KR0167360B1 - 프린터에서 그레이 스케일 및 컬러의 인쇄질 개선 방법 - Google Patents

프린터에서 그레이 스케일 및 컬러의 인쇄질 개선 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수의 도트(7)가 하나의 셀(화소)(8)에 위치되는 형태의 프린터에 의해 반색조 오리지널을 재생할 때에 인쇄질을 개선하는 방법에 관한 것이다. 2개 이상의 다수 도트(7)가 하나의 셀(8)을 형성하는데, 셀내의 각 도트는 그 크기 및 컬러 값이 개별적으로 제어된다. 도트들은 실내에서 하나의 패턴을 형성하는데, 그 패턴은 도트의 수, 도트 크기 및/또는 도트 컬러 값이 변화될 수 있다.

Description

[발명의 명칭]
프린터에서 그레이 스케일 및 컬러의 인쇄질 개선 방법
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 다수의 도트가 하나의 셀(화소)에 함께 위치되는 형태의 프린터에 의해 반색조 오리지날(half-tone original)을 재생할 때에 인쇄질을 개선하는 방법에 관한 것이다.
[발명의 배경]
그레이 스케일 또는 반색조 화상의 디지털식 재생에서는 회색조(grey-tone)를 스크린 도트로 변환해야 하는데 스크린 도트의 크기 및 구획(division)은 감지되는 흑 표시 임프레션과 비례한다. 즉, 드물게 배치된 작은 도트들은 밝은 음영으로서 감지되고 밀집되게 배치된 큰 도트들은 어두운 음영으로서 감지된다. 이 기술은 인쇄 방법이 단일 스크린 도트 마다에서 또는 인쇄된 화상의 다른 단위 영역에서 흑색도(blackness)를 변화시킬 수 없는 반색조 화상(half-tone picture)의 모든 재생 형태에서 사용되고 있다.
그러나 어떤 인쇄 방법에 있어서는 화상의 스크린 도트에서의 흑색도가 변화될 수 있다. 컴퓨터에 의한 인쇄를 위해 오늘날 사용되고 있는 대부분의 방법에 있어서는 인쇄의 해상도를 감소시킴에 따라 인쇄의 질을 저하시키는 문제를 발생함이 없이 프린터의 도트의 크기 및/또는 흑색도를 변화시킬 수 있다. 가장 보편적인 방법은 이후 도트라고 하는 프린터의 인크리멘트를 셀(화소)에 위치시키는 것이며, 상기 셀에서는 기록되는 도트의 수가 셀의 크기에 직접적으로 관련된다. 이 기술은 디터링(dithering)이라고 한다.
그레이 스케일 화상의 감지되는 질을 인쇄된 화상의 해상도(셀/인치) 및 회색조의 수의 함수로서 표시하기 위하여 많은 연구가 집중되고 있다. 이 경우에 가장 중요한 규칙은 셀 해상도 및 포함되는 회색조의 수에 대한 어떤 제한 범위내에서 해상도와 회색조의 수(여기에서는Q로 표시함)의 곱이 수천이 되어야 한다는 것이다.
제14도 내지 제16도에서는 이러한 의존성에 대하여 설명되어 있는데, 제14도는 종래의 포토그래픽 기술이 어떻게 회색조를 재생할 수 있는지에 대하여 도시하고 있다. 이 화상에서의 해상도(셀/인치)는 예를 들면 120 셀/인치(또는 이와 관련한 학명(學名)에서 추천되고 있는 120라인/인치)를 사용하고 있는 포토 그래픽 콘택트 스크린에 의해 정의된다. 제14도에서 회색조의 수는 큰 것으로 간주될 수 있고 포토 그래픽 필름에서 그레인의 크기에 의해서만 제한될 수 있다. 제14도 내지 제16도에서 사각형(9)은 각각 제14a도 및 제16a도에서 확대하여 도시하였다. 종래의 포트 그래픽 기술은 매우 높은 Q값을 제공한다.
제15도는 300 도트/인치의 해상도를 갖는 레이저 프린터에서 디터링 기술에 의해 재생된 동일한 화상을 나타낸 것으로, 이 기술은 도트의 크기나 도트 흑색도를 변화시킬 수 없다. 이 화상은 75셀/인치의 셀 해상도로서 생성되어지는데 각 셀은, 제15도에 있어서, 그레이 스케일에서 순수한 백색 영역 외에 16개의 회색조를 제공하는 4×4도트를 포함한다. 이로써 Q값은 17×75=1275가 될 것이며, 이것은 반색조 화상의 재생과 관련한 레이저 프린터의 최대 능력으로서 간주되어야 한다.
스웨덴 특허 제8704883-1(PCT/SE88/00653)호에서는 광 전도 프린터, 예를 들면 레이저 프린터에서 일반적인 경우인 것처럼 전기 신호들을 광 에너지로 임시 변환할 때에 중간적으로 기억시켜야할 필요성이 없이, 컴퓨터에 의해 발생된 전기 신호로부터 직접, 정보 반송자상에서 안료 입자로서 화상 및 텍스트를 현상하는 방법에 대하여 기술하고 있다. 상기 중간 기억하는 문제는 정보 반송자를 적어도 하나의 스크린 또는 게이트로 형성된 매트릭스, 바람직하게는 전극 매트릭스에 전기적으로 협력시킴으로써 해결되어지며, 이것은 소망하는 패턴 구성에 따른 제어를 통하여 적어도 하나의 전압원에 매트릭스를 동전기(galvanic) 접속시킴으로써 매트릭스를 통한 통로를 적어도 부분적으로 개방 및 폐쇄하며, 이와같이 개방된 통로에 의해 전계가 정보 반송자를 향하여 안료입자를 끌어드리도록 자유롭게 세트되어 진다. 이 방법(이후 EMS 개념이라고 함)은, 상기 특허에서 설명된 바와 같이, 도트의 크기 및/또는 흑색도를 개별적으로 제어할 수 있다.
도트의 크기 및/또는 흑색도를 제어할 수 있는 다른 방법은 광전도 프린터에서 사용될 수 있는데, 그 프린터의 광원은 발광 다이오드의 배열로 구성되며(소위 LED-프린터), 발광 다이오드의 발광량 및/또는 광 에너지는 개별적으로 제어될 수 있다.
최근 이러한 형태의 도트 크기 또는 도트 밀도를 제어할 수 있는 프린터 개념에 대하여 많은 연구 및 개발이 진행되어오고 있다. 이 모든 방법에서의 공통적인 것은 인쇄속도가 다수의 크기 및/또는 흑색의 정도에 관련된다는 것이다. 즉, Q값을 갖는 화상이 인쇄되어야 할 때 프린터의 인쇄 속도는 실질적으로 감소되어야 한다.
이러한 형태의 인쇄 방법에 대한 또 하나의 문제점은 다른 도트 크기 및 도트 흑색 정도에 대한 재현 정확도에서 각각 발생한다. 그레이 스케일 화상은 똑같이 인식되어지는 10개 이상의 다수의 그레이 스케일 첨단을 포함해야 한다. 흑색도를 발생하기 위하여 안료 입자들을 사용하는 이들 경우에 있어서 다수의 잘 제한되고 재현성이 있는 도트 크기 및/또는 도트의 흑색 정도는 제한될 수 있다.
이상의 설명을 종합하면 도트의 크기 및/또는 흑색도를 제어할 수 있는 인쇄 방법이 그레이 스케일 재생을 개선하기 위하여 개발되고 있다 하더라도 이 기술은 프린터가 저속으로 되고 회색조가 너무 작은 수로 제한되기 때문에 소비자의 이익에 실질적으로 영향을 주지 않는다. 이 기술은 컬러 스케일의 재생시 적용될 수 있으며, 자홍색, 푸른색 및 황색이 새로운 색을 갖는 셀에 대하여 다른 크기를 갖는 도트에 의하여 함께 혼합할 수 있다. 소지자의 이익은 상기의 사항에 따라 컬러의 수 및 속도 성능에 의해 제한된다.
[발명의 목적]
본 발명의 목적은 도트의 크기 및/또는 흑색 정도를 제어 및 변화시킬 수 있는 프린터에 있어서 회색조 및 컬러의 인쇄질을 개선하는 방법을 제공하는 것이다. 이 목적은 다수의 회색조 또는 컬러를 좋은 재현 정확도 및 일정한 질을 가지고 인쇄할 수 있게 하기 위한 것이다. 더욱이 본 발명은 많은 형태의 프린터에 있어서 도트의 크기 및/또는 흑색도의 제어만을 사용할때의 경우에서처럼 정도에 대응하여 프린터의 인쇄 속도를 감소시킬 필요가 없게 한다.
이 문제들은 셀을 형성하는 2개 이상의 다수 도트에 의해 해결되는데 셀내의 각 도트는 크기 및/또는 컬러 값에 대하여 개별적으로 제어되고 도트들은 각 셀내에서 패턴을 형성한다. 상기 패턴은 도트의 수, 도트 크기 및/또는 도트 컬러 값과 관련하여 변화될 수 있다. 크기 및/또는 흑색도에 따라 적어도 2개의 개별적으로 제어 가능한 도트로 이루어진 셀을 창조함으로써, 감지되는 회색조의 수는 도트 제어 및 디터링 기술 각각에 의해 재생될 수 있는 것에 비하여 실질적으로 증가될 수 있다. 이로써 도트의 다수의 잘 제한되고 재현성이 있는 도트 크기 및/또는 흑색 정도의 필요성은 적어질 수 있고 따라서 프린터의 속도가 크게 감소되지 않는다.
이 기술은, 이후 DDC(도트 및 디터링 제어)라고 부르는데, 그레이 스케일의 인쇄시 및 컬러 재생시에 성능이 재선된 EMS, LED 및 다른 프린터 개념을 제공한다. 제16도에서 인쇄질은 3000이상의 Q값을 갖는 그레이 스케일 화상과 비교되는데, 이것은 300 도트/인치의 해상도 및 4가지의 도트 크기를 갖는 프린터에서 달성될 수 있다.
[도면의 간단한 설명]
이하, 몇가지 실시예를 도시하는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 제1도는 전극 매트릭스의 메쉬 형태로된 4개의 섹션 및 EMS-개념에 따른 도트 크기의 제어를 개략적으로 나타낸 도면이다.
제2도는 제1도의 전극의 전위가 도트 크기에 어떻게 영향을 주는지를 설명하기 위한 도면이다.
제3도는 전극 매트릭스의 메쉬 형태로된 4개의 섹션 및 EMS-개념에 따른 도트 흑색의 제어를 개략적으로 나타낸 도면이다.
제4도는 제3도의 전극의 전위가 도트 흑색도에 어떻게 영향을 주는지를 설명하기 위한 도면이다.
제5도는 전극 매트릭스의 메쉬 형태로된 4개의 섹션 및 EMS-개념에 다른 도트 크기 및 흑색도 제어를 개략적으로 나타낸 도면이다.
제6도는 제5도의 전극의 전위가 도트 크기 및 흑색도에 어떻게 영향을 주는지를 설명하기 위한 도면이다.
제7도는 도트가 없음을 나타내는 0-레벨외에 다른 크기의 4개의 도트를 나타낸 도면이다.
제8도는 디터링 기술이 5가지 레벨에서 도트 크기의 제어와 어떻게 결합될 수 있는지를 개략적으로 나타낸 도면이다.
제9도는 도트가 없음을 나타내는 0-레벨외에 동일 크기의 도트의 4가지 다른 흑색정도를 나타낸 도면이다.
제10도는 디터링 기술이 5가지 레베렝서 흑색정도의 제어와 어떻게 결합될 수 있는지를 개략적으로 나타낸 도면이다.
제11도는 도트가 없음을 나타내는 0-레벨외에 다른 크기의 4개 도트의 4가지의 다른 흑색정도를 나타낸 도면이다.
제12도는 디터링 기술이 5가지 레벨에서 도트 크기 및 도트 흑색도의 제어와 어떻게 결합될 수 있는지를 개략적으로 나타낸 도면이다.
제13a도 및 제13b도는 300 도트/인치 프린터에서 DDC-기술에 의해 달성될 수 있는 화질의 예를 나타낸 도면이다.
제14도 내지 제16도는 다른 재생 방법들 사이의 차이를 설명하기 위한 도면이다.
EMS-개념에서 기하 및 다른 파라메터에 영향을 줌으로써 전극의 전압 제어에 대한 도트 의존성은 변화될 수 있다.
도면에 도시된 도트들은 회색조 대신 그레이 스케일을 나타내며, 도트들은 컬러의 어떠한 색조도 가질 수 있다.
제1도 및 제2도는 전극 매트릭스내에 포함된 전극(5a,6a)의 콘트라스트 전압을 변화시킴으로써 도트(7)의 크기가 어떻게 변화될 수 있는가를 개략적으로 확대 도시한 것이다.
제2도, 제4도 및 제6도에서 각 축의 값들은 예로서 나타낸 것이다. 이 도면들은 음영 라인(shaded line)은 파라메터 의존성이 어느 정도 불확정인지를 개략적으로 나타낸다.
제3도 및 제6도에서는 도트(7)의 흑색 정도(%;100%는 완전 흑색을 나타내고 0%는 완전 백색을 나타냄)가 전극(5a,6a)에서의 전위에 의해 어떻게 영향을 받는지를 개략적으로 나타내고 있다. 제5도 및 제6도에서는 도트(7)의 크기 및 흑색 정도가 전극(5a,6a)에서의 전위에 의해 어떻게 영향을 받는지를 개략적으로 나타내고 있다. 예를 들면 정보 반송자와 현상 롤러(스웨덴 특허 8704883-1)사이의 전계 강도를 변화시킴으로써 도트 크기와 흑색도 사이의 결합이 변화될 수 있으며, 제6도는 그러한 결합을 예로써 나타내고 있다.
제8도는 4개의 도트가 함께 셀(8)을 형성하는 본 발명의방법에 따른 방법의 실시예를 개략적으로 확대하여 도시한 것이다. 각 셀의 상부에는 본래 크기에서 관측되는 전체 셀(8)에 대한 감지되는 흑색 정도를 나타내는 퍼센트수(예를 들면 62.5%)가 표시되어 있다. 각 도트는 제7도에 도시된 바와 같이 4가지의 다른 크기(1,2,3,4)로 인쇄될 수 있다. 제7도에서 0-레벨은 도트가 없는 상태를 나타내고, 이것은 셀(8)의 감지되는 회색조의 수를 증가시키기 위해 사용될 수 있다.
이 예에서 종래의 디터링 기술은 완전한 백색 상태(0%) 이외에 셀의 4가지 회색조 레벨(100,75,50,25%)만을 제공하였다. 실시예에서의 5가지 레벨에서 도트의 크기 제어를 결합함으로써 셀(8)로부터 감지되는 회색조의 수는 완전한 백색 상태(0%)에 16가지(100%,93.75%, 87.5%, ..., 6.25%)로 증가될 수 있다. 이것은 4가지 크기의 4개 도트(7)를 포함하는 셀(8)의 첫 번째 상태(100%)에 의해 실행된다. 완전한 흑색 셀(100%) 이후의 첫 번째 회색조(93.75%)는 도트(7)들중 하나가 레벨 3의 크기로 감소된다는 것을 표시한다. 후속되는 회색조(87.5%)에서 또 하나의 도트(7)는 크기 3으로 감소된다. 이 경우에는 인간의 눈이 셀의 내부 구조를 분배하는 것이 더 어렵다는 것을 알기 때문에 제8도에 도시된 바와같이 대각선으로 배치된 도트(7)를 선택할 수 있다. 그러나, 셀(8)에서 도트가 변화되는 것에 따른 패턴은 도시된 패턴에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 개념에 따라 다른 방식으로도 변화될 수 있으며, 완전히 다른 순서로 실행될 수도 있다. 설명을 위하여 도면에 도시된 순서로 선택된 것으로 한다. 81.25%의 회색조로 표시된 셀(8)에서는 셀(8)의 도트(7)들중 3개가 크기 3으로 감소되고 하나의 도트(7)만이 원래의 크기 4로 유지된다.
후속되는 75%의 회색조에서는 셀(8)의 모든 도트(7)들이 크기 3으로 감소되어진다. 전체 셀(8)에 대하여 회색조를 변화시키는 원리는 상기 설명한대로 진행된다. 제7도에서 도트가 없는 레벨 0는 가장 밝은 회색조 18.75, 12.5, 6.25 및 0%에서의 구조 요소로서 사용된다.
설명을 위하여, 여기에서는 도트의 치수 관계를 선형으로서 나타내도록 선택한다. 그러나 흑색 정도에 대한 눈의 인식은 셀의 크기나 셀(8)에 포함된 도트의 크기에 대하여 선형으로 되지 않는다.
제9도와 제10도는 본 발명의 프린터에 어떻게 적용될 수 있는지를 나타내며 도트(7)상에서의 그 제어 가능성은 제3도 및 제4도에서의 것과 같다. 즉, 도트의 흑색 정도만을 제어할 수 있다. 이 실시예의 설명은 상기 제7도 및 제8도에 대하여 설명한 것과 같다. 여기에서 도트의 흑색 정도는 셀(8)이 회색조의 전체인지 정도에 부합하도록 구성되어야 하며, 이로써 인쇄의 다른 회색조가 100%∼0%에 걸쳐 균일하게 분포된다.
제11도 및 제12도는 본 발명이 프린터에 어떻게 적용될 수 있는지를 나타내며 도트(7)에서의 그 제어성은 제5도 및 제6도에서의 것과 같다. 즉 도트의 흑색 정도 및 크기를 모두 제어할 수 있다. 이 실시예의 설명은 상기 제7도 및 제8도와 관련하여 설명한 것과 같다.
지금까지 DDC-기술을 도트 레벨과 관련하여 설명하였지만, 이 도면으로는 기술의 사용을 이해하기가 어려울 것이다. 모든 스크린 기술은 화상의 최소구성 요소를 구분하기 위하여 눈의 제한된 분해 능력을 사용한다. 화상의 질이 충분이 높으면(Q값이 1500이상), 인간의 눈은 보조 도구 없이는 셀이 어떻게 구성되는지를 분간할 수 없다. 이것은 제13a도 및 제13b도에 도시되어 있으며, 여기에서는 80 셀/인치(즉, Q=20×80=1600)의 해상도에 있어서 18개의 회색조와 백색 및 흑색 레벨이 사용된다. 제14도에서는 17회색조(Q=1275)의 해상도를 가지며, 인간의 눈은 셀의 불규칙성 때문에 방해를 받는다. 제14도에서는 제14보다 더 조악한 셀 해상도를 갖지만 실질적으로 더 많은 회색조 또는 셀 크기를 가지며, 인간의 눈은 셀의 내부 구조를 분간할 수 없다.
300 도트/인치의 해상도 및 예를 들면 4레벨과 백색 레벨에서 도트 크기 및/또는 흑색도를 제어하는 능력을 갖는 DDC를 사용한 프린터는 예를 들면 75셀/인치의 해상도와 75회색조(즉, Q=4875) 또는 150 셀/인치의 해상도와 17회색조(즉, Q=2550)에서 회색조 화상을 재생할 수 있다. 단지 종래의 디터링 기술에 의해 대응하는 화질을 재생하려면 프린터가 600 도트/인치의 해상도를 가져야 한다. Q값이 여기에서 단지 설명을 위하여 사용되는 매우 조악한 화질 측정치 이더라도, 본 발명은 회색조 및 컬러의 재생시에 인쇄 성능을 실질적으로 개선시킨다. 더욱이 다른 크기 및 다른 흑색도의 도트들을 혼합하여 각 셀이 4개의 도트를 포함한 경우 44개의 색조를 얻을 수도 있다. 셀이 예를들면 각 셀에서 5개 또는 6개 도트의 다른 패턴으로 분리되면 대응하는 정도에서의 색조의 수는 더 커진다.
본 발명은 여기에서 설명된 실시예 및 방법에 제한되지 않는다. 따라서 도트의 크기 및/또는 흑색도의 레벨을 더 적게 하거나 더 많게 하는 것 및 각 셀에서 도트의 수를 더 적게 하거나 더 많게 하는 것은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 한다.
따라서 8개의 레벨로 도트 크기를 변화시킬 수 있는 400 도트/인치를 갖는 프린터는 100 도트/인치의 셀 해상도를 갖는 128개의 회색조를 재생할 수 있고, 도트의 흑색도를 2개의 레벨과 완전한 백색 레벨로 변화시킬 수 있는 200 도트/인치 프린터는 66.7 셀/인치를 갖는 19개의 회색조를 재생할 수 있다. 후자의 경우에 각 셀은 3×3=9 도트로 구성된다.
도트가 셀에서 변화될 수 있는 것에 따른 패턴은 본 발명의 범위내에서 최적의 화질을 위해서 자유로이 선택될 수 있다. 본 발명은 각각의 단일 도트에 대한 인쇄시간 및/또는 종이 공급 속도를 변화시킴으로써 종이의 공급 방향으로 도트의 길이를 변화시킬 수 있는 프린터 개념에 적용시킬 수 있는 한 사각형 도트이거나 원형 도트이거나 상관이 없다.

Claims (6)

  1. 셀에 함께 위치됨으로써 그 수가 가변적인 다수의 도트로 각각 구성되는 다수의 셀(화소)이 이미지를 생성시키는데 사용되는 인쇄 수단을 사용하여 정보 반송자상에 반색조 이미지를 형성할 때에 인쇄질을 개선시키는 방법에 있어서, 가변적인 컬러 값과 크기를 갖는 데이터를 생성시킴으로써 상기 셀의 각 도트는 상기 도트의 컬러 값과 크기에 대해 개별적으로 제어 가능하여, 상기 도트는 각 셀에 도트의 수와 도트의 컬러 값 및 크기에 대해 변화하는 소정의 패턴을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄질 개선방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각 도트의 형태, 즉 원형의 형태, 사각형의 형태 또는 길이는 가변적인 것을 특징으로 하는 인쇄질 개선 방법.
  3. 셀에 함께 위치됨으로써 그 수가 가변적인 다수의 도트로 각각 구성되는 다수의 셀(화소)이 이미지를 생성시키는데 사용되는 인쇄 수단을 사용하여 정보 반송자상에 반색조 이미지를 형성할 때에 인쇄질을 개선시키는 장치에 있어서, 인쇄수단은 가변적인 컬러 값과 크기를 갖는 도트를 생성시키도록 배치됨으로써 상기 셀의 각 도트는 도트의 컬러 값 및 크기에 대해 개별적으로 제어가능하여, 상기 도트는 각 셀에 도트의 수와 도트의 컬러 값 및 크기에 대해 변화하는 소정의 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 하는 인쇄질 개선 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 각 도트의 형태, 즉 원형의 형태, 사각형의 형태 또는 길이는 가변적인 것을 특징으로 하는 인쇄질 개선 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 정보 반송자는 전극 매트릭스와 전기적으로 협력함으로써 상기 전극 매트릭스의 전극은 출력 시간과 레벨이 제어가능한 최소한 하나의 전압소스에 접속되며, 상기 전극은 다수의 도트에 의해 각각 형성되며 이미지를 생성시키는 다수의 셀(화소)을 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄질 개선 장치.
  6. 제3항에 있어서, 정보 반송자의 속도 및/또는 상기 전극 매트릭스의 전극에 인가되는 전압 레벨 및/또는 인가되는 전압의 인가 시간을 변화시킴으로써 도트의 크기 및 컬러 값을 제어하는 것을 특징으로 하는 인쇄질 개선 장치.
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