DE3324215C2

DE3324215C2 -

Info

Publication number: DE3324215C2
Application number: DE3324215A
Authority: DE
Inventors: Yuichi Kawasaki Kanagawa Jp Sato; Nobuaki Yokohama Kanagawa Jp Sakurada; Hideaki Kawamura; Yoshitaka Tokio/Tokyo Jp Watanabe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-07-07
Filing date: 1983-07-05
Publication date: 1989-06-08
Also published as: DE3324215A1; US4560997A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei einem solchen Verfahren wird ein Bildmuster durch Anordnen elementarer Musterzeichenelemente erzeugt.

Der Ausdruck "Bildmuster" beinhaltet sowohl eine Bilddarstellung als auch Darstellungen von Zeichen, Bildmustern und Grafiken, während der Ausdruck "Muster-Zeichenelemente" die Bedeutung kleinster Einheiten von Druckzeichen für die Aufzeichnung eines Bildmusters hat, die beispielsweise Aufzeichnungspunkten auf einem Aufzeichnungsmaterial bei der Punkteaufzeichnung entsprechen. Wenn beispielsweise ein einzelnes Bildelement oder eine einzelne Bildzelle mittels eines einzelnen Muster-Zeichenelements gebildet wird, entsprechen das Muster-Zeichenelement und das Bildelement einander. Es kann ein einzelnes Bildelement aber auch durch mehrere Muster-Zeichenelemente gebildet werden, wobei sich dann die Muster-Zeichenelemente und das Bildelement voneinander unterscheiden.

Bei der Tintenpunkteaufzeichnung, bei der ein Bildmuster durch Ausstoßen von Farbtintentröpfchen, d. h. durch Erzeugen von Tintenpunkten auf einem Aufzeichnungsmaterial (wie beispielsweise Aufzeichnungspapier) aufgezeichnet wird, ist in den jap. Patent-Offenlegungsschriften Nr. 52-1 10 101 und 53-1 02 034 vorgeschlagen, zum Reproduzieren einer umfangreichen Bildtönung selektiv Tinten unterschiedlicher Farbdichten (optischer Dichten) zu verwenden (und zwar für jeweilige Farben im Falle einer Farbaufzeichnung).

Wenn ein Fernsehbild mittels Tinten unterschiedlicher Farbdichten aufgezeichnet werden soll, um die umfangreiche Bildtönung reproduzieren zu können, kann ein Bildbereich mit einer bestimmten mittleren Lichtreflexionsdichte entweder mit Punkten kleinen Durchmessers mit Tinte hoher Dichte oder mit Punkten großen Durchmessers mit Tinte geringer Dichte reproduziert werden, falls Tinten mit hoher und geringer Tinte verwendet werden. Selbst wenn jedoch die mittleren Lichtreflexionsdichten der nach diesen beiden Möglichkeiten aufgezeichneten Bilder im wesentlichen gleich sind, empfindet der Betrachter die Bildqualität als unterschiedlich. So ruft der mittels der Punkte kleinen Durchmessers mit Tinte hoher Dichte dargestellte Bildbereich ein starkes Empfinden von "Rauhigkeit" hervor, so daß die Bildqualität der Bilddarstellung vermindert ist.

Eine theoretische Analyse des vorstehend erläuterten Effekts ergibt folgendes:

Es wird zunächst die Raumfrequenz eines Bildes analysiert, das durch Aufzeichnen von Punkten unter konstantem Punkteteilungsabstand und mit konstantem Punktedurchmesser bei vorgegebener Farbdichte in einem ausreichend breiten Bereich auf einem Aufzeichnungsmaterial aufgezeichnet ist.

Zur Vereinfachung sei ein eindimensionales Modell gemäß der Darstellung in Fig. 1 herangezogen. Tatsächlich sind zwar die Punkte in zwei Dimensionen angeordnet, jedoch können sie bei der Ermittlung der Raumfrequenz als eine eindimensionale Anordnung auf einer Linie angesehen werden, die durch die Mitten der Punkte hindurch verläuft. In Fig. 1 ist eine Helligkeitsverteilung durch f(x) dargestellt, wobei x eine Lagekoordinate auf der Linie darstellt und y =f(x) die Lichtreflexionshelligkeit an dem Ort x darstellt. Die Reflexionshelligkeit des Aufzeichnungsmaterials (wie des Papiers) ist mit a₀ bezeichnet (was der Lichtreflexionsdichte -log a₀ entspricht), die Reflexionshelligkeit des Farbpunkts ist mit a₁ bezeichnet (was der Lichtreflexionsdichte -log a₁ entspricht), der Punkteradius ist mit b bezeichnet und der Punkteteilungsabstand ist mit T bezeichnet, wobei a =a₀-a₁ gilt.

Nimmt man an, daß die Punkte in einem ausreichend breiten Bereich auf dem Aufzeichnungsmaterial angeordnet sind und die Anzahl der Punkte 2N +1 beträgt, dann ist die Fourier-Transformation von f(x) gegeben durch

Nimmt man an, daß N ausreichend groß ist, kann das erste Glied der Gleichung (1) als eine Deltafunktion angesehen werden. Ferner kann der Ausdruck

in dem zweiten Glied als eine Deltafunktion-Reihe angesehen werden.

Infolgedessen gilt

wobei ω₀= gilt und k eine ganze Zahl bezeichnet.

Bei ausreichend großem N ist F _N(ω ) durch F(ω ) folgendermaßen gegeben:

wobei l eine von Null verschiedene ganze Zahl bezeichnet. Ein Beispiel einer Funktion nach der Gleichung (3) ist in Fig. 2 gezeigt. Zusätzlich zu einer Gleichwertkomponente bei ω =0 ist eine impulsartige Raumwinkelfrequenzkomponente mit einer Periode 2π/T enthalten; da der Zusammenhang zwischen ω und einer Raumfrequenz f durch

ω =2π f (4)

gegeben ist, tritt auf einer Raumfrequenzachse die Impuls- Raumfrequenzkomponente unter einer Periode 1/T auf. Die Gleichung (3) wird folgendermaßen umgeschrieben:

wobei f₀=1/T gilt).

Ein Beispiel einer Funktion nach der Gleichung (5) ist in Fig. 3 gezeigt. Definiert man ein Tastverhältnis oder Einsatzverhältnis D als das Verhältnis eines Punktedurchmessers 2b zu einem Punkteteilungsabstand T, nämlich zu

dann folgt

In der Gleichung (7) stellt das erste Glied eine Gleichwertkomponente dar, und zeigt an, daß eine mittlere Reflexionsintensität gleich (a₁-aD) ist. Das zweite Glied stellt eine Hochfrequenzkomponente dar und gibt an, daß diese bei l =1 einer Komponente mit einer Frequenz 1/T entspricht und den folgenden Wert annimmt:

Wenn ein Bild durch Erzeugen von Tintenpunkten unter einer Frequenz f₀ dargestellt werden soll, beträgt das Frequenzband eines Bilds, das tatsächlich mittels solcher Tintenpunkte dargestellt werden kann, nach dem Abtasttheorem ungefähr f₀/2, wobei Komponenten höherer Frequenzen als Rauschen anzusehen sind. Da das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges ungefähr eine Winkelminute ist, ist das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges an einem Aufzeichnungsmaterial im normalen Sehabstand, nämlich im sog. Scharfsichtbereich (25 bis 30 cm) höchstens ungefähr 10 Linien/mm. Infolgedessen können die Frequenzkomponenten über 10 Linien/mm vernachlässigt werden. Nimmt man daher nach Fig. 3 an, daß 2f₀=10 Linien/mm gilt, so beeinflussen die Frequenzkomponenten bei ungefähr f₀=5 Linien/mm beträchtlich das Empfinden der Bildqualität. Demzufolge kann in Betracht gezogen werden, daß die subjektive Beurteilung der Bildqualität wesentlich durch das Ausmaß eines Leistungsspektrums F²(f₀) bei der Frequenz f₀ beeinflußt wird.

Nach der Gleichung (8) entspricht bei der Veränderung des Einsatzverhältnisses D in einem Bereich von 0 bis 1 oder darüber das Leistungsspektrum F²(f₀) bei der Frequenz f₀ gemäß der Darstellung in Fig. 4 einer Sinusfunktion mit einem Maximum bei D =0,5 und dem Wert 0 bei D 0 und D =1.

Demnach ist bei der Darstellung des Bilds durch die Punkte das Leistungsspektrum F²(f₀) bei dem Einsatzverhältnis D von 0,5 maximal und auch die Anregung des Auges durch die Punkte groß, so daß sich ein Empfinden von Rauhigkeit einstellt.

Da das Leistungsspektrum F²(f₀) durch

gegeben ist, hängt es von der Differenz a zwischen der Reflexionshelligkeit der Farbtintenpunkte und der Reflexionshelligkeit des Aufzeichnungsmaterials ab. Je kleiner die Differenz a der Reflexionshelligkeiten ist, um so kleiner ist das Leistungsspektrum F²(f₀). Infolgedessen kann in Betracht gezogen werden, daß selbst dann, wenn die gleiche mittlere optische Dichte darzustellen ist, die Beurteilung der Bildqualität bei Verwendung einer Tinte mit möglichst geringer Farbdichte verbessert wird. Dabei kann das Leistungsspektrum F²(f₀) in dem Fall untersucht werden, daß die Reflexionshelligkeit-Differenz a und das Einsatzverhältnis D so verändert werden, daß das erste Glied der Gleichung (7), nämlich (a₁-aD) konstant gehalten wird.

Wenn beispielsweise eine bestimmte mittlere optische Dichte mittels der Punkte mit einem Einsatzverhältnis D _α unter Verwendung der Tinte dargestellt werden soll, die die Reflexionshelligkeit (a₁-a _α) der Punkte auf dem Aufzeichnungsmaterial hervorruft, ist es erforderlich, der Beziehung

[a -(a₁-a _α)D _α]=konstant (10)

zu entsprechen. Aus der Gleichung (10) folgt:

a _α D _α=konstant (11)

so daß das Leistungsspektrum F²(f₀) durch

gegeben ist. Die Gleichung (12) entspricht gemäß der Darstellung in Fig. 5 einer monoton abfallenden Funktion im Bereich von 0≦D≦1. Daher ist das Leistungsspektrum F _α²(f₀) umso kleiner, je näher das Einsatzverhältnis D an "1" liegt. Somit wird zum Darstellen der gleichen mittleren optischen Dichte eine höhere Bildqualität dadurch erzielt, daß die Differenz a zwischen den Reflexionsintensitäten der Punkte und des Aufzeichnungsmaterials verkleinert (nämlich durch Verwendung der Tinte mit möglichst geringer Farbdichte) und das Einsatzverhältnis nahe "1" gebracht wird.

Anders ausgedrückt ist gemäß der Darstellung in Fig. 6 das Leistungsspektrum F²(f₀) bei D =0,5 sowohl bei der Verwendung der Tinte hoher Dichte als auch bei der Verwendung der Tinte geringer Dichte maximal, jedoch ist das Leistungsspektrum F²(f₀) bei der Verwendung der Tinte niedriger Dichte kleiner. Infolgedessen kann aus der qualitativen Analyse gefolgert werden, daß mit der Tinte geringer Dichte das Empfinden der Bildqualität stärker verbessert werden kann. Es wurde in einem Versuch nachgewiesen, daß bei einem Einsatzverhältnis D von 0,5 die Rauhigkeit unmerklich war, wenn die Tinte geringer Dichte verwendet wurde, jedoch wahrzunehmen war, wenn die Tinte hoher Dichte verwendet wurde. Ein Bereich mit einem Einsatzverhältnis D oberhalb eines Minimalwerts A des Leistungsspektrums, der eine merkliche Rauhigkeit ergibt, beeinträchtigt die Bildqualität. Infolgedessen ist die Qualität des Bilds als ganzes umso besser, je kleiner der Bereich mit dem Einsatzverhältnis über A ist.

Hinsichtlich einer Hochfrequenzkomponente ergibt sich gemäß der Darstellung in Fig. 7 dasselbe.

Als Beispiel zeigt Fig. 6 Leistungsspektren von Bildmustern, die durch Punkte auf weißem Papier mit einer Lichtreflexionsdichte von ungefähr 0,1 (Reflexionsfaktor: ungefähr 80%) unter Verwendung einer Tinte hoher Dichte aus Tinten mit Tintendichten von 1 bis 2 (Färbemittel- bzw. Farbstoffgehalt: ungefähr 2 bis 5 Gew.-%) und einer Tinte geringer Dichte aus Tinten mit einer Tintendichte von 0,3 bis 0,6 (Färbemittel- bzw. Farbstoffgehalt: ungefähr 0,2 bis 0,5 Gew.-%) mit einer Punktefrequenz von 5 Punkten/mm (dies wird Bildelementezahl genannt), nämlich mit einem Punkteteilungsabstand T von 200 µm erzeugt sind. Wenn bei einem Versuch eine Tinte mit der Tintendichte 0,6 (Punktereflexionsfaktor: 10%) verwendet wurde, hat unter den gleichen Bedingungen (mit der gleichen Bildelementezahl und dem gleichen Aufzeichnungsmaterial) das Leistungsspektrum F²(f₀) bei dem Einsatzverhältnis D von 0,5 den in Fig. 6 gezeigten Wert A überschritten.

Die Tintendichte ID ist durch

definiert, wobei I _in die Intensität des auf die Tinte gestrahlten Lichts ist und I _th die Intensität des von der Tinte durchgelassenen Lichts ist. Die optische Reflexionsdichte bzw. Lichtreflexionsdichte OD ist durch

definiert, wobei I _i die Intensität des auf eine vorgegebene Fläche gestrahlten Lichts ist und I _O die Intensität des von der Fläche reflektierten Lichts ist.

Bei der bevorstehenden theoretischen Analyse wurde zwar N als ausreichend groß angenommen, jedoch kann die Folgerung auch dann angewandt werden, wenn N gleich 1 oder größer ist. Die vorstehende Analyse beruht mehr auf der relativen Dichte der Tintenpunkte bezüglich des Aufzeichnungsmaterials als auf der absoluten Dichte. Da jedoch meistens als Aufzeichnungsmaterial weißes Papier mit einer sehr geringen Lichtreflexionsdichte (von beispielsweise ungefähr 0,1) verwendet wird, ist die vorstehend angeführte Folgerung im wesentlichen gültig, wenn allein die absolute Dichte der Tintenpunkte in Betracht gezogen wird. Die in Fig. 6 gezeigte Charakteristik ändert sich gemäß der Punktefrequenz f₀, d. h. der Bildelementezahl; da jedoch das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges ungefähr 10 Bildelemente/mm beträgt, ist das Rauhigkeitsempfinden unkritisch, wenn die Anzahl der Bildelemente größer als 10 ist bzw. der Punkteteilungsabstand kleiner als 100 µm ist. Insbesondere ist eine Bildelementezahl von 4 bis 6 am kritischsten. (Die Bilddarstellung ist bei der kleineren Bildelementezahl ungeeignet, während bei der größeren Bildelementezahl das Rauhigkeitsempfinden abnimmt).

Die Kurven in Fig. 6 wurden zwar für schwarze Tinte dargestellt, jedoch ist für andere Farben eine mehr oder weniger gleichartige Tendenz zu beobachten.

Obwohl die Bildmustererzeugung mittels Tintenpunkten beschrieben wurde, gilt das gleiche auch für die elektronische Fotografie, die Wärmeaufzeichnung (Warmübertragungsaufzeichnung) und die elektrostatische Aufzeichnung.

Für die Tintenstrahldrucker werden zur Reproduktion einer reichen Bildtönung die folgenden Verfahren vorgeschlagen:

Nach einem ersten Verfahren wird die Menge der aus einem Tintenstrahlkopf ausgestoßenen Flüssigkeit gesteuert, um damit den Durchmesser der Druckpunkte so zu verändern, daß die gewünschte Tönung oder Gradation wiedergegeben wird.

Nach einem zweiten Verfahren wird der Punktedurchmesser nicht verändert, aber es weist jede Bildzelle bzw. jedes Bildelement eine 4×4-Matrix aus Unterbildelementen auf, die zur Reproduktion der Tönung einem Streuverteilungsverfahren (dither-method) unterzogen wird. Bei dem ersten Verfahren ist es schwierig, einen breiten Bereich druckbarer Punktedurchmesser zu erreichen, so daß nur einige Tönungsstufen reproduziert werden können. Dieses Verfahren ist daher für das Ausdrucken eines Fernsehbildes oder eines fotografischen Bilds unzureichend.

Mit dem zweiten Verfahren wird der Mangel des ersten Verfahrens behoben. Wenn ein einzelnes Bildelement durch die 4×4-Matrix gebildet ist, ist es möglich, 17 Tönungsstufen wiederzugeben. Da jedoch jedes Bildelement 4 ô4=16 Unterelemente enthält, sinkt die Druckgeschwindigkeit auf 1/16 derjenigen beim ersten Verfahren oder es muß zur Steigerung der Druckgeschwindigkeit die Anzahl der Druckköpfe um den Faktor 16 gesteigert werden. Dies ergibt jedoch einen komplizierten Aufbau der Druckköpfe und einen großen Aufwand bei der elektrischen Schaltung zur Aufbereitung des Bilds nach dem Streuverteilungsverfahren. Infolgedessen sind die Gesamtkosten beträchtlich gesteigert.

Der Durchmesser eines Punkts, der mittels eines bestimmten Tintenstrahlkopfs erzeugt werden kann, beträgt 70 bis 280 µm.

Wenn es erwünscht ist, die Wiedergabe einer reichhaltigen Tönung durch Verändern des Punktedurchmessers zu erzielen, ist ein maximaler Punktedurchmesser von ungefähr 200 bis 280 µm erforderlich; wenn die Überlappungsbereiche klein sind, weist jedes Bildelement 4 bis 6 Punkte/mm auf. Bei einem Videodrucker, bei dem ein Bild aus einem Fernsehsignal reproduziert wird, beträgt die Anzahl der Bildelemente 525×(525×4/3), da die Anzahl der Abtastzeilen in einem Vollbild des Fernsehsignals bei dem NTSC-System 525 beträgt. Dabei beträgt die Anzahl der Bildelemente in dem wirksamen Bildschirmbereich ungefähr 480×640.

Wenn daher jedes Bildelement 5 Punkte/mm enthält, beträgt das Bildfeldformat 96×128 mm, was zur Betrachtung im Scharfsichtbereich geeignet ist.

Wenn Tinten unterschiedlicher Farbdichten verwendet werden, sind zum Erzielen der gleichen mittleren Lichtreflexionsdichte kleinere Punkte mittels der Tinte höherer Farbdichte oder größere Punkte mittels der Tinte geringerer Farbdichte zu erzeugen. Selbst wenn jedoch die Reflexionsdichten gleich sind, besteht, wie ausgeführt, ein großer Unterschied hinsichtlich des beim Menschen hervorgerufenen Bildqualitätsempfindens, da das mittels der Tinte hoher Farbdichte dargestellte Bild das Empfinden stärkerer Rauhigkeit hervorruft als das mittels der Tinte geringerer Farbdichte dargestellte Bild, so daß die Bildqualität des ersteren Bilds geringer ist.

Wenn ein Bildelement geringster Dichte dadurch dargestellt werden soll, daß kein Punkt gedruckt wird, treten in dem Druckbild weiße Flächen auf. Die Tönung der weißen Flächen ist deutlich von den Tönungen der anderen, mit Punkten bedruckten Flächen verschieden. Infolgedessen ist die Bildqualität herabgesetzt. Aus der vorstehenden Analyse ist ersichtlich, daß eine insgesamt höhere Bildqualität erzielt wird, wenn keine Punkte hoher Dichte verwendet werden, während aber der Tönungsbereich eingeschränkt ist, der allein mit den Punkten geringer Dichte erzielbar ist.

Bei dem aus der US-PS 40 50 077 bekannten Verfahren wird mit lediglich einer einzigen Tinte, d. h. nur einer einzigen inhärenten Bilddichte gearbeitet. Zur Erzielung unterschiedlicher optischer Dichtewirkungen werden dort Tröpfchen unterschiedlicher Größe aus derselben Tinte erzeugt, die dann selektiv auf ein Aufzeichnungsmaterial aufgebracht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren derart auszugestalten, daß eine große Anzahl von Tönungsstufen bei geringerem Aufwand und ohne Probleme hinsichtlich des Auftretens einer Bildrauhigkeits-Wahrnehmung erzeugbar sind.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

So kann z. B. mit steigender Lichtreflexionsdichte (optischer Dichte) der Muster-Zeichenelemente die Untergrenze für das Verhältnis angehoben werden und ein Bildmuster mit einer mittleren Lichtreflexionsdichte, die geringer als die mittlere Lichtreflexionsdichte eines Bildmusters ist, das mittels der Muster-Zeichenelemente hoher Lichtreflexionsdichte erzeugt ist, mit Muster-Zeichenelementen mit geringer Lichtreflexionsdichte erzeugt werden.

Mit dem beschriebenen Verfahren läßt sich ein breiter Tönungsbereich erreichen und ein Bild erzeugen, das keine Rauhigkeits-Wahrnehmung verursacht.

Hierbei ist das kleinste Muster-Zeichenelement der Zeichenelemente hoher Lichtreflexionsdichte so gewählt, daß es größer als das kleinste Muster-Zeichenelement geringer Lichtreflexionsdichte ist.

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

Fig. 1 bis 7 Zusammenhänge zwischen Punktedichten, Punkteeinsatzverhältnissen, Bildelementezahlen für die Punkte und Bildqualitäten,

Fig. 8(a) eine Schnittansicht eines Tintenstrahlkopfs,

Fig. 8(b) eine Schnittansicht eines Piezo-Anregungskörpers,

Fig. 9 den Aufbau eines Tintenstrahlkopfs,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Druckers, bei dem der Kopf nach Fig. 9 verwendet wird,

Fig. 11, 12 und 13 jeweils grafische Darstellungen von Punktedurchmesser/Durchschnittsreflexionsdichte-Kennlinien bei einem ersten, einem zweiten bzw. einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 14 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung eines Farb-Videodruckers,

Fig. 15 ein ausführliches Schaltbild einer Kopfansteuerungs- Matrixschaltung nach Fig. 14,

Fig. 16 eine grafische Darstellung einer Punktedurchmesser/Ansteuerungsspannungs- Kennlinie eines Cyan-Tintenstrahlkopfs,

Fig. 17 Zusammenhänge zwischen digitalen Eingabewerten einer Matrixschaltung, Ausgabecodes, jeweils gewählten Köpfen und Reflexionsdichten,

Fig. 18 ein ausführliches Schaltbild einer Kopftreiberstufe nach Fig. 14,

Fig. 19, 20 und 21 jeweils grafische Darstellungen von Punktedurchmesser/Durchschnittsreflexionsdichte- Kennlinien bei weiteren Ausführungsbeispielen,

Fig. 22 ein ausführliches Schaltbild der Kopfansteuerungs- Matrixschaltung nach Fig. 14 für die Verwendung bei einem Ausführungsbeispiel, und

Fig. 23 Zusammenhänge zwischen digitalen Eingabewerten der Matrixschaltung nach Fig. 22, Ausgabecodes, gewählten Köpfen und Lichtreflexionsdichten.

Bei den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Bildmustererzeugungsverfahren bei einer Einrichtung angewandt, bei der ein Bildmuster durch fliegende Farbtintentröpfchen erzeugt wird; das Verfahren ist jedoch nicht auf eine derartige Tintenstrahleinrichtung beschränkt, sondern gleichermaßen bei einem elektrografischen Gerät, einem Wärmeaufzeichnungsgerät oder einem elektrostatischen Aufzeichnungsgerät anwendbar, wie es vorangehend erläutert wurde.

Die hier verwendeten Ausdrücke "Tintendichte" und "Lichtreflexionsdichte" bzw. "optische Reflexionsdichte" sind gemäß der vorangehenden Beschreibung definiert. Die Dichten werden folgendermaßen gemessen: Die Tintendichte wird mittels eines handelsüblichen Densitometers auf einer Quadratfläche von 10×10 mm gemessen, die gleichförmig mit einem Bildmustererzeugungsmaterial (wie beispielsweise Tinte) beschichtet ist. Die Lichtreflexionsdichte der Bildmusterfläche wird mittels des Densitometers an einer Bildmusterfläche gemessen, die durch Anordnen von Muster-Zeichenelementen in einer Quadratfläche von 10×10 mm erzeugt wird. Dabei wurde ein Bezugsmeßwert mittels eines Normweiß-Papiers mit einer Lichtreflexionsdichte von ungefähr 0,1 eingestellt. Bei den vorangehend genannten Versuchen mit den Tintenpunkten wurde die Lichtreflexionsdichte mittels des Densitometers auf einer Fläche von 10 mm im Quadrat mit einer auf 1 mm im Quadrat erzeugten 5×5-Punktematrix gemessen und als mittlere Lichtreflexionsdichte der Bildmusterfläche herangezogen. (Die vorstehenden Ausführungen gelten auch für die im nachfolgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele.)

Fig. 8 zeigt einen Tintenstrahlkopf zum Erzeugen fliegender Tintentröpfchen. Mit 1 ist ein Glasrohr mit einer verjüngten Spitze, mit 2 ein das Glasrohr 1 von außen berührender Piezo-Resonator bzw. Piezo- Anregungskörper, mit 3 ein rohrförmiges Piezoelement und mit 4 und 5 sind Elektroden bezeichnet. Bei Anlegen einer Impulsspannung zwischen die Elektroden 4 und 5 wird das Glasrohr 1 diametral geschrumpft und wieder entspannt. Durch Zuführen von Tinte in der Richtung eines Pfeils B wird aus einer Düsenöffnung 1 a an der verjüngten Spitze des Glasrohrs 1 ein Tintentröpfchen ausgestoßen. Durch Steuerung der Amplitude der an das Piezoelement 3 angelegten Spannung kann die Größe des ausgestoßenen Tintentröpfchens verändert werden. Bei einem Versuch war der Tintentröpfchendurchmesser um einen Faktor von ungefähr 3 veränderbar. Die Änderung des Durchmessers um den Faktor 3 entspricht einer Änderung einer Fläche um den Faktor 9, was zur Reproduktion der Tönung für die Bilddarstellung unzureichend ist.

Infolgedessen wird gemäß der Darstellung in Fig. 9 eine Tintenstrahl-Kopfeinheit 10 mit zwei Köpfen 6 und 7 und zwei Tintenbehältern 8 und 9 gebildet, welche Tinten unterschiedlicher Dichten enthalten.

Fig. 10 zeigt den mechanischen Aufbau eines Druckers, an dem die Kopfeinheit 10 nach Fig. 9 angebracht ist. Mit 11 ist eine Druckwalze, mit 12 ein Schrittmotor für den Vorschub von Papier und mit 13 ein Motor bezeichnet, mit dem eine Abtastbewegung eines die Kopfeinheit 10 tragenden Kopfträgers 14 mit Hilfe einer Führung 15 und einer Spindel 16 herbeigeführt wird.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei Punkte mit 5 Punkten/mm mittels der Tintenstrahleinrichtung nach Fig. 9 und 10 gebildet wurden.

Ausführungsbeispiel 1

In Fig. 11 ist auf der Ordinate die mittlere Lichtreflexionsdichte aufgetragen, während an der Abszisse der Punktedurchmesser aufgetragen ist. Mit den ausgezogenen Linien sind Verwendungsbereiche der Tinten dargestellt, während mit den gestrichelten Linien Bereiche dargestellt sind, die nicht zweckdienlich sind, obwohl auch innerhalb dieser Bereiche Bildmuster erzeugt werden können. Wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, beträgt der Punktedurchmesser der mittels der Tintenstrahlköpfe (6 und 7 in Fig. 9) erzeugten Punkte bei einem Düsenöffnungsdurchmesser von 50 µm sowohl für die Tinte hoher Dichte als auch für die Tinte geringer Dichte ungefähr 80 bis 245 µm. Der durch diese Punkte dargestellte Bereich der mittleren Lichtreflexionsdichte der Punkte ist 0,3 bis 1,2 für die Tinte hoher Dichte mit einer Tintendichte von 1,2 (Färbemittel- bzw. Farbstoffgehalt: 4 Gew.-%) und 0,15 bis 0,65 für die Tinte geringer Dichte mit einer Tintendichte von 0,4 (Färbemittel- bzw. Farbstoffgehalt: 0,3 Gew.-%). Die mittleren Lichtreflexionsdichten der mittels der Tinte hoher und niedriger Dichte dargestellten Punkte überlappen sich im Bereich von 0,3 bis 0,65. Daher können innerhalb dieses Bereichs die Punkte mittels jeder Tinte erzeugt werden. Um bei diesem Ausführungsbeispiel das Einsatzverhältnis der mittels der Tinte hoher Dichte erzeugten Punkte nahe "1" zu bringen, wird als Umschaltwert ein Arbeitspunkt verwendet, an dem der Punktedurchmesser der Tinte hoher Dichte 110 µm erreicht, nämlich die mittlere Lichtreflexionsdichte 0,45 beträgt.

Infolgedessen wird eine mittlere Lichtreflexionsdichte im Bereich von 0,2 bis 0,45 (bzw. ein Punktedurchmesserbereich von 120 bis 190 µm) mittels der Tinte geringer Dichte erzeugt, während eine mittlere Lichtreflexionsdichte im Bereich von 0,45 bis 1,2 (ein Punktedurchmesserbereich von 120 bis 245 µm) mittels der Tinte hoher Dichte erzeugt wird. Als kleinster Punktedurchmesser wird sowohl für die Tinte hoher Dichte als auch für die Tinte geringer Dichte 120 µm verwendet.

Da der Punkteteilungsabstand 200 µm beträgt (5 Punkte/mm), ist das eindimensionale Einsatzverhältnis D für die Tinte hoher Dichte 120 µm/200 µm=0,6 für den kleinsten Punkt, so daß gemäß der theoretischen Analyse die Rauhigkeits-Empfindung sehr gering ist. In einem Versuch zeigt eine mittels der Tinte hoher Dichte dargestellte Fläche im wesentlichen keinen Unterschied hinsichtlich des Qualitätsempfindens gegenüber einer mit der Tinte geringer Dichte dargestellten Fläche, wobei keine Rauhigkeit bemerkbar ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sowie bei den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen 2 und 3 wird für eine Fläche kleinster Dichte oder maximaler Intensität des Bildes ein kleiner Punkt mit Tinte geringer Dichte bei 5 Punkten/mm erzeugt. Infolgedessen tritt keine weiße Fläche in Erscheinung und es wird eine Änderung der Bildtönung verhindert, wodurch die Bildqualität verbessert wird.

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 12 zeigt eine Punktedurchmesser/Durchschnitts- Lichtreflexionsdichte-Kennlinie bei dem Ausführungsbeispiel 2. Bei dem Ausführungsbeispiel 2 werden anstelle der in Fig. 9 gezeigten zwei Tintenstrahlköpfe drei Tintenstrahlköpfe benutzt, wobei dementsprechend drei Tintenbehälter benutzt werden, so daß aus den jeweiligen Tintenstrahlköpfen Tinte hoher Dichte, mittlerer Dichte bzw. geringer Dichte ausgestoßen wird. Die Tintendichten betragen 0,3 (Färbemittel- bzw. Farbstoffgehalt: 0,2 Gew.-%) für die geringe Dichte, 0,8 (Färbemittel- bzw. Farbstoffgehalt: 0,7 Gew.-%) für die mittlere Dichte und 1,4 (Färbemittel- bzw. Farbstoffgehalt: 4,5 Gew.-%) für die hohe Dichte. Die drei Tintenstrahlköpfe haben jeweils einen Düsenöffnungsdurchmesser von 50 µm, während die Anzahl der Punkte je mm gleich 5 ist. Gemäß der Darstellung in Fig. 12 wird von der mittleren Lichtreflexionsdichte mit der Tinter geringer Dichte der Bereich von 0,18 bis 0,36, mit der Tinte mittlerer Dichte der Bereich von 0,36 bis 0,5 und mit der Tinte hoher Dichte der Bereich von 0,5 bis 1,4 erzeugt. Für die Tinte geringer, mittlerer und hoher Dichte ist der kleinste Punktedurchmesser 130 µm. Demzufolge ist das Einsatzverhältnis D für den kleinsten Punkt mit der Tinte hoher Dichte 0,65. Die untere Grenze des Einsatzverhältnisses D ist gegenüber demjenigen bei dem Ausführungsbeispiel 1 angehoben (0,6→0,65), da die Dichte der Tinte hoher Dichte gesteigert ist (1,2→1,4).

Es wurde zwischen den mittels der drei verschiedenen Tinten erzeugten Bildmusterflächen kein Unterschied hinsichtlich des Qualitätsempfindens festgestellt und es wurde keine Rauhigkeit beobachtet. Es wurde eine kleinste Lichtreflexionsdichte von 0,18 erreicht.

Ausführungsbeispiel 3

Fig. 13 zeigt Punktedurchmesser/Durchschnitts-Lichtreflexionsdichte- Kennlinien bei Düsenöffnungsdurchmessern der Tintenstrahlköpfe 6 und 7 nach Fig. 9 mit 50 µm bzw. 65 µm, wobei aus dem Kopf mit dem Düsenöffnungsdurchmesser von 50 µm Tinte geringer Dichte (Tintendichte: 0,6, Färbemittel- bzw. Farbstoffgehalt: 0,5 Gew.-%) ausgestoßen wird, während aus dem Kopf mit dem Düsenöffnungsdurchmesser von 65 µm Tinte hoher Dichte (Tintendichte: 1,2, Färbemittel- bzw. Farbstoffgehalt: 4 Gew.-%) ausgestoßen wird. Die Bildelementezahl beträgt 5.

Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, wurde mit dem Kopf für die Tinte hoher Dichte ein maximaler Punktedurchmesser von 290 µm und damit eine maximale mittlere Lichtreflexionsdichte von 1,3 erreicht. Infolge der Steigerung der Überlappungsflächen der Punkte nimmt die mittlere Lichtreflexionsdichte zu. Da bei der Tinte hoher Dichte eine Darstellung durch Punkte mit einem Durchmesser von weniger als 140 µm (Einsatzverhältnis D: 0,7) nicht erforderlich ist, wird durch die Verwendung des Kopfs für die Tinte hoher Dichte mit einem großen Düsenöffnungsdurchmesser ein weiter Bereich der Reflexionsdichte erzielt. Durch die Kombination aus diesem Ausführungsbeispiel mit dem Ausführungsbeispiel 2 in der Weise, daß drei Tinten unterschiedlicher Dichten zugleich mit unterschiedlichen Düsenöffnungsdurchmessern verwendet werden, wird ein breiterer Bereich der Reflexionsdichte erzielt, so daß ein Bild mit reichhaltigerer Tönung reproduzierbar ist.

Es wird nun eine Ausführungsform einer Steuerschaltung für die Anwendung bei dem in Fig. 11 gezeigten Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.

Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform einer Steuerschaltung für den Fall, daß die Einrichtung nach Fig. 10 bei einem Drucker zum Ausdrucken eines Farbvideosignals verwendet wird. Videosignale R, G und B werden jeweils an Abfrage/Halteschaltungen SHR, SHG bzw. SHB angelegt, während ein Synchronisiersignal SYNC an eine Systemsteuereinheit SYSCON angelegt wird. Die Videosignale werden entsprechend einem Zeitsteuersignal aus der Systemsteuereinheit abgerufen und gespeichert. Die Abfrage-Ausgangssignale aus den Farbvideosignalen werden über einen Signalwählschalter SW und einen Analog/Digital- bzw. A/D-Wandler ADC jeweils in Zeilenspeicher MR, MG bzw. MB eingespeichert. Die in den Zeichenspeicher MR, MG und MB gespeicherten Informationen werden zum Maskieren und zur Hintergrundunterdrückung mittels einer Matrixschaltung MX verarbeitet, die ein Cyansignal C, ein Magentasignal M, ein Gelbsignal Y und ein Schwarzsignal BL abgibt. Die Ausgangssignale C, M, Y und BL werden jeweils in Zwischenspeicher MC, MM, MY bzw. MBL eingespeichert, deren Ausgangssignale jeweils an Kopfansteuerungs-Matrixschaltungen MXC, MXM, MXY bzw. MXBL angelegt werden, die die Ausgangssignale der Zwischenspeicher in codierte Signale umsetzen, welche die zu wählenden Köpfe sowie die anzulegenden Spannungen darstellen. Die codierten Signale werden an D/A-Wandler DAC, DAM, DAY bzw. DABL angelegt, in denen sie in analoge Spannungen umgesetzt werden, welche zur Steuerung der Tintentröpfchen-Ausstoßmenge an Kopftreiberstufen AMP 1 bis AMP 8 angelegt werden, um mittels eines Sollzeitsignals TP einen mittels eines Kopfwählsignals HS gewählten Kopf anzusteuern.

Fig. 15 zeigt Einzelheiten der Kopfansteuerungs-Matrixschaltung MXC für "Cyan", während Fig. 16 den Zusammenhang zwischen an Köpfe H 1 und H 2 für den Ausstoß der Cyantinte angelegten Spannungen und Punktedurchmessern veranschaulicht. Der Zusammenhang zwischen den Punktedurchmessern und den Reflexionsdichten ist in Fig. 11 gezeigt. Die Matrixschaltung MXC gibt digitale Signale für die Spannungen ab, die an die Köpfe anzulegen sind, welche mittels des Kopfwählsignals HS bestimmt werden, wobei die in den Fig. 11 und 16 gezeigten Kennlinien entsprechend dem digitalen Signal eine Cyan-Dichte darstellen.

Fig. 17 zeigt Zusammenhänge zwischen eingegebenen digitalen Werten und Code-Ausgangssignalen der Matrixschaltung nach Fig. 15, Zusammenhänge zwischen den Code-Ausgangssignalen und den gewählten Köpfen sowie den angelegten Spannungen, und eine sich ergebende Reflexionsdichte. In Fig. 17 ist mit H 1 der Kopf für die Tinte geringer Dichte und mit H 2 der Kopf für die Tinte hoher Dichte bezeichnet.

Durch das Einstellen der an den Kopf für die Tinte geringer Dichte angelegten Spannung auf 42 V bis 74 V und der an den Kopf für die Tinte hoher Dichte angelegten Spannung auf 42 V bis 125 V wird mit dem Kopf für die Tinte geringer Dichte eine mittlere Reflexionsdichte von 0,2 bis 0,45 und mit dem Kopf für die Tinte hoher Dichte eine mittlere Reflexionsdichte von 0,45 bis 1,2 erreicht. Selbst wenn das eingegebene digitale Signal "00000" ist, wird keine weiße Fläche erzeugt, da mittels der Tinte geringer Dichte kleine Punkte erzeugt werden. Die Signale aus der Systemsteuereinheit SYSCON werden über Treiberstufen DR 1 und DR 2 jeweils an einen Kopfmotor HM bzw. einen Papiertransportmotor LF angelegt, um damit die Kopfverstellung bzw. den Papiervorschub zu steuern.

Fig. 18 zeigt Einzelheiten einer Kopftreiberstufe nach Fig. 14. Anhand der Fig. 18 wird die Steuerung des Tintenstrahlkopfs für die Verarbeitung des Cyansignals erläutert. Das digitale 7-Bit-Signal aus der in Fig. 14 gezeigten Matrixschaltung MXC wird dem D/A-Wandler DAC zugeführt, der das digitale Signal in eine Spannung VH umsetzt. Das Kopfwählsignal HS aus der Matrixschaltung MXC wird einem Eingangsanschluß eines UND-Glieds G 3 sowie über einen Inverter G 1 einem Eingangsanschluß eines UND-Glieds G 2 zugeführt. Wenn das Signal HS niedrigen Pegel hat, wird der Kopf H 1 gewählt, während bei einem hohen Pegel des Signals HS der Kopf H 2 gewählt wird. An die zweiten Eingangsanschlüsse der UND-Glieder G 2 und G 3 wird ein Kopfansteuerungsimpuls aus der Systemsteuereinheit SYSCON angelegt. Es wird nun die Funktionsweise des Kopfs H 1 bei niedrigem Pegel des Signals HS erläutert. Da der eine Eingangsanschluß des UND-Glieds G 2 hohen Pegel erhält, während der Kopfansteuerungsimpuls hohen Pegel hat, besitzt das Ausgangssignal des UND-Glieds G 2 hohen Pegel, so daß das Ausgangssignal einer Pufferschaltung G 4 hohen Pegel hat. Infolgedessen werden ein Transistor Tr 3 und ein Transistor Tr 1 durchgeschaltet. Auf diese Weise wird an den Kopf H 1 über einen Widerstand R 3 die Spannung VH angelegt. Infolgedessen wird durch den Piezo-Anregungskörper der Durchmesser des Glasrohrs verringert, so daß ein Farbtintentröpfchen ausgestoßen wird. Die Masse des ausgestoßenen Farbtintentröpfchens wird mittels der Spannung VH gesteuert.

Dabei ist wegen des niedrigen Pegels des Ausgangssignals eines Inverters G 6 ein Transistor Tr 2 gesperrt. Wenn der Impuls den niedrigen Pegel annimmt, wird der Transistor Tr 1 gesperrt, während der Transistor Tr 2 durchgeschaltet wird. Auf diese Weise wird die Ladung an dem Kopf H 1 über einen Widerstand R 4 entladen, wobei der Piezo-Anregungskörper wieder den ursprünglichen Zustand einnimmt. Auf diese Weise wird der Tintenausstoß gesteuert.

Vorstehend wurde zwar nur die Steuerschaltung für die Cyantinte beschrieben, jedoch sind gleichartige Steuerschaltungen für die Magentatinte, die Gelbtinte und die Schwarztinte vorgesehen.

Vorstehend wurde die Steuerschaltung für das in Fig. 11 gezeigte Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, jedoch können gleichartige Steuerschaltungen für die in den Fig. 12 und 13 gezeigten Ausführungsbeispiele 2 und 3 verwendet werden.

Bei den Ausführungsbeispielen 1 bis 3 sind für die Tinte hoher Dichte die Untergrenzen der Einsatzverhältnisse 0,6 (Fig. 11), 0,65 (Fig. 12) bzw. 0,7 (Fig. 13). Gemäß der Lehre für das Bildmustererzeugungsverfahren beträgt jedoch für die Muster-Zeichenelemente hoher Dichte das Einsatzverhältnis nicht weniger als 0,5, woraus ersichtlich ist, daß das Verfahren nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Gemäß der vorangehend angeführten Analyse liegt ein Spitzenwert hinsichtlich des Rauhigkeitsempfindens an einem Punkt für das Einsatzverhältnis 0,5. Daher wird durch das Wählen des Einsatzverhältnisses zu nicht weniger als 0,5 das Rauhigkeitsempfinden zumindest auf die Hälfte herabgesetzt und damit die Qualität des erzeugten Bildmusters beträchtlich verbessert. Es ist natürlich ratsam, bei einem Anstieg der Dichte die Untergrenze für das Einsatzverhältnis anzuheben, so daß der den in Fig. 6 gezeigten Wert A übersteigende Bereich verkleinert oder im wesentlichen beseitigt wird. Damit wird eine deutliche Verbesserung erzielt.

Bei den folgenden Ausführungsbeispielen wird im einzelnen die Cyantinte in Betracht gezogen. Die Tintendichte ist durch einen Färbemittel- oder Farbstoffgehalt gebildet.

Ausführungsbeispiel 4

Die Punkte werden zu 5 Bildelementen bzw. 5 Punkten/mm mittels des in Fig. 9 und 10 gezeigten Tintenstrahldruckers aufgebracht. Sich ergebende Kennlinien sind in Fig. 19 gezeigt. Die ausgezogenen Linien stellen Verwendungsbereiche für die Tinten dar, während die gestrichelten Linien nicht verwendete Bereiche darstellen, in denen ebenfalls Punkte erzeugt werden können. Wie aus Fig. 19 ersichtlich ist, betragen sowohl für die Tinte hoher Dichte als auch für die Tinte geringer Dichte die Durchmesser der mittels der jeweiligen Tintenstrahlköpfe erzeugten Punkte 80 bis 245 µm. Die mittlere Lichtreflexionsdichte liegt für die Tinte hoher Dichte im Bereich von 0,3 bis 1,2 und für die Tinte geringer Dichte im Bereich von 0,1 bis 0,5. Auf diese Weise haben die mittleren Reflexionsdichten für die Tinte hoher Dichte und die Tinte geringer Dichte eine Überlappung im Bereich von 0,3 bis 0,5.

Innerhalb dieses Bereichs der mittleren Reflexionsdichte können die Punkte durch jede Tinte dargestellt werden. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist jedoch doch als Umschaltwert ein Wert gewählt, bei dem der Punktedurchmesser für die Tinte hoher Dichte 100 µm erreicht, nämlich eine mittlere Lichtreflexionsdichte von 0,38.

Auf diese Weise wird mit der Tinte geringer Dichte der Bereich der mittleren Lichtreflexionsdichte von 0,1 bis 0,38 erfaßt, während mit der Tinte hoher Dichte der Bereich der mittleren Lichtreflexionsdichte von 0,38 bis 1,2 erfaßt wird. Der kleinste Punktedurchmesser beträgt 100 µm für die Tinte hoher Dichte und 80 µm für die Tinte geringer Dichte.

Die verwendete Tinte hoher Dichte hat einen Farbstoffgehalt von 4 Gew.-%, während die verwendete Tinte geringer Dichte einen Farbstoffgehalt von 0,4 Gew.-% hat. Die beiden Tintenstrahlköpfe haben Düsenöffnungsdurchmesser von 50 µm.

Durch die Wahl des kleinsten Punktedurchmessers für die Tinte hoher Dichte in der Weise, daß er größer als der kleinste Punktedurchmesser für die Tinte geringer Dichte ist, ergibt die mittels der Tinte hoher Dichte dargestellte Fläche im wesentlichen keinen Unterschied hinsichtlich des Qualitätsempfindens gegenüber der mit der Tinte geringer Dichte dargestellten Fläche, wobei eine Rauhigkeit nicht wahrnehmbar ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen 2 und 3 und den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen 5 und 6 die Punkte zu 5 Punkten/mm für den Bereich minimaler Dichte oder dem Bereich maximaler Intensität erzeugt. Infolgedessen wird eine weiße Fläche vermieden und damit eine Änderung der Tönung des Bilds verhindert, Dies trägt zur Verbesserung der Bildqualität bei.

Ausführungsbeispiel 5

Fig. 20 zeigt Punktedurchmesser/Durchschnitts-Lichtreflexionsdichte- Kennlinien bei dem Ausführungsbeispiel 5. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden statt der in Fig. 9 gezeigten beiden Tintenstrahlköpfe 6 und 7 drei Tintenstrahlköpfe eingesetzt und es werden drei Tintenbehälter verwendet, so daß aus den jeweiligen Tintenstrahlköpfen Tinte hoher Dichte (Farbgehalt 4 Gew.-%), Tinte mittlerer Dichte (Farbgehalt 0,5 Gew.-%) und Tinte geringer Dichte (Farbgehalt 0,2 Gew.-%) ausgestoßen werden. Alle drei Tintenstrahlköpfe haben einen Düsenöffnungsdurchmesser von 50 µm. Wie aus Fig. 20 ersichtlich ist, wird mit der Tinte geringer Dichte der Bereich mittlerer Lichtreflexionsdichte von 0,1 bis 0,22, mit der Tinte mittlerer Dichte der Bereich von 0,22 bis 0,4 und mit der Tinte hoher Dichte der Bereich von 0,4 bis 1,2 erzeugt. Der kleinste Punktedurchmesser beträgt 80 µm für die Tinte geringer Dichte, 90 µm für die Tinte mittlerer Dichte und 110 µm für die Tinte hoher Dichte.

Es wurden keine wesentlichen Unterschiede zwischen den mittels dieser drei Tinten gedruckten Flächen hinsichtlich des Qualitätsempfindens beobachtet und es wurde kein Rauhigkeits-Empfinden beobachtet. Es wurde eine kleinste Reflexionsdichte von 0,1 erreicht.

Ausführungsbeispiel 6

Fig. 21 zeigt Punktedurchmesser/Durchschnitts-Lichtreflexionsdichte- Kennlinien, die erzielt werden, wenn die Düsenöffnungsdurchmesser der Tintenstrahlköpfe 6 und 7 nach Fig. 9 jeweils 50 µm bzw. 65 µm betragen, wobei aus dem Kopf mit dem Düsenöffnungsdurchmesser 50 µm die Tinte geringer Dichte (Farbgehalt 0,5 Gew.-%) und aus dem Kopf mit dem Düsenöffnungsdurchmesser 65 µm die Tinte hoher Dichte (Farbgehalt 4 Gew.-%) ausgestoßen wird.

Wie aus Fig. 21 ersichtlich ist, wird mit dem Kopf für die Tinte hoher Dichte ein kleinster Punktedurchmesser von 120 µm und ein größter Punktedurchmesser von 290 µm erzielt. Demgemäß wird eine mittlere Lichtreflexionsdichte bis zu 1,25 erreicht. Durch die Verwendung des Kopfs mit dem großen Düsenöffnungsdurchmesser für die Tinte hoher Dichte wird ein weiter Reflexionsdichtebereich erzielt.

Da der Punkteteilungsabstand 200 µm beträgt (5 Punkte/mm), ist für den kleinsten Punkt das eindimensionale Einsatzverhältnis D für die Tinte hoher Dichte 120 µm/200 µm=0,6. Daher ist gemäß der theoretischen Analyse die Rauhigkeits-Wahrnehmbarkeit sehr gering.

Es ist anzumerken, daß durch Verwendung von drei Tinten unterschiedlicher Dichten mit unterschiedlichen Düsenöffnungsdurchmessern in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 20 ein breiterer Lichtreflexionsdichtebereich und eine reichhaltige Bildtönung reproduzierbar ist.

Die Steuerschaltungen für die Ausführungsbeispiele 4 bis 6 können der in dem Blockschaltbild in Fig. 14 gezeigten Steuerschaltung gleichartig sein.

Fig. 22 zeigt Einzelheiten der Cyan-Kopfansteuerungs- Matrixschaltung MXC für das Ausführungsbeispiel 4. Fig. 16 zeigt den Zusammenhang zwischen den an die Köpfe H 1 und H 2 für den Ausstoß der Cyantinte angelegten Spannungen und den Punktedurchmessern. Der Zusammenhang zwischen dem Punktedurchmesser und der Reflexionsdichte ist in Fig. 19 gezeigt.

Die Matrixschaltung MXC gibt entsprechend den die Cyan-Dichte darstellenden digitalen Signalen digitale Signale für die Spannungen ab, die an die jeweiligen Köpfe anzulegen sind, die durch das Kopfwählsignal HS bestimmt werden und deren Eigenschaften in den Fig. 19 und 16 dargestellt sind.

Fig. 23 zeigt den Zusammenhang zwischen dem eingegebenen Digitalwert und dem Codeausgangssignal der Matrixschaltung nach Fig. 22, den Zusammenhang zwischen dem Codeausgangssignal und dem gewählten Kopf bzw. der angelegten Spannung und die sich ergebende Reflexionsdichte.

Durch das Einstellen der an den Kopf für die Tinte geringer Dichte angelegten Spannung von 31 V bis 66 V und der an den Kopf für die Tinte hoher Dichte angelegten Spannung von 36 V bis 125 V wird mit dem Kopf für die Tinte geringer Dichte eine mittlere Reflexionsdichte von 0,1 bis 0,38 und mit dem Kopf für die Tinte hoher Dichte eine mittlere Reflexionsdichte von 0,38 bis 1,2 erzielt. Auch wenn das eingegebene Digitalsignal "00000" ist, wird keine weiße Fläche erzeugt, da mittels der Tinte geringer Dichte kleine Punkte erzeugt werden. Das digitale 7-Bit-Signal der in Fig. 22 gezeigten Matrixschaltung MXC wird dem D/A-Wandler DAC (Fig. 18) zugeführt, der das digitale Signal in eine Spannung VH umsetzt. Das Kopfwählsignal HS der Matrixschaltung MXC wird dem einen Eingangsanschluß des UND-Gliedes G 3 und über den Inverter G 1 dem einen Eingangsanschluß des UND-Gliedes G 2 zugeführt. Wenn das Signal HS niederigen Pegel hat, wird der Kopf H 1 gewählt, während bei hohem Pegel des Signals HS der Kopf H 2 gewählt wird. An die zweiten Eingangsanschlüsse der UND-Glieder G 2 und G 3 wird ein Kopfansteuerungsimpuls der Systemsteuereinheit SYSCON angelegt. Es wird nun die Funktionsweise des Kopfs H 1 bei niedrigem Pegel des Signals HS erläutert,

Da der eine Eingangsanschluß des UND-Glieds G 2 hohen Pegel hat, wenn der Kopfansteuerungsimpuls hohen Pegel besitzt, hat das Ausgangssignal des UND-Glieds G 2 sowie das Ausgangssignal des Puffers G 4 hohen Pegel. Infolgedessen wird der Transistor Tr 3 und damit auch der Transistor Tr 1 durchgeschaltet. Auf diese Weise wird an den Kopf H 1 über den Widerstand R 3 die Spannung VH angelegt. Daher verengt der Piezo-Anregungskörper den Durchmesser des Glasrohrs, so ddaß ein Farbtintentröpfchen ausgestoßen wird. Die Masse des ausgestoßenen Farbtintentröpfchens wird mittels der Spannung VH gesteuert.

Dabei ist zunächst der Transistor Tr 2 gesperrt, da das Ausgangssignal des Inverters G 6 niedrigen Pegel hat. Wenn der Impuls den niedrigen Pegel annimmt, wird der Transistor Tr 1 gesperrt und der Transistor Tr 2 durchgeschaltet. Daher wird die Ladung an dem Kopf H 1 über den Widerstand R 4 entladen, wobei der Piezo-Anregungskörper wieder den ursprünglichen Zustand einnimmt. Auf diese Weise wird der Tintenausstoß gesteuert.

Während vorstehend nur die Steuerschaltung für die Cyantinte beschrieben wurde, können gleichartige Steuerschaltungen für die Magentatinte, die Gelbtinte und die Schwarztinte gebildet werden.

Vorstehend wurde zwar die Steuerschaltung für das Ausführungsbeispiel 4 beschrieben, jedoch können für die Ausführungsbeispiele 5 und 6 gleichartige Steuerschaltungen eingesetzt werden.

Während in der Beschreibung ein Tintenstrahldrucker erläutert wurde, ist das Verfahren gleichermaßen bei irgendeinem beliebigen Punktedrucker anwendbar, der das Drucken mit unterschiedlichen Dichten ermöglicht, wie ein elektrofotografischer Drucker, ein elektrostatischer Drucker oder ein Wärmedrucker.

Das Verfahren ist auch bei einem Aufzeichnungsverfahren bzw. einer Aufzeichnungseinrichtung anwendbar, wie sie in der DE-OS 28 43 064 beschrieben sind. Die Form des Punkts ist nicht auf Kreisform begrenzt, sondern es können auch verschiedene andere Formen angewendet werden.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung weist die Bilderzeugungseinrichtung für die Bildmustererzeugung die Punkteerzeugungsvorrichtung zum Bilden feiner Punkte unterschiedlicher Dichten und die Punktesteuereinrichtung zum Steuern der Größe der Punkte auf, wobei der kleinste Punktedurchmesser bei der Tinte hoher Dichte so eingestellt wird, daß er größer als der kleinste Punktedurchmesser bei der Tinte geringer Dichte ist. Infolgedessen wird mit einfachem Aufbau ein breiter Dichtebereich erfaßt und der durch die Punkte der Tinte hoher Dichte verursachte optische Reiz herabgesetzt, so daß die Rauhigkeit des Druckbilds unmerklich wird.

Auf diese Weise wird mit dem Verfahren eine reichhaltige Tönung und eine hohe Qualität des Bilds mit einem einfachen Aufbau erzielt.

Gemäß dem Verfahren wird für die Tinte hoher Dichte die Untergrenze des Einsatzverhältnisses auf 0,5 gewählt. Daher wird das Rauhigkeitsempfinden auf die Hälfte verringert und die Bildqualität verbessert.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen eines Halbtonbilds unter Anordnung von Muster-Zeichenelementen in Abhängigkeit von einem die optische Dichte des Bilds darstellenden Signal, bei dem mehrere Arten von Muster-Zeichenelementen mit unterschiedlichen inhärenten Dichten bereitgestellt, die Muster-Zeichenelemente auf einem Aufzeichnungsmaterial mit gleichen Abständen angeordnet werden sowie in Abhängigkeit von dem Signal eine der Arten der Muster-Zeichenelemente ausgewählt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Muster-Zeichenelemente in Abhängigkeit von dem Signal derart verändert wird, daß das Verhältnis zwischen den Dimensionen der Muster-Zeichenelemente der höchsten inhärenten Dichte und dem Abstand zwischen diesen nicht weniger als 0,5 beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muster-Zeichenelemente durch Punkte gebildet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand auf nicht weniger als 100 µm gewählt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Grenzwert des Verhältnisses mit zunehmender optischer Dichte der Muster-Zeichenelementart der höchsten Dichte angehoben wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichen Abstände größer als ein vorbestimmter Abstand gewählt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Muster-Zeichenelemente durch ein Farbstoffe oder Pigmente enthaltendes Mustererzeugungsmaterial gebildet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mustererzeugungsmaterial durch eine Flüssigkeit wie etwa Tinte gebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Muster-Zeichenelemente durch Punkte gebildet sind, die durch Projektion von Flüssigkeitströpfchen auf das Aufzeichnungsmaterial erzeugt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der minimale Durchmesser der anzuordnenden Muster-Zeichenelemente höherer Dichte größer ist als der minimale Durchmesser der Muster-Zeichenelemente niedrigerer Dichte.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Muster-Zeichenelemente auch dann bereitgestellt werden, wenn der Signalpegel minimale inhärente Dichte besitzt.