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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Bildverarbeitung, beispielsweise zum Ausführen einer
Korrektur eines eingegebenen Bildes.
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Wird
in einer Vorrichtung zur Bildbearbeitung, die ein Originalbild auf
der Grundlage eines Digitalbildsignals wiedergibt, ein Bild mit
hoher Auflösung
erzeugt, dann ist im allgemeinen die Körnigkeit eines Bildes in hellen
Abschnitten des wiedergegebenen Bildes aufgrund instabiler Wiedergabe
der individuellen Pixel auffällig.
Insbesondere bei einem Digitalkopierer der elektrophotographischen
Art als typischer elektrophotographischer Kopierer. Als typische
Bildverarbeitungsvorrichtung wird das Bild leicht beeinflußt durch
Entladung ungleichförmigen
Auftretens aus der verunreinigten Aufladungsoberfläche einer
Aufladeeinrichtung, wenn die Gammakennlinie einer Gammakorrektur
eine größere Steigung
aufweist, die eine lichtempfindliche Trommel auflädt, was
zu einem beträchtlichen
Wiedergabeausfall führt,
insbesondere bei einem Halbtonbild. Aus diesem Grund ist ein Schema
zum Verringern der Körnigkeit
bei Spitzenlichtabschnitten des wiedergegebenen Bildes durch Ausführen einer
Gradationskorrektor zwischen zwei benachbarten Pixeln vorgeschlagen
worden.
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Als
Beispiel der Technik zum Ausführen
der Gradationskorrektur zwischen benachbarten Pixeln wird angenommen,
daß die
Signalpegel in einer Vielzahl von Pixeln in einer zweidimensionalen
Matrix unter Verwendung einer Vielzahl von zuvor gespeicherten Kennlinienkurven
korrigiert werden, beispielsweise in einer Nachschlagetabelle (wird
nachstehend in der folgenden Beschreibung mit LUT abgekürzt).
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In
einem derartigen Falle kann eine gewünschte Kennlinienkurvenform
oft nicht genau durch einen Digitalwert ausgedrückt werden, der in der LUT
gespeichert ist, und zwar auf Grund der Quantisierungsfehler, die
den Digitalwerten eigen sind. Wenn beispielsweise die Tangente einer
gewünschten
Kennlinienkurve eine geringe Steigung hat, können Daten, die aktuell in
der LUT gespeichert sind wie diejenige einer Kennlinienkurve, lokal
schrittweise Kennlinien darstellen, die Stufen aufweisen. Nachdem
die Gradationskorrektur unter Verwendung einer derartigen Kennlinienkurve
erfolgt ist, ändert
sich die Gradation stufenweise entsprechend den Stufenabschnitten
der Kennlinienkurve in einem abgegebenen Gradationsmuster. Wenn
mit diesem Muster ein aktuelles Originalbild wiedergegeben wird,
treten unerwünschte
Pseudokanten im Wiedergabebild auf.
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Es
ist folglich ein Anliegen der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Bildverarbeitung zu schaffen, die eine gute
Gradationswiedergabefähigkeit
besitzt.
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Aus
dem Dokument EP-A-0 216 462 ist es bekannt, eine Gammakorrektur
des Bildes unter Verwendung einer eingegebenen Eingangs-Ausgangskennlinie
zu schaffen, die in Umsetztabellen enthalten ist. Eine Schaltung
ermöglicht
das Umschalten zwischen den Tabellen für jede Zeile zur Verbesserung
der Gradation.
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Aspekte
der vorliegenden Erfindung sind in den anliegenden Patentansprüchen angegeben.
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Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden
detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung
deutlich.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine schematische Querschnittsansicht, die die Anordnung eines Digitalkopierers
nach dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm einer Bilderzeugung im Digitalkopierer nach dem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
des Prinzips der Gradationskorrektur nach dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
ein Graph, der die Kennlinien einer LUT zeigt, die grundsätzlich bei
der Gradationskorrektur verwendet werden, nach dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Gradationskorrektur nach dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 zeigt
ein Beispiel eines wiedergegebenen Bildes von Punkten nach der Gradationskorrektur
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
ein Graph, der eine Zone niedriger Dichte in der in 4 gezeigten
LUT in einem vergrößerten Maßstab zeigt;
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8 ist
ein Graph, der die synthetisierten Ausgangskennlinien zweier benachbarter
Pixel unter Verwendung der in 7 gezeigten
LUT darstellt;
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9 ist
ein Graph, der eine LUT einer Zone geringer Dichte zeigt, nach dem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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10 ist
ein Graph, der die synthetisierten Ausgangskennlinien zweier Pixel
zeigt nach der Gradationskorrektur unter Verwendung der in 9 dargestellten
LUT, nach dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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11 zeigt
ein Ausgabebeispiel eines Gradationsmusters nach dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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12 ist
ein Graph, der die Kennlinien einer LUT zeigt, die grundsätzlich bei
der Gradationskorrektur Anwendung finden, nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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13 ist
ein Graph, der die Zone niedriger Dichte der in 12 gezeigten
LUT in einem vergrößerten Maßstab darstellt;
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14 ist
ein Graph, der die Differenz (Pegeldifferenz) zwischen den Summen
der Ausgangspegel der beiden benachbarten Pixel in Einheiten eingegebener
Pegel nach der in 13 gezeigten LUT darstellt;
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15 ist
ein Graph, der eine LUT für
eine Zone geringer Dichte nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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16 ist
ein Graph, der die Differenz (Pegeldifferenz) zwischen den Summen
der Ausgangspegel von zwei benachbarten Pixeln in Einheiten eingegebener
Pegel zeigt, nach der in 15 dargestellten
Gradationskorrektur, gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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17 ist
eine schematische Ansicht, die die Anordnung eines Monochromdigitalkopierers
nach dem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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18 zeigt
ein Beispiel eines Ausgangsgradationsmusters nach der herkömmlichen
Gradationskorrektur unter Verwendung einer LUT.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ein
Ausführungsbeispiel,
bei dem die vorliegende Erfindung bei einem elektrofotographischen
Digitalkopierer als typische Vorrichtung zur Bildverarbeitung angewandt
wird, ist nachstehend detailliert anhand der beiliegenden Zeichnung
beschrieben.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Digitalkopierer
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Die
Gesamtanordnung und die Bilderzeugung eines Digitalkopierers ist
nachstehend anhand der 1 und 2 beschrieben.
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1 ist
eine schematische Querschnittsansicht, die die Anordnung eines Digitalkopierers
nach dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Blockdiagramm einer Bilderzeugung im Digitalkopierer nach dem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Der
in 1 gezeigte Digitalkopierer verfügt über eine
Leseeinheit zum Lesen eines Originalbildes und über eine Druckereinheit zum
Wiedergeben eines Originalbildes auf einem Aufzeichnungspapierblatt
auf der Grundlage des Bildsignals vom gelesenen Bild. Die Arbeitsweisen
von den Lese- und Druckereinheiten, die nachstehend zu beschreiben
sind, werden jeweils gesteuert durch Steuerungen 100 und 200.
Angemerkt sei, daß die
Steuerung 200 über
eine CPU 214 verfügt
und die Steuerung gemäß einem
Programm ausführt, das
zuvor in einem ROM 213 gespeichert wurde. Die Steuerung 100 verfügt auch über eine
CPU (nicht dargestellt) und steuert gemäß einem zuvor in einem ROM
gespeicherten Programm.
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Wenn
eine Kopierstarttaste (nicht dargestellt) in der Leseeinheit betätigt wird,
startet die Steuerung 100 eine Belichtungsabtastung eines
Originals 30, das sich auf einer Glasplatte befindet, unter
Verwendung einer Belichtungslampe 32. Ein reflektiertes
Lichtbild aus dem Original, gewonnen durch Belichtungsabtastung,
wird auf einem Vollfarbsensor 34 erzeugt.
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Der
Vollfarbsensor hat Zeilensensoren für R (rot), G (grün) und B
(blau), drei Farbzeilensensoren, die in einem vorbestimmten Abstand
in Unterabtastrichtung beabstandet sind, und jeder Zeilensensor
hat eine Anordnung einer Vielzahl von Lichtempfangselementen. Der
Vollfarbsensor 34 trennt das ankommende reflektierte Lichtbild
vom Original 30 in eine Vielzahl von Pixeln unter Verwendung
einer Vielzahl von fotoelektrischen Umsetzelementen und erzeugt
fotoelektrische Umsetzsignale (farbgetrennte Bildsignale) gemäß der Dichte der
Pixel.
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In 2 werden
Bildsignale aus dem Vollfarbsensor 34 einer Verstärkungs-
und Offseteinstellung in einem Analogsignalprozessor 201 unterzogen
und werden dann umgesetzt von einem A/D-Umsetzer 202 in beispielsweise
8-bit-Digitalsignale
(Pegel 0 bis 255: 256 Gradationspegel) von Digitalsignalen für R, G und
B in Einheiten von Farbkomponenten.
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Die
Digitalsignale R, G und B, die der Schattierungskorrektureinheit 203 eingegeben
werden, werden der allgemeinen Schattierungskorrektur unterzogen,
um die Verstärkungen
entsprechend den individuellen Lichtempfangselementen zu korrigieren,
um so Empfindlichkeitsungleichförmigkeiten
der Anordnung individueller Lichtempfangselemente vom Vollfarbsensor 34 auszugleichen.
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Eine
Zeilenverzögerungseinheit 204 korrigiert
in den Bildsignalen enthaltene Ortsfehler, die aus der Schattierungskorrektureinheit 203 kommen.
Die Ortsfehler werden wiedergegeben, da die Zeilensensoren vom Vollfarbsensor 34 in
einer vorbestimmten Entfernung in Unterabtastrichtung beabstandet
sind. Genauer gesagt, die Komponentsignale R (rot) und G (grün) werden
zeilenverzögert
in Unterabtastrichtung unter Bezug auf das Blaufarbkomponentensignal,
um die Phasen der drei unterschiedlichen Farbkomponentsignale zu
verriegeln.
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Eine
Eingangsmaskiereinheit
205 setzt den Farbraum der Bildsignale
aus der Zeilenverzögerungseinheit
204 um
in beispielsweise einen NTSC-RGB-Standardfarbraum durch eine Matrixrechnung,
die mit der nachstehenden Gleichung (1) angegeben ist. Das heißt, der
Raum der Farbkomponentsignale aus dem Vollfarbsensor wird bestimmt
durch die Spektralkennlinien der jeweiligen Farbkomponentfilter
und umgesetzt in den NTSC-RGB-Standardfarbraum.
wobei
Ro, Go, Bo Ausgangsbildsignale sind und Ri, Gi, Bi Eingangsbildsignale
sind.
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Eine
Eingabeschnittstelle 250 empfängt Farbbilddaten aus einer
externen Vorrichtung (nicht dargestellt), wie beispielsweise einem
Computer oder dergleichen, wenn dies erforderlich ist.
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Ein
LOG-Umsetzer 206 vergleicht eine Nachschlagetabelle (LUT),
die beispielsweise aus einem ROM (nicht dargestellt) oder dergleichen
aufgebaut ist, und setzt Leuchtdichtesignale R, G und B aus der
Eingabemaskiereinheit 205 um in dichte Signale für C, M und
Y.
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Ein
Zeilenverzögerungsspeicher 207 verzögert die
Bildsignale aus dem LOG-Umsetzer 206 nur während der
Periode (Zeilenverzögerungsperiode),
in der eine Schwarzzeichenbestimmungseinheit (nicht dargestellt)
Steuersignale UCR, FILTER, SEN und dergleichen auf der Grundlage
der Ausgangssignale aus der Eingabemaskiereinheit 205 erzeugt.
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Angemerkt
sei, daß das
Steuersignal UCR eine Maskier-UCR-Einheit 208 steuert. Das Steuersignal FILTER
wird verwendet von einem Ausgangsfilter 210, um eine Kantenbetonung
zu erzielen. Das Steuersignal SEN wird verwendet zur Auflösungserhöhung, wenn
die Schwarzzeichenbestimmungseinheit (nicht dargestellt) ein Schwarzzeichen
bestimmt.
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Die
Maskier-UCR-Einheit 208 ließt ein Schwarzkomponentsignal
K aus den Bildsignalen aus, die vom Zeilenverzögerungsspeicher 207 kommen.
Auch die Einheit 208 gibt bidsequentielle 8-bit-Farbkomponentbildsignale
in der Reihenfolge von M, C, Y und K ab nach Auslesen von der Leseeinheit
durch eine Matrixberechnung von M-, C-, Y- und K-Bildsignalen, um
so beliebige Farbtrübungen
der Aufzeichnungsfarbwirkstoffe in der Druckereinheit zu korrigieren.
Angemerkt sei, daß die
Matrixkoeffizienten, die bei der Matrixberechnung verwendet werden,
von der CPU (nicht dargestellt) in der Steuerung 100 eingestellt
werden.
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Eine γ-Korrektureinheit 209 führt eine
Dichtekorrektur von Bildsignalen aus, die aus der Maskier-UCR-Einheit 208 kommen,
um so die Bildsignale auf ideale Gradationskennlinien der Druckereinheit
einzustellen. Das Ausgangsfilter (Ortsfilterprozessor) 210 betont
die Kanten oder glättet
die Bildsignale aus der γ-Korrektureinheit 209 entsprechend
dem Steuersignal aus der CPU (nicht dargestellt) in der Steuerung 100.
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Eine
LUT 211 verfügt über eine
LUT (nicht dargestellt) zum Anpassen der Dichte eines Originalbildes an
das eines Ausgabebildes, und eine LUT gemäß der vorliegenden Erfindung
(ist später
zu beschreiben), und diese Daten werden zuvor gespeichert, beispielsweise
in einem ROM 213 oder dergleichen.
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Ein
Pulsbreitenmodulator (PWM) 212 gibt Impulssignale mit Impulsbreiten
ab, die den Pegeln der Bildsignale aus der LUT 211 entsprechend,
und diese Impulssignale werden einem Lasertreiber 41 zugeführt (Lasertreiber 3 in 1)
zum Ansteuern einer Laserlichtquelle (nicht dargestellt).
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In 1 wird
ein Laserstrahl E, den ein Halbleiterlaser im Lasertreiber erzeugt,
von einem Polygondrehspiegel 3a gewobbelt und wird abgebildet
als Fleck auf einer lichtempfindlichen Trommel 1 durch
eine Linse 3b, die durch eine f-θ-Linse oder dergleichen, und
ein Stationärspiegel 3c zum
Richten des Laserstrahls E in die Richtung der lichtempfindlichen
Trommel 1. Der Laserstrahl E tastet die lichtempfindliche
Trommel in einer Richtung ab (Hauptabtastrichtung) nahezu parallel
zur Rotationswelle der lichtempfindlichen Trommel und tastet wiederholt
die lichtempfindliche Trommel 1 in Drehrichtung ab 8 Unterabtastrichtung)
von der lichtempfindlichen Trommel 1, womit ein elektrostatisches
latentes Bild erzeugt wird.
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In
der Druckereinheit hat die lichtempfindliche Trommel 1 amorphes
Silizium, Selen, OPC oder dergleichen auf ihrer Oberfläche und
ist getragen in einer Richtung des Pfeils 1 in drehbarer
Art. Um die lichtempfindliche Trommel 1 placiert ist eine
Vorbelichtungslampe 11, eine Koronaaufladeeinrichtung 2,
ein optisches Laserbelichtungssystem 3, ein Oberflächenpotentialsensor 12, 4 Entwickler 4y, 4c, 4m und 4bk unterschiedlicher
Farben, Lichtmengenfeststellmittel 13 auf der lichtempfindlichen
Trommel 1, eine Übertragungseinrichtung 5 und
eine Reinigungseinrichtung 6.
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Vor
der Bilderzeugung dreht die Steuereinheit 200 in der Druckereinheit
die lichtempfindliche Trommel in Richtung des Pfeiles gemäß 1,
beseitigt gleichförmig
die Aufladung von der Oberfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 durch Licht, das die Vorbelichtungslampe
emittiert hat, und lädt
dann gleichförmig
die Oberfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1 vom Primärauflader 2 auf.
Danach wird die lichtempfindliche Trommel belichtet und abgetastet
vom Laserstrahl E, der gemäß dem zuvor
erwähnten
Bilderzeugungssignal moduliert ist, so daß ein elektrostatisches latentes
Bild mit einer Bereichsgradationskennlinie auf der lichtempfindlichen
Trommel 1 entsprechend dem Bildinformationssignal erzeugt
wird.
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Die
Entwickler 4y, 4c, 4m und 4bk entwickeln
das elektrostatische latente Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 1 unter
Verwendung von Farbtonern für
Gelb, Magenta, Zyan und Schwarz als Aufzeichnungsstoffe. Genauer
gesagt, die Steuerung 200 erzeugt ein negativ aufgeladenes, harz
basierendes sichtbares Bild (Tonerbild) auf der lichtempfindlichen
Trommel 1 durch Umkehrentwicklung des elektrostatischen
latenten Bildes, das auf der lichtempfindlichen Trommel erzeugt
ist, unter Verwendung von zwei Komponenten Entwicklerwirkstoffe,
die aus einem Toner und einem Träger
bestehen, durch die vorbestimmten Entwickler 4y, 4c, 4m und 4bk.
Derartiger Toner wird aufbereitet durch Dispergieren eines jeden
Farbaufzeichnungsstoffes unter Verwendung von styrolbasierender
Kopolimere als Bindemittel. Die Entwickler nähern sich abwechselnd der lichtempfindlichen
Trommel 1 entsprechend der getrennten Farbe nach dem Betrieb
exzentrischer Nocken 24y, 24c, 24m und 24bk.
Angemerkt sei, daß die
Umkehrentwicklung ein Entwicklungsverfahren ist zum Visualisieren
eines latenten Bildes durch Anwenden von aufgeladenem Toner, um
dieselbe Polarität
wie diejenige des latenten Bildes für die belichtete Zone eines
lichtempfindlichen Körpers
zu bekommen.
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Die Übertragungseinrichtung 5 verfügt über eine Übertragungstrommel 5a, über einen Übertragungsbürstenauflader 5b,
der als Übertragungsmittel
dient, eine Anziehwalze 5g, die einem Anziehbürstenauflader 5c zum
elektrostatischen Anziehen eines Aufzeichnungspapierblattes gegenübersteht,
einen Innenauflader 5d, einen Außenauflader 5e und
einen Übertragungsabschälsensor 5h in
diesem Ausführungsbeispiel.
Ein Aufzeichnungspapierhalteblatt 5f, bestehend aus einem
Dieelektrikums, wie beispielsweise Polykarbonat oder dergleichen,
ist integral ausgebreitet in zylindrischer Gestalt auf der Öffnungszone
der Umfangsoberfläche
der Übertragungstrommel 5a,
die drehbar und axial gestützt
ist.
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Die
Steuerung 200 liefert ein Aufzeichnungsblatt in einer Aufzeichnungsblattkassette 7 an
eine Stelle, die der lichtempfindlichen Trommel 1 gegenübersteht, über ein
Transportsystem, und die Übertragungseinrichtung 5 zu
einer vorgegebenen Zeit, und hält
elektrostatisch das Blatt auf dem Aufzeichnungspapierhalteblatt 5f.
Das auf der lichtempfindlichen Trommel 1 erzeugte Tonerbild
wird auf das Aufzeichnungsblatt auf dem Aufzeichnungspapierhalteblatt 5f nach
Drehung der Übertragungstrommel 5a übertragen.
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Nach
Abschluß der Übertragung
vom Tonerbild des Originalbildes auf das Aufzeichnungsblatt schält die Steuerung 200 das
Aufzeichnungsblatt von der Übertragungstrommel 5a ab
durch Betätigen
einer Abschälklinke 8a,
einer Abschälhochschiebwalze 8b und
einem Abschälauflader 5h und
fixiert das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt durch eine thermische
Walzenfixiereinrichtung 9. Danach wird das Aufzeichnungsblatt
auf eine Schale 10 ausgegeben.
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Die
Steuerung 200 reinigt den Resttoner auf der Oberfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1 durch die Reinigungseinrichtung 6,
die aus einer Reinigungsklinge 6a und einem Harkenblatt
nach Übertragung
des Tonerbildes, womit die Vorbereitung für die nächste Bilderzeugung erfolgt.
Um Puder daran zu hindern, am Aufzeichnungspapierhalteblatt 5f der Übertragungstrommel 5a sich
anzuheften und Öl
daran zu hindern, an das Aufzeichnungsblatt zu gelangen, erfolgt
die Reinigung unter Verwendung einer Haarbürste 14 und einer Ersatzbürste 15,
die der Haarbürste 14 über das
Aufzeichnungspapierhalteblatt 5f gegenübersteht. Eine derartige Reinigung
erfolgt vor und nach der Bilderzeugung und wird ebenfalls erforderlichenfalls
nach einem Papierstau ausgeführt.
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Gradationskorrektur
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In
diesem Ausführungsbeispiel
erfolgt die Gradationskorrektur in Einheiten zweier benachbarter
Pixel in Unterabtastrichtung nach dem nachstehend zu beschreibenden
Verfahren.
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3 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
des Prinzips der Gradationskorrektur nach dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 4 ist ein
Graph, der die Kennlinien einer LUT zeigt, die grundsätzlich bei
der Gradationskorrektur verwendet werden kann, nach dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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In
der Druckereinheit der zuvor genannten Bilderzeugungsvorrichtung
wird angenommen, daß innerhalb
des Bereichs von Pegel 0 bis 100 vom Ausgangssignal 255 Pegel
der eingegebenen Bildsignale ein latentes Bild und ein Tonerbild
unstabil sind und die Körnigkeit
des Bildes auffällig
wird nach Wiedergeben eines Originalbildes. Nach Wiedergeben eines Originalbildes
durch die Druckereinheit sollten in einem solchen Falle Bildsignale
mit Pegeln im Bereich von 0 bis 40 daran gehindert werden, direkt
wiedergegeben zu werden. Individuelle Pixel, dargestellt durch Eingangsbildsignale,
werden von daher der Gradationskorrektur nach dem nachstehend beschriebenen
Prinzip unterzogen.
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Genauer
gesagt, wie in 3 gezeigt, sind eine Vielzahl
von Punktlinien in Unterabtastrichtung im voraus eingeteilt worden,
wie A, B, A, B, ..., in Hauptabtastrichtung. (Angemerkt sei, daß die Vorrichtung
A, B in der weise erzeugen kann, daß eine Vielzahl von Punktzeilen
sich in Hauptabtastrichtung erstreckend im voraus eingeteilt werden
wie A, B, A, B, ..., und zwar in Hauptabtastrichtung.) Dann werden
Pixel in jeder ungradzahligen Zeile (wird nachstehend als Zeile
A bezeichnet) und jede in jeder gradzahligen Zeile (wird nachstehend als
Zeile B bezeichnet) der Gradationskorrektur unter Verwendung unterschiedlicher
Kennlinienkurven in der in 4 gezeigten
LUT unterzogen. Wenn nach einer derartigen Gradationskorrektur Eingangsbildsignale zweier
benachbarter Pixel in Unterabtastrichtung Pegel 50 haben,
gibt die LUT 211 ein Bildsignal vom Pegel 50 für ein Pixel
in Zeile A ab, und ein Bildsignal vom Pegel 3 für ein Pixel
in Zeile B. Als Konsequenz erfolgt die Gradationskorrektur in Einheiten
zweier benachbarter Pixel (jene in Zeile A und Zeile B) in Unterabtastrichtung.
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5 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Gradationskorrektur gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt. Software, die diese Verarbeitung realisiert,
ist im ROM 213 vorgespeichert, und die CPU 214 führt die
Verarbeitung gemäß Software
aus. In 5 wird in Schritt S1 überprüft, ob das
Pixel (mehrwertige Farbwertdaten) aktuell in die LUT 211 eingegeben,
zur Zeile A gehören.
Wenn JA in Schritt S1, wird dieses Pixel der Gradationskorrektur
unter Verwendung einer Kennlinienkurve für Zeile A in der LUT unterzogen
(Schritt S2;) Da anderenfalls dieses Pixel zur Zeile B gehört, wird
dieses Pixel der Gradationskorrektur unter Verwendung der Kennlinienkurve
für Zeile
B in der LUT unterzogen (Schritt S3).
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In
Schritt S4 wird überprüft, ob einzugebende
Pixel in die LUT 211 noch übrig sind. Wenn JA in Schritt S4,
kehrt der Ablauf zurück
zu Schritt S1, um die Verarbeitung fortzusetzen.
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Nach
Korrektur aktueller Pixel kann die Kennliniekurve für Linie
A oder B in der LUT ausgewählt
werden unter Verwendung eines Pixeltaktes VOLK.
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6 zeigt
ein Beispiel des wiedergegebenen Bildes von Punkten nach Gradationskorrektur
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 6 veranschaulicht
das wiedergegebene Bild von Punkten, das größer wird als die eingegebenen
Bildsignale, die von geringer Dichte zu hoher Dichte in Unterabtastrichtung
nach Gradationskorrektur unter Verwendung der in 4 gezeigten
LUT geändert
worden sind.
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Wie
aus 6 ersichtlich, beträgt die Auflösung um 200 × 400 dpi
in der Niedrigdichtezone und erhöht sich
bis zu 400 × 400
dpi, wenn die Dichte anwächst.
Wenn hier die zuvor genannte Gradationskorrektur erfolgt, werden
Punkte in Zeilen A stabile Bilder und Punkte in Zeilen B werden
instabile Bilder. Da Punkte in den Zeilen B jedoch eine geringere
Dichte als jene in Zeile A haben, können die Dichtefluktuationen
minimiert werden, und ein stabil wiedergegebenes Bild läßt sich
als Ganzes erzielen.
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Nach
Korrektur unter Verwendung der Kennlinienkurven für die Zeilen
A und B in 4 wird der Bereich von Eingangspegeln
0 bis 50 in einem vergrößerten Maßstab als
Zone niedriger Dichte in 4 dargestellt.
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7 zeigt
die Zone niedriger Dichte in der in 4 dargestellten
LUT in einem vergrößerten Maßstab. Da
die Kennlinienkurve für
die Spalte A in 4 eine gleichförmige Steigung
hat, wie in 7 gezeigt, kann sie fortgesetzt
lineare Kennlinien darstellen, selbst bei Speicherung in der LUT.
Da eine Tangente zu dieser Kurve in der Zone niedriger Dichte eine
geringe Steigung hat, wie in der Kennlinienkurve für Zeile
B in 4 dargestellt, stellen aktuell in der LUT gespeicherte
Daten stufenweise Kennlinien mit Stufen dar, wie in 7 gezeigt,
aufgrund der Quantisierungsfehler, die den Digitalwerten eigen sind. 8 zeigt
die Ausgangskennlinien, die man erhält, wenn zwei Pixeln in den
Zeilen A und B als ein Satz nach Verwendung einer solchen LUT verarbeitet
werden, und Bildsignale gemäß diesen
beiden Pixeln haben denselben Eingabepegel.
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8 zeigt
die synthetisierten Ausgangskennlinien der benachbarten Pixel in
der in 7 gezeigten LUT. Wie in 8 gezeigt,
haben die synthetisierten Ausgangskennlinien unerwünschte Abschnitte,
die durch Kreise in 8 aufgezeigt sind, unter dem
Einfluß der
stufigen Kennlinienkurve für
die Zeile B in 7. Wenn ein Gradationsmuster
nach einer Gradationskorrektur unter Verwendung der LUT mit der
in 7 gezeigten Ausgangskennlinie abgegeben wird, ändert sich
die Gradation stufenweise entsprechend den Signalpegeln gemäß den Schritten
der Ausgangskennlinien in 7, wie in 18 dargestellt.
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Um
ein derartiges Problem zu vermeiden, verwendet dieses Ausführungsbeispiel
eine in 9 gezeigte LUT in der Zone niedriger
Dichte.
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9 zeigt
eine LUT für
die Zone niedriger Dichte entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei Eingangspegeln (Pegel 16 und 17,
Pegel 30 und 31 und Pegel 44 und 45 in 9),
die sich unvermeidlich nach Speichern der Kennlinienkurve für Zeile
B in der LUT stufenweise ändern, wie
in 9 gezeigt, wird die Kennlinienkurve für Zeile
A zum Minimieren dieser Stufen eingesetzt.
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10 zeigt
die synthetisierten Ausgangskennlinien von zwei Pixeln nach Gradationskorrektur
unter Verwendung der in 9 gezeigten LUT gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Wie in 10 gezeigt,
werden folglich lineare Kennlinien erzielt als synthetisierte Ausgangskennlinien
für die Zeilen
A und B.
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Beim
Erzeugen der in 4 gezeigten LUT 211 werden
Daten zum Realisieren der in 9 gezeigten Kennlinien
in der LUT 211 in einer Zone geringer Dichte gespeichert
(beispielsweise wird eine Zone, die gleich oder niedriger als ein
Dichtewerte von 0,5 ist, eine Zone niedriger Dichte genannt). 11 zeigt
ein Ausgabebeispiel eines Gradationsmusters für diesen Fall.
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11 zeigt
ein Ausgabebeispiel eines Gradationsmusters nach dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Wie in 11 gezeigt,
kann ein fortgesetztes feines Gradationsmuster erzielt werden, das
frei ist von jeglichen Stufenänderungen
bei der Dichte. Wenn die LUT 211 mit den zuvor genannten
Eigenschaften verwendet wird, kann folglich ein Bild nach einer
befriedigenden Gradationskorrektur von eingegebenen Bilddaten von
256 Pegeln wiedergegeben werden.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Die
Anordnung vom zweiten Ausführungsbeispiel
ist grundsätzlich
dieselbe wie beim ersten Ausführungsbeispiel,
und eine wiederholte Erläuterung
dieser wird hier vermieden. Eine LUT als Grundlage der Gradationskorrektur
unterscheidet sich jedoch vom ersten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel wird
nachstehend ein Fall untersucht, bei dem die Korrektur unter Verwendung
von Kennlinienkurven für
die Zeilen A und B in 12 erfolgt.
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12 zeigt
die Kennlinien einer LUT, die grundsätzlich bei der Gradationskorrektur
nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Auch in diesem Falle
wird der Bereich von Eingangspegeln von 0 bis 50 in einem vergrößerten Maßstab als
Zone niedriger Dichte in 12 dargestellt.
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13 zeigt
die Zone niedriger Dichte in der in 12 gezeigten
LUT im vergrößertem Maßstab. Wie in 13 gezeigt,
tritt die Kennlinienkurve für
die Zeile B stufenweise wie in 7 auf. Da
darüber
hinaus die Kennlinienkurve für
Zeile A eine nach oben konvexe Kurve ist (12), kann
sie nicht durch eine glatte fortgesetzte Kurve dargestellt werden,
aus demselben Grund wie für
die Kennlinienkurve für
Zeile B.
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14 zeigt
die Differenz (Pegeldifferenz) zwischen den Summen der Ausgangspegel
der beiden benachbarten Pixel in Einheiten von Eingangspegeln nach
Gradationskorrektur unter Verwendung der in 13 gezeigten
LUT. Das heißt, 14 zeigt
die Differenz (Pegeldifferenz) zwischen der Summe der Ausgangspegel
und der beiden benachbarten Pegel in den Zeilen A und B mit demselben
Eingangspegel und die Summe der Ausgangspegel dieser beiden Pixel,
die einen Eingangspegel haben, der gegenüber dem vorherigen Pegel größer als
1 ist in Einheiten von Eingangspegeln nach Gradationskorrektur unter
Verwendung der in 13 gezeigten LUT.
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Aus 14 ist
ersichtlich, daß die
Pegeldifferenzen Kennlinien haben, die sich in der Zone niedriger Dichte ändern. Wenn
ein Originalbild unter Verwendung der Ausgangskennlinien wiedergegeben
wird, erfolgt das Erzeugen einer Pseudokante zwischen eingegebenen
Pegeln mit großer
Pegeldifferenz, und ein Abschnitt entsprechend den eingegebenen
Pegeln mit geringer Pegeldifferenz erscheint weißlich im wiedergegebenen Bild.
Um ein solches Problem zu verhindern, verwendet dieses Ausführungsbeispiel
eine in 15 gezeigte LUT für die Zone
niedriger Dichte.
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15 zeigt
die für
die Zone niedriger Dichte verwendete LUT nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. 16 zeigt
die Differenz (Pegeldifferenz) zwischen den Summen der Ausgangspegel
von zwei benachbarten Pixeln in Einheiten von Eingangspegeln nach
Gradationskorrektur unter Verwendung der in 15 gezeigten
LUT nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel, wie es in 16 gezeigt
ist, wird die Kennlinienkurve für
eine Zeile A in der in 15 gezeigten LUT so eingestellt,
daß die
Pegeldifferenz einen vorbestimmten Wert annimmt (beispielsweise
die Pegeldifferenz = 2), wenn der Eingangspegel des Bildsignals
in den Bereich der Zone niedriger Dichte fällt.
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Wenn
die in 12 gezeigte LUT 211 erstellt
wird, werden Daten für
das Realisieren der Kennlinien, gezeigt in 15, in
die LUT 211 in die Zone niedriger Dichte geschrieben, womit
ein Bild wiedergegeben wird, das mit befriedigender Gradationskorrektur
der eingegebenen Bilddaten von 256 Pegeln gewonnen wird. Wenn in
einem solchen Falle ein Gradationsmuster ausgegeben wird, kann ein
feines Gradationsmuster gewonnen werden, das wie im ersten Ausführungsbeispiel
frei von jeglicher Stufenänderung
in der Dichte ist, wie in 11 gezeigt.
Somit kann nach Wiedergabe eines Originalbildes ein hochqualitatives
Bild wiedergegeben werden, das frei ist von jeglicher Pseudokante
und jeglichem weißlichen
Abschnitt.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Im
ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
wird die vorliegende Erfindung bei einem Farbkopierer angewandt.
Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls effektiv für einen
Monochromkopierer.
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17 zeigt
die Anordnung eines digitalen Monochromkopierers nach dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die grundlegende Anordnung ist dieselbe
wie diejenige beim Farbkopierer. Die Anordnung ist nachstehend kurz
beschrieben. Wenn eine Kopierstarttaste (nicht dargestellt) betätigt ist, startet
eine CPU 28 eine Belichtungsabtastung eines Originals 101,
das sich auf einer Glasplatte 102 befindet, unter Verwendung
einer Belichtungslampe 103. Ein reflektiertes Lichtbild
aus dem Original 101, gewonnen durch Belichtungsabtastung,
wird auf einer CCD 105 über
eine Linse 104 erzeugt, und das Ausgangssignal von der
CCD 105 wird einem Analog/Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 22 eingegeben.
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Der
A/D-Umsetzer 22 trennt das ankommende reflektierte Lichtbild
vom Original 101 in eine Vielzahl von Pixeln unter Verwendung
einer Vielzahl photoelektrischer Umsetzelemente und erzeugt photoelektrische Umsetzsignale
(Digitalsignale) entsprechend den Dichten dieser Pixel.
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Die
CPU 28 steuert einen Impulsbreitenmodulator (PWM) 107 gemäß den eingegebenen
photoelektrischen Umsetzsignalen an, und der PWM 107 gibt
Impulssignale mit Impulsbreiten ab, die den Pegeln der eingegebenen
Bildsignale entsprechen. Diese Impulssignale werden einem Lasertreiber 1 eingegeben,
um eine Laserlichtquelle 107 anzusteuern.
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Ein
Laserstrahl E, den der Halbleiterlaser im Lasertreiber 1 emittiert,
wird von einem Polygondrehspiegel 400 gewobbelt, um die
Oberfläche
einer lichtempfindlichen Trommel 4 abzutasten, womit ein
elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird. Das elektrostatische
latente Bild, das auf der photoelektrischen Trommel 4 gebildet
ist, wird der Umkehrentwicklung von einem Entwickler 5 unterzogen,
um ein sichtbares Bild zu erzeugen (Tonerbild). Das Tonerbild wird
auf ein Aufzeichnungsblatt 500 übertragen, das ein Transportmittel
(nicht dargestellt) transportiert, und wird thermisch von einer
Walze 7 fixiert.
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Da
die übrigen
Operationen gegenüber
der oben beschriebenen Verarbeitung dieselbe wie jene beim ersten
oder zweiten Ausführungsbeispiel
sind, ist eine detaillierte Beschreibung dieser hier fortgelassen.
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Andere Ausführungsbeispiele
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Angemerkt
sei, daß die
vorliegende Erfindung entweder bei einem System angewandt werden
kann, das aus einer Vielzahl von Einrichtungselementen besteht (beispielsweise
einem Hauptcomputer, einer Schnittstelleneinrichtung, einer Leseeinrichtung,
einem Drucker und dergleichen), oder bei einem Gerät, das nur
eine einzige Einrichtung enthält
(beispielsweise ein Kopierer, Faxgerät, Drucker oder dergleichen).
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Die
Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden auch gelöst durch
Anliefern eines Speichermediums, das einen Programmcode aus einem
Softwareprogramm aufzeichnet, das die Funktionen der zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiele
für das
System oder Gerät
realisieren kann, und durch Auslesen und Ausführen des Programmcodes, der
im Speichermedium gespeichert ist, von einem Computer (oder einer
CPU oder MPU) vom System oder vom Gerät.
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In
diesem Falle realisiert der aus dem Speichermedium ausgelesene Programmcode
selbst die Funktionen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele,
und das Speichermedium, das den Programmcode speichert, bildet die
vorliegende Erfindung.
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Da
als Speichermedium zum Liefern des Programmcodes kann beispielsweise
eine Diskette, eine Festplatte, eine optische Platte, eine magnetooptische
Platte, eine CD-ROM, CD-R, ein Magnetband, eine nichtflüchtige Speicherkarte,
ROM und dergleichen verwendet werden.
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Die
Funktionen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich
nicht nur durch Ausführen des
ausgelesenen Programmcodes vom Computer realisieren, sondern auch
durch einige oder alle aktuellen Verarbeitungsoperationen mit einem
Betriebssystem, das auf dem Computer auf der Grundlage eines Befehls vom
Programmcode läuft.
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Die
Funktionen der oben erwähnten
Ausführungsbeispiele
lassen sich realisieren, indem einige oder alle aktuellen Verarbeitungsoperationen
von einer CPU oder dergleichen ausgeführt werden, die sich in einer Funktionserweiterungskarte
oder einer Funktionserweiterungseinheit befinden, die in den Computer
eingefügt oder
mit dem Computer verbunden wird, nachdem der Programmcode aus dem
Speichermedium gelesen und in den Speicher der Erweiterungskarte
und -einheit eingeschrieben ist.
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Angemerkt
sei, daß die
obigen Aufgaben und Ausführungsbeispiele
ein elektrophotographisches System darstellen. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf ein solches spezielles System beschränkt, sondern
das Prinzip der vorliegenden Erfindung läßt sich anwenden durch beliebige
andere Aufzeichnungssysteme, wie ein thermisches System, ein Tintenstrahlsystem
und dergleichen.
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Die
Dichteumsetzung läßt sich
ebenfalls realisieren durch Berechnungen unter Verwendung einer
Rechenschaltung, ohne daß eine
LUT benutzt wird.
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Gemäß den zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispielen
können
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bildverarbeitung mit guter
Gradationsreproduzierbarkeit bereitgestellt werden.
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Mit
anderen Worten, die vorstehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele
ist nur zur Veranschaulichung gegeben, und es ist nicht daran gedacht,
in irgendeiner Hinsicht Beschränkungen
aufzuerlegen.
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Folglich
ergibt sich der Umfang der Erfindung allein aus den nachstehenden
Patentansprüchen.
