DE2013894C2 - Optisches Abbildungssystem für ein Projektionskopiergerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Abbildungssystem für ein Projektionskopiergerät mit fortschreitend streifenförmiger Bildübertragung mit einem Träger für eine Vorlage und einem parallel zu diesem mit Abstand bewegbaren Aufzeichnungsmaterial, zwischen denen eine aus Linsenstreifen und Strahlenumkehrelementen bestehende und parallel zu dem Träger bewegbare Abbildungsoptik angeordnet ist, wodurch eine seitenrichtige Abbildung der Vorlage auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugbar ist.

In der DE-AS 12 03115 ist ein solches optisches Abbildungssystem beschrieben und dargestellt Es weist zwei Linsenstreifen auf, die zu einer Abbildungsoptik zusammengefaßt zwischen einer abzubildenden Vorlage und einem Aufzeichnungsmaterial angeordnet sind. Dabei kann entweder die Vorlage oder das optische Abbildungssystem ortsfest angeordnet sein. Wenn die bekannte Abbildungsoptik eine besonders kompakte Bauweise aufweisen soll, kann für das Aufzeichnungsmaterial nur ein solches Material verwendet werden, von dem im Umdruck seitenrichtige Kopien erhalten werden. Ist kein Umdruck vorgesehen, so muß das Aufzeichnungsmaterial transparent sein.

Wenn seitenrichtige Kopien erwünscht sind, so ist es notwendig, wenn sich das Aufzeichnungsmaterial und die Abbildungsoptik relativ zu der Vorlage bewegen sollen, eine ungerade Anzahl von Spiegeln vorzusehen, wodurch eine Abbildung der Vorlage auf dem Aufzeichnungsmaterial erhalten wird, die eine seitenrichtige Kopie liefert. Wegen der erforderlichen Spiegel wird das gesamte Abbildungssystem umfangreicher, so daß keine wirklich kompakte Bauweise erzielt werden kann. Es ergeben sich somit bei der Konstruktion von kleinen Kopiergeräten für nicht durchstrahlbare Vorlagen, mit denen seitenrichtige Kopien erhalten werden sollen, Schwierigkeiten. Außerdem müssen solche Spiegel genau justiert werden, was im Allgemeinen mit einem größeren Arbeitsaufwand verbunden ist

In der DE-AS 12 36 320 ist ein Projektionskopiergerät mit fortschreitend streifenförmiger Bildübertragung beschrieben und dargestellt Die dabei verwandte Abbildungsoptik umfaßt einen bewegbaren Abtastspiegel zum Abtasten der auf einer Glasplatte angeordneten Vorlage, ein festes Prisma, ein Objektiv und zwei Planspiegel, um eine Projektion in eine Mantellinie einer

ίο hohlen Bildwalze durchzuführen. Diese bekannte Ablichtungsoptik beansprucht relativ viel Raum für die Bewegung des Abtastspiegels und weist eine komplizierte Konstruktion wegen der verschiedenen weiteren optischen Elemente auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Abbildungssystem der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine räumlich kleinere und einfachere Bauweise erhalten werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein einziges Strahlenumkehrelement vorgesehen ist, das als ein zwischen den Linsenstreifen und dem Träger oder dem Aufzeichnungsmaterial angeordnetes Prisma ausgebildet ist.

Das erfindungsgemäße, optische Abbildungssystem benötigt nur ein einziges Strahlenumkehrelement welches als Prisma ausgebildet in dem direkten Strahlengang der Projektionsstrahlen angeordnet wird. Dadurch ist eine besonders kompakte Bauweise des optischen Abbildungssystems möglich. Durch die Verwendung eines Prismas ergibt sich gegenüber dem aus der DE-AS 12 03 115 bekannten optischen Abbildungssystem der Vorteil, daß das Aufzeichnungsmaterial und die Vorlage parallel zueinander bewegt werden können. Wird bei diesem bekannten optischen Abbildungssystem nur ein einziges Strahlenumkehrelement verwandt, so muß die Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials senkrecht zu der des optischen Abbildungssystems erfolgen, um eine richtig orientierte Kopie der Vorlage zu erhalten. Bei dem aus der DE-AS 12 36 320 bekannten optischen Abbildungssystem ist es möglich, eine solche Anordnung zu treffen, das die Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials und die des bewegten Abtastspiegels nicht senkrecht zueinander erfolgt, wie es auch bei dem erfindungsgemäßen optischen Abbildungssystem der Fall ist Bei diesem bekannten optischen Abbildungssystem wird ebenso wie beim Ggenstand der Erfindung nur ein Prisma eingesetzt. Jedoch unterscheidet sich der Aufbau des bekannten optischen Abbildungssystems von demjenigen des erfindungsgemäßen Abbildungssystems ganz erheblich, da ortsfeste optische Elemente wie ein Prisma, ein Objektiv und zwei Glasspiegel vorgesehen sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Projektionskopiergerätes, bei dem das erfindungsgemäße Abbildungssystem eingesetzt ist,

Fig.2 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Abbildungssystems nach der Erfindung und

F i g. 3 eine andere Ausführungsform eines erfini, ,ngsgemäßen Abbildungssystems.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand des in Fig. 1 gezeigten elektrofotografischen Projektionskopierge-

rates näher erläutert, bei dem dieser eingesetzt ist.

In dem Projektionskopiergerät ist ein bandförmiges Aufzeichnungsmaterial 10 vorgesehen, welches von einer Vorratsrolle 12 längs eines ebenen Bereiches zu einer Aufnahmerolle 14 geführt ist, die von einem Motor 64 angetrieben wird. Das die Vorratsrol'f 12 verlassende Aufzeichnungsmaterial wird in einer Aufladestation A aufgeladen und in einer Belichtungsstation B belichtet, die sich über den ebenen Bereich erstreckt. Das in der Belichtungsstation erzeugte Ladungsbild wird in einer Entwicklungsstation C mit einem Toner entwickelt, woraufhin anschließend das Tonerbild in einer Fixierstation D auf dem Aufzeichnungsmaterial eingeschmolzen wird.

Das Aufzeichnungsmaterial ist im vorliegenden Fall bandförmig ausgebildet und weist eine Schicht eines lichtempfindlichen, fotoleitenden Materials auf einer wenig leitenden Unterlage, z. B. Papier, auf. Selbstverständlich kann als Aufzeichnungsmaterial JeC¹SS beliebige lichtempfindliche Material, z. B. auch ein fotografischer Film verwendet werden.

Bevor das erfindungsgemäßs Abbildungssystem bewegt wird, muß zuerst die zu kopierende Vorlage auf einem Träger 16 angeordnet werden. Der Träger ist als ebene Fläche ausgebildet, da auch das Aufzeichnungsmaterial 10 im Abbildungsbereich 18 eine flache, ebene Fläche bildet Zwischen dem Träger 16 und dem Aufzeichnungsmaterial 10 ist eine Abbildungsoptik 20 vorgesehen.

Die Abbildungsoptik weist mehrere Linsenstreifen 22, 24 und 26 auf, auf denen Linsenteile 28 aufgeformt sind. Der Linsenstreifen 22 kann zwei Brennweiten entfernt von der zu kopierenden Vorlage und dem Zwischenbildlinsenstreifen 24 angeordnet sein. Die Linsenteile dieses Linsenstreifens 22 projizieren Lichtbilder der Vorlage und kehren die einzelnen abgetasteten Bildsegmente der Vorlage um. Der Linsenstreifen 26 kann zwei Brennweiten von dem Zwischenbildlinsenstreifen und etwas mehr als zwei Brennweiten von der Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsmaterials 10 entfernt sein und kehrt seinerseits die von dem Zwischenbildlinsenstreifen 24 gebildeten Bilder um, so daß schließlich aufrechte, seitenvertauschte Bilder der abgetasteten Segmente der Vorlage auf die Aufzeichnungsfläche projiziert werden.

Werden die vom Linsenstreifen 26 kommenden Lichtstrahlen zur unmittelbaren Abbildung auf der Aufzeichnungsfläche verwandt, so entsteht eine aufrechte, seitenvertauschte Abbildung der zu kopierenden Vorlage. Da jedoch das auf der Aufzeichnungsfläche erzeugte Ladungsbild direkt entwickelt und fixiert werden soll, muß das Bild vor einer Entladung der Aufzeichnungsfläche optisch umgekehrt werden. Dieses wird durch ein Dachprisma 30 erreicht, das zwischen der Aufzeichnungsfläche 10 und dem Linsenstreifen 26 angeordnet ist. Das gleiche Ergebnis kann auch durch Anordnung des Prismas z. B. zwischen dem Linsenstreifen 22 und der Vorlage erzielt werden. Das Drehprisma, das sich über die Länge der Linsenstreifen und damit über die Breite der Aufzeichnungsfläche erstreckt, kehrt μ das projizierte Bild um, so daß die Ladung auf der Aufzeichnungsfläche in einer aufrechten, seitenrichtigen Wiedergabe der Vorlage entladen wird.

Die in Fig.2 gezeigte Ansicht des Prismas stellt die von der Eintrittsfläche 34 gebrochenen Lichtstrahlen dar, die dann erneut an der Austrittsfläche 36 des Prismas gebrochen werden, wcdurch die Lichtstrahlen, die vom Linsenstreifen 26 ausgehen, umgekehrt werden.

Die Verwendung eines Dachprismas ermöglicht einen ziemlich geraden und direkten Strahlengang von der Vorlage zur Aufzeichnungsfläche. Die Verwendung des Prismas, das in einer einzigen Einheit brechende und reflektierende Flächen verbindet, erlaubt die genaue Umkehrung von Lichtbildern, ohne daß eine Justierung der verschiedenen brechenden und reflektierenden Flächen zueinander erforderlich ist

Die so auf die Aufzeichnungsfläche auffallenden Lichtstrahlen bauen daher die ursprüngliche Ladung der Aufzeichnungsfläche entsprechend der zu kopierenden Vorlage ab. Eine Lochblende 40 und eine Gesichtsfeldblende 42 begrenzen die Lichtmenge des von der Vorlage auf die Aufzeichnungsfläche projizierten Lichtes, wodurch eine gleichmäßige Lichtstärkenverteilung über der Aufzeichnungsfläche sichergestellt wird. Es ist zu erkennen, daß alle optischen Bauteile zu einer kompakten Abbildungsoptik zusammengefaßt sind, die sich zu jedem Zeitpunkt während der Abbildung im Abbildungsbereich befinden.

Die verschiedenen optischen Bauelemente, einschließlich der Linsenstrsifen, der Blenden und des Prismas, werden durch Seitenplatten 44 gehalten, die sich wie die Linsenstreifen und das Prisma über die gesamte Länge des zu kopierenden Schriftstückes und über die Breite des Aufzeichnungsmaterials erstrecken, wodurch sichergestellt ist, daß die gesamte Länge des Schriftstückes auf der Aufzeichnungsfläche abgebildet und aufgezeichnet werden kann. Stirnplatten 48 tragen die Seitenplatten und optischen Elemente in ihrer richtigen Zuordnung zueinander, so daß ein gegen Licht abgeschirmter Tunnel im Bereich vom Träger bis zur Aufzeichnungsfläche gebildet wird. Lampen 50 und Reflektoren 51 werden in der Nähe der Vorlage zu deren Beleuchtung von den Stirnplatten 48 gehalten.

Die Stirnplatten 48 sind mit Hilfe eines Gewindeblocks 58 zu ihrer Bewegung auf einer Führungsspindel 54 gehalten, so daß sich die Abbildungsoptik parallel zur festliegenden Vorlage und der sich bewegenden Aufzeichnungsfläche hin- und herbewegt. Die entgegengesetzte Stirnplatte trägt einen weiteren Lagerblock, der auf einer gegenüber der Führungsspindel 54 parallelen Stange geführt ist. Auf diese Weise wird die Entfernung zwischen der ersten Linsenleiste 22 und der Vorlage während der Bewegung der Abbildungsoptik konstant gehalten. Die Anordnung stellt außerdem sicher, daß auch der Abstand zwischen dem Prisma 30 und der Aufzeichnungsfläche während der Betriebsweise in ähnlicher Weise konstant gehalten wird.

Der Träger für die Vorlage und die Aufzeichnungsfläche können auch in Form konzentrischer Kurven angeordnet sein, wobei dann die Abbildungsoptik 20 in einer zu ihnen ebenfalls konzentrischen Bahn bewegt wird.

Durch einen Motor 62 wird die Abbildungsoptik über die Führungsspindel 54 angetrieben. Die Drehung der Spindel bewirkt eine Längsverschiebung des mit der Stirnplatte 48 verbundenen Gewindeblocks 58, wodurch die Abbildungsoptik 20 das zu kopierende Schriftstück abtastet. Möglichst ist dabei ein Motor zu verwenden, der die Abbildungsoptik 20 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit während der Abtastung bewegt und sie dann mit grober Geschwindigkeit in ihre Startstellung zurückführt.

Beim Betrieb des elektrofotografischen Projektionskopiergerätes wird das bandförmige Aufzeichnungsmaterial in Richtung des in Fig. 1 dargestellten Pfeiles bewegt, wobei es durch die Aufladungsstation A

hindurch in die Belichtungsstation B gelangt. Die vorlaufende Kante des aufgeladenen Aufzeichnungsmaterials gelangt an die Eintrittsbegrenzung 68 des Abbildungsbereiches 18 unter der Abbildungsoptik 20. Zu diesem Zeitpunkt wird der Motor 62 eingeschaltet und bewegt die Abbildungsoptik in Bewegungsrichtung des bandförmigen Aufzeichnungsmaterials. Dadurch wird in fortschreitend streifenförmiger Weise die zu kopierende Vorlage abgetastet und auf dem Aufzeichnungsmaterial abgebildet. Die Abbildungsoptik 20 bewegt sich mit der halben Geschwindigkeit des Aufzeichnungsmaterials, wodurch die Vorlage genauso abgebildet wird, als wenn die Abbildungsoptik 20 still stünde und sich der Träger für die Vorlage und das Aufzeichnungsmaterial mit gleicher, aber entgegengesetzt gerichteter Geschwindigkeit bewegten.

Nach der Bewegung der Abbildungsoptik durch den Abbildungsbereich 18 erreicht sie dessen Austrittsbewegung 70. Durch den Motor 64 wird dann die Abbildungsoptik in ihre Ausgangsstellung schnell zurückgeführt, so daß ein neuer Abtastvorgang vorgenommen werden kann. Selbstverständlich könnte statt eines bandförmigen Aufzeichnungsmaterials auch ein blattförmiges verwendet werden, welches von einer geeigneten Fördervorrichtung zugeführt wird.

In F i g. 3 ist eine der in F i g. 2 gezeigten Abbildungsoptik ähnliche Optik dargestellt, bei der jedoch anstelle des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Dachprismas ein k-förmiges Prisma benutzt wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Funktionsweise des elektrofotografischen Projektionskopiergerätes die gleiche, da auch die Funktionsweise der Abbildungsoptik annähernd gleich ist. Das k-förmige Prisma 74 weist eine Eintrittsfläche 76 für die Lichtstrahlen vom Linsenstreifen 26 auf, an der eine Brechung der nichtaxialen Strahlen auftritt. Die Lichtstrahlen werden dann von den Flächen 78, 80 und 82 reflektiert, wonach die nichtaxialen Strahlen abermals gebrochen werden, wenn sie durch die Austrittsfläche 84 des Prismas hindurchtreten. Auch hier

ίο bewirkt das gesamte Prisma eine Umkehrung der projizierten Lichtstrahlen, so daß auf der Aufzeichnungsfläche ein entwickelbares und fixierbares, aufrechtes und seitenrichtiges Bild des zu kopierenden Schriftstückes entsteht.

Die Brechungseigenschaft der Prismen 30 und 74 bewirkt, daß die Lichtstrahlen zwischen dem Schriftstück und dem Linsenstreifen 22 sowie dem Linsenstreifen 26 und der Aufzeichnungsfläche 10 einen unsymmetrischen Weg zurücklegen. Da der Linsenstreifen bei Fehlen eines Prismas oder eines strahlenbrechenden optischen Elementes mit gleichen Abständen zur Vorlage und der Aufzeichnungsfläche angeordnet wäre, erfordert die Anwesenheit des Prismas einen anderen Abstand zwischen dem Linsenstreifen und der durch das Prisma abgetrennten Ebene. Dies rührt daher, daß die vom Prisma umgelenkten Lichtstrahlen sich in einem anderen Medium ausbreiten. Diese unsymmetrische Anordnung kann zur Erreichung einer größeren Freizügigkeit bei der Anordnung der optischen Elemente in Abbildungsoptiken ausgenutzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Optisches Abbildungssystem für ein Projektionskopiergerät mit fortschreitend streifenförmiger Bildübertragung mit einem Träger für eine Vorlage und einem parallel zu diesem mit Abstand bewegbaren Aufzeichnungsmaterial, zwischen denen eine aus Linsenstreifen und Strahlenumkehrelementen bestehende und parallel zu dem Träger bewegbare Abbildungsoptik angeordnet ist, wodurch eine seitenrichtige Abbildung der Vorlage auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Strahlenumkehrelement (30, 74) vorgesehen ist, das als ein zwischen den Linsenstreifen (22—26) und dem Träger (16) oder dem Aufzeichnungsmaterial (lO).angeordnetes Prisma (30,74) ausgebildet ist

2. Abbildungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma (30, 74) ein Dachprisma (30) ist.

3. Abbildungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma (30, 74) ein k-förmiges Prisma (74) ist.

4. Abbildungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenumkehrelement (30,74) mindestens zwei Licht brechende (32,36) und mindestens eine reflektierende Fläche (34) aufweist