DE3426859C2 - Kopiergerät mit einer Bilddichtesteuerungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kopiergerät mit einer Bilderzeugungsvorrichtung zum Ausbilden eines einer Vorlage entsprechenden elektrostatischen Ladungsbildes auf einem photoleitfähigen Element durch streifenweises Abtasten der Vorlage, einer Vorlagenbilddichte-Erfassungseinrichtung, die die Vorlagenbilddichte während des streifenweisen Ab­ tastens der Vorlage ermittelt, einer Entwicklungseinrich­ tung zum Entwickeln des Ladungsbildes unter Anlegen einer Entwicklungsvorspannung an die Entwicklungseinrichtung und einer Steuereinrichtung, die die Entwicklungsvorspannung in Abhängigkeit von der ermittelten Vorlagenbilddichte steu­ ert.

Ein Kopiergerät dieser Art ist aus der DE 33 25 461 A1 be­ kannt, bei dem die Bilddichte der streifenweise abgetaste­ ten Vorlage in regelmäßigen kurzen Zeitintervallen erfaßt wird. Aus dem Mittelwert der Bilddichte im abgetasteten und den benachbarten Vorlagenbildbereichen wird ein Steuerwert für die Entwicklungsvorspannung berechnet und eingestellt. Hierbei muß vor der Ermittlung der Bilddichte und der anschließenden Ermittlung der Entwicklungsvorspannung die Vorlage vorabgetastet werden. Auf diese Weise nimmt die Erzeugung von Kopien jedoch eine relativ lange Zeitdauer in Anspruch, da die Vorlage vor der Ermittlung der Bilddichte und der nachfolgenden Festlegung der Entwicklungsvorspan­ nung vorabgetastet werden muß.

Ferner ist aus der DE 31 17 753 A1 ein Kopiergerät bekannt, das eine Bilddichtemeßeinrichtung besitzt, mit der in Transportrichtung auf einem schmalen Streifen die Bild­ dichte der Vorlage bestimmt wird. Während des Abtastens des Bildes und gleichzeitiger Bilderzeugung wird die Bilddichte in diesem schmalen Streifen ausgewertet und die Belichtung bzw. die Vorspannung der Entwicklungseinrichtung entspre­ chend gesteuert. Hierbei erfolgt die Dichteerfassung nur in kleinen Abschnitten ohne Bezug auf die Bilddichte in be­ nachbarten Vorlagenbereichen. Bei der Ermittlung der Bild­ dichte fehlt damit jedoch ein Bezug auf die Bilddichten be­ nachbarter Vorlagenbereiche, was die Wiedergabequalität negativ beeinflussen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kopier­ gerät mit streifenweiser Vorlagenabtastung derart weiterzu­ bilden, daß Kopien schneller und mit hervorra­ gender Wiedergabequalität erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kopiergerät eine Vorlagenrand-Erfassungseinrichtung auf­ weist, die beim Abtastvorgang den Anfangspunkt der Vorlage erfaßt und daß die Steuereinrichtung zur Steuerung der Ent­ wicklungsvorspannung bei Beginn der Entwicklung des La­ dungsbilds dem Vorlage aus den in der Zeitspanne zwischen dem Ermitteln des Vorlagenanfangspunktes und dem Beginn des Entwicklungsvorgangs ermittelten Vorlagenbilddichte-Werten einen Steuerwert für die Entwicklungsvorspannung berechnet und einstellt und zur Steuerung der Entwicklungsvorspannung bei der weiteren Entwicklung des Ladungsbildes der Vorlage Vorlagenbilddichte-Werte für eine Vielzahl aufeinanderfol­ gender Vorlagenbereiche ermittelt und die Entwicklungsvor­ spannung bei der Entwicklung des Ladungsbildes des jeweili­ gen Vorlagenbereichs in Abhängigkeit von den Vorlagenbild­ dichte-Werten des entsprechenden Vorlagenbereichs und eines benachbarten Vorlagenbereichs steuert.

Auf diese Weise ist bei der Herstellung von Kopien eine erhebliche Zeitersparnis möglich und eine hervorragende Wiedergabequalität gewährleistet.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeichnungen ausführlich erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau einer Kopiereinheit,

Fig. 2 ein Schaltkreisdiagramm,

Fig. 3 bis 5 Flußdiagramme,

Fig. 6 ein Zeitablaufdiagramm,

Fig. 7 die Beziehung zwischen berechneten Werten und Entwicklungsvorspannungs-Gleichspannungskompo­ nenten,

Fig. 8 die Beziehung zwischen Entwicklungsvorspannungs- Steuerspannungen und Entwicklungsvorspannungs- Gleichspannungskomponenten,

Fig. 9 ein E-V-Kennliniendiagramm der fotoleitfähigen Trommel, und

Fig. 10-1 und 10-2 die Beziehung zwischen Entwicklungs-Vorspannungssteuer­ spannungen und Vorlagenbilddichte-Abtastflächen.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Kopiergeräts, bei dem die Erfindung angewendet ist. Ein Fotosensor, bei der Erfindung eine Fotodiode PH, ist vor einer Innenspiegel­ linse IM angeordnet und die Intensität des von einer Vorlage auf einer Glasauflage PL reflektierten Lichts wird erfaßt. Dargestellt sind eine fotoleitfähige Trommel D, eine Vorlagenbeleuchtungslampe L, ein Lader CH zur einheitlichen Aufladung der fotoleitfähigen Trommel D, eine Entwicklerwalze einer Entwicklungseinrichtung DV zur Ent­ wicklung des auf der fotoleitfähigen Trommel D erzeug­ ten Ladungsbildes, an die (DV) eine gegebene Entwicklungs-Vorspannung angelegt ist, und ein Übertragungslader TR zur Übertra­ gung eines entwickelten auf der fotoleitfähigen Trom­ mel D erzeugten Bildes auf ein Kopierblatt.

Fig. 2 zeigt eine Vorlagenbilddichte-Meßschaltung. Ein gem­ essenes Signal von einer PH-Fotodiode 1 wird in einem Rechenverstärker 2 verstärkt, unterliegt einer Verstär­ kungsregelung in einem Rechenverstärker 3, und wird an einen Eingang AD 1 eines Mikrocomputers 7 gelegt, der in einen A/D (analog/digital) Wandler eingebaut ist. Der Mikrocomputer 7 gibt ein impulsbreitenmoduliertes Impulssignal von einem Ausgang 1 in Abhängigkeit von dem Eingangspegel am Eingang AD 1 und von dem Eingangs­ pegel an einem Eingang AD 2, der durch einen nach­ stehend erwähnten Feineinstellregler 5 bestimmt ist, sowie Aus­ gangssignale aus die den Ausgangspegel eines Rechenverstärkers 6 proportional zur Impulsbreite set­ zen, indem das Impulssignal durch Integration dem Re­ chenverstärker 6 eingegeben wird, und er steuert die Entwicklungsvorspannungs-Gleichspannungskomponenten in einem Hoch­ spannungsumwandler 8. Die Sekundärspannung eines Um­ wandlers bzw. Transformators 9 ist vollweggleichge­ richtet und die Wechselspannungs-Nulldurchgangserfas­ sung wird durch einen Rechenverstärker 11 ausgeführt. Das Nulldurchgangs-Impulssignal wird einem Unterbre­ chungsanschluß des Mikrocomputers 7 zugeführt, und das Eingangssignal am Eingang AD1 wird von dem Pro­ gramm gemäß Fig. 3-1 oder Fig. 3-2 durch das nachfol­ gende Unterbrechungsprogramm gelesen, und die Entwick­ lungsvorspannung wird gesteuert.

Fig. 3-1 ist ein Flußdiagramm, wie die arithmetische Rechnung für die Entwicklungs-Vorspannung durch die Abfragedaten durchgeführt wird, die nicht nur einen Vorlagenbereich (n), sondern auch einen direkt nachfolgenden Vorlagenbereich (n+1) enthalten. Fig. 3-2 ist ein Flußdiagramm, wie die arithmetische Rechnung für die Entwicklungsvorspannungs-Steuerspannung durch die Abfragedaten durchgeführt wird, die nicht nur den Vorlagenbereich (n), sondern auch einen benachbarten Vorlagenbereich (n-1) enthalten, der direkt vorangeht.

Nachstehend wird Fig. 3-1 beschrieben. Die Beziehung zwischen jeder Kennung (FG) und der Kopierfolge ist in Fig. 6 gezeigt. Wenn eine Kopiertaste gedrückt wird, wird ein Hauptmotor in Betrieb gesetzt. Nach der Entfernung der Restladung auf der fotoleitfähigen Trommel D und der Been­ digung der Reinigung beginnt sich ein optisches System nach vorne zu bewegen. Wenn ein Eingangssignal eines Vorlagen bzw. Vorderrand-Sensors S auftritt, das dessen Erfassung des vorderen Randes der Vorlage anzeigt, während das optische System nach vorne bewegt wird (Schritt 1), beginnt ein Zeitzähler CNT0 eine Inkrementzählung der Zeit, bis das vordere Ende des Ladungsbilds der Vorlage dem Entwicklungsprozeß unterliegt (Schritt 2), und die von der Beleuchtung des Vorlagen­ randes bis zur Entwicklung des latenten Bildes vergangene Zeit wird auf der Basis der addierten Zähl­ werte des Zählers CNT0 gemessen. Bevor die Entwicklung beginnt, wird eine durch Addierung des Signals am Ein­ gang AD2 zu einem vorgegebenen Wert FF erhaltene Span­ nung so angelegt, daß der Toner an der Trommeloberflä­ che nicht anhaftet (Schritt 0). Während dieser Zeit wird das Eingangssignal vom Eingang AD1 abgefragt und zu einem Wert Σ1 addiert (Schritt 3). Wenn eine den Beginn des Entwicklungsprozesses anzeigende Kennung durch FG nach einem Verstreichen der oben erwähnten Zeit festgesetzt wird (Schritt 4), wird der Wert Σ1 durch den Wert des Zählers CNT0 dividiert, ein Mittelwert des Eingangs­ signals am Eingang AD1 berechnet, das Eingangssignal am Eingang AD2 von einem Feineinstellregler 5 (Fig. 2) hierzu addiert und ein H-Pegelimpulsbreiten-Steuer­ wert T (Schritt 5) bei PWM, der durch den Wert N (Schritt 5) der obigen Summe bestimmt ist, wird erhal­ ten, wie in Fig. 4 das Unterprogramm a zeigt. Zähler CNT0, CNT1 und CNT2 gehen bei jedem INT-Eingangsimpuls einen Schritt weiter.

Der Grund, aus dem der Wert N in Fig. 4 durch 30 geteilt wird, ist der, daß der erwähnte Ausdruck N(←L/P1 + AD2) (siehe Fig. 7) (mit L gleich Σ1 oder Σ2 und P1 gleich CNT0) im Minimum 0 und im Maximum 510 beträgt, da jeder Eingang AD1 und AD2 Werte von 0 bis 255 annehmen kann und dieser Bereich von 0 bis 510 in 17 Schritte unterteilt werden kann, wenn er in 30er Bereiche aufgeteilt wird.

Folglich kann durch Steuerung der am An­ schluß 1 (Fig. 2) auszugebenden Impulsbreite für jeden Wert von N←N/30 die Entwicklungsvorspannungs-Gleich­ spannungskomponente wie in Fig. 7 gezeigt variiert wer­ den. Die Entwicklungsvorspannungs-Gleichspannungskompo­ nente variiert in Abhängigkeit von der Entwicklungsvor­ spannungs-Steuerspannung V_B in Fig. 2 im Bereich von -50 bis -600 Volt, und zur Steuerung dieser Entwicklungsvorspannungssteuerspannung V_B wird die am Ausgangsanschluß 1 des Mikrocomputers 7 auszugebende Impulsbreite gesteuert. Die Fig. 4 und 5 zeigen die Steuerflußdiagramme. Fig. 5 zeigt das innere Zeitgeberunterbrechungsprogramm, das beim Anschalten des Kopiergeräts und dann bei Unterbrechung durch das Nulldurchgangs-Impulssignal, das dem Unterbrechungsanschluß INT1 des Mikrocomputers 7 zugeführt wird, startet.

Andererseits startet der Zähler CNT2 bei einem Zeit­ punkt (CNT1=A) während des Zeitintervalls, das von ei­ nem Vorderrandsignaleingang von dem Vorderrand-Sensor S bis zum Beginn der Entwicklung reicht. Wie die Fig. 6 und 10-1 zeigen, dienen die Zähler CNT1 und CNT2 zur Unterschei­ dung des Abtastbereichs zur Erhaltung der Vorspannung durch arithmetische Berechnung, wobei die Vorspannung Vn aus dem Mittelwert der Eingangsdaten von dem Foto­ sensor 1 gemäß Fig. 2 berechnet wird, der den Vorlagen­ bereich (n) in Fig. 10-1 und den direkt nachfolgenden benach­ barten Vorlagenbereich (n+1) während der Vorlagenbeleuchtung abfragt, und durch diesen Wert gesteuert wird. Für CNT1 wird ein Entwicklungs-Vorspannungsausgangssignal durch die Durchschnitts­ bildung aus Σ1 (Schritt 5) bestimmt. Für CNT2 wird ein Vorspannungsausgangssignal durch Durchschnittsbildung von Σ2 (Schritt 6) bestimmt.

Fig. 3-2 zeigt ein Flußdiagramm, wie eine Vorspan­ nungs-Steuerspannung Vn durch die arithmetische Berech­ nung auf der Basis der Durchschnittswerte des aus der Abfragung des Vorlagenbereichs (n) und des benachbarten Vorlagen­ bereichs (n-1), der direkt vorangeht, während die Vorlage beleuchtet wird, erhaltenen Datensatzes erhalten wird. Fig. 10-2 zeigt die Beziehung zwischen der Vorspannungs-Steuerspannung und dem abgefragten Be­ reich in diesem Fall.

Da die Vorspannungs-Steuerspannung Vn durch die auf den Daten der Abfragung die nicht nur den Vorlagenbe­ reich (n), sondern auch den direkt vorangehenden benachbarten Vor­ lagenbereich (n-1) oder den direkt nachfolgenden benachbarten Vorlagenbereich (n+1) um­ faßt, basierende arithmetische Rechnung erhalten wird, kann eine geeignete Kontinuität für den Entwick­ lungsvorspannungswert zur Steuerung gegenüber der Vorlagenbilddichtevariation zwischen den Vorlagenbereichen geschaffen werden.

Da zusätzlich Bilderzeugungsbedingungen gesteuert werden, während der Kopierprozeß ausgeführt wird, wird eine Vorabtastung zur Erfassung der Vorlagenbild­ dichte im voraus unnötig, woraus eine verkürzte Kopier­ zeit resultiert.

Wenn die fotoleitfähige Trommel D ein organischer Fotoleiter (OPC) ist und die Erstladung eine negative Ladung ist und wenn die Entwicklungsvorspannungs- Gleichspannungskomponente auf der negativen Seite erhöht wird, verringert sich die Entwicklermenge und das Kopierbild wird blaß. Folglich ist die Kon­ struktion so festgelegt, daß mit Größerwerden des Werts N gemäß Fig. 7, d. h. mit Dünnerwerden der Vorlagen­ bilddichte, der Minuswert der Entwicklungsvorspannungs- Gleichspannungskomponente kleiner gemacht und die Entwicklermenge größer gemacht wird, wodurch die Reproduzierbarkeit für dünne bzw. blasse Zeichen verbessert ist. Andererseits wird für Vorlagen hoher Dichte, wie z. B. Zeitungen, die Entwicklungs­ vorspannungs-Gleichspannungskomponente größer gemacht, und eine Steuerung zur Ausschaltung von Schleiern in dem kopierten Bild wird ausgeführt.

Der Feineinstellregler 5 gemäß Fig. 2 ist eine Einrichtung zur geeigneten Korrektur der Entwicklungsvorspannungs- Gleichspannungskomponente, um ein optimale Kopierbild zu erhalten, wenn die E-V-Kennlinien der fotoleitfähigen Trommel D sich von der Kurve 1 zur Kurve 2 aufgrund einer Trommelver­ schlechterung ändern, wie in Fig. 9 dargestellt ist.

Eine Steuerung kann auch durchgeführt werden, indem das Potential auf der fotoleitfähigen Trommel D sofort nach der Beleuch­ tung gemessen und die zuvor erwähnte arithmetische Berechnung durchgeführt wird.

Claims (5)

1. Kopiergerät mit einer Bilderzeugungsvorrichtung zum Ausbilden eines einer Vorlage entsprechenden elektrosta­ tischen Ladungsbildes auf einem photoleitfähigen Element durch streifenweises Abtasten der Vorlage,
einer Vorlagenbilddichte-Erfassungsvorrichtung (1; PH), die die Vorlagenbilddichte während des streifenweisen Ab­ tastens der Vorlage ermittelt,
einer Entwicklungseinrichtung (DV) zum Entwickeln des La­ dungsbildes unter Anlegen einer Entwicklungsvorspannung an die Entwicklungseinrichtung (DV) und
einer Steuereinrichtung (7), die die Entwicklungsvorspan­ nung in Abhängigkeit von der ermittelten Vorlagenbild dichte steuert, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kopiergerät eine Vorlagenrand-Erfassungseinrich­ tung (S) aufweist, die beim Abtastvorgang den Anfangspunkt der Vorlage erfaßt,
daß die Steuereinrichtung (7) zur Steuerung der Entwicklungsvorspannung bei Beginn der Entwicklung des Ladungsbilds der Vorlage aus den in der Zeitspanne zwischen dem Ermitteln des Vorlagenanfangs­ punktes und dem Beginn des Entwicklungsvorgangs ermittel­ ten Vorlagenbilddichte-Werten einen Steuerwert für die Entwicklungsvorspannung berechnet und einstellt und zur Steuerung der Entwicklungsvorspannung bei der weiteren Entwicklung des Ladungsbildes der Vorlage Vorlagenbild­ dichte-Werte für eine Vielzahl aufeinanderfolgender Vorla­ genbereiche ermittelt und die Entwicklungsvorspannung bei der Entwicklung des Ladungsbildes des jeweiligen Vorlagen­ bereichs in Abhängigkeit von den Vorlagenbilddichte-Werten des entsprechenden Vorlagenbereichs und eines benachbar­ ten Vorlagenbereichs steuert.

2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlagenbilddichte-Erfassungsvorrichtung (1; PH) die Vorlagenbilddichte durch Feststellung der von der Vor­ lage reflektierten Lichtintensität erfaßt.

3. Kopiergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bilderzeugungsvorrichtung zur streifen­ weisen Beleuchtungsabtastung der Vorlage eine hin- und herbewegbare Vorlagenabtast-Optik aufweist, in deren Lauf­ weg die Vorlagenrand-Erfassungseinrichtung (S) vorgesehen ist.

4. Kopiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7) aus einem Digitalcomputer mit einem Unterbrechungseingang (iNT1) gebildet wird und daß die Steuereinrichtung (7) bei Anlegen eines Unterbre­ chungsimpulses an den Unterbrechungseingang (iNT1) ein Unterbrechungsprogramm zum Erfassen der von der Vorlagenbilddichte-Erfassungsvorrichtung (1) jeweils er­ mittelten Vorlagenbilddichte ausführt.

5. Kopiergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7) eine erste Zähleinrichtung 5 (CNT1) und eine zweite Zähleinrichtung (CNT2) aufweist und daß die erste und die zweite Zähleinrichtung (CNT1, CNT2) jeweils bei Anlegen des Unterbrechungsimpulses an den Un­ terbrechungseingang (iNT1) einen Zählschritt ausführen, wobei die erste Zähleinrichtung (CNT1) ihren Zählvorgang mit dem Erfassen des Anfangspunkts der Vorlage durch die Vorlagenrand-Erfassungseinrichtung (S) beginnt und die zweite Zähleinrichtung (CNT2) ihren Zählvorgang zeitver­ setzt zur ersten Zähleinrichtung (CNT1) nach dem Erfassen des Anfangspunktes der Vorlage beginnt und wobei die 5 Steuereinrichtung (7) aus den zu den Zählzeitpunkten der beiden Zähleinrichtungen (CNT1, CNT2) jeweils ermittelten Vorlagenbilddichte-Werten einen Steuerwert für die Ent­ wicklungsvorspannung berechnet.