DE4126446C2

DE4126446C2 - Bilderzeugungseinrichtung

Info

Publication number: DE4126446C2
Application number: DE4126446A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Maruta; Noboru Sawayama; Katsuhiro Aoki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2011-08-10
Also published as: GB2248038A; GB9117281D0; US5237369A; GB2248038B; DE4126446A1; JPH04270356A

Description

Die Erfindung betrifft eine Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1 und betrifft insbesondere ei nen digitalen Farbkopierer, bei welchem ein Entwickler aus einem Toner und einem Träger, d. h. ein Zweikomponenten-Ent wickler verwendet wird.

Voraussetzung bei einem digitalen Farbkopierer der beschrie benen Art ist, dass die Tonerkonzentration des Zweikomponen ten-Entwicklers entsprechend reguliert wird, um die Reprodu zierbarkeit von Bildtönen, insbesondere Bild-Halbtönen zu steigern. Um dieser Forderung zu genügen, sind bereits ver schiedene Tonerkonzentrations-Kontrollmethoden vorgeschlagen worden. Die herkömmlichen Methoden können generell in die folgenden beiden Klassen eingestuft werden: Klasse A: Fühlen einer Tonerkonzentration und Steuern einer vorherbestimmten Größe, und Klasse B: Fühlen des Entwicklungsvermögens eines Entwicklers und Steuern der Tonerkonzentration, so dass das Entwicklungs vermögen konstant bleibt.

Bei der Methode der Klasse A werden beispielsweise Änderungen in der Volumendichte eines Entwicklers festgestellt (offenge legte japanische Patentanmeldung Nr. 5487/1972); es werden Änderungen in der Volumendichte eines Entwicklers anhand von Änderungen in der magnetischen Permeabilität oder Reaktanz festgestellt (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 5138/1972); ferner werden Änderungen in dem Volumen eines Entwicklers festgestellt (offengelegte japanische Patentan meldung Nr. 19459/1975); es werden Änderungen in dem Volumen eines Entwicklers anhand von Drehmomentänderungen festge stellt (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 6598/1972); es werden Änderungen in dem Ton eines Entwicklers festgestellt (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 69527/1973); es werden Änderungen im elektrischen Widerstand eines Entwicklers festgestellt (offengelegte japanische Pa tentanmeldung Nr. 38 157/1973), oder es wird eine Spannung gefühlt, welche durch die Gegenladung (auf einem Träger) ei nes entwickelten Toners induziert worden ist (offengelegte japanische Patentanmeldungen Nr. 57 638/1973 und 42 739/1973). Bei Methoden der Klasse B gibt es eine, bei welcher ein Ladungsmuster, das immun bezüglich eines foto leitfähigen Körpers ist, erzeugt und dann entwickelt wird, um optisch die Dichte bzw. den Schwärzungsgrad des sich ergeben den Tonerbildes zu fühlen.

Mit den herkömmlichen Methodenunabhängig davon, ob sie zur Klasse A oder B gehören, können Halbtonbilder nicht in zu friedenstellender Weise wiedergegeben werden. Insbesondere ändert sich im Allgemeinen die Tonerkonzentration mit den Um gebungsbedingungen und infolge von Alterung. Folglich ändert sich bei den Methoden der Klasse A, bei welcher eine Toner konzentration konstant gehalten wird, die Entwicklungs kennlinie des Entwicklers infolge von Änderungen in den Um gebungsbedingungen oder infolge von Alterung. Diese Methoden sind daher nicht unmittelbar bei einem Farbkopierer anwend bar, bei welchem die Reproduzierbarkeit von Halbtönen wichtig ist. Aus diesem Grund ist auch bereits ein Steuerverfahren vorgeschlagen worden, bei welchem die Menge an Belichtungs licht durch Fühlen von Umgebungsbedingungen sowie anderer Faktoren entsprechend gesteuert wird (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 177 153/1988), und es ist ein weiteres Steuerverfahren vorgeschlagen worden, bei welchem eine Anzahl Potenzialmuster entwickelt wird, die Dichte der sich ergeben den Tonerbilder optisch gefühlt wird und einer der Belich tungspotenzial-Datenwerte entsprechend ausgewählt ist, welche in verschiedenen Umgebungen gemessen wurden (offengelegte ja panische Patentanmeldung Nr. 296 061/1988). Mit diesen Metho den können jedoch nicht Veränderungen in den Ladungs eigenschaften eines Entwicklers infolge von Alterung gemei stert werden. Obwohl solche Änderungen berücksichtigt und da mit gemeistert werden können, wenn sie mit Daten versehen sind, welche sowohl das Altern als auch die Umgebungsbedin gungen abdecken, ist ein Aufbereiten einer derartigen Daten menge praktisch nicht durchführbar. Darüber hinaus ist ein Optimieren der Entwicklungseigenschaft mit Hilfe einer der vorerwähnten Methoden in der Praxis fast nicht durchführbar, da eine Tonerkonzentration empfindlich bezüglich Betriebs formen, wie Alterung und Umgebungsbedingungen ist.

Die Methoden der Klasse A sind nicht nur vom Standpunkt der vorerwähnten Optimierung der Entwicklungseigenschaft, sondern auch vom Standpunkt einer angemessenen Tonerkonzentration un befriedigend. Insbesondere ist der Tonerkonzentrations-Grenz wert, bei welchem eine Verunreinigung des Untergrunds und das Verstreuen von Toner stark zunimmt, ebenfalls hinsichtlich Änderungen in den Umgebungsbedingungen und bezüglich der Al terung empfindlich. Hieraus folgt, dass ein Steuern der To nerkonzentration auf einen vorherbestimmten Wert bei Methoden der Klasse A eine Verunreinigung des Untergrunds und ein Verstreuen von Toner infolge von Änderungen in den Umgebungs bedingungen und infolge von Alterung bewirken kann. Folglich wird, selbst wenn der Entwickler noch verwendbar ist, oft be stimmt, dass er gegen frischen ausgetauscht werden sollte. Bei den Methoden der Klasse B, bei welchen die Tonerkonzent ration so gesteuert wird, dass die Entwicklungsfähigkeit kon stant erhalten bleibt, werden alle Änderungen in dem Entwickler, welche der Umgebung oder der Alterung zuzuschreiben sind, zurückgeführt auf die Tonerkonzentration, wodurch der Bereich erweitert wird, in welchem die Tonerkonzentration verändert wird. Folglich wird die Entwicklungsfähigkeit des Entwicklers in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit oder in einem gealterten Zustand noch gesteigert. Unter dieser Bedin gung würde, sollte die Tonerkonzentration verringert werden, um die Entwicklungsfähigkeit auf einen gebräuchlichen Wert zu steuern, die sich ergebende Tonerkonzentration übermäßig niedrig, wodurch wiederum die maximale Entwicklung, d. h. ei ne Sättigungs-Bilddichte reduziert wird. Aus diesem Grund ist die Halbton-Reproduzierbarkeit, welche mit den Methoden der Klasse B erreichbar ist, so schlecht wie beiden Methoden der Klasse A.

Von der Anmelderin sind bereits Steuerverfahren vorgeschlagen worden, mit welchen die vorerwähnten Schwierigkeiten besei tigt werden können, und zwar in der am 29. Juni 1990 einge reichten und noch anhängigen US-Patentanmeldung S.N. 07/545 508 und in der japanischen Patentanmeldung Nr. 238 107/1989. Mit diesen Verfahren kann eine beständige Bilddichte insbe sondere eine entsprechende Halbton-Reproduzierbarkeit trotz Änderungen in den Umgebungsbedingungen und trotz Alterung er reicht werden. Eine Schwierigkeit bei den vorstehend ange führten und vorgeschlagenen Steuerverfahren besteht jedoch darin, dass sie nicht unmittelbar schnellen und starken Ände rungen in den Umgebungsbedingungen folgen können und folglich die Tonerkonzentration unkontrollierbar infolge einer übermä ßigen Tonerzufuhr erhöht wird, so dass eine Bilddichte bzw. ein Bildschwärzungsgrad über einen langen Zeitabschnitt nicht sicher gewährleistet ist.

Die DE 41 13 777 A1 der Anmelderin bezieht sich auf ein Bil derzeugungsverfahren und eine Vorrichtung hierfür und ist nach dem Prioritätstag und nach dem Anmeldetag der vorliegen den Anmeldung veröffentlicht. Der zur Beurteilung der Neuheit der vorliegenden Erfindung relevante Teil der DE 41 13 777 A1 wurde in Prioritätsanmeldungen der DE 41 13 777 A1 offenbart, welche nicht vor den korrespondierenden Prioritätsdaten der vorliegenden Erfindung liegen.

Gemäß der Erfindung soll daher eine Bilderzeugungseinrichtung geschaffen werden, bei welcher eine gleichbleibende Bildqua lität über einen langen Zeitabschnitt durch ein unmittelbares Ansprechen auf Änderungen in den Umgebungsbedingungen gewähr leistet werden kann.

Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Bilderzeugungseinrich tung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Somit ist durch die Erfindung eine insgesamt verbesserte Bilderzeu gungseinrichtung geschaffen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Aus führungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeich nungen im Einzelnen erläutert. Insbesondere wird zur Erläute rung der Erfindung auf die Fig. 14 bis 25 verwiesen. Es zei gen:

Fig. 1 einen Graphen einer Entwicklungskennlinie;

Fig. 2 einen Graphen, in welchem die Abhängigkeit einer Ent wicklungskennlinie von einer Tonerkonzentration wie dergegeben ist;

Fig. 3 einen Graphen, in welchem die Abhängigkeit einer Un tergrundverunreinigung und anderer Vorkommnisse von der Tonerkonzentration wiedergegeben ist;

Fig. 4 einen Graphen, welcher die Änderung einer Tonerkon zentration infolge der Veränderung einer Umgebungsbe dingung wiedergibt;

Fig. 5 einen Graphen, welcher eine Veränderung einer Toner konzentration infolge von Alterung wieder gibt;

Fig. 6 einen Abschnitt eines Farbkopierers, in welchem eine bevorzugte Ausführungsform der Farbbild- Erzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung verwendbar ist;

Fig. 7 einen Graphen, welcher eine Entwicklungskennlinie hinsichtlich Entwicklungswerten und Entwicklungspo tenzialen von zwei verschiedenen Mustern zeigt;

Fig. 8 einen Graphen, in welchem gezeigt ist, wie sich die Entwicklungskennlinie entsprechend der Einstellung des dynamischen Bereichs eines latenten Bildes än dert;

Fig. 9 einen Graphen, durch welchen eine dargestellte Aus führungsform der Erfindung und eine herkömmliche Aus führung bezüglich einer Änderung in der Tonerkonzent ration verglichen werden;

Fig. 10 einen Graphen der Ansprechcharakteristik eines Foto sensors;

Fig. 11 einen Graphen, in welchem die Änderung in der Charak teristik eines Fotosensors wiedergegeben ist, welche der Menge an aufgebrachtem Toner zuzuschreiben ist;

Fig. 12 einen Graphen der Ansprechcharakteristik eines Foto sensors bezüglich eines Farbtoners;

Fig. 13 einen Graphen, in welchem eine Beziehung zwischen ei nem gefühlten Potenzial und einer Entwicklungsdichte hinsichtlich zwei verschiedenen Arten von Tonerbild mustern wiedergegeben ist;

Fig. 14 ein Blockdiagramm, in welchem schematisch ein Steuer abschnitt in der Ausführungsform gemäß der Erfindung dargestellt ist;

Fig. 15 einen Graphen anhand welchem ein Vk-Steuerwert erläu tert wird, welcher mittels des in Fig. 14 dargestell ten Steuerabschnitts durchzuführen ist; und

Fig. 16 bis 25 Flussdiagramme, anhand welcher eine spezifische Operation des in Fig. 14 wiedergegebenen Steuerab schnitts veranschaulicht wird.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird ein Entwicklungs system, bei welchem ein Zweikomponenten-Entwickler verwendet wird, generell beschrieben. In Fig. 1 ist eine Entwicklungs kennlinie für diese Art Entwicklungssystem dargestellt. Die Entwicklungskennlinie hat zwei verschiedene Bereiche, d. h. einen linearen Bereich, in welchem die Entwicklungsmenge M linear mit der Zunahme des Entwicklungspotenzials Vp zunimmt, und einen Sättigungsbereich, in welchem sich die Entwick lungsmenge der Grenz-Entwicklungsmenge Mlim weg von der Linie in dem linearen Bereich bei steigendem Entwicklungspotenzial allmählich nähert. Der Gradient dM/dVp des linearen Bereichs wird im Allgemeinen als Entwicklungs-Steilheit bzw. -Gamma bezeichnet.

Wie in Fig. 2 dargestellt, hängen sowohl die Steilheit als auch die Grenzentwicklungsmenge Mlim von der Tonerkonzentra tion in einem Entwickler ab, d. h. erstere, d. h. die Steilheit und die Grenzentwicklungsmenge, nehmen mit der Zunahme in der Tonerkonzentration zu. Für die Reproduzierbarkeit eines Halb tonbildes besteht eine Voraussetzung bei dieser Art von Ent wicklungssystem darin, dass die Grenzentwicklungsmenge Mlim hinreichend größer ist als die Entwicklungsmenge Mmax, welche dem maximalen Entwicklungspotenzial des Systems entspricht. Insbesondere muss das System in dem linearen Bereich verwen det werden, um die Reproduzierbarkeit von Tönen zu erhöhen. Der untere Grenzwert der Tonerkonzentration sollte daher bei einigen Einrichtungen oder Verfahren begrenzt werden.

Andererseits bewirken, wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, Toner konzentrationen, die höher als ein bestimmter Wert TC(BG) sind, dass sich aus den nachstehend angegebenen Gründen To nerpartikel auf dem Untergrund absetzen und diesen verschmut zen und der Entwickler an der Außenseite einer Entwicklungs einheit verstreut wird. Träger und Tonerpartikel, welche ei nen Zweikomponenten-Entwickler bilden, reiben aneinander und werden dadurch geladen. Wenn die Tonermenge bezüglich der be grenzten, effektiven Ladungsfläche des Trägers übermäßig groß ist, kann der Toner nicht ausreichend geladen werden und wird folglich von dem Träger getrennt, wodurch es zu den vorer wähnten, unerwünschten Vorkommnissen kommt. Hieraus folgt, dass die Tonerkonzentration durch entsprechende Einrichtungen oder Methoden mit einem oberen Grenzwert versehen werden muss.

Im Allgemeinen ändert sich die Entwicklungs-Kennlinie bzw. -charakteristik und die Untergrundverschmutzung bei einem Zweikomponenten-Entwickler jeden Moment in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen, unter welchen das Gerät betrieben oder im Ruhezustand belassen wird, in Abhängigkeit von der Dauer des Ruhezustandes, der Anzahl durchgeführter Kopiervorgänge. Vermutlich ist dies auf die Adsorption von Wassermolekülen durch die Oberfläche von Toner und Träger, was sich mit der Temperatur und Feuchtigkeit ändert, auf das Absetzen von Ver unreinigungen auf der Trägeroberfläche, was sich mit der Be triebsdauer ändert, und auf Änderung der Ladung und Entladung von Toner (und des Trägers) zurückzuführen. In Fig. 4 und 5 ist gezeigt, wie die Tonerkonzentration, welche die charakteristischen Punkte der Entwicklungskennlinie festlegt, sich mit den Umgebungsbedingungen und infolge von Alterung ändert, indem spezifische Werte verwendet werden, welche durch Versu che bestimmt worden sind. In Fig. 4 ist die Tonerkonzentration bezüglich der Feuchtigkeitsänderung wiedergegeben, was eine typische Umgebungsbedingung ist. Die in Fig. 4 dargestellte Kennlinie wurde mit einer Anzahl von hergestellten Kopien ge messen, die auf eine ganz bestimmte Anzahl festzulegen ist, was in Fig. 5 mit III gekennzeichnet ist.

In Fig. 5 ist eine Kennlinie dargestellt, welche unter Berück sichtigung der Alterung gemessen worden ist; d. h. indem die Anzahl an hergestellten Kopien erhöht wird. Die Kurven in Fig. 5 wurden bei Umgebungsbedingungen erhalten, welche kon stant gehalten sind, d. h. indem die Feuchtigkeit bei einem in Fig. 4 dargestellten Wert I festgelegt ist. Diese Veränderun gen werden dann miteinander sowie mit anderen Veränderungen kombiniert, wie beispielsweise mit einer Veränderung, welche den Betriebsarten zuzuschreiben sind, einschließlich des Flä chenverhältnisses einer Vorlage, wie viele Kopien von einer einzigen Kopie hergestellt werden sollen, wie viele Kopien durch einen Arbeitsvorgang hergestellt werden sollen und wie lange das Gerät im Ruhezustand belassen worden ist, wobei dies von dem letzten Kopiervorgang an gezählt wird.

In Fig. 2, 4 und 5 gibt eine Kurve TC(Mmin) Tonerkonzentratio nen an, bei welchen verhindert ist, dass der Entwicklungswert Mmax, welcher dem maximalen Potenzial des Entwicklungssystems zugeordnet ist, kleiner wird als der minimale, erforderliche Entwicklungswert des Systems. Eine Kurve TC(γ) zeigt Toner konzentrationen an, bei welchen die Steilheit γ mit dem Soll wert übereinstimmt. Eine Kurve TC(γU) stellt den oberen Gam ma-Grenzwert dar, welcher bei dem System gefordert wird; bei höheren Tonerkonzentrationen würden Zeichen dicker und/oder würden zu geringeren Auflösungen führen. Ferner ist eine Kur ve TC(γL) der untere Gamma-Grenzwert, welcher bei dem System gefordert wird; bei einer niedrigeren Tonerkonzentration wür de die Bilddichte über einen zulässigen Bereich hinaus abneh men. Zu beachten ist, dass die Kurve TC(γL) geschätzt wurde, wobei der lineare Teil der Entwicklungskennlinie verwendet wurde; in der Praxis wird infolge der vorher erwähnten Sätti gung die Bilddichte geringer sein.

Auf jeden Fall hat in einem Entwicklungssystem, bei welchem ein Zweikomponenten-Entwickler verwendet wird, die Tonerkon zentration einen kritischen Einfluss auf die Entwicklungs- Charakteristik und muss folglich entsprechend kontrolliert und gesteuert werden. Obwohl die eingangs angeführten Steuer methoden A und B bereits vorgeschlagen worden sind, arbeiten sie aus den eingangs angeführten Gründen nicht voll zu friedenstellend.

Anhand von Fig. 6 bis 9 wird das Verfahren beschrieben, wel ches in der eingangs erwähnten US-Patentanmeldung S.N. 07/545 508 (US 5,298,944) von der Anmelderin vorgeschlagen worden ist. In Fig. 6 ist schematisch eine digitale Farb bild-Erzeugungseinrichtung (ein Farbkopierer) dargestellt, bei welchem das vorgeschlagene Verfahren anwendbar ist. Die Einrichtung weist im Allgemeinen einen Scannerabschnitt 1 zum Abtasten einer Vorlage, einen Bildverarbeitungsabschnitt 2, um elektrisch ein digitales Bildsignal zu verarbeiten, das von dem Scannerabschnitt 1 abgegeben worden ist, und einen Kopierabschnitt 3 auf, um ein Bild auf der Basis einer Farb bild-Aufzeichnungsinformation zu kopieren bzw. zu drucken, welche von dem Bildverarbeitungsabschnitt 2 abgegeben worden ist.

Der Scannerabschnitt 1 hat eine Leuchtstoffröhre oder eine ähnliche Lampe 5, um eine Vorlage auf einer Glasplatte 4 zu beleuchten. Eine Reflexion von der Vorlage gelangt über Spie gel 6 bis 8 auf eine Fokussier-Linsenanordnung 9. Die Lin senanordnung 9 fokussiert das einfallende Licht auf einem dichroitischen Prisma 10 mit dem Ergebnis, dass das Licht spektral in drei Komponenten, die jeweils unterschiedliche Wellenlängen haben, d. h. in rote (R), grüne (G), und blaue (B) Komponenten, aufgeteilt wird. Diese Farbkomponenten treffen auf einzelne lichtempfindliche Einrichtungen, wie CCD- (ladungsgekoppelte) Anordnungen 11R, 11C und 11B und werden dadurch in digitale Signale umgeformt. Der Bildverarbeitungs abschnitt 2 führt mit Hilfe der Ausgangssignale der CCD- Anordnungen 11R, 11G und 11B d die erforderliche Verarbeitung durch, um sie dadurch in eine Aufzeichnungsinformation un terschiedlicher Farben, d. h. in schwarze (BK), gelbe (Y), ma gentarote (M) und cyanblaue (C) Signale umzusetzen.

Obwohl die Einrichtung in Fig. 6 so dargestellt ist, dass sie ein Farbbild in vier Farben (BK, Y, M und C) erzeugt, kann auch ein Farbbild in nur drei Farben erzeugt werden, wobei dann eine der vier Aufzeichnungseinrichtungen, welche be schrieben werden, weggelassen wird.

Die einzelnen Farbsignale von dem Bildverarbeitungsabschnitt 2 werden zugeordneten Laser-Schreibeinheiten 12BK, 12C und 12M und 12R zugeführt, welche in dem Kopierabschnitt 3 vorge sehen sind. In der speziellen, in Fig. 6 dargestellten Anord nung sind vier Aufzeichnungseinrichtungen 13BK, 13C, 13M und 13Y nebeneinander in dem Kopierabschnitt 3 angeordnet. Da al le Aufzeichnungseinrichtungen 13BK bis 13Y gleich ausgeführt sind, wird im Folgenden beispielweise nur die Einrichtung 13C für die cyanblaue Farbe (C) beschrieben. Die Teile und Ele mente der anderen Aufzeichnungseinrichtungen sind mit denje nigen der Einrichtung 13C identisch und daher mit denselben Bezugszeichen mit Suffixen BK, M und Y bezeichnet.

Die Aufzeichnungseinrichtung 13C hat zusätzlich zu der Laser- Schreibeinheit 12C ein fotoleitfähiges Element 14C beispiels weise in Form einer Trommel. Um die Trommel 14C sind nachein ander angeordnet: ein Hauptlader 15C, eine Belichtungsposition, in welcher ein Laserstrahl von der Laser-Schreibeinheit 12C die Trommel 14C abtastet, eine Entwicklungseinheit 16C, ein Transferlader 17C, usw. Während der Hauptlader 15C die Oberfläche der Trommel 14C gleichförmig lädt, tastet die La ser-Schreibeinheit 12C die geladene Trommeloberfläche mit ei nem Laserstrahl ab, mit dem Ergebnis, dass ein latentes Bild, welches eine cyanblaue Komponente darstellt, elektrostatisch auf der Trommel 14C erzeugt wird. Mit der Entwicklungseinheit 16C wird dann das latente Bild in ein Tonerbild entwickelt. Ein Papierzuführabschnitt 19 ist beispielsweise in Form von zwei Papierkassetten ausgeführt. Ein Papierblatt, das von ei ner der Papierkassetten durch eine zugeordnete Zuführrolle 18 zugeführt worden ist, wird zu einem Ausrichtrollenpaar 20 be fördert, und zu einem vorherbestimmten Zeitpunkt weg von dem Ausrichtrollenpaar 20 zu einem Transferband 21 befördert. Das Band 21 befördert das Papierblatt nacheinander zu den Trom meln 14BKY, 14C9, 14M und 14Y, die jeweils ein Tonerbild einer ganz bestimmten Farbe tragen. Die Transferlader 17BK bis 17Y, welche den Trommeln 14BK bis 14Y zugeordnet sind, übertragen solche Tonerbilder nacheinander auf das Papierblatt. Das Pa pierblatt, welches das hieraus resultierende Tonerbild trägt, wird, nachdem das Bild fixiert ist, durch ein Austragrollen paar 23 aus der Einrichtung ausgetragen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Papierblatt elektrostatisch durch das Transferband 21 zurückgehalten und folglich genau transportiert. Auf Re flexionen ansprechende Foto- oder P-Sensoren 24BK bis 24Y sind den entsprechenden Trommeln 14BK bis 14Y zugeordnet; je der Sensor fühlt optisch die Tonermenge, die sich auf einem Tonerbildmuster abgesetzt hat, welches noch beschrieben wird. Die P-Sensoren 24BK bis 24Y sind bezüglich der ihnen zugeord neten Trommeln 14BK bis 14Y jeweils in derselben Weise betreibbar, so dass sie in folgenden Beschreibung nurmehr mit dem Bezugszeichen 24 ohne ein Suffix bezeichnet sind.

In dem vorstehend beschriebenen, vorgeschlagenen Verfahren erzeugt eine Sensormuster-Erzeugungseinrichtung Tonerdichtemuster, welche mittels des P-Sensors 24 gefühlt werden und ist ebenfalls mit dem Lader 15, der Laser-Schreibeinheit 12 und der Entwicklungseinheit 16 ausgestattet. Insbesondere hat jedes der Tonerbildmuster eine ganz bestimmte Bilddichte. Derartige Tonerbildmuster können auf verschiedene Weise fol gendermaßen erzeugt werden. Beispielsweise kann eine Anord nung so ausgeführt sein, dass die Menge an Belichtungslicht, welche von der Laser-Schreibeinheit 12 abgegeben wird, in zwei Stufen geändert wird, um latente Bildmuster mit zwei verschiedenen Potenzialen zu erzeugen, während das Potenzial einer Entwicklungshülse 25, d. h. eine Entwicklungsvorspannung konstant gehalten wird. Umgekehrt kann die Menge an Belich tungslicht von der Laser-Schreibeinheit 12 konstant gehalten werden, um latente Bilder mit demselben Potenzial (latente Bildmuster derselben Art) zu erzeugen, wobei dann in diesem Fall die Entwicklungsvorspannung der Hülse 25 in zwei Schrit ten geändert wird. Eine andere alternative Ausführung besteht darin, zwei latente Bildmuster mit verschiedenen Potenzialen zu erzeugen und sie durch unterschiedliche Entwicklungs-Vor spannungen zu entwickeln. Die Tonerbildmuster sind nicht auf Voll- bzw. Festbilder (solid images) beschränkt, die jeweils eine beträchtliche Fläche haben, sondern können sogar Punkt- oder Linienmuster sein, welche gewünschte Töne darstellen.

Die Entwicklungspotenziale der zwei latenten Bildmuster, wel che den Unterschieden zwischen den Oberflächenpotenzialen und der Entwicklungsvorspannung zuzuschreiben sind, sollen PL und PH (PL < PH) sein, und unter Tönen 10 bis 7 sollen Töne 3 und 7 PL bzw. PH zugeordnet werden. Ferner soll, wenn der dynami sche Bereich I eines latenten Bildes (der Unterschied zwi schen den maximalen und minimalen Werten des Ober flächenpotenzials einer Trommel, welches durch ein latentes Bild erzeugt ist) einen bestimmten Wert hat, eine in Fig. 7 dargestellte Entwicklungs-Charakteristik G(1a) die optimale Charakteristik sein. Dann sind die Entwicklermengen, der Mu ster, deren Entwicklungspotenziale PL und PH sind, M(L1) bzw. M(H1a). Wenn die Tonerkonzentration der vorstehend beschriebenen Umgebung d. h. zu derselben Zeit erhöht wird, wird die Entwicklungscharakteristik in Fig. 7 von G(1a) nach G(2a) verschoben, wodurch die Entwicklermengen, welche den Entwicklungspotenzialen PL und PH zugeordnet sind, in M(L2) bzw. M(H2a) geändert werden. Umgekehrt wird bei einer Abnahme der Tonerkonzentration die Entwicklungscharakteristik in Fig. 7 von G(1a) nach G(3a) verschoben, während die Entwick lungswerte, welche PL und PH zugeordnet sind, sich in M(L3) bzw. M(H3a) ändern. Mit Hilfe der Entwicklungscharakteristik der Fig. 7 kann folglich die Tonerkonzentration so gesteuert werden, dass sich die tatsächliche Entwicklungscharakteristik bzw. -kennlinie der Kennlinie G(1a) nähert, wenn der P-Sensor 24 einen der Entwicklungswerte fühlt, welche PL und PH zuge ordnet sind. Es ist dasselbe wie bei dem System, bei welchem ein P-Sensor verwendet ist. In dem vorgeschlagenen Verfahren wird der vorstehend beschriebene Steuervorgang mit Hilfe des Musterbildes bewirkt, welches das niedrigere Entwicklungspo tenzial PL hat.

Die vorstehende Beschreibung ist auf dieselbe Umgebung und auf denselben Zeitpunkt konzentriert. Nachstehend wird daher beschrieben, wie sich die Entwicklungs-Charakteristik bzw. -Kennlinie mit den Umgebungsbedingungen. Die Feuchtigkeit in der Umgebung soll höher sein, während die Entwicklungsmenge des Musters, das dem Entwicklungspotenzial PL zugeordnet ist, durch den P-Sensor 24 gefühlt und auf einen Sollwert gesteu ert wird. Wie in Fig. 4 dargestellt, nimmt, wenn die Feuchtig keit in der Umgebung zunimmt, die Tonerkonzentration, um die entsprechende Steilheit, d. h. den Gammawert zu erhalten, ab, mit dem Ergebnis, dass, wie in Fig. 2 angezeigt, die Sätti gungs- und Entwicklungsmenge zunimmt. Folglich ändert sich die Entwicklungs-Kennlinie so, wie durch eine Kurve G(1b) in Fig. 7 dargestellt ist, wobei der Entwicklungswert M(H1b), welcher dem Entwicklungspotenzial PH zugeordnet ist, kleiner wird als der Wert M(H1a), welcher der üblichen Feuchtigkeit zugeordnet ist. Hieraus folgt, dass der dynamische Bereich I einstellbar ist, indem der Unterschied zwischen M(H1b) und M(H1a) festgestellt wird.

Um das Einstellen des dynamischen Bereichs I leichter zu ver stehen, wird angenommen, dass die maximale Lichtmenge eines Lichtbildes und das Entwicklungspotenzial PH einander gleich sein sollen, obwohl sie in der Praxis nicht notwendigerweise gleich sind. Wie aus Fig. 7 zu ersehen, wird bei einer Ände rung der Entwicklungs-Kennlinie von G(1a) in G(1b) die Ton- Produzierbarkeit verschlechtert, und die maximale Menge an aufgebrachtem Toner (= M(1b)) wird reduziert. Folglich wird der dynamische Bereich I des latenten Bildes effektiv verrin gert, wobei das Verhältnis der Entwicklungspotenziale PL und PH konstant gehalten wird. Da dann die Tonerkonzentration so gesteuert wird, dass M(L1) konstant gehalten ist, nimmt sie mit dem Abnehmen des Entwicklungspotenzials PL → PL' konse quent zu, mit dem Ergebnis, dass die Kurve, welche die Ent wicklungs-Kennlinie darstellt, von G(1b) aus weg ansteigt. Eine derartige Einstellung wird fortgesetzt, bis der Entwick lungswert M(H1b) mit dem Sollwert M(H1a) übereinstimmt, d. h. bis die Entwicklungs-Kennlinie C(1b') gilt, auf der Basis des Ausgangssignals des P-Sensors 24 übereinstimmt, welcher den Entwicklungspotenzialen PH-PHI zugeordnet ist. Hierdurch ist mit Erfolg der Entwicklungswert, welcher dem Bildsignal zuge ordnet ist, konstant gehalten. Daher können mit dem in Fig. 6 dargestellten Farbkopierer Halbtöne in gewünschter Weise auf gezeichnet werden. Hieraus ist zu ersehen, dass das vorge schlagene Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass, wenn die Soll-Entwicklungskennlinie G(1a) in Fig. 7 infolge der hochfeuchten Umgebung in G(1b) geändert wird, eine Steuerung dadurch bewirkt wird, dass die Kennlinie G(1a) zu der Kennli nie G(1b') verschoben wird.

Wenn die Feuchtigkeit gering ist, wird die Prozedur entgegen gesetzt zu der vorstehend beschriebenen Prozedur durchgeführt. Die Steuerung, welche bezüglich der Feuchtigkeit vor stehend beschrieben worden ist, gilt auch bezüglich einer Al terung. Obwohl bei dem vorgeschlagenen Verfahren der dyna mische Bereich durch Ändern der Lichtmenge geändert wird, welche von der Belichtungseinrichtung 12 abgegeben wird, kann die Lichtmenge durch das Ladungspotenzial des Hauptladers 15 ersetzt oder zusammen mit letzterem geändert werden.

In Fig. 9 werden das vorgeschlagene Verfahren und die herkömm lichen Methoden A und B bezüglich der Tonerkonzentrations- Änderung verglichen. Obwohl die Kurven in Fig. 9 ähnlich wie die in Fig. 5 eine Alterung betreffen, die durch die Anzahl hergestellter Kopien definiert ist, stellen sie Änderungen in einer hochfeuchten Umgebung II (Fig. 4) dar, welche sich von der üblichen Feuchtigkeitsumgebung der Fig. 5 unterscheidet. Wie dargestellt, wird bei der Methode A, bei welcher die To nerkonzentration auf einen vorherbestimmten Wert gesteuert wird, keine hohe Bildqualität erreicht und Entwickler vergeu det, wenn der Entwickler nicht zu einem Zeitpunkt T₁ ausge wechselt wird, zu welchem Zeitpunkt die Tonerkonzentration mit der Konzentration TC(γU) übereinstimmt. In diesem Zusam menhang kann bei einigen, heute zur Verfügung stehenden Schwarz-Weiß-Kopierern der Entwickler bis zu einem Zeitpunkt T₂ verwendet werden, zu welchem Zeitpunkt die Tonerkonzentra tion mit der Tonerdichte TC(BG) übereinstimmt. Bei der Metho de B, bei welcher die Entwicklungsfähigkeit bei einem vorher bestimmten Wert gesteuert wird, wird festgelegt, dass die Le bensdauer des Entwicklers zu einem Zeitpunkt T₃ abläuft, zu welchem Zeitpunkt die Tonerkonzentration TC(γ) mit TC(Mmin) übereinstimmt, wobei dann der Toner ersetzt werden muss, was in Fig. 9 durch gestrichelte Linien angezeigt ist. Im Unter schied hierzu kann bei dem vorgeschlagenen Verfahren, welches die Tonerkonzentration TC(γ) konstant steuert, während ver hindert wird, dass sie über einen Anfangswert hinaus abnimmt, der Entwickler verwendet werden, bis die Tonerkonzentration TC(BG) die Sollkonzentration TC(γ) zu einem Zeitpunkt T₅ erreicht. Bezüglich des vorgeschlagenen Verfahrens ist in Fig. 9 ein Fall gezeigt, bei welchem der dynamische Bereich von dem Zeitpunkt T₄ aus anschließend reduziert wird. Die Kurven der Fig. 9 zeigen, dass mit dem vorgeschlagenen Verfahren im Ver gleich zu den herkömmlichen Methoden eine hohe Bildqualität über einen langen Zeitabschnitt gewährleistet werden kann und die Haltbarkeit des Entwicklers verlängert ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 10 bis 12 wird das Verfahren be schrieben, das in der japanischen Patentanmeldung Nr. 238 107/1989 von der Anmelderin vorgeschlagen worden ist. In Fig. 10 bis 12 sind dieselben Teile und Elemente wie diejeni gen, welche in Fig. 1 bis 9 dargestellt sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden daher nicht noch einmal beschrieben. Das vorgeschlagene Verfahren stellt eine Verbes serung gegenüber dem vorgeschlagenen, vorstehend beschriebe nen Verfahren der Anmelderin dar. Insbesondere wird aufgrund der Tatsache, dass die Ansprechcharakteristik des P-Sensors 24 sich von einem kompakten Tonermuster unterscheidet, das einen beträchtlichen Teil in Form eines Linien-Tonerbildes hat, bei dem vorgeschlagenen Verfahren, welches anschließend beschrieben wird, die Entwicklungs-Charakteristik bzw. -Kennlinie genau erfasst.

Zuerst wird der Ausgangspunkt des vorgeschlagenen Verfahrens beschrieben. Die Entwicklungs-Charakteristik bzw. Kennlinie ist schwer genau zu erfassen, wenn der maximale Entwicklungs wert Mmax so sein sollte, dass ein oder mehrere Tonerschich ten die Oberfläche eines fotoleitfähigen Elements bedecken. Dies gilt deswegen, da, wie in Fig. 11 dargestellt, die Fühl charakteristik des P-Sensors 24 im Wesentlichen gesättigt ist, wenn der Toner in einer Schicht oder Lage auf einem fo toleitfähigen Element (0,5 mg/cm²) aufgebracht ist, und die Empfindlichkeit beinahe null ist, wenn es zu zwei oder mehr Tonerschichten kommt. Da der P-Sensor 24 auf die Lichtmenge bzw. -abgabe d. h. auf das Verhältnis anspricht, in welchem eine Reflexion von der Oberfläche eines fotoleitfähigen Ele ments durch den aufgebrachten Toner abgefangen wird, ist der Fühlbereich bis zu dem Zeitpunkt richtig, an welchem der To ner die Oberfläche des fotoleitfähigen Elements mit einer La ge bedeckt.

Die Bedingung, dass der Toner das Licht von dem P-Sensor 24 nicht in ausreichender Weise absorbieren kann, beispielsweise wenn der Toner ein Farbtoner ist, ist eine weitere Schwierig keit. Das Absorptionsverhältnis eines Farbtoners ist geringer als 30% für Licht von 900 nm und höher, welches der detektier bare Bereich des P-Sensors 24 ist. Da insbesondere eine dif fuse Reflexion von eine Farbtoner mit der Menge an aufge brachtem Toner zunimmt, gibt es einen Bereich, in welchem, wie in Fig. 11 dargestellt, die Menge an gefühltem Licht (die Reflexion) mit der Zunahme der Menge von aufgebrachtem Toner zunimmt (das schwache Ansteigen nach rechts).

Darüber hinaus ist die Kondition, dass ein fotoleitfähiges Element eine Schicht hat, welche mehr als eine Hälfte des Lichts bezüglich des P-Sensors 24 diffus streut oder absor biert, eine weitere Schwierigkeit. Tatsächlich sind einige fotoleitfähige Elemente, die bei Laserdruckern verwendet wer den mit einer Schicht für eine diffuse Reflexion versehen, um zu verhindern, dass ein Laserstrahl mehrmals zwischen der O berfläche des fotoleitfähigen Elements und des Substrats re flektiert wird, wodurch ein Interferenzmuster erzeugt würde. Die Menge an reflektiertem Licht von dem fotoleitfähigen Ele ment wird im Vergleich zu der Menge an diffus reflektiertem Licht von dem Toner reduziert. Folglich wird das Signal- Rausch-(S/N-)Verhältnis verringert, wodurch ein fehlerhaftes Fühlen verstärkt wird, was in Fig. 11 mit durch "MIT DIFFUSER REFLEXIONSSCHICHT" bezeichnet ist.

Daher werden bei dem von der Anmelderin vorgeschlagenen Ver fahren, welches gerade beschrieben wird, zumindest zwei verschiedene Arten von Tonerbildmustern verwendet, nämlich ein Festbild mit einer beachtlichen Fläche und ein Bild außer ei nem Festbild, d. h. einem Linienbild. Im vorliegenden Fall sind drei verschiedene Arten von Tonerbildmustern vorgesehen, d. h. ein Festbild-Muster mit einer mittleren Dichte (einem P-Sensor-Ausgangswert Vsp), ein Linienbild-Muster mit einer mittleren Dichte (einem P-Sensor-Ausgangwert Vl) und ein Li nienbild-Muster mit der maximalen Dichte (einem P-Sensor- Ausgangswert Vlh). Wenn ein vorgegebener konstanter Wert Vspo ist, wird Toner zugeführt, wenn der Wert Vsp, welcher mit dem Festbild-Muster gemessen wird, kleiner als der konstante Wert Vspo ist oder wird nicht zugeführt, wenn ersterer größer als letzterer ist.

Die Kontrolle über die Bilderzeugungs-Bedingungen, insbeson dere bei dem vorgeschlagenen Verfahren ist folgende. In Ta belle 1 sind in Spalten Ladungspotenzial Vo, Entwicklungs- Vorspannungen Vb, Potenziale Vp eines Toner-Bildmusterteils und Tonersteuerkonstanten eingetragen, welche in einem Spei cher zusammen mit Zeigern P gespeichert sind.

Tabelle 1

Die Steuerung wird bewirkt, indem Tabelle 1 und der Sollwert Vdo von Vll-Vlh der untere Zeigergrenzwert P₁, der obere Grenzwert P₂, eine vorgegebene Konstante Po, welche größer als P₁ und kleiner als P₂ ist, das Zeiger-Inkrement oder -De krement Di (= 0, 1, 2) (D₀ ≦ D₁ ≦ D₂), eine Konstante Vdn zum Bestimmen des unveränderlichen Zeigerbereichs und der laufen de Mittelwert Vda der Unterschiede zwischen gemessenen Werten Vll und Vlh verwendet werden.

Tabelle 2

Zu beachten ist, dass, während die Tonerzufuhr-Steuerung je des Mal dann bewirkt wird, wenn ein Kopierzyklus beendet ist, das Steuern der Bilderzeugungs-Konditionen bewirkt wird, wenn eine Kopiertaste nach einer Folge Kopieroperationen wieder gedrückt wird.

In Fig. 10 ist die Ansprechcharakteristik des P-Sensors 24, der insbesondere bei dem vorgeschlagenen Verfahren verwendet ist, bezüglich einer Beziehung zwischen der Entwicklungsgröße und dem P-Sensor-Ausgangswert, bezüglich einer Beziehung zwi schen der Belichtungsenergie und dem P-Ausgangswert, bezüg lich einer Beziehung zwischen der Belichtungsenergie und dem Oberflächenpotenzial des fotoleitfähigen Elements und bezüg lich einer Beziehung zwischen dem Entwicklungswert und dem Oberflächenpotenzial dargestellt. Die Charakteristik der Fig. 10 wurde mit schwarzem Toner bestimmt. Hinsichtlich eines Festbild-Musters hängt der Entwicklungswert nur von dem Ent wicklungsvermögen eines Entwicklers (= einer Ladungsmenge Q/M von Toner) und dem Entwicklungspotenzial (= einer Differenz zwischen Musterpotenzial und Entwicklungsvorspannung) ab. Folglich kann mit einem Festbild-Muster das Entwicklungsver mögen eines Entwicklers ohne weiteres erfasst werden, wenn nur das Entwicklungspotenzial konstant gehalten wird. Insbe sondere ist der P-Sensor-Ausgangswert, welcher dem Festbild- Muster zugeordnet ist, das eine mittlere Dichte hat, Vsp ÷ Vsp". Jedoch besteht die Schwierigkeit, dass die P-Sensor-Empfindlichkeit auf null abnimmt, wenn die Menge an aufgebrachtem Toner groß ist (schwarzer Toner: Vsp ÷ Vsp', Fig. 10); schlimmstenfalls wird die Empfindlichkeit umgekehrt (der Sensorausgangswert nimmt mit der Zunahme der aufgebrach ten Tonermenge zu), wie in Fig. 12 dargestellt ist, die Fig. 10 entspricht.

Andererseits liegt ein Vorteil insbesondere bei einem Zeilen bild-Muster darin, dass, selbst wenn die Menge an aufgebrach tem Toner groß ist Vlh nicht gleich Vlh' ist, folglich die Empfindlichkeit des P-Sensors 24 sichergestellt ist. Doch liegt die Schwierigkeit bei einem Linienbild-Muster darin, dass der Absolutwert des Sensor-Ausgangswerts nicht ganz zu verlässig ist, da sich die Entwicklungsgröße (Vll ≠ Vll" oder Vlh ≠ Vlh') mit dem Untergrundpotenzial (= der Differenz zwi schen Untergrundpotenzial und Entwicklungsvorspannung) und mit der Qualität des latenten Bildes des Linienbild-Musters zusätzlich zu dem Entwicklungspotenzial ändert. Die Qualität des latenten Bildes schließt die Brennweite und Streulicht (focus and flare) im Falle einer analogen Methode, die Streu breite eines Laser-Lichtpunkts und das Überschwingen (rin ging) beim Ansteigen und Abfallen des Ein- und Ausschaltens im Falle des digitalen Laser-Schreibens oder den Betrag, um welchen das Licht abgefangen wird, die Öff nungs-/Schließgeschwindigkeit, die Begrenzung eines Strahls und das Streulicht im Falle eines Flüssigkristall- Verschlussschema ein.

Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen werden bei dem von der Anmelderin vorgeschlagenen Verfahren die Vorteile insbesondere der Sensor-Ansprechkennlinien verwendet, welche von einem Festbild und einem Linienbild abgeleitet worden sind, um die Änderung in der Entwicklungs-Charakteristik bzw. -Kennlinie genau zu erfass an, wie in der Tabelle 2 darge stellt ist. Tonerdichte und dynamischer Bereich werden auf der Basis der Änderung in der Entwicklungs-Charakteristik va riabel gesteuert. Insbesondere werden, wenn der Relativwert einer Belichtungsenergie "7" ist, was bewirkt, dass eine gro ße Tonermenge aufzubringen ist, Änderungen in den Umgebungs bedingungen auf der Basis des gefühlten Ausgangswerts Vlh ge fühlt, welche dem Linienbildmuster mit der maximalen Dichte zugeordnet sind. Wenn der Relativwert der Belichtungsenergie "3" ist, wird die Tonerdichte auf der Basis des Festbild und des Linienbild-Musters gefühlt, die jeweils eine mittlere Dichte haben. Diese Art Steuerung wird nachstehend als DIF- Steuerung bezeichnet.

Die Anmelderin hat auch in der offengelegten japanischen Pa tentanmeldung Nr. 113 093/1990 eine Ausführungsform vorge schlagen, bei welcher, wenn der dynamische Bereich bezüglich des Ladungspotenzials, einer Belichtungslichtmenge und einer Vorspannung korrigiert wird, um ein Bild in Anpassung an den Dichtepegel zu erzeugen, welcher mittels des Fotosensors ge fühlt worden ist, die Entwicklungsvorspannung variabel gesteuert wird, um den Fotosensor-Ausgangswert an dem fotoleit fähigen Element konstant zu halten.

Bei der vorstehend beschriebenen DIF-Steuerung werden, wenn die Steuerung bezüglich aufeinanderfolgender Töne "0" bis "7" bewirkt wird, eine große Datenmenge gemittelt, um die Zuver lässigkeit von Sensorausgangssignalen zu erhöhen. Daher wird bei der DIF-Steuerung eine beträchtliche Zeit zum Sammeln von Daten verbraucht, und manchmal wird der dynamische Bereich nicht eingestellt, indem unmittelbar einer schnellen Änderung in den Umgebungsbedingungen gefolgt wird. Wenn beispielsweise ein Kopierer von einem verhältnismäßig warmen und feuchten Raum in einen verhältnismäßig kühlen und trockenen Raum ge bracht wird, kann sich der Toner leicht auf der Hülse abset zen, wodurch die Wirkung gemindert wird, die mit Hilfe einer Entwicklungs-Vorspannung erreichbar ist. Folglich wird die Entwicklungs-Vorspannung entsprechend geändert, um das Aus gangssignal des Fotosensors konstant zu halten. Insbesondere wird die Entwicklungs-Vorspannung um (Vb = Soll - Vb in einem laufenden Abschnitt + Vbs) verschoben, so dass das Absetzen von Toner an der Hülse abnimmt, was eine Zunahme in der To nerkonzentration zur Folge hat. Gegenüber einer solchen Ände rung wird keine Korrektur durchgeführt, bis alle Daten von dem Fotosensor eingegeben worden sind, was wiederum eine langsame Einstellung zur Folge hat.

In Fig. 13 ist eine Beziehung zwischen der Tonerkonzentration (TC) und Vdo (Vll - Soll-Vlh) dargestellt, was sich auf die DIF-Steuerung bezieht. Wie dargestellt, haben Soll-Vdo-Werte eine identische Verteilung auf beiden Seiten bezüglich des Scheitelwerts der Kurve. Daher ist es bei der DIF-Steuerung wahrscheinlich, dass die Tonerkonzentration unkontrollierbar zunimmt, da die dem Sollwert zugeordnete Steuerung bezüglich des Scheitelwerts auf den beiden Seiten unterschiedlich ist, und da die Korrekturrichtung völlig verschieden ist von der tatsächlichen Richtung. Wenn eines der dynamischen Bereichssteuerverfahren einen dynamischen Bereich oder Änderungen Ü ber der Entwicklungs-Vorspannung auswählt, stellt es den Steuerwert bei allen von mehreren vorherbestimmten Tönen ein. Dies führt zu dem Nachteil, dass, wenn beispielsweise die To nerkonzentration auf dem fotoleitfähigen Element stark von der Sollkonzentration abweicht, die Zeit, welche notwendig ist, damit die tatsächliche Konzentration die Sollkonzentra tion erreicht, zunimmt, da die schrittweisen Änderungen oder die Konzentration sich schnell ändern können, da das Ver schieben der Entwicklungsvorspannung größer wird. Darüber hinaus wird für die dynamische Bereichsteuerung die Dichte- Detektion, welche für einen bestimmten, auszuwählenden dyna mischen Bereich notwendig ist, unter der Voraussetzung durch geführt, dass die Menge an Belichtungslicht, das an dem foto leitfähigen Element gemessen worden ist, konstant gehalten wird. Tatsächlich wird jedoch ein Tonerbildmuster manchmal erzeugt, selbst wenn eine entsprechende Lichtmenge bei spielsweise infolge der Verunreinigung der Optik nicht er reichbar ist. Dann würde der ausgewählte dynamische Bereich fehlerhaft und es wurde verhindert, dass eine entsprechende Tonerkonzentration an dem fotoleitfähigen Element eingestellt wird.

Anhand von Fig. 14 bis 25 wird nunmehr eine Farbbild-Erzeu gungseinrichtung gemäß der Erfindung beschrieben. Wie in Fig. 14 dargestellt, ist ein in der Ausführungsform enthalte ner Steuerabschnitt dargestellt. Der in seiner Gesamtheit mit 100 bezeichnete Steuerabschnitt hat einen Mikrocomputer (CPU) 100A, mit welchem ein ROM 100B und ein RAM 100C verbunden sind. In dem ROM 100B sind Grundprogramme zum Durchführen ei ner Arithmetik- und Steuerverarbeitung sowie Grunddaten für eine derartige Verarbeitung gespeichert. Eine externe Anord nung ist mit dem RAM 100C über eine Ein-Ausgabe-Schnittstelle 100D verbunden. Insbesondere ist ein Fotosensor 101 mit der Eingangsseite der Schnittstelle 100D verbunden und stellt die Sensoren 24BK, 24C, 24M und 24Y (Fig. 6) dar. Der Fotosensor 101, welcher ein lichtemittierendes Element und ein lichtemp findliches Element aufweist, spricht auf den Toner an, der in einem Muster aufgebracht ist, das auf einem fotoleitfähigen Element erzeugt worden ist, d. h. auf eine Tonerkonzentration TC. Mit der Ausgangsseite der Ein-Ausgabe-Schnittstelle 100D sind verbunden eine Entwicklungsvorspannungs-Steuereinheit 102, eine Ladungs-Steuereinheit 103, eine Kupplungs-Ansteuer einheit 104, welche einem Tonerzuführabschnitt zugeordnet ist, eine Vorspannungspotenzial Steuereinheit 105, welche e benfalls dem Tonerzuführabschnitt zugeordnet ist, und eine Lampensteuereinheit 106 für eine Belichtung. Die Entwick lungsvorspannungs-Steuereinheit 102 der externen Anordnung spielt die Rolle einer Ansteuereinheit, um das Vorspannungs potenzial eines Toners auf einer Entwicklungshülse einzustel len. Die Ladungs-Steuereinheit 103 dient als eine Ansteuer einheit, um das Ladungspotenzial des Untergrunds eines foto leitfähigen Elements einzustellen. Die Kupplungs-Ansteuer einheit 104 steuert eine Kupplung an, welche einer Schaufel zugeordnet ist, wenn die Dichte des entwickelten Musters auf einem fotoleitfähigen Element (d. h. die Dichte Vspo eines Festbildmusters) in Beziehung zu einem vorgegebenen konstan ten Wert Vspo als Vsp - Vspo in Beziehung gesetzt ist. Die Vorspannungspotenzial-Steuereinheit 105 stellt ein Potenzial ein, wenn eine Vorspannung an den Toner anzulegen ist. Ferner steuert die Lampensteuereinheit 106 die Lichtmenge, die von einer Lampe abzugeben ist.

In der dargestellten Ausführungsform führt die Zentraleinheit (CPU) 100A eine Korrektur in dem Fall durch, dass die Ent wicklungsvorspannung veränderlich ist und die effektive Vor spannung bezüglich des Ladungspotenzials eines fotoleitfähi gen Elements konstant zu halten ist. Eine derartige Steuerung zum Konstanthalten der effektiven Vorspannung wird nach oder vor einem Bilderzeugungsvorgang auf folgende Weise durchge führt. Wie in Fig. 15 dargestellt, wird eine Entwicklungsvor spannung Vb mit einer kleinen Potenzialdifferenz ΔVob, wie beispielsweise einem Fünftel oder weniger eines Bilderzeu gungspotenzials, an eine Entwicklungshülse in der entgegen gesetzten Richtung bezüglich des Untergrundpotenzials Vo ei nes fotoleitfähigen Elements speziell bei dem normalen Bil derzeugungsvorgang angelegt. (Die Vorspannung Vb, welche durch eine ausgezogene Linie angegeben ist, ist größer als das negative Potenzial Vo). Unter dieser Voraussetzung wird dann Toner auf dem fotoleitfähigen Element aufgebracht. Die Entwicklungsvorspannung Vb wird anschließend in der durch Pfeile S1 und S2 angezeigten Richtung verschoben, bis der Ausgangswert Vk (das Potenzial, wenn ein extrem niedriges Po tenzial gefühlt wird) des Fotosensors zum Fühlen der Dichte des Tonerbildes konstant wird.

In der dargestellten Ausführungsform wird die Verschiebung Vbs als eine Differenz zwischen der effektiven Entwicklungs vorspannung und der abgegebenen Entwicklungsvorspannung be trachtet und wird zum Zeitpunkt eines tatsächlichen Bilder zeugungsvorgangs zu einer Entwicklungsvorspannung addiert. Insbesondere wird bei der Ausführungsform die Entwicklungs vorspannung Vb als eine Summe der Entwicklungsvorspannung Vb (dem Sollwert) und dem Wert Vbs betrachtet, um dadurch die Differenz zwischen der Vorspannung Vb (dem Sollwert) und der effektiven Entwicklungsvorspannung auszugleichen. Ein Ver schieben der Entwicklungsvorspannung bezüglich des Unter grundpotenzials Vo der fotoleitfähigen Trommel wird erzeugt durch:

Vb = Vb (Sollwert) + Vbs (1)

Vb = (Sollwert) = Vo + Vbk (2)

Vb = Vo + Vbk + Vbs (3)

wobei Vbk gleich dem Bilderzeugungspotenzial Vk (z. B. 24 V) ist.

Wenn der Fotosensorausgang unter der vorstehend wiedergege benen Bedingung Vk ist, kann mit einer Verschiebung Vb, so dass der Fotosensorausgang Vk dessen Sollwert Vko erreicht, eine Abweichung der effektiven Entwicklungsvorspannung, d. h. eine optimale Verschiebung bestimmt werden.

In dieser Ausführungsform wird der laufende Mittelwert von acht Ausgangswerten Vk erzeugt und mit dem Sollwert Vko ver glichen. Wenn die Differenz zwischen dem sich ergebenden Mit telwert Vk und dem Sollwert Vko kleiner als 0,1 V (oder 0,2 V im Falle einer schwarzen Entwicklung) ist, wird die Vk- Steuerung nicht beeinflusst, um dadurch den Einfluss der La dungs-Unregelmäßigkeit zu reduzieren:

|Vk - Vko| < 0,1 V (4)

Insbesondere soll das Sollpotenzial des Steuer-Bildmuster teils mit einer Tonerkonzentration TC Vtc sein, das Soll potenzial der Vorspannungsverschiebung soll Vko und das n-te Potenzial, das mittels des Fotosensors gefühlt worden ist, soll bezüglich des TC-Steuermusterteils Vsp(n) und bezüglich der Vorspannungsverschiebung Vk(n) sein. Dann gilt, solange die Tonerkonzentrationssteuerung normal ist, die folgende Be ziehung bei den meisten n's:

|Vsp - Vtc| < 0,2 V (5)

(oder 0,4 V im Falle einer schwarzen Entwicklung).

In diesem Fall wird der laufende Mittelwert der Vorspannungs verschiebungs-Detektionspotenziale Vk(n) als eine Verschie bung Vk wie folgt erzeugt:

Wenn dagegen die Tonerkonzentration nicht normal ist, gilt die Beziehung (4) nicht, d. h. die folgende Beziehung gilt bei einigen oder allen n's:

|Vsp(n) - Vtc| < 0,2 V (7)

(oder 0,4 V im Falle einer schwarzen Entwicklung).

Unter einer solchen Voraussetzung wird für alle n's, bei wel chen die Beziehung (7) gilt, der Sollwert Vko von Vk ersetzt durch Vk(n):

Vk(n) = Vko (8)

Dann wird der laufende Mittelwert der Verschiebungen Vk mit Hilfe der Gl. (6) mit Vk(n) erzeugt.

Ebenso ist in der dargestellten Ausführungsform das Vk-Bilderzeugungspotenzial Vbk so konditioniert, dass ein e lektrisches Feld in der Vorwärtsrichtung wirkt, d. h. in einer Richtung zum Entwickeln eines gewöhnlichen latenten Bildes, um so den Einfluss eines umgekehrt geladenen Toners zu redu zieren. (Negativ geladener Toner entwickelt kein latentes Bild unter dem Einfluss des elektrischen Vorwärtsfeldes). Au ßerdem wird Vbk auf einen höheren Pegel eingestellt als die aufgebrachte Menge einer üblicherweise kleinen Menge von nicht geladenem Toner, um dadurch den Einfluss der Unter grundverunreinigung der fotoleitfähigen Trommel zu eliminie ren. Hierdurch ist mit Erfolg die Vorspannungsverschiebung verhindert und daher ist auch verhindert, dass die Tonerkon zentration unkontrollierbar ansteigt, wenn der Untergrund so stark (infolge von umgekehrt geladenem Toner) verunreinigt ist, um durch ein Erhöhen der Entwicklungsvorspannung gerei nigt zu werden, und ferner sind die Fühlfehler des Fotosen sors reduziert.

Die Tonerkonzentration soll nunmehr infolge einer ungenauen Detektion einer Tonerendbedingung, wozu es kommt, wenn die Tonerzufuhr unvollständig ist, oder wenn in der Einrichtung der Toner ausgeht, von einem vorherbestimmten Wert abgewichen sein (Vsp, welcher von Ttc abgewichen ist (Fig. 15». Dann wird das Entwicklungsvermögen und folglich Vk erniedrigt. In einem solchen Fall wird in der Ausführungsform die Korrektur von Vk (d. h. ein Verschieben der Vorspannung Vb erniedrigt, oder wenn die Abweichung wahrnehmbar ist, wird die Korrektur über haupt nicht durchgeführt. Insbesondere wenn die Tonerkon zentration von einem normalen in einen anormalen Zustand übergeht, wird in der Ausführungsform der Korrekturwert von Vk entsprechend dem Anomalitätsgrad geändert. Wenn die tat sächliche Tonerkonzentration sich beispielsweise infolge der unvollständigen Detektion eines Tonerendzustands gänzlich von dem vorbestimmten Wert unterscheidet, wird die Korrekturgröße auf null herabgesetzt. Wenn jedoch einfach der Brumm bzw. die Kräuselung (ripple) entsprechend groß ist, wenn das Gerät in einer warmen und feuchten Umgebung mit altem Entwickler be trieben wird, wird der Korrekturgrad verringert, obwohl die Korrektur durchgeführt wird.

Bei dieser Art Steuerung wird der Toner der fotoleitfähigen Trommel unter einer Entwicklungsvorspannung Vb zugeführt, die sich etwas von dem Untergrundpotenzial Vo der Trommel unter scheidet und in der Richtung der Beziehung entgegengesetzt ist, die insbesondere für einen Bilderzeugungsvorgang gilt. Die Entwicklungsvorspannung Vb wird so verschoben, dass der Ausgangswert Vk des Fotosensors, welcher dem sich ergebenden Tonerbild zugeordnet ist, konstant bleibt. Folglich wird die Entwicklungsvorspannung Vb relativ zu dem Untergrundpotenzial Vo der Trommel konstant gehalten, um so die Abweichung von einer wirksamen Entwicklungsvorspannung auszuschließen, wo durch die Bildqualität gesteigert wird. Für einen derartigen Steuervorgang kann auf die japanische Patentanmeldung Nr. 113 093/1989 der Anmelderin verwiesen werden.

Wenn die Umgebungsbedingungen sich ändern, insbesondere wenn Temperatur und Feuchtigkeit niedriger werden, wird die La dungsmenge, die auf den Toner aufgebracht ist und daher die Fähigkeit des Trägers, den Toner zu halten, geringer, mit dem Ergebnis, dass sich der Toner an der Entwicklungshülse sam melt. Die Ladung des Toners, der so an der Hülse aufgebracht ist, bewirkt, dass sich die effektive Entwicklungsvorspannung ändert. Eine solche Änderung in der effektiven Vorspannung kann festgestellt werden, wenn der vorher angeführte Wert Vbs festgestellt wird. Wie vorher bereits ausgeführt, können, da diese Abweichung von einer effektiven Entwicklungsvorspannung den Änderungen in den Umgebungsbedingungen zuzuschreiben ist, die letzteren, obwohl nicht unmittelbar, festgestellt werden, wenn die effektive Vorspannung festgestellt wird. Die vorste hend beschriebene DIF-Steuerung wird unstabil, wenn die Tem peratur und Feuchtigkeit geringer werden, d. h. wenn die To nerkonzentration zunimmt. Da die DIF-Steuerung auf das Aus gangssignal des Fotosensors angewiesen ist, welches die Menge des auf dem fotoleitfähigen Element aufgebrachten Toners dar stellt, wird durch eine Zunahme der Tonerkonzentration ver hindert, dass das Ausgangssignal des Fotosensors genau die aufgebrachte Tonermenge darstellt. Insbesondere ist im Ver gleich zu einem Festbildmuster die Empfindlichkeit des Foto sensors in einem hohen Konzentrationsbereich nicht zuverläs sig. Dann ist die Steuerung, welche Schwankungen in Umgebun gen mit niedrigen Temperaturen und geringer Feuchtigkeit verhin dert, bei hohen Konzentrationsbereichen anwendbar.

Die Zentraleinheit (CPU) 100A ändert die variable Steuerung in dem dynamischen Bereich in Abhängigkeit davon, ob der Wert Vbs, d. h. die Korrekturgröße des gefühlten Vorspan nungs-Verschiebungspotenzials höher oder niedriger als ein vorherbestimmter Bezugswert ist. Hierbei werden die Entwick lungsvorspannung Vb, das Ladepotenzial Vo und die Lichtmenge Vl mit Hilfe der in Tabelle 1 dargestellten Zeiger einge stellt.

Insbesondere wenn Vbs höher als einer Bezugsspannung von -100 V ist, was durch einen Zeiger #23 in Tabelle 1 darge stellt ist, wird der dynamische Bereich zum Erzeugen eines Bildes durch die in der nachstehenden Tabelle 3 wiedergegebe ne DIF-Steuerung korrigiert. Wenn dagegen Vbs niedriger als der vorerwähnte Bezugswert ist, wird die Entwicklungsvorspan nung durch die in der nachstehenden Tabelle 4 wiedergegebene Vbs-Steuerung korrigiert.

Tabelle 3

Hierbei ist zu beachten, dass α 0,32 V im Falle einer schwar zen Entwicklung oder 0,16 V im Falle einer Farbentwicklung ist.

Tabelle 4

Die Arbeitsweise der Ausführungsform mit dem vorstehend be schriebenen Aufbau wird nunmehr anhand von Fig. 16 bis 25 be schrieben.

In Fig. 15 ist eine Folgesteuerung für die Operationen des ge samten Kopierers dargestellt. Hierbei beginnt der Ablauf mit einem Schritt, bei welchem bestimmt wird, ob ein Haupt schalter angeschaltet ist oder nicht; wenn er angeschaltet ist, wird bestimmt, ob ein Kopier- oder Druck-Startschalter eingeschaltet ist oder nicht. In Abhängigkeit von der Antwort bei dieser Entscheidung stellt dann die Zentraleinheit (CPU) 100A das Untergrundpotenzial der fotoleitfähigen Trommel durch eine der Zeigersteuerungen 1 und 2 folgendermaßen ein. Wie in Fig. 17 dargestellt, bestimmt in der Zeigersteuerung 1 die Zentraleinheit 100A, ob die Verschiebung Vbs der Entwick lungsvorspannung kleiner als ein vorherbestimmter Wert ist, und bestimmt dann, wenn die Antwort positiv ist, ob ein Flag, das einen derartigen Zustand darstellt, gesetzt worden ist oder nicht. Wenn das interessierende Flag gesetzt worden ist, führt die Zentraleinheit 100A eine Vbs-Steuerung durch. Wenn das Flag nicht gesetzt worden ist, legt die Zentraleinheit 100A den Zeiger bei einem Zeiger 423 fest und legt den Unter zeiger bei einem Unterzeiger e64 fest. Wie in Fig. 18 darge stellt, werden in der Zeigersteuerung 2 Zeiger wie in der Zeigersteuerung 1 bestimmt, und dann werden die Verschiebung der Entwicklungsvorspannung, das Ladungspotenzial und die Solllichtmenge auf der Basis der Zeiger eingestellt.

In Fig. 17, in welcher die Zeiger und Unterzeiger festgelegt werden, wird auf der Basis der Menge an aufgebrachtem Toner bezüglich Temperatur und Feuchtigkeit wie in Fig. 18 bestimmt, ob die laufende Zeigereinstellung adäquat ist oder nicht. Insbesondere bewirkt, wie in Fig. 19 dargestellt, die Zentral einheit (CPU) 100A, dass ein Tonerbildmuster auf dem foto leitfähigen Element erzeugt wird, während gleichzeitig die vorhandene Tonerdichte erhalten bleibt und die Entwicklungs vorspannung Vbs und das Ladungspotenzial Vo auf beispielswei se 500 V bzw. 600 V festgelegt werden. Dann bestimmt die Zen traleinheit 100A, ob eine Zeigerkorrektur entsprechend dem sich ergebenden Konzentrations-Ausgangswert notwendig ist o der nicht, und wählt, wenn es notwendig ist, einen speziellen Zeiger aus, welcher zu der Konzentration passt, wie in der nachstehenden Tabelle 5 wiedergegeben ist.

Tabelle 5

Die vorstehend beschriebene Entscheidung und Zeigerkorrektur besteht darin, die auf dem fotoleitfähigen Element aufge brachte Tonermenge zu korrigieren, welche in Umgebungen bei niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit abnimmt und bei entgegengesetzten Umgebungsbedingungen zunimmt, wie in Fig. 4 dargestellt ist.

Wie in Fig. 20 dargestellt, wählt bei der Vbs-Steuerung die Zentraleinheit 100A ΔSP in einer Zeiger-(P)-Vbs-Tabelle aus und bestimmt, ob der Unterzeiger größer als "128" oder gleich "128" ist. Basierend auf dem Entscheidungsergebnis aktuali siert die Zentraleinheit 100A Zeiger und Unterzeiger. Dann bestimmt die Zentraleinheit 100A, ob der Unterzeiger kleiner als oder gleich null ist oder nicht, und wählt, wenn die Ant wort positiv ist, einen Zeiger eine Stufe tiefer als der vor handene Zeiger, wobei gleichzeitig der Unterzeiger entspre chend aktualisiert wird. Die Entwicklungsvorspannung soll nunmehr in dem Fall verschoben sein, wenn die erste Kopie herzustellen ist. Dann stellt bei der Vbs-Steuerung die Aus führungsform die Verschiebung in dem Bereich von beispiels weise 20 V ein, wobei der Bereich von beispielsweise 8 V ver nachlässigt ist, welcher üblicherweise der Verschiebungs grenzwert ist, um dadurch die Zeit zu verringern, die der To ner benötigt, um eine vorherbestimmte Konzentration zu errei chen.

Wenn dagegen die Verschiebung Vbs der Entwicklungsvorspannung kleiner als ein vorherbestimmter Wert ist, bestimmt die Zen traleinheit 100A, ob ein Flag, welches einen derartigen Zu stand darstellt, gesetzt worden ist oder nicht. Wenn die Ant wort dieser Entscheidung positiv ist, führt die Zentralein heit 100A die DIF-Steuerung durch. Anderenfalls legt die Zentraleinheit 100A den Zeiger und Unterzeiger wie in der vorher angegebenen Vbs-Steuerung fest. Wie in Fig. 21 darge stellt, erzeugt die Zentraleinheit 100A in der DIF-Steuerung eine Differenz α zwischen einem festgestellten DIF-Wert, der aus der vorher eingestellten Differenz auf Vll - Vlh resul tiert und einem eingestellten DIF-Wert. Dann bestimmt die Zentraleinheit 100A, ob die Differenz im Falle einer schwar zen Entwicklung kleiner als 0,24 V und im Falle einer Farbent wicklung kleiner als 0,12 V ist oder nicht. Wenn die Antwort positiv ist, bestimmt die Zentraleinheit 100A, ob der gefühl te Wert oder der eingestellte Wert größer ist als der andere, und basierend auf dem Ergebnis führt sie den Unterzeiger nach unten oder oben. Dies gilt auch dann, wenn die Antwort der Entscheidung bei der vorerwähnten Differenz negativ ist. Dann korrigiert die Zentraleinheit 100A den Zeiger und Unterzei ger, indem sie auf der Basis einer Beziehung zwischen dem Zeiger und Vbs, wie in der nachstehenden Tabelle 6 wiederge geben ist, bestimmt, ob der aktualisierte Unterzeiger kleiner oder größer als "128" ist.

Tabelle 6

Wie in Fig. 22 dargestellt, besteht die DIF-Detektion in der vorerwähnten DIF-Steuerung darin, die vorerwähnte Differenz (Vll - Vlh zu aktualisieren, wodurch der Anfangswert aktuali siert wird, zu bestimmen, ob die Detektion bei allen Tönen durchgeführt ist oder nicht, wenn die Antwort positiv ist, Differenzen zwischen dem festgestellten Wert, welcher dem To nermuster zugeordnet ist und dem Sollwert zu erzeugen, und eine Beziehung zwischen der Differenz und dem vorherbestimm ten Wert festzusetzen. Wenn die Differenz kleiner als der vorherbestimmte Wert ist, gibt die Zentraleinheit 100A die Daten ein, indem sie festlegt, dass die DIF-Detektion beendet ist, summiert die Ausgangsdaten und benutzt dann die Summe, um einen Zeiger für eine DIF-Steuerung zu setzen.

Nachdem die Zentraleinheit 100A eine Verschiebung der Ent wicklungsvorspannung durch die Vbs-Steuerung oder eine Kor rekturgröße des Ladungspotenzials durch die DIF-Steuerung festgelegt hat, wählt sie eine Standard-Entwicklungsvorspan nung, ein Standard-Ladepotenzial und eine Standard-Beleuch tungslichtmenge in einer Zeigertabelle aus (Fig. 17). Dann korrigiert die Zentraleinheit 100A die Standardwerte in ef fektive Werte. Anschließend werden der Lader und der Ansteu erabschnitt, welcher der Entwicklungshülse zugeordnet ist, eingeschaltet, während gleichzeitig das fotoleitfähige Ele ment angetrieben wird, um darauf ein Bild zu erzeugen. Der Fotosensor fühlt die Dichte des sich ergebenden Tonermusters auf dem fotoleitfähigen Element, damit die Entwicklungsvor spannung korrigiert werden kann. Insbesondere wird eine soge nannte Vk-Steuerung durchgeführt. Da die Vk-Steuerung vorher bereits beschrieben worden ist, ist in Fig. 23 nur ein Fluss diagramm wiedergegeben, welches eine derartige Steuerung dar stellt.

Wie in Fig. 24 dargestellt, startet die Zentraleinheit 100A mit der Tonerzuführsteuerung, indem sie bestimmt, ob der Zeitpunkt für den Fotosensor zu arbeiten, erreicht worden ist oder nicht, d. h. ob der Fotosensor zu dem Untergrund des fo toleitfähigen Elements hin ausgerichtet ist oder nicht. Wenn die Antwort bei dieser Entscheidung positiv ist, stellt die Zentraleinheit 100A das Untergrundpotenzial Vsg des fotoleit fähigen Elements über den Fotosensor und die Dichte (Vsp) des Tonerbildmusters fest, dass durch einen normalen Bilderzeu gungsprozess auf dem Untergrund erzeugt worden ist. Die Zent raleinheit 100A vergleicht das augenblickliche Untergrund potenzial mit dem mittleren Untergrundpotenzial und basierend auf dem Vergleichsergebnis aktualisiert sie den Anfangswert des Untergrundpotenzials. Dann vergleicht die Zentraleinheit 100A das aktualisierte Untergrundpotenzial mit dem Potenzial des Tonerbildmusters. Wenn das Verhältnis des Untergrundpo tenzials und des Tonerbildmusters größer als ein vorherbe stimmter Wert ist, d. h. wenn die Dichte des Tonerbildmusters niedrig ist, führt die Zentraleinheit 100A eine Verarbeitung durch, um eine Tonerzufuhr zu starten.

Die vorstehend beschriebene Schrittfolge wird kontinuierlich durchgeführt, während der Kopierzyklus wiederholt wird, wie in Fig. 16 dargestellt ist. Ferner bestimmt in der dargestell ten Ausführungsform die Zentraleinheit 100A, ob die Belich tungslichtmenge so, wie sie an dem fotoleitfähigen Element gemessen wird, angemessen ist oder nicht, und führt, wenn sie angemessen ist, die Tonerdichtesteuerung durch, indem sie den dynamischen Bereich auf der Basis der gefühlten Dichte des Tonerbildmusters steuert, wie oben ausgeführt ist. Insbeson dere soll ein Tonerbild auf dem fotoleitfähigen Element bei spielsweise durch den relativen Wert 11311 von in Fig. 13 dar gestellter Belichtungsenergie erzeugt werden, wodurch ein Ton mittlerer Dichte geschaffen wird. Die Zentraleinheit 100A führt eine Dichtesteuerung, welche noch beschrieben wird, nur dann durch, wenn die Differenz zwischen dem Oberflächenpoten zial des fotoleitfähigen Elements d. h. das Untergrundpotenzi al (Vo), und das Potenzial (Vl), welches die Dichte des vorerwähnten Tonerbilds darstellt, in einem vorherbestimmten Be reich auf (+20 V) bezüglich eines Sollwerts liegt.

In der in Fig. 16 dargestellten Folgesteuerung bestimmt, die Zentraleinheit 100A nacheinander, ob der Hauptschalter und der Kopierschalter eingeschaltet worden sind oder nicht, und wählt dann einen dynamischen Bereich zum Erzeugen eines Bil des durch eine Zeigersteuerung aus. Wie in Fig. 25 dargestellt ist, startet die Zentraleinheit 100 die Zeigersteuerung, in dem sie bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Ausgangswert (Vsp), welcher die Dichte des Tonerbildmusters darstellt, und der Sollausgangswert (Vtc) des Tonerbildmusters für eine To nerdichtesteuerung beispielsweise größer als 0,2 V ist. Wenn die Antwort bei dieser Entscheidung positiv ist, ersetzt die Zentraleinheit 100A einen Wert, welcher der Solldichte für den Dichteausgangswert (Vsp) entspricht, wenn sie feststellt, dass der dynamische Bereich oder die Verschiebung der Ent wicklungsvorspannung übermäßig ist. Danach wird der Betrieb an die vorher erwähnte DIF-Steuerung oder die Vbs-Steuerung übertragen. Bei Beendigung der Entscheidung bezüglich der Dichte des Tonerbildmusters bestimmt die Zentraleinheit (CPU) 100A, ob die Korrektur der Verschiebung der Entwicklungsvor spannung größer als ein vorherbestimmter Wert ist oder nicht, und führt dann basierend auf dem Entscheidungsergebnis eine Verarbeitung durch, um die Tonerdichte durch die Vbs- oder DIF-Steuerung zu korrigieren.

Bei der Erfindung wird somit die Tonerzufuhr zu einem Ent wickler entsprechend dem Ausgangssignal eines optischen Sen sors, welcher auf zumindest zwei Arten von Tonerbildmustern anspricht, welche auf einem fotoleitfähigen Element erzeugt werden, zusammen mit dem dynamischen Bereich gesteuert, um elektrostatisch ein latentes Bild auf dem fotoleitfähigen E lement zu erzeugen. Insbesondere wird bei der Erfindung eine derartige Steuerung durchgeführt, indem im Vergleich zu der sich ergebenden Verschiebung mit einem Bezugswert die Entwicklungsvorspannung so verschoben wird, dass die Menge an auf dem fotoleitfähigen Element aufgebrachtem Toner konstant wird, und steuert dann basierend auf dem Vergleichsergebnis variabel den dynamischen Bereich in Anpassung an eine Poten zialdifferenz zwischen den Tonerbildmustern oder steuert den dynamischen Bereich variabel in Anpassung an die Verschiebung einer Entwicklungsvorspannung. Daher kann der dynamische Be reich für eine Entwicklung unmittelbar korrigiert werden, selbst wenn die Umgebungsbedingungen sich schnell und plötz lich ändern. Durch Überprüfen der Verschiebung der Ent wicklungsvorspannung kann die Richtung der Verschiebung be stimmt werden, und folglich kann verhindert werden, dass die Tonerdichte außer Kontrolle gerät, wenn der Ausgangswert des Fotosensors konstant gehalten wird.

Eine noch genauere Dichtesteuerung ist erreichbar, wenn be stimmt wird, ob der laufende dynamische Bereich, welcher der Bilderzeugung zugeordnet ist, zu den Umgebungsbedingungen passt, und wenn sie erforderlichenfalls korrigiert werden.

Ferner wird, wenn die Spannung die Untergrundänderungen in folge von Verschmutzung darstellt, welche vorkommt, wenn eine Entwicklungshülse stillgestanden hat, bei der Erfindung der dynamische Bereich und die Tonerzufuhr auf der Basis der Spannung gesteuert, welche gefühlt wurde, während die Ent wicklungshülse im Betrieb war. Hierdurch ist verhindert, dass die Tonerdichte infolge einer übermäßigen Tonerzufuhr unkon trollierbar ansteigt, wozu es kommen kann, wenn die Toner dichte auf der Basis der vorerwähnten geänderten Spannung, welche dem Untergrund entspricht, und auf der Basis der Span nung korrigiert wird, welche das Tonerbildmuster darstellt.

Wenn durch die Erfindung die Dichte des exklusiven Toner bildmusters für eine Tonerdichtesteuerung festgestellt wird, wird bestimmt, ob die Beleuchtungslichtmenge, welche eine Voraussetzung für eine Dichtedetektion ist, angemessen ist oder nicht, und nur wenn sie angemessen ist, wird die Dichte des Tonerbildmusters bestimmt. Wenn die Dichte des Tonerbild musters nicht einer Solldichte entspricht, d. h. wenn erstere sich von letztere in ungewöhnlichem Maße unterscheidet, wird die Tonerdichtesteuerung, welche zu dem festgestellten Bild passt, überhaupt nicht durchgeführt. Hierdurch ist dann mit Erfolg verhindert, dass sich der dynamische Bereich über ei nen breiteren Bereich während eines Bilderzeugungsvorgangs ändert, wodurch die Zeit zunehmen würde, die notwendig ist, damit die tatsächliche Dichte die Solldichte erreicht. Der breitere Variationsbereich würde auch bewirken, dass der dy namische Bereich die anschließende Korrektur beeinflusst und dadurch würde eine angemessene Tonerdichtesteuerung un möglich.

Darüber hinaus sind dadurch, dass die Bedingungen für eine Dichtedetektion in angemessener Weise erhalten bleiben, bei der Erfindung genaue Parameter gewährleistet, welche für die Steuerung über den dynamischen Bereich insbesondere bei einer Tonerdichtesteuerung notwendig sind.

Claims

1. Bilderzeugungseinrichtung mit:

a) Einrichtungen (13BK, C, M, Y) zum Aufladen und zum bildweisen Belichten eines fotoleitfähigen Aufzeichnungselementes (14BK, C, M, Y), wobei die Höhe der Aufladung und die Intensität der Belichtung steuerbar sind;
b) einer Entwicklungsvorrichtung (16BK, C, M, Y), mit der das durch Aufladen und Belichten erzeugte Ladungsbild unter Anlegen einer steuerbaren Entwicklungsvor spannung mit Toner entwickelt wird;
c) einem optischen Sensor (101; 24Y, 24M, 24C, 24BK) zum Detektieren der Toner konzentration (TC) eines auf dem fotoleitfähigen Aufzeichnungselement (14BK, C, M, Y) mit Toner entwickelten Testmusters;
d) einer Regel-/Steuereinrichtung, die
- 1. erste und zweite Steuerdatensätze zur Steuerung des Aufladepotentials, der Belich tungsintensität und/oder der Entwicklungsvorspannung aufweist,
- 2. die Entwicklungsvorspannung von einem unter dem Hintergrundpotential des La dungsbildes liegenden Potential ausgehend so lang verschiebt, bis die von dem optischen Sensor an dem Testmuster ermittelte Tonerdichte konstant wird, wobei der Betrag der Verschiebung abhängig von den Umgebungsbedingungen ist,
- 3. den Betrag der Verschiebung der Entwicklungsvorspannung mit einem vorgegebenen Bezugswert vergleicht,
- 4. bei Unterschreiten des Bezugswerts bei einem folgenden Kopiervorgang die Aufladung, die Belichtung und/oder die Entwicklungsvorspannung nach Maßgabe des ersten Steuerdatensatzes steuert, während sie
- 5. bei Überschreiten des Bezugswerts bei einem folgenden Kopiervorgang die Aufladung, die Belichtung und/oder die Entwicklungsvorspannung nach Maßgabe des zweiten Steuerdatensatzes steuert.

2. Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor die Tonerkonzentrationswerte von zwei Mustern mehrfach fühlt und den laufenden Mittelwert der gefühlten Tonerkonzentrationswerte ermittelt.

3. Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Steuereinrichtung einen Zeiger auf der Basis des Betrags der Verschiebung (Vbs) bestimmt, und durch den Zeiger ein Ladungspotential, eine Entwicklungsvorspannung und ein Belichtungswert vorgegeben werden.