DE3415778C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Halbtonbildern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung geht im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 von einem Stand der Technik aus, wie er in der DE 32 03 972 A1 beschrieben ist. Diese offenbart ein Verfahren zur Erzeugung von (farbigen) Halbtonbildern, bei dem jedes zu erzeugende Bildelement in eine Vielzahl von Zellen aufgeteilt wird, d. h. bei dem sich jedes Ausgangs-Bildelement aus entsprechend vielen "Mikro-Bildelementen" zusammensetzt, wobei in jeder Zelle ein Farbpunkt in mindestens zwei verschiedenen Konzentrationen, z. B. durch Ändern der Größe der Farbpunkte, erzeugbar ist. Die gewünschte Dichte des jeweiligen Bildelements wird dadurch eingestellt, daß die Summe der mit ihrer jeweiligen Konzentration gewichteten Zahl der erzeugten Farbpunkte ein Maß für die gewünschte Dichte des Bildelements darstellt.

Aus der DE 30 09 333 A1 ist ein Verfahren zur Darstellung von Halbtonbildern bekannt, bei dem auf der einem jeweiligem Bildelement zugeordneten Fläche so viele Tintenpunkte unterschiedlichen Durchmessers überlagert werden, bis die für den gewünschten Halbton erforderliche Gesamt-Dichte erreicht ist.

Die CH-PS 5 91 335 offenbart ein Verfahren zum Erzeugen von Halbtonbildern, bei dem jedes Bildelement aus einer Vielzahl von matrixförmig angeordneten Farbpunkten zusammengesetzt wird.

Die DE 33 26 557 A1 betrifft ein Verfahren zur Bilderzeugung, bei dem zur Dichtemodulation in ihrer Größe entsprechend angepaßte Farbpunkte ausgebildet werden, wobei eine zusätzliche Steuerung derart erfolgt, daß die gegenseitigen Abstände der Farbpunkte annähernd konstant bleiben.

Das aus der DE 32 03 972 A1 bekannte Verfahren leidet darunter, daß das Auftreten von sogenannten Pseudomustern bzw. unechten Umrißlinien nicht verhindert werden kann. Diese Pseudomuster führen zu einer Verschlechterung der Bildqualität, die in vielen Fällen, wie insbesondere bei vergrößerter Wiedergabe, nicht akzeptierbar ist.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Bilderzeugungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß das Auftreten von Pseudomustern weitgehend verhindert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritten gelöst.

Demgemäß wird beispielsweise der in Tabelle 1 gezeigte Bildpunkt der Dichte "4" durch vier Farbpunkte geringer Konzentration erzeugt, statt hierfür einen Farbpunkt hoher Konzentration zu verwenden, der zur gleichen Ausgangsdichte führt. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Maßnahme das Auftreten von Pseudobildern fast vollständig verhindert werden kann, so daß die Bildqualität erfindungsgemäß entsprechend erhöht ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand schematischer Zeichnungen ausführlich erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Punktmuster für entsprechende Tönungsgrade,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes für das erfindungsgemäße Verfahren in erster Ausführungsform,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Düse 52,

Fig. 4 ein Steuerblockdiagramm des Tintenstrahlaufzeichengerätes,

Fig. 5 einen Kopf eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes für das erfindungsgemäße Verfahren in zweiter Ausführungsform, und

Bei einer ersten Ausführungsform eines Aufzeichnungsgeräts werden Punkte mit hoher und geringer Dichte bzw. Konzentration verwendet. Ein Bildelement ist aus einer 3 × 3 Matrix gebildet. Es sei angenommen, daß die Größen der Punkte mit hoher Dichte und derjenigen mit niedriger Dichte gleich sind, und daß eine optische Reflektionsdichte eines Bildelements mit vier Punkten kleiner Dichte derjenigen eines Bildelements mit einem Punkt großer Dichte entspricht. Somit können die folgenden Tönungsgrade reproduziert werden.

Tabelle

In der obigen Tabelle sind alle möglichen Kombinationen aufgelistet, bei denen eine Wahlmöglichkeit besteht, um den gleichen Tönungsgrad bei den Tönungsgraden von 0 bis 36 darzustellen.

Aus den oben angeführten Tönungsgraden sind diejenigen in Fig. 1 dargestellt, die zur erfindungsgemäßen Reproduktion des Bildes verwendet werden, wobei ○ den Punkt mit niedriger Dichte und den Punkt mit hoher Dichte wiedergibt.

Z. B. kann der Tönungsgrad 4 durch entweder vier Punkte niedriger Dichte oder einen Punkt hoher Dichte dargestellt werden. Bei der Erfindung wird er durch vier Punkte niedriger Dichte dargestellt. Auf diese Weise wird das Muster so ausgewählt, daß so viele Punkte wie möglich in einem Bildelement vorhanden sind, so daß ein weißes Gebiet verkleinert ist und die Punkte niedriger Dichte immer im Glanzlichtbereich ausgewählt sind und die Punkte hoher Dichte in diesem nicht streuen. Folglich ist die grobe Struktur des Bildes, die beim Stand der Technik ein Problem ist, vermieden und ein weiches Bild wird erhalten.

Die Tönungsgrade 31, 34 und 35 sind bei diesem Ausführungsbeispiel nicht reproduzierbar, da sie jedoch Muster mit hoher Dichte sind, beeinflussen sie die Bildqualität kaum. Für die Muster niedriger Dichte ist eine ausreichende Linearität gewährleistet, die in hohem Maße die Bildqualität beeinflußt.

Die Erfindung ist anwendbar bei verschiedenen Aufzeichnungsverfahren wie z. B. einer Tintenstrahlaufzeichnung, einer thermischen Übertragungsaufzeichnung und einer elektrostatischen Aufzeichnung. Die Anwendung bei der Tintenstrahlaufzeichnung wird nachstehend beschrieben.

Fig. 2 zeigt perspektivisch einen Kopf eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes, bei dem ein Heizelement verwendet wird. Eine Kopfeinheit 51 hat acht Düsen 52, wobei jeweils zwei Düsen für Schwarz, Gelb, Magenta und Cyan vorgesehen sind. Beispielsweise dient eine Düse 52 BK einem Schwarztintenausstoß mit hoher Dichte, eine Düse 52 BA einem Schwarztintenausstoß mit niedriger Dichte, eine Düse 52 YK einem Gelbtintenausstoß hoher Dichte usw. Dargestellt sind noch eine Tintenzuführleitung 53 und ein Haupttank 54, wobei insgesamt acht Haupttanks, jeweils einer für jede Düse, vorgesehen sind.

Der Aufbau der Düse 52 wird nachstehend anhand von Fig. 3 erklärt. Sie zeigt eine obere Platte 55, eine Grundplatte 56, ein Heizelement 57, eine Öffnung 58 und Tinte 59. Beim Anlegen einer Spannung an das Heizelement 57 erzeugt dieses Wärme und Luftblasen werden um es herum gebildet. Nach dem Abschalten der Spannung werden die Luftblasen kleiner. Mit der Bildung und Schrumpfung der Luftblasen wird die Tinte im Bereich der Öffnung 58 aus dieser ausgestoßen. Ein Steuerblockdiagramm eines Druckers, der mit dem Tintenstrahlkopf gemäß Fig. 2 arbeitet, ist in Fig. 4 dargestellt und wird nachstehend erklärt.

Ein Videosignal VS mit Farbsignalen R, G, B und einem Synchronisationssignal wird an eine Zwischenstation 61 (Interface) angelegt. Die Zwischenstation gibt eine γ-Transformation und eine Farbkorrektur der Farbsignale nach Erfordernis aus und prüft und hält die Farbsignale in einem internen Prüf/Halteschaltkreis in Abhängigkeit von dem Synchronisationssignal. Die geprüften und gespeicherten Farbsignale werden durch einen A/D-Umwandler 62 in Digitalsignale umgewandelt und als solche in einem Zeilenspeicher 63 durch eine geeignete Anzahl von Zeilen gespeichert.

Der Datensatz in dem Zeilenspeicher 63 wird dann zur Farbumwandlung, zur γ-Transformation, zur Maskierung und Hintergrundausschaltung für jedes Bildelement in einem Bildverarbeitungsschaltkreis 64 verarbeitet und in Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Aufzeichnungs- Farbsignale umgewandelt. Das Aufzeichnungsfarbsignal ist ein digitales Signal, das mehrere Bits umfaßt, die einen Tönungsgrad darstellen. Es wird an einen Mustererzeuger 72 angelegt, der ein Muster gemäß Fig. 1 in Abhängigkeit eines angelegten digitalen Eingangssignals erzeugt. Das Mustersignal wird einem Kopfantrieb 66 zugeführt, der einen Tintenstrahlkopf 69 über das Heizelement 57 gemäß Fig. 3 antreibt. Darüber hinaus gibt eine Systemsteuerung 65, die die Ablauffolge des Druckers steuert, ein Kopfantriebssignal, ein Schlittenmotorantriebssignal und ein Papierzuführsignal in zeitlicher Beziehung zu dem Eingangsvideosignal VS aus, wobei diese Signale an den Kopfantrieb 66, einen Schlittenmotorantrieb 67 bzw. an einen Papierzuführmotorantrieb 68 angelegt werden, so daß der Tintenstrahlkopf 69, ein Schlittenmotor 70 und ein Papierzuführmotor 71 in bestimmtem Zeitablauf gesteuert werden, um das reproduzierte Bild gemäß dem Eingangsvideosignal auf ein Aufzeichnungsmedium zu übertragen.

Bei einem nachstehend erklärten zweiten Ausführungsbeispiel werden Punkte einheitlicher Dichte für die gelben und schwarzen Farbstoffe verwendet, und Punkte mit zwei verschiedenen Dichten werden für die Cyan- und Magenta-Farbstoffe verwendet. Wie bekannt ist, verändert sich das Auflösungsvermögen eines menschlichen Auges von Farbe zu Farbe. Je höher das Auflösungsvermögen für eine Farbe ist, desto besser ist der Punkt wahrnehmbar bzw. erkennbar, selbst wenn er klein ist, und desto schwieriger ist die Darstellung einer hellen Tönung. Das Auflösungsvermögen für Blau ist geringer als dasjenige für Grün und Rot, und Cyan, Magenta bzw. Gelb dominieren gegenüber Rot, Grün bzw. Blau. Ferner ist das Auflösungsvermögen für Gelb geringer als dasjenige für Cyan und Magenta. Folglich kann eine helle Tönung mit einer Dichte des gelben Farbstoffes dargestellt werden. Für Cyan und Magenta sind, wenn nur eine Dichte verwendet wird, die Punkte uneinheitlich, selbst wenn ihre Dichte zur Darstellung der hellen Tönung gering ist. Folglich werden für Cyan bzw. Magenta zwei Dichten und für Gelb eine Dichte verwendet. Das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges für Schwarz ist groß, jedoch wird nur eine Dichte für einen hohen Dichtebereich verwendet, da ein heller Bereich durch eine Kombination von Cyan, Magenta und gelben Punkten reproduziert werden kann.

Für Gelb wird ein Punkt mit höherer Dichte als für Magenta oder Cyan verwendet, und die Dichtemuster 0 bis 9 gemäß Fig. 1 werden hierzu herangezogen. Für Schwarz wird der Punkt mit hoher Dichte und die Dichtemuster 4 bis 9 gemäß Fig. 1 verwendet, wobei die Dichtemuster 0 bis 3 aufgrund ihrer groben Struktur nicht verwendet werden.

Nachstehend wird eine Konstruktion des Aufzeichnungsgerätes erklärt. Fig. 5 zeigt einen Kopf des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes, der ein Heizelement verwendet. Eine Kopfeinheit 151 hat sechs Düsen 152: Eine Düse 152BK dient für einen Schwarztintenausstoß hoher Dichte und eine Düse 152YK für einen Gelbtintenausstoß hoher Dichte. Für Magenta und Cyan ist jeweils sowohl eine Düse hoher Dichte 152MK und 152CK als auch eine Düse niedriger Dichte 152MA und 152CA vorgesehen. Dargestellt sind noch eine Tintenzuführleitung 153 und ein Haupttintentank 154, wobei sechs Haupttintentanks, jeweils einer für jede Düse, vorgesehen sind. Die Dichtemuster aufgrund der Dichtemodulation für Punkte in Cyan und Magenta sind mit denjenigen in Fig. 1 identisch. Die Anordnung der Düsen 152 entspricht derjenigen in Fig. 3 und die Funktionsweise ist gleich derjenigen beim ersten Ausführungsbeispiel. Ein Steuerblockdiagramm für den Drucker entspricht dem in Fig. 4 gezeigten.

Auf diese Art und Weise kann ein Farbbild hoher Qualität ohne einen deutlichen Anstieg der Köpfezahl reproduziert werden. Da die Punkte hoher Dichte für Cyan, Magenta und Schwarz im Glanzlichtbereich (heller Bereich) nicht verwendet werden, hat das Bild keine grobe Struktur. Anstelle des Mustererzeugers 72 beim Ausführungsbeispiel kann eine Dither-Verarbeitungsschaltung verwendet werden.

Beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel umfaßt die Kopfeinheit 101 mehrere Tintenstrahlköpfe, die das Heizelement gemäß Fig. 3 verwenden. Alternativ kann ein Tintenstrahlkopf, der eine elektromechanische Übertragungseinrichtung wie eine piezoelektromechanische Übertragungseinrichtung wie eine piezoelektrische Einrichtung verwendet, herangezogen werden. Wie oben beschrieben, ist die Erfindung auch anwendbar bei jedem anderen Punktaufzeichnungsgerät als dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät. Erfindungsgemäß können vielfache Tönungsgrade reproduziert werden, ohne die Anzahl der Zellen in einem Bildelement zu erhöhen. Da ferner in dem Glanzlichtbereich kein Punkt hoher Dichte ausgebildet wird, wird eine große Struktur ausgeschaltet und die Bildqualität weiter erhöht.

Claims (13)

1. Verfahren zur Erzeugung von Halbtonbildern, bei dem jedes Bildelement in eine Vielzahl von Zellen aufgeteilt wird, in denen jeweils ein Farbpunkt in mindestens zwei verschiedenen Konzentrationen erzeugbar ist, und bei dem die gewünschte Dichte des jeweiligen Bildelements eingestellt wird, indem in einer bestimmten Zahl von Zellen dieses Bildelements Farbpunkte gleicher oder verschiedener Konzentration in der Weise erzeugt werden, daß die Summe der mit ihrer jeweiligen Konzentration gewichteten Zahl der erzeugten Farbpunkte der gewünschten Dichte des Bildelements entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß immer dann, wenn die zur gewünschten Dichte des jeweiligen Bildelements führende Summe durch mehrere Kombinationen aus Anzahl und Konzentration der Farbpunkte erzielbar ist, diejenige Kombination gewählt wird, welche die größere Anzahl von Farbpunkten mit der kleineren erzeugbaren Konzentration enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß maximal ein Farbpunkt für jede Farbe in jeder Zelle gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbpunkt auf einem Aufzeichnungs-Medium mittels eines Tröpfchens gebildet wird, das von einer Tröpfchenausstoßeinrichtung (51; 151; 101) ausgestoßen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem ersten Kopf der Tröpfchenausstoßeinrichtung (51; 151; 101) Tröpfchen höherer Dichte (..K) und aus einem zweiten Kopf der Tröpfchenausstoßeinrichtung (51; 151; 101) Tröpfchen geringerer Dichte (..A) ausgestoßen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl aus dem ersten als auch aus dem zweiten Kopf der Tröpfchenausstoßeinrichtung (51; 151; 101) die Farben Cyan, Magenta und Gelb ausgestoßen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl aus dem ersten als auch aus dem zweiten Kopf der Tröpfchenausstoßeinrichtung (51; 151; 101) die Farben Cyan und Magenta ausgestoßen werden, und daß aus einem Kopf der Tröpfchenausstoßeinrichtung (51; 151; 101) Tröpfchen einer einzigen Dichte mit der Farbe Gelb ausgestoßen werden.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbpunkte durch Wärmeenergie erzeugt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Wärmeenergie eine Blase erzeugt wird um Tinte auszustoßen, so daß die Farbpunkte erzeugt werden.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von vielen möglichen Kombinationen diejenige Kombination gewählt wird, bei der von vielen Tröpfchen, die viele verschiedene Konzentrationen haben, meistens die Tröpfchen ausgestoßen werden, die die geringste Konzentration aufweisen.

10. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einer Tröpfchenausstoßeinrichtung (51; 151; 101), die Tröpfchen ausstößt, mittels denen der Farbpunkt auf einem Aufzeichnungs-Medium ausbildbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchenausstoßeinrichtung (51; 151; 101) einen ersten Kopf zum Ausstoßen von Tröpfchen höherer Dichte und einen zweiten Kopf zum Ausstoßen von Tröpfchen geringerer Dichte aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Köpfe Düsen (52; 152) aufweisen und daß Tintenzuführleitungen (53; 153) den Köpfen (51; 151) Tinte aus einem Haupttank (54; 154) zuführen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ein Heizelement (57) aufweist.