DE3330377A1

DE3330377A1 - Optische bilderzeugungseinrichtung

Info

Publication number: DE3330377A1
Application number: DE19833330377
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Yokohama Kanagawa Inokuchi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1982-08-23
Filing date: 1983-08-23
Publication date: 1984-02-23
Also published as: JPS6261925B2; US4679902A; JPS5934514A

Description

Anwaltsakte: 3 2 974

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine optische Bilderzeugungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft insbesondere eine optische Bilderzeugungseinrichtung, in welcher eine Flächenabtastung mittels einer Schlitzbelichtung '® in einem Kopierer u.a. bewirkt wird und betrifft darüber hinaus eine optische Bilderzeugungseinrichtung,in welcher eine Anordnung sogenannter Dachspiegel"(Dachmirror)-Linsen verwendet ist. Eine Anordnung aus sogenannten Dachspiegel-Linsen ist bekannt und weist eine Kombination aus einer aus

'5 einer Anzahl Linsen 10 zusammengesetzten Reihe und einer gewellten bzw. gerippten Spiegeloberfläche 11 auf, welche hinter der Reihe angeordnet ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Diese Anordnung kann beispielsweise in einem Kopiergerät verwendet werden, in welchem Licht einer Lichtquelle 20 von einer Vorlagenoberfläche 21 reflektiert wird, und das Licht dann durch eine Spiegeleinrichtung 22 zu einem Dachspiegel-Linsensystem 23 hin abgelenkt wird, um ein latentes Bild auf einer photoempfindlichen Trommel 24 zu erzeugen, wie in Fig. 2 dargestellt ist.

Bis jetzt wird eine Belichtung über einen Schlitz 25 durchgeführt. Die Breite des Schlitzes 25 und die Schlitzlage bezüglich des Dachspiegel-Linsensystems sind wichtige Teile, welche eine Lichtmenge und eine Ungleichheit in der L,ichtmenge zum Zeitpunkt einer Belichtung steuern. In dieser Hinsicht sind jedoch bis jetzt noch keine ausreichenden Untersuchungen gemacht worden.

Die Erfindung ist unter den vorstehend beschriebenen Um- 3-> ständen ausgeführt worden^ und gemäß der Erfindung soll eine optische Bilderzeugungseinrichtung geschaffen werden, welche keine Ungleichheit in der Lichtmenge zur Folge hat und

welche eine ausreichende Lichtmenge liefern kann.

Um dies zu erreichen ist gemäß der Erfindung eine Anordnung geschaffen, welche ein Mikro-Dachspiegel-Linsensystem
eine erste Spiegeleinrichtung zum Ablenken eines Gegenstandsbildes in Richtung des Objektivs und eine zweite
Spiegeleinrichtung zum weiteren Ablenken des reflektierten Lichts des Objektivs in einer von dem Gegenstand verschiedenen Richtung/ wobei eine Verteilung einer zusammengesetzten, integrierten Lichtmenge L und eine Ungleichheit in
der Helligkeit Δ L bei einer Schlitzbelichtung zur Durchführung einer Flächenabtastbelichtung jeweils gegeben sind durch:

N X₂

L=cE rf V f{ y - (i - 1) ρ} ² + x².l ^1/2 χ

ζ

f{y - (i - 1) ρ }² + x² + z²/' ^dx

AL = Tmax Tmin
Tmax

wobei V. die Lichtmengenverteilung der i-ten Linse darstellt, ρ der Linsen-Anordnungsabstand, χ die Lage der Linsenreihe in vertikaler Richtung, c eine Konstante, i die Linsenanzahl, y die Lage in Richtung der Linsenreihe, ζ die Lage des Gegenstands, L_Tmax der maximale Wert von L_Ty und L₁^_n der

_{Tmax y} ^

minimale Wert von L_T ist, ein Schlitz mit der Schlitzlage (χ-, X₂) und einer Schlitzbreite x^ x^ so vorgesehen ist, daß die zusammengesetzte Lichtmenge L ein Maximum
und der Wert Δ L^ ein Minimum gemacht ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

ι Fig. 1 eine Schnittansicht einer sogenannten Dachspiegel-Linsenanordnung ;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer optischen Bilderzeugungseinrichtung mit der Dach

spiegel-Linsenanordnung ;

Fig. 3 eine Ansicht, in welcher die Änderung in

der Verteilung einer Lichtmenge einer ein^ zigen Dachspiegel-Linsenanordnung bezüglich

einer Höhe jedes Schlitzes dargestellt ist;

Fig. 4 eine Ansicht, in welcher die Verteilung einer zusammengesetzten Lichtmenge für den Fall der Fig. 3 dargestellt ist;

Fig. 5 und 7 jeweils zur Erläuterung Ansichten des Grundprinzips der Erfindung;

Fig. 6 und 8 jeweils Ansichten, in welchen die Beziehung

der Schlitzbreite, der Helligkeit und der Ungleichheit in der Helligkeit,die gemäß dem in Fig. 5 und 7 wiedergegebenen Grundgedanken erhalten worden sind, dargestellt ist und

Fig. 9 eine Darstellung eines konstruktiven Auf-

baus einer Ausführungsform gemäß der Erfindung .
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Nunmehr wird zuerst das Grundprinzip der Erfindung erläutert, bevor die spezielle Ausführungsform beschrieben wird. Die Lichtmengenverteilung I. in einer ganz bestimmten Abtastzeile Q(a,y) in Verbindung mit der i-ten Linse unter den Dachspiegellinsen ist gegeben durch

I. = cV. cos ⁴ 8 (1)

iy iy xv

wobei V. den Öffnungswirkungsgrad an der Abtastzeile Q (a, y) darstellt, Θ. der halbe Bildwinkel der i-ten Linse bezüglich der Abtastzeile Q und c die genormte Konstante ist. Dies ist so, wie in Fig. 3 in Verbindung mit der jeweiligen Schlitzbreite s dargestellt ist.

Die Verteilung einer zusammengesetzten Lichtmenge I_T ist gegeben durch

Dies ist dann so, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Wie deutlich aus Fig. 4 ersehen werden kann, nimmt die Helligkeit ab, wenn die Schlitzbreite s größer wird und die Ungleichheit in der Helligkeit ist ein Minimum in der Nähe von s = 3,0 mm, in dessen Umgebung dann die umgekehrte Erscheinung einer periodisch erzeugten Ungleichheit in der Helligkeit (welches die Voraussetzung ist, wenn eine Phase um 180° verschoben ist) auftritt. Es ist herausgefunden worden, daß wenn diese umgekehrte Erscheinung ausgenutzt wird, es eine Möglichkeit gibt, die Ungleichheit in der Helligkeit innnerhalb der spezifischen bzw. genau definierten Schlitzbreite zu beseitigen. Dies wird nachstehend noch erläutert.

Da die genau definierte Abtastzeile erläutert worden ist, ist die Lichtmengenverteilung
Flächenabtastung gegeben durch

ist die Lichtmengenverteilung L in Verbindung mit der

,x N

^xli=

.ζ 1 . dx

2 2 2»^z

2 2 2Ί f{ y - (i - 1) P } + x + ζ J

wobei ρ den Linsenanordnungsabstand darstellt, γ die Lage in Richtung der Linsenreihe, χ die Lage der Linsenreihe in vertikaler Richtung und ζ die Lage des Gegenstands ist.

■* Die Ungleichheit in der Helligkeit Δ L ist gegeben durch

_Δ = _{x 100 (%) (4})

^{1 L}Traax

wobei L und L . den Maximal- bzw. Minimalwert von L y, p. imax rmin iy

darstellen.

(1) Da in der Einrichtung, wie in Fig. 2 dargestellt ist, ein Lichtfluß in der Nähe einer optischen Achse nicht verwendet werden kann, wird die Beziehung der Schlitzbreite s,

der Helligkeit und der Ungleichheit in der Helligkeit geprüft, wenn ein Ende des Schlitzes ein wirksames Bildende ist. Hierzu wird in einem Dachspiegel-Linsensystem 23, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, die Helligkeitsveränderung und eine Ungleichheit in der Helligkeit bezüglich der Schlitzbreite s erhalten, wenn x„ von X₁ bis x« geändert wird.

Das Ergebnis ist in Fig. 6 dargestellt. Wie aus Fig. 6 ersehen werden kann, ist, wenn das ganze Bild auf einer Seite der optischen Achse als ein wirksamer Schlitz gemacht wird

(was s. in der Figur entspricht)_; die Ungleichheit in der Helligkeit 4,2% und wenn auf der optischen Achse 2,0 bis 2,5mm das andere Ende der Schlitzbreite ist, ist die Ungleichheit in der Helligkeit minimal. In diesem Fall beträgt die Schlitzbreite 7,8 bis 8,0mm.

Folglich ist es vom Standpunkt der Lichtmenge vorzuziehen, daß das ganze Bild als wirksamer Schlitz gemacht wird, aber bei einer Strahlengangstruktur des innenverspiegelten Typs (in-mirror type) ist es durch die Schlitzbreite begrenzt. In der bestehenden Einrichtung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, kann ein Bereich in der Schlitzhöhe, der kleiner als 2mm ist, nicht benutzt werden. Daher ist tatsächlich die

Anordnung erforderlich, wie sie nachstehend beschrieben wird.

(2)Die Lage einer Schlitzhöhe von 2mm wird an einem Ende des gemacht:

Das heißt; die Änderung der Helligkeit und; die Ungleichheit in der Helligkeit bezüglich der Schlitzbreite s wird erhalten, wobei in diesem Fall x~ in Fig.7 von X₁ bis x_ geändert wird.
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Das Ergebnis ist in Fig.8 dargestellt. Aus der Fig.8 hat sich ergeben, daß, wenn die Schlitzbreite s größer als 1mm ist, die Ungleichheit in der Helligkeit bezüglich einer angemessenen Schlitzbreite s bis zu der wirksamen Grenzschlitzbreite innerhalb von 5% liegt. Wenn die.Ungleichheit in der Helligkeit kleiner als 5% ist, gibt es in der Praxis bei einer Verarbeitung von Bildern tatsächlich keine Schwierigkeit. Folglich kann der Schlitz mit einem Ziel bzw. einem Soll von diesen 5% ausgebildet werden.

(3) Im Hinblick auf die vorstehend wiedergegebene Überlegung kann gemäß der Erfindung die Bilderzeugungseinrichtung in einer Weise ausgeführt werden, wie sie beispielsweise in Fig.9 dargestellt ist.
Das heißt, wenn eine Vorlagenoberflache 91 mit einer Lichtquel-Ie 90 in Form einer Leuchtstoffröhre mit einem Durchmesser R von 15mm beleuchtet wird, und ein Gegenstandsbild der Vorlagenoberfläche 91 auf einer Belichtungsfläche 9 2 erzeugt wird, die in einem Abstand I₁ = 31,0mm von der Vorlagenoberfläche angeordnet ist, kann die Bilderzeugungseinrichtung folgendermaßen

*® ausgeführt werden. In Anbetracht der Erörterung in Verbindung mit Absatz (para.) 2 unter Berücksichtigung der vorerwähnten Formeln (3) und (4) wird, wenn beispielsweise Werte, um die wirksame Schlitzbreite s = 5mm zu schaffen, X₁ = 2,0mm und χ« = 7,0mm .gesetzt werden, die in Fig.5 dargestellte opti-

-³^ male Bedingung voll erfüllt.

Hierzu sind in einem Gehäuse 93, dessen obere Fläche in einem

Abstand I2 = 7,5mm von der Unterseite der Vorlagenoberfläche angeordnet ist, und welche eine Höhe I₃ = 16,0mm und eine Höhe 1. = 38,3mm hat, eine Mikro-Dachspiegel-Linsenanordnung 95 und eine Spiegel- bzw. Reflexionseinrichtung 94 vorgesehen, welche eine erste reflektierende Fläche 94a zum Ablenken des Gegenstandsbildes der Vorlagenoberfläche 91 in Richtung der Linsenanordnung 95 und eine zweite reflektierende Fläche 94b zum Ablenken des reflektierten Lichts der Linsenanordnung 9 5 in einer von dem Gegenstand(s bild) verschiedenen Richtung aufweist.

Da die Parameter der Mikro-Dachspiegel-Linsenanordnung 95 in erster Linie festgelegt werden, werden die Breite der Schlitzöffnungen 93a und 93b des Gehäuses 93 und die Lage der Spiegel- bzw. Reflexionseinrichtung 94 bezüglich der Dachspiegel-Linsenanordnung 95 oder der Winkel der reflektierenden Flächen 94a, 94b so eingestellt, daß wie dargestellt, die Größen s, X₁ und x„ einen vorbestimmten Wert annehmen. Mit einem Bezugszeichen a in Fig.9 ist die Lage einer Abtastzeile bezeichnet und hierbei ist a = 2,8mm gesetzt.

Während in der vorbeschriebenen Ausführungsform die Breite der Schlitze 93a und 93b ein Element war, welches die wirksame Schlitzbreite s festlegt, können ein reflektierbarer Teil und ein nichtreflektierender Teil auf den reflektierenden Oberflächen 94a und 94b der Spiegel- oder Reflexionseinrichtung 94 ausgebildet werden, um die wirksame reflektierende Fläche einzustellen, um dadurch die optimalen Bedingungen festzulegen.

Gemäß der Erfindung kann somit eine optische Bilderzeugungseinrichtung geschaffen werden, welche die Ungleichheit in einer Lichtmenge auf ein Minimum herabsetzen kann und eine ausreichende Lichtmenge mittels der vorstehend beschriebenen Ausführung liefern kann.
Ende der Beschreibung

Claims

Anwaltsakte: 3 2 974 Ricoh Company, Ltd. Tokyo/Japan Optische Bilderzeugungseinrichtung Patentansprüche

1. Optische Bilderzeugungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Mikro-Dachspiegel-Linsenanordnung (95) ,durch eine erste reflektierende Einrichtung (94a) zum Ablenken eines Gegenstandsbildes in Richtung der Linsenanordnung und durch eine zweite reflektierende Einrichtung (94b) zum. weiteren Ablenken des reflektierten Lichts der Linsenanordnung (95). in einer von dem Gegenstand(sbild) verschiedenen Richtung, wobei eine Verteilung einer zusammengesetzten, integrierten Lichtmenge L bzw. eine Ungleichheit in der Helligkeit /\ L„ bei einer Schlitzbelichtung zur Durchführung einer Flächenabtastbelichtung gegeben ist durch:

N χ

_Ty = e

L_Ty = el Cj_x ² Vi ({y - (i - 1) p} ² ₊ χ² ] ¹Z² χ

^{1 = 1} ^L 4

5 , . dx

({y - (i - 1) p} ² + x² + Z²J²

_T ^JTmax ~ Tmin

^LTma χ
VII/XX/Ktz - 2 -

«■(08919862 72-74 Telex 05 24 5ROBERGd Bankkonten: Bnyer. Voiomshank Munr.hnn 4'.:i i'-i. ih\.' ''"ν-ίΟ? ."Οι

^Te.ecramme (cablei Telekopiercr (089)98 3049 Hypo-Bank München 4410122B50 (BL/ may .·. " ν- HiPO Dt UM

BERGSTAPFPATENT München Kali« Inlolec 6000 Postscheck Miim.hen 653 43 B08 (RL/ ,*rn. if.- <■

wobei V. die Lichtmengenverteilung der i-ten Linse darstellt, ρ der Anordnungsabstand in der Linsenanordnung, χ die Lage der Linsenreihe in vertikaler Richtung, c eine Konstante, i die Linsenanzahl, y die Lage in Richtung der Linsenreihe, ζ die Lage des Gegenstands, L_m der Maximalwert von L und L . der Minimalwert von L ist, wobei ein Schlitz (93a, 93b) mit einer Schlitzlage (x.,

und einer Schlitzbreite X-|^x ₂ vorgesehen ist, so daß der Wert
wird.

Wert L ein Maximum und der Wert /\ Lm ^ein Minimum gemacht

2. Optische Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz eine Öffnung (93a, 93b) eines Gehäuses (93) aufweist, in welchem

^ 5 die Linsenanordnung (9 5) sowie die erste und zweite reflektierende Einrichtung (94a, 94b) fest aufgenommen sind.

3. Optische Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn ze ichnet, daß der Schlitz (93a, 93b) durch eine wirksame reflektierende Fläche der ersten und zweiten reflektierenden Einrichtungen (94a, 94b) eingestellt ist.