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Die vorliegende Erfindung betrifft Leiter- bzw. Kabelführungsvorrichtungen
zum Zuführen von Strom oder Signalen, beispielsweise an die optische Anordnung
von Bilderzeugungsgeraten wie Analogkopiergeräten, Digitalkopiergeräten und
Faxsystemen, oder an den Druckkopf von seriellen Druckern.
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Bisher waren Bilderzeugungsgeräte wie Analogkopiergeräte verfügbar, bei denen
eine optische Anordnung bewegt wird, um ein zur Belichtung auf der
Dokumententrageplatte angeordnetes Dokument zu beleuchten und abzutasten.
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Fig. 6 zeigt ein optisches System, das eine derartige bewegliche optische
Anordnung einschließt. Das System umfaßt eine Lichtquelle 101 zum Beleuchten
von Dokumenten und Spiegel 103, 104, 105, 106 und eine Linse 107, um das
reflektierte Licht vom Dokument auf ein lichtempfindliches Element 102 zu
richten. Die Lichtquelle 101 wird auf einem nicht dargestellten beweglichen
Rahmen getragen und entlang einer Dokumententrageplatte 108 hin- und herbewegt.
Ein Stromversorgungskabel 109 ist an die Lichtquelle 101 angeschlossen.
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Jedoch ist das Kabel 109 dick, schwer und in geringem Maße flexibel und
belastet den beweglichen Rahmen während der Bewegung der optischen Anordnung
stark und verursacht Vibration der optischen Anordnung.
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Dementsprechend ist anstelle des Kabels 109 eine flexible gedruckte
Leiterplatte eingesetzt worden. Die flexible gedruckte Leiterplatte wird
hergestellt, indem die gewünschte Schaltung auf einen hellen flexiblen
Polyimidfilm gedruckt wird.
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Die flexible gedruckte Leiterplatte ist mit 110 bezeichnet und wird in Fig.
7(A) gezeigt. Die Leiterplatte ist an einem Ende mit einem beweglichen Rahmen
verbunden, der die Lichtquelle 101 tragt, ist in einem mittleren Abschnitt
in etwa in eine U-Form gebogen und ist am anderen Ende davon an einem
unbeweglichen Abschnitt des Gerätekörpers befestigt.
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Wenn die Lichtquelle 101 sich jedoch in der Ruhestellungsposition befindet
(in den Figuren 7(A), (B) und (C) links), befindet sich der gebogene Abschnitt
der Leiterplatte von der Lichtquelle 101 entfernt, sodaß die
Wahrscheinlichkeit besteht, daß der Oberseitenabschnitt der Platte 110 unter
seinem eigenen Gewicht durchhängt, wie in Fig. 7(B) zu sehen. Wenn die
Lichtquelle 101 sich wie durch einen Pfeil angegeben bewegt, wenn die
Leiterplatte 110 sich in einem solchen durchhängenden Zustand befindet, wird
der durchhängende Abschnitt weiter nach unten gebogen, wie in Fig. 7(C)
gezeigt, sodaß das Problem entsteht, daß der bewegliche Rahmen, der die
Lichtquelle 101 trägt, einer unnötigen Belastung ausgesetzt wird, wodurcn
Vibration verursacht wird, die unscharfe Bilder erzeugt, oder möglicherweise
ein Brechen der gedruckten Leiterbahn auf der Platte 110 verursacht wird.
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Die Leiterplatte 110 kann am Durchhängen gehindert werden, indem die Dicke
der Platte erhöht wird, um sie steifer zu machen, oder indem eine
Vinylchloridfolie oder eine ähnliche Verstärkung an der gesamten Oberfläche
der Platte befestigt wird. Dennoch erhöht das das Gewicht der Leiterplatte
110 selbst, sodaß eine größere Belastung auf den beweglichen Rahmen ausgeübt
oder die stetige Bewegung des Rahmens und andererer beweglicher optischer
Elemente wie der Spiegel 104 und 105 behindert wird.
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Diese Probleme treten nicht nur beim oben beschriebenen Analogkopiergerät
auf, sondern auch bei anderen Geräten, bei denen die flexible gedruckte
Leiterplatte als über ein bewegliches Element gebogen oder gefaltet befestigt
ist, wie beispielsweise in der US-A-4596454. Beispielsweise treten ähnliche
Probleme bei den flexiblen gedruckten Leiterplatten auf, die für die optischen
Systeme von Digitalkopiergeräten oder Faxgeräten oder die Druckköpfe von
seriellen Druckern verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer
Verdrahtungs/Leitervorrichtung, mit der die obigen Probleme verringert oder
beseitigt werden.
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Die erfindungsgemäße Leiter- bzw. Kabelführungsvorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, dab sie Leitermittel umfaßt, die ein hin- und herbewegbares
Element mit einem unbeweglichen Element verbinden, das z.B. an einem Rahmen
befestigt ist, der das bewegliche Element trägt, sowie Stützmittel zum Tragen
der Leitermittel, wobei die Leitermittel an einem Ende am beweglichen Element
befestigt sind und am anderen Ende am unbeweglichen Element befestigt sind,
wobei ein gebogener Zwischenabschnitt und ein horizontaler Abschnitt es
ermöglichen, daß sich der Abstand vom genannten einen Ende zum gebogenen
Abschnitt mit der Hin- und Herbewegung des beweglichen Elements verändert,
wobei das Stützmittel sich entlang dem Leitermittel innerhalb dessen Biegung
erstreckt und an einem Endabschnitt am beweglichen Element befestigt ist,
wobei der am unbeweglichen Element befestigte andere Endabschnitt, ein
gebogener Zwischenabschnitt und ein horizontaler Abschnitt es ermöglichen,
daß der Abstand vom genannten einen Endabschnitt zum gebogenen Abschnitt des
Stützmittels sich mit der Hin- und Herbewegung des beweglichen Elements
verändert, wobei der horizontale Abschnitt des Leitermittels vom gebogenen
und/oder dem horizontalen Abschnitt des Stützmittels über zumindest einen
Teil (z.B. zumindest 25%) der Wegstrecke des beweglichen Elements abgestützt
wird.
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Wenn das am beweglichen Element befestigte Ende des Leitermittels sich von
seinem gebogenen Abschnitt entfernt befindet, wird der horizontale Abschnitt
des Leitermittels vom gebogenen Abschnitt des Stützmittels getragen, der seine
Innenseite berührt, und daher am Durchhängen gehindert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine perspektivische Teilansicht eines Analogkopiergerätes, das
eine erfindungsgemäße Leiterführungsvorrichtung aufweist;
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Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die das Analogkopiergerät schematisch zeigt;
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die Figuren 3(A) und (B) sind schematische Vorderansichten, welche die
Beziehung zwischen der beweglichen optischen Anordnung des Kopiergerätes und
einer flexiblen gedruckten Leiterplatte zeigen;
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die Figuren 4(A), (B) und Fig. 5 sind schematische Vorderansichten, die andere
Ausführungsformen der Erfindung zeigen;
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Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, die herkömmliche Verdrahtung für das
optische System eines Bilderzeugungsgeräts zeigt; und
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die Figuren 7(A), (B) und (C) sind schematische Vorderansichten, welche die
Beziehung zwischen einer beweglichen optischen Anordnung und einer
herkömmlichen flexiblen Leiterplatte zeigen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen im Detail beschrieben.
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Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht eines Analogkopiergerätes, das
eine Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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Das Kopiergerät weist an der Oberseite seines Körpers 1 eine
Dokumententrageplatte 11 in der Form einer transparenten Glasplatte und einen
Dokumentenhalter 12 auf. Ein optisches System 2 ist oberhalb einer Abteilung
13 angeordnet, die innerhalb des Gerätekörpers 1 vorgesehen ist. Unterhalb
der Abteilung 13 sind eine Kopieentwicklungsanordnung 3, ein
Papiertransportsystem 4 und eine Heißfixieranordnung 5 vorgesehen. Eine
Papierkassette 16 und eine Papierschale 17 sind jeweils an gegenüberliegenden
Seiten des unteren Abschnitts des Körpers 1 angeordnet.
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Das optische System 2 umfaßt eine Lichtquelle 21, Spiegel 22, 23, 24 und eine
Linseneinheit. Die Linseneinheit ist innerhalb eines Gehäuses 26 angeordnet,
das an der Oberseite der Abteilung 13 befestigt ist, und umfaßt eine Linse
27 und einen Spiegel 28, der zwischen der Linse 27 und der
Kopieentwicklungsanordnung 3 angeordnet ist.
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Ein auf der Dokumententrageplatte 11 befindliches Dokument wird beleuchtet
und abgetastet, indem die Lichtquelle 21 und der Spiegel 22 mit einer
vorherbestimmten Geschwindigkeit in die Richtung von Pfeil A bewegt werden
und die Spiegel 23 und 24 mit der halben Geschwindigkeit der Lichtquelle 21
in die gleiche Richtung bewegt werden. Das vom Dokument reflektierte Licht
wird über die Spiegel 22, 23, 24, die Linse 27 und den Spiegel 28 zur
Kopieentwicklungseinheit 3 gelenkt. In der folgenden Beschreibung werden die
Lichtquelle 21 und die Spiegel 22, 23, 24 gemeinsam als eine "bewegliche
optische Anordnung 20" bezeichnet.
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Die bewegliche optische Anordnung 20, wie in Fig. 2 am linken Ende in
durchgehenden Linien dargestellt, befindet sich in ihrer Ruheposition. In
der in Punkt-Punkt-Strich-Linien auf der rechten Seite dargestellten Position
wird der Beleuchtungs-Abtast-Vorgang für die größte Kopierfläche abgeschlossen.
Die Anordnung 20 ist zwischen diesen beiden Positionen hin- und herbewegt.
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Die Kopiebearbeitungsanordnung 3 umfaßt eine lichtempfindliche Trommel 31,
die in Richtung von Pfeil B beweglich ist, und die um die Trommel angeordneten
Bestandteile, d.h. einen Sensibilisierungslader 32, eine Entwicklungseinheit
33, einen Übertragungslader 34, einen Trennlader 35, einen Reiniger 36 und
eine Löschlampe 37. Das vom Dokument reflektierte Licht wird auf die Oberfläche
der Trommel 31 projiziert, die vom Sensibilisierungslader 32 gleichmäßig
geladen wird, um ein elektrostatisches latentes Bild auf der Oberfläche zu
bilden. Das latente Bild wird durch die Entwicklungseinheit 33 in ein
sichtbares Farblackbild umgewandelt, und das Farblackbild wird durch den
Übertragungslader 34 auf Papier übertragen. Das Papier, welches das übertragene
Bild darauf trägt, wird durch den Trennlader 35 von der Trommel 31 getrennt.
Der nach dem Trennen auf der Trommel 31 verbleibende restliche Farblack wird
vom Reiniger 36 entfernt und gesammelt. Die verbleibende Ladung wird durch
die Löschlampe 37 von der Trommeloberfläche entfernt.
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Das Papiertransportsystem 4 weist eine Zufuhrwalze 41 zum einzelnen Zuführen
von Papierblättern S von der Kassette 16, einen Zufuhrkanal 42, eine
Registerwalze 43 zum Korrigieren der Position des vorderen Endes des Papiers
im Ruhezustand und weiteres Befördern des Papiers in zeitlicher Übereinstimmung
mit dem vorderen Ende des Farblackbildes auf der Walze 31, einen Zufuhrkanal
44 und ein Förderband 45 zum Transportieren des von der Trommel 31 durch den
Trennlader 35 getrennten Papiers auf.
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Die Heißfixieranordnung 5 weist eine Heißfixiereinheit 51 zum Heißfixieren
des auf das vom Band 45 transportierte Papier übertragenen Farblackbildes
auf, sowie eine Auswurfwalze 52 zum Abgeben des Papiers auf die Papierschale
17.
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Auf Fig. 1 bezugnehmend, die eine perspektivische Ansicht ist, welche die
bewegliche optische Anordnung 20 im Detail zeigt, sind die Lichtquelle 21
und der Spiegel 22, aus denen die bewegliche optische Anordnung 20 besteht,
auf einem ersten beweglichen Rahmen 61 montiert. Die verbleibenden zwei Spiegel
23 und 24 sind auf einem zweiten beweglichen Rahmen 62 montiert. Der erste
und der zweite bewegliche Rahmen 61,62 werden von Schiebern 63,64 und
Gleitelementen 65,66 auf einer Gleitstange 67 und einer Gleitschiene 68
getragen, wodurch der erste und der zweite bewegliche Rahmen 61,62 wie parallel
zueinander gehalten in der Abtastrichtung hin- und herbewegt werden. Der erste
bewegliche Rahmen 61 ist durch ein Befestigungselement 69 an einem
Zwischenabschnitt eines Antriebsdrahtes 70 befestigt. Der zweite bewegliche
Rahmen 62 ist durch eine fahrbare Riemenscheibe 71 am Antriebsdraht 70
befestigt. Der Antriebsdraht 70 ist um eine Antriebsriemenscheibe 72, die
an einem (nicht gezeigten) Antriebsmotor montiert ist, eine fixierte
Riemenscheibe 73 am Gerätekörper 1, eine Spannrolle 74 und eine fixierte
Riemenscheibe 75 gezogen. Der Draht 70 ist an seinen gegenüberliegenden Enden
fixiert. Der Antriebsdraht 70 wird an seinem einen Ende über die fahrbare
Riemenscheibe 71, die fixierte Riemenscheibe 73 und die Spannrolle 74 geführt,
um die Antriebsriemenscheibe 72 gewunden, um die fixierte Riemenscheibe 75
und dann wieder um die fahrbare Riemenscheibe 71 gezogen und am anderen Ende
davon in Position befestigt. Demgemäß bewegt sich, wenn die
Antriebsriemenscheibe 72 sich nach links (gegen den Uhrzeigersinn) dreht,
der erste bewegliche Rahmen 61 nach rechts (in die Richtung von Pfeil A hin),
und der zweite bewegliche Rahmen 62 bewegt sich mit der halben Geschwindigkeit
des ersten Rahmens 61 in die gleiche Richtung hin. Umgekehrt bewegen sich,
wenn die Antriebsriemenscheibe 72 sich im Uhrzeigersinn dreht, der erste und
der zweite bewegliche Rahmen nach links und kehren in ihre Ruhestellung zurück.
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Auf die Figuren 1 und 2 bezugnehmend erstreckt sich ein flexible gedruckte
Leiterplatte 8 zum Zuführen von Strom an die Lichtquelle 21 entlang der
Bewegungsrichtung (Pfeil A) des ersten beweglichen Rahmens 61. Ein Ende 81
der Leiterplatte 8 an ihrem oberseitigen Abschnitt ist an einer Seite davon
in die Abtastrichtung hin (rechte Seite von Fig. 2) am ersten Rahmen befestigt,
wobei der Rahmen 61 ein bewegliches Element ist. Die Leiterplatte 8 weist
einen oberseitigen Abschnitt 82, einen gebogenen Abschnitt 83, einen
unterseitigen Abschnitt 84 und einen fixierten Abschnitt auf. Genauer gesagt
erstreckt sich der oberseitige Abschnitt 82 kontinuierlich und in etwa
horizontal vom obengenannten einen Ende 81 in die Richtung von Pfeil A hin
entlang der Dokumententrageplatte 11. Der sich vom Abschnitt 82 erstreckende
Plattenzwischenabschnitt ist bogenförmig nach unten gekrümmt und umgefaltet,
um den gebogenen Abschnitt 83 zu schaffen, von dem sich die Platte 8 weiter
kontinuierlich horizontal entlang der Abteilung 13 in eine dem Pfeil A
entgegengesetzte Richtung erstreckt, um den unterseitigen Abschnitt 84 zu
schaffen. Das andere Ende 85 ist als der fixierte Abschnitt an der Obersetite
der Abteilung 13 des Gerätekörpers 1 befestigt.
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Die Länge der flexiblen gedruckten Leiterplatte 8 ist so festgelegt, daß der
gebogene Abschnitt 83 rechts vom Mittelteil des Bewegungsabstands des ersten
beweglichen Rahmens 61 angeordnet ist. Dementsprechend kann die Platte 8
jederzeit mit der Lichtquelle 21 in Verbindung gehalten werden, auch wenn
der erste Rahmen 61 sich in die Position (Position in Punkt-Punkt-Strich-Linien
in Fig. 2) bewegt, in welcher der Beleuchtungs-Abtast-Vorgang für Dokumente
mit maximaler Länge abgeschlossen ist.
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Wie in Fig. 1 zu sehen, ist ein flexibles Element 9 innerhalb der Leiterplatte
8 angeordnet, d.h. in dem Raum, der durch die Unterfläche des oberseitigen
Abschnitts 82, die Innenfläche des gebogenen Abschnitts 83 und die Deckfläche
des unterseitigen Abschnitts 84 begrenzt ist. Das flexible Element 9 hat in
etwa die gleiche Länge wie die Platte 8, besteht aus einer Folie wie
Vinylchloridfilm oder Polyesterfilm mit einer Dicke von beispielsweise etwa
0,125 mm, ist flexibel und etwas steifer als die Platte 8. Wie die Leiterplatte
8 ist ein Ende 91 des oberseitigen Abschnitts des flexiblen Elements 9 am
ersten beweglichen Rahmen 61 befestigt, wie in Fig. 3(A) zu sehen. Die
Position, in der das Element 9 am Rahmen 61 befestigt ist, befindet sich in
einem festgelegten Abstand t vom Leiterplattenende 81 in einer der
Abtastrichtung entgegengesetzten Richtung entfernt. Das flexible Element 9
weist auch den oberseitigen Abschnitt 92, einen gebogenen Abschnitt 93, einen
unterseitigen Abschnitt 94 und fixierten Abschnitt auf. Im spezielleren
erstreckt sich der oberseitige Abschnitt 92 kontinuierlich und in etwa
horizontal vom obengenannten einen Ende 91 in die Richtung von Pfeil A hin
entlang dem oberseitigen Abschnitt 82 der Leiterplatte 8. Der Zwischenabschnitt
des Elements 9, der sich vom Abschnitt 92 erstreckt, ist bogenförmig nach
unten gekrümmt und umgefaltet, sodaß der gebogene Abschnitt 93 geschaffen
wird, von dem sich das Element 9 weiter kontinuierlich horizontal entlang
der Abteilung 13 in eine dem Pfeil A entgegensetzte Richtung erstreckt, sodaß
der unterseitige Abschnitt 94 geschaffen wird. Das andere Ende 95 ist als
der fixierte Abschnitt an der Oberseite der Abteilung 13 des Gerätekörpers
1 befestigt und im festgelegten Abstand t vom Ende 85 der Leiterplatte 8
entfernt angeordnet.
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So sind die flexible Leiterplatte 8 und das flexible Element 9 allgemein
U-förmig wie horizontal angeordnet und sind voneinander um den Abstand t
versetzt.
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Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf
die Figuren 3(A) und (B) beschrieben.
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Wenn die bewegliche optische Anordnung 20 sich in der Ruheposition befindet,
wie in Fig. 3(A) gezeigt, ist der oberseitige Abschnitt 82 der Leiterplatte
8 länger als ihr unterseitiger Abschnitt 84. Dementsprechend befindet sich
das an der beweglichen optischen Anordnung 20 befestigte Ende 81 vom gebogenen
Abschnitt 83 entfernt. In diesem Zustand neigt der Zwischenteil des
oberseitigen Abschnitt 82 der Platte 8 angrenzend an den gebogenen Abschnitt
83 an dieser Seite der Anordnung (20) dazu, unter seinem eigenen Gewicht
durchzuhängen. Jedoch ist der gebogene Abschnitt 93 des flexiblen Elements
9 unter dem Teil angeordnet, der das Durchhängen bewirkt, sodaß der leicht
durchhängende Teil des oberseitigen Abschnitts 82 der Platte vom steiferen
gebogenen Abschnitt 93 gestützt wird, der die Unterfläche des durchhängenden
Teils berührt, und daran gehindert wird, in größerem Ausmaß durchzuhängen.
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Wenn die Abtastbewegung der beweglichen optischen Anordnung 20 in Richtung
A in Gang gesetzt wird, bewegt sich der gebogene Abschnitt 93 des flexiblen
Elements 9, während er den durchhängenden Teil des oberseitigen Abschnitts
82 der Platte durch Berührung damit abstützt. Wenn sich die Anordnung 20 in
die Richtung A bewegt, wird der oberseitige Abschnitt 82 der Tafel relativ
zum unterseitigen Abschnitt 84 kurz. So nähert sich das an der Anordnung 20
befestigte Ende 81 der Platte 8 dem gebogenen Abschnitt 83, wodurch es nicht
mehr notwendig ist, daß der gebogene Abschnitt 93 den oberseitigen Abschnitt
82 abstützt. In der in Fig. 3(B) gezeigten Position mit abgeschlossener
Abtastung kann es sein, daß der gebogene Abschnitt 93 den oberseitigen
Abschnitt 82 nicht berührt.
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Die Figuren 4(A) und (B) zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Obwohl in der obigen Ausführungsform die Enden 81 und 91 wie im Abstand t
voneinander entfernt an der Anordnung 20 befestigt sind, sind diese Enden
bei der vorliegenden Ausführungsform in der gleichen Position befestigt. Wie
bei der ersten Ausführungsform dient diese Anordnung auch dazu, daß Durchhängen
des oberseitigen Abschnitts 82 der flexiblen gedruckten Leiterplatte 8
auszuschließen. In diesem Fall jedoch ist der Krümmungsradius des flexiblen
Elements 9 kleiner, wie in Fig. 4(B) gezeigt, wodurch es trotzdem zu keinen
Problemen kommt, da das flexible Element 9 keine Leiter aufweist. Wenn das
flexible Element mit einem großen Krümmungsradius zu verwenden ist, wie in
einer gestrichelten Linie gezeigt, kann das gemacht werden, indem die
Leiterplatte 8 verlängert wird.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Enden
81 und 91 in der gleichen Position angeordnet sind, wobei die anderen Enden
85 und 95 ebenfalls in der gleichen Position angeordnet sind. Bei dieser
Ausführungsform kann, wie bei den obigen Ausführungsformen, der oberseitige
Abschnitt 82 der flexiblen gedruckten Leiterplatte 8 am Durchhängen gehindert
werden.
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Die Enden 91 und 95 des flexiblen Element 9 können, obwohl sie entsprechend
den obigen Ausführungsformen befestigt sind, gleitend abgestützt werden.
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Die Leiter- bzw. Kabelführungsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist
nicht nur für Analogkopiergeräte wie die obigen Ausführungsformen nützlich,
sondern auch für die optischen Systeme von Digitialkopiergeräten, Faxgeräten
und ähnlichem einsetzbar. Die vorliegende Vorrichtung ist weiter einsetzbar,
um einem sich hin- und herbewegenden Element wie dem, das den Druckkopf eines
seriellen Druckers mit dem Druckerkörper verbindet, Strom zuzuführen, oder
um elektrischen Vorrichtungen oder ähnlichem, die an beweglichen Elementen
befestigt sind, Signale zuzuführen.
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Bei der Anordnung gemäß vorliegender Erfindung, worin ein Ende einer flexiblen
gedruckten Leiterlatte mit einem beweglichen Element verbunden ist, berührt
ein Zwischenabschnitt der Platte zwischen dem verbundenen Ende und dem
gebogenen Abschnitt davon den gebogenen Abschnitt eines flexiblen Elements
und wird von diesem abgestützt, während das Plattenende sich vom gebogenen
Abschnitt der Platte entfernt befindet, wodurch der oberseitige Abschnitt
der Platte am Durchhängen gehindert werden kann. Darüberhinaus gibt es bei
der oben beschriebenen Anordnung keinen Reibungsgleitkontakt zwischen der
flexiblen Leiterplatte und dem flexiblen Element.
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Folglich kann das bewegliche Element sehr glatt frei von jeder unerwünschten
Belastung oder Beanspruchung oder Vibration und ohne der Wahrscheinlichkeit
der Erzeugung unscharfer Bilder bewegt werden, wodurch sich nützliche Vorteile
ergeben.