DE2613001A1

DE2613001A1 - Dokument-beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE2613001A1
Application number: DE19762613001
Authority: DE
Inventors: Edward Christopher Dr Yeadon
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1975-04-01
Filing date: 1976-03-26
Publication date: 1976-10-14
Also published as: JPS51122446A; NL7603272A; FR2306462A1; GB1475240A; IT1058894B

Description

Xerox Corporation, Rochester, N.Y./USA Dokument-Beleuchtungse inri chtung

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung eines zu kopierenden Dokumentes, insbesondere - jedoch nicht ausschließlich - zur Verwendung in Kopiergeräten.

Es gibt eine große Anzahl von Anwendungen, bei denen eine Beleuchtungseinrichtung erforderlich ist, die betriebssicher und in der Lage ist, eine hohe Beleuchtungsstärke pro Einheitsvolumen zu erzeugen. In Kopiergeräten ist gewöhnlich eine Beleuchtungseinrichtung erforderlich, die in der Lage ist, eine Beleuchtung mit praktisch gleichförmiger Intensität über einen weiten Bereich zu liefern. Zur Zeit werden im allgemeinen Leuchtstofflampen in Kopiergeräten verwendet.

Gemäß einigen Vorschlägen und einigen modernen Geräten werden als Beleuchtungseinrichtungen Quarz-Halogenlampen verwendet, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 211 938 beschrieben sind und in denen sich ein gewundenes Element über die Länge der Quarzhülle erstreckt, die gasförmiges Jod enthält. Wie in dem erwähnten Patent beschrieben ist, erzeugt die Lampe einen grossen Betrag an Hitze und an Licht und führt in ihrer beschriebenen Gestalt zu Schwierigkeiten bei der Wärmeabführung und bei der Auswirkung der Hitze, beispielsweise auf einem montier-

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ten Reflektor. Während eine Quarz-Halogenlampe der erwähnten Art eine hohe Beleuchtungsstärke erzeugt im Vergleich zu einer Leuchtstofflampe mit gleichen Abmessungen, besitzt sie bestimmte Nachteile, einschließlich der Schwierigkeit der Wärmeabführung. Derartige Quarz-Halogenlampen sind auch mechanisch weniger robust, und besonders in Kopiergeräten wird die Lampe häufig hohen Beschleunigungs- und Bremswerten von Abtastmechanismen ausgesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungseinrichtung mit verbesserten Eigenschaften zu schaffen, die zur Anwendung in Kopiergeräten geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung eines zu kopierenden Dokumentes gelöst, die gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch eine gestreckte Umhüllung mit einem schmalen Fenster, das sich entlang der Längsausdehnung der Umhüllung erstreckt und durch das Licht aus der Umhüllung austreten kann, einen paraboloidförmigen Reflektor an jedem Ende der Umhüllung, dessen Umfang angrenzend an ein Ende der Umhüllung angeordnet ist, und ein Beleuchtungselement, das wenigstens praktisch im Brennpunkt eines der Reflektoren angebracht ist.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Beleuchtungseinri chtung;

Fig. 2 eine Ansicht längs der Linie A-A von Fig. 1;

Fig. 3 eine die Beleuchtungsstärke darstellende Graphik der Beleuchtungseinrichtung nach Fig. 1;

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Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die für ein Kopiergerät ausgelegt ist;

Fig. 5 eine die Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung nach Fig. 4 darstellende Graphik; und

Fig. 6 die Anordnung der Beleuchtungseinrichtung bezüglich einer Kopiergerätplatte.

In Figur 1 ist eine gestreckte rohrförmige Umhüllung 10 gezeigt, die auf ihrer inneren Oberfläche mit diffus reflektierendem Material 11 versehen ist, das sich über die interne Oberfläche erstreckt. Die Umhüllung 10 spannt einen Bogen von 315° um ihre Längsachse (siehe Figur 2, wo der Winkel B = 45° beträgt) auf, um ein schmales Fenster 12 zu bilden, das sich längs des Weges der Umhüllung 10 erstreckt und durch das Licht austreten kann. An jedem Ende der Umhüllung 10 sind identische paraboloidförmige Reflektoren 13 und 14 vorgesehen, die mittels einer nichtdargestellten Einrichtung lösbar mit der Umhüllung 10 verbunden sind. Eine Lampe 15 ist mit ihrem Glühdraht im Brennpunkt des Reflektors 13 angeordnet, der zum Umfang des Reflektors 13 ausgerichtet ist.

Beim Betrieb der Beleuchtungseinrichtung strahlt das Licht aus der Lampe 15 direkt und indirekt durch das Fenster 12 in Richtung auf ein zu kopierendes Dokument. Etwa die Hälfte des Lichtes wird als paralleler Strahl in Richtung auf den Reflektor 14 ausgesandt und bildet eine virtuelle Lichtquelle im Brennpunkt des Reflektors 14. Der resultierende Pegel der Beleuchtungsstärke über die Länge der Beleuchtungseinrichtung ist in Figur 3 dargestellt.

In Figur 4 ist die Beleuchtungseinrichtung allgemein gleich mit der in Figur 1 gezeigten. Der Reflektor 13 ist durch einen

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paraboloidförmigen Reflektor 13A ersetzt. Im Falle des Reflektors 13A erstreckt sich sein Umfang über den Brennpunkt hinaus, um mit diesem einen Winkel B aufzuspannen. Der Glühdraht der Lampe 15 ist im Brennpunkt des Reflektors 13A gelagert. Der Reflektor 13A besitzt einen ausgeschnittenen Teil 16, der wenigstens etwa dieselbe Breite aufweist wie das Fenster 12 und sich bis zu einer Stellung unterhalb des Glühdrahtes der Lampe 15 erstreckt.

Die die Beleuchtungsstärke der Beleuchtungseinrichtung nach Figur 4 darstellende Graphik ist in Figur 5 gezeigt. Der Winkel B kann abgeändert werden, um die Beleuchtungskurve nach den Erfordernissen abzuändern. Der optimale Winkel ändert sich in jedem Falle in Abhängigkeit von Änderungen des Durchmessers und der Länge der Beleuchtungseinrichtung. Eine Verkleinerung des Winkels B führt zur Reduzierung der Beleuchtungsstärke am Ende in der Nähe des Reflektors 13A verglichen mit der Beleuchtungsstärke am anderen Ende der Beleuchtungseinrichtung.

Bei den beschriebenen Beleuchtungseinrichtungen wird von der Lampe eine beträchtliche Menge an Wärme freigesetzt. Im Falle der Anwendung in einem Kopiergerät ist ein Konvektionskühlsystem vorgesehen, um die erzeugte Hitze abzuführen. Verglichen mit Quarz-Halogenlampen, bei denen der aktive Teil, d.h. der Glühdraht, sich über die Länge der Beleuchtungseinrichtung erstreckt, wird das Kühlsystem stark vereinfacht. Dies liegt daran, daß es relativ einfacher ist, KühlluftZuführungen beispielsweise auf einer Seite der Beleuchtungseinrichtung vorzusehen, statt entlang der gesamten Länge.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen sind die Reflektoren 13, 13A und 14 lösbar an der Umhüllung 10 befestigt. Dies erleichtert die Befestigung und Erneuerung der Reflektoren und/ oder Lampe im Falle von Fehlern. Es ist jedoch auch ersicht-

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lieh, daß die Beleuchtungseinrichtungen als einteilige Einheit permanent mit den Lampen verbunden sein können oder, anders als beschrieben, in dauerhafter Weise damit verbunden sein können.

Vorzugsweise umfaßt das verwendete reflektierende Material stark diffus reflektierendes Material, wie dies beispielsweise unter der Handelsbezeichnung White Reflective Paint No. 6080 bei der Eastman Kodak Limited erhältlich ist.

Bei anderen Ausführungsformen ist die Umhüllung 10 selbst aus reflektierendem Material gebildet oder ist transparent und weist eine reflektierende Schicht an ihrer Außenfläche und nicht an ihrer Innenoberfläche auf. Die Umhüllung kann so ausgebildet werden, daß das Fenster durch einen Teil der Umhüllung begrenzt wird, und zwar deren innere oder äußere Oberfläche, der nicht mit reflektierendem Material überzogen ist. Ferner liegt es innerhalb des Erfindungsgedankens, weitere Schichten zum Absorbieren von unerwünschter sichtbarer und unsichtbarer Lichtstrahlung vorzusehen, wie beispielsweise bei der Technik, die gewöhnlich in der Technologie der optischen Filter angewendet wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform weist die Umhüllung einen kreisförmigen Querschnitt auf. Bei anderen Ausführungsformen kann die Umhüllung nichtkreisförmig sein, beispielsweise elliptisch.

Das Fenster 12 kann als Schlitz ausgebildet sein, der aus der Oberfläche der Umhüllung 10 ausgespart wurde, oder auf andere Weise. Da eine abgeschlossene Atmosphäre nicht erforderlich ist, ist die Herstellung der Umhüllung 10 allgemein wesentlich einfacher als die Herstellung vergleichbarer Umhül-' lungen von Leuchtstofflampen und von mit einer Umhüllung ver-

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sehenen Quarz-Halogenlampen. In einer Ausführungsform werden beispielsweise relativ preisgünstige Plastikmaterialien verwendet, um die Umhüllung 10 zu bilden.

Allgemein ist die Beleuchtungsintensität über die Breite der Beleuchtungseinrichtung vorzugsweise so gleichmäßig wie möglich. Zur Kompensierung der in den Figuren 3 und 5 gezeigten erhöhten Beleuchtungsstärke an jedem Ende der Beleuchtungseinrichtung kann das Fenster 12 so geformt werden, daß wenigstens eine Neigung für einen derartigen Abgleich und eine derartige Kompensierung erreicht wird, wie diese erforderlich ist. Bei diesen Ausführungsformen ist beispielsweise, wenn die Anwendung in einem Kopiergerät erforderlich ist, ein Fenster 12 vorgesehen, das in seinem mittleren Teil breiter ist als an seinen Enden, so daß der Pegel der Beleuchtungsstärke im mittleren Teil der Beleuchtungseinrichtung erhöht wird. Eine vorteilhafte Eigenschaft der Erfindung liegt jedoch darin, daß sie eine Beleuchtungseinrichtung ermöglicht, bei der die größte Beleuchtungsintensität an den Enden vorhanden ist. Der Abfall der Beleuchtungsstärke an den Enden von Quarz-Halogenlampen mit gestreckten Glühdrähten und von Leuchtstofflampen ist eine der Schwierigkeiten der Anwendung derartiger Lampen, insbesondere bei einigen Anwendungen in Kopiergeräten. Dies liegt häufig daran, daß die optischen Komponenten in solchen Geräten selbst an ihren äußeren Sichtfeldbereichen weniger empfindlich sind.

Es ist ersichtlich, daß eine gleichmäßige Verteilung über die Breite der Beleuchtungseinrichtung in einem Kopiergerät erwünscht ist. In Figur 3 ist eine Ausführungsform gezeigt, mit der praktisch eine Kompensierung erreicht wird, im Gegensatz zu den Ausführungsformen nach Figur 1, indem einer der Reflektoren wie beschrieben geändert wurde. Stattdessen, oder in gewissem Ausmaß auch zusätzlich, kann eine Kompensierung da-

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durch erfolgen, daß die Beleuchtungseinrichtung in einer oder in beiden Ebenen bezüglich dem Kopiergerät nicht fluchtend ausgerichtet wird. Eine Fehlausrichtungsebene ist in Figur 6 gezeigt, wo das eine Ende der Beleuchtungseinrichtung näher an einer Platte 17 eines Kopiergerätes angeordnet ist als das andere Ende. Die andere (nicht dargestellte) Fehlausrichtungsebene entsteht durch eine Abtastanordnung, indem die Beleuchtungseinrichtung unter einem Winkel zur Abtastlinie versetzt wird. Normalerweise wird die Beleuchtungseinrichtung rechtwinklig zur Abtastlinie angeordnet, wenn jedoch eine Kompensierung erreicht werden soll, so geschieht dies durch Anordnung der Beleuchtungseinrichtung um wenige Grad versetzt von der rechtwinkligen Stellung.

Als Lichtquellen werden Quarz-Halogenlampen bevorzugt, da sie eine hohe Ausgangsleistung pro Einheitsvolumen erzeugen. Eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung kann jedoch auch mit anderen Lichtguellentypen gebildet werden, beispielsweise eine Vakuum-Glühdrahtlampe oder ein Xenon-Entladungsrohr. In jedem Falle wird jedoch der Spektralverteilung der Ausgangsleistung der gewählten Lampen Aufmerksamkeit geschenkt im Hinblick auf die Spektralempfindlichkeit der zugeordneten Bildempfängerkomponenten, beispielsweise wenn eine Anwendung in einem Kopiergerät erfolgt.

Für Kopiergeräte mit allgemeinen Anwendungen erhält man eine zufriedenstellend arbeitende Beleuchtungseinrichtung, bei der der von dem Fenster aufgespannte Bogen im Bereiche von einigen Grad bis zu etwa 65° liegt. Es wird ein mittlerer Wert von etwa 45° für den Bogen bevorzugt (dieser kann sich über die Längsausdehnung des Fensters ändern, wie bereits erläutert wurde), wenn eine Anwendung in einem elektrostatographischen Kopiergerät erfolgt, das mit Flüssigkeitsentwicklung arbeitet. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen, bei der der vom Fenster aufgespannte

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Winkel etwa 1° oder 2° beträgt. Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise in einer Lochkarten-Leseeinrichtung zweckmäßig, die eine vorzugsweise genau linear definierte Beleuchtungsvorrichtung erfordert.

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Claims

Patentansprüche

/1.)Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung eines zu kopierenden Dokumentes, gekennzeichnet durch eine gestreckte Umhüllung (10) mit einem schmalen Fenster (12), das sich entlang der Längsausdehnung der Umhüllung (10) erstreckt und durch das Licht aus der Umhüllung (10) austreten kann,

einen paraboloidförmigen Reflektor (13, 14; 13A, 14) an jedem Ende der Umhüllung (10), dessen Umfang angrenzend an ein Ende der Umhüllung (10) angeordnet ist, und ein Beleuchtungselement (15), das wenigstens praktisch im Brennpunkt eines der Reflektoren (13; 13A) angebracht ist.
2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des einen Reflektors (13A) sich über seinen Brennpunkt hinaus erstreckt und der Umfang des anderen Reflektors (14) zu seinem Brennpunkt wenigstens ungefähr ausgerichtet ist.
3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gestreckte Umhüllung (10) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
4. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Umhüllung (10) bildende Material reflektierendes Material ist.
5. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche der Umhüllung (10) mit einer Schicht oder einem Überzug aus reflektierendem Material versehen ist.

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6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Material ein diffus reflektierendes Material ist.
7. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (12) einen Spalt aufweist, der durch einen Teil der inneren oder äußeren Oberfläche der Umhüllung (10) begrenzt ist, der nicht mit reflektierendem Material überzogen ist.
8. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster (12) einen Winkel zwischen 1° und 65° um die Längsachse der Umhüllung (10) herum aufspannt.
9. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel etwa 45° beträgt.
10. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Fensters (12) sich entlang seiner Längsausdehnung ändert.
11. Kopiergerät, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Kopiergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung in einer oder in zwei Ebenen nichtfluchtend angeordnet ist.

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