EP0535769B1 - Verfahren zur Kompensation von Widerstandstoleranzen beim Drucken eines Mehrtonbildes - Google Patents

Verfahren zur Kompensation von Widerstandstoleranzen beim Drucken eines Mehrtonbildes Download PDF

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EP0535769B1
EP0535769B1 EP92250270A EP92250270A EP0535769B1 EP 0535769 B1 EP0535769 B1 EP 0535769B1 EP 92250270 A EP92250270 A EP 92250270A EP 92250270 A EP92250270 A EP 92250270A EP 0535769 B1 EP0535769 B1 EP 0535769B1
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EP
European Patent Office
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optical density
value
resistance
available
tone
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP92250270A
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English (en)
French (fr)
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EP0535769A1 (de
Inventor
Raimund Nisius
Friedrich-Wilhelm Drees
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Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Publication date
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Publication of EP0535769B1 publication Critical patent/EP0535769B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/52—Arrangement for printing a discrete number of tones, not covered by group B41J2/205, e.g. applicable to two or more kinds of printing or marking process

Definitions

  • the invention relates to a method for compensating the resistance tolerances when printing a multi-tone image with a printing device which has printing elements arranged in a row.
  • the invention is particularly suitable for thermal printing recorders in which color particles are transferred to or into a call drawing medium from an ink ribbon.
  • recording data are generally converted into printing pulses which have a pulse width corresponding to the tone levels for the supply to suitable heating resistors.
  • This process controls the amount of toner transferred from a toner film to effect the recording of a desired density.
  • the heating resistors are heated to selected temperatures by supplying pressure pulses based on the sound data. However, if there are differences in the resistance values between the heating resistors, the heating resistors are heated to different temperatures even if their pressure pulses are the same Pulse width can be supplied. As a result, the recorded image shows density irregularities, and thus a low quality recording.
  • heating resistors deteriorate and resistance values increase over time. If no measures are provided in the thermal head or in the housing of the recording device to compensate for the deterioration of the heating resistors, the thermal head is no longer usable if the resistance value increases by approximately 10%.
  • a thermal pressure recording device with multi-tone reproduction which, in addition to a thermal head with a number of heating resistors arranged in a row, means for measuring the resistance of each individual heating element and a compensation memory for storing information for use in the compensation of sound data which indicate the tone levels of points to be recorded as a function of the resistance values of the heating resistors for recording the points.
  • the information stored in the compensation memory is variable with the resistance values measured by the measuring device at selected times.
  • the means for driving the heating resistors are suitable for reference to the information stored in the compensation memory.
  • the compensation memory can be designed to store compensation data, to determine the pulse width to be supplied to each of the heating resistors from the resistance value of each heating resistor and the tone levels indicated by the sound data.
  • the compensation principle implemented in the known multi-tone recording device is fundamentally designed to generate any optical density desired in accordance with image data by analogue color transfer to the recording medium.
  • the invention has for its object to compensate for any resistance tolerances of thermoelectric printing elements in a printing device for printing a multi-tone image with minimal ongoing technical expenditure.
  • this object is achieved by a method according to claim 1.
  • a number of successive resistance ranges is specified once so that the resolution of the human eye is reliably undercut with the call solution, based on the nominal value of the resistance.
  • the resistance value of each pressure element is measured and each pressure element is assigned to one of the resistance ranges.
  • a value is assigned to each required and each available optical density. For each printing element, the difference between the values of the required optical density and the currently available optical density is defined as the mean value deviation.
  • the correspondingly available tone level is selected cyclically for each point to be printed and the mean value deviation for the following pressure point is determined.
  • the sum of the current mean value deviation and the value of the required optical density is formed and this sum is compared with the value of the required optical density.
  • the available tone level is used for printing, the available optical density of which, given the smaller sum, just falls below the required optical density and otherwise just exceeds the required optical density.
  • printing is carried out with the available tone level, the available optical density of which is at most equal to the sum of the deviation from the mean value of the present printing step and the required optical density.
  • the mean value deviation for the following pressure point is determined from the sum minus the value of the available optical density with the associated tone level of which the current point is printed.
  • the essence of the invention is to make targeted use of the integration behavior of the human eye caused by inadequate resolution, in that for each desired, quasi-analogous tone level, an optical mean value is formed by targeted alternative activation of two successive available tone levels, which corresponds to the desired tone level.
  • the pressure elements are preferably pre-aged by applying a predetermined number of pressure pulses before they are measured.
  • all measuring means and means for processing the measured values within the device can be dispensed with, as a result of which the expenditure on device technology is reduced.
  • the printing process is not interrupted by measuring cycles and thus a higher throughput of recording material per unit of time is achieved.
  • the value of the mean value deviation is advantageously adopted in order to achieve the desired edge contrast.
  • FIG. 1 shows this a coordinate system in which energy values E are plotted on the abscissa, which are proportional to the heating time of the corresponding pressure element in terms of resistance.
  • the associated values of the optical density OD are plotted on the ordinate.
  • Three resistance characteristics RU, RN and RO are shown in the coordinate system.
  • the characteristic curve RN represents the nominal resistance of all pressure elements of the thermal head.
  • the characteristic curve labeled RU represents the resistance value of the lower tolerance limit and the characteristic curve RO represents the resistance value of the upper tolerance limit.
  • the following considerations expediently relate to the characteristic resistance RN of the nominal resistance at five tone levels, represented by 5 levels of the associated optical density OD0 (N) to OD4 (N). It is known that starting from the energy value "0" to an energy value E0 (N) for characteristic curve RN, the temperature of the printing element is not sufficient to enable ink transfer; this corresponds to the threshold value of the optical density OD0 (N). Increased energy supply up to the energy value E4 (N) leads to a largely linear increase in the optical density up to its level OD4 (N). Any additional energy supply can no longer be converted into increasing optical density; there is saturation behavior.
  • a pressure element the resistance of which fulfills the conditions of the upper tolerance limit and is therefore to be assigned to the characteristic curve RO, and to which the energy value E4 (N) is supplied in order to generate the optical density OD4 (N) reached the saturation value, but an available optical density OD4 (O), which corresponds to the order of magnitude of the required optical density OD3 (N).
  • k 50 resistance ranges
  • thermal heads whose pressure elements have tolerances of up to ⁇ 20% based on the nominal resistance
  • characteristic curves R1 and R50 of two resistance ranges are given in FIG. 2, which represent the lower tolerance limit, characteristic curve R1, and the upper tolerance limit, characteristic curve R50.
  • the characteristic curves R2 to R49 of the other k-2 resistance ranges would be arranged between the specified characteristic curves R1 and R50.
  • the characteristic curve R1 in FIG. 2 thus corresponds to the characteristic curve RU in FIG. 1 and the characteristic curve R50 in FIG. 2 to the characteristic curve RO in FIG. 1.
  • the associated available optical density VOD is determined for each resistance range R1 to R50 and recorded in a table.
  • the available optical density VOD1 (R1) is, for example, exactly that which arises when an energy value E1 is applied to a pressure element belonging to the resistance range of the characteristic curve R1 and the available optical density VOD2 (R1) is exactly that, which corresponds to the energy value E2 with the same resistance range.
  • the available optical density VOD2 (R1) is just larger than the required optical density OD (TS1) and the available optical density VOD1 (R1) is just smaller than the required optical density OD (TS1). Accordingly, pressure elements which belong to the resistance range of the characteristic curve R1 are alternately acted upon with the energy values E1 and E2 in order to generate pressure points of the optical density OD (TS1). This relationship is indicated in the fourth quadrant of the illustration in FIG. 2 in relation to the required tone level TS1 by two points on the intersection of the lines for the energy values E1 and E2 with the line for the required tone level TS1.
  • two successive energy values En and EN + 1 (0 ⁇ n ⁇ 15) can always be specified, the alternating application of which to the given pressure element is suitable for realizing one of the required tone levels TS1 to TS5.
  • These energy values are exemplified for pressure elements whose resistances belong to the characteristic curve R1 by points on the corresponding intersection points and for pressure elements whose resistances belong to the characteristic curve R50 by crosses.
  • the assignment of the required tone levels TS1 to TS5 to the energy values E1 to E15 are also determined for each resistance range and recorded in a table.
  • the required optical density OD (TS1) is not equal to the mean of the closest available optical densities VOD1 (R1) and VOD2 (R1).
  • an average value deviation MWA is defined for each printing element. The initial value of this mean deviation MWA (0) is zero. While all other process-related variables are defined once and then remain constant, the current mean value deviation MWA (x) for printing step x is constantly updated as the only variable.
  • the mean value deviation MWA (x + 1) for the following printing step x + 1 results from the sum of the mean value deviation MWA (x) of the current printing step x and the value of the currently required optical density GOD minus the value of the available optical density VOD (x +1) whose associated pitch should be printed.
  • MWA (x) is printed with the available tone level whose available optical density VOD just exceeds the sum of the mean value deviation MWA (x-1) and the required optical density GOD.
  • the immediately adjacent available optical densities OD for the values 13 and 14 result in accordance with the energy values E13 and E14.
  • the sequence of the available optical density values for the first ten printing steps x results in 14/13/13/13/14/13/13/14/13/13.
  • the mean value deviation MWA (10) 0; this starts a new cycle of the same sequence.
  • printing is always carried out with the available tone level, the associated available optical density VOD of which has a value which is closest to the currently required optical density GOD and is at most equal to the sum of the mean value deviation MWA (x-1) of the previous printing step and the currently required optical density is GOD.
  • the sequence of the first twelve printing steps is as follows with the same output variables as in the first exemplary embodiment: x 1 2nd 3rd 4th 5 6 7 8th 9 10th 11 12th MWA (x-1) + GOD 13.3 13.6 13.9 14.2 13.5 13.8 14.1 13.4 13.7 14.0 13.3 13.6 VOD 13 13 13 14 13 13 14 13 13 13 MWA (x) 0.3 0.6 0.9 0.2 0.5 0.8 0.1 0.4 0.7 0 0.3 0.6
  • the sequence of the available optical density values VOD for the first ten printing steps x results in 13/13/13/14/13/13/14/13/13/14.
  • the mean value deviation MWA (10) is expected to be zero in this embodiment as well and a new cycle begins.

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Color, Gradation (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein verfahren zur Kompensation der Widerstandstoleranzen beim Drucken eines Mehrtonbildes mit einer Druckeinrichtung, die in einer Reihe angeordnete Druckelemente aufweist. Die Erfindung ist besonders geeignet für Thermodruckaufzeichnungsgeräte, bei denen von einem Farbband Farbteilchen auf bzw. in einen Ruf zeichnungsträger übertragen werden.
  • Bei einer Druckeinrichtung mit Mehrtonwiedergabe werden im allgemeinen Aufzeichnungsdaten in Druckimpulse umgewandelt, die eine der Tonstufen entsprechende Pulsbreite für die Zuführung an geeignete Heizwiderstände aufweisen. Dieser Vorgang steuert den von einem Tonerfilm übertragenen Toneranteil, um die Aufzeichnung einer gewünschten Dichte zu bewirken. Die Heizwiderstände werden durch Zuführung von auf den Tondaten beruhenden Druckimpulsen auf ausgewählte Temperaturen aufgeheizt. Wenn jedoch Unterschiede in den Widerstandswerten zwischen den Heizwiderständen bestehen, werden die Heizwiderstände auf verschiedene Temperaturen aufgeheizt, selbst wenn ihre Druckimpulse mit der gleichen Pulsbreite zugeführt werden. Als Ergebnis zeigt das aufgezeichnete Bild Unregelmäßigkeiten der Dichte und somit eine Aufzeichnung mit geringer Qualität.
  • Solche Unterschiede im Widerstandswert der Heizwiderstände treten jedoch bis zu einem gewissen Grad als unausweichliche Begleiterscheinung auf, da es schwierig ist, die Widerstandswerte der Anzahl von in einer Zeile angeordneten Heizwiderständen gleichförmig zu gestalten. Unter diesen Umständen wird ein mittlerer Widerstandswert für alle Heizwiderstände des Thermokopfes angegeben.
  • Es ist weiterhin bekannt, daß sich Heizwiderstände verschlechtern und die Widerstandswerte im Laufe der Zeit vergrößern. Falls keine Maßnahmen im Thermokopf oder im Gehäuse des Aufzeichnungsgerätes zur Kompensation der Verschlechterung der Heizwiderstände vorgesehen sind, ist der Thermokopf nicht mehr gebrauchsfähig, wenn der Widerstandswert um etwa 10 % ansteigt.
  • Aus der Veröffentlichung DE 38 20 927 ist ein Thermodruckaufzeichnungsgerät mit Mehrtonwiedergabe bekannt, das neben einem Thermokopf mit einer Anzahl von in einer Reihe angeordneten Heizwiderständen Mittel zum Messen des Widerstandes jedes einzelnen Heizelementes und einen Kompensationsspeicher für das Speichern von Informationen zum Gebrauch bei der Kompensation von Tondaten aufweist, die die Tonstufen von aufzuzeichnenden Punkten angeben in Abhängigkeit von den Widerstandswerten der Heizwiderstände zum Aufzeichnen der Punkte. Dabei sind die im Kompensationsspeicher gespeicherten Informationen variabel mit den zu ausgewählten Zeitpunkten durch die Meßeinrichtung gemessenen Widerstandswerten. Die Mittel zum Treiben der Heizwiderstände sind zur Bezugnahme auf die im Kompensationsspeicher gespeicherten Informationen geeignet.
  • Der Kompensationsspeicher kann zur Speicherung von Kompensationsdaten, zur Feststellung der jedem der Heizwiderstände zuzuführenden Pulsbreite aus dem Widerstandswert jedes Heizwiderstandes und dem durch die Tondaten angezeigten Tonstufen ausgebildet sein. Dieses Mehrtonaufzeichnungsgerät ist zwar in der Lage, auf alle Veränderungen hinsichtlich der Heizwiderstände des Thermokopfes sofort zu reagieren, jedoch ist der gerätetechnische Aufwand sehr hoch und es wird zusätzlich Zeit benötigt, um die Widerstandserfassung zwischen den einzelnen Druckvorgängen zu realisieren. Damit verlangsamt sich der Druckvorgang als solcher, was insbesondere bei hohen Auflösungen unerwünscht ist.
  • Das im bekannten Mehrtonaufzeichnungsgerät implementierte Kompensationsprinzip ist grundsätzlich darauf ausgerichtet, jede gemäß Rilddaten gewünschte optische Dichte durch analogwertige Farbübertragung auf den Aufzeichnungsträger zu erzeugen.
  • Aus der Anmeldung DE 40 25 793.2 ist ein Verfahren zum Drucken eines Halbtonbildes bekannt, bei dem durch Referenzmusterzuordnung aus einer geringen Anzahl erforderlicher Tonstufen eine Vielzahl von Stufenwerten erzeugt wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit minimalem laufenden gerätetechnischen Aufwand beliebige Widerstandstoleranzen thermoelektrischer Druckelemente in einer Druckeinrichtung für den Druck eines Mehrtonbildes zu kompensieren.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
  • In Ausgestaltung der Erfindung wird einmalig eine Anzahl aufeinanderfolgender Widerstandsbereiche so vorgegeben, daß mit der Ruflösung, bezogen auf den Nennwert des Widerstandes das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges sicher unterschritten wird. Der Widerstandswert jedes Druckelementes wird gemessen und jedes Druckelement einem der Widerstandsbereiche zugeordnet. Jeder geforderten und jeder verfügbaren optischen Dichte wird je ein Wert zugeordnet. Für jedes Druckelement wird die Differenz aus den Werten der geforderten optischen Dichte und der aktuell verfügbaren optischen Dichte als Mittelwertabweichung definiert.
  • Zyklisch wird zu jedem zu druckenden Punkt in Abhängigkeit vom aktuellen Wert der Mittelwertabweichung die entsprechend verfügbare Tonstufe ausgewählt und die Mittelwertabweichung für den folgenden Druckpunkt ermittelt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Summe aus der aktuellen Mittelwertabweichung und dem Wert der verlangten optischen Dichte gebildet und diese Summe mit dem Wert der verlangten optischen Dichte verglichen.
  • In einem weiteren Schritt wird mit der verfügbaren Tonstufe gedruckt, deren verfügbare optische Dichte bei vorliegender kleinerer Summe die verlangte optische Dichte gerade unterschreitet und anderenfalls die verlangte optische Dichte gerade überschreitet.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird mit der verfügbaren Tonstufe gedruckt, deren verfügbare optische Dichte höchstens gleich der Summe aus Mittelwertabweichung des vorliegenden Druckschrittes und der verlangten optischen Dichte ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Mittelwertabweichung für den folgenden Druckpunkt aus der Summe vermindert um den Wert der verfügbaren optischen Dichte mit deren zugehöriger Tonstufe der aktuelle Punkt gedruckt wird ermittelt.
  • Zusammengefaßt besteht das Wesen der Erfindung darin, das durch mangelhafte Auflösung hervorgerufene Integrationsverhalten des menschlichen Auges gezielt auszunutzen, indem für jede gewünschte, quasianaloge Tonstufe durch gezielte alternative Aktivierung zweier aufeinanderfolgender verfügbarer Tonstufen ein optischer Mittelwert gebildet wird, der der gewünschten Tonstufe entspricht. In vorteilhafter Weise werden zur Durchführung dieses Verfahrens nur eine geringe Anzahl quantisierter Tonstufen benötigt, deren langfristige Reproduzierbarkeit durch zusätzliche Maßnahmen gesichert werden kann.
    Vorzugsweise werden dazu die Druckelemente durch Beaufschlagung mit einer vorgegebenen Anzahl Druckimpulsen vorgealtert, bevor sie vermessen werden.
  • Darüber hinaus kann auf alle Meßmittel und Mittel zur Verarbeitung der Meßwerte innerhalb des Gerätes verzichtet werden, wodurch der gerätetechnische Aufwand sinkt.
  • Weiterhin wird der Druckvorgang nicht durch Meßzyklen unterbrochen und somit ein höherer Durchsatz an Aufzeichnungsmaterial pro Zeiteinheit erzielt.
  • Vorteilhafterweise wird bei Tonstufenwechsel innerhalb einer durch ein Druckelement zu druckenden Linie der Wert der Mittelwertabweichung übernommen, um den gewünschten Kantenkontrast zu erzielen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Darstellung des Zusammenhanges der optischen Dichte mit der zugeführten Energie in Abhängigkeit vom Widerstand des Heizelementes und
    Fig. 2
    eine Darstellung des Zusammenhanges verfügbarer Tonstufe zu verlangter Tonstufe in Abhängigkeit von der optischen Dichte und den maximalen Widerstandstoleranzen.
  • Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf die Anwendung der Erfindung mit einer Thermodruckeinrichtung. Ausgehend von der bekannten Tatsache, daß die Vielzahl der thermoelektrischen Druckelemente eines gegebenen Thermokopfes zwar einen gemeinsamen Nennwiderstand haben, aber je nach verfügbarer Herstellungsqualität mehr oder minder große Widerstandstoleranzen aufweisen, stellen sich die daraus ergebenden Konsequenzen auf die Druckqualität wie folgt dar. Dazu zeigt Figur 1 ein Koordinatensystem, bei dem auf der Abszisse Energiewerte E aufgetragen sind, die widerstandsbezogen der Heizzeit des entsprechenden Druckelementes proportional sind. Auf der Ordinate sind die zugehörigen Werte der optischen Dichte OD aufgetragen. Im Koordinatensystem sind drei Widerstandskennlinien RU, RN und RO gezeigt. Dabei stellt die Kennlinie RN den Nennwiderstand aller Druckelementes des Thermokopfes dar. Die mit RU bezeichnete Kennlinie repräsentiert den Widerstandswert der unteren Toleranzgrenze und die Kennlinie RO den Widerstandswert der oberen Toleranzgrenze.
  • Die folgenden Betrachtungen beziehen sich zweckmäßigerweise für die Kennlinie RN des Nennwiderstandes auf fünf Tonstufen, repräsentiert durch 5 Stufen der zugehörigen optischen Dichte OD0(N) bis OD4(N). Es ist bekannt, daß ausgehend vom Energiewert "0" bis zu einem Energiewert E0(N) für Kennlinie RN die Temperatur des Druckelementes nicht ausreicht, um eine Farbübertragung zu ermöglichen; das entspricht dem Schwellwert der optischen Dichte OD0(N). Erhöhte Energiezufuhr bis zum Energiewert E4(N) führt zu einer weitgehend linearen Erhöhung der optischen Dichte bis zu deren Stufe OD4(N). Darüber hinausgehende Energiezufuhr kann nicht mehr in steigende optische Dichte umgesetzt werden; es liegt Sättigungsverhalten vor.
  • Zwischen dem Schwellwert der optischen Dichte OD0(N) und dem Sättigungswert der optischen Dichte OD4(N) sind gleichmäßig verteilt drei weitere Stufen der optischen Dichte OD1(N) bis OD3(N) definiert und die zu ihrer Erzeugung erforderlichen Energiewerte E1(N) bis E3(N) für die Kennlinie RN des Nennwiderstandes angegeben.
  • Es ist zu erkennen, daß für ein Druckelement, dessen Widerstand die Bedingungen der unteren Toleranzgrenze erfüllt und somit der Kennlinie RU zuzuordnen ist, und dem zur Erzeugung der optischen Dichte OD3(N) der Energiewert E3(N) zugeführt wird, bereits der Sättigungswert der optischen Dichte OD3(N) = OD4(N)
    Figure imgb0001
     erzielt wird. Das heißt, für Druckelemente, deren Widerstandswerte der Kennlinie RU zuzuordnen sind, sind nur vier der geforderten fünf Stufen optischer Dichte OD0(U) bis OD3(U) verfügbar, die mit den geforderten Stufen optischer Dichte OD0(N) bis OD4(N) nur am Schwellenwert OD0(U) = OD0(N)
    Figure imgb0002
     und am Sättigungswert OD3(U) = OD4(N)
    Figure imgb0003
     übereinstimmen.
  • Es ist Figur 1 weiterhin zu entnehmen, daß für ein Druckelement, dessen Widerstand die Bedingungen der oberen Toleranzgrenze erfüllt und somit der Kennlinie RO zuzuordnen ist, und dem zur Erzeugung der optischen Dichte OD4(N) der Energiewert E4(N) zugeführt wird, nicht den Sättigungswert erreicht, sondern eine verfügbare optische Dichte OD4(O), die größenordnungsmäßig der geforderten optischen dichte OD3(N) entspricht.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, für eine Anzahl m physikalisch verfügbarer Tonstufen von beispielsweise m = 15, represäntiert durch die diskreten Energiewerte E1 bis E15, die Anzahl n geforderter Tonstufen TS1 bis TS5 auf beispielsweise n = 5 zu begrenzen, denen jeweils eine geforderte optische Dichte OD(TS1) bis OD(TS5) zugeordnet ist.
  • Weiterhin ist vorgesehen, eine Anzahl k Widerstandsbereiche so vorzugeben, daß das gesamte Toleranzfeld möglicher Widerstände gleichmäßig überstrichen ist. Für beispielsweise k = 50 Widerstandsbereiche ergibt sich dabei für Thermoköpfe, deren Druckelemente Toleranzen bis zu ± 20 % bezogen auf den Nennwiderstand aufweisen, einer Auflösung jedes einzelnen Widerstandsbereiches von kleiner 1 %, bezogen auf den Nennwert und damit maximal 1 % Abweichung innerhalb jeder Stufe der optischen Dichte. Es ist bekannt, daß Abweichungen der optischen Dichte in der Größenordnung von 1 % durch das menschliche Auge nicht mehr wahrgenommen werden können und als gleichmäßig erscheinen.
  • Der Übersichtlichkeit halber sind in Figur 2 nur die Kennlinien R1 und R50 zweier Widerstandsbereiche angegeben, die die untere Toleranzgrenze, Kennlinie R1, und die obere Toleranzgrenze, Kennlinie R50, represäntieren. Die Kennlinien R2 bis R49 der anderen k-2 Widerstandsbereiche wären zwischen den angegebenen Kennlinien R1 und R50 angeordnet. Die Kennlinie R1 in Figur 2 entspricht damit der Kennlinie RU in Figur 1 und die Kennlinie R50 in Figur 2 der Kennlinie RO in Figur 1.
  • Für jeden der Energiewerte E1 bis E15 wird für jeden Widerstandsbereich R1 bis R50 die zugehörige verfügbare optische Dichte VOD festgestellt und tabellarisch protokolliert. Gemäß der Darstellung im ersten Quadranten der Figur 2 ist beispielsweise die verfügbare optische Dichte VOD1(R1) genau diejenige, die bei Beaufschlagung eines zum Widerstandsbereich der Kennlinie R1 gehörigen Druckelementes mit dem Energiewert E1 entsteht und die verfügbare optische Dichte VOD2(R1) genau diejenige, die bei gleichem Widerstandsbereich dem Energiewert E2 entspricht.
  • Wie zu erkennen, ist die verfügbare optische Dichte VOD2(R1) gerade größer als die verlangte optische Dichte OD(TS1) und die verfügbare optische Dichte VOD1(R1) gerade kleiner als die verlangte optische Dichte OD(TS1). Demgemäß werden Druckelemente, die den Widerstandsbereich der Kennlinie R1 angehören, zur Erzeugung von Druckpunkten der optischen Dichte OD(TS1) wechselweise mit den Energiewerten E1 und E2 beaufschlagt. Dieser Zusammenhang ist im vierten Quadranten der Darstellung in Figur 2 in Bezug auf die geforderte Tonstufe TS1 angegeben durch zwei Punkte auf den Schnittpunkten der Linien für die Energiewerte E1 und E2 mit der Linie für die geforderte Tonstufe TS1.
  • Wie aus Figur 2 hervorgeht, lassen sich also stets zwei aufeinanderfolgende Energiewerte En und EN+1 (0 < n < 15) angeben, deren wechselweise Beaufschlagung auf das gegebene Druckelement zur Realisierung einer der geforderten Tonstufen TS1 bis TS5 geeignet ist. Diese Energiewerte sind beispielhaft für Druckelemente, deren Widerstände der Kennlinie R1 angehören, durch Punkte auf den entsprechenden Schnittpunkten kenntlich gemacht und für Druckelemente, deren Widerstände der Kennlinie R50 angehören, durch Kreuze. Die Zuordnung der geforderten Tonstufen TS1 bis TS5 zu den Energiewerten E1 bis E15 werden ebenfalls für jeden Widerstandsbereich festgestellt und tabellarisch protokolliert.
  • Wie in Figur 1 zu erkennen, ist beispielsweise die geforderte optische Dichte OD(TS1) nicht gleich dem Mittelwert aus den nächstliegenden verfügbaren optischen Dichten VOD1 (R1) und VOD2(R1). Um aber im Mittel genau die geforderte optische Dichte OD(TS1) zu erzielen, wird für jedes Druckelement eine Mittelwertabweichung MWA definiert. Der Anfangswert dieser Mittelwertabweichung MWA(0) ist gleich Null. Während alle anderen verfahrensbedingten Größen einmal definiert werden und dann konstant bleiben, wird die aktuelle Mittelwertabweichung MWA(x) für den Druckschritt x als einzige Größe ständig aktualisiert. Die Mittelwertabweichung MWA(x+1) für den folgenden Druckschritt x+1 ergibt sich aus der Summe der Mittelwertabweichung MWA(x) des aktuellen Druckschritts x und dem Wert der aktuell verlangten optischen Dichte GOD vermindert um den Wert der verfügbaren optischen Dichte VOD(x+1) deren zugehörige Tonstufe gedruckt werden soll.
  • In einer ersten Ausführungsform wird bei negativer aktueller Mittelwertabweichung MWA(x) mit der verfügbaren Tonstufe gedruckt, deren verfügbare optische Dichte VOD die Summe der Mittelwertabweichung MWA(x-1) und der geforderten optischen Dichte GOD gerade überschreitet. Der Ablauf der ersten zwölf Druckschritte x stellt sich beispielsweise folgendermaßen dar:
       MWA (0) = 0   GOD = 13,3   VOD = 13/14
    X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
    MWA(x-1)+GOD 13,3 12,6 12,9 13,2 13,5 12,8 13,1 13,4 12,7 13,0 13,3 12,6
    VOD 14 13 13 13 14 13 13 14 13 13 14 13
    MWA (x) -0,7 -0,4 -0,1 +0,2 -0,5 -0,2 +0,1 -0,6 -0,3 0 -0,7 -0,4
  • Für eine geforderte optische Dichte GOD, der der Wert 13,3 zugeordnet sein soll, ergeben sich die unmittelbar benachbarten verfügbaren optischen Dichten OD zu den Werten 13 und 14 entsprechend den Energiewerten E13 und E14. Die Aufeinanderfolge der verfügbaren optischen Dichtewerte für die ersten zehn Druckschritte x ergibt sich zu 14/13/13/13/14/13/13/14/13/13. Nach dem zehnten Druckschritt x ist die Mittelwertabweichung MWA(10) = 0; damit beginnt ein neuer Zyklus gleichen Ablaufs. Der Mittelwert der erzielten optischen Dichte MWO ergibt sich zu: MWO = 14 + 13 + 13 + 13 + 14 + 13 + 13 + 14 + 13 + 13 10 = 13,3
    Figure imgb0004
     und ist damit gleich der vereinbarungsgemäß geforderten optischen Dichte VOD.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird stets mit der verfügbaren Tonstufe gedruckt, deren zugehörige verfügbare optische Dichte VOD einen Wert aufweist, der der aktuell geforderten optischen Dichte GOD am nächsten liegt und maximal gleich der Summe aus der Mittelwertabweichung MWA(x-1) des vorhergehenden Druckschrittes und der aktuell geforderten optischen Dichte GOD ist. Der Ablauf der ersten zwölf Druckschritte stellt sich bei gleichen Ausgangsgrößen wie beim ersten Ausführungsbeispiel folgendermaßen dar:
    x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
    MWA(x-1) + GOD 13,3 13,6 13,9 14,2 13,5 13,8 14,1 13,4 13,7 14,0 13,3 13,6
    VOD 13 13 13 14 13 13 14 13 13 14 13 13
    MWA (x) 0,3 0,6 0,9 0,2 0,5 0,8 0,1 0,4 0,7 0 0,3 0,6
  • Die Aufeinanderfolge der verfügbaren optischen Dichtewerte VOD für die ersten zehn Druckschritte x ergibt sich zu 13/13/13/14/13/13/14/13/13/14. Nach dem zehnten Druckschritt x ist erwartungsgemäß auch in dieser Ausführungsform die Mittelwertabweichung MWA(10) gleich Null und es beginnt ein neuer Zyklus. Der Mittelwert der erzielten optischen Dichte MWO ergibt sich zu: MWO = 13 + 13 + 13 + 14 + 13 + 13 + 14 + 13 + 13 + 14 10 = 13,3
    Figure imgb0005
     und ist damit gleich der vereinbarungsgemäß geforderten optischen Dichte VOD.
  • In beiden Ausführungsformen ist erkennbar, daß die Aufeinanderfolge von einander abweichender verfügbarer optischer Dichtewerte 13 und 14 über einen Zyklus erfindungsgemäß gleichmäßig verteilt ist. Daraus ergibt sich bei einer Druckpunktauflösung von beispielsweise 300 dpi ein visuelles Bild, das den Eindruck einer völlig gleichmäßigen optischen Dichte erweckt, entsteht und damit den geforderten hohen Qualitätsansprüchen genügt.
  • Praktisch ergibt sich daraus folgender druckkopfspezifischer Arbeitsablauf. Zunächst werden alle Druckelemente durch Beaufschlagung mit einer vorgegebenen Anzahl Druckimpulse gleichmäßig vorgealtert. Anschließend werden alle Druckelemente eines Druckkopfes geräteextern vermessen. Jedes Druckelement wird einem der k vorgegebenen Widerstandsbereiche zugeordnet und diese Zuordnung tabellarisch protokolliert. Mit der geräteinternen Montage des Druckkopfes werden sowohl die Druckkopfspezifischen als auch verfahrensbedingten Protokolle implementiert.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Kompensation von Widerstandstoleranzen beim Drucken eines Mehrtonbildes mit einer Druckeinrichtung, die in einer Reihe angeordnete Druckelemente aufweist, die durch Anlegen mit einer von n vorgegebenen festen Energiewerten zur Erzeugung zugeordneter Tonstufen beaufschlagbar sind, und einer vorgegebenen Anzahl m von Tonstufen verlangter optischer Dichte, dadurch gekennzeichnet, daß
    - eine Anzahl n > m physikalisch verfügbarer Tonstufen (VTS1... VTSn) vorgesehen ist,
    - jeder Punkt mit einer der beiden Tonstufen gedruckt wird, deren widerstandsspezifisch zugehörige verfügbare optische Dichte (VOD) der verlangten optischen Dichte (GOD) benachbart ist,
    - jeder geforderten (GOD) und jeder verfügbaren optischen Dichte (VOD) je ein Wert zugeordnet wird,
    - als Mittelwertabweichung (MWA) für jedes Druckelement die Differenz aus dem Wert der geforderten optischen Dichte (GOD) und einem der benachbarten verfügbaren optischen Dichte (VOD) bestimmt wird,
    - in einem ersten Schritt die Summe der Mittelwertabweichung (MWA(x-1)) des vorhergehenden Druckschritts (x-1) und der verlangten optischen Dichte ermittelt wird,
    - in einem zweiten Schritt für jeden Druckschritt in Abhängigkeit von der genannten Summe eine der beiden benachbarten verfügbaren optischen Dichten ausgewählt wird, um einen aktuellen Druckpunkt zu drucken,
    - in einem dritten Schritt die aktuelle Mittelwertabweichung (MWA(x)) ermittelt wird, indem die genannte Summe um die ausgewählte verfügbare optische Dichte vermindert wird
    - und der erste, zweite und dritte Schritt solange wiederholt werden, bis die aktuelle Mittelwertabweichung (MWA(x)) den Wert Null erreicht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einmalig
    - eine Anzahl k aufeinanderfolgender Widerstandsbereiche so vorgegeben wird, daß mit deren Auflösung, bezogen auf den Nennwert des Widerstandes, das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges sicher unterschritten wird,
    - der Widerstandswert jedes Druckelementes gemessen wird, und daß
    - jedes Druckelement einem der k Widerstandsbereiche zugeordnet wird.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    - eine Summe (S) aus der vorhergehenden Mittelwertabweichung (MWA(x-1 )) und dem Wert der aktuell verlangten optischen Dichte (GOD) gebildet wird und daß
    - diese Summe (S) mit dem Wert der aktuell verlangten optischen Dichte (GOD) verglichen wird.
  4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der verfügbaren Tonstufe gedruckt wird, deren verfügbare optische Dichte (VOD) höchstens gleich der Summe (S) ist.
  5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwertabweichung (MWA(x + 1)) für den folgenden Druckpunkt (x + 1) aus der Summe vermindert um den Wert der verfügbaren optischen Dichte (VOD), mit deren zugehöriger Tonstufe der aktuelle Druckpunkt (x) gedruckt wird, ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Druckelemente eines jeden Druckkopfes gleichmäßig vorgealtert werden.
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