DE3037774C2

DE3037774C2 - Verfahren und Anordnung zum Darstellen von mehrfarbigen Halbtonbildern

Info

Publication number: DE3037774C2
Application number: DE3037774A
Authority: DE
Inventors: Joachim Prof.Dr.-Ing. 8000 München Heinzl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-10-06
Filing date: 1980-10-06
Publication date: 1982-06-16
Also published as: JPS5795478A; US4367482A; DE3037774A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Darstellen von mehrfarbigen Halbtonbildern unter Verwendung von an vorgegebenen Rasterpositionen

μ angeordneten Bildpunkten verschiedener Grundfarben. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist allgemein bekannt, Halbtonbilder aus Bildpunkten mit unterschiedlichen Grundfarben und unterschiedlicher Größe darzustellen, in Abhängigkeit vom Deckungsgrad der jeweiligen Grundfarbe ändert sich die Größe der Bildpunkte. Eine derartige Darstellung der Halbtonbilder ist beispielsweise vom Rasterdruck bekannt.

Falls die Halbtonbilder aus Bildpunkten konstanter Größe dargestellt werden sollen, ist es nicht möglich, dieses bekannte Verfahren anzuwenden. Mehrfarbige Bildpunkte werden beispielsweise mit einer Tintendruckeinrichtung erzeugt, die in der älteren deutschen Patentanmeldung P 29 25 812.6 vorgeschlagen wurde. Diese Tintendruckeinrichtung enthält einen Tintendruckkopf mit mehreren Düsen, von denen jeweils mehrere Düsen Tintentröpfchen unterschiedlicher Farbe ausstoßen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Darstellen von mehrfarbigen Halbtonbildern unter Verwendung von Bildpunkten gleicher Größe anzugeben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß jeweils eine vorgegebene Anzahl von Rasterpositionen zu einem Bildfleck zusammengefaßt wird, daß die Anzahl der Bildpunkte gleicher Größe in den Bildflekken den jeweiligen Deckungsgrad der entsprechenden Grundfarbe festlegen und daß die Reihenfolge, mit der die Rasterpositionen innerhalb der Bildflecken bei zunehmendem Deckungsgrad durch die Bildpunkte besetzt werden, für jede Grundfarbe gleich und von Grundfarbe zu Grundfarbe verschieden ist.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, auch bei niedrigen Deckungsgraden der Grundfarben möglichst viele Rasterpositionen innerhalb der Bildflecken zu besetzen, um die Wirkung der Farbe des Aufzeichnungsträgers, üblicherweise weiß, zu vermindern. Durch die von Grundfarbe zu Grundfarbe verschiedene Reihenfolge, mit der die Rasterpositionen durch die Bildpunkte besetzt werden, wird die Farbwirkung bei niedrigen Deckungsgraden entsprechend einer optischen Mischung und erst bei höheren Deckungsgraden entsprechend einer subtraktiven Mischung erzeugt. Die auf diese Weise erzeugten Halbtonbilder weisen eine wesentlich bessere Bildqualität auf und die Ausbildung von Moiremustern wird weitgehend vermieden.

Eine besonders gute Bildqualität wird erreicht, wenn die Reihenfolge, mit der Rasterpositionen durch die Biidpunkte besetzt werden, derart festgelegt ist, daß bei gleichmäßig zunehmendem Deckungsgrad für alle Grundfarben die einzelnen Rasterpositionen erst dann durch η Bildpunkte besetzt werden, wenn zuvor alle Rasterpositionen durch π — 1 Bildpunkte besetzt wurden, wobei η = 2,3,... ist.

Eine besonders gute Bildqualität und eine geringe Ausbildung von Moiremustern wird insbesondere dann erreicht, wenn <Ms Rasterpositionen derart angeordnet sind, daß jede Rasterposition von sechs benachbarten Rasterpositionen den gleichen Abstand hat.

Für die Ermittlung der jeweils zu besetzenden Rasterpositionen erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Reihenfolge mit der die Rasterpositionen bei zunehmendem Deckungsgrad jeder Farbe durch die Bildpunkte besetzt werden diirch ineinander verschobene Vielecke festgelegt wird, die bei zunehmendem Deckungsgrad jeder Grundfarbe durch Besetzen ihrer Eckpunkte nacheinander vervollständigt werden und die von Grundfarbe zu Grundfarbe in einer anderen Reihenfolge vervollständigt werden.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn jeder Bildfleck neun Rasterpositionen für die Bildpunkte enthält, die an den Eckpunkten von drei ineinander verschobenen Dreiecken angeordnet sind und wenn mit zunehmendem Deckungsgrad der Grundfarben jeweils andere Dreiecke nacheinander durch Besetzen ihrer Eckpunkte vervollständigt werden.

Für das Drucken von üblichen mehrfarbigen Halbtonbildern ist es vorteilhaft, wenn, entsprechend einem Dreifarbendruck, die Bildpunkte die Grundfarben magentarot, gelb und cyanblau aufweisen.

Falls die Halbtonbilder entsprechend einem Vierfarbendruck dargestellt werden sollen, ist es vorteilhaft, wenn die Bildpunkte die Grundfarben magentarot, cyanblau, gelb und schwarz aufweisen.

Eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des Verfahrens wird erreicht, wenn ein Tintendruckkopf mit einer Mehrzahl von Düsen vorgesehen ist, aus denen die Bildpunkte darstellende Tintentröpfchen auf einen Aufzeichnungsträger ausgestoßen werden und wenn nach jeder vollständigen Bewegung des Tintendruckkopfs in Druckrichtung der Aufzeichnungsträger um eine Strecke senkrecht zur Druckrichtung verschoben wird, die der Anzahl der übereinander benachbarten Düsen zugeordnet iut.

Falls ein Tintendruckkopf mit zwölf Düsen verwendet wird, ist es günstig, wenn jeweils vier übereinander benachbart angeordnete Düsen die Tintentröpfchen mit den Grundfarben ma^rntarot, gelb und cyanblau ausstoßen. Falls mit dem Tintendruckkopf Halbtonbilder entsprechend dem Vierfarbendruck dargestellt werden sollen, ist es von Vorteil, wenn jeweils drei übereinander benachbart angeordnete Düsen die Tintentröpfchen mit den Grundfarben magentarot, gelb, cyanblau und schwarz ausstoßen.

Im folgenden wird eine Durchführung des Verfahrens anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schnittbild einer Tintendrückeinrichtung zum Drucken von mehrfarbigen Halbtonbildern,

Fig.2 eine Darstellung von aus Bildpunkten gebildeten Bildflecken,

F i g. 3 eine Darstellung von Bildflecken, die aus Bildpunkten der Grundfarben magentarot, gelb und cyanblau gebildet werden,

Fig. 4 eine Darstellung der Verteilung der verschiedenfarbigen Bildpunkt« bei gleichmäßig zunehmender Farbdeckung aller Grundfarben.

Die in Fig. 1 dargestellte Tintendruckeinrichtung kann am Schreibwagen einer bekannten Schreibstation anstelle einer alphanumerische Zeichen druckenden Tintendruckeinrichtung angeordnet sein. Wie in der bekannten Schreibstation bewegt sich der Tintendruckkopf der Tintendrückeinrichtung längs einer Schreibwalze 1, um einen um diesen gelegten Aufzeichnungsträger 2 zu bedrucken. Im Gegensatz zu bekannten Tintendruckköpfen, mit denen alphanumerische Zeichen in einer Farbe, vorzugsweise schwarz auf dem Aufzeichnungsträger 2 gedruckt werden, sind bei der dargestellten Druckeinrichtung sowohl alphanumerische Zeichen als auch grafische Muster und Halbtonbilder auf dem Aufzeichnungsträger 2 mehrfarbig darstellbar.

Der Tintendruckkopf besteht aus einem ersten Kunststoffteil 3, das mehrere Düsenkanäle 4 enthält. Beispielsweise enthält der Tintendruckkopf 12 Düsenkanäle 4, die in zwei Ebenen angeordnet sind, wovon in der Fig. 1 nur die einer Ebene dargestellt sind. Die Düsenkanäle 4 sind strahlenförmig- angeordnet. Sie enden auf der einen Seite an einer Düsenplatte 5, die entsprechend zwölf Düsen enthält, aus denen Tintentröpfchen auf parallelen Bahnen zum Aufzeichnungsträger 2 ausgestoßen werden. An den anderen Enden der Düsenkanäle 4 ist eine Drosselplatte 6 vorgesehen, die enge Kanäle 5 aufweist, über die Tinten den Düsenkanälen 4 zugeführt werden. Die Düsenkanäle 4 sind konzentrisch von piezokeramischen Wandlern 8 umschlossen. Beim Anlegen einer Spannung an einen oder mehrere der Wandler 8 wird in dem entsprechenden DUsenkanal eine Stoßwelle erzeugt und über die Düsenplatten 5 werden aus den entsprechenden Düsen Tintentröpfchen ausgestoßen.

Über in einem zweiten Kunststoffteil 9 vorgesehene Vorratskammern 10 bis 12 werden die Düsenkanäle 4 mit Tinten versorgt. Beispielsweise werden bei dem Tintendruckkopf mit zwölf Düsen und bei einer Darstellung der Halbtonbilder mittels drei Grundiarben jeweils vier übereinander benachbart angeordnete Düsen mit Tinten gleicher Farbe versorgt. Die Vorratskammern 10 bis 12 sind über Versorgungsleitungen 13 mit den Tintenbehältern 14 bis 16 verbunden. Die tropfförmigen Tintenbehälter 14 bis 16 weisen am Boden Gummiformteile 17 auf, die beim Einsetzen der Tintenbehälter durch jeweils eine Hohlnadel 18 durchstoßen werden, um die Verbindung zum Tintendruckkopf herzustellen.

In den Tintenbehältern 14 bis 16 sind Tinten M, Kund C mit den Farben magentarot, gelb bzw. cyanblau eingefüllt. Die Tin^e M mit der Farbe magentarot wird über die Vorratskammer 10 den obersten Düsen zugeführt, während die Tinte Ymit der Farbe gelb über dls Vorratskammer 11 den mittleren Düsen und die Tinte Cmit der Farbe cyanblau über die Vorratskammer 12 den untersten Düsen zugeführt wird. Wehrend der Bewegung des Tintendruckkopfs längs der Schreibwalze 1 wird auf dem Aufzeichnungsträger eine Zeile dargestellt, die aus drei Teilzsilen mit den Farben magentarot, gelb und cyanblau besteht. Nach der Darstellung der Zeile wird der Aufzeichnungsträger 2 um die Breite einer Teilzeile verschoben, so Jaß der Aufzeichnungsträger 2 an allen Stellen mit den Farben magentarot, gelb und cyanblau bedruckbar ist. Durch die Verschiebung des Aufzeichnungsträgers 2 um jeweils eine Teilzeile ist es somit nicht nur möglich, den

Aufzeichnungsträger 2 in den Grundfarben magentarot, gelb und cyanblau zu bedrucken, sondern es ist auch möglich, durch mehrfaches Drucken die sich aus der Mischung dieser Grundfarben in bekannter Weise ergebenden Farben darzustellen.

Falls, entsprechend dem Vierfarbendruck noch zusätzlich die Farbe schwarz gedruckt werden soll, ist ein weiterer Tintenbehälter erforderlich, der Tinte schwarzer Farbe enthält und der ebenfalls mit einer vorgegebenen Anzahl von Düsen verbunden ist. Bei der Verwendung des Tintendruckkopfs mit zwölf Düsen würden dann beispielsweise jeweils drei Düsen Tinte gleicher Farbe ausstoßen. In entsprechender Weise wird an jede Teil/eile durch drei Düsen und jede Zeile aus vier Teilzeilen gebildet.

Da die Düsen Tintentröpfchen gleicher Größe ausstoßen und die Größe der Tintentröpfchen nicht ohne weiteres veränderbar ist, werden mehrfarbige Halbtonbilder mit Hilfe der Tintendruckeinrichtung

te unterschiedlicher Größe, sondern als Pseudohalbtonbilder durch Bildpunkte gleicher Größe dargestellt. Die Halbtonbilder werden aus Bildflecken konstanter Größe zusammengesetzt, jeder Bildfleck enthält eine konstante Anzahl von Rasterpositionen, an denen die Bildpunkte gleicher Größe abdruckbar sind.

Bei der Darstellung in Fig. 2 sind jeweils neun Rasterpositionen zu einem Bildfleck Bzusammengefaßt. Die Rasterpositionen sind auf parallelen Linien L angeordnet. Die Rasterpositionen jeder Linie L sind gegen die Rasterpositionen der beiden benachbarten Linien L um jeweils eine halbe Bildpunktteilung verschoben angeordnet, so daß jede Rasterposition, wie es im Bildfleck B dargestellt ist, von jeweils sechs unmittelbar benachbarten Rasterpositionen den gleichen Abstand hat. Auch die Bildflecken B sind gegenüber den über und unterhalb benachbarten Bildflecken B um etwa eine halbe Bildfleckteilung versetzt angeordnet.

Beim Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 2 mit dem in Fig.! dargestellten Tintendruckkopf werden beispielsweise zunächst die Linien Li bis L 4 mit Bildpunkten der Farbe cyanblau bedruckt. Nach dem Druckvorgang wird der Aufzeichnungsträger 2 senkrecht /ur Druckrichtung um die Linie Ll bis L 4 verschoben. Die Linien Li bis L4 werden nun beim nächsten Druckvorgang mit Bildpunkten der Farbe gelb bedruckt, während gleichzeitig die Linien L 5 bis L 8 in Bildpunkten der Farbe cyanblau bedruckt werden. Nach dem Ende dieses Druckvorgangs wird der Aufzeichnungsträger 2 erneut um vier Linien L verschoben und die Linien L I r-s LA werden nun mit Bildpunkten der Farbe magentarot bedruckt, während die Linien L 5 bis LS mit Bildpunkten der Farbe gelb und die Linien L9 bis L 12 mit Bildpunkten der Farbe cyanblau bedruckt werden. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis an aüen gewünschten Stellen des Aufzeichnungsträgers 2 die entsprechenden Bildpunkte abgedruckt sind.

Für die Darstellung der Halbtonbilder wird der Deckungsgrad der jeweiligen Farbe durch die Anzahl der Bildpunkte der entsprechenden Farbe in einem Bildfleck B festgelegt Die Verteilung der Bildpunkte in den Bildflecken B ist jedoch nicht willkürlich, sondern die Besetzung der Rasterpositionen durch die Bildpunkte erfolgt mit zunehmendem Deckungsgrad in einer vorgeschriebenen Reihenfolge. Die Bildpunkte sind an den Eckpunkten von drei ineinander venchobenen gieichsei'igen Dreiecken D\ bis D3 angeordnet Mit zunehmendem Declnungsgrad werden die Eckpunkte der Dreiecke nacheinander besetzt, wobei mit dem Besetzen eines Eckpunkts eines neuen Dreiecks erst dann begonnen wird, wenn zuvor ein Dreieck durch Besetzen aller seiner Eckpunkte vervollständigt wurde. Beispielsweise werden zuerst die Eckpunkte des Dreiecks Di. dann die Eckpunkte des Dreiecks D2 und schließlich die Eckpunkte des Dreiecks D 3 besetzt. Die Reihenfolge ist für alle Bildflecken B gleich, so daß ein Bildpunkt in einem Bildfleck B von entsprechenden Bildpunkten in sechs benachbarten Bildflecken B den gleichen Abstand hat.

E.ei den in Fig. 3 dargestellten Bildflecken BM, BY und BC der Farben magentarot, gelb bzw. cyanblau ist die Reihenfolge dargestellt, mit der die ßildpunkte M 1 bis M9, VI bis Y9und C1 bis C9in Abhängigkeit vom Deckungsgrad dargestellt werden. Beim Bildfleck BM werden die gleichseitigen Dreiecke in der Reihenfolge Di. D 2 und D 3 besetzt, während beim Bildfleck ÖVdie

K₃ Dreiecke in der Reihenfolge D 2, D 3 ur.d Di und ini Bildfleck BCdie Dreiecke in der Reihenfolge D3, Di. D 2 besetzt werden. Durch das Vertauschen der Reihenfolge wird erreicht, daß bei niedrigen Deckungsgraden bei einer Darstellung von Farben, die durch eine Mischung der Grundfarben erzeugt werden, die Bildpunkte nicht aufeinander, sondern nebeneinander dargestellt werden.

Elei der Darstellung in F i g. 4 wird angenommen, daß unter Verwendung der drei Grundfarben ein Graukeil

jo dargestellt werden soll. In diesem Fall nimmt der Deckungsgrad aller Grundfarben gleichmäßig zu. Der Graukeil weist zehn Stufen ?uf, von denen neun Graustufen dargestellt sind. AcT eine Darstellung des dem Weißwert zugeordneten Bildflecks SGO bei dem keine Rasterposition besetzt ist. wurde verzichtet. Die magentaroten Bildpunkte sind nach rech;s fallend schraffiert dargestellt, während die gelben Bildpunkte nach rechts ansteigend schraffiert und die cyanblauen Bildpunkte senkrecht schraffiert dargestellt sind. Die Rasterpositionen werden mit zunehmendem Deckungsgrad entsprechend den in Fig. 3 dargestellten Reihenfolge besetzt.

Bei den Bildflecken BC I bis BC 3 in den ersten drei Graustufen werden die Bildpunkte mit den Grundfarben in der angegebenen Weise nebeneinander dargestellt. Beim Bildfleck BG 3 sind alle Rasterpositionen durch jeweils einen Bildpunkt besetzt. Bei den Bildflecken BG 4 bis BC 6 werden nacheinander an jeweils drei Rasterpositionen zwei verschiedenfarbige Bildpunkte

so dargestellt. Beim Bildfleck SG 6 sind an jeder Rasterposition zwei Bildpunkte übereinander dargestellt. In entsprechender Weise werden b · den Bildflecken BG 7 bis BG 9 bei weiter zunehmendem Deckungsgrad an jeweils drei Rasterpositionen drei verschiedenfarbige Bildpunkte übereinander dargestellt. Beim Bildfleck BG 9 sind an jeder Rasterposition drei verschiedenfarbige Bildpunkte übereinander dargestellt

Bei den Bildflecken BGl bis BG 3 wird der Farbeindruck durch eine optische Mischung dargestellt während bei den Bildflecken BG 4 bis BG 9 der Farbeindruck entsprechend der subtraktiven Mischung erzeugt wird.

Die Zusammenfassung von jeweils neun Rasterpositionen zu einem Bildfleck ist lediglich beispielhaft Es besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Bildpunkte zu Büdflecken zusammenzufassen, in jedem Fail erweist es sich jedoch als vorteilhaft die Bildpunkte an den

Eckpunkten von ineinanderverschobenen Vielecken innerhalb der Bildflecken anzuordnen und die Reihenfolge, in der die Vielecke durch die Bildpunkte der verschiedenen Farben besetzt werden, zu vertauschen, so daß nach Möglichkeit bei niedrigen Deckungsgraden die Bildpunkte nicht aufeinander, sondern nebeneinander dargestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Darstellen von mehrfarbigen Halbtonbildern unter Verwendung von an vorgegebenen Rasterpositionen angeordneten Bildpunkten verschiedener Grundfarben, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine vorgegebene Anzahl von Rasterpositionen zu einem Bildfleck (B) zusammengefaßt wird, daß die Anzahl der Bildpunkte gleicher Größe in den Bildflecken (B) den jeweiligen Deckungsgrad der entsprechenden Grundfarbe (M, Y, C) festlegen und daß die Reihenfolge, mit der die Rasterpositionen innerhalb der Bildflecken (B) bei zunehmendem Deckungsgrad durch die Bildpunkte besetzt werden, für jede Grundfarbe (M, Y, C) gleich und von Grundfarbe zu Grundfarbe verschieden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge, mit der die Rasterpositionen durch die Bildpunkte besetzt werden, derart festgelegt ist, daß bei gleichmäßig zunehmendem Deckungsgrad für alle Grundfarben (M, Y, C) die einzelnen Rasterposilionen erst dann durch π Bildpunkte besetzt werden, wenn zuvor alle Rasterpositionen durch η — 1 Bildpunkte besetzt werden, wobei η = 2,3... ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterpositionen derart angeordnet sind, daß jede Rasterposition von sechs benachbarten Rasterpositionen den gleichen Abstand hat.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge, mit der die Rasterpositionen bei zunehmendem Dekkungsgrad jeder Farbe durch die Bildpunkte besetzt werden, durch ineinander verschobene Vielecke (D 1 bis D 3) festgelegt wird, dit bei zunehmendem Deckungsgrad jeder Grundfarbe durch Besetzen ihrer Eckpunkte nacheinander vervollständigt werden und die von Grundfarbe zu Grundfarbe in einer anderen Reihenfolge vervollständigt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bildfleck neun Rasterpositionen enthält, die an den Eckpunkten von drei ineinander verschobenen gleichseitigen Dreiecken (D 1 bis D 3) angeordnet sind und daß mit zunehmendem Deckungsgrad der Grundfarben (M. Y, C) jeweils andere Dreiecke (D \ bis D3) nacheinander durch Besetzen ihrer Eckpunkte vervollständigt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunkte die Grundfarben magentarot (M), gelb (Y) und cyanblau (C) aufweisen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunkte die Grundfarben magentarot (M), gelb (Y), cyanblau (C) und schwarz aufweisen.

8. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tintendruckkopf mit einer Mehrzahl von Düsen vorgesehen ist, aus denen die Bildpunkte darstellende Tintentröpfchen auf einen Aufzeichnungsträger (2) ausgestoßen werden und daß nach jeder vollständigen Bewegung des Tintendruckkopfs in Druckrichtung der Aufzeichnungsträger (1) um eine Strecke senkrecht zur Druckrichtung geschoben wird, die der Anzahl der übereinander benachbart angeordneten Düsen zugeordnet ist.

9. Anordnung nach Ansprüche, bei der der Tintendruckkopf zwölf Düsen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils vier übereinander benachbart angeordnete Düsen Tintentröpfchen mit den Grundfarben magentarot (M), gelb (Y) und cyanblau fQ ausstoßen.

10. Anordnung nach Ansprüche, bei der der Tintendruckkopf zwölf Düsen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils drei übereinander benachbart angeordnete Düsen Tintentriipfchen mit den Grundfarben magentarot (M), gelb (Y), cyanblau (Q und schwarz ausstoßen.