DE4126457C2 - Elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 und betrifft insbesondere einen digitalen Farbkopierer, bei welchem ein Entwickler aus einem Toner und einem Träger, d. h. ein Zwei­ komponenten-Entwickler, verwendet wird.

Voraussetzung bei einem digitalen Farbkopierer der beschriebenen Art ist, dass die Tonerkonzentration des Zweikomponenten-Entwicklers entsprechend reguliert wird, um die Reproduzierbarkeit von Bildtönen, insbesondere Bild-Halbtönen, zu steigern. Um dieser Forderung zu genügen, sind bereits verschiedene To­ nerkonzentrations-Kontrollmethoden vorgeschlagen worden. Die herkömmlichen Methoden können generell in die folgenden beiden Klassen eingestuft werden:

Klasse A: Fühlen einer Tonerkonzentration oder einer Ersatzstoff-Eigenschaft und Steuern einer vorherbestimmten Größe und
Klasse B: Fühlen des Entwicklungsvermögens eines Entwicklers oder einer Ersatz­ stoff-Eigenschaft und Steuern der Tonerkonzentration, so dass das Entwicklungs­ vermögen konstant bleibt.

Bei der Methode der Klasse A werden beispielsweise Änderungen in der Volumen­ dichte eines Entwicklers festgestellt (offengelegte, japanische Patentanmeldung Nr. 5487/1972); es werden Änderungen in der Volumendichte eines Entwicklers an­ hand von Änderungen in der magnetischen Permeabilität oder Reaktanz festgestellt (offengelegte, japanische Patentanmeldung Nr. 5138/1972); ferner werden Ände­ rungen in dem Volumen eines Entwicklers festgestellt (offengelegte, japanische Patentanmeldung Nr. 19459/1975); es werden Änderungen in dem Volumen eines Entwicklers anhand von Drehmomentänderungen festgestellt (offengelegte, japani­ sche 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 Patentanmeldung Nr. 38 157/1973), oder es wird eine Spannung gefühlt, welche durch die Gegenladung (auf einem Träger) eines entwickelten Toners induziert worden ist (offengelegte, japanische Patent­ anmeldungen Nr. 57 638/1973 und 42 739/1973). Bei Methoden der Klasse B gibt es eine, bei welcher ein Ladungsmuster, das immun bezüglich eines fotoleitfähigen Körpers ist, erzeugt und dann entwickelt wird, um optisch die Dichte bzw. den Schwärzungsgrad des sich ergebenden Tonerbildes zu fühlen.

Mit den herkömmlichen Methoden, und zwar unabhängig davon, ob sie zur Klasse A oder B gehören, können Halbtonbilder nicht in zufriedenstellender Weise wie­ dergegeben werden. Insbesondere ändert sich im Allgemeinen die Tonerkonzentra­ tion mit den Umgebungsbedingungen und infolge von Alterung. Folglich ändert sich bei den Methoden der Klasse A, bei welcher eine Tonerkonzentration konstant gehalten wird, die Entwicklungskennlinie des Entwicklers infolge von Änderungen in den Umgebungsbedingungen oder infolge von Alterung. Diese Methoden sind daher nicht unmittelbar bei einem Farbkopierer anwendbar, bei welchem die Re­ produzierbarkeit 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 entspre­ chend 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 ergebenden Tonerbil­ der optisch gefühlt wird und einer der Belichtungspotenzial-Datenwerte entspre­ chend ausgewählt ist, welche in verschiedenen Umgebungen gemessen wurden (of­ fengelegte, japanische Patentanmeldung Nr. 296 061/1988). Mit diesen Methoden können jedoch nicht Veränderungen in den Ladungseigenschaften eines Entwick­ lers infolge von Alterung gemeistert werden. Obwohl solche Änderungen berück­ sichtigt und damit gemeistert werden können, wenn sie mit Daten versehen sind, welche sowohl das Altern als auch die Umgebungsbedingungen abdecken, ist ein Vorbereiten einer derartigen Datenmenge praktisch nicht durchführbar. Darüber hinaus ist ein Optimieren der Entwicklungseigenschaft mit Hilfe einer der vorer­ wähnten Methoden in der Praxis fast nicht durchführbar, da eine Tonerkonzentra­ tion empfindlich bezüglich Betriebsformen, wie beispielsweise Alterung und Um­ gebungsbedingungen, ist.

Die Methoden der Klasse A sind nicht nur vom Standpunkt der vorerwähnten Op­ timierung der Entwicklungseigenschaft, sondern auch vom Standpunkt einer ange­ messenen Tonerkonzentration unbefriedigend. Insbesondere ist der Tonerkon­ zentrations-Grenzwert, bei welchem eine Verunreinigung des Untergrunds und das Verstreuen von Toner stark zunimmt, ebenfalls hinsichtlich Änderungen in den Umgebungsbedingungen und bezüglich der Alterung empfindlich. Hieraus folgt, dass ein Steuern der Tonerkonzentration auf einen vorherbestimmten Wert bei Methoden der Klasse A eine Verunreinigung des Untergrunds und ein Verstreuen von Toner infolge von Änderungen in den Umgebungsbedingungen und infolge von Alterung bewirken kann. Selbst wenn der Entwickler noch verwendbar ist, wird folglich oft bestimmt, dass er durch einen frischen Entwickler ausgetauscht wer­ den sollte. Bei den Methoden der Klasse B, bei welchen die Tonerkonzentration so gesteuert wird, dass die Entwicklungsfähigkeit konstant erhalten bleibt, werden alle Änderungen in dem Entwickler, welche der Umgebung oder der Alterung zu­ zuschreiben 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 Feuchtig­ keit oder in einem gealterten Zustand noch gesteigert. Unter dieser Bedingung würde, sollte die Tonerkonzentration verringert werden, um die Ent­ wicklungsfähigkeit auf einen gebräuchlichen Wert zu steuern, die sich ergebende Tonerkonzentration übermäßig niedrig, wodurch wiederum die maximale Ent­ wicklung, d. h. eine Sättigungs-Bilddichte, reduziert wird. Aus diesem Grund ist die Halbton-Reproduzierbarkeit, welche mit den Methoden der Klasse B erreichbar ist, so schlecht wie bei den Methoden der Klasse A.

Von der Anmelderin sind in der offengelegten, japanischen Patentanmeldung Nr. 3-101 773 A bereits Steuerverfahren vorgeschlagen worden, mit welchen die vorerwähnten Schwierigkeiten beseitigt werden können. Mit diesen Verfahren kann eine beständige Bilddichte, insbesondere eine entsprechende Halb­ ton-Reproduzierbarkeit, trotz Änderungen in den Umgebungsbedingungen und trotz Alterung erreicht werden.

Bei der Steuerung der Tonerzufuhr kommt es manchmal vor, dass u. a. infolge der Änderung in der Charakteristik des Entwicklers, welche den Umgebungsbedin­ gungen zuzuschreiben ist, und infolge anderer Faktoren die auf dem fotoleitfähigen Element aufgebrachte Tonermenge abrupt zunimmt, und zwar insbesondere im Falle eines Farbtoners, da eine diffuse Reflexion von dem auf dem fotoleitfähigen Element aufgebrachten Toner und folglich die Lichtmenge, welche auf einen opti­ schen Sensor auftrifft, mit der Zunahme der aufgebrachten Tonermenge zunimmt. Daher kann leicht fehlerhafterweise festgestellt werden, dass die aufgebrachte To­ nermenge zu gering ist. Dann würde, um die Tonerdichte zu erhöhen, die Toner­ zufuhr in einem übertriebenen Maß fortgesetzt. Um ein derartiges Vorkommnis auszuschließen, ist es üblich gewesen, die Tonerzufuhr auf der Basis einer Bezie­ hung zwischen einer Untergrundspannung Vsg⁺, die einer von dem fotoleitfähi­ gen Element reflektierten Lichtintensität entspricht und die bei stillstehender Entwicklungshülse und bei sich drehendem, fotoleitfähigem Element festgestellt wird, und einer Untergrundspannung Vsg zu steuern, die bei sich drehender Entwicklungshülse festgestellt wird. Insbesondere wird dann, wenn Vsg⁺ < Vsg ist, festgestellt, ob (I) Vsp (der Sollwert) × 4 Volt/Vsg⁺ < Vsp oder (II) ob Vsp × 4 Volt/Vsg⁺ < Vsp ist. Toner wird nur dann zugeführt, wenn der Bedingung (II) genügt ist.

Jedoch besteht die Schwierigkeit der vorstehend beschriebenen Methode darin, dass dann, wenn die Spannung Vsg, die festgestellt wird, wenn die Entwicklungs­ hülse in Betrieb ist bzw. sich dreht, größer wird als die Spannung Vsg⁺, die festgestellt worden ist, wenn sie still steht, die Bedingung (II) gilt, um zu bewir­ ken, dass der Toner kontinuierlich zugeführt wird. Dies kann dann auch leicht zu einer unkontrollierbaren Zunahme in der Tonerkonzentration führen. Insbesondere beruht die Umkehr der Beziehung zwischen den festgestellten, interessierenden Spannungen auf der Tatsache, dass die Tonermenge, welche auf dem Untergrund verbleibt, zunimmt, wenn beispielsweise das photoleitfähige Element nicht voll­ ständig gereinigt wird oder wenn die Tonerdichte auf einen ungewöhnlichen Grad angestiegen ist. Außerdem fällt die Steuerung bezüglich der Tonerdichte oft aus, wenn ein Fehler in dem Bilderzeugungssystem einschließlich dem fotoleitfähigen Element auftritt.

EP 0 354 128 A2 betrifft ein Verfahren zum Detektieren des Verschmutzungs­ grads eines optischen Detektors, der die Tonerdichte einer Tonermarkierung auf einer fotoempfindlichen Walze detektiert. Zu diesem Zweck wird ein Steu­ erverfahren ausgeführt, bei dem eine Messung gemäß einem Zustand vorge­ nommen wird, bei welchem kein elektrostatisches, latentes Bild auf der foto­ empfindlichen Walze ausgebildet worden ist und auch die Entwicklungseinheit nicht betätigt worden ist. Als zweite Messbedingung wird Entwickler zuge­ führt, wobei aber ebenfalls noch kein latentes Bild ausgebildet ist, so dass bei diesem bekannten Verfahren kein reelles Tonerbild hergestellt wird. Dieses Verfahren dient dazu, um festzustellen, ob der Fotodetektor verschmutzt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrofotografische Bilder­ zeugungsvorrichtung mit einem noch vorteilhafteren Regelverhalten zu schaf­ fen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrofotografische Bilderzeugungsvor­ richtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der auf den Anspruch 1 unmittelbar oder mittelbar rückbezogenen Unteransprüche. Somit ist durch die Erfindung eine insgesamt verbesserte Bilder­ zeugungseinrichtung geschaffen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen un­ ter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 einen Graphen einer Entwicklungskennlinie;

Fig. 2 einen Graphen, in welchem die Abhängigkeit einer Entwicklungs­ kennlinie von einer Tonerkonzentration wiedergegeben ist;

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

Fig. 4 einen Graphen, welcher die Änderung einer Tonerkonzentration in­ folge der Veränderung einer Umgebungsbedingung wiedergibt;

Fig. 5 einen Graphen, welcher eine Veränderung einer Tonerkonzentration infolge von Alterung wiedergibt;

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

Fig. 7 einen Graphen, welcher eine Entwicklungskennlinie hinsichtlich Entwicklungswerten und Entwicklungspotenzialen von zwei ver­ schiedenen Mustern zeigt;

Fig. 8 einen Graphen, in welchem gezeigt ist, wie sich die Entwicklungs­ kennlinie entsprechend der Einstellung des dynamischen Bereichs ei­ nes latenten Bildes ändert;

Fig. 9 einen Graphen, durch welchen eine dargestellte Ausführungsform der Erfindung und eine herkömmliche Ausführung bezüglich einer Ände­ rung in der Tonerkonzentration verglichen werden;

Fig. 10 einen Graphen der Ansprechcharakteristik eines Fotosensors;

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

Fig. 12 einen Graphen der Ansprechcharakteristik eines Fotosensors bezüg­ lich eines Farbtoners;

Fig. 13 ein Blockdiagramm, in welchem schematisch ein Steuerabschnitt in der Ausführungsform gemäß der Erfindung dargestellt ist;

Fig. 14A einen Graphen, welcher eine Beziehung zwischen dem Ausgangssig­ nal eines Fotosensors und der aufgebrachten Tonermenge wiedergibt;

Fig. 14B einen Graphen, welcher die Änderung in dem Ausgangssignal des Fotosensors infolge von Alterung zeigt, und

Fig. 15 bis 25 Flussdiagramme, anhand welcher eine spezifische Operation des in Fig. 13 wiedergegebenen Steuerabschnitts veranschaulicht wird.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird ein Entwicklungssystem, bei wel­ chem ein Zweikomponenten-Entwickler verwendet wird, generell beschrieben. In Fig. 1 ist eine Entwicklungskennlinie für diese Art Entwicklungssystem dargestellt. Die Entwicklungskennlinie hat zwei verschiedene Bereiche, d. h. einen linearen Bereich, in welchem der Entwicklungswert M linear mit der Zunahme des Ent­ wicklungspotenzials Vp zunimmt, und einen Sättigungsbereich, in welchem sich der Entwicklungswert dem Grenz-Entwicklungswert 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 Ent­ wicklungs-Steilheit bzw. -Gamma bezeichnet.

Wie in Fig. 2 dargestellt, hängen sowohl die Steilheit als auch der Grenzentwick­ lungswert Mℓim von der Tonerkonzentration in einem Entwickler ab, d. h. erstere, d. h. die Steilheit und der Grenzentwicklungswert, nehmen mit der Zunahme in der Tonerkonzentration zu. Entsprechend der Reproduzierbarkeit eines Halbtonbildes besteht eine Voraussetzung bei dieser Art von Entwicklungssystem darin, dass der Grenzentwicklungswert Mℓim hinreichend größer ist als der Entwicklungswert Mmax, welcher dem maximalen Entwicklungspotenzial des Systems entspricht. Insbesondere muss das System in dem linearen Bereich verwendet werden, um die Reproduzierbarkeit von Tönen zu erhöhen. Der untere Grenzwert der Tonerkon­ zentration sollte daher durch irgendeine Art von Einrichtung oder Verfahren be­ grenzt werden.

Andererseits bewirken, wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, Tonerkonzentrationen, die höher als ein bestimmter Wert TC(BG) sind, dass sich aus den nachstehend angegebenen Gründen Tonerpartikel auf dem Untergrund absetzen und diesen ver­ schmutzen und der Entwickler an der Außenseite einer Entwicklungseinheit ver­ streut wird. Träger und Tonerpartikel, welche einen Zweikomponenten-Entwickler bilden, reiben aneinander und werden dadurch geladen. Wenn die Tonermenge bezüglich der begrenzten, 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 vorerwähnten, unerwünschten Vorkommnissen kommt. Hieraus folgt, dass die Tonerkonzentration durch entsprechende Einrich­ tungen 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 Mo­ ment in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen, unter welchen das Gerät be­ trieben oder im Ruhezustand belassen wird, in Abhängigkeit von der Dauer des Ruhezustands, der Anzahl Mal, wie oft Kopien hergestellt werden, usw. Vermut­ lich 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 Verunreinigungen auf der Trägeroberfläche, was sich mit der Be­ triebsdauer ändert, und auf die Änderung der Ladung und Entladung von Toner (und Träger) zurückzuführen. In Fig. 4 und 5 ist gezeigt, wie die Tonerkonzentra­ tion, welche die charakteristischen Punkte der Entwicklungskennlinie festlegt, sich mit den Umgebungsbedingungen und infolge von Alterung ändert, indem spezifi­ sche Werte verwendet werden, welche durch Versuche bestimmt worden sind. In Fig. 4 ist die Tonerkonzentration bezüglich der Feuchtigkeitsänderung wiederge­ geben, was eine typische Umgebungsbedingung ist. Die in Fig. 4 dargestellte Kennlinie wurde mit einer Anzahl von hergestellten Kopien gemessen, 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 Berücksichtigung der Alte­ rung gemessen worden ist; d. h. indem die Anzahl an hergestellten Kopien erhöht wird. Die Kurven in Fig. 5 wurden bei Umgebungsbedingungen erhalten, welche konstant gehalten sind, d. h. indem die Feuchtigkeit bei einem in Fig. 4 dargestell­ ten Wert I festgelegt ist. Diese Veränderungen werden dann miteinander sowie mit anderen Veränderungen kombiniert, wie beispielsweise mit einer Veränderung, welche den Betriebsarten zuzuschreiben ist, einschließlich des Flächenverhältnisses einer Vorlage, wie viele Kopien von einer einzigen Kopie hergestellt werden sol­ len, wie viele Kopien durch einen Arbeitsvorgang hergestellt werden sollen und wie lange das Gerät im Ruhezustand belassen worden ist, wobei dies von dem letz­ ten Kopiervorgang an gezählt wird.

In Fig. 2, 4 und 5 gibt eine Kurve TC(Mmin) Tonerkonzentrationen an, bei wel­ chen 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 mit dem Sollwert übereinstimmt. Ei­ ne Kurve TC(γU) stellt den oberen Gamma-Grenzwert dar, welcher bei dem Sys­ tem gefordert wird; höhere Tonerkonzentrationen würden zu dickeren Zeichen und/oder zu schlechteren Auflösungen führen. Ferner ist eine Kurve TC(γL) der untere Gamma-Grenzwert, welcher bei dem System gefordert wird; bei einer nied­ rigeren Tonerkonzentration würde die Bilddichte über einen zulässigen Bereich hinaus abnehmen. 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 Sättigung die Bilddichte kleiner sein.

Auf jeden Fall hat in einem Entwicklungssystem, bei welchem ein Zweikomponen­ ten-Entwickler verwendet wird, die Tonerkonzentration einen kritischen Einfluss auf die Entwicklungscharakteristik und muss folglich entsprechend kontrolliert und gesteuert werden. Obwohl die eingangs angeführten Steuermethoden A und B be­ reits vorgeschlagen worden sind, arbeiten sie aus den eingangs angeführten Grün­ den nicht voll zufriedenstellend.

Anhand von Fig. 6 bis 9 wird das Verfahren beschrieben, welches in der eingangs erwähnten, offengelegten, japanischen Patentanmeldung Nr. 3-101 773 A von der Anmelderin vorgeschlagen worden ist. In Fig. 6 ist schematisch eine digitale Farb­ bilderzeugungsvorrichtung (ein Farbkopierer) dargestellt, bei welcher das vorge­ schlagene Verfahren anwendbar ist. Die Vorrichtung weist im Allgemeinen einen Scannerabschnitt 1 zum Abtasten einer Vorlage, einen Bildverarbeitungsabschnitt 2, um elektrisch ein digitales Bildsignal zu verarbeiten, das von dem Scannerab­ schnitt 1 abgegeben worden ist, und einen Kopierabschnitt 3 auf, um ein Bild auf der Basis einer Farbbild-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. Von der Vorlage gelangt reflek­ tiertes Licht über Spiegel 6 bis 8 auf eine Fokussier-Linsenanordnung 9. Die Lin­ senanordnung 9 fokussiert das einfallende Licht auf ein dichroitisches Prisma 10, mit dem Ergebnis, dass das Licht spektral in drei Komponenten, die jeweils unter­ schiedliche Wellenlängen haben, d. h. in rote (R), grüne (G) und blaue (B) Kompo­ nenten, zerlegt wird. Diese Farbkomponenten treffen auf einzelne, lichtempfindli­ che Einrichtungen, wie CCD(ladungsgekoppelte)-Anordnungen 11R, 11G und 11B, auf und werden dadurch in digitale Signale umgeformt. Der Bildverarbei­ tungsabschnitt 2 führt mit Hilfe der Ausgangssignale der CCD-Anordnungen 11R, 11G und 11B die erforderliche Verarbeitung durch, um sie dadurch in eine Auf­ zeichnungsinformation unterschiedlicher Farben, d. h. in schwarze (BK), gelbe (Y), magentarote (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 er­ zeugt werden, wobei dann eine der vier Aufzeichnungseinrichtungen, welche be­ schrieben werden, weggelassen wird.

Die einzelnen Farbsignale von dem Bildverarbeitungsabschnitt 2 werden zugeord­ neten Laser-Schreibeinheiten 12BK, 12C, 12M und 12R zugeführt, welche in dem Kopierabschnitt 3 vorgesehen sind. In der speziellen, in Fig. 6 dargestellten An­ ordnung sind vier Aufzeichnungseinrichtungen 13BK, 13C, 13M und 13Y neben­ einander in dem Kopierabschnitt 3 angeordnet. Da alle Aufzeichnungseinrichtun­ gen 13BK bis 13Y gleich ausgeführt sind, wird im Folgenden beispielhaft nur die Einrichtung 13C für die cyanblaue Farbe (C) beschrieben. Die Teile und Elemente der anderen Aufzeichnungseinrichtungen sind mit denjenigen der Einrichtung 13C identisch und daher mit denselben Bezugszeichen mit Suffixen BK, M und Y be­ zeichnet.

Die Aufzeichnungseinrichtung 13C hat zusätzlich zu der Laserschreibeinheit 12C ein fotoleitfähiges Element 14C, beispielsweise in Form einer Trommel. Um die Trommel 14C sind nacheinander angeordnet: ein Hauptlader 15C, eine Belich­ tungsposition, 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 Laser-Schreibeinheit 12C die geladene Trommeloberfläche mit einem 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 einer der Papierkassetten durch eine zugeord­ nete Zuführrolle 18 zugeführt worden ist, wird zu einem Ausrichtrollenpaar 20 be­ fördert und wird zu einem vorherbestimmten Zeitpunkt weg von dem Ausrichtrol­ lenpaar 20 zu einem Transferband 21 befördert. Das Band 21 befördert das Pa­ pierblatt nacheinander zu den Trommeln 14BK, 14C, 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 To­ nerbilder nacheinander auf das Papierblatt. Das Papierblatt, welches das hieraus resultierende Tonerbild trägt, wird, nachdem das Bild fixiert worden ist, durch ein Austragrollenpaar 23 aus der Einrichtung ausgetragen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Papierblatt elektrostatisch durch das Transferband 21 zurückgehalten und folg­ lich genau transportiert. Auf Reflexionen ansprechende Fotosensoren bzw. P-Sensoren 24BK bis 24Y sind den entsprechenden Trommeln 14BK bis 14Y zu­ geordnet; jeder Sensor fühlt optisch die Tonermenge, die sich auf einem Toner­ bildmuster abgesetzt hat, was noch beschrieben wird. Die P-Sensoren 24BK bis 24Y sind bezüglich der ihnen zugeordneten Trommeln 14BK bis 14Y jeweils in derselben Weise betreibbar, so dass sie in der nachfolgenden Beschreibung nur mehr mit dem Bezugszeichen 24 ohne Suffix bezeichnet sind.

In dem vorstehend beschriebenen, vorgeschlagenen Verfahren erzeugt eine Sen­ sormuster-Erzeugungseinrichtung Tonerdichtemuster, welche mittels des P-Sensors 24 gefühlt werden, und diese ist ebenfalls mit dem Lader 15, der La­ ser-Schreibeinheit 12 und der Entwicklungseinheit 16 ausgestattet. Insbesondere hat jedes der Tonerbildmuster eine ganz bestimmte Bilddichte. Derartige Toner­ bildmuster können auf verschiedene Weise folgendermaßen erzeugt werden. Bei­ spielsweise kann eine Anordnung so ausgeführt sein, dass die Menge an Belich­ tungslicht, welche von der Laser-Schreibeinheit 12 abgegeben wird, in zwei Stufen geändert wird, um latente Bildmuster mit zwei verschiedenen Potenzialen zu er­ zeugen, während das Potenzial einer Entwicklungshülse 25, d. h. eine Entwick­ lungsvorspannung, 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 Schritten geändert wird. Eine andere, alternative Ausführung besteht darin, zwei latente Bildmuster mit verschiedenen Potenzialen zu erzeugen und sie durch unter­ schiedliche Entwicklungs-Vorspannungen 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, welche den Unterschie­ den zwischen den Oberflächenpotenzialen und der Entwicklungsvorspannung zuzu­ schreiben sind, sollen PL und PH (PL < PH) sein, und von den Tönen 9 bis 7 sollen Töne 3 und 7 PL bzw. PH zugeordnet werden. Ferner soll, wenn der dyna­ mische Bereich I eines latenten Bildes (der Unterschied zwischen den maximalen und minimalen Werten des Oberflächenpotenzials 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 Entwicklungswerte der Muster, deren Entwicklungspotenziale PL und PH sind, M(L1) bzw. M(H1a). Wenn die Tonerkonzentration in der vorstehend be­ schriebenen Umgebung d. h. zu derselben Zeit, erhöht wird, wird die Entwick­ lungscharakteristik in Fig. 7 von G(1a) nach G(2a) verschoben, wodurch die Ent­ wicklungswerte, 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 Entwicklungswerte, 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 tat­ sächliche Entwicklungscharakteristik bzw. -kennlinie der Sollcharakteristik G(1a) nähert, wenn der P-Sensor 24 einen der Entwicklungswerte fühlt, welche PL und PH zugeordnet sind. Es ist so wie bei dem System, bei welchem ein P-Sensor ver­ wendet ist. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird der vorstehend beschriebene Steuervorgang mit Hilfe des Musterbildes bewirkt, welches das niedrigere Ent­ wicklungspotenzial PL hat.

Die vorstehende Beschreibung war auf dieselbe Umgebung und auf denselben Zeit­ punkt konzentriert. Nachstehend wird daher beschrieben, wie sich die Ent­ wicklungs-Charakteristik bzw. -Kennlinie mit der Umgebung verändert. Die Feuchtigkeit in der Umgebung soll höher sein, während der Entwicklungswert des Musters, das dem Entwicklungspotenzial PL zugeordnet ist, durch den P-Sensor 24 gefühlt und auf einen Sollwert gesteuert wird. Wie in Fig. 4 dargestellt, nimmt, wenn die Feuchtigkeit in der Umgebung zunimmt, die Tonerkonzentration ab, um die entsprechende Steilheit, d. h. den Gammawert, zu erhalten, mit dem Ergebnis, dass, wie in Fig. 2 angezeigt, der Sättigungs- und Entwicklungswert 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 gemacht wird als der Wert M(H1a), wel­ cher der üblichen Feuchtigkeit zugeordnet ist. Hieraus folgt, dass der dynamische Bereich I einstellbar ist, indem der Unterschied zwischen M(H1b) und M(H1a) fest­ gestellt wird.

Um ein Verständnis des Einstellens des dynamischen Bereichs I zu erleichtern, sei angenommen, dass die maximale Lichtmenge eines Lichtbildes und das Entwick­ lungspotenzial PH einander entsprechen sollen, obwohl sie sich in der Praxis nicht notwendigerweise entsprechen. Wie aus Fig. 7 zu ersehen, wird bei einer Ände­ rung der Entwicklungs-Kennlinie von G(1a) in G(1b) die Ton-Produzierbarkeit ver­ schlechtert, und die maximale Menge an aufgebrachtem Toner (= M(H1b)) wird reduziert. Folglich wird der dynamische Bereich I des latenten Bildes verringert, 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' konsequent zu, mit dem Ergebnis, dass die Kurve, welche die Entwicklungs­ kennlinie darstellt, von G(1b) aus steigt. Eine derartige Einstellung wird fortge­ setzt, bis der Entwicklungswert M(H1b) mit dem Sollwert M(H1a), d. h. bis die Entwicklungs-Kennlinie G(1b') gilt, auf der Basis des Ausgangssignals des P-Sensors 24 übereinstimmt, welches den Entwicklungspotenzialen PH-PH' zuge­ ordnet ist. Hierdurch ist mit Erfolg der Entwicklungswert, welcher dem Bildsignal zugeordnet ist, konstant gehalten. Daher können mit dem in Fig. 6 dargestellten Farbkopierer Halbtöne in gewünschter Weise aufgezeichnet werden. Hieraus ist zu ersehen, dass das vorgeschlagene Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass dann, wenn die Soll-Entwicklungskennlinie G(1a) in Fig. 8 infolge der hochfeuch­ ten Umgebung in G(1b) geändert wird, eine Steuerung dadurch bewirkt wird, dass die Kennlinie G(1a) zu der Kennlinie G(1b') verschoben wird.

Bei geringer Feuchtigkeit wird die Prozedur entgegengesetzt zu der vorstehend beschriebenen Prozedur durchgeführt. Die Steuerung, welche bezüglich der Feuchtigkeit vorstehend beschrieben worden ist, gilt auch bezüglich einer Alterung. Ob­ wohl bei dem vorgeschlagenen Verfahren der dynamische Bereich durch Ändern der Lichtmenge geändert wird, welche von der Belichtungseinrichtung 12 abgege­ ben 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 herkömmlichen Methoden A und B bezüglich der Tonerkonzentrationsänderung verglichen. Obwohl die Kur­ ven in Fig. 9 ähnlich wie die in Fig. 5 eine Alterung betreffen, die durch die An­ zahl hergestellter Kopien definiert ist, sind sie repräsentativ für Änderungen in einer hochfeuchten Umgebung II (Fig. 4), welche sich von der üblichen Feuchtig­ keitsumgebung der Fig. 5 unterscheiden. Wie dargestellt, wird bei der Methode A, bei welcher die Tonerkonzentration auf einen vorherbestimmten Wert gesteuert wird, keine hohe Bildqualität erreicht und wird Entwickler vergeudet, wenn der Entwickler nicht zu einem Zeitpunkt T₁ ausgewechselt wird, zu welchem Zeitpunkt die Tonerkonzentration mit der Konzentration TC(γU) übereinstimmt. In diesem Zusammenhang kann bei einigen, heute zur Verfügung stehenden Schwarz-Weiß-Kopierern der Entwickler bis zu einem Zeitpunkt T₂ verwendet werden, zu welchem Zeitpunkt die Tonerkonzentration mit der Tonerdichte TC(BG) übereinstimmt. Bei der Methode B, bei welcher die Entwicklungsfähigkeit auf einen vorherbestimmten Wert gesteuert wird, wird festgelegt, dass die Lebens­ dauer 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 Ge­ gensatz hierzu kann bei dem vorgeschlagenen Verfahren, welches die Tonerkon­ zentration TC(γ) konstant steuert, während verhindert wird, dass sie über einen Anfangswert hinaus abnimmt, der Entwickler solange 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 ab anschließend redu­ ziert wird. Die Kurven der Fig. 9 zeigen, dass mit dem vorgeschlagenen Verfahren im Vergleich zu den herkömmlichen Methoden eine hohe Bildqualität über eine lange Zeitdauer gewährleistet werden kann und die Haltbarkeit des Entwicklers verlängert ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 10 bis 12 wird das Verfahren beschrieben, das in der offengelegten, japanischen Patentanmeldung Nr. 3-101 773 A von der Anmelderin vorgeschlagen worden ist. In Fig. 10 bis 12 sind dieselben Teile und Elemente wie diejenigen, welche in Fig. 1 bis 9 dargestellt sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden daher nicht noch einmal beschrieben. Das vorgeschlagene Verfahren stellt eine Verbesserung gegenüber dem vorgeschlagenen, vorstehend beschriebenen Verfahren der Anmelderin dar. Insbesondere wird auf Grund der Tatsache, dass die Ansprechcharakteristik des P-Sensors 24 für ein Vollbildtoner­ muster, das eine beträchtliche Fläche aufweist, und für ein Linien-Tonerbild ver­ schieden ist, bei dem vorgeschlagenen Verfahren, welches anschließend beschrie­ ben 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 Entwicklungswert Mmax so sein sollte, dass eine oder mehrere To­ nerschichten die Oberfläche eines fotoleitfähigen Elements bedecken. Dies gilt deswegen, da, wie in Fig. 11 dargestellt, die Fühlcharakteristik des P-Sensors 24 im Wesentlichen gesättigt ist, wenn der Toner in einer Schicht oder Lage von bei­ spielsweise 0,5 mg/cm² auf einem fotoleitfähigen Element aufgebracht ist, und die Empfindlichkeit ist beinahe null, wenn es zu zwei oder mehr Tonerschichten kommt. Da der P-Sensor 24 auf die Lichtmenge bzw. -abgabe, d. h. auf das Ver­ hältnis, anspricht, in welcher eine Reflexion von der Oberfläche eines fotoleitfähi­ gen Elements durch den aufgebrachten Toner abgefangen wird, ist der Fühlbereich bis zu dem Zeitpunkt richtig, zu dem der Toner die Oberfläche des fotoleitfähigen Elements mit einer Lage bedeckt.

Die Bedingung, dass der Toner das Licht von dem P-Sensor 24 nicht in ausrei­ chender Weise absorbieren kann, beispielsweise wenn der Toner ein Farbtoner ist, ist eine weitere Schwierigkeit. Das Absorptionsverhältnis eines Farbtoners ist für Licht von 900 nm und jenseits davon, welches der detektierbare Bereich des P-Sensors 24 ist, kleiner als 30%. Da insbesondere eine diffuse Reflexion von ei­ nem Farbtoner mit der Menge an aufgebrachtem Toner zunimmt, gibt es einen Be­ reich, in welchem, wie in Fig. 11 dargestellt, die Menge an detektiertem Licht (das von dem fotoleitfähigen Element reflektierte Licht) 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 streut oder ab­ sorbiert, eine weitere Schwierigkeit. Tatsächlich sind einige fotoleitfähige Elemen­ te, die bei Laserdruckern verwendet werden, mit einer Schicht für eine diffuse Re­ flexion versehen, um zu verhindern, dass ein Laserstrahl mehrfach zwischen der Oberfläche des fotoleitfähigen Elements und des Substrats reflektiert wird, wo­ durch ein Interferenzmuster erzeugt würde. Die Menge an reflektiertem Licht von dem fotoleitfähigen Element wird im Vergleich zu der Menge an diffus reflektier­ tem 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 "MIT DIFFUSER REFLEXIONSSCHICHT" bezeichnet ist.

Daher werden bei dem von der Anmelderin vorgeschlagenen Verfahren, welches nachfolgend beschrieben wird, zumindest zwei verschiedene Arten von Tonerbild­ mustern verwendet, nämlich ein Voll- bzw. Festbild mit einer beachtlichen Fläche und ein Bild, das kein Vollbild ist, d. h. ein Linienbild. Im vorliegenden Fall sind drei verschiedene Arten von Tonerbildmustern vorgesehen, d. h. ein Voll­ bild-Muster mit einer mittleren Dichte (P-Sensor-Ausgangswert Vsp), ein Linien­ bild-Muster mit einer mittleren Dichte (P-Sensor-Ausgangwert VI) und ein Linien­ bild-Muster mit der maximalen Dichte (P-Sensor-Ausgangswert V1h). Wenn ein vorgegebener, konstanter Wert Vspo ist, wird Toner zugeführt, wenn der Wert Vsp, welcher für das Vollbild-Muster gemessen wird, kleiner als der konstante Wert Vspo ist, oder wird kein Toner zugeführt, wenn ersterer Wert größer als letzterer Wert ist.

Die Kontrolle über die Bilderzeugungs-Bedingungen, insbesondere bei dem vorge­ schlagenen Verfahren, ist folgende. In Tabelle 1 sind in Spalten Ladungspotenzial Vo, Entwicklungsvorspannungen Vb, Potenzial Vp eines Toner-Bildmusterteils und Toner­ steuerkonstanten eingetragen, welche in einem Speicher zusammen mit Zeigern P ge­ speichert sind.

Tabelle 1

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

Tabelle 2

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

Fig. 10 stellt die Ansprechcharakteristik des P-Sensors 24 dar, wie sie insbesonde­ re bei dem vorgeschlagenen Verfahren verwendet wird, und zwar bezüglich einer Beziehung zwischen dem Entwicklungswert und dem P-Sensor-Ausgangswert, be­ züglich einer Beziehung zwischen der Belichtungsenergie und dem P-Sensor- Ausgangswert, bezüglich einer Beziehung zwischen der Belichtungsenergie und dem Oberflächenpotenzial des fotoleitfähigen Elements und bezüglich einer Bezie­ hung zwischen dem Entwicklungswert und dem Oberflächenpotenzial. Die Charak­ teristik der Fig. 10 wurde mit schwarzem Toner bestimmt. Hinsichtlich eines Voll- bzw. 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 Vollbild-Muster das Ent­ wicklungsvermögen eines Entwicklers ohne weiteres erfasst werden, wenn nur das Entwicklungspotenzial konstant gehalten wird. Insbesondere ist der P-Sensor-Ausgangswert, welcher dem Vollbild-Muster zugeordnet ist, das eine mittlere Dichte hat, Vsp ≠ Vsp". Jedoch besteht die Schwierigkeit, dass die P-Sen­ sor-Empfindlichkeit auf null abnimmt, wenn die Menge an aufgebrachtem Toner groß ist (schwarzer Toner: Vsp ≠ Vsp', Fig. 10); schlimmstenfalls wird die Emp­ findlichkeit umgekehrt (der Sensorausgangswert nimmt mit der Zunahme der auf­ gebrachten Tonermenge zu), wie in Fig. 12 dargestellt ist, die Fig. 10 entspricht.

Andererseits liegt ein Vorteil insbesondere bei einem Linienbild-Muster darin, dass, selbst wenn die Menge an aufgebrachtem Toner groß ist, Vℓh nicht gleich Vℓh' ist, so dass folglich die Empfindlichkeit des P-Sensors 24 sichergestellt ist. Doch liegt die Schwierigkeit bei einem Linienbild-Muster darin, dass der Absolut­ wert des Sensor-Ausgangswerts nicht ganz zuverlässig ist, da sich der Entwicklungswert (Vℓℓ ≠ Vℓℓ" oder Vℓh ≠ Vℓh") mit dem Untergrundpotenzial (= der Differenz zwischen Untergrundpotenzial und Entwicklungsvorspannung) und mit der Qualität des latenten Bildes des Linienbild-Musters zusätzlich zu dem Entwick­ lungspotenzial ändert. Die Qualität des latenten Bildes schließt die Brennweite und Streulicht (focus and flare) im Falle einer analogen Methode, die Streubreite eines Laser-Lichtpunkts und das Überschwingen (ringing) beim Ansteigen und Abfallen des Ein- und Ausschaltens im Falle des digitalen Laser-Schreibens oder den Be­ trag, um welchen das Licht abgefangen wird, die Öffnungs-/Schließgeschwin­ digkeit, die Begrenzung eines Strahls und das Streulicht im Falle eines Flüssigkris­ tall-Verschlussschemas ein.

Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen werden bei dem von der Anmelde­ rin vorgeschlagenen Verfahren die Vorteile insbesondere der Sen­ sor-Ansprechkennlinien verwendet, welche von einem Vollbild und einem Linien­ bild abgeleitet werden, um die Änderung in der Entwicklungs-Charakteristik bzw. -Kennlinie genau zu erfassen, wie in der Tabelle 2 dargestellt ist. Tonerdichte und dynamischer Bereich werden auf der Basis der Änderung in der Ent­ wicklungs-Charakteristik variabel gesteuert. Insbesondere werden, wenn der Rela­ tivwert einer Belichtungsenergie "7" ist, was bewirkt, dass eine große Tonermenge aufzubringen ist, Änderungen in den Umgebungsbedingungen auf der Basis des gefühlten Ausgangswerts Vℓh gefühlt, welcher dem Linienbildmuster mit der ma­ ximalen Dichte zugeordnet ist. Wenn der Relativwert der Belichtungsenergie "3" ist, wird die Tonerdichte auf der Basis des Vollbild-Musters und des Linien­ bild-Musters gefühlt, die jeweils eine mittlere Dichte haben. Diese Art Steuerung wird nachstehend als DIF-Steuerung bezeichnet.

Anhand von Fig. 13 bis 25 wird nunmehr eine Farbbild-Erzeugungsvorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben, bei welcher verhindert ist, dass die Tonerkon­ zentration außer Kontrolle gerät, wenn das Untergrundpotenzial eines fotoleitfähigen Elements fehlerhaft gefühlt wird, und bei welcher ein Fehler festgestellt wer­ den kann, welcher in einem Bilderzeugungssystem mit einem fotoleitfähigen Ele­ ment auftreten kann.

In Fig. 13 ist ein Steuerabschnitt, welcher in der Ausführungsform vorgesehen ist, dargestellt. Wie in Fig. 13 dargestellt, hat der in seiner Gesamtheit mit 100 be­ zeichnete Steuerabschnitt einen Mikrocomputer (CPU) 100A, mit welchem ein ROM 100B und ein RAM 100C verbunden sind. In dem ROM 100B sind Grund­ programme zum Durchführen einer Arithmetik- und Steuerverarbeitung sowie Grunddaten für eine derartige Verarbeitung gespeichert. Eine externe Anordnung ist mit dem RAM 100C über eine Ein-Ausgabe-Schnittstelle 100D verbunden. Ins­ besondere ist ein Fotosensor 101 mit der Eingangsseite der Schnittstelle 100D ver­ bunden; dieser stellt die Sensoren 24BK, 24C, 24M und 24Y (Fig. 6) dar. Der Fotosensor 101, welcher ein lichtemittierendes Element und ein lichtempfindliches 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 Tonerkon­ zentration TC. Mit der Ausgangsseite der Ein-Ausgabe-Schnittstelle 100D sind verbunden eine Entwicklungsvorspannungs-Steuereinheit 102, eine La­ dungs-Steuereinheit 103, eine Kupplungs-Ansteuereinheit 104, welche einem To­ nerzuführabschnitt zugeordnet ist, eine Vorspannungspotenzial-Steuereinheit 105, welche ebenfalls dem Tonerzuführabschnitt zugeordnet ist, und eine Lampensteu­ ereinheit 106 für eine Belichtung. Die Entwicklungsvorspannungs-Steuereinheit 102 der externen Anordnung spielt die Rolle einer Ansteuereinheit, um das Vor­ spannungspotenzial eines Toners auf einer Entwicklungshülse einzustellen. Die Ladungs-Steuereinheit 103 dient als Ansteuereinheit, um das Ladungspotenzial des Untergrunds eines fotoleitfähigen Elements einzustellen. Die Kupplungs-Ansteuereinheit 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 Vollbildmusters) zu einem vorgegebenen, konstanten, dimensionslosen Wert Vspo wie Vsp × 1/Vsg⁺ < Vspo (wenn Vsg⁺ < Vsg ist) oder wie Vsp × 4/Vsg < Vspo (wenn Vsg⁺ < Vsg ist) in Beziehung steht. Die Vorspannungspotenzial-Steuereinheit 105 stellt ein Potenzial ein, wenn eine Vorspannung an den Toner anzulegen ist. Ferner steuert die Lampensteuer­ einheit 108 die Lichtmenge, die von einer Lampe abzugeben ist.

Die Zentraleinheit 100A steuert eine Tonerzufuhr auf der Basis des Untergrundpo­ tenzials, das festgestellt wird, wenn die Entwicklungshülse still steht und das foto­ leitfähige Element in Bewegung ist (Vsg⁺), und auf der Basis der Untergrund­ spannung des fotoleitfähigen Elements, die festgestellt wird, wenn sowohl das foto­ leitfähige Element als auch die Entwicklungshülse in Bewegung sind (Vsg). Wie in Fig. 14A dargestellt ist, wird, solange das Signal bzw. die Untergrundspannung, welches bzw. welche mittels eines optischen Sensors gefühlt wird, sich mit der Tonermenge ändert, welche auf dem Untergrund eines fotoleitfähigen Elements aufgebracht ist, dieses bzw. diese üblicherweise auf 4 V eingestellt, wenn kein To­ ner aufgebracht ist. Wenn ein Tonerbildmuster auf dem fotoleitfähigen Element mit einer solchen Untergrundspannung erzeugt wird, welche als Referenzspannung verwendet wird, wird die Tonerkonzentration des Tonerbildes gefühlt, um die To­ nerkonzentration auf dem fotoleitfähigen Element zu steuern. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Tonerkonzentration des Tonerbildmusters über einen vorbestimmten Bereich gesteuert, dessen Referenzspannung 1 V ist.

Wie in Fig. 14B dargestellt, ist das Untergrundpotenzial infolge des Aufbringens von Toner niedriger, wenn sich die Entwicklungshülse in Bewegung befindet (Vsg) als wenn sie stillsteht (Vsg⁺). Wenn jedoch ein fotoleitfähiges Element nach ei­ nem Bilderzeugungsvorgang nicht vollständig gereinigt wird oder wenn die einge­ stellte Tonerkonzentration ungewöhnlich hoch ist, verbleibt eine größere Toner­ menge auf dem fotoleitfähigen Element, wodurch die Untergrundspannung Vsg⁺ erniedrigt wird, wie früher bereits ausgeführt ist. In einem solchen Fall wird dann bei dieser Ausführungsform eine Tonerkonzentrations-Kontrolle und eine Kontrolle des dynamischen Bereiches durchgeführt, und zwar mit Hilfe der Untergrundspannung, die gefühlt wird, während die Entwicklungshülse in Bewegung ist, d. h. mit Hilfe der Referenzspannung.

In Fig. 15 ist eine Folgesteuerung für die Operationen des gesamten Kopiergeräts dargestellt. Der Ablauf beginnt mit einem Schritt, um zu bestimmen, ob ein Ko­ pier- oder ein Druck-Startschalter angeschaltet worden ist oder nicht. Wenn die Antwort bei diesem Schritt positiv ist, stellt die Zentraleinheit 100A das Unter­ grundpotenzial des fotoleitfähigen Elements durch eine Zeigersteuerung ein, wel­ che noch beschrieben wird. Wie in Fig. 16 dargestellt, bestimmt bei der Zeiger­ steuerung die Zentraleinheit 100A, ob die Verschiebung Vbs der Entwick­ lungsvorspannung kleiner als ein vorherbestimmter Wert ist oder nicht, und wenn die Antwort positiv ist, bestimmt sie, ob ein Flag, welches einen derartigen Zu­ stand darstellt, gesetzt worden ist oder nicht. Wenn das interessierende Flag ge­ setzt worden ist, führt die Zentraleinheit 100A eine Vbs-Steuerung durch. Wenn das Flag nicht gesetzt worden ist, setzt die Zentraleinheit 100A den Zeiger für ei­ nen dynamischen Bereich, welcher auf der DIF-Steuerung basiert, auf den Zeiger #23 fest (siehe nachstehende Tabelle 3).

Tabelle 3

In Tabelle 3 beträgt α im Fall einer schwarzen Entwicklung 0,32 V oder im Fall einer Farbentwicklung 0,16 V. Anschließend legt die Zentraleinheit 100A den in Tabelle 4 dargestellten Unterzeiger auf Zeiger #64 fest.

Tabelle 4

Wie in Fig. 17 dargestellt, wählt die Zentraleinheit 100A bei der Vbs-Steuerung 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 Zentral­ einheit 100A, ob der Unterzeiger kleiner oder gleich null ist oder nicht, und wählt, wenn die Antwort positiv ist, einen Zeiger eine Stufe tiefer als der vorhandene Zeiger, wobei gleichzeitig der Unterzeiger entsprechend aktualisiert wird. Die Entwicklungsvorspannung soll nunmehr in dem Fall verschoben sein, wenn die erste Kopie herzustellen ist. Dann stellt die Ausführungsform bei der Vbs- Steuerung die Verschiebung in dem Bereich von beispielsweise 20 V ein, wobei der Bereich von beispielsweise 8 V vernachlässigt wird, welcher üblicherweise der Verschiebungsgrenzwert ist, um dadurch die Zeit zu verringern, die der Toner benötigt, um eine vorherbestimmte Konzentration zu erreichen.

Wenn dagegen die Verschiebung Vbs der Entwicklungsvorspannung kleiner als ein vorherbestimmter Wert ist, bestimmt die Zentraleinheit 100A, ob ein Flag, welches einen derartigen Zustand darstellt, gesetzt worden ist oder nicht. Wenn die Ant­ wort dieser Entscheidung positiv ist, führt die Zentraleinheit 100A die DIF- Steuerung durch. Anderenfalls legt die Zentraleinheit 100A den Zeiger und Unter­ zeiger wie in der vorher angegebenen Vbs-Steuerung fest. Wie in Fig. 18 darge­ stellt, erzeugt die Zentraleinheit 100A bei der DIF-Steuerung eine Differenz α zwischen einem detektierten DIF-Wert, der aus der vorher eingestellten Differenz auf Vℓℓ - Vℓh resultiert, und einem eingestellten DIF-Wert. Dann bestimmt die Zentraleinheit 100A, ob die Differenz α im Falle einer schwarzen Entwicklung kleiner als 0,24 V und im Fall einer Farbentwicklung kleiner als 0,12 V ist oder nicht. Wenn die Antwort positiv ist, bestimmt die Zentraleinheit 100A, ob der de­ tektierte 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 Unterzeiger, indem sie bestimmt, ob der aktualisierte Unterzeiger kleiner oder größer als "128" ist.

Wie in Fig. 19 dargestellt, besteht die DIF-Detektion in der vorerwähnten DIF- Steuerung darin, vorherige DIF-Daten zu setzen, die vorerwähnte Differenz (Vℓℓ - Vℓh) zu aktualisieren, den Anfangswert zu aktualisieren, zu bestimmen, ob die Detektion für alle Töne beendet ist oder nicht, wenn die Antwort positiv ist, eine Differenz zwischen dem detektierten Wert, welcher dem Tonermuster zugeordnet ist, und dem Sollwert zu erzeugen, und eine Beziehung zwischen der Differenz und dem vorherbestimmten Wert zu bestimmen. Wenn die Differenz kleiner als der vorherbestimmte Wert ist, gibt die Zentraleinheit 100A die Daten ein, indem sie bestimmt, dass die DIF-Detektion beendet ist, summiert die Ausgangsdaten auf und benutzt die Summe, um einen Zeiger für eine DIF-Steuerung zu setzen.

Nachdem die Zentraleinheit 100A eine Verschiebung der Ent­ wicklungsvorspannung durch Vbs-Steuerung oder eine Korrekturgröße des Ladepo­ tenzials durch die DIF-Steuerung festgestellt hat, wählt sie eine Stan­ dard-Entwicklungsvorspannung, ein Standard-Ladepotenzial und einen Stan­ dard-Belichtungswert in einer Zeigertabelle (Fig. 16). Dann korrigiert die Zentral­ einheit 100A die Standardwerte in effektive Werte. Anschließend werden der La­ der und der Ansteuerabschnitt, welcher der Entwicklungshülse zugeordnet ist, an­ geschaltet, während gleichzeitig das fotoleitfähige Element angetrieben wird, um darauf ein Bild zu erzeugen. Der Fotosensor fühlt die Dichte des sich ergebenden Tonermusters auf dem fotoleitfähigen Element, damit die Entwicklungsvorspan­ nung korrigiert werden kann. Insbesondere wird eine so genannte Vk-Steuerung durchgeführt, wie in Fig. 20 dargestellt ist.

Die Vk-Steuerung verschiebt die Entwicklungsvorspannung Vb so, dass der Aus­ gangswert Vk des Fotosensors (das gefühlte Potenzial, wenn das Potenzial niedrig ist) konstant bleibt. In der dargestellten Ausführungsform führt die Zentraleinheit (CPU) 100A eine Korrektur in dem Fall durch, dass die Entwicklungsvorspannung veränderlich ist und die effektive Vorspannung bezüglich des Ladungspotenzials eines fotoleitfähigen Elements konstant zu halten ist.

In der dargestellten Ausführungsform wird die Verschiebung Vbs als eine Diffe­ renz zwischen der effektiven Entwicklungsvorspannung und der abgegebenen Ent­ wicklungsvorspannung betrachtet und wird zum Zeitpunkt eines tatsächlichen Bil­ derzeugungsvorgangs zu einer Entwicklungsvorspannung addiert. Insbesondere wird bei der Ausführungsform die Entwicklungsvorspannung Vb als eine Summe der Entwicklungsvorspannung Vb (dem Sollwert) und des Werts Vbs betrachtet, um dadurch die Differenz zwischen der Vorspannung Vb (dem Sollwert) und der effektiven Entwicklungsvorspannung auszugleichen. Ein Verschieben der Entwick­ lungsvorspannung bezüglich des Untergrundpotenzials 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 Fotosensorausgangswert unter der vorstehend wiedergegebenen Bedin­ gung gleich Vk ist, kann mittels einer Verschiebung von Vb, die so beschaffen ist, dass der Fotosensorausgangswert Vk dessen Sollwert Vko erreicht, eine Abwei­ chung 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 verglichen. Wenn die Differenz zwischen dem sich ergebenden Mittelwert 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 aus­ gelöst, um den Einfluss der Ladungs-Unregelmäßigkeit zu reduzieren:

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

Insbesondere soll das Sollpotenzial des Steuer-Bildmusterteils bei einer Tonerkon­ zentration TC Vsp sein, soll das Sollpotenzial der Vorspannungsverschiebung Vko und soll das n-te Potenzial, das mit Hilfe des Fotosensors gefühlt wird, bezüglich des TC-Steuerbildmusterteils Vsp(I) und bezüglich der Vorspannungsverschiebung Vk(I) sein. Dann gilt, solange die Tonerkonzentrationssteuerung normal ist, die folgende Beziehung für die meisten I's:

|SollVsp - Vsp| < 0,1 V (5)

(oder 0.4 V im Fall einer schwarzen Entwicklung).

In diesem Fall wird der laufende Mittelwert der Vorspannungsverschie­ bungs-Detektionspotenziale Vk(I) als eine Verschiebung Vk wie folgt erzeugt:

Wenn dagegen die Tonerkonzentrationssteuerung nicht normal ist, gilt die Glei­ chung (4) nicht, d. h. die folgende Beziehung gilt bei einigen oder allen I's:

|Vsp(I) - SollVsp| < 0,1 V (7)

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

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

Vk(I) = Vko (8).

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

Bei der anfänglichen Vk-Korrektur wird eine Potenzialdifferenz, welche größer als eine kleine Potenzialdifferenz ist, die im Fall von normalen Bilderzeugungsvor­ gängen anzulegen ist, angelegt, um die Abweichung der Tonerkonzentration schnell auf null herabzusetzen. Danach kehrt das Programm auf eine normale Vk-Korrektur zurück.

Basierend auf der vorstehend beschriebenen Steuerung über den dynamischen Be­ reich während einer Bilderzeugung wird bei der dargestellten Ausführungsform eine Tonerzufuhrsteuerung durchgeführt, wie anhand von Fig. 21 beschrieben wird. Wie dargestellt, wird das Untergrundpotenzial des fotoleitfähigen Elements und die Dichte eines Tonerbildmusters, das auf dem Untergrund jeweils ausgebil­ det ist, zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt gefühlt. Die gefühlte Untergrund­ spannung Vsg wird mit der Untergrundspannung Vsg⁺ verglichen, welche gefühlt wird, während die Entwicklungshülse stillsteht. Wenn die Spannung Vsg⁺ kleiner als die Spannung Vsg ist, kann vernünftigerweise in Betracht gezogen werden, dass der Untergrund verunreinigt worden ist, während die Entwicklungshülse in Ruhe gewesen war, und daher wird zuerst Vsg gesetzt. Wenn die vorerwähnte Be­ ziehung zwischen Vsg⁺ und Vsg nicht gilt, ist in Betracht zu ziehen, dass der tergrund nicht verunreinigt worden ist, während die Entwicklungshülse stillgestan­ den hat. Dann wird die gegenwärtig gefühlte Untergrundspannung Vsg⁺ durch die vorerwähnte Spannung Vsg ersetzt und wird eine Verarbeitung auf der Basis durchgeführt, ob das Verhältnis der gefühlten Untergrundspannung und der gefühl­ ten Musterdichtespannung größer als ein vorherbestimmter Koeffizient ist oder nicht, d. h. ob Toner zuzuführen ist oder nicht.

Wie in Fig. 22 dargestellt, wird im Fall der vorstehend behandelten Vsg-Eingabeverarbeitung der Mittelwert von acht aufeinanderfolgenden Daten er­ zeugt und dann mit der gefühlten Untergrundspannung Vsg⁺ wie im Fall einer Vk-Steuerung verglichen.

Beim Durchführen einer derartigen Tonersteuerung bestimmt die Zentraleinheit 100A, ob der Kopierzyklus, wie er in Fig. 15 dargestellt ist, eine Anzahl Mal wie­ derholt werden sollte oder nicht. Wenn die Antwort positiv ist, führt die Zentral­ einheit 100A eine Verarbeitung durch, um einen dynamischen Bereich bei der letz­ ten Stufe einzustellen und stellt dann Vsg⁺ fest. Insbesondere liest, wie in Fig. 23 dargestellt, die Zentraleinheit 100A eine gefühlte Untergrundspannung jedes Mal dann, wenn die Kopiertaste ein- und ausgeschaltet wird, erzeugt deren Mittel­ wert und speichert dann den Mittelwert als eine gefühlte Untergrundspannung.

Im Allgemeinen ist, wie in Fig. 14B dargestellt, das Untergrundpotenzial Vsg, das gefühlt wird, wenn die Entwicklungshülse in Betrieb ist, grösser als das Unter­ grundpotenzial Vsg⁺, das gefühlt wird, wenn die Entwicklungshülse stillsteht, und zwar infolge der Abnahme der aufgebrachten Tonermenge, was auf einen Rei­ nigungseffekt der Entwicklungshülse zurückzuführen ist. Jedoch ändert sich die Reflexion von dem fotoleitfähigen Element, wenn beispielsweise das fotoleitfähige Element nach dem Bilderzeugungszyklus nicht ausreichend gereinigt wird oder wenn vorübergehend eine hohe Tonerkonzentration eingestellt wird. Die Reflexion ändert sich auch, wenn die Oberfläche des fotoleitfähigen Elements schlechter oder verkratzt wird. Durch eine solche Änderung in der Reflexion sinkt die gefühlte Untergrundspannung Vsg.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird auf der Basis einer Differenz zwischen dem augenblicklichen Untergrundpotenzial und einem Untergrundpotenzial, das gefühlt wird, wenn die Entwicklungshülse stillsteht, d. h. einem Referenzunter­ grundpotenzial, bestimmt, ob eine ungewöhnliche Bedingung eingetreten ist oder nicht. Gleichzeitig wird bei dieser Ausführungsform der dynamische Steuerbereich über die Tonerkonzentration auf dem fotoleitfähigen Element auf der Basis der vorerwähnten Differenz korrigiert. Hierdurch ist mit Erfolg eine Untergrundver­ schmutzung beseitigt. Wie in Fig. 24 dargestellt ist, bestimmt die Zentraleinheit 100A, insbesondere dann, wenn mit dem Fühlen eines Untergrundpotenzials be­ gonnen wird, ob das Untergrundpotenzial (Vsg⁺), welches das letzte Mal detek­ tiert worden ist, größer als 2 V ist oder nicht, und korrigiert dann, wenn die Ant­ wort negativ ist, den Ausgangswert des Fotosensors auf 4 V.

Bezüglich des Untergrundpotenzials (Vsg⁺) für diese Entscheidung kann das O­ berflächenpotenzial des bildfreien Bereichs des fotoleitfähigen Elements verwendet werden, das gefühlt wird, wenn die Entwicklungshülse stillsteht und das fotoleitfä­ hige Element in Betrieb ist. Wenn das letztgenannte Untergrundpotenzial größer als 2 V ist, liest die Zentraleinheit 100A das Untergrundpotenzial Vsg(n), um zu sehen, ob es kleiner als 4,2 V ist. Wenn die Antwort bei dieser Entscheidung nega­ tiv ist, korrigiert die Zentraleinheit 100A den Ausgangswert des Fotosensors auf 4 V, wodurch festgelegt wird, dass die Empfindlichkeit infolge des Austausches oder der Reinigung des fotoleitfähigen Elements zugenommen hat. Da die Ände­ rung in der Reflexion von einem Tonerbildmuster auf der Basis des Ausgangswerts des Fotosensors festgestellt wird, welcher durch die vorstehend erwähnte Korrek­ tur konstant gehalten wird, wird die auf das fotoleitfähige Element aufgebrachte Tonermenge genau festgestellt.

Bei Durchführung der Fotosensor-Ausgangssteuerung bestimmt die Zentraleinheit (CPU) 100A eine Differenz zwischen dem Referenzuntergrundpotenzial und dem gefühlten Untergrundpotenzial und sieht, wenn diese kleiner ist als ein vorherbe­ stimmter Wert. Wenn die Differenz größer als der vorherbestimmte Wert ist, be­ stimmt die Zentraleinheit 100A den Gradienten GRD der gefühlten Werte, um zu sehen, ob die Änderung kontinierlich ist. Insbesondere bestimmt die Zentraleinheit 100A, ob der Gradient von fünf aufeinander folgenden Untergrundpotenzialen gleich einem vorherbestimmten Wert ist oder nicht, um zu sehen, ob die Änderung im Untergrundpotenzial auf die Verunreinigung des Fotosensors oder auf ein vorü­ bergehendes Ablagern von Toner auf dem fotoleitfähigen Element zurückzuführen ist. Wenn der Gradient kontinuierlich ist, bestimmt die Zentraleinheit 100A, dass ein Fehler auf dem fotoleitfähigen Element aufgetreten ist, und ruft einen Kunden­ dienst herbei. Indem eine Änderung im Untergrundpotenzial anhand des Gra­ dienten von mehreren aufeinander folgenden Daten bestimmt wird, kann auch das falsche Fühlen von dem Fotosensor von tatsächlichen Fehlern unterschieden wer­ den. Wenn die Differenz zwischen den Referenz- und den tatsächlichen Unter­ grundpotenzialen kleiner als der vorherbestimmte Wert ist, d. h. wenn die Zentral­ einheit 100A eine derartige Fehlerverarbeitung nicht durchführt, bestimmt sie den Gradienten von acht aufeinanderfolgenden Untergrundpotenzialen, um zu sehen, ob der Gradient kleiner als ein vorherbestimmter Wert ist. Wenn der aktuelle Gradient nicht kleiner als der vorherbestimmte Wert ist, führt die Zentraleinheit 100A den vorerwähnten Kundendienstruf durch. Anderenfalls schreibt sie einen Mittelwert von gefühlten Untergrundpotenzialen, welche sieben aufeinanderfolgenden Tönen entsprechen, in einen Speicher. Die vorstehend beschriebene Schrittfolge wird je­ des Mal durchgeführt, wenn ein Bild erzeugt wird.

Andererseits summiert die Zentraleinheit 100A acht aufeinanderfolgende Gradien­ ten, wie vorstehend ausgeführt ist, und bestimmt, ob die Summe kleiner als ein vorherbestimmter Wert ist oder nicht. Diese Entscheidung wird nach jeweils acht Kopierzyklen durchgeführt, um den Untergrundzustand während eines verhältnismäßig langen Zeitabschnitts zu fühlen. Wenn die Summe nicht kleiner als der vor­ herbestimmte Wert ist, wird die Summe als der vorherbestimmte Wert gesetzt, während der vorher angeführte, dynamische Bereich um einen Punkt verbreitert wird. Hierdurch wird das Entwicklungspotenzial (d. h. die Differenz zwischen dem Oberflächenpotenzial des fotoleitfähigen Elements und dem Entwicklungselektro­ den-Potenzial) erhöht, um dadurch die Tonerkonzentration auf dem pho­ toleitfähigen Element zu erniedrigen, wodurch die Untergrundverunreinigung re­ duziert wird. Wenn die Zentraleinheit 100A dreimal hintereinander festgestellt hat, dass die vorerwähnte Summe größer als der vorherbestimmte Wert ist, führt sie den Ruf nach dem Kundendienst durch, um dadurch festzusetzen, dass das Gerät unkontrollierbar ist. Ferner addiert die Zentraleinheit 100A acht derartige Sum­ men und führt basierend auf einer Beziehung zwischen der sich ergebenden Summe und einem vorherbestimmten Wert den Ruf nach einem Kundendienst aus oder kor­ rigiert den Punkt, um dadurch das Untergrundpotenzial zu verringern.

Gemäß der Erfindung werden dann, wenn die zu fühlende Untergrundspannung sich infolge der Untergrundverunreinigung eines photoleitfähigen Elements ändert (was vorkommt, wenn eine Entwicklungshülse stillgestanden hat), der dynamische Bereich für eine Bilderzeugung und die Tonerzufuhr auf der Basis einer Unter­ grundspannung gesteuert, welche gefühlt wurde, während die Hülse im Betrieb war. Hierdurch ist mit Erfolg verhindert, dass die Tonerkonzentration infolge einer übermäßigen Tonerzufuhr außer Kontrolle gerät, was leicht vorkommen kann, wenn die Tonerkonzentration auf der Basis der vorerwähnten, geänderten Unter­ grundspannung und einer Spannung zu korrigieren ist, welche ein Tonerbildmuster darstellt. Ferner wird gemäß der Erfindung dann, wenn die Untergrundspannung sich geändert hat, festgestellt, ob die Änderung auf eine fehlerhafte Arbeitsweise eines Fotosensors zurückzuführen ist oder nicht. Es kann somit ein Zustand festge­ stellt werden, bei welchem die Kontrolle, welche einem Bilderzeugungsvorgang zugeordnet ist, infolge der Änderung in dem Oberflächenzustand des fotoleitfähi­ gen Elements oder infolge eines in dem Bilderzeugungssystem aufgetretenen Fehlers unwirksam gemacht ist. Hierdurch ist dann erfolgreich verhindert, dass die Tonerkonzentration infolge einer übermäßigen Tonerzufuhr außer Kontrolle gerät, was leicht in Verbindung mit der Korrektur der Tonerkonzentration vorkommen kann.

Claims (7)

1. Elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung mit den folgenden Merkmalen:
einem fotoleitfähigen Element (14), auf dem mit Hilfe eines Entwicklers, der To­ ner enthält, ein Tonerbild erzeugt wird,
einer Entwicklungseinrichtung (16) mit einer Entwicklungshülse (25), um auf dem fotoleitfähigen Element (14) ein vorbestimmtes Tonerbildmuster zu erzeugen,
einer Fotosensoreinheit (24) zum Detektieren von Licht, das von dem fotoleitfä­ higen Element (14) reflektiert wird, und
einer Steuereinrichtung (100), um eine Entwicklungsvorspannung und/oder ein Ladepotenzial und/oder eine Belichtungsmenge und/oder die Menge an zugeführtem To­ ner entsprechend dem Ausgangssignal der Fotosensoreinheit (24) zu steuern, wobei die Steuereinrichtung (100) umfasst:
eine Einrichtung zum Vergleichen:
eines Signals (VSG⁺) der Fotosensoreinheit (24), das die Reflexion von einem bildfreien Bereich des fotoleitfähigen Elements (14) bei stillstehender Entwick­ lungshülse (25) und bei sich drehendem, fotoleitfähigem Element (14) darstellt, und
eines Signals (VSG) der Fotosensoreinheit (24), das die Reflexion von einem bildfreien Bereich des fotoleitfähigen Elements bei sich drehender Entwicklungs­ hülse (25) und bei sich drehendem, fotoleitfähigem Element (14) darstellt, wobei die Steuereinrichtung (100) ausgelegt ist, um die Entwicklungsvorspannung und/oder das Ladepotenzial und/oder die Belichtungsmenge und/oder die Menge an zu­ geführtem Toner unter Verwendung des größeren der beiden Signale (VSG⁺, VSG) zu steuern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung (100) ausgelegt ist, um das größere der Signale (VSG⁺, VSG) im Anschluss an den Vergleich mit einem vorbestimmten Wert (β) zu vergleichen, wobei die Menge an zugeführtem Toner auf der Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs gesteuert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Steuereinrichtung (100) eine Einrichtung umfasst, um den Quotienten aus einem Ausgangssignal (VSP) der Fotosensoreinheit (24), das die Reflexion von dem vorbestimmten Tonerbildmuster auf dem fotoleitfähigen Element (14) darstellt, und aus dem größeren der beiden Signale (VSG⁺, VSG) zu berechnen, wobei die Steuereinrichtung ausgelegt ist, um den Quotienten mit dem vorbestimm­ ten Wert (β) zu vergleichen und die Menge an zugeführtem Toner auf der Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs zu steuern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Steuereinrichtung ausgelegt ist, um die Menge an zugeführtem Toner dann zu steuern, wenn der Quotient größer ist als der vor­ bestimmte Wert (β).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Steuereinrichtung ausgelegt ist, um das Signal (VSG⁺) der Fotosensoreinheit (24), das die Reflexion von einem bildfreien Be­ reich des fotoleitfähigen Elements (14) bei stillstehender Entwicklungshülse (25) und bei sich drehendem, fotoleitfähigem Element (14) darstellt, als Mittelwert einer Anzahl von Signalen zu berechnen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuerein­ richtung eine Einrichtung umfasst, um einen Gradienten von Änderungen einer Anzahl von Signalen (VSG) der Fotosensoreinheit (24), die die Reflexion von einem bildfreien Bereich des fotoleitfähigen Elements (14) bei sich drehender Entwicklungshülse (25) und sich drehendem, fotoleitfähigem Element (14) darstellen, dann zu berechnen, wenn eine Differenz der beiden Signale (VSG⁺, VSG) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wo­ bei
die Steuereinrichtung ausgelegt ist, um einen dynamischen Bereich eines elektro­ statischen latenten Bildes auf der Grundlage des Gradienten zu steuern.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Steuereinrichtung (100) ausgelegt ist,
um dann, wenn die Differenz der beiden Signale (VSG⁺, VSG) nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, einen ersten Gradienten von Änderungen einer Anzahl von Signalen (VSG) der Foto­ sensoreinheit (24), die die Reflexion von einem bildfreien Bereich des fotoleitfähigen Elements (14) bei sich drehender Entwicklungshülse (25) und sich drehendem, fotoleitfä­ higem Element (14) darstellen, zu berechnen, und
um auf der Grundlage des ersten Gradienten zu bestimmen, ob sich die Vorrichtung in einem ungewöhnlichen Betriebszustand befindet oder nicht, und
um einen zweiten Gradienten von Änderungen einer größeren Anzahl von Signalen (VSG) der Fotosensoreinheit (24), die die Reflexion von einem bildfreien Bereich des fotoleitfähigen Elements (14) bei sich drehender Entwicklungshülse (25) und sich drehendem, fotoleitfähigem Element (14) darstellen, zu berechnen, wenn sich die Vor­ richtung nicht in einem ungewöhnlichen Betriebszustand befindet, und
um auf der Grundlage des zweiten Gradienten zu bestimmen, ob sich die Vorrichtung in einem ungewöhnlichen Betriebszustand befindet oder nicht.