SE462904B - Saett att foerbaettra utskriftsprestanda av graaskalor och faerg foer skrivare - Google Patents

Description

462 904 med en cellupplösning av 75 celler/ tum. Dvs. varje cell innehåller 4 x 4 dottar vilket ger bilden 14b 16 gråskalor plus den rent vita "gråskalan". Q-värdet blir härigenom 17 x 75 = 1275 vilket får anses vara nära optimalförmåga hos en laserskrivare i vad avser reproduktion av halvtonsbilder.

I den svenska patentansökan 8704883-1 och efterföljande internationella patentansökningar t.ex. PCT-SE88-0O653 visas sätt att framkalla bilder och text med pigmentpartiklar på en informationsbärare, direkt från datorgenererade elektriska signaler, utan att dessa signaler måste mellanlagras vid en temporär omvandling till ljusenergi, vilket är fallet i fotokonduktiva skrivare t.ex. laserskrivare. Dessa uppgifter har lösts genom att informationsbäraren bringas i elektrisk samverkan med minst en raster- eller gallerformad matris, företrädesvis en elektrodmatris, som genom styrning i enlighet med det önskade mönstrets konfiguration åtminstone delvis öppnar och stänger passager genom matrisen genom galvanisk anslutning av denna till minst en spänningskälla, och att genom de således öppnade passager frilägges ett elektriskt fält för attrahering av pigmentpartiklarna mot informationsbäraren.

Detta sätt (i det följande kallat EMS-Konceptet), som det beskrives i ovanstående patentansökningar, möjliggör individuell styrning av dottarnas storlek och/ eller svärta. .

Ett annat sätt som medger styrning av dottarnas storlek och/ eller svärta utgörs av fotokonduktiva skrivare vars ljuskälla består av en array av ljusdioder, sk. LED-skrivare, vilka ljusdioders avgivna ljusmängd och/ eller ljusenergi inviduellt är styrbar.

Stora FoU ansträngningar satsas idag på skrivarkoncept som medger denna typ av sk. dot-size eller dot-density control. Gemensamt för alla dessa metoder borde dock vara att skrivhastigheten står i relation till antalet storlekar och/ eller svärtningsgrader. Dvs. skall en bild med högt Q-värde tryckas måste skrivarens utskriftshastighet väsentligen sänkas.

Ett annat problem för denna typ av tryckmetod består i repetitionsnoggrann- heten för de olika dotstorlekama respektive dotsvärtningsgraderna. En gråskalebild bör innehålla minst ett tiotal gråskalor för att uppfattas som naturtrogen. I de fall där pigment-partiklar används för att generera svärtan kan antalet väl avgränsade och repeterbara dotstorlekar och/ eller svärtningsgrader hos dottama vara begränsade.

Sammanfattningsvis kan sägas att även om tryckmetoder med styrning av dottarnas storlek och/ eller svärta utvecklas i syfte att förbättra grâskaleåtergivning kommer denna teknik inte att väsentligt kunna påverka kundnyttan genom att skrivarna blir långsamma och/ eller begränsade till ett för litet antal gråskalor.

Samma teknik, som-här har beskrivits, tillämpas vid reproduktion av färgskalor där t.ex. kulörerna magenta, cyan och gult tillsammans kan blandas med hjälp av olika stora dottar till celler med nya kulörer. Aven här begränsas användarnyttan av hastighetsprestanda och antalet kulörer i enlighet med ovan. 462 904 Uppfirmingens ändamål och viktigaste kännetecken Ändamålet med uppfinningen är att skapa ett sätt som förbättrar utskriftsprestanda för gråskalor och färg i skrivare som kan styra och förändra storleken och/ eller svärtningsgraden hos skrivarens dottar. Avsikten är här att möjliggöra utskrift av ett stort antal gråskalor eller färgskalor med god repetitionsnoggrannhet och jämn kvalité. Dessutom kommer uppfinningen att innebära att skrivarens skrivhastighet inte behöver sänkas i motsvarande grad som skulle vara fallet vid användandet av enbart styrning av dottamas storlek och/ eller svärta, för många typer av skrivare.

Dessa uppgifter har lösts genom att samtidigt använda både styrning av dottarnas storlek/ svärta och konventionell ditheringteknik. Genom att skapa celler bestående av minst två, till storlek och/ eller svärta individuellt styrbara, dottar kan det upplevda antalet gråskalor väsentligen ökas jämfört med vad dotstyming respektive ditheringteknik kan reproducera var för sig. Behovet av antalet väl avgränsade och repeterbara dotstorlekar och/ eller svärtningsgrader hos dottama kan härigenom göras mindre varvid skrivarens hastighet inte heller behöver sänkas lika mycket.

Denna teknik, i det följande kallad DDC (Dot & díthering Control), ger EMS, LED och andra skrivarkoncept förbättrade prestanda vid utskrift av gråskalor och vid färgreproduktion. I fig. 14c exemplifieras kvalitén hos en gråskalebild, med ett Q-värde över 3000, som kan uppnås med en skrivare med upplösningen 300 dottar/ tum och fyra dotstorlekar.

Beskrivning av ritningarna Fig. 1 Visar styrning av dotstorlek i EMS-konceptet schematiskt.

Fig. 2 Visar schematiskt hur potentialen hos elektroderna i Fig. 1 påverkar dotstorleken Fig. 3 Visar styrning av dotsvärtan i EMS-konceptet schematiskt.

Fig.4 Visar schematiskt hur potentialen hos elektroderna i Fig. 3 påverkar dotsvärtan - Fig. 5 Visar styrning av dotstorlek och svärta i EMS-konceptet schema- tiskt. » Fig. 6 Visar schematiskt hur potentialen hos elektroderna i-Fig. 5 påverkar dotstorleken och svärtan.

Fig. 7 Visar fyra olika stora dottar plus en nivå "0" som representerar -c frånvaron av en dot.

Fig. 8 Visar schematiskt hur ditheringtekniken kan kombineras med styming av dotstorleken i fem nivåer.

Fig. 9 Visar fyra olika svärtningsgrader hos lika stora dottar plus en nivå "0" som representerar frånvaron av en dot.

Fig. 10 Visar schematiskt hur ditheringtekniken kan kombineras med 462 904 styrning av svärtningsgraden i fem nivåer.

Fig. 11 Visar fyra olika svärtningsgrader hos fyra olika stora dottar plus en nivå "O" som representerar frånvaron av en dot.

Fig. 12 Visar schematiskt hur ditheringtekniken kan kombineras med styrning av både dotstorleken och dotsvärtan i fem nivåer.

Fig. 13 illustrerar 'exempel på bildkvaliteter vilka kan uppnås med DDC- tekniken i en 300 dottar/tum's skrivare.

Fig. 14 Visar skillnaden mellan olika reproduktionsmetoder.

Genom att påverka geometrier och andra parametrar i EMS-konceptet kan dottarnas beroende till elektrodemas styrspänning förändras.

Fig. 1 och 2 visar schematiskt och uppförstorat hur enbart dotten 7's storlek kan förändras genom att variera kontrastspänningen hos elektrodema 5a och 6a.

Värdena på axlarna i diagrammen i fig. 2, 4 och 6 utgör endast exempel. Den skuggade linjen i diagrammen i fig. 2, 4 och 6 visar schematiskt hur parameterberoendet är något osäkert.

I fig. 3 och 4 visas schematiskt hur enbart svärtningsgraden hos dot 7 (i %; varav 100% representerar helt svart och 0% representerar helt vitt) påverkas av potentialen i elektrod 5a och 6a.

I fig. 5 och 6 visas schematiskt hur både storleken och svärtningsgraden hos dot 7 påverkas av potentialen i elektrod 5a och 6a. Genom att ändra t.ex. fältstyrkan mellan informationsbäraren och framkallarvalsen, (se svensk patentansökan 8704883-1), kan kopplingen mellan dotstorlek och svärta förändras, varvid fig. 6 endast utgör ett exempel på en sådan koppling.

I fig. 8 visas schematiskt och uppförstorat ett utföringsexempel på sättet enligt uppfinningen där fyra dottar 7 tillsammans bildar en cell 8. Varje cell är överst markerad med ett procenttal (t.ex. 62,5%) vilket syftar till att visa den upplevda svärtningsgraden för hela cellen 8 betraktad i naturlig storlek. Varje dot kan tryckas i fyra olika storlekar 1,2,3 och 4, vilket visas i figur 7. Frånvaron av en dot, nivå 0 i fig. 7, representerar också ett tillstånd vilket med fördel kan användas i syfte att öka cellen 8's antal upplevda gråskalor.

Konventionell ditheringteknik skulle i detta exempel endast erbjuda fyra gråskalenivåer hos cellen 8 (100, 75, 50 och 25%) plus det helt vita tillståndet (0%). Genom att kombinera styrningen av dottamas storlek i fem nivåer kan cellen 8's upplevda antal gråskalor ökas till 16st (100%, 93,75%, 87,5%,...., 6,25%) plus det helt vita tillståndet (0%). Detta sker genom att det första tillståndet 100% hos cellen 8 består av fyra dottar 7i storlek 4. Den första gråskalan 93,75% efter den helt svarta cellen 100% representeras av att en av dottarna 7 har rninskats i storlek till nivå 3. I den därpå följande gråskalan 87,5% har ytterligare en dot 7 minskats till storlek 3. Det kan härvid vara fördelaktigt att välja den diagonalt placerade dotten 7, som visas i fig. 8; 87,5% då ögat härmed får svårare för att urskilja cellens interna stuktur. Det mönster enligt vilket dottarna 7 förändras i cellen 8 är dock inte låst enligt uppfinningen till det 462 904 visade utan kan ske enligt helt andra ordningsföljder. Det har av pedagogiska skäl dock valts att endast presentera en och samma ordningsföljd i ritningama.

I den cell 8 som representeras av gråskalan 81,25% har tre av cellen 8's dottar 7 minskats till storlek 3 varvid endast en dot 7 har bibehållt sin ursprungliga storlek 4.

I den därpå följande gråskalan 75% har alla dottar 7 i cellen 8 reducerats till storlek 3. Principen för förändring av gråskalan för hela cellen 8 följer sedan samma beskrivning som ovan har givits. Frånvaron av dot "nivå 0" i fig. 7 används som strukturelement i de ljusaste gråskalorna 18,75, 12,5, 6,25 samt 0%.

Det har av pedagogiska __ skäl här valts att visa dottarna 7's storleksförhållande som linjärt. Ogats upplevelse av svärtningsgraden är dock inte linjär till vare sig cellstorleken eller de i cellen 8 ingående dottama 7's storlek.

I fig. 9 och 10 visas hur uppfinningen kan tillämpas på en skrivare vilkens styrbarhet på dottarna 7 följer den som visas i fig. 3 och 4, dvs. enbart dottens svärtníngsgrad kan styras. Beskrivningen av denna utföringsvariant följer den för fig. 7 och 8 som givits ovan. Aven här måste dotten 7's svärtningsgrad anpassas till ögats totala upplevelse av gråskalan hos cellen 8 så att de olika gråskalorna hos utskriften fördelar sig jämt över skalan från 100% till 0%.

I fig. 11 och 12 visas hur uppfinningen kan tillämpas på en skrivare vilkens styrbarhet på dottama 7 följer den som visas i fig. 5 och 6, dvs. både dottens svärtningsgrad och storlek kan styras. Beskrivningen av denna utförings- variant följer den för fig. 7 och 8 som givits ovan.

Eftersom DDC-tekniken måste förklaras och illustreras på dotnivå är ritningar utförda i förstorad skala där det kan vara svårt att få förståelse för teknikens användning. All rasterteknik utnyttjar ögats begränsade upplös- ningsförmâga att urskilja bildens minsta strukturdelar.

Om bildens kvalité är tillräckligt hög (Q-värde större än ca. 1500) kan inte det mänskliga ögat utan hjälpmedel avgöra hur cellerna är uppbyggda. Detta illustreras i fig. 13 där 18 gråskalor plus en vit och en svart nivå har använts i en upplösning av 80 celler/ tum (dvs. Q= 20 x 80 = 1600). I fig. 14b, som har en upplösning av 75 celler/ tum och endast 17 gråskalor (Q = 1275), störs ögat av cellernas oregelbundenhet. I fig. 14c, som har grövre cellupplösning än 14b men betydligt fler gråskalor eller cellstorlekar, kan ögat inte urskillja cellernas interna struktur.

En skrivare som använder DDC med upplösningen 300 dottar/ tum och möjlighet att styra dotstorleken och/ eller svärtan i t.ex. 4 nivåer plus den vita nivån, kan reproducera grâskalebilder i t.ex. 75 celler/ tums upplösning och 65 gråskalor (dvs. Q = 4875) eller t.ex. 150 celler/ tums upplösning och 17 gråskalor f (dvs. Q = 2550). Motsvarande bildkvalité reproducerad med enbart konventionell ditheringteknik kräver en skrivare med upplösningen 600 462 904 dottar/ tum. Även om Q-värdet är ett mycket grovt kvalitetsmått, som här endast har använts i pedagogiskt syfte, så kommer uppfinningen att väsentligt förbättra utskriftsprestanda vid reproduktion av gråskalor och färg.

Uppfinningen inskränker sig inte till här beskrivna exempel på sätt. Det är således möjligt att inom ramen för uppfinningen använda både färre och fler nivåer på storlek och/ eller svärta hos dottama i kombination med både färre och fler dottar i varje cell.

En 400 dottar/ tums skrivare med möjlighet att variera t.ex. dottstorleken i 8 nivåer kan således reproducera t.ex. 128 gråskalor med cellupplösningen 100 dottar/ tum och en 200 dottar/ tums skrivare med möjlighet att variera svärtan hos dottarna i tvâ nivåer plus den rent vita nivån kan reproducera 19 gråskalor med cellupplösningen 66,7 celler/ tum. I det sistnämda fallet består varje cell av 3 x 3 = 9 dottar.

Vidare kan det mönster enligt vilka dottama förändras i cellen fritt väljas för optimal bildkvalítê, inom ramen för uppfinningen. Uppfinningen inskränker sig heller inte till kvadratiska eller runda dottar utan kan med fördel användas på skrivarkoncept vilka endast kan t.ex. förändra dottarnas längd i papprets transportriktning genom att t.ex. förändra pappershastigheten och/ eller trycktiden för varje enskild dot. i

Claims (2)

462 904 PATENTKRAV

1. Sätt att förbättra utskriftskvalitén vid reproduktion av t.ex. halvtonsoriginal medelst skrivare av det slag, i vilka ett antal dottar (8) sammanföres i en cell (pixel) (8), k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att ett antal - minimum två - dottar (7) bildar en cell (8), där varje dot i cellen styres individuellt med avseende pà storleken och/eller färgvalören, att dottarna bilda ett mönster i vardera cellen, vilket är varierbart med avseende pà dotantalet, dotstorleken och/eller dotfärgvalören.

2. Sätt enligt patentkrav l, vid sådana elektrografiska skrivare, i vilka framställes ett latent elektriskt ladd- ningsmönster av elektriska signaler medelst en elektrod- matris eller liknande, vilken temporärt åstadkommer elekt- riska fält för attrahering av pigmentpartiklar mot en infor- mationsbärare, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att styrningen av dottarnas storlek och färgvalör sker genom ändring av den till elektrodmatrisens elektroder tillförda elektriska spänningen.