-
Bildaufbereitungseinrichtung
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildaufbereitungseinrichtung zur
Bildaufbereitung durch Anwenden eines digitalen Verarbeitungsverfahrens.
-
Bei einem Farbkopiergerät nach dem Stand der Technik, bei dem ein
Vorlagenbild einer Farbaufteilung auf drei Farben unter Verwendung eines Farbauszugsfilters
unterzogen wird, wird die Vorlage für einen jeden Farbauszug abgetastet, mit dem
Farbauszugs-Bildlicht auf einem fotoempfindlichen Material ein Ladungsbild für das
Entwickeln mit Entwickler der Komplementärfarbe erzeugt und zum Reproduzieren des
Farbbilds eine Überlagerung mehrerer Farben herbeigeführt.
-
Da bei derartigen Farbkopiergeräten ein Farbausglcich für die Reproduktion
der Farbbilder notwendig ist, wurden die Halbtonwiedergabe und dergleichen unter
lleranziehen der analogen Kennlinien bei der elektrostatischen Fotografie ausgeführt,
wobei nicht nur die Einstellung der Bildbelichtungs-
größe, der
elektrischen Ladezustände des fotoempfindl ichen Materials usw. komplizierter wurden,
sondern auch durch Änderungen der timgebung verursachte Schwankungen der Bilds qualität
groß waren, da die Coronaladung, das fotoeinp Fi ndliche Material usw. häufig direkt
durch die Temperatur und die Feuchtigkeit beeinflußt sind.
-
Da ferner die Verarbeitung vom Lesen des Vorlagenbilds bis zu dem
Erzeugen des Ladungsbilds über durchgehend zweidimensionale optische Systeme ausgeführt
wurde, war es unmöglich, das Bild an einzelnen Punkten desselben aufzubereiten.
-
Im Hinblick auf die vorstehend genannten Probleme liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Bildaufbereitungseinrichtung zu schaffen, die die Reproduktion
eines Bilds mit hoher Qualität ermöglicht.
-
Ferner soll mit der Erfindung eine BildauFbereitungseinrichtung geschaffen
werden, die eine Korrektur der Gradation von Farbbilddaten ermöglicht.
-
Weiterhin soll bei der erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung
mittels einiger Speichereinrichtungen eine digitale Verarbeitung in Echtzeit ausgeführt
werden.
-
Ferner soll die erfindungsgemäße Bildaufbereitungseinrichtung eine
Farbbildaufbereitung mit hoher Geschwindigkeit ermöglichen.
-
Weiterhin soll mit der Erfindung eine Bildaufbereitungseinrichtung
geschaffen werden, die hinsichtlich der Halbtonwiedergabe für Vollfarbenbilder hervorragend
ist.
-
Ferner soll die erfindungsgemäße Bildaufbereitungseinrichtung ein
Farbkopiergerät mit verbesserter digitaler Verarbeitung ergeben.
-
Weiterhin sollen bei der erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung
die Parameter für die digitale Bildaufbereitung veränderbar sein.
-
Mit der Erfindung soll eine Bildaufbereitungseinrichtung geschaffen
werden, bei der eine Maskierverarbeitung unter Verwendung mehrerer Speichereinrichtungen
ausgeführt wird.
-
Ferner soll bei der erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung
die Bitanzahl von Daten für die Korrektur bei der Maskierverarbeitung geringer als
die Bitanzahl von zu korrigierenden Daten sein, um damit eine Verringerung der Herstellungskosten
zu ermöglichen.
-
Bei der erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung soll die Maskierverarbeitung
für die jeweiligen Farben im Parallelbetrieb ausführbar sein.
-
Ferner sollen bei der erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung
die bei der Maskierverarbeitung verwendeten Koeffizienten wählbar sein.
-
Weiterhin soll mit der Erfindung eine Bildverarbeitungseinrichtung
geschaffen werden, bei der irgendwelche beliebige Gammakorrektur-Kennlinien von
einer Bedienungsperson wählbar und nötigenfalls veränderbar sind.
-
Bei der erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung soll eine Gammakorrektur
unter Verwendung eines Speichers für den Einsatz zum Tabellenabruf ausgeführt werden,
so daß die Verarbeitung in Echtzeit ausführbar ist.
-
Bei der erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung soll durch
die Gammakorrektur die Informationsmenge verringerbar sein, um eine nichtlineare
Art der Gammakorrektur auszuführen.
-
Mit der Erfindung soll eine Bildaufbereitungseinrichtung geschaffen
werden, bei der für eine jede Farbe eine Abschattungskorrektur vorgenommen wird,
um die Genauigkeit der Abschattungskorrektur zu verbessern und damit Farbbilder
mit hoher Qualität wiedergeben zu können.
-
Bei der erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung soll die Abschattungskorrektur
während der Reproduktion eines Farbbilds bei jeder Abtastung eines Vorlager1bilds
vorgenommen werden, um eine sichere bzw. verläßliche Korrektur auszuführen.
-
Ferner soll mit der Erfindung eine Bildaufbereitungseinrichtung geschaffen
werden, bei der ein Vorlagenbild unter Farbauslösung gelesen wird und bei der Abgabe
entsprechender verstärkter Signale die Verstärkung einer Verstärkungseinrichtung
entsprechend einer Jeweiligen Farbe eingestellt wird, so daß bei der Reproduktion
von Farbildern mit hoher Qualität die Eigenschaften von Lichtquellen usw. mit einer
einfachen Gestaltung korrigiert werden können.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
-
Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Farbkopiergeräts als Ausführungsbeispiel
der Bildaufbereitungseinrichtung.
-
Fig. 2-1 zeigt eine Spektralkennlinie einer Halogenlampe und eine
Empfindlichkeits-Spektralkennlinie eines Bildsensors.
-
Fig. 2-2 veranschaulicht die spektrale Empfindlichkeit eines Bildsensors
nach dem Lichtdurchlaß über einen dichroitischen Spiegel und ein Mehrschictenfilm-Filter.
-
Fig. 2-3 zeigt Spektralkennlinien eines dichroitischen Spiegels.
-
Fig. 2-4 zeigt Spektralkennlinien jeweiliger Farbfilter.
-
Fig. 3-1 ist ein Blockschaltbild einer Hauptsteuereinheit.
-
Fig. 3-2 ist eine Ansicht einer Haupt-Bedienungseinheit der Hauptsteuereinheit.
-
Fig. 3-3 ist eine Ansicht einer Hilfs-Bedienungseinheit der Hauptsteuereinheit.
-
Fig. 3-4 ist ein Zeitdiagramm, das die Betriebszeitsteuerung jeweiliger
Teile des Farbkopiergeräts veranschaulicht.
-
Fig. 3-5 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines Ablauftakt-Generators
zeigt.
-
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das schematisch den Schaltungsaufbau
für die Aufbereitung der Farbbilder zeigt.
-
Fig. 5-1 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Synchronisiersteuerschaltung
zeigt.
-
Fig. 5-2 ist ein Zeitdiagramm von Signalen in der Synchronisiersteuerschaltung.
-
Fig. 6-1 ist eine Darstellung, die den Aufbau eines Bildsensors zeigt.
-
Fig. 6-2 ist ein Blockschaltbild einer Bildsensor-Treiberschaltung.
-
Fig. 7-1 ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Lichtmengenverteilung
an der Oberfläche eines Bildsensors.
-
Fig. 7-2 ist ein Blockschaltbild einer Abschattungskorrekturschal
tung.
-
Fig. 8-1 ist ein Blockschaltbild einer Gammakorrekturschaltung.
-
Fig. 8-2 ist eine Darstellung, die die Zusammenhänge zwischen einer
Vorlagendichte, Kennlinien eines Bildsensors und einer Bildreproduktionseinheit
und der Dichte reproduzierter Bilder veranschaulicht.
-
Fig. 9-1 ist eine Darstellung von Reflexions-Spektralkennlinien von
Tonern.
-
Fig. 9-2 ist ein Blockschaltbild einer Maskierschaltung.
-
Fig.10-1 ist ein Blockschaltbild, das eine Maskierschaltung und eine
Untergrundfarben-Auszugsschaltung zeigt.
-
Fig.10-2 ist eine Darstellung, die Zustände von entsprechend der Größe
von Bilddaten aus einer Zwischenspeicherschaltung abgegebenen Signalen zeigt.
-
Fig.10-3 ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Untergrundfarbenauszugs-Verarbeitung.
-
Fig.11A und 11B sind Darstellungen zur Erläuterung des Prinz ips bei
einer Mehrfachgradatio1ls-Vcrarbeitllng Fig.12-1 ist ein Blockschaltbild einer Dither-Verarbeitungsschaltung.
-
Fig.12-2 ist ein Blockschaltbild einer Mehrwerte-Verarbeitungsschaltung.
-
Fig. 13 ist ein Zeitdiagramm von Signalen in den in den Fig. 12-1
und 12-2 gezeigten Schaltungen.
-
Die Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Kopiergeräts, bei dem die
erfindungsgemäße Bildaufbereitungseinrichtung eingesetzt wird.
-
Eine Vorlage 1 wird auf eine durchsichtige Auflageplatte 2 aufgelegt
und mittels einer Vorlagenabdeckung 3 von oben angedrückt. Die Vorlage wird mit
dem mittels Reflektorschirmen 7 und 8 gesammelten Licht aus Halogenlampen 5 und
6 beleuchtet, während das von der Vorlage reflektierte Licht auf bewegbare Umlenkspiegel
9 und 10 gerichtet wird.
-
Dieses reflektierte Licht gelangt dann nach dem Hindurchtreten durch
ein Objektiv 11-1 und ein Infrarotsperrfilter 11-2 zu einem dichroitischen Spiegel
12. An dem dichroitischen Spiegel 12 wird das Licht in drei Spektralkomponenten
unterschiedlicher Wellenlängen, nämlich -in Blaulicht B, Gninlicht G und Rotlicht
R aufgeteilt. Die drei gesonderten Lichtkomponenten B, G und R werden jeweils mittels
eines Blaufilters 13, eines Grünfilters 15 bzw. eines Rotfilters 17 einer Einstellung
der Lichtstärke und einer Korrektur hinsichtlich der Farbauszugs-Eigenschaften unterzogen,
wonach dann die Lichtkomponenten jeweils von Festkörper-Bildaufnahmeelementen bzw.
Bildsensoren (Ladungskopplungsvorrichtungen, CCD) 210, 220 bzw. 230 aufgenommen
werden. Auf die vorstehend beschriehne Weise wird während der Bewegung des Umlenkspiegels
9, der 1 als eine Einheit mit den llalogenlampen 5 und 6 bewegt wird, das Reflexionsbild
der Vorlage 1 auf den Bildsensoren 210, 220 und 230 abgebildet. Dies erfolgt nach
dem Hindurchtreten des Bildlichts durch das Objektiv 11-1, das Infrarotsperrfilter
11-2 und den dichroi-
tischen Spiegel 12, wobei die optische Weglänge
durch den Umlenkspiegel 10 konstant gehalten wird, der in der gleichen Richtung
wie der Umlenkspiegel 9 mit der halben Geschwindigkeit desselben bewegt wird. Das
Ausgangssignal eines jeden Festkörper-Bildaufnahmeelements bzw. Bildsensors wird
in einer (später beschriebenen) Lichtempfangseinheit 200 für ieden Bildsensor digitalisiert.
Danach erfolgt eine Bildaufbereitung in einer Bilddatenverarheitungseinheit 100,
wobei mittels eines Bildsignals in einer lasermodulationseinheit 300 modulierte
Laserstrahlen auf einen Polygonalspiegel 22 und von diesem auf eine fotoempfindliche
Trommel 24 gerichtet werden. Der Polygonalspiegel 22 läuft mit einer durch einen
Abtastmotor 23 bestimmten gleichmäßigen Drehzahl um, so daß der Laserstrahl in der
zur Umlaufrichtung der fotoempfindlichen Trommel 24 senkrechten Richtung abgelenkt
wird.
-
Ein Fotosensor 64, der an einer Stelle angeordnet ist, an der der
Laserstrahl die Trommel zu überstreichen beginnt, erzeugt durch das Vorbeilaufen
des Laserstrahls ein Horizontalsynchronisiersignal BD für die l,asermodulationseinheit.
Nachdem die fotoempfindliche Trommel 24 mittcls einer Entladungselektrode 63 und
einer Entladungslampe 71 gleichförmig entladen wurde, wird sie mittels eines Negativ-Laders
25 gleichförmig negativ geladen, der an einen hochspannungsgenerator 77 angeschlossen
ist. Wenn der mit dem Bildsignal modulierte Laserstrahl auf die gleichförmig negativ
geladene fotoempfindliche Trommel 24 trifft, wird durch die elektrooptische Leitfähigkeit
die Ladung von der fotoempfindlichen Trommel gegen Masse abgeffihrt und damit entfernt.
Der Laserstrahl wird im Bereich hoher Vorlagendichte eingeschaltet und im Bereich
geringer Vorlagendichte ausgeschaltet. Unter diesen Bedingungen liegt das elektrische
Potential an der Oberfläche des fotoempfindlichen Materials auf der fotoempfindlichen
Trommel 24 bei der hohen bzw. der niedrigen Dichte der Vorlage im Bereich von -100V
bis
-50V bzw. um -60()V herum. Damit wi rd das clcktrostatische Ladungsbild in Abhängigkeit
von den hellen und dunklen Flächen der Vorlage erzeugt.
-
Dieses elektrostatische Ladungsbild wird mittels einer Gelb-Entwicklungseinheit
(Y) 36, einer Magenta-Entwicklungseinheit (M) 37, einer Cyan-Entwicklungseinheit
(C) 38 oder einer Schwarz-Entwicklungseinheit (BK) 39 entwickelt, welche durch ein
Signal aus einer Systemsteucrung bzw. einer hauptsteuereinheit 400 gewählt wird.
Dadurch wird auf der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 24 ein Tonerbild erzeugt.
Hierbei wird aus einem Entwicklungsvorspannungsgenerator 84 eine Spannung in der
Weise angelegt, daß das elektrische Potential von Entwicklungszylindern 85, 86,
87 bzw. 88 in der Entwicklungseinheit für die jeweilige Farbe zwischen -300 und
-400V gehalten wird.
-
Der Toner in der Entwicklungseinheit wird gerührt und negativ geladen,
so daß der Toner an denjenigen Stellen haftet, an denen das Oberflächenpotential
der fotoempfindlichen Trommel 24 das Entwicklungsvorspannungs-Potential übersteigt.
Auf diese Weise wird ein der Vorlage entsprechendes Tonerbild erzeugt. Danach wird
mittels des Hochspannungsgenerators 77 und einer zum Löschen des Oberflächenpotentials
an der Trommel ausgebildeten Lampe 40 mit einer Negativ-Na.chladungselektrode 41
die an der fotoempfindlichen Trommel 24 verbliebene unnötige elektrische Ladung
entfernt, wodurch das Oberflächenpotential der fo toemp£ind i chen Trommel 24 ausgeglichen
wird.
-
Andererseits wird Bildempfangspapier, das in einer Kassette 42 oder
43 enthalten ist, welche an einem BedienungsfeJd 72 gewühlt wird, mittels einer
Papicrzufiihrwalze 46 oder 47 zugeführt. Fine Schrägbewegung des Papiers wird mittels
einer ersten Registrierwalze 49 oder 50 korrigiert, wonach das Papier unter einer
vorbestimmten Zeitsteuerung mittels
einer Förderwalze 51 und einer
zweiten Registrierwalze 52 weiter befördert wird. Der Rand des Bildempfangspapiers
wird mittels einer Greifvorrichtung 57 einer Übertragungstrommel 53 festgehalten,
um die sich das Bildempfangspapier durch elektrostatische Anziehung wickelt.
-
Das auf der fotoempfindlichen Trommel 24 erzeugte Tonerbild wird mittels
einer Übertragungselektrode 54 an einer Stelle, an der es mit der Übertragungstrommel
53 in Berührung kommt, auf das Bildempfangspapier übertragen. Die Übertragung des
Tonerbilds auf das Bildempfangspapier wird so oft wiederholt, wie es durch die gewählte
Farbkopierart bestimmt ist.
-
Auf den Abschluß der Übertragung aller Tonerbilder hin wird die Ladung
an dem Bildempfangspapier mittels einer Entladungselektrode 55 beseitigt, der Hochspannung
aus dem Hochspannungsgenerator 77 zugeführt wird. Nachdem die (Jbertragung in der
vorstehend beschriebenen Anzahl ausgeführt worden ist, wird das Bildempfangspapier
mittels einer Trennklinke 90 von der Übertragungstrommel 53 gelöst und nach der
Beförderung auf einem Förderband 59 mittels eines Förder- bzw. Sauggebläses 58 einer
Fixierstation 60 zugeführt.
-
Andererseits wird die auf der fotoempfindlichen Trommel 24 zurückgebliebene
elektrische Restladung mittels eines Vorreinigungs-Entladers 61 beseitigt, während
der an der fotoempfindlichen Trpmmel 24 verbliebene restliche Troner mittels einer
in einer Reinigungseinheit 62 angeordneten Reinigungsrakel 89 beseitigt wird. Weiterhin
wird die elektrische Ladung an der fotoempfindlichen Trommel 24 mittels eines Wechselstrom-Vorentladers
63 und einer l.ntladungslampe 71 beseitigt. Danach tritt der Prozess in einen sechsten
Zyklus ein.
-
Die Wärme des Beleuchtungssystems im optischen System wird mittels
Kühlgebläsen 19 und 20 ausgeführt.
-
Es wird nun eine Vollfarben-Betriebsart erläutert, bei der die Betriebsablauffolge
auf vier Farben Y, M, C und BK aufgeteilt ist. Vor der Abtastung der Vorlage 1 wird
jedesmal eine Weiß-Eichplatte bzw. Normalweißplatte 4 abgetastet.
-
Dies dient dazu, für eine Zeilenabtastung die Normalweißplatte 4 zu
lesen, um in der Bilddatenverarbeitungseinheit 100 eine im nachfolgenden erläuterte
Abschattungskorrektur auszuführen. Danach folgt die Abtastung der Vorlage, wobei
an den Bildsensoren 210, 220 und 230 gleichzeitig die Bilder in den drei Farben
B, G und R ausgelesen werden. Die Größen Y für Gelb, M für Magenta und C für Cyan,
welche die Komplementärfarben zu den Farben Blau B, Grün G bzw. Rot R darstellen,
sowie BK für Schwarz werden in der Bilddatenverarbeitungseinheit 100 berechnet,
in welcher eine Verarbeitung zur Farbänderung und andere Schritte ausgeführt werden.
-
Die Vorlage wird viermalig abgetastet. Das in der Bilddatenverarbeitungseinheit
100 berechnete Signal für die Gelbkomponente Y dient zu einer Lasermodulation bei
der ersten Abtastung, wodurch ein Ladungsbild auf der fotoempfindlichen Trommel
24 erzeugt wird. Dieses Ladungsbild wird mittels der Gelb-Fntwicklungseinheit 36
entwickelt und auf das um die Übertragungstrommel 53 gewundene Papier übertragen.
-
Auf dieses Papier werden auf gleichartige Weise die anderen Bilder
übertragen, nämlich hei der zweiten Abtastung das Magenta-Bild M, bei der dritten
Abtastung das Cyan-Bild C und bei der vierten Abtastung das Schwarz-Bild BK. Diese
Bilder werden in der Fixierstation 60 fixiert, wodurch die Rildaufzeichnung in der
Vollfarben-ßetriebsart abgeschlossen wird.
-
Gemäß der Darstellung in Fig. 2-1 zeigt die spektrale Energierverteilung
der Halogenlampen für die Vorlagenbeleuchtung im Bereich langer Wellenlängen (Rothereich)
eine hohe
Lichtabgabe und im Bereich kurzer Wellclange ängen (1-
laubereich) eine geringe Lichtabgabe. Gleichfalls zeigt die Fig. 2-1, daß für den
Grünbereich zwischen den Wellenlngen 500 und 600 nm eine hohe spektrale Empfindlichkeit
der Bildsensoren besteht. Gemäß der Darstellung in Fig. 2-2 entspricht daher das
von der Vorlage reflektierte Licht nach der Abgabe aus dem dichroitischen Spiegel
der Spektralkennlinie der Halogenlampen.
-
Wie es aus der Fig. 2-3 ersichtlich ist, sind die Spektralkennlinien
des dichroitischen Spiegels unzureichend. Daher wird über ein Mehrfachfilm-Interferenzfilter
mit den in Fig. 2-4 gezeigten spektralen Durchlaßfaktoren für den Farbauszug ein
Lichtbild ohne Komponenten unnötiger Wellenlängen erzeugt, wie es durch die gestrichelten
Linien in Fig.
-
2-2 gezeigt ist. Weiterhin kann der spektrale Durchlaßfaktor durch
eine Überlagerung mehrerer Filter für eine jede Farbe verändert werden, wodurch
das unausgeglichene bzw.
-
ungleichmäßige Ausgangssignal so korrigiert wird, daß es der Darstellung
durch die gestrichelten linien in Fig. 2-2 entspricht.
-
Die Fig. 3-1 ist ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung.
-
Mit 421 und 422 sind von einer Bedienungsperson von Hand zu bedienende
Bedienungseinheiten bezeichnet. Die Bedienungseinheit 422 wird als Haupt-Bedienungseinheit
bezeichnet, während die Bedienungseinheit 421 als 1-lilfs-Bedienungseinheit bezeichnet
wird. Die in der Fig. 3-2 dargestellte Haupt-Bedienungseinheit 422 entspricht einem
in Fig. 1 gezeigten Bedienungsfeld 72. Mit 72-9 ist eine Kopiertaste zum Einleiten
eines Kopiervorgangs bezeichnet, während mit 72-19 Tasten zur Eingabe numerischer
Werte für die Einstellung der Kopienanzahl bezeichnet sind, mit 72-16 und 72-17
Kassettenwählschalter zum Wählen einer oberen oder unteren Kassette (32 bzw. 43
in Fig. 1) bezeichnet sind und mit 72-2 bis 72-8 Farbart-Wähltasten zum Wählen der
Farbkopier-
art bezeichnet sind.
-
Beispielsweise ist die mittels der Taste 72-2 gewählte Betriebsart
die Vierfarben-Betriebsart, bei der zur Belichtung die Vorlage viermalig abgetastet
wird und bei jeder Abtastung entsprechend dem in die Farben B, G und R aufgeteilten
Belichtungsbild die Entwicklung mit Gelbtonern Y, Magentatoner M und Cyantoner C
ausgeführt wird. Bei der vierten Abtastung erfolgt entsprechend der Schwarzkomponente
der Vorlage die Entwicklung mit dem Schwarztoner BK, so daß durch die Überlagerung
aller vier Farbbilder das Vollfarbenbild reproduziert wird. Gleichermaßen werden
die Kopien bei der Dreifarben-Betriebsart mittels der Toner Y, M bzw. C für eine
jede von drei Belichtungsabtastungen, bei der (BK + M) -Betriebsart mittels der
Toner BK und M für zwei Belichtungsabtastungen und bei der Einfarben-Betriebsart
BK, Y, M oder C mittels des betreffenden einfarbigen Toners für eine einzige Belichtungsabtastung
ausgeführt.
-
Mit 72-23 ist eine 7-Segment-Leuchtdiodenanzeige für die gewählte
Kopienanzahl bezeichnet, mit 72-18 ist eine 7-Segment-Leuchtdiodenanzeige für die
gezählte Kopienanzahl bezeichnet, mit 72-15 ist eine Anzeigevorrichtung bezeichnet,
die zum Leuchten eingeschaltet wird, wenn in einem (nicht gezeigten) Vorratsbehälter
kein Tonervorrat vorhanden ist, was mittels eines (nicht gezeigten) Detektors erfaßt
wird, mit 72-14 ist eine Anzeigevorrichtung bezeichnet, die in Betrieb gesetzt wird,
wenn mittels eines auf dem Papiertransportweg des Geräts angeordneten Störungsdetektors
eine Störung bzw. Hemmung erfaßt wird, mit 72-20 ist eine Anzeigevorrichtung bezeichnet,
die in Betrieb gesetzt wird, wenn mittels eines (nicht gezeigten) Detektors erfaßt
wird, daß in der gewählten Kassette kein Papier vorhanden ist, und mit 72-1 ist
eine Warte-Anzeigevorrichtung bezeichnet, die zum Leuchten eingeschaltet wird, wenn
die Oberflächentemperatur einer Fixierwalze in der Wärmeandruck-
Fixiervorrichtung
noch nicht einen vorgeschriebenen Wert erreicht hat. Wenn die Anzeigevorrichtungen
72-15, 72-14, 72-20 und 72-1 eingeschaltet sind, wird kein Kopiervorgang begonnen.
-
Mit 72-21 ist eine Leuchtanzeige bezeichnet, die eingeschaltet wird,
wenn das Kopierpapier in der gewählten Kassette das Format A3 hat. Mit 72-22 ist
eine Leuchtanzeige bezeichnet, die eingeschaltet wird, wenn das Kopierpapier das
Format A4 hat. Mit 72-12 ist ein Kopiedichte-Schieberegler bezeichnet, der derart
wirkt, daß die Leuchtspannung der Halogenlampen 5 und 6 vermindert wird, wenn der
Regler zu einer Stellung "1" hin verschoben wird, und angehoben wird, wenn der Regler
zu einer Stellung "8" hin verschoben wird.
-
Die Hilfs-Bedienungseinheit 421 wird anhand der Fig. 3-3 beschrieben.
Mit 421-14 bis 421-16 sind Schalter bezeichnet, die mit einer (nachfolgend beschriebenen)
Gammakorrekturschaltung 140 verbunden sind, mit der Auslesedaten-Gradienteneigenschaften
bzw. Gradationskennlinien an aus dem Bildsensor ausgelesenen und mittels eines A/D-Wandlers
quantisierten 8-Bit-Bildelementedaten korrigiert werden. Diese Schalter sind durch
Digitalcode-Drehschalter gebildet, welche jeweils einen Digitalcode abgeben. Gemäß
der nachfolgenden Erläuterung sind diese Schalter so angeschlossen, daß aus mehreren
Speicherelementen in einer Datenumsetztabelle in der Gammakorrekturschaltung die
Datenumsetzungs-Speicherelemente für die erwünschte Gammakennlinie gewählt werden
können.
-
Mit 421-5 bis 421-13 sind Schalter bezeichnet, die für eine Maskierungsverarbeitung
bzw. Maskierung verwendet werden. An einer (im folgenden beschriebenen) Maskierverarbeitungsschaltung
bzw. Maskierschaltung 150 werden für eingegebene Bilddaten Yi für Gelb, Mi für Magenta
und Ci für Cyan jeweils Koeffizienten ai, bi und ci zur Anwendung in nachstehend
angeführten
Gleichungen festgelegt (i = 1,2 und 3).
-
Wie die Schalter 421-14 bis 421-16 sind diese Schalter durch Digitalcode-Drehschalter
gebildet, welche Digitalcodes im Bereich von "0" bis "16" abgeben. Die Datenumsetzungsgleichungen
für die Maskierung sind folgende: Yo = a1 Yi - b1 Mi - c 1Ci Mo = -a2Yi + b2Mi -
c2Ci Co = -a3Yi - b3Mi + c3C Mit 421-1 bis 421-4 sind Digitalcode-Drehschalter bezeichnet,
die Koeffizienten zur Korrektur von Daten Y, M, C und BK in einer sog. UCR-Verarbeitungsschaltung
bzw. Untergrundfarben-Auszugsschaltung 160 liefern (die nachfolgend beschrieben
wird). Mit 421-20 bis 421-23 sind Regler bezeichnet, die jeweils gesondert mit dem
Hochspannungsgenerator 77 verbunden sind. Diese Regler dienen zum Einstellen des
Stroms in dem Lader 25, durch den die fotoempfindliche Trommel gleichförmig negativ
geladen wird. Mittels dieser Regler sind der Hellwert und der Dunkelwert für eine
jede Farbe einstellbar, wobei der Farbausgleich bzw. Farbabgleich veränderbar ist.
Mit 421-24 ist ein Schalter zum Wählen einer Gradationskennlinie bei einer nachfolgend
erläuterten Mehrwerte-Dither-Verarbeitung bezeichnet.
-
In der Fig. 3-1 ist mit 411-65 eine Ablaufsteuereinheit bezeichnet,
die alle Verbraucher im ganzen Gerät steuert. Die in dem Zeitdiagramm in Fig. 3-4
angeführten Verbraucher, zu denen der Antriebsmotor für die fotoempfindliche Trommel,
der Entlader, die Beleuchtungslampen usw. zählen, werden aus der Ablaufsteuereinheit
über eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 419 und eine Treiberschaltung 420 für eine vorgeschriebene
Zeitdauer angesteuert, die einer Ablaufsteuertabelle in einem Festspeicher 423 entspricht.
Mit L1, L2....LN sind in der Fig. 3-1 die jeweiligen Verbraucher bezeichnet; da
jedoch sowohl das Ansteuerungsverfahren für die jeweiligen
Verbraucher
wie von Solenoiden, Motoren und Rampen sowie auch das auf dem Festspeicher beruhende
Ablaufsteuerverfahren bekannt sind, wird hier eine diesbezügliche Beschreibung weggelassen.
Die Haupt-Bedienungseinheit 422 und die Hilfs-Bedienungseinheit 421 sind jeweils
die entsprechenden Bedienungsabschnitte, jedoch wird die Ansteuerung von entsprechenden
Verbrauchern wie Tasten, Lampen, Leuchtdioden usw. bzw. die Ansteuerung dieser Einheiten
sowie die Eingabe aus diesen Einheiten mittels einer Tasteneingabe/Anzeigesteuereinheit
412 ausgeführt.
-
Die Ansteuerung der Leuchtdiodenanzeigen und Lampen, das Abfragen
der Tasten und die Art der Eingabe werden beispielsweise auf bekannte Weise ausgeführt,
so daß daher eine ausführliche Beschreibung weggelassen ist. Der Betriebsablauf
erfolgt nach dem Zeitdiagramm in Fig. 3-4.
-
Hierbei ist ein Beispiel für ein Zeitdiagramm gezeigt, welches ein
Vollfarbenbild durch Überlagerung von drei verschiedenen Farben Y, M und C ergibt.
Bei dem beschriebenen Gerät ist es zum Erzielen eines Vollfarbenbilds in diesen
drei Farben erforderlich, daß die fotoempfindliche Trommel fünfmal umläuft und die
Übertragungstrommel zehnmal umläuft Die Durchmesser der fotoempfindlichen Trommel
24 und der Übertragungstrommel 53 haben daher ein Verhältnis von 2:1.
-
Die Ausführung dieses Betriebsablaufs ist von dem Umlauf der fotoempfindlichen
Trommel 24 und der ()bertragungstrommel 53 abhängig. Gemäß der Darstellung in Fig.
3-5 wird der Ablauftakt entsprechend dem Umlauf der fotoempfindlichen Trommel 24
mittels einer Taktscheibe 24-7, die durch ein Zahnrad 24-9 angetrieben ist, welches
mit der Antriebswelle der fotoempfindlichen Trommel 24 verbunden ist, sowie mittels
eines Ablauftaktgenerators erzeugt, der durch eine Lichtschranke 24-8 gebildet ist.
Der Betriebsablauf schreitet entsprechend einer Trommcltaktzlilug fort, wobei je
Umdrehung der Übertragungstromme 400 Taktsignale gezählt
werden.
Die l.in- und Ausschaltung der Verbraucher erfolgt daher aufgrund der Zählung von
einer Ausgangsstellung HP der bertragungstrommel 53 an. In dem Zeitdiagramm in Fig.
-
3-4 stellen die Zahlen, die an den Einschalt- und Ausschaltzeitpunkten
angegeben sind, jeweils einen Taktzählwert dar, wobei die Taktanzahl an der Ausgangsstellung
HP der Übertragungstrommel zu "0" gewählt ist. Beispielsweise werden die Belichtungslampen
5 und 6 jeweils bei dem Taktzählstand "120" im dritten, im fünften bzw. im siebenten
Umlauf eingeschaltet. Die Lampen werden dann jeweils bei dem Taktzählstand "118"
im vierten, im sechsten bzw. im achten Umlauf ausgeschaltet.
-
Im Hinblick auf dieses Zeitdiagramm werden die Arbeitsschritte bei
diesem Gerät gemäß der Darstellung in der Fig.
-
1 beschrieben. Wenn mittels der Tasteneingabe/Anzeigesteuereinheit
412 das Einschalten der Kopiertaste 72-9 erfaßt wird, leitet die Ablaufsteuereinheit
411-65 eine Kopierablauffolge ein, wobei der Antrieb der fotoempfindlichen Trommel
24, der Übertragungstrommel 53 und der ersten und zweiten Registrierwalze 51 bzw.
52 beginnt. Nach einer Umdrehung der fotoempfindlichen Trommel 24 ist die Ladung
an der Trommeloberfläche mittels der Vorentlader 61 und 63, der Entladungslampe
71 und anderer Vorrichtungen beseitigt, wodurch die Trommel elektrostatisch ausgeglichen
ist. Die Belichtungsabtastung für die auf die Auflageplatte 2 aufgelegte Vorlage
1 beginnt, wenn bei dem 120-ten Takt bei dem dritten Umlauf der Übertragungstrommel
53 die Halogenlampen S und 6 für die Vorlagenbeleuchtung eingeschaltet werden.
-
Das von der Vorlage reflektierte Licht wird an den Spiegeln 9 und
10 umgelenkt und mittels des Objektivs 11-1 dermaßen gesammelt, daß ein Bild an
den Oberflächen der Bildsensoren 210, 220 und 230 erzeugt wird. Das Licht durchläuft
dabei den dichroitischen Spiegel 12, so daß das optische Reflexionsbild der Vorlage
zu den r, l rl 13, 15 und 17 nach der Aufteilung in die Farben B, G und R gelangt.
Das
farblich aufgeteilte optische Bild, das eine Wiederspiegelung
der Vorlage darstellt und dessen Licht von den Bildsensoren bzw. Ladungskopplungsvorrichtungen
aufgenommen wird, wird zuerst fotoelektrisch umgewandelt, wonach mittels der Bilddatenverarbeitungseinheit
eine Datenverarbeitung in Echtzeit erfolgt. Danach wird gemäß der vorangehenden
Erläuterung die fotoempfindliche Trommel aufeinanderfolgend in der Reihenfolge der
Farben, M und C mit Laserlicht 1 belichtet, das mit diesen Bilddaten moduliert wird,
wodurch auf der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel ein der Vorlage entsprechendes
Ladungsbild erzeugt wird.
-
Gemäß dem Zeitdiagramm in Fig. 3-4 wird an dem auf der fotoempfindlichen
Trommel 24 durch die erste Belichtungsabtastung erzeugten Ladungsbild die Entwicklung
mittels der Gelb-Entwicklungseinheit 36 (Y) bei dem 254-ten Takt in dem dritten
Umlauf der Übertragungstrommel 53 begonnen und bei dem 293-ten Takt in dem vierten
Umlauf beendet. Danach wird der Übertragungslader 54 bei dem 196-ten Takt im gleichen
Umlauf in Betrieb und bei dem 16-ten Takt im nächsten Umlauf außer Betrieb gesetzt,
wodurch das der Gelbkomponente der Vorlage entsprechende Gelbtonerbild auf das um
die Übertragungstrommel 53 gewundene Papier übertragen wird.
-
Auf gleichartige Weise wird bei dem fünften, sechsten und siebenten
Umlauf der Übertragungstrommel 53 das der Magentakomponente der Vorlage entsprechende
Magentatonerbild auf das Papier übertragen. Bei dem siebenten, achten und neunten
Umlauf wird auf das Papier das der Cyankomponente der Vorlage entsprechende Cyantonerbild
übertragen. Allc diese Tonerbilder werden unter einer vorgeschriebenen Zei tstcuerung
derart übertragen, daß die Ränder dr entwickelten bilder Y, M und C miteinander
übereinstimmen bzw. in Deckung sind.
-
I)as von der Vorlage reFlektierte Bildlicllt trifft nach der Trennung
bzw. Auflösung in die drei Farbkomponenten B, G und R in dem dichroitischen Spiegel
12 auf die Bildsensoren 210, 220 und 230. Zur Farbkorrektur werden jedoch bei dem
lesen zum Bilden des Gelbtonerbilds die Signale G und R, bei dem Lesen zum Bilden
des Magentatonerbilds die Signale B und R und bei dem Lesen zum Bilden des Cyantonerbilds
die Signale B und G benötigt. Diese Verarbeitungsvorgänge werden aufeinanderfolgend
in der Reihenfolge Y, M und C ausgeführt.
-
Bei dem 225-ten Takt in dem dritten Umlauf der Übertragungstrommel,
bei dem die erste Bel ichtungsabtastung ausgeführt wird, wird die Papierzuführwalze
in der oberen oder unteren Kassette 42 oder 43, die an der Bedienungseinheit gewählt
ist, zum Zuführen von Bildempfangspapier aus der gewählten Kassette in Betrieb gesetzt.
Das aus der Kassette 42 oder 43 aufgenommene Bildempfangspapier wird mittels der
Förderwalze 49 oder 50 weiter befördert, wobei eine Schrägstellung mittels der ersten
Registrierwalze 51 korrigiert wird.
-
An der zweiten Registrierwalze 52 wird eine vorgeschriebene Zeitsteuerung
in der Weise herbeigeführt, daß das Bildempfangspapier mittels der Greifvorrichtung
57 der Übertragungstrommel 53 festgehalten wird. Nachdem der Rand des Papiers von
der Greifvorrichtung 57 festgelegt ist, legt sich das Bildempfangspapier um die
Übertragungstro-mmel 53, damit auf die vorstehend beschriebene Weise die mehrfache
Übertragung der Tonerbilder vorgenommen werden kann.
-
Nach dem Abschluß des mehrfachen Übertragens wird das Bildempfangspapier
mittels der Trennklinke 58 von der bertragungstrommel 53 abgenommen und mittels
des Förderbands 59 zu der Fixierstation 60 befördert, an der es durch Wärme und
Druck fixiert wird, wonach es ausgestoßen wird. Die Betriebszeiten eines jeden der
vorstehend genannten Verbraucher sind in dem Zeitdiagramm in Fig. 3-4 gezeigt.
-
Die Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das die Gestaltung der erfindungsgemäßen
Bildaufbereitungseinrichtung im Hinblick auf die Bilddatenverarbeitungseinheit 100
zeigt. Die Bild-bzw. Bilddatenverarbeitungseinheit 100 stellt eine Schaltung zum
Berechnen richtiger Größen der Signale Y für Gelb, M für Magenta, C für Cyan und
13K für Schwarz dar, die alle für das Drucken gemäß den an der Ladungskopplungs-lichtempfangseinheit
200 ausgelesenen Dreifarben-Bildsignalen erforderlich sind. Diese Signale für die
Farben wellen jeweils an die Lasermodulationseinheit 300 abgegeben.
-
Zum Erzeugen eines Farbbildes mit dieser Einrichtung ist es erforderlich,
die Vorlage mittels der Ladungskopplungs-Lichtempfangseinheit 200 im Falle eines
Vierfarbendrucks (Y, M, C und BK) viermal und im Falle eines Dreifarbendnicks (Y,
M und C) dreimal abzutasten. D.h., der Mehrfarbendruck macht eine Überlagerungs-Abtastung
der Vorlage erforderlich.
-
Die Bilddatenverarbeitungseinheit 100 weist folgende Schaltungsblöcke
auf: eine Abschattungskorrekturschaltung 130, mit der die optisch ungleichmäßige
Beleuchtung für die aus der Lichtempfangseinheit 200 ausgelesenen Bildsignale korrigiert
wird, wobei die Korrektur gesondert ei # einer jeden Abtastung für die Farbauszugssignale
Y, M uiid C erfolgt, die Gammakorrekturschaltung 140, mit der die Grandienten-bzw.
Gradationskennlinie eines jeden Farbsignals entsprechend einer Korrektur durch Maskieren
und Unte rg rund farben-Auszug korrigiert wird, die Maskierschaltung 150, mit der
für das Drucken geeignete Werte für die Signale Y, M und C berechnet werden, die
UCR-Verarbeitungsschaltung bzw. Untergrundfarben-Auszugsschaltung 160, mit der zum
Herstellen einer Farbschichtung eine geeignete Größe für das Schwarzsignal BK aufgrund
der Signale Y, M und C berechnet wird, eine Dither-Verarbeitungsschaltung 170, die
nach dem Dither-Verfahren (Streuverteilungsverfahren, Schwellenwertverfahren)
ein
Zweiwerte-Halbtonbild erstellt, und eine Mehrwerte-Verarbeitungsschaltung 180, mit
der die Gradationskennlinie eines Halbtonbilds durch ein zusätzliches Modulieren
der Impulsbreite des aus der Dither-Verarbeitungsschaltung 170 erhaltenen zweiwertigen
Bildsignals verbessert wird. Die Bilddatenverarbeitungseinheit 100 ist aus diesen
Verarbeitungsschaltungen zusammengestellt, welche auf synchrone Weise mittels einer
Synchronsteuerschaltung 190 gesteuert werden.
-
Die Lichtempfangseinheit 200 ist derjenige Teil, in dem das Bildlicht
mittels des dichroitischen Spiegels 12 in die drei Farbkomponenten B, G und R aufgeteilt
und zu elektrischen Signalen umgesetzt wird. Die drei verschiedenen Licht komponenten
B, G und R werden jeweils durch die Ladungskopplungsvorrichtungen bzw. Bildsensoren
210 für Blau, 220 für Grün und 230 für Rot fotoelektrisch umgesetzt. Die Signale
13, G und R aus der fotoelektrischen Umsetzung werden jeweils in Bildsensor-Treiberschaltungen
240 für Blau, 250 für Grün und 260 für Rot einer Digitalisierung auf 8 Bit unterzogen.
Im weiteren werden die Signale in die Signale Y, M und C für Gelb, Magenta und Cyan
umgesetzt, welche die Kompiementärfarben zu den Farben Blau, Grün und Rot sind.
-
Die digitalisierten 8-Bit-Signale Y, M und C sind jeweils mit VIDEO
Y, VIDEO M und VIDEO C bezeichnet. Diese Signale werden über Signalleitungen 271,
272 bzw. 273 an die Abschattungskorrekturschaltung 130 angelegt, welche die vorangehend
erläuterte Abschattungskorrektur ausführt. Die hinsichtlich der Abschattung korrigierten
Signale VIDEO Y, VIDEO M und VIDEO C werden über Signalleitungen 105, 106 und 107
der Gammakorrekturschaltung 140 zugeführt. In der Gammakorrekturscha 1 tung 140
werden die Grad ienten bzw. Gradationskennlinien in solche verändert, die für eine
Farbänderung bzw. Farbversetzung geeignet sind.
-
Zur Vereinfachung der nachfolgenden Aufbereitungsschritte werden die
Signale VIDEO Y, VIDEO M und VIDEO C in 6-Bit-Signale umgesetzt. Die 6-Bit-Signale
VIDEO Y, VIDEO M und VIDEO C, an denen die Gammakorrektur vorgenommen worden ist,
werden über Signalleitungen 108, 109 und 110 an die Maskierschaltung 150 angelegt.
In der Maskierschaltung 150 werden diese Signale VIDEO Y, VIDEO M und VIDEO C einer
für das Drucken geeigneten Farbänderung unterzogen, wonach diese hinsichtlich des
Farbwerts geänderten Signale an die Untergrundfarben-Auszugsschaltng 160 abgegeben
werden. Aus den hinsichtlich des Farbwerts geänderten Signalen für Y, M und C wird
in der Untergrundfarben-Auszugsschaltung 160 die Größe des Schwarzsignals BK bestimmt,
nachdem die auszuscheidende Menge der unteren bzw. Untergrund farben berechnet ist.
Die um das Schwarzsignal BK verringerten Größen der Signale Y, M und C bilden die
hinsichtlich der Färbung angepaßten Größen dieser Signale.
-
Die Vierfarben-Bildsignale Y, M, C und RK werden dann über eine Signalleitung
114 der Dither-Verarbeitungsschaltung 170 bei jeder Abtastung in der Reihenfolge
Y, M, C und BK zugeführt. Die Signalleitung 114 führt digitale 6-Bit-Signale zoll.
Aufgrund dieser Signale führt die Dither-Verarbeitungsschaltung 170 auf digitale
Weise eine Halbtondarstellung hinsichtlich der Punktedichte je Flächeneinheit aus.
-
Die (im folgenden erläuterte) Dither-Verarbeitung erfolgt nach drei
verschiedenen Schwellenwerten, wobei an Signalleitungen 115-1, 115-2 und 115-3 zweiwertige
bzw. binäre Signale abgegeben werden.
-
In der Mehrwerte-Verarbeitungsschaltung 180 wird aufgrund der drei
zweiwertigen Signale an den Leitungen 115-1, 115-2 und 115-3 eine vierwertige Impulsbreitenmodulation
ausgeführt. An die T.asermodulationseinheit 3(10 werden über eine Signalleitung
116 die zweiwertigen Signale abgegeben, an
denen die Impul sbrei
tenmodu lation vorgenommen wo rcleii ist.
-
Daraufhin werden mittels einer Lasertreiberstufe 310 und einer Lasereinheit
320 der Lasermodulationseinheit 300 Laserstrahlen abgegeben, durch die auf der fotoempfindlichen
Trommel 24 ein Ladungsbild erzeugt wird.
-
Die Ablaufsteuerung bei dieser Einrichtung sowie auch die Steuerung
einer jeden Verarbeitungseinheit werden durch die Hauptsteuereinheit 400 ausgeführt.
-
An die Bilddatenverarbeitungseinheit 100 gibt die Ablaufsteuereinheit
411-65 (nach Fig. 3-1) in der Hauptsteuereinheit 400 vor der Belichtungsabtastung
der Vorlage zum Bilden des ersten gelben Tonerbilds Gelbbeleuchtungssignale, vor
der Abtastung zum Bilden des zweiten Magenta-Tonerbilds Magentabeleuchtungssignale,
vor der Abtastung zum Bilden des dritten Cyantonerbilds Cyanbeleuchtungssignale
und vor dem Abtasten zum Bilden des vierten schwarzen Tonerbilds Schwarzbeleuchtungssignale
ab. Diese Signale werden über Signalleitungen 403, 404 und 406 gemäß Fig. 4 geleitet.
-
Wenn die Belichtungsabtastung für eine jeweilige Farbe beginnt, bestrahlen
die Beleuchtungslampen die Normalweißplatte 4. Zu diesem Zeitpunkt wird an die Abschattungskorrekturschaltung
130 über eine Signalleitung 402 ein Belichtungsstartsignal (als Abschattungskorrektur-Startsignal)
abgegeben. Auf den Empfang dieses Signals hin liest die Abschattungskorrekturschaltung
130 die Bilddaten für die Korrektur entsprechend der Normalweißplatte 4 ein, um
damit die Abschattungskorrektur auszuführen, die im nachfolgenden näher erläutert
wird.
-
Die Fig. 5-1 zeigt den Aufbau der in Fig. 4 dargestellten Synchronisiersteuerschaltung
190. Die Synchronisiersteuerschaltung weist einen Quarzoszillator 190-1, einen Bildsensor-Lesetakt-Generator
190-2 und eine Adressensteuereinheit 190-3 auf. Unter Synchronisierung mit dem Strahlerfassungs-
bzw.
Horizontalsynchronisiersignal BD bzw. 321-1 je Zeilenabtastung aus der Laserabtasteinheit
steuert die Synchronisiersteuerschaltung die Ladungskopplungsvorrichtungen bzw.
-
Bildsensoren an, zählt die von den Bildsensoren abgegebenen seriellen
Bildelementedaten und führt auch die Adressensteuerung je Abtastzeile aus.
-
Aus dem Quarzoszillator 190-1 werden dem Lesetakt-Generator 190-2
und der Adressensteuereinheit 190-3 Taktsignale CLK bzw. 190-4 zugeführt, deren
Frequenz viermal so hoch ist wie diejenige von Bildübertragungs-Taktsignalen 2 #
T bzw. 190-9 und 190-12. Die aus den Bildsensoren seriell abgegebenen Bilddaten
werden mittels des Bildübertragungs-Taktsignals 2 # T bzw. 190-9 über Signalleitungen
102, 103 und 104 den Bildsensor-Treiberschaltungen 240, 250 bzw. 260 zugeführt.
Mit dem Bildübertragungs-Taktsignal 190-12 werden über Signalleitungen 101, 119,
120, 121, 118 und 117 (gemäß Fig. 4) den jeweiligen Verarbeitungsschaltungen der
Bilddatenverarbeitungseinheit 100 Daten zugeführt.
-
Unter Synchronisierung mit dem Strahlerfassungssignal BD bzw. 321-1
gibt die Adressensteuereinheit 190-3 Horizontalsynchronisiersignale HSYNC bzw. 190-5
und 190-11 ab. Mittels dieser Synchronisiersignale gibt der Bildsensor-Lesetaktgenerator
190-2 über Signalleitungen 102, 103 und 104 an die Bildsensor-Treiberschaltungen
240, 250 und 260 Schiebeimpulse SH bzw. 190-6 ab (als ein Signal, das das Auslesen
der Bildsensoren 210, 220 und 230 einleitet), wodurch ein Ausgangssignal für eine
Einzelzeile ausgelöst wird.
-
Signale # 1 bzw. 190-7> 2 bzw. 190-8 und RS bzw. 190-10 sind
Signale, die für die Bildsensor-Ansteuerung erforderlich sind. Der Lesetaktgenerator
190-2 führt diese Signale über die Signalleitungen 102, 103 und 104 den Treiberschaltungen
240, 250 bzw. 260 zu. Diese Signale werden im nachfolgenden erläutert.
-
Eine Adressenleitung ADR bzw. 101-1 ist eine 13-Bit-Signalleitung,
an der das von dem Bildsensor je Zeile eingegebene Bildsignal von 4752 Bits gezählt
wird. Dieses Bildsignal wird über die Signalleitung 101 der Abschattungskorrekturschaltung
130 zugeführt. Ein Abschattungsstartsignal SHDST bzw. 401 ist ein Signal, das aus
der Hauptsteuereinheit 400 der Adressensteuereinheit 190-3 zugeführt wird und das
ansteigt, wenn die Normalweißplatte 4 (nach Fig. 1) abgetastet wird. Dieses Signal
wird wirksam, wenn die Halogenlampen 5 und 6 für die Vorlagenbeleuchtung eingeschaltet
sind und das optische System an der Normalweißplatte 4 steht. In diesem Fall gibt
die Adressensteuereinheit 190-3 über die Signalleitung 101 ein Signal SWE 101-2
an die Abschattung.skorrekturschaltung 130 ab, was aber nur für den Block gilt,
bei dem aus den Bildsensoren die Einzeilen-Bilddaten für die Normalweißplatte abgegeben
werden. Ein Signal CCD VIDEO EN ist ein Signal, das einen Block bzw.
-
eine Periode angibt, in der von den Bildsensoren je Zeile 4752 Bits
an Daten abgegeben werden. Dieses Signal wird über eine Signalleitung 117 zur Mehrwerte-Verarbeitungsschaltung
180 übertragen.
-
Die Fig. 5-2 ist ein Zeitdiagramm, das die für jeden Teil der Synchronsteuerschaltung
190 geltende Zeitsteuerung veranschaulicht. Mit 2 i T ist das Bildübertragungstaktsignal
bezeichnet, welches durch Synchronisieren des Strahlerfassungssignals BD (das je
Zeile aus der Laserabtasteinheit abgegeben wird) mit diesem Bildübertragungstaktsignal
2 i T das Einzeltakt-Horizontalsynchronisiersignal HSYNC hervorruft. Das Signal
HSYNC ist zugleich dasSchiebeimpulssignal SH, welches das Auslesen der Bildsensoren
einleitet. Mit i1 und i2 sind die Signale bezeichnet, die gegenphasig sind und deren
Frequenz die Hälfte derjenigen der Bildübertragungstaktsignale 2 i T ist. Jedes
dieser Signale bildet ein Taktsignal, welches ein analoges Schieberegister weiter-
schaltet,
das den geradzahligen bzw. den ungeradzahligen Elementen der Bildsensoren zugeordnet
ist.
-
VIDEO DATA ist das Bilddatensignal aus den Bildsensoren, wobei von
der Ausgabe des Schiebeimpulssignals Sll an ein erster Bilddatenwert D1 eingelesen
wird und dann aufeinanderfolgend Datenwerte D2, D3 ..... bis zu 5000 Bits eingelesen
werden. Die Daten D1 bis D4 sind Daten aus Blind-Bildelementen der Bildsensoren,
während die 4752 Bits von D5 bis D4756 die Bilddaten für eine Zeile bilden, wobei
während dieses 4752-Bit-Abschnitts das Signal CCD VIDEO EN eingeschaltet wird. Das
Signal RS, das an der abfallenden Flanke eines jeden Bilddatenwerts erzeugt wird,
ist ein Impuls, der die Schieberegister der Bildsensoren je Verschiebung zurücksetzt.
Das Abschattungsstartsignal SHDST ist ein aus der Hauptsteuereinheit 400 der vorstehend
beschriebenen Einrichtung kommendes Signal, welches aber nur bei der ersten Einschaltung
des Signals CCD VIDEO EN ansteigt.
-
Nachstehend wird die in Fig. 4 gezeigte Lichtempfangseinheit 200 ausführlich
erläutert. Die Lichtempfangseinheit 200 enthält: den dichroitischen Spiegel 12 für
die Dreifarben-Auflösung bzw. -Aufteilung, zum Einstellen der Lichtstärke der aus
dem dichroitischen Spiegel austretenden Komponenten B, G und R das Blaufilter 13,
das Grünfilter 15 sowie das Rotfilter 17, den Bildsensor 210, der die Blaukomponente
B aufnimmt, den Bildsensor 220, der die Grünkomponente G aufnimmt, den Bildsensor
230, der die Rotkomponente R aufnimmt und die Treiberschaltungen 240, 250 und 260,
die jeweils die Komplementärfarben-Komponenten Y für Gelb, C für Cyan und M für
Magenta durch Analog/Digital-Umsetzung der Ausgangssignale der Bildsensoren in digitale
Größen umsetzen. Die Bildsensoren 210, 220 und 230 sind jeweils in die Treiberstufen
240, 250 bzw. 260 eingebaut.
-
Die Fig. 6-1 zeigt den Aufbau eines jeweiligen Ladungskopplungs-Bildsensors.
Nach dem Hindurchtreten durch das Infrarotsperrfilter, den dichroitischen Spiegel
und das betreffende Spektrumkorrektur-Filter wird das Bildlicht von der Vorlage
in der Form eines Schlitzbildes auf Fotodioden D1 bis D5036 gerichtet. Der Fotostrom
einer jeden Fotodiode wird in einer (nicht gezeigten) Ladungsspeichereinheit in
der Form einer elektrischen Ladung gespeichert, welche zur Bestrahlungsdauer proportional
ist. Diese elektrische Ladung wird durch das Zuführen des Schiebeimpulssignals SH
in ein Analog-Schieberegister 1 bzw. 2 des Bildsensors übertragen. An die Schieberegister
1 und 2 werden jeweils gegenphasige Impulsfolgen MOS zu und MOS zu angelegt. Mittels
dieser Impulse MOS i1 und MOS i2 werden die aus den Ladungsspeichereinheiten für
die Fotodioden übertragenen elektrischen Bildladungen entlang elektrischen Ladungsmulden,
die in dem jeweiligen Kanal aus dem Schieberegister 1 bzw. 2 gebildet sind, seriell
zu einem Ausgangstransistor Q1 übertragen. Zugleich wird durch das Rücksetzsignal
RS entsprechend dieser elektrischen Bildladung eine Schaltstörungskomponente einem
Ausgangstransistor Q2 zugeführt. Darauffolgend wird diese Störungskomponente dazu
verwendet, andere Störungskomponenten aufzuheben, die in den elektrischen Bildladungen
enthalten sind. Die jeweilige elektrische Bildladung, die mittels der Taktimpulse
MOS zu und MOS 2 zu dem Ausgangstransistor Q1 übertragen worden sind, werden dort
in eine Bildausgangsspannung VS umgesetzt. Die dementsprechende Störungskomponente
wird mittels des Ausgangstransistors Q2 gleichfalls in eine Störungs-Ausgangsspannung
VNS umgesetzt. Ferner wird jedesmal dann, wenn die Bildladung nach dem Erreichen
des Ausgangstransistors Q1 in die Spannung umgesetzt wird, ein weiterer Rücksetzimpuls
MOS RS an die Ausgangstransistoren Q1 und Q2 angelegt, wodurch verhindert wird,
daß sich die Bildladungen an dem Ausgangstransistor Q1 sammeln.
-
Die Fig. 6-2 ist ein Blockschaltbild der Bildsensor-Treiberschaltung,
die bei dem Ausführungsbeispiel der Bildaufbereitungseinrichtung das Vorlagenhild
in elektrische Signale umsetzt. Mit 201 sind der dichroitische Spiegel 12 und der
Ladungskopplungs-Zeilenbildsensor bezeichnet, durch den das von dem betreffenden
Lichtstärke-Einstellfilter durchgelassene Bildlicht in elektrische Signale umgesetzt
wird.
-
Mit 202 ist ein Differenzeingang-Videoverstärker bezeichnet, der die
Differenz zwischen der Bildausgangsspannung VS und der Störungsausgangsspannung
VNS verstärkt (die von dem Bildsensor abgegeben werden), um dadurch eine korrigierte
Bildausgangsspannung VIDEO zu erzeugen. Mit 203 ist ein Video-A/D-Wandler bezeichnet,
der die Bildausgangsspannung VIDEO von dem Analogwert in ein digitales Signal umsetzt.
-
Mit 204 ist eine Bezugsspannungsquelle bezeichnet, die eine Umsetzungsbezugsspannung
REF für den A/D-Wandler 203 liefert. Mit 205 bis 208 sind Impuls-Treiberverstärker
bezeichnet, mit denen der Bildsensor 201 angesteuert wird. Mit 209 bzw. VR2 ist
ein veränderbarer Widerstand bezeichnet, mit dem die Gleichspannungsdifferenz zwischen
der Bildausgangsspannung VS und der Störungsausgangsspannung VNS aufgehoben wird.
Mit 210 bzw. VR1 ist ein veränderbarer Widerstand bezeichnet, mit dem die Verstärkung
des Videoverstärkers 202 eingestellt wird.
-
In den vorstehend genannten Schaltungen werden die Bildausgangsspannung
VS und die Störungsausgangsspannung VNS (die aus dem Bildsensor 201 abgegeben sind)
in dem Videoverstärker 202 zusammengefaßt, nachdem während eines Dunkelsignals ihre
Gleichspannungspegel mittels des veränderbaren Widerstands VR2 einander angeglichen
wurden. nie beiden Spannungen VS und VNS werden unter Differenzbildung durch den
Videoverstärker 202 verstärkt, der damit die in der Bildausgangsspannung VS enthaltene
Störungskomponente bzw.
-
Rauschkomponente abschwächt und mittels des Widerstands VR1
das
Bildsignal bzw. die Bildausgangsspannung VIDEO in der Weise bereitstellt, daß sie
für die Eingabe in den A/D-Wandler 203 geeignet ist.
-
Gemäß der vorangehenden Beschreibung wird bei diesem Ausführungsbeispiel
durch den dichroitischen Spiegel 12 eine gleichzeitige Dreifarbenauflösung herbeigeführt.
Wegen der Kennlinien der Lichtquelle und des dichroitischen Spiegels 12 sowie auch
wegen der Farbempfindlichkeits-Kennlinie des Zeilenbildsensors in der Treiberschaltung
werden jedoch die Lichteinfall-Ausgangssignae der drei Treiberschaltungen für BLau
B, Grün G und Rot R an dem betreffenden Videoverstärker 202 jeweils so eingestellt,
daß sie bei dem Dunkelzustand genau im Einklang sind, ohne daß eine Sättigung eintritt,
wenn die maximale Lichtmenge empfangen wird. Die Signale werden auch auf einen geeigneten
Dynamikbereich eingestellt, sa daß durch das Wählen des Widerstandswerts des Widerstands
VR1 bzw. VR2 für Blau B, Grün G und Rot R die Verstärkung der Signale in der Reihenfolge
Blau B, Grün G und Rot R verringert wird.
-
Die Umsetzung des analogen Signals VIDEO in das digitale Signal erfolgt
mittels des A/D-Wandlers 203. Die Zeitsteuerung für die Umsetzung erfolgt durch
das Bildübertragungstaktsignal 2 $ T aus der Adressensteuereinheit 190-3. Das digitale
Signal VIDEO wird dann zu der Bilddatenverarbeitungseinheit 100 übertragen, in der
die verschiedenen Bildaufbereitungsschritte ausgeführt werden.
-
Durch das Einstellen der Verstärkungsfaktoren der Videoverstärker
in der vorstehend beschriebenen Weise, nämlich in der Form "B>G>R" können
die Kennlinie der Lichtquelle und andere Faktoren korrigiert werden.
-
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden an den ochgeschwindigkeits-A/D-Wandler
203 Bezugsspannungen 3/4 REF, 1/2 REF und 1/4 REF angelegt, die an Ausgangswiderständen
anliegen und deren Pegel niedriger als derjenige der Bezugsspannung REF aus der
Bezugsspannungsquelle 204 sind. Dies stellt einen Vorteil insofern dar, als bei
der schnellen A/D-Umsetzung die Linearität verbessert wird. Die aus der Bilddatenverarbeitungseinheit
abgegebenen Signale $1, 2, RS und SH werden von dem Bildsensor 201 als Ansteuerungseingangssignale
aufgenommen, nachdem sie mittels der Impulstreiberverstärker 205 bis 208 in Signale
MOS i1, MOS #2, MOS RS bzw. MOS SH mit geeigneter Ansteuerungsspannung umgesetzt
worden sind.
-
Abschattungskorrektur Die Fig. 7-1 ist eine grafische Darstellung,
die das Prinzip der bei diesem Ausführungsbeispiel ausgeführten Abschattungskorrektur
veranschaulicht. Die sog. "Abschattung" stellt eine Ungleichmäßigkeit des Bildlichts
dar, die durch verschiedenerlei optische Faktoren wie die Lichtquelle, das Objektiv
und andere Faktoren hervorgerufen wird. Eine solche Abschattung tritt bei einer
Einrichtung auf, bei der ein Bild dadurch ausgelesen wird, daß eine Vorlage mittels
einer Lichtquelle bestrahlt wird und daß von der Vorlage reflektierte Bildlicht
mittels eines Objektivs gesammelt bzw. fokussiert wird. Falls die Bilddaten in der
Hauptabtastrichtung als Werte 1, 2 n. ...4756 gemäß Fig. 7-1 aufgetragen werden,
besteht die Neigung, daß die Lichtmenge an beiden Enden dieser Folge abgeschwächt
ist.
-
Daher sind zur Abschattungskorrektur im Falle der Abschattungskorrekturschaltung
130 die folgenden Maßnahmen vorgesehen: In der Fig. 7-1 ist mit MAX der maximale
Wert des Bildpegels bzw. Bildsignalpegels bezeichnet; mit Sn ist der
Bildpegel
des n-ten Bits beim Lesen der Normalweißplatte bezeichnet, während mit Dn der Bildpegel
bei dem fortlaufenden Lesen eines Bilds bezeichnet ist. Wenn die Korrektur je Bit
ausgeführt wird, kann der korrigierte Bildpegel D'n durch die folgende Gleichung
ausgedrückt werden: D'n = Dn * MAX/Sn (4-1) Die Fig. 7-2 ist ein ausführliches Schaltbild
der Abschattungskorrekturschaltung 130. Mit 130-2, 130-4 und 130-6 sind Abschattungs-Schreib/Lesespeicher
(RAM) für das einzeilige Lesen der Normalweißplatte 4 bezeichnet. Mit 130-1 130-3
und 130-5 sind Abschattungskorrektur-Festspeicher (ROM) bezeichnet, die beim Lesen
eines Bilds Korrekturausgangssignale gemäß den Abschattungsdaten abgegeben, die
in den Schreib/Lesenspeichern gespeichert sind.
-
Die 8-Bit-Bilddaten aus den Treiberschaltungen 140, 150 und 160 werden
jeweils über Signalleitungen 271, 272 bzw.
-
273 in die Abschattungskorrekturschaltung 130 eingegeben.
-
Zuerst werden d-ie durch das einzeilige Lesen der Normalweißplatte
4 gewonnenen Daten in die Schreib/Lesespeicher 130-2, 130-4 und 130-6 eingespeichert.
Dabei wird auf der Signalleitung 101-2 aus der Adressensteuereinheit 190-3 (Fig.5-1)
das Abschattungsfreigabesignal SWE eingegeben. Ferner wird auch auf der Signalleitung
103-3 das Bildübertragungstaktsignal 2 # T eingegeben, welches mittels eines
NAND-Glieds 130-20 geschaltet wird. Der Ausgang des NAND-Glieds 130-20 ist mit Freigabeanschlüssen
WE der Schreib/Lesespeicher 130-2, 130-4 und 130-6 verbunden. Die Abschattungsdaten
können von diesen Schreib/Lesespeichern nur dann aufgenommen werden, wenn einzeilig
die Normalweißplatte gelesen wird. Hierbei wird durch die Adressensteuereinheit
190-3 das Adressensignal ADR bzw. 101-1 gesteuert, wobei jeder Abschattungs-Schreib/Lesespeicher
zur Aufnahme der Bilddaten
für 4752 Bildelemente aus dem Bildsensor-Ausgangssignal
ausgelegt ist.
-
Aus der Lichtempfangseinheit 200 werden an Signalleitungen 271, 272
und 273 Bildsignale VIDEO Y, VIDEO M bzw. VIDEO C ausgegeben. Jedes dieser Signale
ist ein digitales Signal mit 8 Bits, die jeweils vom wertniedrigsten Bit zu dem
werthöchsten Bit als VIDEO 0 bis 7 bezeichnet werden. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel
die Abschattungsdaten in den Abschattungs-Schreib/Lesespeichern 130-2, 130-4 und
130-6 aufgenommen werden, werden hierbei über Signalleitungen 130-8, 130-10 bzw.
130-12 als Abschattungsdaten für jedes Bildelement jeweils nur digitale Daten mit
6 Bits VIDEO 1 bis 6 in.den jeweiligen Speicher eingespeichert. Die Gründe der Verwendung
von 6-Bit-Abschattungsdaten in diesem Fall bestehen darin, daß die Speicherkapazität
verringert ist und daß bei den Abschattungskennlinien keine starken Schwankungen
auftreten.
-
Wenn nach der Aufnahme der Abschattungsdaten die Vorlagenabtastung
begipnt, werden über Signalleitungen 130-7, 130-9 und 130-11 die 8-Bit-Daten VIDEO
0 bis 7 aus den Bilddaten VIDEO Y, VIDEO M und VIDEO C in Adressenanschlüsse A0
bis A7 der Abschattungskorrektur-Festspeicher 130-1, 130-3 und 130-5 eingegeben.
Die in den Abschattungs-Schreib/Lesespeichern 130-2, 130-4 und 130-6 gespeicherten
4752-Bit-Abschattungsdaten werden jeweils mittels des Adressensignals ADR bzw. 101-1
geschaltet und aus Anschlüssen I/01 bis I/06 an Adressenanschlüsse A8 bis A13 der
Festspeicher 130-1, 130-3 und 130-5 ausgegeben. Während dieser Zeit ist das Abschattungs-Freigabesignal
SWE bzw. 101-2 nicht eingeschaltet, so daß an den Schreib/Lesespeichern 130-2, 130-4
und 130-6 ein Auslesevorgang ausgeführt wird.
-
In den Abschattungskorrektur-Festspeichern 130-1, 130-3 und 13045
sind die Festspeicherdaten so bereitgestellt, daß ein der Gleichung (401) entsprechender
Rechenvorgang ausgeführt wird. Der jeweilige Abschattungskorrektur-Festspeicher
wird abgerufen, wenn die 8-Bit-Daten VIDEO 0 bis 7 aus den Bildsignalen und die
6-Bit-Abschattungsdaten als Adressensignale wirken. Dadurch kann jeweils ein hinsichtlich
der Abschattung korrigiertes Ausgangssignal an Anschlüssen O1 bis 08 in der Form
eines 8-Bit-Bildsignals abgegeben werden.
-
Wenn die Mehrfarben-Überlagerung angewandt wird, soll die Abschattungskorrektur
bei jeder Abtastung der Vorlage ausgeführt werden.
-
Dieses Verfahren der Abschattungskorrektur wird bei allen Bilddaten
angewandt.
-
Gammakorrektu r Nachstehend wird die Gammakorrektur erläutert. Die
Fig.8-1 ist ein ausführliches Blockschaltbild der Gammakorrekturschaltung 140. Bei
diesem Ausführungsbeispiel, bei dem die Gammakorrektur mittels eines Bezugs-Festspeichers
für eine jede Farbe ausgeführt wird, ist die Gestaltung so getroffen, daß Gammakennlinien
beliebig gewählt werden können.
-
Das von der Abschattungskorrekturschaltung 130 ausgegebene 8-Bit-Signal
VIDEO Y wird mittels des Signals 2 # T synchronisiert, welches aus der Synchronisiersteuerschaltung
190 über die Signalleitung 119 an einen Zwischenspeicher 301 angelegt wird. Das
synchronisierte Ausgangssignal wird den wertniedrigen 8 Bits der Adresseneingänge
eines Gammakorrektur-Festspeichers 302 zugeführt. Die Adresseneingänge für die werthohen
2 Bits empfangen als Eingangssignal das von der Hauptsteuereinheit 400 abgegebene
Gammakorrektur-Wähl-
signal auf der Leitung 403. Gemäß diesem Wählsignal
wird der Speicherbereich des Gammakorrektur-Festspeichers 302 gewählt.
-
Der Schalter 421-14 zur Gammawert- bzw. Gammakorrektureinstellung
für "Gelb" (Fig. 3-3) in der Hilfs-Bedienungseinheit 73 bzw. 421 (in der Hauptsteuereinheit
400) ist in vier Stufen schaltbar. Mit diesem Schalter wird mit hoher Geschwindigkeit
das digitale Signale abgerufen, das den werthohen 2 Bits und den wertniedrigen 8
Bits der Adresseneingänge des Gammakorrektur-Festspeichers 302 zugeführt wird. Dadurch
können die im voraus in dem Festspeicher 302 gespeicherten Daten ausgegeben werden.
Die Daten aus dem Festspeicher haben 6 Bits. Diese Daten werden im weiteren mittels
des Signals 2 # T synchronisiert, welches über die Signalleitung 119 an einen
Zwischenspeicher 303 angelegt wird. Danach wird das Signal VIDEO Y nach der Gammakorrektur
auf einer Signalleitung 108 an die Maskierschaltung 150 ausgegeben. Auf diese Weise
wird die Datenumsetzung für die Gelb-Signalkomponente Y mittels des Gammakorrektur-Festspeichers
302 vorgenommen.
-
Die Bildsignale VIDEO M und VIDEO C werden auf gleichartige Weise
verarbeitet. Nachdem die Signale aus der Abschattungskorrekturschaltung 130 an Signalleitungen
106 und 107 ausgegeben wurden, werden sie an Zwischenspeichern 304 und 307 synchronisiert
und in Gammakorrektur-Festspeicher 305 und 308 eingegeben. Der Zugriff zu den Speicherbereichen
der Gammakorrektur-Festspeicher 305 und 308 erfolgt durch die Bildsignale VIDEO
M bzw. VIDEO C sowie durch Wählsignale, die durch die Gammakorrektur-Einstellungs-Schalter
421-15 bzw. 421-16 (Fig. 3-3) der Hilfs-Bedienungseinheit 73 bzw.
-
421 eingestellt werden, welche in der Hauptsteuereinheit 400 angeordnet
ist. Durch diesen Abruf werden hinsichtlich des Gammawerts korrigierte 6-Bit-Daten
ausgegeben. Diese
hinsichtlich des Gammawerts korrigierten Signale
VIDEO M und VIDEO C werden in Zwischenspeichern 306 bzw. 309 synchronisiert und
dann über Signalleitungen 109 bzw. 110 an die Maskierschaltung 150 ausgegeben.
-
Die folgende Beschreibung betrifft die Einstellung der Gammakorrektur-Einstellungs-Schalter
421-14 bis 421-16, die zu der Hilfs-Bedienungseinheit 73 bzw. 421 der l-Iauptsteuereinheit
400 gehören, sowie eine die Gammakorrektur-Festspeicher 302, 305 und 308 betreffende
Umsetzungstabelle für Adresseneingabe/Ausgabedaten. In diesem Fall wird als Beispiel
zur Erläuterung der Gammakorrektur-Festspeicher 302 für das Bildsignal VIDEO Y herangezogen.
-
Bei der Gammakorrektur ist es ratsam, zwischen einer auf dem Lesen
beruhenden Dichte OD einer Farbvorlage und einer auf der Abbildung bzw. Reproduktion
beruhenden Dichte CD der Kopier auf Bildempfangspapier das Verhältnis 1:1 zu bilden.
In diesem Fall sind es drei Hauptfaktoren, die die Gammakorrektur beeinflussen:
Die Eigenschaften des Bildsensors 210 zum Lesen der Farbvorlagen-Dichte, die Eigenschaften
der Bilddatenverarbeitungseinheit 100, die das Signal aus dem Bildsensor in das
Lasermodulationssignal umformt, und die Dichte des mittels des Lasermodulationssignals
auf dem Bildempfangspapier hergestellten Bilds.
-
Diese Faktoren werden anhand der Fig. 8-2 näher erläutert.
-
In dem vierten Quadranten der grafischen Darstellung in Fig. 8-2 stellt
die Ordinate die Vorlagendichte OD dar, während die Abszisse das hinsichtlich der
Abschattung korrigierte Signal VIDEO Y darstellt. Da die Vorlagendichte OD logarithmisch
aufgetragen ist, zeigt das Bildsignal VIDEO Y einen logarithmischen Zusammenhang
mit der Vorlagendichte OD. Dieser Zusammenhang ist durch die Eigenschaften des Bildsensors
210 und der Bildsensor-Treiberschaltung 240 festgelegt.
-
Der zweite Quadrant stellt den Zusammenhang zwischen der Kopiendichte
auf dem Bildempfangspapier und einer Dither-Zusammenstellungs-Häufigkeitszahl dar.
Die Häufigkeitszahl gibt das Verhältnis zwischen einer bestimmten Gesamt fläche
und einer darin liegenden Teilfläche bei der Entwicklung an (wobei in diesem Fall
die Gesamtfläche die durch die im folgenden erläuterte Dither-Verarbeitungsschaltung
170 gebildete Dither-Matrix darstellt). Die Kopiedichte CD ändert sich in Abhängigkeit
von der Änderung der ither-Zusammenstellungs-Häufigkeitszahl, welche im Bereich
von 0 bis 10000 liegt. Bei 0% bleibt die Kopie weiß bzw. die Kopiedichte CD gleich
0, während beim allmählichen Ansteigen der Häufigkeitszahl die Kopiedichte bei dem
halben Wert einen steilen Anstieg zeigt und schließlich bei 100 die Kopiedichte
eine Sättigung bei einem bestimmten Dichtewert erreicht. Diese Grundzüge sind abhängig
von den Eigenschaften der fotoempfindlichen Trommel 24, der.Gelb-Entwicklungseinheit
36 und anderer Vorrichtungen festgelegt. Infolgedessen wird der Zusammenhang zwischen
der Kopiedichte CD und der Vorlagendichte OD in dem dritten Quadranten bestimmt,
falls die Kennlinien der Bilddatenverarbeitungseinheit 100 im ersten Quadranten
nicht geändert werden können.
-
In der Bilddatenverarbeitungseinheit 100 kann der Zusammenhang zwischen
dem Bildsensor-Ausgangssignal bzw. dem Bildsignal VIDEO und der Dither-Zusammenstellungs-Häufigkeitszahl
durch die Gammakorrekturschaltung 140 und die Dither-Verarbeitungsschaltung 170
eingestellt werden. Die von der Dither-Verarbeitungsschaltung 170 verarbeiteten
Daten sind jedoch (gemäß der nachfolgenden Erläuterung) 6-Bit-Daten, so daß daher
der Quantisierfehler größer wird, wenn ein nichtlinearer Abschnitt des zweiten und
vierten Quadranten korrigiert wird. Dies ist einer der Mängel, da der Zusammenhang
zwischen der Kopierdichte CD und der Vorlagendichte OD nicht genau dargestellt werden
kann, selbst wenn die Linea-
rität erreicht wird.
-
Die Eingangsdaten und die Ausgangsdaten der Gammakorrekturschaltung
140 haben jeweils 8 bzw. 6 Bits, so daß daher trotz der Korrektur der Quantisierfehler
bzw. Quantenfehler kleiner wird. In der Dither-Verarbeitungsschaltung 170 sind die
den ersten Quadranten betreffenden Eigenschaften durch die in dem Gammakorrektur-Festspeicher
302 gespeicherten Daten bestimmt, falls ein linearer Zusammenhang zwischen den Signalen
aus der Untergrundfarben-Auszugsschaltung 160 und den als Dither-Zusammenstellungs-Häufigkeitszahl
abgegebenen Signalen besteht. Falls daher der Zusammenhang zwischen dem Bildsensor-Ausgangssignal
bzw. dem Signal VIDEO und der Häufigkeitszahl in dem ersten Quadranten durch die
Gammakorrektur einer Kennlinie A entspricht, kann der Zusammenhang zwischen der
Kopierdichte CD und der Vorlagendichte OD in dem dritten Quadranten unter dem Verhältnis
1:1 gemäß "A"' gebildet werden.
-
Als ein praktisches Beispiel sind in der nachstehenden Tabelle 1 Einzelheiten
des Gammakorrektur-Festspeichers 302 dargestellt. Die Kennlinien sind durch die
werthohen 2 Bits der Adresse bestimmt, wobei jeweils "00" die Kennlinie A, "01"
eine Kennlinie B, "10" eine Kennlinie C und "11" eine Kennlinie D ergibt. Wenn in
die wertniedrigen 8 Bits der Adresseneingänge das Gelb-Bildsignal VIDEO Y eingegeben
wird, werden die in der Tabelle 1 dargestellten 6-Bit-Daten ausgegeben. Auf diese
Weise ist es möglich, eine 1 bereinstimmung zwischen der Kopiedichte CD und der
Vorlagendichte OD zu erzielen. Im Falle der Kennlinie B' im dritten Quadranten wird
die Kopiedichte CD herabgesetzt, im Falle der Kennlinie C' der Kontrast gesteigert
und im Falle der Kennlinie D' eine schwächere Belegung erzielt; diese Eigenschaften
bezüglich der Kopiedichte können durch das Schalten des Gammakorrektur-Schalter
421-14 der Hilfs-
Bedienungseinheit 73 bzw. 421 eingestellt werden.
-
Damit wird durch die Gammakorrektur der Kennlinie für das Gelbsignal
ein schnelles und genaues Kopieren erreicht.
-
Dies gilt auch für das Magentasignal M und das Cyansignal C, deren
Kennlinien selbstverständlich gleichfalls frei wählbar sind.
-
TABELLE 1
Adresse |
Werthohe 2 Bit Wertniedrige 8 Bit Ausgangsdaten |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
# 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 |
# # |
0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 |
# # |
0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 |
2 1 |
1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 |
# # |
1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 |
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
2 2 |
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
2 2 |
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |
# |
# # # |
Der Zusammenhang zwischen dem Signal VIDEO und der iläufigkeitszahl
ist auch sowohl durch die Gammakorrekturschaltung 140 als auch die Dither-Verarbeitungsschaltung
170 einstellbar. Da kein linearer Zusammenhang zwischen der Vorlagendichte OD und
dem nach der Abschattungskorrektur erzielten Signal VIDEO Y besteht, ist es erforderlich,
eine auf einem vorangehend genannten Verfahren beruhende Signalumsetzung in der
Weise auszuführen, daß das mittels dem Gammakorrektur-Festspeicher 302 zuvor korrigierte
Signal VIDEO Y zu der Vorlagendichte OD proportional wird. Die Ditherverarbeitung,
für die das hinsichtlich des Gammawerts korrigierte Signal VIDEO über die Signalleitung
114 zugeführt wird, kann mittels der später beschriebenen Dither-Verarbeitungsschaltung
gleichfalls in der Weise eingestellt werden, daß die Kopiendichte CD zu dem Signal
VIDEO proportional wird.
-
Maskierung Farbstoffe wie Toner, Drucktinte usw. haben spektrale Reflexionsfaktoren
gemäß der Darstellung in Fig. 9-1. Ein Gelb-Farbstoff Y absorbiert das Licht mit
den Wellenlängen von 400 bis 500 nm und reflektiert das Licht mit Wellenlängen über
500 nm. Ein Magentafarbstoff M absorbiert das Licht der Wellenlängen 500 bis 600
nm und reflektiert das restliche Licht, während ein Cyanfarbstoff C das Licht der
Wellenlängen 600 bis 700 nm absorbiert und das restliche Licht reflektiert.
-
Wenn mit dem Gelbfarbstoff Y entwickelt wird, ist es erforderlich,
ein Ladungsbild mit Bildlicht zu erzeugen, bei welchem das von der Vorlage reflektierte
Licht in die Farben aufgeteilt wird und ein Blaufilter B verwendet wird, das den
spektralen Durchlaßfaktor gemäß der Darstellung in Fig. 2-4 hat. Gleichermaßen ist
es erforderSich, zum ntwickeln mit dem Magenta- und Cyanfarbstoff M bzw. C das
Grünfilter
G und das Rotfilter R einzusetzen.
-
Wie aus den beiden Figuren 2-4 und 9-1 ersichtlich ist, haben die
jeweiligen Filter B, G und R ein verhältnismäßig gutes Auflösungsvermögen für Farbkomponenten
oberhalb von 500 oder 600 nm, wogegen'der spektrale Reflektionsfaktor der Farbstoffe
ein schlechtes Auflösungsvermögen hinsichtlich der Wellenlänge zeigt. Insbesondere
enthält der Magentafarbstoff einen beträchtlichen Anteil an Gelbkomponenten Y und
Cyankomponenten C. Auch der Cyanfarbstoff C enthält eine geringe Menge an Magentakomponenten
M und Gelbkomponenten Y. Wenn mit den vorstehend genannten Farbstoffen gemäß Bildlicht
entwickelt wird, das einer einfachen Farbauflösung unterzogen wurde, wird folglich
das kopierte Farbbild unrein, da es unnütze Farbkomponenten enthält.
-
Zur Behebung dieser Mängel wird bei der gewöhnlichen Drucktechnik
ein Maskierverfahren angewandt. Bei dem Maskieren sind Ausgabe-Farbkomponenten Yo,
Mo und Co durch folgende Gleichungen gegeben, bei den Yi, Mi und Ci eingegebene
Farbkomponenten darstellen:
Yo Yi |
Mo = M # Mi (1) |
Co |
-b1 - b7 |
M = - a2 b2 - c2 (2) |
Dies führt zu folgenden Gleichungen für die Umsetzung:
Yo = al
Yi - b1 Mi - c1 Ci (3) Mo = -a2 Yi + b2 Mi - c2 Ci (4) Co = -a3 Yi - b3 Mi + C3
Ci (5) Die Unreinheit eines Bilds kann durch das Einsetzen passender Koeffizienten
ai, bi, ci (i = 1, 2, 3) in diese Gleichungen korrigiert werden.
-
Die Fig. .10-1 ist ein ausführliches Schaltbild der Maskierschaltung
150 und der UCR-Verarbeitungsschaltung bzw. Untergrundfarben-Auszugsschaltung 160.
In dieser Figur sind mit 150-Y, 150-M und 150-C Maskiereinheiten für die Bildsignale
Y, M und C bezeichnet.
-
In der Maskiereinheit 150-Y wird die Gleichung (3) mit Werten Yi,
Mi und.Ci verwirklicht, die jeweils der 6-Bit-Gelbkomponente des Bildsignals VIDEO
Y aus der Signal leitung 108, den werthöchsten 4 Bits der 6-Bit-Magentakomponente
des Bildsignals VIDEO M aus der Signalleitung 109 bzw. den werthöchsten 4 Bits der
5-Bit-Cyankomponente des Bildsignals VIDEO C aus der Signalleitung 110 entsprechen.
Mi und Ci in der Gleichung (3), Yi und Ci in der Gleichung (4) und Yi und Mi in
der Gleichung (5) sind Farbdaten für die Korrektur. Diese Korrcktur-Farbdaten müssen
keine höhere Genauigkeit als die zu korrigierenden Fårbdaten Yi, Mi und Ci haben.
Für die 6 Bits der zu korrigierenden Daten Yi, Mi und Ci werden die Koeffizienten
ai, bi und ci (i = 1,2,3), die gemäß der nachfolgenden Erläuterung in einem 16-Stufen-Bereich
liegen (1/16, 2/16.... 1) auf vier Bits reduziert.
-
Dadurch kann die Kapazität des Festspeichers für die Um-
setzung
auf ein Viertel verringert werden.
-
Die Fig. 9-2 ist ein ausführliches Blockschaltbild der Maskiereinheit
150-Y in Fig. 10-1. Die Maskiereinheiten 150-M und 150-C werden nicht erläutert,
da sie den gleichen Schaltungsaufbau haben.
-
Mittels der Digitalcode-Schalter 421-5 bis 421-13 in der Hilfs-Bedienungseinheit
73 bzw. 421 (Fig. 3-3) werden der in Fig. 9-2 gezeigten Maskiereinheit folgende
Daten zugeführt: Die 6-Bit-Daten Y über eine Signalleitung 150-10, die 4-Bit-Daten
M über eine Signalleitung 150-12, die 4-Bit-Daten C über eine Signalleitung 150-14
sowie 4-Bit-Codedaten SYY, SYM und SYC über Signalleitungen 150-11, 150-13 bzw.
150-15 aus der Bedienungseinheit. Für die Gleichung (3) mit den Koeffizienten ai,
bi und ci ergeben sich die Koeffizienten der Codedaten SYY, SYM und SYC (0H bis
FH) zu N/16, wenn die Digitalcode-Schalter 421-5 bis 421-13 jeweils auf "N" eingestellt
sind.
-
Mit 150-1, 150-2 und 150-3 sind jeweils für die Berechnung verwendete
Festspeicher bezeichnet. Der Festspeicher 150-1 nimmt das 6-Bit-Signal Y auf. Die
4-Bit-Codedaten SYY bilden die Adresse für diesen FestspeicS,er. Wenn die Festspeicherdaten
durch diese Adresse bestimmt sind und der 4-Bit-Wert als m angesetzt wird, sind
in 6 Bits die durch die folgende Gleichung ausgedrückten Daten enthalten: Dy = Y
6 Bit x m/16 (Y = OH bis 3 FH, m = 0H bis F4) Bei dem Einstellwert n der 4-Bit-Codedaten
SYM gilt für den Festspeicher 150-2 die folgende Gleichung: Dm = M4 Bit x n/16
Bei
dem Einstellwert 1 gilt für den Festspeicher 105-3 die folgende Gleichung: Dc =
C4 Bit x 1/16 In den vorstehend angeführten Gleichungen stellen die beiden Werte
Dm und Dc jeweils 4-Bit-Daten dar. Die aus diesen Gleichungen erhaltenen Daten Dy,
Dm und Dc werden jeweils an Signalleitungen 150-16, 150-17 bzw. 150-18 abgegeben.
-
Die Anwendung dieser Daten in der Gleichung (3) ergibt die folgende
Gleichung: D = D - D - D Wenn der aus dieser Gleichung ermittelte Wert den Video-Datenwert
für Y bildet, kann die Korrektur für Y durch Anwenden der Gleichung (1) erfolgen.
Der 6-Bit-Datenwert Y und die 4-Bit-Korrekturdaten M und C werden an Adressenanschlüsse
eines Berechnungs-Festspeichers 150-4 angelegt, wodurch aus einer Bezugstabelle
des Festspeichers ein vorgeschriebener Rechenwert abgegeben wird. Mit 150-5 ist
ein Zwischenspeicher bezeichnet, der mit dem Bildübertragungstaktsignal 2 #
T synchronisiert die 6-Bit-Daten speichert, an denen die numerische Rechnung für
die Maskierverarbeitung vorgenommen wurde. Auf gleichartige Weise wird in den Maskiereinheiten
150-M und 150-C die Korrektur für die Signale M bzw. C ausgeführt.
-
Untergrundfarben-Auszug (UCR-Verarbeitung) Die Fig. 10-1 zeigt Einzelheiten
der Untergrundfarben-Auszugsschaltung. Bei der Farbreproduktion durch Mischen von
Farbstoffen nach dem subtraktiven Mischverfahren können beispielsweise gleiche Mengen
an Farbstoffen für Y, M und C einander überlagert werden. In diesem Fall absorbieren
die
verwendeten Farbstoffe alle voneinander getrennten Spektralkomponenten,
wodurch "Schwarz" BK reproduziert wird. Für den Schwarzbereich der Vorlage sind
daher die Toner für Y, M und C in gleichen Mengen überlagert.
-
Wie es jedoch aus der Fig. 9-1 ersichtlich ist, zeigen die spektralen
Reflexionsfaktoren der Toner für Y, M und C eine mangelhafte Farbtrennung bezüglich
der Wellenlänge. Wie schon vorangehend angeführt wurde, enthält der Gelbtoner eine
geringe Magentakomponente, während der Magentatoner eine beträchtliche Gelbkomponente
und eine beträchtliche Cyankomponente enthält. Daher muß die Farbreproduktion der
Schwarz komponente mittels des Schwarztoners BK vorgenommen werden. An der Fläche,
an der der Schwarztoner BK aufgebracht wird, kann die Menge der Toner für Y, M und
C verringert werden. Dieses Verfahren wird als UCR-Verfahren (zum Ausscheiden von
Untergrundfarben) bezeichnet, das in dem Schaltungsblock 160 nach Fig. 10-1 ausgeführt
wird.
-
Die 6-Bit-Bilddaten für Y, M und C werden aus der Maskierschaltung
150 über Signalleitungen 160-30, 160-31 und 160-32 abgegeben. Diese Daten werden
zuerst jeweils einem Grössenvergleich zwischen Y und M, zwischen M und C sowie C
und Y mittels Vergleichern 160-1, 160-2 bzw. 160-3 unterzogen.
-
Dieser "GröRer/Kleiner"- bzw. Größenvergleich mittels dieser Vergleicher
dient dazu, aus den Bilddaten für Y, M und C in Zwischenspeichern 160-13, 160-14
bzw. 160-15 den kleinsten Wert zu speichern. Entsprechend der Größe dieser Bilddaten
werden an Signalleitungen 160-33, 160-34 bzw. 160-35 Signale gemäß der Darstellung
durch die Tabelle in Fig.
-
10-2 abgegeben. Durch den Vergleich der Bilddaten für Y, M und C je
Bildelement wird beispielsweise an der Signalen tung 160-33 das Signal "0" und an
der Signalleitung 160-35 das Signal "1" abgegeben, wenn der Bilddatenwert für Y
der kleinste ist. Gleichermaßen wird an der Signalleitung 160-33
das
Signal "1" und an der Signalleitung 160-34 das Signal "0" abgegeben, wenn der Datenwert
für M der kleinste ist.
-
Wenn der Datenwert für C der kleinste ist, wird an der Signalleitung
160-34 das Signal "1" und an der Signalleitung 160-35 das Signal "0" abgegeben.
Wenn die Daten für Y, M und C alle einander gleich sind (Y = M = C), werden sie
alle durch den Datenwert für Y dargestellt.
-
Der mit diesen drei Vergleichern ermittelte kleinste Wert wird über
die Zwischenspeicher 160-13, 160-14 und 160-15 an einer Signalleitung 160-36 abgegeben
und bildet danach einen Grunddatenwert für das Aufbringen der schwarzen Farbe.
-
An der Vorderflanke des Bildübertragungstaktsignals 2 # T werden
die aus der Maskierschaltung 150 abgegebenen Bilddaten Y, M und C jeweils in weiteren
Zwischenspeichern 160-10, 160-11 bzw. 160-12 gespeichert und dann an nachgeschaltete
Subtraktions-Festspeicher 160-16, 160-17 bzw.
-
160-18 abgegeben. Mittels eines Multiplikations-Festspeichers 160-19
werden diese Grunddaten BK für das Aufbringen der schwarzen Farbe, die an der Signalleitung
160-36 ausgegeben worden sind, mit 4-Bit-Koeffizienten multipliziert, die über eine
Signalleitung 160-37 aus einem Wähler 160-20 zugeführt werden. Die werthohen 4 Bits
der sich aus dieser Multiplikation ergebenden 6-Bit-Werte (k x BK) werden über eine
Signalleitung 160-38 an die Subtraktions-Festspeicher 160-16, 160-17 und 160-18
ausgegeben. Die Subtraktions-Festspeicher 160-16, 160-17 und 160-18 subtrahieren
diese Werte von den jeweiligen Bilddaten und geben die Ergebnisse über eine Signalleitung
160-39 an einen Wähler 160-21 aus.
-
Der Wähler 160-21 nimmt über die Signalleitung 160-38 die 6-Bit-Daten
für die Farbstoffzufuhr aus dem Multiplikations-Festspeicher 160-19 auf.
-
Diese Bildsignale werden aus dem Wähler 160-21 in der Form von 6-Bit-Signalen
abgegeben, nachdem die benötigten Bild-
daten mittels Erkennungssignalen
SflL BK, Sll, Y, S M bzw.
-
SEL C zur Unterscheidung von Y, M, C und BK, gewählt worden sind,
welche über eine Signal leitung 405 aus der Hauptsteuereinheit 400 zugeführt werden.
Bei der Vollfarben-Betriebsart mit den vier Farben Y, M, C und BK wird je Abtastung
das endgültige Ausgangssignal, das dem Maskieren und der UCR-Verarbeitung unterzogen
ist, durch die Wählsignale SEL Y, SEL M, SEL C und SEL BK durchgeschaltet, welche
jeweils die Bilddaten wählen, deren Farbe in der Aufeinanderfolge Y, M, C und BK
verändert wurde.
-
Die mit den Grunddaten BK zu multiplizierenden Koeffizienten werden
mit den Schaltern 421-1 bis 421-4 gewählt, die in der in. Fig. 3-3 gezeigten Hilfs-Bedienungseinheit
73 bzw. 421 der Hauptsteuereinheit angeordnet sind. Diese Koeffizienten werden dem
Multiplikations-Festspeicher 160-19 zugeführt, nachdem sie auf gleichartige Weise
durch von der Hauptsteuereinheit abgegebene Wählsignale 405-9 und 405-10 aus diesen
Schaltern gewählt wurden.
-
Bei der vorstehend erläuterten Untergrundfarben-Auszugsschaltung 160
bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt das Aufbringen des schwarzen Farbstoffs gemäß
dem Wert BK, der gemäß der Darstellung in Fig. 10-3 durch die Multiplikation des
Koeffizienten K mit dem kleinsten Wert (wie beispielsweise dem Wert Y) der eine
Farbkomponente enthaltenden Bildelemente ermittelt wird. Die sich aus dem Rechenvorgang
ergebenden endgültigen Farbkomponenten für Gelb, Magenta und Cyan sind jeweils (Y
- BK), (M - RK) bzw. (C - BK).
-
Mehrwerte-Gradation Die Fig. 11 ist eine Darstellung, die das Prinzip
bei der Mehrwerte-Gradations-Verarbeitung beim Allsführtlngsllcispiel veranschaulicht.
-
Die Mehrwerte-Gradations-Verarbeitung bei dem Ausführungsbeispiel
erfolgt durch die Dither-Verarbeitung und eine Mehrwerte-Verarbeitung. Ein Beispiel
für die Dither-Verarbeitung ist in der Fig. l1A gezeigt. Bei der Dither-Verarbeitung
wird eine zweiwertige Abwandlung der digitalen Bildsignale mit 6 Bits für 64 Werte
(OH bis 3FH) dadurch gebildet, daß der Schwellenwert in einer bestimmten Fläche
verändert wird, wodurch eine Gradation erzielt wird, die auf dem Flächenverhältnis
der Punkte innerhalb dieser bestimmten Fläche beruht (welche nachstehend als "Ditller-Matrix"
bezeichnet wird).
-
Gemäß Fig. 11A-A wird in einer 2x2-Dither-Matrix der Schwellenwert
je Bit von 8 auf 18, 28 und 38 verändert. Aus diesen Werten 0H bis 3FH eines digitalen
Bildsignals Dn werden fünf verschiedene Gradationen gemäß der Darstellung in den
Fig. 11A-(0) bis (4) gewonnen, wobei in den zweiwertigen Signalen ein weißer bzw.
leerer Block "0" darstellt und ein strichliert ausgefüllter Block "1" darstellt.
-
Je größer die Dither-Matrix ist, umso größer ist die Anzahl der Gradationen,
jedoch nimmt dagegen das Bildauflösungsvermögen ab. Bei der erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung
wird daher die Gradation durch eine Impulsbreitenmodulation verbessert, mit der
ein Bildelement weiter aufgeteilt wird. Die Fig. 11B zeigt ein Beispiel, bei dem
eine 4-Werte-Dither-Aufteilung durch eine dreiteilige Impulsbreitenmodulation ausgeführt
wird. Hierbei wird ein jeweiliger Bildpunkt in drei Teile aufgeteilt, wie es in
der Fig. durch gestrichelte Linien dargestellt ist. D.h., es ist für jeden Bildpunkt
ein Flächenverhältnis in vier Gradationen bzw. Stufungen erzielbar. Gemäß der Darstellung
in Fig. 11B werden 13 Gradationsstufen (0) bis (12) dadurch erzielt, daß jedem Bildpunkt
der 2x2-Dither-Matrix drei weitere Schwellenwerte zugeordnet werden.
-
Bei dem zweiwertigen Signal mit der Mehrwerte-Gradation wird daher
ein Bild mit guter Abstufung bzw. guten Gradationseigenschaften dadurch hergestellt,
daß das Laserlicht nur an in Fig. 11B durch die Strichlierung bezeichneten Blöcken
abgegeben wird. Im Falle einer dreiwertigen Dither-Matrix wird die Matrix durch
Aufteilen eines Bildpunkts in zwei Teile erzeugt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist die Dither-Matrix von 2x2 bis 32x32 verändert bar, wobei mittels des Schalters
421-24 (Fig. 3-3) der Hilfs-Bedienungseinheit 421 die Mehrwerte-Wiedergabe in Schritten
zu 2 Werten, 3 Werten oder 4 Werten wählbar ist.
-
Durch die Kombination dieser Schritte kann eine Vielzahl von Gradationen
erreicht werden. Durch die Änderung der Dither-Matrix für eine jeweilige Farbe können
Moire-Erscheinungen und andere Faktoren verringert werden.
-
Die Fig. 12-1 und 12-2 sind ausführliche Blockschaltbilder der Dither-Verarbeitungsschaltung
17 und der Mehrwerte-Verarbeitungsschaltung 180. Die Farben, bei denen die Dither-Verarbeitung
erforderlich ist, werden durch 2-Bit-Signale YMC BKO (A10) und YMC BK1 (All) bestimmt,
die über die Signalleitung 406 aus der Hauptsteuereinheit 400 zugeführt werden (Fig.
4). Beispiele hierfür sind: Gelb Y bei A10 = 1 und All = Magenta M bei A10 = 1 und
All = 0 Cyan C bei A10 = 0 und All = Schwarz BK bei A10 = 0 und All = 0 Schalter
SW1 bis 3 dienen zum Wählen der Gradationskennlinien und haben jeweils zwei Kontakte
a und b. Durch Einschalten des Schalters SW1 kann ein Bildpunkt der Dither-Matrix
in drei Teile aufgeteilt werden. Durch Einschalten des Schalter SW2 kann ein Bildpunkt
der Dither-Matrix in zwei Teile aufgeteilt werden.
-
Als ein Beispiel wird ein Fall beschrieben, bei dem A10 = 1 und All
= 1 gilt sowie der Schalter SW1 eingeschaltet ist, während die Schalter SW2 und
3 ausgeschaltet sind. In diesem Fall werden Dither-Festspeicher A bis C gewählt.
Wenn unter diesen Bedingungen das 6-Bit-Videosignal (für 64 Werte) angelegt wird,
sollen in den Adressen der jeweiligen Dither-Festspeicher die folgenden Dither-Muster
gespeichert sein: Dither-Festspeicher A: 00 in Adresse 00, 03 in Adresse 01, 06
in Adresse 02, 09 in Adresse 03, 12 in Adresse 20, 15 in Adresse 21 usw. ; Dither-Festspeicher
B: 01 in Adresse 00, 04 in Adresse 01, 07 in Adresse 02 usw. ; Dither-Festspeicher
C: 02 in Adresse 00, 05 in Adresse 01, 08 in Adresse 02 usw. Statt des Ausführens
eines Schwellenwertvergleichs zwischen den Bilddaten und dem Dither-Muster durch
Speichern der Dither-Muster in den jeweiligen Dither-Festspeichern gibt es ein anderes
Dither-Verarbeitungsverfahren, bei dem Dither-Umsetzungsdaten zuvor in einen Speicher
eingespeichert werden und dieser Speicher mit den eingegebenen Bilddaten als Adressen
abgerufen wird.
-
Die Funktion der Schaltung unter den vorstehend genannten Bedingungen
ist folgende: Wenn die Bildsignale VIDEO 0 bis 5 unter diesen Bedingungen "04" angeben,
beträgt ein Ausgangssignal Q eines Zwischenspeichers A "1", da bei dem Vergleich
der Videosignale mit dem Inhalt 00 an der Adresse 00 des Dither-Festspeichers A
die Videosignale größer sind. Das Ausgangssignal Q eines Zwischenspeichers B Ist
"1", da die Videosignale größer als der Inhalt 01 an der Adresse 00 des Dither-Festspeichers
B sind. Das Ausgangssignal Q des Zwischenspeichers C ist ebenfalls "1", da die Videosignale
größer als der Inhalt 02 an der Adresse 00 des Dither-Festspeichers C sind.
-
Durch die Synchronisierung der Videosignale mit einem nachfolgenden
Bildübertragungstaktsignal WCLK wird aufgrund des Vergleichs mit dem Inhalt 03 an
der Adresse 01 des Dither-Festspeichers A das Ausgangssignal Q des Zwischenspeichers
A zu "1". Das Ausgangssignal Q des Zwischenspeichers B wird zu "O", da die Videosignale
gleich dem Inhalt 04 an der Adresse 01 des Dither-Festspeichers 13 sind. Das Ausgangssignal
Q des Zwischenspeichers C wird gemäß dem Vergleich mit dem Inhalt 05 an der Adresse
01 des Dither-Festspeichers C zu "O".
-
Auf diese Weise werden unter Synchronisierung mit dem Bildübertragungstaktsignal
WCLK die Ausgangssignale Q der Zwischenspeicher A, B und C entsprechend den Ergebnissen
der Vergleiche mit den Inhalten der Adressen 02, 03, 00, 01, 02, 03 und 00 der jeweiligen
Dither-Festspeicher A, B und C zu "0" oder zu "1". Wenn zu diesem Zeitpunkt ein
Signal HSYNC eingegeben wird, zählt unter Synchronisierung mit dem Signal WCLK ein
Adressenzähler B bzw. 170-8 um "1" weiter, wonach aufeinanderfolgend der Vergleich
mit den Inhalten an den Adressen 20, 21, 22, 23 und 20 erfolgt. D.h., unter Synchronisierung
mit dem Bildübertragungstaktsignal WCLK zählt der Adressenzähler B 170-8 für das
werthöhere Adressenbit (0x bis 3x) jedesmal hoch, wenn ein Adressenzähler A 170-7
für das wertniedrige Adressenbit (x0 bis x3) hochzählt und das Signal HSYNC eingegeben
wird.
-
In diesem Fall werden die Ausgangssignale der Zwischenspeicher A bzw.
170-4, B bzw. 170-5 und C bzw. 170-6 jeweils in Zeilenspeicher A bzw. 180-9, B bzw.
t80-10 und C bzw.
-
180-11 eingespeichert, da die Adresse mit einem Adressenzähler C 180-7
unter Synchronisierung mit dem Bildübertragungstaktsignal WCLK weitergezählt wird.
Falls zu diesem Zeitpunkt das Signal HSYNC eingegeben wird, werden die Ausgangssignale
der Zwischenspeicher A bzw. 170-4, B bzw.
-
170-5 und C bzw. 170-6 in Zeilenspeicher D 180-12, E 180-13 bzw. F
180-14 eingespeichert, da unter der Synchronisierung mit dem Signal WCL-K ein Zeilen-Adressenzähler
D 180-8 weiterzählt. Während des aufeinanderfolgenden Einspeicherns in die Zeilenspeicher
D 180-12, E 180-13 und F 180-14 unter Synchronisierung mit dem Signal WCLK werden
die zuvor in die Zeilenspeicher A 180-9, B 180-10 und C 180-11 eingespeicherten
Daten aufeinanderfolgend an einen Datenwähler 180-15 abgegeben, da unter der Synchronisierung
mit einem aus einem Oszillator 180-3 abgegebenen Signal RCLK die Adressen des Zeilen-Adressenzählers
C 180-7 und eines Leseadressenzählers 180-5 weitergezählt werden.
-
Zum Erzeugen eines Bilds an einer festgelegten Stelle auf der Trommel
ist es unter den vorstehend genannten Bedingungen erforderlich, nach der Eingabe
des Signals HSYNC den Beginn der Bilderzeugung um eine bestimmte Zeitdauer zu verzögern.
Daher wird der Leseadressenzähler 180-5 gesperrt, bis diese Verzögerung eine Zeitdauer
erreicht hat, die gleich einem Wert ist, der durch einen Linksrand-Zähler 180-6
vorgegeben wird. D.h., die in den Zeilenspeichern A, B und C oder D, E und F gespeicherten
Informationen können erst nach dem Beendigen der Sperrung an den Datenwähler 180-15
abgegeben werden.
-
Bei jeder Eingabe des Signals HSYNC wird durch ein Umschaltglied 180-2
die Eingabe in den Datenwähler 180-15 zwischen Eingängen A und B umgeschaltet. Daher
wird unter Synchronisierung mit dem Signal RCLK an den Ausgangsanschlüssen des Datenwählers
180-15 immer dasjenige Signal abgegeben, das entweder in den Zeilenspeichern A 180-9,
B 180-10 und C 180-11 oder in den Zeilenspeichern D 180-12, E 180-13 oder F 180-14
gespeichert war.
-
Gemäß der Darstellung in Fig. 13 wird mittels eines Mehrwerte-Oszillators
180-16 das Bildübertragungstaktsignal WCLK in drei Signale dA, dB und C geteilt.
Der Mehrwerte-Oszillator 180-16 gibt diese drei Signale an UND-Glieder A 180-17,
B 180-18 bzw. C 180-19 ab, falls der Kontakt b des Schalters SW1 (400-6) eingeschaltet
ist. Infolgedessen werden synchron mit dem Signal RCLK Ausgangssignale Y0, Y1 und
Y2 des Datenwählers 180-15 an den UND-Gliedern A, B bzw. C geschaltet. Das Ergebnis
wird dann in ein ODER-Glied 180-20 eingegeben, mit dessen Ausgangssignal der Laserstrahl
eingeschaltet wird. In Abhängigkeit von der Größe der Signale VIDEO 0 bis 5, die
während einer Periode des Signals WCLK in die Vergleicher eingegeben wurden, kann
die Abgabe des Laser.lichts nach folgenden vier verschiedenen Mustern verändert
werden: (1) keinerlei Abgabe, (2) Abgabe über ein Drittel der Zeit des Signals RCLK,
(3) Abgabe über zwei Drittel der Zeit des Signals RCLK und (4) Abgabe über drei
Drittel bzw. die ganze Zeit des Signals RCLK.
-
Das Zeitdiagramm für diese Signale ist in der Fig. 13 dargestellt.
Diese Signale sind folgendermaßen zu beschreiben: B.D: Das Signal wird jedesmal
abgegeben, wenn der Laserstrahl über die Trommel streicht.
-
HSYNC: Wird nur zu "H", während das erste Signal $1 auf "H" verbleibt,
nachdem das Signal B.D zu "H" geworden ist.
-
VIDEO EN: Nur wenn dieses Signal VIDEO EN auf H verbleibt, wird das
an dem Zeilenspeicher der Dither-Verarbeitung unterzogene Videosignal in dem Zeilenspeicher
gespeichert.
-
LASERs Nur während dieses Signal auf "H" verbleibt, wird modulicrtes
Laserlicht an die Trommel abgegeben.
-
Bildübertragungstaktsignal WCLK bzw. 2 # T: Unter Synchronisierung
mit diesem Signal wird das der Dither-Verarbeitung unterzogene Videosignal in den
Zeilenspeicher eingespeichert.
-
#1: Unter Synchronisierung mit diesem Signal wird ein Signal aus
dem Zeilenspeicher ausgelesen.
-
iA, dB, dC: Durch diese Signale wird das unter der Synchronisierung
mit dem Signal i1 aus dem Zeilenspeicher ausgelesene Signal in drei Signale aufgeteilt.
-
Die folgende Erläuterung betrifft den Fall, daß die mit dem Laserlicht
bestrahlte Fläche während einer Periode des Bildübertragungstaktsignals WCLK nach
drei verschiedenen Mustern verändert wird. In diesem Fall sind die Schalter SW1,
SW2 und SW3 jeweils ausgeschaltet, eingeschaltet bzw. ausgeschaltet. Die übrigen
Bedingungen sind die gleichen wie beim eingeschalteten Schalter SW1, > ausgeschaltetem
Schalter SW2 und ausgeschaltetem Schalter SW3. Unter diesen Bedingungen sind Dither-Festspeicher
D 170-12 und E 170-13 angewählt.
-
Die Funktionen eines Leseadressenzählers 180-1, des Schreibadressenzählers
180-5, des Linksrand-Zählers 180-6, des mschaltglieds 180-2, des Adressenzählers
C 180-7 und des Adressenzählers D 180-8 sind die gleichen wie bei dem vorstehend
beschriebenen Fall, so daß daher nun die Erläuterung dieser Schaltungsteile weggelassen
wird.
-
Die Ergebnisse des Vergleichs zwischen den Signalen VIDEO 0 bis 5
und dem Inhalt des Dither-Festspeichers D 170-12 werden über den Zwischenspeicher
A 170-4 und den Zeilenspeicher A 180-9 (oder den Zeilenspeicher D 180-12) in den
Anschluß Ag (oder B0) des Datenwählers 180-15 eingegeben.
-
Gleichermaßen werden die Ergebnisse des Vergleichs zwischen
den
Signalen VIDEO 0 bis 5 und dem Inhalt des Dither-Festspeichers E 170-13 über den
Zwischenspeicher B 17()-r und den Zeilenspeicher B 180-10 (oder den Zeilenspeicher
E 180-13) in den Anschluß A1 (oder B1) des Datenwählers 180-15 eingegeben. Wenn
der Schalter SW2 an dem Kontakt b eingeschaltet ist, wird mittels des Mehrwerte-Oszillators
180-16 das Signal RCLK in die zwei Signale #A und $13 gemäß der Darstellung in Fig.
13 aufgeteilt, während das Signal #C währenddessen auf dem Pegel "0" verbleibt.
Infolgedessen werden mit den UND-Gliedern 180-17 und 180-18 die mit dem Signal RCLK
synchronisierten Ausgangssignale YO und Y1 des Datenwählers 180-15 geschaltet.
-
Danach wird in dem ODER-Glied 180-20 durch logische ODER-Verknüpfung
ein Signal gebildet, durch das der Laserstrahl eingeschaltet wird. In Abhängigkeit
von der Größe der Signale VIDEO 0 bis 5, die während einer Periode des Bildübertragungstaktsignals
WCLK in die Vergleicher eingegeben wurden, kann nun die Laserlicht-Abgabe nach folgenden
drei verschiedenen Mustern verändert werden: (1) keine Abgabe, (2) Abgabe über die
Hälfte der Zeit des Signals RCLK und (3) Abgabe über die ganze Zeit des Signals
RCLK.
-
Die folgende Erläuterung betrifft den Fall, daß die mit dem Laserlicht
bestrahlte Fläche während einer Periode des Bildübertragungstaktsignals WCLK nach
zwei verschiedenen Mustern verändert wird. In diesem Fall werden die halter SW1,
SW2 und SW3 jeweils ausgeschaltet, ausgeschaltet bzw. eingeschaltet. Die anderen
Bedingungen sind die gleichen wie bei eingeschaltetem Schalter SW1, ausgeschaltetem
Schalter SW2 und ausgeschaltetem Schalter SW3. Unter diesen Bedingungen wird ein
Dither-Festspeicher F 170-14 gewühlt . I)ie lunktionen des Schreibadressenzählers
180-1, des Leseadressenzü.lilers 180-5, des Linksrand-Zählers 180-6, des llmschaltgliecls
180-2, des Adressenzählers C 180-7 und des Aelressenzeihlers
D
180-8 sind die gleichen wie bei dem vorangehend erl.iuterten Fall.
-
I)ie Ergebnisse des Vergleichs zwischen den Signalen VIDEO 0 bis 5
und dem Dither-Festspeicher F 170-14 werden über den Zwischenspeicher A 170-4 und
den Zeilenspeicher A 180-9 (oder den Zeilenspeicher D 180-12) in den Anschluß Ao
(oder B0) des Datenwählers 180-15 eingegeben.
-
Hinsichtlich des Mehrwerte-Oszillators 180-16 ergibt sich andererseits
Y0 zu "1", Y1 zu "C" und Y2 zu "0", wobei diese Signale unverändert bleiben, wenn
der Schalter SW3 an dem Kontakt b eingeschaltet ist. Daher wird das Signal Y0 synchron
mit dem Signal RCLK durch das UND-Glied 180-17 durchgelassen. Danach wird an dem
ODER-Glied 180-20 durch die logische Of)ER-Verknüpfung das Signal durchgelassen,
durch welches der Laserstrahl eingeschaltet wird. Infolgedessen wird der Laserstrahl
entsprechend der Größe der Signale VIDEO 0 bis 5 ein- und ausgeschaltet, welche
während einer Periode des Signals WCLK in die Vergleicher eingegeben wurden.
-
Die Vorlagen können grob in drei Arten eingeteilt werden: 1. nur Bilder,
2. nur Zeichen bzw. Buchstaben und 3. sowohl Bilder als auch Zeichen. Die Bilder
können weiter in solche wie Fotografien, die feine Farbtönungen zeigen, und solche
wie gezeichnete Bilder (Comic Strips) oder eingefärbte Linienzeichnungen aufgeteilt
werden, in welchen nahezu nur Primärfarben enthalten sind. Für die fotografischen
Vorlagen ist eine genaue Reproduktion der verschiedenen feinen Farbtönungen durch
eine Steigern'g der Gradation bzw. Stufung mit der Mehrwerte-Verarbeitung erzielbar.
-
Für die gezeichneten Bilder und die Linienzeichnungen, in denen nahezu
nur Primärfarben enthalten sind, ist eine
deutliche und scharfe
Farbreproduktion durch die zweiwertige Verarbeitung erzielbar. Für Vorlagen mit
Zeichen ist eine klare Bilddarstellung ohne Halbtöne zweckmäßig; damit kann abhängig
von der Art der Vorlage eine optimale Bildreproduktion durch das Umschalten der
Schalter SW1 bis 3 erzielt werden.
-
Das Ein- und Ausschalten der Schalter SW1 bis 3 erfolgt durch das
Umschalten des Schalters 421-24 in der Hilfs-Bedienungseinheit. Die Schalter SW1,
SW2 und SW3 sind so gestaltet, daß sie bei den Schaltstellungen 4, 3 bzw. 2 des
Schalters 421-24 eingeschaltet sind.
-
Die mit diesem Ausführungsbeispiel beschriebene Einrichtung ist zum
Aufzeichnen von Bildern mittels laserstrahlen ausgebildet, jedoch besteht keine
Einschränkung auf diese Anwendung. Die Einrichtung ist auch bei Thermodruckern,
Tintenstrahldruckern und so weiter anwendbar. Einige Teile dieser erfindungsgemäßen
Bildaufberei t.ungscinrichturg sind nicht nur für die Verarbeitung von Farbbildern,
sondern auch für die Verarbeitung von Schwarz/Weiß-Bildern anwendbar.
-
Es kann entweder das Maskieren oder die Untergrundfarben-Auszugsverarbeitting
zuerst ausgeführt werden. Die Signale B, G und R können auch aus Speichern eines
Verarbeitungsrechners zugeführt werden. Weiterhin können die Daten Y, M, C und BK
nach deren Speicherung in einen Seitenspeicher tusgelessen werden. Die Bilder können
entweder auf Bildempfangspapier aufgezeichnet oder auf einer Aufzeichnungsplatte
abgespeichert werden. Bei dem beschriebenen Aus führungsbe i -.
-
spiel wird die Mehrwerte-Gradation durch Zeitaufteilungs-bzw. Zeitmultiplexsignale
herbeigeführt, jedoch kann sie auch durch Leuchtstärke-Modulation herbeigeführt
werden.
-
Es wird eine Bildaufbereitungseinrichtung beschrieben, in welcher
eine Vielzahl von Farbdaten erzeugt wird, wobei für eine Farbänderung gemäß einer
Maskierverarbeitung die Daten für eine jede Farbe entsprechend den Daten für die
anderen Farben verarbeitet werden, wodurch eine Farbbildreproduktion hoher Qualität
erreicht wird.