DE3641635C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Belichtung in drei Grundfarben beim Farbkopieren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Aus der DE-OS 33 17 804 ist ein Verfahren zum Herstel­ len von Farbkopien mit einer getrennten Meßstation und Kopierstation bekannt, bei dem die spektrale Empfind­ lichkeit der Meßeinrichtungen mittels der Durchlässig­ keit der Meßfilter mit hoher Genauigkeit an die spek­ trale Empfindlichkeit des jeweiligen Kopiermaterials angeglichen wird.

Die Anpassung der Meßfilter an die spektrale Empfind­ lichkeit des Kopiermaterials ist mit Schwierigkeiten verbunden. Zum einen ist es generell schwierig, Farb­ filter mit einer vorgeschriebenen spektralen Durchläs­ sigkeitskurve herzustellen. Zum anderen sind verschiedene Farbkopiermateria­ lien auf dem Markt deren spektrale Empfindlichkeitskurven sich so stark unter­ scheiden, daß die Meßfilter jeweils zu einem bestimmten Kopiermaterialtyp pas­ send hergestellt werden müssen. Schließlich können durch äußere Einflüsse wie Temperatur, Staubablagerung usw. sich die spektralen Durchlässigkeitsverhält­ nisse eines derartigen Filtersatzes verändern.

Zum anderen ist z. B. aus der DE-PS 12 14 525 eine Einrichtung für das additive Farbkopierverfahren bekannt, bei dem drei Lichtquellen durch je ein Kopierfilter auf je eine der Grundfarben beschränkt werden, die drei Strahlengänge durch eine Spiegeleinrichtung zusammen durch die Kopiervorlage geführt und die drei Farbbelichtungen gleichzeitig begonnen werden. Mittels eines aus dem Kopier­ strahlengang ausgespiegelten Meßstrahlenganges wird dann nach Aufteilung durch weitere teildurchlässige Spiegel mit nachgeschalteten Farbfiltern jeweils die Intensität in den drei Grundfarben festgestellt und die Kopierwirksamkeit der drei Lichtquellen entsprechend der benötigten Kopierlichtmenge zeitlich be­ grenzt. Dieses bekannte additive Kopierverfahren ermöglicht jedoch keine Vorausberechnung der erforderlichen Kopierlichtmengen, da die Messung und Auswertung des Meßlichtes erst während des Kopiervorganges stattfindet.

Ein weiteres Verfahren zur Farbkopienherstellung ist aus der DE-OS 22 09 789 bekannt, wobei ebenfalls Licht von drei Lichtquellen für je einen Spektralbereich gefiltert und diese Lichtmengen zu im wesentlichen weißem Kopierlicht additiv gemischt werden und so das Kopiermaterial mit Licht der verschiedenen Spek­ tralbereiche gleichzeitig belichtet wird. Auch hier wird die unterschiedliche spek­ trale Empfindlichkeit der verschiedenen Farbkopiermaterialien nicht berück­ sichtigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kopierverfahren der eingangs geschilderten Art so auszuge­ stalten, daß nicht mehr für jeden einzelnen Kopier­ materialtyp Farbfilter mit einer mit hoher Genauigkeit an die Empfindlichkeit des Kopiermaterials angepaßten spektralen Durchlässigkeit erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebenen Verfahrensschritte.

Das bei der Erfindung benutzte additive Kopierverfahren gibt die Möglichkeit, im Gegensatz zu der breitbandi­ gen, praktisch weißen Lichtquelle des subtraktiven Ver­ fahrens die jeweils zu steuernde Kopierlichtmenge in ihrer spektralen Breite einzuschränken. Gemäß der Er­ findung liegt dabei das Emissionsspektrum jeder Farb­ lichtquelle unterhalb der Kurvenschar der spektralen Empfindlichkeiten der zur Verarbeitung vorgesehenen fo­ tografischen Kopiermaterialien in der betreffenden Far­ be. Es ist dabei sehr viel einfacher, die Durchlässig­ keit eines Farbfilters oder Filterpaketes so zu bestim­ men, daß sie für alle Lichtwellenlängen unter der Ein­ hüllenden der Schar einer größeren Anzahl von Kurven liegt, als daß sie mit einer vorgegebenen spektralen Empfindlichkeit Punkt für Punkt übereinstimmt. Neben der leichteren Herstellbarkeit solcher Farbfilter wird der Vorteil erreicht, daß dieses Filter für alle Farb­ kopiermaterialien verwendbar ist, deren spektrale Emp­ findlichkeitskurven in der Kurvenschar enthalten waren.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 5. Die erfindungs­ gemäße Ausbildung mit einem verfahrbaren Lampenhaus er­ möglicht es, daß dieselben Farbfilter sowohl während des Kopiervorgangs als auch während des Meßvorganges zur Anwendung kommen. Die Übereinstimmung des Meß- und Kopierlichtes ist damit von vorneherein sichergestellt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung zu seiner Durchführung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im folgenden anhand von Figuren erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein Farbkopiergerät in einem schematischen Auf­ bau,

Fig. 2 die Empfindlichkeitskurven einiger Farbkopier­ materialien im blauen Bereich und das dazu pas­ sende Emissionsspektrum der Lichtquelle für die Blaubelichtung und

Fig. 3 ein gegenüber Fig. 1 abgeändertes Lampenhaus mit einer einzigen Lichtquelle.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Lampenhaus bezeichnet, das drei gleichartige Lichtquellen für weißes Licht (z. B. Halo­ genlampen) enthält, die die Bezugszeichen 2a, 2b und 2c haben. Jeder dieser drei Lichtquellen ist ein Lampen­ hausstrahlengang nachgeschaltet, enthaltend eine Streu­ scheibe 2a, b und c, ein additives Farbfilter 3a, 3b und 3c in den additiven Grundfarben, auf deren Durch­ lässigkeitskurven noch einzugehen ist, eine weitere Streuscheibe und je einen Verschluß 4a, b, c, der je­ weils von einem Elektromotor zu betätigen ist. Das Lam­ penhaus 1 ist auf einer Führungsanordnung 1a mittels eines Motors 19 und eines endlosen Riemens 19a längs der Führung 1a in zwei Positionen verfahrbar, nämlich in eine links dargestellte Kopierstellung und eine rechts gestrichelt dargestellte Meßstellung.

Über dem mit durchgezogenen Strichen dargestellten Lam­ penhaus in der Kopierstellung befindet sich ein Spie­ gelschacht 5, der das von einer eingangsseitigen Streu­ scheibe 5 ausgehende Licht der drei Lampenhausstrahlen­ gänge bis zu einer ausgangsseitigen Streuscheibe 5b nach Farbe und Intensität gleichmäßig verteilt. Über der Streuscheibe 5b liegt ein Fenster 23a in einer Füh­ rung 23 für einen Film 7 mit aufeinander folgenden Ko­ piervorlagen. Die Kopiervorlagen in dem Filmstreifen 7 sind für ein derartiges Gerät nicht mit Randkerben ver­ sehen, so daß die Zentrierung im Gerät erfolgen muß. Hierzu sind einerseits in dem Spiegelschacht 5 Lampen 6 vorgesehen, die auch ohne das Lampenhaus 1 die in dem Fenster 23a stehende Kopiervorlage durchleuchten kön­ nen, so daß sie durch das Objektiv 8 und über einen Klappspiegel 9 auf eine in der senkrechten Vorderwand des Gerätes angebrachte Mattscheibe 11 abgebildet und betrachtet werden kann. Der Klappspiegel 9 wird durch einen Motor 10 über eine Welle angetrieben, so daß er zwischen der wirksamen Stellung zum Umlenken des Vorla­ genbildes auf die Mattscheibe 11 unter 45° und der un­ wirksamen, vertikalen Stellung hin- und herbewegt wer­ den kann. In der wirksamen Stellung ist der Spiegel 9 zugleich ein Verschluß, der das Auftreffen von Licht auf ein Kopiermaterialband 12 in einem Kopierfenster 24 verhindert.

An der Filmbahn 23 zwischen der Meßstellung und der Ko­ pierstellung des Lampenhauses ist ein an dem Filmrand angreifendes Rollenpaar 13 angeordnet, von dem eine Rolle mit einem Weglängengeber, z. B. einer durch eine Lichtschranke abgetastete Schlitzscheibe verbunden ist. Der Lichtempfänger der Lichtschranke ist mit einem die Weglängenimpulse zählenden Mikroprozessor verbunden, der die Anzahl der gezählten Schritte zur Auffindung der Kopiervorlagen während eines Rücklaufes speichert.

In der Filmbahn 23 sind in der Meßstation sich quer zur Laufrichtung drei sich über die Filmbreite erstrecken­ de, gegeneinander um etwa eine halbe Bildlänge versetz­ te Spalte 15 angeordnet, die als Scannerschlitze die­ nen. Von diesen Scannerschlitzen nach unten zur Posi­ tion des gestrichelt gezeichneten Lampenhauses 1 in der Meßstellung sind Lichtleitkörper 14 angeordnet, die je­ weils das aus den Farbkanälen austretende Licht auf einen der drei Scannerschlitze 15 leiten. Die Scanner­ schlitze 15 werden durch ein Objektiv 16 auf Meßzellen­ zeilen 17 abgebildet, die wiederum mit einer Rechenein­ richtung 20 in Verbindung stehen. Die Meßzellenzeilen messen z. B. über die Breite der Kopiervorlage verteilt jeweils zehn Bereiche, so daß für eine Kopiervorlage durch die Meßzellenzeilen in jeder Farbe nacheinander etwa hundertzwanzig bis hundertvierzig Meßwerte an den Rechner 20 geliefert werden. Bei einem kontinuierli­ chen, durch die Relativbewegung des Films gegenüber den Scannerschlitzen 15 durchgeführten Abtastvorgang wird die Koordinierung über die Weglängenimpulse des Längen­ gebers 13 hergestellt.

In Fig. 2 ist als Beispiel für die Durchlässigkeit der Farbfilter 3a, b und c ein Diagramm der relativen Emp­ findlichkeit verschiedener Kopiermaterialien im blauen Bereich dargestellt. Die Wellenlänge λ ist dabei in Nm horizontal aufgezeichnet, nach oben ist die relative Transparenz des Filters über den normierten Blauemp­ findlichkeiten verschiedener Farbkopiermaterialien auf­ gezeichnet. Diese Blauempfindlichkeiten bilden eine Kurvenschar, wobei es unerheblich ist, welche linken und rechten Zweige nun zusammengehören. Unterhalb der Gesamtheit dieser durchgezogen dargestellten Empfind­ lichkeitskurven ist eine gestrichelt gezeichnete Kurve angegeben, die die relative Durchlässigkeit des Filters Im Strahlengang des Lampenhauses 1 kennzeichnet. Diese Kurve hält von allen Empfindlichkeitskurven einen ge­ wissen Mindestabstand, könnte jedoch auch ganz an sie heranreichen. Sie dürfte jedoch keinesfalls eine dieser Empfindlichkeitskurven schneiden und durchdringen. Die damit gegebene Empfindlichkeit der Meßvorrichtung ent­ spricht also maximal der Durchschnittsmenge der spek­ tralen Empfindlichkeiten der im Markt verfügbaren Farb­ kopiermaterialien. Sie könnte auch durch entsprechende Ausbildung des Filters noch schmäler sein, wobei zwar die Lichtausbeute ungünstiger, die Schwierigkeiten bei der Herstellung der Filter jedoch noch geringer wären.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt: Für den zunächst durchzuführenden Vorgang "Mes­ sen" wird das Lampenhaus 1 in die gestrichelt gezeich­ nete rechte Stellung gebracht. Diese Bewegung wird durch den Motor 19 längs der Führung 1a herbeigeführt. Gleichzeitig wird der Spiegel 9 in seine wirksame, d. h., die Belichtung des Kopiermaterials 12 verhin­ dernde Stellung gebracht, in der er das in dem Fen­ ster 23a stehende Bild auf die Mattscheibe 23 abbildet. Die Lampen 6 liefern das für die Betrachtung des Bil­ des 7 auf der Mattscheibe 11 erforderliche Licht.

Nun öffnen die Verschlüsse 4 und lassen das von dem Farbfiltersystem 3 gefilterte Licht der Lampen 2a, b, c über die Lichtleiter auf die Scanschlitze 15 fallen, die durch das Objektiv 16 auf die Meßzellenzeilen 17 abgebildet werden. Gesonderte Meßfilter vor den Meßzel­ len 17 sind nicht erforderlich, da die Filter 3a, b, c bereits die gewünschte spektrale Lichtverteilung si­ cherstellen.

Im Rechner 20 wird zunächst der Nullwert, der ein Maß für die von den Kanälen R, G, B des Lampenhauses 1 ge­ lieferte Lichtintensität ist, gespeichert.

Führt man nun den Film 7 in den Filmkanal 23 ein, so können nacheinander die Kopiervorlagen in der Öff­ nung 23a zentriert werden. Jeweils bei Deckung einer Vorlage mit der Öffnung 23a wird ein Signal an den Rechner 20 gegeben, so daß über das Zählen der Impulse an dem Positionsgeber 13 diese Vorlage wieder in die gespeicherte Stellung in der Öffnung 23a zurückgebracht werden kann.

Der eingeführte Film wird nun Vorlage für Vorlage auf der Mattscheibe 11 zentriert und begutachtet. Der Posi­ tionsgeber 13 liefert die den einzelnen Vorlagen zuge­ hörigen Positionswerte an den Rechner 20. Mit einer Tastatur 21 kann der Bediener veranlassen, daß nicht befriedigende Vorlagen bei der weiteren Behandlung aus­ gelassen werden. Sowie die erste Vorlage an den Scan­ nerschlitzen 15 angekommen ist, veranlaßt der Rechner aufgrund der Signale des Positionsgebers 13 die zeilen­ weise Abtastung. Auch dies erfolgt Vorlage für Vorlage bis zum Ende des Films. Der Rechner bestimmt nun z. B. nach der Lehre der deutschen Patentanmeldung P 28 40 287 die für jedes Negativ erforderlichen Be­ lichtungszeiten t_R, t_G und t_B.

Im nächsten Schritt schließen die Verschlüsse 4, die Lampen 6 erlöschen, das Lampenhaus 1 wird vom Motor 19 in die Kopierstellung gefahren, und der Spiegel 9 wird vom Motor 10 aus dem Strahlengang geklappt, dabei die Öffnung der Mattscheibe 11 gegenüber dem außen herr­ schenden Umgebungslicht verschließend. Eine Belichtung des Kopiermaterials wird zunächst durch die Verschlüs­ se 4 verhindert. Der Film 7 wird nun in seiner Bewe­ gungsrichtung umgekehrt wieder zurück zu der Öff­ nung 23a befördert. Dies kann auch motorisch erfolgen, indem z. B. die Rollen am Positionsgeber 13 zugleich motorisch antreibbar sind. Der Rechner 20 gibt nun die Position der Kopiervorlagen in der Öffnung 23a vor und gibt gleichzeitig die aufgrund der Messung eingespei­ cherten Kopierzeiten an die Verschlüsse 4a, b, c zur Steuerung der einzelnen Farbbelichtungszeiten. Im Wech­ sel zwischen Belichtung und Transport werden nun die Vorlagen eine nach der anderen auf das Papierband 12 aufbelichtet bis zum Ende des Films. Nach Belichtung der letzten Vorlage ist das Gerät für die Eingabe eines neuen Films bereit, wobei das Lampenhaus 1 wieder in die Meßstellung zurückzuführen ist.

Die Lichtausbeute mit drei getrennten Kopierlampen 2a, b und c und jeweils einem Filter mit einer Durchlässig­ keit entsprechend der gestrichelten Kurve in Fig. 2 ist verhältnismäßig schlecht; In den drei Farbfiltern 3a, b und c wird verhältnismäßig viel Lichtenergie in Wärme umgesetzt. Eine lichttechnisch günstigere Lösung ist in Fig. 3 dargestellt. Diese kommt mit einer einzigen Ko­ pierlichtquelle 25 aus, der ein sogenanntes Kammfil­ ter 28 nachgeschaltet ist. Dieses Kammfilter filtert jeweils die störenden Zwischenbereiche zwischen den einzelnen für das Farbkopieren genutzten Wellenlängen­ bereichen des Kopierlichtes heraus. Der aus der Licht­ quelle 25 austretende Kopierstrahlengang trifft nun nacheinander auf zwei unter 45° zur Horizontalen ge­ neigte dichroitische Strahlenteiler, von denen der er­ ste 26a nur den Rotanteil nach oben umlenkt, während der Grün- und Blauanteil ungespiegelt durchgeht zum nächsten Spiegel 26b, der den grünen Anteil nach oben umlenkt, während der restliche Blauanteil auf den drit­ ten Spiegel 26 fällt, der den Wärmeanteil der Strahlung auf einen Wärmeabsorber 27 durchfallen läßt und den Blauanteil nach oben in den Blaukanal zu dem entspre­ chenden Filter umlenkt. Die Filter 3a′, 3b′ und 3c′ ha­ ben nunmehr die Aufgabe, das Farblicht in den einzelnen Kanälen an die Gesamtheit der spektralen Empfindlich­ keitskurven der zu verarbeitenden Kopiermaterialien an­ gepaßten Emissionskurven anzunähern. Der Ablauf des Ko­ piervorganges entspricht genau dem im Zusammenhang mit Fig. 1 geschilderten.

Die einzige Lichtquelle des Lampenhauses gemäß Fig. 3 entspricht in ihrer Wirkung den drei getrennten Licht­ quellen 2a, 2b und 2c des Lampenhauses nach Fig. 1.

Als Hochleistungsgerät ohne dem Hin- und Rücklauf des Filmes ist ein Gerät gemäß Fig. 1 mit geringen Verände­ rungen einsetzbar., wenn zwei gleiche Lampenhäuser vor­ handen sind, eines in der Meß-, das andere in der Ko­ pierstellung. Der Rechner hat dann die Information über die anzuwendenden Farbkopierzeiten zu speichern und auf dem Weg der Vorlage von der Meß- zur Kopierstation ent­ sprechend den Weglängenimpulsen des Positionsgebers 13 im richtigen Zeitpunkt an die Steuerung der Verschlüsse weiterzugeben. Dies kann mittels eines Schieberegisters oder eines entsprechenden Speichers neben dem Rech­ ner 20 erfolgen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Steuerung der Belichtung in den drei Grundfarben beim Farb­ kopieren auf eine Vielzahl von in ihren spektralen Empfindlichkeiten unter­ schiedlichen fotografischen Farbkopiermaterialien aufgrund einer fotoelek­ trischen Messung der Kopiervorlagen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - die Kopierlichtmengen in den drei Farben werden additiv einzeln gesteuert
• - das Kopierlicht und das Meßlicht wird auf annähernd gleiche spektrale Zu­ sammensetzung gefiltert und
• - die spektrale Zusammensetzung von Meß- und Kopierlicht wird so ge­ steuert, daß das benutzte Spektrum in jeder Farbe innerhalb der Kurven­ schar der jeweiligen spektralen Empfindlichkeiten der zur Verarbeitung vor­ gesehenen Kopiermaterialien liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Emissionsspektren sich jeweils der am weitesten unten liegenden Kurve aus der Kur­ venschar der spektralen Empfindlichkeit der Kopiermaterialien anschmiegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für die Messung dieselbe Lichtquelle verwendet wird wie für das Kopieren.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Kopiervorlage punkt- oder bereichsweise er­ folgt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem drei Lichtquellen enthaltenden Lampenhaus, einer Mischeinrichtung für das Licht der drei Lichtquellen und einer Meßeinrichtung zur fotoelektrischen Messung der Farbanteile in der Kopiervorlage, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Lampenhaus (1) mit den Lichtquellen (2a, 2b, 2c) in zwei Stellungen, eine Meß- und eine Kopierstellung, verfahrbar ist, daß in der Meßstellung das gefilterte Licht jeder Lichtquelle (2a, 2b, 2c) auf be­ stimmte Bereiche der Vorlage (7) geleitet wird, daß von diesen Vorlagenbereichen (15) durchge­ lassenes Licht auf eine Meßzellenanordnung (17) zur bereichsweisen Abtastung auftrifft, daß die Meßzellenanordnung (17) mit einem Rechner (20) zur Bestimmung der Kopierlichtmengen in den drei Farben verbunden ist und daß nach der Überführung des Lampenhauses (1) in die Kopier­ stellung über die Mischeinrichtung (5) die Ko­ piervorlage (7) mittels der bestimmten Kopier­ lichtmengen auf das Kopiermaterial (12) belich­ tet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur bereichsweisen Messung der Farbanteile von den Lichtquellen (2a, 2b, 2c) zu Scanschlitzen (15) führende Lichtleitmit­ tel (14) vorgesehen sind, daß diese Schlit­ ze (15) über ein Objektiv (16) auf entsprechend angeordnete Meßzellenzeilen (17) abgebildet werden und daß die Vorlage (7) während eines Abtastvorgangs relativ zu den Meßzellenzei­ len (17) verfahrbar ist.