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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Beleuchtungseinrichtung für ein elektrofotographisches Kopiergerät zum
Erzeugen eines Tonerbildes auf einem lichtempfindlichen
Gegenstand.
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Im allgemeinen umfaßt der elektrofotographische Prozeß die
Schritte gleichmäßiges Laden eines bewegten,
lichtempfindlichen Gegenstandes, der an seiner Oberfläche eine
fotoleitfähige Schicht aufweist, bildweises Belichten des
Gegenstandes, um auf diesem ein elektrostatisches latentes
Bild zu formen, und Entwickeln der elektrostatischen
latenten Bilder mit einem Entwickler, der Tonerteilchen enthält.
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Bei dem bildweise erfolgenden Belichtungsschritt für den
elektrofotographischen Prozeß wird am häufigsten ein
sogenanntes Abtast-Belichtungsverfahren verwendet, bei dem
während der Bewegung des lichtempfindlichen Gegenstandes
entweder
eine Lichtquelle und eine Fokussierlinse, oder die zu
kopierende Vorlage synchron mit der Bewegung des
lichtempfindlichen Gegenstandes, bewegt werden.
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Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß das erzeugte
Bild dazu neigt, infolge der Schwierigkeit der exakten
Synchronisation der Bewegungen des lichtempfindlichen
Gegenstandes und entweder der Lichtquelle und der Fokussierlinse
oder der zu kopierenden Vorlage, unscharf zu werden, so daß
es schwierig ist, ein scharfes und hochauflösendes Bild
herzustellen. Insbesondere bei der Farb-Elektrofotographie,
bei der die Abtastbelichtung mehrere Male wiederholt wird,
um ein mehrfarbiges Bild zu erzeugen, ist das vorstehend
genannte Problem ernst zunehmen und die Lösung ist dringend
notwendig.
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Ein Beispiel für den Stand der Technik ist in der US-PS
4171905 offenbart. In dieser bekannten Veröffentlichung wird
ein Schmetterlings-Schlitz verwendet, dessen Apertur an
beiden Enden der Abtastbewegung mittels eines
Nockenmechanismus vergrößert wird. Durch diese Einrichtung werden alle
peripheren Teile des Originals mit einer größeren
Belichtungsmenge beauflagt.
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Um ein Bild von hoher Qualität zu erhalten, haben die
Erfinder die Tatsache berücksichtigt, daß eine stationäre
Belichtung, bei der nur die Lichtquelle, die in der Nähe
des Vorlagenträgers angeordnet ist, bewegt wird, während
die Vorlage, die Linsenanordnung und der lichtempfindliche
Gegenstand stationär gehalten werden, ohne wesentliche
Erhöhung der Leistung der Lichtquelle möglich ist. Damit
konnte das vorstehend genannte Auflösungsproblem gelöst
werden. Ein anderes Problem blieb jedoch ungelöst, nämlich
die Fleckenbildung an den Randbereichen, die von einer
ungleichmäßigen Verteilung des Lichtes über den
lichtempfindlichen Gegenstand herrührt. Dieses Problem ist besonders
bemerkenswert, wenn eine Leuchtstofflampe, wie
beispielsweise eine Xenonlampe, eine Metallhalogenid-Lampe oder eine
Fluoreszenz-Lampe als Lichtquelle verwendet wird.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Beleuchtungseinrichtung für ein elektrofotographisches
Kopiergerät zu schaffen, die auf einfache Weise die
gleichförmige Lichtverteilung über die Oberfläche des
lichtempfindlichen Gegenstandes bewirkt, um ein Bild hoher Qualität
herstellen zu können, und zwar auch für den Fall, daß die
Verteilung der Beleuchtungsintensität an der Oberfläche der
Vorlage am peripheren Bereich niedrig ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht eine
Beleuchtungseinrichtung für ein elektrofotographisches Kopiergerät aus
einer Lampenbaueinheit mit einer Lampe und einem Schlitz,
um durch den Schlitz eine Vorlage zu beleuchten, die auf
einem Vorlagenträger angeordnet ist, während die
Lampenbaueinheit
von einem Ende des Vorlagenträgers zum anderen Ende
parallel zum Vorlagenträger angetrieben wird, wobei an der
Vorlage reflektiertes Licht durch eine Linse auf die
Oberfläche eines lichtempfindlichen Gegenstandes gerichtet
wird, um auf diesem ein Bild zu erzeugen, wobei der Schlitz
eine Breite aufweist, die in der Mitte am engsten ist und
sich zu beiden Enden desselben hin allmählich erweitert,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Antreiben der
Lampenbaueinheit mit einer gesteuerten Geschwindigkeit, die
in der Mitte des Vorlagenträgers am höchsten und jeweils
niedriger wird, wenn die Lampenbaueinheit sich den beiden
Enden des Vorlagenträgers nähert.
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Im folgenden wird anhand der Fig. 2 im einzelnen
beschrieben, wie die Lichtverteilung über dem lichtempfindlichen
Gegenstand während der Bewegung der mit einem Schlitz
versehenen Lampenbaueinheit ist.
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Wenn eine Lampenbaueinheit A, die mit einem rechteckigen
Schlitz 2 zur Begrenzung der Lichtmenge versehen ist, über
einen Vorlagenträger 3 vom einen Ende desselben bis zum
anderen Ende desselben wie durch einen Pfeil in der Fig. 2
angegeben, mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, ist
die Lichtverteilung wie in den Fig. 2 (I) bis 2 (IV)
angegeben, wobei die Fig. 2 (I) und 2 (II) die
Lichtverteilung in Übereinstimmung mit dem Lambertgesetz, während
die Fig. 2 (III) und 2 (IV) die Lichtverteilung gemäß
der Bündelung von flach auffallenden Lichtstrahlen durch
die Linse zeigen.
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Fig. 2 (V) ist eine Kurve, die durch die Kombination der
Verteilungskurve gemäß Fig. 2(I) mit der Kurve der Fig. 2
(III) erhalten wird, und die die Lichtverteilung in der
Bewegungsrichtung des Schlitzes darstellt. Dementsprechend
zeigt Fig. 2 (VI) eine Kurve, die durch die Kombination
der. Verteilungskurve gemäß Fig. 2 (II) mit der gemäß Fig.
2 (IV), erhalten wird, die die Lichtverteilung in Richtung
rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung des Schlitzes
darstellt.
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Wie aus der graphischen Darstellung der Fig. 2 (V) zu
ersehen ist, ist die Lichtmenge am Anfang und am Ende des
Laufs des Schlitzes niedrig. Wie ebenfalls in der
graphischen Darstellung gemäß Fig. 2 (V) dargestellt, ist die
Lichtmenge an beiden Seiten des Schlitzes in einer Richtung
rechtwinkelig zur Bewegung des Schlitzes 2 niedrig. Somit
wird der lichtempfindliche Gegenstand als Ganzes an seinem
Umfangsbereich mit einer geringeren Lichtmenge belichtet.
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Wenn die durch den Schlitz auf den Vorlagenträger
scheinende Lichtmenge am peripheren Teil des Vorlagenträgers wie
bei der vorliegenden Erfindung erhöht wird, um damit die
ungleichmäßige Verteilung wie vorstehend beschrieben zu
kompensieren, wird die Lichtverteilung über dem
lichtempfindlichen Gegenstand abgeflacht.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Erzeugung einer
gleichmäßigen Lichtverteilung über die Oberfläche eines
lichtempfindlichen Gegenstandes, ohne daß die Einstellung
der Lichtverteilung durch die Verwendung einer
Spezialeinrichtung in der Beleuchtungsquelle notwendig ist, oder ohne
daß eine Erhöhung der Kapazität der Lichtquelle
erforderlich ist. Somit kann mit Hilfe einer Lichtabtastanordnung
gemäß der vorliegenden Erfindung eine scharfe Kopie mit
hoher Auflösung ohne irgendwelche Unschärfen oder
Fleckenbildung an dem peripheren Teil erhalten werden. Die
vorliegende Erfindung wird auch zweckmäßig bei der
Farbelektrofotographie angewendet, bei der ein lichtempfindlicher
Gegenstand mehrmals belichtet wird, um ein Mehrfarbenbild mit
guter Bildqualität zu erhalten, und zwar insbesondere dann,
wenn Titandioxid als fotoleitfähige Schicht bei dem Blatt
lichtempfindlichen Materials für eine CPC (beschichtetes
Papier kopieren)-System-Elektrofotographie verwendet wird.
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Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden anhand der folgenden Beschreibung erläutert, die
anhand der begleitenden Figuren durchgeführt wird, in denen
zeigt:
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Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer
Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 2 (I) bis 2 (VI) graphische Darstellungen zur
Erläuterung der Lichtverteilung entlang der Oberfläche des
lichtempfindlichen Gegenstandes mit einer Lampenbaueinheit,
die mit einem rechteckigen Schlitz versehen ist; und
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Fig. 3 eine schematische Darstellung eines
elektrofotographischen Kopiergerätes, das mit einer
Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren zeigt Fig. 1 eine
Lampenbaueinheit A mit einem Träger 10 und einem Lichtreflektor
11 und einer Lampe 1, die auf dem Träger 10 aufgenommen
ist. Die Lampe 1 hat eine Länge, die im wesentlichen gleich
der Breite eines Vorlagenträgers 3, der in der Fig. 3
dargestellt ist, ist. Das Licht von der Lampe 1 passiert einen
Schlitz 2, der in einer Lichtblende 6 oberhalb der Lampe
angeordnet ist, um auf den Vorlagenträger 3 gestrahlt zu
werden.
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Der Schlitz 2 erstreckt sich in Längsrichtung entlang der
Lampe 1, wobei seine Breite sich allmählich von der Mitte
zu beiden Enden hin erweitert.
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Die Lampenbaueinheit A ist entlang einer Führungsstange 12,
die unterhalb des Vorlagenträgers 3 angeordnet ist, von
einem Ende des Vorlagenträgers 3 zum anderen Ende,
angetrieben durch einen Impulsmotor 13, bewegbar. Die
Lampenbaueinheit A kann auf ihrem Weg vom Startpunkt zur Mitte des
Vorlagenträgers 3 beschleunigt und danach zum anderen Ende hin
gebremst werden. Das heißt, daß die Lampenbaueinheit A
geschwindigkeitsgesteuert ist, so daß die Baueinheit in der
Mitte des Vorlagenträgers 3 am schnellsten läuft und je
näher sie an eines der beiden Enden gelangt, umso niedriger
wird die Geschwindigkeit. Bei der bevorzugten
Ausführungsform wird der Impulsmotor 13 zum Antreiben eines Endlos-
Zeitschaltgurtes 14 verwendet, an dessen einem Teil ein
Gleitelement 15 gekoppelt ist, welches entlang der
Führungsstange 12 gleitend bewegbar ist. Das Gleitelement 15
ist seinerzeit an die Lampenbaueinheit A gekoppelt, um
diese anzutreiben. Anzumerken ist, daß auch ein
Antriebsmechanismus irgendeines anderen Typs verwendet werden kann.
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Da die Lampenbaueinheit A mit einem Schlitz 2 versehen ist,
der einen engen mittleren Teil und allmählich weiter
werdende Enden aufweist, ist die Lichtmenge, die von der Lampe
l durch den Schlitz 2 auf den Vorlagenträger 3 abgestrahlt
wird, im mittleren Teil in Richtung der Breite am
geringsten und erhöht sich allmählich zu den beiden Seiten
desselben hin. Somit ist das Licht, welches am Vorlagenträger
3 reflektiert ist und die Linse 4 passiert hat, infolge der
Vignettierung der schräg auftreffenden Strahlen durch die
Linse und des Lambert-Gesetzes gleichmäßig über den
lichtempfindlichen Gegenstand 5 verteilt, und zwar auch mit
bezug auf die Bewegungsrichtung der Lampenbaueinheit.
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Die Verteilung der Lichtmenge, die auf den
lichtempfindlichen Gegenstand 5 gerichtet ist, ist sowohl bezogen auf die
Bewegungsrichtung der Lampenbaueinheit als auch bezogen auf
die Richtung rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung
gleichförmig. Da die Oberfläche des lichtempfindlichen Gegenstandes
5 über ihre gesamte Oberfläche mit Licht gleichmäßig
bestrahlt wird, kann somit auf dieser durch den
elektrofotographischen Prozeß ein klares Bild erzeugt werden.