DE2728948C2

DE2728948C2 - Elektrophotographisches Kopiergerät

Info

Publication number: DE2728948C2
Application number: DE2728948A
Authority: DE
Inventors: Dominick J. Webster N.Y. Maiorano
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1976-09-02
Filing date: 1977-06-27
Publication date: 1986-02-13
Also published as: US4118119A; NL7707772A; JPS5330343A; CA1095968A; DE2728948A1; FR2363821B1; FR2363821A1; GB1579758A; JPS6026227B2

Description

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ches festzustellen. Bei der dort vorgeschlagenen Anord- F i g. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung

nung handelt es sich deshalb um eine vergleichsweise der optischen Lösung von bildfrercn Bereichen mittels aufwendige Konstruktion. Spiegeln gemäß der Erfindung;

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein elektropho- F i g. 4 eine schematische Darstellung des Strahlen-

tographisches Kopiergerät der eingangs erwähnten Art 5 gangs zwischen der Lampe 15 und einer Reflexionsfaderart zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln ohne cette 30 gemäß der Erfindung: und Verwendung von zusätzlichen Lampen bildfreie Raiid- F i g. 5 eine schematische Ansicht eines Belichtungsbereiche auf dem Photorezeptor optisch gelöscht wer- systems eines erfindungsgemäßen elektrophotographiden können. sehen Kopiergeräts.

Bei der Lösung dieser Aufgabe wird ausgegangen io Bei der in F i g. 1 gezeigten Anordnung ist eine transvon einem elektrophotographischen Kopiergerät ge- parente bzw. lichtdurchlässige Platte 10 vorgesehen, um maß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ge- ein zu reproduzierendes Dokument 11 zu tragen. Ein löst wird die Aufgabe dadurch, daß die Vorlagenabdek- Abtastspiegelsystem mit zwei beweglichen Spiegeln 12 kung einen spiegelnden, facettierten Reflektor aufweist, und 13, die in ihrer äußersten linken bzw. rechten Stelder sich über die Vorlage hinaus erstreckt und die Paare 15 lung mit voll ausgezogenen bzw. gestrichelten Linien vor. Reflexionsfacetten aufweist, die über der transpa- gezeichnet sind, ist vorgesehen. Der Spiegel 13 ist so renten Auflage und der darauf befindlichen Vorlage lie- angeordnet, daß er sich beim Abtasten mit niedrigerer gen, wobei jede Reflexionsfacette in einem vorbestimm- Geschwindigkeit dreht als der Spiegel 12, um den optiten Winkel zur transparenten Auflage angeordnet ist, sehen Abstand zwischen dem Dokument 11 und der wobei der Winkel so bemessen ist, daß an jedem Abtast- 20 Linse 14 konstant zu halten. Eine rohrförmige Lampe 15 punkt entlang der transparenten Auflage ein Teil des und ein sich über die Platte 10 parallel zum Spiegel 12 Lichtbündels der Vorlagenbeleuchtungseinrichtung erstreckender Reflektor 16 bewegen sich synchron mit stets von der Objektivöffnung erfaßt wird, und alternie- dem Spiegel 12. Die Lampe 15 und der Reflektor 16 sind rende Reflexionsfacetten parallel zueinander senkrecht als Beleuchtungseinrichtung vorgesehen, um das Dokuzur Abtastrichtung und geradlinig verlaufen. 25 ment 11 durch die Platte 10 hindurch während des Abta-

Bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten elektropho- stens zu beleuchten.

tographischen Kopiergerät sind keine zusätzlichen Eine optische Wegstrecke, die sich von der Platte 10

Lampen im Innenraum erforderlich. Eine zusätzliche zur Linse 14 ersti eckt, läuft weiter über die Linse hinaus, Aufheizung des Innenraums des Kopiergeräts nach lan- so daß ein Lichtmuster nacheinander von Spiegeln 17 gerem Betrieb wird somit vermieden. Eine elektroni- 30 und 18 reflektiert wird, wobei dieses Lichtmuster letztsche Steuerung oder besondere Detektoreinrichtungen lieh auf einer Photorezeptortrommel 19 auftrifft. Ein sind nicht mehr erforderlich. Die optische Löschung der (nicht gezeigter) optischer Schlitz kann in einer Abdeckbildfreien Randbereiche auf dem Photorezeptor mittels platte (n^:cht dargestellt) vorgesehen sein. Der Schlitz ist eines speziell ausgebildeten, mehrere Reflexionsfacet- vorgesehen, um das Bildfeld zur Wahrung der Bildqualiten aufweisenden Reflektors stellt eine vergleichsweise 35 tat in Übereinstimmung mit wohlbekannten Prinzipien einfache Konstruktion dar. Die gestellte Aufgabe ist so- zu begrenzen, mit gelöst Eine Plattenabdeckung 22, die an dem Gerätegehäuse

In zweckmäßiger Ausgestaltung des erfindungsgemä- (nicht dargestellt) angelenkt werden kann, ist über der ßen Kopiergeräts ist die Vorlagenabdeckung lichtun- Platte 10 vorgesehen und enthält als einteilig damit ausdurchlässig, wodurch der Einfall von störendem Umge- 40 gebildetes Element ein Reflektorgebilde, das allgemein bungslicht vermieden wird. mit 24 bezeichnet ist

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Im Betrieb wird das Dokument 11 durch die Vorbei-

Vorlagenbeleuchtungseinrichtung eine Lampe und ei- bewegung der Spiegel 12 und 13 von links nach rechts in nen Reflektor auf, von denen erstere über wenigstens F i g. 1 abgetastetes, wodurch ein von dem Dokument eine ebene Reflexionsfacette am vorderen oder hinte- 45 reflektiertes Lichtmuster auf den Photorezeptor 19 ren Rand der Voriage und letzterer über wenigstens übertragen wird, der sich synchron zur Bewegung der eine ebene Reflexionsfacette am gegenüberliegenden Spiegel 12 und 13 dreht. Das Lichtmuster trifft auf dem Rand der Vorlage jeweils ein Teillichtbündel durch das Photorezeptor 19 innerhalb eines vorbestimmten Berei-Objektiv auf die korrespondierenden Stellen des Photo- ches bzw. auf einer vorbestimmten Fläche desselben rezeptors projezieren. 50 auf, die zuvor gleichförmig durch eine geeignete elek-

AIs vorteilhaft wird ein Winkel zwischen den Refte- trostatische Ladeanordnung (nicht dargestellt) aufgelaxionsfacetten und der transparenten Auflage m der den wurde, wobei diese Aufladeanordnung in der Tech-Größenordnung zwischen 0 und 45°, vorzugsweise un- nik der Xerographie wohlbekannt ist. In wohlbekannter gefähr 20° angesehen. Zweckmäßigerweise bilden die Weise wird die gleichförmig aufgeladene Fläche in aneinander angrenzenden, ebenen Teilflächen des Re- 55 Übereinstimmung mit dem darauf auftreffenden Lichtflektors jeweils ein Facettenpaar, und weist der Reflek- muster entladen, wodurch ein resultierendes rückständitor insgesamt ungefähr 5 Facettenpaare pro Millimeter ges latentes elektrostatisches Bild auf dem Photorezepauf. Bevorzugt besitzt die spiegelnde Oberfläche der tor erzeugt wird, das anschließend durch Entwicklung Facetten einen Reflexionsgrad von wenigstens 0,90 bei mit elektroskopischen Markierungsteilchen, die allgeeiner Wellenlänge von 590 nm. 60 mein als Toner bezeichnet werden, sichtbar gemacht

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beige- wird, fügten Zeichnungen näher erläutert Es zeigen Bei einem bekannten Beleuchtungssystem, wie es in

F i g. 1 eine schematische Ansicht des Belichtungssy- F i g. 2 gezeigt ist, wird von der Randdicke des Dokustems eines erfindungsgemäßen elektrophotographi- ments und der Relativstellung der Beleuchtungsquelle, sehen Kopiergeräts; 65 d. h. der Lampe 15, ein mit 26 bezeichneter Schatten

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Beiich- verursacht Dieser Schatten bildet einen dunklen Rand, :ungssystems eines bekannten elektrophotographischen der sich entlang dem Dokumentrand erstreckt und bei Kopiergeräts; nichtvorhandenem Reflektor 24 durch Ha« nnti^rh*. Sv-

stem übertragen würde, was zur Entwicklung eines dunklen Randes auf dem Photorezeptor führen würde. Mit anderen Worten, eine Fläche oder Linie auf dem Photorezeptor entsprechend diesem Rand wird nicht entladen und daher entwickelt, mit anschließender Übertragung auf das Kopierpapier.

Eine gestrichelt gezeichnete Strahlungsquelle, die mit dem Bezugszeichen 15' bezeichnet ist (F i g. 3), würde die Beleuchtung ergeben, die zum Ausblenden der dunklen Ränder bzw. Schatten eines Dokuments erforderlich ist. Ein Spiegel 28 könnte so angeordnet werden, daß er die Strahlung der Lampe 15 wieder in die Öffnung der Linse 14 lenkt Der Spiegel 28 müßte relativ zur Platte 10 synchron mit der Bewegung der Lampe 15 bewegt werden. Dies ist offensichtlich in der Praxis nicht durchführbar. Daher ist das Reflektionsgebilde 24 mit einer Reihe von kleinen Spiegeln bzw. Facetten 30 und 32 versehen (siehe F i g. 1 und 5), die über der Platte und dem davon getragenen Dokument derart liegen, daß an jeglichem Abtastpunkt entlang der Platte ein Teil der Lampenöffnung stets von der Linsenöffnung »gesehen« wird. Da der Winkel, unter dem die Lampenstrahlung in die Linsenöffnung reflektiert wird, konstant bleibt, sind alle Spiegel- oder Facettenwinkel dieselben. Wie aus F i g. 4 zu ersehen ist, wird der Facettenwinkel θ gemäß der folgenden Formel bestimmt:

θ = χ = oc = MIß = \ΙΑ(Φ\+Φ₂\
worin
β = Winkel zwischen einfallenden: und reflek-

tiertem Strahl
a = Einfallswinkel
Λ¹ = Reflektionswinkel
θ = Facettenwinkel
<x =α? = β₌\ΐ2β β = υ2(Φι+Φ₂)

θ = \Ι4(Φ\+Φ₂)

Φ\ = erster Grenzstrahl von der Larnpenöff-

nung zum Schnitt der optischen Achse mit der gewünschten Hauptebene des Randausblendreflektors

Φ2 = zweiter Grenzstrahl von der Lampenöffnung zum Schnitt der optischen Achse mit der gewünschten Hauptebene des Randausblendreflektors.

Der Facettenwinke! für die Facette 32 zum Reflektieren der Strahlung des gegenüberliegenden Reflektors. wenn die Lampe 15 und der Reflektor 16 angrenzend an den rechten Rand des Dokuments in F i g. 1 liegen, wird in derselben Weise bestimmt wie im Zusammenhang mit der Bestimmung des Winkels für die Facetten 30 beschrieben wurde.

Der zentrale Strahl (F i g. 4) befindet sich im Mittelpunkt der Lampenöffnung 33, vom Einfallspunkt auf der Facette bzw. Reflektoroberfläche aus betrachtet Der Winkel zwischen dem zentralen Strahl und der optischen Achse ist ß=\ll {Φ\+Φ₂\ Da die Hauptebene des Randausblendreflektors 24 parallel zur Objektebene und senkrecht zur optischen Achse verläuft sind die Facettenwinkel gleich dem Einfallswinkel und dem Reflektionswinkel. Dies trifft für die Fälle zu, wo der zentrale Strahl längs der optischen Achse reflektiert werden soll, was dazu führt, daß der Facettenwinkel θ der obengenannten Formel gehorcht

Das Reflektorgebilde 24 enthält vorzugsweise ein Blatt aus einem Material, das eine im wesentlichen ebene obere Fläche 34 und, wie als Beispiel in der Zeichnung dargestellt, eine zu Facetten ausgebildete untere Fläche 36 aufweist. Vorzugsweise wird das Reflektorgebilde aus thermoplastischem Polymermaterial, bspw. aus Polykarbonat hergestellt. Stattdessen kann auch Methylmethacrylat verwendet werden, oder ein anderes Material, das so behandelt werden kann, daß eine zu Facetten ausgebildete spiegelnd reflektierende Oberfläche erhältlich ist. Der Facettenbereich 28 enthält einen ersten Satz paralleler Facetten 30 und einen zweiten Satz paralleler Facetten 32. Ferner sind die Facetten gradlinig ausgerichtet und erstrecken sich praktisch senkrecht zur Achse der Platte 10. Die räumliche Frequenz der Facettenpaar 30,32 ist vorzugsweise größer als die Hälfte der Auflösung des optischen Systems.

Die Oberfläche der Facetten 30, 32 sind mit einem Überzug 38 versehen, um sie zu 0,90 bei einer Wellenlänge von 590 nm spiegelnd zu machen. Bei einem bevorzugten Überzugsverfahren der Oberflächen wird Aluminium unter Vakuum darauf aufgetragen bzw. aufgedampft

Das beschriebene Reflektorgebilde 24 dient dazu, die Entwicklung des Photorezeptors an den Stellen zu vermeiden, die dem Schattenbereich 26 entsprechen. Hierzu reflektiert das Reflektorgebilde 24, wie in F i g. 5 gezeigt, die Beleuchtung aus der Lampe 15 und dem Reflektor 16 derart, daß der Photorezeptor an diesen Stellen entladen wird, wie nachstehend beschrieben wird.

Wenn die Lampe 15 und der Refleketor 16 gegenüber dem vorderen Rand des Dokuments 10 (d. h. in F i g. 1 auf der linken Seite der Platte 11) liegen, so wirkt die Lampe als Beleuchtungsquelle, wie aus F i g. 5 zu ersehen ist Die angrenzend an den vorderen Rand des Dokuments liegende Facette 30 wirkt mit der Beleuchtungsquelle, d. h. der Lampe 15, zusammen, um zu vermeiden, daß ein dunkler Rand über das Optiksystem übertragen wird. Folglich weist auch die Kopie keinen dunklen Rand auf. Wenn die Lampe 15 und der Reflektor 16 neben dem hinteren Rand liegen (d. h. in Fig.! auf der rechten Seite der Platte), so wirkt der Reflektor 16 als Beleuchtungsquelle und wirkt zusammen mit der Facette 32 gegenüber dem hinteren Rand, um zu verhindern, daß ein dunkler Rand bzw. Schatten durch das Optiksystem übertragen wird. Der Strahlengang für die inneren und äußeren Ränder (d. h. für Ober- und Unterseite des Dokuments) ist derselbe wie für den vorderen und den hinteren Rand. Folglich wirkt der Reflektor in derselben Weise, um entlang des oberen und des unteren Randes der Kopie eine Randentwicklung auszuschalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 rende Vorlage mit einer Vorlagenbeleuchtungseinrich- Patentansprüche: tung mit Lampen, Reflektoren und Spiegeln zur optischen Abtastung der Vorlagen, die unterhalb der trans-

1. Elektrophotographisches Kopiergerät, beste- parenten Auflage angeordnet sind, ferner mit einer Vorhend aus einem optischen Abtastsystem mit einer 5 lagenabdeckung und mit einem Objektiv, mit einem transparenten Auflage für eine zu kopierende Vorla- Photorezeptor mit einem gleichmäßig elektrisch aufiadge mit einer Vorlagenbeleuchtungseinrichtung mit baren Abschnitt, auf den ein Lichtmuster der Vorlage Lampen, Reflektoren und Spiegeln zur optischen abgebildet wird, um ein dem Lichtmuster entsprechen-Abtastung der Vorlagen, die unterhalb der transpa- des latentes elektrostatisches Ladungsbild auf diesem renten Auflage angeordnet sind, ferner mit einer io Abschnitt zu erzeugen, und mit einer Einrichtung zum Vorlagenabdeckung und mit einem Objektiv, mit ei- optischen Löschen von bildfreien Bereichen auf dem Jf nem Photorezeptor mit einem gleichmäßig elek- Photorezeptor.
H trisch aufladbaren Abschnitt, auf den ein Lichtmu- Bei vielen bekannten elektrophotographischen Ko- || ster der Vorlage abgebildet wird, um ein dem Licht- piergeräten erzeugt der Rand eines zu kopierenden Dopa master entsprechendes latentes elektrostisches La- 13 kumentes im Zusammenwirken mit der Beleuchtungs-H dungsbild auf diesem Abschnitt zu erzeugen, und mit quelle einen Schatten längs des Dokumentenrandes, der p einer Einrichtung zum optischen Löschen von bild- auf den Photorezeptor übertragen wird und somit einen (J freien Bereichen auf dem Photorezeptor, d a - störenden dunklen Rand auf der angefertigten Kopie !» durch gekennzeichnet, daß die Vorlagen- verursacht

'ß abdeckung einen spiegelnden, facettierten Reflektor 20 Zwar tritt dieses bekannte Phänomen der Randent-

S (24) aufweist, der sich über die Vorlage hinaus er- wicklung nicht auf, wenn das Format des verwendeten

|ί streckt und der Paare von Reflexionfacetten (30,32) Kopierpapiers dem photoempfindlichen Bereich des

jij aufweist, die über der transparenten Auflage und der Photorezeptors, der das latente Bild trägt, genau ent-

Pi darauf befindlichen Vorlage (11) liegen, wobei jede spricht, und wenn das Kopierpapier exakt auf das laten-

jt Reflexionsfacette in einem vorbestimmten Winkel θ 25 te Bild ausgerichtet ist In der Praxis geschieht es jedoch

i| zur transparenten Auflage (10) angeordnet ist, wobei häufig, daß diese beiden Bedingungen nicht erfüllt sind

[B der Winkel θ so bemessen ist, daß an jedem Abtast- und daß auch die abgeschatteten Randbereiche übertra-

;,ί punkt entlang der transparenten Auflage ein Teil des gen und anschließend entwickelt werden, so daß eine

ϊΐ Lichtbündels der Vorlagenbeleuchtungseinrichtung nicht einwandfreie Kopie mit störenden dunklen Strei-

ί stets von der Objektivöffnung erfaßt wird, und alter- 30 fen angefertigt wird.

J ■ nierende Reflexionsfacetten parallel zueinander und Zur Lösung dieses Problems der unerwünschten

/ senkrecht zur Abtastrichtung geradlinig verlaufen. Randentwicklung wurden bereits mehrere Vorschläge

|i

2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- gemacht So beschreibt beispielsweise die US-PS

U zeichnet, daß die Vorlagenabdeckung (22) lichtun- 36 42 371 ein elektrophotographisches Kopiergerät, bei

ι' durchlässig ist. 35 dem die Unterseite der Plattenabdeckung als streuen-

IΓ

3. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- der Reflektor ausgebildet oder mit einem solchen verse-

ί zeichnet, daß die Vorlagenbeleuchtungseinrichtung hen ist Bei dieser Anordnung bewirken jedoch die Pfei-

ij eine Lampe (15) und einen Reflektor (16) aufweist, Ie des Reflektors, die sich über das Dokument hinaus

^!,_; von denen erstere über wenigstens eine ebene Refle- erstrecken, auch Lichtreflexionen auf dem Photorezep-

S xionfacette (30,32) am vorderen oder hinteren Rand 40 tor über die vorbestimmte Fläche hinaus, wodurch auch

\r\ der Vorlage (11) und letzterer über wenigstens eine Teile des Bildbereiches entladen und damit nicht entwik-

; ebene Reflexionfacette (30,32) am gegenüberliegen- kelt werden, die innerhalb der gewünschten Kopierflä-

j · den Rand der Vorlage (11) jeweils ein Teillichtbün- ehe liegen.

i del durch das Objektiv (14) auf die korrespondieren- Eine andere Anordnung, bei der eine Randausblen-

\:\ den Stellen des Photorezeptors (19) projizieren. 45 dung vorgesehen ist, ist in der US-PS 37 88 737 be-

:

4. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekehn- schrieben. Dieses Kopiergerät enthält als Beleuchtungs-

- zeichnet, daß der vorbestimmte Winkel θ in der quelle eine Beleuchtungsvorrichtung, die einen Teil der

Größenordnung von 0° <θ< 45° liegt Plattenabdeckung bildet und die sich über den Rand des

5. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zu kopierenden Dokuments hinaus erstreckt, wodurch zeichnet, daß aneinander angrenzende ebene Teilfla- 50 es ermöglicht wird, den Photorezeptor auch an Stellen

; chen des Reflektors (24) ein Facettenpaar (30, 32) zu belichten bzw. zu entladen, die an den Bildbereich

bilden, und daß der Reflektor (24) ungefähr 5 Facet- angrenzen. Dabei treten dieselben Schwierigkeiten wie

tenpaare pro Millimeter aufweist. bei dem zuvor erwähnten Kopiergerät auf.

6. Kopiergerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn- Mit der DE-OS 25 05 833 ist ein elektrophotographizeichnet, daß der vorbestimmte Winkel ungefähr 55 sches Kopiergerät bekanntgeworden, bei dem zum opti-20° beträgt sehen Löschen von bildfreien Randbereichen auf dem

7. Kopiergerät nach einem der vorangegangenen Photorezeptor zusätzliche, mit einer entsprechenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die spie- Abschirmung versehene Lampen im Bereich des Photogelnde Oberfläche der Facetten (30,32) einen Refle- rezeptors angeordnet sind. Zum optischen Löschen soxionsgrad von wenigstens 0,90 bei einer Wellenlänge 60 wohl des Vorderkanten-Randbereiches als auch des von 590 nm aufweist. Hinterkanten-Randbereiches eines Bildes sind entweder mehrere solcher im Bereich des Umfangs des trom-

melförmigen Photorezeptors angeordnete Lampen erforderlich, oder aber es ist zusätzlich noch eine aufwen-65 dige elektronische Steuerschaltung notwendig, die die

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Lampe jeweils zu den richtigen Zeitpunkten ein- und

Kopiergerät, bestehend aus einem optischen Abtastsy- ausschaltet, im letzteren Falle muß ferner noch ein Füh-

stern mit einer transparenten Auflage für eine zu kopie- ler vorgesehen sein, um die Vorderkante des Bildberei-