DE2954678C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrofotographisches Kopierge­ rät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Gegenüber einigen Kopiergeräten, bei denen die Lichtquelle zum Beleuchten der zu kopierenden Vorlage auf dem Abtastwa­ gen selbst montiert ist, beschreibt die US-PS 37 58 774 ein gattungsgemäßes elektrofotographi­ sches Kopiergerät, bei dem die Masse des Abtastwagens dadurch stark verringert ist, daß eine stationä­ re Lichtquelle mit einem der Erzeugung parallelen Lichts die­ nenden Parabolreflektor in Verbindung mit einem oberen und einem unteren Ausleuchtreflektor verwendet wird, wobei die Ausleuchtreflektoren derart an den Abtastwagen montiert sind, daß sie das Dokument mit Lichtstrahlen aus einem breiten Winkelbereich beleuchten, wodurch die Schattenbil­ dung bei Dokumenten in Form von dreidimensionalen Objekten verhindert wird. Der obere Ausleuchtreflektor ist dabei in einem größeren Abstand von der Lichtquelle montiert als der auszuleuchtende Bereich und ist, da die Einfallswinkel des Lichts und die Reflexionswinkel kleiner als 45° sind, im wesentlichen in einer Schräglage von weniger als 45° gegenüber der Vertikalen angeordnet. Der untere Ausleucht­ reflektor ist dagegen näher bei der Lichtquelle angeordnet als der auszuleuchtende Bereich und aufgrund der Tatsache, daß die Einfallswinkel des Lichts und die Reflexionswinkel 45° übersteigen mit einer Schräglage von weniger als 45° gegenüber der Horizontalen angeordnet. Wegen der günstigen Geometrie des oberen Ausleuchtreflektors kann dieser die Vorlage bzw. das abzubildende Objekt oder Dokument über einen Winkelbereich ausleuchten, der von der Senkrechten bis nahezu 90° reicht, ohne daß die Länge des Abtastwagens dafür wesentlich erhöht werden müßte. Wegen der ungünstigen Geometrie des unteren Ausleuchtreflektors kann das Dokument jedoch nur über einen begrenzten Winkelbereich ausgeleuchtet werden, so daß die Länge des Reflektors und damit des Abtastwagens entsprechend der Tangente des Ausleucht­ winkels gegenüber der Normalen zunehmen. Folglich tragen die beiden Ausleuchtreflektoren in erheblichem Umfang zur Gesamt­ masse des Abtastwagens bei.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Kopiergerät gemäß US-PS 37 58 774 dahingehend weiter zu verbessern, daß der Abtastwagen mit den Reflektoren bei großem Ausleuchtwinkel der Vorlage eine möglichst geringe Masse aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein elektrofotographisches Kopiergerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Es ist ein besonderer Vorteil des Kopiergeräts gemäß der Erfindung, daß es einen unteren Reflektor aufweist, der die Vorlage über einen weiten Winkelbereich ausleuchtet, wobei auch große Winkel gegenüber der Senkrechten erfaßt werden.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Ausleuchtreflektoren extrem dünne Elemente aufweisen, die unter einer ausreichen­ den Spannung gehalten werden, um eine merkliche Verzerrung aufgrund von Luftströmungen und Trägheitskräften zu vermeiden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines elektrofoto­ graphischen Kopiergeräts gemäß der Erfindung ist eine stationäre Lichtquelle vorgesehen, welche paralleles Licht in Richtung auf einen Abtastwagen abstrahlt, der einen obe­ ren und einen unteren Ausleuchtreflektor für das zu kopie­ rende Element trägt. Dabei weist jeder der Reflektoren dün­ ne Elemente von vernachlässigbarer Masse auf, die zur Er­ zielung der geforderten Steifigkeit unter Spannung gehalten werden. Insbesondere weist der untere Ausleuchtreflektor meh­ rere, im wesentlichen horizontale Reflektoren auf, die zu einer im wesentlichen senkrechten Anordnung zusammengefaßt sind. Der untere Reflektor ist somit aus einzelnen Flügeln aufgebaut, die jalousieartig wie die Lamellen einer geöffneten Sonnenblen­ de angeordnet sind.

Die Erfindung wird nach­ stehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines elektrofoto­ graphischen Kopiergeräts gemäß der Erfindung, wo­ bei einige Teile im Schnitt dargestellt und andere weggelassen sind;

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Darstellung der Be­ leuchtungseinrichtungen des Kopiergeräts gem. Fig. 1 mit einem unteren Ausleuchtreflektor, welcher zwei gekrümmte Lamellen aufweist;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der Antriebseinrich­ tungen für die Abtastoptik des Kopiergeräts gem. Fig. 1;

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Dokumentenausleucht­ einrichtungen für ein Kopiergerät gemäß der Erfindung, bei dem der untere Ausleuchtreflektor sechs ebene La­ mellen aufweist;

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen gekrümmten, dünnen und unter Spannung gehaltenen Reflektor für ein Kopiergerät gem. der Erfindung;

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Reflektoranordnung gem. Fig. 5 längs der Linie 6-6 in dieser Fig. ;

Fig. 7 eine Detaildarstellung zur Erläuterung der Halterung der Lamellen des sonnenblendenförmigen Reflektors gem. Fig. 4;

Fig. 8 eine vergrößerte Teilansicht der Spanneinrichtungen für die Lamellen des sonnenblendenförmigen Reflektors gem. Fig. 4 und

Fig. 9 einen Querschnitt durch die Anordnung gem. Fig. 8 längs der Linie 9-9 in dieser Figur.

Im einzelnen sind bei dem Kopiergerät gemäß Fig. 1 eine als stationäre Lichtquelle dienende längliche Lampe 6 und ein zylindrischer Parabolreflektor 8 in einem Gehäuse 4 angeordnet. Das von dem Reflek­ tor 8 gebündelte Licht wird in horizontaler Richtung auf einen Abtastwagen 12 gelenkt, der sich beim Abtasten einer Vorlage bzw. eines auf einer Glasplatte 22 befindlichen Dokuments 24 aus der in ausgezogenen Linien eingezeichneten Stellung in die in gestrichelten Linien eingezeichnete Stellung bewegt. Auf dem Wagen 12 sind ein gekrümmter oberer Ausleuchtreflektor 20 so­ wie ein unterer Ausleuchtreflektor 14 angeordnet. Der untere Reflek­ tor 14 weist zwei gekrümmte streifenförmige Elemente bzw. Flügel 16 und 18 auf, die nach Art der Lamellen einer Jalousie bzw. einer offenen Sonnenblende montiert sind.

Der obere Reflektor 20 und die Flügel 16 und 18 des unte­ ren Reflektors 14 bündeln das parallele, von dem Parabolreflektor 8 ausgehende Licht zumindest annä­ hernd auf eine Brennlinie, so daß ein schmaler Streifen des Dokuments 24 mit aus unterschiedlichen Richtungen ein­ fallendem Licht beleuchtet wird, wodurch die Bildung von Schatten aufgrund von Vorsprüngen an der Oberfläche der zu kopierenden Vorlage verringert wird. Da das Ausmaß der durch die Ausleuchtreflektoren 14, 20 bewirkten Fokussierung nicht kritisch ist und innerhalb ziemlich weiter Grenzen schwanken kann, ist für diese Re­ flektoren kein hohes Maß an optischer Genauigkeit erfor­ derlich.

Das von dem beleuchteten Streifen der Vorlage 24 reflek­ tierte Licht wird von einem ebenen Spiegel 26 zu einem weiteren Spiegel 28 reflektiert und von diesem zu einer Reflexionslinse 31 umgelenkt, die aus einer Linse 30 und einem Spiegel 32 aufgebaut ist. Das aus der Reflexions­ linse 31 austretende Licht passiert nach einer weiteren Reflexion an einem Spiegel 34 einen Schlitz 35 zwischen Blenden 36 und wird auf die fotoleitende Oberfläche 38 einer Trommel 40 des Kopiergeräts fokussiert.

Wenn sich die Trommel 40 in Fig. 1 im Uhrzeigersinn dreht, wird die fotoleitende Oberfläche 38 zunächst mittels einer Koronaentladungsvorrichtung 42 aufgeladen und dann durch den Schlitz 35 hindurch belichtet. Anschließend erfolgt die Entwicklung des so erhaltenen elektrostatischen La­ dungsbildes mit Hilfe eines in einem Tank 44 befindlichen flüssigen Entwicklers 46. Das entwickelte, elektrostatische Ladungsbild auf der fotoleitenden Oberfläche 38 wird dann in Kontakt mit einem Blatt Kopierpapier 48 gebracht, wel­ ches von einem Stapel 50 mittels einer Einzugswalze 52 und mittels Führungswalzen 54 herangeführt wird. Weiter­ hin wird das Kopierpapier 48 mit Hilfe einer Koronaentla­ dungsvorrichtung 56 aufgeladen, so daß die Tonerpartikel aus dem Entwickler des entwickelten Bildes von der fotolei­ tenden Oberfläche 38 auf das Kopierpapierblatt 48 übertra­ gen werden.

Der Parabolreflektor 8 ist Bestandteil eines wärmeleitenden Kühlelements 57, welches mit einer halbzylindrischen Aus­ sparung versehen ist, in der eine geriffelte Heizwalze 60 angeordnet ist, die synchron zur Trommel 40 angetrieben wird. Die Heizwalze 60 ist mit einer elektrischen Wider­ standswicklung 61 versehen. Unterhalb der Heizwalze 60 ist eine schalenförmige Platte 66 angeordnet, die mit einer elektrischen Widerstandswicklung 67 versehen ist.

Eine weitere elektrische Widerstandswicklung 58 ist in dem Kühlelement 57 montiert. Die von der Lampe 6 mit Hilfe des Kühlelementes 57 abgeführ­ te Wärme wird auf die Heizwalze 60 abgestrahlt. Die Wärme von dem Kühlelement 57 und der Heizwalze 60 wird außerdem auf die Platte 66 abgestrahlt. Die elektrische Energie, wel­ che in den Widerstandswicklungen 58, 61 und 67 verbraucht wird, um das Kühlelement 57, die Heizwalze 60 und die Plat­ te 66 auf einer erhöhten Temperatur zu halten, wird damit verringert.

Das Kopierpapier 48 wird nach der Übertragung des Toner­ bildes mittels weiterer Führungswalzen 55 zwischen die be­ heizte Platte 66 und die Heizwalze 60 gelenkt, die das Kopierpapier 48 trocknen und das Tonerbild fixieren. An­ schließend wird das Kopierpapier 48 in den Korb 70 aus­ geworfen.

Fig. 3 zeigt die Antriebseinrichtungen für den Wagen 12 und den Spiegel 28. Man erkennt, daß ein Kabel 302, des­ sen eines Ende an einer Kabelhalterung 304 befestigt ist, zunächst die eine Nut einer Nutscheibe 306 mit zwei Nuten auf ihrem halben Umfang umschlingt und dann mit seinem an­ deren Ende an einer Kabelhalterung 310 befestigt ist. Da­ bei ist die Nutscheibe 306 drehbar an einem Wagen 308 ge­ lagert, welche den Spiegel 28 trägt und auf Schienen 309 läuft. Die Kabelhalterung 10 ist dagegen an dem Wagen 12 befestigt, der ebenfalls auf den Schieben 309 läuft und die Ausleuchtreflektoren 14 und 20 sowie den ebenen Spie­ gel 26 trägt. Ausgehend von der Halterung 210 läuft das Kabel 302 über eine Riemenscheibe 314 und eine Rolle 316 zu einer Trommel 318. Koaxial zu der Trommel 318 ist eine Riemenscheibe 320 montiert, welche mittels eines endlosen Riemens 322 angetrieben wird, der über eine Riemenscheibe 324 auf der Abtriebswelle eines Motors 326 läuft. Das Kabel 302 umschlingt die Trommel 318 und läuft dann über eine Spann­ rolle 316 zu einer Riemenscheibe 338. Von der Riemenscheibe 338 läuft das Kabel 302 zu der anderen Nut der Nutrolle 306, die es auf dem halben Umfang umschlingt und von dort zu einer Kabelhalterung 340. Die Spannwalze 328 ist an dem einen Ende eines Hebels 330 drehbar gelagert, dessen ande­ res Ende um einen feststehenden Zapfen 332 schwenkbar ist. Der Hebel 330 ist mittels einer Zugfeder 334 gegen ein Lager 336 vorgespannt und dient dazu, das Kabel 302 straff zu spannen.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen Konstruktion der An­ triebseinrichtungen bewegt sich der Wagen 12 mit dem Spie­ gel 26 mit einer Geschwindigkeit, die doppelt so hoch ist wie diejenige des Wagens 308 mit dem Spiegel 28. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Objektabstand bzw. die Länge zwischen dem Dokument 24 und der Linse 31 konstant bleibt, so daß das Lichtabbild der Vorlage stets genau auf der fotoleitenden Oberfläche 38 fokussiert wird.

Fig. 4 zeigt ein ähnliches Beleuchtungssystem wie Fig. 2 mit dem Unterschied, daß der untere Ausleuchtreflektor 402 sechs ebene streifenförmige Elemente bzw. Flügel 404 bis 414 aufweist, die jalousieartig bzw. nach Art einer offenen Sonnenblende montiert sind. Im einzelnen sind die Flügel 404 bis 414 im wesentlichen auf einer Linie angeordnet, wobei jeder einzelne Flügel im wesentlichen senk­ recht zur (Mittel-)Linie der Anordnung verläuft. Da der Reflektor 402 ebene Lamellen bzw. Flü­ gel besitzt, bewirkt keiner der Flügel für sich allein ir­ gendeine Fokussierung oder Lichtbündelung. Gemeinsam be­ wirken die Flügel jedoch eine gewisse Lichtbündelung, da jeder von ihnen denselben schmalen Streifen der Vorlage 24 beleuchtet.

Die aus Lamellen bzw. Flügeln zusammengesetzten Reflekto­ ren 14 und 402 sind insofern vorteilhaft, als der oberste Flügel 18 bzw. 414 am nächsten bei der Vorlage angeord­ net ist und dieses somit unter einem relativ großen Winkel, bezogen auf die Senkrechte ausleuchtet, ohne daß deshalb die Länge des Abtastwagens 12 stark vergrößert werden müßte.

Dieser Vorteil wird aus der Darstellung gemäß Fig. 4 deut­ lich, wo zusätzlich ein einziger unterer Reflektor 422 ein­ gezeichnet ist, der die Vorlage 24 mit der gleichen win­ kelmäßig aufgefächerten Strahlung ausleuchten könnte wie der Ausleuchtreflektor 402. Man erkennt, daß der Reflektor 422 von einem Punkt 419 bis zu einem Punkt 420 reichen müß­ te, wobei der Punkt 419 am Schnittpunkt eines horizontalen, von dem Parabolreflektor 8 ausgehenden Lichtstrahls 415 mit einem von dem untersten Flügel 404 ausgehenden Lichtstrahl 416 liegt, während der Punkt 420 am Schnittpunkt der Verlänge­ rung eines von dem Parabolreflektor 8 ausgehenden horizonta­ len Lichtstrahls 417 mit einem von dem obersten Flügel 414 ausgehenden Lichtstrahl 418 liegt. Die anfängliche Schräg­ lage des Reflektors 422 am Punkt 419 wäre dieselbe wie die Schräglage des Flügels 404 und würde etwas weniger als 45° betragen. Die Schräglage des Reflektors 422 in der Endstel­ lung am Punkt 420 wäre andererseits ebenso groß wie die Schräglage des Flügels 414, d. h. deutlich kleiner als 45°. Außerdem würde die große Länge des Reflektors 422 (in Lauf­ richtung des Wagens) den Einsatz eines entsprechend längeren und damit schwereren Wagens 12 für einen solchen Reflektor erforderlich machen.

Fig. 5 und 6 zeigen einen leichten gekrümmten Reflektor, der als oberer Ausleuchtreflektor 20 geeignet ist bzw. als gekrümmter Flü­ gel für den unteren Reflektor 14. Im einzelnen ist ein dün­ ner flexibler reflektierender Streifen 502 vorgesehen, der beispielsweise aus Aluminiumfolie oder aus Plastikfolie mit reflektierender Beschichtung auf einer Seite bestehen kann und dessen Enden in Halterungen 504 und 506 befestigt sind. Die Halterung 504 weist zwei gekrümmte Elemente 512 und 514 auf, zwischen denen ein Ende des flexiblen Streifens 502 mit Schrauben 516 festgeklemmt ist. Von den Enden des Bügels bzw. des gekrümmten Elementes 512 stehen Stäbe 518 und 520 ab. Außerdem steht vom Mittelteil des Bügels bzw. des Ele­ mentes 514 ein Stab 522 ab. Die Stäbe 518, 520 und 522 durch­ greifen im Gleitsitz zugeordnete Bohrungen in einer Seiten­ wand 508 des Wagens 12. Jeder Stab weist ferner einen Kopf 226 auf und ist von einer Schraubenfeder 524 umgeben, die sich einerseits an dem Kopf 526 und andererseits an der Aus­ senseite der Seitenwand 508 abstützt. Die Halterung 506 weist zwei gekrümmte Elemente bzw. Bügel 528 und 530 auf, zwischen denen das andere Ende des flexiblen Streifens 502 mittels Schrauben 532 festgeklemmt ist. Der Bügel 528 ist mit einer Seitenwand 510 des Wagens 12 verbunden. Die Schrau­ benfedern 524 halten den Streifen 502 unter Spannung, so daß er eine ausreichende Steifigkeit besitzt, um beträchtlichen Torsionskräften aufgrund einer vorbeistreichenden Luftströ­ mung und aufgrund von Trägheitskräften widerstehen zu kön­ nen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Elemente 512, 514 528 und 530 nicht nur gekrümmt, sondern auch gerade sein können. In letzterem Fall bildet der Streifen einen ebenen Reflektor bzw. Spiegel und ist als Lamelle für den Ausleucht­ reflektor 402 geeignet.

Fig. 7 bis 9 zeigen eine abgewandelte Reflektorkonstruktion, die speziell für ebene Reflektoren wie den Ausleuchtreflektor 402 geeignet ist. Im einzelnen sind flexible reflektierende Streifen 404 bis 414 an einem Ende an zylindrischen Zapfen 704 bis 714 befestigt, die ihrerseits an einem Element 716 des Wagens 12 befestigt sind. Jeder Zapfen ist dabei mit einem in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 718 mit einer schmalen Öffnung verbunden. Jeder Streifen ist dagegen mit verbreiterten Enden 902 und 903 versehen. Die Enden 902 werden von den Schlitzen bzw. Hohlräumen 718 der Zapfen 704 bis 714 aufgenommen. Die Enden 903 werden von ent­ sprechenden Hohlräumen 812 in sechs entsprechenden zylindri­ schen Zapfen, wie z. B. den Zapfen 804 und 806 (Fig. 8) aufgenommen und gehalten. Jeder der Zapfen, bzw. jede Buchse, z. B. der Zapfen 806, ist auf einer zugeordneten Achse, beispiels­ weise der Achse 808 drehbar gelagert, die ihrerseits an einem Element 810 des Wagens 12 montiert ist. Jeder der Zapfen ist ferner im Gegenuhrzeigersinn (in Fig. 9) mit­ tels einer Schraubenfeder, beispielsweise der Feder 814, vorgespannt, die die Achse 808 umgibt undderen Enden an den Bauteilen 806 bzw. 806 festgelegt sind. Jeder Zapfen, wie z. B. der Zapfen 806, ist auf seiner Achse 808 mittels einer Unterlagsscheibe 816 und einer auf das äußere Ende ler Achse 808 aufgeschraubten Sicherungsmutter 818 gesichert. Die Feder 814 drückt den Zylinder 806 in axialer Richtung gegen die Unterlagsscheibe 816, so daß der Streifen 406 im richtigen Abstand von dem Element 810 des Wagens 12 ge­ halten wird. Die Dreh-Vorspannung der Feder 814 hält fer­ ner den Streifen 406 unter einer Vorspannung, die den Strei­ fen ausreichend steif macht, so daß er beträchtlichen Kräf­ ten widerstehen kann. Die Spannung des Streifens wird dabei auch bei einem gewissen Kriechen bzw. einer allmählichen Deh­ nung aufrecht erhalten, wenn der Streifen 406 beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial besteht, das auf einer Seite mit einer reflektierenden Beschichtung versehen ist und eine bevor­ zugte Dehnungsachse besitzt.

Claims (3)

1. l. Elektrofotographisches Kopiergerät mit einer statio­ nären Lichtquelle mit einem zylindrischen Parabol­ reflektor und mit einem Abtastwagen mit einem oberen und einem unteren Ausleuchtreflektor zum Umlenken des von dem Parabolreflektor ausgehenden Lichts auf einen streifenförmigen Bereich der zu kopierenden Vorlage, wobei der obere Ausleuchtreflektor weiter von der Lichtquelle entfernt ist als der untere Ausleucht­ reflektor und eine gekrümmte, der Bündelung des von ihm reflektierten Lichts dienende Reflexionsfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Ausleucht­ reflektor (402) mehrere lamellenförmige, jalousieartig montierte, streifenförmige Elemente (404 bis 414) aus einem Folienmaterial aufweist, von denen jedes eine reflektierende Oberfläche aufweist, und daß Halte­ rungseinrichtungen (706, 718, 809 bis 818, 902, 903) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die lamellenförmigen Elemente (404 bis 414) im wesentlichen entlang einer Geraden derart angeordnet sind, daß jede der reflek­ tierenden Oberflächen im wesentlichen senkrecht zu dieser Geraden verläuft, derart, daß die lamellen­ förmigen Elemente (404 bis 414) das vom Parabolreflek­ tor (422) kommende Licht auf den streifenförmigen Bereich der zu kopierenden Vorlage bündeln.
2. 2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Ausleuchtreflektor (20) als dünnes, flexibles, streifenförmiges Element aus reflek­ tierendem Folienmaterial ausgebildet und an seinen beiden Enden mittels bogenförmigen Halterungen (504, 506) gehaltert ist und daß Spanneinrichtungen (508, 518 bis 526) vorgesehen sind, mit deren Hilfe das flexible Element (502) in Richtung seiner, zur Längsrichtung des streifenförmigen Bereichs parallelen Längsachse unter einer Spannung gehalten wird.
3. 3. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der lamellenförmigen Elemente (404 bis 414) des unteren Ausleuchtreflektors (402) mit seinem einen Ende (903) an einem zugeordneten Zylinder (804, 806) befestigt ist, und daß jeder der Zylinder (804, 806) derart gehaltert ist, daß er mittels Spanneinrich­ tungen (114) um eine quer zur Längsrichtung des gehalterten Elementes (404 bis 414) verlaufende Achse drehbar ist, um das Element (404 bis 414) unter einer in dessen parallel zum streifenförmigen Bereich orientierten Längsrichtung wirksamen Spannung zu haltern.