DE69517890T2 - Lampe mit Schutzkappe - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Schutz und zur Aufrechterhaltung einer unverschmutzten Umgebung um die Oberfläche einer Beleuchtungslampe in einer elektrofotografischen Druckmaschine herum. Bei dem elektrofotografischen Prozess können bestimmte Bereiche des lichtleitenden Elements, die zu Beginn auf ein weitgehend gleichmäßiges Potential aufgeladen werden, nicht zur Herstellung des latenten Bildes verwendet werden. Zu diesen Bereichen gehören die Ränder seitlich von dem auf dem lichtleitenden Element aufgezeichneten latenten Bild sowie Bereiche zwischen Dokumenten wie zum Beispiel die Bereiche ohne Bild vor dem ersten latenten elektrostatischen Bild, zwischen benachbarten latenten Bilder und nach dem letzten latenten Bild aus einer Reihe auf dem lichtleitenden Element aufgezeichneter latenter Bilder. Wenn diese bildfreien Bereiche aufgeladen bleiben, dann werden sie anschließend mit Tonerpartikeln entwickelt. Da diese Tonerpartikel jedoch nicht auf den Kopienbogen übertragen werden, müssen sie vor dem nächstfolgenden Belichtungszyklus von dem lichtleitenden Element entfernt werden oder aber sie verschlechtern die Qualität der Kopie. Verhindert man die Entwicklung dieser Bereiche, so verringert sich der Tonerverbrauch und auch die Anzahl von Defekten im Reinigungssystem. Ausgehend von dieser Erkenntnis hat es sich auf dem Fachgebiet bewährt, die in den bildfreien Bereichen auf dem lichtleitenden Element vorliegende Ladung zu entfernen bzw. diese geladenen bildfreien Bereiche zu "löschen", so dass sie vor dem Entwickeln entladen werden. Folglich werden die bildfreien Bereiche auf dem lichtleitenden Element nicht mit Tonerpartikeln entwickelt und das lichtleitende Element braucht dort auch nicht gereinigt zu werden. Zum Löschen einer unerwünschten Ladung ausgewählter Bereiche eines lichtleitenden Elements sind verschiedene Vorrichtungen nach dem Stand der Technik bekannt. Meist wird zum Entfernen der in den bildfreien Bereichen vorliegenden Ladung eine Beleuchtungsvorrichtung, wie z. B. eine Löschlampe, verwendet. Beispielsweise kann eine sich quer über das lichtleitende Element und senkrecht zum Bewegungsweg erstreckende Löschlampe über einen ausgewählten Zeitraum als Funktion der Geschwindigkeit des lichtleitenden Elements erregt werden, so dass der gesamte Bereich zwischen den Dokumenten (Interdokument-Bereich) beleuchtet wird, um die Ladung auf der Fläche zwischen mehreren latenten Bildern auf dem lichtleitenden Element zu löschen. Die ausgewählte Erregungsdauer schwankt in Abhängigkeit von der Größe der Fläche zwischen den Dokumenten. Demgegenüber ist es zum Löschen an den Rändern erforderlich, dass die Länge der Löschlampe so eingestellt wird, dass die verschiedenen Bildgrößen abgedeckt werden. Zur näheren Information sei angemerkt, dass Interdokument-Löschlampen auch zur Erzeugung sogenannter "Testflächen" mit einem vorgegebenen Spannungsniveau auf dem lichtleitenden Element in dem Bereich zwischen den Dokumenten verwendet wurden und werden, wobei das Spannungsniveau dieser Testflächen gemessen und zum Einstellen bestimmter variabler Parameter zur Aufrechterhaltung eines optimalen Betriebs der Maschine genutzt werden kann.
• Früher wurde die oben beschriebene erwünschte Löschfunktion durch die Verwendung mehrerer Lampen oder Blenden erreicht. Demzufolge erfolgte das Löschen zwischen den Dokumenten mittels Erregen einer sich über die Breite des lichtleitenden Elements erstreckenden Lampe über einen vorgegebenen Zeitraum, wohingegen die Ränder durch das Erregen ausgewählter Lampen auf beiden Seiten des latenten Bildes gelöscht wurden. Daraus ergibt sich, dass zum Entladen ausgewählter bildfreier Bereiche bei einigen Maschinenkonfigurationen mitunter viele Löschlampen an der Peripherie des lichtleitenden Elements vorhanden sein müssen. In einigen Fällen sind bis zu fünf einzelne Lampen verwendet worden. Natürlich erzeugen diese zahlreichen Lampen zusätzliche Wärme und bringen zudem Mehrkosten und insgesamt eine geringere Zuverlässigkeit mit sich.
• In US-A-4,806,975 ist eine umfangreiche Aufstellung von Quellen angegeben, die Ladungslöschvorrichtungen bei elektrofotografischen Anwendungen offenbaren. Jenes Patent legt eine Multifunktions-Plasma-Löschlampe mit einer segmentierten Elektrode offen, wobei jedes Segment selektiv erregt wird und eine spezielle Löschfunktion hat (zwischen den Dokumenten, Löschen am Rand, Bildung einer Testfläche, usw.). Darüber hinaus ist in US-A-4,767,172 die Verwendung von LED- Anordnungen in elektrofotografischen Geräten zur Herstellung von Testflächen sowie zum Löschen zwischen Dokumenten und am Rand der lichtleitenden Oberfläche offengelegt. US-A-4,255,042 beschreibt eine segmentierte Lichtröhre zum zielgenauen Löschen der Ladung auf einem lichtleitenden Element.
• Aus den oben angegebenen Quellen geht hervor, dass verschiedene Herangehensweisen zum Löschen ungewollter geladener Bereiche des lichtleitenden Elements entwickelt worden sind. Durch stets steigende Forderungen von Kunden nach besserer Qualität von Kopien und längerer Produkthaltbarkeit wurde es notwendig, Lampen mit wesentlich stabilerem ausgegeben Licht, einer optimierten Spektralleistung und verbesserter Lebensdauer zu schaffen. Allerdings spielt im Hinblick auf die Qualität einer Kopie und die Stabilität der Leistung der Interdokument-Lampe und der Produktlebensdauer das direkt mit dem Triboelektrifizierungsprozess zusammenhängende Problem eine entscheidende Rolle, welches durch das unbeabsichtigte Entweichen von Entwicklermaterial, konkret von flüssigen oder trockenen Tonerpartikeln, aus dem Entwicklergehäuse verursacht wird. In der Luft befindliche Tonerpartikel werden sehr leicht zur Interdokumentlampe sowie zu verschiedenen anderen Bearbeitungsstationen und Oberflächen von Maschinenkomponenten im elektrofotografischen Gerät hingezogen. Zudem entstehen durch die Bewegung des Papiers oder anderer Kopienträger durch die Maschine hindurch Papierstaub und andere verschmutzende Stoffe in der Luft. Durch die Verschmutzung der Oberfläche der Interdokumentlampe werden die Zuverlässigkeit der Maschine und deren Leistung sowie die Qualität der Kopie beeinträchtigt, was sich in einer ungleichmäßigen Belichtung, einem stärkeren Hintergrund und einer allgemein inakzeptablen Kopienqualität äußert und in Folge oft unplanmäßige Wartungs- und Reparaturarbeiten durch qualifizierte Kundendiensttechniker erforderlich macht. Ein sekundäres Problem, das direkt mit der Verschmutzung der segmentierten Interdokumentlampen zusammenhängt, wie in US-A-4,255,042 offengelegt, besteht darin, dass die Reinigung der Interdokumentlampe durch Servicetechniker das Verschmutzungsproblem noch verschärft, weil dabei Tonerpartikel oder andere Teilchen in die schmalen Spalte zwischen den einzelnen Segmenten geschoben und somit permanente Qualitätsmängel an den Kopien entstehen, die zum vorzeitigen Auswechseln der Interdokumentlampe führen. US-A-4837598 beschreibt eine Löschanordnung zum Löschen eines Bildes auf einer lichtempfindlichen Trommel der Kopiermaschine. Zu der Anordnung gehört eine Reihe von LED-Chips, die auf die Oberfläche einer Hilfsplatte gebondet sind. Anschließend wird diese Platte mit einer Abdeckung versehen, die die Chips unabhängig voneinander abdeckt. Diese Abdeckung weist eine Reihe von Fensteröffnungen auf, durch die von den LED-Chips emittiertes Licht auf die lichtempfindliche Trommel gelenkt wird.
• Erfindungsgemäß schaffen wir ein Lampensystem zum selektiven Löschen einer elektrisch geladenen lichtleitenden Oberfläche mit:
• einer Lichtquelle,
• einem segmentierten Linsenelement, mit dessen Hilfe sich die Lichtstrahlen gleichmäßig von der Lichtquelle zur lichtleitenden Oberfläche ausbreiten können, wobei das Linsenelement eine Mehrzahl einzelner Linsensegmente aufweist, und eine optisch durchlässige Schutzabdeckung zum Verhindern der Verschmutzung des Lampensystems, um die gleichmäßige Lichtausgabe aus ihm aufrechtzuerhalten, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgegebene Anzahl von Lichtsegmenten der Lichtquelle so angeordnet ist, dass eine Testfläche auf einem ausgewählten Teil der aufgeladenen lichtleitenden Oberfläche erzeugt wird und die Linsensegmente, welche den die Testfläche erzeugenden Lichtsegmenten entsprechen, eine Nachzeichnung der durch sie ausgebreiteten Lichtstrahlen herbeiführen.
• Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird zudem eine elektrofotografische Druckmaschine mit dem Lampensystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche zum Entladen ausgewählter Bereiche eines aufgeladenen lichtleitenden Elements in der Druckmaschine, auf denen aufeinanderfolgende latente elektrostatische Bilder von Originaldokumenten aufgezeichnet sind, geschaffen.
• Nunmehr wird die Erfindung an Beispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine auseinandergezogene Perspektivansicht einer Interdokumentlampe ist, welche die erfindungsgemäße Lampen-Schutzabdeckung zeigt, und Fig. 2 eine schematische Vorderansicht einer der Veranschaulichung dienenden elektrofotografischen Druckmaschine zeigt, welche über eine Interdokumentlampe mit erfindungsgemäßer Lampen-Schutzabdeckung verfügt.
• In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines als Beispiel angegebenen elektrofotografischen Vervielfältigungsgerätes zu sehen. Im Hinblick auf dessen umfassende Beschreibung wird hiermit auf die USA-Anmeldung Nr. 08/297,079 vom 29. August 1994 verwiesen, von der mit der vorliegenden Anmeldung eine Kopie eingereicht wurde. In Bezug auf ähnliche Beschreibungen elektrofotografischer Maschinen wird auf die Offenlegungen in den oben angegebenen USA-Patenten verwiesen. Zwar ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders gut für eine Interdokumentlampe eines derartigen Vervielfältigungsgerätes geeignet, doch es wird im Weiteren deutlich, dass die erfindungsgemäße Lampen-Schutzabdeckung genauso gut für verschiedene andere Teilsysteme verwendbar ist, in denen Lampenoberflächen einer Verschmutzung unterliegen.
• In Fig. 1 ist eine als Beispiel dienende Interdokumentlampe 25 mit einer Reihe von Leuchtdioden (LEDs) 27 in einem extrudierten Gehäuse 23 neben einer segmentierten Lichtausbreitungslinse bzw. Lichtröhre 29 angeordnet. Die Lichtröhre 29 verfügt über einen dünnen Stab aus Kunststoff oder Glas mit geschliffenen Oberflächen zum Ausbreiten des von der LED-Anordnung 27 emittierten Lichts in Richtung des lichtleitenden Bandes 10 (in Fig. 2 abgebildet). Die Lichtröhre 29 ermöglicht die Ausbreitung von Lichtstrahlen durch sie hindurch, während gleichzeitig eine bestimmte Menge Licht von jeder LED derart gebrochen wird, dass die Lichtstrahlen die Zwischenräume zwischen jeder einzelnen LED ausfüllen und dadurch über die gesamte Breite des Lichtleiterbandes 10 hinweg eine Belichtung mit gleichmäßiger Lichtintensität erfolgt.
• Die Lichtröhre 29 ist segmentiert, wodurch eine unabhängige Licht emittierende Komponente 35 entsteht, die einem vorgegebenen Bereich bzw. einer vorgegebenen Anzahl von LED-Segmenten 41 der LED-Anordnung 27 entspricht, die der Erzeugung einer aufgeladenen Testfläche auf dem lichtleitenden Element im Interdokumentbereich dient. Durch die Segmentierung der Lichtröhre 29 wird eine Längsausbreitung der Lichtstrahlen durch die Lichtröhrensegmente 35, 39 verhindert, so dass das Licht in einem Segment nicht zu benachbarten Segmenten gelangen kann, wodurch eine begrenzte Nachzeichnung der Lichtwellenausbreitung innerhalb der segmentierten Lichtröhre 29 sowie in dem Belichtungsbereich auf dem Lichtleiterband 10 entsteht. Die Segmentierung der Lichtröhre 29 kann passiv über eine einfache Trennung von einzelnen Segmenten 35, 39 erreicht werden, wodurch Luftspalte 37 zwischen einzelnen Segmenten entstehen. Alternativ können Trennelemente 43, wie beispielsweise lichtundurchlässige Rippen oder aluminierte Polyesterblöcke, zwischen jedes der Segmente 35, 39 eingefügt werden, was ebenfalls eine Segmentierung in der Lichtröhre bewirkt. Natürlich können zum selektiven Löschen bestimmter geladener Bereiche des lichtleitenden Bandes auch verschiedene zusätzliche Segmente (nicht abgebildet) in der Lichtröhre 29 geschaffen werden.
• Die vorliegende Erfindung betrifft die Schaffung der als Beispiel angeführten Interdokumentlampe 25 mit einer segmentierten Lichtröhre 29 - wie oben beschrieben - mit einer optisch durchlässigen Schutzabdeckung zum Eliminieren freiliegender Zwischenräume 37, in denen sich Schmutzstoffe ansammeln können, und zur Schaffung einer glatten Oberfläche, die sich effizienter und wirksamer reinigen lässt, während gleichzeitig die Segmentierung der Lichtröhre durch Verhinderung einer Längsausbreitung von Lichtstrahlen aufrechterhalten wird.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die erfindungsgemäße Abdeckung 31 die Form eines kratzfesten Polypropylenfilm-Klebebandes, das direkt auf die Oberfläche der segmentierten Lichtröhre 29 aufgebracht wird, wie zum Beispiel J-LAR, ein eingetragenes Warenzeichen von Permacel, Inc. aus New Brunswick, New Jersey, USA. Des weiteren eignen sich auch andere bekannte Produkte wie Cellophan oder Acetat unter bestimmten Einsatzbedingungen. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der zur Verwendung als Lampenabdeckung 31 ausgewählte Werkstoff besonders elastisch, kratzfest und beständig gegen Austrocknung infolge Alterung oder Wärmeeinwirkung. Günstigerweise liegt die Filmdicke bei annähernd 31,25 um (1,25 mils) bei einer Zugfestigkeit von etwa 31,5 N/cm (18 lbs./Inch) und einer Schrumpfrate bei 100ºCelsius in der Größenordnung von 0%. Äußerst wichtig ist, dass die erfindungsgemäße Lampen-Schutzabdeckung aus einem solchen Werkstoff besteht und unter derartigen Betriebsbedingungen zum Einsatz kommt, dass die Lichtausbreitung in Längsrichtung eliminiert werden kann, wodurch eine Einzelsegmentierung der LED-Anordnung 27 wie hier beschrieben ausgenutzt werden kann. Ein anderes wichtiges Merkmal der Erfindung leitet sich aus der Tatsache ab, dass die Lampenabdeckung 31 durch einen auswechselbaren Klebestreifen mit einer haftenden Rückseite aus Acryl auf einem abziehbaren Träger 33 gebildet wird. Durch dieses Merkmal kann die Schutzabdeckung 31 mühelos auf der Lampenvorrichtung an der Maschine angebracht werden, wozu es keines zusätzlichen Werkzeugs und/oder keiner Ausrüstung bedarf. Somit kann ein Servicetechniker ohne weiteres die gesamte Schutzabdeckung 31 an der segmentierten Lichtröhre 29 anbringen, indem der Klebestreifen von dem abziehbaren Substrat 33 abgenommen, die Abdeckung auf der Lichtröhre 29 ausgerichtet und die Abdeckung 31 über die gesamte Länge der Lichtröhre 29 leicht angedrückt wird, um deren gute Haftung zu gewährleisten.
• Damit verfügt die erfindungsgemäße Interdokumentlampe über eine optisch durchlässige Schutzabdeckung 31 aus einem Polypropylen-Klebestreifen, der auf die Oberfläche einer segmentierten Lichtröhre 29 aufgebracht wird, um so offenliegende Zwischenräume 37 zu eliminieren, in denen sich Schmutzstoffe ansammeln können, und eine glatte Oberfläche zu schaffen, die sich effizienter und wirksamer reinigen lässt. Zwar wurde die erfindungsgemäße Lampenabdeckung in Bezug auf eine segmentierte Interdokumentlampe mit LED-Anordnung 27 und Lichtröhre 29 beschrieben, doch natürlich kann sie auch bei verschiedenen anderen Anwendungen zum Einsatz kommen, wozu beispielsweise Interdokumentlampen ohne LED-Anordnung sowie Lampen mit Zwischenräumen 37 ganz allgemein und nicht nur speziell Interdokumentlampen oder sogar Lampen in elektrofotografischen Anwendungen gehören.

Claims (9)

1. Lampensystem (25) zum selektiven Löschen einer elektrisch geladenen lichtleitenden Oberfläche (10) mit:

einer Lichtquelle (27),

einem segmentierten Linsenelement (29), mit dessen Hilfe sich die Lichtstrahlen gleichmäßig von der Lichtquelle (27) zur lichtleitenden Oberfläche (10) ausbreiten können, wobei das Linsenelement eine Mehrzahl einzelner Linsensegmente (35, 39) aufweist, und

einer optisch durchlässigen Schutzabdeckung (31) zum Verhindern der Verschmutzung des Lampensystems, um die gleichmäßige Lichtausgabe aus ihm aufrechtzuerhalten, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgegebene Anzahl von Lichtsegmenten der Lichtquelle so angeordnet ist, dass eine Testfläche auf einem ausgewählten Teil der aufgeladenen lichtleitenden Oberfläche erzeugt wird; und

die Linsensegmente (35), welche den die Testfläche erzeugenden Lichtsegmenten entsprechen, eine Nachzeichnung der durch sie ausgebreiteten Lichtstrahlen herbeiführen.

2. Lampensystem nach Anspruch 1, wobei:

die Lichtquelle über eine Mehrzahl einzeln steuerbarer Lichtsegmente zum Löschen ausgewählter Bereiche der geladenen lichtleitenden Oberfläche verfügt, und

jedes Linsenelement einer vorgegebenen Anzahl aus der Mehrzahl einzeln steuerbarer Lichtsegmente entspricht.

3. Lampensystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes aus der Mehrzahl der einzelnen Linsensegmente durch (1) einen Luftspalt (37) oder (2) ein Trennelement (43) getrennt ist.

4. Lampensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schutzabdeckung (31) ein optisch durchlässiger Film ist.

5. Lampensystem nach Anspruch 4, wobei der optisch durchlässige Film (31) aus Propylen besteht.

6. Lampensystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei der optisch durchlässige Film (31) eine Klebeschicht zum Anbringen der Schutzabdeckung auf dem Linsenelement (29) aufweist.

7. Lampensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche 4 bis 6, wobei der optisch durchlässige Film (31) zum leichteren Anbringen der Schutzabdeckung auf dem Linsenelement (29) weiterhin einen abnehmbaren Träger (33) aufweist.

8. Lampensystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Lampensystem (25) zudem ein Gehäuse (23) zum Festhalten der Lichtquelle in Bezug auf das Linsenelement aufweist.

9. Elektrofotografische Druckmaschine mit dem Lampensystem (25) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche zum Entladen ausgewählter Bereiche eines aufgeladenen lichtleitenden Elements (10) in der Druckmaschine, auf denen aufeinanderfolgende latente elektrostatische Bilder von Originaldokumenten aufgezeichnet sind.