DE3921640A1 - Lichtmengenregelvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtmengenregelvorrichtung zur Verwendung bei einem Kopiergerät oder einem Bildle­ segerat.

Von Bilderzeugungsgeräten, wie Kopiergeräten, gibt es bekanntlich drei Ausführungsarten: Eine Art mit manuel­ ler Belichtungssteuer- oder -regelfunktion, eine Art mit automatischer Belichtungsregelfunktion und eine Art mit beiden genannten Funktionen. Bei der erstgenannten Geräteart wird die Belichtung mittels einer Belichtungs­ lampe (von einem Lichtemissionsbauteil bzw. einer Licht­ quelle emittierte Lichtmenge) von Hand geregelt, d.h. eingestellt. Bei der zweitgenannten Geräteart erfolgt die Lichtmengenregelung automatisch in Abhängigkeit von einer optischen Dichte einer Vorlage. Das Belichtungsre­ gelsystem in einem Kopiergerät beruht größtenteils auf einer Regelung (oder Steuerung bzw. Einstellung), bei der eine an eine Lampe angelegte Lampenspannung nach Analogtechnik variiert wird.

Für die Belichtungsregelung verwendet ein Kopiergerät mit manueller Belichtungsregelfunktion - genauer gesagt - einen durch eine Bedienungsperson von Hand zu betäti­ genden Regelwiderstand oder eine Kombination aus einem Spannungsteilerwiderstand und einer (Um-)Schalteinrich­ tung. Im letzteren Fall liefert der Spannungsteiler meh­ rere Gleichspannungen, die mittels der Schalteinrich­ tung, z.B. ein Relais, jeweils gewählt werden. Eine auf diese Weise eingestellte, der an die Belichtungslampe anzulegenden Lampenspannung entsprechende Spannung wird erzeugt und an einen Lampenregler (Spannungstabilisier­ schaltung) angelegt, um damit eine geregelte Belichtung zu gewährleisten. Beim Kopiergerät mit automatischer Be­ lichtungsregelfunktion wird die von einer Vorlage re­ flektierte Lichtmenge durch einen Photosensor, wie eine Photodiode, erfaßt bzw. gemessen. Eine analoge Rechen­ schaltung subtrahiert die Ausgangsspannung des Photosen­ sors von einer Bezugsspannung und liefert damit eine Be­ lichtungsregelspannung.

Neuere Markterfordernisse bedingen eine Anzahl zusätzli­ cher Funktionen eines Kopiergeräts, wie stufenlose Ände­ rung des Kopier(abbildungs)maßstabs (stufenlose Ände­ rung der Vergrößerung) und Zweifarb-Kopierfunktion (Ko­ pieren mit zwei Farben). Infolgedessen wird die analoge Regelschaltung kompliziert. Als Ergebnis hat sich die Zahl der durch einen Kundendiensttechniker zu betätigen­ den Regelorgane vergrößert. Bin automatischer Belich­ tungsverarbeitungsteil wird dabei benutzt, um eine feste Bilddichte in Abhängigkeit von (against) einer Vorlage einer bestimmten Dichte zu erzielen. Der Verar­ beitungsteil oder Prozessor wendet eine lineare Annähe­ rung an die Beziehung der Lampenspannung und verschiede­ ner Abbildungsmaßstäbe (magnifications) für jede der Differenzen zwischen den Abbildungsmaßstäben und einem Bezugsabbildungsmaßstab von 100% an. Weiter vorgesehen ist ein Gesamtpegeleinstellteil zum Korrigieren der Lam­ penspannung in Abhängigkeit von Abweichungen in manuell eingestellten oder vorgegebenen Kopierbedingungen und von der Empfindlichkeit. Die beiden genannten Teile ver­ wenden digitale Dämpfungsglieder bzw. Abschwächer. Ab­ weichungen in der Belichtung durch die Lampe und in der Empfindlichkeit des Photosensors in Abhängigkeit von (against) einem eingestellten Abbildungsmaßstab werden durch eine Zentraleinheit (CPU) korrigiert. Wenn ein Farbkopiermodus eingestellt oder ein Abbildungsmaßstab geändert wird oder ist, ändert sich die Umfangsgeschwin­ digkeit einer Trommel und demzufolge auch die Belich­ tung. Die Belichtungsänderung muß dabei korrigiert werden. Die genannten Verarbeitungen und Korrekturen be­ dingen eine vergrößerte Zahl der Analogschalter und Re­ gelorgane für Einstellungen. Außerdem wird der Schal­ tungsaufbau groß und kompliziert, so daß die Zuverläs­ sigkeit des eine solche Schaltung enthaltenden Kopierge­ räts beeinträchtigt wird.

Aus diesen Gründen wird bei der Belichtungsregelschal­ tung (Lichtmengenregelvorrichtung)eine Verkleinerung der Schaltungsgröße und eine Verbesserung der Zuverläs­ sigkeit dringend angestrebt. Eine Verkleinerung des Si­ gnalverarbeitungsumfangs nach Analogtechnik in der Be­ lichtungsregelschaltung könnte die Zuverlässigkeit er­ heblich erhöhen. Die Einführung von Software-Technolo­ gie unter Anwendung einer Zentraleinheit (CPU) für die Zusammenbau- und Justiervorgänge in der Fertigungsstufe würde zu verbesserter Zuverlässigkeit und verringertem Arbeitsaufwand führen.

Die Einführung von Software-Technologie für die Belich­ tungsregelung oder auch -einstellung wurde auf der Grundlage einer Vorhersagebestimmung (preestimation) un­ tersucht. Software gesteuerte Belichtungsregeltechniken sind bereits nahezu vollständig entwickelt worden; es wurden auch bereits verschiedene Belichtungsregelschal­ tungen auf dem Markt eingeführt. Eine typische automati­ sche Belichtungsregelschaltung, die auf einer Kombina­ tion aus Digital- und Analogtechnologie basiert, ist in der US-PS 46 99 502 beschrieben. Bei dieser Art Regel­ schaltung wird der derzeit erreichte technische Fort­ schritt durch Einbeziehung der gesamten Belichtungsrege­ lung in eine vollständig digitale Schaltung realisiert, d.h. die Belichtungsregelung erfolgt digital.

Bei der automatischen Belichtungsregelung muß die an die Belichtungslampe anzulegende Lampenspannung in Ab­ hängigkeit von optischen Dichten von Vorlagen auf Echt­ zeitbasis variiert werden, was jedoch technisch sehr schwierig zu realisieren ist. Aus diesem Grund wurde das Belichtungsregelsystem, das eine Verringerung des analogen Regelaufwands erlaubt und das für automatische Belichtungseinstellung anpaßbar ist, - soweit bekannt - noch nicht in die Praxis umgesetzt.

Im Hinblick auf die Lösung der geschilderten Probleme beim Stand der Technik liegt damit der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lichtmengenregelvorrichtung zu schaffen, welche die Einführung oder Einbeziehung einer Software-Regelung in die Belichtungsregelung erlaubt und demzufolge einen kleineren analogen Schaltungsauf­ wand (a less analog circuit) für die Belichtungsrege­ lung erfordert.

Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung einer Licht­ mengenregelvorrichtung, bei welcher die Dateneinstel­ lung für die Belichtungsregelung vereinfacht und automa­ tisch ausführbar ist.

Gegenstand der Erfindung ist eine Lichtmengenregelvor­ richtung, die gekennzeichnet ist durch einen Lichtemis­ sionsbauteil, einen Photosensor zum Abnehmen von Licht vom Lichtemissionsbauteil, eine Speiseeinheit zur Zu­ speisung einer Wechselspannung zum Lichtemissionsbau­ teil, eine Recheneinheit zum Berechnen einer dem Licht­ emissionsbauteil zuzuspeisenden elektrischen Energie (power) in Abhängigkeit vom jeweiligen Abbildungsmaß­ stab und der jeweiligen optischen Dichte von Vorlagen unter Heranziehung des vom Photosensor ausgegebenen Da­ tensignals, eine Regeleinheit für die Regelung der dem Lichtemissionsbauteil zugespeisten elektrischen Energie anhand einer durch die Recheneinheit berechneten Größe und eine Betätigungs- oder Operationseinheit, um die Re­ cheneinheit zu veranlassen, die Berechnung periodisch in Synchronismus mit der dem Lichtemissionsbauteil zuge­ speisten Wechselspannung von der Speiseeinheit durchzu­ führen.

Die Lichtmengenregelvorrichtung mit dem vorstehend um­ rissenen Aufbau empfängt Licht vom Lichtemissionsbau­ teil (light emitting component) und regelt dessen Licht­ menge nach Maßgabe des Ausgangssignals vom Photosensor. Insbesondere wird dabei die dem Lichtemissionsbauteil zuzuspeisende elektrische Energie, die für die Kopierbe­ dingungen und den eingestellten Abbildungsmaßstab am günstigsten ist, unter Heranziehung des vom Photosensor gelieferten Ausgangsdatensignals berechnet, das in Ab­ hängigkeit von einer vom Lichtemissionsbauteil emittier­ ten Lichtmenge variiert. Die dem Lichtemissionsbauteil zugeführte Energie (power) wird unter Heranziehung der ermittelten (obtained) optimalen Energie(menge) gere­ gelt. Die zugeführte Energie wird während der Lichtemis­ sion vom Lichtemissionsbauteil mehrfach berechnet.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er­ findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Licht­ mengenregelvorrichtung gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung,

Fig. 2A und 2B Ablaufdiagramme zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Lichtmengenregelvorrich­ tung nach Fig. 1,

Fig. 3A bis 3D Wellenformdiagramme zur Erläuterung einer Belichtungslampenregelung auf der Grundlage einer Phasenwinkelregelung oder -steuerung,

Fig. 4A bis 4E Wellenformdiagramme zur vergleichen­ den Veranschaulichung der Belichtungsregelun­ gen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und einer herkömmlichen Vorrichtung,

Fig. 5 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Licht­ mengenregelvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6A und 6B zusammen ein Ablaufdiagramm für ein in der Fertigungsstufe angewandtes auto­ matisches Einstellprogramm und

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm für ein in einer (einem) Wartungsstufe oder -vorgang angewandtes auto­ matisches Einstellprogramm.

Fig. 1 veranschaulicht die Schaltungsanordnung einer ersten Ausführungsform einer Lichtmengenregelvorrich­ tung zur Verwendung bei z.B. einem Kopiergerät. Dabei dient eine Zentraleinheit (CPU) 11 als Recheneinheit.

Die Zentraleinheit 11 berechnet eine an eine Belich­ tungslampe angelegte bzw. anzulegende Spannung (Speise­ energie), die von einer manuell oder automatisch einge­ stellten bzw. vorgegebenen Belichtung abhängt. Die Zen­ traleinheit 11 ist mit einer Bedientafel 12, über welche eine Bedienungsperson Kopierbedingungen und dgl. eingibt, einem Lampenregler (Regeleinheit) 14 zum Akti­ vieren (lighting) einer Belichtungslampe (als Lichtemis­ sionsbauteil) über eine Phasenwinkelregelung, einem Nulldurchganggenerator 16 zum Generieren eines Null(durchgangs)punkts in einer Wechselstrom­ quellen-Spannung, die von einer Wechselstromquelle (als Speiseeinheit) 15 zum Lampenregler 14 geliefert wird, einem Photosensor (Lichtmeßelement), der mit einer Photodiode versehen ist und eine von einer Vorlage in einem automatischen Belichtungsmodus reflektierten Lichtmenge mißt, sowie einem nichtflüchtigen Speicher (Speichereinheit) 18 zum Speichern von in einer Berechnung durch die Zentralein­ heit 11 benutzten Daten und dgl. verbunden.

Die Bedientafel 12, über die eine Bedienungsperson oder ein Kundendiensttechniker einen Zugriff zum Kopiergerät herstellen kann, ist mit einem Tasteneingabeteil 12 a mit Zehner- bzw. Dezimaltasten und Abbildungsmaß­ stab-Einstelltasten, einem Anzeigeteil 12 b zur Liefe­ rung einer Sichtanzeige für die Zahl der Kopien, des Ab­ bildungsmaßstabs und dgl., einem Justier- oder Einstell­ modusschalter 12 c zur Betätigung durch einen Kunden­ diensttechniker, wenn er die Daten für Berechnung durch die Zentraleinheit einstellt, einem Belichtungsmodus­ wählschalter 12 d zum Wählen entweder einer manuellen oder einer automatischen Belichtungsbetriebsart und einem manuellen oder Handbelichtungseinstellteil 12 e, der durch eine Bedienungsperson im manuellen Belich­ tungsmodus betätigt wird, versehen. Wenn dieser letzte­ re Teil 12 e betätigt wird, wird ein durch z.B. einem Schleifer-Regelwiderststand vorgegebenes Signal über einen A/D=Wandler 21 der Zentraleinheit (CPU) 11 einge­ speist.

Wenn der automatische Belichtungsmodus mittels des Be­ lichtungswählschalters 12 d eingestellt ist, wird ein Ausgangssignal des Photosensors 17 über einen anderen A/D-Wandler 22 zur Zentraleinheit 11 geliefert.

Im automatischen Belichtungsmodus empfängt die Zentral­ einheit 11 ein Ausgangssignal vom Photosensor 17, d.h. eine von dem von einer Vorlage reflektierten Licht ab­ hängige analoge spannung, nach dem Durchgang desselben durch den A/D-Wandler 22. Unter Verwendung der digita­ len Daten vom A/D-Wandler 22 berechnet die Zentralein­ heit 11 eine Lampenspannung (Speiseenergie) zur automa­ tischen Optimierung einer Spannung (Energie), die an die Lampe 13 angelegt wird, in Abhängigkeit von einer optischen Dichte einer vorlage sowie Kopierbedingun­ gen und dgl.. Im manuellen Belichtungsmodus ruft die Zentraleinheit 11 eine eingestellte oder Vorgabestel­ lung im Handbelichtungseinstellteil 12 e in Form von di­ gitalen Daten ab, die vom A/D-Wandler abgenommen (deri­ ved) werden, und sie berechnet eine Lampenspannung auf der Grundlage der Einstell- oder Vorgabegröße. Die Zen­ traleinheit 11 liefert die so bestimmte Lampenspannung über einen D/A-Wandler 23 zum Lampenregler 14.

Die Nulldurchgangsschaltung (oder auch Nullpunktschal­ tung) 16 bestimmt die Zeitpunkte bzw. Zeittakte einer Abtastung, die dann ausgeführt wird, wenn die Zentral­ einheit 11 das Ausgangssignal vom Photodetektor 17 emp­ fängt.

Der nichtflüchtige Speicher 18 dient zum Speichern der durch die Zentraleinheit 11 für die Berechnung benötig­ ten Daten. Die Berechnungsdaten enthalten Daten zur Er­ mittlung einer optimalen Belichtung für eine Vorlage einer optischen Bezugsdichte beim Abbildungsmaßstab von 100% durch Korrigieren von Abweichungen oder Schwankun­ gen in einer Trommel-Empfindlichkeit und in den Charak­ terista eines optischen Systems, wobei diese Daten für verschiedene Abbildungsmaßstäbe, im automatischen Be­ lichtungsmodus und im manuellen Belichtungsmodus vorbe­ reitet bzw. vorgegeben sind.

In der Zusammenbau- oder Montagestufe wird ein Prozeß­ einstellwerkzeug 25 über einen A/D-Wandler 24 mit der Zentraleinheit 11 verbunden. Eine durch die Lampe 13 auf der Trommelmantelfläche vorgenommene Belichtung wird in Form digitaler Daten abgerufen, und die im nichtflüchtigen Speicher 18 enthaltenen Daten werden au­ tomatisch so eingestellt oder justiert, daß ein Aus­ gangssignal des Werkzeugs 25 einen Bezugswert zeigt, der in der Entwurfs- oder Konstruktionsstufe für jeden Abbildungsmaßstab vorgegeben worden ist. Durch Betäti­ gung des Einstellmodusschalters 12 c durch einen Kunden­ diensttechniker werden die im nichtflüchtigen Speicher 18 enthaltenen Daten automatisch so eingestellt, daß die internen Daten VD in der Zentraleinheit 11, die unter Benutzung des Ausgangsdatensignals vom Photosen­ sor 17 berechnet werden oder worden sind, gleich einem Vorgabebezugswert Y(M) bei jedem Abbildungsmaßstab sind.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Lichtmengenregelvor­ richtung ist nachstehend anhand der Fig. 2A und 2B er­ läutert.

In einem Vorbereitungsschritt ST 1 für Kopier- oder Druckbetrieb gibt eine Bedienungsperson gewünschte Vor­ bereitungsparameter, wie Abbildungsmaßstab, Belichtung und automatischen oder manuellen Belichtungsmodus ein. Im vorliegenden Fall wird durch Betätigung des Belich­ tungsmoduswählschalters 12 d auf der Bedientafel 12 der manuelle Belichtungsmodus eingestellt. Auf einen nicht dargestellten Vorlagentisch des Kopiergeräts wird eine Vorlage aufgelegt. In einem Schritt ST 2 wird eine nicht dargestellte Start-Taste betätigt. Im Schritt ST 3 setzt der Kopier- oder Druckbetrieb ein. Im Schritt ST 4 wird die Belichtungslampe 13 ein/ausgeschaltet, wobei eine Kopierverarbeitung ausgeführt wird. Genauer gesagt: im Schritt ST 4 wird das Programm gemäß Fig. 2A unterbro­ chen und ein Programm gemäß Fig. 2B ausgeführt. Im Schritt ST 4-1 des Programms nach Fig. 2B entscheidet die Zentraleinheit, daß der gewählte Belichtungsmodus der manuelle Belichtungsmodus ist, und sie ruft im Schritt ST 4-2 die Vorgabeposition (set position) im Handbelichtungsmoduseinstellteil in Form von digitalen Daten über den A/D-Wandler 21 ab. Im Schritt ST 4-3 be­ rechnet die Zentraleinheit 11 eine Lampenspannung zum Optimieren einer Belichtung (d.h. der Belichtungsbedin­ gungen) in Übereinstimmung mit den Daten und den Kopier­ bedingungen. Es ist darauf hinzuweisen, daß in diesem Fall die Lampenspannung, die herkömmlicherweise von einer analogen Regelschaltung erhalten wird, durch die bzw. aufgrund der Berechnung durch die Zentraleinheit 11 erhalten bzw. geliefert wird. Im Schritt ST 4-4 wird die so berechnete Lampenspannung über den D/A-Wandler 23 zum Lampenregler 14 ausgegeben, der die so durch die Zentraleinheit 11 berechnete Lampenspannung an die Be­ lichtungslampe 13 anlegt. Infolgedessen emittiert die Lampe 13 eine Lichtmenge, die von der Einstell- und Vor­ gabeposition im Handbelichtungsmoduseinstellteil 12 e ab­ hängt.

Im folgenden sei ein anderer Fall betrachtet, in wel­ chem die Bedienungsperson den Belichtungswählschalter 12 d auf der Bedientafel 12 betätigt und das Kopiergerät (dadurch) in den automatischen Belichtungsmodus gesetzt wird, wobei eine Vorlage auf den Vorlagentisch aufge­ legt, die Start-Taste betätigt und der Kopierbetrieb eingeleitet werden (Schritte ST 1 bis ST 3).

Die Zentraleinheit 11 tritt in die Verarbeitung nach Schritt ST 4 ein und geht auf das Programm gemäß Fig. 2B über. Im Schritt ST 4-1 dieses Programms entscheidet oder bestimmt die Zentraleinheit 11, daß der automatische Be­ lichtungsmodus eingestellt worden ist, worauf ein Über­ gang zum Schritt 4-5 erfolgt. In diesem Schritt ruft die Zentraleinheit 11 das Ausgangsdatensignal des Photo­ sensors 17 in Form von digitalen Daten über den A/D-Wandler 22 ab. Im nächsten Schritt ST 4-6 berechnet die Zentralheit eine eine optimale Belichtung liefernde Lampenspannung auf der Grundlage der digitalen Daten und des im Schritt ST 1 eingegebenen Kopier-Abildungsmaß­ stabs. Auf diese Weise wird die Lampenspannung durch die Zentraleinheit 11 digital berechnet. Das Berech­ nungsergebnis bzw. die so ermittelte Lampenspannung wird über den D/A-Wandler 22 zum Lampenregler 14 ausge­ geben, der seinerseits sodann die Lampenspannung von der Zentraleinheit 11 an die Lampe 13 anlegt. Infolge­ dessen emittiert die Lampe 13 eine Lichtmenge, die vom Ausgangsdatensignal des Photosensors 17, d.h. von der von der Vorlage reflektierten Lichtmenge abhängt.

Wenn das Aufleuchten der Lampe 13 mittels des Lampenreg­ lers 14 geregelt wird, wird gemäß Fig. 3 eine Phasenwin­ kelregelung bezüglich der Wechselstrom-Wellenform für das Aufleuchtenlassen (lighting) der Lampe 13 ange­ wandt. Wie dargestellt, enthält eine tatsächliche Licht­ ausbeute (optical output) (ausgezogene Linie in Fig. 3D) der Lampe 13 eine mittlere Lichtausbeute (gestri­ chelte Linie in Fig. 3D), Komponenten bzw. Anteile von Frequenzen, einchließlich eines Doppelten der Frequenz des Wechselstroms, sowie Welligkeitsanteile, die von den Filterwirkungen aufgrund der thermischen Zeitkon­ stante der Lampe 13 herrühren. Es sei nun der folgende Fall betrachtet: Die mit einer festen Lampenspannung be­ triebene Lampe beleuchtet die Vorlage einer gleichmäßi­ gen Dichte (Fig. 4A). Das Ausgangsdatensignal des Photo­ sensors 17 wird mit dem Zeittakt abgetastet, der so ge­ wählt ist, daß keine Welligkeitsanteile zugelassen werden (Fig. 4C). Die auf diese Weise abgetasteten Daten werden für die automatische Belichtungsregelung benutzt. In diesem Fall enthalten die abgerufenen Daten Datenfehler, wie Schwebung der Abtastfrequenz und Wellig­ keitsanteile des optischen Ausgangssignals bzw. der Lichtausbeute. Der Datenfehler führt unvermeidbar zu einem Fehler in den Berechnungsergebnissen der Zentral­ einheit 11. Dies wirkt sich als Flackern der Lampe 13 aus.

Zur Vermeidung dieses Welligkeitsproblems wird erfin­ dungsgemäß der Nulldurchgangsgenerator 16 benutzt, und das optische Ausgangssignal wird in Synchronismus mit der Wechselstromfrequenz abgetastet (samples). Gemäß Fig. 4D wird das Ausgangssignal des Photosensors 17 in Synchronismus mit der Wechselstromfrequenz abgetastet.

Das so abgetastete Datensignal wird für die automati­ sche Belichtungsregelung benutzt. Das resultierende Aus­ gangssignal (digitale Daten) hängt nur von der Dichte der Vorlage, nicht aber von den Welligkeitsanteilen ab. Infolgedessen ist die automatische Belichtungsregelung stabil und flackerfrei.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, wird bei einer Belichtungsregelvorrichtung der Art, bei wel­ cher das Licht von der Belichtungslampe vom Photosensor abgenommen und die Belichtung durch die Belichtungslam­ pe in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal vom Photo­ sensor geregelt wird, eine an die Lampe angelegte Lam­ penspannung, welche die Kopierbedingungen wiedergibt, bei Verwendung des Ausgangsdatensignals vom Photosen­ sor, welches ebenfalls die Lichtmenge von der Lampe wi­ derspiegelt, erhalten. Die Lampenspannung wird in Über­ einstimmung mit der so erhaltenen oder ermittelten Span­ nung geregelt. Im Laufe der Belichtung durch die Belich­ tungslampe wird die Lampenspannung wiederholt ermittelt oder abgeleitet (obtained). Auf diese Weise wird eine perfekte Digitalverarbeitung der Belichtungsregelung, einschließlich der automatischen Belichtungsregelung realisiert.

Auf diese Weise wird das Ausgangsdatensignal des Photo­ sensors, das von einer Lichtmenge abhängt, die von einer durch die Belichtungslampe beleuchteten Vorlage reflektiert wird, digital umgesetzt. Die resultierenden digitalen Daten werden in Synchronismus mit einem Wech­ selstrom-Takt in die Zentraleinheit abgerufen bzw. ein­ gelesen. Unter Verwendung der digitalen Daten berechnet die Zentraleinheit die Lampenspannung, die eine optima­ le Belichtung für die jeweiligen Kopierbedingungen ge­ währleistet. Infolgedessen kann für die digitale Berech­ nung das Datensignal (digitale Daten) benutzt werden, das lediglich von der Vorlagendichte, nicht aber von den Welligkeitsanteilen abhängt. Als Ergebnis kann die Regelung im automatischen Belichtungsmodus stabil bzw. zuverlässig und genau vorgenommen werden. Die automati­ sche Belichtungsregelung kann daher mit Hilfe von Soft­ ware durchgeführt und mittels digitaler Technologie per­ fekt realisiert werden. Dies bedeutet, daß der analoge Regelteil in seiner Größe verringert und vereinfacht ist und eine erhöhte Zuverlässigkeit der zugeordneten Schaltung gewährleistet wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das Ausgangs­ datensignal (digitale Daten) des Photosensors durch die Zentraleinheit in Synchronismus mit dem Wechsel­ strom-Taktsignal abgerufen oder abgenommen. Wahlweise kann das Ausgangsdatensignal des Photosensors mit einer wesentlich höheren Frequenz als die Frequenzen der Wel­ ligkeitsanteile abgetastet werden. Dies kann auf die in Fig. 5 gezeigte Weise realisiert werden. In diesem Fall dient ein Abtasttaktgenerator 26 ausschließlich für die Erzeugung eines Abtasttaktsignals einer solchen höheren Frequenz (Fig. 4E). Diese Ausgestaltung ermöglicht die Durchführung der Belichtungsregelung, einschließlich der automatischen Belichtungsregelung mittels Software. Diese Abtastung zeigt, daß die mit dieserAusgestaltung er­ reichte Regelleistung mit der auf der analogen Berech­ nung basierenden Leistung vergleichbar ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die der Be­ lichtungslampe zugeführten Lampenspannung durch Anle­ gung der Berechnungsergebnisse über den D/A-Wandler an den Lampenregler variiert. Wahlweise kann die Zentral­ einheit selbst ein erforderliches phasengeregeltes Signal berechnen und die Lampenspannung unmittelbar mit dem Phasenregelsignal regeln bzw. einstellen.

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine Einrich­ tung zum Einstellen der im Speicher 18 abgespeicherten Daten (einzustellende Daten), die zum Korrigieren von Schwankungen oder Abweichungen in der Trommel-Empfind­ lichkeit und im optischen System der beschriebenen Be­ lichtungsregelvorrichtung benutzt werden.

Die Fig. 6A und 6B veranschaulichen zusammen ein Ablauf­ diagramm eines für das Kopiergerät angewandten Pro­ gramms. Dieses Programm wird unter der Bedingung be­ nutzt, daß anstelle der Trommel das Prozeßeinstellwerkzeug 25 mit der Lichtmengenregelvorrichtung verbunden ist bzw. wird. Das Werkzeug 25 wird mit der Lichtmengenre­ gelvorrichtung verbunden, und der Einstellmodusregel­ schalter 12 c auf der Bedientafel 12 wird betätigt. In einem Schritt ST 1 wird der manuelle Belichtungsmodus eingestellt; im Schritt ST 2 wird ein Abbildungsmaßstab auf 100% gesetzt. Im Schritt ST 3 wird die Belichtungs­ lampe 13 eingeschaltet. Nach dem Einschwingen ihres Be­ triebs (Schritt ST 4) ruft die Zentraleinheit 11 das Aus­ gangssignal des Werkzeugs 25 über den A/D-Wandler 24 ab. Im Schritt ST 5 vergleicht die Zentraleinheit 11 die Sensorausgangsdaten des Werkzeugs 25 mit einer vorgege­ benen Bezugsgröße.

Wenn das Vergleichsergebnis negativ ist (NEIN), geht die Zentraleinheit auf den Schritt ST 6 über, in welchem die Zentraleinheit einen Zugriff zu einem Speicherplatz des nichtflüchtigen Speichers 18 herstellt, welcher die eingestellten Daten zur Gewährleistung einer optimalen Belichtung für den Fall speichert, daß eine Vorlage einer Bezugsdichte beim Abbildungsmaßstab von 100% und im manuellen Belichtungsmodus beleuchtet wird (Schritt ST 6-1). Wenn die Zentraleinheit 11 entscheidet, daß die Sensorausgangsdaten kleiner sind als die augenblickli­ che oder vorgegebene Bezugsgröße (Schritt ST 7), werden die Adreßdaten um eins (+1) inkremeniert (Schritt ST 8).

Wenn diese Daten größer sind als die Bezugsgröße (Schritt ST 7), werden die Adreßdaten um eins (-1) dekre­ mentiert (Schritt ST 9).

Wenn die Folgen der Schritte ST 4 bis ST 8 und ST 9 wieder­ holt werden und die Sensorausgangsdaten des Werkzeugs 25 der Bezugsgröße gleich werden, wird die Belichtungs­ lampe 13 abgeschaltet (Schritt ST 10 in Fig. 6B). Die Lampe 13 wird auch dann abgeschaltet, wenn die Zentral­ einheit 11 entscheidet oder feststellt, daß das Sensor­ ausgangssignal der Bezugsgröße gleich ist. Auf diese Weise wird die Einstellung der im Speicher 18 gespei­ cherten Daten beim Abbildungsmaßstab von 100% im manuel­ len Belichtungsmodus automatisch vorgenommen, um das Sensorausgangssignal des Werkzeugs 25, d.h. ein Belich­ tungspunkt auf dem Trommelumfang, der vorgegebenen Be­ zugsgröße bei diesem Abbildungsmaßstab gleich einzustellen Anschließend an die Dateneinstellung beim Abbildungsmaß­ stab von 100% erfolgt eine Dateneinstellung beim Abbil­ dungsmaßstab von 65% als kleinstem Abbildungsmaßstab (Schritt ST 6-2) und beim Abbildungsmaßstab von 154% als größtem Abbildungsmaßstab (Schritt ST 6-3) in dieser Rei­ henfolge (Schritte ST 4 bis ST 14). Nach Abschluß der Da­ teneinstellungen bei den betreffenden Abbildungsmaßstä­ ben im manuellen Belichtungsmodus (Schritt ST 15) wird der automatische Belichtungsmodus eingestellt (Schritt ST 16).

Im automatischen Belichtungsmodus erfolgt ebenfalls die Einstellung der im Speicher 18 gespeicherten Daten auto­ matisch, um die Sensorausgangssignale des Werkzeugs 25, d.h. ein Belichtungspunkt auf dem Trommelumfang, den vorgegebenen Bezugsgrößen beim Abbildungsmaßstab von 100% (Schritt ST 6-4), beim Abbildungsmaßstab von 65% (Schritt ST 6-5) und beim Abbildungsmaßstab von 154% (Schritt ST 6-6) gleich einzustellen.

Fig. 7 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines ande­ ren, durch den Kundendiensttechniker benutzten automati­ schen Einstell- oder Justierprogramms. Dieses Programm ermöglicht eine bequeme Dateneinstellung an Stellen, an denen das Werkzeug 25 nicht anstelle der Trommel be­ nutzt werden kann, beispielsweise in einem Büro des An­ wenders, wo das Kopiergerät aufgestellt ist. vor der Abarbei­ tung des Programms stellt der Kundendiensttechniker durch Betätigen an der Bedientafel 12 die Daten (Berechnungsdaten) im Speicher 18 für die Vergrößerungsmaßstäbe von 100%, 65% und 154% im ma­ nuellen Modus ein, während er die (hergestellten) Bild­ kopien mit einem Vorlagenbild einer Bezugsdichte ver­ gleicht. Die im Speicher 18 abgespeicherten Daten für die Abbildungsmaßstäbe von 100%, 65% und 154% im manuel­ len Modus werden zunächst so eingestellt, daß sich opti­ male Belichtungen bei diesen Abbildungsmaßstäben erge­ ben. Sodann wird der Einstellmodusschalter 12 c auf der Bedientafel 12 betätigt, um den automatischen Belich­ tungsmodus einzustellen (Schritt ST 1). Der Abbildungs­ maßstab wird auf 100% gesetzt (Schritt ST 2).

Sodann wird die Belichtungslampe 13 eingeschaltet (Schritt ST 3). Nach dem Einschwingen (settles down) der Lampe im Betrieb (Schritt ST 4) werden die Ausgangsdaten des Photosensors 17 über den A/D-Wandler 22 der Zentral­ einheit 11 zugespeist. Die internen Daten VD der Zen­ traleinheit 11, die von einer Berechnung unter Verwen­ dung der Ausgangsdaten des Photosensors 17 herrühren, werden mit einer in der Entwurfs- oder Konstruktionsstu­ fe vorgegebenen Bezugsgröße Y(M) verglichen (Schritt ST 5). Falls das Vergleichsergebnis negativ ist (NEIN), d.h. wenn VD ≠ Y(M) gilt, geht die Zentraleinheit 11 auf den Schritt ST 6 über. In diesem Schritt stellt die Zentraleinheit einen Zugriff zu einem Speicherplatz des nichtflüchtigen Speichers 18 her, welcher die Daten speichert, die eine optimale Belichtung gewährleisten, wenn eine Vorlage einer Bezugsdichte beim Abbildungsmaß­ stab von 100% im automatischen Belichtungsmodus beleuch­ tet wird (Schritt ST 6-1). Wenn die Zentraleinheit 11 entscheidet oder feststellt, daß die internen Daten VD größer sind als die Bezugsgröße Y(M) (Schritt ST 7), werden die Adreßdaten um eins (+1) inkrementiert (Schritt ST 8). Wenn diese Daten kleiner sind als die Be­ zugsgröße (Schritt ST 7), werden die Adreßdaten um eins (-1) dekrementiert.

Wenn die Folgen der Schritte ST 4 bis ST 8 und ST 9 wieder­ holt und die internen Daten VD beim Abbildungsmaßstab von 100% im automatischen Belichtungsmodus der Bezugs­ größe Y(M) gleich werden, wird die Belichtungslampe 13 abgeschaltet (Schritt ST 10). Die Lampe 13 wird auch ab­ geschaltet, wenn die Zentraleinheit 11 entscheidet, daß die internen Daten VD der Bezugsgröße Y(M) gleich sind. Auf diese Weise erfolgt die Einstellung der im Speicher 18 gespeicherten Daten beim Abbildungsmaßstab von 100% im automatischen Belichtungsmodus automatisch, um die internen Daten VD, die in Abhängigkeit von den digita­ len Daten vom Photosensor 17 berechnet werden bzw. worden sind, der Bezugsgröße Y(M) bei diesem Abbildungs­ maßstab gleich einzustellen. Anschließend an die Daten­ einstellung oder -justierung beim Abbildungsmaßstab von 100% erfolgt die Dateneinstellung beim Abbildungsmaßstab von 65% (Schritt ST 6-2) als kleinstem Abbildungsmaßstab und beim Abbildungsmaßstab von 154% (Schritt ST 6-3) als dem größten Abbildungsmaßstab in der angegebenen Reihen­ folge (Schritte ST 4 bis ST 14) .

Auf diese Weise werden die bei der Berechnung zur Gewin­ nung einer entsprechenden Lampenspannung für die Belich­ tungslampe benutzten Daten abgespeichert, und die ge­ speicherten Daten können eingestellt werden.

In der Fertigungsstufe können die im nichtflüchtigen Speicher abgespeicherten Daten bei den jeweiligen Abbil­ dungsmaßstäben von 100%, 65% und 154% sowohl im manuel­ len als auch im automatischen Belichtungsmodus automa­ tisch eingestellt (adjusted) werden. Im Falle einer War­ tung durch einen Kundendiensttechniker können die ge­ speicherten Daten ebenfalls bei den jeweiligen Abbil­ dungsmaßstäben von 100%, 65% und 154% im automatischen Belichtungsmodus automatisch eingestellt werden. Bei einer Änderung der Kopierbedingungen können demzufolge die Daten für die Berechnung durch die Zentraleinheit mittels der Selbststeuerfunktion der Zentraleinheit selbst automatisch und in optimaler Weise geändert werden. Diese Merkmale gewährleisten eine einfache und automatische Einstellarbeit in der Fertigungsstufe und im Wartungsfall. Dies führt wiederum zu einer Herabset­ zung des Arbeitsaufwands und zur Vermeidung einer un­ gleichmäßigen Einstellung.

Wenn das Programm durch Betätigung des Einstellmodus­ schalters bei den beschriebenen Ausführungsformen abge­ arbeitet wird, kann es durch Eingeben eines entsprechen­ den oder zugeordneten Codes mittels der Dezimaltasten eingeleitet werden. Ersichtlicherweise ist die Erfin­ dung nicht nur auf die Belichtungsregelvorrichtung bei einem Kopiergerät, sondern auch auf andere Geräte, z.B. ein Bildlesegerät, anwendbar.

Claims (2)

1. Lichtmengenregelvorrichtung, gekennzeichnet durch
einen Lichtemissionsbauteil (13),
einen Photosensor (17) zum Abnehmen von Licht vom Lichtemissionsbauteil (13),
eine Speiseeinheit (15) zur Zuspeisung einer Wech­ selspannung zum Lichtemissionsbauteil (13),
eine Recheneinheit (11) zum Berechnen einer dem Lichtemissionsbauteil (13) zuzuspeisenden elektri­ schen Energie (power) in Abhängigkeit vom jeweiligen Abbildungsmaßstab und der jeweiligen optischen Dichte von Vorlagen unter Heranziehung des vom Photo­ sensor (17) ausgegebenen Datensignals,
eine Regeleinheit (14) für die Regelung der dem Lichtemissionsbauteil (13) zugespeisten elektrischen Energie anhand einer durch die Recheneinheit (11) be­ rechneten Größe und
eine Betätigungs- oder Operationseinheit (16), um die Recheneinheit (11) zu veranlassen, die Berech­ nung periodisch in Synchronismus mit der dem Licht­ emissionsbauteil (13) zugespeisten Wechselspannung von der Speiseeinheit (15) durchzuführen.

2. Lichtmengenregelvorrichtung, gekennzeichnet durch
einen Lichtemissionsbauteil (13),
einen Photosensor (17) zum Abnehmen von Licht vom Lichtemissionsbauteil (13),
eine Speiseeinheit (15) zur Zuspeisung einer Wech­ selspannung zum Lichtemissionsbauteil (13),
eine Recheneinheit (11) zum Berechnen einer dem Lichtemissionsbauteil (13) zuzuspeisenden elektri­ schen Energie (power) in Abhängigkeit vom jeweiligen Abbildungsmaßstab und der jeweiligen optischen Dichte von Vorlagen unter Heranziehung des vom Photo­ sensor (17) ausgegebenen Datensignals,
eine Regeleinheit (14) für die Regelung der dem Lichtemissionsbauteil (13) zugespeisten elektrischen Energie anhand einer durch die Recheneinheit (11) be­ rechneten Größe und
eine Betätigungs- oder Operationseinheit (16), um die Recheneinheit (11) zu veranlassen, die Berech­ nung periodisch bei einer Frequenz, die mindestens das Doppelte der Frequenz der an den Lichtemissions­ bauteil (13) angelegten Wechselspannung von der Spei­ seeinheit (15) beträgt, und in Synchronismus mit der Wechselspannung von der Speiseeinheit (15) durchzu­ führen.