DE3609252C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildverarbeitungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Bildverarbeitungsgerät ist in der US-PS 44 13 286 beschrieben. Bei diesem bekannten Gerät erfolgt die Verarbeitung der Bilddaten mittels eines digitalen Rasters, das aus entlang schrägen Linien angeordneten, jeweils identischen Matrixzellen gebildet ist. Jede Matrixzelle beinhaltet eine Vielzahl von Dichtewerten, die mittelpunktsymmetrisch angeordnet sind und im Mittelpunkt der Matrixzelle höchsten Wert besitzen, während sie zu den Rändern der Matrixzelle abfallen. Bei jedem Eingangs- Bildelementsignal wird jeweils nur um eine einzige zelleninterne Schwellwertadresse weitergegangen, d. h. der dem bisherigen Schwellwert benachbarte zelleninterne Schwellwert ausgelesen und für den Vergleich mit dem Bildelementsignal herangezogen. Dies bedeutet, daß für jeden Bildelement-Datenwert nur ein Bildpunkt erzeugt wird, nicht aber mehrere Mikropunkte gebildet werden.

Aus der DE 32 07 079 A1 ist ein Bildverarbeitungsgerät bekannt, das mit Dither-Matrizen arbeitet, die in mehrere Untermatrizen unterteilt sind. Innerhalb der Untermatrizen sind die einzelnen Schwellwerte in einer festgelegten Reihenfolge, nämlich spiralförmige anwachsend, angeordnet.

Die EP 01 26 782 A1 offenbart ein Bilderzeugungsverfahren, bei dem auch Grauwerte unterschiedlicher Tönung wiedergegeben werden sollen. Hierbei wird davon ausgegangen, daß die bekannten Punktmuster jeweils von Nachteilen begleitet sind, nämlich z. B. hinsichtlich der Wiedergabemöglichkeit hellerer Grautöne oder bezüglich des maximal erreichbaren Schwärzungsgrades bei guter Wiedergabemöglichkeit feinerer Tonwertstufen. Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, für die einzelnen Grauwerte mehrere parallele Grauwert-Bildelement- Darstellungen vorzusehen und aus diesen abhängig von einem Zufallsgenerator und einer Codierungsanweisung eine jeweilige Bildelement-Darstellung zur tatsächlichen Wiedergabe des jeweiligen Bildpunktes auszuwählen. Diese Form der Bildwiedergabe erfordert allerdings offensichtlich einen relativ großen speicherungstechnischen und auch - aufgrund des Zufallgenerators und der Decodierungsanweisungen festlegenden Gestaltung - vergrößerten vorrichtungstechnischen Aufwand.

Die EP 01 32 455 A1 beschreibt ein System zur Darstellung von Strichgraphiken auf einem Fernsehmonitor, das sich durch gutes Auflösungsvermögen auszeichnen soll. Hierzu wird die darzustellende Graphik zunächst in eine hochauflösende Schwarz-Weiß-Bit-Matrix umgesetzt und die einzelnen Matrixwerte werden dann nach einer vorbestimmten Vorgabe rechteckförmig zusammengefaßt, so daß die resultierenden Bildpunkte die Grauwerte der jeweils zusammengefaßten Bildpunkte darstellen. Der Einsatzbereich dieses Verarbeitungssystems ist allerdings im wesentlichen auf die Strichgraphik-Darstellung beschränkt.

Die Fig. 2A bis 2D zeigen weitere Matrixmuster gemäß einem der Anmelderin bekannten Stand der Technik. Die Zahlen geben die Reihenfolgenummern bei der Punktezunahme 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. Die Fig. 2B bis 2D zeigen jeweils ein Spiralmuster, ein abgewandeltes Spiralmuster und ein Rasterpunktemuster. In Fig. 3 ist die Gradationscharakteristik eines Punktestreuungsmusters gemäß Fig. 2A dargestellt.

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

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bildverarbeitungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentspruchs 1 derart auszugestalten, daß bei einfachem Aufbau eine Halbton- Wiedergabe hoher Qualität erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer fortschreitenden Bildelementeverstärkung,

Fig. 2A bis 2D Darstellungen herkömmlicher Mustermatrizen,

Fig. 3 eine grafische Darstellung der Gradationscharakteristik eines Punktestreuungsmusters,

Fig. 4 ein Beispiel für ein Spiralmuster mit sechswertigen Punkten,

Fig. 5 ein Verfahren zur Bildelementaufteilung,

Fig. 6A und 6B Beispiele von Mikropunktanordnungen in einem Bildelement,

Fig. 7 eine Blockdarstellung einer Bildaufbereitungseinrichtung,

Fig. 8 eine grafische Darstellung der Zusammenhänge zwischen Festspeicherdaten und Ditherbildsignalen,

Fig. 9 eine Schwellenwertmatrix,

Fig. 10 bis 12 eine schematische Darstellung einer fortschreitenden Bildelementverstärkung,

Fig. 13 eine schematische Darstellung einer fortschreitenden Bildelementverstärkung bei einer vertikalen Linienanordnung von Bildelementen,

Fig. 14 eine schematische Darstellung einer fortschreitenden Bildelementverstärkung bei einer horizontalen Linienanordnung von Bildelementen,

Fig. 15 eine Darstellung des Zustandes von Mikropunkten bei einer vertikalen Linienanordnung von Bildelementen,

Fig. 16 eine Darstellung des Zustandes von Mikropunkten bei einer Diagonalanordnung von Bildelementen,

Fig. 17 eine weitere Schwellenwertmatrix,

Fig. 18 eine Darstellung des Fortschreitens einer Bildelementverstärkung mit der in Fig. 17 gezeigten Schwellenwertmatrix,

Fig. 19A bis 19E Darstellungen des Fortschreitens einer Kernverstärkung eines jeweiligen Punkts,

Fig. 20 bis 28 Punkteanordnungsmuster in Matrizen unterschiedlicher Formate,

Fig. 29 eine Schwellenwertmatrix gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Fig. 30 eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Bilddichte gemäß dem in Fig. 9 gezeigten Muster und der Punkteanzahl,

Fig. 31 eine grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Bilddichte und der Anzahl von Dichtewerten bei der Verwendung der in Fig. 29 gezeigten Matrix,

Fig. 32 bis 34 weitere Schwellenwertmatrizen,

Fig. 35 und 36 schematische Darstellungen eines Laserstrahldruckers, bei dem 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- 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 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 Aufeinanderfolge von (a) bis (f).

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 bzw. Schwellenwertsignal 12 empfängt. Entsprechend mittels eines Adressengenerators 15 erzeugter 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 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 Vorlagenbilds beispielsweise mittels einer Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) und einem 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 sein.

Die Fig. 8 zeigt den Zusammenhang zwischen den Ditherschwellenwertsignalen 12 aus dem Festspeicher 13 und den Dither-Bildsignalen 14. Wenn das Bildsignal einen dunkleren Wert als das Schwellenwertsignal 12 anzeigt, nimmt das Dither-Bildsignal 14 den Wert "1" an.

Die Ausgabe eines Bilds mit Zwischentönen bzw. Halbtönen 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 3×3×5+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 Anzahl 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. Mikropunkte 100 in den Bildelementen diagonal angeordnet, so daß sie sehr feine diagonale Linien l 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 l 1 weiter verstärkt werden. Es ist anzumerken, daß die Bildelemente immer in einer Anordnung mehrerer Linien in regelmäßigen Abständen anwachsen bzw. verstärkt werden und nicht außerhalb dieser Linien liegen.

Dieses Wachstum der Bildelemente in linearen Anordnungen verringert den Einfluß von Bildelementen in der Umgebung bei der Steigerung der Anzahl der Mikropunkte 100. Wie 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 Änderungen 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 benachbarter Ladungsbilder, wobei ein eventueller Einfluß gleichmäßig wird, da die benachbarten Ladungsbilder einfache lineare Strukturen haben.

Auf diese Weise ist bei dem Ausführungsbeispiel eine gleichmäßige stabile Tönungswiedergabe ermöglicht, da die 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 bzw. die Punktezunahme enthält. Da darüber hinaus jedes Bildelement in die Mikropunkte 100 aufgeteilt ist, ergibt bei einer Aufteilung des Bildelements in fünf Mikropunkte eine 3×3-Matrix 3×3×5+1=46 Dichtewerte. Es wurde ermittelt, daß die vorstehend genannte Wirkung unter der Bedingung L/l≧³/₂ offenkundig wird, wobei l der Abstand zwischen den Punktezunahmekernen ist und L der Abstand zwischen parallelen Linien l 1 und l 2 gemäß Fig. 11 ist; daher ist eine Gestaltung anzustreben, mit der diese Bedingung erfüllt ist.

Die Bildelemente können auch außer in der vorstehend erläuterten diagonalen Linienanordnung auf vertikalen oder horizontalen Linien angeordnet werden. Die Fig. 13 zeigt vertikale Linienanordnung von Bildelementen, während die Fig. 14 horizontale Linienanordnungen von Bildelementen zeigt, wobei jeweils mit Pfeilen die Richtungen 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 200 eine entwickelte Bildfläche 202, die nicht wie in dem Beispiel aus 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 kann bei einer solchen diagonalen Anordnung der Bildelemente durch das Hinzufügen eines Mikropunkts eine genaue 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 überlegen.

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 natürlich 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 Linienanordnung 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 mit dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsgerät auch eine Zunahme der Mikropunkte in der in Fig. 6B gezeigten Weise möglich, falls die Bildelemente linear 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 verwendete 3×3-Matrix; es kann vielmehr irgendeine Wiedergabe von Halbtönen mittels linear angeordneter Bildelemente unabhängig von dem Format der Matrix gewählt werden. Beispielsweise kann als 4×4-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.

Wie vorangehend erläutert wurde, sind die Mikropunkte für das Darstellen einer Vielzahl von Dichtewerten relativ 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 praktische 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. 19D 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 mit dem niedrigsten Wert immer mindestens gleich 30% des Werts des Bildelements 110 mit dem höchsten Wert hat. Eine besonders gleichförmige Tönungswiedergabe kann durch 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 100 bis 120 µm gedruckt, während der Abstand zwischen benachbarten Punkten ungefähr 85 µm beträgt. Falls daher der Abstand L zwischen den linearen Anordnungen der Zunahmekerne nicht mindestens gleich dem 1,5-fachen des Abstands l zwischen den Punktezunahmekernen ist, wird bei 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 201 im Verlauf der Zunahme von auf diesen Linien angeordneten Kernen 202 bzw. 203.

Falls andererseits gemäß Fig. 25 Zunahmekerne 172 und 173 auf weit voneinander beabstandeten Linien 170 und 171 angeordnet werden, wird die von den Punkten eingenommene 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 bloßem 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 l zwischen den Kernen sein sollte. Aus den Fig. 20 bis 27 ist ersichtlich, daß die Bedingung

2<L/l<1,5

am günstigsten ist, wobei l der Abstand zwischen den Punktezunahmekernen ist, während L der Abstand zwischen den Linienanordnungen bzw. Linien ist.

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

Tabelle 1

Somit kann der optimale Wert von L/l bei diagonalen Mustern mit 3n×3n Bildelementen erzielt werden, wobei n eine ganze Zahl ist.

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

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 ist zwar am Beispiel eines Laserstrahldruckers beschrieben worden, jedoch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung gleichermaßen als Flüssigkristall-Drucker oder Leuchtdioden- Drucker realisiert werden, 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 Falle eines Flüssigkristall- Druckers die durchgelassene Lichtmenge gesteuert wird.

Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Bei einer ausführlichen Untersuchung des vorstehend erläuterten Bildverarbeitungsgerätes wurde ermittelt, daß der in Fig. 9 gezeigten Matrix ein durch eine ausgezogene Kurve 60 in Fig. 30 dargestellter Zusammenhang zwischen der Ausgabebilddichte und der Tönung bzw. Gradation zugrundeliegt, 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 Dichten 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, jedoch wird bei dieser Lösung die Tönungswiedergabe verschlechtert, sobald die Anzahl der ein Bildelement darstellenden Mikropunkte verringert werden muß.

Andererseits ist im Bereich hoher Dichten 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 weiteren Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind im Bereich niedriger Dichten (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 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.

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 (Werte 24 bis 29) kombiniert sind.

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 jeweils so gewählt werden, daß sie unter 20% der maximalen Dichte bzw. über 50% derselben liegt.

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

Die Fig. 35 und 36 zeigen einen Laserstrahldrucker als Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung; diese Figuren zeigen eine fotoempfindliche Trommel 301 zum Erzeugen eines Ladungsbilds, eine Lasereinheit 302 für die Abgabe von Laserstrahlen, eine Kollimatorlinse 303, einen Polygonalspiegel 304 als Ablenkeinrichtung bzw. 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 Laserstrahlenbelichtung wie der Drehung der fotoempfindlichen 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 Fixieren 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.

Claims (6)

1. Bildverarbeitungsgerät mit einer Bildelementdaten- Eingabeeinrichtung und einer Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der eingegebenen Bildelementdaten und zum Erzeugen von Reproduktionssignalen für eine Punkterzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (11 bis 19) derartige Reproduktionssignale erzeugt, daß für jeden Bildelement-Datenwert eine Mehrzahl von Mikropunkten gebildet wird, wobei Sätze aus den mehreren Mikropunkten Linien bilden, die schräg bezüglich der Punktaufzeichnungsrichtung verlaufen und die Mikropunkte bei einer Zunahme des Dichtepegels der eingegebenen Bildelementdaten lediglich in einer mit einer Aufzeichnungsrichtung verknüpften Richtung zunehmen.

2. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (11 bis 19) zur Verarbeitung der eingegebenen Bildelementdaten unter Einsatz einer vorbestimmten Schwellwertmatrix für die Erzeugung von Binärsignalen als Reproduktionssignale ausgelegt ist.

3. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (302 bis 304) zum Modulieren eines Lichtstrahls und zum Erzeugen eines Latentbilds auf einem photoempfindlichen Material (301) in Abhängigkeit von den Binärsignalen.

4. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (302 bis 304) eine Ablenkeinrichtung (304) zum Abtasten des photoempfindlichen Materials durch den Lichtstrahl aufweist.

5. Bildverarbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Linien bezüglich der Richtung der Zunahme der mehreren Mikropunkte einen Winkel im Bereich von 30° bis 60° bilden.

6. Bildverarbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertmatrix eine Anordnung von mehreren eingegebenen Bildelementdaten entsprechenden Schwellwerten umfaßt und mehrere jedem Bildelement- Datenwert entsprechende Schwellwerte aufweist.