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Titel der Erfindung
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Verfahren zum Erzeugen von Halbtonbildern mittels Tintenstrahl Anwendungsgebiet
der Brfindung Die Erfindung wird in der Tintenstrahldrucktechnik eingesetzt.
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Charakteristk der bekannten technischen Lösungen Es gibt verschiedene
Möglichkeiten, um Halbtonbilder zu erzeugen. Werden gleichgroße Tintentröpfchen
auf einen Aufzeichnungsträger ausgesendet, so kann eine Farbdichtestufung dadurch
erzielt werden, daß eine Anzahl von Druckpunktpositionen zu einem Bildpunkt vereinigt
wird und die Druckpunktpositionen teilweise oder vollständig mit Druckpunkten belegt
werden.
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Durch die Anzahl der den Bildpunkt belegenden Druckpunkte entstehen
die entsprechenden Farbdichtestufen.
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Eine zweite Möglichkeit besteht darin, daß die zu einem Bildpunkt
gehörenden Druckpunkte in ihrem Durchmesser entsprechend der gewünschten Farbdichtestufung
variiert werden, so daß wiederum das Flächenverhältnis von bedruckten und unbedruckten
Bildpunktabschnitten die Farbdichte des Bildpunktes charakterisiert.
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Eine andere Variante besteht darin, eine Farbdichtestufung dadurch
herbeizuführen, indem den Tintentropfen entsprechend der zu erzielenden Stufe eine
farblose Flüssigkeit beigemischt wird, so dab die Farbanteile geändert werden. Die
Mischung der Tropfen kann dabei entweder auf dem Aufzeichnungsträger oder aber während
des Fluges geschehen.
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In der DE-OS 32 03 972 wird ein Verfahren zum Darstellen einer komplexen
Farbe bekannt gemacht, bei dem die Plazierung der Druckpunkte im Bildpunkt so erfolgt,
daß die beteiligten Farben separat an verschiedenen Stellen des Bildpunktes auftreffen,
wodurch eine im wesentlichen additive Mischung des von den Farbflächen remittierten
Lichtes eintritt. Die Druckpunkte haben zur Farbdichtestufung unterschiedliche Durchmesser,
wodurch das Verhältnis von Papierweiß zur Farbe bestimmt wird.
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Es besteht Jedoch der Nachteil, daß für Jede Farbe ein anderer Bildpunktspeicher
zur Bestimmung des zu der Jeweiligen Farbdichtestufe gehörenden Bildpunktmusters
notwendig ist und ein erhöhter technischer Aufwand zur Erzeugung der verschieden
großen Tropfen getrieben werden muß.
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Die US-PS 583 306 hat ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wiedergabe
von Halbtonbildern zum Inhalt, bei dem für die zu erzielenden Farbdichtestufen die
Anzahl der Druckpunkte im Bildpunkt verantwortlich sind. Der Druckvorgang wird so
gesteuert, daß der Aufzeichnungsträger nach einer festgelegten Regel durch eine
entsprechende Anzahl von Druckpunkten belegt wird, so daß eine bessere Annäherung
an die logarithmische Schwärzungskurve erzielt wird. Für die entsprechenden Graustufen
sind Muster vorgesehen,-die sich durch eine solche Aufteilung der Druckpunkte in
den Rasterpunkten auszeichnet, daß sich die Anzahl der Druckpunkte benachbarter
Rasterpunkte nur in einem Druckpunkt unterscheidet. Um dies zu erreichen, müssen
mehrere Tropfen übereinander gedruckt werden, wodurch es zu Spritzern kommen kann,
sowie Positionierungsprobleme entstehen.
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In der DE-OS 30 37 774 wird die Verteilung der Druckpunkte bei einem
Mehrfarbendruck aufgezeigt, wobei eine verschobene 3 x 3 Matrix zu einem Bildfleck
zusammengefaßt wird. Die mehrfarbigen Halbtonbilder werden durch die Anzahl der
belegten Rasterpunkte bestimmt.
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Aus der EP 00 27 967 ist ein Verfahren und eine Anordnung zum Darstellen
von Halbtonbildern zu entnehmen. Hieran werden ebenfalls benachbarte Rasterpunkte
zu einem Bildpunkt zusammengefaßt. Die Anzahl der Druckpunkte in einem Bildpunkt
legt die Jeweilige Graustufe fest. Die Rasterpositionen werden in 3 Vorzugsrichtungen
positioniert.
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Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, ohne größeren zusätzlichen
gerätetechnischen Aufwand mittels Tintenstrahl Druckbilder hoher Qualität zu erreichen.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Technische Aufgabe Aufgabe der
Erfindung ist es, mittels eines herkömmlichen Tintenstrahlsystems neben einer Grobstufung
der Farbdichte, die durch die Anzahl der Druokpunkte im Bildpunkt bestimmt wird,
eine Feinstufung der Farbdichte zu erreichen.
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Merkmale der Erfindung Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst,
indem weitere Farbdichtestufen durch eine unterschiedliche Plazierung einer gleichen
Anzahl. von Druckpunkten erzielt werden. Hierfür werden die über die Punktraster
hinausreichenden Kreisabschnitte der runden Druckpunkte zu zusätzlichen Flächendeckungsvarianten
ausgenutzt. Die Druckpunkte nehmen entweder eine solche Position ein, daß sie sich
entsprechend der geforderten Farbdichte über-
lappen bzw. nicht
überlappen.
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Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführlngsbeispieles
näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in den Fig. 1a - e: Beispiele
für die Verteilung einer gleichen Anzahl von Druckpunkten innerhalb eines Bildpunktes
Fig. 2: ein Diagramm, welches die Abhängigkeit der Flächendeckung y in Prozenten
von der jeweiligen Graustufe x veranschaulicht.
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Die Figuren 1a bis 1e zeigen jeweils einen Bildpunkt 1, der aus einer
zusammengefaßten Zahl von festgelegten Druckpunktpositionen besteht. Die in diesem
Ausführungsbeispiel dargestellten 16 Druckpunktpositionen des Druckrasters bilden
16 Sektoren 2 der 4 x 4-Bildpunktmatrix des Beispiels. Alle 16 Sektoren 2 sind voneinander
unabhängig mit Druckpunkten 3 belegbar, deren Größe im allgemeinen so gewählt wird,
daß sich bei der Vollbelegung des Bildpunktes 1 eine lückenlose Vollfarbfläche ergibt.
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Zur Erreichung dieses Effektes sind die im allgemeinen kreisrunden
Druckpunkte 3 beim Tintenstrahldruck im Durchmesser größer als die Teilung des Punktrasters
gehalten. Benachbarte Druckpunkte 3 im Druckraster überlappen einander teilweise
mit den über die Gitterlinien 4 hinausragenden Kreisabschnitten5,6.
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Solche überlappenden Kreisabschnitte 5 der Druckpunkte 3 tragen nicht
zur Erhöhung der Flächendeckung und damit der integralen Farbdichte des Bildpunktes
1 bei. Ragt jedoch ein Druckpunkt 3 mit einem oder mehreren Kreisabschnitten in
nichtbelegte Sektoren 2 der Bildpunktmatrii hinein, dann erhöhen diese Flächenanteile
der nichtüberlappten Kreisabschnitte 6 den Flächendeckungsgrad des Bildpunktes 1.
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Die Beispiele in der Fig. 1a bis 1e sollen demonstrieren, wie unter
Ausnutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Flächendeckungsgrad
eines
Bildpunktes 1 durch gezielte unterschiedliche Anordnung einer gleichen Anzahl von
gleichgroßen Druckpunkten 3 verändert werden kann, so daß neben einer Grobstufung
der Farbdichte, gegeben durch die Anzahl der im Bildpunkt 1 druckenden Druckpunkte
3, eine Feinstufung durch den Grad der Punktüberlappung realisiert wird.
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In der Fig. 1a sind die Druckpunkte 3 so im Bildpunkt 1 plaziert worden,
daß sie die mittleren vier Sektoren 2 ausfüllen, so daß 8 Kreisabschnitte 5 sich
überlappen bzw. 8 Kreisabschnitte 6 zur Flächendeckung beitragen. Es wird durch
diese Lage der Druckpunkte 32,1 % der Bildpunktfläche bedeckt, welches in den angegebenen
Beispielen die kleinstmögliche bedeckte Fläche darstellt.
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Die Fig. Ib zeigt eine Möglichkeit der Verteilung der Druckpunkte
3, mit der man die nächsthöhere Flächendeckung realisieren kann. Dabei werden die
vier Druckpunkte 3 so auf den 16 Sektoren 2 des Bildpunktes 1 plaziert, daß 33,9
% des Bildpunktes 1 belegt werden, indem vier Sektoren 2 und 10 Kreisabschnitte
6 zur Flächendeckung beitragen.
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Wird beispielsweise bei der Belegung der Bildpunktpositionen ein Druckpunkt
3 neben die geschlossene Gruppe der verbleibenden 3 Druckpunkte 3 gedruckt, gelangen
4 Sektoren 2 sowie 12 Kreisabschnitte 6 zur Geltung, wie in der Fig. 1c aufgezeigt
wird, wodurch 35,7 % der Fläche abgedeckt werden.
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Indem ein weiterer Druckpunkt 3 vereinzelt auf dem Aufzeichnungsträger
positioniert wird, ergibt sich die nächsthöhere Farbdichte bei der vier Sektoren
2 und 14 Kreisabschnitte 6 zum Bild beitragen, welches eine Flächendeekung von 37,5
% zur Folge hat, wie Fig. ld veranschaulicht.
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In Fig. le ist die Variante angegeben, mit der die maximale Flächendeckung
mittels vier Druckpunkte 3 erreicht wird. Dies bedeutet, daß Jeder der vier Druckpunkte
3 vereinzelt auf dem Bildpunkt 1 positioniert wird, so daß die gesamte Fläche der
Druckpunkte 3 zur Geltung kommt, sich also keine Kreisab-
schnitte
überlappen, d.h. daß vier Sektoren 2 und 16 Kreisabschnitte 6 flächendeckend wirken.
39,3 % des Bildpunktes sind hier vollfarbig bedeckt.
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Für eine 3 x 3-Matrix ergeben sich folgende Stufungen der Farbdichte:
Stufe belegte wirksame prozentuale Bildpunkt-Sektoren Kreisabschnitte flächenbelegung
1 0 0 0% 2 1 4 17,5 % 3 2 6 31,7 % 4 2 8 34,9 % 5 3 6 42,8 % 6 3 8 46,0 % 7 3 10
49,2 % 8 3 12 52,4 % 9 4 8 57,1 70 10 4 10 60,3 % 11 4 12 63,5 % 12 5 8 68,2 % 13
5 10 71,4 % 14 5 12 74,6 ,% 15 6 6 76,2 % 16 6 8 79,4 % 17 6 10 82,5 % 18 6 12 85,7
% 19 7 6 87,3 % 20 7 8 90,5 % 21 8 4 95,2 % 22 9 0 100 % Bei der 4 x 4-Bildpunktmatrix
lassen sich bereits 85 prinzipiell verschiedene Kombinationen erzielen. Dabei existieren
allerdings Fälle, bei denen mit einer geringeren Anzahl von belegten Sektoren 2,
jedoch mit einer höheren wirksamen Kreisakschnittsanzahl bereits eine größere Flächendeckung
erzielt wird. Dies wird in dem Diagramm der Fig. 2 deutlich, welches auf der Abszisse
die Dichtestufen x und auf der Ordinate die prozentuale Flächenbelegung y des Bildpunktes
1 enthält.
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Es ist der Verlauf fair die Bildpunktmatrix 4 x 4 dargestellt.
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Bei der 4 x 4-Matrix ist ein Sägezahnverlauf in bestimmten Bereichen
erkennbar. Bei der Auswahl der besten Varianten werden die mit der geringsten benötigten
Tropfenzahl den Vorzug bekommen. Die Stufung ist dann zumindest im Mittelbereich
der Kurvenzug relativ gleichmäßig durchführbar.
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Wird die Stufenzahl der 4 x 4-Matrix von 85 um die Redundanz der "Sägezahnüberlappungen't
reduziert, dann lassen sich noch 49 Farbdichte-Stufen nutzen. Eine weitere Vergrößerung
der Bildpunktmatrizen ist praktisch unzweckmäßig, denn das menschliche Auge ist
selbst bei besten Umgebungsbedingungen nicht in der Lage, mehr als 50 verschiedene
Farbdichtestufen voneinander zu unterscheiden.
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