DE2353518C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Filter- und Belichtungszeitbestimmung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Filter- und Belichtungszeitbestimmung für einen Farbkopiervorgang, bei welchem Licht durch eine Farbvorlage hindurch auf einen lichtelektrischen Wandler geleitet, in einem dem Wandler zugeordneten Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor verstärkt und aus einer Anzeigevorrichtung die Belichtungszelt ermlttelbar 1st.

In bekannten Geräten, die bei Farbkoplerarbelten eingesetzt werden, Ist der Farbton des fertig belichteten Colorpaplers, wie er sich aus der Überlagerung der Schwärzungen In jeder der drei Farbschichten ergibt, die meßtechnisch zu erfassende Größe. Die Bestimmung der am Vergrößerungsgerät einzustellenden Filterwerte und die Ermittlung der Belichtungszelt erfolgt durch Messung der Beleuchtungsstärke In der KiHicrjt-'ene des Vergrößerungsgerät« *v,m fhifi-.-si-b;)' Zur Messung der Beleuchtungsstarke wird dabei die Ausgangsspannung eines Licht-Spannungswandlers fur jede einzelne der drei Farbkomponenten mit Hilfe eines Nullinstrumentes mit einer variablen Spannungsquelle verglichen und der erreichte Wert an der Stellung von Abgleichpotentiometern abgelesen, die den einzelnen Farbkomponenten zugeordnet sind.

Bei den genannten Geräten sind Insgesamt vier Meßkanäle vorhanden. Davon dienen drei Meßkanäle zur Erfassung der einzelnen Grundfarbenanteile, wobei beim Meßvorgang diesen Grundfarben entsprechende Farbfilter in den Strahlengang des Meßllchtes eingeschoben werden, während der vierte Kanal der Bestimmung der beim Kopiervorgang erforderlichen Belichtungszeit dient, wobei die entsprechende Beleuchtungsstärke durch einen den spektralen Eigenschaften des Colorpapieres angepaßten Filter gemessen wird.

Aus der US-PS 3640 620 Ist eine Anordnung zur Zeitsteuerung von Belichtungsvorgängen Insbesondere bei der Herstellung von Farbauszügen bekannt, in der die Farbvorlage durchscheinendes Meßlicht auf einen Fotovervielfacher fällt, dessen llchtintensltätsabhängiges Ausgangssignal einem Anzeigeinstrument zugeführt 1st. Mit einem Funktionsschalter 1st die Meßanordnung auf die Messung der Beleuchtungsstärke bei ungefiltertem Kopierlicht und bei in den Koplerstrahlengcng eingeschaltetem rcten, grünen oder blauen Auszugsfilter umschaltbar. Jeder Meßstellung sind sowohl im Anodenkreis des Fotovervielfacher als in Reihe mit dem Anzeigeinstrument einstellbare Widerstände zugeordnet, mit denen das Fotovervielfacherslgnal bei gleichbleibender Lichtintensität beeinflußt bzw. die Meßanzeige auf referenzvorlagebezogene Werte eingestellt werden kann. Dabei werden In der Meßstellung für ungefiltertes Kopierlicht die Grundbelichtungszelt und In den den einzelnen Farbauszugsflltern zugeordneten Meßstellungen das gegenseitige Verhältnis der Belichtungszelten In den jeweiligen Farben entsprechend dem Farbgleichgewicht der Vorlage ermittelt und auf dem Anzeigeinstrument angezeigt.

Bei der Bedienung dieser bekannten Geräte wirkt sich nachteilig aus, daß für die Nullanzeige beim Abgleichvorgang und für die Belichtungszeitanzeige Zeigerinstrumente verwendet werden, die sehr leicht zu Ablesefehlern durch Parallaxe führen, da die Bedienungsperson besonders bei den verschiedenen Efnstcllarbelten am Vergrößerungsgerät sich laufend In einer unterschiedlichen Lage zum Anzeigeinstrument befindet, wobei der Abgleichvorgang zusätzlich durch das Einpendeln des Zeigers erschwert wird. Das Ablesen der Belichtungszelt erfolgt anhand einer logarithmischen Skala am Anzeigeinstrument, die nur einen Teil des In der Praxis benötigten Belichtungsbereiches genügend genau wiedergibt und zudem keine genaue Abschätzung von Zwischenwerten zuläßt. Die In diesen Geräten als Llcht-Spannungswandler verwendeten Fotovervielfacher sind außerdem In Ihrer Charakteristik nicht linear, was nachteilig für Ihren Einsatz In Meßinstrumenten 1st.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Filter- und Belichtungszeitbestimmung zu entwickeln, das bzw. die die angeführten Nachtelle nicht aufweist und eine den SpekmilemenNi'hij'VT, ics -''"olorpapleres en'sp':" hon·

dadurch gekennzeichnet ist, daß ein lichtelektrischer Wandler und ein Verstärker mit jeweils im wesentlichen linearer Übertragungscharakteristik verwendet werfen und daß die Filterwerte aus dem Ausgangssignal des Verstärkers und die Belichtungszelt aus dem -. eingestellten Verstärkungsfaktor ermittelt werden.

Bei einer zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Vorrichtung liegen ein Potentiometer oder eine Widerstandsanordnung mit einschaltbaren Widerständen unterschiedlichen Wertes In einem Rückkopp- n> lungskreis eines Operationsverstärkers mit im wesentlichen linearer Übertragungscharakteristik, wobei der Verstärkungsfaktor aus der Schleiferstellung des Potentiometers oder eines der Widerstandsanordnung zugeordneten Wählschalters ablesbar 1st, und die Filterwerte ι ~> aus dem Ausgangssignal des Verstärkers ermittelbar sind.

Vorteilhafterweise wirkt das Potentiometer oder der Wählschalter mit einer Zeiteinheiten angebenden Anzeigevorrichtung zusammen. -»

In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1st der lichtelektrische Wandler In einer Meßsonde angeordnet.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, in der Im folgenden ein Ausführungsbelspiel anhand von Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei zeigt

Flg. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Meßanordnung;

Flg. 2 eine Ausführungsform der Llchtzerhackerelnrichtung;

Fig. 3 eine Darstellung des Filterträgers und der entsprechenden Filterbetätigungseinrichtung;

Fig.4 eine Darstellung der Meßsonde (teilweise im Schnitt).

Der Meßlichtstrahl 1 durchdringt einen der auf einem Filterträger 2 befindlichen, jeweils einer der Farbschichten des Colorpaplers entsprechenden Farbfilter la, bzw. Ib, bzw. Ic, wird durch eine Lichtzerhackerelnrlchtung 3 moduliert und fällt auf einen Licht-Spannungswandler 4, der einen lichtelektrischen Wandler mit linearer Übertragungscharakteristik, beispielsweise eine Fotodiode, sowie eine Nullpunktregeleinrichtung enthält, wie sie in der deutschen Patentanmeldung Nr. 23 31 191 der Anmelderin beschrieben ist.

Die einzelnen Filter la, Ib, Ic werden je nach der Farbkomponenie, die zu messen gewünscht wird, nach Betätigung des Wählschalters S durch eine entsprechende Steuerlogtk und Filterbetätigungseinrichtung 6 In den Strahlengang des Meßlichts 1 eingeschoben. Auf weitere Einzelheiten der Filtersteuereinrichtung wird noch später eingegangen.

Das Im Llcht-Spannungswandler entstehende, von der Beleuchtungsstärke des Meßlichtes linear abhängige Signal wird in einem Verstärker 7 verstärkt, dessen Verstärkungsfaktor durch Änderung des Widerstandsverhältnisses zwischen einem im Gegenkopplungskreis eines Operationsverstärkers 8 enthaltenen Potentiometer 9 und einem am Eingang des Operationsverstärkers 8 vorgesehenen Widerstand 10 geregelt werfen kann. Das Ausgangssignal des Verstärkers 7 wird durch einen Logarithmlerverstärker 11 logarithmlert und in einem Vergleichsverstärker 12 mit dem Signal verglichen, das an einem der von einer Spannungsquelle 13 gespeisten und durch einen Wählschalter 14 mit dem Vergleichs- ^b5 verstärker 12 verbundenen Potentiometer 15a, bzw. 152>, bzw. 15c abgegriffen wird. Der Wählschalter 14 1st mit dem Wählschalter 5 mechanisch gekoppelt, so daß jedem der Filter la, Ib, Ic ein entsprechendes Potentiometer 15a, 156,15c zugeordnet ist.

Das Ausgangssignal des Vergieichsverstärkers 12 wirf durch eine Leuchtband-Nullanzelgeelnhelt 16 derart sichtbar gemacht, daß bei Gleichheit der Signale am Eingang des Vergleichsverstärkers 12 eine Null-Lampe 17 aufleuchtet, während entsprechend einer positiven oder negativen Differenz der verglichenen Signale Leuchtbänder 18 auf der linken oder rechten Seite der Null-Lampe 17 in einer dem Betrag des Unteischieds der beiden Vergleichssignale entsprechenden Länge aufleuchten. Die Leuchtbänder 18 kßnnen beispielsweise von entsprechend aneinandergereihten Glühlampen oder Leuchtdioden gebildet werfen.

Für den Meßvorgang werfen die mechanisch gekoppelten Wählschalter 5 und 14 In die der zu messenden Farbkomponente entsprechende Stellung gebracht.

Das der angewählten Farbe entsprechende Potentiometer 15a, 156 oder 15c wird derart verstellt, bis die Eingangssignale des Vergleichsverstärkers 12 gleich sind, wobei dieser Abglelchsvorgang über die Nullanzeigeeinheit 16 kontrolliert wird. Die beim Aufleuchten der Null-Lampe 17 angezeigte Stellung des jeweiligen Potentiometers 15a, 156 oder 15c entspricht der Beleuchtungsstärke des durch den jeweiligen Farbfilter 2a, Ib oder 2c dringende Meßlichtstrahls 1.

Da der Llcht-Spannungswandler 4 sich gegenüber der Beleuchtungsstärke linear verhält und das Ausgangssignal des Verstärkers 7 Im Logartthmierverstärker 11 logarlthmiert wird, kann die Anzeige der Potentiometer 15a, 156, 15c direkt In Dichteeinheiten geeicht werfen, die den auf den Filterskalen der Farblichtköpfe von Vergrößerungsgeräten angegebenen Einheiten entsprechen.

Aus der Stellung des zur Veränderung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 7 dienenden Potentiometers 9 kann im Anwendungsbereich des Reziprozitätsgesetzes die direkte Anzeige der für den Kopiervorgang notwendigen Belichtungszeit entnommen werfen.

Der durch die beschriebene Anordnung ermöglichte Zusammenhang zwischen Verstärkungsfaktor des Meßverstärkers 7 und Belichtungszeit wird im folgenden näher erläutert:

In der Schwärzungsglelchung
D = log Et,

in der D die Schwärzung der jeweiligen Schicht des Colorpapiers, E die wirksame Beleuchtungsstärke und t die Belichtungszelt bedeuten, wird E durch die aus der beschriebenen Anordnung folgende lineare Beziehung

ersetzt, wobei U_E das Ausgangssignal des Meßverstärkers 7 und K den Verstärkungsfaktor dieses Verstärkers darstellt.

Die Schwärzungsgleichung erhält also folgende Form:

D = log U_E -

woraus ersichtlich ist, daß die Schwärzung D unbeeinflußt bleibt, wenn der bei der Bestimmung der Filterdichte geänderte Verstärkungsfaktor K beim Koplervor-

gang durch eine entsprechende Belichtungszeltänderung berücksichtigt wird.

In einer Ausführungsform, die von der soeben beschriebenen abweicht, kann Im Gegenkopplungskreis des Operationsverstärkers 8 anstatt des Potentiometers 9 eine gewisse Anzahl von Widerständen angeordnet sein, deren Werte voneinander verschieden und entsprechend abgestuft sind, wobei diese Widerstände durch einen geeigneten Wählschalter mit dem Eingang bzw. Ausgang des Operationsverstärkers 8 verbunden werden und somit eine dem jeweiligen Widerstandswert zugeordnete, stufenweise änderbare Belichtungszelt eingestellt und angezeigt wird.

Die Potentiometer 9, 15a, iSb, 15c können eine Digitalanzeige ihrer Stellung erhalten, so daß die abgelesenen Zahlenwerte In bequemer Welse direkt auf ein Belichtungssteuergerät bzw. auf die Filterskalen eines Kopiergerätes übertragen werden können.

Der in Flg. 2 dargestellte elektromechanlsche Lichtzerhacker 3 besteht aus einem Abdeckhebel 19, der von einem auf einer Grundplatte 20 montierten elektrischen Motor 21, beispielsweise einem Gleichstrommotor angetrieben wird. Dabei wird vom Motor 21 bei meßbereitem Gerät durch eine entsprechende Motorsteuereinrichtung 22 ein Wechseldrehmoment derart abgegeben, daß sich der Abdeckhebel 19 mit einer bestimmten Frequenz zwischen den von zwei Anschlägen 23 und 24 festgelegten Stellungen hin und her bewegt und dabei abwechselnd das fotoelektrische Element 25 des Llcht-Spannungswandlers 4 bedeckt und wieder freigibt, so daß der darauf auftreffende Meßlichtstrahl 1 (Fig. 1) durch die Bewegung des Abdeckhebels 19 moduliert wird.

Das Einschieben der einzelnen Farbfilter la, 26, Ic in den Strahlengang des Meßlichtes 1 erfolgt mit Hilfe eines auf einer Grundplatte 26 (Fl g. 3) montierten elektrischen Motors 27, beispielsweise eines Gleichstrommotors, der den Filterträger 2 antreibt und in die entweder durch den Anschlag 28 oder andererseits durch den Exzenter 29 begrenzten Positionen bewegt. Der Exzenter 29 wird seinerseits durch einen weiteren (nicht dargestellten) elektrischen- Motor in einer der beiden möglichen Stellungen, die durch einen Anschlag 30 festgelegt werden, gebracht.

Der Motor 27 und der Exzenterantriebsmotor erhalten durch eine geeignete Steuerlogik ein derartiges Drehmoment, daß ein der am Wählschalter 5 eingestellten Farbe entsprechender Farbfilter la. Ib oder Ic In den Strahlengang des Meßlichtes 1 eingeschoben wird. Die dabei auftretenden drei möglichen Stellungen des Filterträgers sind in der Fig. 3 dargestellt, wobei das von den Motoren ausgeübte Drehmoment durch entsprechende Richtungspfeile sichtbar gemacht 1st.

Der Lichtzerhacker (Fig. 2) und die Filterbetätigungsvorrichtung (Fig. 3) können auf einer einzigen Grundplatte angebracht sein, wobei der Anschlag 28 für den Filterträger 2 zugleich auch als einer der Anschläge für den Abdeckungshebel 19 des Lichtzerhackers dienen kann.

Der Lichtzerhacker und die Filterbetätigungsvorrichtung können soweit miniaturisiert werden, daß sie gemeinsam mit dem fotoelektrischen Element 25 in einer Meßsonde untergebracht werden können. Damit der Meßlichtstrahl 1 auch bei einer gewissen Bauhöhe einer solchen Sonde 31 (Flg. 4) unabhängig vom Llchtelnfallswinkel Immer auf die lichtempfindliche Fläche

ίο des fotoelektrischen Elements 25 auftreffen kann, 1st eine Korrekturvorrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe die Sonde 31 in die richtige Lage zum Meßlichtstrahl 1 gebracht werden kann.

Zur leichteren Abschätzung dieser Lage 1st In der

ij Sünde 31 eine vorzugsweise durchsichtige Flaue 32 mit einer kreisrunden abgeschrägten öffnung 33 vorgesehen, die bei Einführung der Sonde 31 in den Strahlengang des Meßlichts 1 einen entsprechenden ringförmigen Schatten auf eine Platte 34 wirft, in der sich eine Lichtdurchlaßöffnung 35 befindet, unter der das fotoelektrische Element 25 vorgesehen ist. Die Sonde 31 wird für die Messung derart geneigt, daß der von der abgeschrägten öffnung 33 auf die Platte 34 geworfene ringförmige Schatten mit der Lichtdurchlaßöffnung 35 konzentrisch ist. Ein auf der Platte 34 konzentrisch zur Lichtdurchlaßöffung 35 angebrachter Zentrierkreis 36, dessen Durchmesser etwas verschieden vom Durchmesser der auf dieselbe Platte 34 projlzlerten Abbildung der Öffnung 33 ist, ist als Zentrierhilfe vorgesehen.

Die auf die beschriebene Weise ermittelte Neigung kann durch einen der beiden an der Meßsonde 31 seitlich angebrachten Füße 37 fixiert werden, von denen einer in der Fig. 4 Im Schnitt dargestellt 1st. Der Fuß 37 ist In einer Bohrung 38 und In einer-zu dieser Bohrung koaxialen Bohrung 39 verschiebbar angeordnet, wobei sich letztere Bohrung in einer normal zur Verschiebungsrichtung des Fußes 37 angeordneten Haltevorrichtung 40 befindet, welche ihrerseits entgegen der Wirkungsrichtung einer Feder 41 in einer Bohrung 42 bewegt werden kann. Durch die Haltevorrichtung wird mit Hilfe der Feder 41 eine solche Kraft auf den Fuß 37 ausgeübt, daß dieser in jeder beliebigen Lage Innerhalb der Bohrung 38 fixiert werden kann. Die Verschiebung des Fußes 37 erfolgt durch Schwerkraft bei Druck auf die Haltevorrichtung 40 entgegen der Wirkung der Feder 41. Bei der Neigungsfestlegung der Sonde 31 wird die Bewegung des Fußes 37 durch entsprechende Betätigung der Haltevorrichtung 40 freigegeben, wobei dieser immer mit der Auflagefläche In Verbindung bleibt.

Ist die richtige Neigung der Sonde erreicht, wird die Haltevorrichtung 4ö losgelassen und somit die richtige Position der Sonde 31 fixiert.

Um ein Herausgleiten des Fußes 37 aus der Bohrung 39 zu verhindern, weist dieser an seinem oberen Ende eine Verdickung 43 auf, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Bohrung 39 ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Filter- und Belichtungszeitbestimmung für einen Farbkopiervorgang, bei welchem s Licht durch eine Farbvorlage hindurch auf einen lichtelektrischer) Wandler geleitet, in einem dem Wandler zugeordneten Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor verstärkt und aus einer Anzeigevorrichtung die Belichtungszeit ermittelbar ι ο 1st, dadurch gekennzeichnet, daß ein lichtelektrischer Wandler und ein Verstärker mit jeweils Im wesentlichen linearer Übertragungscharakteristik verwendet werden und daß die Filterwerte aus dem Ausgangssignal des Verstärkers und die Belichtungs- is zeit aus dem eingestellten Verstärkungsfaktor ermittelt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem lichtelektrischen Wandler, der In dem durch die Filter hindurchtretenden Meßllchtstrahlengang angeordnet ist, mit einem dem Wandler zugeordneten Verstärker, dessen Verstärkungsfaktor durch ein Potentiometer oder eine Widerstandsanordnung mit einschaltbaren Widerständen unterschiedlichen Werts einstellbar 1st und 2s einer Anzeigevorrichtung für die Belichtungszelt, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (9) oder die Widerstandsanordnung mit einschaltbaren Widerständen unterschiedlichen Werts in einem Rückkopplungskreis eines Operationsverstärkers mit im wesentlichen linearer Übertragungscharakteristik liegen, der Verstärkungsfaktor aus der Schlelferstellung des Potentiometers oder eines der Widerstandsanordnung zugeordneten Wählschalters ablesbar ist und die Filterwerte aus dem Ausgangssignal des Verstärkers ermlttelbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (8) oder der Wählschalter mit einer Zelteinheiten angebenden Anzeigevorrichtung zusammenwirken.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtelektrische Wandler (25) in einer Meßsonde (31) angeordnet 1st.

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