DE2837268C2

DE2837268C2 - Einrichtung zur Feststellung der optischen Dichte einer zu kopierenden Vorlage

Info

Publication number: DE2837268C2
Application number: DE2837268A
Authority: DE
Inventors: Chikara Tokyo Imai; Koji Sakamoto; Susumu Tatsumi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1977-08-26
Filing date: 1978-08-25
Publication date: 1982-06-03
Also published as: DE2837268A1; JPS5436725A; US4200391A

Description

a) mehrere, diagonal zur Bewegungsrichtung der Vorlage (14) im Abstand voneinander vor der Belichtungsstelle liegende Bereiche der Vorlage durch einen zugehörigen photoelek'rischen Wandler (49; 49a, 496, 49c; 49d) abgetastet werden, und daß

b) jeweils das der minimalen gemessenen Dichte entsprechende Ausgangssignal des (der) Wandler (49; 49a, 496,49c; 49d) auf einen Momentanwertspeicher (82, 84, 86) für die Einstellung der Belichtung und/oder der Entwicklungsspannung gegeben wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine stationäre, undurchsichtige Auflage (63, 74), über die die Vorlage (14) transportiert wird, durch einen Belichtungsspalt (66, 73) in der Auflage (62), und durch mindestens eine Öffnung (64a, 646, 64c, 64c/; 72) in der undurchsichtigen Auflage (63,74), unter der ein photoelektrischer Wandler (49; 49a, 496,49c, 49c/) angeordnet ist

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine einzige, schlitzförmige, diagonal zur Bewegungsrichtung der Vorlage (14) verlaufende Öffnung (72), längs der ein photoelektrischer Wandler (49) verschiebbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mehrere, diagonal zur Bewegungsrichtung der Vorlage (14) angeordnete Öffnungen (64a, 646, 64q 64d), unter denen jeweils ein photoelektrischer Wandler (49a, 496,49c; 49d) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentanwertspeicher eine Diode (82), einen Differenzverstärker (84) und einen Kondensator (86) aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Serienschaltungen aus den einzelnen photoelektrischen Wandlern (49a, 496, 49c, Wd), einem Differenzverstärker (91a, 916, 91c, 91 d) und Dioden (93a, 936, 93c, 93d) parallel zueinander liegen, und daß der Verknüpfungspunkt für die Ausgänge der Dioden (93a, 936,93c, 93d) über einen Differenzverstärker (81) mit dem Eingang des Momentanwertspeichers (82,84,86) verbunden ist.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Feststellung der optischen Dichte einer zu kopierenden Vorlage vor der Belichtung einer beweglichen, photoleitfähigen Fläche der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der US-PS 29 56 437 geht ein elektrostatisches Kopiergerät hervor, bei dem eine zu kopierende Vorlage, beispielsweise ein Diapositiv, an einem photoelektrischen Wandler vorbei transportiert und dabei die optische Dichte der Vorlage gemessen wird. In Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Messung wird die Belichtung und/oder die Entwicklungsspannung eingestellt

Weiterhin ist aus der DE-OS 24 21 998 ein optisches Abtastsystem für ein Kopiergerät bekannt, bei dem im

ίο Strahlengang des optischen Systems ein photoelektrischer Wandler angeordnet ist, der die optische Dichte der zu kopierenden Vorlage feststellt Auch hierbei wird in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Messung die Belichtung und/oder die Entwicklungsspannung eingestellt.

Die Nachteile dieser herkömmlichen Einrichtung sollen im folgenden unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und 2 näher erläutert werden. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Ansicht eines herkömmlichen, elektrophotographischen Kopiergerätes,

F i g. 2a bis 2c schematische Darstellungen von mit diesem Kopiergerät hergestellten Kopien.

Das in F i g. 1 insgesamt durch das Bezugszeichen 11 angedeutete, elektrophotographische Kopiergerät weist eine photoleitfähige Trommel 12 auf, die mit konstanter Drehzahl in Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Oberfläche der Trommel 12 wird zunächst durch eine Korona-Ladeeinrichtung 13 elektrostatisch geladen. Zum Kopieren wird eine Vorlage 14 mit der zu kopierenden Seite nach unten auf eine transparente, lichtdurchlässige Platte 16 gelegt, die an einer vorgegebenen Stelle fest angebracht ist Mittels einer Lichtquelle 17 wird ein Teil der Vorlage 14 durch die Platte 16 hindurch beleuchtet. Ein Spiegel 18 eines optischen Systems reflektiert eine Abbildung des Teils der Vorlage 14, der durch die Lichtquelle 17 beleuchtet wird, zu einem Spiegel 19, der die Abbildung zu einer Sammellinse 21 mit einer reflektierenden Rückseite 22 richtet. Die Abbildung wird durch die Sammellinse 21 zweimal konvergiert und dann auf einen Spiegel 21 reflektiert, der die Abbildung durch einen Schlitz 24 auf die Trommel 12 richtet. Für eine Abtastung werden der Spiegel 18 und die Lichtquelle 17 mit derselben Oberflächengeschwindigkeit wie die Trommel 12 nach links bewegt. Auch der Spiegel 9 wird nach links bewegt, allerdings mit der halben Oberflächengeschwindigkeit der Trommel 12. Nach dem Abtasten der ganzen Oberfläche der Vorlage 14 werden die Lichtquelle 17 und die Spiegel 18 und 19 in ihre rechtsliegenden Ausgangsstellungen zurückgebracht. Durch diese Abtastung wird ein elektrostatisches Bild der Vorlage 14 durch lokalisierte Photoleitung auf der Trommel 12 ausgebildet.

Eine Entwicklungseinrichtung 26 weist einen mit Trockentoner gefüllten Entwicklungsbehälter 27 und eine magnetische Bürste 28 auf, die teilweise in den Toner eintaucht und mit konstanter Drehzahl entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Mittels der magnetischen Bürste 28 wird Toner auf die Trommel 12 aufgebracht, um das elektrostatische Bild zu einem Tonerbild zu entwickeln. Ferner ist ein Schaber 29 vorgesehen, der den Toner nach einer Entwicklung von der magnetischen Bürste 28 entfernt.

Ein Kopierblatt 31 wird an der Trommel 12 in Anlage

b5 gebracht; gleichzeitig wird eine elektrostatische Ladung durch eine Übertragungs-Ladeeinrichtung 32 auf die Rückseite des Kopierblattes 31 aufgebracht. Hierdurch wird das Tonerbild von der Trommel 12 auf das

Kopierblatt 31 übertragen. Danach wird das Tonerbild in einer nicht näher dargestellten Fixiereinrichtung auf dem Kopierblatt 31 fixiert, um eine permanente Kopie der Vorlage 14 zu erzeugen.

Nachdem die Übertragung durchgeführt und beendet ist wird mit einer Lampe 33 die Trommel 12 gleichmäßig beleuchtet, um sie zu entladen; mittels einer Reinigungseinrichtung 34 wird dann der restliche Toner entfernt

An dem Schlitz 24 ist ein photoelektrischer Wandler ig 37 vorgesehen, um die optische Dichte der Abbildung zu messen und ein entsprechendes Signal einer Steuereinrichtung 36 zuzuführen. Entsprechend der optischen Dichte der Abbildung stellt die Steuereinrichtung 36 eine an die magnetische Bürste 28 angelegte Entwicklungsspannung und die Breite des Schlitzes 24 und damit die Belichtung ein.

Wenn die Entwicklungsspannung und die Belichtung so eingestellt worden sind, um eine gute Kopie einer normalen Vorlage herzustellen, ergib* sich ohne Verstellung bei einer Vorlage mit geringer Dichte und mit geringem Kontrast eine Kopie, wie sie in Fig.2a dargesteiit ist Hierbei erscheint dann der Untergrund grau, und der Schwärzungsgrad der Buchstaben ist unzureichend. Der graue Untergrund kann durch Erhöhung der Entwicklungsspannung weiß werden, wie in Fig.2b dargestellt ist Jedoch ist der Schwärzungsgrad der Buchstaben immer noch unzureichend.

Um eine gute Kopie mit ausreichendem Schwärzungsgrad und Kontrast zu schaffen, müssen daher sowohl die Belichtung als auch die EntwicklungssDannung erhöht werden. Das Ergebnis einer derartigen Einstellung ist in F i g. 2c dargestellt.

Hierbei mißt der Wandler 37 die optische Dichte an einem vorderen Randbereich der Vorlage 14. Aufgrund der gefühlten Dichte stellt dann die Steueranordnung 36 die Breite des Schlitzes 24 und damit die Belichtung und die Entwicklungsspannung an der magnetischen Bürste 28 ein und hält diese Werte für den Rest der Abbildung konstant. Vorteilhafterweise wird die optische Dichte der Untergrund-Flächenbereiche der Vorlage 14 ermittelt und dieser Wert dann dazu verwendet, die entsprechende Breite des Schlitzes 24 und die Entwicklungsspannung zu berechnen, da die Entwicklungsspannung sehr stark von diesem Wert abhängt.

Bei dem herkömmlichen Kopiergerät 11 ist jedoch nachteilig, daß es zu einer plötzlichen Änderung der Dichte und des Kontrastes der Kopie an der Stelle kommt, an welcher die Belichtung und die Entwicklungsspannung durch die Steueranordnung 36 eingestellt werden. Diese plötzliche Änderung tritt zwischen dem vorderen Randbereich, der mittels des Wandlers 37 abgetastet wird, und dem Rest der Vorlage 14 auf. Eine derartige plötzliche Änderung ist ungünstig und deshalb nicht erwünscht.

Die Vorderkante des elektrostatischen Bildes auf der Trommel 12 wird um eine Strecke A bewegt, bevor sie die Entwicklungseinrichtung 26 erreicht. Infolgedessen kann die Entwicklungsspannung innerhalb einer Zeitspanne A/V eingestellt werden, nachdem der vordere Rand der Vorlage 14 abgetastet worden ist, ohne daß es zu einer plötzlichen Änderung auf der Kopie kommt. Dabei ist V die Oberflächengeschwindigkeit der Trommel 12. Eine derartige zeitliche Verzögerung steht jedoch zur Einstellung der Breite des Schlitzes 24 nicht b5 zur Verfügung; darüber hinaus ist eine entsprechende Zeitspanne erforderlich, um die mechanischen Teile des Schlitzes 24 zu bewegen. Infolgedessen ist bei der herkömmlichen Ausführungsforni eine plötzliche Änderung im Schwärzungsg^rad und im Kontrast der Kopie unvermeidlich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Feststellung der optischen Dichte einer zu kopierenden Vorlage der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der auch bei stark schwankender optischer Dichte der Vorlage die Belichtung und/oder die Entwicklungsspannung auf den entsprechenden Wert eingestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß zur Bestimmung der optischen Dichte der Vorlage nicht nur ein relativ kleiner Bereich der Vorlage, im allgemeinen ein Randbereich, verwendet wird, sondern daß die gesamte Fläche der Vorlage einen Beitrag zum ermittelten Wert der optischen Dichte liefert und dementsprechend die Belichtung und/oder die Entwicklungsspannung in Abhängigkeit von der optischen Dichte der gesamten Vorlagenfläche eingestellt werden können. Dabei muß keine »Probekopie« gemacht werden, weil die Ermittlung der optischen Dichte und die eigentliche, bildmäßige Belichtung zwar gleichzeitig, jedoch zeitlich etwas versetzt in bezug auf den zugehörigen Teil der Vorlage durchgeführt werden, so daß ein solches Kopiergerät sehr effektiv arbeitet.

Dabei werden die Ausgangssignale, die von den in einer Diagonalen abgetasteten Meßstellen geliefert werden, so verarbeitet, daß jeweils das Signal für die minimale Dichte der Meßstellen auf einen Momentanwertspeicher gegeben wird, der dann wieder die Einstellung für die Belichtung und/oder die Entwicklungsspannung steuert. Durch diese Beeinflussung des »Stellwertes« Tür die Belichtung und/oder die Entwicklungsspannung wird gewährleistet, daß bei allen, in der Praxis auftretenden Vorlagen optimale Kopien hergestellt werden können.

Die diagonale Anordnung der Meßstellen bietet schließlich noch den Vorteil, daß auch die optische Dichte von Vorlagen mit orthogonalen Linienmustern einwandfrei festgestellt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 3 eine Seitenansicht einer Auflage für die zu kopierende Vorlage mit den Meßstellen,

Fig.4 eine Draufsicht auf die Auflage mit den Meßstellen,

Fig. 5 eine Fig.4 ähnelnde Ansicht mit einer alternativen Ausgestaltung der Meßstellen,

F i g. 6 die Auswerteschaltung für die Meßstellen gemäß Fig.4,und

F i g. 7 die Auswerteschaltung der Meßstellen nach Fig. 5.

In F i g. 3 ist eine insgesamt durch das Bezugszeichen 61 angedeutete Ausführungsform einer Auflage für eine zu kopierende Vorlage mit mehreren Meßstellen dargestellt; diese Ausführungsform weist eine transparente, lichtdurchlässige Platte 62 auf, die für die Abtastung der Vorlage gemäß der Darstellung in F i g. 3 nai_!i rechts bewegt wird. Die Platte 62 ist verschiebbar auf einem Rahmen 63 gehaltert, der in Verschiebungsrichtung zunächst die eigentliche Belichtungsöffnung 66 sowie weitere öffnungen 64a bis 64c/ aufweist. Wie in

F i g. 4 dargestellt ist, sind die Öffnungen 64a bis 64c/ bezüglich der Bewegungsrichtung der Vorlage 14 diagonal angeordnet. Die Lichtquelle 17 und der Spiegel 18 liegen unter der Öffnung 66 an der Abbildungsstelle.

Unter den Öffnungen 64a bis 64c/ sind photoelektrische Wandler 49a bis 49c/ angebracht, die jeweils ein Gehäuse 51a bis 51c/aufweisen. Im Inneren der Gehäuse 51a bis 51c/ sind Lichtquellen 52a bis 52c/ und Photodioden 53a bis 53c/vorgesehen.

Mit Hilfe der Wandler 49a bis 49c/wird die optische Dichte der Vorlage 14 an jeweils verschiedenen Stellen festgestellt. Dazu kann die Vorlage 14 stillstehen oder zu der Öffnung 66 bewegt werden. Die Abtastung sollte jedoch beendet sein, bevor die Vorderkante der Vorlage 14 die Öffnung 66 erreicht. Bei der Einrichtung 61 ist vorteilhaft, daß vor der Einstellung der Eiitwiekiungsspannung und der Belichtung eine verhältnismäßig große Fläche der Vorlage 14 abgetastet werden kann. In diesem Fall wird mittels der Steueranordnung 36 der höchste Lichtstärke-Wert von den Ausgängen aller Photodioden 53a bis 53c/abgefragt und gespeichert.

In F i g. 5 ist eine Einrichtung 71 dargestellt, die einen Rahmen 74 mit einer Öffnung 66 entsprechenden Öffnung 73 und mit einer diagonalen, schlitzförmigen Öffnung 72 aufweist. In diesem Fall ist der Wandler 49 nicht an einer bestimmten Stelle angebracht, sondern wird entlang der ganzen Länge der Öffnung 72 bewegt, um die Dichte der Vorlage 14 zu messen. Der Ausgang des Wandlers 49 wird abgefragt und gespeichert; der Wert, der dem niedrigsten Wert der optischen Dichte entspricht, wird dazu benutzt, um die Entwicklungsspannung und die Belichtung einzustellen.

In F i g. 7 ist die Photodiode 53 des Wandlers 49 und ein Teil der Steueranordnung 36 dargestellt. Die Kathode der Photodiode 53 ist mit einem Eingang eines Diffe^renzverstärkers 81 verbunden, während ihre Anode geerdet ist. Ein Rückkopplungswiderstand 83 ist zwischen den Ausgang des Verstärkers 81 und die Kathode der Photodiode 53 geschaltet. Der Ausgang des Verstärkers 81 ist auch mit der Anode einer Diode 82 verbunden, deren Kathode an einem Eingang eines weiteren Differenzverstärkers 84 liegt. Die Kathode der Diode 82 ist über die Parallelschaltung eines Kondensators; 86 und eines normalerweise offenen Schalters 87 ebenfalls mit Erde verbunden. Der andere Eingang des Verstärkers 84 ist geerdet. Der Ausgang des Verstärkers 84 ist mit einem Eingang eines weiteren Differenzverstärkers 88 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle 89 verbunden ist Der Ausgang des Verstärkers 88 legt die Entwicklungsspannung und die Belichtung fest.

Beim Betrieb -A-ird das AusgangsEigr.a! des Verstärkers 81 größer, wenn die Intensität des auf die Photodiode 83 auftreffenden Lichts zunimmt. Dies entspricht dann einer Abnahme der optischen Dichte der Vorlage 14. Durch das Ausgangssignal des Verstärkers 81 wird der Kondensator 86 über die Diode ^r> 82 geladen, die eine Entladung des Kondensators 86 verhindert. Die Diode 82, der Kondensator 86 und der Verstärker 84 bilden einen Momentanwertspeicher, der ein zu der maximalen Ausgangsspannung des Verstärkers 81 proportionales Ausgangssignal erzeugt.

ίο Die Spannung der Spannungsquelle 89 ist so gewählt, daß sie höher ist als die mögliche Ausgangsspannung des Verstärkers 84. Infolgedessen gibt der Verstärker 88 ein Ausgangssignal ab, das gleich der Differenz zwischen der Spannung der Spannungsquelle 89 und der Ausgangsspannung des Verstärkers 84 ist. Diese Differenz nimmt ab, wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers 84 zunimmt Infolgedessen ist die Ausgangsspannung des Verstärkers 88 ein Steuersignal, welches zunimmt, wenn die optische Dichte der Untergrundflächen der Vorlage 14 abnimmt Dieses Steuersignal kann entweder unmittelbar oder mittelbar verwendet werden, um die Entwicklungsspannung und die Belichtung zu steuern. Der Schalter 87 wird geschlossen, um den Kondensator 86 vor einer neuen Abtastung zu entladen.

In Fig.6 ist eine abgewandelte Anordnung der Einrichtung 61 dargestellt. Die Anoden der Photodioden 53a bis 53c/ sind geerdet, während ihre Kathoden jeweils mit Eingängen von Differenzverstärkern 91a bis 91c/ verbunden sind. Die anderen Eingänge der Differenzverstärker 91a bis 91c/ sind geerdet; ihre Ausgänge sind über Rückkopplungswiderstände 92a bis 92c/ mit den Kathoden der Photodioden 53a bis 53c/ verbunden. Die Ausgänge der Verstärker 91 a bis 91c/ sind jeweils mit den Anoden von Dioden 93a bis 93c/ verbunden, deren Kathoden über einen Widerstand 94 an dem nicht-geerdeten Eingang des Verstärkers 81 liegen.

Die Ausgangssignale der Verstärker 91a bis 91c/ nehmen zu, wenn die Intensität des auf die Photodioden 53a bis 53c/ auftreffenden Lichts zunimmt Die höchste Ausgangsspannung wird dann über die jeweilige Diode 93a bis 93c/an den Verstärker 81 angelegt Die anderen Dioden 93a bis 93c/werden in Sperrichtung betrieben; dadurch ist der jeweilige Verstärker 91a bis 91c/ wirksam von dem Verstärker 81 getrennt Auf diese Weise wird automatisch die höchste Ausgangsspannung von allen Verstärkern 91a bis 91c/ ausgewählt und an den Verstärker 81 angelegt

Mit dem Ausgangssignal des Verstärkers 88 kann die Belichtung auch eingestellt werden, indem die Beleuchtungsstärke der Vorlage 14 und nicht die Breite des Schützes 24 gesteuert wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Feststellung der optischen Dichte einer zu kopierenden Vorlage von der Belichtung einer beweglichen, photoleitfähigen Fläche mit einer Abbildung eines streifenförmigen Bereiches der transportierten Vorlage und zur Einstellung der Belichtung und/oder der Entwicklungsspannung in Abhängigkeit von der festgestellten Dichte für ein elektrophotographisches Kopiergerät mit einem photoelektrischen, durch die Abbildung eines Teils der Vorlage beaufschlagten Wandler, dadurch gekennzeichnet, daß