DE2842104A1 - Belichtungsvorrichtung fuer ein elektrofotografisches kopiergeraet - Google Patents
Belichtungsvorrichtung fuer ein elektrofotografisches kopiergeraetInfo
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Description
-3- 28A2104
Möhlstraße 37 D-8000 München 80
Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Tel·οS9-'982085-87
Kawas aki-shi, Japan ™οχ: 0528802 hnk! d
c ie!i(jramme: ellipsoid
2 7. Sep. 1978
Belichtungsvorrichtung für ein elektrofotografisches Kopiergerät
Die Erfindung bezieht sich auf eine Belichtungsvorrichtung für ein elektrofotografisches Kopiergerät und betrifft insbesondere
einen Umlenk- bzw. Hohlspiegel für eine Lichtquelle bei der nach dem Schlitzbelichtungsverfahren arbeitenden
Belichtungsvorrichtung.
Eine Belichtungsvorrichtung für ein nach dem Spalt- bzw. Schlitzbelichtungsverfahren arbeitendes elektrofotografisches
Kopiergerät ist im allgemeinen so ausgebildet, daß das von einer Lichtquelle stammende Licht, das mittels
eines Umlenk- oder Hohlspiegels zu einem bandförmigen Lichtbündel kondensiert (gebündelt) worden ist, auf die
Oberfläche einer Vorlage geworfen und von dieser diffus reflektiert wird, um dann über ein optisches System aus
Schlitz, Linse und Spiegel auf ein lichtempfindliches Element geworfen zu werden. Im Fall einer normalen, bei einem
solchen optischen System verwendeten Linse nimmt jedoch die Lichtintensität entsprechend cos 0 ab (mit 0 = Winkel
der einfallenden Lichtstrahlen zur Linsenachse). Infolge-
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dessen ist die Lichtmenge in den Randbereichen der Abbildungsfläche
kleiner als im Mittelbereich. Diese Erscheinung hat einen ungünstigen Einfluß auf die Auflösung
der Abbildungsfläche. Zur Ausschaltung der Mangel der
Linse durch Verwendung einer üblichen Halogenlampe als Lichtquelle, die eine hohe Leuchtintensität besitzt und
einen Lichtstrahl mit einer die Breite der Vorlage übersteigenden Breite liefert, muß daher die Lichtmenge von
der Lampe so eingestellt werden, daß sie in den Umfangs- oder Randbereichen des Schlitzes größer ist als im Mittelbereich.
Um somit das Lichtmengenverhältnis optimal einzustellen, wird nicht die Gesamtlänge des Lampenfadens als Lichtemissionsabschnitt
ausgenutzt, vielmehr wird dieser Abschnitt in mehrere Bereiche unterteilt.
Infolgedessen erhält die Lichtstärke des von der Lampe abgegebenen Strahlenbündels (beam blow) die wellenförmige
Verteilung gemäß Fig. 1. Wenn das eine solche Lichtstärkenverteilung
besitzende Licht von einer Lampe 1, die als Lichtquelle einer Reflexionsfläche 2 eines elliptischen
Umlenk- bzw. Hohlspiegels gegenüberstehend angeordnet ist, gemäß Fig. 2 auf eine Vorlagenoberfläche konvergiert wird,
ergibt die Lichtverteilung auf der Vorlagenoberfläche in Längsrichtung der Lampe 1 dieselbe Kurve wie die Lichtstärkenverteilung
der Lampe selbst. Infolgedessen bildet das von der Vorlagenoberfläche 3 durch einen Schlitz 13
hindurch diffus reflektierte Licht ein Bild auf dem lichtempfindlichen Element, wodurch auf den Kopien Streifenmuster
hervorgerufen werden.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Belichtungsvorrichtung,
die eine gleichmäßige Lichtverteilung
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-5- 2 H / :: 1 O A
auf einer Vorlagenoberfläche über Umlenk- bzw. Hohlspiegel gewährleistet, wobei als Lichtquelle eine Halogenlampe
mit ungleicher Lichtstärkenverteilung verwendet wird, ohne daß hierdurch die Auflösung auf der bildformenden Oberfläche
verringert wird.
Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Lichtstärkenverteilung einer als Lichtquelle dienenden Lampe,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer nach dem bisherigen Schlitzbelichtungsverfahren arbeitenden
Belichtungsvorrichtung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines elektrofotografischen Kopiergeräts mit einer Belichtungsvorrichtung
mit Merkmalen nach der Erfindung,
Fig. 4 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht der erfindungsgemäßen Belichtungsvorrichtung,
Fig. 5 eine in weiter vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivische Teildarstellung des rechten Umlenkspiegels
der Vorrichtung nach Fig. 4,
Fig. 6 einen in weiter vergrößertem Maßstab gehaltenen Teilschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5,
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-6- 2βΛ?
Fig. 7 und 8 Schnittansichten von Abwandlungen des Spiegels nach Fig. 6 und
Fig. 9 eine Fig. 5 ähnelnde Darstellung eines weiter abgewandelten Spiegels.
Fig. 3 veranschaulicht den Gesamtaufbau eines elektrofotografischen
Kopiergeräts mit einem Gehäuse 10, auf dessen Oberseite ein hin- und herbewegbarer Vorlagenhalter 12 angeordnet
ist. Letzterer besteht aus einer aufklappbaren Abdeckung und einer Glasunterlage, an welcher die Abdeckung
angelenkt ist und auf welche eine Vorlage 3 auflegbar ist. Der Vorlagenhalter 12 ist einer in das Gehäuse
10 eingebauten Belichtungsvorrichtung 14 zugewandt, die ihrerseits einem optischen System aus zwei Spiegeln 15 und
16 und einer dazwischen angeordneten Linse 17 zugewandt ist. Das von der Belichtungsvorrichtung 14 ausgesandte
Licht wird auf die Vorlage 3 geworfen, von dieser reflektiert, über einen Schlitz 13 zum ersten Spiegel 15 geleitet
und weiterhin über die Linse 17 zum zweiten Spiegel 16 geworfen. Anschließend wird das Licht vom Spiegel 16
erneut reflektiert, so daß ein Strahlengang 19 entsteht, in welchem das Licht zur Bildung eines Bilds der Vorlage
3 auf einem lichtempfindlichen Element 18 projiziert wird. Bei diesem Element 18 handelt es sich um eine zylindrische
Trommel, die in Pfeilrichtung drehbar ist. Die gesamte Mantelfläche des Elements 18 ist gleichmäßig und ununterbrochen
mit einem photoleitenden Material, wie Selen, beschichtet. Radial zum Trommelumfang sind verschiedene
Vorrichtungen angeordnet, beispielsweise ist eine Entwicklervorrichtung 20 in Drehrichtung der Trommel der
Stelle nachgeschaltet, an welcher das Bild der Vorlage entsteht. Diese Entwicklervorrichtung 20 besteht aus einer
Magnetbürste 21 zum Überziehen der Mantelfläche des lichtempfindlichen Elements 18 mit einem Tonerpulver, einer
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Rüttelwalze (churning runner) 22 zum Umwälzen bzw. Durchrühren des Tonerpulvers und des Trägers sowie einem Tonerspeiser
23. Bei 24 ist eine Übertragung-Auflade_vorrichtung
zum Aufladen eines Blatts Umdruck- bzw. Kopierpapiers 25 vorgesehen, wodurch zusammen mit dem Element 18 ein
Übertragungsabschnitt 24a gebildet wird. Weiterhin sind
in Umlaufrichtung nachgeschaltet eine Leuchtstofflampe 27 zur Beseitigung der elektrischen Restladung vom Element
18, eine Putzvorrichtung 28 mit einer drehbaren Bürste zum Beseitigen des restlichen Toners vom Element
18 sowie einem Filter und eine Aufladevorrichtung 29 zum Aufladen des lichtempfindlichen Elements 18 angeordnet.
Im folgenden ist die Belichtungsvorrichtung 14 anhand der Fig. 4 bis 9 im einzelnen erläutert.
In den Fig. 4 und 5 ist eine zylindrische bzw. Röhrenlampe 30 dargestellt, die ein Halogengas enthält und an
beiden Enden an je einem Anschluß 32 festgelegt ist. Im
Inneren der Lampe 30 sind mehrere Punktlichtquellen 33 in zweckmäßigen Abständen in einem zwischen die Anschlüsse
eingeschalteten Lampenfaden vorgesehen. Diese Punktlichtquellen können durch teilweises Kurzschließen einer Lsmpenwendel
mittels eines Leiters gebildet sein, der hierbei einen niedrigeren Widerstand besitzt als die Wendel, so
daß die nicht kurzgeschlossenen Wendelabschnitte Punktlichtquellen bilden. Die in Fig. 4 lediglich schematisch
dargestellten Punktlichtquellen können auch auf zweckmäßige andere Weise gebildet sein.
Hinter der Röhrenlampe 30 ist ein Umlenk- bzw. Hohlspiegel 34 mit einer der Lampe 30 zugewandten Reflexionsfläche
35 angeordnet, welche einen Teil einer elliptischen bzw. Parabolflache bildet, deren Brennpunkte einerseits
im Zentrum der Lichtquelle bzw. Lampe 30 und andererseits
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in einer Belichtungsposition auf der Vorlagenoberfläche liegen. Die von den Punktlichtquellen 33 ausgestrahlten
Lichtstrahlen werden somit zu einem bandförmigen Strahlenbündel kondensiert und auf die Belichtungsposition 31
geworfen.
Gemäß Fig. 5 sind weiterhin über die Gesamtlänge der Reflexionsfläche
35 des Spiegels 34 hinweg parallel zueinander und in gleichen Abständen voneinander jeweils gleich
hohe erhabene Abschnitte bzw. Wülste 36 längs der elliptischen
Fläche der Reflexionsfläche vorgesehen. Jeder Wulst 36 besteht dabei aus einer Erhebung bzw. einem Vorsprung 37
mit bogenförmigem Querschnitt, doch kann er auch gemäß Fig. 7 durch eine in der Reflexionsfläche 35 ausgebildete
Nut 38 oder gemäß Fig. 8 durch einen im Spiegel selbst ausgebildeten, einen dreieckigen Querschnitt besitzenden
Vorsprung 39 ersetzt werden. Wahlweise können die Vorsprünge 37 auch nur in einander gegenüberstehenden Teilen
der Reflexionsfläche 35 ausgebildet sein, so daß der der Lichtquelle 30 gegenüberliegende Abschnitt der Fläche 35
gemäß Fig. 9 glatt bleibt. Außerdem brauchen die Wülste 36 weder in regelmäßigen Abständen noch mit gleichen Höhen
ausgebildet zu sein, vielmehr können sie in beliebigen oder willkürlichen Abständen parallel zueinander vorgesehen
sein. Wesentlich ist jedoch, daß die die Lichtquelle 30 unter einem rechten Winkel schneidende Reflexionsfläche
35 jedes Wulstabschnitts in jedem Fall einen Teil einer genauen
Ellipse bildet. Zur Verbesserung des Reflexionskoeffizienten
ist die Reflexionsfläche 35 durch elektrolytisches Polieren verspiegelt.
In Fig. 4 ist weiterhin ein zusätzlicher Umlenk- bzw. Hohlspiegel 41 mit einer (im Querschnitt) im wesentlichen L-förmigen
Reflexionsfläche 40 dargestellt, welche vor der Re-
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■fcpi.1.
-9- 2: ϊ
flexionsfläche 35 des Spiegels 34 angeordnet ist. Der zusätzliche
bzw. Hilfsspiegel 41 kondensiert bzw. konzentriert
das Licht von den Punktlichtquellen auf die Belichtungsposition 31. Die Gleichmäßigkeit der Lichtverteilung an
der Belichtungsposition 31 kann durch Anordnung der vorher beschriebenen WuIstabschnitte in der Reflexionsfläche 40
des Hilfsspiegels 41 verbessert werden.
Bei der Belichtungsvorrichtung mit den Spiegeln der vorstehend beschriebenen Ausbildung werden die Lichtstrahlen
von den Punktlichtquellen 33 durch die Reflexionsflächen
35 und 40 der beiden Spiegel 34 bzw. 41 zu einem bandförmigen Lichtstrahlenbündel konzentriert bzw. gebündelt und
dann auf die Belichtungsposition 31 der Vorlage 3 geworfen. Da die Reflexionsflächen 35 und 37 mit den erhabenen bzw.
Wulstabschnitten 36 versehen sind, wird das Licht von den Punktlichtquellen 33 mit diffuser Reflexion auf die Belichtungsposition
31 geworfene Die entsprechend den Punktlichtquellen 33 in ungleichmäßiger Lichtstärkenverteilung ausgestrahlten
Lichtstrahlen können somit in gleichmäßiger Lichtstärkenverteilung auf die Belichtungsposition 31 geworfen
werden.
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Claims (8)
1. Belichtungsvorrichtung, insbesondere für ein elektrofotografisches
Kopiergerät, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (30), durch eine Reflexionsfläche (35) zum
Konvergieren bzw. Bündeln des von der Lichtquelle (30) ausgestrahlten Lichts zu einem bandförmigen Strahlenbündel
und durch in Längsrichtung der Lichtquelle (30) an der Reflexionsfläche (35) auf Abstände verteilte
Mittel (36), um das Licht diffus zu reflektieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Halogenlampe mit mehreren
auf passende Abstände verteilten Punktlichtquellen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsfläche einen Teil einer parabolähnlichen
bzw. elliptischen Fläche bildet, deren Brennpunkte einerseits im Zentrum der Lichtquelle und andererseits
in einer Belichtungsposition (31) auf der Oberfläche einer Vorlage (3) liegen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (36) zumindest in der Reflexionsfläche
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avis gebildete erhabene bzw. WuIs tabs chnitte (37) sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (36) in einem die Reflexionsfläche aufweisenden
Spiegel (34) ausgebildete erhabene bzw. Wulstabschnitte sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der die Lichtquelle unter einem
rechten Winkel schneidenden erhabenen bzw. Wulstabschnitte jeweils eine genau elliptische Form besitzen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine vorderhalb der Reflexionsfläche (35) angeordnete
zusätzliche bzw. Hilfsreflexionsfläche (40) vorgesehen
ist, welche einen Teil des Lichtstrahlenbündels von der Reflexionsfläche (35) reflektiert und das Strahlenbündel
auf die Belichtungsposition wirft.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsreflexionsfläche mit erhabenen bzw. Wulstabschnitten
versehen ist.
9« Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die erhabenen bzw. Wulstabschnitte an der Hilfsreflexionsfläche einen Teil der elliptischen Fläche
bilden.
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