DE3609252A1

DE3609252A1 - Verfahren und vorrichtung zur bildreproduktion

Info

Publication number: DE3609252A1
Application number: DE19863609252
Authority: DE
Inventors: Jun Yokohama Kanagawa Asai; Takahiro Yokohama Kanagawa Inoue; Tsukasa Tokio/Tokyo Kuge; Yoshihiro Kawasaki Kanagawa Murasawa; Hiroshi Sasame; Yasushi Kawasaki Kanagawa Sato; Akio Tokio/Tokyo Suzuki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1986-10-02
Also published as: GB8606880D0; FR2587572B1; US4814886A; DE3609252C2; FR2587572A1; GB2174265A; GB2174265B

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bildreproduktion

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildreproduktionsverfahren für das Reproduzieren von Bildsignalen und das Erhalten einer Tönungswiedergabe mit Punkten sowie auf eine Vorrichtung zum Anwenden dieses Verfahrens.

Für die Wiedergabe eines Bilds mit Halbtönen durch Steuern der Anzahl digitaler Punkte werden häufig ein Ditherverfahren und ein Dichtemusterverfahren angewandt. Nach diesen Verfahren werden unterschiedliche Dichtewerte durch Verändern der Anzahl von Druckpunkten in einer jeweiligen kleinen Fläche wiedergegeben, wobei die Integrationsfunktion des menschlichen Auges genutzt wird. Bei einem jeden dieser Verfahren ist ein wichtiger Faktor bei der Wiedergabe von Halbtönen durch die Anzahl von Punkten der Zusammenhang zwischen dem Auflösungsvermögen und dem Tönungswiedergabevermögen. Im einzelnen ergibt sich hinsichtlich des Formats einer Matrix durch eine größere Matrix eine größere Anzahl von Dichtewerten, jedoch wird dabei das Auflösungsvermögen verringert. Andererseits er-

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gibt hinsichtlich der Art des Musters, das die Art der Zunahme der Punkteanzahl gemäß einer Dichtezunahme bestimmt, eine Punktekonzentration, bei der die Punkte um c einen mittigen Kernpunkt herum zunehmen, eine bessere Linearität der Dichtewerte in bezug auf die zunehmende Punkteanzahl, aber auch die Tendenz zur Verringerung des Auflösungsvermögens. Im Gegensatz dazu wird bei einer Punktestreuung das Auflösungsvermögen nicht wesentlich beeinträchtigt, aber die Linearität zwischen der Punkteanzahl und den Dichtewerten verschlechtert, was praktisch zu einer Verringerung der Anzahl von Dichtewerten führt.

Die Fig. 2A bis 2D zeigen bekannten Matrixmuster. Die

Zahlen geben die Reihenfolgenummern bei der Punktezunahme 15

an, wobei jeweils ein Zustand gezeigt ist, bei dem Punkte 1 bis 8 eingeschaltet sind. Die Fig. 2A zeigt ein Beispiel für ein Punktestreuungsmuster, das Bayer-Muster genannt wird. Andererseits zeigen die Fig. 2B bis 2D jeweils ein Beispiel für ein Punktekonzentrationsmuster, und zwar jeweils ein Spiralmuster, ein abgewandeltes Spiralmuster und ein Rasterpunktemuster.

Bei Geräten für das Ausdrucken oder die Sichtanzeige mit

Punkten wird ein jeder Punkt üblicherweise so bemessen, 25

daß er geringfügig mit benachbarten Punkten überlappt, damit kein Hintergrund verbleibt, wenn alle Punkte ausgedruckt oder angezeigt werden. Infolgedessen wird bei dem Punktestreuungsmuster die Linearität verschlechtert, da

mit zunehmender Punkteanzahl der Hintergrund beträchtlich 30

abgedeckt wird. Um sowohl bei dem Punktestreuungsmuster

als auch bei dem Punktekonzentrationsmuster eine zufriedenstellende Gradations- bzw. Tönungswiedergabe und eine zufriedenstellende Auflösung zu erhalten, wurde üblicherweise ein Verfahren angewandt, bei dem das Matrixformat 35

verkleinert wurde und ein jeder Punkt in der Matrix durch

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ein mehrwertiges Mikrobildelement wiedergegeben wurde.

Dieses Verfahren entspricht beispielsweise bei einem Laserstrahldrucker einer Intensitätsmodulation oder Imc pulsbreitenmodulation.

Im einzelnen werden beispielsweise bei einem Laserstrahldrucker, bei dem ein Bild durch optisches Oberstreichen eines fotoempfindlichen Materials aufgezeichnet wird, durch Impulsbreitenmodulation, bei der die Einschaltperiode der Laserstrahlen gesteuert wird, oder durch Intensitätsmodulation, bei der die Bestrahlungslichtmenge gesteuert wird, in der Abtastrichtung der Laserstrahlen Mikrobildelement bzw. in mehrere Werte unterteilte BiId-

.,. elemente geformt. Derartige Mikrobildelemente können bei 15

einem Leuchtdioden-Drucker durch das Steuern der Dauer von Lichtimpulsen oder der Leuchtstärke der Leuchtdioden bzw. bei einem Flüssigkristall-Drucker durch das Steuern der Impulsdauer von durchgelassenem Licht oder der durchgelassenen Lichtmenge erhalten werden. Die Größen und Formen der Mikrobildelemente werden bei dem Laserstrahldrucker in der Hauptabtastrichtung bzw. der Richtung des Überstreichens mit den Laserstrahlen gesteuert, während sie bei dem Leuchtdiodendrucker oder dem Flüssigkristall-Drucker in der Unterabtastrichtung gesteuert werden.
25

Im Vergleich zu einem gewöhnlichen Punkt sind jedoch die einen mehrwertigen Punkt bildenden Mikrobildelemente kleiner bemessen, wobei ein weniger gleichmäßiges Ausdrucken aufzutreten pflegt. Die Größe des Mikrobildelefs

ments wird beispielsweise deshalb ungleichmäßig, weil sich bei dem Tintenstrahldruck oder dem Thermoübertragungsdruck der Druckpunkt verbreitert oder weil bei dem elektrofotografischen Verfahren der Toner verstreut oder

auseinandergedrückt wird. Insbesondere wird bei einem 35

elektrofotografischen Drucker bei der Entwicklung das

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elektrostatische Feld eines Mikrobildelements beträchtlich durch den Zustand der Mikrobildelemente in der Umgebung beeinflußt. Das Mikrobildelement wird kleiner, wenn sich in der Umgebung ein stark gefülltes bzw. sehr verstärktes Bildelement befindet, aber größer, wenn sich in der Umgebung keine Bildelemente befinden.

Die Fig. 4 zeigt eine Spiralmuster-Matrix, in welcher ein ,Q jedes Mikrobildelement bzw. jeder Punkt in fünf Werten verändert wird. Nach Fig. 4 hat die Matrix das Format 3x3, wobei jeder Punkt von 1 bis 5 unterteilt ist, wie es in dem mittigen Punkt dargestellt ist, und in der durch einen Pfeil gezeigten Richtung zunimmt bzw. verstärkt wird. Diese 3x3-Matrix enthält jedoch nur einen einzigen Kern der Zunahme und kann daher keine zufriedenstellende Auflösung ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Ausschalten der vorstehend erläuterten Mängel und zum Verbessern der

Bildaufbereitung für die Punktebilderzeugung ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Bildreproduktion zu schaffen, die das Wiedergeben eines Bilds in hoher Bildqualität ermöglichen.

Ferner sollen mit der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildreproduktion geschaffen werden, die die Wiedergabe eines einem Vorlagenbild getreuen Bilds ermöglichen.

Weiterhin sollen das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ein hervorragend wiedergegebenes Bild bei einfacher Gestaltung liefern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei-35

spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu-

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tert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine fortes schreitende Bildelementeverstärkung bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 2A bis 2D sind Ansichten herkömmlicher Mustermatrizen.

Fig. 3 ist eine grafische Darstellung der Gradationscharakteristik eines Punktestreuungsmusters.

Fig. 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für ein Spiralmuster mit sechswertigen Punkten zeigt.

Fig. 5 veranschaulicht ein Verfahren zur Bildelementaufteilung bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 6A und 6B zeigen Beispiele von Mikropunktanordnungen

in einem Bildelement bei dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 7 ist eine Blockdarstellung einer Bildaufberei-_K tungseinrichtung für das Ausführungsbeispiel.

Fig. 8 ,ist eine grafische Darstellung, die die Zusammenhänge zwischen Festspeicherdaten und Ditherbildsignalen zeigt.

Fig. 9 zeigt eine Schwellenwertmatrix des Ausführungsbeispiels.

Fig. 10 bis 12 sind schematische Ansichten, die die fortschreitende Bildelementverstärkung bei dem Aus-35

führungsbeispiel zeigen.

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Fig. 13 ist eine schematische Ansicht, die die fortschreitende Bildelementverstärkung bei einer vertikalen Linienanordnung von Bildelementen zeigt.

Fig. 14 ist eine schematische Ansicht, die die fortschreitende Bildelementverstärkung bei einer horizontalen Linienanordnung von Bildelementen zeigt.

Fig. 15 ist eine Ansicht, die den Zustand von Mikropunkten bei einer vertikalen Linienanordnung von Bildelementen zeigt.

Fig. 16 ist eine Ansicht, die den Zustand von Mikropunk-

ten bei einer Diagonalanordnung von Bildelementen zeigt.

Fig. 17 zeigt eine weitere Schwellenwertmatrix.

Fig. 18 ist eine Ansicht, die das Fortschreiten einer Bildelementverstärkung mit der in Fig. 17 gezeigten Schwellenwertmatrix zeigt.

Fig.19A bis 19E sind Ansichten, die das Fortschreiten

einer Kernverstärkung eines jeweiligen Punkts zeigen.

Fig. 20 bis 28 zeigen Punkteanordnungsmuster in Matrizen 30

unterschiedlicher Formate.

Fig. 29 zeigt eine Schwellenwertmatrix gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

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Fig. 30 ist eine grafische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen der Bilddichte gemäß dem in Fig. 9 gezeigten Muster und der Punkteanzahl zeigt.

Fig. 31 ist eine grafische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen der Bilddichte und der Anzahl von Dichtewerten bei der Verwendung der in Fig. 29 gezeigten Matrix zeigt.

Fig. 32 bis 34 zeigen weitere Schwellenwertmatrizen.

Fig. 35 und 36 sind schematische Ansichten eines Laserstrahldruckers, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung anwendbar ist.

Bei den Ausführungsbeispielen wird ein aufzuzeichnendes Bildelement in eine Vielzahl von Mikrobildelementen bzw. Mikropunkten aufgeteilt. Daher werden die eingegebenen Daten für ein Bildelement entsprechend ihrem Dichtewert in eine Vielzahl von Mikropunkten aufgeteilt. Die Fig. 5 zeigt ein Beispiel, bei dem ein Bildelement bzw. Bildpunkt in fünf Mikrobildelemente bzw. Mikropunkte 100

__ aufgeteilt ist, die die Darstellung von sechs Dichte-25

bzw. Tönungswerten oder Gradationswerten ermöglichen. Diese Aufbereitung kann beispielsweise bei einem Laserstrahldrucker auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß die x-Achse in die Hauptabtastrichtung der Laserstrahlen gelegt wird und die Dauer der Lichtimpulse in 30

einem Mikropunkt in fünf Abschnitte unterteilt wird.

Die Fig. 6A und 6B zeigen für die in Fig. 5 gezeigte Aufteilung des Bildelements unterschiedliche Arten des

Vergrößerns bzw. Verstärkens der Mikropunkte in der Auf-35

einanderfolge von (a) bis (f).

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Die Fig- 7 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Erzeugen eines dieses Bildsignals, bei der ein Ditherverfahren angewandt wird, wobei ein die Bilddichte darstellendes Bildsignal 10 in einem Zwischenspeicher 19 gespeichert und dann einem Anschluß A eines Vergleichers 11 zugeführt wird, der an einem zweiten Anschluß B ein Schwellenwertsignal 12 empfängt. Gemäß mittels eines Adressengenerators 15 erzeugten Adressendaten gibt ein Festspeicher 13 (ROM), in dem Ditherschwellenwerte gespeichert sind, auf zyklische Weise Ditherschwellenwerte nach einem systematischen Ditherverfahren ab. Der Vergleicher 11 vergleicht das Bildsignal 10 mit dem jeweiligen Ditherschwellenwert und erzeugt ein binäres Dither-Bildsignal 14 mit dem Wert "1" oder "0". In diesem Fall b

wird ein Bildelement 101 in fünf Mikrobildelemente 100 aufgeteilt. Taktsignale 17 werden einem Frequenzteiler 16 zugeführt, der bei jeweils fünf Taktsignalen ein Speicherungssignal 18 abgibt. Der Festspeicher 13 gibt die Schwellenwertsignale 12 synchron mit den Taktsignalen 17

ab, während der Zwischenspeicher 19 die Bildelementdaten bei jedem fünften Taktsignal abgibt.

Die Bildelementdaten enthalten eine vorbestimmte Anzahl

von Bits je Bildelement und können durch das Lesen eines 25

Vorlagenbilds beispielsweise mittels einer Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) und Umsetzen der auf diese Weise erhaltenen analogen Daten in digitale Bilddaten mittels eines A/D-Wandlers gewonnen werden oder im voraus in

einer elektronischen Datei oder dergleichen gespeichert 30

sein.

Die Fig. 8 zeigt den Zusammenhang zwischen den Ditherschwellenwertsignalen 12 aus dem Festspeicher 13 und den

Dither-Bildsignalen 14. Wenn das Bildsignal einen dunkle-35

ren Wert als das Schwellenwertsignal 12 anzeigt, nimmt

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das Dither-Bildsignal M den Wert "1" an.

Die Ausgabe eines Bilds mit Zwischentönen bzw. Halbtönen c erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel mittels einer in Fig. 9 gezeigten Dithermatrix. Die Zahlen in der Matrix geben die Schwellenwerte an, wobei kleinere Zahlen eine geringere Bilddichte anzeigen; wenn der Wert der Bildelementdaten höher als der Schwellenwert ist, nimmt das Dither-Bildsignal den Wert "1" an. Mit dieser Matrix können 3x3x5+1 = 46 Dichtewerte wiedergegeben werden. Bei der Dithermatrix gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die Bildelemente entlang diagonaler Linien angeordnet, wobei die Zahlen so angeordnet sind, daß sich mit der zur Darstellung der Halbtöne vorgenommenen Änderung der An-

zahl der Mikrobildelemente bzw. Mikropunkte die Form eines jeden Bildelements ändert. Für eine gleichförmige Bilddichte von weniger als "4" werden die der Dichte "3" oder weniger entsprechenden Mikrobildelemente bzw. Mikro-

punkte 100 in den Bildelementen diagonal angeordnet, so 20

daß sie sehr feine diagonale Linien £1 bilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden die Schwellenwerte "1", "2" und "3" die Kerne der Punktezunahme bzw. Punkteverstärkung in der Schwellenwertmatrix.

Die Fig. 10 veranschaulicht die Zunahme bzw. Verstärkung der Mikropunkte 100 für eine gleichförmige Bilddichte "6", während die Fig. 11 diejenige für eine gleichförmige Bilddichte "15" zeigt. Für eine Bilddichte im Bereich von "15" bis "18" nehmen gemäß der Darstellung durch Pfeile

in Fig. 12 die Mikropunkte 100 von den voll ausgedruckten Bildelementen weg zu, so daß die Linien J1 weiter verstärkt werden. Es ist anzumerken, daß die Bildelemente immer in einer Anordnung mehrerer Linien in regelmäßigen

Abständen anwachsen bzw. verstärkt werden und nicht 35

außerhalb dieser Linien liegen.

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Dieses Wachstum der Bi1 delemente in linearen Anordnungen verringert den Einfluß von Bildelementen in der Umgebung bei der Steigerung der Anzahl der Mikropunkte 100. Wie schon vorangehend erläutert wurde, ergibt sich bei der elektrofotografischen Bilderzeugung zwischen den Ladungsbildern der Bildelemente, wenn diese verteilt sind, eine gegenseitige Beeinflussung auf komplizierte Weise derart, daß die Größen der Bildelemente durch geringfügige Ände_in rungen der Ladungsbilderzeugungsbedingungen und der Entwicklungsbedingungen verändert werden. Die lineare Anordnung der Bildelemente wie bei dem Ausführungsbeispiel ermöglicht selbst bei der Zunahme der Mikropunkte eine Verringerung der Einflüsse umgebender Ladungsbilder,

wobei ein eventueller Einfluß gleichmäßig wird, da die ι ο

umgebenden Ladungsbilder einfache lineare Strukturen haben.

Auf diese Weise ist bei dem Ausführungsbeispiel eine

gleichmäßige stabile Tönungswiedergabe ermöglicht, da die 20

Größe der Mikropunkte 100 durch die Bildelemente in der Umgebung nicht wesentlich beeinflußt wird, selbst wenn Mikropunkte 100 hinzugefügt werden. Ferner ist ein zufriedenstellendes Auflösungsvermögen gewährleistet, da

jede Matrix drei Kerne für das Wachsen des Bildelements 25

bzw. die Punktezunahme enthält. Da darüberhinaus jedes Bildelement in die Mikropunkte 100 aufgeteilt ist, ergibt bei einer Aufteilung des Bildelements in fünf Mikropunkte eine 3x3-Matrix 3x3x5+1 = 46 Dichtewerte. Es wurde ermittelt, daß die vorstehend genannte Wirkung unter der Bedingung L/I· 2. 3/2 offenkundig wird, wobei I der Abstand zwischen den Punktezunahmekernen ist und L der Abstand zwischen parallelen Linien 11 und 12 gemäß Fig. 11 ist; daher ist eine Gestaltung anzustreben, mit der diese

Bedingung erfüllt ist.
35

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Die Bildelcmente können auch außer in der vorstehend erläuterten diagonalen Linienanordnung auf vertikalen oder horizontalen Linien angeordnet werden. Die Fig. 13 zeigt vertikale Linienanordnungen von Bildelementen, während die Fig. 14 horizontale Linienanordnungen von Bildelementen zeigt, wobei jeweils mit Pfeilen die Richtung des Wachsens der Bildelemente bzw. der Punktezunahme gezeigt ist.

Es wurde jedoch festgestellt, daß insbesondere bei einem elektrofotografischen Aufzeichnungsgerät mit der diagonalen Linienanordnung der Bildelemente eine bessere Tönungswiedergabe erzielbar ist als mit der vertikalen oder horizontalen Linienanordnung, was offenbar auf folgender Erscheinung beruht: beispielsweise bei einer vertikalen linearen Anordnung von Bildelementen gemäß Fig. 15 ergibt ein hinzugefügter Mikropunkt 200 infolge der Anziehungskraft eines benachbarten linearen Ladungsbilds 201 eine kleinere entwickelte Fläche 202. Infolgedessen wird durch das Hinzufügen eines Mikropunkts die Dichte nicht verstärkt, wenn der Mikropunkt klein ist . Andererseits ergibt bei einer diagonalen linearen Anordnung von Bildelementen gemäß Fig. 16 ein hinzugefügter Mikropunkt

_o_ 200 eine entwickelte Bildfläche 202, die nicht wie gemäß 2b

Fig. 15 verkleinert ist, da die Anziehung bei der Bildentwicklung durch benachbarte Bildelemente 203 in der x-Richtung und der y-Richtung aufgeteilt ist. Infolgedessen j kann bei einer solchen diagonalen Anordnung der Bildele- ! mente durch das Hinzufügen eines Mikropunkts eine genaue

OU j

bzw. getreue Verstärkung der Dichte erreicht werden, \ selbst wenn die Größe der Mikropunkte verringert wird. Demgemäß sind derartige diagonale lineare Anordnungen der Bildelemente hinsichtlich der der Steigerung der Anzahl

der Mikropunkte entsprechenden Tönungswiedergabe überle-35

gen.

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Ferner können die vertikalen oder horizontalen Linienanordnungen durch eine ungleichmäßige Abtastung oder eine ungleichmäßige Blattzufuhr im Aufzeichnungsgerät ungleichmäßige Teilungsabstände der Linien oder schwankende Liniendicken ergeben, während die diagonale Linienanordnung ein natürlicher aussehendes Bild ergibt, da ein Vertikal- oder Horizontalstreifenmuster stärker ins Auge fällt.

Versuche mit geänderten Winkeln zwischen der Abtastrichtung des Bildaufzeichnungsgeräts und der in Fig. 1 gezeigten Richtung der Bildelementanordnung haben gezeigt, daß bessere Bilder erzielt werden können, wenn der Winkel im Bereich von 30° bis 60° liegt. Daher sollte die Richtung der Linearanordnung vorzugsweise in diesem Bereich gewählt werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Mikrobildelemente bzw. Mikropunkte 100 in einem jeden Bildelement gemäß der Darstellung in Fig. 6A verstärkt, jedoch ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch eine Zunahme der Mikropunkte auf die in Fig. 6B gezeigte

verteilte Weise möglich, falls die Bildelemente linear 25

angeordnet werden und in Liniengruppen verstärkt bzw. vergrößert werden. Ferner besteht hinsichtlich der Anzahl der Teile in einem jeden Bildelement keine Einschränkung auf "5", so daß vielmehr ein jedes Bildelement in eine beliebige Vielzahl von Mikrobildelementen bzw. Mikropunkten unterteilt werden kann.

Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine Einschränkung auf die bei dem vorstehend erläuterten Fall verwen-35

dete 3x3-Matrix; es kann vielmehr irgendeine Wiedergabe

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von Halbtönen mittels linear angeordneter Bildelemente unabhängig von dem Format der Matrix gewählt werden. Beispielsweise kann als 4x4-Matrix eine in Fig. 17 gezeigte Dithermatrix verwendet werden. Auch in diesem Fall werden gemäß Fig. 18 die Bildelemente in diagonalen Linien angeordnet, wobei die Verstärkungs- bzw. Zuwachsrichtungen durch Pfeile dargestellt sind.

,Q Wie schon vorangehend erläutert wurde, sind die Mikropunkte für das Darstellen einer Vielzahl von Dichtewerten klein, so daß sie bei einer verstreuten Anordnung ungleichmäßig ausgedruckt werden könnten. Insbesondere im Falle eines Laserstrahldruckers, bei dem ein elektrofotografisches Verfahren angewandt wird, wird der Mikropunkt beträchtlich durch den Zustand der Bildelemente in der Umgebung beeinflußt. Falls beispielsweise gemäß Fig. 19A ein Bildelement 110 den Wert "4" hat, während ein Bildelement 111 in der gleichen Matrix den Wert "1" hat, wird letzteres infolge der Beeinflussung durch das erstere mangelhaft bzw. schwach ausgedruckt. Wenn daher ausgehend von einem Zustand nach Fig. 19B ein Mikropunkt 112 hinzugefügt wird, um den Zustand nach Fig. 19A zu erreichen, ergeben die beiden Zustände praktisch das gleiche Aussehen, da der Mikropunkt 112 schwach ausgedruckt wird; infolgedessen ist keine einer Zunahme der Dichte der Bilddaten entsprechende weiche bzw. gleichförmige Tönungswiedergabe zu erwarten. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß kein linearer Zusammenhang zwischen der Punkteanzahl und den Dichtewerten erzielbar ist. Es wurde jedoch entdeckt, daß ausgehend von einem Zustand nach Fig. 19C eine gleichförmige Tönungswiedergabe dadurch erzielt werden kann, daß zuerst gemäß Fig. 1PD der Mikropunkt 112 erweitert wird, um das Bildelement auf den Wert "2" zu bringen, und dann das Bildelement 110 gemäß Fig. 19E auf den Wert "4" erweitert wird, so daß das Bildelement 111

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mit dem niedrigsten Wert immer mindestens gleich 30& des

Werts des Bildelements 110 mit dem höchsten Wert hat. Eine besonders gleichförmige Tönungswiedergabe kann durch f- den Zuwachs bzw. die Zunahme der Mikropunkte 100 in der in Fig. 9 gezeigten Aufeinanderfolgen der Nummern erreicht werden.

Die linearen Anordnungen einer Vielzahl von Bildelementzunahmekernen bzw. Punktzunahmekernen, die in einer Richtung parallel und in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, können in verschiedenerlei Mustern gemäß den Fig. 20 bis 27 erhalten werden. Bei dem Bildausdruck nach einem elektrofotografischen Verfahren sollten jedoch folgende Eigenschaften berücksichtigt werden: bei dem Ausdrucken eines Bildelements können durch den Einfluß des Ladungsbilds und die Bildentwicklung Punkte oder Linien dicker bzw. verstärkt werden. Beispielsweise wird bei einem Auflösungsvermögen von 11,8 Punkten/mm (300

Punkten/Zoll) ein jeder Punkt in einer Größe von ungefähr 20

100 bis 120 μπι gedruckt, während der Abstand zwischen benachbarten Punkten ungefähr 85 μπι beträgt. Falls daher der Abstand L zwischen den linearen Anordnungen der Zunahmekerne nicht mindestens gleich dem 1,5-fachen des

Abstands 1 zwischen den Punktezunahmekernen ist, wird bei 25

einem mittleren Dichtewerte der Hintergrund vollständig mit den Punkten ausgefüllt, so daß die Tönung nicht weiter wiedergegeben werden kann. Beispielsweise ergibt sich bei einem Abstandsverhältnis von 1,25 gemäß Fig. 28

eine gegenseitige Überlappung benachbarter Linien 200 und 30

201 im Verlauf der Zunahme von auf diesen Linien angeordneten Kernen 202 bzw. 205.

Falls andererseits gemäß Fig. 25 Zunahmekerne 172 und 173

auf weit voneinander beabstandeten Linien 170 und 171 35

angeordnet werden, wird die von den Punkten eingenommene

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Fläche kleiner, so daß sich eine Tönungswiedergabe nur im Bereich geringer Dichte ergibt. Ferner erhält das Bild ein unnatürliches Aussehen, da die Linien 170 und 171 selbst mit unbewaffnetem Auge deutlich unterschieden werden können. Versuche haben gezeigt, daß der Abstand L zwischen den linearen Anordnungen bzw. Linien vorzugsweise kleiner als das Doppelte des Abstands I zwischen den Kernen sein sollte. Aus den Fig. 20 bis 27 ist ersichtlich, daß die Bedingung

2 > h/Z > 1,5

am günstigsten ist, wobei t der Abstand zwischen den Punktezunahmekerne ist, während L de
den Linienanordnungen bzw. Linien ist.

.._ Punktezunahmekerne ist, während L der Abstand zwischen

In der nachstehenden Tabelle 1 sind die Werte des Verhältnisses h/Z für die dargestellten Muster zusammengefaßt.

	Tabelle	Muster	1	20	h/t
Matrix	diagonal	Fig.	21	1,5
3x3	vertikal	Fig-	22	3
3x3	diagonal	Fig.	23	2
4x4	vertikal	Fig.	24	2
4x4	diagonal	Fig."	25	2,5
5x5	vertikal	Fig.	26	5
5x5	diagonal	Fig.	27	1,5
6x6	vertikal	Fig.		2
6x6	Fig.

Somit kann der optimale Wert von h/l bei diagonalen

Mustern mit 5nx3n Bildelementen erzielt werden, wobei η 35

eine ganze Zahl ist.

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Da zur Verbesserung des Auflösungsvermögens das Matrixformat kleiner gewählt werden sollte, ist das in Fig. 20 gezeigte Diagonalmuster mit einer 3x3-Matrix als am günstigsten anzusehen. Damit kann ein Bild mit zufriedenstellender Tönungswiedergabe und zufriedenstellendem Auflösungsvermögen mittels einer 3x3-Matrix erzielt werden, in der die Kerne längs diagonaler Linien angeordnet bzw. aufgereiht sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht auf das vorstehend erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern auch bei einer Halbtonwiedergabe nach einem Dichtemusterverfahren anwendbar,

... bei dem ein Bildelement mit allen Schwellenwerten in der

Matrix in Beziehung bzw. verglichen wird.

Das vorstehende Ausführungsbeispiel wurde zwar unter Einschränkung auf einen Laserstrahldrucker beschrieben, jedoch ist das erfindungsgemäße Verfahren gleichermaßen für einen Flüssigkristall-Drucker oder einen Leuchtdioden-Drucker anwendbar, in welchen Mikrobildelemente bzw. Mikropunkte durch das Aufteilen der Dauer von Lichtimpulsen in einem Bildelement geformt werden können.

Weiterhin erhält bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein jeweiliges Bildelement eine Vielzahl von Dichtewerten dadurch, daß Mikropunkte durch das Aufteilen der Einschaltzeit für ein Bildelement geformt werden; diese Vielzahl von Werten in einem Bildelement kann aber auch dadurch erreicht werden, daß im Falle eines Laserstrahldruckers die Intensität der Laserstrahlen gesteuert wird, im Falle eines Leuchtdioden-Druckers die Lichtstärke gesteuert wird oder im Fall eines Flüssigkristall-Druckers die durchgelassene Lichtmenge ge-

steuert wird.

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Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

g Bei ausführlichen Untersuchungen des vorstehend erläuterten Bildausgabeverfahrens bzw. Bildreproduktionsverfahrens wurde ermittelt, daß die in Fig. 9 gezeigte Matrix einen durch eine ausgezogene Kurve 60 in Fig. 30 dargestellten Zusammenhang zwischen der Ausgabebilddichte und der Tönung bzw. Gradation ergibt, wobei im Bereich niedriger Dichte und im Bereich hoher Dichte gewisse Abweichungen von einer Ideallinie 61 auftreten, die offenbar auf folgende Gründe zurückzuführen sind: im Bereich niedriger Dichte beruht die Abweichung auf dem Umstand, daß infolge der Anstiegs- bzw. Ansprecheigenschaften der Druckvorrichtung ein einzelner Mikropunkt im Vergleich zu einer Vielzahl zusammenhängender Mikropunkte weniger stark ausgedruckt wird; diese Erscheinung ist umso ausgeprägter, je mehr die Anzahl der ein Bildelement bildenden Mikropunkte zunimmt.

Zur Unterdrückung der Beeinflussung durch die Ansprecheigenschaften der Druckvorrichtung könnte ein jeder Mikropunkt zu einer Größe vergrößert werden, bei der er

__ durch diese Eigenschaften nicht mehr beeinflußt wird, 25

jedoch wird bei dieser Lösung die Tönungswiedergabe verschlechtert, sobald die Anzahl der ein Bildelement darstellenden Mikropunkte verringert werden muß.

Andererseits ist im Bereich hoher Dichte die Abweichung auf das Überlappen der Punkte sowie bei der Anwendung eines elektrofotografischen Verfahrens auf den Einfluß der Bildelemente in der Umgebung zurückzuführen.

Die Fig. 29 zeigt eine Schwellenwertmatrix bei einem 35

weiteren Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbei-

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spiel sind im Bereich niedriger Dichte (mit Werten 0 bis

9) die Mikropunkte über das ganze Bildelement verstreut, dann im Bereich mittlerer Dichte (mit Werten 10 bis 27) in mehreren Linienanordnungen aufgereiht, die in einer Richtung parallel und regelmäßig beabstandet sind, und im Bereich hoher Dichte (mit Werten 28 bis 33) in mehreren Gruppen angeordnet, die in diesem Fall aus zwei oder vier Mikropunkten bestehen. Auf diese Weise kann gemäß Fig. 31 ,Q eine lineare Tönungswiedergabe erreicht werden, was durch eine eng an der Ideallinie 61 gelegene Linie 60 dargestellt ist, wobei sich insbesondere im Bereich niedriger Dichte eine verbesserte Tönungswiedergabe ergibt.

Die Fig. 32 zeigt eine Matrix bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Mikropunkte für die Dichtewerte 1 bis 18 verstreut sind, dann für die Werte 19 bis 27 in Linienanordnungen aufgereiht sind und schließlich für die Werte 28 bis 33 in mehreren Gruppen bzw. Bündeln angeordnet sind, was eine gleichförmigere Tönungswiedergabe als mit der Matrix nach Fig. 29 ergibt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Linearität der Gradations- bzw. Tönungswiedergabe durch die verstreute Anordnung der Mikropunkte (Schritt 1), die konzentrierte lineare Anordnung (Schritt 2) und die Anordnung in mehreren Gruppen (Schritt 3) erreicht, jedoch kann in manchen Fällen eine ausreichende Linearität durch die Kombination der Schritte 1 und 2 oder der Schritte 2 und 3 erreicht

werden.
30

Die Fig. 33 zeigt eine Matrix, bei der der Schritt 2 (für Werte 1 bis 24) und der Schritt 3 (für Werte 25 bis 30) kombiniert sind, während die Fig. 34 eine Matrix zeigt,

bei der der Schritt 1 (Werte 1 bis 23) und der Schritt 3 35

(Werte 24 bis 29) kombiniert sind.

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Bei diesen Ausführungsbeispielen können die besten Bilder

dann erreicht werden, wenn die Übergänge von dem Schritt 1 zu dem Schritt 2 und von dem Schritt 2 zu dem Schritt 3 c jeweils so gewählt werden, daß sie unter 201 der maximalen Dichte bzw. über 501 derselben liegen.

Bei diesen Ausführungsbeispielen hat die Matrix 3x3 Bildelemente, von denen jedes in fünf Mikrobildelemente bzw. _. Mikropunkte unterteilt ist, wobei aber bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine Einschränkung hierauf besteht.

Die Fig. 35 und 36 zeigen einen Laserstrahldrucker, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsge-

mäße Vorrichtung angewendet werden kann; diese Figuren zeigen eine fotoempfindliche Trommel 301 zum Erzeugen eines Ladungsbilds, eine Lasereinheit 302 für die Abgabe von Laserstrahlen, eine Kollimatorlinse 303, einen PoIygonalspiegel 304 als Abtastvorrichtung zum Ablenken der abgegebenen Laserstrahlen, eine Abbildungslinse 305 und eine Steuereinheit 306 für das Steuern der fotoempfindlichen Trommel 301, des Polygonalspiegels 304 usw.

Nach Fig. 36 ist eine Belichtungseinheit 321 mit der Abtastvorrichtung 304, der Lasereinheit 302 usw. ausgestattet, die in Fig. 35 gezeigt sind. Das mit den Laserstrahlen auf der fotoempfindlichen Trommel 301 erzeugte Ladungsbild wird mit einer Entwicklungseinheit 322 zu einem sichtbaren Bild entwickelt. Mit einer Blattzuführwalze 315 werden jeweils Blätter aus einer Blattkassette 324 vereinzelt zu einer Transportwalze 316 befördert. Das mit der Transportwalze 316 beförderte Blatt wird mit einem Registrierverschluß 317 zeitweilig angehalten, um

die Synchronisierung zwischen dem Blattvorschub und der 35

Laserstrahlenbelichtung wie der Drehung der fotoempfind-

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lichen Trommel 301 zu erreichen. Die Fig. 36 zeigt ferner

eine Zuführwalze 318 für das Zuführen des Blatts zu einer Übertragungseinheit 319, eine Fixiereinheit 310 zum Fic xieren eines auf das Blatt übertragenen Tonerbilds und eine Stapelvorrichtung 311 für die Aufnahme der ausgetragenen Blätter.

In dem vorstehend beschriebenen Laserstrahldrucker steuert die Ablauffolge-Steuereinheit 306 die Zeiten des Blatt-Transports, der Bildentwicklung usw. Der Laserstrahldrucker enthält eine nicht gezeigte Treiberstufe für das Ein- und Ausschalten der Laserstrahlen gemäß binären Impulsbreitenmodulationssignalen aus dem in Fig. 7 gezeigten Vergleicher 11, wodurch das sichtbare Bild an der fotoempfindlichen Trommel 301 erzeugt wird.

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildreproduktion angegeben, bei welchen für ein jedes Bildelement eine Vielzahl von Mikropunkten erzeugt wird, deren Anzahl zur Darstellung einer höheren Dichte nur in einer Richtung gesteigert wird, wodurch eine verbesserte Linearität hinsichtlich der Dichtewerte erzielt wird, ohne das Auflösungsvermögen zu beeinträchtigen.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Bildreproduktion, gekennzeichnet durch eine Bildelementdaten-Eingabevorrichtung (19) und eine Aufbereitungsvorrichtung (11,13,15) zum Aufbereiten der mittels der Eingabevorrichtung eingegebenen Bildelementdaten (10) und zum Erzeugen binärer Signale (14) für das Formen von Punkten, wobei die Aufbereitungseinrichtung die binären Signale derart erzeugt, daß für einen jeden Bildelementdatenwert eine Vielzahl von Mikropunkten geformt wird und daß die Mikropunkte nur in einer Richtung entsprechend einer Zunahme des Dichtewerts der eingegebenen Bildelementdaten zunehmen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungsvorrichtung (11,13,15) die binären Signale (14) in der Weise erzeugt, daß die Mikropunkte Linien in einem vorbestimmten Winkel bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Linien in bezug auf die Richtung der Zunahme der Mikropunkte im Bereich von 30° bis 60° liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die Aufbereitungsvorrichtung (11,13,15) für

das Erzeugen der binären Signale (14) die eingegebenen Bilddaten (10) mittels einer bestimmten Schwellenwertmag trix aufbereitet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwertmatrix eine Anordnung von Schwellenwerten aufweist, die mehreren eingegebenen Bildelement-

.Q daten (10) entspricht, und eine Vielzahl von Schwellenwerten enthält, die jeweiligen Bildelementdatenwerten entsprechen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet ,- durch eine Ladungsbild-Erzeugungsvorrichtung (302,304) zum den binären Signalen (14) entsprechenden Modulieren von Lichtstrahlen und zum Erzeugen eines Ladungsbilds auf einem fotoempfindlichen Material (301) mit diesen.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ladungsbilderzeugungsvorrichtung (302,304) eine Ablenkvorrichtung (304) für das Oberstreichen des fotoempfindlichen Materials (301) mit den Lichtstrahlen aufweist.

8. Vorrichtung zur Bildreproduktion, gekennzeichnet durch

eine Bildelementdaten-Eingabevorrichtung (19) und eine Aufbereitungsvorrichtung (11,13,15) zum Aufbereiten der mittels der Eingabevorrichtung eingegebenen Bildelementdaten (10) und zum Erzeugen binärer Signale (14) für das 30

Formen von Punkten, wobei die Aufbereitungsvorrichtung

die binären Signale derart erzeugt, daß für jeden BiIdelementdatenwert eine Vielzahl von Mikropunkten geformt wird und daß die Mikropunkte Linien unter einem bestimmten Winkel bilden.
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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Aufbereitungsvorrichtung (11,13,15) die binären Signale (14) in der Weise erzeugt, daß die Mikropunkte c nur in einer Richtung entsprechend einer Zunahme des Dichtewerts der eingegebenen Bilddaten (10) zunehmen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Linien in bezug auf die Richtung der Zunahme der Mikropunkte im Bereich von 30° bis 60° liegt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungsvorrichtung (11,13,15) für das Erzeugen der binären Signale (14) die eingegebenen Bildelementdaten (10) mittels einer bestimm-

ten Schwellenwertmatrix aufbereitet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch

eine Ladungsbilderzeugungsvorrichtung (302,304) zum Modu- *" lieren von Lichtstrahlen für das Erzeugen eines Ladungs- I bilds auf einem fotoempfindlichen Material (301) entsprechend den binären Signalen (14).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schwellenwertmatrix eine Anordnung von Schwellen-25

werten aufweist, die einer Vielzahl eingegebener Bildelementdatenwerte entsprechen, und eine Vielzahl von Schwellenwerten enthält, die jeweils einem Bildelementdatenwert entsprechen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schwellenwertmatrix eine derartige Anordnung hat, daß eine Anzahl von Schwellenwerten für erste Bildelementdaten von denjenigen für zweite Bildelementdaten

verschieden ist.
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15. Verfahren zur Bildreproduktion, dadurch gekennzeichnet, daß Bildelementdaten eingegeben werden, daß die eingegebenen Bildelementdaten auf digitale Weise verar-

c- beitet und binäre Signale für das Formen einer Vielzahl von Mikropunkten für einen jeden Bildelementdatenwert erzeugt werden und daß die binären Signale auf die Weise erzeugt werden, daß die Mikropunkte Linien mit einem bestimmten Winkel bilden.

16. Verfahren zur Bildreproduktion, dadurch gekennzeichnet, daß Bildelementdaten eingegeben werden, daß die eingegebenen Bildelementdaten auf digitale Weise verarbeitet und binäre Signale zum Formen einer Vielzahl von

,_ Mikropunkten für einen jeden Bildelementdatenwert erzeugt

werden und daß die binären Signale in der Weise erzeugt werden, daß die Mikropunkte nur in einer Richtung entsprechend einer Zunahme hinsichtlich des Dichtewerts der eingegebenen Bildelementdaten zunehmen.