DD223672A1 - Verfahren zum aufzeichnen von informationen, insbesondere von halbtonbilder, mittels tintenstrahl - Google Patents

Abstract

Ziel und Aufgabe ist die steuerbare Mischung von unterschiedlichen Tinten unmittelbar vor der Aufzeichnung. Das geschieht dadurch, dass aus mindestens zwei Duesen mindestens zwei unterschiedlich gefaerbte Tintenstrahlen ausgestossen werden und zur Aufzeichnung einer Information fuer jeden Rasterpunkt die gleiche Troepfchenanzahl verwendet wird, die sich aus einer unterschiedlichen Kombination von Troepfchen der unterschiedlich gefaerbten Tinten zusammensetzt. Fig. 5

Description

Titel der Erfindung

ί .

Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen, insbesondere von Halbtonbildern, mittels Tintenstrahl

Anwendungsgebiet der Erfindung '

Die Erfindung beinhaltet die weitere Verbesserung des Verfah^- rens zum Aufzeichnen von Informationen, insbesondere zur Wiedergäbe von Halbtonbildern, mittels Tintenstrahlschreiber.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Hauptpatentanmeldung schildert ein Tlntenstrahl-Aufzeichnungsverfahren mit mindestens zwei Düsen, die in einem solchen Winkel zueinander stehen, daß sich ihre Achsen vor dem'Aufzeichnungsträger in einem Punkt schneiden, wobei ,jedem Tinten-tröpfchen eine Ladung aufgebracht wird, deren Größe aus zwei vorgegebenen Größen ausgewählt wird, und daß durch ein homogene's elektrisches Feld 'der nachgeordneten gemeinsamen Ablenkelektrode nan Ordnung die 'Tintentröpfchen, mit der größeren Ladung in ein Abfansrgatter abgelenkt und die Tintentrc"cfchen mit der kleineren Ladung nur so stark abgelenkt v/erden, daß sie sich auf einer

für die zu schreibenden Tröpfchen aller Düsen gemeinsamen Flugachse zum Aufzeichnungsträger hin weiterbewegen. ; .Weiter ist durch die DE-OS 2 704 757 ein Verfahren bekannt

geworden, mit dem Halbtonbilder dadurch aufgezeichnet .werden, ν 5. daß zwei unterschiedliche Tinten, nämlich klare Tinte und · ,schwarze Tinte, unmittelbar vor der Aufzeichnung auf einen' Aufzeichnungsträger gemischt/werden und durch einen Kanal \im Schreibkopf infolge Kapillarwirkung auf den am Schreib-, kopfvorbeigeführten Aufzeichnungsträger ausfließt. Dadurch wird die Menge der pro Flächeneinheit des Aufzeichnungsträgers aufgebrachten Tinte im. wesentlichen konstant gehalten, die Farbdichte jedoch durch die Mischung sich verändernder Mengen .der Komponenten - klare und schwarze Tinte - wunschgemäß /variiert. ' · ' . ' - ''.

/15 -Mit den bisherigen Verfahren zum Tintenstrahldruck war eine . solche Vermischung unterschiedlicher Tinten nicht realisierbar. Erst das in der Hauptpatentanmeldung geschilderte Verfahren gibt . die Grundlage dafür. . .

.20 ^: ;Ziel der Erfindung

Es ist .Ziel der Erfindung, die Halbtonbildaufzeichnung mittels Tintenstrahl zu verbessern. -

Darlegung des Wesens der Erfindung

'- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst. . . wird - ' ' ' :

30-- Der Erfindung liegt -die Aufgabe zugrunde, die Halbtonauf- ' zeichnung: durch Mischung unterschiedlicher Tinten auch für - Tintenstrahldrucker zu realisieren, indemvon den Merkmalen der Hauptpatentanmeldung Gebrauch gemacht wird.'

35"' ,· - Merkmal^' der Erfindung . . .

·. /Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch.gelöst, - daß aus mindestens zwei Düsen mindestens zwei unter-

- - 3 - ·

schiedlich gefärbte Tintenstrahlen ausgestoßen werden - und zur Aufzeichnung einer Information für jeden Rasterpunkt die gleiche Tröpfchenanzahl verwendet wird, die. sich 'dem gewünschten Grau- bzw. Farbton entr-, sprechend aus einer unterschiedlichen Kombination von Tröpfchen der unterschiedlich gefärbten Tinten-zusamnensetzt.

Dabei können einerseits klare Tinte und andererseits farbige Tinte mit hoher Farbdichte oder einerseits farbige Tinte mit geringer Farbdichte und andererseits Tinte mit hoher Farbdichte oder zwei Tinten unterschiedlicher Farbe verwendet werden.

Ausführungsbeispiel . . . .

' · - '^: j

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert wenden. In der zugehörigen Zeichnung "zeigen:

Fig. 1: eine Prinzipskizze über den Flugverlauf der Tintentröpfchen.bei zwei Düsen; ^:

Fig. 2: ein Beispiel für' einen erzielbaren -Druck ,· bei dem das Bild aus Bildpunkten mit verschiedener Farbdichte zusammengesetzt ist; ·

Fig.- 3: den Verlauf der Ladespannungen an den Lade—

elektroden in einem Beispiel;

Fig. 4a bis 4c: schematische Darstellungen der Vereinigung-. von Tropfen aus zwei Düsen zu einem Gesamttin-

tenvolumen mit variabler Farbdichte; .

Fig. 5: schematische Darstellung dere Erfindung bei

Verwendung von vier Düsen

' . ^;

Mit der Erfindung werden Halbtonbilder erzeugt, bei denen abgegrenzte Flächen des Bildes mit einer bestimmten gleichblei-

"benden Farbmittelmenge bedruckt werden.

Wie in der Pig. 2 an einem frei gewählten Beispiel gezeigt wird, sind die Bildpunktflächen 12 jeweils flächendeckend eingefärbt, wobei die,'jeweilige Farbdichte der Bildpunkte 5. in bestimmten Stufen vom Papierweiß bis zur Vollfärbung, z.B. schwarz, variiert werden kann. Dabei ist es gleichgültig, welcher Art-.die Rasterung des Bildes ist. Es können alternierend versetzte Bildpunkte sein oder das Bild weist regelmäßige '. . Spalten und Reihen 'von Bildpunkten auf, wie in Fig. '2 darge-"stellt. - i . ' ; ' . ' . . ..

· Der Tintenstrahldruck verwendet erzeugte kleine Tintentropfen, die infolge ihrer Kugelgestalt beim Auftreffen' auf den Aufzeichnungsträger. im allgemeinen einen mehroderiweniger kreisrunden Abdruck hinterlassen. Die Rasterabstände zwischen :den benachbarten BiLdpunktflachen 1,2 sollten deshalb so gewählt werden, daß s.ich beim Druck der Bildpunkte keine Papierweiß-Lücken zwischen den Bildpunkten befinden. Bs muß sich also' eine genügend große Überlappung der runden Bildpunkte'ergeben.

20. Zur Erzeugung solcher verschieden dichter fläeherideckender : Bildpunkte muß die den Abdruck .bildende Gesamtmenge der 'Drucktinte .eine bestimmte Farbdichte aufweisen. Die -Gesamtmenge der Tinte .für .ein.e Bildpunktfläche 12 muß jedoch stets gleich , groß sein. - - - ,

Erfindungsgemäß -wird dieser Effekt dadurch erreicht, indem zur Bildung dieser'Gesamttintenmenge eine konstante Anzahl von ' mehreren Tinten~tropfen herangezogen wird, die sich entweder ' bereits vor der Aufzeichnungsposition, also auf dem Wege zwi-, sehen der Tropfenquelle und dem Aufzeichnungsträger zu einem G.esamttropfen vereinigen oder, aber zeitlich nacheinander auf dem gleichen Fleck des Aufzeichnungsträgers auftreffen. Weiterhin wird erfindungsgemäß'die variable Färbung der Gesamttintenmenge für den. Bildpunkt dadurch realisiert, daß zwei getrennte Tintensysteme verwendet werden, die voneinander unabhängig Tropfen erzeugen können, deren gemeinsame Zielposition der

Bildpunkt ist. Die beiden Tintensysteme verwenden Tinten unter-'-. . sc'hiedlicher Farbe oder Farbdichte. Durch die geeignete Kombi-

nation einer Anzahl von Tintentropfen aus dem einen System ,mit der zur konstanten Gesämttintentropfenanzahl 'komplementären Anzahl von Tintentropfen des zweiten Systems wird die Farbart oder die Farbdi'chte des Gesamttropfens in definier- "-ten- Stuf en veränderbar.- ' ' · ,

Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet dabei die Verfahrensschritte der Hauptpatentanmeldung, die nachstehend anhand der Fig. T geschildert werden. Dabei werden zwei Düsen 2a; 2b verwendet. Die beiden Tropfengeneratoren 1a; 1b sind.zueinander im Winkel c( geneigt und symmetrisch angeordnet, wobei die Symmetrieachse 3' senkrecht auf dem Aufzeichnungsträger 4 steht. Die Achsen der Düsen 2a; 2b schneiden sich in einem Punkt 5, der auf der Symmetrieachse 3 liegt. Eine Düsenachse.

bildet somit mit der Symmetrieachse den Winkel c^ , Die einzelnen Tröpfchen werden durch Ladeelektroden 6a; 6b, welche im.. Tropfenabre.ißpunkt kurz hinter den Düsen angeordnet· sind, mit einer definierten elektrischen Ladung versehen, die proportional der an die Ladeelektroden 6a; 6b angelegten,elektrischen

.Spannung U, ist. '

. Sobald die frei fliegenden Tintentröpfchen den Bereich des . durch die beiden Ablenkelektroden 7a; 7b gebildeten elektrischen Feldes erreichen, werden sie entsprechend der ihnen verliehenen Ladung durch das Ablenkfeld in ihrer Flugrichtung beeinflußt. Bei einem homogenen elektrischen Ablenkfeld, verursacht durch die an den Ablenkelektroden 7a; 7b angelegte Spannung U., geht die zunächst geradlinige Flugbahn der Tröpfchen in eine parabolische Flugbahn 8a; 8b über. Die Richtung der Feldlinien des elektrischen Feldes verläuft im wesentlichen rechtwinklig zur Flugbahn. Der Winkel c< zwischen den Düsenachsen wird so gewählt, daß sich die aus dem elektrischen Feld austretenden Tropfen aus beiden'Düsen 2a; 2b auf einer gemeinsamen- Flugbahn, die entlang der Symmetrieachse 3 verläuft,. weiterbewegen. Für die'Dimensionierung des Winkels sind u. a. die Parameter Tropfengeschwindigkeit, elektrische Feldstärke, Ablenkplattenlänge, die Tropfenladung und Tropfenmasse für die aufzuzeichnenden Tropfen zu berücksichtigen.

..-.. _t . - 6 - . .

Da nach den Ablenkelektroden 7a; 7b keine richtungsbeeinflussende Kraft mehr auf. die auf . der. Symmetrieachse 3 weiterfliegenden Tropfen einwirkt, behalten sie diese nunmehr ge-

· ' . ι

meinsame geradlinige Bahn bis zum Auftreffen auf dem Auf- . zeichnungsträger 4 bei..

Bei d.en hier dargestellten Verfahren ist die Richtung der Ablenkkompone'nte für die Tropfen aus der linken Düse 2a. gegen- ^"läufig zu den Tropfen aus der rechten Düse 2b. Das wird.bei einem gemeinsamen Ablenkfeld dadurch realisiert, daß die Tropf-' .-. cheri aus der einen Düse 2a positiv (+U₁-), geladen werden. Ist der Betrag .der jeweiligen Tropfenladung gleich, dann verläuft: die Ablenkung der Tröpfchen symmetrisch. Nicht für die Aufzeichnung bestimmte Tropfeben.werden von je einem Abfanggatter 9a;'~ 9b, welche sich hinter .dem Ablenkfeld befinden, aufgenommen und gegebenenfalls wiede.r den Tintenvorratsbehäl- tern zugeführt. Zu diesem Zweck wird für solche Tröpfchen im . Abreißz'eitpunkt' eine höhere Spannung an die entsprechende Ladeelektrode 6a; 6b gelegt, so daß' sie infolge der höheren 'Ladung eine größere Ablenkung-erfahren, dadurch die Symmetrieachse 3 nicht erreichen und eine Flugbahn 10a; 10b einschlagen, die sie direkt in die Abfanggatter 9a; .9b führt.

Die Fig. 3 zeigt-als Signaldiagramm den Verlauf der Ladespannungen an den beiden'Ladeelektroden 6a; 6b über der Zeit, wenn 'nach gleichen Zeitabschnitten die generierten Tropfen .vom zusammenhängenden Teil des Strahles, abreißen und entsprechend ihrer. Zielinformation geladen werden. Die-Tropfenkette beider Düsen -ist also synchron und phas.engleich, jeder Tropf en .wird ' mit der gleichen Geschwindigkeit ausgestoßen.-Günstigerweise legt man für das geschilderte Verfahren als Grundlades'pannung die .Abfangspannung U^ ständig an, so daß' in Druckpausen alle Tröpfchen ohne Ladeinformati.onsände.rung auf den Abfangbäh- nen 10a-; 10b in die Abfanggatter 9a; 9b geführt weiden. Soll ein Tröpfchen zum Druck gelangen, dann wird für den Ablöse- Zeitpunkt das Spannungssignal an der Ladeelektrode auf den Wert für die Druckspannung U-. erniedrigt. Im dargestellten '

konkreten Beispiel sind mehrere periodische Abreißzeitpunkte t. bis tr- dargestellt.

In den Figuren 4a, b und c wird schematisch die Selektion und Vereinigung von Tropfen an dem linken und dem rechten Tropfengenerator -dargestellt. Deutlich wird, daß die Anzahl.der das Gesamtvolumen und damit die Fleckgröße bestimmenden.Tintentropfen stets gleich groß ist,.die Zusammensetzung der. Gesamtanzahl jedoch die zu erzielende Farbart oder Farbdichte bestimmt. Die für den Druck nicht benötigten überflüssigen

Tropfen 17-sind gestrichelt dargestellt. Die Tropfen 18 aus der im genannten Beispiel farblosen Tinte sind hell, die aus .;;!;'. der'.tiefschwarzen Tinte 19 sind voll dargestellt. Natürlich ist die Gesamtzahl 'der für den Druck eines Bildpunktes zuständigen ' Tropfen von der Anzahl der zu erzielenden Stufen abhängig. In -diesem dargestellten Beispiel sind insgesamt 6 Tropfen der.färb-

^: losen und der- tiefschwarzen Tinte zu einem Gesamtvolumen zu ver-

r- '

einigen. Die möglichen Kombinationen sind:

Graustufe Zahl der färb- . Zahl der schwarzen

losen Tropfen Tropfen

1 . 6 0

2 5 1 s_r> -25 ' . . 3 4 2

4 . ' 3 ' 3

5 ' , 2 . 4.

6 . 1 '5

7 . 0 ' 6

Fig. 4a realisiert demzufolge die zweite Graustufe für die Bildpunktflache 12-mit fünf farblosen Tropfen . 18 und einem schwarzen Tropfen 19· Entsprechend realisiert Fig. 4b die vierte Graustufe und Fig. 4c die fünfte Graustufe.

• 35 ' .'-. '·

Einige Variationen zu diesem Verfahren sind möglich. So kann man für'die erste Graustufe (Papierfarbe) z. B. alle Tropfen dem Ab-

fanggatter 9a; 9b zuführen, da die Farbe des Aufzeichnungsträgers 4 (z.B. weiß) nicht verändert werden soll und .eine farblose Tinte ohnehin nichts anderes vollbringt.

Eine weitere Modifizierung besteht darin, daß statt der farb- '7 losen Tinte eine entsprechend der ersten Farbdichtestufe vorgefärbte. Tinte verwendet wird'. Damit wäre bei gleicher Gesamttropfenzahl. - hier sechs- eine weitere· Graustufe realisierbar, wie die nachstehende Tabelle erkennen läßt: .

• . . Graustufe Anzahl der Trgpfen Zahl der schwarzen

mit,geringer. Färb- Tropfen. 7 dichte . . '

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Auch kann.statt einer, wenig oder nicht gefärbten Tinte eine

- .^: weitere bunte vollgefärbte Tinte anderer Far.be eingesetzt

5 ' '-· ' ' ·

werden, so daß sich durch anteilmäßige Mischung von bunten

Farbkomponenten Mischfarben ergeben.

Einzelheiten über' die Verschmelzung der Tropfen am Ende 'des Ablenkfeldes durch die Zusammen!ührung der Flugbahnen und über

die Verschmelzung hintereinander fliegender. Tropfen auf dem Wege vom Ende des Ablenkfeldes bis zum Aufzeichnungsträger ' durch die aerodynamischen Kräfte der unterschiedlichen Luftbremsung 'zu erwähnen erübrigt sich hier, da in. der Hauptpatentarimeldung ausführliche Darlegungen dazu gemacht worden sind7 ' .- .·

Um eine Verschmelzung möglichst vieler Tropfen zu erreichen und damit auch die Druckzeit weiter zu verkürzen, ist eine Anordnung mit vier Düsen realisierbar, so wie in Fig. 5 dargestellt. Hler muß berücksichtigt werden, daß es zum unyerwünschten Zusammentreffen von Tröpfen kommen kann, z. B. wenn die Tropfen aus der linken äußeren Düse 2a gedruckt und die Tropfen aus der linken inneren Düse 2b abgefangen werden sollen., Dabei würde sich der Kreuzungspunkt 16a ergeben. Ein unerwünschtes Zusammentreffen zweier synchroner Tropfen an dieser Stelle kann dadurch vermieden werden, daß ein Tropfen aus einer äußeren Düse 2a bzw. 2d immer nur unter der Bedingung zum Druck ange- steuert wird, wenn auch der ihm synchrone Tropfen der inneren, ihm nebengeordneten Düse 2b bzw. 2c zum Druck angesteuert ist. Die Ansteuerung müßte dann beispielsweise folgendermaßen' sein, vorausgesetzt daß wiederum immer sechs Tropfen für eine Bildpunktfläche zum Druck kommen sollen sowie eine farblose und . eine schwarze Tinte verwendet wird: ..

2Q 25

Graustufe	Tropfenzahl farbloser Tinte aus Düse	2b	Tropfenzahl schwarzer T aus Düse	2
	2a	3	2c	0
1	. 3	3	0	"0
2	2	3	1	0
3	1	3	2	0
4	0	2	3	1
5	0	1	3	2
6	0	0	3	3
7	0	3

te

₍

In diesem Beispiel genügt also ein Angebot von drei Tropfen aus jeder Düse, um die gewünschte Auswahl treffen zu können. In dem vorher genannten Beispiel mit zwei Düsen ist ein Tropfenangebot von sechs je Düse notwendig.

Es leuchtet ein, daß die in dieser Zusatzpatentanmeldung '^% geschilderte Ausgestaltung des Verfahrens der Hauptpatentanmeldung auch mit spalten— oder reihenweiser- Anordnung der Mehrdüsensysteme arbeiten kann, um mehrere Bildpunktflächen 'zu gleicher Zeit bedrucken:zu können.

Claims (3)

1. -II-

   Erfindungsansprueh

   1. Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen, insbesondere zur Wiedergabe von Halbtonbildern mittels Tintenstrahl·^ schreiber mit mindestens zwei Düsen, die in" einem solchen •'Winkel zueinander stehen, daß sich ihre Achsen vor dem ' Aufzeichnungsträger in einem Punkt schneiden, wobei jedem ^: Tintentröpfchen eine Ladung aufgebracht wird, deren Größe aus zwei vorgegebenen Größen ausgewählt wird, und daß durchwein homogenes elektrisches Feld der nachgeordneten gemeinsamen Ablenkelektrodenanordnung die Tintentröpfchen mit der größeren Ladung in ein Abfanggatter abgelenkt und die Tintentröpfchen mit der kleineren. Ladung nur so stark ·.·.'. . abgelenkt werden, daß sie sich auf einer für die zu schreibenden Tröpfchen aller Düsen gemeinsamen Flugachse zum Aufzeichnungsträger hin weiterbewegen, nach DD-PA gekennzeichnet dadurch, . . -

   — daß aus den Düsen mindestens zwei unterschiedlich gefärbte Tintenstrahlen ausgestoßen ,werden , - und zur Aufzeichnung einer Information für jeden Rasterpunkt die gleiche Tröpfchenanzahl verwendet wird, die sich dem gewünschten .Grau- bzw. Farbton entsprechend aus einer- unterschiedlichen Kombination, von Tröpfchen der unterschiedlich gefärbten Tinten zusammensetzt. . · .'. ; , '..·
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß .einerseits klare Tinte und andererseits farbige Tinte mit ho-

   ' - her Farbdichte ausgestoßen wird.'

   3· Verfahren.nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß einerseits farbige Tinte mit geringer Farbdichte und andererseits Tinte der gleichen Farbe mit hoher Farbdichte ausgestoßen wird.
3. 35. 4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens zwei Tinten unterschiedlicher Farbe ausgestoßen werden. · . .

   Verfahren nach Punkt 1 , gekennzeichnet, dadurch, daß zwei unterschiedlich gefärbte Tintenstrahlen aus vier Düsen (2a bis 2d; Fig.-5) ausgestoßen werden, von denen zwei links und zwei, rechts der verlängerten gemeinsamen Flugachse angeordnet .sind, wobei die eine' Tinte aus den zwei 'linken Düsen (2a; 2b) und die anders gefärbte Tinte aus den zwei rechten Düsen (2c ;.2c) ausgestoßen wird.

   Hierzu 3 Seiten Zeichnungen.