半色调设备和方法技术

提供一种适于在目标表面上沉积油墨的油墨沉积装置和包括它的印刷系统。在于印刷系统中操作时，所述油墨沉积装置可使用如本文中公开的像素掩模和方法将数字图像转换成所述目标表面上的油墨图像。有利地，所述油墨沉积装置、包括它的所述印刷系统和使用其的所述方法可减小或阻止通常通过由所使用的所述表面和油墨的各自物理和/或化学性质管控的一些非期望油墨形成物的发生，或减轻它们对印刷质量的影响。施加像素图像掩模产生展示具有随机分布矩心的像素簇的二值图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
和
技术介绍
本公开涉及印刷领域。具体地，本专利技术涉及适于通过将数字图像转换成油墨图像而在目标表面上沉积油墨的油墨沉积装置，涉及包括所述装置的印刷系统且涉及其使用方法。数字印刷已开发出数字印刷技术，其允许印刷机直接从计算机接收指令而无需如在传统胶版印刷中准备印刷板。这些工艺大概分为两类：直接印刷，其中油墨被直接沉积在最终印刷基板(例如，纤维或非纤维材料的片或网，如纸、硬纸板、塑料等)上；和间接印刷，其中油墨首先沉积在中间转印构件上，且从其沉积至最终印刷基板。通常家用和办公使用的喷墨和气泡喷墨打印机是直接印刷系统的实例。在这些工艺中，墨滴以图像图案被喷射至最终基板上。一般来说，这些工艺的分辨率由于油墨芯吸至多孔纸基板或其它纤维材料中而受限。为了减少这种现象，纤维基板(诸如纸)通常需要具体涂层，所述涂层被设计来以受控方式吸收液体油墨或防止其渗透至基板表面下方。但是，使用特殊涂布的基板是成本昂贵的选项，其不适于某些印刷应用，诸如商业印刷。此外，经涂布基板的使用形成它自身的问题，其中基板表面仍是湿的，且需要额外昂贵和耗时的步骤来干燥油墨，使得其随后在基板被处置(例如堆叠或绕成卷时)时不被弄脏。此外，基板过湿导致起皱，且使基板的双侧印刷(也被称作双面印刷)困难(若可能)。使用间接印刷技术克服与直接喷墨印刷至印刷基板相关联的许
多问题。它允许中间图像转印构件的表面与喷墨印刷头之间的距离维持恒定且减小最终基板的湿度，因为喷墨可在被施加至最终基板之前在中间转印构件(ITM)的表面上干燥，因此减小或防止油墨图像渗入表面下方以及渗入印刷基板的结构中。因此，基板上的油墨膜的最终图像质量受基板的物理性质的影响较小。水基油墨具有若干不同缺点，无论是针对直接或间接印刷系统考虑。对于后一种系统而言，硅酮涂布的转印构件大致是优选的，因为这促进经干燥图像转印至最终基板。已知油墨和其可能相互作用的目标表面(例如，ITM或印刷基板)的各自化学和/或物理性质影响所得印刷质量。如上所述，印刷基板的表面可被处理(例如，涂布)来减轻油墨与例如纸之间的任何非期望相互作用。类似地，中间转印构件的表面可被处理或调节来改进其与油墨的相互作用。半色调半色调在本领域中具体地在印刷领域中众所周知。一般来说，数字图像(例如，灰度图像)首先被转换成二值图像，且二值图像被印刷至(例如，纸或另一基板的)目标表面上，由此将二值图像转换成油墨图像。图1图示现有半色调技术。在步骤S101中，(i)“目标”多级数字图像和(ii)像素图像掩模两者存储在计算机可读介质中。一般来说，计算机可读介质可包括：存储介质或存储器介质(即，易失性或非易失性)，诸如磁性或闪存或光学介质，例如，磁盘或CD-ROM；易失性或非易失性介质，诸如RAM、ROM等；以及传输介质或信号，诸如电、电磁或数字信号，其经由通信介质(诸如网络和/或无线链路)传送。在步骤S105中，将像素图像掩模应用于目标多级数字图像以产生目标二值图像。通常，这种应用是通过(例如，数字计算机的)电路执行的数学变换。在步骤S109中，根据二值图像的内容将墨滴沉积在目标表面上，由此将目标二值图像转换成油墨图像。参考图2，注意墨滴仅沉积在表面上对应于具有‘1’值的二值图像内的各自位置的位置处。但是，一旦油墨被沉积在表面上，所沉积油墨就可表现，使得油墨图像的形状不精确匹配二值图像的形状。在图2的实例中，从二值图像印刷两个正方形像素簇——但是对应油墨图像稍微‘扭曲’，且非完全正方形。图3图示用于执行图1的方法的系统。在计算机存储装置(例如，易失性或非易失性计算机存储器)内存储像素掩模。二值图像由根据像素掩模的内容的图像形成。二值图像通过油墨沉积装置转换成目标表面上的油墨图像。沉积在目标表面上的油墨形成物构成油墨图像。定义为方便起见，在本文中描述的背景下，在此提出各种术语。在此处或在本申请案的其它位置明确或暗含地提供定义的范围内，这些定义被理解为与相关领域技术人员对所定义术语的使用一致。此外，这些定义应以与这种使用一致的最广泛可能意义解释。术语‘二值图像’或‘数字图像’或‘灰度图像’或‘多级图像’都涉及计算机数据，其与与表面上的油墨相关的‘油墨图像’相对。二值图像是针对每个像素仅具有两个可能值的数字图像。通常，用于二值图像的两种色彩(或单色色荫)是黑色和白色，但可使用任何两种颜色(或单色色荫)。‘二值’图像与‘多级’图像相对比，其中每个像素可具有三个或更多可能值的一个——即，每个像素三个或更多色彩可能性(即，色彩或单色色荫)。对于‘多级图像’的情况，所使用的三种(或更多)色彩通常是灰度的，但是可使用任何三种(或更多)色彩。术语非二值图像也指其
中每个像素可具有三个或更多个值中的一个的特征——但是非二值图像无需实际包含所有三个或更多值，只是存在可能性。因此，非二值多级图像的一个实例是均匀图像，其中所有像素具有描述色彩或色荫的3个或更多个值/级的单个值。‘目标图像’是通过印刷目标图像(即，通过油墨沉积)而实际转换成油墨图像的数字图像。如果‘目标图像’是非二值或多级数字图像，那么首先通过将像素图像掩模应用于目标图像上而将目标图像转换成‘目标二值图像’——这是半色调技术。包括二值图像内的‘像素簇’的二值图像在本领域中众所周知——当二值图像被转换成油墨图像(即，通过油墨沉积在表面上)时，在表面上产生多个‘簇导出’油墨形成物，其中每个‘簇导出’油墨形成物对应于二值图像内的不同各自像素簇。因此，调幅(AM)加网可基于印刷包括像素簇的周期性阵列的二值图像，其中像素簇的大小反映期望灰度——即在越高灰度级下，簇越大。相比之下，调频(FM)加网按不规则距离设置点以模拟连续色调图像。术语‘二值图像的印刷’指的是通过在印刷系统的目标表面上油墨沉积将二值图像转换成油墨图像。图4-5和图6A图示二值图像的印刷。在所有三个实例中，两个像素簇存在于二值图像中。在图4的实例中，像素簇‘接触’——即，像素簇在二值图像内是连续的，且各自簇导出的油墨形成物也是连续的。在图5的实例中，即使像素簇在二值图像内被分开且非连续，所产生的簇导出油墨形成物实际上由于所考虑的印刷系统的油墨和/或目标表面的物理和/或化学性质而仍是连续的。对于本公开，当两个像素簇‘接触’时，通过表面上的油墨沉积而形成的对应像素导出油墨结构是连续的——因此‘接触’性质(或无接
触或下文讨论的几乎接触性质)不仅是二值图像的数据的功能，而且是油墨图像形成在目标表面上所用的油墨沉积工艺的性质的功能。油墨沉积工艺尤其可通过下列项目的任一个(或组合)定义：(i)油墨和/或目标表面的物理和/或化学性质；(ii)工艺发生的温度或环境湿度(例如，室温或高温)和/或(iii)墨滴沉积的墨滴大小(例如，如通过喷嘴和至喷嘴的指令定义)或墨滴速度和/或(iv)喷嘴尖端与目标表面之间的距离和/或(v)墨滴的大小或其与目标表面撞击时的速度和/或(vi)目标表面关于喷嘴的相对速度和/或(viii)图像和/或其它特征的分辨率(dpi)。对于一些印刷系统，环境温度和/或湿度最多可能仅具有有关油墨沉积工艺的性能的微小影响。因此，油墨沉积工艺可定义(即，将印刷的)二值数字图像的‘空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字印刷方法，其包括：a.将NxM像素图像掩模电子地应用于目标非二值多级数字图像以从中获得目标二值数字图像；和b.通过油墨沉积至目标表面上而将所述目标二值数字图像转换成油墨图像，其中定义变量L、M、N、r、s、p、y，使得L是等于至少64的正整数，M和N各是各等于至少16的正整数，s是具有1与y*L之间的值的正整数，p是具有至少30的值的正数，y是具有最多0.05的值的正数，且r是具有至少0.5的值的正数，且其中所述NxM像素图像掩模具有所有下列性质：i.所述像素图像掩模的亮度级的总数是至少L；ii.在低于阈值亮度级的阈值下亮度级下，将所述像素图像掩模应用于均匀亮度NxM数字图像产生以像素簇的阵列为特征的阈值下亮度级二值图像，所述阵列的簇的矩心根据随机图案空间分布；iii.在所述阈值亮度级下，将所述像素图像掩模应用于均匀亮度NxM数字图像产生以像素簇的阵列为特征的阈值亮度级二值图像，所述阵列的簇的矩心根据随机图案空间分布，所述阈值亮度级二值图像被进一步特征化，使得在根据步骤(b)的油墨沉积工艺定义的油墨图像空间内，像素簇的所述阵列的所有像素簇的至少p％几乎接触相邻像素簇而未接触；iv.在高于所述阈值亮度级的s个亮度级的阈值上亮度级下，将所述像素图像掩模应用于均匀亮度NxM数字图像产生阈值上二值图像，在所述油墨图像空间内以(i)3+桥接簇组合的数量与(ii)2桥接簇组合的数量之间的比率r为特征。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.22 GB 1401078.91.一种数字印刷方法，其包括：a.将NxM像素图像掩模电子地应用于目标非二值多级数字图像以从中获得目标二值数字图像；和b.通过油墨沉积至目标表面上而将所述目标二值数字图像转换成油墨图像，其中定义变量L、M、N、r、s、p、y，使得L是等于至少64的正整数，M和N各是各等于至少16的正整数，s是具有1与y*L之间的值的正整数，p是具有至少30的值的正数，y是具有最多0.05的值的正数，且r是具有至少0.5的值的正数，且其中所述NxM像素图像掩模具有所有下列性质：i.所述像素图像掩模的亮度级的总数是至少L；ii.在低于阈值亮度级的阈值下亮度级下，将所述像素图像掩模应用于均匀亮度NxM数字图像产生以像素簇的阵列为特征的阈值下亮度级二值图像，所述阵列的簇的矩心根据随机图案空间分布；iii.在所述阈值亮度级下，将所述像素图像掩模应用于均匀亮度NxM数字图像产生以像素簇的阵列为特征的阈值亮度级二值图像，所述阵列的簇的矩心根据随机图案空间分布，所述阈值亮度级二值图像被进一步特征化，使得在根据步骤(b)的油墨沉积工艺定义的油墨图像空间内，像素簇的所述阵列的所有像素簇的至少p％几乎接触相邻像素簇而未接触；iv.在高于所述阈值亮度级的s个亮度级的阈值上亮度级下，将所述像素图像掩模应用于均匀亮度NxM数字图像产生阈值上二值图像，在所述油墨图像空间内以(i)3+桥接簇组合的数量与(ii)2桥接簇组合的数量之间的比率r为特征。2.根据权利要求1所述的方法，其中p值是至少40，或至少50，或至少60，或至少70，或至少80，或至少90。3.根据任何先前权利要求所述的方法，其中r值是至少0.6，或至少0.7，或至少0.8，或至少0.9，或至少1，或至少1.25，或至少1.5，或至少2，或至少3，或至少5，或至少7.5，或至少10，或至少20，或至少50，或至少100。4.根据任何先前权利要求所述的方法，其中N与M的乘积是至少250，或至少500，或至少1,000，或至少2,000，或至少5,000，或至少10,000，或至少100,000。5.根据任何先前权利要求所述的方法，其中所述阈值亮度级二值图像的至少大多数，或至少绝大多数，或所有所述像素簇为实质相同大小。6.根据任何先前权利要求所述的方法，其中所述随机图案是蓝噪声图案。7.根据任何先前权利要求所述的方法，其中所述目标表面是中间转印构件(ITM)的表面，所述方法进一步包括将所述油墨图像从所述ITM的所述表面转印至印刷基板。8.根据任何先前权利要求所述的方法，其中定义所述NxM像素图像掩模，使得所述阈值亮度级二值图像包括至少10个像素簇，或至少20个像素簇，或至少30个像素簇，其各具有至少10个像素，或至少15个像素，或至少20个像素的大小。9.根据任何先前权利要求所述的方法，其中定义所述NxM像素图像掩模，使得所述阈值亮度级二值图像包括至少10个像素簇，或至少20个像素簇。10.根据任何先前权利要求所述的方法，其中所述油墨是水性的
\t和/或所述目标表面是疏水的。11.根据任何先前权利要求所述的方法，其中所述油墨实质不渗透至所述目标表面中。12.一种用于将数字图像转换成油墨图像的印刷系统，所述印刷系统包括：a.油墨沉积装置，其能够将油墨沉积在目标表面上以在其上形成所述油墨图像；b.电子控制器，其用于调节由所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·利特瓦克，S·克林格，A·塞曼托弗，A·古特曼，
申请(专利权)人：兰达公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL