DE2434127A1

DE2434127A1 - Lichtkasten fuer photokopiergeraete

Info

Publication number: DE2434127A1
Application number: DE2434127A
Authority: DE
Inventors: James E Skavnak
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1973-07-13
Filing date: 1974-07-12
Publication date: 1975-02-06
Also published as: JPS5039930A; US3850523A; FR2237217A1; IT1016403B; FR2237217B3; CA995642A

Description

PATENTANWÄLTE ^Ur·" 'ng. ΗΑΝ.ς Di io^, ,.,_

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kinnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul Minnesota 55101 (V.St.ν.Α.)

Lichtkasten für Photokopiergeräte

Die Erfindung oetrifft einen Lichtkasten in einem Photokopiergerät zum Beleuchten einer Vorlage, die photokopiert werden soll.

In Photokopiergeräten, in denen die Abbildung einer Vorlage auf einer Zwischenfolie, einem Band oder einer Trommel erzeugt wird, ist ein Lichtkasten zum Beleuchten der Vorlage von unten her und um deren Kanten herum vorgesehen. Unterhalb der Vorlage ist ein Abbildungsocjektiv angeordnet, das das von der Vorlage diffus reflektierte Licht sammelt und auf die Zwischenfolie, das Band oder auf die Trommel projiziert. Bei bekannten Lichtkästen wurde im allgemeinen ein großer, tiefer Lichtzerstreuungsbezirk vorgesehen, so dass die Vorlage von einer oder mehreren Lampen gleichmäßig beleuchtet wurde. Soll eine große Fläche photokopiert werden, so ist auch der Halbfeldwinkel des Abbildungsobjektivs groß. Das Objektiv selbst trägt zu einem Abfall der Beleuchtung an der Fläche der Vorlage bei, die bei einem vollkommenen

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Objektiv der vierten Potenz des Kosinus des Halbfeldwinkels proportional ist. Dieser Umstand erfordert eine Beleuchtungseinrichtung, deren Intensitätsverteilung zusammen mit der aus dem Objektiv eine gleichmäßige Verteilung des Lichtes an der Bildebene bewirkt.

Lichtkästen, in denen das Beleuchtungsmuster des Abbildungsobjektivs kompensiert wird, sind offenbart in den US-Patentschriften Hr. 3 586 849 und 3 669 538. Jedoch weisen bekannte Lichtkästen und solche nach den genannten Patenten eine große Tiefe auf, d.h., eine verhältnismäßig große senkrechte üintfernung der Lampen und Reflektoren von der Platte. Obwohl in diesem Falle der Einfalls winkel in bezug auf die Platte verkleinert wird, wobei die Aufgabe, ein gewünschtes Beleuchtungsmuster zu erzeugen vereinfacht wird, so wird jedoch als Folge der größeren Entfernung der Lichtquelle von der Platte die Gesamtintensität der Beleuchtung herabgesetzt. Außerdem wird bei den an sich schon großen Photokopiergeräten die Höhe in unerwünschten Maße vergrößert.

Die Erfindung sieht einen Lichtkasten für ein Photokopiergerät vor, der gekennzeichnet ist durch ein kleines Verhältnis Tiefe : Breite, und der aufweist eine ebene, durchsichtige und rechteckige Platte als Unterlage f+r ein Dokument, zwei rohrförmige Xenon-Blitzlichtlampen, die in einem Hahmen unterhalb der Platte gelagert sind, wobei je eine Lampe mit Abstand parallel zu einer der Längskanten der Platte verläuft, sowie zwei zylindrische Spiegelreflektoren für je eine der genannten Lampen, wobei jeder Reflektor oberhalb der zugehörigen Lampe und in der Nähe der Platte einen allgemein hyperbolischen Querschnitt und unterhalb der Lampe einen allgemein elliptischen Querschnitt aufweist. Die Lampen und die Reflektoren bewirken zusammen die gewünschte Beleuchtungsverteilung an der Platte. Das erforderliche Beleuchtubgsmuster wird durch eine Wahl und Anordnung der Reflektoren erhalten. Im allgemeinen wird die Beleuchtung der Mitte von den elliptischen Teilen der Reflektoren bestimmt, während die Beleuchtung der Kanten der Platte von den hyperbolischen Teilen der Reflektoren bestimmt wird·

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Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen ist die

Fig.1 eine zum Teil als Schnitt gezeichnete schaubildliche Darstellung eines Photokopiergerätes mit einem Lichtkasten nach der Erfindung,

Fig.2 ein querschnitt nach der Linie 2-2 in der Fig.1 und die Fig.3 ein querschnitt nach der Linie 3-3 in der Figoi.

Die Fig„1 zeigt einen als Ganzes mit 10 bezeichneten Lichtkasten nach der Erfindung, der einen Konstruktionsrahmen 12, eine Glasplatte 13, und zwei rohrfÖrmige Xenon-Blitzlichtlampen 14, 15 sowie zwei zylindrische Spiegelreflektoren 17 und 18 aufweist. Der Lichtkasten 10 ist in der Fig.1 zusammen mit einem Photokopiergerät 20 dargestellt, das mit einem Vorderseitenspie-■ gel 22 ausgestattet ist, der in bezug auf den Lichtkasten unter einem Winkel von 4-5° angeordnet ist, und der das Licht durch ein AbbildungBObjektiv 23 über einen zweiten Vorderseitenspiegel auf die von einer Zwischenfolie 26 gebildeten Abbildungsebene wirft.

Die Lampen 14 und 15 sind im Geräterahmen 12 unterhalb der Platte 13 angeordnet, wobei je eine Lampe mit Abstand parallel zu einer Längskante der Platte 13 verläuft. Die dargestellten Lampen bestehen aus mattierten Xenon-Blitzlichtlampen, die U-fö'rmit ausgestaltet sind, und deren Enden in aus Kunststoff bestehenden Isolierblöcken 28 und 29 an den Enden der Platte gelagert sind. Die Lampen 14 und 15 stehen über den Isolierblock mit einer Spannungsquelle in Verbindung und erzeugen ein Blitzlicht, wenn sie kurzzeitig mit einer Hochspannung versorgt werden.

Die zylindrisch ausgestalteten Spiegelreflektoren 17 und verlaufen parallel zu den betreffenden Lampen 14, 15 längs der Längserstreckung der Platte 13· Jeder Reflektor 17, 18 weist oberhalb der zugehörigen Lampe einen allgemein hyperbolischen Querschnitt und unterhalb der zugehörigen Lampe einen allgemein elliptischen (Querschnitt auf. Die Mittellinie einer jeden Lampe 14, 15 ist auf der Brennpunktlinie des elliptischen Teiles des zugehörigen Reflektors gelegen. Die Reflektoren 17, 18 werden

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beispielsweise im Strangpressverfahren aus Aluminium hergestellt und poliert! wobei die hyperbolischen und elliptischen Teile 31 und 32 gesondert hergestellt und im Rahmen 12 von Endkappen 34 und 35 zusammengehalten werden, die auch die Lampen 14 und 15 tragen·

Das Beleuchtungsmuster kann bestimmt werden durch sorgfältiges Anordnen der Lampen 14 und 15 in bezug auf die vorbestimmten Reflektoren 31 und 32 und durch Einstellen des Winkels zwischen den Abschnitten der Reflektoren· Auf diese Weise werden einander überlappende Muster erzeugt, die zum Erzielen der gewünschten Lichtverteilung an der Platte benutzt werden können, und die durch Beeinflussung durch die Merkmale des Objektivs zu einer gleichmäßigen Verteilung des Lichtes an der Zwischenfolie 26 führen«

Die zylindrischen Spiege!reflektoren 17 und 18 und die Lampen 14 und 15 erzeugen jedoch nicht das gesamte Beleuchtungsmuster an der Platte 13. Um eine Feinabstimmung dieses Beleuchtungsmusters durchführen zu können, sind im Geräterahmen 12 an jedem Ende des Lichtkastens und^längs der Querkanten der Platte die Endreflektoren 37 und 38 angebracht, die zum Erhöhen des Beleuchtungspegels an den Enden der Platte 13 dienen, wobei die Schleife um die Platte herum an den Enden der Reflektoren 17 und 18 geschlossen wird· Dies ist zum Kompensieren der Merkmale des Objektivs und deswegen erforderlich, weil die Seitenlampen und die Reflektoren nicht unendlich lang sind.

Als ein besonderes Ausführungsbeispiel für die Erfindung wurde ein Lichtkasten 10 in der in den Zeichnungen dargestellten Form gebaut zwecks Verwendung in einem Photokopiergerät mit veränderbaren Vergrößerungsgrad. Der Lichtkasten war 61 cm lang, 46 cm breit und 11 cm tief. Die Abmessungen der Platte 13 betrugen 38 χ 48 cm für Vorlagen mit den Abmessungen bis zu 36 χ 46 cm· Um bei Veränderungen des Vergrößerungsgrades eine feststehende Bezugskante aufrechtzuerhalten, war das Abbildungsobjektiv 23 senkrecht Und waagerecht bewegbar angeordnet, wobei die Objektivachse nach der Reflexion durch den ersten Spiegel 22 in der Längserstreckung des Lichtkastens 10 bei jeder Einstellung eine andere Mitte des Beleuchtungsmusters an der Platte als günstigstes

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Beleuchtungsmuster zum Photokopieren erforderte. Um diesen Anforderungen bei allen .Einstellungen des Abbildungsobjektivs 23 genügen zu können, wurde bestimmt, dass das bestmögliche Kompromiß aus einem Beleuchtungsmuster an der Platte 13 in Form konzentrischer Ellipsen bestehen würde, dessen Intensität von der Mitte nach außen größer wird.

Die zylindrischen Spiegelreflektoren 17 und 18 waren 48 cm lang und wurden auf die Längakanten der Platte eingemittet, während die hyperbolischen und elliptischen Abschnitte 31· und 32 gesondert aus poliertem Aluminium hergestellt waren· Die Kurve für den elliptischen Teil wurde bestimmt nach der Gleichung (X/11,4)² + (Y/3,5)² - 1

während die Kurve für den hyperbolischen Teil ungefähr bestimmt wurde nach dem Ausdruck:

(X/3)² - (Y/1,9)² - 1 .

Die Anordnung wurde so gewählt, dass die Hyperbel sich an der Übergangsstelle zwischen den beiden Reflektorabschnitten 31 und 32 absatzfrei in die Ellipse fortsetzte, wobei die beiden "Brennpunkte" der Ellipse mit der Waagerechten einen Winkel von 16° bildeben, während die Lampe von der Übergangsstelle zwischen den beiden Reflektorteilen 31 und 32 einen Abstand von 1,4 cm aufwiesen« Die hyperbolischen Teile 31 erstreckten sich senkrecht über eine Strecke von 6.033 cm oberhalb der Brennpunkte des elliptischen Teiles 32, der sich über eine waagerechte Strecke von ungefähr 4,8 cm erstreckte.

Die Lampen 14 und 15 bestanden aus Xenon-Blitzlichtlampen mit einem Außendurchmesser von 0,99 cm, mit einer Hauptlänge von 54,05 cm und mit einer Länge von 19»1 cm in den Endschenkeln. Die Endspiegelreflektoren 37 und 38 wiesen eine Länge von 36,8 on auf und waren an den Querkanten der Platte symmetrisch angeordnet·

Der nach den obenstehenden Angaben gebaute Lichtkasten erzeugte das gewünschte Beleuchtungsmuster an der Platte 13, wobei eine umgekehrte Kompensation des Lichtübertragungsmueters aus der Abbildungslinse 23 erfolgte, wobei an der Zwischenfolie 26 eine Abbildung erzeugt wurde, die bei allen Einstellungen des

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Abbildungsobjektivs 23 innerhalb der zulässigen Toleranzen eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung aufwies. Dies wurde bestätigt durch die Herstellung gleichmäßig belichteter Kopien bei jeder Vergrößerungseinsteliung des Photokopiergerätes.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1· Lichtkasten für Photokopiergeräte mit einem kleinen Verhältnis Tiefe : Breite, welcher Lichtkasten aufweist einen Abstützrahmen mit einer ebenen, durchsichtigen und rechteckigen Platte als Unterlage für ein Dokument, zwei rohrförmige Xenon-Blitzlichtlampen, die im Abstützrahmen unterhalb der genannten Platte gelagert sind, wobei je eine Lampe sich mit Abstand parallel zu einer Längskante der genannten Platte erstreckt, und Reflektoren für die genannten Lampen, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Reflektoren aus zwei zylindrischen Spiegelreflektoren (17, 18) bestehen, die sich parellel zu den zugehörigen Lampen (14, 15) in der Längserstreckung der genannten Platte erstrecken, wobei jeder Reflektor einen Abschnitt (31) mit einem allgemein hyperbolischen Querschnitt über der zugehörigen Lampe aufweist, an den sich ein Abschnitt (32) mit einem allgemein elliptischen Querschnitt unterhalb der genannten Lampe anschließt, wobei die Lampen zusammen mit den Reflektoren an der genannten Platte ein vorherbestimmtes Beleuchtungsmuster erzeugen·
2. Photokopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Blitzlichtlampen (14, 15) aus mattierten Lampen bestehen·