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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kopiergerät mit streifenförmiger Abtastung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Bei einem Kopiergerät wird im allgemeinen eine auf einem Vorlagenträger aus Glas befindliche Vorlage mit dem Licht von einer Lichtquelle beleuchtet, und das reflektierte Licht wird über eine Optik aus einem Spiegel usw. auf ein lichtempfindliches Material bzw. die Oberfläche eines photoempfindlichen Bauteils geworfen, um auf letzterem für die Bildaufzeichnung ein optisches Bild zu erzeugen.
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Bei derartigen Kopiergeräten kann entweder die Optik bei feststehendem Vorlagenträger bewegbar sein, oder der Vorlagenträger kann sich bewegen, während die Optik lagenfest eingebaut ist.
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Fig. 1 veranschaulicht schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung der Art, bei welcher die Optik bewegbar ist. Auf einen durchsichtigen Vorlagenträger aus Glas ist eine Vorlage 1 mit nach unten gerichteter bedruckter Fläche aufgelegt. Wenn die Vorlage 1 mit dem Licht von einer Beleuchtungslampe 3 beleuchtet wird, wird das von der bedruckten Fläche reflektierte Licht über reflektierende Spiegel 4 bis 7 auf die Oberfläche eines photoempfindlichen Bauteils 9 geworfen. Eine Fokussierlinse 8 dient zur Erzeugung eines Bildes. Diese Optik arbeitet wie folgt: Wenn die Lampe 3 aufleuchtet, wird der mit ihr gemeinsam bewegbare erste Spiegel 4 auf die durch den Pfeil angedeutete Weise mit einer Geschwindigkeit v parallel zur Vorlage bewegt. Der zweite und der dritte reflektierende Spiegel 5 bzw. 6 werden gleichzeitig mit dem ersten Spiegel 4 parallel zur Vorlage bewegt. Zur Aufrechterhaltung einer konstanten Länge des Strahlengangs bewegen sich jedoch zweiter und dritter Spiegel 5 bzw. 6 mit der Geschwindigkeit 1/2v. Die gesamte Oberfläche der Vorlage wird auf diese Weise optisch abgetastet, so daß das von ihr reflektierte Licht auf die Oberfläche des photoempfindlichen Bauteils 9 geworfen wird. Die Oberfläche bzw. Mantelfläche des Bauteils 9 dreht sich dabei mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit v wie der erste Spiegel 4, so daß das reflektierte Licht in Form einer Abbildung der Vorlage auf das photoempfindliche Bauteil 9 projiziert und dabei eine genaue Lichtabbildung erzeugt wird.
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Bei der beschriebenen, bewegbaren Optik können sich zweiter und dritter Spiegel 5 bzw. 6 als Einheit mit einer Geschwindigkeit bewegen, die der Hälfte der Geschwindigkeit des ersten Spiegels 4 entspricht. Zu diesem Zweck sind diese beiden Spiegel 5 und 6 an einem gemeinsamen Spiegelträger montiert, und sie werden über einen Drahtzug oder dergleichen längs einer Führungsschiene bewegt, die sich normalerweise an der Antriebsseite des Spiegelträgers befindet.
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Kopiergeräte mit einer Optik der beschriebenen Art werden verbreitet eingesetzt. Solche Geräte sollen einen kompakten und leichten Aufbau besitzen, der wiederum eine kompakte und leichte Beleuchtungsvorrichtung bedingt.
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Die Beleuchtungsvorrichtung mit der Beleuchtungslampe ist hierbei als Einheit mit dem Halter oder Träger für den ersten Spiegel längs einer Führungsschiene bewegbar. Bei der bisherigen Konstruktion erfolgt die Stromzufuhr zur Lichtquelle über eine biegsame oder ausziehbare Stromzufuhrleitung, die entsprechend der Bewegung des Trägers für den ersten Spiegel ausgezogen wird. Bei der Beleuchtungsvorrichtung, bei welcher sich Lichtquelle und Träger des ersten Spiegels längs der Führungsschiene bewegen, ergibt sich das Problem, daß die Abtastung in nachteiliger Weise instabil wird, wenn die Beleuchtungsvorrichtung zur Erzielung einer höheren Kopiergeschwindigkeit mit höherer Geschwindigkeit bewegt wird. Weiterhin wird die Stromversorgung der Lichtquelle der bewegbaren Beleuchtungsvorrichtung über die ausziehbare Leitung im Hinblick auf das Erfordernis für einen kompakten Aufbau der Vorrichtung als nicht zweckmäßig angesehen.
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Bei einem Kopiergerät erfolgt die optische Abtastung der Vorlage bekanntlich durch synchrone Bewegung einer Anzahl von bewegbaren Platten, die jeweils einen Beleuchtungsschlitz und einen Spiegel aufweisen. Der synchrone Antrieb dieser verschiedenen Platten erfolgt mittels einer Seilzug-Seilrollen-Einrichtung, die zwischen dem einen Ende der betreffenden bewegbaren Platte und einem feststehenden Teil der Einrichtung angeordnet ist. Bei diesem einseitigen Antrieb muß die Halterungsstrecke oder Auflagefläche für das Führungselement vergrößert werden, so daß sich in ungünstiger Weise die Abmessungen der Schlitzbeleuchtungsvorrichtung vergrößern. Bei der bisherigen Konstruktion wird daher ein sogenannter Zweiseitenantrieb mit auf beiden Seiten der bewegbaren Platte vorgesehenen Seilzug-Seilrollen- Einrichtung verwendet, um die Halterungsstrecke zu verkleinern und damit auch die Abmessungen des Geräts insgesamt zu verringern. Bei dieser verbesserten Konstruktion bewegen sich jedoch die verschiedenen bewegbaren Platten ebenfalls längs derselben Führungsfläche, so daß eine praktische Grenze für die Verkleinerung des Abstands zwischen den Spiegeln auf den benachbarten bewegbaren Platten besteht; die Größe des Geräts kann daher nicht im vorgesehenen Ausmaß verkleinert werden.
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Bei einer optischen Schlitzbeleuchtungsvorrichtung bei der erste und zweite bewegbare Platten auf dem Führungselement montiert sind, müssen diese beiden Platten notwendigerweise ein bestimmtes Gewicht besitzen. Wenn nämlich das Gewicht einer solchen bewegbaren Platte unbegrenzt verringert wird, hebt diese Platte in nachteiliger Weise von der Führungsfläche ab, wodurch Störungen im erzeugten Bild hervorgerufen werden. Im Hinblick auf eine Verbesserung der Anlaufeigenschaften der Schlitzbeleuchtungsvorrichtung sowie auf eine Größenverringerung des Antriebsmotors sollten andererseits erste und zweite bewegbare Platte bevorzugt ein verringertes Gewicht besitzen.
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Die Spiegelanordnung wird herkömmlicherweise im Spritzguß hergestellt, wobei die Spiegel-Anbauflächen mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden, weil auf ihnen die beiden Spiegel mit hoher optischer Präzision montiert werden müssen. Obgleich auf diese Weise eine zufriedenstellende Präzision erreicht wird, erhöht sich jedoch das Gewicht der Spiegelanordnung unzweckmäßig, so daß die Seilzug-Seilrollen-Einrichtung ein größeres Antriebsdrehmoment aufbringen muß. Aufgrund des Spritzgusses und der Oberflächen-Feinbearbeitung erhöhen sich zudem die Fertigungskosten auf eine unwirtschaftliche Größe. Neuerdings wurde daher vorgeschlagen, einen Teil der Spiegelanordnung als Blechfertigungsteil herzustellen. Hierbei ist es jedoch schwierig, die geforderte optische Präzision zu erreichen; beim Einbau der Spiegel sind daher Feineinstellungen unter Verwendung von Abstandstücken oder dergleichen nötig, was in nachteiliger Weise einen großen Arbeitsaufwand bedingt.
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In der DE-OS 29 13 761 ist eine Schlitzbeleuchtungsvorrichtung erläutert, die eine röhrenförmige Lichtquelle, einen oberen und einen unteren Reflektor, die jeweils eine Kegelschnitt-Fläche haben und so angeordnet sind, daß sie die Lichtquelle umgeben, und einen weiteren Spiegel aufweist, der in bezug auf einen Schlitzbereich der Lichtquelle gegenübergesetzt ist. Bei dieser Schlitzbeleuchtungsvorrichtung beleuchtet das mittels des unteren Reflektors reflektierte Licht den Schlitzbereich direkt, und ebenso beleuchtet das mittels eines näher an der Lichtquelle liegenden Teils der Reflexionsfläche des oberen Reflektors reflektierte Licht den Schlitzbereich ebenfalls direkt. Dagegen verläuft das von einem zweiten Teil der Reflexionsfläche des oberen Reflektors reflektierte Licht im wesentlichen parallel zur Ebene einer Vorlage, um dadurch zu dem weiteren Spiegel zu gelangen, so daß das mittels dieses weiteren Spiegels reflektierte Licht den Schlitzbereich aus einer Richtung beleuchtet, die zur Richtung der Beleuchtung mittels des unteren Reflektors symmetrisch ist. Auf diese Weise soll eine kompakte Schlitzbeleuchtungsvorrichtung geschaffen werden, die zur Verbindung mit einer Abbildungselement-Anordnung kurzer Brennweite geeignet ist und dabei die Erzielung einer gleichförmigen Lichtverteilung über dem gesamten Schlitz ermöglicht.
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Weiterhin beschreibt die DE-OS 28 12 588 eine Dämpfungsvorrichtung für ein Bilderzeugungsgerät, bei dem ein hin- und herbewegbares Element durch ein von einer Antriebsquelle angetriebenes Drehteil über einen Transmissionsriemen hin- und herbewegt wird. Zwei verschiebbare stoßdämpfende Drehelemente sind so angeordnet, daß sie die Hin- und Herbewegung des hin- und herbewegbaren Elements nicht stören, wozu sie an einander gegenüberstehenden Teilbereichen des Transmissionsriemens angreifen. Eine Bremsvorrichtung bremst unter Reibung die Verschiebung der stoßdämpfenden Drehelemente ab, wobei durch diese Verschiebung der stoßdämpfenden Drehelemente ein durch die Vorwärtsbewegung und die Rückwärtsdrehung des Drehteils dem hin- und herbewegbaren Element erteilter Stoß gedämpft wird.
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Schließlich ist noch aus der DE-OS 26 49 228 ein Reproduktionsgerät bekannt, bei dem eine auf einem Tisch liegende Vorlage mittels einer Optik abgetastet wird, die aus einem Linsensystem und zwei zusammenwirkenden beweglichen Abtastspiegeln besteht.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Kopiergerät, wobei diese Beleuchtungsvorrichtung einen kompakten Aufbau und verringertes Gewicht besitzen soll, ohne dabei eine Verschlechterung der Beleuchtungsleistung der Lichtquelle herbeizuführen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Patentanspruch 2.
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Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung hat einen sich parallel zur Vorlagenfläche öffnenden elliptischen Reflektor, bei dem das von der Beleuchtungslampe abgestrahlte Licht indirekt auf die Vorlage geworfen wird. Durch diese "parallele" Anordnung von Öffnungsbereich des Reflektors und Vorlagenfläche ist es möglich, den Reflektor in nur geringem Abstand von der Vorlagen-Glasplatte vorzusehen, wodurch ein sehr kompaktes Kopiergerät geschaffen wird.
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Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
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Fig. 1 eine schematische Darstellung der Optik einer bisherigen Beleuchtungsvorrichtung,
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Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht eines wesentlichen Teils einer erfindungsgemäß ausgebildeten Beleuchtungsvorrichtung, und
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Fig. 3 eine teilweise im lotrechten Schnitt gehaltene Vorderansicht eines wesentlichen Teils einer bewegbaren Beleuchtungsvorrichtung.
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Die in Fig. 2 dargestellte Beleuchtungsvorrichtung weist einen Rahmen 11 auf, dessen einer Teil einen Reflektor 10 bildet. Die reflektierende Fläche 10 A des Reflektors 10 und der dieser Fläche gegenüberstehende Teil des Rahmens sind als elliptische Kurve ausgebildet. Eine Beleuchtungslampe 3 befindet sich in einer Stellung, in welcher das Licht von der durch die elliptische Kurve gebildeten reflektierenden Fläche bzw. Reflexionsfläche 10 A konzentriert bzw. gebündelt wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Innenfläche des Reflektors 10 und die dieser Fläche gegenüberstehende, im genannten Teil des Rahmens 11 ausgebildete Fläche zwei gleich große Hälften oder Segmente der durch die elliptische Kurve gebildeten Reflexionsfläche bilden. Genauer gesagt: die Reflexionsfläche 10 A ist an der nicht-reflektierenden Fläche 10 B hinter der Lampe 3 in zwei Segmente des Reflektors 10 und des Rahmens 11 unterteilt. Der Reflektor 10 und der Rahmen 11 sind dabei zur Bildung der einheitlichen Reflexionsfläche 10 A an der nicht-reflektierenden Fläche mittels Schrauben 13 miteinander verbunden.
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Ein zweiter reflektierender Hilfs- oder Planspiegel 14 ist an der Innenfläche des Rahmens 11 ausgebildet und dient zum Reflektieren des von der Lampe 3 ausgestrahlten und von der Reflexionsfläche 10 A reflektierten Lichts zur effektiven Beleuchtung der Vorlage 1. Im Rahmen 11 ist ein erster reflektierender Spiegel 4 angeordnet. Wenn bei der beschriebenen Anordnung beispielsweise die Innenfläche des Reflektors 10 poliert werden muß, läßt sich dies einfach durchführen, weil der Reflektor 10 durch Herausdrehen der Schraube 13 vom Rahmen 11 getrennt werden kann. Auf diese Weise kann somit ein Polieren bzw. Nachpolieren, das durch die schmale Öffnung des Reflektors 10 hindurch nur schwierig auszuführen wäre, ohne weiteres vorgenommen werden. Nach der Behandlung wird der Reflektor 10 auf die nichtreflektierende Fläche 10 B des Rahmens 11 aufgesetzt und an dieser mittels der Schrauben 13 befestigt, so daß eine Reflexionsfläche mit elliptischer Form bzw. elliptischem Querschnitt sowie mit verengter Öffnung und ausreichendem Innenraum gebildet wird. Diese Anordnung ermöglicht ein einwandfreies Konvergieren des Lichtstrahls auf einen Punkt, und sie gewährleistet einen hohen Reflexionsfaktor, der wiederum eine hohe Leuchtleistung der Beleuchtungslampe 3 gewährleistet. Infolgedessen kann zweckmäßig eine Beleuchtungslampe geringerer Leuchtintensität verwendet werden. Der Rahmen 11 kann aus einem Metall, wie Aluminium, oder wärmebeständigem Quarz hergestellt sein. Da weiterhin der erste Spiegel 4 vom Rahmen 11 getragen wird, besitzt die Beleuchtungsvorrichtung in vorteilhafter Weise einen kompakten Aufbau bei verringertem Gewicht.
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Gemäß Fig. 3, die einen wesentlichen Teil einer bewegbaren Beleuchtungsvorrichtung veranschaulicht, wird der Rahmen 11 durch ein oberes Leitelement 12 a und ein unteres Leitelement 12 b geführt. Das obere Leitelement 12 a ist mit Hilfe von Schrauben 14 A an einer Seitenplatte 13 A des Körpers bzw. Gehäuses des Kopiergeräts befestigt, während das untere Leitelement 12 b mittels einer Schraube oder dergleichen an einer weiteren Seitenplatte 13 B befestigt ist, die ihrerseits mittels Schrauben an der Seitenplatte 13 A befestigt ist. Eine mittels Schrauben 16 am oberen Leitelement 12 a befestigte und einen konkaven Querschnitt besitzende Abdeckung 15 dient zur Aufnahme einer elektrischen Stromabnehmerschiene 17, die mit der Abdeckung auf passende Weise verbunden oder einstückig mit ihr ausgebildet ist. Die Abdeckung 15 besteht vorzugsweise aus einem elektrisch isolierendem Werkstoff, z. B. einem Kunstharz, während die Stromabnehmerschiene 17 beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und hoher Verschleißbeständigkeit besteht.
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Am Ende des Rahmens 11, welcher den ersten reflektierenden Spiegel trägt, ist ein Isolierblock 18 aus z. B. einem Kunstharz mit hohem elektrischen Isoliervermögen angebracht. In eine im Isolierblock 18 ausgebildete Ausnehmung ist eine Druckfeder 19 eingesetzt, die eine Stromabnehmerbürste 20 gegen die Stromabnehmerschiene 17 andrückt. Die Stromabnehmerbürste 20 besteht aus einem elastischen, metallischen Werkstoff hoher Leitfähigkeit, vorzugsweise aus einer Kupferlegierung. An der einen Seite des Isolierblocks 18 sind Anschlüsse 21 für die Beleuchtungslampe 3 vorgesehen.
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Die bewegbare Beleuchtungsvorrichtung arbeitet wie folgt: In der Abtastbetriebsart der Optik wird der Rahmen 11 längs der Leitelemente 12 a, 12 b hin- und hergehend in Bewegung versetzt. Hierbei ruht der am einen Ende des Rahmens 11 angebrachte Isolierblock 18 mit seiner Unterseite auf dem am Gerätegehäuse befestigten unteren Leitelement 12 b, während sich sein oberer Abschnitt so bewegt, daß die durch die Druckfeder 19 nach oben gedrückte Stromabnehmerbürste 20 gegen die in der Ausnehmung der Abdeckung 15 festgelegte Stromabnehmerschiene 17 andrückt. Auf diese Weise ist die Bewegung der Lichtquelle und des ersten reflektierenden Spiegels sehr gut stabilisiert, so daß eine Vorlagen-Abtastung mit hoher Geschwindigkeit erreicht werden kann. Außerdem wird auch bei hoher Bewegungsgeschwindigkeit eine Betriebsstörung, wie ein Verkanten des Isolierblocks 18 oder Schwingung desselben auf dem Leitelement 12 b, vermieden, obgleich der Isolierblock 18 lediglich auf dem Leitelement 12 b aufliegt; infolgedessen wird eine ungleichmäßige Helligkeitsverteilung im Wiedergabebild wirksam verhindert. Da außerdem die Stromzufuhr zur Beleuchtungslampe über die Stromabnehmerschiene 17 und die Stromabnehmerbürste 20 erfolgt, besitzt die Vorrichtung einen kompakten Aufbau im Vergleich zu bisherigen Vorrichtungen, bei denen die Stromzufuhr über eine ausziehbare Leitung erfolgt, die entsprechend der Bewegung der Optik ausgezogen wird.