtstrahl (13′), wobei die Abdec­ kungen (10,11) nicht dargestellt sind. Die Seitenflächen (19, 20) des Gehäuses (16) sind gerundet ausgebildet. Zur Verbindung des Trägers (1) und/oder der Auflage (4) mit dem Gehäuse (16) sind in dem Gehäuse (16) Bohrungen (21) vorgesehen, durch die ein Klebemittel zur punktförmigen Verklebung der Komponenten gepreßt wird. Durch die punktförmige Verklebung lassen sich Verspannungen aufgrund von unter­ schiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Materialien in vorteilhafter Weise vermeiden.

Fig. 6 zeigt ein Anwendungsbeispiel für eine Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung in einem nach dem Innentrommel-Prinzip arbeitenden Aufzeichnungsgerät. Bei einem solchen Innentrommel-Recorder oder -Belichter ist ein Aufzeichnungs­ material (22) an der Innenwand einer halbschalenförmigen bzw. zylinder­ segmentartigen Halterung (23) befestigt. Die Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung (24) rotiert um die Rotationsachse (2) der Halbschale bzw. des Zylinder­ segments. Ein Lichtstrahl wird von einem Bildsignal helligkeitsmoduliert und zur punkt- und zeilenweisen Aufzeichnung von Informationen mittels der erfindungsgemäßen Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung (24) radial über das Aufzeichnungsmedium (23) gelenkt. Dazu bewegt sich die Lichtstrahl-Ab­ lenkvorrichtung (24) entlang der Rotationsachse (2) mittels eines geeig­ neten, nicht dargestellten Antriebes.

Die Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung (24) kann in vorteilhafter Weise sowohl bei Innentrommel-Geräten als auch bei Flachbett-Geräten Anwendung finden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei Vorlagen-Abtastern einzusetzen. In diesem Falle dient der Lichtstrahl zur punkt- und zeilenweisen Beleuchtung der abzutastenden Vorlagen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Ablenkung eines Lichtstrahles, bestehend aus

• - einem als Prisma ausgebildeten und rotationsfähig gelagerten Träger (1),
• - einer sich in Richtung einer Rotationsachse (2) erstreckenden und ebenfalls als Prisma ausgebildeten, lichtdurchlässigen Auflage (4), deren an den Träger (1) angrenzende Fläche als schräg zur Rotationsachse (2) verlaufende Reflexionsschicht (3) ausgebildet ist, wobei die Auflage (4) mit dem Träger (1) verbunden ist und diesen mindestens bereichsweise zu einer bezüglich der Rotationsachse (2) symmetrischen Einheit (1, 4) ergänzt und aus
• - einer Abdeckung für die aus Träger (1) und Auflage (4) gebildete Einheit (1, 4), dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung als mindestens ein scheibenförmiges Abdeckungselement (10 bzw. 11) ausgebildet ist, welche seitlich an dem Träger (1) bzw. an der Auflage (4) angeordnet ist und die aus Träger (1) und Auflage (4) gebildete Einheit (1, 4) in der radialen Ausdehnung überkragt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - das der Auflage (4) zugeordnete Abdeckungselement (11) eine zentrale Lichteintritts-Öffnung (12) für einen in Richtung der Rotationsachse (2) einfallenden Lichtstrahl (13) aufweist und
• - eine Austrittsfläche (14) in der Auflage (4) für einen austretenden Lichtstrahl (13′) plan ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Träger (1) und Auflage (4) im Bereich ihrer aneinandergrenzenden Flächen mit einem einen Luftspalt (5) bildenden Abstand verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) aus einem lichtundurchlässigen Material, vorzugsweise aus Metall, besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (4) aus Glas besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen von Träger (1) und Auflage (4) mindestens bereichsweise rotationssymmetrisch zur Rotationsachse (2) ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Träger (1) und die Auflage (4) in einem mindestens bereichsweise rotationssymmetrisch zur Rotationsachse (2) ausgebildeten Gehäuse (16) angeordnet sind,
• - die Abdeckungselemente (10, 11) an dem Gehäuse (16) befestigt sind und
• - das Gehäuse (16) eine erste Öffnung (17) im Bereich der Lichteintrittsöff­ nung (12) in dem der Auflage (4) zugeordneten Abdeckungselement (11) für den eintretenden Lichtstrahl (13) und eine zweite Öffnung (18) für den austretenden Lichtstrahl (13′) im Bereich der Austrittsfläche (14) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) und die Auflage (4) im Gehäuse (16) durch punktuelle Klebung befestigt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Träger (1) und Gehäuse (16) aus einem Stück bestehen.