DE2535144B2

DE2535144B2 - Schlitzbeleuchtungseinrichtung für ein Kopiergerät

Info

Publication number: DE2535144B2
Application number: DE2535144A
Authority: DE
Inventors: Nobuo Tokio Sakuma
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1974-08-06
Filing date: 1975-08-06
Publication date: 1978-06-29
Also published as: DE2535144A1; JPS5123724A; JPS5342414B2; US3982116A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlitzbeleuchtungseinrichtung für ein Kopiergerät, insbesondere für ein elektrostatisches Kopiergerät und ähnliche Geräte, mit einer langgestreckten Lichtquelle, deren Achse parallel zur Ebene des Schlitzes und insbesondere parallel zur Erstreckungsrichtung des Schlitzes angeordnet ist, und mit zwei zylindrischen Spiegeln, von denen mindestens einer das Licht der Lichtquelle di-■' rekt in den Schlitz reflektiert und deren Achse, d. h. deren Zylinderlängserstreckungsrichtung, parallel zur Achse der Lichtquelle verlaufen.

Eine Schlitzbeleuchtungseinrichtung der angegebenen Gattung ist aus der DE-AS 1236321 bekannt. Aus dieser Druckschrift ist es auch bekannt, eine langgestreckte Lichtquelle, beispielsweise eine Leuchtstoffröhre in dem einen Brennpunkt eines zylindrischen Spiegels mit elliptischer Krümmung anzuordnen, um das von der Leuchtstoffröhre ausgehende Licht in den Schlitz zu bündeln. Unter einem zylindrischen Spiegel mit elliptischer Krümmung wird hierbei insbesondere ein Spiegel verstanden, dessen Reflexionsfläche auf dem Mantel eines Zylinders mit elliptischem Querschnitt liegt. Der andere Brennpunkt des -Ό zylindrischen Spiegels mit elliptischer Krümmung liegt bei der DE-AS 1236321 in dem Schlitz. Eine der Hauptschwierigkeiten ist darin zu sehen, daß auf Grund des Aufbaus des Spiegels in dem Schlitz ein Schatten eier Leuchtstoffröhre entsteht, wodurch die 2^r> Beleuchtungsverteilung herabgesetzt und nachteilig beeinflußt ist.

Der in der DE-AS 1236 321 gezeigte zweite Spiegel ist zwar ebenfalls als von elliptischem Querschnitt beschrieben, nähere Angaben über seine Wirkungsweise so fehlen aber.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schlitzbeleuchtungseinrichtung der angegebenen Gattung dahingehend weiterzubilden, daß ein besserer Beleuchtungswirkungsgrad und eine gleichmäßigere Beleuchtungsj-5 verteilung in dem Schlitz erzielt werden. Ferner soll die Stärke und die Verteilung der Beleuchtung leicht einstellbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste zylindrische Spiegel in einer Rich-■»» tung senkrecht zu der Schlitzebene in einem größeren Abstand von dieser Ebene als die Lichtquelle angeordnet ist und das Licht der Lichtquelle direkt in den Schlitz reflektiert, daß der zweite zylindrische Spiegel in Richtung senkrecht zu der Schlitzebene in einem bestimmten Abstand von ihr im wesentlichen zwischen der Ebene und der Lichtquelle angeordnet ist und daß der zweite zylindrische Spiegel so angeordnet ist, daß das Licht von der Lichtquelle im wesentlichen parallel zu der Ebene des Schlitzes reflektiert wird, und daß ein dritter Spiegel vorgesehen ist, der das von dem zweiten zylindrischen Spiegel reflektierte Licht in den Schlitz reflektiert.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet insbesondere folgende Vorteile:

Der bessere Beleuchtungswirkungsgrad und die gleichmäßigere Beleuchtungsverteilung in dem Schlitz werden durch die besondere Anordnung der beiden zylindrischen Spiegel und des dritten Spiegels erzielt. Ferner läßt sich eine solche Anordnung auch leicht einstellen.

Durch die Konzentration des Lichtes auf den Spalt kann die Lichtmenge optimal bemessen werden, wodurch leichter Schäden an der Platte oder einer Vorlage durch Wärme vermindert werden können. Die angegebene Anordnung erlaubt auch einen besonders kompakten Aufbau der Schlitzbeleuchtungseinrichtung.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand einer be-

vorzugten Ausfiihrungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht einer bekannten Schlitzbeleuchtungseinrichtung, bei welcher die Längserstreckung des zylindrischen Spiegels > mit elliptischer Krümmung sowie der Lichtquelle parallel zu dem Schlitz in der Platte verläuft,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Seitenansicht einer weiteren, vorgeschlagenen Schlitzbcieuchturigseinrichtung, bei welcher ebenfalls die Längserstrek- i<> kung der Spiegel sowie der Lichtquelle parallel zu dem Schlitz in der Platte verläuft, und

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Schlitzbeleuchtungseinrichtung gemäß der Erfindung, bei der die Längserstreckung der Spiegel sowie der Lichtquelle parallel zu dem Schlitz in der Platte verläuft.

Bezüglich der Offenbarung der Erfindung wird wegen deren großer Klarheit und Anschaulichkeit ausdrücklich auf die Zeichnung Bezug genommen.

In einem elektrostatischen Kopiergerät wird üblicherweise eine zu kopierende Vorlage auf einer lichtdurchlässigen bzw. transparenten Platte angeordnet und zur Abtastung werden dann die Platte und die Vorlage über einen beleuchteten Schlitz bewegt. Hierbei sollte die den Schlitz beleuchtende Einrichtung folgenden Anforderungen genügen.

1. Der Beleuchtungswirkungsgrad sollte hoch sein.

2. Die Beleuchtung sollte in dem Schlitz gleichmäßig verteilt sein. w

3. Der ganze Schlitz sollte beleuchtet sein.

4. Die Einrichtung sollte kompakt sein.

5. Durch die Einrichtung sollten die Platte, die Vorlage und andere Bauteile des Kopiergeräts nicht zu stark erwärmt werden. is

In Fig. 1 ist eine bekannte Einrichtung dargestellt, welche diese Anforderungen erfüllen soll. Hierbei wird ein Schlitz a, welcher durch zwei vertikale, parallele, durch Punkte α, und a₂ hindurchgehende, gestrichelte Linien festgelegt ist, welche senkrecht zu einer lichtdurchlässigen bzw. transparenten Platte 10 verlaufen, beleuchtet. Eine zu kopierende, nicht dargestellte Vorlage wird auf der Oberseite der Platte 10 angeordnet, und die Platte 10 und die Vorlage werden dann für einen Abtastvorgang nach rechts oder nach links bewegt, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist. Die Schlitzbeleuchtungseinrichtung weist eine langgestreckte Lichtquelle, beispielsweise eine Leuchtstoffröhre bzw. einen Leuchtstab 12 auf, die bzw. der eine gedachte Mittellinie bzw. einen Heizfaden 12a und eine zylindrische Röhre 12b hat. Ein zylindrischer Spiegel 14 mit elliptischer Krümmung hat einen ersten Brennpunkt 14a, welcher mit der gedachten Mittellinie bzw. dem Heizfaden 12a übereinstimmt, welche in der Achse der Leuchtstoffröhre bzw. des Leuchtstabs 12 liegen, und einen zweiten Brennpunkt 14 b, welcher über der Platte 10 liegt. Wenn der zweite Brennpunkt 14 b in den Schlitz α (in den Teil der Platte 10 zwischen den Linien α, und a₂) gelegt ist, würde nicht der ganze Schlitz α voll beleuchtet sein.

Eine der Hauptschwierigkeiten bei dieser bekannten Einrichtung besteht darin, daß, obwohl Licht in ausreichender Menge von der Leuchtstoffröhre bzw. dem Leuchtstab 12, dem oberen Teil des Spiegels 14 (wie durch eine horizontale Schraffur gezeigt ist) und von dem unteren Teil des Spiegels 14 (wie durch eine vertikale Schraffur gezeigt ist), in den Schlitz α reflektiert wird, das von der Mitte des Spiegels 14 reflektierte Licht von der Rohre 12 b blockiert wird und nicht zu dem Schlitz gelangt, so daß ein Schatten der Röhre 12i> in dem Schlitz α gebildet ist, wie durch eine weiße, frei gelassene Fläche zwischen den horizontal und vertikal schraffierten Flächenbereichen angedeutet ist. Die Beleuchtung ist infolgedessen insbesondere wegen des durch den Schatten der Röhre 12b gebildeten dunklen Flächenbereichs in der Mitte des Schlitzes α nicht gleichmäßig über den Schlitz verteilt. Zusätzlich breitet sich das von der Unterseite der Platte 10 gebrochene Licht in einem Bereich außerhalb des Schlitzes α aus, wie durch eine diagonal schraffierte Fläche in Fig. 1 dargestellt ist. Hierdurch wird der Beleuchtungswirkungsgrad des ganzen Systems vermindert und dies führt zu einer Überhitzung der Platte 10, der Vorlage und anderer Eiautcilc des Kopiergeräts.

Eine Verbesserung und Weiterbildung der Einrichtung der Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt und in der Japanischen Patentanmeldung SHO 48-108919 der Anmelderin beschrieben. Ein Schlitz b ist durch vertikale, durch Punkte fo, und b₂ an der oberen Fläche einer Platte 20 hindurchgehende, gestrichelte Linien festgelegt. Eine Röhre oder Lampe 22 entspricht der Leuchtstoffröhre bzw. dem Leuchtstab 12 und hat ebenfalls eine gedachte Mittellinie bzw. einen Heizfaden 22a und eine Röhre 22b. Ein zylindrischer Spiegel 24 mit elliptischer Krümmung weist einen oberen Abschnitt 24a und einen unteren Abschnitt 24b auf, welche voneinander getrennt dargestellt sind. Die Abschnitte 24a und 24b haben erste Brennpunkte 24a, und 24b,, welche in die gedachte Mittellinie bzw. den Heizfaden 22a fallen, und zweite Brennpunkte 24a₂ ^und 24fe₂, welche über der Platte 20 liegen. Das Licht von der Röhre bzw. Lampe 22 wird durch den oberen Abschnitt 24a, wie durch eine horizontal schraffierte Fläche dargestellt ist, und durch den unteren Abschnitt 24b, wie durch eine vertikal schraffierte Fläche dargestellt ist, in den Schlitz b reflektiert. Diese schraffierten Flächenbereiche berühren einander gerade oder überdecken sich etwas in dem Schlitz b, um die Schattenwirkung der Röhre oder Lampe 22b zu beseitigen, was durch eine weiße, frei gelassene Fläche zwischen den schraffierten Flächenbereichen angedeutet ist. Obwohl bei der Einrichtung der Fig. 2 die Schwierigkeit auf Grund der Schattenwirkung der Röhre oder Lampe 22f> beseitigt ist, ergibt sich bei ihr jedoch eine weitere Schwierigkeit, da der Einfallwinkel (gemessen von der unteren Fläche der Platte 20 aus) des von dem oberen Abschnitt 24« reflektierten Lichts notwendigerweise geringer sein muß, wodurch die Reflexionsverluste des von dem Abschnitt 24a reflektierten Lichts größer sind und zugenommen haben.

Um auch diese Schwierigkeit zu überwinden, wird nunmehr eine weitere Ausführungsform der Erfindung an Hand der Fig. 3 beschrieben. In dieser Einrichtung ist ebenfalls eine lichtdurchlässige bzw. transparente Platte 30 vorgesehen, und ein Schlitz c ist durch vertikale durch Punkte c, und c₂ an der oberen Fläche der Platte 30 hindurchgehende, gestrichelte Linien festgelegt. Eine Ebene des Schlitzes c ist durch die obere Fläche der Platte 30 zwischen den Punkten c, und c₂ (bzw. insbesondere durch von diesen Punkten c, und C₂ ausgehenden, parallel zu der oberen Fläche der Platte 30 verlaufenden Linien) festgelegt. Eine zu dieser Ebene des Schlitzes c senkrechte Richtung verläuft indessen vertikal, wie aus

Fig. 3 zu ersehen ist, und eine zu der Ebene des Schlitzes c parallele Richtung verläuft horizontal, wie ebenfalls aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die Einrichtung gemäß der Erfindung weist eine Leuchtstoffröhre bzw. einen Leuchtstab 32 auf, welche(r) der Einrichtung 12 in Fig. 1 entspricht, und hat eine gedachte Mittellinie bzw. einen Heizfaden 32a, durch welche(n) eine Achse der Leuchtstoffröhre oder Lampe 32 festgelegt ist, sowie eine die gedachte Mittellinie bzw. den Heizfaden 32a koaxial umgebende Röhre 32b. Die gedachte Mittellinie bzw. der Heizfaden 32a verlaufen parallel zu der Ebene des Schlitzes c.

Ein erster zylindrischer Spiegel 34 mit elliptischer Krümmung ist in einem bestimmten Abstand von der Platte 30 unter der Röhre oder Lampe 32 angeordnet und weist einen ersten Brennpunkt 34a, welcher mit der gedachten Mittellinie bzw. dem Heizfaden 32a zusammenfällt, und einen zweiten Brennpunkt 346 auf, welcher über der Platte 30 liegt. Ein zweiter zylindrischer Spiegel 36 mit elliptischer Krümmung weist einen ersten Brennpunkt 36a, welcher mit der gedachten Mittellinie bzw. dem Heizfaden 32 a zusammenfällt, und einen zweiten Brennpunkt 366 auf. Ein dritter ebener Spiegel 38 ist rechts von dem Spiegel • 36 angeordnet und um eine Achse bzw. Welle 38a drehbar und verstellbar, weiche parallel zu der gedachten Mittellinie bzw. dem Heizfaden 32 a (und damit insbesondere auch parallel zu dem Schlitz c in der Platte 30) verläuft. Die ersten und zweiten Spiegel 34 und 36 sowie die Röhre oder Lampe 32 sind jeweils in bestimmten Abständen links von dem Schlitz c und der dritte Spiegel 30 ist ebenfalls in einem bestimmten Abstand rechts von dem Schlitz c angeordnet. Hierbei liegen insbesondere die Längserstreckungen der Spiegel 34 bis 38 parallel zur Längserstreckungsrichtung der Röhre oder Lampe und damit des Belichtungsschlitzes. Im übrigen ist die Lage der einzelnen Spiegel zueinander sowie bezüglich der Röhre oder Lampe und dem Belichtungsschlitz in der Platte auf der Vorlagenbühne klar und deutlich auf Fig. 3 ersichtlich.

Während des Betriebs wird Licht von der Röhre oder Lampe 32 von dem ersten Spiegel 34 diagonal nach oben in den Schlitz c reflektiert, wie durch eine horizontale Schraffur angedeutet ist. Licht von der Röhre oder Lampe 32 wird im allgemeinen horizontal von dem zweiten Spiegel 36 auf die Oberfläche des dritten Spiegels 38 reflektiert. Dieses Licht wird dann von dem dritten Spiegel 38 diagonal nach oben in den Schlitz c durch den ersten und den dritten Spiegel 34 und 38 und gleich großen, aber einander entgegengesetzten Einfallswinkeln zu der Platte 30 reflektiert. Ein Spiegelbild 36c des Brennpunkts 36b des Spiegels 36 liegt dann über der Platte 30.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, sind die bei den be-

kannten und vorgeschlagenen Lösungen aufgetretenen Schwierigkeiten mit der Erfindung gelöst und beseitigt. Da die schraffierten Flächenbereiche, welche das von den Spiegeln 34 uind 38 in den Schlitz c zu dessen Beleuchtung reflektierte Licht kennzeichnen, sich überdecken, ist die Beleuchtungsstärke bzw. -intensität größer und die Beleuchtung ist gleichmäßig in dem bzw. über den Schlitz c verteilt. Insbesondere ergibt sich kein Schatten der Röhre 32i> in dem Schlitz c. Auch ist der Einfallswinkel des von dem Spiegel 38 in Fig. 3 reflektierten Lichts größer als der Einfallswinkel des von dem Spiegel 24a in Fig. 2 reflektierten Lichts, wodurch die Reflexions- und Streuverluste verringert sind.

Da der Spiegel 36 das Licht von der Röhre oder Lampe 32 im allgemeinen in horizontaler Richtung reflektiert, können die Röhre oder Lampe 32 sowie die Spiegel 34 und 36 näher an der Platte 30 angeordnet sein, als dies beispielsweise bei der aus Fig. 1 bekannten Anordnung der Fall ist; dadurch wird das gesamte Beleuchtungssystem und das zugeordnete Kopiergerät kompakter. Auf Grund dieser Ausrichtung und Anordnung des Spiegels 36 kann er als eine Art Umlenkplatte oder Schutzschirm dienen, der verhindert, daß Licht von der Röhre oder Lampe 32 auf andere Teile der Platte als den Schlitz c fällt.

Der Spiegel 38 ist um die Achse bzw. Welle 38a drehbar, so daß die Stärke bzw. Intensität und die Verteilung der Beleuchtung entsprechend einstellbar ist. Obwohl der Spiegel 38 vorstehend als ebener Spiegel bezeichnet ist, kann er in Abhängigkeit von der vorgesehenen Anwendung auch zylindrisch (entweder konkav oder konve:i) sein. Jedoch auch die Längserstreckung eines derartigen zylindrischen Spiegels verläuft insbesondere parallel zu dem Schlitz in der Platte 30 und damit parallel zu der Längserstreckung der Lampe oder Röhre 32 sowie der beiden anderen Spiegel 34 und 3(S.

Gegenüber der vorbeschriebenen Ausführangsform sind auch noch verschiedene weitere Änderungen und Abwandlungen möglich. Beispielsweise brauchen die Spiegel 36 und 38 nicht unbedingt im Querschnitt elliptisch zu sein, sondern können beispielsweise auch einen kreisförmigen oder parabolisehen Querschnitt aufweisen, wobei jedoch die Längserstreckung auch dieser Spiegel, d. h. ihre Achsen insbesondere parallel zu dem Schlitz c in der Platte 30 verlaufen.

Gemäß einer anderen möglichen Abwandlung kann der zweite Spiegel 36 so ausgerichtet werden, dafi Licht nach unten reflektiert wird und der dritte Spiegel 38 (bezüglich der Platte) etwas tiefer angeordnet ist Dies würde dann bewirken, daß der Einfallswikel des von dem dritten Spiegel 38 in den Schlitz c reflektierten Lichts größer wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schlitzbeleuchtungseinrichtung mit einer langgestreckten Lichtquelle, deren Achse parallel zur Ebene des Schlitzes und insbesondere parallel zur Erstreckungsrichtung des Schlitzes angeordnet ist, und mit zwei zylindrischen Spiegeln, von denen mindestens einer das Licht der Lichtquelle direkt in den Schlitz reflektiert und deren Achsen, d. h. deren Zylinderlängserstreckungsrichtung, parallel zur Achse der Lichtquelle verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der erste zylindrische Spiegel (34) in einer Richtung senkrecht zu der Schlitzebene in einem größeren Abstand von dieser Ebene als die Lichtquelle angeordnet ist und das Licht der Lichtquelle direkt in den Schlitz reflektiert, daß der zweite zylindrische Spiegel (36) in Richtung senkrecht zu der Schlitzebene in einem bestimmten Abstand von ihr im wesentlichen zwischen der Ebene und der Lichtquelle (32) angeordnet ist und daß der zweite zylindrische Spiegel (36) so angeordnet ist, daß das Licht von der Lichtquelle (32) im wesentlichen parallel zu der Ebene des Schlitzes reflektiert wird, und daß ein dritter Spiegel (38) vorgesehen ist, der das von dem zweiten zylindrischen Spiegel (36) reflektierte Licht in den Schlitz (c) reflektiert.

2. Schlitzbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten zylindrischen Spiegel (34, 36) eine kegelschnittförmige und insbesondere parabolische Krümmung aufweisen, und daß die Brennpunkte (34e, 36a) bzw. Brennlinien der Krümmungsflächen in die Achse der Lichtquelle (32) fallen.

3. Schlitzbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite zylindrische Spiegel (34, 36) elliptische Querschnitte bzw. Krümmungsflächen aufweisen, deren Brennpunkte (34a, 36a) in die Achse der Lichtquelle (32) fallen.

4. Schlitzbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Spiegel (38) ein ebener Spiegel ist.

5. Schlitzbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Spiegel (38) um eine zu der Achse der Lichtquelle (32) und damit zu dem Schlitz (c) parallel verlaufende Achse drehbar und einstellbar ist.

6. Schlitzbeleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten zylindrischen Spiegel (34,36) und die Lichtquelle (38) in einer Richtung parallel zu der Längserstreckung des Schlitzes (c) auf der einen Seite des Schlitzes (c) und der dritte Spiegel in der Richtung parallel zu der Ebene des Schlitzes auf der anderen Seite des Schlitzes (c) angeordnet sind.