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 Farbauszugsfi1ters 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 Farbkopiergerät^ ein Farbausgleich für
die Reproduktion der Farbbilder notwendig ist, wurden die Halbtonwiedergabe und dergleichen unter Heranziehen der analogen
Kennlinien bei der elektrostatischen Fotografie ausgeführt,
wobei nicht nur die Einstellung der Bildbelichtungs·
A/25
Oretdner Bank (München) KIo. 3Θ39 844
Bayer. Vereinsbank (München) KIo. SOS 941
Posischeck (München) KIo. 670-43-804
-9- DE 3759
größe, der elektrischen Ladezustände des fotoempfindlichen Materials usw. komplizierter wurden, sondern auch durch
Änderungen der Umgebung verursachte Schwankungen der Bildqualität groß waren, da die Coronaladung, das fotoempfindliehe
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.
-10- DE 3759
Weiterhin sollen bei der erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung
die Parameter für die digitale Bildaufbereitung veränderbar sein.
Ferner soll mit der Erfindung eine Bildaufbereitungseinrichtung
geschaffen werden, bei der die Anzahl von Gradationsstufen entsprechend einem zu reproduzierenden Bild
wählbar ist, wobei die Anzahl von Gradationswerten oder Schwellenwert-Matrizen veränderbar ist.
Weiterhin soll mit der Erfindung eine Bildaufbereitungseinrichtung
geschaffen werden, bei der Moire-Erscheinungen und andere Störfaktoren durch eine Dither-Verarbeitung mit
jeweils einer Dither-Matrix verringerbar sind, welche den Farben entsprechend verschieden ist.
Weiterhin soll die erfindungsgemäße Bildaufbereitungseinrichtung
dadurch vereinfacht sein, daß eine Mehrfachgra-25
dation von Farbdaten nach einem gleichbleibenden Mehrwerte-Verarbeitungsverfahren
vorgenommen wird.
Ferner soll mit der Erfindung eine Bildaufbereitungseinrichtung
geschaffen werden, mit der Bilder mit einer höhe· ren Geschwindigkeit dadurch reproduziert werden können,
daß eine Untergrundfarbe in Echtzeit ausgeschieden wird.
-11- DE 3759
Ferner soll bei der erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung
die Bildqualität dadurch verbessert werden können, daß ein Korrekturwert für das Ausscheiden von Untergrundfarben
von einem Extremwert von Farbdaten verschieden ist.
Weiterhin soll mit der Erfindung eine Bildaufbereitungseinrichtung
geschaffen werden, die es ermöglicht, Farbbilder hoher Qualität dadurch zu erzeugen, daß Farbauszugs-Kennlinien
mittels eines Filters korrigiert werden.
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 eintMi dichroitischen
Spiegel und ein Mehrschichtenfilm-Filter.
35
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.
20
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 Synchro-
nis ie rs teuerschaltung.
30
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 Abschattungskorrekturschaltung.
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 ünter-
grundfarbenauszugs-Verarbeitung.
30
Fig.11A und 11B sind Darstellungen zur Erläuterung des Prinzips
bei einer Mehrfachgradations-Verarbeitung.
Fig.12-1 ist ein Blockschaltbild einer Dither-Verarbeitungsschaltung.
Fig. 12-2 ist ein Blockschaltbild einer Mehrwerte-Ver.'irbeitungsschaltung.
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 Ilalogenlampen 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 Tnfrarotsperrfilter 11-2 zu einem dichroitischen Spiegel 12. An dem dichroitischen
Spiegel 12 wird das Licht in drei Spektralkomponenten unterschiedlicher Wellenlängen, nämlich in Blaulicht B,
Grünlicht 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-Eigenschaf ten unterzogen, wonach
dann die Lichtkomponenten jeweils von Festkörper-Bildaufnahmeelementen bzw. Bildsensoren (Ladungskopplungsvorrichtungen,
CCD) 210, 220 bzw. 230 aufgenommen werden. Auf die vorstehend beschriebene Weise wird während der Bewegung
des Umlenkspiegel 9,der als eine Einheit mit den Ualogenlampen
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 jeden Bildsensor digitalisiert. Danach erfolgt eine Bildaufbereitung in einer Bilddatenverarbeitungseinheit
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 Lasermodulationseinheit. Nachdem die fotoempfindliche Trommel 24 mittels 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 abgeführt und damit
entfernt. Der Laserstrahl wird im Bereich hoher Vorlagendichte eingeschaltet und im Bereich geringer Vorlageiulichte
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
-16- . 'Ί)ΐΓ3759"
bis -50V bzw. um -600V herum. Damit wird das elektrostatische
Ladungsbild in Abhängigkeit von den hellen und dunklen Flächen der Vorlage erzeugt.
Dieses elektrostatische Ladungsbild wird mittels einer Gelb-Entwicklungseinheit
(Y) 3.6, einer Magentn-Iintwi ck lungsci nheit
(M) 37, einer Cyan-Entwicklungseinheit (C) 38 oder einer Schwarz-Entwicklungseinheit (BK) 39 entwickelt, welche
durch ein Signal aus einer Systemsteuerung bzw. einer Haupt-IQ Steuereinheit 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-Nachladungselektrode 4 1 die an der fotoempfindlichen
Trommel 24 verbliebene unnötige elektrische Ladung entfernt, wodurch das Oberflächenpotential der fotoempfindlichen Trommel
24 ausgeglichen wird.
Andererseits wird Bildempfangspapier, das in einer Kassette 42 oder 43 enthalten ist, welche an einem Bedienungsfo Id
72 gewählt wird, mittels einer Papierzuführwalze 46 oder 47 zugeführt. Eine 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 Übertragungselcktrodc 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 Übertragung
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 Vor-
° reinigungs-Entladers 61 beseitigt, während der an der fotoempfindlichen
Trommel 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 e.iner Entladungslampe 71 beseitigt. Danach tritt der Prozess in einen nächsten
Zyklus ein.
Die Wärme des Beleuchtungssystems im optischen System wird
mittels Kühlgebläsen 19 und 20 abgeführt.
Es wird nun eine Vollfarben-Betriebsart erläutert, bei der die Betrieb'sablauffolge 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.
δ Dies dient dazu, für eine Zeilenabtastung die Normalweißplatte
4 zu lesen, um in'der BilddatenvernrbcitungsoLnhoit
100 eine im nachfolgenden erläuterte Abschattungskorrektur auszuführen. Danach folgt die Abtastung der Vorlage, wobei
•an den Bildsensoren 210, 220 und 230 gleichzeitig die BiI-der
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 dor fotoempfindlichen
Trommel 2'4 erzeugt wird. Dieses Ladungsbild wird mittels
der Gelb-Entwicklungseinheit 36 entwickelt und auf das um die Übertragungstrommel 53 gewundene Papier übertragen.
Auf dieses Papier werden auf gleichartige Weise die anderen Bilder übertragen, nämlich bei 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
Bildaufzeichnung in der Vollfarben-Betriebsart abgeschlossen
wird.
Gemäß der Darstellung in Fig. 2-1 zeigt die spektrale Energierverteilung
der Halogcnlampen für die Vorlagcnbcleuchtung im Bereich langer Wellenlängen (Rotbereich) eine hohe
3408 Ί 07
_19_
Lichtabgabe und im Bereich kurzer Wellenlängen (Blaubereich) eine geringe Lichtabgabe. Gleichfalls zeigt die Fig. 2-1,
daß für den Grünbereich zwischen den Wellenlängen 500 und 600 nm eine hohe spektrale F.mpf indl ichkeit 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 dor HaIogenlampen.
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 Hi1fs-Bedienungseinheit
bezeichnet wird. Die in der Fig. 3-2 dargestel1 te-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 Hingabe 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-Wäh1tasten 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 Schwarzkomponcn-
IQ te der Vorlage die Entwicklung mit dem Schwarztoner BK, so
daß durch die Überlagerung aller vier Farbbilder das VoIlfarbenbild
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-Leuchtüiodenanzeige
für die gezählte Kopienanzahl bezeichnet, mit 72-15 ist eine Anzeigevorrichtung bezeichn.et,
die zum Leuchten eingeschaltet wird, wenn in einem (nicht gezeigten) Vorratsbehälter kein Tonervorrat vorhanden
ist, was mittels eines (nicht gezeigten) Detektors erfaßt wird, mit 7"2-H 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 hczeichnet,
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 I.euchtanzeige 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 Ilalogenlampen
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 Datenumsetzung-Speicherelemente
für die erwünschte Gammakennlinie gewählt werden können.
.
Mit 421-5 bis 421-13 sind Schalter bezeichnet, d'ie 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 ei zur Anwendung in nach-
stehend 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 |
- bjMi - |
C1Ci |
Mo |
|
Yi |
+ b2M.i - |
C2Ci |
Co |
= ^a3 |
Yi |
- b3M.i + |
C3Ci |
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 Hinstellen 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 is«t. Mit 421-24 ist ein Schaltor zum Wählen
einer Gradationskennlinie bei einer nachfolgend erläuterten Mehrwerte-Dither-Verarbeitung bezeichnet.
Inder 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 fotoempfLndliche Trommel,
der Entlader, die Beleuchtungslampen usw. zählen, werden aus der Ablaufsteuereinheit über eine Eingabe/Aüsgabe-Einheit
419 und eine Treiberschaltung 420 für eine vorgeschriebene
Zeitdauer angesteuert, die einer Ablaufsteuertabelle
in einem Festspeicher 423 entspricht. Mit Lj, L2....Ln sind
in der Fig. 3-1 die jeweiligen Verbraucher bezeichnet; da jedoch sowohl das Ansteuerungsverfahren für die jeweiligen
_23_
Verbraucher wie von Solenoiden, Motoren und Lampen sowie auch das auf dem Festspeicher beruhende Ablaufsteuerverfahren
bekannt sind, wird hier eine diesbezügliche Beschreibung weggelassen. Die Haupt-Bedienungseinheit 422 und die
Hi-Ifs-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/An-Zeigesteuereinheit
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 fotoempfindl-ichen Trommel 24 und der Obertragungstrommel
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 Trommeltaktzählung fort, wobei je
Umdrehung der Übertragungstrommel 400 Taktsignale gezählt
_24_
werden. Die Ein- und Ausschaltung der Verbraucher erfolgt daher aufgrund der Zählung von einer Ausgangsstellung HP
der Übertragungstrommel 53 an. In dem Zeitdiagramm in Fig. 3-4 stellen die Zahlen, die an den Einschalt- und Ausschalt-Zeitpunkten
angegeben sind, jeweils einen Taktzählwert dar, wobei die Taktanzahl an der Ausgangsstellung HP der Obertragungstrommel
zu "O" 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 d.er 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 Ilalogenlampen 5 und 6 für die Vorlagenbeleuchtung eingeschaltet worden.
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 Γ ι 11 rM η 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 FarbetiY, 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 196-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 Übertragungstroinmel 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 Cyankomponentc der Vorlage entsprechende CyantonerbiId übertragen. Alle diese
Tonerbilder werden unter einer vorgeschriebenen Zeitsteuerung derart übertragen, daß die Ränder der entwickelten
bilder Y, M und C miteinander übereinstimmen bzw. in Deckung sind.
-26- DIj 3759
Das von der Vorlage reflektierte Bildlicht 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 Gelbtoiierbilds die Signale G und R, ■ bei dem Lesen zum Bilden -des Magentatonerbi Ids die Signale
B und R und bei dem Lesen zum Bilden des CyantonerbiIds 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 Belichtungsabtastung 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 Bildempfangspapicr wird mittels der Fördcrwalze
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 Übcrtragungstrommel 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 Übertragungstrommel 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. Hie Bctriebszeiten
eines jeden der vorstehend genannten Verbraucher sind in dem Zeitdiagramm in Fig. 3-4 gezeigt.
_27_
Die Pig. 4 ist ein Blockschaltbild, das die Gestaltung der
erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung im Hinblick auf die Bilddatenverarbeitungseinheit 100 zeigt. Die Bildbzw.
Bilddatenverarbeitungseinheit 100 stellt eine Sehaltung
zum Berechnen richtiger Größen der Signale Y für Gelb, M für Magenta, C für Cyan und BK 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 werden je-1^
weils an die Lasermodulationseinhe.it 300 abgegeben.
Zum Erzeugen eines Farbbilds mit dieser Einrichtung ist es erforderlich, die Vorlage mittels der Ladungskopplungs-Lichtempfangseinheit
200 im Falle eines Vierfarbendrucks 1^ (Y, M, C und BK) viermal und im Falle eines Dreifarbendrucks
(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 bei einer jeden
Abtastung für die Farbauszugssignale Y, M und C erfolgt, 2^ die Gammakorrekturschaltung 140, mit der die Gradientenbzw.
Gradationskennlinie eines jeden Farbsignals entsprechend
einer Korrektur durch Maskieren und Untergrundfarben-Aus.zug korrigiert wird, die Maskierschaltung 150, mit der
für das Drucken geeignete V/er te 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-IIalbtonbild erstellt, und cine Mohrwcrlc-Verarbeitungsschaltung
180, mit der die Grndationskennlinie
eines Halbtonbilds durch ein zusätzliches Modulieren der
Impulsbreite des aus der Di ther-Verarbc i t ungsscha 1 i:ung I7Ü
erhaltenen zweiwertigen Bildsignals verbessert wird. Die Bilddatenverarbeitungseinhe.it 100 ist aus diesen Vcrarbeitungsschaltungen
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 Lichtkomponenten
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 B, G und R aus der fotoelektrischen Umsetzung werden jeweils
in Bildsensor-Treiberschaltungen 240 für BJau, 250 für Grün und 260 für Rot einer Digital isierung'auf 8 Bit
unterzogen. Im weiteren werden die Signale in die Signale Y, M und C für.Gelb, Magenta und Cyan umgesetzt, welche die
Komplementärfarben 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. 27.3 an die Abschattungskorrek'turschaltung
130 angelegt, welche die vorangehend erläuterte Abschattungskorrektur ausführt. Die hinsichtlich
der Abschattung korrigierten Signale VIDEO Y, VIDEO M und VIDEO C werden über Signal Ieitungen 10S, 106
und 107 der Gammakorrekturschaltung 140 zugeführt. In der
Gammakorrckturscha I tung 140 werden die Gradienten b/.w. Gradationskennlinicn
in solche verändert, die für eine Farbänderung bzw. Farbversetzung geeignet sind.
_2y_ . V)1: 3759
Zur Vereinfachung der nachfolgenden AufbereitungsschrLtte
werden die Signale VIDEO Y, VIDHO M und VTDHO C in 6-ßit-Signale
umgesetzt. Die 6-Bit-Signalc VIDHO Y, VIDHO 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-Auszugsschaltung
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 berech-
1^ net 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 15K werden dann über
2^ eine Signalleitung 114 der Dither-Verarbcitungsschaltung
170 bei jeder Abtastung in der Reihenfolge Y, M, C und BK zugeführt. Die Signalleitung 114 führt digitale 6-Bit-Signale
zu. Aufgrund dieser Signale führt die Dither-Verarbeitungsschaltung
170 auf digitale Weise eine Halbtondnrstellung 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.
30
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 Lasermodulationseinheit 300 werden über eine
Signalleitung 116 die zweiwertigen Signale abgegeben, an
-30- ■ . DI· 3759
denen die Impulsbreitenmodulation vorgenommen worden 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 Verarbeitungseinhoit werden durch die
Hauptsteuereinheit 400 ausgeführt.
An die Bilddntenverarbeitungseinheit 100 gibt die Ablnufsteuereinheit
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 Mngenta-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, bestrah.len die Beleuchtungslampen die Normalweißplatte
4. Zu diesem Zeitpunkt wird an die Abschattungskorrekturschaltung 130 über eine Signalleitung 402 ein Belichtungs-Startsignal
(als Abschattungskorrektur-Startsigna 1) 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. Ί dargestellten
Synchronisiersteuerschaltung 190. Die Synchronisiersteuerschaltung
weist einen Quarzoszillator 190-1, einen Bildsensor-Lesetakt-Cenerator
190-2 und eine Adrcsscnstcucreinheit 190-3 auf. Unter Synchronisierung mit dem Strahlerfassungs-
bzw. Horizon t.alsynchronis i.ers ignri 1 BI) bzw. 321-1 je Zeilenabtastung
aus der Laserabtasteinheit steuert die Synchronisiersteuerschaltung
die Ladungskopplungsvorriohtungen 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 1 φ T
bzw. 190-9 und 190-12. Die aus den Bildsensoren seriell abgegebenen Bilddaten werden mittels des Bildübertragungs-Taktsignals
2 φ 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 Verarbeitungsschaltungon der
Bilddatenverarbeitungseinheit 100 Daten zugeführt.
Unter Synchronisierung mit dem Strahlerfassungssignal BD
bzw. 321-1 gibt die Adressensteuereinheit I90-3 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 φ 1 bzw. 190-7, φ 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 Signal leitungen 102, 103 und 104 den Trciberschaltungen
240, 250 bzw. 260 zu. Diese Signale werden im nachfolgenden erläutert.
Eine Adressenleitung ADR bzw. I Π 1-1 ist. eine I 3-B i t -Signal leitung,
an der das von dem Rildsensor je Zeile eingegebene Bildsignal von 4752 Bits gezählt wird. Dieses Bildsignal
wird über die Signalleitung 101 der Abschattungskorrekturschaltung
130 zugeführt. Ein Abschattungsstarts ignal SIlDST
bzw. 401 ist tun Signal, das aus der llauptst euere inheit 400 der Adressensteuereinheit· 190-3 zugeführt wird und das
ansteigt, wenn die Normalweißplatte 4 (nach Pig. 1) abgetastet
wird. Dieses Signal wird wirksam, wenn die Ilalogen-
1^ lampen 5. und fi für die Vorlagenbeleuchtung eingeschaltet
sind und das optische System an der Normalweißplat te 4
steht. In diesem Fall gibt die Adressensteuereinheit 190-3
über die Signa 1 leitung 101 ein Signal SVlIl 101-2 an die Abschattungskorrekturschaltung
130 ab, was aber nur für den
1^ Block gilt, bei dem aus den Bildsensoren die liinzeilcnßilddaten
für die Normalweißplatte abgegeben werden. Ein Signal CCD VIDHO 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
2^ 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 ver-
2^ anschaulicht. Mit 2 φ 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-Horizontalsynchronis iersignal IiSYNC hervorruft.
Das Signal HSYNC ist zugleich das Sch iebeiiiipii 1 ss igna 1
SH, welches das Auslesen der Bildsensoren einleitet. Mit
φ\ und $2 sind ti i ο Signale bezeichnet, die gegenphns i g sind
und deren Frequenz die Hälfte derjenigen der Bildübertragungstakts igna1e 2 φ T ist. Jedes dieser Signale bildet ein
3^ 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 SH an ein
erster Bilddatenwert DI eingelesen wird und dann aufeinanderfolgend
Datenwerte D2, D3 bis zu 5000 Bits eingelesen werden. Die Daten DI bis D4 sind Daten aus Bl ind-Bildelementen
der Bildsensoren, während die 4752 Bits von
1^ 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 Verschie-
1^ bung zurücksetzt. Das Abschattungsstartsigna1 SHDST ist ein
aus der Hauptsteuereinheit 400 der vorstehend beschriebenen
Einrichtung kommendes Signal, welches aber nur bei der ersten Einschaltung des Signals CCD VIDEO F-N ansteigt.
u Nachstehend wird die in Fig. 4 gezeigte Lichtempfangseinheit
200 ausführlich erläutert. Die I,iclitempfangseinheit 200
enthält: den di'chroitischen 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 2 10, der die BJaukomponente
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 je-
weils die Komplementärfarben-Komponenten.Y für Gelb, C für
Cyan und M für Magenta durch Analog/Dig i ta 1-ürnse tzung der
Ausgangssignale der Bildsensoren in digitale Größen umsetzen.
Die Bildsensoren 210, 220 und 230 sind jeweils in
die Treiberstufen 240, 250 bzw. 260 eingebaut. 35
-34- I)F, 3759
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 Schiebeimpulssigna Is SU
in ein Analog-Schieberegister 1 bzw. 2 des Bildsensors übertragen. An die Schieberegister 1 und 2 werden jeweils gegenphasige
Impulsfolgen MOS φ\ und MOS ψ2 angelegt. Mittels
dieser Impulse MOS φ\ und MOS φ2 werden die aus den Ladungs-Speichereinheiten
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 Ausgangs transistor QI übertragen.
Zugleich wird durch das Rücksetzsignal RS entspre-
2^ chend 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 BiIdladung,
die.mittels der Taktimpulse MOS φ] und MOS φ'Ι zu
dem Ausgangstransistor QI übertragen worden sind, werden
dort in eine Bildausgangsspannung VS unigesetzt. Die dementsprechend^
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 Rücksetζimpuls
MOS RS an die Ausgangstransistoren Ql und Q2 angelegt, wodurch
verhindert wird, daß sich die Bildladungen an dem Ausgangstransistor QI sammeln.
-35- DIi 3759
Die Fig. 6-2 ist ein Blockschaltbild der Bildsensor-Treiberschaltung,
die bei dem Ausführungsbeispiel der Bildaufbereitungseinrichtung
das Vor 1agcnbiId in elektrische Signale
umsetzt. Mit 201 sind der dichroitische Spiegel 12 und der Ladungskopplungs-Zeilenbildsensor bezeichnet, durch den
das von dem betreffenden Liehtstarke-Hinstel1filter durchgelassene
Bildlicht in elektrische Signale umgesetzt wird. Mit 202 ist ein Differenzeingang-Videoverstärkcr bezeichnet,
der die Differenz zwischen der Bildausgangsspannung VS und
1^ 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 RHF 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.
25
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. Die 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 VRl
das Bildsignal bzw. die Bildausgangsspannung VII)IiO 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 dichroiti sehen 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-Ausgangssignale 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 cintritt, wenn die maximale Lichtmenge empfangen wird. Die
Signale werden auch auf einen geeigneten Dynamikbereich eingestellt, so 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 205. Die Zeitsteuerung
für die Umsetzung erfolgt durch das Bildübertragungs-2^
taktsignal .2 φ T aus der Adressensteuereinheit 190-3. Das
digitale Signal VIDEO wird dann zu der Bilddatenverarbeitungseinheit
100 'übertragen, in der die verschiedenen Bildaufbereitungsschritte
ausgeführt werden.
w 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 llochgeschwindigkeits-A/D-Wandler
203 Bezugsspannungen 3/4 REF, 1/2 REF und 1/4 REF angelegt, die an Ausgnngswidersfänden anliegen
und deren Pegel niedriger als derjenige der Bezugsspannung REF aus der Bezugsspannungsquellc 20Ί sind. Dies stellt
einen Vorteil insofern dar, als bei der schnellen A/D-Umsetzung
die Linearität verbessert wird. Die aus der Bilddatenverarbeitungseinheit abgegebenen Signale φ], ψΐ, US
und SH werden von dem Bildsensor 201 als Ansteuerungseingangssignale
aufgenommen, nachdem sie mittels der Impulstreiberverstärker 205 bis 208 in Signale MOS φ\ , MOS φ!,
MOS RS bzw. MOS SH mit geeigneter Ansteuerungsspannung umgesetzt
worden sind.
*5 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 liauptab-'
tastrichtung als Werte 1, 2, n....475fi 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. BildsignalpcgeIs bezeichnet; mit Sn ist der
-38- I)I- 3759
Bildpegel des η-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
δ 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 Abschattungskorrcktur-Festspcieher
(ROM) bez-eichnet, die beim Lesen eines Bilds Korrckturausgangssignale
gemäß den Abschattungsdaten abgeben, die in den Schreib/Lesenspeichern gespeichert sind.
Die 8-Bit-Bilddaten aus den Treiberschaltungen 140, 1S0
und 160 werden jeweils über Signalleitungen 271, 272 bzw.
*® 273 in die Abschattungskorrekturschaltung 130 eingegeben.
Zuerst werden die 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 SWFi eingegeben. Ferner wird
auch auf der Signal leitung 103-3 das Bi ldü'bertragungstaktsignal 2 φ T eingegeben, welches mittels eines NAND-Glieds
130-20 geschaltet wird. Der Ausgang des NAND-Glieds 130-20 ist mit Freigabeanschlüssen WE der Schreib/Lesespeieher
3^ 130-2, 130-4 und 130-6 verbunden. Die Abschattungsdaten
können von diesen Schreib/Lescspeichern 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
3^ Abschattungs-Schreib/Lesespeichcr zur Aufnahme der Bilddaten
_39_ .xmiin
für 4752 Bildelemente aus dem Bi]dsensor-Ausgangssignal ausgelegt
ist.
Aus der Lichtempfangseinheit 200 werden nn Signalleitungen
271, 272 und 273 Bildsignale VIDEO Y, VIDF.O M bzw. VIDI-O 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
*O Abschattungs-Schreib/Lescspeichern 130-2, 130-1 und 130-0
aufgenommen werden, werden hierbei über Signalleitungcn
130-8, 130-10 bzw. 130-12 als Abschattungsdaten für jedes Bildelement jeweils nur digitale Daten mit 6 Bits VIDIiO 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.
2® Wenn nach der Aufnahme der Abschattungsdaten die Vorlagenabtastung
beginnt, 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 AO 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 <1752-Bit-Abschattungsdaten
werden jeweils mittels des Adressensignals ADR
bzw. 101-1 geschaltet und aus Anschlüssen 1/01 bis 1/06 an
Adressenanschlüsse A8 bis A13 der Festspeicher 130-1, 130-3
und 130-5 ausgegeben. Während dieser Zeit, ist das Abschattungs-Freigabesignal
SWF. bzw. 101-2 nicht eingeschaltet,
so daß an den Schrcib/Lesespeichern 130-2, 130-Ί und 130-0
ein Auslesevorgang ausgeführt wird.
-40- DE 3759
In den Abschattungskorrektur-Festspeichern 130-1, 130-3 und 130<-<5 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 01 bis
08 in der Form eines 8-Bit-Bildsignals abgegeben werden.
10
Wenn die Mehrfarben-Überlagerung angewandt wird, soll die Abschattungskorrektur bei jeder Abtastung der Vorlage ausgeführt
werden.
1^ Dieses Verfahren der Abschattungskorrektur wird bei allen
Bilddaten angewandt.
Gammakorrektur
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 φ Τ 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-
-41- DE 3759
signal auf der Leitung 403. Gemäß diesem Wählsignal wird der Speicherbereich des Gammakorrektur-Festspeichers 302
gewählt.
Der Schalter 42:-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
1^ 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 Festspeic.her haben 6 Bits. Diese Daten werden im weiteren
1^ mittels des Signals 2 φ 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
^u 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 Abschattungs-
^ korrekturschaltung 130 an Signalleitungen 106 und 107 ausgegeben
wurden, werden sie an Zwischenspeichern 304 und 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 VlI)JiO M
und VIDEO C werden in Zwischenspeichern 306 bzw. 309 synchronisiert
und dann über Signalleitungen 109 bzw. 110 an
die Maskierschaltung 150 ausgegeben. 5
Die folgende Beschreibung betrifft die Einstellung der Gammakorrektur-Einstellungs-Schalter 421-14 bis 421-16,
die zu der Hilfs-Bedienungs.einheit 73 bzw. 421 der Hauptsteuereinheit
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 B'ilddatenverarbeitungseinheit 100, die das
Signal aus dem Bildsensor in das Lasermodulationssignal
umformt, und die Dichte des mittels des Lasermodulations- ° signals 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 Vorlagcndichte OD
logarithmisch aufgetragen ist, zeigt das Bildsignal'VIDHO Y
einen logarithmischen Zusammenhang mit der Vorlagendichte OD. Dieser Zusammenhang ist durch die Eigenschaften des
3^ 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 Gesamtfläche
und einer darin liegenden Teil fläche 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 Dither-Zusammen-' stellungs-Häuf igkeitszahl, welche im Bereich von 0 bis 100?,
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 z.eigt und schließlich bei 1001 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 Vorlagen-
2^ dichte 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 Zusammen-
*^ hang zwischen dem Bildsensor-Ausgangssignal bzw. dem Bildsignal
VIDEO und der Dither-Zusammenstellungs-IIäufigkeitszahl
durch die Gämmakorrekturschaltung 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 Mangel, da der Zusammenhang
zwischen der Kopierdichte CD und der Vorlagendichte OD
nicht genau dargestellt werden kann, selbst wenn die Linea-
3408Ί07 -44- ".."---" nit'V/59 " "
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.
u Als ein praktisches Beispiel sind in der nachstehenden
Tabelle 1 Einzelheiten des Gammakorrektur-Festspeichcrs 302 dargestellt. Die Kennlinien sind durch die werthohen
2 Bits der Adresse bestimmt, wobei jeweils "00" die Kennlinie Ä, "01" eine Kennlinie B, "10" eine Kennlinie C und
δό "ii" eine Kennlinie D ergibt. Wenn in die wertniedrigen
8 Bits der Adresseneingänge das Gelb-Bildsignal VIDI-O Y eingegeben
wird, werden die in der Tabelle 1 dargestellten 6-Bit-Daten
ausgegeben. Auf diese Weise ist es möglich, eine 1:1-Übereinstimmung zwischen der Kopiedichte CD und der
Vorlagendichte OD zu erzielen. Im Falle der Kennlinie B1
im dritten Quadranten wird die Kopiedichte CD herabgesetzt, im Falle der Kennlinie C1 der Kontrast gesteigert und im
Falle der Kennlinie D' eine schwächere Belegung erzielt; diese Eigenschaften bezüglich der Kopiedichte können 'durch
das Schalten des Gammakorrektur-Schnl tor 421-14 der llilfs-
1 Bedienungseinheit 73 bzw. 42 1 eingestellt werden.
Damit wird durch die Gammakorrektur der Kennlinie für das
Gelbsignal ein schnelles und genaues Kopieren erreicht. 5 Dies gilt auch für das Magentasignal M und das Cyansignal
C, deren Kennlinien selbstverständlich" gleichfalls frei wählbar sind.
|
TABHLLE |
Wertn |
0 |
1 |
Π |
rl |
RG |
8 |
0 |
B |
0 |
it |
Au S j;
|
1 |
I |
a ng |
0 |
Sd |
Z
|
0 |
ι
|
1 |
ι
|
1 |
ι
|
0 |
ι
|
1 |
a ten |
0 |
|
Adresse |
0 |
0 |
|
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
|
1 |
|
0 |
0 |
Werthohe 2 |
Bit |
Π |
|
|
|
|
0 |
|
|
1 |
0 |
|
0 |
|
0 |
0 |
0 |
|
1 |
|
0 0 |
|
|
0 |
|
0 |
ι
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
1 |
ι
|
|
0 |
|
ied |
|
|
1 |
|
|
0 |
0 |
|
1 |
|
|
0 |
|
|
|
|
0 |
0 |
1 |
ι
|
|
0 |
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
0 |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
ι
|
|
0 |
0 |
|
|
|
0 |
|
0
. |
|
|
1 |
|
0 |
|
|
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
|
0 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
ί
|
|
1 |
1 |
|
|
|
1 |
|
0 |
|
|
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
|
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
|
1 |
|
|
0 |
|
|
Ü
|
0 |
0 |
|
I) |
|
|
• |
|
0 |
|
1 |
ι
|
|
0 |
0 |
|
|
|
0 |
|
ϊ
0 . |
0 1 |
|
0 |
|
1 |
|
|
0 |
|
|
0 |
! ο
|
0 |
|
0 |
ί |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
ι
|
|
1 |
ι
|
|
I |
|
1 |
|
1 ; |
|
|
1 |
|
0 |
|
|
1 |
|
|
1 |
1 |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ι
|
|
ί
ι |
|
|
|
Ό |
|
ι
|
|
|
|
|
• |
|
|
ι
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ι
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Der Zusammenhang zwischen dem Signal VIDIiO und der lläufigkeitszahl
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 Gammnkorrektur-Festspeicher
302 zuvor korrigierte Signal VIDRO Y zu der Vorlagendichte OD proportional wird. Die Dithcrvorarbeitung,
für die das hinsichtlich des Gammawerts korrigierte Signal VIDEO über die Signalleitung 114 zugeführt wird,
kann mittels der später beschriebenen Dither-Verarbcitungsschaltung.
gleichfalls in der Weise eingestellt werden, daß die Kopiendichte CD zu dem Signal VIDEO proportional wird.
Maskierung
Farbstoffe wie Toner, Drucktinte usw. haben spektrale Re flexionsfaktoren
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 er-Corderlich,
ein Ladungsbild mit Bildlich.t. zu erzeugen, bei
welchem das von der Vorlage reflektierte Licht in die Farben
aufgeteilt, wird und ein HlaufilLcr H verwendet wird,
das den spektralen Durchlaßfaktor gemäß der Darstellung in
Fig. 2-4 hat. Gleichermaßen ist es erforderlich, zum F.nt-
^ wickeln mit dem Magenta- und Cyanfarbstoff M bzw. C das
Grünfilter G und das Rotfilter R einzusetzen.
Wie aus den beiden Figuren 2-Ί 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 Refl ekt ionsfak tor
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 Mangel 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
Mo
Co
= M
Yi
Mi
Ci
(1)
M =
a1
- a2
- a3
- b.
- b.
- c.
- c.
(2)
Dies führt zu folgenden Gleichungen für die Umsetzung
Yo = a^ Yi - bj Mi - c.j Ci (λ)
Mo = -a2 Yi + b2 Mi - c£ Ci (4)
Co = -a3 Yi - bj Mi + C3 Ci · 15)
Die Unreinheit eines Bilds kann durch das Einsetzen passender
Koeffizienten ai, bi, ei (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 Maskicreinheiten 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 Signalleitung
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 Signallsi tun.g 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 Korrektur-Farbdaten müssen keine höhere Genauigkeit als die zu korrigierenden Farbdaten.Yi, Mi und
Ci haben. Für die 6 Bits der zu korrigierenden Daten Yi,
Mi und Ci werden die Koeffizienten ai, bi und ei (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 Mnskioreinheiten 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 Signa!leitung 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 bz-w. 150-15 aus der Bedienungseinheit. Für die
Gleichung (3) mit den Koeffizienten ai, bi und ei ergeben
sich die Koeffizienten der Codedaten SYY, SYM und SYC (0,,
bis F„) 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 Festspeichcr bezeichnet. Der Festspeicher 150-1
nimmt das 6-Bit-Signal Y auf. Die 4-ßit-Codedaten SYY bilden
die Adresse für diesen Festspeicher. Wenn die Festspeicherdaten durch diese Adresse bestimmt sind und der '?-Bit-Wert
als m angesetzt wird, sind in 6 Bits die durch die
folgende Gleichung ausgedrückten Daten enthalten:
Dy = Y 6 ßit χ m/16 (Y = 0H bis 3 F({, m = Oj1 bis F{J)
30
Bei dem Einstellwert η der 4-Bit-Codcdaten SYM gilt für
den Festspeicher 150-2 die folgende Gleichung:
Dm = M4 Bit X n/16
Bei dem Einstellwert 1 gilt für den Festspeicher H)5-3 die
folgende Gleichung:
Dc - C4 Bit" X 1/16
5
In den vorstehend angeführten Gleichungen stellen die beiden Werte D und D j'eweils 4-Bit-Daten dar. Die aus diesen
Gleichungen erhaltenen Daten D , L) und D 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
y m c
Wenn de.r aus dieser Gleichung ermittelte Wert den Video-Datenwert
für Y bildet, kann die Korrektur für Y durch Anwenden der Gleichung (1) erfolgen. Der f>-Bi t-Datenwert Y
und die 4-Bit-Korrekturdaten M und C werden an Adressenanschlüsse
eines Berechnungs-Festspeichers 150-4 angelegt,
2® wodurch aus einer Bezugstabelle des Festspeichers ein vorgeschriebener
Jtechenwert abgegeben wird. Mit 150-5 ist ein Zwischenspeicher bezeichnet, der mit dem Bildübertragungstaktsignal
2 φ T synchronisiert die 6-Bit-Dnten speichert,
an denen die numerische Rechnung für die Maskierverarbei-
ΑΌ tung 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)
30
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 Cür 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. 5
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 GeIbtoner
*° eine geringe Magentakomponente, während der Magentatnner
eine beträchtliche Gelbkomponente und eine beträchtliche Cyankomponente enthält. Daher muß die Farbreprodukt. i on der
Schwarzkomponente mittels des Schwarz toners HK vorgenommen werden. An der Fläche, an der der Schwarz toner BK aufge-
1^ bracht wird, kann die Menge der Toner für Y, M und C verringert
we.rden. Dieses Verfahren wird als UCR-Verfahren (zum Ausscheiden von Untergrundfarben J 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. Kiese 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.
QC -
Dieser "Größer/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, 16 0-34 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 Signal leitung
160-33 das Signal "0" und an der Signa 1 leitung 160-35 das Signal "1" abgegeben, wenn der Bilddatenwert für Y der
kleinste ist. Gleichermaßen wird an der Signa 1 Ioitung 160-33
das Signal "]" und an der Signal leitung 100-34 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 Signa lle.i-
^ tung 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 Verglcicherri 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 Bildübertragungstäktsignals 2 φ Τ
werden die aus der Maskierschaltung 150 abgegebenen BiIddaten
Y, M und C jeweils in weiteren Zwischenspeichern 160-10, 160-11 bzw. 160-12 gespeichert und dann an nachgeschaltete
Subtraktions-Festspcieher 160-16, 160-17 bzw. 160-18 abgegeben. Mittels eines MuI tipiikaK ions-Fcstspcichers
160-19 werden diese Grunddaten RK für das Aufbringen
^ der schwarzen Farbe, die an der Signal leitung 160-36 ausgegeben
worden s.ind, 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 χ BK) werden über
° eine Signallei.tung 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 160-2 1 aus. Der Wähler 160-21 nimmt über die Signa11 eitung 160-38 die
6-Bit-Daten für die Farbstoffzufuhr aus dem MuItiplikations-Festspeicher
160-19 auf.
Diese Bildsignale werden aus dem Wähler 160-21 in der Form von 6-Bit-Signalen abgegeben, nachdem die benötigten Bild-
-53- DE 3759
daten mittels Erkennungssignalen SEL BK, SEL Y, SEL M bzw.
SEL C zur Unterscheidung von Y, M, C und BK, gewählt worden sind, welche über eine Signalleitung 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
1^ 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
1^ 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. 20
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 - BK) bzw. (C - BK). 30
Mehrwerte-Gradation
Die Fig. 11 ist eine Darstellung, die das Prinzip bei der Mehrwerte-Gradations-Verarbeitung beim Ausführungsbeispiel
veranschaulicht.
-54- ■ DE 3759
Die Mehrwerte-Gradations-Verarbeitung bei dem Ausrührungsbeispiel
erfolgt durch die Dither-Verarbeitung und eine Mehrwerte-Verarbeitung. Hin Beispiel für die Dither-Verarbeitung
ist in der Fig. 1 1Λ gezeigt. Bei- der Dither-Verar-
• ° beitung wird eine zweiwertige Abwandlung der digitalen
Bildsignale mit 6 Bits für 64 Werte (0H bis 3Fj.j) 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 "Dither-Matrix"
bezeichnet wird).
Gemäß Fig. 11Α-Λ wird in einer 2x2-Di ther-Matr.i χ der Schwellenwert
j'e Bit von 8 auf 18, 28 und 38 verändert. Aus diesen Werten 0„ bis 3F,, eines digitalen Bildsignals Dn werden
fünf verschiedene Gradationen gemäß der Darstellung in den Fig. 11A-(O). bis (4) gewonnen, wobei in den zweiwertigen
Signalen ein weißer bzw. leerer Block "0" darstellt und
ein strichliert ausgefüllter Block "1" darstellt. 20
Je größer die pither-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 Im-2^
pulsbreitenmodulation verbessert, mit der ein Bildclement 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 da'rgestell-t 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 Mchrwerte-Gradation
wird daher ein Bild mit guter Abstufung bzw. guten Gradationseigenschaften dadurch hergestellt, daß das I.nscrlicht
nur an in Fig. 11B durch die Strichlierung bezeichneten
Blöcken abgegeben wird. Im Falle einer dreiwertigen Dithcr Matrix wird die Matrix durch Aufteilen eines Bildpunkts
in zwei Teile erzeugt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Dither-Matrix von 2x2 bis 32x32 veränderbar,
wobei mittels des Schalters 421-24 (Fig. 3-3) der O 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-F.r-
*° scheinungen und andere Faktoren verringert werden.
Die Fig. 12-1 und 12-2 sind ausführliche Blockschaltbilder
der Dither-Verarbeitungsscha1tung 170 und der Mehrwerte-Verarbeitungsschaltung
180. Die Farben, bei. denen die Dither-Verarbeitung erforderlich ist, werden durch 2-B.it-Signale
YMC BKD (A10) und YMC BKI (All) bestimmt, die über
die Signalleitung 406 aus der Hauptsteuereinheit 400 zugeführt
werden (Fig. 4). Beispiele hierfür sind:
Gelb Y |
M |
bei |
AIO |
— 1 |
und |
All =1 |
Magenta |
|
bei |
A10 |
— 1 |
u η d
|
A11 = Π |
Cyan C |
BK |
bei |
Λ10 |
= 0
|
und |
All = 1 |
Schwarz |
bei |
AH) |
= 0
|
u η d
|
A11 = f ]
|
|
Schalter SW1 bis 3 dienen zum Wählen der. Gradat ionskcnnlinien
und haben jeweils zwei Kontakte a und b. Durch Einschalten
des Schalters SWI kann ein Bildpunkt der Diiher-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 PnIl beschrieben, hei dem Λ10 =
und Al 1=1 gilt sowie der Schalter SWl 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-Videosignnl (für f>4 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
1^ 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 Spei-
^ ehern der Dither-Muster in den. jeweiligen Dither-Festspeichern
gibt es ein anderes Dither-Verarbe längsverfahren, bei dem Dither-Umsetzungsdaten zuvor in einen Speicher eingespeichert
werden und dieser Speicher mit ilen 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"i", da die Videosignale größer π 1s
der Inhalt 01 an der Adresse 00 des Di ther-l-'estspeichcr-s
B sind. Das Ausgangssignal Q des Zwischenspeichers C ist ebenfalls "1", da die Videosignale grüßer als der Inhalt
an der Adresse 00 des Dither-Festspeichers C sind.
-57- " DF· "5759
Durch die Synchronisierung dor Videosignale mit einem nachfolgenden
Bildübertragungstaktsignal WCLK wird aufgrund des Vergleichs mit dem Inhalt 03 an der Adresse Ul des
Dither-Festspeichers Λ das Ausgangssignal Q des Zwischcn-
^ Speichers A zu "1". Das Ausgangssignal Q des Zwischenspeichers B wird zu "0", da die Videosignale gleich dem Inhalt
04 an der Adresse 01 des Dither-Festspeichers B sind. Das Ausgangssignal Q des Zwischenspeichers C wird gemäß dem
Vergleich mit dem Inhalt 05 an der Adresse 01 des Dilhor-Festspeichers
C zu "0".
Auf diese Weise werden unter Synchronisierung mit dem BiIdübertragungstaktsignal
WCLK die Ausgangssignale Q der Zwischenspeicher A, B und C entsprechend den Hrgebnissen 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 TiSYNC
eingegeben wird, zählt unter Synchronisierung mit dem Signal
WCLK ein Adressenzähler B bzw. 170-8 um "1" weiter,
2^ 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 (Ox 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 Ausgangssigna Lc der Zwischenspeicher
A bzw. 170-4, B bzw. 170-5 und C bzw. 170-6 jeweils ΰυ in Zeilenspeicher A bzw. 180-9, B bzw. T8.0-10 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 IJSYNC eingegeben wird, werden die Ausgangssignale
der Zwischenspeicher A bzw. 170-4, B bzw.
-58- Dl· 37S9
170-5 und C bzw. 170-6 in Zei 1 cnspcichc r 1) 180-12, Ii 180-13
bzw. F 180-14 eingespeichert, da unter der Synchronisierung
mit dem Signal WCLK ein Zei1en-Adressenzähler D I80-S weiterzahlt.
Während des aufeinanderfolgenden liinspe iche rns
in die Zeilenspeicher D 1.80-I 2, Π 180-13 und F 180-M 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 Dntenwnhler
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 Lcseadressenzählers
180-5 weitergezählt werden.
Zum Erzeugen eines Bilds an einer festgelegten Stelle auf der Trommel ist es unter den vorstehend genannten Bedingun
gen erforderlich, nach der Eingabe des Signals HSYNC den
Beginn der Bilderzeugung um eine bestimmte Zeitdauer zu
verzögern. Daher wird der Lescadrcssenzäh lor 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 Ze ιlcnspeichern A,
B und C oder D, E und F gespeicherten Informationen können
erst nach dem Beendigen der Sperrung an den Datenwäliler 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 Ausgangsanschlössen des Datenwählers 180-15 immer dasjenige Signal
abgegeben, das entweder in den Zc i 1 enspe ichern A 1 8(J-9 ,
B 180-10 und C 180-11 oder in den Zci1enspeichern 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 ^A, ^B und giC 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 SWl (400-6) eingeschaltet ist. Infolgedessen werden
synchron mit dem Signal RCLK Ausgangssignale YO, Y1 und Y2 des Datenwählers 180-15 an den UND-Gliedern A, R
bzw. C geschaltet. Das Ergebnis wird dann in ein ODIiR-Gl ied
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 Laserlichts 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 φ\ auf
"H" verbleibt, nachdem das Signal B. IJ zu "II" geworden ist.
VIDEO EN: Nur "wenn dieses Signal VIDEO EN auf "!I"
verbleibt, wird das an dem Zeilenspeicher der Dither-Verarbeitung unterzogene Videosignal
in dem Zeilenspeicher gespeichert. LASERi
Nur während dieses Signal auf "11" verbleibt, wird moduliertes
Laserlicht an die Trommel abgegeben.
Bildübertragungstaktsignal WCLK bzw. 2 φ T: Unter Synchronisierung mit diesem Signal wird das der
Dither-Verarbeitung unterzogene Videosignal in den Zeilenspeicher
eingespeichert.
° φ]: Unter Synchronisierung mit diesem Signal wird ein Signal
aus dem Zeilenspeicher ausgelesen.
φΑ, φΒ, φθ: Durch diese Signale wird das unter der Synchronisierung
mit dein Signal, φ] aus dem Ze i Jenspeicher
ausgelesene Signal in drei Signale aufgeteilt.
Die folgende Erläuterung betrifft den Fall, daß die mit dem
Laserlicht bestrahlte Fläche während einer Periode des BiIdübertragungstaktsignals
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 SWl, ausgeschaltetem Schalter ·
SW2 und ausgeschaltetem Schalter SW3. Unter diesen Bedin-
^ gungen sind Dither-Festspeicher D 170-12 und R 170-13 angewählt.
Die Funktionen eines Leseadressenzählcrs 180-1, des Schreibadressenzählers
180-5, des Linksrand-Zählers 180-6, des Umschaltglieds 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 bis 5 und dem Inhalt des Dither-Festspeichcrs D 170-12
werden über den Zwischenspeicher A 17 0-4 und den Zeilenspeicher
A 180-9 (oder den Zeilenspeicher D 180-12) in den Anschluß A0 (oder B0) des Datenwählers 180-15 eingegeben.
Gleichermaßen werden die Ergebnisse des Vergleichs zwischen
den Signalen VIDRO 0 bis 5 und dem Inhalt des Di ther-Fcstspeichers
E 170-13 über den Zwischenspeicher B 170-5 und den Zeilenspeicher B 180-10 (oder den Zeilenspeicher F.
180-13) in den Anschluß A1 (oder B1) des Datcnwählers 180-15
eingegeben. Wenn der .Schalter SW2 an dem Kontakt b eingeschaltet ist, wird mittols des Mehrwerlo-Oszi1 lators 180-10
das Signal RCLK in die zwei Signale ΦΑ und ^B gemäß der
Darstellung in Fig. 13 aufgeteilt, während das Signal tfC
währenddessen auf dem Pegel "0" verbleibt. Infolgedessen
werden mit den UND-Gliedern 180-17 und 180-18 die mi! dem
Signal RCLK synchronisierten Ausgangssignale YO und VI des
Datenwählers 180-15 geschaltet.
Danach wird in dem ODER-Glied 180-2 0 durch logische ODI-R-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
^u 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 BiIdübertragungstaktsignals
WCLK nach zwei verschiedenen Mustern verändert wird. In diesem Fall werden die Schalter SWl, SW2
und SW3 jeweils ausgeschaltet, ausgeschaltet, bzw. eingeschaltet.
Die anderen Bedingungen sind die gleichen '.vie bei
eingeschaltetem Schalter SWl, ausgeschaltetem Schalter SW2
und ausgeschaltetem Schalter SW3. Unter diesen Bedingungen
wird ein Dither-Festspe icher F 170-M gewählt. Die Funktionen
des Schreibadressenzählers 180-1, des Leseadressenzählers 180-5, des Linksrand-Zählers 18 0-6, des Umscha1IgIieds
180-2, des Adressenzählcrs C 180-7 und des Adrcssenzählers
-62- I)I- 37 59
D 180-8 sind die gleichen wie bei dem vorangehend erläuterten
Fall.
Die Ergebnisse des Vergleichs zwischen den Signalen VIDEO " 0 bis 5 und dem Dither-Fostspeichor F 17 0—1Ί werden über
den Zwischenspeicher Λ 170-4 und den Ze Llenspeichcr Λ 180-9
(oder den Zeilenspeicher D 180-12) in den Anschluß A.. (oder Bß) des Datenwählers 180-15 eingegeben.
Hinsichtlich des Mehrwerte-Oszillators 180-16 ergibt sich
andererseits YO zu "1", Y1 zu "0" und Y2 zu "0", wobei diese Signale unverändert bleiben, wenn der Schalter SW3 an
dem Kontakt b eingeschaltet ist. Daher wird das Signal YO synchron mit dem Signal RCLK durch das UND-Glied 180-17
durchgelassen. Danach wird an dem ODER-Glied 180-20 durch die logische ODER-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
u 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. Dir 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 Steigerung tier Gradation
bzw. Stufung mit der Mehrwerte-Verarbeitung erzielbar.
Für die gezeichneten Rildcr und die L inienze i .chnungon, in
denen nahezu nur Primärfarben enthalten sind, ist eine
-63- ■ DE 3759
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 BiIdreproduktion
durch das Umschalten der Schalter SWi bis 3 erzielt werden.
Das Ein- und Ausschalten der Schalter SWI bis 3 erfolgt
durch das Umschalten des Schalters 421-24 in der HiIfs-Bedienungseinheit.
Die Schalter SWI, 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 Thermodrucker]"!,
Tintenstrahldruckern und so weiter anwendbar. Einige Teile dieser erfindungsgemäßen Bildaufbereitungseinrichtung sind ·
nicht nur für die Verarbeitung von Farbbildern, sondern auch für die Verarbeitung von Schwarz/Woiß-Bildcrn anwendbar.
Es kann entweder das Maskieren oder die Untergrundfarben-Auszugsverarbeitung
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 ausgelesen
werden. Die Bilder können entweder auf Bildempfangs·
papier aufgezeichnet oder auf einer Aufz;eichnungsplatte abgespeichert
werden. Bei dem beschriebenen Ausführungsbei-. spiel wird die Mehrwerte-Gradation durch Zeitaufteilungsbzw.
Zeitmultiplexsignale herbeigeführt, jedoch kann sie
auch durch Leuchtstärke-Modulation herbeigeführt werden.
35
-64- ' DE 3759
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.
Es wird eine Bi 1 dauf'bere i lurigse i nr ι cht ung angegeben,
bei der Farbbilddaten unter Dither-Verarbeι lung binär
10
codiert, werden, an den binär codierten Daten eine
Mehr f achgradat. lons-Verarbe i Lung für dje Gradationsdars
te J1 ung ausgeführt, wird und entsprechend den
durch die Mehrf achgradat". ion s-V/e rar bei tun g gewonnenen
Daten eiri Farbbild auf einem gemeinsamen umlaufenden
15
Material erzeugt, wird.