DE2809338C3 - Schwärzungsdichte-Steuerungsanordnung für Tintenstrahldrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwärzungsdichte-Steueranordnung nach dem Gattungsbegriff des Patent

anspruchs 1.

Solche Schwärzungsdichte-Steueranordnungen können dazu benutzt werden, Drucksteuerinfcrmationen in einem Punktmatrix-Tintensirahlkopierer zum Kopieren •5 aller Arten von Vorlagen einschließlich gedruckter Texte und Photographien zu liefern. In den vergangenen Jahren ist das Drucken mit Tintenstrahlen bis zu einem Grad der Vervollkommnung entwickelt worden, bei dem es nun möglich ist, sowohl Textmaterial als auch

ίο alle Arten von gedrucktem Material, beispielsweise Photographien, mit hohem Auflösungsvermögen zu drucken. Zur Reproduktion von Photographien und anderer graphischer Darstellungen wird ein der Halbton-Reproduktion ähnliches Verfahren angewendet. Die Photographic wird dadurch reproduziert, daß Tintentropfen in Bereichen, die dunkel getönt sein sollen, eng nebeneinander und in Bereichen, die heller getönt sein sollen, mit weiterem Abstand abgelagert werden. Dies entspricht nicht exakt dem Halbtondruk-

2<i ken, da bei diesem Verfahren die Punkte gleichmäßige Mittelabstände, jedoch unterschiediche Größen aufweisen. Das resultierende Bild ist jedoch in seiner Wirkung ziemlich ähnlich.
Zur Verwendung eines Tintenstrahldruckers als Druckvorrichtung für ein Kopiergerät muß ein Verfahren zum Abtasten des Originals zur Erzeugung der Drucksteuerinformationen vorhanden sein, die die Tintentropfen zur Reproduktion des Originals in die geeigneten Abstände voneinander bringen. Es ist in der

JO Technik bekannt, ein Original zu beleuchten und das reflektierte Licht dann mit Hilfe eines Drehspiegels oder einer anderen optischen Anordnung von einem Bereich längs einer Abtastlinie auf dem Original zu einer oder zu mehreren optischen Linsen zu lenken, die

J5 ihrerseits dieses Licht zu einem fotoelektrischen Wandler lenken. Das Ausgangssignal des fotoelektrischen Wandlers ist eine Anzeige für das gedruckte Material längs der Abtastlinie auf dem Original, wobei von den heller getönten Bereichen mehr Licht

■»ο reflektiert wird, was anzeigt, daß wenig oder keine Tinte in diesen Bereichen aufgebraucht wird. Das Original kann längs paralleler, dicht nebeneinanderliegender Abtastzeilen mehrere Male abgetastet werden, bis eine ausreichende Information zur Steuerung des Druckvorgangs erhalten ist. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung einer stationären optischen Anordnung, wie sie in der US-PS 36 04 846 beschrieben ist. Bei dem in dieser Patentschrift beschriebenen Codierer wird Licht durch das Original übertragen, das in bezug auf

so das optische System bewegt wird.

Eine weitere Abtastanordnung ist in der US-PS 39 28 718 beschrieben. Bei dieser Abtastanordnung befindet sich das Original auf einer rotierenden Trommel. Die optische Abtastanordnung wird langsam axial längs der sich schnell drehenden Trommel bewegt, so daß mehrere Abtastzeilen auf dem Original abgetastet werden. Zum Umsetzen des analogen Ausgangssignals aus dem dem Abtaster zugeordneten fotoelektrischen Wandler in eine zur Steuerung von Druckvorgängen brauchbare Form sind verschiedene Verfahren angewendet worden. Ein in der US-PS 35 80 995 beschriebenes Verfahren besteht darin, das analoge Ausgangssignal zur Steuerung eines variablen Oszillators zu verwenden. Das Blatt, auf dem die Kopie gedruckt werden soll, wird vom Druckmechanismus (hier einer Kathodenstrahlröhre) synchron mit der Abtastung des Originals abgetastet, und mit jedem der aufeinanderfolgenden Ausgangsimpulse aus dem Oszil-

lator wird auf dem Kopierblatt ein Punkt gedruckt Nachdem das gesamte Bild längs mehrerer paralleler Abtastlinien auf dem Original und auf der Kopie abgetastet worden ist, gleicht die Kopie einer Halbtonreproduktion des Originals.

Wie in der US-PS 33 73 437 vorgeschlagen wird, eignet sich ein Tintenstrahldrucker ganz gut zum Drucken von Bildern in einem Bereich von Tönungen, wobei die Bilder in Form von Video- oder Faksir*ilesignalen grüefert werden. Die dem Kopiermedium vom in Drucker zugeführten Tropfen sind relativ klein, und ihr Aufbringen kann exakt gesteuert werden. In der Vorrichtung, die in der US-PS 33 73 437 beschrieben ist, werden die Tropfen entsprechend dem gewünschten Grauwert abgezählt. Die Schaltung arbeitet mit einem ι => Impulsverlängerungsverfahren, bei dem die Impulsdauer dem Grauwert proportional ist.

Ein Problem bei der exakten Abtastung und Codierung von Bildinformation tritt dam. auf, wenn ein Original abgetastet wird, das dünne Linien enthält, die senkrecht zur Abtastlinie verlaufen. Wenn beim Codieren der Informationen eine Integration beteiligt ist, beispielsweise ein Teiler mit dem Teilerverhältnis N am Ausgangssignal eines veränderlichen Oszillators, dann kann es vorkommen, daß diese Linien nichi 2> gedruckt oder stark verzerrt werden.

In der US-PS 17 90 723 sind Faksimilecodierungsund Übertragungssysteme beschrieben, bei denen die Kopie längs mehrerer paralleler, dicht nebeneinanderliegender Abtastlinien abgetastet wird. Die Druckinfor- «ι mation wird in eine Folge von Impulsen codiert, die über eine Telegraphic- oder Telephonieleitung übertragen werden kann. Jeder Impuls führt dazu, daß ein Tintentropfen oder eine Tintenlinie auf der Kopie längs der Kopienabtastlinie angebracht wird. Das Faksimile- J~> bild wird aus einer Folge solcher Punkte und Linien aufgebaut. Bei dem dabei angewendeten Codierverfahren werden zwei Kondensatoren abwechselnd mit einem Analogsignal aufgeladen, das von einem fotoelektrischen Wandler geliefert wird. Die Kondensatoren wirken als Integratoren, und sie bewirken, daß ein Ausgangssignal zwischen zwei Potentialwerten umgeschaltet wird, wenn eine ausreichende Spannung auf einen der Kondensatoren aufgeprägt ist. Unter der Steuerung durch diese Folge von Ausgangsimpulsen werden auf der Kopie Punkte und Linien angebracht. In einer weiteren US-PS 19 73 726 wird eine Dämpfung der Integratioiiskondensatoren in der Schaltung während normaler Betriebsabläufe vorgesehen. Wenn jedoch ein plötzlicher Übergang auftritt, wird diese Dämpfung überbrückt, und das Drucken kann schneller erfolgen. Zwar wird das Auflösungsvermögen des resultierenden Faksimilebildes verbessert, doch verursachen die in der Vorrichtung gemäß der US-PS 19 73 726 benutzten Ableitkondensatoren eine bett achtliehe Vergrößerung des Rauschens im System, da sie als Differenzierglieder wirken.

Aus der DE-OS 23 05 512 ist eine Steueranordnung für einen Drucker bekannt, bei der aus einem Video-Analogsignal durch einen Pegeldetektor ein bo Steuersignal gewonnen wird, das über ein UND-Gatter eine Impulsfrequenzmodulation des digitalisierten Videosignals vornimmt. Dadurch wird erreicht, daß bei kleinen Videoamplituden das Ausgangssignal für den Drucker völlig unterdrückt wird. Dadurch geht aber Bildinformation verloren.

Die im Patentanspruch ! angegebene Erfindung löst die Aufgabe, die Codierung der Druckinformationen für einen Tintenstrahlkopicrer zu verbessern.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung spricht ein veränderlicher Oszillator auf das Ausgangssigna! der das Original abtastenden lichtempfindlichen Vorrichtung an und liefert ein Ausgangssignal mit einer Frequenz, die vom Ausgangssignal der lichtempfindlichen Vorrichtung abhängt. Ein Überlaufzähler spricht auf das Ausgangssignal des veränderlichen Oszillators an, und er zählt wiederholt dieses Ausgangssignal. Der Überlaufzähler liefert jedesmal dann ein erstes Freigabesignal, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Schwingungen gezählt worden ist Ein Pegeldetektor reagiert auf das Ausgangssignal der lichtempfindlichen Vorrichtung und liefert ein zweites Freigabesignal, wenn das Ausgangssignal der lichtempfindlichen Vorrichtung einen vorbestimmten Wert überschreitet. Es ist eine Durchschaltvorrichtung vorgesehen, die auf das Ausgangssignal des Überlaufzählers und auf das Ausgangssignal des Pegeldetektors anspricht und bei Empfang eines der beiden Freigabesignale ein Bildsignal liefert

Der Überlaufzähler reagiert auf den Pegeldetektor in der Weise, daß er beim Empfang des zweiten Freigabesignals rückgesetzt wird. Die lichtempfindliche Vorrichtung kann aus einer lichtempfindlichen Diode, einer Bezugsspannungsvorrichtung und einem Verstärker zur Abgabe eines mit dem auf die Diode auftreffenden Licht umgekehrt in Beziehung stehenden Ausgangssignals bestehen. Ferner kann eine Synchronisierungsvorrichtung vorgesehen sein, die abhängig von der Durchschaltvorrichtung arbeitet und eine Ausgangsimpulsfolge synchron mit dem Taktsignal liefert

Die Synchronisierungsvorrichtung und die Durchschaltvorrichtung können einen Teil einer Drucksteuervorrichtung bilden, die einem Tintenstrahldrucker eine Drucksteuer-Impulsfolge zuführt, der Tintentropfen mit der Frequenz des Taktsignals erzeugt, wobei ausgewählte Tropfen auf einer Druckzeile auf der Kopie entsprechend der Abtastlinie auf dem Original abgeschieden werden.

Durch die Erfindung wird demgemäß ein Tintenstrahlkopierer geschaffen, der alle Arten von Druckvorlagen abtasten und codieren kann und an einen Tintenstrahldrucker Drucksignale liefert, die ohne Vergrößerung der Rauschkomponenten eine verbesserte Auflösung des reproduzierten Materials ergeben. Bei dem durch die Erfindung geschaffenen Kopierer bilden die Ausgangsimpulse eines spannungsgesteuerten Oszillators die Drucksignale während Perioden allmählicher Grautonübergänge in den Druckvorlagen. Bei dem durch die Erfindung geschaffenen Kopierer bildet das Ausgangssignal eines Pegeldetektors die Drucksignale während Perioden mit schnellem Übergang zu den Druckbereichen mit hohem Schwärzungsgrad des Druckmaterials.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung mit einem optischen Abtaster und einem Tintenstrahldrucker, die in dem Tintenstrahlkopierer nach der Erfindung angewendet werden kann,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Tintenstrahl-Druckkopf längs der Linie 2-2 von F i g. 1,

Fig. 3 ein Schaltbild eines optischen Codierers, der uiiler Anwendung von Analogverfahren arbeitet,

Fig.4 ein Schaltbild eines optischen Codierers, der unter Anwendung von Digitalverfahren arbeitet,

Fig. 5 ein Schaltbild eines weiteren digital arbeitenden optischen Codierers und

Fig. 6 ein Schaltbild einer Schwärzungsgrad-Steuerschaltung nach der Erfindung zur Steuerung des Betriebs eines Tintenstrahlkopierers.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahlkopierer, der dazu benutzt werden kann, alle Arten von Druckmaterialien mit Texten und graphischen Darstellungen zu kopieren. Der Kopierer enthält eine Abtastvorrichtung zum optischen Abtasten eines zu reproduzierenden Originals und zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das die Tönung des Originals längs mehrerer Abtastlinien anzeigt. Das Ausgangssignal der Abtastvorrichtung wird mit Hilfe einer Codieranordnung in Drucksteuersignale umgesetzt, die zum Steuern eines Tintenstrahldruckers benutzt werden. Der Tintenstrahldrucker bringt auf einen Kopierpapierbogen zur Reproduzierung des vom Original abgetasteten Bildes Tintentropfen auf.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, wo eine optische Abtastvorrichtung dargestellt ist, die bei dem hier zu beschreibenden Tintenstrahlkopierer benutzt werden kann. Ein Original 11, das graphisches Material und/oder Textmaterial enthalten kann, wird mit der Vorderseite nach unten auf eine Trägerplatte 13 aus lichtdurchlässigem Material, beispielsweise Glas, gelegt.

Eine Einrichtung zum Beleuchten des Originals enthält Lampen 13 und Reflektoren 15, die so angeordnet sind, daß eine gleichmäßige Beleuchtung der bedruckten Oberfläche des Originals erzielt wird. Das vom Original 11 reflektierte Licht wird von einem Spiegel 17 und von Linsen 19 und 21 zu einer lichtempfindlichen Vorrichtung mit mehreren fotoelektrischen Wandlern 23 gelenkt, die noch genauer beschrieben werden. Die Spiegel- und Linsenanordnung ist so ausgebildet, daß von einem relativ kleinen Abschnitt des Originals 11 reflektiertes Licht zu den fotoelektrischen Wandlern 23 gelenkt wird.

Der Spiegel 17 ist an einer mit einem Servomotor 25 verbundenen Welle befestigt. Wenn sich der Spiegel dreht, empfängt jeder Wandler 23 Licht, das vom Original längs einer von mehreren parallelen Abtastlinien 27 auf dem Original reflektiert wird. Das elektrische Ausgangssignal jedes Wandlers 23 zeigt die Tönung, d. h. den Schwärzungsgrad oder den Helligkeitsgrad des Originals längs der jeweiligen Abtastlinie an. Eine Umdrehung des Spiegels führt daher dazu, daß ein Streifen des Originals in dessen V-Richtung abgetastet wird.

Ein Servomotor 29 dreht eine Gewindestange 31, die durch ein am Abtasttisch 35 befestigtes Glied 33 geschraubt ist Wenn sich der Servomotor 29 dreht verschiebt sich der Abtasttisch 35, auf dem der Servomotor 25, die Linsen 19 und 21 und die Wandler 23 befestigt sind, in der X-Richtung bezüglich des Originals 11. Die Umdrehung des Servomotors 29 wird in bezug auf die Drehung des Servomotors 25 so gesteuert, daß mehrere parallele Abtastdurchläufe in der V-Richtung in bezug auf das Original ausgeführt werden, wobei jeder dieser Durchläufe seitlich in der Α-Richtung in bezug auf den vorhergehenden Durchlauf verschoben ist

Ein Servomotor 37 dreht eine Trommel 39, auf der ein Kopierpapierbogen 41 festgehalten ist An einem Halterungsglied 45, das in eine Gewindewelle 34 eingreift ist ein Tintenstrahldrucker 43 befestigt Ein Winkelantrieb 49 an den Enden der Wellen 31 und 47 dreht die Welle 47 synchron mit der Welle 31. Die Drehzahl des Servomotors 37 wird von einer Servosteuereinheit 51 so gesteuert daß der Tintenstrahldruk-

ker 43 einen Druckdurchlauf in der K-Richtung über den Kopierpapierbogen 41 synchron mit einem Abtastdurchlauf in der K-Richtung über das Original 11 durchführt. Der Tintenstrahldrucker 43 weist mehrere Strahlen auf, wobei jeder dieser Strahlen abhängig von Ausgangssignalen aus entsprechenden lichtempfindlichen Wandlern 23 druckt. Der Tintenstrahldrucker 43 bewegt sich synchron mit der Seitenbewegung der Abtastvorrichtung in seitlicher Richtung in bezug auf den Kopierpapierbogen 41. Es ist daher zu erkennen, daß die Abtastvorrichtung den Abtastvorgang längs Abtastlinien auf dem Original genau synchron mit dem sich längs entsprechender Drucklinien auf dem Kopierpapierbogen bewegenden Drucker durchführt.

Mit Unterdruckkammern 55 wirken mehrere Unterdruckriemen 53 so zusammen, daß Kopierpapier 57 aus einer Ablageschale 58 der Trommel 39 zum Drucken zugeführt wird, während die gedruckten Kopien nach der Beendigung des Druckvorganges der Ablageschale 59 zugeführt werden. Die Abtastvorrichtung der Tintenstrahldrucker nach F i g. 1 bewirken zusammen die Abtastung und das Drucken entsprechend einem schraubenförmig versetzten Muster. Es ist jedoch zu erkennen, daß viele andere optische Abtastvorrichtungen, beispielsweise die in den obenerwähnten US-PS

36 04 846 und 39 28 718 beschriebenen Abtastvorrichtungen, in einem Kopierer der hier zu beschreibenden Art angewendet werden können.

Ein für die Verwendung bei dem hier zu beschreibenden Kopierer geeigneter Tintenstrahldrucker ist in der US-PS 33 73 437 beschrieben. Der Druckmechanismus enthält mehrere Tintenstrahlen, die jeweils von einem entsprechenden lichtempfindlichen Wandler im Abtaster gesteuert werden. Es sei bemerkt, daß für den Fall, daß ein Kopierer mit einem geringfügig reduzierten Auflösungsvermögen gewünscht wird, ein einziger lichtempfindlicher Wandler zum Abtasten einer geringfügig größeren Fläche und zur Steuerung von mehr als einem benachbarten Tintenstrahl in dem Drucker benutzt werden kann. In der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung sind im Abtaster vier lichtempfindliche Wandler gezeigt, so daß der Drucker 43 demgemäß vier Strahlen enthalten sollte, die in einem dem Abstand der vier Abtastlinien 27 auf dem Original 11 entsprechenden Abstand voneinander liegen.

In F i g. 2 ist ein Tintenstrahldrucker dargestellt, der in dem hier zu beschreibenden Kopierer benutzt werden kann. F i g. 2 ist dabei ein Schnitt längs der Linie 2-2 von F i g. 1; es ist nur ein Strahl dargestellt Bei dem Drucker 43 handelt es sich um einen Drucker mit Laminarkonstruktion, wie er in der US-PS 35 86 907 beschrieben ist Falls es erwünscht ist kann der Drucker auch zwei parallele Strahlenreihen erzeugen, wie in der US-PS

37 01 998 angegeben ist; in diesem Fall wären die lichtempfindlichen Wandler 23 dann in ähnlicher Weise angeordnet

Für einen Drucker mit einer Strahlenreihe ist eine Lochplatte 61 mit öffnungen, beispielsweise der öffnung 63, vorgesehen, die in einer Linie angeordnet sind und im Abstand der parallelen Abtastlinien gemäß der obigen Beschreibung voneinander liegen. Typischerweise hat jede Öffnung einen Durchmesser von etwa 0,04 mm bei einem öffnungsmittenabstand von 0,5 mm. Ein Flüssigkeitszufuhranschluß 65, eine Lochplatte 61, eine Laderingplatte 67, Ablenkelektroden 69 und ein Fänger 71 bilden die Hauptbestandteile des Druckers. Der Anschluß 65 enthält einen Vorrat an leitender Drucktinte 73, die zur Bildung von Tinten-

slrahlfäden 75 unter Druck aus der öffnung 73 strömt.

Ein unter der Steuerung durch eine Steuereinheit 51 arbeitendes Anregungsorgan 77 regt die Tintenstrahlfäden 75 an und veranlaßt sie, in eine Folge von gleichmäßig voneinander entfernten Tropfen 79 aufzu- <·, spalten. Die Tropfen werden mit Hilfe des in einer Linie mit der öffnung 63 liegenden Laderings 81 in selektiver Weise aufgeladen. Die geladenen Tropfen werden von Elektroden 69 in den Fänger 71 abgelenkt, während die ungeladenen Tropfen die Elektroden unabgelenkt passieren und auf den Kopierpapierbogen 41 aufgebracht werden.

Das Aufladen und Ablenken der Tropfen wird so ausgeführt, wie in den obenerwähnten US-PS 35 86 907 und 37 01 998 ausgeführt ist, wobei das Aufladen der Tropfen und der Steuerung durch die Signale von den lichtempfindlichen Wandlern erfolgt. Die Ausgangssignale der Wandler 23 müssen für die Steuerung des Druckvorgangs jedoch codiert werden. Die Tropfenanregung kann so ausgeführt werden, daß alle Tropfen in allen Strahlfäden phasengleich erzeugt werden. Zu diesem Zweck kann eine Anregungsvorrichtung benutzt werden, wie sie in der US-PS 37 00 162 beschrieben ist.

Es wird nun auf die F i g. 3 bis 5 Bezug genommen, in denen verschiedene optische Codieranordnungen dargestellt sind. In der bevorzugten Ausführungsform wird jeder Strahl mit seinem zugehörigen lichtempfindlichen Wandler unabhängig von den anderen Strahlen und Wandlern betätigt. Es wird eine Schaltung zum Codieren des Ausgangssignals eines einzigen Iichtempfindlichen Wandlers und zur Abgabe von Druckinformationen an einen einzigen Strahl beschrieben, wobei zu erkennen ist, daß jede Kombination aus einem Strahl und einem Wandler eine ebensolche Codier- und Steuerschaltungsanordnung erfordert.

F i g. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer analog arbeitenden optischen Codieranordnung. Eine lichtempfindliche Diode 83 wird mittels einer Bezugsspannungsquelle, die an die Anode der Diode 83 die Spannung — V anlegt, in Sperrichtung vorgespannt. Wenn die Diode 83 mit Licht bestrahlt wird, ergibt der durch die Diode fließende Sperrstrom eine Anzeige für die Menge des auf die Diode fallenden Lichts. Die Kathode der Diode 83 ist mit einem negativen Eingang eines nicht invertierenden Summierglieds 85 verbunden.

Ein veränderliches Potentiometer 87 ist an positive und negative Bezugsspannungen angelegt und so eingestellt, daß ein Betriebsvorspannungspunkt für den Codierer erzeugt wird. Wenn das auf die lichtempfindliche Diode 83 fallende Licht zunimmt, nimmt die Ausgangsspannung des Summierglieds 85 ab. Das Potentiometer 87 ist so eingestellt, daß das Summierglied auch dann, wenn die Diode 83 voll beleuchtet ist und den größtmöglichen Reststrom an das Summierglied 85 liefert, immer noch eine minimale positive Ausgangsspannung abgibt. Diese minimale Ausgangsspannung bestimmt die Schattierung einer hellgrauen Tönung, die immer dann gedruckt wird, wenn eine vollständig weiße Fläche des Originals abgetastet wird. Diese Grauhintergrundwirkung erzeugt ein Bild, das eo dem Auge eine» Betrachters natürlicher erscheint, wenn eine Fotografie oder ein ähnliches Material im Original enthalten ist. Das Potentiometer 87 ermöglicht die Einstellung des Arbeitspunkts des Abtasters. Am Ausgang 89 bleibt daher eine erhöhte Spannung über dem Massepotential bestehen.

Der Analogintegrator 91 integriert das von der Ausgangsleitung 89 zugeführte Signal, und er gibt an der Leitung 93 ein Ausgangssignal ab, das diesem Integral proportional ist. Ein in bekannter Weise aufgebauter Pegeldetektor 95 überwacht das Ausgangssignal des Integrators 91; wenn dieses Ausgangssignal einen vorbestimmten Wert erreicht, liefert er an seinem Ausgang einen Impuls an die Leitung 97. Die Impulsfolge an der Leitung 97 wird dem Rücksetzeingang des Analogintegrators 91 zugeführt, was zur Folge hat, daß dieser Analogintegrator erneut mit der Integration beginnt. Der Analogintegrator 91 ist ebenfalls in herkömmlicher Weise aufgebaut; er kann in herkömmlicher Weise einen Operationsverstärker mit einer kapazitiven Rückkopplungsanordnung enthalten. Der Kondensator in der Rückkopplungsschleife wird jeweils beim Empfang eines Rückstellimpulses aus dem Pegeideiektor 95 entladen. Mit dem Ausgang des Pegeldetektors 95 ist eine monostabile Kippschaltung 99 verbunden, die vom Pegeldetektor zur Abgabe einer Ausgangsimpulsfolge an die Leitung 101 getriggert wird, die hinsichtlich ihrer Frequenz gleich dem Ausgangssignal des Pegeldetektors ist. Die Dauer jeden Impulses in der Ausgangsimpulsfolge kann mit Hilfe eines veränderlichen Widerstandes 103 eingestellt werden. Die Ausgangsimpulsfolge an der Leitung 101 wird daher mittels einer entsprechenden Schaltung synchronisiert und dazu benutzt, den Betrieb eines Strahls im Tintenstrahldrucker zu steuern. Je dunkler die Tönung des Originals ist, desto höher ist die Frequenz der Ausgangsimpulsfolge an der Leitung 101.

Ein bei dieser Codieranordnung auftretendes Problem ist die reduzierte Betriebslinearität, wenn die Anordnung bei hohen Ausgangsfrequenzen arbeitet. Der Kondensator in der Rückkopplungsschleife des Analogintegrators 91 muß zum Rückstellen des Integrators am Ende jedes Integrationszyklus entladen werden. Die kurze, jedoch endliche Entladezeit addiert sich zur Integrationszeit des Integrators 91 und beeinflußt daher die Ausgangsfrequenz der Ausgangsimpulsfolge an der Leitung 101.

Die F i g. 4 und 5 zeigen digitale Schaltungsanordnungen, die der Schaltungsanordnung von F i g. 3 ähnlich sind, wobei für entsprechende Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet sind. In der Codierschaltung von Fig.4 empfängt ein Analog-Digital-Umsetzer 105 das analoge Ausgangssignal des Summierglieds 85, und er liefert eine Binärzahl in paralleler Form an einen Addierer 107. Der Addierer 107 addiert die aus dem Umsetzer 105 empfangene Zahl zu der zuvor im Akkumulator 109 abgespeicherten Zahl. Der Akkumulator und der Addierer wirken daher zusammen wie ein Integrator, wobei die im Akkumulator 109 gespeicherte Zahl dem Integra! des Signals an der Leitung 89 proportional ist. Die Ausgangsleitung 111 leitet Übertragungsimpulse aus dem Akkumulator 109 zur Kippschaltung 99. Es ist zu erkennen, daß die Frequenz der Impulse an der Leitung 111 dem Analogsignal an der Leitung 89 proportional ist

In Fig.5 ist eine weitere digitale Codierschaltung dargestellt, in der ein in bekannter Weise aufgebauter spannungsgesteuerter Oszillator 113 an der Leitung 115 eine Ausgangsimpulsfolge liefert, die hinsichtlich ihrer Frequenz der Signalspannung an der Leitung 89 proportional ist Ein Teiler 117 mit dem Teilerverhältnis N teilt das Ausgangssignal des Oszillators. 113, und er gibt an die Leitung 119 eine Ausgangsimpulsfolge ab, die dem Analogsignal an der Leitung 89 ebenfalls proportional ist Die Kippschaltung 99 modifiziert diese Impulsfolge in der oben erläuterten Art und Weise.

Bei den in den F i g. 3 bis 5 dargestellten Codierschaltungen tritt ein Problem auf, wenn eine Fotografie oder eine Zeichnung codiert wird, die dünne schwarze Linien enthält, die senkrecht zur Abtastrichtung verlaufen. Da in diesen drei Codieranordnungen eine Integration ■> angewendet wird, kann es vorkommen, daß die Zeit, in der der Abtaster die Abtastung quer über die schwarze Linie durchführt, für eine Integration und die Erzeugung eines Drucksteuerimpulses nicht ausreicht. Die Linie kann daher in bezug auf ihre tatsächliche Position auf dem Original geringfügig versetzt oder auf andere Weise verzerrt werden.

Es wird nun auf F i g. 6 Bezug genommen, in der eine optische Codieranordnung zum Codieren der Tönung eines Originals längs einer Abtastlinie und zur Erzeugung eines Ausgangssignals in Form einer Drucksteuerimpulsfolge dargestellt ist. Der optische Abtaster für den hier zu beschreibenden Tintenstrahlkopierer enthält eine lichtempfindliche Vorrichtung 121, die an ihrem Ausgang 123 einen Signalwert erzeugt, der von dem Licht abhängt, das vom Abtaster auf sie gelenkt wird. Eine Bezugssignalquelle legt an Klemmen 125 und 127 eine Bezugsspannung + V und an eine Klemme 129 eine Bezugsspannung - V an. Eine lichtempfindliche Diode 131 ermöglicht das Fließen unterschiedlicher Sperrstromwerte proportional zu dem auf sie auftreffenden Licht. Je mehr Licht auf die Diode 131 auftrifft, desto größer wird ihr Sperrstrom. Der Operationsverstärker 133 und der veränderliche Widerstand 135 bilden eine Verstärkungsvorrichtung zur Abgabe eines Ausgangssignals abhängig von dem durch die Diode 131 fließenden Sperrstrom.

Der Widerstand 135 ist so eingestellt, daß die Verstärkung des Verstärkers gesteuert wird. Der Widerstand 137 stellt den Arbeitswert der lichtempfind- J5 liehen Vorrichtung 121 so ein, daß der Drucker einen schwachen grauen Farbton auch dann druckt, wenn die Diode 131 voll beleuchtet wird. Ein Integrator 139 spricht auf das analoge Ausgangssignal an der Leitung 123 so an, daß er das Ausgangssignal des Abtasters wiederholt integriert und an die Leitung 141 ein erstes Freigabesignal abgibt, wenn das Integral einen vorbestimmten Wert erreicht. Der Integrator 139 enthält einen veränderlichen Oszillator 143 und einen Zähler 145. Der spannungsgesteuerte Oszillator 143 liefert ein Ausgangssignal mit einer Frequenz, die vom Ausgangssignal der lichtempfindlichen Vorrichtung abhängt; der Zähler 145 arbeitet abhängig vom Ausgangssignal des Oszillators. Der Zähler 145 wirkt als Teiler mit dem Teilerverhältnis N, der jeweils nach /V-Zyklen des Oszillatorausgangssignals an die Leitung 141 einen Ausgangsimpais abgibt.

Ein Pegeldetektor enthält einen Komparator 147 und ein eine Bezugsspannung lieferndes Potentiometer 149. Der Komparator gibt an die Leitung 151 ein zweites Freigabesignal ab, wenn das Ausgangssignal an der Leitung 123 einen vom Potentiometer 149 eingestellten vorbestimmten Wert überschreitet

Eine Drucksteuervorrichtung enthält ein Verknüpfungsglied 153 und eine Synchronisierungsanordnung 155; sie arbeitet abhängig vom Pegeldetektor und vom Integrator in der Weise, daß nach Empfang des ersten oder des zweiten Freigabesignals an die Leitung 157 eine Drucksteuer-Ausgangsimpulsfolge abgeben wird. Die Leitung 157 ist mit dem Ladering 81 (Fig. 2) verbunden. Das Verknüpfungsglied 153 besteht aus einem Oder-Glied, das auf das Ausgangssignal des Zählers 145 und auf das Ausgangssignal des Komperators 147 anspricht und an die Leitung 159 nach Empfang des ersten Freigabesignals oder des zweiten Freigabesignals ein Bildsignal abgibt. Das Bildsignal wird mit Hilfe der Synchronisierungsanordnung 155 mit einem vom Synchronisierungsgenerator 161 gelieferten Systemtaktsignal synchronisiert.

Die Synchronisierungsanordnung 155 enthält ein Flip-Flop 163, das von einem Impuls an der Leitung 159 geetzt wird. Das Signal am Ausgang Q des Flip-Flops 163 wird einem Und-Glied 165 zugeführt. Das Ausgangssignal des Und-Glieds 165 wird seinerseits an die monostabile Kippschaltung 167 angelegt, die dann das Steuerausgangssignal an den Tintenstrahldrucker des Kopierers abgibt. Das Ausgangssignal der Kippschaltung 167 wird über die Leitung 169 auch dem Rücksetzeingang des Flip-Flops 163 zugeführt. Wenn an der Leitung 159 ein Impuls empfangen wird, wird das Flip-Flop 163 gesetzt, und an seinem Ausgang Q erscheint ein hoher Signalwert. Dadurch wird das Und-Glied 165 freigegeben, so daß der vom Synchronisierungsgenerator 161 gelieferte nächste Synchronisierungsimpuls vom Und-Glied 165 zur Kippschaltung 167 durchgelassen wird. Das Ausgangssignal der Kippschaltung 167 setzt dann das Flip-Flop 163 zurück, so daß die Synchronisierungsordnung für die Abgabe eines weiteren Ausgangssignals freigegeben wird.

Der Synchronisierungsgenerator 161 liefert eine Impulsfolge, die mit Tachometersignalen aus einem Tachometer am Servomotor 37 (Fig. 1) synchronisiert ist. Die Notwendigkeit einer solchen Synchronisierung wird erkennbar, wenn angenommen wird, daß ein Original mit einem Grauwert abgetastet wird und daß der Motor 37 aus irgendeinem Grund angehalten werden sollte. In diesem Fall liefert der Integrator 139 weiterhin ein erstes Freigabesignal an die Leitung 141, das ohne Synchronisierung dazu führen würde, daß das Kopierpapier mit Tintentropfen überschwemmt wird. Die Synchronisierungsanordnung 155 verhindert dies jedoch, da das Ausgangssignal des Synchronisierungsgenerators anhält und das Und-Glied 165 gesperrt wird.

Es ist zu erkennen, daß die optische Codieranordnung von Fig.6 die oben im Zusammenhang mit der Abtastung und Codierung dünner schwarzer, senkrecht zur Abtastrichtung verlaufender Linien auftretenden Probleme beseitigt. Der Pegeldetektor mit dem Komperator Ϊ47 und dem Widerstand i49 umgehi den Integrator 139 in der Weise, daß das Drucken unmittelbar eingeleitet werden kann, wenn ein Abschnitt des Originals mit ausreichend dunkler Tönung abgetastet wird. Außerdem wird Jas Ausgangssigna] des Komparators 147 dem Zähler 145 über die Leitung 161 zugeführt damit der Zähler im rückgesetzten Zustand gehalten wird, bis der Pegel unter den vom Widerstand 149 eingestellten Wert absinkt Wenn dies eintritt, übernimmt der Integrator Ϊ39 wieder die Steuerung der Erzeugung des Bildsignals an der Leitung 159.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schwärzungsdichte-Steueranordnung zum Steuern des Betriebs eines Halbtonkopierers mil Punktmatrix-Tintenstrahldrucker, wobei ein Original abgetastet und eine Reproduktion des Originals erzeugt wird, mit einem optischen Abtaster, der ein der Tönung des Originals an aufeinanderfolgenden Punkten längs einer Abtastlinie auf dem Original proportionales Ausgangssignal abgibt, und einem Integrator, der das Ausgangssignal des Abtasters wiederholt integriert und jeweils ein erstes Freigabesignal für den Tintenstrahldrucker liefert, wenn das Integral des Ausgangssignals des Abtasters einen vorbestimmten Integrationswert erreicht, wobei der Integrator jedesmal beim Erreichen des vorbestimmten Integrationswerts zurückgestellt wird, gekennzeichnet durch einen unmittelbar abhängig vom Ausgangssignal des Abtasters (121) arbeitenden Pegeldetektor (149, 147), der ein zweites Freigabesignal (151) für den Tintenstrahldrucker liefert, wenn das Ausgangssignal des Abtasters einen vorgewählten Wert überschreitet, und eine Drucksteuervorrichtung (155,153), die beim Empfang eines der beiden Freigabesignale (141,151) eine Drucksteuer-Ausgangsimpulsfolge an den Tintenstrahldrucker abgibt (F i g. 6).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abtaster eine lichtempfindliche Diode (131) und eine Vorrichtung zur Abgabe eines Ausgangssignals abhängig vom Widerstand der Diode enthält, daß der Integrator einen spannungsgesteuerten Oszillator (143) enthält, der abhängig vom Ausgangssignal des optischen Abtasters ein Ausgangssignal mit einer vom Ausgangssignal des optischen Abtasters abhängigen Frequenz liefert, und daß der Integrator außerdem einen Teiler (145) mit dem Teilerverhältnis Nenthält, der für jeweils ΛΖ-Zyklen des Oszillatorausgangssignals einen Ausgangsimpuls abgibt und immer dann rückgesetzt wird, wenn das Ausgangssignal des optischen Abtasters den vorgewählten Wert übersteigt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuervorrichtung (155, 153) eine Synchronisierungsvorrichtung zum Synchronisieren der Drucksteuer-Ausgangsimpulsfolge mit der Geschwindigkeit enthält, mit der die Druckvorrichtung den Punkt zum Ablagern von Tropfen längs der Druckzeile ändert.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abtaster eine lichtempfindliche Diode (131), eine Bezugsspannungsvorrichtung zum Anlegen einer konstanten Spannung (+ V) an die Diode, eine an die Diode angeschlossene Verstärkervorrichtung (133) zum Erzeugen eines mit dem auf die Diode auftreffenden Licht umgekehrt in Beziehung stehenden Ausgangssignals und eine Vorrichtung (127, 129, 137) zum Vorspannen der Verstärkervorrichtung in der Weise, daß das Ausgangssignal der lichtempfindlichen Diode nicht unter einen vorbestimmten Wert sinkt, enthält.