Brevet FR2523266A1 — publié le 19830916

La présente invention concerne un dispositif d'éclairage de document et, plus particulièrement, un dispo- sitif incorporant un mécanisme de commande pour la régula- tion de l'intensité lumineuse de la source d'éclairage. Pendant le fonctionnement d'un appareil de repro- duction de document typique, un document placé sur une pla- tine est balayé par incr&ments par un ensemble d'éclairage et l'image réfléchie est projetée sur une surface photosen- sible de façon à former une image latente du document L'ima- ge latente peut alors être développée et transférée à une feuille de copie en faisant appel aux techniques bien connues de xérographie Une source classique d'éclairage est un dispositif tubulaire de forme allongée, telle qu'une lampe fluorescente ou au tungstène On augmente généralement l'ef- ficacité d'une lampe de ce type en plaçant un réflecteur tout près de la lampe de manière à augmenter la quantité d'éclairage présente à la fente de balayage Les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 3,926 518 et N O 4 190 355 décri- vent des modes de réalisation de tels dispositifs d'éclaira- ge. Un problème inhérent aux dispositifs lampe/réflec- teur de cette nature est la variation de l'émission de la lampe, La puissance de la lampe se détériore en cas d'utili- à, 2. sation prolongée et la surface peut devenir sale, ce qui a pour effet de diminuer la qualité de l'émission Ces variations de l'émission ont un effet néfaste sur l'expo- sition de l'image à la surface photosensible, et, finale- ment sur la copie produite On connait dans l'art antérieur diverses techniques permettant de résoudre ces problèmes. Par exemple, les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 3.926 518 et N O 4 017 180 décrivent l'utilisation de pho- todétecteurs du côté image de la lentille de projection Ces photodétecteurs procèdent à l'échantillonnage des niveaux de l'éclairage d'exposition et renvoient des signaux appro- priés qui permettent de commander la puissance appliquée à la source d'éclairage, Un inconvénient de ces types de systèmes de commande est que les photodétecteurs se trou- vent dans le trajet optique et interfèrent, dans une cer- taine mesureavec les niveaux d'exposition. Ce problème est résolu, pour certains systèmes, en faisant capter par le photodétecteur les émissions de lumière en un certain endroit proche de la source d'éclai- rage mais en dehors du trajet optique Les brevets des Etats- Unis d'Amérique N O 4 124 295 et N O 4 124,294 décrivent deux de ces systèmes Ces systèmes présentent toujours un inconvénient -inhérent aux systèmes à détecteur placé du c 8 té image A cause de la limitation physique (dimension) du photodétecteur, seule une petite partie de la lampe peut être vue normalement De nombreuses lampes, en particulier, les lampes du type fluorescent présentent des variations de leur profil d'éclairage dans le sens axial (c'est-à-dire un changement des points de commande dû à la migration du mercure) et la surface relativement petite surveillée par le détecteur peut ne pas s'avérer être véritablement repré- sentative de la sortie totale ou de la sortie moyenne de la lampe. Il est par conséquent souhaitable d'utiliser un photodétecteur dans la z Qne d'éclairage direct d'une lampe qui fournira un signal de sortie représentatif de la puis- sance d'éclairage le long de la totalité de l'axe de la lam- pe Selon la présente invention, cet objet est atteint en 3 2523266 modifiant l'ensemble comportant le réflecteur qui est associé à la lampe de façon qu'il assume deux fonctions. Le réflecteur comporte un intérieur transmettant la lumière qui communique optiquement avec un photodétecteur On lais- se une bande axiale de l'éclairage émis par la lampe entrer dans l'intérieur du réflecteur via une "fenêtre" axiale claire qui est formée à l'intérieur de la surface réfléchis- sante Alors que la plus grande partie de l'éclairage tom- bant sur le réflecteur est réfléchie vers la bande de balaya- ge du plan de l'objet,une petite partie est échantillonnée et intégrée dans l'intérieur du réflecteur pour fournir un éclairage de sortie moyen au photodétecteur Le signal de sortie produit par le photodétecteur peut alors être compa- ré à un signal de référence de façon à maintenir le courant de la lampe à la valeur désirée. L'invention concerne alors un dispositif qui permet de commander l'éclairage d'un document dans un plan de l'cbjet,le dispositif comprenant au moins une source d'éclai- rage linéaire qui est disposée en un endroit contigu au plan 2 Q de l'objet, un ensemble comportant un réflecteur allongé qui est associé à la source d'éclairage et placé par rapport à cette source de façon qu'au moins une partie de la lumière émise soit dirigée vers la partie de l'ensemble en regard du plan de l'objet et soit réfléchie par cette partie, cet ensemble comprenant: un corps intérieur de transmission de lumière, un revêtement réfléchissant sur la surface du corps, ce revêtement ayant une ouverture s'étendant longitudinale- ment qui traverse cette surface de l'ensemble ou une série d'ouvertures qui sont éclairées directement par la source, 3 Q à la suite de quoi, une partie de l'éclairage direct entre dans le corpset au moins un photodétecteur associé fonc- tionnellement au corps pour détecter la lumière entrant dans celui-ci par l'ouverture et se propageant le long de la sur- face intérieure, ce photodétecteur étant prévu pour produi- re un signal lié à l'éclairage de sortie qui est destiné à être utilisé à la commande de la lentille de la source d'éclairage. Dans un mode de réalisation spécifique, l'ouvertu- 4 2523266 re de transmission de lumière de la surface du réflecteur a une forme qui permet de pondérer volontairement le signal afin de compenser les profils des systèmes connus Divers matériaux préférés sont également indiqués qui permettent de guider efficacement la lumière tombant sur le photodétecteur Un matériau préféré est un matériau plastique dopé avec une teinture fluorescente Les avantages de ce type de matériau comme collecteur de lumière ont été dé- crits dans des publications telles que le brevet des Etats- Unis d'Amérique ul 4 251 284 (collecteur solaire) et dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Améiique N O 257 694 du 27 avril 1981 au nom de la demanderesse. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une représentation schématique d'un système de reproduction de document utilisant le dispositif d'éclairage de la présente invention; La figure 2 est une vue axiale de l'ensemble com- portant le réf lecteur,représentée sous forme de vue en bout de la figure 1; Les figures 3 a et 3 b représentent des formes d'ou- verture que traverse la lumière pour entrer dans l'inté- rieur de l'ensemble comportant le réflecteur; et Les figures 4 a et 4 b représentent des variantes du mode de réalisation du réflecteur. En liaison maintenant avec la figure 1, un dispo- sitif d'éclairage par balayage, utilisé dans une machine de reproduction, est représenté dans ses grandes lignes en 2 et comporte une platine 3 disposée dans un plan de l'ob- jet, un tambour photorécepteur 4 placé dans le plan de l'image, une lentille de projection 5 située entre les plans de l'objet et de l'image, et des premier et second miroiks 6 et 7 pour donner au trajet optique la forme d'une ligne brisée Une lampe de balayage linéaire 8 pla- cée immédiatement au-dessous de la platine est une lampe tubulaire dont la longueur s'étend suivant la partie ap- propriée de la platine (dans le plan de la page) Dans un 2523266 mode de réalisation particulier de l'invention, la lampe 8 est une lampe fluorescente qui comporte un revêtement réfléchissant 9 sur son enveloppe Le revêtement est omis sur une partie de l'enveloppe de façon que soit formée une ouverture longitudinale claire 12 permettant-la trans- mission de la lumière vers le réflecteur et la platine Un réflecteur à facettes 14 est placé de façon à être en regard de l'ouverture 12 de la lampe 8 Le réflecteur 14 peut être monté de manière à se déplacer sur la même distance que la lampe 8 dans la direction représentée par les flèches (grâce à un moyen non représenté) ou bien la platine 3 peut être mobile alors que la lampe et le réflecteur restent fixes La lampe 8 et le réflecteur 14 sont placés de façon à se trouver sur les côtés opposés d'une zone de balayage instantané en bande 24. Le réflecteur 14 est constitué d'un corps en ma- tériau dit plexiglass 16 dont la surface est recouverte d'un revêtement réfléchissant 18 Un photodétecteur 20 est placé de manière à être en communication optique avec l'in- térieur du corps 16 à des fins qui seront décrites ultérieu- rement en détail Le revêtement réfléchissant 18 est omis sur une partie de la surface réfléchissante de manière à former une ouverture claire 22, En marche,un document original (non représenté) est placé sur le dessus de la platine 3 La lampe 8, en synchronisme avec le tambour 4, balaie la platine 3 alors que le réflecteur 14, se déplaçant en même temps que la lampedirige la lumière réfléchie vers la fente de balaya- ge 24 Une image lumineuse du document d'origine est alors projetée par la lentille 5 sous forme d'image électrostati- que latente sur la surface du tambour 4. En liaison maintenant avec la figure 2, on a re- présenté une vue avant du réflecteur 14 Comme le montre cette figure, chaque facette 14 a, 14 b, 14 c, 14 d et 14 e est totalement recouverte d'un revêtement réfléchissant 18 Ce revêtement peut être constitué d'un matériau réflé- chissant spéculaire tel que l'aluminium Cependant, la fa- cette 14 e n'est revêtue qu'en partie, laissant une bande 22 non revêtue qui sert de fenêtre d'entrée au rayonne- ment provenant de la lampe Selon la construction du réflec- teur 14, les facettes 14 a-14 e sont conçues pour diriger toute la lumière incidente vers la fente de balayage 24. L'échantillon relativement petit de lumière entre dans le corps 16 du réflecteur en passant par l'ouverture 22 Le corps 16 peut être constitué d'un matériau plastique de transmission optique, tel que le plexiglass Le rayonne- ment incident est réfléchi par la surface intérieure du ré- flecteur et diffusé suivant des angles suffisamment grands pour se propager le long du corps du réflecteur La lumière est recueillie à une extrémité par le photodétecteur 20 qui communique optiquement avec l'intérieur Le détecteur 20 procède, par conséquent, à l'échantillonnage de l'éclairage axial moyen de la lampe 12 et produit un signal représenta- tif de ce niveau Ce signal est transmis par l'intermédiai- re d'un circuit de réaction (non représenté) et utilisé pour réguler le courant de la lampe 12,qui, à son tour, contrôle la puissance de sortie de la lampe. On notera que l'uniformité du rayonnement tombant sur le détecteur 20 dépend des caractéristiques de la lampe particulière et du matériau constituant le corps du réflec- teur Pour la lampe fluorescente utilisée dans le mode de réalisation de la figure 1, le profil de l'éclairage axial de la lampe présentera une chute d'éclairage aux deux extrémités de la lampe L'ouverture 22 peut alors avoir la forme représentée en figure 3 a de façon à "pondérer" le si- gnal de sortie du détecteur en permettant à une quantité plus grande de lumière à l'intérieur de la tiye aux deux extrémités. Un second problème est soulevé par le fait que le détecteur "voit' la somme d'une pluralité de niveaux de lu- mière, chaque somme différant de l'autre en fonction de la distance du détecteur au point d'entrée La lumière tom- bant tout près du détecteur fournit -qn signal supérieur à un signal correspondant à l'extrémité opposée du réflecteur. Une ouverture ayant la forme représentée en figure 3 b "pon- dérera"par conséquent la sortie du détecteur en permettant 6,. 7 2523266 à une quantité plus grande de lumière d'entrer à l'extrémi- té opposée de la tige. L'ouverture représentée en figure 2 est un com- posite des figures 3 a et 3 b et sert ainsi à la compensation des deux problèmes identifiés. La construction physique du corps 16 peut pren- dre diverses formes en fonction de la structure particuliè- re de l'ensemble comportant le réflecteur Pour le mode de réalisation des figures 1 et 2, au lieu que la totalité de la surface intérieure soit utilisée pour propager la lumière entrante, la moitié supérieure 16 a pourrait être remplie d'un substrat opaque ayant une surface intérieure 16 b réfléchissant la lumière de manière diffuse, comme représenté en figure 4 a Ou, en variante, comme représenté en figure 4 b, une tige tubulaire en butée 40 pourrait être placée avec une surface d'entrée contiguë à l'ouverture 22. La tige 40 peut être revêtue d'un matériau réfléchissant la lumière de manière diffuse à l'exception de l'ouverture d'entrée Un matériau particulièrement efficace pour consti- tuer la tige serait un matériau plastique dopé d'un maté- riau fluorescent Plusieurs matériaux appropriés sont dé- crits dans la demande de brevet N O 257 694 citée ci-dessus. Le fonctionnement des modes de réalisation des figures 4 a et 4 b peut être amélioré en plaçant un miroir ou autre photodétecteur à l'extrémité opposée du détecteur 20. Pour tous Les modes de réalisation décrits ci- dessus, le matériau particulier recueillant la lumière peut incorporer facilement une base de montage du photodétec- teur En variante, le détecteur peut être relié optiquement à l'intérieur réfléchissant au moyen d'un couplage par fi- bres optiques. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparattr Qnt à l'homme de l'art. 8 2523266 REVENDICATIONS 1 Dispositif d'éclairage pour commander l'éclai- rage d'un document placé dans le plan de l'objet, caracté- risé en ce qu'il comprend: au moins une source d'éclairage linéaire disposée en un endroit contigu au plan de l'objet; un ensemble allongé comportant un réflecteur associé à la source d'éclairage et placé par rapport à cette source, de façon qu'au moins une partie de la lumiè- re qu'elle émet soit dirigée vers la partie de l'ensemble en regard du plan del'objet et soit réfléchie par cette par- tie, o l'ensemble comprenant le réflecteur comporte: un élément intérieur de transmission de lumiè- re; un revêtement réfléchissant sur la surface de l'élément, ce revêtement étant traversé par une ouverture s'étendant longitudinalement le long de la surface de l'en- semble qui est directement éclairée par la source d'éclai- rage, d'o il résulte qu'une partie de la lumière directe entre dans l'élément en passant par l'ouverture; et au moins un photodétecteur en association fonc- tionnelle avec l'élément pour détecter la lumière entrant dans celui-ci en passant par l'ouverture et se propageant le long de la surface intérieure, ce photodétecteur étant destiné à produire des signaux liés à l'éclairage de sortie qui sont destinés à être utilisés pour commander la sortie lumineuse de la source d'éclairage. 2 Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément intérieur est constitué d'une tige fluorescente. 3 Dispositif d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé ence que l'ouverture est destinée à fournir une sensibilité constante à la lumière le long de son plan axial par mise en forme de l'ouverture.