專利名稱：用于減少承載玻板過熱的文件照明組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與電子照像復(fù)印機(jī)的文件照明設(shè)備有關(guān)，具體有關(guān)一種與文件照明燈相關(guān)的防止承載玻板過熱的裝置。
在傳統(tǒng)復(fù)印機(jī)中，將待復(fù)印的文件原件，放置或移送到位于物平面的玻璃承載板上。文件用長形燈組件逐步照明，或者保持燈泡靜止，而將承載板移動，或者將燈組件(燈反射器及掃描鏡)在靜止承載板下面移動?；蛘撸瑢呙锜艏俺休d板都固定，而將文件按連續(xù)速度傳輸方式(CVT)橫過承載板表面移動。在任一這種情況下，可預(yù)期并待防止的問題，是板上的熱度增高，熱是掃描燈工作的副產(chǎn)品，用作文件掃描的燈，典型為水銀熒光燈或鹵鎢型燈。用任一光源時，尤其在用鹵鎢型燈時，承載板上的熱量增高，可能造成連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)中的問題。連續(xù)使用時承載板可能變?yōu)闃O熱，對機(jī)器操作者帶來安全問題，或造成承板玻璃的損壞。
先有領(lǐng)域有各種解決燈泡過熱問題的辦法。一種方法是設(shè)置某種燈泡冷卻措施，使用鼓風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇，造成將受熱空氣吹入機(jī)器排氣區(qū)的氣流。這類型的解決辦法的代表，是美國專利第4，143，964號，揭示將照明燈放在有孔弧形反射器的焦點(diǎn)上，延其長度將空氣通過孔眼吹到燈泡上。美國專利第4，632，539號揭示一種冷卻熒光燈的設(shè)備，使冷卻空氣沿?zé)艄荛L度方向的導(dǎo)管通過。美國專利第3，936，672號揭示一種通風(fēng)風(fēng)扇，將空氣吹入包圍燈管的殼體。
另一種解決承板過熱問題的設(shè)計(jì)，是利用熱傳遞原理，將一種傳熱機(jī)構(gòu)放在燈的附近，將熱量引到燈承板以外。美國專利第4，411，516號揭示一種冷卻鹵鎢燈周圍區(qū)域的系統(tǒng)，形成一個與圍繞管的反射器為一體的熱管用于將受熱空氣，從燈與承板下面的區(qū)域中抽出。
減少承板過熱的另一種技術(shù)，可從美國專利第4，183，656號得知?？刂茠呙杞M件的行走距離，結(jié)合按周期中止燈的運(yùn)作，便可緩和熱的增高。美國專利第4，684，237號揭示一種CVT型系統(tǒng)，其在曝光時靜止的照明組件，每次曝光后交替變更掃描位置，從而防止承板的任何給定寬度遞增量的區(qū)域中的增熱。
其他技術(shù)要求在燈和承板之間插入一個蓄熱或反射元件。日本特許公開56-62269(Kiyougora)揭示一種有熱反射層的透明濾光片，插在燈與承板之間。上面引述的美國專利3，936，672號還揭示了將燈用反射器5將燈的一部分包圍，另有光屏6，可以是玻璃，或紅濾片，以反射紅外線，并防紅外線照射承板。美國專利4，411，516號還揭示了一種實(shí)施方案，見圖3，其玻璃板上加了一個干涉膜(熱鏡28)，可傳遞照明燈的可見光，但反射熱射線。
最后美國專利第3，712，731號又揭示另一種防止承板的熱增高的方法，在照明區(qū)的下游插放一個屏熱板。
每一個上述的承板過熱問題的解決辦法，有各種不足和缺點(diǎn)。這些設(shè)計(jì)需要鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)，或特別構(gòu)造的濾光器增加額外的系統(tǒng)設(shè)計(jì)費(fèi)用。而改變掃描距離或掃描位置需要增加系統(tǒng)控制裝置的復(fù)雜性。
因此，本發(fā)明是針對上述承板過熱問題的一種簡單的低費(fèi)用的解決辦法。據(jù)發(fā)現(xiàn)可通過將照明燈圍在兩端有環(huán)形開口的玻璃管內(nèi)，減少承板的熱量增高。玻璃性能設(shè)計(jì)為可抵抗具體使用的照明燈產(chǎn)生的熱輸出。在揭示的實(shí)施方案中，將一個鹵素?zé)襞浜稀芭蔁峥怂埂?PYREX耐火玻璃)管使用。在一個實(shí)施方案中當(dāng)燈組件沿文件掃描路線移動時，燈產(chǎn)生的熱的一部分，滯留在燈面和環(huán)形罩之間，流出環(huán)形罩的兩端，沿對流路線，進(jìn)入排氣區(qū)。另一部分熱能被玻璃管吸收，通過對流傳遞到圍繞玻璃管的空氣，或者通過在玻璃管反射器與下面的掃描載送器之間存在的熱傳導(dǎo)路線傳導(dǎo)。
在其他的實(shí)施方案中，通過用鼓風(fēng)機(jī)及管路造成的強(qiáng)制空氣流，提高上述基本設(shè)計(jì)。具體而言，本發(fā)明是針對一種文件掃描及照明系統(tǒng)，其中文件承板上的原件被該承板下的掃描組件逐步照射，該掃描組件適于減少承板上的增熱，在組件中有長形照明燈，和包圍該燈的兩端敞口玻璃管環(huán)形罩，造成該燈與環(huán)形罩之間的半封閉內(nèi)空間。在一個特定方案中，有一個掃描載行器，用于在文件掃描工作狀態(tài)中，在承板下面載送該燈與環(huán)形罩，從而該燈產(chǎn)生的熱，至少一部分被包圍在該內(nèi)空間中，通過環(huán)形罩的開口端，將熱對流傳遞。此外，燈產(chǎn)生的一部分熱由玻璃管吸收，通過對流向玻璃管周圍傳遞。又一部分熱，通過存在于玻璃管，反射器與掃描載行器之間的傳導(dǎo)路線傳遞。


圖1為配置有本發(fā)明文件照明組件的文件成象系統(tǒng)的側(cè)觀概視。
圖2為圖1之燈組件之放大側(cè)視。
圖3為圖2所示燈組件之前視。
圖4為圖3所示文件照明組件的改進(jìn)型式，配置有形成正或負(fù)壓空氣流的機(jī)構(gòu)。
現(xiàn)參看附圖，圖1為配置有作為文件照明器的鹵鎢燈的文件成象系統(tǒng)的側(cè)觀概示。可理解符合本發(fā)明原理的其他類型的照明燈也可使用。如所示，將待復(fù)印的文件10，放在透明承板12的表面上。一個掃描組件14包括一個位于玻璃管環(huán)形罩17內(nèi)的鹵鎢燈16、一個相關(guān)的反射器18和一個掃描鏡20。掃描組件14安裝在掃描載行器21上，沿承板下方平行于承板12的掃描路線作平行移動。半速鏡組件22由1/2速度掃描載行器(未示)載行，速度為反射鏡20的一半，將文件的線條圖象向投射透鏡24反射。透鏡24將文件的流動錄象，通過鼓筒鏡28，向鼓筒26的表面上投射。圍繞鼓筒26，設(shè)置傳統(tǒng)的靜電印刷處理工位一個顯象工位31，向鼓筒表面上形成的潛影象施加適當(dāng)?shù)娜舾煞N類的增色劑;轉(zhuǎn)印工位32將顯現(xiàn)的圖象向輸出紙頁轉(zhuǎn)印;融接工位34將轉(zhuǎn)印到復(fù)印頁上的圖象固定;一個清潔工位36和一個充電工位38，使鼓筒表面上帶均勻的電荷。
在文件掃描工態(tài)中，載行器21用傳統(tǒng)的驅(qū)動裝置在導(dǎo)軌上驅(qū)動，從左向右逐步對文件10掃描。美國專利第4，386，842號中的載行器適合作此用途，其內(nèi)容在本文中引述以作參考。掃描結(jié)束時，載行器回到掃描狀態(tài)的起點(diǎn)。在反復(fù)的掃描作業(yè)中，在沒有減熱機(jī)構(gòu)時，燈產(chǎn)生的熱可能造成承板的過熱狀態(tài)，可能導(dǎo)致對操作者不安全的情況，或可能使承板玻璃承受應(yīng)力，產(chǎn)生裂紋。
本發(fā)明的原理，是將燈16包圍在玻璃管17內(nèi)，在各種工作狀態(tài)中減少熱的增高。參看圖2及3，分別表示沒有掃描鏡20的掃描組件14的放大端部細(xì)節(jié)，和前視。在這實(shí)施方案中，燈16為分段的磨砂鹵素?zé)?，一般的工作溫度?00℃-500℃之間。燈的突出部16A基本沿?zé)艄艿闹悬c(diǎn)形成，通常在燈的封口上形成。突出部16A的位置，最好能保證環(huán)形罩可正確插入，以取得與反射器18有最大接觸的表面面積。燈用端蓋40，40′安裝在載行器21的架子上。在這方案中，玻璃管17用耐火玻璃(PYREX)制造，外徑相對小，適合配入反射器18內(nèi)，但內(nèi)徑的大小適合容放燈16。玻璃管納入鋁反射器18的弧形部中。玻璃管17的直徑與反射器的基部18有近似的弧形，為玻璃管17的下半部形成緊密的承座。玻璃管17在反射器基部18中，由突出部18A及18B限制水平方向和移動。但是注意到管端17開放，突片僅略伸入開口端。
在運(yùn)轉(zhuǎn)時，如圖1，2，3所示，掃描作業(yè)開始時，將燈16點(diǎn)亮，將燈產(chǎn)生的強(qiáng)光輸出，由反射器18的弧形側(cè)面向承板12引導(dǎo)，沿承板的寬度形成逐步增進(jìn)的照明帶。載行器21從左向右移，文件10反射的光由鏡20及雙鏡22反射，由透鏡24沿光徑投射，以反映文件的成象的方式將光感受器26曝光。掃描運(yùn)轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行時，燈16產(chǎn)生的熱的一部分留存在玻璃管環(huán)形罩17中;例如被包圍在燈管16的包面與玻璃管17的內(nèi)壁包面之間。這種受熱空氣的一部分，通過對流傳遞到玻璃管環(huán)形罩的開口端外。本發(fā)明的另一個方面，由于有玻璃管環(huán)形罩表面通過反射器基部18向載行器21導(dǎo)熱的附加因素，熱傳遞得以提高。因此，圖2中的箭頭順序表示最清晰，沿導(dǎo)熱反射器基部18的長度形成增加的傳熱路徑，一部分熱流入載行器21，它起散熱器的作用。并且，玻璃管吸收的熱，通過對流向玻璃管周圍傳遞。當(dāng)然，通過對流向載行器周圍傳遞的熱，可向環(huán)境排放。有各種的改進(jìn)方法都可能與本發(fā)明的原理一致，例如，某些系統(tǒng)可能要求更進(jìn)一步減少承板上的熱量，具體系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性可能允許增設(shè)機(jī)構(gòu)與元件，促進(jìn)對流傳遞和熱排放。作為一個舉例，附加光學(xué)部分冷卻風(fēng)扇50(圖1中虛線所示)，造成一個正氣壓或一個負(fù)氣壓，更易于將玻璃管環(huán)形罩17，反射器18及載行器21中逸出的熱空氣排放。經(jīng)證明使用與圖1所示相似的構(gòu)形，安裝有風(fēng)扇50，用玻璃管17運(yùn)作時，與不用玻璃管17的運(yùn)作比較，承板溫度可得到相當(dāng)大的減低(5-12℃)。其他的改進(jìn)實(shí)施方案在圖4中有示。
圖4為圖3的簡化示意，僅示燈16及環(huán)形罩17，增加有附加元件。將一個管或?qū)Ч芟到y(tǒng)與環(huán)形罩的兩端連接，形成封閉的對流路線。管子60，62(需要時用軟管)與環(huán)形罩17的端部連接，并用抗熱密封件分別圍繞端蓋20，20′密封。端部用出口孔64和進(jìn)口孔66接通大氣。其他的選擇如使用出口孔78，結(jié)合與圖1所示的光學(xué)冷卻風(fēng)扇50相關(guān)的排放措施。全部孔口可按意原設(shè)置空氣濾清器(未示)。
在這方案中，可用鼓風(fēng)風(fēng)扇68及70或其一造成和控制強(qiáng)制熱氣流(鼓風(fēng)機(jī)70可附加或不附加真空室76vacuum plenum)。通過管子的空氣流用虛線表示。取決于使用的構(gòu)形，受熱空氣通過出口64或出口77向環(huán)境的排放，并結(jié)合與圖1所示光學(xué)冷卻風(fēng)扇50相關(guān)的排放措施，或鼓風(fēng)機(jī)70(附加或不附加真空增壓箱(Vacuum Planum)排放措施。
為取得理想或最大的冷卻，所要求的通過環(huán)形罩的體積流率估計(jì)很低。因此可考慮使用膜式空氣泵取代鼓風(fēng)風(fēng)扇68，或可將已在各種機(jī)器構(gòu)型中使用的其他鼓風(fēng)風(fēng)扇(即光學(xué)器件冷卻風(fēng)扇、融合器風(fēng)扇、紙張搬運(yùn)用真空運(yùn)輸系統(tǒng)等等)接入，并以與風(fēng)扇68及70相同的排風(fēng)量加以利用。雖然揭示的方案使用鹵素?zé)簦部捎闷渌愋?，諸如熒光燈等，也符合本發(fā)明的原理。環(huán)形罩結(jié)構(gòu)的基本要求，為對燈的輻射輸出(典型在4，000-7000埃范圍內(nèi))為透明，可接受沿與使用的燈的類型協(xié)調(diào)的長度上的溫度梯度，例如，環(huán)形罩必須能耐受與特定的燈泡工作溫度相關(guān)的應(yīng)力或軟化。
概括而言，本發(fā)明的最簡單的形式，不用正負(fù)壓氣流機(jī)構(gòu)，也不用特殊的濾清器，借助于將受熱的空氣滯留在環(huán)形罩與燈泡之間的空間中，并沿對流路線逸出環(huán)形罩的開口端，從而可防止燈工作時產(chǎn)生的一部分熱達(dá)到承板。據(jù)發(fā)現(xiàn)減少承板熱量的第二減熱機(jī)制，在于玻璃管的輻射透射率，燈產(chǎn)生的一部分熱能及光能，由玻璃環(huán)形罩吸收或反射，防止達(dá)到承板。第三個是傳導(dǎo)散熱機(jī)制，將環(huán)形罩這樣設(shè)計(jì)安裝，使環(huán)形罩吸收的熱，向諸如掃描載行器及反射器等的散熱器傳導(dǎo)。
可以不違背本發(fā)明的原理，并如下面權(quán)利要求內(nèi)容所包含，對發(fā)明進(jìn)行其他的變化和修改。例如，雖然所示的發(fā)明的情況為固定承板，和活動掃描/照明光學(xué)器件，但可用本申請背景段落中提及的其他類型的掃描方式，進(jìn)行某種程度的傳熱;例如用活動承板，固定光學(xué)器件，可用連續(xù)速度輸送(CVT)系統(tǒng)。全部這些修改和變化，在文后的權(quán)利要求書中都企圖予以包含。
權(quán)利要求
1.一種文件掃描/照明系統(tǒng)，其特征為用文件承板下面的掃描組件，對該文件承板上面的文件逐步照明，該掃描組件可減少承板的增熱，并有下列各項(xiàng)的組合一個長形照明燈，一個兩端開敞的玻璃管環(huán)形罩，在該燈與環(huán)形罩之間形成部分封閉的內(nèi)空間。
2.如權(quán)利要求1之系統(tǒng)，其特征為有一個掃描載行器，用于在文件掃描工態(tài)中，在承板下面承載該燈及環(huán)形罩，從而將該燈產(chǎn)生的一部熱滯留在該內(nèi)空間內(nèi)，通過環(huán)形罩的敞口端，利用對流將熱傳輸，一部分由玻璃吸收的熱，通過對流向環(huán)形罩周圍的空氣傳遞。
3.如權(quán)利要求2之系統(tǒng)，其特征為有一個有弧形基部的長形導(dǎo)熱反射器，該環(huán)形罩可配入其半圓形基部內(nèi)，又將該反射器用該掃描載行器支持，從而將玻璃管環(huán)形罩吸收的一部分熱，通過傳導(dǎo)向掃描載行器及反射器傳遞。
4.如權(quán)利要求3之系統(tǒng)，其特征為該反射器有一突片件，與環(huán)形罩端接觸，限制該環(huán)形罩在水平方向的移動。
5.如權(quán)利要求2之系統(tǒng)，其特征為有裝置在預(yù)定方向上，形成對流空氣通路。
6.如權(quán)利要求5之系統(tǒng)，其特征為有管道裝置與該玻璃管環(huán)形罩的兩端連接，另有裝置在該管道裝置的一端或兩端，形成預(yù)定的強(qiáng)制對流氣流。
全文摘要
一種文件復(fù)印機(jī)掃描/照明組件，可在掃描/復(fù)印工態(tài)降低放文件的玻璃承板的過熱。產(chǎn)生光及不利的附加熱的照明燈放在兩端開敞的玻璃管中、玻璃管套在相關(guān)反射器的弧形部分中。原先一般會在承板表面上增高的熱，被滯留在燈的包面和玻璃管之間，而沿對流路線從玻璃管環(huán)形罩的端部散出。玻璃管也吸熱并通過對流向玻璃管的周圍空氣傳遞。熱傳遞的另外部分，是通過配合的反射器從玻璃管向掃描載行器內(nèi)形成的一個散熱器的傳導(dǎo)。在掃描工態(tài)照明組件的運(yùn)動也促進(jìn)上述的熱傳遞。
文檔編號G03G21/00GK1062221SQ91111459
公開日1992年6月24日 申請日期1991年12月3日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月3日
發(fā)明者R·J·米利洛 申請人:施樂公司