DE7924515U1

DE7924515U1 - Abbildungs- und beleuchtungsanordnung mit einem faseroptischen element

Info

Publication number: DE7924515U1
Application number: DE19797924515U
Authority: DE
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1978-08-28
Filing date: 1979-08-27
Publication date: 1980-01-10
Also published as: NL7906393A; DE2934907A1; FR2435052A1; JPS5533198A; BR7905506A; GB2029036B; US4194827A; IT1120541B; DK353979A; FR2435052B1; DK151840B; AU5031679A; CA1118250A; IT7950109A0; AU523814B2; DK151840C; GB2029036A

Description

M 4135

Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Minnesota, V. St. A.

Abbildungs- und Beleuchtungsanordnung mit einem faseroptischen Element

j Die vorliegende Erfindung betrifft Faseroptik—Anordnungen j und deren Einsatz in der Abbildungsstation eines Photoko-

• piergeräts.

Man hat in der Vergangenheit verschiedene Maßnahmen in Betracht gezogen, um die komplizierten Linsen- und Reflektorsysteme zu eliminieren, die typischerweise in Photokopiervorrichtungen ium Leiten des von der Vorlage reflektierten L.chts (das ein Abbild der Vorlage erzeugen kann) auf ein lichtempfindliches Aufnahmeblatt verwendet werden, auf dem das Abbild der Vorlage erzeugt werden soll. Nach einer häufigen dieser Maßnahmen führt man eine Kontaktbelichtung durch, indem man Licht durch die Rückseite entweder der Vorlage oder des Aufnahmeblatts schickt. Nach einem - der vorlie-

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genden Erfindung näherkommenden - Verfahren verwendet man eine Anordnung kohärenter optischer Fasern mit einem Kern mit hohem und einer· Umhüllung mit niedrigem Brechungsindex, um eine Linie des von der Vorlage reflektierten Lichts auf das Aufnahmeblatt zu leiten, während man die Vorlage und das Aufnahmeblatt gleichzeitig an den jeweiligen Enden der Faseranordnung so vorbeiführt, daß die Vorlage abgetastet wird und sich ein entsprechendes Abtastbild auf dem Auf— nahmeblatt ausbildet.

Trotz des verhältnismäßig hohen Alters dieses Konzepts hat man Photokopiergeräte mit einer solchen optischen Konfiguration nicht auf den Markt gebracht. Vermutlich ist man bisher nicht in der Lage gewesen, eine gewerblich akzeptable Struktur zu erstellen, bei der eine ausreichende Lichtmenge auf die Vorlage an einem Ende der Faseranordnung gerichtet v/erden konnte. Bspw. lehrt die US-PS 3 125 ol3 ein Reflexkopiergerät, das eine komplizierte Faseroptikanordnung sowohl zum Übertragen des von der Vorlage reflektierten Lichts auf ein Aufnahmeblatt als auch zum Übertragen des Beleuchtungslichts von beiderseits der Optikanordnung angeordneten Lichtquellen auf die Vorlage verwendet. Die GB-PS 1 183 973 schlägt eine Ausnutzung alternierend umgestellter Lichtfasern zur Beleuchtung und Bildübertragung vor. Die US-PS 3 175 offenbart einen Kopierer, in dem eine einzige Reihe optischer Fasern in einer gradlinigen Ebene angeordnet ist, die zwischen

einer Vorlage und dem Aufnahmeblatt rechtwinklig zur Bewegungsrichtung derselben verläuft. In dieser Vorrichtung erfolgt die Beleuchtung der Vorlage mit rohrförmigen Lichtquellen, die getrennt beiderseits der Faseranordnung liegen und deren Licht durch zusätzliche konvergierende Linsen zu |

einer einzigen Lichtlinie fokussiert wird, die quer über die Vorlage in unmittelbarer Nähe zur Faseranordnung verläuft. Diese sehr komplizierte Anordnung erfordert zunächst immer noch Linsen; weiterhin war sie anscheinend ebenfalls nicht in der Lage, Vorteile gegenüber den mit Linsen arbeitenden herkömmlichen Kopiermaschinen zu erbringen.

Eine ähnliche Anordnung ist in der US-PS 3 232 201 offenbart; dabei ist die Linse, die das Licht auf die Vorlage fokussieren soll, durch ein Prisma ersetzt. In der US-PS 3 398 669 sind keine solchen das Licht konzentrierenden optischen Elemente vorhanden, aber getrennt angeordnete rohrförmige Lichtquellen beiderseits einer optischen Faseranordnung gezeigt.

So ist eine Photokopiermaschine bekanntgeworden, die eine Anordnung aus nach dem Brechungsindex abgestuften Fasern verwendet, wie in der US-PS 3 658 407 offenbart. Andere Patente - vergl. die US-PS'η

3 936 672, 3 947 106, 3 955 888, 3 981 575 und 4 068 936 betreffen u.U. andere Aspekte dieser Kopiermaschine.

I IiII

Trotz dieser Versuche, eine Kopiermaschine unter Verwendung eines faseroptischen Bildübertragers zu entwickeln, ist keine der bisher bekannten Anordnungen vollständig akzeptabel gewesen — vermutlich infolge der Unfähigkeit dieser Geräte, eine ausreichende Lichtmenge auf dia Vorlage an der Faseranordnung und eine ausreichende Menge Reflexionslicht auf ein Aufnahmeblatt zu übertragen, mit der sich Kopien in akzeptabler Qualität bei Belichtungszeiten erreichen ließen, die denen der handelsüblichen Kopiermaschinen mit herkömmlichen Linsen— optiken entsprechen. Eine weitere Einschränkung solcher bekannter Vorrichtungen war die Notwendigkeit, die jweiligen Elemente einzeln zu justieren und auszurichten.

In der vorliegenden Erfindung sind diese Einschränkungen beseitigt durch ein einheitliches optisches Element, das in einer Photokopiermaschine sowohl Licht auf die Vorlage als auch das von dieser reflektierte Licht auf ein lichtempfindliches Aufnahmeblatt richten kann. Das so gerichtete Licht beleuchtet also die Vorlage linienweise, während diese an der Faseroptik vorbeiläuft, und ein Abbild der aufeinanderfolgenden Linien bildet sich auf dem Aufnahmeblatt aus, während dieses ebenfalls an der Faseroptik vorbeiläuft. Bei diesem optischen Element handelt es sich um eine im wesentlichen gradlinige Gruppenanordnung aus zueinander parallelen kohärenten optischen Fasern, einem transparenten Lichtsammelelement sowie einer Halterung, die allesamt zu einer Einheit

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miteinander fest verbunden sind. Das Lichtsammelelement weist eine erste, wünschenswerterweise halbzylindrische Fläche auf, die über dessen Längs verläuft, das auf sie gerichtete Licht sammelt und, wie bereits erwähnt, mit der Faseranordnung optisch gekoppelt und fest verbunden ist, so daß die Oberseite des Elements koplanar mit einem ersten Ende der Fasern abschließt. Die optische Kopplung ermöglicht also, das im Element gesammelte Element durch dieses hindurch in c:Le Fasern der Anordnung hinein zu übertragen, um ein schmales Band am ersten Ende der Fasern auszuleuchten.

Vorzugsweise weist das Lichtsammelelement zwei langgestreckte Teile auf, die jeweils optisch mit der Faseranordnung gekoppelt auf beiden Seiten mit dieser verbunden sind. Jeder der Teile hat eine erste Fläche, die auf diese gerichtetes Licht so sammelt, daß das in beide Teile gerichtete Licht schließlich das schmale Band am ersten Ende der Fasern beleuchtet. Die Halterung ist dabei ein langgestrecktes Element, in dem die Faseranordnung und das Lichtsammelelement zu einer einheitlichen Struktur festgelegt sind. Weiterhin v/eist dio Halterung ein Unterteil auf, an dessen unterer Fläche das andere Snde der Faseranordnung endet.

In einer weiteren Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung ein solches einheitliches optijenes Element in einer integrierten optischen Anordnung mit weiterhin mindestens einer rohrförmigen Lampe und ein die Lampe umschließendes langge-

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strecktes Gehäuseelement auf, das zur Halterung des optischen Elements passend das Gehäuseelement und die Lampe stützt und ; die Anordnung inder Kopiermaschine lagert. In dieser Ausfüh- | rungsform liegt die rohrförmige Lampe parallel zu der angren- | zenden ersten Fläche des Lichtsammeielements derart, daß das aus der Lampe austretende Licht gleichmäßig auf die Fläche und von dort in die Faseranordnung gerichtet wird.

Analog lassen sich andere Arten von Lichtquellen einsetzen, i die in der Lage sind, eine glefchmäßiqe Beleuchtung quer über das Lichtsammelelement zu erzeugen - bspw. eine rohrförmige Lampe mit einem segmentierten Glühfaden, eine Reihe einzelner Glühfadenlampen oder eine einzelne Lampe mit einer Reflektoranordnung, die das Licht gleichmäßig verteilt.

Das langgestreckte Gehäuseelement hat eine seiner Länge entlang verlaufende Vertiefung mit im wesentlichen ü-förmigem Querschnitt, die die Lampe teilweise umschließt. Die Mittel, mit denen die Anpassung an die Halterung des optischen Elements hergestellt werden, führen dazu, daß das optische EIe- i | ment entlang der Öffnung im Gehäuseelement verläuft, so daß ^! * es die Lampe abschließt; deren Licht fällt also nur auf die erste Fläche des Sammelelements und ist gegen andere Flächen abgeschirmt, so daß eine unerwünschte Belichtung des Aufnahmeblatts verhindert ist. Das Gehauseelement ist weiterhin mit einer Ober- und einer Unterfläche versehen, die die gleiche

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Ausdehnung wie die Oberseite des Sammelelements und die Unterseite der Halterung aufweisen, wenn das optische Element angesetzt ist, so daß ebene Flächen entstehen, über die die Vorlage und das Aufnahmeblatt geführt werden können.

Die integrierte Anordnung nach der vorliegenden Erfindung ergibt

also ein vollständiges einheitliches kassettenartiges Modul

mit einerkombinierten Abbildungs- und Beleuchtungsquelle, die sowohl sehr gedrängt und sehr kosteneffektiv aufgebaut ist, ; dennoch aber einen Hochleistungsbetrieb erlaubt. Diese Anord-

; nung wird wünschenswerterweise eingesetzt, wenn eine Vorlage auf der Oberseite der Anordnung dieses berührend entlang bej wegt wird, während präzise synchron mit ihr eine lichtempfind-■ liehe Aufnahmefläche in der entgegengesetzten Richtung über die Unterseite der Anordnung bewegt werden kann. Die Anordnung

ist besonders vorteilhaft dahingehend, daß sie sich überall auf der Erde herstellen und mit Leichtigkeit versehden und wie eine Kassette bzw. in sich abgeschlossene Baueinheit in j eine für sie eingerichtete Kopiermaschine einsetzen läßt, ohne daß dabei kostspielige, arbeitsintensive Ausricht-, Einstell—, j Zusammenbau-, Ausgleichs-, Anpaß-, Prüf- und andere Arbeiten an Lichtquellen, Linsen, Spiegeln und den Papier- und dergl. | Transportvorrichtungen anfallen, die bei Kopiermaschinen mit \ herkömmlichen optischen Systemen üblicherweise anfallen. Die jj Einfachheit der vorliegenden Erfindung eliminiert weiterhin \ die Notwendigkeit, beim Zusammenbau der Kopiermaschine speziell |

i ausgebildetes Personal einsetzen zu müssen. j

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Der schmale Belichtungsschlitz erlaubt weiterhin, die Anordnung in Kopiermaschinen mit Bildvergrößerung und/oder -verkleinerung einzusetzen. Bewegt man die Vorlage und die Aufnahmefläche mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, erhält man eine Verkleinerung oder Vergrößerung des Bildes in der Laufrichtung. In vielenAnwendungsfallen - bspw. beim Kopieren von Schriftbildern, in denen ein wesentlicher Teil der Vorlage aus im wesentlichen vertikalen Spalten besteht, kann eine solche eindimensionale Größenänderung bereits ausreichen. Ist eine zweidimensional« Formatänderung erforderlich, kopiert man das größenveränderte Bild ein weiteres Mal, aber um 9o° verdreht, so daß man die gewünschte Vergrößerung oder Verkleinerung auch in der anderen Richtung erhält. Entsprechend kann man das Bild>teilweise drehen, um eine Schrägkopie oder dergl. zu erhalten.

Die Fig. 1 ist eine Explosionsdarstellung einer integrierten optischen A_nordnung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung der Anordnung der Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform des optischen Elements in der Anordnung der Fig. 1 und 2;

Fig. 4 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsfrom des optischen Elements in der Anordnung der Fig. 1 und 2; und

Fig* 5 ist ein Schnitt durch eine Kopiermaschine, in der die Anordnung der Fig. 1 und 2 eingesetzt ist.

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Wie in der Fig. 1 und dem Schnitt der Fig. 2 gezeigt, weist in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die optische Anordnung Io ein einheitliches optisches Element 12, einen vorderen Gehäuseteil 14, einen hinteren Gehäuseteil 16, zwei Leuchtstoffröhren 18, 2o sowie zwei Lampenhalter 22 auf. Zusätzlich sind, wie erforderlich, die Fassungen 24 zum Herstellen der elektrischen Anschlüsse an die Lampen 18, 2o sowie die Fassungshalter 26 vorgesehen.

Die Anordnung ist wünschenswerterweise so bemessen, daß man eine Vorlage bzw. Kopiermaterial in herkömmlicher Größe oben und unten an der Anordnung vorbeiführen kann. Entsprechend ist das optische Element 12 wünschenswerterweise 23o mm lang, so daß eine Vorlage bzw. Kopiermaterial in einer Breite von 216 mm beleuchtet bzw. belichtet v/erden können; die Höhe beträgt 26 mm, während der Belichtungsschlitz o,15 mm breit ist. Das vordere und das hintere Gehäuse 14, 16 sowie die Leuchtstoffröhren 18, 2o in den Gehäuseteilen 14, 16 sind entsprechend bemessen, so daß man eine gleichmäßige Ausleuchtung einer auf der Ooerseite des optischen Elements entlang geführten Vorlage erhält. Die Lampen sind daher etwa 33o mm lang und haben einen Durchmesser von etwa 14,7 mm.Besonders wünschenswerte Lampen haben einen 45°-Öffnungsschlitz. Die Lampen sind im Innenraum der Gehäuseteile so angeordnet, daß das durch den Schlitz austretende Licht auf das optische Element 12 gerichtet ist.

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Eine besonders geeignete Lampe hat eine Nennleistung von |

11 W und ist mit einem Blauleuchtsizoff ausgeführt, dessen |-

Strahlungsmaximum bei 492 mm liegt. Der vordere und der |

hintere Gehäuseteil 14, 16 sind entsprechend in einer ?!

Länge von etwa 280 mm ausgeführt und weisen zwischen >

ihrem Ober- und Unterteil jeweils eine etwa 20 mm breite ; Öffnung auf, um die Lampen aufnehmen zu können,

Die Ausgestaltung der in der Fig. 1 gezeigten Teile sowie \

die Art und Weise der gegenseitigen Anordnung ist ausführ- <

1icher aus der Schnittdarstellung der Fig. 2 zu ersehen. Wie
dort ersichtlich, sind die Gehäuseteile 14, 16 im Querschnitt \

im wesentlichen U-förmig ausgeführt und beiderseits des optischen Elements 12 so angeordnet, daß das Element quer über
die Öffnung des Gehäuseteils verläuft und den jeweiligen Innenraum abschließt, in dem die zugehörige Lampe 18, 20 zentriert liegt. Weiterhin sind die Gehäuseteile 14, 16 jeweils ,

zweckmäßigerweise mit Öffnungen 28 versehen, durch die ein ?

Kühlmittel wie Druckluft eingeführt werden kann, um die entstehende Wärme abzuführen. Die 45°-Schlitze 36, 38 der beiden
Lampen sind dem optischen Element 12 zugewandt. Der vordere :

Gehäuseteil 14 ist mit einer Ausnehmung 33 versehen, in die
ein Halteelement 34 eingesetzt werden kann; auf diese Weise i

entsteht ein Hohlraum, in dem die Verdrahtung zu den Lampen
18, 20 geführt werden kann. f:

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Die Gehäuseteile 14, 16 sind zweckmäßigerweise als Aluminiumprofile ausgeführt und weisen flache Rückseiten auf, um unerwünschte Reflexionen gering zu halten. Weiterhin verbessert diese Aluminiumkonstruktion die Wärmeabfuhr, da das Gehäuse als Wärmesenke für die in den Lampen entstehende Wärme wirkt. Analog kann man die Gehäuseteile 14, 16 aus einem schlagfe— sten Kunststoff oder dergl. ausführen und die Innenflächen so ausführen, daß unerwünschte Reflexionen auf ihnen verhindert sind.

Wenn die Lampen 18, 2o sich zentriert in den beiden Gehäuse— teilen befinden, sind die 45°-Schlitze 36, 38 jeder Lampe auf den Oberteil des optischen Elements 12 gerichtet. Die Gehäuseteile 14, 16 sind weiterhin jeweils mit den Vorsprüngen 4o, 42 versehen, die in entsprechende Vertiefungen im optischen Element 12 eingreifen, um die Anordnung zu vervollständigen.

Wie die Fig. 2 zeigt, v/eist das optische Element 12 eine Anordnung aus optischen Fasern 44, die von der Ober- zur Unterseite des Elements verlaufen, ein transparentes Lichtsammelelement 45 mit zwei im wesentlichen identischen halbzylindrischen Lichtsammlen,46, 47 mit jeweils einer ersten Fläche 48, die das Licht von den Lampen 18, 2o aufnimmt, sowie einem Halterungselement 49 aus zwei langgestreckten Elementen 5o, auf, an deren Unterseite die Faseranordnung endet. Diese

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Teile sind allesamt bspw. mit einem Kleber 54 zu einem einheitlichen optischen Element verklebt, in dem die optische
Faseranordnung 44 fest eingeschlossen ist, wobei die Fasern an den Lichtsammlern 46, 47 anliegen und rechtwinklig zu deren Längsausdehnung verlaufen; im Rest des optischen Elements sind die Fasern von den beiden Elementen 5o, 52 fest abgestützt.

Die Lichtsammler 46, 47 sind vorzugsweise Glasstäbe mit einem Durchmesser von 8 mm und einem Brechungsindex zwischen 1,56 und 1,62, der so gut wie möglich dem Brechungsindex des eingesetzten Faserkerns entspricht. Die Stäbe sind parallel zu ihrer Achse abgeschnitten, so daß sie im Querschnitt jeweüs etwas mehr als einen Halbzvlinder darstellen. Jeder Sammler 46, ist an der Oberseite zu einer 6,3 mm breiten Aufiaoeflache
abgeschliffen und poliert, die bündig mit der Oberkante der Faseranordnung 44 abschließt. Typischerweise wird man die
Teile 46, 47 des Lichtsamme1elements 45 und die Faseranordnung 44 mit Überlänge der Fasern über die Oberseite der Sammler 46, 47 hinaus zusammenfügen und dann diese Elemente gemeinsam abschleifen und polieran, so daß die Auflagefläche
entsteht.

Vorzugsweise wird man die polierte Auflagefläche weiterhin mit einer widerstandsfähigen, abriebfesten und optisch transparenten Deckschicht 54 versehen, die die optischen Fasern innig berührt und im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie

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diese aufweist. Eine solche Schicht reduziert die Reflexionen an Kratzern und dergl., auf den Faserenden und füllt auch die Hohlräume zwischen den nebeneinanderliegenden Faserenden auf, so daß sich dort keine Schmutzteilchen festsetzen und Streulicht verursachen können. Schließlich unterstützt diese Schicht auch die Endbearbeitung der Faserenden und der Auflagefläche des Sammlers, da die Endpolitur, die ansonsten zum Abschleifen kleiner Oberfläcnenkratzter erforderlich sein kann, nunmehr entfällt. Eine besonders erwünschte Deckschicht läßt sich aus einem ambifunktionellen Silan wie epoxyfunktionellen Silan oder acrylooxy- oder methacryloxy-funktionellen Silan herstellen, wie in den US-PS'n 3 955 035, 4 026 826, 4 049 861 und 4 0 73 967 offenbart. In einem bevorzugten Beispiel wurde eine Schicht aus einem epoxy-terminierten Silan auf Lösungsmittelbasis zusammen mit einem Säurekatalysator, deren Brechungsindex auf den der Glasfasern abgestimmt wurde, in einer Dicke von etwa 4 m aufgetragen und dann bei 50 C in einem Ofen ausgehärtet.

Die Hälften 50, 52 des Halterungselements 4. sind vorzugsweise Kunststoffprofile oder -formteile aus bspw. zu 20% glasgefülltem Polycarbonat oder glasgefülltem Phenolharz, die man mit einem Kleber 53 zusammenfügt, der auf Verträglichkeit mit den optischen Fasern und den Glasstäben d^r lichtreflektierenden Elemente 46, 48 gewählt ist. Vorzugsweise verwendet

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man bspw, Epoxykleber. Nach dem fertigen Zusammensetzen des
Elements schleift und poliert man die Unterseite der Faser- j anordnung 44 und die der Halterungselemente 5o, 52 Vorzugs- j

weise gleichzeitig, um die untere Auflagefläche zu erzeugen; j falls erwünscht, kann man dann die Deckschicht 54 auftragen. \

Das optische Element 12 ist zwischen den Gehäuseteilen 14, ; 16 so angeordnet, daß das Licht aus den Lampen 18, 2o, das ·, sich in den halbzylindrischen Flächen 48 der Sammler 46, 47
fängt, in die Fasern und aus deren oberer Stirnfläche sowie
auch durch die Oberseite der Elemente 46, 47 austritt und I die Vorlage ausleuchtet, die quer über diese Fläche geführt

ι werden kann. Die Oberseiten der Elemente 46,, 47 schließen

vorzugsweise bündig mit der Oberseite der beiden Gehäusetei— ■ Ie 14, 16 ab, so daß eine Auflage für die Vorlage entsteht. f Die so erhaltene Licht-Bildinformation wird durch die Fa- \ \ seranordnung 44 hindurch zur Unterseite des Halterungselements 49 geführt, wo sie ein Aufnahmeblatt belichtet, das
über die im wesentlichen koplanaren Flächen des Unterteils
der Halterung und der Gehäuseteile geführt werden kann.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Beispiele für Anordnungen aus optischen Fasern. In der in der Fig. 3 gezeigten Anordnung
besteht die Gruppe 55 aus zwei versetzten Reihen optischer
Fasern 56, die von einem geeigneten Bandmedium umgeben sind.
Diese Fasern können bspw. einen durchschnittlichen Durch-

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Anordnung eine im wesentlichen gradlinige Anordnung von etwa 0,15 mm Breite erhält. Diese Fasern bestehen typischerweise aus Glas mit einem Kern mit einem Brechungsindex von 1,62 und einer Außenschicht mit einem Brechungsindex von 1,48. Diese Fasern sind durch eine numerische Apertur von typischerweise 0,66 gekennzeichnet. Eine entsprechende Anordnung erhält man mit Fasern, deren Durchmesser zwischen 13 ,um und 80 ,um liegt und deren Brechungsindizes einer numerischen Apertur von mindestens 0,35 entsprechen. In der in Fig. 4 gezeigten alternativen Ausführungsform weist die Anordnung 57 eine Vielzahl von Unteranordnungen 58 auf, die jeweils eine Anzahl Fasern mit wesentlich geringerem Durchmesser als denen der Fig. 3 enthalten bspw. 22 ,um. Diese Unteranordnungen überlappen einander, wie dargestellt, so daß man im wesentlichen streifenfrei Abbildungen erhält.

Die Fig. 5 zeigt an einem bevorzugten Beispiel, wie sich die in den Fig. 1 und 2 gezeigten optischen Anordnungen in einer elektrographisdien Photokopiermaschine verwenden lassen. In einer typischen Ausführungsform weist die Kopiermaschine ein Gehäuse 62 auf, in dem sich eine Lagerung 63 für eine

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Rolle 64 Kopierpapier befindet. Dabei handelt es sich typischerweise um eine Bahn handelsüblichen lichtempfindlichen Papiers. In der dargestellten Ausführungsform wird die Vorderkante der Vorratsbahn 64 über ein Führungselement 66 und zwischen zwei ersten Zufuhrwalzen 68, 70 hindurch, dann zu einer Schneidvorrichtung 72 und von dort zu den Ladewalzen 74, 76 geführt. Dann laufen die Blätter durch eine Belichtungsstation mit einer Belichtungswalze 78, die die Bögen auf die Unterseite des optischen Elements 12 in der optischen Anordnung 10 drückt, wie es in den.Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Die so belichteten Bögen laufen durch die zweite Gruppe Transportwalzen 80, 82, an einer Entwicklungswalze 84 vorbei, an der Tonerpulver auf die selektiv geladenen Flächenteile aufgetragen wird, und schließlich an den Druckschmelzwalzen 86 und 88 vorbei, so daß man in der Ausgabestation 90 die fertige Kopie erhält.

Gleichzeitig mit dem Vorbeilaufen eines Kopierblattes von der Rolle 64 über die Unterseite des optischen Elements 12 wird eine Vorlage 92 über die Oberseite des optischen Elements in der Belichtungsstation 94 geführt. Diese Station enthält typischerweise die gleichzeitig angetriebenen Walzen 96, 98, 100 und 102, so daß eine unter die erste Walze

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96 eingeführte Vorlage 92 kontinuierlich über das optische Element 12 geführt wird und an der letzten Walze Io2 wieder austritt. Wie in der Pig. 5 zu ersehen, läßt die integrierte optische Anordnung Io sich sehr leicht in die Kopiermaschine 6o einsetzen - bspw. mit den in Fig. 1 gezeigten Lagerungselementen. Die integrierte Einheit erfordert kein separates Ein- bzw. Ausrichten der Beleuchtungs- oder Bildübertragungselemente und ist ideal dafür geeignet, in eine breite Vielfalt von ähnlichen Photokopiergeräten aufgenommen zu werden.

In alternativen Ausfuhrungsformen können die Antriebsrollen 96, 98, loo und Io2 mit der gleichen oder einer anderen Geschwindigkeit als die Rollen 68, 7o, 74, 76, 78, 8o, 82, 84, 86 und 88 angetrieben v/erden, so daß man eine veränderbare Vergrößerung oder Verkleinerung der Kopie in der Bewegungsrichtung erhält.

Claims

Kopiermaschine mit einem einheitlichen optischen Element, das Licht auf die Vorlage und das von der Vorlage reflektierte Licht auf eine lichtempfindliche Aufnahmefläche leitet, dafe durch gekennzeichnet, daß das Element (a) eine im wesentlichen gradlinige Anordnung aus zueinander parallelen kohärenten optischen Fasern (44), (b) ein transparentes Lichtsammelelement (45; mit einer ersten Fläche (48), die über dessen Länge verläuft und das auf diese gerichtete Licht sammelt, wobei das Element quer zu den Fasern verläuft und jnit diesen optisch gekoppelt und zu einer Einheit fest verbunden ist derart, daß ein erstes Ende der Fasern koplanar mit einer Oberseite des Elements endet, wobei das gesammelte Licht durch das Element und von dort durch die Faseranordnung übertragen wird, um ein schmales Band am ersten Ende der Fasern auszuleuchten, und (c) ein langgestrecktes Halterungselement (49) aufweist, in das die Faseranordnung einheitlich eingeschlossen und mit dem das Sammelelement einheitlich fest verbunden ist, wobei das Halterungselement einen U_nterteil aufweist, an dem das andere Ende der Faseranordnung endet, wodurch das so gerichtete Licht die Vorlage linienweise beleuchtet, während

die Vorlage über das optische Element bewegt wird, und ein Abbild der aufeinanderfolgenden Linien auf der Aufnahmeflä— ehe vom Reflexionslicht ausgebildet wird, das die Faseranordnung auf das über das optische Element geführte Aufnahmeblatt überträgt.
2. Kopiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtsamme"element zwei langgestreckte Teile (46, 47) aufweist, die jeweils optisch mit der Faseranordnung gekoppelt auf gegenüberliegenden Seiten derselben zu einer Einheit mit ihr fest an dieser befestigt sind, wobei die Faseranordnung eine erste Fläche zum Sammeln von Licht aufweist derart, daß in die beiden Teile fallendes Licht durch diese und in die Faseranordnung gerichtet wird, um das schmale Band am ersten Ende der Fasern auszuleuchten.
3. Kopiermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungselement (49) zwei langgestreckte Hälften (5o, 52) aufweist, zwischen die die Faseranordnung einheitlich fest eingefügt und befestigt isu, wobei die beiden Hälften jeweils zusätzlich einheitlich fest mit einem der Teile des Sammelelements verbünden sind.
4. Kopiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element eine optisch transparente Schicht (54) aufweist, die auf dem ersten Ende der Fasern in inniger

optischer Berührung mit diesen liegt und einen Brechungsindex aufweist, der im wesentlichen gleich dem der Fasern
ist, wobei die Schicht Reflexionen aus Kratzern und dergl. j auf den Faserenden reduziert und Hohlräume und dergl. zwi- ί

sehen nebeneinanderliegenden Faserenden ausfüllt, um das
Eindringen von Schmutz und die daran erfolgende Licht- -

streuung zu verhindern.
5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ί die erste Fläche (48) des Lichteammelelements im wesentlichen halbzylindrisch ist.
6. Kopiermaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, |

j. daß das Sammelelement aus einem Paar Glasstäben mit im we- \

sentlichen kreisrundem Querschnitt besteht, der jeweils ; j entlang einer Sehne abgeschnitten ist, die gegenüberlie- j,

I gende Fläche bildet, zwischen denen die Faseranordnung ^; \

festgelegt ist. I
7. Kopiermaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine integrierte optische Anordnung (Io) aus dem einheitlichen optischen Element (12), eine rohrförmige Lampe
(18, 2o), die mindestens über die Länge der Faseranordnung
verläuft und parallel zu der ersten Fläche des Lichtsammeielements in dessen unmittelbarer Nahe so angeordnet ist,
daß das austretende Licht gleichmäßig auf und durch die

erste Fläche und von dort durch die Faseranordnung gerichtet wird, ein langgestrecktes Gehäuseelement (14, 16) mit einer längsverlaufenden Vertiefung mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt, das die Lampe teilweise umschließen kann, eine Einrichtung (4o, 42), die zur Halterung des optischen Elements passend dieses über dem offenen Teil des Gehäuseelements in die Sollage bringt und dadurch die Lampe so ein-ί schließt, daß deren Licht nur auf das Sammelelement fällt ; und gegen andere Flächen abgeschirmt ist, um ein unerwünschtes Belichten der Aufnahmefläche zu verhindern, durch eine

obere und eine untere Fläche, die die gleiche Ausdehnung ι wie die Oberseite des Sammelelements bzw. die Unterseite ! des Halterungselements haben, wenn das optische Element sich

in der Sollage befindet, so daß A_uflageflächen entstehen, : über die die Vorlage und die Aufnahmefläche geführt werden

können, und durch eine Winkelanordnung, die das Gehäuseele— j ment an dessen Enden so lagert, daß das optische Element fest ! zwischen dem offenen Teil des Gehäuseelements festgehalten ■ wird, um das optische Element zentriert in der Vertiefung j des Gehäuseelements und die Anordnung im Photokopiergerät j zu haltern.
8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe ein langgestrecktes Fenster (36, 38) aufweist, das mindestens über die Länge der Faseranordnung verläuft, wobei die Lampe so im Gehäuseelement angeordnet ist, daß ; das Fenster am Lichtsammelelement liegt, so daß die Licht-

kopplung von der Lampe in das Sammelelement optimiert ist.
9. Kopiermaschine nach Anspruch Io, gekennzeichnet durch öffnungen (28) im Gehäuseelement, durch die ein Kühlmittel Strömen kann, um die eingeschlossene Lampe zu kühlen.
10. Kopiermaschine nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (96, 98, loo, Io2), die eine Vorlage (92) durch eine Belichtungsstation (94) führen kann, durch eine Einrichtung (68, 7o, 8o, 82), die ein lichtempfindliches Aufnahmeelement (64) an einem weiteren Teil der Belichtungsetation vorbeiführen kann, und durch Mittel, um die integrierte optische Anordnung in der Belichtungsstation in der Sollage zu lagern, um das Aufnahmeelement sequentiell mit dem reflektierten Licht zu belichten.
11. Kopiermaschine nach Anspruch Io, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die Vorlage und das lichtempfindliche A_ufnahmeelement mit unterschiedlicher Geischwindigkeit führt, so daß das Bild in der Laufrichtung im Verhältnis 1:1, vergrößert oder verkleinert kopiert wird.