Оптическая система для электрофотографических аппаратов Советский патент 1992 года по МПК G03G15/00 G03G15/04 

Изобретение относится к области оптики, в частности к освещению движущегося оригинала в электрофотогра- фическом и копировальном аппаратах ротационного типа0

Известно устройство на базе щелевого световода, содержащее цилиндрическую трубу с внутренним зеркальным покрытием и прозрачной щелью по всей длине для вывода излучения 0 Лампы типа КГИ для ввода световой1 энергии в световод.

Каждая лампа имеет эллипсоидный отражатель, снабженный интерференционным теплопрозрачным покрытием, которое позволяет существенно снизить долю излучения в ИК области спектра и тем самым снизить нагрев световода. Устройство распределяет световую энергию на узкой полосе оригинала, которая после отражения, попадая на

оптическую систему, позволяет произвести фотосъемку в условиях электрофотографического аппарата.

Недостатком известного устройства является значительное удаление освещаемого предмета от световода и большой угол между поперечной осью световода и перпендикуляром, восстановленным к плоскости освещаемого предмета. Эти условия необходимо выполнить для того, чтобы световой поток, вышедший из щели световода, отразился от осве.- щаемой зоны предмета и попал на оптическую проекционную систему. Выполнение этих условий приводит к снижению уровня освещенности на оригинале , а значит и к уменьшению световой эффективности устройства.

Известна оптическая система для электрофотографического аппарата, выбранная в качестве прототипа, со-

СО

С

ч| СЛ 00 О ГО О

N

стоящая из щелевого световода в виде цилиндрической трубы с внутренним зеркальным, отражающим покрытием, источников света с эллиптическими рефлекторами на торцах световода и проекционной системой. 1Челевой световод имеет две, диаметрально противоположные, не равные друг другу, щели на боковой поверхности трубы вдоль ее оси симметрии.

Оптический сигнал от источников света и отраженный от зеркального покрытия световода, попадает в щель, на которую вплотную кладется движущийся оригинал - носитель информации. Диффузно отразившись от оригинала свет, пройдя через вторую щель.попадает на проекционную оптическую систему, которая формирует изображение с

Недостатком известной конструкции осветителя является невозможность изменения функции светораспределения в световоде и недостаточный уровень освещенности оригинала для более высокой производительности электро- фотографических аппаратов.

Цепью изобретения является снижение энергоемкости и повышение производительности за счет изменения функции светораспределения в световоде, повышающей уровень освещенности в плоскости оригинала о

Указанная цель достигается тем, что части внутренних поверхностей световода выполняются в виде диффузн отражающих элементов. Известно, что если отражающее покрытие в световоде зеркальное, то распространение лучей происходит по принципу многократного отражения (с нулевой апертурой) при вращательном ходе луча, прежде чем луч выйдет в щель. При этом освещенность оригинала зависит от источни

ков света и конструктивных параметров световода, а значит распределение освещенности оригинала однозначно.

При выполнении частей внутренней поверхности световода в виде диффуз- но отражающих элементов наблюдается повышение уровня освещенности оригинала. Рост освещенности наблюдается не только на участках оригинала, соответствующих местам расположения фузно отражающих элементов, но и на близлежащих участках. Повышение уровня освещенности объясняется тем, что луч, попавший на диффузную поверх-

диф- 55

to

15

- 20

25

х-

586294

ность, отражается с апертурой до 180. При этом часть отраженных лучей сразу попадает в щель, на которой пилотную лежит оригинал, а остальная часть лучей будет перераспределяться в световоде до выхода в одну их целей, Диффузно рассеянный свет вносит дополнительный вклад в освещенность оригинала. Таким образом, диффузная поверхность позволяет световой энергии раньше выйти в щель световода, как бы затормаживает энергию в нужном месте, не допуская прокачки всей энергии вдоль светового канала и редкого выхода ее в щель световода, как это происходит при часто зеркальной отражающей поверхности. Светораспре- деление в световоде будет зависеть от того, в каком месте и какой длины будут выполнены диффузные поверхности, а также от длины самого световода.

Если диффузные поверхности определенной длины расположить симметрично относительно центра световода, то освещенность в центре резко возрастает относительно освещенности в зеркальном световоде, т0е. появляются градиенты.

С целью уменьшения максимального значения градиента светораспределения по длине световода, части из диффузно отражающих поверхностей должны быть расположены антисимметрично относительно центра световода. Эксперимент показал, что для разного тина длин осветителей размеры и расположение диффузно отражающих поверхностей различныо

Если для одного типа размера осветителя диффузные поверхности располагаются симметрично относительно центра световода и при этом достигается требуемый характер светораспределения, то для другого типа размера осветителя такое расположение диффуэ- но отражающих поверхностей порождает значительные градиенты светораспреде- ления по всей длийе световода„

Изменяя длину и положение диффузно отражающих поверхностей относительно центра световода, можно добиться любого требуемого характера распределения освещенности оригинала,

На фиг . 1 и 2 показано симметричное расположение диффузно отражающих поверхностей (схематично); на фиг, 3 - зависимости освещенности оригина30

35

40

45

50

- 55

51758629

от координаты: 1 - для зеркальной

н ни ос сл во ди пе

поверхности световода, 2 - для зеркально диффузной поверхности1, на фиг. 4 - антисимметричное расположение диффузно отражающих поверхностей на фиг. 5 - зависимость освещенности оригинала от координаты при оптимальном расположении диффузно отражающих поверхностей для трех типов освети-- телей (схематично).

Оптическая система для электрофотографических аппаратов содержит световод, поверхность которого выполнена из комбинации зеркальной и диф- фузной поверхностей, В качестве зеркальной поверхности выбрана зеркализо ванная методом металлизации в вакууме, например, лавсановая пленка с толщиной подложки 50 мкм. В качестве диффузной поверхности выбрана, например, белая бумага (ватман). Чем больше коэффициент отражения и коэффициент диффузноети, тем вышеуказанные эффекты сильнее.

На внутреннюю поверхность световода наклеиваются зеркальные 1, 2 и диффузные 3 поверхности длиной 1, как показано на фиг. 1. При этом распределение освещенности в плос- кости изображения будет таким, как показано на фиг. 2. Кривая 1 соответствует распределению освещенности с чисто зеркальной отражающей поверхностью, кривая 2 - для зеркально- диффузной поверхности.

Из фиг. 3 видно, что использование диффузно отражающей поверхности позволяет повысить уровень освещен

ности в плоскости изображения. В осветителе с шириной зоны копирования 300 мм диффузно отражающие поверхности расположены антисимметрично относительно центра световода, фиг. 4.

Длина 1 , каждой такой поверхности равна 150 мм. Зоны перекрытия а 20-25 мм, фиг 3.

Характер светораспределения по всей длине зоны изображения показан ша фиг. 5.

Освещенность в точках А, В, С увеличилась ,7 раз по сравнению с чисто зеркальным световодом.

4

Наличие зоны перекрытия обуслоалр- но постановкой задачи, т.е. получением требуемой функции распределения освещенности оригинала. В общем же случае при другой постановке задачи возложены иные варианты расположения диффузных поверхностей, т.е. без зон перекрытия.

Применение диффузно отражающих поверхностей в двущелевом световоде позволяет в 1,5-2 раза повысить уровень освещенности оригинала по сравнению с двущелевым световодом, содержащим чисто зеркальную отражающую поверхность, а также позволяет получить требуемую функцию распределения освещенности оригинала.

Таким образом, использование заявляемого изобретения позволит существенно (не менее чем в 1,5-2 раза) снизить энергоемкость осветителя и повысить производительность электрофо тографических аппаратов.

Формула изобретения

1. Оптическая система для элект jрофотографических аппаратов по авт. св. № 1605209, отличающая- с я тем, что, с целью снижения энер

гоемкости и повышения производительности за счет изменения функ щи све- тораспределения в световоде, повышающей уровень освещенности в плоскости оригинала, она дополнительно имеет диффузно отражающие элементы, размещенные на внутренней поверхности свето- вода вдоль его геометрического центра симметрии.

2.Система по п. 1, о т л и ч а- ю ц а я с я тем, что диффузно отражающие элементы расположены симмет-

рично относительно центра световода,

3.Система по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения максимального значения градиента светового распределения по длине

канала, диффузно отражающие элементы расположены антисимметрично относительно центра канала световода.

Г-j з

Изобретение используют для освещения движущегося оригинала в электрофотографическом и копировальном аппаратах ротационного типа. Сущность изобретения: для изменения функции светорасиределения в световоде его внутренняя поверхность выполнена с диффузно отражающими элементами. Размещены элементы вдоль геометрического центра симметрии световода. 2 з.п.ф-лы,, 3 ил„

Фиг.

Фиг. 2

Фиг.З

Фиг. 4

Е,отн.ед.

: