DE3856525T2

DE3856525T2 - Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE3856525T2
Application number: DE3856525T
Authority: DE
Inventors: Kimiyoshi Hayashi; Kazuhiko Hirooka; Kenichi Suda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1988-01-18
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2008-01-19
Also published as: EP0276107A3; US5473415A; EP0276107A2; US4989039A; EP0589539B1; DE3856525D1; EP0589539A1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät, das ein Bild auf einem Aufzeichnungsglied erzeugt.

Zum Stand der Technik

Bereits bekannt ist ein Gerät zum Erzeugen eines Bildes durch einen elektrophotographischen Prozeß, durch Laden und Belichten eines lichtempfindlichen Gliedes zum Bilden eines elektrostatischen Bildes darauf und Entwickeln des latenten Bildes.
Die Empfindlichkeit eines lichtempfindlichen Gliedes variiert mit dem Verlauf der Zeit oder durch eine Änderung der Umgebungsbedingungen, wie die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit. In einem Gerät zum Bilden eines Punktmusterbildes auf einem lichtempfindlichen Glied mittels Laserstrahl oder dergleichen wird oft ein Verfahren der Modulation eines jeden Pixels mit einer vorbestimmten Bereichsrate angewandt, aber bei einem derartigen Verfahren wurde die Steuerung mit vorbestimmten Bereichsraten für den Start und den Stopp der Laserstrahlemission durchgeführt, da die Punkte des Starts und Stopps unausweichlich unterschiedlich in der Zeit sind. Zeitabhängige Änderungen im Potential V&sub0;&sub0; des lichtempfindlichen Gliedes beim Start der Laserstrahlemission und dem Potential VFF beim Ende der Laserstrahlemission sind bekannt, wie in Fig. 13 gezeigt.
Fig. 13 zeigt das Oberflächenpotential in Ordinate als eine Funktion der Gitterspannung VG des Primärladers in der Abszisse. Da das Oberflächenpotential V&sub0;&sub0; von A nach B in der Zeit variiert, während das Oberflächenpotential VFF von C nach D variiert, ist es notwendig, die Gitterspannung von 700 V auf 1000 V zu bringen, um denselben Wert von Vc = (V&sub0;&sub0; - VFF) = 420 V zu erzielen. Jedoch ist es schwierig, einen Spannungsbereich von 200 V bis 1000 V in einer Hochspannungseinheit abzudecken.
Auch ändern sich mit den Umgebungsbedingungen die Betriebseigenschaften. Insbesondere die Bilddichte wird durch die Feuchtigkeit beeinträchtigt, und es ist häufig nicht möglich, eine optimale Dichte zu erreichen.
Die deutsche Patentanmeldung DE-A-35 12 060 offenbart, daß der Tonerverbrauch, der in einer speziellen Bilderzeugungsvorrichtung verwendet wird, auf der Grundlage der EIN-Zeit des Lasers gemessen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Bilderzeugungsgerät vorgesehen, wie es im Patentanspruch 1 angegeben ist.

ZEICHNUNG

Fig. 1A und 1B sind Blockdiagramme eines Farbkopierers, der die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Tonersteuerschaltung;
Fig. 3 ist eine Zeittafel, die Signale in einem Synchronisationssteuerblock zeigt;
Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm der Steuersequenz einer Steuereinheit in einer Leseeinheit;
Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm der Steuersequenz einer Steuereinheit in einer Druckereinheit;
Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm der Steuersequenz für die Datenausgabe eines Mustergenerators und Potentiallesen;
Fig. 7 ist eine Tafel, die die Beziehung zwischen Ausgangsdaten des Mustergenerators und dem Potential eines lichtempfindlichen Gliedes zeigt;
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht eines Farbkopierers;
Fig. 9 ist eine Tafel, die die Beziehung zwischen Druckbilddichte und Feuchtigkeit unter einer gleichen Bilderzeugungsbedingung zeigt;
Fig. 10 ist eine Tafel, die die Beziehung zwischen Bilddruckdichte und Oberflächenpotential eines lichtempfindlichen Gliedes unter derselben Bilderzeugungsbedingung zeigt;
Fig. 11 ist eine Tafel, die die Beziehungen, die vorher in einem ROM gespeichert wurden, zwischen Dichtedaten und mit einem Potentialsensor gemessenen Daten zeigt;
Fig. 12 ist eine Tafel, die die Beziehung zwischen einem Eingangsbildsignal und einer Ausgangsbilddichte zeigt;
Fig. 13 ist eine Tafel, die die Beziehung zwischen dem Oberflächenpotential eines lichtempfindlichen Gliedes und einer Steuerspannung zeigt, die auch die zeitabhängige Änderung im Potential aufzeigt;
Fig. 14-1 ist eine Tafel, die die Beziehung zwischen elektrischer Leistung, geliefert an einen Laser, und Lichtemission zeigt;
Fig. 14-2 ist eine Tafel, die die Beziehung zwischen der Dauer eines binären Impulssignals und der Intensität einer Lichtemission aus einem Laser zeigt;
Fig. 15 ist ein Schaltbild einer Laseransteuerschaltung 22;
Fig. 16 ist ein Blockdiagramm einer binären Digitalisierungsschaltung 44; und
Fig. 17 ist eine Tafel, die Charakteristiken eines Feuchtigkeitssensors zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachstehend detailliert erläutert durch Ausführungsbeispiele ist die vorliegende Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung.

Erläuterung eines Blockdiagramms eines Farbkopierers (Fig. 1)

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Farbkopierers, der die vorliegende Erfindung verkörpert.
Eine Synchronisationssignal-Verarbeitungseinheit 1 erzeugt verschiedene Zeitsignale synchron mit einem Horizontalsynchronsignal 32, das aus einer Tonersteuerschaltung 21 als Reaktion auf ein Signal aus einem Strahldetektor 20 eines Druckers 200 liefert. Ein CCD-Sensorblock 2 vom Kontakttyp liest ein Originalbild und setzt dieses in ein elektrisches Signal 5 um als Reaktion auf ein Horizontalsynchronsignal RHSYNC eines Lesers und ein Ansteuersignal 4, das erzeugt wird von der Synchronisationssignal-Verarbeitungseinheit 1. Eine Signalverarbeitungseinheit 3 ist vorgesehen für eine Signalformung, um eine Abschwächung hochfrequenter Komponenten des Signals 5 zu verhindern.
In einem Bildverarbeitungsblock 6 wird zuerst das Bildsignal aus der Signalverarbeitungseinheit 3 an eine analoge Verarbeitungseinheit 7 geliefert. Wenn der CCD-Sensorblock 2 vom Kontakttyp zeitsequentiell Signale von Cyan (C), Grün (G) und Gelb (Y) freigibt, die jedes Pixel bilden, trennt die analoge Verarbeitungseinheit 7 zuerst die Signale in jeweilige Farben von C, G und Y. Da eine Druckereinheit 200 mit Entwicklungsstationen für Gelb (Y), Magenta (M) und Cyan (C) vorgesehen ist, werden die Bildsignale umgesetzt in Signale für Rot (R), Grün (G) und Blau (B) durch Errechnungen C - G = B und Y - G = R. Die Signale R, G und B, die solchermaßen gewonnen werden, variieren linear in der Spannung in Beziehung auf die Bilddichte, werden umgesetzt in ein digitales 8-Bit-Dichtesignal durch einen A/D-Wandler. Diese Prozesse werden durchgeführt in der analogen Verarbeitungseinheit 7.
Das Bildsignal einer jeden Farbe, digital umgesetzt in der analogen Verarbeitungseinheit 7, wird eingeteilt in 5 Kanäle, die wechselweise unsynchronisiert sind. Die Kanäle werden somit zusammengesetzt durch einen Anschlußspeicher 8, um vereinigte Bilddaten zu erzielen. Die zusammengesetzten und in die Signale Y, M und C umgesetzten Signale im Anschlußspeicher 8 werden in synchroner Weise an die Bildverarbeitungseinheit (IPU) 9 geliefert, um eine Schattierungskorrektur und eine Maskierungskorrektur zu bewirken. Dann wird ein gewünschtes Farbsignal ausgewählt von einer Steuereinheit 10 in der Leseeinheit 100, und ein Farbsignal mit 8 Bit wird nach vorbestimmter Farbumsetzung aus der IPU 9 an die Druckereinheit durch eine Datenleitung 11 geliefert.
Getrennt aktiviert die Steuereinheit 10 einen Motortreiber 13, um den Motor 12 zur Abtastung der Originallampe zu steuern und auch eine CVR-Einheit 15 zu steuern, die wiederum die Belichtungslampe 14 steuert, und eine Betriebseinheit 16 zum Anweisen einer Kopie oder anderer Operationen.
Vorgesehen ist ein nicht dargestellter Betriebswahlschalter zum Erreichen einer scharfen Wiedergabe aus einem Brieforiginal und einer tonalen Wiedergabe aus einem Photooriginal, und die Information eines solchen Modus wird aus der Bedieneinheit 16 an die Steuereinheit 10 und dann an die Druckereinheit geliefert.
Als Reaktion auf die Information der Steuereinheit vom Drucker steuert ein Wähler eine binäre Digitalisierungsschaltung, die später zu erläutern ist, gemäß dem Signal aus einer CPU 25-1.
Die Bilddaten 11 aus der Leseeinheit 100 werden an eine Tonersteuerschaltung 21 der Druckereinheit 200 geliefert. Die Tonersteuerschaltung 21 hat die Funktion des Synchronisierens vom Bildtaktsignal der Leseeinheit 100 mit dem Bildtaktsignal der Druckereinheit 200, sowie eine Funktion des Korrelierens der Bilddaten mit der wiedergegebenen Farbdichte in der Druckereinheit 200. Das Ausgangssignal aus der Tonersteuerschaltung 21 wird an einen Lasertreiber 22 zum Ansteuern eines Laserelements geliefert, wodurch eine Bilderzeugung herbeigeführt wird.
Die Steuereinheit 25 vom Drucker kommuniziert mit der Leseeinheit 100 durch eine Kommunikationssteuerleitung 24 und steuert verschiedene Einheiten des Druckers 200. Vorgesehen ist ein Potentialsensor 26, der die Ladung auf einem lichtempfindlichen Glied 26 feststellt, und eine Potentialmeßeinheit 27, die das Ausgangssignal vom Potentialsensor 26 in ein digitales Signal umsetzt, um es an die Steuereinheit 25 zu liefern. Ein Potentialsignal, das an die Steuereinheit 25 geliefert ist, wird aufgegriffen von der CPU 25-1 zur Verwendung in einer Steueroperation, die später zu erläutern ist. Auch wird ein Bildobensignal ITOP, das die Vorderkante des Bildes aus dem Sensor 28 aufzeigt, an die Steuereinheit 25 geliefert, um die Aufzeichnungsoperation zu steuern. Auch Signale aus einem Feuchtigkeitssensor und einem Temperatursensor 99 zum Korrigieren der Entwicklungseigenschaften werden durch einen A/D-Wandler 25-3 der Steuereinheit 25 geliefert. Der Feuchtigkeitssensor 98 im vorliegenden Ausführungsbeispiel verändert den Widerstandswert gemäß der relativen Luftfeuchtigkeit, wie in Fig. 17 gezeigt, wobei der Widerstandswert in der Ordinate und die relative Luftfeuchtigkeit auf der Abszisse aufgetragen ist. Somit kann die relative Luftfeuchtigkeit AH, die das Verhältnis der Dampfmenge in der Luft aufzeigt, zum Sättigungsbetrag des Dampfes bei jeder Temperatur angegeben werden mit:
ΛH = f(T, H)
Wobei T die Temperatur und H die Anzeige des Luftfeuchtigkeitssensors ist. Die Funktion f wird allgemein dargestellt durch eine Funktion dritter Ordnung. Somit wird die relative Luftfeuchtigkeit bestimmt durch Erzielen von T und H aus den Ausgangssignalen des Temperatursensors 99 und des Feuchtigkeitssensors 98, durch Umsetzen der Signale in digitale Signale vom A/D-Wandler 25-3 der Steuereinheit und durch Verarbeiten solchermaßen gewonnener digitaler Signale.
Die relative Luftfeuchtigkeit, die solchermaßen bestimmt ist, wird verwendet bei einer Steueroperation, die später zu erläutern ist.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht eines Kopierers unter Verwendung des CCD-Sensors vom Kontakttyp des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
Der Kopierer 80 setzt sich zusammen aus einer Leseeinheit 100 und einer Druckereinheit 200. Eine Originalabtasteinheit 83 ist eingerichtet, in einer Richtung A zum Lesen des Bildes eines Originaldokuments 84 bewegt zu werden, das sich auf einer Originalauflegeplatte befindet, durch simultanes Einschalten einer Belichtungslampe 85 in der Abtasteinheit 83. Das vom Original reflektierte Licht wird zu einer konvergenten Stangenlinsenanordnung 86 geleitet und auf einen CCD-Sensor 87 vom Kontakttyp fokussiert, der aus einer Zickzack-Anordnung von 5 CCD-Chips jeweils mit 1024 Pixeln besteht, wobei jedes Pixel die Größe von 62,5 um (1/16 mm) hat und eingeteilt ist in drei Bereiche von 15,5 · 62,5 um jeweils, mit jeweiligen Filtern für Cyan, Grün und Gelb.
Das auf den CCD-Farbsensor 87 fokussierte optische Bild wird konvergiert in elektrische Signale der jeweiligen Farben, die einem Prozeß unterzogen werden, der später bei einem Bildverarbeitungsblock 88 zu erläutern ist. Die farbgetrennten Bildsignale, freigegeben vom Block 88, werden an den Drucker 200 zum Bilddrucken gesandt.
Die Farbbildsignale aus dem Leser 100 werden verwendet, nach Impulsbreitenmodulation und so weiter, zum Ansteuern des Laserelements. Der gemäß den Bildsignalen modulierte Laserstrahl wird abgelenkt in einer Abtastbewegung durch einen Polygonspiegel 89, der sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, dann reflektiert von einem Spiegel 90 und bestrahlt dann die Oberfläche einer lichtempfindlichen Trommel 91, um die Belichtung darauf gemäß dem Bild herbeizuführen. Eine Horizontalabtastzeile des Laserstrahls entspricht einer Horizontalabtastzeile des Bildes und hat eine Breite von 1/16 mm im vorliegenden Ausführungsbeispiel. Da sich die lichtempfindliche Trommel 91 in einer Richtung dreht, die durch einen Pfeil aufgezeigt ist, mit konstanter Geschwindigkeit, wird ein zweidimensionales Bild belichtet durch eine Hauptabtastung, die erzielt wird durch Bewegen des Laserstrahls, und durch Unterabtastung, die erzielt wird durch Drehen der lichtempfindlichen Trommel 91. Die lichtempfindliche Trommel 91 wird im voraus von einer Ladeeinrichtung 97 einheitlich aufgeladen, und ein latentes Bild entsteht durch Belichten der lichtempfindlichen Trommel. Ein latentes Bild gemäß dem Signal einer speziellen Farbe wird entwickelt in einer der Entwicklungseinheiten 92-95 gemäß der Farbe.
Als Reaktion beispielsweise auf eine erste Abtastoperation des Originalbildes in der Farbleseeinheit wird ein Punktbild der Gelb-Komponente vom Originalbild auf der lichtempfindlichen Trommel 91 belichtet und wird entwickelt von der Gelb- Entwicklungseinheit 92. Das solchermaßen gewonnene Gelb-Bild wird übertragen auf ein Blatt, das um eine Übertragungstrommel 96 gewickelt ist mittels einer Übertragungsladeeinrichtung 98 beim Berührungspunkt der lichtempfindlichen Trommel 91 mit der übertragungstrommel 96, wodurch ein gelbes Tonerbild auf dem Blatt erzeugt wird. Derselbe Prozeß wird wiederholt für die Farben Magenta, Cyan und Schwarz, und diese Farbbilder werden auf dem Blatt überlagert, um ein vierfarbiges Tonerbild zu erhalten.
Da die Eigenschaften des Entwicklers in den Entwicklereinheiten abhängig sind von der Luftfeuchtigkeit, variieren die Bilddichten unter denselben Bilderzeugungsbedingungen als eine Funktion der Luftfeuchtigkeit, wie in Fig. 9 gezeigt. Auch zeigt Fig. 10 die Bilddichte als eine Funktion vom Oberflächenpotential der lichtempfindlichen Trommel, in der die Luftfeuchtigkeit als Parameter dient.
Das erforderliche Zielpotential für eine feststehende Zielbilddichte D&sub0; ist folglich VC2, VC1 oder VC0, jeweils für eine relative Luftfeuchtigkeit von 80%, 50% beziehungsweise 20% (im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist VC2 = 150 V, VC1 = 240 V und VC0 = 300 V). Angemerkt sei, daß die Bilddichtekennlinie zur Luftfeuchtigkeit, wie in Fig. 9 gezeigt, bei jeder Farbe variiert, und somit variiert auch das erforderliche Zielpotential bei jeder Farbe.
In der Potentialkennlinie des lichtempfindlichen Gliedes, das in Fig. 13 gezeigt ist, erfordert andererseits ein Kontrast, der gleich oder höher ist als 250 V, eine angehobene Gitterspannung, die nicht in der Lage ist, eine Steuerung erforderlicher Genauigkeit bereitzustellen, so daß die Laserleistung in geeigneter Weise umgeschaltet werden muß. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Laserleistung folglich bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% umgeschaltet und wird niedriger ausgewählt oder höher, jeweils über oder unter der Feuchtigkeit von 50%.

Erläuterung der Tonersteuerschaltung (Fig. 2 und 3)

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der Tonersteuerschaltung 21.
Die von der IPU 9 des Lasers 100 freigegebenen Bilddaten 11 mit 8 Bit werden geliefert an einen Pufferspeicher 30 synchron mit einem Synchronisationssignal RHSYNC und einem Bildtaktsignal RCLK aus der Synchronisationssignal-Verarbeitungseinheit 1, und das im Pufferspeicher 30 gespeicherte Bildsignal wird daraus synchron mit Signalen HSYNC und CLK 32 aus der Synchronisationssteuereinheit 31 ausgelesen. Auf diese Weise wird das Bildsignal eingestellt auf die Differenz der Synchronisation und der Geschwindigkeit zwischen dem Laser 100 und dem Drucker 200 und wird geliefert an einen Wähler 33.
Wenn ein Auswahlsignal 34 aus einer CPU 25-1 einer Steuereinheit 25 den Eingang A des Wählers 33 auswählt, wird das Bildsignal an den Adressenanschluß eines Nachschlagetabellen-RAM (LUTRAM) 38 geliefert. Wenn die CPU 25-1 den Lesemodus vom RAM 3 durch ein Steuersignal 36 auswählt, werden Daten gemäß der Adresseneingabe aus dem RAM 38 freigegeben. Die freigegebenen Daten werden an einen Wähler 39 geliefert und weiter an einen nächsten Wähler 40 geliefert durch das zuvor genannte Auswahlsignal 34. Wenn ein Auswahlsignal 42 des Wählers 40 den Eingang A auswählt, werden die Daten an einen D/A-Wandler 41 geliefert, um in ein analoges Signal umgesetzt zu werden.
Das solchermaßen gewonnene analoge Bildsignal 41-1 ist binär codiert von einer Binärcodierschaltung 44, von der ein Beispiel in Fig. 16 ist. Als Reaktion auf ein Taktsignal 51, freigegeben aus der Synchronisationssteuereinheit 31, erzeugen Dreieckswellengeneratoren 44-1, 44-7, 44-13 und 44-19 Dreieckswellen, die der Regelung vom Verstärkungspegel unterzogen und durch variable Widerstände 44-3, 44-9, 44-15, 44-21, 44-5, 44-11, 44-17 und 44-23 offset-eingestellt werden und mit dem analogen Bildsignal 41-1 in Vergleichern 44-6, 44-12, 44-18 und 44-24 verglichen, um impulsbreitenmodulierte Signale an die Eingänge A bis D eines Wählers 44-25 zu liefern.
Fig. 14-2 zeigt die Beziehung zwischen der freigegebenen Impulsbreite und dem Betrag der Laserstrahlemission. Um den linearen Abschnitt der Kennlinie gemäß den hexadezimalen Pegeln (00F - FFH) vom Bildsignal zu nutzen, werden die zuvor genannten veränderlichen Widerstände zum Einstellen des Verstärkungs- und Offsetpegels manuell eingestellt gemäß einer Energiemeßeinrichtung, die im optischen Weg vorgesehen ist, in der Weise, daß der Pegel 00H dem Anfangsabschnitt des linearen Abschnitts entspricht und der Pegel FFH der Position unmittelbar vor dem Ende des linearen Abschnitts entspricht.
Jedoch wird der Laserstrom abweichen, wenn die Laserleistung umgeschaltet wird, wie später zu erläutern ist. Da das Laserelement die Lichtemission über einem vorbestimmten Schwellwertstrom beginnt, wird die Menge der Lichtemission selbst mit derselben Impulsdauer unterschiedlich, wie in Fig. 14-1 gezeigt. Wenn folglich die Laserleistung variiert, variiert auch der lineare Bereich der Lichtemissionsmenge als Funktion der Impulsdauer, die dem Lasertreiber 22 zugeführt wird, abhängig von der Laserleistung, wie durch die Kurven (1) und (2) in Fig. 14-2 gezeigt, die jeweils dem höheren beziehungsweise niedrigeren Laserleistungspegel entsprechen.
Um dieselbe Bilddichte aus demselben Bildsignal mit unterschiedlicher Lichtemissionsmenge zu erhalten, wird es folglich erforderlich, die Impulsdauer als Reaktion auf die Änderung der Lichtemissionsmenge zu regeln. Dieses wird erreicht im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Anwenden einer Anzahl binärer Codierschaltungen entsprechend der Anzahl geschalteter Pegel der Laserleistung. Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Digitalisierungsschaltungen verwendet, wie in Fig. 16 gezeigt, ist es auch möglich, in selektiver Weise eine Vielzahl von Schaltungen zum Steuern des Verstärkungs- und Offsetpegels zu verwenden.
Auch sind mehrere Codierschaltungen für die geschalteten Pegel der Laserleistung für ein Taktsignal 3LCK 52 vorgesehen von einer Frequenz, die sich von derjenigen des Taktsignals 51 aus der Synchronisationssteuereinheit 31 unterscheidet. Der Wähler 44-25 wählt eines der Vielzahl von impulsbreitenmodulierten binären Bildsignalen gemäß einem Signal aus der CPU 25-1 aus.
Das impulsbreitenmodulierte Bildsignal von der Codierschaltung 44 wird durch ein OR-Glied 45 und ein AND-Glied 46 an den Lasertreiber 22 geliefert.
Fig. 15 zeigt die Einzelheiten des Lasertreibers 22, bei dem ein analoger Schalter 22-7 gesteuert wird gemäß der Information, die von der Steuereinheit 25 herausgefunden wurde, wodurch der Konstantstrom variiert, der an das Laserelement 23 geliefert wird, wie nachstehend in mehr Einzelheiten zu beschreiben ist.
Das Signal aus dem AND-Glied 46 von der Tonsteuerschaltung 21 wird durch einen Puffer 22-1 in den Lasertreiber 22 geliefert, an einen Transistor 22-3, der aus einer Differentialschaltung besteht, aus der der andere Transistor 22-3 zum Ansteuern des Laserelements 23 verwendet wird. Diese Transistoren erhalten einen Konstantstrom durch einen Transistor 22-4. Ein Operationsverstärker 22-5 empfängt am positiven Eingangsanschluß ein Signal, das aus einer Konstantspannungsquelle 22-6 geliefert wird, und am negativen Eingangsanschluß eine Spannung, die an einem Widerstand R5 anliegt, um den Strom im Transistor 22-4 zu messen, und beliefert den Transistor 22-4 mit einer Spannung, die einen Konstantstrom veranlaßt. Andererseits variiert ein analoger Schalter 22-7, der von einem Puffer 22-8 gesteuert wird und ein I/O-Signal aus der Steuereinheit 25 empfängt, die Spannung, die an den positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 22-5 geliefert wird, wodurch der Strom variiert, der an das Laserelement 23 geliefert wird. Auf diese Weise wird der analoge Schalter 22-7 gemäß der Feuchtigkeitsinformation gesteuert, wodurch der an das Laserelement zu liefernde Strom umgeschaltet wird.
Wenn der Punkt (a) offengelassen wird, selbst momentan bei der Spannungsumschaltung, erhöht das Ausgangssignal vom Operationsverstärker den Strom ohne Grenze, was gelegentlich zu einer Zerstörung des Halbleiterlasers führt. Der analoge Schalter ist vorgesehen, um ein derartiges Phänomen zu verhindern.
Ein Austastsignal 48 aus der Synchronisationssteuereinheit 31 wird verwendet, um das Laserelement 23 einzuschalten, um dem Strahldetektor zu ermöglichen, die Ankunft des Strahls festzustellen. Ein Sperrsignal 49 aus der CPU 25-1 wird verwendet zum Sperren der Funktion des Laserelements 23, wodurch die Lebensdauer verlängert wird.
Ein Mustergenerator 50 erzeugt ein vorbestimmtes Muster zum Überprüfen des Bildsignals und empfängt ein Übertragungstrommel- Synchronisationssignal ITOP, das Horizontalsynchronsignal HSYNC vom Drucker 200 und ein Steuersignal aus der CPU 25-1. Wenn das Mustersignal freigegeben wird, verschiebt die CPU 25-1 das Auswahlsignal 42 für den Wähler 40 zum Eingang B, wodurch das Signal vom Mustergenerator 50 an den D/A-Wandler 41 geliefert wird und somit das Bildsignal überprüft.
Die Synchronisationssteuereinheit 31 gibt ein Taktsignal CLK 51 oder 3LCK 52 zum Erzeugen einer Rechteckwelle auf der Grundlage eines Bezugstaktsignals aus einem Quarzoszillator als Reaktion auf einen Befehl aus der CPU 25-1 ab. Sie empfängt auch das Strahlfeststellsignal aus dem Strahldetektor 20 und gibt das Austastsignal 48, das Horizontalsynchronsignal HSYNC vom Drucker 200 und das Bildtaktsignal CLK frei. Die binäre Codierschaltung 44 gibt ein binär codiertes Signal 47 synchron mit dem CLK- Signal 51 oder mit dem 3CLK-Signal 52 frei.
Fig. 3 ist eine Zeittafel, die die Zeitvorgabe vom Strahlfeststellsignal und vom Austastsignal 48 darstellt.
Die Synchronisationssteuereinheit 31 empfängt ein Taktsignal aus einem Quarzoszillator mit einer Frequenz, die doppelt so hoch ist wie diejenige des Bildtaktsignals, und gibt die Signale HSYNC und CLK synchron mit dem Strahlfeststellsignal und dem Taktsignal ab. Das Austastsignal 48 wird erzeugt durch einen Zähler, der am Ende des Strahlfeststellsignals BD zurückgesetzt wird, und eine Periode mißt, die kürzer als die Periode des Strahlfeststellsignals BD ist.

Erläuterung der Arbeitsweise von der Leseeinheit (Fig. 4)

Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das die Arbeitsweise der CPU 10-1 von der Steuereinheit 10 des Lesers 100 zeigt, und ein zugehöriges Programm ist im ROM 10-2 gespeichert, wie in Fig. 1A gezeigt.
Wenn die Stromversorgung zum Leser 100 gestartet wird, führt ein Schritt S1 eine Anfangsanzeigeroutine aus, die ein Überprüfen von Eingangs-/Ausgangszuständen, einer Initialisierung des RAM 10-3 in Fig. 1A und die Bewegung vom Abtaststartpunkt umfaßt. Dann stellt ein Schritt S2 fest, ob der Leser 100 mit dem Drucker 200 verbunden ist. Ein Schritt S3 findet heraus, ob ein Druckerschalter in der Bedieneinheit 16 betätigt worden ist, und wenn er betätigt wurde, sendet ein Schritt S4 einen Druckerbefehl an den Drucker 200. Dann wartet ein Schritt S5 auf den Eingang des Signals ITOP aus dem Drucker 200, und nach Eingang desselben initialisiert ein Schritt S6 die Abtastung des Originalbildes mit einem bestimmten Farbmodus und sendet das Bildsignal an den Drucker 200.

Erläuterung der Arbeitsweise vom Drucker (Fig. 5)

Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm der Steuersequenz von der Steuereinheit 25 des Druckers 200, und einzugehöriges Programm ist im ROM 25-2 gespeichert, wie in Fig. 1B gezeigt.
Wenn die Stromversorgung zum Drucker 200 initialisiert ist, führt ein Schritt S10 eine Anfangsroutine durch, einschließlich der Überprüfung der Eingangs-/Ausgangszustände, der Initialisierung vom RAM und der Beseitigung einer Remanenzladung auf der lichtempfindlichen Trommel. Ein Schritt S11 überprüft dann die Verbindung zum Leser 100, und wenn die Verbindung bestätigt ist, findet ein Schritt S12 heraus, ob das Heizelement der Fixiereinheit aufgewärmt ist auf eine vorbestimmte Temperatur. Nach Abschluß des Aufheizens findet ein Schritt S13 heraus, ob ein Druckbefehl vom Leser 100 gesandt worden ist. Als Reaktion auf einen Druckerbefehl führt ein Schritt S14 (S14-1 - S14-4) einen Prozeß PGON aus, der später zu erläutern ist, jeweils für das verwendete Taktsignal zum Erzeugen der Dreieckswelle und zum Steuern der Laserleistung.
Ein Schritt S15 errechnet die Daten, die im LUTRAM 38 gemäß den Luftfeuchtigkeitsdaten zu speichern sind, und die Zeichen- /Photographierinformation (Daten zur Auswahl des Taktsignals CLK oder 3CLK) aus dem Leser, basierend auf dem Ergebnis von Schritt S14, der später zu erläutern ist. Das Taktsignal CLK oder 3CLK wird jeweils ausgewählt für die Zeicheninformation oder für die Photographierinformation. Die errechneten Daten werden im LUTRAM 38 in einem Schritt S16 gespeichert, durch Auswahl des Eingangsanschlusses B vom Wähler 33 durch das Auswahlsignal 34 und Anschließen eines Datenbusses 36 der CPU 25-1 durch den Wähler 39 mit dem Dateneingangsanschluß vom LUTRAM 38. Die CPU 25-1 gibt die Adresse vom LUTRAM 38 an den Adressenbus 35 ab sowie die zu speichernden Daten an den Datenbus 37, und Speichern in den LUTRAM 38 wird ausgeführt durch die Eingabe von Schreibimpulsen als Reaktion auf das Steuersignal 36.
Dann findet ein Schritt S17 heraus, ob das Speichern in den LUTRAM 38 abgeschlossen ist, und falls abgeschlossen, sendet ein Schritt S18 das Signal ITOP an den Leser 100. Als Reaktion auf das Signal in dem in Fig. 4 gezeigten Ablaufdiagramm schreitet die Sequenz von Schritt S5 zu Schritt S6. Dann stellt ein Schritt S19 einen bestimmten Farbmodus ein, und die Tonersteuerung wird ausgeführt durch Umschalten der Adresse vom LUTRAM 38 für jede Farbe. Ein Schritt S20 führt eine Druckoperation von der bestimmten Farbe aus. Nach Abschluß des bestimmten Farbmodus von Farbbildinformation kehrt die Sequenz zu Schritt S11 zurück.

Erläuterung des PGON-Prozesses (Fig. 6 und 7)

Die PGON-Prozesse in den Schritten S14-1 bis S14-4 sind in Fig. 6 zusammengefaßt, da sie wechselweise dieselben sind, mit Ausnahme der Laserleistung und des Taktsignals, das zum Erzeugen der Dreieckswelle verwendet wird.
Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm des PGON-Prozesses in Schritt S14 von Fig. 5 zum Aktivieren des Mustergenerators 50 zur Freigabe eines vorbestimmten Musters und zum Lesen des Oberflächenpotentials von der lichtempfindlichen Trommel.
Zuerst in Schritt S30 veranlaßt das Auswahlsignal 42 die Auswahl des Eingangsanschlusses B vom Wähler 40 zum Liefern des Signals vom Mustergenerator 50 an den D/A-Wandler 41. Dann veranlaßt ein Schritt S31 die Potentialmeßeinheit 27, das Potential zu messen, das auf der lichtempfindlichen Trommel 29 erzeugt wird durch einen Laserstrahl, der als Reaktion auf ein Signal emittiert wird, beispielsweise "00" aus dem Mustergenerator 50. Die binäre Digitalumsetzschaltung 44 ist im voraus so eingestellt, daß die Vergleicher 44-6, 44-12, 44-18 und 44-24 einen Grenzimpuls freigeben, der hinreichend ist zum Induzieren einer Lichtemission aus dem Laserelement als Reaktion auf ein Eingangssignal "0" an den D/A-Wandler 41. Somit wird das lichtempfindliche Glied 29 einheitlich vom Lasertreiber 22 und vom Laserelement 23 bestrahlt.
Auch die binäre Codierschaltung 44 ist im voraus so eingestellt, daß das Laserelement 23 Licht mit einer Periode emittiert, die kürzer ist als die Periode der Dreieckswelle, wodurch Punkte genau wiedergegeben werden, wenn der Mustergenerator 50 ein Hexadezimalsignal "FF" in Schritt S31 freigibt, und das entsprechende Potential zum Signal "FF" wird auf dieselbe Weise gelesen.
Ein Schritt S32 bestimmt das Zieloberflächenpotential VC0 aus Fig. 10, um eine vorbestimmte Bilddichte bereitzustellen als Reaktion auf die festgestellte Luftfeuchtigkeit und findet heraus, ob die Differenz der gemessenen Potential V&sub0;&sub0; und VFF den Signalen "00" beziehungsweise "FF" aus dem Mustergenerator 50 bei einem vorbestimmten Wert einander gleichen. Wenn nicht, schreitet die Sequenz fort zu einem Schritt S33, um die Hochspannung der Ladeeinrichtung 97, die in Fig. 1 gezeigt ist, zu variieren, und die Sequenz kehrt zu Schritt S31 zurück, um die Prozedur zu wiederholen.
Wenn die Differenz in Schritt S32 andererseits gleich VC0 ist, schreitet die Sequenz fort zu Schritt S34, um den Mustergenerator 50 zu aktivieren, woraufhin der Mustergenerator 50 beginnt, als ein m-Bit-Zähler zu arbeiten, um das HSYNC- Signal synchron mit dem ITOP-Signal zu zählen, und gibt in Aufeinanderfolge Signale frei durch Teilen der Signale "00" bis "FF" in eine vorbestimmte Anzahl m von Pegeln. Das solchermaßen gewonnene Signal wird durch den Wähler 40 an den D/A-Wandler 41 geliefert, um ein analoges Signal zum Ansteuern des Laserelements 23 zu erhalten. Die Schritte 35 und 36 lesen das Potential des lichtempfindlichen Gliedes 29, wobei in m Pegeln variiert wird als Reaktion auf das analoge Signal und speichert das Potential in Aufeinanderfolge gemäß dem Ausgangssignal vom Mustergenerator 50. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anzahl m mit 16 angenommen.
Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Eingangssignal vom D/A-Wandler 41 und der von der Potentialmeßeinheit 27 gemessenen Spannung.
Das lichtempfindliche Glied 29 wird auf ein negatives Potential aufgeladen, so daß das Potential angehoben wird durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl, und negativ aufgeladener Toner wird entsprechend aufgetragen. In Fig. 7 zeigt VDD einen Ladungspegel an, wenn der Laser nicht aktiviert ist, und VL zeigt einen Ladungspegel auf, wenn der Laser voll aktiviert ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der PGON-Prozeß ausgeführt vor jeder Kopiersequenz für alle Laserleistungspegel und das Taktsignal zum Erzeugen der Dreieckswelle, aber der Prozeß kann auch durchgeführt werden zu einem vorbestimmten Intervall mit einem geeigneten Zeitgeber oder nach einer vorbestimmten Anzahl von Kopieroperationen. Auch ist die Durchführung möglich für einen ausgewählten Laserleistungspegel und ein ausgewähltes Taktsignal.
Des weiteren ist es möglich, die exklusive Sequenz für den PGON-Prozeß zu verwenden, um die gemessenen Werte zu speichern und eine Nachschlagetabelle mittels der gespeicherten Daten bei einer üblichen Kopiersequenz anzulegen.

Anlegen der Nachschlagetabelle (Schritt 21) (Fig. 12)

Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen dem Eingangsbildsignal und der Ausgangsbilddichte, wobei:
Der erste Quadrant die Ausgangsdichte D als eine Funktion des Eingangspegels e aufzeigt;
der zweite Quadrant die Beziehung (LUT) zwischen dem Umsetzpegel E und dem Eingangspegel e aufzeigt;
der dritte Quadrant die Beziehung (EV-Kurve) zwischen dem Umsetzpegel E und dem Potential V aufzeigt, gemessen durch den Potentialsensor; und
der vierte Quadrant die Beziehung (VD-Kurve) zwischen der Ausgangsdichte D und dem gemessenen Potential V aufzeigt; wobei:
V = (gemessener Wert vom Potentialsensor - VFF)/(V&sub0;&sub0; - VFF)
D = (Dichte/Maximaldichte) · "FF"
V&sub0;&sub0;: vom Potentialsensor als Reaktion auf ein Signal "00" gemessenes Potential
VFF: vom Potentialsensor als Reaktion auf ein Signal "FF" gemessenes Potential
Die VD-Kurve wird ausgewählt aus mehreren Kurven, die im voraus im ROM 25-2 gespeichert sind gemäß Entwicklern, Laserleistungspegeln und Taktsignalen zum Erzeugen einer Dreieckswelle zur Verwendung in der binären Codierschaltung 44 in Fig. 2 (Taktsignale CLK 51, 3CLK 52).
Da die EV-Kurve fast linear verläuft, wird der PG-Prozeß zur Potentialmessung (Schritt S34 in Fig. 6) durchgeführt durch Speichern einer Tabelle gemäß der ausgewählten VD-Kurve (Tabelle mit invertierten x- und y-Achsen der VD-Kurve) im LUTRAM 38 und Verwenden der Daten, die von der Tabelle im LUTRAM 38 umgesetzt worden sind. Die im LUTRAM 38 gespeicherten Daten können auch im voraus in einem ROM gespeichert werden.
Die Vorbereitung der Nachschlagetabelle wird in einer solchen Weise durchgeführt, daß ein Umsetzpegel Ei gewonnen wird gemäß dem Eingangspegel ei und dem Dichtepegel Di, um die Ausgangsdichte D linear als Funktion des Eingangspegels e zu variieren, wodurch das Ausgangssignal ei des Mustergenerators ein gemessenes Potential Vi gemäß einer Dichte Di entsprechend der VD-Kurve bereitstellt. Da das Ausgangssignal vom Mustergenerator in 16 Pegeln im vorliegenden Ausführungsbeispiel variiert, werden 16 LUT-Daten vorbereitet, und die Daten werden abgeschlossen von "00" bis "FF" durch Annähern mit gefalteten Linien.
Im vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die Nachschlagetabelle in einem RAM angelegt, es ist aber auch möglich, mehrere Datengruppen in einem ROM zu speichern und eine geeignete Gruppe gemäß dem Ergebnis der Rechnung von der CPU auszuwählen.
Wie zuvor erläutert, gestattet das vorherige Ausführungsbeispiel, ein stabiles Bild durch Beibehalten einer konstanten Beziehung zwischen dem Potential des lichtempfindlichen Gliedes und dem Bildsignal zu erzielen und auch die Charakteristik des Entwicklers zu berücksichtigen. Auch im Falle eines Farbbildes ist es möglich, Fluktuationen der Farbe zu verhindern, wodurch ein Bild mit konstanter Farbe bereitgestellt wird.
Obwohl die vorstehende Beschreibung einem Bilderzeugungsgerät galt, bei dem ein Laser mit einem elektrophotographischen Prozeß kombiniert ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf ein derartiges Ausführungsbeispiel beschränkt. Tatsächlich sind verschiedene Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs der anliegenden Patentansprüche möglich.

Claims

1. Bilderzeugungsgerät, mit:

einem Bilderzeugungsmittel (22, 23, 90), das ein Bild auf einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger (29) erzeugt, wobei das Bilderzeugungsmittel ausgestattet ist mit einem Aufladungsmittel (97), um das Aufzeichnungsglied aufzuladen, einem Belichtungsmittel (23), um das Aufzeichnungsglied mit Licht zu belichten; und mit einem Tonumsetzmittel (21, 38), um eingegebene digitale Bilddaten gemäß gespeicherter Umsetzinformation in Ausgangsbilddaten für das Bilderzeugungsmittel umzusetzen;

einem ersten Detektormittel (26) zum Nachweisen des Oberflächenpotentials von Bereichen des vom Belichtungsmittel belichteten lichtempfindlichen Aufzeichnungsgliedes und nichtbelichteten Bereichen des Aufzeichnungsgliedes;

einem zweiten Detektormittel (98, 99), das die Luftfeuchtigkeitspegel im Gerät feststellt; gekennzeichnet durch:

ein Steuermittel (25), das eingerichtet ist zum Steuern des Zielpotentials, das erforderlich ist für eine geforderte Dichte gemäß der vom zweiten Feststellmittel (98, 99) festgestellten Luftfeuchtigkeit durch Einstellen des Ausgangssignals vom Aufladungsmittel (97), um einen Oberflächenpotentialbereich (VFF-V00) zu schaffen, Feststellen der Größe des Oberflächenpotentialbereichs unter Verwendung des ersten Detektors, wenn die Größe mit einem vorbestimmten Spannungswert (VCO) verglichen wird, bei der eine vorbestimmte Dichte (DO) erzielt wird für eine gegebene relative Luftfeuchtigkeit, Ändern des Ausgangssignals vom Aufladungsmittel (97), um einen neuen Bereich der Größe zu erzielen, der gleich ist dem vorbestimmten Wert (VCO) durch Ändern der Lichtstärke des Belichtungsmittels (23), und wobei eine Eingangs-Ausgangs-Kennlinie des Tones, bei dem eine Eingangs-Ausgangs-Kennlinie des Tonumsetzmittels (21, 38) gemäß dem Ausgangssignal vom zweiten Detektormittel (98, 99) geändert wird, die Kennlinie die Beziehung zwischen den Ausgangsbilddaten und den Eingangsbilddaten ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem das Bilderzeugungsmittel in der Lage ist, Farbbilder zu erzeugen, und das Wandlermittel eingerichtet ist, Farbbilder zu erzeugen, wobei das erforderliche Zielpotential für jede Farbkomponente des Farbbildes variiert wird.

3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem das Bilderzeugungsmittel eingerichtet ist, die Lichtstärke des Belichtungsmittels gemäß dem Ausgangssignal vom zweiten Detektormittel umzuschalten.