DE3785761T2

DE3785761T2 - Elektrophotographisches gerät für farbabzüge und entsprechendes verfahren.

Info

Publication number: DE3785761T2
Application number: DE87901926T
Authority: DE
Inventors: Carl Cowan; Anthony Lubinsky; Thomas Nylund; Malcolm Specht; John Spence
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1986-03-11
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2007-02-26
Also published as: ATE89087T1; EP0296168B1; WO1987005719A1; EP0296168A1; US4708459A; JPH01500062A; DE3785761D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Farbdrucken, insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Farbauszügen von einer Druckvorlage, einem Farbprobedruck hoher Qualität, der auf die Qualität der Drucke schließen läßt, welche danach auf Druckmaschinen in Großserie gefertigt werden.
Die- Original-Druckvorlagen (d. h. Fotos, handgezeichnete Bilder, hand- oder maschinengezeichnete Werbung, computererzeugte Bilder usw.) werden in der Regel von Halbton in Raster (Punktrasterformat) zwecks Massenproduktion auf Druckmaschinen umgewandelt. Die farbigen Original-Druckvorlagen werden im allgemeinen in-vier Rasterfarbauszüge aufgeteilt, die nachstehend "Auszüge" genannt werden. Jeder Rasterauszug trägt Bildinformationen je einer der vier Farben der Druckvorlage. In manchen Fällen wird eine farbige Original-Druckvorlage in fünf oder mehr Auszüge umgewandelt. Das Auszugsverfahren kann auf mehrere bekannte Arten durchgeführt werden. Eine Kamera kann zur Aufnahme der Bilder verwendet werden, die bei Einsatz verschiedener Farbfilter vor einem beleuchteten künstlerischen Objekt entstehen. Zur Herstellung der Auszüge kann ebenfalls ein Grafikvorlagen- Scanner eingesetzt werden. Die Auszüge werden in der Regel auf silberbeschichteten Filmen erzeugt. Ein Farb-Probebild (nachstehend "Probedruck" genannt) wird von den Auszugsfilmen hergestellt und mit der Original-Druckvorlage durch Sichtkontrolle verglichen. Die Auszüge werden genehmigt, wenn die Qualität des Probedrucks der der Original-Druckvorlage nahekommt. Danach wird das Bild jedes Auszugs mit bekannten Verfahren auf einer separaten Druckplatte reproduziert, die in der Regel aus einer Aluminiumplatte mit organischer Fotoleiterbeschichtung besteht. Anschließend werden mit den Druckplatten die darauf enthaltenen Bilder nacheinander auf ein Trägermaterial wie z. B. Papier, Metall, Kunststoff oder Gewebe gedruckt. Dieses Trägermaterial, das eine Bildwiedergabe der Original-Druckvorlage enthält, ist als Andruck bekannt. Ein Beispiel für eine Veröffentlichung, bei der allgemein qualitativ hochwertige Andrucke verwendet werden, ist ein Jahresgeschäftsbericht.
Eine Schwierigkeit dabei ist, daß, obwohl der Probedruck eine fast genaue Wiedergabe der Original-Druckvorlage ist, die endgültigen Andrucke dies eventuell nicht sind. In vielen Fällen gibt es feststellbare Abweichungen der Farbtonskala und Farbwiedergabe zwischen dem Andruck und der Original-Druckvorlage, die für den Kunden nicht akzeptabel sind. Einer der Hauptgründe für die Abweichungen liegt darin, daß unterschiedliche Druckplatten und verschiedene Trägermaterialien, auf die das endgültige Bild gedruckt wird, unterschiedliche "Punktvergrößerungen" ergeben. Die Punktvergrößerung ist die Zunahme der mit dem Auge erkennbaren Größe gedruckter Punkte gegenüber der tatsächlichen Größe der entsprechenden Punkte auf den Auszügen. Daher liefern Auszüge eventuell einen akzeptablen Probedruck, in vielen Fällen aber ist dies nicht der Fall.
Auf dem Markt werden mehrere Geräte zur Herstellung von Probedrucken angeboten. Die Firma 3M vertreibt unter ihrem Warenzeichen "Color-Key" Andruckmaterialien mit vorsensibilisierten Farbpigmentbeschichtungen in transparenten oder undurchsichtigen Farben auf durchsichtigen Polyesterplatten. Jede Pigmentbeschichtung soll auf verschiedene Repro-Druckfarben abgestimmt werden. Über jede farbige und schwarze Primär-"Color-Key"-Platte wird das dazugehörige Auszugsnegativ gelegt, und nach Belichtung und Entwicklung werden die vier "Color-Key"-Platten registerhaltig so übereinandergelegt, daß sie einen "Probedruck" oder eine Simulation dessen ergeben, wie die vierfarbige Arbeit nach dem Drucken aussehen wird. Die kontrastreiche Eigenschaft des verwendeten Photopolymers macht die Steuerung der Punktgröße durch Veränderung der Beleuchtung äußerst schwierig. Außerdem ist es nahezu unmöglich, die Gesamtdichte zu steuern, da eine gegebene Pigmentmenge bereits im Photopolymer dispergiert ist und daher nicht einstellbar zur Verringerung der Dichte entfernt werden kann. Dieses Andrucksystem ist weit davon entfernt, dem Benutzer einen absolut genauen Probedruck hinsichtlich Farben, Farbenregister und Oberflächenbeschaffenheit der Farbarbeit zu liefern, wenn mit einer Druckmaschine mit Druckfarbe auf Papier gedruckt wird.
Die Firma 3M vertreibt ebenfalls ein Farb-Andrucksystem unter dem Warenzeichen "Transfer-Key", das einen kompletten vierfarbigen Probedruck auf einem einzelnen Bogen liefern soll. Bei diesem System werden im Werk vorbeschichtete Farbpigment-Trägerplatten mit cyanblauem, gelbem, magentarotem und schwarzem Pigment nacheinander so verarbeitet, daß sie jedes Pigment mittels der Laminiermaschine dieses Herstellers auf das Grundmaterial aufbringen. Genauer gesagt, wird zuerst eine Cyanblau-Pigmentschicht der Trägerplatte auf das Grundmaterial auflaminiert, welches danach mit dem Cyan-Auszugsnegativ belichtet wird, ehe dann die Platte in einem gesetzlich geschützten Entwickler entwickelt wird. Dasselbe Laminier-/Belichtungs-/Entwicklungsverfahren wird mit jeder Farbe wiederholt und ergibt so den Vierfarben- Probedruck. Vorbeschichtete Pigmentträgerplatten sind nur in bestimmten Farben erhältlich, es sei denn, sie werden extra bestellt. Es hat sich gezeigt, daß dieses Farbprobedruckverfahren nur begrenzt verwendbar ist, auch wenn es einen Farbprobedruck auf nur einer Platte liefert, und von Natur aus eine sehr lange Durchlaufzeit hat, da jede Pigmentschicht des Vierfarben-Probedrucks separat und nacheinander laminiert, belichtet und entwickelt werden muß.
Außerdem vertreibt die Firma 3M ein Farbprobedrucksystem unter ihrem Warenzeichen "Matchprint 11", das angeblich die Vorteile der "Transfer-Key"-Probedrucke aufweist, jedoch eine einzige optische Vergrößerung enthält, mit der versucht werden soll, die heutzutage im Hochgeschwindigkeits-Rollendruckgewerbe als Standard anzutreffende Andruckvergrößerung genau zu simulieren.
Ein weiteres handelsübliches Farbprobedrucksystem wird von der Firma DuPont unter dem Warenzeichen "Cromalin" vertrieben. Der dabei verwendete Film hat ursprünglich eine klebrige Oberfläche, die nach selektiver Belichtung im belichteten Bereich nichtklebend wird. Danach werden Pigmenttoner auf die Oberfläche gerieben und bleiben auf den Klebeflächen haften. Damit erhält man nur eine geringe Flexibilität in Bezug auf die Veränderung der Punktgröße und -dichte. Beim "Cromal in" -Farbprobedrucksystem werden trockene Pigmenttoner im Werk auf Druckfarben-Farbtöne "geeicht", und jede Primärfarben- und Schwarzwiedergabe erfolgt auf einer separaten Platte aus Photopolymerschicht, wobei die Schichten nacheinander laminiert, belichtet und getonert werden. Die Durchlaufzeit dieses Systems soll "maximal 1 Stunde" betragen, und nicht Stunden oder Tage, wie sie für Maschinenprobedrucke benötigt werden.
Eine erhebliche Einschränkung all dieser auf dem Markt erhältlichen Systeme ist ihre feste Punktvergrößerung, so daß sie nur Kombinationen aus Druckmaschinen und Medien mit ähnlichen Punktvergrößerungswerten simulieren können. Eine weitere Einschränkung besteht darin, daß die mit diesen Systemen hergestellten Probedrucke nicht immer so gleichmäßig sind, wie dies manche im grafischen Gewerbe wünschen.
Es wurde festgestellt, daß die in den Andrucken beobachtete Punktvergrößerung bis zu einem gewissen Grade durch Regelung der Lichtmenge, die bei der Belichtung einer Druckplatte durch einen Auszug tritt, gesteuert werden kann. Durch Erhöhung der Lichtstärke und/oder Belichtungszeit erhöht sich die Punktvergrößerung, wenn das endgültige Andruckpositiv aus einer von einem Negativauszug gebildeten Druckplatte hergestellt wird. Durch Erhöhung der Lichtstärke und/oder Belichtungszeit verringert sich die Punktvergrößerung, wenn das endgültige Andruckpositiv aus einem Positivauszug hergestellt wird. Im Artikel mit der Überschrift "Research Completed on Modifying Dot Gain", Offset Printers, Nr. 162, Juli 1982, Seite 25, wird festgestellt: "Die Punktvergrößerung zwischen Film und Abzug läßt sich durch eine längere Belichtungszeit während der Herstellung der Druckplatte erheblich reduzieren. Der entstehende Abzug weist jedoch eine unverhältnismäßig große Schärfeabstufung der hellen und mittleren Töne im Vergleich zu den Schattentönen auf. Dies ist daher nicht als idealer Weg zum Ausgleich einer zu großen Verstärkung zu empfehlen."
Manchmal wird eine Druckplatte für Probedrucke aus ersten Auszügen hergestellt und ein Probedruck-Andruck erstellt. Gibt der Maschinen-Probedruck die Vorlage nicht angemessen wieder, so werden die Auszüge geändert. Von den geänderten Auszügen wird eine neue Probedruck-Druckplatte hergestellt und ein weiterer Andruck gedruckt. Dieses Verfahren wird so lange wiederholt, bis der erhaltene Andruck die Vorlage angemessen wiedergibt. Die Druckplatte für den Probedruck ist nicht immer eine angemessene Wiedergabe einer Produktionsdruckplatte, und die Probedruckmaschine arbeitet nicht immer genauso wie die Produktionsdruckmaschine. Daher kommt eventuell die Qualität des Produktionsandrucks der Originalvorlage nicht nahe, obwohl dies beim Probeandruck der Fall ist. Darüber hinaus ist die Verwendung von Probedruckplatten und das Drucken auf Probedruckmaschinen eine sehr teure und zeitraubende Vorgehensweise.
Daher ist es wünschenswert, reproduzierbar und relativ rasch und einfach einen Farbprobedruck herstellen zu können, dessen Qualität der Vorlage und einem Andruck nahekommt.
Zum einen handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um eine Vorrichtung zur elektrofotografischen Herstellung von Farbprobedrucken zur Erzeugung von Farbrasterauszügen aus einer Vorlage, wobei sich der Probedruck aus Punkten etwa derselben Größe wie die Punkte eines auf einer handelsüblichen Maschine gedruckten Andrucks zusammensetzt welche Druckplatten aus denselben Auszügen verwendet. Die Vorrichtung umfaßt eine Lade-, Belichtungs- und Entwicklungseinrichtung, welche von einer Punktgrößen-Steuereinrichtung gesteuert werden, die in der Regel aus einer bekannten Steuerelektronik besteht. Die Steuerelektronik regelt die Belichtung und die an die Lade- und Entwicklungseinrichtung angelegte Spannung zur Steuerung der Größe der auf dem Probedruck erzeugten Punkte. Das heißt, daß die Vorrichtung die Verfahrensparameter so einstellt, daß ein hergestellter Probedruck Punkte enthält, deren Größe im wesentlichen der Größe der Punkte auf dem Andruck entspricht. In diesem Fall gilt der Probedruck als nach dem Andruck geeicht. Danach können die Auszüge so lange geändert werden, bis der entstehende Probedruck die Vorlage angemessen wiedergibt. Bekanntlich ist in diesem Fall ein aus den geänderten Auszügen auf einer handelsüblichen Druckmaschine erzeugter Andruck eine angemessene Wiedergabe der Vorlage.
Zum anderen handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Probedrucks von Halbtonmustern, wobei sich der Probedruck aus Punkten zusammensetzt und von einem Teil eines Aufzeichnungsmediums erhalten wird, das ein elektrisches Ladungsmuster trägt. Die Qualität des Probedrucks kommt einem in einer Druckmaschine unter Verwendung von nach denselben Halbtonmustern angefertigten Druckplatten hergestellten Andruck nahe. Die Vorrichtung umfaßt ein Belichtungsmittel zur Erzeugung eines elektrischen Ladungsmusters auf dem Aufzeichnungsmedium, das eine Wiedergabe der Halbtonmuster darstellt. Das Belichtungsmittel arbeitet in Abhängigkeit von einem Signal. Ferner enthält die Vorrichtung eine Punktgrößen-Steuereinrichtung, die das Signal erzeugt, um so die Größe der auf dem Probedruck entstehenden Punkte zusteuern. Das Aufzeichnungsmedium erleichtert die Herstellung eines Probedrucks, welcher eine sichtbare Darstellung des elektrischen Ladungsmusters aus einer Vielzahl von Punkten ist. Die Qualität des Probedrucks kommt einem in einer Druckmaschine unter Verwendung von nach denselben Rasterauszügen angefertigten Druckplatten hergestellten Andruck nahe.
Darüber hinaus basiert das Verfahren zur Steuerung des Probedrucksystems der vorliegenden Erfindung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung auf der mathematischen Modellierung jedes der vier elektrofotografischen Verfahren, die im System ablaufen, d. h. Ladung, Belichtung, Fotoleiter- Ladungsverlust und Entwicklung (Tonern). Im wesentlichen dienen diese Modelle zur genauen Vorausbestimmung der Ist- Güte des Systems während jedes Tonerungsschritts und zur Lieferung der entsprechenden Werte der geregelten Parameter (Spannung VGitter und VVorspannung sowie Belichtungseinstellung), um für die darauffolgenden Tonerungsschritte eine maximale Güte des Systems zu erhalten. Diese Modelle werden am Ende jedes Schritts anhand der gemessenen Ist-Werte aktualisiert. Dieser Zyklus der Soll-Güte/Parameterabschätzung mit nachfolgender Aktualisierung des Modells wird für jeden folgenden Tonerungsschritt wiederholt.
Um ein Höchstmaß an Güte zu erreichen, führt der Steuerungsprozeß zwei Hauptschritte aus: Eichung und Tonern. Im Betrieb wird der Eichdurchgang nach Bedarf ausgeführt. In dieser Phase erfaßt das System die Filmspannungs-Meßwerte und schätzt bestimmte Parameter, die für die Güte der elektrofotografischen Ladungs-, Belichtungs- und Ladungsverlustprozesse, die tatsächlich im Probedrucksystem der vorliegenden Erfindung ablaufen, kennzeichnend sind. Der Eichdurchgang besteht aus nur einem Schritt, bei dem keine Tonerung stattfindet. Aus dem Eichdurchgang erhält man eine Reihe von Parameterwerten, die beim darauffolgenden Tonerungsdurchgang benötigt werden. Der Eichdurchgang wird in bestimmten Fällen vor Beginn des Tonerungsdurchgangs ausgeführt, damit das System eine Reihe von gültigen Ausgangsbedingungen aufstellen kann.
Nach Beendigung des Eichdurchgangs beginnt der Tonerungsdurchgang. Während der verschiedenen Tonerungsschritte bestimmt das System zunächst die Soll-Güte des Systems und berechnet die Werte verschiedener zu regelnder Verfahrensparameter durch Umkehrung der Modelle anhand der aktualisierten Werte des vorhergehenden Schritts oder Probedrucks zur korrekten Einstellung der zu regelnden Verfahrensparameter (Spannung VGitter und VVorspannung sowie Belichtungseinstellungen). Die Ist-Werte der Verfahrensparameter (Übertragungsdichten und Fotoleiterspannungen bei unterschiedlicher Belichtung und zu verschiedenen Zeiten) während dieses Schritts werden gemessen. Danach werden alle Modelle anhand dieser Meßwerte aktualisiert, d. h. durch Aktualisierung aller in den Modellen verwendeten geschätzten Verfahrensparameter, so daß sie für nachfolgende Tonerungsschritte verwendet werden können. Die Soll-Güte/Parameterschätzung und Aktualisierung werden bei jedem folgenden Tonerungsschritt wiederholt.
Insbesondere basiert der Steuerungsvorgang, der im System der vorliegenden Erfindung angewandt wird, auf vier empirisch abgeleiteten mathematischen Modellen: einem Ladungsmodell, einem Belichtungsmodell, einem Ladungsverlustmodell und einem Entwickler- (Tonerungs-) Modell. Mit dem Lädungsmodell wird die vom Ladegitter auf den Fotoleiter aufgebrachte Spannung mathematisch vorherbestimmt. Die Spannung des unbelichteten Fotoleiters (Vschwarz) ist eine lineare Funktion der an die Ladeeinrichtung angelegten Gitterspannung (VGitter). Mit dem Belichtungsmodell werden die Fotoleiterspannungen nach der Belichtung (Vweiß, VMittelton) geschätzt, welche in Testabschnitten auf dem Fotoleiter nach erfolgter Belichtung mit normaler und reduzierter Lichtstärke auftreten. Diese Fotoleiterspannungen nach Belichtung sind nichtlineare Funktionen der Ist-Belichtungswerte. Mit dem Verlustmodell wird der Spannungsverlust des Fotoleiters nach Verlassen der Belichtungsstation geschätzt. Der Verlust ist eine lineare Funktion der Spannung des unbelichteten Films und wird mit einem Zeitmaß-Multiplikationsfaktor über die Zeit extrapoliert. Schließlich wird mit dem Entwicklermodell die Übertragungsdichte des getonerten Bilds bei gegebener effektiver Entwicklungsspannung (W V), d. h. der zu Beginn der Entwicklung zwischen den zu tonernden Fotoleiterbereichen und der Entwicklungseinrichtung (VVorspannung) auftretenden Spannungsdifferenz, geschätzt. Die Übertragungsdichte ist eine lineare Funktion der effektiven Entwicklungsspannung.
Die Zeichnung zeigt in der
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 Details eines Teils der Ausführungsform aus Fig. 1,
Fig. 3 Details eines anderen Teils der Ausführungsform aus Fig. 1,
Fig. 4 ein Schema zur richtigen Anordnung der Zeichnungen der Fig. 4A und 4B, wobei
Fig. 4A und 4B zusammen ein Flußdiagramm gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen,
Fig. 5A, 5B und 5C eine grafische Darstellung der Veränderung der Punktgröße über der Belichtung, eine erste effektive Spannung bzw. eine zweite effektive Spannung,
Fig. 5D eine Lichtquelle, die einen Fotoleiter durch einen Auszug beleuchtet,
Fig. 5E eine grafische Darstellung einer Spannung am Fotoleiter (PC) über der Position (Strecke) auf dem Fotoleiter,
Fig. 5F eine grafische Darstellung der optischen Dichte eines Punkts über die Strecke,
Fig. 5G eine grafische Darstellung einer Spannung am Fotoleiter (PC) über der Position (Strecke) auf dem Fotoleiter,
Fig. 6 ein Schema der Verfahrenssteuerung und der wichtigsten im System der vorliegenden Erfindung verwendeten Verfahrensein- und -ausgangssignale,
Fig. 7 ein Schema zur richtigen Anordnung der Zeichnungen 7A-7E,
Fig. 7A-7E zusammen ein Blockschaltbild der im System der vorliegenden Erfindung verwendeten elektronischen Schaltung,
Fig. 8 ein vereinfachtes Flußdiagramm des Teils der "Hauptregelschleife" der Software zur Steuerung des Systems der vorliegenden Erfindung,
Fig. 9 ein Flußdiagramm der in Fig. 8 dargestellten Benutzereingabe-Routine 820,
Fig. 10 ein Flußdiagramm der ebenfalls in Fig. 8 dargestellten Eichdurchgangs-Routine 840,
Fig. 11 ein Flußdiagramm der ebenfalls in Fig. 8 dargestellten Tonerungsdurchgangs-Routine 850,
Fig. 12 ein Flußdiagramm der in Fig. 10 und 11 dargestellten Belichtungseinstell-Routine 1010,
Fig. 13 ein Schema zur richtigen Anordnung der Zeichnungen 13A-13C,
Fig. 13A-13C zusammen ein detailliertes Flußdiagramm der im System der vorliegenden Erfindung verwendeten Tonerungs-Steuerungsalgorithmen, und
Fig. 14 eine grafische Darstellung der Gleichung des Belichtungsmodells.
Zum besseren Verständnis wurden zur Bezeichnung gleicher Elemente, die in allen Figuren vorkommen, gleiche Bezugszahlen verwendet.
In Fig. 1 ist eine Perspektive einer elektrofotografischen Vorrichtung zur Erzeugung eines Farbprobedrucks 10 entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Die Vorrichtung 10 besteht aus den Stationen 22, 24, 26, 28, 30 und 32, der Steuerelektronik 600, einem Bedienfeld 36 und einem Sichtgerät 38. Sie ermöglicht die relativ rasche Herstellung eines qualitativ hochwertigen Probedrucks (nicht dargestellt) auf einem Fotoleiter (nicht in Fig. 1 abgebildet) aus einem Satz von Halbfarbauszügen (nicht in Fig. 1 abgebildet) (auch als "Auszüge" oder "Auszugsfilme" bezeichnet) von Vorlagen (nicht dargestellt). Ausführungsformen eines Fotoleiters und eines Auszugs, die für die Vorrichtung 10 verwendet werden können, sind in Fig. 5D dargestellt und werden nachstehend beschrieben.
Die Steuerelektronik 600 steuert die Belichtung des Fotoleiters an Station 26 und die an die Stationen 24 und 28 angelegten Spannungen so, daß ein mit der Vorrichtung 10 auf einem Fotoleiter erzeugter Probedruck eine vorbestimmte Dichte und Punkte im wesentlichen derselben Größe wie die Punkte eines auf einer handelsüblichen Druckmaschine gedruckten Andrucks aufweist. Die Druckplatten (nicht dargestellt) einer handelsüblichen Maschine (nicht dargestellt) werden von denselben Auszügen erhalten, die zur Erzeugung des Probedrucks verwendet werden. Der Probedruck gilt als auf den Andruck "geeicht", wenn die Punktgrößen beider im wesentlichen gleich sind. Dies bedeutet, daß die Qualität des Probedrucks der des Andrucks nahekommt. Nun wird der Probedruck mit der Vorlage verglichen. Die Qualität des Andrucks kommt der der Vorlage nahe, wenn die Qualität des Probedrucks der der Vorlage nahekommt. Kommt die Qualität des Probedrucks nicht der der Vorlage nahe, so werden die Auszüge mit bekannten Mitteln korrigiert, und ein neuer Probedruck wird mit der Vorrichtung 10 erzeugt. Danach wird der neue Probedruck mit der Vorlage verglichen. Dieses Vorgehen wird so lange wiederholt, bis die Qualität eines mit der Vorrichtung 10 erzeugten Probedrucks der der Vorlage nahekommt. Die zur Erzeugung des Qualitäts-Probedrucks verwendeten Auszüge werden dann zur Herstellung von Druckplatten für die handelsübliche Druckmaschine verwendet. Die Qualität des solchermaßen gedruckten Andrucks kommt der der Vorlage nahe, da der Probedruck nach dem Andruck geeicht wird und die Qualität des Probedrucks der der Vorlage nahekommt.
Ein Andruck, der die Vorlage als Positiv wiedergibt, kann aus einem Satz von Negativ- oder Positivauszügen hergestellt werden. Werden zur Herstellung einer Druckplatte Negativauszüge verwendet, so sind die auf der Platte erzeugten Punkte eher größer als die Punkte auf den Auszügen. Dies trägt zu einer Punktvergrößerung bei. Werden zur Herstellung einer Druckplatte Positivauszüge verwendet, so sind die auf der Platte erzeugten Punkte eher kleiner als die Punkte auf den Auszügen. Dies bezeichnet man als Punktverkleinerung oder Punktschärfung. Beim Drucken eines Andrucks mit einer handelsüblichen Druckmaschine auf einem Trägermaterial wie z. B. Papier sind die Punkte auf dem Andruck eher größer als auf der Druckplatte, unabhängig davon, ob Negativ- oder Positivauszüge und Druckplatten zum Drucken verwendet wurden. Dieser Faktor trägt hauptsächlich zur Punktvergrößerung bei. Die Vorrichtung 10 ist geeignet, die Punktgröße innerhalb bestimmter Grenzen derart ändern, daß ein Probedruckbild erzeugt wird. Das Probedruckbild wird auf Papier laminiert, das in der Regel der für einen Andruck verwendeten Papierart entspricht. Diese Kombination aus Probedruckbild und Papier wird als "fertiger Probedruck" oder "Probedruck" bezeichnet. Die Qualität des Probedrucks kommt der eines Andrucks nahe, gleichgültig, ob die Punktgröße des Andrucks größer oder kleiner ist als die Punkte auf den Abzügen, aus denen sie erzeugt wurden. Das Probedruckbild kann nachstehend auch "Probedruck" genannt werden.
Sobald ein mit der Vorrichtung 10 erzeugter Probedruck auf einen Andruck geeicht ist, weiß ein Drucker mit relativ großer Sicherheit, daß auf dieser handelsüblichen Druckmaschine hergestellte Andrucke eine genauso gute Wiedergabe der Vorlage wie der Probedruck darstellen.
Die Station 22 besitzt eine Vorlagenplatte 22a, die im wesentlichen aus einer flachen Glasplatte besteht, die auf einem Metallrahmen befestigt ist, welcher Teil eines horizontal verschieblichen Wagens ist. Außerdem ist die Station 22 mit einem halbzylindrischen Teil 22b mit einer unter der Vorlagenplatten 22a angeordneten Öffnung, einem Hebelarm 22c, einer Schlitzöffnung 22d, Klammern an den Plattenseiten (nicht dargestellt) zum Festhalten eines Fotoleiters und Erdungsschellen (nicht dargestellt) zu einer leitenden (Erdungs-) Schicht des Fotoleiters ausgerüstet. Das Teil 22b ist so angeordnet, daß die Vorlagenplatte 22a gezielt um 180 Winkelgrade gedreht werden kann. Die Vorlagenplatte 22a enthält weiterhin eine Nut, an der eine Vakuumleitung (nicht dargestellt) so befestigt werden kann, daß ein Auszug und ein auf die Vorlagenplatte 22a gelegter Fotoleiter eng aneinander und am Glasteil der Platte 22a anliegen. Der Fotoleiter wird auf die Vorlagenplatte 22a gelegt, die Erdungsschellen werden angebracht, und der Hebelarm 22c hebt eine Kante des Fotoleiters an. Ein Auszug wird daruntergelegt. Dann wird der Fotoleiter herabgelassen, die Seitenklammern werden befestigt, und eine Gummiwalze (nicht dargestellt) wird über den Fotoleiter und Auszug geführt, um etwaige Luftblasen zwischen diesen an die Außenkanten zu verlagern, wo sie durch die Nut 22e entfernt werden. Dann wird die Vorlagenplatte 22a um 180 Winkelgrade durch 22b gedreht. Die Station 22 kann als Beschickungs-/Entnahmestation oder Beschickungs-/Entnahmestelle bezeichnet werden.
Die Station 24 besteht aus einer Autopolier-Walze 24a, Leuchtstofflampen oben 24bu und unten 24bl zum Entladen und einer Ladevorrichtung 24c. Die Stellung der Autopolier-Walze 24a kann gezielt so eingestellt werden, daß sie einen Fotoleiter beim Durchlauf durch die Station 24 berührt und reinigt. Beispiele von Autopolier-Walzen, die für die Vorrichtung 10 geeignet sind, sind in der US-Patentanmeldung Nr. 837,973 vom 10. März 1986 von R.S. Jones mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS FOR IMPROVING A MULTI-COLOR ELECTRO- PHOTOGRAPHIC IMAGE" enthalten, die zusammen mit der vorliegenden Anmeldung anhängig ist und einen gemeinsamen Anmelder hat. Die Lampen oben 24bu und unten 24bl werden selektiv eingeschaltet, so daß ein von Teilen der Vorrichtung 10 zuvor geladener Fotoleiter entladen wird.
Die Ladevorrichtung 24c dient zur Beaufschlagung einer fotoleitfähigen Schicht mit einer Ladung. Fig. 2 zeigt einen auseinandergezogenen Querschnitt durch einen Teil der Ladevorrichtung 24c. Die Ladevorrichtung 24c besteht aus einem Auflageteil 24d mit sechs U-förmigen Kanälen, wobei in jedem U-Kanal ein erster und zweiter Koronadraht 24e1 kund 24e2 aufgehängt ist, und der offene Teil der sechs Kanäle ist mit einem Gitter aus dicht nebeneinander angeordneten und elektrisch miteinander verbundenen Gitterdrähten 24f abgedeckt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Ladevorrichtung 24c sind die Koronadrähte 24e1 und 24e2 mit einer stromabhängig geregelten 600 Hz-Hochspannungsversorgung verbunden und dienen als Ionenquelle, die von einem bei Anlegen eines Potentials an die Gitterdrähte 24f erzeugten elektrischen Feld gesteuert wird. Diese Ionen sammeln sich auf einer Fläche des Fotoleiters, der während des Betriebs der Vorrichtung 10 durch die Ladevorrichtung läuft. Die Ladevorrichtung 24c arbeitet sehr wirkungsvoll, da sie eine nahezu gleichmäßige Ladung an eine Oberfläche des Fotoleiters abgibt, wodurch die Oberfläche des Fotoleiters auf nahezu Potentialniveau VGitter gebracht wird. VGitter ist das Potential, das an die
Gitterdrähte 24f der Ladevorrichtung 24c angelegt wird. Die Grundfunktion von Ladegeräten dieser allgemeinen Art ist bekannt und wurde im US-Patent Nr. 3.527,941 erörtert, das am 8. September 1970 an einen gemeinsamen Anmelder erteilt wurde. Eine weitere geeignete Ladevorrichtung findet sich in der US-Patentanmeldung Nr. 812,710 mit dem Titel CORONA GENERATING DEVICE, eingereicht am 23. Dezember 1985 von David D. Almeter et al., ebenfalls an einen gemeinsamen Anmelder erteilt. Die Ladevorrichtung 24c kann auch als Ladeeinrichtung bezeichnet werden.
Die Station 26, die auch in Vergrößerung mit einem Zusatzteil in Fig. 3 und teilweise in Fig. 5D dargestellt ist, besteht aus einer Verschlußvorrichtung 26a, einer Keilnutkammer 26b, einem Belichtungsstärkemonitor 26c, einem Spiegel 26d und einer Lichtquelle 26e. Außerdem besitzt die Station 26 eine Maske 26f (dargestellt in Fig. 3 und 5D), welche eine durch die Kanten 26f1 und 26f2 begrenzte Blende 26g enthält. Die Maske 26f steuert den Durchtritt des von der Lichtquelle 26e abgegebenen Lichts. Das von der Lichtquelle 26e abgegebene Licht tritt durch die Blende 26g der Maske 26f und wird dann vom Spiegel 26d nach unten durch den Glasteil von 22a und durch einen an 22a angebrachten Auszug und Fotoleiter gelenkt. Der Spiegel 26d ist in Fig. 5D nicht dargestellt. In der Mitte der Keilnutkammer 26b ist ein Belichtungsstärkemonitor 26c angeordnet. Der Belichtungsstärkemonitor 26c soll ein elektrisches Ausgangssignal für die Steuerelektronik 600 liefern. Die Steuerelektronik 600 liefert Steuersignale an einen Motor (nicht dargestellt), der den Verschluß 26a derart öffnet oder schließt, daß der Lichteinfall auf einen unter dem Verschluß 26a durchlaufenden Fotoleiter geregelt wird. Außerdem steuert die Steuerelektronik 600 die Durchlaufgeschwindigkeit der Vorlagenplatte 22a unter dem Verschluß 26a und der Steuerfilter (nicht dargestellt), die zur Regelung der Lichtmenge, die zu einem Fotoleiter gelangt, vor die Lichtquelle 26e gesetzt werden können.
Die Station 28 besteht aus einem ersten Elektrometer 28h (auch als elektrostatisches Voltmeter bezeichnet), einer Vorbefeuchtungsvorrichtung 28a1 sowie einer Pumpe und einem Behälter 28a2 hierfür, einer ersten Entwicklungselektroden- Tonervorrichtung 28b1 sowie einer Pumpe und einem Behälter 28b2 hierfür, einem zweiten Elektrometer 28j (auch als elektrostatisches Voltmeter bezeichnet), einer zweiten Entwicklungselektroden-Tonervorrichtung 28c1 sowie einer Pumpe und einem Behälter 28c2 hierfür, einer dritten Entwicklungselektroden-Tonervorrichtung 28d1 sowie einer Pumpe und einem Behälter 28d2 hierfür, einer vierten Entwicklungselektroden- Tonervorrichtung 28e1 sowie einer Pumpe und einem Behälter 28e2 hierfür, einer ersten Spülvorrichtung 28f1 sowie einer Pumpe und einem Behälter 28f2 hierfür, einem Densitometer 28k und einer zweiten Spülvorrichtung 28g1 sowie einer Pumpe und einem Behälter 28g2 hierfür. Die Vorrichtungen 28b1, 28c1, 28d1 und 28e1 werden als Entwickler-Tonerungsstation oder Entwicklungseinrichtung bezeichnet.
In der Vorbefeuchtungsvorrichtung 28a1 wird eine fotoleitfähige Schicht, die über 28a1 läuft, selektiv mit einer Flüssigkeit, in der Regel mit ISOPAR G, einem Warenzeichen von Exxon, beschichtet. Die Vorrichtungen 28b1, 28c1, 28d1 und 28e1 enthalten gelben, magentaroten, cyanblauen bzw. schwarzen Toner und besitzen jeweils eine erste und zweite Walzenelektrode, die selektiv auf einem von der Steuerelektronik 600 bestimmten und geregelten Potential VVorspannung gehalten werden. Während eines Betriebszyklus der Vorrichtung 10 ist beim Aufbringen von Toner auf einen Fotoleiter nur eine der Entwicklungsvorrichtungen so positioniert, daß der darin enthaltene Toner auf einen Fotoleiter aufgebracht werden kann. Daher werden vier Betriebszyklen der Vorrichtung 10 benötigt, um jede der vier verschiedenen Tonerfarben auf einen Fotoleiter aufzubringen. Die Elektrometer 28h und 28j messen das Potential ausgewählter Testabschnittsbereiche der fotoleitfähigen Schicht, während diese an ihnen vorbeiläuft. Die von den Elektrometern 28h und 28j gemessenen Ausgangsspannungen werden an die Steuerelektronik 600 übertragen, welche diese Informationen zur Steuerung des Potentials VGitter, welche von der Ladeeinrichtung 24c an einen Fotoleiter angelegt wird, und zur Steuerung des Potentials VVorspannung, welche von jeder der Entwicklungselektroden- Tonervorrichtungen an die beiden Walzenelektroden angelegt wird, verwendet.
Das Densitometer 28k mißt die Schwärzungsdichte von Testabschnittsbereichen auf einem Fotoleiter bei ihrem Durchlauf durch das Densitometer 28k. Die Ausgangssignale von 28k werden zur Steuerelektronik 600 übertragen. Die Steuerelektronik 600 stellt VGitter und VVorspannung derart ein, daß die Vorrichtung 10 einen Probedruck mit der gewünschten festen Flächendichte erzeugt. Jede Entwicklungselektroden- Tonervorrichtung ist mit einem Abstreifer (nicht ausdrücklich dargestellt) versehen, mit dem ein Luftstrahl von unten gegen den Fotoleiter zur Entfernung überschüssigen Toners (nicht dargestellt) gerichtet wird, der danach in einen Aufnahmeteil der Entwicklungsvorrichtung fällt und gesammelt wird.
Jede der Spülvorrichtungen 28f1 und 28g1 ist mit Schlitzen in der Mitte versehen, durch welche eine Flüssigkeit, in der Regel ISOPAR G, auf eine Oberfläche eines Fotoleiters zur Entfernung überschüssigen Toners fließt. Der überschüssige Toner und ISOPAR G fließen durch parallel angeordnete Kanäle (nicht dargestellt), welche in die Behälter 28f2 und 28g2 munden. Sowohl 28f1 als auch 28g1 sind mit einem Abstreifer (nicht dargestellt) zur Entfernung des überschüssigen Toners und ISOPAR G versehen.
Die Station 30 besteht aus einer Fließblatt-Walze 30a, die den nassen Toner von der Klammer der nachlaufenden Vorlagenplatte (nicht dargestellt) entfernt, und einer Lufttrocknungsvorrichtung 30b, die einen Luftstrom auf den durchlaufenden Fotoleiter zum Trocknen richtet.
Die Station 32 besteht aus einer unteren Lichtentladevorrichtung 32a. Die untere Lichtentladevorrichtung 32a wird unter der Vorlagenplatte 22a positioniert, wenn diese die Station 32 durchläuft. Die untere Lichtentladevorrichtung 32a besteht in der Regel aus einer Leuchtstofflampe, die zum Potentialausgleich über den Fotoleiter selektiv eingeschaltet wird.
Der Betrieb der Vorrichtung 10 ist im Flußdiagramm der Fig. 4A und 4B dargestellt, welche gemäß Darstellung in Fig. 4 miteinander verbunden sind. Eine Bedienungsperson für die Vorrichtung 10 stellt zunächst die gewünschte Punktgröße, Dichte, Beginn mit einem Positiv- oder Negativauszug und die Entscheidung, ob ein Eichdurchgang verwendet werden soll, ein. Die Bedienungsperson schätzt nach Durchsicht eines Andrucks von Auszügen, die für einen von der Vorrichtung 10 zu erzeugenden Probedruck verwendet werden sollen, eine Zunahme oder eine Abnahme der Punkte auf dem Andruck im Vergleich zu den Punkten auf dem Auszug. Die Punktgrößen auf dem zu erzeugenden Probedruck werden so eingestellt, daß sie den Punktgrößen auf dem Andruck nahezu gleich sind. Für dieses Beispiel nehmen wir an, daß vier Negativ-Rasterfarbauszüge (schwarz, magentarot, cyanblau und gelb) verwendet werden und daß sich aus der Betrachtung des Andrucks eine Zunahme der Punkte ergibt (d. h., daß der Maschinenprobedruck größere Punkte aufweist als die Auszüge, aus denen der Andruck hergestellt wurde). Daher gibt die Bedienungsperson am Bedienfeld 36 der Fig. 1 (siehe Block 100) die geschätzten Punktgrößen für jede Farbe, die vom Kunden gewünschte Dichte für jede Farbe, die Verwendung von Negativauszügen und die Durchführung eines Eichdurchgangs zu Beginn ein.
Der Fotoleiter wird zuerst auf die Vorlagenplatte 22a gelegt und mit Schellen geerdet, die eine leitfähige Schicht desselben elektrisch mit der Vorrichtung verbinden (siehe Block 102). Der Hebelarm 22c wird betätigt und auf die Vorderkante des Fotoleiters abgesenkt. Die Vorderkante des Fotoleiters wird mittels Vakuum am Hebelarm 22c festgehalten. Danach wird der Hebelarm 22c in die in Fig. 1 dargestellte Position zurückgefahren. In der Regel wird zuerst der schwarze Auszug auf einen vorbestimmten Teil der Vorlagenplatte 22a gelegt (siehe Block 104) und dann der Hebelarm 22c abgesenkt. Das vom Hebelarm 22c gehaltene Ende des Fotoleiters wird losgelassen und auf 22a gelegt. Nun wird die Vorlagenplatte 22a um 180 Winkelgrade gedreht (siehe Block 106). Es wurde entschieden, einen Eichdurchgang zu fahren; daher wird der Pfad JA in Block 108 gewählt. Die Steuerelektronik 600 berechnet die Gitterspannung VGitter der Ladeeinrichtung 24c (siehe
Block 110). Da es sich hierbei um einen ersten Durchgang handelt, wird eine Zahl in einer Speichertabelle von 600 verwendet. Danach stellt die Steuerelektronik 600 das Gitter 24f der Ladeeinrichtung 24c auf die gewünschte Spannung (siehe Block 112).
Nun beginnt die Vorlagenplatte 22a, mit einer von der Steuerelektronik 600 geregelten Geschwindigkeit von der Station 22 zur Station 24 zu fahren. Die Autopolier-Vorrichtung 24a wird abgesenkt, ohne bereits mit dem Fotoleiter in Berührung zu kommen, und die obere Lichtentladevorrichtung 24bu und die untere Lichtentladevorrichtung 24bl werden abgeschaltet. Die fotoleitfähige Schicht des Fotoleiters wird, während sie über die Ladeeinrichtung 24c fährt, mit auf nahezu VGitter aufgeladen. Am Ende des Durchlaufs des Fotoleiters durch 24c ist seine Oberfläche nahezu gleichmäßig auf das Potential VGitter aufgeladen (siehe Block 114). Nun fährt die Steuerelektronik 600 Filter zur Vorlagenplatte 22a zur vollen Belichtung einiger Testabschnitte, zur teilweisen Belichtung anderer Abschnitte und zur Nichtbelichtung wieder anderer Abschnitte (siehe Block 116). Nun fährt die Vorlagenplatte 22a zur Station 26, und die fotoleitende Schicht wird in den Bereichen belichtet, die nicht von der Dichte auf dem schwarzen Auszug maskiert sind (siehe Block 118). In den belichteten Bereichen fällt die Spannung ab, während die Spannung der maskierten Bereiche nahezu auf VGitter bleibt.
Die Ladung des Fotoleiters fällt nach Verlassen der Station 26 weiter ab.
Während des Eichdurchgangs werden die Vorbefeuchtungsvorrichtung 28a1, die vier Entwicklungselektroden-Tonervorrichtungen 28b1, 28c1, 28d1 und 28e1, die Spülvorrichtung 28f1 und 28g1, die Lufttrocknungsvorrichtung 32b und die Fließblatt-Walze 30a abgeschaltet.
Während der Fotoleiter am Elektrometer 28h vorbeifährt, wird die Spannung der Testabschnittsbereiche Vmt1 (Mitteltonspannung 1), Vmt2 (Mitteltonspannung 2), Vweiß (Spannung in voll belichteten Bereichen) und Vschwarz (Spannung in unbelichteten Bereichen) gemessen (siehe Block 120). Der Fotoleiter durchläuft die gelbe Entwicklungsvorrichtung 28b1 und fährt dann am Elektrometer 28j vorbei, das die Spannung derselben Testabschnittsbereiche mißt (siehe Block 122). Zwischen den beiden getrennten Elektrometern fällt die Spannung etwas ab, da die Fotoleiterladung mit der Zeit etwas abnimmt. Die von den beiden Elektrometern gemessenen Spannungen werden an die Steuerelektronik 600 übertragen.
Nun aktualisiert die Steuerelektronik 600 die mathematischen Modelle des Spannungsabfalls aufgrund des Ladungsverlusts des Fotoleiters, der Belichtung und der Ladeeinrichtung, wie in Block 124 dargestellt. Diese Modelle und die durchgeführten Berechnungen werden nachstehend näher beschrieben.
Nun ändert die Vorlagenplatte 22a ihre Richtung, und der Fotoleiter durchläuft die untere Lichtentladevorrichtung 32a, die nun eingeschaltet wird und die Potentiale in allen Bereichen des Fotoleiters ausgleichen soll. Dieser Vorgang ist in Block 126 dargestellt. Danach fährt sie zur Station 24 zurück, wo sie über die Ladeeinrichtung 24c fährt (siehe Block 128). Das Vorzeichen des an das Gitter 24f angelegten Potentials wird umgekehrt. Damit wird das elektrische Feld im Fotoleiter umgekehrt. Danach fährt der Fotoleiter an der oberen und unteren Lichtentladeeinrichtung 24bu und 24bl vorbei, die jetzt eingeschaltet sind und den Fotoleiter nahezu auf den Ladezustand entladen, den er hatte, als er auf die Vorlagenplatte 22a gelegt wurde (siehe Block 130). Dies wird als Koronaentladung bezeichnet und ist in der US- Patentanmeldung Nr. 839,009 vom 12. März 1986 mit dem Titel "METHOD AND APPARATUS UTILIZING CORONA ERASE FOR IMPROVING A MULTI-COLOR ELECTROPHOTOGRAPHIC IMAGE" von A. Buettner et al. beschrieben, die zusammen mit der vorliegenden Anmeldung anhängig ist und einen gemeinsamen Anmelder hat. Die Vorlagenplatte fährt weiter und kehrt zur Beschickungs-/Entnahmestelle (Station 22) zurück (siehe Block 132). Nun berechnet die Steuerelektronik 600 die Spannungen Vschwarz, VGitter und (WΔV) (siehe Block 134) und stellt die Belichtung und die Spannungen VGitter und VVorspannung ein (siehe Block 136) und richtet die Testbereiche an der Seite des Fotoleiters für einen ersten Bilderzeugungsdurchlauf mit dem schwarzen Auszug ein.
Nun fährt die Vorlagenplatte 22a von Station 22 zu Station 24 und vorbei an der Autopolier-Vorrichtung 24a, die zwar abgesenkt ist, aber den Fotoleiter nicht berührt. Dann durchläuft sie die Ladeeinrichtung 24c, die den Fotoleiter mit einer gleichmäßigen Ladung beaufschlagt (siehe Block 142). Danach kommt die Vorlagenplatte 22a zur Station 26, in der der Fotoleiter belichtet wird (siehe Block 144). Dann fährt sie am Elektrometer 28h vorbei, wo Vweiß, Vmt und Vschwarz in den Testbereichen des Fotoleiters gemessen werden (siehe Block 146). Nun stellt die Steuerelektronik 600 VVorspannung ein (siehe Block 148). Dann wird der Fotoleiter von der Vorbefeuchtungsvorrichtung 28a1 mit ISOPAR G angefeuchtet (siehe Block 150). Dann fährt die Vorlagenplatte 22a am Elektrometer 28j vorbei, das Vweiß, Vmt und Vschwarz mißt (siehe Block 152). Bei der Entwicklung des gelben Toners wird das Elektrometer 28j nicht eingesetzt, sondern nur für die drei anderen Farben. Nun berechnet die Steuerelektronik 600 VVorspannung und stellt einen neuen Wert ein (siehe Block 154). Der in Kästchen 148 eingestellte Wert für VVorspannung wird verwendet, wenn der gelbe Toner auf den Fotoleiter aufgebracht wird.
Der Fotoleiter fährt über die Entwicklungselektroden-Tonervorrichtungen Gelb 28b1, Magentarot 28c1 und Cyanblau 28d1, die zu diesem Zeitpunkt abgeschaltet sind, zur schwarzen Entwicklungselektroden-Tonervorrichtung 28e1, die eingeschaltet ist. An 28e1 erhält der Fotoleiter schwarzen Toner, der entwickelt wird, und überschüssiger Toner wird vom Fotoleiter abgestreift (siehe Block 156). Dann durchläuft der Fotoleiter die erste Spülvorrichtung 28f1, die den überschüssigen Toner abspült und den Fotoleiter abstreift (siehe Block 158). Nun passiert der Fotoleiter das Densitometer 28k, das die Dichten der Testabschnitte des Fotoleiters mißt (siehe Block 160). Diese Meßwerte werden an die Steuerelektronik 600 übertragen. Nun aktualisiert die Steuerelektronik die Modelle für Ladungsverlust, Belichtung, Entwicklung und Ladung (siehe Block 162).
Danach läuft der Fotoleiter über die zweite Spülvorrichtung 28g1, die dieselbe Funktion wie die erste Spülvorrichtung 28f1 ausführt. Dieser Arbeitsgang ist in Block 164 dargestellt.
Nun läuft der Fotoleiter über die Fließblatt-Walze 30a und die Lufttrocknungsvorrichtung 30b (siehe Block 166 bzw. 168). Beim Durchfahren der Vorlagenplatte 22a ist die untere Entladelampe 32a ausgeschaltet. Nach der Richtungsumkehr der Vorlagenplatte 22a (siehe Block 170) wird die untere Entladelampe 32a eingeschaltet. Die untere Entladelampe 32a dient zum Potentialausgleich aller Bereiche des Fotoleiters (siehe Block 172).
Nun fährt der Fotoleiter zurück zur Ladeeinrichtung 24c, wo die Spannung am Gitter 24f umgepolt wird, um das elektrische Feld im Fotoleiter umzugepolen wird (siehe Block 174). Nun läuft der Fotoleiter zwischen der oberen Entladelampe 24bu und der unteren Entladelampe 24bl durch, welche nun eingeschaltet werden und den Fotoleiter auf den gleichen Zustand entladen, den er hatte, als er auf die Vorlagenplatte 22a gelegt wurde (siehe Block 176). Zu diesem Zeitpunkt ist die Abstreifwalze abgesenkt und wird nach Rückkehr des Fotoleiters erst nach dem Auftragen der letzten Farbe (in diesem Fall Cyanblau) auf den Fotoleiter betätigt (siehe Block 178).
Nun kehrt die Vorlagenplatte 22a in ihre Ausgangsstellung zurück (siehe Block 180). Die Vorlagenplatte 22a wird um 180 Winkelgrade gedreht (siehe Block 182). Danach wird der schwarze Auszug entfernt (siehe Block 184). Dieser Arbeitsgang der Entwicklung einer Farbe wird als Tonerungsschritt bezeichnet. In Block 186 steht, daß das Fotoleiterbild geprüft wird und entweder ein weiterer Auszug folgt (siehe Block 104) oder das Bild auf dem Fotoleiter fertig ist und der Fotoleiter entnommen wird (siehe Block 188).
Für den bisher beschriebenen Arbeitsgang befindet sich nur der schwarze Toner auf dem Fotoleiter; daher wird ein zweiter Auszug, in der Regel der Gelbauszug, auf die Vorlagenplatte 22a geladen. Das im Flußdiagramm dargestellte Verfahren wird wiederholt, jedoch wird der Teil des Flußdiagramms zur anfänglichen Eichung übergangen. Die Autopolier- Walze 24a befindet sich in angehobener Stellung; sie kommt zum Einsatz, ehe der Fotoleiter in die Ladevorrichtung 24c für alle außer dem ersten Tonerungsschritt einfährt (siehe Block 140). Die Magentarot- und Cyanblau-Auszüge werden danach auf dieselbe Weise verwendet, bis das Bild auf dem Fotoleiter vollständig erzeugt ist.
Nach Erzeugung aller vier Farben auf dem Fotoleiter wird dieser auf Papier laminiert (siehe Block 190). In einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Laminierung bei 40 psi und einer Temperatur von 105 Grad Celsius und dauert etwa zwei Minuten. Danach werden der Fotoleiter und das Papier so voneinander getrennt, daß der Teil der thermoplastischen oberen Schicht des Fotoleiters, der das gewünschte Bild enthält, vom Rest des Fotoleiters abgezogen wird.
In Fig. 5A ist die Punktvergrößerung (in Prozent) auf der Y- Achse über der Belichtung in erg/cm² auf der X-Achse grafisch dargestellt. Die dargestellte Kurve ist nahezu eine Gerade mit einer Steigung von ca. 0,0065. Das Diagramm 5A erhält man aus Negativauszügen und mit Vorrichtung 10. Die Belichtung wird verändert, und die daraus resultierende Punktvergrößerung wird gemessen. Bei Verdopplung der Belichtung von 1000 auf 2000 erg/cm² nimmt die Punktvergrößerung um etwa das 3,6fache von 2,5% auf 9% zu.
In Fig. 5B ist die Punktvergrößerung (in Prozent) über der effektiven Differenzspannung (auch bekannt als WΔV oder W Delta V oder Delta V effektiv) grafisch dargestellt. ΔVeffektiv ist der Betrag der Differenz zwischen der Spannung der auf dem Fotoleiter zu Beginn der Entwicklung zu tonernden Bereiche und der an die Walzen der Entwickler- Tonerungsstation angelegten Spannung (VVorspannung). Die Kurve ist nahezu eine Gerade mit einer Steigung von ca. 0,039. Wird die Spannung auf der X-Achse von 75 auf 150 Volt verdoppelt, so nimmt die Punktvergrößerung um etwa das 1,6fache von 5,5% auf 8,5% zu.
In Fig. 5C ist die Punktvergrößerung (in Prozent) über der effektiven ΔV' (Volt) (auch bekannt als WΔV' oder W Delta V' oder Delta V' effektiv) grafisch dargestellt. ΔVeffektiv ist der Betrag der Differenz zwischen der Spannung der auf dem Fotoleiter zu Beginn der Entwicklung nicht getonerten Bereiche und der Spannung VVorspannung. Da die Spannung auf der X-Achse sich von 100 auf 50 Volt halbiert, nimmt die Punktvergrößerung um etwa das 1,5fache von 7,5 auf 11% zu. Die Kurve ist keine Gerade.
Aus den Kurven der Fig. 5A, 5B und 5C ist deutlich zu ersehen, daß der bei weitem kritischste Faktor zur Steuerung der Punktvergrößerung bei einem Negativ/Positivsystem (Neg/Pos) die Belichtung ist.
Legt man einen Abzug unter den Fotoleiter, so ist die fotoleitfähige Schicht des Fotoleiters von der Emulsion des Auszugs durch die anderen Fotoleiterschichten getrennt. Wie in Fig. 5D dargestellt ist, die nachstehend beschrieben wird, gestattet diese Strecke des Auszugs die Belichtung eines Halbschattens um eine nominelle Punktfläche herum. Die Belichtung des dadurch entstehenden Halbschattens nimmt zur Außenfläche des Punkts ab. Die abnehmende Belichtung im Halbschatten führt dazu, daß die Spannung des belichteten Punkts von einem Minimalwert in der am stärksten belichteten Fläche eines Punkts, wie in Fig. 5E dargestellt, zu einem Maximalwert im unbelichteten Bereich ansteigt.
Durch Steuerung all dieser Variablen verändert sich die Punktvergrößerung bei der Wiedergabe der Punkte von Negativauszügen. Wählt die Bedienungsperson eine Punktgröße für eine bestimmte Farbe (d. h. gibt sie sie im Bedienfeld 36 ein), so stellt die Steuerelektronik 600 alle entsprechenden interaktiven Parameter so neu ein, daß die Vorrichtung 10 die geforderte Punktgröße nahezu unabhängig von der Dichte erzeugt. Alle in das Bedienfeld 36 eingegebenen Informationen werden in der Anzeige 38 angezeigt.
In Fig. 5D ist ein Teil der Belichtungsstation 26 der Fig. 1 und 3 dargestellt, welche aus der Lichtquelle 26e und der Maske 26f mit den Kanten 26f1 und 26f2, welche eine Blende 26g begrenzen, besteht. Die Blende 26f steuert den Streuwinkel des von der Lichtquelle 26e emittierten Lichts. Die Abbildung zeigt die Beleuchtung eines Fotoleiters 60 durch einen Auszug 50 mit der Lichtquelle 26e.
Der Auszug 50 besteht aus einer Trägerschicht 52 und einer Emulsionsschicht 54, die mit einem lichtundurchlässigen Bereich 54a und einem lichtdurchlässigen Bereich 54b dargestellt ist. Der lichtundurchlässige Bereich 54a läßt kein Licht durch, während der lichtdurchlässige Bereich 54b Licht durchläßt. Der Querschnitt d2 des Bereichs 54b entspricht der Nenngröße eines Punkts, der in einem Teil des Fotoleiters 60 direkt unterhalb des Bereichs 54b erzeugt werden soll. Der Fotoleiter 60 besteht in der Regel aus einer Trägerschicht 62, einer leitfähigen (Erdungs-) Schicht 64, einer Sperrschicht 66, einer fotoleitfähigen Schicht 68 und einer thermoplastischen Schicht 70. Der Fotoleiter 60 ist in der Regel mit einer Sperrschicht 66 versehen, die unabhängig davon funktioniert, ob ein Negativ oder ein Positiv als Auszug verwendet wird. Beispiele von Fotoleitern, die in Verbindung mit der Vorrichtung 10 verwendet werden können, sind im US-Patent Nr. 4,600,669, erteilt am 15. Juli 1986, mit dem Titel "ELECTROPHOTOGRAPHIC COLOR PROOFING ELEMENT AND METHOD FOR USING THE SAME", beschrieben. Der Anmelder dieses Patents ist derselbe wie der der vorliegenden Patentanmeldung.
Das von 26e emittierte Licht geht durch die Schichten 52 und 54b des Auszugs 50 und danach durch die Schichten 62, 64 und 66 des Fotoleiters 60 hindurch und belichtet den Teil der fotoleitfähigen Schicht 68 des Fotoleiters 60, der sich unter dem Bereich 54b befindet und den mit d3 gekennzeichneten Querschnitt aufweist. Das Maß d3 ist größer als die nominelle Punktgröße d2. Das die Kante 26f1 passierende Licht geht um die rechte Kante 54b2 des Bereichs 54b herum und belichtet die rechte Außenkante 68a der Schicht 68. Das die Kante 26f2 passierende Licht geht um die linke Kante 54b1 des Bereichs 54b herum und belichtet die linke Außenkante 68b der Schicht 68. Der Bereich der maximalen Belichtung der Schicht 68 befindet sich im wesentlichen im mittleren Bereich unter der Lichtquelle 26e und wird mit dem Maß d1 gekennzeichnet. Das Maß d1 ist kleiner als d2. Der Belichtungsbereich zwischen d1 und d3 ist als Halbschatten definiert. Der größte Teil des Halbschattens kann entwickelt werden, indem man eine Kombination aus VGitter und VVorspannung so wählt, daß ein Punkt mit einer Größe zwischen etwa d1 und etwa d3 erzeugt wird. Ist die Größe des erzeugten Punkts nahe bei d1, dann gilt er als geschärft (d. h. seine Größe liegt unter der Nenngröße d2). Ist der Punkt größer als d2, dann gilt er als vergrößert, oder man spricht von einer Punktvergrößerung.
In Fig. 5E ist ein Spannungsprofil grafisch dargestellt, das sich bei Beleuchtung mit der Lichtquelle 26e durch die Blende 26g der Maske 26f auf dem Fotoleiter 60 der Fig. 5D ergibt. Diese Spannungskennlinie nimmt einen festen Belichtungswert an. Das Diagramm zeigt die Spannungspegel des Fotoleiters 60 auf der Y-Achse und die Strecke über den Fotoleiter auf der X-Achse. Vschwarz findet sich in den unbelichteten Bereichen und Vweiß in dem am stärksten belichteten Bereichen des Fotoleiters 60. Der für VVorspannung (Spannung der Entwicklungselektrode) gewählte Pegel bestimmt, wieviel der belichteten Strecke d3 des Fotoleiters 60 der Fig. 5D tatsächlich von der Entwickler-Tonerungsstation der Vorrichtung 10 entwickelt und somit in einen Punkt auf dem Fotoleiter 60 umgewandelt wird. Mit der Vorrichtung 10 im Negativ/Positiv-Betrieb kann der belichtete Bereich des Fotoleiters 60 der Fig. 5D mit dem Querschnitt d3 so entwickelt werden, daß der tatsächlich entstehende Punkt eine Größe zwischen d2 und nahe bei d3 hat.
In Fig. 5F ist ein Profil eines Punkts grafisch dargestellt, das mit der in den Fig. 5D und 5E dargestellten Belichtung, Maske und dem Spannungspegel VVorspannung erzeugt wird. Das dargestellte Profil zeigt, daß die auf dem Fotoleiter 60 erzeugte effektive Punktgröße nahe bei d3 liegt, d. h. über der normalen Punktgröße d2 wie in Fig. 5D definiert. Dies ist ein Beispiel für die Punktvergrößerung, die mit der Vorrichtung 10 erreicht werden kann.
In Fig. 5G ist die Spannung auf dem Fotoleiter 60 der Fig. 5D im Halbschatten um eine Punktkante herum grafisch dargestellt, welche einem mit der Kante 54b2 der Maske 54 in Fig. 5D erzeugten Punkt entspricht. Das Diagramm stellt die Spannungspegel des Fotoleiters 60 auf der Y-Achse und die Lage einer Kante eines erzeugten Punkts auf der X-Achse dar. Ein Teil der Maske 54 ist über dem Diagramm dargestellt; um die nominelle Kante des zu erzeugenden Punkts aufzuzeigen, der durch die Kante 54b2 der Maske 54 in Fig. 5D gebildet wird. Im Gegensatz zur Ausführungsform der Fig. 5E mit fester Belichtung wird in Fig. 5G VVorspannung als konstant angenommen und die Belichtung von einem Wert E1 auf E2 und E3 verändert, wobei E1 die maximale und E3 die minimale Belichtung ist. Der jeweilige Schnittpunkt der VVorspannung mit E1 bis E3 wird als Knoten a, b bzw. c bezeichnet; dies entspricht der tatsächlichen Lage einer Kante eines erzeugten Punkts. Die Positionen 1, 2 und 3 auf der X-Achse entsprechen der nominellen Kante von Punkten mit einem Durchmesser d1, d2 bzw. d3, die gemäß Darstellung in Fig. 5E mit der Vorrichtung 10 erzeugt werden. Die Lage der Knoten a, b und c auf der X-Achse ist mit 2+, 2++ bzw. 2+++ dargestellt, worin 3 > 2+++ > 2++ > 2+ > 2 ist. Damit wird deutlich, daß bei nahezu fester VVorspannung und VGitter eine von E1 nach E2 nach E3 zunehmende Belichtung eine stärkere Punktvergrößerung ergibt.
Nimmt man zunächst einen Positivauszug und verwendet die Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Positiv-Probedrucks, so kann man mit der Vorrichtung 10 im Probedruck eine Punktverkleinerung (Punktschärfung) erzeugen, welche im wesentlichen die sich bei Verwendung von Positivauszügen zur Herstellung von Druckplatten ergebende Punktverkleinerung nachbildet. In diesem Fall ist der erzeugte nominelle Punkt kleiner als der Punkt auf dem Auszug. Das Endergebnis der Addition einer durch Herstellung der Druckplatte erzeugten Punktverkleinerung und der durch Drucken auf Papier erzeugten Punktvergrößerung kann eine Punktvergrößerung sein. Die Vorrichtung 10 kann bei Herstellung eines Probedrucks von einem Positivauszug keine Punktvergrößerung erzeugen. Eine Lösungsmöglichkeit besteht in der Verwendung eines durchsichtigen Abstandshalters zwischen dem Papier und der thermoplastischen Schicht des Fotoleiters 60, welche das Bild enthält. Dieser Abstandshalter liefert bekanntermaßen eine optische Punktvergrößerung. Ein Beispiel eines solchen Abstandshalters ist im US-Patent Nr. 4,262,071, erteilt am 14. April 1981, enthalten. Eine weitere Lösung besteht darin den mit der Vorrichtung 10 hergestellten Probedruck mittels einer lichtdurchlässigen Platte zu bedecken, die als "Punktvergrößerungskissen" bekannt ist und in der US-Patentanmeldung Nr. 838,486 vom 11. März 1986 mit dem Titel "COLOR PROOFING METHOD AND ARTICLE", eingereicht von J.H. Ambro et al., beschrieben ist, die zusammen mit der vorliegenden Anmeldung anhängig ist und einen gemeinsamen Anmelder hat. Das Punktvergrößerungskissen verstärkt wirksam die optische Dichte des Bilds. Ergeben beispielsweise ein Positivauszug und das für einen Andruck verwendete spezielle Papier einen Andruck mit einer positiven Punktvergrößerung von vier Prozent (4%), dann kann die Vorrichtung 10 so eingestellt werden, daß ein Probedruck mit einer Punktverkleinerung von minus drei Prozent (-3%) erzeugt wird. Dann wird ein Punktvergrößerungskissen, das effektiv eine Punktvergrößerung von plus sieben Prozent (+7%) herbeiführt, über den Probedruck gelegt. Das Endergebnis ist ein aus einem Positivauszug hergestellter Probedruck, der eine Punktvergrößerung von plus vier Prozent (+4%) aufweist und auf einen Andruck aus denselben Auszügen geeicht ist.

Steuerelektronik

A. Überblick -

Fig. 6 ist eine Schemazeichnung des Prozeßsteuergeräts und der Haupt-Prozeßein- und -ausgangssignale, die im System der vorliegenden Erfindung Anwendung finden. Wie erwähnt, kann du System in zwei verschiedenen Modi betrieben werden: im Pos/Pos-Modus, wo zur Herstellung eines Positiv-Probedrucks ein Positivauszug verwendet wird, oder aber im Neg/Pos- Modus, wo zur Herstellung eines Positiv-Probedrucks ein Negativauszug verwendet wird. Im allgemeinen ändert sich nur das Vorzeichen jeder Prozeßsteuerspannung (VVorspannung, VGitter und die gemessenen elektrostatischen Fotoleiterspannungen), beispielsweise von negativ zu positiv, sobald sich der Modus ändert, beispielsweise von Pos/Pos- zu Neg/Pos- Modus. Der Betrag dieser Spannungen bleibt häufig gleich. Vollständig belichtete Fotoleiter-Testabschnitte werden als weiß und völlig unbelichtete Testabschnitte als schwarz bezeichnet. Zur Vereinfachung der folgenden Beschreibung wird nur der Neg/Pos-Modus besonders beschrieben. Jedoch wird erwähnt, wenn andere Änderungen als einfache Vorzeichenänderungen zwischen den Modi vorkommen.
Wie bereits beschrieben, versorgt der Benutzer das System über die Steuerelektronik 600 mit folgenden vier Parametern: gewünschte Punktgröße (eine ganze Zahl von 0 bis +6), gewünschte Dichte (eine ganze Zahl von -6 über 0 zu 6), Auszugsmodus (d. h. Pos/Pos- oder Neg/Pos-Modus) und ob das System einen Eichdurchgang ausführen soll. Daraufhin steuert die Steuerelektronik 600 mit diesen Angaben automatisch die Punktgröße und Dichte durch entsprechende Änderung folgender drei gesteuerter Verfahrensparameter: zur Belichtung der fotoleitfähigen Schicht verwendete Lichtmenge ("Belichtung"), an das Ladegitter angelegte ("Gitter"-Spannung oder VGitter) sowie Spannung an die den entsprechenden Entwicklungskopf angelegte Vorspannung (VVorspannung), mit der das Bild während eines Tonerungsschritts getonert wird. Der Betrag der Spannung VGitter legt die Ladung fest, mit der die fotoleitfähige Schicht zu Beginn beaufschlagt wird. Die auf die fotoleitfähige Schicht aufzubringende Tonermenge wird durch den Differenzbetrag der Spannung der auf dem Fotoleiter zu Beginn der Entwicklung zu tonernden Bereiche und der an die Walzenelektroden der Entwickler-Tonerungsstation angelegten Spannung (VVorspannung) bestimmt. Wie oben beschrieben, erfolgt die Steuerung über VGitter und VVorspannung durch Verarbeitung der Meßwerte einer Reihe von Verfahrensparametern: der Übertragungsdichte der Testabschnitte auf dem getonerten Bild und den elektrostatischen Spannungen der belichteten Teile (Vweiß und VMittel) und eines unbelichteten Teils (Vschwarz) der Testabschnitte der Schicht an zwei bestimmten Stellen. Wie erwähnt, befinden sich diese Stellen direkt nach der Ladeeinrichtung und direkt nach dem Gelbentwicklungskopf. Das Densitometer mißt die Übertragungsdichte jedes Testabschnitts während jedes Tonerungsvorgangs.
Je nach gewünschter Punktgröße und den gemessenen Prozeßgrößen stellt die Steuerelektronik 600 den Betrag von VGitter auf jeden erforderlichen Wert bis zu +900 V im Neg/Pos-Modus (-900 V im Pos/Pos-Modus) ein, der vom nachstehend näher beschriebenen Tonerungssteuerungsvorgang bestimmt wird. In gleicher Weise stellt die Steuerelektronik auf jeden erforderlichen Wert bis zu +900 V im Neg/Pos-Modus (-900 V im Pos/Pos-Modus) ein, der ebenfalls vom Tonerungssteuerungsvorgang bestimmt wird.
Des weiteren steuert die Steuerelektronik 600 die Belichtung im Bereich von zwei Größenordnungen durch Kombination von Grob- und Feineinstellungen der Belichtung. Genauer gesagt, ermittelt die Steuerelektronik 600 die erforderliche Lichtenergiemenge, die auf den Fotoleiter auftreffen muß. Nach Ermittlung dieser Menge wählt die Steuerung zunächst eine geeignete Kombination von Neutraldichtefiltern aus. Es sind zwei separate Neutraldichtefilter vorhanden (ein Filter mit einer Übertragungsdichte von 0,7 und ein zweites Filter mit einer Übertragungsdichte von 1,4); daher sind folgende vier Filterkombinationen möglich: keine Filter, eines der beiden Filter oder beide Filter. Danach schiebt das System den/die entsprechenden Filter in den Strahlengang im Lampengehäuse. Gleichzeitig überwacht das System die Lichtstärke der Belichtungslampe IIst und regelt auch aufgrund dieses Werts die Öffnung der Belichtungsblende durch entsprechende Bewegung des Verschlusses 26a (siehe Fig. 3), wie im folgenden näher beschrieben. Wie erwähnt, kann der Verschluß in sehr feinen Stufen öffnen oder schließen, in der Regel in einer Größenordnung von 5 Zehntausendstel Zoll (ca. 0,013 mm). Die Blende ist so geformt, daß sie eine abnehmende Belichtungsstärke an der Blendenseite korrigieren kann.
Darüber hinaus sorgt die Steuerelektronik - neben der Steuerung der Prozeßgrößen, der Belichtung sowie VGitter und VVorspannung - auch dafür, daß alle Teile des Probedrucksystems in der richtigen Reihenfolge arbeiten. Hierzu erhält die Steuerelektronik 600 Eingangssignale von verschiedenen Signalgebern wie z. B. Lagegebern und Verriegelungsschaltern und liefert als Reaktion auf diese und auf das Steuerprogramm verschiedene Ausgangssteuersignale, um verschiedene Stellglieder, Pumpen, Magnet- und Pneumatikventile usw. in der entsprechenden Reihenfolge zu betätigen. Des weiteren bietet die Steuerelektronik auch eine Überwachungsmöglichkeit durch ständige Überwachung verschiedener Statusanzeigen, um anomale Bedingungen (zu hohe Drücke, zu niedrige Flüssigkeitsspiegel, Vakuumabfall, Verriegelung geöffnet usw.) festzustellen und die Arbeitsweise des Systems dementsprechend zu ändern.

B. Hardware-Komponenten -

Fig. 7A-7E zeigt ein Blockschaltbild der Steuerelektronik 600, wobei die korrekte Anordnung der einzelnen Blätter dieser Fig. in Fig. 7 dargestellt ist.
Wie dargestellt, bildet das Mikrocomputersystem 700 das Herz der Steuerelektronik 600; dieses System empfängt analoge und digitale Prozeß-Eingangssignale und liefert analoge und digitale Ausgangssignale zur Prozeßsteuerung. Der Steuerungsalgorithmus ist als Programm realisiert, das im Mikrocomputer gespeichert und von diesem ausgeführt wird.
Die analogen Prozeßeingangssignale bestehen aus den Fotoleiterspannungen Vschwarz, Vweiß und VMittelton, gemessen von den Elektrometern 28h und 28j, die Ist-Stärke der Belichtungslampe IIst, gemessen vom Belichtungsstärkemonitor 26c, und den Ausgangssignalen des Densitometers 28k.
Die digitalen Prozeßeingangssignale bestehen aus der Lage der beiden Belichtungs-Neutraldichtefilter, verschiedenen Maschinenstatussignalen und Daten, die vom Benutzer über die Tastatur 640 am Bedienfeld 36 (siehe Fig. 1) eingegeben werden (d. h. Punktgröße, Dichte, Modus, Eichdurchgang erwünscht oder nicht). Die analogen Ausgangssignale zur Prozeßsteuerung bestehen aus der von der programmierbaren Spannungsquelle 762 erzeugten Spannung VGitter und der von der programmierbaren Spannungsquelle 764 erzeugten Spannung VVorspannung. Bestimmte digitale Ausgangssignale zur Prozeß Steuerung werden vom Mikroprozessor über die Schrittmotorsteuerung 766 und die Relais 768 zum Betätigen der Belichtungssteuerungs-Stellglieder 772 aufgeschaltet, um die gewünschte Belichtungseinstellung zu erhalten. Weitere digitale Prozeß-Ausgangssignale werden über die Magnetventile 775 aufgeschaltet, um das Neutraldichtefilters für den Testabschnitt und die Stellglieder 774 für lichtundurchlässige Marken zu betätigen. Schließlich werden noch weitere digitale Ausgangssignale zur Prozeßsteuerung zum Einschalten der Corona-Hochspannungsversorgung 778 verwendet, über den Densitometer-Lampentreiber 660 zum Einschalten der Densitometerlampe 661 und über diverse Relais und Magnetspulen 782 zur Betätigung verschiedener Systemkomponenten (z. B. Pumpen, Magnetventile usw.) angelegt, um eine korrekte Ablaufsteuerung des Systems zu gewährleisten. Insbesondere ist das Mikrocomputersystem 700 mit einem Standard-16 Bit-Mikroprozessorchip 712 ausgestattet, zum Beispiel mit einem Mikroprozessor Intel 80186. Der Mikroprozessor selbst und seine Hilfsschaltkreise sind über den Standard-Systembus 720 miteinander verbunden.
Die Hilfsschaltkreise bestehen zunächst aus dem Random Access Memory (RAM) 710, dem Read Only Memory (ROM) 715, der Unterbrechungssteuerung 718, der Tastatursteuerung 722 und der Bildschirm (CRT)-Steuerung 724. Im ROM 715 ist das Steuerprogramm gespeichert, das sowohl ausführbare Codes als auch verschiedene Tabellen von Konstanten enthält. Dagegen werden im RAM 710 Meßwerte und aktualisierte Tabellenwerte gespeichert. Da ein Verlust dieser Meßwerte den korrekten Betrieb des Systems gefährden würde, ist der RAM 710 mit dem batteriegestützten Stromkreis 705 verbunden, der bei einem Stromausfall den RAM-Inhalt über die Batterie 702 schützt. Die Unterbrechungssteuerung 718 überwacht verschiedene im Mikroprozessor selbst auftretende Bedingungen, z. B. Anforderungen von Ein-/Ausgangssignalübertragungen, oder im Gesamtsystem auftretende Bedingungen, z. B. Netzeinschaltvorgang oder von einer externen Systemschaltuhr - wie z. B. einem Überwachungszeitgeber (nicht dargestellt, aber allgemein bekannt) - gesteuerter Ablauf des Zeitintervalls, und veranlaßt daraufhin den Mikroprozessor, auf diese Bedingungen entsprechend durch Unterbrechung des normalen Programmablaufs zu reagieren. Die Unterbrechungssteuerung sorgt dafür, daß alle Unterbrechungsanforderungen schnell bearbeitet werden, jedoch ordnet sie Unterbrechungsanforderungen so Prioritäten zu, daß die Unterbrechung höchster Priorität zuerst stattfindet. Die Benutzereingaben (gewünschte Punktgröße, Dichte, Modus und Eichdurchgang gewünscht) werden über die Tastatur 640 eingegeben. Der Tastaturausgang, zum Beispiel 8-Bit-parallel, wird über die Kabel 643 zur Tastatursteuerung 722 geführt. Die Tastatursteuerung 722 wird routinemäßig vom Mikroprozessor 712 abgefragt, um festzustellen, ob eine neue Benutzereingabe vorliegt. Wenn ja, wird sie von der Tastatursteuerung 722 im entsprechenden Intervall auf den Bus 720 aufgeschaltet, der sie wiederum zur Verarbeitung dem Mikroprozessor 712 überträgt. Die Ausgabedaten werden dem Benutzer auf der Sichtanzeige 38 angezeigt, die zum Beispiel aus einem Bildschirm besteht. Zu entsprechenden Zeiten, die das im ROM 715 gespeicherte Programm ermittelt, empfängt die Bildschirmsteuerung 724 Daten vom Systembus 720 und wandelt sie in ein Rasterabtastformat zur Anzeige auf der Sichtanzeige 38 um. Ein solches busgestütztes Mikroprozessorsystem ist Stand der Technik und wird von vielen Herstellern angeboten, z. B. das von der Firma Intel hergestellte MDS-System.
Zusätzlich enthält das Mikroprozessorsystem 700 eine geeignete Umsetzschaltung, damit es als Schnittstelle zu der Steuerstrecke eingesetzt werden kann. Beispielsweise sind die Analogeingang-Schnittstellenschaltungen 670 und 690 mit geeigneten Multiplex-Analog-Digital (A/D) -Umsetzern ausgerüstet, die - vom im ROM 715 gespeicherten Programm gesteuert - jedes Analog-Meßsignal des Prozesses (Fotoleiterspannungen, Ist-Belichtungsstärke und Densitometer-Meßwerte) erfassen und in einen Digitalwert umwandeln und den erhaltenen Digitalwert zur nachfolgenden Verarbeitung durch den Mikrocomputer über die Busse 678 und 688 auf den Systembus 720 aufschalten. Die mit dem Bus 742 verbundene Analogausgang-Schnittstellenschaltung 740 empfängt programmgesteuert digitale Daten vom Mikrocomputersystem über den Bus 742 und wandelt diese mittels geeigneter Digital-Analog (D/A)- Umsetzer in Analogwerte um. Jeder Analogausgang ist ein skaliertes ±10 Spannungssignal. Wie dargestellt, wird ein solches skaliertes Signal als Eingangssignal zur Erzeugung von VGitter auf die programmierbare Spannungsquelle 762 aufgeschaltet, wobei der Eingangsspannungsbereich von ±9 V einem Ausgangs-Gitterspannungsbereich von +900 V entspricht. Das andere skalierte Analogsignal wird als Eingangssignal zur Erzeugung von VVorspannung auf die programmierbare Spannungsquelle 764 aufgeschaltet, wobei der Eingangsspannungsbereich von ±9 V einem Ausgangs-Vorspannungsbereich von ±900 V entspricht.
Die Digital-Ein-/Ausgangssignale zum Mikroprozessorsystem werden über die Digitaleingang-Schnittstellenschaltung 680 und die Digitalausgang-Schnittstellenschaltung 750 geliefert, welche über den Bus 688 bzw. 752 mit dem Systembus 720 verbunden sind. Auf Befehl des im ROM 715 gespeicherten Programms speichert die Digitaleingang-Schnittstellenschaltung 680 den Status verschiedener Digitaleingangssignale und überträgt diese Eingangsdaten zur Verarbeitung an das Mikroprozessorsystem.
Das Mikrocomputersystem schaltet ebenfalls nach Bestimmung durch das Steuerprogramm Daten über den Bus 752 auf die Digitalausgang-Schnittstellenschaltung 750 auf, die wiederum ein Digitalausgangsbit auf den gewünschten Status zur Ansteuerung eines Treibers setzt, um eine gewünschte Funktion (Öffnen der Belichtungsblende, Instellungbringen eines Belichtungs-Neutraldichtefilters, Abschalten der Korona-Spannungsquelle, Einschalten einer Pumpe usw.) des Systems ausführen zu können.
Unter Berücksichtigung dieser Gesamtarchitektur werden nun die speziellen Ein-/Ausgangs-Prozeßverbindungen zwischen dem Probedrucksystem und dem Mikroprozessorsystem 700 beschrieben.
Wie erwähnt, werden die Fotoleiterspannungen Vschwarz, Vweiß und VMittelton, die an jeweils zwei Stellen auftreten, von den elektrostatischen Voltmetern 610, die aus den elektrostatischen Voltmetern 28h und 28j bestehen, gemessen. Das elektrostatische Voltmeter 28h mißt die Spannungen Vschwarz1, Vweiß1 und VMittetton1, während das elektrostatische Voltmeter 28j die Spannungen Vschwarz2, Vweiß2 und VMittetton2 mißt. Diese Spannungsmeßwerte werden über die Kabel 613 an die entsprechenden Eingänge AIN1 und AIN2 des A/D 672 in der Analogeingang-Schnittstellenschaltung 670 übertragen. Wie erwähnt, befindet sich der Belichtungsstärkemonitor 26c (siehe Fig. 1) im Überdruckraum und liegt direkt unter dem Lampengehäuse; er dient zur Messung der Ist-Leistung der Belichtungslampe 26e. Diese Leistung kann schwanken, beispielsweise verursacht durch eine Instabilität der Leistung der Lampe selbst, Änderungen der Luftfeuchte oder Staubansammlung auf den Spiegeln im Lampengehäuse. In jedem Fall erzeugt die Fotozelle 622 im Belichtungsstärkemonitor eine der von der Belichtungslampe erzeugten Lichtstärke proportionale Spannung. Diese Spannung wird an den Verstärker 624 angelegt, der sie auf die als Eingangsspannung vom A/D-Umsetzer 672 benötigte Spannung verstärkt und skaliert. Diese skalierte Spannung, die IIst entspricht, wird über das Kabel 626 an einen weiteren Analogeingang AIN3 zu A/D 672 angelegt. Wie dargestellt, enthält A/D 672 einen einzelnen A/D-Umsetzer mit Multiplexer für die Eingangs-Analogsignale. Als Reaktion auf entsprechende Befehle (einschließlich der entsprechenden Adreßangaben), die vom Mikroprozessorsystem 700 auf den Bus 678 übertragen werden, erzeugen die Bus-Schnittstelle und A/D-Wahlschaltung 674 für den A/D 672 geeignete Steuersignale. Zum Beispiel schaltet die Schaltung 674 geeignete Signale über das Kabel 673 zur Wahl des gewünschten Eingangs-Analogsignals, das umgesetzt werden soll, auf. Danach schaltet die Schaltung 674 ein geeignetes Signal auf das Kabel 675 auf, um eine Analog-/Digital-Umsetzung zu veranlassen. Sobald die Umsetzung erfolgt ist, werden die Digitalergebnisse (Digitalausgang - D/O) parallel über die Kabel 671 auf die Schaltung 674 aufgeschaltet, die wiederum diese Ergebnisse mit einem geeigneten Unterbrechungssignal über den Bus 678 auf das Mikroprozessorsystem 700 aufschaltet.
Die Digital-Signalgeber 630 liefern Digitalmeldungen der Position der beiden Belichtungs-Neutraldichtefilter und verschiedene Zustandsmeldungen. Insbesondere werden zwei Schalter 632 zur Erfassung der Position jedes Belichtungsfilters verwendet. Diese Schalter bestehen aus einem "Home"-Schalter, der erkennt, ob das Filter in seiner Ausgangsstellung, d. h. im Strahlengang, ist, und einem "End of travel"-Schalter, der erkennt, ob das Filter sich außerhalb des Strahlengangs befindet. Das Ausgangssignal dieser Schalter wird auf geeignete Eingänge, DIN, der Eingangs-Schnittstellenschaltung 682 aufgeschaltet. Diese Schaltung interpretiert die geschlossene Schalterstellung als den einen Digitalzustand (d. h. logisch "1") und die offene Schalterstellung als den anderen Digitalzustand (d. h. logisch "0"). Die Ausgänge weiterer Digitalsignalgeber, gemeinsam als diverse Digitaleingänge 634 bezeichnet, werden auf die entsprechenden Eingänge der Eingangs-Schnittstellenschaltung 682 aufgeschaltet. Die Digitaleingänge 634 bestehen aus Digitalsignalen, die von einem physisch mit der Belichtungsblende verbundenen optischen Lagegeber erzeugt werden; dieser erzeugt ein Signal, wenn der Verschluß entweder ganz offen oder ganz geschlossen ist. Die Eingänge 634 umfassen ebenfalls Digitalsignale, die von mehreren Endschaltern erzeugt werden, welche im gesamten Probedrucksystem angeordnet sind und beispielsweise zur Erfassung von Überdrücken, Endbegrenzungen, Vakuumverlusten, Verriegelungsverletzungen, zu niedrigen Flüssigkeitsspiegeln usw. dienen. Zur Erfassung digitaler Eingangsdaten sendet das Mikroprozessorsystem 700 einen geeigneten Befehl (einschließlich der erforderlichen Adreßdaten) an den Bus 688. Nach Eingang dieses Befehls schaltet die Busschnittstelle 684 geeignete Adreßsignale über die Leitungen 687 zur Wahl der gewünschten Digitaleingänge auf. Danach schaltet die Busschnittstelle 684 einen Abtastimpuls über die Leitung 685 an die Eingangs-Schnittstellenschaltung 682. Dieser Impuls veranlaßt die Eingangs-Schnittstellenschaltung, die Digitaleingangsdaten für den/die bestimmten adressierten Digitaleingang/-eingänge zu speichern und danach die erhaltenen Digitaldaten (D/O) über die Leitungen 683 auf die Busschnittstelle 684 aufzuschalten, welche wiederum diese Digitalmeldungen an den Mikroprozessor über den Bus 688 zur nachfolgenden Verarbeitung überträgt.
Die Übertragungsdichte Dtrans wird mit dem hinter der Schwarztonerungsstation 28e1 (siehe Fig. 1) angeordneten Dreifarben-Densitometer 28k bestimmt. Dieses Densitometer besitzt drei separate Fotodetektoren, welche jeweils die Übertragungsdichte einer bestimmten Farbe des getonerten Bilds messen, d. h. Cyanblau, Magentarot und Gelb. Genauer gesagt, schaltet das Mikrocomputersystem 700 zur Messung der Übertragungsdichte die Densitometerlampe 661 ein, wobei ein geeignetes Digitalausgangssignals auf den Densitometerlampentreiber 660 über die Digitalausgangs-Schnittstellenschaltung 750 - die weiter unten beschrieben wird - und die Leitung 662 aufgeschaltet wird. Die Densitometerlampe befindet sich etwas oberhalb der Fotoleiterstrecke und läßt Licht durch den Fotoleiter auf das direkt darunter angeordnete Densitometer 28k treten. Im Betrieb wird die Densitometerlampe 661 vom Mikrocomputer kurz nach Einschalten der Netzspannung eingeschaltet und bleibt dann während des Betriebs der Maschine ständig an, um die Betriebseigenschaften der Lampe zu stabilisieren. Sobald sich der Testabschnitt in der richtigen Position befindet, wählt der Mikrocomputer einen der Fotodetektoren 6531, 6532 oder 6533 zur Messung des Durchlichts durch den Testabschnitt aus. Genauer gesagt, wird der grüne Fotodetektor 6532 gewählt, wenn der Testabschnitt mit Schwarz oder Magentarot getonert wurde; dagegen wird, wenn der Testabschnitt mit Cyanblau oder Gelb getonert wurde, der rote Fotodetektor 6531 bzw. der blaue Fotodetektor 6533 gewählt. Die von jedem Fotodetektor erzeugten Ausgangsspannungen werden dann verstärkt und vom Verstärker 6551 für den Fotodetektor 6531, vom Verstärker 6552 für den Fotodetektor 6532 und vom Verstärker 6553 für den Fotodetektor 6533 entsprechend skaliert. Die skalierten Ausgangsspannungen dieser drei Verstärker werden über die Leitungen 657 zu den jeweiligen Analogeingängen der Analog-Schnittstellenschaltung 690 zur nachfolgenden Digitalisierung auf Befehl des Mikrocomputersystems 700 geführt.
Auf der Ausgangsseite des Mikrocomputersystems 700 stellt die Analogausgangs-Schnittstellenschaltung 740 zwei skalierte ±10 V-Analogausgangsspannungen zur Verfügung, von denen eine als Eingang an die programmierbare Spannungsquelle 762, welche VGitter erzeugt, und die andere als Eingang an die programmierbare Spannungsquelle 764, welche VVorspannung erzeugt, angelegt wird. Die Analogausgangs-Schnittstellenschaltung 740 enthält die D/A-Schaltung 748, die eine Reihe separater D/A-Umsetzer enthält. Nach Erhalt eines entsprechenden Befehls (mit geeigneter dazugehöriger Adreßmeldung) vom Mikrocomputersystem 700 über den Bus 742 schaltet die Busschnittstellen- und D/A-Anwahlschaltung 744 die entsprechenden Signale zur Wahl des entsprechenden D/A-Umsetzers auf die Leitungen 743 auf. Danach werden die Digitaldaten über die Leitungen 746 auf den gewählten D/A-Umsetzer übertragen, gefolgt von einem Abtastsignal über die Leitung 745 zur Speicherung dieser Daten im Eingangsregister des gewählten Umsetzers. Der Umsetzer führt dann eine Digital-Analog- Umsetzung durch und schaltet das erhaltene skalierte +10 V-Analogsignal auf den entsprechenden Analogausgang AOUT auf. Genauer gesagt, stellen die Analogausgangssignale AOUT1 und AOUT2 die Steuerspannung für die programmierbare Spannungsquelle 762 für VGitter bzw. die programmierbare Spannungsquelle 764 für VVorspannung bereit. Die von der Quelle 764 über Ausgang V&sub0;&sub1; erzeugte Hochspannung wird über die Hochspannungsschaltrelais 770 geführt, welche anhand eines geeigneten Anwahlsignals, das als Eingangssignal darauf aufgeschaltet wird, die Spannung VVorspannung an die Walzenelektroden einer der vier Entwickler-Tonerungsstationen anlegt, je nachdem, mit welcher Farbe der Fotoleiter gerade getonert wird. Die Relais 770 besitzen vier getrennte Hochspannungsausgänge V&sub0;&sub1;, V&sub0;&sub2;, V&sub0;&sub3; und V&sub0;&sub4;, die an die gelben Walzenelektroden 792 in der Entwickler-Tonerungsstation 28b1 (siehe Fig. 1), die magentaroten Walzenelektroden 794 in der Entwickler-Tonerungsstation 28c1, die cyanblauen Walzenelektroden 796 in der Entwickler-Tonerungsstation 28d1 bzw. die schwarzen Walzenelektroden 798 in der Entwickler-Tonerungsstation 28e1 angeschlossen sind. Die auf die Relais 770 über die Leitungen 771 aufgeschalteten Anwahlsignale werden von der Digitalausgang-Schnittstellenschaltung 750 anhand geeigneter Ausgangsdaten des Mikrocomputersystems 700 erzeugt.
Zusätzlich stellt die programmierbare Spannungsquelle 764 eine zweite Ausgangsspannung, in der Regel 1000 V, zur Verfügung, welche über Ausgang V&sub0;&sub2; an die Relais 770 angelegt wird. Das Mikrocomputersystem 700 schaltet ein Anwahlsignal über die Leitungen 771 auf die Relais 770 auf zum Anlegen dieser Hochspannung als Ausgangsspannung V&sub0;&sub5; an die Spülköpfe 28f1 und 28g1 (siehe Fig. 1), wenn - wie oben beschrieben - die Vorlagenplatte zum Reinigen des Fotoleiters über die Spülköpfe fährt. Der Mikrocomputer 700 schaltet diese Hochspannung durch Aufschalten eines geeigneten Digitalausgangssignals als Eingangssignal auf die Spannungsquelle 764 auf. Des weiteren legen die Relais 770 auf Befehl des Mikrocomputersystems die Spannung VVorspannung als Ausgangsspannung V&sub0;&sub6; an die Abstreifer der Spüleinrichtung an, die ebenfalls den Fotoleiter wie oben beschrieben reinigen.
Wie erwähnt, erzeugt die Digitalausgangs-Schnittstellenschaltung 750 digitale Ausgangssignale, welche wiederum über geeignete Relais, Magnetspulen und Steuereinheiten zur Betätigung verschiedener Systemfunktionen aufgeschaltet werden. Genauer gesagt, schaltet die Busschnittstelle 754 anhand eines geeigneten Befehls (mit zugehöriger Adresse und Daten) vom Mikrocomputersystem 700 über den Bus 752 die Daten über die Leitungen 757 auf und wählt dann den/die entsprechenden Digitalausgangstreiber durch Aufschalten geeigneter Signale auf die Leitungen 757 an. Danach schaltet die Busschnittstelle 754 ein Signal über die Leitung 755 zur Übernahme der Daten in den Eingang der angewählten Treiber der Digitalausgangstreiber 758 auf. Die Digitalausgänge (DO) dieser Treiber ändern sofort den Zustand, um sich an die übertragenen Daten anzupassen.
Die Belichtungssteuerung wird von den Belichtungssteuerungs- Stellgliedern 772 bewirkt. Diese Stellglieder bestehen aus drei einzelnen Motoren 7721, 7722 und 7723. Der Motor 7721 ist ein Schrittmotor mit einer Welle, die je nach der Impulsfolge der von der Schrittmotorsteuerung 766 erzeugten 24 V-Impulse schrittweise in die eine oder andere Richtung dreht. Die Welle ist über ein Gestänge, wie oben beschrieben, mit dem Verschluß 26a (siehe Fig. 1 und 3) verbunden, welcher die Belichtungsblende öffnet und schließt. Jede Inkrementalbewegung des Verschlusses wird von den Spannungen an zwei separaten Digitalausgängen der Treiber 758, die über die Leitungen 763 an die Schrittmotorsteuerung 766 angelegt werden, erzeugt. Die Motoren 7722 und 7723, die ebenfalls in zwei Richtungen drehen, positionieren - je nach Erfordernis des Steuerprogramms - entsprechend die beiden Belichtungs- Neutraldichtefilter entweder ganz innerhalb oder außerhalb des Strahlengangs der Belichtungslampe 26e. Diese beiden Motoren werden von entsprechenden Ausgangsbits angetrieben, welche von den Treibern 758 erzeugt und über die Leitungen 769 auf die Relais 768 aufgeschaltet werden.
Während des Tonerungsvorgangs und nach Erfordernis des Steuerprogramms wird entweder einer oder beide der zwei Neutraldichtefilter und/oder eine lichtundurchlässige Marke für den Testabschnitt von den pneumatischen Stellantrieben 774, genauer gesagt von den zwei Pneumatikzylindern 7741 und 7742, in die gewünschte Stellung gebracht, d. h. zwischen die Testabschnitte des Fotoleiters und die Belichtungslampe. Diese Zylinder werden von den elektrisch betätigten Pneumatikventilen 775 gesteuert. Diese Ventile werden durch entsprechende Digitalsignale, die über die Leitungen 776 von den Digitalausgangstreibern 758 kommen und vom Mikrocomputersystem 700 als Digitalausgangsdaten stammen, betätigt.
Ein separates Digitalausgangsbit der Digitalausgangstreiber 758 wird verwendet, um die Hochspannungsquelle 778 vom Programm aus einzuschalten. Diese liefert eine stromabhängige 600 Hz-Wellenform von ca. 6000 V, die an die beiden Koronaelektroden 24e1 und 24e2 in jedem der sechs U-förmigen Kanäle in der Ladevorrichtung 24c (siehe Fig. 2) angelegt wird. Wie oben beschrieben, reicht diese Spannung aus, um die Umgebungsluft zu ionisieren und dadurch ein Feld geladener Teilchen zu erzeugen. In gleicher Weise werden weitere Digitalausgangsbits der Treiber 758 über die Leitungen 781 über die Relais und Magnetspulen 782 zur sequentiellen Einschaltung diverser Systemkomponenten wie z. B. Pumpen, Motoren, Ventile usw. aufgeschaltet, die für den korrekten Betriebsablauf des gesamten Probedrucksystems sorgen.
Die Belichtungslampe 26e ist eingeschaltet, sobald das Probedrucksystem mittels des Hauptschalters 784 mit Netzspannung versorgt wird. Durch den Dauerbetrieb der Lampe werden die Betriebseigenschaften der Lampe vorteilhaft stabilisiert, und ihre Lebensdauer wird verlängert.

Steuerungssoftware -

Nach Beschreibung der Hardware des Probedrucksystems der vorliegenden Erfindung wird nun die zur Steuerung des Systems verwendete Software näher beschrieben.

A. Überblick -

Wie oben erwähnt, basiert das Steuerprogramm und insbesondere der darin verwendete Steuerungsalgorithmus auf der Modellierung der vier im System der Erfindung ablaufenden elektrofotografischen Vorgänge: Laden, Belichtung, Fotoleiter-Spannungsverlust und Entwickeln. Um eine äußerst genaue Soll-Güte zu erreichen, besteht der Steuerungsalgorithmus aus zwei grundlegenden Durchgängen: Eichen und Tonern. Während des Eichdurchgangs findet kein Tonern statt. Jedoch mißt das System die Anfangsspannung des Fotoleiters und bestimmt gewisse Parameter voraus, die auf die Güte der Lade-, Belichtungs- und Ladungsverlustvorgänge schließen lassen. Der Eichdurchgang - der aus einem einzigen Schritt besteht, bei dem kein Tonern stattfindet - ergibt eine Reihe von Parameterwerten, die während des/der folgenden Tonerungsdurchgangs/-durchgängen verwendet werden. Der Eichdurchgang muß mindestens einmal vor Beginn des Tonerungsdurchgangs durchgeführt werden, damit das System eine Reihe gültiger Ausgangsbedingungen festlegen kann. Nach Abschluß des Eichdurchgangs kann der Tonerungsdurchgang gestartet werden. Während der nachfolgenden Tonerungsschritte benutzt das Mikrocomputersystem zuerst die Modelle, um die Güte der tatsächlich im Probedrucksystem danach ablaufenden elektrofotografischen Vorgänge vorauszubestimmen und dann die Werte der geregelten Verfahrensparameter (Spannungen VGitter und VVorspannung sowie Belichtungseinstellungen) zu erzeugen, wobei Benutzereingabedaten und aktualisierte Werten eines früheren Schritts verwendet werden, damit die Ist-Werte der Steuerparameter für die Lade-, Belichtungs- und Entwickler- Tonerungsstationen korrekt eingestellt werden. Danach werden die Ist-Werte der Verfahrensparameter während dieses Schritts (Übertragungsdichten und Fotoleiterspannungen bei sich ändernden Belichtungsbedingungen) gemessen. Zum Schluß aktualisiert das Mikrocomputersystem alle von ihm vorausbestimmten Verfahrensparameter anhand der gemessenen Betriebsdaten für die folgenden Schritte. Die Vorausbestimmung der Soll-Güte/Abschätzung der Parameter und Aktualisierung wird bei jedem nachfolgenden Tonerungsschritt wiederholt. Zur Vereinfachung der nachfolgenden Beschreibung der Software wird eine detaillierte Darstellung der für jedes Modell verwendeten Gleichungen auf einen späteren Abschnitt verschoben.

B. Hauptregelkreis -

Unter Bezugnahme auf diesen Überblick stellt Fig. 8 ein Flußdiagramm der Haupt-Programmschleife des Steuerprogramms dar.
Sobald das System der vorliegenden Erfindung eingeschaltet wird, führt das Mikrocomputersystem 700 (siehe Fig. 7) den Block 810 für verschiedene Netzeinschaltfunktionen wie z. B. Initialisierung der Parameterwerte durch Übertragung bestimmter Daten vom ROM in den RAM aus. Danach geht die Steuerung über den Pfad 815 an die Benutzereingabe-Routine 820 über. Diese Routine, die nachstehend im Zusammenhang mit Fig. 9 näher erläutert wird, fordert die Bedienungsperson auf, verschiedene Parameter, d. h. gewünschte Punktgröße, gewünschte Dichte, gewünschter Modus und ob der Eichdurchgang ausgeführt werden soll oder nicht, einzugeben. Danach geht die Steuerung auf den Entscheidungsblock 830 über. Nun ermittelt das System, ob die vom Benutzer eingegebene Punktgröße oder Modus-Wahl sich seit dem letzten Schritt geändert oder ein Neustart stattgefunden hat. Bei einer Änderung der Punktgröße oder Modus-Wahl oder einem gerade stattgefundenen Neustart und Start-Initialisierung muß das System geeicht werden. In diesem Fall verläßt die Steuerung den Entscheidungsblock 830 über den Pfad "JA" 833 und geht zum Ausführungsblock 840, der nachstehend im Zusammenhang mit Fig. 10 näher beschrieben wird; dadurch wird das System der vorliegenden Erfindung veranlaßt, einen Eichschritt durchzuführen. Haben sich dagegen keine Benutzer-Wahlmöglichkeiten geändert und hat kein Neustart stattgefunden (d. h. der direkt davor ablaufende Schritt war entweder ein Eich- oder Tonerungsschritt), dann geht die Steuerung über den Pfad "NEIN" 835 zum Ausführungsblock 850. Die Ausführung dieses Blocks, der nachstehend im Zusammenhang mit Fig. 11 näher beschrieben wird, veranlaßt das System der vorliegenden Erfindung, einen Tonerungsschritt durchzuführen.
Nach Beendigung des Eich- bzw. Tonerungsschritts geht die Steuerung an den Ausführungsblock 860 über. Während der Ausführung dieses Blocks berechnet und speichert das Mikrocomputersystem 700 (siehe Fig. 7) neue Werte der vorausbestimmten Parameter (Prozeßgrößen und Variablen) anhand der aus dem direkt davor abgelaufenen Schritt (Eichen oder Tonern) erhaltenen Meßwerte für die Modelle des elektrofotografischen Verfahrens (die "Modelle"). Je nach Parameter wird dieser entweder beim nächsten Tonerungsschritt oder beim nächsten Probedruck verwendet. Die beim nächsten Probedruck verwendeten Parameter werden entweder für denselben Schritt oder den Tonerungsschritt die gleiche Farbe wie beim gerade beendeten Schritt verwendet. Nach Abschluß dieser Schätzungen werden die Datentabellen mit den erhaltenen Parameter-Schätzwerten aktualisiert.
Nach der Aktualisierung geht die Ausführung zum Entscheidungsblock 880 weiter, der ermittelt, ob der Probedruck fertig ist, d. h. ob alle Tonerungsschritte nacheinander ausgeführt oder übersprungen wurden. Ist der Probedruck nicht fertig, dann geht die Ausführung über den Pfad "NEIN" 855 zum Entscheidungsblock 830 weiter. Ist dagegen der Probedruck fertig, dann geht die Ausführung über den Pfad "JA" 888 zum Ausführungsblock 820 weiter, wo der Benutzer die Daten für den nächsten Probedruck eingibt.

C. Benutzereingabe-Routine 820 -

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm der in Fig. 8 dargestellten Benutzereingabe-Routine 820.
Nach Einstieg in die Benutzereingabe-Routine wird zuerst Block 910 ausgeführt. Mit diesem Block erscheint eine Meldung in der Anzeige 38 (siehe Fig. 7), die den Benutzer zur Eingabe des gewünschten Auszugsmodus, d. h. Pos/Pos oder Neg/Pos, auffordert. Sobald der Benutzer seine Wahl durch Eingabe über die Tastatur 640 (siehe Fig. 7) getroffen hat, geht die Ausführung zu Block 920 weiter. Hier fordert das Mikrocomputersystem 700 (siehe Fig. 7) den Benutzer auf, anzugeben, ob ein Eichdurchgang gewünscht wird. Sobald der Benutzer seine Wahl durch Eingabe über die Tastatur getroffen hat, geht die Ausführung zu Block 930 weiter. Während der Ausführung dieses Blocks wird der Benutzer aufgefordert, den gewünschten Dichtewert einzugeben. Dem Benutzer wird eine beliebige Skala ganzer Zahlen von -6 über 0 bis +6 vorgelegt, wobei 0 die Standarddichte nach der Specification Web Offset Publication (SWOP) darstellt. Diese Skala mit 13 möglichen Dichtewerten liefert einen vollen Einstellbereich von 0,6 Standard-Dichteeinheiten. Sobald der Benutzer den gewählten Wert über die Tastatur eingegeben hat, geht die Ausführung zu Block 940 weiter. Dort wird der Benutzer aufgefordert, in der Anzeige die gewünschte Punktgröße auszuwählen. Insbesondere wird ein Ganzzahlenbereich von 0 bis 6 angezeigt. Damit kann der Benutzer die Punktgröße in sechs Schritten (beispielsweise von 0% bis +15% im Neg/Pos-Modus) verändern. Nach Eingabe der gewünschten Punktgröße geht die Ausführung zu Block 950 weiter, wo der Benutzer aufgefordert wird, anzugeben, ob ein Tonerungsschritt übersprungen werden soll. Obwohl der Ablauf der Tonerungsschritte festgelegt ist, können auf Wunsch des Benutzers einzelne Tonerungsschritte dieses Ablaufs übersprungen werden. Danach verläßt die Steuerung die Benutzereingabe-Routine 820.

D. Eichdurchgangs-Routine 840 -

Fig. 10 ist ein Flußdiagramm der in Fig. 8 dargestellten Eichdurchgangs-Routine 840.
Nach dem Start dieser Routine geht die Steuerung zu Block 1010. Mit diesem Block, der nachstehend im Zusammenhang mit Fig. 12 näher beschrieben wird, wird die Belichtung gesteuert. Insbesondere bestimmt das Mikrocomputersystem während der Ausführung dieses Blocks den entsprechenden Belichtungswert für den Eichdurchgang. Nach Festlegung des Werts wählt der Mikrocomputer, falls zutreffend, das zu verwendende Belichtungs-Neutraldichtefilter aus und bestimmt die korrekte Blendenöffnung. Danach überträgt der Mikrocomputer die entsprechenden Steuersignale an die Motoren 7722 und 7723 der Belichtungs-Neutraldichtefilter (siehe Fig. 7), damit sie das/die richtige/n Filter in Position bringen. Gleichzeitig stellt der Mikrocomputer ebenfalls die Blendenöffnung anhand von Richtungsangaben und die erforderliche Anzahl von Impulsen an die Schrittmotorsteuerung 766 (siehe auch Fig. 7) zur entsprechenden Bewegung des Verschlusses ein.
Nach Einstellung der korrekten Belichtung geht die Steuerung zum Block 1020. Durch Ausführung dieses Blocks erhält man einen berechneten Wert der Gitterspannung VGitter. Nach der Berechnung wird dieser Wert auf einen Wert zwischen ±10 V skaliert. Dann sendet der Mikrocomputer einen Befehl an die Analogausgangs-Schnittstellenschaltung 740 (siehe Fig. 7), eine dieser skalierten Spannung äquivalente Analogspannung an den Steuereingang (Vin) der programmierbaren Spannungsquelle 762 anzulegen. Damit wird die am Ladegitter anstehende Spannung auf den berechneten Wert VGitter eingestellt.
Nach Einstellung der Gitterspannung geht die Steuerung zu Block 1040 zur Messung der Fotoleiterspannung auf den Testabschnitten mittels des in der Entladestrecke der Belichtungsstation angeordneten elektrostatischen Voltmeters 28h und des direkt unter der Gelb-Tonerungsstation angeordneten Elektrometers 28j (siehe Fig. 7). Nach Messung dieser Werte verläßt die Steuerung diese Routine.

E. Tonerungsschritt-Routine 850 -

Fig. 11 ist ein Flußdiagramm der in Fig. 8 dargestellten Tonerungsschritt-Routine 8540.
Nach dem Start dieser Routine geht die Steuerung zuerst zu Block 1010, mit dem der entsprechende Belichtungswert für den Modus bestimmt wird, und stellt dann, wie oben beschrieben, die Blendenöffnung ein und wählt die entsprechenden Belichtungs-Neutraldichtefilter aus.
Danach erfolgt die Tonerungssteuerung. Zuerst führt der Mikrocomputer 700 (siehe Fig. 7) den Block 1110 aus, um den gewünschten Wert der effektiven Spannung WΔV an der Entwicklerstation zu erhalten. Der WΔV-Istwert ist die tatsächliche Spannungsdifferenz, die für das Aufbringen des Toners auf den Fotoleiter an einer bestimmten Tonerungsstation benötigt wird. Physikalisch handelt es sich bei dieser Spannung um die Differenz zwischen der am Entwicklungskopf anstehenden Spannung VVorspannung abzüglich der in den zu tonernden Bereichen des Fotoleiters anstehenden Spannung. Wie nachstehend näher beschrieben, hängt der gewünschte WΔV- Wert für die beim gerade stattfindenden Probedruck (Probedruck n+1) getonerte Farbe hauptsächlich von der vom Benutzer gewählten Dichte und dem für den vorhergehenden Probedruck (Probedruck n) verwendeten WΔV-Wert und der für dieselbe Farbe erzielten Dichte ab. Nach Berechnung eines Werts für WΔV geht die Steuerung zum Block 1115, wo der Belichtungswert benutzt wird, um das Spannungsverhältnis Vweiß/Vschwarz vorauszubestimmen, das im folgenden mit Wert "A" bezeichnet wird. Danach wird der gewünschte Wert Vschwarz für den gerade ablaufenden Schritt Vschwarz(ber.) in Block 1120 berechnet. Nach Berechnung und Speicherung von Vschwarz geht die Steuerung zum Block 1130 zur Berechnung eines Ausgangswerts von VVorspannung anhand der vorgegebenen Werte WΔV, A und Vschwarz(ber.).
Danach geht die Steuerung zu Block 1020, wo der Wert der Gitterspannung VGitter berechnet wird. Danach geht die Ausführung zu Block 1030, wo die Ist-Spannung des Gitters auf den wie oben beschrieben berechneten VGitter-Wert gebracht wird.
Nach Durchführung dieser Schritte führt der Mikrocomputer 700 (siehe Fig. 7) den Block 1135 aus und schaltet die entsprechenden Digitalsignale über die Digitalausgangs-Schnittstellenschaltung 750 zum Anwählen der entsprechenden Entwickler-Tonerungsstation für den gerade auszuführenden Tonerungsschritt auf. Danach sendet der Mikrocomputer ähnlich wie im Fall der Gitterspannung einen Befehl an die Analogausgangs-Schnittstellenschaltung 740, eine skalierte Analogspannung an den Steuereingang (Vin) der programmierbaren Spannungsquelle 764 anzulegen. Damit wird die Hochspannung, die als Eingang den Hochspannungs-Schaltrelais 770 und von diesen den Walzenelektroden der angewählten Entwickler-Tonerungsstation zur Verfügung gestellt wird, zum VVorspannung Ausgangswert.
Nun werden die Spannungen aller Testabschnitte mit dem elektrostatischen Voltmeter 28h, gesteuert vom Ausführungsblock 1137, gemessen. Der VVorspannung-Ausgangswert wird von Block 1140 so eingestellt, daß Vorausbestimmungsfehler in der Gleichung zur Berechnung der Ausgangs-Vorspannung, wie im folgenden näher beschrieben, so-korrigiert werden, daß sich ein vorläufiger Wert für VVorspannung ergibt.
Danach führt das Mikrocomputersystem 700 - außer bei Gelb- Tonerungsschritten - in Block 1150 Messungen der Fotoleiterspannungen in den unbelichteten, belichteten und Mittelton- Testabschnitten mit dem nach der Gelb-Entwickler-Tonerungsstation (siehe Fig. 7) angeordneten elektrostatischen Voltmeter 28j aus. Danach wird die Berechnung der Vorspannung anhand dieser beiden Fotoleiterspannungsmessungen und des vorläufigen Vorspannungswerts wiederholt. Dadurch erhält man den endgültigen Wert von VVorspannung. Da die Vorlagenplatte zu diesem Zeitpunkt noch nicht den gewählten Entwicklerkopf erreicht hat, wird die von der programmierbaren Spannungsquelle 764 erzeugte Spannung durch Ausführung des Blocks 1170 auf den endgültigen Wert von VVorspannung eingestellt. Danach wird der Ausführungsblock 1180 ausgeführt, mit dem verschiedene mechanische Systemkomponenten an der gewählten Entwickler-Tonerungsstation wie z. B. Luftmesser und Tonerpumpen zum Tonern des Fotoleiters eingeschaltet werden. Während des Tonerns des Fotoleiters in der gewählten Entwickler-Tonerungsstation wird ebenfalls Block 1190 zur Messung der Übertragungsdichte (Dtrans) jedes Testabschnitts auf dem getonerten Fotoleiter ausgeführt. Mit diesen Meßwerten werden die Datentabellen aktualisiert. Nach Messung aller Übertragungsdichten verläßt die Steuerung diese Routine.

F. Belichtungseinstell-Routine 1010 -

Fig. 12 ist ein Flußdiagramm der in Fig. 10 dargestellten Belichtungseinstell-Routine 1010.
Nach dem Start dieser Routine geht die Steuerung zu Block 1210. Hier greift das Mikrocomputersystem 700 (siehe Fig. 7) auf eine Datentabelle zur Bestimmung eines entsprechenden Belichtungswerts ("E") zu. In einem Eichdurchgang wird der entsprechende Belichtungswert E von dem vom Benutzer gewählten Modus bestimmt.
Handelt es sich dagegen beim gerade ablaufenden Schritt um einen Tonerungsschritt, so wird die Belichtung von der vom Benutzer gewählten Punktgröße, dem Modus und der Farbe für diesen Tonerungsschritt bestimmt. Nach Erhalt dieses Wertes geht die Steuerung zu Block 1220, der nach Ausführung einen Wert vom Belichtungsstärkemonitor 26c über die Analogausgang-Schnittstellenschaltung 670 erhält, der der Ist-Stärke (IIst) der Belichtungslampe 26e (siehe Fig. 7) entspricht. Danach führt das Mikrocomputersystem den Block 1230 aus und greift auf eine Konstanten-Suchtabelle zu, um den erwarteten Wert (Ierw) der von der Belichtungslampe erzeugten Lichtstärke zu erhalten.
Nach Bestimmung dieser Werte wird Block 1240 ausgeführt. Hier vergleicht der Mikrocomputer die zwei Lichtstärkewerte und stellt dann den Belichtungswert E zum Ausgleich etwaiger Differenzen zwischen der tatsächlichen Belichtungslampenstärke IIst und der erwarteten Lampenstärke Ierw auf die eingestellte Belichtung En+1 ein.
An dieser Stelle wird Block 1250 zur Anwahl des/der entsprechenden Belichtungs-Neutraldichtefilter/s und zur Berechnung der korrekten Belichtungsblendenöffnung ausgeführt, um den Belichtungswert En+1 zu erhalten. Danach wird Block 1260 ausgeführt. Hier schaltet der Mikrocomputer 700 geeignete Digitalsignale über die Digitalausgang-Schnittstellenschaltung 750 und die Relais 768 auf den Motor 7722 und/oder Motor 7723 auf, um das/die Filter in ihre korrekte Position im Lampengehäuse (siehe Fig. 7) zu bringen. Darüber hinaus erzeugt der Mikrocomputer eine digitale Impulsfolge über die Leitungen 763, damit der Schrittmotor 7721 die Verschlußöffnung entsprechend ändert. Insbesondere werden diese Impulse über die Digitalausgang-Schnittstellenschaltung 750 und die Leitungen 763 auf die Schrittmotorsteuerung 766 aufgeschaltet, damit der Schrittmotor 7721 den Verschluß schrittweise so bewegt, daß die Blende entsprechend öffnet. Nach korrekter Einstellung der Belichtung verläßt die Steuerung diese Routine.

Modelle der elektrofotografischen Vorgänge

A. Überblick -

Wie bereits erwähnt, basiert der Steuerungsvorgang, der im System der vorliegenden Erfindung angewandt wird, auf vier empirisch abgeleiteten mathematischen Modellen: einem Ladungsmodell, einem Belichtungsmodell, einem Ladungsverlustmodell und einem Entwicklermodell zur Beschreibung der tatsächlich im Probedrucksystem der vorliegenden Erfindung ablaufenden elektrofotografischen Vorgänge. Diese Modelle werden nach jedem Schritt anhand der während dieses Schritts erhaltenen Meßwerte aktualisiert. Insbesondere werden die Ladungs-, Belichtungs- und Ladungsverlustmodelle nach dem Eichdurchgang und alle Modelle nach jedem Tonerungsschritt aktualisiert. Zu Beginn jedes der aufeinanderfolgenden Tonerungsschritte für den herzustellenden Probedruck wird die hierfür zu verwendende Belichtung wie oben beschrieben bestimmt, und die Modelle werden umgekehrt, um genaue Werte für alle Steuerungsparameter VGitter und VVorspannung für eine größtmögliche Soll-Güte des Systems zu erhalten. Wie erwähnt, erhält man die Ausgangswerte für diese Modelle aus dem Eichdurchgang. Ein Eichdurchgang wird immer dann ausgeführt, wenn der Benutzer die Eingabedaten (d. h. Punktgröße, Dichte oder Modus) ändert, dem Probedrucksystem den Befehl gibt, einen Eichdurchgang auszuführen, oder aber, wenn das System zum erstenmal gestartet wird. Für die Eichberechnungen werden sowohl Parameterwerte aus Datentabellen als auch aus dem Eichdurchgang selbst erhaltene Meßwerte verwendet.
Das Ladungsmodell bestimmt mathematisch die auf den Fotoleiter vom Ladegitter aufgebrachte Spannung voraus. Die Spannung des unbelichteten Fotoleiters Vschwarz ist eine lineare Funktion der Ladegitterspannung VGitter. Das Belichtungsmodell schätzt die Fotoleiterspannungen nach Belichtung (VMittelton und Vweiß) ab, die in den belichteten und weniger belichteten Bereichen des Fotoleiters in Abhängigkeit von den tatsächlichen Belichtungen entstehen. Diese Fotoleiterspannungen nach Belichtung sind nichtlineare Funktionen der tatsächlichen Belichtung. Das Ladungsverlustmodell schätzt den Ladungsverlust ab, den der Fotoleiter nach Verlassen der Belichtungsstation erfährt. Der Ladungsverlust ist eine lineare Funktion der Spannung des unbelichteten Fotoleiters und wird vom Elektrometer 28j anhand eines Zeitmaß-Multiplikationsfaktors zu der Entwickler-Tonerungsstation extrapoliert, an welcher der derzeitige Tonerungsschritt stattfindet. Zum Schluß bestimmt das Entwicklermodell die Übertragungsdichte des getonerten Bilds bei gegebener effektiver Entwicklungsspannung WΔV voraus.
Ein detailliertes Flußdiagramm des im System der vorliegenden Erfindung verwendeten Tonerungs-Steuerungsalgorithmus ist in Fig. 13A-13C dargestellt, wobei die korrekte Anordnung der einzelnen Blätter dieser Fig. in Fig. 13 enthalten ist.
Wie dargestellt, laufen im Probedrucksystem folgende vier elektrofotografischen Vorgänge ab: der Ladevorgang 1410, der Fotoleiter-Belichtungsvorgang 1420, der Fotoleiter-Ladungsverlustvorgang 1430 und der Entwickler- (oder Tonerungs-) Vorgang 1440 - jeweils ganz rechts in dieser Fig. abgebildet. Die anderen Felder dieser Fig. stellen Berechnungen dar. Die für die Tonerungssteuerung benötigten Berechnungen der Verfahrensparameter sind die Berechnung der effektiven Entwicklungsspannung 1310, der Ausgangsspannungen VVorspannung und Vschwarz 1320, VGitter 1330, der Voreinstellung von VVorspannung 1360 und der endgültigen Einstellung von VVorspannung 1380. Die Berechnungen zur Aktualisierung der vier Hauptmodelle der elektrofotografischen Vorgänge sind dargestellt als Berechnungen zur Aktualisierung des Lademodells 1350, des Ladungsverlustmodells 1370 und des Entwicklermodells 1390. Die Linien, entweder durchgezogen wie z. B. Linie 1326 oder gestrichelt wie z. B. Linie 1375, die jedes Berechnungsfeld mit einem anderen verbinden, stellen Parameter dar, die zwischen den einzelnen Berechnungen weitergegeben werden. Hierin stellen die durchgezogenen Linien Parameter dar, die Eingang in andere Berechnungen-für den derzeitigen Schritt finden. Dagegen stellen die gestrichelten Linien Parameter innerhalb des Schritts oder Probedrucks dar, d. h. Parameter, die für den derzeitigen Schritt nicht mehr verwendet, aber für den nächsten Schritt oder denselben Schritt oder dieselbe Farbe während des nächsten Probedrucks gespeichert werden. Die durchgezogenen Linien, die ein Berechnungsfeld mit einem Verfahrensfeld verbinden, stellen einen berechneten Wert zur Einstellung eines geregelten Verfahrensparameters dar, wie z. B. Linie 1338 für VGitter und die Linien 1442 für VVorspannung.
Unter Bezugnahme auf diesen Überblick werden nun die speziellen Berechnungen beschrieben, die während der Tonerungssteuerung durchgeführt werden u

B. Berechnungen zur Tonerungssteuerung -

Zum leichteren Verständnis der Berechnungen wird in der folgenden Beschreibung angenommen, daß alle Parameter des Modells bereits aktualisiert sind, entweder weil gerade ein Eichdurchgang stattgefunden hat oder ein Tonerungsschritt abgeschlossen ist. Wenn alle Berechnungen zur Tonerungssteuerung unter dieser Annahme beschrieben sind, wird die Aktualisierung erläutert. Die nachfolgende Erläuterung konzentriert sich auf den Neg/Pos-Modus. Sie gilt gleichermaßen für den Pos/Pos-Modus; wo zutreffend, werden Unterschiede dieser Modi vermerkt.
Weil während eines Eichdurchgangs keine Tonerung stattfindet, wird während der Eichung keine Voreinstellung der VVorspannung 1360 und endgültige Einstellung der VVorspannung 1380 vorgenommen. Dagegen werden während eines Tonerungsschritts alle Verfahrensberechnungen ausgeführt u

1. Berechnungen der effektiven Spannung 1310 -

In diesen Berechnungen werden folgende Spannungen verwendet:
WΔV = VVorspannung - (VBild - VVerlust)
Darin sind: VBild die Spannung Vweiß im belichteten Zustand in Neg/Pos-Modus und die Spannung Vschwarz im unbelichteten Zustand in Pos/Pos-Modus. VVerlust ist das Absinken der VBild für die entsprechende Farbe nach Verlassen der Belichtungsstation bis zur Entwickler-Tonerungsstation.
Wie oben beschrieben, ist der Wert WΔV die effektive Spannung an der Entwickler-Tonerungsstation, die für das Tonern des Fotoleiters beim Durchlauf durch diese Station benötigt wird. Wie bereits erwähnt, ist diese Spannung zur Einstellung der gewünschten Dichte erforderlich.
Zur Berechnung des Werts von WΔV für den derzeitigen Schritt (n+1) wird das Entwicklermodell wie folgt verwendet:
WΔVn+1 = WΔVn + (Dn+1 - Dn)/ γ (1)
In diesem Modell wird eine lineare Differenzialgleichung für die Beziehung zwischen der effektiven Entwicklungsspannung der derzeitigen Farbe mit der effektiven Entwicklungsspannung derselben Farbe beim vorhergehenden Probedruck und der Dichtedifferenz verwendet, wobei Dn die gemessene Übertragungsdichte für dieselbe Farbe beim vorhergehenden Probedruck und Dn+1 die vom Benutzer gewünschte Dichte für den derzeitigen Probedruck darstellt. γ ist der Wert für die Steigung der Geraden der Gleichung (1) und wird nun als Konstante angenommen. Der Wert von γ wird gegebenenfalls geändert, wenn das Entwicklermodell am Ende des Schritts aktualisiert wird.

2. Berechnungen von Vschwarz und Ausgangs-VVorspannnung 1320 -

Sobald WΔV berechnet ist, bestimmt das System den Belichtungseffekt beim derzeitigen Schritt voraus. Hierfür wird, wie oben beschrieben, der Belichtungswert E einer Suchtabelle entnommen. Bei gegebenem Belichtungswert und verschiedenen Parameterwerten und Konstanten wird das Belichtungsmodell verwendet, um die Belichtung mit A, dem Verhältnis der Spannungen im belichteten und unbelichteten Zustand in Beziehung zu setzen:
Vweiß/Vschwarz = A = (1-d)e-(bE) + d (2)
Darin sind: b = Parameter für die Filmempfindlichkeit
c = Konstante (siehe unten)
d = Parameter für den maximalen Wert der Fotoleiterentladung. Diese Gleichung ist in Fig. 14 grafisch dargestellt.
Der Parameter b für die Filmempfindlichkeit läßt sich aus der Entladungskurve als reziprok der Belichtung mit der maximalen Steigung, d. h. dem Filmempfindlichkeitspunkt B entnehmen. Der Parameter d für die maximale Entladung ist der niederste A-Wert, den man durch Belichtung des Films erreichen kann. Am Ende eines Tonerungsschrittes werden die Werte b und d aktualisiert. Der Wert c ist ein fester, fotoleiterabhängiger Parameter für den Kontrast. Der Wert der Konstante c wird empirisch ermittelt und wird vom System nicht aktualisiert. Eine Tabelle der entsprechenden Werte für c wird einfach gespeichert und entsprechend vom Belichtungsmodell abgerufen. Der Wert c ändert sich mit dem Schritt und Modus; daher enthält die Tabelle entsprechende c-Werte für gegebene Modus- und Schrittdaten.
Nun wird der gewünschte Wert für Vschwarz mit folgender Gleichung berechnet:
Vschwarz(ber.) = ± (WΔV + WΔV')/(1-A) (3a)
(+ für Neg/Pos-Modus, - für Pos/Pos-Modus)
außer beim ersten Schritt im Pos/Pos-Modus, wo für die unterschiedlichen Ladungsverluste der belichteten und unbelichteten Bereiche des Fotoleiters folgender Ausdruck verwendet werden muß:
Vschwarz(ber.) = - (WΔV + WΔV' + MFarbe (e-f)) 1-A = MFarbe (R-S) (3b)
Hier entsprechen die unterschiedlichen Steigungen des Ladungsverlustmodells R und S den unterschiedlichen Ladungsverlusten der unbelichteten bzw. belichteten Bereiche; das gleiche gilt für die unterschiedlichen Abschnitte (e und f) des Ladungsverlustmodells. Der Zeitmaß-Multiplikationsfaktor MFarbe erscheint ebenfalls in diesem Ausdruck.
Das effektive Hintergrundpotential WΔV' ist die Differenz zwischen der Vorspannung der Walzenelektrode der Entwickler- Tonerungsstation und dem Ladungsverlust im Nichtbildbereich gemäß folgender Gleichung:
WΔV' = (VNichtbild = VVerlust) = VVorspannung
Darin sind: VNichtbild = Vschwarz in Neg/Pos-Modus und Vweiß in Pos/Pos-Modus, und VVerlust = Ladungsverlust im Nichtbildbereich. Die Spannung WΔV' steuert das Hintergrundrauschen. Wird diese Spannung zu niedrig, dann erscheint in den Nichtbildbereichen eine unerwünschte Tonerung. Der Steuerungsvorgang versucht, den Betrag von WΔV' konstant bei ca. 100 V zu halten, um das Hintergrundrauschen so weit wie möglich zu reduzieren (100 V bei allen Schritten im Neg/Pos- Modus, jedoch im Pos/Pos-Modus 55 V bei Schritt 1 und 50 V bei allen Folgeschritten) u
Zur Berechnung des Ausgangswerts von VVorspannung benötigt das System Daten über den erwarteten Fotoleiter-Ladungsverlust, der beim Transport des belichteten Fotoleiters von der Belichtungsstation zur jeweiligen Entwickler-Tonerungsstation des derzeitigen Schritts auftritt. Ein Teil dieser Daten besteht aus Konstanten, die als Ladungsverlust-Zeitmaß-Multiplikationsfaktoren bezeichnet werden. Da angenommen wird, daß der Ladungsverlust eine lineare Funktion der Position der Vorlagenplatte ist, werden vier Ladungsverlust- Zeitmaß-Multiplikationsfaktoren (MFarbe) - je einer pro Tonerungsfarbe - gespeichert. Der entsprechende Multiplikationsfaktor wird dann für die zu tonernde Farbe abgerufen. Darüber hinaus verhält sich der Ladungsverlust linear zu Vschwarz wie in Gleichung (4a) dargestellt:
VVerlust =S Vschwarz + f (4a)
ausgenommen der Ladungsverlust in den unbelichteten Bereichen beim ersten Schritt im Pos/Pos-Modus, für den gilt:
VVerlust = R Vschwarz + e (4b)
Darin sind: S und f (oder R und e) = Steigung und Werte der Achsenabschnitte der linearen Gleichung VVerlust/Vschwarz. Nachstehend werden R und e für den Ladungsverlust im unbelichteten Bereich des ersten Schritts im Pos/Pos-Modus impliziert, wenn S und f verwendet werden. Für den aktuellen Schritt werden die Werte S und f einer Tabelle entnommen, die, wie nachstehend beschrieben, am Ende des vorhergehenden Schritts mit angepaßten S- und f-Werten aktualisiert wurde. Nun kann der Ausgangswert von VVorspannung gemäß folgender Gleichung (5) berechnet werden:
VVorspannung (Ausgangswert) = WΔV + VBild - MFarbe VVerlust(ber.) (5)
Der Wert von VVerlust(ber.) ist eine erste Schätzung der Verlustspannung; man erhält ihn durch Einsetzen des berechneten Werts von Vschwarz(ber.) aus Gleichung (3a) oder (3b) in die Gleichung (4) für Vschwarz. VBild ist Vweiß im Neg/Pos-Modus und Vschwarz im Pos/Pos-Modus.
Nun wird der Ausgangswert von VVorspannung wie in Linie 1442a dargestellt, an die Walzenelektroden der gewählten Entwickler-Tonerungsstation, an der der derzeitige Schritt stattfindet, in der oben näher beschriebenen Weise angelegt.

3. Berechnungen von VGitter 1330

Nachdem Vschwarz(ber.) und ebenso der Ausgangswert von VVorspannung berechnet und an die Walzenelektroden angelegt sind, kann nun der Wert von VGitter für den derzeitigen Schritt (n+1) gemäß nachstehender Gleichung (6) berechnet werden:
VGitter(n+1) = VGitter(n) + m (Vschwarz(ber.) - Vschwarz(gesch.)) (6)
Darin sind: m = Steigungskonstante, die die Änderung der Spannung Vschwarz zur Änderung der Gitterspannung in Beziehung setzt. Die Steigungskonstante wird am Ende des Tonerungsschritts anhand der Ladungsmodellschätzung 1340 aktualisiert. Vschwarz(gesch.) und VGitter(n) sind geschätzte Werte von Vschwarz und des eingestellten Werts von VGitter aus dem vorhergehenden Schritt im Neg/Pos-Modus und dem vorherigen Probedruck für den entsprechenden Schritt im Pos/Pos-Modus. Diese Werte werden, wie nachstehend im Zusammenhang mit den Berechnungen zur Aktualisierung des Ladungsmodells 1340 näher beschrieben, am Ende jedes Tonerungsschritts aktualisiert u
Sobald nun der Wert von VGitter(n+1) berechnet ist, wird die Gitterspannung, wie oben näher beschrieben, auf diesen Wert eingestellt. Zu etwa derselben Zeit wird auch die Belichtung berechnet und, wie oben im Zusammenhang mit der Belichtungseinstell-Routine 1010 beschrieben, eingestellt. Danach transportiert die Vorlagenplatte den Fotoleiter durch die Lade- und Belichtungsstationen.

4. Vorläufige Berechnungen von VVorspannung 1380 -

Nun werden, während der Fotoleiter an der Belichtungsstation vorbeiläuft, die an den Fotoleiter-Testabschnitten anstehenden Ist-Fotoleiterspannungen mit dem elektrostatischen Voltmeter 28h (siehe Fig. 7) gemessen. Diese Messungen, dargestellt durch die Linien 1423, werden an Block 1360 zur Einstellung des geschätzten Ausgangswerts von VVorspannung für die Ist-Werte von Vschwarz (und/oder Vweiß) und für den erwarteten Ladungsverlust übertragen. Diese Einstellung auf VVorspannung wird anhand der nachstehenden Gleichungen (7) und (8a oder 8b) bestimmt:
VVerlust(vorausb.) = S Vschwarz(gemessen) +f (7)
Anhand der vorausbestimmten Verlustspannung ergibt sich
(für Pos/Pos-Modus) - VVorspannung(vorl.) = VVorspannung(Ausg.) (8)
+ (Vschwarz(gemessen) - Vschwarz(ber.))
- MFarbe (VVerlust(vorausb.) - VVerlust(ber.))
für Neg/Pos-Modus -VVorspannung(vorl.) = VVorspannung(Ausg.) (8b)
+ (Vweiß(gemessen) - AVschwarz(ber.))
- MFarbe (VVerlust(vorausb.) - VVerlust(ber.))
Die tatsächlich an die Walzenelektroden angelegte Vorspannung wird nun auf diesen vorläufigen Wert eingestellt, dargestellt durch die Linie 1442b.

5. Endgültige Einstellungen von VVorspannung

Nun sind - außer für die Gelb-Tonerungsschritte - die Spannungen der Testabschnitte ohne Bild und für einige Farben der Testabschnitte mit Bild von beiden Elektrometern gemessen; daher können die gemessenen Ladungsverluste gemäß nachstehender Gleichung (9) berechnet werden:
VVerlust(gemessen) = V28h - V28j (9)
Die Verlustwerte werden nun zu einer vorläufigen Schätzung der Parameter S und F des Ladungsverlustmodells herangezogen, wie nachstehend in Block 1370 beschrieben. Damit erhält man eine neue Ladungsverlustschätzung VVerlust(gesch.), d. h. einen gewichteten Mittelwert zwischen dem vorausbestimmten Ladungsverlust VVerlust(vorausb.) und dem/den gemessenen Ladungsverlust/en. Die verwendeten mittelwertbildenden Wichtungen werden, wie in Block 1370 dargestellt, berechnet.
Mit dem neuen geschätzten Ladungsverlust werden etwaige Differenzen zwischen den geschätzten und vorausbestimmten Verlustwerten gemäß folgender Gleichung bei der Vorspannung ausgeglichen, um einen endgültigen Wert für VVorspannung zu erhalten:
VVorspannung(endg.) = VVorspannung(vorl.) (10)
- MFarbe (VVerlust(gesch.) - VVerlust(vorausb.))
Dieser endgültige Wert für VVorspannung wird in der oben näher beschriebenen Weise an die Walzenelektroden für den derzeitigen Schritt angelegt, dargestellt durch die Linie 1442c.
Nun wird der Fotoleiter getonert. Hier werden die Ist-Übertragungsdichten aller Fotoleiter-Testabschnitte (belichtet, unbelichtet und Mittelton) gemessen, um einen Meßwert der Ist-Dichte des getonerten Bilds auf dem Fotoleiter zu erhalten.

C. Berechnungen zur Aktualisierung der Modelle -

1. Überblick über die Methoden zur Parameter-Abschätzung

Zur Abschätzung der Parameter gibt es drei Methoden. Die erste, die für die Abschätzung des Entwicklermodells benutzt wird, ist eine direkte Lösung der Modellgleichung für den betreffenden Parameter anhand von Meßwerten. Diese Methode wird weiter unten im Abschnitt über die Berechnungen zur Aktualisierung des Entwicklermodells näher beschrieben.
Die zweite Schätzmethode besteht aus der Methode der nichtlinearen kleinsten Quadrate. Sie wird für die Abschätzung des Belichtungsmodells bei einem Eichdurchgang benutzt. Die zwei betreffenden Parameter werden durch Anpassung des Modells an drei Datenpunkte geschätzt. Die Einzelheiten dieser Methode werden im Zusammenhang mit der Berechnung zur Aktualisierung des Belichtungsmodells für einen Eichdurchgang erörtert.
Die dritte Methode, die für alle anderen Schätzungen verwendet wird, wird von dem von Dr. B.E. Ydstie am Imperial College in London entwickelten "Variable forgetting factor recursive least squares algorithm" (Algorithmus der Variablen-Nichtbeachtung und rekursiven kleinsten Quadrate) übernommen. Siehe beispielsweise B.E. Ydstie et al. "Recursive Estimation with Adaptive Divergence Control", University of Massachusetts Technical Report No. UMASS CHE 84-YD-1R, November 1984, nachstehend Ydstie genannt. Die auf jeden Schätzungsblock bezogenen Berechnungen werden in der Beschreibung jedes Blocks näher beschrieben. Die allgemeine Methode wird im folgenden Abschnitt erläutert.

2. Überblick über die Methode der "Variable Forgetting Factor Recursive Least Squares"

Diese Variante des bekannten Kalmanfilteralgorithmus basiert auf dem Gedanken, in der Kovarianzmatrix der Parameterunsicherheiten ein konstantes Informationsniveau zu halten. Dies erreicht man durch Berechnung eines Faktors zur Bewertung der Neuheit einer Messung. Je unerwarteter der Meßwert ist, desto stärker wird er im Verhältnis zu den alten Daten gewichtet. Dies führt zu einem gleichmäßigen Betrieb unter normalen Bedingungen, da in diesem Fall mehr alte Daten erhalten bleiben, und zu einer schnelleren Anpassung an neue Bedingungen, da die alten Daten in diesem Fall unbeachtet bleiben (siehe Ydstie).
Die allgemeine Form dieses Filteralgorithmus, angewandt auf skalare Meßwerte, wird durch folgendes Gleichungssystem beschrieben:

Vorausbestimmung:

xvorausbestimmt = Φxalt (11a)
P = ΦPΦT (11b)
yvorausbestimmt = h (xvorausbestimmt) (11c)
Linearisierung (falls erforderlich):
H = dh/dx (11d)
Vorausbestimmungsfehler:
Fehler = e = ygemessen - yvorausbestimmt (11e)
Varianz = V = + HPHT (11f)
Berechnung des Nichtbeachtungsfaktors ("forgetting factor"):
ff = N/(N + e²/V) (11g)
Berechnung der Zunahme:
K = (HPHT + ff )&supmin;¹ PHT (11h)
Aktualisierung der Parameter:
xneu = xvorausbestimmt + Ke (11i)
Aktualisierung der Parameter-Kovarianzmatrix:
P = (I-KH)P/ff (11j)
In den Gleichungen (11a) bis (11j) stellen y die gemessene(n) Antwort(en), x den/die Parameter, Φ die Parameter- Übergangsmatrix, P die Kovarianzmatrix der Parameter, H die Linearisierung der Modellgleichung h, die Kovarianzmatrix der Meßfehler und N die effektive Filterspeicherlänge (die als Abstimmparameter dient) dar.
Um mögliche Probleme beim direkten Einsatz dieses Algorithmus bei einem Computer mit kurzer Wortlänge zu vermeiden, wird die Kovarianzmatrix P durchgehend in der faktorisierten Form UDUT verwendet und berechnet, worin U eine obere Dreiecksmatrix mit Einern auf der Diagonale und D eine Diagonalmatrix ist. (Siehe P.S. Maybeck, Stochastic Models, Estimation and Control ( , 1979, Academic Press, Orlando), S. 392-394).

3. Berechnungen zur Aktualisierung des Ladungsmodells 1340 -

Diese Berechnungen werden entweder nach einem Tonerungs- oder nach einem Eichdurchgang durchgeführt. Mit diesen Berechnungen werden die zwei Parameter Vschwarz und der Reziprokwert der Steigung m des Ladungsmodells berechnet. Beide Parameter werden bei der Berechnung von VGitter im oben beschriebenen Berechnungsblock 1330 verwendet. Der Schätzwert von Vschwarz aus diesem Block findet auch im Berechnungsblock 1370 zur Aktualisierung des Ladungsverlustmodells verwendet, welcher weiter unten näher beschrieben wird. Die Berechnungen dieses Blocks werden anhand der faktorisierten Form UDUT des oben erläuterten Variablen- Nichtbeachtungsfaktor-Algorithmus durchgeführt.
Der Vorausbestimmungsschritt des Algorithmus kann dem Verfahren der Gleichungen (11a) bis (11c) folgend, durch die Gleichungen (12a) bis (12d) ausgedrückt werden, wobei die alten Werte Vschwarz(gesch.), (1/M)(gesch.) und VGitter(n) Verwendung finden, die aus dem Speicher abgerufen werden.
Vschwarz(vorausb.) =
+ VGitter(n+1) - VGitter(n) (1/m)(gesch.) (12a)
(1/m)(vorausb.) = (1/m)(gesch.) (12b)
Es ist zu beachten, daß die Gleichung (12a) redundant ist, da der neue Wert VGitter im Berechnungsblock 1330 so berechnet ist, daß er genau den gewünschten Wert von Vschwarz ergibt, der in Block 1320 berechnet wurde, und hier nur angegeben wird, um die Berechnung zum Erhalt der Kovarianzmatrix der vorausbestimmten Werte Vschwarz(vorausb.) und (1/m)(vorausb.) zu begründen.
Da die in den Gleichungen (12a) und (12b) verwendete implizierte Parameter-Übergangsmatrix Φ eine obere Dreiecksmatrix ist, erhält man die UDUT-Form des aktualisierten P-Werts entsprechend Gleichung (11b) durch Multiplikation von Φ und U, wozu nur das außerhalb der Diagonale liegende Element von U, u, anhand folgender Gleichung neu berechnet werden muß:
u = u + VGitter(n+1) - VGitter(n) (12c)
Danach wird der gemessene Werte wie in Gleichung (11c) vorausbestimmt:
Vschwarz(gem.vorausb.) = Vschwarz(vorausb.) (12d)
Damit ist der Vorausbestimmungsschritt des Algorithmus beendet.
Der in Gleichung (12d) implizierte Zeilenvektor H, der der Modellableitungsgleichung (11d) entspricht, ist einfach H = [ 1 0 ].
Nun werden der Vorausbestimmungsfehler und dessen Varianz berechnet. Die der Gleichung (11e) entsprechende Gleichung für den Vorausbestimmungsfehler lautet:
Fehler = Vschwarz(gem.) - Vschwarz(gem.vorausb.) (12e)
und die Varianz des Vorausbestimmungsfehlers, die der Gleichung (11f) entspricht, lautet:
V = + d&sub1; + d&sub2;u² (12f)
Darin sind: d&sub1; und d&sub2; die diagonalen Elemente des D-Faktors von P, und ist die entsprechende Varianz des Meßwerts von Vschwarz, die weiter unten erörtert wird.
Danach wird der Nichtbeachtungsfaktor ff wie in Gleichung (11g) berechnet:
ff = N/N(N + Fehler²/V) (12g)
Danach werden die in den Aktualisierungsgleichungen einzusetzenden Zunahmen gemäß Gleichung (11h) berechnet:
Znahme(Vschwarz) =(d&sub1; + d&sub2;u²)/(ff + d&sub1; + d&sub2;u²) (12h)
Zunahme(1/m) = (d&sub2;u)/(ff + d&sub1; + d&sub2;u²) (12i)
Nun werden die Parameter wie in Gleichung (11i) anhand folgender Gleichungen aktualisiert:
Vschwarz(gesch.) = Vschwarz(vorausbestimmt) + Zunahme(Vschwarz) Fehler (12j)
(1/m)(gesch.) = V(vorausbestimmt) + Zunahme(1/m) Fehler (12k)
Zum Schluß werden die UDUT-Faktoren von P wie in Gleichung (11j) aktualisiert mit:
d&sub2; = d&sub2; (1-Zunahme(1/mu)/ff (12l)
u = Zunahme(1/m)/d&sub2; (12m)
d&sub1; = (1-Zunahme(Vschwarz))/ff - d&sub2;u² (12n)
Die aktualisierten Werte der Parameter und der Faktorelemente der Kovarianzmatrix werden dann zur späteren Verwendung abgespeichert.
Für Tonerungsschritte stellt der für eingesetzte Wert, der im ROM 715 (siehe Fig. 7C) gespeichert ist, die Varianz einer einzelnen Elektrometer-Messung dar. Da bei einem Eichdurchgang drei unbelichtete Testabschnitte erzeugt werden, werden die zu diesen Testabschnitten gehörigen Werte gemittelt, um den im obigen Algorithmus verwendeten Meßwert zu erhalten. Daher ist der für in die Berechnungen zur Aktualisierung des Ladungsmodells für einen Eichdurchgang eingesetzte Wert ein Drittel des zur Aktualisierung des Ladungsmodells für einen Tonerungsschritt verwendeten Werts.

4. Berechnungen zur Aktualisierung des Belichtungsmodells 1350

Bei diesen Berechnungen werden zwei Parameter des Belichtungsmodells - b und d und die Faktorisierung ihrer Kovarianzmatrix - anhand der gemessenen Spannungen geschätzt. Die für den Eichdurchgang und die Tonerungsschritte verwendeten Algorithmen sind verschieden, wie im Überblick über die Berechnungen zur Modellaktualisierung beschrieben. Obwohl beide Algorithmen zur Familie der kleinsten Quadrate gehören, berechnet der für den Eichdurchgang verwendete Algorithmus völlig neue Schätzwerte, während der für Tonerungsschritte verwendete Algorithmus historische Werte, d. h. alte Parameterschätzungen, nicht völlig außer Acht läßt.
Bei der für Eichdurchgänge verwendeten Methode handelt es sich um einen bekannten nichtlinearen Algorithmus der kleinsten Quadrate, der als Kernstück eine QR-Faktorisierung der in Gleichung (11d) definierten Modellableitungsmatrix H verwendet. Die Kernberechnungen werden, wie in G.H. Golub und C.L. VanLoan Matrix Computations ( 1983, The Johns Hopkins University Press, Baltimore), S. 152ff beschrieben, durchgeführt. Da der Empfindlichkeitsparameter b nichtlinear in das Belichtungsmodell eingeht, besteht der vollständige Algorithmus aus einer Linearisierung des Modells um eine Ausgangsreihe von Parameterwerten unter Verwendung des oben erwähnten nichtlinearen Kerns der kleinsten Quadrate zur Berechnung einer aktualisierten Parameterreihe und Wiederholung dieses Verfahrens, bis eine Konvergenz erreicht ist. Nach Erhalt der konvergierenden Parameter wird die endgültige Reihe der QR-Faktoren für die bekannte Schätzung der Kovarianzmatrix der Parameter, basierend auf einer Schätzung der Kovarianzmatrix der Meßfehler, verwendet. Diese Matrix wird dann für die Tonerungsschritte in die Form UDUT faktorisiert.
Bei Eichdurchgängen erhalten die neun Testabschnitte vier verschiedene Belichtungsgrade; drei bleiben unbelichtet, zwei werden ohne Zwischenschaltung von Filtern zwischen den Testabschnitt und die Belichtungslampe belichtet, zwei mit Zwischenschaltung eines Filters und zwei mit Zwischenschaltung beider Filter. Die Belichtungen der sechs belichteten Bereiche sind so gewählt, daß man eine gute Schätzung der Modellparameter erhält. Die gemessenen Spannungswerte der entsprechenden Abschnitte werden gemeinsam gemittelt; dann werden anhand der Verhältnisse der Spannungen der belichteten Flächen zur Spannung der unbelichteten Fläche drei
A-Werte berechnet. Diese drei Meßwerte werden dann vom oben beschriebenen nichtlinearen Algorithmus der kleinsten Quadrate im Sinn kleinster Quadrate angepaßt, womit man die Parameter- und Parameter-Kovarianzschätzungen erhält.
Die für Tonerungsschritte angewandte Methode ist eine Variante des oben beschriebenen Variablen-Nichtbeachtungsfaktor-Algorithmus, jedoch angepaßt an den Fall von Mehrfachmessungen. In dieser Variante werden die Modellableitungsmatrix und die Vorausbestimmungsfehler mit einer nachstehend beschriebenen Matrix vormultipliziert, so daß man Werte erhält, die vom skalaren Algorithmus verarbeitet werden können. Eine weitere Variante ist die Verwendung von zwei verschiedenen Speicherlängen (und Nichtbeachtungsfaktoren) für die Parameter b und d, die ihren relativen Ungleichförmigkeitsgrad berücksichtigen. Mit Ausnahme dieser beiden Varianten gleicht diese Methode stark der in den Berechnungen zur Aktualisierung des Ladungsmodells angewandten Methode.
Zunächst werden die Berechnungen des Vorausbestimmungsschritts durchgeführt. Hierbei ist die Parameter-Übergangsmatrix Φ eine Einheitsmatrix, da es sich bei den vorausbestimmten Parameterwerten um die alten Werte handelt. Daher muß weder die Gleichung (11a) noch (11b) berechnet werden. Die zwei vorausbestimmten Meßwerte von A entsprechend Gleichung (11c) werden anhand der Belichtungsmodellgleichung (2) mit den Parameterwerten, der zur Belichtung des Fotoleiters verwendeten Belichtung und der vom/von den Mitteltonfilter/n gedämpften Belichtung berechnet.
Dann wird die Linearisierung des Modells durch Einsetzen der obigen Parameter- und Belichtungswerte in die analytisch hergeleiteten Ausdrücke für die Ableitung des Modells in Bezug auf die Parameter berechnet. Diese vier Werte machen die Modellmatrix H aus, wobei die Zeilen nach Belichtungsstärke und die Spalten nach Parameterwert indiziert sind.
Nun werden die vorausbestimmten Werte der Spannungsverhältnisse von den aus dem Verhältnis der gemessenen Spannung der belichteten und unbelichteten Bereiche berechneten Werten A subtrahiert, so daß man einen Spaltenvektor e für die Meßfehler erhält.
Da die zwei Verhältnisse mit demselben Meßwert der Spannung des unbelichteten Bereichs berechnet werden, und da die zwei Belichtungen, die zu den beobachteten Verhältnissen führten, konstante Vielfache voneinander sind, führen die von diesen gemeinsamen Störquellen verursachten Fehler zu einer Korrelation der Meßfehler bei den Werten A. Daher ist in diesem Fall keine skalare Matrix und schon gar nicht eine Diagonalmatrix. Jedoch kann die UDUT-Faktorisirung von berechnet und zur Reduzierung des Problems auf eine mit einer Diagonal-Meßwert-Kovarianzmatrix verwendet werden. Nach Erhalt dieser unkorrelierten Form können die zwei umgeformten Meßwerte wiederum vom skalaren Algorithmus verarbeitet werden. Insbesondere können, wenn wir die Matrix und den Spaltenvektor mit den Matrixausdrücken = U&supmin;¹H und = U&supmin;¹e definieren, die Eingaben von und die entsprechenden Zeilen von zusammen mit dem entsprechenden Diagonalelement von D (anstelle von ) mit dem Rest des Nichtbeachtungsfaktor- Algorithmus (Gleichungen (11e) bis (11j)) verarbeitet werden.
Als zweite Variante wird die Anwendung von mehrfachen Nichtbeachtungsfaktoren verwendet. Anstatt bei der Berechnung der Zunahme mit dem Nichtbeachtungsfaktor zu multiplizieren und bei der Aktualisierung der Parameter-Kovarianzmatrix P (oder entsprechend D) durch den Nichtbeachtungsfaktor zu dividieren, wird bei dieser Variante eine Verallgemeinerung der Äquivalenzformel benutzt, in der P (oder entsprechend D) vor der Berechnung der Zunahme durch den Nichtbeachtungsfaktor dividiert wird. Es werden zwei verschiedene Nichtbeachtungsfaktoren berechnet, die auf demselben Vorausbestimmungsfehler und dessen Varianz basieren, jedoch unterschiedliche Filterspeicherlängen aufweisen. Diese Faktoren werden auf der Diagonalen einer Matrix F angeordnet, und danach wird P auf der linken und rechten Seite mit der diagonal reziproken Quadratwurzel von F multipliziert. In der UDUT-Form des tatsächlich verwendeten Algorithmus wird dieser Schritt mit folgenden Gleichungen ausgeführt:
d&sub1; = d&sub1;/f&sub1;, d&sub2; = d&sub2;/f&sub2; und
u = u(f&sub2;/f&sub1;)1/2.
Nach dieser Berechnung wird der Rest des Algorithmus mit den Gleichungen (11h) bis (11j) äquivalenten Gleichungen, geeignet für die UDUT-Form, ausgeführt, wobei der Nichtbeachtungsfaktor auf 1 gesetzt wird.

5. Berechnungen zur Aktualisierung des Ladungsverlustmodells 1370

Diese Berechnungen werden entweder nach einem Tonerungsschritt oder nach einem Eichdurchgang vorgenommen. Die mit diesen Berechnungen geschätzten Parameter sind die Steigung/en S und der/die Achsenabschnitt/e f des/der Ladungsverlustmodells/e. Diese Parameter werden im oben beschriebenen Berechnungsblock 1320 verwendet. Die nachstehend beschriebenen Schätzwerte der effektiven Spannung dieses Blocks werden auch im nachstehend näher beschriebenen Berechnungsblock 1390 zur Aktualisierung des Entwicklermodells verwendet. Die Berechnungen des Blocks 1370 zur Aktualisierung des Ladungsverlustmodells erfolgen in der faktorisierten Form UDUT des oben erläuterten Variablen-Nichtbeachtungsfaktor-Algorithmus.
Der durch die Gleichungen (11a) bis (11c) generell festgelegte Vorausbestimmungsschritt des Algorithmus wird mit als Einheitsmatrix und mit der Ladungsverlustmodell- Gleichung und dem aus den Berechnungen 1340 zur Aktualisierung des Ladungsmodells erhaltenen Wert von nach folgender Gleichung durchgeführt:
VVerlust(gem.vorausb.) = S(vorausb.) Vschwarz(gesch.) + f(vorausb.) (13a)
Damit ist der Vorausbestimmungsschritt des Algorithmus beendet.
Der in Gleichung (13a) implizierte Zeilenvektor H, der der Modellableitungsberechnung (11d) entspricht, ist einfach H = [Vschwarz(gesch.) 1].
Danach werden der Vorausbestimmungsfehler und dessen Varianz berechnet. Die der Gleichung (11e) entsprechende Gleichung des Vorausbestimmungsfehlers, die den gemessenen Ladungsverlust verwendet, wird im folgenden näher erläutert:
Fehler = VVerlust(gem.) - VVerlust(gem.vorausb.) (13b)
und die der Gleichung (11f) entsprechende Gleichung der Varianz des Vorausbestimmungsfehlers lautet:
V = + d&sub1; + d&sub2; (u + Vschwarz(gesch.))² (13c)
Darin sind: d&sub1; und d&sub2; die diagonalen Elemente des D-Faktors von P, u das außerhalb der Diagonale liegende Element von U und die entsprechende Varianz des Meßwerts von VVerlust, die ebenfalls weiter unten erörtert wird.
Danach wird der Nichtbeachtungsfaktor ff wie in Gleichung (11g) berechnet:
ff = N/N(N + Fehler²/V) (12g)
Danach werden die in den Aktualisierungsgleichungen einzusetzenden Zunahmen gemäß Gleichung (11h) berechnet:
Vgesamt = ff + d&sub1;+d&sub2; (u + Vschwarz(gesch.))² (13d)
Zunahme(S) = d&sub1; (u + Vschwarz(gesch.))/Vgesamt (13e)
Zunahme(f) = d&sub2;/Vgesamt + u Zunahme(s) (13f)
S(gesch.) = S(vorausb.) + Zunahme(S) Fehler (13g)
f(gesch.) = f(vorausb.) + Zunahme(f) Fehler (13h)
VTeil = ff + d&sub2; (13i)
u = u - d&sub2; (u + Vschwarz(gesch.))/VTeil (13j)
d&sub2; = d&sub2; /VTeil (13k)
d&sub1; = d&sub1; VTeil/Vgesamt (13l)
Die aktualisierten Werte der Parameter und Faktorenelemente der Kovarianzmatrix werden dann zur späteren Verwendung abgespeichert.
Je nach Modus, Schritt und Art des Schritts, von dem die Daten stammen, werden sechs verschiedene Berechnungsfälle vom Block 1370 ausgeführt. Im ersten Fall - Tonerungsschritte im Neg/Pos-Modus oder nach dem ersten Schritt im Pos/Pos-Modus - wird oben als Meßwert des Ladungsverlusts der Mittelwert der drei Spannungsdifferenzen von Elektrometer 28h bis Elektrometer 28j der weißen, Mittelton- und schwarzen Testabschnitte verwendet. Handelt es sich beim Tonerungsschritt um den ersten Schritt im Pos/Pos-Modus, so wird der Algorithmus zweimal ausgeführt, um die unterschiedlichen Steigungs- und Achsenabschnittsparameter S und F für den Ladungsverlust in unbelichteten und belichteten Bereichen getrennt schätzen zu können. In diesen beiden Fällen werden die beiden auf belichteten (weißen und Mittelton-) Testabschnitten gemessenen Ladungsverluste gemittelt, und der auf dem unbelichteten Testabschnitt gemessene Ladungsverlust wird unverändert verarbeitet.
Entsprechend den obigen drei Fällen wird als Wert für 2/3, das 1- und 2-fache des gespeicherten Werts für die Elektrometervarianz verwendet.
Erfolgen Eichdurchgänge, welche immer als erster Schritt eines Probedrucks stattfinden, so gibt es drei analoge Fälle. Im Neg/Pos-Modus werden die Ladungsverluste aller 9 Testabschnitte gemittelt, und ist 2/9 der gespeicherten Varianz. Im zweiten Fall im Pos/Pos-Modus werden die Ladungsverluste der sechs belichteten Testabschnitte gemittelt, und ist 1/3 der gespeicherten Varianz. Im dritten Fall im Pos/Pos-Modus werden die Ladungsverluste der drei unbelichteten Testabschnitte gemittelt, und ist 2/3 der gespeicherten Varianz.
Nach Schätzung und Speicherung der Parameter in den Tonerungsschritten werden die effektiven Spannungen (WV) der Testabschnitte mit folgenden Gleichungen berechnet:
WVMittelton = VMittelton(gem.) - MFarbe VVerlust(Mittelton gesch.) (14)
WVBild = VBild - MFarbe VVerlust(Bild gesch.) (15)
Darin basieren die Schätzungen des Ladungsverlustes auf den entsprechenden Schätzungen der Parameter, und Vschwarz(gesch.) und VBild sind entweder der Meßwert von Vweiß im Neg/Pos-Modus oder der Schätzwert von Vschwarz(gesch.) im Pos/Pos-Modus. Die hierin verwendeten Meßwerte stammen vom Elektrometer 28h.

6. Berechnungen zur Aktualisierung des Entwicklermodells 1390

Alle gemessenen Ist-Werte der Übertragungsdichte, dargestellt von den Linien 1443, gehen in die Berechnungen 1390 zur Aktualisierung des Entwicklermodells zur Aktualisierung der Parameter dieses Modells ein. Da die Dichte sich linear mit der effektiven Spannung ändert, kann der Ist-Wert der Steigung Gamma (siehe Gleichung (1)) anhand zweier Istwert- Datenpunkte ermittelt werden: der Ist-Übertragungsdichte eines voll belichteten Testabschnitts Dtrans(Bild) und der Ist-Übertragungsdichte eines teilbelichteten Testabschnitts Dtrans(Mittelton), zusammen mit den entsprechend geschätzten effektiven Spannungswerten dieser Testabschnitte, die man aus Block 1370 erhält. Eine Teilbelichtung wird durch Verwendung der oben erörterten Testabschnitt-Neutraldichtefilter erzielt. Die Dichten der Filter werden so gewählt, daß sichergestellt ist, daß die gemessenen Differenzen der Dichte und Spannung zwischen einem Testabschnitt mit voller Dichte und einem Mittelton-Testabschnitt so groß sind, daß man eine relativ störungsfreie Schätzung des Steigungsparameters Gamma erhält. Gamma wird mit folgender Gleichung neu berechnet:
Gamma = Dtrans(Bild) - Dtrans(Mittelton) abs (WV(Bild) - WV(Mittelton) (16)
Steht kein Mittelton-Testabschnitt zur Verfügung, so werden die Werte Dtrans(Mittelton) und WV(Mittelton) jeweils auf Null gesetzt. Der erhaltene Wert von Gamma wird für diese Farbe für den nächsten Probedruck abgespeichert. Für jede Farbe wird ein eigener Gamma- Wert gespeichert. Folglich werden separat für jede getonerte Farbe bei jedem Probedruck neue Gamma-Werte berechnet und für den nächsten Probedruck gespeichert.
Da während eines Eichdurchgangs kein Tonern stattfindet, werden während der Eichung keine Berechnungen zur Aktualisierung des Entwicklermodells durchgeführt. Diese Berechnungen finden erst am Ende jedes Tonerungsschritts statt.
Die Vorrichtung 10 wurde gebaut und geprüft. Qualitativ hochwertige Probedrucke wurden in weniger als 30 Minuten hergestellt, und die Qualität war von Probedruck zu Probedruck gleichbleibend gut. Die bei hohen Belichtungswerten erzielte Punktvergrößerung war besser als nach der hier beschriebenen Theorie erwartet. Dieses Ergebnis läßt sich mit verschiedenen Mechanismen wie z. B. mehrfacher innerer Streuung und/oder Reflexion und/oder Lichthofbildung usw. erklären.
Zwar wurde hier ein spezielles Ausführungsbeispiel dargestellt und beschrieben, dies beschreibt jedoch allein die Grundzüge der vorliegenden Erfindung. Natürlich können von Fachleuten viele abgeänderte Anordnungen, die diese Grundzüge verkörpern, entwickelt werden, ohne vom Umfang der beanspruchten vorliegenden Erfindung abzuweichen. So kann beispielsweise die Entwicklungselektroden-/Tonervorrichtung durch eine Reihe anderer bekannter Geräte ersetzt werden, welche dieselbe Funktion erfüllen. Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung ist im US-Patent Nr. 4,358,195 beschrieben. Darüber hinaus können beliebig viele Rasterauszüge zur Herstellung eines Probedrucks mit der Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Außerdem kann in einigen System die Ladevorrichtung weggelassen werden, da einige Aufzeichnungsmedien nicht vorher geladen werden müssen, um sie mit einem Ladungsmuster zu beaufschlagen. In einigen Systemen sind die Belichtungs- und die Entwicklungsvorrichtung in der Tat zu einer Vorrichtung verschmolzen, die als Belichtungsvorrichtung oder Belichtungsmittel zur Erzeugung eines optischen Musters auf einem Aufzeichnungsmedium bezeichnet werden kann. Ein Aufzeichnungsmedium in solchen Systemen kann beispielsweise aus einem dielektrischen Fotoleiter mit einer leitfähigen Trägerschicht bestehen, die direkt mit einer gesteuerten Ionenquelle (Ionographie) mit einem Rasterauszugsmuster geladen und beispielsweise wie oben beschrieben in der Vorrichtung 10 entwickelt werden kann. In einem zweiten Beispiel wird zur Erzeugung eines Ladungsmusters auf einem dielektrischen Medium eine Tasteranordnung verwendet. Bei diesem System werden Taster adressiert und ihre Spannung so erhöht, daß eine Paschen- Effekt-Entladung entsteht, die danach entwickelt wird, wie beim elektrostatischen Versatec-Plottersystem. Bei einem dritten Beispiel, für das ein Fotoleiter verwendet werden muß, welcher bei Belichtung seine Dauerleitfähigkeit behält oder verliert, könnte dieser belichtet werden, um ein latentes Bild zu erhalten, welches mit einer vorgespannten Elektroden-Entwicklerstation entwickelt werden könnte. Darüber hinaus könnten die bei diesen Systemen verwendeten Rasterauszüge auf andere als die in der beschriebenen Vorrichtung verwendete Weise hergestellt werden. Sie könnten beispielsweise direkt von der Original-Druckvorlage mit Vorrichtungen wie z. B. Grafik-Scannern erzeugt werden. Zusätzlich kann in jedem dieser Beispiele ein Quellen-Rasterauszug elektronisch so manipuliert werden, daß man nahezu jedes gewünschte Verhältnis zwischen der Punktgröße auf dem Quellenauszug und der Punktgröße auf dem erzeugten Probedruck erhält.
Jahrelang waren sich alle Druckerzeugnishersteller und deren Kunden der Grenzen der herkömmlichen monotonen Schwarz-Weiß- Probedruckverfahren für Farbdrucke und der Schwierigkeit bewußt, sich vorzustellen zu versuchen, wie die Arbeit nach dem Druck auf einer Druckmaschine in Farbe aussehen wird.
Die vorliegende Methode und Vorrichtung gibt die Mittel an die Hand, bei der Reproduktion von Bildern von Auszugs-Fotoleitern in einer elektrofotografischen Probedruckvorrichtung die Punktvergrößerung zu steuern.
Die hier offengelegte Vorrichtung und Methode ist insofern einmalig, als damit - beispielsweise bei Anwendung in einem Farbprobedrucksystem - beim Herstellen von Probedrucken von Negativen die Punktvergrößerung unabhängig für jeden Farbanteil verändert werden kann. Diese Punktgrößensteuerung wird durch die beschriebene Manipulation des elektrofotografischen Vorgangs erreicht, und nicht durch Anwendung einer Punkterzeugungstechnik mittels Rasterauszug.

Zeichnungsbeschriftung

Fig. 4

142 Laden des Fotoleiters
144 Belichten des Fotoleiters
146 Ablesen von E1 (Vweiß, Vmt, Vschwarz)
148 Elektronische Anpassung von VVorspannung
150 Vorbefeuchtung des Fotoleiters
152 Ablesen von E2 (Vweiß, Vmt, Vschwarz)
154 Endgültige elektronische Anpassung von VVorspannung
156 Entwickeln und Abstreifen des Fotoleiters
158 Erstes Spülen und Abstreifen des Fotoleiters
160 Ablesen der Dichten der Testabschnitte
162 Elektronische Aktualisierung der Modelle für Ladungsverlust, Belichtung, Entwicklung und Ladung
164 Zweites Spülen und Abstreifen des Fotoleiters
166 Fließblatt-Walze entfernt überschüssigen Toner
168 Lufttrocknung des Fotoleiters
170 Vorlagenplatte beginnt in die Lade- und Entladeposition zurückzukehren
172 Untere Lichtentladung

Fig. 4A

100 Bedienungsperson wählt die Punktgröße, Punktdichte, Neg/Pos, Pos/Pos oder Eichdurchgang
116 Elektronisches Setzen der Testabschnitt
118 Belichtung des Fotoleiters
120 Ablesen von E1 (Vmt1, Vmt2, Vweiß, Vschwarz)
122 Ablesen von E2 (Vmt1, Vmt2, Vweiß, Vschwarz)
124 Elektronische Aktualisierung der Modelle für Ladungsabfall, Belichtung und Laden
126 Untere Lichtentladung
128 Koronaentladung
130 Obere und untere Lichtentladung
132 Vorlagenplatte kommt an Beschickungs-/Entnahmestelle an
134 Elektronische Berechnung von Vschwarz, VGitter und WV
136 Elektronisches Setzen von VGitter, VVorspannung und Belichtung
138 Elektronisches Setzen der Testbereiche
140 Autopolierschritt
114 Laden des Fotoleiters
102 Beschicken und Erden des Fotoleiters
104 Auszug auf Platte legen
106 Platte drehen
108 Eichdurchgang
174 Koronaentladung
176 Obere und untere Lichtentladung
178 Autopolierschritt
180 Vorlagenplatte kommt an der Beschickungs-/Entnahmestelle an
182 Drehen der Vorlagenplatte
184 Entfernen des Auszugs
186 Bild fertiggestellt?
188 Entnehmen des Fotoleiters
190 Bild auf Papier laminieren
110 Elektronische Berechnung von VGitter
112 Elektronisches Setzen von VGitter

Fig. 5A

a Punktvergrößerung als Funktion der Belichtung bei nominaler effektiver Spannung im Neg/Pos-Modus
b Punktvergrößerung (Prozent)
c Belichtung (ERGS/cm&sub2;)

Fig. 5B

d Punktvergrößerung als Funktion der effektiven Spannung V bei effektiver Spannung V' = 100, Belichtung = 1800 und Neg/Pos-Modus
e effektive Spannung (Volt)

Fig. 5C

f Punktvergrößerung als Funktion der effektiven Spannung V' bei effektiver Spannung V = 125, Belichtung = 1800 und Neg/Pos-Modus

Fig. 5E

a Fotoleiterspannung (Volt)
b Vschwarz
c VVorspannung
d Vweiß
e Strecke (Mikrometer)

Fig. 5F

f optische Dichte

Fig. 5G

a Ort auf dem Fotoleiter

Fig. 6

Gesteuerter Prozeßparameter

a Gemessene Prozeßparameter
b Übertragungsdichte
c elektrostatische Spannungen
d Benutzereingabe
e Dichte, Punktgröße, Modus, Eichdurchgang
f Vakuumsensor, Drucksensor, Flüssigkeitsspiegelsensor, Lagesensor, Verriegelungsschalter
g Maschinenstatusinformation
h Intensität der Belichtungslampe
i Iist
k Steuerelektronik
l VGitter-Ladespannung
m Blendenwahl bei Belichtung
n Filtereinstellung bei Belichtung
o Belichtungssteuerung
p VVorspannung (Entwicklungs-Tonerstation Vorspannung)
q Ausgabesteuersignale zur Betätigung verschiedener Prozeßelemente (z. B. Pumpen, Stellglieder)

Fig. 7/7A

a Analoge Prozeß-Eingangssignale
b Fotoleiterspannungen (Vschwarz, Vweiß, VMittelton1)
28h Elektrostatischer Voltmeter 1
28j Elektrostatischer Voltmeter 2
c Belichtungsstärkemonitor
622 Photozelle
626 Iist
d Digitale Eingangssignale
632 Positionsschalter der Belichtungsfilter
634 Verschiedene digitale Eingaben
e Stellung der Belichtungsfilter #1 und #2
f Flüssigkeitsspiegelsensor, Endschalter (Druck), Lagesensoren, Vakuumsensoren, Verriegelungsschalter
g Maschinenstatussignale
h Benutzereingabe
640 Tastatur
i Punktvergrößerung, Dichte, Modus, Eichdurchgang
k Testabschnitt auf dem Fotoleiter
6511 Rote Fotozelle
6531 Fotodetektor
6512 Grüne Fotozelle
6513 Blaue Fotozelle
660 Densitometerlampentreiber

Fig. 7B

a Analogeingang - Schnittstellenschaltung
b Auswahl
c Umsetzung
674 Busschnittstelle und A/D Wahlschaltung
d Digitaleingangs-Schnittstellenschaltung
e Eingangs-Schnittstellenschaltung
f Abtast
684 Busschnittstelle
690 Analogeingang-Schnittstellenschaltung

Fig. 7C

a Mikrocomputer
705 Batteriepufferschaltung
710 RAM
b Bussystem
715 ROM
718 Interrupt-Steuerung
722 Tastatur-Steuerung
724 Bildschirm-Steuerung

Fig. 7D

740 Analogausgangs-Schnittstellenschaltung
744 Busschnittstelle und D/A Auswahl
743 Auswahl
745 Abtast
746 D/I
a AOUT1
750 Digitalausgangs-Schnittstellenschaltung
754 Busschnittstelle
b Din
c Digitale Ausgangstreiber
d Bildschirm
38 CRT

Fig. 7E

a Spannungsversorgung für Ladegitter
b VGitter
c Ladegitter
d Vorspannungsvorsorgung für Entwicklungskopf
e VVorspannung
f Hochspannungsschaltrelais
792 "Gelbe" Walzenelektrode
794 "Magentarote" Walzenelektrode
796 "Cyanblaue" Walzenelektrode
798 "Schwarze" Walzenelektrode
g zu den Spülköpfen 28f1 und 28g1 zu den Abstreifern
h Entwicklungselektroden
763 Steuerimpulse
766 Schrittmotorsteuerung
768 Relais
7721 Belichtungsblenden-Schrittmotor
7722 Motor für Belichtungs-Neutraldichtefilter 1
7723 Motor für Belichtungs-Neutraldichtefilter 2
i Belichtungssteuerungs-Stellmittel
775 elektromagnetische Ventile
k Testabschnitt Neutraldichtefilter und lichtundurchlässige Maske
778 AN/AUS Hochspannungsversorgung
782 Relais und Magnetspulen
784 Hauptschalter
l Netzspannung
m 6000 V zu 600 Hz an alle Koronadrähte
n Ausgabesteuersignale zum Betätigen verschiedener Systemkomponenten (z. B. Pumpen, Stellglieder)
o Betriebsspannung
p Belichtungslampe

Fig. 8

a Hauptsteuerschleife
810 Netz-Anschalten Initialisierung
820 Benutzereingabe
830 Benutzereingabe Daten geändert?
840 Ausführen eines Eichdurchgangs
b Punktgröße geändert?
Dichte geändert?
Modus geändert?
Eichung erforderlich?
Netz-Anschalten durchgeführt?
850 Ausführen eines Tonerungsschritts
860 Schätzen der Parameter unter Verwendung von Prozeßmodellen
870 Aktualisieren der Datentabellen unter Verwendung von Schritt/Farb-Information
880 Prüfung beendet?

Fig. 9

a Benutzereingabe-Routine
910 Festlegen des gewünschten Auszugmodus (Pos/Pos oder Neg/Pos)
920 Festlegen des Schritttyps (Tonern oder Eichen)
930 Festlegen der gewünschten Dichte (-6 bis +6)
940 Auswählen der gewünschten Punktgröße (0 bis 6)
950 Festlegen ob der nächste Tonerungsschritt übersprungen wird

Fig. 10

a Eichdurchgangs-Routine
1010 Belichtungseinstellung
1020 Berechnen der Gitterspannung
1030 Gitterspannungseinstellung
1040 Messen der Fotoleiterspannungen

Fig. 11

a Tonerungsschritt-Routine
b Belichtungssteuerung
1010 Belichtungseinstellung
1110 Bestimmen der Größe W V
1115 Berechnung "A"
1120 Berechnung der Größe Vschwarz n+1
1130 Berechnung der anfänglichen Größe von VGitter bei gegebenen W V, "A" und Vschwarz n+1
1020 Berechnung von VGitter VGitter n+1 = VGitter n + m (Vschwarz n+1 - Vschwarz n)
1030 Einstellen der Gitterspannung
1135 Auswählen der geeigneten Entwickler-Tonerungsstation für den gegenwärtigen Tonerungsschritt und Einstellen der Spannung der Walzenelektroden auf die anfängliche Größe VVorspannung
1137 Messen der Fotoleiterspannungen aller Testabschnitte mit dem Elektrometer 28h
1140 Berechnung der vorherigen Größe von VVorspannung und Einstellen des Walzenelektroden auf die vorherige Größe VVorspannung
c Steuerung der Tonerung
d Berechnung der ersten Anpassung von VVorspannung 1150 Messen der Fotoleiterspannung aller Testabschnitte mit dem Elektrometer 28j
1160 Berechnung der endgültigen Größe von VVorspannung 1170 Einstellen der Spannungen der Walzenelektroden auf die endgültige Größe VVorspannung
1180 Tonern des Fotoleiters
1190 Messen der Übertragungsdichte (Dtrans) jedes Testabschnitts mit einem Densitometer

Fig. 12

a Belichtungseinstell-Routine 1010
1210 Bestimmung des anfänglichen Belichtungswerts E aus den Suchtabellen
1220 Erhalten Ist-Stärke der Belichtungslampe (Iist)
1230 Erhalten der erwarteten Stärke der Belichtungslampe (Ierw)
1240 Anpassen des Belichtungswerts E, um Unterschiede zwischen Iist und Ierw auszugleichen; Belichtungswert für gegenwärtigen Schritt, En+1 ← Angepaßter Belichtungswert
1250 Gegebener Belichtungswert En+1, Auswahl geeigneter Neutraldichtefilter und Berechnung der korrekten Belichtungsblendenöffnung
1260 Ausgewählte Neutraldichtefilter in Position bringen und Blendeneinstellung auf die gewünschte Größe bringen

Fig. 13A

1330 VGittern+1 Berechnung
1410 Ladevorgang
a Vschwarz n (ber.)
1340 Berechnungen der Aktualisierung des Lademodells
b Anfängliche Fotoleiterspannungen, Vo
c Vschwarz n+1 (ber.)
d Größen "b" und "d" von vorhergehender Prüfung dieses Schritts
1350 Berechnungen der Aktualisierung des Belichtungsmodells
e Anfänglich belichtete Fotoleiterspannungen
1420 Fotoleiter-Belichtung
f Elektrometer #1 Ablesung

Fig. 13B

1320 Vschwarz und anfängliche Berechnung von VVorspannung
a "A" Größen und Modellabweichungen
b Parameter "b" und "d"
c VVorspannung(ber.) und berechneter Abfall der Fotoleiterspannungen
d VVorspannung vorherige
e Verlustwert 1
f Verlustparameter "s" und "f"
g Zeitmaß-Verlustmultiplikatoren (aus Tabelle)
h Aus Tabellen
i - W V' berechnet
- Belichtungskonstante für Neutraldichtefilter
k Gewünschte Belichtung (Aus Suchtabelle mit vom Benutzer ausgewählter Punktvergrößerung)
l "s" und "f" Verlustparameter aus vorherigem Schritt
m Verlustparameter "s" und "f"
n "s" und "f"- Werte aus vorherigem Schritt
1370 Berechnungen der Aktualisierung des Ladungsverlustmodels
o Anfänglich belichtete Fotoleiterspannungen
p (Abgefallene Fotoleiterspannungen) Effektive Fotoleiterspannungen
q Vorhergesagte Fotoleiterverlustspannungen
r Farbinformation (aus Tabelle)
1360 Vorherige Anpassung des Werts von
s Vorherige VVorspannung
t Spannungen der Testabschnitte
u Vmitt
1430 Verlust an Fotoleiterspannung (Von der Belichtungsstation zum Entwicklungskopf)
v Elektrometer Ablesung
w Effektive Spannung Schwarz (WVschwarz)
x Effektive Spannung Mittelton (WVmitt)
y Effektive Spannung Weiß (WVweiß)

Fig. 13C

a W VBer.(n+1)
1310 W Vn+1 Berechnung
b Gewünschte Dichte (Aus Suchtabelle der gewünschten Dichte vom Benutzer ausgewählt)
c Dichteabschätzung und -fehler
d Abschätzungen der effektiven Spannung
e Zeitmaß-Verlustmultiplikationen (aus Tabelle)
1390 Berechnungen der Aktualisierung des Entwicklermodells
f Übertragungsdichten aus vorherigem Schritt
g Verlustwerte
1380 Endgültige Anpassung des Werts VVorspannung
h Übertragungsdichten des gegenwärtigen Testabschnitts
i Vorherige VVorspannung
k Anfängliche VVorspannung
1440 Entwicklung (Tonern)
l Endgültige VVorspannung
m Densitometeranzeige
n zum nächsten Schritt oder Probedruck

Fig. 14

a Vweiß/Vschwarz
b Log (Empfindlichkeit * Belichtung)

Claims

1. Vorrichtung zum Erzeugen eines Probedrucks von Rasterauszügen, wobei sich der Probedruck aus Punkten zusammensetzt und von einem Aufzeichnungsmedium (60) erhalten wird, das ein elektrisches Ladungsmuster trägt, gekennzeichnet durch

- eine Ladeeinrichtung (24c), die mit dem Aufzeichnungsmedium verbunden wird, um das Aufzeichnungsmedium mit einer vorbestimmten Ladungsgröße zu beaufschlagen, wobei die Ladeeinrichtung (24c) in Abhängigkeit von einem ersten Signal arbeitet;

- Belichtungsmittel (26) zur Erzeugung eines elektrischen Ladungsmusters auf dem Aufzeichnungsmedium (60), das eine Wiedergabe der Rasterauszüge darstellt, wobei die Mittel (26) in Abhängigkeit von einem zweiten Signal arbeiten;

- eine Entwicklungseinrichtung (28) zum Herstellen eines Probedrucks von dem Aufzeichnungsmedium (60), wobei der Probedruck sich aus einer Vielzahl von dem elektrischen Ladungsmuster des Aufzeichnungsmediums (60) entsprechenden Punkten zusammensetzt;

- eine Punktgrößen-Steuereinrichtung (600), die das erste und zweite Signal erzeugt und gemeinsam verändert, um eine Punktgröße zu erhalten, die einen Probedruck ergibt, dessen Qualität einem in einer Druckmaschine unter Verwendung von nach denselben Rasterauszügen angefertigten Druckplatten hergestellten Andruck nahekommt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- Belichtungsmittel (26) zum Belichten des Aufzeichnungsmediums (60) in Gegenwart der Rasterauszüge mit einer Strahlungsquelle (26e), wodurch die in den Rasterauszügen enthaltenen Informationen auf dem Aufzeichnungsmedium (60) wiedergegeben werden, wobei die Mittel (26) in Abhängigkeit vom zweiten Signal arbeiten; und

- eine Entwicklungseinrichtung (28) zum Herstellen des Probedrucks von dem das Ladungsmuster tragenden Aufzeichnungsmedium (60), wobei der Probedruck eine sichtbare Darstellung des elektrischen Ladungsmusters des Aufzeichnungsmediums (60) ist und die Entwicklungseinrichtung (28) in Abhängigkeit von einem dritten Signal arbeitet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Belichtungsmittel (26) einen in ihrer Öffnungsweite veränderbaren Verschluß (26a) aufweisen, um die den Rasterauszug und das Aufzeichnungsmedium beaufschlagende Lichtmenge zu steuern; und

- die Belichtungsmittel (26) ein Filter aufweisen, das so angeordnet ist, daß dadurch die den Rasterauszug und das Aufzeichnungsmedium beaufschlagende Lichtmenge gesteuert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (26a) und das Filter auf das zweite Signal ansprechen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinrichtung (28) eine Entwicklungselektrode aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungseinrichtung (28) eine Vielzahl von Entwicklungsstationen (28b1, 28c1, 28d1, 28e1) aufweist, von denen jede eine Entwicklungselektrode (792, 794, 796, 798) besitzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiale der Entwicklungselektroden auf das dritte Signal ansprechen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeeinrichtung (24c) eine Vielzahl von leitenden Gittern (24f) und Koronadrähten (24e1, 24e2) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential der leitenden Gitter (24f) auf das erste Signal anspricht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorlagenplatte (22a) aufweist, die ein eine fotoleitfähige Schicht tragendes Aufzeichnungsmedium (60) aufnimmt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vorlagenplatte (22a) entlang einer Strecke bewegen kann und Mittel zur Aufnahme eines fotoleitfähigen Aufzeichnungsmediums (60) und eines Rasterauszugs (50) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lade- (24c), Belichtungs- (26) und die Entwicklungseinrichtung (28) entlang der Strecke angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktgrößen-Steuereinrichtung eine Steuerelektronik (600) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik eine Prozeßsteuereinheit (700) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik ein RAM (710) und ein ROM (715) aufweist.

16. Elektrofotografische Farbbilderzeugungsvorrichtung, die von einem Satz Rasterfarbauszügen einen Probedruck herstellt, der von einem Aufzeichnungsmedium erhalten wird, gekennzeichnet durch

- eine Vorlagenplatte (22a) zur Aufnahme eines fotoleitfähigen Aufzeichnungsmediums (60);

- Mittel für die Aufnahme auf der Vorlagenplatte (22a) eines zwischen Vorlagenplatte (22a) und fotoleitfähigem Aufzeichnungsmedium (60) angeordneten Rasterauszugs (50);

- eine Ladeeinrichtung (24c) mit einem Steuergitter (24f) für die Beaufschlagung eines fotoleitfähigen Aufzeichnungsmediums (60) mit einem gesteuerten Ladungspotential;

- eine Einrichtung (26), die die Belichtung einer fotoleitfähigen Schicht eines fotoleitfähigen Aufzeichnungsmediums (60) durch einen Auszug (50) hindurch mit einer geeigneten Strahlungsquelle (26e) steuert, um ein latentes Ladungsbild eines auf dem Auszug (50) vorhandenen Bildmusters zu erzeugen;

- eine Vielzahl von Entwicklungselektroden (792, 794, 796, 798), welche das sich ergebende latente Ladungsbild mit Hilfe eines aus einer Vielzahl ausgewählten Farbtoners entwickeln;

- Mittel (770) zur Steuerung der an der ausgewählten Entwicklungselektrode während eines Tonerungsvorgangs anliegenden Spannung; und

- Mittel (762) zur Steuerung der Punktgröße in dem auf dem fotoleitfähigen Aufzeichnungsmedium (60) gebildeten Bild durch gemeinsames Verändern der an der Ladeeinrichtung (24c) anliegenden Gitterspannung und der an der ausgewählten Entwicklungselektrode anliegenden Spannung.

17. Verfahren zum Steuern einer elektrofotografischen Vorrichtung, die einen aus einer Vielzahl von Punkten bestehenden Probedruck von einem Rasterauszugssatz erzeugt, wobei die Vorrichtung einen Probedruck herstellt, wie der bei Verwendung von nach den Einzelauszügen angefertigten Druckplatten mittels kontrollierten Tonerns des Probedrucks in jeweils vorbestimmter Farbe im Verlauf von nacheinander erfolgenden Tonerungsschritten entstünde, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Vorausbestimmen der Soll-Güte unter Verwendung von Modellen verschiedener elektrofotografischer Vorgänge, die während des laufenden Tonerungsdurchgangs in einer ausgewählten Farbe in der Vorrichtung ablaufen;

- Bereitstellen eines Wertes mindestens eines Steuerungsparameters zur Verwendung bei der Steuerung der Ist-Güte der Vorrichtung während des Tonerungsdurchgangs in Abhängigkeit von der vorausbestimmten Soll-Güte;

- Tonern des Probedrucks in der ausgewählten Farbe;

- Messen eines Ist-Wertes mindestens eines Verfahrensparameters, der für die Ist-Güte der Vorrichtung bezeichnend ist und während des laufenden Tonerungsdurchgangs für die ausgewählte Farbe auftritt; und

- Aktualisieren mindestens eines Koeffizientenwertes in mindestens einem der Modelle, unter Verwendung des gemessenen Wertes des Verfahrensparameters, für den nächsten Tonerungsdurchgang des laufenden oder eines nachfolgenden Probedrucks nach erfolgter Tonerung des Probedrucks in der ausgewählten Farbe.

18. Verfahren nach Anspruch 17 einschließlich einer Eichung gefolgt von mindestens einem Tonerungsschritt, wobei die Eichung durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

- Messung von Anfangswerten mindestens eines vorher festgelegten charakteristischen Wertes, der für die anfängliche Systemgüte kennzeichnend ist; und

- Aktualisieren mindestens eines Koeffizientenwertes in mindestens einem der Modelle, das einen entsprechenden in der Vorrichtung ablaufenden elektrofotografischen Vorgang mathematisch beschreibt, und wobei der Tonerungsschritt die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

- Vorausbestimmen der Soll-Güte, unter Verwendung des mit dem aktualisierten Koeffizientenwert versehenen Modells, des während des laufenden Tonerungsdurchgangs in einer ausgewählten Farbe verwendeten elektrofotografischen Verfahrens; und

- Bereitstellen eines Werts mindestens eines Steuerungsparameters zur Verwendung bei der Steuerung der Ist- Güte der Vorrichtung während des Tonerungsdurchgangs in Abhängigkeit von der vorausbestimmten Soll-Güte;

- Tonern des Probedrucks in der ausgewählten Farbe;

- Messen eines Ist-Werts mindestens eines Verfahrensparameters, der für die Ist-Güte der Vorrichtung kennzeichnend ist und während des laufenden Tonerungsdurchgangs in der ausgewählten Farbe auftritt; und

- Aktualisieren des Koeffizientenwerts unter Verwendung des gemessenen Werts des Verfahrensparameters für den nächsten Tonerungsdurchgang des laufenden oder eines nachfolgenden Probedrucks nach Tonerung des Probedrucks in der ausgewählten Farbe; und

- Wiederholen des Tonerungsschritts bei allen für den laufenden Probedruck noch erforderlichen Tonerungsdurchgängen.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichphase folgenden Verfahrensschritt aufweist:

Messen eines Ausgangswerts mindestens eines während eines Eichdurchgangs auftretenden Verfahrensparameters, wobei ein Fotoleiter, der anschließend für die Herstellung des Probedrucks betonert wird, durch die Vorrichtung geführt wird, und wobei der gemessene Verfahrensparameter für die Ist-Güte der Vorrichtung während des Eichdurchgangs kennzeichnend ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktualisierschritt für die Eichung folgende Verfahrensschritte umfaßt:

- Vorausbestimmen der Soll-Güte des in der Vorrichtung während des Eichdurchgangs unter Verwendung des Modells und eines gespeicherten Werts ablaufenden elektrofotografischen Verfahrens; und

- Erstellen eines aktualisierten Werts des in dem Modell auftretenden Koeffizienten in Abhängigkeit von der vorausbestimmten Soll-Güte und dem gemessenen Verfahrensparameter.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichung folgenden Verfahrensschritt aufweist:

- Verwendung vorbestimmter Modelle von in dem System auftretenden elektrofotografischen Ladungs-, Belichtungs- und Ladungsverlustvorgängen, um die Ist-Güte aller in diesem System während des Kalibrierdurchgangs auftretenden elektrofotografischen Vorgänge vorbestimmen zu können.

22. Verfahren nach Anspruch 17 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Gütevorbestimmungsschritt folgenden Verfahrensschritt aufweist:

- Vorbestimmen der Ist-Güte der während des laufenden Tonerungsdurchgangs ablaufenden Vorgänge unter Verwendung mindestens eines Modells der in dieser Vorrichtung ablaufenden elektrofotografischen Vorgänge.

23. Verfahren nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Aufladen eines Fotoleiters bis zu einem bestimmten Spannungswert, wobei der Fotoleiter anschließend nacheinander in jeweils einer der ausgewählten Farben getonert wird;

- Belichten des Fotoleiters durch einen bestimmten Rasterauszug hindurch mit einer vorgewählten Lichtintensität, so daß entsprechend dem Rasterauszug lokale Entladungsbereiche auf dem Fotoleiter entstehen; und

- Tonern des Fotoleiters unter Verwendung von Toner in der ausgewählten Farbe.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Bestimmen der Soll-Güte folgenden Verfahrensschritt aufweist:

- Verwenden vorbestimmter Modelle der in dem System ablaufenden elektrofotografischen Ladungs-, Belichtungs- und Entwicklungsvorgänge, um die Ist-Güte aller in diesem System auftretenden elektrofotografischen Vorgänge bestimmen zu können, wobei jedes der Modelle einen dem elektrofotografischen Verfahren entsprechenden Vorgang in Form mindestens einer vorgegebenen mathematischen Funktion wiedergibt, die eine Vielzahl von Koeffizientenwerten verwendet und zutreffende Steuerparameter mit jeweils gemessenen Verfahrensparametern in Beziehung bringt.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Bestimmen der Soll-Güte folgenden Verfahrensschritt aufweist:

- Bestimmen des zwischen dem Zeitpunkt der Fotoleiterbelichtung und dem Zeitpunkt der Fotoleitertonerung eintretenden Absinkens der Fotoleiterspannung anhand eines entsprechenden Modells.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Bestimmen der Soll-Güte folgenden Verfahrensschritt aufweist:

- Bestimmen des System-Ausgangsgütegrads während des laufenden Tonerungsdurchgangs anhand aller vorbestimmten Modelle und der zuletzt aktualisierten Koeffizientenwerte.

27. Verfahren nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Bestimmen der Spannung des unbelichteten Fotoleiters anhand des Ladungsmodells, wobei diese Spannung eine lineare Funktion der an die Ladeeinrichtung angelegten Gitterspannung darstellt;

- Bestimmen mindestens einer Fotoleiterspannung nach erfolgter Belichtung anhand des Belichtungsmodells, wobei diese Spannung eine nichtlineare Funktion des Belichtungswerts darstellt;

- Bestimmen des Fotoleiter-Ladungsverlustes anhand des entsprechenden Modells, wobei die Verlustgröße eine lineare Funktion der Spannung des unbelichteten Fotoleiters darstellt; und

- Bestimmen der Übertragungsdichte eines auf dem Fotoleiter befindlichen Tonerbildes anhand des Entwicklermodells, wobei die Dichte eine lineare Funktion der effektiven Entwicklungsspannung darstellt.

28. Verfahren nach Anspruch 17 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt zum Bereitstellen eines Werts folgende Schritte umfaßt:

- Erstellen eines Gitterspannungswerts zur Steuerung des Ladungsvorgangs anhand vorgenannter Modelle;

- Bereitstellen eines Belichtungswerts zur Steuerung des Belichtungsvorgangs in Abhängigkeit von der gewählten Punktgröße; und

- Bereitstellen eines Vorspannungswerts zur Steuerung des Entwicklungsvorgangs anhand vorgenannter Modelle.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt zum Bereitstellen eines Belichtungswertes folgenden Schritt umfaßt:

- Auswählen eines geeigneten Neutraldichtefilters und einer entsprechenden Verschlußöffnung, um die in dem System verwendete Belichtungsgröße in Abhängigkeit von dem Belichtungswert einzustellen.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt für das Bereitstellen eines Belichtungswertes folgende Schritte aufweist:

- Messen der von einer für die Belichtung vorgesehenen Lampe erzeugten Lichtintensität;

- Festlegen eines Lichtintensitätswerts, der von der Lampe erzeugt werden soll;

- Angleichen des Belichtungswerts zum Ausgleich auftretender Veränderungen zwischen vorhandenen und vorgegebenen Lichtintensitätswerten.

31. Verfahren nach Anspruch 17 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktualisierungsschritt folgenden Verfahrensschritt aufweist:

- Verändern der in jedem der Modelle vorhandenen Koeffizienten zum Ausgleichen jeglicher zwischen Soll- und Ist-Güte des Systems auftretenden Unterschiede in Abhängigkeit von den gemessenen Werten.

32. Elektrofotografische Vorrichtung zum Erzeugen eines Probedrucks von einem Satz Rasterauszüge, wobei die Vorrichtung einen Probedruck mit der Qualität eines Andrucks liefert, der unter Verwendung von nach denselben Rasterauszügen angefertigten Druckplatten erzeugt würde, und zwar mittels gesteuerten Tonerns des Probedrucks in jeweils einer vorbestimmten Farbe in aufeinanderfolgenden Tonerungsdurchgängen, gekennzeichnet durch

- Mittel (700) zum Vorausbestimmen der Soll-Güte unter Verwendung von Modellen verschiedener elektrofotografischer Vorgänge, die während des laufenden Tonerungsdurchgangs in einer vorbestimmten Farbe in der Vorrichtung ablaufen;

- Mittel (740, 750) zum Bereitstellen eines Wertes mindestens eines Steuerungsparameters zur Verwendung bei der Steuerung der Ist-Güte der Vorrichtung während des Tonerungsdurchgangs in Abhängigkeit von der vorausbestimmten Soll-Güte;

- Mittel (28b1, 28c1, 28d1, 28e1) zum Tonern des Probedrucks in der vorbestimmten Farbe;

- Mittel (26c, 28h, 28j, 28k) zum Messen eines Istwertes mindestens eines Verfahrensparameters, der für die Ist-Güte der Vorrichtung kennzeichnend ist und während des laufenden Tonerungsdurchgangs für die ausgewählte Farbe auftritt; und

- Mittel (700) zum Aktualisieren mindestens eines Koeffizientenwertes in mindestens einem der Modelle, unter Verwendung des gemessenen Wertes des Verfahrensparameters, für den nächsten Tonerungsdurchgang des laufenden oder eines nachfolgenden Probedrucks nach erfolgter Tonerung des Probedrucks in der vorbestimmten Farbe.

33. Elektrofotografische Vorrichtung nach Anspruch 32 mit Mitteln zur Durchführung einer Eichung, gekennzeichnet durch

- Mittel zur Messung von Anfangswerten mindestens eines vorher festgelegten charakteristischen Wertes, der für die anfängliche Systemgüte kennzeichnend ist; und

- Mittel zum Aktualisieren mindestens eines Koeffizientenwertes in mindestens einem der Modelle, das einen entsprechenden in der Vorrichtung ablaufenden elektrofotografischen Vorgang mathematisch beschreibt, und wobei die Mittel zur Durchführung eines Tonerungsdurchgangs folgende Mittel umfassen:

- Mittel zum Vorausbestimmen der Soll-Güte unter Verwendung des mit dem aktualisierten Koeffizientenwert versehenen Modells des während des laufenden Tonerungsdurchgangs in einer vorbestimmten Farbe verwendeten elektrofotografischen Verfahrens; und

- Mittel zum Bereitstellen eines Werts mindestens eines Steuerungsparameters zur Verwendung bei der Steuerung der Ist-Güte der Vorrichtung während des Tonerungsdurchgangs in Abhängigkeit von der vorausbestimmten Soll-Güte;

- Mittel zum Tonern des Probedrucks in der vorbestimmten Farbe;

- Mittel zum Messen eines Ist-Werts mindestens eines Verfahrensparameters, der für die Ist-Güte der Vorrichtung kennzeichnend ist und während des laufenden Tonerungsdurchgangs in der ausgewählten Farbe auftritt; und

- Mittel zum Aktualisieren des Koeffizientenwerts unter Verwendung des gemessenen Werts des Verfahrensparameters für den nächsten Tonerungsdurchgang des laufenden oder eines nachfolgenden Probedrucks nach Tonerung des Probedrucks in der vorbestimmten Farbe; und

- Mittel zum Wiederholen des Tonerungsschritts bei allen für den laufenden Probedruck noch erforderlichen Tonerungsdurchgängen.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Durchführung der Eichung Mittel zum Messen eines Ausgangswerts mindestens eines während eines Eichdurchgangs auftretenden Verfahrensparameters aufweisen, wobei ein Fotoleiter, der anschließend für die Herstellung des Probedrucks betonert wird, durch die Vorrichtung geführt wird, und wobei der gemessene Verfahrensparameter für die Ist-Güte der Vorrichtung während des Eichdurchgangs kennzeichnend ist.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, mit Mitteln zum Aktualisieren der Eichung, gekennzeichnet durch

- Mittel zum Vorausbestimmen der Soll-Güte des in der Vorrichtung während des Eichdurchgangs unter Verwendung des Modells und eines gespeicherten Werts ablaufenden elektrofotografischen Verfahrens; und

- Mittel zum Erstellen eines aktualisierten Werts des in dem Modell auftretenden Koeffizienten in Abhängigkeit von der vorausbestimmten Soll-Güte und dem gemessenen Verfahrensparameter.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Durchführen der Eichung Mittel aufweisen zur Verwendung vorbestimmter Modelle von in dem System auftretenden elektrofotografischen Ladungs-, Belichtungs- und Ladungsverlustvorgängen, um die Ist-Güte aller in diesem System während des Kalibrierdurchgangs auftretenden elektrofotografischen Vorgänge vorbestimmen zu können.

37. Vorrichtung nach Anspruch 32, 33 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Gütevorbestimmung Mittel aufweisen zum Vorbestimmen der Ist-Güte der während des laufenden Tonerungsdurchgangs ablaufenden Vorgänge unter Verwendung mindestens eines Modells der in dieser Vorrichtung ablaufenden elektrofotografischen Vorgänge.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch

- Mittel (24c) zum Aufladen eines Fotoleiters bis zu einem bestimmten Spannungswert, wobei der Fotoleiter anschließend nacheinander in jeweils einer der ausgewählten Farben getonert wird;

- Mittel (26) zum Belichten des Fotoleiters durch einen bestimmten Rasterauszug hindurch mit einer vorgewählten Lichtintensität, so daß entsprechend dem Rasterauszug lokale Entladungsbereiche auf dem Fotoleiter entstehen; und

- Mittel (28b, 28c, 28d, 28e) zum Tonern des Fotoleiters unter Verwendung von Toner in der ausgewählten Farbe.

39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bestimmen der Soll-Güte Mittel aufweisen zum Verwenden vorbestimmter Modelle der in dem System ablaufenden elektrofotografischen Ladungs-, Belichtungs- und Entwicklungsvorgänge, um die Ist-Güte aller in diesem System auftretenden elektrofotografischen Vorgänge bestimmen zu können, wobei jedes der Modelle einen dem elektrofotografischen Verfahren entsprechenden Vorgang in Form mindestens einer vorgegebenen mathematischen Funktion wiedergibt, die eine Vielzahl von Koeffizientenwerten verwendet und zutreffende Steuerparameter mit jeweils gemessenen Verfahrensparametern in Beziehung bringt.

40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bestimmen der Soll-Güte Mittel aufweisen zum Bestimmen des zwischen dem Zeitpunkt der Fotoleiterbelichtung und dem Zeitpunkt der Fotoleitertonerung eintretenden Absinkens der Fotoleiterspannung anhand eines entsprechenden Modells.

41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bestimmen der Soll-Güte Mittel aufweisen zum Bestimmen des System-Ausgangsgütegrads während des laufenden Tonerungsdurchgangs anhand aller vorbestimmten Modelle und der zuletzt aktualisierten Koeffizientenwerte.

42. Vorrichtung nach Anspruch 41, gekennzeichnet durch

- Mittel (700) zum Bestimmen der Spannung des unbelichteten Fotoleiters anhand des Ladungsmodells, wobei diese Spannung eine lineare Funktion der an die Ladeeinrichtung angelegten Gitterspannung darstellt;

- Mittel (700) zum Bestimmen mindestens einer Fotoleiterspannung nach erfolgter Belichtung anhand des Belichtungsmodells, wobei diese Spannung eine nichtlineare Funktion des Belichtungswerts darstellt;

- Mittel (700) zum Bestimmen des Fotoleiter-Ladungsverlustes anhand des entsprechenden Modells, wobei die Verlustgröße eine lineare Funktion der Spannung des unbelichteten Fotoleiters darstellt; und

- Mittel (700) zum Bestimmen der Übertragungsdichte eines auf dem Fotoleiter befindlichen Tonerbildes anhand des Entwicklermodells, wobei die Dichte eine lineare Funktion der effektiven Entwicklungsspannung darstellt.

43. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bereitstellen eines Wertes folgende Mittel aufweisen:

- Mittel (740) zum Erstellen eines Gitterspannungswerts zur Steuerung des Ladungsvorgangs anhand vorgenannter Modelle;

- Mittel (750) zum Bereitstellen eines Belichtungswerts zur Steuerung des Belichtungsvorgangs in Abhängigkeit von der gewählten Punktgröße; und

- Mittel (740) zum Bereitstellen eines Vorspannungswerts zur Steuerung des Entwicklungsvorgangs anhand vorgenannter Modelle.

44. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Durchführen des Aktualisierungsschritts Mittel aufweisen zum Verändern der in jedem der Modelle vorhandenen Koeffizienten zum Ausgleichen jeglicher zwischen Soll- und Ist-Güte des Systems auftretenden Unterschiede in Abhängigkeit von den gemessenen Werten.