DE3806935A1 - Drucker - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht von einem Drucker gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.
Ein derartiger Drucker in der Ausführung eines
Thermodruckers ist durch die DE-A-33 09 328 bekannt.
Beim Druck einer Rasterlinie werden die Heizelemente des
Thermodruckkopfes in zwei zeitlich aufeinanderfolgenden
Abschnitten angesteuert, wobei benachbarte Heizelemente
niemals gleichzeitig vom Heizstrom durchflossen werden.
Dadurch wird verhindert, daß benachbarte Bildpunkte
durch wärmemäßiges Übersprechen ineinanderlaufen. Durch
ein Variieren der Heizströme sind die Bildpunkte in
ihrer Größe veränderbar. Der Variationsbereich der
Bildpunktgröße ist auf den Teilungsabstand der
Heizelemente beschränkt. Bei den heutzutage üblichen
Thermodruckköpfen mit einer Teilung von 12 bis 16
Heizelementen pro Millimeter ist die mögliche Variation
der Bildpunktgröße relativ gering im Hinblick auf eine
kontrastreiche Grau- bzw. Farbabstufung.
Das Prinzip des Rasterdrucks ist hinreichend aus der
Druckereitechnik bekannt. Auch dort wird durch
tonwertmäßig abgestufte, unterschiedliche
Flächenausdehnung der Rasterpunkte eine Halbtonwirkung
vorgetäuscht. Dieses beruht darauf, daß die Rasterpunkte
in ihrer geringen Ausdehnung und Dichte vom menschlichen
Auge nicht mehr einzeln wahrgenommen werden können. Auf
diesem beschränkten Auflösungsvermögen des menschlichen
Auges beruhen auch die in der Druckereitechnik
verwendeten Rasterweiten, die z.B. bei einer gehobenen
Standardqualität sechzig Linien pro Zentimeter bzw.
sechs Linien pro Millimeter beträgt, wobei die
Rasterpunkte in Linienrichtung im gleichen Abstand
angeordnet sind (Erhard D. Stiebner u.a., Drucktechnik
heute, 1985, Verlag F.Bruckmann KG, München, ISBN
3-7654-1951-6, Seite 84).
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Drucker
der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei genügend
hoher Auflösung eine kontrastreiche Grau- bzw.
Farbabstufung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte
Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes auf.
Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß bei der Verwendung eines
handelsüblichen, zeilenbreiten Druckkopfes der durch den
Teilungsabstand der Druckelemente gegebene Rasterabstand
verdoppelt wird, ohne die Auflösung spürbar zu
verschlechtern. Der dadurch verdoppelte Abstand der
Bildpunkte untereinander ermöglicht eine entsprechende
Variation der Bildpunktfläche bis zur doppelten Größe
eines Druckelements. Gemäß den Ansprüchen 3 bis 5 wird
den Druckelementen die jeweilige Energie in mehreren
Schritten unterschiedlichen Energiegehalts zugeführt.
Dieses erfolgt vorzugsweise in der Zeit eines
Rasterlinienvorschubs des Aufzeichnungsträgers. Das
Prinzip ist bei allen Druckern anwendbar, bei denen über
die Energiezufuhr zu den Druckelementen die
Bildpunktgröße beeinflußbar ist.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in
Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines
Thermodruckers mit einem zeilenbreiten
Thermodruckkopf und einem entsprechenden
Thermofarbband in Perspektive;
Fig. 2 ein Papierblatt, das mit dem Drucker von Fig. 1
gemäß der Erfindung mit kleinen Bildpunkten
bedruckt ist, unmaßstäblich;
Fig. 3 in Form eines Diagramms die von einem
Heizelement abgegebene größte und kleinste
Wärmemenge in Abhängigkeit von der Ansteuerung;
Fig. 4 ein Diagramm der Wärmeverteilung im
Thermofarbband des Druckers gemäß Fig. 1
zwischen der niedrigsten und der höchsten
zugeführten Wärmemenge und
Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt des Papierblattes
gemäß Fig. 2 mit schematischer Darstellung der
Bildpunkte in Ringform, der die Veränderung der
Bildpunktflächen bei niedriger und bei hoher
Wärmemengenzufuhr zeigt.
Fig. 1 zeigt in einer auf das Wesentliche beschränkten
Prinzipdarstellung einen an sich bekannten Thermodrucker
mit einem zeilenbreiten Thermodruckkopf 1 in
Perspektive. Der Thermodruckkopf 1 hat an seiner einen
Gegendruckwalze 2 zugewandten Stirnseite über die
Schreibbreite eine Vielzahl eng benachbarter, in einer
Linie angeordneter Heizelemente. Diese sind in bekannter
Weise über elektronische Ansteuerschaltungen individuell
an eine Stromquelle anschaltbar. Dabei ist die den
einzelnen Heizelementen zuführbare Energiemenge variabel
entsprechend der gewünschten Bildpunktgröße, wie es z.B.
in der DE-A-33 09 328 beschrieben ist. Zwischen der
Gegendruckwalze 2 und dem Thermodruckkopf 1 ist ein
Papierblatt 3 und ein zeilenbreites Thermofarbband 4
hindurchgeführt. Beide werden während des Druckes
synchron und kontinuierlich zwischen dem Druckkopf 1 und
der Walze 2 hindurchbewegt. Während dieses Durchlaufs
gibt das Thermofarbband 4 an den durch die Heizelemente
erwärmten Stellen seine Farbbeschichtung an das
Papierblatt 3 ab.
Fig. 2 zeigt ein Papierblatt 3, das in vorstehender
Weise in Pfeilrichtung mit kleinen, in einem Raster
angeordneten Bildpunkten BP bedruckt worden ist. Die
Bildpunkte BP sind zur Grauabstufung in der Größe
variabel. Die Darstellung der Bildpunkte BP in Größe und
Abstand zueinander ist gegenüber den Abmessungen des
Papierblattes 3 aus Gründen der besseren Übersicht stark
vergrößert. Dem Bildpunktraster liegt ein
Teilungsabstand TA der Heizelemente des
Thermodruckkopfes 1 zugrunde, aus dem sich durch
Verdoppeln der Abstand PA der Bildpunkte BP in einer
Rasterlinie RL ergibt. Wie Fig. 2 erkennen läßt, sind
die Bildpunkte BP mit relativ großem Abstand zueinander
weitgehend gleichmäßig über die Oberfläche des
Papierblattes 3 verteilt. Dieses wird dadurch erreicht,
daß beim Druck aller ungeradzahligen Rasterlinien RL nur
die Heizelemente ungerader Ordnungszahl ansteuerbar
sind, während beim Druck aller geradzahligen
Rasterlinien RL nur die Heizelemente gerader
Ordnungszahl ansteuerbar sind. Eine optimale Verteilung
der Bildpunkte BP über die Fläche wird erreicht, wenn
der Schrägabstand SA zweier benachbarter Bildpunkte BP,
die zu benachbarten Rasterlinien RL gehören, gleich dem
Abstand PA der Bildpunkte BP in einer Rasterlinie RL ist.
Durch das wechselweise Aufteilen der möglichen
Bildpunkte BP auf zwei Rasterlinien RL wird die bisher
auf die Größe eines Heizelements beschränkte maximale
Bildpunktfläche verdoppelt. Zwar verringert sich dadurch
die Bildauflösung um die Hälfte, doch hat dieses - wie
eingangs dargelegt - bei Verwendung eines
handelsüblichen Thermodruckkopfes mit z.B. 12
Heizelementen pro Millimeter keine spürbare Auswirkung.
Demgegenüber ist durch die jedem Bildpunkt zur Verfügung
stehende Fläche eine optimale Grauabstufung vom kaum
sichtbaren Punkt bis zur doppelten Fläche eines
Heizelements möglich.
In Anlehnung an die in der Druckereitechnik übliche
Grauskala nach DIN 16543 stehen dreizehn gleichmäßig
abgestufte Energiewerte zur Ansteuerung der Heizelemente
zur Wahl. Dieses wird dadurch ermöglicht, daß die zur
Ansteuerung der Heizelemente pro Rasterzeile zur
Verfügung stehende Zeit in vier Zeitabschnitte
unterteilt ist. Jeder Zeitabschnitt repräsentiert einen
anderen Energiewert, z.B. in Form von unterschiedlich
langen Stromimpulsen. Das Verhältnis der Energie der
Impulse beträgt 6:5:4:3. Dieses Schema ermöglicht
durch Kombination der vier Impulse dreizehn gleichmäßig
gestufte Werte von 3/15 bis 15/15 im Abstand von 1/15.
Außerdem ist eine relativ gleichmäßige Verteilung der
jeweils zugeführten Energie über die Gesamtzeit der
Ansteuerung gegeben.
Fig. 3 zeigt in Form eines Diagramms die von einem
Heizelement abgegebene Wärmemenge Q in Abhängigkeit von
der Ansteuerung. Unterhalb des Diagramms sind über eine
Ansteuerzeit von 2 ms die vier im Verhältnis
6:5:4:3 gestuften, einzeln und in Kombination zur
Verfügung stehenden Impulse I bis IV dargestellt, die
jeweils einem Zeitabschnitt von 0,5 ms zugeordnet sind.
Innerhalb der zur Ansteuerung der Heizelemente zur
Verfügung stehenden Zeit von 2 ms wird der
Thermodruckkopf über die zugehörige Elektronik viermal
nacheinander geladen, wobei jeweils die Impulse I bis IV
nacheinander angeboten werden. Durch eine bei
Thermodruckern übliche Auswahlschaltung werden die
Heizelemente entsprechend dem detektierten Grauwert
einer Vorlage mit keinem, einem oder einer Kombination
aus den vier Impulsen I bis IV belegt. Zur
Veranschaulichung des zuvor Gesagten zeigt das Diagramm
der Fig. 3 zwei Kurvenzüge, deren eingeschlossene
Flächen die Wärmemenge Q min (kreuzschraffiert) bzw.
Q max (schrägschraffiert) darstellen, die von einem
Heizelement abgegeben wird, wenn letzteres nur durch den
Impuls IV bzw. durch die Kombination aller Impulse I bis
IV erregt wird. Zwischen diesen beiden Werten liegen die
übrigen in gleichmäßiger Abstufung.
Die vom einzelnen Heizelement abgegebene Wärmemenge Q
bestimmt die Größe des jeweiligen Bildpunktes BP vom
kaum sichtbaren Punkt bis zur doppelten Abmessung eines
Heizelements, wie die Darstellungen der Fig. 4 und 5
veranschaulichen. Fig. 4 zeigt in einer Kurvenschar die
Verteilung der Wärme zwischen zwei gleichartig
angesteuerten Heizelementen HE (x+1) und HE (x+3)
ungerader Ordnungszahl. Fig. 5 zeigt einen vergrößerten
Ausschnitt des Papierblattes 3 von Fig. 2. Die
jeweiligen Bildpunkte BP sind schematisch durch
Temperaturringe dargestellt, die die Veränderung der
Bildpunktfläche BP min bzw. BP max bei niedriger und
bei hoher Wärmemengenzufuhr veranschaulichen. Die
Wärmekurven der Fig. 4 entsprechen den dreizehn
möglichen Energiestufen, mit denen die Heizelemente HE
angesteuert werden können. Die Linie Q s zeigt die
Wärmemenge an, bei der sich die Farbschicht vom Träger
des Thermofarbbandes 4 (Fig. 1) löst. Bei zunehmender
Wärmemenge Q wird die Fläche des über Q s erwärmten
Farbbandes 4 und damit die Größe des Bildpunktes oder
der Bildpunkte BP immer größer, bis gemäß Fig. 5 bei
einer Wärmemenge Q max benachbarte Bildpunktbereiche
berührt oder sogar teilweise überdeckt werden. Die ovale
Form der Bildpunkte BP in Fig. 5 ist einerseits durch
die vorzugsweise rechteckigen Abmessungen der
Heizelemente aber auch durch den kontinuierlichen
Vorschub des Papierblatts 3 während des Druckvorgangs
bedingt.
Das vorbeschriebene Prinzip läßt sich bei allen Druckern
anwenden, bei denen für die Erzeugung der Bildpunkte
variable Energiewerte bereitgestellt werden. Dies trifft
beispielsweise zu für die Steuerung der Lichtventile
eines elektro-optischen Druckers.
Claims (7)
1. Drucker, der eine Papiertransportvorrichtung und
einen Druckkopf mit einer Vielzahl eng benachbarter, in
einer Linie angeordneter, elektrisch ansteuerbarer
Druckelemente enthält, bei dem abwechselnd die
Druckelemente ungerader Ordnungszahl und die
Druckelemente gerader Ordnungszahl oder umgekehrt
jeweils mit variabler Energie ansteuerbar sind, die den
Grauwerten der Bildinformation entsprechen, wobei die
Grauwerte durch unterschiedlich große Bildpunkte
dargestellt werden, dadurch
gekennzeichnet, daß das Papier (3)
zwischen der Ansteuerung der ungeradzahligen und
geradzahligen Druckelemente oder umgekehrt um den
Abstand einer Rasterlinie (RL) weiterbewegt wird und daß
einem Druckelement maximal so viel Energie zugeführt
wird, daß die Fläche des gedruckten Bildpunktes (BP)
etwa doppelt so groß wird wie die Fläche eines
Druckelements ist.
2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Papiervorschub so gewählt ist, daß der Schrägabstand
(SA) zwischen den von benachbarten Druckelementen
erzeugten Bildpunkten (BP) in aufeinanderfolgenden
Rasterlinien (RL) gleich dem doppelten Teilungsabstand
(TA) der Druckelemente ist.
3. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
den Druckelementen die Energie in mehreren zeitlich
aufeinanderfolgenden Abschnitten zugeführt wird.
4. Drucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die den einzelnen Abschnitten zugeordnete Energie
verschieden groß ist und daß die einzelnen Abschnitte
miteinander kombinierbar sind.
5. Drucker nach Anspruch 1 mit einem kontinuierlichen
Papiervorschub, dadurch gekennzeichnet, daß die
Energiezufuhr während der Zeit des Papiervorschubs um
eine Rasterlinienbreite erfolgt.
6. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Drucker ein
Thermodrucker ist und die Druckelemente elektrisch
ansteuerbare Heizelemente sind.
7. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Drucker ein
elektro-optischer Drucker ist und die Druckelemente
elektrisch ansteuerbare Lichttore sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |