DE3921640C2 - Lichtmengenregelvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtmengenregelvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

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 bzw. von einer Lichtquelle abgegebene Lichtmenge mittels einer Belichtungslampe von Hand eingestellt. Bei der zweitgenannten Geräteart erfolgt die Lichtmengenregelung automatisch in Abhängigkeit von einer optischen Dichte einer Vorlage. Das Belichtungsregelsystem 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 Schalteinrichtung. Im letzteren Fall liefert der Spannungsteiler mehrere Gleichspannungen, die mittels der Schalteinrichtung, 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 (Spannungsstabilisier­ schaltung) angelegt, um damit eine geregelte Belichtung zu gewährleisten. Beim Kopiergerät mit automatischer Belichtungsregelfunktion 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 Kopierabbildungsmaßstabs und Zweifarb-Kopierfunktion. 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 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 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 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 einem eingestellten Abbildungsmaßstab werden durch eine Zentraleinheit (CPU) korrigiert. Wenn ein Farbkopiermodus eingestellt oder ein Abbildungsmaßstab geändert wird, 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 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.

In der DE 33 03 450 Ausführungsform, ist eine Steuereinrichtung für ein Kopiergerät beschrieben, bei dem die Stromversorgung einer Halogenlampe abhängig vom Ausgangspegel eines von einer Steuereinheit gelieferten Ausgangssignales eingestellt wird. Dadurch wird die Lichtabgabemenge der Halogenlampe auf einem bestimmten Wert gehalten, der Änderungen der Stromversorgungsspannung der Halogenlampe berücksichtigt. Im einzelnen wird ein erster Transistor vom Ausgangssignal der Steuereinheit angesteuert und entsprechend durchgeschaltet bzw. gesperrt. Ist der erste Transistor gesperrt, so wird ein Leuchtelement eines Optokopplers nicht mit Strom versorgt, so daß auch der Lichtempfänger des Optokopplers gesperrt ist. Ein weiterer Transistor des Lichtempfängers des Optokopplers wird sodann ebenfalls gesperrt, wodurch einem Gleichrichter der Halogenlampe kein Strom mehr zugeführt wird. Wird dagegen der erste Transistor durchgeschaltet, so gibt das Leuchtelement des Optokopplers Licht ab, so daß dessen Lichtempfänger ein Signal erzeugt, um den zweiten Transistor durchzuschalten und die Stromversorgung für die Halogenlampe freizugeben. Auf bei Schwebungen der Abtastfrequenz und Welligkeitsanteilen des Lichts von der Halogenlampe auftretende Probleme wird nicht eingegangen.

Weiterhin ist der DE 34 25 572 C2 ein Kopiergerät mit einer Lichtmengenregelvorrichtung der eingangs genannten Art zu entnehmen. Bei diesem Kopiergerät soll der Vergrößerungsmaßstab in einem weiten Bereich in kleinen Schritten einstellbar sein, und es soll bei der Vergrößerung auch die Dichte einer Vorlage berücksichtigt werden. Auf Welligkeitsprobleme und Schwierigkeiten infolge Schwebungen der Abtastfrequenz wird auch in dieser Druckschrift nicht eingegangen.

Schließlich ist aus der DE 35 17 915 C2 eine Belichtungsregelvorrichtung in einem Kopiergerät mit variabler Kopiervergrößerung bekannt. Bei dieser Belichtungsregelvorrichtung sendet eine Lichtquelle Licht aus, das von einem Lichtstärke-Ermittlungsschaltkreis erfaßt wird. Diesem Lichtstärke-Ermittlungsschaltkreis ist ein Differentialintegrator nachgeschaltet, an dessen anderem Eingang ein Referenzspannungsgenerator liegt. Der Ausgang des Differentialintegrators ist über einen Transistor einem Vergleicher zugeführt, der zwischen einem Spannungserzeugungsschaltkreis und einer Triggerimpulserzeugungsschaltung liegt, über die die Lichtquelle angesteuert wird. Damit soll eine Belichtungsregelvorrichtung in einem Kopiergerät mit variabler Kopiervergrößerung geschaffen werden, mit der die Lichtquelle derart anregbar ist, daß unabhängig von der Beschaffenheit einer Vorlage stets hochwertige Kopien erzeugbar sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtmengenregelvorrichtung zu schaffen, mit der auch bei Schwebungen der Abtastfrequenz und Welligkeitsanteilen einer Lichtquelle eine zuverlässige Belichtungsregelung möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Lichtmengenregelvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 5.

Die Lichtmengenregelvorrichtung erlaubt die Einbeziehung einer Software-Regelung in die Belichtungsregelung und erfordert demzufolge einen kleineren analogen Schaltungsaufwand für die Belichtungsregelung.

Die Dateneinstellung für die Belichtungsregelung ist vereinfacht und automatisch ausführbar.

Die Lichtmengenregelvorrichtung empfängt Licht von der Lichtquelle und regelt dessen Licht­ menge nach Maßgabe des Ausgangssignals vom Photosensor. Insbesondere wird dabei die der Lichtquelle 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 von der Lichtquelle emittier­ ten Lichtmenge variiert. Die der Lichtquelle zugeführte Energie wird unter Heranziehung der ermittelten optimalen Energiemenge gere­ gelt. Die zugeführte Energie wird während der Lichtemis­ sion von der Lichtquelle 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,

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 Wartungsstufe 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 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 einer Belichtungslampe über eine Phasenwinkelregelung, einem Nulldurchganggenerator 16 zum Generieren eines Nulldurchgangspunkts in einer Wechselstrom­ quellen-Spannung, die von einer Wechselstromquelle als Speiseeinheit 15 zum Lampenregler 14 geliefert wird, einem Photosensor, der mit einer Photodiode versehen ist und eine von einer Vorlage in einem automatischen Belichtungsmodus reflektierten Lichtmenge mißt, sowie einem nichtflüchtigen Speicher 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 12a mit Dezimaltasten und Abbildungsmaß­ stab-Einstelltasten, einem Anzeigeteil 12b zur Liefe­ rung einer Sichtanzeige für die Zahl der Kopien, des Ab­ bildungsmaßstabs und dgl., einem Justier- oder Einstell­ modusschalter 12c zur Betätigung durch einen Kunden­ diensttechniker, wenn er die Daten für Berechnung durch die Zentraleinheit einstellt, einem Belichtungsmodus­ wählschalter 12d zum Wählen entweder einer manuellen oder einer automatischen Belichtungsbetriebsart und einem Handbelichtungseinstellteil 12e, der durch eine Bedienungsperson im manuellen Belich­ tungsmodus betätigt wird, versehen. Wenn dieser letzte­ re Teil 12e betätigt wird, wird ein durch z.B. einem Schleifer-Regelwiderstand vorgegebenes Signal über einen A/D=Wandler 21 der Zentraleinheit 11 einge­ speist.

Wenn der automatische Belichtungsmodus mittels des Be­ lichtungswählschalters 12d 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 zur automa­ tischen Optimierung einer Spannung, 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 12e in Form von di­ gitalen Daten ab, die vom A/D-Wandler abgenommen 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.

Der Nulldurchgangsgenerator (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 vorgegeben sind.

In der 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, daß ein Aus­ gangssignal des Werkzeugs 25 einen Bezugswert zeigt, der in der Konstruktionsstufe für jeden Abbildungsmaßstab vorgegeben worden ist. Durch Betäti­ gung des Einstellmodusschalters 12c 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, 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 ST1 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 12d auf der Bedientafel 12 der manuelle Belichtungsmodus eingestellt. Auf einen nicht dargestellten Vorlagentisch des Kopiergeräts wird eine Vorlage aufgelegt. In einem Schritt ST2 wird eine nicht dargestellte Start-Taste betätigt. Im Schritt ST3 setzt der Kopier- oder Druckbetrieb ein. Im Schritt ST4 wird die Belichtungslampe 13 ein/ausgeschaltet, wobei eine Kopierverarbeitung ausgeführt wird. Genauer gesagt: im Schritt ST4 wird das Programm gemäß Fig. 2A unterbro­ chen und ein Programm gemäß Fig. 2B ausgeführt. Im Schritt ST4-1 des Programms nach Fig. 2B entscheidet die Zentraleinheit, daß der gewählte Belichtungsmodus der manuelle Belichtungsmodus ist, und sie ruft im Schritt ST4-2 die Vorgabeposition im Handbelichtungsmoduseinstellteil in Form von digitalen Daten über den A/D-Wandler 21 ab. Im Schritt ST4-3 be­ rechnet die Zentraleinheit 11 eine Lampenspannung zum Optimieren 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 wird. Im Schritt ST4-4 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 12e ab­ hängt.

Im folgenden sei ein anderer Fall betrachtet, in wel­ chem die Bedienungsperson den Belichtungswählschalter 12d 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 ST1 bis ST3).

Die Zentraleinheit 11 tritt in die Verarbeitung nach Schritt ST4 ein und geht auf das Programm gemäß Fig. 2B über. Im Schritt ST4-1 dieses Programms entscheidet 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 ST4-6 berechnet die Zentralheit 11 eine eine optimale Belichtung liefernde Lampenspannung auf der Grundlage der digitalen Daten und des im Schritt ST1 eingegebenen Kopier-Abbildungsmaß­ 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 der Lampe 13 ange­ wandt. Wie dargestellt, enthält eine tatsächliche Licht­ ausbeute (ausgezogene Linie in Fig. 3D) der Lampe 13 eine mittlere Lichtausbeute (gestri­ chelte Linie in Fig. 3D), 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 der Nulldurchgangsgenerator 16 benutzt, und das optische Ausgangssignal wird in Synchronismus mit der Wechselstromfrequenz abgetastet. 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 Span­ nung geregelt. Im Laufe der Belichtung durch die Belich­ tungslampe wird die Lampenspannung wiederholt ermittelt. 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. 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 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 des Photosensors durch die Zentraleinheit in Synchronismus mit dem Wechsel­ strom-Taktsignal abgerufen. 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 dieser Ausgestaltung er­ reichte Regelleistung mit der auf der analogen Berech­ nung basierenden Leistung vergleichbar ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die der Be­ lichtungslampe zugeführte 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 einstellen.

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine Einrich­ tung zum Einstellen der im Speicher 18 abgespeicherten 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. Das Werkzeug 25 wird mit der Lichtmengenre­ gelvorrichtung verbunden, und der Einstellmodusregel­ schalter 12c auf der Bedientafel 12 wird betätigt. In einem Schritt ST1 wird der manuelle Belichtungsmodus eingestellt; im Schritt ST2 wird ein Abbildungsmaßstab auf 100% gesetzt. Im Schritt ST3 wird die Belichtungs­ lampe 13 eingeschaltet. Nach dem Einschwingen ihres Be­ triebs (Schritt ST4) ruft die Zentraleinheit 11 das Aus­ gangssignal des Werkzeugs 25 über den A/D-Wandler 24 ab. Im Schritt ST5 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 ST6 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 ST6-1). Wenn die Zentraleinheit 11 entscheidet, daß die Sensorausgangsdaten kleiner sind als die augenblickli­ che oder vorgegebene Bezugsgröße (Schritt ST7), werden die Adreßdaten um eins (+1) inkremeniert (Schritt ST8).

Wenn diese Daten größer sind als die Bezugsgröße (Schritt ST7), werden die Adreßdaten um eins (-1) dekre­ mentiert (Schritt ST9).

Wenn die Folgen der Schritte ST4 bis ST8 und ST9 wieder­ holt werden und die Sensorausgangsdaten des Werkzeugs 25 der Bezugsgröße gleich werden, wird die Belichtungs­ lampe 13 abgeschaltet (Schritt ST10 in Fig. 6B). Die Lampe 13 wird auch dann abgeschaltet, wenn die Zentral­ einheit 11 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 ST6-2) und beim Abbildungsmaßstab von 154% als größtem Abbildungsmaßstab (Schritt ST6-3) in dieser Rei­ henfolge (Schritte ST4 bis ST14). Nach Abschluß der Da­ teneinstellungen bei den betreffenden Abbildungsmaßstä­ ben im manuellen Belichtungsmodus (Schritt ST15) wird der automatische Belichtungsmodus eingestellt (Schritt ST16).

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 ST6-4), beim Abbildungsmaßstab von 65% (Schritt ST6-5) und beim Abbildungsmaßstab von 154% (Schritt ST6-6) gleich einzustellen.

Fig. 7 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines ande­ ren, durch den Kundendiensttechniker benutzten automati­ schen Einstellprogramms. 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 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 12c auf der Bedientafel 12 betätigt, um den automatischen Belich­ tungsmodus einzustellen (Schritt ST1). Der Abbildungs­ maßstab wird auf 100% gesetzt (Schritt ST2).

Sodann wird die Belichtungslampe 13 eingeschaltet (Schritt ST3). Nach dem Einschwingen der Lampe im Betrieb (Schritt ST4) 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 Konstruktionsstu­ fe vorgegebenen Bezugsgröße Y(M) verglichen (Schritt ST5). Falls das Vergleichsergebnis negativ ist (NEIN), d.h. wenn VD ≠ Y(M) gilt, geht die Zentraleinheit 11 auf den Schritt ST6 über. In diesem Schritt stellt die Zentraleinheit 11 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 ST6-1). Wenn die Zentraleinheit 11 feststellt, daß die internen Daten VD größer sind als die Bezugsgröße Y(M) (Schritt ST7), werden die Adreßdaten um eins (+1) inkrementiert (Schritt ST8). Wenn diese Daten kleiner sind als die Be­ zugsgröße (Schritt ST7), werden die Adreßdaten um eins (-1) dekrementiert.

Wenn die Folgen der Schritte ST4 bis ST8 und ST9 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 ST10). 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 sind, der Bezugsgröße Y(M) bei diesem Abbildungs­ maßstab gleich einzustellen. Anschließend an die Daten­ einstellung beim Abbildungsmaßstab von 100% erfolgt die Dateneinstellung beim Abbildungsmaßstab von 65% (Schritt ST6-2) als kleinstem Abbildungsmaßstab und beim Abbildungsmaßstab von 154% (Schritt ST6-3) als dem größten Abbildungsmaßstab in der angegebenen Reihen­ folge (Schritte ST4 bis ST14) .

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 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 (5)

1. Lichtmengenregelvorrichtung, mit:

• - einer Lichtquelle (13) zum Einstrahlen von Licht auf einer Vorlage,
• - einem Photosensor (17) zum Empfangen des von der Vorlage reflektierten Lichts und zum Ausgeben eines Signals gemäß der von der Vorlage reflektierten Lichtmenge,
• - einer Versorgungseinrichtung (14) zum Versorgen der Lichtquelle (13) mit elektrischer Energie,
• - einer Speiseeinheit (15, 26) zur Zuspeisung einer Wechselspannung einer gegebenen Frequenz zur Versorgungseinrichtung (14),
• - einer Recheneinheit (11) zum Berechnen der Menge der der Lichtquelle (13) zuzuspeisenden elektrischen Energie in Abhängigkeit von dem vom Photosensor (17) ausgegebenen Signal und vom jeweiligen Abbildungsmaßstab und zum Steuern der Versorgungseinrichtung (14) derart, daß die berechnete elektrische Energie der Lichtquelle (13) zugeführt ist, und
• - einem Generator (16, 26), der die Recheneinheit (11) veranlaßt, das Berechnen durchzuführen,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - der Generator (16, 26) die Recheneinheit (11) veranlaßt, das Berechnen synchron mit der Frequenz der der Versorgungseinrichtung (14) von der Speiseeinheit (15) zugespeisten Wechselspannung durchzuführen.

2. Lichtmengenregelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (16, 26) bei einer Frequenz arbeitet, die mindestens das Doppelte der Frequenz der an die Lichtquelle (13) von der Speiseeinheit (15) angelegten Wechselspannung beträgt.

3. Lichtmengenregelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Entfernen von Fluktuationskomponenten aus der Frequenz der von der Speiseeinheit (15) zugespeisten Wechselspannung.

4. Lichtmengenregelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungseinrichtung die Fluktuationskomponenten derart entfernt, daß der Generator (16, 26) synchron mit Nulldurchgängen eines von einem Nulldurchgangsgenerator erzeugten Signales arbeitet.

5. Lichtmengenregelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungseinrichtung die Fluktuationskomponenten derart entfernt, daß die Speiseeinheit (15) den Generator (16, 26) veranlaßt, synchron mit einem Unterbrechungstakt zu arbeiten, der bei einer extrem höheren Frequenz als diejenige der Wechselspannung erzeugt ist.