DE2422255A1

DE2422255A1 - Bildwiedergabevorrichtung

Info

Publication number: DE2422255A1
Application number: DE2422255A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Doi; Syoji Sagae
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-05-09
Filing date: 1974-05-08
Publication date: 1974-11-28
Also published as: US3928718A; DE2422255B2; DE2422255C3

Description

2, Siomadorftrtr. It

81-22.57OP 8. 5. 197¹I

HITACHI , LTD., Tokio (Japan)

BildvLedergabevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine BiIdviedergabevorrichtung, insbesondere eine Tintenstrahl auf zexchnungsvorrxchtuiig, bei der ein Bildsignal mit die relative Dichte darstellenden Komponenten zum Laden von Tintentröpfchen zur Wiedergabe eines Bildes auf einem Aufzeichnungsträger benutzt vLrd, vobei die relative Dichte des viedergegebenen Bildes genau derjenigen der Bildvorlage entspricht.

81-(A 227/02)-schö

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Bei einer bereits entvickelten TintenstrahlaufZeichnungsvorrichtung treffen Tintentröpfchen auf einen Aufzeichnungsträger auf, vodurch eine Bildinformation durch eine Gruppe von Aufzeichnungspunkten, die durch das Auftreffen der Tintentröpfchen gebildet verden, aufgezeichnet vird. Die Tintentröpfchen verden üblicherveise durch Zuführen eines Stroms von unter Druck stehender Tinte aus einem Vorratsbehälter und Spritzen dieser unter Druck stehenden Tinte aus einer mechanisch in Schwingungen versetzten Düse erhalten. Bei einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit elektrostatischer Ablenkung verden einzelne Tintentröpfchen entsprechend der relativen Dichte eines viederzugebenden Bildes geladen, und vährend diese geladenen Tintentröpfchen durch den Zvischenraum zvischen Ablenkelektroden fliegen, vird die Flugrichtung der Tintentröpfchen so abgelenkt, daß unervünschte Tintentröpfchen von einer Auffangeinrichtung aufgefangen verden und nur die nichtaufgefangenen Tintentröpfehen auf eine Aufzeichnungsfläche zur Bildung von Aufzeichnungspunkten auf dieser auftreffen

Bereits entvickelte TintenstrahlaufZeichnungsvorrichtungen sind jedoch insofern nachteilig, als sie bestimmten Beschränkungen hinsichtlich der Töne und der Auflösung des aufgezeichneten Bildes unterliegen und feine, sich gleichmäßig ändernde Töne nicht viedergegeben verden können, da die abgegebenen Tintentröpfchen im vesentlichen gleiche Größe haben. Es vurden bereits einige Verfahren zur genauen Wiedergabe der relativen Dichte eines Bildes auf einer Vorlage entvickelt. Bei einem solchen Verfahren vird die Größe der Tintentröpfchen durch ein Bildsignal so moduliert, daß der Durchmesser der auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Punkte geändert vird. Bei einem veiteren Verfahren verden Tintentröpfchen als Sprühnebel

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abgegeben, und. die Dichte dieses Nebels vird durch ein Bildsignal moduliert. Alle diese Verfahren sind jedoch insofern nachteilig, als nicht nur der Aufbau der Vorrichtung kompliziert ist, sondern auch Regelschvierigkeiten Instabilitäten zur Folge haben. Außerdem sind diese Verfahren deshalb nachteilig, veil H alb töne (die relative Dichte) einer Vorlage, die sich über mehrere Stufen ändern, nicht genau viedergegeben verden können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bildviedergabevorrichtung zu schaffen, die diese Nachteile beseitigt und bei der die sich über mehrere Stufen ändernde relative Dichte aufeinanderfolgender Teile einer Vorlage erfaßt vird zum Erzeugen eines Signals und aus einer Düse gespritzte Tintentröpfchen proportional zum variablen Pegel des so erzeugten Signals geladen verden zur stabilen, genauen Wiedergabe der relativen Dichte der aufeinanderfolgenden Teile der Vorlage auf einer Aufzeichnungsfläche; dabei vird die relative Dichte aufeinanderfolgender Teile einer Bildvorlage durch einen photoelektrischen Umsetzer erfaßt, und die Nichtlinearität des Ausgangssignals dieses Umsetzers vird durch eine Kompensationsschaltung kompensiert zur Gevinnung eines Signals, das genau die relative Dichte der aufeinanderfolgenden Teile der Bildvorlage viedergibt, vobei dieses Signal zum Ändern der Anzahl von Aufzeichnungspunkten innerhalb des Abtastzeilenabstands benutzt vird und die scheinbare Größe der Abtastzeile dadurch änderbar ist zur Wiedergabe feinerer Töne; ferner soll die Anzahl von Tintentröpfchen, die einander überlappend innerhalb des Punktabstands auf die gleiche Abtastzeile aufgezeichnet verden, änderbar sein in Abhängigkeit von der relativen Dichte aufeinanderfolgender Teile eines Vorlagebildes,

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um so genau die sich über mehrere Stufen ändernde relative Dichte viederzugeben; schließlich soll das Signal zum Laden der Tintentröpfchen in ein Signal umgesetzt werden, das als Kontaktraster virkt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung hat die Bildviedergabevorrichtung einen Bildsignalerzeuger zum Erzeugen eines Signals mit Komponenten, die die relative Dichte aufeinanderfolgender Teile eines auf einer Vorlage befindlichen Bildes darstellen, eine Düse, der ein Strom von unter Druck stehender Tinte zugeführt wird und die durch einen mit einem Hochfrequenzgenerator verbundenen Schwinger in Schwingungen versetzt wird, eine Einrichtung zur Abgabe von Tintentröpfchen vorgegebener Größe aus der Düse entsprechend der Arbeitsperiode des S'chwingers, eine Einrichtung zum Beaufschlagen der aus der Düse gespritzten Tintentröpfchen mit den BiIdsignalkoraponenten, wodurch die Tintentröpfchen geladen werden, eine Ablenkeinrichtung zum Ablenken der geladenen Tintentröpfchen aus ihrer Plugbahn in Abhängigkeit von ihrer Aufladung, und eine Einrichtung zum Ändern der Aufzeichnungsdichte von Aufzeichnungspunkten im Abtastzeilenabstand oder im Aufzeichnungspunktabstand auf einem Aufzeichnungsträger in Abhängigkeit von der relativen Dichte der aufeinanderfolgenden Teile des Vorlagebildes.

Durch die Erfindung wird also eine Bildwiedergabevorrichtung geschaffen, bei der Tintentröpfchen periodisch aus einer Tintenstrahldüse gespritzt werden und die relative Dichte aufeinanderfolgender Teile eines auf einer Vorlage befindlichen Bildes von einem photoelektrischen umsetzer erfaßt wird zum Erzeugen eines die relative Dichte der aufeinanderfolgenden Teile des Vorlagebildes darstellenden Signals;

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dieses Signal vird zum Laden der aus der Düse gespritzten Tintentröpfchen benutzt, vodurch die Anzahl der auf eine Abtastzeile aufgebrachten Tintentröpfchen in Abhängigkeit von der relativen Dichte der aufeinanderfolgenden Teile des Bildes variabel ist zum Ändern der scheinbaren.Größe der Abtastzeile. Diese Vorrichtung ist nicht nur für die Aufzeichnung von Zeichen, sondern auch für die Aufzeichnung und Wiedergabe eines Bildes mit Halbtönen besonders gut geeignet.

Die Erfindung vird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, bei der die Erfindung Anwendung findet;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der Aufzeichnungsart, vobei die Anzahl der Aufzeichnungspunkte, die auf den Bereich innerhalb des Abtastzeilenabstands aufgebracht verden, in Abhängigkeit vom Reflexionsfaktor änderbar ist;

Fig. 3a den Aufbau eines photoelektrischen Umsetzers;

Fig. 3b die Art der Erfassung der relativen Dichte aufeinanderfolgender Abschnitte eines Bildes auf einer Vorlage durch den photoelektrischen Umsetzer gemäß Fig. 3a;

Fig. 3c die Beziehung zvischen dem Reflexionsfaktor η und dem Ausgangssignal A des photoelektrischen Umsetzers gemäß Fig. 3a;

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Fig. 4 das Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 5 Ausgangssignale an verschiedenen Schaltungsteilen von Fig. 4;

Fig. 6 das Schaltbild einer Kompensationsschaltung;

Fig. 7a ein an die Schaltung von Fig. 6 angelegtes Eingangssi gnal;

Fig. 7b ein an der Schaltung von Fig. 6 auftretendes Ausgangssignal;

Fig. 8 das Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 an verschiedenen Teilen der Vorrichtung von Fig. 8 auftretende Ausgangssignale;

Fig. 10 die Abgabe von Tintentröpfchen und die zeitliche Steuerung des Anlegens eines Nutzsignals bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 die Beziehung zwischen der Anzahl von Informationssignalimpulsen und der Anzahl von Aufzeichnungspunkten bei der weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 12 die Beziehung zwischen der Anzahl von Informationssignalimpulsen und der Abtastzeilendichte bei einem praktisch durchgeführten Aufzeichnungsvorgang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

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Fig. 13 die Größe der Abtastzeile und die Bilddichte in bezug auf die Anzahl von Informationssignalimpulsen;

Fig. 14 das Blockschaltbild einer anderen Ausführungs— form der Erfindung; und

Fig. 15 an verschiedenen Teilen der Vorrichtung von Fig. 14 auftretende Ausgangssignale.

Es wird jetzt die Anwendung der Erfindung bei einer Tintenstrahl -Auf Zeichnungsvorrichtung erläutert.

Gemäß Fig. 1 hat eine Tintenstrahldüse 1 einen Durchmesser von ca. 60/um; ein ringförmiger elektromechanischer Wandler 3 (Schvingungserreger) ist auf dem Hauptteil der Düse 1 angeordnet und versetzt diese in mechanische Schwingungen mit einer Frequenz von ca.70 kHz. Der Wandler 3 besteht aus einem elektrostriktiven Werkstoff, z. B. einem Sinterprodukt aus Bleititanat und Bleizirkonat, und ein Hochfrequenzgenerator 2 legt eine Spannung von 10-30 V an ein Paar Elektroden 3a und 3b an, die an gegenüberliegenden Endflächen des Wandlers 3 angeordnet sind, wodurch die Energie für die elektrostriktiven Schwingungen des Wandlers erzeugt vird. Diese Energie ist auch durch einen magnetostriktiven Wandler erzeugbar.

Ein unter Druck stehender Tintenstrahl 4 wird der Düse 1 von einem Vorratsbehälter 5 über eine Pumpen- und Druckregeleinheit 6 zugeführt, und dieser Druck beträgt ca. 3.4 kg/cm². Da der mechanisch in Schwingungen versetzten Düse 1 unter Druck stehende Tinte 4 zugeführt wird, werden aus der Düsenspitze Tintentröpfchen 7 ausgespritzt, deren

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Frequenz synchron zur Frequenz der von der Hochfrequenz-Stromversorgung 2 an den Wandler 3 angelegten Spannung ist. Ein Paar Ladeelektroden 8a und 8b, durch die die Tintentröpfchen 7 elektrisch aufgeladen werden, ist vor der Düse 1 angeordnet. Die Beziehung zwischen der Lage der Düse 1 und derjenigen der Ladeelektroden 8a, 8b ist so gevählt, daß die Tintentröpfchen 7 an einer im wesentlichen zvisehen den Ladeelektroden 8a und 8b liegenden Stelle aus der Düse 1 ausgespritzt verden. Der Abstand zwischen den beiden Ladeelektroden 8a und 8b beträgt ca. 2 mm, und die Länge der Elektroden beträgt ca. 5 mm. Die Ladeelektroden 8a und 8b sind miteinander so elektrisch verbunden, daß sie gleiches Potential haben, und eine Nutzsignalspannung von ca. 200 V wird an die Düse 1, der die unter Druck stehende Tinte 4 zugeführt wird, und an die Elektroden 8a, 8b von einer Nutzsignal-Spannungsquelle 9 angelegt. Die Tintentröpfchen 7 werden mit negativer Polarität aufgeladen, wenn die Polarität dieser Nutzsignalspannung positiv ist.

Ein Paar Ablenkelektroden 10a und 10b ist einander gegenüber auf entgegengesetzten Seiten der Flugbahn der Tintentröpfchen 7 angeordnet, und eine Hochspannungsquelle 11 legt eine Gleichspannung von 3-4 kV an die Elektroden 10a und 10b an. Die Ablenkelektroden 10a und 10b sind von den Ladeelektroden 8a und 8b um ca. 5 mm beabstandet. Der Zwischenraum zwischen den Ablenkelektroden 10a und 10b beträgt am Eintrittsende ca. 5 mm und am Austrittsende ca. 7 mm, und die Länge der Elektroden beträgt ca. 30 mm. Die negativ aufgeladenen Tintentröpfchen 7 werden zur Ablenkelektrode 10a abgelenkt, während sie den Zwischenraum zwischen den Ablenkelektroden 10a und 10b durchfliegen, und die abgelenkten Tintentröpfchen 7 treffen auf einen

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Aufzeichnungsträger oder ein Aufzeichnungsblatt 14, das um den Umfang einer Drehtrommel.13 geviJcelt ist, zur Bildung von Auf zeichnung s punlc ten 15 auf dem Aufzeichnungsblatt 14. Der Ablenkwinkel θ der -Tint en tröpfchen 7 ist der diesen aufgegebenen Ladung, d. h. dem Pegel der Spannung der Nutzsignal-Spannungsquelle 9 proportional, wenn die an die Ablenkelektroden 10a und 10b angelegte Spannung konstant ist. Ein Behälter 12 dient zum Auffangen der unerwünschten, nicht von den Ablenkelektroden 10a und 10b abgelenkten Tintentröpfchen. Dieser Behälter 12 ist so angeordnet, daß die eine gerade Flugbahn beschreibenden Tintentröpfchen 7 auf den Behälter 12 treffen und darin gesammelt werden; die eine krummlinige Bahn beschreibenden Tintentröpfchen 7 treffen nicht auf den Behälter 12.

Die Drehtrommel 13, auf die das Aufzeichnungsblatt 14 gewickelt ist, vird in Richtung des Pfeils gedreht, so daß auf dem Aufzeichnungsblatt 14 durch die auf dieses treffenden Tintentröpfchen 7 ein Informationsmuster aufgezeichnet verden kann. Die Tintenstrahlvorrichtung ist parallel mit der Achse der Drehtrommel 13 bewegbar, so daß der Auftreffpunkt der Tintentröpfchen 7 auf dem Aufzeichnungsblatt 14 entlang der Strichlinie B-B verschiebbar ist. Es ist daher ersichtlich, daß ein auf dem Aufzeichnungsblatt 14 aufgezeichnetes Bild eine Gruppe von Abtastzeilen und in Abhängigkeit vom Ablenkgrad der aus der Düse 1 gespritzten Tintentröpfchen 7 gebildet ist.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht eines auf dem Aufzeichnungsblatt 14 in der erläuterten Weise aufgezeichneten Bildes. V ist die Breite einer Abtastzeile, die im folgenden kurz als Abtastzeilenabstand bezeichnet wird. Die Anzahl Aufzeichnungspunkte 15 in diesem Abtastzeilenabstand W

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ist so gevählt, daß sie der relativen Dichte aufeinanderfolgender Teile eines auf einer Vorlage befindlichen Bildes entspricht, so daß zur Wiedergabe der relativen Dichte der aufeinanderfolgenden Bildteile die scheinbare Größe der Abtastzeile änderbar ist. Die Aufzeichnungsdichte der Aufzeichnungspunkte 15 im Abtastzeilenabstand ¥ ist durch Pulsbreitenmodulation eines amplitudenmodulierten Bildsignals änderbar, das durch photoelektrische Umsetzung des auf der Vorlage befindlichen Bildes und Verknüpfen dieses pulsbreitenmodulierten Ausgängssignals mit dem zum Ablenken der Tintentröpfchen 7 benutzten Signal erhalten vird.

Fig. 3a zeigt einen photoelektrischen Umsetzer zum Erzeugen eines Bildsignals. Eine Vorlage 22 ist um eine Drehtrommel 21 geführt, die in Richtung des Pfeils A gedreht wird. Eine Optik 23 hat eine Lichtquelle oder Lampe 24, eine Sammellinse (Kondensor) 25, ein Objektiv 26, einen Spalt 27 und einen photoelektrischen Fühler 28, z. B. einen Photoelektronen-Vervielfacher oder einen Phototransistor. Das von der Lichtquelle 24 ausgesandte Licht vird von der Sammellinse 25 gesammelt zum Beleuchten der Vorlage 22, und das von dieser reflektierte Licht trifft auf das Objektiv 26, vird durch den Spalt 27 auf den photoelektrischen Fühler 28 gerichtet und in ein elektrisches Signal umgesetzt.

Die Optik 23 vird in Axialrichtung der Drehtrommel 21 angetrieben, d. h. in Richtung des Pfeils B, und zvar durch eine von einem Antriebsmotor 30 gedrehte Leitspindel 29, so daß aufeinanderfolgende Teile der Vorlage 22, beginnend am einen Ende der Vorlage, abgetastet werden können. Die Drehung der Trommel 21 und die Bewegung der Optik 23 erfolgen synchron mit der Bevegung der Drehtrommel 13 und der Düse 1 von Fig. 1.

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Fig. 3b und 3c zeigen die Beziehung zvischen dem Bildsignal und der relativen Dichte aufeinanderfolgender Teile der Vorlage 22, die in der erläuterten Weise abgetastet und photoelektrisch umgesetzt vird. Der Reflexionsfaktor rj aufeinanderfolgender Teile der Vorlage 22 ist ca. 85— 90 % in einem veißen Teil der Vorlage 22, der kein Bild enthält.

Wenn also die Vorlage 22 vom photoelektrischen Fühler 28, der das reflektierte Licht gemäß Fig. 3b erfaßt, abgetastet wird, so vird ein photoelektrisch umgesetztes Ausgangssignal (Bildsignal) Ä gemäß Fig. 3c erhalten. Aus Fig. 3c ist ersichtlich, daß zvischen diesem photoelektrisch umgesetzten Ausgangssignal A und dem Reflexionsfaktor η keine lineare Beziehung besteht.

Bei der vorher erörterten Pulsbreitenmodulation eines amplitudenmodulierten Signals ist es üblich, diesem amplitudenmodulierten Signal ein sich linear änderndes Dreieck- oder Sägezahnsignal zu überlagern und zur Durchführung der Pulsbreitenmodulation nur den Signalteil oberhalb eines geeigneten Begrenzungspegels zu verstärken. Selbst venn jedoch die Pulsbreitenmodulation durch überlagern des photoelektrisch umgesetzten Ausgangssignals (Bildsignals) A, das keine lineare Beziehung mit dem Reflexionsfaktor hat (Fig. 3c), mit einem sich linear ändernden Signal durchgeführt vird, hat die Pulsbreite des so erhaltenen Signals nicht ebenfalls eine lineare Beziehung mit dem Reflexionsfaktor η der Vorlage 22.

Wenn also ein solches pulsbreitenmoduliertes Signal in dieser Form mit dem zum Ablenken der Tintentröpfchen 7 benutzten Signal verknüpft und das zusammengesetzte Signal zum Laden der Tintentröpfchen 7 benutzt vird, re-

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flektiert das so aufgezeichnete Bild nicht genau den Reflexionsfaktor *J der Vorlage 22, vas unervünscht ist.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, vird z. B. das photoelektrisch umgesetzte Ausgangssignal A verschiedenartigen Signalkompensationsschaltungen zugeführt zum Erhalt eines Signals, das eine im wesentlichen lineare Beziehung zum Reflexionsfaktor yp hatj derartige Signalkompensationsschaltungen sind jedoch im Aufbau sehr kompliziert.

Gemäß der Erfindung erfolgt daher keine Signalkompensation des photoelektrisch umgesetzten Ausgangssignals A, das mit dem Reflexionsfaktor ο der Vorlage 22 keine lineare Beziehung hat, sondern die Amplitude des diesem Signal A zu überlagernden Signals wird zveckmäßig so gevählt, daß dadurch eine Kompensation der Nichtlinearität des Ausgangssignals A erfolgt.

Fig. 4 ist das Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung. Das Ausgangssignal eines Oszillators 31 wird einem Signalformer 32, z. B. einem Schmitt-GIied, zugeführt und erhält eine vorbestimmte Pulsbreite, und das Ausgangssignal des Signalformers 32 wird einem Frequenzteiler 33 zugeführt. Dessen Frequenzteilungsverhältnis ist gleich der Höchstzahl von Aufzeichnungspunkten, die im Abtastzeilenabstand ¥ aufgezeichnet werden.

Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 33 und das des photoelektrischen Umsetzers 34 von Fig. 3a werden einer rombinationsschaltung 35 zugeführt und dort verknüpft. Das Ausgangssignal dieser rombinationsschaltung 35 wird einem Begrenzer 36 mit vorgegebenem Begrenzungspegel zu-

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geführt, und der oberhalb dieses Begrenzungspegels liegende Signalteil wird einem Verstärker 37 zugeführt zur Verstärkung und gleichzeitigen Umsetzung in eine dem Reflexionsfaktor η aufeinanderfolgender Teile der Vorlage entsprechende Pulsbreite. Das vom Verstärker 37 verstärkte Signal und das Ausgangssignal des Signalformers 32 verden durch ein UND-Glied 38, bestehend aus einem Flipflop und weiteren Schaltungselementen, verknüpft.

Ein Sägezahngenerator 39 erzeugt ein Sägezahnsignal mit einer mit dem Ausgangssignal des Frequenzteilers 33 synchronen Frequenz. Das Ausgangssignal des Sägezahngenerators 39 und das des UND-Gliedes 38 werden von einer Kombinationsschaltung 40 verknüpft» und das Ausgangssignal dieser lombinationsschaltung 40 wird an die Ladeelektroden 8a und 8b (Fig. 1) angelegt zum Laden der Tintentröpfchen 7, wodurch Aufzeichnungspunkte 15 (Fig. 2) erhalten werden.

Es wird jetzt die Arbeitsweise der wie erläutert aufgebauten erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert, in der an verschiedenen Teilen von Fig. 4 auftretende Signale dargestellt sind.

Das Ausgangssignal (a) des Oszillators 31 wird vom Signalformer 32 zu Pulsen vorgegebener Pulsbreite gemäß (b) geformt und auch dem auf der Düse 1 angeordneten Wandler 3 zugeführt. Daher werden die Tintentröpfchen 7 aus der Düse 1 synchron mit der Frequenz des Ausgangssignals dieses Signalformers 32 ausgespritzt. Die Frequenz des so geformten Pulssignals wird vom Frequenzteiler 33 geteilt zum Bestimmen der Höchstzahl N von Aufzeichnungspunkten 15 im Abtastζeilenabstand W. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Höchstanzahl N fünf.

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Es wird jetzt der Aufbau und der Betrieb des Frequenzteilers 33 unter Bezugnähme auf Fig. 6 und 7 erläutert. Gemäß Fig. 6 hat der Frequenzteiler 33 einen Decodierzähler 51 mit einem Eingang 50 sowie einen Decodierer 54 mit Mehreren Eingängen 53', die mit entsprechenden Ausgängen 52 des Decodierzählers 51 verbunden sind. Der Decodierer 54 hat mehrere Ausgänge 55, deren Anzahl gleich dem Frequenzteilungsverhältnis des Frequenzteilers 33 ist. So hat der Decodierer 54 z. B. fünf Ausgänge 55* Diese sind mit einer Stellwiderstandsgruppe 56 verbunden. Dioden 57 sind am einen Anschluß mit verschiebbaren Kontakten (Schleifern) der Steilwiderstandsgruppe 56 und am anderen Anschluß mit einem Widerstand 58 und einem Verstärker 59 verbunden. Ein Pulsbreitenregler 60, z. B. ein Univibrator, ist an den Verbindungspunkt zwischen dem ersten Widerstand 56a der Steilwiderstandsgruppe 56 und dem ersten Ausgang 55a des Decodierers 54 geschaltet. Der Verstärker 59 erzeugt ein Ausgangssignal gemäß Fig. 7b, wenn dem Eingang 50 des Decodierzählers 51 ein Eingangssignal gemäß Fig. 7a, d. h. das Ausgangssignal (b) von Fig. 5 des Signalformers 32, zugeführt wird. Dieses Ausgangssignal erscheint als einstellbares Stufen- oder Treppensignal gemäß Fig. 7b, wenn die Widerstandswerte der einzelnen Widerstände der Stellwider stands gruppe 56 geeignet geändert werden. Dieses einstellbare Stufenausgangssignal ist dazu bestimmt, die Nichtlinearität des Ausgangssignals A des photoelektrischen Umsetzers 34 gemäß Fig. 3a zu kompensieren.

Gemäß Fig. 3c hat das Ausgangssignal A des photoelektrischen Umsetzers 34 einen Pegel von 100 % (relativer Pegel), wenn Licht von dem Teil der Vorlage reflektiert wird, dessen Reflexionsfaktor to 0 % ist. Die Stufe a in Fig. 7b wird als Bezugs- oder Nullpegel angenommen und entspricht dem Aus-

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gangssignalpegel von A = 100 %. Der Pegel des Ausgangssignals A ist 50 %, venn der Reflexionsfaktor *? 30 % ist. Die Stufe b von Fig. 7b hat einen Pegel von 50 % entsprechend dem Ausgangssignalpegel A= 50 %. Gleichermaßen haben die Stufen c, d und e Pegel von 70 %, 80 % und 90 % entsprechend den Ausgangssignalpegeln von A = 30 %, A = 20 % und A= 10 %, die erhalten verden, venn die Reflexionsfaktoren \n 40 %, 60 % und 80 % sind. Eine Vorspannung Z von 10 % vird an sämtliche Stufen dieses Stufenausgangssignals angelegt, so daß die Stufen e, d, c, b und a in Fig. 7b Amplituden von 100 % bzv. 90 % bzv. 80 % bzv. 60 % bzv. 10 % haben. Begrenzungspegel für das so erhaltene Stufenausgangssignal sind bei A, B, C, D, E und F dargestellt. Es ist ersichtlich, daß im Bereich zvischen Stufe a und Stufe e im Fall des Begrenzungspegels A eine Impulsbreite von 100 %, im Bereich zvischen Stufe b und Stufe c im Fall des Begrenzungspegels B eine Impulsbreite von 80 %, zvischen Stufe c und Stufe e im Fall des Begrenzungspegels C eine Impulsbreite von 60 %, zvischen Stufe d und Stufe e im Fall des Begrenzungspegels D eine Impulsbreite von 40/6, im Bereich der Stufe e im Fall des Begrenzungspegels E eine Impulsbreite von 20 % und im Fall des Begrenzungspegels F keine Impulsbreite vorhanden ist. Daraus folgt, daß der Frequenzteiler 33 auch als Kompensationsglied für die Nichtlinearität des photoelektrisch umgesetzten Ausgangssignals A virkt und das Ausgangssignal des Frequenzteilers einen Verlauf gemäß (f) in Fig. 5 hat.

Das Ausgangssignal des photoelektrischen Umsetzers 34, der aufeinanderfolgende Teile des auf der Vorlage 22 befindlichen Bildes photoelektrisch umsetzt, hat einen Verlauf gemäß (e) in Fig. 5, und es ist ersichtlich, daß der

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Signalpegel in Abhängigkeit vom Peflexionsfaktor 57 der aufeinanderfolgenden Teile der Vorlage 22 änderbar ist. Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 33 und das des photoelektrischen Umsetzers 34 werden von der Kombinationsschaltung 35 miteinander verknüpft, und das zusammengesetzte Ausgangssignal der Kombinationsschaltung 35 hat den Verlauf (g) von Fig. 5. Dieses zusammengesetzte Signal (g) vird dem Begrenzer 36 zugeführt, dessen Begrenzungspegel X-X ist, und der oberhalb dieses Begrenzungspegels X-X liegende Signalteil vird vom Verstärker 37 verstärkt, so daß ein Signal (h) von Fig. 5 erhalten wird. Die Pulse dieses verstärkten Signals (h) haben unterschiedliche Pulsbreiten in Abhängigkeit vom Reflexionsfaktor i) der verschiedenen Teile des auf der Vorlage 22 befindlichen Bildes.

Das Signal (h) von Fig. 5 und das Ausgangssignal (b) des Signalformers 32 werden dem UND-Glied 38 zugeführt zum Erzeugen eines Signals (i) von Fig. 5. Dieses Ausgangssignal des UND-Gliedes 38 wird durch die !Combinations schaltung 40 mit dem Ausgangssignal (d) von Fig. 5 des Sägezahngenerators 39, das mit 'dem Ausgangssignal des Frequenzteilers 33 synchron ist, verknüpft, und das so erhaltene zusammengesetzte Signal wird verstärkt zum Erhalt eines Ausgangssignals (j) von Fig. 5· Dieses Signal wird den Ladeelektroden 8a und 8b (Fig. 1) zugeführt zum Erhalt von Aufzeichnungspunkten 15 einer Dichte, die mit der Breite des Abtastzeilenabstands W (Fig. 2) änderbar ist.

Gemäß Fig. 2 werden auf das Aufzeichnungsblatt 14 keine Tintentröpfchen 7 aufgebracht, wenn ein weißer Teil der

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Vorlage 22 abgetastet wird. Beim Abtasten eines Bildteils mit einem Reflexionsfaktor η von 80 % wird innerhalb des Abtastzeilenabstands W ein Aufzeichnungspunkt 15 aufgezeichnet, und der weiße Teil des aufgezeichneten Bildteils nimmt etwa 80 % des Abtastzeilenabstands W ein. Beim Abtasten eines Bildteils mit einem Reflexionsfaktor η von 60 % werden zwei Aufzeichnungspunkte 15 aufgezeichnet, und beim Abtasten eines Bildteils mit einem Reflexionsfaktor η von 0 % werden fünf Aufzeichnungspunkte 15 aufgezeichnet.

Gemäß der Erfindung wird also das Ausgangssignal der Kompensationsschaltung geändert zur Kompensation der Nichtlinearität des durch photoelektrisches Umsetzen aufeinanderfolgender Teile einer Bildvorlage erhaltenen Bildsignals, so daß die Anzahl der Aufzeichnungspunkte im Abtastzeilenabstand W in Abhängigkeit von der relativen Dichte der aufeinanderfolgenden Teile des Bildes der Vorlage änderbar ist. Somit ist die scheinbare Größe der Abtastzeile änderbar, und die Wiedergabe von Tönen mehrerer Stufen ist in beständiger und zuverlässiger Weise erreichbar. Bei der oben erläuterten Ausführungsform hat das wiedergegebene Bild einschließlich des weißen Teils sechs Tonstufen. Diese Ausführungsform der Erfindung ist zwar zufriedenstellend für die Wiedergabe von graphischen Darstellungen und Zeichnungen, sie erfüllt jedoch noch nicht vollständig die an die Wiedergabe einer Vorlage, z. B. einer Photographic mit feineren Halbtönen, zu stellenden Anforderungen.

Fig. 8 ist das Blockschaltbild einer weiteren. Ausführungsform der Erfindung zur Wiedergabe einer derartigen Vorlage mit besserer Wiedergabegüte.

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Ein geeignetes, ζ. B. sinusartiges, Rechteck- oder Dreiecksignal vird einem Begrenzungspegelsteller 41 zugeführt, der so aufgebaut ist, daß der Begrerizungspegel eines Begrenzers 36 auf jeden gewünschten Pegel Über und unter einer· Linie /'-Y¹ (Fig. 9(k)) änderbar ist. Das durch Begrenzen des Eingangssignals auf einen Begrenzungspegel von z. B. Y-if erhaltene Ausgangssignal des Begrenzers 36 vird von einem Verstärker 37 verstärkt, so daß ein Signal ( L) von Fig. 9 erhalten vird. Dieses verstärkte Signal (£) und das Ausgangssignal (b) von Fig. 5 eines Signalformers 32 verden einem UND-Glied 38 zugeführt, und dann vird dessen Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal (d) von Fig. 5 eines Sägezahngenerators 39 verknüpft, so daß ein Signal (m) von Fig. 9 erhalten vird. Dieses Signal (m) hat einen pulsfreien Teil 61 und unterscheidet sich vom Pulssignal (i) von Fig. 5, das zum Laden der Tintentröpfchen 7 benutzt vird. Dieser pulsfreie Teil 61 tritt aufgrund der Frequenz- und der Phasendifferenz zvischen dem Ausgangssignal (b) von Fig. 5 des Signal-, formers 32 und dem Ausgangssignal des Begrenzungspegelstellers 41 auf.

Elektrisch übt dieser pulsfreie Teil 61 die Funktion des in der Photographie benutzten Kontaktrasters aus, durch den in viedergegebenen Bildteilen feinere Halbtöne und somit gleichmäßigere Änderungen der relativen Dichte erzielt verden.

Die beiden bisher ,erläuterten Ausführungsformen beziehen sich auf den Fall, daß sich die Aufzeichnungsdichte oder die Anzahl Aufzeichnungspunkte in der Breite des Abtastzeil enabstands ¥ ändert. Die Aufzeichnungsdichte der gleichen Abtastzeile ist jedoch änderbar durch Ändern der Anzahl von Aufzeichnungspunkten innerhalb des Punktabstands.

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Eine nach diesem Prinzip arbeitende weitere Ausfiihrungsform der Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 10-15 erläutert.

Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen den aus der Düse gespritzten Tintentröpfchen 7 und den Informationssignalimpulsen zum Laden dieser Tintentröpfchen 7. Gemäß Fig. 10(a) werden innerhalb eines Frequenzteilerintervalls T N (N = 7) Tintentröpfchen 7 aus der Düse 1 gespritzt. Gemäß Fig. 10(b) treten synchron mit der Abgabe der sieben Tintentröpfchen 7 aus der Düse 1 sieben Nutzsignale auf. Wenn die Signale (b) zum Laden der Tintentröpfchen 7 benutzt werden, werden sämtliche■Tintentröpfchen 7 geladen und auf das Aufzeichnungsblatt 14 aufgebracht zur Bildung der Aufzeichnungspunkte 15·

Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen der Anzahl N der im Zeitintervall T auftretenden Informationssignalimpulse zum Laden der Tintentröpfchen 7 und der Anzahl von Aufzeichnung spunk ten 15. Gemäß Fig. 11 ist P der Abstand zwischen den aufgezeichneten Punkten, wenn die Informationssignalimpulse in Zeitintervallen von N Signalen zugeführt werden. Aus Fig. ll(a) ist ersichtlich, daß mit N= 1 benachbarte Aufzeichnungspunkte 15 ohne Überlappung aufgezeichnet werden. Mit steigender Anzahl N der Informationssignalimpulse von 2 bis 7 erhöht sich die Anzahl von einander überlappend aufgezeichneten Aufzeichnungspunkten 15 fortlaufend, wie aus Fig. ll(b)-(g) ersichtlich ist. Der durch das zweite Signal in Fig. ll(b) aufgezeichnete Punkt ist in bezug auf den durch das erste Signal in Fig. 11(a) aufgezeichneten

Punkt um -=· versetzt., der durch das dritte Signal in Fig. 11(c) aufgezeichnete Punkt ist in bezug auf den durch das zweite Signal in Fig. il(b) aufgezeichneten

Punkt ebenfalls um -j versetzt usw.

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Fig. 12 zeigt ein tatsächlich aufgezeichnetes Bild. Die Figur zeigt die Beziehung zwischen der Anzahl N von Informationssignalimpulsen und der Abtastzeilendichte n_f wodurch sich die Anzahl Abtastzeilen pro mm ergibt. Fig. 13 zeigt die Bilddichte und Abtastzeilengröße in bezug auf die Anzahl N von Informationssignalimpulsen. Aus Fig. 13 ist ersichtlich, daß sovohl die Größe der Abtastzeile als auch die Bilddichte mit steigender Anzahl N von Informationssignalimpulsen zunehmen.

Fig. 12 ist das Blockschaltbild einer für diese Aufzeichnungsart geeigneten Ausführungsform der Erfindung. Ein Oszillator 71 erzeugt ein z. B. sinusartiges Ausgangssignal (a) in Fig. 15, und dieses Ausgangssignal wird verstärkt und dem auf der Düse 1 angeordneten Wandler 3 (Fig. 1) zugeführt. Ein Signalformer 72, z. B. ein Schmitt-Glied, ist mit dem Oszillator 71 verbunden zum Formen des Ausgangssignals des Oszillators 71 mit vorgegebener Pulsbreite. Das Ausgangssignal dieses Signalformers 72 hat den Verlauf (b) in Fig. 15- Dieses Signal wird einem Frequenzteiler 73 zugeführt, der die Frequenz des Eingangssignals in i teilt gemäß dem Verlauf (c) in Fig. 15 entsprechend dem Zeitintervall T von Fig. 10.

Ein Sägezahngenerator 74 erzeugt synchron mit dem Frequenzteilungsintervall T des Frequenzteilers 73 ein Sägezahnsignal (d) in Fig. 15. Anstelle des Sägezahngenerators kann auch ein Dreiecksignalgenerator oder ein Stufensignal gener a tor benutzt verden. Ein photoelektrischer Umsetzer 75 erzeugt Ausgangssignale (e) von Fig. 15 mit unterschiedlichen Amplituden, die der relativen Dichte

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von Teilen eines auf einer Vorlage 22 befindlichen Bildes proportional sind. Beim Signalverlauf 15(e) wird angenommen, daß das auf der Vorlage 22 befindliche Bild vier Dichtepegel von ·», ■», «und 4 hat. Eine Kombinationsschaltung 76 verknüpft das Ausgangssignal des photoelektrischen Umsetzers 75 mit dem Ausgangssignal des Sägezahngenerators 74, so daß ein zusammengesetztes Signal (f) von Fig. 15 erhalten vlrd. Das Ausgangssignal der Kombinationsschaltung 76 wird von einem Begrenzer mit einem Begrenzungspegel X-X gemäß Fig. 15(f) begrenzt, und der über diesem Begrenzungspegel liegende Signalteil wird von einem Verstärker 78 verstärkt zur Gewinnung eines Signals (g) in Fig. 15· Das Ausgangssignal des Verstärkers 78 und das des Signalformers 72 werden einem UND-Glied 79 zugeführt, und dessen Ausgangssignal wird verstärkt zum Erhalt eines Signals (h).von Fig. 15. Dieses Signal wird den Ladeelektroden 8a und 8b gemäß Fig. 1 zugeführt, so daß die aus der Düse 1 gespritzten Tintentröpfchen 7 in Abhängigkeit vom Bildinformationssignal geladen werden können. Da die Anzahl der Pulse im Bildinformationssignal proportional zur relativen Dichte aufeinanderfolgender Teile des Bildes auf der Vorlage 22 geändert wird, kann die relative Dichte der aufeinanderfolgenden Teile des Bildes als Änderungen der Größe der Abtastzeile und der Bilddichte wiedergegeben werden (Fig. 12 und 13).

Fig. 11 veranschaulicht den Fall, daß benachbarte Aufzeichnungspunkte einander berühren, wenn die Anzahl N der im Zeitintervall T auftretenden Informationssignalimpulse Eins (N = 1) ist; diese Punkte können einander jedoch überlappen oder voneinander beabstandet sein. Unbeschadet einer geringfügigen Änderung des Abstands P zwischen den Aufzeichnungspunkten tritt keine merkliche Änderung der Aufzeichnung ein.

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Claims

Patentansprüche

1. Bildviedergabevorrichtung, mit einem Bildsignalerzeuger Z₁Um Erzeugen eines Bildsignals mit Komponenten entsprechend der relativen Dichte aufeinanderfolgender Teile eines aufzuzeichnenden Bildes auf einer Vorlage, mit einer Düse zum Ausspritzen von Tintentröpfchen vorgegebener Größe entsprechend der Betriebsperiode eines auf der Düse angeordneten Schwingers, mit einer Ladeeinrichtung zum Laden der aus der Düse gespritzten Tintentröpfchen und mit einer Ablenkeinrichtung zum Ablenken der geladenen Tintentröpfchen aus deren Flugbahn in Abhängigkeit von der Ladung der Tintentröpfchen,

gekennzeichnet durch einen Signalgenerator zum Erzeugen eines synchron mit der Abgabe von Tintentröpfchen (7) aus der Düse (1) auftretenden Signals; einen Frequenzteiler (33) zum Teilen der Frequenz des synchron mit den Tintentröpfchen (7) erzeugten Signals zum Bestimmen der Höchstanzahl von innerhalb des Frequenzteilungsintervalls abzugebenden Tintentröpfchen (7); und

einen Umsetzer (34) zum Umsetzen der innerhalb des FrequenzteilungsintervalIs auftretenden Impulse in der relativen Dichte aufeinanderfolgender Teile des Bildes entsprechende Impulse bei Zuführung der Bildsignalkomponenten und des Ausgangssignals des Frequenzteilers (33), wobei die Ladeeinrichtung (8a, 8b) an den Ausgang des Umsetzers (34) angeschlossen ist.

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2. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsignalerzeuger (31, 32) einen Fühler für die relative Dichte der aufeinanderfolgenden Teile der Vorlage (22) und eine Kompensationsschaltung zum Umsetzen des Ausgangssignals des Fühlers in ein Signal aufweist, das genau die relative Dichte der aufeinanderfolgenden Teile der Vorlage (22) wiedergibt.

3. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsignalerzeuger (31, 32) einen photoelektrischen Umsstzer (34) zum Erfassen von von der Vorlage (22) reflektiertem Licht mittels eines Fühlers und eine Kompensationsschaltung zur Kompensation der Nichtlinearität des Ausgangssignals des photoelektrischen Umsetzers (34) hat.

4. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Entfernen von einer bestimmten Anzahl Tintentröpfchen (7) entsprechenden Signalen aus denjenigen Signalen, die den durch die Ladeeinrichtung (8a, ob) zu ladenden Tintentröpfchen

(7) entsprechen.

5. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ändern der Aufzeichnungsdichte von auf einer Abtastzeile aufgezeichneten Aufzeichnungspunkten (15) in bezug auf deren Abstand (P) in Abhängigkeit von der relativen Dichte der aufeinanderfolgenden Teile der Vorlage (22).

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6. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ändern der Anzahl . von einander überlappend auf einer Abtastzeile aufzuzeichnenden Tint en tröpfchen (7). in Abhängigkeit von der relativen Dichte der aufeinanderfolgenden Teile der Vorlage (22).

7· Bildwiedergabevorrichtung mit einer Düse zur Abgabe von Tintentröpfchen synchron mit der Erzeugung eines Signals durch einen Signalerzeuger und mit einem Frequenzteiler zum Teilen der Frequenz des Ausgangssignals des Signalerzeugers,
gekennzeichnet durch eine Kompensationsschaltung zur Kompensation des Ausgangssignals eines die relative Dichte aufeinanderfolgender Teile einer ein Bild aufweisenden Vorlage (22) erfassenden Umsetzers (34) und Erzeugen eines Stufen- oder Treppensignals mit gleicher Frequenz wie das Ausgangssignal des Frequenzteilers (33) durch Zuführung des synchron mit der Abgabe der Tintentröpfchen (7) erzeugten Signals;

einen Begrenzer (36) zum Begrenzen des Ausgangssignals der Kompensationsschaltung und Umsetzen des begrenzten Signals in Impulse, die die Anzahl von Tintentröpfchen ~(7) darstellen, die auf den Bereich innerhalb des Abtastzeilenabstands (W) oder des Aufzeichnungspunktabstands (P) aufzubringen sind;

und eine Kombinationsschaltung (35) zum Verknüpfen des Ausgangssignals des Begrenzers (36) mit einem mit dem Ausgangssignal des Frequenzteilers (33) synchronen Sägezahnimpuls zum Erzeugen eines Ausgangssignals zum Laden der Tintentröpfchen (7).

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