DE69216744T2

DE69216744T2 - Elektrophotographisches Gerät mit Bildkontrollmitteln

Info

Publication number: DE69216744T2
Application number: DE69216744T
Authority: DE
Inventors: Osamu Ito; Sadahiro Matsuura; Yasuyuki Shintani
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-10-04
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1997-07-31
Anticipated expiration: 2012-10-01
Also published as: DE69216744D1; US5250988A; JPH05100532A; EP0535655B1; EP0535655A3; EP0535655A2; JP3030975B2

Description

1. BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine elektrophotographische Vorrichtung, und insbesondere auf einen elektrophotographischen Kopierer mit einer Bildsteuereinrichtung zum Realisieren einer hohen Wiedergabetreue eines Bildes einer Vorlage.

2. BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN STANDS DER TECHNIK

Eine besonders wichtige Funktion in einer elektrophotographischen Vorrichtung ist die Wiedergabe mit hoher Wiedergabetreue von Buchstaben oder Bildern einer Vorlage auf einem Medium, wie z.B. Papier. Das Ausmaß der Wiedergabetreue kann durch Unterschiede in der Dichte und im Kontrast der Bilder sowie in der Linienbreite der Buchstaben zwischen den Buchstaben oder den Bildern der Vorlage und denjenigen eines kopierten Dokuments dargestellt werden. Wenn nämlich die Dichte und der Kontrast der Buchstaben und Bilder in dem kopierten Dokument zur Dichte und dem Kontrast der Vorlage identisch sind, und wenn die Linienbreite der Buchstaben in dem kopierten Dokument zu derjenigen der Vorlage identisch ist, heißt es, daß der elektrophotographische Kopierer eine hohe Wiedergabetreue aufweist. Im allgemeinen sind jedoch Dichte und Kontrast in einem von einem elektrophotographischen Kopierer kopierten Dokument nicht mit Dichte und Kontrast der Vorlage identisch. Die Dichte und der Kontrast in dem kopierten Dokument werden durch Schwankungen der Menge des Toners in einer Entwicklungseinheit und der statischen Elektrizitätsspannung eines latenten Bildes auf einer photoleitfähigen Walze bzw. Trommel mit einer photoleitfähigen Substanzschicht beeinflußt. Darüber hinaus werden die Dichte und der Kontrast durch Änderungen der Zimmertemperatur und der Feuchtigkeit beeinflußt.
Die elektrophotographische Vorrichtung weist die Schritte des Aufladens, des Belichtens, des Entwickelns und des Transportierens auf, und die Dichte des kopierten Bildes variiert mit den Änderungen von physikalischen Bedingungen, wie z.B. eines elektrischen Potentials oder einer Lichtintensität in diesen Schritten. Daher können die erhaltenen Buchstaben und Bilder so eingestellt werden, daß sie eine gewünschte Dichte und einen gewünschten Kontrast aufweisen, indem die oben genannten physikalischen Bedingungen auf angemessene Weise gesteuert werden.
Ein elektrophotographischer Kopierer mit einer Steuervorrichtung für die Dichte ist im Stand der Technik des US- Patents Nr. 4 277 162 offenbart. Gemäß dem Stand der Technik werden zwei Markierungen, welche sich bezüglich der optischen Dichte voneinander unterscheiden, in einem bildlosen Bereich einer Auflageplatte, die ein Originaldokument unterstützt, vorgesehen. Diese Markierungen dienen als eine Referenz für eine hohe Dichte (im folgenden als Dunkelreferenz bezeichnet) bzw. als eine Referenz für eine niedrige Dichte (im folgenden als Hellreferenz bezeichnet). Im Fall der Beschichtung von weißem Papier mit schwarzem Toner kennzeichnen dunkle Abschnitte schwarze Abschnitte, während die hellen Abschnitte weiße Abschnitte kennzeichnen. Im Betrieb des elektrophotographischen Kopierers werden optische Bilder dieser Markierungen durch ein optisches System auf eine photoleitfähige Trommel mit einer photoleitfähigen Substanzschicht projiziert, und zwei latente Bilder werden darauf gebildet. Die latenten Bilder werden mittels bekannter Entwicklungsvorrichtungen, einschließlich Toner, entwickelt, und sichtbare Tonerbilder werden gebildet. Die Tonerbilder werden während einer Drehung der photoleitfähigen Trommel auf ein Endlosband übertragen.
Die Dichten der zwei Tonerbilder werden von zwei Dichtesensoren erfaßt, die jeweils neben dem Endlosband angeordnet sind. Die von den zwei Dichtesensoren erfaßten Werte werden mit vorbestimmten Referenzwerten entsprechend den jeweiligen optimalen Dichten verglichen. Wenn die jeweiligen Dichten der beiden Tonerbilder durch angemessene Werte vorbestimmt sind, entsprechen die Dichten der Tonerbilder eines Hintergrundbereichs des Originaldokuments (Bereich ohne Buchstabe und Bild, im allgemeinen weißer Hintergrund) und eines schwarzen Bereichs (Buchstabe und Bild) den Dichten der Markierung für die niedrige Dichte bzw. für die hohe Dichte.
Gemäß den obengenannten von den zwei Dichtesensoren erfaßten Werten wird die Menge des Toners für die Entwicklungseinheit zum Beispiel erhöht, wenn die Dichte des Hintergrundbereichs hoch und die Dichte des schwarzen Bereichs ungenügend ist. In diesem Fall kann eine Spannung, die an einen Auflader angelegt werden soll, erhöht werden. Wenn andererseits die Dichte des dunklen Bereichs ausreichend, die Dichte des Hintergrundbereichs jedoch zu hoch ist, ist der Zustand typischerweise durch eine unzureichende Entwicklervorspannung verursacht. Deshalb muß die Entwicklervorspannung erhöht werden. Dieser Zustand kann durch eine ungenügende Helligkeitsintensität auf das Originaldokument oder durch eine Verschlechterung der photoleitfähigen Schicht auf der Trommel verursacht werden.
Eine hohe Wiedergabetreue der Breite einer Linie in einem Buchstaben oder einem Bild ist auch bei dem elektrophotographischen Kopierer wichtig. Die Linienbreite eines wiedergegebenen Buchstabens wird durch die Charakteristik eines optischen Systems beeinflußt. Aber auch wenn die Charakteristik des optischen Systems zufriedenstellend ist, wird die Linienbreite von anderen Wirkungen beeinflußt, wie z.B. die Rand- oder Kantenwirkung oder die Rauhigkeit auf einer Oberfläche eines Transportmediums, und somit wird die Linie des wiedergegebenen Buchstabens dünner oder dicker als diejenige des Originaldokuments. In dem obengenannten Stand der Technik werden die Dichte und der Kontrast des wiedergegebenen Buchstabens oder Bildes durch Steuern der Dichten des Hintergrundbereichs und des dunklen Bereichs in den wiedergegebenen Bildern zufriedenstellend eingestellt. Der herkömmliche elektrophotographische Kopierer ist jedoch mit keinerlei Vorrichtungen zur hohen Wiedergabetreue von Linienbreiten von Buchstaben oder Bildern versehen.
Ein Stand der Technik, der auf eine hohe Wiedergabetreue der Linienbreite des Buchstabens oder des Bildes ausgerichtet ist, ist in der veröffentlichten ungeprüften japanischen Patentanmeldung Hei 2-308186 gezeigt. Nach diesem Stand der Technik wird ein latentes Bild eines Referenzmusters, bestehend aus einem Paar von Linien, mittels einer Laser-Belichtungsvorrichtung auf einer photoleitfähigen Trommel gebildet. Das latente Bild wird durch Toner entwickelt, welcher von einem Entwicklerhalteglied zugeführt wird, das sich mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl dreht, und ein Tonerbild wird auf der photoleitfähigen Trommel erzeugt.
Das Tonerbild wird durch einen Photosensor vom Reflektionstyp erfaßt, welcher aus einer Lichtemissionseinheit und einer Lichterfassungseinheit besteht. Der Photosensor vom Reflektionstyp gibt eine Ausgangsspannung Vp entsprechend einer Dichte des Tonerbildes aus. Wenn andererseits die Oberfläche der photoleitfähigen Trommel ohne Tonerbild durch den Photosensor vom Reflektionstyp erfaßt wird, wird aus diesem eine Ausgangsspannung Vc ausgegeben.
Anschließend wird das Verhältnis der Ausgangsspannungen Vp zu Vc (Vp/Vc) berechnet, und der Unterschied zwischen dem berechneten Wert des Verhältnisses (Vp/Vc) und einem relativen Niveau, welches einer vorbestimmten Referenzlinienbreite entspricht, wird abgeleitet. Der Unterschied wird als "Korrekturinformation" in eine Antriebseinheit eingegeben, welche ein Regulierungsglied dünner Schicht zum Regulieren der Menge an Toner auf dem Entwicklerhalteglied antreibt. Die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Regulierungsglieds dünner Schicht variiert auf Basis der Korrekturinformation. Da das Entwicklerhalteglied mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl gedreht wird, variiert das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Regulierungsglieds dünner Schicht zu der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Entwicklerhalteglieds durch Änderung der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Regulierungsglieds dünner Schicht. Als Folge variiert das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit des Regulierungsglieds dünner Schicht zu der Umfangsgeschwindigkeit des Entwicklerhalteglieds, und dadurch variiert die Menge an Toner, welche sich am Entwicklerhalteglied befindet.
Wenn zum Beispiel die Umfangsgeschwindigkeit des Regulierungsglieds dünner Schicht erhöht wird, verringert sich die Menge des Toners, welche dem Entwicklerhalteglied zugeführt wird. Folglich verringert sich die Menge des Toners, welcher an dem latenten Bild auf der photoleitfähigen Trommel haftet und die Dichte des Tonerbildes nimmt ab. Wenn das Tonerbild auf ein Übertragungsmedium, wie z.B. Papier, übertragen wird, nimmt die Dichte des Bildes auf dem Übertragungsmedium unweigerlich ab. Die Linienbreite nimmt ebenfalls ab, und zwar durch ein einem Fachmann bekanntes Phänomen, welches mit der Abnahme der Dichte einhergeht. Im Stand der Technik wird das Verhältnis (Vp/Vc) derart ausgewählt, daß eine gewünschte Linienbreite erhalten wird. Es ist beispielsweise aus der US-A-4 999 673 eine elektrophotographische Druckmaschine bekannt, in welcher zusätzlich zum Steuern des Aufladens und der Tonerkonzentration die elektrische Vorspannung, die an die Entwicklertrommel angelegt wird, auf Basis der Erfassung der Dichte eines entwickelten Raster-Teststücks auch reguliert werden kann.
Da die Linienbreite durch Variieren der Tonermenge, die der photoleitfähigen Trommel zugeführt wird, gesteuert wird, variiert in diesem Stand der Technik unweigerlich die Dichte des wiedergegebenen Buchstabens oder Bildes in Abhängigkeit der Variierung der Linienbreite. Daher kann die Linienbreite nicht unabhängig von der Dichte des wiedergegebenen Buchstabens oder Bildes gesteuert werden, und somit ist die optimale Dichte in einer Kopie des Originaldokuments nicht mit der hohen Wiedergabetreue der Linienbreite kompatibel.

AUFGABE UND ZUSZAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer elektrophotographischen Vorrichtung, die in der Lage ist, Buchstaben oder Bilder mit hoher Wiedergabetreue von einer Vorlage zu kopieren.
Eine solche Vorrichtung ist in Anspruch 1 definiert, vorteilhafte Ausführungsformen davon sind in den beigefügten Unteransprüchen definiert.
Während die neuen Merkmale der Erfindung insbesondere in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt sind, wird die Erfindung sowohl bezüglich der Organisation als auch bezüglich des Inhalts zusammen mit ihren anderen Aufgaben und Merkmalen aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen besser verstanden und angenommen werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer mechanischen Konfiguration einer Ausführungsform des elektrophotographischen Kopierers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Referenzmuster eines ersten Beispiels, welches verwendet wird, um in dem elektrophotographischen Kopierer der vorliegenden Erfindung eine Linienbreite zu erfassen;
Fig. 3(a) ist ein Querschnitt eines Dichtesensors in der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3(b) ist ein Querschnitt eines Linienbreitesensors in der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist ein Referenzmuster eines zweiten Beispiels, welches verwendet wird, um die Linienbreite in dem elektrophotographischen Kopierer der vorliegenden Erfindung zu erfassen;
Fig. 5 ist ein Diagramm von Dichtekurven M und T, das die Dichtesteuerung in dem elektrophotographischen Kopierer der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 6(a) und 6(b) zeigen in Kombination ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7(a) und 7(b) zeigen in Kombination ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8(a) und 8(b) zeigen in Kombination ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ist eine Konfiguration eines Auflösungssensors in der dritten Ausführungsform;
Fig. 10 ist ein Diagramm einer Dichtekurve, die ein Tonerbild einer Linie darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer mechanischen Konfiguration einer Ausführungsform des elektrophotographischen Kopierers gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine zu kopierende Vorlage 110 wird auf einem durchsichtigen Vorlagenhalter 122 derart angeordnet, daß die Vorderseite nach unten zeigt, und durch eine Lichtquelle 102 beleuchtet, welche sich unter dem Vorlagenhalter 122 befindet. Licht, welches von Buchstaben oder Bildern der Vorlage 110 reflektiert wird, wird auf die Oberfläche einer Trommel 106, die mit einer photoleitfähigen Substanzschicht versehen ist, durch ein bekanntes optisches System (nicht gezeigt) fokussiert, und die photoleitfähige Substanzschicht wird diesem ausgesetzt. Da die photoleitfähige Substanzschicht der Trommel 106 zuvor mit einer vorbestimmten Spannung durch eine Ladeeinheit 100 aufgeladen worden ist, wird durch die Belichtung durch das optische System ein latentes Bild des Buchstabens oder Bildes gebildet.
Eine erste Referenzmarkierung bzw. -marke 114 von hoher Dichte, eine zweite Referenzmarkierung bzw. -marke 116 von niedriger Dichte und eine dritte Referenzmarkierung bzw. -marke 124 zum Steuern einer "Linienbreite" des Buchstabens oder Bildes werden außerhalb des durch die Vorlage 110 auf dem Vorlagenhalter 122 bedeckten Bereichs angeordnet. Die Linienbreite ist die Breite einer Linie, die den Buchstaben oder das Bild bildet. Die Referenzmarkierung 124, wie in Fig. 2 gezeigt, hat ein gestreiftes Muster, welches durch abwechselnd dunkle und helle Streifen gleicher Breite gebildet ist.
Eine Entwicklereinheit 104 ist neben bzw. in der Nähe der Trommel 106 angeordnet, und eine angemessene Tonermenge wird der Trommel 106 durch die Entwicklereinheit 104 auf eine in dem Stand der Technik bekannte Weise zugeführt. Das latente Bild auf der Trommel 106 wird von dem Toner entwickelt, und ein sich ergebendes Tonerbild wird darauf erzeugt. In bezug auf Fig. 1 werden die Referenzmarkierungen 114, 116 und 124 jeweils als Tonerbilder 118, 120 und 126 auf die Trommel 106 kopiert.
Ein Dichtesensor 112 zum Erfassen der Dichten der Tonerbilder 118 und 120 und ein Linienbreitesensor 128 zum Erfassen der Linienbreite des Tonerbildes 126 werden durch eine spezifizierte Lücke von und gegenüber der Oberfläche der Trommel 106 beabstandet. Die jeweiligen Dichten der Tonerbilder 118 und 120 werden durch den Dichtesensor 112 erfaßt. Eine durchschnittliche Dichte des Tonerbildes 126 wird durch den Linienbreitesensor 128 erfaßt, und eine Breite der dunklen Streifen des Tonerbildes 126 wird als die durchschnittliche Dichte der Streifen insgesamt erfaßt.
Ein Übertragungsband 134 befindet sich unter der Trommel 106 und die auf der Oberfläche der Trommel 106 gebildeten Tonerbilder 118, 120 und 126 werden zu dem Übertragungsband übertragen, wie anhand der übertragenen Bilder 135, 136 und 137 gezeigt ist. Die übertragenen Bilder 135 und 136 werden durch einen anderen Dichtesensor 140 erfaßt und das übertragene Bild 137 wird durch einen anderen Linienbreitesensor 141 erfaßt.
Die Ausgaben des Dichtesensors 112 und des Linienbreitesensors 128 werden in eine Steuervorrichtung 130 eingegeben, welche im folgenden genauer erläutert wird, und eine Eingabespannung u&sub1;, welche an die Lichtquelle 102 angelegt wird, eine Ladungsspannung u&sub2;, welche an die Ladeeinheit 106 angelegt wird und eine Entwicklervorspannung u&sub3;, welche an die Entwicklereinheit 104 angelegt wird, werden von der Steuervorrichtung 130 erzeugt. Die Ausgaben des Dichtesensors 140 und des Linienbreitesensors 141 werden ebenfalls in die Steuervorrichtung 130 eingegeben.
Der Dichtesensor 112 weist beispielsweise eine Lichtquelle 112A und einen optischen Sensor 112B auf, wie in Fig. 3(a) gezeigt. Die Lichtquelle 112A wird durch eine spannungsregulierte Stromquelle (nicht gezeigt) aktiviert. Das von der Lichtquelle 112A emittierte Licht wird in Abhängigkeit der Drehung der Trommel 106 auf ein Tonerbild 118 oder 120 aufgebracht, und ein von dem Tonerbild 118 oder 120 reflektiertes Licht wird durch den optischen Sensor 112B erfaßt. Der optische Sensor 112B erfaßt das von dem Tonerbild 118 oder 120 reflektierte Licht, wenn das Tonerbild 118 oder 120 durch Drehung der Trommel 106 im Gesichtsfeld des Lichtsensors 112B positioniert worden ist. Die Ausgabe des optischen Sensors 112B wird an eine Dichtesensorschaltung 112C der Steuervorrichtung 130 angelegt.
Die Konfiguration des Linienbreitesensors 128 ist in Fig. 3(b) gezeigt. In bezug auf Fig. 3(b) weist der Linienbreitesensor 128 einen Dichtesensor auf, und der Dichtesensor ist im wesentlichen mit dem Dichtesensor 112 identisch und besteht aus einer Lichtquelle 128C und einem optischen Sensor 128D. Die Lichtquelle 128C wird durch eine spannungsregulierte Stromquelle (nicht gezeigt) aktiviert und emittiert eine stabile Intensität. Das Licht von der Lichtquelle 128C wird auf das Tonerbild 126 aufgebracht und das reflektierte Licht wird durch den optischen Sensor 128D erfaßt. Der optische Sensor 128D erfaßt das von dem Tonerbild 126 reflektierte Licht, wenn das Tonerbild 126 durch Drehung der Trommel 106 in dem Gesichtsfeld des Lichtsensors 128D positioniert worden ist. Da die Intensität des von der Lichtquelle 128C emittierten Lichts wie oben erwähnt konstant ist, variiert die Ausgabe des optischen Sensors 128D im Verhältnis zu der durchschnittlichen Dichte des Tonerbildes 126. Die Ausgabe des optischen Sensors 128D wird an eine Linienbreitesensorschaltung 128A mit einbezogenem Multiplikator angelegt.
Das Tonerbild 126 weist ein gestreiftes Muster auf, welches dem Referenzmuster 124 in Fig. 2 ähnelt. Daher ändert sich eine durchschnittliche Intensität des reflektierten Lichts von dem Tonerbild 126 entsprechend der Variierung eines Verhältnisses der Breite des dunklen Streifens zu der Breite des hellen Streifens, und damit variiert die Ausgabe des optischen Sensors 128D. Da, wenn die Linienbreiten in dem elektrophotographischen Kopierer korrekt wiedergegeben sind, die Breite des dunklen Streifens gleich der Breite des hellen Streifens in der Referenzmarkierung 124 ist, wird im Tonerbild die Breite der dunklen Streifen gleich derjenigen des hellen Streifens. Wenn andererseits die Linienbreite ungenau wiedergegeben wird, unterscheidet sich die Breite des dunklen Streifens in dem Tonerbild 126 von der Breite des dunklen Streifens in der Referenzmarkierung 124 und nimmt zu oder ab. Folglich ändert sich eine durchschnittliche Intensität des reflektierten Lichts und dadurch kann eine Variierung der Linienbreite erfaßt werden.
Die Ausgabe des optischen Sensors 128D wird mit einem vorbestimmten konstanten Wert in der Linienbreitesensorschaltung 128A multipliziert. Der konstante Wert stellt einen Umwandlungskoeffizienten zum Umwandeln der durchschnittlichen Dichte des Tonerbildes 126 zu einem Linienbreitewert dar.
Im allgemeinen ist es bekannt, daß die Breite des dunklen Streifens in dem Tonerbild 126 nicht unbedingt proportional zu der Breite des dunklen Streifens der Referenzmarkierung 124 ist, sondern im wesentlichen in dem Fall ein konstanter Wert wird, in welchem die Linienbreite nicht korrekt wiedergegeben wird.
Beispielsweise in dem Fall, in welchem die Breite des dunklen Streifens des Tonerbildes 126 größer wird als diejenige der Referenzmarkierung, z.B. wenn ein dunkler 3 mm breiter Streifen der Referenzmarkierung 124 in dem Tonerbild 126 als ein dunkler 3,1 mm breiter Streifen wiedergegeben wird, wird ein dunkler 1 mm breiter Streifen in der Referenzmarkierung 124 zu einem dunklen 1,1 mm breiten Streifen im Tonerbild 126. Daher erhöht sich eine Variierung des Ausgabelevels des Dichtesensors 128 in bezug auf eine Variierung der Breite des dunklen Streifens des Tonerbildes 126, wenn die Teilung bzw. der Abstand bzw. die Teilung der dunklen Streifen und hellen Streifen der Referenzmarkierung 124 abnimmt, und folglich wird die Genauigkeit der Erfassung in dem Linienbreitesensor 128 verbessert. Die Verkleinerung des gestreiften Musters der Referenzmarkierung 124 wird jedoch durch eine Auflösung des elektrophotographischen Kopierers beschränkt, und somit wird für die Teilung bzw. den Abstand des gestreiften Musters ein angemessener Wert im Bereich von 20 µm - 2 mm ausgewählt. Die Breite des dunklen Streifens der Referenzmarkierung 124 muß übrigens nicht unbedingt gleich derjenigen des hellen Streifens sein, und es kann ein beliebiger Wert des Verhältnisses der Breite des dunklen Streifens zu der Breite des hellen Streifens in der Referenzmarkierung 124 gewählt werden.
Ein anderes Beispiel für die Referenzmarkierung zum Erfassen der Linienbreite ist durch eine Referenzmarkierung 124A in Fig. 4 gezeigt. Die Referenzmarkierung 124A weist eine Vielzahl dunkler Punkte, Flecken oder Tupfen (im Punktmuster) auf. In einem elektrophotographischen Kopierer unter Verwendung der Referenzmarkierung 124A können einer Linienbreite entsprechende Daten abgeleitet werden, indem der Dichtesensor 128 ähnlich wie bei der Referenzmarkierung 124 verwendet wird.
Die Steuervorrichtung 130 (Fig. 1) des elektrophotographischen Kopierers gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden erläutert. Die Steuervorrichtung 130, wie beispielsweise in Fig. 6(a) und 6(b) gezeigt, weist eine Dichtesteuereinheit 130A, eine Linienbreitesteuereinheit 1308 und eine Umschalteinheit 150 auf. Im Steuerbetrieb werden zwei Werte, ausgewählt aus der Eingangsspannung u&sub1;, der Ladungsspannung u&sub2; und der Entwicklervorspannung u&sub3;, geändert, um die Dichte der Tonerbilder 118 und 120 einzustellen, und der verbleibende Wert wird geändert, um die Linienbreite des Tonerbildes 126 einzustellen. In jeder Ausführungsform, die im folgenden erläutert wird, werden die Eingangsspannung u&sub1; und die Ladungsspannung u&sub2; geändert, um die Dichte zu steuern, und die Entwicklervorspannung u&sub3; wird geändert, um die Linienbreite zu steuern.
Die Dichtesteuereinheit 130A (Fig. 6(a)) empfängt eine Ausgabe des Dichtesensors 112 und steuert die Eingangsspannung u&sub1; und die Ladungsspannung u&sub2;, um die Dichte der Tonerbilder 118 und 120 auf Basis der Ausgabe des Dichtesensors 112 zu variieren. Die Linienbreitesteuereinheit 130B (Fig. 6(a)) empfängt die Ausgabe des Linienbreitesensors 128 und steuert die Entwicklervorspannung u&sub3;, um die Linienbreite des Tonerbildes auf Basis der Ausgabe des Linienbreitesensors 128 zu variieren.
Die Umschalteinheit 150 schaltet zwischen der Verbindung zu der Dichtesteuereinheit 130A und der Verbindung zu der Linienbreitesteuereinheit 130B um. Die Dichtesteuereinheit 130A und die Linienbreitesteuereinheit 130B werden durch den Umschaltbetrieb der Umschalteinheit 150 abwechselnd aktiviert.
Der Betrieb des elektrophotographischen Kopierers mit der Steuervorrichtung 130 einer ersten Ausführungsform wird in bezug auf Fig. 1 und Fig. 6(a) und 6(b) erläutert. In bezug auf Fig. 6(a) und 6(b) werden Anschlüsse Q1, R1, S1 und T1 in Fig. 6(a) jeweils an Anschlüsse Q1, R1, S1 und T1 in Fig. 6(b) angeschlossen.
Im Hinblick auf die erste Referenzmarkierung 114 und die zweite Referenzmarkierung 116, die auf dem Vorlagenhalter 122 angeordnet sind, wird die Dichte der ersten Referenzmarkierung 114 durch eine hohe Eingangsdichte "DIN-H" dargestellt, und die Dichte der zweiten Referenzmarkierung 116 wird durch eine niedrige Eingangsdichte "DIN-L" dargestellt. Die Dichte DIN-H ist größer als die Dichte DIN-L. Der Dichtesensor 112, der unter der Trommel 106 an deren einem Endabschnitt angeordnet ist, erfaßt durch die erste und zweite Referenzmarkierung 114 und 116 auf obengenannte Weise Dichten der Tonerbilder 118 und 120, die auf der Trommel 106 gebildet sind. Die Ausgabe des Dichtesensors 112 wird vor dem Start des Betriebs automatisch derart geeicht, daß der Dichtesensor 112 beispielsweise die Oberfläche der Trommel 106 erfaßt, auf welcher kein Toner haftet.
Im Betrieb des in Fig. 1 gezeigten elektrophotographischen Kopierers wird eine "Ladungsspannung u&sub2;" an die Ladeeinheit 100 angelegt, und die photoleitfähige Substanz auf der Trommel 106 wird mit einer statischen Elektrizität geladen. Die Beleuchtungslichtquelle 102 wird durch einen elektrischen Strom einer "Eingangsspannung u&sub1;" aktiviert und beleuchtet die Vorlage 110 und die Referenzmarkierungen 114, 116 und 124. Die Bilder der Vorlage 110 und die Referenzmarkierungen 114, 116 und 124 werden durch ein optisches System auf die Trommel 106 fokussiert. Folglich wird die statische Elektrizität auf der Trommel 106 gemäß den Bildern der Vorlage 110 und den Referenzmarkierungen 114, 116 und 124 teilweise verringert, und ein latentes Bild eines elektrischen Potentials wird gebildet.
Anschließend wird von der Entwicklereinheit 104, an welche eine "Entwicklervorspannung u&sub3;" angelegt wird, Toner auf das latente Bild des elektrischen Potentials aufgebracht und die Tonerbilder 118, 120 und 126 werden auf der Trommel 106 gebildet.
Der obengenannte Betrieb wird durch die quantitative Beziehung der Gleichungen (1), (2) und (3) dargestellt. (Diese Gleichungen sind in dem Dokument "Imaging Processes and Materials" von J.M. Sturge, 1989 veröffentlicht von Van Nostrund Reinhold, Seiten 135 - 180, beschrieben).
log&sub1;&sub0;(E)=log&sub1;&sub0;(p&sub1; u&sub1;)-DIN .....(1),
V = { (p&sub2; u&sub2;) - p&sub3; E}² .....(2),
DOUT = P&sub4;(V = u&sub3;) .....(3),
wobei DIN: "Eingangsdichte" (hohe Eingangsdichte DIN-H der ersten Referenzmarkierung 114 oder niedrige Eingangsdichte DIN-L der zweiten Referenzmarkierung 116, zum Beispiel),
DOUT: "Ausgangsdichte" (hohe Ausgangsdichte DOUT-H des Tonerbildes 118 der ersten Referenzmarkierung 114 oder niedrige Ausgangsdichte DOUT-L des Tonerbildes 120 der zweiten Referenzmarkierung 116 auf der Trommel 106, zum Beispiel)
E: "Lichtenergie", abhängig von dem reflektierten Licht der ersten und der zweiten Referenzmarkierung 114 und 116, die Lichtenergie entspricht der Eingangsdichte DIN,
V: Oberflächenpotential der Trommel 106, das Oberflächenpotential wird durch die Lichtenergie E verringert,
p&sub1; positiver Parameter, der von der Charakteristik der Beleuchtungslichtquelle 102 abhängt,
p&sub2; positiver Parameter, der von der natürlichen Entladungscharakteristik der photoleitfähigen Substanz der Trommel 106 abhängt,
p&sub3; positiver Parameter, der von dem Übertragungsfaktor des optischen Systems und der photographischen Sensitivität der photoleitfähigen Substanz abhängt,
p&sub4; positiver Parameter, der von der dielektrischen Konstante der photoleitfähigen Substanz und der Tonerdichte der Entwicklereinheit 104 abhängt.
Die Beziehung zwischen der durch die Gleichungen (1), (2) und (3) berechneten Eingangsdichte DIN und Ausgangsdichte DOUT sind durch "Dichtekurven M und T" in Fig. 5 gezeigt. In Fig. 5 ist die Abszisse durch die Eingangsdichte DIN abgestuft, und die Ordinate ist durch die Ausgangsdichte DOUT abgestuft. Die Dichtekurve M stellt die Variierung der "gemessenen Dichte" der Tonerbilder 118 und 120 dar, und die Dichtekurve T stellt die Variierung einer "Zieldichte" davon dar. Die gemessene Dichte ist durch eine Kurve dargestellt, die eine Verbindung zwischen einem Punkt (DIN-L, DOUT-L) und einem Punkt (DIN-H, DOUT-H) darstellt, welche auf Basis der gemessenen Werte des Dichtesensors 112 aufgezeichnet sind. Die Zieldichte ist durch eine Kurve dargestellt, die eine Verbindung zwischen einem Punkt (DIN-L, DT-L) und einem Punkt (DIN-H, DT-H) darstellt, welche auf Basis einer "wünschenswerten hohen Dichte DT-H" und einer "wünschenswerten niedrigen Dichte DT-L" aufgezeichnet sind.
Der Mittelpunktwert y&sub1; der Dichtekurve M wird durch die unten angeführte Beziehung (4) berechnet, und dessen Gradient y&sub2; wird durch die unten angegebene Beziehung (5) berechnet:
y&sub1; = (DOUT-H + DOUT-L)/2....(4),
y&sub2; (DOUT-H - DOUT-L)/(DIN-H - DIN-L)....(5).
Anschließend werden Elemente eines Eingangsvektors U (= u&sub1;, u&sub2;, u&sub3;) und Elemente eines Ausgangsvektors Y ( = y&sub1;, y&sub2;) durch die Beziehungen 6A und 6B dargestellt:
y&sub1; = g&sub1; (u&sub1;, u&sub2;, u&sub3;)....(6A),
y&sub2; = g&sub2; (u&sub1;, u&sub2;, u&sub3;)....(6B),
wobei Darstellungen g&sub1; und g&sub2; Funktionen zeigen, welche die positiven Parameter p&sub1;, p&sub2;, p&sub3; und p&sub4; einschließen. Wenn die Funktionen g&sub1; und g&sub2; präzise erhalten werden, wird ein Eingangsvektor U so berechnet, daß der Ausgangsvektor Y mit einem Zielvektor Yd zusammenfällt, der die Zieldichte darstellt. Da jedoch die Parameter p&sub1; - p&sub4; von verschiedenen Bedingungen des elektrophotographischen Verfahrens abhängen, wie z.B. einer Stromquellenspannung, Temperatur und Feuchtigkeit, ist es sehr schwierig, die Funktionen g&sub1; und g&sub2; unter Einschluß dieser Parameter p&sub1; - p&sub4; präzise zu erhalten.
In der vorliegenden Erfindung wird zunächst ein Grenzparameter Q einschließlich der Parameter p&sub1; - p&sub4; definiert. Daher wird der Mittelpunktwert y&sub1; der Dichtekurve M so gewählt, daß er mit dem Mittelpunktwert y1-d der Dichtekurve T zusammenfällt, und der Gradient y&sub2; der Dichtekurve M wird auch so gewählt, daß er mit dem Gradienten y2-d der Dichtekurve T zusammenfällt, indem das elektrophotographische Verfahren durch Verwendung des Grenzparameters Q angemessen gesteuert wird.
Der Gradient der Dichtekurve M ist variierbar, indem die Eingangsspannung u&sub1; und die Ladungsspannung u&sub2; geändert wird. Wenn die Eingangsspannung u&sub1; erhöht wird, wird im allgemeinen die Dichte des Tonerbildes verringert. Dann ist die Änderungsrate der niedrigen Ausgangsdichte DOUT-L größer als diejenige der hohen Ausgangsdichte DOUT-H.
Wenn andererseits die Ladungsspannung u&sub2; erhöht wird, wird die Dichte des Tonerbildes erhöht. Dann ist die Änderungsrate der niedrigen Ausgangsdichte DOUT-L kleiner als diejenige der hohen Ausgangsdichte DOUT-H. Folglich läßt sich der Gradient der Dichtekurve M durch eine angemessene Kombination einer Eingangsspannung u&sub1; und einer Ladungsspannung u&sub2; einstellen.

[Konfiguration der Steuervorrichtung]

Fig. 6(a) und 6(b) in Kombination sind ein Blockschaltdiagramm einer ersten Ausführungsform der Steuervorrichtung durch ein Adaptivsteuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 6(a) ist ein Blockschaltdiagramm der Dichtesteuereinheit 130A für die Dichtesteuerung, und Fig. 6(b) ist ein Blockschaltdiagramm der Linienbreitesteuereinheit 130B für die Linienbreitesteuerung. Die Umschaltschaltung 150 ist in Fig. 6(b) erläutert.
In bezug auf Fig. 6(a) weist das Adaptivsteuerungssystem der ersten Ausführungsform folgende Komponenten auf: eine Eingangsvariationsvektor-Bestimmungsschaltung 310 zum Bestimmen eines Eingangsvariationsvektors, der die Dichten der Tonerbilder 118 und 120 einstellt; eine Eingangsvektor-Erneuerungsschaltung 311 zum Erneuern des Eingangsvektors U, welcher an den Kopierer 105 angelegt wird, um die Dichten der Tonerbilder 118 und 120 zu steuern, eine Ausgangsvektor-Berechnungsschaltung 113; und eine Fehlervorzeichen-Erfassungsschaltung 308. Der Ausgangsvektor Y (= y&sub1;, y&sub2;), welcher aus der Ausgangsvektor-Berechnungsschaltung 113 ausgegeben wird, wird an eine Fehlervorzeichen-Erfassungsschaltung 308 angelegt.
Die Eingangsvariationsvektor-Bestimmungsschaltung 310 weist folgende sieben Elemente auf:

(1) Eingangsvariationsvektorspeicher 301:

Der Eingangsvariationsvektorspeicher 301 speichert neun vorbestimmte Eingangsvariationsvektoren ΔU&sub1; - ΔU&sub9;. Die Anzahl der Eingangsvariationsvektoren ΔUi ist durch (3²) gegeben. Die Zahl "3" stellt die Anzahl der Zeichen "+", "-" und "0" dar, und der Exponent "2" der Potenz ist gleich der Anzahl der Komponenten des Eingangsvariationsvektors ΔUi. Der Eingangsvariationsvektor ΔUi weist zwei Daten bzw. Angaben (Δu&sub1;, Δu&sub2;) auf, und jede Angabe ist entweder ein positiver Wert, ein negativer Wert oder Null, z. B. (Δu&sub1;, 0) oder (0, -Δu&sub2;). Der positive Wert stellt eine Erhöhung einer Spannung dar und der negative Wert stellt eine Verringerung der Spannung dar. "Null" stellt einen unveränderten Wert dar. Die Daten Δu&sub1; und Δu&sub2; stellen kleine Spannungen dar, welche zu der Eingangsspannung u&sub1; der Beleuchtungslichtquelle 102 bzw. der Ladungsspannung u&sub2; der Ladeeinheit 100 addiert werden.

(2) Schalter 305A:

Der Schalter 305A ist geschlossen, um die Daten des Eingangsvariationsvektorspeichers 301 in einen Vorzeichenvektorerfasser 302 einzugeben.

(3) Vorzeichenvektorerfasser 302:

Der Vorzeichenvektorerfasser 302 empfängt einen Eingangsvariationsvektor ΔU&sub1; von dem Eingangsvariationsvektorspeicher 301 und gibt einen Vorzeichenvektor [ΔU&sub1;] aus, welcher die Vorzeichen (+, - oder 0) jeder Angabe darstellt. Danach stellt ein Buchstabe in Klammern [] die Vorzeichen "+", "- " oder "0" der durch den Buchstaben dargestellten Angabe dar. Wenn z.B. ein Eingangsvariationsvektor ΔUi (= 0, -Δu&sub2;) eingegeben wird, wird ein Vorzeichenvektor [ΔUi] (= 0, -) ausgegeben.

(4) Qualitativmodellberechnungsschaltung 303:

Die Qualitativmodellberechnungsschaltung 303 weist einen Kalkulator auf zum Voraus agen eines Vorzeichens der Ausgabe "y", welche einen Mittelpunktwert y oder einen Gradienten y&sub2; auf Basis des aus dem Vorzeichenvektorerfasser 302 ausgegebenen Vorzeichenvektors [ΔUi] darstellt. Die Berechnung wird gemäß einem vorbestimmten Qualitativmodell durchgeführt, und als Ergebnis wird eine voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔYi] ausgegeben. Danach stellt das sich vor dem "Δ" befindliche "P" voraussagbare Daten der durch den Buchstaben dargestellten Angabe dar. Die voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔYi] stellt ein Vorzeichen dar zum Darstellen einer voraussagbaren Variationsrichtung der Ausgabe "y", und weist entweder die Erhöhungsvoraussage "+", die Verringerungsvoraussage "- ", die Unverändert- Voraussage "0" oder die Unmöglichkeitsvoraussage "?" dar.

(5) Schalter 305B:

Der Schalter 305B ist zwischen dem Vorzeichenvektorerfasser 303 und einem Speicher 304 angeschlossen und wird geschlossen, um die Ausgangsdaten der Qualitativmodellberechnungsschaltung 303 in einen Speicher 304 einzugeben.

(6) Speicher 304:

Die aus der Qualitativmodellberechnungsschaltung 303 ausgegebene voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔYi) wird im Speicher 304 durch den Schalter 305B gespeichert. Im normalen Betrieb werden siebenundzwanzig voraussagbare Vorzeichendaten [PΔYi], [PΔYi] - [PΔY&sub9;] im Speicher 304 gespeichert.

(7) Eingangsvariationsvektor-Auswahlschaltung 309:

Die Eingangsvariationsvektor-Auswahlschaltung 309 empfängt aus dem Speicher 304 eine voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔYi] und aus dem Eingangsvariationsvektorspeicher 301 einen Eingangsvariationsvektor ΔUi, und dann wird eine voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔYj], welche mit einem Vorzeichen [e] des Wertes eines Fehlers "e" zusammenfällt, welcher von einer Fehlervorzeichen-Erfassungsschaltung 308 (welche im folgenden beschrieben wird) eingegeben wurde, aus den gesamten voraussagbaren Vorzeichendaten [PΔY&sub1;] - [PΔY&sub9;] ausgewählt.
Das Adaptivsteuerungssystem weist des weiteren die Fehlervorzeichen-Erfassungsschaltung 308 und eine Eingangsvektor-Erneuerungsschaltung 311 auf.

Fehlervorzeichen-Erfassungsschaltung 308:

Die Fehlervorzeichen-Erfassungsschaltung 308 verfügt über eine Fehlerberechnungsschaltung 306 zum Ermitteln einer Differenz zwischen einem angestrebten Wert "Yd" und dem erfaßten Wert "Y" des Dichtesensors 112, und der dadurch berechnete Fehler "e" wird in eine Vorzeichen-Erfassungsschaltung 307 eingegeben. Dann wird ein Vorzeichen [e] des Wertes des Fehlers "e" durch eine Vorzeichen-Erfassungsschaltung 307 erfaßt, und das Vorzeichen [e] wird in eine Eingangsvariationsvektor-Auswahlschaltung 309 eingegeben. Das Vorzeichen (e) hat eine Angabe mit den Vorzeichen "+, "-" oder "0". Das Vorzeichen [e] hat nämlich die Information, die Ausgabe "Y" zu erhöhen oder zu verringern, um sich einer gewünschten Ausgabe "Yd" anzunähern, oder die aktuelle Ausgabe beizubehalten.

Eingangsvektor-Erneuerungsschaltung 311:

Der aus der Eingangsvariationsvektor-Auswahlschaltung 309 ausgegebene Eingangsvariationsvektor ΔUj wird zu der aktuellen Eingabe U in der Eingangsvektor-Erneuerungsschaltung 311 addiert, und es wird eine neue Eingabe U (=u&sub1;, u&sub2;) in den Kopierer 105 eingegeben. Die Schalter 316 werden während des obengenannten Addierens geöffnet.

Dichtesensor 112:

Dichten der Tonerbilder 118 und 120 in dem Kopierer 105 werden durch den Dichtesensor 112 erfaßt. Die Ausgabe des Dichtesensors 112 wird an eine Ausgangsvektor-Berechnungsschaltung 113 angelegt.

Ausgangsvektor-Berechnungsschaltung 113:

Berechnungen der Beziehungen (4) und (5) werden in der Ausgangsvektor-Berechnungsschaltung 113 durchgeführt, und der Mittelpunktwert y&sub1; und der Gradient y&sub2; werden an die Fehlervorzeichen-Erfassungsschaltung 308 ausgegeben.
In bezug auf Fig. 6(b) ist die Fehlervorzeichen-Erfassungsschaltung 308 identisch zu derjenigen in Fig. 6(a). Eine Eingangsvariationsvektor-Bestimmungsschaltung 310A und eine Eingangsvektor-Erneuerungsschaltung 311A sind identisch mit der Eingangsvariationsvektor-Bestimmungsschaltung 310 bzw. der Eingangsvektor-Erneuerungsschaltung 311 in der Schaltungskonfiguration. Aber nur die Anzahl der Daten, welche in der Eingangsvariationsvektor-Bestimmungsschaltung 310A betrieben werden, unterscheidet sich von derjenigen der Eingangsvariationsvektor-Bestimmungsschaltung 310.
In der Eingangsvariationsvektor-Bestimmungsschaltung 310A werden drei vorbestimmte Eingangsvariationsvektoren ΔU&sub1;, ΔU&sub2; und ΔU&sub3; in dem Eingangsvariationsvektorspeicher 301 gespeichert, und ein Eingangsvariationsvektor ΔUj wird aus der Eingangsvariationsvektor-Auswahlschaltung 309 ausgegeben und an die Eingangsvektor-Erneuerungsschaltung 311A angelegt. In der Eingangsvektor-Erneuerungsschaltung 311A wird die Eingabe U(=u&sub3;) erneuert und an den Kopierer 105 angelegt.
Die Ausgabe der Linienbreitesensorschaltung 128A wird an die Fehlervorzeichen-Erfassungsschaltung 308 angelegt.

[Qualitativmodell]

Das Qualitativmodell wird im folgenden erläutert.
Eine qualitative Beziehung zwischen dem Mittelpunktwert y&sub1; (siehe Beziehung (4)), dem Gradienten y&sub2; (siehe Beziehung (5)) und den Spannungen u&sub1;, u&sub2; und u&sub3; werden durch die Beziehungen 7A und 7B unter Verwendung der Funktionen g&sub1; und g&sub2; dargestellt.
Der Mittelpunktwert y&sub1; wird partiell durch die Spannung u&sub1; differenziert, wie in Gleichung (8) gezeigt,
wobei VH: Oberflächenpotential an einem Teil der Trommel 106, auf welchen das reflektierte Licht der ersten Referenzmarkierung 114 aufgebracht wird.
VL: Oberflächenpotential an einem Teil der Trommel 106, auf welchen das reflektierte Licht von der zweiten Referenzmarkierung 116 aufgebracht wird.
Der Mittelpunktwert y&sub1; wird partiell durch die Spannung u&sub2; differenziert, wie in Gleichung (9) gezeigt,
Der Mittelpunktwert y&sub1; wird partiell durch die Spannung u&sub3; differenziert, wie in Gleichung (10) gezeigt,
∂y&sub1;/∂u&sub3;=-p&sub4; < 0 ...(10).
Der Gradient Y2 wird partiell durch die Spannung u&sub1; differenziert, wie in Gleichung (11) gezeigt,
Der Term {p&sub2;u&sub2; - p&sub1;p&sub3;u&sub1;(10-DIN-H + 10-DIN-L)} der rechten Seite wird in den drei Fällen eines positiven Werts (> 0), Null (=0) oder eines negativen Werts (< 0) so betrachtet, wie in den Beziehungen (11A), (11B) und (11C) gezeigt ist,
Jede Beziehung (11A), (11B) oder (11C) wird in bezug auf "u&sub1;" gelöst, wie in den Beziehungen (11D), (11E) oder (11F) gezeigt ist,
Die linken Seiten der Beziehungen (11D), (11E) und (11F) werden wie folgt durch "Q" dargestellt, was als "Grenzparameter" bezeichnet wird:
Folglich wird die Spannung u&sub1; durch den Grenzparameter Q wie folgt dargestellt:
Anschließend wird der Gradient y&sub2; partiell durch die Spannung u&sub2; differenziert, wie in der Gleichung (12) gezeigt.
Schließlich wird der Gradient y&sub2; partiell durch die Spannung u&sub3; differenziert, wie in Gleichung (13) gezeigt.
∂y&sub1;/∂u&sub3;=0 ...(13).
Die Beziehung zwischen den voraussagbaren Vorzeichendaten [PΔY] = ([Δy&sub1;], [Δy&sub2;]) und den eingegebenen Spannungsvorzeichendaten [ΔUj] = ([Δu&sub1;], [Δu&sub2;), [Δu&sub3;]) wird durch die Beziehungen (14) und (15) dargestellt.
[PΔy&sub1;] = -[Δu&sub1;] + [Δu&sub2;] - [Δu&sub3;] ...(14),
[PΔy&sub1;]: voraussagbare Vorzeichendaten des Mittelpunktwertes y&sub1;.
[PΔy&sub2;]: voraussagbare Vorzeichendaten des Gradienten y&sub2;.
Die Beziehungen (14) und (15) sind in Tabelle 1 gezeigt, welche die voraussagbaren Vorzeichendaten in der Dichtesteuerung darstellt. Die Bereichszahl bestimmt den Bereich des Unterschieds (u&sub1; - Q). Tabelle 1
Bezugnehmend auf Tabelle 1 zeigen die Bereichszahlen 1, 2 und 3 Bereiche, die gemäß eines Unterschieds zwischen dem Eingangsvektor U (=u&sub1;,u&sub2;) und einem Grenzparameter Q in drei Teile geteilt sind. Ein "Grenzfunktionsvorzeichen" in Tabelle 1 wird folgenderweise entschieden: Das Grenzfunktionsvorzeichen [u&sub1;-Q] ist zum Beispiel in der Bereichszahl 1 positiv (+), da "u&sub1;-Q> 0". Auf ähnliche Weise ist in der Bereichszahl 2 das Grenzfunktionsvorzeichen [u&sub1;-QJ Null, da "u&sub1;-Q=0".
Außerdem wird die voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔY] wie folgt abgeleitet: Zum Beispiel wird in der Bereichszahl (1) die voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔYi] durch einen Satz von zwei Minuszeichen (-, -) in bezug auf einen Vorzeichenvektor [ΔUi] (=(+, 0, -)) dargestellt. In der Bereichszahl (2) wird die voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔYi] durch einen Satz von zwei Pluszeichen (+, +) in bezug auf einen Vorzeichenvektor [ΔUi] (=(-, +, -)) dargestellt.
Folglich gilt [PΔYi] = (-[Δu&sub1;] + [Δu&sub2;], [Δu&sub2;])
= (- "-" + "+", +).
Außerdem hat eine voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔYi] keinen angeglichenen Wert in bezug auf einen Vorzeichenvektor [ΔUi] = (+, +, -), wie durch die Beziehung (16) gezeigt:
[PΔYi] = (-[Δu&sub1;) + [Δu&sub2;], [Δu&sub2;])
= (- "+" + "+", + ) = (?, +) ....(16).
Der Grenzparameter Q wird durch die Parameter p&sub1;, p&sub2; und p&sub3; bestimmt, wie in Beziehung 11G gezeigt. Da jedoch die Messung dieser Parameter p&sub1;, p&sub2; und p&sub3; sehr schwierig ist, kann der Grenzparameter Q nicht genau berechnet oder wenigstens abgeschätzt werden. Daher ist die auf Tabelle 1 beruhende Voraussage nicht immer korrekt. Wenn die Voraussage nicht korrekt ist, stimmt eine Vorzeichenangabe [ΔY] der tatsächlichen von der Ausgabevorzeichen-Erfassungsschaltung 313 erfaßten Ausgabe nicht mit der aus der Eingangsvariationsvektor-Auswahlschaltung 309 ausgegebenen voraussagbaren Vorzeichenangabe [PΔY] überein. Im obengenannten Fall wird der Grenzparameter Q eines Qualitativmodells in der Qualitativmodellberechnungsschaltung 303 modifiziert, da es scheint, daß das in der Qualitativmodell berechnungsschaltung 303 verwendete Qualitativmodell unzulänglich ist.
Ein Beispiel für den Vorgang der Modifizierung, welcher mit tatsächlichen Werten angewendet wird, ist im folgenden beschrieben.
Es wird angenommen, daß die Spannungen u&sub1;, u&sub2; in einem elektrophotographischen Kopierer 65V bzw. 700V betragen und der Grenzparameter Q 70V beträgt.
Gemäß Tabelle 1 gilt
[u&sub1;-Q] = [65-70] = [-5] = "-" ....(17).
Demgemäß wird die Bereichszahl (3) zur Verwendung ausgewählt. Wenn dann der folgende Eingabevariationsvektor ΔUi an den Vorzeichenvektorerfasser 302 angelegt wird:
ΔUi = (+Δu&sub1;, 0) = (+0,5V, 0) ....(18),
wird das voraussagbare Vorzeichendatum [PΔY] mit der Tabelle 1 wie folgt berechnet:
[PΔY] = (- [Δu&sub1;] + [Δu&sub2;], [Δu&sub1;] + [Δu&sub2;])
= (- [+0,5] + [0], [+0,5] + [0])
= (-, +) ....(19).
Nach dem Betrieb des elektrophotographischen Kopierers, in welchen der obengenannte Eingangsvariationsvektor ΔUi eingegeben wird, wenn die Ausgangsvorzeichenangabe [ΔY] "(-,-)" ist, scheint es, daß die Auswahl der Bereichszahl falsch ist. Demgemäß wird in Tabelle 1 eine Bereichszahl (1) derart ausgewählt, daß die voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔY] "(-,-)" wird. Anschließend wird wie folgt ein Grenzparameter Q berechnet, welcher zu der Grenzfunktion einer Bereichszahl (1) paßt:
[u&sub1; - Q'] = [65 - Q'] = "+" > 0 ....(20).
Um die Beziehung (20) zu erfüllen, wird der Wert von "Q" wie folgt ausgewählt:
Q' = 65 - &epsi; ....(21),
wobei "&epsi;" eine positive reale Zahl ist.
Wenn andererseits die Vorzeichenangabe [ΔY] "(-, +)" ist, stimmt die voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔY] mit der Vorzeichenangabe [ΔY] überein. Daher wird der Grenzparameter Q nicht modifiziert. Wenn außerdem die Eingangsspannung u&sub1; im Vergleich zu einem Grenzparameter Q sehr niedrig ist, nämlich wenn in Tabelle 1 das Vorzeichen [u&sub1;-Q] "-" ist (Bereichszahl (3)), wird der Grenzparameter nicht modifiziert.
Tabelle 2 ist eine Liste von Qualitativmodellen von tatsächlichen Vorzeichenvektoren [ΔUj], welche aus der Eingangsvariationsvektor-Bestimmungsschaltung 310 in bezug auf das Vorzeichen [e] eines von der Fehlervorzeichen-Erfassungsschaltung 308 erfaßten Fehlers "e" ausgegeben wird. In Tabelle 2 bezeichnen die Darstellungen "y&sub1;-d" und "y&sub2;-d" die angestrebten Werte des Mittelpunktwertes y&sub1; bzw. des Gradienten y&sub2;. Tabelle 2
In Tabelle 2 werden in jedem Bereich neun Kombinationen der Eingangsvorzeichen [e] und der Ausgangsvorzeichenvektoren [ΔUj], welche in der tatsächlichen Anwendung der Adaptivsteuerung des Kopierers besonders nützlich sind, aus siebenundzwanzig Kombinationen in jedem Bereich ausgewählt. Die in der Tabelle 2 aufgeführten Kombinationen werden auf der Basis einer vorbestimmten Software aufgenommen und dadurch ist eine effiziente Adaptivsteuerung realisierbar.
Wie oben erläutert wird eine voraussagbare Vorzeichenangabe aus vorbestimmten Qualitativmodellen ausgewählt, die dem Fehler zwischen dem angestrebten Wert "Yd" und dem erfaßten Wert "Y" der Dichte entspricht, und dadurch werden die Eingangsspannung u&sub1; und die Ladungsspannung u&sub2; geändert. Die obengenannten Vorgänge werden wiederholt, bis der erfaßte Wert "Y" der Dichte auf den angestrebten Wert "Yd" konvergiert.
Wenn der erfaßte Wert "Y" der Dichte durch die obengenannte Wiederholung der Vorgänge gleich dem angestrebten Wert "Yd" wird, werden die Fehlervorzeichen [e&sub1;] und [e&sub2;] in der hohen Ausgabedichte DOUT-H bzw. der niedrigen Ausgabedichte DOUT- L beide zu "0". Die Daten beider Fehlervorzeichen [e&sub1;] und [e&sub2;] werden an die Umschalteinheit 150 in Fig. 6(b) angelegt und beide Schaltkontakte 15A und 15B werden wie durch die gepunkteten Linien gezeigt bewegt. Folglich wird der Betrieb der Dichtesteuereinheit 130A unterbrochen und die in Fig. 6(b) gezeigte Linienbreitesteuereinheit 130B wird dafür betätigt. Tabelle 3 ist eine Liste von Qualitativmodellen in der Qualitativmodellberechnungsschaltung 303 in der Linienbreitesteuereinheit 130B. In Tabelle 3 ist der angestrebte Wert der Linienbreite durch "Y3-d" dargestellt. Tabelle 3
Nachdem der Betrieb der Linienbreitesteuereinheit 130B begonnen hat, wird die Entwicklervorspannung u&sub3; auf Basis des erfaßten Wertes des Linienbreitesensors 128 gesteuert. Die Steuerung erfolgt durch Variieren der Entwicklervorspannung u&sub3; auf Basis des in Tabelle 3 gezeigten Qualitativmodells.
Der detaillierte Betrieb zum Einstellen der Entwicklervorspannung u&sub3; wird im folgenden erläutert. Eine Linienbreite y&sub3; im Tonerbild 126 der Referenzmarkierung 124 ist durch die folgende Gleichung (22) dargestellt:
wobei "p&sub5;" eine positive Konstante ist, welche durch die Defokussier-Charakteristik in einem optischen System des elektrophotographischen Kopierers festgelegt wird,
"L&sub0;" eine positive Konstante ist, welche durch die Breite des dunklen Streifens der Referenzmarkierung 124 festgelegt wird.
Eine voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔy&sub3;] der Linienbreite, welche aus der Gleichung (22) abgeleitet wird, ist durch die folgende Gleichung (23) dargestellt:
[PΔy&sub3;] = -[Δu&sub1;]+[Δu&sub2;]-[Δu&sub3;] ....(23).
Die rechte Seite der Gleichung (23) ist identisch mit derjenigen der Gleichung (14) in der Dichtesteuerung.
Wie aus Gleichung (23) ersichtlich, sind die Elemente [Δu&sub1;] und [Δu&sub2;] der voraussagbaren Vorzeichendaten, die mit der Einstellung der Dichte in Wechselbeziehung stehen, in der voraussagbaren Vorzeichenangabe [PΔy&sub3;] der Linienbreite eingeschlossen. Folglich wird die voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔy&sub3;] durch die Eingangsspannung u&sub1; der Lichtquelle 102 und der Ladungsspannung u&sub2; der Ladeeinheit 100 beeinflußt. Daher werden in der ersten Ausführungsform die Eingangsspannung u&sub1; und die Ladungsspannung u&sub2;, die in dem Einstellungsschritt der Dichte eingestellt wurden, während des Betriebs der Linienbreitesteuereinheit 130B beibehalten, und die voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔy&sub3;] wird nur von der Entwicklervorspannung u&sub3; abhangig gemacht.
Eine hohe Ausgangsdichte DOUT-H und eine niedrige Ausgangsdichte DOUT-L werden aus den Gleichungen (1), (2) und (3) abgeleitet und sind jeweils durch die Gleichungen (24) und (25) gegeben
Andererseits wird die Verteilung der Dichte einer Linie in dem Tonerbild durch eine Dichtekurve C in Fig. 10 gezeigt. In bezug auf Fig. 10 bezeichnet die Abszisse eine Eingangsdichte DIN und die Ordinate bezeichnet eine Ausgangsdichte DOUT. Ein Punkt S7 bezeichnet die Position der hohen Ausgangsdichte DOUT-H, und ein Punkt S5 bezeichnet die Position der niedrigen Ausgangsdichte DOUT-L auf der Dichtekurve C. Eine horizontale Linie N bezeichnet die minimale Ausgangsdichte DOUT- N, welche durch die Entwicklervorspannung u&sub3; bestimmt ist. Schnittpunkte S1 und S2 der horizontalen Linie H und der Kurve C bezeichnen beide Ränder der Linie in dem Tonerbild. Wenn ein beliebiger Punkt S3, welcher eine niedrigere Dichte aufweist als die niedrige Ausgangsdichte DOUT-L, auf der Kurve C definiert wird und die Eingangsdichte am Punkt S3 durch eine "Breiteneingangsdichte DIN-W" dargestellt ist, wird eine sich ergebende Ausgangsdichte durch eine "Breitenausgangsdichte DOUT-W" auf der Ordinate dargestellt.
Auf der obengenannten Dichtekurve C liegt in dem Fall, daß ein Unterschied zwischen der niedrigen Ausgangsdichte DOUT-L und der Breitenausgangsdichte DOUT-W (DOUT-L - DOUT-W) relativ gering ist, der Gradient der Dichtekurve C etwa in der Nähe des Punktes S3, und die Variation der Linienbreite ist groß. Im Gegensatz dazu ist in dem Fall, daß der obengenannte Unterschied (DOUT-L - DOUT-W) größer ist, der Gradient steil, und die Variation der Linienbreite ist gering. Die voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔy&sub3;] der Linienbreite im obengenannten Fall wird durch die folgende Gleichung (26) dargestellt:
[PΔy&sub3;] = -[Δ(DOUT-L -DOUT-W)] ....(26).
Die Breitenausgangsdichte DOUT-W in der Gleichung (26) wird durch die Gleichung (27) unter Verwendung der Gleichungen (1), (2) und (3) dargestellt,
Anschließend wird der obengenannte Unterschied (DOUT-L - DOUT-W) unter Verwendung der Gleichungen (25) und (27) dargestellt, und die Buchstaben u&sub1; und u&sub2; werden durch Verwendung der Gleichung (24) eliminiert. Folglich wird die voraussagbare Vorzeichenangabe [PΔy&sub3;] der Linienbreite, die nur die Entwicklervorspannung u&sub3; einschließt, wie durch die folgende Gleichung (28) gezeigt abgeleitet:
[PΔy&sub3;] = - [Δu&sub3;] ....(28).
Das Vorzeichen der Angabe Δu&sub3; auf der rechten Seite ist wie in Gleichung (28) gezeigt negativ. Da das Vorzeichen der Angabe Δu&sub3; in der Gleichung (23) ebenfalls negativ ist, ist das Vorzeichen der Angabe Δu&sub3; in den beiden Gleichungen (23) und (28) negativ. Dieses Ergebnis zeigt an, daß eine sich ändernde Tendenz der Linienbreite in dem Dichteeinstellungsschritt mit einer sich ändernden Tendenz der Linienbreite im Linienbreiteeinstellungsschritt zusammenfällt, und dies stellt einen großen Vorteil bei Einstellungsvorgängen der Dichte und der Linienbreite dar, wie im folgenden erläutert wird.
Im allgemeinen wird ein Wert in einem vorgegebenen zulässigen Bereich für den angestrebten Wert der Dichte oder der Linienbreite festgelegt. In dem Fall, daß ein angestrebter Wert in dem vorgegebenen zulässigen Bereich in dem Dichteeinstellungsvorgang festgelegt wird, wird z.B. zunächst die Dichte auf den angestrebten Wert in der Dichtesteuereinheit 130A eingestellt. Anschließend wird beim Betrieb der Linienbreitesteuereinheit 130B, wenn die erfaßte Linienbreite z.B. größer ist als der angestrebte Wert der Linienbreite, die Entwicklervorspannung u&sub3; erhöht, um die Linienbreite zu verringern. Folglich nimmt die Linienbreite zu und die Dichte wird auch verringert. Wenn die Dichte, die in dem Linienbreiteeinstellungsschritt verringert wurde, innerhalb des zulässigen Bereichs des angestrebten Werts liegt, ist es nach der Einstellung der Linienbreite nicht nötig, daß die Einstellung der Dichte nochmals in der Dichtesteuereinheit 130A durchgeführt wird. Und somit kann der Einstellungsvorgang vollendet werden. Folglich wird die Anzahl der alternierenden Dichteeinstellungs- und Linienbreiteeinstellungsvorgänge verringert, und eine Zeitdauer, die nötig ist, um die beiden angestrebten Werte zu erreichen, kann verkürzt werden.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das Vorzeichen der Angabe Δu&sub3; in den beiden Gleichungen (23) und (28) negativ, da die Eingangsspannung u&sub1; und die Ladungsspannung u&sub2; geändert werden, um die Dichte einzustellen, und die Entwicklervorspannung u&sub3; geändert wird, um die Linienbreite einzustellen. In dem Fall, daß die Eingangsspannung u&sub1; und die Entwicklervorspannung u&sub3; geändert werden, um die Dichte einzustellen, und außerdem die Ladungsspannung u&sub2; geändert wird, um die Linienbreite einzustellen, behalten die entsprechenden Vorzeichen der Angabe Δu&sub2; in der Gleichung (23) und einer Gleichung, die in bezug auf die Ladungsspannung u&sub2; (nicht gezeigt) abgeleitet ist, keine konstante Beziehung zwischen sich bei. Daher sind komplizierte Qualitativmodelle nötig, was für den elektrophotographischen Kopierer gemäß der vorliegenden Erfindung unangemessen ist.
In dem Fall, daß die Ladungsspannung u&sub2; und die Entwicklervorspannung u&sub3; geändert werden, um die Dichte einzustellen, und außerdem die Eingangsspannung u&sub1; geändert wird, um die Linienbreite einzustellen, stehen andererseits die entsprechenden Vorzeichen der entsprechenden Angabe Δu&sub1; in der Gleichung (23) und einer Gleichung, die in bezug auf die Eingangsspannung u&sub1; (nicht gezeigt) abgeleitet ist, in umgekehrtem Verhältnis zueinander. Folglich ist die Variationstendenz der Linienbreite in dem Dichteeinstellungsschritt umgekehrt zu der Variationstendenz der Linienbreite in dem Linienbreiteeinstellungsschritt, und somit neigt die Anzahl der Einstellungsvorgänge, um beide angestrebten Werte zu erreichen, dazu, sich zu erhöhen.
In der ersten Ausführungsform, wie sie oben erwähnt ist, können die Dichte und die Linienbreite schließlich auf die jeweiligen angestrebten Werte eingestellt werden, indem die Einstellung der Dichte und die Einstellung der Linienbreite abwechselnd wiederholt werden.
Figuren 7(a) und 7(b) in Kombination zeigen ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Anschlüsse Q2, R2, SU1, SU2, SU3 und T2 in Fig. 7(a) sind jeweils an die Anschlüsse Q2, R2, SU1, SU2, SU3 und T2 in Fig. 7(b) angeschlossen. In der zweiten Ausführungsform sind die Konfiguration und der Betrieb der Dichtesteuereinheit 130A in Fig. 7(a) identisch mit denjenigen der Dichtesteuereinheit 130A in Fig. 6(a).
In einer in Fig. 7(b) gezeigten Linienbreitesteuereinheit 130C werden siebenundzwanzig Eingangsvariationsvektoren in einer Eingangsvariationsvektor-Bestimmungsschaltung 310A betrieben, und die Eingangsspannung u&sub1;, die Ladungsspannung u&sub2; und die Entwicklervorspannung u&sub3; werden aus einer Eingangsvektor-Erneuerungsschaltung 311A ausgegeben. Die restlichen Komponenten in Fig. 7(b) sind identisch mit denjenigen der Linienbreitesteuereinheit 130B in Fig. 6(b).
Die Entwicklervorspannung u&sub3; variiert auf Basis des erfaßten Werts des Linienbreitesensors 128A, und die Linienbreite wird so eingestellt, daß sie den angestrebten Wert YW der Linienbreite erreicht. Außerdem werden eine Tendenz und ein Ausmaß an Dichtevariation, welche durch die Variation der Entwicklervorspannung u&sub3; verursacht werden, auf Basis der in Tabelle 4 gezeigten Qualitativmodelle vorausgesagt. Das Qualitativmodell wird in der Qualitativmodellberechnungsschaltung 303 vorbestimmt. Eine Eingangsspannung u&sub1; und eine Ladungsspannung u&sub2; werden aus der Eingangsvektor-Erneuerungsschaltung 311A ausgegeben, um die vorausgesagte Dichtevariation zu eliminieren. Tabelle 4
In dem anschließenden Dichteeinstellungsschritt durch die Dichtesteuereinheit 130A werden die Eingangsspannung u&sub1; und die Ladungsspannung u&sub2;, die von der Linienbreitesteuerungseinheit 130C ausgegeben werden, auf die Ausgangsspannung u&sub1; bzw. die Ladungsspannung u&sub2; überlagert, wie sie von der Dichtesteuereinheit 130A ausgegeben wird, und die überlagerte Eingangsspannung u&sub1; und Ladungsspannung u&sub2; werden an den elektrophotographischen Kopierer 105 angelegt. Folglich wird eine Dichtevariation aufgrund der Linienbreiteeinstellung, welche in dem vorausgehenden Linienbreiteeinstellungsschritt durchgeführt wurde, verringert, und der erfaßte Wert der Dichte erreicht schnell den angestrebten Wert "Yd" durch verringerte Einstellungsvorgänge.
Die Figuren 8(a) und 8(b) in Kombination zeigen ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. In bezug auf die Figuren 8(a) und 8(b) sind die Anschlüsse Q3, R3, S3 und T3 in Fig. 8(a) jeweils an die Anschlüsse Q3, R3, S3 und T3 in Fig. 8(b) angeschlossen. Ein Auflösungssensor 328 wird anstelle des Linienbreitesensors 128 in der ersten Ausführungsform angebracht, und dadurch wird eine Auflösung des elektrophotographischen Kopierers erfaßt. Die Referenzmarkierung 124, welche für die Linienbreiteerfassung verwendet wird, ist für die Auflösungserfassung verwendbar. Ein relativ geringer Abstand bzw. eine relativ geringe Teilung der Streifen ist empfehlenswert, um mit größerer Genauigkeit zu erfassen.
Zunächst werden in ähnlicher Weise wie in der ersten Ausführungsform die Dichten der Tonerbilder 118 und 120 durch den Dichtesensor 112 erfaßt, und die Eingangsspannung u&sub1; und die Ladungsspannung u&sub2; werden in der Dichtesteuereinheit 130A so eingestellt, daß die optimale Dichtecharakteristik erhalten wird.
Anschließend wird von dem Auflösungssensor 328 auf Basis des Tonerbildes 126 der Referenzmarkierung 124 eine Auflösung erfaßt, und die Entwicklervorspannung u&sub3; wird in der Auflösungssteuerungseinheit 130D eingestellt, um eine maximale Auflösung zu realisieren. Die Konfiguration der Auflösungssteuerungseinheit 130D ist bis auf den Auflösungssensor 328 ähnlich der Linienbreitesteuereinheit 130B.
Die Konfiguration des Auflösungssensors 328 wird in bezug auf Fig. 9 genau erläutert. Der Auflösungssensor 328 weist eine Lichtquelle 329 zum Beleuchten des Tonerbildes 126 mit einem stabilen Licht und einer Lichtsensorvorrichtung 330 auf. Die Lichtsensorvorrichtung 330 weist ein optisches Sensorelement und ein optisches System auf, welches einem Mikroskop ähnelt (beide nicht gezeigt), und ein reflektiertes Licht aus einem mikroskopischen Bereich, welcher durch das optische System vergrößert wird, wird durch das optische Sensorelement erfaßt. Der mikroskopische Bereich beträgt 10 Mikron bis 1 Millimeter Durchmesser und wird gemäß dem Abstand bzw. der Teilung der dunklen Streifen des Tonerbildes 126 vorbestimmt. Wenn z.B. der Abstand bzw. die Teilung der dunklen Streifen des Tonerbildes 126 100 Mikron beträgt, kann das reflektierte Licht von jedem Streifen des Tonerbildes 126 separat durch Einstellen des mikroskopischen Bereichs von etwa 40 Mikron Durchmesser erfaßt werden.
Im Betrieb wird das Tonerbild 126 vor dem Auflösungssensor 328 durch Drehung der Trommel 106 in die durch einen Pfeil A angezeigte Richtung vorbeigeführt, und die dunklen Streifen und die hellen Streifen des Tonerbildes 126 werden abwechselnd von der Lichtsensorvorrichtung 330 erfaßt. Die Ausgabe der Lichtsensorvorrichtung 330 steht im Verhältnis zu der Intensität des von dem dunklen Streifen oder dem hellen Streifen reflektierten Lichts, und die Daten der Ausgabe werden in einem Speicher 331 in einer Auflösungssteuerungsschaltung 328A gespeichert. In der Auflösungssteuerungsschaltung 328A wird die im Speicher 331 gespeicherte Angabe der Ausgabe an einen Kalkulator 332 angelegt, und ein "Kontrastwert", welcher durch einen Unterschied zwischen der Ausgabe des dunklen Streifens und der Ausgabe des hellen Streifens dargestellt ist, wird dadurch abgeleitet. Der Kontrastwert wird zu einem Anschluß 333 ausgegeben und an die Fehlervorzeichen-Erfassungsschaltung 308 angelegt. Der Kontrastwert stellt die Auflösung des elektrophotographischen Kopierers 105 dar, und je höher der Kontrastwert ist, desto höher ist die Auflösung. In der dritten Ausführungsform wird die Entwicklervorspannung u&sub3; so gesteuert, daß der höchste Kontrastwert realisiert wird, und dadurch wird die Auflösung auf den maximalen Wert eingestellt.
Im Betrieb der dritten Ausführungsform werden zunächst die Eingangsspannung u&sub1; und die Ladungsspannung u&sub2; in der Dichtesteuereinheit 130A geändert, und die Dichte wird ähnlich wie in der ersten Ausführungsform auf den angestrebten Wert eingestellt. Anschließend wird die Auflösungssteuereinheit 130C durch den Schaltbetrieb der Umschalteinheit 150 aktiviert, und die Entwicklervorspannung u&sub3; wird so geändert, daß die maximale Auflösung erhalten wird. Die beiden Vorgänge in der Dichtesteuereinheit 130A und der Auflösungssteuereinheit 130C werden abwechselnd wiederholt, und dadurch ist eine verbesserte Wiedergabe sowohl bezüglich der Dichtecharakteristik als auch bezüglich der Auflösungscharakteristik realisierbar.
In der Ausführungsform des elektrophotographischen Kopierers in Fig. 1 sind die erste, zweite und dritte Referenzmarkierung 114, 116 und 124 auf dem Vorlagenhalter 122 angebracht und durch die Lichtquelle 102 beleuchtet. Die entsprechenden optischen Bilder dieser Referenzmarkierungen werden auf die Trommel 106 fokussiert, um die latenten Bilder zu erzeugen. In einem anderen Verfahren der Elektrophotographie können die latenten Bilder auf der Trommel 106 durch einen Laserstrahl erzeugt werden, welcher auf der Trommel 106 auf Basis von graphischen Daten, die die erste, die zweite und die dritte Referenzmarkierung darstellen, scannt. Ein solches Verfahren ist zum Beispiel in einem Laserdruckersystem verwendbar. Die Steuerungsvorrichtung in der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform in der vorliegenden Erfindung sind in dem obengenannten Laserdruckersystem anwendbar. In der obengenannten Anwendung wird anstelle der Eingangsspannung u&sub1; der Lichtquelle 102 die Eingangsspannung einer Laserstrahl-erzeugenden Einrichtung gesteuert, und dadurch wird ein ähnlicher Effekt in dem Laserdruckersystem realisierbar.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der momentan bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, daß eine solche Offenbarung nicht als begrenzend angesehen werden soll. Verschiedene Änderungen und Modifikationen werden den Fachleuten nach Lektüre der obigen Offenbarung zweifellos offensichtlich werden. Demgemäß ist es beabsichtigt, daß die beigefügten Ansprüche als alle Änderungen und Modifikationen, die in den Rahmen fallen, abdeckend angesehen werden sollen.

Claims

1. Elektrophotographische Vorrichtung mit:

einer ersten Referenzmarke (114) hoher Dichte, einer zweiten Referenzmarke (116) niedriger Dichte und einer dritten Referenzmarke (124) mit einer Vielzahl alternierend angeordneter Teile hoher Dichte und Teile niedriger Dichte, wobei die Referenzmarken in der Nähe derjenigen Position angeordnet sind, an der eine zu kopierende Vorlage zu positionieren ist,

einer Aufladeeinrichtung (100) zum Aufladen photoleitfähiger Substanz (106) der elektrophotographischen Vorrichtung (105) mit einer vorbestimmten Ladespannung (u&sub2;) statischer Elektrizität,

einer Lichtemissionseinrichtung (102) zum Bilden des latenten Bildes statischer Elektrizität der ersten Referenzmarke, zweiten Referenzmarke und dritten Referenzmarke auf der photoleitfähigen Substanz (106) durch Bestrahlen mit Licht, das von der durch eine Eingangsspannung (u&sub1;) aktivierten Lichtemissionseinrichtung emittiert wird,

einer Entwicklungseinrichtung (104) zum Erzeugen eines sichtbaren Bildes (118, 120, 126) des latenten Bildes auf der photoleitfähigen Substanz (106) durch Aufbringen von Toner, der durch eine vorbestimmte Entwicklervorspannung (u&sub3;) vorgepolt ist,

einer Dichtesensoreinrichtung (112) zum Erfassen der Dichte des sichtbaren Bildes (118, 120) der auf der photoleitfähigen Substanz ausgebildeten ersten und zweiten Referenzmarke,

einer Linienbreitensensoreinrichtung (128) zum Erfassen einer Linienbreite eines der Teile hoher Dichte und der Teile niedriger Dichte der dritten Referenzmarke (124), und

einer Steuereinrichtung (130) zum Steuern der Ladespannung (u&sub2;) statischer Elektrizität zum Aufladen der photoleitfähigen Substanz (106), der an die Lichtemissionseinrichtung (102) angelegten Eingangsspannung (u&sub1;) und der Entwicklervorspannung (u&sub3;) auf Basis der Ausgangssignale des Dichtesensors (112) und des Linienbreitensensors (128), wobei die Steuereinrichtung aufweist:

eine Dichtesteuereinheit (130A) mit:

einer Eingangsvariationsvektor-Erzeugungseinrichtung (301) zum Erzeugen einer Vielzahl von Eingangsvariationsvektoren (ΔUi), die Änderungsrichtungen (+, -, 0) und Änderungswerte (Δu&sub1;, Δu&sub2;, Δu&sub3;) zum Variieren von zwei Spannungen repräsentieren, die aus der Ladespannung (u&sub2;), der Eingangsspannung (u&sub1;) und der Entwicklervorspannung (u&sub3;) ausgewählt sind,

einer Qualitativmodellberechnungseinrichtung (303) zum Ausgeben von Vorzeichenvorhersagedaten ([PΔYi]) zum Vorhersagen der Änderungsrichtungen (+, -, 0) eines Ausgangssignals (Y) durch Anwendung von Berechnung auf den Eingangsvariationsvektor (ΔUi) auf der Basis eines eine Kombination von Vorzeichen (+, -, 0) repräsentierenden vorbestimmten Qualitativmodells,

einer Fehlervorzeichenerfassungseinrichtung (308) zum Erfassen eines Fehlervorzeichens (+, -, 0), das durch eine Differenz zwischen einem angestrebten Dichtewert (Yd) und dem erfaßten Wert der Dichtesensoreinrichtung (112) bestimmt ist,

einer Eingangsvariationsvektor-Auswahlschaltung (309) zum Auswählen eines Eingangsvariationsvektors (ΔUi) von der Eingangsvarationsvektor-Erzeugungseinrichtung (301) auf der Basis sowohl des Ausgangssignals ([e]) der Fehlervorzeichenerfassungseinrichtung (308) als auch der Vorzeichenvorhersagedaten ([PΔY]), und

einer Eingangsvektorerneuerungseinrichtung (311) zum Addieren von Spannungen der ausgewählten Eingangsvariationsvektoren (ΔUj) zu den aus der Ladespannung (u&sub2;), der Eingangsspannung (u&sub1;) und der Entwicklervorspannung (u&sub3;) ausgewählten zwei Spannungen,

gekennzeichnet durch eine Linienbreitensteuerschaltung (130B) mit:

einer Eingangsvariationsvektor-Erzeugungseinrichtung (301) zum Erzeugen einer Vielzahl von Eingangsvariationsvektoren (ΔUi), die Änderungsrichtungen (+, -, 0) und Änderungswerte (Δu&sub1;, Δu&sub2;, Δu&sub3;) zum Variieren der von der Ladespannung (u&sub2;), der Eingangsspannung (u&sub1;) und der Entwicklervorspannung (u&sub3;) verbleibenden Spannung repräsentieren,

einer Fehlervorzeichenerfassungseinrichtung (308) zum Erfassen eines Fehlervorzeichens (+, -, 0), das durch eine Differenz zwischen einem angestrebten Linienbreitenwert (YW) und dem erfaßten Wert (Y) der Linienbreitesensoreinrichtung (128) bestimmt ist,

einer Eingangsvariationsvektor-Auswahlschaltung (309) zum Auswählen eines Eingangsvariationsvektors (ΔUi) von der Eingangsvarationsvektor-Erzeugungseinrichtung (301) auf der Basis sowohl des Ausgangssignals ([e]) der Fehlervorzeichenerfassungseinrichtung (308) als auch der Vorzeichenvorhersagedaten ([PΔY]),

einer Eingangsvektorerneuerungseinrichtung (311) zum Addieren einer Spannung des ausgewählten Eingangsvariationsvektors (ΔUj) zu der einen verbleibenden der Ladespannung (u&sub2;), der Eingangsspannung (u&sub1;) und der Entwicklervorspannung (u&sub3;), und

einer Umschalteinrichtung (150) zum alternierenden Aktivieren der Dichtesteuereinheit (130A) und der Linienbreitensteuereinheit (130B).

2. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der beim Betrieb

die Eingangsvariationsvektor-Erzeugungseinrichtung (301) der Linienbreitensteuereinheit (130B) eine Vielzahl von Eingangsvariationsvektoren (ΔUi) zum Variieren der Ladespannung (u&sub2;), der Eingangsspannung (u&sub1;) und der Entwicklervorspannung (u&sub3;) erzeugt und

die Eingangsvektorerneuerungseinrichtung (311) Spannungen der ausgewählten Eingangsvariationsvektoren (ΔUj) zu der Ladespannung (u&sub2;), der Eingangsspannung (u&sub1;) und der Entwicklervorspannung (u&sub3;) addiert.

3. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der beim Betrieb

die Fehlervorzeichenerfassungseinrichtung (308) das Vorzeichen einer Differenz zwischen einem angestrebten Dichtewert und dem erfaßten Wert der Dichtesensoreinrichtung erfaßt, und

die Fehlervorzeichenerfassungseinrichtung (308) das Vorzeichen einer Differenz zwischen einem angestrebten Auflösungswert (YY) und dem erfaßten Wert (Y) der Linienbreitensensoreinrichtung (328) erfaßt.

4. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der

die dritte Referenzmarke (124) ein Muster alternierender dunkler und heller Streifen ist und die Linienbreite auf der Basis einer mittleren Dichte des Musters erfaßt wird.

5. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der

die dritte Referenzmarke (124) ein Muster aus Tupfen ist und die Linienbreite auf der Basis einer mittleren Dichte des Musters erfaßt wird.

6. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der

der Dichtesensor (140) in der Nähe einer Transportbandeinrichtung (134) zum Transportieren der sichtbaren Bilder (118, 120) angeordnet ist und beim Betrieb transportierte sichtbare Bilder der ersten (114) und zweiten Referenzmarke (116) auf der Transportbandeinrichtung (134) erfaßt.

7. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der

der Linienbreitensensor (141) in der Nähe einer Transportbandeinrichtung (134) zum Transportieren der sichtbaren Bilder angeordnet ist und beim Betrieb ein transportiertes sichtbares Bild (137) der dritten Referenzmarke (124) auf der Transportbandeinrichtung (134) erfaßt.

8. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der

der Auflösungssensor (328) in der Nähe einer Transportbandeinrichtung (134) zum Transportieren des sichtbaren Bildes (126) angeordnet ist und beim Betrieb das transportierte sichtbare Bild der dritten Referenzmarke (124) auf der Transportbandeinrichtung erfaßt.

9. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der

die erste (114), zweite (116) und dritte (124) Referenzmarke außerhalb des Bereichs angeordnet sind, der von einer Vorlage (110) auf einem Vorlagenhalter (122) der elektrophotographischen Vorrichtung zu bedecken ist.

10. Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der beim Betrieb

die Eingangsspannung (u&sub1;) und die Spannung (u&sub2;) statischer Elektrizität geändert werden, um die Dichte des sichtbaren Bildes einzustellen, und die Entwicklervorspannung (u&sub3;) geändert wird, um die Linienbreite einzustellen.