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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung von Phantombildern in
einem digitalen Kopier- oder Druckprozeß mit einem Entwicklungsschritt,
in dem:
- – Tonermaterial
auf eine oder von einer Oberfläche
eines Trägermediums übertragen
wird,
- – jeder
Punkt dieser Oberfläche
einer Folge von Prozeßschritten
unterliegt, jedes Paar, bestehend aus einem Punkt dieser Oberfläche und
einem Prozeßschritt
dieser Folge, mit einem Pixel von zu druckender Bildinformation
verknüpft
ist und
- – diese
Prozeßschritte
wenigstens einen Schritt umfassen, der in einer vorbestimmten Weise durch
wenigstens einen vorhergehenden Prozeßschritt für denselben Oberflächenpunkt
beeinflußt ist.
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Ein
Beispiel für
einen digitalen Prozeß oder Druckprozeß, auf den
die Erfindung Anwendung findet, ist der eletrofotografische Prozeß, bei dem
in Übereinstimmung
mit einem punktartigen Bildmuster ein latentes elektrostatisches
Ladungsmuster durch Laser- oder LED-Belichtung einer fotoleitenden Trommel
oder eines fotoleitenden Bandes gebildet wird. Das Ladungsmuster
wird dann an einer Entwicklungszone vorbei bewegt, wo es mit Tonerpulver entwickelt
wird, z. B. mit einem Magnetbürstenprozeß unter
Verwendung einer Spendertrommel, an welcher der Toner durch magnetische
Anziehung haftet. Der Toner wird auf der Oberfläche der Spendertrommel zugeführt, die
in diesem Fall das oben genannte Trägermedium bildet. Die oben
genannten Prozeßschritte
sind die Schritte, in denen ein gegebener Punkt auf der Oberfläche der
Spendertrommel die Entwicklungszone erreicht und entweder Toner auf
den Fotoleiter übertragen
wird oder nicht, je nach Ladungszustand des Fotoleiters, d. h. je
nach Bildinformation des zu druckenden Pixels. So werden einige
Teile der Oberfläche
der Spendertrommel ihre Tonerschicht verlieren, während andere
Teile dieser Trommel mit Toner beschichtet bleiben. Bei weiterer Drehung
der Spendertrommel wird neuer Toner aus einem Reservoir zugeführt, so
daß eine
anscheinend gleichförmige
Tonerschicht auf der Oberfläche
der Spendertrommel wiederhergestellt wird.
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Es
stellt sich jedoch heraus, daß die
Tonerschicht auf der Oberfläche
der Spendertrommel nicht vollständig
gleichförmig
ist. In den Bereichen, in denen Toner auf den Fotoleiter übertragen
und durch neuen Toner aus dem Reservoir ersetzt worden ist, ist
die Dicke, physikalische Struktur und/oder Zu sammensetzung (z. B.
Verteilung der Partikelgröße) der Tonerschicht
etwas verschieden von den Bedingungen der Tonerschicht in den anderen
Bereichen, wo eine Tonerschicht dauernd auf der Oberfläche verblieben
ist. Im Fall eines zweikomponentigen Entwicklers, der Trägerpartikel
und Tonerpartikel enthält, kann
ein Unterschied auch dadurch verursacht werden, daß der Entwickler
sich erschöpft,
d. h., an Tonerpartikeln verarmt.
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Der
nächste
Prozeßschritt
in der Folge wird erreicht, wenn der Oberflächenpunkt auf der Oberfläche der
Spendertrommel erneut die Entwicklungszone erreicht. Aufgrund der
oben erwähnten
Unterschiede in dem Aufbau der Tonerschicht wird der Prozeß der Tonerübertragung
in diesem nachfolgenden Schritt in einem gewissen Ausmaß durch
die "Vergangenheit" der Spendertrommel
beeinflußt.
Dieser Einfluß kann
auf dem gedruckten Bild in der Form eine Phantombildes sichtbar
werden.
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DE 34 01 992 A1 beschreibt
ein Verfahren zum Löschen
der "Vergangenheit" der Spendertrommel.
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Dieser
Effekt und andere Effekte, die zu Phantombildern führen, werden
in der Beschreibung der Ausführungsformen
näher erläutert werden.
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Das
Auftreten und die Intensität
von Phantombildern wird allgemein von verschiedenen Parametern des
Entwicklungsprozesses abhängen,
etwa der Stärke
der elektrischen und/oder magnetischen Felder in der Entwicklungszone,
der Spaltbreite oder des Kontaktdruckes in der Entwicklungszone,
den Eigenschaften des Toners, Oberflächeneigenschaften des Trägermediums
und dergleichen. Wenn diese Parameter bekannt sind, ist die Intensität der Phantombilder
vorhersagbar und im gewissen Ausmaß auf der Basis von empirischen
Daten steuerbar. Eine wichtige herkömmliche Maßnahme zur Unterdrückung von
Phantombildern ist die sorgfältige
Reinigung des Trägermediums.
Gerade diejenigen Eigenschaften des Toners, die normalerweise in
dem Entwicklungsprozeß erwünscht sind,
d. h. kleine Partikelgröße, hohe
Pigmentierung und gute Haftung, machen jedoch den Reinigungsprozeß schwierig.
Außerdem
kann eine zu intensive Reinigung die Lebensdauer der beteiligten
Komponenten einschränken.
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Beim
Drucken oder Kopieren in schwarz-weiß werden Phantombilder normalerweise nur
auf durchgehend weißen
oder schwarzen Teilen des Bildes sichtbar sein, und in den meisten
Fällen
ist es möglich,
diese Phantombilder mit herkömmlichen Maßnahmen
ausreichend zu unterdrücken.
Beim Halbtondrucken und insbesondere beim Vollfarbendrucken ist
die Wahrscheinlichkeit von sichtbaren Phantombildern jedoch erhöht, weil
Phantombilder auch in Bereichen mit einem gleichförmig getönten oder
gefärbten
Hintergrund in der Form einer leichten Veränderung im Farbton oder der
Dichte sichtbar sein werden. Außerdem
ist es in diesen Fällen schwieriger,
die Phantombilder durch Steuerung der Parameter des Entwicklungsprozesses
zu unterdrücken.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur wirksameren
Unterdrückung
von Phantombildern beim digitalen Drucken oder Kopieren, insbesondere
beim Halbton- oder Vollfarben-Drucken oder -Kopieren zu schaffen.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe im Fall eines digitalen Kopier- oder Druckprozesses
der im einleitenden Absatz beschriebenen Art durch einen digitalen
Bildverarbeitungsschritt gelöst,
bei dem die Bildinformation für
jedes zu druckende Pixel auf der Basis von Bildinformation für zumindest
das Pixel, das zu demselben Oberflächenpunkt und dem vorhergehenden
Prozeßschritt
gehört,
korrigiert wird, um so den Einfluß dieses vorhergehenden Prozeßschrittes
zu kompensieren. Gemäß dem allgemeinen Konzept
der Erfindung werden somit Phantombilder durch digitale Bildverarbeitung
unterdrückt.
Die Erfindung nutzt die Tatsache aus, daß das Auftreten und die Intensität von Phantombildern
vorhersagbar sind, sofern die Parameter des Prozesses, z. B. Entwicklungs-, Übertragungs-
und Reinigungsschritte sowie das gemittelte Verhalten wie etwa das
Alterungsverhalten des Bildaufzeichnungselements, des Zwischenträgers (soweit
verwendet) und des Toner- und/oder Entwicklerpulvers bekannt sind.
Da das Phantombild dem in Übereinstimmung
mit der Bildinformation zu druckenden Bild überlagert ist, ist es möglich, die
Bildinformation in solcher Weise zu korrigieren, daß der kombiniert
Effekt der korrigierten Bildinformation und des Phantombildes die
gewünschte
Dichte des Bildes oder, im Fall des Farbdruckes, des zu druckenden
Farbauszuges ergibt.
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Speziellere
Einzelheiten und Anpassungen der Erfindung an verschiedene Druck-
oder Kopierprozesse sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen näher erläutert, in
denen zeigen:
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1 ein
Diagramm zur Illustration eines elektrofotografischen Druckprozesses,
auf den die Erfindung anwendbar ist;
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2 eine
Illustration des Auftretens von Phantombildern auf einem gedruckten
Bild;
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3 ein
Diagramm zur Erläuterung
anderer Effekte, die zu Phantombildern im Zusammenhang mit dem Farbdrucken
führen;
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4(A)-(C) Pixel, die in Übereinstimmung mit
einem komplementären
Entwicklungsprozeß entwickelt
wurden;
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5 eine
Illustration von Phantombildern, die infolge der im Zusammenhang
mit 3 erläuterten
Effekte auftreten;
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6 und 7 Diagramme
zur Illustration eines direkt induzierten Druckprozesses, auf den
die Erfindung ebenfalls anwendbar ist; und
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8 und 9 Flußdiagramme
zur Erläuterung
von zwei Ausführungsformen
der Erfindung.
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Ein
erstes Beispiel für
einen Effekt, der zu Phantombildern führt, wird nun im Zusammenhang mit 1 und 2 erläutert werden.
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1 zeigt
eine fotoleitende Trommel eines elektrofotografischen Kopierers
oder Druckers. Ein latentes elektrostatisches Ladungsmuster (nicht
gezeigt) ist, z. B. durch Laserbelichtung, in Übereinstimmung mit der dem
Drucker zugeführten
Bildinformation auf der Oberfläche
der Trommel 10 gebildet worden. In einer Entwicklungszone 12 wird
das Ladungsbild auf der Oberfläche
der Trommel 10 mit Tonerpulver entwickelt, wie allgemein
im Stand der Technik bekannt ist. Das Tonerpulver wird auf der Oberfläche einer
Spendertrommel 14 zu der Entwicklungszone 12 zugeführt. Die
Oberfläche
dieser Spen dertrommel 14 läuft durch ein Tonerreservoir 16,
wo eine im wesentlichen gleichförmige
Schicht aus Tonerpulver auf der Oberfläche der Trommel abgelagert
wird. So dient die Trommel 14 als Trägermedium, von dem das Tonerpulver
in Übereinstimmung
mit der durch das eletrostatische Ladungsbild repräsentierten
Bildinformation auf die fotoleitende Trommel 10 übertragen
wird. Betrachtet man einen festen Punkt auf der Oberfläche der
Spendertrommel 14, so wird dieser Punkt an einer Folge
von Entwicklungs-Prozeßschritten
beteiligt sein, die jedes Mal dann auftreten, wenn dieser Punkt
die Entwicklungszone 12 durchläuft.
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In
solchen Bereichen auf der Oberfläche
der Trommel 14, in denen der Toner nicht auf die fotoleitende
Trommel 10 übertragen
worden ist, verbleibt die Tonerschicht auf der Oberfläche der
Spendertrommel. In anderen Bereichen, in denen das Ladungsbild entwickelt
worden ist, ist die Tonerschicht entfernt worden, so daß Lücken 18 in
der Tonerschicht zurückbleiben.
Wenn die Oberfläche
der Tonertrommel 14 durch das Tonerreservoir 16 läuft, werden
diese Lücken 18 wieder
mit Toner aufgefüllt, so
daß eine
im wesentlichen gleichförmige
Tonerschicht wiederhergestellt wird, bevor der nächste Entwicklungsschritt stattfindet.
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Abhängig von
dem Mechanismus, mit dem der Toner aus dem Reservoir 16 auf
die Oberfläche der
Trommel 14 aufgetragen wird, den Eigenschaften des Toners,
den Oberflächeneigenschaften
der Spendertrommel, dem in der Entwicklungszone 12 verwendeten Übertragungsmechanismus
und dergleichen ist jedoch die Beschaffenheit der wiederhergestellten
Tonerschicht in den Bereichen 20, in denen eine Lücke vorhanden
war, von der Beschaffenheit der Tonerschicht in den Bereichen 22 verschieden,
in denen die ursprüngliche
Tonerschicht auf der Trommel verblieben ist. Somit kann das Muster
aus Bereichen 20 und 22 als ein Phantombild auf
der Oberfläche
der Spendertrommel 14 betrachtet werden. Zum Beispiel kann
ein solches Phantombild signifikant werden, wenn im vorhergehenden
Schritt eine große dunkle
Fläche
entwickelt worden ist, so daß eine
große
Lücke 18 entstanden
ist und die Tonerzufuhr aus dem Reservoir 16 den Bedarf
an neuen Toner nicht vollständig
abdecken kann.
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Wenn
in einem solchen Fall eine große
dunkle Fläche
des Bildes in dem nachfolgenden Schritt entwickelt werden muß, so können die
Bereiche 20 zu einer etwas geringeren Dichte des entwickelten Bildes
auf der fotoleitenden Trommel 10 führen, so daß auf der gedruckten Kopie
eine invertiertes Phantombild sichtbar wird.
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Dies
ist in 2 illustriert, die ein gedrucktes Bild einer Seite
mit zwei kleineren dunklen Flächen 24 und 26 und
einer großen
dunklen Fläche 28 zeigt. Die
Richtung, in welcher der Entwicklungsprozeß fortgeschritten ist, wird
durch einen Pfeil A bezeichnet. Somit sind die kleineren Flächen 24 und 26 früher entwickelt
worden als die große
dunkle Fläche 28.
Wenn die Spendertrommel 14 eine volle Umdrehung gemacht
hat, erreichen die Punkte auf der Spendertrommel, die den dunklen
Flächen 24 und 26 entsprechen,
wieder die Entwicklungszone 12 und führen infolge des Tonermangels
zu etwas helleren Phantombildern 24' und 26' auf dem dunklen Hintergrund der
Fläche 28.
Der Versatz Δy
zwischen den Flächen 24, 26 und
ihren jeweiligen Phantombildern entspricht in diesem Fall der Umfangslänge der Spendertrommel 14.
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Andere
Typen von Phantombildern können in
einem Farbdruckprozeß auftreten,
für den
in 3 ein Beispiel gezeigt ist.
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Hier
sind mehrere fotoleitende Trommeln vorhanden, die jeweils ein entwickeltes
Tonerbild für einen
Farbauszug tragen. 2 zeigt nur zwei fotoleitende
Trommeln c und y für
die Farbauszüge
Cyan und Gelb. In Übertragungszonen 30 und 32 wird
das entwickelte Tonerbild jedes Farbauszugs auf ein endloses Zwischenträgerband 34 übertragen,
auf dem alle Farbauszüge
einander überlagert
werden. Wenn der letzte Farbauszug (Gelb in diesem Fall) aufgetragen
worden ist, läuft
das Band 34 durch eine Übertragungs-
und Fixierzone 36, wo das Vollfarbenbild auf ein Bildaufzeichnungsmedium 38 wie
etwa einen Bogen Kopierpapier übertragen
und dort fixiert wird.
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Im
Idealfall sollte der gesamte Toner des auf der Oberfläche der
Trommel c vorhandenen Tonerbildes in der Übertragungszone 30 auf
das Band 34 übertragen
werden. In der Praxis stellt sich jedoch heraus, daß Reste
von Toner auf der Oberfläche
der Trommel c verbleiben. Obgleich eine Reinigungswalze 40 dazu
vorgesehen ist, diesen restlichen Toner zu entfernen, kann es dennoch
einige Rückstände an Toner
geben, die auf der Oberfläche
der Trommel c verbleiben und im nächsten Zyklus wieder die Übertragungszone 30 errei chen.
Dies führt
wiederum zum Auftreten eines Phantombildes auf dem Band 34 und schließlich auf
dem Aufzeichnungsmedium 38.
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In
diesem Fall wird die Trommel c als das Tägermedium betrachtet, und jeder
Punkt auf der Oberfläche
dieser Trommel unterliegt einer Folge von Prozeßschritten (Übertragungsschritten),
die jeweils dann stattfinden, wenn dieser Punkt die Übertragungszone 30 durchläuft. Der
auf der Oberfläche
der Trommel 30 verbleibende restliche Toner hat einen Einfluß auf die Übertragungseingenschaften
im nachfolgenden Schritt. Dieser Effekt wird als "Restbildeffekt" bezeichnet. Natürlich kann
dieser Effekt für jeden
Farbauszug auftreten, und die entsprechenden Phantombilder werden
auf dem gedruckten Bild als eine leichte Verschiebung des Farbtons
sichtbar sein.
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Ein ähnlicher
Effekt tritt auf, wenn der Entwicklungsprozeß ein sogenannter komplementärer Prozeß ist, der
nun anhand von 4 erläutert werden wird.
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4(A) zeigt ein Pixel 42c, das
mit der Trommel c für
den Farbauszug Cyan zu drucken ist. Dieses Pixel besteht aus mehreren
Unterpixeln 44 (sechzehn in diesem Beispiel), die entweder
mit cyanfarbenem Toner entwickelt werden mögen oder nicht entwickelt werden.
Durch Verändern
der Anzahl der zu entwickelnden Unterpixel kann somit die Dichte
des Cyan-Farbauszugs in sechzehn Schritten variiert werden. Im gezeigten
Beispiel sind acht der sechzehn Unterpixel zu entwickeln (schraffierte
Pixel), während
die übrigen
acht Unterpixel weiß bleiben. Dies
entspricht einer Dichte von 50 %. Obgleich die schraffierten Pixel
in diesem Beispiel in einem regelmäßigen Muster angeordnet sind,
kann in einer alternativen Ausführungsform
auch ein unregelmäßiges Muster
erhalten werden, z. B. durch Dithern.
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Wenn
im Vollfarbenbild ein grünes
Pixel erhalten werden soll, müssen
die weißen
Unterpixel 44 in 4(A) mit
gelbem Toner entwickelt werden, 4(B) zeigt
das entsprechende Pixel 42y des entwickelten Bildes auf
der Oberfläche
der Trommel y. Obgleich acht gelbe Unterpixel benötigt werden, sieht
man, daß in
diesem Beispiel alle sechzehn Unterpixel auf der Trommel y mit gelbem
Toner entwickelt worden sind. In der Übertragungszone 32 kommt
es somit zu einer Überlappung
zwischen den in der Zone 30 aufgetragenen Unterpixeln 44 in
Cyan und den darauf überlagerten
gelben Unterpixeln. Infolge der Eigenschaften der Toner und der Übertragungsbedingungen
in der Übertragungszone 32 werden
jedoch die bereits auf dem Band 34 vorhandenen Cyan-Unterpixel
den gelben Toner nicht akzeptieren, so daß der gelbe Toner nur in den
zuvor weißen
Pixeln übertragen
wird, wie in 4(C) gezeigt ist.
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Offensichtlich
hat dieser komplementäre Prozeß den Vorteil,
daß er
relativ tolerant gegenüber Registerfehlern
bei der Überlagerung
von verschiedenen Farbauszügen
ist. Ein anderes typisches Beispiel, in dem der komplementäre Prozeß angewandt wird,
ist der Fall, daß z.
B. ein Text aus gelben Buchstaben auf einen Hintergrund in cyan
geschrieben werden soll. In diesem Fall werden die Buchstaben des
Textes in dem Cyan-Prozeß weiß gelassen,
und in dem Gelb-Prozeß wird
ein massiver Block gedruckt, der diesen Text vollständig bedeckt,
so daß die
zuvor weißen
Textbereiche den gelben Toner akzeptieren werden. Es ist ein allgemeines
Kennzeichen des Komplementären
Prozesses, daß eine Überlappung
zwischen einander zu überlagernden Farbauszügen besteht,
obgleich in der Praxis die Überlappungsfläche begrenzt
sein mag und auch die Dichtebereiche der Farbauszüge und die
Farbkombinationen, auf die der Prozeß angewandt wird, beschränkt sein
mag. Für
eine detailliertere Beschreibung dieses komplementären Übertragungsprozesses
wird auf
EP 373 407 verwiesen,
deren Beschreibung hier durch Verweisung mit einbezogen wird.
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Im
Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Restbildeffekt versteht
es sich, daß große Mengen
an restlichem Toner auf der Trommel y zurückbleiben, wenn der komplementäre Prozeß angewandt
wird. Dies führt
zu dem sogenannten "komplementären Restbildeffekt". Obgleich diese
beiden Typen von Restbildeffekten einander ähnlich sind, sollten sie voneinander
unterschieden werden, weil die Intensität der resultierenden Phantombilder
unterschiedlich sein kann. Es hat sich gezeigt, daß bei dem
Restbildeffekt der Toner, der zufällig auf der Oberfläche der
Trommel zurückbleibt,
in der Hauptsache aus Partikeln besteht, die eine sehr geringe Größe haben,
so daß im
nächsten Übertragungsschritt
eine andere Verteilung der Partikelgröße des Toners angetroffen wird.
Infolgedessen sind die Übertragungseigenschaften
des Toners und damit die Tendenz zur Bildung von Phantombildern
von der Situation verschieden, die man im Fall des komplementären Restbildeffektes
antrifft.
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5 zeigt
die Vollfarbenbilder von zwei Seiten 46 und 48,
die nacheinander auf der Oberfläche des
Bandes 34 gebildet und der Übertragungs- und Fixierzone 36 zugeführt worden
sind. Die Richtung, in welche der Übertragung- und Fixierprozeß fortgeschritten ist, wird
durch einen Pfeil B angegeben. Der Einfachheit halber sei angenommen,
daß beide
Seiten 46 und 48 ein identisches Bild tragen,
das aus einem grünen
Balken 50 bzw. 52 auf einem gleichförmigen gelben
Hintergrund besteht. Als Beispiel kann angenommen werden, daß der Hintergrund
eine maximale Dichte von 100 % hat. Der Restbildeffekt oder der
komplementäre
Restbildeffekt wird dann ein Phantombild 50' verursachen, das als eine leichte Schattierung
von weniger gesättigtem
Gelb auf dem gelben Hintergrund sichtbar sein wird. Der Versatz Δy2 zwischen
dem Balken 50 und seinem Phantombild entspricht in diesem
Fall der Umfangslänge
der fotoleitenden Trommel c bzw. y. Wäre diese Länge größer als die Länge der
Seite 46, so könnte
das Phantombild 50' auch
auf der nachfolgenden Seite 48 erscheinen.
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Ein
anderer Effekt, der zu Phantombildern führt, wird nun wieder mit Bezug
auf 3 erläutert werden.
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In
dem in 5 gezeigten Beispiel wird der Balken 50 mit
Toner in der Farbe Cyan in der Übertragungszone 30 auf
das Band 34 übertragen
werden. Wenn dieser Balken die nachfolgende Übertragungszone 32 erreicht,
kann ein Teil des Cyan-Toners auf die Oberfläche der Trommel y übertragen werden.
Dies wird als "Rückübertragung" bezeichnet. Nach
einer vollen Umdrehung der Trommel y können Reste des Cyan-Toners
wieder auf das Band 34 übertragen
werden, so daß ein
weiteres Phantombild 50'' durch den Rückübertragungseffekt
erzeugt wird. In diesem Fall ist der Versatz Δy3 die Summe aus Δy2 und dem
Abstand zwischen Übertragungszonen 30 und 32.
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In
diesem Fall wird die Trommel y als das Trägermedium betrachtet, das einer
Folge von Prozeßschritten
unterliegt. Ein erster Prozeßschritt
ist der Schritt, in dem der Toner aus dem Balken 50 von dem
Band 34 zurück
auf die Trommel y übertragen wird.
Dieser Prozeß hängt natürlich mit
der Bildinformation des Pixels zusammen, das eine gewisse Zeit vorher
mit der Trommel c gedruckt worden ist. Der nachfolgende Prozeßschritt
bei der Trommel y ist der Schritt, in dem der auf der Trommel y
abgelagerte Cyan-Toner zusammen mit dem auf dieser Trommel gebildeten
gelben Tonerbild wieder auf das Band 34 übertragen
wird.
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Die
Intensitäten
der in 5 gezeigten Phantombilder 50' und 50'' werden von den Parametern abhängen, die
die Übertragungs-
und Rückübertragungsprozesse
in den Übertragungszonen 30 und 32 regieren,
z. B. den Oberflächeneigenschaften
der Trommeln c und y und des Bandes 34, den physikalischen
Eigenschaften der Tonermaterialien, dem in den Übertragungszonen angewandten
Druck und dergleichen.
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Als
weiteres Beispiel für
einen digitalen Druckprozeß illustrieren 6 und 7 einen
sogenannten direkten Induktionsprozeß (DIP). 6 ist eine
schematische perspektivische Ansicht einer sogenannten DIP-Tronmel 56,
die in gewissem Sinn die fotoleitende Trommel des elektrofotografischen
Prozesses ersetzt. Diese Trommel weist eine große Anzahl von Elektroden 58 auf,
die in Umfangsrichtung um die Trommel herum laufen. 6 zeigt
nur eine dieser Elektroden, und deren Breite ist in der Zeichnung
stark übertrieben.
In der Praxis entspricht die Breite jeder Elektrode der Breite eines
einzelnen zu druckenden Unterpixels. Die Elektroden sind mit einer
dünnen
dielektrischen Schicht bedeckt.
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Wie
in
7 gezeigt ist, versorgt eine Applikatorwalze
59 die
DIP-Trommel
56 mit einer gleichförmigen Schicht aus einem elektrisch
relativ leitfähigen
Tonerpulver, und zwar vor dem Eintritt in eine Bilderzeugungszone
60,
die sich über
die gesamte Länge
der DIP-Trommel
56 erstreckt. In der Bilderzeugungszone
60 wird
mit Hilfe eines stationären
Magnetmessers
64 eine Magnetbürste erzeugt. Wenn an einem
bestimmten Punkt auf der Oberfläche
der DIP-Trommel
56 ein Pixel entwickelt werden soll, so wird
genau in dem Moment, in dem dieser Punkt die Bilderzeugungszone
60 durchläuft, eine
Spannung an die Elektrode
58 angelegt. So wird in der Bilderzeugungszone
ein elektrisches Feld erzeugt, das bewirkt, daß der Toner an der Oberfläche der
DIP-Trommel
56 haftet. Wenn keine Spannung an die Elektrode
58 angelegt
wird, wird der Toner magnetisch zur Oberfläche der Trommel
62 angezogen
und so von der DIP-Trommel
56 entfernt. Folglich kann in Übereinstimmung
mit der dem Drucker zugeführten
Bildinformation ein Bild gedruckt werden, indem die betreffenden
Elektroden
58 zu den richtigen Zeiten erregt werden. Mit
der Drehung der DIP-Trommel
56 wird das daraus entwickelte
Bild zu ei ner Übertragungszone
66 überführt, wo
es auf ein Aufzeichnungsmedium
68 übertragen wird, bei dem es
sich um einen Bogen Kopierpapier oder einen Zwischenbildträger handeln
kann. Eine detailliertere Beschreibung des direkt induzierten Druckprozesses
mit etlichen Ausführungsformen
sowie eines Aufbaus der DIP-Trommel findet sich in
US 4 884 188 , auf die hier verwiesen wird.
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In
dem DIP-Prozeß ist
das Trägermedium die
DIP-Trommel 56, und ein Prozeß, der auf jeden Punkt auf
der Oberfläche
dieser Trommel angewandt wird, ist der Bilderzeugungsschritt, der
in der Bilderzeugungszone 60 stattfindet. Ein nachfolgender
Prozeßschritt
ist die Übertragung
des entwickelten Bildes auf das Aufzeichnungsmedium 68 in
der Übertragungszone 66.
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Betrachtet
man eine einzelne Elektrode 58 der DIP-Trommel 56,
so wird das Potential dieser Elektrode durch die Bildinformation
des Pixels bestimmt, das in der Bilderzeugungszone 60 gebildet werden
soll. Dasselbe Potential ist jedoch auch in der Übertragungszone 66 vorhanden
und wird die Übertragung
von Toner für
ein Pixel beeinflussen, das früher
entwickelt worden ist. Dieser Effekt, der als "elektrischer Effekt" bezeichnet wird, führt wiederum zum Auftreten
eines Phantombildes auf dem Bildaufzeichnungsmedium 68.
Der Versatz Δy4
zwischen dem Phantombild und dem ursprünglichen Bild ist in diesem
Fall durch die Bogenlänge
von der Bilderzeugungszone 60 zur Übertragungszone 66 längs des Umfangs
der Trommel 56 bestimmt. Parameter, die die Intensität des Phantombildes
bestimmen, umfassen in diesem Fall die Oberflächeneigenschaften des Aufzeichnungsmediums 68 und
der Trommel 56, die an die Elektrode 58 angelegte
Spannung, den in der Übertragungszone 66 ausgeübten Druck
und dergleichen.
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In
einem praktischen Kopierer oder Drucker können verschiedene Effekte,
die zu Phantombildern der oben beschriebenen Typen führen, in
Kombination auftreten.
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8 illustriert
eine erste Ausführungsform eines
Verfahrens zur Unterdrückung
solcher Phantombilder durch digitale Bildverarbeitung.
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In
Schritt 101 wird die Bildinformation, d. h. die Bilddichte
D(x, y) (für
Schwarz oder irgendeinen der Farbauszüge) für ein an einer Koordinatenposi tion
(x, y) zu druckendes Pixel gelesen. Die Koordinate x gibt z. B.
die Position des Pixels in Axialrichtung der fotoleitenden Trommel 10 In 1,
der Trommel c oder y in 3 oder der DIP-Trommel 56 in 7 an. Die
Koordinate y gibt die Position des Pixels in der Richtung senkrecht
zur x-Richtung an, d. h. der Richtung der Bewegung des Trägermediums
(Trommel 10, c, y oder 56). Normalerweise wird
die y-Koordinate die Position des Pixels auf dem Bild angeben, wie es
letztlich gedruckt wird, wobei z. B. die vorauslaufende Kante der
Seite als Referenzpunkt dient. Da jedoch der Zeitpunkt, an dem die
vorauslaufende Kante der Seite gedruckt wird, im voraus bekannt
ist, bedarf es nur einer einfachen (linearen) Transformation, um
jeden Koordinatenwert y mit der Position längs des Umfangs des Trägermediums
zu identifizieren, das an der Entwicklung dieses Pixels beteiligt
ist. Es kann deshalb hier der Einfachheit halber angenommen werden,
daß y
direkt die Position auf dem Trägermedium
relativ zu einem geeigneten Referenzpunkt angibt. Wenn das Trägermedium
ein endloses Medium ist, z. B. ein endloses Band oder eine Trommel
ist, wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen, so ist die Position
auf dem Trägermedium durch
y modulo U gegeben, wobei U die Umfangslänge des Trägermediums ist. Wenn umgekehrt
die Position auf dem Trägermedium
bekannt ist, so kann der entsprechende y-Wert wiederhergestellt
werden, indem die Anzahl von Umläufen
des Trägermediums in
Betracht gezogen wird.
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Um
die Fälle
zu behandeln, in denen ein Phantombild auf einer nachfolgenden Seite
gebildet wird, wie etwa das Phantombild 50'' in 5,
soll es zugelassen werden, daß sich
die Koordinate y über mehrere
Seiten erstreckt. Bei der Identifizierung der y-Koordinate mit der
Position auf dem Trägermedium muß dann auch
die Leerlauflänge
des Trägermediums
in Rechnung gestellt werden, die der Lücke zwischen aufeinanderfolgenden
Seiten entspricht. Solche Koordinatentransformationen sind für den Fachmann
eine Routineangelegenheit und werden deshalb hier nicht im einzelnen
beschrieben.
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In
Schritt 102 wird eine Korrektur ΔD1(x, y) für einen ersten Phantombildeffekt
berechnet. Dieser erste Phantombildeffekt kann z. B. der im Zusammenhang
mit 1 erläuterte
Effekt sein, der Restbildeffekt, der komplementäre Restbildeffekt, der Rückübertragungseffekt,
der elektrische Effekt, der im Zusammenhang mit 7 erörtert wurde,
oder irgendein anderer vorhersagbarer Phantombildeffekt, je nach
verwendetem Druckprozeß.
Der Zweck der Kor rektur ΔD1(x,
y) ist es, das Phantombild zu unterdrücken. Wenn z. B. der betrachtete
Phantombildeffekt zu einer Zunahme der Dichte des gelben Farbauszuges
um einen bestimmten Betrag d führen würde, so
wird dieser Betrag d von der Dichte D(x, y) subtrahiert, so daß das endgültige Bild
die durch die Bilddaten spezifizierte Dichte haben wird. Die Korrektur ΔD1(x, y)
ist eine Funktion f1, die von der Dichte D(x, y – Δy1) des Pixels abhängt, das
das Phantombild verursachen würde,
sowie von einer Anzahl bekannter Parameter P1, P2, etc. des Druck-
und Entwicklungsprozesses, welche Parameter die Intensität des Phantombildes
bestimmen. In einer ersten Näherung
kann f1 als eine lineare Funktion der Dichte D(x, y – Δy1) betrachtet
werden, doch kann in einer verfeinerten Ausführungsform auch eine nichtlineare
Funktion verwendet werden.
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In
dem in 1 gezeigten Beispiel würde D(x, y) die Dichte des
Pixels spezifizieren, das aktuell in der Entwicklungszone 12 entwickelt
wird, und D(x, y – Δy1) würde sich
auf das Pixel beziehen, das durch denselben Punkt auf der Spendertrommel 14 genau
eine Umdrehung früher
entwickelt worden ist. Die Parameter P1, P2, ... würden sich
in diesem Fall auf die elektrischen und magnetischen Feldstärken in dem
Spalt zwischen den Trommeln 10 und 14, die Eigenschaften
des Toners und dergleichen beziehen.
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Für einen
Fachmann liegt es auf der Hand, wie diese Korrekturprozedur erweitert
werden kann, um auch Phantombilder höherer Ordnung zu unterdrücken, indem
Korrekturen für
das Pixel hinzugefügt werden,
das zwei, drei oder mehr Umdrehungen der Trommel 14 früher entwickelt
worden ist.
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Die
Parameter P1, P2, etc. werden vorab auf der Basis von empirischen
Daten festgelegt werden und können
erforderlichenfalls durch das Wartungspersonal oder z. B. einen
Hauptverantwortlichen für das
Kopier- oder Druckgerät
nachjustiert werden. In einer modifizierten Ausführungsform kann auch ein Algorithmus
zur automatischen Anpassung dieser Parameter an die Alterung des
Toners und/oder der mechanischen Komponenten des Druckgerätes vorgesehen
sein.
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In
dem in 8 gezeigten Beispiel wird angenommen, daß es zwei
Effekte gibt, die zu signifikanten Phantombildern führen. So
wird in Schritt 103 eine Berechnung ähnlich derjenigen in Schritt 102 ausgeführt, um
eine Korrektur ΔD2(x,
y) für
den zweiten Effekt zu finden. In diesem Fall muß die Dichte an der Position
(x, y – Δy2) ausgewertet
werden, wobei Δy2
der für
diesen Effekt geltende Versatz ist, z. B. die Umfangslänge der
Trommel c in 3 im Fall des Restbildeffektes.
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Dann
wird in Schritt 104 eine Dichte D'(x, y) berechnet, indem die Korrekturen ΔD1(x, y)
und ΔD2(x,
y) zu der in Schritt 101 gelesenen Dichte D(x, y) addiert
werden. Die so erhaltene Dichte D'(x, y) wird in Schritt 105 gedruckt.
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In
einer in 9 gezeigten modifizierten Ausführungsform
entsprechen die Schritte 201 und 202 den oben beschriebenen Schritten 101 und 102. Dann
wird in Schritt 203 die Dichte D'(x, y) berechnet, indem die erste Korrektur
zu der ursprünglichen
Dichte addiert wird.
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Die
Korrektur für
den zweiten Phantombildeffekt wird in diesem Fall in Schritt 204 berechnet,
doch ist dieses Mal die Korrektur ΔD2(x, y) eine Funktion der Dichte
D', die zuvor In
Schritt 203 für
das Pixel mit der Koordinatenposition (x, y – Δy2) korrigiert worden ist. Dann
wird diese zweite Korrektur in Schritt 205 addiert, und
die endgültige
Dichte D2''(x, y) wird in Schritt 206 gedruckt.
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In
der Ausführungsform
gemäß 9 hängt somit
die zweite Korrektur in Schritt 204 von dem Resultat der
ersten Korrektur in Schritt 202 ab. Diese Prozedur kann
deshalb die tatsächlichen
Einflüsse der
verschiedenen Effekte genauer widerspiegeln, wenn die für die Korrekturen
gewählte
Reihenfolge der Reihenfolge entspricht, in der die zugehörigen Entwicklungs-
und/oder Übertragungsschritte
in dem Drucker tatsächlich
auftreten.
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Obgleich
oben nur spezielle Ausführungsformen
und Anwendungsgebiete der Erfindung beschrieben worden sind, versteht
es sich, daß verschiedene
Abwandlungen möglich
sind, und daß die Erfindung
auch auf andere Phantombildeffekte anwendbar ist, die nicht ausdrücklich beschrieben
worden sind, und daß all
diese Abhandlungen und Anwendungen von den nachstehenden Ansprüchen umfaßt sind.