用于减少承载玻板过热的文件照明组件的制作方法

专利名称：用于减少承载玻板过热的文件照明组件的制作方法
技术领域：
本发明与电子照像复印机的文件照明设备有关，具体有关一种与文件照明灯相关的防止承载玻板过热的装置。
在传统复印机中，将待复印的文件原件，放置或移送到位于物平面的玻璃承载板上。文件用长形灯组件逐步照明，或者保持灯泡静止，而将承载板移动，或者将灯组件(灯反射器及扫描镜)在静止承载板下面移动。或者，将扫描灯及承载板都固定，而将文件按连续速度传输方式(CVT)横过承载板表面移动。在任一这种情况下，可预期并待防止的问题，是板上的热度增高，热是扫描灯工作的副产品，用作文件扫描的灯，典型为水银荧光灯或卤钨型灯。用任一光源时，尤其在用卤钨型灯时，承载板上的热量增高，可能造成连续运转中的问题。连续使用时承载板可能变为极热，对机器操作者带来安全问题，或造成承板玻璃的损坏。
先有领域有各种解决灯泡过热问题的办法。一种方法是设置某种灯泡冷却措施，使用鼓风机或风扇，造成将受热空气吹入机器排气区的气流。这类型的解决办法的代表，是美国专利第4，143，964号，揭示将照明灯放在有孔弧形反射器的焦点上，延其长度将空气通过孔眼吹到灯泡上。美国专利第4，632，539号揭示一种冷却荧光灯的设备，使冷却空气沿灯管长度方向的导管通过。美国专利第3，936，672号揭示一种通风风扇，将空气吹入包围灯管的壳体。
另一种解决承板过热问题的设计，是利用热传递原理，将一种传热机构放在灯的附近，将热量引到灯承板以外。美国专利第4，411，516号揭示一种冷却卤钨灯周围区域的系统，形成一个与围绕管的反射器为一体的热管用于将受热空气，从灯与承板下面的区域中抽出。
减少承板过热的另一种技术，可从美国专利第4，183，656号得知。控制扫描组件的行走距离，结合按周期中止灯的运作，便可缓和热的增高。美国专利第4，684，237号揭示一种CVT型系统，其在曝光时静止的照明组件，每次曝光后交替变更扫描位置，从而防止承板的任何给定宽度递增量的区域中的增热。
其他技术要求在灯和承板之间插入一个蓄热或反射元件。日本特许公开56-62269(Kiyougora)揭示一种有热反射层的透明滤光片，插在灯与承板之间。上面引述的美国专利3，936，672号还揭示了将灯用反射器5将灯的一部分包围，另有光屏6，可以是玻璃，或红滤片，以反射红外线，并防红外线照射承板。美国专利4，411，516号还揭示了一种实施方案，见图3，其玻璃板上加了一个干涉膜(热镜28)，可传递照明灯的可见光，但反射热射线。
最后美国专利第3，712，731号又揭示另一种防止承板的热增高的方法，在照明区的下游插放一个屏热板。
每一个上述的承板过热问题的解决办法，有各种不足和缺点。这些设计需要鼓风机电机，或特别构造的滤光器增加额外的系统设计费用。而改变扫描距离或扫描位置需要增加系统控制装置的复杂性。
因此，本发明是针对上述承板过热问题的一种简单的低费用的解决办法。据发现可通过将照明灯围在两端有环形开口的玻璃管内，减少承板的热量增高。玻璃性能设计为可抵抗具体使用的照明灯产生的热输出。在揭示的实施方案中，将一个卤素灯配合“派热克斯”(PYREX耐火玻璃)管使用。在一个实施方案中当灯组件沿文件扫描路线移动时，灯产生的热的一部分，滞留在灯面和环形罩之间，流出环形罩的两端，沿对流路线，进入排气区。另一部分热能被玻璃管吸收，通过对流传递到围绕玻璃管的空气，或者通过在玻璃管反射器与下面的扫描载送器之间存在的热传导路线传导。
在其他的实施方案中，通过用鼓风机及管路造成的强制空气流，提高上述基本设计。具体而言，本发明是针对一种文件扫描及照明系统，其中文件承板上的原件被该承板下的扫描组件逐步照射，该扫描组件适于减少承板上的增热，在组件中有长形照明灯，和包围该灯的两端敞口玻璃管环形罩，造成该灯与环形罩之间的半封闭内空间。在一个特定方案中，有一个扫描载行器，用于在文件扫描工作状态中，在承板下面载送该灯与环形罩，从而该灯产生的热，至少一部分被包围在该内空间中，通过环形罩的开口端，将热对流传递。此外，灯产生的一部分热由玻璃管吸收，通过对流向玻璃管周围传递。又一部分热，通过存在于玻璃管，反射器与扫描载行器之间的传导路线传递。


图1为配置有本发明文件照明组件的文件成象系统的侧观概视。
图2为图1之灯组件之放大侧视。
图3为图2所示灯组件之前视。
图4为图3所示文件照明组件的改进型式，配置有形成正或负压空气流的机构。
现参看附图，图1为配置有作为文件照明器的卤钨灯的文件成象系统的侧观概示。可理解符合本发明原理的其他类型的照明灯也可使用。如所示，将待复印的文件10，放在透明承板12的表面上。一个扫描组件14包括一个位于玻璃管环形罩17内的卤钨灯16、一个相关的反射器18和一个扫描镜20。扫描组件14安装在扫描载行器21上，沿承板下方平行于承板12的扫描路线作平行移动。半速镜组件22由1/2速度扫描载行器(未示)载行，速度为反射镜20的一半，将文件的线条图象向投射透镜24反射。透镜24将文件的流动录象，通过鼓筒镜28，向鼓筒26的表面上投射。围绕鼓筒26，设置传统的静电印刷处理工位一个显象工位31，向鼓筒表面上形成的潜影象施加适当的若干种类的增色剂;转印工位32将显现的图象向输出纸页转印;融接工位34将转印到复印页上的图象固定;一个清洁工位36和一个充电工位38，使鼓筒表面上带均匀的电荷。
在文件扫描工态中，载行器21用传统的驱动装置在导轨上驱动，从左向右逐步对文件10扫描。美国专利第4，386，842号中的载行器适合作此用途，其内容在本文中引述以作参考。扫描结束时，载行器回到扫描状态的起点。在反复的扫描作业中，在没有减热机构时，灯产生的热可能造成承板的过热状态，可能导致对操作者不安全的情况，或可能使承板玻璃承受应力，产生裂纹。
本发明的原理，是将灯16包围在玻璃管17内，在各种工作状态中减少热的增高。参看图2及3，分别表示没有扫描镜20的扫描组件14的放大端部细节，和前视。在这实施方案中，灯16为分段的磨砂卤素灯，一般的工作温度在300℃-500℃之间。灯的突出部16A基本沿灯管的中点形成，通常在灯的封口上形成。突出部16A的位置，最好能保证环形罩可正确插入，以取得与反射器18有最大接触的表面面积。灯用端盖40，40′安装在载行器21的架子上。在这方案中，玻璃管17用耐火玻璃(PYREX)制造，外径相对小，适合配入反射器18内，但内径的大小适合容放灯16。玻璃管纳入铝反射器18的弧形部中。玻璃管17的直径与反射器的基部18有近似的弧形，为玻璃管17的下半部形成紧密的承座。玻璃管17在反射器基部18中，由突出部18A及18B限制水平方向和移动。但是注意到管端17开放，突片仅略伸入开口端。
在运转时，如图1，2，3所示，扫描作业开始时，将灯16点亮，将灯产生的强光输出，由反射器18的弧形侧面向承板12引导，沿承板的宽度形成逐步增进的照明带。载行器21从左向右移，文件10反射的光由镜20及双镜22反射，由透镜24沿光径投射，以反映文件的成象的方式将光感受器26曝光。扫描运转继续进行时，灯16产生的热的一部分留存在玻璃管环形罩17中;例如被包围在灯管16的包面与玻璃管17的内壁包面之间。这种受热空气的一部分，通过对流传递到玻璃管环形罩的开口端外。本发明的另一个方面，由于有玻璃管环形罩表面通过反射器基部18向载行器21导热的附加因素，热传递得以提高。因此，图2中的箭头顺序表示最清晰，沿导热反射器基部18的长度形成增加的传热路径，一部分热流入载行器21，它起散热器的作用。并且，玻璃管吸收的热，通过对流向玻璃管周围传递。当然，通过对流向载行器周围传递的热，可向环境排放。有各种的改进方法都可能与本发明的原理一致，例如，某些系统可能要求更进一步减少承板上的热量，具体系统的经济性可能允许增设机构与元件，促进对流传递和热排放。作为一个举例，附加光学部分冷却风扇50(图1中虚线所示)，造成一个正气压或一个负气压，更易于将玻璃管环形罩17，反射器18及载行器21中逸出的热空气排放。经证明使用与图1所示相似的构形，安装有风扇50，用玻璃管17运作时，与不用玻璃管17的运作比较，承板温度可得到相当大的减低(5-12℃)。其他的改进实施方案在图4中有示。
图4为图3的简化示意，仅示灯16及环形罩17，增加有附加元件。将一个管或导管系统与环形罩的两端连接，形成封闭的对流路线。管子60，62(需要时用软管)与环形罩17的端部连接，并用抗热密封件分别围绕端盖20，20′密封。端部用出口孔64和进口孔66接通大气。其他的选择如使用出口孔78，结合与图1所示的光学冷却风扇50相关的排放措施。全部孔口可按意原设置空气滤清器(未示)。
在这方案中，可用鼓风风扇68及70或其一造成和控制强制热气流(鼓风机70可附加或不附加真空室76vacuum plenum)。通过管子的空气流用虚线表示。取决于使用的构形，受热空气通过出口64或出口77向环境的排放，并结合与图1所示光学冷却风扇50相关的排放措施，或鼓风机70(附加或不附加真空增压箱(Vacuum Planum)排放措施。
为取得理想或最大的冷却，所要求的通过环形罩的体积流率估计很低。因此可考虑使用膜式空气泵取代鼓风风扇68，或可将已在各种机器构型中使用的其他鼓风风扇(即光学器件冷却风扇、融合器风扇、纸张搬运用真空运输系统等等)接入，并以与风扇68及70相同的排风量加以利用。虽然揭示的方案使用卤素灯，但也可用其他类型，诸如荧光灯等，也符合本发明的原理。环形罩结构的基本要求，为对灯的辐射输出(典型在4，000-7000埃范围内)为透明，可接受沿与使用的灯的类型协调的长度上的温度梯度，例如，环形罩必须能耐受与特定的灯泡工作温度相关的应力或软化。
概括而言，本发明的最简单的形式，不用正负压气流机构，也不用特殊的滤清器，借助于将受热的空气滞留在环形罩与灯泡之间的空间中，并沿对流路线逸出环形罩的开口端，从而可防止灯工作时产生的一部分热达到承板。据发现减少承板热量的第二减热机制，在于玻璃管的辐射透射率，灯产生的一部分热能及光能，由玻璃环形罩吸收或反射，防止达到承板。第三个是传导散热机制，将环形罩这样设计安装，使环形罩吸收的热，向诸如扫描载行器及反射器等的散热器传导。
可以不违背本发明的原理，并如下面权利要求内容所包含，对发明进行其他的变化和修改。例如，虽然所示的发明的情况为固定承板，和活动扫描/照明光学器件，但可用本申请背景段落中提及的其他类型的扫描方式，进行某种程度的传热;例如用活动承板，固定光学器件，可用连续速度输送(CVT)系统。全部这些修改和变化，在文后的权利要求书中都企图予以包含。
权利要求
1.一种文件扫描/照明系统，其特征为用文件承板下面的扫描组件，对该文件承板上面的文件逐步照明，该扫描组件可减少承板的增热，并有下列各项的组合一个长形照明灯，一个两端开敞的玻璃管环形罩，在该灯与环形罩之间形成部分封闭的内空间。
2.如权利要求1之系统，其特征为有一个扫描载行器，用于在文件扫描工态中，在承板下面承载该灯及环形罩，从而将该灯产生的一部热滞留在该内空间内，通过环形罩的敞口端，利用对流将热传输，一部分由玻璃吸收的热，通过对流向环形罩周围的空气传递。
3.如权利要求2之系统，其特征为有一个有弧形基部的长形导热反射器，该环形罩可配入其半圆形基部内，又将该反射器用该扫描载行器支持，从而将玻璃管环形罩吸收的一部分热，通过传导向扫描载行器及反射器传递。
4.如权利要求3之系统，其特征为该反射器有一突片件，与环形罩端接触，限制该环形罩在水平方向的移动。
5.如权利要求2之系统，其特征为有装置在预定方向上，形成对流空气通路。
6.如权利要求5之系统，其特征为有管道装置与该玻璃管环形罩的两端连接，另有装置在该管道装置的一端或两端，形成预定的强制对流气流。
全文摘要
一种文件复印机扫描/照明组件，可在扫描/复印工态降低放文件的玻璃承板的过热。产生光及不利的附加热的照明灯放在两端开敞的玻璃管中、玻璃管套在相关反射器的弧形部分中。原先一般会在承板表面上增高的热，被滞留在灯的包面和玻璃管之间，而沿对流路线从玻璃管环形罩的端部散出。玻璃管也吸热并通过对流向玻璃管的周围空气传递。热传递的另外部分，是通过配合的反射器从玻璃管向扫描载行器内形成的一个散热器的传导。在扫描工态照明组件的运动也促进上述的热传递。
文档编号G03G21/00GK1062221SQ91111459
公开日1992年6月24日 申请日期1991年12月3日 优先权日1990年12月3日
发明者R·J·米利洛 申请人:施乐公司