DE1497923A1

DE1497923A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Belichtungsregelung beim Kopieren mehrfarbiger Vorlagen

Info

Publication number: DE1497923A1
Application number: DE19661497923
Authority: DE
Inventors: Orthmann Dipl-Phys Juergen; Paulus Dipl-Phys Rudolf
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1966-09-30
Filing date: 1966-09-30
Publication date: 1969-07-03
Also published as: DE1497923B2; US3497611A

Description

Leverkusen 10-hu-da

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Verfahren und Vorrichtung zur Belichtungsregelung beim Kopieren mehrfarbiger Vorlagen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Belichtungsregelung beim Kopieren mehrfarbiger Vorlagen auf ein in den drei Grundfarben empfindliches Kopiermaterial, wobei die Kopierlichtmenge in jeder der drei Grundfarben getrennt geregelt wird in Abhängigkeit von der Negativdichte in der betreffenden Farbe und von der in wenigstens einer der beiden anderen Farben.

Bei einer bekanntgewordenen Einrichtung dieser Art wird eine Unterkorrektur gegenüber dem sogenannten Neutralgrauprinzip in einer Farbe in Abhängigkeit von der Summe der Dichte in

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den beiden anderen Farben angewendet.

Es wurde nun gefunden, daß bessere Ergebnisse, insbesondere eine höhere Zahl von verkaufsfähigen Erstkopien, erzielt wer den, wenn die Unterkorrektor in einer Farbe erfindungsgemäß automatisch in Abhängigkeit von den Differenzen zwischen der vorlagendichte in der betreffenden Farbe und der in den beiden anderen Farben erfolgt.

Wenn, wie weiter vorgeschlagen wird, der Grad der Abhängigkeit der Unterkorrektur unter Konstanthaltung der Gesamtdichte der Kopie entsprechend der Vorlage eingestellt wird, so vereinfacht sich die Bedienung eines entsprechenden Kopiergerätes ganz erheblich. Es braucht dann zur Beurteilung der Vorlage nur untersucht zu werden, ob in der Vorlage eine Farbdominante, d. h. größere Flächen einer Farbe vorhanden sind« Ist dies der Fall, wird ein entsprechender Grad von Unterkorrekturen ganz unabhängig von der Farbe der Dominante gewählt. Statt den bisher üblichen drei Farbkorrekturmöglichkeiten ist nunmehr nur noch eine den Grad der Unterkorrektur bestimmende Taste oder ein entsprechender Drehhebel zu bedienen.

Nach der Erfindung wird die Belichtungszeit bei Zeitsteuerung in jeder der drei Farben nach folgender Gleichung bestimmt:

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P₁ log t_x - N₁ - log O₁ + C + a ^₂(N₂ - N₁)^ (N₃ - N wobei P₁ der Schwarzschildexponent., t₁ die erforderliche Belichtungszelt, N₁ die Vorlagedichte und O₁ die Helligkeit der Kopierlampe jeweils in der betreffenden Farbe, C die gewünschte Gesamtdichte der Kopie, a der Faktor für das übersprechen der beiden anderen Farbdichten oder der Grad der Unterkorrektur und

₁ der Faktor für die Helligkeitsempfindlichkeit des Auges in der betreffenden Farbe ist, und die Indexzahlen 1-3 sich jeweils auf eine der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau beziehen. Als weitere Normierungsbedingung ist dabei aufgenommen, daß die Summe aller Faktoren cC für die Helligkeitsempfindlichkeit des Auges gleich 1 ist und daß sich die Einzelfarbdichten in der Kopie linear überlagern.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das anhand von Figuren eingehend erläutert 1st. Es zeigen

Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung eines erfindungsgemäß ausgerüsteten Kopiergerätes,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild des Kopiergerätes nach Fig. 1 und

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Fig. 3 ein Diagramm zur Erklärung der Wirkungsweise, bei dem auf der Abszisse der Grad der Unterkorrekturen und auf der Ordinate die Lichtmenge ^ t£ aufgetragen ist.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Lichtquelle bezeichnet, die Licht in allen drei additiven Grundfarben etwa in gleichem Maße aussendet . Das Licht dieser Lichtquelle wird über einen Doppelkondensor 2 auf eine Kopiervorlage 3 gesammelt, die durch ein Objektiv 4 auf einen Kopieträger 5 abgebildet wird. Zwischen Objektiv 4 und Kopieträger 5 ist ein teildurchlässiger Spiegel 6 angeordnet, der einen Teil des von der Kopiervorlage 3 ausgehenden Lichtes auf Meßzellen 7, 8, 9 wirft. Die Meßzellen sind im vorliegenden Fall als Sekundärelektronenvervielfacher ausgebildet, die durch vorgeschaltete Farbfilter jeweils nur in einer der drei Farben empfindlich sind. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß auf jeden der SEV ein für die gesamte Vorlage representativer Anteil des Lichtes fällt. Die drei SEV sind an eine Regeleinrichtung 10 angeschlossen, deren Aufbau und Funktion noch eingehend erläutert wird.

Im Kopierlichtstrahlengang sind weiterhin subtraktive Farbfilter 11, 12, 13 angeordnet, die von Elektromagneten 14, 15, 16 in den Strahlengang bewegt werden können. Die Elektromagnete 14, 15, 16 sind an die Regeleinrichtung 10 angeschlossen, so daß über die Magnete die Belichtung in jeder der drei Grundfarben getrennt beendet werden kann.

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In Fig. 2 ist das Schaltbild der Regeleinrichtung 10 dargestellt. Die Regeleinrichtung ist als Analogrechner ausgebildet, der aus gleichartigen Bausteinen, sogenannten operativen Verstärkern, aufgebaut ist. Diese in der Rechnertechnik allgemein bekannten operativen Verstärker sind je nach Art der angewendeten Rückkoppelung als Integrator, logarithmischer Verstärker oder Additionsverstärker einsetzbar. Bei einem Integrator besteht die Rückkoppelung aus einem Kondensator, zu dem parallel über einen Arbeitskontakt ein Widerstand liegt. Mit dem Öffnungszeitpunkt des Arbeitskontaktes beginnt die Aufladezeit des Kondensators.

Besteht die Rüskkoppelung aus einer Diode, so wirkt der operative Verstärker als logarithmischer Verstärker. Besteht die Rückkoppelung aus einem Widerstand, wobei dem. Verstärker eine Reihe von parallel liegenden Widerständen vorgeschaltet wird, an denen zu addierende Spannungen liegen, so wirkt der operative Verstärker als Additionsverstärker. Das Verhältnis der Vorschaltwiderstände zu dem Rückkcppelungswiderstand gibt dabei jeweils noch die Wertigkeit der zu addierenden Spannung an.

Die Regelschaltung zerfällt im wesentlichen in drai gleichartige Farbkanäle 17, 18, 19. In jedem der Farbkanäle liegt zwischen einer Gleichspanmmgsquelle 20 und dem Erdpotential

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ein Spannungsteiler, der aus einem Festwiderstand 21 und einem verstellbaren Widerstand 22 besteht. An dem Schleifer des verstellbaren Widerstandes ist ein weiterer Widerstand 23 angeschlossen, an dem ein Integrator 24 liegt. Dieser ist in der beschriebenen Weise aus einem operativen Verstärker 25, einem dazu parallel liegenden Kondensator 26, einem Widerstand 27 und einem Arbeitskontakt 28 aufgebaut. Der Integrator 24 ist über einen Widerstand 29 mit einem logarithmischen Verstärker 30 verbunden, dessen Rückkoppelung von einer Diode 31 gebildet ist. Der logarithmische Verstärker 30 ist über Widerstände 32 und 33 mit einem negativen Spannungspotential verbunden. An dem Abgriff zwischen den Widerständen 32 und 33 liegt der Anschluß für ein Potentiometer 34, das snis? Einstellung des Schwarzschildexponenten ρ dient. An das Potentiometer 34 ist ein Widerstand 35 angeschlossen, der an einem Additionsverstärker 36 liegt.

Der Additionsverstärker 38 wird in der beschriebenen Weise von einem operativen Verstärker 37 und einem Rückkoppelungswiderstand 38 gebildet."Her Widerstand 35 hat dabei den halben Widerstandswert wie der Bückkoppelungswiderstand 38. Das Ausgangssignal des Additionsverstärkers 36 wird in einem angeschlossenen Komparator 39 mit einem festen Bezugspotential, z. B. Hasse, verglichen, wobei der Komparator in Abhängigkeit von dem Signal des Additionsverstärkers 36 das Relais 14 bestromt. Parallel

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zu diesem liegt in bekannter Weise eine Diode 40. Die Relais 14, 15, 16 sind alle an eine gemeinsame Spannungsversorgung angeschlossen und werden von den Komparatoren der entsprechenden Farbkanäle 39 gesteuert.

Parallel zu diesem ersten Teil eines Farbkanals, der einen Geber für ein zeitabhängiges Signal darstellt, liegt ein zweiter Zweig, der ein von der Dichte der Vorlage in der entsprechenden Farbe abhängiges Signal liefert. Am Beginn dieses Teilkanals, der ebenfalls für alle drei Farben gleich ausgebildet ist, liegt der SEV 7, der z. B. für Rot empfindlich ist und auf Licht von der Vorlage in anderer Farbe nicht reagiert. Dieser SEV 1st an einen logarithmischen Verstärker entsprechend dem Verstärker 30, 31 angeschlossen. Hinter diesem liegt eine Speichereinrichtung 42, die das Signal aufrechterhalten kann für eine gewisse Zelt, auch wenn der SEV 7 nicht mehr beleuchtet wird. Derartige aus Halbleiterbauelementen aufgebaute Speichereinrichtungen sind bereits bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung. Sie sind deshalb nicht näher beschrieben.

Zwischen dem Ausgang der Speichereinrichtung 42 und einer negativen Spannungsquelle liegt ein aus Widerständen 43 und 44 bestehender Spannungsteiler, an deren Zwischenabgriff die einen Anschlüsse von zwei parallel zueinander liegenden, andererseits an Masse liegenden Potentiometern 45 und 46 liegen. Die Schleifer der Potentiometer 45 sind gegenläufig

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miteinander gekoppelt. Der Schleifer des Potentiometers 45 ist mit einem zum Widerstand 35 parallel liegenden Widerstand 47 verbunden, zu dem parallel weitere Widerstände gleicher Größe an entsprechender Stelle in den anderen Farbkanälen 18, 19 angeordnet sind. Der Widerstandswert dieses Widerstandes unterscheidet sich von dem Rückkoppelungswiderstand 38 um den Faktor öCl, d. h. um den Faktor für die Helligkeitsempfindlichkeit des Auges für diese Farbe. Die entsprechenden Widerstände in den anderen Farbkanälen haben denselben Wert.

Der Schleifer des Potentiometers 46 ist mit einem zu den Wider ständen 35 und 47 parallel liegenden Widerstand 48 verbunden. Dieser Widerstand hat denselben Wert wie der Rückkoppelungswiderstand 38.

Parallel zu den Widerständen 35, 47 und 48 liegen noch Wider stände 49 und 50. Der Widerstand 49 hat einen Widerstands wert , der sich von dem des Widerstandes 38 um den Faktor 1 : Cu unterscheidet, d. h. er berücksichtigt die Leuchtkraft der zweiten Farbe, während der Widerstand 50 mit seine« JTert die Leuchtkraft der dritten Farbe berücksichtigt. Der Widerstand 49 ist an den Schleifer eines Potentiometers ia zweiten Farb kanal angeschlossen, das dem Potentiometer 45 ii ersten Farbkanal entspricht. Widerstände entsprechend dem Widerstand 49

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sind an entsprechender Stelle in den Farbkanälen 18, 19 vorge-

sehen. Der Widerstand 50 ist in gleicher Weise an ein Potentiometer im dritten Farbkanal angeschlossen, das dem Potentiometer 45 im ersten Farbkanal entspricht.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende:

Durch die Einstellung des Potentiometers 22 wird die Steilheit des Spannungsanstieges am Integrator 24 bestimmt, der einsetzt, wenn der im Ruhezustand geschlossene Schalter 28 geöffnet wird. Dieser Integrator gibt also ein zeitabhängiges Signal, welches durch den logarithmischen Verstärker 30 logarithmiert wird und das durch den Widerstand 34 an den Schwarzschildexponenten der Emulsion in der entsprechenden Farbe des lichtempfindlichen Materials angepaßt werden kann. Am Potentiometer 22 kann deshalb die Grundempfindlichkeit des Kopiermaterials in der jeweiligen Farbe eingestellt werden.

Der zweite Teil des Farbkanals 17 gibt ein Signal, das von der Dichte der Vorlage in der entsprechenden Farbe abhängt. Die Ausgangsspannung des SEV 7 ist dabei ein Maß für die Vorlagenhelligkeit . Diese Spannung wird logarithmiert und von dem' Speicher 42 festgehalten. Die beiden Potentiometer 45, 46, die gegenläufig gekuppelt sind, berücksichtigen den Einfluß des Ubersprechfaktors a von Farbkanal zu Farbkanal. Bei einem a - 0

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ist der Schleifer des Potentiometers 46 so gestellt, daß die volle Spannung des Spannungsteilers 43, 44 am Widerstand 48 liegt, während zugleich der Schleifer des Potentiometers 45 praktisch an Masse liegt, also kein Signal bringt. In dieser Stellung findet ein übersprechen von Kanal zu Kanal nicht statt und die Kopie wird unabhängig von der Vorlage auf Neutralgrau kompensiert.

In der anderen Extremstellung, in der der Schleifer 45 an der Spannung des Spannungsteilers 43, 44 und der Schleifer des Potentiometers 46 an Masse liegt, hat die Helligkeit der Vorlage in der Farbe dieses Kanals auf die Kopierbelichtung in der entsprechenden Farbe nicht mehr Einfluß, als die Dichten der Vorlage in den beiden anderen Farben. In diesem Fall liegt die maximale Unterkorrektur oder, um es anders auszudrücken, überhaupt keine Korrektur vor. Das Ergebnis ist dasselbe wie wenn mit einer weißen Lampe und einer einzigen Fotozelle die Belichtung gesteuert werden, wobei die Zelle auf alle drei Farben in etwa gleicher Weise anspricht. Zwischen diesen beiden Extremwerten können alle Zwischenwerte streng nach der theoretischen Gleichung eingestellt werden.

Die Schleifer der Potentiometer 45, 46 sind mit den Schleifern von entsprechend angeordneten Potentiometern in den Farbkanälen 18 und 19 mechanisch gekuppelt, so daß Schleifer

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von In einem Farbkanal angeordneten Potentiometer in gleicher Weise verstellt werden, wie die der Potentiometer 45 und 46. Auf diese Weise wird für alle drei Farbkanäle durch Verstellen einer Handhabe derselbe Übersprechfaktor a eingestellt.

Das zur Beendigung des BeiichtungsVorganges in der vom Farbkanal 17 gesteuerten Farbe bestimmende Potential wird welter beeinfluftt von den Widerständen 49 und 50, an denen ein um den übersprechfaktor a reduziertes Potential der Helligkeiten in den anderen Farbkanälen liegt. In Abhängigkeit von allen diesen Großen wird durch den Additionsverstärker 36 das Summensignal gebildet, das in Komperator 39 mit einem festen Bezugspotential verglichen wird und das bei einer gewissen Höhe zur Bestrewing des Beiais 14 führt, wodurch das Filter In den Strahlengang gebracht und die Belichtung in der entsprechenden Farbe beendet wird.

Di· Belichtungesteuerung erfolgt in den Kanälen 18 und 19 in gleicher Weise. Dabei muA das Signal für die Vorlagenhelligkeit aller Farben bis zum Ende der längsten Belichtungszeit zur Verfügung stehen. Im vorliegenden Schaltbild ist deshalb der Speicher 42 eingeführt. Ein solcher Speicher kann entfallen, wenn z. B. durch Änderungen am Kopiergerät Vorsorge getroffen wird, daft bei Ende der Belichtung des Kopiermaterials

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in einer Farbe die Fotozelle noch immer belichtet wird. Das kann bei einer Einrichtung gemäß Fig. 1 z. B. in der Weise geschehen, daß der teildurchlässige Spiegel 6 zum Abzweigen des Heßlichtes schon von den Farbfiltern H₁ 12, 13 im Kopierlichtstrahlengang angeordnet wird.

In Fig. 3 ist die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung anhand eines Diagrammes erläutert, in dem auf der Abszisse der Grad der Unterkorrektur a aufgetragen ist, und als Ordinaten die Bestrahlungsdosen in den einzelnen Farben. Auf der Ordinateriachse d. h. bei a - ο liegen die Heßpunkte für ein Negativ mit Belichtungsregelung nach dem Neutralgrauprinzip. Hit zunehmender Unterkorrektur a werden die langen Schaltzeiten verkürzt, dagegen die kurzen verlängert. Dies geschieht in der Weise, daß die Gesamtdichte der Kopie dabei konstant gehalten wird. Bei einer Unterkorrektur a - 1 ergibt sich, vorausgesetzt, daß die Grundeichungen über die Zeitgeber gleich waren, eine gemeinsame Schaltzeit t . die auch resultieren würde, wenn man eine reine Weißbelichtung vornehmen würde, deren Länge nur von der Gesamtdichte abhängt.

Sind die Eichzeiten verschieden, so ergeben sich Kurven gleichen Charakters, nur streben diese nicht auf einen gemeinsamen Endpunkt zu, sondern spalten sich auf in drei Endpunkte, deren Ordinaten abhängen von der Eichzelt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Belichtungsregelung beim Kopieren mehrfarbiger Vorlagen auf ein in'den drei Grundfarben empfindliches Kopiermaterial, wobei die Kopierlichtmenge in jeder der drei Grundfarben getrennt geregelt wird in Abhängigkeit von der Negativdichte in der betreffenden Farbe und von der Dichte in wenigstens einer der beiden anderen Farben, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der sogenannten Neutralkompensation in jeder der Farben automatisch eine Unterkorrektur in Abhängigkeit von den Differenzen zwischen der Vorlagendichte in der betreffenden Farbe und der in den beiden anderen Farben erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Abhängigkeit der Unterkorrektur entsprechend der Vorlage eingestellt wird unter Konstanthaltung der Gesamtdichte der Kopie.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungsregelung bei Zeitsteuerung in jeder der drei Farben nach folgender Formel erfolgt:

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(N₂ - H₁) + ^₃ (H₃-

P₁ log t_± - N₁ - log O₁ + C + a

P₂ log t₂ = N₂ - log Q₂ + C + a VjI₁ (Ν_χ - N_g) + 0C3 (N₃ - N

P₃ log t₃ - N₃ - log e₃ + C + E^C₁ (N₁ - N₃) + <£> (N₂ - N₃)J |

wobei mit ρ der Schwarzschildexponent, t die erforderliche Belichtungszeit, N die Vorlagendichte, 0 die Helligkeit der Kopierlichtquelle jeweils in der betreffenden Farbe, C die Gesamtdichte der Kopie, a der Faktor für das übersprechen der beiden anderen Farbdichten oder Grad der Unterkorrektur und C^ der Faktor für die Helligkeitsempfindlichkeit des Auges in der betreffenden Farbe bezeichnet sind, sowie die Indexzahlen sich jeweils auf eine der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau beziehen.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Messung während des Kopierens die Vorlagedichtewerte gespeichert werden wenigstens bis zum Ende der längsten der drei Belichtungen in den einzelnen Farben.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der drei Farben die auf das Kopiermaterial auftreffende Lichtmenge (Kopierlichtmenge) bestimmt wird durch überlagerung eines zeitabhängigen,

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mit Belichtungsbeginn anlaufenden Signals mit einem dem Logarithmus der Kopierintensität in der betreffenden Farbe proportionalen Signal und je einem dem Logarithmus der Kopierlichtintensität in den beiden anderen Farben um den Ubersprechfaktor verkleinerten Signal.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen elektronischen Analogrechner enthält.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogrechnung aus Bausteinen, sogenannten operativen Verstärkern aufgebaut 1st, die je nach Art der Rückkoppelung als Integratoren, logarithmische Verstärker oder Additionsverstärker wirken.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des zeitabhängigen Signals eine zur Einstellung der Grundempfindlichkeit einstellbare Gleichspannungequelle (20, 22) ein Integrator (24), ein logarithmischer Verstärker (30, 31) und ein einstellbarer Widerstand (34) in Reihe geschaltet sind.

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9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des der Kopierlichtintensität entsprechenden Signals ein in der betreffenden Farbe empfindlicher SSV (7, 8, 9) ein logärithmischer Verstärker (17) und ein in bekannter Weise aus Halbleiterbauelementen aufgebauter Speicher (42) in Reihe liegen zu zwei zueinander parallel geschalteten, einseitig an Masse liegenden Potentiometern (45, 46), deren Schleifer gegenläufig gekuppelt und mit einem Additionsverstärker (36) verbunden sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifer der an entsprechender Stelle in den verschiedenen Farbkanälen angeordneten Potentiometer C* 5, 46) untereinander gekuppelt sind.

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