DE3134782C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Kopier­ gerät mit Steuerung der Kopien-Bilddichte, welches die Merkmale des Oberbegriffes von Patentanspruch 1 aufweist.

Bei wenig kontrastreichen Kopien oder bei solchen mit farbigem Hintergrund ist es für den Bediener schwierig, die optimale Belichtungszeit für den Kopiervorgang festzulegen. Er ist dabei auf seine Erfahrung angewiesen. In der Regel führt eine solche, eher intuitive Vorgehensweise, zu einem großen Ausschuß bei den Kopien. So wurde seit langem versucht, die Regelung der Kopier-Dichte zu automatisieren, um insbesondere bei Vorlagen, bei denen auf dunklem Hintergrund beispielsweise Bleistift-Schrift aufgezeichnet ist, kontrastreich abzubilden.

Dazu lehrt die DE-OS 28 03 865, bei einer zu kopierenden Vorlage die minimale und die maximale Bilddichte bzw. den minimalen und maximalen Schwärzungsgrad einer Vorlage zu erfassen, um daraus den Kontrastwert der Vorlage zu ermitteln und den Kopiervorgang danach automatisch auszurichten. Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit diesem Verfahren nur sehr schlechte Ergebnisse erzielt werden konnten, wenn die Vorlage eine schwierig zu kopierende in dem oben genannten Sinne ist.

Bei einem bekannten elektrophotographischen Kopiergerät der eingangs genannten Gattung (DE-OS 28 56 751) wird zur Verbesserung der Qualität der Kopien zwischen Strich-Vorlagen und Raster-Vorlagen unterschieden, um danach die an die Entwicklungseinrichtung anzulegende Vorspannung zu steuern. Dazu wird ein Histogramm der Dichteverteilung der Vorlage erstellt, welches hinsichtlich der Anzahl der darin auftretenden Maxima analysiert wird. Auf diese Weise kann man aber die anzulegende Vorspannung nicht unter Berücksichtigung der Bildelemente der Vorlage und dem Hintergrund derselben optimal einstellen.

Gemäß der nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentlichten EP-A 00 31 564 wird für die Ermittlung eines optimalen Dichtewertes zunächst die Frequenzverteilung der Dichte ermittelt und dann abhängig von der Anzahl der Maxima eine Glättungsoperation bzw. die Entscheidung über die vorzunehmende Steuerung vorgenommen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrophotographisches Kopiergerät zu schaffen, mit dem auch bei schwierig zu kopierenden Vorlagen, insbesondere bei wenig kontrastreichen Vorlagen, ohne Zutun einer Bedienungsperson Kopien guter Qualität erhalten werden können.

Diese Aufgabe wird von einem Kopiergerät mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ordnet die Vorlagenbilddichte-Meßschaltung die vom Sensor gemessenen Vorlagenbilddichte-Meßwerte jeweils einer Klasse einer vorgegebenen Dichte-Klassifizierung zu und erstellt ein Bilddichte-Histogramm der Dichte-Klassifizierung der Vorlage, ermittelt die Lage der Maxima in dem Bilddichte-Histogramm der Vorlage und trifft die Zuordnung der Vorlage zu einem Vorlagentyp anhand der Lage der Maxima in dem Histogramm.

Im folgenden soll die Erfindung lediglich beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 Diagramme für die Probennahme aus der Ausgabeinformation eines Sensors,

Fig. 3 den Grundaufbau einer Dichtemeßschaltung,

Fig. 4 Histogramm-Darstellungen, die nach verschiedenen Arten von Vorlagen hergestellt wurden,

Fig. 5 ein Flußdiagramm für die Beurteilung der Bilddichte von Vorlagen,

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung,

Fig. 7 eine Schaltung, mit der Fälle behandelt werden, die einer positiven Beurteilung nicht zugänglich sind, und

Fig. 8 ein Beispiel für den Betrieb der in Fig. 7 dargestellten Schaltung.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Kopiergerätes, das eine Einrichtung zum automatischen Zuführen blattförmiger Vorlagen einzeln nacheinander umfaßt. Ein elektrostatisches latentes Bild wird auf der fotoempfindlichen Substanz der Trommel 1 am Belichtungsteil 2 ausgebildet und an der Entwicklungsvorrichtung 3 entwickelt, wobei die Bilddichte durch die an der Entwicklungsvorrichtung 3 anliegende Vorspannung eingestellt wird.

In der Einrichtung 6 zum automatischen Zuführen von blattförmigen Vorlagen 5 werden die eingespeisten Vorlagen Blatt für Blatt der Ablichteinrichtung 8 zugeführt. Erfindungsgemäß wird die Dichteverteilung der Vorlage 4 beim Durchlauf durch einen Sensor 7 für das Reflexionsvermögen der Vorlage festgestellt. Es erfolgt ein Abtasten in senkrechter Richtung zur Einführungsrichtung der Vorlage 4 durch die Sensor-Führungsvorrichtung 9, wobei der Sensor 7 das Reflexionsvermögen der Hintergrundfarbe, der Buchstaben, Figuren und Bilder auf der Vorlage feststellt. Die Ausgabeinformation des Sensors 7 stellt den Mittelwert der reflektierten Lichtmenge in der Fläche des bestrahlten Flecks dar. Wenn der Durchmesser dieses Flecks im Vergleich mit der Dichteverteilung (zum Beispiel der Linienbreite der Buchstaben) der Bildinformation relativ groß ist, zeigt der Sensor 7 ein Reflexionsvermögen an, das als Mittelwert der Dichte auf der Fläche des Flecks größer ist als das Bildteil. Somit ist es unmöglich, die Dichteverteilung originalgetreu aufzunehmen. Daher muß der Durchmesser des Flecks für die Bestimmung hinreichend klein ausgebildet sein. Die Ausgabeinformation des Sensors 7, die für die Bestimmung verwendet wird, sollte sich im Bereich der Dichteverteilung der Vorlage linear ändern. Als Sensor 7 kann ein Bildsensor oder ein anderer leicht handhabbarer Sensortyp verwendet werden, jedoch eignen sich auch andere Sensoren für das Reflexionsvermögen.

Die Ausgabeinformation dieses Sensors 7 kann als Signal in zeitlichen Folgen entsprechend der Bilddichte auf der Bestrahlungs-Abtaststelle erhalten werden. Die Ausgabeinformation wird von der Probennahme-Schaltung 10 aufgenommen, anschließend wird durch die Dichtemeßschaltung 11 bestimmt, zu welchem Abschnitt einer zuvor aufgestellten Dichteklassifizierung sie gehört, worauf die der Dichteklassifizierung entsprechende Ausgabeinformation zu einer Zählerschaltung 12 gesandt wird. Die Probennahme-Schaltung 10 entnimmt, wie später beschrieben, Proben aus dem Ausgabesignal des Sensors 7 in dem eingestellten Betriebszustand, die Probenanzahl für jede Dichteklassifizierung innerhalb der Abtastfläche auf der Vorlage wird durch die Zählerschaltung 12 gezählt, woraufhin das Dichte-Histogramm der Dichte-Klassifizierung der Vorlage aufgestellt wird.

Je nach dem Typ der jeweiligen Vorlage, beispielsweise einer Vorlage aus einem Rechnungsbuch oder einem Blatt mit dunklen Bildern gegen eine weiße Hintergrundfärbung und einer bleistiftgeschriebenen Vorlage mit einer vergleichsweise dunklen Hintergrundfärbung, kann ein Dichte-Histogramm mit dafür speziellen Merkmalen aufgestellt werden. Eine Steuerschaltung 13 zum Regeln der Kopier-Dichte steuert die Entwicklungsvorrichtung 3 über die Vorspannung der Magnetbürsten-Voreinstellung 14 entsprechend dem vorher aufgestellten Histogramm so, daß die Hintergrundfarbe nahe an Weiß gebracht wird, wozu die Kopier-Dichte in dem farbigen Grund der zu kopierenden Vorlage verringert wird, und die Bilder werden durch Steigerung der Kopier-Dichte der Vorlage mit einem weißen Hintergrund und hellen Bildern klarer und schärfer.

Das in Fig. 2 dargestellte Diagramm veranschaulicht die Probennahme aus der Ausgabeinformation des Sensors 7; die Sensor-Ausgabeinformation, die durch Abtasten des Vorlagenbildes a der Figur erhalten wurde, ist im Teil c der Figur dargestellt. Die Schärfe am aufsteigenden Teil der Ausgabeinformation wird, wie oben erwähnt, durch den Durchmesser des Bestrahlungsfleckes am Rand der Dichteverteilung b beeinflußt.

Diese Sensor-Ausgabeinformation wird von der Probennahme-Schaltung 10 aufgenommen. Für die Probennahme sind verschiedene Verfahren bekannt, nämlich das mit einem konstanten Zyklus für die Abtastperiode und das Verfahren, das mit dem Maximalwert und Minimalwert arbeitet. Auch entsprechende Schaltungen sind bekannt. Für das erste Verfahren jedoch führt die Dichte-Klassifizierungsverteilung zu einem scheinbaren Ansteigen des mittleren Dichteanteils bei der Probennahme im Zwischenbereich zwischen ansteigendem und abfallendem Ausgabesignal, wie es in der Fig. 2d dargestellt ist, wo die Probennahmepunkte durch schwarze senkrechte Linien angedeutet sind. Beim zweiten Verfahren ist die Zahl der Probennahmen zu gering und es tritt, wie in Fig. 2e dargestellt, das Problem auf, daß die Spezifizierung der Hintergrundfarbe der Vorlage schwierig ist. Daher erfolgt im vorliegenden Beispiel die Probennahme mit konstantem Zyklus, wie in der Fig. 2f dargestellt, gleichzeitig aber auch über die Extremwerte, also durch eine Mischmethode beider Verfahren. Werden allerdings nur Vorlagen einer Art verwendet, so kann aus Vereinfachungsgründen die Probennahme nach dem Maximalwert und Minimalwert erfolgen.

Die so entnommene Ausgabeinformation wird durch die Dichte-Meßschaltung 11 einem Abschnitt der Dichte-Klassifizierung zugeordnet, die beispielsweise acht Stufen umfaßt, wobei die Anzahl der für eine Stufe auftretenden Informationswerte von der Zählerschaltung 12 erfaßt wird. Ein Beispiel für eine solche Meßschaltung ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Spannung einer Standard-Spannungsquelle Vc wird durch Widerstände R geteilt, wobei die Verbindungspunkte für jeden Widerstand für Spannungen repräsentativ sind, die die Dichte der acht Stufen festsetzen. Eine Meßschaltung Ci nimmt die Ausgabeinformationssignale vom Sensor 7 mit einer Eingangsleistung durch die Probennahme-Schaltung 10 auf, sie umfaßt einen Verstärker A und einen elektronischen Schalter S und erzeugt Impulse, die einem der Stufen 1 bis 8 entsprechen, die wiederum zum Zählen in die Zählerschaltung 12 gegeben werden.

Im vorstehenden Beispiel wird die Dichte-Klassifizierung durch die Dichte-Meßschaltung 11 vorgenommen, nachdem die Probennahme durch die Probennahme-Schaltung 10 erfolgt ist, jedoch kann selbstverständlich auch die Probennahme erfolgen, nachdem durch die Dichte-Meßschaltung zunächst ein abgestuftes Signal gebildet wurde.

Auf diese Weise erfolgt eine Probennahme der Dichte-Information, die durch Abtasten der Vorlage erhalten worden ist, nach einem festen Modus, wobei die Information in acht Stufen klassifiziert sowie gezählt und gespeichert wird, so daß die auf der rechten Seite der Fig. 2d-f dargestellten Histogramme erzeugt werden können. Erfindungsgemäß erfolgt die Zählung an wenigen vorher festgelegten Dichte-Klassifizierungsstufen, so daß nur eine geringe Speicherkapazität zum Erstellen des Histogramms benötigt wird.

Je nach Art der Vorlage zeigt das so aufgestellte Histogramm ein charakteristisches Muster. Ist die Vorlage ein Rechnungsbuch oder ein Zettel, weisen die Dichte-Klassifizierungswerte, die der Papierhintergrundfarbe und dem Buchstabenbild entsprechen, eine vergleichsweise hohe Anzahl auf, und die Peaks werden in diesen Bereichen gebildet. Bei einer Vorlage mit Halbtönen, wie einer fotografischen Vorlage, zeigt die Verteilung keine spezielle Peak-Bildung. Als ein typisches Muster für die Vorlage in Form eines Rechnungsbuches und Zettels zeigt die Fig. 4 das Dichte-Histogramm dreier Typen, nämlich a) einer bedruckten Vorlage mit weißem Hintergrund, b) einer bedruckten Vorlage mit farbigem Hintergrund und c) einer mit Bleistift beschriebenen Vorlage mit weißem Hintergrund. Im Vergleich mit dem Histogramm der bedruckten Vorlage auf weißem Hintergrund (Fig. 4a) verschiebt sich der Peak an der linken Seite des Diagramms, der der Hintergrundfarbdichte der gefärbten Vorlage, wie einem gefärbten Papier oder einer Vorlage aus Zeitungspapier, entspricht, zu dem Bereich mit hoher Dichte, wie es sich aus der Fig. 4b ergibt, was auf dem geringen Reflexionsvermögen der Hintergrundfarbe beruht; auf dem hell gefärbten Bild, wie einer Bleistift-Vorlage und anderen, verschiebt sich der Peak auf der rechten Seite des Histogramms zum Bereich mit geringerer Dichte, wie aus Fig. 4c ersichtlich. Bei dem vorliegenden Beispiel legt die Steuerschaltung 13 zum Regeln der Kopier-Dichte entsprechend den Mustern der Histogramme Vorspannungen an die Magnetbürste an, so daß auf diese Weise eine Bildqualitätsregelung erfolgt. So wird bei der bedruckten Vorlage mit farbigem Hintergrund im Vergleich zu der bedruckten Vorlage mit weißem Hintergrund (normal) die Hintergrundfarbe durch die Lichtentwicklung nahe an Weiß herangeführt, was durch eine Erhöhung der Vorspannung erfolgt, im Fall des hellen Vorlagen-Bildes mit weißem Hintergrund wird die Vorspannung für die dunkle Entwicklung niedrig gehalten, um das Bild klar zu gestalten, selbst wenn die Hintergrundfarbe bis zu einem gewissen Ausmaß verdunkelt wird. Die Fig. 5 zeigt, wie die Bewertung erfolgt. Die Niveaus 1 und 2 der Dichte-Klassifizierung stellen ein weißes Hintergrundniveau dar, das Niveau 3 einen gefärbten Hintergrund. Die Niveaus 4 und 5 stehen für helle Bilder, die Niveaus 6 und 8 für dunkle Bilder.

Die Steuerschaltung 13 enthält eine Recheneinheit 15 (CPU), wie in der Fig. 6 dargestellt. Die CPU 15 arbeitet das im ROM 16 abgelegte Programm ab. Die Beurteilungen des festgestellten Histogramms erzeugen Steuersignale für die Bilddichte. Mit der Anzeigevorrichtung 17 können die Kopierbedingungen angezeigt werden, falls dies erwünscht ist.

Das Kopieren kann auch unterbrochen werden, falls eine Beurteilung nach dem in Fig. 5 dargestellten Beurteilungsmuster nicht möglich ist ("nicht beurteilbar" 2 und 3), wobei an der Anzeigevorrichtung 17 ein Warnsignal ausgegeben werden kann und die Beurteilung einem Bediener des Kopiergerätes überlassen bleiben kann. Im Falle der Nichtbeurteilbarkeit 1 kann beispielsweise in Betracht gezogen werden, daß eine unzureichende Information vorliegt, um die Kopierbedingungen festzulegen, da nur weniger als eine Buchstabenzeile der zu kopierenden Vorlage vorliegt. Dann ist es zweckmäßig, die Kopierbedingungen für die vorangegangene Vorlage als solche beizubehalten. Die Schaltung und der Betriebszustand hierfür zur Verwirklichung der entsprechenden Steuerungen sind in den Fig. 7 und 8 dargestellt.

Wie in Fig. 7 gezeigt, werden D-Flip-Flop-Schaltungen D1-D3 in eine Schaltung zur Steuerung der Signal-Ausgangsinformation eingefügt. Bekanntlich lesen D-Flip-Flop-Schaltungen ein Signal l, das in einen Daten-Eingangsinformationsanschluß D bei Anlegen eines Taktimpulses eingespeist wird, und speichern es dann, bis der nächste Taktimpuls gegeben wird. Als Taktimpulse dienen dabei das Startsignal zum Kopieren und das Beendigungssignal für die Beurteilung, sie werden durch das AND-Gatter D eingespeist. Im Fall von "nicht beurteilbar 1" wird der Schalter S geschlossen. Zu einem Zeitpunkt t₁ wurde am Niveau der Beurteilungs-Ausgangsinformation "niedrig" eine Vorspannung durch das Ausgangssignal des Flip-Flops D3 gesteuert, bei t₂ wird das Flip-Flop D3 auf Null gesetzt durch das nächste Startsignal und Endsignal, alternativ wird das Beurteilungs-Ausgangssignal "normal" durch das Flip-Flop D1 eingelesen, wodurch die Kopierbedingungen festgelegt werden. Bei t₃ wird, falls sich das nächste Original als "nicht beurteilbar 1" erweist, der Schalter S durch das entsprechende Ausgabesignal geschlossen, so daß das Eingangssignal des Taktimpulses zu Null wird und das D Flip-Flop in seinem Zustand gehalten wird. Damit wird die Beurteilungs-Ausgangsinformation im Normalzustand gehalten, das Kopieren erfolgt unter den gleichen Bedingungen wie für die vorangegangene Vorlage.

Für die Erfindung sind verschiedene Modifikationen möglich. Im vorliegenden Beispiel wurde die Voreinstellung der Entwicklerbürste, die als Dichte-Regler dient, entsprechend eingestellt, jedoch kann eine Bildsteuerung auch durch das Einstellen der Lichtmenge einer Projektionslampe oder des Wertes einer Belichtungsblende erfolgen.

Weiterhin kann die Erfindung auch mit einem Kopiergerät verwirklicht werden, das eine bewegliche Vorlagen-Glasplatte aufweist, oder mit einem Kopiergerät, welches ein bewegliches optisches System umfaßt, wobei der Lichtweg auf dem Weg des optischen Systems zur Belichtung aufgeteilt wird oder indem das Oberflächenpotential einer belichteten Trommel abgetastet wird.

Es gibt auch Fälle, in denen es zweckmäßig ist, eine Bildregelung nach Wünschen der Benutzer vorzunehmen. Wird beispielsweise eine Zeichnung kopiert, so kann es erforderlich sein, daß die Zeilenlinien eines Papierstückes oder eines Schreibpapiers auf einer Kopie sichtbar sein sollen oder nicht. Durch Umschalten des Lippenschalters LS und die dadurch bewirkte Änderung der Spannung am Widerstand UR, wie in Fig. 3 gezeigt, können beide Möglichkeiten realisiert werden. Wird beispielsweise der Schalter LS auf "heller" geschaltet, wird die am Widerstand UR abfallende Teilspannung geringer, so daß auch die dem jeweiligen Niveau entsprechende Bezugsspannung verringert wird. Folglich wird eine Hintergrundfarbe, die sonst dem Niveau 2 entspricht, jetzt als Niveau 3 beurteilt, ein Bild vom Niveau 5 als eines vom Niveau 6 usw. Als Ergebnis hiervon ändert sich das Steuerungsausgangssignal von "gering" zu "hoch", und die Bilddichte nimmt ab, so daß die Zeilenlinien, die das hellere Bild darstellen, nicht entwickelt werden und in der Kopie unsichtbar bleiben. Zum Erzielen des umgekehrten Ergebnisses wird der Schalter LS auf "dunkler" umgestellt.

Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, automatisch die geeignetste Kopier-Dichte zu erzielen, die den Charakteristika verschiedener Vorlagen entspricht; dies wird durch die statistische Verarbeitung der Dichteverteilungen einer Vorlage ermöglicht.

Claims (8)

1. Elektrophotographisches Kopiergerät mit

• - einer Einrichtung zum automatischen Zuführen von Blattvorlagen zu einer Vorlagen-Ablichteinrichtung einzeln nacheinander,
• - einem die Bilddichte der jeweils der Ablichteinrichtung geförderten Vorlage erfassenden Sensor,
• - einer Vorlagenbilddichte-Meßschaltung, die aus den vom Sensor ermittelten Vorlagenbilddichte-Meßwerten eine Häufigkeitsverteilung erstellt und anhand einer Analyse die Häufigkeitsverteilung mit vorgegebenen Kriterien die der Ablichteinrichtung zugeführte Vorlage einem Vorlagentyp zuordnet und
• - einer Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit vom derart ermittelten Vorlagentyp die Belichtungsmenge der Vorlagen-Ablichteinrichtung oder die an eine Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes der jeweiligen Vorlage angelegte Entwicklungsvorspannung steuert,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlagenbilddichte-Meßschaltung

• - die vom Sensor gemessenen Vorlagenbilddichte-Meßwerte jeweils einer Klasse einer vorgegebenen Dichte-Klassifizierung zuordnet und ein Bilddichte-Histogramm der Dichte-Klassifizierung der Vorlage erstellt,
• - die Lage der Maxima in dem Bilddichte-Histogramm der Vorlage ermittelt und
• - die Zuordnung der Vorlage zu einem Vorlagentyp anhand der Lage der Maxima in dem Histogramm trifft.

2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (7) das Reflexionsvermögen der Vorlage ermittelt.

3. Kopiergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (7) durch eine Führungsvorrichtung (9) geführt wird und die Vorlage dabei quer zur Vorlagentransportrichtung abtastet.

4. Kopiergerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungsvorrichtung (3) eine Magnetbürste aufweist.

5. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fehleranzeige (17) vorgesehen ist, die anzeigt, daß anhand der Vorlagendaten keine Vorlagenzuordnung möglich ist.

6. Kopiergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht möglicher Vorlagenzuordnung die Kopierbedingungen für die vorangehende Vorlage beibehalten werden.

7. Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschalt-Einrichtung vorgesehen ist, mit der der jeder Klasse der Dichte-Klassifizierung zugeordnete Bilddichte-Bereich auf höhere Bilddichte-Werte erhöht oder auf niedrigere Bilddichte-Werte erniedrigt werden kann.