DE2842104A1

DE2842104A1 - Belichtungsvorrichtung fuer ein elektrofotografisches kopiergeraet

Info

Publication number: DE2842104A1
Application number: DE19782842104
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Shiode
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-09-27
Filing date: 1978-09-27
Publication date: 1979-03-29
Also published as: DE2842104B2; JPS5455821U; US4194835A; DE2842104C3

Description

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

-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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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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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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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

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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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