DE3029844C2

DE3029844C2 - Einrichtung zur Beleuchtung eines streifenförmigen Bereiches einer Vorlage für ein Kopiergerät

Info

Publication number: DE3029844C2
Application number: DE3029844A
Authority: DE
Inventors: Koki Kawasaki Kanagawa Isago
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1979-08-06
Filing date: 1980-08-06
Publication date: 1983-11-10
Also published as: JPS5624371A; DE3029844A1; JPS6333130B2; US4358199A

Description

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden seitlichen Reflektoren einen inneren Reflektor (120, 136J in der Mitte und einen äußeren Reflektor (12a, f3a; e.vf der Außenseite aufweisen, und daß jeder innere Reflektor (126. \3b) eine geringere Höhe ais jeder äußere Reflektor (12a, 13a; hat.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Reflektor (14a. 146J und der äußere Reflektor (12a. 13ajauf jeder Seite in der gleichen, senkrechten Ebene angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Reflektor (14a, Hb) im wesentlichen Winkelform hat, wobei die Winkelspitze in der Abtastmitte (Sm) liegt, und daß die Winkelform allmählich abfällt und in Abtastrichtung, ausgehend von der Spitze, in beiden Richtungen schmaler wird.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beleuchtung eines streifenförmigen Bereiches einer Vorlage für ein Kopiergerät der im Oberbegriff des Anspruchs I angegebenen Gattung.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE-OS 28 03 179 bekannt und weist zylindrische Reflektoren mit quadratischer Lichtaustrittsfläche, stabförmige Lichtquellen, die jeweils in der Nähe der Brennlinie eines zylindrischen Reflektors angeordnet sind, sowie ebene Reflektoren für das von dem zugeordneten zylindrischen Reflektor kommende Licht auf; die Fläche der Vorlage wird senkrecht zu den stabförmigen Lichtquellen durch Verschwenken der zylindrischen Reflektoren und der inneren Reflektoren beleuchtet.

Die optimalen Beleuchtungsbedingungen lassen sich jedoch nur dann einhalten, wenn die Länge der Strahlengänge von den stabförmigen Lichtquellen zu allen, die Vorlage abtastenden Teilen gleich groß ist. Bereits bei geringen Schwankungen in der Länge der Strahlengänge sind diese optimalen Beleuchtungsbedingungen nicht mehr gewährleistet, so daß sich eine ungleichmäßige Ausleuchtung der Vorlage ergibt

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Beleuchtung eines streifenförmi-

to gen Bereiches einer Vorlage für ein Kopiergerät der angegebenen Gattung zu schaffen, die über die gesamte Abtastbewegung eine relativ gleichmäßige Lichtverteilung gewährleistet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß durch entsprechende Ausgestaltung der Größe und der Form der zusätzlichen Reflektoren die Verteilung der Beleuchtungsstärke in Abtastrichtung geändert werden kann, wodurch etwaige Schwankungen der Beleuchtungsstärke ohne Probleme kompensiert werden können; dadurch wird in Abtastrichtung eine Ausleuchtung möglich, die mit den angestrebten Beleuchtungsbedingungen übereinstimmt Die Erfindung wird im folgenden anhand von

Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines elektrophotographischen Kopiergerätes mit einer Schlitzbelichtungseinrichtung, bei der die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung verwendet werden kann,

Fig.2 eine Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Beleuchtung eines streifenförmigen Bereiches einer Vorlage eines Kopiergerätes,

F i g. 3 eine Seitenansicht dieser Beleuchtungseinrichlung nach F i g. 2. wobei im v/esenwic'-ien die Strahlengänge angedeutet sind.

F i g. 4 die Richtungen der Lichtssrahlen der seitlichen Reflektoren bei der Beleuchtungseinrichtung nach F i g. 2.

F i g. 5 die Richtungen der Lichtstrahlen der zusätzlichen Reflektoren bei der Beleuchtungseinrichtung nach Fig, 2.

Fig. 6 die Richtungen der Lichtstrahlen bei der Beleuchtung des mittleren Abtastbereiches durch die zusätzlichen Reflektoren bei der Ausführungsform nach F i g. 2,

Fig. 7 die Beleuchtungsverteilung an verschiedenen Stellen auf dem Umfang des Ausleuchtbereiches in Abtastrichtung und

Fig.8 die Beleuchtungsverteilung an verschiedenen Stellen im mittleren Bereich in Schlitzrichtung.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil eines elektrophotographischen Kopiergerätes, dessen Schlitzbelichtungssystem eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Beleuchtung eines streifenförmigen Bereiches der zu kopierenden Vorlage aufweist.

In Fig. 1 sind zylindrische Reflek'oren 1 und 2 mil quadratischer Oberfläche dargestellt, die einen elliptischen Querschnitt haben. In der Nähe der jeweiligen Brennlinie der Reflektoren 1 und 2 sind stabförmige Lichtquellen 3 und 4 angeordnet. Das von den stabförmigen Lichtquellen 3 und 4 abgegebene Licht wird an den Reflektoren 1 bzw. 2 reflektiert und fällt auf

ebene Reflektoren 5 und 6, deren jeweiliger, mit M bezeichneter Drehmittelpunkt festgelegt ist Durch eine Schwenkbewegung der ebenen Reflektoren 5 und 6 wird eine auf einer Glasplatte 7 liegende Vorlage 8 beleuchtet und dabei in Richtung des Pfeils 9 abgetastet Die beiden Beleuchtungssysteme A und B mit der erörterten Funktion sind symmetrisch zu einer senkrechten Linie angeordnet, die durch eine in F i g. 1 dargestellte Abtastmitte Sm hindurchgeht Die ebenen Reflektoren 5 und 6 werden synchron so verschwenkt daß gleichzeitig ein gleicher Teil der Vorlage 8 beleuchtet wird. Ferner wird ein Abbildungsobjektiv 10 ebenfalls in der Richtung des Pfeils 9 parallel zu der Oberfläche der Vorlage synchron mit der vorbeschriebenen abtastenden Beleuchtung bewegt, wodurch das Schlitzbild der Vorlage 8 auf die Oberfläche einer Photoleitertrommel 11 projiziert wird, weiche im Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Phototleitertrommel 11 ist so angeordnet daß ihr Drehmittelpunkt auf der durch die Abtastmitte Sm hindurchgehenden, senkrechten Linie liegt Um die Photoleitertrommel 11 sind die für einen elektrophotographischen Kopiervorgang erforderlichen (nicht näher dargestellten) Einrichtungen, nämlich eine Ladeeinrichtung, eine Entwicklungseinrichtung, eine Bildübertragungseinrichtung und die weiteren Einrichtungen, angeordnet

In F i g. 2 ist schematisch eine Ausführungsform einer Beleuchtungseinrichtung mit Schlitzbelichtung gemäß der Erfindung dargestellt. F i g. 3 ist eine Seitenansicht der Beleuchtungseinrichtung mit Schlitzbelichtung nach F i g. 2, wobei insbesondere die Länge des Lichtwegs in der Einrichtung dargestellt ist In den F i g. 2 und 3 sind mit den gleichen in F i g. 1 verwendeten Bezugszeichen dieselben Teile wie in F i g. I bezeichnet.

Wie in Fig.3 dargestellt, weist ein seitlicher ebener Reflektor 12 ein Paar Reflektorteile 12a und I2£> auf, von welchen der Reflektorteil 12a größer als der Reflektorteil 126 ist: diese Reflektorteile 12a und 126 sind auf gegenüberliegenden Seiten des lichtemittierenden Teils 3j einer linearen Lichtquelle angeordnet, und zwar ist der Peflektorteil 12a auf der Außenseite und der Reflektorteil 126 auf der Innenseite angeordnet. Genauso weist ein seitlicher ebener Reflektor 13 ein Paar Reflektorteile 13a und 136 auf. von welchen der Reflektorteil 13a größer ist als der Reflektorteil 136: auch diese beiden Reflektorteile 13a und 136 sind auf gegenüberliegenden Seiten des lichtetnittierenden Teils der anderen linearen Lichtquelle angeordnet, und zwar ist der Reflektorteil 13a auf der Außenseite und der Reflektorteil 136 auf der Innenseite angeordnet.

Ein zusätzlicher ebener Reflektor 14 weist ein Paar ebener Reflektorteile 14a und 146 auf, welche die gleiche Winkelform haben, -.vobei die Winkelspitze zu der Abtastmitte Sm zeigt, und welche in entgegengesetzten Richtungen allmählich niedriger und schmaler werden; die Reflektorteile 14a und 146 sind in denselben vertikalen Ebenen angeordnet, in welchen die äußeren Reflektorteile 12a bzw. 13a liegen.

In F i g. 3 ist mit /, die Länge eines Beleuchtungsstrahlenverlaufs, d. h. der Abstand zwischen der Lichtquelle und der Oberfläche der Vorlage, bezeichnet. Es gibt unzählige Beleuchtungsstrahlenverläufe zwischen der Oberfläche der Vorlage und der Lichtquelle. Solange jedoch die lineare Lichtquelle in dem ersten Brennpunkt Fj des elliptischen Reflektors angeordnet ist. wird die L.age der virtuellen Lichtquelle, die durch den zylindrischen, elliptiscnen Reflektor gebildet ist. auf einen Zylinder mit einem Radius projiziert, der gleich der Hauptachse 2a des elliptischen Reflektors mit dem zweiten Brennpunkt F₂ ist Bei Ausnutzen dieser Eigenschaft kann folglich die Lage eineF virtuellen Bezugslichtquelle an dem Schnittpunkt der Hauptachse des elliptischen Reflektors und eines Kreises mit dem Radius 2a festgelegt werden. Wie in Fig.2 dargestellt ist die Länge h des Strahlenverlaufs von der virtuellen Bezugslichtquelle zu einem beliebigem Punkt O auf der Vorlage durch die folgende Beziehung gegeben:

/i = 2 (α—Vct-b*) +

wobei 6 der Radius der Nebenachse des elliptischen Reflektors ist Die Höhe Z₃ des zusätzlichen ebenen Reflektors (14a, 146J in Fig.3 ist gegeben durch /3=Ai A₂, während /?=A2O ist

Zur Ermittlung der Beleuchtungsstärke in der Längsrichtung des Schlitzes wird der Beitrag zur Ausleuchtung durch die seitlichen Reflektoren, die Lichtquelle und die zusätzlichen Reflektoren in den Randteilen Le und dem mitttleren Teil Lm in der wirksamen Schlitzlänge L nunmehr r'fiittelt In Fig.4 ist nur der Beitrag zur Ausieuchtung durch den äußeren Reflektorteil 12a, den inneren Reflektorteil 126 und den lichtemittierenden Teil 3a dargestellt. Wie aus F i g. 4 zu ersehen, trägt der gesamte Lichtstrom von der realen, tatsächlichen Lichtquelle Fa zu der Ausleuchtung des Randteils Le bei, während in dem mittleren Teil Lm ein Teil des Lichtstroms von der tatsächlichen Lichtquelle F₀ zu der Beleuchtung beiträgt. In dem Randbereich Le trägt die virtuelle Lichtquelle nicht zur Beleuchtung bei, wie durch gestrichelte Linien dargestellt ist, während in dem mittleren Teil Lm nur ein Teil des Lichtstroms der virtuellen Lichtquelle Fl\ zu der Ausleuchtung in F i g. 4 beiträgt, obwohl dies von den Randbedingungen der seitlichen Reflektoren abhängt. Selbstverständlich könnte durch Abtasten des Randes der seitlichen Reflektoren die Beleuchtungseinrichtung mit Schlitzbelichtung so bemessen werden, daß die virtuelle Lichtquelle auch den Randteil Le beleuchtet In diesem Fall würde jedoch eine derartige Ausführung die Beleuchtung in dem mittleren Teil Lm verringern. Folglich sind entsprechend den Bedingungen eines ausgewählten Kopierverfahrens die Ränder der seitlichen Reflektoren festgelegt Wenn die seitlichen Reflektoren auf gegenüberliegenden Seiten der Lichtquelle angeordnet sind, wird die Beleuchtungsstärke in dem Randteil L^ des Schlitzes größer als in dem mittleren Teil Lm.

Andererseits ändert sich, wie oben ausgeführt, in der in Fig. 1 dargestellten Beleuchtungseinrichtung die Länge des zur Belenshtung verwendeten Strahlenverlaufs fortlaufend im Verlaufe einer Abtastung. Beispielsweise wird in dem Beleuchtungssystem A die Länge des zur Beleuchtung verwendeten Sirahlenverlaufs länger, wenn die Abtastung von dem Anfangs- oder Randteil Se zu dem mittleren Teil Sa; und dann wiedei zu dem anderen Randteil St: vorangeht Jedoch wird der Rand der inneren und äußeren Reflektoren durch die Längenänderung des Beleuchtungs-Strahlenverlaufs nicht geändert. Folglich ändert sich die Beleuchtungsvefteilüng durch die inneren und äußeren Reflektoren und die Lichtquelle in Abhängigkeit von dem Abrastbereich auf der Vorlage. Folglich wird die Beleuchtungsverteilung in der Längsrichtung des Schlitzes im Randteil 5/ in Fig. 1 so, wie durch eine Kurve 15 in Fig. 7 dargestellt ist. Andererseits wird die Verteilung in der Längsrichtung des Schlitzes im mittleren Teil Sm

der Vorlage so, wie durch eine Kurve 16 in Fig.8 dargestellt ist. Mit anderen Worten, wenn die seitlichen Reflektoren auf gegenüberliegenden Seiten der Lichtquelle angeordnet sind, ist die Beleuchtungsstärke in dem Randteil L_c des Schlitzes größer als die in dem mittleren Teil L_M\ allerdings ist die Änderung in dem Randteil S_E größer als in dem mittleren Teil S_M.

Als nächstes wird der Beitrag des zusätzlichen Reflektors zu der Beleuchtungsstärke erläutert, was ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist. Der in l-'ig. 2 dargestellte, zusätzliche Reflektor 14 hat im wesentlichen eine Winkelform, wobei die Winkelspitze zu der Abtastmitte Sm ausgerichtet ist. und von der Spitze aus in beiden Richtungen allmählich abnimmt und schmaler wird. Da die Höhe der reflektierenden Fläche des zusätzlichen Reflektors 14 von der Grundlinie zur Spitze der Winkelform am größten ist und in Richtung beider Seiten allmählich abnimmt, ändert sich die Größe der Beleuchtungsreflexion in Abhängigkeit von der Abtaststelle, beispielsweise in den Randteilen S_E und in dem mittleren Teil S,_w. In F i g. 5 sind die Richtungen des Strahlenverlaufs von dem lichtemittierenden Teil 3a dargestellt, wenn der Randteil S_f abgeltet wird. In Fig.6 sind die Richtungen des Strahlenverlaufs von dem üchtemittierenden Teil 3a dargestellt, wenn der mittlere Teil Sm abgetastet wird. Wenn der Randteil 5_f abgetastet wird (F i g. 5), ist der Teil der reflektierenden Oberfläche des zusätzlichen Reflektors 14, welcher von Bedeutung ist, verhältnismäßig schmal, und der lichtreflektierende Teil des zusätzlichen Reflektors 14 liegt verhältnismäßig nahe bei dem üchtemittierenden Teil 3a. Das Ergebnis ist dann, daß, wenn der Randteil S_E abgetastet wird, der zusätzliche Reflektor 14 im Vergleich zu der Beleuchtung des mittleren Reils L_M einen verhältnismäßig kleinen Beitrag zu der Beleuchtung des Randteils L_r liefert. Mit anderen Worten, die Beleuchtungsstärke in dem mittleren Teil L_M ist in der Schlitzlängsrichtung größer als in dem Randbereich L_E. Umgekehrt ist. wenn der mittlere Teil Su beleuchtet wird (Fig.6). der Teil der reflektierenden Fläche des zusätzlichen Reflektors 14. der von Bedeutung ist, verhältnismäßig breit und ist verhältnismäßig weit von dem lichtemittierenden Teil 3a entfernt. Das Ergebnis ist dann, daß der zusätzliche Reflektor 14 in der Schlitzlängsrichtung im Vergleich zu der Beleuchtung des mittleren Teils Lm einen verhältnismäßig größeren

Beitrag zu der Beleuchtung des Randteils L_c liefert.

Wenn nur der Beitrag des zusätzlichen Reflektors 14 zu der Beleuchtungsstärke betrachtet wird, läßt sich die Beleuchtungsstärke in der Schlitzlängsrichtung an dem s Randteil Sg durch eine Kurve 17 in Fig.7 darstellen. Wie aus F i g. 7 zu ersehen ist, ist die Beleuchtungsstärke in dem mittleren Teil L_M größer als in den Randteilen Le. Aus einer Kurve 18 in Fig. 18 ist der Beitrag des zusätzlichen Reflektors 14 zu der Beleuchtungsstärke des mittleren Teils Sm zu ersehen. Wie aus F i g. 8 zu entnehmen ist, ist die Beleuchtungsstärke an den Randteilen Lu größer als in dem mittleren Teil Lu, d.h. die Wirkung ist umgekehrt, wie in F i g. 7 dargestellt.

In der Praxis ist die Beleuchtung einer Vorlage einer Synthese der Beleuchtungsstärke von dem zusätzlichen Reflektor 14 und den seitlichen Reflektoren bei der Lichtquelle. Eine Kurve 19 in F i g. 7 und eine Kurve 20 in F i g. 8 zeigen diese Synthese an den Teilen S/ bzw. 5a/. Wie aus den F i g. 7 und 8 zu ersehen ist, stimmten die Kurven 19 und 20 mit Kurven 21 und 22 überein, welche die bevorzugte Beleuchtungsverteilung darstellen.

Bei der Erfindung sind die Längen der inneren und äußeren Reflektoren und der Lichtquelle alle konstant. Folglich ist die Verteilung der Beleuchtungsstärke in der Schiitziängsrichtung, weiche durch diese Faktoren bestimm·, wird, für jede Abtaststelle festgelegt. Im Gegensa»z dazu kann die Verteilung der Beleuchtungsstärke durch den zusätzlichen Reflektor 14 in der Abtastrichtung dadurch geändert werden, daß die Größe und Form des zusätzlichen Reflektors 14 geändert wird. Mit anderen Worten, durch eine entsprechende Ausführung des zusätzlichen Reflektors 14 können Veränderungen in der Beleuchtung in der Abtastrichtung nur von den inneren und äußeren Reflektoren und der Lichtquelle aus ausgeglichen werden, um so eine Beleuchtung in der Abtastrichtung zu schaffen, weiche mit den bevorzugten Bedingungen übereinstimmt.

Die Form des zusäztlichen Reflektors 14 ist nicht auf die in F i g. 2 dargestellte Form beschränkt, sondern kann entsprechend den vorstehend wiedergegebenen Überlegungen geändert werden, um dadurch die geforderte Wirkung in Verbindung mit den Reflektoren (den inneren und äußeren Reflektoren) und der Lichtquelle zu schaffen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Beleuchtung eines streifenförmigen Bereiches einer Vorlage für ein Kopiergerät

a) mit zylindrischen Reflektoren mit quadratischer Lichtaustrittsfläche,

b) mit stabförmigen Lichtquellen, die jeweils in der Nähe der Brennlinie eines zylindrischen Reflektors angeordnet sind, und

c) mit ebenen Reflektoren für das von dem zugeordneten zylindrischen Reflektor kommende Licht,

d) wobei die Fläche der Vorlage senkrecht zu den stabförmigen Lichtquellen durch Verschwenken der zylindrischen Reflektoren und der ebenen Reflektoren beleuchtet wird, gekennzeichnet durch

e) ebene, seitliche Reflektoren (12a, 126; 13a, 130/ die aiff den beiden Seiten des lichtemittierenden Bereiches (3a, 4aj jeder Lichtquelle (3, 4} angeordnet sind, und durch

f) zwei zusätzliche, ebene, senkrecht zu den stabförmigen Lichtquellen (3, 4) angeordnete Reflektoren (14a, 146Ji die in Abtastrichtung auf den beiden Seiten der Beleuchtungseinrichtung angeordnet sind und deren wirksame Reflektionsbereiche in Abtastrichtung zur Mitte (S_m) der Abtastbewegung hin größer werden.