DE3317579A1 - Verfahren und einrichtung zur bilderzeugung - Google Patents

Description

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PeLLMANN - URAMS - OTRUIF Dipl.-Chem. G. Bühling

_,_ Dipl.-Ing. R. Kinne

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Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 8000 München 2

Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Münc

13. Mai .198 3 DE 3009

Canon Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan

Verfahren und Einrichtung zur Bilderzeugung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Erzeugen von Bildern mit Gradation nach Bildinformationen mit Gradationsinformationen.

Obzwar die Erfindung bei unterschiedlichen Arten von Bilderzeugungsgeräten wie Tintenstrahldruckern, elektrostatischen Druckern und Warmübertragungsdruckern anwendbar ist, wird die Erfindung hierin hauptsächlich in Verbindung mit einem Tintenstrahldrucker beschrieben.

Auf dem Gebiet der Tintenstrahldrucker wurden zum Reproduzieren tier Gradation eines zu drückenden Bilds die folgenden Verfahren vorgeschlagen und angewandt:

Das erste der bekannten Verfahren besteht darin, die Gradation durch Änderung des Volumens der aus einer Tintenstrahldüse ausgestoQenen Tinte derart wiederzugeben, daß die Gradation durch unterschiedliche Punktedurchmesser dargestellt wird.

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Dfftürfner Rank IMunrhnnl KIn

331757i

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Ein zweites Verfahren besteht in der Wiedergabe der Grada-5

tion unter Verwendung des bekannten Aufteilungsverfahrens ("dither"-Verfahren). Bei diesem Verfahren wird ein Bildelement durch eine Matrix gebildet, die beispielsweise aus 4x4 kleinsten Bildpunkten besteht.

Nach dem ersten Verfahren können nur einige Gradationswerte dargestellt werden. Der Grund hierfür liegt darin, daß es schwierig ist, einen weiten Bereich druckbarer Punktedurchmesser von einem Minimum bis zu einem Maximum

_1C zu erzielen,

Ib-

Das zweite Verfahren wurde zur Lösung dieses Problems bei dem ersten Verfahren vorgeschlagen. Nach dem zweiten Verfahren ist es möglich, 17 Gradationswerte wiederzugeben,

„^ wenn ein Bildelement durch eine 4 χ 4-Matrix gebildet ist. Da jedoch ein einzelnes Bildelement aus 4 χ 4 = 16 kleinsten Bildpunkten gebildet ist, wird im Vergleich zu dem ersten Verfahren die Druckgeschwindigkeit auf 1/16 herabgesetzt. Zum Beibehalten der gleichen hohen Geschwmdig-

2g keit wie bei dem ersten Verfahren ist es erforderlich, die Anzahl von Druckköpfen auf das 16-fache zu steigern. Die Verwendung derart vieler Druckköpfe macht den Aufbau und die Anordnung der Köpfe sehr kompliziert. Ferner ist zur Ausführung der Bildverarbeitung nach dem Aufteilungsver-

QQ fahren eine sehr umfangreiche elektrische Schaltung erforderlich. Insgesamt ergibt sich eine hohe Kostensteigerung. Eine weitere Unzulänglichkeit bei dem zweiten Verfahren wurde darin gefunden, daß das^- durch eine Matrix gebildete Bilde] empiit zu groß ist, einen guten Abdruck zu ergeben. Hinsichtlich des kleinsten Durchmessers eines

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ft ·

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druckbaren Punktes besteht eine Einschränkung. Gegenwärtig 5

beträgt der kleinstmöglichste Punktedurchmesser ungefähr 70 μπι. Wenn ein Bildelement aus einer 4x4 -Matrix unter Verwendung dieses kleinsten Punktedurchmessers gebildet wird, beträgt die Seitenlänge eines Bildelements 280 pm bis 400 pm. Diese Größe des Bildelements kann für einen GroObild-Druck annehmbar sein. Für solche Drucke, die man gewöhnlich aus der Entfernung für deutliche Sicht (mit 25 bis 30 cm) betrachtet, ist jedoch die Größe des Bildelemehts zu groß.

Falls man einen ausreichend weiten Gradationsbereich mit einem kleineren Bildelement erreichen möchte, ist es erforderlich, die Größe eines jeden Bildpunkts zu verringern und auch dessen Farbdichte zu steigern. Falls jedoch mit- nn tels dieser Bildpunkte, die jeweils eine kleine Fläche und eine hohe Farbdichte haben, ein verhältnismäßig niedriger Gradationswert dargestellt wird, schaut das Druckbild grob und unnatürlich aus. Wenn man dieses Bild betrachtet, hat man das Empfinden, daß das Bild unruhig ist.

Die Unnatürlichkeit des erzielten Abdrucks wird insbesondere bei der Darstellung eines Glanzlicht-Bildteils oder bei der Darstellung menschlicher Haut sehr bemerkbar. Allgemein besteht bei dem Verfahren eine Schwierigkeit hin-

OQ sichtlich einer weichen Halbtönuncjs-Wiedergabe über einen weiten Bereich.

Bei einem Versuch zum Erzielen einer besseren Gradationswiedergabe kann in Betracht gezogen werden,. Tinten mit unterschiedlichen Dichten hinsichtlich der Farbe bzw. Fär-

J 3 1 y b V

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bung zu verwenden.
5

Wenn bei diesem Verfahren zwei Tinten mit unterschiedlicher Dichte verwendet werden, kann ein BildteiJ, der eine Dichte der optischen Reflexion in einem bestimmten festgelegten Bereich hat (die nachfolgend als mittlere Lichtreflsxionsdichte bezeichnet wird), unter Verwendung eines erwünschten Punktetei1ungsabstands (unter welchem die Punkte angeordnet werden) auf zweierlei verschiedene Weise dargestellt werden. Ein Weg besteht darin, mittels einer dunklen bzw. tiefge färbten Tinte (hoher Farbdichte) Punkte kleinen Durchmessers (mit kleiner Punktefläche) zu bilden. Der zweite Weg besteht darin, mittels einer hellen bzw. blassen Tinte (mit geringer Farbdichte) Punkte großen Durchmessers zu bilden. Natürlich soll die Anwendung von

„_ zwei Tinten, nämlich der dunklen und der hellen Tinte nur als Beispiel für bei dem Verfahren brauchbare Kombinationen von Tinten verstanden werden. Auf die gleiche Weise können drei oder mehr Tinten verwendet werden, die voneinander hinsichtlich der Dichte und auch hinsichtlich der

_ot- Farbe verschieden sind.

Dieses Aufzeichnungsverfahren hat jedoch gleichfalls einige Mängel: Selbst wenn zwei auf die vorstehend genannten beiden unterschiedlichen Weisen erzeugten Bilder im

QQ wesentlichen die gleiche mittlere Lichtreflexionsdichte haben, schauen sie bei der Betrachtung der reproduzierten Bilder für das menschliche Auge voneinander verschieden aus. Das Ausmaß des empfundenen Unterschieds ändert sich in Abhängigkeit von der Tintendichte und dem Punkteabstand.

Allgemein gesehen ergibt jedoch das mit hoher Dichte und

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Punkten kleinen Duchinessers reproduzierte Bild Tür das menschliche Auge einen stärkeren Eindruck einer "Rauhigkeit" und wird als unnatürlicher empfunden. Bei der Gradatio.nsdarstelJung gewöhnlicher Bilder unter Verwendung dieses Auf zeichnungsverfahrens ging daher häufig die Natürlichkeit der Bilder verloren.

Ferner wurde ein Versuch gemacht, die geringste Bilddichte (mit dem geringsten Gradationspegel) dadurch ' darzustellen, daß dort keine Punkte gebildet werden. In diesem Fall wird

jedoch in dem Bild ein weiß belassener Teil erzeugt, des-15

sen Tönung von der Tönung der anderen Teile verschieden ist, an denen Punkte gebildet wurden. Dies empfindet man als Tönung fremden Ursprungs. Daher ergibt dieses Verfahren gleichfalls eine geringe Bildgualität.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Behebung der Mängel und Unzulänglichkeiten des Stands der Technik ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bilderzeugung■zu schaffen, bei denen die Gradation auf eine einfache Weise

wiedergegeben wird, um dadurch Bilder hoher Qualität zu 25

erzeugen.

Ferner soll mit der Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bilderzeugung geschaffen werden, die es e r ₃Q möglichen, gute Bilder zu·erzielen, die nicht grob und unnatürlich aussehen und die ruhig wirken.

Weiterhin soll mit der Erfindung als Bilderzeugungsein-

v, richtung ein ίintenstrahldrucker geschaffen werden, der gemäß dem er f i ndungsgemäOen Bilderzeugungsverfahren betrieben werden kann.

CQPY

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Der hierbei verwendete Ausdruck "Bilderzeugungs-Einheitsteilchen" hat die Bedeutung sog. Bild- und Rasterpunkte oder won Äquivalenten hierzu, die bei der Punkteaufzeichnung wie der Tintenstrahlaufzeichnung, der Thermoaufzeichnung, der Warmübertragungsaufzeichnung, der Draht- bzw.

NadeJpunkteaufzeichnunq oder der elektrostatischen AuF-10

zeichnung auf einpm Aufzeichnungsmaterial gebildet werden.

Wenn bei der Erzeugung von Bildern gemäß der Erfindung ein einzelnes Bi] ei elr πι ent aus einem einzelnen ßilderzeugungs-Einheitste liehen gebildet ist, entspricht ein Bildelement

gerade einem Bilderzeugungs-Einheitsteilchen. Es ist je-15

doch darauf hinzuweisen, daß dann, wenn ein einzelnes Bildelement aus mehreren Bilderzeugungs-Einheιtsteilchen zusammengesetzt ist, ein Bildelement nicht mehr einem BiIderzeuqungs-Einheitsteilchen entspricht. In diesem Fall sind

ein einzelnes Bilderzeugungs-Einheitsteilchen und ein ein-20

zelnes Bildelement als voneinander verschieden zu verstehen.

Die hierbei verwendeten Ausdrücke "Lichtreflexionsdichte" und "Dichte" bzw. "Farbdichte" der Tinte bedeuten jeweils

„ die Dichte der optischen Reflexion und die Dichte der optischen Durchlässigkeit, die mit einem handelsüblichen Densitometer gemessen werden. Bei der Messung der Reflexionsdichte wurde als Bezugswert ein Wert herangezogen, der unter Verwendung von Norm-Weißpapier erzielt wurde,

go welches für diesen Zweck verbreitet verwendet wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

v,

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Fig. 1 bis 7 stellen die Zusammenhänge zwischen der Dichte 5

von Bilderzeugungs-Einheitsteilchen (Bildpunkten), dem Einsatzverhältnis derselben, dem Teilungsabstand derselben und der Bildqualität dar.

Fig. 8 bis 12 veranschaulichen die Zusammenhänge zwischen der Fläche des Bilderzeugungs-Einheitsteilchens und der mittleren Lichtreflexionsdichte, die Faktoren sind, welche die Bildgestaltung nach dem Bilderzeugungsverfahren bestimmen.

Fig. 13A ist eine schematische Schnittansicht eines bei einem Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Bilderzeugung verwendeten Tintenstrahlkopfs.

»_n Fig. 13B ist eine schematische Schnittansicht eines piezoelektrischen Elements.

Fig. 14 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Tintenstrahl-Kopfeinheιt.

Fig. 15 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Aufzeichnungseinrichtung, bei der die in Fig. gezeigte Kopfeinheit verwendet wird.

3Q Fig. 16 bis 21 sind grafische Darstellungen von Punktedurchmesser /D urchschnitts-Li chtreflexionsdichte-Kennlinien bei einem ersten bis sechsten Ausführungsbeispiel des Verfahren bzw. der Einrichtung zur Bi1 de r?eugunq.

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Fig. 22 ist ein Blockschaltbild der Steuerschaltung eines Farbb11ddruckers, bei dem die Bi1derzeugungseinrichtung qemäG dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.

Fig. 23 ist ein Schaltbild, das Einzelheiten des Innenaufhaus einer in Fig. 22 gezeigten Kopfsteuerungs-Matrixschaltung MXC zeigt.

Fig. 24 ist eine grafische Darstellung, die die Punkte-

durchmesser/Speisespannung-Kennlinie eines Kopfs 15

für Cyan-Tinte veranschaulicht.

Fig. 25 zeigt die Zusammenhänge zwischen eingegebenen Digitalwerten und Ausgangsbefehlen der Matrix-

_on schaltung MXC, gewählten Köpfen und der Reflexions-

dichte.

Fig. 26 ist ein Schaltbild, das Einzelheiten eines in Fiy. 22 gezeigten Kopftreiberteils zeigt.

Fig. 27 ist eine schematische Darstellung einer Tmtenstrahl-Kopfeinheit bei einem siebenten Ausführungsbeispiel der Bilderzeugungseinrichtung.

QQ Fig. 28 zeigt Druckpunkte, die mittels des Druckers gemäß dem siebenten Ausführungsbeispiel gebildet sind.

Fig. 29 zeigt die Zusammenhänge zwischen angelegten Spannungen und der Lichtreflexionsdichte bei dem siebenten Au';f'ührungsbeispiel.

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Fig. 30 ist ein Schaltbiid einer Steuerschaltung des Druk 5

kers gemäß dem siebenten Ausführungsbeispiel.

Fig. 31 ist ein ausführliches Schaltbild eines Teils des Druckers. ;

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden Tinten verwendet, die die gleiche Farbe haben, jedoch voneinander hinsiehtlieh der Dichte verschieden sind.

Vor der ausführlichen Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels wird ein Beispiel für die theoretische Analyse der Bildgestaltung erläutert, auf der das Bilderzeugungsverfahren beruht. Bei der Analyse wird ein vereinfachtes

2Q Modell herangezogen. Das verwendete Modell ist ein eindimensionales Modell gemäß der Darstellung in Fig. 1. Das Untersuchungsobjekt ist ein Bild, welches auf einer ausreichend großen Fläche an einem Aufzeichnungsmaterial durch Aufzeichnen von Punkten dargestellt ist, die einen bestimmten Punktedurchmesser, eine bestimmte Farbdichte und einen gleichmäßigen Punkteabstand haben. Das Bild wird hinsichtlich der Raumfrequenz untersucht.

Tatsächlich werden auf einem Aufzeichnungsmaterial Punkte zweidimensional angeordnet. Für die Raumfrequenz-Analyse können sie jedoch als eine eindimensionale Anordnung auf einer Geraden angesehen werden, die durch die Mitten der Punkte vorlauf I . Die Dichtevortnilunq ist durch f (x) noch Fig. 1 gegeben, wobei χ die Koordinate des Orts des BiIdpunkts auf der Geraden ist und y die Li^htreflexionsdichte

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an dem Ort χ ist. Die Reflexionsdichte des Aufzeichnungso

materials (wie Papier) ist mit a bezeichnet (Lichtreflexionsdichte: -log ^an^' ^*^e Reflexionsdichte eines Farbpunkts (einschließlich sowohl eines gefärbten Punkts als auch eines ungefärbten Punkts) ist mit a, bezeichnet (Lichtreflexionsdichte: -log a,), der Punktedurchmesser ist mit b bezeichnet und der Punkteabstand ist mit T bezeichnet. Es gilt a = a_n - a , .

Nimmt man an, daß die Punkte in einem ausreichend großen - f. Bereich auf dem Aufzeichnungsmaterial angeordnet sind und daß die Anzahl der Punkte beispielsweise (2N + 1) beträgt, so ergibt die Four ιer-Transformat ion von f(x):

N f 2 ^{+ nT}
= Σ fix)

ⁿ⁼-^N

-2 ⁺ "^T

b + ηϊ

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= a

-Λ-

N a Σ

n=-N

J ω

_ _2ab

gin bu

DUl

b + ητ -b + nT

jnu.T

ⁿ⁼"^N

Nimmt man an, daß N ausreichend groß, so kann der erste Ausdruck der vorstehenden Gleichung .(1) als eine Deltafunktion angesehen werden. Ferner kann der Teil

N _nCji Z. & des zweiten Ausdrucks gleichfalls als eine

n = -N Del ta funktionsreihe angesehen werden.

■ Daher kann gesagt werden, daß cj ergibt sich für N τ °°

—γ- k gilt. Daraus

τ-, ν \ ^FN^(U1)

x/x 2ab sin bu _r ^ό(ω) - — ' -UT- ^δ(ω -

2ΤΓ
wobei tO „ = —τ— ist und k eine ganze Zahl ist.

Wenn N ausreichend groß ist, ist ben. Daraus folgt:

) durch F (CO ) gege-

_r, , . r / \ 2ab sin bω ■ _r/ , ,

F (ω) = a_x<S (ω) — · —^-— - 6 (üIqJc - ω)

(mit:M_f) = —^ , k = qanze Zahl)

(2)

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^:-·-^: ····-■ '-3*3Ί7573

-JkT- D Γ 3 UO 9

, - . . 2ab. , , . 2ab sin bio , . . .

F (ω) = (a^ ψ-) δ (ω) - .-ψ- · —^— δ (ω - ü>_Qb)

(mit: CJ _η = —γ—, "£ = ganze Zahl, verschieden

von 0) i'i)

_in Die Fig. 2 zeigt als ein Beispiel ein Ergebnis, daö aus der Gleichung (3) erzielt wird. Wieaus der Fig. 2 zu ersehen ist, hat die Funktion bei W = 0 einr? Gleichstrom- bzw. Gleichwert-Komponente und ferner räumliche Winkelf r equpnz-Komporipn t en in der Form von Impuls η η mit einer

, ρ- Periode von 2ΤΓ /T . Der Zusammenhang zwischen W und der Raumfrequenz f ist gegeben durch:

ÜJ = 27T f (A)

Daher erscheinen auf der Raumfrequenzach.se die Raumfrequenz· OQ Komponenten in der Form von Impulsen mit einer Periode l/T. Das Umstellen der vorstehenden Gleichung (3) ergibt:

„,,. , 2ab> _r/i:x 2ab sin 27ibf F(f) = Ja₁ - -^~) 6(f) - -^

. . l

(mit: f = γ, Z- ganze Zahl, verschieden

von 0) (5)

Ein Beispiel für aus der Gleichung (5) erzielte Ergebnisse ist in. der Fig. 3 dargestellt.

Das Einschalt- bzw. E ιnsatzverhältnis sei folgendermaßen definiert:

Damit ergibt sirh:
35

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F(f) = U₁ - au) 6(f) - _aD(Si5_lDTf, _6(f _ _f(j£) ο

(mit: f r γ, /. : ganze Zahl,

verschieden von 0) -(7)

In der Gleichung (7) ist der erste Ausdruck eine Gleichwert-Komponente und hat die Bedeutung, daß die mittlere Re flexionsdichte gleich (a. - a_n) ist. Der zweite Ausdruck ist eine Hochfrequenz-Komponente und hat die Bedeutung, daß bei P. - \ der zweite Ausdruck einer Komponente der Frequenz l/T mit folgendem Wert entspricht:

V ■

Wenn ein Bild beispielsweise durch eine Punkteanordnung

mit einer Frequenz f„ dargestellt werden soll, ist der Frequenzbandbereich, in welchem durch diese Punkteanordnung das Bild praktisch darstellbar ist, nach dem Abtasttheorem auf ungefähr f_n/2 begrenzt. Komponenten höherer Frequenz können als Rauschen angesehen werden. Da jedoch

das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges ungefähr eine Bogenminute beträgt, was auf einem Aufzeichnungsmaterial in dem sog. Scharfsichtabstand (25 bis 30 cm) höchstens 10 Linienpaaren je mm (20 hellen und dunklen Linien je

mm) entspricht, ist in der Praxis eine die Auflösung von 30

10 Linienpaaren je mm übersteigende Frequenzkomponente vernachlässigbar. Daher kann unter der Voraussetzung 2f_n= 10 Linienpaare/mm aus dem in Fig. 3 gezeigten Ergebnis geschlossen werden, daG in praktischer Hinsicht diejenige Frequenzkomponrntr, die ninn groQe Wirkung auf das mensch-

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liehe Empfinden hinsichtlich der Bildqualität hat, die 5

Komponente der Ordnung f„ = 5 Llnienpaare/mm ist. D.h., es kann gesagt werden, daß im praktischen Sinne der Eindruck des Menschen bezüglich der Bildqualität in starkem

2 Ausmaß durch den Wert des Leistungsspektrums F Cf_n) für die Frequenz f"_n beeinflußt wird.

Aus der Gleichung (8) ergibt sich· das Leistungsspektrum F²Cf_n) bei f_G zu:

2 a ²
Γ^Δ (T₀) = φ sin TTD (9)

wenn sich das Einsatzverhältnis D von 0 auf 1 verändert,

wird daher das Leistungsspektrum F (^n) ^zu einer Sinusfunktion gemäß der Darstellung in der'Fig. h. Bei D = 0,5 hat das Spektrum den Maximalwert, während es bei D=O und D = 1 zu 0 wird.

Dies bedeutet, daß. sich bei dem Einsatz verhältnis 0,5 für das das Bild betrachtende menschliche Auge der größte Reiz ergibt und der Mensch das Bild als grob empfindet. 25

Da das Leistungsspektrum gemäß der Gleichung (9) dargestellt werden kann, ist es in Abhängigkeit von der Reflexionsdichte-Differenz a zwischen der Punkte-Dichte und der

2 Aufzeichnungsmaterial-Dichte veränderbar. F ( f η ) wird mit

^ou einer Abnahme der Re flexionsdichte-Differenz a kleiner.

Daher ist es zur Darstellung der gleichen mittleren Reflexionsdichte vorzuziehen, Tinte mit einer möglichst niedrigen Farbdichtn zu verwenden. In deV Praxis kann dies da-

durch erreicht worden, daß die Änderung des Werts von F ( f'l 35

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untersucht wird, während a und D verändert werden, bis der 5

die mittlere Reflexionsdichte darstellende erste Ausdruck

(a. - a_) der Gleichung (7) konstant wird.

Falls beispielsweise ein Bild gleicher mittlerer Reflexionsdichte dadurch dargestellt werden soll, daß eine Tinte verwendet wird, deren Punktereflexionsdichte auf dem Aufzeichnungsmaterial gleich (a . - a ) ist, und daß die Punkte dermaßen angeordnet werden, daß sie ein Einsatz verhältnis D. ergeben, so ist die folgende Bedingung zu erfüllen:

. " -

a - (a. - a_Ä ) D₀^ = konstant. (10)

Aus der Bedingung (10) folgt: a^ D^ = konstant (11). Infolgedessen wird das Leistungsspektrum zu:

Fa² ifQ)^(~)² sin² TtD_a

.sin TTDa, 2
^-"ä""' ⁽¹²⁾

Innerhalb des Bereichs von O^ D ύ 1 nimmt der Wert nach 25

Gleichung (12) monoton ab, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist. Infolgedessen wird mit einer Annäherung des Einsatz-

2 Verhältnisses an "1" der Wert von F^ (f ) kleiner.

ο_η In Zusammenfassung gesehen können Bilder verbesserter

Qualität dann erzielt werden, wenn die Reflexionsdichte-Differenz a zwischen den Punkten und dem Aufzeichnungsmaterial soweit wie möglich verringert wird (die Dichte ' der verwendeten Tinte so gering wie möglich ist) und das

^g EinsatzverhäJtnis soweit wie möglich an 1 angenähert wird.

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-_<^τr- de: 3009

Dies wird in der fig. 6 dargelegt. Die Tig. 6 zeigt, daß 2

das Leistungsspektrum Fj (^n) ^^ei ^ ⁼ ^' ^ sowohl für die Tinte hoher Dichte als auch für die Tinte geringer Dichte maximal wird und daß der Maximalwert für die Tinte qerinue

Dichte beträchtlich kleiner als derjenige für die Tinte hoher Dichte ist. Dies beweist, daß die Bildqualität hinsichtlich des Eindrucks auf den Menschen durch die Verwendung von Tinte verbessert werden kann, die eine geringere Dichte hat. F r, wurde ferner experimentell bewiesen, daß man bei der Verwendung einer Tinte geringer Dichte selbst bei dem Finsatzverhältnis D = 0,5 das Bild nicht b

als grob empfindet, wogegen man es bei der Verwendung einer Tinte hoher Dichte als grob bzw. rauh empfindet. Es sei mit A der kleinste Wert des Leistungsspektrums F (f_) bezeichnet, bei dem für das menschliche Auge die "Rauhig-„₀ keit" des Bilds bemerkbar wird. Der Bereich des Einsatzverhältnisses D, der eine Beeinträchtigung der Bildquaiität mit sich bringt, liegt dann oberhalb von A. Daher kann eine insgesamt gute Bildqualität dadurch erzielt werden, daß der Anteil dieses Bereichs über A verringert wird. '

Zieht man die Hochfrequenzkomponente in Betracht, so e r -

2
gibt das Leistungsspektrum F (f_n) eine Kennlinie gemäß der Darstell υnq in Fig. 7. In diesem Fall ist gleichfalls die vorstehende Beschreibung anwendbar.

Als Bezug sind nachstehend die Bedingungen angegeben, untel denen die Kennlinien nach Fig. 6 erzielt wurden:

χ. Die PunktefreqiiiMu f betrug 5 Punkte je mm (5 Bildelemente, in Bildelcrnrnlnn ausgedruckt), d.h., der Punkteabstand

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-υ- DE 3009

T war 200 μπ\. Als Tinte hoher Dichte wurde eine Tinte mit 5

einer Dichte im Bereich won 2 bis 5?ό v/erwendet. Als Tinte niedriger Dichte wurde eine Tinte mit einer Dichte im Bereich von 0,2 bis 0,3?ό verwendet. Unter Verwendung dieser Tinten wurden Versuche ausgeführt, bei denen ein Bild mit Tintenpunkten auf einem weißen Papierblatt erzeugt wurde, dessen Reflexionsdichte ungefähr 0,1 betrug (Reflexionsvermögen von ungefähr 80?_o'). Bei diesen unter den gleichen Bedingungen (mit der gleichen Bildelemente-Zahl und dem

gleichen Aufzeichnungsmaterial) ausgeführten Versuchen

2
p. der Bilderzeugung hat das Leistungsspektrum F ( f_) bei dem Einsatzverhältnis D = 0,5 den Wert A nach Tig. 6 überstiegen, wenn die Dichte der verwendeten Tinte 0, 6 ?ό oder
höher war (Reflexionsvermögen des erzeugten Punkts: ungefähr 10?ό)· Im vorstehenden wurde die theoretische Unter-

_?i-j suchung unter der Voraussetzung vorgenommen, daß N ausreichend groß ist. Es ist jedoch offensichtlich, daß die
vorstehend getroffene Schlußfolgerung auch für alle Fälle anwendbar ist, bei denen N größer als 1 ist. Ferner wurde die theoretische Analyse nicht unter Verwendung der abso-

2Q luten Dichte der Tintenpunkte, sondern unter Verwendung
der relativen Dichte der Tintenpunkte bezüglich des verwendeten AufZeichnungsmaterials · ausgeführt. Als Aufzeich-■ nungsmateria 1 werden jedoch gewöhnlich weiße Papiere verwendet, deren optische Dichte außerordentlich gering ist

(in der Größenordnung von ungefähr 0,1). In Anbetracht

dessen ist die vorstehend getroffene Schlußfolgerung selbst dann als allgemein gültig anzusehen, wenn nur die absolute Dichte der Tintenpunkte ausgewertet wird.

COPV \

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Die απ Fig. 6 gezeigten Kennlinien sind natürlich in Ab-5

hängigkeit von der Punk te frequenz f _n, nämlich der BiIde lernen te-Anzah 1 veränderbar. Gemäß den vorangehenden Ausführungen hat das menschliche Auge em Auflösungsvermögen . von ungefähr 10 B ι 1 delernenten. Obzwar die Kennlinien ver_n änderbar sind, ist es daher richtig, /u sagen, daß das vorangehend genannte Problem der "Rauhigkeit" nur dann nicht auftritt, wenn die Bildelemente-Anzahl oberhalb von 10 Bildelementen liegt, nämlich der Punkteabstand kleiner als 100 μπ\ ist. Konkreter gesagt wird, wie es aus den vor-

.[- stehenden Ausführungen ersichtlich ist, die Rauhigkeit ein Problem insbesondere dann, wenn die Bildelemente-Anzahl im Bereich von A bis 6 liegt (weil eine Bildelemente-Anzahl unterhalb dos Bereichs im allgemeinen für die Darstellung von Bildern unbrauchbar ist und eine Bildelemente-Anzahl über dem Bereich das Problem der "Rauhigkeit" in geringerem Ausmaß hervorruft^.

Obzwar die in Fig. 6 gezeigten Kennlinien solche für schwarze Tinten sind, ist es ersichtlich, daß für Tinten anderer Farben eine hierzu gleichartige Tendenz zu beobach ten ist .

Das Bi1derzeugungsverfahren wurde im einzelnen anhand eines Beispiels gezeigt und beschrieben, bei dem das Bild unter Anwendung des Tintenstrahl-AufZeichnungsverfahrens erzeugt wurde. Die Anwendung des Verfahrens ist jedoch nicht auf nur das Tin tenstrahl-Aufzeichnungsverfahren begrenzt. Das Bilderzeugungsverfahren ist gleichermaßen bei anderen Aufzeichnungsverfahren wie bei dem elektrofotografischen Aufzeichnungsverfahren, dem Warmübertragungs-Auf-

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zeichnungsverfahren und dem elektrostatischen Aufzeich-5

nungsverfahren anwendbar.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei dem Bilderzeugungsverfahren ein Bereichsanteil Hmax eines Gesamtbereichs Htot auf unter 70?ό begrenzt, wobei Hmax der Gradationswert-Bereich ist, der durch die Bilderzeugungs-Einheitsteilchen mit der höchsten optischen Dichte dargestellt wird, während Htot die Summe der jeweiligen Gradationswert-Bereiche (H,, H„, H-,...) ist, welche durch die .p. jeweiligen Gruppen der Bilderzeugurigs-Einheitsteilchen dargestellt werden. Zur noch wirksameren Lösung der Aufgabe des Bilderzeugungsverfahrens ist ein Bereichsanteil Hmax unter 60?ό und am günstigsten unter 55?ό des Gesamtbereichs Htot vorzuziehen.

Ausgewählte AusführungsbeispieJe des Verfahrens für die Gradationsdarstellung werden nachstehend anhand der Fig. 8 bis 12 beschrieben.

In diesen Fig. wird die Form der Bi lderzeugungs-Einheitsteilchen als Kreis betrachtet, dessen Durchmesser mit <£ bezeichnet wird. Wenn die Bi1derzeugungs-Einheιtsteilchen mit dem Durchmesser & unter einer bestimmten Bildelemente-Anzahl durchgehend auf einem Aufzeichnungsmaterial angeordnet werden, wird eine mittlere Lichtreflexionsdichte erzielt, die mit Dr bezeichnet wird. Die Fig. 8 bis 12 zeigen den Zusammenhang zwischen dem Durchmesser £, und der mittleren Dichte Dr.

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Die mittlere Lichtreflexionsdichte Dr bei den Ausführunqs-5

beispielen wurde folgendermaßen gemessen:

Auf einem normal weißen Papier (Baryt-Papier), wie es gewöhnlich verwendet wird, wurde eine 10 mm große Quadratfläche gewählt, und die Reflexionsdichte der gewählten Fläche mit einem handelsüblichen Densitometer gemessen. Unter Verwendung des Meßwerts als Bezugswert wurde das Densitometer zum Hessen der Reflexionsdichte einer Probe eingestellt. Die Probe wurde dadurch hergestellt, daß durch-

_1R gehend unter einrr bestimmten Bildelement.e-Anzahl die Bilderzeugungs-Emhejtsteilchen auf einem Aufzeichnungsmaterial wie einem Blatt Papier angeordnet wurden. Zum Messen ihrer Reflexionsdichte wurde eine 10 mm große Quadratfläche als Probe entnommen. Dr ist der auf diese Weise an der Probe

2Q gemessene Wert der Reflexionsdichte.

In den Fig. 8 bis 12 sind die gemessenen mittleren Lichtreflex lonsdichten an der Ordinate in normierter Form aufgetragen, bei der der maximale gemessene Wert Dr (max) gleich ¹¹I" ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 werden zwei Arten von Bilderzeugunqs-Einheitsteilchen El und E2 verwendet ₇ die voneinander hinsichtlich der Lichtreflexionsdichte

QQ verschieden sind. Von den Bi Jderzeugungs-Eιnheitsteilchen El mit der hohen Reflexionsdichte werden diejenigen Einheitsteilchen, die den niedrigsten Gradationswert wiedergeben, als El(rnin) bezeichnet. Gleichermaßen werden von den Einheitstπ ι 1 then E2 mit der niedrigen Reflexionsdichte diejenigen F inhritsteilchen, die den niedrigsten Grada-

, COPY

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tionswert wiedergeben, als E2(min) bezeichnet. Die Fig. 8 5

zeigt einen Fall, bei dem der Durchmesser der Einheitsteilchen El(min) gleich demjenigen der Einheitsteilchen E2(min)ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 kann der Gradient bzw. die Gradation im Bereich der mittleren Dichte Dr von 0,4 bis 1,0 durchgehend bzw. stufenlos und weich dadurch wiedergegeben werden, daß der Durchmesser der Einheitsteilchen El mit der (höheren) Reflexionsdichte dl von £

, r- bis £_n moduliert wird.
IbZ

Andererseits kann die Gradation in dem Dr-Bereich von 0,15 bis 0,4 kontinuierlich dadurch wiedergegeben werden, daß der Durchmesser der Einheitsteilchen E2 mit der (niedrige-2Q ren) Reflexionsdichte d2 von /. bis £■ , moduliert wird.

Die bei dem praktischen Einsatz des Bilderzeugungsverfahrens tatsächlich wiedergegebenen einzelnen Gradationspegel sind in der Fig. 8 durch die ausgezogenen Linienab-

2g schnitte der Kurven dargestellt. Fs ist jedoch offensichtlich, daß die Gradation mit dem niedrigeren Wert durch ein weiteres Verringern des Durchmessers der Einheitsteilchen El wiedergegeben werden kann und auch die Gradation mit dem höheren Wert durch ein weiteres Vergrößern des Durchmessers der Einheitsteilchen E2 wiedergegeben werden kann, wie es durch die gestrichelten Linien in Fig. 8 angedeutet ist. Das gleiche kann auch für die anderen, in den folgenden Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele ausgesagt werden .

COfY

·-· "-33-1757

DE 3009

Bei dem in Fig. 8 gezeigten AusführungsbeispieJ werden die 5

Bi Jderzeugungs-Einheitsteilchen El zur Wiedergabe der Gradation im Bereich hoher Werte und die Einheitsteilchen E2 zur Wiedergabe der Gradation im Bereich niedriger Werte herangezogen. Die Grenzlinie zwischen den beiden Grada_n tionsbereichen liegt bei DrrO,4. Die Gradation an der Grenzlinie (Dr = 0,4) kann entweder mittels der Einheitsteilchen El oder mittels der Einheitsteilchen E2 wiedergegeben werden. Im Hinblick auf den Eindruck der erzielten Bildqualität ist es jedoch vorzuziehen, die Gradation

,_c an der Grenzlinie mittels der Einheitsteilchen E2 wieder-ο

zugeben. Es wurde experimentell ermittelt, daß dann, wenn zur Darstellung des gleichen Gradationswerts zwei voneinander hinsichtlich des Durchmessers stark verschiedene Arten von Bi I derzeugungs-Einheitstei1chen verwendet werden, mit-

2Q tels der Emhei ts te il chen mit der niedrigeren Reflexionsdichte Bilder besserer Qualität und natürlichere Bilder erzeugt werden können als mit den Einheitsteilchen der höheren Reflexionsdichte. Es wurde ferner festgestellt, daß bei der Verwendung der Bilderzeugungs-Einheitsteilchen mit hoher Dichte zur Darstellung der Gradation ein Bild guter Qualität insbesondere dann erzielt werden kann, wenn die Einheitsteilchen zur Wiedergabe der Gradation in einem Bereich eingesetzt werden, bei dem das Einschaltverhältnis bzw. Einsatzverhältnis oberhalb 0,5 liegt. D.h., in einem Fall, bei dem dann, wenn der Gradationswert mittels der Bi1 derzeugungs-Einheitsteilchen mit einer hohen Reflexionsdichte wiedergegeben wird, das Einsatzverhältnis notwendigerweise kleinor als 0,5 wird, ist e^s vorzuziehen, den gleichen Gr adat i onswert unter Verwendung von Einhei tstei 1-chen mit einer niedrigeren Dichte als die ersteren wiederzugeben.

Γ ^copY

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Bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel werden drei Arten von Bi1derzeugungs-Eιnheitsteilchen E3, E4 und E5 mit unterschiedlichen Reflexionsdichten d3, d 4 bzw. d5 verwendet. Mit Ausnahme hiervon ist dieses Ausfuhrungsbeispiel im wesentlichen das gleiche wie dasjenige nach Fig. 8.

Die Reflexionsdichte d5 der Einheitsteilchen E5 ist niedrig. Durch stufenloses Modulieren des Durchmessers der Einheitsteilchen E5 von/, bis /, kann die Gradation im

. _c Bereich der mittleren Lichtreflexionsdichte Dr von 0,12 b

bis 0,28 kontinuierlich wiedergegeben werden. Die Reflexionsdichte d4 der Einheitsteilchen E4 hat einen mittleren Wert. Gleichartig zu dem vorstehenden kann damit die Gradation in dem Dr-Bereich von 0,28 bis 0,45 durch stufen-

2Q loses Modulieren des Durchmessers der Einheitsteilchen E4 von Z . bis /, wiedergegeben werden. Die Reflexionsdicht.e d3 der Einheitsteilchen E3 ist hoch. Durch stufenloses Modulieren des Durchmessers der Einheitsteilchen E3 von λ . bis ß- _r kann die Gradation im Bereich von Dr = 0,45

9K bis 1,0 wiedergegeben werden.

Die Fig. 10 und 11 zeigen noch günstigere Ausführungsbeispiele.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 werden zwei Arten von Bi1derzeugungs-Einheitsteilchen verwendet, wogegen bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 drei Arten von BiIderzeugungs-Einheitstei1chen mit unterschiedlichen Reflexionsdichten verwendet werden.

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Ein bedeutender Unterschied zwischen den in Fig. JO und Il 5

ge7eigten Aus führiingsbei spielen und den vorangehend in den Fig. 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispielen liegt in der Art der Einstellung des Teilchendurchmessers. Bei den Au:;-führungsbeispielen gemäG den Fig. 10 und 11 wird der Durch· messer der Einheitsteilchen für die Darstellung des kleinsten Gradationswerts entsprechend der Reflexionsdichte der Einheιtsteilchen bestimmt. Im einzelnen erfolgt das Einstellen des Durchmessers für diese Gruppe der Einheitsteilchen in der Weise, daß die Teilchen mit höherer Reflexionsdichte einen größeren Durchmesser haben,

In der Fig. 10 sind mit E6 Bilderzeugungs-Einheitsteilchen hohnr Lichtreflex ιonsdichte bezeichnet, während mit E7
Bi J derzeugungs-E ι rihe 11 s te i 1 chen mit niedriger Lichtrefle-

2Q xionsdichte bezeichnet sind. Von den Einheitsteilchen E6
hoher Dichte werden die Einheitsteilchen für die Darstellung des kleinsten Gradationswerts mit E6(min) bezeichnet. Gleichermaßen werden von den Einheitsteilchen E7 niedriger Dichte die Teilchen für die Darstellung des kleinsten Gradationswerts mit E7(min) bezeichnet. Bei diesem Ausführungs beispiel wird der Durchmesser der Einheitstei1chen E6(min) auf einen Wert eingestellt, der kleiner als derjenige des Durchmessers der Einheitsteilchen E7(min) ist. Auf diese
Weise haben bei diesem Ausführungsbeispiel selbst in ein- und derselben Einheitsteilchen-Gruppe die Einheitsteilchen unterschiedliche Durchmesser. Somit haben die Teilchen mit der höheren Reflexionsdichte einen größeren Durchmesser.
Durch diese Fi ηstellung des Durchmessers der Einheitsteilchen wer el πι vorteilhaftere Bilder erzielt, die dem Be- trachter den Eindruck besserer BildquaJität vermitteln.

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Vt-

Bei dem in Fig. 11 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die 5

Gradation mit drei Gruppen von Bi1derzeugungs-Einheitsteilchen E8, E9 und ElO wiedergegeben, deren Lichtreflexionsdichten jeweils d8, d9 bzw. dlO sind (d8 ·> d9 > dlO) .

Ferner haben bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 diejenigen Einheitsteilchen, die in einer jeweiligen Gruppe den kleinsten Gradationswert wiedergeben, einen entsprechend ihrer Reflexionsdichte verkleinerten Durchmesser. Damit haben die Einheitsteilchen mit der niedrigeren Licht-, _c reflexionsdichte einen kleineren Durchmesser.

Die Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Mit Eil sind Bilderzeugungs-Einheitsteilchen der Gruppe hoher Reflexionsdichte bezeichnet, mit E12 sind Einheitsteilchen

2Q der Gruppe mittlerer Reflexionsdichte bezeichnet und mit E13 sind Einheitsteilchen der Gruppe mit niedriger Reflexions dichte bezeichnet. In den Gruppen EH und E12 erhalten die Einheitsteilchen für die Darstellung des kleinsten Gradationswerts den gleichen Durchmesser. In der Teilchen-

OK gruppe E13 niedriger Dichte wird jedoch auf die vorangehend beschriebene Weise der Durchmesser der den kleinsten Gradationswert darstellenden Teilchen im V/ergleich zu den anderen Durchmessern verkleinert.

Wie aus dem vorstehenden ersichtlich ist, können Bilder guter Qualität dadurch erzielt werden, daß die Gradation mit dem gleichen Wert durch Verwendung von Bilderzeugungs-Einheitsteilchen mit niedrigerer Lichtreflexionsdichte unter der Voraussetzung wiedergegeben wird, daß dadurch das Auflösungsvermögen nicht verringert wird. In dem dabei

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erzielten Bild ist der weiO belassene Teilbereich für das menschliche Auge nicht merkbar. Das Bild ergibt nicht da:;· Empfinden einer "Rauhigkeit" oder einer "Unruhe". Vielmehr vermittelt das Bild den Eindruck guter Qualität.

Die Einrichtung zum Ausführen des vorangehend beschriebenen Verfahrens wird in Einzelheiten anhand der Fig. 13 bis 15 beschrieben.

GemäG den vorstehenden Anmerkungen ist zwar die in den .p. Fig. 13 bis 15 gezeigte Einrichtung eine Tintenstrahl-Aufzeichnungseinrichtung, jedoch ist es ersichtlich, daG die gleiche Gestaltung auch bei verschiedenerlei anderen Aufzeichnungseinrichtungen einschließlich elektrofotografischer Aufzeichnungseinrichtungen, Thermoaufzeichnungsein-2Q richtungen und elektrostatischer Aufzeichnungseinrichtungen anwendbar ist.

Die Fig. 13 zeigt schematisch einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, wie er bei der Tintenstrahl-Aufzeichnungsein- . richtung verwendet wird.

Mit 1 ist ein Glasrohr bezeichnet, das einen verjüngten Spitzenendbereich hat. Das Glasrohr 1 ist von einem zylindrischen piezoelektrischen Element 2 umgeben. 3 ist ein rohrförmiger Piezo-Körper. 4 und 5 sind Elektroden. Wenn zwischen die Elektroden h und 5 eine Spannung angelegt wird, zieht sich das piezoelektrische Element 2 radial nach innen zu zusammen und nimmt danao-h wieder seinen ursprünglichen Zustand ein. In das Glasrohr 1 wird in der Richtung eines Pfnils B flüssige Tinte eingeleitet. Durch

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das Zusammenziehen und Zurückkehren des piezoelektrischen 5

Elements wird aus der Düsenöffnung des Glasrohrs'l die Tinte als Tintentröpfchen ausgestoßen. Die Größe des Tintentröpfchens ist durch Verändern des Pegels und der Impulsbreite des an das piezoelektrische Element 2 angelegten Spannungssignals v/eränderbar. Beispielsweise ist es bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel möglich, die TröpfchengröQe (als Punktedurchmesser) in einem Bereich bis zu dem dreifachen zu modulieren.

Der erzielbare Punktedurchmesser-Modulationsbereich ändert 15

sich jedoch'in Abhängigkeit von verschiedenerlei Faktoren wie der Form und der AusstoGeigenschaften des verwendeten Aufzeichnungskopfs, den physikalischen Eigenschaften der verwendeten Tinte, den Ansteuerungsbedingungen für den Kopf usw. Es ist nicht unmöglich, einen Punktedurchmesser-Modulationsbereich bis zu dem 7-bis 8-fachen zu erzielen. Selbst für die gleiche Tintenstrahl-Aufzeichnungseinrichtung ist der erreichbare Punk tedurchmesser-Modu.l at ionsbereich entsprechend der Art des Au f zeichnungsv.er f ahrens

2g veränderbar.

Wie nachstehend beschrieben wird, werden bei dem Ausführungsbeispiel zum Erreichen einer Gradations-Reproduktion in einem weiten Bereich zugleich mit der Anwendung der vorangehend genannten Punk tedurchmesser-Modulat'ion zwei oder mehr verschiedene Arten von Tinte verwendet, die voneinander hinsichtlich der Farbdichte verschieden sind.

Gemäß der Darstnlluntj in Fig. 14 wird be\ diesem Ausführungsbeispie1 cine T ι ntenstmhl-Kopfeinheit 10 verwendet,

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die mit zwei Köpfen 6 und 7 versehen ist, welche jeweils 5

an Tintenbehälter 8 bzw. 9 angeschlossen sind. Die in den Behälter 9 enthaltene Tinte unterscheidet sich won derjenigen in dem Behälter 8 hinsichtlich der Dichte. Mit der Kopfeinheit 10 wurde nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren ein weiter Gradationsbereich zufriedenstellend reproduziert. Insbesondere wurde bei fotografischen Bildern eine sehr gute und naturgetreue Reproduktion der Gradation erzielt. In den reproduzierten Bildern war die Wie-

dergabequa11 tat von Spitzen1 ichtbereichen sowie der Haut . der abgebildeten Person hervorragend. Die Qualität war ■mit derjenigen eines durch die Silbersalz-Fotografie erzielten Bilds verc]leichbar.

Hinsichtlich der Anzahl der Tinten mit unterschiedlichen 2Q Dichten besteht keine Einschränkung. Bei dem Bilderzeugungsverfahren können auch drei oder mehr unterschiedliche Arten von Tinte verwendet werden. Die Dichten der verschiedenen Tinten können in geeigneter Weise entsprechend dem Objekt bestimmt werden, für das die Tinten eingesetzt wer^den·

Die Dichte der Tinte zum Bilden der Bilderzeugungs-Einheitsteilchen mit der höchsten optischen Dichte sollte jedoch zum Erfüllen der Bedingung festgelegt werden, daß der Anteil des durch die Einheitsteilchen höchster Dichte, wiede rgegebenen Bernich der Gradation weniger als 70?ό des durch die mit den jeweiligen Tinten unterschiedlicher Dichten gebildeten jeweiligen Bilderzeugungs-Einheitsteilchen wiedergrqebenen gesamten Gradationsbereichs b e tragen sollte. Dir den Erfordernissen genügende Tinten-

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dichte wird bei der Zusammenstellung der Tinte festgelegt. 5

Bei dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahr en beträgt in der gewöhnlich für die praktischen Zwecke eingesetzten Tinte der Gehalt an Farbstoff (Farbstoff-Pigment, Färbungspigment) höchstens ungefähr einige Gew.-?i. Obzwar der Gehalt verhältnismäßig gering ist, können ohne Schwierigkeiten vielerlei Arten von Tinten mit unterschiedlichen optischen Dichten dadurch hergestellt werden, daß der Gehalt an Färb-

stoff in dem begrenzten Bereich verändert wird.

Die Fig. 15 zeigt den wesentlichen Teil eines Druckers, an dem die in Fig. 14 gezeigte Kopfeinheit 10 angebracht ist.

O₀ In der Fig. 15 ist 11 eine Druckwalze, während 12 ein Papiervorschub-Schrittmotor ist und 13 ein Schlittenantriebsmotor ist. 14 ist ein Schlitten, an dem die Kopfeinheit 10 angebracht ist. Der Schlitten 14 wird mittels des Motors 13 über eine Schraubspindel 16 angetrieben und bewegt sich längs einer Führung 15.

Unter Verwendung der in den Fig. 13 bis 15 gezeigten Tintenstrahl-Aufzeichnungseinrichtung wurden einige Druck-Versuche ausgeführt, um den Zusammenhang zwischen dem Puhktedurchmesser und der mittleren (optischen) Reflexionsdichte Dr zu ermitteln. Bei diesen Versuchen wurden Punkte mit 5 Bildelementen je mm gebildet. Die Fig. 16 bis 21 zeigen bei diesen Verbuchen erzielte Zusammenhangs-Kurven.

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In alien Eiq. 16 bis 21 ist die mittlere Reflexionsdichte 5

Dr auf der Ordinate in normierten Werten aufgetragen, wobei der Maximalwert Dr (max) gleich 1 ist. Die Punktedurchmesser sind auf der Abszisse in /um aufgetragen. Die ausgezogenen Linien geben den Bereich an, in welchem eine jeweilige Tinte verwendet worden ist. Die gestrichelten Linien geben den Bereich an, in welchem eine jeweilige Tinte nicht für das tatsächliche Drucken verwendet wurde, obzwar sie für die Wiedergabe der Gradation in diesem Wertbereich brauchbar wäre.

Aus der Eig. 16 ist ersichtlich, daß sowohl für eine Tinte A16 hoher Dichte als auch für eine Tinte B16 geringer Dichte der Punktedurchmesserbereich, der unter Verwendung der jeweiligen Köpfe (6 und 7 nach Fig. 14) mit jeweils

2Q einem Düsenoffnungsdurchmesser von 50 μπ\ erzielbar ist, ungefähr 80 yim bis 245 μιη beträgt. Der dadurch darstellbare Bereich der mittleren Reflexionsdichte beträgt von 0,3 bis 1,0 für die Tinte A16 der hohen Dichte und von 0,15 bis 0,65 für die Tinte B16 mit der geringen Dichte.

Die beiden Bereiche überlappen in dem Bereich von 0,3 bis 0,65. Daher kann in diesem Bereich die mittlere Reflexionsdichte durch irgendeine der beiden Tinten A16 und B16 wiedergegeben werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch zum Annähern des Einsatz Verhältnisses der Tintenpunkte hoher Dichte an 1 der Umschaltpunkt an einen Punkt eingestellt, bei dem der Punktedurchmesser für die Tinte hoher Dichte 110 pm beträgt. D.h., der Umschaltwert liegt bei der mittleren Rpflexionsdichte von 0,45.

v.

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Daher wird bei diesem Ausführunqsbeispiel die Tinte B16 b

geringer Dichte zur Erfassung des Bereichs der mittleren Reflexionsdichte von 0,2 bis 0,4 herangezogen (Punktedurchmesser 110 bis 180 ^m), während mit der Tinte hoher Dichte der Bereich der mittleren Reflexionsdichte von 0,4 bis 1,0 erfaßt wird (110 bis 245 μπ\ Punktedurchmesser). Der kleinste Punktedurchmesser bei diesem Ausführungsbeispiel ist für beide Tinten A16 und B16 110 yum.

Auf diese Weise wird das erwünschte Einsatzverhältnis erreicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Punkteabstand 200 pm (da die Bildelemente-Anzahl gleich 5 ist). Daher wird selbst für den kleinsten Punktedurchmesser für die Tinte hoher Dichte das eindimensionale Einsatzverhältnis D zu 110 pm/200 um = 0,55, was anzustreben ist. Das

2Q bei diesem Ausführungsbeispiel erzielte Aufzeichnungsbild wurde einer Anzahl von Personen zur Bewertung gezeigt. Deren Eindrücke hinsichtlich des Aufzeichnungsbilds waren alle gut. Die Augen-Reizwirkung war gering. Die Personen hatten nicht das Empfinden eines groben Bilds.. Ferner hatte nahezu keine der Personen den Unterschied zwischen dem mittels der Tinte A16 hoher Dichte wiedergegebenen Teilbereich und dem mittels der Tinte B16 niedriger Dichte wiedergegebenen Teilbereich wahrgenommen. Die Personen hatten das Empfinden·, daß das Bild hinsichtlich der Qualitat und der Ruhe gleichförmig ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel und auch bei dem folgenden zweiten und dritten Ausfiihrungsbej:;piol wurden auch in dem Bereich kleinfsliT Dichte kleine Punkte -{nit der Tinte der kleinsten Dichte nut 5 Bildelementen jp mm gebildet. Durch

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DF. 3009

diese Bildgestaltung wird der ansonsten in dem Bildbereich 5

bestehende weiß gelassene Bereich zum Verschwinden gebrach Dies hat zur Wirkung, daß eine ungünstige Veränderung der Bildtönung verhindert wird und daß daher eine weitere Verbesserung der Bildqualität erreicht wird.

Die Fig. 17 zeigt Punktedurchmesser/Durchschnittsreflexionsdicht e-Kenn 1 ι nien , die bei einem zweiten Ausführungs-. beispiel erzielt werden. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist, obztvar dies in der Zeichnung nicht darge-

jf- stellt ist, die Anzahl der Tin tenstrahlköp f e gemäß der Darstellung in Fig. 14 von 2 auf 3 gesteigert. Diese drei Einzelköpfe sind an drei Tintenbehälter angeschlossen, die eine Tinte A17 (mit hoher Dichte), eine Tinte B17 (mit mittlerer Dichte) bzw. eine Tinte C17 (mit niedriger

2Q Dichte) enthalten. In den Tinten betrug bei der Tinte C17 niedriger Dichte der Fa rbsto ff gehalt 0,2 Gew.-?o, bei der Tinte B17 mittlerer Dichte der Farbstoffgehalt 0,7 Gew,-Hi und bei der Tinte A17 hoher Dichte der Farbstoffgehalt 4,5 Gew.-?i. Der Düsenöffnungsdurchmesser bei einem jeden dieser drei Köpfe war 50 pm. Die Anzahl der Bi1delemente , (je mm) war wiederum 5. Wie aus der Fig. 17 ersichtlich ist, wird mit der Tinte C17 niedriger _Dichte der Durchschnittdichtebereich von 0,18 bis 0,36 erfaßt, mit der Tinte B17 mittlerer Dichte der Bereich von 0,36 bis 0,5 erfaßt und mit der Tinte A17 hoher Dichte der Bereich von 0,5 bis 1,0 erfaßt. Der kleinste Punktedurchmesser bei diesem Ausführungsbeispiel wurde für alle Tinten A17, B17 und C17 zu 130 um gewählt.

v.

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Die Dichte der Tinte A17 hoher Dichte ist höher als diejenige bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher ist es bei der Bildgestaltung erforderlich, das Einsatzverhältnis D herabzusetzen. Aus diesem Grund wurde bei diesem Ausführungsbeispiel das Einsatzverhältnis D bei dem kleinsten Punktedurchmesser mit der Tinte A17 auf 0,65 gewählt.

Die bei diesem Ausführungsbeispiel erzielten Bilder hatten gleichfalls gute Qualität. Es war kein Qualitätsunterschied zwischen den mittels der drei verschiedenen Tinten wiederic gegebenen Bereichen feststellbar. Das Bild machte keinen rauhen Eindruck. Es wurde eine kleinste . Reflexionsdichte von 0,18 erzielt.

Die Fig. 18 zeigt bei einem dritten Ausführungsbeispiel erzielte Punktedurchmesser/DurchschnittsreFlexionsdichte-Kennlinien . Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wurde eine Tinte ClB mit geringer Dichte (Farbstoffgehalt 0,7 Gew.-?i) über eine Kopfdüsenöffnung mit dem Durchmesser 50 pm ausgestoßen, eine Tinte B18 mittlerer Dichte (Farbstoffgehalt 0,8 Gew.-?o) über eine Kopfdüsenöffnung mit dem Durchmesser 50 pm ausgestoßen und eine Tinte A18 hoher Dichte (Farbstoff gehalt 4 Gew.-?i) über eine Kopf düsenöf f nung mit dem Durchmesser 75 jum ausgestoßen. Die Bildelemente-Zahl war wiederum 5.

* ' Wie aus der Fig. 18 ersichtlich ist, konnte bei diesem Ausführungsbeispiel mit dem Kopf für die Tinte hoher Dichte ein maximaler Hunktedurchmesser von 290 pm erzielt werden, so daß daher dor darstellbare Bereich d^r mittleren Reflexionsdichte im Vergleich zu den vorangehend beschrie-

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'··' ' 331757

->β- DF. 3009

benen Ausführungsbeispielen nach oben bis zu einem weitaus"

ι

höheren Wert erweitert wurde. Da die Tinte A18 hoher Dichte nicht dafür erforderlich war, Punkte mit einem Durchmesser? von weniger als 135 pm zu bilden (Einsatzverhältnis = 0,675 konnte bei dem Kopf für die Tinte hoher Dichte ein größerer Düsenöffnungsdurchmesser zugelassen werden. Dies ermöglicht es, den Bereich darstellbarer Reflexionsdichte weiter aus-'^f zudehnen. Natürlich kann dieses Merkmal der Verwendung unterschiedlicher Düsenö f f nurigsdurchmesser auch bei dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel an-

_lt- gewandt werden, um damit den Bereich darstellbarer RefIexionsdichte zu erweitern und dadurch die Gradations-Wieder^J gäbe in einem weiteren Bereich zu erzielen. Bei dem Verfahren und der Einrichtung zur Bilderzeugung ist eine derartige Kombination verschiedener Tinten und verschiedener

jp. Düsenöffnungsdurchmesser mit eingeschlossen.

Die Fig. 19, 20 und 21 zeigen Punktedurchmesser/Durchschnittsreflexionsdichte-Kennlinien, die bei einem vierten, einem fünften bzw. einem sechsten Ausführungsbeispiel er-· zielt wurden.

Bei diesen Ausführungsbeispielen wurde der Durchmesser des mittels der Tinte höchster Dichte gebildeten kleinsten Punkts so festgelegt, daß er größer als der Durchmesser des mittels der Tinte niedrigster Dichte gebildeten kleinsten Punkts ist. In dieser Hinsicht sind das vierte, das fünfte und das sechste Ausführungsbeispiel von den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen νέτschieden. Von anderen Gesichts pun Mm her gesehen sind diese Ausführungsbeispiele im wpsnntJ ιchen die gleichen wie die vorangehend beschriebenen Λυπ f iih r ungsbni Rf) i e J e .

ORIGINAL INSPECTED ^C0PY

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Die Gestaltungsdaten für diese Beispiele 4, 5 und 6 sind in der nachstehenden Tabelle angegeben:

Tabelle 1

Beispiel Düsenöffungsdurchmesser Tintendichte

(μπι) ( Farbstoff gehalt)

(Gew.-SS)

Kopf	A19	50
Kopf	B19	50
Kopf	A20	50
Kopf	B20	50
Kopf	C20	50
Kopf	A21	60
Kopf	B21	50

Tinte	A19	4
Tinte	B19
Tinte	A20	4
Tinte	B20	0, 7
Tinte	CZO	o,2
Tinte	A21	4
Tinte	B21	0,5

Unter den vorstehend angegebenen Bedingungen für die Beispiele 4, 5 und 6 wurde die Portraitaufnähme einer Frau im Kabinettformat 102 χ 153 mm (4 χ 6 Zoll) reproduziert. Das Reproduktiohsbild hatte eine sehr hohe Qualität. Insbesondere war die Wiedergabe des Hautbereichs hervorragend Das Bild gab das Empfinden einer hohen Natürlichkeit. Für das Auge des Beobachters wirkte das Bild in keiner Weise ermüdend und ergab keinen Eindruck einer "Unruhe".

Die Fig. 22 zeigt ein konkretes Beispiel einer Steuerschaltung des Druckers, bei dem die in Fig. 15 gezeigte Bilderzeugungseinrichtung angebracht worden ist. Der Drukker dient zum Ausdrucken von Farbvideosignalen.

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Nach Fig. 22 werden Videosignale jeweils in Abfrage/Haite-5

schaltungen SHR, SHG und SHB für Rot, Grün und Blau eingegeben. Andererseits wird in eine Systemsteuereinheit SYSCON ein Synchronisiersignal SYNC eingegeben. Die eingegebenen Videosignale werden entsprechend Steuersignalen aus der Systemsteuereinheit SYSCON abgerufen und gespeichert. Die abgerufenen Ausgangssignale aus den Farb-Videosignalen werden nach Durchlaufen eines Signalschalters SW und eines A/D-Wandlers ADC in Zeilenspeicher MR, MG bzw. MB eingespeichert. Die in den Zeilenspeichern MR, MG und MB ge- . f. speicherten Informationen werden zur Maskierungs-Au f bereitung und zum Ausschalten von Nebenfarben mittels einer Matrixschaltung MX verarbeitet. Die Matrixschaltung MX erzeugt ein Cyan-Signal C, ein Magenta-Signal M, ein Gelb-Signal Y und ein Schwarz-Signal BL, die jeweils in Zwi-2Q schenspeicher MC, MM, MY bzw. MBL eingespeichert werden. Die Ausgangssignale der Zwischenspeicher werden in Kopfsteuerungs-Matrixschaltungen MXC, MXM, MXY bzw. MXBL eingegeben, welche die Signale in Codesignale umsetzen, die jeweils den zu wählenden Kopf und den Wert der anzulegende den Spannung darstellen. Diese Codesignale werden in D/AWandler DAC, DAM, DAY bzw. DABL eingegeben, in denen sie in analoge Spannungswerte umgesetzt werden. Die Spannungen werden an Kopftreiberstufen AMPl bis AMP8 angelegt, um die mittels eines Kopfwählsignals HS angewählten Köpfe entsprechend einem Sollzeit-Steuersignal TP zu betreiben. Auf diese Weise wird die Menge der aus den entsprechenden Köpfen ausgestoßenen Tintentröpfchen gesteuert.

Die Fig. 23 ist eine ausführliche Darstellung des Innenaufbaus der Mat r ι xschalt.unq MXC zur Steuerung der Cyan-

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Köpfe. Die Fig. 24 zeigt den Zusammenhang zwischen einer 5

an Tintenstrahl-Köpfe Hl bzw. H2 für die Cyan-Tinte angelegten Spannung und dem Punktedurchmesser. Der Zusammenhang zwischen dem Punktedurchmesser und der mittleren Reflexionsdichte wurde schon in der Fig. 16 gezeigt.

Die Cyan-Matrixschaltung MXC erzeugt das Kopfwählsignal HS entsprechend dem Wert des digitalen Signals, welches die Dichte für Cyan darstellt, sowie ferner digitale Signale für die Spannungen, die an die jeweiligen Köpfe anzulegen sind und die durch die in den Fig. 16 und 24 gezeigten Kennlinien bestimmt sind.

Die Fig. 25 zeigt den Zusammenhang zwischen Ausgabecodesignalen und eingegebenen digitalen Werten, den Zusammen-

„_n hang zwischen dem gewählten Kopf und dem Codesignal, den Zusammenhang zwischen der an den Kopf angelegten Spannung und dem Codesignal sowie der erzielten Reflexionsdichte bei der in Fig. 23 gezeigten Cyan-Matrixschaltung. In der Fig. 25 ist mit Hl der Kopf für die Tinte B16 der geringen

2f- Dichte bezeichnet, während mit H2 der Kopf für die Tinte A16 hoher Dichte bezeichnet ist.

Gemäß der Darstellung in der Fig. 25 liegt die an den Kopf für die Tinte B16 geringer Dichte anzulegende Spannung im Bereich von 39 bis 69 V, während die an den Kopf für die Tinte' A16 hoher Dichte anzulegende Spannung im Bereich von 39 bis 125 \l liegt. Dadurch wird, mit der Tinte B16 geringer Dichte eine mittlere Reflexionsdichte im Bereich von 0,2 bis 0,4 erzielt, während mit der Tinte A.16 hoher Dichte eine mittlorn Rc: Π ex ionsrii cht e von 0,4 his 1,0 erzielt

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wird. Selbst wenn der eingegebene Digitalwert "00000" 5

beträgt, wird mit der Tinte B16 geringer Dichte ein kleiner Bildpunkt erzeugt, um zu verhindern, daß ein sog. Leerbereich vorliegt, (weiß gelassener Bereich). Zum Steuern des Kopf-Vorschubs und des Papier-Vorschubs werden von der 5ystemsteuereinheit SYSCON Signale über Treiberstufen DRl bzw. DR2 an einen Kopfmotor HM bzw. einen Papiervorschub-Motor LM angelegt.

Die Fig. 26 ist ein ausführliches Schaltbild des in Fig. .,c 22 gezeigten Kopfansteuerungstei1s. Anhand der Fig. 26 wird als ein Beispiel die Art der Steuerung eines Tinte η-strahlkopfs in Verbindung mit der Verarbeitung des Cyan-Signals be schrieben.

2Q Der D/A-Wandler DAC für das Modulieren der an den Kopf anzulegenden Spannung empfängt 7-Bit-Digitalsignale aus der in Fig. 22 gezeigten Matrixschaltung MXC. Der Wandler DAC erzeugt entsprechend dem eingegebenen Digitalsignal eine Spannung VH. Andererseits wird das von der Matrixschaltung MXC abgegebene Kopfwählsignal HS an einen der Eingangsanschlüsse eines UND-Glieds G3 und ferner über einen Inverter Gl an einen der Eingangsanschlüsse eines UND-Glieds G2 angelegt. Wenn das Signal HS niedrigen Pegel hat, wird der Kopf Hl gewählt. Wenn das Signal HS hohen Pegel hat, wird der Kopf H2 gewählt. An die zweiten Eingangsanschlüsse der UND-Glieder G2 und G3 wird ein Kopfansteuerungsimpuls (TP) aus der Systemsteuereinheit SYSCON angelegt. Zur Fr läuterung sei angenommen, daß das Signal HS den niedrigen Pegel hat und damit, der Kopf Hl gewählt ist. Bei diesem 7iir.tand hat. der zweite Γ ingangsanschl uß

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._ des UND-Glieds G2 hohen Pegel. Wenn daher der Kopfansteueo

rungsimpuls den hohen Pegel annimmt, nimmt das Aüsgangssignal des UND-Glieds G2 und damit auch das Ausgangssignal eines Pufferverstärkers GU hohen Pegel an. Infolgedessen wird ein Transistor Tr3 und ferner auch ein Transistor TrI

_in durchgeschaltet. Dadurch wird die Spannung VH über einen Widerstand R3 an den Kopf Hl angelegt. Dies bewirkt, daß sich das piezoelektrische Element radial zum Inneren des Glasrohrs hin zusammenzieht, wodurch aus, dem Glasrohr ein Tintentröpfchen ausgestoßen wird. Das Volumen des ausge-

. p. stoßenen Tintentröpfchens wird durch die Spannung VH gesteuert.

Zu diesem Zeitpunkt ist ein Transistor Tr2 gesperrt, da das Ausgangssignal eines Inverters G6 niedrigen Pegel hat. 2Q Wenn danach der Impuls auf den niedrigen Pegel wechselt, wird der Transistor TrI gesperrt, während der Transistor Tr2 durchgeschaltet wird. Dadurch wird die Ladung an dem Kopf Hl über einen Widerstand R4 entladen. Dabei nimmt das piezoelektrische Element selbsttätig seinen ufsprüng-

oc liehen Zustand wieder ein. Auf diese Weise wird die Tinten-Ao

abstrahlung gesteuert.

Die Funktionsweise der Steuerschaltung wurde zwar im einzelnen nur in Verbindung mit der Cyan-Tinte beschrieben, jedoch werden auf die gleiche Weise auch die Köpfe für Magenta, Gelb und Schwarz gesteuert. Ferner ist diese Beschreibung der Steuerschaltung bezüglich des in Fig. 16 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels auch für das zweite bis sechste Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 17 bis 21 gültig.

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Die Fig. 27 zeigt ein siebentes Ausführungsbeispiel der 5

Bilderzeugungseinrichtung. Die Fig. 27 ist eine perspektivische Ansicht einer Tin tenstrahl-Kopfeinhe it mit einem Aufbau, der dem in Fig. 14 gezeigten gleichartig ist. In der Fig! 27 sind 106 und 107 Tintenstrahlköpfe mit unterschiedlichen Düsenöffnungsdurchmessern. 108 ist ein für die beiden Köpfe gemeinsamer Tintenbehälter. Die Kopfeinheit ist allgemein mit 110 bezeichnet, während mit 111 eine Druckwalze bezeichnet ist. Die Kopfeinheit 110 ist an einem vorangehend in der Fig. 15 gezeigten Schlitten angebracht, der für das Drucken bewegt wird.

Die F ijg. 28 und 29 zeigen mit dem in Fig. 27 gezeigten Drucker erzielte Druckeigenschaften.

„_ Die Fig. 28 veranschaulicht die Änderung des Punktedurchmessers mit einer Änderung der Spannung, die an den ersten und den zweiten Tintenstrahlkopf angelegt wird, welche verschiedene Düsenöffnungsdurchmesser haben. Wie aus der Fig. 28 ersichtlich ist, ist es bei dem ersten wie bei dem

2g zweiten Kopf möglich, den Punktedurchmesser bis zu dem dreifachen zu verändern. Daher ist es selbst unter Anrechnung einer Überlappung der beiden Punktedurchmesser möglich, insgesamt gesehen den Punktedurchmesser bis auf das ungefähr sechsfache zu verändern. Dies bedeutet, daß hin-

QQ sichtlich des Flächenverhältnisses bei diesem Ausgangsbeispiel der darstellbare Gradationsbereich bis zu ungefähr dem 36-fachen erweitert werden kann.

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Die Fig. 29 zeigt den Zusammenhang zwischen der angelegten Spannung und der Lichtreflexionsdichte, wobei die Dichte auf der Ordinate aufgetragen ist, die an den ersten Kopf angelegte Spannung auf der oberen Abszisse aufgetragen ist und die an den zweiten Kopf angelegte Spannung auf der unteren Abszisse aufgetragen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel hatte der erste Kopf einen Düsenöffnungsdurchmesser von 20 μπ\ und der zweite Kopf einen Düsenöffnungsdurchmesser von 65 pm. Das Drucken wurde mit 5 Bildpunkten bzw. Bildelementen je mm ausgeführt.

· ■

Die Fig. 30 ist ein· Blockschaltbild der elektrischen Schaltung für einen Drucker, bei dem das vorangehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel des Bilderzeugungsverfahrens angewandt wird. Der Drucker dient zum Ausdrucken von

_on Farbvideosignalen.

Gemäß der Fig. 30 werden Videosignale R¹ für Rot,. G¹ für Grün und B¹ für Blau jeweils in Abfrage/Halteschaltungen SHR¹, SHG¹ bzw. SHB¹ eingegeben. Andererseits wird in eine Systemsteuereinheit SYSCON¹ ein Synchronisiersignal SYNC' eingegeben. Die eingegebenen Videosignale werden entsprechend Zeitsteuersignalen aus der Systemsteuereinheit SYSCON¹ abgetastet und gespeichert. Die gespeicherten Ausgangssignale für die Farbvideosignale werden nach dem Durchlau-

3Q fen eines Signalschalters SW und eines A/D-Wandlers ADC' in Zeilenspeicher MR¹, MG¹ bzw. MB¹ eingespeichert. Die in den Zeilenspeichern MR', MG' und MB' gespeicherten Informationen werden zur Maskierungs-Aufbereitung und zur Nebenfarben-Aussrheidung mittels einer Ma'trixschaltung MX¹ verarbeitet. Die Matrixschaltung MX' erzeugt ein Cyan-Sig-

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nal C¹, ein Magenta-Signal M¹, ein Gelb-Signal Y¹ und em . ,

Schwarz-Signal BL¹, die jeweils in D/A-Wandler DAC¹, OAM¹) DAY¹ bzw. DABL¹ eingegeben werden. Über Kopftreiberstufenf AMPl¹ bis AMP8¹ werden dann aus Köpfen Hl¹ bis H8' gewählt Köpfe entsprechend den Ausgangssignalen der D/A-Wandler gesteuert. Zur Steuerung des Kop f t ranspor ts und des Papier) worschubs werden von der Steuereinheit SYSCON' jeweils über Treiberstufen DRl¹ bzw. DR2' Signale an einen Kopfmotor HM¹ bzw. einen Papiervorschub-Motor LM' angelegt.

Die Fig. 31 ist ein ausführliches Schaltbild des in Fig. 30 gezeigten Kopfans teuerungsteils. Anhand der Fig. 31 wird als ein Beispiel die Art der Steuerung eines Tintenstrahlkopfs in Verbindung mit der Verarbeitung des Cyan-Signals beschrieben.

Der D/A-Wandlier DAC¹ zum Modulieren der an den Kopf anzulegenden Spannung empfängt die wertniedrigen 4 Bits des digitalen Signals C¹ aus der in Fig. 30 gezeigten Matrixschaltung MX¹. Der Wandler DAC¹ erzeugt eine-Spannung VH',

^c die dem eingegebenen digitalen Signal entspricht. Andererseits wird das werthöchste Bit des Signals C, nämlich ein Kopfwählsignal HS¹ aus der Matrixschaltung MX' an einen der Eingangsanschlüsse eines UND-Glieds Gl' sowie ferner über einen Inverter G3¹ an einen der Eingangsanschlüsse

3Q eines UND-Glieds G4' angelegt. Wenn das Signal HS' den niedrigen Pegel hat, wird ein Kopf Hl¹ angewählt. Wenn das Signal HS' den hohen Pegel hat, wird ein Kopf H2' angewählt. An din zweiten Eingangsanschlüsse der UND-Glieder Gl' und G4' wird ein KopfamteuerungsHmpuls angelegt. Zur Erläuterung sei nnrjenommen, daO das Signal HS¹ den niedri-

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gen Pegel hat und damit der Kopf Hl¹ angewählt wird. Bei 5

diesem Zustand hat der zweite Eingangsanschluß des UND-Glieds Gl¹ hohen Pegel. Wenn daher der Kopfansteuerungsimpuls den hohen Pegel annimmt, erhält das Ausgangssignal des UND-Glieds Gl¹ und auch das Ausgangssignal eines Puf_n ferverstärkers G2' den hohen Pegel. Infolgedessen wird ein Transistor Tr3' sowie ferner ein Transistor TrI' durchgeschaltet. Dadurch wird die Spannung VH' über einen Widerstand R3¹ an den Kopf Hl¹ angelegt. Dies bewirkt, daß sich das piezoelektrische Element zum Inneren des Glasrohrs hin radial zusammenzieht, wodurch aus dem Glasrohr ein Tintentröpfchen ausgestoßen wird.

Zu diesem Zeitpunkt ist ein Transistor Tr2' gesperrt, da das Ausgangssignal eines Inverters G6¹ den niedrigen Pegel

2Q hat. Wenn danach der Impuls auf den niedrigen Pegel wechselt, wird der Transistor TrI' gesperrt, während der Transistor Tr2' durchgeschaltet wird. Dadurch wird die Ladung an dem Kopf Hl' über einen Widerstand R4' entladen. Dabei nimmt das piezoelektrische Element selbsttätig seinen ur-

2g sprünglichen Zustand wieder ein. Auf diese Weise wird der Tinbenausstoß gesteuert.

Wie aus dem vorstehenden leicht ersichtlich ist, kann gemäß dem siebenten Ausführungsbeispiel die vielstufige Gradations-Reproduktion eines Bilds auf eine sehr einfache Weise ausgeführt werden, ohne daß das Aufteilungsverfahren oder dergleichen angewandt wird. Ein Drucker gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird mit Tintenstrahlköpfen unterschiedlicher Düsenöffnungsdurchmesser, eigner Einrichtung zum selektiven Ansteuern der Köpfe und einer Steuereinrich-

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tung zum Steuern des Volumens der aus den Köpfen jeweils 5

ausgestoßenen Tintentröpfchen ausgestattet.

Das siebente Ausführungsbeispiel wurde zwar in Verbindung mit einem Tintens t. rahl-Au fzeichnungsverf ahren beschrieben, bei welchem zylindrische piezoelektrische Elemente eingesetzt werden, jedoch ist es ersichtlich, daß die Gestaltung gemäß diesem Ausführungsbeispiel auch bei anderen bekannten Tintenst rahl-Au fzeichnungsv/er fahren anwendbar ist, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 946 398, der DE-OS .

, _n 28 43 064 oder DE-OS 29 44 005 beschrieben sind. Ferner ist ersichtlich, daß die Anwendung des Bilderzeugungsverfahrens nicht allein auf das Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren beschränkt ist. Vielmehr ist das Verfahren auch bei mancherlei anderen Bilderzeugungseinrichtungen wie

2Q elektrofotografischen Geräten, elektrostatischen Aufzeichnungsgeräten und Wärme-Aufzeichnungsgeräten unter der Voraussetzung anwendbar, daß mit diesen Geräten die Gradation wiedergegeben werden kann. Als Bilderzeugungs-Einheitsteilchen wurden bei den vorangehend beschriebenen Ausfüh-

2g rungsbeispielen im besonderen kreisförmige Punkte gezeigt. Die Form der Bi Jderzeugungs-Einheitsteilchen ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern kann auf verschiedenerlei Weise verändert werden. Beispielsweise ist die Gestaltung gemäß dem Bilderzeugungsverfahren auch bei linearen Mustern anwendbar, wie sie durch Abtastzeilen in einer Fernseh-Sichtanzeige gebildet werden.

Die Vorteile der, ί)ί 1 derzeugungsver f ahrens gegenüber dem Stand der Technik sind aus dor vorsttehenden ausführlichen Beschreibung offensichtlich.

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Das Verfahren ist leicht ausführbar und ermöglicht eine 5

verbesserte Gradations-Reproduktion. Bei den nach dem Verfahren erzielten Bildern wird die üblicherweise durch den Einsatz von Bilderzeugungs-Einheitsteilchen hoher Dichte verursachte Reizwirkung auf das Auge stark abgeschwächt. Das Bild wird nicht als "grob" oder "unruhig" empfunden. Daher können mit dem Bilderzeugungsverfahren bzw. der Bilderzeugungseinrichtung auf einfache Weise Bilder mit verbesserter Gradation und hoher Qualität erzielt werden.

Ein Bilderzeugungsverfahren umfaßt die Schritte des Bildens von Bilderzeugungs-Einheitsteilchen mit unterschiedlichen optischen Dichten, des Steuerns der von den jeweiligen Bilderzeugungs-Einheitsteilchen eingenommenen Flächenund der Gradations-Wiedergabe mittels der verschiedenen BiId-

2Q erzeugungs-Einheitsteilchen, wobei der Anteil des durch die Einheitsteilchen höchster Dichte aus den Bilderzeugungs' Einheitsteilchen dargestellten Gradations-Wertbereich unter 705o des durch die jeweiligen verschiedenen.Bilderzeugungs-Einheitsteilchen wiedergegebenen Gesamtbereichs begrenzt

ok wird, wodurch sich ein Bild ergibt, das nicht als "grob" empfunden wird.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   /lJ Verfahren zur Bilderzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß Bilderzeuqungs-Einheitsteilchen mit unterschiedlichen optischen Dichten gebildet werden, daß die von den jeweiligen Bilderzeugungs-Einheitsteilchen eingenommenen Flächen gesteuert werden und daß mit den verschiedenen B ιlderzeugungs-Eιnhe11steilchen eine Gradation dargestellt wird, wobei der Anteil des durch die Einheitsteilchen mit der höchsten Dichte aus den Bilderzeugungs-Einheitsteilchen dargestellten Gradationswertbereichs unter 70?ό des durch.die jeweiligen verschiedenen Bilderzeugungs-Einheitsteilchen dargestellten Gesamtbereichs begrenzt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche für das Bilderzeugungs-Einheitsteilchen zur Darstellung des mittels der Bilderzeugungs-Einheitsteilchen der höchsten Dichte dargestellten niedrigsten Gradationswerts größer als die Fläche für das Bilderzeugungs-Einheitsteilchen zur Darstellung des mittels der Bilderzeugungs-Einheitsteilrhen der niedrigsten Dicht^e dargestellten niedrigsten Gradat j onπwerts gewählt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dir Bilderzeugungs-Einheitsteilchen mit der

   . höchsten optischen Dichte so angeordnet werden, daß sie in jeglicher Anordnungsrichtung .ein Einsat ζ verhältnis von über

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   0,5 haben.
   ο

   ü. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Darstellung der Gradation die Gradation unter Begrenzen des Anteils des durch die BiIderzeugungs-Einheitsteilchen mit der höchsten optischen Dichte dargestellten Gradationwertbereichs unter 55?i des Gesamtbereichs dargestellt wird.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungs-Einheitsteilchen

   mit einem Tintenstrahlkopf gebildet werden.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungs-Einheitsteliehen mit den unterschied-

   _on liehen optischen Dichten mit unterschiedlichen Tintenstrahlköpfen gebildet werden.

   7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Tintenstrahl Lkopf die Fläche des

   _oc- Bilderze υ gungs-Einheitsteilchens entsprechend der dem Kopf zugeführten Energiemenge verändert wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenstrahlkopf ein piezoelektrisches Element

   QQ aufweist und die Größe des das Bilderzeugungs-Einheitsteilchen bildenden Tintentröpfchens in Abhängigkeit von der an das piezoelektrische Element angelegten Spannung verändert wird.

   GOPY

   ι ψ ^r ψ

   m ·

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   9. Einrichtung zur Bilderzeugung, gekennzeichnet durch 5

   mehrere BilderZeugungsvorrichtungen (6, 7; 106, 107; Hl, H2) zum Bilden von BiIderzeugungs-Einheitsteilchen mit unterschiedlichen optischen Dichten, eine Steuere]nrichiunq (DAC) zum Steuern der Größe der mittels der BiIderzeugungsvorrichtungen gebildeten BiIderzeugungs-Einheitsteilchen und eine Wähleinrichtung (MXC) zum Wählen einer jeweiligen Bilderzeugungsvorrichtung in der Weise, daß der Anteil eines durch die Bilderzeugungs-Einheitsteilchen mit der höchsten optischen Dichte dargestellten Gradationswertbereich ρ- unter 70?i des Gesamtbereichs der mittels der jeweiligen Gruppen von Bilderzeugungs-Einheitsteilchen dargestellten Gradationswerte liegt.

   10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, _2Ω daß die Steuereinrichtung (DAC) die kleinste Größe des Bilderzeugungs-Einheitsteilchens mit der höchsten optischen Dichte größer als die kleinste Größe des Bilderzeugungs-Einheitsteilchens mit der niedrigsten optischen Dichte steuert.

   11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet

   durch eine Anordnungseinrichtung zum Anordnen der Bilderzeugungs-Einhei tsteilchen der höchsten Dichte in der Weise, daß sie ein Einsatζverhaitnis von über 0,5.haben.

   12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Wähleinrichtung (MXC) die jeweilige Rjlderzeugungsvorrichtung (6, 7; 106, 107; Hl, H2) derart wählbar ist, daß der Anteil des durch die Bi lderzeugungs-E j nliei tstei lchen der höchsten Dichte dar-

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   gestellten Gradationswertbereichs geringer als 5 5% des Gesamtbereichsist.

   13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daQ jede Bilderzeugungsvorrichtung (6, 7; 106, 107; Hl, H2) einen Tintenstrahlkopf aufweist.

   14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuereinrichtung (DAC) die Menge der dem TintenstrahlkopΓ (Hl, H2) zugeführten Energie steuerbar ist.

   15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenstrahlkopf (Hl, H2) ein piezoelektrisches Element (2) aufweist und daQ mit der"Steuereinrich- 2Q tung (DAC) die an das piezoelektrische Element angelegte Spannung steuerbar ist, wodurch die Größe des das Bilderzeugungs-Einheitsteilchen bildenden Tintentröpfchens veränderbar ist.

   „c 16. Tintenstrahl-Aufzeichnungseinrichtung, gekennzeichnet durch einen ersten Tintenstrahlkopf (106) mit .einem ersten Düsenöffnungsdurchmesser, einen zweiten Tintenstrahlkopf (107) mit einem zweiten Düsenöffnungsdurchmesser, der größer als der erste Düsenöffnungsdurchmesser ist, eine Steuereinrichtung (DAC) zum Steuern der Größe der aus dem ersten und dem zweiten Tintenstrahlkopf ausgestoßenen Tintentröpfchen und eine Wähleinrichtung (MXC) zumWählen des ersten oder zweiten Tintenstrahlkopfs entsprechend dem Pegel eines Eingangssignals.

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   17. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen gemeinsamen Tintenbehälter (108) zum Zuführen von Tinte zu dem ersten und dem zweiten Tintenstrahlkopf (106, 107).

   18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daO der erste und der zweite Tintenstrahlkopf (106, 107) jpweils ein piezoelektrisches Element (2) au fwei sen.

   19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich-15

   net, daß das piezoelektrische Element (2) zylindrisch ist

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