DE2803179B2 - Beleuchtungseinrichtung in einem Kopiergerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung in einem Kopiergerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE-OS 20 15 308 ist eine Beleuchtungseinrichtung für ein elektrophotographisches Kopiergerät bekannt, bei der vier Blitzlampen an den vier Seiten des Originals angeordnet sind. Diese Blitzlampen erzeugen Blitze hoher Intensität, um die Vorlage auf einer photoleitenden Oberfläche abzubilden. Der Vorteil dieser Beleuchtungseinrichtung liegt darin, daß sie stationär ist, also keine Probleme in bezug auf eine etwaige Bewegung des optischen Systems bietet. Nachteilig ist, daß die Blitzlampen relativ groß und relativ schwer sind, so daß sie das Gewicht des Kopiergerätes sehr stark beeinflussen. Außerdem ist eine hohe elektrische Anschlußleistung zur Erzeugung von Blitzen mit ausreichender Intensität erforderlich, so daß ein solches Kopiergerät einen hohen Stromverbrauch hat. Und schließlich kann eine solche Beleuchtungseinrichtung nur bei einem planen, photoleitenden Element, beispielsweise einem bahnförmigen Element, verwendet werden, also nicht bei den üblicherweise eingesetzten photoleitenden Trommeln. Solche planen, photoleitenden Elemente haben jedoch eine geringere Lebensdauer als die photoleitenden Trommeln, so daß sie in kurzen Zeitabständen gewartet und/oder ausgetauscht werden müssen.

Eine Beleuchtungseinrichtung in einem Kopiergerät der angegebenen Gattung ist aus der CH-PS 5 27 452 bekannt Nachteilig ist bei einer solchen Beleuchtungseinrichtung, daß sie nur in Verbindung mit einer gebogenen Vorlagenbühne verwendet werden kann,

ίο wenn auch die Randbereiche des Originals gleichmäßig beleuchtet werden sollen. Bei einer solchen gebogenen Vorlagenbühne lassen sich jedoch viele, meist flache Originale überhaupt nicht ablichten, oder — beispielsweise Bücher mit festem Buchrücken — nur in bestimmten Stellungen. Damit kann eine solche Beleuchtungseinrichtung nur bei Kopiergeräten eingesetzt werden, mit der ganz bestimmte Originale kopiert werden sollen; außerdem ist mit einer solchen Beleuchtungseinrichtung keine optimale Ausnutzung

des Formates möglich, so daß der Kopierpapierverbrauch im Vergleich mit einem Kopiergerät mit planer Vorlagenbühne relativ hoch ist. Eine Verkleinerung der Krümmung der Vorlagenbühnen bietet ebenfalls keine befriedigende Lösung, da hierdurch der Raumbedarf für die Beleuchtungseinrichtung entsprechend zunimmt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung in einem Kopiergerät der angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß auch bei ebenem Träger für das Original eine gleichmäßige

Beleuchtung des gesamten Originals einschließlich seiner Randbereiche möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß eine solche Beleuchtungseinrichtung nur relativ wenig Raum im Kopiergerät benötigt, also insbesondere bei einem sehr kompakten Kopiergerät eingesetzt werden kann. Trotzdem wird auch bei planem Träger für das Original das gesamte Original einschließlich der Randbereiche sehr gleichmäßig beleuchtet. Weiterhin müssen nur einige wenige

mechanische bzw. optische Bauelemente bewegt werden, so daß diese Beleuchtungseinrichtung auch nach längerem Betrieb noch einwandfrei arbeitet. Außerdem kann diese Beleuchtungseinrichtung nicht nur bei planen, photoleitenden Elementen, sondern auch bei den üblichen photoleitenden Trommeln eingesetzt werden, wobei es insbesondere nicht erforderlich ist, die Drehrichtung der Trommel umzukehren, was wiederum zu mechanischen Schwierigkeiten führt, sondern die Trommel kann sich mit konstanter Geschwindigkeit in einer Richtung drehen.

Aufgrund dieser Funktionsmerkmale kann die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung auch in einem Hochgeschwindigkeits-Kopiergerät eingesetzt werden, wobei eine hohe Bildqualität aufrechterhalten werden kann. Dazu trägt wesentlich bei, daß die Randbereiche des Originals stärker beleuchtet werden als sein Mittelbereich, wodurch sich einwandfreie Kopien ergeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig.] eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Beleuchtungseinrichtung gemäß

der Erfindung;

Fig.2 eine schematische Teilansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 3 ein Diagramm, das ein Prinzip d.;r Erfindung erläutert;

Fig.4 eine dritte Ausführungsform der Erfindung, ähnlich der F i g. 2;

Fig.5 ein Diagramm, das ein weiteres Prinzip der Erfindung erläutert; und

F i g. 6 eins graphische Darstellung, die die Arbeitsweise der Erfindung erläutert

Die Beleuchtungseinrichtung gemäß der Erfindung ist vieler Ausführungsformen fähig je nach der Umgebung und den praktischen Anforderungen. Jedoch wurden beträchtliche Zahlen der hier gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen hergestellt, geprüft und benutzt und alle haben vorzüglich gearbeitet

Eine Beleuchtungseinrichtung in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist in F i g. 1 als ganzes mit 11 bezeichnet Sie weist eine erste und eine zweite feste Lichtquelle 12 bzw. 13 auf. Oberhalb dieser Lichtquellen 12 und 13 ist eine durchsichtige Glasplatte 14 angeordnet, die dazu bestimmt ist, ein Original 16 zur elektrostatischen Reproduktion zu tragen. Die Platte 14 ist waagrecht und an eine obere Oberfläche 17 eines elektrostatischen Kopiergerätes oder dgl. (nicht gezeigt) durch Klammereinrichtungen 18 angeklammert. Das Original 16 wird mit der zu kopierenden Seite nach unten auf der Platte 14 angeordnet.

Die Lichtquellen 12 und 13 weisen gekrümmte Reflektoren 12a und 13a auf, die vorzugsweise elliptische Querschnitte haben. Lampen 126 und 13έ> sind in den Reflektoren 12a und 13a an jeweiligen Brennpunkten der elliptischen Querschnitte angeordnet. Die Lichtquellen 12 und 13 sind in der zur Ebene der Fig. 1 senkrechten Richtung ausgedehnt und erstrekken sich in dieser Richtung so weit die Platte 14.

Erste und zweite Reflektoren in der Form von ebenen Spiegeln 19 und 21 sind auf Achsen bzw. Wellen 22 und 23 angebracht und reflektieren Licht, das von den Lichtquellen 12 bzw. 13 ausgestrahlt wird, durch die Platte 14 auf das Original 16. Wie man bemerken wird, sind die Lichtquellen 12 und 13 und die Spiegel 19 und 21 symmetrisch angeordnet, und das Licht, das von der Lichtquelle 12 zum Spiegel 19 ausgestrahlt wird, schneidet das Licht, das von der Lichtquelle 1 i zum Spiegel 21 ausgestrahlt wird.

Ein Antrieb 24 ist so angeordnet, daß er die Wellen 22 und 23 in gekoppelter Weise so antreibt, daß das Licht, das von den Spiegeln 19 und 21 reflektiert wird, auf das Original 16 in allen Stellungen der Spiegel 19 und 21 überlagert einfällt. Wie in Fig. 1 gezeigt wird, fällt das Licht, das von den Spiegeln 19 und 21 refleki^:ert wird, auf den rechten Randbereich des Originals 16. Eine Drehung der Wellen 22 und 23 gegen den Uhrzeigersinn läßt das Licht, das von den Spiegeln 19 und 21 reflektiert wird, über die untere Oberfläche des Originals 16 von rechts nach links schwenken, wobei aber das Licht des Spiegels 21 immer dem Licht des Spiegels 19 überlagert ist. Der Antrieb 24 weist vorzugsweise einen Antriebsmotor, einen Umschalter und eine Verbindungs- bzw. Getriebeanordnung auf, obwohl dies nicht im einzelnen gezeigt ist.

Ein Spiegel 26 eines optischen Beleuchtungssystems wird ebenfalls vom Antrieb 24 angetrieben, aber er wird mit der gleichen Oberflächengeschwindigkeit wie eine fotoleitende Trommel, die nicht gezeigt ist, bewegt. Eine (nicht gezeigte) Linse oder ein Objektiv des optischen Systems bildet ein vom Spiegel 26 von dem linienformigen Bereich des Originals 16, der durch die Beleuchtungseinrichtung 11 beleuchtet wird, reflektiertes Lichtabbild durch einen Schlitz auf die Trommel ab, um, wie oben erwähnt, durch örtliche Fotoleitung ein elektrostatisches Bild zu bilden. Der Antrieb 24 treibt die Wellen 22 und 23 synchron mit dem Spiegel 26. Nach der Abtastbewegung werden die Spiegel 19,21 und 26 in ihre ursprünglichen Stellungen, vorzugsweise mit einer höheren Geschwindigkeit, zurückbewegt

Die Spiegel 19 und 21 sind außerhalb von Grenzen reflektierten Lichts von der Platte 14 angeordnet die durch Linien 27 bzw. 28 angedeutet ist. Die oberen Abschnitte der Reflektoren 12a und 13a sind mit Ansätzen 12c und 13c versehen, die Vorderkanten der Reflektoren 12a und 13a liefern, die zu den linken und rechten Kanten der Platte 14 ausgerichtet sind, wie durch Linien 29 bzw. 31 angezeigt ist. Die Ansätze 12c und 13c verhindern, daß Licht von den Lichtquellen 12 und 13 direkt auf das Original 16 strahlt.

Gleichfalls sind feste Hilfsreflektoren 32 und 33 gezeigt, die Licht von den Lichtquellen 12 bzw. 13 auf das Original 16 reflektieren. Die Reflektoren 32 und 33 halten die Ungleichmäßigkeit der Beleuchtung dadurch äußerst gering, daß sie im wesentlichen das ganze Original 16 beleuchten und das Licht, das durch die Spiegel 19 und 21 reflektiert wird, ergänzen.

Die entgegengesetzten Brennpunkte der Reflektoren 12a und 13a liegen zwischen den Spiegeln 19 bzw. 21 und dem Original 16. Anders gesagt befinden sich Bilder der Lampen \2b und 136 an durch 34 bzw. 36 angezeigten Stellen. Daher ist die Beleuchtungsstärke am linken und rechten Rand des Originals 16 am größten. Wo der Spiegel 19 Licht auf den rechten Randbereich des Originals 16 reflektiert, wird die Intensität maximal wegen der minimalen optischen Weglänge und der maximalen Konzentration. Dasselbe gilt am linken Rand des Originals 16 für den Spiegel 21. Fig. 6 zeigt die Lichtintensität als eine Funktion einer Stelle auf dem Original 16 von links nach rechts. Es ist ersichtlich, daß die Gesamtintensität der Kombination des Lichts von den Spiegeln 19 und 21 am Rand maximal und in der Mitte minimal ist. Dieser Effekt kompensiert dann cos⁴0-Verlust der Intensität, der im einzelnen oben besprochen wurde, und liefert eine gleichmäßige Intensitätsverteilung des Lichtbildes, das auf die fotoleitende Trommel abgebildet wird.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, die insgesamt als 41 bezeichnet ist. Ein Original 43 wird mit der abzubildenden Seite nach unten auf einer Glasplatte 42 getragen. In dieser Ausführungsform ist eine Lichtquelle 44, die einen elliptischen Reflektor 46 und eine Lampe 47 aufweist, oberhalb eines Planspiegels 48, der an einer Welle bzw. Achse 49 angebracht ist, angeordnet. Eine hierzu symmetrische Lichtquelle und ein Spiegel sind am gegenüberliegenden Rand der Piaite 42 angeordnet, jedoch nicht gezeigt.

Der Reflektor 46 muß außerhalb des vom Spiegel 48 auf das Original 43 reflektierten Lichts angeordnet sein, und sowohl der Reflektor 46 als auch der Spiegel 48 müssen frei von von der Platte 42 reflektiertem Licht sein, wie durch Schraffur angedeutet ist.

Die Einrichtung 41 weist den Vorteil auf, daß der Bereich unterhalb der Platte 42 für die Bewegung des optischen Systems frei ist. Jedoch ist der Spielraum beim Entwurf des Gerätes 41 begrenzter.

Da der Reflektor 46 außerhalb des vom Spiegel 48 auf das Original 43 reflektierten Lichts lieeen muß. muß ein

Einfallswinkel θ des Lichts auf den Spiegel 48 von der Lichtquelle 44 über denjenigen in der Einrichtung 11 erhöht werden. Wie in F i g. 3 gezeigt ist, muß die Breite des Spiegels von Li auf L\ erhöht werden, wenn der Einfallswinkel von Θ2 auf θι erhöht wird, wie durch Spiegel 48a bzw. 486 gezeigt ist. Die Ausführungsform der F i g. 1 ist in dieser Hinsicht vorzuziehen und erlaubt außerdem, Hilfsreflektoren vorzusehen.

F i g. 4 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, die mit 51 bezeichnet ist, und in der gleiche Bestandteile mit den gleichen Bezugsziichen und ähnliche Bestandteile mit den gleichen, jedoch gestrichenen Bezugszeichen bezeichnet sind. In diesem Fall ist eine Lichtquelle 44' unterhalb statt oberhalb eines Spiegels 48' angeordnet In den Einrichtungen 41 und 51 müssen die Spiegel 48 und 48' asymmetrisch rotiert werden, auf Grund der kurzen Entfernung von den Spiegeln 48 und 48' zu den Lichtquellen 44 und 44'. Dies steht im Gegensatz zu der Einrichtung 11, in der die Hauptachsen der Reflektoren 12a und 13a zu den Achsen der Wellen 22 bzw. 23 ausgerichtet sind.

In der Ausführungsform der F i g. 2 kann der Beleuchtungswirkungsgrad nur durch die Erhöhung des Durchmessers des Reflektors 46 erhöht werden, da der Reflektor 46 das reflektierte Licht blockieren würde wenn er näher an den Spiegel 48 bewegt würde. Die Erhöhung des Durchmessers bedeutet jedoch, daß der Einfallswinkel und die Größe des Spiegels 48 wie in Fig.3 vergrößert werden muß. Deshalb wird die Ausführungsform der F i g. 1 bevorzugt, außer wenn es nötig ist, den Raum unterhalb der Platte 42 so frei wie möglich zu halten.

F i g. 5 zeigt, wie der Beleuchtungswirkungsgrad vorteilhaft für die gewünschte Anwendung durch Variation des Abstandes A zwischen den Brennpunkten des Reflektors 12a, eines Abstandes B von der Lanpe YIb zum Original 16 und eines Abstandes C von der Lampe zum Rande des Reflektors 12a eingestellt werden kann. Der Beleuchtungswirkungsgrad kann im wesentlichen konstant gehalten werden, wo der Abstand B erhöht wird, begleitet durch eine entsprechende Erhöhung des Abstandes C

Es ist also ersichtlich, daß die Erfindung die Probleme der Schwingung, des Stoßes und der Beleuchtungskompensation löst, die zuvor bei einer Belichtungseinrichtung für elektrostatische Kopiergeräte und dgl.

bestanden, und eine höhere Kopiergeschwindigkeit ermöglicht.

Für den Fachmann sind verschiedene Abwandlungen nach Erhalt der Lehre der vorliegenden Offenbarung möglich, ohne deren Bereich zu verlassen. Beispielsweise können die Reflektoren der Lichtquellen einen anderen als elliptischen Querschnitt, wie einen parabolischen, haben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Beleuchtungseinrichtung in einem Kopiergerät zum Beleuchten eines Originals, mit mindestens einer festen, eine Lampe und einen gekrümmten Reflektor aufweisenden Lichtquelle und mit mindestens einem durch einen Antrieb drehbaren Reflektor zum Reflektieren von Licht aus der Lichtquelle auf aufeinanderfolgende, streifenförmige Bereiche des Originals, dadurch gekennzeichnet, daß in bezug auf eine sich zur Fläche des Orignals senkrecht erstreckende, gedachte Ebene eine zweite Lichtquelle (13) und ein zweiter (21) drehbarer Reflektor symetrisch zur ersten Lichtquelle bzw. zum ersten drehbaren Reflektor angeordnet sind, daß der Antrieb (24) die drehbaren Reflektoren (19,21) so dreht, aaß sich das durch sie reflektierte Licht jeweils auf dem Original (16, 43) überlagert, daß die beiden Brennpunkte (34,36) der gekrümmten Reflektoren (t2a, Yia) zwischen dem ersten (19) bzw. zweiten (21) drehbaren Reflektor und dem Original (16, 43) liegen, und daß die erste (12) und die zweite (13) Lichtquelle und der erste (19) und der zweite (21) drehbare Reflektor so angeordnet sind, daß der Strahlengang des von der ersten Lichtquelle (12) auf den ersten drehbaren Reflektor (19) gestrahlen Lichtes den Strahlengang des von der zweiten Lichtquelle (13) auf den zweiten drehbaren Reflektor (21) gestrahlten Lichtes schneidet.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Reflektoren (12a, 13a; 46, 46') einen elliptischen Querschnitt haben, und daß die Lichtquellen (12,13; 47) im Brennpunkt der Ellipse angeordnet sind.

3. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen ersten Hilfsreflektor (32) und durch einen zweiten Hilfsreflektor (33), die Licht von der ersten Lichtquelle (12) bzw. der zweiten Lichtquelle (13) auf das Original (16) richten.